(57)【要約】【課題】消費電力を削減した電子機器を提供する。【解決手段】電子機器は、データを送信する機能を備えている。電子機器には、第１のデータと、第２のデータとが与えられる。電子機器が、第１のデータから第１のハッシュ値を生成し、第１のデータを送信する機能を有する。電子機器が、第２のデータから第２のハッシュ値を生成し、第１のハッシュ値と、第２のハッシュ値と、を比較する機能と、第１のハッシュ値と、第２のハッシュ値とが異なるとき、第２のデータを送信する機能と、第１のハッシュ値と、第２のハッシュ値とが同じとき、第２のデータを送信しない機能を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを送信する機能を備えた電子機器であって、
前記電子機器には、第１のデータと、第２のデータとが与えられ、
前記電子機器が、
前記第１のデータから第１のハッシュ値を生成し、前記第１のデータを送信する機能と、
前記第２のデータから第２のハッシュ値を生成する機能と、
前記第１のハッシュ値と、前記第２のハッシュ値と、を比較する機能と、
前記第１のハッシュ値と、前記第２のハッシュ値とが異なるとき、前記第２のデータを送信する機能と、
前記第１のハッシュ値と、前記第２のハッシュ値とが同じとき、前記第２のデータを送信しない機能と、を有する
電子機器。
【請求項２】
ディスプレイコントローラと、表示パネルと、を有する表示装置であって、
前記ディスプレイコントローラは、ハッシュ生成回路、ハッシュ制御回路、フレームメモリ、比較回路、タイミング制御回路、及び画像処理回路を有し、
前記ハッシュ生成回路には、第１の表示データが与えられ、
前記ハッシュ生成回路が、
第１のハッシュ値を生成する機能と、
前記第１の表示データを前記フレームメモリに与える機能と、
前記ハッシュ制御回路が、前記第１のハッシュ値を確定する機能と、
前記比較回路が、前記第１のハッシュ値を保存し、さらに、前記タイミング制御回路を起動する機能と、
前記タイミング制御回路が、
前記画像処理回路を起動し、前記フレームメモリに保存された前記第１の表示データを画像処理させる機能と、
前記画像処理された前記第１の表示データを前記画像処理回路から前記表示パネルに送信し表示を更新する機能と、を有する、
表示装置。
【請求項３】
請求項２において
前記ハッシュ生成回路には、第２の表示データが与えられ、
前記ハッシュ生成回路が、
第２のハッシュ値を生成する機能と、
前記第２の表示データを前記フレームメモリに与える機能と、
前記ハッシュ制御回路は、前記第２のハッシュ値を確定する機能と、
前記比較回路が、
保存された前記第１のハッシュ値と、前記第２のハッシュ値と、を比較する機能と、
前記第２のハッシュ値と前記第１のハッシュ値とが異なるとき、前記第２のハッシュ値を保存し、さらに、前記タイミング制御回路を起動する機能と、
前記タイミング制御回路が、
前記画像処理回路を起動し、前記フレームメモリに保存された前記第２の表示データを画像処理させる機能と、
前記画像処理された前記第２の表示データを前記画像処理回路から前記表示パネルに送信し表示を更新する機能と、
前記比較回路が、前記第２のハッシュ値と前記第１のハッシュ値とが同じとき、前記タイミング制御回路を停止させる機能と、を有する、
表示装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３において、
前記表示パネルは、複数の画素を有し、
前記画素は、さらに、前記表示パネルの表示位置を示す第１の座標情報を有し、
前記ハッシュ生成回路が、
前記第１の表示データに含まれる前記第１の座標情報から規則的にサンプリングする機能と、
前記サンプリングされた前記第１の表示データから前記第１のハッシュ値を生成する機能と、
前記第２の表示データに含まれる前記第１の座標情報から規則的にサンプリングする機能と、
前記サンプリングされた前記第２の表示データから前記第２のハッシュ値を生成する機能と、を有する、
表示装置。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４のいずれかにおいて、
前記ハッシュ生成回路が、
前記第１の表示データに重み係数をかけて前記第１のハッシュ値を生成する機能と、
前記第２の表示データに重み係数をかけて前記第２のハッシュ値を生成する機能と、を有する、
表示装置。
【請求項６】
請求項２乃至請求項５のいずれかにおいて、
前記画素は、さらに、複数のサブ画素を有し、
前記サブ画素は、さらに、前記表示パネルの表示位置を示す第２の座標情報を有し、
前記第１の表示データは、複数の第１のサブ表示データを有し、
前記ハッシュ生成回路が、前記第１のサブ表示データに含まれる前記第２の座標情報から第１のサブハッシュ値を生成する機能と、
前記第２の表示データは、複数の第２のサブ表示データを有し、
前記ハッシュ生成回路が、前記第２のサブ表示データに含まれる前記第２の座標情報から第２のサブハッシュ値を生成する機能と、を有する、
表示装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記ハッシュ生成回路が、前記第１のサブ表示データに含まれる前記第２の座標情報から規則的にサンプリングして第１のサブハッシュ値を生成する機能と、
前記ハッシュ生成回路が、前記第２のサブ表示データに含まれる前記第２の座標情報から規則的にサンプリングして第２のサブハッシュ値を生成する機能と、を有する、
表示装置。
【請求項８】
請求項６又は請求項７において、
前記ハッシュ生成回路が、
前記第１のサブ表示データに重み係数をかけて前記第１のサブハッシュ値を生成する機能と、
前記第２のサブ表示データに重み係数をかけて前記第２のサブハッシュ値を生成する機能と、を有する、
表示装置。
【請求項９】
請求項２乃至８のいずれか一の表示装置は、トランジスタを有し、前記トランジスタは、半導体層にアモルファスシリコンを有する表示装置。
【請求項１０】
請求項２乃至８のいずれか一の表示装置は、トランジスタを有し、前記トランジスタは、半導体層に多結晶シリコンを有する表示装置。
【請求項１１】
請求項２乃至８のいずれか一の表示装置は、トランジスタを有し、前記トランジスタは、半導体層に金属酸化物を有する表示装置。
【請求項１２】
請求項２乃至８のいずれか一の表示装置と、
タッチセンサと、
を有する表示モジュール。
【請求項１３】
請求項２乃至８のいずれか一の表示装置、又は請求項９に記載の表示モジュールと、
操作キーと、を有する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、表示装置、電子機器、及び表示モジュールに関する。
【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、又は、製造方法に関する。又は、本発明は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、又は、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。特に、本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法に関する。
【０００３】
なお、本明細書等において、半導体装置は、半導体特性を利用することで機能しうる素子、回路、又は装置等を指す。一例としては、トランジスタ、ダイオード等の半導体素子は半導体装置である。また別の一例としては、半導体素子を有する回路は、半導体装置である。また別の一例としては、半導体素子を有する回路を備えた装置は、半導体装置である。
【背景技術】
【０００４】
表示装置は、スマートフォン、タブレット、電子ブックリーダー等のモバイル機器、さらにモニタや、ＴＶ、デジタルサイネージなどの電子機器に使用されている。モバイル機器は、長時間使用できることが求められ、電子機器は、低電力で使用できることが求められている。
【０００５】
低電力化を実現する技術の一つは、トランジスタに適用可能な金属酸化物が注目されている。例えば、酸化亜鉛、又はＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物などの金属酸化物を用いてトランジスタを作製する技術が特許文献１に開示されている。半導体層に、金属酸化物を有するトランジスタをＯＳトランジスタという。
【０００６】
ＯＳトランジスタはオフ電流が非常に小さい。ＯＳトランジスタを利用して、静止画像を表示する際の表示の更新間隔を少なくし、液晶ディスプレイの消費電力を低減する技術が特許文献２に開示されている。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・ストップ駆動」もしくは「ＩＤＳ駆動」と呼称する。
【０００７】
プログラム、又は複数のデータの集まりを比較するときにハッシュ値を用いて比較することが特許文献３に開示されている。
【０００８】
また、ＯＳトランジスタのオフ電流が小さいことを利用して、ＯＳトランジスタをメモリ素子に用いた例が報告されている。例えば、特許文献４には、ＯＳトランジスタを、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）に用いた例が開示されている。例えば、特許文献５には、ＯＳトランジスタを用いた不揮発性メモリ素子が開示されている。本明細書では、これらＯＳトランジスタを用いたメモリ素子をＯＳメモリと呼称する。ＯＳメモリは、書き換え可能回数に制限がなく、消費電力も少ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１２３８６１号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４１５２２号公報
【特許文献３】国際公開第２０１１／１５５０９８号
【特許文献４】特開２０１３−１６８６３１号公報
【特許文献５】特開２０１２−０６９９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
スマートフォン、タブレット、及び電子ブックリーダーなどを、長時間使用できるようにするために消費電力を小さくする必要がある。消費電力を小さくする代表的な制御方法は、パワーゲーティングやクロックゲーティングがある。表示装置の場合は、表示の更新間隔を減らすなどの方法が提案されている。周辺回路を制御するプロセッサは、パワーゲーティング、及びクロックゲーティングのために周辺回路を監視しなければならない。よって、プロセッサは、周辺回路を監視するためのポーリング処理、又は割り込み処理によりプロセッサの処理能力が低下し、消費電力が増加する問題がある。
【００１１】
また、電子機器の表示制御は、プログラムにより管理されている。つまり、スマートフォン、タブレット、電子ブックリーダー、モニタ、ＴＶ、及びデジタルサイネージなどを制御するプログラムは、表示の更新間隔を制御する必要がある。
【００１２】
上記問題に鑑み、本発明の一態様は、新規な構成の表示装置を提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、表示の内容に応じて表示の更新間隔を制御することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、消費電力を低減させる電子機器を提供することを課題の一とする。
【００１３】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【００１４】
なお本発明の一態様の課題は、上記列挙した課題に限定されない。上記列挙した課題は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお他の課題は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない課題である。本項目で言及していない課題は、当業者であれば明細書又は図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一態様は、上記列挙した記載、及び／又は他の課題のうち、少なくとも一つの課題を解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一態様は、データを送信する機能を備えた電子機器であって、電子機器には、第１のデータと、第２のデータとが与えられる。電子機器が、第１のデータから第１のハッシュ値を生成し、第１のデータを送信する機能と、第２のデータから第２のハッシュ値を生成する機能と、第１のハッシュ値と、第２のハッシュ値と、を比較する機能と、第１のハッシュ値と、第２のハッシュ値とが異なるとき、第２のデータを送信する機能と、第１のハッシュ値と、第２のハッシュ値とが同じとき、第２のデータを送信しない機能と、を有する、電子機器である。
【００１６】
本発明の一態様は、ディスプレイコントローラと、表示パネルと、を有する表示装置であって、ディスプレイコントローラは、ハッシュ生成回路、ハッシュ制御回路、フレームメモリ、比較回路、タイミング制御回路、及び画像処理回路を有している。ハッシュ生成回路には、第１の表示データが与えられる。ハッシュ生成回路が、第１のハッシュ値を生成する機能と、第１の表示データをフレームメモリに与える機能と、ハッシュ制御回路が、第１のハッシュ値を確定する機能を有する。比較回路が、第１のハッシュ値を保存し、さらに、タイミング制御回路を起動する機能を有する。タイミング制御回路が、画像処理回路を起動し、フレームメモリに保存された第１の表示データを画像処理させる機能と、画像処理された第１の表示データを画像処理回路から表示パネルに送信し表示を更新する機能と、を有する、表示装置である。
【００１７】
上記各構成において、ハッシュ生成回路には、第２の表示データが与えられる。ハッシュ生成回路が、第２のハッシュ値を生成する機能と、第２の表示データをフレームメモリに与える機能と、ハッシュ制御回路は、第２のハッシュ値を確定する機能を有する。比較回路が、保存された第１のハッシュ値と、第２のハッシュ値と、を比較する機能と、第２のハッシュ値が第１のハッシュ値と異なるとき、第２のハッシュ値を保存し、さらに、タイミング制御回路を起動する機能を有する。タイミング制御回路が、画像処理回路を起動し、フレームメモリに保存された第２の表示データを画像処理させる機能と、画像処理された第２の表示データを画像処理回路から表示パネルに送信し表示を更新する機能と、を有する。比較回路が、第２のハッシュ値が第１のハッシュ値と同じとき、タイミング制御回路を停止させる機能と、を有する、表示装置が好ましい。
【００１８】
上記各構成において、ハッシュ生成回路には、第２の表示データが与えられる。ハッシュ生成回路が、第２のハッシュ値を生成する機能と、第２の表示データをフレームメモリに与える機能と、ハッシュ制御回路が、第２のハッシュ値を確定する機能を有する。比較回路が、保存された第１のハッシュ値と、第２のハッシュ値と、を比較する機能と、第２のハッシュ値と第１のハッシュ値とが異なるとき、第２のハッシュ値を保存し、さらに、タイミング制御回路を起動する機能と、タイミング制御回路によって起動された画像処理回路が、フレームメモリに保存された第２の表示データを表示パネルに送信し表示を更新する機能を有する。比較回路が、第２のハッシュ値と第１のハッシュ値とが同じとき、タイミング制御回路を停止させる機能と、を有する、表示装置が好ましい。
【００１９】
上記各構成において、表示パネルは、複数の画素を有し、画素は、さらに、表示パネルの表示位置を示す第１の座標情報を有している。ハッシュ生成回路は、第１の表示データに含まれる第１の座標情報から規則的にサンプリングする機能と、サンプリングされた第１の表示データから第１のハッシュ値を生成する機能と、を有する。ハッシュ生成回路は、第２の表示データに含まれる第１の座標情報から規則的にサンプリングする機能と、サンプリングされた第２の表示データから第２のハッシュ値を生成する機能と、を有する、表示装置が好ましい。
【００２０】
上記各構成において、ハッシュ生成回路が、第１の表示データに重み係数をかけて第１のハッシュ値を生成する機能と、第２の表示データに重み係数をかけて第２のハッシュ値を生成する機能と、を有する、表示装置が好ましい。
【００２１】
上記各構成において、画素は、さらに、複数のサブ画素を有し、サブ画素は、さらに、表示パネルの表示位置を示す第２の座標情報を有し、第１の表示データは、複数の第１のサブ表示データを有している。ハッシュ生成回路が、第１のサブ表示データに含まれる第２の座標情報から第１のサブハッシュ値を生成する機能を有する。第２の表示データは、複数の第２のサブ表示データを有している。ハッシュ生成回路が、第２のサブ表示データに含まれる第２の座標情報から第２のサブハッシュ値を生成する機能と、を有する、表示装置が好ましい。
【００２２】
上記各構成において、ハッシュ生成回路が、第１のサブ表示データに含まれる第２の座標情報から規則的にサンプリングして第１のサブハッシュ値を生成する機能と、ハッシュ生成回路が、第２のサブ表示データに含まれる第２の座標情報から規則的にサンプリングして第２のサブハッシュ値を生成する機能と、を有する、表示装置が好ましい。
【００２３】
上記各構成において、ハッシュ生成回路が、第１のサブ表示データに重み係数をかけて第１のサブハッシュ値を生成する機能と、第２のサブ表示データに重み係数をかけて第２のサブハッシュ値を生成する機能と、を有する、表示装置が好ましい。
【００２４】
上記各構成において、いずれか一の表示装置は、トランジスタを有し、トランジスタは、半導体層にアモルファスシリコンを有する表示装置が好ましい。
【００２５】
上記各構成において、いずれか一の表示装置は、トランジスタを有し、トランジスタは、半導体層に多結晶シリコンを有する表示装置が好ましい。
【００２６】
上記各構成において、いずれか一の表示装置は、トランジスタを有し、トランジスタは、半導体層に金属酸化物を有する表示装置が好ましい。
【００２７】
上記各構成において、いずれか一の表示装置と、タッチセンサと、を有する表示モジュールが好ましい。
【００２８】
上記各構成において、いずれか一の表示装置、又は表示モジュールと、操作キーとを有する電子機器が好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
上記問題に鑑み、本発明の一態様は、新規な構成の表示装置を提供することができる。又は、本発明の一態様は、表示の内容に応じて表示の更新間隔を制御することができる。又は、本発明の一態様は、消費電力を低減させる電子機器を提供することができる。
【００３０】
なお本発明の一態様の効果は、上記列挙した効果に限定されない。上記列挙した効果は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお他の効果は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない効果である。本項目で言及していない効果は、当業者であれば明細書又は図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一態様は、上記列挙した効果、及び／又は他の効果のうち、少なくとも一つの効果を有するものである。したがって本発明の一態様は、場合によっては、上記列挙した効果を有さない場合もある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】電子機器の構成を説明するブロック図。
【図２】表示装置の構成を説明する図。
【図３】表示装置の構成を説明する図。
【図４】表示パネルを説明する図。
【図５】表示パネルを説明する図。
【図６】（Ａ）表示データの構成を説明する図。（Ｂ）演算処理の方法を説明する図。（Ｃ）演算処理の方法を説明する図。
【図７】表示装置の構成例。
【図８】表示装置の構成例。
【図９】表示装置の構成例。
【図１０】表示装置の構成例。
【図１１】表示装置の構成例。
【図１２】表示装置の構成例。
【図１３】レーザ照射方法及びレーザ結晶化装置を説明する図。
【図１４】レーザ照射方法を説明する図。
【図１５】画素ユニットを説明する図。
【図１６】画素ユニットを説明する図。
【図１７】表示装置の回路を説明する図及び画素の上面図。
【図１８】表示装置の回路を説明する図。
【図１９】表示装置の回路を説明する図及び画素の上面図。
【図２０】表示装置の構成を説明する図。
【図２１】表示装置の構成を説明する図。
【図２２】表示装置の構成を説明する図。
【図２３】表示装置の構成を説明する図。
【図２４】電子機器を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。ただし、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は、以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００３３】
また、図面において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は、理想的な例を模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。
【００３４】
また、本明細書にて用いる「第１」、「第２」、「第３」という序数詞は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではないことを付記する。
【００３５】
また、本明細書において、「上に」、「下に」などの配置を示す語句は、構成同士の位置関係を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている。また、構成同士の位置関係は、各構成を描写する方向に応じて適宜変化するものである。したがって、明細書で説明した語句に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。
【００３６】
また、本明細書等において、トランジスタとは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む少なくとも三つの端子を有する素子である。そして、ドレイン（ドレイン端子、ドレイン領域又はドレイン電極）とソース（ソース端子、ソース領域又はソース電極）の間にチャネル領域を有しており、チャネル領域を介して、ソースとドレインとの間に電流を流すことができるものである。なお、本明細書等において、チャネル領域とは、電流が主として流れる領域をいう。
【００３７】
また、ソースやドレインの機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書等においては、ソースやドレインの用語は、入れ替えて用いることができるものとする。
【００３８】
また、本明細書等において、「電気的に接続」には、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限を受けない。例えば、「何らかの電気的作用を有するもの」には、電極や配線をはじめ、トランジスタなどのスイッチング素子、抵抗素子、インダクタ、キャパシタ、その他の各種機能を有する素子などが含まれる。
【００３９】
また、本明細書等において、「平行」とは、二つの直線が−１０°以上１０°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、−５°以上５°以下の場合も含まれる。また、「垂直」とは、二つの直線が８０°以上１００°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。
【００４０】
また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。又は、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
【００４１】
また、本明細書等において、特に断りがない場合、オフ電流とは、トランジスタがオフ状態（非導通状態、遮断状態、ともいう）にあるときのドレイン電流をいう。オフ状態とは、特に断りがない場合、ｎチャネル型トランジスタでは、ゲートとソースの間の電圧Ｖｇｓがしきい値電圧Ｖｔｈよりも低い状態、ｐチャネル型トランジスタでは、ゲートとソースの間の電圧Ｖｇｓがしきい値電圧Ｖｔｈよりも高い状態をいう。例えば、ｎチャネル型のトランジスタのオフ電流とは、ゲートとソースの間の電圧Ｖｇｓがしきい値電圧Ｖｔｈよりも低いときのドレイン電流をいう場合がある。
【００４２】
トランジスタのオフ電流は、Ｖｇｓに依存する場合がある。したがって、トランジスタのオフ電流がＩ以下である、とは、トランジスタのオフ電流がＩ以下となるＶｇｓの値が存在することをいう場合がある。トランジスタのオフ電流は、所定のＶｇｓにおけるオフ状態、所定の範囲内のＶｇｓにおけるオフ状態、又は、十分に低減されたオフ電流が得られるＶｇｓにおけるオフ状態、等におけるオフ電流を指す場合がある。
【００４３】
一例として、しきい値電圧Ｖｔｈが０．５Ｖであり、Ｖｇｓが０．５Ｖにおけるドレイン電流が１×１０−９Ａであり、Ｖｇｓが０．１Ｖにおけるドレイン電流が１×１０−１３Ａであり、Ｖｇｓが−０．５Ｖにおけるドレイン電流が１×１０−１９Ａであり、Ｖｇｓが−０．８Ｖにおけるドレイン電流が１×１０−２２Ａであるようなｎチャネル型トランジスタを想定する。当該トランジスタのドレイン電流は、Ｖｇｓが−０．５Ｖにおいて、又は、Ｖｇｓが−０．５Ｖ乃至−０．８Ｖの範囲において、１×１０−１９Ａ以下であるから、当該トランジスタのオフ電流は１×１０−１９Ａ以下である、という場合がある。当該トランジスタのドレイン電流が１×１０−２２Ａ以下となるＶｇｓが存在するため、当該トランジスタのオフ電流は１×１０−２２Ａ以下である、という場合がある。
【００４４】
また、本明細書等では、チャネル幅Ｗを有するトランジスタのオフ電流を、チャネル幅Ｗあたりを流れる電流値で表す場合がある。また、所定のチャネル幅（例えば１μｍ）あたりを流れる電流値で表す場合がある。後者の場合、オフ電流の単位は、電流／長さの次元を持つ単位（例えば、Ａ／μｍ）で表される場合がある。
【００４５】
トランジスタのオフ電流は、温度に依存する場合がある。本明細書において、オフ電流は、特に記載がない場合、室温、６０℃、８５℃、９５℃、又は１２５℃におけるオフ電流を表す場合がある。又は、当該トランジスタが含まれる半導体装置等の信頼性が保証される温度、又は、当該トランジスタが含まれる半導体装置等が使用される温度（例えば、５℃乃至３５℃のいずれか一の温度）におけるオフ電流、を表す場合がある。トランジスタのオフ電流がＩ以下である、とは、室温、６０℃、８５℃、９５℃、１２５℃、当該トランジスタが含まれる半導体装置等の信頼性が保証される温度、又は、当該トランジスタが含まれる半導体装置等が使用される温度（例えば、５℃乃至３５℃のいずれか一の温度）、におけるトランジスタのオフ電流がＩ以下となるＶｇｓの値が存在することを指す場合がある。
【００４６】
トランジスタのオフ電流は、ドレインとソースの間の電圧Ｖｄｓに依存する場合がある。本明細書において、オフ電流は、特に記載がない場合、Ｖｄｓが０．１Ｖ、０．８Ｖ、１Ｖ、１．２Ｖ、１．８Ｖ、２．５Ｖ、３Ｖ、３．３Ｖ、１０Ｖ、１２Ｖ、１６Ｖ、又は２０Ｖにおけるオフ電流を表す場合がある。又は、当該トランジスタが含まれる半導体装置等の信頼性が保証されるＶｄｓ、又は、当該トランジスタが含まれる半導体装置等において使用されるＶｄｓにおけるオフ電流、を表す場合がある。トランジスタのオフ電流がＩ以下である、とは、Ｖｄｓが０．１Ｖ、０．８Ｖ、１Ｖ、１．２Ｖ、１．８Ｖ、２．５Ｖ、３Ｖ、３．３Ｖ、１０Ｖ、１２Ｖ、１６Ｖ、２０Ｖ、当該トランジスタが含まれる半導体装置等の信頼性が保証されるＶｄｓ、又は、当該トランジスタが含まれる半導体装置等において使用されるＶｄｓ、におけるトランジスタのオフ電流がＩ以下となるＶｇｓの値が存在することを指す場合がある。
【００４７】
上記オフ電流の説明において、ドレインをソースと読み替えてもよい。つまり、オフ電流は、トランジスタがオフ状態にあるときのソースを流れる電流をいう場合もある。
【００４８】
また、本明細書等では、オフ電流と同じ意味で、リーク電流と記載する場合がある。また、本明細書等において、オフ電流とは、例えば、トランジスタがオフ状態にあるときに、ソースとドレインとの間に流れる電流を指す場合がある。
【００４９】
なお、電圧とは２点間における電位差のことをいい、電位とはある一点における静電場の中にある単位電荷が持つ静電エネルギー（電気的な位置エネルギー）のことをいう。ただし、一般的に、ある一点における電位と基準となる電位（例えば接地電位）との電位差のことを、単に電位もしくは電圧と呼び、電位と電圧が同義語として用いられることが多い。このため、本明細書では特に指定する場合を除き、電位を電圧と読み替えてもよいし、電圧を電位と読み替えてもよいこととする。
【００５０】
（実施の形態１）
本実施の形態では、表示データから生成したハッシュ値によって、表示の更新間隔が制御される表示装置について、図１乃至図６を用いて説明する。
【００５１】
図１は、電子機器１０００の構成を示している。電子機器１０００は、表示装置１１００と、プロセッサ１０１１と、記憶装置１０１２と、入力装置１０１３と、クロック生成回路１０１４と、スピーカ１０１５と、マイク１０１６と、を有している。表示装置１１００は、ディスプレイコントローラ１１０１と、表示パネル１１０２と、を有している。ディスプレイコントローラ１１０１は、デコーダ回路１１１１と、ハッシュ生成回路１１１２と、フレームメモリ１１１３と、画像処理回路１１１４と、ハッシュ制御回路１１１５と、比較回路１１１６と、タイミング制御回路１１１７と、を有している。
【００５２】
電子機器１０００は、無線通信の機能と、有線通信の機能と、を有している。したがって、電子機器１０００は、無線通信又は有線通信のいずれかの手段を用いてデータサーバ１１２１とデータの送受信を行う。例えば、無線通信を行うとき、搬送波を用いて、データを送受信することができる。本実施の形態では、一例として電子機器１０００が表示データを受信するときについて説明をする。データサーバ１１２１は、記憶装置を有するモバイル機器などでもよい。
【００５３】
無線通信を行うときは、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等のＩＥＥＥにより通信規格化された仕様を利用することができる。
【００５４】
電子機器１０００は、外部記憶装置１１２２と電気的に接続されていてもよい。外部記憶装置１１２２とは、ＨＤＤ、光ディスク、磁気ディスク、磁気テープ、ＵＳＢ接続が可能な不揮発性メモリ、又は、外部より挿入された不揮発性メモリであることが好ましい。電子機器１０００は、上記の外部記憶装置１１２２を構成の一つとして有してもよい。
【００５５】
記憶装置１０１２は、制御プログラム、アプリケーションプログラム、及びデータが記憶されている。プロセッサ１０１１は、制御プログラム又はアプリケーションプログラムに従って、表示装置１１００と、記憶装置１０１２と、入力装置１０１３と、クロック生成回路１０１４と、スピーカ１０１５と、マイク１０１６と、を制御する機能を有する。記憶装置１０１２は、電子機器１０００の電源が切られても、データを保持することができる。そうすることで、再度、電子機器１０００の電源が起動されたときに、プログラムの起動時間を早くすることができる。
【００５６】
記憶装置１０１２又はフレームメモリ１１１３は、内蔵メモリ（不揮発性メモリ、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＲＡＭ、ＯＳメモリなど）もしくは外部から挿入された不揮発性メモリであることが好ましい。もしくは通信モジュールでダウンロードしたプログラムや、データを一時的に記憶するワークメモリ（不揮発性メモリ、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＯＳメモリなど）でもよい。
【００５７】
不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリは、フローティングゲートと呼ばれるものを、チャネルとゲートの間に設け、フローティングゲートに電荷を蓄えることにより、データを保持する。しかしながら、従来のＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリは、フローティングゲートへの電荷の注入や除去の際に高い電圧を必要とし、また、そのせいもあって、ゲート絶縁膜の劣化が避けられず、無制限に書き込みや消去を繰り返せなかった。
【００５８】
ＯＳメモリは、オフ電流が小さいＯＳトランジスタを用いることで、電源が切られても、データを保持できるメモリの構成である。ＯＳメモリに用いるトランジスタについては、実施の形態６にて詳細な説明をする。
【００５９】
入力装置１０１３は、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、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、ジョイスティック、キーボード、ハードウェアボタン、ポインティングデバイス、撮像装置、音声入力装置、視線入力装置、及び姿勢検出装置などがある。
【００６０】
クロック生成回路１０１４は、電子機器１０００で使用するクロックを生成する。プロセッサ１０１１は、クロック生成回路１０１４によって生成されたクロックで動作する。例えば、クロック生成回路１０１４は、ディスプレイコントローラ１１０１を制御するためのクロックを生成する。さらにタイミング制御回路１１１７から表示パネル１１０２に与えるクロックを生成するための基準クロックなどを生成する。
【００６１】
ディスプレイコントローラ１１０１について説明する。デコーダ回路１１１１は、データサーバ１１２１もしくは、外部記憶装置１１２２から受信した受信データから、ヘッダを除去し、エントロピー復号化処理を行い、表示データを抽出することができる。
【００６２】
表示データは、ハッシュ生成回路１１１２に与えられる。ハッシュ生成回路１１１２は、表示データをフレームメモリ１１１３に保存し、同時に、表示データからハッシュ値を生成する。ハッシュ制御回路１１１５は、表示データの１フレームごとの区切りを検出することができる。したがって、ハッシュ制御回路１１１５は、１フレームごとのハッシュ値を確定させることができる。
【００６３】
ここでは、説明のために以下を定義する。第１のハッシュ値は、表示パネル１１０２に表示されている第１の表示データのハッシュ値である。第２のハッシュ値は、ハッシュ制御回路１１１５によって確定されたハッシュ値である。第２のハッシュ値は、フレームメモリ１１１３に保存された第２の表示データを表し、表示パネル１１０２に与えられる前の、非表示の第２の表示データを示している。
【００６４】
比較回路１１１６は、第１のハッシュ値を保存することができる。また、比較回路１１１６は、第１のハッシュ値と、第２のハッシュ値を比較することができる。比較された結果が異なるときは、表示パネル１１０２を第２の表示データで更新するために、タイミング制御回路１１１７を動作させる。さらに、第２のハッシュ値を、比較回路１１１６に保存する。しかしながら、比較した結果が同じであれば、タイミング制御回路１１１７の動作を停止し、比較回路１１１６が保存するハッシュ値は更新されない。また、表示パネル１１０２の表示が更新されない。
【００６５】
タイミング制御回路１１１７は、表示パネル１１０２の表示を更新するための制御信号を生成することができる。画像処理回路１１１４は、フレームメモリ１１１３に保存された表示データに対し、画像処理（ガンマ補正、調色、調光など）をすることができる。一例として、調色は、白表示をしたときの色温度を変更することができる。電子機器１０００は、使用される環境に合わせて色温度を変更することで利用者の目の疲労を軽減することができる。
【００６６】
画像処理回路１１１４は、タイミング制御回路１１１７の生成する制御信号に同期して、フレームメモリ１１１３に保存された表示データを表示パネル１１０２に与えることができる。したがって表示パネル１１０２は、フレームメモリ１１１３に保存された第２の表示データで表示が更新される。
【００６７】
図２は、ディスプレイコントローラ１１０１の詳細な構成を示している。ハッシュ制御回路１１１５は、１フレームの終わりを示すＥＯＦ（Ｅｎｄ  ｏｆ  Ｆｒａｍｅ  Ｆｌａｇ）を検出するＥＯＦ検出回路１１１５ａと、メモリ１１１５ｂと、を有している。比較回路１１１６は、比較制御回路１１１６ａと、メモリ１１１６ｂと、を有している。
【００６８】
ここでは、図１で説明のために定義された条件を用いて説明を続ける。第２の表示データは、デコーダ回路１１１１を介してハッシュ生成回路１１１２に与えられる。ハッシュ生成回路１１１２は、第２の表示データからハッシュ値を生成することができる。またハッシュ生成回路１１１２は、フレームメモリ１１１３に第２の表示データを保存することができる。第１の表示データは、表示パネル１１０２に表示され、メモリ１１１６ｂには第１のハッシュ値が保存されている。
【００６９】
ＥＯＦ検出回路１１１５ａは、フレームごとのＥＯＦを検出し、第２の表示データのハッシュ値を確定させることができる。言い換えると、第２の表示データのＥＯＦを検出することで、第２のハッシュ値が確定される。確定された第２のハッシュ値は、メモリ１１１５ｂに保存される。ＥＯＦ検出回路は、カウンタ回路又は比較回路などを用いることができる。例えば、カウンタ回路を用いてＥＯＦを検出するときは、フレームメモリ１１１３に書き込む回数をカウントすることでＥＯＦを検出することができる。同様に、比較回路を用いてＥＯＦを検出するときは、フレームメモリ１１１３に書き込むアドレスを比較することで検出することができる。
【００７０】
比較回路１１１６が有するメモリ１１１６ｂは、表示パネル１１０２に表示されている第１の表示データから生成された第１のハッシュ値が保存されている。比較制御回路１１１６ａは、ＥＯＦ検出回路１１１５ａからＥＯＦを受け取ると、メモリ１１１６ｂに保存されている第１のハッシュ値と、メモリ１１１５ｂに保存されている第２のハッシュ値と、を比較する。
【００７１】
比較制御回路１１１６ａは、第１のハッシュ値と第２のハッシュ値を比較した結果が異なると判断すると、メモリ１１１６ｂに第２のハッシュ値を保存する。さらに、タイミング制御回路１１１７を起動させる。タイミング制御回路１１１７は画像処理回路１１１４を起動し、画像処理回路１１１４には、フレームメモリ１１１３に保存された表示データが与えられる。表示データは、画像処理回路１１１４によって画像処理される。画像処理された表示データは、タイミング制御回路１１１７によって画像処理回路１１１４から表示パネル１１０２に送信され、表示パネル１１０２の表示を更新する。
【００７２】
図３は、ハッシュ生成回路１１１２の詳細な構成を示している。ハッシュ生成回路１１１２は、ラッチ回路１１３０、演算回路１１３１、加算回路１１３２、メモリ１１３３を有している。
【００７３】
表示パネル１１０２は、複数の画素を有し、それぞれの画素が複数のサブ画素を有している。ここでは、画素が三つのサブ画素で構成された例を用いて説明をすすめる。ただし、サブ画素の構成は、三つに限定されない。画素は、４つのサブ画素で構成されていてもよいし、さらに多くのサブ画素で構成されていてもよい。又は、グレースケールの階調を表示する表示パネル１１０２は、画素は一つのサブ画素として構成される。
【００７４】
デコーダ回路１１１１によって抽出された表示データは、三つのサブ表示データで構成されている。ラッチ回路１１３０は、三つのサブ表示データを保存することができる。
【００７５】
ラッチ回路１１３０は、演算回路１１３１へ、三つのサブ表示データを与えることができる。またラッチ回路１１３０は、フレームメモリ１１１３へデータを与えることができる。さらに、ラッチ回路１１３０は、演算回路１１３１及びフレームメモリ１１１３へデータを与えるタイミングを、ＥＯＦ検出回路１１１５ａに与えることができる。上記タイミングは、フレームメモリ１１１３に入力される表示データを更新するための制御信号によって決定される。一例として、制御信号は、フレームメモリ１１１３へのデータ書き込みに用いる選択信号又は書き込み信号などを用いることができる。したがって、選択信号又は書き込み信号は、フレームメモリ１１１３にデータを書き込んだ回数をカウントするのに適している。
【００７６】
演算回路１１３１は、それぞれのサブ表示データに演算処理を行うことで第１の中間データを生成する。第１の中間データの生成方法は、図５及び図６で詳細な説明をする。第１の中間データは、加算回路１１３２に与えられる。加算回路１１３２は、第１の中間データと、メモリ１１３３に保存されている第２の中間データと、を加算することができる。加算した結果は、サブ表示データの第２の中間データとしてメモリ１１１５ｂに与えられる。さらに、加算した結果は、メモリ１１３３に上書き保存される。
【００７７】
ハッシュ生成回路１１１２は、それぞれのサブ表示データに演算処理を行うことで、それぞれのサブハッシュ値を求めることができる。ハッシュ値は、それぞれのサブハッシュ値を組み合わせることで生成される。よって、ハッシュ値は、ＥＯＦ検出回路１１１５ａが検出したＥＯＦのタイミングでメモリ１１１５ｂに保存される。以降、ＥＯＦ検出回路１１１５ａで確定された第２の中間データは、サブハッシュ値と呼ぶ。サブハッシュ値は、サブ表示データの積分値を示している。
【００７８】
図４乃至図６は、ハッシュ値を生成する演算回路１１３１の演算処理について説明する。一例として図４では、表示パネル１１０２の座標情報を示している。表示パネル１１０２は、画素Ｐ（１，１）乃至画素Ｐ（ｍ、ｎ）を有している。例えば、画素Ｐ（ｉ、ｊ）は、座標情報（ｉ、ｊ）を有している。つまり、座標情報とは、表示データによって表示される画素の表示位置を示している。ｉは１以上ｍ以下の自然数、ｊは１以上ｎ以下の自然数である。
【００７９】
図５は、説明を簡便化するために画素Ｐ（１，１）乃至画素Ｐ（４、４）について説明する。図５（Ａ）乃至図５（Ｆ）は、ハッシュ値を生成するための表示データを積分する座標を示している。ハッシュ値は、図５（Ａ）で示すように、全ての表示データを積分することが好ましい。ただし、画素数が増加したときは、全ての表示データを積分すると画素数が増えた分だけ比例して演算量が増加する。さらに、消費電力は、画素数の増加に比例して増加する。また、全ての表示データを積分すると、図形や文字などの表示データが上下左右方向、又は斜め方向へ平行移動したときに、ハッシュ値の算出結果が同じになってしまう課題がある。
【００８０】
例えば、画素Ｐ（１、１）の表示データが、画素Ｐ（２、２）へ平行移動しても、画素Ｐ（１、１）と画素Ｐ（２、２）の表示データは一緒に積分されてしまうので、得られるハッシュ値に変化はない。すなわち、ハッシュ値から表示データの変化を検出することが難しい。
【００８１】
図５（Ｂ）乃至図５（Ｆ）は、図５（Ａ）に比べハッシュ値を算出するための演算量を減らすことができる。さらに、図５（Ｂ）乃至図５（Ｆ）は、それぞれに示された表示位置の表示データを積分することで、図形や文字などの表示が平行移動しても正しいハッシュ値を算出することができる。
【００８２】
図５（Ｂ）の例では、ｘ座標の奇数列の表示データが積分されることで、ハッシュ値の演算量は、図５（Ａ）と比較し１／２にすることができる。さらにハッシュ値の演算量を減らすには、積分するｘ座標間隔を大きく設けることで演算量を減らすことができる。ただし、演算するｘ座標間隔の内側にｘ方向の平行移動の範囲が含まれるときは、ハッシュ値には反映されない課題がある。
【００８３】
例えば、画素Ｐ（１、１）の表示データが、画素Ｐ（３、１）へ平行移動しても、画素Ｐ（１、１）と画素Ｐ（３、１）の表示データは一緒に積分されてしまうので、得られるハッシュ値に変化はない。異なる例として、積分するｘ座標間隔が画素Ｐ（１、１）と画素Ｐ（１、４）のように図５（Ｂ）と異なる間隔を有するとき、画素Ｐ（２、１）の表示データが、画素Ｐ（３、１）へ平行移動しても、画素Ｐ（２、１）と画素Ｐ（３、１）の表示データは積分されないので、得られるハッシュ値に変化はない。すなわち、ハッシュ値から表示データの変化を検出することが難しい。
【００８４】
また、表示内容がｙ方向に平行移動したとき、ハッシュ値を算出するために積分される座標が、全て積分されるときと、又は全て積分されないときでは、算出されたハッシュ値に反映されない課題がある。よって、電子機器１０００の利用者は、表示内容の移動が反映されなくてもよい変化範囲を設定できることが好ましい。
【００８５】
また、図５（Ｂ）において、ハッシュ値は、上記と異なりｘ座標の偶数列の表示データが積分されてもよい。また、図５（Ｂ）において、ｙ座標の奇数列の表示データが積分されてもよいし、ｙ座標の偶数列の表示データが積分されてもよい。
【００８６】
図５（Ｃ）は、ｙ座標が奇数行のときｘ座標の奇数列の表示データが積分され、ｙ座標が偶数行のときｘ座標の偶数列の表示データが積分される例を示している。ハッシュ値の演算量は、図５（Ａ）と比較し１／２にすることができる。ハッシュ値は、図５（Ｂ）に比べ、上下左右の平行移動に対しての変化を反映させることができる。
【００８７】
図５（Ｄ）は、図５（Ｃ）から積分するｘ座標の数を減らした例を示している。したがって、ハッシュ値の演算量は、図５（Ａ）と比較し１／４にすることができる。つまり、図５（Ｄ）は、図５（Ｂ）と、図５（Ｃ）とを組み合わせた配列を有し、演算量を削減しつつ、さらに、上下左右の平行移動だけでなく、斜め方向の平行移動の変化もハッシュ値に反映することができる。
【００８８】
図５（Ｅ）は、斜めに配列する座標群の表示データを積分する例を示している。ハッシュ値の演算量は、図５（Ａ）に比べ、１／４にすることができる。さらに、上下左右の平行移動だけでなく、斜め方向の平行移動の変化もハッシュ値に反映することができる。
【００８９】
図５（Ｆ）は、図５（Ｅ）から積分する座標の数を減らした例を示している。ハッシュ値の演算量は、図５（Ａ）に比べ、１／８にすることができる。さらに、上下左右の平行移動だけでなく、斜め方向の平行移動の変化もハッシュ値に反映することができる。ただし、ｘ座標間隔内にｘ方向の平行移動の範囲が含まれるときは、ハッシュ値には反映されない課題がある。またｙ座標に関しても同じ課題を有している。
【００９０】
例えば、画素Ｐ（１、１）の表示データが、画素Ｐ（３、３）へ平行移動しても、画素Ｐ（１、１）と画素Ｐ（３、３）の表示データは一緒に積分されてしまうので、得られるハッシュ値に変化はない。異なる例として、積分するｘ座標間隔が画素Ｐ（２、２）と画素Ｐ（４、４）のように間隔を有するとき、画素Ｐ（２、２）の表示データが、画素Ｐ（４、４）へ平行移動しても、画素Ｐ（２、２）と画素Ｐ（４、４）の表示データは積分されないので、得られるハッシュ値に変化はない。すなわち、ハッシュ値から表示データの変化を検出することが難しい。
【００９１】
図５（Ｂ）乃至図５（Ｆ）は、積分する座標情報は規則的な間隔を有している。したがって、演算回路１１３１は、積分する座標情報を容易に設定することができる。図５（Ｂ）乃至図５（Ｆ）に示した座標情報は、一例であり、積分する座標位置は限定されない。また図５（Ｂ）乃至図５（Ｆ）で説明した規則的な間隔は、例えば、画素Ｐ（１、１）乃至画素Ｐ（ｉ、ｊ）など、より広い範囲に適用するときは、上記とは異なる規則的な間隔を有することが好ましい。
【００９２】
図６は、演算回路１１３１の演算処理に重み係数を加える方法について説明する。例えば、表示内容が平行移動したときは、第１の中間データに重み係数を加えることで、表示内容の変化が正しく反映されたハッシュ値を算出することができる。
【００９３】
図６（Ａ）は、表示データの一例を示している。表示データは、ＲＧＢの三つのサブ表示データで構成されている。重み係数をそれぞれのサブ表示データに与えることで、同じ階調の表示データであっても、異なる第１の中間データを生成することができる。
【００９４】
ここでは、説明を簡便化するため、図５（Ａ）の表示位置のサブ表示データを積分処理するときの例を示している。表示データは、２４ビット幅で構成され、ＲＧＢの三色で構成されている。よってサブ表示データは、それぞれが８（＝２４／３）ビット幅で構成されている。サブ表示データは、各ビット位置を示すビット０（ＬＳＢ）からビット７（ＭＳＢ）で示している。表示階調は、ビット０からビット７のそれぞれのビット位置に格納される２進数のデータによって与えられる。
【００９５】
図６は、サブ表示データに重み係数を加える方法を示す。重み係数は、ビットシフトによって加える重みを変えられることが好ましい。さらに、ビットシフトによって生じるオーバーフロービットは、消失させる方法（図６（Ｂ））、又は再利用させる方法（図６（Ｃ））によって、サブハッシュ値は異なる算出結果になる。つまり、サブ表示データは、左シフト（１ビット左シフトすると、サブ表示データは２倍になる）させることで、サブハッシュ値を算出することが好ましい。
【００９６】
図６（Ｂ）では、画素Ｐ（２、１）で示したように左シフトするときは、ビット７がオーバーフローする。言い換えると、オーバーフローしたビット７のデータが消失する例を示している。また、左シフトするときは、ビット０の位置に、ストアビットとしてビットｓが加算される。ビットｓは、“０”又は“１”のいずれかが与えられる。サブ表示データにビットシフト処理を加えることで、表示位置ごとのサブ表示データは異なる第１の中間データに変換される。
【００９７】
一例として、ｘ方向に表示内容が平行移動するとき、演算回路１１３１は、サブ表示データに重み係数が加えられることで、サブ表示データが同じであっても、異なる第１の中間データを生成することができる。
【００９８】
図６（Ｃ）は、図６（Ｂ）とは異なる方法で重み係数を加える例を示す。まず、図６（Ｂ）と同じように左シフトすることで、第１の中間データを生成する。画素Ｐ（２、１）で示したように左シフトするときは、ビット７がオーバーフローする。ただし、オーバーフローしたビット７のデータが消失せず、ビット０へ加算される。言い換えると、サブ表示データをループさせて第１の中間データを生成することで、データの消失を防ぐことができる。
【００９９】
したがって、ハッシュ生成回路１１１２は、表示位置ごとに重み係数を変えて生成した第１の中間データを積分することで、表示内容の変化を反映したハッシュ値を生成することができる。上記では、ビットシフト幅を１ビット左シフトした例を示したが、シフト方向、座標ごとのシフト幅、及びサブ表示データが有するビット幅内のシフト量は限定されず、適宜選択できることが好ましい。
【０１００】
図６（Ｂ）又は図６（Ｃ）では、異なる座標位置の画素が異なる重み係数を与えられた例を示しているが、重み係数を与える方法は必ずしも限定されない。異なる重み係数を与える方法を組み合わせてもよい。ハッシュ値の生成方法は、上記に限定されず、誤り検出符号をハッシュ値の生成に用いてもよい。例えば、誤り検出符号であるＣＲＣ３２、又は暗号学的ハッシュ関数であるＭＤ５、ＲＩＰＥＭＤ−２５６、ＳＨＡ−１、ＳＨＡ−２５６、ＳＨＡ−３８４などの公知の関数を用いてもよい。
【０１０１】
図５では、サブ表示データを積分する表示位置を選択することで、表示内容の変化を正しく反映するハッシュ値を生成する方法を示している。図６では、さらに、サブ表示データに重み係数を加えることで、演算量を削減しても表示内容の変化を反映するハッシュ値を生成することができる。したがって、表示データのハッシュ値を比較することで、表示パネル１１０２の表示内容と、次のフレームの表示データが同じかを判断することができる。表示内容を示すハッシュ値が異なるとき、メモリ１１１６ｂが第２のハッシュ値で更新され、表示パネルの表示が更新される。表示内容を示すハッシュ値が同じとき、メモリ１１１６ｂに保持されているハッシュ値、及び表示パネルの表示が更新されない。
【０１０２】
ディスプレイコントローラ１１０１は、表示データのハッシュ値が異なれば表示を更新し、表示データのハッシュ値が同じときは、プロセッサの監視を必要とせずに、アイドリング・ストップ駆動を行うことができる。
【０１０３】
表示パネルの画素数が大きくなるほど、表示パネルの表示を更新するための電力が大きくなる。したがって本実施の形態で示した表示装置は、ハイビジョン（画素数１３６６×７６８）よりはフルハイビジョン（画素数１９２０×１０８０）に適用したときに消費電力の削減効果が得られる。またフルハイビジョンよりは４Ｋ（画素数３８４０×２１６０）に適用したときに消費電力の削減効果がより大きく得られる。さらに、８Ｋ（画素数７６８０×４３２０）に適用したときは消費電力の削減効果が顕著に得られる。
【０１０４】
以上、本実施の形態で示す構成、方法は、他の実施の形態で示す構成、方法と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１０５】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について説明する。
【０１０６】
本発明の一態様は、複数の画素がマトリクス状に配列した表示領域（画素部ともいう）を備える表示装置である。画素部には、選択信号が供給される配線（ゲート線、または走査線ともいう）と、画素に書き込む信号（ビデオ信号等ともいう）が供給される配線（ソース線、信号線、データ線等ともいう）が、それぞれ複数設けられる。ここで、ゲート線同士、及びソース線同士は、それぞれ互いに平行に設けられ、ゲート線とソース線とは互いに交差する。
【０１０７】
１つの画素は、少なくとも１つのトランジスタと、１つの表示素子と、を備える。表示素子は画素電極として機能する導電層を有し、当該導電層は、トランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続する。また、トランジスタは、ゲートがゲート線と電気的に接続し、ソース又はドレインの他方がソース線と電気的に接続する。
【０１０８】
ここで、ゲート線の延伸方向を行方向又は第１の方向とし、ソース線の延伸方向を列方向又は第２の方向と呼ぶこととする。
【０１０９】
ここで、隣接する２本以上のゲート線には、同じ選択信号が供給されることが好ましい。すなわち、これらゲート線の選択期間が同一となることが好ましい。ここでは３本のゲート線を一組にした例を用いて説明をする。ただし、ゲート線の選択期間が同一となるゲート線の数は、ゲート線３本一組に限定されず、ゲート線４本一組にしてもよい。また、それ以上の本数のゲート線を一組にしてもよい。
【０１１０】
３本のゲート線に同じ選択信号が供給される場合、列方向に隣接する３つの画素が同時に選択される。そのため、これら３つの画素には、それぞれ異なるソース線を接続する構成とする。すなわち、列ごとに３本のソース線が配列した構成とする。
【０１１１】
ここで３本のソース線のうち、内側に位置するソース線を、画素電極として機能する導電層と重ねて配置することが好ましい。これにより、画素電極間の距離を小さくすることができる。
【０１１２】
さらに、３本のソース線のうち、外側に位置するソース線と、内側に位置するソース線との間に、トランジスタの半導体層の一部が設けられる構成とすることが好ましい。例えば第１乃至第３のソース線がこの順で配列する場合、第１のソース線と接続するトランジスタ及び第２のソース線と接続するトランジスタの半導体層の一部が、第１のソース線と第２のソース線の間に位置する構成とする。さらに、第３のソース線と接続するトランジスタの半導体層の一部が、第２のソース線と第３のソース線の間に位置する構成とする。これにより、各ソース線と各半導体層との間のノードが、他のソース線と交差しない構成とすることができる。そのため、ソース線間の寄生容量を低減することができる。
【０１１３】
このような構成とすることで、一水平期間を従来よりも長くすることができる。例えば３本のゲート線に同じ選択信号が供給される場合では、一水平期間の長さを３倍にすることができる。さらに、ソース線間の寄生容量を低減できるため、ソース線の負荷を低減することができる。これにより、解像度が４Ｋや８Ｋなどといった極めて高解像度の表示装置であっても、電界効果移動度の低いトランジスタを用いて動作させることが可能となる。また、画面サイズが対角５０インチ以上、対角６０インチ以上、又は対角７０インチ以上の大型の表示装置にも適用することが可能となる。
【０１１４】
以下では、表示装置のより具体的な例について、図面を参照して説明する。
【０１１５】
［表示装置の構成例］
図７に、本発明の一態様の表示装置１１００のブロック図を示している。表示装置１１００は、画素領域（表示領域）と、ソースドライバ（Ｓｏｕｒｃｅ  Ｄｒｉｖｅｒ）と、ゲートドライバ（Ｇａｔｅ  Ｄｒｉｖｅｒ）と、を備える。
【０１１６】
図７では、画素領域を挟んで２つのゲートドライバを有する例を示している。これら２つのゲートドライバには、複数のゲート線ＧＬ０が接続される。図７には、ｉ番目のゲート線ＧＬ０（ｉ）を示している。ゲート線ＧＬ０（ｉ）は、３本のゲート線（ゲート線ＧＬ（ｉ）、ゲート線ＧＬ（ｉ＋１）、ゲート線ＧＬ（ｉ＋２））と電気的に接続されている例を示している。したがって、これら３本のゲート線には同じ選択信号が与えられる。
【０１１７】
ソースドライバには、複数のソース線が接続される。ソース線は１つの画素列に対して３本設けられている。図７では、ｊ番目の画素列に対応する３本のソース線（ソース線ＳＬ１（ｊ）、ソース線ＳＬ２（ｊ）、ソース線ＳＬ３（ｊ））と、ｊ＋１番目の画素列に対応する３本のソース線（ソース線ＳＬ１（ｊ＋１）、ソース線ＳＬ２（ｊ＋１）、ソース線ＳＬ３（ｊ＋１））を示している。
【０１１８】
１つの画素は、少なくとも１つのトランジスタと、表示素子の画素電極として機能する１つの導電層２１を有する。画素は１つの色に対応する画素である。したがって、複数の画素が呈する光の混色を利用してカラー表示を行う場合には、画素を副画素とも呼ぶことができる。
【０１１９】
また、列方向に配列する複数の画素は、それぞれ同じ色を呈する画素であることが好ましい。表示素子として液晶素子を用いる場合には、列方向に配列する画素には、液晶素子と重ねて同じ色の光を透過する着色層を設ける構成とする。
【０１２０】
ここで、１つの画素列に対応する３本のソース線のうち、内側に位置するソース線（ソース線ＳＬ２（ｊ））の一部が、導電層２１と重畳することが好ましい。さらに、ソース線ＳＬ２（ｊ）を、他のソース線と離間して導電層２１の中央部に配置することが好ましい。例えば、ソース線ＳＬ１（ｊ）とソース線ＳＬ２（ｊ）の間隔と、ソース線ＳＬ２（ｊ）とソース線ＳＬ３（ｊ）の間隔とが、概略等間隔になるように配置することが好ましい。これにより、より効果的にソース線間に生じる寄生容量を低減し、ソース線１本当たりの負荷を低減することができる。
【０１２１】
ここで、電界効果移動度を高めることが困難なアモルファスシリコンなどのトランジスタを適用する際、高解像度化を実現する方法として、表示装置の表示領域を複数の画素領域に分割して駆動する方法が挙げられる。しかし上記方法の場合、駆動回路の特性ばらつきなどにより、分割された画素領域の境界部が視認されてしまい、視認性が低下してしまう場合がある。また、入力される画像データを、あらかじめ分割するための画像処理などが必要となり、高速且つ大規模な画像処理装置が必要になる。
【０１２２】
一方、本発明の一態様の表示装置は、電界効果移動度が比較的低いトランジスタを用いた場合であっても、表示領域を分割することなく駆動することが可能となる。
【０１２３】
図７では、画素領域の一方の辺に沿ってソースドライバを配置した例を示したが、画素領域の対向する２辺に沿って、画素領域を挟むようにソースドライバを配置してもよい。
【０１２４】
図８では、画素領域に設けられる複数のソース線のうち、奇数番目と接続するソースドライバＩＣと、偶数番目と接続するソースドライバＩＣとを、それぞれ対向して配置した例を示している。すなわち、行方向に配列する複数のソース線は、交互に異なるソースドライバＩＣと接続する構成とする。図８では、ソース線ＳＬ１（ｊ）及びソース線ＳＬ３（ｊ）が上側に位置するソースドライバＩＣと接続し、ソース線ＳＬ２（ｊ）が下側に位置するソースドライバＩＣと接続する例を示している。このような構成とすることで、大型の表示装置であっても配線抵抗に起因した電位降下に伴う表示ムラを軽減することができる。また、図８の構成とすることにより、図７の構成に比べてソースドライバＩＣを配置する面積が大きくできるため、隣接する２つのソースドライバＩＣの間の距離を大きくでき、生産歩留りを向上させることができる。
【０１２５】
［画素の構成例］
以下では、表示装置１１００の画素領域に配置される画素の構成例について説明する。
【０１２６】
図９（Ａ）には、列方向に配列する３つの画素を含む回路図を示している。
【０１２７】
１つの画素は、トランジスタ３０と、液晶素子２０と、容量素子６０と、を有する。
【０１２８】
配線Ｓ１乃至Ｓ３は、それぞれソース線に対応し、配線Ｇ１乃至Ｇ３は、それぞれゲート線に対応する。また配線ＣＳは容量素子６０の一方の電極と電気的に接続され、所定の電位が与えられる。
【０１２９】
画素は、配線Ｓ１乃至Ｓ３のいずれか１本、及び配線Ｇ１乃至Ｇ３のいずれか一本と電気的に接続される。一例として、配線Ｓ１及び配線Ｇ１と接続される画素について説明する。トランジスタ３０は、ゲートが配線Ｇ１と電気的に接続し、ソース又はドレインの一方が配線Ｓ１と電気的に接続し、他方が容量素子６０の他方の電極、及び液晶素子２０の一方の電極（画素電極）と電気的に接続する。容量素子６０の一方の電極には、共通電位が供給される。
【０１３０】
図９（Ｂ）に、配線Ｓ１及び配線Ｇ１と接続される画素のレイアウトの例を示している。
【０１３１】
図９（Ｂ）に示すように、行方向（横方向）に配線Ｇ１及び配線ＣＳが延在し、列方向（縦方向）に配線Ｓ１乃至Ｓ３が延在している。
【０１３２】
またトランジスタ３０において、配線Ｇ１上に半導体層３２が設けられ、配線Ｇ１の一部がゲート電極として機能する。また配線Ｓ１の一部がソース電極又はドレイン電極の一方として機能する。半導体層３２は、配線Ｓ１と配線Ｓ２の間に位置する領域を有する。
【０１３３】
トランジスタ３０のソース電極又はドレイン電極の他方と、画素電極として機能する導電層２１とは、接続部３８を介して電気的に接続されている。また、導電層２１と重なる位置に、着色層４１が設けられている。
【０１３４】
また、導電層２１は、配線Ｓ２と重なる部分を有する。また、導電層２１は、両端に位置する配線Ｓ１及び配線Ｓ３と重畳しないことが好ましい。これにより、配線Ｓ１及び配線Ｓ３の寄生容量を低減できる。
【０１３５】
ここで、配線Ｓ１と配線Ｓ２の距離を距離Ｄ１、配線Ｓ２と配線Ｓ３の距離を距離Ｄ２としたとき、距離Ｄ１と距離Ｄ２とを概略等しくすることが好ましい。例えば、距離Ｄ１に対する距離Ｄ２の比（すなわちＤ２／Ｄ１の値）を、０．８以上１．２以下、好ましくは０．９以上１．１以下とすることが好ましい。これにより、配線Ｓ１と配線Ｓ２との間の寄生容量、及び配線Ｓ２と配線Ｓ３との間の寄生容量を低減できる。
【０１３６】
また、配線間距離を大きくすることで、作製工程中において配線間にゴミなどが付着した場合に、洗浄により除去しやすくなるため、歩留りを向上させることができる。洗浄方法として、ライン洗浄装置を用いる場合には、配線Ｓ１等の延伸方向に沿って基板を移動させながら洗浄すると、よりゴミを除去しやすくなるため好ましい。
【０１３７】
また、図９（Ｂ）において、配線Ｓ１乃至Ｓ３の一部、及び配線ＣＳの一部に、他の部分よりも太い部分を有する。これにより、配線抵抗を小さくできる。
【０１３８】
図９（Ｃ）、（Ｄ）にはそれぞれ、配線Ｇ２及び配線Ｇ３と接続する画素のレイアウトの例を示している。
【０１３９】
図９（Ｃ）において、配線Ｇ２上に設けられる半導体層３２は、配線Ｓ２と電気的に接続され、且つ、配線Ｓ１と配線Ｓ２の間に位置する領域を有する。
【０１４０】
また、図９（Ｄ）において、配線Ｇ３上に設けられる半導体層３２は、配線Ｓ３と電気的に接続され、且つ、配線Ｓ２と配線Ｓ３の間に位置する領域を有する。
【０１４１】
また、図９（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示すそれぞれの画素は、同じ色を呈する画素であることが好ましい。導電層２１と重なる領域に、同じ色の光を透過する着色層４１を重ねて配置することができる。また、列方向に隣接する画素は、図９（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）と同じ構成とすることができるが、着色層４１のみ異なる色を透過する着色層とする。
【０１４２】
［断面構成例］
以下では、表示装置の断面構成の一例について説明する。
【０１４３】
〔断面構成例１〕
図１０に、図９（Ｂ）中の切断線Ａ１−Ａ２に対応する断面の一例を示す。ここでは、表示素子として透過型の液晶素子２０を適用した場合の例を示している。図１０において、基板１２側が表示面側となる。
【０１４４】
表示装置１１００は、基板１１と基板１２との間に液晶２２が挟持された構成を有している。液晶素子２０は、基板１１側に設けられた導電層２１と、基板１２側に設けられた導電層２３と、これらに挟持された液晶２２と、を有する。また、液晶２２と導電層２１との間に配向膜２４ａが設けられ、液晶２２と導電層２３との間に配向膜２４ｂが設けられている。
【０１４５】
導電層２１は、画素電極として機能する。また導電層２３は、共通電極などとして機能する。また導電層２１と導電層２３は、いずれも可視光を透過する機能を有する。したがって、液晶素子２０は、透過型の液晶素子である。
【０１４６】
基板１２の基板１１側の面には、着色層４１と、遮光層４２が設けられている。着色層４１と遮光層４２を覆って絶縁層２６が設けられ、絶縁層２６を覆って導電層２３が設けられている。また着色層４１は、導電層２１と重なる領域に設けられている。遮光層４２は、トランジスタ３０や接続部３８を覆って設けられている。
【０１４７】
基板１１よりも外側には偏光板３９ａが配置され、基板１２よりも外側には偏光板３９ｂが配置されている。さらに、偏光板３９ａよりも外側に、バックライトユニット９０が設けられている。
【０１４８】
基板１１上にトランジスタ３０、容量素子６０等が設けられている。トランジスタ３０は、画素の選択トランジスタとして機能する。トランジスタ３０は、接続部３８を介して液晶素子２０と電気的に接続されている。
【０１４９】
図１０に示すトランジスタ３０は、いわゆるボトムゲート・チャネルエッチ構造のトランジスタである。トランジスタ３０は、ゲート電極として機能する導電層３１と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層３４と、半導体層３２と、ソース領域及びドレイン領域として機能する一対の不純物半導体層３５と、ソース電極及びドレイン電極として機能する一対の導電層３３ａ及び導電層３３ｂと、を有する。半導体層３２の、導電層３１と重畳する部分は、チャネル形成領域として機能する。半導体層３２と不純物半導体層３５とは接して設けられ、不純物半導体層３５と導電層３３ａ又は導電層３３ｂとは接して設けられる。
【０１５０】
なお、導電層３１は、図９（Ｂ）における配線Ｇ１の一部に対応し、導電層３３ａは、配線Ｓ１の一部に対応する。また、後述する導電層３１ａ、導電層３３ｃ、導電層３３ｄはそれぞれ、配線ＣＳ、配線Ｓ２、配線Ｓ３に対応する。
【０１５１】
半導体層３２には、シリコンを含む半導体を用いることが好ましい。例えば、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、又は多結晶シリコン等を用いることができる。特に、アモルファスシリコンを用いると、大型の基板上に歩留り良く形成できるため好ましい。本発明の一態様の表示装置は、電界効果移動度が比較的低いアモルファスシリコンが適用されたトランジスタであっても、良好な表示が可能である。アモルファスシリコンを用いる場合には、水素によりダングリングボンドの終端を図った水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈと表記する場合がある）を用いることが好ましい。
【０１５２】
不純物半導体層３５を構成する不純物半導体膜は、一導電型を付与する不純物元素を添加した半導体により形成する。トランジスタがｎ型である場合には、一導電型を付与する不純物元素を添加した半導体として、例えば、Ｐ又はＡｓを添加したシリコンが挙げられる。又は、トランジスタがｐ型である場合には、一導電型を付与する不純物元素として、例えばＢを添加することも可能であるが、トランジスタはｎ型とすることが好ましい。なお、不純物半導体層３５は、非晶質半導体により形成してもよいし、微結晶半導体などの結晶性半導体により形成してもよい。
【０１５３】
容量素子６０は、導電層３１ａと、絶縁層３４と、導電層３３ｂにより構成されている。また、導電層３１ａ上には、絶縁層３４を介して導電層３３ｃ及び導電層３３ｄがそれぞれ設けられている。
【０１５４】
トランジスタ３０等を覆って、絶縁層８２と絶縁層８１が積層して設けられている。画素電極として機能する導電層２１は絶縁層８１上に設けられている。また接続部３８において、絶縁層８１及び絶縁層８２に設けられた開口を介して、導電層２１と導電層３３ｂと電気的に接続されている。絶縁層８１は、平坦化層として機能することが好ましい。また絶縁層８２は、トランジスタ３０等へ不純物等が拡散することを抑制する保護膜としての機能を有することが好ましい。例えば、絶縁層８２に無機絶縁材料を用い、絶縁層８１に有機絶縁材料を用いることができる。
【０１５５】
〔断面構成例２〕
上記では、液晶素子として、液晶を挟む一対の電極が上下に配置された、縦電界方式の液晶素子の例を示しているが、液晶素子の構成はこれに限られず、様々な方式の液晶素子を適用することができる。
【０１５６】
図１１には、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードが適用された液晶素子を有する表示装置の断面概略図を示す。
【０１５７】
液晶素子２０は、画素電極として機能する導電層２１と、導電層２１と絶縁層８３を介して重なる導電層２３と、を有する。導電層２３は、スリット状又は櫛歯状の上面形状を有している。
【０１５８】
また、この構成では、導電層２１と導電層２３とが重なる部分に容量が形成され、これを容量素子６０として用いることができる。そのため、画素の占有面積を縮小できるため、高精細な表示装置を実現できる。また、開口率を向上させることができる。
【０１５９】
ここで、表示装置を作製する際、作製工程におけるフォトリソグラフィ工程が少ないほど、すなわちフォトマスクのマスク枚数が少ないほど、作製コストを低くすることができる。
【０１６０】
例えば図１０に示す構成では、基板１１側の工程のうち、導電層３１等の形成工程、半導体層３２及び不純物半導体層３５の形成工程、導電層３３ａ等の形成工程、接続部３８となる開口部の形成工程、及び導電層２１の形成工程の、計５つのフォトリソグラフィ工程を経ることで作製できる。すなわち、５枚のフォトマスクにより、バックプレーン基板を作製することができる。一方、基板１２（対向基板）側においては、着色層４１や遮光層４２の形成方法として、インクジェット法又はスクリーン印刷法等を用いると、フォトマスクが不要となるため好ましい。例えば、３色の着色層４１と、遮光層４２を設けた場合には、これらをフォトリソグラフィ法で形成した場合に比べて、計４つのフォトマスクを削減することができる。
【０１６１】
以上が断面構成例についての説明である。
【０１６２】
〔トランジスタの構成について〕
以下では、上記とは異なるトランジスタの構成の例について説明する。
【０１６３】
図１２（Ａ）に示すトランジスタは、半導体層３２と不純物半導体層３５の間に、半導体層３７を有する。
【０１６４】
半導体層３７は、半導体層３２と同様の半導体膜により形成されていてもよい。半導体層３７は、不純物半導体層３５のエッチングの際に、半導体層３２がエッチングにより消失することを防ぐためのエッチングストッパーとして機能させることができる。なお、図１２（Ａ）において、半導体層３７が左右に分離している例を示しているが、半導体層３７の一部が半導体層３２のチャネル形成領域を覆っていてもよい。
【０１６５】
また、半導体層３７は、不純物半導体層３５よりも低濃度の不純物が含まれていてもよい。これにより、半導体層３７をＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）領域として機能させることができ、トランジスタを駆動させたときのホットキャリア劣化を抑制することができる。
【０１６６】
図１２（Ｂ）に示すトランジスタは、半導体層３２のチャネル形成領域上に、絶縁層８４が設けられている。絶縁層８４は、不純物半導体層３５のエッチングの際のエッチングストッパーとして機能する。
【０１６７】
図１２（Ｃ）に示すトランジスタは、半導体層３２に代えて、半導体層３２ｐを有する。半導体層３２ｐは、結晶性の高い半導体膜を含む。例えば半導体層３２ｐは、多結晶半導体又は単結晶半導体を含む。これにより、電界効果移動度の高いトランジスタとすることができる。
【０１６８】
図１２（Ｄ）に示すトランジスタは、半導体層３２のチャネル形成領域に半導体層３２ｐを有する。例えば図１２（Ｄ）に示すトランジスタは、半導体層３２となる半導体膜に対してレーザ光などを照射することにより、局所的に結晶化することにより形成することができる。これにより、電界効果移動度の高いトランジスタを実現できる。
【０１６９】
図１２（Ｅ）に示すトランジスタは、図１２（Ａ）で示したトランジスタの半導体層３２のチャネル形成領域に、結晶性の半導体層３２ｐを有する。
【０１７０】
図１２（Ｆ）に示すトランジスタは、図１２（Ｂ）で示したトランジスタの半導体層３２のチャネル形成領域に、結晶性の半導体層３２ｐを有する。
【０１７１】
以上がトランジスタの構成例についての説明である。
【０１７２】
［各構成要素について］
以下では、上記に示す各構成要素について説明する。
【０１７３】
〔基板〕
表示パネルが有する基板には、平坦面を有する材料を用いることができる。表示素子からの光を取り出す基板には、該光を透過する材料を用いる。例えば、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、有機樹脂などの材料を用いることができる。
【０１７４】
厚さの薄い基板を用いることで、表示パネルの軽量化、薄型化を図ることができる。さらに、可撓性を有する程度の厚さの基板を用いることで、可撓性を有する表示パネルを実現できる。又は、可撓性を有する程度に薄いガラスなどを基板に用いることもできる。又は、ガラスと樹脂材料とが接着層により貼り合わされた複合材料を用いてもよい。
【０１７５】
〔トランジスタ〕
トランジスタは、ゲート電極として機能する導電層と、半導体層と、ソース電極として機能する導電層と、ドレイン電極として機能する導電層と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層と、を有する。
【０１７６】
なお、本発明の一態様の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型又はボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。又は、チャネルの上下にゲート電極が設けられていてもよい。
【０１７７】
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
【０１７８】
トランジスタのチャネルが形成される半導体には、例えばシリコンを用いることができる。シリコンとして、特にアモルファスシリコンを用いることが好ましい。アモルファスシリコンを用いることで、大型の基板上に歩留り良くトランジスタを形成でき、量産性に優れる。
【０１７９】
また、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンなどの結晶性を有するシリコンを用いることもできる。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。
【０１８０】
もしくは、トランジスタの半導体層に金属酸化物を用いてもよい。金属酸化物を半導体層に有するトランジスタは、トランジスタのオフ電流が小さいことが知られている。画素の選択トランジスタがオフ電流の小さいトランジスタを用いることで表示の更新間隔を長くしても表示品質の劣化を抑えることができる。よって、静止画を表示するときは、表示の更新間隔を削減することができるため、消費電力を小さくすることができる。実施の形態１のディスプレイコントローラ１１０１は、金属酸化物を半導体層に有する選択トランジスタを制御するのに適している。金属酸化物を半導体層に用いたトランジスタについては、実施の形態６で詳細な説明をする。
【０１８１】
本実施の形態で例示したボトムゲート構造のトランジスタは、作製工程を削減できるため好ましい。またこのときアモルファスシリコンを用いることで、多結晶シリコンよりも低温で形成できるため、半導体層よりも下層の配線や電極の材料、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、トップゲート型のトランジスタは、自己整合的に不純物領域を形成しやすいため、特性のばらつきなどを低減すること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場合がある。
【０１８２】
〔導電層〕
トランジスタのゲート、ソース及びドレインのほか、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、又はタングステンなどの金属、又はこれを主成分とする合金などが挙げられる。またこれらの材料を含む膜を単層で、又は積層構造として用いることができる。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、チタン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、タングステン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、タングステン膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜又は窒化チタン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜又は銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜又は窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜又は窒化モリブデン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜又は銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜又は窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫又は酸化亜鉛等の酸化物を用いてもよい。また、マンガンを含む銅を用いると、エッチングによる形状の制御性が高まるため好ましい。
【０１８３】
また、トランジスタのゲート、ソース及びドレインのほか、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層に用いることのできる、透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物又はグラフェンを用いることができる。又は、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、又はチタンなどの金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。又は、該金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）などを用いてもよい。なお、金属材料、合金材料（またはそれらの窒化物）を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすればよい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。これらは、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層や、表示素子が有する導電層（画素電極や共通電極として機能する導電層）にも用いることができる。
【０１８４】
〔絶縁層〕
各絶縁層に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル、エポキシなどの樹脂、シロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることもできる。
【０１８５】
透水性の低い絶縁膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の窒素と珪素を含む膜や、窒化アルミニウム膜等の窒素とアルミニウムを含む膜等が挙げられる。また、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いてもよい。
【０１８６】
〔液晶素子〕
液晶素子としては、例えば垂直配向（ＶＡ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードが適用された液晶素子を用いることができる。垂直配向モードとしては、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｓｕｐｅｒ  Ｖｉｅｗ）モードなどを用いることができる。
【０１８７】
また、液晶素子には、様々なモードが適用された液晶素子を用いることができる。例えばＶＡモードのほかに、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）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。
【０１８８】
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又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、液晶に係る電界（横方向の電界、縦方向の電界又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）、高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  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。
【０１８９】
また、液晶材料としては、ポジ型の液晶、又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。
【０１９０】
また、液晶の配向を制御するため、配向膜を設けることができる。なお、横電界方式を採用する場合、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために数重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を液晶層に用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が短く、光学的等方性である。また、ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となるため、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる。
【０１９１】
また、液晶素子として、透過型の液晶素子、反射型の液晶素子、又は半透過型の液晶素子などがある。
【０１９２】
本発明の一態様では、特に透過型の液晶素子を好適に用いることができる。
【０１９３】
透過型又は半透過型の液晶素子を用いる場合、一対の基板を挟むように、２つの偏光板を設ける。また偏光板よりも外側に、バックライトを設ける。バックライトとしては、直下型のバックライトであってもよいし、エッジライト型のバックライトであってもよい。ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を備える直下型のバックライトを用いると、ローカルディミングが容易となり、コントラストを高めることができるため好ましい。また、エッジライト型のバックライトを用いると、バックライトを含めたモジュールの厚さを低減できるため好ましい。
【０１９４】
なお、エッジライト型のバックライトをオフ状態とすることで、シースルー表示を行うことができる。
【０１９５】
〔着色層〕
着色層に用いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、顔料又は染料が含まれた樹脂材料などが挙げられる。
【０１９６】
〔遮光層〕
遮光層として用いることのできる材料としては、カーボンブラック、チタンブラック、金属、金属酸化物、複数の金属酸化物の固溶体を含む複合酸化物等が挙げられる。遮光層は、樹脂材料を含む膜であってもよいし、金属などの無機材料の薄膜であってもよい。また、遮光層に、着色層の材料を含む膜の積層膜を用いることもできる。例えば、ある色の光を透過する着色層に用いる材料を含む膜と、他の色の光を透過する着色層に用いる材料を含む膜との積層構造を用いることができる。着色層と遮光層の材料を共通化することで、装置を共通化できるほか工程を簡略化できるため好ましい。
【０１９７】
以上が各構成要素についての説明である。
【０１９８】
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。
【０１９９】
（実施の形態３）
本実施の形態では、トランジスタの半導体層に用いることのできる多結晶シリコンの結晶化方法及びレーザ結晶化装置の一例について説明する。
【０２００】
結晶性の良好な多結晶シリコン層を形成するには、基板上に非晶質シリコン層を設け、当該非晶質シリコン層にレーザ光を照射して結晶化することが好ましい。例えば、レーザ光を線状ビームとし、当該線状ビームを非晶質シリコン層に照射しながら基板を移動させることで、基板上の所望の領域に多結晶シリコン層を形成することができる。
【０２０１】
線状ビームを用いた方法は、スループットが比較的良好である。一方で、ある領域に対してレーザ光が相対的に移動しながら複数回照射される方法であるため、レーザ光の出力変動及びそれに起因するビームプロファイルの変化による結晶性のばらつきが生じやすい。例えば、当該方法で結晶化させた半導体層を表示装置の画素が有するトランジスタに用いると、結晶性のばらつきに起因したランダムな縞模様が表示に見えることがある。
【０２０２】
また、線状ビームの長さは基板の一辺の長さ以上であることが理想的であるが、線状ビームの長さは、レーザ発振器の出力と光学系の構成によって制限される。したがって、大型基板の処理では基板面内を折り返してレーザ照射することが現実的である。そのため、レーザ光をオーバーラップして照射する領域が生じる。当該領域の結晶性は、他の領域の結晶性と異なりやすいため、当該領域では表示ムラが生じることがある。
【０２０３】
上記のような問題を抑えるために、基板上に形成した非晶質シリコン層に局所的にレーザ照射を行って結晶化させてもよい。局所的なレーザ照射では、結晶性のばらつきの少ない多結晶シリコン層を形成しやすい。
【０２０４】
図１３（Ａ）は、基板上に形成した非晶質シリコン層に局所的にレーザ照射を行う方法を説明する図である。
【０２０５】
光学系ユニット８２１から射出されるレーザ光８２６は、ミラー８２２で反射されてマイクロレンズアレイ８２３に入射する。マイクロレンズアレイ８２３は、レーザ光８２６を集光して複数のレーザビーム８２７を形成する。
【０２０６】
ステージ８１５には、非晶質シリコン層８４０を形成した基板８３０が固定される。非晶質シリコン層８４０に複数のレーザビーム８２７を照射することで、複数の多結晶シリコン層８４１を同時に形成することができる。
【０２０７】
マイクロレンズアレイ８２３が有する個々のマイクロレンズは、表示装置の画素ピッチに合わせて設けることが好ましい。又は、画素ピッチの整数倍の間隔で設けてもよい。いずれの場合においても、レーザ照射とステージ８１５のＸ方向又はＹ方向の移動を繰り返すことで、全ての画素に対応した領域に多結晶シリコン層を形成することができる。
【０２０８】
例えば、マイクロレンズアレイ８２３が画素ピッチでＭ行Ｎ列（Ｍ、Ｎは自然数）のマイクロレンズを有するとき、まず所定の開始位置でレーザ光を照射し、Ｍ行Ｎ列の多結晶シリコン層を形成することができる。そして、行方向にＮ列分の距離だけ移動させてレーザ光を照射し、さらにＭ行Ｎ列の多結晶シリコン層８４１を形成することで、Ｍ行２Ｎ列の多結晶シリコン層８４１を形成することができる。当該工程を繰り返し行うことで所望の領域に複数の多結晶シリコン層８４１を形成することができる。また、折り返してレーザ照射工程を行う場合は、行方向にＮ列分の距離だけ移動させてレーザ照射を行い、さらに列方向にＭ行分の距離の移動とレーザ光の照射を繰り返せばよい。
【０２０９】
なお、レーザ光の発振周波数とステージ８１５の移動速度を適切に調整すれば、ステージ８１５を一方向に移動させながらレーザ照射を行う方法でも、画素ピッチで多結晶シリコン層を形成することができる。
【０２１０】
レーザビーム８２７のサイズは、例えば、一つのトランジスタの半導体層全体が含まれる程度の面積とすることができる。又は、一つのトランジスタのチャネル領域全体が含まれる程度の面積とすることができる。又は、一つのトランジスタのチャネル領域の一部が含まれる程度の面積とすることができる。これらは、必要とするトランジスタの電気特性に応じて使い分ければよい。
【０２１１】
なお、一つの画素に複数のトランジスタを有する表示装置を対象とした場合、レーザビーム８２７は、一つの画素内の各トランジスタの半導体層全体が含まれる程度の面積とすることができる。また、レーザビーム８２７は、複数の画素が有するトランジスタの半導体層全体が含まれる程度の面積としてもよい。
【０２１２】
また、図１４（Ａ）に示すように、ミラー８２２とマイクロレンズアレイ８２３との間にマスク８２４を設けてもよい。マスク８２４には、各マイクロレンズに対応した複数の開口部が設けられる。当該開口部の形状はレーザビーム８２７の形状に反映させることができ、図１４（Ａ）のようにマスク８２４が円形の開口部を有する場合は、円形のレーザビーム８２７を得ることができる。また、マスク８２４が矩形の開口部を有する場合は、矩形のレーザビーム８２７を得ることができる。マスク８２４は、例えば、トランジスタのチャネル領域のみを結晶化させたい場合などに有効である。なお、マスク８２４は、図１４（Ｂ）に示すように光学系ユニット８２１とミラー８２２との間に設けてもよい。
【０２１３】
図１３（Ｂ）は、上記に示した局所的なレーザ照射の工程に用いることのできるレーザ結晶化装置の主要な構成を説明する斜視図である。レーザ結晶化装置は、Ｘ−Ｙステージの構成要素である移動機構８１２、移動機構８１３及びステージ８１５を有する。また、レーザビーム８２７を成形するためのレーザ発振器８２０、光学系ユニット８２１、ミラー８２２、マイクロレンズアレイ８２３を有する。
【０２１４】
移動機構８１２及び移動機構８１３は、水平方向に往復直線運動をする機能を備える。移動機構８１２及び移動機構８１３に動力を与える機構としては、例えば、モータで駆動するボールネジ機構８１６などを用いることができる。移動機構８１２及び移動機構８１３のそれぞれの移動方向は垂直に交わるため、移動機構８１３に固定されるステージ８１５はＸ方向及びＹ方向に自在に移動させることができる。
【０２１５】
ステージ８１５は真空吸着機構などの固定機構を有し、基板８３０などを固定することができる。また、ステージ８１５は、必要に応じて加熱機構を有していてもよい。なお、図示はしていないが、ステージ８１５はプッシャーピン及びその上下機構を有し、基板８３０などを搬出入する際は、基板８３０などを上下に移動させることができる。
【０２１６】
レーザ発振器８２０は、処理の目的に適した波長及び強度の光が出力できればよく、パルスレーザが好ましいがＣＷレーザであってもよい。代表的には、波長３５１−３５３ｎｍ（ＸｅＦ）、３０８ｎｍ（ＸｅＣｌ）などの紫外光を照射できるエキシマレーザを用いることができる。又は、固体レーザ（ＹＡＧレーザ、ファイバーレーザなど）の二倍波（５１５ｎｍ、５３２ｎｍなど）又は三倍波（３４３ｎｍ、３５５ｎｍなど）を用いてもよい。また、レーザ発振器８２０は複数であってもよい。
【０２１７】
光学系ユニット８２１は、例えば、ミラー、ビームエクスパンダ、ビームホモジナイザ等を有し、レーザ発振器８２０から出力されるレーザ光８２５のエネルギーの面内分布を均一化させつつ伸張させることができる。
【０２１８】
ミラー８２２には、例えば、誘電体多層膜ミラーを用いることができ、レーザ光の入射角が略４５°となるように設置する。マイクロレンズアレイ８２３には、例えば、石英板の上面又は上下面に複数の凸レンズが設けられたような形状とすることができる。
【０２１９】
以上のレーザ結晶化装置を用いることにより、結晶性のばらつきの少ない多結晶シリコン層を形成することができる。
【０２２０】
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。
【０２２１】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様のハイブリッドディスプレイについて説明する。
【０２２２】
また、ハイブリッド表示方法とは、同一画素又は同一副画素において複数の光を表示し、文字又は／及び画像を表示する方法である。また、ハイブリッドディスプレイとは、表示部に含まれる同一画素又は同一副画素において複数の光を表示し、文字又は／及び画像を表示する集合体である。
【０２２３】
ハイブリッド表示方法の一例としては、同一画素又は同一副画素において、第１の光と、第２の光の表示タイミングを異ならせて表示する方法がある。このとき、同一画素又は同一副画素において、同一色調（赤、緑、又は青、もしくはシアン、マゼンタ、又はイエローのいずれかの一）の第１の光及び第２の光を同時に表示し、表示部において文字又は／及び画像を表示させることができる。
【０２２４】
また、ハイブリッド表示方法の一例としては、反射光と自発光とを同一画素又は同一副画素で表示する方法がある。同一色調の反射光及び自発光（例えば、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）光、ＬＥＤ光等）を、同一画素又は同一副画素で、同時に表示させることができる。
【０２２５】
なお、ハイブリッド表示方法において、同一画素又は同一副画素ではなく、隣接する画素又は隣接する副画素において、複数の光を表示してもよい（１の一部）。また、第１の光及び第２の光を同時に表示するとは、人の目の感覚でちらつきを感知しない程度に第１の光及び第２の光を同じ期間表示することをいい、人の目の感覚でちらつきを感知しなければ、第１の光の表示期間と第２の光の表示期間がずれていてもよい。
【０２２６】
また、ハイブリッドディスプレイは、同一の画素又は同一の副画素において、複数の表示素子を有し、同じ期間に複数の表示素子それぞれが表示する集合体である。また、ハイブリッドディスプレイは、同一の画素又は同一の副画素において、複数の表示素子と、表示素子を駆動する能動素子とを有する。能動素子として、スイッチ、トランジスタ、薄膜トランジスタ等がある。複数の表示素子それぞれに能動素子が接続されているため、複数の表示素子それぞれの表示を個別に制御することができる。
【０２２７】
なお、本明細書等において、上記構成のいずれか１つ又は複数の表現を満たすものを、ハイブリッド表示という。実施の形態１のディスプレイコントローラ１１０１は、ハイブリッドディスプレイを制御することができる。
【０２２８】
また、ハイブリッドディスプレイは、同一画素又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又は双方を用いて、文字及び／又は画像を表示する機能を有する。
【０２２９】
本発明の一態様の表示装置は、可視光を反射する第１の表示素子が設けられた画素を有することができる。又は、可視光を発する第２の表示素子が設けられた画素を有することができる。又は、第１の表示素子及び第２の表示素子が設けられた画素を有することができる。
【０２３０】
本実施の形態では、可視光を反射する第１の表示素子と、可視光を発する第２の表示素子とを有する表示装置について説明する。
【０２３１】
表示装置は、第１の表示素子が反射する第１の光と、第２の表示素子が発する第２の光のうち、いずれか一方、又は両方により、画像を表示する機能を有する。又は、表示装置は、第１の表示素子が反射する第１の光の光量と、第２の表示素子が発する第２の光の光量と、をそれぞれ制御することにより、階調を表現する機能を有する。
【０２３２】
また、表示装置は、第１の表示素子の反射光の光量を制御することにより階調を表現する第１の画素と、第２の表示素子からの発光の光量を制御することにより階調を表現する第２の画素を有する構成とすることが好ましい。第１の画素及び第２の画素は、例えばそれぞれマトリクス状に複数配置され、表示部を構成する。
【０２３３】
また、第１の画素と第２の画素は、同数且つ同ピッチで、表示領域内に配置されていることが好ましい。このとき、隣接する第１の画素と第２の画素を合わせて、画素ユニットと呼ぶことができる。これにより、後述するように複数の第１の画素のみで表示された画像と、複数の第２の画素のみで表示された画像、ならびに複数の第１の画素及び複数の第２の画素の両方で表示された画像のそれぞれは、同じ表示領域に表示することができる。
【０２３４】
第１の画素が有する第１の表示素子には、外光を反射して表示する素子を用いることができる。このような素子は、光源を持たないため、表示の際の消費電力を極めて小さくすることが可能となる。
【０２３５】
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。又は、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。
【０２３６】
第２の画素が有する第２の表示素子は光源を有し、その光源からの光を利用して表示する素子を用いることができる。特に、電界を印加することにより発光性の物質から発光を取り出すことのできる、電界発光素子を用いることが好ましい。このような画素が射出する光は、その輝度や色度が外光に左右されることがないため、色再現性が高く（色域が広く）、且つコントラストの高い、つまり鮮やかな表示を行うことができる。
【０２３７】
第２の表示素子には、例えばＯＬＥＤ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、半導体レーザなどの自発光性の発光素子を用いることができる。又は、第２の画素が有する表示素子として、光源であるバックライトと、バックライトからの光の透過光の光量を制御する透過型の液晶素子とを組み合わせたものを用いてもよい。
【０２３８】
第１の画素は、例えば白色（Ｗ）を呈する副画素、又は例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の光をそれぞれ呈する副画素を有する構成とすることができる。また、第２の画素も同様に、例えば白色（Ｗ）を呈する副画素、又は例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の光をそれぞれ呈する副画素を有する構成とすることができる。なお、第１の画素及び第２の画素がそれぞれ有する副画素は、４色以上であってもよい。副画素の種類が多いほど、消費電力を低減することが可能で、また色再現性を高めることができる。
【０２３９】
本発明の一態様は、第１の画素で画像を表示する第１のモード、第２の画素で画像を表示する第２のモード、及び第１の画素及び第２の画素で画像を表示する第３のモードを切り替えることができる。また、第１の画素及び第２の画素のそれぞれに異なる画像信号を入力し、合成画像を表示することもできる。
【０２４０】
第１のモードは、第１の表示素子による反射光を用いて画像を表示するモードである。第１のモードは光源が不要であるため、極めて低消費電力な駆動モードである。例えば、外光の照度が十分高く、且つ外光が白色光又はその近傍の光である場合に有効である。第１のモードは、例えば本や書類などの文字情報を表示することに適した表示モードである。また、反射光を用いるため、目に優しい表示を行うことができ、目が疲れにくいという効果を奏する。
【０２４１】
第２のモードでは、第２の表示素子による発光を利用して画像を表示するモードである。そのため、外光の照度や色度によらず、極めて鮮やかな（コントラストが高く、且つ色再現性の高い）表示を行うことができる。例えば、夜間や暗い室内など、外光の照度が極めて小さい場合などに有効である。また外光が暗い場合、明るい表示を行うと使用者が眩しく感じてしまう場合がある。これを防ぐために、第２のモードでは輝度を抑えた表示を行うことが好ましい。またこれにより、眩しさを抑えることに加え、消費電力も低減することができる。第２のモードは、鮮やかな画像や滑らかな動画などを表示することに適したモードである。
【０２４２】
第３のモードでは、第１の表示素子による反射光と、第２の表示素子による発光の両方を利用して表示を行うモードである。具体的には、第１の画素が呈する光と、第１の画素と隣接する第２の画素が呈する光を混色させることにより、１つの色を表現するように駆動する。第１のモードよりも鮮やかな表示をしつつ、第２のモードよりも消費電力を抑えることができる。例えば、室内照明下や、朝方や夕方の時間帯など、外光の照度が比較的低い場合や、外光の色度が白色ではない場合などに有効である。
【０２４３】
以下では、本発明の一態様のより具体的な例について、図面を参照して説明する。
【０２４４】
［表示装置の構成例］
図１５は、本発明の一態様の表示装置が有する表示領域７０を説明する図である。表示領域７０は、マトリクス状に配置された複数の画素ユニット７５を有する。画素ユニット７５は、画素７６と、画素７７を有する。
【０２４５】
図１５では、画素７６及び画素７７が、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色に対応する表示素子を有する場合の例を示している。
【０２４６】
画素７６は、赤色（Ｒ）に対応する表示素子７６Ｒ、緑色（Ｇ）に対応する表示素子７６Ｇ、青色（Ｂ）に対応する表示素子７６Ｂを有する。表示素子７６Ｒ、７６Ｇ、７６Ｂはそれぞれ、光源の光を利用した第２の表示素子である。
【０２４７】
画素７７は、赤色（Ｒ）に対応する表示素子７７Ｒ、緑色（Ｇ）に対応する表示素子７７Ｇ、青色（Ｂ）に対応する表示素子７７Ｂを有する。表示素子７７Ｒ、７７Ｇ、７７Ｂはそれぞれ、外光の反射を利用した第１の表示素子である。
【０２４８】
以上が表示装置の構成例についての説明である。
【０２４９】
［画素ユニットの構成例］
続いて、図１６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を用いて画素ユニット７５について説明する。図１６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、画素ユニット７５の構成例を示す模式図である。
【０２５０】
画素７６は、表示素子７６Ｒ、表示素子７６Ｇ、表示素子７６Ｂを有する。表示素子７６Ｒは、光源を有し、画素７６に入力される第２の階調値に含まれる赤色に対応する階調値に応じた輝度の赤色の光ＲＬ２を、表示面側に射出する。表示素子７６Ｇ、表示素子７６Ｂも同様に、それぞれ緑色の光ＧＬ２又は青色の光ＢＬ２を、表示面側に射出する。
【０２５１】
画素７７は、表示素子７７Ｒ、表示素子７７Ｇ、表示素子７７Ｂを有する。表示素子７７Ｒは、外光を反射し、画素７７に入力される第１の階調値に含まれる赤色に対応する階調値に応じた輝度の赤色の光ＲＬ１を、表示面側に射出する。表示素子７７Ｇ、表示素子７７Ｂも同様に、それぞれ緑色の光ＧＬ１又は青色の光ＢＬ１を、表示面側に射出する。
【０２５２】
〔第１のモード〕
図１６（Ａ）は、外光を反射する表示素子７７Ｒ、表示素子７７Ｇ、表示素子７７Ｂを駆動して画像を表示する動作モードの例を示している。図１６（Ａ）に示すように、画素ユニット７５は、例えば外光の照度が十分に高い場合などでは、画素７６を駆動させずに、画素７７からの光（光ＲＬ１、光ＧＬ１、および光ＢＬ１）のみを混色させることにより、所定の色の光７９を表示面側に射出することもできる。これにより、極めて低消費電力な駆動を行うことができる。
【０２５３】
〔第２のモード〕
図１６（Ｂ）は、表示素子７６Ｒ、表示素子７６Ｇ、表示素子７６Ｂを駆動して画像を表示する動作モードの例を示している。図１６（Ｂ）に示すように、画素ユニット７５は、例えば外光の照度が極めて小さい場合などでは、画素７７を駆動させずに、画素７６からの光（光ＲＬ２、光ＧＬ２、および光ＢＬ２）のみを混色させることにより、所定の色の光７９を表示面側に射出することもできる。これにより鮮やかな表示を行うことができる。また外光の照度が小さい場合に輝度を低くすることで、使用者が感じる眩しさを抑えると共に消費電力を低減できる。
【０２５４】
〔第３のモード〕
図１６（Ｃ）は、外光を反射する表示素子７７Ｒ、表示素子７７Ｇ、表示素子７７Ｂと、光を発する表示素子７６Ｒ、表示素子７６Ｇ、表示素子７６Ｂの両方を駆動して画像を表示する動作モードの例を示している。図１６（Ｃ）に示すように、画素ユニット７５は、光ＲＬ１、光ＧＬ１、光ＢＬ１、光ＲＬ２、光ＧＬ２、及び光ＢＬ２の６つの光を混色させることにより、所定の色の光７９を表示面側に射出することができる。
【０２５５】
したがって、図１５で示した表示領域７０は、画素ユニットに発光型の表示素子と、反射型の表示素子とを有しているため、選択領域を表示するのに好適である。例えば、反射型の表示素子で表示領域７０の表示を行っているときに、発光型の表示素子で、選択領域を表示することができる。また、発光型の表示素子で表示領域７０の表示を行っているときに、反射型の表示素子で、選択領域を表示してもよい。もしくは、反射型の表示素子の階調データを変更することで選択領域を表示してもよいし、発光型の表示素子の階調データを変更することで選択領域を表示してもよい。
【０２５６】
以上が画素ユニット７５の構成例についての説明である。
【０２５７】
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。
【０２５８】
（実施の形態５）
以下では、実施の形態４で説明したハイブリッドディスプレイの構成の具体例について説明する。以下で例示する表示パネルは、反射型の液晶素子と、発光素子の両方を有し、透過モードと反射モードの両方の表示を行うことのできる、表示パネルである。
【０２５９】
［構成例］
図１７（Ａ）は、表示装置４００の構成の一例を示すブロック図である。表示装置４００は、表示部３６２にマトリクス状に配列した複数の画素４１０を有する。また表示装置４００は、回路ＧＤと、回路ＳＤを有する。また、方向Ｒに配列した複数の画素４１０、回路ＧＤと電気的に接続する複数の配線ＧＤ１、複数の配線ＧＤ２、複数の配線ＡＮＯ、及び複数の配線ＣＳＣＯＭを有する。また、方向Ｃに配列した複数の画素４１０、回路ＳＤと電気的に接続する複数の配線Ｓ１、及び複数の配線Ｓ２を有する。
【０２６０】
なお、ここでは簡単のために回路ＧＤと回路ＳＤを１つずつ有する構成を示したが、液晶素子を駆動する回路ＧＤ及び回路ＳＤと、発光素子を駆動する回路ＧＤ及び回路ＳＤとを、別々に設けてもよい。
【０２６１】
画素４１０は、反射型の液晶素子と、発光素子を有する。画素４１０において、液晶素子と発光素子とは、互いに重なる部分を有する。
【０２６２】
図１７（Ｂ１）は、画素４１０が有する導電層３１１ｂの構成例を示す。導電層３１１ｂは、画素４１０における液晶素子の反射電極として機能する。また導電層３１１ｂには、開口４５１が設けられている。
【０２６３】
図１７（Ｂ１）には、導電層３１１ｂと重なる領域に位置する発光素子３６０を破線で示している。発光素子３６０は、導電層３１１ｂが有する開口４５１と重ねて配置されている。これにより、発光素子３６０が発する光は、開口４５１を介して表示面側に射出される。
【０２６４】
図１７（Ｂ１）では、方向Ｒに隣接する画素４１０が異なる色に対応する画素である。このとき、図１７（Ｂ１）に示すように、方向Ｒに隣接する２つの画素において、開口４５１が一列に配列されないように、導電層３１１ｂの異なる位置に設けられていることが好ましい。これにより、２つの発光素子３６０を離すことが可能で、発光素子３６０が発する光が隣接する画素４１０が有する着色層に入射してしまう現象（クロストークともいう）を抑制することができる。また、隣接する２つの発光素子３６０を離して配置することができるため、発光素子３６０のＥＬ層をシャドウマスク等により作り分ける場合であっても、高い精細度の表示装置を実現できる。
【０２６５】
また、図１７（Ｂ２）に示すような配列としてもよい。
【０２６６】
非開口部の総面積に対する開口４５１の総面積の比の値が大きすぎると、液晶素子を用いた表示が暗くなってしまう。また、非開口部の総面積に対する開口４５１の総面積の比の値が小さすぎると、発光素子３６０を用いた表示が暗くなってしまう。
【０２６７】
また、反射電極として機能する導電層３１１ｂに設ける開口４５１の面積が小さすぎると、発光素子３６０が射出する光から取り出せる光の効率が低下してしまう。
【０２６８】
開口４５１の形状は、例えば多角形、四角形、楕円形、円形又は十字等の形状とすることができる。また、細長い筋状、スリット状、市松模様状の形状としてもよい。また、開口４５１を隣接する画素に寄せて配置してもよい。好ましくは、開口４５１を同じ色を表示する他の画素に寄せて配置する。これにより、クロストークを抑制できる。
【０２６９】
［回路構成例］
図１８は、画素４１０の構成例を示す回路図である。図１８では、隣接する２つの画素４１０を示している。
【０２７０】
画素４１０は、スイッチＳＷ１、容量素子Ｃ１、液晶素子３４０、スイッチＳＷ２、トランジスタＭ、容量素子Ｃ２、及び発光素子３６０等を有する。また、画素４１０には、配線ＧＤ１、配線ＧＤ３、配線ＡＮＯ、配線ＣＳＣＯＭ、配線Ｓ１、及び配線Ｓ２が電気的に接続されている。また、図１８では、液晶素子３４０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ１、及び発光素子３６０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ２を示している。
【０２７１】
図１８では、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２に、トランジスタを用いた場合の例を示している。
【０２７２】
スイッチＳＷ１は、ゲートが配線ＧＤ３と接続され、ソース又はドレインの一方が配線Ｓ１と接続され、ソース又はドレインの他方が容量素子Ｃ１の一方の電極、及び液晶素子３４０の一方の電極と接続されている。容量素子Ｃ１は、他方の電極が配線ＣＳＣＯＭと接続されている。液晶素子３４０は、他方の電極が配線ＶＣＯＭ１と接続されている。
【０２７３】
また、スイッチＳＷ２は、ゲートが配線ＧＤ１と接続され、ソース又はドレインの一方が配線Ｓ２と接続され、ソース又はドレインの他方が、容量素子Ｃ２の一方の電極、トランジスタＭのゲートと接続されている。容量素子Ｃ２は、他方の電極が配線ＣＳＣＯＭと接続されている。トランジスタＭは、ソース又はドレインの他方が発光素子３６０の一方の電極と接続されている。発光素子３６０は、他方の電極が配線ＶＣＯＭ２と接続されている。
【０２７４】
図１８では、トランジスタＭが半導体を挟む２つのゲートを有し、これらが接続されている例を示している。これにより、トランジスタＭが流すことのできる電流を増大させることができる。
【０２７５】
配線ＧＤ３には、スイッチＳＷ１を導通状態又は非導通状態に制御する信号を与えることができる。配線ＶＣＯＭ１には、所定の電位を与えることができる。配線Ｓ１には、液晶素子３４０が有する液晶の配向状態を制御する信号を与えることができる。配線ＣＳＣＯＭには、所定の電位を与えることができる。
【０２７６】
配線ＧＤ１には、スイッチＳＷ２を導通状態又は非導通状態に制御する信号を与えることができる。配線ＶＣＯＭ２及び配線ＡＮＯには、発光素子３６０が発光する電位差が生じる電位をそれぞれ与えることができる。配線Ｓ２には、トランジスタＭの導通状態を制御する信号を与えることができる。
【０２７７】
図１８に示す画素４１０は、例えば、反射モードの表示を行う場合には、配線ＧＤ３及び配線Ｓ１に与える信号により駆動し、液晶素子３４０による光学変調を利用して表示することができる。また、透過モードで表示を行う場合には、配線ＧＤ１及び配線Ｓ２に与える信号により駆動し、発光素子３６０を発光させて表示することができる。また、両方のモードで駆動する場合には、配線ＧＤ１、配線ＧＤ３、配線Ｓ１及び配線Ｓ２のそれぞれに与える信号により駆動することができる。
【０２７８】
なお、図１８では一つの画素４１０に、一つの液晶素子３４０と一つの発光素子３６０とを有する例を示したが、これに限られない。図１９（Ａ）は、一つの画素４１０に一つの液晶素子３４０と４つの発光素子３６０（発光素子３６０ｒ、３６０ｇ、３６０ｂ、３６０ｗ）を有する例を示している。
【０２７９】
図１９（Ａ）では図１８の例に加えて、画素４１０に配線ＧＤ４及び配線Ｓ３が接続されている。
【０２８０】
図１９（Ａ）に示す例では、例えば４つの発光素子３６０を、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、及び白色（Ｗ）を呈する発光素子を用いることができる。また液晶素子３４０として、白色を呈する反射型の液晶素子を用いることができる。これにより、反射モードの表示を行う場合には、反射率の高い白色の表示を行うことができる。また透過モードで表示を行う場合には、演色性の高い表示を低い電力で行うことができる。
【０２８１】
また、図１９（Ｂ）には、画素４１０の構成例を示している。画素４１０は、電極３１１が有する開口部と重なる発光素子３６０ｗと、電極３１１の周囲に配置された発光素子３６０ｒ、発光素子３６０ｇ、及び発光素子３６０ｂとを有する。発光素子３６０ｒ、発光素子３６０ｇ、及び発光素子３６０ｂは、発光面積がほぼ同等であることが好ましい。
【０２８２】
［表示パネルの構成例］
図２０は、本発明の一態様の表示パネル３００の斜視概略図である。表示パネル３００は、基板３５１と基板３６１とが貼り合わされた構成を有する。図２０では、基板３６１を破線で明示している。
【０２８３】
表示パネル３００は、表示部３６２、回路３６４、配線３６５等を有する。基板３５１には、例えば回路３６４、配線３６５、及び画素電極として機能する導電層３１１ｂ等が設けられる。また図２０では基板３５１上にＩＣ３７３とＦＰＣ３７２が実装されている例を示している。そのため、図２０に示す構成は、表示パネル３００とＦＰＣ３７２及びＩＣ３７３を有する表示モジュールということもできる。
【０２８４】
回路３６４は、例えば走査線駆動回路として機能する回路を用いることができる。
【０２８５】
配線３６５は、表示部や回路３６４に信号や電力を供給する機能を有する。当該信号や電力は、ＦＰＣ３７２を介して外部、又はＩＣ３７３から配線３６５に入力される。
【０２８６】
また、図２０では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式等により、基板３５１にＩＣ３７３が設けられている例を示している。ＩＣ３７３は、例えば走査線駆動回路、又は信号線駆動回路などとしての機能を有するＩＣを適用できる。なお表示パネル３００が走査線駆動回路及び信号線駆動回路として機能する回路を備える場合や、走査線駆動回路や信号線駆動回路として機能する回路を外部に設け、ＦＰＣ３７２を介して表示パネル３００を駆動するための信号を入力する場合などでは、ＩＣ３７３を設けない構成としてもよい。また、ＩＣ３７３を、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）方式等により、ＦＰＣ３７２に実装してもよい。
【０２８７】
図２０には、表示部３６２の一部の拡大図を示している。表示部３６２には、複数の表示素子が有する導電層３１１ｂがマトリクス状に配置されている。導電層３１１ｂは、可視光を反射する機能を有し、後述する液晶素子３４０の反射電極として機能する。
【０２８８】
また、図２０に示すように、導電層３１１ｂは開口を有する。さらに導電層３１１ｂよりも基板３５１側に、発光素子３６０を有する。発光素子３６０からの光は、導電層３１１ｂの開口を介して基板３６１側に射出される。
【０２８９】
また、基板３６１上には入力装置３６６を設けることができる。例えば、シート状の静電容量方式のタッチセンサを表示部３６２に重ねて設ける構成とすればよい。又は、基板３６１と基板３５１との間にタッチセンサを設けてもよい。基板３６１と基板３５１との間にタッチセンサを設ける場合は、静電容量方式のタッチセンサのほか、光電変換素子を用いた光学式のタッチセンサを適用してもよい。
【０２９０】
［断面構成例１］
図２１に、図２０で例示した表示パネルの、ＦＰＣ３７２を含む領域の一部、回路３６４を含む領域の一部及び表示部３６２を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。
【０２９１】
表示パネルは、基板３５１と基板３６１の間に、絶縁層２２０を有する。また基板３５１と絶縁層２２０の間に、発光素子３６０、トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、トランジスタ２０６、着色層１３４等を有する。また絶縁層２２０と基板３６１の間に、液晶素子３４０、着色層１３５等を有する。また基板３６１と絶縁層２２０は接着層１４３を介して接着され、基板３５１と絶縁層２２０は接着層１４２を介して接着されている。
【０２９２】
トランジスタ２０６は、液晶素子３４０と電気的に接続し、トランジスタ２０５は、発光素子３６０と電気的に接続する。トランジスタ２０５とトランジスタ２０６は、いずれも絶縁層２２０の基板３５１側の面上に形成されているため、これらを同一の工程を用いて作製することができる。
【０２９３】
基板３６１には、着色層１３５、遮光層１３６、絶縁層１２５、及び液晶素子３４０の共通電極として機能する導電層３１３、配向膜１３３ｂ、絶縁層１１７等が設けられている。絶縁層１１７は、液晶素子３４０のセルギャップを保持するためのスペーサとして機能する。
【０２９４】
絶縁層２２０の基板３５１側には、絶縁層２１１、絶縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１４、絶縁層２１５等の絶縁層が設けられている。絶縁層２１１は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１２、絶縁層２１３、及び絶縁層２１４は、各トランジスタを覆って設けられている。また絶縁層２１４を覆って絶縁層２１５が設けられている。絶縁層２１４及び絶縁層２１５は、平坦化層としての機能を有する。なお、ここではトランジスタ等を覆う絶縁層として、絶縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１４の３層を有する場合について示しているが、これに限られず４層以上であってもよいし、単層、又は２層であってもよい。また平坦化層として機能する絶縁層２１４は、不要であれば設けなくてもよい。
【０２９５】
また、トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、及びトランジスタ２０６は、一部がゲートとして機能する導電層２２１、一部がソース又はドレインとして機能する導電層２２２、半導体層２３１を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。
【０２９６】
液晶素子３４０は反射型の液晶素子である。液晶素子３４０は、導電層３７０、液晶３１２、導電層３１３が積層された積層構造を有する。また、導電層３７０の基板３５１側に接して、可視光を反射する導電層３１１ｂが設けられている。導電層３１１ｂは開口２５１を有する。また、導電層３７０及び導電層３１３は可視光を透過する材料を含む。また、液晶３１２と導電層３７０の間に配向膜１３３ａが設けられ、液晶３１２と導電層３１３の間に配向膜１３３ｂが設けられている。
【０２９７】
基板３６１の外側の面には、光拡散板１２９及び偏光板１４０を配置する。偏光板１４０としては直線偏光板を用いてもよいが、円偏光板を用いることもできる。円偏光板としては、例えば直線偏光板と１／４波長位相差板を積層したものを用いることができる。これにより、外光反射を抑制することができる。また、外光反射を抑制するために光拡散板１２９が設けられる。また、偏光板の種類に応じて、液晶素子３４０に用いる液晶素子のセルギャップ、配向、駆動電圧等を調整することで、所望のコントラストが実現されるようにすればよい。
【０２９８】
液晶素子３４０において、導電層３１１ｂは可視光を反射する機能を有し、導電層３１３は可視光を透過する機能を有する。基板３６１側から入射した光は、偏光板１４０により偏光され、導電層３１３、液晶３１２を透過し、導電層３１１ｂで反射する。そして、液晶３１２及び導電層３１３を再度透過して、偏光板１４０に達する。このとき、導電層３１１ｂと導電層３１３の間に与える電圧によって液晶の配向を制御し、光の光学変調を制御することができる。すなわち、偏光板１４０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１３５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。
【０２９９】
発光素子３６０は、ボトムエミッション型の発光素子である。発光素子３６０は、絶縁層２２０側から導電層１９１、ＥＬ層１９２、及び導電層１９３ｂの順に積層された積層構造を有する。また導電層１９３ｂを覆って導電層１９３ａが設けられている。導電層１９３ｂは可視光を反射する材料を含み、導電層１９１及び導電層１９３ａは可視光を透過する材料を含む。発光素子３６０が発する光は、着色層１３４、絶縁層２２０、開口２５１、導電層３１３等を介して、基板３６１側に射出される。
【０３００】
ここで、図２１に示すように、開口２５１には可視光を透過する導電層３７０が設けられていることが好ましい。これにより、開口２５１と重なる領域においてもそれ以外の領域と同様に液晶３１２が配向するため、これらの領域の境界部で液晶の配向不良が生じ、意図しない光が漏れてしまうことを抑制できる。
【０３０１】
導電層１９１の端部を覆う絶縁層２１６上には、絶縁層２１７が設けられている。絶縁層２１７は、絶縁層２２０と基板３５１が必要以上に接近することを抑制するスペーサとしての機能を有する。またＥＬ層１９２や導電層１９３ａを遮蔽マスク（メタルマスク）を用いて形成する場合には、当該遮蔽マスクが被形成面に接触することを抑制するための機能を有していてもよい。なお、絶縁層２１７は不要であれば設けなくてもよい。
【０３０２】
トランジスタ２０５のソース又はドレインの一方は、導電層２２４を介して発光素子３６０の導電層１９１と電気的に接続されている。
【０３０３】
トランジスタ２０６のソース又はドレインの一方は、接続部２０７を介して導電層３１１ｂと電気的に接続されている。導電層３１１ｂと導電層３７０は接して設けられ、これらは電気的に接続されている。ここで、接続部２０７は、絶縁層２２０に設けられた開口を介して、絶縁層２２０の両面に設けられる導電層同士を接続する部分である。
【０３０４】
基板３５１と基板３６１が重ならない領域には、接続部２０４が設けられている。接続部２０４は、接続層２４２を介してＦＰＣ３７２と電気的に接続されている。接続部２０４は接続部２０７と同様の構成を有している。接続部２０４の上面は、導電層３７０と同一の導電膜を加工して得られた導電層が露出している。これにより、接続部２０４とＦＰＣ３７２とを接続層２４２を介して電気的に接続することができる。
【０３０５】
接着層１４３が設けられる一部の領域には、接続部２５２が設けられている。接続部２５２において、導電層３７０と同一の導電膜を加工して得られた導電層と、導電層３１３の一部が、接続体２４３により電気的に接続されている。したがって、基板３６１側に形成された導電層３１３に、基板３５１側に接続されたＦＰＣ３７２から入力される信号又は電位を、接続部２５２を介して供給することができる。
【０３０６】
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、有機樹脂又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、又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２１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。
【０３０７】
接続体２４３は、接着層１４３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１４３に接続体２４３を分散させておけばよい。
【０３０８】
図２１では、回路３６４の例としてトランジスタ２０１が設けられている例を示している。
【０３０９】
図２１では、トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５の例として、チャネルが形成される半導体層２３１を２つのゲートで挟持する構成が適用されている。一方のゲートは導電層２２１により、他方のゲートは絶縁層２１２を介して半導体層２３１と重なる導電層２２３により構成されている。このような構成とすることで、トランジスタのしきい値電圧を制御することができる。このとき、２つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジスタを駆動してもよい。このようなトランジスタは他のトランジスタと比較して電界効果移動度を高めることが可能であり、オン電流を増大させることができる。その結果、高速駆動が可能な回路を作製することができる。さらには、回路部の占有面積を縮小することが可能となる。オン電流の大きなトランジスタを適用することで、表示パネルを大型化、又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。
【０３１０】
なお、回路３６４が有するトランジスタと、表示部３６２が有するトランジスタは、同じ構造であってもよい。また回路３６４が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよいし、異なる構造のトランジスタを組み合わせて用いてもよい。また、表示部３６２が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよいし、異なる構造のトランジスタを組み合わせて用いてもよい。
【０３１１】
各トランジスタを覆う絶縁層２１２、絶縁層２１３のうち少なくとも一方は、水や水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。すなわち、絶縁層２１２又は絶縁層２１３はバリア膜として機能させることができる。このような構成とすることで、トランジスタに対して外部から不純物が拡散することを効果的に抑制することが可能となり、信頼性の高い表示パネルを実現できる。
【０３１２】
基板３６１側において、着色層１３５、遮光層１３６を覆って絶縁層１２５が設けられている。絶縁層１２５は、平坦化層としての機能を有していてもよい。絶縁層１２５により、導電層３１３の表面を概略平坦にできるため、液晶３１２の配向状態を均一にできる。
【０３１３】
〔断面構成例２〕
図２２に示す表示パネルは、図２１に示す構成において各トランジスタにトップゲート型のトランジスタを適用した場合の例である。このように、トップゲート型のトランジスタを適用することにより、寄生容量が低減できるため、表示のフレーム周波数を高めることができる。
【０３１４】
本発明の一態様の表示装置が有するトランジスタは、ゲート電極として機能する導電層と、半導体層と、ソース電極として機能する導電層と、ドレイン電極として機能する導電層と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層と、を有する。なお、トランジスタの構造は特に限定されない。
【０３１５】
また、トランジスタに用いる半導体材料としては、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上である金属酸化物を用いることができる。代表的には、インジウムを含む酸化物半導体などを用いることができる。
【０３１６】
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酸化物半導体を用いたトランジスタは、その低いオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量素子に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。
【０３１７】
半導体層は、例えばインジウム、亜鉛及びＭ（アルミニウム、チタン、ガリウム、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ランタン、セリウム、スズ、ネオジム又はハフニウム等の金属）を含むＩｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｍ系酸化物、Ｍ−Ｚｎ系酸化物、又はＩｎ−Ｚｎ酸化物で表記される膜とすることができる。
【０３１８】
半導体層を構成する酸化物半導体がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物の場合、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ≧Ｍ、Ｚｎ≧Ｍを満たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：８等が好ましい。なお、成膜される半導体層の原子数比はそれぞれ、上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス４０％の変動を含む。
【０３１９】
また、上記材料等で形成した金属酸化物は、不純物や酸素欠損などを制御することで透光性を有する導電体として作用させることができる。したがって、上述した半導体層に加え、トランジスタの他の構成要素であるソース電極、ドレイン電極及びゲート電極などを透光性を有する導電体で形成することで、透光性を有するトランジスタを構成することができる。当該透光性を有するトランジスタを表示装置の画素に用いることで、表示素子を透過する光、又は表示素子が発する光が当該トランジスタを透過することができるため、開口率を向上させることができる。
【０３２０】
例えば、図２３に示す断面構成例１の変形例のように、トランジスタ２０５、２０６及び接続部２０７を構成する要素が、透光性を有する導電体で形成することができる。断面構成例１から、さらに導電層３１１ｂを省くことで発光素子３６０から発する光は、トランジスタ２０５、２０６及び接続部２０７の一部又は全体を透過することができる。また、基板３６１側から入射し、液晶３１２を透過した光は、導電層１９３ｂで反射させることができる。なお、トランジスタ２０５、２０６の信頼性を向上させるため、ゲート電極として作用する導電層及びバックゲート電極として作用する導電層の一方又は両方は、金属などの透光性を有さない層で形成してもよい。
【０３２１】
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。
【０３２２】
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。
【０３２３】
（実施の形態６）
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又は単にＯＳともいう）などに分類される。例えば、トランジスタの半導体層に金属酸化物を用いた場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、金属酸化物が増幅作用、整流作用、及びスイッチング作用の少なくとも１つを有する場合、当該金属酸化物を、金属酸化物半導体（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、略してＯＳと呼ぶことができる。また、ＯＳ  ＦＥＴと記載する場合においては、金属酸化物又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。
【０３２４】
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。
【０３２５】
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、又は材料の構成の一例を表す。
【０３２６】
また、本明細書等において、ＣＡＣ−ＯＳ又は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又は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又はＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅに付与することができる。ＣＡＣ−ＯＳ又は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。
【０３２７】
また、ＣＡＣ−ＯＳ又は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又は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又は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。
【０３２８】
すなわち、ＣＡＣ−ＯＳ又はＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、マトリックス複合材（ｍａｔｒｉｘ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、又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。
【０３２９】
＜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−ＯＳの構成について説明する。
【０３３０】
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、又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、又はその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、又はパッチ状ともいう。
【０３３１】
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、又はマグネシウムなどから選ばれた一種、又は複数種が含まれていてもよい。
【０３３２】
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。）、又はインジウム亜鉛酸化物（以下、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２（Ｘ２、Ｙ２、及び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。）、又はガリウム亜鉛酸化物（以下、ＧａＸ４ＺｎＹ４ＯＺ４（Ｘ４、Ｙ４、及び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、又は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。
【０３３３】
つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、又は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。
【０３３４】
なお、ＩＧＺＯは通称であり、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、及び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）、又は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。
【０３３５】
上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、又は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。
【０３３６】
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、及びＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。したがって、ＣＡＣ−ＯＳにおいて、結晶構造は副次的な要素である。
【０３３７】
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。
【０３３８】
なお、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、又は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。
【０３３９】
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、又はマグネシウムなどから選ばれた一種、又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。
【０３４０】
ＣＡＣ−ＯＳは、例えば基板を加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、ＣＡＣ−ＯＳをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス（代表的にはアルゴン）、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つ又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。
【０３４１】
ＣＡＣ−ＯＳは、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−ｒａｙ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）測定法の一つである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、及びｃ軸方向の配向は見られないことが分かる。
【０３４２】
またＣＡＣ−ＯＳは、プローブ径が１ｎｍの電子線（ナノビーム電子線ともいう。）を照射することで得られる電子線回折パターンにおいて、リング状に輝度の高い領域と、該リング領域に複数の輝点が観測される。したがって、電子線回折パターンから、ＣＡＣ−ＯＳの結晶構造が、平面方向、及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。
【０３４３】
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、又は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。
【０３４４】
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、又は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。
【０３４５】
ここで、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、又は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、又はＩｎＯＸ１が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、酸化物半導体としての導電性が発現する。したがって、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、又は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。
【０３４６】
一方、ＧａＯＸ３などが主成分である領域は、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、又は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。
【０３４７】
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、又は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）、及び高い電界効果移動度（μ）を実現することができる。
【０３４８】
また、ＣＡＣ−ＯＳを用いた半導体素子は、信頼性が高い。したがって、ＣＡＣ−ＯＳは、ディスプレイをはじめとする様々な半導体装置に最適である。
【０３４９】
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。
【０３５０】
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について、図面を参照して説明する。
【０３５１】
以下で例示する電子機器は、表示部に本発明の一態様の表示装置を備えるものである。したがって、高い解像度が実現された電子機器である。また高い解像度と、大きな画面が両立された電子機器とすることができる。
【０３５２】
本発明の一態様の電子機器の表示部には、例えばフルハイビジョン、４Ｋ２Ｋ、８Ｋ４Ｋ、１６Ｋ８Ｋ、又はそれ以上の解像度を有する映像を表示させることができる。また、表示部の画面サイズとしては、対角２０インチ以上、又は対角３０インチ以上、又は対角５０インチ以上、対角６０インチ以上、又は対角７０インチ以上とすることもできる。
【０３５３】
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｇｅ：電子看板）、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、などが挙げられる。
【０３５４】
本発明の一態様の電子機器又は照明装置は、家屋もしくはビルの内壁もしくは外壁、又は、自動車の内装もしくは外装の曲面に沿って組み込むことができる。
【０３５５】
本発明の一態様の電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信することで、表示部で映像や情報等の表示を行うことができる。また、電子機器がアンテナ及び二次電池を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。
【０３５６】
本発明の一態様の電子機器は、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、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）を有していてもよい。
【０３５７】
本発明の一態様の電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）を実行する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出す機能等を有することができる。
【０３５８】
図２４（Ａ）にテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置７１００は、筐体７１０１に表示部７０００が組み込まれている。ここでは、スタンド７１０３により筐体７１０１を支持した構成を示している。
【０３５９】
表示部７０００に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
【０３６０】
図２４（Ａ）に示すテレビジョン装置７１００の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機７１１１により行うことができる。又は、表示部７０００にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部７０００に触れることで操作してもよい。リモコン操作機７１１１は、当該リモコン操作機７１１１から出力する情報を表示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機７１１１が備える操作キー又はタッチパネルにより、チャンネル及び音量の操作を行うことができ、表示部７０００に表示される映像を操作することができる。
【０３６１】
なお、テレビジョン装置７１００は、受信機及びモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）又は双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０３６２】
図２４（Ｂ）に、ノート型パーソナルコンピュータ７２００を示す。ノート型パーソナルコンピュータ７２００は、筐体７２１１、キーボード７２１２、ポインティングデバイス７２１３、外部接続ポート７２１４等を有する。筐体７２１１に、表示部７０００が組み込まれている。
【０３６３】
表示部７０００に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
【０３６４】
図２４（Ｃ）、（Ｄ）に、デジタルサイネージ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｇｅ：電子看板）の一例を示す。
【０３６５】
図２４（Ｃ）に示すデジタルサイネージ７３００は、筐体７３０１、表示部７０００、及びスピーカ７３０３等を有する。さらに、ＬＥＤランプ、操作キー（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子、各種センサ、マイクロフォン等を有することができる。
【０３６６】
また、図２４（Ｄ）は円柱状の柱７４０１に取り付けられたデジタルサイネージ７４００である。デジタルサイネージ７４００は、柱７４０１の曲面に沿って設けられた表示部７０００を有する。
【０３６７】
図２４（Ｃ）、（Ｄ）において、表示部７０００に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
【０３６８】
表示部７０００が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示部７０００が広いほど、人の目につきやすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることができる。また表示部７０００は、タッチパネルを備えていることが好ましい。利用者は、表示部７０００の一部をタッチ操作することで、表示部７０００の一部に表示領域７００１を用いて利用者に詳細な情報を提供することができる。
【０３６９】
表示部７０００にタッチパネルを適用することで、表示部７０００に画像又は動画を表示するだけでなく、使用者が直感的に操作することができ、好ましい。また、路線情報もしくは交通情報などの情報を提供するための用途に用いる場合には、直感的な操作によりユーザビリティを高めることができる。
【０３７０】
また、図２４（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、デジタルサイネージ７３００又はデジタルサイネージ７４００は、ユーザが所持するスマートフォン等の情報端末機７３１１又は情報端末機７４１１と無線通信により連携可能であることが好ましい。例えば、表示部７０００に表示される広告の情報を、情報端末機７３１１又は情報端末機７４１１の画面に表示させることができる。また、情報端末機７３１１又は情報端末機７４１１を操作することで、表示部７０００の表示を切り替えることができる。
【０３７１】
また、デジタルサイネージ７３００又はデジタルサイネージ７４００に、情報端末機７３１１又は情報端末機７４１１の画面を操作手段（コントローラ、もしくはタッチパネル）としたゲームを実行させることもできる。これにより、不特定多数のユーザが同時にゲームに参加し、楽しむことができる。
【０３７２】
図２４（Ｅ）は、携帯情報端末７５００の斜視図である。携帯情報端末は、例えば、電話機、手帳又は情報閲覧装置等から選ばれた一つ又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それぞれ用いることができる。本実施の形態で例示する携帯情報端末は、例えば、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータ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。
【０３７３】
携帯情報端末７５００は、文字及び画像情報等をその複数の面に表示することができる。例えば、図２４（Ｅ）に示すように、３つの操作キー７５０２を一の面に表示し、矩形で示す情報７５０３を他の面に表示することができる。操作キー７５０２は、表示部７０００に表示され、タッチパネルを介して操作されてもよい。図２４（Ｅ）は、携帯情報端末の側面に情報が表示される例を示す。また、携帯情報端末の３面以上に情報を表示してもよい。
【０３７４】
なお、情報の例としては、ＳＮＳ（ソーシャル・ネットワーキング・サービス）の通知、電子メール又は電話などの着信を知らせる表示、電子メールなどの題名もしくは送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。又は、情報が表示されている位置に、情報の代わりに、操作キー、アイコンなどを表示してもよい。
【０３７５】
図２４（Ｆ）はタブレット型のパーソナルコンピュータであり、筐体７６０１、筐体７６０２、本発明の一態様に係る表示部７０００、光センサ７６０４、光センサ７６０５、スイッチ７６０６等を有する。表示部７０００は、筐体７６０１及び筐体７６０２によって支持されている。そして、表示部７０００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。
【０３７６】
筐体７６０１と筐体７６０２の間の角度をヒンジ７６０７及び７６０８において変更することで、筐体７６０１と筐体７６０２が重なるように、表示部７０００を折りたたむことができる。図示してはいないが、開閉センサを内蔵させ、上記角度の変化をタブレット型のパーソナルコンピュータにおいて使用条件の情報として用いても良い。タブレット型のパーソナルコンピュータに本発明の一態様に係る表示部７０００を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示部７０００に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。
【０３７７】
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】
【０３７８】
ＢＬ１    光
ＢＬ２    光
Ｃ１    容量素子
Ｃ２    容量素子
Ｄ１    距離
Ｄ２    距離
Ｇ１    配線
Ｇ２    配線
Ｇ３    配線
ＧＤ１    配線
ＧＤ２    配線
ＧＤ３    配線
ＧＤ４    配線
ＧＬ１    光
ＧＬ２    光
ＲＬ１    光
ＲＬ２    光
Ｓ１    配線
Ｓ２    配線
Ｓ３    配線
ＳＷ１    スイッチ
ＳＷ２    スイッチ
ＶＣＯＭ１    配線
ＶＣＯＭ２    配線
１１    基板
１２    基板
２０    液晶素子
２１    導電層
２２    液晶
２３    導電層
２４ａ    配向膜
２４ｂ    配向膜
２６    絶縁層
３０    トランジスタ
３１    導電層
３１ａ    導電層
３２    半導体層
３２ｐ    半導体層
３３ａ    導電層
３３ｂ    導電層
３３ｃ    導電層
３３ｄ    導電層
３４    絶縁層
３５    不純物半導体層
３７    半導体層
３８    接続部
３９ａ    偏光板
３９ｂ    偏光板
４１    着色層
４２    遮光層
６０    容量素子
７０    表示領域
７５    画素ユニット
７６    画素
７６Ｂ    表示素子
７６Ｇ    表示素子
７６Ｒ    表示素子
７７    画素
７７Ｂ    表示素子
７７Ｇ    表示素子
７７Ｒ    表示素子
７９    光
８１    絶縁層
８２    絶縁層
８３    絶縁層
８４    絶縁層
９０    バックライトユニット
１１７    絶縁層
１２５    絶縁層
１２９    光拡散板
１３３ａ    配向膜
１３３ｂ    配向膜
１３４    着色層
１３５    着色層
１３６    遮光層
１４０    偏光板
１４２    接着層
１４３    接着層
１９１    導電層
１９２    ＥＬ層
１９３ａ    導電層
１９３ｂ    導電層
２０１    トランジスタ
２０４    接続部
２０５    トランジスタ
２０６    トランジスタ
２０７    接続部
２１１    絶縁層
２１２    絶縁層
２１３    絶縁層
２１４    絶縁層
２１５    絶縁層
２１６    絶縁層
２１７    絶縁層
２２０    絶縁層
２２１    導電層
２２２    導電層
２２３    導電層
２２４    導電層
２３１    半導体層
２４２    接続層
２４３    接続体
２５１    開口
２５２    接続部
３００    表示パネル
３１１    電極
３１１ｂ    導電層
３１２    液晶
３１３    導電層
３４０    液晶素子
３５１    基板
３６０    発光素子
３６０ｂ    発光素子
３６０ｇ    発光素子
３６０ｒ    発光素子
３６０ｗ    発光素子
３６１    基板
３６２    表示部
３６４    回路
３６５    配線
３６６    入力装置
３７０    導電層
３７２    ＦＰＣ
３７３    ＩＣ
４００    表示装置
４１０    画素
４５１    開口
８１２    移動機構
８１３    移動機構
８１５    ステージ
８１６    ボールネジ機構
８２０    レーザ発振器
８２１    光学系ユニット
８２２    ミラー
８２３    マイクロレンズアレイ
８２４    マスク
８２５    レーザ光
８２６    レーザ光
８２７    レーザビーム
８３０    基板
８４０    非晶質シリコン層
８４１    多結晶シリコン層
１０００    電子機器
１０１１    プロセッサ
１０１２    記憶装置
１０１３    入力装置
１０１４    クロック生成回路
１０１５    スピーカ
１０１６    マイク
１１００    表示装置
１１０１    ディスプレイコントローラ
１１０２    表示パネル
１１１１    デコーダ回路
１１１２    ハッシュ生成回路
１１１３    フレームメモリ
１１１４    画像処理回路
１１１５    ハッシュ制御回路
１１１５ａ    ＥＯＦ検出回路
１１１５ｂ    メモリ
１１１６    比較回路
１１１６ａ    比較制御回路
１１１６ｂ    メモリ
１１１７    タイミング制御回路
１１２１    データサーバ
１１２２    外部記憶装置
１１３０    ラッチ回路
１１３１    演算回路
１１３２    加算回路
１１３３    メモリ
７０００    表示部
７００１    表示領域
７１００    テレビジョン装置
７１０１    筐体
７１０３    スタンド
７１１１    リモコン操作機
７２００    ノート型パーソナルコンピュータ
７２１１    筐体
７２１２    キーボード
７２１３    ポインティングデバイス
７２１４    外部接続ポート
７３００    デジタルサイネージ
７３０１    筐体
７３０３    スピーカ
７３１１    情報端末機
７４００    デジタルサイネージ
７４０１    柱
７４１１    情報端末機
７５００    携帯情報端末
７５０２    操作キー
７５０３    情報
７６０１    筐体
７６０２    筐体
７６０４    光センサ
７６０５    光センサ
７６０６    スイッチ
７６０７    ヒンジ
【図１】
2018120220.tif 000003
【図２】
2018120220.tif 000004
【図３】
2018120220.tif 000005
【図４】
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【図５】
2018120220.tif 000007
【図６】
2018120220.tif 000008
【図７】
2018120220.tif 000009
【図８】
2018120220.tif 000010
【図９】
2018120220.tif 000011
【図１０】
2018120220.tif 000012
【図１１】
2018120220.tif 000013
【図１２】
2018120220.tif 000014
【図１３】
2018120220.tif 000015
【図１４】
2018120220.tif 000016
【図１５】
2018120220.tif 000017
【図１６】
2018120220.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2018120220.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2018120220.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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