WO2022200936A1

WO2022200936A1 - 電子機器および表示システム

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Publication number: WO2022200936A1
Application number: PCT/IB2022/052409
Authority: WO
Inventors: 山崎舜平; 掛端哲弥
Original assignee: 株式会社半導体エネルギー研究所
Priority date: 2021-03-25
Filing date: 2022-03-17
Publication date: 2022-09-29
Also published as: JPWO2022200936A1; US20240169539A1

Abstract

使用者の状態を推定することができる電子機器を提供する。電子機器は、カメラと、処理部と、表示部と、を備える。カメラは、使用者の目およびその周辺を繰り返し撮像することで、複数の画像データを生成する機能を有する。処理部は、複数の画像データから、瞬目の頻度、瞬目１回あたりに要する時間、上眼瞼と下眼瞼との間隔、視線の方向、および瞳孔の面積、の少なくとも一を含む情報の経時変化を検出する機能と、情報の経時変化をもとに、使用者の目の疲労度を推定する機能と、推定した使用者の目の疲労度に応じた文字列情報を生成する機能と、を有する。表示部は、文字列情報を表示する機能を有する。

Description

電子機器および表示システム

　本発明の一態様は、電子機器および表示システムに関する。

　なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する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。

　近年、遠隔授業、在宅勤務などへの転換が進み、表示機能を有する電子機器を使用する機会が急増している。そのため、電子機器の表示部を直視する時間が長くなり、目の疲労が進行しやすい環境となりつつある。目の疲労が進行すると、眠気、集中力の低下などが発生する恐れがある。

　近年、目の疲労度を測定する方法が注目されている。特許文献１には、２つ以上の時間区間での眼球運動を比較することで、利用者の視覚疲労度を判定する視覚疲労度測定装置が開示されている。

国際公開第２０１２／１６０７４１号

　例えば、遠隔授業には、同時双方向型授業と、オンデマンド型授業とがある。特に、同時双方向型授業では、リアルタイムで双方向にコミュニケーションを取りながら授業が行われる。教室などで行う従来型の授業では、先生と生徒が同じ空間にいるため、先生が生徒の様子を把握することは比較的容易である。一方、同時双方向型授業では、先生は、電子機器の表示部に表示された画像データのみで、生徒の様子を判断することになる。上記画像データをもとに、生徒の疲労度、特に目の疲労度などを判断するのは困難である。

　上記課題に鑑み、本発明の一態様は、使用者の状態を推定することができる電子機器を提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、使用者の状態に応じた文字列情報を出力することができる電子機器を提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、遠隔地にいる参加者の状態を推定することができる表示システムを提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、遠隔地にいる参加者の状態に応じた文字列情報を出力することができる表示システムを提供することを課題の一とする。又は、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、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、カメラと、処理部と、表示部と、を備える電子機器である。カメラは、使用者の目およびその周辺を繰り返し撮像することで、複数の画像データを生成する機能を有する。処理部は、複数の画像データから、瞬目の頻度、瞬目１回あたりに要する時間、上眼瞼と下眼瞼との間隔、視線の方向、および瞳孔の面積、の少なくとも一を含む情報の経時変化を検出する機能と、情報の経時変化をもとに、使用者の目の疲労度を推定する機能と、推定した使用者の目の疲労度に応じた文字列情報を生成する機能と、を有する。表示部は、文字列情報を表示する機能を有する。

　上記電子機器において、使用者の目の疲労度は、学習済みモデルを用いて推定され、学習済みモデルは、ニューラルネットワークに対して教師あり学習を行うことで、生成されることが好ましい。

　また、上記電子機器において、処理部は、積和演算を行う機能を有する演算回路を備え、演算回路は、情報の経時変化をもとに、使用者の目の疲労度を推定することが好ましい。

　また、上記電子機器において、演算回路は、チャネル形成領域に金属酸化物を含むトランジスタを有することが好ましい。

　本発明の別の一態様は、カメラと、処理部と、表示部と、ヘッドホンと、を備える電子機器である。ヘッドホンは、センサ部を有する。センサ部は、情報の経時変化を取得する機能を有する。処理部は、情報の経時変化をもとに、使用者のストレス状態を推定する機能と、使用者のストレス状態に応じた文字列情報を生成する機能と、を有する。表示部は、文字列情報を表示する機能を有する。

　上記電子機器において、使用者のストレス状態は、学習済みモデルを用いて推定され、学習済みモデルは、ニューラルネットワークに対して教師あり学習を行うことで、生成されることが好ましい。

　また、上記電子機器において、処理部は、積和演算を行う機能を有する演算回路を備え、演算回路は、情報の経時変化をもとに、使用者のストレス状態を推定することが好ましい。

　本発明の別の一態様は、第１の電子機器と、第２の電子機器と、を有し、第１の電子機器の使用者の目の情報が取得可能な表示システムである。第１の電子機器は、カメラと、処理部と、を備える。カメラは、第１の電子機器の使用者の目およびその周辺を繰り返し撮像することで、複数の画像データを生成する機能を有する。処理部は、複数の画像データから、瞬目の頻度、瞬目１回あたりに要する時間、上眼瞼と下眼瞼との間隔、視線の方向、および瞳孔の面積、の少なくとも一を含む情報の経時変化を検出する機能と、情報の経時変化をもとに、使用者の目の疲労度を推定する機能と、推定した使用者の目の疲労度に応じた文字列情報を生成する機能と、を有する。第２の電子機器は、表示部を備える。表示部は、第１の電子機器から受け付けた文字列情報を表示する機能を有する。

　上記表示システムにおいて、使用者の目の疲労度は、学習済みモデルを用いて推定され、学習済みモデルは、ニューラルネットワークに対して教師あり学習を行うことで、生成されることが好ましい。

　また、上記表示システムにおいて、処理部は、積和演算を行う機能を有する演算回路を備え、演算回路は、情報の経時変化をもとに、使用者の目の疲労度を推定することが好ましい。

　本発明の別の一態様は、第１の電子機器と、第２の電子機器と、を有し、第１の電子機器の使用者の目の情報が取得可能な表示システムである。第１の電子機器は、カメラと、処理部と、ヘッドホンと、を備える。ヘッドホンは、センサ部を有し、センサ部は、情報の経時変化を取得する機能を有する。処理部は、情報の経時変化をもとに、使用者のストレス状態を推定する機能と、使用者のストレス状態に応じた文字列情報を生成する機能と、を有する。第２の電子機器は、表示部を備える。表示部は、第１の電子機器から受け付けた文字列情報を表示する機能を有する。

　上記表示システムにおいて、使用者のストレス状態は、学習済みモデルを用いて推定され、学習済みモデルは、ニューラルネットワークに対して教師あり学習を行うことで、生成されることが好ましい。

　また、上記表示システムにおいて、処理部は、積和演算を行う機能を有する演算回路を備え、演算回路は、情報の経時変化をもとに、使用者のストレス状態を推定することが好ましい。

　本発明の一態様は、使用者の状態を推定することができる電子機器を提供できる。又は、本発明の一態様は、使用者の状態に応じた文字列情報を出力することができる電子機器を提供できる。又は、本発明の一態様は、遠隔地にいる参加者の状態を推定することができる表示システムを提供できる。又は、本発明の一態様は、遠隔地にいる参加者の状態に応じた文字列情報を出力することができる表示システムを提供できる。又は、本発明の一態様は、新規な電子機器を提供できる。

　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。

図１は、電子機器の使用例を説明する図である。
図２Ａおよび図２Ｂは、電子機器が有する表示部の表示例を説明する図である。
図３Ａおよび図３Ｂは、電子機器が有する表示部の表示例を説明する図である。
図４Ａ乃至図４Ｅは、電子機器の構成例を説明するブロック図である。
図５Ａおよび図５Ｂは、電子機器の構成例を説明するブロック図である。
図６Ａおよび図６Ｂは、表示システムの構成例を説明するブロック図である。
図７は、電子機器の動作例を示すフローチャートである。
図８は、電子機器の動作例を示すフローチャートである。
図９は、電子機器の動作例を示すフローチャートである。
図１０は、電子機器の動作例を示すフローチャートである。
図１１Ａおよび図１１Ｂは、使用者の状態を推定する方法を説明する図である。図１１Ｃは、使用者の目、および使用者の目の周辺を説明する模式図である。
図１２Ａおよび図１２Ｂは、ニューラルネットワークの構成例を説明する図である。
図１３は、ニューラルネットワークの演算回路の構成例を説明する図である。
図１４は、ニューラルネットワークの演算回路の構成例を説明する図である。
図１５は、ニューラルネットワークの演算回路の構成例を説明する図である。
図１６は、表示装置の一例を示す斜視図である。
図１７Ａは、表示装置の一例を示す断面図である。図１７Ｂ及び図１７Ｃは、トランジスタの一例を示す断面図である。
図１８は、表示装置の一例を示す断面図である。
図１９Ａ乃至図１９Ｄは、表示装置の一例を示す断面図である。
図２０Ａ乃至図２０Ｆは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図２１Ａ乃至図２１Ｇは、画素の一例を示す上面図である。
図２２Ａ乃至図２２Ｆは、画素の一例を示す上面図である。
図２３Ａ乃至図２３Ｈは、画素の一例を示す上面図である。
図２４Ａ乃至図２４Ｄは、画素の一例を示す上面図である。
図２５Ａ乃至図２５Ｄは、画素の一例を示す上面図である。図２５Ｅは、表示装置の一例を示す断面図である。
図２６Ａ及び図２６Ｂは、表示モジュールの一例を示す斜視図である。
図２７は、表示装置の一例を示す断面図である。
図２８は、表示装置の一例を示す断面図である。
図２９は、表示装置の一例を示す断面図である。
図３０は、表示装置の一例を示す断面図である。
図３１は、表示装置の一例を示す断面図である。
図３２Ａ乃至図３２Ｅは、電子機器の一例を示す図である。
図３３Ａ乃至図３３Ｃは、電子機器の一例を示す図である。
図３４Ａ乃至図３４Ｅは、電子機器の一例を示す図である。
図３５Ａおよび図３５Ｂは、電子機器の一例を示す図である。
図３６Ａ乃至図３６Ｃは、電子機器の一例を示す図である。

　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。

　また、図面において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。

　なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、又は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能である。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である。

（実施の形態１）
　本実施の形態では、本発明の一態様の、電子機器および表示システムについて、図面を参照して説明する。なお、本発明の一態様の表示システムは、本発明の一態様の電子機器を少なくとも一つ有する。

　本発明の一態様の、電子機器または表示システムは、カメラと、処理部と、表示部と、を有する。これにより、本発明の一態様は、使用者の状態を推定することができる。詳細には、カメラで撮像された使用者の目およびその周辺の画像を解析することで、使用者の状態を推定し、推定された使用者の状態に関する情報を表示部に表示することができる。さらに、推定された使用者の状態に関する情報を、当該電子機器とは異なる電子機器に送信し、当該電子機器とは異なる電子機器が受け付けることで、使用者の状態に関する情報を、当該電子機器とは異なる電子機器の表示部に表示することができる。なお、本明細書等では、電子機器が情報又はデータなどを受け付けることを、電子機器が情報又はデータなどを受信する、電子機器が情報又はデータなどを取得する、などと言い換えることができる。

　本発明の一態様により、電子機器の使用者は、使用者自身の状態を認識することができる。また、本発明の一態様により、電子機器の使用者の状態を、当該電子機器とは異なる電子機器の使用者は認識することができる。したがって、本発明の一態様は、複数の電子機器を用い、ネットワークを介して、音声、画像、資料などを共有して行われる会合に好適に用いることができる。当該会合として、例えば、遠隔授業、遠隔会議、遠隔面接、または遠隔面談などが挙げられる。以降では、遠隔授業、遠隔会議、遠隔面接、または遠隔面談などを、遠隔会合と表記する場合がある。

　図１を用いて、本発明の一態様の電子機器を利用する場合の例を説明する。図１は、電子機器１０および電子機器２０を用いて遠隔授業が行われている様子を示している。

　図１は、先生２１が、教室などで授業を行っている様子を示している。カメラ２２を用いて授業の様子を撮影することで、画像データが生成される。当該画像データは、ネットワーク３０を介して、生徒１１が有する電子機器１０に送信される。

　図１は、生徒１１が、自宅などで授業を受けている様子を示している。電子機器１０は、ネットワーク３０を介して、上記画像データを受け付ける。生徒１１は、電子機器１０が有する表示部に表示される上記画像データを視認することで、授業を受けることができる。

　また、電子機器１０にはカメラ１２が備えられている。カメラ１２は、生徒１１およびその周辺を撮影することで、画像データを生成する。当該画像データには、生徒１１の目が含まれることが好ましい。当該画像データは、ネットワーク３０を介して、先生２１が使用する電子機器２０に送信される。

　電子機器２０は、電子機器１０から送信された画像データを受け付け、電子機器２０が有する表示部に上記画像データが表示される。先生２１は、電子機器２０が有する表示部に表示される上記画像データを視認することで、生徒１１の様子を確認することができる。

　なお、図１では、授業の様子はカメラ２２を用いて撮影されているが、電子機器２０に備わるカメラを用いて撮影されてもよい。

　以上のように、電子機器１０と電子機器２０とがデータを送受信することで、遠隔授業を行うことができる。なお、図１では、先生２１と、生徒１１とが遠隔授業に参加する様子が図示されているが、当該遠隔授業に参加する生徒は複数人であってもよい。このとき、各生徒が電子機器１０を使用するため、遠隔授業において電子機器１０は２台以上使用される。

＜電子機器が有する表示部の表示例＞
　本発明の一態様の電子機器が有する表示部の表示例を、図２Ａ、および図２Ｂに示す。なお、図２Ａ、および図２Ｂでは、第１乃至第８の電子機器を用いて行われる遠隔会合の例を示す。なお、当該遠隔会合に用いる電子機器は８台に限られず、２台以上７台以下、または９台以上であってもよい。

　以降の説明では、当該遠隔会合として遠隔授業を想定している。また、第１の電子機器の使用者として先生を想定している。第１の電子機器は、上述した電子機器２０に対応し、当該先生は、上述した先生２１に対応する。また、第２乃至第８の電子機器の使用者としてそれぞれ生徒を想定している。第２乃至第８の電子機器の１つは、上述した電子機器１０に対応し、当該生徒の１人は、上述した生徒１１に対応する。

　第１の電子機器は、表示部１０００＿１を有する。また、第１の電子機器は、使用者１０２０＿１が使用している。

　図２Ａに、遠隔会合が開始された直後の、表示部１０００＿１の表示例を示す。また、図２Ｂに、当該遠隔会合が開始されてしばらく経過した後の、表示部１０００＿１の表示例を示す。

　図２Ａ、および図２Ｂにおいて、表示部１０００＿１には、画像１０１０＿２乃至画像１０１０＿８が表示されている。画像１０１０＿２乃至画像１０１０＿８は、それぞれ、第２乃至第８の電子機器が有するカメラが撮影した画像である。ここで、第２乃至第８の電子機器は、それぞれ、使用者１０２０＿２乃至使用者１０２０＿８が使用している。このとき、画像１０１０＿２乃至画像１０１０＿８には、それぞれ、使用者１０２０＿２乃至使用者１０２０＿８及びその周辺が含まれる。なお、画像１０１０＿２乃至画像１０１０＿８には、それぞれ、使用者１０２０＿２乃至使用者１０２０＿８の目が含まれることが好ましい。

　遠隔会合が開始された直後では、使用者１０２０＿２乃至使用者１０２０＿８の状態に変化は見られない。よって、図２Ａに示すように、画像１０１０＿２乃至画像１０１０＿８には、それぞれ、第２乃至第８の電子機器が有するカメラが撮影した画像が表示される。つまり、画像１０１０＿２乃至画像１０１０＿８には、それぞれ、使用者１０２０＿２乃至使用者１０２０＿８およびその周辺が含まれる。

　遠隔会合が開始されてしばらく経過した後、使用者によっては目の疲労度が高い場合がある。このとき、目の疲労度が高い使用者およびその周辺を含む画像の少なくとも一部と重なるように、文字列を含む画像が表示される。例えば、使用者１０２０＿３の目の疲労度が高い場合、図２Ｂに示すように、画像１０１０＿３と重なるように画像１０３０＿３が表示される。画像１０３０＿３には、文字列（図２Ｂでは、「眠たい可能性有り」）が含まれる。

　また、遠隔会合が開始されてしばらく経過した後、使用者によっては視線が逸れている場合がある。このとき、視線が逸れている使用者およびその周辺を含む画像の少なくとも一部と重なるように、文字列を含む画像が表示される。例えば、使用者１０２０＿４の視線が逸れている場合、図２Ｂに示すように、画像１０１０＿４と重なるように画像１０３０＿４が表示される。画像１０３０＿４には、文字列（図２Ｂでは、「視線がそれる傾向」）が含まれる。

　また、遠隔会合が開始されてしばらく経過した後、使用者によっては疲労度が高い場合がある。このとき、疲労度が高い使用者およびその周辺を含む画像の少なくとも一部と重なるように、文字列を含む画像が表示される。例えば、使用者１０２０＿５の疲労度が高い場合、図２Ｂに示すように、画像１０１０＿５と重なるように画像１０３０＿５が表示される。画像１０３０＿５には、文字列（図２Ｂでは、「高疲労度」）が含まれる。

　以上のように、本発明の一態様を用いることで、第１の電子機器の使用者は、当該使用者以外の使用者の状態を文字列情報として認識することができる。例えば、使用者１０２０＿１は、使用者１０２０＿２乃至使用者１０２０＿８のうち、目の疲労度が高い使用者、視線が逸れている使用者などを認識しやすくなり、これらの使用者とのコミュニケーションを密に図ることができる。特に、多人数で遠隔会合が行われる場合、表示部１０００＿１に表示される画像のそれぞれが小さくなり、表示部１０００＿１に表示される使用者の状態を把握するのが難しくなる。そのため、本発明の一態様は、多人数での遠隔会合に好適に用いることができる。

　なお、使用者１０２０＿２乃至使用者１０２０＿８の状態が反映された文字列が、それぞれ、第２乃至第８の電子機器が有する表示部に表示されてもよい。第３の電子機器が有する表示部の表示例を図３Ａ、および図３Ｂに示す。

　第３の電子機器は、表示部１０００＿３を有する。

　図３Ａに、遠隔会合が開始された直後の、表示部１０００＿３の表示例を示す。また、図３Ｂに、当該遠隔会合が開始されてしばらく経過した後の、表示部１０００＿３の表示例を示す。

　図３Ａ、および図３Ｂにおいて、表示部１０００＿３には、画像１０１０＿１が表示されている。画像１０１０＿１には、第１の電子機器が有するカメラが撮影した画像が含まれる。例えば、画像１０１０＿１には、使用者１０２０＿１およびその周辺などが含まれる。図３Ａ、および図３Ｂでは、画像１０１０＿１には、使用者１０２０＿１の周辺として、黒板、白板、または電子黒板が含まれている。

　遠隔会合が開始された直後では、使用者１０２０＿３の状態に変化は見られない。よって、図３Ａに示すように、表示部１０００＿３には、第１の電子機器が有するカメラが撮影した画像が表示される。

　遠隔会合を開始してしばらく経過した後、上述のように、使用者１０２０＿３は、目の疲労度が高い状態である。このとき、例えば、画像１０１０＿１と重なるように画像１０３１が表示される。画像１０３１には、文字列（図３Ｂでは、「授業終了まであと１０分。頑張りましょう。」）が含まれる。

　以上のように、本発明の一態様を用いることで、第１の電子機器以外の使用者は、当該使用者自身の状態を文字列情報として認識することができる。例えば、使用者１０２０＿３は、自覚症状が無くても、使用者１０２０＿３自身の状態を認識しやすくなり、遠隔会合への集中力などを取り戻すことができる。

　なお、本発明の一態様の電子機器が有する機能は、文字列情報の表示に限られない。例えば、文字列情報を音声として出力する機能を有してもよいし、ビープ音などの警告音を出力する機能を有してもよい。これにより、使用者の視線が逸れる場合、使用者が眠っている場合など、使用者が電子機器の有する表示部を視認していない状態でも、音声または警告音が出力されることで、当該使用者は、遠隔会合への集中力などを取り戻すことができる。

　なお、上記では、遠隔会合の一例として遠隔授業を挙げたが、これに限られない。当該遠隔会合は、遠隔会議、遠隔面接、遠隔面談などであってもよい。このとき、第１の電子機器の使用者としては、例えば、遠隔会議における上司、遠隔面接における面接官、遠隔面談における医師などが挙げられる。第１の電子機器以外の電子機器の使用者としては、例えば、遠隔会議における部下、遠隔面接における応募者または受験者、遠隔面談における相談者などが挙げられる。

＜電子機器、および表示システムの構成例＞
　本発明の一態様に係る、電子機器および表示システムの構成例について、図４Ａ乃至図６Ｂに示すブロック図を参照して説明する。

　図４Ａ乃至図４Ｅは、本発明の一態様の電子機器を説明するブロック図である。

　図４Ａに示す電子機器５０は、カメラ５１と、表示部５２と、処理部５３と、を備える。カメラ５１、表示部５２、および処理部５３は、バス配線（図４Ａには図示せず）などを介して相互に各種信号を送受信する。

　カメラ５１は、電子機器５０の使用者の撮像を行い、画像データを生成する機能を有する。なお、当該撮像は一定間隔で繰り返し行われることが好ましい。当該撮像を繰り返し行うことで、複数の画像データを生成できる。さらに、当該画像データには、使用者およびその周辺が含まれることが好ましく、使用者の目が含まれることがより好ましい。使用者の目が含まれる画像データを複数生成することで、瞬目などに関する情報を高い精度で検出できる。

　処理部５３は、バス配線などを介して、上記複数の画像データを受け付ける。

　また、処理部５３は、画像解析を行う機能を有する。上記複数の画像データの解析を行うことで、文字列情報を生成できる。なお、当該文字列情報には、上記複数の画像データに含まれる使用者の状態が反映されている。

　上記画像解析には、ニューラルネットワーク、積和演算を行う機能を有する演算回路などを用いることができる。つまり、処理部５３は、ニューラルネットワークを含むプログラムを実施可能な処理装置、積和演算を行う機能を有する演算回路などの少なくとも一つを備える。

　上記画像解析には、積和演算を行う機能を有する演算回路を用いることが特に好ましい。なお、積和演算を行う機能を有する演算回路は、ニューラルネットワークに基づく演算処理が可能な演算回路と言い換えることができる。当該演算回路を用いることで、低い電力で画像解析を行うことができる。つまり、本発明の一態様に係る電子機器、または当該電子機器を含む表示システムの消費電力を低減できる。なお、積和演算を行う機能を有する演算回路の詳細については、実施の形態２で説明する。

　上記画像解析には、ニューラルネットワークを用いてもよい。ニューラルネットワークとしては、特に、ディープラーニングを用いることが好ましい。ディープラーニングとして、例えば、畳み込みニューラルネットワーク（ＣＮＮ：Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ　Ｎｅｕｒａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、再帰型ニューラルネットワーク（ＲＮＮ：Ｒｅｃｕｒｒｅｎｔ　Ｎｅｕｒａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、オートエンコーダ（ＡＥ：Ａｕｔｏｅｎｃｏｄｅｒ）、変分オートエンコーダ（ＶＡＥ：Ｖａｒｉａｔｉｏｎａｌ　Ａｕｔｏｅｎｃｏｄｅｒ）、ランダムフォレスト（Ｒａｎｄｏｍ　Ｆｏｒｅｓｔ）、サポートベクターマシン（Ｓｕｐｐｏｒｔ　Ｖｅｃｔｏｒ　Ｍａｃｈｉｎｅ）、勾配ブースティング（Ｇｒａｄｉｅｎｔ　Ｂｏｏｓｔｉｎｇ）、敵対的生成ネットワーク（ＧＡＮ：Ｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ　Ａｄｖｅｒｓａｒｉａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）などを用いることが好ましい。

　また、処理部５３は、使用者の状態がしきい値以上であるかの判定を行う機能を有する。当該判定の結果をもとに、上記文字列情報の表示を行うか否かが決定されるとよい。例えば、使用者の状態がしきい値以上である場合にのみ、電子機器５０が文字列情報を出力する構成とすることで、電子機器５０の使用者は、電子機器５０が出力する文字列情報に気付きやすくなる。なお、当該しきい値は、予め設定されていることが好ましい。

　処理部５３が使用者の状態を推定する場合、当該使用者の状態は、数値化されていることが好ましい。使用者の状態を数値化することで、上記判定を容易にすることができる。なお、本明細書等では、使用者の状態を示す数値、または、数値化された使用者の状態を、単に使用者の状態と記載する場合がある。

　なお、処理部５３は、上記複数の画像データから使用者の状態を推定する機能と、使用者の状態をもとに文字列情報を生成する機能と、を有してもよい。使用者の状態としては、使用者の疲労度、使用者の視線の方向、使用者のストレス状態などが挙げられる。なお、本明細書等で使用者の疲労度と記載する場合、使用者の目の疲労度も含むものとする。また、目の疲労度は、眼精疲労、または眼精疲労の度合いと言い換えることができる。特に、上記複数の画像データに、使用者の目およびその周辺が含まれることで、使用者の目の疲労度、または使用者の視線の方向を高い精度で推定することができる。

　上記において、処理部５３は、複数の画像データから使用者の状態を推定する機能を有する処理部５３ａと、使用者の状態をもとに文字列情報を生成する機能を有する処理部５３ｂとを有してもよい。図４Ｂに示す電子機器５０は、処理部５３ａおよび処理部５３ｂを有する処理部５３を備える。また、処理部５３ａ及び処理部５３ｂの少なくとも一方は、使用者の状態がしきい値以上であるかを判定する機能を有する。なお、図４Ｂでは、電子機器５０が、処理部５３ａおよび処理部５３ｂを備える構成を例示しているが、これに限られない。処理部５３ａおよび処理部５３ｂは、２つの電子機器に別々に備えられてもよい。

　または、処理部５３は、複数の画像データから目に関する情報の経時変化を検出する機能と、目に関する情報の経時変化をもとに使用者の状態を推定する機能と、使用者の状態をもとに文字列情報を生成する機能と、を有してもよい。目に関する情報としては、瞬目の頻度、瞬目１回あたりに要する時間、上眼瞼と下眼瞼との間隔、視線の方向、および瞳孔の面積、の少なくとも一が含まれる。特に、上記複数の画像データに使用者の目およびその周辺が含まれることで、目に関する情報を高い精度で検出することができる。

　上記において、処理部５３は、複数の画像データから目に関する情報の経時変化を検出する機能を有する処理部５３ｃと、目に関する情報の経時変化をもとに使用者の状態を推定する機能を有する処理部５３ｄと、使用者の状態に応じた文字列情報を生成する処理部５３ｂとを有してもよい。図４Ｃに示す電子機器５０は、処理部５３ｂ乃至処理部５３ｄを有する処理部５３を備える。また、処理部５３ｄ及び処理部５３ｂの少なくとも一方は、使用者の状態がしきい値以上であるかを判定する機能を有する。なお、図４Ｃでは、電子機器５０が、処理部５３ｂ乃至処理部５３ｄを備える構成を例示しているが、これに限られない。処理部５３ｂ乃至処理部５３ｄの一部は、ある電子機器に備えられ、処理部５３ｂ乃至処理部５３ｄの他の一部は、他の電子機器に備えられてもよい。または、処理部５３ｂ乃至処理部５３ｄは、３つの電子機器に別々に備えられてもよい。

　表示部５２は、処理部５３が生成した文字列情報を出力する機能を有する。なお、当該文字列情報は、画像データとして表示部５２に表示される。または、当該文字列情報は、画像データとして、他の画像データと重なるように表示部５２に表示される。よって、本明細書等で記載する文字列情報は、使用者の状態が反映されている文字列を含む画像データと言い換えることができる場合がある。

　また、図４Ａなどに示す電子機器５０は、表示部５２を１つ備えるが、電子機器に備わる表示部５２の数は２つ以上でもよい。

　なお、本発明の一態様の電子機器は、カメラと、表示部と、処理部とに加えて、センサ部を有してもよい。図４Ｄに示す電子機器５０は、カメラ５１と、表示部５２と、処理部５４と、センサ部５５と、を備える。カメラ５１、表示部５２、処理部５４、およびセンサ部５５は、バス配線（図４Ｄには図示せず）などを介して相互に各種信号を送受信する。

　センサ部５５は、情報を検出（取得）する機能を有する。例えば、センサ部５５は、使用者の脈拍、血圧、および体温の少なくとも一を含む情報を検出（取得）する機能を有する。なお、当該情報の検出は、遠隔会合が行われている間、一定の間隔で行われる。このとき、センサ部５５は、情報の経時変化を取得する機能を有するといえる。例えば、センサ部５５は、使用者の脈拍、血圧、および体温の少なくとも一を含む情報の経時変化を取得する機能を有するといえる。

　なお、センサ部５５としては、受光デバイス（センサデバイスともいう）などを用いてもよい。具体的には、可視光を検出する受光デバイス、および、赤外光を検出する受光デバイスなどを用いることができる。このとき、センサ部５５は、使用者およびその周辺の撮像を行うことができる。

　センサ部５５は、例えば、ヘッドホンに備えられる。なお、本明細書等で記載するヘッドホンには、耳に近接して使用するイヤホン、１個または２個のイヤホンとヘッドバンドまたはチンバンドとを組み合わせたヘッドホン、マイクロフォンが組み込まれたヘッドホン（ヘッドセットともいう）、マイクロフォンが組み込まれたイヤホンなども含まれる。

　上記ヘッドホンは、電子機器５０の筐体に直接接続、または有線接続されている構成とすることができる。または、上記ヘッドホンおよび電子機器５０の筐体はマグネットを有していてもよい。これにより、上記ヘッドホンを電子機器５０の筐体に磁力によって固定することができ、収納が容易となり好ましい。

　なお、センサ部５５を有するヘッドホンは、必ずしも電子機器５０に含まれなくてもよい。例えば、上記ヘッドホンは、通信部を有し、無線通信機能を有するものであってもよい。当該ヘッドホンが有するセンサ部５５は、無線通信機能により、検出した情報を処理部５４に送信することができる。なお、処理部５４への上記情報の送信は、遠隔会合が行われている間、一定の間隔で繰り返し行われる。

　上記ヘッドホンが無線通信機能を有する場合、処理部５４は、電子機器５０が有する通信部を介して、無線通信機能により、上記情報をセンサ部５５から受け付ける。または、上記ヘッドホンが電子機器５０の筐体に直接接続、または有線接続されている場合、処理部５４は、バス配線を介して、上記情報をセンサ部５５から受け付ける。なお、情報の受け付けは、遠隔会合が行われている間、一定の間隔で繰り返し行われる。したがって、処理部５４は、上記情報の経時変化を受け付けることができる。

　処理部５４は、上記情報の経時変化の解析を行う機能を有する。上記情報の経時変化の解析を行うことで、文字列情報を生成できる。なお、当該文字列情報には、センサ部５５を有するヘッドホンの使用者の状態が反映されている。

　上記情報の経時変化の解析には、ニューラルネットワーク、積和演算を行う機能を有する演算回路などを用いることができる。つまり、処理部５４は、ニューラルネットワークを含むプログラムを実施可能な処理装置、積和演算を行う機能を有する演算回路などの少なくとも一つを備える。当該ニューラルネットワークまたは当該演算回路としては、上述した画像解析に適用可能なニューラルネットワークまたは演算回路を用いることができる。

　なお、処理部５４は、上記情報の経時変化をもとに使用者の状態を推定する機能と、使用者の状態をもとに文字列情報を生成する機能と、を有してもよい。使用者の状態としては、使用者の疲労度、使用者のストレス状態などが挙げられる。

　上記において、処理部５４は、情報の経時変化をもとに使用者の状態を推定する処理部５４ａと、使用者の状態から文字列情報を生成する処理部５４ｂとを有してもよい。図４Ｅに示す電子機器５０は、処理部５４ａおよび処理部５４ｂを有する処理部５４を備える。また、処理部５４ａ及び処理部５４ｂの少なくとも一方は、使用者の状態がしきい値以上であるかを判定する機能を有する。なお、図４Ｅでは、電子機器５０が、処理部５４ａおよび処理部５４ｂを備える構成を例示しているが、これに限られない。処理部５４ａおよび処理部５４ｂは、２つの電子機器に別々に備えられてもよい。

　以上により、本発明の一態様の電子機器は、当該電子機器の使用者の状態が反映されている文字列情報を表示することができる。例えば、当該電子機器を、遠隔授業における生徒、遠隔会議における部下、遠隔面接における応募者または受験者、遠隔面談における相談者などが使用する場合、自覚症状が無くても、使用者自身の状態を認識しやすくなり、遠隔会合への集中力などを高めることができる。

　なお、本発明の一態様の電子機器は、カメラと、表示部と、処理部とに加えて、フレームメモリ、オーディオ、制御部、通信部、バッテリなどのいずれか一または複数を備えてもよい。

　図５Ａに示す電子機器５０は、カメラ５１と、表示部５２と、処理部５３とに加えて、フレームメモリ６２と、オーディオ６３と、制御部６４と、通信部６５と、バッテリ６６とを備える点で、図４Ａに示す電子機器５０とは異なる。カメラ５１、表示部５２、処理部５３、フレームメモリ６２、オーディオ６３、制御部６４、および通信部６５は、バス配線ＢＷを介して相互に各種信号を送受信する。

　表示部５２は、駆動回路部を有する。当該駆動回路部は、ゲートドライバ回路およびソースドライバ回路を有する。なお、ゲートドライバ回路、およびソースドライバ回路のそれぞれは、一つ設けられてもよいし、複数設けられてもよい。

　オーディオ６３は、例えば、マイクロフォンおよびスピーカのうち一以上を有する。制御部６４は、ＣＰＵ、ＧＰＵ、およびメモリを有する。通信部６５は、ワイヤレス通信を行い、他の端末、またはネットワーク上に存在するサーバと、データのやり取りを行うことができる。

　制御部６４で生成された画像データは、バス配線ＢＷを経由して、フレームメモリ６２に格納される。また、フレームメモリ６２に格納された画像データは、上記駆動回路部に含まれるソースドライバを経由し、表示部５２で表示される。なお、表示部５２が上記画像データに加えて、処理部５３で生成された文字列情報を出力する場合、表示部５２は、上記画像データと当該文字列情報とを表示する。このとき、当該文字列情報は、当該画像データと重なるように、上記画像データの上に表示されるとよい。

　カメラまたはセンサデバイスで取得したデータ（アナログデータ）は、処理部５３でデジタルデータに変換され、制御部６４に送られる。例えば、センサデバイスが使用者の情報を取得し、処理部５３は検出した情報から使用者の状態を推定する。制御部６４は、処理部５３から使用者の状態に関する情報を受け取り、使用者が目にする画像データに反映させる。

　また、電子機器は、カメラと、表示部と、処理部と、フレームメモリ、オーディオ、制御部、通信部、バッテリなどのいずれか一または複数と、に加えて、光学系および動き検出部の一方または双方を備えてもよい。当該電子機器としては、ヘッドマウントディスプレイ、メガネ型端末、ゴーグル型端末などの頭部に装着可能な情報端末機（ウェアラブル機器）が挙げられる。

　図５Ｂに示す電子機器５０は、カメラ５１と、表示部５２と、処理部５３と、フレームメモリ６２と、オーディオ６３と、制御部６４と、通信部６５と、バッテリ６６とに加えて、光学系６７と、動き検出部６８とを備える点で、図５Ａに示す電子機器５０とは異なる。なお、図５Ｂに示す電子機器５０では、表示部５２は、表示部５２Ｒおよび表示部５２Ｌから構成され、光学系６７は、光学系６７Ｒおよび光学系６７Ｌから構成される。

　カメラ５１、表示部５２、処理部５３、フレームメモリ６２、オーディオ６３、制御部６４、通信部６５、および動き検出部６８は、バス配線ＢＷを介して相互に各種信号を送受信する。

　動き検出部６８は、慣性センサを有し、使用者の体の動きを検知する機能を有する。なお、ここで慣性センサとは、物体の加速度および角速度を検知するセンサを表す。

　光学系６７は、例えばレンズを有する。また、必要に応じて、反射板、ハーフミラー、導波路等を有してもよい。また、図５Ｂに示す例では、光学系６７は右目用と左目用に２つ設けられているが、光学系６７の数は１つでもよいし、３つ以上でもよい。

　なお、本発明の一態様は、図４Ａ乃至図５Ｂに示す構成を有する電子機器に限られない。例えば、図６Ａに示すように、本発明の一態様は、２つの電子機器を備える表示システムであってもよい。

　図６Ａは、本発明の一態様の表示システムの構成例を示すブロック図である。図６Ａに示すように、表示システム７０は、電子機器７１と、電子機器７２と、を備える。なお、電子機器７１は、上述した電子機器５０に相当する。よって、電子機器７１の、以降で説明する以外の内容については、上述した電子機器５０の説明を参酌できる。また、電子機器７２は、上述した電子機器５０の機能の一部または全てを有してもよい。例えば、電子機器７２は、電子機器５０の表示部５２が有する機能を有するとよい。

　電子機器７１および電子機器７２は、ネットワーク７３を介して接続されている。

　ネットワーク７３は、Ｗｏｒｌｄ　Ｗｉｄｅ　Ｗｅｂ（ＷＷＷ）の基盤であるインターネット、イントラネット、エクストラネット、ＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＣＡＮ（Ｃａｍｐｕｓ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＭＡＮ（Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＧＡＮ（Ｇｌｏｂａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のコンピュータネットワークである。なお、ネットワーク７３は、有線、または無線による通信を含む。

　電子機器７１は、カメラ７５と、処理部７６と、を有する。電子機器７１は、カメラ７５を用いて、使用者およびその周辺の撮像を行う。なお、当該撮像は、使用者の目が含まれるように行われることが好ましい。また、電子機器７１は、処理部７６を用いて、文字列情報を生成する。

　カメラ７５は、上述したカメラ５１に相当する。また、処理部７６は上述した処理部５３に相当する。

　なお、電子機器７１は、センサ部を有してもよい。このとき、電子機器７１は、当該センサ部を用いて情報を検出（取得）する。例えば、電子機器７１は、当該センサ部を用いて、使用者の脈拍、血圧、および体温の少なくとも一を含む情報を検出（取得）する。また、電子機器７１は、当該センサ部を用いて、情報の経時変化を取得する。例えば、電子機器７１は、当該センサ部を用いて、使用者の脈拍、血圧、および体温の少なくとも一を含む情報の経時変化を取得する。また、電子機器７１は、処理部７６を用いて、文字列情報を生成する。

　上記センサ部は、上述したセンサ部５５に相当する。また、処理部７６は上述した処理部５４に相当する。

　電子機器７２は、処理部７７を有する。電子機器７２は、ネットワーク７３を介して、電子機器７１から上記文字列情報を受け付け、電子機器７２が有する表示部に当該文字列情報を表示する。別言すると、電子機器７２が有する表示部は、電子機器７１から受け付けた上記文字列情報を表示する機能を有する。

　当該構成とすることで、電子機器７２は、電子機器７１の使用者の状態に応じた文字列情報を出力することができる。電子機器７１が、電子機器７２にとって遠隔地で使用される場合、電子機器７２は、遠隔地で遠隔会合に参加する、電子機器７１の使用者の状態に応じた文字列情報を出力することができる。つまり、表示システム７０は、遠隔地にいる参加者の状態を推定することができる。また、表示システム７０は、遠隔地にいる参加者の状態に応じた文字列情報を出力することができる。

　以上より、電子機器７２の使用者は、電子機器７１の使用者の状態を文字列情報として認識することができる。別言すると、電子機器７２の使用者は、電子機器７１に備わるカメラ７５で撮影された画像、または、電子機器７１に備わるマイクロフォンなどで取得された音声など以外の情報をもとに、電子機器７１の使用者の状態を認識することができる。よって、電子機器７２の使用者は、電子機器７１の使用者とコミュニケーションを密に図ることができる。例えば、電子機器７１をクライアント（ゲスト）が利用し、電子機器７２をホストが使用するとよい。具体的には、電子機器７１を、遠隔授業における生徒、遠隔会議における部下、遠隔面接における応募者または受験者、遠隔面談における相談者などが利用し、電子機器７２を、遠隔授業における先生、遠隔会議における上司、遠隔面接における面接官、遠隔面談における医師などが使用するとよい。

　なお、電子機器７１と、電子機器７２とが通信するデータは、文字列情報に限られない。例えば、電子機器７１と、電子機器７２とが通信するデータは、電子機器７１の使用者およびその周辺が撮影された画像データであってもよい。このとき、電子機器７２は、処理部７７を用いて、受け付けた上記画像データを基に文字列情報を生成し、電子機器７２が有する表示部に当該文字列情報を表示してもよい。このとき、処理部７７は、上述した処理部５３に相当する。

　また、例えば、電子機器７１と、電子機器７２とが通信するデータは、使用者の脈拍、血圧、および体温の少なくとも一を含む情報であってもよい。このとき、電子機器７２は、処理部７７を用いて文字列情報を生成し、電子機器７２が有する表示部に当該文字列情報を表示してもよい。このとき、処理部７７は、上述した処理部５４に相当する。

　なお、文字列情報の生成には、電子機器７１の使用者およびその周辺が撮影された画像データ、および／または、電子機器７１の使用者の脈拍、血圧、および体温の少なくとも一を含む情報に加えて、電子機器７１の使用者の特徴（性格、しぐさ、など）を用いてもよい。これにより、電子機器７１の使用者に適合した文字列情報を生成できる。つまり、個人差が考慮された、文字列情報を生成できる。

　または、処理部７６が、上述した処理部５３ａまたは処理部５４ａの有する機能を備え、処理部７７が、上述した処理部５３ｂまたは処理部５４ｂの有する機能を備える構成であってもよい。このとき、電子機器７１と、電子機器７２とが通信するデータは、処理部７６が推定した使用者の状態に関する情報となる。使用者およびその周辺が撮影された画像データ、および／または、使用者の脈拍、血圧、および体温の少なくとも一を含む情報と比較して、使用者の状態に関する情報はデータ量が少ないため、電子機器７１と電子機器７２との通信量を低減できる。

　または、処理部７６が、上述した処理部５３ｃおよび処理部５３ｄの有する機能を備え、処理部７７が、上述した処理部５３ｂの有する機能を備える構成であってもよい。このとき、電子機器７１と、電子機器７２とが通信するデータは、処理部７６が推定した使用者の状態に関する情報となる。使用者およびその周辺が撮影された画像データと比較して、使用者の状態に関する情報はデータ量が少ないため、電子機器７１と電子機器７２との通信量を低減できる。

　または、処理部７６が、上述した処理部５３ｃの有する機能を備え、処理部７７が、上述した処理部５３ｂおよび処理部５３ｄの有する機能を備える構成であってもよい。このとき、電子機器７１と、電子機器７２とが通信するデータは、処理部７６が検出した使用者の目に関する情報の経時変化となる。使用者およびその周辺が撮影された画像データと比較して、使用者の目に関する情報の経時変化はデータ量が少ないため、電子機器７１と電子機器７２との通信量を低減できる。

　図６Ａでは、表示システム７０が、電子機器７１と、電子機器７２と、を備える構成を示しているが、本発明はこれに限られない。例えば、表示システムは、ｍ台（ｍは３以上の整数である）の電子機器を備えてもよい。なお、ｍ台の電子機器は、ネットワーク７３を介して接続されている。また、ｍ台の電子機器の一部または全ては、上述した電子機器５０に相当する。また、ｍ台の電子機器の一部は、上述した電子機器５０の機能の一部または全てを有してもよい。これにより、少なくともｍ人での遠隔会合が可能となる。

　また、例えば、図６Ｂに示すように、本発明の一態様の表示システムは、２つの電子機器と、１つのサーバとを備えてもよい。

　図６Ｂは、本発明の一態様の表示システムの構成例を示すブロック図である。図６Ｂに示すように、表示システム７０は、電子機器７１と、電子機器７２と、サーバ７４と、を備える。なお、電子機器７１は、上述した電子機器５０に相当する。よって、電子機器７１の、以降で説明する以外の内容については、上述した電子機器５０の説明を参酌できる。また、電子機器７２は、上述した電子機器７１の機能を有する。

　電子機器７１、電子機器７２、およびサーバ７４は、ネットワーク７３を介して接続されている。

　サーバ７４は、処理部７８を有する。

　サーバ７４は、ネットワーク７３を介して、電子機器７１からデータを受け付ける。当該データは、電子機器７１の使用者およびその周辺が撮像された画像データ、電子機器７１の使用者の脈拍、血圧、および体温の少なくとも一を含む情報、電子機器７１の有する処理部が推定した使用者の状態に関する情報、ならびに、電子機器７１の使用者の目に関する情報の経時変化の少なくとも一を含む。

　サーバ７４は、処理部７８を用いて、上記データから文字列情報を生成する。上記データから文字列情報を生成する際、非常に多くの演算が行われる。当該構成にすることで、電子機器７１および電子機器７２で行われる演算量を低減でき、電子機器７１および電子機器７２の動作速度が遅くなるのを抑制できる。

　サーバ７４は、ネットワーク７３を介して、電子機器７２に生成した文字列情報を送信する。

　電子機器７２は、ネットワーク７３を介して、サーバ７４から上記文字列情報を受け付け、電子機器７２が有する表示部に当該文字列情報を表示する。

　以上により、電子機器７２の使用者は、電子機器７１の使用者の状態を文字列情報として認識することができる。別言すると、電子機器７２の使用者は、電子機器７１に備わるカメラ７５で撮影された画像、または、電子機器７１に備わるマイクで取得された音声など以外の情報をもとに、電子機器７１の使用者の状態を認識することができる。よって、電子機器７２の使用者は、電子機器７１の使用者とコミュニケーションを密に図ることができる。

　以上が、電子機器および表示システムの構成例についての説明である。

　次に、本発明の一態様の、電子機器および表示システムの動作例について、図７乃至図１０に示すフローチャートを参照して説明する。

［動作例１］
　はじめに、本発明の一態様である、１台の電子機器を用いて使用者の状態を推定する場合の動作例について、図７に示すフローチャートを用いて以下に説明する。図７に示すフローチャートは、ステップＳ１１１乃至ステップＳ１１７を有する。

　なお、本動作例では、図４Ａに示す電子機器５０を用いて説明する。また、電子機器が推定する使用者の状態は、使用者の目の疲労度であるとする。

　まず、ステップＳ１１１において、カメラ５１は、使用者及びその周辺を撮像し、画像データを生成する。当該画像データには、使用者の目が含まれることが好ましい。次に、ステップＳ１１２において、処理部５３は、カメラ５１が生成した画像データを受け付ける。なお、ステップＳ１１１及びステップＳ１１２は繰り返し行われる。ステップＳ１１１及びステップＳ１１２を繰り返し行うことで、使用者およびその周辺が撮像された画像データが複数生成される。したがって、処理部５３は、複数の画像データを受け付ける。

　ステップＳ１１３において、処理部５３は、ステップＳ１１２において受け付けた複数の画像データから、目に関する情報を検出する。目に関する情報としては、瞬目の頻度、瞬目１回あたりに要する時間、上眼瞼と下眼瞼との間隔、視線の方向、および瞳孔の面積、の少なくとも一が含まれる。次に、ステップＳ１１４において、処理部５３は、検出した目に関する情報を基に、目の疲労度を推定する。ステップＳ１１５において、処理部５３は、目の疲労度がしきい値以上であるかを判定する。目の疲労度がしきい値以上であると判定された場合、ステップＳ１１６において、処理部５３は、文字列情報を生成する。そして、ステップＳ１１７において、表示部５２は、生成された文字列情報を表示する。なお、ステップＳ１１７において文字列情報を表示部５２が表示するのに加え、当該文字列情報を音声で伝える、または、警告音を鳴らすなどしてもよい。

　これにより、使用者は自身の目の疲労度などの情報を文字列情報として認識することができる。また、使用者は、注意喚起を受けて、遠隔会合への集中力を取り戻すことができる。

［動作例２］
　本発明の別の一態様である、１台の電子機器を用いて使用者の状態を推定する場合の動作例について、図８に示すフローチャートを用いて以下に説明する。図８に示すフローチャートは、ステップＳ１２１乃至ステップＳ１２７を有する。

　なお、本動作例では、図４Ｄに示す電子機器５０を用いて説明する。また、電子機器が推定する使用者の状態は、ストレス状態であるとする。

　まず、ステップＳ１２１において、センサ部５５は、使用者の情報を取得する。次に、ステップＳ１２２において、処理部５４は、センサ部５５が取得した使用者の情報を受け付ける。なお、ステップＳ１２１及びステップＳ１２２は繰り返し行われる。ステップＳ１２１及びステップＳ１２２を繰り返し行うことで、処理部５４は、使用者の情報を複数受け付ける。

　ステップＳ１２３において、処理部５４は、取得した使用者の情報の経時変化を検出する。次に、ステップＳ１２４において、処理部５４は、検出した使用者の情報の経時変化を基に、ストレス状態を推定する。次に、ステップＳ１２５において、処理部５４は、ストレス状態がしきい値以上であるかを判定する。ストレス状態がしきい値以上であると判定された場合、ステップＳ１２６において、処理部５４は、文字列情報を生成する。そして、ステップＳ１２７において、表示部５２は、生成された文字列情報を表示する。なお、ステップＳ１２７において、生成された文字列情報を表示部５２が表示するのに加え、当該文字列情報を音声で伝える、または、警告音を鳴らすなどしてもよい。

　これにより、使用者は自身のストレス状態などの情報を文字列情報として認識することができる。また、使用者は、注意喚起を受けて、適宜休憩を取るかどうかなどを検討することができる。

［動作例３］
　本発明の別の一態様である、２台の電子機器を用いて使用者の状態を推定する場合の動作例について、図９に示すフローチャートを用いて以下に説明する。図９に示すフローチャートは、ステップＳ１３１乃至ステップＳ１３８を有する。

　なお、本動作例では、図６Ａに示す表示システム７０が有する、電子機器７１および電子機器７２を用いて説明する。また、電子機器７１の使用者を第１の使用者とし、電子機器７２の使用者を第２の使用者とする。また、電子機器が推定する使用者の状態は、使用者の目の疲労度であるとする。

　まず、ステップＳ１３１において、電子機器７１が有するカメラ７５は、第１の使用者及びその周辺を撮像し、画像データを生成する。当該画像データには、第１の使用者の目が含まれることが好ましい。次に、ステップＳ１３２において、電子機器７１が有する処理部７６は、カメラ７５が生成した画像データを受け付ける。なお、ステップＳ１３１及びステップＳ１３２は繰り返し行われる。ステップＳ１３１及びステップＳ１３２を繰り返し行うことで、第１の使用者およびその周辺が撮像された画像データが複数生成される。したがって、電子機器７１が有する処理部は、複数の画像データを受け付ける。

　ステップＳ１３３において、処理部７６は、ステップＳ１３２において受け付けた複数の画像データから目に関する情報を検出する。目に関する情報としては、瞬目の頻度、瞬目１回あたりに要する時間、上眼瞼と下眼瞼との間隔、視線の方向、および瞳孔の面積、の少なくとも一が含まれる。次に、ステップＳ１３４において、処理部７６は、検出した目に関する情報を基に、第１の使用者の目の疲労度を推定する。次に、ステップＳ１３５において、処理部７６は、第１の使用者の目の疲労度がしきい値以上であるかを判定する。第１の使用者の目の疲労度がしきい値以上であると判定された場合、ステップＳ１３６において、処理部７６は、文字列情報を生成する。ステップＳ１３７において、電子機器７２は、生成された文字列情報を受け付ける。そして、ステップＳ１３８において、電子機器７２が有する表示部は、受け付けた文字列情報を表示する。なお、ステップＳ１３８において文字列情報を電子機器７２が有する表示部が表示するのに加え、当該文字列情報を音声で伝える、または、警告音を鳴らすなどしてもよい。

　これにより、第２の使用者は、第１の使用者の目の疲労度を文字列情報として認識することができる。なお、推定する使用者の状態がストレス状態である場合、第２の使用者は、第１の使用者のストレス状態にあった助言を与えることができる。

［動作例４］
　本発明の別の一態様である、２台の電子機器及びサーバを用いて使用者の状態を推定する場合の動作例について、図１０に示すフローチャートを用いて以下に説明する。図１０に示すフローチャートは、ステップＳ１４１乃至ステップＳ１４８を有する。

　なお、本動作例では、図６Ｂに示す表示システム７０が有する、電子機器７１、電子機器７２、およびサーバ７４を用いて説明する。また、電子機器７１の使用者を第１の使用者とし、電子機器７２の使用者を第２の使用者とする。また、電子機器が推定する使用者の状態は、使用者の目の疲労度であるとする。

　まず、ステップＳ１４１において、電子機器７１が有するカメラ７５は、第１の使用者及びその周辺を撮像し、画像データを生成する。当該画像データには、第１の使用者の目が含まれることが好ましい。次に、ステップＳ１４２において、サーバ７４は、カメラが生成した画像データを受け付ける。なお、ステップＳ１４１及びステップＳ１４２は繰り返し行われる。ステップＳ１４１及びステップＳ１４２を繰り返し行うことで、第１の使用者およびその周辺が撮像された画像データが複数生成される。したがって、サーバ７４は、複数の画像データを受け付ける。

　ステップＳ１４３において、サーバ７４が有する処理部７８は、ステップＳ１４２において受け付けた複数の画像データから目に関する情報を検出する。目に関する情報としては、瞬目の頻度、瞬目１回あたりに要する時間、上眼瞼と下眼瞼との間隔、視線の方向、および瞳孔の面積、の少なくとも一が含まれる。次に、ステップＳ１４４において、処理部７８は、検出した目に関する情報を基に、第１の使用者の目の疲労度を推定する。次に、ステップＳ１４５において、処理部７８は、第１の使用者の目の疲労度がしきい値以上であるかを判定する。第１の使用者の目の疲労度がしきい値以上であると判定された場合、ステップＳ１４６において、処理部７８は、文字列情報を生成する。ステップＳ１４７において、電子機器７２は、生成された文字列情報を受け付ける。そして、ステップＳ１４８において、電子機器７２が有する表示部は、受け付けた文字列情報を表示する。なお、ステップＳ１４８において文字列情報を電子機器７２が有する表示部が表示するのに加え、当該文字列情報を音声で伝える、または、警告音を鳴らすなどしてもよい。

　以上が、本発明の一態様の、電子機器および表示システムの動作例についての説明である。

　なお、使用者の状態が反映された文字列情報を常時表示させる場合、ステップＳ１１５、ステップＳ１２５、ステップＳ１３５、およびステップＳ１４５は省略してもよい。

＜使用者の状態を推定する方法＞
　次に、使用者の状態を推定する方法について、図１１Ａ乃至図１１Ｃを参照して説明する。

　ディスプレイを長時間視認する場合、瞬目の頻度が減る場合がある。また、使用者に疲れが生じると、瞬目１回あたりに要する時間が長くなる場合、上眼瞼と下眼瞼との間隔が狭くなる場合などがある。

　また、慢性的な疲労は、自律神経の乱れにつながるといわれている。自律神経には、体の活動時、昼間、緊張時に活発になる交感神経と、安静時、夜間、リラックス時に活発になる副交感神経がある。交感神経が優位に立つと、瞳孔の拡大、心臓拍動の促進、血圧の上昇などが起こる。他方、副交感神経が優位に立つと、瞳孔の縮小、心臓拍動の抑制、血圧の低下、眠気などが起こる。

　自律神経のバランスが悪くなると、低体温、瞬目回数の減少、涙の量の減少などを引き起こす。また、猫背または背中が反った姿勢が長時間続くと、自律神経の乱れにつながる場合がある。

　以上より、自律神経の乱れまたはバランスを評価できれば、疲労度またはストレスを客観的に評価することができる。つまり、瞬目の頻度、瞬目１回あたりに要する時間、上眼瞼と下眼瞼との間隔、視線の方向、瞳孔（瞳孔径または瞳孔面積）、心臓拍動または脈拍、血圧、体温、瞬目、姿勢などの経時変化を評価することで、疲労度またはストレスを客観的に評価することができる。

　本発明の一態様の、表示装置および表示システムにおいては、使用者に関する情報から、使用者の目の疲労度、使用者の疲労度、ストレス状態などを推定することができる。なお、使用者に関する情報として、瞬目の頻度、瞬目１回あたりに要する時間、上眼瞼と下眼瞼との間隔、視線の方向、瞳孔の面積、脈拍、血圧、および体温の少なくとも一が含まれる。また、瞬目の頻度、瞬目１回あたりに要する時間、上眼瞼と下眼瞼との間隔、視線の方向、および瞳孔の面積などは、目およびその周辺を含む画像データから検出できるため、本発明の一態様の、表示装置および表示システムにおいては、使用者の目およびその周辺が画像データに含まれることが好ましい。これにより、使用者の目の疲労度、使用者の疲労度、ストレス状態などを推定することができる。

　使用者およびその周辺を含む画像データは、本発明の一態様の電子機器および表示システムが有するカメラで取得することができる。なお、当該電子機器および当該表示システムが有する処理部は、上記画像データを加工する機能を有することが好ましい。例えば、当該加工により、画像データから目の外側の領域が除去されるとよい。別言すると、当該加工により、目を含む領域を切り抜き、切り抜いた目を含む領域を当該画像データに置き換えるとよい。これにより、画像データ全体の領域（面積）に対する、目の占める領域（面積）を大きくすることができ、使用者の目の疲労度、または使用者の視線の方向を高い精度で推定することができる。なお、当該加工は、ＡＩ（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ　Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）を利用したシステムを用いて行ってもよい。

　使用者の状態の推定は、学習済みモデル、または、ニューラルネットワークに基づく演算処理が可能な演算回路を用いて行うことができる。学習済みモデルとしては、ニューラルネットワークを用いることが好ましく、畳み込みニューラルネットワークを用いることがより好ましい。また、上記演算回路としては、実施の形態２で説明する、積和演算を行う機能を有する演算回路を用いることが好ましい。

　ニューラルネットワークを用いた使用者の状態を推定する方法の一例について、図１１Ａを参照して説明する。

　図１１Ａに示すように、入力データ９１は、ニューラルネットワーク９２に入力される。また、出力データ９３は、ニューラルネットワーク９２から出力される。つまり、出力データ９３には、ニューラルネットワーク９２で行われた演算結果が含まれる。

　ニューラルネットワーク９２としては、学習済みモデル、または、ニューラルネットワークに基づく演算処理が可能な演算回路が挙げられる。学習済みモデルは、ニューラルネットワークに対して教師あり学習を行うことで、生成されることが好ましい。なお、ニューラルネットワークの学習は、教師あり学習に限られず、半教師あり学習であってもよい。

　入力データ９１として、被験者およびその周辺を含む画像データを用意する。当該画像データには、被験者の目が含まれることが好ましい。また、当該被験者は複数人であることが好ましい。なお、当該被験者に、状態を推定する使用者が含まれてもよい。そして、出力データ９３が、当該被験者の状態に関する情報となるように、ニューラルネットワーク９２を学習させる。

　上記は、入力データが被験者およびその周辺を含む画像データであり、教師データ（ラベルともいう）が被験者の状態に関する情報である学習用データセットを用いて、ニューラルネットワーク９２を学習させる、と言い換えることができる。つまり、ニューラルネットワーク９２に対して、教師あり学習を行うことで、学習済みモデルを生成できる。

　なお、ニューラルネットワーク９２として、上記演算回路を用いる場合、ニューラルネットワーク９２の学習とは、当該演算回路が有するセル内に保持される重みデータの最適化に相当する。

　上記学習により、入力データ９１として、使用者およびその周辺を含む画像データをニューラルネットワーク９２に入力すると、出力データ９３として、当該使用者の状態に関する情報をニューラルネットワーク９２から出力することができる。

　または、入力データ９１として、被験者およびその周辺を含む画像データと、当該被験者の特徴（性格、しぐさ、など）とを用意する。当該画像データには、被験者の目が含まれることが好ましい。また、当該被験者は複数人であることが好ましい。なお、当該被験者に、状態を推定する使用者が含まれてもよい。そして、出力データ９３が、当該被験者の状態に関する情報となるように、ニューラルネットワーク９２を学習させる。

　上記学習により、入力データ９１として、使用者およびその周辺を含む画像データをニューラルネットワーク９２に入力すると、出力データ９３として、個人差が考慮された、当該使用者の状態に関する情報をニューラルネットワーク９２から出力することができる。

　または、入力データ９１として、被験者に関する情報を用意する。被験者に関する情報として、瞬目の頻度、瞬目１回あたりに要する時間、上眼瞼と下眼瞼との間隔、視線の方向、瞳孔の面積、脈拍、血圧、および体温の少なくとも一が含まれる。なお、当該被験者は複数人であることが好ましい。また、当該被験者に、状態を推定する使用者が含まれてもよい。そして、出力データ９３が、当該被験者の状態に関する情報となるように、ニューラルネットワーク９２を学習させる。

　上記学習により、入力データ９１として、使用者に関する情報をニューラルネットワーク９２に入力すると、出力データ９３として、当該使用者の状態に関する情報をニューラルネットワーク９２から出力することができる。

　または、入力データ９１として、被験者に関する情報と、当該被験者の特徴（性格、しぐさ、など）とを用意する。なお、当該被験者は複数人であることが好ましい。また、当該被験者に、状態を推定する使用者が含まれてもよい。そして、出力データ９３が、当該被験者の状態に関する情報となるように、ニューラルネットワーク９２を学習させる。

　上記学習により、入力データ９１として、被験者に関する情報をニューラルネットワーク９２に入力すると、出力データ９３として、個人差が考慮された、当該使用者の状態に関する情報をニューラルネットワーク９２から出力することができる。

　なお、ニューラルネットワークを用いた使用者の状態を推定する方法は上記に限られない。ニューラルネットワークを用いた使用者の状態を推定する方法の他の一例について、図１１Ｂを参照して説明する。

　図１１Ｂに示すように、入力データ９１は、ニューラルネットワーク９４に入力される。また、中間データ９５は、ニューラルネットワーク９４から出力される。つまり、中間データ９５には、ニューラルネットワーク９４で行われた演算結果が含まれる。

　さらに、中間データ９５および入力データ９６は、ニューラルネットワーク９７に入力される。また、出力データ９３は、ニューラルネットワーク９７から出力される。つまり、出力データ９３は、ニューラルネットワーク９７で行われた演算結果が含まれる。

　ニューラルネットワーク９４およびニューラルネットワーク９７のそれぞれとしては、学習済みモデル、または、ニューラルネットワークに基づく演算処理が可能な演算回路が挙げられる。学習済みモデルは、ニューラルネットワークに対して教師あり学習を行うことで、生成されることが好ましい。なお、ニューラルネットワークの学習は、教師あり学習に限られず、半教師あり学習であってもよい。

　入力データ９１として、被験者およびその周辺を含む画像データを用意する。当該画像データには、被験者の目が含まれることが好ましい。また、当該被験者は複数人であることが好ましい。なお、当該被験者に、状態を推定する使用者が含まれてもよい。そして、中間データ９５が、当該被験者に関する情報となるように、ニューラルネットワーク９４を学習させる。被験者に関する情報として、瞬目の頻度、瞬目１回あたりに要する時間、上眼瞼と下眼瞼との間隔、視線の方向、および瞳孔の面積の少なくとも一が含まれる。なお、被験者に関する情報に、脈拍、血圧、および体温の一または複数が含まれてもよい。

　上記は、入力データが被験者およびその周辺を含む画像データであり、教師データが被験者に関する情報である学習用データセットを用いて、ニューラルネットワーク９４を学習させる、と言い換えることができる。つまり、ニューラルネットワーク９４に対して、教師あり学習を行うことで、学習済みモデルを生成できる。

　なお、ニューラルネットワーク９４として、上記演算回路を用いる場合、ニューラルネットワーク９４の学習とは、当該演算回路が有するセル内に保持される重みデータの最適化に相当する。

　上記学習により、入力データ９１として、使用者およびその周辺を含む画像データをニューラルネットワーク９４に入力すると、中間データ９５として、当該使用者に関する情報をニューラルネットワーク９４から出力することができる。

　また、入力データ９６として、当該被験者の特徴（性格、しぐさ、など）を用意する。なお、当該被験者は状態を推定する使用者であってもよいし、当該被験者は状態を推定する使用者以外であってもよい。また、当該被験者は複数人であってもよいし、当該被験者に状態を推定する使用者が含まれてもよい。そして、出力データ９３が、当該被験者の状態に関する情報となるように、ニューラルネットワーク９７を学習させる。

　上記は、入力データが被験者に関する情報および被験者の特徴であり、教師データが被験者の状態に関する情報である学習用データセットを用いて、ニューラルネットワーク９７を学習させる、と言い換えることができる。つまり、ニューラルネットワーク９７に対して、教師あり学習を行うことで、学習済みモデルを生成できる。

　なお、ニューラルネットワーク９７として、上記演算回路を用いる場合、ニューラルネットワーク９７の学習とは、当該演算回路が有するセル内に保持される重みデータの最適化に相当する。

　上記学習により、中間データ９５および入力データ９６をニューラルネットワーク９７に入力すると、出力データ９３として、個人差が考慮された、当該使用者の状態に関する情報をニューラルネットワーク９７から出力することができる。

　図１１Ｂに示す構成とすることで、使用者およびその周辺を含む画像データと、当該使用者の特徴（性格、しぐさ、など）とから、個人差が考慮された、当該使用者の状態に関する情報を出力することができる。

　以上が、ニューラルネットワークを用いた使用者の状態を推定する方法についての説明である。なお、出力データ９３は、使用者の状態に関する情報に限られない。例えば、文字列情報であってもよい。当該文字列情報は、使用者の状態に関する情報が反映されていることが好ましい。このとき、図１１Ａに示すニューラルネットワーク９２、および図１１Ｂに示すニューラルネットワーク９７は、出力データ９３が、文字列情報となるように学習されるとよい。

　また、使用者の状態として、使用者の目の疲労度、または使用者の視線の方向を推定する場合、ニューラルネットワークを用いなくてもよい場合がある。例えば、使用者の目の疲労度を推定する場合、使用者の目に関する情報の経時変化に対して、高速フーリエ変換を行ってもよい。このとき、当該情報の経時変化の周期性を基に、使用者の目の疲労度を推定することができるため、しきい値を基に使用者の目の疲労度を推定する場合と比べて、精度を高くすることができる。

　または、例えば、使用者の目の疲労度、または使用者の視線の方向を推定する方法として、瞬目および／または瞼の動きを利用する方法、黒目の動きを利用する方法、強膜反射法などがある。

　まず、図１１Ｃを用いて、使用者の瞬目および／または瞼の動きを検出する方法について説明を行う。

　電子機器から近赤外光を発光させる。当該近赤外光は、使用者の目、または使用者の目の周辺に照射される。反射された近赤外光は、電子機器に入射する。これにより、対象物の状態を検出できる。

　なお、図１１Ｃは、使用者の目、および使用者の目の周辺を説明する模式図である。図１１Ｃでは、使用者の眉毛９６０、使用者の瞼（上眼瞼９６６、および下眼瞼９６７）、使用者のまつ毛９６１、使用者の瞳孔９６２、使用者の角膜９６３、および使用者の強膜９６５を示している。電子機器は、図１１Ｃに示す、使用者の眉毛９６０、使用者の瞼（上眼瞼９６６、および下眼瞼９６７）、使用者のまつ毛９６１、使用者の瞳孔９６２、使用者の角膜９６３、および使用者の強膜９６５の中から選ばれるいずれか一または複数を検出する機能を有する。

　例えば、本発明の一態様の電子機器は、図１１Ｃに示す使用者の目、または使用者の目の周辺の状態を検出することができる。例えば、使用者が瞼（上眼瞼９６６、および下眼瞼９６７）を閉じている時は、近赤外光は瞼の表面、すなわち皮膚に照射される。また瞼が開いている時は、近赤外光は眼球の表面に照射される。皮膚と眼球の表面では反射率が異なるため、反射される近赤外光強度は異なる。反射される近赤外光強度を連続的にモニタすることにより、電子機器は、瞬目の回数、および、一回の瞬目にかかる時間の一方または双方を検出することができる。

　ディスプレイを長時間視認する場合、瞬目の回数が減る場合がある。また、使用者に疲れが生じると、瞬目の間隔が長くなり、一回の瞬目の時間が長くなる場合がある。

　本発明の一態様の電子機器においては、使用者の瞬目の回数および一回の瞬目にかかる時間の一方または双方から、使用者の疲労度合いを推測することができる。例えば、一定期間における使用者の瞬目の回数がしきい値以下となった場合、使用者の疲労度合いが高いと判定されるよう、当該しきい値が設定されるとよい。または、例えば、一定期間における使用者の一回の瞬目の時間がしきい値以上となった場合、使用者の疲労度合いが高いと判定されるよう、当該しきい値が設定されるとよい。

　次に、黒目の動きを利用する方法について、説明を行う。角膜（例えば図１１Ｃに示す角膜９６３）と、強膜（例えば、図１１Ｃに示す強膜９６５）と、の境界領域に赤外光の円形スポットを当てると、眼球の動きに伴い、赤外光スポットの照射範囲において、角膜を被う領域と、強膜を被う領域と、の割合が変化する。角膜を被う領域と、強膜を被う領域と、では強膜を被う領域からの反射率の方が圧倒的に大きいため、眼球の動きに伴い、反射光量が変化する。当該変化を測定することで、使用者がどの方向を見ているか検出することが可能になる。

　次に、強膜反射法について、説明を行う。電子機器から近赤外光を発光させる。この近赤外光は光学系を通して、使用者の目に照射される。反射された光は再度、当該光学系を通り、電子機器に入射する。これにより、使用者の状態を検出できる。表示される映像を見ている場合、動きの速いものを見ると視線が動く。視線が動く場合は、眼球が動く。眼球が動く場合、赤外光が照射される角膜を被う領域と、強膜を被う領域と、の割合が変化するため、反射光成分をモニタし、眼球の動きを検出することが可能になる。すなわち、本発明の一態様の電子機器では、アイトラッキング機能を有する。アイトラッキングにより使用者の視線を検出することで、使用者の注視している領域を推定することができる。

　上記のように、使用者の状態を推定するのにニューラルネットワークを用いない場合、電子機器は、赤外光（近赤外光を含む）を発する発光デバイスを有することが好ましい。

　本実施の形態で例示した構成例、およびそれらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、または図面等と適宜組み合わせることができる。

　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）
　本発明の一態様に係る演算回路について説明する。当該演算回路は、例えば、積和演算を行う機能を有する演算回路に用いることができる。また、当該演算回路は、ニューラルネットワークの演算処理に用いることができる。なお、積和演算を行う機能を有する演算回路は、ニューラルネットワークの演算回路と言い換えることができる。ニューラルネットワークとしては、一例として、階層型のニューラルネットワークを適用することが可能である。

＜階層型のニューラルネットワーク＞
　階層型のニューラルネットワークは、一例としては、一の入力層と、一又は複数の中間層（隠れ層）と、一の出力層と、を有し、合計３以上の層によって構成されている。図１２Ａに示す階層型のニューラルネットワークＡＮＮはその一例を示しており、ニューラルネットワークＡＮＮは、第１層乃至第Ｒ層（ここでのＲは４以上の整数とすることができる。）を有している。特に、第１層は入力層に相当し、第Ｒ層は出力層に相当し、それら以外の層は中間層に相当する。なお、図１２Ａには、中間層として第（ｋ−１）層、第ｋ層（ここでのｋは３以上Ｒ−１以下の整数とする。）を図示しており、それ以外の中間層については図示していない。

　ニューラルネットワークＡＮＮの各層は、一又は複数のニューロンを有する。図１２Ａにおいて、第１層はニューロンＮ_１ ^（１）乃至ニューロンＮ_ｐ ^（１）（ここでのｐは１以上の整数である。）を有し、第（ｋ−１）層はニューロンＮ_１ ^{（ｋ−１）}乃至ニューロンＮ_ｍ ^{（ｋ−１）}（ここでのｍは１以上の整数である。）を有し、第ｋ層はニューロンＮ_１ ^（ｋ）乃至ニューロンＮ_ｎ ^（ｋ）（ここでのｎは１以上の整数である。）を有し、第Ｒ層はニューロンＮ_１ ^（Ｒ）乃至ニューロンＮ_ｑ ^（Ｒ）（ここでのｑは１以上の整数である。）を有する。

　なお、図１２Ａには、ニューロンＮ_１ ^（１）、ニューロンＮ_ｐ ^（１）、ニューロンＮ_１ ^{（ｋ−１）}、ニューロンＮ_ｍ ^{（ｋ−１）}、ニューロンＮ_１ ^（ｋ）、ニューロンＮ_ｎ ^（ｋ）、ニューロンＮ_１ ^（Ｒ）、ニューロンＮ_ｑ ^（Ｒ）に加えて、第（ｋ−１）層のニューロンＮ_ｉ ^{（ｋ−１）}（ここでのｉは１以上ｍ以下の整数である。）、第ｋ層のニューロンＮ_ｊ ^（ｋ）（ここでのｊは１以上ｎ以下の整数である。）も図示しており、それ以外のニューロンについては図示していない。

　次に、前層のニューロンから次層のニューロンへの信号の伝達、及びそれぞれのニューロンにおいて入出力される信号について説明する。なお、本説明では、第ｋ層のニューロンＮ_ｊ ^（ｋ）に着目する。

　図１２Ｂには、第ｋ層のニューロンＮ_ｊ ^（ｋ）と、ニューロンＮ_ｊ ^（ｋ）に入力される信号と、ニューロンＮ_ｊ ^（ｋ）から出力される信号と、を示している。また図１２Ｂには、第（ｋ−１）層と第ｋ層の間の重みデータｗ_１ ^{（ｋ−１）} _ｊ ^（ｋ）、ｗ_ｉ ^{（ｋ−１）} _ｊ ^（ｋ）、ｗ_ｍ ^{（ｋ−１）} _ｊ ^（ｋ）、および第ｋ層の活性化関数ｆ（ｕ_ｊ ^（ｋ））を図示している。

　具体的には、第（ｋ−１）層のニューロンＮ_１ ^{（ｋ−１）}乃至ニューロンＮ_ｍ ^{（ｋ−１）}のそれぞれの出力信号であるｚ_１ ^{（ｋ−１）}乃至ｚ_ｍ ^{（ｋ−１）}が、ニューロンＮ_ｊ ^（ｋ）に向けて出力されている。そして、ニューロンＮ_ｊ ^（ｋ）は、ｚ_１ ^{（ｋ−１）}乃至ｚ_ｍ ^{（ｋ−１）}に応じてｚ_ｊ ^（ｋ）を生成して、ｚ_ｊ ^（ｋ）を出力信号として第（ｋ＋１）層（図示しない。）の各ニューロンに向けて出力する。

＜演算回路の構成例１＞
　次いで、本発明の一態様に係る演算回路の構成例について説明する。当該演算回路は、上記実施の形態で説明した処理部５３または処理部５４に適用可能である。

　図１３に示す演算回路３５０は、一例として、アレイ部ＡＬＰと、回路ＩＬＤと、回路ＷＬＤと、回路ＸＬＤと、回路ＡＦＰと、回路ＴＷ［１］乃至回路ＴＷ［ｎ］（ｎは１以上の整数とする）と、を有する。

　回路ＩＬＤ、及び回路ＡＦＰのそれぞれは、回路ＴＷ［１］乃至回路ＴＷ［ｎ］を介して、配線ＯＬ［１］乃至配線ＯＬ［ｎ］と、配線ＯＬＢ［１］乃至配線ＯＬＢ［ｎ］と、に電気的に接続される。

　回路ＴＷ［１］乃至回路ＴＷ［ｎ］は切り替え回路として機能する。回路ＴＷ［１］乃至回路ＴＷ［ｎ］それぞれにおいて、配線ＯＬ［１］乃至配線ＯＬ［ｎ］及び配線ＯＬＢ［１］乃至配線ＯＬＢ［ｎ］の出力信号を回路ＡＦＰへ入力する場合と、回路ＩＬＤの出力信号を配線ＯＬ［１］乃至配線ＯＬ［ｎ］及び配線ＯＬＢ［１］乃至配線ＯＬＢ［ｎ］へ入力する場合とを切り替えることができる。

　回路ＷＬＤは、配線ＷＬ［１］乃至配線ＷＬ［ｍ］と、配線ＷＸ１Ｌ［１］乃至配線ＷＸ１Ｌ［ｍ］（ｍは１以上の整数とする）に電気的に接続される。回路ＸＬＤは、配線ＷＸ１Ｌ［１］乃至配線ＷＸ１Ｌ［ｍ］に電気的に接続されている。

　図１３に示す演算回路３５０は、アレイ部ＡＬＰがｍ×ｎ個のマトリクス状に配置された回路ＭＰを有している。なお、図１３では、ｉ行ｊ列（ここでのｉは１以上ｍ以下の整数であって、ｊは１以上ｎ以下の整数である。）に位置する回路ＭＰを、回路ＭＰ［ｉ，ｊ］と表記している。但し、図１３では、回路ＭＰ［１，１］、回路ＭＰ［１，ｎ］、回路ＭＰ［ｉ，ｊ］、回路ＭＰ［ｍ，１］、回路ＭＰ［ｍ，ｎ］のみ図示しており、それ以外の回路ＭＰについては図示していない。

　回路ＭＰ［ｉ，ｊ］は、配線ＷＬ［ｉ］と、配線ＷＸ１Ｌ［ｉ］と、配線ＯＬ［ｊ］と、配線ＯＬＢ［ｊ］と、に電気的に接続されている。

　回路ＭＰ［ｉ，ｊ］は、一例として、重み係数（第１データともいう。）を保持する機能を有する。重み係数は、重み値ともいう場合がある。具体的には、回路ＭＰ［ｉ，ｊ］は、配線ＯＬ［ｊ］および配線ＯＬＢ［ｊ］から入力される、重み係数に応じた情報の保持を行う。

　回路ＩＬＤは、配線ＯＬ［１］乃至配線ＯＬ［ｎ］と、配線ＯＬＢ［１］乃至配線ＯＬＢ［ｎ］とに、重み係数である第１データに対応する情報を出力する機能を有する。

　重み係数に対応する情報としては、例えば、電位、抵抗値、又は電流値などを用いることができる。重み係数に対応する情報として電流値を用いる場合、電流出力型のデジタルアナログ変換回路（ＩＤＡＣ）を用いて入力する電流を生成できる。

　また、回路ＭＰ［ｉ，ｊ］は、配線ＷＸ１Ｌ［ｉ］から入力される入力値（第２データともいう。）と重み係数（第１データ）との積を出力する機能を有する。具体的な例としては、回路ＭＰ［ｉ，ｊ］は、配線ＷＸ１Ｌ［ｉ］から第２データが入力されることで、第１データと第２データとの積に応じた電流を配線ＯＬ［ｊ］および配線ＯＬＢ［ｊ］に出力する。なお、図１３では、配線ＯＬ［ｊ］および配線ＯＬＢ［ｊ］が配置されている場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。配線ＯＬ［ｊ］および配線ＯＬＢ［ｊ］のいずれか一方のみが配置されていてもよい。

　回路ＸＬＤは、配線ＷＸ１Ｌ［１］乃至配線ＷＸ１Ｌ［ｍ］に入力値である第２データを供給する機能を有する。

　入力値に対応する情報は、例えば、電位、電流値などとすることができる。入力値に対応する情報として電流値を用いる場合、電流出力型のデジタルアナログ変換回路を用いて入力する電流を生成できる。

　回路ＭＰ［１，ｊ］乃至回路ＭＰ［ｍ，ｊ］から出力された第１データと第２データとの積に応じた電流が足しあわされて配線ＯＬ［ｊ］および配線ＯＬＢ［ｊ］に出力される。こうして、演算回路は、重み係数と入力値の積和演算を行うことができる。

　また、回路ＸＬＤ及び回路ＷＬＤは、回路ＩＬＤから入力される第１データに応じた情報の書き込み先となる回路ＭＰを選択する機能を有する。例えば、アレイ部ＡＬＰのｉ行目に位置する回路ＭＰ［ｉ，１］乃至回路ＭＰ［ｉ，ｎ］に情報の書き込みを行う場合、回路ＸＬＤは、例えば、回路ＭＰ［ｉ，１］乃至回路ＭＰ［ｉ，ｎ］のそれぞれに含まれる第１の書き込み用スイッチング素子をオン状態またはオフ状態にするための信号を配線ＷＸ１Ｌ［ｉ］に供給し、ｉ行目以外の回路ＭＰのそれぞれに含まれる第１の書き込み用スイッチング素子をオフ状態にする電位を配線ＷＸ１Ｌに供給する。また、回路ＷＬＤは、例えば、回路ＭＰ［ｉ，１］乃至回路ＭＰ［ｉ，ｎ］のそれぞれに含まれる第２の書き込み用スイッチング素子をオン状態またはオフ状態にするための信号を配線ＷＬ［ｉ］に供給し、ｉ行目以外の回路ＭＰのそれぞれに含まれる第２の書き込み用スイッチング素子をオフ状態にする電位を配線ＷＬに供給する。

　回路ＡＦＰは、回路ＡＣＴＦ［１］乃至回路ＡＣＴＦ［ｎ］を有する。回路ＡＣＴＦ［ｊ］は、切り替え機能を有する回路ＴＷ［ｊ］を介して配線ＯＬ［ｊ］と、配線ＯＬＢ［ｊ］と、のそれぞれに電気的に接続されている。回路ＡＣＴＦ［ｊ］は、配線ＯＬ［ｊ］と配線ＯＬＢ［ｊ］から入力される積和演算の結果に対応した情報（例えば、電位、電流値など）に応じた信号を生成し、ｚ_ｊ ^（ｋ）として出力することができる。回路ＡＦＰは、配線ＯＬ［１］乃至配線ＯＬ［ｎ］及び配線ＯＬＢ［１］乃至配線ＯＬＢ［ｎ］から入力される積和演算の結果に対応した情報（例えば、電位、電流値など）を比較し、その比較結果に応じた信号を生成し、ｚ_１ ^（ｋ）乃至ｚ_ｎ ^（ｋ）として出力することができる。

＜回路ＭＰ＞
　次いで回路ＭＰについて説明する。回路ＭＰ［ｉ，ｊ］に適用できる回路構成例を図１４に示す。回路ＭＰは、回路ＭＣと、回路ＭＣｒと、を有する。また、回路ＭＣは、トランジスタＭ１乃至トランジスタＭ３と、容量Ｃ１と、を有する。なお、例えば、トランジスタＭ２と、容量Ｃ１とによって、保持部ＨＣが構成されている。

　図１４の回路ＭＰにおいて、回路ＭＣｒは、回路ＭＣとほぼ同様の回路構成となっている。そのため、回路ＭＣｒの有する回路素子などには、回路ＭＣの有する回路素子などと区別をするため、符号に「ｒ」を付している。

　図１４に図示しているトランジスタＭ１乃至トランジスタＭ３は、一例としては、チャネルの上下にゲートを有するマルチゲート構造のｎチャネル型トランジスタとしており、トランジスタＭ１乃至トランジスタＭ３のそれぞれは第１ゲートと第２ゲートとを有する。

　また、本実施の形態で説明する演算回路３５０は、トランジスタのバックゲートの接続構成に依らない。図１４に図示されているトランジスタＭ１乃至トランジスタＭ３には、バックゲートが図示され、当該バックゲートの接続構成については図示されていないが、当該バックゲートの電気的な接続先は、設計の段階で決めることができる。例えば、バックゲートを有するトランジスタにおいて、そのトランジスタのオン電流を高めるために、ゲートとバックゲートとを電気的に接続してもよい。つまり、例えば、トランジスタＭ２のゲートとバックゲートとを電気的に接続してもよい。また、例えば、バックゲートを有するトランジスタにおいて、そのトランジスタのしきい値電圧を変動させるため、または、そのトランジスタのオフ電流を小さくするために、外部回路などと電気的に接続されている配線を設けて、当該外部回路などによってトランジスタのバックゲートに電位を与えてもよい。なお、これについては、図１４だけでなく、明細書の他の箇所に記載されているトランジスタ、又は他の図面に図示されているトランジスタについても同様である。

　なお、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圧Ｖ_ｇｓがしきい値電圧Ｖ_ｔｈよりも低い（ｐチャネル型トランジスタでは、Ｖ_ｔｈよりも高い）状態をいう。

　また、本発明の一態様の半導体装置は、当該半導体装置に含まれるトランジスタの構造に依らない。シングルゲート構造のトランジスタとしてもよい。また、一部のトランジスタはバックゲートを有している構成であり、別の一部のトランジスタは、バックゲートを有さない構成であってもよい。なお、これについては、図１４に示す回路図だけでなく、明細書の他の箇所に記載されているトランジスタ、又は他の図面に図示されているトランジスタについても同様である。

　また、本明細書等において、トランジスタとして、様々な構造のトランジスタを用いることができる。よって、用いるトランジスタの種類に限定はない。トランジスタの一例としては、単結晶シリコンを有するトランジスタ、または、非晶質シリコン、多結晶シリコン、微結晶（マイクロクリスタル、ナノクリスタル、セミアモルファスとも言う）シリコンなどに代表される非単結晶半導体膜を有するトランジスタなどを用いることができる。または、それらの半導体を薄膜化した薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などを用いることができる。ＴＦＴを用いる場合、様々なメリットがある。例えば、単結晶シリコンの場合よりも低い温度で製造できるため、製造コストの削減、又は製造装置の大型化を図ることができる。

　なお、トランジスタの一例としては、化合物半導体（例えば、ＳｉＧｅ、ＧａＡｓなど）、又は酸化物半導体などを有するトランジスタを用いることができる。なお、酸化物半導体をチャネル形成領域に用いたトランジスタをＯＳトランジスタと呼ぶ場合がある。または、これらの化合物半導体、又は、これらの酸化物半導体を薄膜化した薄膜トランジスタなどを用いることができる。これらの化合物半導体又は酸化物半導体を、トランジスタのチャネル部分に用いるだけでなく、それ以外の用途で用いることもできる。例えば、これらの化合物半導体又は酸化物半導体を配線、抵抗素子、画素電極、又は透光性を有する電極などとして用いることができる。それらをトランジスタと同時に成膜又は形成することが可能なため、コストを低減できる。

　上記酸化物半導体として、インジウム、元素Ｍ（元素Ｍとしては、例えば、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、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、又はマグネシウムなどから選ばれた一種、又は複数種などが挙げられる。）、亜鉛の少なくとも一を含む酸化物が挙げられる。

　なお、トランジスタの一例としては、インクジェット法又は印刷法を用いて形成したトランジスタなどを用いることができる。これらにより、室温で製造、低真空度で製造、又は大型基板上に製造できる。よって、マスク（レチクル）を用いなくても製造可能となるため、トランジスタのレイアウトを容易に変更できる。または、レジストを用いらずに製造することが可能なため、材料費が安くなり、工程数を削減できる。または、必要な部分にのみ膜を付けることが可能なため、全面に成膜した後でエッチングする、という製法よりも、材料が無駄にならず、低コストにできる。

　なお、トランジスタの一例としては、有機半導体またはカーボンナノチューブを有するトランジスタ等を用いることができる。これらにより、曲げることが可能な基板上にトランジスタを形成できる。有機半導体またはカーボンナノチューブを有するトランジスタを用いた装置は、衝撃に強くすることができる。

　図１４の回路ＭＰにおいて、トランジスタＭ１の第１端子は、配線ＶＥに電気的に接続されている。トランジスタＭ１の第２端子は、トランジスタＭ３の第１端子に電気的に接続されている。トランジスタＭ１のゲートは、容量Ｃ１の第１端子と、トランジスタＭ２の第１端子と、に電気的に接続されている。容量Ｃ１の第２端子は、配線ＶＥに電気的に接続されている。トランジスタＭ２の第２端子は、配線ＯＬに電気的に接続されている。トランジスタＭ２のゲートは配線ＷＬに電気的に接続されている。トランジスタＭ３の第２端子は配線ＯＬに電気的に接続され、トランジスタＭ３のゲートは、配線ＷＸ１Ｌに電気的に接続されている。

　回路ＭＣｒにおいて、回路ＭＣと異なる接続構成について説明する。トランジスタＭ３ｒの第２端子は、配線ＯＬでなく、配線ＯＬＢに電気的に接続されている。トランジスタＭ１ｒの第１端子と、容量Ｃ１ｒの第２端子と、は、配線ＶＥｒに電気的に接続されている。

　なお、図１４に示す保持部ＨＣにおいて、トランジスタＭ１のゲートと、容量Ｃ１の第１端子と、トランジスタＭ２の第１端子と、の電気的接続点をノードｎ１としている。

　保持部ＨＣは、重み係数（第１データ）に応じた電位を保持する機能を有する。図１４の回路ＭＣに含まれている保持部ＨＣへの当該電位の保持は、トランジスタＭ２、トランジスタＭ３をオン状態としたときに、配線ＯＬから所定の電流値の電流を入力して、当該電流値に応じた電位を容量Ｃ１に書き込み、その後にトランジスタＭ２をオフ状態にすることで行うことができる。これによって、ノードｎ１の電位を、重み係数（第１データ）に応じた電位として保持できる。このとき、配線ＯＬから電流を入力し、その電流の大きさに応じた大きさの電位を容量Ｃ１に保持できる。そのため、第１のデータの入力において、トランジスタＭ１の電流特性（しきい値電圧等）のばらつきの影響を低減できる。

　配線ＯＬに入力する電流は、電流出力型のデジタルアナログ変換回路を用いて入力および生成することができる。

　また、トランジスタＭ２は、ノードｎ１の電位を長時間保持するため、オフ電流が小さいトランジスタを適用するのが好ましい。オフ電流が小さいトランジスタとしては、例えば、ＯＳトランジスタを用いることができる。ＯＳトランジスタは、チャネル形成領域にバンドギャップの大きい酸化物半導体を用いるため、ＯＳトランジスタのオフ電流を低減できる。

　また、トランジスタＭ２として、バックゲートを有するトランジスタを適用し、バックゲートに低レベル電位を印加して、閾値電圧をプラス側にシフトさせて、オフ電流を小さくする構成としてもよい。

　こうして演算精度の高い演算回路が提供される。または、信頼性の高い演算回路が提供される。

＜演算回路の構成例２＞
　また別の一例の、積和演算を行う演算回路ＭＡＣ１について説明する。演算回路ＭＡＣ１は、上記実施の形態で説明した処理部５３または処理部５４に適用可能である。

　図１５は、正、又は“０”の第１データと、正、又は“０”の第２データと、の積和演算を行う演算回路の構成例を示している。図１５に示す演算回路ＭＡＣ１は、各セルに保持した電位に応じた第１データと、入力された第２データと、の積和演算を行い、かつ当該積和演算の結果を用いて活性化関数の演算を行う回路である。なお、第１データ、及び第２データは、一例としては、アナログデータ、又は多値のデータ（離散的なデータ）とすることができる。

　本演算回路は、第１データを保持するメモリとしての機能も有するため、メモリと呼ぶこともできる。特に、第１データとしてアナログデータを用いる場合、アナログメモリと呼ぶことができる。

　演算回路ＭＡＣ１は、回路ＷＣＳと、回路ＸＣＳと、回路ＷＳＤと、回路ＳＷＳ１と、回路ＳＷＳ２と、セルアレイＣＡと、変換回路ＩＴＲＺ［１］乃至変換回路ＩＴＲＺ［ｎ］と、を有する。

　セルアレイＣＡは、セルＩＭ［１，１］乃至セルＩＭ［ｍ，ｎ］（ここでのｍは１以上の整数であり、また、ここでのｎは１以上の整数である。）と、セルＩＭｒｅｆ［１］乃至セルＩＭｒｅｆ［ｍ］と、を有する。セルＩＭ［１，１］乃至セルＩＭ［ｍ，ｎ］のそれぞれは、第１データに応じた電流量に相当する電位を保持する機能を有し、セルＩＭｒｅｆ［１］乃至セルＩＭｒｅｆ［ｍ］は、保持した電位と積和演算を行うために必要になる第２データに応じた電位を配線ＸＣＬ［１］乃至配線ＸＣＬ［ｍ］に供給する機能を有する。

　なお、図１５のセルアレイＣＡは、セルが行方向にｎ＋１個、列方向にｍ個、マトリクス状に配置されているが、セルアレイＣＡは、セルが行方向に２個以上、列方向に１個以上、マトリクス状に配置されている構成としてもよい。

　セルＩＭ［１，１］乃至セルＩＭ［ｍ，ｎ］のそれぞれは、一例として、トランジスタＦ１と、トランジスタＦ２と、容量Ｃ５と、を有し、セルＩＭｒｅｆ［１］乃至セルＩＭｒｅｆ［ｍ］のそれぞれは、一例として、トランジスタＦ１ｍと、トランジスタＦ２ｍと、容量Ｃ５ｍと、を有する。

　特に、セルＩＭ［１，１］乃至セルＩＭ［ｍ，ｎ］のそれぞれに含まれているトランジスタＦ１のサイズ（例えば、チャネル長、チャネル幅、及びトランジスタの構成など）は互いに等しいことが好ましく、また、セルＩＭ［１，１］乃至セルＩＭ［ｍ，ｎ］のそれぞれに含まれているトランジスタＦ２のサイズは互いに等しいことが好ましい。また、セルＩＭｒｅｆ［１］乃至セルＩＭｒｅｆ［ｍ］のそれぞれに含まれているトランジスタＦ１ｍのサイズは互いに等しいことが好ましく、セルＩＭｒｅｆ［１］乃至セルＩＭｒｅｆ［ｍ］のそれぞれに含まれているトランジスタＦ２ｍのサイズは互いに等しいことが好ましい。また、トランジスタＦ１とトランジスタＦ１ｍのサイズは互いに等しいことが好ましく、トランジスタＦ２とトランジスタＦ２ｍのサイズは互いに等しいことが好ましい。

　なお、トランジスタＦ１及びトランジスタＦ１ｍは、特に断りの無い場合は、オン状態の場合は最終的に線形領域で動作する場合を含むものとする。すなわち、上述したそれぞれのトランジスタのゲート電圧、ソース電圧、及びドレイン電圧は、線形領域で動作する範囲での電圧に適切にバイアスされている場合を含むものとする。ただし、本発明の一態様は、これに限定されない。例えば、トランジスタＦ１、トランジスタＦ１ｍは、オン状態のときは飽和領域で動作してもよく、また、線形領域で動作する場合と飽和領域で動作する場合とが混在してもよい。

　また、トランジスタＦ２及びトランジスタＦ２ｍは、特に断りの無い場合は、サブスレッショルド領域で動作する場合（つまり、トランジスタＦ２又はトランジスタＦ２ｍにおいて、ゲート−ソース間電圧がしきい値電圧よりも低い場合、より好ましくは、ドレイン電流がゲート−ソース間電圧に対して指数関数的に増大する場合）を含むものとする。すなわち、上述したそれぞれのトランジスタのゲート電圧、ソース電圧、及びドレイン電圧は、サブスレッショルド領域で動作する範囲での電圧に適切にバイアスされている場合を含むものとする。このため、トランジスタＦ２及びトランジスタＦ２ｍは、ソース−ドレイン間にオフ電流が流れるように動作する場合を含む。

　また、トランジスタＦ１、及び／又はトランジスタＦ１ｍは、一例として、上述したＯＳトランジスタであることが好ましい。加えて、トランジスタＦ１、及び／又はトランジスタＦ１ｍのチャネル形成領域は、インジウム、元素Ｍ（元素Ｍとしては、例えば、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、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、又はマグネシウムなどから選ばれた一種、又は複数種などが挙げられる。）、亜鉛の少なくとも一を含む酸化物であることがより好ましい。

　トランジスタＦ１、及び／又はトランジスタＦ１ｍとして、ＯＳトランジスタを用いることにより、トランジスタＦ１、及び／又はトランジスタＦ１ｍのリーク電流を抑えることができるため、演算回路の消費電力を低減できる。具体的には、トランジスタＦ１、及び／又はトランジスタＦ１ｍが非導通状態における、保持ノードから書き込みワード線へのリーク電流を非常に小さくすることができるため、保持ノードの電位のリフレッシュ動作を少なくすることができるため、演算回路の消費電力を低減できる。また、保持ノードから書き込みワード線へのリーク電流を非常に小さくすることによって、セルは保持ノードの電位を長い時間保持できるため、演算回路の演算精度を高くすることができる。

　また、トランジスタＦ２、及び／又はトランジスタＦ２ｍに対しても、ＯＳトランジスタを用いることにより、サブスレッショルド領域の広い電流範囲で動作させることができるため、消費電流を低減できる。また、トランジスタＦ２、及び／又はトランジスタＦ２ｍに対しても、ＯＳトランジスタを用いることで、トランジスタＦ１、トランジスタＦ１ｍと同時に作製できるため、演算回路の作製工程を短縮できる場合がある。また、トランジスタＦ２、及び／又はトランジスタＦ２ｍは、ＯＳトランジスタ以外としては、チャネル形成領域にシリコンを含むトランジスタ（以下、Ｓｉトランジスタと呼称する）とすることができる。シリコンとしては、例えば、非晶質シリコン（水素化アモルファスシリコンと呼ぶ場合がある）、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できる。

　ところで、演算回路などをチップなどに高集積化した場合、当該チップには、回路の駆動による熱が発生する場合がある。この発熱により、トランジスタの温度が上がることで、当該トランジスタの特性が変化して、電界効果移動度の変化、または動作周波数の低下などが起こることがある。ＯＳトランジスタは、Ｓｉトランジスタよりも熱耐性が高いため、温度変化による電界効果移動度が変化しにくく、また動作周波数の低下も起こりにくい。さらに、ＯＳトランジスタは、温度が高くなっても、ドレイン電流がゲート−ソース間電圧に対して指数関数的に増大する特性を維持しやすい。そのため、ＯＳトランジスタを用いることにより、高い温度環境下でも、後述する積和演算を実施しやすい。そのため、駆動による発熱に強い演算回路を構成する場合、トランジスタとしては、ＯＳトランジスタを適用するのが好ましい。

　セルＩＭ［１，１］乃至セルＩＭ［ｍ，ｎ］のそれぞれにおいて、トランジスタＦ１の第１端子は、トランジスタＦ２のゲートと電気的に接続されている。トランジスタＦ２の第１端子は、配線ＶＥと電気的に接続されている。容量Ｃ５の第１端子は、トランジスタＦ２のゲートと電気的に接続されている。

　また、セルＩＭｒｅｆ［１］乃至セルＩＭｒｅｆ［ｍ］のそれぞれにおいて、トランジスタＦ１ｍの第１端子は、トランジスタＦ２ｍのゲートと電気的に接続されている。トランジスタＦ２ｍの第１端子は、配線ＶＥと電気的に接続されている。容量Ｃ５ｍの第１端子は、トランジスタＦ２ｍのゲートと電気的に接続されている。

　また、本実施の形態で説明する演算回路は、当該演算回路に含まれるトランジスタの極性に依らない。例えば、図１５に図示しているトランジスタＦ１、及びトランジスタＦ２はｎチャネル型トランジスタとしているが、一部、又は全部のトランジスタをｐチャネル型トランジスタに置き換えてもよい。

　なお、上記のトランジスタの構造、極性に関する変更例は、トランジスタＦ１、及びトランジスタＦ２だけに限定されない。例えば、トランジスタＦ１ｍ、トランジスタＦ２ｍ、後述するトランジスタＦ３［１］乃至トランジスタＦ３［ｎ］、トランジスタＦ４［１］乃至トランジスタＦ４［ｎ］、更に、明細書の他の箇所に記載されているトランジスタ、又は他の図面に図示されているトランジスタについても同様である。

　配線ＶＥは、セルＩＭ［１，１］、セルＩＭ［ｍ，１］、セルＩＭ［１，ｎ］、及びセルＩＭ［ｍ，ｎ］のそれぞれのトランジスタＦ２の第１端子−第２端子間に電流を流すための配線であって、また、セルＩＭｒｅｆ［１］、及びセルＩＭｒｅｆ［ｍ］のそれぞれのトランジスタＦ２の第１端子−第２端子間に電流を流すための配線として機能する。一例としては、配線ＶＥは、定電圧を供給する配線として機能する。当該定電圧としては、例えば、低レベル電位、接地電位などとすることができる。

　セルＩＭ［１，１］において、トランジスタＦ１の第２端子は、配線ＷＣＬ［１］と電気的に接続され、トランジスタＦ１のゲートは、配線ＷＳＬ［１］と電気的に接続されている。トランジスタＦ２の第２端子は、配線ＷＣＬ［１］と電気的に接続され、容量Ｃ５の第２端子は、配線ＸＣＬ［１］と電気的に接続されている。なお、図１５では、セルＩＭ［１，１］において、トランジスタＦ１の第１端子と、トランジスタＦ２のゲートと、容量Ｃ５の第１端子と、の接続箇所をノードＮＮ［１，１］としている。

　セルＩＭ［ｍ，１］において、トランジスタＦ１の第２端子は、配線ＷＣＬ［１］と電気的に接続され、トランジスタＦ１のゲートは、配線ＷＳＬ［ｍ］と電気的に接続されている。トランジスタＦ２の第２端子は、配線ＷＣＬ［１］と電気的に接続され、容量Ｃ５の第２端子は、配線ＸＣＬ［ｍ］と電気的に接続されている。なお、図１５では、セルＩＭ［ｍ，１］において、トランジスタＦ１の第１端子と、トランジスタＦ２のゲートと、容量Ｃ５の第１端子と、の接続箇所をノードＮＮ［ｍ，１］としている。

　セルＩＭ［１，ｎ］において、トランジスタＦ１の第２端子は、配線ＷＣＬ［ｎ］と電気的に接続され、トランジスタＦ１のゲートは、配線ＷＳＬ［１］と電気的に接続されている。トランジスタＦ２の第２端子は、配線ＷＣＬ［ｎ］と電気的に接続され、容量Ｃ５の第２端子は、配線ＸＣＬ［１］と電気的に接続されている。なお、図１５では、セルＩＭ［１，ｎ］において、トランジスタＦ１の第１端子と、トランジスタＦ２のゲートと、容量Ｃ５の第１端子と、の接続箇所をノードＮＮ［１，ｎ］としている。

　セルＩＭ［ｍ，ｎ］において、トランジスタＦ１の第２端子は、配線ＷＣＬ［ｎ］と電気的に接続され、トランジスタＦ１のゲートは、配線ＷＳＬ［ｍ］と電気的に接続されている。トランジスタＦ２の第２端子は、配線ＷＣＬ［ｎ］と電気的に接続され、容量Ｃ５の第２端子は、配線ＸＣＬ［ｍ］と電気的に接続されている。なお、図１５では、セルＩＭ［ｍ，ｎ］において、トランジスタＦ１の第１端子と、トランジスタＦ２のゲートと、容量Ｃ５の第１端子と、の接続箇所をノードＮＮ［ｍ，ｎ］としている。

　セルＩＭｒｅｆ［１］において、トランジスタＦ１ｍの第２端子は、配線ＸＣＬ［１］と電気的に接続され、トランジスタＦ１ｍのゲートは、配線ＷＳＬ［１］と電気的に接続されている。トランジスタＦ２ｍの第２端子は、配線ＸＣＬ［１］と電気的に接続され、容量Ｃ５の第２端子は、配線ＸＣＬ［１］と電気的に接続されている。なお、図１５では、セルＩＭｒｅｆ［１］において、トランジスタＦ１ｍの第１端子と、トランジスタＦ２ｍのゲートと、容量Ｃ５の第１端子と、の接続箇所をノードＮＮｒｅｆ［１］としている。

　セルＩＭｒｅｆ［ｍ］において、トランジスタＦ１ｍの第２端子は、配線ＸＣＬ［ｍ］と電気的に接続され、トランジスタＦ１ｍのゲートは、配線ＷＳＬ［ｍ］と電気的に接続されている。トランジスタＦ２ｍの第２端子は、配線ＸＣＬ［ｍ］と電気的に接続され、容量Ｃ５の第２端子は、配線ＸＣＬ［ｍ］と電気的に接続されている。なお、図１５では、セルＩＭｒｅｆ［ｍ］において、トランジスタＦ１ｍの第１端子と、トランジスタＦ２ｍのゲートと、容量Ｃ５の第１端子と、の接続箇所をノードＮＮｒｅｆ［ｍ］としている。

　上述したノードＮＮ［１，１］、ノードＮＮ［ｍ，１］、ノードＮＮ［１，ｎ］、ノードＮＮ［ｍ，ｎ］、ノードＮＮｒｅｆ［１］、及びノードＮＮｒｅｆ［ｍ］は、それぞれのセルの保持ノードとして機能する。

　セルＩＭ［１，１］乃至セルＩＭ［ｍ，ｎ］において、例えば、トランジスタＦ１がオン状態となっているとき、トランジスタＦ２はダイオード接続の構成となる。配線ＶＥが与える定電圧を接地電位（ＧＮＤ）として、トランジスタＦ１がオン状態で、かつ配線ＷＣＬからトランジスタＦ２の第２端子に電流量Ｉの電流が流れた時、トランジスタＦ２のゲート（ノードＮＮ）の電位は、電流量Ｉに応じて決まる。なお、トランジスタＦ２の第２端子の電位は、トランジスタＦ１がオン状態であるため、理想的には、トランジスタＦ２のゲート（ノードＮＮ）と等しくなる。ここで、トランジスタＦ１をオフ状態にすることによって、トランジスタＦ２のゲート（ノードＮＮ）の電位は保持される。これにより、トランジスタＦ２は、トランジスタＦ２の第１端子の接地電位と、トランジスタＦ２のゲート（ノードＮＮ）の電位に応じた電流量Ｉの電流をトランジスタＦ２のソース−ドレイン間に流すことができる。本明細書等では、このような動作を「トランジスタＦ２は、トランジスタＦ２のソース−ドレイン間に流れる電流量をＩにプログラミングされた」などと呼称する。

　回路ＳＷＳ１は、一例として、トランジスタＦ３［１］乃至トランジスタＦ３［ｎ］を有する。トランジスタＦ３［１］の第１端子は、配線ＷＣＬ［１］に電気的に接続され、トランジスタＦ３［１］の第２端子は、回路ＷＣＳに電気的に接続され、トランジスタＦ３［１］のゲートは、配線ＳＷＬ１に電気的に接続されている。トランジスタＦ３［ｎ］の第１端子は、配線ＷＣＬ［ｎ］に電気的に接続され、トランジスタＦ３［ｎ］の第２端子は、回路ＷＣＳに電気的に接続され、トランジスタＦ３［ｎ］のゲートは、配線ＳＷＬ１に電気的に接続されている。

　トランジスタＦ３［１］乃至トランジスタＦ３［ｎ］は、例えば、トランジスタＦ１、及び／又はトランジスタＦ２に適用できるＯＳトランジスタであることが好ましい。

　回路ＳＷＳ１は、回路ＷＣＳと、配線ＷＣＬ［１］乃至配線ＷＣＬ［ｎ］のそれぞれと、の間を、導通状態又は非導通状態にする回路として機能する。

　回路ＳＷＳ２は、一例として、トランジスタＦ４［１］乃至トランジスタＦ４［ｎ］を有する。トランジスタＦ４［１］の第１端子は、配線ＷＣＬ［１］に電気的に接続され、トランジスタＦ４［１］の第２端子は、変換回路ＩＴＲＺ［１］の入力端子に電気的に接続され、トランジスタＦ４［１］のゲートは、配線ＳＷＬ２に電気的に接続されている。トランジスタＦ４［ｎ］の第１端子は、配線ＷＣＬ［ｎ］に電気的に接続され、トランジスタＦ４［ｎ］の第２端子は、変換回路ＩＴＲＺ［ｎ］の入力端子に電気的に接続され、トランジスタＦ４［ｎ］のゲートは、配線ＳＷＬ２に電気的に接続されている。

　トランジスタＦ４［１］乃至トランジスタＦ４［ｎ］は、例えば、トランジスタＦ１、及び／又はトランジスタＦ２に適用できるＯＳトランジスタであることが好ましい。

　回路ＳＷＳ２は、配線ＷＣＬ［１］と変換回路ＩＴＲＺ［１］との間、及び配線ＷＣＬ［ｎ］と変換回路ＩＴＲＺ［ｎ］との間を、導通状態又は非導通状態にする回路として機能する。

　回路ＷＣＳは、セルアレイＣＡが有するそれぞれのセルに格納するためのデータを供給する機能を有する。

　回路ＸＣＳは、配線ＸＣＬ［１］乃至配線ＸＣＬ［ｍ］に電気的に接続されている。回路ＸＣＳは、セルアレイＣＡが有するセルＩＭｒｅｆ［１］乃至セルＩＭｒｅｆ［ｍ］のそれぞれに対して、参照データに応じた電流、又は第２データに応じた電流を流す機能を有する。

　回路ＷＳＤは、配線ＷＳＬ［１］乃至配線ＷＳＬ［ｍ］に電気的に接続されている。回路ＷＳＤは、セルＩＭ［１，１］乃至セルＩＭ［ｍ，ｎ］に第１データを書き込む際に、配線ＷＳＬ［１］乃至配線ＷＳＬ［ｍ］に所定の信号を供給することによって、第１データの書き込み先となるセルアレイＣＡの行を選択する機能を有する。

　また、回路ＷＳＤは、一例として、配線ＳＷＬ１と、配線ＳＷＬ２と、に電気的に接続されている。回路ＷＳＤは、配線ＳＷＬ１に所定の信号を供給することによって、回路ＷＣＳとセルアレイＣＡとの間を導通状態又は非導通状態にする機能と、配線ＳＷＬ２に所定の信号を供給することによって、変換回路ＩＴＲＺ［１］乃至変換回路ＩＴＲＺ［ｎ］とセルアレイＣＡとの間を導通状態又は非導通状態にする機能と、を有する。

　変換回路ＩＴＲＺ［１］乃至変換回路ＩＴＲＺ［ｎ］のそれぞれは、一例として、入力端子と、出力端子と、を有する。例えば、変換回路ＩＴＲＺ［１］の出力端子は、配線ＯＬ［１］に電気的に接続され、変換回路ＩＴＲＺ［ｎ］の出力端子は、配線ＯＬ［ｎ］に電気的に接続されている。

　変換回路ＩＴＲＺ［１］乃至変換回路ＩＴＲＺ［ｎ］のそれぞれは、入力端子に入力された電流に応じた電圧に変換して、出力端子から出力する機能を有する。当該電圧としては、例えば、アナログ電圧、デジタル電圧などとすることができる。また、変換回路ＩＴＲＺ［１］乃至変換回路ＩＴＲＺ［ｎ］のそれぞれは、関数系の演算回路を有してもよい。この場合、例えば、変換された電圧を用いて、当該演算回路によって関数の演算を行って、演算の結果を配線ＯＬ［１］乃至配線ＯＬ［ｎ］に出力してもよい。

　特に、階層型のニューラルネットワークの演算を行う場合、上述した関数としては、例えば、シグモイド関数、ｔａｎｈ関数、ソフトマックス関数、ＲｅＬＵ関数、しきい値関数などを用いることができる。

　図１５に記載の回路ＷＣＳとして、電流出力型のデジタルアナログ変換回路を用いることができる。また、図１５記載のＸＣＳとして、電流出力型のデジタルアナログ変換回路を用いることができる。

（実施の形態３）
　本実施の形態では、本発明の一態様に係る表示装置について図１６乃至図２５を用いて説明する。

　本実施の形態の表示装置は、高解像度の表示装置または大型な表示装置とすることができる。したがって、本実施の形態の表示装置は、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置の表示部に用いることができる。

［表示装置１００Ａ］
　図１６に、表示装置１００Ａの斜視図を示し、図１７Ａに、表示装置１００Ａの断面図を示す。

　表示装置１００Ａは、基板１５２と基板１５１とが貼り合わされた構成を有する。図１６では、基板１５２を破線で明示している。

　表示装置１００Ａは、表示部１６２、回路１６４、配線１６５等を有する。図１６では表示装置１００ＡにＩＣ１７３及びＦＰＣ１７２が実装されている例を示している。そのため、図１６に示す構成は、表示装置１００Ａ、ＩＣ（集積回路）、及びＦＰＣを有する表示モジュールということもできる。

　回路１６４としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。

　配線１６５は、表示部１６２及び回路１６４に信号及び電力を供給する機能を有する。当該信号及び電力は、ＦＰＣ１７２を介して外部から、またはＩＣ１７３から配線１６５に入力される。

　図１６では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｇｌａｓｓ）方式またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｆｉｌｍ）方式等により、基板１５１にＩＣ１７３が設けられている例を示す。ＩＣ１７３は、例えば走査線駆動回路または信号線駆動回路などを有するＩＣを適用できる。なお、表示装置１００Ａ及び表示モジュールは、ＩＣを設けない構成としてもよい。また、ＩＣを、ＣＯＦ方式等により、ＦＰＣに実装してもよい。

　図１７Ａに、表示装置１００Ａの、ＦＰＣ１７２を含む領域の一部、回路１６４の一部、表示部１６２の一部、及び、端部を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。

　図１７Ａに示す表示装置１００Ａは、基板１５１と基板１５２の間に、トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、発光デバイス１３０ａ、発光デバイス１３０ｂ、発光デバイス１３０ｃ、着色層１２９ａ、着色層１２９ｂ、着色層１２９ｃ等を有する。発光デバイス１３０ａ、発光デバイス１３０ｂ、及び発光デバイス１３０ｃは、白色の光を発する。着色層１２９ａ、着色層１２９ｂ及び着色層１２９ｃは、互いに異なる色を透過する機能を有する。

　ここで、表示装置の画素が、互いに異なる色を透過する着色層を有する副画素を３種類有する場合、当該３つの副画素としては、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の副画素、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の３色の副画素などが挙げられる。当該副画素を４つ有する場合、当該４つの副画素としては、Ｒ、Ｇ、Ｂ、白色（Ｗ）の４色の副画素、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの４色の副画素などが挙げられる。

　本発明の一態様の表示装置は、発光デバイスが形成されている基板とは反対方向に光を射出する上面射出型（トップエミッション型）、発光デバイスが形成されている基板側に光を射出する下面射出型（ボトムエミッション型）、両面に光を射出する両面射出型（デュアルエミッション型）のいずれであってもよい。

　発光デバイス１３０ａ、発光デバイス１３０ｂ、発光デバイス１３０ｃとしては、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）、またはＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ　Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）などのＥＬデバイスを用いることが好ましい。ＥＬデバイスが有する発光物質としては、蛍光を発する物質（蛍光材料）、燐光を発する物質（燐光材料）、熱活性化遅延蛍光を示す物質（熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ　Ａｃｔｉｖａｔｅｄ　Ｄｅｌａｙｅｄ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料）、及び無機化合物（量子ドット材料など）が挙げられる。なお、ＴＡＤＦ材料としては、一重項励起状態と三重項励起状態間が熱平衡状態にある材料を用いてもよい。このようなＴＡＤＦ材料は発光寿命（励起寿命）が短くなるため、発光デバイスにおける高輝度領域での効率低下を抑制することができる。

　発光デバイスは、一対の電極間にＥＬ層を有する。本明細書等では、一対の電極の一方を画素電極と記し、他方を共通電極と記すことがある。

　発光デバイスが有する一対の電極のうち、一方の電極は陽極として機能し、他方の電極は陰極として機能する。以下では、画素電極が陽極として機能し、共通電極が陰極として機能する場合を例に挙げて説明する。

　発光デバイス１３０ａは、画素電極１１１ａと、画素電極１１１ａ上の導電層１２６ａと、導電層１２６ａ上の島状の第１の層１１３ａと、島状の第１の層１１３ａ上の第５の層１１４と、第５の層１１４上の共通電極１１５と、を有する。発光デバイス１３０ａにおいて、第１の層１１３ａ、及び、第５の層１１４をまとめてＥＬ層と呼ぶことができる。

　また、本明細書等において、メタルマスク、またはＦＭＭ（ファインメタルマスク、高精細なメタルマスク）を用いて作製されるデバイスをＭＭ（メタルマスク）構造のデバイスと呼称する場合がある。また、本明細書等において、メタルマスク、またはＦＭＭを用いることなく作製されるデバイスをＭＭＬ（メタルマスクレス）構造のデバイスと呼称する場合がある。

　なお、本明細書等において、各色の発光デバイス（ここでは青（Ｂ）、緑（Ｇ）、および赤（Ｒ））で、発光層を作り分ける、または発光層を塗り分ける構造をＳＢＳ（Ｓｉｄｅ　Ｂｙ　Ｓｉｄｅ）構造と呼ぶ場合がある。また、本明細書等において、白色光を発することのできる発光デバイスを白色発光デバイスと呼ぶ場合がある。なお、白色発光デバイスは、着色層（たとえば、カラーフィルタ）と組み合わせることで、フルカラー表示の表示装置を実現することができる。

　また、発光デバイスは、シングル構造と、タンデム構造とに大別することができる。シングル構造のデバイスは、一対の電極間に１つの発光ユニットを有し、当該発光ユニットは、１以上の発光層を含む構成とすることが好ましい。２の発光層を用いて白色発光を得る場合、２の発光層の各々の発光色が補色の関係となるような発光層を選択すればよい。例えば、第１の発光層の発光色と第２の発光層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光デバイス全体として白色発光する構成を得ることができる。また、３以上の発光層を用いて白色発光を得る場合、３以上の発光層のそれぞれの発光色が合わさることで、発光デバイス全体として白色発光することができる構成とすればよい。

　タンデム構造のデバイスは、一対の電極間に２以上の複数の発光ユニットを有し、各発光ユニットは、１以上の発光層を含む構成とすることが好ましい。白色発光を得るには、複数の発光ユニットの発光層からの光を合わせて白色発光が得られる構成とすればよい。なお、白色発光が得られる構成については、シングル構造の構成と同様である。なお、タンデム構造のデバイスにおいて、複数の発光ユニットの間には、電荷発生層などの中間層を設けると好適である。

　また、上述の白色発光デバイス（シングル構造またはタンデム構造）と、ＳＢＳ構造の発光デバイスと、を比較した場合、ＳＢＳ構造の発光デバイスは、白色発光デバイスよりも消費電力を低くすることができる。消費電力を低く抑えたい場合は、ＳＢＳ構造の発光デバイスを用いると好適である。一方で、白色発光デバイスは、製造プロセスがＳＢＳ構造の発光デバイスよりも簡単であるため、製造コストを低くすることができる、又は製造歩留まりを高くすることができるため、好適である。

　本実施の形態の発光デバイスの構成に、特に限定はなく、シングル構造であってもタンデム構造であってもよい。

　発光デバイス１３０ｂは、画素電極１１１ｂと、画素電極１１１ｂ上の導電層１２６ｂと、導電層１２６ｂ上の島状の第２の層１１３ｂと、島状の第２の層１１３ｂ上の第５の層１１４と、第５の層１１４上の共通電極１１５と、を有する。発光デバイス１３０ｂにおいて、第２の層１１３ｂ、及び、第５の層１１４をまとめてＥＬ層と呼ぶことができる。

　発光デバイス１３０ｃは、画素電極１１１ｃと、画素電極１１１ｃ上の導電層１２６ｃと、導電層１２６ｃ上の島状の第３の層１１３ｃと、島状の第３の層１１３ｃ上の第５の層１１４と、第５の層１１４上の共通電極１１５と、を有する。発光デバイス１３０ｃにおいて、第３の層１１３ｃ、及び、第５の層１１４をまとめてＥＬ層と呼ぶことができる。

　各色の発光デバイスにおいて、共通電極として、同一の膜を共有している。各発光デバイスが共通して有する共通電極は、接続部に設けられた導電層と電気的に接続される。これにより、各発光デバイスが有する共通電極には、同電位が供給される。

　画素電極と共通電極のうち、光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。

　発光デバイスの一対の電極（画素電極と共通電極）を形成する材料としては、金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物などを適宜用いることができる。具体的には、インジウムスズ酸化物（Ｉｎ−Ｓｎ酸化物、ＩＴＯともいう）、Ｉｎ−Ｓｉ−Ｓｎ酸化物（ＩＴＳＯともいう）、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎ−Ｚｎ酸化物）、Ｉｎ−Ｗ−Ｚｎ酸化物、アルミニウム、ニッケル、及びランタンの合金（Ａｌ−Ｎｉ−Ｌａ）等のアルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）、及び、銀とパラジウムと銅の合金（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、ＡＰＣとも記す）が挙げられる。その他、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、イットリウム（Ｙ）、ネオジム（Ｎｄ）などの金属、及びこれらを適宜組み合わせて含む合金を用いることもできる。その他、上記例示のない元素周期表の第１族または第２族に属する元素（例えば、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ））、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）などの希土類金属及びこれらを適宜組み合わせて含む合金、グラフェン等を用いることができる。

　発光デバイスには、微小光共振器（マイクロキャビティ）構造が適用されていることが好ましい。したがって、発光デバイスが有する一対の電極の一方は、可視光に対する透過性及び反射性を有する電極（半透過・半反射電極）を有することが好ましく、他方は、可視光に対する反射性を有する電極（反射電極）を有することが好ましい。発光デバイスがマイクロキャビティ構造を有することで、発光層から得られる発光を両電極間で共振させ、発光デバイスから射出される光を強めることができる。

　透明電極の光の透過率は、４０％以上とする。例えば、発光デバイスには、可視光（波長４００ｎｍ以上７５０ｎｍ未満の光）の透過率が４０％以上である電極を用いることが好ましい。半透過・半反射電極の可視光の反射率は、１０％以上９５％以下、好ましくは３０％以上８０％以下とする。反射電極の可視光の反射率は、４０％以上１００％以下、好ましくは７０％以上１００％以下とする。また、これらの電極の抵抗率は、１×１０^−２Ωｃｍ以下が好ましい。

　第１の層１１３ａ、第２の層１１３ｂ、及び、第３の層１１３ｃは、それぞれ、島状に設けられる。第１の層１１３ａ、第２の層１１３ｂ、及び、第３の層１１３ｃは、それぞれ、発光層を有する。第１の層１１３ａ、第２の層１１３ｂ、及び、第３の層１１３ｃは、白色の光を発する発光層を有することが好ましい。ここで、島状の第１の層１１３ａと、島状の第２の層１１３ｂと、島状の第３の層１１３ｃとは、同一の材料を有することが好ましい。つまり、島状の第１の層１１３ａ、島状の第２の層１１３ｂ、及び島状の第３の層１１３ｃは、同じ工程で成膜された膜をパターニングして形成されることが好ましい。

　発光層は、発光物質を含む層である。発光層は、１種または複数種の発光物質を有することができる。発光物質としては、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの発光色を呈する物質を適宜用いる。また、発光物質として、近赤外光を発する物質を用いることもできる。

　発光物質としては、蛍光材料、燐光材料、ＴＡＤＦ材料、量子ドット材料などが挙げられる。

　蛍光材料としては、例えば、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。

　燐光材料としては、例えば、４Ｈ−トリアゾール骨格、１Ｈ−トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、ピリミジン骨格、ピラジン骨格、またはピリジン骨格を有する有機金属錯体（特にイリジウム錯体）、電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属錯体（特にイリジウム錯体）、白金錯体、希土類金属錯体等が挙げられる。

　発光層は、発光物質（ゲスト材料）に加えて、１種または複数種の有機化合物（ホスト材料、アシスト材料等）を有していてもよい。１種または複数種の有機化合物としては、正孔輸送性材料及び電子輸送性材料の一方または双方を用いることができる。また、１種または複数種の有機化合物として、バイポーラ性材料、またはＴＡＤＦ材料を用いてもよい。

　発光層は、例えば、燐光材料と、励起錯体を形成しやすい組み合わせである正孔輸送性材料及び電子輸送性材料と、を有することが好ましい。このような構成とすることにより、励起錯体から発光物質（燐光材料）へのエネルギー移動であるＥｘＴＥＴ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ−Ｔｒｉｐｌｅｔ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ）を用いた発光を効率よく得ることができる。発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光を得ることができる。この構成により、発光デバイスの高効率、低電圧駆動、長寿命を同時に実現できる。

　第１の層１１３ａ、第２の層１１３ｂ、及び、第３の層１１３ｃは、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、電子ブロック材料、またはバイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）等を含む層をさらに有していてもよい。

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

　例えば、第１の層１１３ａ、第２の層１１３ｂ、及び、第３の層１１３ｃは、それぞれ、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、電子輸送層、及び電子注入層のうち一つ以上を有していてもよい。

　ＥＬ層のうち、各発光デバイスに共通して形成される層としては、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層（正孔抑止層と呼ぶ場合がある。）、電子ブロック層（電子抑止層と呼ぶ場合がある。）、電子輸送層、及び電子注入層のうち一つ以上を適用することができる。例えば、第５の層１１４として、キャリア注入層（正孔注入層または電子注入層）を形成してもよい。なお、ＥＬ層の全ての層を色ごとに作り分けてもよい。つまり、ＥＬ層は、各色に共通して形成される層を有していなくてもよい。

　第１の層１１３ａ、第２の層１１３ｂ、及び、第３の層１１３ｃは、それぞれ、発光層と、発光層上のキャリア輸送層を有することが好ましい。これにより、表示装置１００の作製工程中に、発光層が最表面に露出することを抑制し、発光層が受けるダメージを低減できる。これにより、発光デバイスの信頼性を高めることができる。

　正孔注入層は、陽極から正孔輸送層に正孔を注入する層であり、正孔注入性の高い材料を含む層である。正孔注入性の高い材料としては、芳香族アミン化合物、及び、正孔輸送性材料とアクセプター性材料（電子受容性材料）とを含む複合材料などが挙げられる。

　正孔輸送層は、正孔注入層によって、陽極から注入された正孔を発光層に輸送する層である。正孔輸送層は、正孔輸送性材料を含む層である。正孔輸送性材料としては、１×１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質が好ましい。なお、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも用いることができる。正孔輸送性材料としては、π電子過剰型複素芳香族化合物（例えばカルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、フラン誘導体など）、芳香族アミン（芳香族アミン骨格を有する化合物）等の正孔輸送性の高い材料が好ましい。

　電子輸送層は、電子注入層によって、陰極から注入された電子を発光層に輸送する層である。電子輸送層は、電子輸送性材料を含む層である。電子輸送性材料としては、１×１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも用いることができる。電子輸送性材料としては、キノリン骨格を有する金属錯体、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール骨格を有する金属錯体、チアゾール骨格を有する金属錯体等の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、キノリン配位子を有するキノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、その他含窒素複素芳香族化合物を含むπ電子不足型複素芳香族化合物等の電子輸送性の高い材料を用いることができる。

　また、電子輸送層は、積層構造を有していても良く、また、陽極側から発光層を通過して陰極側に移動するホールをブロックするための正孔ブロック層を発光層に接して有していても良い。

　電子注入層は、陰極から電子輸送層に電子を注入する層であり、電子注入性の高い材料を含む層である。電子注入性の高い材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。電子注入性の高い材料としては、電子輸送性材料とドナー性材料（電子供与性材料）とを含む複合材料を用いることもできる。

　電子注入層としては、例えば、リチウム、セシウム、イッテルビウム、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_ｘ、Ｘは任意数）、８−（キノリノラト）リチウム（略称：Ｌｉｑ）、２−（２−ピリジル）フェノラトリチウム（略称：ＬｉＰＰ）、２−（２−ピリジル）−３−ピリジノラトリチウム（略称：ＬｉＰＰｙ）、４−フェニル−２−（２−ピリジル）フェノラトリチウム（略称：ＬｉＰＰＰ）、リチウム酸化物（ＬｉＯ_ｘ）、炭酸セシウム等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物を用いることができる。また、電子注入層としては、２以上の積層構造としてもよい。当該積層構造としては、例えば、１層目にフッ化リチウムを用い、２層目にイッテルビウムを用いる構成とすることができる。

　または、電子注入層としては、電子輸送性材料を用いてもよい。例えば、非共有電子対を備え、電子不足型複素芳香環を有する化合物を、電子輸送性材料に用いることができる。具体的には、ピリジン環、ジアジン環（ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環）、トリアジン環の少なくとも一つを有する化合物を用いることができる。

　なお、非共有電子対を備える有機化合物の最低空軌道（ＬＵＭＯ：Ｌｏｗｅｓｔ　Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ　Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｏｒｂｉｔａｌ）が、−３．６ｅＶ以上−２．３ｅＶ以下であると好ましい。また、一般にＣＶ（サイクリックボルタンメトリ）、光電子分光法、光吸収分光法、逆光電子分光法等により、有機化合物の最高被占有軌道（ＨＯＭＯ：Ｈｉｇｈｅｓｔ　Ｏｃｃｕｐｉｅｄ　Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｏｒｂｉｔａｌ）準位及びＬＵＭＯ準位を見積もることができる。

　例えば、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、２，９−ビス（ナフタレン−２−イル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）、ジキノキサリノ［２，３−ａ：２’，３’−ｃ］フェナジン（略称：ＨＡＴＮＡ）、２，４，６−トリス［３’−（ピリジン−３−イル）ビフェニル−３−イル］−１，３，５−トリアジン（略称：ＴｍＰＰＰｙＴｚ）等を、非共有電子対を備える有機化合物に用いることができる。なお、ＮＢＰｈｅｎはＢＰｈｅｎと比較して、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を備え、耐熱性に優れる。

　また、タンデム構造の発光デバイスを作製する場合、２つの発光ユニットとの間に、中間層を設ける。中間層は、一対の電極間に電圧を印加したときに、２つの発光ユニットの一方に電子を注入し、他方に正孔を注入する機能を有する。

　中間層としては、例えば、リチウムなどの電子注入層に適用可能な材料を好適に用いることができる。また、中間層としては、例えば、正孔注入層に適用可能な材料を好適に用いることができる。また、中間層には、正孔輸送性材料とアクセプター性材料（電子受容性材料）とを含む層を用いることができる。また、中間層には、電子輸送性材料とドナー性材料とを含む層を用いることができる。このような層を有する中間層を形成することにより、発光ユニットが積層された場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。

　導電層１２６ａ、導電層１２６ｂ、および導電層１２６ｃは、光学調整層として機能する。なお、導電層１２６ａ、導電層１２６ｂ、および導電層１２６ｃは設けなくてもよい場合がある。

　画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、導電層１２６ａ、導電層１２６ｂ、導電層１２６ｃ、第１の層１１３ａ、第２の層１１３ｂ、及び、第３の層１１３ｃのそれぞれの側面は、絶縁層１２５、及び絶縁層１２７によって覆われている。これにより、第５の層１１４（または共通電極１１５）が、画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、第１の層１１３ａ、第２の層１１３ｂ、及び、第３の層１１３ｃのいずれかの側面と接することを抑制し、発光デバイスのショートを抑制できる。

　絶縁層１２５は、無機材料を有する絶縁層とすることができる。絶縁層１２５には、例えば、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、及び窒化酸化絶縁膜などの無機絶縁膜を用いることができる。絶縁層１２５は単層構造であってもよく積層構造であってもよい。酸化絶縁膜としては、酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化マグネシウム膜、インジウムガリウム亜鉛酸化物膜、酸化ガリウム膜、酸化ゲルマニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ランタン膜、酸化ネオジム膜、酸化ハフニウム膜、及び酸化タンタル膜などが挙げられる。窒化絶縁膜としては、窒化シリコン膜及び窒化アルミニウム膜などが挙げられる。酸化窒化絶縁膜としては、酸化窒化シリコン膜、酸化窒化アルミニウム膜などが挙げられる。窒化酸化絶縁膜としては、窒化酸化シリコン膜、窒化酸化アルミニウム膜などが挙げられる。特に、酸化アルミニウム膜は、エッチングにおいて、ＥＬ層との選択比が高く、後述する絶縁層１２７の形成において、ＥＬ層を保護する機能を有するため、好ましい。特に原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成した酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化シリコン膜などの無機絶縁膜を絶縁層１２５に適用することで、ピンホールが少なく、ＥＬ層を保護する機能に優れた絶縁層１２５を形成することができる。

　なお、本明細書などにおいて、酸化窒化物とは、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、窒化酸化物とは、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。例えば、酸化窒化シリコンと記載した場合は、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、窒化酸化シリコンと記載した場合は、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を示す。

　絶縁層１２５の形成は、スパッタリング法、化学気相成長（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、パルスレーザ堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅｄ　Ｌａｓｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＡＬＤ法などを用いることができる。絶縁層１２５は、被覆性が良好なＡＬＤ法を用いて形成することが好ましい。

　絶縁層１２５上に設けられる絶縁層１２７は、隣接する発光デバイス間に形成された絶縁層１２５の凹部を平坦化する機能を有する。換言すると、絶縁層１２７を有することで共通電極１１５の形成面の平坦性を向上させる効果を奏する。絶縁層１２７としては、有機材料を有する絶縁層を好適に用いることができる。例えば、絶縁層１２７として、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シリコーン樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等を適用することができる。また、絶縁層１２７として、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルブチラル、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリグリセリン、プルラン、水溶性のセルロース、またはアルコール可溶性のポリアミド樹脂などの有機材料を用いてもよい。また、絶縁層１２７として、感光性の樹脂を用いることができる。感光性の樹脂としてはフォトレジストを用いてもよい。感光性の樹脂は、ポジ型の材料、またはネガ型の材料を用いることができる。

　絶縁層１２７の上面の高さと、第１の層１１３ａ、第２の層１１３ｂ、及び、第３の層１１３ｃのいずれかの上面の高さとの差が、例えば、絶縁層１２７の厚さの０．５倍以下が好ましく、０．３倍以下がより好ましい。また例えば、第１の層１１３ａ、第２の層１１３ｂ、及び、第３の層１１３ｃのいずれかの上面が絶縁層１２７の上面よりも高くなるように、絶縁層１２７を設けてもよい。また、例えば、絶縁層１２７の上面が、第１の層１１３ａ、第２の層１１３ｂ、または、第３の層１１３ｃが有する発光層の上面よりも高くなるように、絶縁層１２７を設けてもよい。

　第１の層１１３ａ、第２の層１１３ｂ、第３の層１１３ｃ、絶縁層１２５、及び絶縁層１２７上に、第５の層１１４が設けられ、第５の層１１４上に共通電極１１５が設けられている。また、発光デバイス１３０ａ、発光デバイス１３０ｂ、及び発光デバイス１３０ｃ上には、保護層１３１が設けられている。保護層１３１上には保護層１３２が設けられている。保護層１３１、１３２を設けることで、発光デバイスの信頼性を高めることができる。

　保護層１３１、１３２の導電性は問わない。保護層１３１、１３２としては、絶縁膜、半導体膜、及び、導電膜の少なくとも一種を用いることができる。

　保護層１３１、１３２が無機膜を有することで、共通電極１１５の酸化を防止する、発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃに不純物（水分、酸素など）が入り込むことを抑制する、など、発光デバイスの劣化を抑制し、表示装置の信頼性を高めることができる。

　保護層１３１、１３２には、例えば、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、及び窒化酸化絶縁膜などの無機絶縁膜を用いることができる。酸化絶縁膜としては、酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化ゲルマニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ランタン膜、酸化ネオジム膜、酸化ハフニウム膜、及び酸化タンタル膜などが挙げられる。窒化絶縁膜としては、窒化シリコン膜及び窒化アルミニウム膜などが挙げられる。酸化窒化絶縁膜としては、酸化窒化シリコン膜、酸化窒化アルミニウム膜などが挙げられる。窒化酸化絶縁膜としては、窒化酸化シリコン膜、窒化酸化アルミニウム膜などが挙げられる。

　保護層１３１、１３２は、それぞれ、窒化絶縁膜または窒化酸化絶縁膜を有することが好ましく、窒化絶縁膜を有することがより好ましい。

　また、保護層１３１、１３２には、Ｉｎ−Ｓｎ酸化物（ＩＴＯともいう）、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、Ｇａ−Ｚｎ酸化物、Ａｌ−Ｚｎ酸化物、またはインジウムガリウム亜鉛酸化物（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物、ＩＧＺＯともいう）などを含む無機膜を用いることもできる。当該無機膜は、高抵抗であることが好ましく、具体的には、共通電極１１５よりも高抵抗であることが好ましい。当該無機膜は、さらに窒素を含んでいてもよい。

　発光デバイスの発光を、保護層１３１、１３２を介して取り出す場合、保護層１３１、１３２は、可視光に対する透過性が高いことが好ましい。例えば、ＩＴＯ、ＩＧＺＯ、及び、酸化アルミニウムは、それぞれ、可視光に対する透過性が高い無機材料であるため、好ましい。

　保護層１３１、１３２としては、例えば、酸化アルミニウム膜と、酸化アルミニウム膜上の窒化シリコン膜と、の積層構造、または、酸化アルミニウム膜と、酸化アルミニウム膜上のＩＧＺＯ膜と、の積層構造などを用いることができる。当該積層構造を用いることで、ＥＬ層側に入り込む不純物（水、酸素など）を抑制することができる。

　さらに、保護層１３１、１３２は、有機膜を有していてもよい。例えば、保護層１３２は、有機膜と無機膜の双方を有していてもよい。

　保護層１３１と保護層１３２とで異なる成膜方法を用いてもよい。具体的には、ＡＬＤ法を用いて保護層１３１を形成し、スパッタリング法を用いて保護層１３２を形成してもよい。

　保護層１３１上には、着色層１２９ａ、着色層１２９ｂ、及び着色層１２９ｃが設けられる。着色層１２９ａは発光デバイス１３０ａと重なる領域を有し、着色層１２９ｂは発光デバイス１３０ｂと重なる領域を有し、着色層１２９ｃは発光デバイス１３０ｃと重なる領域を有する。着色層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃは、少なくともそれぞれの発光デバイスが有する発光層と重なる領域を有する。

　着色層１２９ａ、着色層１２９ｂ、及び着色層１２９ｃは、互いに異なる色の光を透過する機能を有する。例えば、着色層１２９ａは赤色の光を透過する機能を有し、着色層１２９ｂは緑色の光を透過する機能を有し、着色層１２９ｃは青色の光を透過する機能を有する。これにより、表示装置１００は、フルカラー表示を行うことができる。なお、着色層１２９ａ、着色層１２９ｂ、及び着色層１２９ｃは、シアン、マゼンタ、及び黄色の光のいずれかを透過する機能を有してもよい。

　保護層１３２と基板１５２は接着層１４２を介して接着されている。発光デバイスの封止には、固体封止構造または中空封止構造などが適用できる。図１７Ａでは、基板１５２と基板１５１との間の空間が、接着層１４２で充填されており、固体封止構造が適用されている。または、当該空間を不活性ガス（窒素またはアルゴンなど）で充填し、中空封止構造を適用してもよい。このとき、接着層１４２は、発光デバイスと重ならないように設けられていてもよい。また、当該空間を、枠状に設けられた接着層１４２とは異なる樹脂で充填してもよい。

　画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃは、それぞれ、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２０５が有する導電層２２２ｂと接続されている。

　画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃには、絶縁層２１４に設けられた開口を覆うように凹部が形成される。当該凹部には、層１２８が埋め込まれていることが好ましい。そして、画素電極１１１ａ及び層１２８上に導電層１２６ａを形成し、画素電極１１１ｂ及び層１２８上に導電層１２６ｂを形成し、画素電極１１１ｃ及び層１２８上に導電層１２６ｃを形成することが好ましい。導電層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃは、画素電極と呼ぶこともできる。

　層１２８は、画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの凹部を平坦化する機能を有する。層１２８を設けることで、ＥＬ層の被形成面の凹凸を低減し、被覆性を向上することができる。また、画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ及び層１２８上に、画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃと電気的に接続される導電層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃを設けることで、画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの凹部と重なる領域も発光領域として使用できる場合がある。これにより、画素の開口率を高めることができる。

　層１２８は、絶縁層であってもよく、導電層であってもよい。層１２８には、各種無機絶縁材料、有機絶縁材料、及び導電材料を適宜用いることができる。特に、層１２８は、絶縁材料を用いて形成されることが好ましい。

　層１２８としては、有機材料を有する絶縁層を好適に用いることができる。例えば、層１２８として、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等を適用することができる。また、層１２８として、感光性の樹脂を用いることができる。感光性の樹脂は、ポジ型の材料、またはネガ型の材料を用いることができる。

　感光性の樹脂を用いることにより、露光及び現像の工程のみで層１２８を作製することができ、ドライエッチング、あるいはウェットエッチング等による画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの表面への影響を低減できる。また、ネガ型の感光性樹脂を用いて層１２８を形成することにより、絶縁層２１４の開口の形成に用いるフォトマスク（露光マスク）と同一のフォトマスクを用いて、層１２８を形成できる場合がある。

　導電層１２６ａは、画素電極１１１ａ上及び層１２８上に設けられる。導電層１２６ａは、画素電極１１１ａの上面に接する第１領域と、層１２８の上面に接する第２領域と、を有する。第１領域と接する画素電極１１１ａの上面の高さと、第２領域と接する層１２８の上面の高さは、一致または概略一致することが好ましい。

　同様に、導電層１２６ｂは、画素電極１１１ｂ上及び層１２８上に設けられる。導電層１２６ｂは、画素電極１１１ｂの上面に接する第１領域と、層１２８の上面に接する第２領域と、を有する。第１領域と接する画素電極１１１ｂの上面の高さと、第２領域と接する層１２８の上面の高さは、一致または概略一致することが好ましい。

　導電層１２６ｃは、画素電極１１１ｃ上及び層１２８上に設けられる。導電層１２６ｃは、画素電極１１１ｃの上面に接する第１領域と、層１２８の上面に接する第２領域と、を有する。第１領域と接する画素電極１１１ｃの上面の高さと、第２領域と接する層１２８の上面の高さは、一致または概略一致することが好ましい。

　画素電極は可視光を反射する材料を含み、対向電極は可視光を透過する材料を含む。

　表示装置１００Ａは、トップエミッション型である。発光デバイスが発する光は、基板１５２側に射出される。基板１５２には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。

　トランジスタを含む層１０１には、基板１５１から絶縁層２１４までの積層構造が含まれる。

　トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５は、いずれも基板１５１上に形成されている。これらのトランジスタは、同一の材料及び同一の工程により作製することができる。

　基板１５１上には、絶縁層２１１、絶縁層２１３、絶縁層２１５、及び絶縁層２１４がこの順で設けられている。絶縁層２１１は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１３は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１５は、トランジスタを覆って設けられる。絶縁層２１４は、トランジスタを覆って設けられ、平坦化層としての機能を有する。なお、ゲート絶縁層の数及びトランジスタを覆う絶縁層の数は限定されず、それぞれ単層であっても２層以上であってもよい。

　トランジスタを覆う絶縁層の少なくとも一層に、水及び水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層をバリア層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、トランジスタに外部から不純物が拡散することを効果的に抑制でき、表示装置の信頼性を高めることができる。

　絶縁層２１１、絶縁層２１３、及び絶縁層２１５としては、それぞれ、無機絶縁膜を用いることが好ましい。無機絶縁膜としては、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などを用いることができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜、及び酸化ネオジム膜等を用いてもよい。また、上述の絶縁膜を２以上積層して用いてもよい。

　ここで、有機絶縁膜は、無機絶縁膜に比べてバリア性が低いことが多い。そのため、有機絶縁膜は、表示装置１００Ａの端部近傍に開口を有することが好ましい。これにより、表示装置１００Ａの端部から有機絶縁膜を介して不純物が入り込むことを抑制できる。または、有機絶縁膜の端部が表示装置１００Ａの端部よりも内側にくるように有機絶縁膜を形成し、表示装置１００Ａの端部に有機絶縁膜が露出しないようにしてもよい。

　平坦化層として機能する絶縁層２１４には、有機絶縁膜が好適である。有機絶縁膜に用いることができる材料としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等が挙げられる。また、絶縁層２１４を、有機絶縁膜と、無機絶縁膜との積層構造にしてもよい。絶縁層２１４の最表層は、エッチング保護膜としての機能を有することが好ましい。これにより、画素電極１１１ａまたは導電層１２６ａなどの加工時に、絶縁層２１４に凹部が形成されることを抑制できる。または、絶縁層２１４には、画素電極１１１ａまたは導電層１２６ａなどの加工時に、凹部が設けられてもよい。

　図１７Ａに示す領域２２８では、絶縁層２１４に開口が形成されている。これにより、絶縁層２１４に有機絶縁膜を用いる場合であっても、絶縁層２１４を介して外部から表示部１６２に不純物が入り込むことを抑制できる。従って、表示装置１００Ａの信頼性を高めることができる。

　トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５は、ゲートとして機能する導電層２２１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１、ソース及びドレインとして機能する導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂ、半導体層２３１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１３、並びに、ゲートとして機能する導電層２２３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。絶縁層２１１は、導電層２２１と半導体層２３１との間に位置する。絶縁層２１３は、導電層２２３と半導体層２３１との間に位置する。

　本実施の形態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、スタガ型のトランジスタ、逆スタガ型のトランジスタ等を用いることができる。また、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルが形成される半導体層の上下にゲートが設けられていてもよい。

　トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５には、チャネルが形成される半導体層を２つのゲートで挟持する構成が適用されている。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。または、２つのゲートのうち、一方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御してもよい。

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

　トランジスタの半導体層は、金属酸化物（酸化物半導体ともいう）を有することが好ましい。つまり、本実施の形態の表示装置は、金属酸化物をチャネル形成領域に用いたトランジスタ（以下、ＯＳトランジスタ）を用いることが好ましい。

　本明細書等において、金属酸化物（ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅ）とは、広い意味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又は単にＯＳともいう）等に分類される。例えば、トランジスタの活性層に金属酸化物を用いた場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、ＯＳトランジスタと記載する場合においては、金属酸化物又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。

　トランジスタの半導体層に用いる金属酸化物のバンドギャップは、２ｅＶ以上が好ましく、２．５ｅＶ以上がより好ましい。バンドギャップの大きい金属酸化物を用いることで、ＯＳトランジスタのオフ電流を低減できる。

　金属酸化物は、少なくともインジウムまたは亜鉛を有することが好ましく、インジウム及び亜鉛を有することがより好ましい。例えば、金属酸化物は、インジウムと、Ｍ（Ｍは、ガリウム、アルミニウム、イットリウム、スズ、シリコン、ホウ素、銅、バナジウム、ベリリウム、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、マグネシウム、及びコバルトから選ばれた一種または複数種）と、亜鉛と、を有することが好ましい。特に、Ｍは、ガリウム、アルミニウム、イットリウム、及びスズから選ばれた一種または複数種であることが好ましく、ガリウムがより好ましい。なお、インジウムと、Ｍと、亜鉛とを有する金属酸化物を、以降ではＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物と呼ぶ場合がある。

　金属酸化物がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の場合、当該Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物におけるＩｎの原子数比はＭの原子数比以上であることが好ましい。このようなＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝２：１：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：８またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝６：１：６またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：２：５またはその近傍の組成、等が挙げられる。なお、近傍の組成とは、所望の原子数比の±３０％の範囲を含む。金属酸化物中のインジウムの原子数比を大きくすることで、トランジスタのオン電流、または電界効果移動度などを高めることができる。

　例えば、原子数比がＩｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３またはその近傍の組成と記載する場合、Ｉｎの原子数比を４としたとき、Ｍの原子数比が１以上３以下であり、Ｚｎの原子数比が２以上４以下である場合を含む。また、原子数比がＩｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６またはその近傍の組成と記載する場合、Ｉｎの原子数比を５としたときに、Ｍの原子数比が０．１より大きく２以下であり、Ｚｎの原子数比が５以上７以下である場合を含む。また、原子数比がＩｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１またはその近傍の組成と記載する場合、Ｉｎの原子数比を１としたときに、Ｍの原子数比が０．１より大きく２以下であり、Ｚｎの原子数比が０．１より大きく２以下である場合を含む。

　また、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物におけるＩｎの原子数比はＭの原子数比未満であってもよい。このようなＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：３：２またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：３：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：３：４またはその近傍の組成、等が挙げられる。金属酸化物中のＭの原子数比を大きくすることで、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物のバンドギャップをより大きくし、光負バイアスストレス試験に対する耐性を高めることが可能となる。具体的には、トランジスタのＮＢＴＩＳ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ　Ｂｉａｓ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ　Ｓｔｒｅｓｓ）試験で測定される、しきい値電圧の変化量またはシフト電圧（Ｖｓｈ）の変化量を小さくすることができる。なお、シフト電圧（Ｖｓｈ）は、トランジスタのドレイン電流（Ｉｄ）−ゲート電圧（Ｖｇ）カーブにおいて、カーブ上の傾きが最大である点における接線が、Ｉｄ＝１ｐＡの直線と交差するＶｇで定義される。

　または、トランジスタの半導体層は、シリコンを有していてもよい。シリコンとしては、アモルファスシリコン、結晶性のシリコン（低温ポリシリコン、単結晶シリコンなど）などが挙げられる。

　または、トランジスタの半導体層は、半導体として機能する層状物質を有してもよい。層状物質とは、層状の結晶構造を有する材料群の総称である。層状の結晶構造は、共有結合またはイオン結合によって形成される層が、ファンデルワールス力のような、共有結合またはイオン結合よりも弱い結合を介して積層している構造である。層状物質は、単位層内における電気伝導性が高く、つまり、２次元電気伝導性が高い。半導体として機能し、かつ、２次元電気伝導性の高い材料をチャネル形成領域に用いることで、オン電流の大きいトランジスタを提供できる。

　上記層状物質として、例えば、グラフェン、シリセン、カルコゲン化物などが挙げられる。カルコゲン化物は、カルコゲン（第１６族に属する元素）を含む化合物である。また、カルコゲン化物として、遷移金属カルコゲナイド、１３族カルコゲナイドなどが挙げられる。トランジスタの半導体層として適用可能な遷移金属カルコゲナイドとして、具体的には、硫化モリブデン（代表的にはＭｏＳ_２）、セレン化モリブデン（代表的にはＭｏＳｅ_２）、モリブデンテルル（代表的にはＭｏＴｅ_２）、硫化タングステン（代表的にはＷＳ_２）、セレン化タングステン（代表的にはＷＳｅ_２）、タングステンテルル（代表的にはＷＴｅ_２）、硫化ハフニウム（代表的にはＨｆＳ_２）、セレン化ハフニウム（代表的にはＨｆＳｅ_２）、硫化ジルコニウム（代表的にはＺｒＳ_２）、セレン化ジルコニウム（代表的にはＺｒＳｅ_２）などが挙げられる。

　回路１６４が有するトランジスタと、表示部１６２が有するトランジスタは、同じ構造であってもよく、異なる構造であってもよい。回路１６４が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、２種類以上あってもよい。同様に、表示部１６２が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、２種類以上あってもよい。

　図１７Ｂ及び図１７Ｃに、トランジスタの他の構成例を示す。

　トランジスタ２０９及びトランジスタ２１０は、ゲートとして機能する導電層２２１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１、チャネル形成領域２３１ｉ及び一対の低抵抗領域２３１ｎを有する半導体層２３１、一対の低抵抗領域２３１ｎの一方と接続する導電層２２２ａ、一対の低抵抗領域２３１ｎの他方と接続する導電層２２２ｂ、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２２５、ゲートとして機能する導電層２２３、並びに、導電層２２３を覆う絶縁層２１５を有する。絶縁層２１１は、導電層２２１とチャネル形成領域２３１ｉとの間に位置する。絶縁層２２５は、少なくとも導電層２２３とチャネル形成領域２３１ｉとの間に位置する。さらに、トランジスタを覆う絶縁層２１８を設けてもよい。

　図１７Ｂに示すトランジスタ２０９では、絶縁層２２５が半導体層２３１の上面及び側面を覆う例を示す。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、それぞれ、絶縁層２２５及び絶縁層２１５に設けられた開口を介して低抵抗領域２３１ｎと接続される。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂのうち、一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。

　一方、図１７Ｃに示すトランジスタ２１０では、絶縁層２２５は、半導体層２３１のチャネル形成領域２３１ｉと重なり、低抵抗領域２３１ｎとは重ならない。例えば、導電層２２３をマスクとして絶縁層２２５を加工することで、図１７Ｃに示す構造を作製できる。図１７Ｃでは、絶縁層２２５及び導電層２２３を覆って絶縁層２１５が設けられ、絶縁層２１５の開口を介して、導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂがそれぞれ低抵抗領域２３１ｎと接続されている。

　基板１５１の、基板１５２が重ならない領域には、接続部２０４が設けられている。接続部２０４では、配線１６５が導電層１６６及び接続層２４２を介してＦＰＣ１７２と電気的に接続されている。導電層１６６は、画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、導電層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、の積層構造である例を示す。接続部２０４の上面では、導電層１６６が露出している。これにより、接続部２０４とＦＰＣ１７２とを接続層２４２を介して電気的に接続することができる。

　基板１５２の基板１５１側の面には、遮光層１１７を設けることが好ましい。また、基板１５２の基板１５１側の面に、着色層１２９ａ、１２９ｂを設けてもよい。図１７Ａでは、基板１５１を介して基板１５２をみたときに、着色層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃが遮光層１１７の一部を覆うように設けられている。

　また、基板１５２の外側には各種光学部材を配置することができる。光学部材としては、偏光板、位相差板、光拡散層（拡散フィルムなど）、反射防止層、及び集光フィルム等が挙げられる。また、基板１５２の外側には、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜、衝撃吸収層等を配置してもよい。

　発光デバイスを覆う保護層１３１及び保護層１３２を設けることで、発光デバイスに水などの不純物が入り込むことを抑制し、発光デバイスの信頼性を高めることができる。

　表示装置１００Ａの端部近傍の領域２２８において、絶縁層２１４の開口を介して、絶縁層２１５と保護層１３１または保護層１３２とが互いに接することが好ましい。特に、無機絶縁膜同士が接することが好ましい。これにより、有機絶縁膜を介して外部から表示部１６２に不純物が入り込むことを抑制できる。従って、表示装置１００Ａの信頼性を高めることができる。

　基板１５１及び基板１５２には、それぞれ、ガラス、石英、セラミック、サファイア、樹脂、金属、合金、半導体などを用いることができる。発光デバイス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。基板１５１及び基板１５２に可撓性を有する材料を用いると、表示装置の可撓性を高めることができる。また、基板１５１または基板１５２として偏光板を用いてもよい。

　基板１５１及び基板１５２としては、それぞれ、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、アクリル樹脂、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（ナイロン、アラミド等）、ポリシロキサン樹脂、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、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ＡＢＳ樹脂、セルロースナノファイバー等を用いることができる。基板１５１及び基板１５２の一方または双方に、可撓性を有する程度の厚さのガラスを用いてもよい。

　なお、表示装置に円偏光板を重ねる場合、表示装置が有する基板には、光学等方性の高い基板を用いることが好ましい。光学等方性が高い基板は、複屈折が小さい（複屈折量が小さい、ともいえる）。

　光学等方性が高い基板のリタデーション（位相差）値の絶対値は、３０ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以下がより好ましく、１０ｎｍ以下がさらに好ましい。

　光学等方性が高いフィルムとしては、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ、セルローストリアセテートともいう）フィルム、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）フィルム、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）フィルム、及びアクリルフィルム等が挙げられる。

　また、基板としてフィルムを用いる場合、フィルムが吸水することで、表示パネルにしわが発生するなどの形状変化が生じる恐れがある。そのため、基板には、吸水率の低いフィルムを用いることが好ましい。例えば、吸水率が１％以下のフィルムを用いることが好ましく、０．１％以下のフィルムを用いることがより好ましく、０．０１％以下のフィルムを用いることがさらに好ましい。

　接着層１４２としては、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。

　接続層２４２としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｆｉｌｍ）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。

　トランジスタのゲート、ソース及びドレインのほか、表示装置を構成する各種配線及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、及びタングステンなどの金属、並びに、当該金属を主成分とする合金などが挙げられる。これらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。

　また、透光性を有する導電材料としては、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、ガリウムを含む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、及びチタンなどの金属材料、または、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、または、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ることが好ましい。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及び電極などの導電層、及び、発光デバイスが有する導電層（画素電極または共通電極として機能する導電層）にも用いることができる。

　各絶縁層に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料が挙げられる。

［表示装置１００Ｂ］
　図１８に示す表示装置１００Ｂは、ボトムエミッション型である点で、表示装置１００Ａと主に相違する。なお、表示装置１００Ａと同様の部分については説明を省略する。なお、図１８では、第１の層１１３ａを含む副画素と、第２の層１１３ｂを含む副画素を示しているが、図１７Ａと同様に３種類以上の副画素を設けることができる。

　発光デバイスが発する光は、基板１５１側に射出される。基板１５１には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。一方、基板１５２に用いる材料の透光性は問わない。

　また、表示装置１００Ｂは、画素電極１１１ａ、１１１ｂ、及び導電層１２６ａ、１２６ｂが可視光を透過する材料を含み、共通電極１１５が可視光を反射する材料を含む。ここで、画素電極１１１ａ、１１１ｂ、及び導電層１２６ａ、１２６ｂと同一の導電膜を加工して得られる、導電層１６６も可視光を透過する材料を含む。

　基板１５１とトランジスタ２０１との間、基板１５１とトランジスタ２０５との間には、遮光層１１７を形成することが好ましい。図１８では、基板１５１上に遮光層１１７が設けられ、遮光層１１７上に絶縁層１５３が設けられ、絶縁層１５３上にトランジスタ２０１、２０５などが設けられている例を示す。

　さらに、表示装置１００Ｂでは、着色層１２９ａ、１２９ｂが、絶縁層２１５と絶縁層２１４の間に設けられている。着色層１２９ａ、１２９ｂは、端部が遮光層１１７と重畳することが好ましい。

　ここで、表示装置１００Ａ及び表示装置１００Ｂについて、図１９Ａ乃至図１９Ｄに、画素電極１１１ａ及び層１２８とその周辺を含む領域１３８の断面構造を示す。なお、図１９Ａ乃至図１９Ｄに係る記載については、発光デバイス１３０ｂ及び発光デバイス１３０ｃについても同様のことがいえる。

　図１７Ａおよび図１８では、層１２８の上面と画素電極１１１ａの上面が概略一致する例について示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、図１９Ａに示すように、層１２８の上面が画素電極１１１ａの上面より高くなる場合がある。このとき、層１２８の上面は中心に向かって凸状に、なだらかに膨らんだ形状を有する。

　また、図１９Ｂに示すように、層１２８の上面が画素電極１１１ａの上面より低くなる場合がある。このとき、層１２８の上面は中心に向かって凹状に、なだらかに窪んだ形状を有する。

　また、図１９Ｃに示すように、層１２８の上面が画素電極１１１ａの上面より高くなる場合、画素電極１１１ａに形成された凹部より、層１２８の上部が広がって形成される場合がある。このとき、層１２８の一部が、画素電極１１１ａの概略平坦な領域の一部を覆って形成される場合がある。

　また、図１９Ｄに示すように、図１９Ｃに示す構造において、さらに層１２８の上面の一部に凹部が形成される場合がある。当該凹部は、中心に向かってなだらかに窪んだ形状を有する。

　ここで、表示装置１００Ａ及び表示装置１００Ｂについて、図２０Ａ乃至図２０Ｆに、絶縁層１２７とその周辺を含む領域１３９の断面構造を示す。

　図２０Ａでは、第１の層１１３ａと第２の層１１３ｂの厚さが互いに異なる例を示す。絶縁層１２５の上面の高さは、第１の層１１３ａ側では第１の層１１３ａの上面の高さと一致または概略一致しており、第２の層１１３ｂ側では第２の層１１３ｂの上面の高さと一致または概略一致している。そして、絶縁層１２７の上面は、第１の層１１３ａ側が高く、第２の層１１３ｂ側が低い、なだらかな傾斜を有している。このように、絶縁層１２５及び絶縁層１２７の高さは、隣接するＥＬ層の上面の高さと揃っていることが好ましい。または、隣接するＥＬ層のいずれかの上面の高さと揃って、上面が平坦部を有していてもよい。

　図２０Ｂにおいて、絶縁層１２７の上面は、第１の層１１３ａの上面及び第２の層１１３ｂの上面よりも高い領域を有する。また、絶縁層１２７の上面は、中心に向かって凸状に、なだらかに膨らんだ形状を有する。

　図２０Ｃにおいて、絶縁層１２７が第１の層１１３ａの上面及び第２の層１１３ｂの上面より高い領域を有する。また、領域１３９において、表示装置１００Ａ及び表示装置１００Ｂは、第１の犠牲層１１８及び第２の犠牲層１１９の少なくとも一方を有し、絶縁層１２７が第１の層１１３ａの上面及び第２の層１１３ｂの上面より高く、且つ絶縁層１２５よりも外側に位置する第１の領域を有し、第１の領域は第１の犠牲層１１８及び第２の犠牲層１１９の少なくとも一方の上に位置する。

　図２０Ｄにおいて、絶縁層１２７の上面は、第１の層１１３ａの上面及び第２の層１１３ｂの上面よりも低い領域を有する。また、絶縁層１２７の上面は、中心に向かって凹状に、なだらかに窪んだ形状を有する。

　図２０Ｅにおいて、絶縁層１２５の上面は、第１の層１１３ａの上面及び第２の層１１３ｂの上面よりも高い領域を有する。すなわち、第５の層１１４の被形成面において、絶縁層１２５が突出し、凸部を形成している。

　絶縁層１２５の形成において、例えば、犠牲層の高さと揃うまたは概略揃うように絶縁層１２５を形成する場合には、図２０Ｅに示すように、絶縁層１２５が突出する形状が形成される場合がある。

　図２０Ｆにおいて、絶縁層１２５の上面は、第１の層１１３ａの上面及び第２の層１１３ｂの上面よりも低い領域を有する。すなわち、第５の層１１４の被形成面において、絶縁層１２５が凹部を形成している。

　このように、絶縁層１２５及び絶縁層１２７は様々な形状を適用することができる。

［画素のレイアウト］
　次に、画素レイアウトについて説明する。副画素の配列に特に限定はなく、様々な方法を適用することができる。副画素の配列としては、例えば、ストライプ配列、Ｓストライプ配列、マトリクス配列、デルタ配列、ベイヤー配列、ペンタイル配列などが挙げられる。

　また、副画素の上面形状としては、例えば、三角形、四角形（長方形、正方形を含む）、五角形などの多角形、これら多角形の角が丸い形状、楕円形、または円形などが挙げられる。ここで、副画素の上面形状は、発光デバイスの発光領域の上面形状に相当する。

　図２１Ａに示す画素１１０には、ストライプ配列が適用されている。図２１Ａに示す画素１１０は、副画素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの、３つの副画素から構成される。例えば、図２２Ａに示すように、副画素１１０ａを赤色の副画素Ｒとし、副画素１１０ｂを緑色の副画素Ｇとし、副画素１１０ｃを青色の副画素Ｂとしてもよい。

　図２１Ｂに示す画素１１０には、Ｓストライプ配列が適用されている。図２１Ｂに示す画素１１０は、副画素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの、３つの副画素から構成される。例えば、図２２Ｂに示すように、副画素１１０ａを青色の副画素Ｂとし、副画素１１０ｂを赤色の副画素Ｒとし、副画素１１０ｃを緑色の副画素Ｇとしてもよい。

　図２１Ｃは、各色の副画素がジグザグに配置されている例である。具体的には、上面視において、列方向に並ぶ２つの副画素（例えば、副画素１１０ａと副画素１１０ｂ、または、副画素１１０ｂと副画素１１０ｃ）の上辺の位置がずれている。例えば、図２２Ｃに示すように、副画素１１０ａを赤色の副画素Ｒとし、副画素１１０ｂを緑色の副画素Ｇとし、副画素１１０ｃを青色の副画素Ｂとしてもよい。

　図２１Ｄに示す画素１１０は、角が丸い略台形の上面形状を有する副画素１１０ａと、角が丸い略三角形の上面形状を有する副画素１１０ｂと、角が丸い略四角形または略六角形の上面形状を有する副画素１１０ｃと、を有する。また、副画素１１０ａは、副画素１１０ｂよりも発光面積が広い。このように、各副画素の形状及びサイズはそれぞれ独立に決定することができる。例えば、信頼性の高い発光デバイスを有する副画素ほど、サイズを小さくすることができる。例えば、図２２Ｄに示すように、副画素１１０ａを緑色の副画素Ｇとし、副画素１１０ｂを赤色の副画素Ｒとし、副画素１１０ｃを青色の副画素Ｂとしてもよい。

　図２１Ｅに示す画素１２４ａ、１２４ｂには、ペンタイル配列が適用されている。図２１Ｅでは、副画素１１０ａ及び副画素１１０ｂを有する画素１２４ａと、副画素１１０ｂ及び副画素１１０ｃを有する画素１２４ｂと、が交互に配置されている例を示す。例えば、図２２Ｅに示すように、副画素１１０ａを赤色の副画素Ｒとし、副画素１１０ｂを緑色の副画素Ｇとし、副画素１１０ｃを青色の副画素Ｂとしてもよい。

　図２１Ｆ及び図２１Ｇに示す画素１２４ａ、１２４ｂは、デルタ配列が適用されている。画素１２４ａは上の行（１行目）に、２つの副画素（副画素１１０ａ、１１０ｂ）を有し、下の行（２行目）に、１つの副画素（副画素１１０ｃ）を有する。画素１２４ｂは上の行（１行目）に、１つの副画素（副画素１１０ｃ）を有し、下の行（２行目）に、２つの副画素（副画素１１０ａ、１１０ｂ）を有する。例えば、図２２Ｆに示すように、副画素１１０ａを赤色の副画素Ｒとし、副画素１１０ｂを緑色の副画素Ｇとし、副画素１１０ｃを青色の副画素Ｂとしてもよい。

　図２１Ｆは、各副画素が、角が丸い略四角形の上面形状を有する例であり、図２１Ｇは、各副画素が、円形の上面形状を有する例である。

　フォトリソグラフィ法では、加工するパターンが微細になるほど、光の回折の影響を無視できなくなるため、露光によりフォトマスクのパターンを転写する際に忠実性が損なわれ、レジストマスクを所望の形状に加工することが困難になる。そのため、フォトマスクのパターンが矩形であっても、角が丸まったパターンが形成されやすい。したがって、副画素の上面形状が、多角形の角が丸い形状、楕円形、または円形などになることがある。

　さらに、本発明の一態様の表示装置の作製方法では、レジストマスクを用いてＥＬ層を島状に加工する。ＥＬ層上に形成したレジスト膜は、ＥＬ層の耐熱温度よりも低い温度で硬化する必要がある。そのため、ＥＬ層の材料の耐熱温度及びレジスト材料の硬化温度によっては、レジスト膜の硬化が不十分になる場合がある。硬化が不十分なレジスト膜は、加工時に所望の形状から離れた形状をとることがある。その結果、ＥＬ層の上面形状が、多角形の角が丸い形状、楕円形、または円形などになることがある。例えば、上面形状が正方形のレジストマスクを形成しようとした場合に、円形の上面形状のレジストマスクが形成され、ＥＬ層の上面形状が円形になることがある。

　なお、ＥＬ層の上面形状を所望の形状とするために、設計パターンと、転写パターンとが、一致するように、あらかじめマスクパターンを補正する技術（ＯＰＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ　Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：光近接効果補正）技術）を用いてもよい。具体的には、ＯＰＣ技術では、マスクパターン上の図形コーナー部などに補正用のパターンを追加する。

　図２３Ａ乃至図２３Ｃに示す画素１１０は、ストライプ配列が適用されている。

　図２３Ａは、各副画素が、長方形の上面形状を有する例であり、図２３Ｂは、各副画素が、２つの半円と長方形をつなげた上面形状を有する例であり、図２３Ｃは、各副画素が、楕円形の上面形状を有する例である。

　図２３Ｄ乃至図２３Ｆに示す画素１１０は、マトリクス配列が適用されている。

　図２３Ｄは、各副画素が、正方形の上面形状を有する例であり、図２３Ｅは、各副画素が、角が丸い略正方形の上面形状を有する例であり、図２３Ｆは、各副画素が、円形の上面形状を有する例である。

　図２３Ａ乃至図２３Ｆに示す画素１１０は、副画素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄの、４つの副画素から構成される。副画素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄは、それぞれ異なる色の光を発する。例えば、副画素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄは、それぞれ、赤色、緑色、青色、白色の副画素とすることができる。例えば、図２４Ａ及び図２４Ｂに示すように、副画素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄは、それぞれ、赤色、緑色、青色、白色の副画素とすることができる。または、副画素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄは、それぞれ、赤色、緑色、青色、赤外発光の副画素とすることができる。

　副画素１１０ｄは、発光デバイスを有する。当該発光デバイスは、画素電極と、当該画素電極の島状の第４の層と、当該島状の第４の層上の第５の層１１４と、第５の層１１４上の共通電極１１５と、を有する。当該発光デバイスにおいて、上記第４の層、及び、第５の層１１４をまとめてＥＬ層と呼ぶことができる。なお、上記画素電極は、画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃと同様の材料を用いればよい。また、上記第４の層は、第１の層１１３ａ、第２の層１１３ｂ、及び第３の層１１３ｃと同様の材料を用いればよい。

　図２３Ｇでは、１つの画素１１０が２行３列で構成されている例を示す。画素１１０は、上の行（１行目）に、３つの副画素（副画素１１０ａ、副画素１１０ｂ、副画素１１０ｃ）を有し、下の行（２行目）に、３つの副画素１１０ｄを有する。言い換えると、画素１１０は、左の列（１列目）に、副画素１１０ａ及び副画素１１０ｄを有し、中央の列（２列目）に副画素１１０ｂ及び副画素１１０ｄを有し、右の列（３列目）に副画素１１０ｃ及び副画素１１０ｄを有する。図２３Ｇに示すように、上の行と下の行との副画素の配置を揃える構成とすることで、製造プロセスで生じうるゴミなどを効率よく除去することが可能となる。したがって、表示品位の高い表示装置を提供できる。

　図２３Ｈでは、１つの画素１１０が、２行３列で構成されている例を示す。画素１１０は、上の行（１行目）に、３つの副画素（副画素１１０ａ、副画素１１０ｂ、副画素１１０ｃ）を有し、下の行（２行目）に、１つの副画素（副画素１１０ｄ）を有する。言い換えると、画素１１０は、左の列（１列目）に、副画素１１０ａを有し、中央の列（２列目）に副画素１１０ｂを有し、右の列（３列目）に副画素１１０ｃを有し、さらに、この３列にわたって、副画素１１０ｄを有する。

　なお、図２３Ｇ及び図２３Ｈに示す画素１１０において、例えば、図２４Ｃ及び図２４Ｄに示すように、副画素１１０ａを赤色の副画素Ｒとし、副画素１１０ｂを緑色の副画素Ｇとし、副画素１１０ｃを青色の副画素Ｂとし、副画素１１０ｄを白色の副画素Ｗとすることができる。

　本発明の一態様の表示装置は、画素に、受光デバイスを有していてもよい。

　図２３Ｇに示す画素１１０が有する４つの副画素のうち、３つを、発光デバイスを有する構成とし、残りの１つを、受光デバイスを有する構成としてもよい。

　受光デバイスとしては、例えば、ｐｎ型またはｐｉｎ型のフォトダイオードを用いることができる。受光デバイスは、受光デバイスに入射する光を検出し電荷を発生させる光電変換デバイス（光電変換素子ともいう）として機能する。受光デバイスに入射する光量に基づき、受光デバイスから発生する電荷量が決まる。

　特に、受光デバイスとして、有機化合物を含む層を有する有機フォトダイオードを用いることが好ましい。有機フォトダイオードは、薄型化、軽量化、及び大面積化が容易であり、また、形状及びデザインの自由度が高いため、様々な表示装置に適用できる。

　本発明の一態様では、発光デバイスとして有機ＥＬデバイスを用い、受光デバイスとして有機フォトダイオードを用いる。有機ＥＬデバイス及び有機フォトダイオードは、同一基板上に形成することができる。したがって、有機ＥＬデバイスを用いた表示装置に有機フォトダイオードを内蔵することができる。

　受光デバイスは、一対の電極間に少なくとも光電変換層として機能する活性層を有する。本明細書等では、一対の電極の一方を画素電極と記し、他方を共通電極と記すことがある。

　例えば、副画素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃが、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の副画素であり、副画素１１０ｄが、受光デバイスを有する副画素であってもよい。このとき、第４の層は、少なくとも活性層を有する。

　受光デバイスが有する一対の電極のうち、一方の電極は陽極として機能し、他方の電極は陰極として機能する。以下では、画素電極が陽極として機能し、共通電極が陰極として機能する場合を例に挙げて説明する。受光デバイスは、画素電極と共通電極との間に逆バイアスをかけて駆動することで、受光デバイスに入射する光を検出し、電荷を発生させ、電流として取り出すことができる。または、画素電極が陰極として機能し、共通電極が陽極として機能してもよい。

　受光デバイスについても、発光デバイスと同様の作製方法を適用することができる。受光デバイスが有する島状の活性層（光電変換層ともいう）は、メタルマスクのパターンによって形成されるのではなく、活性層となる膜を一面に成膜した後に加工することで形成されるため、島状の活性層を均一の厚さで形成することができる。また、活性層上に犠牲層を設けることで、表示装置の作製工程中に活性層が受けるダメージを低減し、受光デバイスの信頼性を高めることができる。

　ここで、受光デバイスと発光デバイスが共通で有する層は、発光デバイスにおける機能と受光デバイスにおける機能とが異なる場合がある。本明細書中では、発光デバイスにおける機能に基づいて構成要素を呼称することがある。例えば、正孔注入層は、発光デバイスにおいて正孔注入層として機能し、受光デバイスにおいて正孔輸送層として機能する。同様に、電子注入層は、発光デバイスにおいて電子注入層として機能し、受光デバイスにおいて電子輸送層として機能する。また、受光デバイスと発光デバイスが共通で有する層は、発光デバイスにおける機能と受光デバイスにおける機能とが同一である場合もある。正孔輸送層は、発光デバイス及び受光デバイスのいずれにおいても、正孔輸送層として機能し、電子輸送層は、発光デバイス及び受光デバイスのいずれにおいても、電子輸送層として機能する。

　受光デバイスが有する活性層は、半導体を含む。当該半導体としては、シリコンなどの無機半導体、及び、有機化合物を含む有機半導体が挙げられる。本実施の形態では、活性層が有する半導体として、有機半導体を用いる例を示す。有機半導体を用いることで、発光層と、活性層と、を同じ方法（例えば、真空蒸着法）で形成することができ、製造装置を共通化できるため好ましい。

　活性層が有するｎ型半導体の材料としては、フラーレン（例えばＣ_６０、Ｃ_７０等）、フラーレン誘導体等の電子受容性の有機半導体材料が挙げられる。フラーレンは、サッカーボールのような形状を有し、当該形状はエネルギー的に安定である。フラーレンは、ＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位の双方が深い（低い）。フラーレンは、ＬＵＭＯ準位が深いため、電子受容性（アクセプター性）が極めて高い。通常、ベンゼンのように、平面にπ電子共役（共鳴）が広がると、電子供与性（ドナー性）が高くなるが、フラーレンは球体形状であるため、π電子が大きく広がっているにも関わらず、電子受容性が高くなる。電子受容性が高いと、電荷分離を高速に効率よく起こすため、受光デバイスとして有益である。Ｃ_６０、Ｃ_７０ともに可視光領域に広い吸収帯を有しており、特にＣ_７０はＣ_６０に比べてπ電子共役系が大きく、長波長領域にも広い吸収帯を有するため好ましい。そのほか、フラーレン誘導体としては、［６，６］−Ｐｈｅｎｙｌ−Ｃ７１−ｂｕｔｙｒｉｃ　ａｃｉｄ　ｍｅｔｈｙｌ　ｅｓｔｅｒ（略称：ＰＣ７０ＢＭ）、［６，６］−Ｐｈｅｎｙｌ−Ｃ６１−ｂｕｔｙｒｉｃ　ａｃｉｄ　ｍｅｔｈｙｌ　ｅｓｔｅｒ（略称：ＰＣ６０ＢＭ）、１’，１’’，４’，４’’−Ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏ−ｄｉ［１，４］ｍｅｔｈａｎｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｏ［１，２：２’，３’，５６，６０：２’’，３’’］［５，６］ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ−Ｃ６０（略称：ＩＣＢＡ）などが挙げられる。

　また、ｎ型半導体の材料としては、キノリン骨格を有する金属錯体、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール骨格を有する金属錯体、チアゾール骨格を有する金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、キノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、クマリン誘導体、ローダミン誘導体、トリアジン誘導体、キノン誘導体等が挙げられる。

　活性層が有するｐ型半導体の材料としては、銅（ＩＩ）フタロシアニン（Ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ；ＣｕＰｃ）、テトラフェニルジベンゾペリフランテン（Ｔｅｔｒａｐｈｅｎｙｌｄｉｂｅｎｚｏｐｅｒｉｆｌａｎｔｈｅｎｅ；ＤＢＰ）、亜鉛フタロシアニン（Ｚｉｎｃ　Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ；ＺｎＰｃ）、スズフタロシアニン（ＳｎＰｃ）、キナクリドン等の電子供与性の有機半導体材料が挙げられる。

　また、ｐ型半導体の材料としては、カルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、フラン誘導体、芳香族アミン骨格を有する化合物等が挙げられる。さらに、ｐ型半導体の材料としては、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、ピロール誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンゾチオフェン誘導体、インドール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、キナクリドン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体等が挙げられる。

　電子供与性の有機半導体材料のＨＯＭＯ準位は、電子受容性の有機半導体材料のＨＯＭＯ準位よりも浅い（高い）ことが好ましい。電子供与性の有機半導体材料のＬＵＭＯ準位は、電子受容性の有機半導体材料のＬＵＭＯ準位よりも浅い（高い）ことが好ましい。

　電子受容性の有機半導体材料として、球状のフラーレンを用い、電子供与性の有機半導体材料として、平面に近い形状の有機半導体材料を用いることが好ましい。似た形状の分子同士は集まりやすい傾向にあり、同種の分子が凝集すると、分子軌道のエネルギー準位が近いため、キャリア輸送性を高めることができる。

　例えば、活性層は、ｎ型半導体とｐ型半導体と共蒸着して形成することが好ましい。または、活性層は、ｎ型半導体とｐ型半導体とを積層して形成してもよい。

　受光デバイスは、活性層以外の層として、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、またはバイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）等を含む層をさらに有していてもよい。また、上記に限られず、正孔注入性の高い物質、正孔ブロック材料、電子注入性の高い材料、電子ブロック材料などを含む層をさらに有していてもよい。

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

　例えば、正孔輸送性材料として、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）などの高分子化合物、及び、モリブデン酸化物、ヨウ化銅（ＣｕＩ）などの無機化合物を用いることができる。また、電子輸送性材料として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの無機化合物を用いることができる。

　また、活性層に、ドナーとして機能するＰｏｌｙ［［４，８−ｂｉｓ［５−（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ）−２−ｔｈｉｅｎｙｌ］ｂｅｎｚｏ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ｄｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ−２，６−ｄｉｙｌ］−２，５−ｔｈｉｏｐｈｅｎｅｄｉｙｌ［５，７−ｂｉｓ（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ）−４，８−ｄｉｏｘｏ−４Ｈ，８Ｈ−ｂｅｎｚｏ［１，２−ｃ：４，５−ｃ’］ｄｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ−１，３−ｄｉｙｌ］］ｐｏｌｙｍｅｒ（略称：ＰＢＤＢ−Ｔ）、または、ＰＢＤＢ−Ｔ誘導体などの高分子化合物を用いることができる。例えば、ＰＢＤＢ−ＴまたはＰＢＤＢ−Ｔ誘導体にアクセプター材料を分散させる方法などが使用できる。

　また、活性層には３種類以上の材料を混合させてもよい。例えば、波長域を拡大する目的で、ｎ型半導体の材料と、ｐ型半導体の材料と、に加えて、第３の材料を混合してもよい。このとき、第３の材料は、低分子化合物でも高分子化合物でもよい。

　画素に、発光デバイス及び受光デバイスを有する表示装置では、画素が受光機能を有するため、画像を表示しながら、対象物の接触または近接を検出することができる。例えば、表示装置が有する副画素全てで画像を表示するだけでなく、一部の副画素は、光源としての光を呈し、残りの副画素で画像を表示することもできる。

　本発明の一態様の表示装置は、表示部に、発光デバイスがマトリクス状に配置されており、当該表示部で画像を表示できる。また、当該表示部には、受光デバイスがマトリクス状に配置されており、表示部は、画像表示機能に加えて、撮像機能及びセンシング機能の一方または双方を有する。表示部は、イメージセンサまたはタッチセンサに用いることができる。つまり、表示部で光を検出することで、画像を撮像すること、または、対象物（指、手、またはペンなど）の近接もしくは接触を検出することができる。さらに、本発明の一態様の表示装置は、発光デバイスをセンサの光源として利用できる。したがって、表示装置と別に受光部及び光源を設けなくてもよく、電子機器の部品点数を削減できる。

　本発明の一態様の表示装置では、表示部が有する発光デバイスが発した光を対象物が反射（または散乱）した際、受光デバイスがその反射光（または散乱光）を検出できるため、暗い場所でも、撮像またはタッチ検出が可能である。

　受光デバイスをイメージセンサに用いる場合、表示装置は、受光デバイスを用いて、画像を撮像することができる。例えば、本実施の形態の表示装置は、スキャナとして用いることができる。

　例えば、イメージセンサを用いて、指紋、掌紋などの生体情報に係るデータを取得することができる。つまり、表示装置に、生体認証用センサを内蔵させることができる。表示装置が生体認証用センサを内蔵することで、表示装置とは別に生体認証用センサを設ける場合に比べて、電子機器の部品点数を少なくでき、電子機器の小型化及び軽量化が可能である。

　また、受光デバイスをタッチセンサに用いる場合、表示装置は、受光デバイスを用いて、対象物の近接または接触を検出することができる。

　図２５Ａ乃至図２５Ｄに示す画素は、副画素Ｇ、副画素Ｂ、副画素Ｒ、及び、副画素ＰＳを有する。

　図２５Ａに示す画素には、ストライプ配列が適用されている。図２５Ｂに示す画素には、マトリクス配列が適用されている。

　図２５Ｃ及び図２５Ｄでは、１つの画素が、２行３列にわたって設けられている例を示す。上の行（１行目）には、３つの副画素（副画素Ｇ、副画素Ｂ、副画素Ｒ）が設けられている。図２５Ｃでは、下の行（２行目）には、３つの副画素ＰＳが設けられている。一方、図２５Ｄでは、下の行（２行目）に、２つの副画素ＰＳが設けられている。図２５Ｃに示すように、上の行と下の行との副画素の配置を揃える構成とすることで、製造プロセスで生じうるゴミなどを効率よく除去することが可能となる。したがって、表示品位の高い表示装置を提供できる。なお、副画素のレイアウトは図２５Ａ乃至図２５Ｄの構成に限られない。

　副画素Ｒ、副画素Ｇ、及び副画素Ｂは、それぞれ、白色光を発する発光デバイスを有している。副画素Ｒ、副画素Ｇ、及び副画素Ｂでは、当該発光デバイスに重畳して、対応する着色層が設けられる。

　副画素ＰＳは、受光デバイスを有する。副画素ＰＳが検出する光の波長は特に限定されない。

　副画素ＰＳが有する受光デバイスは、可視光を検出することが好ましく、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの色のうち一つまたは複数を検出することが好ましい。また、副画素ＰＳが有する受光デバイスは、赤外光を検出してもよい。

　図２５Ｅに示す表示装置１００は、基板３５１と基板３５９との間に、受光デバイスを有する層３５３、機能層３５５、及び、発光デバイスを有する層３５７を有する。

　機能層３５５は、受光デバイスを駆動する回路、及び、発光デバイスを駆動する回路を有する。機能層３５５には、スイッチ、トランジスタ、容量、抵抗、配線、端子などを設けることができる。なお、発光デバイス及び受光デバイスをパッシブマトリクス方式で駆動させる場合には、スイッチ及びトランジスタを設けない構成としてもよい。

　例えば、図２５Ｅに示すように、発光デバイスを有する層３５７において発光デバイスが発した光が、人の目およびその周辺によって反射されることで、受光デバイスを有する層３５３における受光デバイスがその反射光を検出する。これにより、人の目の周辺、表面、または内部の情報（瞬きの回数、眼球の動き、瞼の動きなど）を検出できる。

　本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。

（実施の形態４）
　本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について図２６乃至図３１を用いて説明する。

　本実施の形態の表示装置は、高精細な表示装置とすることができる。したがって、本実施の形態の表示装置は、例えば、腕時計型、ブレスレット型などの情報端末機（ウェアラブル機器）、並びに、ヘッドマウントディスプレイなどのＶＲ向け機器、メガネ型のＡＲ向け機器など、頭部に装着可能なウェアラブル機器の表示部に用いることができる。

［表示モジュール］
　図２６Ａに、表示モジュール２８０の斜視図を示す。表示モジュール２８０は、表示装置１００Ｃと、ＦＰＣ２９０と、を有する。なお、表示モジュール２８０が有する表示装置は表示装置１００Ｃに限られず、後述する表示装置１００Ｄ乃至表示装置１００Ｇのいずれかであってもよい。

　表示モジュール２８０は、基板２９１及び基板２９２を有する。表示モジュール２８０は、表示部２８１を有する。表示部２８１は、表示モジュール２８０における画像を表示する領域であり、後述する画素部２８４に設けられる各画素からの光を視認できる領域である。

　図２６Ｂに、基板２９１側の構成を模式的に示した斜視図を示している。基板２９１上には、回路部２８２と、回路部２８２上の画素回路部２８３と、画素回路部２８３上の画素部２８４と、が積層されている。また、基板２９１上の画素部２８４と重ならない部分に、ＦＰＣ２９０と接続するための端子部２８５が設けられている。端子部２８５と回路部２８２とは、複数の配線により構成される配線部２８６により電気的に接続されている。

　画素部２８４は、周期的に配列した複数の画素２８４ａを有する。図２６Ｂの右側に、１つの画素２８４ａの拡大図を示している。画素２８４ａは、副画素１１０ａ、副画素１１０ｂ、及び副画素１１０ｃを有する。副画素１１０ａ、副画素１１０ｂ、及び副画素１１０ｃ並びにその周囲の構成に関しては、先の実施の形態を参酌できる。複数の副画素は、図２６Ｂに示すようにストライプ配列で配置できる。また、デルタ配列、または、ペンタイル配列など様々な発光デバイスの配列方法を適用できる。

　画素回路部２８３は、周期的に配列した複数の画素回路２８３ａを有する。

　１つの画素回路２８３ａは、１つの画素２８４ａが有する３つの発光デバイスの発光を制御する回路である。１つの画素回路２８３ａは、１つの発光デバイスの発光を制御する回路が３つ設けられる構成としてもよい。例えば、画素回路２８３ａは、１つの発光デバイスにつき、１つの選択トランジスタと、１つの電流制御用トランジスタ（駆動トランジスタ）と、容量素子と、を少なくとも有する構成とすることができる。このとき、選択トランジスタのゲートにはゲート信号が、ソースまたはドレインの一方にはソース信号が、それぞれ入力される。これにより、アクティブマトリクス型の表示装置が実現されている。

　回路部２８２は、画素回路部２８３の各画素回路２８３ａを駆動する回路を有する。例えば、ゲート線駆動回路、及び、ソース線駆動回路の一方または双方を有することが好ましい。このほか、演算回路、メモリ回路、及び電源回路等の少なくとも一つを有していてもよい。

　ＦＰＣ２９０は、外部から回路部２８２にビデオ信号または電源電位等を供給するための配線として機能する。また、ＦＰＣ２９０上にＩＣが実装されていてもよい。

　表示モジュール２８０は、画素部２８４の下側に画素回路部２８３及び回路部２８２の一方または双方が積層された構成とすることができるため、表示部２８１の開口率（有効表示面積比）を極めて高くすることができる。例えば表示部２８１の開口率は、４０％以上１００％未満、好ましくは５０％以上９５％以下、より好ましくは６０％以上９５％以下とすることができる。また、画素２８４ａを極めて高密度に配置することが可能で、表示部２８１の精細度を極めて高くすることができる。例えば、表示部２８１には、２０００ｐｐｉ以上、好ましくは３０００ｐｐｉ以上、より好ましくは５０００ｐｐｉ以上、さらに好ましくは６０００ｐｐｉ以上であって、２００００ｐｐｉ以下、または３００００ｐｐｉ以下の精細度で、画素２８４ａが配置されることが好ましい。

　このような表示モジュール２８０は、極めて高精細であることから、ヘッドマウントディスプレイなどのＶＲ向け機器、またはメガネ型のＡＲ向け機器に好適に用いることができる。例えば、レンズを通して表示モジュール２８０の表示部を視認する構成の場合であっても、表示モジュール２８０は極めて高精細な表示部２８１を有するためにレンズで表示部を拡大しても画素が視認されず、没入感の高い表示を行うことができる。また、表示モジュール２８０はこれに限られず、比較的小型の表示部を有する電子機器に好適に用いることができる。例えば腕時計などの装着型の電子機器の表示部に好適に用いることができる。

［表示装置１００Ｃ］
　図２７に示す表示装置１００Ｃは、基板３０１、副画素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、容量２４０、及び、トランジスタ３１０を有する。副画素１１０ａは発光デバイス１３０ａおよび着色層１２９ａを有し、副画素１１０ｂは発光デバイス１３０ｂおよび着色層１２９ｂを有し、副画素１１０ｃは発光デバイス１３０ｃおよび着色層１２９ｃを有する。

　基板３０１は、図２６Ａ及び図２６Ｂにおける基板２９１に相当する。トランジスタを含む層１０１には、基板３０１から絶縁層２５５ｂまでの積層構造が含まれる。

　トランジスタ３１０は、基板３０１にチャネル形成領域を有するトランジスタである。基板３０１としては、例えば単結晶シリコン基板などの半導体基板を用いることができる。トランジスタ３１０は、基板３０１の一部、導電層３１１、低抵抗領域３１２、絶縁層３１３、及び、絶縁層３１４を有する。導電層３１１は、ゲート電極として機能する。絶縁層３１３は、基板３０１と導電層３１１の間に位置し、ゲート絶縁層として機能する。低抵抗領域３１２は、基板３０１に不純物がドープされた領域であり、ソースまたはドレインの一方として機能する。絶縁層３１４は、導電層３１１の側面を覆って設けられる。

　また、基板３０１に埋め込まれるように、隣接する２つのトランジスタ３１０の間に素子分離層３１５が設けられている。

　また、トランジスタ３１０を覆って絶縁層２６１が設けられ、絶縁層２６１上に容量２４０が設けられている。

　容量２４０は、導電層２４１と、導電層２４５と、これらの間に位置する絶縁層２４３を有する。導電層２４１は容量２４０の一方の電極として機能し、導電層２４５は容量２４０の他方の電極として機能し、絶縁層２４３は容量２４０の誘電体として機能する。

　導電層２４１は絶縁層２６１上に設けられ、絶縁層２５４に埋め込まれている。導電層２４１は、絶縁層２６１に埋め込まれたプラグ２７１によってトランジスタ３１０のソースまたはドレインの一方と電気的に接続されている。絶縁層２４３は導電層２４１を覆って設けられる。導電層２４５は、絶縁層２４３を介して導電層２４１と重なる領域に設けられている。

　容量２４０を覆って、絶縁層２５５ａが設けられ、絶縁層２５５ａ上に絶縁層２５５ｂが設けられ、絶縁層２５５ｂ上に発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ等が設けられている。図２７に示す発光デバイス１３０ａは、光学調整層として機能する導電層１２６ａを有さない点で、図１７Ａに示す発光デバイス１３０ａとは異なる。また、図２７に示す発光デバイス１３０ｂは、光学調整層として機能する導電層１２６ｂを有さない点で、図１７Ａに示す発光デバイス１３０ｂとは異なる。また、図２７に示す発光デバイス１３０ｃは、光学調整層として機能する導電層１２６ｃを有さない点で、図１７Ａに示す発光デバイス１３０ｃとは異なる。

　画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、第１の層１１３ａ、第２の層１１３ｂ、及び、第３の層１１３ｃの側面は、それぞれ、絶縁層１２５、１２７によって覆われている。第１の層１１３ａ、第２の層１１３ｂ、第３の層１１３ｃ、絶縁層１２５、及び絶縁層１２７上に、第５の層１１４が設けられ、第５の層１１４上に共通電極１１５が設けられている。また、発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ上には保護層１３１が設けられている。保護層１３１上には保護層１３２が設けられており、保護層１３２上には、着色層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃが設けられている。着色層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ上には、樹脂層１２２によって基板１２０が貼り合わされている。基板１２０は、図２６Ａにおける基板２９２に相当する。

　絶縁層２５５ａ、２５５ｂとしては、それぞれ、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、及び窒化酸化絶縁膜などの各種無機絶縁膜を好適に用いることができる。絶縁層２５５ａとしては、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などの酸化絶縁膜または酸化窒化絶縁膜を用いることが好ましい。絶縁層２５５ｂとしては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜などの窒化絶縁膜または窒化酸化絶縁膜を用いることが好ましい。より具体的には、絶縁層２５５ａとして酸化シリコン膜を用い、絶縁層２５５ｂとして窒化シリコン膜を用いることが好ましい。絶縁層２５５ｂは、エッチング保護膜としての機能を有することが好ましい。または、絶縁層２５５ａとして、窒化絶縁膜または窒化酸化絶縁膜を用い、絶縁層２５５ｂとして、酸化絶縁膜または酸化窒化絶縁膜を用いてもよい。本実施の形態では、絶縁層２５５ｂに凹部が設けられている例を示すが、絶縁層２５５ｂに凹部が設けられていなくてもよい。

　発光デバイスの画素電極は、絶縁層２５５ａ、２５５ｂに埋め込まれたプラグ２５６、絶縁層２５４に埋め込まれた導電層２４１、及び、絶縁層２６１に埋め込まれたプラグ２７１によってトランジスタ３１０のソースまたはドレインの一方と電気的に接続されている。絶縁層２５５ｂの上面の高さと、プラグ２５６の上面の高さは、一致または概略一致している。プラグには各種導電材料を用いることができる。

［表示装置１００Ｄ］
　図２８に示す表示装置１００Ｄは、トランジスタの構成が異なる点で、表示装置１００Ｃと主に相違する。なお、表示装置１００Ｃと同様の部分については説明を省略することがある。

　トランジスタ３２０は、チャネルが形成される半導体層に、金属酸化物（酸化物半導体ともいう）が適用されたトランジスタ（ＯＳトランジスタ）である。

　トランジスタ３２０は、半導体層３２１、絶縁層３２３、導電層３２４、一対の導電層３２５、絶縁層３２６、及び、導電層３２７を有する。

　基板３３１は、図２６Ａ及び図２６Ｂにおける基板２９１に相当する。トランジスタを含む層１０１には、基板３３１から絶縁層２５５ｂまでの積層構造が含まれる。基板３３１としては、絶縁性基板または半導体基板を用いることができる。

　基板３３１上に、絶縁層３３２が設けられている。絶縁層３３２は、基板３３１から水または水素などの不純物がトランジスタ３２０に拡散すること、及び半導体層３２１から絶縁層３３２側に酸素が脱離することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層３３２としては、例えば酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、窒化シリコン膜などの、酸化シリコン膜よりも水素または酸素が拡散しにくい膜を用いることができる。

　絶縁層３３２上に導電層３２７が設けられ、導電層３２７を覆って絶縁層３２６が設けられている。導電層３２７は、トランジスタ３２０の第１のゲート電極として機能し、絶縁層３２６の一部は、第１のゲート絶縁層として機能する。絶縁層３２６の少なくとも半導体層３２１と接する部分には、酸化シリコン膜等の酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。絶縁層３２６の上面は、平坦化されていることが好ましい。

　導電層３２７としては、導電層を単層、または２以上積層して用いるとよい。導電層３２７を２層の導電層が積層された構成とする場合、当該２層の導電層のうち、絶縁層３２６に設けられた開口の底面及び側壁に接して設けられる導電層は、水もしくは水素などの不純物または酸素の拡散を抑制する機能を有する導電性材料を用いることが好ましい。当該導電性材料として、例えば、チタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、ルテニウム、酸化ルテニウム等が挙げられる。当該構成にすることで、水又は水素等の不純物が、半導体層３２１に拡散することを抑制できる。

　絶縁層３２６としては、無機絶縁膜を単層、または２以上積層して用いるとよい。絶縁層３２６として無機絶縁膜を２以上積層して用いる場合、絶縁層３２６が有する無機絶縁膜の一つは、水または水素などの不純物が基板３３１からトランジスタ３２０に拡散することを防ぐバリア層として機能することが好ましい。当該無機絶縁膜としては、上記絶縁層３２８と同様の絶縁膜を用いることができる。

　半導体層３２１は、絶縁層３２６上に設けられる。半導体層３２１は、半導体特性を有する金属酸化物（酸化物半導体ともいう）膜を有することが好ましい。半導体層３２１としては、例えば、実施の形態３で説明したトランジスタの半導体層として適用可能な金属酸化物を、単層または積層構造として設ける構成にしてもよい。半導体層３２１に好適に用いることのできる材料の詳細については後述する。

　一対の導電層３２５は、半導体層３２１上に接して設けられ、ソース電極及びドレイン電極として機能する。

　また、一対の導電層３２５の上面及び側面、並びに半導体層３２１の側面等を覆って絶縁層３２８が設けられ、絶縁層３２８上に絶縁層２６４が設けられている。絶縁層３２８は、半導体層３２１に絶縁層２６４等から水または水素などの不純物が拡散すること、及び半導体層３２１から酸素が脱離することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層３２８としては、上記絶縁層３３２と同様の絶縁膜を用いることができる。

　絶縁層３２８及び絶縁層２６４に、半導体層３２１に達する開口が設けられている。当該開口の内部において、絶縁層２６４、絶縁層３２８、及び導電層３２５の側面、並びに半導体層３２１の上面に接する絶縁層３２３と、導電層３２４とが埋め込まれている。導電層３２４は、第２のゲート電極として機能し、絶縁層３２３は第２のゲート絶縁層として機能する。

　絶縁層３２３としては、例えば、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜などの無機絶縁膜を用いることができる。なお、絶縁層３２３は、単層の無機絶縁膜に限られず、無機絶縁膜を２以上積層して用いてもよい。例えば、導電層３２４と接する側に、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、窒化シリコン膜などを単層または積層して設けてもよい。これにより、導電層３２４の酸化を抑制できる。また、例えば、絶縁層２６４、絶縁層３２８、及び導電層３２５と接する側に、酸化アルミニウム膜、または酸化ハフニウム膜を設けてもよい。これにより、半導体層３２１からの酸素の脱離、半導体層３２１への酸素の過剰供給、導電層３２５の酸化などを抑制できる。

　導電層３２４の上面、絶縁層３２３の上面、及び絶縁層２６４の上面は、それぞれ高さが一致または概略一致するように平坦化処理され、これらを覆って絶縁層３２９及び絶縁層２６５が設けられている。

　なお、半導体層３２１のチャネル幅方向における側面の外側において、導電層３２７と、導電層３２４とは、絶縁体を介して重畳していることが好ましい。当該構成を有することで、第１のゲート電極として機能する導電層３２７の電界と、第２のゲート電極として機能する導電層３２４の電界によって、半導体層３２１のチャネル形成領域を電気的に取り囲むことができる。本明細書において、第１のゲート電極、および第２のゲート電極の電界によって、チャネル形成領域を電気的に取り囲むトランジスタの構造を、ｓｕｒｒｏｕｎｄｅｄ　ｃｈａｎｎｅｌ（Ｓ−ｃｈａｎｎｅｌ）構造とよぶ。

　なお、本明細書等において、Ｓ−ｃｈａｎｎｅｌ構造のトランジスタとは、一対のゲート電極の一方および他方の電界によって、チャネル形成領域を電気的に取り囲むトランジスタの構造を表す。また、本明細書等で開示するＳ−ｃｈａｎｎｅｌ構造は、Ｆｉｎ型構造およびプレーナ型構造とは異なる。Ｓ−ｃｈａｎｎｅｌ構造を採用することで、短チャネル効果に対する耐性を高める、別言すると短チャネル効果が発生し難いトランジスタとすることができる。

　トランジスタ３２０を、ノーマリーオフとして、且つ上記のＳ−ｃｈａｎｎｅｌ構造とすることで、チャネル形成領域を電気的に取り囲むことができる。そのため、トランジスタ３２０をＧＡＡ（Ｇａｔｅ　Ａｌｌ　Ａｒｏｕｎｄ）構造、またはＬＧＡＡ（Ｌａｔｅｒａｌ　Ｇａｔｅ　Ａｌｌ　Ａｒｏｕｎｄ）構造と捉えることもできる。トランジスタ３２０をＳ−ｃｈａｎｎｅｌ構造、ＧＡＡ構造、またはＬＧＡＡ構造とすることで、半導体層３２１とゲート絶縁膜との界面または界面近傍に形成されるチャネル形成領域を、半導体層３２１のバルク全体とすることができる。したがって、トランジスタに流れる電流密度を向上させることが可能となるため、トランジスタのオン電流の向上、またはトランジスタの電界効果移動度を高めることが期待できる。

　絶縁層２６４及び絶縁層２６５は、層間絶縁層として機能する。絶縁層３２９は、トランジスタ３２０に絶縁層２６５等から水または水素などの不純物が拡散することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層３２９としては、上記絶縁層３２８及び絶縁層３３２と同様の絶縁膜を用いることができる。

　一対の導電層３２５の一方と電気的に接続するプラグ２７４は、絶縁層２６５、絶縁層３２９、及び絶縁層２６４に埋め込まれるように設けられている。ここで、プラグ２７４は、絶縁層２６５、絶縁層３２９、絶縁層２６４、及び絶縁層３２８のそれぞれの開口の側面、及び導電層３２５の上面の一部を覆う導電層２７４ａと、導電層２７４ａの上面に接する導電層２７４ｂとを有することが好ましい。このとき、導電層２７４ａとして、水素及び酸素が拡散しにくい導電材料を用いることが好ましい。当該構成とすることで、絶縁層２６４等から水または水素等の不純物が、プラグ２７４を通じて半導体層３２１に混入することを抑制できる。また、絶縁層２６４に含まれる酸素がプラグ２７４に吸収されることを抑制できる。

　また、プラグ２７４の側面に接して絶縁層が設けられてもよい。つまり、絶縁層２６５、絶縁層３２９、及び絶縁層２６４の開口の内壁に接して絶縁層が設けられ、当該絶縁層の側面、及び導電層３２５の上面の一部に接してプラグ２７４が設けられる構成にしてもよい。

　表示装置１００Ｄにおける、絶縁層２５４から基板１２０までの構成は、表示装置１００Ｃと同様である。

［表示装置１００Ｅ］
　図２９に示す表示装置１００Ｅは、基板３０１にチャネルが形成されるトランジスタ３１０と、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物を含むトランジスタ３２０とが積層された構成を有する。なお、表示装置１００Ｃ、１００Ｄと同様の部分については説明を省略することがある。

　トランジスタ３１０を覆って絶縁層２６１が設けられ、絶縁層２６１上に導電層２５１が設けられている。また導電層２５１を覆って絶縁層２６２が設けられ、絶縁層２６２上に導電層２５２が設けられている。導電層２５１及び導電層２５２は、それぞれ配線として機能する。また、導電層２５２を覆って絶縁層２６３及び絶縁層３３２が設けられ、絶縁層３３２上にトランジスタ３２０が設けられている。また、トランジスタ３２０を覆って絶縁層２６５が設けられ、絶縁層２６５上に容量２４０が設けられている。容量２４０とトランジスタ３２０とは、プラグ２７４により電気的に接続されている。

　トランジスタ３２０は、画素回路を構成するトランジスタとして用いることができる。また、トランジスタ３１０は、画素回路を構成するトランジスタ、または当該画素回路を駆動するための駆動回路（ゲート線駆動回路、ソース線駆動回路）を構成するトランジスタとして用いることができる。また、トランジスタ３１０及びトランジスタ３２０は、演算回路または記憶回路などの各種回路を構成するトランジスタとして用いることができる。

　このような構成とすることで、発光デバイスの直下に画素回路だけでなく駆動回路等を形成することができるため、表示領域の周辺に駆動回路を設ける場合に比べて、表示装置を小型化することが可能となる。

［表示装置１００Ｆ］
　図３０に示す表示装置１００Ｆは、それぞれ半導体基板にチャネルが形成されるトランジスタ３１０Ａと、トランジスタ３１０Ｂとが積層された構成を有する。

　表示装置１００Ｆは、トランジスタ３１０Ｂ、容量２４０および各発光デバイスが設けられた基板３０１Ｂと、トランジスタ３１０Ａが設けられた基板３０１Ａとが、貼り合された構成を有する。

　ここで、基板３０１Ｂの下面に絶縁層３４５を設けることが好ましい。また、基板３０１Ａ上に設けられた絶縁層２６１の上に絶縁層３４６を設けることが好ましい。絶縁層３４５、３４６は、保護層として機能する絶縁層であり、基板３０１Ｂおよび基板３０１Ａに不純物が拡散するのを抑制することができる。絶縁層３４５、３４６としては、保護層１３１、１３２、または絶縁層３３２に用いることができる無機絶縁膜を用いることができる。

　基板３０１Ｂには、基板３０１Ｂおよび絶縁層３４５を貫通するプラグ３４３が設けられる。ここで、プラグ３４３の側面を覆って絶縁層３４４を設けることが好ましい。絶縁層３４４は、保護層として機能する絶縁層であり、基板３０１Ｂに不純物が拡散するのを抑制することができる。絶縁層３４４としては、保護層１３１、１３２、または絶縁層３３２に用いることができる無機絶縁膜を用いることができる。

　また、基板３０１Ｂの裏面（基板１２０側とは反対側の表面）側、絶縁層３４５の下に、導電層３４２が設けられる。導電層３４２は、絶縁層３３５に埋め込まれるように設けられることが好ましい。また、導電層３４２と絶縁層３３５の下面は平坦化されていることが好ましい。ここで、導電層３４２はプラグ３４３と電気的に接続されている。

　一方、基板３０１Ａには、絶縁層３４６上に導電層３４１が設けられている。導電層３４１は、絶縁層３３６に埋め込まれるように設けられることが好ましい。また、導電層３４１と絶縁層３３６の上面は平坦化されていることが好ましい。

　導電層３４１と、導電層３４２とが接合されることで、基板３０１Ａと基板３０１Ｂとが電気的に接続される。ここで、導電層３４２と絶縁層３３５で形成される面と、導電層３４１と絶縁層３３６で形成される面の平坦性を向上させておくことで、導電層３４１と導電層３４２の貼り合わせを良好にすることができる。

　導電層３４１および導電層３４２としては、同じ導電性材料を用いることが好ましい。例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた元素を含む金属膜、又は上述した元素を成分とする金属窒化物膜（窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、窒化タングステン膜）等を用いることができる。特に、導電層３４１および導電層３４２に、銅を用いることが好ましい。これにより、Ｃｕ−Ｃｕ（カッパー・カッパー）直接接合技術（Ｃｕ（銅）のパッド同士を接続することで電気的導通を図る技術）を適用することができる。

［表示装置１００Ｇ］
　図３０では、導電層３４１と導電層３４２の接合にＣｕ−Ｃｕ直接接合技術を用いる例について示したが、本発明はこれに限られるものではない。図３１に示すように、表示装置１００Ｇにおいて、導電層３４１と導電層３４２を、バンプ３４７を介して接合する構成にしてもよい。

　図３１に示すように、導電層３４１と導電層３４２の間にバンプ３４７を設けることで、導電層３４１と導電層３４２を電気的に接続することができる。バンプ３４７は、例えば、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）などを含む導電性材料を用いて形成することができる。また例えば、バンプ３４７として半田を用いる場合がある。また、絶縁層３４５と絶縁層３４６の間に、接着層３４８を設けてもよい。また、バンプ３４７を設ける場合、絶縁層３３５及び絶縁層３３６を設けない構成にしてもよい。

（実施の形態５）
　本実施の形態では、上記の実施の形態で説明したＯＳトランジスタに用いることができる金属酸化物（酸化物半導体ともいう）について説明する。

　ＯＳトランジスタに用いる金属酸化物は、少なくともインジウムまたは亜鉛を有することが好ましく、インジウム及び亜鉛を有することがより好ましい。例えば、金属酸化物は、インジウムと、Ｍ（Ｍは、ガリウム、アルミニウム、イットリウム、スズ、シリコン、ホウ素、銅、バナジウム、ベリリウム、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、マグネシウム、及びコバルトから選ばれた一種または複数種）と、亜鉛と、を有することが好ましい。特に、Ｍは、ガリウム、アルミニウム、イットリウム、及びスズから選ばれた一種または複数種であることが好ましく、ガリウムがより好ましい。

　金属酸化物は、スパッタリング法、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などのＣＶＤ法、または、ＡＬＤ法などにより形成することができる。

　以降では、金属酸化物の一例として、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、及び亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物について説明する。なお、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、及び亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物を、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物と呼ぶ場合がある。

＜結晶構造の分類＞
　酸化物半導体の結晶構造としては、アモルファス（ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ　ａｍｏｒｐｈｏｕｓを含む）、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ−ａｌｉｇｎｅｄ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、ｎｃ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、ＣＡＣ（ｃｌｏｕｄ−ａｌｉｇｎｅｄ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、単結晶（ｓｉｎｇｌｅ　ｃｒｙｓｔａｌ）、および多結晶（ｐｏｌｙ　ｃｒｙｓｔａｌ）等が挙げられる。

　なお、膜または基板の結晶構造は、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ　Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）スペクトルを用いて評価することができる。例えば、ＧＩＸＤ（Ｇｒａｚｉｎｇ−Ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ　ＸＲＤ）測定で得られるＸＲＤスペクトルを用いて評価することができる。なお、ＧＩＸＤ法は、薄膜法またはＳｅｅｍａｎｎ−Ｂｏｈｌｉｎ法ともいう。また、以下では、ＧＩＸＤ測定で得られるＸＲＤスペクトルを、単に、ＸＲＤスペクトルと記す場合がある。

　例えば、石英ガラス基板では、ＸＲＤスペクトルのピークの形状がほぼ左右対称である。一方で、結晶構造を有するＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物膜では、ＸＲＤスペクトルのピークの形状が左右非対称である。ＸＲＤスペクトルのピークの形状が左右非対称であることは、膜中または基板中の結晶の存在を明示している。別言すると、ＸＲＤスペクトルのピークの形状で左右対称でないと、膜または基板は非晶質状態であるとは言えない。

　また、膜または基板の結晶構造は、極微電子線回折法（ＮＢＥＤ：Ｎａｎｏ　Ｂｅａｍ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）によって観察される回折パターン（極微電子線回折パターンともいう）にて評価することができる。例えば、石英ガラス基板の回折パターンでは、ハローが観察され、石英ガラスは、非晶質状態であることが確認できる。また、室温成膜したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物膜の回折パターンでは、ハローではなく、スポット状のパターンが観察される。このため、室温成膜したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物は、単結晶または多結晶でもなく、非晶質状態でもない、中間状態であり、非晶質状態であると結論することはできないと推定される。

＜＜酸化物半導体の構造＞＞
　なお、酸化物半導体は、構造に着目した場合、上記とは異なる分類となる場合がある。例えば、酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体と、に分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、例えば、上述のＣＡＡＣ−ＯＳ、およびｎｃ−ＯＳがある。また、非単結晶酸化物半導体には、多結晶酸化物半導体、擬似非晶質酸化物半導体（ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ　ｏｘｉｄｅ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、非晶質酸化物半導体、などが含まれる。

　ここで、上述のＣＡＡＣ−ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ、およびａ−ｌｉｋｅ　ＯＳの詳細について、説明を行う。

［ＣＡＡＣ−ＯＳ］
　ＣＡＡＣ−ＯＳは、複数の結晶領域を有し、当該複数の結晶領域はｃ軸が特定の方向に配向している酸化物半導体である。なお、特定の方向とは、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の厚さ方向、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面の法線方向、またはＣＡＡＣ−ＯＳ膜の表面の法線方向である。また、結晶領域とは、原子配列に周期性を有する領域である。なお、原子配列を格子配列とみなすと、結晶領域とは、格子配列の揃った領域でもある。さらに、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ａ−ｂ面方向において複数の結晶領域が連結する領域を有し、当該領域は歪みを有する場合がある。なお、歪みとは、複数の結晶領域が連結する領域において、格子配列の揃った領域と、別の格子配列の揃った領域と、の間で格子配列の向きが変化している箇所を指す。つまり、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ｃ軸配向し、ａ−ｂ面方向には明らかな配向をしていない酸化物半導体である。

　なお、上記複数の結晶領域のそれぞれは、１つまたは複数の微小な結晶（最大径が１０ｎｍ未満である結晶）で構成される。結晶領域が１つの微小な結晶で構成されている場合、当該結晶領域の最大径は１０ｎｍ未満となる。また、結晶領域が多数の微小な結晶で構成されている場合、当該結晶領域の最大径は、数十ｎｍ程度となる場合がある。

　また、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物において、ＣＡＡＣ−ＯＳは、インジウム（Ｉｎ）、および酸素を有する層（以下、Ｉｎ層）と、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、および酸素を有する層（以下、（Ｇａ，Ｚｎ）層）とが積層した、層状の結晶構造（層状構造ともいう）を有する傾向がある。なお、インジウムとガリウムは、互いに置換可能である。よって、（Ｇａ，Ｚｎ）層にはインジウムが含まれる場合がある。また、Ｉｎ層にはガリウムが含まれる場合がある。なお、Ｉｎ層には亜鉛が含まれる場合もある。当該層状構造は、例えば、高分解能ＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）像において、格子像として観察される。

　ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に対し、例えば、ＸＲＤ装置を用いて構造解析を行うと、θ／２θスキャンを用いたＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ　ＸＲＤ測定では、ｃ軸配向を示すピークが２θ＝３１°またはその近傍に検出される。なお、ｃ軸配向を示すピークの位置（２θの値）は、ＣＡＡＣ−ＯＳを構成する金属元素の種類、組成などにより変動する場合がある。

　また、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の電子線回折パターンにおいて、複数の輝点（スポット）が観測される。なお、あるスポットと別のスポットとは、試料を透過した入射電子線のスポット（ダイレクトスポットともいう）を対称中心として、点対称の位置に観測される。

　上記特定の方向から結晶領域を観察した場合、当該結晶領域内の格子配列は、六方格子を基本とするが、単位格子は正六角形とは限らず、非正六角形である場合がある。また、上記歪みにおいて、五角形、七角形などの格子配列を有する場合がある。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳにおいて、歪み近傍においても、明確な結晶粒界（グレインバウンダリー）を確認することはできない。即ち、格子配列の歪みによって、結晶粒界の形成が抑制されていることがわかる。これは、ＣＡＡＣ−ＯＳが、ａ−ｂ面方向において酸素原子の配列が稠密でないこと、金属原子が置換することで原子間の結合距離が変化することなどによって、歪みを許容することができるためと考えられる。

　なお、明確な結晶粒界が確認される結晶構造は、いわゆる多結晶と呼ばれる。結晶粒界は、再結合中心となり、キャリアが捕獲されトランジスタのオン電流の低下、電界効果移動度の低下などを引き起こす可能性が高い。よって、明確な結晶粒界が確認されないＣＡＡＣ−ＯＳは、トランジスタの半導体層に好適な結晶構造を有する結晶性の酸化物の一つである。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳを構成するには、Ｚｎを有する構成が好ましい。例えば、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、およびＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物は、Ｉｎ酸化物よりも結晶粒界の発生を抑制できるため好適である。

　ＣＡＡＣ−ＯＳは、結晶性が高く、明確な結晶粒界が確認されない酸化物半導体である。よって、ＣＡＡＣ−ＯＳは、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。また、酸化物半導体の結晶性は不純物の混入、欠陥の生成などによって低下する場合があるため、ＣＡＡＣ−ＯＳは不純物および欠陥（酸素欠損など）の少ない酸化物半導体ともいえる。従って、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する酸化物半導体は、物理的性質が安定する。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する酸化物半導体は熱に強く、信頼性が高い。また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、製造工程における高い温度（所謂サーマルバジェット）に対しても安定である。従って、ＯＳトランジスタにＣＡＡＣ−ＯＳを用いると、製造工程の自由度を広げることが可能となる。

［ｎｃ−ＯＳ］
　ｎｃ−ＯＳは、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。別言すると、ｎｃ−ＯＳは、微小な結晶を有する。なお、当該微小な結晶の大きさは、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下であることから、当該微小な結晶をナノ結晶ともいう。また、ｎｃ−ＯＳは、異なるナノ結晶間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。従って、ｎｃ−ＯＳは、分析方法によっては、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳまたは非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。例えば、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、ＸＲＤ装置を用いて構造解析を行うと、θ／２θスキャンを用いたＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ　ＸＲＤ測定では、結晶性を示すピークが検出されない。また、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、ナノ結晶よりも大きいプローブ径（例えば５０ｎｍ以上）の電子線を用いる電子線回折（制限視野電子線回折ともいう。）を行うと、ハローパターンのような回折パターンが観測される。一方、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、ナノ結晶の大きさと近いかナノ結晶より小さいプローブ径（例えば１ｎｍ以上３０ｎｍ以下）の電子線を用いる電子線回折（ナノビーム電子線回折ともいう。）を行うと、ダイレクトスポットを中心とするリング状の領域内に複数のスポットが観測される電子線回折パターンが取得される場合がある。

［ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳ］
　ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、ｎｃ−ＯＳと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する酸化物半導体である。ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、鬆または低密度領域を有する。即ち、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、ｎｃ−ＯＳおよびＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、結晶性が低い。また、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、ｎｃ−ＯＳおよびＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、膜中の水素濃度が高い。

＜＜酸化物半導体の構成＞＞
　次に、上述のＣＡＣ−ＯＳの詳細について、説明を行う。なお、ＣＡＣ−ＯＳは材料構成に関する。

［ＣＡＣ−ＯＳ］
　ＣＡＣ−ＯＳとは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上３ｎｍ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、金属酸化物において、一つまたは複数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３ｎｍ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。

　さらに、ＣＡＣ−ＯＳとは、第１の領域と、第２の領域と、に材料が分離することでモザイク状となり、当該第１の領域が、膜中に分布した構成（以下、クラウド状ともいう。）である。つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、当該第１の領域と、当該第２の領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物である。

　ここで、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳを構成する金属元素に対するＩｎ、Ｇａ、およびＺｎの原子数比のそれぞれを、［Ｉｎ］、［Ｇａ］、および［Ｚｎ］と表記する。例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳにおいて、第１の領域は、［Ｉｎ］が、ＣＡＣ−ＯＳ膜の組成における［Ｉｎ］よりも大きい領域である。また、第２の領域は、［Ｇａ］が、ＣＡＣ−ＯＳ膜の組成における［Ｇａ］よりも大きい領域である。または、例えば、第１の領域は、［Ｉｎ］が、第２の領域における［Ｉｎ］よりも大きく、且つ、［Ｇａ］が、第２の領域における［Ｇａ］よりも小さい領域である。また、第２の領域は、［Ｇａ］が、第１の領域における［Ｇａ］よりも大きく、且つ、［Ｉｎ］が、第１の領域における［Ｉｎ］よりも小さい領域である。

　具体的には、上記第１の領域は、インジウム酸化物、インジウム亜鉛酸化物などが主成分である領域である。また、上記第２の領域は、ガリウム酸化物、ガリウム亜鉛酸化物などが主成分である領域である。つまり、上記第１の領域を、Ｉｎを主成分とする領域と言い換えることができる。また、上記第２の領域を、Ｇａを主成分とする領域と言い換えることができる。

　なお、上記第１の領域と、上記第２の領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。

　また、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物における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を主成分とする領域と、一部にＩｎを主成分とする領域とが、それぞれモザイク状であり、これらの領域がランダムに存在している構成をいう。よって、ＣＡＣ−ＯＳは、金属元素が不均一に分布した構造を有していると推測される。

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

　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、Ｉｎを主成分とする領域（第１の領域）と、Ｇａを主成分とする領域（第２の領域）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。

　ここで、第１の領域は、第２の領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、第１の領域を、キャリアが流れることにより、金属酸化物としての導電性が発現する。従って、第１の領域が、金属酸化物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、第２の領域は、第１の領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、第２の領域が、金属酸化物中に分布することで、リーク電流を抑制することができる。

　従って、ＣＡＣ−ＯＳをトランジスタに用いる場合、第１の領域に起因する導電性と、第２の領域に起因する絶縁性とが、相補的に作用することにより、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ−ＯＳに付与することができる。つまり、ＣＡＣ−ＯＳ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。導電性の機能と絶縁性の機能と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。よって、ＣＡＣ−ＯＳをトランジスタに用いることで、高いオン電流（Ｉ_ｏｎ）、高い電界効果移動度（μ）、および良好なスイッチング動作を実現することができる。

　また、ＣＡＣ−ＯＳを用いたトランジスタは、信頼性が高い。従って、ＣＡＣ−ＯＳは、表示装置をはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。

　酸化物半導体は、多様な構造をとり、それぞれが異なる特性を有する。本発明の一態様の酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体、多結晶酸化物半導体、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳ、ＣＡＣ−ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ、ＣＡＡＣ−ＯＳのうち、二種以上を有していてもよい。

＜酸化物半導体を有するトランジスタ＞
　続いて、上記酸化物半導体をトランジスタに用いる場合について説明する。

　上記酸化物半導体をトランジスタに用いることで、高い電界効果移動度のトランジスタを実現することができる。また、信頼性の高いトランジスタを実現することができる。

　トランジスタには、キャリア濃度の低い酸化物半導体を用いることが好ましい。例えば、酸化物半導体のキャリア濃度は１×１０^１７ｃｍ^−３以下、好ましくは１×１０^１５ｃｍ^−３以下、さらに好ましくは１×１０^１３ｃｍ^−３以下、より好ましくは１×１０^１１ｃｍ^−３以下、さらに好ましくは１×１０^１０ｃｍ^−３未満であり、１×１０^−９ｃｍ^−３以上である。なお、酸化物半導体膜のキャリア濃度を低くする場合においては、酸化物半導体膜中の不純物濃度を低くし、欠陥準位密度を低くすればよい。本明細書等において、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低いことを高純度真性または実質的に高純度真性と言う。なお、キャリア濃度の低い酸化物半導体を、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場合がある。

　また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度も低くなる場合がある。

　また、酸化物半導体のトラップ準位に捕獲された電荷は、消失するまでに要する時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、トラップ準位密度の高い酸化物半導体にチャネル形成領域が形成されるトランジスタは、電気特性が不安定となる場合がある。

　従って、トランジスタの電気特性を安定にするためには、酸化物半導体中の不純物濃度を低減することが有効である。また、酸化物半導体中の不純物濃度を低減するためには、近接する膜中の不純物濃度も低減することが好ましい。不純物としては、水素、窒素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、鉄、ニッケル、シリコン等がある。なお、酸化物半導体中の不純物とは、例えば、酸化物半導体を構成する主成分以外をいう。例えば、濃度が０．１原子％未満の元素は不純物と言える。

＜不純物＞
　ここで、酸化物半導体中における各不純物の影響について説明する。

　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または炭素が含まれると、酸化物半導体において欠陥準位が形成される。このため、酸化物半導体中のシリコンまたは炭素の濃度（二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　Ｉｏｎ　Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）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、酸化物半導体にアルカリ金属またはアルカリ土類金属が含まれると、欠陥準位を形成し、キャリアを生成する場合がある。従って、アルカリ金属またはアルカリ土類金属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、ＳＩＭＳにより得られる酸化物半導体中の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、酸化物半導体において、窒素が含まれると、キャリアである電子が生じ、キャリア濃度が増加し、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半導体に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。または、酸化物半導体において、窒素が含まれると、トラップ準位が形成される場合がある。この結果、トランジスタの電気特性が不安定となる場合がある。このため、ＳＩＭＳにより得られる酸化物半導体中の窒素濃度を、５×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３未満、好ましくは５×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、より好ましくは１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、さらに好ましくは５×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下にする。

　また、酸化物半導体に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になるため、酸素欠損を形成する場合がある。該酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸素と結合して、キャリアである電子を生成することがある。従って、水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、酸化物半導体中の水素はできる限り低減されていることが好ましい。具体的には、ＳＩＭＳにより得られる酸化物半導体中の水素濃度を、１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３未満、好ましくは１×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３未満、より好ましくは５×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３未満、さらに好ましくは１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３未満にする。

　不純物が十分に低減された酸化物半導体をトランジスタのチャネル形成領域に用いることで、安定した電気特性を付与することができる。

（実施の形態６）
　本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器および表示システムについて、図３２乃至図３６を用いて説明する。

　本発明の一態様の電子機器としては、カメラ、処理部、および出力部を備える電子機器が挙げられる。本発明の一態様の電子機器としては、例えば、デスクトップ型またはノート型の情報端末、テレビジョン装置などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、携帯データ端末、スマートフォンおよびタブレットなどの携帯情報端末、腕時計型、ブレスレット型などの情報端末機（ウェアラブル機器）などが挙げられる。

　本発明の一態様の電子機器の一例について説明する。なお、図３２Ａ乃至図３２Ｅには、先の実施の形態で説明した処理部を有する電子部品４７００が各電子機器に含まれている様子を図示している。

　図３２Ａには、デスクトップ型情報端末５３００が図示されている。デスクトップ型情報端末５３００は、情報端末の本体５３０１と、表示部５３０２と、キーボード５３０３と、を有する。また、表示部５３０２を備える筐体には、カメラ５３０４が固定されている。

　カメラ５３０４、表示部５３０２、および電子部品４７００を用いることで、デスクトップ型情報端末５３００は、デスクトップ型情報端末５３００の使用者の状態を推定し、推定した使用者の状態に関する情報を表示部５３０２に表示できる。または、デスクトップ型情報端末５３００とネットワークを介して接続された電子機器の使用者の状態に関する情報を、表示部５３０２に表示できる。

　なお、図３２Ａに示すデスクトップ型情報端末５３００は、カメラ５３０４が外付けされている構成を有しているが、これに限られない。カメラ５３０４は、表示部５３０２を備える筐体に組み込まれていてもよい。

　図３２Ｂに、ノート型情報端末の一例を示す。ノート型情報端末７２００は、筐体７２１１、キーボード７２１２、ポインティングデバイス７２１３、外部接続ポート７２１４、カメラ７２１５等を有する。筐体７２１１に、表示部７０００が組み込まれている。

　カメラ７２１５、表示部７０００、および電子部品４７００を用いることで、ノート型情報端末７２００は、ノート型情報端末７２００の使用者の状態を推定し、推定した使用者の状態に関する情報を表示部７０００に表示できる。または、ノート型情報端末７２００とネットワークを介して接続された電子機器の使用者の状態に関する情報を、表示部７０００に表示できる。

　図３２Ｃに、携帯データ端末の一例を示す。携帯データ端末９００は、筐体９１１、表示部９１２、スピーカ９１３、カメラ９１９等を有する。

　カメラ９１９、表示部９１２、および電子部品４７００を用いることで、携帯データ端末９００は、携帯データ端末９００の使用者の状態を推定し、推定した使用者の状態に関する情報を表示部９１２に表示できる。または、携帯データ端末９００とネットワークを介して接続された電子機器の使用者の状態に関する情報を、表示部９１２に表示できる。

　図３２Ｄに、携帯情報端末の一例を示す。携帯情報端末６５００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６５００は、筐体６５０１、表示部６５０２、電源ボタン６５０３、ボタン６５０４、スピーカ６５０５、マイク６５０６、カメラ６５０７、及び光源６５０８等を有する。表示部６５０２はタッチパネル機能を備える。

　カメラ６５０７、表示部６５０２、および電子部品４７００を用いることで、携帯情報端末６５００は、携帯情報端末６５００の使用者の状態を推定し、推定した使用者の状態に関する情報を表示部６５０２に表示できる。または、携帯情報端末６５００とネットワークを介して接続された電子機器の使用者の状態に関する情報を、表示部６５０２に表示できる。

　また、図３２Ｅには、ウェアラブル端末の一例である情報端末５９００が図示されている。情報端末５９００は、筐体５９０１、表示部５９０２、操作スイッチ５９０３、操作スイッチ５９０４、バンド５９０５、カメラ５９０６等を有する。

　カメラ５９０６、表示部５９０２、および電子部品４７００を用いることで、情報端末５９００は、情報端末５９００の使用者の状態を推定し、推定した使用者の状態に関する情報を表示部５９０２に表示できる。または、情報端末５９００とネットワークを介して接続された電子機器の使用者の状態に関する情報を、表示部５９０２に表示できる。

　なお、図３２Ａに示すデスクトップ型情報端末５３００、図３２Ｂに示すノート型情報端末７２００、図３２Ｃに示す携帯データ端末９００、図３２Ｄに示す携帯情報端末６５００などの電子機器には、センサ部を備えるヘッドホンが接続されていてもよい。当該センサ部を用いて、当該電子機器の使用者の状態を推定することができる。

　また、本発明の一態様は、カメラ、処理部、および表示部を備える電子機器であればよいため、仮想現実または拡張現実向けの電子機器、代替現実（ＳＲ：Ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎａｌ　Ｒｅａｌｉｔｙ）、または複合現実（ＭＲ：Ｍｉｘｅｄ　Ｒｅａｌｉｔｙ）向けの電子機器なども挙げられる。本発明の一態様の電子機器としては、ヘッドマウントディスプレイ、メガネ型端末、ゴーグル型端末などの頭部に装着可能な情報端末機（ウェアラブル機器）が挙げられる。

　図３３Ａ乃至図３３Ｃに、電子機器７５０の斜視図を示す。図３３Ａは、電子機器７５０の正面、上面、及び左側面を示す斜視図であり、図３３Ｂ、及び図３３Ｃは、電子機器７５０の背面、底面、及び右側面を示す斜視図である。

　電子機器７５０は、一対の表示装置７５１、筐体７５２、一対の装着部７５４、緩衝部材７５５、一対のレンズ７５６等を有する。一対の表示装置７５１は、筐体７５２の内部の、レンズ７５６を通して視認できる位置にそれぞれ設けられている。

　ここで、一対の表示装置７５１は、図５Ｂに示す表示部５２に対応している。また、一対のレンズ７５６は、図５Ｂに示す光学系６７に対応している。また図示しないが、図３３Ａ乃至図３３Ｃに示す電子機器７５０は、カメラ、および、先の実施の形態で説明した処理部を有する電子部品を有する。当該カメラは、使用者の目およびその近傍を撮像することができる。また図示しないが、図３３Ａ乃至図３３Ｃに示す電子機器７５０では、実施の形態１で説明した、動き検出部６８、オーディオ６３、制御部６４、通信部６５、およびバッテリ６６を筐体７５２内に備える。

　電子機器７５０は、ＶＲ向けの電子機器である。電子機器７５０を装着した使用者は、レンズ７５６を通して表示装置７５１に表示される画像を視認することができる。また一対の表示装置７５１に異なる画像を表示させることで、視差を用いた３次元表示を行うこともできる。

　また、筐体７５２の背面側には、入力端子７５７と、出力端子７５８とが設けられている。入力端子７５７には映像出力機器等からの映像信号、または筐体７５２内に設けられるバッテリを充電するための電力等を供給するケーブルを接続することができる。出力端子７５８としては、例えば音声出力端子として機能し、イヤホン、ヘッドホン等を接続することができる。

　また、筐体７５２は、レンズ７５６及び表示装置７５１が、使用者の目の位置に応じて最適な位置となるように、これらの左右の位置を調整可能な機構を有していることが好ましい。また、レンズ７５６と表示装置７５１との距離を変えることで、ピントを調整する機構を有していることが好ましい。

　上記カメラ、表示装置７５１、および上記電子部品を用いることで、電子機器７５０は、電子機器７５０の使用者の状態を推定し、推定した使用者の状態に関する情報を表示装置７５１に表示できる。または、電子機器７５０とネットワークを介して接続された電子機器の使用者の状態に関する情報を、表示装置７５１に表示できる。

　緩衝部材７５５は、使用者の顔（額、頬など）に接触する部分である。緩衝部材７５５が使用者の顔と密着することにより、光漏れを防ぐことができ、より没入感を高めることができる。緩衝部材７５５は、使用者が電子機器７５０を装着した際に使用者の顔に密着するよう、緩衝部材７５５としては柔らかな素材を用いることが好ましい。例えばゴム、シリコーンゴム、ウレタン、スポンジなどの素材を用いることができる。また、スポンジ等の表面を布、革（天然皮革または合成皮革）、などで覆ったものを用いると、使用者の顔と緩衝部材７５５との間に隙間が生じにくく光漏れを好適に防ぐことができる。また、このような素材を用いると、肌触りが良いことに加え、寒い季節などに装着した際に、使用者に冷たさを感じさせないため好ましい。緩衝部材７５５または装着部７５４などの、使用者の肌に触れる部材は、取り外し可能な構成とすると、クリーニングまたは交換が容易となるため好ましい。

　本実施の形態の電子機器は、さらに、イヤホン７５４Ａを有していてもよい。イヤホン７５４Ａは、通信部（図示しない）を有し、無線通信機能を有する。イヤホン７５４Ａは、無線通信機能により、音声データを出力することができる。なおイヤホン７５４Ａは、骨伝導イヤホンとして機能する振動機構を有していてもよい。

　またイヤホン７５４Ａは、図３３Ｃに図示するイヤホン７５４Ｂのように、装着部７５４に直接接続、または有線接続されている構成とすることができる。また、イヤホン７５４Ｂおよび装着部７５４はマグネットを有していてもよい。これにより、イヤホン７５４Ｂを装着部７５４に磁力によって固定することができ、収納が容易となり好ましい。

　イヤホン７５４Ａはセンサ部を有してもよい。当該センサ部を用いて、当該電子機器の使用者の状態を推定することができる。

　図３４Ａ乃至図３４Ｃは、電子機器８３００の外観を示す図である。電子機器８３００は、筐体８３０１と、表示部８３０２と、バンド状の固定具８３０４と、一対のレンズ８３０５と、を有する。また図示しないが、図３４Ａ乃至図３４Ｃに示す電子機器８３００は、カメラ、および、先の実施の形態で説明した処理部を有する電子部品を有する。当該カメラは、使用者の目およびその近傍を撮像することができる。

　使用者は、レンズ８３０５を通して、表示部８３０２の表示を視認することができる。なお、表示部８３０２を湾曲して配置させると、使用者が高い臨場感を感じることができるため好ましい。また、表示部８３０２の異なる領域に表示された別の画像を、レンズ８３０５を通して視認することで、視差を用いた３次元表示等を行うこともできる。なお、表示部８３０２を１つ設ける構成に限られず、表示部８３０２を２つ設け、使用者の片方の目につき１つの表示部を配置してもよい。

　上記カメラ、表示部８３０２、および上記電子部品を用いることで、電子機器８３００は、電子機器８３００の使用者の状態を推定し、推定した使用者の状態に関する情報を、表示部８３０２に表示できる。または、電子機器８３００とネットワークを介して接続された電子機器の使用者の状態に関する情報を、表示部８３０２に表示できる。

　図３４Ｄは、電子機器８４００の外観を示す図である。電子機器８４００は、一対の筐体８４０１と、装着部８４０２と、緩衝部材８４０３と、を有する。一対の筐体８４０１内には、それぞれ、表示部８４０４及びレンズ８４０５が設けられる。一対の表示部８４０４に互いに異なる画像を表示させることで、視差を用いた３次元表示を行うことができる。また図示しないが、図３４Ｄに示す電子機器８４００は、カメラ、および、先の実施の形態で説明した処理部を有する電子部品を有する。当該カメラは、使用者の目およびその近傍を撮像することができる。

　使用者は、レンズ８４０５を通して表示部８４０４を視認することができる。レンズ８４０５はピント調整機構を有し、使用者の視力に応じて位置を調整することができる。表示部８４０４は、正方形または横長の長方形であることが好ましい。これにより、臨場感を高めることができる。

　上記カメラ、表示部８４０４、および上記電子部品を用いることで、電子機器８４００は、電子機器８４００の使用者の状態を推定し、推定した使用者の状態に関する情報を表示部８４０４に表示できる。または、電子機器８４００とネットワークを介して接続された電子機器の使用者の状態に関する情報を、表示部８４０４に表示できる。

　装着部８４０２は、使用者の顔のサイズに応じて調整でき、かつ、ずれ落ちることのないよう、可塑性及び弾性を有することが好ましい。また、装着部８４０２の一部は、骨伝導イヤホンとして機能する振動機構を有していることが好ましい。これにより、別途イヤホン、スピーカなどの音響機器を必要とせず、装着しただけで映像と音声を楽しむことができる。なお、筐体８４０１内に、無線通信により音声データを出力する機能を有していてもよい。

　装着部８４０２と緩衝部材８４０３については、図３３Ａ乃至図３３Ｃに示す緩衝部材７５５の説明を参酌できる。

　図３４Ｅは、電子機器８２００の外観を示す図である。

　電子機器８２００は、装着部８２０１、レンズ８２０２、本体８２０３、表示部８２０４、ケーブル８２０５等を有している。また装着部８２０１には、バッテリ８２０６が内蔵されている。また図示しないが、図３４Ｅに示す電子機器８２００は、カメラ、および、先の実施の形態で説明した処理部を有する電子部品を有する。当該カメラは、使用者の目およびその近傍を撮像することができる。

　ケーブル８２０５は、バッテリ８２０６から本体８２０３に電力を供給する。本体８２０３は無線受信機等を備え、受信した映像情報を表示部８２０４に表示させることができる。また、本体８２０３はカメラを備え、使用者の眼球またはまぶたの動きの情報を入力手段として用いることができる。

　また、装着部８２０１には、使用者に触れる位置に、使用者の眼球の動きに伴って流れる電流を検知可能な複数の電極が設けられ、視線を認識する機能を有していてもよい。また、当該電極に流れる電流により、使用者の脈拍をモニタする機能を有していてもよい。また、装着部８２０１には、温度センサ、圧力センサ、加速度センサ等の各種センサを有していてもよく、使用者の生体情報を表示部８２０４に表示する機能、使用者の頭部の動きに合わせて表示部８２０４に表示する映像を変化させる機能などを有していてもよい。

　上記カメラ、表示部８２０４、および上記電子部品を用いることで、電子機器８２００は、電子機器８２００の使用者の状態を推定し、推定した使用者の状態に関する情報を表示部８２０４に表示できる。または、電子機器８２００とネットワークを介して接続された電子機器の使用者の状態に関する情報を、表示部８２０４に表示できる。

　図３５Ａに、電子機器７００の斜視図を示す。電子機器７００は、一対の表示装置７０１、一対の筐体７０２、一対の光学部材７０３、一対の装着部７０４等を有する。また図示しないが、図３５Ａに示す電子機器７００は、カメラ、および、先の実施の形態で説明した処理部を有する電子部品を有する。当該カメラは、使用者の目およびその近傍を撮像することができる。

　電子機器７００は、光学部材７０３の表示領域７０６に、表示装置７０１で表示した画像を投影することができる。また、光学部材７０３は透光性を有するため、使用者は光学部材７０３を通して視認される透過像に重ねて、表示領域７０６に表示された画像を見ることができる。したがって電子機器７００は、ＡＲ表示が可能な電子機器である。

　また一つの筐体７０２には、前方を撮像することのできるカメラ７０５が設けられている。また図示しないが、いずれか一方の筐体７０２には無線受信機、またはケーブルを接続可能なコネクタを備え、筐体７０２に映像信号等を供給できる。また、筐体７０２に、ジャイロセンサなどの加速度センサを備えることで、使用者の頭部の向きを検知して、その向きに応じた画像を表示領域７０６に表示することもできる。また、筐体７０２にはバッテリが設けられていることが好ましく、無線、または有線によって充電できる。

　続いて、図３５Ｂを用いて、電子機器７００の表示領域７０６への画像の投影方法について説明する。筐体７０２の内部には、表示装置７０１、レンズ７１１、反射板７１２が設けられている。また、光学部材７０３の表示領域７０６に相当する部分には、ハーフミラーとして機能する反射面７１３を有する。

　表示装置７０１から発せられた光７１５は、レンズ７１１を通過し、反射板７１２により光学部材７０３側へ反射される。光学部材７０３の内部において、光７１５は光学部材７０３の端面で全反射を繰り返し、反射面７１３に到達することで、反射面７１３に画像が投影される。これにより、使用者は、反射面７１３に反射された光７１５と、光学部材７０３（反射面７１３を含む）を透過した透過光７１６の両方を視認することができる。

　図３５Ｂでは、反射板７１２及び反射面７１３がそれぞれ曲面を有する例を示している。これにより、これらが平面である場合に比べて、光学設計の自由度を高めることができ、光学部材７０３の厚さを薄くすることができる。なお、反射板７１２及び反射面７１３を平面としてもよい。

　反射板７１２としては、鏡面を有する部材を用いることができ、反射率が高いことが好ましい。また、反射面７１３としては、金属膜の反射を利用したハーフミラーを用いてもよいが、全反射を利用したプリズムなどを用いると、透過光７１６の透過率を高めることができる。

　ここで、筐体７０２は、レンズ７１１と表示装置７０１との距離、またはこれらの角度を調整する機構を有していることが好ましい。これにより、ピント調整、画像の拡大、縮小などを行うことが可能となる。例えば、レンズ７１１または表示装置７０１の一方または両方が、光軸方向に移動可能な構成とすればよい。

　また筐体７０２は、反射板７１２の角度を調整可能な機構を有していることが好ましい。反射板７１２の角度を変えることで、画像が表示される表示領域７０６の位置を変えることが可能となる。これにより、使用者の目の位置に応じて最適な位置に表示領域７０６を配置することが可能となる。

　上記カメラ、表示装置７０１、および上記電子部品を用いることで、電子機器７００は、電子機器７００の使用者の状態を推定し、推定した使用者の状態に関する情報を表示装置７０１に表示できる。または、電子機器７００とネットワークを介して接続された電子機器の使用者の状態に関する情報を、表示装置７０１に表示できる。

　なお、本発明の一態様の電子機器は、カメラ、処理部、および表示部を備えればよいため、上述した電子機器以外にも、表示機能を有する電子機器であってもよい。このような電子機器としては、例えばテレビジョン装置、モニタ装置、デジタルサイネージ、パチンコ機、ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、携帯型ゲーム機、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、音響再生装置などが挙げられる。

　特に、携帯型ゲーム機、スマートフォンなどの電子機器は、当該電子機器を取り付けた筐体をバンド状の固定部または装着部などを用いて頭部に装着することで、例えば、ＶＲ向け機器として使用できる場合がある。よって、本発明の一態様の表示装置を、当該電子機器の表示部に適用してもよい。

　本実施の形態の電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信することで、表示部で映像及び情報等の表示を行うことができる。また、電子機器がアンテナ及び二次電池を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。

　本実施の形態の電子機器は、センサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を検知、検出、または測定する機能を含むもの）を有していてもよい。

　本実施の形態の電子機器は、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、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）を実行する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出す機能等を有することができる。

　本発明の一態様の表示システムは、上述した電子機器を２つ以上有してもよい。このとき、２つ以上の電子機器の一部は、カメラ、および先の実施の形態で説明した処理部を有する電子部品を用いることで、当該電子機器の使用者の状態を推定し、推定した使用者の状態に関する情報を、当該電子機器が有する表示部または表示装置に表示することができる。また、上記２つ以上の電子機器の他の一部は、ネットワークを介して接続された当該電子機器とは異なる電子機器の使用者の状態に関する情報を、当該電子機器が有する表示部または表示装置に表示することができる。

　または、本発明の一態様の表示システムは、上述した電子機器を２つ以上と、以下で述べる計算機を１つ以上有してもよい。

［計算機］
　図３６Ａに示す計算機５６００は、大型の計算機の例である。計算機５６００には、ラック５６１０にラックマウント型の計算機５６２０が複数格納されている。

　計算機５６２０は、例えば、図３６Ｂに示す斜視図の構成とすることができる。図３６Ｂにおいて、計算機５６２０は、マザーボード５６３０を有し、マザーボード５６３０は、複数のスロット５６３１、複数の接続端子を有する。スロット５６３１には、ＰＣカード５６２１が挿されている。加えて、ＰＣカード５６２１は、接続端子５６２３、接続端子５６２４、接続端子５６２５を有し、それぞれ、マザーボード５６３０に接続される。

　図３６Ｃに示すＰＣカード５６２１は、ＣＰＵ、ＧＰＵ、半導体装置等を備えた処理ボードの一例である。ＰＣカード５６２１は、ボード５６２２を有する。また、ボード５６２２は、接続端子５６２３と、接続端子５６２４と、接続端子５６２５と、半導体装置５６２６と、半導体装置５６２７と、半導体装置５６２８と、接続端子５６２９と、を有する。なお、図３６Ｃには、半導体装置５６２６、半導体装置５６２７、及び半導体装置５６２８以外の半導体装置を図示しているが、それらの半導体装置については、以下に記載する半導体装置５６２６、半導体装置５６２７、及び半導体装置５６２８の説明を参酌すればよい。

　接続端子５６２９は、マザーボード５６３０のスロット５６３１に挿すことができる形状を有しており、接続端子５６２９は、ＰＣカード５６２１とマザーボード５６３０とを接続するためのインターフェースとして機能する。接続端子５６２９の規格としては、例えば、ＰＣＩｅ等が挙げられる。

　接続端子５６２３、接続端子５６２４、接続端子５６２５は、例えば、ＰＣカード５６２１に対して電力供給、信号入力等を行うためのインターフェースとすることができる。また、例えば、ＰＣカード５６２１によって計算された信号の出力等を行うためのインターフェースとすることができる。接続端子５６２３、接続端子５６２４、接続端子５６２５のそれぞれの規格としては、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｂｕｓ）、ＳＡＴＡ（Ｓｅｒｉａｌ　ＡＴＡ）、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等が挙げられる。また、接続端子５６２３、接続端子５６２４、接続端子５６２５から映像信号を出力する場合、それぞれの規格としては、ＨＤＭＩ（登録商標）等が挙げられる。

　半導体装置５６２６は、信号の入出力を行う端子（図示しない。）を有しており、当該端子をボード５６２２が備えるソケット（図示しない。）に対して差し込むことで、半導体装置５６２６とボード５６２２を電気的に接続することができる。

　半導体装置５６２７は、複数の端子を有しており、当該端子をボード５６２２が備える配線に対して、例えば、リフロー方式のはんだ付けを行うことで、半導体装置５６２７とボード５６２２を電気的に接続することができる。半導体装置５６２７としては、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、ＧＰＵ、ＣＰＵ等が挙げられる。

　半導体装置５６２８は、複数の端子を有しており、当該端子をボード５６２２が備える配線に対して、例えば、リフロー方式のはんだ付けを行うことで、半導体装置５６２８とボード５６２２を電気的に接続することができる。半導体装置５６２８としては、例えば、半導体装置等が挙げられる。

　半導体装置５６２７および／または半導体装置５６２８として、例えば、先の実施の形態で説明した処理部を有する電子部品を用いることができる。半導体装置５６２７および／または半導体装置５６２８を用いて、表示システムが有する複数の電子機器それぞれの使用者の状態を推定することで、表示システムが有する複数の電子機器それぞれの消費電力を低減できる。または、表示システムが有する複数の電子機器それぞれの動作速度が遅くなることを抑制できる。

　計算機５６００は並列計算機としても機能できる。計算機５６００を並列計算機として用いることで、例えば、人工知能の学習、及び推論に必要な大規模の計算を行うことができる。

ＡＣＴＦ：回路、ＡＦＰ：回路、ＡＬＰ：アレイ部、ＡＮＮ：ニューラルネットワーク、ＢＷ：バス配線、ＣＡ：セルアレイ、Ｃ１：容量、Ｃ１ｒ：容量、Ｃ５：容量、Ｃ５ｍ：容量、Ｆ１：トランジスタ、Ｆ１ｍ：トランジスタ、Ｆ２：トランジスタ、Ｆ２ｍ：トランジスタ、Ｆ３：トランジスタ、Ｆ４：トランジスタ、ＨＣ：保持部、ＩＬＤ：回路、ＩＭ：セル、ＩＭｒｅｆ：セル、ＩＴＲＺ：変換回路、ＭＡＣ１：演算回路、ＭＣ：回路、ＭＣｒ：回路、ＭＰ：回路、Ｍ１：トランジスタ、Ｍ１ｒ：トランジスタ、Ｍ２：トランジスタ、Ｍ３：トランジスタ、Ｍ３ｒ：トランジスタ、ＮＮ：ノード、ＮＮｒｅｆ：ノード、ｎ１：ノード、ＯＬ：配線、ＯＬＢ：配線、ＰＳ：副画素、ＳＷＬ１：配線、ＳＷＬ２：配線、ＳＷＳ１：回路、ＳＷＳ２：回路、ＴＷ：回路、ＶＥ：配線、ＶＥｒ：配線、ＷＣＬ：配線、ＷＣＳ：回路、ＷＬ：配線、ＷＬＤ：回路、ＷＳＤ：回路、ＷＳＬ：配線、ＷＸ１Ｌ：配線、ＸＣＬ：配線、ＸＣＳ：回路、ＸＬＤ：回路、１０：電子機器、１１：生徒、１２：カメラ、２０：電子機器、２１：先生、２２：カメラ、３０：ネットワーク、５０：電子機器、５１：カメラ、５２：表示部、５２Ｌ：表示部、５２Ｒ：表示部、５３：処理部、５３ａ：処理部、５３ｂ：処理部、５３ｃ：処理部、５３ｄ：処理部、５４：処理部、５４ａ：処理部、５４ｂ：処理部、５５：センサ部、６２：フレームメモリ、６３：オーディオ、６４：制御部、６５：通信部、６６：バッテリ、６７：光学系、６７Ｌ：光学系、６７Ｒ：光学系、６８：検出部、７０：表示システム、７１：電子機器、７２：電子機器、７３：ネットワーク、７４：サーバ、７５：カメラ、７６：処理部、７７：処理部、７８：処理部、９１：入力データ、９２：ニューラルネットワーク、９３：出力データ、９４：ニューラルネットワーク、９５：中間データ、９６：入力データ、９７：ニューラルネットワーク、１００：表示装置、１００Ａ：表示装置、１００Ｂ：表示装置、１００Ｃ：表示装置、１００Ｄ：表示装置、１００Ｅ：表示装置、１００Ｆ：表示装置、１００Ｇ：表示装置、１０１：層、１１０：画素、１１０ａ：副画素、１１０ｂ：副画素、１１０ｃ：副画素、１１０ｄ：副画素、１１１ａ：画素電極、１１１ｂ：画素電極、１１１ｃ：画素電極、１１３ａ：層、１１３ｂ：層、１１３ｃ：層、１１４：層、１１５：共通電極、１１７：遮光層、１１８：犠牲層、１１９：犠牲層、１２０：基板、１２２：樹脂層、１２４ａ：画素、１２４ｂ：画素、１２５：絶縁層、１２６ａ：導電層、１２６ｂ：導電層、１２６ｃ：導電層、１２７：絶縁層、１２８：層、１２９ａ：着色層、１２９ｂ：着色層、１２９ｃ：着色層、１３０ａ：発光デバイス、１３０ｂ：発光デバイス、１３０ｃ：発光デバイス、１３１：保護層、１３２：保護層、１３８：領域、１３９：領域、１４２：接着層、１５１：基板、１５２：基板、１５３：絶縁層、１６２：表示部、１６４：回路、１６５：配線、１６６：導電層、１７２：ＦＰＣ、１７３：ＩＣ、２０１：トランジスタ、２０４：接続部、２０５：トランジスタ、２０９：トランジスタ、２１０：トランジスタ、２１１：絶縁層、２１３：絶縁層、２１４：絶縁層、２１５：絶縁層、２１８：絶縁層、２２１：導電層、２２２ａ：導電層、２２２ｂ：導電層、２２３：導電層、２２５：絶縁層、２２８：領域、２３１：半導体層、２３１ｉ：チャネル形成領域、２３１ｎ：低抵抗領域、２４０：容量、２４１：導電層、２４２：接続層、２４３：絶縁層、２４５：導電層、２５１：導電層、２５２：導電層、２５４：絶縁層、２５５ａ：絶縁層、２５５ｂ：絶縁層、２５６：プラグ、２６１：絶縁層、２６２：絶縁層、２６３：絶縁層、２６４：絶縁層、２６５：絶縁層、２７１：プラグ、２７４：プラグ、２７４ａ：導電層、２７４ｂ：導電層、２８０：表示モジュール、２８１：表示部、２８２：回路部、２８３：画素回路部、２８３ａ：画素回路、２８４：画素部、２８４ａ：画素、２８５：端子部、２８６：配線部、２９０：ＦＰＣ、２９１：基板、２９２：基板、３０１：基板、３０１Ａ：基板、３０１Ｂ：基板、３１０：トランジスタ、３１０Ａ：トランジスタ、３１０Ｂ：トランジスタ、３１１：導電層、３１２：低抵抗領域、３１３：絶縁層、３１４：絶縁層、３１５：素子分離層、３２０：トランジスタ、３２１：半導体層、３２３：絶縁層、３２４：導電層、３２５：導電層、３２６：絶縁層、３２７：導電層、３２８：絶縁層、３２９：絶縁層、３３１：基板、３３２：絶縁層、３３５：絶縁層、３３６：絶縁層、３４１：導電層、３４２：導電層、３４３：プラグ、３４４：絶縁層、３４５：絶縁層、３４６：絶縁層、３４７：バンプ、３４８：接着層、３５０：演算回路、３５１：基板、３５３：層、３５５：機能層、３５７：層、３５９：基板、７００：電子機器、７０１：表示装置、７０２：筐体、７０３：光学部材、７０４：装着部、７０５：カメラ、７０６：表示領域、７１１：レンズ、７１２：反射板、７１３：反射面、７１５：光、７１６：透過光、７５０：電子機器、７５１：表示装置、７５２：筐体、７５４：装着部、７５４Ａ：イヤホン、７５４Ｂ：イヤホン、７５５：緩衝部材、７５６：レンズ、７５７：入力端子、７５８：出力端子、９００：携帯データ端末、９１１：筐体、９１２：表示部、９１３：スピーカ、９１９：カメラ、９６０：眉毛、９６１：まつ毛、９６２：瞳孔、９６３：角膜、９６５：強膜、９６６：上眼瞼、９６７：下眼瞼、１０００＿１：表示部、１０００＿３：表示部、１０１０＿１：画像、１０１０＿２：画像、１０１０＿３：画像、１０１０＿４：画像、１０１０＿５：画像、１０１０＿８：画像、１０２０＿１：使用者、１０２０＿２：使用者、１０２０＿３：使用者、１０２０＿４：使用者、１０２０＿５：使用者、１０２０＿８：使用者、１０３０＿３：画像、１０３０＿４：画像、１０３０＿５：画像、１０３１：画像、４７００：電子部品、５３００：デスクトップ型情報端末、５３０１：本体、５３０２：表示部、５３０３：キーボード、５３０４：カメラ、５６００：計算機、５６１０：ラック、５６２０：計算機、５６２１：ＰＣカード、５６２２：ボード、５６２３：接続端子、５６２４：接続端子、５６２５：接続端子、５６２６：半導体装置、５６２７：半導体装置、５６２８：半導体装置、５６２９：接続端子、５６３０：マザーボード、５６３１：スロット、５９００：情報端末、５９０１：筐体、５９０２：表示部、５９０３：操作スイッチ、５９０４：操作スイッチ、５９０５：バンド、５９０６：カメラ、６５００：携帯情報端末、６５０１：筐体、６５０２：表示部、６５０３：電源ボタン、６５０４：ボタン、６５０５：スピーカ、６５０６：マイク、６５０７：カメラ、６５０８：光源、７０００：表示部、７２００：ノート型情報端末、７２１１：筐体、７２１２：キーボード、７２１３：ポインティングデバイス、７２１４：外部接続ポート、７２１５：カメラ、８２００：電子機器、８２０１：装着部、８２０２：レンズ、８２０３：本体、８２０４：表示部、８２０５：ケーブル、８２０６：バッテリ、８３００：電子機器、８３０１：筐体、８３０２：表示部、８３０４：固定具、８３０５：レンズ、８４００：電子機器、８４０１：筐体、８４０２：装着部、８４０３：緩衝部材、８４０４：表示部、８４０５：レンズ

Claims

　カメラと、処理部と、表示部と、を備え、
　前記カメラは、使用者の目およびその周辺を繰り返し撮像することで、複数の画像データを生成する機能を有し、
　前記処理部は、
　前記複数の画像データから、瞬目の頻度、瞬目１回あたりに要する時間、上眼瞼と下眼瞼との間隔、視線の方向、および瞳孔の面積、の少なくとも一を含む情報の経時変化を検出する機能と、
　前記情報の経時変化をもとに、前記使用者の目の疲労度を推定する機能と、
　推定した前記使用者の目の疲労度に応じた文字列情報を生成する機能と、
　を有し、
　前記表示部は、前記文字列情報を表示する機能を有する、
　電子機器。
　請求項１において、
　前記使用者の目の疲労度は、学習済みモデルを用いて推定され、
　前記学習済みモデルは、ニューラルネットワークに対して教師あり学習を行うことで、生成される、
　電子機器。
　請求項１において、
　前記処理部は、積和演算を行う機能を有する演算回路を備え、
　前記演算回路は、前記情報の経時変化をもとに、前記使用者の目の疲労度を推定する、
　電子機器。
　請求項３において、
　前記演算回路は、チャネル形成領域に金属酸化物を含むトランジスタを有する、
　電子機器。
　カメラと、処理部と、表示部と、ヘッドホンと、を備え、
　前記ヘッドホンは、センサ部を有し、
　前記センサ部は、情報の経時変化を取得する機能を有し、
　前記処理部は、
　前記情報の経時変化をもとに、前記使用者のストレス状態を推定する機能と、
　前記使用者のストレス状態に応じた文字列情報を生成する機能と、
　を有し、
　前記表示部は、前記文字列情報を表示する機能を有する、
　電子機器。
　請求項５において、
　前記使用者のストレス状態は、学習済みモデルを用いて推定され、
　前記学習済みモデルは、ニューラルネットワークに対して教師あり学習を行うことで、生成される、
　電子機器。
　請求項５において、
　前記処理部は、積和演算を行う機能を有する演算回路を備え、
　前記演算回路は、前記情報の経時変化をもとに、前記使用者のストレス状態を推定する、
　電子機器。
　請求項７において、
　前記演算回路は、チャネル形成領域に金属酸化物を含むトランジスタを有する、
　電子機器。
　第１の電子機器と、第２の電子機器と、を有し、前記第１の電子機器の使用者の目の情報が取得可能な表示システムであって、
　前記第１の電子機器は、カメラと、処理部と、を備え、
　前記カメラは、前記第１の電子機器の使用者の目およびその周辺を繰り返し撮像することで、複数の画像データを生成する機能を有し、
　前記処理部は、
　前記複数の画像データから、瞬目の頻度、瞬目１回あたりに要する時間、上眼瞼と下眼瞼との間隔、視線の方向、および瞳孔の面積、の少なくとも一を含む情報の経時変化を検出する機能と、
　前記情報の経時変化をもとに、前記使用者の目の疲労度を推定する機能と、
　推定した前記使用者の目の疲労度に応じた文字列情報を生成する機能と、
　を有し、
　前記第２の電子機器は、表示部を備え、
　前記表示部は、前記第１の電子機器から受け付けた前記文字列情報を表示する機能を有する、
　表示システム。
　請求項９において、
　前記使用者の目の疲労度は、学習済みモデルを用いて推定され、
　前記学習済みモデルは、ニューラルネットワークに対して教師あり学習を行うことで、生成される、
　表示システム。
　請求項９において、
　前記処理部は、積和演算を行う機能を有する演算回路を備え、
　前記演算回路は、前記情報の経時変化をもとに、前記使用者の目の疲労度を推定する、
　表示システム。
　第１の電子機器と、第２の電子機器と、を有し、前記第１の電子機器の使用者の目の情報が取得可能な表示システムであって、
　前記第１の電子機器は、カメラと、処理部と、ヘッドホンと、を備え、
　前記ヘッドホンは、センサ部を有し、
　前記センサ部は、情報の経時変化を取得する機能を有し、
　前記処理部は、
　前記情報の経時変化をもとに、前記使用者のストレス状態を推定する機能と、
　前記使用者のストレス状態に応じた文字列情報を生成する機能と、
　を有し、
　前記第２の電子機器は、表示部を備え、
　前記表示部は、前記第１の電子機器から受け付けた前記文字列情報を表示する機能を有する、
　表示システム。
　請求項１２において、
　前記使用者のストレス状態は、学習済みモデルを用いて推定され、
　前記学習済みモデルは、ニューラルネットワークに対して教師あり学習を行うことで、生成される、
　表示システム。
　請求項１２において、
　前記処理部は、積和演算を行う機能を有する演算回路を備え、
　前記演算回路は、前記情報の経時変化をもとに、前記使用者のストレス状態を推定する、
　表示システム。