JP2018063373A

JP2018063373A - 端末システム

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Publication number: JP2018063373A
Application number: JP2016202181A
Authority: JP
Inventors: 佑樹岡本; Yuki Okamoto
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2016-10-14
Filing date: 2016-10-14
Publication date: 2018-04-19
Anticipated expiration: 2036-10-14
Also published as: JP6833443B2

Abstract

【課題】低消費電力の情報端末を用いた端末システムを提供する。【解決手段】第１の端末および第２の端末は、サーバを介して互いの情報を授受することができる。また、第１および第２の端末は、表示部に第１の表示素子と、第２の表示素子と、をそれぞれ有し、第１の表示素子および第２の表示素子は、それぞれ異なる画像データを表示することができる。第１の端末で生成した第１のデータは、第１の端末および第２の端末の第１の表示素子で表示を行い、第２の端末で生成した第２のデータは、第１の端末および第２の端末の第２の表示素子で表示を行う。したがって、第１の端末および第２の端末にて更新された画像データを衝突させることなく、互いのデータを共有することができる。【選択図】図１

Description

本発明の一態様は、情報通信機能を備えた端末システムに関する。

なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、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）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、撮像装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。

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。トランジスタ、半導体回路は半導体装置の一態様である。また、表示装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、撮像装置、電子機器は、半導体装置を有する場合がある。

近年、スマートフォンやタブレット型端末などの情報端末が広く普及し、データ通信や電子書籍の閲覧などが簡単な操作で行えるようになっている。また、情報端末が備える表示装置の分野においては、限られた容量のバッテリーで長時間の動作が可能な低消費電力技術の開発が競われている。例えば、酸化物半導体を有するトランジスタを画素に有し、当該トランジスタをオフにすることで、画像信号を画素で長時間保持する低消費電力の液晶表示装置が特許文献１に開示されている。

特開２０１１−１４１５２２号公報

表示装置を備える情報端末は、教育等の現場において紙媒体の教科書および学習ノートなどの代替えとして使用することができる。情報端末が備える表示機能、入力機能および通信機能などを適切に利用することで、教育の質の向上が見込める。また、複数の教科書等の書籍を一つの情報端末に格納することができるため、携帯性も向上し、屋外でも積極的に使用することができる。

ただし、一つの情報端末を連続使用することが想定されるため、当該情報端末は低消費電力で動作することが望まれる。また、晴天下の屋外でも視認性が良好な表示装置を備えることが望まれる。

したがって、本発明の一態様では、低消費電力の情報端末を用いた端末システムを提供することを目的の一つとする。または、サーバを介して双方向に通信が可能な情報端末を用いた端末システムを提供することを目的の一つとする。または、第１の情報端末は第１の経路で第２の情報端末にデータを伝送し、第２の情報端末は第２の経路で第１の情報端末にデータを伝送する端末システムを提供することを目的の一つとする。または、強光下でも視認性が良好な表示装置を有する端末システムを提供することを目的の一つとする。または、新規な端末システムを提供することを目的の一つとする。

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、第１の端末と第２の端末との情報通信を効率良く行う管理するシステムに関する。

本発明の一態様は、第１の端末と、第２の端末と、サーバを有する端末システムであって、第１の端末および第２の端末は、サーバを介して互いの情報を授受することができ、第１の端末は第１の表示部を有し、第２の端末は第２の表示部を有し、第１および第２の表示部は、第１の表示素子と、第２の表示素子と、をそれぞれ有し、第１の端末は、第１のデータを生成して第１の表示素子を用いて第１の表示部で表示を行い、第１の端末は、第１のデータをサーバに格納し、第２の端末は、第１のデータをサーバから読み出し、第２の端末は、第１のデータを第１の表示素子を用いて第２の表示部で表示を行い、第２の端末は、第２のデータを生成して第２の表示素子を用いて第２の表示部で表示を行い、第２の端末は、第２のデータをサーバに格納し、第１の端末は、第２のデータをサーバから読み出し、第１の端末は、第２のデータを第２の表示素子を用いて第１の表示部で表示を行う端末システムである。

第１の表示素子および第２の表示素子は、第１のフレーム周波数または第２のフレーム周波数でデータを書き換えることができ、第２のフレーム周波数は第１のフレーム周波数よりも小さい値であり、第１の端末が第２のデータを更新し、次に第２のデータを更新するまでの間において、第１の表示部が有する第２の表示素子は、第２のフレーム周波数で第２のデータの書き換えを行い、第２の表示部が有する第２の表示素子は、第１のフレーム周波数で第２のデータの書き換えを行い、第２の端末が第１のデータを更新し、次に第１のデータを更新するまでの間において、第１の表示部が有する第１の表示素子は、第１のフレーム周波数で第１のデータの書き換えを行い、第２の表示部が有する第１の表示素子は、第２のフレーム周波数で第１のデータの書き換えを行うことができる。

第１の表示素子および第２の表示素子は、同一の画素ユニット内に設けることができる。

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、可視光を発する機能を有することができる。

第１の表示素子および第２の表示素子は、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物を含むトランジスタとそれぞれ電気的に接続されていることが好ましい。

本発明の一態様を用いることで、低消費電力の情報端末を用いた端末システムを提供することができる。または、サーバを介して双方向に通信が可能な情報端末を用いた端末システムを提供することができる。または、第１の情報端末は第１の経路で第２の情報端末にデータを伝送し、第２の情報端末は第２の経路で第１の情報端末にデータを伝送する端末システムを提供することができる。または、強光下でも視認性が良好な表示装置を有する端末システムを提供することができる。または、新規な端末システムを提供することができる。

なお、本発明の一態様はこれらの効果に限定されるものではない。例えば、本発明の一態様は、場合によっては、または、状況に応じて、これらの効果以外の効果を有する場合もある。または、例えば、本発明の一態様は、場合によっては、または、状況に応じて、これらの効果を有さない場合もある。

端末システムを説明するブロック図。端末の表示を説明する図。アイドリングストップ駆動を説明する図。端末システムの動作を説明するフローチャート。端末システムの動作を説明するフローチャート。端末システムを適用した例を説明する図。端末システムを適用した例を説明する図。端末システムを適用した例を説明する図。画素ユニットを説明する図。画素ユニットを説明する図。表示装置の回路を説明する図および画素の上面図。表示装置の回路を説明する図。表示装置の回路を説明する図および画素の上面図。表示装置の構成を説明する図。表示装置の構成を説明する図。表示装置の構成を説明する図。表示装置の構成を説明する図。表示装置の構成を説明する図。情報端末を説明する図。

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。したがって、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。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ことがある。なお、図を構成する同じ要素のハッチングを異なる図面間で適宜省略または変更する場合もある。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である端末システムについて、図面を参照して説明する。

本発明の一態様は、第１の端末と、第２の端末と、サーバを有する端末システムであって、第１の端末および第２の端末は、サーバを介して互いの情報を授受することができる。また、第１および第２の端末は、表示部に第１の表示素子と、第２の表示素子と、をそれぞれ有し、第１の表示素子および第２の表示素子は、それぞれ異なる画像データを表示することができる。

第１の端末は、生成した第１のデータの表示を第１の表示素子で行い、かつサーバに送信する。第２の端末は、サーバから読み出した第１のデータの表示を第１の表示素子を用いて行う。また、第２の端末は、生成した第２のデータの表示を第２の表示素子で行い、かつ、サーバに送信する。第１の端末は、サーバから読み出した第２のデータの表示を第２の表示素子を用いて行う。

このように表示素子を使い分けることで、第１の端末および第２の端末にて更新された画像データを衝突させることなく、互いのデータを容易に共有することができる。

また、第１の端末が第２のデータを更新し、次に第２のデータを更新するまでの間において、第１の端末が有する第２の表示素子は、第２のデータを書き換えることなく表示を行う、または書き換え頻度を少なくして表示を行うことができる。また、第２の端末が第１のデータを更新し、次に第１のデータを更新するまでの間において、第２の端末が有する第１の表示素子は、第１のデータを書き換えることなく表示を行う、または書き換え頻度を少なくして表示を行うことができる。

このように画像データの書き換えの頻度を少なくすることで、第１の端末および第２の端末の消費電力を少なくすることができる。

このようなシステムを教育の現場などで用いることにより、教える側は、教えられる側に対して情報の共有などを容易に行うことができ、教育の質の向上が見込める。また、消費電力の低い第１の端末および第２の端末を用いることで、授業の妨げになるような充電の手間を省くことができる。なお、本明細書においては、一例として、教える側を先生、教えられる側を生徒と呼称するが、当該システムの利用者は限られない。

図１は、本発明の一態様の端末システム１０の構成を説明する図であり、サーバ１１、第１の端末１２、第２の端末１３（１３ａ乃至１３ｃ）、および接続機器１４を有する。なお、第２の端末１３の数は限定しない。

サーバ１１はデータを管理する機器であり、接続機器１４を介して第１の端末１２および第２の端末１３と接続される。例えば、サーバ１１は構内に設置され、有線ＬＡＮまたは無線ＬＡＮで接続することができる。または、構外に設置されたサーバ１１とインターネットを経由して接続される形態でもよい。接続機器１４としては、例えば、ルータ、ハブ、モデム、ＯＮＵ（光回線終端装置）などのいずれかの機器を用いることができる。または、これらの機器のいくつかを組み合わせて用いてもよい。

第１の端末１２および第２の端末１３には、例えば、携帯型の情報端末を用いることができる。当該情報端末にはタブレット型端末またはスマートフォン型端末を用いることができ、表示部、マイク、スピーカ等を有し、タッチ操作等により情報の入出力ができる。また、画像、動画、書籍などの様々な情報を内部のメモリに格納することができる。通信手段として有線ＬＡＮ、無線ＬＡＮ（Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標））、ＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）などの送受信機を有し、外部とデータの授受を行うことができる。

図２に示すように第１の端末１２および第２の端末１３は、表示部２１を有する。表示部２１は、第１の表示素子および第２の表示素子を有する。第１の表示素子としては、例えば反射型の液晶素子を用いることができる。また、第２の表示素子としては、例えば発光素子や透過型の液晶素子を用いることができる。

反射型の液晶素子は低消費電力で動作することができ、発光素子およびや透過型の液晶素子は視認性の高い表示を行うことができる。

例えば、屋外などの強光下では、第１の表示素子を用いた第１のモードで表示を行うことで、視認性を高めることができ、かつ、消費電力を抑えることができる。また、屋内などの弱光下では、第２の表示素子を用いた第２のモードで表示を行うことで、視認性を高めることができる。また、第１の表示素子と第２の表示素子とを併用した第３のモードで表示を行ってもよい。なお、第３のモードでは、第１の表示素子および第２の表示素子は、それぞれ異なる画像データを表示することもできる。

図２は、第１の端末１２および第２の端末１３で第３のモードを効率良く利用する例である。例えば、文字２２は第１の表示素子でモノクロ表示とし、アンダーライン２３や文字２２の強調部２４は、第２の表示素子でカラー表示とすることで、低消費電力で視認性の高い表示を行うことができる。

また、第１の表示素子および第２の表示素子のそれぞれは、画像データの書き込みトランジスタとして、金属酸化物をチャネル領域に有するトランジスタ（以下、ＯＳトランジスタ）と電気的に接続されていることが好ましい。ＯＳトランジスタは極めてオフ電流が小さく、画像データとして書き込んだ電位を長時間保持することが可能となる。したがって、複数のフレーム期間において、新たに画像データを書き込むことなく画像表示が維持できる、所謂アイドリングストップ駆動が可能となる。

アイドリングストップ駆動では、画素に書き込んだ画像データを２フレーム以上に亘り保持することができる。これにより、画像データの書き換え頻度を少なくすることができるため、消費電力を低減することができる。

第１の表示素子として用いることのできる反射型の液晶素子は、バックライトを必要としないため、画素部の消費電力は回路動作の消費電力のみとなる。したがって、第１の表示素子を有する画素をアイドリングストップ駆動することが特に効果的であり、画素部の消費電力は書き換え頻度に比例して低減することができる。

上述したアイドリングストップ駆動の一例について、図３（Ａ）乃至（Ｃ）を用いて説明する。

図３（Ａ）は、液晶素子６３および画素回路６１で構成される画素の回路図を図示している。図３（Ａ）では、信号線ＳＬおよびゲート線ＧＬに接続されたトランジスタＭ１、容量素子Ｃｓ_ＬＣおよび液晶素子ＬＣを図示している。

図３（Ｂ）は、アイドリングストップ駆動ではない通常駆動モードにおいて、信号線ＳＬおよびゲート線ＧＬにそれぞれ与える信号の波形を示すタイミングチャートである。通常駆動モードでは、通常のフレーム周波数（例えば６０Ｈｚ）で動作させることができる。

当該フレーム周波数における連続するフレームの各期間をＴ_１、Ｔ_２、Ｔ_３としたとき、各フレーム期間でゲート線に走査信号を与え、信号線のデータＤ_１を画素に書き込む動作を行う。この動作は、Ｔ_１、Ｔ_２、Ｔ_３で同じデータＤ_１を書き込む場合であっても、異なるデータを書き込む場合であっても同じである。

図３（Ｃ）は、アイドリングストップ駆動において、信号線ＳＬおよびゲート線ＧＬにそれぞれ与える信号の波形を示すタイミングチャートである。アイドリングストップ駆動では、低速のフレーム周波数（例えば１Ｈｚ）で動作させることができる。

図３（Ｃ）では、当該フレーム周波数におけるフレーム期間をＴ_１、その中でデータを書き込む期間をＴ_Ｗ、データを保持する期間をＴ_ＲＥＴで表している。アイドリングストップ駆動は、期間Ｔ_Ｗでゲート線に走査信号を与え、信号線のデータＤ_１を画素に書き込み、期間Ｔ_ＲＥＴでゲート線をローレベルの電圧に固定し、トランジスタＭ１を非導通状態として一旦書き込んだデータＤ_１を画素に保持させる動作を行う。

ここで、トランジスタＭ１としてＯＳトランジスタを用いることで、その低いオフ電流によってデータＤ_１を長時間保持することが可能となる。また、図３（Ａ）乃至（Ｃ）では液晶素子ＬＣを用いた例を示したが、有機ＥＬ素子などの発光素子を用いても、同様にアイドリングストップ駆動は可能である。

なお、図３（Ａ）に示す回路図において、液晶素子ＬＣはデータＤ_１のリークパスとなる。したがって、適切にアイドリングストップ駆動を行うには、液晶素子ＬＣの抵抗率を１．０×１０^１４Ω・ｃｍ以上とすることが好ましい。

第１の端末１２は、第１のデータを更新することができる。第１の端末１２は、生成した第１のデータを第１の表示素子を用いて表示することができる。生成した第１のデータは、サーバ１１へ送信することができる。サーバ１１は、当該第１のデータを格納し、第２の端末１３に送信することができる。第２の端末１３では、受信した第１のデータに従い、第１の表示素子の画像を変更することができる。

この動作により、例えば、先生が第１の端末１２を用いて発信した情報を生徒が利用する複数の第２の端末１３に一斉に表示させることができる。

一方、第２の端末１３は、第２のデータを更新することができる。第２の端末１３は、生成した第２のデータを第２の表示素子を用いて表示することができる。生成した第２のデータは、サーバ１１へ送信される。サーバ１１は、当該第２のデータを格納し、第１の端末１２に送信することができる。または、第１の端末１２等の命令に従って第２のデータのデータ処理を行い、当該データ処理したデータを第１の端末１２に送信することができる。第１の端末１２では、受信した第２のデータまたは第２のデータをデータ処理したデータに従い、第２の表示素子の画像を変更することができる。

この動作により、例えば、先生が利用する第１の端末１２では、生徒が利用する第２の端末１３から送信された第２のデータを受信することができ、生徒が更新した情報を表示させることができる。または、、先生が利用する第１の端末１２では、複数の第２の端末１３の中から所望する端末を選び、所望する第２の端末１３から送信された第２のデータまたは第２のデータをデータ処理したデータを受信し、表示させることができる。

このような制御を行うことで、第１の端末１２および第２の端末１３にて更新されたデータが衝突することなく、互いのデータを容易に共有することができる。

次に、第１の端末１２にて更新された第１のデータを第２の端末１３に送信し、共有する際の動作を図４に示すフローチャートを用いて説明する。なお、第１の端末１２および第２の端末１３は起動している状態であり、前述した第３のモードで表示が行われている状態とする。

まず、第１の端末１２において、第１のデータを更新するか否かを判定する（図４：Ｓ１）。更新する場合、第１の端末１２は第１のデータを更新する。当該第１のデータは、新たなデータを外部のサーバやメディアから取り込む手段、キーボード入力、マウス入力、スタイラス等を利用したタッチ入力などで生成することができる（図４：Ｓ２）。当該第１のデータは、第１の端末１２が有する第１の表示素子で表示される。

次に、第１の端末１２は、第１のデータの更新を確定するか否かを判定する（図４：Ｓ３）。当該第１のデータの更新を確定させる場合、第１の端末１２は、新たな第１のデータをサーバ１１に送信する（図４：Ｓ４）。

サーバ１１は、第１の端末１２にて更新された第１のデータを受信する（図４：Ｓ５）。その後、サーバ１１は、受信した第１のデータを第２の端末１３へ送信するか否かを判定する（図４：Ｓ６）。送信する場合、サーバ１１は、受信した第１のデータを第２の端末１３に送信する（図４：Ｓ７）。

第２の端末１３は、サーバ１１から新たな第１のデータを受信し、第２の端末１３が有する第１の表示素子で当該第１のデータを表示する（図４：Ｓ９）。Ｓ９以降では、当該第１のデータを用いてアイドリングストップ駆動が行われる。なお、Ｓ９より前の期間では、第２の端末１３は以前に受信した第１のデータにより、アイドリングストップ駆動が行われる（図４：Ｓ８）。すなわち、第１の端末１２が第１のデータを修正中は、第２の端末１３の第１の表示素子はアイドリングストップ駆動することができ、消費電力を削減させることができる。

以上が、第１の端末１２にて更新された第１のデータを第２の端末１３に送信し、共有する動作の説明である。なお、上記動作において、第１の端末１２は、第１のデータを更新する過程において頻繁に画像が変化することがあるため、第１の表示素子に画像データ書き込む際のフレーム周波数は比較的大きな値とすることが好ましい。例えば、３０Ｈｚ乃至１２０Ｈｚ程度のフレーム周波数とすることができる。

次に、第２の端末１３にて更新された第２のデータを第１の端末１２に送信し、共有する際の動作を図５に示すフローチャートを用いて説明する。なお、当該動作は、図４に示すフローチャートの動作と並行して行われる。

まず、第２の端末１２において、第２のデータを更新するか否かを判定する（図５：Ｓ１）。更新する場合、第２の端末１３は第２のデータを更新する。当該第２のデータは、キーボード入力、マウス入力、スタイラス等を利用したタッチ入力で生成することができる（図５：Ｓ２）。当該第２のデータは第２の端末１３が有する第２の表示素子で表示される。

次に、第２の端末１３は、第２のデータの更新を確定するか否かを判定する（図５：Ｓ３）。当該第２のデータの更新を確定させる場合、第２の端末１３は、新たな第２のデータをサーバ１１に送信する（図５：Ｓ４）。このとき、第２の端末１３は端末または使用者を特定できる判別符号を第２のデータに付属してサーバ１１に送信してもよい。

サーバ１１は、第２の端末１３にて更新された第２のデータおよび判別符号を受信し、格納する（図５：Ｓ５）。

第１の端末１２は、サーバ１１に対して所望のデータを要求する（図５：Ｓ９）。具体的には、所望する判別符号を要求する。また、サーバ１１が受信した複数の第２の端末１３のデータを処理させることを要求することもできる。ここで、第１の端末１２が要求する処理内容としては、例えば、複数の第２の端末１３から送信される第２のデータを識別し、その比率を演算する処理などがある。

サーバ１１は、第１の端末１２の命令に従って受信した第２のデータの処理を行う（図５：Ｓ６）。具体的には、サーバ１１は、第１の端末１２が所望する符号に関する第２のデータを抽出する。また、第１の端末１２が複数の第２の端末１３のデータを演算処理させることを要求した場合、当該要求に沿ったデータ処理を行う。

その後、サーバ１１は、第２のデータを第１の端末１２に送信する（図５：Ｓ７）。なお、当該第２のデータとしては、第２のデータを元にデータ処理を行ったデータを含む。

第１の端末１２は、サーバ１１から新たな第２のデータを受信し、第１の端末１２が有する第２の表示素子で当該第２のデータを表示する（Ｓ１０）。Ｓ１０以降では、当該第２のデータを用いてアイドリングストップ駆動が行われる。なお、Ｓ１０より前の期間では、第１の端末１２は以前に受信した第２のデータにより、アイドリングストップ駆動が行われる（Ｓ８）。すなわち、第２の端末１３が第２のデータを修正中は、第１の端末１２の第２の表示素子はアイドリングストップ駆動することができ、消費電力を削減させることができる。

以上が、第２の端末１３にて更新された第２のデータを第１の端末１２に送信し、共有する動作の説明である。なお、上記動作において、第２の端末１３は、第２のデータを更新する過程において頻繁に画像が変化することがあるため、第２の表示素子に画像データ書き込む際のフレーム周波数は比較的大きな値とすることが好ましい。例えば、３０Ｈｚ乃至１２０Ｈｚ程度のフレーム周波数とすることができる。

本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、実施形態１で説明した端末システムを教育支援サービスに適用する場合の具体例について説明する。なお、当該教育支援サービスは、学校での授業等を想定するものであり、例えば第１の端末１２を先生が利用し、第２の端末１３を生徒が利用する。また、第１の端末１２および第２の端末１３はタッチセンサを有しており、スタイラスなどを用いて入力操作を行うことができる。

当該教育支援サービスにおいて、第１の端末１２にて更新した情報は、複数の第２の端末１３に配信することができる。また、第１の端末１２で更新した情報は、第２の端末１３の第１の表示素子にて更新される。また、第２の端末１３は、第２の表示素子で表示する情報を更新することができる。

図６は、第１の例であり、第１の端末１２の動作と、第２の端末１３の動作を示している。

まず、時刻Ｔ０までにおいて、第１の端末１２および第２の端末１３の表示部には、第１の表示素子で特定の画像データ２５が表示される。画像データ２５は時刻Ｔ０より前に第１の端末１２で生成され、第２の端末１３で読み出された第１のデータである。このとき、第１の端末１２および第２の端末１３の表示部において、第２の表示素子では画像は表示されていない。

時刻Ｔ１にて、第１の端末１２では表示情報の更新が行われる。この時点では、第２の端末１３では表示情報の更新が行われない。したがって、Ｔ０乃至Ｔ１の期間において、第２の端末１３の第１の表示素子は、アイドリングストップ駆動することができる。

時刻Ｔ２にて、第１の端末１２では、さらに表示情報の更新が行われる。この時点においても、第２の端末１３では、表示情報の更新が行われない。したがって、引き続きＴ１乃至Ｔ２の期間においても、第２の端末１３の第１の表示素子は、アイドリングストップ駆動することができる。

時刻Ｔ３にて、第１の端末１２では送信アイコン２７がタッチされる。このとき、第１の端末１２に表示されている画像データ２６は、第１のデータとしてサーバ１１に送信される。サーバ１１は、当該第１のデータを受信し、第２の端末１３に送信することができる。したがって、第２の端末１３には、画像データ２６が表示される。

なお、第２の端末１３では、時刻Ｔ０から時刻Ｔ３の任意のタイミングにおいて、表示情報を更新することができる。例えば、時刻Ｔ２における第２の端末１３に示すように、入力操作によってアンダーライン３６などを表示することができる。ここで、アンダーライン３６の付加などの表示情報の更新は、第２の表示素子で行われる。

サーバ１１から送信される画像データを第１の表示素子で表示させ、第２の端末１３で更新することができる画像データを第２の表示素子で表示する。このように動作させることで、第１の端末１２にて更新された画像データと第２の端末１３にて更新された画像データの双方を画像の合成などの複雑な処理を行うことなく表示することができる。なお、第２の端末１３にて更新された画像データを第１の端末１２の第２の表示素子で表示することもできる。

なお、第１の端末１２の数と第２の端末１３の数は限定されない。例えば、１クラス内で情報を共有することができる。また、校内で情報を共有することもできる。また、サーバ１１をインターネットに接続することで、グローバルに情報を共有することができる。

図７は、第２の例であり、第１の端末１２の動作と、第２の端末１３の動作を示している。第２の例では、学校でテストを行う際に、当該端末システムを用いることを想定している。

まず、先生は第１の端末１２で問題用の画像データ２８を生成し、送信アイコン２７をタッチすることで第２の端末１３に画像データ２８を送信する。この状態を時刻Ｔ０とする。時刻Ｔ０にて、第１の端末１２および第２の端末１３の表示部は、画像データ２８を第１の表示素子で表示させる。この後、生徒は第２の端末１３に表示された画像データ２８を見て解答を行う。

時刻Ｔ１にて、先生が問題の訂正を行うために第１の端末１２に表示された問題用の画像データ２８の一部を削除する。このとき、第２の端末１３の表示は変わらない。したがって、Ｔ０乃至Ｔ１の期間において、第２の端末１３の第１の表示素子は、アイドリングストップ駆動することができる。

また、時刻Ｔ１にて、第２の端末１３で図示するような解答が行われたとする。この場合、第２の端末１３のタッチセンサにて検出された画像データ２９が、第２の端末１３の第２の表示素子によって表示される。

時刻Ｔ２にて、先生が問題の訂正を完了し、画像データ３０を生成する。この時点においても、第２の端末１３では、表示情報の更新が行われない。したがって、引き続きＴ１乃至Ｔ２の期間においても、第２の端末１３の第１の表示素子は、アイドリングストップ駆動することができる。

時刻Ｔ３にて、第１の端末１２では送信アイコン２７がタッチされる。このとき、第１の端末１２に表示されている画像データ３０は、第１のデータとしてサーバ１１に送信される。サーバ１１は、当該第１のデータを受信し、第２の端末１３に送信することができる。したがって、第２の端末１３には、画像データ３０が表示される。なお、サーバ１１から送信される画像データを第１の表示素子で表示することで、時刻Ｔ３以前に生成し、第２の表示素子で表示されている画像データ２９は失われない。

図８（Ａ）は、第３の例であり、第１の端末１２の動作と、第２の端末１３ａ乃至１３ｃの動作を示している。第３の例では、生徒が第２の端末１３に入力するテストの解答情報を先生が利用する第１の端末１２に反映して表示させることを想定している。

まず、先生は第１の端末１２で問題用の画像データ３１を生成し、第２の端末１３ａ乃至１３ｃに画像データ３１を送信する。この状態を時刻Ｔ０とする。時刻Ｔ０にて、第１の端末１２および第２の端末１３ａ乃至１３ｃの表示部は、画像データ３１を第１の表示素子で表示させる。この後、生徒は第２の端末１３に表示された画像データ３１を見て解答を行う。

第１の端末１２には、第２の端末１３ａ乃至１３ｃを選択する選択アイコン３２があり、選択アイコン３２をタッチすることで、第２の端末１３ａ乃至１３ｃのいずれかのデータを確認することができる。

時刻Ｔ１にて、第２の端末１３ａ乃至１３ｃにて、図示するような回答が行われたとする。
この場合、第２の端末１３のタッチセンサにて検出された画像データ３３ａ乃至３３ｃが、第２の端末１３ａ乃至１３ｃのそれぞれの第２の表示素子によって表示される。

時刻Ｔ２にて、第１の端末１２で第２の端末１３ｂを選択する選択アイコン３２がタッチされる。そして、時刻Ｔ３において、選択された第２の端末１３ｂの回答結果である画像データ３３ｂが、第１の端末１２に反映して表示される。ここで、第１の端末１２で表示される画像データ３３ｂは、第２の表示素子にて表示される。

以上の動作により、第１の端末１２にて、第２の端末１３ａ乃至１３ｃのいずれかの解答結果を確認することができる。

図８（Ｂ）は、第３の例の変形例であり、第１の端末１２の動作を示している。なお、第２の端末１３ａ乃至１３ｃの動作は図８（Ａ）と同じである。図８（Ｂ）の例は、第１の端末１２が、所望の演算処理を実行させるための計算アイコン３４を表示している点が図８（Ａ）と異なる。

まず、時刻Ｔ０及び時刻Ｔ１では、図８（Ａ）と同様の動作を行う。

時刻Ｔ２にて、第１の端末１２において計算アイコン３４がタッチされるとサーバ１１は教師が所望する演算処理を行う。ここでは、解答用選択肢の選択率を演算することとするが、他の演算であってもよい。

時刻Ｔ３にて、当該選択率の演算結果３５が表示される。当該選択率の演算結果３５は、第２の表示素子にて表示される。

以上の動作を行うことで、第１の端末１２では第２の端末１３ａ乃至１３ｃの解答情報を確認することができる。また、当該動作は、アンケート収集サービスとしても利用する事が可能であり、多数の第２の端末１３を用いてアンケート収集を行い、その結果を第１の端末１２に表示することができる。

なお、図８（Ａ）、（Ｂ）の動作において、時刻Ｔ０乃至Ｔ３の間に第１の端末１２では、画像データ３１、選択アイコン３２および計算アイコン３４の表示の更新がないため、当該期間は第１の表示素子をアイドリングストップ駆動することができる。また、時刻Ｔ２およびＴ３において、選択アイコン３２および計算アイコン３４の表示色を変化させる場合は、第２の表示素子を用いて表示を変化させればよい。

また、第２の端末１３でも、時刻Ｔ０乃至Ｔ３の間に画像データ３１の更新がないため、当該期間は第１の表示素子をアイドリングストップ駆動することができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の端末に用いることのできる表示装置、および表示装置の駆動方法について説明する。

本発明の一態様の表示装置としては、例えば、ハイブリッドディスプレイを好適に用いることができる。なお、当該ハイブリッドディスプレイは、ハイブリッド表示を行うことができる。

ハイブリッド表示とは、１つのパネルにおいて、反射光と、自発光とを併用して、色調または光強度を互いに補完して、文字または画像を表示する方法である。または、ハイブリッド表示とは、同一画素または同一副画素において複数の表示素子から、それぞれの光を用いて、文字および／または画像を表示する方法である。ただし、ハイブリッド表示を行っているハイブリッドディスプレイを局所的にみると、複数の表示素子のいずれか一を用いて表示される画素または副画素と、複数の表示素子の二以上を用いて表示される画素または副画素と、を有する場合がある。

なお、本明細書等において、上記構成のいずれか１つまたは複数の表現を満たすものを、ハイブリッド表示という。

また、ハイブリッドディスプレイは、同一画素または同一副画素に複数の表示素子を有する。なお、複数の表示素子としては、例えば、光を反射する反射型素子と、光を射出する自発光素子とが挙げられる。なお、反射型素子と、自発光素子とは、それぞれ独立に制御することができる。ハイブリッドディスプレイは、表示部において、反射光、及び自発光のいずれか一方または双方を用いて、文字および／または画像を表示する機能を有する。

本発明の一態様の表示装置は、可視光を反射する第１の表示素子が設けられた画素を有することができる。または、可視光を発する第２の表示素子が設けられた画素を有することができる。または、可視光を透過する第３の表示素子が設けられた画素を有することができる。または、第１の表示素子と、第２の表示素子または第３の表示素子と、が設けられた画素を有することができる。

本実施の形態では、可視光を反射する第１の表示素子と、可視光を発する第２の表示素子とを有する表示装置について説明する。

表示装置は、第１の表示素子が反射する第１の光と、第２の表示素子が発する第２の光のうち、いずれか一方、または両方により、画像を表示する機能を有する。または、表示装置は、第１の表示素子が反射する第１の光の光量と、第２の表示素子が発する第２の光の光量と、をそれぞれ制御することにより、階調を表現する機能を有する。

また、表示装置は、第１の表示素子の反射光の光量を制御することにより階調を表現する第１の画素と、第２の表示素子からの発光の光量を制御することにより階調を表現する第２の画素を有する構成とすることが好ましい。第１の画素および第２の画素は、例えばそれぞれマトリクス状に複数配置され、表示部を構成する。

また、第１の画素と第２の画素は、同数且つ同ピッチで、表示領域内に配置されていることが好ましい。このとき、隣接する第１の画素と第２の画素を合わせて、画素ユニットと呼ぶことができる。これにより、後述するように複数の第１の画素のみで表示された画像と、複数の第２の画素のみで表示された画像、ならびに複数の第１の画素および複数の第２の画素の両方で表示された画像のそれぞれは、同じ表示領域に表示することができる。

第１の画素が有する第１の表示素子には、外光を反射して表示する素子を用いることができる。このような素子は、光源を持たないため、表示の際の消費電力を極めて小さくすることが可能となる。

第１の表示素子には、代表的には反射型の液晶素子を用いることができる。または、第１の表示素子として、シャッター方式のＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍ）素子、光干渉方式のＭＥＭＳ素子の他、マイクロカプセル方式、電気泳動方式、エレクトロウェッティング方式、電子粉流体（登録商標）方式等を適用した素子などを用いることができる。

第２の画素が有する第２の表示素子は光源を有し、その光源からの光を利用して表示する素子を用いることができる。特に、電界を印加することにより発光性の物質から発光を取り出すことのできる、電界発光素子を用いることが好ましい。このような画素が射出する光は、その輝度や色度が外光に左右されることがないため、色再現性が高く（色域が広く）、且つコントラストの高い、つまり鮮やかな表示を行うことができる。

第２の表示素子には、例えばＯＬＥＤ（ＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）、ＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）、半導体レーザなどの自発光性の発光素子を用いることができる。または、第２の画素が有する表示素子として、光源であるバックライトと、バックライトからの光の透過光の光量を制御する透過型の液晶素子とを組み合わせたものを用いてもよい。

第１の画素は、例えば白色（Ｗ）を呈する副画素、または例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の光をそれぞれ呈する副画素を有する構成とすることができる。また、第２の画素も同様に、例えば白色（Ｗ）を呈する副画素、または例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の光をそれぞれ呈する副画素を有する構成とすることができる。なお、第１の画素および第２の画素がそれぞれ有する副画素は、４色以上であってもよい。副画素の種類が多いほど、消費電力を低減することが可能で、また色再現性を高めることができる。

本発明の一態様は、第１の画素で画像を表示する第１のモード、第２の画素で画像を表示する第２のモード、および第１の画素および第２の画素で画像を表示する第３のモードを切り替えることができる。また、実施の形態１で示したように、第１の画素および第２の画素のそれぞれに異なる画像信号を入力し、合成画像を表示することもできる。

第１のモードは、第１の表示素子による反射光を用いて画像を表示するモードである。第１のモードは光源が不要であるため、極めて低消費電力な駆動モードである。例えば、外光の照度が十分高く、且つ外光が白色光またはその近傍の光である場合に有効である。第１のモードは、例えば本や書類などの文字情報を表示することに適した表示モードである。また、反射光を用いるため、目に優しい表示を行うことができ、目が疲れにくいという効果を奏する。

第２のモードでは、第２の表示素子による発光を利用して画像を表示するモードである。そのため、外光の照度や色度によらず、極めて鮮やかな（コントラストが高く、且つ色再現性の高い）表示を行うことができる。例えば、夜間や暗い室内など、外光の照度が極めて小さい場合などに有効である。また外光が暗い場合、明るい表示を行うと使用者が眩しく感じてしまう場合がある。これを防ぐために、第２のモードでは輝度を抑えた表示を行うことが好ましい。またこれにより、眩しさを抑えることに加え、消費電力も低減することができる。第２のモードは、鮮やかな画像や滑らかな動画などを表示することに適したモードである。

第３のモードでは、第１の表示素子による反射光と、第２の表示素子による発光の両方を利用して表示を行うモードである。具体的には、第１の画素が呈する光と、第１の画素と隣接する第２の画素が呈する光を混色させることにより、１つの色を表現するように駆動する。第１のモードよりも鮮やかな表示をしつつ、第２のモードよりも消費電力を抑えることができる。例えば、室内照明下や、朝方や夕方の時間帯など、外光の照度が比較的低い場合や、外光の色度が白色ではない場合などに有効である。

以下では、本発明の一態様のより具体的な例について、図面を参照して説明する。

［表示装置の構成例］

図９は、本発明の一態様の表示装置が有する画素アレイ４０を説明する図である。画素アレイ４０は、マトリクス状に配置された複数の画素ユニット４５を有する。画素ユニット４５は、画素４６と、画素４７を有する。

図９では、画素４６および画素４７が、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色に対応する表示素子を有する場合の例を示している。

画素４６は、赤色（Ｒ）に対応する表示素子４６Ｒ、緑色（Ｇ）に対応する表示素子４６Ｇ、青色（Ｂ）に対応する表示素子４６Ｂを有する。表示素子４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂはそれぞれ、光源の光を利用した第２の表示素子である。

画素４７は、赤色（Ｒ）に対応する表示素子４７Ｒ、緑色（Ｇ）に対応する表示素子４７Ｇ、青色（Ｂ）に対応する表示素子４７Ｂを有する。表示素子４７Ｒ、４７Ｇ、４７Ｂはそれぞれ、外光の反射を利用した第１の表示素子である。

ここで、第１の表示素子と第２の表示素子とは重なる領域を有し、両者の距離はできるだけ小さくすることが好ましい。例えば、第１の表示素子に液晶素子、第２の表示素子に発光素子を用いたとき、第１の表示素子の対向電極（コモン電極）と、第２の表示素子の発光部との距離は、３０μｍ未満、好ましくは１０μｍ未満、さらに好ましくは５μｍ未満とする。

上記のように両者の距離を小さくすることで、例えば、ある画素の第１の表示素子から放たれる光と、隣接する画素の第２の表示素子から放たれる光との混色がおきにくくなり、鮮明な画像を得ることができる。また、第２の表示素子から放たれる光の光路を短くすることにより、当該光の減衰を減らすことができる。また、表示装置全体の厚さを薄くすることができる。また、可撓性を有する表示装置の作製に適する。

以上が表示装置の構成例についての説明である。

［画素ユニットの構成例］
続いて、図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を用いて画素ユニット４５について説明する。図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、画素ユニット４５の構成例を示す模式図である。

画素４６は、表示素子４６Ｒ、表示素子４６Ｇ、表示素子４６Ｂを有する。表示素子４６Ｒは、光源を有し、画素４６に入力される第２の階調値に含まれる赤色に対応する階調値に応じた輝度の赤色の光Ｒ２を、表示面側に射出する。表示素子４６Ｇ、表示素子４６Ｂも同様に、それぞれ緑色の光Ｇ２または青色の光Ｂ２を、表示面側に射出する。

画素４７は、表示素子４７Ｒ、表示素子４７Ｇ、表示素子４７Ｂを有する。表示素子４７Ｒは、外光を反射し、画素４７に入力される第１の階調値に含まれる赤色に対応する階調値に応じた輝度の赤色の光Ｒ１を、表示面側に射出する。表示素子４７Ｇ、表示素子４７Ｂも同様に、それぞれ緑色の光Ｇ１または青色の光Ｂ１を、表示面側に射出する。

〔第１のモード〕
図１０（Ａ）は、外光を反射する表示素子４７Ｒ、表示素子４７Ｇ、表示素子４７Ｂを駆動して画像を表示する動作モードの例を示している。図１０（Ａ）に示すように、画素ユニット４５は、例えば外光の照度が十分に高い場合などでは、画素４６を駆動させずに、画素４７からの光（光Ｒ１、光Ｇ１、および光Ｂ１）のみを混色させることにより、所定の色の光５５を表示面側に射出することもできる。これにより、極めて低消費電力な駆動を行うことができる。

〔第２のモード〕
図１０（Ｂ）は、表示素子４６Ｒ、表示素子４６Ｇ、表示素子４６Ｂを駆動して画像を表示する動作モードの例を示している。図１０（Ｂ）に示すように、画素ユニット４５は、例えば外光の照度が極めて小さい場合などでは、画素４７を駆動させずに、画素４６からの光（光Ｒ２、光Ｇ２、および光Ｂ２）のみを混色させることにより、所定の色の光５５を表示面側に射出することもできる。これにより鮮やかな表示を行うことができる。また外光の照度が小さい場合に輝度を低くすることで、使用者が感じる眩しさを抑えると共に消費電力を低減できる。

〔第３のモード〕
図１０（Ｃ）は、外光を反射する表示素子４７Ｒ、表示素子４７Ｇ、表示素子４７Ｂと、光を発する表示素子４６Ｒ、表示素子４６Ｇ、表示素子４６Ｂの両方を駆動して画像を表示する動作モードの例を示している。図１０（Ｃ）に示すように、画素ユニット４５は、光Ｒ１、光Ｇ１、光Ｂ１、光Ｒ２、光Ｇ２、および光Ｂ２の６つの光を混色させることにより、所定の色の光５５を表示面側に射出することができる。

以上が画素ユニット４５の構成例についての説明である。

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。

（実施の形態４）
以下では、本発明の一態様の表示装置に用いることのできる表示パネルの例について説明する。以下で例示する表示パネルは、反射型の液晶素子と、発光素子の両方を有し、透過モードと反射モードの両方の表示を行うことのできる、表示パネルである。

［構成例］
図１１（Ａ）は、表示装置４００の構成の一例を示すブロック図である。表示装置４００は、表示部３６２にマトリクス状に配列した複数の画素４１０を有する。また表示装置４００は、回路ＧＤと、回路ＳＤを有する。また、方向Ｒに配列した複数の画素４１０、回路ＧＤと電気的に接続する複数の配線Ｇ１、複数の配線Ｇ２、複数の配線ＡＮＯ、および複数の配線ＣＳＣＯＭを有する。また、方向Ｃに配列した複数の画素４１０、回路ＳＤと電気的に接続する複数の配線Ｓ１、および複数の配線Ｓ２を有する。

なお、ここでは簡単のために回路ＧＤと回路ＳＤを１つずつ有する構成を示したが、液晶素子を駆動する回路ＧＤおよび回路ＳＤと、発光素子を駆動する回路ＧＤおよび回路ＳＤとを、別々に設けてもよい。

画素４１０は、反射型の液晶素子と、発光素子を有する。画素４１０において、液晶素子と発光素子とは、互いに重なる部分を有する。

図１１（Ｂ１）は、画素４１０が有する導電層３１１ｂの構成例を示す。導電層３１１ｂは、画素４１０における液晶素子の反射電極として機能する。また導電層３１１ｂには、開口４５１が設けられている。

図１１（Ｂ１）には、導電層３１１ｂと重なる領域に位置する発光素子３６０を破線で示している。発光素子３６０は、導電層３１１ｂが有する開口４５１と重ねて配置されている。これにより、発光素子３６０が発する光は、開口４５１を介して表示面側に射出される。

図１１（Ｂ１）では、方向Ｒに隣接する画素４１０が異なる色に対応する画素である。このとき、図１１（Ｂ１）に示すように、方向Ｒに隣接する２つの画素において、開口４５１が一列に配列されないように、導電層３１１ｂの異なる位置に設けられていることが好ましい。これにより、２つの発光素子３６０を離すことが可能で、発光素子３６０が発する光が隣接する画素４１０が有する着色層に入射してしまう現象（クロストークともいう）を抑制することができる。また、隣接する２つの発光素子３６０を離して配置することができるため、発光素子３６０のＥＬ層をシャドウマスク等により作り分ける場合であっても、高い精細度の表示装置を実現できる。

また、図１１（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３６０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導電層３１１ｂに設ける開口４５１の面積が小さすぎると、発光素子３６０が射出する光から取り出せる光の効率が低下してしまう。

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。

［回路構成例］
図１２は、画素４１０の構成例を示す回路図である。図１２では、隣接する２つの画素４１０を示している。

画素４１０は、スイッチＳＷ１、容量素子Ｃ１、液晶素子３４０、スイッチＳＷ２、トランジスタＭ、容量素子Ｃ２、および発光素子３６０等を有する。また、画素４１０には、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線ＡＮＯ、配線ＣＳＣＯＭ、配線Ｓ１、および配線Ｓ２が電気的に接続されている。また、図１２では、液晶素子３４０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ１、および発光素子３６０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ２を示している。

図１２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３４０の一方の電極と接続されている。容量素子Ｃ１は、他方の電極が配線ＣＳＣＯＭと接続されている。液晶素子３４０は、他方の電極が配線ＶＣＯＭ１と接続されている。

また、スイッチＳＷ２は、ゲートが配線Ｇ２と接続され、ソースまたはドレインの一方が配線Ｓ２と接続され、ソースまたはドレインの他方が、容量素子Ｃ２の一方の電極、トランジスタＭのゲートと接続されている。容量素子Ｃ２は、他方の電極がトランジスタＭのソースまたはドレインの一方、および配線ＡＮＯと接続されている。トランジスタＭは、ソースまたはドレインの他方が発光素子３６０の一方の電極と接続されている。発光素子３６０は、他方の電極が配線ＶＣＯＭ２と接続されている。

図１２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３４０が有する液晶の配向状態を制御する信号を与えることができる。配線ＣＳＣＯＭには、所定の電位を与えることができる。

配線Ｇ２には、スイッチＳＷ２を導通状態または非導通状態に制御する信号を与えることができる。配線ＶＣＯＭ２および配線ＡＮＯには、発光素子３６０が発光する電位差が生じる電位をそれぞれ与えることができる。配線Ｓ２には、トランジスタＭの導通状態を制御する信号を与えることができる。

図１２に示す画素４１０は、例えば、反射モードの表示を行う場合には、配線Ｇ１および配線Ｓ１に与える信号により駆動し、液晶素子３４０による光学変調を利用して表示することができる。また、透過モードで表示を行う場合には、配線Ｇ２および配線Ｓ２に与える信号により駆動し、発光素子３６０を発光させて表示することができる。また、両方のモードで駆動する場合には、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線Ｓ１および配線Ｓ２のそれぞれに与える信号により駆動することができる。

なお、図１２では一つの画素４１０に、一つの液晶素子３４０と一つの発光素子３６０とを有する例を示したが、これに限られない。図１３（Ａ）は、一つの画素４１０に一つの液晶素子３４０と４つの発光素子３６０（発光素子３６０ｒ、３６０ｇ、３６０ｂ、３６０ｗ）を有する例を示している。

図１３（Ａ）では図１２の例に加えて、画素４１０に配線Ｇ３および配線Ｓ３が接続されている。

図１３（Ａ）に示す例では、例えば４つの発光素子３６０を、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、および白色（Ｗ）を呈する発光素子を用いることができる。また液晶素子３４０として、白色を呈する反射型の液晶素子を用いることができる。これにより、反射モードの表示を行う場合には、反射率の高い白色の表示を行うことができる。また透過モードで表示を行う場合には、演色性の高い表示を低い電力で行うことができる。

また、図１３（Ｂ）には、画素４１０の構成例を示している。画素４１０は、電極３１１が有する開口部と重なる発光素子３６０ｗと、電極３１１の周囲に配置された発光素子３６０ｒ、発光素子３６０ｇ、および発光素子３６０ｂとを有する。発光素子３６０ｒ、発光素子３６０ｇ、および発光素子３６０ｂは、発光面積がほぼ同等であることが好ましい。

［表示パネルの構成例］
図１４は、本発明の一態様の表示パネル３００の斜視概略図である。表示パネル３００は、基板３５１と基板３６１とが貼り合わされた構成を有する。図１４では、基板３６１を破線で明示している。

表示パネル３００は、表示部３６２、回路３６４、配線３６５等を有する。基板３５１には、例えば回路３６４、配線３６５、および画素電極として機能する導電層３１１ｂ等が設けられる。また図１４では基板３５１上にＩＣ３７３とＦＰＣ３７２が実装されている例を示している。そのため、図１４に示す構成は、表示パネル３００とＦＰＣ３７２およびＩＣ３７３を有する表示モジュールと言うこともできる。

回路３６４は、例えば走査線駆動回路として機能する回路を用いることができる。

配線３６５は、表示部や回路３６４に信号や電力を供給する機能を有する。当該信号や電力は、ＦＰＣ３７２を介して外部、またはＩＣ３７３から配線３６５に入力される。

また、図１４では、ＣＯＧ（ＣｈｉｐＯｎＧｌａｓｓ）方式等により、基板３５１にＩＣ３７３が設けられている例を示している。ＩＣ３７３は、例えば走査線駆動回路、または信号線駆動回路などとしての機能を有するＩＣを適用できる。なお表示パネル３００が走査線駆動回路および信号線駆動回路として機能する回路を備える場合や、走査線駆動回路や信号線駆動回路として機能する回路を外部に設け、ＦＰＣ３７２を介して表示パネル３００を駆動するための信号を入力する場合などでは、ＩＣ３７３を設けない構成としてもよい。また、ＩＣ３７３を、ＣＯＦ（ＣｈｉｐＯｎＦｉｌｍ）方式等により、ＦＰＣ３７２に実装してもよい。

図１４には、表示部３６２の一部の拡大図を示している。表示部３６２には、複数の表示素子が有する導電層３１１ｂがマトリクス状に配置されている。導電層３１１ｂは、可視光を反射する機能を有し、後述する液晶素子３４０の反射電極として機能する。

また、図１４に示すように、導電層３１１ｂは開口を有する。さらに導電層３１１ｂよりも基板３５１側に、発光素子３６０を有する。発光素子３６０からの光は、導電層３１１ｂの開口を介して基板３６１側に射出される。

また、基板３６１上にはタッチセンサを設けることができる。例えば、シート状の静電容量方式のタッチセンサ３６６を表示部３６２に重ねて設ける構成とすればよい。または、基板３６１と基板３５１との間にタッチセンサを設けてもよい。基板３６１と基板３５１との間にタッチセンサを設ける場合は、静電容量方式のタッチセンサのほか、光電変換素子を用いた光学式のタッチセンサを適用してもよい。

［断面構成例１］
図１５に、図１４で例示した表示パネルの、ＦＰＣ３７２を含む領域の一部、回路３６４を含む領域の一部、および表示部３６２を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。なお、タッチセンサ３６６は含まない。

表示パネルは、基板３５１と基板３６１の間に、絶縁層２２０を有する。また基板３５１と絶縁層２２０の間に、発光素子３６０、トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、トランジスタ２０６、着色層１３４等を有する。また絶縁層２２０と基板３６１の間に、液晶素子３４０、着色層１３１等を有する。また基板３６１と絶縁層２２０は接着層１４１を介して接着され、基板３５１と絶縁層２２０は接着層１４２を介して接着されている。

トランジスタ２０６は、液晶素子３４０と電気的に接続し、トランジスタ２０５は、発光素子３６０と電気的に接続する。トランジスタ２０５とトランジスタ２０６は、いずれも絶縁層２２０の基板３５１側の面上に形成されているため、これらを同一の工程を用いて作製することができる。

基板３６１には、着色層１３１、遮光層１３２、絶縁層１２１、および液晶素子３４０の共通電極として機能する導電層３１３、配向膜１３３ｂ、絶縁層１１７等が設けられている。絶縁層１１７は、液晶素子３４０のセルギャップを保持するためのスペーサとして機能する。

絶縁層２２０の基板３５１側には、絶縁層２１１、絶縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１４、絶縁層２１５等の絶縁層が設けられている。絶縁層２１１は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１２、絶縁層２１３、および絶縁層２１４は、各トランジスタを覆って設けられている。また絶縁層２１４を覆って絶縁層２１５が設けられている。絶縁層２１４および絶縁層２１５は、平坦化層としての機能を有する。なお、ここではトランジスタ等を覆う絶縁層として、絶縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１４の３層を有する場合について示しているが、これに限られず４層以上であってもよいし、単層、または２層であってもよい。また平坦化層として機能する絶縁層２１４は、不要であれば設けなくてもよい。

また、トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、およびトランジスタ２０６は、一部がゲートとして機能する導電層２２１、一部がソースまたはドレインとして機能する導電層２２２、半導体層２３１を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。

液晶素子３４０は反射型の液晶素子である。液晶素子３４０は、導電層３１１ａ、液晶３１２、導電層３１３が積層された積層構造を有する。また、導電層３１１ａの基板３５１側に接して、可視光を反射する導電層３１１ｂが設けられている。導電層３１１ｂは開口２５１を有する。また、導電層３１１ａおよび導電層３１３は可視光を透過する材料を含む。また、液晶３１２と導電層３１１ａの間に配向膜１３３ａが設けられ、液晶３１２と導電層３１３の間に配向膜１３３ｂが設けられている。また、基板３６１の外側の面には、偏光板１３０を有する。

液晶素子３４０において、導電層３１１ｂは可視光を反射する機能を有し、導電層３１３は可視光を透過する機能を有する。基板３６１側から入射した光は、偏光板１３０により偏光され、導電層３１３、液晶３１２を透過し、導電層３１１ｂで反射する。そして、液晶３１２および導電層３１３を再度透過して、偏光板１３０に達する。このとき、導電層３１１ｂと導電層３１３の間に与える電圧によって液晶の配向を制御し、光の光学変調を制御することができる。すなわち、偏光板１３０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。

発光素子３６０は、ボトムエミッション型の発光素子である。発光素子３６０は、絶縁層２２０側から導電層１９１、ＥＬ層１９２、および導電層１９３ｂの順に積層された積層構造を有する。また導電層１９３ｂを覆って導電層１９３ａが設けられている。導電層１９３ｂは可視光を反射する材料を含み、導電層１９１および導電層１９３ａは可視光を透過する材料を含む。発光素子３６０が発する光は、着色層１３４、絶縁層２２０、開口２５１、導電層３１３等を介して、基板３６１側に射出される。

ここで、図１５に示すように、開口２５１には可視光を透過する導電層３１１ａが設けられていることが好ましい。これにより、開口２５１と重なる領域においてもそれ以外の領域と同様に液晶３１２が配向するため、これらの領域の境界部で液晶の配向不良が生じ、意図しない光が漏れてしまうことを抑制できる。

ここで、基板３６１の外側の面に配置する偏光板１３０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、外光反射を抑制するために光拡散版を設けてもよい。また、偏光板の種類に応じて、液晶素子３４０に用いる液晶素子のセルギャップ、配向、駆動電圧等を調整することで、所望のコントラストが実現されるようにすればよい。

導電層１９１の端部を覆う絶縁層２１６上には、絶縁層２１７が設けられている。絶縁層２１７は、絶縁層２２０と基板３５１が必要以上に接近することを抑制するスペーサとしての機能を有する。またＥＬ層１９２や導電層１９３ａを遮蔽マスク（メタルマスク）を用いて形成する場合には、当該遮蔽マスクが被形成面に接触することを抑制するためのマスクギャッパとしての機能を有していてもよい。なお、絶縁層２１７は不要であれば設けなくてもよい。

トランジスタ２０５のソースまたはドレインの一方は、導電層２２４を介して発光素子３６０の導電層１９１と電気的に接続されている。

トランジスタ２０６のソースまたはドレインの一方は、接続部２０７を介して導電層３１１ｂと電気的に接続されている。導電層３１１ｂと導電層３１１ａは接して設けられ、これらは電気的に接続されている。ここで、接続部２０７は、絶縁層２２０に設けられた開口を介して、絶縁層２２０の両面に設けられる導電層同士を接続する部分である。

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は、接続層２４２を介してＦＰＣ３７２と電気的に接続されている。接続部２０４は接続部２０７と同様の構成を有している。接続部２０４の上面は、導電層３１１ａと同一の導電膜を加工して得られた導電層が露出している。これにより、接続部２０４とＦＰＣ３７２とを接続層２４２を介して電気的に接続することができる。

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、導電層３１１ａと同一の導電膜を加工して得られた導電層と、導電層３１３の一部が、接続体２４３により電気的に接続されている。したがって、基板３６１側に形成された導電層３１３に、基板３５１側に接続されたＦＰＣ３７２から入力される信号または電位を、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１５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を散布すればよい。

図１５では、回路３６４の例としてトランジスタ２０１が設けられている例を示している。

図１５では、トランジスタ２０１およびトランジスタ２０５の例として、チャネルが形成される半導体層２３１を２つのゲートで挟持する構成が適用されている。一方のゲートは導電層２２１により、他方のゲートは絶縁層２１２を介して半導体層２３１と重なる導電層２２３により構成されている。このような構成とすることで、トランジスタのしきい値電圧を制御することができる。このとき、２つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジスタを駆動してもよい。このようなトランジスタは他のトランジスタと比較して電界効果移動度を高めることが可能であり、オン電流を増大させることができる。その結果、高速駆動が可能な回路を作製することができる。さらには、回路部の占有面積を縮小することが可能となる。オン電流の大きなトランジスタを適用することで、表示パネルを大型化、または高精細化したときに配線数が増大したとしても、各配線における信号遅延を低減することが可能であり、表示ムラを抑制することができる。

なお、回路３６４が有するトランジスタと、表示部３６２が有するトランジスタは、同じ構造であってもよい。また回路３６４が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよいし、異なる構造のトランジスタを組み合わせて用いてもよい。また、表示部３６２が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよいし、異なる構造のトランジスタを組み合わせて用いてもよい。

各トランジスタを覆う絶縁層２１２、絶縁層２１３のうち少なくとも一方は、水や水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。すなわち、絶縁層２１２または絶縁層２１３はバリア膜として機能させることができる。このような構成とすることで、トランジスタに対して外部から不純物が拡散することを効果的に抑制することが可能となり、信頼性の高い表示パネルを実現できる。

基板３６１側において、着色層１３１、遮光層１３２を覆って絶縁層１２１が設けられている。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、導電層３１３の表面を概略平坦にできるため、液晶３１２の配向状態を均一にできる。

［断面構成例２］
また、本発明の一態様の表示パネルは、図１６に示すように、画素に設けられる第１のトランジスタと、第２のトランジスタが重なる領域を有する構成であってもよい。このような構成とすることで、一画素あたりの面積を小さくすることができ、高精細な画像が表示できる画素密度の高い表示パネルを形成することができる。

例えば、発光素子３６０を駆動するためのトランジスタであるトランジスタ２０５と、トランジスタ２０８が重なる領域を有するように構成とすることができる。または、液晶素子３４０を駆動するためのトランジスタ２０６と、トランジスタ２０５およびトランジスタ２０８の一方が重なる領域を有するように構成であってもよい。

［断面構成例３］
また、本発明の一態様の表示パネルは、図１７に示すように、表示パネル３００ａと表示パネル３００ｂが接着層５０を介して貼り合わされた構成であってもよい。表示パネル３００ａは、表示部３６２ａに液晶素子３４０およびトランジスタ２０６を有し、表示部３６２を駆動する回路３６４ａにトランジスタ２０１ａを有する。表示パネル３００ｂは、表示部３６２ｂに発光素子３６０およびトランジスタ２０５、２０８を有し、表示部３６２ｂを駆動する回路３６４ｂにトランジスタ２０１ｂを有する。

〔断面構成例４〕
図１８に示す表示パネルは、図１５に示す構成において各トランジスタにトップゲート型のトランジスタを適用した場合の例である。このように、トップゲート型のトランジスタを適用することにより、寄生容量が低減できるため、表示のフレーム周波数を高めることができる。なお、トップゲート型のトランジスタは、図１６および図１７に示す構成に適用することもできる。

このような構成とすることで、表示パネル３００ａおよび表示パネル３００ｂのそれぞれに適した作製工程を用いることができ、製品歩留りを向上させることができる。

［各構成要素について］
以下では、上記に示す各構成要素について説明する。

〔基板〕
表示パネルが有する基板には、平坦面を有する材料を用いることができる。表示素子からの光を取り出す側の基板には、該光を透過する材料を用いる。例えば、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、有機樹脂などの材料を用いることができる。

厚さの薄い基板を用いることで、表示パネルの軽量化、薄型化を図ることができる。さらに、可撓性を有する程度の厚さの基板を用いることで、可撓性を有する表示パネルを実現できる。

また、発光を取り出さない側の基板は、透光性を有していなくてもよいため、上記に挙げた基板の他に、金属基板等を用いることもできる。金属基板は熱伝導性が高く、基板全体に熱を容易に伝導できるため、表示パネルの局所的な温度上昇を抑制することができ、好ましい。可撓性や曲げ性を得るためには、金属基板の厚さは、１０μｍ以上２００μｍ以下が好ましく、２０μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。

金属基板を構成する材料としては、特に限定はないが、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル等の金属、もしくはアルミニウム合金またはステンレス等の合金などを好適に用いることができる。

また、金属基板の表面を酸化する、または表面に絶縁膜を形成するなどにより、絶縁処理が施された基板を用いてもよい。例えば、スピンコート法やディップ法などの塗布法、電着法、蒸着法、またはスパッタリング法などを用いて絶縁膜を形成してもよいし、酸素雰囲気で放置するまたは加熱するほか、陽極酸化法などによって、基板の表面に酸化膜を形成してもよい。

可撓性を有し、可視光に対する透過性を有する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂等が挙げられる。特に、熱膨張係数の低い材料を用いることが好ましく、例えば、熱膨張係数が３０×１０^−６／Ｋ以下であるポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＥＴ等を好適に用いることができる。また、ガラス繊維に有機樹脂を含浸した基板や、無機フィラーを有機樹脂に混ぜて熱膨張係数を下げた基板を使用することもできる。このような材料を用いた基板は、重量が軽いため、該基板を用いた表示パネルも軽量にすることができる。

上記材料中に繊維体が含まれている場合、繊維体は有機化合物または無機化合物の高強度繊維を用いる。高強度繊維とは、具体的には引張弾性率またはヤング率の高い繊維のことを言い、代表例としては、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエチレン系繊維、アラミド系繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維が挙げられる。ガラス繊維としては、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、Ｑガラス等を用いたガラス繊維が挙げられる。これらは、織布または不織布の状態で用い、この繊維体に樹脂を含浸させ樹脂を硬化させた構造物を、可撓性を有する基板として用いてもよい。可撓性を有する基板として、繊維体と樹脂からなる構造物を用いると、曲げや局所的押圧による破損に対する信頼性が向上するため、好ましい。

または、可撓性を有する程度に薄いガラス、金属などを基板に用いることもできる。または、ガラスと樹脂材料とが接着層により貼り合わされた複合材料を用いてもよい。

可撓性を有する基板に、表示パネルの表面を傷などから保護するハードコート層（例えば、窒化シリコン、酸化アルミニウムなど）や、押圧を分散可能な材質の層（例えば、アラミド樹脂など）等が積層されていてもよい。また、水分等による表示素子の寿命の低下等を抑制するために、可撓性を有する基板に透水性の低い絶縁膜が積層されていてもよい。例えば、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等の無機絶縁材料を用いることができる。

基板は、複数の層を積層して用いることもできる。特に、ガラス層を有する構成とすると、水や酸素に対するバリア性を向上させ、信頼性の高い表示パネルとすることができる。

〔トランジスタ〕
トランジスタは、ゲート電極として機能する導電層と、半導体層と、ソース電極として機能する導電層と、ドレイン電極として機能する導電層と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層と、を有する。上記では、ボトムゲート構造のトランジスタを適用した場合を示している。

なお、本発明の一態様の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルの上下にゲート電極が設けられていてもよい。

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、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上である金属酸化物を用いることができる。代表的には、インジウムを含む酸化物半導体などであり、例えば、後述するＣＡＣ−ＯＳなどを用いることができる。

シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい酸化物半導体を用いたトランジスタは、その低いオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量素子に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。

半導体層は、例えばインジウム、亜鉛およびＭ（アルミニウム、チタン、ガリウム、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ランタン、セリウム、スズ、ネオジムまたはハフニウム等の金属）を含むＩｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物で表記される膜とすることができる。

半導体層を構成する酸化物半導体がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物の場合、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ≧Ｍ、Ｚｎ≧Ｍを満たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：８等が好ましい。なお、成膜される半導体層の原子数比はそれぞれ、上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス４０％の変動を含む。

本実施の形態で例示したボトムゲート構造のトランジスタは、作製工程を削減できるため好ましい。またこのとき酸化物半導体を用いることで、多結晶シリコンよりも低温で形成できる、半導体層よりも下層の配線や電極の材料、基板の材料として、耐熱性の低い材料を用いることが可能なため、材料の選択の幅を広げることができる。例えば、極めて大面積のガラス基板などを好適に用いることができる。

半導体層としては、キャリア密度の低い酸化物半導体膜を用いる。例えば、半導体層は、キャリア密度が１×１０^１７／ｃｍ^３以下、好ましくは１×１０^１５／ｃｍ^３以下、さらに好ましくは１×１０^１３／ｃｍ^３以下、より好ましくは１×１０^１１／ｃｍ^３以下、さらに好ましくは１×１０^１０／ｃｍ^３未満であり、１×１０^−９／ｃｍ^３以上のキャリア密度の酸化物半導体を用いることができる。そのような酸化物半導体を、高純度真性または実質的に高純度真性な酸化物半導体と呼ぶ。これにより不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低いため、安定な特性を有する酸化物半導体であるといえる。

なお、これらに限られず、必要とするトランジスタの半導体特性および電気特性（電界効果移動度、しきい値電圧等）に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とするトランジスタの半導体特性を得るために、半導体層のキャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。

半導体層を構成する酸化物半導体において、第１４族元素の一つであるシリコンや炭素が含まれると、半導体層において酸素欠損が増加し、ｎ型化してしまう。このため、半導体層におけるシリコンや炭素の濃度（二次イオン質量分析法により得られる濃度）を、２×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは２×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下とする。

また、アルカリ金属およびアルカリ土類金属は、酸化物半導体と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジスタのオフ電流が増大してしまうことがある。このため半導体層における二次イオン質量分析法により得られるアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは２×１０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下にする。

また、半導体層を構成する酸化物半導体に窒素が含まれていると、キャリアである電子が生じ、キャリア密度が増加し、ｎ型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため半導体層における二次イオン質量分析法により得られる窒素濃度は、５×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下にすることが好ましい。

また、半導体層は、例えば非単結晶構造でもよい。非単結晶構造は、例えば、ｃ軸に配向した結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ−ＡｘｉｓＡｌｉｇｎｅｄＣｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、または、Ｃ−ＡｘｉｓＡｌｉｇｎｅｄａｎｄＡ−Ｂ−ｐｌａｎｅＡｎｃｈｏｒｅｄＣｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶構造、微結晶構造、または非晶質構造を含む。非単結晶構造において、非晶質構造は最も欠陥準位密度が高く、ＣＡＡＣ−ＯＳは最も欠陥準位密度が低い。

非晶質構造の酸化物半導体膜は、例えば、原子配列が無秩序であり、結晶成分を有さない。または、非晶質構造の酸化物膜は、例えば、完全な非晶質構造であり、結晶部を有さない。

なお、半導体層が、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、多結晶構造の領域、ＣＡＡＣ−ＯＳの領域、単結晶構造の領域のうち、二種以上を有する混合膜であってもよい。混合膜は、例えば上述した領域のうち、いずれか二種以上の領域を含む単層構造、または積層構造を有する場合がある。
＜ＣＡＣ−ＯＳの構成＞
以下では、本発明の一態様で開示されるトランジスタに用いることができるＣＡＣ（ＣｌｏｕｄＡｌｉｇｎｅｄＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ）−ＯＳの構成について説明する。

ＣＡＣ−ＯＳとは、例えば、酸化物半導体を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、酸化物半導体において、一つあるいはそれ以上の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。

なお、酸化物半導体は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウムおよび亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。

例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳ（ＣＡＣ−ＯＳの中でもＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を、特にＣＡＣ−ＩＧＺＯと呼称してもよい。）とは、インジウム酸化物（以下、ＩｎＯ_Ｘ１（Ｘ１は０よりも大きい実数）とする。）、またはインジウム亜鉛酸化物（以下、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２（Ｘ２、Ｙ２、およびＺ２は０よりも大きい実数）とする。）と、ガリウム酸化物（以下、ＧａＯ_Ｘ３（Ｘ３は０よりも大きい実数）とする。）、またはガリウム亜鉛酸化物（以下、Ｇａ_Ｘ４Ｚｎ_Ｙ４Ｏ_Ｚ４（Ｘ４、Ｙ４、およびＺ４は０よりも大きい実数）とする。）などと、に材料が分離することでモザイク状となり、モザイク状のＩｎＯ_Ｘ１、またはＩｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２が、膜中に均一に分布した構成（以下、クラウド状ともいう。）である。

つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、ＧａＯ_Ｘ３が主成分である領域と、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合酸化物半導体である。なお、本明細書において、例えば、第１の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比が、第２の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比よりも大きいことを、第１の領域は、第２の領域と比較して、Ｉｎの濃度が高いとする。

なお、ＩＧＺＯは通称であり、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、およびＯによる１つの化合物をいう場合がある。代表例として、ＩｎＧａＯ_３（ＺｎＯ）_ｍ１（ｍ１は自然数）、またはＩｎ_{（１＋ｘ０）}Ｇａ_{（１−ｘ０）}Ｏ_３（ＺｎＯ）_ｍ０（−１≦ｘ０≦１、ｍ０は任意数）で表される結晶性の化合物が挙げられる。

上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、またはＣＡＡＣ構造を有する。なお、ＣＡＡＣ構造とは、複数のＩＧＺＯのナノ結晶がｃ軸配向を有し、かつａ−ｂ面においては配向せずに連結した結晶構造である。

一方、ＣＡＣ−ＯＳは、酸化物半導体の材料構成に関する。ＣＡＣ−ＯＳとは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、およびＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。したがって、ＣＡＣ−ＯＳにおいて、結晶構造は副次的な要素である。

なお、ＣＡＣ−ＯＳは、組成の異なる二種類以上の膜の積層構造は含まないものとする。例えば、Ｉｎを主成分とする膜と、Ｇａを主成分とする膜との２層からなる構造は、含まない。

なお、ＧａＯ_Ｘ３が主成分である領域と、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。

なお、ガリウムの代わりに、アルミニウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれている場合、ＣＡＣ−ＯＳは、一部に該金属元素を主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。

ＣＡＣ−ＯＳは、例えば基板を意図的に加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、ＣＡＣ−ＯＳをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス（代表的にはアルゴン）、酸素ガス、および窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば酸素ガスの流量比を０％以上３０％未満、好ましくは０％以上１０％以下とすることが好ましい。

ＣＡＣ−ＯＳは、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）測定法のひとつであるＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法によるθ／２θスキャンを用いて測定したときに、明確なピークが観察されないという特徴を有する。すなわち、Ｘ線回折から、測定領域のａ−ｂ面方向、およびｃ軸方向の配向は見られないことが分かる。

また、ＣＡＣ−ＯＳは、プローブ径が１ｎｍの電子線（ナノビーム電子線ともいう。）を照射することで得られる電子線回折パターンにおいて、リング状に輝度の高い領域と、該リング領域に複数の輝点が観測される。したがって、電子線回折パターンから、ＣＡＣ−ＯＳの結晶構造が、平面方向、および断面方向において、配向性を有さないｎｃ（ｎａｎｏ−ｃｒｙｓｔａｌ）構造を有することがわかる。

また、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳでは、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ：ＥｎｅｒｇｙＤｉｓｐｅｒｓｉｖｅＸ−ｒａｙｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて取得したＥＤＸマッピングにより、ＧａＯ_Ｘ３が主成分である領域と、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域とが、偏在し、混合している構造を有することが確認できる。

ＣＡＣ−ＯＳは、金属元素が均一に分布したＩＧＺＯ化合物とは異なる構造であり、ＩＧＺＯ化合物と異なる性質を有する。つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、ＧａＯ_Ｘ３などが主成分である領域と、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域と、に互いに相分離し、各元素を主成分とする領域がモザイク状である構造を有する。

ここで、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域は、ＧａＯ_Ｘ３などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、酸化物半導体としての導電性が発現する。したがって、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域が、酸化物半導体中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度（μ）が実現できる。

一方、ＧａＯ_Ｘ３などが主成分である領域は、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、ＧａＯ_Ｘ３などが主成分である領域が、酸化物半導体中に分布することで、リーク電流を抑制し、良好なスイッチング動作を実現できる。

したがって、ＣＡＣ−ＯＳを半導体素子に用いた場合、ＧａＯ_Ｘ３などに起因する絶縁性と、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１に起因する導電性とが、相補的に作用することにより、高いオン電流（Ｉ_ｏｎ）、および高い電界効果移動度（μ）を実現することができる。

また、ＣＡＣ−ＯＳを用いた半導体素子は、信頼性が高い。したがって、ＣＡＣ−ＯＳは、ディスプレイをはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。

または、トランジスタのチャネルが形成される半導体にシリコンを用いてもよい。シリコンとしてアモルファスシリコンを用いてもよいが、特に結晶性を有するシリコンを用いることが好ましい。例えば、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンなどを用いることが好ましい。特に、多結晶シリコンは、単結晶シリコンに比べて低温で形成でき、且つアモルファスシリコンに比べて高い電界効果移動度と高い信頼性を備える。

本実施の形態で例示したボトムゲート構造のトランジスタは、作製工程を削減できるため好ましい。またこのときアモルファスシリコンを用いることで、多結晶シリコンよりも低温で形成できるため、半導体層よりも下層の配線や電極の材料、基板の材料として、耐熱性の低い材料を用いることが可能なため、材料の選択の幅を広げることができる。例えば、極めて大面積のガラス基板などを好適に用いることができる。一方、トップゲート型のトランジスタは、自己整合的に不純物領域を形成しやすいため、特性のばらつきなどを低減することができるため好ましい。このとき特に、多結晶シリコンや単結晶シリコンなどを用いる場合に適している。

〔導電層〕
トランジスタのゲート、ソースおよびドレインのほか、表示装置を構成する各種配線および電極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、またはタングステンなどの金属、またはこれを主成分とする合金などが挙げられる。またこれらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、チタン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、タングステン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、タングステン膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜または窒化チタン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛等の酸化物を用いてもよい。また、マンガンを含む銅を用いると、エッチングによる形状の制御性が高まるため好ましい。

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。

〔絶縁層〕
各絶縁層に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル、エポキシなどの樹脂、シロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることもできる。

また、発光素子は、一対の透水性の低い絶縁膜の間に設けられていることが好ましい。これにより、発光素子に水等の不純物が侵入することを抑制でき、装置の信頼性の低下を抑制できる。

透水性の低い絶縁膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の窒素と珪素を含む膜や、窒化アルミニウム膜等の窒素とアルミニウムを含む膜等が挙げられる。また、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いてもよい。

例えば、透水性の低い絶縁膜の水蒸気透過量は、１×１０^−５［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）］以下、好ましくは１×１０^−６［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）］以下、より好ましくは１×１０^−７［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）］以下、さらに好ましくは１×１０^−８［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）］以下とする。

〔液晶素子〕
液晶素子としては、例えば垂直配向（ＶＡ：ＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）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−ＤｏｍａｉｎＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（ＰａｔｔｅｒｎｅｄＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（ＡｄｖａｎｃｅｄＳｕｐｅｒＶｉｅｗ）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（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（ＦｒｉｎｇｅＦｉｅｌｄＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（ＡｘｉａｌｌｙＳｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｉｇｎｅｄＭｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（ＯｐｔｉｃａｌｌｙＣｏｍｐｅｎｓａｔｅｄＢｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（ＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ）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、液晶素子は、液晶の光学的変調作用によって光の透過または非透過を制御する素子である。なお、液晶の光学的変調作用は、液晶にかかる電界（横方向の電界、縦方向の電界または斜め方向の電界を含む）によって制御される。なお、液晶素子に用いる液晶としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：ＰｏｌｙｍｅｒＤｉｓｐｅｒｓｅｄＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ）、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。

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

また、液晶素子として、透過型の液晶素子、反射型の液晶素子、または半透過型の液晶素子などを用いることができる。

本発明の一態様では、特に反射型の液晶素子を用いることができる。

透過型または半透過型の液晶素子を用いる場合、一対の基板を挟むように、２つの偏光板を設ける。また偏光板よりも外側に、バックライトを設ける。バックライトとしては、直下型のバックライトであってもよいし、エッジライト型のバックライトであってもよい。ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）を備える直下型のバックライトを用いると、ローカルディミングが容易となり、コントラストを高めることができるため好ましい。また、エッジライト型のバックライトを用いると、バックライトを含めたモジュールの厚さを低減できるため好ましい。
め好ましい。

反射型の液晶素子を用いる場合には、表示面側に偏光板を設ける。またこれとは別に、表示面側に光拡散板を配置すると、視認性を向上させられるため好ましい。

また、反射型、または半透過型の液晶素子を用いる場合、偏光板よりも外側に、フロントライトを設けてもよい。フロントライトとしては、エッジライト型のフロントライトを用いることが好ましい。ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）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。

〔発光素子〕
発光素子としては、自発光が可能な素子を用いることができ、電流または電圧によって輝度が制御される素子をその範疇に含んでいる。例えば、ＬＥＤ、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子等を用いることができる。

発光素子は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型などがある。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。

ＥＬ層は少なくとも発光層を有する。ＥＬ層は、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、またはバイポーラ性の物質（電子輸送性および正孔輸送性が高い物質）等を含む層をさらに有していてもよい。

ＥＬ層には低分子系化合物および高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。ＥＬ層を構成する層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。

陰極と陽極の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、ＥＬ層に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はＥＬ層において再結合し、ＥＬ層に含まれる発光物質が発光する。

発光素子として、白色発光の発光素子を適用する場合には、ＥＬ層に２種類以上の発光物質を含む構成とすることが好ましい。例えば２以上の発光物質の各々の発光が補色の関係となるように、発光物質を選択することにより白色発光を得ることができる。例えば、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｙ（黄）、Ｏ（橙）等の発光を示す発光物質、またはＲ、Ｇ、Ｂのうち２以上の色のスペクトル成分を含む発光を示す発光物質のうち、２以上を含むことが好ましい。また、発光素子からの発光のスペクトルが、可視光領域の波長（例えば３５０ｎｍ乃至７５０ｎｍ）の範囲内に２以上のピークを有する発光素子を適用することが好ましい。また、黄色の波長領域にピークを有する材料の発光スペクトルは、緑色および赤色の波長領域にもスペクトル成分を有する材料であることが好ましい。

ＥＬ層は、一の色を発光する発光材料を含む発光層と、他の色を発光する発光材料を含む発光層とが積層された構成とすることが好ましい。例えば、ＥＬ層における複数の発光層は、互いに接して積層されていてもよいし、いずれの発光材料も含まない領域を介して積層されていてもよい。例えば、蛍光発光層と燐光発光層との間に、当該蛍光発光層または燐光発光層と同一の材料（例えばホスト材料、アシスト材料）を含み、且ついずれの発光材料も含まない領域を設ける構成としてもよい。これにより、発光素子の作製が容易になり、また、駆動電圧が低減される。

また、発光素子は、ＥＬ層を１つ有するシングル素子であってもよいし、複数のＥＬ層が電荷発生層を介して積層されたタンデム素子であってもよい。

可視光を透過する導電膜は、例えば、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを用いて形成することができる。また、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、もしくはチタン等の金属材料、これら金属材料を含む合金、またはこれら金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等も、透光性を有する程度に薄く形成することで用いることができる。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウム錫酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。また、グラフェン等を用いてもよい。

可視光を反射する導電膜は、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、もしくはパラジウム等の金属材料、またはこれら金属材料を含む合金を用いることができる。また、上記金属材料や合金に、ランタン、ネオジム、またはゲルマニウム等が添加されていてもよい。また、チタン、ニッケル、またはネオジムと、アルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）を用いてもよい。また銅、パラジウム、マグネシウムと、銀を含む合金を用いてもよい。銀と銅を含む合金は、耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム膜またはアルミニウム合金膜に接して金属膜または金属酸化物膜を積層することで、酸化を抑制することができる。このような金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタンや酸化チタンなどが挙げられる。また、上記可視光を透過する導電膜と金属材料からなる膜とを積層してもよい。例えば、銀とインジウム錫酸化物の積層膜、銀とマグネシウムの合金とインジウム錫酸化物の積層膜などを用いることができる。

電極は、それぞれ、蒸着法やスパッタリング法を用いて形成すればよい。そのほか、インクジェット法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法、またはメッキ法を用いて形成することができる。

なお、上述した、発光層、ならびに正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、および電子注入性の高い物質、バイポーラ性の物質等を含む層は、それぞれ量子ドットなどの無機化合物や、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を有していてもよい。例えば、量子ドットを発光層に用いることで、発光材料として機能させることもできる。

なお、量子ドット材料としては、コロイド状量子ドット材料、合金型量子ドット材料、コア・シェル型量子ドット材料、コア型量子ドット材料などを用いることができる。また、１２族と１６族、１３族と１５族、または１４族と１６族の元素グループを含む材料を用いてもよい。または、カドミウム、セレン、亜鉛、硫黄、リン、インジウム、テルル、鉛、ガリウム、ヒ素、アルミニウム等の元素を含む量子ドット材料を用いてもよい。

〔接着層〕
接着層としては、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。

また、上記樹脂に乾燥剤を含んでいてもよい。例えば、アルカリ土類金属の酸化物（酸化カルシウムや酸化バリウム等）のように、化学吸着によって水分を吸着する物質を用いることができる。または、ゼオライトやシリカゲル等のように、物理吸着によって水分を吸着する物質を用いてもよい。乾燥剤が含まれていると、水分などの不純物が素子に侵入することを抑制でき、表示パネルの信頼性が向上するため好ましい。

また、上記樹脂に屈折率の高いフィラーや光散乱部材を混合することにより、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、酸化チタン、酸化バリウム、ゼオライト、ジルコニウム等を用いることができる。

〔接続層〕
接続層としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ）や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＰａｓｔｅ）などを用いることができる。

〔着色層〕
着色層に用いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、顔料または染料が含まれた樹脂材料などが挙げられる。

〔遮光層〕
遮光層として用いることのできる材料としては、カーボンブラック、チタンブラック、金属、金属酸化物、複数の金属酸化物の固溶体を含む複合酸化物等が挙げられる。遮光層は、樹脂材料を含む膜であってもよいし、金属などの無機材料の薄膜であってもよい。また、遮光層に、着色層の材料を含む膜の積層膜を用いることもできる。例えば、ある色の光を透過する着色層に用いる材料を含む膜と、他の色の光を透過する着色層に用いる材料を含む膜との積層構造を用いることができる。着色層と遮光層の材料を共通化することで、装置を共通化できるほか工程を簡略化できるため好ましい。

（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様に用いることのできる情報端末について説明する。

図１９（Ａ）に、タブレット型の情報端末の構成例を示す。情報端末７００は、筐体７０１、表示部７０２、操作キー７０３、スピーカ７０４を有する。ここで、表示部７０２には、入力装置としての機能を有する表示装置を用いることができる。当該入力装置としての機能は、例えば、表示装置に静電容量式のタッチセンサを設ける、表示装置に光電変換素子を有する画素部を設けるなどの方法によって付加することができる。また、操作キー７０３は、情報端末７００を起動する電源スイッチ、情報端末７００に格納したソフトウェアを操作するボタン、音量調整ボタン、または表示部７０２を点灯、あるいは消灯するスイッチとして用いることができる。

また、情報端末７００はマイクロホン７０５を有していてもよい。これにより、例えば、情報端末７００に携帯電話のような通話機能を付することができる。また、情報端末７００はカメラ７０６を有していてもよい。また、筐体７０１内には、データ通信および通話をするための電波を送受信するアンテナ７０７、位置情報を取得するための電波を送受信するＧＰＳアンテナ７０８を有する。また、情報端末７００はフラッシュライト、または照明として用いることができる発光装置を有していてもよい。

また、情報端末７００は、筐体７０１の内部にセンサ７０９（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、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）を有していてもよい。特に、ジャイロセンサ、加速度センサなどの傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、情報端末７００の向き（鉛直方向に対して情報端末がどの向きに向いているか）を判断して、表示部７０２の画面表示を、情報端末７００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。

また、図１９（Ｂ）は、情報端末７００のブロック図の一例である。情報端末７００は、ＣＰＵ３０１（中央演算処理回路）および各種メモリ（ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３）を有するシステム制御部３２０と、情報を格納する不揮発性メモリ３０４と、ロジック回路等を有する構成とすることができる。ＣＰＵやメモリを備えることにより、様々なソフトウェアを動作させることができるほか、書籍などの情報を格納させることができ、パーソナルコンピュータの機能の一部または全部の機能を持たせることができる。

上記ＣＰＵ３０１等には、表示制御部３３１、入力制御部３３２、音声制御部３３３、通信制御部３３４、位置情報制御部３３５、センサ制御部３３６と電気的に接続される。表示制御部３３１および入力制御部３３２は、表示部７０２およびカメラ７０６と電気的に接続される。音声制御部３２３は、スピーカ７０４およびマイクロホン７０５と電気的に接続される。通信制御部３３４は、アンテナ７０７と電気的に接続される。位置情報制御部３３５は、ＧＰＳアンテナ７０８と電気的に接続される。センサ制御部３３６は、センサ７０９と電気的に接続される。

１０端末システム
１１サーバ
１２端末
１３端末
１３ａ端末
１３ｂ端末
１３ｃ端末
１４接続機器
２１表示部
２２文字
２３アンダーライン
２４強調部
２５画像データ
２６画像データ
２７送信アイコン
２８画像データ
２９画像データ
３０画像データ
３１画像データ
３２選択アイコン
３３ａ画像データ
３３ｂ画像データ
３３ｃ画像データ
３４計算アイコン
３５演算結果
３６アンダーライン
４０画素アレイ
４５画素ユニット
４６画素
４６Ｂ表示素子
４６Ｇ表示素子
４６Ｒ表示素子
４７画素
４７Ｂ表示素子
４７Ｇ表示素子
４７Ｒ表示素子
５０接着層
５５光
６１画素回路
６３液晶素子
１１７絶縁層
１２１絶縁層
１３０偏光板
１３１着色層
１３２遮光層
１３３ａ配向膜
１３３ｂ配向膜
１３４着色層
１４１接着層
１４２接着層
１９１導電層
１９２ＥＬ層
１９３ａ導電層
１９３ｂ導電層
２０１トランジスタ
２０１ａトランジスタ
２０１ｂトランジスタ
２０４接続部
２０５トランジスタ
２０６トランジスタ
２０７接続部
２０８トランジスタ
２１１絶縁層
２１２絶縁層
２１３絶縁層
２１４絶縁層
２１５絶縁層
２１６絶縁層
２１７絶縁層
２２０絶縁層
２２１導電層
２２２導電層
２２３導電層
２２４導電層
２３１半導体層
２４２接続層
２４３接続体
２５１開口
２５２接続部
３００表示パネル
３００ａ表示パネル
３００ｂ表示パネル
３０１ＣＰＵ
３０２ＲＯＭ
３０３ＲＡＭ
３０４不揮発性メモリ
３１１電極
３１１ａ導電層
３１１ｂ導電層
３１２液晶
３１３導電層
３２０システム制御部
３２３音声制御部
３３１表示制御部
３３２入力制御部
３３３音声制御部
３３４通信制御部
３３５位置情報制御部
３３６センサ制御部
３４０液晶素子
３５１基板
３６０発光素子
３６０ｂ発光素子
３６０ｇ発光素子
３６０ｒ発光素子
３６０ｗ発光素子
３６１基板
３６２表示部
３６２ａ表示部
３６２ｂ表示部
３６４回路
３６４ａ回路
３６４ｂ回路
３６５配線
３６６タッチセンサ
３７２ＦＰＣ
３７３ＩＣ
４００表示装置
４１０画素
４５１開口
７００情報端末
７０１筐体
７０２表示部
７０３操作キー
７０４スピーカ
７０５マイクロホン
７０６カメラ
７０７アンテナ
７０８ＧＰＳアンテナ
７０９センサ

Claims

第１の端末と、第２の端末と、サーバを有する端末システムであって、
前記第１の端末および前記第２の端末は、前記サーバを介して互いの情報を授受することができ、
前記第１の端末は第１の表示部を有し、
前記第２の端末は第２の表示部を有し、
前記第１および前記第２の表示部は、第１の表示素子と、第２の表示素子と、をそれぞれ有し、
前記第１の端末は、第１のデータを生成して前記第１の表示素子を用いて前記第１の表示部で表示を行い、
前記第１の端末は、前記第１のデータを前記サーバに格納し、
前記第２の端末は、前記第１のデータを前記サーバから読み出し、
前記第２の端末は、前記第１のデータを前記第１の表示素子を用いて前記第２の表示部で表示を行い、
前記第２の端末は、第２のデータを生成して前記第２の表示素子を用いて前記第２の表示部で表示を行い、
前記第２の端末は、前記第２のデータを前記サーバに格納し、
前記第１の端末は、前記第２のデータを前記サーバから読み出し、
前記第１の端末は、前記第２のデータを前記第２の表示素子を用いて前記第１の表示部で表示を行う端末システム。
請求項１において、
前記第１の表示素子および前記第２の表示素子は、第１のフレーム周波数または第２のフレーム周波数でデータを書き換えることができ、
前記第２のフレーム周波数は前記第１のフレーム周波数よりも小さい値であり、
前記第１の端末が前記第２のデータを更新し、次に前記第２のデータを更新するまでの間において、
前記第１の表示部が有する前記第２の表示素子は、前記第２のフレーム周波数で前記第２のデータの書き換えを行い、
前記第２の表示部が有する前記第２の表示素子は、前記第１のフレーム周波数で前記第２のデータの書き換えを行い、
前記第２の端末が前記第１のデータを更新し、次に前記第１のデータを更新するまでの間において、
前記第１の表示部が有する前記第１の表示素子は、前記第１のフレーム周波数で前記第１のデータの書き換えを行い、
前記第２の表示部が有する前記第１の表示素子は、前記第２のフレーム周波数で前記第１のデータの書き換えを行う端末システム。
請求項１または２において、
前記第１の表示素子および前記第２の表示素子は、同一の画素ユニット内に設けられている端末システム。
請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記第１の表示素子は、可視光を反射する機能を有する端末システム。
請求項１乃至４のいずれか一項において、
前記第２の表示素子は、可視光を発する機能を有する端末システム。
請求項１乃至５のいずれか一項において、
前記第１の表示素子および前記第２の表示素子は、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物を含むトランジスタとそれぞれ電気的に接続されている端末システム。
請求項１乃至６のいずれか一項において、前記第１の端末および前記第２の端末は、表示部にタッチセンサを有する端末システム。