JP2018036645A - 表示システム、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】視認性が良好な表示装置または電子機器などを提供する。【解決手段】表示手段と、検知手段と、演算手段と、を用いる表示システム。表示手段は、第１の表示素子と、第２の表示素子と、を有する。第１の表示素子は、可視光を反射する機能を有し、第２の表示素子は、可視光を発光する機能を有する。検知手段により、表示手段から使用者までの距離と外光の照度を測定する。演算手段は、測定した照度および距離を用いて、第２の表示素子の発光輝度を決定する。【選択図】図１

Description

本明細書等で開示する発明の一態様は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本明細書等で開示する発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。

なお、本明細書等において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。表示装置（液晶表示装置、発光表示装置など）、投影装置、照明装置、電気光学装置、蓄電装置、記憶装置、半導体回路、撮像装置および電子機器などは、半導体装置を有すると言える場合がある。

各画素に表示素子を駆動するためのトランジスタを有するアクティブマトリクス型の表示装置が知られている。例えば、表示素子として液晶素子を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置や、表示素子として有機ＥＬ素子などの発光素子を用いたアクティブマトリクス型の発光表示装置などが知られている。これらのアクティブマトリクス型の表示装置は、単純マトリクス型の表示装置に比べて画面の大型化や高精細化が容易であり、消費電力の低減などの面で有利である。

特許文献１には、表示素子として有機ＥＬ素子が用いられた発光表示装置が開示されている。

また、アクティブマトリクス型の表示装置として、大きく分けて透過型の表示装置と反射型の表示装置の二種類のタイプが知られている。

例えば、透過型の液晶表示装置は、冷陰極蛍光ランプ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。

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、即ち入射光が液晶を透過して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。

特開２０１４−１９７５２２号公報

透過型の液晶表示装置はバックライトを利用するため、消費電力が多いという問題があった。一方、反射型の液晶表示装置はバックライトを使用しないため消費電力が少ない。

しかしながら、反射型の液晶表示装置は外光を利用するため、周囲が暗い状態、すなわち外光が弱い環境下では表示された画像などの視認性が低下するという問題がある。また、反射型の液晶表示装置は、表示装置と使用者（観察者）の距離が大きくなると表示された画像などの視認性が低下するという問題がある。

本発明の一態様は、視認性が良好な表示装置または電子機器などを提供することを課題の一とする。または、良好な視認性を実現する表示システムなどを提供することを課題の一つとする。または、表示品位が良好な表示装置または電子機器などを提供することを課題の一つとする。または、表示品位が良好な表示システムなどを提供することを課題の一つとする。または、新規な表示装置または電子機器などを提供することを課題の一つとする。または、新規な表示システムなどを提供することを課題の一つとする。

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。

本発明の一態様は、表示手段と、検知手段と、演算手段と、を有し、演算手段は、表示手段に表示する画像を決定する機能を有し、表示手段は、第１の表示素子と、第２の表示素子と、を有し、第１の表示素子は、可視光を反射する機能を有し、第２の表示素子は、可視光を発光する機能を有し、検知手段は、外光の照度を測定する機能と、検知手段から使用者までの距離を測定する機能と、を有し、演算手段は、検知手段で測定した照度および距離を用いて、第２の表示素子の発光輝度を決定する表示システムである。

本発明の一態様は、表示手段と、検知手段と、演算手段と、記憶手段と、を有し、演算手段は、表示手段に表示する画像を決定する機能を有し、表示手段は、第１の表示素子と、第２の表示素子と、を有し、第１の表示素子は、可視光を反射する機能を有し、第２の表示素子は、可視光を発光する機能を有し、検知手段は、外光の照度を測定する機能と、検知手段から使用者までの距離を測定する機能と、を有し、演算手段は、測定した照度および距離と、記憶手段に記憶された情報と、を用いて、第２の表示素子の発光輝度を決定する表示システムである。

第１の表示素子は、液晶素子を含むことが好ましい。第２の表示素子は、ＥＬ素子を含むことが好ましい。

本発明の一態様によれば、視認性が良好な表示装置または電子機器などを提供することができる。または、良好な視認性を実現する表示システムなどを提供することができる。または、表示品位が良好な表示装置または電子機器などを提供することができる。または、表示品位が良好な表示システムなどを提供することができる。または、新規な表示装置または電子機器などを提供することができる。
または、新規な表示システムなどを提供することができる。

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、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。

電子機器を説明する図。 電子機器の構成例を説明するブロック図。 表示装置の構成例を説明するブロック図。 画素の回路構成例を説明する図。 画素の回路構成例および平面構成例を説明する図。 ビデオ信号と、反射光強度および発光強度の関係を説明する図。 電子機器の動作を説明するフローチャート。 電子機器の動作を説明するフローチャート。 電子機器の動作を説明するフローチャート。 電子機器の動作を説明する図。 表示装置の構成例を示す図。 表示装置の断面構造の一例を説明する図。 表示装置の断面構造の一例を説明する図。 表示装置の断面構造の一例を説明する図。 表示装置の外観の一例を説明する図。 電子機器の一例を説明する図。 実施例を説明する図。

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、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態およ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。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分また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場合がある。

また、図面などにおいて示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、発明の理解を容易とするため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面などに開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。例えば、実際の製造工程において、エッチングなどの処理により層やレジストマスクなどが意図せずに目減りすることがあるが、発明の理解を容易とするため、省略して示すことがある。

また、特に上面図（「平面図」ともいう。）や斜視図などにおいて、発明の理解を容易とするため、一部の構成要素の記載を省略する場合がある。また、一部の隠れ線などの記載を省略する場合がある。

本明細書等において、「第１」、「第２」などの序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、工程順または積層順など、なんらかの順番や順位を示すものではない。また、本明細書等において序数詞が付されていない用語であっても、構成要素の混同を避けるため、特許請求の範囲において序数詞が付される場合がある。また、本明細書等において付された序数詞と、特許請求の範囲において付された序数詞が異なる場合がある。また、本明細書等において序数詞が付されている用語であっても、特許請求の範囲などにおいて序数詞を省略する場合がある。

また、本明細書等において「電極」や「配線」の用語は、これらの構成要素を機能的に限定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「配線」が一体となって設けられている場合なども含む。

なお、本明細書等において「上」や「下」の用語は、構成要素の位置関係が直上または直下で、かつ、直接接していることを限定するものではない。例えば、「絶縁層Ａ上の電極Ｂ」の表現であれば、絶縁層Ａの上に電極Ｂが直接接して設けられている必要はなく、絶縁層Ａと電極Ｂとの間に他の構成要素を含むものを除外しない。

また、ソースおよびドレインの機能は、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、動作条件などによって互いに入れ替わるため、いずれがソースまたはドレインであるかを限定することが困難である。このため、本明細書においては、ソースおよびドレインの用語は、入れ替えて用いることができるものとする。

また、本明細書等において、ＸとＹとが接続されている、と明示的に記載されている場合は、ＸとＹとが電気的に接続されている場合と、ＸとＹとが機能的に接続されている場合と、ＸとＹとが直接接続されている場合とが、本明細書等に開示されているものとする。したがって、所定の接続関係、例えば、図または文章に示された接続関係に限定されず、図または文章に示された接続関係以外のものも、図または文章に記載されているものとする。

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。よって、「電気的に接続する」と表現される場合であっても、現実の回路においては、物理的な接続部分がなく、配線が延在しているだけの場合もある。

なお、チャネル長とは、例えば、トランジスタの上面図において、半導体（またはトランジスタがオン状態のときに半導体の中で電流の流れる部分）とゲート電極とが互いに重なる領域、またはチャネルが形成される領域における、ソース（ソース領域またはソース電極）とドレイン（ドレイン領域またはドレイン電極）との間の距離をいう。なお、一つのトランジスタにおいて、チャネル長が全ての領域で同じ値をとるとは限らない。即ち、一つのトランジスタのチャネル長は、一つの値に定まらない場合がある。そのため、本明細書では、チャネル長は、チャネルの形成される領域における、いずれか一の値、最大値、最小値または平均値とする。

チャネル幅とは、例えば、半導体（またはトランジスタがオン状態のときに半導体の中で電流の流れる部分）とゲート電極とが互いに重なる領域、またはチャネルが形成される領域における、ソースとドレインとが向かい合っている部分の長さをいう。なお、一つのトランジスタにおいて、チャネル幅がすべての領域で同じ値をとるとは限らない。即ち、一つのトランジスタのチャネル幅は、一つの値に定まらない場合がある。そのため、本明細書では、チャネル幅は、チャネルの形成される領域における、いずれか一の値、最大値、最小値または平均値とする。

なお、トランジスタの構造によっては、実際にチャネルの形成される領域におけるチャネル幅（以下、「実効的なチャネル幅」ともいう。）と、トランジスタの上面図において示されるチャネル幅（以下、「見かけ上のチャネル幅」ともいう。）と、が異なる場合がある。例えば、ゲート電極が半導体層の側面を覆う場合、実効的なチャネル幅が、見かけ上のチャネル幅よりも大きくなり、その影響が無視できなくなる場合がある。例えば、微細かつゲート電極が半導体の側面を覆うトランジスタでは、半導体の側面に形成されるチャネル形成領域の割合が大きくなる場合がある。その場合は、見かけ上のチャネル幅よりも、実効的なチャネル幅の方が大きくなる。

このような場合、実効的なチャネル幅の、実測による見積もりが困難となる場合がある。例えば、設計値から実効的なチャネル幅を見積もるためには、半導体の形状が既知という仮定が必要である。したがって、半導体の形状が正確にわからない場合には、実効的なチャネル幅を正確に測定することは困難である。

そこで、本明細書では、見かけ上のチャネル幅を、「囲い込みチャネル幅（ＳＣＷ：Ｓｕｒｒｏｕｎｄｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｗｉｄｔｈ）」と呼ぶ場合がある。また、本明細書では、単にチャネル幅と記載した場合には、囲い込みチャネル幅または見かけ上のチャネル幅を指す場合がある。または、本明細書では、単にチャネル幅と記載した場合には、実効的なチャネル幅を指す場合がある。なお、チャネル長、チャネル幅、実効的なチャネル幅、見かけ上のチャネル幅、囲い込みチャネル幅などは、断面ＴＥＭ像などを解析することなどによって、値を決定することができる。

なお、トランジスタの電界効果移動度や、チャネル幅当たりの電流値などを計算して求める場合、囲い込みチャネル幅を用いて計算する場合がある。その場合には、実効的なチャネル幅を用いて計算する場合とは異なる値をとる場合がある。

なお、半導体の「不純物」とは、例えば、半導体を構成する主成分以外をいう。例えば、濃度が０．１原子％未満の元素は不純物と言える。不純物が含まれることにより、例えば、半導体のＤＯＳ（Ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｔａｔｅｓ）が高くなることや、キャリア移動度が低下することや、結晶性が低下することなどが起こる場合がある。

また、本明細書において、「平行」とは、明示されている場合を除き、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。従って、−５°以上５°以下の場合も含まれる。また、「略平行」とは、明示されている場合を除き、二つの直線が−３０°以上３０°以下の角度で配置されている状態をいう。また、「垂直」および「直交」とは、明示されている場合を除き、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。従って、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。また、「略垂直」とは、明示されている場合を除き、二つの直線が６０°以上１２０°以下の角度で配置されている状態をいう。

なお、本明細書等において、計数値および計量値に関して「同一」、「同じ」、「等しい」または「均一」（これらの同意語を含む）などと言う場合は、明示されている場合を除き、プラスマイナス２０％の誤差を含むものとする。

なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、または、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、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。

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、ドレイン領域またはドレイン電極）とソース（ソース端子、ソース領域またはソース電極）の間にチャネル形成領域を有しており、チャネル形成領域を介して、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、チャネル形成領域とは、電流が主として流れる領域をいう。

また、本明細書等に示すトランジスタは、明示されている場合を除き、エンハンスメント型（ノーマリーオフ型）の電界効果トランジスタとする。また、本明細書等に示すトランジスタは、明示されている場合を除き、ｎチャネル型のトランジスタとする。よって、そのしきい値電圧（「Ｖｔｈ」ともいう。）は、明示されている場合を除き、０Ｖよりも大きいものとする。

なお、本明細書等において、バックゲートを有するトランジスタのＶｔｈは、明示されている場合を除き、バックゲートの電位をソースまたはゲートと同電位としたときのＶｔｈをいう。

また、本明細書等において、オフ電流とは、明示されている場合を除き、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、明示されている場合を除き、ｎチャネル型トランジスタでは、ソースを基準とした時のゲートとソースの間の電位差（以下、「Ｖｇ」ともいう。）が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Ｖｇが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、ＶｇがＶｔｈよりも低いときのドレイン電流を言う場合がある。

トランジスタのオフ電流は、Ｖｇに依存する場合がある。従って、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Ｖｇの値が存在することを言う場合がある。トランジスタのオフ電流は、所定のＶｇにおけるオフ状態、所定の範囲内のＶｇにおけるオフ状態、または、十分に低減されたオフ電流が得られるＶｇ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。

一例として、Ｖｔｈが０．５Ｖであり、Ｖｇが０．５Ｖにおけるドレイン電流が１×１０^−９Ａであり、Ｖｇが０．１Ｖにおけるドレイン電流が１×１０^−１３Ａであり、Ｖｇが−０．５Ｖにおけるドレイン電流が１×１０^−１９Ａであり、Ｖｇ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、Ｖｇが−０．５Ｖにおいて、または、Ｖｇ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、と言う場合がある。当該トランジスタのドレイン電流が１×１０^−２２Ａ以下となるＶｇ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、と言う場合がある。

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（ＲＴ：Ｒｏｏｍ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）、６０℃、８５℃、９５℃、または１２５℃におけるオフ電流を表す場合がある。または、当該トランジスタが含まれる半導体装置などの信頼性が保証される温度、または、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℃以上３５℃以下の温度）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、ＲＴ、６０℃、８５℃、９５℃、１２５℃、当該トランジスタが含まれる半導体装置の信頼性が保証される温度、または、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℃以上３５℃以下の温度）、におけるトランジスタのオフ電流がＩ以下となるＶｇの値が存在することを指す場合がある。

トランジスタのオフ電流は、ソースを基準とした時のドレインとソースの間の電圧（以下、「Ｖｄ」ともいう。）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、Ｖｄが０．１Ｖ、０．８Ｖ、１Ｖ、１．２Ｖ、１．８Ｖ、２．５Ｖ、３Ｖ、３．３Ｖ、１０Ｖ、１２Ｖ、１６Ｖ、または２０Ｖにおけるオフ電流を表す場合がある。または、当該トランジスタが含まれる半導体装置などの信頼性が保証されるＶｄ、または、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Ｖｄ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、Ｖｄ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の信頼性が保証されるＶｄ、または、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Ｖｄ、におけるトランジスタのオフ電流がＩ以下となるＶｇの値が存在することを指す場合がある。

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言う場合もある。

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。

本明細書等において、金属酸化物（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ）とは、広い表現での金属の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体（透明酸化物導電体を含む）、酸化物半導体（Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒまたは単にＯＳともいう）などに分類される。例えば、トランジスタの活性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、およ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、金属酸化物または酸化物半導体を有するトランジスタと換言することができる。

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。

また、本明細書等において、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ ａｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌ）、およびＣＡＣ（ｃｌｏｕｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と記載する場合がある。なお、ＣＡＡＣは結晶構造の一例を表し、ＣＡＣは機能、または材料の構成の一例を表す。

また、本明細書等において、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅとは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。なお、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅを、トランジスタの活性層に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子（またはホール）を流す機能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能である。導電性の機能と、絶縁性の機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅに付与することができる。ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。

また、本明細書等において、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、導電性領域、および絶縁性領域を有する。導電性領域は、上述の導電性の機能を有し、絶縁性領域は、上述の絶縁性の機能を有する。また、材料中において、導電性領域と、絶縁性領域とは、ナノ粒子レベルで分離している場合がある。また、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ材料中に偏在する場合がある。また、導電性領域は、周辺がぼけてクラウド状に連結して観察される場合がある。

また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅにおいて、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下のサイズで材料中に分散している場合がある。

また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、異なるバンドギャップを有する成分により構成される。例えば、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、絶縁性領域に起因するワイドギャップを有する成分と、導電性領域に起因するナローギャップを有する成分と、により構成される。当該構成の場合、キャリアを流す際に、ナローギャップを有する成分において、主にキャリアが流れる。また、ナローギャップを有する成分が、ワイドギャップを有する成分に相補的に作用し、ナローギャップを有する成分に連動してワイドギャップを有する成分にもキャリアが流れる。このため、上記ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅをトランジスタのチャネル形成領域に用いる場合、トランジスタのオン状態において高い電流駆動力、つまり大きなオン電流、および高い電界効果移動度を得ることができる。

すなわち、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、マトリックス複合材（ｍａｔｒｉｘ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、または金属マトリックス複合材（ｍｅｔａｌ ｍａｔｒｉｘ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と呼称することもできる。

また、金属酸化物の一種である酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体と、に分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ（ｃ−ａｘｉｓ ａｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶酸化物半導体、ｎｃ−ＯＳ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、擬似非晶質酸化物半導体（ａ−ｌｉｋｅ ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）および非晶質酸化物半導体などがある。

ＣＡＡＣ−ＯＳは、ｃ軸配向性を有し、かつａ−ｂ面方向において複数のナノ結晶が連結し、歪みを有した結晶構造となっている。なお、歪みとは、複数のナノ結晶が連結する領域において、格子配列の揃った領域と、別の格子配列の揃った領域と、の間で格子配列の向きが変化している箇所を指す。

ナノ結晶は、六角形を基本とするが、正六角形状とは限らず、非正六角形状である場合がある。また、歪みにおいて、五角形、および七角形などの格子配列を有する場合がある。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳにおいて、歪み近傍においても、明確な結晶粒界（グレインバウンダリーともいう）を確認することはできない。即ち、格子配列の歪みによって、結晶粒界の形成が抑制されていることがわかる。これは、ＣＡＡＣ−ＯＳが、ａ−ｂ面方向において原子の配列が稠密でないことや、金属元素が置換することで原子間の結合距離が変化することなどによって、歪みを許容することができるためと考えられる。

また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、インジウム、および酸素を有する層（以下、Ｉｎ層）と、元素Ｍ、亜鉛、および酸素を有する層（以下、（Ｍ，Ｚｎ）層）とが積層した、層状の結晶構造（層状構造ともいう）を有する傾向がある。なお、インジウムと元素Ｍは、互いに置換可能であり、（Ｍ，Ｚｎ）層の元素Ｍがインジウムと置換した場合、（Ｉｎ，Ｍ，Ｚｎ）層と表すこともできる。また、Ｉｎ層のインジウムが元素Ｍと置換した場合、（Ｉｎ，Ｍ）層と表すこともできる。

ｎｃ−ＯＳは、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。また、ｎｃ−ＯＳは、異なるナノ結晶間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。したがって、ｎｃ−ＯＳは、分析方法によっては、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳや非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。

ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ−ＯＳと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する酸化物半導体である。ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、鬆または低密度領域を有する。即ち、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ−ＯＳおよびＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、結晶性が低い。

金属酸化物の一種である酸化物半導体は、多様な構造をとり、それぞれが異なる特性を有する。本発明の一態様に用いる酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体、多結晶酸化物半導体、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ、ＣＡＡＣ−ＯＳのうち、二種以上を有していてもよい。また、ＣＡＣ−ＯＳを有していてもよい。

（実施の形態１）
表示装置を有する電子機器、および表示システムについて、図面を用いて説明する。

＜１−１：電子機器の構成例＞
図１（Ａ）は電子機器１００の正面を示す図である。電子機器１００は、筐体１０１、スタンド１０２、表示装置１０５、距離センサ１２１、および光センサ１２２を有する。図１（Ｂ）は、使用者１５１が、電子機器１００（または表示装置１０５）から距離Ｄ離れた位置で、表示装置１０５に表示される画像を観察している様子を示す斜視図である。

図２は、電子機器１００の構成例を示すブロック図である。なお、図２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や、一つの機能が複数の構成要素に係わることもありうる。

また、図２で例示する電子機器１００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１００は、図２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、図２に示す構成要素以外の構成要素を有していてもよい。

電子機器１００は、演算手段１１１、検知手段１１２、記憶手段１１３、表示手段制御手段１１４、表示手段１１５、タッチセンサ制御手段１１６、タッチセンサ１１７、外部入出力手段１１８、通信手段１１９、などを有することができる。他に、バッテリ、バッテリコントローラ、受電手段、アンテナ、撮像手段、振動手段、などを有してもよい。

検知手段１１２、記憶手段１１３、表示手段制御手段１１４、タッチセンサ制御手段１１６、外部入出力手段１１８、および通信手段１１９は、それぞれがバスライン１３１を介して演算手段１１１と接続されている。また、タッチセンサ制御手段１１６は、タッチセンサ１１７と接続されている。また、表示手段制御手段１１４は、表示手段１１５と接続されている。

タッチセンサ１１７は、表示手段１１５に重ねて設けてもよい。また、タッチセンサ１１７の機能を表示手段１１５に付与してもよい。

演算手段１１１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。演算手段１１１は、例えば、検知手段１１２、記憶手段１１３、表示手段制御手段１１４、タッチセンサ制御手段１１６、外部入出力手段１１８などの各コンポーネントを制御する機能を有する。なお、演算手段１１１に、例えば、検知手段１１２、記憶手段１１３、表示手段制御手段１１４、タッチセンサ制御手段１１６、外部入出力手段１１８、通信手段１１９などの機能を付加してもよい。

演算手段１１１と各コンポーネントとは、バスライン１３１を介して信号の伝達が行われる。演算手段１１１は、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、および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、バスライン１３１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。

なお、演算手段１１１や、他のコンポーネントが有するＩＣ等に、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物の一種である酸化物半導体を用いたトランジスタ（「ＯＳトランジスタ」ともいう。）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。この特性を演算手段１１１のレジスタやキャッシュメモリに用いることで、必要なときだけ演算手段１１１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り、電子機器１００の低消費電力化を図ることができる。

〔１−１−１：演算手段１１１〕
演算手段１１１としては、ＣＰＵのほか、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの他のマイクロプロセッサを単独で、または組み合わせて用いることができる。またこれらマイクロプロセッサを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。

演算手段１１１は、プロセッサにより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、記憶手段１１３に格納されていてもよい。

演算手段１１１はメインメモリを有していてもよい。メインメモリは、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、などの揮発性メモリや、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの不揮発性メモリを備える構成とすることができる。

メインメモリに設けられるＲＡＭとしては、例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）が用いられ、演算手段１１１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。記憶手段１１３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、演算手段１１１に直接アクセスされ、操作される。

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。

演算手段１１１は、表示手段１１５に表示する画像を決定する機能を有する。また、演算手段１１１は、検知手段１１２、記憶手段１１３、表示手段制御手段１１４、タッチセンサ制御手段１１６、外部入出力手段１１８、および通信手段１１９などを制御する機能を有する。

〔１−１−２：検知手段１１２〕
検知手段１１２は、センサユニットと、センサコントローラとを有する。センサコントローラは、センサユニットに電力を供給する機能を有する。また、センサコントローラは、センサユニットに入力された信号を制御信号に変換し、バスライン１３１を介して演算手段１１１に出力する機能を有する。センサコントローラにおいて、センサユニットのエラー管理を行ってもよいし、センサユニットの校正処理を行ってもよい。なお、センサコントローラは、センサユニットを制御するコントローラを複数備える構成としてもよい。

検知手段１１２は、例えば力、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、においまたは赤外線を測定する機能を有する各種センサを備える構成としてもよい。

距離センサ１２１、および光センサ１２２は、検知手段１１２として機能する。距離センサ１２１は、赤外光などの光を用いる方式と、超音波などの音波を用いる方式などがある。距離センサ１２１によって、距離センサ１２１から使用者１５１までの距離を測定し、電子機器１００から使用者１５１までの距離、または表示装置１０５から使用者１５１までの距離などを知ることができる。光センサ１２２は、フォトトランジスタやフォトダイオードなどを用いて構成され、明るさを電流値に変換する機能を有する。光センサ１２２によって、外光の照度を知ることができる。なお、タッチセンサ１１７も検知手段１１２の一種と言える。

〔１−１−３：記憶手段１１３〕
記憶手段１１３としては、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）などの不揮発性の記憶素子が適用された記憶装置、またはＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ ＲＡＭ）やＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ ＲＡＭ）などの揮発性の記憶素子が適用された記憶装置等を用いてもよい。また例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）やソリッドステートドライブ（ＳＳＤ：Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などの記録メディアドライブを用いてもよい。

外部入出力手段１１８を介してコネクタにより脱着可能なＨＤＤまたはＳＳＤなどの記憶装置や、フラッシュメモリ、ブルーレイディスク、ＤＶＤなどの記録媒体のメディアドライブを記憶手段１１３として用いることもできる。なお、記憶手段１１３を電子機器１００に内蔵せず、電子機器１００の外部に置かれる記憶装置を記憶手段１１３として用いてもよい。その場合、外部入出力手段１１８を介して接続される。または通信手段を設けて、無線通信でデータのやりとりをする構成であってもよい。

〔１−１−４：表示手段制御手段１１４〕
表示手段制御手段１１４は、バスライン１３１を介して演算手段１１１と接続される。表示手段制御手段１１４は、表示手段１１５と接続される。表示手段制御手段１１４は、演算手段１１１から入力される描画指示に応じ、表示手段１１５を制御して、表示手段１１５に所定の画像を表示させる機能を有する。

〔１−１−５：タッチセンサ制御手段１１６〕
タッチセンサ制御手段１１６は、バスライン１３１を介して演算手段１１１からの要求に応じてタッチセンサ１１７を制御する。また、タッチセンサで受信した信号を、バスライン１３１を介して演算手段１１１に出力する。なお、タッチセンサで受信した信号からタッチ位置の情報を算出する機能を、タッチセンサ制御手段１１６が有していてもよいし、演算手段１１１により算出してもよい。

またタッチセンサ１１７はタッチセンサ制御手段１１６から供給される信号に基づいて、指やスタイラスなどの被検知体が近づくこと、または接触することを検出し、その位置情報をタッチセンサ制御手段１１６に出力することができる。

またタッチセンサ１１７、並びにタッチセンサ制御手段１１６は、その検出面から被検知体までの高さ方向の距離を取得する機能を有していることが好ましい。また被検知体が検出面に与える圧力の大きさを取得する機能を有していることが好ましい。また被検知体が検出面に接触している面の大きさを取得する機能を有していることが好ましい。

タッチセンサ１１７は、タッチセンサを備えるモジュールが表示装置１０５の表示面側に重ねて設けられている構成とすることができる。このとき、タッチセンサを備えるモジュールは、少なくともその一部が可撓性を有し、表示装置１０５に沿って湾曲可能であることが好ましい。タッチセンサを備えるモジュールと表示装置１０５とは接着剤等で接着することができる。またこれらの間に偏光板や緩衝材（セパレータ）を設けてもよい。タッチセンサを備えるモジュールの厚さは、表示装置１０５の厚さ以下とすることが好ましい。

タッチセンサ１１７は、表示装置とタッチセンサが一体となったタッチパネルであってもよい。例えば、オンセル型のタッチパネル、またはインセル型のタッチパネルとすることが好ましい。オンセル型またはインセル型のタッチパネルは、厚さが薄く軽量にすることができる。さらにオンセル型またはインセル型のタッチパネルは、部品点数を削減できるため、コストを削減することができる。

タッチセンサ１１７には、指等の被検知体が近づくこと、または接触することを検知する様々なセンサを適用できる。例えば、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、光学方式などの方式が適用されたセンサを用いることができる。そのほか、光電変換素子を用いた光学式センサ、感圧素子を用いた感圧センサなどを用いてもよい。また異なる方式のセンサを２種類以上有していてもよいし、同じ方式のセンサを２つ以上有していてもよい。

例えば静電容量方式のタッチセンサは、一対の導電層を備える。一対の導電層間は容量結合されている。一対の導電層に被検知体が触れる、押圧する、または近づくことなどにより一対の導電層間の容量の大きさが変化することを利用して、検出を行うことができる。

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。投影型静電容量方式としては、主に駆動方式の違いから、自己容量方式、相互容量方式などがある。相互容量方式を用いると、同時多点検出が容易であるため好ましい。

〔１−１−６：外部入出力手段１１８〕
外部入出力手段１１８としては、例えば筐体１０１に設けられた１つ以上のボタンやスイッチ（筐体スイッチ１０３ともいう）、その他の入力コンポーネントが接続可能な外部ポートなどが挙げられる。外部入出力手段１１８は、バスライン１３１を介して演算手段１１１と接続される。筐体スイッチ１０３としては、電源のオン／オフと関連付けられたスイッチ、輝度やコントラストの調節のためのボタン、などがある。

また外部入出力手段１１８が有する外部ポートとしては、例えば、コンピュータやプリンタなどの外部装置にケーブルを介して接続できる構成とすることができる。代表的には、ＵＳＢ端子などがある。また、外部ポートとして、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）接続用端子、デジタル放送の受信用端子、ＡＣアダプタを接続する端子等を有していてもよい。また、有線だけでなく、赤外線、可視光、紫外線などを用いた光通信用の送受信機を設ける構成としてもよい。

〔１−１−７：通信手段１１９〕
通信手段１１９は、例えば演算手段１１１からの命令に応じて電子機器１００を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。電子機器１００にアンテナを設けて、当該アンテナを介して通信を行ってもよい。

通信手段１１９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電子機器１００を接続させ、通信を行うことができる。また複数の異なる通信方法を用いる場合には、通信方法に応じて複数のアンテナを設けてもよい。

通信手段１１９には、例えば高周波回路（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。高周波回路は、複数の周波数帯域に対応した回路部を有し、当該回路部は、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。無線通信を行う場合、通信プロトコルまたは通信技術として、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：登録商標）、ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ Ｒａｔｅｓ ｆｏｒ ＧＳＭ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、ＣＤＭＡ２０００（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ２０００）、ＷＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：登録商標）などの通信規格、または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用いることができる。

また、通信手段１１９は、電子機器１００を電話回線と接続する機能を有していてもよい。電話回線を通じた通話を行う場合には、通信手段１１９は、演算手段１１１からの命令に応じて、電子機器１００を電話回線に接続するための接続信号を制御し、当該信号を電話回線に発信する。

通信手段１１９は、受信した放送電波から、表示手段１１５に出力する映像信号を生成するチューナーを有していてもよい。例えばチューナーは、復調回路と、Ａ−Ｄ変換回路（アナログ−デジタル変換回路）と、デコーダ回路等を有する構成とすることができる。復調回路は入力され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。またデコーダ回路は、デジタル信号に含まれる映像データをデコードし、表示手段制御手段１１４に送信する信号を生成する機能を有する。

またデコーダが分割回路と、複数のプロセッサを有する構成としてもよい。分割回路は、入力された映像のデータを空間的、時間的に分割し、各プロセッサに出力する機能を有する。複数のプロセッサは、入力された映像データをデコードし、表示手段制御手段１１４に送信する信号を生成する。このように、デコーダとして、複数のプロセッサによりデータを並列処理する構成を適用することで、極めて情報量の多い映像データをデコードすることができる。特にフルハイビジョンを超える解像度を有する映像を表示する場合には、圧縮されたデータをデコードするデコーダ回路が極めて高速な処理能力を有するプロセッサを有していることが好ましい。また、例えばデコーダ回路は、４以上、好ましくは８以上、より好ましくは１６以上の並列処理が可能な複数のプロセッサを含む構成とすることが好ましい。またデコーダは、入力された信号に含まれる映像用の信号と、それ以外の信号（文字情報、番組情報、認証情報等）を分離する回路を有していてもよい。

通信手段１１９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。また通信手段１１９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、また映像および音声、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、表示装置１１０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。

また、チューナー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、表示手段制御手段１１４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、チューナーは復調回路およびＡ−Ｄ変換回路を有していなくてもよい。

〔１−１−８：表示手段１１５〕
表示手段１１５は、様々な形態を用いること、または様々な表示素子を有することが出来る。表示素子の一例としては、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子（有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子、または、有機物および無機物を含むＥＬ素子）、ＬＥＤ（白色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤなど）、トランジスタ（電流に応じて発光するトランジスタ）、電子放出素子、液晶素子、電子インク、電気泳動素子、ＧＬＶ（グレーティングライトバルブ）、ＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）を用いた表示素子、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）、ＤＭＳ（デジタル・マイクロ・シャッター）、ＭＩＲＡＳＯＬ（登録商標）、ＩＭＯＤ（インターフェロメトリック・モジュレーション）素子、シャッター方式のＭＥＭＳ表示素子、光干渉方式のＭＥＭＳ表示素子、エレクトロウェッティング素子、圧電セラミックディスプレイ、カーボンナノチューブを用いた表示素子、など、電気的または磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化する表示媒体を有するものがある。また、表示素子として量子ドットを用いてもよい。

ＥＬ素子を用いた表示手段の一例としては、ＥＬ表示装置などがある。電子放出素子を用いた表示手段の一例としては、電界放出型表示装置（ＦＥＤ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）または表面伝導型電子放出素子表示装置（ＳＥＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｅｒ Ｄｉｓｐｌａｙ）などがある。量子ドットを用いた表示手段の一例としては、量子ドット表示装置などがある。液晶素子を用いた表示手段の一例としては、液晶表示装置（透過型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、直視型液晶表示装置、投射型液晶表示装置）などがある。電子インク、電子粉流体（登録商標）、または電気泳動素子を用いた表示手段の一例としては、電子ペーパーなどがある。また、表示手段はＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）であってもよい。また、表示手段は網膜走査型の投影装置であってもよい。また、マイクロＬＥＤを用いた表示手段であってもよい。

なお、半透過型液晶表示装置や反射型液晶表示装置を実現する場合には、画素電極の一部、または、全部が、反射電極としての機能を有するようにすればよい。例えば、画素電極の一部、または、全部が、アルミニウム、銀、などを有するようにすればよい。さらに、その場合、反射電極の下に、ＳＲＡＭなどの記憶回路を設けることも可能である。これにより、さらに、消費電力を低減することができる。

なお、ＬＥＤを用いる場合、ＬＥＤの電極や窒化物半導体の下に、グラフェンやグラファイトを配置してもよい。グラフェンやグラファイトは、複数の層を重ねて、多層膜としてもよい。このように、グラフェンやグラファイトを設けることにより、その上に、窒化物半導体、例えば、結晶を有するｎ型ＧａＮ半導体層などを容易に成膜することができる。さらに、その上に、結晶を有するｐ型ＧａＮ半導体層などを設けて、ＬＥＤを構成することができる。なお、グラフェンやグラファイトと、結晶を有するｎ型ＧａＮ半導体層との間に、ＡｌＮ層を設けてもよい。なお、ＬＥＤが有するＧａＮ半導体層は、ＭＯＣＶＤで成膜してもよい。ただし、グラフェンを設けることにより、ＬＥＤが有するＧａＮ半導体層は、スパッタ法で成膜することも可能である。

［１−１−８−１：表示装置１０５］
表示装置１０５は、表示手段１１５として機能する。表示装置１０５は、反射型表示素子と、発光型表示素子（「発光素子」ともいう。）の両方を有し、反射モードと発光モードの両方の表示を行うことができる表示装置である。

表示装置１０５の構成例について説明する。図３（Ａ）は、表示装置１０５の構成例を説明するブロック図である。表示装置１０５は、表示領域２３１、回路２３２ａ、および回路２３２ｂを有する。

表示領域２３１は、マトリクス状に配列した複数の画素２３０、複数の配線Ｇ１、複数の配線Ｇ２、複数の配線ＡＮＯ、複数の配線ＣＳＣＯＭ、複数の配線Ｓ１および複数の配線Ｓ２を有する。配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線ＡＮＯ、および配線ＣＳＣＯＭは、方向Ｒに配列した複数の画素２３０と回路２３２ａに電気的に接続する。配線Ｓ１および配線Ｓ２は、方向Ｃに配列した複数の画素２３０と回路２３３ａに電気的に接続する。

なお、図３（Ａ）では回路２３２ａおよび回路２３３ａ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２３２ａおよび回路２３３ａと、ＥＬ素子（ＥＬ材料を用いた発光素子）を駆動する回路２３２ａおよび回路２３３ａとを、別々に設けてもよい。

また、回路２３２ａおよび回路２３３ａの一部、または全部を他の基板上に形成して、表示装置１０５と電気的に接続してもよい。例えば、回路２３２ａおよび回路２３３ａの一部、または全部を、単結晶基板を用いて形成し、表示装置１０５と電気的に接続してもよい。

画素２３０は、反射型表示素子として機能する反射型の液晶素子と、発光型表示素子として機能するＥＬ素子と、を有する。画素２３０において、液晶素子とＥＬ素子とは、互いに重なる部分を有する。

赤色光を発するまたは反射する画素２３０、緑色光を発するまたは反射する画素２３０、および青色光を発するまたは反射する画素２３０をまとめて１つの画素として機能させ、それぞれの画素の発光量および／または反射光量を制御することで、フルカラー表示を実現することができる。よって、当該３つの画素は副画素として機能する。なお、３つの副画素が発するまたは反射する光の色は、赤、緑、青の組み合わせに限らず、黄、シアン、マゼンタであってもよい。

また、前述したように３つの画素２３０をまとめて１つの画素として機能させ、さらに１９２０×１０８０のマトリクス状に配置すると、いわゆるフルハイビジョン（「２Ｋ解像度」、「２Ｋ１Ｋ」、または「２Ｋ」などとも言われる。）の解像度で表示可能な表示装置１０５を実現することができる。また、例えば、画素を３８４０×２１６０のマトリクス状に配置すると、いわゆるウルトラハイビジョン（「４Ｋ解像度」、「４Ｋ２Ｋ」、または「４Ｋ」などとも言われる。）の解像度で表示可能な表示装置１０５を実現することができる。また、例えば、画素を７６８０×４３２０のマトリクス状に配置すると、いわゆるスーパーハイビジョン（「８Ｋ解像度」、「８Ｋ４Ｋ」、または「８Ｋ」などとも言われる。）の解像度で表示可能な表示装置１０５を実現することができる。画素を増やすことで、１６Ｋや３２Ｋの解像度で表示可能な表示装置１０５を実現することも可能である。

また、４つの副画素をまとめて１つの画素として機能させてもよい。例えば、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発するまたは反射する３つの副画素に、白色光を発するまたは反射する副画素を加えてもよい。白色光を発するまたは反射する副画素を加えることで、表示領域の輝度を高めることができる。１つの画素として機能させる副画素の数を増やし、赤、緑、青、黄、シアン、およびマゼンタなどの光を発するまたは反射する副画素を適宜組み合わせて用いることにより、再現可能な色域を広げることができる。

図３（Ｂ１）は、画素２３０が有する電極２４５の構成例を示す。電極２４５は、画素２３０における液晶素子の反射電極として機能する。また電極２４５には、開口４５１が設けられている。

図３（Ｂ１）には、電極２４５と重なる領域に位置するＥＬ素子３７０を破線で示している。ＥＬ素子３７０は、電極２４５が有する開口４５１と重ねて配置されている。これにより、ＥＬ素子３７０が発する光は、開口４５１を介して表示面側に射出される。

図３（Ｂ１）では、方向Ｒに隣接する画素２３０が異なる発光色に対応する画素である。このとき、図３（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、電極２４５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ＥＬ素子３７０を離すことが可能で、ＥＬ素子３７０が発する光が隣接する画素２３０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ＥＬ素子３７０を離して配置することができるため、ＥＬ素子３７０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。

また、図３（Ｂ２）に示すような配列としてもよい。

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、ＥＬ素子３７０を用いた表示が暗くなってしまう。

また、反射電極として機能する電極２４５に設ける開口４５１の面積が小さすぎると、ＥＬ素子３７０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。

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。

［１−１−８−２：画素２３０の回路構成例］
図４は、画素２３０の回路構成例を示す図である。図４では、隣接する２つの画素２３０を示している。

画素２３０は、スイッチＳＷ１、容量素子Ｃ１、液晶素子３５０、スイッチＳＷ２、トランジスタＭ、容量素子Ｃ２、およびＥＬ素子３７０等を有する。また、画素２３０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４では、液晶素子３５０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ１、およびＥＬ素子３７０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ２を示している。

図４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。

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３５０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３５０は、他方の電極が配線ＶＣＯＭ１と接続されている。

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ＥＬ素子３７０の一方の電極と接続されている。ＥＬ素子３７０は、他方の電極が配線ＶＣＯＭ２と接続されている。

図４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。

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３５０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。

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、ＥＬ素子３７０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。

図４に示す画素２３０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３５０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、ＥＬ素子３７０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。

なお、図４では一つの画素２３０に、一つの液晶素子３５０と一つのＥＬ素子３７０とを有する例を示したが、これに限られない。図５（Ａ）は、一つの画素２３０に一つの液晶素子３５０と４つのＥＬ素子３７０（ＥＬ素子３７０ｒ、３６０ｇ、３６０ｂ、３６０ｗ）を有する例を示している。図５（Ａ）に示す画素２３０は、図４とは異なり、１つの画素でフルカラーの表示が可能な画素である。

図５（Ａ）では図４の例に加えて、画素２３０に配線Ｇ３および配線Ｓ３が接続されている。

図５（Ａ）に示す例では、例えば４つのＥＬ素子３７０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３５０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。また発光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。

また、図５（Ｂ）には、画素２３０の構成例を示している。画素２３０は、電極２４５が有する開口部と重なるＥＬ素子３７０ｗと、電極２４５の周囲に配置されたＥＬ素子３７０ｒ、ＥＬ素子３７０ｇ、およびＥＬ素子３７０ｂとを有する。ＥＬ素子３７０ｒ、ＥＬ素子３７０ｇ、およびＥＬ素子３７０ｂは、発光面積がほぼ同等であることが好ましい。

静止画は、連続するフレーム間でビデオ信号が同じである。画素２３０にオフ電流が極めて低いトランジスタを用いることで、１フレームごとの画像の書き換えを無くすことができる。よって、静止画を表示する場合に一時的に駆動回路を停止することができる（以下、「アイドリングストップ」、もしくは「ＩＤＳ駆動」と呼ぶ。）。また、画素２３０にオフ電流が極めて低いトランジスタを用いることで、静止画を表示する場合に１フレーム期間を極端に長くすることができる。例えば、１フレーム期間を１分以上（フレーム周波数を０．０１７Ｈｚ以下）とすることができる。ＩＤＳ駆動を用いて画像を表示させることで、消費電力が低減されるとともに、画面のちらつきが抑制され、眼精疲労も低減できる。

［１−１−８−３：表示モードについて］
表示装置１０５は、３つの表示モードで動作させることができる。第１の表示モードは、反射型の液晶表示装置として画像を表示する表示モードである。第２の表示モードは、発光表示装置として画像を表示する表示モードである。第３の表示モードは、第１の表示モードと第２の表示モードを同時に作用させる表示モードである。

第１の表示モードは光源が不要であるため、極めて低消費電力な表示モードである。例えば、外光の照度が十分大きく、且つ外光が白色光またはその近傍の光である場合に有効である。第１の表示モードは、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。

第２の表示モードは、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表示モードである。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。また外光の照度が小さい場合、明るい表示を行うと使用者が眩しく感じてしまう場合がある。これを防ぐために、第２の表示モードでは輝度を抑えた表示を行うことが好ましい。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の表示モードは、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。

第３の表示モードは、第１の表示モードによる反射光と、第２の表示モードによる発光の両方を利用して表示を行う表示モードである。具体的には、第１の表示モードによる反射光と、第２の表示モードによる発光を混合することにより、１つの色を表現するように駆動する。

ビデオ信号に対する、液晶素子による反射光強度と発光素子による発光強度は、それぞれの階調数に応じて段階的に変化する。階調数が多いほど多くの色を再現することができる。図６（Ａ）は、第１の表示モードにおけるビデオ信号と反射光強度の関係を示す図である。また、図６（Ｂ）は、第２の表示モードにおけるビデオ信号と発光強度の関係を示す図である。図６（Ｃ）は、第３の表示モードにおけるビデオ信号と、液晶素子による反射光および発光素子による発光の合計強度を示す図である。

図６（Ｃ）に示すように、液晶素子による階調と発光素子による階調が補完し合うことで、輝度の上昇と階調数の増加が生じる。液晶素子の階調数と発光素子の階調数は同じでもよいし、異なっていてもよい。本発明の一態様の表示装置は、階調数および１階調当たりの変化量などを、液晶素子と発光素子のそれぞれで独立して設定することができる。例えば、液晶素子の階調数が５で発光素子の階調数が６だった場合、両者を組み合わせることにより階調数を１１とすることができる。また、液晶素子による反射光と発光素子による発光を組み合わせることで、任意のガンマ曲線を設定できる。

よって、第３の表示モードでは、第１の表示モードおよび第２の表示モードよりも鮮やかで、より自然な色を再現することができる。また、第３の表示モードでは、外光の色度が白色ではない場合も、発光素子により色の補正が容易である。第３の表示モードは、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小さい場合などに特に有効である。第３の表示モードでは、第２の表示モードよりも消費電力を抑えることができる。

第３の表示モードで動作させることにより、まるで絵画を見ているかのように感じさせる画像を表示することが可能となる。

また、第３の表示モードを用いることにより、さまざまな規格の色域を再現することができる。例えば、テレビ放送で使われるＰＡＬ（Ｐｈａｓｅ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｌｉｎｅ）規格およびＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）規格、パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、プリンタなどの電子機器に用いる表示装置で広く使われているｓＲＧＢ（ｓｔａｎｄａｒｄ ＲＧＢ）規格およびＡｄｏｂｅ ＲＧＢ規格、ＨＤＴＶ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ、ハイビジョンともいう）で使われるＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．７０９（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ Ｒａｄｉｏｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅ（Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ） ７０９）規格、デジタルシネマ映写で使われるＤＣＩ−Ｐ３（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｉｎｅｍａ Ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅｓ Ｐ３）規格、ＵＨＤＴＶ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ、スーパーハイビジョンともいう）で使われるＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．２０２０（ＲＥＣ．２０２０（Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ ２０２０））規格などの色域を再現することができる。

＜１−２：表示システム＞
続いて、電子機器１００を用いた表示システムの動作について説明する。本実施の形態に示す表示システムは、表示装置１０５を、主に、第２の表示モードまたは第３の表示モードで動作させている場合に適用できる。

〔１−２−１：距離参照モード〕
電子機器１００と使用者１５１の距離Ｄが大きくなると、表示されている画像などの見た目の大きさが小さくなる。例えば、表示装置１０５に表示される文字の見た目の大きさが小さくなる。よって、表示装置１０５に表示される文字などが判別しにくくなる。

一方、電子機器１００と使用者１５１の距離Ｄが大きくなっても、画素２３０の発光輝度を高めることで、表示装置１０５に表示される画像などの視認性を高めることができる。よって、表示装置１０５に表示される文字などの判別を容易とすることができる。

ただし、必要以上に画素２３０の発光輝度を高めると、電子機器１００の消費電力が大きくなってしまうため好ましくない。距離参照モードでは、検知手段１１２を用いて距離Ｄを測定し、距離Ｄの値によって画素２３０の発光輝度を調節する。

距離参照モードの動作について、図７のフローチャートを用いて説明する。

まず、検知手段１１２を用いて電子機器１００と使用者１５１の距離Ｄを測定する（ステップＳ６０１）。ここでは、検知手段１１２として、距離センサ１２１を用いる。

次に、記憶手段１１３に記憶されている情報（距離参照モード用の参照表（「ルックアップテーブル」、または「ＬＵＴ」ともいう。））を参照し、ステップＳ６０１で得られた距離Ｄの時に必要な、最低輝度Ｌｍｉｎを取得する（ステップＳ６０２）。

次に、演算手段１１１を用いて、発光素子の現在の発光輝度ＬｃとステップＳ６０２で得た最低輝度Ｌｍｉｎを比較する（ステップＳ６０３）。現在の発光輝度Ｌｃが、最低輝度Ｌｍｉｎ以上である場合は何もしない。なお、本明細書などにおいて、「発光輝度Ｌｃ」とは、表示装置１０５を全白表示にした時の平均輝度をいう。

現在の発光輝度Ｌｃが、最低輝度Ｌｍｉｎ未満である場合は、現在の発光輝度Ｌｃを最低輝度Ｌｍｉｎまで上昇させる（ステップＳ６０４）。

このように動作させることで、電子機器１００の消費電力の増加を抑えつつ、表示されている画像などの視認性を高めることができる。

〔１−２−２：照度参照モード〕
反射型の表示装置は、消費電力が少ないという特徴を有するが、周囲の照度が低下すると視認性が低下しやすいという問題も有する。そこで、周囲の照度変化に応じて画素２３０が有する発光素子を発光させる。周囲の照度変化に応じて、発光素子の発光輝度を調節することで、表示装置１０５に表示される画像などの視認性を高めることができる。よって、表示装置１０５に表示される文字などの判別を容易とすることができる。

照度参照モードの動作について、図８のフローチャートを用いて説明する。

まず、検知手段１１２を用いて電子機器１００の周囲の照度を測定する（ステップＳ６２１）。ここでは、検知手段１１２として、光センサ１２２を用いる。

次に、記憶手段１１３に記憶されている情報（照度参照モード用のＬＵＴなど）を参照し、ステップＳ６２１で得られた照度の時に必要な、最低輝度Ｌｍｉｎを取得する（ステップＳ６２２）。

次に、演算手段１１１を用いて、発光素子の現在の発光輝度ＬｃとステップＳ６２２で得た最低輝度Ｌｍｉｎを比較する（ステップＳ６２３）。

現在の発光輝度Ｌｃが、最低輝度Ｌｍｉｎ未満である場合は、現在の発光輝度Ｌｃを最低輝度Ｌｍｉｎまで上昇させる（ステップＳ６２４）。

現在の発光輝度Ｌｃが、最低輝度Ｌｍｉｎより大きい場合（ステップＳ６２５）は、現在の発光輝度Ｌｃを最低輝度Ｌｍｉｎまで下降させる（ステップＳ６２６）。また、現在の発光輝度Ｌｃと最低輝度Ｌｍｉｎが等しい場合は何もしない。

また、周囲の照度が十分大きい場合は、画素２３０が有する発光素子の発光を停止する。この場合、表示装置１０５は第１の表示モードで動作する。

このように動作させることで、電子機器１００の消費電力の増加を抑えつつ、表示されている画像などの視認性を高めることができる。また、第１の表示モードと第３の表示モードを自動的に切り替えることができる。

〔１−２−３：照度距離併用モード〕
距離参照モードにおける最適な最低輝度Ｌｍｉｎは、周囲の照度によって変化する場合がある。よって、距離参照モードにおける最低輝度Ｌｍｉｎを、周囲の照度に応じて調節することが好ましい。

照度距離併用モードの動作について、図９のフローチャートを用いて説明する。

まず、検知手段１１２を用いて電子機器１００の周囲の照度を測定する（ステップＳ６４１）。ここでは、検知手段１１２として、光センサ１２２を用いる。

次に、記憶手段１１３に記憶されている補正係数算出用の情報を参照し、ステップＳ６４１で得られた照度に対応した補正計数を取得する（ステップＳ６４２）。

次に、検知手段１１２を用いて電子機器１００と使用者１５１の距離Ｄを測定する（ステップＳ６４３）。ここでは、検知手段１１２として、距離センサ１２１を用いる。

次に、記憶手段１１３に記憶されている距離参照モード用の情報を参照し、ステップＳ６４３で得られた距離Ｄの時に必要な、最低輝度Ｌｍｉｎを取得する（ステップＳ６４４）。

次に、演算手段１１１において、補正計数を用いて最低輝度Ｌｍｉｎの値を補正する（ステップＳ６４５）。補正後の最低輝度Ｌｍｉｎを、最低輝度ＬｍｉｎＣと記す。

次に、演算手段１１１を用いて、発光素子の現在の発光輝度Ｌｃと最低輝度ＬｍｉｎＣを比較する（ステップＳ６４６）。

現在の発光輝度Ｌｃが、最低輝度ＬｍｉｎＣ未満である場合は、現在の発光輝度Ｌｃを最低輝度ＬｍｉｎＣまで上昇させる（ステップＳ６４７）。

現在の発光輝度Ｌｃが、最低輝度ＬｍｉｎＣより大きい場合（ステップＳ６４８）は、現在の発光輝度Ｌｃを最低輝度ＬｍｉｎＣまで下降させる（ステップＳ６４９）。また、現在の発光輝度Ｌｃと最低輝度ＬｍｉｎＣが等しい場合は何もしない。

また、周囲の照度が十分大きい場合は、画素２３０が有する発光素子の発光を停止する。この場合、表示装置１０５は第１の表示モードで動作する。

このように動作させることで、電子機器１００の消費電力の増加を抑えつつ、表示されている画像などの視認性を高めることができる。また、第１の表示モードと第３の表示モードを自動的に切り替えることができる。

また、発光輝度Ｌｃの補正方法は、上記のように補正計数を用いて最低輝度ＬｍｉｎＣを算出する方法に限らない。例えば、複数の照度に応じた情報（距離参照モード用のＬＵＴなど）を用意して、照度に応じて参照する情報を変えてもよい。

〔１−２−４：スリープモード〕
また、電子機器１００と使用者１５１の距離Ｄが検出できないか、距離Ｄが一定以上に大きくなった場合、電子機器１００が使用されていない可能性が大きい。

例えば、電子機器１００と使用者１５１の距離Ｄが距離ＤＬ以内である場合（図１０（Ａ）参照。）に、表示装置１０５を上記の動作モードで動作させ、距離Ｄが距離ＤＬを上回った場合は、表示装置１０５の動作を停止させてもよい（図１０（Ｂ）参照。）。また、距離Ｄが距離ＤＬを上回った場合は、表示装置１０５による画像の更新を停止してもよい。

また、距離Ｄが距離ＤＬを上回った場合は、画素２３０が有する発光素子の発光輝度Ｌｃを低減してもよい。または画素２３０が有する発光素子の発光を停止してもよい。

このように動作させることで、表示装置１０５の消費電力を低減することができる。よって、電子機器１００の消費電力を低減することができる。

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。

（実施の形態２）
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した表示装置１０５の断面構成例について説明する。

図１１（Ａ）に、本発明の一態様に係る表示装置１０５の断面の構造の一例を示す。図１１（Ａ）に示す表示装置１０５は、ＥＬ素子２０３と、液晶素子２０４と、ＥＬ素子２０３への電流の供給を制御する機能を有するトランジスタ２０５と、液晶素子２０４への電圧の供給を制御する機能を有するトランジスタ２０６とを有する。そして、ＥＬ素子２０３と、液晶素子２０４と、トランジスタ２０５と、トランジスタ２０６とは、基板２０１と基板２０２の間に位置する。

また、表示装置１０５において液晶素子２０４は、画素電極２０７と、共通電極２０８と、液晶層２０９とを有する。画素電極２０７は、トランジスタ２０６に電気的に接続されている。そして、画素電極２０７と共通電極２０８の間に印加される電圧にしたがって液晶層２０９の配向が制御される。なお、図１１（Ａ）では、画素電極２０７が可視光を反射する機能を有し、共通電極２０８が可視光を透過する機能を有する場合を例示しており、基板２０２側から入射した光が白抜きの矢印で示すように画素電極２０７において反射し、再び基板２０２側から放射される。

また、ＥＬ素子２０３は、トランジスタ２０５に電気的に接続されている。ＥＬ素子２０３から発せられる光は、基板２０２側に放射される。なお、図１１（Ａ）では、画素電極２０７が可視光を反射する機能を有し、共通電極２０８が可視光を透過する機能を有する場合を例示しているため、ＥＬ素子２０３から発せられる光は、白抜きの矢印で示すように画素電極２０７と重ならない領域を通過し、共通電極２０８が位置する領域を通過して、基板２０２側から放射される。

そして、図１１（Ａ）に示す表示装置１０５では、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが同一の層２１０に位置しており、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが含まれる層２１０は、液晶素子２０４とＥＬ素子２０３の間の領域を有する。なお、少なくとも、トランジスタ２０５が有する半導体層と、トランジスタ２０６が有する半導体層とが同一の絶縁表面上に位置している場合、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが同一の層２１０に含まれていると言える。

上記構成により、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とを共通の作製工程で作製することができる。

次いで、図１１（Ｂ）に、本発明の一態様に係る表示装置１０５の別の構成例について、断面の構造を一例として示す。図１１（Ｂ）に示す表示装置１０５は、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが異なる層に含まれている点において、図１１（Ａ）に示す表示装置１０５と構成が異なる。

具体的に、図１１（Ｂ）に示す表示装置１０５では、トランジスタ２０５が含まれる層２１０ａと、トランジスタ２０６が含まれる層２１０ｂとを有し、層２１０ａと層２１０ｂとは、液晶素子２０４とＥＬ素子２０３の間の領域を有する。そして、図１１（Ｂ）に示す表示装置１０５では、層２１０ａが層２１０ｂよりもＥＬ素子２０３側に近い。なお、少なくとも、トランジスタ２０５が有する半導体層と、トランジスタ２０６が有する半導体層とが異なる絶縁表面上に位置している場合、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが異なる層に含まれていると言える。

上記構成により、トランジスタ２０５と、トランジスタ２０５に電気的に接続される各種配線とを、トランジスタ２０６と、トランジスタ２０６に電気的に接続される各種配線とを、部分的に重ねることができるため、画素のサイズを小さく抑え、表示装置１０５の高精細化を実現することができる。

次いで、図１１（Ｃ）に、本発明の一態様に係る表示装置１０５の別の構成例について、断面の構造を一例として示す。図１１（Ｃ）に示す表示装置１０５は、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とが異なる層含まれている点において、図１１（Ａ）に示す表示装置１０５と構成が異なる。そして、図１１（Ｃ）に示す表示装置１０５は、トランジスタ２０５が含まれる層２１０ａが、ＥＬ素子２０３よりも基板２０１側に近い点において、図１１（Ｂ）に示す表示装置１０５と構成が異なる。

具体的に、図１１（Ｃ）に示す表示装置１０５では、トランジスタ２０５が含まれる層２１０ａと、トランジスタ２０６が含まれる層２１０ｂとを有する。そして、層２１０ａは、ＥＬ素子２０３と基板２０１との間の領域を有する。また、層２１０ｂは、液晶素子２０４とＥＬ素子２０３の間の領域を有する。

上記構成により、トランジスタ２０５と、トランジスタ２０５に電気的に接続される各種配線とを、トランジスタ２０６と、トランジスタ２０６に電気的に接続される各種配線とを、図１１（Ｂ）の場合よりもより多く重ねることができるため、画素のサイズを小さく抑え、表示装置１０５の高精細化を実現することができる。

なお、図１１では、２つの液晶素子２０４に対して１つのＥＬ素子２０３が対応している断面構造を例示しているが、本発明の一態様に係るディスプレイは、１つの液晶素子２０４に対して１つのＥＬ素子２０３が対応している断面構造を有していても良いし、１つの液晶素子２０４に対して複数のＥＬ素子２０３が対応している断面構造を有していても良い。

また、図１１では、液晶素子２０４が有する画素電極２０７が、可視光を反射する機能を有する場合を例示しているが、画素電極２０７は可視光を透過する機能を有していても良い。この場合、バックライトやフロントライトなどの光源を表示装置１０５に設けても良いし、液晶素子２０４を用いて画像を表示する際にＥＬ素子２０３を光源として用いても良い。

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。

（実施の形態３）
本実施の形態では、図１１（Ｃ）に示した表示装置１０５を例に挙げて、反射型表示素子と発光型表示素子とを用いた表示装置１０５の断面構成例について、図１２を用いて説明する。なお図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）に示した表示装置１０５についても、反射型表示素子と発光型表示素子とを用いた表示装置１０５の具体的な構成例の断面構造を図１３、図１４に図示しているが、詳細な説明については省略する。なお図１３、図１４においては、図１２と同じ構成について同じ符号を付している。

図１２に示す表示装置１０５は、基板２５０と基板２５１の間に、表示部３５２と、表示部３５４とが積層された構成を有する。図１２では、表示部３５２と表示部３５４とが接着層２５２により接着されている。

そして、図１２では、表示部３５２の画素が有する発光素子３０２、トランジスタ３０５、および容量素子３０７と、表示部３５２の駆動回路が有するトランジスタ３０９とを図示している。また、図１２では、表示部３５４の画素が有する液晶素子３０１と、トランジスタ３０３と、容量素子３０４と、表示部３５４の駆動回路が有するトランジスタ３１０とを図示している。

トランジスタ３０５は、バックゲートとしての機能を有する導電層３１１と、導電層３１１上の絶縁層３１２と、絶縁層３１２上において導電層３１１と重なる半導体層３１３と、半導体層３１３上の絶縁層３１６と、絶縁層３１６上に位置し、ゲートとしての機能を有する導電層３１７と、導電層３１７上に位置する絶縁層３１８のさらに上に位置し、半導体層３１３と電気的に接続されている導電層３１４および導電層３１５と、を有する。

また、導電層３１５は、導電層３１９と電気的に接続され、導電層３１９は導電層３２０に電気的に接続されている。導電層３１９は導電層３１７と同一の層に形成されており、導電層３２０は導電層３１１と同一の層に形成されている。

また、導電層３１１および導電層３２０と同一の層に、トランジスタ３０６（図示せず）のバックゲートとしての機能を有する導電層３２１が位置している。導電層３２１上には絶縁層３１２が位置し、絶縁層３１２上には導電層３２１と重なる領域を有する半導体層３２２が位置する。半導体層３２２にはトランジスタ３０６（図示せず）のチャネル形成領域が含まれる。半導体層３２２上には絶縁層３１８が位置し、絶縁層３１８上には導電層３２３が位置する。導電層３２３は半導体層３２２に電気的に接続されており、導電層３２３はトランジスタ３０６（図示せず）のソース電極またはドレインとしての機能を有する。

トランジスタ３０９は、トランジスタ３０５と同様の構成を有するので、詳細な説明は割愛する。

トランジスタ３０５、導電層３２３、トランジスタ３０９上には、絶縁層３２４が位置し、絶縁層３２４上には絶縁層３２５が位置する。絶縁層３２５上には導電層３２６および導電層３２７が位置する。導電層３２６は導電層３１４と電気的に接続されており、導電層３２７は導電層３２３と電気的に接続されている。導電層３２６および導電層３２７上には絶縁層３２８が位置し、絶縁層３２８上には導電層３２９が位置する。導電層３２９は導電層３２６に電気的に接続されており、発光素子３０２の画素電極としての機能を有する。

導電層３２７と絶縁層３２８と導電層３２９とが重なる領域が、容量素子３０７として機能する。

導電層３２９上には絶縁層３３０が位置し、絶縁層３３０上にはスペーサ３３５が位置する。絶縁層３３０およびスペーサ３３５上にはＥＬ層３３１が位置し、ＥＬ層３３１上には対向電極としての機能を有する導電層３３２が位置する。導電層３２９とＥＬ層３３１と導電層３３２とは、絶縁層３３０の開口部において電気的に接続されており、導電層３２９とＥＬ層３３１と導電層３３２とが電気的に接続された領域が発光素子３０２として機能する。発光素子３０２は、導電層３３２側から破線の矢印で示す方向に光を放射する、トップエミッション構造を有する。

導電層３２９と導電層３３２とは、一方が陽極として機能し、他方が陰極として機能する。導電層３２９と導電層３３２の間に、発光素子３０２の閾値電圧より高い電圧を印加すると、ＥＬ層３３１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３３１において再結合し、ＥＬ層３３１に含まれる発光物質が発光する。

なお、半導体層３１３、半導体層３２２に金属酸化物の一種である酸化物半導体を用いる場合、ディスプレイの信頼性を高めるには、絶縁層３１８は酸素を含む絶縁材料を用いることが望ましく、絶縁層３２４には水または水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが望ましい。

絶縁層３２５または絶縁層３３０として有機材料を用いる場合、絶縁層３２５または絶縁層３３０がディスプレイの端部に露出していると、絶縁層３２５または絶縁層３３０を介して発光素子３０２等にディスプレイの外部から水分等の不純物が侵入する恐れがある。不純物の侵入により、発光素子３０２が劣化すると、ディスプレイの劣化につながる。そのため、図１２に示すように、絶縁層３２５および絶縁層３３０が、ディスプレイの端部に位置しないことが好ましい。

発光素子３０２は、接着層３３３を介して絶縁層３３７と重なる。図１２では、導電層３３２と絶縁層３３７との間に隙間がある場合を示しているが、これらが接していてもよい。

本発明の一態様では、発光素子３０２を発光色ごとにＥＬ層３３１を塗り分ける方式により形成する場合について示している。ただし、目的などに応じて、白色光を発するＥＬ層３３１とカラーフィルタを組み合わせて用いる色変換方式により形成してもよい。

表示部３５４において、トランジスタ３０３は、バックゲートとしての機能を有する導電層３４０と、導電層３４０上の絶縁層３４１と、絶縁層３４１上において導電層３４０と重なる半導体層３４２と、半導体層３４２上の絶縁層３４３と、絶縁層３４３上に位置し、ゲートとしての機能を有する導電層３４４と、導電層３４４上に位置する絶縁層３４５のさらに上に位置し、半導体層３４２と電気的に接続されている導電層３４６および導電層３４７と、を有する。

また、導電層３４０と同一の層に導電層３４８が位置する。導電層３４８上には絶縁層３４１が位置し、絶縁層３４１上には導電層３４８と重なる領域に導電層３４７が位置する。導電層３４７と絶縁層３４１と導電層３４８とが重なる領域が、容量素子３０４として機能する。

トランジスタ３１０は、トランジスタ３０３と同様の構成を有するので、詳細な説明は割愛する。

トランジスタ３０３、容量素子３０４、トランジスタ３１０上には、絶縁層３６０が位置し、絶縁層３６０上には導電層３４９が位置する。導電層３４９は導電層３４７と電気的に接続されており、液晶素子３０１の画素電極としての機能を有する。導電層３４９上には配向膜３６４が位置する。

基板２５１には、遮光層３３６、着色層３３４、共通電極としての機能を有する導電層３６１が位置する。具体的に、図１２では、基板２５１に、遮光層３３６、着色層３３４、絶縁層３６７を介して絶縁層３６３が設けられており、絶縁層３６３上に導電層３６１が位置する。そして、導電層３６１上には配向膜３６５が位置し、配向膜３６４と配向膜３６５の間には液晶層３６６が位置する。

着色層３３４は特定の波長域の光を透過する有色層である。例えば、赤色、緑色、青色、または黄色の波長域の光を透過するカラーフィルタなどを用いることができる。なお、図９では発光素子３０２と重なる領域に着色層３３４を設けていないが、必要に応じて着色層３３４を設けても構わない。

また、基板２５１に機能層３６８が設けられている。本実施の形態では、機能層３６８として円偏光板を用いる。機能層３６８としては、円偏光板以外にも、プリズムシート、光拡散シート、反射防止フィルム、などがある。また、これらの機能層を組み合わせて用いてもよい。

図１２では、導電層３４９が可視光を反射する機能を有し、導電層３６１が可視光を透過する機能を有することで、破線の矢印で示すように基板２５１側から入射した光を、導電層３４９において反射させ、基板２５１側から放射させることができる。

可視光を透過する導電性材料としては、例えば、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）の中から選ばれた一種を含む材料を用いるとよい。具体的には、酸化インジウム、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、インジウム亜鉛酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛などが挙げられる。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。

可視光を反射する導電性材料としては、例えば、アルミニウム、銀、またはこれらの金属材料を含む合金等が挙げられる。そのほか、金、白金、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、上記金属材料または合金に、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。アルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金、アルミニウム、ニッケル、およびランタンの合金（Ａｌ−Ｎｉ−Ｌａ）等のアルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）、銀と銅の合金、銀とパラジウムと銅の合金（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、ＡＰＣとも記す）、銀とマグネシウムの合金等の銀を含む合金を用いてもよい。

なお、図１２では、バックゲートを有するトップゲート型のトランジスタを用いたディスプレイの構成について説明したが、本発明の一態様に係るディスプレイはバックゲートを有さないトランジスタを用いていても良いし、バックゲート型のトランジスタを用いていても良い。

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。

また、トランジスタに用いる半導体材料としては、金属酸化物の一種である酸化物半導体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適用できる。

特に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半導体材料を用いると、トランジスタのオフ状態における電流を低減できるため好ましい。

半導体層は、例えば少なくともインジウム、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を含むことが好ましい。また、該酸化物半導体を用いたトランジスタの電気特性のばらつきを減らすため、それらと共に、スタビライザーを含むことが好ましい。

スタビライザーとしては、上記Ｍで記載の金属を含め、例えば、ガリウム、スズ、ハフニウム、アルミニウム、またはジルコニウム等がある。また、他のスタビライザーとしては、ランタノイドである、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム等がある。

半導体層を構成する酸化物半導体として、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｇｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｏ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物を用いることができる。

なお、ここで、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物とは、ＩｎとＧａとＺｎを主成分として有する酸化物という意味であり、ＩｎとＧａとＺｎの比率は問わない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の金属元素が入っていてもよい。

なお、本実施の形態では、反射型表示素子として液晶素子を用いたディスプレイの構成を例示したが、反射型表示素子として、液晶素子のほかに、シャッター方式のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）素子、光干渉方式のＭＥＭＳ素子、マイクロカプセル方式、電気泳動方式、エレクトロウェッティング方式、電子粉流体（登録商標）方式等を適用した表示素子などを用いることができる。

また、発光型表示素子として、例えばＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの自発光性の発光素子を用いることができる。

なお、発光型表示素子に代えて、透過型の液晶素子を用いてもよい。透過型の液晶素子を用いる場合は、バックライトの発光輝度を必要に応じて変更すればよい。

液晶素子としては、例えば垂直配向（ＶＡ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードが適用された液晶素子を用いることができる。垂直配向モードとしては、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｕｐｅｒ Ｖｉｅｗ）モードなどを用いることができる。

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）モード等が適用された液晶素子を用いることができる。

なお、液晶素子に用いる液晶としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。これらの液晶材料は、条件により、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。

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。

なお、液晶材料の誘電率の異方性を２以上３．８以下とし、液晶材料の抵抗率を１．０×１０^１４（Ω・ｃｍ）以上１．０×１０^１５（Ω・ｃｍ）以下とすることで、ＩＤＳ駆動が可能であり、電子機器１００の消費電力を低減することができるため好ましい。

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、作製工程中の液晶ディスプレイの不良や破損を軽減することができる。

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。

（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様に係るディスプレイを用いた電子機器の一例を示す。

図１５（Ａ）は、タブレット型の携帯端末６２００であり、筐体６２２１、表示装置６２２２、操作ボタン６２２３、スピーカ６２２４を有する。また、本発明の一態様に係る表示装置６２２２に、位置入力装置としての機能を付加しても良い。また、位置入力装置としての機能は、表示装置６２２２にタッチセンサを設けることで付加することができる。あるいは、位置入力装置としての機能は、フォトセンサとも呼ばれる光電変換素子をディスプレイの画素部に設けることでも、付加することができる。また、操作ボタン６２２３に携帯端末６２００を起動する電源スイッチ、携帯端末６２００のアプリケーションを操作するボタン、音量調整ボタン、または表示装置６２２２を点灯、あるいは消灯するスイッチなどを備えることができる。また、図１５（Ａ）に示した携帯端末６２００では、操作ボタン６２２３の数を４個示しているが、携帯端末６２００の有する操作ボタンの数および配置は、これに限定されない。

また、携帯端末６２００は、使用者と携帯端末６２００の距離を測定する距離センサ６２２５Ｘ、および外光の照度を測定する光センサ６２２５Ｙを有する。距離センサ６２２５Ｘおよび光センサ６２２５Ｙは、筐体６２２１のベゼルに配置されている。距離センサ６２２５Ｘは、筐体６２２１のベゼルにおいて２つある短辺の一方に配置され、光センサ６２２５Ｙは、筐体６２２１のベゼルにおいて２つある長辺の一方に配置されている。実施の形態１に示したように、本発明の一態様では、距離センサ６２２５Ｘおよび光センサ６２２５Ｙによって距離および照度を測定して、それらのデータを基づいて、表示装置６２２２に表示する表示素子の切り替え等の調整を行うことができる。

また、距離センサ６２２５Ｘおよび光センサ６２２５Ｙの配置箇所は、図１５（Ａ）に示した携帯端末６２００に限定されない。例えば、図１５（Ｂ）に示す携帯端末６２０１のように、距離センサ６２２５Ｘを筐体６２２１のベゼルにおいて２つある短辺の両方に配置し、光センサ６２２５Ｙを筐体６２２１のベゼルにおいて２つある長辺の両方に配置してもよい。

また、図示していないが、図１５（Ａ）に示した携帯端末６２００は、筐体６２２１の内部にセンサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線などを測定する機能を含むもの）を有する構成であってもよい。特に、ジャイロセンサ、加速度センサなどの傾きを測定するセンサを有する測定装置を設けることで、図１５（Ａ）に示す携帯端末６２００の向き（鉛直方向に対して携帯端末がどの向きに向いているか）を判断して、表示装置６２２２の画面表示を、携帯端末６２００の向きに応じて自動的に切り替えるようにすることができる。

携帯端末６２００に本発明の一態様に係る表示装置および表示システムを用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置６２２２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。

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。

（実施の形態５）
図１６に、本発明の一態様に係る表示装置を有する携帯端末に適用可能な電子機器の具体例を示す。

図１６（Ａ）は携帯型ゲーム機であり、筐体５００１、筐体５００２、本発明の一態様に係る表示装置５００３、発明の一態様に係る表示装置５００４、マイクロホン５００５、スピーカ５００６、操作キー５００７、スタイラス５００８等を有する。なお、図１６（Ａ）に示した携帯型ゲーム機は、表示装置５００３と表示装置５００４とで示す二つの表示装置を有しているが、携帯型ゲーム機が有する表示装置の数は、これに限定されない。携帯型ゲーム機に本発明の一態様に係る表示装置および表示システムを用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置５００３および表示装置５００４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。

図１６（Ｂ）は腕時計型の携帯端末であり、筐体５２０１、本発明の一態様に係る表示装置５２０２、ベルト５２０３、光センサ５２０４、スイッチ５２０５等を有する。腕時計型の携帯端末に本発明の一態様に係る表示装置および表示システムを用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置５２０２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。

図１６（Ｃ）はタブレット型のパーソナルコンピュータであり、筐体５３０１、筐体５３０２、本発明の一態様に係る表示装置５３０３、光センサ５３０４、光センサ５３０５、スイッチ５３０６等を有する。表示装置５３０３は、筐体５３０１および筐体５３０２によって支持されている。そして、表示装置５３０３は可撓性を有する基板を用いて形成されているため形状をフレキシブルに曲げることができる機能を有する。筐体５３０１と筐体５３０２の間の角度をヒンジ５３０７および５３０８において変更することで、筐体５３０１と筐体５３０２が重なるように、表示装置５３０３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、上記角度の変化を表示装置５３０３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装置および表示システムを用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置５３０３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。

図１６（Ｄ）はビデオカメラであり、筐体５８０１、筐体５８０２、本発明の一態様に係る表示装置５８０３、操作キー５８０４、レンズ５８０５、接続部５８０６等を有する。操作キー５８０４およびレンズ５８０５は筐体５８０１に設けられており、表示装置５８０３は筐体５８０２に設けられている。そして、筐体５８０１と筐体５８０２とは、接続部５８０６により接続されており、筐体５８０１と筐体５８０２の間の角度は、接続部５８０６により変更が可能である。表示装置５８０３における映像を、接続部５８０６における筐体５８０１と筐体５８０２との間の角度に従って切り替える構成としても良い。ビデオカメラに本発明の一態様に係る表示装置および表示システムを用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置５８０３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。

図１６（Ｅ）は腕時計型の携帯端末であり、曲面を有する筐体５７０１、本発明の一態様に係る表示装置５７０２等を有する。本発明の一態様に係る表示装置５７０２に可撓性を有する基板を用いることで、曲面を有する筐体５７０１に表示装置５７０２を支持させることができ、フレキシブルかつ軽くて使い勝手の良い腕時計型の携帯端末を提供することができる。そして、腕時計型の携帯端末に本発明の一態様に係る表示装置および表示システムを用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置５７０２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。

図１６（Ｆ）は携帯電話であり、曲面を有する筐体５９０１に、本発明の一態様に係る表示装置５９０２、マイク５９０７、スピーカ５９０４、カメラ５９０３、外部接続部５９０６、操作用ボタン５９０５が設けられている。携帯電話に本発明の一態様に係る表示装置および表示システムを用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置５９０２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。

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。

ＤＥＬＬ製２３型液晶モニタ（製品型番：Ｅ２３１４Ｈ、解像度：１９２０×１０８０、画素ピッチ０．２６５ｍｍ）を用いて、輝度を一定とした時の、液晶モニタから使用者までの距離と、可読可能な文字サイズを評価した。使用したフォントは「ＭＳ Ｐゴシック」である。

図１７（Ａ）に評価結果を示す。可読可能な文字サイズは、使用者（観察者）の視力によって異なる可能性があるが、液晶モニタから使用者までの距離が大きくなるにつれて可読可能な文字サイズも大きくなる傾向が確認できる。

次に、液晶モニタから使用者までの距離を一定とした時の、液晶モニタの輝度と可読可能な文字サイズを評価した。

図１７（Ｂ）に評価結果を示す。輝度が大きくなるにつれて可読可能な文字サイズが小さくなる傾向が確認できる。

図１７（Ａ）および図１７（Ｂ）より、距離が大きくなるにつれて輝度を上げることで、可読可能な文字サイズを小さくすることができることがわかった。よって、画像の視認性を高めることができる。

１００ 電子機器
１０１ 筐体
１０２ スタンド
１０３ 筐体スイッチ
１０５ 表示装置
１１０ 表示装置
１１１ 演算手段
１１２ 検知手段
１１３ 記憶手段
１１４ 表示手段制御手段
１１５ 表示手段
１１６ タッチセンサ制御手段
１１７ タッチセンサ
１１８ 外部入出力手段
１１９ 通信手段
１２１ 距離センサ
１２２ 光センサ
１３１ バスライン
１５１ 使用者
２０１ 基板
２０２ 基板
２０３ ＥＬ素子
２０４ 液晶素子
２０５ トランジスタ
２０６ トランジスタ
２０７ 画素電極
２０８ 共通電極
２０９ 液晶層
２１０ 層
２３０ 画素
２３１ 表示領域
２４５ 電極
２５０ 基板
２５１ 基板
２５２ 接着層
３０１ 液晶素子
３０２ 発光素子
３０３ トランジスタ
３０４ 容量素子
３０５ トランジスタ
３０６ トランジスタ
３０７ 容量素子
３０９ トランジスタ
３１０ トランジスタ

Claims (5)

1. 表示手段と、検知手段と、演算手段と、を有し、
   前記演算手段は、前記表示手段に表示する画像を決定する機能を有し、
   前記表示手段は、第１の表示素子と、第２の表示素子と、を有し、
   前記第１の表示素子は、可視光を反射する機能を有し、
   前記第２の表示素子は、可視光を発光する機能を有し、
   前記検知手段は、外光の照度を測定する機能と、前記検知手段から使用者までの距離を測定する機能と、を有し、
   前記演算手段は、前記検知手段で測定した前記照度および前記距離を用いて、前記第２の表示素子の発光輝度を決定する表示システム。
2. 表示手段と、検知手段と、演算手段と、記憶手段と、を有し、
   前記演算手段は、前記表示手段に表示する画像を決定する機能を有し、
   前記表示手段は、第１の表示素子と、第２の表示素子と、を有し、
   前記第１の表示素子は、可視光を反射する機能を有し、
   前記第２の表示素子は、可視光を発光する機能を有し、
   前記検知手段は、外光の照度を測定する機能と、前記検知手段から使用者までの距離を測定する機能と、を有し、
   前記演算手段は、前記検知手段で測定した前記照度および前記距離と、前記記憶手段に記憶された情報と、を用いて、前記第２の表示素子の発光輝度を決定する表示システム。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記第１の表示素子は、液晶素子を含むことを特徴とする表示システム。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
   前記第２の表示素子は、ＥＬ素子を含むことを特徴とする表示システム。
5. マイク、スピーカ、または操作用ボタンと、
   請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の表示システムと、
   を有する電子機器。

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