JP2022128603A - 表示装置の動作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表示品位の優れた表示装置を提供する。または目に優しい表示装置を提供する。または消費電力が低減された表示装置を提供する。または画素に書き込んだ電圧の変化が抑制される表示装置を提供する。または新規な表示装置を提供する。【解決手段】第１の画素と隣接する第２の画素の、一方の階調レベルが白近傍、他方の階調レベルが黒近傍である第１の画像信号が書き込まれ、第１の画像信号と第２の画像信号が比較され、第２の画像信号において、第１の画素及び第２の画素の階調レベルが中間調の場合は第２の画像信号を３以上の奇数回、第１の画素及び第２の画素の階調レベルが白近傍あるいは黒近傍の場合は第２の画像信号を一回、書き込まれ、第１の画像信号の書き込みと、第２の画像信号の書き込みとの間隔は、１秒以上１００００時間以下である表示装置。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置、およびその駆動方法等に関する。本発明は、表示装置、および
その駆動方法等に関する。

なお、本明細書において、半導体装置とは半導体素子（トランジスタ、ダイオード等）
を含む回路、および同回路を有する装置をいう。また、半導体特性を利用することで機能
しうる装置全般をいう。例えば、集積回路、集積回路を備えたチップ、表示装置、発光装
置、照明装置および電子機器等は全て半導体装置である。

液晶表示装置に求められる付加価値の１つとして、低消費電力がある。例えば、静止画
を表示している期間、データを書き換える間隔を長くすることで、消費電力を低減するこ
とが報告されている（下記、技術文献参照。）。

特開２０１１－１４１５２２号公報 特開２０１１－２３７７６０号公報

Ｓ．Ａｍａｎｏ ｅｔ ａｌ．，"Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ ＬＣ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｕｓｉｎｇ Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏｘｉｄｅ ＴＦＴｓ Ｂａｓｅｄ Ｏｎ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｆｒａｍｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ"，ＳＩＤ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ，４１（２０１０），ｐ．６２６－６２９

本発明の一態様は、表示品位の優れた表示装置を提供することを課題の一とする。また
は、本発明の一態様は、目に優しい表示装置を提供することを課題の一とする。または、
本発明の一態様は、消費電力が低減された表示装置を提供することを課題の一とする。ま
たは、本発明の一態様は、画素に書き込んだ電圧の変化が抑制される表示装置を提供する
ことを課題の一とする。または、本発明の一態様では、新規な表示装置を提供することを
課題の一とする。

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、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。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の画素と、第１の画素と隣接する第２の画素とを有する第１の
表示部及び比較回路を有し、第１の表示部において表示する画像の階調レベルは最大Ｃｘ
個であり、第１の表示部に第１の画像信号を書き込み、第１の画像信号において、第１の
画素及び第２の画素の一方の階調レベルが０．８Ｃ_Ｘ以上、他方の階調レベルが０．２Ｃ
_Ｘ以下であり、第２の画像信号を書き込む前に、第１の画像信号と、第２の画像信号とを
比較回路によって比較し、第２の画像信号において、第１の画素及び第２の画素の階調レ
ベルが０．８Ｃ_Ｘ以上または０．２Ｃ_Ｘ以下の場合、第２の画像信号を一回書き込み、第
２の画像信号において、第１の画素及び第２の画素の階調レベルが０．２Ｃ_Ｘより大きく
０．８Ｃ_Ｘより小さい場合、第２の画像信号を、３以上の奇数回、書き込み、第１の画像
信号の書き込みと、第２の画像信号の書き込みとの間隔は、１秒以上１００００時間以下
である表示装置の動作方法である。

上記形態において、第１の表示部は、第１の表示素子を有し、第１の表示素子は、液晶
素子を有することが好ましい。また上記形態において、第１の表示素子は、光の反射を利
用して階調を表示する機能を有し、第２の表示部を有し、第２の表示部は、第２の表示素
子を有する画素で構成され、第２の表示素子は発光型表示素子であることが好ましい。ま
た上記形態において、第１の表示部を構成する画素はトランジスタを有し、トランジスタ
は、チャネル形成領域に金属酸化物を有することが好ましい。

または、本発明の一態様は、第１の表示部と、ソースドライバと、ソース線と、を有し
、第１の表示部は、第１の表示素子を有する画素で構成され、第１の画像を第１の表示部
に表示し、次いで第２の画像を第１の表示部に表示し、第１の画像および第２の画像の一
方が文字で構成される画像データであり他方が文字で構成される画像データでない場合に
は、第２の画像を第１の表示部に３以上の奇数回書き込み、第１の画像および第２の画像
がともに文字で構成される画像データである、あるいは、ともに文字で構成される画像デ
ータでない場合には、第１の表示部に第２の画像を１回書き込み、ソースドライバは、ソ
ース線に第１の信号を与え、奇数回の書き込みのうち、奇数回目の書き込みにおける第１
の信号の極性と、偶数回目の書き込みにおける第１の信号の極性と、は反転され、３以上
の奇数回の書き込みは、３０Ｈｚ以上２４０Ｈｚ以下の間隔で行われる表示装置の動作方
法である。

上記形態において、第１の表示素子は、光の反射を利用して階調を表示する機能を有す
ることが好ましい。また、上記形態において、第１の表示素子は、液晶素子を有すること
が好ましい。また、上記形態において、画素はトランジスタを有し、トランジスタは、チ
ャネル形成領域に金属酸化物を有することが好ましい。

本発明の一態様により、表示品位の優れた表示装置を提供することができる。また、本
発明の一態様により、目に優しい表示装置を提供することができる。また、本発明の一態
様により、消費電力が低減された表示装置を提供することができる。また、本発明の一態
様により、画素に書き込んだ電圧の変化が抑制される表示装置を提供することができる。
また、本発明の一態様により、新規な表示装置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、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果
は、明細書、図面、請求項などの記載から、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。

表示装置の一例を説明するブロック図。 表示装置の動作方法の一例を説明するフロー。 表示装置が有する画素の表示例を示す図。 表示装置が有する画素の表示例を示す図。 表示装置の動作方法の一例を説明するタイミングチャート。 表示装置の動作方法の一例を説明するタイミングチャート。 表示装置の動作方法の一例を説明するフロー。 液晶素子の反射率を示す図。 液晶素子の透過率と駆動電圧の関係を示す図。 表示装置の構成例を示す図。 表示装置の構成例を示す図。 表示装置の画素の構成例を示す図。 表示装置の画素の構成例を示す図。 表示装置の画素の構成例を示す図。 表示装置の画素の構成例を示す図。 表示装置の断面構造の一例を示す図。 表示装置の外観の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。

以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明
は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及
び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。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。

また、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用した装置であり、半導
体素子（トランジスタ、ダイオード等）を含む回路、同回路を有する装置等をいう。また
、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般をいう。例えば、集積回路、集積回路
を備えたチップは、半導体装置の一例である。また、記憶装置、表示装置、発光装置、照
明装置及び電子機器等は、それ自体が半導体装置である場合があり、又は半導体装置を有
している場合がある。

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。Ｘ、Ｙは、対象物（例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、
など）であるとする。

トランジスタは、ゲート、ソース、およびドレインと呼ばれる３つの端子を有する。ゲ
ートは、トランジスタの導通状態を制御する制御ノードとして機能するノードである。ソ
ースまたはドレインとして機能する２つの入出力ノードは、トランジスタの型及び各端子
に与えられる電位の高低によって、一方がソースとなり他方がドレインとなる。このため
、本明細書等においては、ソースやドレインの用語は、入れ替えて用いることができるも
のとする。また、本明細書等では、ゲート以外の２つの端子を第１端子、第２端子と呼ぶ
場合がある。

ノードは、回路構成やデバイス構造等に応じて、端子、配線、電極、導電層、導電体、
不純物領域等と言い換えることが可能である。また、端子、配線等をノードと言い換える
ことが可能である。

電圧は、ある電位と、基準の電位（例えば接地電位（ＧＮＤ）またはソース電位）との
電位差のことを示す場合が多い。よって、電圧を電位と言い換えることが可能である。な
お、電位とは、相対的なものである。よって、接地電位と記載されていても、必ずしも、
０Ｖを意味しない場合もある。

本明細書等において、「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。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。

本明細書等において、“第１”、“第２”、“第３”という序数詞は構成要素の混同を
避けるために付す場合があり、その場合は数的に限定するものではなく、また順序を限定
するものでもない。

図面において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、明瞭化のために誇張されている場合が
ある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は、理想的な例を模式的
に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。例えば、ノイズによる
信号、電圧、若しくは電流のばらつき、又は、タイミングのずれによる信号、電圧、若し
くは電流のばらつきなどを含むことが可能である。

本明細書において、「上に」、「下に」などの配置を示す語句は、構成同士の位置関係
を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている場合がある。また、構成同士の位
置関係は、各構成を描写する方向に応じて適宜変化するものである。従って、明細書で説
明した語句に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。

図面に記載したブロック図の各回路ブロックの配置は、説明のため位置関係を特定する
ものであり、異なる回路ブロックで別々の機能を実現するよう示していても、実際の回路
ブロックにおいては同じ回路ブロック内で別々の機能を実現しうるように設けられている
場合もある。また各回路ブロックの機能は、説明のため機能を特定するものであり、一つ
の回路ブロックとして示していても、実際の回路ブロックにおいては一つの回路ブロック
で行う処理を、複数の回路ブロックで行うよう設けられている場合もある。

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、トランジスタの半導体層に金属酸化物を用いた場合、当該金
属酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、金属酸化物が増幅作用、整流作
用、及びスイッチング作用の少なくとも１つを有する場合、当該金属酸化物を、金属酸化
物半導体（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、略してＯＳと呼ぶ
ことができる。また、ＯＳ ＦＥＴと記載する場合においては、金属酸化物または酸化物
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 ｏｘ
ｉｄｅ）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（ｍｅ
ｔａｌ ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）と呼称してもよい。

また、本明細書等において、ＣＡＡＣ（ｃ－ａｘｉｓ ａｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａ
ｌ）、及びＣＡＣ（ｃｌｏｕｄ‐ａｌｉｇｎｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と記載する場合
がある。なお、ＣＡＡＣは結晶構造の一例を表し、ＣＡＣは機能、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 ｏｘｉ
ｄｅを、トランジスタの半導体層に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子（
またはホール）を流す機能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能
である。導電性の機能と、絶縁性の機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイ
ッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａ
ｌ ｏｘｉｄｅに付与することができる。ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘ
ｉｄｅ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、及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３ｎ
ｍ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 ｏｘ
ｉｄｅ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、及
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。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について説明する。

＜表示装置２００＞
図１（Ａ）には、本発明の一態様の表示装置を示す。図１（Ａ）に示す表示装置２００
は、入力部１５１と、制御部１５２と、表示部１０２と、ゲートドライバ１１２と、ソー
スドライバ１１３と、タッチセンサ１１４と、を有する。

また表示装置２００は表示部１０４を有することが好ましい。表示部１０２、表示部１
０４およびタッチセンサ１１４は互いに重なるように配置されることが好ましい。

表示部１０２は複数の画素６１を有する。表示部１０４は複数の画素６２を有する。

表示部１０２は表示素子１０１を有する（表示素子１０１については、後述する図１（
Ｂ）に示す）。表示素子１０１は液晶素子を有することが好ましい。また、表示素子１０
１は光の反射を利用して階調を表示する機能を有することが好ましい。表示素子１０１と
して例えば反射型の液晶素子を用いることができる。液晶素子は、電荷を蓄積するコンデ
ンサ構造を有する。また液晶素子は２つの電極（画素電極とコモン電極）と、これらに挟
まれた液晶を有する。

反射型の液晶素子は、外光を光源として表示される。反射型の液晶素子を用いた表示装
置は、鮮明で美しい画像が得られる。またバックライトが不要なため消費電力が抑えられ
る。また電子ペーパー等と比較して応答速度が速い。ここで反射型の液晶素子を用いた表
示装置において後述するＩＤＳ駆動を用いることにより、表示装置の消費電力を極めて低
くすることができる。反射型の液晶素子とＩＤＳ駆動を組み合わせた表示装置は、その低
い消費電力と、美しい表示画質から、例えば書籍、特に図や画像を含む書籍、例えば教科
書、参考書等を表示する携帯型端末として優れている。

表示部１０４は表示素子１０３を有する（表示素子１０３については、後述する図１（
Ｂ）に示す）。表示素子１０３は発光型表示素子であることが好ましい。表示素子１０３
として例えば有機ＥＬ素子を用いることができる。表示装置２００が表示素子１０３を有
することにより、外光が暗い場合においても高画質な画像を表示することができる。つま
り、表示装置２００を幅広い場面、環境において使用することができる。また表示素子１
０１と表示素子１０３を組み合わせて表示することにより、画像の表現性が向上するため
好ましい。

表示部１０２および表示部１０４はそれぞれ、複数の画素を有する。画素は、ゲート信
号によりゲート線（以降の図１（Ｂ）では例えば配線ＧＬおよび配線ＧＥ）との接続が制
御されるスイッチング素子（以降の図１（Ｂ）では例えばトランジスタ６３およびトラン
ジスタ６６等）を有する。スイッチング素子がオンとなると、ソース線（以降の図１（Ｂ
）では例えば配線ＳＬおよび配線ＤＬ等）から画素にデータ信号が書き込まれる。スイッ
チング素子がオフになると、画素はデータの保持状態となる。

表示部１０２が有する画素の一例として、図１（Ｂ）に画素６１を示す。画素６１は表
示素子１０１と、トランジスタ６３と、を有する。トランジスタ６３のゲートはゲート信
号が与えられる配線ＧＬと電気的に接続される。トランジスタ６３のソースおよびドレイ
ンの一方はデータ信号が与えられる配線ＳＬと電気的に接続され、他方は表示素子１０１
の一方の電極に電気的に接続される。トランジスタ６３にはチャネル形成領域に酸化物半
導体を有するＦＥＴ（以下ＯＳ－ＦＥＴと呼ぶ）を用いることが好ましい。また、トラン
ジスタ６３については、後述する実施の形態のトランジスタ３０３を参照してもよい。

表示部１０４が有する画素の一例として、図１（Ｂ）に画素６２を示す。画素６２は表
示素子１０３を有する。また、画素６２はトランジスタ６５、トランジスタ６６、等を有
することが好ましい。トランジスタ６５およびトランジスタ６６については、後述する実
施の形態のトランジスタ３０５およびトランジスタ３０６を参照する。

画素６１と画素６２は隣り合って配置されることが好ましい。また、画素６１と画素６
２は一部の領域が重なっていてもよい。

表示部１０２および表示部１０４に同じ画像を表示する場合には例えば、画素６１と画
素６２には同一の画像信号が表示される。表示部１０２および表示部１０４に同じ画像を
表示することにより例えば、独特の質感を有する画像が得られる。また、目に優しい画像
が得られる場合がある。

制御部１５２は、比較回路１２１と、記憶回路１２２と、計測回路１２３と、書き込み
回路１２４と、を有する。

計測回路１２３は、表示部１０２および表示部１０４で表示する画像の保持時間を制御
する。

記憶回路１２２は、第Ｎ番目の映像信号と、第（Ｎ＋１）番目の映像信号とを記憶する
機能を有する。

比較回路１２１は、与えられた第（Ｎ＋１）番目の映像信号と、記憶回路１２２に記憶
された第Ｎ番目の映像信号とを比較し、比較結果を出力する。書き込み回路１２４は、比
較回路１２１の比較結果と、第Ｎ番目の映像信号と第（Ｎ＋１）番目の映像信号との書き
込み間隔と、に応じて、第（Ｎ＋１）番目の映像信号を所定の書き込み回数、書きこむ。
ここで表示部１０２への書き込み回数は、１回または３以上の奇数回のいずれかに決定さ
れる。

書き込み回路１２４からのデータは、ゲートドライバ１１２およびソースドライバ１１
３に与えられる。ゲートドライバ１１２およびソースドライバ１１３に与えられたデータ
に応じて、表示部１０２および表示部１０４に画像が書き込まれる。

タッチセンサ１１４からのデータは入力部１５１、および計測回路１２３に与えられる
。使用者がタッチセンサ１１４に与えるデータにより例えば、表示の切り替え信号等が入
力部１５１に与えられる。

制御部１５２では、ゲートドライバ１１２の制御信号として、スタートパルス（ＧＳＰ
）、クロック信号（ＧＣＬＫ）等が生成され、ソースドライバ１１３の制御信号として、
スタートパルス（ＳＳＰ）、クロック信号（ＳＣＬＫ）等が生成される。なお、これら制
御信号は、１つの信号でなく、信号群である場合がある。

また、制御部１５２は、電源管理ユニットを備えており、ドライバ（１１２、１１３）
への電源電圧の供給、およびその停止を制御する機能を備える。

ゲートドライバ１１２では、ＧＳＰが入力されるとＧＣＬＫに従ってゲート信号を生成
し、各ゲート線に順次出力する。ゲート信号は、データ信号が書き込まれる画素を選択す
るための信号である。

ソースドライバ１１３は、画像信号（Ｖｉｄｅｏ信号）を処理して、データ信号を生成
し、ソース線に出力する機能を有する。ソースドライバ１１３では、ＳＳＰが入力される
と、ＳＣＬＫに従ってデータ信号を生成し、各ソース線に順次出力する。

＜表示部１０２の動作方法＞
表示部１０２に静止画のように、時間に対して変化しない、あるいは変化の周波数が遅
い画像を表示する場合を考える。ＯＳ－ＦＥＴは、そのオフリークが極めて低い。液晶素
子の画素のスイッチングトランジスタであるトランジスタ６３にＯＳ－ＦＥＴを用いるこ
とによりリークが極限まで抑制されるためデータの劣化を抑えることができ、データの保
持時間を極めて長くすることができる。例えば長期間、画像データの変動がない静止画、
あるいは画像データの変化の周波数が遅い画像を表示する際のリフレッシュ頻度を小さく
することができるため、低い周波数で表示を行うことができる。表示の周波数を低くする
ことにより表示装置の消費電力を低減することができる。

例えば、静止画等を表示した場合に表示の周波数を１Ｈｚ以下、より好ましくは０．３
Ｈｚ以下、さらに好ましくは０．１Ｈｚ以下とすることができる。このように周波数が１
Ｈｚ以下の表示を行う場合の表示装置の駆動を「ＩＤＳ駆動」と呼ぶ場合がある。「ＩＤ
Ｓ駆動」の詳細については後述する。

このように、ＯＳ－ＦＥＴの優れた特性を用いることにより、書き換え頻度が少なくて
も画質の劣化の少ない優れた表示を実現することができる。

一方、液晶素子において、「焼き付き」が生じる場合がある。ここで焼き付きとは例え
ば、液晶素子において主たる液晶分子の他にイオン性の不純物等が混在している場合には
、長時間の保持の期間において、液晶分子がこれらの不純物の影響を受けるため、階調が
緩やかに変化してしまうことを指す。

例えば、透過率の高い表示（階調レベルの高い表示）から中間調に切り替える場合には
、切り替え後に徐々に透過率が増加してしまう場合がある。また、透過率の低い表示（階
調レベルの低い表示）から中間調に切替える場合には、切替え後に徐々に透過率が減少し
てしまう場合がある。ＩＤＳ駆動のようにリフレッシュ頻度が極めて小さい場合には、こ
のような時間に伴う小さな変化が表示品位の低下を招く場合がある。

よって、ＩＤＳ駆動を用いた表示において、さらに優れた画像を実現するためには、液
晶素子の焼き付きの影響をより小さくすることが好ましい。

液晶素子における焼き付きは、階調レベルが高い表示または低い表示（コントラストの
高い階調の表示）を行うことによりその影響を小さくすることができる。一方、中間調の
表示を行う場合には表示品位が低下する要因となる場合がある。また、液晶素子における
焼き付きは例えば、２回以上連続で同じデータを書き込むことによりその影響を小さくす
ることができる。

［書き込み回数］
図８には、反射型の液晶素子における反射率の時間変化を示す。図８（Ａ）は、液晶素
子１０１ａと液晶素子１０１ｂとの保持特性を示す。液晶素子１０１ａには、あらかじめ
白が書き込まれた液晶素子に、時刻ｔ１においてグレーを書き込み、保持を行った。液晶
素子１０１ｂには、あらかじめ黒が書き込まれた液晶素子に、時刻ｔ１においてグレーを
書き込み、保持を行った。ここで表示装置の階調数は２５６、グレーは第１２８階調であ
る。時間変化に伴い、液晶素子１０１ａの反射率が徐々に増加、液晶素子１０１ｂの反射
率が徐々に減少し、その差が焼き付きとなって視認される。

次に、焼き付きにより反射率に差が生じた液晶素子１０１ａと液晶素子１０１ｂに、再
度、時刻ｔ２においてグレーを書き込み、保持を行った結果を図８（Ｂ）に示す。２回目
の書き込みを行うことにより保持時間に伴う反射率の変化が抑えられ、焼き付きの影響を
抑制できたことがわかる。

ここで、図８の評価に用いた液晶素子の双極子モーメントは２．３、比抵抗値が１．０
×１０^１４［Ω・ｃｍ］以上であった。

図９には、液晶素子の駆動電圧と、液晶素子の透過率との関係を示す。横軸には液晶素
子の駆動電圧を、縦軸には透過率を、それぞれ示す。液晶層の動作モードはＴＮ（Ｔｗｉ
ｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードを用いた。透過率が２０％より大きく８０％より小さ
い領域では、駆動電圧に対する透過率の変化が急峻であり、焼き付きの影響をより受けや
すいことがわかる。よって、透過率が２０％より大きく８０％より小さい領域においては
、液晶素子に印加される電圧の変動をより受けやすいといえる。

一方、透過率が２０％以下、あるいは８０％以上の領域においては、透過率が２０％よ
り大きく８０％より小さい領域と比較して、液晶素子に印加される電圧の変動を受けにく
い。

表示部１０２に表示される画像の階調レベルは最大Ｃ_Ｘであるとする。Ｃ_Ｘは例えば１
６、２５６等の正の整数である。

ここでコントラストの高い階調とは例えば、階調レベルが０．７Ｃ_Ｘ以上または０．３
Ｃ_Ｘ以下、より好ましくは０．８Ｃ_Ｘ以上または０．２Ｃ_Ｘ以下である。ここで階調レベ
ルが０．７Ｃ_Ｘ以上、より好ましくは０．８Ｃ_Ｘ以上を本明細書等では白近傍、階調レベ
ルが０．３Ｃ_Ｘ以下、より好ましくは０．２Ｃ_Ｘ以下を本明細書等では黒近傍、と呼ぶ。
また、階調レベルが０．３Ｃ_Ｘより大きく０．７Ｃ_Ｘより小さい、より好ましくは０．２
Ｃ_Ｘより大きく０．８Ｃ_Ｘより小さい、例えば２５６階調（０から２５５）の場合には第
５２階調以上第２０４階調以下（５１以上２０３以下）を中間調と呼ぶ場合がある。

［処理フロー］
本発明の一態様の表示装置の動作方法を、図２のフローを用いて説明する。

表示装置２００にはＩｍａｇｅ Ｘが表示されている（ステップＳ００）。

まず、ステップＳ０１において、Ｉｍａｇｅ Ｘ（現在表示されている画像）の次に表
示される画像（以下、Ｉｍａｇｅ Ｙとする）の画像信号、および保持時間が与えられる
。ここでＩｍａｇｅ Ｘは例えば第Ｎ番目の画像信号、Ｉｍａｇｅ Ｙは例えば第（Ｎ＋
１）番目の画像信号である。

次にステップＳ０２において、Ｉｍａｇｅ Ｙの保持時間がｔ以上の場合にはステップ
Ｓ０３に、ｔ未満の場合にはステップＳ０５に進む。ここでｔは好ましくは１秒、より好
ましくは３秒、さらに好ましくは１０秒である。

また、Ｉｍａｇｅ Ｙの保持時間は好ましくは１秒以上１００００時間以下、より好ま
しくは３秒以上１０００時間以下、さらに好ましくは１０秒以上２００時間以下である。

ステップＳ０３に進む場合には、比較回路１２１を用いてＩｍａｇｅ ＸとＩｍａｇｅ
Ｙを比較する。次に、比較結果に基づき、ステップＳ０４によりＩｍａｇｅ Ｘにおい
てコントラスト差が大きい隣接画素がある場合にはステップＳ０６に、ない場合にはステ
ップＳ０５にそれぞれ進む。ここで図２に示すフローにおいては、Ｉｍａｇｅ ＸとＩｍ
ａｇｅ Ｙの比較は、Ｉｍａｇｅ Ｘの表示後、Ｉｍａｇｅ Ｙを表示する前までに行う
が、例えば、Ｉｍａｇｅ ＸとＩｍａｇｅ Ｙの比較は、Ｉｍａｇｅ Ｘを表示するより
も前に行ってもよい。その場合には例えば、比較結果を記憶回路１２２に保存しておけば
よい。

ステップＳ０６に進む場合には、ステップＳ０６においてＩｍａｇｅ Ｙの画像を診断
する。ステップＳ０４においてコントラスト差が大きいと判断された画素が、Ｉｍａｇｅ
Ｙにおいて中間調を表示する場合にはステップＳ０７に、表示しない場合にはステップ
Ｓ０５にそれぞれ進む。

ステップＳ０５に進む場合には、ステップＳ０５においてＩｍａｇｅ Ｙを表示部に１
回のみ書き込む。その後、ステップＳ０８によりＩｍａｇｅ Ｙを保持する。

ステップＳ０７に進む場合には、ステップＳ０８においてＩｍａｇｅ Ｙを３以上の奇
数回書き込む。その後、ステップＳ０８によりＩｍａｇｅ Ｙを保持する。

ステップＳ０８の後、ステップＳ０９によりタッチセンサ等に、外部から、あるいは内
部から、画像切り替えの信号、ここでは例えば第（Ｎ＋２）番目の画像信号が与えられる
。以後、Ｉｍａｇｅ Ｘを第（Ｎ＋１）番目の画像信号、Ｉｍａｇｅ Ｙを第（Ｎ＋２）
番目の画像信号としてステップＳ０１乃至ステップＳ０９を処理する。

以後、画像を切り替える毎にステップＳ０１乃至ステップＳ０９を繰り返し処理する。

ここでステップＳ０４乃至ステップＳ０７における、Ｉｍａｇｅ ＸおよびＩｍａｇｅ
Ｙの比較について、図３および図４を用いて述べる。

図３（Ａ）に示すように、表示部１０２が有する画素の一領域を領域１０２ａとする。
図３（Ｂ）は領域１０２ａが有する画素を示す。領域１０２ａは、画素１１と、画素１１
に隣接する画素を示す。図３（Ｂ）はＩｍａｇｅ Ｘ（ここでは例えば第Ｎ番目の画像信
号）を表示した場合の領域１０２ａの例を、図４（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）はＩｍａｇ
ｅ Ｙ（ここでは例えば第（Ｎ＋１）番目の画像信号）を表示した場合の領域１０２ａの
３つの例（Ｃａｓｅ １、Ｃａｓｅ ２およびＣａｓｅ ３）をそれぞれ示す。

Ｉｍａｇｅ Ｘの画像信号において、画素１１と、画素１１に隣接するいずれかの画素
と、のそれぞれに書き込まれる信号の一方の階調レベルが黒近傍、ここでは例えば０．２
Ｃ_Ｘ以下、他方の階調レベルが白近傍、ここでは０．８Ｃ_Ｘ以上である場合を考える。図
３（Ｂ）に示す例では、画素１１は階調レベルが０．２Ｃ_Ｘ以下、隣接する画素１２、画
素１３および画素１４は階調レベルが白近傍、ここでは０．８Ｃ_Ｘ以上である。画素１１
は、隣接する画素１２、画素１３および画素１４とのコントラスト差が大きい。図３（Ｂ
）において画素１１には第１階調（０）、すなわち黒が表示され、画素１２、画素１３お
よび画素１４には第２５６階調（２５５）、すなわち白が表示される。

Ｉｍａｇｅ Ｙの画像信号において、画素１１と、画素１２、画素１３および画素１４
の少なくともいずれか一と、に書き込まれるデータが中間調、例えば０．２Ｃ_Ｘより大き
く０．８Ｃ_Ｘより小さいデータである場合には、液晶の焼き付きの影響が顕著となる場合
がある。図４（Ａ）に示す例（Ｃａｓｅ １）では、画素１１および画素１２には第１２
８階調（１２７）の中間調が表示され、画素１３および画素１４には白が表示される。画
素１１および画素１２が中間調であるため、第（Ｎ＋１）番目の画像信号は複数回、より
好ましくは３以上の奇数回、書き込まれることが好ましい。書き込み回数を奇数回とする
理由は後述する。

一方、Ｉｍａｇｅ Ｙの画像信号において、画素１１乃至画素１４に書き込まれる信号
が黒近傍または白近傍、ここでは０．２Ｃ_Ｘ以下または０．８Ｃ_Ｘ以上の信号、すなわち
コントラストの高い階調である場合には、液晶の焼き付きの影響は小さい。図４（Ｂ）に
は、第（Ｎ＋１）番目の画像信号の、図４（Ａ）とは異なる一例（Ｃａｓｅ ２）を示す
。図４（Ｂ）において、画素１１および画素１２には白が表示され、画素１３および画素
１４には黒が表示される。この場合には、Ｉｍａｇｅ Ｙの画像信号は１回のみ書き込め
ばよい。画像信号の書き込み回数を１回とすることにより、表示装置の消費電力は究極に
低くなる。

また、図４（Ｃ）にはＩｍａｇｅ Ｙの画像信号の、図４（Ａ）および図４（Ｂ）とは
異なる一例（Ｃａｓｅ ３）を示す。まず、画素１１および画素１５について考える。図
３（Ｂ）において、画素１１および画素１５はともに階調レベルが黒近傍、ここでは０．
２Ｃ_Ｘ以下である。画素１１および画素１５は中間調ではなく、かつコントラスト差が小
さい。図４（Ｃ）において、画素１１および画素１５には中間調、ここでは第１２８階調
（１２７）が表示される。この場合には、Ｉｍａｇｅ Ｘの画像信号において画素１１お
よび画素１５のコントラスト差が小さいため、焼き付きの影響は小さい。次に画素１２、
画素１３および画素１４について考える。画素１２、画素１３および画素１４は図３（Ｂ
）において画素１１とのコントラスト差が大きかったものの、図４（Ｃ）においては白近
傍、例えば０．８Ｃ_Ｘ以上の画像、ここでは白が表示され、中間調には該当しないため、
焼き付きの影響は小さい。よって、Ｉｍａｇｅ Ｙの画像信号が図４（Ｃ）である場合に
は、Ｉｍａｇｅ Ｙの画像信号を１回のみ書き込めばよい。

ここで図３（Ｂ）、図４（Ａ）乃至（Ｃ）に示す画素１１乃至１５には、図１（Ｂ）に
示す画素６１を用いることができる。

図３および図４においては、画素１１と、その隣接する画素との比較について説明した
が、本発明の一態様の表示装置では、全ての画素について、その隣接する画素との比較を
行うことが好ましい。あるいは、表示部１０２のうち、ある表示領域が有する画素につい
て、その隣接する画素との比較を行ってもよい。

［タイミングチャート］
表示部１０２への書き込みを、図５に示すタイミングチャートを用いて説明する。図５
（Ａ）、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）は異なるモードで表示部１０２を駆動する場合の、
ソースドライバ１１３からソース線（配線ＳＬ）に出力されるデータ信号（以下、Ｖｄａ
ｔａ）の極性（Ｐｏｌａｒｉｔｙ ｏｆ Ｖｄａｔａ）を示す。

図５（Ａ）は１フレームごとにデータを逐次書き換える駆動方法である。図５（Ａ）に
おいては比較的速い周波数、例えば３０Ｈｚ以上、より好ましくは６０Ｈｚ以上で画像の
書き換えを行う例を示す。１フレームに相当する期間２１にＩｍａｇｅ Ｘの画像信号を
、次の１フレームに相当する期間２２にＩｍａｇｅ Ｙの画像信号をそれぞれ書き込む。
ここで、Ｖｄａｔａにおいて、逆の極性が交互に印加されることが好ましい。ここでＶｄ
ａｔａの極性はＶｃｏｍを基準に決定される。Ｖｃｏｍは基準となる電位である。Ｖｃｏ
ｍより高い場合を正（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ）の極性、低い場合を負（Ｎｅｇａｔｉｖｅ）の
極性という。正の極性と負の極性を交互に書き込めばよい。液晶素子に印加される極性に
偏りがあると、液晶素子の劣化が大きくなる場合がある。

図５（Ｂ）は、データの書き込み処理を実行した後、データの書き換えを停止する駆動
方法である。これを“アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動”と呼ぶ。例えば静止画を
表示する際には１フレームごとにデータの書き換えを行う必要がない。そこで静止画を表
示する際には表示部１０２をＩＤＳ駆動を用いて動作させると、電力消費を削減すること
ができるとともに、画面のちらつきも抑制することができる。図５（Ｂ）では比較的速い
周波数、例えば３０Ｈｚ以上２４０Ｈｚ以下、より好ましくは５０Ｈｚ以上１３０Ｈｚ以
下で画像信号を３回書き込んだ後、保持を行う例を示す。まず、３フレーム分に相当する
期間３１において比較的速い周波数、ここでは６０Ｈｚで第Ｎ番目の画像信号を３回書き
込む。ここで１回目および３回目は正の電圧、２回目は負の電圧が印加される。３回目の
書き込み後、期間３２において画像データを保持する。ここでは保持時間ｔを１秒間とす
る。保持期間においては、画素トランジスタをオフ、入力信号をオフ、としてデータを保
持することができる。ここで入力信号をオフにするとは例えば、ゲートドライバ１１２や
ソースドライバ１１３への制御信号の供給を停止することである。制御信号の供給を停止
することによりＧＳＰ、ＧＣＬＫ、ＳＳＰ、ＳＣＬＫ等の信号を停止することができる。

次に期間３３において６０ＨｚでＩｍａｇｅ Ｙの画像信号を３回書き込む。ここで１
回目および３回目は負の電圧、２回目は正の電圧が印加される。３回目の書き込み後、期
間３４において画像データを保持する。保持期間においては、画素トランジスタをオフ、
入力信号をオフ、としてデータを保持することができる。

ここで期間３２においては正の電圧において保持が行われ、期間３４においては負の電
圧において保持が行われる。このように、書き込み回数を奇数回とすることにより、保持
期間の極性を交互に変えることができ、液晶素子の劣化が抑制される。

図５（Ｂ）においては書き込み回数を３回としたが、書き込み回数は３以上の奇数回で
あればよい。例えば書き込み回数は３以上９以下の奇数である。

また、図５（Ｂ）において期間３１に正、負、正、の極性で同じ画像信号を基に作られ
たＶｄａｔａを３回書き込む例について説明したが、同じ画像信号ではなく、例えば１回
目および２回目の少なくともいずれかにおいて、表示部１０２の全面を白近傍の表示、あ
るいは黒近傍の表示、とした後に、３回目以降に所望の画像信号を書き込んでもよい。こ
のような表示方法を実行することにより表示のムラを抑制することができる。

図５（Ｃ）は、データの書き込みを１回のみとする場合のタイミングチャートを示す。
第Ｎ回目の画像について、期間４１に書き込みを１回行い、期間４２に保持を行う。その
後、第（Ｎ＋１）回目の画像について、期間４３に書き込みを１回行い、期間４４に保持
を行う。保持期間においては、画素トランジスタをオフ、入力信号をオフ、として信号を
保持することができる。ここでは書き込み時間を１／２０秒、保持時間ｔを１秒とする。

図５（Ｂ）に示す駆動方法におけるＧＶＤＤ、ＧＳＰ、ＧＣＬＫの一例を図６に示す。
ここでＧＶＤＤはゲートドライバ１１２の高電源電圧である。

まず第１のフレーム（Ｆｒａｍｅ １）において、ＧＳＰの入力をトリガーにして、ゲ
ートドライバ１１２ではＧＣＬＫに従いゲート信号を生成し、ゲート線に出力する。ソー
スドライバ１１３（図示しないが）ではＳＳＰが与えられると、（図示しないが）ＳＣＬ
Ｋに従い画像信号を処理してＶｄａｔａを生成し、ソース線に順次出力する。このとき、
Ｖｄａｔａの極性は正になるようにする。

次に、第２のフレーム（Ｆｒａｍｅ ２）において、同様の手順でゲート信号およびＶ
ｄａｔａを生成する。第２のフレームにおいてはＶｄａｔａの極性は負になるようにする
。

次に、第３のフレーム（Ｆｒａｍｅ ３）において、同様の手順でゲート信号およびＶ
ｄａｔａを生成する。第３のフレームにおいてはＶｄａｔａの極性は正になるようにする
。

静止画を表示する場合には、Ｆｒａｍｅ １、２および３の信号は同じである。但し、
Ｆｒａｍｅ ２では、フレーム １および３に対して極性が反転する。

次に、第４のフレーム（Ｆｒａｍｅ ４）以降においては画素のスイッチングトランジ
スタであるトランジスタ６３をオフ状態とし、書き込んだ画像を保持する。Ｆｒａｍｅ
４以降は、データの書き換えが停止されるため、ＧＳＰおよびＧＣＬＫの供給を停止する
ことができる。また、ＧＶＤＤの供給を停止してもよい。

［画像情報］
図５を用いて説明した通り、表示部１０２への書き込み回数は１回または３以上の奇数
回であることが好ましい。ここで表示装置２００に表示する画像のコントラストが高い場
合、例えば文字情報等を表示する場合には、表示部１０２への書き込み回数を１回とする
ことができ、表示装置２００の消費電力は究極に低くなる。

本発明の一態様の表示装置は例えば、文字、図、および写真、等を表示することができ
る。文字は例えば、コントラストの高いデータにおいて構成される。図および写真を表示
するデータは例えば、中間調を有する場合が多い。

また、本発明の一態様の表示装置は、書籍、等の情報を表示することができる。書籍と
して例えば、教科書等も含む。

書籍情報は、文字を多く有する。文字により構成されるデータは例えば切り替え速度が
遅く、静止画あるいは周波数の低い表示が好ましい場合がある。このような表示には、表
示部１０２を用いて表示することが好ましい。静止画あるいは周波数の低い表示を表示部
１０２に表示することにより、表示装置２００の消費電力を低くすることができる。

文字は例えば、コントラストの高いデータにおいて構成されるため、Ｉｍａｇｅ Ｘお
よびＩｍａｇｅ Ｙの画像信号が文字情報である場合には、表示部１０２に対して、Ｉｍ
ａｇｅ Ｙの画像信号は１回のみ書き込めばよい。すなわち、本発明の一態様の表示装置
が文字を繰り返し表示している期間においては、表示装置の消費電力は究極に低く抑える
ことができる。よって例えば本発明の一態様の表示装置を蓄電池により駆動する場合には
、該蓄電池により駆動できる時間を長くすることができる。また、該蓄電池への充電回数
を少なくすることができる。

＜表示装置２００の動作方法＞
表示装置２００は表示モードを切り替えることができる。表示モードを切り替えるとは
、表示部１０２および表示部１０４のいずれかを表示すること、あるいは両方を表示する
ことを選択することを指す。表示モードの切り替えは例えば、外光の強さ、ユーザーの好
み、画像の種類、等に応じて行う。

表示装置２００は例えば、外光が強い場合には表示部１０２のみを表示し、外光が弱い
場合には表示部１０４を表示する。

あるいは、表示装置２００は例えば、表示部１０２と表示部１０４を同時に表示する。
同時に表示することにより、独特の質感を有する画像が得られる。また、目に優しい画像
が得られる場合がある。

また、表示部１０４を表示することにより例えば、より視野角の広い表示が得られる場
合がある。視野角が広い表示が得られることにより例えば、表示装置２００を閲覧する角
度にこだわらずに用いることができる。また、複数人で同じ表示画面を閲覧しやすい場合
がある。

また、表示部１０２には例えば、カラー画像が表示されてもよいし、グレー画像が表示
されてもよい。表示部１０４にはカラー画像が表示されることが好ましい。

表示装置２００において表示部１０２にグレー画像、表示部１０４にカラー画像が表示
される場合を考える。この場合には例えば、表示装置２００に表示される画像がグレー画
像の場合には表示部１０２を表示し、カラー画像の場合には表示部１０４を表示する。ま
た例えば、グレー画像あるいは白黒画像で構成される文字情報を表示部１０２に、図およ
び写真等で構成されるカラー画像を表示部１０４に、それぞれ表示してもよい。

表示装置２００の表示モードの切り替えについて、図７のフローを用いて説明する。ス
テップＳ９００において、タッチセンサ等に、外部から、あるいは内部から、画像切り替
えの信号が与えられる。

ステップＳ９０１にて表示モードが指示される。ステップＳ９０２にて表示モードに従
い表示部１０２の表示の有無を選択し、表示部１０２に表示を行わない場合はステップＳ
９０３により表示部１０４への書き込みを行う。表示部１０２に表示を行う場合にはステ
ップＳ９０４に進む。ステップＳ９０４において、表示部１０４の表示の有無を選択し、
表示部１０４に表示を行わない場合はステップＳ９０５により表示部１０２への書き込み
を行う。表示部１０２に表示を行う場合はステップＳ９０６により表示部１０２への書き
込み、およびステップＳ９０７により、表示部１０４の書き込みを行う。ここでステップ
Ｓ９０５およびステップＳ９０６における表示部１０２の書き込みは図２に示すステップ
Ｓ０１乃至Ｓ０８を用いることができる。また、ステップＳ０７において表示部１０２に
３以上の奇数回、書き込みを行う場合には、図６のタイミングチャートを用いることがで
きる。ステップＳ９０６において、表示部１０２に３以上の奇数回、書き込みを行う場合
において、表示部１０４への書き込みを行う場合には、図６のＦｒａｍｅ １乃至３のい
ずれかの期間に、表示部１０２への書き込みと並行して、書き込みを行えばよい。あるい
は、Ｆｒａｍｅ ４の開始時に、表示部１０４への書き込みを行えばよい。

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２）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置が有する液晶素子をＩＤＳ駆動に用いる
際に適用することが好ましい液晶材料について説明する。

＜双極子モーメントについて＞
まずは、双極子モーメントを０デバイ以上３デバイ以下の分子を液晶層が有することに
よる作用について説明する。表１は、双極子モーメントを０デバイ以上３デバイ以下とす
る分子を有する液晶層の一例として、分子の双極子モーメント（Ｄｉｐｏｌｅ ｍｏｍｅ
ｎｔ）と比抵抗の関係を示している。

表１の値の測定にあたり、液晶層は母体液晶と、それに添加する添加材料を混合して構
成する。双極子モーメントρは添加材料の分子の双極子モーメントである。表１に示す比
抵抗μ（Ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）は、液晶層、すなわち母体液晶と、添加材料との、混
合物の比抵抗を示すものである。母体液晶と、添加材料との混合比は、混合材料全体に対
して添加材料が２０重量％となるように混合する。以下、母体液晶と、添加材料の混合物
を「混合液晶」と表す。表１の各データは、母体液晶に添加する添加材料の種類を変え、
添加材料の種類ごとに添加材料の分子の双極子モーメントと、添加材料を添加した各混合
液晶の比抵抗の関係を示したものである。

表１に示すように、添加材料の分子の双極子モーメントの値の減少に伴い、混合液晶の
比抵抗値が増加する。逆にいうと、添加材料の双極子モーメントが大きいと比抵抗が減少
する。また表１によれば、添加材料の分子の双極子モーメントが３デバイ以下の混合液晶
は比抵抗値が１．０×１０^１４（Ω・ｃｍ）以上である。添加材料の分子の双極子モーメ
ントが小さければ比抵抗値が大きくなる。が、もっとも小さい、双極子モーメントがゼロ
というのは、分子内の電荷の偏りが無い状態である。たとえば、分子構造が、分子の中心
に対して対称である場合は電荷分布に偏りがないので双極子モーメントが０になる。この
ため、本発明の一態様の液晶素子が有する液晶材料は、添加材料の分子の永久双極子モー
メントは０デバイ以上、３デバイ以下であることが好ましく、さらに比抵抗が１．０×１
０^１４（Ω・ｃｍ）以上とすると好ましい。

＜双極子モーメントと液晶層の動作との関係の説明＞
ここで、双極子モーメントについて説明する。異なる種類の原子からなる分子の場合、
それぞれの原子の電気陰性度は異なっているのが通常であり、これらが結合して分子にな
ると、電気陰性度の差から分子の内部で電荷の分布に偏りが生じる。この偏りの量を定量
的に示す量が双極子モーメントである。なお、分子内部で電荷が偏っているものは、永久
双極子モーメントを持つ、という言い方をする場合もある。

電荷の偏りを、極性の異なる点電荷＋ｑ、－ｑが距離ｌだけ離れている状態として模式
的に表した場合、積ｑｌが双極子モーメントとなる。単位は電荷と長さの積であるＣ・ｍ
（クーロン・メートル）である。

双極子モーメントは慣例的に「デバイ」で表す。「デバイ」は場合によっては、「デバ
イ単位」、または「ｄｅｂｙｅ」、またはアルファベットで「Ｄ」、またはアルファベッ
トで「ＤＵ」と示すこともある。デバイとＳＩ単位との関係を数式（１）に示す。数式（
１）からも分かるように、ＳＩ単位を用いると非常に小さい値になる。分子の双極子モー
メントは１デバイ程度の大きさになるのが一般的なので、双極子モーメントの大きさを示
す場合はデバイ単位を用いるのが一般的である。本明細書でも双極子モーメントの大きさ
はデバイで示すが、式（１）の関係式を用いればＳＩ単位に変換が可能である。

液晶層に関しては、液晶層を構成する分子（以下、液晶分子と表す）は複数の異なる原
子が化合して得られる化合物であり、このため、液晶分子の内部で電荷の分布に偏りがあ
り、その結果、双極子モーメントを有する。

表示装置に適した液晶層の液晶分子の形状は棒状であるのが一般的である。また液晶層
は誘電体であり、誘電率は、棒状形状の液晶分子の配列方向によって異なる、誘電率異方
性を示す。

誘電率異方性は、分子内部における、たとえばシアノ、ハロゲンといった電子吸引性基
や、電子供与性基が、その発現に寄与している。誘電率異方性は、電場等の外場に対する
液晶分子の動作の応答性に直接関係する特性であり、大きな誘電率異方性を示すような分
子構造になるように適宜選択する。しかしながら、誘電率異方性を大きくすることをねら
って電子吸引性基を増やすなどして誘電率異方性をより大きくしようとすると、今度は、
電荷の偏り、すなわち双極子モーメントが過剰に大きくなり、イオン性の不純物を取り込
みやすくなる。

液晶層のイオン性の不純物濃度が高まると、液晶層でのイオン伝導が生じやすくなり、
液晶層の電圧保持率が低下する。さらに液晶層の表面にイオン性不純物による電荷が滞留
し、これが液晶層の内部で電圧を発生させることで生じる、残留ＤＣを大きくする原因と
なる。残留ＤＣは表示装置の焼き付きの起こしやすさの目安となる量で、小さくなること
が好ましい。

不純物イオンを取り込む工程としては、材料の合成時に始まり、パネルの作製工程など
、多岐に亘る。各工程での不純物汚染を避けるのはもちろんであるが、材料自体の不純物
イオンの取り込みやすさを低減させることが、液晶層の電圧保持率の向上、残留ＤＣの低
減に有効であり、液晶分子一つ一つの双極子モーメントを小さくするように、材料を選択
することが好ましい。

上述したように分子の双極子モーメントが３を超えると、液晶層に含まれる不純物の影
響が顕著になる。この不純物が液晶層に残留することで、液晶層の比抵抗が下がることで
液晶層の導電率が増大し、表示装置のリフレッシュレートを低減する場合に、画素に書き
込んだ電圧を保持することが困難になる。

液晶層が有する分子の双極子モーメントが低いと、液晶層中の不純物の量を低減するこ
とができるため、液晶層の導電率を低減できる。そのため、液晶層が有する分子の双極子
モーメントが低い方が、リフレッシュレートを低減する場合に画素に書き込んだ電圧をよ
り長く保持することができる点で有利である。

しかしながら、液晶層が有する分子の双極子モーメントを単純に小さくすると、電界と
の相互作用が小さくなる傾向が生じる場合がある。この場合、液晶層の挙動が遅いため、
高速動作を促すために駆動電圧を高く設定する必要がある。そのために消費電力の低減を
目的として、リフレッシュレートを低減する液晶層の構成としては、望ましくない。

特に、リフレッシュレートを低減する駆動から動画表示を行うためにリフレッシュレー
トを増大する方に切り替えた場合に、駆動電圧が大きいと液晶表示装置全体で消費電力の
増加が著しくなり、好ましくない。

したがって、本実施の形態における一態様として、液晶層が有する分子の双極子モーメ
ントを０デバイ以上３デバイ以下とする構成が好適である。液晶層が有する分子の双極子
モーメントを０デバイ以上３デバイ以下とする構成は、液晶層に含まれる不純物の割合を
低減できるとともに、動画表示を行う際の消費電力の増大を伴うことなく、液晶層の駆動
電圧を好ましい範囲に設定することが可能である。

なお、液晶層が有する分子の双極子モーメントを０デバイ以上３デバイ以下とする場合
、消費電力の増大を伴わない範囲において、液晶層の駆動電圧を高く設定することが好適
である。液晶層の駆動電圧が高いと、階調値のずれに対する許容範囲が増える。つまり駆
動電圧が高い分、電圧変化分に対する階調値のずれが少ない分だけフリッカーを低減でき
る。

なお、液晶層が有する分子の双極子モーメントは、０デバイ以上３デバイ以下とする構
成について説明したが、好ましくは、０デバイ以上２．５デバイ以下である。また、より
好ましくは０デバイ以上１．８デバイ以下である。

なお本実施の形態で示す液晶層の説明は、一例としてＴＮモードの液晶層に基づく説明
するが、他のモードであってもよい。

液晶層のＴＮモード以外の動作モードとして、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃ
ｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ－Ｐｌａｎｅ
－Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎ
ｇ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ－ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎ
ｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モ
ード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ－ｃ
ｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎ
ｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔ
ａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙ
ｓｔａｌ）などを用いることができる。なお表示装置の各画素における画素電極は、各表
示モードに従って、電極の構造等を適宜変更可能である。

＜電圧保持率の説明＞
ここで、液晶層が有する分子の双極子モーメントを０デバイ以上３デバイ以下とするこ
とと、液晶層の電圧保持率の関係について説明する。電圧保持率は液晶層を挟持する電極
に対して３Ｖの電圧を、１６．６ｍｓの期間、印加し、該電極間を所定の時間開放した後
保持された電圧との面積比を求めた。

双極子モーメントを工夫しない材料においては、３０秒経過後の電圧保持率が９８．０
％であるのに対し、双極子モーメントを０デバイ以上３デバイ以下とする材料においては
、３０秒経過後の電圧保持率が９８．８％まで向上した。

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、反射型表示素子と発光型表示素子とを用いた表示装置の構成例につ
いて説明する。なお、本実施の形態では、反射型表示素子として液晶素子を用い、発光型
表示素子としてＥＬ材料を用いた発光素子を用いる場合を例に挙げて、表示装置の構成例
について説明する。

図１０（Ａ）に、本発明の一態様に係る表示装置２００の断面の構造を一例として示す
。図１０（Ａ）に示す表示装置２００は、発光型表示素子である表示素子１０３と、表示
素子１０１と、表示素子１０３への電流の供給を制御する機能を有するトランジスタ２０
５と、反射型表示素子である表示素子１０１への電圧の供給を制御する機能を有するトラ
ンジスタ２０６とを有する。そして、表示素子１０３と、表示素子１０１と、トランジス
タ２０５と、トランジスタ２０６とは、基板２０１と基板２０２の間に位置する。ここで
表示素子１０１として、液晶素子を用いる。

また、表示装置２００において表示素子１０１は、画素電極２０７と、共通電極２０８
と、液晶層２０９とを有する。画素電極２０７は、トランジスタ２０６に電気的に接続さ
れている。そして、画素電極２０７と共通電極２０８の間に印加される電圧にしたがって
液晶層２０９の配向が制御される。なお、図１０（Ａ）では、画素電極２０７が可視光を
反射する機能を有し、共通電極２０８が可視光を透過する機能を有する場合を例示してお
り、基板２０２側から入射した光が白抜きの矢印で示すように画素電極２０７において反
射し、再び基板２０２側から放射される。

また、表示素子１０３は、トランジスタ２０５に電気的に接続されている。表示素子１
０３から発せられる光は、基板２０２側に放射される。なお、図１０（Ａ）では、画素電
極２０７が可視光を反射する機能を有し、共通電極２０８が可視光を透過する機能を有す
る場合を例示しているため、表示素子１０３から発せられる光は、白抜きの矢印で示すよ
うに画素電極２０７と重ならない領域を通過し、共通電極２０８が位置する領域を通過し
て、基板２０２側から放射される。

そして、図１０（Ａ）に示す表示装置２００では、トランジスタ２０５とトランジスタ
２０６とが同一の層２１０に位置しており、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６と
が含まれる層２１０は、表示素子１０１と表示素子１０３の間の領域を有する。なお、少
なくとも、トランジスタ２０５が有する半導体層と、トランジスタ２０６が有する半導体
層とが同一の絶縁表面上に位置している場合、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６
とが同一の層２１０に含まれていると言える。

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

次いで、図１０（Ｂ）に、本発明の一態様に係る表示装置２００の別の構成について、
断面の構造を一例として示す。図１０（Ｂ）に示す表示装置２００は、トランジスタ２０
５とトランジスタ２０６とが異なる層に含まれている点において、図１０（Ａ）に示す表
示装置２００と構成が異なる。

具体的に、図１０（Ｂ）に示す表示装置２００では、トランジスタ２０５が含まれる層
２１０ａと、トランジスタ２０６が含まれる層２１０ｂとを有し、層２１０ａと層２１０
ｂとは、表示素子１０１と表示素子１０３の間の領域を有する。そして、図１０（Ｂ）に
示す表示装置２００では、層２１０ａが層２１０ｂよりも表示素子１０３側に近い。なお
、少なくとも、トランジスタ２０５が有する半導体層と、トランジスタ２０６が有する半
導体層とが異なる絶縁表面上に位置している場合、トランジスタ２０５とトランジスタ２
０６とが異なる層に含まれていると言える。

上記構成により、トランジスタ２０５と、トランジスタ２０５に電気的に接続される各
種配線とを、トランジスタ２０６と、トランジスタ２０６に電気的に接続される各種配線
とを、部分的に重ねることができるため、画素のサイズを小さく抑え、表示装置２００の
高精細化を実現することができる。

次いで、図１１（Ａ）に、本発明の一態様に係る表示装置２００の別の構成について、
断面の構造を一例として示す。図１１（Ａ）に示す表示装置２００は、トランジスタ２０
５とトランジスタ２０６とが異なる層が含まれている点において、図１０（Ａ）に示す表
示装置２００と構成が異なる。そして、図１１（Ａ）に示す表示装置２００は、トランジ
スタ２０５が含まれる層２１０ａが、表示素子１０３よりも基板２０１側に近い点におい
て、図１０（Ｂ）に示す表示装置２００と構成が異なる。

具体的に、図１１（Ａ）に示す表示装置２００では、トランジスタ２０５が含まれる層
２１０ａと、トランジスタ２０６が含まれる層２１０ｂとを有する。そして、層２１０ａ
は、表示素子１０３と基板２０１との間の領域を有する。また、層２１０ｂは、表示素子
１０１と表示素子１０３の間の領域を有する。

上記構成により、トランジスタ２０５と、トランジスタ２０５に電気的に接続される各
種配線とを、トランジスタ２０６と、トランジスタ２０６に電気的に接続される各種配線
とを、図１０（Ｂ）の場合よりもより多く重ねることができるため、画素のサイズを小さ
く抑え、表示装置２００の高精細化を実現することができる。

次いで、図１１（Ｂ）に、本発明の一態様に係る表示装置２００の別の構成について、
断面の構造を一例として示す。図１１（Ｂ）に示す表示装置２００は、トランジスタ２０
５とトランジスタ２０６とが同一の層に含まれている点では、図１０（Ａ）に示す表示装
置２００と構成は同じである。ただし、図１１（Ｂ）に示す表示装置２００は、トランジ
スタ２０５とトランジスタ２０６とが含まれている層が、表示素子１０３よりも基板２０
１側に近い点において、図１０（Ａ）に示す表示装置２００と構成が異なる。

具体的に、図１１（Ｂ）に示す表示装置２００では、トランジスタ２０５とトランジス
タ２０６とが含まれる層２１０を有する。そして、層２１０は、表示素子１０３と基板２
０１との間の領域を有する。また、表示素子１０１は、表示素子１０３よりも基板２０２
側に近い。

上記構成により、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とを共通の作製工程で作製
することができる。また、表示素子１０１とトランジスタ２０６の電気的な接続を行う配
線と、表示素子１０３とトランジスタ２０５の電気的な接続を行う配線とが、層２１０に
対して同一の側に設ければよい。具体的には、上記配線を、表示素子１０１とトランジス
タ２０６の電気的な接続を行う配線を、トランジスタ２０６の半導体層上に形成でき、な
おかつ、表示素子１０３とトランジスタ２０５の電気的な接続を行う配線を、トランジス
タ２０５の半導体層上に形成することができる。よって、図１０（Ａ）に示す表示装置２
００の場合に比べて作成工程を簡素化することができる。

なお、図１０及び図１１では、２つの表示素子１０１に対して１つの表示素子１０３が
対応している断面構造を例示しているが、本発明の一態様に係る表示装置は、１つの表示
素子１０１に対して１つの表示素子１０３が対応している断面構造を有していても良いし
、１つの表示素子１０１に対して複数の表示素子１０３が対応している断面構造を有して
いても良い。

また、図１０及び図１１では、表示素子１０１が有する画素電極２０７が、可視光を反
射する機能を有する場合を例示しているが、画素電極２０７は可視光を透過する機能を有
していても良い。この場合、バックライトやフロントライトなどの光源を表示装置２００
に設けても良いし、表示素子１０１を用いて画像を表示する際に表示素子１０３を光源と
して用いても良い。

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。

（実施の形態４）
本実施の形態では、反射型表示素子と発光型表示素子とを用いた表示装置が有する、画
素の構成例について説明する。なお、本実施の形態では、反射型表示素子として液晶素子
を用い、発光型表示素子としてＥＬ材料を用いた発光素子を用いる場合を例に挙げて、本
発明の一態様に係る画素３００の構成例について説明する。

図１２（Ａ）に示す画素３００は、画素３５０と画素３５１とを有する。そして、画素
３５０は液晶素子３０１を有し、画素３５１は発光素子３０２を有する。液晶素子３０１
として、先の実施の形態に述べた表示素子１０１、発光素子３０２として先の実施の形態
に述べた表示素子１０３を、それぞれ用いることができる。

具体的に、画素３５０は、液晶素子３０１と、液晶素子３０１に印加する電圧を制御す
る機能を有するトランジスタ３０３と、容量素子３０４とを有する。そして、トランジス
タ３０３は、ゲートが配線ＧＬに電気的に接続され、ソース又はドレインの一方が配線Ｓ
Ｌに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が液晶素子３０１の画素電極に電気的
に接続されている。また、液晶素子３０１の共通電極は、所定の電位が供給される配線ま
たは電極に電気的に接続されている。また、容量素子３０４は、一方の電極が、液晶素子
３０１の画素電極に電気的に接続され、他方の電極が、所定の電位が供給される配線また
は電極に電気的に接続されている。

また、具体的に、画素３５１は、発光素子３０２と、発光素子３０２に供給する電流を
制御する機能を有するトランジスタ３０５と、トランジスタ３０５のゲートへの電位の供
給を制御する機能を有するトランジスタ３０６と、容量素子３０７とを有する。そして、
トランジスタ３０６は、ゲートが配線ＧＥに電気的に接続され、ソース又はドレインの一
方が配線ＤＬに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方がトランジスタ３０５のゲ
ートに電気的に接続されている。トランジスタ３０５は、ソース又はドレインの一方が配
線ＡＬに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が発光素子３０２に電気的に接続
されている。容量素子３０７は、一方の電極が配線ＡＬに電気的に接続され、他方の電極
がトランジスタ３０５のゲートに電気的に接続されている。

図１２（Ａ）に示す画素３００では、液晶素子３０１に対応した画像信号を配線ＳＬに
供給し、発光素子３０２に対応した画像信号を配線ＤＬに供給することで、液晶素子３０
１によって表示される階調と、発光素子３０２によって表示される階調とを個別に制御す
ることができる。

なお、図１２（Ａ）では、液晶素子３０１を有する画素３５０と、発光素子３０２を有
する画素３５１とを一つずつ有する画素３００の構成例を示したが、画素３００が複数の
画素３５０を有していても良いし、或いは画素３００が複数の画素３５１を有していても
良い。

図１２（Ｂ）に、画素３００が一の画素３５０と、４つの画素３５１を有している場合
の、画素３００の構成例を示す。

具体的に図１２（Ｂ）に示す画素３００は、液晶素子３０１を有する画素３５０と、発
光素子３０２をそれぞれ有する画素３５１ａ乃至画素３５１ｄとを有する。

図１２（Ｂ）に示す画素３５０の構成については、図１２（Ａ）に示す画素３５０の構
成を参照することができる。

また、図１２（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄは、図１２（Ａ）に示す画素
３５１と同様に、発光素子３０２と、発光素子３０２に供給する電流を制御する機能を有
するトランジスタ３０５と、トランジスタ３０５のゲートへの電位の供給を制御する機能
を有するトランジスタ３０６と、容量素子３０７とをそれぞれ有する。そして、画素３５
１ａ乃至画素３５１ｄがそれぞれ有する発光素子３０２から発せられる光が、異なる領域
の波長を有することで、表示装置においてカラーの画像を表示することが可能になる。

また、図１２（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａの有する
トランジスタ３０６のゲートと、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０６のゲートとが
、配線ＧＥｂに電気的に接続されている。また、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０
６のゲートと、画素３５１ｄの有するトランジスタ３０６のゲートとが、配線ＧＥａに電
気的に接続されている。

また、図１２（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａの有する
トランジスタ３０６のソース又はドレインの一方と、画素３５１ｂの有するトランジスタ
３０６のソース又はドレインの一方とが、配線ＤＬａに電気的に接続されている。また、
画素３５１ｃの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方と、画素３５１ｄ
の有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方とが、配線ＤＬｂに電気的に接
続されている。

また、図１２（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、全てのトランジスタ３
０５のソース又はドレインの一方が、配線ＡＬに電気的に接続されている。

上述したように、図１２（Ｂ）に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１
ａと画素３５１ｃが配線ＧＥｂを共有し、画素３５１ｂと画素３５１ｄが配線ＧＥａを共
有しているが、画素３５１ａ乃至画素３５１ｄの全てが一の配線ＧＥを共有していても良
い。この場合、画素３５１ａ乃至画素３５１ｄは、互いに異なる４つの配線ＤＬに電気的
に接続されるようにすることが望ましい。

次いで、図１３（Ａ）に、図１２（Ａ）とは異なる画素３００の構成例を示す。図１３
（Ａ）に示す画素３００は、画素３５１が有するトランジスタ３０５がバックゲートを有
する点において、図１２（Ａ）に示す画素３００と構成が異なる。

具体的に、図１３（Ａ）に示す画素３００では、トランジスタ３０５のバックゲートが
ゲート（フロントゲート）に電気的に接続されている。図１３（Ａ）に示す画素３００は
、上記構成を有することにより、トランジスタ３０５の閾値電圧がシフトするのを抑える
ことができ、トランジスタ３０５の信頼性を高めることができる。また、図１３（Ａ）に
示す画素３００は、上記構成を有することにより、トランジスタ３０５のサイズを小さく
抑えつつ、トランジスタ３０５のオン電流を高めることができる。

なお、本発明の一態様に係る表示装置では、画素３００が、図１３（Ａ）に示す画素３
５０を複数有していても良いし、或いは図１３（Ａ）に示す画素３５１を複数有していて
も良い。具体的には、図１２（Ｂ）に示した画素３００と同様に、図１３（Ａ）に示す１
つの画素３５０と、４つの画素３５１とを有していても良い。その場合、各種配線と４つ
の画素３５１との接続関係は、図１２（Ｂ）に示した画素３００を参照することができる
。

次いで、図１３（Ｂ）に、図１２（Ａ）とは異なる画素３００の構成例を示す。図１３
（Ｂ）に示す画素３００は、画素３５１が有するトランジスタ３０５がバックゲートを有
する点において、図１２（Ａ）に示す画素３００と構成が異なる。そして、図１３（Ｂ）
に示す画素３００では、トランジスタ３０５のバックゲートがゲートではなく発光素子３
０２に電気的に接続されている点において、図１３（Ａ）に示す画素３００と構成が異な
る。

図１３（Ｂ）に示す画素３００は、上記構成を有することにより、トランジスタ３０５
の閾値電圧がシフトするのを抑えることができ、トランジスタ３０５の信頼性を高めるこ
とができる。

なお、本発明の一態様に係る表示装置では、画素３００が、図１３（Ｂ）に示す画素３
５０を複数有していても良いし、或いは図１３（Ｂ）に示す画素３５１を複数有していて
も良い。具体的には、図１２（Ｂ）に示した画素３００と同様に、図１３（Ｂ）に示す１
つの画素３５０と、４つの画素３５１とを有していても良い。その場合、各種配線と４つ
の画素３５１との接続関係は、図１２（Ｂ）に示した画素３００を参照することができる
。

次いで、図１４に、図１２（Ａ）とは異なる画素３００の構成例を示す。図１４に示す
画素３００は、画素３５０と画素３５１とを有し、画素３５１の構成が図１２（Ａ）とは
異なる。

具体的に、図１４に示す画素３５１は、発光素子３０２と、発光素子３０２に供給する
電流を制御する機能を有するトランジスタ３０５と、トランジスタ３０５のゲートへの電
位の供給を制御する機能を有するトランジスタ３０６と、発光素子３０２の画素電極に所
定の電位を供給する機能を有するトランジスタ３０８と、容量素子３０７とを有する。ま
た、トランジスタ３０５と、トランジスタ３０６と、トランジスタ３０８とは、それぞれ
バックゲートを有する。

そして、トランジスタ３０６は、ゲート（フロントゲート）が配線ＭＬに電気的に接続
され、バックゲートが配線ＧＥに電気的に接続され、ソース又はドレインの一方が配線Ｄ
Ｌに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方がトランジスタ３０５のゲート及びバ
ックゲートに電気的に接続されている。トランジスタ３０５は、ソース又はドレインの一
方が配線ＡＬに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が発光素子３０２に電気的
に接続されている。
トランジスタ３０８は、ゲート（フロントゲート）が配線ＭＬに電気的に接続され、バッ
クゲートが配線ＧＥに電気的に接続され、ソース又はドレインの一方が配線ＭＬに電気的
に接続され、ソース又はドレインの他方が発光素子３０２に電気的に接続されている。容
量素子３０７は、一方の電極が配線ＡＬに電気的に接続され、他方の電極がトランジスタ
３０５のゲートに電気的に接続されている。

なお、図１４では、液晶素子３０１を有する画素３５０と、発光素子３０２を有する画
素３５１とを一つずつ有する画素３００の構成例を示したが、画素３００が複数の画素３
５０を有していても良いし、或いは画素３００が複数の画素３５１を有していても良い。

図１５に、画素３００が一の画素３５０と、４つの画素３５１を有している場合の、画
素３００の構成例を示す。

具体的に図１５に示す画素３００は、液晶素子３０１を有する画素３５０と、発光素子
３０２をそれぞれ有する画素３５１ａ乃至画素３５１ｄとを有する。

図１５に示す画素３５０の構成については、図１４に示す画素３５０の構成を参照する
ことができる。

また、図１５に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄは、図１４に示す画素３５１と同様
に、発光素子３０２と、発光素子３０２に供給する電流を制御する機能を有するトランジ
スタ３０５と、トランジスタ３０５のゲートへの電位の供給を制御する機能を有するトラ
ンジスタ３０６と、発光素子３０２の画素電極に所定の電位を供給する機能を有するトラ
ンジスタ３０８と、容量素子３０７とをそれぞれ有する。そして、画素３５１ａ乃至画素
３５１ｄがそれぞれ有する発光素子３０２から発せられる光が、異なる領域の波長を有す
ることで、表示装置においてカラーの画像を表示することが可能になる。

また、図１５に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａの有するトラン
ジスタ３０６のゲートと、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０６のゲートとが、配線
ＭＬａに電気的に接続されている。また、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０６のゲ
ートと、画素３５１ｄの有するトランジスタ３０６のゲートとが、配線ＭＬｂに電気的に
接続されている。

また、図１５に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａの有するトラン
ジスタ３０６のバックゲートと、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０６のバックゲー
トとが、配線ＧＥｂに電気的に接続されている。また、画素３５１ｂの有するトランジス
タ３０６のバックゲートと、画素３５１ｄの有するトランジスタ３０６のバックゲートと
が、配線ＧＥａに電気的に接続されている。

また、図１５に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａの有するトラン
ジスタ３０６のソース又はドレインの一方と、画素３５１ｂの有するトランジスタ３０６
のソース又はドレインの一方とが、配線ＤＬａに電気的に接続されている。また、画素３
５１ｃの有するトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方と、画素３５１ｄの有す
るトランジスタ３０６のソース又はドレインの一方とが、配線ＤＬｂに電気的に接続され
ている。

また、図１５に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａの有するトラン
ジスタ３０８のバックゲートと、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０８のバックゲー
トとが、配線ＧＥｂに電気的に接続されている。また、画素３５１ｂの有するトランジス
タ３０８のバックゲートと、画素３５１ｄの有するトランジスタ３０８のバックゲートと
が、配線ＧＥａに電気的に接続されている。

また、図１５に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａの有するトラン
ジスタ３０８のゲートとソース又はドレインの一方とが配線ＭＬａに電気的に接続され、
画素３５１ｂの有するトランジスタ３０８のゲートとソース又はドレインの一方とが、配
線ＭＬａに電気的に接続されている。また、画素３５１ｃの有するトランジスタ３０８の
ゲートとソース又はドレインの一方とが配線ＭＬｂに電気的に接続され、画素３５１ｄの
有するトランジスタ３０８のゲートとソース又はドレインの一方とが、配線ＭＬｂに電気
的に接続されている。

また、図１５に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、全てのトランジスタ３０５の
ソース又はドレインの一方が、配線ＡＬに電気的に接続されている。

上述したように、図１５に示す画素３５１ａ乃至画素３５１ｄでは、画素３５１ａと画
素３５１ｃが配線ＧＥｂを共有し、画素３５１ｂと画素３５１ｄが配線ＧＥａを共有して
いるが、画素３５１ａ乃至画素３５１ｄの全てが一の配線ＧＥを共有していても良い。こ
の場合、画素３５１ａ乃至画素３５１ｄは、互いに異なる４つの配線ＤＬに電気的に接続
されるようにすることが望ましい。

なお、画素３５０に、オフ電流が低いトランジスタを用いることで、表示画面を書き換
える必要がない場合（すなわち静止画を表示する場合）、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。）。Ｉ
ＤＳ駆動によって、表示装置２００の消費電力を低減することができる。

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。

（実施の形態５）
本実施の形態では、図４（Ａ）に示した表示装置２００を例に挙げて、反射型表示素子
と発光型表示素子とを用いた表示装置２００の具体的な構成例について説明する。

図１６に、表示装置２００の断面構造の一例を示す。

図１６に示す表示装置２００は、基板２５０と基板２５１の間に、表示部１０２と、表
示部１０４とが積層された構成を有する。具体的に図１６では、表示部１０２と表示部１
０４とが接着層２５２により接着されている。

そして、図１６では、表示部１０２の画素が有する発光素子３０２、トランジスタ３０
５、及び容量素子３０７と、表示部１０２の駆動回路が有するトランジスタ３０９とを図
示している。また、図１６では、表示部１０４の画素が有する液晶素子３０１と、トラン
ジスタ３０３と、容量素子３０４と、表示部１０４の駆動回路が有するトランジスタ３１
０とを図示している。

トランジスタ３０５は、バックゲートとしての機能を有する導電層３１１と、導電層３
１１上の絶縁層３１２と、絶縁層３１２上において導電層３１１と重なる半導体層３１３
と、半導体層３１３上の絶縁層３１６と、絶縁層３１６上に位置し、ゲートとしての機能
を有する導電層３１７と、導電層３１７上に位置する絶縁層３１８のさらに上に位置し、
半導体層３１３と電気的に接続されている導電層３１４及び導電層３１５と、を有する。

また、導電層３１５は、導電層３１９と電気的に接続され、導電層３１９は導電層３２
０に電気的に接続されている。導電層３１９は導電層３１７と同一の層に形成されており
、導電層３２０は導電層３１１と同一の層に形成されている。

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

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

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

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

導電層３２９上には絶縁層３３０が位置し、絶縁層３３０上にはＥＬ層３３１が位置し
、ＥＬ層３３１上には対向電極としての機能を有する導電層３３２が位置する。導電層３
２９とＥＬ層３３１と導電層３３２とは、絶縁層３３０の開口部において電気的に接続さ
れており、導電層３２９とＥＬ層３３１と導電層３３２とが電気的に接続された領域が発
光素子３０２として機能する。発光素子３０２は、導電層３３２側から破線の矢印で示す
方向に光を放射する、トップエミッション構造を有する。

導電層３２９と導電層３３２とは、一方が陽極として機能し、他方が陰極として機能す
る。導電層３２９と導電層３３２の間に、発光素子３０２の閾値電圧より高い電圧を印加
すると、ＥＬ層３３１に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入
された電子と正孔はＥＬ層３３１において再結合し、ＥＬ層３３１に含まれる発光物質が
発光する。

なお、半導体層３１３、３２２に酸化物半導体を用いる場合、表示装置の信頼性を高め
るには、絶縁層３１８は酸素を含む絶縁材料を用いることが望ましく、絶縁層３２４には
水又は水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが望ましい。

絶縁層３２５または絶縁層３３０として有機材料を用いる場合、絶縁層３２５または絶
縁層３３０が表示装置の端部に露出していると、絶縁層３２５または絶縁層３３０を介し
て発光素子３０２等に表示装置の外部から水分等の不純物が侵入する恐れがある。不純物
の侵入により、発光素子３０２が劣化すると、表示装置の劣化につながる。そのため、図
１６に示すように、絶縁層３２５及び絶縁層３３０が、表示装置の端部に位置しないこと
が好ましい。

発光素子３０２は、接着層３３３を介して着色層３３４と重なる。スペーサ３３５は、
接着層３３３を介して遮光層３３６と重なる。図１６では、導電層３３２と遮光層３３６
との間に隙間がある場合を示しているが、これらが接していてもよい。

着色層３３４は特定の波長域の光を透過する有色層である。例えば、赤色、緑色、青色
、又は黄色の波長域の光を透過するカラーフィルタなどを用いることができる。

なお、本発明の一態様は、カラーフィルタ方式に限られず、塗り分け方式、色変換方式
、又は量子ドット方式等を適用してもよい。

表示部１０４において、トランジスタ３０３は、バックゲートとしての機能を有する導
電層３４０と、導電層３４０上の絶縁層３４１と、絶縁層３４１上において導電層３４０
と重なる半導体層３４２と、半導体層３４２上の絶縁層３４３と、絶縁層３４３上に位置
し、ゲートとしての機能を有する導電層３４４と、導電層３４４上に位置する絶縁層３４
５のさらに上に位置し、半導体層３４２と電気的に接続されている導電層３４６及び導電
層３４７と、を有する。

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

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

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

基板２５１には、共通電極としての機能を有する導電層３６１が位置する。具体的に、
図１６では、基板２５１上に接着層３６２を介して絶縁層３６３が接着されており、絶縁
層３６３上に導電層３６１が位置する。そして、導電層３６１上には配向膜３６５が位置
し、配向膜３６４と配向膜３６５の間には液晶層３６６が位置する。

図１６では、導電層３４９が可視光を反射する機能を有し、導電層３６１が可視光を透
過する機能を有することで、破線の矢印で示すように基板２５１側から入射した光を、導
電層３４９において反射させ、基板２５１側から放射させることができる。

可視光を透過する導電性材料としては、例えば、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、
錫（Ｓｎ）の中から選ばれた一種を含む材料を用いるとよい。具体的には、酸化インジウ
ム、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、インジウム亜
鉛酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウ
ム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化
物、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸
化亜鉛などが挙げられる。なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェン
を含む膜は、例えば酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。

可視光を反射する導電性材料としては、例えば、アルミニウム、銀、またはこれらの金
属材料を含む合金等が挙げられる。そのほか、金、白金、ニッケル、タングステン、クロ
ム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、もしくはパラジウム等の金属材料、またはこれら金
属材料を含む合金を用いることができる。また、上記金属材料または合金に、ランタン、
ネオジム、またはゲルマニウム等が添加されていてもよい。アルミニウムとチタンの合金
、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金、アルミニウム、ニッ
ケル、及びランタンの合金（Ａｌ－Ｎｉ－Ｌａ）等のアルミニウムを含む合金（アルミニ
ウム合金）、銀と銅の合金、銀とパラジウムと銅の合金（Ａｇ－Ｐｄ－Ｃｕ、ＡＰＣとも
記す）、銀とマグネシウムの合金等の銀を含む合金を用いてもよい。

なお、図１６では、バックゲートを有するトップゲート型のトランジスタを用いた表示
装置の構成について説明したが、本発明の一態様に係る表示装置はバックゲートを有さな
いトランジスタを用いていても良いし、バックゲート型のトランジスタを用いていても良
い。

トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、
結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領
域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トラン
ジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。

また、トランジスタに用いる半導体材料としては、酸化物半導体を用いることができる
。代表的には、インジウムを含む酸化物半導体などを適用できる。

特にシリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用
いると、トランジスタのオフ状態における電流を低減できるため好ましい。

半導体層は、例えば少なくともインジウム、亜鉛及びＭ（アルミニウム、チタン、ガリ
ウム、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ランタン、セリウム、スズ、ネオジ
ム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－Ｌ
ａ－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－Ｚ
ｎ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Ｚ
ｎ以外の金属元素が入っていてもよい。

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

また、発光型表示素子として、例えばＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉ
ｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、Ｑ
ＬＥＤ（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。

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

また、液晶素子には、様々なモードが適用された液晶素子を用いることができる。例え
ばＶＡモードのほかに、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ
－Ｐｌａｎｅ－Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗ
ｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅ
ｄ Ｍｉｃｒｏ－ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔ
ｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌ
ｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ
Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード等が適用された液晶素子を用いることができる
。

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

また、液晶材料としては、ポジ型の液晶、またはネガ型の液晶のいずれを用いてもよく
、適用するモードや設計に応じて最適な液晶材料を用いればよい。

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。

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６）
次いで、図１７（Ａ）に、本発明の一態様に係る表示装置２００の、外観の一例を示す
。図１７（Ａ）に示す表示装置２００は、基板５００上に画素部５０１と、反射型表示素
子を有する画素用の走査線駆動回路５０２と、発光型表示素子を有する画素用の走査線駆
動回路５０３と、を有する。また、ＩＣ５０４は反射型表示素子を有する画素用の信号線
駆動回路を有し、配線５０６を介して画素部５０１に電気的に接続されている。また、Ｉ
Ｃ５０５は発光型表示素子を有する画素用の信号線駆動回路を有し、配線５０６を介して
画素部５０１に電気的に接続されている。

また、ＦＰＣ５０８はＩＣ５０４に電気的に接続されており、ＦＰＣ５０９はＩＣ５０
５に電気的に接続されている。ＦＰＣ５１０は配線５１１を介して走査線駆動回路５０２
に電気的に接続されている。また、ＦＰＣ５１０は配線５１２を介して走査線駆動回路５
０３に電気的に接続されている。

次いで、反射型表示素子として液晶素子を用い、発光型表示素子として発光素子を用い
る場合を例に挙げて、画素部５０１が有する画素５１３における、液晶素子の表示領域の
レイアウトと、発光素子の表示領域のレイアウトとを、図１７（Ｂ）に示す。

具体的に図１７（Ｂ）では、画素５１３が、液晶素子の表示領域５１４と、黄色に対応
する発光素子の表示領域５１５と、緑色に対応する発光素子の表示領域５１６と、赤色に
対応する発光素子の表示領域５１７と、青色に対応する発光素子の表示領域５１８とを有
する。

なお、緑色、青色、赤色、黄色にそれぞれ対応する発光素子を用いて色再現性の良い黒
を表示する際、発光素子の面積あたりに流れる電流量は、黄色に対応する発光素子が最も
小さいことが求められる。図１７（Ｂ）では、緑色に対応する発光素子の表示領域５１６
と、赤色に対応する発光素子の表示領域５１７と、青色に対応する発光素子の表示領域５
１８とが、ほぼ同等の面積を有し、それらに対して黄色に対応する発光素子の表示領域５
１５の面積はやや小さいため、色再現性の良い黒を表示することが可能である。

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７）
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電子機器の一例について説
明する。

図１８（Ａ）に、本発明の一態様に係る表示装置を用いた電子機器の一例を示す。図１
８（Ａ）は、タブレット型の情報端末６２００であり、筐体６２２１、表示装置６２２２
、操作ボタン６２２３、スピーカ６２２４を有する。また、本発明の一態様に係る表示装
置６２２２に、位置入力装置としての機能を付加しても良い。また、位置入力装置として
の機能は、表示装置にタッチパネルを設けることで付加することができる。あるいは、位
置入力装置としての機能は、フォトセンサとも呼ばれる光電変換素子を表示装置の画素部
に設けることでも、付加することができる。また、操作ボタン６２２３に情報端末６２０
０を起動する電源スイッチ、情報端末６２００のアプリケーションを操作するボタン、音
量調整ボタン、又は表示装置６２２２を点灯、あるいは消灯するスイッチなどのいずれか
を備えることができる。また、図１８（Ａ）に示した情報端末６２００では、操作ボタン
６２２３の数を４個示しているが、情報端末６２００の有する操作ボタンの数及び配置は
、これに限定されない。

また、情報端末６２００は、外光の入射角度を測定する光センサ６２２５Ｘ及び光セン
サ６２２５Ｙを有する。光センサ６２２５Ｘ及び光センサ６２２５Ｙは、筐体６２２１の
ベゼルに配置されている。特に、光センサ６２２５Ｘは、筐体６２２１のベゼルにおいて
２つある短辺の一方に配置され、光センサ６２２５Ｙは、筐体６２２１のベゼルにおいて
２つある長辺の一方に配置されている。本発明の一態様では、光センサ６２２５Ｘ及び光
センサ６２２５Ｙによって外光の入射角度、照度を測定して、それらのデータを基づいて
、表示装置６２２２に表示する画像の色の調整と階調の調整を行うことができる。

また、光センサ６２２５Ｘ及び光センサ６２２５Ｙの配置箇所は、図１８（Ａ）に示し
た情報端末６２００に限定されない。例えば、図１８（Ｂ）に示す情報端末６２０１のよ
うに、光センサ６２２５Ｘは、筐体６２２１のベゼルにおいて２つある短辺の両方に配置
され、光センサ６２２５Ｙは、筐体６２２１のベゼルにおいて２つある長辺の両方に配置
されてもよい。

また、図示していないが、図１８（Ａ）に示した情報端末６２００は、筐体６２２１の
内部にセンサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、
温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾
度、振動、におい又は赤外線などを測定する機能を含むもの）を有する構成であってもよ
い。特に、ジャイロセンサ、加速度センサなどの傾きを測定するセンサを有する測定装置
を設けることで、図１８（Ａ）に示す情報端末６２００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、表示装置６２２２の画面表示を、情報端末６
２００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、該傾きの情報と、先述した光センサ６２２５Ｘ及び光センサ６２２５Ｙから得た
外光の入射角度、及び照度の情報を組み合わせることによって、より正確に表示装置６２
２２に映す画像データの色の調整と階調の調整を行うことができる。この場合、筐体６２
２１に撮像センサを設けて、情報端末６２００に対する使用者の眼の位置（あるいは視線
の方向）の情報を取得し、該傾き、外光の入射角度、及び照度の情報を組み合わせること
によって、より更に正確に、表示装置６２２２に表示する画像の色の調整と階調の調整を
行うことができる。

また、図示していないが、図１８（Ａ）に示した情報端末６２００は、マイク及びスピ
ーカを有する構成であってもよい。この構成により、例えば、情報端末６２００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、図示していないが、図１８（Ａ）に示
した情報端末６２００は、カメラを有する構成であってもよい。また、図示していないが
、図１８（Ａ）に示した情報端末６２００は、フラッシュライト、又は照明の用途として
発光装置を有する構成であってもよい。

また、図示していないが、図１８（Ａ）に示した情報端末６２００は、指紋、静脈、虹
彩、又は声紋など生体情報を取得する装置を有する構成であってもよい。この構成を適用
することによって、生体認証機能を有する情報端末６２００を実現することができる。

また、図示していないが、図１８（Ａ）に示した情報端末６２００は、マイクを有する
構成であってもよい。この構成を適用することによって、情報端末６２００に通話機能を
付することができる。また、情報端末６２００に音声解読機能を付することができる場合
がある。情報端末６２００に音声解読機能を設けることで、音声認識によって情報端末６
２００を操作する機能、更には、音声や会話を判読して会話録を作成する機能、などを情
報端末６２００に有することができる。これにより、例えば、会議などの議事録作成とし
て活用することができる。

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８）
図１９に、本発明の一態様に係る表示装置を用いた電子機器の具体例を示す。

図１９（Ａ）は携帯型ゲーム機であり、筐体５００１、筐体５００２、本発明の一態様
に係る表示装置５００３、発明の一態様に係る表示装置５００４、マイクロホン５００５
、スピーカ５００６、操作キー５００７、スタイラス５００８等を有する。なお、図１９
（Ａ）に示した携帯型ゲーム機は、表示装置５００３と表示装置５００４とで示す二つの
表示装置を有しているが、携帯型ゲーム機が有する表示装置の数は、これに限定されない
。携帯型ゲーム機に本発明の一態様に係る表示装置５００３及び表示装置５００４を用い
ることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置５００３及び表示装置
５００４に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。

図１９（Ｂ）は腕時計型の携帯情報端末であり、筐体５２０１、本発明の一態様に係る
表示装置５２０２、ベルト５２０３、光センサ５２０４、スイッチ５２０５等を有する。
腕時計型の携帯情報端末に本発明の一態様に係る表示装置５２０２を用いることで、使用
環境における外光の強度に左右されずに、表示装置５２０２に表示品質の高い画像を表示
することができ、消費電力も抑えることができる。

図１９（Ｃ）はタブレット型のパーソナルコンピュータであり、筐体５３０１、筐体５
３０２、本発明の一態様に係る表示装置５３０３、光センサ５３０４、光センサ５３０５
、スイッチ５３０６等を有する。表示装置５３０３は、筐体５３０１及び筐体５３０２に
よって支持されている。そして、表示装置５３０３は可撓性を有する基板を用いて形成さ
れているため形状をフレキシブルに曲げることができる機能を有する。筐体５３０１と筐
体５３０２の間の角度をヒンジ５３０７及び５３０８において変更することで、筐体５３
０１と筐体５３０２が重なるように、表示装置５３０３を折りたたむことができる。図示
してはいないが、開閉センサを内蔵させ、上記角度の変化を表示装置５３０３において使
用条件の情報として用いても良い。また、光センサ５３０４は筐体５３０１に付いており
、光センサ５３０５は筐体５３０２に付いている。上記構成により、筐体５３０１に支持
されている領域における表示装置５３０３への外光の入射角の情報と、筐体５３０２に支
持されている領域における表示装置５３０３への外光の入射角の情報とを、共に表示装置
５３０３における使用条件の情報として用いることができる。タブレット型のパーソナル
コンピュータに本発明の一態様に係る表示装置５３０３を用いることで、使用環境におけ
る外光の強度に左右されずに、表示装置５３０３に表示品質の高い画像を表示することが
でき、消費電力も抑えることができる。

図１９（Ｄ）はビデオカメラであり、筐体５８０１、筐体５８０２、本発明の一態様に
係る表示装置５８０３、操作キー５８０４、レンズ５８０５、接続部５８０６等を有する
。操作キー５８０４及びレンズ５８０５は筐体５８０１に設けられており、表示装置５８
０３は筐体５８０２に設けられている。そして、筐体５８０１と筐体５８０２とは、接続
部５８０６により接続されており、筐体５８０１と筐体５８０２の間の角度は、接続部５
８０６により変更が可能である。表示装置５８０３における映像を、接続部５８０６にお
ける筐体５８０１と筐体５８０２との間の角度に従って切り替える構成としても良い。ビ
デオカメラに本発明の一態様に係る表示装置５８０３を用いることで、使用環境における
外光の強度に左右されずに、表示装置５８０３に表示品質の高い画像を表示することがで
き、消費電力も抑えることができる。

図１９（Ｅ）は腕時計型の携帯情報端末であり、曲面を有する筐体５７０１、本発明の
一態様に係る表示装置５７０２等を有する。本発明の一態様に係る表示装置５７０２に可
撓性を有する基板を用いることで、曲面を有する筐体５７０１に表示装置５７０２を支持
させることができ、フレキシブルかつ軽くて使い勝手の良い腕時計型の携帯情報端末を提
供することができる。そして、腕時計型の携帯情報端末に本発明の一態様に係る表示装置
５７０２を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置５７０
２に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。

図１９（Ｆ）は携帯電話であり、曲面を有する筐体５９０１に、本発明の一態様に係る
表示装置５９０２、マイク５９０７、スピーカ５９０４、カメラ５９０３、外部接続部５
９０６、操作用のボタン５９０５が設けられている。携帯電話に本発明の一態様に係る表
示装置５９０２を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置
５９０２に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。

１１ 画素
１２ 画素
１３ 画素
１４ 画素
１５ 画素
２１ 期間
２２ 期間
３１ 期間
３２ 期間
３３ 期間
３４ 期間
４１ 期間
４２ 期間
４３ 期間
４４ 期間
６１ 画素
６２ 画素
６３ トランジスタ
６５ トランジスタ
６６ トランジスタ
１０１ 表示素子
１０１ａ 液晶素子
１０１ｂ 液晶素子
１０２ 表示部
１０２ａ 領域
１０３ 表示素子
１０４ 表示部
１０４ａ 領域
１１２ ゲートドライバ
１１３ ソースドライバ
１１４ タッチセンサ
１２１ 比較回路
１２２ 記憶回路
１２３ 計測回路
１２４ 回路
１５１ 入力部
１５２ 制御部
２００ 表示装置
２０１ 基板
２０２ 基板
２０５ トランジスタ
２０６ トランジスタ
２０７ 画素電極
２０８ 共通電極
２０９ 液晶層
２１０ 層
２１０ａ 層
２１０ｂ 層
２５０ 基板
２５１ 基板
２５２ 接着層
３００ 画素
３０１ 液晶素子
３０２ 発光素子
３０３ トランジスタ
３０４ 容量素子
３０５ トランジスタ
３０６ トランジスタ
３０７ 容量素子
３０８ トランジスタ
３０９ トランジスタ
３１０ トランジスタ
３１１ 導電層
３１２ 絶縁層
３１３ 半導体層
３１４ 導電層
３１５ 導電層
３１６ 絶縁層
３１７ 導電層
３１８ 絶縁層
３１９ 導電層
３２０ 導電層
３２１ 導電層
３２２ 半導体層
３２３ 導電層
３２４ 絶縁層
３２５ 絶縁層
３２６ 導電層
３２７ 導電層
３２８ 絶縁層
３２９ 導電層
３３０ 絶縁層
３３１ ＥＬ層
３３２ 導電層
３３３ 接着層
３３４ 着色層
３３５ スペーサ
３３６ 遮光層
３４０ 導電層
３４１ 絶縁層
３４２ 半導体層
３４３ 絶縁層
３４４ 導電層
３４５ 絶縁層
３４６ 導電層
３４７ 導電層
３４８ 導電層
３４９ 導電層
３５０ 画素
３５１ 画素
３５１ａ 画素
３５１ｂ 画素
３５１ｃ 画素
３５１ｄ 画素
３６０ 絶縁層
３６１ 導電層
３６２ 接着層
３６３ 絶縁層
３６４ 配向膜
３６５ 配向膜
３６６ 液晶層
５００ 基板
５０１ 画素部
５０２ 走査線駆動回路
５０３ 走査線駆動回路
５０４ ＩＣ
５０５ ＩＣ
５０６ 配線
５０８ ＦＰＣ
５０９ ＦＰＣ
５１０ ＦＰＣ
５１１ 配線
５１２ 配線
５１３ 画素
５１４ 表示領域
５１５ 表示領域
５１６ 表示領域
５１７ 表示領域
５１８ 表示領域
５００１ 筐体
５００２ 筐体
５００３ 表示装置
５００４ 表示装置
５００５ マイクロホン
５００６ スピーカ
５００７ 操作キー
５００８ スタイラス
５２０１ 筐体
５２０２ 表示装置
５２０３ ベルト
５２０４ 光センサ
５２０５ スイッチ
５３０１ 筐体
５３０２ 筐体
５３０３ 表示装置
５３０４ 光センサ
５３０５ 光センサ
５３０６ スイッチ
５３０７ ヒンジ
５７０１ 筐体
５７０２ 表示装置
５８０１ 筐体
５８０２ 筐体
５８０３ 表示装置
５８０４ 操作キー
５８０５ レンズ
５８０６ 接続部
５９０１ 筐体
５９０２ 表示装置
５９０３ カメラ
５９０４ スピーカ
５９０５ ボタン
５９０６ 外部接続部
５９０７ マイク
６２００ 情報端末
６２０１ 情報端末
６２２１ 筐体
６２２２ 表示装置
６２２３ 操作ボタン
６２２４ スピーカ
６２２５Ｘ 光センサ
６２２５Ｙ 光センサ

Claims (4)

1. 第１の表示部と、ソースドライバと、ソース線と、を有し、
   前記第１の表示部は、第１の表示素子を有する画素で構成され、
   第１の画像を前記第１の表示部に表示し、
   次いで第２の画像を前記第１の表示部に表示し、
   前記第１の画像および前記第２の画像の一方が文字で構成される画像データであり他方が文字で構成される画像データでない場合には、前記第２の画像を前記第１の表示部に３以上の奇数回書き込み、
   前記第１の画像および前記第２の画像がともに文字で構成される画像データである、あるいは、ともに文字で構成される画像データでない場合には、前記第１の表示部に第２の画像を１回書き込み、
   前記ソースドライバは、前記ソース線に第１の信号を与え、
   前記奇数回の書き込みのうち、奇数回目の書き込みにおける前記第１の信号の極性と、偶数回目の書き込みにおける前記第１の信号の極性と、は反転され、
   前記３以上の奇数回の書き込みは、３０Ｈｚ以上２４０Ｈｚ以下の間隔で行われる表示装置の動作方法。
2. 請求項１において、
   前記第１の表示素子は、光の反射を利用して階調を表示する機能を有する表示装置の動作方法。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記第１の表示素子は、液晶素子を有する表示装置の動作方法。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
   前記画素はトランジスタを有し、前記トランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を有する表示装置の動作方法。

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