WO2018042286A1 - 表示装置およびその動作方法、ならびに電子機器 - Google Patents

Abstract

低消費電力の表示装置を提供する。 ディスプレイ、 演算回路および記憶回路を有する表示装置。 ディスプレイは、 画像データに対応する 画像を表示し、 当該画像データを保持する機能を有する。 演算回路は、 画像データを生成する機能を 有する。 記憶回路は、 画像データを保持する機能を有する。 表示装置は、 第１の状態または第２の状 態により動作する機能を有する。 第１の状態では、 画像データを記憶回路およびディスプレイに書き 込み、 当該画像データに対応する画像を表示する。 第２の状態では、 画像データのディスプレイへの 書き込みを停止する第１のモードと、記憶回路に保持された画像データをディスプレイに書き込む第 ２のモードと、により動作する。第１のモードにより、ｍフレーム分（ｍは自然数）の動作を行った 後、第２のモードによる動作を行う。

Description

表示装置およびその動作方法、ならびに電子機器

本発明の一形態は、表示装置およびその動作方法、ならびに電子機器に関する。

なお本発明の一形態は、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、本発明の一形態は、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等で開示する本発明の一形態の技術分野としては、半導体装置、表示装置、電子機器、それらの動作方法、または、それらの製造方法を一例としてあげることができる。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。

金属酸化物トランジスタ（Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒトランジスタ、以下、ＯＳトランジスタと呼称する）を、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイなどの表示装置に用いる技術が提案されている。ＯＳトランジスタはオフ電流が非常に小さいため、静止画を表示する際のリフレッシュ頻度を少なくし、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイの消費電力を低減する技術が開示されている（特許文献１、及び特許文献２）。なお、本明細書等において、上述の表示装置の消費電力を減らす技術を、「アイドリングストップ」または「ＩＤＳ駆動」と呼称する。

また、ＯＳトランジスタのオフ電流が小さいことを利用して、ＯＳトランジスタを不揮発性の記憶装置に用いた例が開示されている（特許文献３）。

また、反射型素子と発光型素子を組み合わせた、表示装置が開示されている（特許文献４）。明るい環境では反射型素子を用い、暗い環境では発光型素子を用いることで、外光環境に依存しない良好な表示品質の表示装置と、消費電力が少ない表示装置と、が提案されている。

特開２０１１−１５１３８３号公報 特開２００３−１５７０２６号公報 特開２０１１−１４１５２２号公報 特開２０１１−１４１５２４号公報

ＩＤＳ駆動を行う場合、長期間リフレッシュ動作を行わないと表示される画像の画質が低下する場合がある。また、ＩＤＳ駆動を行う場合、使用しない回路を待機状態とすることにより、より消費電力を低減することができる。

そこで、本発明の一態様は、ＩＤＳ駆動時においても画質の低下を抑制できる表示装置およびその動作方法、ならびに表示システム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、消費電力を低減した表示装置およびその動作方法、ならびに表示システム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、高速に動作する表示装置およびその動作方法、ならびに表示システム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、新規な表示装置およびその動作方法、ならびに表示システム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、新規な電子機器を提供することを課題の一とする。

なお、本発明の一形態は、必ずしも上記の課題の全てを解決する必要はなく、少なくとも一つの課題を解決できるものであればよい。また、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。これら以外の課題は、明細書、特許請求の範囲、図面などの記載から自ずと明らかになるものであり、明細書、特許請求の範囲、図面などの記載から、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、ディスプレイと、第１の回路と、第２の回路と、を有する表示装置において、ディスプレイは、画像データに対応する画像を表示し、当該画像データを保持する機能を有し、第１の回路は、ディスプレイに表示される画像に対応する画像データを生成する機能を有し、第２の回路は、第１の回路により生成された画像データを保持する機能を有し、表示装置は、第１の状態または第２の状態により動作する機能を有し、第１の状態では、第１の回路により生成された画像データを、第２の回路およびディスプレイに書き込み、当該画像データに対応する画像をディスプレイにより表示し、第２の状態では、第１の回路により生成された画像データおよび第２の回路に保持された画像データの、ディスプレイへの書き込みを停止し、ディスプレイに保持された画像データに対応する画像をディスプレイにより表示する第１のモードと、第２の回路に保持された画像データを、ディスプレイに書き込み、当該画像データに対応する画像をディスプレイにより表示する第２のモードと、により動作し、第１のモードにより、ｍフレーム分（ｍは自然数）の動作を行った後、第２のモードによる動作を行う表示装置の動作方法である。

また、上記態様において、第２のモードにより、１フレーム分の動作を行った後、第１のモードによる動作を行ってもよい。

また、上記態様において、第２の回路は、第１の容量素子と、第１のトランジスタと、を有し、第１の容量素子は、第１の回路により生成された画像データに対応する電荷を保持する機能を有し、第１のトランジスタは、第１の容量素子に保持された電荷の充放電を制御する機能を有し、第１のトランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を含んでもよい。

また、上記態様において、ディスプレイは、画素を有し、画素は、反射素子と、発光素子と、第２のトランジスタと、第３のトランジスタと、を有し、反射素子は、外光の光を反射することにより画像を表示する機能を有し、発光素子は、自発光することにより画像を表示する機能を有し、第２のトランジスタは、反射素子を用いて表示される画像に対応する画像データの、画素への書き込みおよび保持を制御する機能を有し、第３のトランジスタは、発光素子を用いて表示される画像に対応する画像データの、画素への書き込みおよび保持を制御する機能を有し、第２のトランジスタおよび第３のトランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を含んでもよい。

また、上記態様において、反射素子は、液晶材料を有し、液晶材料の固有抵抗値は、１．０×１０^１３Ω・ｃｍ以上であってもよい。

また、上記態様において、表示装置は、第３の回路を有し、第３の回路は、表示装置の状態を切り替える機能を有し、表示装置は、第３の状態により動作する機能を有し、第３の状態では、表示装置への電源供給を、第３の回路を除いて停止してもよい。

また、上記態様において、表示装置は、レジスタを有し、レジスタは、第３の状態において、表示装置を動作させるために用いられるパラメータを保持する機能を有し、表示装置は、第４の状態により動作する機能を有し、表示装置は、第３の状態において停止されていた電源供給を再開することにより、第３の状態から第４の状態に遷移し、第４の状態では、レジスタに保持されたパラメータを読み出してもよい。

また、上記態様において、レジスタは、第２の容量素子と、第４のトランジスタと、を有し、第２の容量素子は、パラメータに対応する電荷を保持する機能を有し、第４のトランジスタは、第２の容量素子に保持された電荷の充放電を制御する機能を有し、第４のトランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を含んでもよい。

また、本発明の一態様の動作方法により動作する表示装置も本発明の一態様である。

また、本発明の一態様の表示装置と、操作ボタンと、を有する電子機器も本発明の一態様である。

本発明の一態様は、ＩＤＳ駆動時においても画質の低下を抑制できる表示装置およびその動作方法、ならびに表示システムを提供することができる。または、本発明の一態様は、消費電力を低減した表示装置およびその動作方法、ならびに表示システムを提供することができる。または、本発明の一態様は、高速に動作する表示装置およびその動作方法、ならびに表示システムを提供することができる。または、本発明の一態様は、新規な表示装置およびその動作方法、ならびに表示システムを提供することができる。または、本発明の一態様は、新規な電子機器を提供することができる。

なお本発明の一形態の効果は、上記列挙した効果に限定されない。上記列挙した効果は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお他の効果は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない効果である。本項目で言及していない効果は、当業者であれば明細書又は図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一形態は、上記列挙した効果、および他の効果のうち、少なくとも一つの効果を有するものである。従って本発明の一形態は、場合によっては、上記列挙した効果を有さない場合もある。

表示装置の構成例を示すブロック図。 表示装置の動作方法の一例を示す状態遷移図。 表示装置の各状態におけるディスプレイの表示状態を示す表。 表示装置の動作方法の一例を示すタイミングチャート。 表示装置の動作方法の一例を示すタイミングチャート。 タイミングコントローラおよびディスプレイの状態を示すブロック図。 タイミングコントローラおよびディスプレイの状態を示すブロック図。 タイミングコントローラおよびディスプレイの状態を示すブロック図。 表示装置の動作方法の一例を示すタイミングチャート。 入力Ｉ／Ｆの構成例を示すブロック図。 フレームメモリの構成例を示すブロック図。 レジスタの構成例を示すブロック図。 レジスタの構成例を示す回路図。 表示装置の構成例を示すブロック図。 演算回路の構成例を示すブロック図。 タッチセンサの構成例を示す図。 表示装置の構成例を示すブロック図。 画素の構成例を示す回路図。 表示装置および画素の構成例を示す上面図。 表示装置の構成例を示す断面図。 表示装置の構成例を示す断面図。 反射膜の形状を説明する模式図。 表示装置の画素の一部を説明する下面図。 表示装置の構成例を示すブロック図。 表示装置を説明する上面図、および表示装置の入力部の一部を説明する模式図。 表示装置の構成例を示す断面図。 表示装置の構成例を示す断面図。 表示モジュールの構成例を示す斜視図。 電子機器の例を示す斜視図。

以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、実施の形態は多くの異なる形態で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は、以下の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、以下に示される複数の実施の形態は、適宜組み合わせることが可能である。

また、図面等において、大きさ、層の厚さ、領域等は、明瞭化のため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。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。

また、図面等において、同一の要素または同様な機能を有する要素、同一の材質の要素、あるいは同時に形成される要素等には同一の符号を付す場合があり、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。

また、本明細書等において、「上」や「下」などの配置を示す用語は、構成要素の位置関係が、「直上」または「直下」であることを限定するものではない。例えば、「ゲート絶縁層上のゲート電極」の表現であれば、ゲート絶縁層とゲート電極との間に他の構成要素を含むものを除外しない。

また、本明細書等において、「第１」、「第２」、「第３」などの序数詞は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではない。

また、本明細書等において、「電気的に接続」とは、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限を受けない。例えば、「何らかの電気的作用を有するもの」には、電極や配線をはじめ、トランジスタなどのスイッチング素子、抵抗素子、インダクタ、キャパシタ、その他の各種機能を有する素子などが含まれる。

また、本明細書等において、「電圧」とは、ある電位と基準の電位（例えば、グラウンド電位）との電位差のことを示す場合が多い。よって、電圧、電位、電位差を、各々、電位、電圧、電圧差と言い換えることが可能である。

また、本明細書等において、トランジスタとは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む、少なくとも三つの端子を有する素子である。そして、ドレイン（ドレイン端子、ドレイン領域、またはドレイン電極）とソース（ソース端子、ソース領域、またはソース電極）の間にチャネル領域を有しており、チャネル形成領域を介して、ソースとドレインとの間に電流を流すことができるものである。なお、本明細書等において、チャネル領域とは、電流が主として流れる領域をいう。

また、ソースやドレインの機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。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、本明細書等において、特に断りがない場合、オフ電流とは、トランジスタがオフ状態（非導通状態、遮断状態、ともいう）にあるときのドレイン電流をいう。オフ状態とは、特に断りがない場合、ｎチャネル型トランジスタでは、ゲートとソースの間の電位Ｖｇｓがしきい値電位Ｖｔｈよりも低い状態、ｐチャネル型トランジスタでは、ゲートとソースの間の電位Ｖｇｓがしきい値電位Ｖｔｈよりも高い状態をいう。つまり、ｎチャネル型のトランジスタのオフ電流とは、ゲートとソースの間の電位Ｖｇｓがしきい値電位Ｖｔｈよりも低いときのドレイン電流、という場合がある。

上記オフ電流の説明において、ドレインをソースと読み替えてもよい。つまり、オフ電流は、トランジスタがオフ状態にあるときのソースを流れる電流を言う場合がある。

また、本明細書等では、オフ電流と同じ意味で、リーク電流と記載する場合がある。また、本明細書等において、オフ電流とは、トランジスタがオフ状態にあるときに、ソースとドレインの間に流れる電流を指す場合がある。

また、本明細書等において、金属酸化物をＯＳ（Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）と表記する場合がある。そのため、チャネル形成領域に金属酸化物を有するトランジスタを、金属酸化物トランジスタ、ＯＳトランジスタ、またはＯＳＦＥＴという場合がある。

本明細書等において、金属酸化物（ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅ）とは、広い表現での金属の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体（透明酸化物導電体を含む）、酸化物半導体（Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒまたは単にＯＳともいう）などに分類される。例えば、トランジスタの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　ｏｘｉｄｅ）と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物を、金属酸窒化物（ｍｅｔａｌ　ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）と呼称してもよい。

また、本明細書等において、ＣＡＡＣ（Ｃ−Ａｘｉｓ　Ａｌｉｇｎｅｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ）、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　ｏｘｉｄｅ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−ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅに付与することができる。ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。

また、本明細書等において、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅは、導電性領域、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３ｎｍ以下のサイズで材料中に分散している場合がある。

また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅは、異なるバンドギャップを有する成分により構成される。例えば、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅは、絶縁性領域に起因するワイドギャップを有する成分と、導電性領域に起因するナローギャップを有する成分と、により構成される。当該構成の場合、キャリアを流す際に、ナローギャップを有する成分において、主にキャリアが流れる。また、ナローギャップを有する成分が、ワイドギャップを有する成分に相補的に作用し、ナローギャップを有する成分に連動してワイドギャップを有する成分にもキャリアが流れる。このため、上記ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅをトランジスタのチャネル領域に用いる場合、トランジスタのオン状態において高い電流駆動力、つまり大きなオン電流、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。したがって、ＣＡＣ−ＯＳを、Ｃｌｏｕｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ−ＯＳと呼称してもよい。

（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およびその動作方法、ならびに表示システムについて、図１乃至図１６を用いて説明する。

本発明の一態様は、ＩＤＳ駆動を行う機能を有する表示装置における、コントローラ等、ディスプレイの周辺回路の動作方法および当該動作方法を実現する表示システムに関する。例えば、演算回路等により生成された画像データをディスプレイに出力する場合、当該画像データを、例えばコントローラに設けられた記憶回路に書き込む。ＩＤＳ駆動時において、リフレッシュ動作を行う場合は記憶回路から画像データを読み出し、当該画像データをディスプレイに出力する。これにより、ＩＤＳ駆動時においても、ディスプレイに表示される画像の画質の劣化を抑制することができる。

また、本発明の一態様の表示装置では、例えばＩＤＳ駆動時において、使用していない回路を待機状態とする。例えば、上述の記憶回路は、リフレッシュ動作を行う場合は動作状態とし、リフレッシュ動作を行わない場合は待機状態とする。これにより、使用していない回路であっても常時動作状態とする場合より、本発明の一態様の表示装置の消費電力を低減することができる。

なお、上述の記憶回路は、半導体層にシリコンを用いたトランジスタ（以下、Ｓｉトランジスタという）よりオフ電流が低いトランジスタ、例えばＯＳトランジスタを用いた構成とすることが好ましい。これにより、記憶回路に書き込まれた画像データを長期間保持することができる。

図１は、本発明の一態様の表示装置である表示装置１０の構成例を示すブロック図である。つまり、図１は、本発明の一態様の表示システムの一例を示すブロック図である。表示装置１０は、コントローラ１００、ディスプレイ１１０、演算回路１２０、記憶回路１３０、およびクロック信号生成回路１６０を有する。なお、クロック信号生成回路１６０は、コントローラ１００に設けてもよい。

コントローラ１００は、ディスプレイ１１０の動作を制御する機能を有する回路である。ディスプレイ１１０は、画像を表示する機能を有する。演算回路１２０は、コントローラ１００の動作を制御する機能を有する。また、演算回路１２０は、ディスプレイ１１０に表示される画像に対応する画像データを生成する機能を有する。

また、演算回路１２０は、リセット反転信号ｒｅｓｅｔｂを生成する機能を有する。リセット反転信号ｒｅｓｅｔｂがアクティブである場合は、表示装置１０が有する回路をリセットすることができる。ここで、回路をリセットするとは、例えば表示装置１０の電源投入後の、表示装置１０が有する回路の回路内電位が不定であるときに、当該回路のフリップフロップ等が保持する電位をリセット電位とすることを示す。

本明細書等において、例えば信号を高電位とすることにより当該信号をアクティブとすることができ、信号を低電位とすることにより当該信号を非アクティブとすることができるものとする。また、本明細書等において、例えば反転信号を低電位とすることにより当該信号をアクティブとすることができ、反転信号を高電位とすることにより当該信号を非アクティブとすることができるものとする。なお、本明細書等において、低電位とは例えば接地電位とすることができる。また、信号および反転信号の論理は、適宜逆にすることができる。

また、演算回路１２０は、ＩＤＳ制御信号ｉｄｓ＿ｏｎを生成する機能を有する。詳細は後述するが、ＩＤＳ制御信号ｉｄｓ＿ｏｎをアクティブとすることにより、表示装置１０についてＩＤＳ駆動を行うことができる。これにより、表示装置１０の消費電力を低減することができる。なお、ＩＤＳ駆動は、例えばディスプレイ１１０に静止画を表示する場合、あるいは動画を表示する場合であってもフレーム間でディスプレイ１１０に表示される画像に変化がない場合等に行うことが好ましい。

本明細書等において、ＩＤＳ駆動とは、演算回路１２０が生成した画像データをコントローラ１００がディスプレイ１１０に出力せずに、ディスプレイ１１０に保持した画像データによって画像を表示させることを示す。また、本明細書等において、詳細は後述するが、演算回路１２０が生成した画像データをコントローラ１００がディスプレイ１１０に出力せずに、コントローラ１００が有する記憶回路に保持した画像データによって画像を表示させる場合もＩＤＳ駆動という場合がある。コントローラ１００が有する記憶回路に保持した画像データによって画像を表示させることにより、ディスプレイ１１０に保持した画像データをリフレッシュすることができる。

また、本明細書等において、演算回路１２０により生成された後にコントローラ１００等により規格等が変換された画像データであっても、演算回路１２０が生成した画像データという場合がある。

また、演算回路１２０は、ノーマリーオフ制御信号ｎｏｆｆ＿ｏｎを生成する機能を有する。詳細は後述するが、ノーマリーオフ制御信号ｎｏｆｆ＿ｏｎをアクティブとすることにより、表示装置１０についてノーマリーオフ動作を行うことができる。ここで、ノーマリーオフ動作とは、例えば表示装置１０が有する回路等への電源供給を停止することを示す。なお、ノーマリーオフ動作中であっても、例えば表示装置１０が有する回路等への電源供給を制御する回路、例えば後述するマスタコントローラ１０２の一部には電源を供給することができる。

ノーマリーオフ動作は、例えばディスプレイ１１０に画像を表示しない場合、例えばスリープモードとした場合等に行うことが好ましい。これにより、表示装置１０の消費電力を低減することができる。

また、演算回路１２０は、例えばコントローラ１００が有する回路の状態を規定するために用いられるパラメータに対応するデータ信号ＳＤＡ、およびデータ信号ＳＤＡの出力に同期するクロック信号ＳＣＬを生成する機能を有する。なお、データ信号ＳＤＡは、例えばＩ^２Ｃを用いて、コントローラ１００が有するレジスタチェーン１０７に伝送することができる。

演算回路１２０として、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等を用いることができる。またこれらをＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）やＦＰＡＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ａｎａｌｏｇ　Ａｒｒａｙ）といったＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ）によって実現した構成としてもよい。

記憶回路１３０は、演算回路１２０により生成された画像データを保持し、フレーム周期等をもとにした所定のタイミングで当該画像データを画像データｄａｔａ＿ｅｘとしてコントローラ１００に出力する機能を有する。また、記憶回路１３０は、フレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘを生成する機能を有する。ここで、フレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘは、フレームの開始時に立ち上がる。つまり、フレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘは、フレームの開始時に例えば高電位となる。なお、記憶回路１３０は、２フレーム分以上の画像データを保持することにより、フレーム間で画像データを比較する機能を有してもよい。

なお、記憶回路１３０として、例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等を用いることができる。

クロック信号生成回路１６０は、例えば記憶回路１３０からコントローラ１００への画像データｄａｔａ＿ｅｘの出力に同期するクロック信号ｃｌｋ＿ｅｘを生成する機能を有する。コントローラ１００は、クロック信号ｃｌｋ＿ｅｘに基づいて動作することができる。また、クロック信号生成回路１６０は、出力Ｉ／Ｆ１０５およびタイミングコントローラ１０６の動作を制御するクロック信号ｓｃｌｋ＿ｅｘを生成する機能を有する。

コントローラ１００は、入力Ｉ／Ｆ（ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）１０１、マスタコントローラ１０２、データ処理回路１０３、記憶回路１０４、出力Ｉ／Ｆ１０５、タイミングコントローラ１０６、レジスタチェーン１０７および設定レジスタ１０８を有する。

入力Ｉ／Ｆ１０１は、画像データｄａｔａ＿ｅｘ、フレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘおよびクロック信号ｃｌｋ＿ｅｘを、コントローラ１００で処理できる規格に変換する機能を有する回路である。なお、入力Ｉ／Ｆ１０１による規格変換後の画像データｄａｔａ＿ｅｘを画像データｄａｔａとし、入力Ｉ／Ｆ１０１による規格変換後のフレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘをフレーム開始信号ｓｙｎｃとし、入力Ｉ／Ｆ１０１による規格変換後のクロック信号ｃｌｋ＿ｅｘをクロック信号ｃｌｋとする。

また、詳細は後述するが、コントローラ１００がスタンバイ状態である場合は、入力Ｉ／Ｆ１０１に入力されたデータ、信号等の規格変換を行わないとすることができる。これにより、表示装置１０の消費電力を低減することができる。

マスタコントローラ１０２は、入力Ｉ／Ｆ１０１からクロック信号ｃｌｋおよびフレーム開始信号ｓｙｎｃを、演算回路１２０からＩＤＳ制御信号ｉｄｓ＿ｏｎおよびノーマリーオフ制御信号ｎｏｆｆ＿ｏｎをそれぞれ受信し、コントローラ１００が有する回路の動作を制御する機能を有する回路である。また、マスタコントローラ１０２は、入力Ｉ／Ｆ１０１およびデータ処理回路１０３をスタンバイ状態にするか否かを制御するスタンバイ反転信号ｓｔａｎｄｂｙｂを生成する機能を有する回路である。スタンバイ反転信号ｓｔａｎｄｂｙｂがアクティブである場合は、入力Ｉ／Ｆ１０１およびデータ処理回路１０３をスタンバイ状態とすることができる。

また、マスタコントローラ１０２は、表示装置１０が有する回路等への電源供給を停止するか否かを制御する電源停止信号ｐｏｗｅｒ＿ｏｆｆを生成する機能を有する回路である。電源停止信号ｐｏｗｅｒ＿ｏｆｆがアクティブである場合は、表示装置１０が有する回路等への電源の供給を停止することができる。なお、電源停止信号ｐｏｗｅｒ＿ｏｆｆがアクティブであっても、マスタコントローラ１０２のうち、電源停止信号ｐｏｗｅｒ＿ｏｆｆを生成するために必要な部分には電源を供給し続けることができる。

また、マスタコントローラ１０２は、詳細は後述するが、レジスタチェーン１０７から設定完了信号ｓｅｔ＿ｅｎｄを受信することでレジスタチェーン１０７におけるデータ設定完了を判別する機能を有する回路である。また、マスタコントローラ１０２は、詳細は後述するが、設定完了信号ｓｅｔ＿ｅｎｄの受信後、信号ｓｒ＿ｌｏａｄをアクティブとして信号ｓｒ＿ｌｏａｄを設定レジスタ１０８に出力することで、設定レジスタ１０８がレジスタチェーン１０７からパラメータを読み出し、当該パラメータを保持することができるようにする機能を有する回路である。

データ処理回路１０３は、画像データｄａｔａに対して画像処理および補正処理等を行う機能を有する。また、例えば画像データｄａｔａが圧縮された画像データである場合、画像データｄａｔａをデコードすることにより解凍する機能を有する。

記憶回路１０４は、データ処理回路１０３から出力された画像データを保持する機能を有する。また、記憶回路１０４は、詳細は後述するが、表示装置１０がＩＤＳ駆動を行う場合は保持された画像データを出力する機能を有する。

なお、詳細は後述するが、記憶回路１０４は、オフ電流がＳｉトランジスタより低いトランジスタ、例えばチャネル形成領域に金属酸化物を有するトランジスタ（ＯＳトランジスタ）を用いた構成とすることが好ましい。これにより、記憶回路１０４に画像データを長期間保持することができる。

金属酸化物のバンドギャップは３．０ｅＶ以上であるため、ＯＳトランジスタは熱励起によるリーク電流が小さく、また上掲のようにオフ電流が極めて小さい。チャネル形成領域に適用される金属酸化物は、インジウム（Ｉｎ）および亜鉛（Ｚｎ）の少なくとも一方を含む金属酸化物であることが好ましい。このような金属酸化物としては、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（元素Ｍは、例えばガリウム、アルミニウム、シリコン、チタン、ゲルマニウム、ホウ素、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、鉄、ニッケル、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等の金属）が代表的である。電子供与体（ドナー）となる水分または水素等の不純物を低減し、かつ酸素欠損も低減することで、金属酸化物をｉ型（真性半導体）にする、あるいはｉ型に限りなく近づけることができる。ここでは、このような金属酸化物は高純度化された金属酸化物と呼ぶことができる。高純度化された金属酸化物を適用することで、チャネル幅で規格化されたＯＳトランジスタのオフ電流を数ｙＡ／μｍ以上数ｚＡ／μｍ以下程度に低くすることができる。

また、記憶回路１０４に用いられるトランジスタとしてオフ電流が低ければ金属酸化物を適用しないトランジスタとすることができる。例えば、バンドギャップが大きい半導体を適用したトランジスタを適用してもよい。バンドギャップが大きい半導体とは、バンドギャップが２．２ｅＶ以上の半導体である。例えば、炭化ケイ素、窒化ガリウム、ダイヤモンドなどが挙げられる。

出力Ｉ／Ｆ１０５は、データ処理回路１０３または記憶回路１０４から出力された画像データを、ディスプレイ１１０で処理できる規格に変換する機能を有する回路である。なお、出力Ｉ／Ｆ１０５による規格変換後の画像データを画像データｓｄａｔａとする。

また、出力Ｉ／Ｆ１０５は、クロック信号生成回路１６０から生成されたクロック信号ｓｃｌｋ＿ｅｘをもとに、画像データｓｄａｔａの出力に同期するクロック信号ｓｃｌｋを生成する機能を有する。

タイミングコントローラ１０６は、ディスプレイ１１０が有するゲートドライバ１１２の動作を制御する信号ＧＳを生成する機能を有する回路である。

レジスタチェーン１０７は、演算回路１２０から伝送されたデータ信号ＳＤＡに対応するパラメータを、演算回路１２０により生成されたクロック信号ＳＣＬに同期して設定レジスタ１０８に伝送する機能を有する回路である。また、レジスタチェーン１０７は、設定完了信号ｓｅｔ＿ｅｎｄを生成する機能を有する。パラメータの設定レジスタ１０８への伝送が完了した際に、例えば設定完了信号ｓｅｔ＿ｅｎｄとしてパルス信号、例えば高電位のパルス信号を出力することにより、パラメータの設定レジスタ１０８への伝送が完了したことをマスタコントローラ１０２が認識することができる。なお、レジスタチェーン１０７は、パラメータを例えばシリアルに設定レジスタ１０８に伝送することができる。

レジスタチェーン１０７には、詳細は後述するが、レジスタチェーン１０７への電源供給が停止された場合でもパラメータを保持する機能を有するバックアップ回路が設けられる。これにより、例えばノーマリーオフ動作によりレジスタチェーン１０７への電源供給が停止された後、ノーマリーオフ動作の終了によりレジスタチェーン１０７への電源供給が再開された場合においても、例えばコントローラ１００が有する回路を即時に電源供給停止前の状態に復元することができる。なお、バックアップ回路として、オフ電流がＳｉトランジスタより低いトランジスタ、例えばＯＳトランジスタを用いた構成とすることができる。

設定レジスタ１０８は、レジスタチェーン１０７から伝送されたパラメータを保持し、当該パラメータを例えばコントローラ１００が有する回路に出力する機能を有する回路である。また、設定レジスタ１０８は、例えばマスタコントローラ１０２から信号ｓｒ＿ｌｏａｄを受信する機能を有する回路である。前述のように、信号ｓｒ＿ｌｏａｄがアクティブとなった場合、設定レジスタ１０８はレジスタチェーン１０７からパラメータを読み出し、設定レジスタ１０８は当該パラメータを保持した後例えばコントローラ１００が有する回路に出力することができる。

ディスプレイ１１０は、ソースドライバ１１１およびゲートドライバ１１２を有する。また、ディスプレイ１１０には、画素２０がマトリクス状に配列されて画素アレイ１１３を形成している。画素２０はトランジスタを用いて駆動されるアクティブマトリクス型の素子であり、反射素子２１ａおよび発光素子２１ｂを有する。なお、画素２０は、発光素子２１ｂを有しない構成としてもよい。画素アレイ１１３のより具体的な構成例については、実施の形態２にて説明する。

反射素子２１ａは、例えば外光の光を反射して画像を表示する機能を有する。発光素子２１ｂは、例えば自発光することにより画像を表示する機能を有する。

ソースドライバ１１１は、画像データｓｄａｔａおよびクロック信号ｓｃｌｋをもとに、画像データｓｄａｔａに対して例えばＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ　ｔｏ　Ａｎａｌｏｇ）変換処理を行い、画素２０に画像データを書き込む機能を有する回路である。ゲートドライバ１１２は、信号ＧＳをもとに、画素２０を選択する機能を有する回路である。

なお、画像データｄａｔａ＿ｅｘは、ｎビット（ｎは自然数）のデータ信号とすることができる。これにより、画像データｄａｔａおよび画像データｓｄａｔａもｎビットのデータ信号とすることができる。この場合、画素２０に書き込む画像データは、２^ｎ通りとすることができる。したがって、画素２０は、それぞれ２^ｎ通りの階調を表現することができる。例えば、ｎ＝８である場合、画素２０は、それぞれ２５６通りの階調を表現することができる。つまり、反射素子２１ａにより反射される光の輝度および発光素子２１ｂが射出する光の輝度を、それぞれ２５６段階とすることができる。

なお、詳細は後述するが、画素２０は、オフ電流がＳｉトランジスタより低いトランジスタ、例えばＯＳトランジスタを用いた構成とすることが好ましい。これにより、画素２０に画像データを長期間保持することができる。したがって、１フレームごとに画素２０に画像データを書き込まなくても、つまり１フレームごとにリフレッシュ動作を行わなくてもディスプレイ１１０に画像を表示し続けることができる。これにより、表示装置１０の消費電力を低減することができる。

図１に示した表示装置１０の構成はあくまで一例であり、必要に応じて、または適宜回路を追加または省略することができる。例えば、データ処理回路１０３等は省略することができる。

次に、表示装置１０の動作方法の一例を、図２乃至図９を用いて説明する。

図２は、表示装置１０の状態遷移図である。表示装置１０は、状態ＲＳＴ、状態ＩＮＩＴ、状態ＳＬＯＡＤ、状態ＷＡＩＴ、状態ＰＲＯＣ、状態ＩＤＳ、状態ＮＯＦＦ、または状態ＯＬＯＡＤにより動作する機能を有する。図２において、Ｈは高電位を示し、Ｌは低電位を示す。

状態ＲＳＴは、表示装置１０が有する回路をリセットする状態である。状態ＩＮＩＴは、レジスタチェーン１０７にパラメータを設定する状態である。状態ＳＬＯＡＤは、レジスタチェーン１０７から設定レジスタ１０８にパラメータを読み込ませた後保持し、当該パラメータを例えばコントローラ１００が有する回路に出力する状態である。状態ＷＡＩＴは、後述する状態ＰＲＯＣへの状態遷移をフレーム開始時まで待機する状態である。状態ＰＲＯＣは、画像データｄａｔａ＿ｅｘに対応する画像データを１フレームごとに画素２０に書き込み、当該画像データに対応した画像をディスプレイ１１０に表示する状態である。状態ＩＤＳは、表示装置１０がＩＤＳ駆動を行う状態である。状態ＮＯＦＦは、表示装置１０がノーマリーオフ動作を行う状態である。状態ＯＬＯＡＤは、レジスタチェーン１０７が有するバックアップ回路に保持されたパラメータを設定レジスタ１０８が読み出す状態である。

図３は、表示装置１０の各状態におけるディスプレイ１１０の表示状態を示す表である。また、図３は、表示装置１０の各状態における表示装置１０が有する回路等の状態を示す表である。

図３に示すディスプレイ１１０の表示状態において、Ｄはディスプレイ１１０に画像が表示されている状態（表示状態）であることを示し、ＮＤはディスプレイ１１０に画像が表示されていない状態（非表示状態）、つまりディスプレイ１１０が黒表示を行っている状態（黒表示状態）であることを示す。また、図３に示す回路の状態において、Ｒはリセットされている状態（リセット状態）であることを示し、Ａは動作している状態（動作状態）であることを示し、Ｗは待機している状態（待機状態）であることを示し、Ａ／Ｗは動作状態または待機状態であることを示す。なお、回路等が待機状態とは、当該回路等から動的な電力が発生しない状態であることを示す。例えば、待機状態の回路等に対してはクロックゲーティングを行うことができる。以上により、待機状態の回路等は、動作状態の回路等より消費電力を低減することができる。

また、Ｗｒｉｔｔｅｎはパラメータ等が書き込まれている状態であることを示し、Ｌｏａｄはパラメータ等を読み出している状態であることを示す。また、Ｐ−ｏｆｆは電源の供給が停止されている状態（電源停止状態）であることを示す。

図４、図５および図９は、表示装置１０の状態（ｓｔａｔｅ）、および図１に示した信号およびデータの電位を示すタイミングチャートである。図４は、表示装置１０の電源投入時から状態ＰＲＯＣまでの遷移に対応する。図５は、状態ＰＲＯＣから状態ＩＤＳへの遷移、および状態ＩＤＳから状態ＰＲＯＣへの遷移に対応する。図９は、状態ＰＲＯＣから状態ＮＯＦＦへの遷移および状態ＮＯＦＦから状態ＰＲＯＣへの遷移に対応する。なお、画像データｄａｔａ＿ｅｘおよび画像データｄａｔａは、それぞれｎビットのデータ信号とする。

なお、図４、図５および図９では、表示装置１０の状態および各信号の電位は、クロック信号ｃｌｋ＿ｅｘの立上りに伴い変化しているが、表示装置１０の状態および各信号の電位をクロック信号ｃｌｋ＿ｅｘの立下りに伴い変化させてもよい。

また、各動作間におけるクロック信号ｃｌｋ＿ｅｘの立上りおよび立下りの回数は、任意の数とすることができる。例えば、フレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘが立ち上がってから次にフレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘが立ち上がるまでの期間に、ディスプレイ１１０に設けられた画素２０のすべてを駆動（画素２０への画像データの書き込み等）するために必要となる回数以上のクロック信号ｃｌｋ＿ｅｘの立上りおよび立下りを行うことができる。

また、フレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘにおいて、高電位である期間の長さと、低電位である期間の長さとの比率は、任意とすることができる。

また、図２乃至図９で説明する動作において、パラメータは、Ｉ^２Ｃを用いてコントローラ１００が有するレジスタチェーン１０７に伝送するものとする。この場合、レジスタチェーン１０７にパラメータを設定する動作を行っていない場合は、クロック信号ＳＣＬおよびデータ信号ＳＤＡは高電位となる。

図６乃至図８は、表示装置１０が状態ＩＤＳで動作している場合における、コントローラ１００およびディスプレイ１１０が有する回路等の状態、およびコントローラ１００およびディスプレイ１１０が有する回路等から出力される信号の状態を示すブロック図である。動作状態である回路等を実線で示し、待機状態である回路等を点線で示している。また、出力が行われている信号を実線で示し、出力を停止している信号を点線で示している。

表示装置１０の電源を投入すると、表示装置１０が有する回路の回路内電位が不定となる。したがって、図４に示すように、表示装置１０が有する回路から出力される信号等の電位も不定となる。その後、リセット反転信号ｒｅｓｅｔｂを低電位としてアクティブとすることにより、図２および図４に示すように表示装置１０は状態ＲＳＴで動作する。

状態ＲＳＴでは、表示装置１０が有する回路をリセットする。つまり、図３に示すように、入力Ｉ／Ｆ１０１、マスタコントローラ１０２、データ処理回路１０３、記憶回路１０４、出力Ｉ／Ｆ１０５、タイミングコントローラ１０６、レジスタチェーン１０７、設定レジスタ１０８、ソースドライバ１１１、ゲートドライバ１１２、画素アレイ１１３およびクロック信号生成回路１６０がリセット状態となる。これにより、図４に示すように、例えばフレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘ、電源停止信号ｐｏｗｅｒ＿ｏｆｆ、設定完了信号ｓｅｔ＿ｅｎｄおよび信号ｓｒ＿ｌｏａｄ信号が低電位、つまり非アクティブとなる。また、クロック信号ＳＣＬおよびデータ信号ＳＤＡの電位は高電位となる。

なお、ＩＤＳ制御信号ｉｄｓ＿ｏｎおよびノーマリーオフ制御信号ｎｏｆｆ＿ｏｎは、低電位、つまり非アクティブとすることができる。また、画像データｄａｔａ＿ｅｘは、演算回路１２０により生成された画像データに対応する電位とすることができる。

なお、フレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘは、状態ＲＳＴの場合において低電位としているが、必要に応じて高電位としてもよい。また、状態ＲＳＴ以外の場合においても、図４、図５および図９でフレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘを低電位としている期間に、フレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘを必要に応じて高電位としてもよい。

状態ＲＳＴでは、スタンバイ反転信号ｓｔａｎｄｂｙｂが低電位、つまりアクティブとなる。これにより、入力Ｉ／Ｆ１０１およびデータ処理回路１０３がスタンバイ状態となる。入力Ｉ／Ｆ１０１およびデータ処理回路１０３がスタンバイ状態でない場合、フレーム開始信号ｓｙｎｃの電位はフレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘに対応した電位となり、画像データｄａｔａの電位は画像データｄａｔａ＿ｅｘに対応した電位となる。一方、入力Ｉ／Ｆ１０１およびデータ処理回路１０３がスタンバイ状態である場合、フレーム開始信号ｓｙｎｃの電位はフレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘの電位によらず例えば低電位となり、画像データｄａｔａの電位は画像データｄａｔａ＿ｅｘの電位によらず例えば低電位となる。したがって、状態ＲＳＴの場合において、フレーム開始信号ｓｙｎｃおよび画像データｄａｔａは低電位となる。

表示装置１０が状態ＲＳＴで動作している場合において、リセット反転信号ｒｅｓｅｔｂを高電位として非アクティブとすることにより、図２および図４に示すように表示装置１０は状態ＩＮＩＴで動作する。

状態ＩＮＩＴは、レジスタチェーン１０７にパラメータを設定する状態である。図４に示すように、データ信号ＳＤＡの電位が、例えばコントローラ１００が有する回路の状態を規定するために用いられるパラメータに対応する電位となり、クロック信号ＳＣＬに同期してデータ信号ＳＤＡが演算回路１２０からレジスタチェーン１０７に伝送される。

なお、図３に示すように、状態ＩＮＩＴにおいて、マスタコントローラ１０２およびクロック信号生成回路１６０は動作状態となる。また、状態ＩＮＩＴにおいて、入力Ｉ／Ｆ１０１、データ処理回路１０３、記憶回路１０４、出力Ｉ／Ｆ１０５、タイミングコントローラ１０６、設定レジスタ１０８、ソースドライバ１１１、ゲートドライバ１１２および画素アレイ１１３は待機状態となる。また、レジスタチェーン１０７は、パラメータが書き込まれている状態、つまりパラメータを設定する状態となる。

レジスタチェーン１０７へのパラメータの設定完了後、設定完了信号ｓｅｔ＿ｅｎｄとして高電位のパルス信号が出力される。これにより、図２および図４に示すように、表示装置１０は状態ＩＮＩＴから状態ＳＬＯＡＤに遷移する。

なお、レジスタチェーン１０７へのパラメータの設定後かつ後述するノーマリーオフ動作を行う前に、レジスタチェーン１０７が有するバックアップ回路に、設定されたパラメータを書き込むことが好ましい。

状態ＳＬＯＡＤは、レジスタチェーン１０７に保持したパラメータを設定レジスタ１０８に読み込ませ、当該パラメータを例えばコントローラ１００が有する回路に出力する状態である。図３および図４に示すように、状態ＳＬＯＡＤの期間において信号ｓｒ＿ｌｏａｄが高電位、つまりアクティブとなると、設定レジスタ１０８はレジスタチェーン１０７からパラメータを読み出して当該パラメータを保持する。その後、設定レジスタ１０８は保持したパラメータを例えばコントローラ１００が有する回路に出力する。

設定レジスタ１０８からのパラメータの出力が完了すると、信号ｓｒ＿ｌｏａｄが低電位、つまり非アクティブとなる。これにより、図２および図４に示すように、表示装置１０は状態ＳＬＯＡＤから状態ＷＡＩＴへ遷移する。

状態ＷＡＩＴは、フレーム開始時まで待機する状態である。これにより、フレームの途中に表示装置１０が状態ＰＲＯＣに遷移して表示装置１０が異常動作することを抑制することができる。

状態ＷＡＩＴでは、図３に示すように、入力Ｉ／Ｆ１０１、マスタコントローラ１０２、設定レジスタ１０８、演算回路１２０、記憶回路１３０およびクロック信号生成回路１６０は動作状態である。また、状態ＷＡＩＴでは、１３に示すように、データ処理回路１０３、記憶回路１０４、出力Ｉ／Ｆ１０５、タイミングコントローラ１０６、レジスタチェーン１０７、ソースドライバ１１１、ゲートドライバ１１２および画素アレイ１１３は待機状態である。

フレームが開始されるタイミングでフレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘが高電位となり、図２および図４に示すように状態ＷＡＩＴから状態ＰＲＯＣに遷移する。状態ＰＲＯＣでは、図３に示すように入力Ｉ／Ｆ１０１、マスタコントローラ１０２、データ処理回路１０３、記憶回路１０４、出力Ｉ／Ｆ１０５、タイミングコントローラ１０６、設定レジスタ１０８、ソースドライバ１１１、ゲートドライバ１１２、画素アレイ１１３、演算回路１２０、記憶回路１３０およびクロック信号生成回路１６０は動作状態である。また、レジスタチェーン１０７は待機状態である。また、ディスプレイ１１０は表示状態である。

また、図４に示すように、状態ＰＲＯＣではスタンバイ反転信号ｓｔａｎｄｂｙｂが高電位、つまり非アクティブとなる。これにより、入力Ｉ／Ｆ１０１およびデータ処理回路１０３がスタンバイ状態から解除される。したがって、フレーム信号ｓｙｎｃの電位はフレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘに対応した電位となり、画像データｄａｔａの電位は画像データｄａｔａ＿ｅｘに対応した電位となる。画像データｄａｔａは入力Ｉ／Ｆ１０１からデータ処理回路１０３に出力され、データ処理回路１０３から出力された画像データは出力Ｉ／Ｆ１０５に出力される。また、データ処理回路１０３から出力された画像データは記憶回路１０４に書き込まれる。出力Ｉ／Ｆ１０５からは、画像データｄａｔａの規格等を変換した画像データｓｄａｔａがソースドライバ１１１に出力される。

以上により、状態ＰＲＯＣでは、画像データｄａｔａ＿ｅｘに対応する画像データを１フレームごとに画素２０に書き込み、当該画像データに対応した画像をディスプレイ１１０に表示することができる。これにより、ディスプレイ１１０に動画を表示することができる。

表示装置１０が状態ＰＲＯＣで動作している場合において、ＩＤＳ制御信号ｉｄｓ＿ｏｎが高電位、つまりアクティブとなると、図２および図５に示すようにフレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘの電位が高電位となった後に状態ＩＤＳに遷移する。フレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘの電位が高電位となった後に状態ＩＤＳに遷移することにより、フレームの途中に表示装置１０の状態が遷移して表示装置１０が異常動作することを抑制することができる。

状態ＰＲＯＣから状態ＩＤＳへの遷移は、例えばディスプレイ１１０に静止画が表示されるようになった場合に行うことができる。または、状態ＰＲＯＣから状態ＩＤＳへの遷移は、例えば演算回路１２０により生成された画像データと、次のフレームの画像データと、を記憶回路１３０により比較し、両者に差分がない場合に行うことができる。

状態ＩＤＳでは、表示装置１０がＩＤＳ駆動を行う。状態ＩＤＳでは、表示装置１０は第１のモードまたは第２のモードにより動作することができる。第１のモードにおけるコントローラ１００およびディスプレイ１１０が有する回路等の状態、およびコントローラ１００およびディスプレイ１１０が有する回路等から出力される信号の状態を図６に示す。第２のモードにおけるコントローラ１００およびディスプレイ１１０が有する回路等の状態、およびコントローラ１００およびディスプレイ１１０が有する回路等から出力される信号の状態を図７に示す。

第１のモードでは、マスタコントローラ１０２および設定レジスタ１０８が動作状態となる。また、第１のモードでは、入力Ｉ／Ｆ１０１、データ処理回路１０３、記憶回路１０４、出力Ｉ／Ｆ１０５、タイミングコントローラ１０６、レジスタチェーン１０７、ソースドライバ１１１、ゲートドライバ１１２および画素アレイ１１３は待機状態となる。

第１のモードでは、画素２０への画像データの書き込みを行わず、画素２０に保持されている画像データに対応する画像をディスプレイ１１０により表示する。つまり、リフレッシュ動作を行わずにディスプレイ１１０に画像を表示する。以上により、表示装置１０の消費電力を低減することができる。

第２のモードでは、入力Ｉ／Ｆ１０１、マスタコントローラ１０２、記憶回路１０４、出力Ｉ／Ｆ１０５、タイミングコントローラ１０６および設定レジスタ１０８が動作状態となる。また、第２のモードでは、データ処理回路１０３およびレジスタチェーン１０７が待機状態となる。なお、第２のモードにおいて、入力Ｉ／Ｆ１０１は画像データｄａｔａの出力を行わない。

第２のモードでは、記憶回路１０４に保持された画像データを出力Ｉ／Ｆ１０５に出力する。つまり、画像データｓｄａｔａは、記憶回路１０４に保持された画像データに対応する電位となる。以上により、入力Ｉ／Ｆ１０１が画像信号ｄａｔａを出力せず、データ処理回路１０３を待機状態とした場合においてもリフレッシュ動作を行うことができる。これにより、表示装置１０が状態ＰＲＯＣで動作する場合より低い消費電力でリフレッシュ動作を行うことができる。

以上、状態ＩＤＳにおいて表示装置１０が第１のモードまたは第２のモードにより動作することにより、焼き付きおよび画素２０に保持された画像データのリーク等による、ディスプレイ１１０に表示される画像の画質劣化を抑制しつつ、表示装置１０の消費電力を低減することができる。

表示装置１０が状態ＰＲＯＣから状態ＩＤＳに遷移した場合、第１のモードによりｍフレーム（ｍは自然数）分の動作を行った後、第２のモードによる動作を行う。また、第２のモードにより、例えば１フレーム分の動作を行った後、第１のモードによる動作を行う。ここで、ｍの値は、例えば画素２０が画像データを保持可能な期間をもとに決定することができる。例えば、画素２０が画像データを長期間保持できる場合は、ｍの値を大きくすることができる。つまり、例えば画素２０をＯＳトランジスタを用いた構成とした場合は、ｍの値を大きくすることができる。これにより、リフレッシュ動作の頻度、すなわち第２のモードによる動作の頻度を減らすことができ、表示装置１０の消費電力を低減することができる。なお、ｍの値は、設定レジスタ１０８から出力されるパラメータにより設定することができる。

本明細書等において、１フレーム分の動作とは、フレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘが立ち上がった直後のクロック信号ｃｌｋ＿ｅｘの立上りから、次のフレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘが立上った直後のクロック信号ｃｌｋ＿ｅｘの立上りまでの間に行われる一連の動作を示す。つまり、ｍフレーム分の動作とは、フレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘの１回目の立上りの直後のクロック信号ｃｌｋ＿ｅｘの立上りから、フレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘのｍ＋１回目の立上りの直後のクロック信号ｃｌｋ＿ｅｘの立上りまでの間に行われる一連の動作を示す。

また、ｍの値は、ディスプレイ１１０の焼き付きの発生のしやすさをもとに決定することができる。ディスプレイ１１０が焼き付きが発生しにくいディスプレイである場合、ｍの値を大きくすることができ、表示装置１０の消費電力を低減することができる。

図５に示すカウンタｉｄｓ＿ｃｎｔは、第１のモードによる動作を行った期間を表す機能を有する。カウンタｉｄｓ＿ｃｎｔは、例えばマスタコントローラ１０２に設けることができる。第１のモードによる動作を行う場合において、フレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘの立上りによりカウンタｉｄｓ＿ｃｎｔの値を１増加させる。カウンタｉｄｓ＿ｃｎｔの値がｍとなった場合、次のフレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘの立上りによりカウンタｉｄｓ＿ｃｎｔをリセットする。つまり、ｉｄｓ＿ｃｎｔの値が０である場合は第２のモードによる動作を行い、ｉｄｓ＿ｃｎｔの値が１乃至ｍである場合は第１のモードによる動作を行う。なお、図５に示すように、第１のモードによる動作を行う場合は、スタンバイ反転信号ｓｔａｎｄｂｙｂの電位を低電位とすることによりアクティブとし、第２のモードによる動作を行う場合は、スタンバイ反転信号ｓｔａｎｄｂｙｂの電位を高電位とすることにより非アクティブとする。

なお、状態ＩＤＳにおいて、表示装置１０は第３のモードにより動作する機能を有してもよい。第３のモードにおけるコントローラ１００およびディスプレイ１１０が有する回路等の状態、およびコントローラ１００およびディスプレイ１１０が有する回路等から出力される信号の状態を図８に示す。

第３のモードでは、入力Ｉ／Ｆ１０１、マスタコントローラ１０２、データ処理回路１０３、記憶回路１０４、出力Ｉ／Ｆ１０５、タイミングコントローラ１０６、設定レジスタ１０８、ソースドライバ１１１、ゲートドライバ１１２および画素アレイ１１３が動作状態となる。また、第３のモードでは、レジスタチェーン１０７が待機状態となる。第３のモードでは、表示装置１０が状態ＰＲＯＣで動作する場合と同様に、画像データｄａｔａの電位が画像データｄａｔａ＿ｅｘに対応した電位となり、画像データｄａｔａは入力Ｉ／Ｆ１０１からデータ処理回路１０３に出力される。データ処理回路１０３から出力された画像データは記憶回路１０４に書き込まれ、また出力Ｉ／Ｆ１０５に出力される。出力Ｉ／Ｆ１０５からは、画像データｄａｔａの規格等を変換した画像データｓｄａｔａがソースドライバ１１１に出力される。

以上により、記憶回路１０４に保持された画像データを更新することができる。また、表示装置１０が状態ＰＲＯＣで動作する場合と同様に、画像データｄａｔａ＿ｅｘに対応する画像データを画素２０に書き込み、当該画像データに対応した画像をディスプレイ１１０に表示することができる。なお、例えば演算回路１２０により生成された画像データと、次のフレームの画像データと、を記憶回路１３０により比較し、両者に差分がある場合に、第３のモードによる動作を行うことができる。

表示装置１０が第３のモードにより動作する機能を有することにより、表示装置１０が状態ＩＤＳで動作する場合においてもディスプレイ１１０に動画を表示することができる。これにより、表示装置１０の状態遷移の頻度を減らすことができる。

なお、表示装置１０を状態ＩＤＳとして動画を表示する場合、フレーム間における画像の変化の少ない動画を表示することが好ましい。一方、フレーム間における画像の変化の多い動画を表示する場合は、表示装置１０を状態ＰＲＯＣとして動画を表示することが好ましい。

表示装置１０が状態ＩＤＳで動作している場合において、ＩＤＳ制御信号ｉｄｓ＿ｏｆｆが低電位、つまり非アクティブとなると、図２および図５に示すようにフレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘの電位が高電位となった後に状態ＰＲＯＣに遷移する。フレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘの電位が高電位となった後に状態ＰＲＯＣに遷移することにより、フレームの途中に表示装置１０の状態が遷移して表示装置１０が異常動作することを抑制することができる。なお、図５のｉｄｓ＿ｃｎｔにおいて、ｋは０以上ｍ以下の整数とする。また、ｋが０である場合、スタンバイ反転信号ｓｔａｎｄｂｙｂが高電位、つまり非アクティブとなる。

状態ＩＤＳから状態ＰＲＯＣへの遷移は、例えばディスプレイ１１０に動画が表示されるようになった場合に行うことができる。または、状態ＩＤＳから状態ＰＲＯＣへの遷移は、例えば演算回路１２０により生成された画像データと、次のフレームの画像データと、を記憶回路１３０により比較し、両者に差分がある場合に行うことができる。

表示装置１０が状態ＰＲＯＣで動作している場合において、ノーマリーオフ制御信号ｎｏｆｆ＿ｏｎの電位が高電位、つまりアクティブとなると、図２および図９に示すようにフレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘの電位が高電位となった後に状態ＮＯＦＦに遷移する。フレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘの電位が高電位となった後に状態ＮＯＦＦに遷移することにより、フレームの途中に表示装置１０の状態が遷移して表示装置１０が異常動作することを抑制することができる。なお、スタンバイ判定信号ｓｔａｎｄｂｙｂは低電位、つまりアクティブとなる。

状態ＮＯＦＦに遷移すると、図９に示すように、電源停止信号ｐｏｗｅｒ＿ｏｆｆが高電位、つまりアクティブとなる。これにより、図３に示すように、表示装置１０が有する回路等への電源の供給が停止され、ディスプレイ１１０は非表示状態となる。つまり、表示装置１０はノーマリーオフ動作を行う。なお、マスタコントローラ１０２のうち、電源停止信号ｐｏｗｅｒ＿ｏｆｆを生成するために必要な部分には電源を供給し続ける。クロック信号ｃｌｋ＿ｅｘおよびフレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘの電位は不定となる。

表示装置１０が状態ＮＯＦＦで動作している場合において、電源停止信号ｐｏｗｅｒ＿ｏｆｆを低電位、つまり非アクティブとすると、表示装置１０が有する回路等への電源の供給が再開される。また、ノーマリーオフ制御信号ｎｏｆｆ＿ｏｎを低電位、つまり非アクティブとすると、図２および図９に示すように、状態ＯＬＯＡＤに遷移する。

状態ＯＬＯＡＤは、レジスタチェーン１０７が有するバックアップ回路に保持されたパラメータを設定レジスタ１０８が読み出す状態である。状態ＯＬＯＡＤの期間において信号ｓｒ＿ｌｏａｄが高電位、つまりアクティブとなると、図３および図９に示すように、設定レジスタ１０８はレジスタチェーン１０７が有するバックアップ回路からパラメータを読み出し、設定レジスタ１０８は読み出したパラメータ保持し、当該パラメータを例えばコントローラ１００が有する回路に出力する。

設定レジスタ１０８からのパラメータの出力が完了すると、信号ｓｒ＿ｌｏａｄが低電位、つまり非アクティブとなる。これにより、図２および図９に示すように、表示装置１０は状態ＯＬＯＡＤから状態ＷＡＩＴへ遷移する。その後、フレームが開始されるタイミングでフレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘが高電位となり、図２および図９に示すように状態ＷＡＩＴから状態ＰＲＯＣに遷移する。以上が表示装置１０の動作方法の一例である。

図１０（Ａ）は、入力Ｉ／Ｆ１０１の構成例を示すブロック図である。入力Ｉ／Ｆ１０１は、バッファ１７０、回路１８０、および回路１９０［１］乃至回路１９０［ｎ］を有する。なお、ｎは画像データｄａｔａ＿ｅｘのビット数である。

バッファ１７０の入力端子には、クロック信号ｃｌｋ＿ｅｘを入力することができる。バッファ１７０のイネーブル端子には、スタンバイ反転信号ｓｔａｎｄｂｙｂを入力することができる。バッファ１７０の出力端子からは、クロック信号ｃｌｋを出力することができる。

図１０（Ｂ）は、回路１８０の構成例を示す回路図である。回路１８０は、フリップフロップ回路１８１およびＡＮＤ回路１８２を有する。

フリップフロップ回路１８１の入力端子には、フレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘが入力される。フリップフロップ回路１８１の出力端子は、ＡＮＤ回路１８２の第１の入力端子と電気的に接続される。フリップフロップ回路１８１のクロック信号入力端子には、信号ｃｌｋが入力される。ＡＮＤ回路１８２の第２の入力端子には、スタンバイ反転信号ｓｔａｎｄｂｙｂが入力される。ＡＮＤ回路１８２の出力端子からは、フレーム開始信号ｓｙｎｃが出力される。

図１０（Ｃ）は、回路１９０［ｐ］（ｐは１以上ｎ以下の整数）の構成例を示す回路図である。回路１９０［ｐ］は、フリップフロップ回路１９１およびＡＮＤ回路１９２を有する。

フリップフロップ回路１９１の入力端子には、画像データｄａｔａ＿ｅｘ［ｐ］が入力される。フリップフロップ回路１９１の出力端子は、ＡＮＤ回路１９２の第１の入力端子と電気的に接続される。フリップフロップ回路１９１のクロック信号入力端子には、信号ｃｌｋが入力される。ＡＮＤ回路１９２の第２の入力端子には、スタンバイ反転信号ｓｔａｎｄｂｙｂが入力される。ＡＮＤ回路１９２の出力端子からは、画像データｄａｔａ［ｐ］が出力される。

なお、画像データｄａｔａ＿ｅｘ［ｐ］は、画像データｄａｔａ＿ｅｘのｐビット目の論理（例えば、１または０）を表す画像データである。また、画像データｄａｔａ［ｐ］は、画像データｄａｔａのｐビット目の論理を表す画像データである。

入力Ｉ／Ｆ１０１を図１０に示す構成とすることにより、入力Ｉ／Ｆ１０１およびデータ処理回路１０３がスタンバイ状態でない場合、つまり信号ｓｔａｎｄｂｙｂが高電位である場合、フレーム開始信号ｓｙｎｃの電位はフレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘに対応した電位となり、画像データｄａｔａの電位は画像データｄａｔａ＿ｅｘに対応した電位となる。一方、入力Ｉ／Ｆ１０１およびデータ処理回路１０３がスタンバイ状態である場合、つまりスタンバイ反転信号ｓｔａｎｄｂｙｂが低電位である場合、フレーム開始信号ｓｙｎｃの電位はフレーム開始信号ｓｙｎｃ＿ｅｘの電位によらず例えば低電位となり、画像データｄａｔａの電位は画像データｄａｔａ＿ｅｘの電位によらず例えば低電位となる。

図１１（Ａ）は、記憶回路１０４の構成例を示すブロック図である。記憶回路１０４は、制御部２１２、セルアレイ２１３および周辺回路２１８を有する。周辺回路２１８は、センスアンプ回路２１４、ドライバ２１５、メインアンプ２１６および入出力回路２１７を有する。

制御部２１２は、記憶回路１０４を制御する機能を有する。例えば、制御部２１２は、ドライバ２１５、メインアンプ２１６、および入出力回路２１７を制御する。

ドライバ２１５には、複数の配線ＷＬ、ＣＳＥＬが電気的に接続されている。ドライバ２１５は、複数の配線ＷＬ、ＣＳＥＬに出力する信号を生成する。

セルアレイ２１３は、複数のメモリセル２１９を有する。メモリセル２１９は、配線ＷＬ、ＬＢＬ（またはＬＢＬＢ）、ＢＧＬに、電気的に接続されている。配線ＷＬはワード線であり、配線ＬＢＬ、ＬＢＬＢは、ローカルビット線である。図１１（Ａ）の例では、セルアレイ２１３の構成は、折り返しビット線方式であるが、開放ビット線方式とすることもできる。

図１１（Ｂ）に、メモリセル２１９の構成例を示す。メモリセル２１９は、トランジスタＭＷ１、容量素子ＣＳ１を有する。ここでは、トランジスタＭＷ１はバックゲートをもつトランジスタである。トランジスタＭＷ１のバックゲートは、配線ＢＧＬに電気的に接続されている。配線ＢＧＬには、電位Ｖｂｇ＿ｗ１が入力される。

容量ＣＳ１は、画像データに対応する電荷を保持する機能を有する。トランジスタＭＷ１は、記憶回路１０４に書き込まれた画像データの書き込みおよび読み出しを制御する機能を有する。つまり、トランジスタＭＷ１は、容量ＣＳ１に保持された電荷の充放電を制御する機能を有する。

トランジスタＭＷ１は、ＯＳトランジスタとすることが好ましい。ＯＳトランジスタはオフ電流が極めて小さいため、ＯＳトランジスタでメモリセル２１９を構成することで、容量素子ＣＳ１から電荷がリークすることを抑えられるため、例えば記憶回路１０４が待機状態である場合においても長期間画像データを保持することが可能である。また、電位Ｖｂｇ＿ｗ１を負電位にすることで、トランジスタＭＷ１の閾値電圧を正電位側にシフトさせることができ、メモリセル２１９の保持時間を長くすることができる。

セルアレイ２１３が有する複数のメモリセル２１９の、トランジスタＭＷ１はＯＳトランジスタであるため、その他の回路のトランジスタは、例えば、シリコンウエハに作製されるＳｉトランジスタとすることができる。これにより、セルアレイ２１３をセンスアンプ回路２１４に積層して設けることができる。よって、記憶回路１０４の回路面積を縮小することができる。

セルアレイ２１３は、センスアンプ回路２１４に積層して設けられている。センスアンプ回路２１４は、複数のセンスアンプＳＡを有する。センスアンプＳＡは隣接する配線ＬＢＬ、ＬＢＬＢ（ローカルビット線対）、配線ＧＢＬ、ＧＢＬＢ（グローバルビット線対）、複数の配線ＣＳＥＬに電気的に接続されている。センスアンプＳＡは、配線ＬＢＬと配線ＬＢＬＢとの電位差を増幅する機能を有する。

センスアンプ回路２１４には、４本の配線ＬＢＬに対して１本の配線ＧＢＬが設けられ、４本の配線ＬＢＬＢに対して１本の配線ＧＢＬＢが設けられているが、センスアンプ回路２１４の構成は、図１１（Ａ）の構成例に限定されない。

メインアンプ２１６は、センスアンプ回路２１４および入出力回路２１７に接続されている。メインアンプ２１６は、配線ＧＢＬと配線ＧＢＬＢの電位差を増幅する機能を有する。メインアンプ２１６は省略することができる。

入出力回路２１７は、書き込みデータに対応する電位を配線ＧＢＬと配線ＧＢＬＢ、またはメインアンプ２１６に出力する機能、配線ＧＢＬと配線ＧＢＬＢの電位、またはメインアンプ２１６の出力電位を読み出し、データとして外部に出力する機能を有する。配線ＣＳＥＬの信号によって、データを読み出すセンスアンプＳＡ、およびデータを書き込むセンスアンプＳＡを選択することができる。よって、入出力回路２１７は、マルチプレクサなどの選択回路が不要であるため、回路構成を簡単化でき、占有面積を縮小することができる。

なお、記憶回路１３０も、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示す構成としてもよい。

図１２にレジスタチェーン１０７の構成例を示すブロック図を示す。レジスタチェーン１０７は、コントローラ２０１、レジスタ部２０２ａおよびレジスタ部２０２ｂを有する。レジスタ部２０２ａは、複数のレジスタ２０３を有する。レジスタ部２０２ｂは、複数のレジスタ２０４を有する。

コントローラ２０１は、データ信号ＳＤＡをデータ信号ｓｒ＿ｄａｔａに変換し、レジスタ部２０２ａが有するレジスタ２０３に出力する機能を有する。コントローラ２０１は、クロック信号ＳＣＬをクロック信号ｓｒ＿ｃｌｋに変換し、レジスタ部２０２ａが有するレジスタ２０３に出力する機能を有する。

データ信号ｓｒ＿ｄａｔａは、例えばデータ信号ＳＤＡからアドレス情報などの主要情報以外のデータを削除したデータ信号とすることができる。クロック信号ｓｒ＿ｃｌｋは、例えばクロック信号ＳＣＬから後段の回路には不要なタイミングの信号遷移を削除したクロック信号とすることができる。

また、コントローラ２０１は、設定完了信号ｓｅｔ＿ｅｎｄを生成する機能を有する。

レジスタ２０３およびレジスタ２０４は、データ信号ｓｒ＿ｄａｔａに対応するパラメータを保持する機能を有する。レジスタ２０３は、電源供給が停止された状態でも保持されたパラメータが消失しない不揮発性レジスタである。レジスタ２０３を不揮発化するため、レジスタ２０３は、ＯＳトランジスタを用いたバックアップ回路を有する。

他方、レジスタ２０４は揮発性レジスタである。レジスタ２０４の回路構成には特段の制約はなく、データを保持することが可能な回路であればよく、ラッチ回路、フリップフロップ回路などで構成すればよい。レジスタ２０４に保持されたパラメータは、信号ｓｒ＿ｌｏａｄがアクティブである場合に設定レジスタ１０８に書き込むことができる。

レジスタチェーン１０７に保持しているパラメータを更新する場合、まず、レジスタ部２０２ａのパラメータを変更する。レジスタ部２０２ａの各レジスタ２０３のパラメータを書き換えた後、レジスタ部２０２ａの各レジスタ２０３のパラメータを、レジスタ部２０２ｂの各レジスタ２０４に一括して読み込む。

図１３に、レジスタ２０３、レジスタ２０４の回路構成例を示す。図１３には、レジスタ部２０２ａの２段分のレジスタ２０３と、これらレジスタ２０３に対応する２個のレジスタ２０４を示している。

レジスタ２０３は、バックアップ回路２７、セレクタ２８、フリップフロップ回路２９を有する。セレクタ２８とフリップフロップ回路２９とでスキャンフリップフロップ回路が構成されている。

バックアップ回路２７には、信号ＳＡＶＥ２、ＬＯＡＤ２が入力される。バックアップ回路２７は、トランジスタＴ１乃至トランジスタＴ６、容量素子Ｃ４および容量素子Ｃ６を有する。トランジスタＴ１およびトランジスタＴ２はＯＳトランジスタである。トランジスタＴ１およびトランジスタＴ２をメモリセル２１９のトランジスタＭＷ１（図１１（Ｂ）参照）と同様にバックゲート付きのＯＳトランジスタとしてもよい。

トランジスタＴ１、トランジスタＴ３、トランジスタＴ４および容量素子Ｃ４により、３トランジスタ型のゲインセルが構成される。同様に、トランジスタＴ２、トランジスタＴ５、トランジスタＴ６および容量素子Ｃ６により、３トランジスタ型のゲインセルが構成される。２個のゲインセルによって、フリップフロップ回路２９が保持する相補データを記憶する。トランジスタＴ１およびトランジスタＴ２がＯＳトランジスタであるので、バックアップ回路２７は、電源が遮断された状態でも長期間データを保持することが可能である。レジスタ２０３において、トランジスタＴ１およびトランジスタＴ２以外のトランジスタはＳｉトランジスタで構成すればよい。

バックアップ回路２７は、信号ＳＡＶＥ２に従い、フリップフロップ回路２９が保持する相補データを格納し、信号ＬＯＡＤ２に従い、保持しているデータをフリップフロップ回路２９にロードする。

フリップフロップ回路２９の入力端子には、セレクタ２８の出力端子が電気的に接続され、データ出力端子には、レジスタ２０４の入力端子が電気的に接続されている。フリップフロップ回路２９は、インバータ３０乃至インバータ３５、アナログスイッチ３７およびアナログスイッチ３８を有する。アナログスイッチ３７およびアナログスイッチ３８の導通状態は、スキャンクロック（Ｓｃａｎ　Ｃｌｏｃｋと表記）信号によって制御される。フリップフロップ回路２９は、図１３の回路構成に限定されず、様々なフリップフロップ回路２９を適用することができる。

セレクタ２８の２個の入力端子の一方には、レジスタ２０４の出力端子が電気的に接続され、他方には、前段のフリップフロップ回路２９の出力端子が電気的に接続されている。なお、レジスタ部２０２ａの初段のセレクタ２８の入力端子は、レジスタチェーン１０７の外部からデータが入力される。

レジスタ２０４は、インバータ４１乃至インバータ４３、クロックドインバータ４４、アナログスイッチ４５およびバッファ４６を有する。レジスタ２０４は信号ＬＯＡＤ１に基づいて、フリップフロップ回路２９のデータをロードする。レジスタ２０４のトランジスタはＳｉトランジスタで構成すればよい。

図１４は、表示装置１０の構成の変形例を示すブロック図である。図１４に示す表示装置１０は、コントローラ１００がタッチセンサコントローラ１０９を有し、ディスプレイ１１０がタッチセンサ１４０および光センサ１５０を有する点が、図１に示す表示装置１０の構成と異なる。図１４に示すように、タッチセンサ１４０は、ディスプレイ１１０の画素アレイ１１３と重なる領域を有する。

なお、図１４では、光センサ１５０はディスプレイ１１０の内部に設けた構成としているが、光センサ１５０をディスプレイ１１０の外部に設けた構成としてもよい。また、タッチセンサ１４０および光センサ１５０の一方を省略した構成としてもよい。なお、タッチセンサ１４０を省略する場合は、タッチセンサコントローラ１０９を省略した構成とすることができる。

タッチセンサコントローラ１０９は、タッチセンサ１４０に制御信号を出力する機能を有する。当該制御信号に基づいて、タッチセンサ１４０はタッチ動作を認識する。

タッチセンサ１４０は、ディスプレイ１１０へのタッチ動作に対応した信号ＴＳを、演算回路１２０に出力する機能を有する。演算回路１２０は、信号ＴＳに基づき、演算回路１２０が生成する画像データへの表示データの追加、およびアプリケーションを操作するユーザーインターフェース処理等を行うことができる。

光センサ１５０は、外光の照度を測定し、当該照度に対応した信号ＩＳを演算回路１２０に出力する機能を有する。これにより、例えば演算回路１２０はデータ信号ＳＤＡの一部を外光の照度に対応させることができ、設定レジスタ１０８から出力されるパラメータの一部を外光の照度に応じて変化させることができる。以上により、例えばディスプレイ１１０により表示される画像の色相、明度および彩度等を、例えばデータ処理回路１０３などにより調整することができる。例えば、外光が明るい場合は、ディスプレイ１１０により表示される画像の明度を高くして、外光が暗い場合は、ディスプレイ１１０により表示される画像の明度を低くすることができる。これにより、例えば外光の照度によらずディスプレイ１１０により表示される画像の視認性を高めることができる。

図１５は、演算回路１２０の具体的な構成を示したブロック図である。演算回路１２０は、データ処理回路１２１、レジスタ値生成回路１２２およびコントローラ１２３を有する。信号ＴＳは例えばデータ処理回路１２１に入力することができ、信号ＩＳは例えばレジスタ値生成回路１２２に入力することができる。

データ処理回路１２１は、ディスプレイ１１０に表示される画像に対応する画像データを生成する機能を有する。データ処理回路１２１により生成された画像データは、例えば記憶回路１３０に出力することができる。

レジスタ値生成回路１２２は、データ信号ＳＤＡおよびクロック信号ＳＣＬを生成する機能を有する。

コントローラ１２３は、信号ｉｄｓ＿ｏｎおよび信号ｎｏｆｆ＿ｏｎの論理を切り替える機能を有する。信号ｉｄｓ＿ｏｎおよび信号ｎｏｆｆ＿ｏｎの論理は、例えばデータ処理回路１２１により生成される画像データをもとにして決定することができる。

図１６は、タッチセンサ１４０およびその周辺回路の構成例を示したブロック図である。なお、図１６に示すように、タッチセンサ１４０およびその周辺回路を合わせてタッチセンサユニット１４９とする。図１６では、タッチセンサ１４０が相互容量タッチセンサである例を示す。

タッチセンサユニット１４９は、タッチセンサ１４０および周辺回路１４５を有する。周辺回路１４５は、タッチセンサドライバ１４６およびセンス回路１４７を有する。周辺回路１４５は専用ＩＣで構成することができる。

タッチセンサ１４０は、ｒ本（ｒは自然数）の配線ＤＲＬ、ｓ本（ｓは１以上の整数）の配線ＳＮＬを有する。配線ＤＲＬはドライブ線であり、配線ＳＮＬはセンス線である。ここでは、α番目の配線ＤＲＬを配線ＤＲＬ［α］と記載し、β番目の配線ＳＮＬを配線ＳＮＬ［β］と記載する。容量ＣＴ_αβは、配線ＤＲＬ［α］と配線ＳＮＬ［β］との間に形成される容量である。

ｒ本の配線ＤＲＬはタッチセンサドライバ１４６に電気的に接続されている。タッチセンサドライバ１４６は配線ＤＲＬを駆動する機能を有する。ｓ本の配線ＳＮＬはセンス回路１４７に電気的に接続されている。センス回路１４７は、配線ＳＮＬの信号を検出する機能を有する。タッチセンサドライバ１４６によって配線ＤＲＬ［α］が駆動されているときの配線ＳＮＬ［β］の信号は、容量ＣＴ_αβの容量値の変化量の情報をもつ。ｓ本の配線ＳＮＬの信号を解析することで、タッチの有無、タッチ位置などの情報を得ることができる。

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２）
本実施の形態では、実施の形態１に記載のディスプレイ１１０の詳細について説明を行う。

図１７は、ディスプレイ１１０の構成例を説明するブロック図である。

ディスプレイ１１０は、画素アレイ１１３を有する。また、ディスプレイ１１０は、ゲートドライバ１１２、およびソースドライバ１１１を備えることができる。

画素アレイ１１３は、一群の複数の画素２０（ｉ，１）乃至画素２０（ｉ，ｓ）と、他の一群の複数の画素２０（１，ｊ）乃至画素２０（ｒ，ｊ）と、走査線Ｇ１（ｉ）と、を有する。また、走査線Ｇ２（ｉ）と、配線ＣＳＣＯＭと、配線ＡＮＯと、信号線Ｓ２（ｊ）と、を有する。なお、ｉは１以上ｒ以下の整数であり、ｊは１以上ｓ以下の整数であり、ｒおよびｓは１以上の整数である。

一群の複数の画素２０（ｉ，１）乃至画素２０（ｉ，ｓ）は画素２０（ｉ，ｊ）を含み、一群の複数の画素２０（ｉ，１）乃至画素２０（ｉ，ｓ）は行方向（図中に矢印Ｒ１で示す方向）に配設される。

他の一群の複数の画素２０（１，ｊ）乃至画素２０（ｒ，ｊ）は、画素２０（ｉ，ｊ）を含み、他の一群の複数の画素２０（１，ｊ）乃至画素２０（ｒ，ｊ）は行方向と交差する列方向（図中に矢印Ｃ１で示す方向）に配設される。

走査線Ｇ１（ｉ）および走査線Ｇ２（ｉ）は、行方向に配設される一群の複数の画素２０（ｉ，１）乃至画素２０（ｉ，ｓ）と電気的に接続される。

列方向に配設される他の一群の複数の画素２０（１，ｊ）乃至画素２０（ｒ，ｊ）は、信号線Ｓ１（ｊ）および信号線Ｓ２（ｊ）と電気的に接続される。

ゲートドライバ１１２は、制御情報に基づいて選択信号を供給する機能を有する。

一例を挙げれば、制御情報に基づいて、３０Ｈｚ以上、好ましくは６０Ｈｚ以上の頻度で一の走査線に選択信号を供給する機能を備える。これにより、動画像をなめらかに表示することができる。

例えば、制御情報に基づいて、３０Ｈｚ未満、好ましくは１Ｈｚ未満より好ましくは一分に一回未満の頻度で一の走査線に選択信号を供給する機能を備える。これにより、フリッカーが抑制された状態で静止画像を表示することができる。

ソースドライバ１１１は、ソースドライバ１１１ａと、ソースドライバ１１１ｂと、を有する。ソースドライバ１１１ａおよびソースドライバ１１１ｂは、コントローラ１００からの信号に基づいて、データ信号を供給する機能を有する。

ソースドライバ１１１ａは、一の表示素子と電気的に接続される画素回路に供給するデータ信号を生成する機能を備える。具体的には、極性が反転する信号を生成する機能を備える。これにより、例えば、液晶表示素子を駆動することができる。

ソースドライバ１１１ｂは、一の表示素子とは異なる方法を用いて表示をする他の表示素子と電気的に接続される画素回路に供給するデータ信号を生成する機能を備える。例えば、有機ＥＬ素子を駆動することができる。

例えば、シフトレジスタ等のさまざまな順序回路等をソースドライバ１１１に用いることができる。

例えば、ソースドライバ１１１ａおよびソースドライバ１１１ｂが集積された集積回路を、ソースドライバ１１１に用いることができる。具体的には、シリコン基板上に形成された集積回路をソースドライバ１１１に用いることができる。

ソースドライバ１１１を、コントローラ１００と同じ集積回路に含めてもよい。具体的には、シリコン基板上に形成された集積回路を、コントローラ１００およびソースドライバ１１１に用いることができる。

例えば、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ　ｏｎ　ｇｌａｓｓ）法またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ　ｏｎ　Ｆｉｌｍ）法を用いて、上記集積回路を端子にすることが実装できる。具体的には、異方性導電膜を用いて、集積回路を端子に実装することができる。

図１８は、画素２０の構成例を示す回路図である。画素２０（ｉ，ｊ）は、反射素子２１ａ（ｉ，ｊ）および発光素子２１ｂ（ｉ，ｊ）を駆動する機能を備える。これにより、例えば同一の工程を用いて形成することができる画素回路を用いて、反射素子２１ａと、反射素子２１ａとは異なる方法を用いて表示をする発光素子２１ｂと、を駆動することができる。反射型の表示素子、反射素子２１ａを用いて表示を行うことで、消費電力を低減することができる。または、外光が明るい環境下において高いコントラストで画像を良好に表示することができる。光を射出する表示素子、発光素子２１ｂを用いて表示を行うことで、暗い環境下で画像を良好に表示することができる。

画素２０（ｉ，ｊ）は、信号線Ｓ１（ｊ）、信号線Ｓ２（ｊ）、走査線Ｇ１（ｉ）、走査線Ｇ２（ｉ）、配線ＣＳＣＯＭおよび配線ＡＮＯと電気的に接続される。

画素２０（ｉ，ｊ）は、スイッチＳＷ１、容量素子Ｃ１１、スイッチＳＷ２、トランジスタＭおよび容量素子Ｃ１２を含む。

走査線Ｇ１（ｉ）と電気的に接続されるゲート電極と、信号線Ｓ１（ｊ）と電気的に接続される第１の電極と、を有するトランジスタを、スイッチＳＷ１に用いることができる。

容量素子Ｃ１１は、スイッチＳＷ１に用いるトランジスタの第２の電極と電気的に接続される第１の電極と、配線ＣＳＣＯＭと電気的に接続される第２の電極と、を有する。

走査線Ｇ２（ｉ）と電気的に接続されるゲート電極と、信号線Ｓ２（ｊ）と電気的に接続される第１の電極と、を有するトランジスタを、スイッチＳＷ２に用いることができる。

トランジスタＭは、スイッチＳＷ２に用いるトランジスタの第２の電極と電気的に接続されるゲート電極と、配線ＡＮＯと電気的に接続される第１の電極と、を有する。

なお、トランジスタＭは、第１のゲート電極と第２のゲート電極を有していてもよい。第１のゲート電極と第２のゲート電極は、電気的に接続されていてもよい。第１のゲート電極と第２のゲート電極は、半導体膜を間に介して互いに重なる領域を有することが好ましい。

容量素子Ｃ１２は、スイッチＳＷ２に用いるトランジスタの第２の電極と電気的に接続される第１の電極と、トランジスタＭの第１の電極と電気的に接続される第２の電極と、を有する。

反射素子２１ａ（ｉ，ｊ）の第１の電極を、スイッチＳＷ１に用いるトランジスタの第２の電極と電気的に接続する。また、反射素子２１ａ（ｉ，ｊ）の第２の電極を、配線ＶＣＯＭ１と電気的に接続する。これにより、反射素子２１ａを駆動することができる。

発光素子２１ｂ（ｉ，ｊ）の第１の電極をトランジスタＭの第２の電極と電気的に接続し、発光素子２１ｂ（ｉ，ｊ）の第２の電極を配線ＶＣＯＭ２と電気的に接続する。これにより、発光素子２１ｂ（ｉ，ｊ）を駆動することができる。

容量素子Ｃ１１は、反射素子２１ａを用いて表示される画像に対応する画像データ、つまり反射素子２１ａにより反射される光の輝度に対応する電荷を保持する機能を有する。容量素子Ｃ１２は、発光素子２１ｂを用いて表示される画像に対応する画像データ、つまり発光素子２１ｂの発光強度に対応する電荷を保持する機能を有する。

スイッチＳＷ１は、容量素子Ｃ１１への画像データの書き込みおよび保持を制御する機能を有する。スイッチＳＷ１がオン状態である場合は、画像データが信号線Ｓ１を介して容量素子Ｃ１１に書き込まれ、スイッチＳＷ１がオフ状態である場合は、画像データが容量素子Ｃ１１に保持される。

スイッチＳＷ２は、容量素子Ｃ１２への画像データの書き込みおよび保持を制御する機能を有する。スイッチＳＷ２がオン状態である場合は、画像データが信号線Ｓ２を介して容量素子Ｃ１２に書き込まれ、スイッチＳＷ２がオフ状態である場合は、画像データが容量素子Ｃ１２に保持される。

スイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２は、ＯＳトランジスタとすることが好ましい。ＯＳトランジスタはオフ電流が極めて小さいため、容量素子Ｃ１１および容量素子Ｃ１２に画像データを長期間保持することができる。これにより、表示装置１０は実施の形態１で説明したＩＤＳ駆動を行うことができ、表示装置１０の消費電力を低減することができる。

図１９は、ディスプレイ１１０の構成を説明する図である。図１９（Ａ）は、ディスプレイ１１０の上面図であり、図１９（Ｂ）は、図１９（Ａ）に示すディスプレイ１１０の画素の一部を説明する上面図である。図１９（Ｃ）は、図１９（Ｂ）に示す画素の構成を説明する模式図である。

図１９（Ａ）は、フレキシブルプリント基板ＦＰＣ１上に、ソースドライバ１１１と端子５１９Ｂが配置されている。

図１９（Ｃ）において、画素２０（ｉ，ｊ）は、反射素子２１ａ（ｉ，ｊ）および発光素子２１ｂ（ｉ，ｊ）を備える。

図２０および図２１は、ディスプレイ１１０の構成を説明する断面図である。図２０（Ａ）は、図１９（Ａ）の切断線Ｘ１−Ｘ２、切断線Ｘ３−Ｘ４、切断線Ｘ５−Ｘ６における断面図であり、図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）の一部を説明する図である。

図２１（Ａ）は、図１９（Ｂ）の切断線Ｘ７−Ｘ８、切断線Ｘ９−Ｘ１０における断面図であり、図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）の一部を説明する図である。

以下、図２０および図２１用いて、ディスプレイ１１０の各構成要素について説明を行う。

基板５７０等として、作製工程中の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する材料を用いることができる。例えば、厚さ０．７ｍｍ以下厚さ０．１ｍｍ以上の材料を基板５７０に用いることができる。具体的には、厚さ０．１ｍｍ程度まで研磨した材料を用いることができる。

例えば、第６世代（１５００ｍｍ×１８５０ｍｍ）、第７世代（１８７０ｍｍ×２２００ｍｍ）、第８世代（２２００ｍｍ×２４００ｍｍ）、第９世代（２４００ｍｍ×２８００ｍｍ）、第１０世代（２９５０ｍｍ×３４００ｍｍ）等の面積が大きなガラス基板を基板５７０等に用いることができる。これにより、大型の表示装置を作製することができる。

有機材料、無機材料または有機材料と無機材料等の複合材料等を基板５７０等に用いることができる。例えば、ガラス、セラミックス、金属等の無機材料を基板５７０等に用いることができる。

具体的には、無アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリガラス、クリスタルガラス、アルミノ珪酸ガラス、強化ガラス、化学強化ガラス、石英またはサファイア等を、基板５７０等に用いることができる。具体的には、無機酸化物膜、無機窒化物膜または無機酸窒化物膜等を、基板５７０等に用いることができる。例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を、基板５７０等に用いることができる。ステンレス・スチールまたはアルミニウム等を、基板５７０等に用いることができる。

例えば、シリコンや炭化シリコンからなる単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、ＳＯＩ基板等を基板５７０等に用いることができる。これにより、半導体素子を基板５７０等に形成することができる。

例えば、樹脂、樹脂フィルムまたはプラスチック等の有機材料を基板５７０等に用いることができる。具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル樹脂等の樹脂フィルムまたは樹脂板を、基板５７０等に用いることができる。

例えば、金属板、薄板状のガラス板または無機材料等の膜を樹脂フィルム等に貼り合わせた複合材料を基板５７０等に用いることができる。例えば、繊維状または粒子状の金属、ガラスもしくは無機材料等を樹脂フィルムに分散した複合材料を、基板５７０等に用いることができる。例えば、繊維状または粒子状の樹脂もしくは有機材料等を無機材料に分散した複合材料を、基板５７０等に用いることができる。

また、単層の材料または複数の層が積層された材料を、基板５７０等に用いることができる。例えば、基材と基材に含まれる不純物の拡散を防ぐ絶縁膜等が積層された材料を、基板５７０等に用いることができる。具体的には、ガラスとガラスに含まれる不純物の拡散を防ぐ酸化シリコン層、窒化シリコン層または酸化窒化シリコン層等から選ばれた一または複数の膜が積層された材料を、基板５７０等に用いることができる。または、樹脂と樹脂を透過する不純物の拡散を防ぐ酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜等が積層された材料を、基板５７０等に用いることができる。

具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート若しくはアクリル樹脂等の樹脂フィルム、樹脂板または積層材料等を基板５７０等に用いることができる。

具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド（ナイロン、アラミド等）、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂もしくはシリコーン等のシロキサン結合を有する樹脂を含む材料を基板５７０等に用いることができる。

具体的には、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）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）またはアクリル等を基板５７０等に用いることができる。または、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）等を用いることができる。

また、紙または木材などを基板５７０等に用いることができる。

例えば、可撓性を有する基板を基板５７０等に用いることができる。

なお、トランジスタまたは容量素子等を基板に直接形成する方法を用いることができる。また、例えば作製工程中に加わる熱に耐熱性を有する工程用の基板にトランジスタまたは容量素子等を形成し、形成されたトランジスタまたは容量素子等を基板５７０等に転置する方法を用いることができる。これにより、例えば可撓性を有する基板にトランジスタまたは容量素子等を形成できる。

基板７７０として、透光性を備える材料を用いることができる。具体的には、基板５７０に用いることができる材料から選択された材料を基板７７０に用いることができる。

例えば、アルミノ珪酸ガラス、強化ガラス、化学強化ガラスまたはサファイア等を、表示パネルの使用者に近い側に配置される基板７７０に好適に用いることができる。これにより、使用に伴う表示パネルの破損や傷付きを防止することができる。

また、例えば、厚さ０．７ｍｍ以下厚さ０．１ｍｍ以上の材料を基板７７０に用いることができる。具体的には、厚さを薄くするために研磨した基板を用いることができる。これにより、機能膜７７０Ｄを反射素子２１ａ（ｉ，ｊ）に近づけて配置することができる。その結果、画像のボケを低減し、画像を鮮明に表示することができる。

構造体ＫＢ１として、例えば有機材料、無機材料または有機材料と無機材料の複合材料を構造体ＫＢ１等に用いることができる。これにより、所定の間隔を、構造体ＫＢ１等を挟む構成の間に設けることができる。

具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリシロキサン若しくはアクリル樹脂等またはこれらから選択された複数の樹脂の複合材料などを構造体ＫＢ１に用いることができる。また、感光性を有する材料を用いて形成してもよい。

封止材として、無機材料、有機材料または無機材料と有機材料の複合材料等を用いることができる。

例えば、熱溶融性の樹脂または硬化性の樹脂等の有機材料を、封止材７０５等に用いることができる。

例えば、反応硬化型接着剤、光硬化型接着剤、熱硬化型接着剤または／および嫌気型接着剤等の有機材料を、封止材７０５等に用いることができる。

具体的には、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）樹脂等を含む接着剤を、封止材７０５等に用いることができる。

接合層５０５として、封止材７０５に用いることができる材料を用いることができる。

絶縁膜５２１および絶縁膜５１８等として、例えば、絶縁性の無機材料、絶縁性の有機材料または無機材料と有機材料を含む絶縁性の複合材料を用いることができる。

具体的には、無機酸化物膜、無機窒化物膜または無機酸化窒化物膜等またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を、絶縁膜５２１等に用いることができる。例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等、またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を含む膜を、絶縁膜５２１等に用いることができる。

具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリシロキサン若しくはアクリル樹脂等、またはこれらから選択された複数の樹脂の積層材料もしくは複合材料などを、絶縁膜５２１等に用いることができる。また、感光性を有する材料を用いて形成してもよい。

これにより、例えば絶縁膜５２１と重なるさまざまな構造に由来する段差を平坦化することができる。

絶縁膜５２８として、例えば、絶縁膜５２１に用いることができる材料を用いることができる。具体的には、厚さ１μｍのポリイミドを含む膜を絶縁膜５２８に用いることができる。

絶縁膜５０１Ａとして、例えば、絶縁膜５２１に用いることができる材料を、絶縁膜５０１Ａに用いることができる。また、例えば、水素を供給する機能を備える材料を、絶縁膜５０１Ａに用いることができる。

具体的には、シリコンおよび酸素を含む材料と、シリコンおよび窒素を含む材料と、を積層した材料を、絶縁膜５０１Ａに用いることができる。例えば、加熱等により水素を放出し、放出した水素を他の構成に供給する機能を備える材料を、絶縁膜５０１Ａに用いることができる。具体的には、作製工程中に取り込まれた水素を加熱等により放出し、他の構成に供給する機能を備える材料を絶縁膜５０１Ａに用いることができる。

例えば、原料ガスにシラン等を用いる化学気相成長法により形成されたシリコンおよび酸素を含む膜を、絶縁膜５０１Ａに用いることができる。

具体的には、シリコンおよび酸素を含む厚さ２００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の材料と、シリコンおよび窒素を含む厚さ２００ｎｍ程度の材料と、を積層した材料を絶縁膜５０１Ａに用いることができる。

絶縁膜５０１Ｃとして、例えば、絶縁膜５２１に用いることができる材料を用いることができる。具体的には、シリコンおよび酸素を含む材料を、絶縁膜５０１Ｃに用いることができる。これにより、画素回路または第２の表示素子等への不純物の拡散を抑制することができる。

例えば、シリコン、酸素および窒素を含む厚さ２００ｎｍの膜を絶縁膜５０１Ｃに用いることができる。

中間膜７５４Ａ、中間膜７５４Ｂおよび中間膜７５４Ｃとして、例えば、１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚さを有する膜を用いることができる。なお、本明細書において、中間膜７５４Ａ、中間膜７５４Ｂまたは中間膜７５４Ｃを中間膜という。

例えば、水素を透過または供給する機能を備える材料を、中間膜に用いることができる。例えば、導電性を備える材料を中間膜に用いることができる。例えば、透光性を備える材料を中間膜に用いることができる。

具体的には、インジウムおよび酸素を含む材料、インジウム、ガリウム、亜鉛および酸素を含む材料、またはインジウム、スズおよび酸素を含む材料等を中間膜に用いることができる。なお、これらの材料は水素を透過する機能を備える。

具体的には、インジウム、ガリウム、亜鉛および酸素を含む厚さ５０ｎｍの膜または厚さ１００ｎｍの膜を中間膜に用いることができる。

なお、エッチングストッパーとして機能する膜が積層された材料を中間膜に用いることができる。具体的には、インジウム、ガリウム、亜鉛および酸素を含む厚さ５０ｎｍの膜と、インジウム、スズおよび酸素を含む厚さ２０ｎｍの膜と、をこの順で積層した積層材料を中間膜に用いることができる。

配線等として、例えば導電性を備える材料を配線等に用いることができる。具体的には、導電性を備える材料を、信号線Ｓ１（ｊ）、信号線Ｓ２（ｊ）、走査線Ｇ１（ｉ）、走査線Ｇ２（ｉ）、配線ＣＳＣＯＭ、配線ＡＮＯ、端子５１９Ｂ、端子５１９Ｃ、導電膜５１１Ｂまたは導電膜５１１Ｃ等に用いることができる。

例えば、無機導電性材料、有機導電性材料、金属または導電性セラミックスなどを配線等に用いることができる。

具体的には、アルミニウム、金、白金、銀、銅、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン、ニッケル、鉄、コバルト、パラジウム、またはマンガンから選ばれた金属元素などを、配線等に用いることができる。または、上述した金属元素を含む合金などを、配線等に用いることができる。特に、銅とマンガンの合金がウエットエッチング法を用いた微細加工に好適である。

具体的には、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、窒化タンタル膜または窒化タングステン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、チタン膜と、そのチタン膜上にアルミニウム膜を積層し、さらにその上にチタン膜を形成する三層構造等を配線等に用いることができる。

具体的には、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を、配線等に用いることができる。

具体的には、グラフェンまたはグラファイトを含む膜を配線等に用いることができる。

例えば、酸化グラフェンを含む膜を形成し、酸化グラフェンを含む膜を還元することにより、グラフェンを含む膜を形成することができる。還元する方法としては、熱を加える方法や還元剤を用いる方法等を挙げることができる。

例えば、金属ナノワイヤーを含む膜を配線等に用いることができる。具体的には、銀を含むナノワイヤーを用いることができる。

具体的には、導電性高分子を配線等に用いることができる。

なお、例えば、導電材料ＡＣＦ１を用いて、端子５１９Ｂとフレキシブルプリント基板ＦＰＣ１を電気的に接続することができる。

反射素子２１ａ（ｉ，ｊ）は、光の反射を制御する機能を備えた表示素子であり、例えば、液晶素子、電気泳動素子、またはＭＥＭＳ表示素子等を用いることができる。具体的には、反射型の液晶表示素子を反射素子２１ａ（ｉ，ｊ）に用いることができる。反射型の表示素子を用いることにより、表示パネルの消費電力を抑制することができる。

例えば、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ　Ｆｉｅｌｄ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ　Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ　ａｌｉｇｎｅｄ　Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ　Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ）モードなどの駆動方法を用いて駆動することができる液晶素子を用いることができる。

また、例えば垂直配向（ＶＡ）モード、具体的には、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ　Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ　Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＣＰＡ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｐｉｎｗｈｅｅｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｓｕｐｅｒ−Ｖｉｅｗ）モードなどの駆動方法を用いて駆動することができる液晶素子を用いることができる。

また、反射素子２１（ｉ，ｊ）が液晶素子である場合、当該液晶素子に用いられる液晶材料の固有抵抗率は１．０×１０^１３Ω・ｃｍ以上、好ましくは１．０×１０^１４Ω・ｃｍ以上、さらに好ましくは１．０×１０^１５Ω・ｃｍ以上である。また、当該液晶にはネガ型の液晶材料を用いることが好ましい。このような構成とすることで、一定期間内における画像データの書き込み回数を少なくしても、例えばＩＤＳ駆動を行っても液晶の透過率の変動が少なく、ディスプレイ１１０に表示される画像のちらつきを抑制することができる。したがって、ＩＤＳ駆動を行ってもディスプレイ１１０に表示される画像の画質低下を抑制することができる。

なお、反射素子２１ａとして、透過型の表示素子を用いてもよい。例えば、反射素子２１ａとして、透過型または半透過型の表示素子を用いてもよい。

反射素子２１ａ（ｉ，ｊ）は、電極７５１（ｉ，ｊ）と、電極７５２と、液晶材料を含む層７５３と、を有する。層７５３は、電極７５１（ｉ，ｊ）および電極７５２の間の電圧を用いて配向を制御することができる液晶材料を含む。例えば、層７５３の厚さ方向（縦方向ともいう）、縦方向と交差する方向（横方向または斜め方向ともいう）の電界を、液晶材料の配向を制御する電界に用いることができる。

例えば、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、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を、層７５３に用いることができる。または、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す液晶材料を用いることができる。または、ブルー相を示す液晶材料を用いることができる。

例えば、配線等に用いる材料を電極７５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。具体的には、反射膜を電極７５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。例えば、透光性を備える導電膜と、開口部を備える反射膜と、を積層した材料を電極７５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。

例えば、導電性を備える材料を、電極７５２に用いることができる。可視光について透光性を備える材料を、電極７５２に用いることができる。

例えば、導電性酸化物、光が透過する程度に薄い金属膜または金属ナノワイヤーを、電極７５２に用いることができる。

具体的には、インジウムを含む導電性酸化物を電極７５２に用いることができる。または、厚さ１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の金属薄膜を電極７５２に用いることができる。また、銀を含む金属ナノワイヤーを電極７５２に用いることができる。

具体的には、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、アルミニウムを添加した酸化亜鉛などを、電極７５２に用いることができる。

反射膜として、例えば、可視光を反射する材料を用いることができる。具体的には、銀を含む材料を反射膜に用いることができる。例えば、銀およびパラジウム等を含む材料または銀および銅等を含む材料を反射膜に用いることができる。

反射膜は、例えば、層７５３を透過してくる光を反射する。これにより、反射素子２１ａを反射型の表示素子にすることができる。また、例えば、表面に凹凸を備える材料を、反射膜に用いることができる。これにより、入射する光をさまざまな方向に反射して、白色の表示をすることができる。

例えば、電極７５１（ｉ，ｊ）等を反射膜に用いることができる。

例えば、層７５３と電極７５１（ｉ，ｊ）の間に挟まれる領域を備える膜を、反射膜に用いることができる。または、電極７５１（ｉ，ｊ）が透光性を有する場合、電極７５１（ｉ，ｊ）を間に介して、層７５３と重なる領域を有する膜を、反射膜に用いることができる。

反射膜は、例えば、発光素子２１ｂ（ｉ，ｊ）が射出する光を遮らない領域を有することが好ましい。例えば、単数または複数の開口部７５１Ｈを備える形状を反射膜に用いることが好ましい。

多角形、四角形、楕円形、円形または十字等の形状を開口部に用いることができる。また、細長い筋状、スリット状、市松模様状の形状を開口部７５１Ｈに用いることができる。

非開口部の総面積に対する開口部７５１Ｈの総面積の比の値が大きすぎると、反射素子２１ａ（ｉ，ｊ）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部７５１Ｈの総面積の比の値が小さすぎると、発光素子２１ｂ（ｉ，ｊ）を用いた表示が暗くなってしまう。

図２２は、ディスプレイ１１０の画素に用いることができる反射膜の形状を説明する模式図である。

例えば、画素２０（ｉ，ｊ）に隣接する画素２０（ｉ，ｊ＋１）の開口部７５１Ｈは、画素２０（ｉ，ｊ）の開口部７５１Ｈを通る行方向（図中に矢印Ｒ１で示す方向）に延びる直線上に配設されない（図２２（Ａ）参照）。または、例えば、画素２０（ｉ，ｊ）に隣接する画素２０（ｉ＋１，ｊ）の開口部７５１Ｈは、画素２０（ｉ，ｊ）の開口部７５１Ｈを通る、列方向（図中に矢印Ｃ１で示す方向）に延びる直線上に配設されない（図２２（Ｂ）参照）。

例えば、画素２０（ｉ，ｊ＋２）の開口部７５１Ｈは、画素２０（ｉ，ｊ）の開口部７５１Ｈを通る、行方向に延びる直線上に配設される（図２２（Ａ）参照）。また、画素２０（ｉ，ｊ＋１）の開口部７５１Ｈは、画素２０（ｉ，ｊ）の開口部７５１Ｈおよび画素２０（ｉ，ｊ＋２）の開口部７５１Ｈの間において当該直線と直交する直線上に配設される。

または、例えば、画素２０（ｉ＋２，ｊ）の開口部７５１Ｈは、画素２０（ｉ，ｊ）の開口部７５１Ｈを通る、列方向に延びる直線上に配設される（図２２（Ｂ）参照）。また、例えば、画素２０（ｉ＋１，ｊ）の開口部７５１Ｈは、画素２０（ｉ，ｊ）の開口部７５１Ｈおよび画素２０（ｉ＋２，ｊ）の開口部７５１Ｈの間において、当該直線と直交する直線上に配設される。

これにより、一の画素に隣接する他の画素の開口部に重なる領域を備える第２の素子を、一の画素の開口部に重なる領域を備える第２の表示素子から遠ざけることができる。または、一の画素に隣接する他の画素の第２の表示素子に、一の画素の第２の表示素子が表示する色とは異なる色を表示する表示素子を配設することができる。または、異なる色を表示する複数の表示素子を、隣接して配設する難易度を軽減することができる。

なお、例えば、発光素子２１ｂ（ｉ，ｊ）が射出する光を遮らない領域７５１Ｅが形成されるように、端部が切除されたような形状を備える材料を、反射膜に用いることができる（図２２（Ｃ）参照）。具体的には、列方向（図中に矢印Ｃ１で示す方向）が短くなるように端部が切除された電極７５１（ｉ．ｊ）を、反射膜に用いることができる。

配向膜ＡＦ１および配向膜ＡＦ２として、例えば、ポリイミド等を含む材料を用いることができる。具体的には、液晶材料が所定の方向に配向するようにラビング処理または光配向技術を用いて形成された材料を用いることができる。

例えば、可溶性のポリイミドを含む膜を配向膜ＡＦ１または配向膜ＡＦ２に用いることができる。これにより、配向膜ＡＦ１を形成する際に必要とされる温度を低くすることができる。その結果、配向膜ＡＦ１を形成する際に他の構成に与える損傷を軽減することができる。

着色膜ＣＦ１および着色膜ＣＦ２として、所定の色の光を透過する材料を用いることができる。これにより、着色膜ＣＦ１または着色膜ＣＦ２を、例えばカラーフィルターに用いることができる。例えば、青色、緑色または赤色の光を透過する材料を、着色膜ＣＦ１または着色膜ＣＦ２に用いることができる。また、黄色の光または白色の光等を透過する材料を着色膜に用いることができる。

なお、照射された光を所定の色の光に変換する機能を備える材料を着色膜ＣＦ２に用いることができる。具体的には、量子ドットを着色膜ＣＦ２に用いることができる。これにより、色純度の高い表示をすることができる。

遮光膜ＢＭとして、光の透過を妨げる材料を用いることができる。これにより、遮光膜ＢＭを例えばブラックマトリクスに用いることができる。

絶縁膜７７１として、例えば、ポリイミド、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を用いることができる。

機能膜７７０Ｐおよび機能膜７７０Ｄとして、反射防止フィルム、偏光フィルム、位相差フィルム、光拡散フィルムまたは集光フィルム等を用いることができる。

具体的には、２色性色素を含む膜を機能膜７７０Ｐまたは機能膜７７０Ｄに用いることができる。または、基材の表面と交差する方向に沿った軸を備える柱状構造を有する材料を、機能膜７７０Ｐまたは機能膜７７０Ｄに用いることができる。これにより、光を軸に沿った方向に透過し易く、他の方向に散乱し易くすることができる。

また、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜などを、機能膜７７０Ｐに用いることができる。

具体的には、円偏光フィルムを機能膜７７０Ｐに用いることができる。また、光拡散フィルムを機能膜７７０Ｄに用いることができる。

発光素子２１ｂ（ｉ，ｊ）として、有機エレクトロルミネッセンス素子、無機エレクトロルミネッセンス素子等のＥＬ素子の他、発光ダイオード等を用いることができる。または、量子ドットを用いることができる。または、発光素子ＥＬとして、透過型の表示素子、例えば透過型の液晶素子と、バックライトと、を組み合わせた構成としてもよい。

発光素子２１ｂ（ｉ，ｊ）は、電極５５１（ｉ，ｊ）と、電極５５２と、発光性の材料を含む層５５３（ｊ）と、を備える。

例えば、発光性の有機化合物を層５５３（ｊ）に用いることができる。

例えば、量子ドットを層５５３（ｊ）に用いることができる。これにより、半値幅が狭く、鮮やかな色の光を発することができる。

なお、量子ドットは、数ｎｍサイズの半導体ナノ結晶であり、１×１０^３個から１×１０^６個程度の原子から構成されている。量子ドットはサイズに依存してエネルギーシフトするため、同じ物質から構成される量子ドットであっても、サイズによって発光波長が異なり、用いる量子ドットのサイズを変更することによって容易に発光波長を調整することができる。

また、量子ドットは、発光スペクトルのピーク幅が狭いため、色純度のよい発光を得ることができる。さらに、量子ドットの理論的な外部量子効率はほぼ１００％であると言われており、蛍光発光を呈する有機化合物の２５％を大きく上回り、燐光発光を呈する有機化合物と同等となっている。このことから、量子ドットを発光材料として用いることによって発光効率の高い発光素子を得ることができる。その上、無機化合物である量子ドットはその本質的な安定性にも優れているため、寿命の観点からも好ましい発光素子を得ることができる。

量子ドットを構成する材料としては、周期表第１４族元素、周期表第１５族元素、周期表第１６族元素、複数の周期表第１４族元素からなる化合物、周期表第４族から周期表第１４族に属する元素と周期表第１６族元素との化合物、周期表第２族元素と周期表第１６族元素との化合物、周期表第１３族元素と周期表第１５族元素との化合物、周期表第１３族元素と周期表第１７族元素との化合物、周期表第１４族元素と周期表第１５族元素との化合物、周期表第１１族元素と周期表第１７族元素との化合物、酸化鉄類、酸化チタン類、カルコゲナイドスピネル類、各種半導体クラスター等を挙げることができる。

具体的には、セレン化カドミウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、セレン化亜鉛、酸化亜鉛、硫化亜鉛、テルル化亜鉛、硫化水銀、セレン化水銀、テルル化水銀、砒化インジウム、リン化インジウム、砒化ガリウム、リン化ガリウム、窒化インジウム、窒化ガリウム、アンチモン化インジウム、アンチモン化ガリウム、リン化アルミニウム、砒化アルミニウム、アンチモン化アルミニウム、セレン化鉛、テルル化鉛、硫化鉛、セレン化インジウム、テルル化インジウム、硫化インジウム、セレン化ガリウム、硫化砒素、セレン化砒素、テルル化砒素、硫化アンチモン、セレン化アンチモン、テルル化アンチモン、硫化ビスマス、セレン化ビスマス、テルル化ビスマス、ケイ素、炭化ケイ素、ゲルマニウム、錫、セレン、テルル、ホウ素、炭素、リン、窒化ホウ素、リン化ホウ素、砒化ホウ素、窒化アルミニウム、硫化アルミニウム、硫化バリウム、セレン化バリウム、テルル化バリウム、硫化カルシウム、セレン化カルシウム、テルル化カルシウム、硫化ベリリウム、セレン化ベリリウム、テルル化ベリリウム、硫化マグネシウム、セレン化マグネシウム、硫化ゲルマニウム、セレン化ゲルマニウム、テルル化ゲルマニウム、硫化錫、セレン化錫、テルル化錫、酸化鉛、フッ化銅、塩化銅、臭化銅、ヨウ化銅、酸化銅、セレン化銅、酸化ニッケル、酸化コバルト、硫化コバルト、四酸化三鉄、硫化鉄、酸化マンガン、硫化モリブデン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ジルコニウム、窒化ケイ素、窒化ゲルマニウム、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、セレンと亜鉛とカドミウムの化合物、インジウムと砒素とリンの化合物、カドミウムとセレンと硫黄の化合物、カドミウムとセレンとテルルの化合物、インジウムとガリウムと砒素の化合物、インジウムとガリウムとセレンの化合物、インジウムとセレンと硫黄の化合物、銅とインジウムと硫黄の化合物およびこれらの組合せ等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、組成が任意の比率で表される、いわゆる合金型量子ドットを用いても良い。例えば、カドミウムとセレンと硫黄の合金型量子ドットは、元素の含有比率を変化させることで発光波長を変えることができるため、青色発光を得るには有効な手段の一つである。

量子ドットの構造としては、コア型、コア−シェル型、コア−マルチシェル型等があり、そのいずれを用いても良いが、コアを覆ってより広いバンドギャップを持つ別の無機材料でシェルを形成することによって、ナノ結晶表面に存在する欠陥やダングリングボンドの影響を低減することができる。これにより、発光の量子効率が大きく改善するためコア−シェル型やコア−マルチシェル型の量子ドットを用いることが好ましい。シェルの材料の例としては、硫化亜鉛や酸化亜鉛が挙げられる。

また、量子ドットは、表面原子の割合が高いことから、反応性が高く、凝集が起こりやすい。そのため、量子ドットの表面には保護剤が付着しているまたは保護基が設けられていることが好ましい。当該保護剤が付着しているまたは保護基が設けられていることによって、凝集を防ぎ、溶媒への溶解性を高めることができる。また、反応性を低減させ、電気的安定性を向上させることも可能である。保護剤（または保護基）としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、トリプロピルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリヘキシルホスフィン、トリオクチルホスフィン等のトリアルキルホスフィン類、ポリオキシエチレンｎ−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンｎ−ノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、トリ（ｎ−ヘキシル）アミン、トリ（ｎ−オクチル）アミン、トリ（ｎ−デシル）アミン等の第３級アミン類、トリプロピルホスフィンオキシド、トリブチルホスフィンオキシド、トリヘキシルホスフィンオキシド、トリオクチルホスフィンオキシド、トリデシルホスフィンオキシド等の有機リン化合物、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類、また、ピリジン、ルチジン、コリジン、キノリン類等の含窒素芳香族化合物等の有機窒素化合物、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン等のアミノアルカン類、ジブチルスルフィド等のジアルキルスルフィド類、ジメチルスルホキシドやジブチルスルホキシド等のジアルキルスルホキシド類、チオフェン等の含硫黄芳香族化合物等の有機硫黄化合物、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の高級脂肪酸、アルコール類、ソルビタン脂肪酸エステル類、脂肪酸変性ポリエステル類、３級アミン変性ポリウレタン類、ポリエチレンイミン類等が挙げられる。

量子ドットは、サイズが小さくなるに従いバンドギャップが大きくなるため、所望の波長の光が得られるようにそのサイズを適宜調節する。結晶サイズが小さくなるにつれて、量子ドットの発光は青色側へ、つまり、高エネルギー側へとシフトするため、量子ドットのサイズを変化させることにより、紫外領域、可視領域、赤外領域のスペクトルの波長領域にわたって、その発光波長を調節することができる。量子ドットのサイズ（直径）は０．５ｎｍ乃至２０ｎｍ、好ましくは１ｎｍ乃至１０ｎｍの範囲のものが通常良く用いられる。なお、量子ドットはそのサイズ分布が狭いほど、より発光スペクトルが狭線化し、色純度の良好な発光を得ることができる。また、量子ドットの形状は特に限定されず、球状、棒状、円盤状、その他の形状であってもよい。なお、棒状の量子ドットである量子ロッドはｃ軸方向に偏光した指向性を有する光を呈するため、量子ロッドを発光材料として用いることにより、より外部量子効率が良好な発光素子を得ることができる。

また、ＥＬ素子では多くの場合、発光材料をホスト材料に分散することによって発光効率を高めるが、ホスト材料は発光材料以上の一重項励起エネルギーまたは三重項励起エネルギーを有する物質であることが必要である。特に青色の燐光材料を用いる場合においては、それ以上の三重項励起エネルギーを有する材料であり、且つ、寿命の観点で優れたホスト材料の開発は困難を極めている。一方で、量子ドットはホスト材料を用いずに量子ドットのみで発光層を構成しても発光効率を保つことができるため、この点でも寿命という観点から好ましい発光素子を得ることができる。量子ドットのみで発光層を形成する場合には、量子ドットはコア−シェル構造（コア−マルチシェル構造を含む）であることが好ましい。

他にも、層５５３（ｊ）として、例えば、青色の光を射出するように積層された積層材料、緑色の光を射出するように積層された積層材料、または赤色の光を射出するように積層された積層材料等を用いることができる。

また、例えば、信号線Ｓ２（ｊ）に沿って列方向に長い帯状の積層材料を、層５５３（ｊ）に用いることができる。

また、例えば、白色の光を射出するように積層された積層材料を、層５５３（ｊ）に用いることができる。具体的には、青色の光を射出する蛍光材料を含む発光性の材料を含む層と、緑色および赤色の光を射出する蛍光材料以外の材料を含む層または黄色の光を射出する蛍光材料以外の材料を含む層と、を積層した積層材料を、層５５３（ｊ）に用いることができる。

電極５５１（ｉ，ｊ）として、例えば、配線等に用いることができる材料を用いることができる。

例えば、配線等に用いることができる材料から選択された、可視光について透光性を有する材料を、電極５５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。

具体的には、導電性酸化物またはインジウムを含む導電性酸化物、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、電極５５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。または、光が透過する程度に薄い金属膜を電極５５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。または、光の一部を透過し、光の他の一部を反射する金属膜を電極５５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。これにより、微小共振器構造を発光素子２１ｂ（ｉ，ｊ）に設けることができる。その結果、所定の波長の光を他の光より効率よく取り出すことができる。

例えば、配線等に用いることができる材料を電極５５２に用いることができる。具体的には、可視光について反射性を有する材料を、電極５５２に用いることができる。

ゲートドライバ１１２には、シフトレジスタ等のさまざまな順序回路等を用いることができる。例えば、トランジスタＭＤ、容量素子等をゲートドライバ１１２に用いることができる。具体的には、スイッチＳＷ１に用いることができるトランジスタ、またはトランジスタＭと同一の工程で形成することができる半導体膜を備えるトランジスタを用いることができる。

例えば、スイッチＳＷ１に用いることができるトランジスタと異なる構成をトランジスタＭＤに用いることができる。具体的には、導電膜５２４を有するトランジスタをトランジスタＭＤに用いることができる。

なお、トランジスタＭと同一の構成を、トランジスタＭＤに用いることができる。

ゲートドライバ、ソースドライバおよび画素回路のトランジスタとして、例えば、同一の工程で形成することができる半導体膜を用いることができる。

例えば、ボトムゲート型のトランジスタまたはトップゲート型のトランジスタなどを、ゲートドライバ、ソースドライバのトランジスタ、または画素回路のトランジスタに用いることができる。

例えば、実施の形態１で説明したＯＳトランジスタを利用することができる。例えば、金属酸化物膜５０８、導電膜５０４、導電膜５１２Ａおよび導電膜５１２Ｂを備えるトランジスタをスイッチＳＷ１に用いることができる（図２１（Ｂ）参照）。なお、絶縁膜５０６は、金属酸化物膜５０８および導電膜５０４の間に挟まれる領域を備える。

導電膜５０４は、金属酸化物膜５０８と重なる領域を備える。導電膜５０４はゲート電極の機能を備える。絶縁膜５０６はゲート絶縁膜の機能を備える。

導電膜５１２Ａおよび導電膜５１２Ｂは、金属酸化物膜５０８と電気的に接続される。導電膜５１２Ａはソース電極の機能またはドレイン電極の機能の一方を備え、導電膜５１２Ｂはソース電極の機能またはドレイン電極の機能の他方を備える。

また、導電膜５２４を有するトランジスタを、ゲートドライバ、ソースドライバ、または画素回路のトランジスタに用いることができる。導電膜５２４は、導電膜５０４との間に金属酸化物膜５０８を挟む領域を備える。なお、絶縁膜５１６は、導電膜５２４および金属酸化物膜５０８の間に挟まれる領域を備える。また、例えば、導電膜５０４と同じ電位を供給する配線に導電膜５２４を電気的に接続する。

例えば、タンタルおよび窒素を含む厚さ１０ｎｍの膜と、銅を含む厚さ３００ｎｍの膜と、を積層した導電膜を導電膜５０４に用いることができる。なお、銅を含む膜は、絶縁膜５０６との間に、タンタルおよび窒素を含む膜を挟む領域を備える。

例えば、シリコンおよび窒素を含む厚さ４００ｎｍの膜と、シリコン、酸素および窒素を含む厚さ２００ｎｍの膜と、を積層した材料を絶縁膜５０６に用いることができる。なお、シリコンおよび窒素を含む膜は、金属酸化物膜５０８との間に、シリコン、酸素および窒素を含む膜を挟む領域を備える。

例えば、インジウム、ガリウムおよび亜鉛を含む厚さ２５ｎｍの膜を、金属酸化物膜５０８に用いることができる。

例えば、タングステンを含む厚さ５０ｎｍの膜と、アルミニウムを含む厚さ４００ｎｍの膜と、チタンを含む厚さ１００ｎｍの膜と、をこの順で積層した導電膜を、導電膜５１２Ａまたは導電膜５１２Ｂに用いることができる。なお、タングステンを含む膜は、金属酸化物膜５０８と接する領域を備える。

なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。

図２３（Ａ）は、図１９（Ｂ）に示す表示パネルの画素の一部を説明する下面図であり、図２３（Ｂ）は、図２３（Ａ）に示す構成の一部を省略して説明する下面図である。

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３）
本実施の形態では、タッチセンサを有する表示装置について説明を行う。

図２４は、タッチセンサユニット１４９およびディスプレイ１１０を有する、表示装置１０の構成を説明するブロック図である。なお、タッチセンサユニット１４９およびディスプレイ１１０を合わせて、表示ユニット２２０とする。図２５（Ａ）は、表示ユニット２２０の上面図である。図２５（Ｂ）は、表示ユニット２２０の入力部の一部を説明する模式図である。

タッチセンサユニット１４９は、タッチセンサ１４０、タッチセンサドライバ１４６およびセンス回路１４７を備える（図２４参照）。

タッチセンサ１４０は、一群の検知素子７７５（ｇ，１）乃至検知素子７７５（ｇ，ｑ）と、他の一群の検知素子７７５（１，ｈ）乃至検知素子７７５（ｐ，ｈ）と、を有する。なお、ｇは１以上ｐ以下の整数であり、ｈは１以上ｑ以下の整数であり、ｐおよびｑは１以上の整数である。

一群の検知素子７７５（ｇ，１）乃至検知素子７７５（ｇ，ｑ）は、検知素子７７５（ｇ，ｈ）を含み、行方向（図中に矢印Ｒ２で示す方向）に配設される。

また、他の一群の検知素子７７５（１，ｈ）乃至検知素子７７５（ｐ，ｈ）は、検知素子７７５（ｇ，ｈ）を含み、行方向と交差する列方向（図中に矢印Ｃ２で示す方向）に配設される。

行方向に配設される一群の検知素子７７５（ｇ，１）乃至検知素子７７５（ｇ，ｑ）は、制御線ＳＬ（ｇ）と電気的に接続される電極ＳＥ（ｇ）を含む（図２５（Ｂ）参照）。

列方向に配設される他の一群の検知素子７７５（１，ｈ）乃至検知素子７７５（ｐ，ｈ）は、検知信号線ＭＬ（ｈ）と電気的に接続される電極ＭＥ（ｈ）を含む（図２５（Ｂ）参照）。

電極ＳＥ（ｇ）および電極ＭＥ（ｈ）は、透光性を備えることが好ましい。

配線ＤＲＬ（ｇ）は、制御信号を供給する機能を備える。配線ＳＮＬ（ｈ）は、検知信号を供給される機能を備える。

電極ＭＥ（ｈ）は、電極ＳＥ（ｇ）との間に電界を形成するように配置される。タッチセンサ１４０に、指などの物体が近接すると上記電界が遮蔽され、検知素子７７５（ｇ，ｈ）は、検知信号を供給する。

タッチセンサドライバ１４６は、配線ＤＲＬ（ｇ）と電気的に接続され、制御信号を供給する機能を備える。例えば、矩形波、のこぎり波また三角波等を制御信号に用いることができる。

センス回路１４７は、配線ＳＮＬ（ｈ）と電気的に接続され、配線ＳＮＬ（ｈ）の電位の変化に基づいて検知信号を供給する機能を備える。なお、検知信号は、例えば、位置情報を含む。

検知信号は、コントローラ１００に供給される。コントローラ１００は、検知信号に対応じた情報をホスト２３０に供給し、画素アレイ１１３に表示される画像が更新される。

図２６および図２７は、表示ユニット２２０の構成を説明する図である。図２６（Ａ）は、図２５（Ａ）の切断線Ｘ１−Ｘ２、切断線Ｘ３−Ｘ４、切断線Ｘ５−Ｘ６における断面図であり、図２６（Ｂ）は、図２６（Ａ）の一部の構成を説明する断面図である。

図２７は、図２５（Ａ）の切断線Ｘ７−Ｘ８、Ｘ９−Ｘ１０、Ｘ１１−Ｘ１２における断面図である。

表示ユニット２２０は、機能層７２０を備える点およびトップゲート型のトランジスタを有する点が、例えば、実施の形態２のディスプレイ１１０とは異なる。ここでは、異なる部分について詳細に説明し、同様の構成を用いることができる部分については、上記の説明を援用する。

機能層７２０は、例えば、基板７７０、絶縁膜５０１Ｃおよび封止材７０５に囲まれる領域を備える（図２６参照）。

機能層７２０は、例えば、配線ＤＲＬ（ｇ）と、配線ＳＮＬ（ｈ）と、検知素子７７５（ｇ，ｈ）と、を備える。

なお、配線ＤＲＬ（ｇ）および第２の電極７５２の間、または、配線ＳＮＬ（ｈ）および第２の電極７５２の間に、０．２μｍ以上１６μｍ以下、好ましくは１μｍ以上８μｍ以下、より好ましくは２．５μｍ以上４μｍ以下の間隔を備える。

また、表示ユニット２２０は、導電膜５１１Ｄを有する（図２７参照）。

なお、配線ＤＲＬ（ｇ）および導電膜５１１Ｄの間に導電材料ＣＰ等を配設し、配線ＤＲＬ（ｇ）と導電膜５１１Ｄを電気的に接続することができる。または、配線ＳＮＬ（ｈ）および導電膜５１１Ｄの間に導電材料ＣＰ等を配設し、配線ＳＮＬ（ｈ）と導電膜５１１Ｄを、電気的に接続することができる。例えば、配線等に用いることができる材料を導電膜５１１Ｄに用いることができる。

また、表示ユニット２２０は、端子５１９Ｄを有する（図２７参照）。端子５１９Ｄは、導電膜５１１Ｄと電気的に接続する。

端子５１９Ｄは、導電膜５１１Ｄと、中間膜７５４Ｄと、を備え、中間膜７５４Ｄは、導電膜５１１Ｄと接する領域を備える。

例えば、配線等に用いることができる材料を端子５１９Ｄに用いることができる。具体的には、端子５１９Ｂまたは端子５１９Ｃと同じ構成を端子５１９Ｄに用いることができる。

なお、例えば、導電材料ＡＣＦ２を用いて、端子５１９Ｄとフレキシブルプリント基板ＦＰＣ２を電気的に接続することができる。これにより、例えば、端子５１９Ｄを用いて制御信号を配線ＤＲＬ（ｇ）に供給することができる。または、端子５１９Ｄを用いて検知信号を、配線ＳＮＬ（ｈ）から供給されることができる。

スイッチＳＷ１に用いることができるトランジスタ、トランジスタＭおよびトランジスタＭＤは、絶縁膜５０１Ｃと重なる領域を備える導電膜５０４と、絶縁膜５０１Ｃおよび導電膜５０４の間に挟まれる領域を備える金属酸化物膜５０８と、を備える。なお、導電膜５０４はゲート電極の機能を備える（図２６（Ｂ）参照）。

金属酸化物膜５０８は、導電膜５０４と重ならない第１の領域５０８Ａおよび第２の領域５０８Ｂと、第１の領域５０８Ａおよび第２の領域５０８Ｂの間に導電膜５０４と重なる第３の領域５０８Ｃと、を備える。

トランジスタＭＤは、第３の領域５０８Ｃおよび導電膜５０４の間に絶縁膜５０６を備える。なお、絶縁膜５０６はゲート絶縁膜の機能を備える。

第１の領域５０８Ａおよび第２の領域５０８Ｂは、第３の領域５０８Ｃに比べて抵抗率が低く、ソース領域の機能またはドレイン領域の機能を備える。

例えば、金属酸化物膜に希ガスを含むガスを用いるプラズマ処理を施して、第１の領域５０８Ａおよび第２の領域５０８Ｂを金属酸化物膜５０８に形成することができる。

また、例えば、導電膜５０４をマスクに用いることができる。これにより、第３の領域５０８Ｃの一部の形状を、導電膜５０４の端部の形状に自己整合させることができる。

トランジスタＭＤは、第１の領域５０８Ａと接する導電膜５１２Ａと、第２の領域５０８Ｂと接する導電膜５１２Ｂと、を備える。導電膜５１２Ａおよび導電膜５１２Ｂは、ソース電極またはドレイン電極の機能を備える。

例えば、トランジスタＭＤと同一の工程で形成することができるトランジスタを、トランジスタＭに用いることができる。

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

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。従って、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：Ｅｎｅｒｇｙ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　Ｘ−ｒａｙ　ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）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。従って、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。

従って、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。従って、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。

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５）
本実施の形態では、本発明の一態様を用いて作製することができる表示モジュールについて図２８を用いて説明する。

図２８に示す表示モジュール１７００は、上部カバー１７０１と下部カバー１７０２との間に、ＦＰＣ１７０３に接続されたタッチパネル１７０４、ＦＰＣ１７０５に接続された表示パネル１７０６、フレーム１７０９、プリント基板１７１０、およびバッテリ１７１１を有する。

本発明の一態様の表示装置は、例えば、表示パネル１７０６に用いることができる。これにより、表示モジュール１７００の消費電力を低減することができる。

上部カバー１７０１および下部カバー１７０２は、タッチパネル１７０４および表示パネル１７０６のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。

タッチパネル１７０４としては、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルを表示パネル１７０６に重畳して用いることができる。また、タッチパネル１７０４を設けず、表示パネル１７０６に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。

フレーム１７０９は、表示パネル１７０６の保護機能の他、プリント基板１７１０の動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム１７０９は、放熱板としての機能を有していてもよい。

プリント基板１７１０は、電源回路、ビデオ信号およびクロック信号を出力するための信号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリ１７１１による電源であってもよい。バッテリ１７１１は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。

また、表示モジュール１７００は、偏光板、位相差板、プリズムシート等の部材を追加して設けてもよい。

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６）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を有する電子機器について、図２９（Ａ）乃至（Ｄ）を用いて説明を行う。

図２９（Ａ）乃至（Ｄ）に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウエア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。さらに、複数の表示部を有する電子機器においては、一つの表示部を主として画像情報を表示し、別の一つの表示部を主として文字情報を表示する機能、または、複数の表示部に視差を考慮した画像を表示することで立体的な画像を表示する機能、等を有することができる。さらに、受像部を有する電子機器においては、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を自動または手動で補正する機能、撮影した画像を記録媒体（外部又はカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図２９（Ａ）乃至（Ｄ）に示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有することができる。

図２９（Ａ）、（Ｂ）に、情報端末１９００の一例を示す。情報端末１９００は、筐体１９０１、筐体１９０２、表示部１９０３、表示部１９０４、およびヒンジ部１９０５等を有する。

筐体１９０１と筐体１９０２は、ヒンジ部１９０５で連結されている。情報端末１９００は、図２９（Ａ）に示すように折り畳んだ状態から、図２９（Ｂ）に示すように筐体１９０１と筐体１９０２を開くことができる。

例えば表示部１９０３および表示部１９０４に、文書情報を表示することが可能であり、電子書籍端末としても用いることができる。例えば、教科書として用いることができる。また、表示部１９０３および表示部１９０４に静止画像や動画像を表示することもできる。

このように、情報端末１９００は、持ち運ぶ際には折り畳んだ状態にできるため、汎用性に優れる。

なお、筐体１９０１および筐体１９０２には、電源ボタン、操作ボタン、外部接続ポート、スピーカ、マイク等を有していてもよい。

情報端末１９００に本発明の一態様の表示装置を適用することにより、情報端末１９００の消費電力を低減することができる。

図２９（Ｃ）に情報端末の一例を示す。図２９（Ｃ）に示す情報端末１９１０は、筐体１９１１、表示部１９１２、操作ボタン１９１３、外部接続ポート１９１４、スピーカ１９１５、マイク１９１６、カメラ１９１７等を有する。

情報端末１９１０は、表示部１９１２にタッチセンサを備える。電話を掛ける、或いは文字を入力する等のあらゆる操作は、指やスタイラス等で表示部１９１２に触れることで行うことができる。

また、操作ボタン１９１３の操作により、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や、表示部１９１２に表示される画像の種類を切り替えることができる。例えば、メール作成画面から、メインメニュー画面に切り替えることができる。

また、情報端末１９１０の内部に、ジャイロセンサまたは加速度センサ等の検出装置を設けることで、情報端末１９１０の向き（縦か横か）を判断して、表示部１９１２の画面表示の向きを自動的に切り替えるようにすることができる。また、画面表示の向きの切り替えは、表示部１９１２を触れること、操作ボタン１９１３の操作、またはマイク１９１６を用いた音声入力等により行うこともできる。

情報端末１９１０は、例えば、電話機、手帳または情報閲覧装置等から選ばれた一つまたは複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとして用いることができる。情報端末１９１０は、例えば、移動電話、電子メール、文章閲覧および作成、音楽再生、動画再生、インターネット通信、ゲーム等の種々のアプリケーションを実行することができる。

情報端末１９１０に本発明の一態様の表示装置を適用することにより、情報端末１９１０の消費電力を低減することができる。

図２９（Ｄ）に、カメラの一例を示す。カメラ１９２０は、筐体１９２１、表示部１９２２、操作ボタン１９２３、シャッターボタン１９２４等を有する。またカメラ１９２０には、着脱可能なレンズ１９２６が取り付けられている。

ここではカメラ１９２０として、レンズ１９２６を筐体１９２１から取り外して交換することが可能な構成としたが、レンズ１９２６と筐体が一体となっていてもよい。

カメラ１９２０は、シャッターボタン１９２４を押すことにより、静止画、または動画を撮像することができる。また、表示部１９２２はタッチパネルとしての機能を有し、表示部１９２２をタッチすることにより撮像することも可能である。

なお、カメラ１９２０は、ストロボ装置や、ビューファインダー等を別途装着することができる。または、これらが筐体１９２１に組み込まれていてもよい。

カメラ１９２０に本発明の一態様の表示装置を適用することにより、カメラ１９２０の消費電力を低減することができる。

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。

１０　　表示装置
２０　　画素
２１ａ　　反射素子
２１ｂ　　発光素子
２７　　バックアップ回路
２８　　セレクタ
２９　　フリップフロップ回路
３０　　インバータ
３１　　インバータ
３２　　インバータ
３３　　インバータ
３４　　インバータ
３５　　インバータ
３７　　アナログスイッチ
３８　　アナログスイッチ
４１　　インバータ
４３　　インバータ
４４　　クロックドインバータ
４５　　アナログスイッチ
４６　　バッファ
１００　　コントローラ
１０２　　マスタコントローラ
１０３　　データ処理回路
１０４　　記憶回路
１０６　　タイミングコントローラ
１０７　　レジスタチェーン
１０８　　設定レジスタ
１０９　　タッチセンサコントローラ
１１０　　ディスプレイ
１１１　　ソースドライバ
１１１ａ　　ソースドライバ
１１１ｂ　　ソースドライバ
１１２　　ゲートドライバ
１１３　　画素アレイ
１２０　　演算回路
１２１　　データ処理回路
１２２　　レジスタ値生成回路
１２３　　コントローラ
１３０　　記憶回路
１４０　　タッチセンサ
１４５　　周辺回路
１４６　　タッチセンサドライバ
１４７　　センス回路
１４９　　タッチセンサユニット
１５０　　光センサ
１６０　　クロック信号生成回路
１７０　　バッファ
１８０　　回路
１８１　　フリップフロップ回路
１８２　　ＡＮＤ回路
１９０　　回路
１９１　　フリップフロップ回路
１９２　　ＡＮＤ回路
２０１　　コントローラ
２０２ａ　　レジスタ部
２０２ｂ　　レジスタ部
２０３　　レジスタ
２０４　　レジスタ
２１２　　制御部
２１３　　セルアレイ
２１４　　センスアンプ回路
２１５　　ドライバ
２１６　　メインアンプ
２１７　　入出力回路
２１８　　周辺回路
２１９　　メモリセル
２２０　　表示ユニット
２３０　　ホスト
５０１Ａ　　絶縁膜
５０１Ｃ　　絶縁膜
５０４　　導電膜
５０５　　接合層
５０６　　絶縁膜
５０８　　金属酸化物膜
５０８Ａ　　領域
５０８Ｂ　　領域
５０８Ｃ　　領域
５１１Ｂ　　導電膜
５１１Ｃ　　導電膜
５１１Ｄ　　導電膜
５１２Ａ　　導電膜
５１２Ｂ　　導電膜
５１６　　絶縁膜
５１８　　絶縁膜
５１９Ｂ　　端子
５１９Ｃ　　端子
５１９Ｄ　　端子
５２１　　絶縁膜
５２４　　導電膜
５２８　　絶縁膜
５５１　　電極
５５２　　電極
５５３　　層
５７０　　基板
７０５　　封止材
７２０　　機能層
７５１　　電極
７５１Ｅ　　領域
７５１Ｈ　　開口部
７５２　　電極
７５３　　層
７５４Ａ　　中間膜
７５４Ｂ　　中間膜
７５４Ｃ　　中間膜
７５４Ｄ　　中間膜
７７０　　基板
７７０Ｄ　　機能膜
７７０Ｐ　　機能膜
７７１　　絶縁膜
７７５　　検知素子
１７００　　表示モジュール
１７０１　　上部カバー
１７０２　　下部カバー
１７０３　　ＦＰＣ
１７０４　　タッチパネル
１７０５　　ＦＰＣ
１７０６　　表示パネル
１７０９　　フレーム
１７１０　　プリント基板
１７１１　　バッテリ
１９００　　情報端末
１９０１　　筐体
１９０２　　筐体
１９０３　　表示部
１９０４　　表示部
１９０５　　ヒンジ部
１９１０　　情報端末
１９１１　　筐体
１９１２　　表示部
１９１３　　操作ボタン
１９１４　　外部接続ポート
１９１５　　スピーカ
１９１６　　マイク
１９１７　　カメラ
１９２０　　カメラ
１９２１　　筐体
１９２２　　表示部
１９２３　　操作ボタン
１９２４　　シャッターボタン
１９２６　　レンズ

Claims (10)

1. 　ディスプレイと、第１の回路と、第２の回路と、を有する表示装置において、
   　前記ディスプレイは、画像データに対応する画像を表示し、当該画像データを保持する機能を有し、
   　前記第１の回路は、前記ディスプレイに表示される画像に対応する画像データを生成する機能を有し、
   　前記第２の回路は、前記第１の回路により生成された画像データを保持する機能を有し、
   　前記表示装置は、第１の状態または第２の状態により動作する機能を有し、
   　前記第１の状態では、前記第１の回路により生成された画像データを、前記第２の回路および前記ディスプレイに書き込み、当該画像データに対応する画像を前記ディスプレイにより表示し、
   　前記第２の状態では、前記第１の回路により生成された画像データおよび前記第２の回路に保持された画像データの、前記ディスプレイへの書き込みを停止し、前記ディスプレイに保持された画像データに対応する画像を前記ディスプレイにより表示する第１のモードと、
   　前記第２の回路に保持された画像データを、前記ディスプレイに書き込み、当該画像データに対応する画像を前記ディスプレイにより表示する第２のモードと、により動作し、
   　前記第１のモードにより、ｍフレーム分（ｍは自然数）の動作を行った後、前記第２のモードによる動作を行うことを特徴とする表示装置の動作方法。
2. 　請求項１において、
   　前記第２のモードにより、１フレーム分の動作を行った後、前記第１のモードによる動作を行うことを特徴とする表示装置の動作方法。
3. 　請求項１において、
   　前記第２の回路は、第１の容量素子と、第１のトランジスタと、を有し、
   　前記第１の容量素子は、前記第１の回路により生成された画像データに対応する電荷を保持する機能を有し、
   　前記第１のトランジスタは、前記第１の容量素子に保持された電荷の充放電を制御する機能を有し、
   　前記第１のトランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を含むことを特徴とする表示装置の動作方法。
4. 　請求項１において、
   　前記ディスプレイは、画素を有し、
   　前記画素は、反射素子と、発光素子と、第２のトランジスタと、第３のトランジスタと、を有し、
   　前記反射素子は、外光の光を反射することにより画像を表示する機能を有し、
   　前記発光素子は、自発光することにより画像を表示する機能を有し、
   　前記第２のトランジスタは、前記反射素子を用いて表示される画像に対応する画像データの、前記画素への書き込みおよび保持を制御する機能を有し、
   　前記第３のトランジスタは、前記発光素子を用いて表示される画像に対応する画像データの、前記画素への書き込みおよび保持を制御する機能を有し、
   　前記第２のトランジスタおよび前記第３のトランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を含むことを特徴とする表示装置の動作方法。
5. 　請求項４において、
   　前記反射素子は、液晶材料を有し、
   　前記液晶材料の固有抵抗値は、１．０×１０^１３Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする表示装置の動作方法。
6. 　請求項１において、
   　前記表示装置は、第３の回路を有し、
   　前記第３の回路は、前記表示装置の状態を切り替える機能を有し、
   　前記表示装置は、第３の状態により動作する機能を有し、
   　前記第３の状態では、前記表示装置への電源供給を、前記第３の回路を除いて停止することを特徴とする表示装置の動作方法。
7. 　請求項６において、
   　前記表示装置は、レジスタを有し、
   　前記レジスタは、前記第３の状態において、前記表示装置を動作させるために用いられるパラメータを保持する機能を有し、
   　前記表示装置は、第４の状態により動作する機能を有し、
   　前記表示装置は、前記第３の状態において停止されていた電源供給を再開することにより、前記第３の状態から前記第４の状態に遷移し、
   　前記第４の状態では、前記レジスタに保持されたパラメータを読み出すことを特徴とする表示装置の動作方法。
8. 　請求項７において、
   　前記レジスタは、第２の容量素子と、第４のトランジスタと、を有し、
   　前記第２の容量素子は、前記パラメータに対応する電荷を保持する機能を有し、
   　前記第４のトランジスタは、前記第２の容量素子に保持された電荷の充放電を制御する機能を有し、
   　前記第４のトランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を含むことを特徴とする表示装置の動作方法。
9. 　請求項１の動作方法により動作することを特徴とする表示装置。
10. 　請求項９に記載の表示装置と、
    　操作ボタンと、を有することを特徴とする電子機器。

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