WO2018185588A1

WO2018185588A1 - 表示装置、及び表示装置の駆動方法

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Publication number: WO2018185588A1
Application number: PCT/IB2018/051916
Authority: WO
Inventors: 山崎舜平; 塚本洋介; 石谷哲二; 高橋圭
Original assignee: 株式会社半導体エネルギー研究所
Priority date: 2017-04-03
Filing date: 2018-03-22
Publication date: 2018-10-11

Abstract

要約書外光によらず明瞭な表示を行うことのできる表示装置を提供する。表示するコンテンツに応じて表示方法を切り替えて消費電力を低減する。表示装置は、表示面側に光を反射する表示素子を有する画素部、表示素子に表示面側から光を照射する発光装置を有する。発光装置は、導光部と、それぞれ異なる色の光を発する複数の発光素子を有する。各発光素子は、導光部の側面に光を照射可能に配置される。制御部は、第１のモードと、第２のモードとを切り替える機能を有する。第１のモードは、１フレーム期間中に、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を順次点灯させてカラー表示を行う表示モードであり、第２のモードは、１フレーム期間中に、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を同時に点灯させて、単色表示を行う表示モードである。

Description

表示装置、及び表示装置の駆動方法

　本発明の一態様は、表示装置に関する。本発明の一態様は、表示装置の駆動方法に関する。

　なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置、入出力装置、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法、を一例として挙げることができる。

　なお、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。トランジスタ、半導体回路、演算装置、記憶装置等は半導体装置の一態様である。また、撮像装置、電気光学装置、発電装置（薄膜太陽電池、有機薄膜太陽電池等を含む）、及び電子機器は半導体装置を有している場合がある。

　表示装置の一つとして、液晶素子を備える液晶表示装置がある。例えば、画素電極をマトリクス状に配置し、画素電極の各々に接続するスイッチング素子としてトランジスタを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置が注目を集めている。

　例えば、画素電極の各々に接続するスイッチング素子として、金属酸化物をチャネル形成領域とするトランジスタを用いるアクティブマトリクス型液晶表示装置が知られている（特許文献１及び特許文献２）。

　アクティブマトリクス型液晶表示装置には大きく分けて透過型と反射型の二種類のタイプが知られている。

　透過型の液晶表示装置は、冷陰極蛍光ランプやＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）などのバックライトを用い、液晶の光学変調作用を利用して、バックライトからの光が液晶を透過して液晶表示装置外部に出力される状態と、出力されない状態とを選択し、明と暗の表示を行わせ、さらにそれらを組み合わせることで、画像表示を行うものである。

　また、反射型の液晶表示装置は、液晶の光学変調作用を利用して、外光、即ち入射光が画素電極で反射して装置外部に出力される状態と、入射光が装置外部に出力されない状態とを選択し、明と暗の表示を行わせ、さらにそれらを組み合わせることで、画像表示を行うものである。反射型の液晶表示装置は、透過型の液晶表示装置と比較して、バックライトを使用しないため、消費電力が少ないといった長所を有する。

　例えば、特許文献３には、ＬＥＤ光源を対向基板の側面に配置し、暗いところでも表示を見ることのできる反射型液晶パネルが開示されている。

特開２００７−１２３８６１号公報特開２００７−９６０５５号公報特開２０００−８１８４８号公報

　反射型の表示装置は、外光の強い場所では低消費電力で明るい表示ができるが、一方で外光の弱い場所では表示が暗くなってしまうといった問題があった。また、反射型の表示装置は、外光のスペクトルに応じて、色再現性が変化してしまうといった問題があった。

　本発明の一態様は、外光によらず明瞭な表示を行うことのできる表示装置を提供することを課題の一とする。または、消費電力を低減できる表示装置を提供することを課題の一とする。または、表示するコンテンツに応じて、表示方法を切り替えて消費電力を低減可能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、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から抽出することが可能である。

　本発明の一態様は、制御部と、画素部と、発光装置と、を有する表示装置である。画素部は、表示面側に光を反射する表示素子を有する。発光装置は、画素部よりも表示面側に位置し、且つ、表示素子に光を照射する機能を有する。発光装置は、導光部と、それぞれ異なる色の光を発する第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子、を有する。第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子は、導光部の側面に光を照射可能に配置される。制御部は、第１のモードと、第２のモードとを切り替える機能を有する。第１のモードは、１フレーム期間中に、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を順次点灯させてカラー表示を行う表示モードであり、第２のモードは、１フレーム期間中に、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を同時に点灯させて、単色表示を行う表示モードである。

　また、上記において、表示素子は、反射型の液晶素子であることが好ましい。

　また、上記において、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子は、それぞれ発光ダイオードを含むことが好ましい。

　また、上記において、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子は、それぞれ発光スペクトルの半値全幅が３０ｎｍ以下であることが好ましい。

　また、上記において、第１の発光素子の発光スペクトルのピーク波長は、６２５ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲内に位置し、第２の発光素子の発光スペクトルのピーク波長は、５１５ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲内に位置し、第３の発光素子の発光スペクトルのピーク波長は、４４５ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の範囲内に位置することが好ましい。

　また、上記において、画素部は、表示素子と電気的に接続されるトランジスタを有することが好ましい。このとき、トランジスタは、酸化物半導体を含む半導体層を有することが好ましい。

　また、上記において、第１のモードのフレーム周波数は、３０Ｈｚ以上１２０Ｈｚ以下であり、第２のモードのフレーム周波数は、１／６０Ｈｚ以上３０Ｈｚ未満であることが好ましい。

　また、本発明の一態様は、制御部と、画素部と、導光部と、第１の発光素子と、第２の発光素子と、第３の発光素子と、を有する表示装置である。画素部は、液晶素子を有する。導光部は、画素部と重ねて設けられる。第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子は、それぞれ異なる色を呈し、且つ、それぞれ導光部の側面に光を照射可能に配置される。また第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子は、それぞれ発光ダイオードを含む。また第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子は、それぞれ発光スペクトルの半値全幅が３０ｎｍ以下である。また第１の発光素子の発光スペクトルのピーク波長は、６２５ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲内に位置し、第２の発光素子の発光スペクトルのピーク波長は、５１５ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲内に位置し、第３の発光素子の発光スペクトルのピーク波長は、４４５ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の範囲内に位置する。制御部は、１フレーム期間中に、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を順次点灯させてカラー表示を行う機能を有する。さらに、液晶素子は、高分子分散型液晶、及び高分子ネットワーク型液晶のうち、いずれか一を有する。

　また、本発明の他の一態様は、画素部と、発光装置と、を有する表示装置の駆動方法である。発光装置は、第１の発光素子、第２の発光素子及び第３の発光素子を有する。また、本駆動方法において、１フレーム期間中に、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を順次点灯させてカラー表示を行う第１の表示モードと、１フレーム期間中に、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を同時に点灯させてモノクローム表示を行う第２の表示モードと、を切り替える。

　また、上記において、画素部は、表示面側に光を反射して画像を表示し、発光装置は、画素部よりも表示面側に位置し、且つ、画素部に光を照射することが好ましい。

　また、上記において、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子は、それぞれ発光スペクトルの半値全幅が６０ｎｍ以下である光を発することが好ましい。

　また、上記において、第１の発光素子は、発光スペクトルのピーク波長が６２５ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲内に位置する光を発し、第２の発光素子は、発光スペクトルのピーク波長が５１５ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲内に位置する光を発し、第３の発光素子は、発光スペクトルのピーク波長が４４５ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の範囲内に位置する光を発することが好ましい。

　また、上記において、第１のモードのフレーム周波数を、３０Ｈｚ以上１２０Ｈｚ以下とし、第２のモードのフレーム周波数を、１／６０Ｈｚ以上３０Ｈｚ未満とすることが好ましい。

　本発明の一態様によれば、外光によらず明瞭な表示を行うことのできる表示装置を提供できる。または、消費電力を低減できる表示装置を提供できる。または、表示するコンテンツに応じて、表示方法を切り替えて消費電力を低減可能な表示装置を提供できる。

　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抽出することが可能である。

表示装置の構成例。表示装置の構成例。表示装置の駆動方法例を説明する図。表示装置の駆動方法例を説明する図。表示装置の構成例。表示装置の構成例。発光装置の構成例及び作製方法例を説明する図。発光装置の構成例。トランジスタの構成例。回路図及びタイミングチャート。入力装置の構成例。入力装置の構成例。電気機器を説明する図。表示モジュールの構成例。電子機器の構成例。

　実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨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、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

　なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。

　なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、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、本明細書等における「第１」、「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではない。

　トランジスタは半導体素子の一種であり、電流や電圧の増幅や、導通または非導通を制御するスイッチング動作などを実現することができる。本明細書におけるトランジスタは、ＩＧＦＥＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ−Ｇａｔｅ　Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）や薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を含む。

　なお、以下では「上」、「下」などの向きを示す表現は、基本的には図面の向きと合わせて用いるものとする。しかしながら、説明を容易にするためなどの目的で、明細書中の「上」または「下」が意味する向きが、図面とは一致しない場合がある。一例としては、積層体等の積層順（または形成順）などを説明する場合に、図面において当該積層体が設けられる側の面（被形成面、支持面、接着面、平坦面など）が当該積層体よりも上側に位置していても、その向きを下、これとは反対の向きを上、などと表現する場合がある。

　本明細書等において、表示装置の一態様である表示パネルは表示面に画像等を表示（出力）する機能を有するものである。したがって表示パネルは出力装置の一態様である。

　また、本明細書等では、表示パネルの基板に、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｐｒｉｎｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ　Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｐａｃｋａｇｅ）などのコネクターが取り付けられたもの、または基板にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｇｌａｓｓ）方式等によりＩＣが実装されたものを、表示パネルモジュール、表示モジュール、または単に表示パネルなどと呼ぶ場合がある。

　また、本明細書等において、タッチセンサは指やスタイラスなどの被検知体が触れる、押圧する、または近づくことなどを検出する機能を有するものである。またその位置情報を検知する機能を有していてもよい。したがってタッチセンサは入力装置の一態様である。例えばタッチセンサは１以上のセンサ素子を有する構成とすることができる。

　また、本明細書等では、タッチセンサを有する基板を、タッチセンサパネル、または単にタッチセンサなどと呼ぶ場合がある。また、本明細書等では、タッチセンサパネルの基板に、例えばＦＰＣもしくはＴＣＰなどのコネクターが取り付けられたもの、または基板にＣＯＧ方式等によりＩＣが実装されたものを、タッチセンサパネルモジュール、タッチセンサモジュール、センサモジュール、または単にタッチセンサなどと呼ぶ場合がある。

　なお、本明細書等において、表示装置の一態様であるタッチパネルは表示面に画像等を表示（出力）する機能と、表示面に指やスタイラスなどの被検知体が触れる、押圧する、または近づくことなどを検出するタッチセンサとしての機能と、を有する。したがってタッチパネルは入出力装置の一態様である。

　タッチパネルは、例えばタッチセンサ付き表示パネル（または表示装置）、タッチセンサ機能つき表示パネル（または表示装置）とも呼ぶことができる。

　タッチパネルは、表示パネルとタッチセンサパネルとを有する構成とすることもできる。または、表示パネルの内部または表面にタッチセンサとしての機能を有する構成とすることもできる。

　また、本明細書等では、タッチパネルの基板に、例えばＦＰＣもしくはＴＣＰなどのコネクターが取り付けられたもの、または基板にＣＯＧ方式等によりＩＣが実装されたものを、タッチパネルモジュール、表示モジュール、または単にタッチパネルなどと呼ぶ場合がある。

（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の構成例、及び表示装置の駆動方法の例について説明する。

　本発明の一態様は、画素部を有する表示パネルと、表示パネルの画素部に光を供給する発光装置と、を有する表示装置である。また表示装置は、画素部及び発光装置を駆動する制御部を含んでいてもよい。

　画素部は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。画素は、少なくとも１つの表示素子を有する。ここで、表示素子には外光を反射して表示する素子を用いることができる。

　表示素子には、代表的には反射型の液晶素子を用いることができる。または、表示素子として、シャッター方式のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）素子、光干渉方式のＭＥＭＳ素子の他、マイクロカプセル素子、電気泳動素子、エレクトロウェッティング素子、エレクトロフルイディック素子、エレクトロクロミック素子、若しくは電子粉流体（登録商標）を適用した素子などを用いることができる。

　発光装置は表示素子よりも表示面側に配置される。発光装置は表示素子に光を照射する機能を有する。発光装置は、フロントライトとも呼ぶことができる。

　ここで、発光装置は、板状またはシート状の導光部（導光板ともいう）と、異なる色の光を呈する複数の発光素子と、を有する。これら発光素子は、それぞれ導光部の側面近傍に配置され、導光部側面から内部へ光を発することができる。導光部は光路を変更する機構（光取り出し機構ともいう）を有しており、これにより、発光装置は表示パネルの画素部に光を均一に照射することができる。

　ここで、発光装置は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の発光素子を有することが好ましい。特に、これら発光素子として発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）を用いることが好ましい。

　さらに、発光素子は、極めて色純度の高い発光素子であることが好ましい。例えば、その発光スペクトルの半値全幅（ＦＷＨＭ：Ｆｕｌｌ　Ｗｉｄｔｈ　ａｔ　Ｈａｌｆ　Ｍａｘｉｍｕｍ）が、５０ｎｍ以下、好ましくは４０ｎｍ以下、より好ましくは３０ｎｍ以下、さらに好ましくは２０ｎｍ以下である発光素子を用いることが好ましい。なお、発光スペクトルの半値全幅は、小さければ小さいほどよいが、例えば１ｎｍ以上とすることができる。これにより、カラー表示を行う際に、色再現性が高い鮮やかな表示を行うことができる。

　また、赤色の発光素子は、発光スペクトルのピーク波長が、６２５ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲内に位置する素子を用いることが好ましい。また、緑色の発光素子は、発光スペクトルのピーク波長が、５１５ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲内に位置する素子を用いることが好ましい。青色の発光素子は、発光スペクトルのピーク波長が、４４５ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の範囲内に位置する素子を用いることが好ましい。

　表示装置は、表示する画像（コンテンツ）や、外光の強度及び色度に応じて、異なるモードで表示することができる。例えば、これらモードの切り替えは、表示装置が有する制御部により制御することができる。

　第１のモードは、３色の発光素子を順次点灯させるとともに、これと同期させて画素を駆動するモードである。第１のモードでは、継時加法混色法に基づいてカラー表示を行うことができる。第１のモードでの駆動方法は、フィールドシーケンシャル駆動とも呼ぶことができる。

　第１のモードでは、鮮やかなカラー画像を表示することができる。また、滑らかな動画像を表示することができる。また上記駆動方法を用いることで、１つの画素を複数の異なる色の副画素で構成する必要がなく、１つの画素の有効反射面積（有効表示面積、開口率ともいう）を大きくできるため、明るい表示を行うことができる。さらに、画素にカラーフィルタを設ける必要がないため、画素の反射率も向上させることもでき、さらに明るい表示を行うことができる。また、画素にカラーフィルタを設ける必要が無いため、作製工程を簡略化でき、作製コストを低減できる。

　第２のモードは、３色の発光素子を同時に点灯し、モノクローム（単色）表示を行うモードである。例えば発光素子として赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の発光素子を用いた場合には、白黒（無彩色）のモノクロームの表示を行うことができる。

　第２のモードでは、動画または静止画を単色のモノクロームで表示することができる。例えば文書情報など、カラー表示を必要としない表示の場合に好適である。例えば第２のモードで表示するコンテンツとしては、書籍、記事、書類などの文書情報に加え、文書作成ソフトなどのアプリケーションソフトなどが挙げられる。また各種設定を行うためのメニュー画面などを表示する際も、第２のモードで表示してもよい。

　なお、第２のモードでは、いずれか１つの発光素子または２つの発光素子を点灯させて表示を行ってもよい。この時の表示は、点灯する発光素子の光の色（２つの発光素子を点灯させる場合には、これらの混色）での、有彩色のモノクローム（単色）表示となる。

　第３のモードは、外光の輝度が十分である場合に、発光装置の発光素子を点灯することなく、外光のみを利用して表示するモードである。このとき表示される画像の色は、外光の色度に応じて変化する。そのため使用者の周囲の環境光に応じた表示がなされるため、目が疲れにくいなどの効果を奏する。

　第３のモードでは、動画または静止画をモノクロームで表示することができる。第３のモードでは、第２のモードと同様のコンテンツを好適に表示することができる。

　ここで、第２のモード及び第３のモードにおいて、静止画を表示する場合、第１のモードよりもフレーム周波数を低くして表示することで、書き換え頻度（リフレッシュレート）を少なくできるため、消費電力を低減できる。特に、フレーム周波数を３０Ｈｚ未満、好ましくは１５Ｈｚ以下、より好ましくは５Ｈｚ以下、さらに好ましくは１Ｈｚ以下であって、１／６０Ｈｚ（１分に１回の頻度）以上、１／３００Ｈｚ（５分に１回の頻度）以上、または１／３６００（一時間に１回の頻度）以上とすることが好ましい。これにより、第２のモードにおける表示装置の消費電力を極めて小さいものとすることができる。

　低速のフレーム周波数で動作する駆動方法を、アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動と呼ぶことができる。アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動とは、画像データの書き込み処理を実行した後、画像データの書き換えを停止する駆動方法のことをいう。一旦画像データの書き込みをして、その後、次の画像データの書き込みまでの間隔を延ばすことで、その間の画像データの書き込みに要する分の消費電力を削減することができる。

　極めてフレーム周波数の小さいアイドリング・ストップ駆動は、画素部が有するトランジスタに、酸化物半導体が適用されたトランジスタを用いることで実現することができる。チャネルが形成される半導体層に酸化物半導体が適用されたトランジスタは、非導通状態時のリーク電流（オフ電流）が極めて低いため、トランジスタを非導通状態とすることで画素に書き込まれた電位を長時間に亘って保持することができる。

　本発明の一態様は、表示するコンテンツに応じて、最適な表示モードを切り替えることが可能となる。カラー表示が必要なコンテンツでは、第１のモードにより鮮やかな表示と滑らかな動画表示を行うことができ、それ以外のコンテンツでは、第２のモードまたは第３のモードにより低消費電力な表示を行うことができる。

　以下では、より具体的な例について図面を参照して説明する。

［構成例］
　図１に、表示装置１０の斜視概略図を示す。表示装置１０は、表示パネル２０と、発光装置４０と、偏光板５１と、を有する。

　表示パネル２０は、基板２１と基板３１とが貼り合わされた構成を有する。図１では、表示面側に位置する基板３１を破線で示している。

　表示パネル２０は、表示部３２、回路３４、配線３５等を有する。基板２１には、例えば回路３４、配線３５、及び表示部３２に含まれ、画素電極として機能する導電層２３が設けられる。また図１では、基板２１上にＩＣ３７とＦＰＣ３６が実装されている例を示している。そのため、図１に表示装置１０は、表示モジュールとも呼ぶことができる。

　回路３４は、例えば走査線駆動回路として機能する回路を用いることができる。配線３５は、表示部３２や回路３４に信号や電力を供給する機能を有する。当該信号や電力は、外部からＦＰＣ３６を介して配線３５に入力される、またはＩＣ３７から配線３５に入力される。

　また図１では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｇｌａｓｓ）方式等により、基板２１にＩＣ３７が設けられている例を示している。ＩＣ３７は、例えば信号線駆動回路などとしての機能を有するＩＣを適用できる。なお表示パネル２０が信号線駆動回路として機能する回路を備える場合や、信号線駆動回路として機能する回路を外部に設け、ＦＰＣ３６を介して表示パネル２０を駆動するための信号を入力する場合などでは、ＩＣ３７を設けない構成としてもよい。また、ＩＣ３７を、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｆｉｌｍ）方式等により、ＦＰＣ３６に実装してもよい。

　図１（Ａ）には、表示部３２の一部の拡大図を示している。表示部３２には、複数の表示素子が有する導電層２３がマトリクス状に配置されている。導電層２３は、例えば画素電極として機能する。ここで、導電層２３は、可視光を反射する機能を有する。

　発光装置４０は、導光板４１と、複数の発光素子４２Ｒ、複数の発光素子４２Ｇ及び複数の発光素子４２Ｂを有する。導光板４１は可視光を透過する機能を有する。発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂはそれぞれ、導光板４１の側面に沿って配置され、導光板４１の側面から内部に光を照射する機能を有する。例えば、発光素子４２Ｒは赤色の光を発する発光素子であり、発光素子４２Ｇは緑色の光を発する発光素子であり、発光素子４２Ｂは青色の光を発する発光素子である。

　偏光板５１は、発光装置４０と表示パネル２０の間に位置する。偏光板５１としては円偏光板を好適に用いることができる。円偏光板としては、例えば直線偏光板と１／４波長位相差板を積層したものを用いることができる。これにより、表示パネル２０の意図しない外光反射を抑制することができる。

　なお、図示しないが、表示パネル２０と偏光板５１の間、または偏光板５１と発光装置４０の間の少なくとも一方に、光を拡散させる拡散板を設けてもよい。拡散板を設けることで、よりムラのない良好な表示が実現できる。また、表示される画像のぎらつきを抑えることができる。

　図２（Ａ）には、表示パネル２０と発光装置４０の駆動を制御する制御部５０を含む表示装置１０のブロック図を示している。表示装置１０は、制御部５０、コントローラ６１、コントローラ６４、駆動回路６２等を有する。

　制御部５０は、発光装置４０と表示パネル２０のそれぞれの駆動を同期させて制御する機能を有する。

　制御部５０は、発光装置４０の各発光素子の発光の輝度やタイミングを制御するための信号をコントローラ６１に出力することができる。コントローラ６１は制御部５０から入力された信号に応じてタイミング信号を生成し、駆動回路６２に出力する。駆動回路６２は、発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂの発光を制御する回路であり、コントローラ６１から入力される信号に基づいて、各発光素子を発光させることができる。

　また制御部５０は、コントローラ６４にビデオ信号や制御信号などを出力することができる。コントローラ６４は、制御部５０から入力された信号に基づいて、ソース線駆動回路として機能するＩＣ３７に出力するビデオ信号及びタイミング信号、ならびにゲート線駆動回路として機能する回路３４に出力するタイミング信号等を生成することができる。

　制御部５０は、演算処理を行うことのできるプロセッサとしての機能を有する。制御部５０としては、例えば、演算回路、制御回路、メモリ回路、各種インターフェース等を有する構成を用いることができる。

　制御部５０としては、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等のプロセッサを用いることができる。また制御部５０に、上記プロセッサをＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）やＦＰＡＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ａｎａｌｏｇ　Ａｒｒａｙ）といったＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ）によって実現した構成を用いてもよい。

　プロセッサは、種々のプログラムからの命令を解釈し実行することで、各種のデータ処理やプログラム制御を行う。プロセッサにより実行しうるプログラムは、プロセッサが有するメモリ領域に格納されていてもよいし、別途設けられる記憶装置に格納されていてもよい。

　また、制御部５０を構成するプロセッサの一部が、ニューラルネットワークを構成していてもよい。例えば表示する画像情報と、外光の情報とをニューラルネットワークに入力することで、当該画像を表示させるのに最適なモードを指定する情報を出力する機能を有していてもよい。

　また、ニューラルネットワークに用いる重み係数のデータは、データテーブルとして記憶装置に格納することができる。当該重み係数を含むデータテーブルは、例えばコンピュータネットワークを介して最新のものに更新することができる。または、表示装置が適用される電子機器が学習機能を有し、重み係数を含むデータテーブルを更新可能な構成としてもよい。

　表示部３２は、複数の画素７０がマトリクス状に配置されている。図２（Ａ）では、画素７０が液晶素子７２を有する例を示している。画素７０は、トランジスタ７１、液晶素子７２、容量素子７３を有する。また画素７０には、ＩＣ３７と電気的に接続される配線７５と、回路３４と電気的に接続される配線７６とが、それぞれ接続される。配線７５はソース信号線として機能し、配線７６はゲート信号線として機能する。

　このような構成とすることで、制御部５０は表示パネル２０と発光装置４０とを同期して駆動させることができる。

　ここで、発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂには、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）を用いることが好ましい。

　図２（Ｂ）に、発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂの発光スペクトルの一例を示す。図２（Ｂ）では、各発光素子が発する光の照度を規格化し、ピーク強度を揃えたものを模式的に示している。図２（Ｂ）において、縦軸は規格化照度であり、横軸は波長である。

　図２（Ｂ）に示すように、赤色の発光素子４２Ｒは、発光スペクトルのピーク波長が、６２５ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲内に位置する素子を用いることが好ましい。また、緑色の発光素子４２Ｇは、発光スペクトルのピーク波長が、５１５ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲内に位置する素子を用いることが好ましい。青色の発光素子４２Ｂは、発光スペクトルのピーク波長が、４４５ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の範囲内に位置する素子を用いることが好ましい。なお図２（Ｂ）には、縦方向に延びる一点鎖線を用いて、上記好ましい波長の範囲を示している。

　さらに、発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂは、極めて色純度の高い発光素子であることが好ましい。例えば、発光スペクトルの半値全幅（ＦＷＨＭ）が、５０ｎｍ以下、好ましくは４０ｎｍ以下、より好ましくは３０ｎｍ以下、さらに好ましくは２０ｎｍ以下である発光素子を用いることが好ましい。なお、各発光素子の発光スペクトルの半値全幅は、小さければ小さいほどよいが、例えば１ｎｍ以上とすることができる。なお、図２（Ｂ）に示す横方向に延びる一点鎖線は、各スペクトルのピーク値の半値に相当する。

　このような発光素子を用いることで、カラー表示を行う際に、色再現性が高い鮮やかな表示を行うことができる。

［表示装置の駆動モードについて］
　以下では、上記で例示した表示装置１０の駆動モードについて説明する。

　制御部５０は、表示するコンテンツの種類や、外光の状態に応じて、第１のモード、第２のモード及び第３のモードを切り替えることができる。

〔第１のモード〕
　図３（Ａ）に、第１のモード（Ｍｏｄｅ　１）での駆動方法にかかるタイミングチャートを示している。図３（Ａ）では、上から表示パネル２０の書き込み期間、発光素子４２Ｒの発光期間、発光素子４２Ｇの発光期間、及び発光素子４２Ｂの発光期間を示している。

　なお、以降の図面等において表示パネル２０の画素へのデータの書き込み期間をｗｒｉｔｅと表記し、書き込みを行わない休止期間をｂｒｅａｋと表記する。また、発光素子が発光する（点灯する）期間をｏｎ、発光しない（消灯している）期間をｏｆｆと表記する。

　第１のモードにおけるフレーム周波数をＦとする。１フレーム期間の長さは１／Ｆ秒となる。第１のモードにおけるフレーム周波数は、３０Ｈｚ以上１２０Ｈｚ以下とすることが好ましい。

　第１のモードでは、１フレーム期間を３分割し、それぞれの期間（１／３Ｆ秒）で、発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂを順次発光させる。また、表示パネル２０も同様に、１フレーム期間を３分割し、それぞれの期間にデータの書き込みがなされる。

　これにより、継時加法混色法に基づいて鮮やかなカラー表示を行うことができる。また、滑らかな動画表示を行うことができる。なお、第１のモードでの駆動方法を、フィールドシーケンシャル駆動とも呼ぶことができる。

　なお、発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂを発光させる順序やタイミングはこれに限られず、適宜変更してもよい。

〔第２のモード〕
　第２のモード（Ｍｏｄｅ　２）は、発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂのうち、１以上を点灯させた状態で、モノクロームの表示を行うモードである。ここでは、発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂの全てを点灯した状態で、白黒（無彩色）のモノクロームの表示を行う場合の例について説明する。

　ここで、第２のモードは、動画表示を行う際に適した通常駆動と、静止画表示を行う際に適したアイドリング・ストップ駆動（ＩＤＳ駆動）の２つを切り替えることができる。

　例えば、制御部５０は、表示するコンテンツに動画が含まれるか否かを判断し、動画が含まれる場合には通常駆動で、含まれない場合にはＩＤＳ駆動で表示パネル２０を動作させるように、コントローラ６４に出力するタイミング信号等を生成することができる。

　図３（Ｂ）には、通常駆動と、ＩＤＳ駆動の２つを並べて明示している。ここで、通常駆動時におけるフレーム周波数ｆをＦ_０、ＩＤＳ駆動時におけるフレーム周波数ｆをＦ_１とする。フレーム周波数Ｆ_０は、第１のモードにおけるフレーム周波数Ｆと異なる周波数としてもよいが、同じ周波数とすることが好ましい。

　また、フレーム周波数Ｆ_１は、フレーム周波数Ｆ_０よりも低い周波数とすることができる。具体的には、フレーム周波数Ｆ_１を３０Ｈｚ未満、好ましくは１５Ｈｚ以下、より好ましくは５Ｈｚ以下、さらに好ましくは１Ｈｚ以下であって、１／６０Ｈｚ（１分に１回の頻度）以上、１／３００Ｈｚ（５分に１回の頻度）以上、または１／３６００（一時間に１回の頻度）以上とすることが好ましい。

　第２のモードでは、１フレーム期間中、発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂを全て発光させる。また、表示パネル２０は、１フレーム期間を３分割し、その最初の１／３フレーム期間中にデータの書き込みを行うことが好ましい。これにより、表示パネル２０のデータの書き込み動作を、第１のモードにおける書き込み動作と同様に行うことができる。より具体的には、第１のモードと第２のモードとで、タイミング信号を共通化することができるため、信号生成回路等の回路構成を簡略化できる。

　また、表示パネル２０は、１フレーム期間内の、残りの２／３フレーム期間を休止期間とすることができる。このとき、コントローラ６４、回路３４、及びＩＣ３７等の動作を停止させることができる。さらにこのとき、パワーゲーティングの手法を用いてコントローラ６４、回路３４、及びＩＣ３７等への電源の供給を停止することが好ましい。これにより、これらの消費電力を１／３程度にまで低減することができる。

　なお、表示パネル２０のデータの書き込み動作は、１フレーム期間かけて行ってもよい。

〔第３のモード〕
　第３のモード（Ｍｏｄｅ　３）は、発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂを点灯させない状態で、外光のみを利用してモノクロームの表示を行うモードである。

　第３のモードは、第２のモードと同様に、動画表示を行う際に適した通常駆動と、静止画表示を行う際に適したＩＤＳ駆動の２つを切り替えることができる。

　図４に、第３のモードにおけるタイミングチャートを示している。図４では、第２のモードと同様に通常駆動と、ＩＤＳ駆動の２つを並べて明示している。

　第３のモードでは、発光素子４２Ｒ、発光素子４２Ｇ、及び発光素子４２Ｂを全て消灯する以外は、第２のモードを援用できる。また、第３のモードにおけるフレーム周波数は、第２のモードと同様の周波数とすることができる。

　表示装置１０は、表示するコンテンツと、外光の状態に応じて、第１のモードと第２のモードの間、第２のモードと第３のモードの間、第３のモードと第１のモードの間で、それぞれ切り替えることができる。

　各モードの切り替えは、制御部５０が表示する画像情報及び外光の情報に基づいて行うように、あらかじめ設定されていてもよい。または、使用者の入力操作等によって表示方法を切り替えてもよい。

　以上が、表示装置の駆動方法についての説明である。

［断面構成例］
　以下では、表示装置の断面構成の例について説明する。

　図５は、表示装置１０の断面概略図である。図５では、図１におけるＦＰＣ３６を含む領域、回路３４を含む領域、表示部３２を含む領域などの断面の一例を示している。

　基板２１と基板３１とは、接着層１４１によって貼り合わされている。また基板２１、基板３１、及び接着層１４１に囲まれた領域に、液晶１１２が封止されている。また、基板３１の外側の面には、偏光板１３０を有する。

　また、基板３１と偏光板１３０の間に拡散板５２が設けられ、偏光板１３０よりも外側に導光板４１が設けられている。拡散板５２は、導光板４１から基板２１側に射出された光を拡散し、光の輝度のムラを低減する機能を有する。なお拡散板５２は、偏光板１３０と導光板４１の間に設けてもよい。また拡散板５２は不要であれば設けなくてもよい。導光板４１の側面には、プリント基板４７に実装された発光素子４２が設けられている。プリント基板４７は導光板４１に固定されている。また、導光板４１の、発光素子４２とは反対側の側面には、可視光を反射する反射層４８が設けられている。

　導光板４１は、表示面側に凹凸形状を有する。導光板４１を導波した光の一部は、当該凹凸形状で散乱される。散乱された光は、臨界角よりも小さい入射角で導光板４１の基板３１側の面に入射し、全反射することなく基板３１側に射出される。

　液晶素子７２は、導電層１１１と、導電層１１３の一部と、これらの間に挟持された液晶１１２により構成されている。また液晶１１２と導電層１１１の間に配向膜１３３ａが設けられ、液晶１１２と導電層１１３の間に配向膜１３３ｂが設けられている。

　基板３１には、遮光層１３２、絶縁層１２１、液晶素子７２の共通電極として機能する導電層１１３、及び配向膜１３３ｂ等が設けられている。

　基板２１には、液晶素子７２の画素電極として機能する導電層１１１、配向膜１３３ａ、トランジスタ２０１、トランジスタ７１、容量素子７３、接続部２０４、配線３５等が設けられている。

　基板２１上には、絶縁層２１１、絶縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１４等の絶縁層が設けられている。絶縁層２１１は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能し、また他の一部は、容量素子７３の誘電体として機能する。絶縁層２１２、絶縁層２１３、及び絶縁層２１４は、各トランジスタや容量素子７３を覆って設けられている。絶縁層２１４は、平坦化層としての機能を有する。なお、ここではトランジスタ等を覆う絶縁層として、絶縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１４の３層を有する場合について示しているが、これに限られず４層以上であってもよいし、単層、または２層であってもよい。また平坦化層として機能する絶縁層２１４は、不要であれば設けなくてもよい。

　また、トランジスタ２０１及びトランジスタ７１は、一部がゲートとして機能する導電層２２１、一部がソース又はドレインとして機能する導電層２２２、半導体層２３１を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。

　ここで、トランジスタ７１の一対の導電層２２２のうち、導電層１１１と電気的に接続されていない方の導電層２２２は、信号線の一部として機能してもよい。また、トランジスタ７１のゲートとして機能する導電層２２１は、走査線の一部として機能してもよい。

　図５では、表示部３２の例として、２つの画素の断面を示している。例えば１つの画素は、トランジスタ７１と、容量素子７３と、液晶素子７２と、を有する。

　図５では、回路３４の例としてトランジスタ２０１が設けられている例を示している。

　図５では、トランジスタ２０１及びトランジスタ７１の例として、１つのゲートを設ける構成を示したが、チャネルが形成される半導体層２３１を２つのゲートで挟持する構成を適用してもよい。このような構成とすることで、トランジスタのしきい値電圧を制御することができる。このとき、２つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジスタを駆動してもよい。このようなトランジスタは他のトランジスタと比較して電界効果移動度を高めることが可能であり、オン電流を増大させることができる。その結果、高速駆動が可能な回路を作製することができる。さらには、回路部の占有面積を縮小することが可能となる。オン電流の大きなトランジスタを適用することで、表示装置を大型化、または高精細化したときに配線数が増大したとしても、各配線における信号遅延を低減することが可能であり、表示ムラを抑制することができる。

　なお、回路３４が有するトランジスタと、表示部３２が有するトランジスタは、同じ構造であってもよい。また回路３４が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよいし、異なる構造のトランジスタを組み合わせて用いてもよい。また、表示部３２が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよいし、異なる構造のトランジスタを組み合わせて用いてもよい。

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

　絶縁層２１４上には、導電層１１１が設けられている。導電層１１１は、絶縁層２１４、絶縁層２１３、絶縁層２１２等に形成された開口を介して、トランジスタ７１のソース又はドレインの一方と電気的に接続されている。また導電層１１１は、容量素子７３の一方の電極と電気的に接続されている。

　基板３１側において、遮光層１３２を覆って絶縁層１２１が設けられている。絶縁層１２１は、平坦化層としての機能を有していてもよい。絶縁層１２１により、導電層１１３の表面を概略平坦にできるため、液晶１１２の配向状態を均一にできる。

　また、基板３１には、スペーサ１２２が設けられている。スペーサ１２２は、液晶素子７２のセルギャップを保持する機能を有する。

　液晶素子７２において、導電層１１１は可視光を反射する機能を有し、導電層１１３は可視光を透過する機能を有する。基板３１側から入射した光は、偏光板１３０により偏光され、導電層１１３及び液晶１１２を透過し、導電層１１１で反射する。そして液晶１１２及び導電層１１３を再度透過して、偏光板１３０に達する。このとき、導電層１１１と導電層１１３の間に与える電圧によって液晶の配向を制御し、光の光学変調を制御することができる。すなわち、偏光板１３０を介して射出される光の強度を制御することができる。

　ここで、偏光板１３０として円偏光板を用いることができる。円偏光板としては、例えば直線偏光板と１／４波長位相差板を積層したものを用いることができる。

　導電層１１３は、基板３１の端部に近い部分において、基板２１側に設けられた導電層と接続体２４３により電気的に接続されている。これにより、基板２１側に配置されるＦＰＣやＩＣ等から導電層１１３に電位や信号を供給することができる。

　接続体２４３としては、例えば導電性の粒子を用いることができる。導電性の粒子としては、有機樹脂またはシリカなどの粒子の表面を金属材料で被覆したものを用いることができる。金属材料としてニッケルや金を用いると接触抵抗を低減できるため好ましい。またニッケルをさらに金で被覆するなど、２種類以上の金属材料を層状に被覆させた粒子を用いることが好ましい。また接続体２４３として、弾性変形、または塑性変形する材料を用いることが好ましい。このとき導電性の粒子である接続体２４３は、図５に示すように上下方向に潰れた形状となる場合がある。こうすることで、接続体２４３と、これと電気的に接続する導電層との接触面積が増大し、接触抵抗を低減できるほか、接続不良などの不具合の発生を抑制することができる。

　基板２１の端部に近い領域には、接続部２０４が設けられている。接続部２０４は、接続層２４２を介してＦＰＣ３６と電気的に接続されている。図５に示す構成では、配線３５の一部と、導電層１１１と同一の導電膜を加工して得られた導電層を積層することで接続部２０４を構成している例を示している。

　図６に、タッチセンサパネル１７０を積層することで、タッチパネルとして機能する表示装置の構成例を示す。図６に示す表示装置は、偏光板１３０と導光板４１との間に、タッチセンサパネル１７０を有する。またタッチセンサパネル１７０は、ＦＰＣ１７１が接続されている。なお、図６に示す拡散板５２が、タッチセンサパネル１７０と導光板４１との間に位置していてもよい。

［発光装置の構成例］
　続いて、発光装置４０が有する導光板４１に適用することのできる構成の例について説明する。

〔構成例〕
　図７（Ａ）に、以下で例示する発光装置４０の断面概略図を示す。図７（Ａ）では、導光板４１と、導光板４１の側面に光４４を発する発光素子４２を示している。

　図７（Ａ）に示す導光板４１は、樹脂層４５と、光路変換部４６とを有する。光路変換部４６は、樹脂層４５に囲まれるように設けられている。

　光路変換部４６は、その側面で光４４の一部を反射する機能を有する。図７（Ａ）に示すように、光路変換部４６の側面と、導光板４１の表面との成す角θが鋭角であることが好ましい。特に、光路変換部４６の側面と、導光板４１の表面との成す角θは、４５度以上９０度未満であることが好ましい。

　光路変換部４６は、透光性の材料、または反射性の材料を用いることができる。

　光路変換部４６に透光性の材料を用いる場合、樹脂層４５と屈折率の異なる材料を用いることが好ましい。これにより、光４４の一部が光路変換部４６の側面で反射し、他の一部は光路変換部４６を透過することができる。

　また、光路変換部４６に反射性の材料を用いる場合には、光路変換部４６を例えば金属または合金により形成することができる。このような材料を用いることで、光路変換部４６を形成する際に加工しやすくなる。

　また、光路変換部４６は、図７（Ａ）に示すように、発光素子４２から離れるほど高密度になるように設けることが好ましい。

〔作製方法例〕
　このような導光板４１は、例えば以下のような方法により形成することができる。図７（Ｂ）~（Ｄ）は、導光板４１の作製方法にかかる断面概略図である。

　まず、支持基板４９上に、樹脂層４５ａを形成する。樹脂層４５ａは、後に樹脂層４５の一部を構成する部分である。樹脂層４５ａは、例えばスピンコート法等により形成することができる。

　続いて、樹脂層４５ａ上に、光路変換部４６を形成する（図７（Ｂ））。光路変換部４６は、薄膜を形成した後に、フォトリソグラフィ法等を用いて加工することにより形成できる。

　図７（Ｂ）に示すように、光路変換部４６を、底面よりも上面の面積が小さくなる形状、すなわち順テーパ形状とすることで、光路変換部４６を加工する際の形状の制御性を高めることができる。これにより、光路変換部４６の側面の角度θがばらつくことを防ぐことができ、高い精度で加工することができる。

　続いて、光路変換部４６を覆って、樹脂層４５ｂを形成する（図７（Ｃ））。樹脂層４５ｂは、樹脂層４５ａと同様の材料を用い、同様の方法により形成することができる。樹脂層４５ａと樹脂層４５ｂとを同じ材料とすることで、これらの界面に屈折率段差が形成されることを防ぐことができ、導光板４１の光学設計が容易となる。また樹脂層４５ａと樹脂層４５ｂとを同じ材料で形成すると、これらの境界があいまいとなる場合があるため、図７（Ｃ）等では点線で示している。

　続いて、樹脂層４５ａと、支持基板４９とを剥離することで、支持基板４９を除去する。剥離は、後述する剥離方法を用いることができる。

　以上の方法により、導光板４１を形成することができる。

〔変形例〕
　以下では、発光装置の変形例について説明する。

　図８（Ａ）に示す発光装置は、断面が三角形形状である光路変換部４６を有する。このような構成とすることで、光路変換部４６の占有面積を小さくでき、高密度に配置することができる。

　図８（Ｂ）、（Ｃ）では、発光素子４２から遠いほど、光路変換部４６のサイズを大きくした場合の例を示している。このような構成とすることで、光路変換部４６に光を反射する材料を用いた場合であっても、均一な光を照射することができる。なお、図８（Ｂ）、（Ｃ）では、光路変換部４６を発光素子４２から遠いほど高密度に配置する例を示したが、同じ密度で配置してもよい。

　以上が発光装置についての説明である。

［トランジスタについて］
　以下では、上記表示装置に適用可能なトランジスタの構成例について説明する。

　図９（Ａ）で例示したトランジスタ３１０は、ボトムゲート構造のトランジスタの例である。

　トランジスタ３１０は、ゲート電極として機能する導電層３１１と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層３３２の一部と、半導体層３１２と、ソース電極またはドレイン電極の一方として機能する導電層３１３ａと、ソース電極またはドレイン電極の他方として機能する導電層３１３ｂと、を有する。

　図９（Ａ）では、絶縁層３３１上にトランジスタ３１０が設けられている。またトランジスタ３１０を覆って絶縁層３３３及び絶縁層３３４が設けられ、絶縁層３３４上に導電層３２１が設けられている。導電層３２１は絶縁層３３３及び絶縁層３３４に設けられた開口を介して導電層３１３ｂと電気的に接続され、画素電極として機能する。

　トランジスタ３１０は、ゲート電極として機能する導電層３１１が、半導体層３１２よりも被形成面側（絶縁層３３１側）に位置する。また、絶縁層３３２が導電層３１１を覆って設けられている。また半導体層３１２は、導電層３１１を覆って設けられている。半導体層３１２の導電層３１１と重なる領域が、チャネル形成領域に相当する。また、導電層３１３ａ及び導電層３１３ｂは、それぞれ半導体層３１２の上面及び側端部に接して設けられている。

　なお、トランジスタ３１０は、導電層３１１よりも半導体層３１２の幅が大きい場合の例を示している。このような構成により、導電層３１１と導電層３１３ａまたは導電層３１３ｂの間に半導体層３１２が配置されるため、導電層３１１と導電層３１３ａまたは導電層３１３ｂとの間の寄生容量を小さくすることができる。

　トランジスタ３１０は、チャネルエッチ型のトランジスタであり、トランジスタの占有面積を縮小することが比較的容易であるため、高精細な表示装置に好適に用いることができる。

　図９（Ｂ）に示したトランジスタ３１０ａは、トランジスタ３１０と比較して、導電層３１４及び絶縁層３３６を有する点で相違している。導電層３１４は、絶縁層３３３上に設けられ、半導体層３１２と重なる領域を有する。また絶縁層３３６は、導電層３１４及び絶縁層３３３を覆って設けられている。

　導電層３１４は、半導体層３１２を挟んで導電層３１１とは反対側に位置している。導電層３１１を第１のゲート電極とした場合、導電層３１４は、第２のゲート電極として機能することができる。導電層３１１と導電層３１４に同じ電位を与えることで、トランジスタ３１０ａのオン電流を高めることができる。また導電層３１１及び導電層３１４の一方にしきい値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタ３１０ａのしきい値電圧を制御することができる。

　ここで、導電層３１４として、酸化物を含む導電性材料を用いることが好ましい。これにより、導電層３１４を構成する導電膜の成膜時に、酸素を含む雰囲気下で成膜することで、絶縁層３３３に酸素を供給することができる。好適には、成膜ガス中の酸素ガスの割合を９０％以上１００％以下の範囲とすることが好ましい。絶縁層３３３に供給された酸素は、後の熱処理により半導体層３１２に供給され、半導体層３１２中の酸素欠損の低減を図ることができる。

　特に、導電層３１４には低抵抗化された酸化物半導体を用いることが好ましい。このとき、絶縁層３３６に水素を放出する絶縁膜、例えば窒化シリコン膜等を用いることが好ましい。絶縁層３３６の成膜中、またはその後の熱処理によって導電層３１４中に水素が供給され、導電層３１４の電気抵抗を効果的に低減することができる。

　図９（Ｃ）に示すトランジスタ３１０ｂは、トップゲート構造のトランジスタである。

　トランジスタ３１０ｂは、ゲート電極として機能する導電層３１１が、半導体層３１２よりも上側（被形成面側とは反対側）に設けられている。また、絶縁層３３１上に半導体層３１２が形成されている。また半導体層３１２上には、絶縁層３３２及び導電層３１１が積層して形成されている。また、絶縁層３３３は、半導体層３１２の上面及び側端部、絶縁層３３２の側面、及び導電層３１１を覆って設けられている。導電層３１３ａ及び導電層３１３ｂは、絶縁層３３３上に設けられている。導電層３１３ａ及び導電層３１３ｂは、絶縁層３３３に設けられた開口を介して、半導体層３１２の上面と電気的に接続されている。

　なお、ここでは絶縁層３３２が、導電層３１１と重ならない部分に存在しない場合の例を示しているが、絶縁層３３２が半導体層３１２の上面及び側端部を覆って設けられていてもよい。

　トランジスタ３１０ｂは、導電層３１１と導電層３１３ａまたは導電層３１３ｂとの物理的な距離を離すことが容易なため、これらの間の寄生容量を低減することが可能である。

　図９（Ｄ）に示すトランジスタ３１０ｃは、トランジスタ３１０ｂと比較して、導電層３１５及び絶縁層３３７を有している点で相違している。導電層３１５は絶縁層３３１上に設けられ、半導体層３１２と重なる領域を有する。また絶縁層３３７は、導電層３１５及び絶縁層３３１を覆って設けられている。

　導電層３１５は、上記導電層３１４と同様に第２のゲート電極として機能する。そのため、オン電流を高めることや、しきい値電圧を制御することなどが可能である。

　以上がトランジスタについての説明である。

［各構成要素について］
　以下では、上記に示す各構成要素について説明する。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

　トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、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、例えば、第１４族の元素（シリコン、ゲルマニウム等）、化合物半導体又は酸化物半導体を半導体層に用いることができる。代表的には、シリコンを含む半導体、ガリウムヒ素を含む半導体又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の大きな酸化物半導体を適用することが好ましい。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。

　特に、半導体層として、複数の結晶部を有し、当該結晶部はｃ軸が半導体層の被形成面、または半導体層の上面に対し概略垂直に配向し、且つ隣接する結晶部間には粒界が確認できない酸化物半導体を用いることが好ましい。

　このような酸化物半導体は、結晶粒界を有さないために表示パネルを湾曲させたときの応力によって酸化物半導体膜にクラックが生じてしまうことが抑制される。したがって、可撓性を有し、湾曲させて用いる表示装置などに、このような酸化物半導体を好適に用いることができる。

　また半導体層としてこのような結晶性を有する酸化物半導体を用いることで、電気特性の変動が抑制され、信頼性の高いトランジスタを実現できる。

　また、シリコンよりもバンドギャップの大きな酸化物半導体を用いたトランジスタは、その低いオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。このようなトランジスタを画素に適用することで、各画素の階調を維持しつつ、駆動回路を停止することも可能となる。その結果、極めて消費電力の低減された表示装置を実現できる。

　また、半導体層と導電層は、後述する酸化物のうち同一の金属元素を有していてもよい。半導体層と導電層を同一の金属元素とすることで、製造コストを低減させることができる。例えば、同一の金属組成の金属酸化物ターゲットを用いることで、製造コストを低減させることができる。また半導体層と導電層を加工する際のエッチングガスまたはエッチング液を共通して用いることができる。ただし、半導体層と導電層は、同一の金属元素を有していても、組成が異なる場合がある。例えば、トランジスタ及び容量素子の作製工程中に、膜中の金属元素が脱離し、異なる金属組成となる場合がある。

　半導体層を構成する酸化物半導体は、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上であることが好ましい。このように、エネルギーギャップの広い酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。

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

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

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

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

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

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

　また、半導体層は、例えば非単結晶構造でもよい。非単結晶構造は、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ−Ａｘｉｓ　Ａｌｉｇｎｅｄ　Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、または、Ｃ−Ａｘｉｓ　Ａｌｉｇｎｅｄ　ａｎｄ　Ａ−Ｂ−ｐｌａｎｅ　Ａｎｃｈｏｒｅｄ　Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶構造、微結晶構造、または非晶質構造を含む。非単結晶構造において、非晶質構造は最も欠陥準位密度が高く、ＣＡＡＣ−ＯＳは最も欠陥準位密度が低い。

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

　なお、半導体層が、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、多結晶構造の領域、ＣＡＡＣ−ＯＳの領域、単結晶構造の領域のうち、二種以上を有する混合膜であってもよい。混合膜は、例えば上述した領域のうち、いずれか二種以上の領域を含む単層構造、または積層構造を有する場合がある。

　また、酸化物半導体の一態様である、ＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）−ＯＳを、半導体層に好適に用いることができる。

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

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

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

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

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

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

　一方、ＣＡＣ−ＯＳは、酸化物半導体の材料構成に関する。ＣＡＣ−ＯＳとは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、およびＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。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（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌ）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。

　または、トランジスタのチャネルが形成される半導体に、シリコンを用いることが好ましい。シリコンとしてアモルファスシリコンを用いてもよいが、特に結晶性を有するシリコンを用いることが好ましい。例えば、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンなどを用いることが好ましい。特に、多結晶シリコンは、単結晶シリコンに比べて低温で形成でき、且つアモルファスシリコンに比べて高い電界効果移動度と高い信頼性を備える。このような多結晶半導体を画素に適用することで画素の開口率を向上させることができる。また極めて高精細な表示部とする場合であっても、ゲート駆動回路とソース駆動回路を画素と同一基板上に形成することが可能となり、電子機器を構成する部品数を低減することができる。

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

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

　また、透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物またはグラフェンを用いることができる。または、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、またはチタンなどの金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）などを用いてもよい。なお、金属材料、合金材料（またはそれらの窒化物）を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすればよい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。これらは、表示装置を構成する各種配線および電極などの導電層や、表示素子が有する導電層（画素電極や共通電極として機能する導電層）にも用いることができる。

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

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

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

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

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

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

　なお、液晶素子は、液晶の光学的変調作用によって光の透過または非透過を制御する素子である。なお、液晶の光学的変調作用は、液晶にかかる電界（横方向の電界、縦方向の電界又は斜め方向の電界を含む）によって制御される。なお、液晶素子に用いる液晶としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ）、高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　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。

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

　本発明の一態様では、特に反射型の液晶素子を用いることができる。

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

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

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

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

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

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

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

　以上が各構成要素についての説明である。

［作製方法例］
　ここでは、可撓性を有する基板を用いた表示装置、発光装置等の作製方法の例について説明する。

　ここでは、遮光層、または光路変換部などの光学部材、表示素子、回路、配線、電極、及び絶縁層等が含まれる層をまとめて素子層と呼ぶこととする。例えば、素子層は表示素子を含み、表示素子の他に表示素子と電気的に接続する配線、画素や回路に用いるトランジスタなどの素子を備えていてもよい。また例えば、素子層は樹脂層と光路変換部等を有する構成とすることもできる。

　また、ここでは、表示素子等が完成した（作製工程が終了した）段階において、素子層を支持し、可撓性を有する部材のことを、基板と呼ぶこととする。例えば、基板には、厚さが１０ｎｍ以上３００μｍ以下の、極めて薄いフィルム等も含まれる。

　可撓性を有し、絶縁表面を備える基板上に素子層を形成する方法としては、代表的には以下に挙げる２つの方法がある。一つは、基板上に直接、素子層を形成する方法である。もう一つは、基板とは異なる支持基板上に素子層を形成した後、素子層と支持基板を剥離し、素子層を基板に転置する方法である。なお、ここでは詳細に説明しないが、上記２つの方法に加え、可撓性を有さない基板上に素子層を形成し、当該基板を研磨等により薄くすることで可撓性を持たせる方法もある。

　基板を構成する材料が、素子層の形成工程にかかる熱に対して耐熱性を有する場合には、基板上に直接、素子層を形成すると、工程が簡略化されるため好ましい。このとき、基板を支持基板に固定した状態で素子層を形成すると、装置内、及び装置間における搬送が容易になるため好ましい。

　また、素子層を支持基板上に形成した後に、基板に転置する方法を用いる場合、まず支持基板上に剥離層と絶縁層を積層し、当該絶縁層上に素子層を形成する。続いて、支持基板と素子層の間で剥離し、素子層を基板に転置する。このとき、支持基板と剥離層の界面、剥離層と絶縁層の界面、または剥離層中で剥離が生じるような材料を選択すればよい。この方法では、支持基板や剥離層に耐熱性の高い材料を用いることで、素子層を形成する際にかかる温度の上限を高めることができ、より信頼性の高い素子を有する素子層を形成できるため、好ましい。

　例えば剥離層として、タングステンなどの高融点金属材料を含む層と、当該金属材料の酸化物を含む層を積層して用い、剥離層上の絶縁層として、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコンなどを複数積層した層を用いることが好ましい。なお、本明細書中において、酸化窒化物は、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い材料を指し、窒化酸化物は、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を指す。

　素子層と支持基板とを剥離する方法としては、機械的な力を加えることや、剥離層をエッチングすること、または剥離界面に液体を浸透させることなどが、一例として挙げられる。または、剥離界面を形成する２層の熱膨張率の違いを利用し、加熱または冷却することにより剥離を行ってもよい。

　また、支持基板と絶縁層の界面で剥離が可能な場合には、剥離層を設けなくてもよい。

　例えば、支持基板としてガラスを用い、絶縁層としてポリイミドなどの有機樹脂を用いることができる。このとき、レーザ光等を用いて有機樹脂の一部を局所的に加熱する、または鋭利な部材により物理的に有機樹脂の一部を切断、または貫通すること等により剥離の起点を形成し、ガラスと有機樹脂の界面で剥離を行ってもよい。

　または、支持基板と有機樹脂からなる絶縁層の間に発熱層を設け、当該発熱層を加熱することにより、当該発熱層と絶縁層の界面で剥離を行ってもよい。発熱層としては、電流を流すことにより発熱する材料、光を吸収することにより発熱する材料、磁場を印加することにより発熱する材料など、様々な材料を用いることができる。例えば発熱層としては、半導体、金属、絶縁体から選択して用いることができる。

　なお、上述した方法において、有機樹脂からなる絶縁層は、剥離後に基板として用いることができる。

　以上が可撓性を有する表示装置を作製する方法についての説明である。

（実施の形態２）
　液晶素子を駆動する画素回路には、酸化物半導体が適用され、オフ電流が極めて低いトランジスタを適用することが好ましい。または、当該画素回路に記憶素子を適用してもよい。これにより、液晶素子を用いて静止画を表示する際に画素への書き込み動作を停止しても、階調を維持させることが可能となる。すなわち、フレームレートを極めて小さくしても表示を保つことができる。これにより、極めて低消費電力な表示を行うことができる。

　以下では、液晶素子で行うことができる動作モードについて、図１０を用いて説明を行う。

　なお、以下では、通常のフレーム周波数（代表的には３０Ｈｚ以上２４０Ｈｚ以下、または６０Ｈｚ以上２４０Ｈｚ以下）で動作する通常動作モード（Ｎｏｒｍａｌ　ｍｏｄｅ）と、低速のフレーム周波数で動作するアイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードと、を例示して説明する。

　なお、アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードとは、画像データの書き込み処理を実行した後、画像データの書き換えを停止する駆動方法のことをいう。一旦画像データの書き込みをして、その後、次の画像データの書き込みまでの間隔を延ばすことで、その間の画像データの書き込みに要する分の消費電力を削減することができる。アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードは、例えば、通常動作モードの１／１００乃至１／１０程度のフレーム周波数とすることができる。

　図１０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、通常駆動モードとアイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードを説明する回路図及びタイミングチャートである。なお、図１０（Ａ）では、液晶素子（ＬＣ）６０１（ここでは透過型の液晶素子）と、液晶素子６０１に電気的に接続される画素回路６０６と、を明示している。また、図１０（Ａ）に示す画素回路６０６では、信号線ＳＬと、ゲート線ＧＬと、信号線ＳＬ及びゲート線ＧＬに接続されたトランジスタＭ１と、トランジスタＭ１に接続される容量素子Ｃｓ_ＬＣとを図示している。

　トランジスタＭ１としては、半導体層に金属酸化物を有するトランジスタを用いることが好ましい。金属酸化物を有するトランジスタが増幅作用、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）または酸化物半導体（ｏｘｉｄｅ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、略してＯＳと呼ぶことができる。以下、トランジスタの代表例として、酸化物半導体を有するトランジスタ（ＯＳトランジスタ）を用いて説明する。ＯＳトランジスタは、非導通状態時のリーク電流（オフ電流）が極めて低いため、ＯＳトランジスタを非導通状態とすることで液晶素子の画素電極に電荷の保持をすることができる。

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

　なお、上記ＯＳトランジスタのチャネル領域には、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物などを好適に用いることができる。また、上記Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物としては、代表的には、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１［原子数比］近傍、またはＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３［原子数比］近傍の組成を用いることができる。

　また、図１０（Ｂ）は、通常駆動モードでの信号線ＳＬおよびゲート線ＧＬにそれぞれ与える信号の波形を示すタイミングチャートである。通常駆動モードでは通常のフレーム周波数（例えば６０Ｈｚ）で動作する。図１０（Ｂ）に期間Ｔ_１からＴ_３までを表す。各フレーム期間でゲート線ＧＬに走査信号を与え、信号線ＳＬからデータＤ_１を書き込む動作を行う。この動作は、期間Ｔ_１からＴ_３までで同じデータＤ_１を書き込む場合、または異なるデータを書き込む場合でも同じである。

　一方、図１０（Ｃ）は、アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードでの信号線ＳＬおよびゲート線ＧＬに、それぞれ与える信号の波形を示すタイミングチャートである。アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動では低速のフレーム周波数（例えば１Ｈｚ以下）で動作する。１フレーム期間を期間Ｔ_１で表し、その中でデータの書き込み期間を期間Ｔ_Ｗ、データの保持期間を期間Ｔ_ＲＥＴで表す。アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードは、期間Ｔ_Ｗでゲート線ＧＬに走査信号を与え、信号線ＳＬのデータＤ_１を書き込み、期間Ｔ_ＲＥＴでゲート線ＧＬをローレベルの電圧に固定し、トランジスタＭ１を非導通状態として一旦書き込んだデータＤ_１を保持させる動作を行う。なお、低速のフレーム周波数としては、例えば、０．１Ｈｚ以上６０Ｈｚ未満、または０．１Ｈｚ以上３０Ｈｚ未満とすればよい。

　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３）
　本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置に適用可能な入力装置（タッチセンサ）、及び本発明の一態様の表示装置の例である入出力装置（タッチパネル）等の構成例について説明する。

［タッチセンサの構成例］
　以下では、入力装置（タッチセンサ）の構成例について、図面を参照して説明する。

　図１１（Ａ）に、入力装置５５０の上面概略図を示す。入力装置５５０は、基板５６０上に複数の導電層５５１、複数の導電層５５２、複数の配線５５５、複数の配線５５６を有する。また基板５６０には、複数の導電層５５１及び複数の導電層５５２の各々と電気的に接続するＦＰＣ５５７が設けられている。また、図１１（Ａ）では、ＦＰＣ５５７にＩＣ５５８が設けられている例を示している。

　図１１（Ｂ）に、図１１（Ａ）中の一点鎖線で囲った領域の拡大図を示す。導電層５５１は、複数の菱形の電極パターンが、横方向に連なった形状を有している。一列に並んだ菱形の電極パターンは、それぞれ電気的に接続されている。また導電層５５２も同様に、複数の菱形の電極パターンが、縦方向に連なった形状を有し、一列に並んだ菱形の電極パターンはそれぞれ電気的に接続されている。また、導電層５５１と、導電層５５２とはこれらの一部が重畳し、互いに交差している。この交差部分では導電層５５１と導電層５５２とが電気的に短絡（ショート）しないように、絶縁体が挟持されている。

　また図１１（Ｃ）に示すように、菱形の形状を有する複数の導電層５５２が、導電層５５３によって接続された構成としてもよい。島状の導電層５５２は、縦方向に並べて配置され、導電層５５３により隣接する２つの導電層５５２が電気的に接続されている。このような構成とすることで、導電層５５１と、導電層５５２を同一の導電膜を加工することで同時に形成することができる。そのためこれらの膜厚のばらつきを抑制することができ、それぞれの電極の抵抗値や光透過率が場所によってばらつくことを抑制できる。なお、ここでは導電層５５２が導電層５５３を有する構成としたが、導電層５５１がこのような構成であってもよい。

　また、図１１（Ｄ）に示すように、図１１（Ｂ）で示した導電層５５１及び導電層５５２の菱形の電極パターンの内側をくりぬいて、輪郭部のみを残したような形状としてもよい。このとき、導電層５５１及び導電層５５２の幅が、使用者から視認されない程度に細い場合には、後述するように導電層５５１及び導電層５５２に金属や合金などの遮光性の材料を用いてもよい。また、図１１（Ｄ）に示す導電層５５１または導電層５５２が、上記導電層５５３を有する構成としてもよい。

　１つの導電層５５１は、１つの配線５５５と電気的に接続している。また１つの導電層５５２は、１つの配線５５６と電気的に接続している。ここで、導電層５５１と導電層５５２のいずれか一方が、行配線に相当し、いずれか他方が列配線に相当する。

　ＩＣ５５８は、タッチセンサを駆動する機能を有する。ＩＣ５５８から出力された信号は配線５５５または配線５５６を介して、導電層５５１または導電層５５２のいずれかに供給される。また導電層５５１または導電層５５２のいずれかに流れる電流（または電位）が、配線５５５または配線５５６を介してＩＣ５５８に入力される。

　ここで、入力装置５５０を表示パネルの表示面に重ねて、タッチパネルを構成する場合には、導電層５５１及び導電層５５２に透光性を有する導電性材料を用いることが好ましい。また、導電層５５１及び導電層５５２に透光性の導電性材料を用い、表示パネルからの光を導電層５５１または導電層５５２を介して取り出す場合には、導電層５５１と導電層５５２との間に、同一の導電性材料を含む導電膜をダミーパターンとして配置することが好ましい。このように、導電層５５１と導電層５５２との間の隙間の一部をダミーパターンにより埋めることにより、光透過率のばらつきを低減できる。その結果、入力装置５５０を透過する光の輝度ムラを低減することができる。

　透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる。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。還元する方法としては、熱を加える方法等を挙げることができる。

　または、透光性を有する程度に薄い金属または合金を用いることができる。例えば、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、またはチタンなどの金属や、該金属を含む合金を用いることができる。または、該金属または合金の窒化物（例えば、窒化チタン）などを用いてもよい。また、上述した材料を含む導電膜のうち、２以上を積層した積層膜を用いてもよい。

　また、導電層５５１及び導電層５５２には、使用者から視認されない程度に細く加工された導電膜を用いてもよい。例えば、このような導電膜を格子状（メッシュ状）に加工することで、高い導電性と、表示装置の高い視認性を得ることができる。このとき、導電膜は３０ｎｍ以上１００μｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以上２０μｍ以下の幅である部分を有することが好ましい。特に、１０μｍ以下のパターン幅を有する導電膜は、使用者が視認することが極めて困難となるため好ましい。

　一例として、図１２（Ａ）乃至（Ｄ）に、導電層５５１または導電層５５２の一部を拡大した概略図を示している。図１２（Ａ）は、格子状の導電膜５４６を用いた場合の例を示している。このとき、導電膜５４６を、表示装置が有する表示素子と重ならないように配置することで、表示装置からの光を遮光することがないため好ましい。その場合、格子の向きを表示素子の配列と同じ向きとし、また格子の周期を表示素子の配列の周期の整数倍とすることが好ましい。

　また、図１２（Ｂ）には、三角形の開口が形成されるように加工された格子状の導電膜５４７の例を示している。このような構成とすることで、図１２（Ａ）に示した場合に比べて抵抗をより低くすることが可能となる。

　また、図１２（Ｃ）に示すように、周期性を有さないパターン形状を有する導電膜５４８としてもよい。このような構成とすることで、表示装置の表示部と重ねたときにモアレが生じることを抑制できる。

　また、導電層５５１及び導電層５５２に、導電性のナノワイヤを用いてもよい。図１２（Ｄ）には、ナノワイヤ５４９を用いた場合の例を示している。隣接するナノワイヤ５４９同士が接触するように、適当な密度で分散することにより、２次元的なネットワークが形成され、極めて透光性の高い導電膜として機能させることができる。例えば直径の平均値が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上５０ｎｍ以下、より好ましくは５ｎｍ以上２５ｎｍ以下のナノワイヤを用いることができる。ナノワイヤ５４９としては、Ａｇナノワイヤや、Ｃｕナノワイヤ、Ａｌナノワイヤ等の金属ナノワイヤ、または、カーボンナノチューブなどを用いることができる。例えばＡｇナノワイヤの場合、光透過率は８９％以上、シート抵抗値は４０Ω／□以上１００Ω／□以下を実現することができる。

　以上がタッチセンサの構成例についての説明である。

［タッチパネルの構成例］
　本発明の一態様のタッチパネルが有する検知素子（センサ素子ともいう）に限定は無い。指やスタイラスなどの被検知体の近接又は接触を検知することのできる様々なセンサを、検知素子として適用することができる。

　例えばセンサの方式としては、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、光学方式、感圧方式など様々な方式を用いることができる。

　静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。また、投影型静電容量方式としては、自己容量方式、相互容量方式等がある。相互容量方式を用いると、同時多点検出が可能となるため好ましい。

　本発明の一態様のタッチパネルは、別々に作製された表示装置と検知素子とを貼り合わせる構成、表示素子を支持する基板及び対向基板の一方又は双方に検知素子を構成する電極等を設ける構成等、様々な構成を適用することができる。

（実施の形態４）
　以下では、本発明の一態様の表示装置を適用可能な電子機器について説明する。ここでは、発電装置及び受電装置を備える電子機器を例に挙げて説明する。

　電気機器の一例として携帯情報端末の例について、図１３を用いて説明する。

　図１３（Ａ）は、携帯情報端末８０４０の正面及び側面を示した斜視図である。携帯情報端末８０４０は、一例として、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲーム等の種々のアプリケーションの実行が可能である。携帯情報端末８０４０は、筐体８０４１の正面に表示部８０４２、カメラ８０４５、マイクロフォン８０４６、スピーカ８０４７を有し、筐体８０４１の左側面には操作用のボタン８０４３、底面には接続端子８０４８を有する。

　表示部８０４２には、本発明の一態様の表示モジュール又は表示パネルが用いられる。

　図１３（Ａ）に示す携帯情報端末８０４０は、筐体８０４１に表示部８０４２を一つ設けた例であるが、これに限らず、表示部８０４２を携帯情報端末８０４０の背面に設けてもよいし、折り畳み型の携帯情報端末として、二以上の表示部を設けてもよい。

　また、表示部８０４２には、指やスタイラス等の指示手段により情報の入力が可能なタッチパネルが入力手段として設けられている。これにより、表示部８０４２に表示されたアイコン８０４４を指示手段により簡単に操作することができる。また、タッチパネルの配置により携帯情報端末８０４０にキーボードを配置する領域が不要となるため、広い領域に表示部を配置することができる。また、指やスタイラスで情報の入力が可能となることから、ユーザフレンドリなインターフェースを実現することができる。タッチパネルとしては、抵抗膜方式、静電容量方式、赤外線方式、電磁誘導方式、表面弾性波方式等、種々の方式を採用することができるが、表示部８０４２は湾曲するものであるため、特に抵抗膜方式、静電容量方式を用いることが好ましい。また、このようなタッチパネルは、上述の表示モジュール又は表示パネルと一体として組み合わされた、いわゆるインセル方式のものであってもよい。

　また、タッチパネルは、イメージセンサとして機能させることができるものであってもよい。この場合、例えば、表示部８０４２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部８０４２に近赤外光を発光するバックライト又は近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。

　また、表示部８０４２にタッチパネルを設けずにキーボードを設けてもよく、さらにタッチパネルとキーボードの双方を設けてもよい。

　操作用のボタン８０４３には、用途に応じて様々な機能を持たせることができる。例えば、ボタン８０４３をホームボタンとし、ボタン８０４３を押すことで表示部８０４２にホーム画面を表示する構成としてもよい。また、ボタン８０４３を所定の時間押し続けることで、携帯情報端末８０４０の主電源をオフするようにしてもよい。また、スリープモードの状態に移行している場合、ボタン８０４３を押すことで、スリープモード状態から復帰させるようにしてもよい。その他、押し続ける期間や、他のボタンと同時に押す等により、種々の機能を起動させるスイッチとして用いることができる。

　また、ボタン８０４３を音量調整ボタンやミュートボタンとし、音出力のためのスピーカ８０４７の音量の調整等を行う機能を持たせてもよい。スピーカ８０４７からは、オペレーティングシステム（ＯＳ）の起動音等特定の処理時に設定した音、音楽再生アプリケーションソフトからの音楽等各種アプリケーションにおいて実行される音ファイルによる音、電子メールの着信音等様々な音を出力する。なお、図示しないが、音出力をスピーカ８０４７とともに、あるいはスピーカ８０４７に替えてヘッドフォン、イヤフォン、ヘッドセット等の装置に音を出力するためのコネクタを設けてもよい。

　このようにボタン８０４３には、種々の機能を与えることができる。図１３（Ａ）では、左側面にボタン８０４３を２つ設けた携帯情報端末８０４０を図示しているが、勿論、ボタン８０４３の数や配置位置等はこれに限定されず、適宜設計することができる。

　マイクロフォン８０４６は、音声入力や録音に用いることができる。また、カメラ８０４５により取得した画像を表示部８０４２に表示させることができる。

　携帯情報端末８０４０の操作には、上述した表示部８０４２に設けられたタッチパネルやボタン８０４３の他、カメラ８０４５や携帯情報端末８０４０に内蔵されたセンサ等を用いて使用者の動作（ジェスチャー）を認識させて操作を行うこともできる（ジェスチャー入力という）。あるいは、マイクロフォン８０４６を用いて、使用者の音声を認識させて操作を行うこともできる（音声入力という）。このように、人間の自然な振る舞いにより電気機器に入力を行うＮＵＩ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｕｓｅｒ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）技術を実装することで、携帯情報端末８０４０の操作性をさらに向上させることができる。

　接続端子８０４８は、外部機器との通信や電力供給のための信号又は電力の入力端子である。例えば、携帯情報端末８０４０に外部メモリドライブを接続するために、接続端子８０４８を用いることができる。外部メモリドライブとして、例えば外付けＨＤＤ（ハードディスクドライブ）やフラッシュメモリドライブ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ−Ｒ（ＤＶＤ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ−ＲＷ（ＤＶＤ−ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ）、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ　Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＣＤ−ＲＷ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ　ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｄｉｓｃ）、ＦＤＤ（Ｆｌｏｐｐｙ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）、又は他の不揮発性のソリッドステートドライブ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ：ＳＳＤ）デバイスなどの記録メディアドライブが挙げられる。また、携帯情報端末８０４０は表示部８０４２上にタッチパネルを有しているが、これに替えて筐体８０４１上にキーボードを設けてもよく、またキーボードを外付けしてもよい。

　図１３（Ａ）では、底面に接続端子８０４８を１つ設けた携帯情報端末８０４０を図示しているが、接続端子８０４８の数や配置位置等はこれに限定されず、適宜設計することができる。

　図１３（Ｂ）は、携帯情報端末８０４０の背面及び側面を示した斜視図である。携帯情報端末８０４０は、筐体８０４１の表面に太陽電池８０４９とカメラ８０５０を有し、また、充放電制御回路８０５１、バッテリー８０５２、ＤＣＤＣコンバータ８０５３等を有する。

　携帯情報端末８０４０の背面に装着された太陽電池８０４９によって、電力を表示部、タッチパネル、又は映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池８０４９は、筐体８０４１の片面又は両面に設けることができる。携帯情報端末８０４０に太陽電池８０４９を搭載させることで、屋外などの電力の供給手段がない場所においても、携帯情報端末８０４０のバッテリー８０５２の充電を行うことができる。

　また、太陽電池８０４９としては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコン、非晶質シリコン又はこれらの積層からなるシリコン系の太陽電池や、ＩｎＧａＡｓ系、ＧａＡｓ系、ＣＩＳ系、Ｃｕ_２ＺｎＳｎＳ_４、ＣｄＴｅ−ＣｄＳ系の太陽電池、有機色素を用いた色素増感太陽電池、導電性ポリマーやフラーレン等を用いた有機薄膜太陽電池、ｐｉｎ構造におけるｉ層中にシリコン等による量子ドット構造を形成した量子ドット型太陽電池等を用いることができる。

　ここで、図１３（Ｂ）に示す充放電制御回路８０５１の構成、及び動作についての一例を、図１３（Ｃ）に示すブロック図を用いて説明する。

　図１３（Ｃ）には、太陽電池８０４９、バッテリー８０５２、ＤＣＤＣコンバータ８０５３、コンバータ８０５７、スイッチ８０５４、スイッチ８０５５、スイッチ８０５６、表示部８０４２について示しており、バッテリー８０５２、ＤＣＤＣコンバータ８０５３、コンバータ８０５７、スイッチ８０５４、スイッチ８０５５、スイッチ８０５６が、図１３（Ｂ）に示す充放電制御回路８０５１に対応する箇所となる。

　外光により太陽電池８０４９で発電した電力は、バッテリー８０５２を充電するために必要な電圧とするために、ＤＣＤＣコンバータ８０５３で昇圧又は降圧される。そして、表示部８０４２の動作に太陽電池８０４９からの電力が用いられる際には、スイッチ８０５４をオンにし、コンバータ８０５７で表示部８０４２に必要な電圧に昇圧又は降圧する。また、表示部８０４２での表示を行わない際には、スイッチ８０５４をオフにし、スイッチ８０５５をオンにしてバッテリー８０５２の充電を行う。

　なお、発電手段の一例として太陽電池８０４９を示したが、これに限定されず、圧電素子（ピエゾ素子）や熱電変換素子（ペルティエ素子）などの他の発電手段を用いてバッテリー８０５２の充電を行ってもよい。また、携帯情報端末８０４０のバッテリー８０５２への充電方法はこれに限られず、例えば上述した接続端子８０４８と電源とを接続して充電を行ってもよい。また、無線で電力を送受信して充電する非接触電力伝送モジュールを用いてもよく、以上の充電方法を組み合わせてもよい。

　ここで、バッテリー８０５２の充電状態（ＳＯＣ。Ｓｔａｔｅ　Ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅの略）が、表示部８０４２の左上（破線枠内）に表示される。これにより、使用者は、バッテリー８０５２の充電状態を把握することができ、これに応じて携帯情報端末８０４０を節電モードと選択することもできる。使用者が省電力モードを選択する場合には、例えば上述したボタン８０４３やアイコン８０４４を操作し、携帯情報端末８０４０に搭載される表示モジュール又は表示パネルや、ＣＰＵ等の演算装置、メモリ等の構成部品を省電力モードに切り換えることができる。具体的には、これらの構成部品のそれぞれにおいて、任意の機能の使用頻度を低減し、停止させる。省電力モードでは、また、充電状態に応じて設定によって自動的に省電力モードに切り替わる構成とすることもできる。また、携帯情報端末８０４０に光センサ等の検出手段を設け、携帯情報端末８０４０の使用時における外光の光量を検出して表示輝度を最適化することで、バッテリー８０５２の電力の消費を抑えることができる。

　また、太陽電池８０４９等による充電時には、図１３（Ａ）に示すように、表示部８０４２の左上（破線枠内）にそれを示す画像等の表示を行ってもよい。

（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説明する。

　図１４（Ａ）に示す表示モジュール６０００は、上部カバー６００１と下部カバー６００２との間に、ＦＰＣ６００５に接続された表示装置６００６、フレーム６００９、プリント基板６０１０、及びバッテリ６０１１を有する。

　例えば、本発明の一態様を用いて作製された表示装置を、表示装置６００６に用いることができる。表示装置６００６により、極めて消費電力の低い表示モジュールを実現することができる。

　上部カバー６００１及び下部カバー６００２は、表示装置６００６のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。

　また、表示装置６００６に重ねてタッチパネルを設けてもよい。タッチパネルとしては、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルを表示装置６００６に重畳して用いることができる。また、タッチパネルを設けず、表示装置６００６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６００９は、表示装置６００６の保護機能の他、プリント基板６０１０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６００９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６０１０は、電源回路、ビデオ信号及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６０１１による電源であってもよい。バッテリ６０１１は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。

　図１４（Ｂ）は、光学式のタッチセンサを備える表示モジュール６０００の断面概略図である。

　表示モジュール６０００は、プリント基板６０１０に設けられた発光部６０１５及び受光部６０１６を有する。また、上部カバー６００１と下部カバー６００２により囲まれた領域に一対の導光部（導光部６０１７ａ、導光部６０１７ｂ）を有する。

　上部カバー６００１と下部カバー６００２は、例えばプラスチック等を用いることができる。また、上部カバー６００１と下部カバー６００２とは、それぞれ薄く（例えば０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下）することが可能である。そのため、表示モジュール６０００を極めて軽量にすることが可能となる。また少ない材料で上部カバー６００１と下部カバー６００２を作製できるため、作製コストを低減できる。

　表示装置６００６は、フレーム６００９を間に介してプリント基板６０１０やバッテリ６０１１と重ねて設けられている。表示装置６００６とフレーム６００９は、導光部６０１７ａ、導光部６０１７ｂに固定されている。

　発光部６０１５から発せられた光６０１８は、導光部６０１７ａにより表示装置６００６の上部を経由し、導光部６０１７ｂを通って受光部６０１６に達する。例えば指やスタイラスなどの被検知体により、光６０１８が遮られることにより、タッチ操作を検出することができる。

　発光部６０１５は、例えば表示装置６００６の隣接する２辺に沿って複数設けられる。受光部６０１６は、発光部６０１５と対向する位置に複数設けられる。これにより、タッチ操作がなされた位置の情報を取得することができる。

　発光部６０１５は、例えばＬＥＤ素子などの光源を用いることができる。特に、発光部６０１５として、使用者に視認されず、且つ使用者にとって無害である赤外線を発する光源を用いることが好ましい。

　受光部６０１６は、発光部６０１５が発する光を受光し、電気信号に変換する光電素子を用いることができる。好適には、赤外線を受光可能なフォトダイオードを用いることができる。

　導光部６０１７ａ、導光部６０１７ｂとしては、少なくとも光６０１８を透過する部材を用いることができる。導光部６０１７ａ及び導光部６０１７ｂを用いることで、発光部６０１５と受光部６０１６とを表示装置６００６の下側に配置することができ、外光が受光部６０１６に到達してタッチセンサが誤動作することを抑制できる。特に、可視光を吸収し、赤外線を透過する樹脂を用いることが好ましい。これにより、タッチセンサの誤動作をより効果的に抑制できる。

（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適用可能な電子機器について説明する。

　本発明の一態様の表示装置は、明るい表示を行うことができ、外光の強さに依らず高い視認性を実現できる。また、本発明の一態様の表示装置は、低い消費電力を実現することができる。そのため、携帯型の電子機器、装着型の電子機器（ウェアラブル機器）、及び電子書籍端末、テレビジョン装置、デジタルサイネージ、などに好適に用いることができる。

　図１５（Ａ）、（Ｂ）に、携帯情報端末８００の一例を示す。携帯情報端末８００は、筐体８０１、筐体８０２、表示部８０３、表示部８０４、及びヒンジ部８０５等を有する。

　筐体８０１と筐体８０２は、ヒンジ部８０５で連結されている。携帯情報端末８００は、図１５（Ａ）に示すように折り畳んだ状態から、図１５（Ｂ）に示すように筐体８０１と筐体８０２を開くことができる。

　例えば表示部８０３及び表示部８０４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。また、表示部８０３及び表示部８０４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、携帯情報端末８００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８０１及び筐体８０２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。

　図１５（Ｃ）に携帯情報端末の一例を示す。図１５（Ｃ）に示す携帯情報端末８１０は、筐体８１１、表示部８１２、操作ボタン８１３、外部接続ポート８１４、スピーカ８１５、マイク８１６、カメラ８１７等を有する。

　表示部８１２に、本発明の一態様の表示装置を備える。

　携帯情報端末８１０は、表示部８１２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などのあらゆる操作は、指やスタイラスなどで表示部８１２に触れることで行うことができる。

　また、操作ボタン８１３の操作により、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や、表示部８１２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、携帯情報端末８１０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、携帯情報端末８１０の向き（縦か横か）を判断して、表示部８１２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８１２を触れること、操作ボタン８１３の操作、またはマイク８１６を用いた音声入力等により行うこともできる。

　携帯情報端末８１０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。携帯情報端末８１０は、例えば、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、動画再生、インターネット通信、ゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。

　図１５（Ｄ）に、カメラの一例を示す。カメラ８２０は、筐体８２１、表示部８２２、操作ボタン８２３、シャッターボタン８２４等を有する。またカメラ８２０には、着脱可能なレンズ８２６が取り付けられている。

　表示部８２２に、本発明の一態様の表示装置を備える。

　ここではカメラ８２０として、レンズ８２６を筐体８２１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８２６と筐体が一体となっていてもよい。

　カメラ８２０は、シャッターボタン８２４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８２２はタッチパネルとしての機能を有し、表示部８２２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８２０は、ストロボ装置や、ビューファインダーなどを別途装着することができる。または、これらが筐体８２１に組み込まれていてもよい。

１０　　表示装置
２０　　表示パネル
２１　　基板
２３　　導電層
３１　　基板
３２　　表示部
３４　　回路
３５　　配線
３６　　ＦＰＣ
３７　　ＩＣ
４０　　発光装置
４１　　導光板
４２　　発光素子
４２Ｂ　　発光素子
４２Ｇ　　発光素子
４２Ｒ　　発光素子
４４　　光
４５　　樹脂層
４５ａ　　樹脂層
４５ｂ　　樹脂層
４６　　光路変換部
４７　　プリント基板
４８　　反射層
４９　　支持基板
５０　　制御部
５１　　偏光板
５２　　拡散板
６１　　コントローラ
６２　　駆動回路
６４　　コントローラ
７０　　画素
７１　　トランジスタ
７２　　液晶素子
７３　　容量素子
７５　　配線
７６　　配線
１１１　　導電層
１１２　　液晶
１１３　　導電層
１２１　　絶縁層
１２２　　スペーサ
１３０　　偏光板
１３２　　遮光層
１３３ａ　　配向膜
１３３ｂ　　配向膜
１４１　　接着層
１７０　　タッチセンサパネル
１７１　　ＦＰＣ
２０１　　トランジスタ
２０４　　接続部
２１１　　絶縁層
２１２　　絶縁層
２１３　　絶縁層
２１４　　絶縁層
２２１　　導電層
２２２　　導電層
２３１　　半導体層
２４２　　接続層
２４３　　接続体
３１０　　トランジスタ
３１０ａ　　トランジスタ
３１０ｂ　　トランジスタ
３１０ｃ　　トランジスタ
３１１　　導電層
３１２　　半導体層
３１３ａ　　導電層
３１３ｂ　　導電層
３１４　　導電層
３１５　　導電層
３２１　　導電層
３３１　　絶縁層
３３２　　絶縁層
３３３　　絶縁層
３３４　　絶縁層
３３６　　絶縁層
３３７　　絶縁層
５４６　　導電膜
５４７　　導電膜
５４８　　導電膜
５４９　　ナノワイヤ
５５０　　入力装置
５５１　　導電層
５５２　　導電層
５５３　　導電層
５５５　　配線
５５６　　配線
５５７　　ＦＰＣ
５５８　　ＩＣ
５６０　　基板
６０１　　液晶素子
６０６　　画素回路
８００　　携帯情報端末
８０１　　筐体
８０２　　筐体
８０３　　表示部
８０４　　表示部
８０５　　ヒンジ部
８１０　　携帯情報端末
８１１　　筐体
８１２　　表示部
８１３　　操作ボタン
８１４　　外部接続ポート
８１５　　スピーカ
８１６　　マイク
８１７　　カメラ
８２０　　カメラ
８２１　　筐体
８２２　　表示部
８２３　　操作ボタン
８２４　　シャッターボタン
８２６　　レンズ
６０００　　表示モジュール
６００１　　上部カバー
６００２　　下部カバー
６００５　　ＦＰＣ
６００６　　表示装置
６００９　　フレーム
６０１０　　プリント基板
６０１１　　バッテリ
６０１５　　発光部
６０１６　　受光部
６０１７ａ　　導光部
６０１７ｂ　　導光部
６０１８　　光
８０４０　　携帯情報端末
８０４１　　筐体
８０４２　　表示部
８０４３　　ボタン
８０４４　　アイコン
８０４５　　カメラ
８０４６　　マイクロフォン
８０４７　　スピーカ
８０４８　　接続端子
８０４９　　太陽電池
８０５０　　カメラ
８０５１　　充放電制御回路
８０５２　　バッテリー
８０５３　　ＤＣＤＣコンバータ
８０５４　　スイッチ
８０５５　　スイッチ
８０５６　　スイッチ
８０５７　　コンバータ

Claims

　制御部と、画素部と、発光装置と、を有する表示装置であって、
　前記画素部は、表示面側に光を反射する表示素子を有し、
　前記発光装置は、前記画素部よりも前記表示面側に位置し、且つ、前記表示素子に光を照射する機能を有し、
　前記発光装置は、導光部と、それぞれ異なる色の光を発する第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子、を有し、
　前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子は、それぞれ前記導光部の側面に光を照射可能に配置され、
　前記制御部は、第１のモードと、第２のモードとを切り替える機能を有し、
　前記第１のモードは、１フレーム期間中に、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子を順次点灯させてカラー表示を行う表示モードであり、
　前記第２のモードは、１フレーム期間中に、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子を同時に点灯させて、単色表示を行う表示モードである、
　表示装置。
　請求項１において、
　前記表示素子は、反射型の液晶素子である、
　表示装置。
　請求項１において、
　前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子は、それぞれ発光ダイオードを含む、
　表示装置。
　請求項１において、
　前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子は、それぞれ発光スペクトルの半値全幅が３０ｎｍ以下である、
　表示装置。
　請求項１において、
　前記第１の発光素子の発光スペクトルのピーク波長は、６２５ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲内に位置し、
　前記第２の発光素子の発光スペクトルのピーク波長は、５１５ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲内に位置し、
　前記第３の発光素子の発光スペクトルのピーク波長は、４４５ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の範囲内に位置する、
　表示装置。
　請求項１において、
　前記画素部は、前記表示素子と電気的に接続されるトランジスタを有し、
　前記トランジスタは、酸化物半導体を含む半導体層を有する、
　表示装置。
　請求項１において、
　前記第１のモードのフレーム周波数は、３０Ｈｚ以上１２０Ｈｚ以下であり、
　前記第２のモードのフレーム周波数は、１／６０Ｈｚ以上３０Ｈｚ未満である、
　表示装置。
　制御部と、画素部と、導光部と、第１の発光素子と、第２の発光素子と、第３の発光素子と、を有する表示装置であって、
　前記画素部は、液晶素子を有し、
　前記導光部は、前記画素部と重ねて設けられ、
　前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子は、それぞれ異なる色を呈し、且つ、それぞれ前記導光部の側面に光を照射可能に配置され、
　前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子は、それぞれ発光ダイオードを含み、
　前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子は、それぞれ発光スペクトルの半値全幅が３０ｎｍ以下であり、
　前記第１の発光素子の発光スペクトルのピーク波長は、６２５ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲内に位置し、
　前記第２の発光素子の発光スペクトルのピーク波長は、５１５ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲内に位置し、
　前記第３の発光素子の発光スペクトルのピーク波長は、４４５ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の範囲内に位置し、
　前記制御部は、１フレーム期間中に、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子を順次点灯させてカラー表示を行う機能を有し、
　前記液晶素子は、高分子分散型液晶、及び高分子ネットワーク型液晶のうち、いずれか一を有する、
　表示装置。
　画素部と、発光装置と、を有する表示装置の駆動方法であって、
　前記発光装置は、第１の発光素子、第２の発光素子及び第３の発光素子を有し、
　１フレーム期間中に、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子を順次点灯させてカラー表示を行う第１の表示モードと、
　１フレーム期間中に、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子を同時に点灯させてモノクローム表示を行う第２の表示モードと、を切り替える、
　表示装置の駆動方法。
　請求項９において、
　前記画素部は、表示面側に光を反射して画像を表示し、
　前記発光装置は、前記画素部よりも表示面側に位置し、且つ、前記画素部に光を照射する、
　表示装置の駆動方法。
　請求項９において、
　前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子は、それぞれ発光スペクトルの半値全幅が６０ｎｍ以下である光を発する、
　表示装置の駆動方法。
　請求項９において、
　前記第１の発光素子は、発光スペクトルのピーク波長が６２５ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲内に位置する光を発し、
　前記第２の発光素子は、発光スペクトルのピーク波長が５１５ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲内に位置する光を発し、
　前記第３の発光素子は、発光スペクトルのピーク波長が４４５ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の範囲内に位置する光を発する、
　表示装置の駆動方法。
　請求項９において、
　前記第１のモードのフレーム周波数を、３０Ｈｚ以上１２０Ｈｚ以下とし、
　前記第２のモードのフレーム周波数を、１／６０Ｈｚ以上３０Ｈｚ未満とする、
　表示装置の駆動方法。