JP2018045164A - 表示システム、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】視認性が良好な表示システムを提供する。【解決手段】可視光を反射する第１表示素子および可視光を発光する第２表示素子を有する表示装置の表示システム。取得した外光照度から前記第１表示素子で再現可能な階調数を算出する。再現可能な階調数が、画像の再現に必要な階調数よりも少ない場合に、第２表示素子を用いて不足する階調数を補う。外光スペクトルから第１表示素子の反射スペクトルを算出し、第２表示素子の発光スペクトルを反射スペクトルと同じか近似させることで、より正確で滑らかな階調特性を有する画像を表示することができる。【選択図】図７

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。なお、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。

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。なお、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。

特開２０１４−１９７５２２号公報

人間の目は、明るい領域の輝度差よりも暗い領域の輝度差の方が高い感度を示すことが知られている。反射型の表示装置（反射型の液晶表示装置など）は、外光の照度によって反射輝度が変化するため、外光の照度によって階調特性を変化させる必要がある。また、微細な陰影や、わずかな濃淡差を忠実に再現するために、階調数の増加が求められている。

例えば、医療分野では、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）、内視鏡、超音波など、様々な画像による診断が行われている。このような画像を表示する表示装置には、微細な陰影や、わずかな濃淡差を忠実に再現することが求められる。よって、階調特性の正確さ、微妙な階調変化の視認性が非常に重要となる。医療用の表示装置に要求される階調特性は、ＤＩＣＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ）規格で規定されるＧＳＤＦ（Ｇｒａｙｓｃａｌｅ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）で決められている。

また、人の眼（水晶体）は年齢を重ねるにつれ透過率が低下する。特に、短波長側ほど透過率の低下が大きくなることが知られている。このため、高齢者は、若年者に比べて画像が暗く見えていると考えられる。

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、記憶手段と、を有し、表示手段は、画像を表示する機能を有し、表示手段は、可視光を反射する第１表示素子と、可視光を発光する第２表示素子と、を有する表示装置の表示システムであって、検知手段を用いて外光照度を取得し、演算手段を用いて外光照度および記憶手段が有する情報から第１表示素子で再現可能な階調数を算出し、再現可能な階調数が画像の再現に必要な階調数よりも少ない場合に、第２表示素子を用いて階調数を補うことを特徴とする表示システムである。

また、上記の表示システムにおいて、検知手段を用いて外光スペクトルを取得し、演算手段を用いて外光スペクトルから第１表示素子の反射スペクトルを算出し、第２表示素子の発光スペクトルを反射スペクトルと同じにするまたは近似させてもよい。

外光スペクトルの取得は、例えば、少なくとも、４１９ｎｍ、５３１ｎｍ、および５５８ｎｍの波長の光を測定すればよい。

記憶手段が有する情報は、例えば、ＧＳＤＦ（グレイスケール標準表示関数）に関する情報であってもよい。

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。 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。 表示モード毎の電子機器の使用例を説明する図。 ＧＳＤＦ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図。 加齢による水晶体の透過率変化を説明する図。 電子機器の動作を説明する図。 電子機器の動作を説明するフローチャート。 表示装置の構成例を説明する図。 表示装置の構成例を説明する図。 表示装置の構成例を説明する図。 表示装置の構成例を説明する図。 表示モジュールの一例を説明する図。 電子機器の一例を説明する図。

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）の間にチャネル領域を有しており、ドレインとチャネル領域とソースとを介して電流を流すことができるものである。なお、本明細書等において、チャネル領域とは、電流が主として流れる領域をいう。

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）
本発明の一態様の、表示手段を有する電子機器、および表示システムについて、図面などを用いて説明する。

＜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、および光センサ１２２を有する。光センサ１２２は、赤色光を検知する光センサ１２２Ｒ、緑色光を検知する光センサ１２２Ｇ、および青色光を検知する光センサ１２２Ｂを有する。

図１（Ｂ）は、電子機器１００の構成例を示すブロック図である。なお、図１（Ｂ）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１（Ｂ）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１（Ｂ）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１（Ｂ）に示す構成要素以外の構成要素を有していていもよい。

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１５１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１５１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１５１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１５１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。

光センサ１２２（光センサ１２２Ｒ、光センサ１２２Ｇ、光センサ１２２Ｂ）は、検知手段１１２として機能する。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。また、光センサ１２２によって、外光のスペクトル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（Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ 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（Ｄｉｎａｍｉｃ 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１５１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１５１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１５１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が有するタッチセンサには、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１５１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（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ：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ド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（３０Ｈｚ〜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、４Ｋ−２Ｋ、８Ｋ−４Ｋ、１６Ｋ−８Ｋ、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２（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２３２、および回路２３３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、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２３２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２３３に電気的に接続する。

なお、図２（Ａ）では回路２３２および回路２３３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２３２および回路２３３と、ＥＬ素子（ＥＬ材料を用いた発光素子）を駆動する回路２３２および回路２３３とを、別々に設けてもよい。

また、回路２３２および回路２３３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２３２および回路２３３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（反射輝度）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、マゼンダであってもよい。

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、およびマゼンダ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２（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２（Ｂ１）には、電極２４５と重なる領域に位置する発光素子３７０を破線で示している。発光素子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、発光素子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２（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２（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つの発光素子３７０を離すことが可能で、発光素子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つの発光素子３７０を離して配置することができるため、発光素子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２（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、発光素子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、発光素子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。

また、図２（Ｂ３）、（Ｂ４）に示すように、電極２４５が設けられていない部分に、発光素子３７０の発光領域が位置していてもよい。これにより、発光素子３７０が発する光は、表示面側に射出される。

図２（Ｂ３）では、矢印Ｒで示す方向に隣接する２つの画素２３０において、発光素子３７０が一列に配列されていない。図２（Ｂ４）では、矢印Ｒで示す方向に隣接する２つの画素において、発光素子３７０が一列に配列されている。

図２（Ｂ３）の構成は、隣接する２つの画素２３０が有する発光素子３７０どうしを離すことができるため、上述の通り、クロストークの抑制、及び、高精細化が可能となる。また、図２（Ｂ４）の構成では、発光素子３７０の矢印Ｃに平行な辺側に、電極２４５が位置しないため、発光素子３７０の光が電極２４５に遮られることを抑制でき、高い視野角特性を実現できる。

回路２３２には、シフトレジスタ等の様々な順序回路等を用いることができる。回路２３２には、トランジスタ及び容量素子等を用いることができる。回路２３２が有するトランジスタは、画素２３０に含まれるトランジスタと同じ工程で形成することができる。

回路２３３は、配線Ｓ１と電気的に接続される。回路２３３には、例えば、集積回路を用いることができる。具体的には、回路２３３には、シリコン基板上に形成された集積回路を用いることができる。

例えば、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ）方式またはＣＯＦ方式等を用いて、画素２３０と電気的に接続されるパッドに回路２３３を実装することができる。具体的には、異方性導電膜を用いて、パッドに集積回路を実装できる。

［１−１−８−２：画素２３０の回路構成例］
図３は、画素２３０の回路構成例を示す図である。図３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、および発光素子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、および発光素子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発光素子３７０の一方の電極と接続されている。発光素子３７０は、他方の電極が配線ＶＣＯＭ２と接続されている。

図３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、発光素子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３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、発光素子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３では一つの画素２３０に、一つの液晶素子３５０と一つの発光素子３７０とを有する例を示したが、これに限られない。図４（Ａ）は、一つの画素２３０に一つの液晶素子３５０と４つの発光素子３７０（発光素子３７０ｒ、発光素子３７０ｇ、発光素子３７０ｂ、発光素子３７０ｗ）を有する例を示している。図４（Ａ）に示す画素２３０は、図３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４（Ａ）では図３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４（Ａ）に示す例では、例えば４つの発光素子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４（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発光素子３７０ｗと、電極２４５の周囲に配置された発光素子３７０ｒ、発光素子３７０ｇ、および発光素子３７０ｂとを有する。発光素子３７０ｒ、発光素子３７０ｇ、および発光素子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特に有効である。また、第１の表示モードは、照度が３００ｌｘ程度より大きい環境下、例えば日中下で使用する場合に特に有効である。ただし、目的または用途などによって、照度が３００ｌｘ程度より小さい環境下であっても、表示装置１０５を第１の表示モードで動作させる場合がありうる。

また、第１の表示モードは、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。画像の表示に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。

図５（Ａ１）は、日中の屋外で電子機器９１０を使用している様子を示している。電子機器９１０は、例えば、スマートフォンなどの携帯情報端末である。また、電子機器９１０は、本発明の一態様の表示装置１０５を有している。

図５（Ａ２）は、電子機器９１０の表示装置１０５に入射する入射光９０１と、表示装置１０５が反射する反射光９０２を示している。

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、夜間や室内など、外光の照度が小さい場合などに有効である。第２の表示モードは、照度が５０００ｌｘ程度より小さい環境下での使用時に特に有効である。ただし、目的または用途などによって、照度が５０００ｌｘ程度より大きい環境下であっても、表示装置１０５を第２の表示モードで動作させる場合がありうる。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。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。

図５（Ｂ１）は、夜間の屋外で電子機器９１０を使用している様子を示している。また、同図中の電子機器９２０は、デジタルサイネージに用いる電子機器である。電子機器９２０は、本発明の一態様の表示装置１０５を有している。

図５（Ｂ２）は、電子機器９１０の表示装置１０５から射出される発光９０３と、電子機器９２０の表示装置１０５から射出される発光９０３を示している。

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。例えば、第１の表示モードの最大反射輝度以上の光を表示装置１０５から射出する必要が生じた場合に、必要な光量を第２の表示モードによる発光で補うことができる。また、例えば、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ことができる。

第３の表示モードは、照度が５０００ｌｘ程度より小さい環境下での使用時に特に有効である。ただし、目的または用途などによって、照度が５０００ｌｘ程度より大きい環境下であっても、表示装置１０５を第３の表示モードで動作させる場合がありうる。

図５（Ｃ１）は、室内で電子機器９１０を使用している様子を示している。また、同図中の電子機器９３０は、テレビまたはモニタとして機能できる電子機器である。また、同図中の電子機器９４０は、ノート型のパーソナルコンピュータである。電子機器９３０および電子機器９４０は、それぞれが本発明の一態様の表示装置１０５を有している。

図５（Ｃ２）は、電子機器９１０の表示装置１０５から射出される発光９０３、電子機器９１０の表示装置１０５に入射する入射光９０１、および電子機器９１０の表示装置１０５が反射する反射光９０２を示している。また、電子機器９３０の表示装置１０５から射出される発光９０３、電子機器９３０の表示装置１０５に入射する入射光９０１、および電子機器９３０の表示装置１０５が反射する反射光９０２を示している。電子機器９４０の表示装置１０５も、他の表示装置１０５と同様に機能することができる。

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、本発明の一態様の表示装置は、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例について説明する。

例えば、医療分野では、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）、内視鏡、超音波など、様々な画像による診断が行われている。このような画像を表示する表示装置には、微細な陰影や、わずかな濃淡差を忠実に再現することが求められる。よって、階調特性の正確さ、微妙な階調変化の視認性が重要となる。

なお、医療用の表示装置に要求される階調特性は、ＤＩＣＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ）規格で規定されたＧＳＤＦ（Ｇｒａｙｓｃａｌｅ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：グレイスケール標準表示関数）で決められている。ＤＩＣＯＭは、米国放射線学会（ＡＣＲ：Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ）と北米電子機器工業会（ＮＥＭＡ：Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）によって定められた国際標準規格である。

ＧＳＤＦは、平均的人間観察者が識別可能な最小の輝度差をＪＮＤ（Ｊｕｓｔ Ｎｏｔｉｃｅａｂｌｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ：最小弁別閾）とし、ＪＮＤインデックスと輝度の関係を示している。ＤＩＣＯＭ Ｐａｒｔ１４には、ＧＳＤＦの表が示されている。図６（Ａ）に、ＤＩＣＯＭ Ｐａｒｔ１４に示されているＧＳＤＦの表の一部を示す。また、図６（Ｂ）は、ＤＩＣＯＭ Ｐａｒｔ１４に示されているＧＳＤＦの表をグラフ化した図（以下、「ＧＳＤＦグラフ」ともいう。）である。図６（Ｂ）の横軸はＪＮＤインデックスであり、縦軸は輝度である。

図６（Ａ）、および図６（Ｂ）より、人間は、例えば、輝度が０．０５９４から０．０６４３に変化すると、輝度が変わったと認識できる。また、例えば、輝度が５６．７１４２から５７．１７０４に変化すると、輝度が変わったと認識することが分かる。前者の輝度差は０．００４９、後者の輝度差は０．４５６２である。このことから、人間の目は、明るい領域の輝度差よりも暗い領域の輝度差の方が高い感度を示すことが分かる。

表示システムの動作について、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を用いて外光を測定する（ステップＳ６０１）。ここでは、検知手段１１２として、光センサ１２２を用いる。光センサ１２２によって、外光の照度を測定する。また、外光の照度測定と同時に、光センサ１２２Ｒ、光センサ１２２Ｇ、および光センサ１２２Ｂによって外光のスペクトル（「外光スペクトル」ともいう。）を測定する。ただし、外光スペクトル測定は、必ずしも可視光域の全ての波長について行う必要はない。外光スペクトル測定は、人間の眼の感度を考慮し、少なくとも４１９ｎｍ、５３１ｎｍ、および５５８ｎｍの波長の光について行えばよい。

ステップＳ６０１の終了後、処理Ａおよび処理Ｂを平行して行う。

［処理Ａ］
処理Ａでは、まず、ステップＳ６０１で取得した外光データを用いて、第１の表示モードにおける表示装置１０５の最大反射輝度と最小反射輝度を演算手段１１１により算出する（ステップＳ６０２）。最大反射輝度Ｌｍａｘは、外光の照度Ｅおよび最大反射率Ｐｍａｘから、数式（１）で算出される。また、最小反射輝度Ｌｍｉｎは、外光の照度Ｅおよび最小反射率Ｐｍｉｎから、数式（２）で算出される。なお、最大反射輝度Ｌｍａｘおよび最小反射輝度Ｌｍｉｎは、表示装置１０５の画素構造および動作条件などによって異なる。

［数１］
Ｌｍａｘ［ｃｄ／ｍ^２］＝Ｅ［ｌｘ］×Ｐｍａｘ／π （１）

［数２］
Ｌｍｉｎ［ｃｄ／ｍ^２］＝Ｅ［ｌｘ］×Ｐｍｉｎ／π （２）

例えば、外光の照度が１０００ｌｘ、最大反射率Ｐｍａｘが０．３４、最小反射輝度Ｌｍｉｎが０．０２である場合、最大反射輝度Ｌｍａｘは約１０８ｃｄ／ｍ^２、最小反射輝度Ｌｍｉｎは、約６ｃｄ／ｍ^２となる。

次に、最大反射輝度Ｌｍａｘおよび最小反射輝度Ｌｍｉｎと、記憶手段１１３に記憶されている、任意のガンマ特性または前述したＧＳＤＦなどの情報を用いて、演算手段１１１により再現可能な階調数を算出する（ステップＳ６０３）。本実施の形態では、一例として、ＧＳＤＦを用いる場合について説明する。

図８は、図６（Ｂ）に示すＧＳＤＦグラフの一部を拡大した図である。最小反射輝度Ｌｍｉｎの約６ｃｄ／ｍ^２に対応するＪＮＤインデックスは１７９、最大反射輝度Ｌｍａｘの約１０８ｃｄ／ｍ^２に対応するＪＮＤインデックスは４８６である。よって、第１の表示モードで再現可能な階調数Ｄ_ＬＣは３０７階調である。

［処理Ｂ］
続いて、処理Ａに平行して行う処理Ｂについて説明する。処理Ｂでは、まず、ステップＳ６０１で取得した外光スペクトルと、赤色光を反射する画素２３０、緑色光を反射する画素２３０、および青色光を反射する画素２３０などの反射率を用いて、演算手段１１１により、第１の表示モードにおける反射光のスペクトル（「反射スペクトル」ともいう。）を算出する（ステップＳ６１２）。

次に、第２の表示モードにおける発光のスペクトル（「発光スペクトル）ともいう。）が、ステップＳ６１２で算出した反射スペクトルと同じまたは近似するように、第２の表示モードで動作させる時の発光スペクトルを設定する（ステップＳ６１３）。

処理Ａおよび処理Ｂの終了後、表示する画像データの本来の階調数（再現したい階調数）Ｄ_ＯＲＧと、第１の表示モードで再現可能な階調数Ｄ_ＬＣを比較する（ステップＳ６０４）。Ｄ_ＬＣがＤ_ＯＲＧ以上ある場合は、第１の表示モードで画像を表示する（ステップＳ６０５）。

一方で、Ｄ_ＬＣがＤ_ＯＲＧより少ない場合は、第３の表示モードで画像を表示する（ステップＳ６０６）。すなわち、第１の表示モードと第２の表示モードを併用して画像を表示する。この時、第２の表示モードは、主に表示する画像のハイライト部分の表示を行う。図８に、第１の表示モードで動作する時の（反射）輝度範囲Ｌ_ＬＣと、第２の表示モードで動作する時の（発光）輝度範囲Ｌ_ＥＬを示す。

例えば、再現したい階調数Ｄ_ＯＲＧが４００階調である場合を考える。先の例を援用すると、第１の表示モードで再現可能な階調数Ｄ_ＬＣは３０７階調である。よって、第２の表示モードで再現する階調数Ｄ_ＥＬを９３階調として、ハイライト部分の表示を第２の表示モードで行う。

すなわち、先の例を援用すると、表示装置１０５の動作を、ＪＮＤインデックスが１７９から４８６まで（３０７階調）は第１の表示モードで行い、ＪＮＤインデックスが４８６から５７９まで（９３階調）は第２の表示モードで行う（図８参照。）。

また、第１の表示モードによる動作では、外光の照度によって１階調当たりに必要な輝度変化量が異なる。このため、外光の照度によって階調特性を変化させることが好ましい。また、第２の表示モードによる動作においても、使用する輝度範囲によって１階調当たりに必要な輝度変化量が異なるため、使用する輝度範囲によって階調特性を変化させることが好ましい。

再現する画像は、場所によって階調が異なることが多い。よって、表示装置１０５は、第１の表示モードによる動作と第２の表示モードによる動作が表示領域中で混在する。このような動作モードも、本明細書などでは第３の表示モードという。

なお、処理Ｂは必ずしも必要ではないが、処理Ｂを行うことにより、第１の表示モードにおける反射スペクトルに、第２の表示モードにおける発光スペクトルを揃えることができる。よって、第３の表示モードで表示装置１０５を動作させた時に、より正確で滑らかな階調特性を有する画像を表示することができる。また、表示された画像の視認性を高めることができる。

ステップＳ６０１から、ステップＳ６０５またはステップＳ６０６までは、一定期間ごとまたは任意のタイミングで繰り返し行うことが好ましい。

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。

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）
表示された画像の明るさは、人によって感じ方が異なる場合がある。特に、人の水晶体は、加齢により短波長側ほど透過率が低下することが知られている。そのため、高齢者は若年者に比べて画像が暗く見えていると考えられる。図９は、加齢による水晶体の透過率変化の一例を示す図である。本実施の形態では、個人差による人の視認性の違いを補正して、視認性をさらに高めた上記の実施の形態に示した表示システムについて、図面を用いて説明する。

まず、個人差による視認性の違いを補正するための、補正情報ＣＩ（赤色の補正情報ＣＩ_Ｒ、緑色の補正情報ＣＩ_Ｇ、および青色の補正情報ＣＩ_Ｂ）を取得する。補正情報ＣＩの取得方法について、図１０（Ａ）のフローチャートを用いて説明する。

まず、例えば図１０（Ｂ）に示すように、表示装置１０５の表示領域に３つの領域を設け、一領域に一色として、赤色光、緑色光、青色光を基準となる輝度で発光させる（ステップＳ６２１）。この時の動作モードは、発光素子を用いる第２の表示モードで行えばよい。

次に、使用者（観察者）が、一つの発光色の輝度と同じと感じる輝度になるように、他の二つの発光色を調節する（ステップＳ６２２）。例えば、緑の発光色の輝度と同じ輝度と感じるように、赤および青の発光輝度を調節する。

ステップＳ６２２での調節結果から、赤色の補正情報ＣＩ_Ｒ、緑色の補正情報ＣＩ_Ｇ、青色の補正情報ＣＩ_Ｂを算出する（ステップＳ６２３）。得られた補正情報ＣＩは、記憶手段１１３に記憶される。

次に、補正情報ＣＩを用いて視認性を高める表示システムについて、図１１のフローチャートを用いて説明する。なお、説明の繰り返しを減らすため、本実施の形態では、上記実施の形態で説明していない事柄を中心に説明する。

本実施の形態で説明する表示システムは、上記実施の形態に示した表示システムと、処理Ａの一部および処理Ｂの一部が異なる。

［処理Ａ］
本実施の形態では、ステップＳ６０２で最大反射輝度Ｌｍａｘおよび最小反射輝度Ｌｍｉｎを算出した後、両者の値を、記憶手段１１３に記憶されている補正情報ＣＩを用いて、演算手段１１１により補正する（ステップＳ６３３）。

次に、補正情報ＣＩを用いて補正された最大反射輝度Ｌｍａｘと、同様に補正された最小反射輝度Ｌｍｉｎと、記憶手段１１３に記憶されている、任意のガンマ特性の情報または前述したＧＳＤＦなどを用いて、演算手段１１１により再現可能な階調数を算出する（ステップＳ６０３）。

［処理Ｂ］
本実施の形態では、ステップＳ６１２で、第１の表示モードにおける反射スペクトルを算出した後、当該反射スペクトルを、記憶手段１１３に記憶されている補正情報ＣＩを用いて、演算手段１１１により補正する（ステップＳ６４３）。

次に、第２の表示モードにおける発光スペクトルが、ステップＳ６４３で補正された反射スペクトルと同様になるように、第２の表示モードで動作させる時の発光スペクトルを設定する（ステップＳ６１３）。

このように表示システムを動作させることで、個人差による人の視認性の違いを補正して、表示装置１０５に表示される画像の視認性を高めることができる。

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。

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、表示装置１０５の具体的な構成例について説明する。

〔構成例〕
図１２（Ａ）、（Ｂ）は、表示装置１０５の外観の一例を示す斜視図である。図１２（Ａ）、（Ｂ）に示す表示装置１０５は、外部電極としてＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）３７２が接続されている。また、図１２に示す表示装置１０５は、基板３５１と基板３６１とが貼り合わされた構成を有する。また、基板３５１および基板３６１の間に、表示領域２３１、回路２３２、および回路２３３を有する。

前述した通り、表示領域２３１は複数の画素２３０がマトリクス状に配列されている。
回路２３２としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。回路２３３としては、例えば信号線駆動回路を用いることができる。なお、走査線駆動回路および信号線駆動回路をまとめて「駆動回路」という場合がある。

また、図１２（Ｂ）に示すように、回路２３２を、液晶素子用の回路２３２ａと発光素子用の回路２３２ｂに分けて設けてもよい。回路２３３についても、液晶素子用の回路と発光素子用の回路に分けて設けてもよい。

回路２３２および回路２３３は、複数のトランジスタ２０１により構成されている。回路２３２および回路２３３は、ＦＰＣ３７２を介して供給された信号を、表示領域２３１中のどの画素２３０に供給するかを決定する機能を有する。

［構成例１］
図１３に、図１２で示した表示装置１０５の、ＦＰＣ３７２を含む領域の一部、回路２３３を含む領域の一部、および表示領域２３１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。

図１３に示す表示装置１０５は、基板３５１と基板３６１の間に、トランジスタ２０１、トランジスタ２０３、トランジスタ２０５、トランジスタ２０６、液晶素子１８０、発光素子１７０、絶縁層２２０、着色層１３１、着色層１３４等を有する。基板３６１と絶縁層２２０は接着層１４１を介して接着されている。基板３５１と絶縁層２２０は接着層１４２を介して接着されている。

基板３６１には、着色層１３１、遮光層１３２、絶縁層１２１、および液晶素子１８０の共通電極として機能する電極１３７、配向膜１３３ｂ、絶縁層１３８等が設けられている。基板３６１の外側の面には、偏光板１３５を有する。絶縁層１２１は、平坦化層としての機能を有していてもよい。絶縁層１２１により、電極１３７の表面を概略平坦にできるため、液晶１３６の配向状態を均一にできる。絶縁層１３８は、液晶素子１８０のセルギャップを保持するためのスペーサとして機能する。絶縁層１３８が可視光を透過する場合は、絶縁層１３８を液晶素子１８０の表示領域と重ねて配置してもよい。

液晶素子１８０は反射型の液晶素子である。液晶素子１８０は、電極２４５ａ、液晶１３６、電極１３７が積層された積層構造を有する。電極２４５ａの基板３５１側に接して、可視光を反射する電極２４５ｂが設けられている。電極２４５ｂは開口４５１を有する。電極２４５ａおよび電極１３７は可視光を透過する。液晶１３６と電極２４５ａの間に配向膜１３３ａが設けられている。液晶１３６と電極１３７の間に配向膜１３３ｂが設けられている。

液晶素子１８０において、電極２４５ｂは可視光を反射する機能を有し、電極１３７は可視光を透過する機能を有する。基板３６１側から入射した光は、偏光板１３５により偏光され、電極１３７、液晶１３６を透過し、電極２４５ｂで反射する。そして液晶１３６および電極１３７を再度透過して、偏光板１３５に達する。このとき、電極２４５ｂと電極１３７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１３５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１３１によって特定の波長領域以外の光が吸収されることにより、取り出される光は、例えば赤色を呈する光となる。

図１３に示すように、開口４５１には可視光を透過する電極２４５ａが設けられていることが好ましい。これにより、開口４５１と重なる領域においてもそれ以外の領域と同様に液晶１３６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。

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。

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。

接続部２０７において、電極２４５ｂは、導電層２２１ｂを介して、トランジスタ２０６が有する導電層２２２ａと電気的に接続されている。トランジスタ２０６は、液晶素子１８０の駆動を制御する機能を有する。

接着層１４１が設けられる一部の領域には、接続部２５２が設けられている。接続部２５２において、電極２４５ａと同一の導電膜を加工して得られた導電層と、電極１３７の一部が、接続体２４３により電気的に接続されている。したがって、基板３６１側に形成された電極１３７に、基板３５１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。

接続体２４３としては、例えば導電性の粒子を用いることができる。導電性の粒子としては、有機樹脂またはシリカなどの粒子の表面を金属材料で被覆したものを用いることができる。金属材料としてニッケルや金を用いると接触抵抗を低減できるため好ましい。またニッケルをさらに金で被覆するなど、２種類以上の金属材料を層状に被覆させた粒子を用いることが好ましい。また接続体２４３として、弾性変形、または塑性変形する材料を用いることが好ましい。このとき導電性の粒子である接続体２４３は、図１３に示すように上下方向に潰れた形状となる場合がある。こうすることで、接続体２４３と、これと電気的に接続する導電層との接触面積が増大し、接触抵抗を低減できるほか、接続不良などの不具合の発生を抑制することができる。

接続体２４３は、接着層１４１に覆われるように配置することが好ましい。例えば接着層１４１となるペースト等を塗布した後に、接続体２４３を配置すればよい。

発光素子１７０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、着色層やバックライトの特性などを調整して、ピーク波長および半値幅などを設定すればよい。

本実施の形態に示す発光素子１７０は、ボトムエミッション型の発光素子である。発光素子１７０は、絶縁層２２０側から電極１９１、ＥＬ層１９２、および電極１９３の順に積層された積層構造を有する。電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２０５が有する導電層２２２ｂと接続されている。トランジスタ２０５は、発光素子１７０の駆動を制御する機能を有する。絶縁層２１６が電極１９１の端部を覆っている。電極１９３は可視光を反射する材料を含み、電極１９１は可視光を透過する材料を含む。電極１９３を覆って絶縁層１９４が設けられている。発光素子１７０が発する光は、着色層１３４、絶縁層２２０、開口４５１、電極２４５ａ等を介して、基板３６１側に射出される。

液晶素子１８０および発光素子１７０は、画素によって着色層の色を変えることで、様々な色を呈することができる。表示装置１０５は、液晶素子１８０を用いて、カラー表示を行うことができる。表示装置１０５は、発光素子１７０を用いて、カラー表示を行うことができる。

トランジスタ２０１、トランジスタ２０３、トランジスタ２０５、およびトランジスタ２０６は、いずれも絶縁層２２０の基板３５１側の面上に形成されている。これらのトランジスタは、同一の工程を用いて作製することができる。

トランジスタ２０３は、画素の選択、非選択状態を制御するトランジスタ（スイッチングトランジスタ、または選択トランジスタともいう）である。トランジスタ２０５は、発光素子１７０に流れる電流を制御するトランジスタ（駆動トランジスタともいう）である。

絶縁層２２０の基板３５１側には、絶縁層２１１、絶縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１４等の絶縁層が設けられている。絶縁層２１１は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１２は、トランジスタ２０６等を覆って設けられる。絶縁層２１３は、トランジスタ２０５等を覆って設けられている。絶縁層２１４は、平坦化層としての機能を有する。なお、トランジスタを覆う絶縁層の数は限定されず、単層であっても２層以上であってもよい。

各トランジスタを覆う絶縁層の少なくとも一層に、水や水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層をバリア膜として機能させることができる。このような構成とすることで、トランジスタに対して外部から不純物が拡散することを効果的に抑制することが可能となり、信頼性の高い表示装置を実現できる。

トランジスタ２０１、トランジスタ２０３、トランジスタ２０５、およびトランジスタ２０６は、ゲートとして機能する導電層２２１ａ、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１、ソースおよびドレインとして機能する導電層２２２ａおよび導電層２２２ｂ、並びに、半導体層２３４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。

トランジスタ２０１およびトランジスタ２０５は、トランジスタ２０３およびトランジスタ２０６の構成に加えて、ゲートとして機能する導電層２２３を有する。

トランジスタ２０１およびトランジスタ２０５には、チャネルが形成される半導体層を２つのゲートで挟持する構成が適用されている。このような構成とすることで、トランジスタの閾値電圧を制御することができる。２つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジスタを駆動してもよい。このようなトランジスタは他のトランジスタと比較して電界効果移動度を高めることが可能であり、オン電流を増大させることができる。その結果、高速駆動が可能な回路を作製することができる。さらには、回路部の占有面積を縮小することが可能となる。オン電流の大きなトランジスタを適用することで、表示装置を大型化、または高精細化したときに配線数が増大したとしても、各配線における信号遅延を低減することが可能であり、表示ムラを抑制することができる。

または、２つのゲートのうち、一方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御することができる。

表示装置が有するトランジスタの構造に限定はない。回路２３３が有するトランジスタと、表示領域２３１が有するトランジスタは、同じ構造であってもよく、異なる構造であってもよい。回路２３３が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、２種類以上の構造が組み合わせて用いられていてもよい。同様に、表示領域２３１が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、２種類以上の構造が組み合わせて用いられていてもよい。

導電層２２３には、酸化物を含む導電性材料を用いることが好ましい。導電層２２３を構成する導電膜の成膜時に、酸素を含む雰囲気下で成膜することで、絶縁層２１２に酸素を供給することができる。成膜ガス中の酸素ガスの割合を９０％以上１００％以下の範囲とすることが好ましい。絶縁層２１２に供給された酸素は、後の熱処理により半導体層２３４に供給され、半導体層２３４中の酸素欠損の低減を図ることができる。

特に、導電層２２３には、低抵抗化された酸化物半導体を用いることが好ましい。このとき、絶縁層２１３に水素を放出する絶縁膜、例えば窒化シリコン膜等を用いることが好ましい。絶縁層２１３の成膜中、またはその後の熱処理によって導電層２２３中に水素が供給され、導電層２２３の電気抵抗を効果的に低減することができる。

絶縁層２１３に接して着色層１３４が設けられている。着色層１３４は、絶縁層２１４に覆われている。

基板３５１の基板３６１と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では、配線３６５が接続層２４２を介してＦＰＣ３７２と電気的に接続されている。接続部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、電極２４５ａ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。

基板３６１の外側の面に配置する偏光板１３５として直線偏光板を用いてもよいが、円偏光板を用いることもできる。円偏光板としては、例えば直線偏光板と１／４波長位相差板を積層したものを用いることができる。これにより、外光反射を抑制することができる。また、偏光板の種類に応じて、液晶素子１８０に用いる液晶素子のセルギャップ、配向、駆動電圧等を調整することで、所望のコントラストが実現されるようにすればよい。

なお、基板３６１の外側には各種光学部材を配置することができる。光学部材としては、偏光板、位相差板、光拡散層（拡散フィルムなど）、反射防止層、および集光フィルム等が挙げられる。また、基板３６１の外側には、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜等を配置してもよい。

基板３５１および基板３６１には、それぞれ、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、有機樹脂などを用いることができる。基板３５１および基板３６１に可撓性を有する材料を用いると、表示装置の可撓性を高めることができる。

液晶素子１８０としては、例えば垂直配向（ＶＡ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードが適用された液晶素子を用いることができる。垂直配向モードとしては、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｕｐｅｒ Ｖｉｅｗ）モードなどを用いることができる。

液晶素子１８０には、様々なモードが適用された液晶素子を用いることができる。例えばＶＡモードのほかに、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード等が適用された液晶素子を用いることができる。

液晶素子は、液晶の光学的変調作用によって光の透過または非透過を制御する素子である。液晶の光学的変調作用は、液晶にかかる電界（横方向の電界、縦方向の電界または斜め方向の電界を含む）によって制御される。液晶素子に用いる液晶としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。これらの液晶材料は、条件により、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。

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、液晶層の誘電率の異方性を２以上３．８以下とし、液晶層の抵抗率を１．０×１０^１４（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。

液晶の配向を制御するため、配向膜を設けることができる。なお、横電界方式を採用する場合、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために数重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を液晶に用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が短く、光学的等方性である。また、ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となるため、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる。

反射型の液晶素子を用いる場合には、表示面側に偏光板１３５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。

偏光板１３５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。

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。

接続層２４２としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）、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。

発光素子１７０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。

ＥＬ層１９２は少なくとも発光層を有する。ＥＬ層１９２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。

ＥＬ層１９２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１９２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。

ＥＬ層１９２は、量子ドットなどの無機化合物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。

なお、カラーフィルタ（着色層）とマイクロキャビティ構造（光学調整層）との組み合わせを適用することで、表示装置から色純度の高い光を取り出すことができる。光学調整層の膜厚は、各画素の色に応じて変化させる。

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。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。

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。

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、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が挙げられる。

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。

［構成例２］
図１４に示す表示装置１０５Ａは、トランジスタ２０１、トランジスタ２０３、トランジスタ２０５、及びトランジスタ２０６を有さず、トランジスタ２８１、トランジスタ２８４、トランジスタ２８５、及びトランジスタ２８６を有する点で、主に表示装置１０５と異なる。

なお、図１４では、絶縁層１３８及び接続部２０７等の位置も図１３と異なる。図１４では、画素の端部を図示している。絶縁層１３８は、着色層１３１の端部に重ねて配置されている。また、絶縁層１３８は、遮光層１３２の端部に重ねて配置されている。このように、絶縁層は、表示領域と重ならない部分（遮光層１３２と重なる部分）に配置されてもよい。

トランジスタ２８４及びトランジスタ２８５のように、表示装置が有する２つのトランジスタは、部分的に積層して設けられていてもよい。これにより、画素回路の占有面積を縮小することが可能なため、精細度を高めることができる。また、発光素子１７０の発光面積を大きくでき、開口率を向上させることができる。発光素子１７０は、開口率が高いと、必要な輝度を得るための電流密度を低くできるため、信頼性が向上する。

トランジスタ２８１、トランジスタ２８４、及びトランジスタ２８６は、導電層２２１ａ、絶縁層２１１、半導体層２３４、導電層２２２ａ、及び導電層２２２ｂを有する。導電層２２１ａは、絶縁層２１１を介して半導体層２３４と重なる。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、半導体層２３４と電気的に接続される。トランジスタ２８１は、導電層２２３を有する。

トランジスタ２８５は、導電層２２２ｂ、絶縁層２１７、半導体層２６１、導電層２２３、絶縁層２１２、絶縁層２１３、導電層２６３ａ、及び導電層２６３ｂを有する。導電層２２２ｂは、絶縁層２１７を介して半導体層２６１と重なる。導電層２２３は、絶縁層２１２及び絶縁層２１３を介して半導体層２６１と重なる。導電層２６３ａ及び導電層２６３ｂは、半導体層２６１と電気的に接続される。

導電層２２１ａは、ゲートとして機能する。絶縁層２１１は、ゲート絶縁層として機能する。導電層２２２ａはソースまたはドレインの一方として機能する。トランジスタ２８６が有する導電層２２２ｂは、ソースまたはドレインの他方として機能する。

トランジスタ２８４とトランジスタ２８５が共有している導電層２２２ｂは、トランジスタ２８４のソースまたはドレインの他方として機能する部分と、トランジスタ２８５のゲートとして機能する部分を有する。絶縁層２１７、絶縁層２１２、及び絶縁層２１３は、ゲート絶縁層として機能する。導電層２６３ａ及び導電層２６３ｂのうち、一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。導電層２２３は、ゲートとして機能する。

［構成例３］
図１５（Ａ）に表示装置１０５Ｂの表示部の断面図を示す。

表示装置１０５Ｂは、着色層１３１を有していない点で、表示装置１０５と異なる。その他の構成については、表示装置１０５と同様のため、詳細な説明を省略する。

液晶素子１８０は、白色を呈する。着色層１３１を有していないため、表示装置１０５は、液晶素子１８０を用いて、白黒またはグレイスケールでの表示を行うことができる。

［構成例４］
図１５（Ｂ）に示す表示装置１０５Ｃは、ＥＬ層１９２が塗り分けられており、かつ着色層１３４を有さない点で、表示装置１０５Ｂと異なる。その他の構成については、表示装置１０５Ｂと同様のため、詳細な説明を省略する。

塗り分け方式が適用された発光素子１７０は、ＥＬ層１９２を構成する層のうち少なくとも一層（代表的には発光層）が塗り分けられていればよく、ＥＬ層を構成する層の全てが塗り分けられていてもよい。

〔トランジスタ〕
本発明の一態様において、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、トップゲート構造またはボトムゲート構造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。

なお、チャネルの上下に設けられたゲート電極の一方を、「ゲート電極」という場合、他方を「バックゲート電極」という。また、チャネルの上下に設けられたゲート電極の一方を、「ゲート」という場合、他方を「バックゲート」という。なお、ゲート電極のことを「フロントゲート電極」という場合がある。同様に、ゲートのことを「フロントゲート」という場合がある。

ゲート電極とバックゲート電極を設けることで、トランジスタの半導体層を、ゲート電極から生じる電界とバックゲート電極から生じる電界によって電気的に取り囲むことができる。ゲート電極およびバックゲート電極から生じる電界によって、チャネルが形成される半導体層を電気的に取り囲むトランジスタの構造をＳｕｒｒｏｕｎｄｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ（Ｓ−ｃｈａｎｎｅｌ）構造と呼ぶことができる。

バックゲート電極はゲート電極と同様に機能させることができる。バックゲート電極の電位は、ゲート電極と同電位としてもよいし、接地電位や、任意の電位としてもよい。また、バックゲート電極の電位をゲート電極と連動させず独立して変化させることで、トランジスタのしきい値電圧を変化させることができる。

ゲート電極とバックゲート電極を設けることで、更には、両者を同電位とすることで、半導体層においてキャリアの流れる領域が膜厚方向においてより大きくなるため、キャリアの移動量が増加する。この結果、トランジスタのオン電流が大きくなると共に、電界効果移動度が高くなる。

したがって、トランジスタを占有面積に対して大きいオン電流を有するトランジスタとすることができる。すなわち、求められるオン電流に対して、トランジスタの占有面積を小さくすることができる。よって、集積度の高い半導体装置を実現することができる。

また、ゲート電極とバックゲート電極は導電層で形成されるため、トランジスタの外部で生じる電界が、チャネルが形成される半導体層に作用しないようにする機能（特に静電気などに対する電界遮蔽機能）を有する。なお、平面視において、バックゲート電極を半導体層よりも大きく形成し、バックゲート電極で半導体層を覆うことで、電界遮蔽機能を高めることができる。

ゲート電極とバックゲート電極は、それぞれが外部からの電界を遮蔽する機能を有するため、トランジスタの上方および下方に生じる荷電粒子等の電荷が半導体層のチャネル形成領域に影響しない。この結果、ストレス試験（例えば、ゲートに負の電荷を印加するＮＧＢＴ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｇａｔｅ Ｂｉａｓ−Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）ストレス試験（「ＮＢＴ」または「ＮＢＴＳ」ともいう。）の劣化が抑制される。また、ゲート電極とバックゲート電極は、ドレイン電極から生じる電界が半導体層に作用しないように遮断することができる。よって、ドレイン電圧の変動に起因する、オン電流の立ち上がり電圧の変動を抑制することができる。なお、この効果は、ゲート電極およびバックゲート電極に電位が供給されている場合において顕著に生じる。

また、バックゲート電極を有するトランジスタは、ゲートに正の電荷を印加するＰＧＢＴ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｇａｔｅ Ｂｉａｓ−Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）ストレス試験（「ＰＢＴ」または「ＰＢＴＳ」ともいう。）前後におけるしきい値電圧の変動も、バックゲート電極を有さないトランジスタより小さい。

なお、ＮＧＢＴおよびＰＧＢＴなどのＢＴストレス試験は加速試験の一種であり、長期間の使用によって起こるトランジスタの特性変化（経年変化）を短時間で評価することができる。特に、ＢＴストレス試験前後におけるトランジスタのしきい値電圧の変動量は、信頼性を調べるための重要な指標となる。ＢＴストレス試験前後において、しきい値電圧の変動量が少ないほど、信頼性が高いトランジスタであるといえる。

また、ゲート電極およびバックゲート電極を有し、且つ両者を同電位とすることで、しきい値電圧の変動量が低減される。このため、複数のトランジスタ間における電気特性のばらつきも同時に低減される。

また、バックゲート電極側から光が入射する場合に、バックゲート電極を、遮光性を有する導電膜で形成することで、バックゲート電極側から半導体層に光が入射することを防ぐことができる。よって、半導体層の光劣化を防ぎ、トランジスタのしきい値電圧がシフトするなどの電気特性の劣化を防ぐことができる。

また、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。

例えば、トランジスタに用いる半導体材料として、非晶質シリコンや、微結晶ゲルマニウム等を用いることができる。また、炭化シリコン、ガリウム砒素、金属酸化物、窒化物半導体などの化合物半導体や、有機半導体などを用いることができる。

また、トランジスタに用いる半導体材料として、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ソースとドレインの間に流れ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。

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表示装置を用いた表示モジュールについて説明する。図１６（Ａ）に示す表示モジュール８０００は、上部カバー８００１と下部カバー８００２との間に、ＦＰＣ８００５に接続された表示パネル８００６、フレーム８００９、プリント基板８０１０、およびバッテリ８０１１を有する。

例えば、本発明の一態様に係る表示装置を、表示パネル８００６に用いることができる。これにより、視認性が良好な表示モジュールを作製することができる。

上部カバー８００１および下部カバー８００２は、表示パネル８００６のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。

また、表示パネル８００６に重ねてタッチセンサを設けてもよい。タッチセンサとしては、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチセンサを表示パネル８００６に重畳して用いることができる。また、タッチセンサを設けず、表示パネル８００６に、タッチセンサ機能を持たせるようにすることも可能である。

フレーム８００９は、表示パネル８００６の保護機能の他、プリント基板８０１０の動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム８００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。

プリント基板８０１０は、電源回路、ビデオ信号およびクロック信号を出力するための信号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリ８０１１による電源であってもよい。バッテリ８０１１は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。

また、表示モジュール８０００は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加して設けてもよい。

図１６（Ｂ）は、光学式のタッチセンサを備える表示モジュール８０００の断面概略図である。

表示モジュール８０００は、プリント基板８０１０に設けられた発光部８０１５および受光部８０１６を有する。また、上部カバー８００１と下部カバー８００２により囲まれた領域に一対の導光部（導光部８０１７ａ、導光部８０１７ｂ）を有する。

表示パネル８００６は、フレーム８００９を間に介してプリント基板８０１０やバッテリ８０１１と重ねて設けられている。表示パネル８００６とフレーム８００９は、導光部８０１７ａ、導光部８０１７ｂに固定されている。

発光部８０１５から発せられた光８０１８は、導光部８０１７ａにより表示パネル８００６の上部を経由し、導光部８０１７ｂを通って受光部８０１６に達する。例えば指やスタイラスなどの被検知体により、光８０１８が遮られることにより、タッチ操作を検出することができる。

発光部８０１５は、例えば表示パネル８００６の隣接する２辺に沿って複数設けられる。受光部８０１６は、発光部８０１５と表示パネル８００６を挟んで対向する位置に複数設けられる。これにより、タッチ操作がなされた位置の情報を取得することができる。

発光部８０１５は、例えばＬＥＤ素子などの光源を用いることができる。特に、発光部８０１５として、使用者に視認されず、且つ使用者にとって無害である赤外線を発する光源を用いることが好ましい。

受光部８０１６は、発光部８０１５が発する光を受光し、電気信号に変換する光電素子を用いることができる。好適には、赤外線を受光可能なフォトダイオードを用いることができる。

導光部８０１７ａ、導光部８０１７ｂとしては、少なくとも光８０１８を透過する部材を用いることができる。導光部８０１７ａおよび導光部８０１７ｂを用いることで、発光部８０１５と受光部８０１６とを表示パネル８００６の下側に配置することができ、外光が受光部８０１６に到達してタッチセンサが誤動作することを抑制できる。特に、可視光を吸収し、赤外線を透過する樹脂を用いることが好ましい。これにより、タッチセンサの誤動作をより効果的に抑制できる。

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）
本実施の形態では、本明細書等に開示した表示装置などを用いた電子機器の一例について説明する。

本発明の一態様に係る半導体装置を用いた電子機器として、テレビ、モニタ等の表示機器、照明装置、デスクトップ型或いはノート型のパーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などの記録媒体に記憶された静止画又は動画を再生する画像再生装置、ポータブルＣＤプレーヤ、ラジオ、テープレコーダ、ヘッドホンステレオ、ステレオ、置き時計、壁掛け時計、コードレス電話子機、トランシーバ、自動車電話、携帯電話、携帯情報端末、タブレット型端末、携帯型ゲーム機、パチンコ機などの固定式ゲーム機、電卓、電子手帳、電子書籍端末、電子翻訳機、音声入力機器、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電気シェーバ、電子レンジ等の高周波加熱装置、電気炊飯器、電気洗濯機、電気掃除機、温水器、扇風機、毛髪乾燥機、エアコンディショナー、加湿器、除湿器などの空調設備、食器洗い器、食器乾燥器、衣類乾燥器、布団乾燥器、電気冷蔵庫、電気冷凍庫、電気冷凍冷蔵庫、ＤＮＡ保存用冷凍庫、懐中電灯、チェーンソー等の工具、煙感知器、透析装置等の医療機器などが挙げられる。さらに、誘導灯、信号機、ベルトコンベア、エレベータ、エスカレータ、産業用ロボット、電力貯蔵システム、電力の平準化やスマートグリッドのための蓄電装置等の産業機器が挙げられる。また、燃料を用いたエンジンや、蓄電体からの電力を用いた電動機により推進する移動体なども、電子機器の範疇に含まれる場合がある。上記移動体として、例えば、電気自動車（ＥＶ）、内燃機関と電動機を併せ持ったハイブリッド車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）、これらのタイヤ車輪を無限軌道に変えた装軌車両、電動アシスト自転車を含む原動機付自転車、自動二輪車、電動車椅子、ゴルフ用カート、小型又は大型船舶、潜水艦、ヘリコプター、航空機、ロケット、人工衛星、宇宙探査機や惑星探査機、宇宙船などが挙げられる。

図１７（Ａ）に示す携帯型ゲーム機２９００は、筐体２９０１、筐体２９０２、表示部２９０３、表示部２９０４、マイクロホン２９０５、スピーカ２９０６、操作スイッチ２９０７等を有する。また、携帯型ゲーム機２９００は、筐体２９０１の内側にアンテナ、バッテリなどを備える。なお、図１７（Ａ）に示した携帯型ゲーム機は、２つの表示部２９０３と表示部２９０４とを有しているが、表示部の数は、これに限定されない。表示部２９０３は、入力装置としてタッチスクリーンが設けられており、スタイラス２９０８等により操作可能となっている。

図１７（Ｂ）に示す情報端末２９１０は、筐体２９１１に、表示部２９１２、マイク２９１７、スピーカ部２９１４、カメラ２９１３、外部接続部２９１６、および操作スイッチ２９１５等を有する。表示部２９１２には、可撓性基板が用いられた表示パネルおよびタッチスクリーンを備える。また、情報端末２９１０は、筐体２９１１の内側にアンテナ、バッテリなどを備える。情報端末２９１０は、例えば、スマートフォン、携帯電話、タブレット型情報端末、タブレット型パーソナルコンピュータ、電子書籍端末等として用いることができる。

図１７（Ｃ）に示すノート型パーソナルコンピュータ２９２０は、筐体２９２１、表示部２９２２、キーボード２９２３、およびポインティングデバイス２９２４等を有する。また、ノート型パーソナルコンピュータ２９２０は、筐体２９２１の内側にアンテナ、バッテリなどを備える。

図１７（Ｄ）に示すビデオカメラ２９４０は、筐体２９４１、筐体２９４２、表示部２９４３、操作スイッチ２９４４、レンズ２９４５、および接続部２９４６等を有する。操作スイッチ２９４４およびレンズ２９４５は筐体２９４１に設けられており、表示部２９４３は筐体２９４２に設けられている。また、ビデオカメラ２９４０は、筐体２９４１の内側にアンテナ、バッテリなどを備える。そして、筐体２９４１と筐体２９４２は、接続部２９４６により接続されており、筐体２９４１と筐体２９４２の間の角度は、接続部２９４６により変えることが可能な構造となっている。筐体２９４１に対する筐体２９４２の角度によって、表示部２９４３に表示される画像の向きの変更や、画像の表示／非表示の切り換えを行うことができる。

図１７（Ｅ）にバングル型の情報端末の一例を示す。情報端末２９５０は、筐体２９５１、および表示部２９５２等を有する。また、情報端末２９５０、筐体２９５１の内側にアンテナ、バッテリなどを備える。表示部２９５２は、曲面を有する筐体２９５１に支持されている。表示部２９５２には、可撓性基板を用いた表示パネルを備えているため、フレキシブルかつ軽くて使い勝手の良い情報端末２９５０を提供することができる。

図１７（Ｆ）に腕時計型の情報端末の一例を示す。情報端末２９６０は、筐体２９６１、表示部２９６２、バンド２９６３、バックル２９６４、操作スイッチ２９６５、入出力端子２９６６などを備える。また、情報端末２９６０、筐体２９６１の内側にアンテナ、バッテリなどを備える。情報端末２９６０は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。

表示部２９６２の表示面は湾曲しており、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、表示部２９６２はタッチセンサを備え、指やスタイラスなどで画面に触れることで操作することができる。例えば、表示部２９６２に表示されたアイコン２９６７に触れることで、アプリケーションを起動することができる。操作スイッチ２９６５は、時刻設定のほか、電源のオン、オフ動作、無線通信のオン、オフ動作、マナーモードの実行及び解除、省電力モードの実行及び解除など、様々な機能を持たせることができる。例えば、情報端末２９６０に組み込まれたオペレーティングシステムにより、操作スイッチ２９６５の機能を設定することもできる。

また、情報端末２９６０は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、情報端末２９６０は入出力端子２９６６を備え、他の情報端末とーを介して直接データのやりとりを行うことができる。また入出力端子２９６６を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は入出力端子２９６６を介さずに無線給電により行ってもよい。

図１７（Ｇ）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、表示部５３０３、光センサ５３０４、光センサ５３０５、スイッチ５３０６等を有する。表示部５３０３は、筐体５３０１および筐体５３０２によって支持されている。そして、表示部５３０３は可撓性を有する基板を用いて形成されているため形状をフレキシブルに曲げることができる機能を有する。筐体５３０１と筐体５３０２の間の角度をヒンジ５３０７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、表示部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部５３０３において使用条件の情報として用いても良い。

図１７（Ｈ）は、テレビジョン装置９１００を示す斜視図である。テレビジョン装置９１００は、筐体９０００、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（距離、光、温度などを測定する機能を含むもの）、マイクロホン９００８、などを有する。テレビジョン装置９１００は、表示部９００１に、例えば、５０インチ以上、または１００インチ以上の表示装置を組み込むことが可能である。

本実施の形態に示す電子機器の表示部には、本発明の一態様の表示装置が搭載されている。電子機器の表示部に本発明の一態様に係る表示装置および駆動方法を用いることで、使用者（観察者）の疲労感が低減され、快適感を良好なものとすることができる。

本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。

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 絶縁層
１２２ 光センサ
１３１ 着色層
１３２ 遮光層
１３４ 着色層
１３５ 偏光板
１３６ 液晶
１３７ 電極
１３８ 絶縁層
１４１ 接着層
１４２ 接着層
１５１ バスライン
１７０ 発光素子
１８０ 液晶素子
１９１ 電極
１９２ ＥＬ層
１９３ 電極
１９４ 絶縁層

Claims (5)

1. 表示手段と、検知手段と、演算手段と、記憶手段と、を有し、
   前記表示手段は、画像を表示する機能を有し、
   前記表示手段は、可視光を反射する第１表示素子と、可視光を発光する第２表示素子と、を有する表示装置の表示システムであって、
   前記検知手段を用いて外光照度を取得し、
   前記演算手段を用いて前記外光照度および前記記憶手段が有する情報から前記第１表示素子で再現可能な階調数を算出し、
   前記再現可能な階調数が前記画像の再現に必要な階調数よりも少ない場合に、
   第２表示素子を用いて階調数を補うことを特徴とする表示システム。
2. 請求項１において、
   前記検知手段を用いて外光スペクトルを取得し、
   前記演算手段を用いて前記外光スペクトルから前記第１表示素子の反射スペクトルを算出し、
   前記第２表示素子の発光スペクトルを、前記反射スペクトルと同じにする、または近似することを特徴とする表示システム。
3. 請求項２において、
   前記外光スペクトルは、少なくとも、４１９ｎｍ、５３１ｎｍ、および５５８ｎｍの波長の光を測定することにより取得される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において、
   前記情報は、ＧＳＤＦ（グレイスケール標準表示関数）に関する情報であることを特徴とする表示システム。
5. 請求項１乃至請求項４において、
   マイク、スピーカ、または操作スイッチと、
   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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