JP7010628B2 - 表示装置および電子機器 - Google Patents

Description

本発明の一態様は、表示装置、および電子機器に関する。

なお本発明の一形態は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一形態は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。

そのため、より具体的に本明細書等で開示する本発明の一形態の技術分野としては、半導体装置、表示装置、電子機器、それらの駆動方法、または、それらの製造方法を一例としてあげることができる。

反射型素子と発光型素子を組み合わせた、表示装置が提案されている（特許文献１）。明るい環境では反射型素子、暗い環境では発光型素子を用いることで、外光環境に依存しない良好な表示品質と、消費電力が少ない表示装置、を提供することができる。

一方、酸化物半導体トランジスタ（Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒトランジスタ、以下、ＯＳトランジスタと呼称する）を、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイなどの表示装置に用いる技術が提案されている。ＯＳトランジスタはオフ電流が非常に小さいため、静止画を表示する際のリフレッシュ頻度を少なくし、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイの消費電力を低減する技術が開示されている（特許文献２、特許文献３）。なお、本明細書において、上述の表示装置の消費電力を減らす技術を、「アイドリング・ストップ」または「ＩＤＳ駆動」と呼称する。

また、オフ電流が小さいことを利用して、ＯＳトランジスタを不揮発性の記憶装置に用いた例が開示されている（特許文献４）。

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

反射型素子と発光型素子とによる相補的な輝度の表示を行う場合、外光を検知して、それぞれの表示素子に画像データを分配することが有効である。

しかしながら、反射型素子と発光型素子とでは、各々画像データを書き込んでから所望の輝度に達すまでの時間、すなわち、応答時間には差がある。そのため、反射型素子と発光型素子とによる相補的な輝度の表示を行う場合、応答時間が異なることに起因して良好な表示品位が得られないといった虞がある。また、発光型素子は、表示期間中、電流を消費し続けるので、消費電力が増加するといった虞がある。

本発明の一形態は、新規な表示装置および電子機器を提供することを課題の一つとする。または、消費電力を低減できる、表示装置等を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一形態は、良好な表示品位を確保できる、表示装置等を提供することを課題の一つとする。

なお、本発明の一形態は、必ずしも上記の課題の全てを解決する必要はなく、少なくとも一つの課題を解決できるものであればよい。また、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。これら以外の課題は、明細書、特許請求の範囲、図面などの記載から自ずと明らかになるものであり、明細書、特許請求の範囲、図面などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。

本発明の一形態は、反射型素子と、発光型素子と、反射型素子を駆動する機能を有する第１の画素回路と、発光型素子を駆動する機能を有する第２の画素回路と、を有する画素を有し、第１の画素回路に書き込んだ第１の画像データを更新して反射型素子の透過率を更新する第１の期間において、第１の期間より短い第２の期間だけ第２の画素回路において第２の画像データを書き込んで発光型素子を発光させる表示装置である。

本発明の一形態において、第２の画像データは、発光時間に応じた輝度の時間積分値を有し、時間積分値は、第１の画像データを第１の画素回路に書き込むことで反射型素子の透過率が変化し、当該変化の遅れに応じた輝度の時間積分値に等しい表示装置が好ましい。

本発明の一形態において、反射型素子は、反射電極を有する液晶素子である表示装置が好ましい。

本発明の一形態において、第１の画像データの更新は、１フレーム期間毎に行い、更新される第１の画像データは１フレーム期間毎に極性を反転させて出力される信号である表示装置が好ましい。

本発明の一形態は、新規な表示装置および電子機器を提供することができる。または、消費電力を低減できる、表示装置等を提供するができる。または、本発明の一形態は、良好な表示品位を確保できる、表示装置等を提供することができる。

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

表示装置の構成例を示すブロック図および概念図。 表示装置の構成例を示すブロック図、概念図および状態遷移図。 表示装置の構成例を示す回路図及びタイミングチャート。 表示装置の構成例を示す回路図。 表示装置の構成例を示す回路図およびタイミングチャート。 表示装置の構成例を示す回路図およびタイミングチャート。 表示装置の構成例を示すブロック図および動作を説明する図。 表示装置の構成例を示すタイミングチャート。 表示装置の構成例を示す回路図。 表示装置の構成例を示すブロック図。 タッチセンサユニットの構成例を示す図。 コントローラＩＣの構成例を示すブロック図。 パラメータを説明する図。 フレームメモリの構成例を示すブロック図および回路図。 レジスタの構成例を示すブロック図。 レジスタの構成例を示す図。 レジスタの構成例を示す回路図。 タイミングチャート。 コントローラＩＣの構成例を示すブロック図。 表示ユニットの構成例を示すブロック図。 画素の構成例を示す回路図。 表示ユニットおよび画素の構成例を示す上面図。 表示ユニットの構成例を示す断面図。 表示ユニットの構成例を示す断面図。 反射膜の形状を説明する模式図。 表示ユニットの画素の一部を説明する下面図。 表示装置の構成例を示すブロック図。 表示装置を説明する上面図、および表示装置の入力部の一部を説明する模式図。 表示装置の構成例を示す断面図。 表示装置の構成例を示す断面図。 実施の形態に係る入出力パネルの構成を説明する図。 実施の形態に係る入出力パネルの構成を説明する図。 表示モジュールの例を示す図。 電子機器の例を示す図。

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

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

また、図面等において、大きさ、層の厚さ、領域等は、明瞭化のため誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。図面は、理想的な例を模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。

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

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

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

また、本明細書等において、「平行」とは、二つの直線が－１０°以上１０°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、－５°以上５°以下の場合も含まれる。また、「垂直」とは、二つの直線が８０°以上１００°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。

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

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

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

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

また、ソースやドレインの機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書等においては、ソースやドレインの用語は、入れ替えて用いることができるものとする。

また、本明細書等において、特に断りがない場合、オフ電流とは、トランジスタがオフ状態（非導通状態、遮断状態、ともいう）にあるときのドレイン電流をいう。オフ状態とは、特に断りがない場合、ｎチャネル型トランジスタでは、ゲートとソースの間の電圧Ｖｇｓがしきい値電圧Ｖｔｈよりも低い状態、ｐチャネル型トランジスタでは、ゲートとソースの間の電圧Ｖｇｓがしきい値電圧Ｖｔｈよりも高い状態をいう。つまり、ｎチャネル型のトランジスタのオフ電流とは、ゲートとソースの間の電圧Ｖｇｓがしきい値電圧Ｖｔｈよりも低いときのドレイン電流、という場合がある。

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

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

（実施の形態１）
本実施の形態では、１つの画素に反射型素子と発光型素子とが設けられているハイブリッド型表示装置について説明する。特に、表示装置の画素に書き込む信号について説明する。なお、反射型素子としては、液晶や電子ペーパー等を適用することができる。以下、反射型素子を反射素子１０ａ、発光型素子を発光素子１０ｂとして説明する。

＜表示装置＞
図１は、表示装置の構成例を示すブロック図である。表示装置９９は、表示ユニット１１０を有する。

＜表示ユニット＞
表示ユニット１１０は、画素アレイ１１１、ゲートドライバ１１３、ゲートドライバ１１４、およびコントローラＩＣ１１５を有する。

画素アレイ１１１は、複数の画素１０を有し、それぞれの画素１０はトランジスタを用いて駆動されるアクティブ型の素子である。また、画素１０は、反射素子１０ａと発光素子１０ｂを有する。画素アレイ１１１のより具体的な構成例については、実施の形態３にて、説明する。

ゲートドライバ１１３は、反射素子１０ａを選択するためのゲート線を駆動する機能をもち、ゲートドライバ１１４は、発光素子１０ｂを選択するためのゲート線を駆動する機能をもつ。反射素子１０ａにデータ信号を供給するソース線を駆動するソースドライバ、および発光素子１０ｂにデータ信号を供給するソース線を駆動するソースドライバは、それぞれ、コントローラＩＣ１１５に設けられている。コントローラＩＣ１１５は、表示装置１００の動作を統括的に制御する機能を備える。コントローラＩＣ１１５の数は、画素アレイの画素数に応じて決定される。コントローラＩＣ１１５は、光センサ１４３からの信号が入力される。

図１（Ａ）の例では、画素アレイ１１１と共にゲートドライバ１１３、１１４が同一基板上に集積されている例を示しているが、ゲートドライバ１１３、１１４を専用ＩＣとすることもできる。あるいは、コントローラＩＣ１１５に、ゲートドライバ１１３またはゲートドライバ１１４を組み込んでもよい。

ここでは、コントローラＩＣ１１５の実装方式は、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式としているが、実装方式に特段の制約はなく、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ）方式、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式などでもよい。

なお、画素１０に使用されるトランジスタは、チャネル形成領域に酸化物半導体を有するトランジスタ（「ＯＳトランジスタ」ともいう。）であり、Ｓｉトランジスタに比べてオフ電流が低いトランジスタである。ＯＳトランジスタは、酸化物半導体中の不純物濃度を低減し、酸化物半導体を真性または実質的に真性にすることで、オフ電流を極めて低くすることができる。

もしくは、画素１０に使用されるトランジスタとして、オフ電流が低ければ酸化物半導体を適用しないトランジスタとすることができる。例えば、バンドギャップが大きい半導体を適用したトランジスタを適用してもよい。バンドギャップが大きい半導体とは、バンドギャップが２．２ｅＶ以上の半導体である。例えば、炭化ケイ素、窒化ガリウム、ダイヤモンドなどが挙げられる。

画素１０に、オフ電流が低いトランジスタを用いることで、表示画面を書き換える必要がない場合（すなわち静止画を表示する場合）、一時的にゲートドライバ１１３、１１４およびソースドライバを停止することができる（以下、「アイドリング・ストップ」、もしくは「ＩＤＳ駆動」と呼ぶ。）。ＩＤＳ駆動によって、表示装置９９の消費電力を低減することができる。

＜画素の構成＞
画素１０の構成について説明する。

図１（Ｂ）では、画素１０の模式図を図示している。画素１０は、画素回路１１、画素回路１２、反射素子１０ａおよび発光素子１０ｂを有する。画素回路１１は、反射素子１０ａを駆動するための回路である。画素回路１２は、発光素子１０ｂを駆動するための回路である。なお反射素子１０ａは反射電極を有する。反射素子１０ａは、反射光の強度を調節して表示を行う。発光素子１０ｂは、電流量を調節して表示を行う。なお画素の断面の構造等の詳細については後述する。

図１（Ｂ）に示す画素１０の模式図では、画素回路１１、画素回路１２、反射素子１０ａおよび発光素子１０ｂの配置を示している。図１（Ｂ）に示す反射素子１０ａは開口１３を有する。この開口１３は、反射電極に設けられる開口を表している。図１（Ｂ）に示す発光素子１０ｂは、反射素子１０ａが有する開口１３に重ねて設けられる。

図１（Ｂ）に示す画素回路１１および画素回路１２は、反射素子１０ａが設けられる層と発光素子１０ｂが設けられる層の間に設けられる。反射素子１０ａを駆動するための画素回路１１と発光素子１０ｂを駆動するための画素回路１２とのトランジスタを有する素子層を同じ工程で設けることで、画素回路１１と画素回路１２とを同層に配置する構成とする。当該構成とすることで、反射素子１０ａに画像データを与えるソースドライバと、発光素子１０ｂに画像データを与えるソースドライバとを一体化したソースドライバとすることができる。なお図１（Ｂ）では、反射素子１０ａが設けられる層と発光素子１０ｂが設けられる層の間に画素回路１１および画素回路１２を設ける構成を図示したが、画素回路は反射素子１０ａおよび発光素子１０ｂの上層または下層に設ける構成としてもよい。

図１（Ｂ）に示す構成とすることで画素１０は、反射素子１０ａによる反射光１４の制御と、開口１３を透過する発光素子１０ｂの発する光１５の強度の制御と、によって表示を行うことができる。なお反射光１４が射出される方向および発光素子１０ｂが発する光１５が射出される方向は、表示装置９９の表示面となる。

図１（Ｂ）に示す画素１０の構成では、反射素子１０ａが有する反射電極の下に画素回路１１および画素回路１２といった画素を駆動するための回路を配置することができる。そのため、発光素子１０ｂを駆動するための画素回路１２が増える分の開口率の低下を抑制することができる。

また図１（Ｂ）に示す画素１０の構成では、反射素子１０ａが有する反射電極によって反射された外光の強度を液晶層で調節して階調表示を行う。そのため図１（Ｂ）の画素１０を有する表示装置９９は、屋外での視認性を向上することができる。

また図１（Ｂ）に示す画素１０の構成では、発光素子１０ｂの発する光１５の強度を調節して階調表示を行う。そのため図１の画素１０を有する表示装置９９は、外光の強度が小さい屋内での視認性を向上することができる。

また図１（Ｂ）に示す構成では、画素ごとに反射素子１０ａを制御することができる画素回路１１、及び発光素子１０ｂを制御することができる画素回路１２を有する。つまり、画素１０ごとに反射素子１０ａおよび発光素子１０ｂの表示を別々に制御することができる。このような構成では、複数の画素で一様に点灯するバックライトの制御とは異なり、表示する画像に応じた発光素子１０ｂの発光を画素レベルといった最小単位で制御することができるため、余分な発光を抑えることができる。そのため図１（Ｂ）の画素１０を有する表示装置９９は、低消費電力化を図ることができる。

画素１０は、モノクロ表示の表示装置の画素に適用するだけでなく、カラーフィルターを設けることでカラー表示の表示装置の画素に適用することができる。カラー表示する際には、画素１０は、色要素をＲＧＢ（Ｒは赤、Ｇは緑、Ｂは青を表す）の三色とするときのサブ画素に相当する。一つの画素を構成するサブ画素の数は、３つに限らない。例えば、Ｒのサブ画素とＧのサブ画素とＢのサブ画素とＷ（白）のサブ画素の４つのサブ画素から１つの画素が構成されてもよい。または、ペンタイル配列のように、ＲＧＢのうちの２色分で一つの色要素を構成し、色要素によって、異なる２色を選択して構成してもよい。

＜表示装置の動作モード＞
図１（Ａ）の表示装置９９の動作モードについて、図２（Ａ）乃至（Ｅ）を参照して説明する。

なお図１（Ａ）の表示装置９９の動作モードは、例えば、光センサ１４３で得られる照度に応じ切り替える構成とすればよい。図２（Ａ）のブロック図では、図１（Ａ）に示す光センサ１４３およびコントローラＩＣ１１５を抜き出して図示している。

図２（Ａ）において光センサ１４３は、例えば、照度に応じた信号Ｓ_ＩＬＬを生成する機能を有する。コントローラＩＣ１１５は、信号Ｓ_ＩＬＬに応じて表示モードを切り替える機能を有する。

また図２（Ｂ）から図２（Ｄ）までは、照度に応じて表示装置９９が取り得る表示モードを説明するための画素の模式図である。なお図２（Ｂ）から図２（Ｄ）までにおいては、図１（Ｂ）と同様に、画素回路１１、画素回路１２、反射素子１０ａ、発光素子１０ｂ、開口１３、反射素子１０ａが有する反射電極が反射する反射光１４、および開口１３より射出される発光素子１０ｂが発する光１５を図示している。

表示装置が取り得る表示モードとしては、図２（Ｂ）から図２（Ｄ）までに示す、反射表示モード（Ｒ ｍｏｄｅ）と、反射表示＋発光表示モード（ＥＲ ｍｏｄｅ）と、発光表示モード（Ｅ ｍｏｄｅ）と、を挙げて説明する。

反射表示モードは、画素が有する反射素子を駆動して反射光を調節して表示を行う表示モードである。具体的には図２（Ｂ）に示す画素１０の模式図のように反射素子１０ａが有する反射電極による反射光１４の強度を液晶層で調節して表示を行う。

反射表示＋発光表示モード（ＥＲ ｍｏｄｅ）は、反射素子の駆動と発光素子の駆動とによって反射光と発光素子の発光との双方を調節して表示を行う表示モードである。具体的には図２（Ｃ）に示す画素１０の模式図のように反射素子１０ａが有する反射電極による反射光１４と、発光素子１０ｂが開口１３より射出する光１５とを調節して表示を行う。

発光表示モード（Ｅ ｍｏｄｅ）は、発光素子を駆動して発光を調節して表示を行う表示モードである。具体的には図２（Ｄ）に示す画素１０の模式図のように、発光素子１０ｂが開口１３より射出する光１５を調節して階調表示を行う。

図２（Ｅ）には、上述した３つのモード（反射表示モード、反射表示＋発光表示モード、発光表示モード）の状態遷移図を示す。状態Ｃ１は反射表示モードを表し、状態Ｃ２は反射表示＋発光表示モードを表し、状態Ｃ３は発光表示モードを表している。

表示装置９９は、照度に応じて、状態Ｃ１から状態Ｃ３のいずれかの状態の表示モードを取り得る。例えば屋外のように照度が大きい場合、状態Ｃ１を取り得る。また屋外から屋内に移動するような照度が小さくなる場合、状態Ｃ１から状態Ｃ３に遷移する。また屋内であっても照度が大きく、反射光による階調表示が可能な場合、状態Ｃ３から状態Ｃ２に遷移する。

以上のように照度に応じて表示モードを切り替える構成とすることで、消費電力が比較的大きい発光素子の光の強度による階調表示の頻度を減らすことができる。そのため、表示装置の消費電力を低減することができる。

また表示装置９９は、バッテリーの残容量、表示するコンテンツ、あるいは周辺環境の照度に応じて、さらに動作モードを切り替えることができる。例えば、通常のフレーム周波数（代表的には６０Ｈｚ以上２４０Ｈｚ以下）で動作する通常動作モード（Ｎｏｒｍａｌ ｍｏｄｅ）と、低速のフレーム周波数（通常動作モードの１／１００乃至１／１０程度のフレーム周波数）で操作するアイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードと、を挙げることができる。

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

ここでアイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードについて、図３を用いて説明を行う。

図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、通常駆動モードとアイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードを説明する回路図及びタイミングチャートである。なお、図３（Ａ）では、反射素子１０ａ（例えば液晶素子）と、反射素子１０ａに電気的に接続される画素回路１１と、を明示している。また、図３（Ａ）に示す画素回路１１では、信号線ＳＬと、ゲート線ＧＬと、信号線ＳＬ及びゲート線ＧＬに接続されたトランジスタＭ１と、トランジスタＭ１に接続される容量素子Ｃｓ_ＬＣとを図示している。

トランジスタＭ１としては、半導体層に金属酸化物を有するトランジスタを用いることが好ましい。金属酸化物が増幅作用、整流作用、及びスイッチング作用の少なくとも１つを有する場合、当該金属酸化物を、金属酸化物半導体（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）または酸化物半導体（ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、略してＯＳと呼ぶことができる。以下、トランジスタの代表例として、酸化物半導体を有するトランジスタ（ＯＳトランジスタ）を用いて説明する。ＯＳトランジスタは、非導通状態時のリーク電流（オフ電流）が極めて低いため、ＯＳトランジスタを非導通状態とすることで液晶素子の画素電極に電荷の保持をすることができる。

図３（Ｂ）は、通常駆動モードでの信号線ＳＬおよびゲート線ＧＬにそれぞれ与える信号の波形を示すタイミングチャートである。通常駆動モードでは通常のフレーム周波数（例えば６０Ｈｚ）で動作する。１フレーム期間を第１サブフレームＴ_１、第２サブフレームＴ_２、第３サブフレームＴ_３で表すと、各フレーム期間でゲート線ＧＬに走査信号を与え、信号線ＳＬからデータＤ_ｐを書き込む動作を行う。この動作は、第１サブフレームＴ_１から第３サブフレームＴ_３までで同じデータＤ_ｐを書き込む場合、または異なるデータを書き込む場合でも同じである。

一方、図３（Ｃ）は、アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードでの信号線ＳＬおよびゲート線ＧＬに、それぞれ与える信号の波形を示すタイミングチャートである。アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動では低速のフレーム周波数（例えば１Ｈｚ）で動作する。１フレーム期間を期間Ｔ_Ｆで表し、その中でデータの書き込み期間を期間Ｔ_Ｗ、データの保持期間を期間Ｔ_Ｒで表す。アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードは、期間Ｔ_Ｗでゲート線ＧＬに走査信号を与え、信号線ＳＬのデータＤ_ｐを書き込み、期間Ｔ_Ｒでゲート線ＧＬをローレベルの電圧に固定し、トランジスタＭ１を非導通状態として一旦書き込んだデータＤ_ｐを保持させる動作を行う。

アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードは、上述した反射表示モードまたは反射表示＋発光表示モードといった表示モードと組み合わせることで、さらなる低消費電力化を図ることができるため有効である。

＜画素回路の構成＞
画素回路の構成と、本発明の一態様である反射表示時の各画素回路の動作について、図４乃至から図９までを参照して説明する。なお回路図の説明において、反射素子１０ａとして液晶素子、発光素子１０ｂとしてＥＬ素子として説明する。

画素１０について説明する。図４は、画素１０の回路図の一例である。画素１０は、図１（Ｂ）で説明したように画素回路１１、画素回路１２、反射素子１０ａおよび発光素子１０ｂを有する。

図４において、画素回路１１は、トランジスタＭ１および容量素子Ｃｓ_ＬＣを有する。画素回路１２は、トランジスタＭ２、トランジスタＭ３および容量素子Ｃｓ_ＥＬを有する。画素１０が有する各素子は、図４に示すように、ゲート線ＧＬ_ＬＣ、ゲート線ＧＬ_ＥＬ、信号線ＳＬ_ＬＣ、信号線ＳＬ_ＥＬ、容量線Ｌ_ＣＳ、アノード線Ｌ_ａｎｏ、およびカソード線Ｌ_ｃａｓに接続される。

なお容量素子Ｃｓ_ＥＬは、発光素子１０ｂを駆動するための画像データに基づく電圧をトランジスタＭ３のゲートに保持するために設けている。このような構成とすることで、発光素子１０ｂを駆動するための電圧の保持をより確実に行うことができる。

トランジスタＭ１は、導通状態を制御することで、反射素子１０ａを駆動するための画像データに基づく電圧を容量素子Ｃｓ_ＬＣに与える。トランジスタＭ２は、導通状態を制御することで、発光素子１０ｂを駆動するための電圧をトランジスタＭ３のゲートに与える。トランジスタＭ３は、ゲートの電圧に応じてアノード線Ｌ_ａｎｏとカソード線Ｌ_ｃａｓとの間に電流を流して発光素子１０ｂを駆動する。

トランジスタＭ１乃至Ｍ３は、ｎチャネル型トランジスタを用いることができる。ｎチャネル型トランジスタは、各配線の電圧の大小関係を変えることで、ｐチャネル型トランジスタに置き換えることもできる。トランジスタＭ１乃至Ｍ３の半導体材料は、シリコンを用いることができる。シリコンは、単結晶シリコン、ポリシリコン、微結晶シリコンまたはアモルファスシリコンなどを適宜選択して用いることができる。あるいはトランジスタＭ１乃至Ｍ３の半導体材料は、酸化物半導体を用いることができる。これにより、先述のＩＤＳ駆動が可能になる。

＜画素回路の動作＞
本発明の一態様は、図４の画素１０の構成において、発光素子１０ｂをパルス状に発光させる駆動（パルス駆動）をさせて、反射素子１０ａが所望の輝度に達するまでに不足した輝度の時間積分値に相当する分を補う構成とする。

具体的には、反射素子１０ａを駆動する画素回路１１に書き込んだ画像データの更新時、もしくは、表示リフレッシュ時に、所望の輝度に対して不足する輝度の第１の時間積分値を算出する。そして、発光素子１０ｂが発光する輝度の第２の時間積分値が当該第１の時間積分値に等しくなるような画像データの生成、及び発光素子１０ｂをパルス駆動させる期間を算出し、画素回路１２に画像データを書き込む。発光素子１０ｂをパルス駆動させる期間後は、パルス駆動をするために書き込んだ画像データをリセットする。なお、発光素子１０ｂをパルス駆動させる期間（パルス期間）は一定とし、画像データのみ算出する方法も可能である。

図５（Ａ）は、図４における反射素子１０ａおよび画素回路１１について抜き出して図示した回路図である。また図５（Ｂ）に示すタイミングチャートは、反射素子１０ａおよび画素回路１１の駆動を説明するためのものである。なお図５（Ａ）では、反射素子１０ａの一方の電極をノードＮＬとし、他方の電極に与えられるコモン電位Ｖ_ＣＯＭを図示している。

図５（Ｂ）において、時刻Ｔ１にゲート線ＧＬ_ＬＣをＨレベルとする。ゲート線ＧＬ_ＬＣをＨレベルとし、画素回路１１に書き込んだ画像データを更新して反射素子１０ａの透過率を更新する期間を第１の期間ともいう。この第１の期間において、信号線ＳＬ_ＬＣから画像データ（第１の画像データ）を書き込んだ場合、時刻Ｔ１から期間Ｐ１だけ遅れてノードＮＬの電位、すなわち、画素電極の電位が変化する。また、当該画素電極の電位の変化に期間Ｐ２だけ遅れて、反射素子１０ａの透過率Ｌ＿ＬＣが変化する。図５（Ｂ）では、当該透過率Ｌ＿ＬＣの変化をΔＬで図示している。なお、ノードＮＬの電位の変化に対する反射素子１０ａの透過率Ｌ＿ＬＣの変化は、反射素子１０ａに用いる液晶材料の動特性に依存する。また、反射素子１０ａの焼き付きを防止するため、液晶表示素子に正負の電圧を交互（例えばフレーム期間Ｆ１乃至Ｆ３毎）に印加する所謂交流駆動を行う。そのため、表示画像を変更する場合のみならず、表示画像が変化しない表示リフレッシュをする場合にも、反射素子１０ａの透過率は大きく変化する。この透過率の変動時において、所望の輝度に対して不足する輝度の時間積分値を、第１の時間積分値という。

図６（Ａ）は、図４における発光素子１０ｂおよび画素回路１２について抜き出して図示した回路図である。また図６（Ｂ）、（Ｃ）に示すタイミングチャートは、発光素子１０ｂおよび画素回路１２の駆動を説明するためのものである。なお図６（Ａ）では、発光素子１０ｂの一方の電極をノードＮＥとして図示している。

図６（Ｂ）において、時刻Ｔ１にゲート線ＧＬ_ＥＬをＨレベルとして、時刻Ｔ２で信号線ＳＬ_ＥＬから画像データ（第２の画像データ）を書き込んだ後、時刻Ｔ３に信号線ＳＬ_ＥＬの電位を“０”、つまり発光素子１０ｂが発光しない電位になるよう駆動させる。この時刻Ｔ１乃至Ｔ３の期間の長さで決まる、第２の画像データを書き込んで発光素子１０ｂをパルス駆動させる期間をパルス期間、または第２の期間ともいう。このとき、画素回路１２に書き込む第２の画像データは、反射素子１０ａの応答時間の遅さに起因する輝度の不足分（第１の時間積分値）と等しくなるように決定する。このパルス期間において、発光する発光素子１０ｂの輝度の時間積分値を、第２の時間積分値ともいう。第２の時間積分値は、第１の時間積分値に等しくなるような画像データ及びパルス期間を算出し、画素回路１２に画像データを書き込む。発光素子１０ｂをパルス駆動させる期間後は、パルス駆動をするために書き込んだ画像データをリセットする。

図６（Ｂ）による発光素子１０ｂの駆動によって、時刻Ｔ１から遅れてノードＮＥの電位、すなわちトランジスタＭ３のゲートの電位が変化する。当該トランジスタＭ３のゲートの電位の変化に遅れて、発光素子１０ｂの発光輝度Ｌ＿ＥＬが増大する。さらに、時刻Ｔ３から遅れてノードＮＥの電位、すなわち、トランジスタＭ３のゲートの電位が変化する。当該駆動トランジスタのゲート電極の電位の変化に遅れて、発光素子１０ｂの発光輝度Ｌ＿ＥＬが低下して発光しなくなる。なお図６（Ｂ）において、トランジスタＭ３のゲートの電位の変化に対する発光素子１０ｂの発光輝度Ｌ＿ＥＬの変化は、反射素子１０ａの透過率Ｌ＿ＬＣより早い。

図６（Ｃ）は、図６（Ｂ）とは異なり、時刻Ｔ１より前、例えばゲート線ＧＬ_ＥＬをＨレベルとするより前から信号線ＳＬ_ＥＬを第２の画像データに応じた電位にしておく構成を図示している。図６（Ｂ）に示す構成のようにゲート線ＧＬ_ＬＣをＨレベルの期間に、信号線ＳＬ_ＥＬに供給する電位を上下させるのは、一行あたりの選択期間を増大することになるので、行数の多い表示装置、すなわち、高画素数の表示装置に応用する際には不便である。そのため、ゲート線ＧＬ_ＥＬをＨレベルとする前に、信号線ＳＬ_ＥＬの電位を確定しておき、ゲート線ＧＬ_ＥＬをＨレベルとした後、パルス期間後に信号線ＳＬ_ＥＬを“０”とする構成が有効である。

図６（Ｃ）のタイミングチャートの動作を実現する場合、つまり信号線ＳＬ_ＥＬに供給する画像データおよび“０”を高速で切り替えて動作させる場合のソースドライバの構成において図７（Ａ）、（Ｂ）に示す。

図７（Ａ）の構成では、ソースドライバが有するシフトレジスタ４１、第１のラッチ回路４２、第２のラッチ回路４３、およびデジタルアナログ回路４４を図示している。図７（Ｂ）のタイミングチャートにおける画像データ（Ｖ_ＤＡＴＡ）および“０”の切り替えは、第１のラッチ回路４２および第２のラッチ回路４３に保持するデータを交互に入力する構成とすることができる。

図７（Ｂ）の構成では、第１のラッチ回路４２および第２のラッチ回路４３で保持するデータと、信号線ＳＬ_ＥＬの電位と、ゲート線ＧＬ_ＥＬの電位との変化について図示している。図７（Ｂ）の構成は、第１のラッチ回路４２および第２のラッチ回路４３に対して、交互に“Ｖ_ＤＡＴＡ”および“０”が与えられる。そのため、画像データ（Ｖ_ＤＡＴＡ）に基づく電位と“０”との間で変動するパルス状の波形を信号線ＳＬ_ＥＬで得ることができる。画像データ（Ｖ_ＤＡＴＡ）に基づく電位が信号線ＳＬ_ＥＬに与えられる期間において、ゲート線ＧＬ_ＥＬの電位をＨレベルとすることで発光素子１０ｂをパルス駆動させる時刻Ｔ１乃至Ｔ３の長さ（パルス期間）が定まる。

また図８（Ａ）は、図５（Ｂ）および図６（Ｂ）のタイミングチャートで図示した反射素子１０ａの透過率Ｌ＿ＬＣの変化と、発光素子１０ｂの発光輝度Ｌ＿ＥＬと、を併せて図示したタイミングチャートである。

反射素子１０ａの透過率Ｌ＿ＬＣの変化が遅いため、交流駆動を行う場合、表示画像が変動しない場合であっても透過率Ｌ＿ＬＣが変動し、表示品位の低下を招く虞がある。本発明の一態様では、発光素子１０ｂの発光輝度Ｌ＿ＥＬの変化が反射素子１０ａの透過率Ｌ＿ＬＣの変化よりも早いことを利用して、上述の透過率Ｌ＿ＬＣの変動が遅いことによる輝度の不足分を補うように発光素子１０ｂの発光輝度Ｌ＿ＥＬをパルス駆動させる。

反射素子１０ａの透過率Ｌ＿ＬＣの変化の遅れによる理想値との違い（輝度の時間積分値、第１の時間積分値）は、図８（Ａ）中の面積Ｓ_ＬＣとなる。この面積に相当する輝度の変化が、利用者には輝度が不足した分として視認されることになる。一方で本発明の一態様においては、輝度の不足する期間において、発光素子１０ｂの発光輝度Ｌ＿ＥＬをパルス駆動させて、時間積分値（第２の時間積分値）を図８（Ａ）中の面積Ｓ_ＥＬとなるようにする。この面積Ｓ_ＥＬが、反射素子１０ａの応答時間の遅さに起因する輝度の不足分（第１の時間積分値）と等しくなるように、画素回路１２に書き込む画像データ、及び時刻Ｔ１乃至Ｔ３の長さ（パルス期間）を決定する。

なお図８（Ａ）の構成では、第２の時間積分値に相当する面積Ｓ_ＥＬを得るために発光素子を１回パルス駆動させる構成を示したが、他の構成でもよい。例えば図８（Ｂ）の構成のように、第２の時間積分値に相当する面積Ｓ_ＥＬを複数回、発光素子をパルス駆動させて得る構成としてもよい。あるいは、図８（Ｃ）の構成のように、第２の時間積分値に相当する面積Ｓ_ＥＬは、発光素子を小さい輝度となるように画像データを書き込んで一定期間パルス駆動をして得る構成としてもよい。

第１の時間積分値は、反射素子１０ａの動特性及び画像データ、当該画像データを書き込む直前の画像データより求めることができる。第２の時間積分値は、発光素子１０ｂの動特性、ならびに第３の画像データ及びパルス期間より求めることができる。

なお当該不足分を補う目的で、反射素子１０ａを駆動する画素回路１１に書き込む画像データを補正する構成、例えば、画像データに不足分を追加した補正画像データを書き込む構成も可能である。しかし、ＩＤＳ駆動を用いる場合、補正画像データを書き込む時点で次の画像データの書き込みまでの時間が必ずしも確定していない可能性がある。したがって、当該補正画像データを保持する時間が不明のため、補正量を正確に決めるのは困難である。

なお、パルス期間を画素毎に変更もしくは画素行毎に変更、あるいは、フレーム毎に変更することは回路構成を複雑にする可能性があるため、パルス期間は一定として、第３の画像データのみ算出する方法も可能である。また、対応する輝度により、第３の画像データのみ変更する方式、第３の画像データ及びパルス期間を変更する方式、を併用する構成も有効である。

以上のような構成とすることで、反射素子と発光素子との応答時間の違いを考慮した相補的な表示が可能となる。また、発光素子をパルス駆動させることで、発光期間を短くすることができる。したがって、良好な表示品位および低消費電力化が可能である。

また別の構成として画素回路１１の構成に別途構成を追加して、発光素子１０ｂをパルス駆動させる構成としてもよい。

図９（Ａ）に示す画素回路１１Ａが上述の画素回路１１と異なる点は、信号線ＧＬ_ＲＳにゲートが接続されたトランジスタＭ４を有する点にある。トランジスタＭ４は、信号線ＧＬ_ＲＳの信号によって導通状態が制御され、ノードＮＥの電位として与えられた画像データに対応する電位を初期化する電位Ｖ_ＲＳ（例えば”０”）を与える機能を有する。図９（Ａ）の構成によって時刻Ｔ３に発光素子１０ｂが発光しない電位になるよう駆動させることができる。

また別の構成として図９（Ｂ）に示す画素回路１１Ｂが上述の画素回路１１と異なる点は、信号線ＧＬ_ＲＳにゲートが接続されたトランジスタＭ５を有する点にある。トランジスタＭ５は、信号線ＧＬ_ＲＳの信号によって発光素子１０ｂに流れる電流を遮断するよう制御する機能を有する。図９（Ｂ）の構成によって時刻Ｔ３に発光素子１０ｂが発光しない電位になるよう駆動させることができる。

また別の構成として図９（Ｃ）に示す画素回路１１Ｃが上述の画素回路１１と異なる点は、信号線ＧＬ_ＲＳにバックゲートが接続されたトランジスタＭ３を有する点にある。トランジスタＭ３は、信号線ＧＬ_ＲＳの信号によって、ノードＮＥに画像データが与えられても発光素子１０ｂに流れる電流を小さくするようにトランジスタＭ３の閾値電圧を制御する機能を有する。図９（Ｃ）の構成によって時刻Ｔ３に発光素子１０ｂが発光しない電位になるよう駆動させることができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した表示ユニット１１０にタッチセンサユニットを加えた表示装置の構成について説明する。

＜＜表示装置＞＞
図１０は、表示装置の構成例を示すブロック図である。表示装置１００は、表示ユニット１１０、タッチセンサユニット１２０を有する。

＜表示ユニット＞
表示ユニット１１０は、実施の形態１で説明した構成と同様であるため、ここでは説明を省略する。

＜タッチセンサユニット＞
図１０に示す、タッチセンサユニット１２０は、センサアレイ１２１、および周辺回路１２５を有する。周辺回路１２５は、タッチセンサドライバ（以下、「ＴＳドライバ」と呼ぶ。）１２６、センス回路１２７を有する。周辺回路１２５は専用ＩＣで構成することができる。

図１１に、タッチセンサユニット１２０の構成例を示す。ここでは、タッチセンサユニット１２０が相互容量タッチセンサユニットである例を示す。センサアレイ１２１は、ｍ本（ｍは１以上の整数）の配線ＤＲＬ、ｎ本（ｎは１以上の整数）の配線ＳＮＬを有する。配線ＤＲＬはドライブ線であり、配線ＳＮＬはセンス線である。ここでは、第α番の配線ＤＲＬを配線ＤＲＬ＜α＞と呼び、第β番の配線ＳＮＬを配線ＳＮＬ＜β＞と呼ぶこととする。容量ＣＴ_αβは、配線ＤＲＬ＜α＞と配線ＳＮＬ＜β＞との間に形成される容量である。

ｍ本の配線ＤＲＬはＴＳドライバ１２６に電気的に接続されている。ＴＳドライバ１２６は配線ＤＲＬを駆動する機能を有する。ｎ本の配線ＳＮＬはセンス回路１２７に電気的に接続されている。センス回路１２７は、配線ＳＮＬの信号を検出する機能を有する。ＴＳドライバ１２６によって配線ＤＲＬ＜α＞が駆動されているときの配線ＳＮＬ＜β＞の信号は、容量ＣＴ_αβの容量値の変化量の情報をもつ。ｎ本の配線ＳＮＬの信号を解析することで、タッチの有無、タッチ位置などの情報を得ることができる。

＜＜コントローラＩＣ＞＞
図１２は、コントローラＩＣ１１５の構成例を示すブロック図である。コントローラＩＣ１１５は、インターフェース１５０、フレームメモリ１５１、デコーダ１５２、センサコントローラ１５３、コントローラ１５４、クロック生成回路１５５、画像処理部１６０、メモリ１７０、タイミングコントローラ１７３、レジスタ１７５、ソースドライバ１８０、およびタッチセンサコントローラ１８４を有する。

ソースドライバ１８０は、ソースドライバ１８１、１８２を有する。ソースドライバ１８１は、反射素子１０ａを駆動するためのドライバであり、ソースドライバ１８２は、発光素子１０ｂを駆動するためのドライバである。ここでは、反射素子１０ａとして液晶（ＬＣ）素子、発光素子１０ｂとしてエレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）素子である場合の、コントローラＩＣを説明する。

コントローラＩＣ１１５とホスト１４０との通信は、インターフェース１５０を介して行われる。ホスト１４０からは、画像データ、各種制御信号等がコントローラＩＣ１１５に送られる。また、コントローラＩＣ１１５からは、タッチセンサコントローラ１８４が取得したタッチ位置などの情報が、ホスト１４０に送られる。なお、コントローラＩＣ１１５が有するそれぞれの回路は、ホスト１４０の規格、表示装置１００の仕様等によって、適宜取捨される。

フレームメモリ１５１は、コントローラＩＣ１１５に入力された画像データを保存するためのメモリである。ホストから圧縮された画像データが送られる場合、フレームメモリ１５１は、圧縮された画像データを格納することが可能である。デコーダ１５２は、圧縮された画像データを伸長するための回路である。画像データを伸長する必要がない場合、デコーダ１５２は処理を行わない。または、デコーダ１５２を、フレームメモリ１５１とインターフェース１５０との間に、配置することもできる。

画像処理部１６０は、画像データに対して各種画像処理を行う機能を有する。例えば、画像処理部１６０は、ガンマ補正回路１６１、調光回路１６２、調色回路１６３、ＥＬ補正回路１６４を有する。

ＥＬ補正回路１６４は、ソースドライバ１８２に発光素子１０ｂを流れる電流を検出する電流検出回路を備えている場合、設けられる。ＥＬ補正回路１６４は、ソースドライバ１８２の電流検出回路から送信される信号に基づいて、発光素子１０ｂの輝度を調節する機能をもつ。

画像処理部１６０で処理された画像データは、メモリ１７０を経て、ソースドライバ１８０に出力される。メモリ１７０は、画像データを一時的に格納するためのメモリである。ソースドライバ１８１、１８２は、それぞれ、入力された画像データを処理し、画素アレイ１１１のソース線に書き込む機能をもつ。

タイミングコントローラ１７３は、ソースドライバ１８０、タッチセンサコントローラ１８４、表示ユニット１１０のゲートドライバ１１３、１１４で使用するタイミング信号を生成する機能を有する。

タッチセンサコントローラ１８４は、タッチセンサユニット１２０のＴＳドライバ１２６、センス回路１２７を制御する機能をもつ。センス回路１２７で読み出されたタッチ情報を含む信号は、タッチセンサコントローラ１８４で処理され、インターフェース１５０を介して、ホスト１４０に送出される。ホスト１４０は、タッチ情報を反映した画像データを生成し、コントローラＩＣ１１５に送出する。なお、コントローラＩＣ１１５で、画像データにタッチ情報を反映する構成も可能である。

クロック生成回路１５５は、コントローラＩＣ１１５で使用されるクロック信号を生成する機能を有する。コントローラ１５４は、インターフェース１５０を介してホスト１４０から送られる各種制御信号を処理し、コントローラＩＣ１１５内の各種回路を制御する機能を有する。また、コントローラ１５４は、コントローラＩＣ１１５内の各種回路への電源供給を制御する機能を有する。以下、使われていない回路への電源供給を一時的に遮断することを、パワーゲーティングと呼ぶ。

レジスタ１７５は、コントローラＩＣ１１５の動作に用いられるデータを格納する。レジスタ１７５が格納するデータには、画像処理部１６０が補正処理を行うために使用するパラメータ、タイミングコントローラ１７３が各種タイミング信号の波形生成に用いるパラメータなどがある。レジスタ１７５は、複数のレジスタで構成されるスキャンチェーンレジスタを備える。なお、先述の反射素子１０ａの応答時間の遅さに起因する輝度の不足分（第１の時間積分値）と等しくなるように、画素回路１２に書き込む画像データ及び時刻Ｔ１乃至Ｔ３の長さ（パルス期間）を決定し、当該画像データ及びパルス期間に対応した反射素子１０ａの反射強度及びタイミング信号を調整するパラメータを格納する。

センサコントローラ１５３には、光センサ１４３が電気的に接続されている。光センサ１４３には外光１４５を検知し、検知信号を生成する。センサコントローラ１５３は検知信号を基に、制御信号を生成する。センサコントローラ１５３で生成される制御信号は、例えば、コントローラ１５４に出力される。

また、反射素子１０ａと発光素子１０ｂが同じ画像データを表示する場合、画像処理部１６０は、反射素子１０ａが表示する画像データと、発光素子１０ｂが表示する画像データとを、分けて作成する機能を有する。この場合、光センサ１４３およびセンサコントローラ１５３を用いて測定した、外光１４５の明るさに応じて、反射素子１０ａと発光素子１０ｂの反射強度および発光強度を調整することができる。ここでは、当該調整を調光、あるいは調光処理と呼ぶ。また、当該処理を実行する回路を調光回路と呼ぶ。

晴れの日の日中に外で表示装置１００を使用する場合、反射素子１０ａのみで十分な輝度が得られるときは、発光素子１０ｂを光らせる必要はない。これは、発光素子１０ｂで表示を行おうとしても、外光に負けて良好な表示が得られないからである。また、夜間や暗所で表示装置１００を使用する場合、発光素子１０ｂを光らせて表示を行う。

外光の明るさに応じて、画像処理部１６０は、反射素子１０ａのみで表示を行う画像データを作成、もしくは発光素子１０ｂのみで表示を行う画像データを作成、もしくは反射素子１０ａと発光素子１０ｂを組み合わせて表示を行う画像データを作成することができる。外光の明るい環境においても、外光の暗い環境においても、表示装置１００は良好な表示を行うことができる。さらに、外光の明るい環境においては、発光素子１０ｂを光らせない、もしくは発光素子１０ｂの輝度を低くすることで、消費電力を低減することができる。

また、反射素子１０ａの表示に、発光素子１０ｂの表示を組み合わせることで、色調を補正することができる。このような色調補正のためには、光センサ１４３およびセンサコントローラ１５３に、外光１４５の色調を測定する機能を追加すればよい。例えば、夕暮れ時の赤みがかった環境において表示装置１００を使用する場合、反射素子１０ａによる表示のみではＢ（青）成分が足りないため、発光素子１０ｂを発光させることで、色調を補正することができる。ここでは、当該補正を調色、あるいは調色処理と呼ぶ。また、当該処理を実行する回路を調色回路と呼ぶ。

画像処理部１６０は、表示装置１００の仕様によって、ＲＧＢ－ＲＧＢＷ変換回路など、他の処理回路を有している場合がある。ＲＧＢ－ＲＧＢＷ変換回路とは、ＲＧＢ（赤、緑、青）画像データを、ＲＧＢＷ（赤、緑、青、白）画像データに変換する機能をもつ回路である。すなわち、表示装置１００がＲＧＢＷ４色の画素を有する場合、画像データ内のＷ（白）成分を、Ｗ（白）画素を用いて表示することで、消費電力を低減することができる。なお、ＲＧＢ－ＲＧＢＷ変換回路はこれに限らず、例えば、ＲＧＢ－ＲＧＢＹ（赤、緑、青、黄）変換回路などでもよい。

また、反射素子１０ａと発光素子１０ｂは、異なる画像データを表示することができる。一般に、反射型素子として適用できる液晶や電子ペーパー等は、動作速度が遅いものが多い（絵を表示するまでに時間を要する。）。そのため、反射素子１０ａに背景となる静止画を表示し、発光素子１０ｂに動きのあるマウスポインタ等を表示することができる。静止画に対しては、前述したＩＤＳ駆動を行い、動画に対しては、発光素子１０ｂを光らせることで、表示装置１００は、なめらかな動画表示と低消費電力を両立することができる。この場合、フレームメモリ１５１には、反射素子１０ａと発光素子１０ｂ、それぞれに表示する画像データを保存する領域を設ければよい。

＜パラメータ＞
ガンマ補正、調光、調色などの画像補正処理は、入力の画像データＸに対して出力の補正データＹを作成する処理に相当する。画像処理部１６０が使用するパラメータは、画像データＸを、補正データＹに変換するためのパラメータである。また、反射素子１０ａの応答時間の遅さに起因する輝度の不足分（第１の時間積分値）と等しくなるように、画素回路１２に書き込む画像データ及び時刻Ｔ１乃至Ｔ３の長さ（パルス期間）を決定し、当該画像データに対応した反射素子１０ａの反射強度に調整するパラメータを格納する。

パラメータの設定方式には、テーブル方式、関数近似方式がある。図１３（Ａ）に示すテーブル方式では、画像データＸｎに対して、補正データＹｎをパラメータとしてテーブルに格納される。テーブル方式では、当該テーブルに対応するパラメータを格納するレジスタを多数必要とするが、補正の自由度が高い。一方、あらかじめ経験的に画像データＸに対する補正データＹを決められる場合には、図１３（Ｂ）のように、関数近似方式を採用する構成が有効である。ａ１、ａ２、ｂ２等がパラメータである。ここで、区間毎に線形近似する方法を示しているが、非線形関数で近似する方法も可能である。関数近似方式では、補正の自由度は低いが、関数を定義するパラメータを格納するレジスタが少なくて済む。

タイミングコントローラ１７３が使用するパラメータは、例えば、図１３（Ｃ）に示すように、タイミングコントローラ１７３の生成信号が、基準信号に対して“Ｌ”（または“Ｈ”）となるタイミングを示すものである。パラメータＲａ（またはＲｂ）は、基準信号に対して“Ｌ”（または“Ｈ”）となるタイミングが、クロック何周期分であるかを示している。

上記、補正のためのパラメータは、レジスタ１７５に格納することができる。また、上記以外にレジスタ１７５に格納できるパラメータとしては、ＥＬ補正回路１６４のデータ、ユーザーが設定した表示装置１００の輝度、色調、省エネルギー設定（表示を暗くする、または表示を消す、までの時間）、タッチセンサコントローラ１８４の感度などがある。また、反射素子１０ａの輝度の不足分（第１の時間積分値）と等しくなるように、画素回路１２に書き込む画像データ及び時刻Ｔ１乃至Ｔ３の長さ（パルス期間）を決定し、当該パルス期間に対応したタイミング信号を調整するパラメータも含まれる。

＜パワーゲーティング＞
コントローラ１５４は、ホスト１４０から送られる画像データに変化がない場合、コントローラＩＣ１１５内の一部回路をパワーゲーティングすることができる。具体的には、例えば、領域１９０内の回路（フレームメモリ１５１、デコーダ１５２、画像処理部１６０、メモリ１７０、タイミングコントローラ１７３、レジスタ１７５、ソースドライバ１８０）を指す。ホスト１４０から画像データに変化がないことを示す制御信号をコントローラＩＣ１１５に送信し、当該制御信号をコントローラ１５４で検出した場合にパワーゲーティングする構成が可能である。

領域１９０内の回路は、画像データに関する回路と、表示ユニット１１０を駆動するための回路であるため、画像データに変化がない場合は、一時的に領域１９０内の回路を停止することができる。なお、画像データに変化がない場合でも、画素１０に使用されるトランジスタがデータを保持できる時間（アイドリングストップが可能な時間）、および反射素子１０ａとして適用した液晶（ＬＣ）素子が焼き付き防止のため行う反転駆動の時間を考慮してもよい。

例えば、コントローラ１５４はタイマを組み込むことで、タイマで測定した時間に基づいて、領域１９０内の回路への電源供給を再開するタイミングを決定してもよい。なお、フレームメモリ１５１もしくはメモリ１７０に画像データを保存しておき、当該画像データを反転駆動時に表示ユニット１１０に供給する画像データとする構成が可能である。このような構成とすることで、ホスト１４０から画像データを送信することなく反転駆動が実行できる。したがって、ホスト１４０からのデータ送信量を低減でき、コントローラＩＣ１１５の消費電力を低減することができる。

以下、フレームメモリ１５１、レジスタ１７５の具体的な回路構成を説明する。なお、パワーゲーティングすることができる回路として説明した、領域１９０内の回路、センサコントローラ１５３、およびタッチセンサコントローラ１８４等は、この限りではない。コントローラＩＣ１１５の構成、ホスト１４０の規格、表示装置１００の仕様等によって、様々な組み合わせが考えられる。

＜フレームメモリ１５１＞
図１４（Ａ）に、フレームメモリ１５１の構成例を示す。フレームメモリ１５１は、制御部２０２、セルアレイ２０３、周辺回路２０８を有する。周辺回路２０８は、センスアンプ回路２０４、ドライバ２０５、メインアンプ２０６、入出力回路２０７を有する。

制御部２０２は、フレームメモリ１５１を制御する機能を有する。例えば、制御部２０２は、ドライバ２０５、メインアンプ２０６、および入出力回路２０７を制御する。

ドライバ２０５には、複数の配線ＷＬ、ＣＳＥＬが電気的に接続されている。ドライバ２０５は、複数の配線ＷＬ、ＣＳＥＬに出力する信号を生成する。

セルアレイ２０３は、複数のメモリセル２０９を有する。メモリセル２０９は、配線ＷＬ、ＬＢＬ（またはＬＢＬＢ）、ＢＧＬに、電気的に接続されている。配線ＷＬはワード線であり、配線ＬＢＬ、ＬＢＬＢは、ローカルビット線である。図１４（Ａ）の例では、セルアレイ２０３の構成は、折り返しビット線方式であるが、開放ビット線方式とすることもできる。

図１４（Ｂ）に、メモリセル２０９の構成例を示す。メモリセル２０９は、トランジスタＭＷ１、容量素子ＣＳ１を有する。メモリセル２０９は、ＤＲＡＭ（ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ）のメモリセルと同様の回路構成を有する。ここでは、トランジスタＭＷ１はバックゲートをもつトランジスタである。トランジスタＭＷ１のバックゲートは、配線ＢＧＬに電気的に接続されている。配線ＢＧＬには、電圧Ｖｂｇ＿ｗ１が入力される。

トランジスタＭＷ１は、チャネル形成領域に酸化物半導体を有するトランジスタ（「ＯＳトランジスタ」ともいう。）である。ＯＳトランジスタはオフ電流が極めて小さいため、ＯＳトランジスタでメモリセル２０９を構成することで、容量素子ＣＳ１から電荷がリークすることを抑えられるため、フレームメモリ１５１のリフレッシュ動作の頻度を低減できる。また、電源供給が遮断されても、フレームメモリ１５１は長時間画像データを保持することが可能である。また、電圧Ｖｂｇ＿ｗ１を負電圧にすることで、トランジスタＭＷ１の閾値電圧を正電位側にシフトさせることができ、メモリセル２０９の保持時間を長くすることができる。

ここでいう、オフ電流とは、トランジスタがオフ状態のときにソースとドレインとの間に流れる電流をいう。トランジスタがｎチャネル型である場合、例えば、しきい値電圧が０Ｖ乃至２Ｖ程度であれば、ソースに対するゲートの電圧が負の電圧であるときの、ソースとドレインとの間に流れる電流をオフ電流と呼ぶことができる。また、オフ電流が極めて小さいとは、例えば、チャネル幅１μｍあたりのオフ電流が１００ｚＡ（ｚ；ゼプト、１０^－２１）以下であることをいう。オフ電流は小さいほど好ましいため、この規格化されたオフ電流が１０ｚＡ／μｍ以下、あるいは１ｚＡ／μｍ以下とすることが好ましく、１０ｙＡ／μｍ（ｙ；ヨクト、１０^－２４）以下であることがより好ましい。

酸化物半導体のバンドギャップは３．０ｅＶ以上であるため、ＯＳトランジスタは熱励起によるリーク電流が小さく、また上掲のようにオフ電流が極めて小さい。チャネル形成領域に適用される酸化物半導体は、インジウム（Ｉｎ）および亜鉛（Ｚｎ）の少なくとも一方を含む酸化物半導体であることが好ましい。このような酸化物半導体としては、Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化物（元素Ｍは、例えばＡｌ、Ｇａ、ＹまたはＳｎ）が代表的である。電子供与体（ドナー）となる水分または水素等の不純物を低減し、かつ酸素欠損も低減することで、酸化物半導体をｉ型（真性半導体）にする、あるいはｉ型に限りなく近づけることができる。ここでは、このような酸化物半導体は高純度化された酸化物半導体と呼ぶことができる。高純度化された酸化物半導体を適用することで、チャネル幅で規格化されたＯＳトランジスタのオフ電流を数ｙＡ／μｍ以上数ｚＡ／μｍ以下程度に低くすることができる。

セルアレイ２０３が有する複数のメモリセル２０９の、トランジスタＭＷ１はＯＳトランジスタであるため、その他の回路のトランジスタは、例えば、シリコンウエハに作製されるＳｉトランジスタとすることができる。これにより、セルアレイ２０３をセンスアンプ回路２０４に積層して設けることができる。よって、フレームメモリ１５１の回路面積を縮小でき、コントローラＩＣ１１５の小型化につながる。

セルアレイ２０３は、センスアンプ回路２０４に積層して設けられている。センスアンプ回路２０４は、複数のセンスアンプＳＡを有する。センスアンプＳＡは隣接する配線ＬＢＬ、ＬＢＬＢ（ローカルビット線対）、配線ＧＢＬ、ＧＢＬＢ（グローバルビット線対）、複数の配線ＣＳＥＬに電気的に接続されている。センスアンプＳＡは、配線ＬＢＬと配線ＬＢＬＢとの電位差を増幅する機能を有する。

センスアンプ回路２０４には、４本の配線ＬＢＬに対して１本の配線ＧＢＬが設けられ、４本の配線ＬＢＬＢに対して１本の配線ＧＢＬＢが設けられているが、センスアンプ回路２０４の構成は、図１４（Ａ）の構成例に限定されない。

メインアンプ２０６は、センスアンプ回路２０４および入出力回路２０７に接続されている。メインアンプ２０６は、配線ＧＢＬと配線ＧＢＬＢの電位差を増幅する機能を有する。メインアンプ２０６は省略することができる。

入出力回路２０７は、書き込みデータに対応する電位を配線ＧＢＬと配線ＧＢＬＢ、またはメインアンプ２０６に出力する機能、配線ＧＢＬと配線ＧＢＬＢの電位、またはメインアンプ２０６の出力電位を読み出し、データとして外部に出力する機能を有する。配線ＣＳＥＬの信号によって、データを読み出すセンスアンプＳＡ、およびデータを書き込むセンスアンプＳＡを選択することができる。よって、入出力回路２０７は、マルチプレクサなどの選択回路が不要であるため、回路構成を簡単化でき、占有面積を縮小することができる。

＜レジスタ１７５＞
図１５は、レジスタ１７５の構成例を示すブロック図である。レジスタ１７５は、スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａ、およびレジスタ部１７５Ｂを有する。スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａは、複数のレジスタ２３０を有する。複数のレジスタ２３０によって、スキャンチェーンレジスタが構成されている。レジスタ部１７５Ｂは、複数のレジスタ２３１を有する。

レジスタ２３０は、電源が遮断された状態でもデータが消失しない不揮発性レジスタである。レジスタ２３０を不揮発化するため、ここでは、レジスタ２３０は、ＯＳトランジスタを用いた保持回路を備えている。

他方、レジスタ２３１は揮発性レジスタである。レジスタ２３１の回路構成には特段の制約はなく、データを記憶することが可能な回路であればよく、ラッチ回路、フリップフロップ回路などで構成すればよい。画像処理部１６０、およびタイミングコントローラ１７３は、レジスタ部１７５Ｂにアクセスし、対応するレジスタ２３１からデータを取り込む。あるいは、画像処理部１６０、およびタイミングコントローラ１７３は、レジスタ部１７５Ｂから供給されるデータにしたがって、処理内容が制御される。

レジスタ１７５に格納しているデータを更新する場合、まず、スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａのデータを変更する。スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａの各レジスタ２３０のデータを書き換えた後、スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａの各レジスタ２３０のデータを、レジスタ部１７５Ｂの各レジスタ２３１に一括してロードする。

これにより、画像処理部１６０、およびタイミングコントローラ１７３等は、一括して更新されたデータを使用して、各種処理を行うことができる。データの更新に同時性が保たれるため、コントローラＩＣ１１５の安定した動作を実現できる。スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａとレジスタ部１７５Ｂとを備えることで、画像処理部１６０、およびタイミングコントローラ１７３が動作中でも、スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａのデータを更新することができる。

コントローラＩＣ１１５のパワーゲーティング実行時には、レジスタ２３０において、保持回路にデータを格納（セーブ）してから電源を遮断する。電源復帰後、レジスタ２３０のデータをレジスタ２３１に復帰（ロード）して通常動作を再開する。なお、レジスタ２３０に格納されているデータとレジスタ２３１に格納されているデータとが整合しない場合は、レジスタ２３１のデータをレジスタ２３０にセーブした後、あらためて、レジスタ２３０の保持回路にデータを格納する構成が好ましい。データが整合しない場合としては、スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａに更新データを挿入中などが挙げられる。

図１６に、レジスタ２３０、レジスタ２３１の回路構成例を示す。図１６には、スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａの２段分のレジスタ２３０と、これらレジスタ２３０に対応する２個のレジスタ２３１を示している。

レジスタ２３０は、保持回路１７、セレクタ１８、フリップフロップ回路１９を有する。セレクタ１８とフリップフロップ回路１９とでスキャンフリップフロップ回路が構成されている。

保持回路１７には、信号ＳＡＶＥ２、ＬＯＡＤ２が入力される。保持回路１７は、トランジスタＴ１乃至Ｔ６、容量素子Ｃ４、Ｃ６を有する。トランジスタＴ１、Ｔ２はＯＳトランジスタである。トランジスタＴ１、Ｔ２をメモリセル２０９のトランジスタＭＷ１（図１４（Ｂ）参照）と同様にバックゲート付きのＯＳトランジスタとしてもよい。

トランジスタＴ１、Ｔ３、Ｔ４および容量素子Ｃ４により、３トランジスタ型のゲインセルが構成される。同様に、トランジスタＴ２、Ｔ５、Ｔ６および容量素子Ｃ６により、３トランジスタ型のゲインセルが構成される。２個のゲインセルによって、フリップフロップ回路１９が保持する相補データを記憶する。トランジスタＴ１、Ｔ２がＯＳトランジスタであるので、保持回路１７は、電源が遮断された状態でも長時間データを保持することが可能である。レジスタ２３０において、トランジスタＴ１、Ｔ２以外のトランジスタはＳｉトランジスタで構成すればよい。

保持回路１７は、信号ＳＡＶＥ２に従い、フリップフロップ回路１９が保持する相補データを格納し、信号ＬＯＡＤ２に従い、保持しているデータをフリップフロップ回路１９にロードする。

フリップフロップ回路１９の入力端子には、セレクタ１８の出力端子が電気的に接続され、データ出力端子には、レジスタ２３１の入力端子が電気的に接続されている。フリップフロップ回路１９は、インバータ２０乃至２５、アナログスイッチ２７、２８を有する。アナログスイッチ２７、２８の導通状態は、スキャンクロック（Ｓｃａｎ Ｃｌｏｃｋと表記）信号によって制御される。フリップフロップ回路１９は、図１６の回路構成に限定されず、様々なフリップフロップ回路１９を適用することができる。

セレクタ１８の２個の入力端子の一方には、レジスタ２３１の出力端子が電気的に接続され、他方には、前段のフリップフロップ回路１９の出力端子が電気的に接続されている。なお、スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａの初段のセレクタ１８の入力端子は、レジスタ１７５の外部からデータが入力される。

レジスタ２３１は、インバータ３１乃至３３、クロックドインバータ３４、アナログスイッチ３５、バッファ３６を有する。レジスタ２３１は信号ＬＯＡＤ１に基づいて、フリップフロップ回路１９のデータをロードする。レジスタ２３１のトランジスタはＳｉトランジスタで構成すればよい。

次に、レジスタ１７５の動作例を説明する。図１７に、図１５に示すレジスタ１７５の構成を簡略化して示す。ここでは、レジスタ１７５がＮ段（Ｎは２以上の整数）のレジスタ２３０（２３０［１］乃至［Ｎ］）、保持回路１７（１７［１］乃至［Ｎ］）、フリップフロップ回路１９（１９［１］乃至［Ｎ］）を有する場合について説明する。

図１７において、データＤＲはフリップフロップ回路１９からレジスタ２３１に出力されるデータを示し、データＤＳはレジスタ２３１からフリップフロップ回路１９に出力されるデータを示し、データＤＳＲはフリップフロップ回路１９と保持回路１７の間で入出力されるデータを示し、データＤＯＳは保持回路１７に格納されているデータを表す。また、レジスタ２３１［１］乃至［Ｎ］からは、それぞれデータＱ１乃至ＱＮが出力される。データＱ１乃至ＱＮは、図１２においてレジスタ１７５から出力されるパラメータなどに対応する。

図１８は、図１７に示すレジスタ１７５の動作例を示すタイミングチャートである。ここでは一例として、フリップフロップ回路１９［１］乃至［Ｎ］に、データＤ_１乃至Ｄ_Ｎが格納される場合について説明する。

まず、期間Ｔ４１において、データＤ_Ｎ乃至Ｄ_１が、信号Ｓｃａｎ Ｉｎとして順に入力され、フリップフロップ回路１９［１］乃至［Ｎ］にデータＤ_１乃至Ｄ_Ｎが格納される。その結果、データＤＲ［１］乃至［Ｎ］、及びデータＤＳＲ［１］乃至［Ｎ］として、データＤ_１乃至Ｄ_Ｎが出力される。

次に、期間Ｔ４２において、信号ＬＯＡＤ１がハイレベルとなる。これにより、データＤＲ［１］乃至［Ｎ］として出力されたデータＤ_１乃至Ｄ_Ｎが、レジスタ２３１［１］乃至［Ｎ］に格納される。その結果、データＱ１乃至ＱＮ、及びデータＤＳ［１］乃至［Ｎ］として、データＤ_１乃至Ｄ_Ｎが出力される。このように、信号Ｓｃａｎ Ｉｎとして順次入力されたデータは、データＱ１乃至ＱＮとして一括で出力される。これにより、レジスタ１７５から出力されるパラメータなどを一括して変更することが出来る。

次に、期間Ｔ４３において、信号ＳＡＶＥ１がハイレベルとなる。これにより、データＤＳ［１］乃至［Ｎ］として出力されたデータＤ_１乃至Ｄ_Ｎが、フリップフロップ回路１９［１］乃至［Ｎ］に格納される。その結果、データＤＲ［１］乃至［Ｎ］、及びデータＤＳＲ［１］乃至［Ｎ］として、データＤ_１乃至Ｄ_Ｎが出力される。

なお、図１８に示すように、期間Ｔ４２と期間Ｔ４３の間の期間において、信号Ｓｃａｎ Ｉｎが変動し、フリップフロップ回路１９［１］乃至［Ｎ］に格納されたデータが変更されても、データＱ１乃至ＱＮは変更されない。また、期間Ｔ４３における動作により、フリップフロップ回路１９［１］乃至［Ｎ］のデータを、データＱ１乃至ＱＮで上書きすることができ、レジスタ２３１［１］乃至［Ｎ］に格納されているデータとフリップフロップ回路１９［１］乃至［Ｎ］に格納されているデータを整合させることができる。これにより、フリップフロップ回路１９［１］乃至［Ｎ］に格納されるデータが更新されている最中に後述するデータの退避を行う場合でも、データの整合性が保たれた状態でデータを退避することができる。また、退避されたデータの復帰を高速に行うことができる。

次に、期間Ｔ４４において、信号ＳＡＶＥ２がハイレベルとなる。これにより、データＤＳＲ［１］乃至［Ｎ］として出力されたデータＤ_１乃至Ｄ_Ｎが、保持回路１７［１］乃至［Ｎ］に格納される。すなわち、フリップフロップ回路１９［１］乃至［Ｎ］に格納されたデータが、保持回路１７［１］乃至［Ｎ］に退避される。その結果、データＤＯＳ［１］乃至［Ｎ］が、データＤ_１乃至Ｄ_Ｎとなる。具体的には、図１６の容量素子Ｃ３、Ｃ４の電極の電位が、データＤ_１乃至Ｄ_Ｎに対応した電位となる。

次に、期間Ｔ４５において、レジスタ１７５への電源電位ＶＤＤ３の供給が停止される、これにより、レジスタ２３１、保持回路１７、フリップフロップ回路１９からのデータの出力が停止される。ただし、保持回路１７に格納されているデータＤＯＳ［１］乃至［Ｎ］は、レジスタ１７５への電力の供給が停止された期間においても保持されている。具体的には、図１６の容量素子Ｃ４、Ｃ６によって、データＤ_１乃至Ｄ_Ｎに対応した電位が保持されている。

次に、期間Ｔ４６において、レジスタ１７５への電力の供給が再開され、信号ＬＯＡＤ２がハイレベルとなる。このとき、保持回路１７に保持されていたデータＤ_１乃至Ｄ_Ｎが、データＤＲＳ［１］乃至［Ｎ］として出力され、フリップフロップ回路１９［１］乃至［Ｎ］に格納される。すなわち、保持回路１７［１］乃至［Ｎ］に退避されたデータが、フリップフロップ回路１９［１］乃至［Ｎ］に復帰される。その結果、データＤＲ［１］乃至［Ｎ］としてデータＤ_１乃至Ｄ_Ｎが出力される。

次に、期間Ｔ４７において、信号ＬＯＡＤ１がハイレベルとなる。これにより、データＤＲ［１］乃至［Ｎ］として出力されたデータＤ_１乃至Ｄ_Ｎが、レジスタ２３１［１］乃至［Ｎ］に格納される。その結果、データＱ１乃至ＱＮ、及びデータＤＳ［１］乃至［Ｎ］として、データＤ_１乃至Ｄ_Ｎが出力される。これにより、保持回路１７［１］乃至［Ｎ］から復帰されたデータが、データＱ１乃至ＱＮとして外部に出力される。

以上のように、レジスタ１７５は、順次入力されたデータに対応して、外部への出力を一括で変更することができる。また、レジスタ１７５は、電力の供給が停止される期間において、退避したデータを保持することができる。

＜コントローラＩＣの他の構成例＞
以下に、コントローラＩＣの他の構成例を説明する。

図１９に、ソースドライバを内蔵しないコントローラＩＣの構成例を示す。図１９に示すコントローラＩＣ１１７は、コントローラＩＣ１１５の変形例であり、領域１９１を有する。コントローラ１５４は、領域１９１内の回路への電源供給を制御する。

領域１９１には、ソースドライバが設けられていない。そのため、表示ユニット１１０は、ソースドライバＩＣ１８６を有する。ソースドライバＩＣ１８６の数は、画素アレイ１１１の画素数に応じて決定される。

ソースドライバＩＣ１８６は、反射素子１０ａ、および発光素子１０ｂの双方を駆動する機能を備える。そのため、ここでは１種類のソースドライバＩＣ１８６でソースドライバを構成しているが、ソースドライバの構成はこれに限定されない。例えば、反射素子１０ａを駆動するためのソースドライバＩＣと、発光素子１０ｂを駆動するためのソースドライバＩＣとで、ソースドライバを構成してもよい。

ゲートドライバ１１３、１１４と同様に、画素アレイ１１１の基板上にソースドライバを作製してもよい。

コントローラＩＣ１１７に、ＴＳドライバ１２６およびセンス回路１２７の一方または双方を設けてもよい。コントローラＩＣ１１５も同様である。

＜＜動作例＞＞
表示装置１００に関するコントローラＩＣ１１５とレジスタ１７５の動作例について、出荷前と、表示装置１００を有する電子機器の起動時、および通常動作時に分けて説明する。

＜出荷前＞
出荷前には、表示装置１００の仕様等に関するパラメータを、レジスタ１７５に格納する。これらのパラメータには、例えば、画素数、タッチセンサ数、タイミングコントローラ１７３が各種タイミング信号の生成に用いるパラメータ、ソースドライバ１８２に発光素子１０ｂを流れる電流を検出する電流検出回路を備えている場合、ＥＬ補正回路１６４の補正データ等がある。これらのパラメータは、レジスタ１７５以外に、専用のＲＯＭを設けて格納してもよい。

＜起動時＞
表示装置１００を有する電子機器の起動時には、ホスト１４０より送られるユーザー設定等のパラメータを、レジスタ１７５に格納する。これらのパラメータには、例えば、表示の輝度や色調、タッチセンサの感度、省エネルギー設定（表示を暗くする、または表示を消す、までの時間）、また、ガンマ補正のカーブやテーブル等がある。なお、当該パラメータをレジスタ１７５に格納する際、コントローラ１５４からレジスタ１７５にスキャンクロック信号及び当該スキャンクロック信号に同期して当該パラメータに相当するデータが送信される。

＜通常動作＞
通常動作には、動画等を表示している状態、静止画を表示中でＩＤＳ駆動が可能な状態、表示を行わない状態等に分けられる。動画等を表示している状態は、画像処理部１６０、およびタイミングコントローラ１７３等は動作中であるが、レジスタ１７５のデータ変更は、スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａに対して行われるため、画像処理部１６０等への影響はない。スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａのデータ変更が終わった後、スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａのデータをレジスタ部１７５Ｂへ一括してロードすることで、レジスタ１７５のデータ変更が完了する。また、画像処理部１６０等は当該データに対応した動作に切り替わる。

静止画を表示中でＩＤＳ駆動が可能な状態では、レジスタ１７５は、例えば、領域１９０内の他の回路と同様、パワーゲーティングすることができる。この場合、パワーゲーティングの前に、スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａが有するレジスタ２３０内では、信号ＳＡＶＥ２に従い、フリップフロップ回路１９が保持する相補データを保持回路１７に格納する作業が行われる。

パワーゲーティングから復帰する際は、信号ＬＯＡＤ２に従い、保持回路１７が保持しているデータをフリップフロップ回路１９にロードし、信号ＬＯＡＤ１に従い、フリップフロップ回路１９のデータをレジスタ２３１にロードする。このようにして、パワーゲーティング前と同じ状態で、レジスタ１７５のデータは有効となる。なお、パワーゲーティングの状態であっても、ホスト１４０よりレジスタ１７５のパラメータ変更要求があった場合、レジスタ１７５のパワーゲーティングを解除し、パラメータを変更することができる。

表示を行わない状態では、例えば、領域１９０内の回路（レジスタ１７５を含む）は、パワーゲーティングすることができる。この場合、ホスト１４０も停止することがあるが、フレームメモリ１５１およびレジスタ１７５は不揮発性であるので、パワーゲーティングから復帰する際には、ホスト１４０の復帰を待たずに、パワーゲーティング前の表示（静止画）を行うことができる。

例えば、折りたたみ式の携帯電話の表示部に表示装置１００を適用する場合、開閉センサ１４４の信号によって、携帯電話が折りたたまれ、表示装置１００の表示面が使用されないことが検出されたとき、領域１９０内の回路に加えて、センサコントローラ１５３、およびタッチセンサコントローラ１８４等をパワーゲーティングすることができる。

携帯電話が折りたたまれたとき、ホスト１４０の規格によっては、ホスト１４０が停止する場合がある。ホスト１４０が停止した状態で、携帯電話が再び展開されても、フレームメモリ１５１およびレジスタ１７５は不揮発性であるので、ホスト１４０から画像データ、各種制御信号等が送られる前に、フレームメモリ１５１内の画像データを表示することができる。

このように、レジスタ１７５はスキャンチェーンレジスタ部１７５Ａとレジスタ部１７５Ｂを有し、スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａに対してデータ変更を行うことで、画像処理部１６０およびタイミングコントローラ１７３等へ影響を与えることなく、スムーズなデータ変更を行うことができる。また、スキャンチェーンレジスタ部１７５Ａの各レジスタ２３０は、保持回路１７を有し、パワーゲーティング状態への移行と復帰をスムーズに行うことができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１および実施の形態２に記載の表示ユニット１１０の詳細について説明を行う。

＜表示パネルの構成例＞
図２０は、表示ユニット１１０の構成例を説明するブロック図である。

表示ユニット１１０は、画素アレイ１１１を有する。また、表示ユニット１１０は、ゲートドライバＧＤ、またはソースドライバＳＤを備えることができる。

《画素アレイ１１１》
画素アレイ１１１は、一群の複数の画素７０２（ｉ，１）乃至画素７０２（ｉ，ｎ）と、他の一群の複数の画素７０２（１，ｊ）乃至画素７０２（ｍ，ｊ）と、走査線Ｇ１（ｉ）と、を有する。また、走査線Ｇ２（ｉ）と、配線ＣＳＣＯＭと、配線ＡＮＯと、信号線Ｓ２（ｊ）と、を有する。なお、ｉは１以上ｍ以下の整数であり、ｊは１以上ｎ以下の整数であり、ｍおよびｎは１以上の整数である。

一群の複数の画素７０２（ｉ，１）乃至画素７０２（ｉ，ｎ）は画素７０２（ｉ，ｊ）を含み、一群の複数の画素７０２（ｉ，１）乃至画素７０２（ｉ，ｎ）は行方向（図中に矢印Ｒ１で示す方向）に配設される。

他の一群の複数の画素７０２（１，ｊ）乃至画素７０２（ｍ，ｊ）は、画素７０２（ｉ，ｊ）を含み、他の一群の複数の画素７０２（１，ｊ）乃至画素７０２（ｍ，ｊ）は行方向と交差する列方向（図中に矢印Ｃ１で示す方向）に配設される。

走査線Ｇ１（ｉ）および走査線Ｇ２（ｉ）は、行方向に配設される一群の複数の画素７０２（ｉ，１）乃至画素７０２（ｉ，ｎ）と電気的に接続される。

列方向に配設される他の一群の複数の画素７０２（１，ｊ）乃至画素７０２（ｍ，ｊ）は、信号線Ｓ１（ｊ）および信号線Ｓ２（ｊ）と電気的に接続される。

《ゲートドライバＧＤ》
ゲートドライバＧＤは、制御情報に基づいて選択信号を供給する機能を有する。

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

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

《ソースドライバＳＤ、ソースドライバＳＤ１、ソースドライバＳＤ２》
ソースドライバＳＤは、ソースドライバＳＤ１と、ソースドライバＳＤ２と、を有する。ソースドライバＳＤ１およびソースドライバＳＤ２は、コントローラＩＣ１１５からの信号に基づいて、データ信号を供給する機能を有する。

ソースドライバＳＤ１は、一の表示素子と電気的に接続される画素回路に供給するデータ信号を生成する機能を備える。具体的には、極性が反転する信号を生成する機能を備える。これにより、例えば、液晶表示素子を駆動することができる。

ソースドライバＳＤ２は、一の表示素子とは異なる方法を用いて表示をする他の表示素子（以下、第２の表示素子ともいう）と電気的に接続される画素回路に供給するデータ信号を生成する機能を備える。例えば、有機ＥＬ素子を駆動することができる。

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

例えば、ソースドライバＳＤ１およびソースドライバＳＤ２が集積された集積回路を、ソースドライバＳＤに用いることができる。具体的には、シリコン基板上に形成された集積回路をソースドライバＳＤに用いることができる。

ソースドライバＳＤを、コントローラＩＣ１１５と同じ集積回路に含めてもよい。具体的には、シリコン基板上に形成された集積回路を、コントローラＩＣ１１５およびソースドライバＳＤに用いることができる。

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

《画素回路》
図２１は、画素７０２の構成例を示す回路図である。画素７０２（ｉ，ｊ）は、反射素子１０ａ（ｉ，ｊ）および発光素子１０ｂ（ｉ，ｊ）を駆動する機能を備える。これにより、例えば同一の工程を用いて形成することができる画素回路を用いて、反射素子１０ａと、反射素子１０ａとは異なる方法を用いて表示をする発光素子１０ｂと、を駆動することができる。反射型の表示素子、反射素子１０ａを用いて表示を行うことで、消費電力を低減することができる。または、外光が明るい環境下において高いコントラストで画像を良好に表示することができる。光を射出する表示素子、発光素子１０ｂを用いて表示を行うことで、暗い環境下で画像を良好に表示することができる。

画素７０２（ｉ，ｊ）は、信号線Ｓ１（ｊ）、信号線Ｓ２（ｊ）、走査線Ｇ１（ｉ）、走査線Ｇ２（ｉ）、配線ＣＳＣＯＭおよび配線ＡＮＯと電気的に接続される。

画素７０２（ｉ，ｊ）は、スイッチＳＷ１、容量素子Ｃ１１、スイッチＳＷ２、トランジスタＭおよび容量素子Ｃ１２を含む。

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

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

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

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

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

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

反射素子１０ａ（ｉ，ｊ）の第１の電極を、スイッチＳＷ１に用いるトランジスタの第２の電極と電気的に接続する。また、反射素子１０ａ（ｉ，ｊ）の第２の電極を、配線ＶＣＯＭ１と電気的に接続する。これにより、反射素子１０ａ（ｉ，ｊ）を駆動することができる。

発光素子１０ｂ（ｉ，ｊ）の第１の電極をトランジスタＭの第２の電極と電気的に接続し、発光素子１０ｂ（ｉ，ｊ）の第２の電極を配線ＶＣＯＭ２と電気的に接続する。これにより、発光素子１０ｂ（ｉ，ｊ）を駆動することができる。

＜表示パネル上面図＞
図２２は、表示ユニット１１０の構成を説明する図である。図２２（Ａ）は、表示ユニット１１０の上面図であり、図２２（Ｂ）は、図２２（Ａ）に示す表示ユニット１１０の画素の一部を説明する上面図である。図２２（Ｃ）は、図２２（Ｂ）に示す画素の構成を説明する模式図である。

図２２（Ａ）は、フレキシブルプリント基板ＦＰＣ１上に、ソースドライバＳＤと端子５１９Ｂが配置されている。

図２２（Ｃ）において、画素７０２（ｉ，ｊ）は、反射素子１０ａ（ｉ，ｊ）および発光素子１０ｂ（ｉ，ｊ）を備える。

＜表示パネル断面図＞
図２３および図２４は、表示ユニット１１０の構成を説明する断面図である。図２３（Ａ）は、図２２（Ａ）の切断線Ｘ１－Ｘ２、切断線Ｘ３－Ｘ４、切断線Ｘ５－Ｘ６における断面図であり、図２３（Ｂ）は、図２３（Ａ）の一部を説明する図である。

図２４（Ａ）は、図２２（Ｂ）の切断線Ｘ７－Ｘ８、切断線Ｘ９－Ｘ１０における断面図であり、図２４（Ｂ）は、図２４（Ａ）の一部を説明する図である。

以下、図２３および図２４用いて、表示ユニット１１０の各構成要素について説明を行う。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）またはアクリル樹脂等を基板５７０等に用いることができる。または、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）等を用いることができる。

また、紙または木材などを基板５７０等に用いることができる。

例えば、可撓性を有する基板を基板５７０等に用いることができる。

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

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

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

また、例えば、厚さ０．７ｍｍ以下厚さ０．１ｍｍ以上の材料を基板７７０に用いることができる。具体的には、厚さを薄くするために研磨した基板を用いることができる。これにより、機能膜７７０Ｄを反射素子１０ａ（ｉ，ｊ）に近づけて配置することができる。その結果、画像のボケを低減し、画像を鮮明に表示することができる。

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

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

《封止材７０５》
無機材料、有機材料または無機材料と有機材料の複合材料等を、封止材７０５等に用いることができる。

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

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

具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等を含む接着剤を、封止材７０５等に用いることができる。

《接合層５０５》
例えば、封止材７０５に用いることができる材料を、接合層５０５に用いることができる。

《絶縁膜５２１、絶縁膜５１８》
例えば、絶縁性の無機材料、絶縁性の有機材料または無機材料と有機材料を含む絶縁性の複合材料を、絶縁膜５２１、５１８等に用いることができる。

具体的には、無機酸化物膜、無機窒化物膜または無機酸化窒化物膜等またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を、絶縁膜５２１、５１８等に用いることができる。例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等、またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を含む膜を、絶縁膜５２１、５１８等に用いることができる。

具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリシロキサン若しくはアクリル樹脂等、またはこれらから選択された複数の樹脂の積層材料もしくは複合材料などを、絶縁膜５２１、５１８等に用いることができる。また、感光性を有する材料を用いて形成してもよい。

これにより、例えば絶縁膜５２１、５１８と重なるさまざまな構造に由来する段差を平坦化することができる。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

例えば、導電性を備える材料を中間膜に用いることができる。

例えば、透光性を備える材料を中間膜に用いることができる。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

具体的には、導電性高分子を配線等に用いることができる。

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

《反射素子１０ａ（ｉ，ｊ）》
反射素子１０ａ（ｉ，ｊ）は、光の反射を制御する機能を備えた表示素子であり、例えば、液晶素子、電気泳動素子、またはＭＥＭＳ表示素子等を用いることができる。具体的には、反射型の液晶表示素子を反射素子１０ａ（ｉ，ｊ）に用いることができる。反射型の表示素子を用いることにより、表示パネルの消費電力を抑制することができる。

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

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

反射素子１０ａ（ｉ，ｊ）は、電極７５１（ｉ，ｊ）と、電極７５２と、液晶材料を含む層７５３と、を有する。層７５３は、電極７５１（ｉ，ｊ）および電極７５２の間の電圧を用いて配向を制御することができる液晶材料を含む。例えば、層７５３の厚さ方向（縦方向ともいう）、縦方向と交差する方向（横方向または斜め方向ともいう）の電界を、液晶材料の配向を制御する電界に用いることができる。

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

なお、液晶層の誘電率の異方性を２以上３．８以下とし、液晶層の抵抗率を１．０×１０^１４（Ω・ｃｍ）以上１．０×１０^１５（Ω・ｃｍ）以下とすることで、、ＩＤＳ駆動が可能であり、表示装置１００の消費電力を低減することができるため好ましい。

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

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

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

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

具体的には、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛、アルミニウムを添加した酸化亜鉛などを、電極７５２に用いることができる。

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

反射膜は、例えば、層７５３を透過してくる光を反射する。これにより、反射素子１０ａを反射型の表示素子にすることができる。また、例えば、表面に凹凸を備える材料を、反射膜に用いることができる。これにより、入射する光をさまざまな方向に反射して、白色の表示をすることができる。

例えば、電極７５１（ｉ，ｊ）等を反射膜に用いることができる。

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

反射膜は、例えば、発光素子１０ｂ（ｉ，ｊ）が射出する光を遮らない領域を有することが好ましい。例えば、単数または複数の開口部７５１Ｈを備える形状を反射膜に用いることが好ましい。

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

非開口部の総面積に対する開口部７５１Ｈの総面積の比の値が大きすぎると、反射素子１０ａ（ｉ，ｊ）を用いた表示が暗くなってしまう。

また、非開口部の総面積に対する開口部７５１Ｈの総面積の比の値が小さすぎると、発光素子１０ｂ（ｉ，ｊ）を用いた表示が暗くなってしまう。

図２５は、表示ユニット１１０の画素に用いることができる反射膜の形状を説明する模式図である。

例えば、画素７０２（ｉ，ｊ）に隣接する画素７０２（ｉ，ｊ＋１）の開口部７５１Ｈは、画素７０２（ｉ，ｊ）の開口部７５１Ｈを通る行方向（図中に矢印Ｒ１で示す方向）に延びる直線上に配設されない（図２５（Ａ）参照）。または、例えば、画素７０２（ｉ，ｊ）に隣接する画素７０２（ｉ＋１，ｊ）の開口部７５１Ｈは、画素７０２（ｉ，ｊ）の開口部７５１Ｈを通る、列方向（図中に矢印Ｃ１で示す方向）に延びる直線上に配設されない（図２５（Ｂ）参照）。

例えば、画素７０２（ｉ，ｊ＋２）の開口部７５１Ｈは、画素７０２（ｉ，ｊ）の開口部７５１Ｈを通る、行方向に延びる直線上に配設される（図２５（Ａ）参照）。また、画素７０２（ｉ，ｊ＋１）の開口部７５１Ｈは、画素７０２（ｉ，ｊ）の開口部７５１Ｈおよび画素７０２（ｉ，ｊ＋２）の開口部７５１Ｈの間において当該直線と直交する直線上に配設される。

または、例えば、画素７０２（ｉ＋２，ｊ）の開口部７５１Ｈは、画素７０２（ｉ，ｊ）の開口部７５１Ｈを通る、列方向に延びる直線上に配設される（図２５（Ｂ）参照）。また、例えば、画素７０２（ｉ＋１，ｊ）の開口部７５１Ｈは、画素７０２（ｉ，ｊ）の開口部７５１Ｈおよび画素７０２（ｉ＋２，ｊ）の開口部７５１Ｈの間において、当該直線と直交する直線上に配設される。

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

なお、例えば、発光素子１０ｂ（ｉ，ｊ）が射出する光を遮らない領域７５１Ｅが形成されるように、端部が切除されたような形状を備える材料を、反射膜に用いることができる（図２５（Ｃ）参照）。具体的には、列方向（図中に矢印Ｃ１で示す方向）が短くなるように端部が切除された電極７５１（ｉ．ｊ）を、反射膜に用いることができる。

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

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

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

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

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

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

《機能膜７７０Ｐ、機能膜７７０Ｄ》
例えば、反射防止フィルム、偏光フィルム、位相差フィルム、光拡散フィルムまたは集光フィルム等を機能膜７７０Ｐまたは機能膜７７０Ｄに用いることができる。

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

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

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

《発光素子１０ｂ（ｉ，ｊ）》
例えば、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子、または発光ダイオードなどを、発光素子１０ｂ（ｉ，ｊ）に用いることができる。

発光素子１０ｂ（ｉ，ｊ）は、電極５５１（ｉ，ｊ）と、電極５５２と、発光性の材料を含む層５５３（ｊ）と、を備える。

例えば、発光性の有機化合物を層５５３（ｊ）に用いることができる。

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

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

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

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

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

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

具体的には、導電性酸化物またはインジウムを含む導電性酸化物、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを、電極５５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。または、光が透過する程度に薄い金属膜を電極５５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。または、光の一部を透過し、光の他の一部を反射する金属膜を電極５５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。これにより、微小共振器構造を発光素子１０ｂ（ｉ，ｊ）に設けることができる。その結果、所定の波長の光を他の波長の光より効率よく取り出すことができる。

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

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

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

なお、トランジスタＭと同一の構成を、トランジスタＭＤに用いることができる。

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

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

例えば、半導体材料に酸化物半導体を用いるトランジスタ（ＯＳトランジスタ）を利用することができる。半導体材料に酸化物半導体を用いる場合、ＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ－Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）－ＯＳの構成とすることが好適である。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

例えば、酸化物半導体膜５０８、導電膜５０４、導電膜５１２Ａおよび導電膜５１２Ｂを備えるトランジスタをスイッチＳＷ１に用いることができる（図２４（Ｂ）参照）。なお、絶縁膜５０６は、酸化物半導体膜５０８および導電膜５０４の間に挟まれる領域を備える。

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

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

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

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

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

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

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

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

図２６（Ａ）は、図２２（Ｂ）に示す表示パネルの画素の一部を説明する下面図であり、図２６（Ｂ）は、図２６（Ａ）に示す構成の一部を省略して説明する下面図である。

（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態の表示ユニットにタッチセンサユニットを適用した表示装置について説明を行う。

図２７は、タッチセンサユニット１２０と表示ユニット１１０を備えた、表示装置１００の構成を説明するブロック図である。図２８（Ａ）は、表示装置１００の上面図である。図２８（Ｂ）は、表示装置１００の入力部の一部を説明する模式図である。

タッチセンサユニット１２０は、センサアレイ１２１、ＴＳドライバ１２６およびセンス回路１２７を備える（図２７参照）。

センサアレイ１２１は、表示ユニット１１０の画素アレイ１１１と重なる領域を備える。センサアレイ１２１は、画素アレイ１１１と重なる領域に近接するものを検知する機能を備える。

センサアレイ１２１は、一群の検知素子７７５（ｇ，１）乃至検知素子７７５（ｇ，ｑ）と、他の一群の検知素子７７５（１，ｈ）乃至検知素子７７５（ｐ，ｈ）と、を有する。なお、ｇは１以上ｐ以下の整数であり、ｈは１以上ｑ以下の整数であり、ｐおよびｑは１以上の整数である。

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

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

行方向に配設される一群の検知素子７７５（ｇ，１）乃至検知素子７７５（ｇ，ｑ）は、制御線ＳＬ（ｇ）と電気的に接続される電極ＳＥ（ｇ）を含む（図２８（Ｂ）参照）。

列方向に配設される他の一群の検知素子７７５（１，ｈ）乃至検知素子７７５（ｐ，ｈ）は、検知信号線ＭＬ（ｈ）と電気的に接続される電極ＭＥ（ｈ）を含む（図２８（Ｂ）参照）。

電極ＳＥ（ｇ）および電極ＭＥ（ｈ）は、透光性を備えることが好ましい。

配線ＤＲＬ（ｇ）は、制御信号を供給する機能を備える。

配線ＳＮＬ（ｈ）は、検知信号を供給される機能を備える。

電極ＭＥ（ｈ）は、電極ＳＥ（ｇ）との間に電界を形成するように配置される。センサアレイ１２１に、指などの物体が近接すると上記電界が遮蔽され、検知素子７７５（ｇ，ｈ）は、検知信号を供給する。

ＴＳドライバ１２６は、配線ＤＲＬ（ｇ）と電気的に接続され、制御信号を供給する機能を備える。例えば、矩形波、のこぎり波また三角波等を制御信号に用いることができる。

センス回路１２７は、配線ＳＮＬ（ｈ）と電気的に接続され、配線ＳＮＬ（ｈ）の電位の変化に基づいて検知信号を供給する機能を備える。なお、検知信号は、例えば、位置情報を含む。

検知信号は、コントローラＩＣ１１５に供給される。コントローラＩＣ１１５は、検知信号に対応した情報をホスト１４０に供給し、画素アレイ１１１に表示される画像が更新される。

図２９および図３０は、表示装置１００の構成を説明する図である。図２９（Ａ）は、図２８（Ａ）の切断線Ｘ１－Ｘ２、切断線Ｘ３－Ｘ４、切断線Ｘ５－Ｘ６における断面図であり、図２９（Ｂ）は、図２９（Ａ）の一部の構成を説明する断面図である。

図３０は、図２８（Ａ）の切断線Ｘ７－Ｘ８、Ｘ９－Ｘ１０、Ｘ１１－Ｘ１２における断面図である。

表示装置１００は、機能層７２０を備える点およびトップゲート型のトランジスタを有する点が、例えば、実施の形態２の表示ユニット１１０とは異なる。ここでは、異なる部分について詳細に説明し、同様の構成を用いることができる部分については、上記の説明を援用する。

機能層７２０は、例えば、基板７７０、絶縁膜５０１Ｃおよび封止材７０５に囲まれる領域を備える（図２９参照）。

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

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

また、表示装置１００は、導電膜５１１Ｄを有する（図３０参照）。

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

また、表示装置１００は、端子５１９Ｄを有する（図３０参照）。端子５１９Ｄは、導電膜５１１Ｄと電気的に接続する。

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

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

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

スイッチＳＷ１に用いることができるトランジスタ、トランジスタＭおよびトランジスタＭＤは、絶縁膜５０１Ｃと重なる領域を備える導電膜５０４と、絶縁膜５０１Ｃおよび導電膜５０４の間に挟まれる領域を備える酸化物半導体膜５０８と、を備える。なお、導電膜５０４はゲート電極の機能を備える（図２９（Ｂ）参照）。

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

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

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

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

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

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

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

（実施の形態５）
本発明の一態様の入出力パネルの構成について、図３１および図３２を参照しながら説明する。

図３１は、本発明の一態様の入出力パネルの構成を説明する図である。図３１は入出力パネルが備える画素の断面図である。

図３２は、本発明の一態様の入出力パネルの構成を説明する図である。図３２（Ａ）は図３１に示す入出力パネルの機能膜の構成を説明する断面図であり、図３２（Ｂ）は入力ユニットの構成を説明する断面図であり、図３２（Ｃ）は第２のユニットの構成を説明する断面図であり、図３２（Ｄ）は第１のユニットの構成を説明する断面図である。

なお、本明細書において、１以上の整数を値にとる変数を符号に用いる場合がある。例えば、１以上の整数の値をとる変数ｐを含む（ｐ）を、最大ｐ個の構成要素のいずれかを特定する符号の一部に用いる場合がある。また、例えば、１以上の整数の値をとる変数ｍおよび変数ｎを含む（ｍ，ｎ）を、最大ｍ×ｎ個の構成要素のいずれかを特定する符号の一部に用いる場合がある。

本構成例で説明する入出力パネル７００ＴＰ３は、画素７０２（ｉ，ｊ）を有する（図３１参照）。また、入出力パネル７００ＴＰ３は、第１のユニット３１０と、第２のユニット３２０と、入力ユニット３３０と、機能膜７７０Ｐと、を有する（図３２参照）。第１のユニット３１０は機能層５２０を含み、第２のユニット３２０は機能層７２０を含む。

《画素７０２（ｉ，ｊ）》
画素７０２（ｉ，ｊ）は、機能層５２０の一部と、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）と、第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）と、を有する（図３１参照）。

機能層５２０は、第１の導電膜、第２の導電膜、絶縁膜５０１Ｃおよび画素回路５３０（ｉ，ｊ）を含む。なお、図示しない画素回路５３０（ｉ，ｊ）は、例えば、トランジスタＭを含む。また、機能層５２０は、光学素子５６０、被覆膜５６５およびレンズ５８０を含んでいてもよい。また、機能層５２０は、絶縁膜５２８および絶縁膜５２１を備えていてもよい。絶縁膜５２１Ａおよび絶縁膜５２１Ｂを積層した材料を、絶縁膜５２１に用いることができる。

例えば、屈折率１．５５近傍の材料を絶縁膜５２１Ａまたは絶縁膜５２１Ｂに用いることができる。または、屈折率１．６近傍の材料を絶縁膜５２１Ａまたは絶縁膜５２１Ｂに用いることができる。または、アクリル樹脂またはポリイミドを絶縁膜５２１Ａまたは絶縁膜５２１Ｂに用いることができる。

絶縁膜５０１Ｃは、第１の導電膜および第２の導電膜の間に挟まれる領域を備え、絶縁膜５０１Ｃは開口部５９１Ａを備える。

第１の導電膜は、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。具体的には、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）の電極７５１（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。なお、電極７５１（ｉ，ｊ）を、第１の導電膜に用いることができる。

第２の導電膜は、第１の導電膜と重なる領域を備える。第２の導電膜は、開口部５９１Ａにおいて、第１の導電膜と電気的に接続される。例えば、導電膜５１２Ｂを第２の導電膜に用いることができる。第２の導電膜は、画素回路５３０（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。例えば、画素回路５３０（ｉ，ｊ）のスイッチＳＷ１に用いるトランジスタのソース電極またはドレイン電極として機能する導電膜を第２の導電膜に用いることができる。ところで、絶縁膜５０１Ｃに設けられた開口部５９１Ａにおいて第２の導電膜と電気的に接続される第１の導電膜を、貫通電極ということができる。

第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）は、画素回路５３０（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）は、機能層５２０に向けて光を射出する機能を備える。また、第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）は、例えば、レンズ５８０または光学素子５６０に向けて光を射出する機能を備える。

第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）を用いた表示を視認できる範囲の一部において第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）を用いた表示を視認できるように、上記第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）が配設される。例えば、第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）が射出する光を遮らない領域７５１Ｈを備える形状を第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）の電極７５１（ｉ，ｊ）に用いる。なお、外光を反射する強度を制御して画像情報を表示する第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）に外光が入射し反射する方向を、破線の矢印を用いて図中に示す。また、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）を用いた表示を視認できる範囲の一部に第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）が光を射出する方向を、実線の矢印を用いて図中に示す。

これにより、第１の表示素子を用いた表示を視認することができる領域の一部において、第２の表示素子を用いた表示を視認することができる。または、入出力パネルの姿勢等を変えることなく使用者は表示を視認することができる。または、第１の表示素子が反射する光が表現する物体色と、第２の表示素子が射出する光が表現する光源色とを掛け合わせることができる。または、物体色および光源色を用いて絵画的な表示をすることができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な入出力パネルを提供することができる。

例えば、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）は、電極７５１（ｉ，ｊ）と、電極７５２と、液晶材料を含む層７５３と、を備える。また、配向膜ＡＦ１と、配向膜ＡＦ２とを備える。具体的には、反射型の液晶素子を第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）に用いることができる。

例えば、屈折率２．０近傍の透明導電膜を電極７５２または電極７５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。具体的には、インジウムとスズとシリコンを含む酸化物を電極７５２または電極７５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。または、屈折率１．６近傍の材料を配向膜に用いることができる。

例えば、第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）は、電極５５１（ｉ，ｊ）と、電極５５２と、発光性の材料を含む層５５３（ｊ）と、を備える。電極５５２は、電極５５１（ｉ，ｊ）と重なる領域を備える。発光性の材料を含む層５５３（ｊ）は、電極５５１（ｉ，ｊ）および電極５５２の間に挟まれる領域を備える。電極５５１（ｉ，ｊ）は、接続部５２２において、画素回路５３０（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。具体的には、有機ＥＬ素子を第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）に用いることができる。

例えば、屈折率２．０近傍の透明導電膜を電極５５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。具体的には、インジウムとスズとシリコンを含む酸化物を電極５５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。または、屈折率１．８近傍の材料を発光性の材料を含む層５５３（ｊ）に用いることができる。

光学素子５６０は透光性を備え、光学素子５６０は第１の領域、第２の領域および第３の領域を備える。

第１の領域は第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）から可視光を供給される領域を含み、第２の領域は被覆膜５６５と接する領域を含み、第３の領域は可視光の一部を射出する機能を備える。また、第３の領域は第１の領域の可視光を供給される領域の面積以下の面積を備える。

被覆膜５６５は可視光に対する反射性を備え、被覆膜５６５は可視光の一部を反射して、第３の領域に供給する機能を備える。

例えば、金属を被覆膜５６５に用いることができる。具体的には、銀を含む材料を被覆膜５６５に用いることができる。例えば、銀およびパラジウム等を含む材料または銀および銅等を含む材料を被覆膜５６５に用いることができる。

《レンズ５８０》
可視光を透過する材料をレンズ５８０に用いることができる。または、１．３以上２．５以下の屈折率を備える材料をレンズ５８０に用いることができる。例えば、無機材料または有機材料をレンズ５８０に用いることができる。

例えば、酸化物または硫化物を含む材料をレンズ５８０に用いることができる。

具体的には、酸化セリウム、酸化ハフニウム、酸化ランタン、酸化マグネシウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化亜鉛、インジウムとスズを含む酸化物またはインジウムとガリウムと亜鉛を含む酸化物などを、レンズ５８０に用いることができる。または、硫化亜鉛などを、レンズ５８０に用いることができる。

例えば、樹脂を含む材料をレンズ５８０に用いることができる。具体的には、塩素、臭素またはヨウ素が導入された樹脂、重金属原子が導入された樹脂、芳香環が導入された樹脂、硫黄が導入された樹脂などをレンズ５８０に用いることができる。または、樹脂と樹脂より屈折率の高い材料のナノ粒子を含む樹脂をレンズ５８０に用いることができる。酸化チタンまたは酸化ジルコニウムなどをナノ粒子に用いることができる。

《機能層７２０》
機能層７２０は、基板７７０および絶縁膜５０１Ｃの間に挟まれる領域を備える。機能層７２０は、絶縁膜７７１と、着色膜ＣＦ１と、を有する。

着色膜ＣＦ１は、基板７７０および第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）の間に挟まれる領域を備える。

絶縁膜７７１は、着色膜ＣＦ１と液晶材料を含む層７５３の間に挟まれる領域を備える。これにより、着色膜ＣＦ１の厚さに基づく凹凸を平坦にすることができる。または、着色膜ＣＦ１等から液晶材料を含む層７５３への不純物の拡散を、抑制することができる。

例えば、屈折率１．５５近傍のアクリル樹脂を、絶縁膜７７１に用いることができる。

《基板５７０、基板７７０》
また、本実施の形態で説明する入出力パネルは、基板５７０と、基板７７０と、を有する。

基板７７０は、基板５７０と重なる領域を備える。基板７７０は、基板５７０との間に機能層５２０を挟む領域を備える。

基板７７０は、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）と重なる領域を備える。例えば、複屈折が抑制された材料を当該領域に用いることができる。

例えば、屈折率１．５近傍の樹脂材料を基板７７０に用いることができる。

《接合層５０５》
また、本実施の形態で説明する入出力パネルは、接合層５０５を有する。

接合層５０５は、機能層５２０および基板５７０の間に挟まれる領域を備え、機能層５２０および基板５７０を貼り合せる機能を備える。

《構造体ＫＢ１、構造体ＫＢ２》
また、本実施の形態で説明する入出力パネルは、構造体ＫＢ１と、構造体ＫＢ２とを有する。

構造体ＫＢ１は、機能層５２０および基板７７０の間に所定の間隙を設ける機能を備える。構造体ＫＢ１は領域７５１Ｈと重なる領域を備え、構造体ＫＢ１は透光性を備える。これにより、第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）によって射出される光を一方の面に供給され、他方の面から射出することができる。

また、構造体ＫＢ１は光学素子５６０と重なる領域を備え、例えば、光学素子５６０に用いる材料の屈折率との差が０．２以下になるように選択された材料を構造体ＫＢ１に用いる。これにより、第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）が射出する光を効率よく利用することができる。または、第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）の面積を広くすることができる。または、有機ＥＬ素子に流す電流の密度を下げることができる。

構造体ＫＢ２は、偏光層７７０ＰＢの厚さを所定の厚さに制御する機能を備える。構造体ＫＢ２は第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）と重なる領域を備え、構造体ＫＢ２は透光性を備える。

または、所定の色の光を透過する材料を構造体ＫＢ１または構造体ＫＢ２に用いることができる。これにより、構造体ＫＢ１または構造体ＫＢ２を例えばカラーフィルターに用いることができる。例えば、青色、緑色または赤色の光を透過する材料を構造体ＫＢ１または構造体ＫＢ２に用いることができる。また、黄色の光または白色の光等を透過する材料を構造体ＫＢ１または構造体ＫＢ２に用いることができる。

具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリシロキサン若しくはアクリル樹脂等またはこれらから選択された複数の樹脂の複合材料などを構造体ＫＢ１または構造体ＫＢ２に用いることができる。また、感光性を有する材料を用いて形成してもよい。

例えば、屈折率１．５近傍のアクリル樹脂を構造体ＫＢ１に用いることができる。また、屈折率１．５５近傍のアクリル樹脂を構造体ＫＢ２に用いることができる。

《入力ユニット３３０》
入力ユニット３３０は検知素子を備える。検知素子は、画素７０２（ｉ，ｊ）と重なる領域に近接するものを検知する機能を備える。これにより、表示部に近接させる指などをポインタに用いて、位置情報を入力することができる。

例えば、静電容量型の近接センサ、電磁誘導型の近接センサ、光学方式の近接センサ、抵抗膜方式の近接センサまたは表面弾性波方式の近接センサなどを、入力ユニット３３０に用いることができる。具体的には、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式または赤外線検知型の近接センサを用いることができる。

例えば、静電容量方式の近接センサを備える屈折率１．６近傍のタッチセンサを入力ユニット３３０に用いることができる。

《機能膜７７０Ｄ、機能膜７７０Ｐ》
また、本実施の形態で説明する入出力パネル７００ＴＰ３は、機能膜７７０Ｄと、機能膜７７０Ｐと、を有する。

機能膜７７０Ｄは第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）と重なる領域を備える。機能膜７７０Ｄは機能層５２０との間に第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）を挟む領域を備える。

例えば、光拡散フィルムを機能膜７７０Ｄに用いることができる。具体的には、基板の表面と交差する方向に沿った軸を備える柱状構造を有する材料を、機能膜７７０Ｄに用いることができる。これにより、光を軸に沿った方向に透過し易く、他の方向に散乱し易くすることができる。または、例えば、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）が反射する光を拡散することができる。

機能膜７７０Ｐは、偏光層７７０ＰＢ、位相差フィルム７７０ＰＡおよび構造体ＫＢ２を備える。偏光層７７０ＰＢは開口部を備え、位相差フィルム７７０ＰＡは偏光層７７０ＰＢと重なる領域を備える。なお、構造体ＫＢ２は開口部に設けられる。

例えば、二色性色素、液晶材料および樹脂を偏光層７７０ＰＢに用いることができる。偏光層７７０ＰＢは、偏光性を備える。これにより、機能膜７７０Ｐを偏光板に用いることができる。

偏光層７７０ＰＢは第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）と重なる領域を備え、構造体ＫＢ２は第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）と重なる領域を備える。これにより、液晶素子を第１の表示素子に用いることができる。例えば、反射型の液晶素子を第１の表示素子に用いることができる。または、第２の表示素子が射出する光を効率よく取り出すことができる。または、有機ＥＬ素子に流す電流の密度を下げることができる。または、有機ＥＬ素子の信頼性を高めることができる。

例えば、反射防止フィルム、偏光フィルムまたは位相差フィルムを機能膜７７０Ｐに用いることができる。具体的には、２色性色素を含む膜および位相差フィルムを機能膜７７０Ｐに用いることができる。

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

例えば、屈折率１．６近傍の材料を光拡散フィルムに用いることができる。また、屈折率１．６近傍の材料を位相差フィルム７７０ＰＡに用いることができる。

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

（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を有する表示モジュールおよび電子機器について、図３３乃至図３４を用いて説明を行う。

図３３（Ａ）に示す表示モジュール８０００は、上部カバー８００１と下部カバー８００２との間に、ＦＰＣ８００５に接続された表示パネル８００６、フレーム８００９、プリント基板８０１０、及びバッテリ８０１１を有する。

例えば、本発明の一態様を用いて作製された表示装置を、表示パネル８００６に用いることができる。これにより、表示品位が良好で、且つ低消費電力化が図られた表示モジュールとすることができる。

上部カバー８００１及び下部カバー８００２は、表示パネル８００６のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。

また、表示パネル８００６に重ねてタッチパネルを設けてもよい。タッチパネルとしては、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルを表示パネル８００６に重畳して用いることができる。また、タッチパネルを設けず、表示パネル８００６に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。例えば、表示パネル９０６の各画素内あるいは筐体内に光センサを設け、光学式のタッチパネルとすることも可能である。

フレーム８００９は、表示パネル８００６の保護機能の他、プリント基板８０１０の動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム８００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。

プリント基板８０１０は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号生成回路等の回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリ８０１１による電源であってもよい。バッテリ８０１１は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。

また、表示モジュール８０００は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加して設けてもよい。

図３３（Ｂ）は、光学式のタッチパネルを備える表示モジュール８０００の断面概略図である。

表示モジュール８０００は、プリント基板８０１０に設けられた発光部８０１５及び受光部８０１６を有する。また、上部カバー８００１と下部カバー８００２により囲まれた領域に一対の導光部（導光部８０１７ａ、導光部８０１７ｂ）を有する。

表示パネル８００６は、フレーム８００９を間に介してプリント基板８０１０やバッテリ８０１１と重ねて設けられている。表示パネル８００６とフレーム８００９は、導光部８０１７ａ、導光部８０１７ｂに固定されている。

発光部８０１５から発せられた光８０１８は、導光部８０１７ａにより表示パネル８００６の上部を経由し、導光部８０１７ｂを通って受光部８０１６に達する。例えば指やスタイラスなどの被検知体により、光８０１８が遮られることにより、タッチ操作を検出することができる。

発光部８０１５は、例えば表示パネル８００６の隣接する２辺に沿って複数設けられる。受光部８０１６は、発光部８０１５を挟んで対向する位置に複数設けられる。これにより、タッチ操作がなされた位置の情報を取得することができる。

発光部８０１５は、例えばＬＥＤ素子などの光源を用いることができる。特に、発光部８０１５として、使用者に視認されず、且つ使用者にとって無害である赤外線を発する光源を用いることが好ましい。

受光部８０１６は、発光部８０１５が発する光を受光し、電気信号に変換する光電素子を用いることができる。好適には、赤外線を受光可能なフォトダイオードを用いることができる。

導光部８０１７ａ、導光部８０１７ｂとしては、少なくとも光８０１８を透過する部材を用いることができる。導光部８０１７ａ及び導光部８０１７ｂを用いることで、発光部８０１５と受光部８０１６とを表示パネル８００６の下側に配置することができ、外光が受光部８０１６に到達してタッチセンサが誤動作することを抑制できる。特に、可視光を吸収し、赤外線を透過する樹脂を用いることが好ましい。これにより、タッチセンサの誤動作をより効果的に抑制できる。

図３４（Ａ）乃至図３４（Ｇ）は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐体５０００、表示部５００１、スピーカ５００３、ＬＥＤランプ５００４、操作キー５００５（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子５００６、センサ５００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい、又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン５００８、等を有することができる。

図３４（Ａ）はモバイルコンピュータであり、上述したものの他に、スイッチ５００９、赤外線ポート５０１０、等を有することができる。図３４（Ｂ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（たとえば、ＤＶＤ再生装置）であり、上述したものの他に、第２表示部５００２、記録媒体読込部５０１１、等を有することができる。図３４（Ｃ）はゴーグル型ディスプレイであり、上述したものの他に、第２表示部５００２、支持部５０１２、イヤホン５０１３、等を有することができる。図３４（Ｄ）は携帯型遊技機であり、上述したものの他に、記録媒体読込部５０１１、等を有することができる。図３４（Ｅ）はテレビ受像機能付きデジタルカメラであり、上述したものの他に、アンテナ５０１４、シャッターボタン５０１５、受像部５０１６、等を有することができる。図３４（Ｆ）は携帯型遊技機であり、上述したものの他に、第２表示部５００２、記録媒体読込部５０１１、等を有することができる。図３４（Ｇ）は持ち運び型テレビ受像器であり、上述したものの他に、信号の送受信が可能な充電器５０１７、等を有することができる。

図３４（Ａ）乃至図３４（Ｇ）に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウエア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。さらに、複数の表示部を有する電子機器においては、一つの表示部を主として画像情報を表示し、別の一つの表示部を主として文字情報を表示する機能、または、複数の表示部に視差を考慮した画像を表示することで立体的な画像を表示する機能、等を有することができる。さらに、受像部を有する電子機器においては、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を自動または手動で補正する機能、撮影した画像を記録媒体（外部又はカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図３４（Ａ）乃至図３４（Ｇ）に示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有することができる。

図３４（Ｈ）は、スマートウオッチであり、筐体７３０２、表示パネル７３０４、操作ボタン７３１１、７３１２、接続端子７３１３、バンド７３２１、留め金７３２２、等を有する。

ベゼル部分を兼ねる筐体７３０２に搭載された表示パネル７３０４は、非矩形状の表示領域を有している。なお、表示パネル７３０４としては、矩形状の表示領域としてもよい。表示パネル７３０４は、時刻を表すアイコン７３０５、その他のアイコン７３０６等を表示することができる。

なお、図３４（Ｈ）に示すスマートウオッチは、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウエア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。

また、筐体７３０２の内部に、スピーカ、センサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい、又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン等を有することができる。なお、スマートウオッチは、発光素子をその表示パネル７３０４に用いることにより作製することができる。

ＡＣＦ１ 導電材料
ＡＣＦ２ 導電材料
ＡＦ１ 配向膜
ＡＦ２ 配向膜
Ｃ１ 矢印
Ｃ２ 矢印
Ｃ４ 容量素子
Ｃ６ 容量素子
Ｃ１１ 容量素子
Ｃ１２ 容量素子
ＣＦ１ 着色膜
ＣＦ２ 着色膜
ＣＳ１ 容量素子
Ｆ１ フレーム期間
Ｆ２ フレーム期間
Ｆ３ フレーム期間
Ｇ１ 走査線
Ｇ２ 走査線
ＫＢ１ 構造体
ＫＢ２ 構造体
ＬＯＡＤ１ 信号
ＬＯＡＤ２ 信号
Ｍ１ トランジスタ
Ｍ２ トランジスタ
Ｍ３ トランジスタ
Ｍ４ トランジスタ
Ｍ５ トランジスタ
ＭＷ１ トランジスタ
Ｐ１ 期間
Ｐ２ 期間
Ｒ１ 矢印
Ｒ２ 矢印
Ｓ１ 信号線
Ｓ２ 信号線
ＳＡＶＥ２ 信号
ＳＤ１ ソースドライバ
ＳＤ２ ソースドライバ
ＳＷ１ スイッチ
ＳＷ２ スイッチ
Ｔ１ トランジスタ
Ｔ２ トランジスタ
Ｔ６ トランジスタ
ＶＣＯＭ１ 配線
ＶＣＯＭ２ 配線
Ｘ１－Ｘ２ 切断線
Ｘ３－Ｘ４ 切断線
Ｘ５－Ｘ６ 切断線
Ｘ７－Ｘ８ 切断線
Ｘ９－Ｘ１０ 切断線
１０ 画素
１０ａ 反射素子
１０ｂ 発光素子
１１ 画素回路
１１Ａ 画素回路
１１Ｂ 画素回路
１１Ｃ 画素回路
１２ 画素回路
１３ 開口
１４ 反射光
１５ 光
１７ 保持回路
１８ セレクタ
１９ フリップフロップ回路
２０ インバータ
２５ インバータ
２７ アナログスイッチ
２８ アナログスイッチ
３１ インバータ
３３ インバータ
３４ クロックドインバータ
３５ アナログスイッチ
３６ バッファ
９９ 表示装置
１００ 表示装置
１１０ 表示ユニット
１１１ 画素アレイ
１１３ ゲートドライバ
１１４ ゲートドライバ
１１５ コントローラＩＣ
１１７ コントローラＩＣ
１２０ タッチセンサユニット
１２１ センサアレイ
１２５ 周辺回路
１２６ ＴＳドライバ
１２７ センス回路
１４０ ホスト
１４３ 光センサ
１４４ 開閉センサ
１４５ 外光
１５０ インターフェース
１５１ フレームメモリ
１５２ デコーダ
１５３ センサコントローラ
１５４ コントローラ
１５５ クロック生成回路
１６０ 画像処理部
１６１ ガンマ補正回路
１６２ 調光回路
１６３ 調色回路
１６４ ＥＬ補正回路
１７０ メモリ
１７３ タイミングコントローラ
１７５ レジスタ
１７５Ａ スキャンチェーンレジスタ部
１７５Ｂ レジスタ部
１８０ ソースドライバ
１８１ ソースドライバ
１８２ ソースドライバ
１８４ タッチセンサコントローラ
１８６ ソースドライバＩＣ
１９０ 領域
１９１ 領域
２０２ 制御部
２０３ セルアレイ
２０４ センスアンプ回路
２０５ ドライバ
２０６ メインアンプ
２０７ 入出力回路
２０８ 周辺回路
２０９ メモリセル
２３０ レジスタ
２３１ レジスタ
３１０ ユニット
３２０ ユニット
３３０ 入力ユニット
５０１Ａ 絶縁膜
５０１Ｃ 絶縁膜
５０４ 導電膜
５０５ 接合層
５０６ 絶縁膜
５０８ 酸化物半導体膜
５０８Ａ 領域
５０８Ｂ 領域
５０８Ｃ 領域
５１１Ｂ 導電膜
５１１Ｃ 導電膜
５１１Ｄ 導電膜
５１２Ａ 導電膜
５１２Ｂ 導電膜
５１６ 絶縁膜
５１８ 絶縁膜
５１９Ｂ 端子
５１９Ｃ 端子
５１９Ｄ 端子
５２１ 絶縁膜
５２４ 導電膜
５２８ 絶縁膜
５５１ 電極
５５２ 電極
５５３ 層
５６０ 光学素子
５６５ 被覆膜
５７０ 基板
５８０ レンズ
７０２ 画素
７０５ 封止材
７２０ 機能層
７５１ 電極
７５１Ｅ 領域
７５１Ｈ 開口部
７５２ 電極
７５３ 層
７５４Ａ 中間膜
７５４Ｂ 中間膜
７５４Ｃ 中間膜
７５４Ｄ 中間膜
７７０ 基板
７７０Ｄ 機能膜
７７０Ｐ 機能膜
７７１ 絶縁膜
７７５ 検知素子
９０６ 表示パネル
５０００ 筐体
５００１ 表示部
５００２ 表示部
５００３ スピーカ
５００４ ＬＥＤランプ
５００５ 操作キー
５００６ 接続端子
５００７ センサ
５００８ マイクロフォン
５００９ スイッチ
５０１０ 赤外線ポート
５０１１ 記録媒体読込部
５０１２ 支持部
５０１３ イヤホン
５０１４ アンテナ
５０１５ シャッターボタン
５０１６ 受像部
５０１７ 充電器
７３０２ 筐体
７３０４ 表示パネル
７３０５ アイコン
７３０６ アイコン
７３１１ 操作ボタン
７３１２ 操作ボタン
７３１３ 接続端子
７３２１ バンド
７３２２ 留め金
８０００ 表示モジュール
８００１ 上部カバー
８００２ 下部カバー
８００５ ＦＰＣ
８００６ 表示パネル
８００９ フレーム
８０１０ プリント基板
８０１１ バッテリ
８０１５ 発光部
８０１６ 受光部
８０１７ａ 導光部
８０１７ｂ 導光部
８０１８ 光

Claims (5)

1. 外光の強度を検知し、検知信号を生成する光センサと、
   前記光センサに電気的に接続され、前記検知信号に応じて表示モードを切り替える機能を有するコントローラＩＣと、
   前記コントローラＩＣと電気的に接続された画素アレイと、を有し、
   前記画素アレイは、反射型素子、発光型素子、前記反射型素子を駆動する機能を有する第１の画素回路、及び前記発光型素子を駆動する機能を有する第２の画素回路を有する画素を有し、
   前記第１の画素回路に書き込んだ第１の画像データを更新して前記反射型素子の透過率を更新する第１の期間において、前記第１の期間より短い第２の期間だけ前記第２の画素回路に第２の画像データを書き込んで前記発光型素子を発光させ、
   前記第２の画像データは、前記発光型素子の発光時間に応じた輝度の時間積分値を有し、
   前記時間積分値は、前記第１の画像データを前記第１の画素回路に書き込むことで前記反射型素子の透過率が変化し、当該変化の遅れに応じた輝度の時間積分値に等しい、表示装置。
2. 外光の強度を検知し、検知信号を生成する光センサと、
   前記光センサに電気的に接続され、前記検知信号に応じて表示モードを切り替える機能を有するコントローラＩＣと、
   前記コントローラＩＣと電気的に接続された画素アレイと、を有し、
   前記画素アレイは、反射型素子、発光型素子、前記反射型素子を駆動する機能を有する第１の画素回路、及び前記発光型素子を駆動する機能を有する第２の画素回路を有する画素を有し、
   前記表示モードは、反射表示を行う第１のモードと、反射表示及び発光表示を行う第２のモードと、発光表示を行う第３のモードと、を有し、
   前記第２のモードにおいて、前記第１の画素回路に書き込んだ第１の画像データを更新して前記反射型素子の透過率を更新する第１の期間内に、前記第２の画素回路に第２の画像データを書き込んで前記発光型素子を発光させる第２の期間があり、
   前記第２の画像データは、前記発光型素子の発光時間に応じた輝度の時間積分値を有し、
   前記時間積分値は、前記第１の画像データを前記第１の画素回路に書き込むことで前記反射型素子の透過率が変化し、当該変化の遅れに応じた輝度の時間積分値に等しい、表示装置。
3. 請求項１または２において、
   前記反射型素子は、反射電極を有する液晶素子である、表示装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項において、
   前記第１の画像データの更新は、１フレーム期間毎に行い、更新される前記第１の画像データは１フレーム期間毎に極性を反転させて出力される信号である、表示装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の表示装置と、
   操作ボタンと、を有する電子機器。

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