(57)【要約】【課題】外光によらず明瞭な表示を行うことのできる表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、画素部と、発光装置と、を有する。画素部は、表示面側に光を反射する複数の第１の表示素子と、表示面側に光を発する複数の第２の表示素子と、を有する。発光装置は、画素部よりも表示面側に位置し、且つ、第１の表示素子に光を照射する機能を有し、且つ、導光部と、それぞれ異なる色の光を発する第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を有する。第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子は、それぞれ導光部の側面に光を照射可能に配置される。また表示装置は、第１の表示素子及び第２の表示素子の少なくとも一方により画像を表示する機能を有する。【選択図】図２
2018205557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素部と、発光装置と、を有する表示装置であって、
前記画素部は、表示面側に光を反射する複数の第１の表示素子と、表示面側に光を発する複数の第２の表示素子と、を有し、
前記発光装置は、前記画素部よりも前記表示面側に位置し、且つ、前記第１の表示素子に光を照射する機能を有し、
前記発光装置は、導光部と、それぞれ異なる色の光を発する第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を有し、
前記第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子は、それぞれ前記導光部の側面に光を照射可能に配置され、
前記第１の表示素子及び前記第２の表示素子の少なくとも一方により画像を表示する機能を有する、
表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の表示素子は、反射型の液晶素子であり、
前記第２の表示素子は、有機エレクトロルミネセンス素子である、
表示装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子は、それぞれ発光ダイオードを含む、
表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子は、それぞれ発光スペクトルの半値全幅が３０ｎｍ以下である、
表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記第１の発光素子の発光スペクトルのピーク波長は、６２０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲内に位置し、
前記第２の発光素子の発光スペクトルのピーク波長は、５１５ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲内に位置し、
前記第３の発光素子の発光スペクトルのピーク波長は、４４５ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の範囲内に位置する、
表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
複数の前記第１の表示素子には、前記第１の発光素子が発する光を反射する第１の素子、前記第２の発光素子が発する光を反射する第２の素子、及び前記第３の発光素子が発する光を反射する第３の素子が混在して含まれる、
表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
前記第１の表示素子は、前記第１の発光素子が発する光、前記第２の発光素子が発する光、及び前記第３の発光素子が発する光を反射する、
表示装置。
【請求項８】
請求項７において、
制御部を有し、
前記制御部は、第１のモードと、第２のモードとを切り替える機能を有し、
前記第１のモードは、１フレーム期間中に、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子を順次点灯させて、前記第１の表示装置によりカラー表示を行う表示モードであり、
前記第２のモードは、１フレーム期間中に、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子を同時に点灯させて、前記第１の表示装置により単色表示を行う表示モードである、
表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一において、
前記発光装置よりも表示面側に、タッチセンサを有する、
表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項８のいずれか一において、
前記導光部は、タッチセンサを構成する電極を有する、
表示装置。
【請求項１１】
画素部と、発光装置と、を有する表示装置の駆動方法であって、
前記画素部は、光を反射する第１の表示素子と、光を発する第２の表示素子と、を有し、
前記発光装置は、表示面側から前記第１の表示素子に光を照射する機能を有し、
前記発光装置は、第１の発光素子、第２の発光素子及び第３の発光素子を有し、
１フレーム期間中に、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子を同時に点灯させて表示を行う第１の表示モードと、
１フレーム期間中に、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子を消灯させて表示を行う第２の表示モードと、を切り替える、
表示装置の駆動方法。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記第１の表示モード及び前記第２の表示モードの少なくとも一方において、
前記第２の表示素子を発光させて表示を行う第３の表示モードと、
前記第２の表示素子を消灯させて表示を行う第４の表示モードと、を切り替える、
表示装置の駆動方法。
【請求項１３】
画素部と、発光装置と、を有する表示装置の駆動方法であって、
前記画素部は、光を反射する第１の表示素子と、光を発する第２の表示素子と、を有し、
前記発光装置は、表示面側から前記第１の表示素子に光を照射する機能を有し、
前記発光装置は、第１の発光素子、第２の発光素子及び第３の発光素子を有し、
１フレーム期間中に、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子を順次点灯させてカラー表示を行う第５の表示モードと、
１フレーム期間中に、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子を同時に点灯させて表示を行う第６の表示モードと、
１フレーム期間中に、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子を消灯させて表示を行う第７の表示モードと、
を切り替える、
表示装置の駆動方法。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記第５の表示モード、前記第６の表示モード、及び前記第７の表示モードの少なくとも一において、
前記第２の表示素子を発光させて表示を行う第８の表示モードと、
前記第２の表示素子を消灯させて表示を行う第９の表示モードと、を切り替える、
表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、表示装置に関する。本発明の一態様は、表示装置の駆動方法に関する。
【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。本明細書等で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置、入出力装置、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法、を一例として挙げることができる。
【０００３】
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】
表示装置の一つに、液晶素子を備える液晶表示装置がある。例えば、画素電極をマトリクス状に配置し、画素電極の各々に接続するスイッチング素子としてトランジスタを用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置が実用化されている。
【０００５】
また、画素電極の各々に接続するスイッチング素子として、金属酸化物をチャネル形成領域とするトランジスタを用いるアクティブマトリクス型の液晶表示装置が知られている（特許文献１及び特許文献２）。
【０００６】
アクティブマトリクス型の液晶表示装置には、大きく分けて透過型と反射型の二種類のタイプが知られている。
【０００７】
透過型の液晶表示装置は、冷陰極蛍光ランプやＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などのバックライトを用い、液晶の光学変調作用を利用して、バックライトからの光が液晶を透過して液晶表示装置外部に出力される状態と、出力されない状態とを選択し、明と暗の表示を行わせ、さらにそれらを組み合わせることで、画像表示を行うものである。
【０００８】
また、反射型の液晶表示装置は、液晶の光学変調作用を利用して、外光、即ち入射光が画素電極で反射して装置外部に出力される状態と、入射光が装置外部に出力されない状態とを選択し、明と暗の表示を行わせ、さらにそれらを組み合わせることで、画像表示を行うものである。反射型の液晶表示装置は、透過型の液晶表示装置と比較して、バックライトを使用しないため、消費電力が少ないといった長所を有する。
【０００９】
例えば、特許文献３には、ＬＥＤ光源を対向基板の側面に配置し、暗いところでも表示を見ることのできる反射型液晶パネルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−１２３８６１号公報
【特許文献２】特開２００７−９６０５５号公報
【特許文献３】特開２０００−８１８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
反射型の表示装置は、外光の強い場所では低消費電力で明るい表示ができるが、一方で外光の弱い場所では表示が暗くなってしまうといった問題があった。また、反射型の表示装置は、外光のスペクトルに応じて、色再現性が変化してしまうといった問題があった。
【００１２】
本発明の一態様は、外光によらず明瞭な表示を行うことのできる表示装置を提供することを課題の一とする。または、消費電力を低減できる表示装置を提供することを課題の一とする。または、表示するコンテンツに応じて、表示装置を切り替えることのできる表示装置を提供することを課題の一とする。または、消費電力を低減可能な表示方法を選択可能な表示装置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抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一態様は、画素部と、発光装置と、を有する表示装置である。画素部は、表示面側に光を反射する複数の第１の表示素子と、表示面側に光を発する複数の第２の表示素子と、を有する。発光装置は、画素部よりも表示面側に位置し、且つ、第１の表示素子に光を照射する機能を有する。また発光装置は、導光部と、それぞれ異なる色の光を発する第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を有する。第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子は、それぞれ導光部の側面に光を照射可能に配置される。また表示装置は、第１の表示素子及び第２の表示素子の少なくとも一方により画像を表示する機能を有する。
【００１５】
また、上記において、第１の表示素子は、反射型の液晶素子であり、第２の表示素子は、有機エレクトロルミネセンス素子であることが好ましい。
【００１６】
また、上記において、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子は、それぞれ発光ダイオードを含むことが好ましい。
【００１７】
また、上記において、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子は、それぞれ発光スペクトルの半値全幅が３０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１８】
また、上記において、第１の発光素子の発光スペクトルのピーク波長は、６２０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲内に位置することが好ましい。また第２の発光素子の発光スペクトルのピーク波長は、５１５ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲内に位置することが好ましい。また、第３の発光素子の発光スペクトルのピーク波長は、４４５ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の範囲内に位置することが好ましい。
【００１９】
また、上記において、複数の第１の表示素子には、第１の発光素子が発する光を反射する第１の素子、第２の発光素子が発する光を反射する第２の素子、及び第３の発光素子が発する光を反射する第３の素子が混在して含まれることが好ましい。
【００２０】
または、上記において、第１の表示素子は、第１の発光素子が発する光、第２の発光素子が発する光、及び第３の発光素子が発する光を反射することが好ましい。
【００２１】
このとき、第１のモードと、第２のモードとを切り替える機能を有する制御部を有することが好ましい。ここで、第１のモードは、１フレーム期間中に、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を順次点灯させて、第１の表示装置によりカラー表示を行う表示モードである。また、第２のモードは、１フレーム期間中に、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を同時に点灯させて、第１の表示装置により単色表示を行う表示モードである。
【００２２】
また、上記において、発光装置よりも表示面側に、タッチセンサを有することが好ましい。または、発光装置の導光部が、タッチセンサを構成する電極を有することが好ましい。
【００２３】
また、本発明の他の一態様は、画素部と、発光装置と、を有する表示装置の駆動方法である。画素部は、光を反射する第１の表示素子と、光を発する第２の表示素子と、を有する。発光装置は、表示面側から第１の表示素子に光を照射する機能を有する。発光装置は、第１の発光素子、第２の発光素子及び第３の発光素子を有する。そして、１フレーム期間中に、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を同時に点灯させて表示を行う第１の表示モードと、１フレーム期間中に、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を消灯させて表示を行う第２の表示モードと、を切り替える。
【００２４】
また、上記第１の表示モード及び第２の表示モードの少なくとも一方において、第２の表示素子を発光させて表示を行う第３の表示モードと、第２の表示素子を消灯させて表示を行う第４の表示モードと、を切り替えることが好ましい。
【００２５】
また、本発明の他の一態様は、画素部と、発光装置と、を有する表示装置の駆動方法である。ここで画素部は、光を反射する第１の表示素子と、光を発する第２の表示素子と、を有する。また発光装置は、表示面側から第１の表示素子に光を照射する機能を有する。また発光装置は、第１の発光素子、第２の発光素子及び第３の発光素子を有する。そして、１フレーム期間中に、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を順次点灯させてカラー表示を行う第５の表示モードと、１フレーム期間中に、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を同時に点灯させて表示を行う第６の表示モードと、１フレーム期間中に、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を消灯させて表示を行う第７の表示モードと、を切り替える。
【００２６】
また、上記第５の表示モード、第６の表示モード、及び第７の表示モードの少なくとも一において、第２の表示素子を発光させて表示を行う第８の表示モードと、第２の表示素子を消灯させて表示を行う第９の表示モードと、を切り替えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の一態様によれば、外光によらず明瞭な表示を行うことのできる表示装置を提供できる。または、消費電力を低減できる表示装置を提供できる。または、表示するコンテンツに応じて、表示装置を切り替えることのできる表示装置を提供できる。または、消費電力を低減可能な表示方法を選択可能な表示装置を提供できる。
【００２８】
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】表示装置の構成例。
【図２】表示装置の構成例及び発光素子の発光スペクトル。
【図３】表示装置の構成例。
【図４】表示装置の駆動方法にかかるタイミングチャート。
【図５】表示装置の構成例。
【図６】表示装置の構成例。
【図７】表示装置の駆動方法にかかるタイミングチャート。
【図８】表示装置の駆動方法にかかるタイミングチャート。
【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】表示装置の構成例。
【図１４】タッチパネルの構成例。
【図１５】タッチパネルの構成例。
【図１６】電子機器の構成例。
【図１７】電子機器の構成例。
【図１８】電子機器の構成例。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、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。従って、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。
【００３１】
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
【００３２】
なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。
【００３３】
なお、本明細書等における「第１」、「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではない。
【００３４】
トランジスタは半導体素子の一種であり、電流や電圧の増幅や、導通または非導通を制御するスイッチング動作などを実現することができる。本明細書におけるトランジスタは、ＩＧＦＥＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）や薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を含む。
【００３５】
なお、以下では「上」、「下」などの向きを示す表現は、基本的には図面の向きと合わせて用いるものとする。しかしながら、説明を容易にするためなどの目的で、明細書中の「上」または「下」が意味する向きが、図面とは一致しない場合がある。一例としては、積層体等の積層順（または形成順）などを説明する場合に、図面において当該積層体が設けられる側の面（被形成面、支持面、接着面、平坦面など）が当該積層体よりも上側に位置していても、その向きを下、これとは反対の向きを上、などと表現する場合がある。
【００３６】
本明細書等において、表示装置の一態様である表示パネルは表示面に画像等を表示（出力）する機能を有するものである。したがって表示パネルは出力装置の一態様である。
【００３７】
また、本明細書等では、表示パネルの基板に、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）などのコネクターが取り付けられたもの、または基板にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式等によりＩＣが実装されたものを、表示パネルモジュール、表示モジュール、または単に表示パネルなどと呼ぶ場合がある。
【００３８】
また、本明細書等において、タッチセンサは指やスタイラスなどの被検知体が触れる、押圧する、または近づくことなどを検出する機能を有するものである。またその位置情報を検知する機能を有していてもよい。したがってタッチセンサは入力装置の一態様である。例えばタッチセンサは１以上のセンサ素子を有する構成とすることができる。
【００３９】
また、本明細書等では、タッチセンサを有する基板を、タッチセンサパネル、または単にタッチセンサなどと呼ぶ場合がある。また、本明細書等では、タッチセンサパネルの基板に、例えばＦＰＣもしくはＴＣＰなどのコネクターが取り付けられたもの、または基板にＣＯＧ方式等によりＩＣが実装されたものを、タッチセンサパネルモジュール、タッチセンサモジュール、センサモジュール、または単にタッチセンサなどと呼ぶ場合がある。
【００４０】
なお、本明細書等において、表示装置の一態様であるタッチパネルは表示面に画像等を表示（出力）する機能と、表示面に指やスタイラスなどの被検知体が触れる、押圧する、または近づくことなどを検出するタッチセンサとしての機能と、を有する。したがってタッチパネルは入出力装置の一態様である。
【００４１】
タッチパネルは、例えばタッチセンサ付き表示パネル（または表示装置）、タッチセンサ機能つき表示パネル（または表示装置）とも呼ぶことができる。
【００４２】
タッチパネルは、表示パネルとタッチセンサパネルとを有する構成とすることもできる。または、表示パネルの内部または表面にタッチセンサとしての機能を有する構成とすることもできる。
【００４３】
また、本明細書等では、タッチパネルの基板に、例えばＦＰＣもしくはＴＣＰなどのコネクターが取り付けられたもの、または基板にＣＯＧ方式等によりＩＣが実装されたものを、タッチパネルモジュール、表示モジュール、または単にタッチパネルなどと呼ぶ場合がある。
【００４４】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成例と、その駆動方法の一例について説明する。
【００４５】
本発明の一態様は、画素部を有する表示パネルと、表示パネルの画素部に光を供給する発光装置と、を有する表示装置である。また表示装置は、画素部及び発光装置を駆動する制御部を含んでいてもよい。
【００４６】
画素部は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。画素は、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、を有する構成とすることができる。
【００４７】
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。
【００４８】
第１の表示素子としては、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、表示素子として、シャッター方式のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）素子、光干渉方式のＭＥＭＳ素子の他、マイクロカプセル素子、電気泳動素子、エレクトロウェッティング素子、エレクトロフルイディック素子、エレクトロクロミック素子、若しくは電子粉流体（登録商標）を適用した素子などを用いることができる。
【００４９】
第２の表示素子としては、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。中でも、発光性の物質に有機化合物を用いた有機電界発光素子（有機エレクトロルミネセンス素子）を用いることが好ましい。このような発光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）、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。また、このような発光素子は応答速度が高く、動画を表示したときの残像が生じにくいため、滑らかな動画表示を行うことができる。
【００５０】
第２の表示素子としては、代表的にはＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅともいう）を用いることができる。そのほか、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、半導体レーザなどの自発光性の発光素子を用いることができる。または、第２の表示素子として、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。バックライトとしては、ＬＥＤを光源としたエッジライト型のバックライトを用いると、表示装置の薄型化が容易となるため好ましい。
【００５１】
発光装置は第１の表示素子よりも表示面側に配置される。発光装置は第１の表示素子に光を照射する機能を有する。発光装置は、第１の表示素子の上方側に配置されることから、フロントライトとも呼ぶことができる。または、発光装置は、発光素子の配置される位置から、サイドライトとも呼ぶことができる。
【００５２】
ここで、発光装置は、板状またはシート状の導光部（導光板ともいう）と、異なる色の光を呈する複数の発光素子と、を有する。これら発光素子は、それぞれ導光部の側面近傍に配置され、導光部側面から内部へ光を発することができる。導光部は光路を変更する機構（光取り出し機構ともいう）を有しており、これにより、発光装置は表示パネルの画素部に光を均一に照射することができる。
【００５３】
ここで、発光装置は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の発光素子を有することが好ましい。特に、これら発光素子として発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を用いることが好ましい。
【００５４】
さらに、発光素子は、その発光スペクトルの半値全幅（ＦＷＨＭ：Ｆｕｌｌ  Ｗｉｄｔｈ  ａｔ  Ｈａｌｆ  Ｍａｘｉｍｕｍ）が、５０ｎｍ以下、好ましくは４０ｎｍ以下、より好ましくは３０ｎｍ以下、さらに好ましくは２０ｎｍ以下である、極めて色純度の高い発光素子であることが好ましい。なお、発光スペクトルの半値全幅は、小さければ小さいほどよいが、例えば１ｎｍ以上とすることができる。これにより、カラー表示を行う際に、色再現性が高い鮮やかな表示を行うことができる。
【００５５】
また、赤色の発光素子は、発光スペクトルのピーク波長が、６２０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲内に位置する素子を用いることが好ましい。また、緑色の発光素子は、発光スペクトルのピーク波長が、５１５ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲内に位置する素子を用いることが好ましい。青色の発光素子は、発光スペクトルのピーク波長が、４４５ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の範囲内に位置する素子を用いることが好ましい。
【００５６】
表示装置は、表示する画像（コンテンツ）や、外光の強度及び色度に応じて、異なるモードで表示することができる。例えば、これらモードの切り替えは、表示装置が有する制御部により制御することができる。
【００５７】
表示装置は、第１の表示素子のみで画像を表示する表示モードと、第２の表示素子のみで画像を表示する表示モードと、第１の表示素子及び第２の表示素子の両方により画像を表示する表示モードと、を切り替えることができる。
【００５８】
さらに第１の表示素子を用いた表示モードのとき、発光装置を駆動して発光素子からの光を第１の表示素子で反射することにより画像を表示する表示モードと、発光装置を駆動せずに、すなわち発光素子を点灯させずに、外光のみを第１の表示素子で反射することにより画像を表示する表示モードと、を切り替えることができる。
【００５９】
第２の表示素子を用いた表示は、外光の影響を受けにくいため、鮮やかなカラー画像を表示することができる。また応答性が高いため滑らかな動画表示を行うことができる。
【００６０】
第１の表示素子を用いた表示は、外光を利用することができるため消費電力を抑えた表示を行うことができる。また、第１の表示素子を用いて静止画を表示する際、フレーム周波数を低くして書き換え頻度を少なくした駆動方法を用いることができる。これにより、第２の表示素子を用いた表示に比べて電力消費を抑えることができる。
【００６１】
また、発光装置を用いることで、外光の強度や色度が十分でない場合であっても、鮮やかな表示を実現することができる。
【００６２】
なお、発光装置として３色の発光素子を有する例を示したが、これに替えて白色光を呈する発光素子を用いた構成としてもよい。白色光を呈する発光素子として、例えば青色またはこれより短波長の光を呈するＬＥＤと、蛍光体とを有する発光素子を用いることができる。白色光を呈する発光素子を用いることで、３色の発光素子を用いる場合に比べて消費電力を低減することができる。
【００６３】
例えば静止画を表示する場合などでは、第２の表示素子を駆動して鮮やかな静止画を表示する場合に比べ、フレーム周波数を抑えた駆動方法を用いて第１の表示素子と発光素子の両方を駆動して表示する方が、消費電力を抑えられる場合もある。
【００６４】
ここで、低速のフレーム周波数で動作する駆動方法を、アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動と呼ぶことができる。アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動とは、画像データの書き込み処理を実行した後、画像データの書き換えを停止する駆動方法のことをいう。一旦画像データの書き込みをして、その後、次の画像データの書き込みまでの間隔を延ばすことで、その間の画像データの書き込みに要する分の消費電力を削減することができる。
【００６５】
極めてフレーム周波数の小さいアイドリング・ストップ駆動は、画素部が有するトランジスタに、酸化物半導体が適用されたトランジスタを用いることで実現することができる。チャネルが形成される半導体層に酸化物半導体が適用されたトランジスタは、非導通状態時のリーク電流（オフ電流）が極めて低いため、トランジスタを非導通状態とすることで画素に書き込まれた電位を長時間に亘って保持することができる。
【００６６】
画素部は、それぞれ赤色の光、緑色の光、及び青色の光を反射する表示素子のうちいずれか１つを第１の表示素子として備える画素が、マトリクス状に配置された構成とすることができる。このとき、発光装置が有する３色の発光素子を同時に発光させ、白色光を表示パネルに入射させることで、第１の表示素子を用いて鮮やかなカラー表示を行うことができる。
【００６７】
または、赤色の光、緑色の光、及び青色の光の全てを反射する第１の表示素子が、マトリクス状に配置された構成としてもよい。このとき、継時加法混色法に基づいてカラー表示を行うことができる。すなわち、３色の発光素子を順次点灯させるとともに、これと同期させて第１の表示素子を駆動する。このような駆動方法は、フィールドシーケンシャル駆動とも呼ぶことができる。このような構成とすることで、第１の表示素子の有効反射面積を大きくできるため、外光を用いてより明るい表示を行うことができる。また発光装置を用いる場合には、低い輝度でも明るい表示が可能なため、消費電力を低減できる。
【００６８】
またこのとき、発光装置の３色の発光素子を同時に点灯すること、または発光装置を駆動させないことで、第１の表示素子を用いてモノクローム（単色）表示を行うこともできる。例えば発光素子として赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の発光素子を用いた場合には、白黒（無彩色）のモノクロームの表示を行うことができる。なお、いずれか１つの発光素子または２つの発光素子を点灯させて表示を行ってもよい。この時の表示は、点灯する発光素子の光の色（２つの発光素子を点灯させる場合には、これらの混色）での、有彩色のモノクローム（単色）表示となる。
【００６９】
例えば、第１の表示素子によるモノクロームの静止画表示により文書情報を表示し、第２の表示素子によるカラー表示により、ある部分のみをカラー表示させる、といった表示方法を用いることができる。
【００７０】
このように本発明の一態様の表示装置は、表示するコンテンツや外光の強度及び色度等に応じて、様々な表示モードを選択することができる。例えば鮮やかなカラー表示、滑らかな動画表示、外光のみを利用した自然な反射表示、消費電力を極限まで抑えた静止画表示など、状況に応じて最適な表示モードを選択することができる。
【００７１】
以下では、より具体的な例について図面を参照して説明する。
【００７２】
［構成例１］
〔表示装置の構成例１〕
図１に表示装置１０の斜視概略図を示す。表示装置１０は、表示パネル２０と、発光装置４０と、偏光板５１と、を有する。
【００７３】
表示パネル２０は、基板２１と基板３１とが貼り合わされた構成を有する。図１では、表示面側に位置する基板３１を破線で示している。
【００７４】
表示パネル２０は、表示部３２、回路３４、配線３５等を有する。また図１では、基板２１上にＩＣ３７とＦＰＣ３６が実装されている例を示している。そのため、図１に表示装置１０は、表示モジュールとも呼ぶことができる。
【００７５】
回路３４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。配線３５は、表示部３２や回路３４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、外部からＦＰＣ３６を介して配線３５に入力される、またはＩＣ３７から配線３５に入力される。
【００７６】
また図１では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式等により、基板２１にＩＣ３７が設けられている例を示している。ＩＣ３７は、例えば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２０が信号線駆動回路として機能する回路を備える場合や、信号線駆動回路として機能する回路を外部に設け、ＦＰＣ３６を介して表示パネル２０を駆動するための信号を入力する場合などでは、ＩＣ３７を設けない構成としてもよい。また、ＩＣ３７を、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）方式等により、ＦＰＣ３６に実装してもよい。
【００７７】
図１には、表示部３２の一部の拡大図を示している。表示部３２には、複数の画素２３がマトリクス状に配置されている。１つの画素２３には、３つの反射型の表示素子（表示素子７０Ｒ、表示素子７０Ｇ、表示素子７０Ｂ）と、３つの発光型の表示素子（表示素子８０Ｒ、表示素子８０Ｇ、表示素子８０Ｂ）が設けられている。例えば、表示素子７０Ｒは赤色の光を反射する素子であり、表示素子７０Ｇは緑色の光を反射する素子であり、表示素子７０Ｂは青色の光を反射する素子である。また例えば、表示素子８０Ｒは赤色の光を発する素子であり、表示素子８０Ｇは緑色の光を発する素子であり、表示素子８０Ｂは青色の光を発する素子である。
【００７８】
なお以下では、表示素子７０Ｒ、表示素子７０Ｇ、及び表示素子７０Ｂを区別しない場合、またはこれらをまとめて、表示素子７０と呼ぶことがある。同様に、表示素子８０Ｒ、表示素子８０Ｇ、及び表示素子８０Ｂを区別しない場合、またはこれらをまとめて、表示素子８０と呼ぶことがある。
【００７９】
表示パネル２０は、画素２３に設けられる３つの反射型の表示素子７０、及び３つの発光型の表示素子８０を、それぞれ独立に駆動させることができる。したがって、表示部３２は、３つの反射型の表示素子７０のみを駆動することでカラー表示を行うことができる。また表示部３２は、３つの発光型の表示素子８０のみを駆動することでカラー表示を行うことができる。また表示部３２は、３つの反射型の表示素子７０と、３つの発光型の表示素子８０の両方を駆動することでカラー表示を行うことができる。
【００８０】
発光装置４０は、導光板４１と、複数の発光素子４２Ｒ、複数の発光素子４２Ｇ及び複数の発光素子４２Ｂを有する。導光板４１は可視光を透過する機能を有する。また導光板４１は光取り出し機構を有し、導波光を表示パネル２０側に均一に射出する機能を有する。発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂはそれぞれ、導光板４１の側面に沿って配置され、導光板４１の側面から内部に光を照射する機能を有する。例えば、発光素子４２Ｒは赤色の光を発する発光素子であり、発光素子４２Ｇは緑色の光を発する発光素子であり、発光素子４２Ｂは青色の光を発する発光素子である。なお、発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ及び発光素子４２Ｂは、導光板４１の２以上の辺に沿って設けられていてもよい。
【００８１】
偏光板５１は、発光装置４０と表示パネル２０の間に位置する。偏光板５１としては円偏光板を好適に用いることができる。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、表示パネル２０の意図しない外光反射を抑制することができる。
【００８２】
なお、図示しないが、表示パネル２０と偏光板５１の間、または偏光板５１と発光装置４０の間の少なくとも一方に、光を拡散させる拡散板を設けてもよい。拡散板を設けることで、よりムラのない良好な表示が実現できる。また、表示される画像のぎらつきを抑えることができる。
【００８３】
また、図示しないが、発光装置４０よりも表示面側にタッチセンサパネルを配置してもよい。このとき、表示装置１０はタッチパネル、またはタッチパネルモジュールとも呼ぶことができる。タッチセンサパネルに適用できるタッチセンサとしては、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、光学方式、感圧方式など様々な方式を用いることができる。特に、静電容量方式のタッチセンサを有するタッチセンサパネルを用いることが好ましい。
【００８４】
また、発光装置４０がタッチパネルとしての機能を有していてもよい。例えば導光板４１にタッチセンサの電極を設けることで、発光装置４０にタッチセンサとしての機能を付加することができる。このとき、導光板４１を導波した光がタッチセンサの電極により散乱され、表示パネル２０側に射出されるように、タッチセンサの電極を光取り出し機構の一つとして機能させることもできる。
【００８５】
タッチセンサの電極として、可視光を透過する導電膜を用いることができる。または、金属または合金を含む導電膜を視認されない程度に極めて細く加工したメッシュ状の電極（メタルメッシュとも呼ぶ）や、金属または合金を含むナノワイヤを用いた電極などを用いてもよい。
【００８６】
〔表示に用いる光について〕
続いて、表示装置１０が表示に用いることのできる光について説明する。
【００８７】
図２（Ａ）は、表示装置１０を模式的に示した図である。図２（Ａ）には、１つの画素２３と、偏光板５１と、発光装置４０を示している。図２（Ａ）には画素２３として、表示素子７０Ｒ、表示素子７０Ｇ、表示素子７０Ｂ、表示素子８０Ｒ、表示素子８０Ｇ、表示素子８０Ｂを示している。
【００８８】
発光装置４０において、導光板４１の側面に配置された発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂから発せられた光が導光板４１に入射される。導光板４１の内部を導波する導波光４４は、図示しない光取り出し機構により、画素２３側に光が取り出される。
【００８９】
表示装置１０は、３種類の光（光Ｌ１、光Ｌ２、及び光Ｌ３）のうち、少なくとも１つを用いて画像を表示することができる。
【００９０】
光Ｌ１は、赤色の光Ｒ１、緑色の光Ｇ１、及び青色の光Ｂ１の少なくとも一を含む。光Ｒ１、光Ｇ１、及び光Ｂ１は、それぞれ発光装置４０から入射され、偏光板５１を透過した光のうち、表示素子７０Ｒ、表示素子７０Ｇ、または表示素子７０Ｂで反射され、再度偏光板５１を透過して外部に射出される光である。
【００９１】
光Ｌ２は、赤色の光Ｒ２、緑色の光Ｇ２、及び青色の光Ｂ２の少なくとも一を含む。光Ｒ２、光Ｇ２、及び光Ｂ２は、それぞれ表示素子８０Ｒ、表示素子８０Ｇ、または表示素子８０Ｂから射出された光のうち、偏光板５１を透過して外部に射出される光である。
【００９２】
光Ｌ３は、赤色の光Ｒ３、緑色の光Ｇ３、及び青色の光Ｂ３の少なくとも一を含む。光Ｒ３、光Ｇ３、及び光Ｂ３は、それぞれ外部から入射され、偏光板５１を透過した光のうち、表示素子７０Ｒ、表示素子７０Ｇ、または表示素子７０Ｂで反射され、再度偏光板５１を透過して外部に射出される光である。
【００９３】
光Ｌ１または光Ｌ２を用いることで、外光の強度や色度によらず、鮮やかなカラー表示を行うことができる。一方、外光を利用した光Ｌ３を用いることで、低い消費電力で表示を行うことができる。
【００９４】
〔発光装置の発光素子について〕
ここで、発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂには、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を用いることが好ましい。
【００９５】
図２（Ｂ）に、発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂの発光スペクトルの一例を示す。図２（Ｂ）では、各発光素子が発する光を、測定器で観測したときの照度を規格化し、ピーク強度を揃えたものを模式的に示している。図２（Ｂ）において、縦軸は規格化照度であり、横軸は波長である。
【００９６】
図２（Ｂ）に示すように、赤色の発光素子４２Ｒは、発光スペクトルのピーク波長が、６２０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲内に位置する素子を用いることが好ましい。また、緑色の発光素子４２Ｇは、発光スペクトルのピーク波長が、５１５ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲内に位置する素子を用いることが好ましい。青色の発光素子４２Ｂは、発光スペクトルのピーク波長が、４４５ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の範囲内に位置する素子を用いることが好ましい。なお図２（Ｂ）には、縦方向に延びる一点鎖線を用いて、上記好ましい波長の範囲を示している。
【００９７】
さらに、発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂは、その発光スペクトルの半値全幅（ＦＷＨＭ）が、５０ｎｍ以下、好ましくは４０ｎｍ以下、より好ましくは３０ｎｍ以下、さらに好ましくは２０ｎｍ以下である、極めて色純度の高い発光素子であることが好ましい。なお、各発光素子の発光スペクトルの半値全幅は、小さければ小さいほどよいが、例えば１ｎｍ以上とすることができる。なお、図２（Ｂ）に示す横方向に延びる一点鎖線は、各スペクトルのピーク値の半値を通る線に相当する。
【００９８】
このような発光素子を用いることで、発光装置４０を用いたカラー表示を行う際に、色再現性が高い鮮やかな表示を行うことができる。
【００９９】
また、発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂは、それぞれ独立に輝度を制御可能であることが好ましい。これにより、発光装置４０が発する光の色調を変化させることができる。例えば、このような発光装置４０を用いると、反射型の表示素子での外光を利用した表示を行う際、外光の色調が偏っている（すなわち、理想的な白色光でない）場合に、発光装置４０が足りない色の光を発することで、反射型の表示素子に入射される光を理想的な白色光に近づけることができ、色再現性を高めることができる。
【０１００】
なお、ここでは発光装置４０として３色の発光素子を有する例を示したが、これに替えて白色光を呈する発光素子を用いた構成としてもよい。白色光を呈する発光素子として、例えば青色またはこれより短波長の光を呈するＬＥＤと、蛍光体とを有する発光素子を用いることができる。白色光を呈する発光素子を用いることで、３色の発光素子を用いる場合に比べて消費電力を低減することができる。
【０１０１】
〔制御部等の周辺回路について〕
図３には、表示パネル２０と発光装置４０の駆動を制御する制御部５０を含む表示装置１０のブロック図を示している。表示装置１０は、制御部５０、コントローラ６１、コントローラ６４、駆動回路６２等を有する。
【０１０２】
制御部５０は、発光装置４０と表示パネル２０のそれぞれの駆動を同期させて制御する機能を有する。
【０１０３】
図３では、説明を容易にするため、図１で示した表示部３２を、表示素子７０を含む画素２３ａが複数配置された表示部３２ａと、表示素子８０を含む画素２３ｂが複数配置された表示部３２ｂに分けて示している。実際には、表示部３２ａと表示部３２ｂとが重なって１つの表示部３２を構成する。
【０１０４】
また、図３では、表示部３２ａにＩＣ３７ａと回路３４ａが接続され、表示部３２ｂにＩＣ３７ｂと回路３４ｂが接続されている。ＩＣ３７ａとＩＣ３７ｂとはそれぞれソース線駆動回路として機能する。また回路３４ａと回路３４ｂとはそれぞれゲート線駆動回路として機能する。なお、説明を容易にするためにＩＣ３７ａとＩＣ３７ｂとを分けて明示しているが、これらは１つのＩＣチップとして搭載されていてもよい。
【０１０５】
制御部５０は、発光装置４０の各発光素子の発光の輝度やタイミングを制御するための信号をコントローラ６１に出力することができる。コントローラ６１は制御部５０から入力された信号に応じてタイミング信号を生成し、駆動回路６２に出力する。駆動回路６２は、発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂの発光を制御する回路であり、コントローラ６１から入力される信号に基づいて、各発光素子を発光させることができる。
【０１０６】
また制御部５０は、コントローラ６４にビデオ信号や制御信号などを出力することができる。コントローラ６４は、制御部５０から入力された信号に基づいて、ソース線駆動回路として機能するＩＣ３７及びＩＣ３７ｂに出力するビデオ信号及びタイミング信号、ならびにゲート線駆動回路として機能する回路３４ａ及び回路３４ｂに出力するタイミング信号等を生成することができる。
【０１０７】
制御部５０は、演算処理を行うことのできるプロセッサとしての機能を有する。制御部５０としては、例えば、演算回路、制御回路、メモリ回路、各種インターフェース等を有する構成を用いることができる。
【０１０８】
制御部５０としては、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等のプロセッサを用いることができる。また制御部５０に、上記プロセッサをＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）やＦＰＡＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ａｎａｌｏｇ  Ａｒｒａｙ）といったＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）によって実現した構成としてもよい。
【０１０９】
プロセッサは、種々のプログラムからの命令を解釈し実行することで、各種のデータ処理やプログラム制御を行う。プロセッサにより実行しうるプログラムは、プロセッサが有するメモリ領域に格納されていてもよいし、別途設けられる記憶装置に格納されていてもよい。
【０１１０】
また、制御部５０を構成するプロセッサの一部が、ニューラルネットワークを構成していてもよい。例えば表示する画像情報と、外光の情報とをニューラルネットワークに入力することで、当該画像を表示させるのに最適なモードを指定する情報を出力する機能を有していてもよい。ニューラルネットワークは、回路により構成されていてもよいし、プログラムとして制御部５０に読み出され、実行されてもよい。
【０１１１】
また、ニューラルネットワークに用いる重み係数のデータは、データテーブルとして記憶部装置に格納することができる。当該重み係数を含むデータテーブルは、例えばコンピュータネットワークを介して最新のものに更新することができる。または、表示装置が適用される電子機器が学習機能を有し、重み係数を含むデータテーブルを更新可能な構成としてもよい。
【０１１２】
表示部３２ａは、複数の画素２３ａがマトリクス状に配置されている。図３では、画素２３ａが表示素子７０として液晶素子を有する例を示している。１つの表示素子７０を有する画素２３ａは、副画素とも呼ぶことができる。画素２３ａは、表示素子７０、トランジスタ７１、容量素子７３を有する。また画素２３ａには、ＩＣ３７ａと電気的に接続される配線７５と、回路３４ａと電気的に接続される配線７６とが、それぞれ接続される。配線７５はソース信号線として機能し、配線７６はゲート信号線として機能する。
【０１１３】
表示部３２ｂは、複数の画素２３ｂがマトリクス状に配置されている。図３では、画素２３ｂが表示素子８０として、発光素子を有する例を示している。１つの表示素子８０を有する画素２３ｂは、副画素とも呼ぶことができる。画素２３ｂは、表示素子８０、トランジスタ８１、トランジスタ８２、容量素子８４を有する。また画素２３ｂには、ＩＣ３７ｂと電気的に接続される配線８５と、回路３４ｂと電気的に接続される配線８６とが、それぞれ接続される。配線８５はソース信号線として機能し、配線８６はゲート信号線として機能する。
【０１１４】
このような構成とすることで、制御部５０は発光装置４０と、表示パネル２０内の画素２３ａと、画素２３ｂとをそれぞれ同期して駆動させることができる。
【０１１５】
［表示装置の駆動モード１］
以下では、上記で例示した表示装置１０の表示モード（駆動モード）について説明する。
【０１１６】
制御部５０は、表示するコンテンツの種類や、外光の状態、アプリケーションプログラムやユーザの要求などに応じて、様々な表示モードを切り替えることができる。
【０１１７】
表１に、表示装置１０で切り替えることのできる５つの表示モード（Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｍｏｄｅ）を示す。表示装置１０は、表示モードＡ１乃至Ａ５を切り替えて表示することができる。以下、表１の各表示モードの詳細について説明する。
【０１１８】
【表１】
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【０１１９】
表示装置１０は、反射型の表示素子７０（表１ではＬＣと表記）と、発光型の表示素子８０（表１ではＥＬと表記）と、発光装置４０（表１ではＦＬと表記）と、をそれぞれ独立に、且つ同期させて駆動させることができる。そして表示装置１０の各表示モードは、これらの駆動の組み合わせが異なる。
【０１２０】
反射型の表示素子７０を用いた表示モードは、大きく以下の２つ（モードＬ１−１、モードＬ１−２）に分けることができる。モードＬ１−１は、発光装置４０を駆動させた状態（ｏｎ）で、発光装置４０から入射される光（または、これに加えて外光）を利用して表示するモードである。モードＬ１−２は、発光装置４０を駆動させない状態（ｏｆｆ）で、外光を利用して表示するモードである。
【０１２１】
図４（Ａ）、（Ｂ）に、モードＬ１−１及びモードＬ１−２での駆動方法にかかるタイミングチャートを示している。図４（Ａ）、（Ｂ）では、上から表示部３２ａの書き込み期間、発光素子４２Ｒの発光期間、発光素子４２Ｇの発光期間、及び発光素子４２Ｂの発光期間を示している。
【０１２２】
なお、以降の図面等において表示部の画素へのデータの書き込み期間をｗｒｉｔｅと表記し、書き込みを行わない休止期間をｂｒｅａｋと表記する。また、発光素子が発光する（点灯する）期間をｏｎ、発光しない（消灯している）期間をｏｆｆと表記する。
【０１２３】
ここで、データの書き込み期間には、書き込んだデータを表示する期間が含まれるものとする。したがって、書き込み期間は表示期間とも読み替えることができる。また書き込みを行わない休止期間も、表示期間と読み替えることができる。
【０１２４】
〔モードＬ１−１〕
モードＬ１−１では、動画表示を行う際に適した通常駆動と、静止画表示を行う際に適したアイドリング・ストップ駆動（ＩＤＳ駆動）の２つを切り替えることができる。
【０１２５】
例えば、制御部５０は、反射型の表示素子７０で表示するコンテンツに動画が含まれるか否かを判断し、動画が含まれる場合には通常駆動で、含まれない場合にはＩＤＳ駆動で反射型の表示素子７０を動作させるように、コントローラ６４に出力するタイミング信号等を生成することができる。
【０１２６】
図４（Ａ）には、通常駆動と、ＩＤＳ駆動の２つを並べて明示している。ここで、通常駆動時におけるフレーム周波数ｆをＦ０、ＩＤＳ駆動時におけるフレーム周波数ｆをＦ１とする。フレーム周波数Ｆ０は、３０Ｈｚ以上４８０Ｈｚ以下とすることが好ましい。
【０１２７】
また、フレーム周波数Ｆ１は、フレーム周波数Ｆ０よりも低い周波数とすることができる。具体的には、フレーム周波数を３０Ｈｚ未満、好ましくは１５Ｈｚ以下、より好ましくは５Ｈｚ以下、さらに好ましくは１Ｈｚ以下であって、１／６０Ｈｚ（１分に１回の頻度）以上、１／３００Ｈｚ（５分に１回の頻度）以上、または１／３６００Ｈｚ（一時間に１回の頻度）以上とすることが好ましい。
【０１２８】
モードＬ１−１では、通常駆動とＩＤＳ駆動の両方とも、１フレーム期間中に発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂを全て発光させる。これにより、外光の状態によらず鮮やかなカラー表示を行うことができる。
【０１２９】
〔モードＬ１−２〕
モードＬ１−２も上記と同様に、通常駆動と、ＩＤＳ駆動の２つを切り替えることができる。
【０１３０】
図４（Ｂ）に示すように、モードＬ１−２では、通常駆動とＩＤＳ駆動の両方とも、１フレーム期間中に発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂの全てを発光させない（消灯する）状態で表示を行う。これにより、外光を利用した低消費電力な表示を行うことができる。
【０１３１】
続いて、表１に示す各表示モードについて説明する。
【０１３２】
〔表示モードＡ１〕
表示モードＡ１は、発光装置４０からの光を利用した反射型の表示素子７０による表示と、発光型の表示素子８０による表示の両方を用いる表示モードである。これにより、外光の状態によらず最も鮮やかなカラー表示を行うことができる。表示モードＡ１では、発光装置４０を用いた反射型の表示素子７０で表現可能な色域と、発光型の表示素子８０で表現可能な色域の両方を用いることができるため、従来のような一種類の表示素子を有する表示装置に比べて色再現性を向上させることができる。
【０１３３】
〔表示モードＡ２〕
表示モードＡ２は、発光型の表示素子８０を用いずに、発光装置４０からの光を利用して反射型の表示素子７０のみで表示する表示モードである。これにより、表示モードＡ１と比較して低い消費電力で、外光の状態に依存しないカラー表示を行うことができる。
【０１３４】
〔表示モードＡ３〕
表示モードＡ３は、発光装置４０を駆動せずに、外光を利用した反射型の表示素子７０による表示と、発光型の表示素子８０による表示の両方を用いる表示モードである。これにより、より低消費電力で、外光の状態に依存しないカラー表示を行うことができる。また発光型の表示素子８０を用いるため、より滑らかな動画表示を実現できる。
【０１３５】
〔表示モードＡ４〕
表示モードＡ４は、発光型の表示素子８０を用いずに、且つ発光装置４０を駆動せずに、外光を利用した反射型の表示素子７０のみで表示する表示モードである。これにより、最も低消費電力な表示を行うことができる。
【０１３６】
〔表示モードＡ５〕
表示モードＡ５は、反射型の表示素子７０と発光装置４０を用いずに、発光型の表示素子８０のみで表示をする表示モードである。これにより、滑らかな動画表示と、鮮やかなカラー表示を行うことができる。
【０１３７】
各モードの切り替えは、制御部５０が表示する画像情報及び外光の情報に基づいて行うように、あらかじめ設定されていてもよい。または、使用者の入力操作等によって表示方法を切り替えてもよい。
【０１３８】
以上が、表示装置の駆動モード１についての説明である。
【０１３９】
［構成例２］
上記では、反射型の表示素子として、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色に対応した３種類の表示素子を設ける構成としたが、白色光を反射する反射型の表示素子を適用し、継時加法混色法に基づいたフィールドシーケンシャル駆動により、反射型の表示素子でカラー表示を行う構成としてもよい。
【０１４０】
なお以下では、上記構成例１を援用できる部分については説明を省略し、主に相違点について説明を行う。
【０１４１】
〔表示装置の構成例２〕
図５に、以下で例示する表示装置１０ａの斜視概略図を示す。表示装置１０ａは、上記構成例１で例示した表示装置１０と比較して、表示部３２の構成が異なる点で主に相違している。
【０１４２】
表示部３２に設けられる画素２３は、１つの反射型の表示素子７０Ｗと、３つの発光型の表示素子（表示素子８０Ｒ、表示素子８０Ｇ、表示素子８０Ｂ）を有する。反射型の表示素子７０Ｗは、少なくとも発光素子４２Ｒが発する光の一部、発光素子４２Ｇが発する光の一部、及び発光素子４２Ｂが発する光の一部を反射することのできる反射型の表示素子である。表示素子７０Ｗは、白色光を反射することのできる反射型の表示素子であることが好ましい。
【０１４３】
〔表示に用いる光について〕
続いて、表示装置１０ａが表示に用いることのできる光について説明する。
【０１４４】
図６は、表示装置１０ａを模式的に示した図である。図６には、１つの画素２３と、偏光板５１と、発光装置４０を示している。図６には画素２３として、表示素子７０Ｗ、表示素子８０Ｒ、表示素子８０Ｇ、表示素子８０Ｂを示している。
【０１４５】
表示装置１０ａは、３種類の光（光Ｌ１、光Ｌ２、及び光Ｌ３）のうち、少なくとも１つを用いて画像を表示することができる。
【０１４６】
光Ｌ１は、赤色の光Ｒ１、緑色の光Ｂ１、及び青色の光Ｂ１の少なくとも一を含む。光Ｒ１、光Ｇ１、及び光Ｂ１は、それぞれ発光装置４０から入射され、偏光板５１を透過した光のうち、表示素子７０Ｗで反射され、再度偏光板５１を透過して外部に射出される光である。
【０１４７】
光Ｌ２は、赤色の光Ｒ２、緑色の光Ｂ２、及び青色の光Ｂ２の少なくとも一を含む。光Ｒ２、光Ｇ２、及び光Ｂ２は、それぞれ表示素子８０Ｒ、表示素子８０Ｇ、または表示素子８０Ｂから射出された光のうち、偏光板５１を透過して外部に射出される光である。
【０１４８】
光Ｌ３は、外部から入射され、偏光板５１を透過した光のうち、表示素子７０Ｗで反射され、再度偏光板５１を透過して外部に射出される光である。
【０１４９】
図６に示す構成では、反射型の表示素子７０Ｗが白色光を反射することができるため、図２（Ａ）で示した構成と比較して、外部に射出される光Ｌ３の輝度を高めることができる。さらに、１つの画素に複数の反射型の表示素子を配置する必要がないため、表示素子７０Ｗの有効表示面積を大きくできる。そのため、表示素子７０Ｗを用いた場合に、より明るい表示をすることができる。
【０１５０】
［表示装置の駆動モード２］
以下では、上記で例示した表示装置１０ａの表示モード（駆動モード）について説明する。
【０１５１】
表２に、表示装置１０ａで切り替えることのできる７つの表示モードを示す。表示装置１０ａは、表示モードＢ１乃至Ｂ７を切り替えて表示することができる。以下、各表示モードの詳細について説明する。
【０１５２】
【表２】
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【０１５３】
反射型の表示素子７０を用いた表示モードは、大きく以下の３つ（モードＬ２−１、モードＬ２−２、モードＬ２−３）に分けることができる。モードＬ２−１は、発光装置４０を用いたフィールドシーケンシャル駆動（Ｆ．Ｓ  ｄｒｉｖｅ）によりカラー表示を行うモードである。モードＬ２−２は、発光装置４０を駆動させた状態（ｏｎ）で、発光装置４０から入射される光（または、これに加えて外光）を利用してモノクローム表示をするモードである。モードＬ２−３は、発光装置４０を駆動させない状態（ｏｆｆ）で、外光を利用してモノクローム表示をするモードである。
【０１５４】
〔モードＬ２−１〕
図７（Ａ）に、モードＬ２−１での駆動方法にかかるタイミングチャートを示している。図７（Ａ）では、上から表示部３２ａの書き込み期間、発光素子４２Ｒの発光期間、発光素子４２Ｇの発光期間、及び発光素子４２Ｂの発光期間を示している。
【０１５５】
モードＬ２−１におけるフレーム周波数をＦとする。１フレーム期間の長さは１／Ｆ秒となる。モードＬ２−１におけるフレーム周波数は、３０Ｈｚ以上１２０Ｈｚ以下とすることが好ましい。
【０１５６】
モードＬ２−１では、１フレーム期間を３分割し、それぞれの期間（１／３Ｆ秒）で、発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂを順次発光させる。また、表示部３２ａも同様に、１フレーム期間を３分割し、それぞれの期間にデータの書き込みがなされる。なお、分割されたフレームのうちの１つをサブフレームと呼ぶことができる。
【０１５７】
これにより、継時加法混色法に基づいて鮮やかなカラー表示を行うことができる。また、滑らかな動画表示を行うことができる。なお、モードＬ２−１での駆動方法を、フィールドシーケンシャル駆動とも呼ぶことができる。
【０１５８】
なお、発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂを発光させる順序やタイミングはこれに限られず、適宜変更してもよい。
【０１５９】
〔モードＬ２−２〕
モードＬ２−２は、発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂのうち、１以上を点灯させた状態で、モノクロームの表示を行うモードである。ここでは、発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂの全てを点灯した状態で、白黒（無彩色）のモノクロームの表示を行う場合の例について説明する。
【０１６０】
ここで、モードＬ２−２は、動画表示を行う際に適した通常駆動と、静止画表示を行う際に適したアイドリング・ストップ駆動（ＩＤＳ駆動）の２つを切り替えることができる。
【０１６１】
図７（Ｂ）には、通常駆動と、ＩＤＳ駆動の２つを並べて明示している。ここで、通常駆動時におけるフレーム周波数ｆをＦ０、ＩＤＳ駆動時におけるフレーム周波数ｆをＦ１とする。フレーム周波数Ｆ０は、モードＬ２−１におけるフレーム周波数Ｆと異なる周波数としてもよいが、同じ周波数とすることが好ましい。
【０１６２】
また、フレーム周波数Ｆ１は、フレーム周波数Ｆ０よりも低い周波数とすることができる。具体的には、フレーム周波数を３０Ｈｚ未満、好ましくは１５Ｈｚ以下、より好ましくは５Ｈｚ以下、さらに好ましくは１Ｈｚ以下であって、１／６０Ｈｚ（１分に１回の頻度）以上、１／３００Ｈｚ（５分に１回の頻度）以上、または１／３６００Ｈｚ（一時間に１回の頻度）以上とすることが好ましい。
【０１６３】
モードＬ２−２では、１フレーム期間中、発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂを全て発光させる。また、表示部３２ａは、１フレーム期間を３分割し、その最初の１／３フレーム期間中にデータの書き込みを行うことが好ましい。これにより、表示部３２ａのデータの書き込み動作を、モードＬ２−１における書き込み動作と同様に行うことができる。より具体的には、モードＬ２−１とモードＬ２−２とで、タイミング信号を共通化することができるため、信号生成回路等の回路構成を簡略化できる。
【０１６４】
また、表示部３２ａは、１フレーム期間内の、残りの２／３フレーム期間を休止期間とすることができる。このとき、コントローラ６４、回路３４ａ、及びＩＣ３７ａ等の動作を停止させることができる。さらにこのとき、パワーゲーティングの手法を用いてコントローラ６４、回路３４ａ、及びＩＣ３７ａ等への電源の供給を停止することが好ましい。これにより、これらの消費電力を１／３程度にまで低減することができる。
【０１６５】
なお、表示部３２ａのデータの書き込み動作は、１フレーム期間かけて行ってもよい。
【０１６６】
〔モードＬ２−３〕
モードＬ２−３は、発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂを点灯させない状態で、外光のみを利用してモノクロームの表示を行うモードである。
【０１６７】
図７（Ｃ）に、モードＬ２−３におけるタイミングチャートを示している。モードＬ２−３は、モードＬ２−２と同様に、動画表示を行う際に適した通常駆動と、静止画表示を行う際に適したＩＤＳ駆動の２つを切り替えることができる。
【０１６８】
モードＬ２−３では、発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂを全て消灯する以外は、モードＬ２−２を援用できる。また、モードＬ２−３におけるフレーム周波数は、モードＬ２−２と同様の周波数とすることができる。
【０１６９】
続いて、表２に示す各表示モードについて説明する。
【０１７０】
〔表示モードＢ１〕
表示モードＢ１は、発光装置４０からの光を利用した反射型の表示素子７０Ｗによるフィールドシーケンシャル駆動を用いたカラー表示と、発光型の表示素子８０によるカラー表示の両方を用いる表示モードである。これにより、外光の状態によらず最も鮮やかなカラー表示を行うことができる。また滑らかな動画表示を行うことができる。表示モードＢ１では、発光装置４０を用いた反射型の表示素子７０で表現可能な色域と、発光型の表示素子８０で表現可能な色域の両方を用いることができるため、従来のような一種類の表示素子を有する表示装置に比べて色再現性を向上させることができる。
【０１７１】
図８（Ａ）に、表示モードＢ１にかかるタイミングチャートの例を示している。図８（Ａ）では、図７（Ａ）で示したタイミングチャートに加え、発光型の表示素子８０を有する表示部３２ｂの書き込み期間を示している。
【０１７２】
図８（Ａ）に示すように、表示部３２ｂのデータの書き込み期間を、１フレーム期間とすることができる。これにより、表示部３２ａの表示と、表示部３２ｂの表示とを同期させることができる。なお、表示部３２ｂのデータの書き込み期間はこれに限られず、１フレーム期間のｎ倍の期間、または１／ｎ倍の期間（ｎは自然数）としてもよい。
【０１７３】
例えば、表示部３２ｂで背景画像などの静止画を表示し、動きのある動画部分のみ表示部３２ａで表示する場合、表示部３２ｂのデータの書き込み期間を、表示部３２ａのデータ書き込み期間よりも短くすることで、表示素子８０を用いてより滑らかな動画表示を行うことができる。
【０１７４】
〔表示モードＢ２〕
表示モードＢ２は、発光型の表示素子８０を用いずに、発光装置４０からの光を利用した反射型の表示素子７０Ｗによるフィールドシーケンシャル駆動を用いてカラー表示を行うモードである。これにより、外光の状態によらず、鮮やかなカラー表示を行うことができる。また、滑らかな動画表示を行うことができる。
【０１７５】
〔表示モードＢ３〕
表示モードＢ３は、発光装置４０からの光を利用した反射型の表示素子７０Ｗによるモノクローム表示と、発光型の表示素子８０によるカラー表示の両方を用いるモードである。これにより、カラー表示したい部分のみカラー表示を行い、それ以外の部分はモノクローム表示を行うなどの表示をすることができる。特に文書情報の一部を色づけしてハイライトさせる場合や、文書情報と画像情報（動画または静止画）が混在したコンテンツなどを表示する際に適している。
【０１７６】
図８（Ｂ）には、表示モードＢ３にかかるタイミングチャートの例を示している。図８（Ｂ）では、図７（Ｂ）で示したタイミングチャートに加え、発光型の表示素子８０を有する表示部３２ｂの書き込み期間を示している。
【０１７７】
図８（Ｂ）に示すように、通常駆動の際には、表示部３２ａと表示部３２ｂのそれぞれの１フレーム期間を等しくすることができる。
【０１７８】
また、表示部３２ｂをＩＤＳ駆動により駆動させている期間において、表示部３２ａは通常駆動と同じフレーム周波数で駆動させることができる。このように、ＩＤＳ駆動を用いた表示部３２ａの表示と、通常のフレーム周波数での表示部３２ａの表示を組み合わせることで、消費電力を低減しつつ、カラー表示させる部分は鮮やかなカラー表示を、動画表示させる部分は滑らかな動画表示を行うことができる。
【０１７９】
〔表示モードＢ４〕
表示モードＢ４は、発光型の表示素子８０を用いずに、発光装置４０からの光を利用した反射型の表示素子７０Ｗによるモノクローム表示を行うモードである。これにより、外光の弱い環境であっても、明瞭なモノクローム表示を行うことができる。
【０１８０】
〔表示モードＢ５〕
表示モードＢ５は、発光装置４０を駆動せずに、外光を利用した反射型の表示素子７０によるモノクローム表示と、発光型の表示素子８０による表示の両方を用いる表示モードである。これにより、モノクローム表示を行う部分は消費電力の低い表示を行い、且つカラー表示を行う部分では、外光の状態に依存しないカラー表示を行うことができる。また発光型の表示素子８０を用いるため、より滑らかな動画表示を実現できる。
【０１８１】
〔表示モードＢ６〕
表示モードＢ６は、発光型の表示素子８０を用いずに、且つ発光装置４０を駆動せずに、外光を利用した反射型の表示素子７０のみでモノクローム表示をする表示モードである。これにより、最も低消費電力な表示を行うことができる。
【０１８２】
〔表示モードＢ７〕
表示モードＢ７は、反射型の表示素子７０と発光装置４０を用いずに、発光型の表示素子８０のみで表示をする表示モードである。これにより、滑らかな動画表示と、鮮やかなカラー表示を行うことができる。
【０１８３】
以上が、表示装置の駆動モード２についての説明である。
【０１８４】
［表示パネルの構成例］
以下では、本発明の一態様の表示装置に用いることのできる表示パネルの例について説明する。以下で例示する表示パネルは、反射型の液晶素子と、発光素子の両方を有し、反射光による表示と、発光による表示と、これらが混在した光による表示と、を切り替えて行うことのできる、表示パネルである。
【０１８５】
〔構成例〕
図９（Ａ）は、表示装置４００の構成の一例を示すブロック図である。表示装置４００は、表示部３６２にマトリクス状に配列した複数の画素４１０を有する。また表示装置４００は、回路ＧＤと、回路ＳＤを有する。また、方向Ｒに配列した複数の画素４１０、回路ＧＤと電気的に接続する複数の配線Ｇ１、複数の配線Ｇ２、複数の配線ＡＮＯ、および複数の配線ＣＳＣＯＭを有する。また、方向Ｃに配列した複数の画素４１０、回路ＳＤと電気的に接続する複数の配線Ｓ１、および複数の配線Ｓ２を有する。
【０１８６】
なお、ここでは簡単のために回路ＧＤと回路ＳＤを１つずつ有する構成を示したが、液晶素子を駆動する回路ＧＤおよび回路ＳＤと、発光素子を駆動する回路ＧＤおよび回路ＳＤとを、別々に設けてもよい。
【０１８７】
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。
【０１８８】
図９（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。
【０１８９】
図９（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。
【０１９０】
図９（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９（Ｂ１）に示すように、方向Ｒに配列する複数の画素において、複数の開口４５１が一直線上に配列されないように、それぞれ導電層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、隣接する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。
【０１９１】
また、図９（Ｂ２）に示すような配列としてもよい。
【０１９２】
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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
開口４５１の形状は、例えば多角形、四角形、楕円形、円形または十字等の形状とすることができる。また、細長い筋状、スリット状、市松模様状の形状としてもよい。また、開口４５１を隣接する画素に寄せて配置してもよい。好ましくは、開口４５１を同じ色を表示する他の画素に寄せて配置する。これにより、クロストークを抑制できる。
【０１９５】
〔回路構成例〕
図１０は、画素４１０の構成例を示す回路図である。図１０では、隣接する２つの画素４１０を示している。
【０１９６】
画素４１０は、スイッチＳＷ１、容量素子Ｃ１、液晶素子３４０、スイッチＳＷ２、トランジスタＭ、容量素子Ｃ２、および発光素子３６０等を有する。また、画素４１０には、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線ＡＮＯ、配線ＣＳＣＯＭ、配線Ｓ１、および配線Ｓ２が電気的に接続されている。また、図１０では、液晶素子３４０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ１、および発光素子３６０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ２を示している。
【０１９７】
図１０では、スイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２に、トランジスタを用いた場合の例を示している。
【０１９８】
スイッチＳＷ１は、ゲートが配線Ｇ１と接続され、ソースまたはドレインの一方が配線Ｓ１と接続され、ソースまたはドレインの他方が容量素子Ｃ１の一方の電極、および液晶素子３４０の一方の電極と接続されている。容量素子Ｃ１は、他方の電極が配線ＣＳＣＯＭと接続されている。液晶素子３４０は、他方の電極が配線ＶＣＯＭ１と接続されている。
【０１９９】
また、スイッチＳＷ２は、ゲートが配線Ｇ２と接続され、ソースまたはドレインの一方が配線Ｓ２と接続され、ソースまたはドレインの他方が、容量素子Ｃ２の一方の電極、トランジスタＭのゲートと接続されている。容量素子Ｃ２は、他方の電極がトランジスタＭのソースまたはドレインの一方、および配線ＡＮＯと接続されている。トランジスタＭは、ソースまたはドレインの他方が発光素子３６０の一方の電極と接続されている。発光素子３６０は、他方の電極が配線ＶＣＯＭ２と接続されている。
【０２００】
図１０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。
【０２０１】
配線Ｇ１には、スイッチＳＷ１を導通状態または非導通状態に制御する信号を与えることができる。配線ＶＣＯＭ１には、所定の電位を与えることができる。配線Ｓ１には、液晶素子３４０が有する液晶の配向状態を制御する信号を与えることができる。配線ＣＳＣＯＭには、所定の電位を与えることができる。
【０２０２】
配線Ｇ２には、スイッチＳＷ２を導通状態または非導通状態に制御する信号を与えることができる。配線ＶＣＯＭ２および配線ＡＮＯには、発光素子３６０が発光する電位差が生じる電位をそれぞれ与えることができる。配線Ｓ２には、トランジスタＭの導通状態を制御する信号を与えることができる。
【０２０３】
図１０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Ｇ１および配線Ｓ１に与える信号により駆動し、液晶素子３４０による光学変調を利用して表示することができる。また、発光モードで表示を行う場合には、配線Ｇ２および配線Ｓ２に与える信号により駆動し、発光素子３６０を発光させて表示することができる。また、両方のモードで駆動する場合には、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線Ｓ１および配線Ｓ２のそれぞれに与える信号により駆動することができる。
【０２０４】
なお、図１０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１１（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（発光素子３６０ｒ、発光素子３６０ｇ、発光素子３６０ｂ、発光素子３６０ｗ）を有する例を示している。
【０２０５】
図１１（Ａ）では図１０の例に加えて、画素４１０に配線Ｇ３および配線Ｓ３が接続されている。
【０２０６】
図１１（Ａ）に示す例では、例えば４つの発光素子（発光素子３６０ｒ、発光素子３６０ｇ、発光素子３６０ｂ、発光素子３６０ｗ）を、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、および白色（Ｗ）を呈する発光素子を用いることができる。また液晶素子３４０として、白色を呈する反射型の液晶素子を用いることができる。これにより、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。
【０２０７】
また、図１１（Ｂ）には、画素４１０の構成例を示している。画素４１０は、電極３１１が有する開口部と重なる発光素子３６０ｗと、電極３１１の周囲に配置された発光素子３６０ｒ、発光素子３６０ｇ、および発光素子３６０ｂとを有する。
【０２０８】
［断面構成例１］
以下では、図１で例示した表示装置１０の断面構成例について説明する。図１２に、図１で例示した表示装置１０のＦＰＣ３６を含む領域の一部、回路３４を含む領域の一部、及び表示部３２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。
【０２０９】
なおここでは、反射型の表示素子として液晶素子を、発光型の表示素子として発光素子を、それぞれ用いた構成について説明する。
【０２１０】
表示パネルは、基板２１と基板３１の間に、絶縁層２２０を有する。また基板２１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３１の間に、液晶素子３４０、着色層１３５等を有する。また基板３１と絶縁層２２０は接着層１６１を介して接着され、基板２１と絶縁層２２０は接着層１６２を介して接着されている。
【０２１１】
また、基板３１よりも外側（表示面側）に偏光板５１が設けられ、基板３１と偏光板５１の間に拡散板５２が設けられている。さらに、偏光板５１よりも外側に導光板４１設けられている。
【０２１２】
偏光板５１には円偏光板を用いることができる。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、外光反射を効果的に抑制することができる。
【０２１３】
拡散板５２は、導光板４１から基板２１側に射出された光を拡散し、光の輝度のムラを低減する機能を有する。なお拡散板５２は、偏光板１３０と導光板４１の間に設けてもよい。また拡散板５２は不要であれば設けなくてもよい。
【０２１４】
導光板４１の側面には、プリント基板４７に実装された発光素子４２が設けられている。プリント基板４７は導光板４１に固定されている。また、導光板４１の、発光素子４２とは反対側の側面には、可視光を反射する反射層４８が設けられている。
【０２１５】
導光板４１は、光取り出し機構として、表示面側に凹凸形状を有する。導光板４１を導波した光の一部は、当該凹凸形状で散乱される。散乱された光は、臨界角よりも小さい入射角で導光板４１の基板３１側の面に入射し、全反射することなく基板３１側に射出される。
【０２１６】
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２１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。
【０２１７】
基板３１には、着色層１３５、遮光層１３６、絶縁層２１８、および液晶素子３４０の共通電極として機能する導電層３１３、配向膜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。
【０２１８】
絶縁層２２０の基板２１側には、絶縁層２１１、絶縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１４、絶縁層２１５等の絶縁層が設けられている。絶縁層２１１は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１２、絶縁層２１３、および絶縁層２１４は、各トランジスタを覆って設けられている。また絶縁層２１４を覆って絶縁層２１５が設けられている。絶縁層２１４および絶縁層２１５は、平坦化層としての機能を有する。なお、ここではトランジスタ等を覆う絶縁層として、絶縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１４の３層を有する場合について示しているが、これに限られず４層以上であってもよいし、単層、または２層であってもよい。また平坦化層として機能する絶縁層２１４は、不要であれば設けなくてもよい。
【０２１９】
また、トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、およびトランジスタ２０６は、一部がゲートとして機能する導電層２２１、一部がソースまたはドレインとして機能する導電層２２２、半導体層２３１を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。
【０２２０】
液晶素子３４０は反射型の液晶素子である。液晶素子３４０は、導電層３１１ａ、液晶３１２、導電層３１３が積層された積層構造を有する。また、導電層３１１ａの基板２１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３１１ａおよび導電層３１３は可視光を透過する材料を含む。また、液晶３１２と導電層３１１ａの間に配向膜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。また、基板３１の外側の面には、偏光板５１を有する。
【０２２１】
また着色層１３５、遮光層１３６を覆って絶縁層２１８が設けられている。絶縁層２１８は、平坦化層としての機能を有していてもよい。絶縁層２１８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。
【０２２２】
基板３１側から入射した光は、偏光板５１により偏光され、導電層３１３、液晶３１２を透過し、導電層３１１ｂで反射する。そして、液晶３１２および導電層３１３を再度透過して、偏光板５１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５１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、緑色、または青色を呈する光となる。
【０２２３】
発光素子３６０は、ボトムエミッション型の発光素子である。発光素子３６０は、絶縁層２２０側から導電層１９１、ＥＬ層１９２、および導電層１９３の順に積層された積層構造を有する。導電層１９３は可視光を反射する材料を含む。また導電層１９３を覆って、バリア層として機能する絶縁層１９４が設けられている。
【０２２４】
図１２では、白色光を発する発光素子３６０と、着色層１３４との組み合わせにより鮮やかに色づいた光を射出できる構成を示している。
【０２２５】
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、着色層１３５等を介して、基板３１側に射出される。
【０２２６】
ここで、図１２に示すように、発光素子３６０からの光が透過する開口２５１には可視光を透過する導電層３１１ａが設けられていることが好ましい。これにより、開口２５１と重なる領域においてもそれ以外の領域と同様に液晶３１２が配向するため、これらの領域の境界部で液晶の配向不良が生じ、意図しない光が漏れてしまうことを抑制できる。
【０２２７】
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２１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。
【０２２８】
トランジスタ２０５のソースまたはドレインの一方は、導電層２２４を介して発光素子３６０の導電層１９１と電気的に接続されている。
【０２２９】
トランジスタ２０６のソースまたはドレインの一方は、接続部２０７を介して導電層３１１ｂと電気的に接続されている。導電層３１１ｂと導電層３１１ａは接して設けられ、これらは電気的に接続されている。ここで、接続部２０７は、絶縁層２２０に設けられた開口を介して、絶縁層２２０の両面に設けられる導電層同士を接続する部分である。
【０２３０】
基板２１と基板３１と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３１１ａと同一の導電膜を加工して得られた導電層が露出している。これにより、接続部２０４とＦＰＣ３７２とを接続層２４２を介して電気的に接続することができる。
【０２３１】
接着層１６１が設けられる一部の領域には、接続部２５２が設けられている。接続部２５２において、導電層３１１ａと同一の導電膜を加工して得られた導電層と、導電層３１３の一部が、接続体２４３により電気的に接続されている。したがって、基板３１側に形成された導電層３１３に、基板２１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。
【０２３２】
接続体２４３としては、少なくとも表面が導電性を有する粒子を用いることができる。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。このとき図１２に示すように、接続体２４３が上下方向に潰れた形状となることで、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、接続不良の発生を抑制することができる。
【０２３３】
接続体２４３は、接着層１６１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１６１中に接続体２４３を分散させておけばよい。
【０２３４】
図１２では、回路３４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。
【０２３５】
図１２では、トランジスタ２０１およびトランジスタ２０５の例として、チャネルが形成される半導体層２３１を２つのゲートで挟持する構成が適用されている。一方のゲートは導電層２２１により、他方のゲートは絶縁層２１２を介して半導体層２３１と重なる導電層２２３により構成されている。このような構成とすることで、トランジスタのしきい値電圧を制御することができる。このとき、２つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジスタを駆動してもよい。このようなトランジスタは他のトランジスタと比較して電界効果移動度を高めることが可能であり、オン電流を増大させることができる。その結果、高速駆動が可能な回路を作製することができる。さらには、回路部の占有面積を縮小することが可能となる。オン電流の大きなトランジスタを適用することで、表示パネルを大型化、または高精細化したときに配線数が増大したとしても、各配線における信号遅延を低減することが可能であり、表示ムラを抑制することができる。
【０２３６】
なお、回路３４が有するトランジスタと、表示部３２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３４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３２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。
【０２３７】
各トランジスタを覆う絶縁層２１２、絶縁層２１３のうち少なくとも一方は、水や水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。すなわち、絶縁層２１２または絶縁層２１３はバリア膜として機能させることができる。このような構成とすることで、トランジスタに対して外部から不純物が拡散することを効果的に抑制することが可能となり、信頼性の高い表示パネルを実現できる。
【０２３８】
［断面構成例２］
以下では、図５で例示した表示装置１０ａの断面構成例について説明する。なお以下では、上記断面構成例１と重複する部分については説明を省略し、相違点について説明する。
【０２３９】
図１３に、図５で例示した表示装置１０ａの断面概略図を示す。
【０２４０】
図１３で示す構成は、図１２と比較して、着色層１３５、遮光層１３６、絶縁層２１８等を有なさい点、発光素子３６０の構成が異なる点などで主に相違している。
【０２４１】
液晶素子３４０が反射する光の光路上に着色層が設けられないため、液晶素子３４０は白色光を反射する反射型の液晶素子として機能する。また、遮光層１３６を設けないことにより、液晶素子３４０の有効反射面積が大きくなり、より明るい表示を行うことができる。
【０２４２】
図１３では、発光素子３６０は、ＥＬ層１９２を素子毎に作り分けた構成を示している。例えば赤色の発光素子、緑色の発光素子、青色の発光素子のそれぞれで、異なる発光材料を含むＥＬ層を作り分けることができる。またこれにより着色層が不要となり、発光素子３６０の光取り出し効率を高めることができる。
【０２４３】
また図１３では、導光板４１よりも外側に、タッチセンサパネル５３を設けた例を示している。タッチセンサパネル５３は、接着層５５により導光板４１と貼り合わされている。
【０２４４】
タッチセンサパネル５３が有するセンサの方式としては、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、光学方式、感圧方式など様々な方式を用いることができる。
【０２４５】
静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。また、投影型静電容量方式としては、自己容量方式、相互容量方式等がある。相互容量方式を用いると、同時多点検出が可能となるため好ましい。
【０２４６】
以上が断面構成例２についての説明である。
【０２４７】
［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。
【０２４８】
〔基板〕
表示パネルが有する基板には、平坦面を有する材料を用いることができる。表示素子からの光を取り出す側の基板には、該光を透過する材料を用いる。例えば、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、有機樹脂などの材料を用いることができる。
【０２４９】
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。
【０２５０】
また、発光を取り出さない側の基板は、透光性を有していなくてもよいため、上記に挙げた基板の他に、金属基板等を用いることもできる。金属基板は熱伝導性が高く、基板全体に熱を容易に伝導できるため、表示パネルの局所的な温度上昇を抑制することができ、好ましい。可撓性や曲げ性を得るためには、金属基板の厚さは、１０μｍ以上２００μｍ以下が好ましく、２０μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。
【０２５１】
金属基板を構成する材料としては、特に限定はないが、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル等の金属、もしくはアルミニウム合金またはステンレス等の合金などを好適に用いることができる。
【０２５２】
また、金属基板の表面を酸化する、または表面に絶縁膜を形成するなどにより、絶縁処理が施された基板を用いてもよい。例えば、スピンコート法やディップ法などの塗布法、電着法、蒸着法、またはスパッタリング法などを用いて絶縁膜を形成してもよいし、酸素雰囲気で放置するまたは加熱するほか、陽極酸化法などによって、基板の表面に酸化膜を形成してもよい。
【０２５３】
可撓性を有し、可視光に対する透過性を有する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂等が挙げられる。特に、熱膨張係数の低い材料を用いることが好ましく、例えば、熱膨張係数が３０×１０−６／Ｋ以下であるポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＥＴ等を好適に用いることができる。また、ガラス繊維に有機樹脂を含浸した基板や、無機フィラーを有機樹脂に混ぜて熱膨張係数を下げた基板を使用することもできる。このような材料を用いた基板は、重量が軽いため、該基板を用いた表示パネルも軽量にすることができる。
【０２５４】
上記材料中に繊維体が含まれている場合、繊維体は有機化合物または無機化合物の高強度繊維を用いる。高強度繊維とは、具体的には引張弾性率またはヤング率の高い繊維のことを言い、代表例としては、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエチレン系繊維、アラミド系繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維が挙げられる。ガラス繊維としては、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、Ｑガラス等を用いたガラス繊維が挙げられる。これらは、織布または不織布の状態で用い、この繊維体に樹脂を含浸させ樹脂を硬化させた構造物を、可撓性を有する基板として用いてもよい。可撓性を有する基板として、繊維体と樹脂からなる構造物を用いると、曲げや局所的押圧による破損に対する信頼性が向上するため、好ましい。
【０２５５】
または、可撓性を有する程度に薄いガラス、金属などを基板に用いることもできる。または、ガラスと樹脂材料とが接着層により貼り合わされた複合材料を用いてもよい。
【０２５６】
可撓性を有する基板に、表示パネルの表面を傷などから保護するハードコート層（例えば、窒化シリコン、酸化アルミニウムなど）や、押圧を分散可能な材質の層（例えば、アラミド樹脂など）等が積層されていてもよい。また、水分等による表示素子の寿命の低下等を抑制するために、可撓性を有する基板に透水性の低い絶縁膜が積層されていてもよい。例えば、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等の無機絶縁材料を用いることができる。
【０２５７】
基板は、複数の層を積層して用いることもできる。特に、ガラス層を有する構成とすると、水や酸素に対するバリア性を向上させ、信頼性の高い表示パネルとすることができる。
【０２５８】
〔トランジスタ〕
トランジスタは、ゲート電極として機能する導電層と、半導体層と、ソース電極として機能する導電層と、ドレイン電極として機能する導電層と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層と、を有する。上記では、ボトムゲート構造のトランジスタを適用した場合を示している。
【０２５９】
なお、本発明の一態様の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルの上下にゲート電極が設けられていてもよい。
【０２６０】
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
【０２６１】
また、トランジスタに用いる半導体材料としては、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上である金属酸化物を用いることができる。代表的には、インジウムを含む酸化物半導体などであり、例えば、後述するＣＡＣ−ＯＳなどを用いることができる。
【０２６２】
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。
【０２６３】
半導体層は、例えばインジウム、亜鉛およびＭ（アルミニウム、チタン、ガリウム、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ランタン、セリウム、スズ、ネオジムまたはハフニウム等の金属）を含むＩｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物で表記される膜とすることができる。
【０２６４】
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。
【０２６５】
本実施の形態で例示したボトムゲート構造のトランジスタは、作製工程を削減できるため好ましい。またこのとき酸化物半導体を用いることで、多結晶シリコンよりも低温で形成できる、半導体層よりも下層の配線や電極の材料、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。
【０２６６】
半導体層としては、キャリア密度の低い酸化物半導体膜を用いる。例えば、半導体層は、キャリア密度が１×１０１７／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１５／ｃｍ３以下、さらに好ましくは１×１０１３／ｃｍ３以下、より好ましくは１×１０１１／ｃｍ３以下、さらに好ましくは１×１０１０／ｃｍ３未満であり、１×１０−９／ｃｍ３以上の酸化物半導体を用いることができる。そのような酸化物半導体を、高純度真性または実質的に高純度真性な酸化物半導体と呼ぶ。これにより不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低いため、安定な特性を有する酸化物半導体であるといえる。
【０２６７】
なお、これらに限られず、必要とするトランジスタの半導体特性および電気特性（電界効果移動度、しきい値電圧等）に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とするトランジスタの半導体特性を得るために、半導体層のキャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。
【０２６８】
半導体層を構成する酸化物半導体において、第１４族元素の一つであるシリコンや炭素が含まれると、半導体層において酸素欠損が増加し、ｎ型化してしまう。このため、半導体層におけるシリコンや炭素の濃度（二次イオン質量分析法により得られる濃度）を、２×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。
【０２６９】
また、アルカリ金属およびアルカリ土類金属は、酸化物半導体と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジスタのオフ電流が増大してしまうことがある。このため半導体層における二次イオン質量分析法により得られるアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。
【０２７０】
また、半導体層を構成する酸化物半導体に窒素が含まれていると、キャリアである電子が生じ、キャリア密度が増加し、ｎ型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため半導体層における二次イオン質量分析法により得られる窒素濃度は、５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にすることが好ましい。
【０２７１】
また、半導体層は、例えば非単結晶構造でもよい。非単結晶構造は、例えば、ｃ軸に配向した結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ−Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、または、Ｃ−Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  ａｎｄ  Ａ−Ｂ−ｐｌａｎｅ  Ａｎｃｈｏｒｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶構造、微結晶構造、または非晶質構造を含む。非単結晶構造において、非晶質構造は最も欠陥準位密度が高く、ＣＡＡＣ−ＯＳは最も欠陥準位密度が低い。
【０２７２】
非晶質構造の酸化物半導体膜は、例えば、原子配列が無秩序であり、結晶成分を有さない。または、非晶質構造の酸化物膜は、例えば、完全な非晶質構造であり、結晶部を有さない。
【０２７３】
なお、半導体層が、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、多結晶構造の領域、ＣＡＡＣ−ＯＳの領域、単結晶構造の領域のうち、二種以上を有する混合膜であってもよい。混合膜は、例えば上述した領域のうち、いずれか二種以上の領域を含む単層構造、または積層構造を有する場合がある。
【０２７４】
＜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。
【０２７５】
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。
【０２７６】
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。
【０２７７】
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。
【０２７８】
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。
【０２７９】
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。
【０２８０】
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。
【０２８１】
一方、ＣＡＣ−ＯＳは、酸化物半導体の材料構成に関する。ＣＡＣ−ＯＳとは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、およびＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。したがって、ＣＡＣ−ＯＳにおいて、結晶構造は副次的な要素である。
【０２８２】
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。
【０２８３】
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。
【０２８４】
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。
【０２８５】
ＣＡＣ−ＯＳは、例えば基板を意図的に加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、ＣＡＣ−ＯＳをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス（代表的にはアルゴン）、酸素ガス、および窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば酸素ガスの流量比を０％以上３０％未満、好ましくは０％以上１０％以下とすることが好ましい。
【０２８６】
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。
【０２８７】
また、ＣＡＣ−ＯＳは、プローブ径が１ｎｍの電子線（ナノビーム電子線ともいう。）を照射することで得られる電子線回折パターンにおいて、リング状に輝度の高い領域と、該リング領域に複数の輝点が観測される。したがって、電子線回折パターンから、ＣＡＣ−ＯＳの結晶構造が、平面方向、および断面方向において、配向性を有さないｎｃ（ｎａｎｏ−ｃｒｙｓｔａｌ）構造を有することがわかる。
【０２８８】
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。
【０２８９】
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。
【０２９０】
ここで、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域は、ＧａＯＸ３などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、酸化物半導体としての導電性が発現する。したがって、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域が、酸化物半導体中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度（μ）が実現できる。
【０２９１】
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。
【０２９２】
したがって、ＣＡＣ−ＯＳを半導体素子に用いた場合、ＧａＯＸ３などに起因する絶縁性と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１に起因する導電性とが、相補的に作用することにより、高いオン電流（Ｉｏｎ）、および高い電界効果移動度（μ）を実現することができる。
【０２９３】
また、ＣＡＣ−ＯＳを用いた半導体素子は、信頼性が高い。したがって、ＣＡＣ−ＯＳは、ディスプレイをはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。
【０２９４】
または、トランジスタのチャネルが形成される半導体にシリコンを用いてもよい。シリコンとしてアモルファスシリコンを用いてもよいが、特に結晶性を有するシリコンを用いることが好ましい。例えば、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンなどを用いることが好ましい。特に、多結晶シリコンは、単結晶シリコンに比べて低温で形成でき、且つアモルファスシリコンに比べて高い電界効果移動度と高い信頼性を備える。
【０２９５】
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。
【０２９６】
〔導電層〕
トランジスタのゲート、ソースおよびドレインのほか、表示装置を構成する各種配線および電極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、またはタングステンなどの金属、またはこれを主成分とする合金などが挙げられる。またこれらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、チタン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、タングステン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、タングステン膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜または窒化チタン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛等の酸化物を用いてもよい。また、マンガンを含む銅を用いると、エッチングによる形状の制御性が高まるため好ましい。
【０２９７】
また、透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物またはグラフェンを用いることができる。または、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、またはチタンなどの金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）などを用いてもよい。なお、金属材料、合金材料（またはそれらの窒化物）を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすればよい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。これらは、表示装置を構成する各種配線および電極などの導電層や、表示素子が有する導電層（画素電極や共通電極として機能する導電層）にも用いることができる。
【０２９８】
〔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。
【０２９９】
また、発光素子は、一対の透水性の低い絶縁膜の間に設けられていることが好ましい。これにより、発光素子に水等の不純物が侵入することを抑制でき、装置の信頼性の低下を抑制できる。
【０３００】
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。
【０３０１】
例えば、透水性の低い絶縁膜の水蒸気透過量は、１×１０−５［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、好ましくは１×１０−６［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、より好ましくは１×１０−７［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、さらに好ましくは１×１０−８［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下とする。
【０３０２】
〔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。
【０３０３】
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。
【０３０４】
なお、液晶素子は、液晶の光学的変調作用によって光の透過または非透過を制御する素子である。なお、液晶の光学的変調作用は、液晶にかかる電界（横方向の電界、縦方向の電界または斜め方向の電界を含む）によって制御される。なお、液晶素子に用いる液晶としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）、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。
【０３０５】
また、液晶材料としては、ポジ型の液晶、またはネガ型の液晶のいずれを用いてもよく、適用するモードや設計に応じて最適な液晶材料を用いればよい。
【０３０６】
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。
【０３０７】
また、液晶素子として、透過型の液晶素子、反射型の液晶素子、または半透過型の液晶素子などを用いることができる。
【０３０８】
本発明の一態様では、特に反射型の液晶素子を用いることができる。
【０３０９】
透過型または半透過型の液晶素子を用いる場合、一対の基板を挟むように、２つの偏光板を設ける。また偏光板よりも外側に、バックライトを設ける。バックライトとしては、直下型のバックライトであってもよいし、エッジライト型のバックライトであってもよい。ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を備える直下型のバックライトを用いると、ローカルディミングが容易となり、コントラストを高めることができるため好ましい。また、エッジライト型のバックライトを用いると、バックライトを含めたモジュールの厚さを低減できるため好ましい。
め好ましい。
【０３１０】
反射型の液晶素子を用いる場合には、表示面側に偏光板を設ける。またこれとは別に、表示面側に光拡散板を配置すると、視認性を向上させられるため好ましい。
【０３１１】
また、反射型、または半透過型の液晶素子を用いる場合、偏光板よりも外側に、フロントライトを設けてもよい。フロントライトとしては、エッジライト型のフロントライトを用いることが好ましい。ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を備えるフロントライトを用いると、消費電力を低減できるため好ましい。
【０３１２】
〔発光素子〕
発光素子としては、自発光が可能な素子を用いることができ、電流または電圧によって輝度が制御される素子をその範疇に含んでいる。例えば、ＬＥＤ、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子等を用いることができる。
【０３１３】
発光素子は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型などがある。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
【０３１４】
ＥＬ層は少なくとも発光層を有する。ＥＬ層は、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、またはバイポーラ性の物質（電子輸送性および正孔輸送性が高い物質）等を含む層をさらに有していてもよい。
【０３１５】
ＥＬ層には低分子系化合物および高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。ＥＬ層を構成する層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
【０３１６】
陰極と陽極の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、ＥＬ層に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はＥＬ層において再結合し、ＥＬ層に含まれる発光物質が発光する。
【０３１７】
発光素子として、白色発光の発光素子を適用する場合には、ＥＬ層に２種類以上の発光物質を含む構成とすることが好ましい。例えば２以上の発光物質の各々の発光が補色の関係となるように、発光物質を選択することにより白色発光を得ることができる。例えば、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｙ（黄）、Ｏ（橙）等の発光を示す発光物質、またはＲ、Ｇ、Ｂのうち２以上の色のスペクトル成分を含む発光を示す発光物質のうち、２以上を含むことが好ましい。また、発光素子からの発光のスペクトルが、可視光領域の波長（例えば３５０ｎｍ乃至７５０ｎｍ）の範囲内に２以上のピークを有する発光素子を適用することが好ましい。また、黄色の波長領域にピークを有する材料の発光スペクトルは、緑色および赤色の波長領域にもスペクトル成分を有する材料であることが好ましい。
【０３１８】
ＥＬ層は、一の色を発光する発光材料を含む発光層と、他の色を発光する発光材料を含む発光層とが積層された構成とすることが好ましい。例えば、ＥＬ層における複数の発光層は、互いに接して積層されていてもよいし、いずれの発光材料も含まない領域を介して積層されていてもよい。例えば、蛍光発光層と燐光発光層との間に、当該蛍光発光層または燐光発光層と同一の材料（例えばホスト材料、アシスト材料）を含み、且ついずれの発光材料も含まない領域を設ける構成としてもよい。これにより、発光素子の作製が容易になり、また、駆動電圧が低減される。
【０３１９】
また、発光素子は、ＥＬ層を１つ有するシングル素子であってもよいし、複数のＥＬ層が電荷発生層を介して積層されたタンデム素子であってもよい。
【０３２０】
可視光を透過する導電膜は、例えば、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを用いて形成することができる。また、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、もしくはチタン等の金属材料、これら金属材料を含む合金、またはこれら金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等も、透光性を有する程度に薄く形成することで用いることができる。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウム錫酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。また、グラフェン等を用いてもよい。
【０３２１】
可視光を反射する導電膜は、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、もしくはパラジウム等の金属材料、またはこれら金属材料を含む合金を用いることができる。また、上記金属材料や合金に、ランタン、ネオジム、またはゲルマニウム等が添加されていてもよい。また、チタン、ニッケル、またはネオジムと、アルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）を用いてもよい。また銅、パラジウム、マグネシウムと、銀を含む合金を用いてもよい。銀と銅を含む合金は、耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム膜またはアルミニウム合金膜に接して金属膜または金属酸化物膜を積層することで、酸化を抑制することができる。このような金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタンや酸化チタンなどが挙げられる。また、上記可視光を透過する導電膜と金属材料からなる膜とを積層してもよい。例えば、銀とインジウム錫酸化物の積層膜、銀とマグネシウムの合金とインジウム錫酸化物の積層膜などを用いることができる。
【０３２２】
電極は、それぞれ、蒸着法やスパッタリング法を用いて形成すればよい。そのほか、インクジェット法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法、またはメッキ法を用いて形成することができる。
【０３２３】
なお、上述した、発光層、ならびに正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、および電子注入性の高い物質、バイポーラ性の物質等を含む層は、それぞれ量子ドットなどの無機化合物や、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を有していてもよい。例えば、量子ドットを発光層に用いることで、発光材料として機能させることもできる。
【０３２４】
なお、量子ドット材料としては、コロイド状量子ドット材料、合金型量子ドット材料、コア・シェル型量子ドット材料、コア型量子ドット材料などを用いることができる。また、１２族と１６族、１３族と１５族、または１４族と１６族の元素グループを含む材料を用いてもよい。または、カドミウム、セレン、亜鉛、硫黄、リン、インジウム、テルル、鉛、ガリウム、ヒ素、アルミニウム等の元素を含む量子ドット材料を用いてもよい。
【０３２５】
〔接着層〕
接着層としては、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。
【０３２６】
また、上記樹脂に乾燥剤を含んでいてもよい。例えば、アルカリ土類金属の酸化物（酸化カルシウムや酸化バリウム等）のように、化学吸着によって水分を吸着する物質を用いることができる。または、ゼオライトやシリカゲル等のように、物理吸着によって水分を吸着する物質を用いてもよい。乾燥剤が含まれていると、水分などの不純物が素子に侵入することを抑制でき、表示パネルの信頼性が向上するため好ましい。
【０３２７】
また、上記樹脂に屈折率の高いフィラーや光散乱部材を混合することにより、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、酸化チタン、酸化バリウム、ゼオライト、ジルコニウム等を用いることができる。
【０３２８】
〔接続層〕
接続層としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
【０３２９】
〔着色層〕
着色層に用いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、顔料または染料が含まれた樹脂材料などが挙げられる。
【０３３０】
〔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。
【０３３１】
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。
【０３３２】
（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適用可能な入力装置（タッチセンサ）、及び本発明の一態様の表示装置の例である入出力装置（タッチパネル）等の構成例について説明する。
【０３３３】
［タッチセンサの構成例］
以下では、入力装置（タッチセンサ）の構成例について、図面を参照して説明する。
【０３３４】
以下で示す入力装置は、実施の形態１で例示したタッチセンサパネル５３に適用することができる。または、以下で示す入力装置は、実施の形態１で例示した発光装置４０の導光板４１に適用することができる。
【０３３５】
図１４（Ａ）に、入力装置５５０の上面概略図を示す。入力装置５５０は、基板５６０上に複数の導電層５５１、複数の導電層５５２、複数の配線５５５、複数の配線５５６を有する。また基板５６０には、複数の導電層５５１及び複数の導電層５５２の各々と電気的に接続するＦＰＣ５５７が設けられている。また、図１４（Ａ）では、ＦＰＣ５５７にＩＣ５５８が設けられている例を示している。
【０３３６】
図１４（Ｂ）に、図１４（Ａ）中の一点鎖線で囲った領域の拡大図を示す。導電層５５１は、複数の菱形の電極パターンが、横方向に連なった形状を有している。一列に並んだ菱形の電極パターンは、それぞれ電気的に接続されている。また導電層５５２も同様に、複数の菱形の電極パターンが、縦方向に連なった形状を有し、一列に並んだ菱形の電極パターンはそれぞれ電気的に接続されている。また、導電層５５１と、導電層５５２とはこれらの一部が重畳し、互いに交差している。この交差部分では導電層５５１と導電層５５２とが電気的に短絡（ショート）しないように、絶縁体が挟持されている。
【０３３７】
また図１４（Ｃ）に示すように、菱形の形状を有する複数の導電層５５２が、導電層５５３によって接続された構成としてもよい。島状の導電層５５２は、縦方向に並べて配置され、導電層５５３により隣接する２つの導電層５５２が電気的に接続されている。このような構成とすることで、導電層５５１と、導電層５５２を同一の導電膜を加工することで同時に形成することができる。そのためこれらの膜厚のばらつきを抑制することができ、それぞれの電極の抵抗値や光透過率が場所によってばらつくことを抑制できる。なお、ここでは導電層５５２が導電層５５３を有する構成としたが、導電層５５１がこのような構成であってもよい。
【０３３８】
また、図１４（Ｄ）に示すように、図１４（Ｂ）で示した導電層５５１及び導電層５５２の菱形の電極パターンの内側をくりぬいて、輪郭部のみを残したような形状としてもよい。このとき、導電層５５１及び導電層５５２の幅が、使用者から視認されない程度に細い場合には、後述するように導電層５５１及び導電層５５２に金属や合金などの遮光性の材料を用いてもよい。また、図１４（Ｄ）に示す導電層５５１または導電層５５２が、上記導電層５５３を有する構成としてもよい。
【０３３９】
１つの導電層５５１は、１つの配線５５５と電気的に接続している。また１つの導電層５５２は、１つの配線５５６と電気的に接続している。ここで、導電層５５１と導電層５５２のいずれか一方が、行配線に相当し、いずれか他方が列配線に相当する。
【０３４０】
ＩＣ５５８は、タッチセンサを駆動する機能を有する。ＩＣ５５８から出力された信号は配線５５５または配線５５６を介して、導電層５５１または導電層５５２のいずれかに供給される。また導電層５５１または導電層５５２のいずれかに流れる電流（または電位）が、配線５５５または配線５５６を介してＩＣ５５８に入力される。
【０３４１】
ここで、入力装置５５０を表示パネルの表示面に重ねて、タッチパネルを構成する場合には、導電層５５１及び導電層５５２に透光性を有する導電性材料を用いることが好ましい。また、導電層５５１及び導電層５５２に透光性の導電性材料を用い、表示パネルからの光を導電層５５１または導電層５５２を介して取り出す場合には、導電層５５１と導電層５５２との間に、同一の導電性材料を含む導電膜をダミーパターンとして配置することが好ましい。このように、導電層５５１と導電層５５２との間の隙間の一部をダミーパターンにより埋めることにより、光透過率のばらつきを低減できる。その結果、入力装置５５０を透過する光の輝度ムラを低減することができる。
【０３４２】
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を用いることができる。なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元する方法としては、熱を加える方法等を挙げることができる。
【０３４３】
または、透光性を有する程度に薄い金属または合金を用いることができる。例えば、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、またはチタンなどの金属や、該金属を含む合金を用いることができる。または、該金属または合金の窒化物（例えば、窒化チタン）などを用いてもよい。また、上述した材料を含む導電膜のうち、２以上を積層した積層膜を用いてもよい。
【０３４４】
また、導電層５５１及び導電層５５２には、使用者から視認されない程度に細く加工された導電膜を用いてもよい。例えば、このような導電膜を格子状（メッシュ状）に加工することで、高い導電性と表示装置の高い視認性を得ることができる。このとき、導電膜は３０ｎｍ以上１００μｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以上２０μｍ以下の幅である部分を有することが好ましい。特に、１０μｍ以下のパターン幅を有する導電膜は、使用者が視認することが極めて困難となるため好ましい。
【０３４５】
一例として、図１５（Ａ）乃至（Ｄ）に、導電層５５１または導電層５５２の一部を拡大した概略図を示している。図１５（Ａ）は、格子状の導電膜５４６を用いた場合の例を示している。このとき、導電膜５４６を、表示装置が有する表示素子と重ならないように配置することで、表示装置からの光を遮光することがないため好ましい。その場合、格子の向きを表示素子の配列と同じ向きとし、また格子の周期を表示素子の配列の周期の整数倍とすることが好ましい。
【０３４６】
また、図１５（Ｂ）には、三角形の開口が形成されるように加工された格子状の導電膜５４７の例を示している。このような構成とすることで、図１５（Ａ）に示した場合に比べて抵抗をより低くすることが可能となる。
【０３４７】
また、図１５（Ｃ）に示すように、周期性を有さないパターン形状を有する導電膜５４８としてもよい。このような構成とすることで、表示装置の表示部と重ねたときにモアレが生じることを抑制できる。
【０３４８】
また、導電層５５１及び導電層５５２に、導電性のナノワイヤを用いてもよい。図１５（Ｄ）には、ナノワイヤ５４９を用いた場合の例を示している。隣接するナノワイヤ５４９同士が接触するように、適当な密度で分散することにより、２次元的なネットワークが形成され、極めて透光性の高い導電膜として機能させることができる。例えば直径の平均値が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上５０ｎｍ以下、より好ましくは５ｎｍ以上２５ｎｍ以下のナノワイヤを用いることができる。ナノワイヤ５４９としては、Ａｇナノワイヤや、Ｃｕナノワイヤ、Ａｌナノワイヤ等の金属ナノワイヤ、または、カーボンナノチューブなどを用いることができる。例えばＡｇナノワイヤの場合、光透過率は８９％以上、シート抵抗値は４０Ω／□以上１００Ω／□以下を実現することができる。
【０３４９】
以上がタッチセンサの構成例についての説明である。
【０３５０】
［タッチパネルの構成例］
本発明の一態様のタッチパネルが有する検知素子（センサ素子ともいう）に限定は無い。指やスタイラスなどの被検知体の近接又は接触を検知することのできる様々なセンサを、検知素子として適用することができる。
【０３５１】
例えばセンサの方式としては、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、光学方式、感圧方式など様々な方式を用いることができる。
【０３５２】
静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。また、投影型静電容量方式としては、自己容量方式、相互容量方式等がある。相互容量方式を用いると、同時多点検出が可能となるため好ましい。
【０３５３】
本発明の一態様のタッチパネルは、別々に作製された表示装置と検知素子とを貼り合わせる構成、表示素子を支持する基板及び対向基板の一方又は双方に検知素子を構成する電極等を設ける構成等、様々な構成を適用することができる。
【０３５４】
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。
【０３５５】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を適用可能な電子機器について説明する。
【０３５６】
［電子機器１］
図１６（Ａ）に、電子機器７０００の斜視図を示す。電子機器７０００は、筐体７１１１、筐体７１１２、ヒンジ７１１３を有する。筐体７１１１は表示部７１２１を有し、筐体７１１２は、表示部７１２２を有する。筐体７１１１と筐体７１１２は、ヒンジ７１１３により連結されている。筐体７１１１と筐体７１１２とは、ヒンジ７１１３により、相対的に回転することができる。
【０３５７】
表示部７１２１及び表示部７１２２には、それぞれ反射型の素子と、発光素子と、が混在した表示装置を適用することが好ましい。さらに反射型の素子のみで画像を表示すること、発光素子のみで画像を表示すること、及び反射型の素子と発光素子の両方により画像を表示することの可能な表示装置を適用することがより好ましい。
【０３５８】
図１６（Ａ）は、表示部７１２１と表示部７１２２が露出するように開いた形態を示している。また、図１６（Ｂ）は、表示部７１２１と表示部７１２２が対向して互いに重なるように筐体７１１１と筐体７１１２とが折り畳まれた形態を示している。
【０３５９】
電子機器７０００は、図１６（Ａ）に示すように開いた状態では一覧性に優れ、図１６（Ｂ）に示すように閉じた状態では可搬性に優れる。電子機器７０００は、例えば電子書籍端末、タブレット端末などとして機能させることができる。
【０３６０】
電子機器７０００は、特に電子教科書として好適に用いることができる。
【０３６１】
図１６（Ｃ）には、表示部７１２１に文書情報７１４１が表示され、表示部７１２２をノートとして用いる状態を示している。
【０３６２】
ここでは、文書情報７１４１の一例として、教材を想定したテキスト文書における、特定のページを表示している例を示している。これにより、電子機器７０００を電子教科書として用いることができる。
【０３６３】
ここで、電子機器７０００を教科書として用いる場合、表示部７１２１または表示部７１２２には静止画が表示される期間が極めて長い。また、ユーザは表示部７１２１及び表示部７１２２を注視する時間が長くなる。そのため、表示部７１２１及び表示部７１２２に文書情報を表示する場合には、反射型の表示素子を用いた表示方法を適用することにより、低消費電力で目に優しい表示を行うことができる。さらに、静止画を表示する際に、画面の書き換えの頻度（フレーム周波数ともいう）を低減することで、より効果的に消費電力を低くすることができる。
【０３６４】
また、文書情報７１４１において、テキスト情報と図面情報が混在している場合には、テキスト情報を反射型の素子で表示し、図面情報を発光素子で表示することで、図面情報をより強調した表示を行うことができる。特に、図面情報が動画コンテンツを含む場合には、より効果的である。また、テキスト情報を表示するエリアのみ、画面の書き換えの頻度（フレーム周波数ともいう）を低減する駆動を用いると、消費電力をより効果的に低減できるため好ましい。
【０３６５】
また表示部７１２２は、ユーザが自由に書き込み可能である状態を示している。図１６（Ｃ）では、表示部７１２２に罫線が表示された状態であり、スタイラス１３１や指などにより、自由に描画することができる。図１６（Ｃ）では、表示部７１２２にユーザ入力画像７１４２が表示された状態を示している。
【０３６６】
例えば、表示部７１２１及び表示部７１２２に設けられたタッチセンサにより、スタイラス１３１や指等によるユーザ入力が検出されると、制御部等がその入力情報を基にユーザ入力画像７１４２を生成し、表示部７１２１または表示部７１２２に表示させることができる。
【０３６７】
このように、一方の表示部７１２１に文書情報７１４１を表示させながら、表示部７１２２に自由に書き込みを行うことができる。これにより、一つの電子機器７０００で教科書とノートの２つの機能を持たせることができるため、より学習効果を高めることができる。
【０３６８】
図１６（Ｃ）では、右側に位置する表示部７１２２をノートとして機能させる場合を示している。このとき、ユーザの利き手が右利きである場合に好適である。なお、ユーザの利き手が左利きの場合には、左側に位置する表示部７１２１をノートとして機能させ、右側に位置する表示部７１２２を教科書として機能させることもできる。
【０３６９】
ここで、電子機器７０００を教科書として用いる場合、筐体７１１１及び筐体７１１２は軽量であることが好ましい。例えば筐体７１１１と筐体７１１２とは、それぞれ１０ｇ以上１０００ｇ以下、好ましくは５０ｇ以上８００ｇ以下、より好ましくは５０ｇ以上５００ｇ以下、さらに好ましくは５０ｇ以上２５０ｇ以下とすることが好ましい。２つの筐体を合わせた重さが５００ｇ以下であれば、専門書と同等またはそれ以下の重量となるため、特に子供が日常的に持ち歩く機器として好ましい。
【０３７０】
また、電子機器７０００を教科書等として用いる場合、数年に亘って使用できることが要求される。そのため筐体７１１１と筐体７１１２とは、耐候性や強度の高い材料を用いることが好ましい。例えば、チタン合金、マグネシウム合金、アルミニウム合金などの合金、またはカーボン繊維等を用いることが好ましい。
【０３７１】
［電子機器２］
ここでは、発電装置及び受電装置を備える電子機器を例に挙げて説明する。
【０３７２】
電気機器の一例として携帯情報端末の例について、図１７を用いて説明する。
【０３７３】
図１７（Ａ）は、携帯情報端末８０４０の正面及び側面を示した斜視図である。携帯情報端末８０４０は、一例として、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等の種々のアプリケーションの実行が可能である。携帯情報端末８０４０は、筐体８０４１の正面に表示部８０４２、カメラ８０４５、マイクロフォン８０４６、スピーカ８０４７を有し、筐体８０４１の左側面には操作用のボタン８０４３、底面には接続端子８０４８を有する。
【０３７４】
表示部８０４２には、本発明の一態様の表示装置、表示モジュール又は表示パネルが用いられる。
【０３７５】
図１７（Ａ）に示す携帯情報端末８０４０は、筐体８０４１に表示部８０４２を一つ設けた例であるが、これに限らず、表示部８０４２を携帯情報端末８０４０の背面に設けてもよいし、折り畳み型の携帯情報端末として、二以上の表示部を設けてもよい。
【０３７６】
また、表示部８０４２には、指やスタイラス等の指示手段により情報の入力が可能なタッチパネルが入力手段として設けられている。これにより、表示部８０４２に表示されたアイコン８０４４を指示手段により簡単に操作することができる。また、タッチパネルの配置により携帯情報端末８０４０にキーボードを配置する領域が不要となるため、広い領域に表示部を配置することができる。また、指やスタイラスで情報の入力が可能となることから、ユーザフレンドリなインターフェースを実現することができる。タッチパネルとしては、抵抗膜方式、静電容量方式、赤外線方式、電磁誘導方式、表面弾性波方式等、種々の方式を採用することができるが、表示部８０４２は湾曲するものであるため、特に抵抗膜方式、静電容量方式を用いることが好ましい。また、このようなタッチパネルは、上述の表示モジュール又は表示パネルと一体として組み合わされた、いわゆるインセル方式のものであってもよい。
【０３７７】
また、タッチパネルは、イメージセンサとして機能させることができるものであってもよい。この場合、例えば、表示部８０４２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部８０４２に近赤外光を発光するバックライト又は近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
【０３７８】
また、表示部８０４２にタッチパネルを設けずにキーボードを設けてもよく、さらにタッチパネルとキーボードの双方を設けてもよい。
【０３７９】
操作用のボタン８０４３には、用途に応じて様々な機能を持たせることができる。例えば、ボタン８０４３をホームボタンとし、ボタン８０４３を押すことで表示部８０４２にホーム画面を表示する構成としてもよい。また、ボタン８０４３を所定の時間押し続けることで、携帯情報端末８０４０の主電源をオフするようにしてもよい。また、スリープモードの状態に移行している場合、ボタン８０４３を押すことで、スリープモード状態から復帰させるようにしてもよい。その他、押し続ける期間や、他のボタンと同時に押す等により、種々の機能を起動させるスイッチとして用いることができる。
【０３８０】
また、ボタン８０４３を音量調整ボタンやミュートボタンとし、音出力のためのスピーカ８０４７の音量の調整等を行う機能を持たせてもよい。スピーカ８０４７からは、オペレーティングシステム（ＯＳ）の起動音等特定の処理時に設定した音、音楽再生アプリケーションソフトからの音楽等各種アプリケーションにおいて実行される音ファイルによる音、電子メールの着信音等様々な音を出力する。なお、図示しないが、音出力をスピーカ８０４７とともに、あるいはスピーカ８０４７に替えてヘッドフォン、イヤフォン、ヘッドセット等の装置に音を出力するためのコネクタを設けてもよい。
【０３８１】
このようにボタン８０４３には、種々の機能を与えることができる。図１７（Ａ）では、左側面にボタン８０４３を２つ設けた携帯情報端末８０４０を図示しているが、勿論、ボタン８０４３の数や配置位置等はこれに限定されず、適宜設計することができる。
【０３８２】
マイクロフォン８０４６は、音声入力や録音に用いることができる。また、カメラ８０４５により取得した画像を表示部８０４２に表示させることができる。
【０３８３】
携帯情報端末８０４０の操作には、上述した表示部８０４２に設けられたタッチパネルやボタン８０４３の他、カメラ８０４５や携帯情報端末８０４０に内蔵されたセンサ等を用いて使用者の動作（ジェスチャー）を認識させて操作を行うこともできる（ジェスチャー入力という）。あるいは、マイクロフォン８０４６を用いて、使用者の音声を認識させて操作を行うこともできる（音声入力という）。このように、人間の自然な振る舞いにより電気機器に入力を行うＮＵＩ（Ｎａｔｕｒａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）技術を実装することで、携帯情報端末８０４０の操作性をさらに向上させることができる。
【０３８４】
接続端子８０４８は、外部機器との通信や電力供給のための信号又は電力の入力端子である。例えば、携帯情報端末８０４０に外部メモリドライブするために、接続端子８０４８を用いることができる。外部メモリドライブとして、例えば外付けＨＤＤ（ハードディスクドライブ）やフラッシュメモリドライブ、他の不揮発性のソリッドステートドライブ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ：ＳＳＤ）デバイス、若しくは光ディスク、光磁気ディスク、または磁気ディスクなどを読み取り可能なディスクドライブなどの記録メディアドライブが挙げられる。また、携帯情報端末８０４０は表示部８０４２上にタッチパネルを有しているが、これに替えて筐体８０４１上にキーボードを設けてもよく、またキーボードを外付けしてもよい。
【０３８５】
図１７（Ａ）では、底面に接続端子８０４８を１つ設けた携帯情報端末８０４０を図示しているが、接続端子８０４８の数や配置位置等はこれに限定されず、適宜設計することができる。
【０３８６】
図１７（Ｂ）は、携帯情報端末８０４０の背面及び側面を示した斜視図である。携帯情報端末８０４０は、筐体８０４１の表面に太陽電池８０４９とカメラ８０５０を有し、また、充放電制御回路８０５１、バッテリー８０５２、ＤＣＤＣコンバータ８０５３等を有する。なお、図１７（Ｂ）では充放電制御回路８０５１の一例としてバッテリー８０５２、ＤＣＤＣコンバータ８０５３を有する構成について示しており、バッテリー８０５２には、上記実施の形態で説明した本発明の一態様に係るバッテリーの回復方法を用いる。
【０３８７】
携帯情報端末８０４０の背面に装着された太陽電池８０４９によって、電力を表示部、タッチパネル、又は映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池８０４９は、筐体８０４１の片面又は両面に設けることができる。携帯情報端末８０４０に太陽電池８０４９を搭載させることで、屋外などの電力の供給手段がない場所においても、携帯情報端末８０４０のバッテリー８０５２の充電を行うことができる。
【０３８８】
また、太陽電池８０４９としては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコン、非晶質シリコン又はこれらの積層からなるシリコン系の太陽電池や、ＩｎＧａＡｓ系、ＧａＡｓ系、ＣＩＳ系、Ｃｕ２ＺｎＳｎＳ４、ＣｄＴｅ−ＣｄＳ系の太陽電池、有機色素を用いた色素増感太陽電池、導電性ポリマーやフラーレン等を用いた有機薄膜太陽電池、ｐｉｎ構造におけるｉ層中にシリコン等による量子ドット構造を形成した量子ドット型太陽電池等を用いることができる。
【０３８９】
ここで、図１７（Ｂ）に示す充放電制御回路８０５１の構成、及び動作についての一例を、図１７（Ｃ）に示すブロック図を用いて説明する。
【０３９０】
図１７（Ｃ）には、太陽電池８０４９、バッテリー８０５２、ＤＣＤＣコンバータ８０５３、コンバータ８０５７、スイッチ８０５４、スイッチ８０５５、スイッチ８０５６、表示部８０４２について示しており、バッテリー８０５２、ＤＣＤＣコンバータ８０５３、コンバータ８０５７、スイッチ８０５４、スイッチ８０５５、スイッチ８０５６が、図１７（Ｂ）に示す充放電制御回路８０５１に対応する箇所となる。
【０３９１】
外光により太陽電池８０４９で発電した電力は、バッテリー８０５２を充電するために必要な電圧とするために、ＤＣＤＣコンバータ８０５３で昇圧又は降圧される。そして、表示部８０４２の動作に太陽電池８０４９からの電力が用いられる際には、スイッチ８０５４をオンにし、コンバータ８０５７で表示部８０４２に必要な電圧に昇圧又は降圧する。また、表示部８０４２での表示を行わない際には、スイッチ８０５４をオフにし、スイッチ８０５５をオンにしてバッテリー８０５２の充電を行う。
【０３９２】
なお、発電手段の一例として太陽電池８０４９を示したが、これに限定されず、圧電素子（ピエゾ素子）や熱電変換素子（ペルティエ素子）などの他の発電手段を用いてバッテリー８０５２の充電を行ってもよい。また、携帯情報端末８０４０のバッテリー８０５２への充電方法はこれに限られず、例えば上述した接続端子８０４８と電源とを接続して充電を行ってもよい。また、無線で電力を送受信して充電する非接触電力伝送モジュールを用いてもよく、以上の充電方法を組み合わせてもよい。
【０３９３】
ここで、バッテリー８０５２の充電状態（ＳＯＣ。Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅの略）が、表示部８０４２の左上（破線枠内）に表示される。これにより、使用者は、バッテリー８０５２の充電状態を把握することができ、これに応じて携帯情報端末８０４０を節電モードと選択することもできる。使用者が省電力モードを選択する場合には、例えば上述したボタン８０４３やアイコン８０４４を操作し、携帯情報端末８０４０に搭載される表示モジュール又は表示パネルや、ＣＰＵ等の演算装置、メモリ等の構成部品を省電力モードに切り換えることができる。具体的には、これらの構成部品のそれぞれにおいて、任意の機能の使用頻度を低減し、停止させる。省電力モードでは、また、充電状態に応じて設定によって自動的に省電力モードに切り替わる構成とすることもできる。また、携帯情報端末８０４０に光センサ等の検出手段を設け、携帯情報端末８０４０の使用時における外光の光量を検出して表示輝度を最適化することで、バッテリー８０５２の電力の消費を抑えることができる。
【０３９４】
また、太陽電池８０４９等による充電時には、図１７（Ａ）に示すように、表示部８０４２の左上（破線枠内）にそれを示す画像等の表示を行ってもよい。
【０３９５】
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。
【０３９６】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を適用することのできる電子機器の例について、図面を参照して説明する。
【０３９７】
図１８（Ａ）に、電子機器６００のブロック図を示す。
【０３９８】
なお、本明細書に添付した図面では、構成要素を機能ごとに分類し、互いに独立したブロックとしてブロック図を示しているが、実際の構成要素は機能ごとに完全に切り分けることが難しく、一つの構成要素が複数の機能に係わることもあり得る。
【０３９９】
電子機器６００は、制御部６０１、記憶部６０２、通信制御部６０３、画像処理回路６０４、デコーダ回路６０５、映像信号受信部６０６、タイミングコントローラ６０７、ソースドライバ６０８、ゲートドライバ６０９、表示パネル６２０、センサ６４０等を有する。
【０４００】
上記実施の形態で例示した表示装置は、図１８（Ａ）における表示パネル６２０等に適用することができる。これにより、様々なモードで画像を表示することのできる電子機器６００を実現できる。
【０４０１】
制御部６０１は、例えば中央演算装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）として機能することができる。例えば制御部６０１は、システムバス６３０を介して記憶部６０２、通信制御部６０３、画像処理回路６０４、デコーダ回路６０５及び映像信号受信部６０６、センサ６４０等のコンポーネントを制御する機能を有する。
【０４０２】
制御部６０１と各コンポーネントとは、システムバス６３０を介して信号の伝達が行われる。また制御部６０１は、システムバス６３０を介して接続された各コンポーネントから入力される信号を処理する機能、各コンポーネントへ出力する信号を生成する機能等を有し、これによりシステムバス６３０に接続された各コンポーネントを統括的に制御することができる。
【０４０３】
記憶部６０２は、制御部６０１及び画像処理回路６０４がアクセス可能なレジスタ、キャッシュメモリ、メインメモリ、二次メモリなどとして機能する。
【０４０４】
二次メモリとして用いることのできる記憶装置としては、例えば書き換え可能な不揮発性の記憶素子が適用された記憶装置を用いることができる。例えば、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭ（Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＰＲＡＭ（Ｐｈａｓｅ  ｃｈａｎｇｅ  ＲＡＭ）、ＲｅＲＡＭ（Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  ＲＡＭ）、ＦｅＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  ＲＡＭ）などを用いることができる。
【０４０５】
また、レジスタ、キャッシュメモリ、メインメモリなどの一時メモリとして用いることのできる記憶装置としては、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  ＲＡＭ）や、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性の記憶素子を用いてもよい。
【０４０６】
例えば、メインメモリに設けられるＲＡＭとしては、例えばＤＲＡＭが用いられ、制御部６０１の作業空間として仮想的にメモリ空間が割り当てられ利用される。記憶部６０２に格納されたオペレーティングシステム、アプリケーションプログラム、プログラムモジュール、プログラムデータ等は、実行のためにＲＡＭにロードされる。ＲＡＭにロードされたこれらのデータやプログラム、プログラムモジュールは、制御部６０１に直接アクセスされ、操作される。
【０４０７】
一方、ＲＯＭには書き換えを必要としないＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ  Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）やファームウェア等を格納することができる。ＲＯＭとしては、マスクＲＯＭや、ＯＴＰＲＯＭ（Ｏｎｅ  Ｔｉｍｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を用いることができる。ＥＰＲＯＭとしては、紫外線照射により記憶データの消去を可能とするＵＶ−ＥＰＲＯＭ（Ｕｌｔｒａ−Ｖｉｏｌｅｔ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリなどが挙げられる。
【０４０８】
また、記憶部６０２の他に、取り外し可能な記憶装置を接続可能な構成としてもよい。例えばストレージデバイスとして機能するハードディスクドライブ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ：ＨＤＤ）やソリッドステートドライブ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ：ＳＳＤ）などの記録メディアドライブ、フラッシュメモリ、ブルーレイディスク、ＤＶＤなどの記録媒体と接続する端子を有することが好ましい。これにより、映像を記録することができる。
【０４０９】
通信制御部６０３は、コンピュータネットワークを介して行われる通信を制御する機能を有する。例えば、制御部６０１からの命令に応じてコンピュータネットワークに接続するための制御信号を制御し、当該信号をコンピュータネットワークに発信する。これによって、Ｗｏｒｌｄ  Ｗｉｄｅ  Ｗｅｂ（ＷＷＷ）の基盤であるインターネット、イントラネット、エクストラネット、ＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＣＡＮ（Ｃａｍｐｕｓ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＭＡＮ（Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＧＡＮ（Ｇｌｏｂａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のコンピュータネットワークに接続し、通信を行うことができる。
【０４１０】
また、通信制御部６０３は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等の通信規格を用いてコンピュータネットワークまたは他の電子機器と通信する機能を有していてもよい。
【０４１１】
通信制御部６０３は、無線により通信する機能を有していてもよい。例えばアンテナと高周波回路（ＲＦ回路）を設け、ＲＦ信号の送受信を行えばよい。高周波回路は、各国法制により定められた周波数帯域の電磁信号と電気信号とを相互に変換し、当該電磁信号を用いて無線で他の通信機器との間で通信を行うための回路である。実用的な周波数帯域として数１０ｋＨｚ〜数１０ＧＨｚが一般に用いられている。アンテナと接続される高周波回路には、複数の周波数帯域に対応した高周波回路部を有し、高周波回路部は、増幅器（アンプ）、ミキサ、フィルタ、ＤＳＰ、ＲＦトランシーバ等を有する構成とすることができる。
【０４１２】
映像信号受信部６０６は、例えばアンテナ、復調回路、及びＡ−Ｄ変換回路（アナログ−デジタル変換回路）等を有する。復調回路は、アンテナから入力した信号を復調する機能を有する。またＡ−Ｄ変換回路は、復調されたアナログ信号をデジタル信号に変換する機能を有する。映像信号受信部６０６で処理された信号は、デコーダ回路６０５に送られる。
【０４１３】
デコーダ回路６０５は、映像信号受信部６０６から入力されるデジタル信号に含まれる映像データを、送信される放送規格の仕様に従ってデコードし、画像処理回路に送信する信号を生成する機能を有する。例えば８Ｋ放送における放送規格としては、Ｈ．２６５  ｜  ＭＰＥＧ−Ｈ  Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ（略称：ＨＥＶＣ）などがある。
【０４１４】
映像信号受信部６０６が有するアンテナにより受信できる放送電波としては、地上波、または衛星から送信される電波などが挙げられる。またアンテナにより受信できる放送電波として、アナログ放送、デジタル放送などがあり、また映像及び音声、または音声のみの放送などがある。例えばＵＨＦ帯（約３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）またはＶＨＦ帯（３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）のうちの特定の周波数帯域で送信される放送電波を受信することができる。また例えば、複数の周波数帯域で受信した複数のデータを用いることで、転送レートを高くすることができ、より多くの情報を得ることができる。これによりフルハイビジョンを超える解像度を有する映像を、表示パネル６２０に表示させることができる。例えば、４Ｋ２Ｋ、８Ｋ４Ｋ、１６Ｋ８Ｋ、またはそれ以上の解像度を有する映像を表示させることができる。
【０４１５】
また、映像信号受信部６０６及びデコーダ回路６０５は、コンピュータネットワークを介したデータ伝送技術により送信された放送のデータを用いて、画像処理回路６０４に送信する信号を生成する構成としてもよい。このとき、受信する信号がデジタル信号の場合には、映像信号受信部６０６は復調回路及びＡ−Ｄ変換回路等を有していなくてもよい。
【０４１６】
画像処理回路６０４は、デコーダ回路６０５から入力される映像信号に基づいて、タイミングコントローラ６０７に出力する映像信号を生成する機能を有する。
【０４１７】
またタイミングコントローラ６０７は、画像処理回路６０４が処理を施した映像信号等に含まれる同期信号を基に、ゲートドライバ６０９及びソースドライバ６０８に出力する信号（クロック信号、スタートパルス信号などの信号）を生成する機能を有する。また、タイミングコントローラ６０７は、上記信号に加え、ソースドライバ６０８に出力するビデオ信号を生成する機能を有する。
【０４１８】
表示パネル６２０は、複数の画素６２１を有する。各画素６２１は、ゲートドライバ６０９及びソースドライバ６０８から供給される信号により駆動される。表示パネル６２０の解像度は高いほど好ましく、例えばフルハイビジョン（画素数１９２０×１０８０）、４Ｋ２Ｋ（画素数３８４０×２１６０）、または８Ｋ４Ｋ（画素数７６８０×４３２０）等の規格に応じた解像度としてもよいし、またはこれら規格に準拠しない固有の解像度としてもよい。
【０４１９】
センサ６４０としては、少なくとも電子機器に照射される外光の照度や色度を検出することのできる光センサを適用することができる。
【０４２０】
そのほか、センサ６４０には様々なセンサを適用することができる。例えば温度センサ、圧力センサ、加速度センサ、生体センサ等のセンサを適用することで、多機能な電子機器を構成できる。例えば、センサ６４０として、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適用することができる。
【０４２１】
図１８（Ａ）に示す制御部６０１や画像処理回路６０４としては、例えばプロセッサを有する構成とすることができる。例えば、制御部６０１は、中央演算装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）として機能するプロセッサを用いることができる。また、画像処理回路６０４として、例えばＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の他のプロセッサを用いることができる。また制御部６０１や画像処理回路６０４に、上記プロセッサをＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）やＦＰＡＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ａｎａｌｏｇ  Ａｒｒａｙ）といったＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）によって実現した構成としてもよい。
【０４２２】
プロセッサは、種々のプログラムからの命令を解釈し実行することで、各種のデータ処理やプログラム制御を行う。プロセッサにより実行しうるプログラムは、プロセッサが有するメモリ領域に格納されていてもよいし、別途設けられる記憶装置に格納されていてもよい。
【０４２３】
制御部６０１は、センサ６４０で取得される情報に応じて、画像処理回路６０４に出力する画像データを生成し、出力する機能を有していることが好ましい。また当該情報に基づいて、最適な表示モードを選択し、その表示モードで表示パネル６２０を駆動するように画像処理回路６０４を制御する機能を有することが好ましい。
【０４２４】
例えば、制御部６０１は、センサ６４０で取得した外光の照度の情報、及び色度の情報に応じて、最適なモードとなるように、画像処理回路６０４を制御する。画像処理回路６０４は、入力される画像データと、制御部６０１からの制御信号に基づいて、所定の表示モードで表示パネル６２０を駆動するための信号を生成し、タイミングコントローラ６０７に出力することができる。
【０４２５】
また制御部６０１は、ニューラルネットワークを利用して、センサ６４０からの情報から、最適な表示モードを選択する機能を有していることが好ましい。また、制御部６０１は、表示パネル６２０に表示するコンテンツや画像情報などに応じて、最適な表示モードを選択する機能を有していることが好ましい。図１８（Ａ）では、制御部６０１がニューラルネットワーク６１０を有する例を示している。
【０４２６】
例えば、ニューラルネットワーク６１０は、センサ６４０の出力データや、画像データなどを入力すると、種々の表示モードのうち、最も好ましい表示モードが選択されるように、学習されている。このようなニューラルネットワーク６１０により、制御部６０１は、リアルタイムで表示モードを更新し続けることができる。
【０４２７】
ニューラルネットワーク６１０に用いる重み係数のデータは、データテーブルとして記憶部６０２に格納される。当該重み係数を含むデータテーブルは、例えば通信制御部６０３により、コンピュータネットワークを介して最新のものに更新することができる。または、制御部６０１が学習機能を有し、重み係数を含むデータテーブルを更新可能な構成としてもよい。
【０４２８】
ニューラルネットワーク６１０を適用する場合、制御部６０１は積和演算回路を有することが好ましい。積和演算回路は高速な並列演算が可能なため、ニューラルネットワーク６１０の演算速度を高めることができる。またこのとき、積和演算回路を構成するトランジスタに、チャネル形成領域に酸化物半導体が適用され、極めて低いオフ電流が実現されたトランジスタを利用することが好ましい。このようなトランジスタを有する積和演算回路を実装することで、ニューラルネットワーク６１０の演算に係る消費電力を大幅に低減できるため、バッテリーで駆動する携帯機器に好適に用いることができる。
【０４２９】
図１８（Ｂ）に、制御部６０１が有するニューラルネットワーク６１０の概略図を示す。
【０４３０】
なお、本明細書等においてニューラルネットワークとは、生物の神経回路網を模し、学習によってニューロンどうしの結合強度を決定し、問題解決能力を持たせるモデル全般を指す。ニューラルネットワークは入力層、中間層（隠れ層ともいう）、出力層を有する。ニューラルネットワークのうち、２層以上の中間層を有するものをディープラーニング（またはディープニューラルネットワーク（ＤＮＮ））という。
【０４３１】
また、本明細書等において、ニューラルネットワークについて述べる際に、既にある情報からニューロンとニューロンの結合強度（重み係数とも言う）を決定することを「学習」と呼ぶ場合がある。また、本明細書等において、学習によって得られた結合強度を用いてニューラルネットワークを構成し、そこから新たな結論を導くことを「推論」と呼ぶ場合がある。
【０４３２】
ニューラルネットワーク６１０は、入力層６１１、１つ以上の中間層６１２、及び出力層６１３を有する。入力層６１１には入力データが入力される。出力層６１３からは出力データが出力される。
【０４３３】
入力層６１１、中間層６１２、及び出力層６１３には、それぞれニューロン６１５を有する。ここでニューロン６１５は、積和演算を実現しうる回路素子（積和演算素子）を指す。図１８（Ｂ）では、２つの層が有する２つのニューロン６１５間におけるデータの入出力方向を矢印で示している。
【０４３４】
それぞれの層における演算処理は、前層が有するニューロン６１５の出力と重み係数との積和演算により実行される。例えば、入力層の第ｉ番目のニューロンの出力をｘｉとし、出力ｘｉと次の中間層６１２の第ｊ番目のニューロンとの結合強度（重み係数）をｗｊｉとすると、当該中間層の第ｊ番目のニューロンの出力ｙｊは、ｙｊ＝ｆ（Σｗｊｉ・ｘｉ）となる。なお、ｉ、ｊは１以上の整数とする。ここで、ｆ（ｘ）は活性化関数でシグモイド関数、閾値関数などを用いることができる。以下同様に、各層のニューロン６１５の出力は、前段層のニューロン６１５の出力と重み係数の積和演算結果に活性化関数を演算した値となる。また、層と層との結合は、全てのニューロン同士が結合する全結合としてもよいし、一部のニューロン同士が結合する部分結合としてもよい。図１８（Ｂ）では全結合である場合を示している。
【０４３５】
図１８（Ｂ）では、３つの中間層６１２を有する例を示している。なお、中間層６１２の数はこれに限られず、１つ以上の中間層を有していればよい。また、１つの中間層６１２が有するニューロンの数も、仕様に応じて適宜変更すればよい。例えば１つの中間層６１２が有するニューロン６１５の数は、入力層６１１または出力層６１３が有するニューロン６１５の数よりも多くてもよいし、少なくてもよい。
【０４３６】
ニューロン６１５同士の結合強度の指標となる重み係数は、学習によって決定される。学習は、電子機器６００が有するプロセッサにより実行してもよいが、専用サーバーやクラウドなどの演算処理能力の優れた計算機で実行することが好ましい。学習により決定された重み係数は、テーブルとして上記記憶部６０２に格納され、制御部６０１により読み出されることにより使用される。また、当該テーブルは、必要に応じてコンピュータネットワークを介して更新することができる。
【０４３７】
以上がニューラルネットワークについての説明である。
【０４３８】
画像処理回路６０４は、デコーダ回路６０５から入力される映像信号に基づいて、画像処理を実行する機能を有することが好ましい。
【０４３９】
画像処理としては、例えばノイズ除去処理、階調変換処理、色調補正処理、輝度補正処理などが挙げられる。色調補正処理や輝度調整処理としては、例えばガンマ補正などがある。
【０４４０】
また、画像処理回路６０４は、解像度のアップコンバートに伴う画素間補間処理や、フレーム周波数のアップコンバートに伴うフレーム間補間などの処理などの処理を実行する機能を有していることが好ましい。
【０４４１】
例えば、ノイズ除去処理としては、文字などの輪郭の周辺に生じるモスキートノイズ、高速の動画で生じるブロックノイズ、ちらつきを生じるランダムノイズ、解像度のアップコンバートにより生じるドットノイズなどのさまざまなノイズを除去する。
【０４４２】
階調変換処理は、画像の階調を表示パネル６２０の出力特性に対応した階調へ変換する処理である。例えば階調数を大きくする場合、小さい階調数で入力された画像に対して、各画素に対応する階調値を補間して割り当てることで、ヒストグラムを平滑化する処理を行うことができる。また、ダイナミックレンジを広げる、ハイダミックレンジ（ＨＤＲ）処理も、階調変換処理に含まれる。
【０４４３】
また、画素間補間処理は、解像度をアップコンバートした際に、本来存在しないデータを補間する。例えば、目的の画素の周囲の画素を参照し、それらの中間色を表示するようにデータを補間する。
【０４４４】
また、色調補正処理は、画像の色調を補正する処理である。また輝度補正処理は、画像の明るさ（輝度コントラスト）を補正する処理である。例えば、電子機器６００が設けられる空間に配置された照明の種類や輝度、または色純度などを検知し、それに応じて表示パネル６２０に表示する画像の輝度や色調が最適となるように補正する。または、表示する画像と、あらかじめ保存してある画像リスト内の様々な場面の画像と、を照合し、最も近い場面の画像に適した輝度や色調に表示する画像を補正する機能を有していてもよい。
【０４４５】
フレーム間補間は、表示する映像のフレーム周波数を増大させる場合に、本来存在しないフレーム（補間フレーム）の画像を生成する。例えば、ある２枚の画像の差分から２枚の画像の間に挿入する補間フレームの画像を生成する。または２枚の画像の間に複数枚の補間フレームの画像を生成することもできる。例えばデコーダ回路６０５から入力される映像信号のフレーム周波数が６０Ｈｚであったとき、複数枚の補間フレームを生成することで、タイミングコントローラ６０７に出力する映像信号のフレーム周波数を、２倍の１２０Ｈｚ、または４倍の２４０Ｈｚ、または８倍の４８０Ｈｚなどに増大させることができる。
【０４４６】
また、画像処理回路６０４は、ニューラルネットワークを利用して、画像処理を実行する機能を有していることが好ましい。
【０４４７】
例えば、ニューラルネットワークにより、例えば映像に含まれる画像データから特徴抽出を行うことができる。また画像処理回路６０４は、抽出された特徴に応じて最適な補正方法を選択することや、または補正に用いるパラメータを選択することができる。
【０４４８】
または、ニューラルネットワーク自体に画像処理を行う機能を持たせてもよい。すなわち、画像処理を施す前の画像データをニューラルネットワークに入力することで、画像処理が施された画像データを出力させる構成としてもよい。
【０４４９】
図１８（Ａ）に示す制御部６０１、記憶部６０２、通信制御部６０３、画像処理回路６０４、デコーダ回路６０５、及び映像信号受信部６０６、及びタイミングコントローラ６０７のそれぞれが有する機能のうち、２つ以上の機能を１つのＩＣチップに集約させ、システムＬＳＩを構成してもよい。例えば、プロセッサ、デコーダ回路、チューナ回路、Ａ−Ｄ変換回路、ＤＲＡＭ、及びＳＲＡＭ等を有するシステムＬＳＩとしてもよい。
【０４５０】
なお、制御部６０１や、他のコンポーネントが有するＩＣ等に、チャネル形成領域に酸化物半導体を用い、極めて低いオフ電流が実現されたトランジスタを利用することもできる。当該トランジスタは、オフ電流が極めて低いため、当該トランジスタを記憶素子として機能する容量素子に流入した電荷（データ）を保持するためのスイッチとして用いることで、データの保持期間を長期にわたり確保することができる。この特性を制御部６０１等のレジスタやキャッシュメモリに用いることで、必要なときだけ制御部６０１を動作させ、他の場合には直前の処理の情報を当該記憶素子に待避させることにより、ノーマリーオフコンピューティングが可能となる。これにより、電子機器６００の低消費電力化を図ることができる。
【０４５１】
なお、図１８（Ａ）で例示する電子機器６００の構成は一例であり、全ての構成要素を含む必要はない。電子機器６００は、図１８（Ａ）に示す構成要素のうち必要な構成要素を有していればよい。また、電子機器６００は、図１８（Ａ）に示す構成要素以外の構成要素を有していてもよい。
【０４５２】
例えば、電子機器６００は、図１８（Ａ）に示す構成のほか、外部インターフェース、音声出力部、タッチパネルユニット、カメラユニットなどを有していてもよい。例えば外部インターフェースとしては、例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）端子、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）接続用端子、電源受給用端子、音声出力用端子、音声入力用端子、映像出力用端子、映像入力用端子などの外部接続端子、赤外線、可視光、紫外線などを用いた光通信用の送受信機、筐体に設けられた物理ボタンなどがある。また、例えば音声入出力部としては、サウンドコントローラ、マイクロフォン、スピーカなどがある。
【０４５３】
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】
【０４５４】
１０    表示装置
１０ａ    表示装置
２０    表示パネル
２１    基板
２３    画素
２３ａ    画素
２３ｂ    画素
３１    基板
３２    表示部
３２ａ    表示部
３２ｂ    表示部
３４    回路
３４ａ    回路
３４ｂ    回路
３５    配線
３６    ＦＰＣ
３７    ＩＣ
３７ａ    ＩＣ
３７ｂ    ＩＣ
４０    発光装置
４１    導光板
４２    発光素子
４２Ｂ    発光素子
４２Ｇ    発光素子
４２Ｒ    発光素子
４４    導波光
４７    プリント基板
４８    反射層
５０    制御部
５１    偏光板
５２    拡散板
５３    タッチセンサパネル
５５    接着層
６１    コントローラ
６２    駆動回路
６４    コントローラ
７０    表示素子
７０Ｒ    表示素子
７０Ｇ    表示素子
７０Ｂ    表示素子
７０Ｗ    表示素子
７１    トランジスタ
７３    容量素子
７５    配線
７６    配線
８０    表示素子
８０Ｂ    表示素子
８０Ｇ    表示素子
８０Ｒ    表示素子
８１    トランジスタ
８２    トランジスタ
８４    容量素子
８５    配線
８６    配線
１１７    絶縁層
１３０    偏光板
１３１    スタイラス
１３３ａ    配向膜
１３３ｂ    配向膜
１３４    着色層
１３５    着色層
１３６    遮光層
１６１    接着層
１６２    接着層
１９１    導電層
１９２    ＥＬ層
１９３    導電層
１９３ａ    導電層
１９４    絶縁層
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
２１８    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
３１１    電極
３１１ａ    導電層
３１１ｂ    導電層
３１２    液晶
３１３    導電層
３４０    液晶素子
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
３６２    表示部
３７２    ＦＰＣ
４００    表示装置
４１０    画素
４５１    開口
５４６    導電膜
５４７    導電膜
５４８    導電膜
５４９    ナノワイヤ
５５０    入力装置
５５１    導電層
５５２    導電層
５５３    導電層
５５５    配線
５５６    配線
５５７    ＦＰＣ
５５８    ＩＣ
５６０    基板
６００    電子機器
６０１    制御部
６０２    記憶部
６０３    通信制御部
６０４    画像処理回路
６０５    デコーダ回路
６０６    映像信号受信部
６０７    タイミングコントローラ
６０８    ソースドライバ
６０９    ゲートドライバ
６１０    ニューラルネットワーク
６１１    入力層
６１２    中間層
６１３    出力層
６１５    ニューロン
６２０    表示パネル
６２１    画素
６３０    システムバス
６４０    センサ
７０００    電子機器
７１１１    筐体
７１１２    筐体
７１１３    ヒンジ
７１２１    表示部
７１２２    表示部
７１４１    文書情報
７１４２    ユーザ入力画像
８０４０    携帯情報端末
８０４１    筐体
８０４２    表示部
８０４３    ボタン
８０４４    アイコン
８０４５    カメラ
８０４６    マイクロフォン
８０４７    スピーカ
８０４８    接続端子
８０４９    太陽電池
８０５０    カメラ
８０５１    充放電制御回路
８０５２    バッテリー
８０５３    ＤＣＤＣコンバータ
８０５４    スイッチ
８０５５    スイッチ
８０５６    スイッチ
８０５７    コンバータ
【図１】
2018205557.tif 000005
【図２】
2018205557.tif 000006
【図３】
2018205557.tif 000007
【図４】
2018205557.tif 000008
【図５】
2018205557.tif 000009
【図６】
2018205557.tif 000010
【図７】
2018205557.tif 000011
【図８】
2018205557.tif 000012
【図９】
2018205557.tif 000013
【図１０】
2018205557.tif 000014
【図１１】
2018205557.tif 000015
【図１２】
2018205557.tif 000016
【図１３】
2018205557.tif 000017
【図１４】
2018205557.tif 000018
【図１５】
2018205557.tif 000019
【図１６】
2018205557.tif 000020
【図１７】
2018205557.tif 000021
【図１８】
2018205557.tif 000022