(57)【要約】【課題】高いダイナミックレンジでの臨場感ある映像のうち、強い光の明滅を検出して補正することのできる画像処理システム、及び画像処理方法を提供する。【解決手段】画像データ記憶部で記憶した第ｎフレームの画像と第（ｎ＋１）フレームの画像と画像データをもとにヒストグラムを演算するヒストグラム変換部と、第ｎフレームのヒストグラム及び第（ｎ＋１）フレームのヒストグラムの差分を演算してヒストグラム曲線を作成し、閾値曲線と比較するヒストグラム比較回路部と、画像データ記憶部より読み出される第（ｎ＋１）フレーム目の画像の画像データについて、ダイナミックレンジを狭める補正を行う画像補正回路部と、ヒストグラム比較回路部からの出力に応じて、画像補正回路部で補正された画像データ、または画像データ記憶部からの補正されない画像データを切り替えて出力する出力切り替えスイッチ部と、を有する。【選択図】図１
2010035148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動画像を、複数のフレームに分割した画像によって表示する表示装置を含む画像処理システムであり、
第ｎ（ｎは自然数）フレームの前記画像と第（ｎ＋１）フレームの前記画像との画像データを記憶する画像データ記憶部と、
前記画像データ記憶部で記憶した前記画像データをもとに、第ｎフレームのヒストグラム及び第（ｎ＋１）フレームのヒストグラムを演算するヒストグラム変換部と、
前記第ｎフレームのヒストグラム及び前記第（ｎ＋１）フレームのヒストグラムの差分を演算してヒストグラム曲線を作成し、閾値曲線と比較するヒストグラム比較回路部と、
前記画像データ記憶部より読み出される第（ｎ＋１）フレーム目の前記画像の画像データについて、ダイナミックレンジを狭める補正を行う画像補正回路部と、
前記ヒストグラム比較回路部からの出力に応じて、前記画像補正回路部で補正された画像データ、または画像データ記憶部からの補正されない画像データを切り替えて出力する出力切り替えスイッチ部と、
を有することを特徴とする画像処理システム。
【請求項２】
動画像を、複数のフレームに分割した画像によって表示する表示装置を含む画像処理システムであり、
第ｎ（ｎは自然数）フレームの前記画像と第（ｎ＋１）フレームの前記画像との画像データを記憶する画像データ記憶部と、
前記画像データ記憶部で記憶した前記画像データをもとに、第ｎフレームのヒストグラム及び第（ｎ＋１）フレームのヒストグラムを演算するヒストグラム変換部と、
照度を検出する外部照度検出器と、
前記第ｎフレームのヒストグラム及び前記第（ｎ＋１）フレームのヒストグラムの差分を演算してヒストグラム曲線を作成し、前記外部照度検出器からの出力に応じた閾値曲線と比較するヒストグラム比較回路部と、
前記画像データ記憶部より読み出される第（ｎ＋１）フレーム目の前記画像の画像データについて、ダイナミックレンジを狭める補正を行う画像補正回路部と、
前記ヒストグラム比較回路部からの出力に応じて、前記画像補正回路部で補正された画像データ、または画像データ記憶部からの補正されない画像データを切り替えて出力する出力切り替えスイッチ部と、
を有することを特徴とする画像処理システム。
【請求項３】
動画像を、複数のフレームに分割した画像処理方法であり、
第ｎ（ｎは自然数）フレームの前記画像と第（ｎ＋１）フレームの前記画像との画像データを画像データ記憶部に記憶し、
前記画像データ記憶部で記憶した前記画像データをもとに、第ｎフレームのヒストグラム及び第（ｎ＋１）フレームのヒストグラムをヒストグラム変換部で演算し、
前記第ｎフレームのヒストグラム及び前記第（ｎ＋１）フレームのヒストグラムの差分をヒストグラム比較回路部で演算してヒストグラム曲線を作成し、前記ヒストグラム曲線と閾値曲線とを比較し、
前記画像データ記憶部より読み出される第（ｎ＋１）フレーム目の前記画像の画像データについて、ダイナミックレンジを狭める補正を画像補正回路部で行い、
前記ヒストグラム比較回路部からの出力に応じて、前記画像補正回路部で補正された画像データ、または画像データ記憶部からの補正されない画像データを、出力切り替えスイッチ部で切り替えて出力することを特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
動画像を、複数のフレームに分割した画像処理方法であり、
第ｎ（ｎは自然数）フレームの前記画像と第（ｎ＋１）フレームの前記画像との画像データを画像データ記憶部に記憶し、
前記画像データ記憶部で記憶した前記画像データをもとに、第ｎフレームのヒストグラム及び第（ｎ＋１）フレームのヒストグラムをヒストグラム変換部で演算し、
外部照度検出器で照度を検出し、
前記第ｎフレームのヒストグラム及び前記第（ｎ＋１）フレームのヒストグラムの差分をヒストグラム比較回路部で演算してヒストグラム曲線を作成し、前記ヒストグラム曲線と前記外部照度検出器からの出力に応じた閾値曲線とを比較し、
前記画像データ記憶部より読み出される第（ｎ＋１）フレーム目の前記画像の画像データについて、ダイナミックレンジを狭める補正を画像補正回路部で行い、
前記ヒストグラム比較回路部からの出力に応じて、前記画像補正回路部で補正された画像データ、または画像データ記憶部からの補正されない画像データを、出力切り替えスイッチ部で切り替えて出力することを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理システムに関する。特に動画像を表示する画像処理システムに関する。また画像を処理する方法に関する。特に動画像を画像処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビジョン放送等を視聴するためのビデオ信号が外部より入力されることで表示を行う表示装置は、表示装置の種類に応じてリニアな階調を表示するために、ビデオ信号にガンマ補正をかけることが必要となっている。
【０００３】
また表示装置は、ガンマ補正によるリニアな階調を表示するとともに、画質を改善するために、入力輝度信号（入力信号ともいう）と出力輝度信号（出力信号ともいう）との関係を表すトーンカーブ（階調補正特性ともいう）を補正することも行われる。ガンマ補正と共に行われる階調補正の一例として、入力信号と出力信号との関係がＳ字曲線であるもの、または出力信号のダイナミックレンジを広げたり、縮めたりするものがある（たとえば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２１７５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、質の高い画質の動画像を視聴するために、コントラスト比を高めた表示装置（液晶表示装置、プラズマ表示装置等）の開発、及び普及が進んでいる。そして高いダイナミックレンジで臨場感ある動画像を楽しむことができようになってきている。
【０００６】
しかしながら、長時間、暗い部屋で動画像を視聴していた子供が、１秒間に２０乃至５０回の強い光の明滅により、光過敏性てんかんを誘発するような事例もあり、高いダイナミックレンジでの臨場感ある動画像とすることが問題となることもある。
【０００７】
または高いダイナミックレンジで臨場感ある動画像を視聴した際の強い光の明滅に対し、明順応または暗順応には個人差がある。そのため、同じコンテンツを視聴した人間であっても、中には眼精疲労、または体調不良を感じてしまう原因ともなり得る。
【０００８】
また一方で、単に画面全体の明度を下げることにより、強い光の明滅の影響を緩和することもできる。しかしながら、単に画面全体の明度を下げることが質の高い画質の動画像を視聴できなくなり、暗い部分の動画像の視認性を著しく阻害することになってしまう。
【０００９】
このような問題点に鑑み、本発明の一態様は、高いダイナミックレンジでの臨場感ある動画像のうち、強い光の明滅を引き起こすフレームの画像を検出して補正することのできる画像処理システム、及び画像処理方法を提供することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、動画像を、複数のフレームに分割した画像によって表示する表示装置を含む画像処理システムであり、第ｎ（ｎは自然数）フレームの画像と第（ｎ＋１）フレームの画像との画像データを記憶する画像データ記憶部と、画像データ記憶部で記憶した画像データをもとに、第ｎフレームのヒストグラム及び第（ｎ＋１）フレームのヒストグラムを演算するヒストグラム変換部と、第ｎフレームのヒストグラム及び第（ｎ＋１）フレームのヒストグラムの差分を演算してヒストグラム曲線を作成し、閾値曲線と比較するヒストグラム比較回路部と、画像データ記憶部より読み出される第（ｎ＋１）フレーム目の画像の画像データについて、ダイナミックレンジを狭める補正を行う画像補正回路部と、ヒストグラム比較回路部からの出力に応じて、画像補正回路部で補正された画像データ、または画像データ記憶部からの補正されない画像データを切り替えて出力する出力切り替えスイッチ部と、を有する画像処理システムである。
【００１１】
本発明の一態様は、動画像を、複数のフレームに分割した画像によって表示する表示装置を含む画像処理システムであり、第ｎ（ｎは自然数）フレームの画像と第（ｎ＋１）フレームの画像との画像データを記憶する画像データ記憶部と、画像データ記憶部で記憶した画像データをもとに、第ｎフレームのヒストグラム及び第（ｎ＋１）フレームのヒストグラムを演算するヒストグラム変換部と、照度を検出する外部照度検出器と、第ｎフレームのヒストグラム及び第（ｎ＋１）フレームのヒストグラムの差分を演算してヒストグラム曲線を作成し、外部照度検出器からの出力に応じた閾値曲線と比較するヒストグラム比較回路部と、画像データ記憶部より読み出される第（ｎ＋１）フレーム目の画像の画像データについて、ダイナミックレンジを狭める補正を行う画像補正回路部と、ヒストグラム比較回路部からの出力に応じて、画像補正回路部で補正された画像データ、または画像データ記憶部からの補正されない画像データを切り替えて出力する出力切り替えスイッチ部と、を有する画像処理システムである。
【００１２】
本発明の一態様は、動画像を、複数のフレームに分割した画像処理方法であり、第ｎ（ｎは自然数）フレームの画像と第（ｎ＋１）フレームの画像との画像データを画像データ記憶部に記憶し、画像データ記憶部で記憶した画像データをもとに、第ｎフレームのヒストグラム及び第（ｎ＋１）フレームのヒストグラムをヒストグラム変換部で演算し、第ｎフレームのヒストグラム及び第（ｎ＋１）フレームのヒストグラムの差分をヒストグラム比較回路部で演算してヒストグラム曲線を作成し、ヒストグラム曲線と閾値曲線とを比較し、画像データ記憶部より読み出される第（ｎ＋１）フレーム目の画像の画像データについて、ダイナミックレンジを狭める補正を画像補正回路部で行い、ヒストグラム比較回路部からの出力に応じて、画像補正回路部で補正された画像データ、または画像データ記憶部からの補正されない画像データを、出力切り替えスイッチ部で切り替えて出力する画像処理方法である。
【００１３】
本発明の一態様は、動画像を、複数のフレームに分割した画像処理方法であり、第ｎ（ｎは自然数）フレームの画像と第（ｎ＋１）フレームの画像との画像データを画像データ記憶部に記憶し、画像データ記憶部で記憶した画像データをもとに、第ｎフレームのヒストグラム及び第（ｎ＋１）フレームのヒストグラムをヒストグラム変換部で演算し、外部照度検出器で照度を検出し、第ｎフレームのヒストグラム及び第（ｎ＋１）フレームのヒストグラムの差分をヒストグラム比較回路部で演算してヒストグラム曲線を作成し、ヒストグラム曲線と外部照度検出器からの出力に応じた閾値曲線とを比較し、画像データ記憶部より読み出される第（ｎ＋１）フレーム目の画像の画像データについて、ダイナミックレンジを狭める補正を画像補正回路部で行い、ヒストグラム比較回路部からの出力に応じて、画像補正回路部で補正された画像データ、または画像データ記憶部からの補正されない画像データを、出力切り替えスイッチ部で切り替えて出力する画像処理方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様により、高いダイナミックレンジでの臨場感ある動画像のうち、強い光の明滅を引き起こすフレームの画像を検出して、ダイナミックレンジを狭めるガンマ補正をすることができる。そして動画像の質を低減することなく、コントラスト比の低減を抑えることのできる画像処理システム及び画像処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１について説明する図。
【図２】実施の形態１について説明する図。
【図３】実施の形態１について説明する図。
【図４】実施の形態１について説明する図。
【図５】実施の形態１について説明する図。
【図６】実施の形態１について説明する図。
【図７】実施の形態１について説明する図。
【図８】実施の形態１について説明する図。
【図９】実施の形態２について説明する図。
【図１０】実施の形態２について説明する図。
【図１１】実施の形態２について説明する図。
【図１２】実施の形態２について説明する図。
【図１３】実施の形態３について説明する図。
【図１４】実施の形態３について説明する図。
【図１５】実施の形態７について説明する図。
【図１６】実施の形態７について説明する図。
【図１７】実施の形態４について説明する図。
【図１８】実施の形態４について説明する図。
【図１９】実施の形態５について説明する図。
【図２０】実施の形態６について説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、図面を用いて、本発明を説明する。ただし、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなく、その形態およ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。
【００１７】
（実施の形態１）
本実施の形態は、動画像を複数のフレームに分割した画像によって表示する表示装置を具備する画像処理システムについて説明する。
【００１８】
まず、画像処理システムで画像処理を行う画像処理装置のブロック図について説明する。図１は、複数のフレームに分割した画像によって動画像の表示をする画像処理システムである。画像処理システム１００は、画像処理装置１０１、表示装置１１１を有する。画像処理装置１０１は、フレーム選択回路１０２と、画像メモリ部１０３と、ヒストグラム変換回路部１０４と、ヒストグラム比較回路部１０５と、画像補正回路部１０６と、出力切り替えスイッチ部１０７と、を有する。画像メモリ部１０３は、複数の画像メモリ１０８を有する。ヒストグラム変換回路部１０４は、複数の画像メモリ１０８に応じたヒストグラム演算回路１０９を有する。
【００１９】
図１に示す画像処理装置１０１について説明する。図１に示す画像処理装置１０１は、入力画像データが外部より供給される。入力画像データは動画像データであり、複数のフレームに分割された画像の画像データの少なくとも一によって構成される。入力画像データは、画像メモリ部１０３が有する複数の画像メモリ１０８に、フレーム選択回路１０２を介して記憶される。フレーム選択回路１０２は、入力画像データをフレームの画像データごとに画像メモリ１０８に記憶していく。
【００２０】
なお本明細書で説明する入力画像データは、デジタルの階調値を有する画像データである。入力画像データがアナログの階調値を有する画像データである場合には、画像処理装置１０１に入力する入力画像データをＡ／Ｄ変換回路を介してデジタルの階調値を有する入力画像データに変換した上で入力すればよい。
【００２１】
なお本実施の形態においては、各フレームの画像データを、ｎフレーム目の画像データ（ｎは自然数）、（ｎ＋１）フレーム目の画像データといったように呼ぶこととする。なお１フレーム期間が、人間の目がちらつきを感じない様に、１／６０秒程度に設定されることが望ましく、そのため表示を行うためのフレーム数（フレームレートともいう）については、１秒間に６０フレーム程度に設定されることが望ましい。
【００２２】
なお画像メモリ部１０３に設けられる画像メモリ１０８の個数については、１フレーム分の入力画像データのデータ量、及び画像メモリ１０８の記憶容量によって、決められることが好ましい。例えば、１フレーム分の入力画像データのデータ量が画像メモリ１０８の記憶容量に対して同程度の場合には、入力画像データを２フレーム分記憶するために画像メモリ１０８を２つ設ける構成とすればよい。そして、２フレーム分記憶した後の３フレーム目にかけての帰線期間において、画像処理を行う構成とすればよい。また、ｎフレーム目の入力画像データ、（ｎ＋１）フレーム目の入力画像データ、及び（ｎ＋２）フレーム目の入力画像データを記憶するために３つの画像メモリ１０８があってもよい。なお、１フレーム分の入力画像データのデータ量が画像メモリ１０８の記憶容量に対して小さい場合は、画像メモリ部１０３に画像メモリ１０８を１つ設け、画像メモリ１０８に複数のフレーム分の入力画像データを記憶する構成としてもよい。
【００２３】
ヒストグラム変換回路部１０４は、複数の画像メモリ１０８に記憶された各フレームの入力画像データより階調値のヒストグラムを作成し、記憶しておく回路である。ヒストグラム変換回路部１０４のヒストグラム演算回路１０９は、フレーム毎に各画素へ入力される画像データの階調値の頻度に関するヒストグラムを演算し、そして記憶する。なお階調値とは、各画素での輝度のことである。なお、色要素として赤（Ｒ）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３つの画素で一つの色を表す場合には、ＲＧＢの各色で重み付けを行った上で３つの画素を併せて輝度とする。ＲＧＢの階調の重み付けとは、各色で数値の積算を行う事により重み付けを行い、足し併せた値に相当する。具体的には、輝度Ｓに対し、Ｒの階調値をＲＧ、Ｇの階調値をＧＧ、Ｂの階調値をＢＧとすると、ＮＴＳＣ方式では、Ｓ＝０．３０ＲＧ＋０．５９ＧＧ＋０．１１ＢＧ  で表される。なお、色要素は、ＲＧＢ以外の色を用いても良い。例えば、イエロー、シアン、マゼンタの三画素から構成されるものであってもよいし、白色を加えて４色としてもよい。
【００２４】
ヒストグラム比較回路部１０５は、ヒストグラム変換回路部１０４のヒストグラム演算回路１０９で求めたヒストグラムについて差分を演算し、当該差分に応じて、入力画像データを修正するか否かの処理判定を行うための回路である。具体的にヒストグラム比較回路部１０５は、ヒストグラム演算回路１０９で求めたｎフレーム目のヒストグラム、及び（ｎ＋１）フレーム目のヒストグラムについて差分を演算し、当該差分が設定した閾値を越えるか否かによって、入力画像データを修正するか否かの処理判定を行う回路である。
【００２５】
なお本明細書にて用いる第１、第２、第３、乃至第Ｎ（Ｎは自然数）という用語は、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ことを付記する。
【００２６】
画像補正回路部１０６は、ヒストグラム比較回路部１０５で比較した画像データに応じた、画像メモリ部１０３に記憶された画像データを読み出し、ガンマ補正またはトーンカーブ補正を行い、記憶するための回路である。
【００２７】
画像補正回路部１０６で行われるガンマ補正テーブルによるガンマ補正またはトーンカーブ補正は、画像処理装置１０１に入力される画像データの階調値と、画像処理装置１０１より出力される画像データの階調値を比較した際に、階調値の取る範囲の上幅と下幅が狭まる関係とする補正を行うものである。具体的な画像補正回路部１０６での画像データの階調値の入出力での関係について図５に示す。図５に示すように、入力される画像データの階調値と出力される画像データの階調値とを比較した際、低階調の領域が高階調側にシフトし、高階調の領域が低階調側にシフトする補正を行うものである。画像補正回路部１０６で行われるガンマ補正テーブルによるガンマ補正またはトーンカーブ補正によりダイナミックレンジを狭める補正をすることにより、強い光の明滅を緩和する事ができ、眼精疲労、または体調不良を低減することができる。
【００２８】
出力切り替えスイッチ部１０７は、ヒストグラム比較回路部１０５の出力に応じて、画像処理装置１０１から出力する出力画像データを、画像補正回路部１０６からの出力である補正された画像データとするか、画像メモリ部１０３からの補正されていない画像データとするか、を選択して切り替えるスイッチを有する回路である。
【００２９】
出力切り替えスイッチ部１０７は、ヒストグラム比較回路部１０５での比較結果により、光の明滅の強弱に応じて、高いダイナミックレンジでの臨場感ある動画像を補正するか否かを選択的に切り替えて動作させる事ができる。そのため、単に画面全体の明度を下げることで強い光の明滅の影響を緩和する処理に比べて、強い光の明滅の影響を緩和する処理をしながらも、質の高い画質の動画像を保つことができる。
【００３０】
なお、スイッチは、様々な形態のものを用いることができる。例としては、電気的スイッチや機械的なスイッチなどがある。例えば、スイッチとして、トランジスタ（例えば、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳトランジスタなど）などを用いることが出来る。または、トランジスタを組み合わせた論理回路をスイッチとして用いることが出来る。
【００３１】
なお入力画像データが画像処理装置１０１より出力される表示装置１１１は、複数の画素を具備する表示部、走査線駆動回路、及び信号線駆動回路を有している。図２に、表示部を含む表示装置１１１の一例について示す。図２に示す表示装置１１１は、複数の画素がマトリクス状に配置された表示部２０１と、複数の画素を駆動する走査線駆動回路２０２、複数の画素に画像データを供給するための信号線駆動回路２０３で構成されている。なお画像処理装置１０１と表示装置１１１とは、電気的に接続されていればよく、ＦＰＣ等のインターフェースを介して電気的な信号を入出力する構成であってもよいし、同一基板上に画像処理装置１０１及び表示装置１１１を具備する構成としてもよい。
【００３２】
また、画像メモリ部１０３等の画像メモリ１０８としては、一例として、スタティック型メモリ（ＳＲＡＭ）やダイナミック型メモリ（ＤＲＡＭ）、強誘電体メモリ（ＦｅＲＡＭ）、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等が挙げられる。但し、ＤＲＡＭを用いる場合には、定期的なリフレッシュ機能を付加する必要がある。
【００３３】
次に、画像処理システムのブロック図について、図１の画像処理装置１０１を具体化して説明する。図３に示す画像処理装置１０１は、図１で示したように、フレーム選択回路１０２と、画像メモリ部１０３と、ヒストグラム変換回路部１０４と、ヒストグラム比較回路部１０５と、画像補正回路部１０６と、出力切り替えスイッチ部１０７と、で構成される。画像メモリ部１０３は、ｎフレーム目の入力画像データが記憶される第１の画像メモリ３０１Ａ、及び（ｎ＋１）フレーム目の入力画像データが記憶される第２の画像メモリ３０１Ｂを有する。なお、複数の画像メモリ３０１Ａ、３０１Ｂの出力端子は、フレーム選択回路１０２により制御されるセレクター３０２の入力端子に電気的に接続されており、セレクター３０２の出力端子は、画像補正回路部１０６及び出力切り替えスイッチ部１０７に電気的に接続されている。
【００３４】
なお図３では、ｎフレーム目の入力画像データと、（ｎ＋１）フレーム目の入力画像データとを比較する構成としたため、画像メモリ部１０３の画像メモリを２つ具備する構成を示している。ｎフレーム目の入力画像データから、（ｎ＋ｍ）フレーム（ｍは自然数）目の入力画像データまでを比較する構成では、複数のフレームの入力画像データを記憶する必要があるため、（ｍ＋１）個の画像メモリを有する必要がある。
【００３５】
図３に示すヒストグラム変換回路部１０４について説明する。図３に示すヒストグラム変換回路部１０４は、第１のヒストグラム演算回路３０３Ａ、第２のヒストグラム演算回路３０３Ｂ、第１のヒストグラム記憶メモリ３０４Ａ、第２のヒストグラム記憶メモリ３０４Ｂを有する。図３に示す第１のヒストグラム演算回路３０３Ａは、第１の画像メモリ３０１Ａに記憶されたｎフレーム目の入力画像データが外部より供給されることで、ｎフレーム目のヒストグラムを作成する。作成されたｎフレーム目のヒストグラムは第１のヒストグラム記憶メモリ３０４Ａに記憶される。同様に、図３に示す第２のヒストグラム演算回路３０３Ｂは、第２の画像メモリ３０１Ｂに記憶された（ｎ＋１）フレーム目の入力画像データが外部より供給されることで、（ｎ＋１）フレーム目のヒストグラムを作成する。作成された（ｎ＋１）フレーム目のヒストグラムは第２のヒストグラム記憶メモリ３０４Ｂに記憶される。
【００３６】
図３に示すヒストグラム比較回路部１０５について説明する。ヒストグラム比較回路部１０５は、ヒストグラム差分演算回路３０５、処理判定回路３０６、閾値メモリ３０７を有する。ヒストグラム差分演算回路３０５は、ｎフレーム目のヒストグラムを第１のヒストグラム記憶メモリ３０４Ａより読み出し、（ｎ＋１）フレーム目のヒストグラムを第２のヒストグラム記憶メモリ３０４Ｂより読み出して、２つのヒストグラムについて差分を演算する。処理判定回路３０６は、ヒストグラム差分演算回路３０５の出力であるヒストグラムの差分と、閾値メモリ３０７から読み出した閾値曲線とを比較し、処理判定結果について出力を行う。
【００３７】
図３に示す画像補正回路部１０６について説明する。画像補正回路部１０６は、画像修正回路３０８、補正メモリ３０９、修正画像メモリ３１０を有する。画像修正回路３０８は、セレクター３０２で選択された画像データに、ガンマ補正またはトーンカーブ補正を行い、修正画像メモリ３１０に出力する回路である。修正画像メモリ３１０は、修正された画像データを記憶するための回路である。
【００３８】
補正メモリ３０９に記憶されたガンマ補正テーブルによるガンマ補正またはトーンカーブ補正は、図５で示したように、画像処理装置１０１に入力される画像データの階調値と、画像処理装置１０１より出力される画像データの階調値とを比較した際に、階調値の取る範囲の上幅及び下幅が狭まる関係とする補正を行うものである。補正メモリ３０９に記憶されたガンマ補正テーブルによるガンマ補正またはトーンカーブ補正によりダイナミックレンジを狭める補正をすることにより、強い光の明滅を緩和する事ができ、眼精疲労、または体調不良を低減することができる。
【００３９】
図３に示す出力切り替えスイッチ部１０７は、処理判定回路３０６の出力に応じて、画像処理装置１０１から出力する出力画像データを、修正画像メモリ３１０からの出力である補正された画像データとするか、セレクター３０２から出力される補正されていない画像データとするか、を選択して切り替えるスイッチを有する回路である。
【００４０】
出力切り替えスイッチ部１０７は、処理判定回路３０６での比較結果により、光の明滅の強弱に応じて、高いダイナミックレンジでの臨場感ある動画像を補正するか否かを選択的に切り替えて動作させる事ができる。そのため、単に画面全体の明度を下げることで強い光の明滅の影響を緩和する処理に比べて、強い光の明滅の影響を緩和する処理をしながらも、質の高い画質の動画像を保つことができる。
【００４１】
次に図３の画像処理装置１０１で行われる画像処理方法について説明する。図４は画像処理方法のフローチャートである。
【００４２】
画像処理装置１０１では、まずフレーム選択回路１０２により第１の画像メモリ３０１Ａを選択し、ｎフレーム目の画像データを入力する（ステップ４０１）。
【００４３】
次に画像処理装置１０１では、フレーム選択回路１０２により第２の画像メモリ３０１Ｂを選択し、（ｎ＋１）フレーム目の画像データを入力する（ステップ４０２）。
【００４４】
次に第１のヒストグラム演算回路３０３Ａが第１の画像メモリ３０１Ａの画像データから階調値のヒストグラムについて算出し、第１のヒストグラム記憶メモリ３０４Ａに記憶する（ステップ４０３）。
【００４５】
次に第２のヒストグラム演算回路３０３Ｂが第２の画像メモリ３０１Ｂの画像データから階調値のヒストグラムについて算出し、第２のヒストグラム記憶メモリ３０４Ｂに記憶する（ステップ４０４）。
【００４６】
次にヒストグラム差分演算回路３０５が、第１のヒストグラム記憶メモリ３０４Ａ及び第２のヒストグラム記憶メモリ３０４Ｂに記憶されたヒストグラムの各輝度での頻度の値について差分を演算し、処理判定回路３０６に出力する（ステップ４０５）。
【００４７】
またステップ４０３乃至ステップ４０５と共に、セレクター３０２は第１の画像メモリ３０１Ａの画像データまたは第２の画像メモリ３０１Ｂの画像データをフレーム選択回路１０２からの制御により選択していずれかの画像データを出力する（ステップ４０６）。
【００４８】
またステップ４０６に続いて、画像修正回路３０８が補正メモリ３０９に記憶されたガンマ補正テーブルによるガンマ補正またはトーンカーブ補正を読み出し、画像データの補正を行う。補正された画像データは修正画像メモリ３１０に記憶される（ステップ４０７）。
【００４９】
次にステップ４０５及びステップ４０７に続いて、処理判定回路３０６では、ヒストグラムの各輝度での頻度の値について差分の値が、閾値メモリ３０７より読み出された閾値曲線より大きいか否かを判定する（ステップ４０８。）
【００５０】
次にステップ４０８での処理で、ヒストグラムの各輝度での頻度の値について差分の値が、閾値メモリ３０７より読み出された閾値曲線より大きい場合、出力切り替えスイッチ部１０７のスイッチを修正画像メモリ３１０の出力側に切り替える（ステップ４０９）。またステップ４０８での処理で、ヒストグラムの各輝度での頻度の値について差分の値が、閾値メモリ３０７より読み出された閾値曲線以下の場合、出力切り替えスイッチ部１０７のスイッチをセレクター３０２の出力側に切り替える（ステップ４１０）。
【００５１】
上述の画像処理方法とすることにより、出力切り替えスイッチ部１０７は、処理判定回路３０６での比較結果に応じて、光の明滅の強弱に応じて、高いダイナミックレンジでの臨場感ある動画像を補正するか否かを選択的に切り替えて動作させる事ができる。そのため、単に画面全体の明度を下げることで強い光の明滅の影響を緩和する処理に比べて、強い光の明滅の影響を緩和する処理をしながらも、質の高い画質の動画像を保つことができる。
【００５２】
また補正メモリ３０９に記憶されたガンマ補正テーブルによるガンマ補正またはトーンカーブ補正は、図５で示したように、画像処理装置１０１に入力される画像データの階調値と、画像処理装置１０１より出力される画像データの階調値を比較した際に、階調値の取る範囲の上幅と下幅が狭まる関係とする補正を行うものである。補正メモリ３０９に記憶されたガンマ補正テーブルによるガンマ補正またはトーンカーブ補正によりダイナミックレンジを狭める補正をすることにより、強い光の明滅を緩和する事ができ、眼精疲労、または体調不良を低減することができる。
【００５３】
なお上記ステップ４０３からステップ４１０については、（ｎ＋１）フレーム目の画像データが入力されるステップ４０２から、（ｎ＋２）フレーム目の画像データが入力されるまでの帰線期間に行われるものとなる。
【００５４】
次に図４のフローチャートを実行して画像処理を行う画像処理方法を、画像を用いて具体的に説明する。図６は、動画像を構成する複数のフレームに分割された、連続する３つのフレームの画像であり、図６を用いて画像処理方法について説明する。
【００５５】
図６は、（ｎ―１）フレーム目の画像、ｎフレーム目の画像、（ｎ＋１）フレーム目の画像について示したものである。画像には、移動体６０１、背景６０２が映し出され、時間の経過と共に、（ｎ―１）フレーム目の画像、ｎフレーム目の画像、（ｎ＋１）フレーム目の画像の表示が行われていくものである。なお、（ｎ―１）フレーム目の画像と、ｎフレーム目の画像とでは、移動体６０１が動く変化を表している。また、ｎフレーム目の画像と、（ｎ＋１）フレーム目とでは、背景６０２が背景６０３に切り替わる変化について表している。
【００５６】
まず図７に、図６で示した（ｎ―１）フレーム目の画像と、ｎフレーム目の画像とを図４のフローチャートを実行して画像処理を行う例について説明する図を示す。
【００５７】
図７に示す図において、（ｎ―１）フレーム目の画像と、ｎフレーム目の画像は、図６で示したように、移動体６０１が動く変化があるものの、階調値すなわち輝度に関する頻度を表すヒストグラムの棒線が描く曲線（以下、ヒストグラム曲線という）は、（ｎ―１）フレーム目と、ｎフレーム目とで同じような形状を描く。そのため、（ｎ―１）フレーム目のヒストグラムと、ｎフレーム目のヒストグラムとの差分を演算した際、図７に示すようにほとんど変化がない。そのため、ヒストグラムの差分が閾値曲線以下となるため、ｎフレーム目の画像としては補正しない画像データが出力画像データとして表示装置に出力される。
【００５８】
次に図８に、図６で示したｎフレーム目の画像と、（ｎ＋１）フレーム目の画像とを図４のフローチャートを実行して画像処理を行う例について説明する図を示す。
【００５９】
図８に示す図において、ｎフレーム目の画像と、（ｎ＋１）フレーム目の画像は、図６で示したように、背景６０２が背景６０３に切り替わる変化があり、階調値すなわち輝度に関する頻度を表すヒストグラム曲線は、ｎフレーム目と、（ｎ＋１）フレーム目とで異なる形状を描く。そのため、ｎフレーム目のヒストグラムと、（ｎ＋１）フレーム目のヒストグラムとの差分を演算した際、図８に示すように高輝度側で差分の値が大きくなる。そのため、ヒストグラムの差分が閾値曲線より大きくなるため、（ｎ＋１）フレーム目の画像は、補正メモリ３０９に記憶されたガンマ補正テーブルによるガンマ補正またはトーンカーブ補正によりダイナミックレンジを狭める補正がなされ、領域８０１の明るさが低減された出力画像データが表示装置に出力されることとなる。
【００６０】
なお図７、図８に示す閾値曲線は、高輝度及び低輝度の領域の頻度が小さい形状としている。高輝度及び低輝度の領域の閾値を小さく設定する事によって、ヒストグラム曲線の形状より強い光の明滅となる高輝度または低輝度に関する変化を検知することができる。また図７では、閾値曲線の形状を半円状としているが、これに限らず、直線状、または多項式の関数として表してもよい。また閾値曲線は、周囲環境等に応じて可変するものであってもよい。
【００６１】
以上説明したように、本実施の形態で示す構成は、光の明滅の強弱に応じて、高いダイナミックレンジでの臨場感ある動画像を補正するか否かを選択的に切り替えて動作させる事ができる。そのため、単に画面全体の明度を下げることで強い光の明滅の影響を緩和する処理に比べて、強い光の明滅の影響を緩和する処理をしながらも、質の高い画質の動画像を保つことができる。また本実施の形態で示す構成は、階調値の取る範囲の上幅と下幅が狭まる関係とする補正を行うものである。補正メモリ３０９に記憶されたガンマ補正テーブルによるガンマ補正またはトーンカーブ補正によりダイナミックレンジを狭める補正をすることにより、強い光の明滅を緩和する事ができ、眼精疲労、または体調不良を低減することができる。
【００６２】
本実施の形態は他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【００６３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、上記実施の形態１で示した、閾値メモリに記憶された閾値曲線を、周囲環境を検知する外部照度検出器からの信号で可変する構成について説明する。
【００６４】
まず、画像処理システムで画像処理を行う画像処理装置のブロック図について説明する。図９は、複数のフレームに分割した画像によって動画像の表示をする画像処理システムである。画像処理システム１００は、画像処理装置１０１、表示装置１１１を有する。画像処理装置１０１は、フレーム選択回路１０２と、画像メモリ部１０３と、ヒストグラム変換回路部１０４と、ヒストグラム比較回路部１０５と、画像補正回路部１０６と、出力切り替えスイッチ部１０７と、外部照度検出器９０１と、を有する。画像メモリ部１０３は、複数の画像メモリ１０８を有する。ヒストグラム変換回路部１０４は、複数の画像メモリ１０８に応じたヒストグラム演算回路１０９を有する。
【００６５】
なお外部照度検出器９０１は、画像処理システムの外部の照度を電気的な信号に変換し出力するものである。具体的には、フォトダイオード等の光電変換素子を用いて構成すればよい。
【００６６】
図９に示す画像処理装置の構成について図１と異なる点は、外部照度検出器９０１を有する点にある。そこで本実施の形態では、外部照度検出器９０１に関する説明を行い、その他の構成に関する説明は省略する。
【００６７】
図９に示すヒストグラム比較回路部１０５は、ヒストグラム変換回路部１０４のヒストグラム演算回路１０９で求めたヒストグラムについて差分を演算し、当該差分に応じて、入力画像データを修正するか否かの処理判定を行うための回路である。具体的にヒストグラム比較回路部１０５は、ヒストグラム演算回路１０９で求めたｎフレーム目のヒストグラム、及び（ｎ＋１）フレーム目のヒストグラムについて差分を演算し、当該差分が外部照度検出器９０１からの信号に応じて設定される閾値を越えるか否かによって、入力画像データを修正するか否かの処理判定を行う回路である。
【００６８】
人間の目は、動画像を視聴した際の強い光の明滅に対し、明順応または暗順応の影響を受ける。明順応または暗順応は、外部環境の明るさに応じて変化する。例えば、暗い部屋で視聴する動画と、明るい部屋で視聴する動画に関していえば、暗い部屋の方が明るさをより感じやすいといった具合である。そのため、外部照度検出器９０１を設け、動画像を修正するか否かの処理判定をする回路での閾値を制御することで、より確実に、質の高い画質の動画像を保ちつつ、強い光の明滅の影響を緩和することができる。
【００６９】
次に、画像処理システムのブロック図について、図９の画像処理装置１０１を具体化して説明する。図１０に示す画像処理装置１０１は、図９で示したように、フレーム選択回路１０２と、画像メモリ部１０３と、ヒストグラム変換回路部１０４と、ヒストグラム比較回路部１０５と、画像補正回路部１０６と、出力切り替えスイッチ部１０７と、外部照度検出器９０１と、で構成される。画像メモリ部１０３は、ｎフレーム目の入力画像データが記憶される第１の画像メモリ３０１Ａ、及び（ｎ＋１）フレーム目の入力画像データが記憶される第２の画像メモリ３０１Ｂを有する。なお、複数の画像メモリ３０１Ａ、３０１Ｂの出力端子は、フレーム選択回路１０２により制御されるセレクター３０２の入力端子に電気的に接続されており、セレクター３０２の出力端子は、画像補正回路部１０６及び出力切り替えスイッチ部１０７に電気的に接続されている。
【００７０】
図１０に示す画像処理装置の構成について図３と異なる点は、外部照度検出器９０１を有する点にある。そこで本実施の形態では、外部照度検出器９０１に関する説明を行い、その他の構成に関する説明は省略する。
【００７１】
図１０に示すヒストグラム比較回路部１０５について説明する。ヒストグラム比較回路部１０５は、ヒストグラム差分演算回路３０５、処理判定回路３０６、閾値メモリ３０７を有する。ヒストグラム差分演算回路３０５は、ｎフレーム目のヒストグラムを第１のヒストグラム記憶メモリ３０４Ａより読み出し、（ｎ＋１）フレーム目のヒストグラムを第２のヒストグラム記憶メモリ３０４Ｂより読み出して、２つのヒストグラムについて差分を演算する。処理判定回路３０６は、ヒストグラム差分演算回路３０５の出力であるヒストグラムの差分と、外部照度検出器９０１からの信号に応じて閾値メモリ３０７から読み出した閾値曲線とを比較し、処理判定結果について出力を行う。
【００７２】
図１０に示すように外部照度検出器９０１を設け、動画像を修正するか否かの処理判定をする回路で閾値を制御することで、より確実に、質の高い画質の動画像を保ちつつ、強い光の明滅の影響を緩和することができる。
【００７３】
次に図１０の画像処理装置１０１で行われる画像処理方法について説明する。図１１は画像処理方法のフローチャートである。
【００７４】
画像処理装置１０１では、まずフレーム選択回路１０２により第１の画像メモリ３０１Ａを選択し、ｎフレーム目の画像データを入力する（ステップ１１０１）。
【００７５】
次に画像処理装置１０１では、フレーム選択回路１０２により第２の画像メモリ３０１Ｂを選択し、（ｎ＋１）フレーム目の画像データを入力する（ステップ１１０２）。
【００７６】
次に第１のヒストグラム演算回路３０３Ａが第１の画像メモリ３０１Ａの画像データから階調値のヒストグラムについて算出し、第１のヒストグラム記憶メモリ３０４Ａに記憶する（ステップ１１０３）。
【００７７】
次に第２のヒストグラム演算回路３０３Ｂが第２の画像メモリ３０１Ｂの画像データから階調値のヒストグラムについて算出し、第２のヒストグラム記憶メモリ３０４Ｂに記憶する（ステップ１１０４）。
【００７８】
次にヒストグラム差分演算回路３０５が、第１のヒストグラム記憶メモリ３０４Ａ及び第２のヒストグラム記憶メモリ３０４Ｂに記憶されたヒストグラムの各輝度での頻度の値について差分を演算し、処理判定回路３０６に出力する（ステップ１１０５）。
【００７９】
またステップ１１０３乃至ステップ１１０５と共に、セレクター３０２は第１の画像メモリ３０１Ａの画像データまたは第２の画像メモリ３０１Ｂの画像データをフレーム選択回路１０２からの制御により選択していずれかの画像データを出力する（ステップ１１０６）。
【００８０】
またステップ１１０６に続いて、画像修正回路３０８が補正メモリ３０９に記憶されたガンマ補正テーブルによるガンマ補正またはトーンカーブ補正を読み出し、画像データの補正を行う。補正された画像データは修正画像メモリ３１０に記憶される（ステップ１１０７）。
【００８１】
次にステップ１１０５及びステップ１１０７に続いて、処理判定回路３０６では、外部照度検出器９０１からの信号に応じて、閾値メモリ３０７より閾値曲線が選択されて読み出される（ステップ１１０８。）
【００８２】
図１２に閾値曲線の一例について説明する。図１２（Ａ）では、外部照度検出器９０１で外部環境が明所であった場合に、閾値曲線の変化について示している。外部環境が明るい場合、光の明滅に対して人間の目が慣れてくるため、閾値を高く設定することができる。図１２（Ａ）で外部環境の照度が中程度の場合を閾値曲線１２０１とすると、外部環境が明るい場合が閾値曲線１２０２となる。そのため、例えば図１２（Ａ）に示すようにヒストグラム曲線１２０３があった場合、外部環境が明るいと閾値曲線以下となるため、修正処理することなく画像データを出力することができる。一方、図１２（Ｂ）では、外部照度検出器９０１で外部環境が暗所であった場合に、閾値曲線の変化について示している。外部環境が暗い場合、光の明滅に対して人間の目が慣れていないため、閾値を低く設定することが望ましい。図１２（Ｂ）で外部環境の照度が中程度の場合を閾値曲線１２０４とすると、外部環境が暗い場合が閾値曲線１２０５となる。そのため、例えば図１２（Ｂ）に示すようにヒストグラム曲線１２０６があった場合、外部環境が明るいと一部が閾値曲線以上となるため、修正処理を行った画像データを出力することができる。
【００８３】
図１１の説明に戻る。ステップ１１０８に続いて、処理判定回路３０６では、ヒストグラムの各輝度での頻度の値について差分の値が、閾値メモリ３０７より読み出された閾値曲線より大きいか否かを判定する（ステップ１１０９。）
【００８４】
次にステップ１１０９での処理で、ヒストグラムの各輝度での頻度の値について差分の値が、閾値メモリ３０７より読み出された閾値曲線より大きい場合、出力切り替えスイッチ部１０７のスイッチを修正画像メモリ３１０の出力側に切り替える（ステップ１１１０）。またステップ１１０９での処理で、ヒストグラムの各輝度での頻度の値について差分の値が、閾値メモリ３０７より読み出された閾値曲線以下の場合、出力切り替えスイッチ部１０７のスイッチをセレクター３０２の出力側に切り替える（ステップ１１１１）。
【００８５】
以上説明したように、本実施の形態で示す構成は、光の明滅の強弱に応じて、高いダイナミックレンジでの臨場感ある動画像を補正するか否かを選択的に切り替えて動作させる事ができる。そのため、単に画面全体の明度を下げることで強い光の明滅の影響を緩和する処理に比べて、強い光の明滅の影響を緩和する処理をしながらも、質の高い画質の動画像を保つことができる。また本実施の形態で示す構成は、階調値の取る範囲の上幅と下幅が狭まる関係とする補正を行うものである。補正メモリ３０９に記憶されたガンマ補正テーブルによるガンマ補正またはトーンカーブ補正によりダイナミックレンジを狭める補正をすることにより、強い光の明滅を緩和する事ができ、眼精疲労、または体調不良を低減することができる。特に本実施の形態においては、外部環境の明暗を考慮して、画像処理を行うことができる。
【００８６】
本実施の形態は他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【００８７】
（実施の形態３）
本実施の形態では、画像処理システムで表示を行うことのできる表示装置の構成について、図１３を参照して説明する。具体的には、ＴＦＴ基板と、対向基板と、対向基板とＴＦＴ基板との間に挟持された液晶層とを有する液晶表示装置の構成について説明する。また、図１３（Ａ）は、液晶表示装置の上面図である。図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）の線Ｃ−Ｄにおける断面図である。なお、図１３（Ｂ）は、基板５０１００上に、半導体膜として結晶性半導体膜（ポリシリコン膜）を用いた場合のトップゲート型のトランジスタを形成した場合で、表示方式がＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式での断面図である。
【００８８】
図１３（Ａ）に示す液晶表示装置は、基板５０１００上に、画素部５０１０１、第１の走査線駆動回路５０１０５ａ、第２の走査線駆動回路５０１０５ｂ、及び信号線駆動回路５０１０６が形成されている。画素部５０１０１、第１の走査線駆動回路５０１０５ａ、第２の走査線駆動回路５０１０５ｂ、及び信号線駆動回路５０１０６は、シール材５０５１６によって、基板５０１００と基板５０５１５との間に封止されている。また、ＴＡＢ方式によって、ＦＰＣ５０２００、及びＩＣチップ５０５３０が基板５０１００上に配置されている。
【００８９】
図１３（Ａ）の線Ｃ−Ｄにおける断面構造について、図１３（Ｂ）を参照して説明する。基板５０１００上に、画素部５０１０１と、その周辺駆動回路部（第１の走査線駆動回路５０１０５ａ及び第２の走査線駆動回路５０１０５ｂ、並びに信号線駆動回路５０１０６）が形成されているが、ここでは、駆動回路領域５０５２５（第２の走査線駆動回路５０１０５ｂ）と、画素領域５０５２６（画素部５０１０１）とが示されている。
【００９０】
まず、基板５０１００上に、下地膜として、絶縁膜５０５０１が成膜されている。絶縁膜５０５０１としては、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（ＳｉＯｘＮｙ）等の絶縁膜の単層、或いはこれらの膜の少なくとも２つの膜でなる積層を用いる。なお、半導体と接する部分では、酸化シリコン膜を用いる方がよい。その結果、下地膜における電子のトラップやトランジスタ特性のヒステリシスを抑えることができる。また、下地膜として、窒素を多く含む膜を少なくとも１つ配置することが望ましい。それにより、ガラスからの不純物を低減することができる。
【００９１】
次に、絶縁膜５０５０１上に、フォトリソグラフィ法、インクジェット法、又は印刷法などにより、半導体膜５０５０２が形成されている。
【００９２】
次に、半導体膜５０５０２上に、ゲート絶縁膜として、絶縁膜５０５０３が形成されている。なお、絶縁膜５０５０３としては、熱酸化膜、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などの単層または積層構造を用いることができる。半導体膜５０５０２と接する絶縁膜５０５０３は酸化珪素膜が好ましい。それは、酸化珪素膜にすると半導体膜５０５０２との界面におけるトラップ準位が少なくなるからである。また、ゲート電極をＭｏで形成するときは、ゲート電極と接するゲート絶縁膜は窒化シリコン膜が好ましい。それは、窒化シリコン膜はＭｏを酸化させないからである。ここでは絶縁膜５０５０３として、プラズマＣＶＤ法により厚さ１１５ｎｍの酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を形成する。
【００９３】
次に、絶縁膜５０５０３上に、ゲート電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法、又は印刷法などにより、導電膜５０５０４が形成されている。なお、導電膜５０５０４としては、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｌ、Ｎｄ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｂａ、Ｇｅなどや、これら元素の合金等がある。もしくは、これら元素またはこれら元素の合金の積層により構成してもよい。ここではＭｏによりゲート電極を形成する。Ｍｏは、エッチングしやすく、熱に強いので好適である。なお、半導体膜５０５０２には、導電膜５０５０４、又はレジストをマスクとして半導体膜５０５０２に不純物元素がドーピングされており、チャネル形成領域と、ソース領域及びドレイン領域となる不純物領域とが形成されている。なお、不純物領域は、不純物濃度を制御して高濃度領域と低濃度領域とを形成されていてもよい。なお、トランジスタ５０５２１の導電膜５０５０４は、デュアルゲート構造としている。トランジスタ５０５２１は、デュアルゲート構造にすることで、トランジスタ５０５２１のオフ電流を小さくすることができる。なお、デュアルゲート構造とは、２つのゲート電極を有している構造である。ただし、トランジスタのチャネル領域上に、複数のゲート電極を有していてもよい。また、トランジスタ５０５２１の導電膜５０５０４は、シングルゲート構造としてもよい。また、トランジスタ５０５２１と同一工程にてトランジスタ５０５１９及びトランジスタ５０５２０を作製することができる。
【００９４】
次に、絶縁膜５０５０３上、及び絶縁膜５０５０３上に形成された導電膜５０５０４上に、層間膜として、絶縁膜５０５０５が形成されている。なお、絶縁膜５０５０５としては、有機材料、又は無機材料、若しくはそれらの積層構造を用いることができる。例えば酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、ポリシラザン、窒素含有炭素（ＣＮ）、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）、アルミナ、その他の無機絶縁性材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、有機絶縁性材料を用いてもよく、有機材料としては、感光性、非感光性どちらでも良く、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、シロキサン樹脂などを用いることができる。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）やフルオロ基を用いてもよい。有機基は、フルオロ基を有していてもよい。なお、絶縁膜５０５０３、及び絶縁膜５０５０５には、コンタクトホールが選択的に形成されている。例えば、コンタクトホールは、各トランジスタの不純物領域の上面に形成されている。
【００９５】
次に、絶縁膜５０５０５上に、ドレイン電極、ソース電極、及び配線として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法、又は印刷法などにより、導電膜５０５０６が形成されている。なお、導電膜５０５０６としては、材料としてはＴｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｌ、Ｎｄ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｂａ、Ｇｅなどや、これら元素の合金等がある。もしくは、これら元素またはこれら元素の合金の積層構造を用いることができる。なお、絶縁膜５０５０３、及び絶縁膜５０５０５のコンタクトホールが形成されている部分では、導電膜５０５０６とトランジスタの半導体膜５０５０２の不純物領域とが接続されている。
【００９６】
次に、絶縁膜５０５０５、及び絶縁膜５０５０５上に形成された導電膜５０５０６上に、平坦化膜として、絶縁膜５０５０７が形成されている。なお、絶縁膜５０５０７としては、平坦性や被覆性がよいことが望ましいため、有機材料を用いて形成されることが多い。なお、無機材料（酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン）の上に、有機材料が形成され、多層構造になっていてもよい。なお、絶縁膜５０５０７には、コンタクトホールが選択的に形成されている。例えば、コンタクトホールは、トランジスタ５０５２１のドレイン電極の上面に形成されている。
【００９７】
次に、絶縁膜５０５０７上に、画素電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法、又は印刷法などにより、導電膜５０５０８が形成されている。導電膜５０５０８には、開口部を形設しておく。導電膜に形設される開口部は、液晶分子に傾斜を持たせることができるため、ＭＶＡ方式での突起物と同じ役割をさせることができる。なお、導電膜５０５０８としては、光を透過する透明電極、例えば、酸化インジウムに酸化スズを混ぜたインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）膜、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）に酸化珪素を混ぜたインジウムスズ珪素酸化物（ＩＴＳＯ）膜、酸化インジウムに酸化亜鉛を混ぜたインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）膜、酸化亜鉛膜、または酸化スズ膜などを用いることができる。なお、ＩＺＯとは、ＩＴＯに２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合させたターゲットを用いてスパッタリングにより形成される透明導電材料であるが、これに限定されない。反射電極の場合は、例えば、Ａｌ、Ａｇなどやそれらの合金などを用いることができる。また、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｒ、ＷとＡｌを積層させた２層構造、ＡｌをＴｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｗなどの金属で挟んだ３層積層構造としてもよい。
【００９８】
次に、絶縁膜５０５０７上、及び絶縁膜５０５０７上に形成された導電膜５０５０８上に、配向膜として、絶縁膜５０５０９が形成されている。
【００９９】
次に、画素部５０１０１の周辺部、若しくは画素部５０１０１の周辺部とその周辺駆動回路部の周辺部に、インクジェット法などにより、シール材５０５１６が形成される。
【０１００】
次に、導電膜５０５１２、絶縁膜５０５１１、及び突起部５０５５１などが形成された基板５０５１５と、基板５０１００とがスペーサ５０５３１を介して貼り合わされており、その隙間に、液晶層５０５１０が配置されている。なお、基板５０５１５は、対向基板として機能する。また、スペーサ５０５３１は、数μｍの粒子を散布して設ける方法でもよいし、基板全面に樹脂膜を形成した後に、樹脂膜をエッチング加工して形成する方法でもよい。また、導電膜５０５１２は、対向電極として機能する。導電膜５０５１２としては、導電膜５０５０８と同様なものを用いるこができる。また、絶縁膜５０５１１は、配向膜として機能する。
【０１０１】
次に、画素部５０１０１と、その周辺駆動回路部と電気的に接続されている導電膜５０５１８上に、異方性導電体層５０５１７を介して、ＦＰＣ５０２００が配置されている。また、ＦＰＣ５０２００上に、異方性導電体層５０５１７を介して、ＩＣチップ５０５３０が配置されている。つまり、ＦＰＣ５０２００、異方性導電体層５０５１７、及びＩＣチップ５０５３０は、電気的に接続されている。
【０１０２】
なお、異方性導電体層５０５１７は、ＦＰＣ５０２００から入力される信号、及び電位を、画素や周辺回路に伝達する機能を有している。異方性導電体層５０５１７としては、導電膜５０５０６と同様なものを用いてもよいし、導電膜５０５０４と同様なものを用いてもよいし、半導体膜５０５０２の不純物領域と同様なものを用いてもよいし、これらを少なくとも２層以上組み合わせたものを用いてもよい。
【０１０３】
なお、ＩＣチップ５０５３０は、機能回路（メモリやバッファ）を形成することで、基板面積を有効利用することができる。
【０１０４】
なお、図１３（Ｂ）は、表示方式がＭＶＡ方式での断面図について説明したが、表示方式がＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式でもよい。ＰＶＡ方式の場合は、基板５０５１５上の導電膜５０５１２に対し、スリットを設ける構成とすることで液晶分子を傾斜配向させればよい。またスリットが設けられた導電膜上に突起部５０５５１（配向制御用突起ともいう）を設けて、液晶分子の傾斜配向をさせてもよい。また、液晶の表示方式は、ＭＶＡ方式、ＰＶＡ方式に限定されるものではなく、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード等を用いることができる。
【０１０５】
図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）の液晶パネルは、第１の走査線駆動回路５０１０５ａ、第２の走査線駆動回路５０１０５ｂ、及び信号線駆動回路５０１０６を基板５０１００上に形成した場合の構成について説明したが、図１４（Ａ）の液晶パネルに示すように、信号線駆動回路５０１０６に相当する駆動回路をドライバＩＣ５０６０１に形成して、ＣＯＧ方式などで液晶パネルに実装した構成としてもよい。信号線駆動回路５０１０６をドライバＩＣ５０６０１に形成することで、省電力化を図ることができる。また、ドライバＩＣ５０６０１はシリコンウエハ等の半導体チップとすることで、図１４（Ａ）の液晶パネルはより高速、且つ低消費電力化を図ることができる。
【０１０６】
同様に、図１４（Ｂ）の液晶パネルに示すように、第１の走査線駆動回路５０１０５ａ、第２の走査線駆動回路５０１０５ｂ、及び信号線駆動回路５０１０６に相当する駆動回路を、それぞれドライバＩＣ５０６０２ａ、ドライバＩＣ５０６０２ｂ、及びドライバＩＣ５０６０１に形成して、ＣＯＧ方式などで液晶パネルに実装した構成としてもよい。また、第１の走査線駆動回路５０１０５ａ、第２の走査線駆動回路５０１０５ｂ、及び信号線駆動回路５０１０６に相当する駆動回路を、それぞれドライバＩＣ５０６０２ａ、ドライバＩＣ５０６０２ｂ、及びドライバＩＣ５０６０１に形成することで、低コスト化が図れる。
【０１０７】
本実施の形態は他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。すなわち、実施の形態１で説明したように、光の明滅の強弱に応じて、高いダイナミックレンジでの臨場感ある動画像を補正するか否かを選択的に切り替えて動作させる事ができる表示装置とすることができる。そのため、単に画面全体の明度を下げることで強い光の明滅の影響を緩和する処理に比べて、強い光の明滅の影響を緩和する処理をしながらも、質の高い画質の動画像を保つことができる表示装置とすることができる。また本実施の形態で示す構成は、階調値の取る範囲の上幅と下幅が狭まる関係とする補正を行うものである。補正メモリに記憶されたガンマ補正テーブルによるガンマ補正またはトーンカーブ補正によりダイナミックレンジを狭める補正をすることにより、強い光の明滅を緩和する事ができ、眼精疲労、または体調不良を低減することができる表示装置とすることができる。
【０１０８】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態３で説明した半導体膜として、半導体基板（ボンド基板）から支持基板（ベース基板）に転置した半導体膜を用いトップゲート型のトランジスタを形成する際のトランジスタの作製方法について説明する。
【０１０９】
まず図１７（Ａ）に示すように、ボンド基板１７００上に絶縁膜１７０１を形成する。絶縁膜１７０１は、酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、窒化珪素等の絶縁性を有する材料を用いて形成する。絶縁膜１７０１は、単数の絶縁膜を用いたものであっても、複数の絶縁膜を積層して用いたものであっても良い。例えば本実施の形態では、ボンド基板１７００に近い側から、窒素よりも酸素の含有量が高い酸化窒化珪素、酸素よりも窒素の含有量が高い窒化酸化珪素の順に積層された絶縁膜１７０１を用いる。
【０１１０】
例えば酸化珪素を絶縁膜１７０１として用いる場合、絶縁膜１７０１はシランと酸素、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）と酸素等の混合ガスを用い、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、常圧ＣＶＤ、バイアスＥＣＲＣＶＤ等の気相成長法によって形成することができる。この場合、絶縁膜１７０１の表面を酸素プラズマ処理で緻密化しても良い。また、窒化珪素を絶縁膜１７０１として用いる場合、シランとアンモニアの混合ガスを用い、プラズマＣＶＤ等の気相成長法によって形成することができる。また、窒化酸化珪素を絶縁膜１７０１として用いる場合、シランとアンモニアの混合ガス、またはシランと酸化窒素の混合ガスを用い、プラズマＣＶＤ等の気相成長法によって形成することができる。
【０１１１】
また絶縁膜１７０１として、有機シランガスを用いて化学気相成長法により作製される酸化珪素を用いていても良い。有機シランガスとしては、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：化学式Ｓｉ（ＣＨ３）４）、テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、トリエトキシシラン（ＳｉＨ（ＯＣ２Ｈ５）３）、トリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ３）２）３）等のシリコン含有化合物を用いることができる。
【０１１２】
次に図１７（Ａ）に示すように、ボンド基板１７００に、矢印で示すように水素又は希ガス、或いは水素イオン又は希ガスイオンを注入し、ボンド基板１７００の表面から一定の深さの領域に、微小ボイドを有する欠陥層１７０２を形成する。欠陥層１７０２が形成される位置は、上記注入の加速電圧によって決まる。そして欠陥層１７０２の位置により、ボンド基板１７００からベース基板１７０４に転置する半導体膜１７０８の厚さが決まるので、注入の加速電圧は半導体膜１７０８の厚さを考慮して設定する。当該半導体膜１７０８の厚さは１０ｎｍ乃至２００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ乃至５０ｎｍの厚さとする。例えば水素をボンド基板１７００に注入する場合、ドーズ量は３×１０１６乃至１×１０１７／ｃｍ２とするのが望ましい。
【０１１３】
なお、欠陥層１７０２を形成する上記工程において、ボンド基板１７００に高い濃度の水素又は希ガス、或いは水素イオン又は希ガスイオンを注入するので、ボンド基板１７００の表面が粗くなってしまい、ベース基板１７０４との間における貼り合わせで十分な強度が得られない場合がある。絶縁膜１７０１を設けることで、水素又は希ガス、或いは水素と希ガスのイオンを注入する際にボンド基板１７００の表面が保護され、ベース基板１７０４とボンド基板１７００の間における貼り合わせを良好に行うことが出来る。
【０１１４】
次に図１７（Ｂ）に示すように、絶縁膜１７０１上に絶縁膜１７０３を形成する。絶縁膜１７０３は、絶縁膜１７０１と同様に、酸化珪素、窒化酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化珪素等の絶縁性を有する材料を用いて形成する。絶縁膜１７０３は、単数の絶縁膜を用いたものであっても、複数の絶縁膜を積層して用いたものであっても良い。また絶縁膜１７０３として、有機シランガスを用いて化学気相成長法により作製される酸化珪素を用いていても良い。本実施の形態では、絶縁膜１７０３として、有機シランガスを用いて化学気相成長法により作製される酸化珪素を用いる。
【０１１５】
なお絶縁膜１７０１または絶縁膜１７０３に窒化珪素、窒化酸化珪素などのバリア性の高い絶縁膜を用いることで、後に形成される島状の半導体膜１７０９にアルカリ金属やアルカリ土類金属などの不純物がベース基板１７０４から入るのを防ぐことができる。
【０１１６】
なお本実施の形態では、欠陥層１７０２を形成した後に絶縁膜１７０３を形成しているが、絶縁膜１７０３は必ずしも設ける必要はない。ただし絶縁膜１７０３は欠陥層１７０２を形成した後に形成されるので、欠陥層１７０２を形成する前に形成される絶縁膜１７０１よりも、その表面の平坦性は高い。よって、絶縁膜１７０３を形成することで、後に行われる貼り合わせの強度をより高めることができる。
【０１１７】
次に、ボンド基板１７００とベース基板１７０４とを貼り合わせる前に、ボンド基板１７００に水素化処理を行うようにしても良い。水素化処理は、例えば、水素雰囲気中において３５０℃、２時間程度行う。
【０１１８】
そして図１７（Ｃ）に示すように、ボンド基板１７００と、ベース基板１７０４とを、絶縁膜１７０３を間に挟むように重ねて、図１７（Ｄ）に示すように貼り合わせる。絶縁膜１７０３とベース基板１７０４とが貼り合わせられることで、ボンド基板１７００とベース基板１７０４とを貼り合わせることができる。
【０１１９】
貼り合わせはファン・デル・ワールス力を用いて行われているため、室温でも強固に貼り合わせを行うことができる。なお、上記の貼り合わせは低温で行うことが可能であるため、ベース基板１７０４は様々なものを用いることが可能である。例えばベース基板１７０４としては、アルミノシリケートガラスバリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板の他、石英基板、サファイア基板などの基板を用いることが出来る。さらにベース基板１７０４として、シリコン、ガリウムヒ素、インジウムリンなどの半導体基板などを用いることができる。
【０１２０】
なお、ベース基板１７０４の表面にも絶縁膜を形成しておき、該絶縁膜と絶縁膜１７０３との間で貼り合わせを行うようにしても良い。この場合、ベース基板１７０４として上述したものの他に、ステンレス基板を含む金属基板を用いても良い。また、プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、上記基板と比較して耐熱温度が一般的に低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであればベース基板１７０４として用いることが可能である。プラスチック基板として、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）に代表されるポリエステル、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂などが挙げられる。
【０１２１】
ボンド基板１７００として、シリコン、ゲルマニウムなどの単結晶半導体基板または多結晶半導体基板を用いることができる。その他に、ガリウムヒ素、インジウムリンなどの化合物半導体で形成された単結晶半導体基板または多結晶半導体基板を、ボンド基板１７００として用いることができる。またボンド基板１７００として、結晶格子に歪みを有するシリコン、シリコンに対しゲルマニウムが添加されたシリコンゲルマニウムなどの半導体基板を用いていても良い。歪みを有するシリコンは、シリコンよりも格子定数の大きいシリコンゲルマニウムまたは窒化珪素上における成膜により、形成することができる。
【０１２２】
なおベース基板１７０４とボンド基板１７００とを貼り合わせた後に、加熱処理又は加圧処理を行っても良い。加熱処理又は加圧処理を行うことで貼り合わせの強度を向上させることができる。
【０１２３】
上記貼り合わせを行った後、熱処理を行うことにより、欠陥層１７０２において隣接する微小ボイドどうしが結合して、微小ボイドの体積が増大する。その結果、図１８（Ａ）に示すように、欠陥層１７０２においてボンド基板１７００が劈開し、ボンド基板１７００の一部であった半導体膜１７０８が乖離する。熱処理の温度はベース基板１７０４の耐熱温度以下で行うことが好ましく、例えば４００℃乃至６００℃の範囲内で熱処理を行えば良い。この剥離により、半導体膜１７０８が、絶縁膜１７０１及び絶縁膜１７０３と共にベース基板１７０４に転置される。その後、絶縁膜１７０３とベース基板１７０４の貼り合わせをさらに強固にするため、４００℃乃至６００℃の熱処理を行うのが好ましい。
【０１２４】
半導体膜１７０８の結晶面方位はボンド基板１７００の面方位によって制御することができる。形成する半導体素子に適した結晶面方位を有するボンド基板１７００を、適宜選択して用いればよい。またトランジスタの移動度は半導体膜１７０８の結晶面方位によって異なる。より移動度の高いトランジスタを得たい場合、チャネルの向きと結晶面方位とを考慮し、ボンド基板１７００の貼り合わせの方向を定めるようにする。
【０１２５】
次に、転置された半導体膜１７０８の表面を平坦化する。平坦化は必ずしも必須ではないが、平坦化を行うことで、後に形成されるトランジスタにおいて半導体膜１７０８とゲート絶縁膜の界面の特性を向上させることが出来る。具体的に平坦化は、化学的機械的研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）により、行うことができる。半導体膜１７０８の厚さは、上記平坦化により薄膜化される。
【０１２６】
なお本実施の形態では、欠陥層１７０２の形成により半導体膜１７０８をボンド基板１７００から剥離するスマートカット法を用いる場合について示すが、ＥＬＴＲＡＮ（Ｅｐｉｔａｘｉａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）、誘電体分離法、ＰＡＣＥ（Ｐｌａｓｍａ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）法などの、他の貼り合わせ法を用いて半導体膜１７０８をベース基板１７０４に貼り合わせるようにしても良い。
【０１２７】
次に、図１８（Ｂ）に示すように、半導体膜１７０８を所望の形状に加工（パターニング）することで、島状の半導体膜１７０９を形成する。
【０１２８】
上記工程を経て形成された島状の半導体膜１７０９を用い、トランジスタ等の各種半導体素子を形成することが出来る。図１８（Ｃ）には、島状の半導体膜１７０９を用いて形成されたトランジスタ１７１０を例示している。
【０１２９】
上述した作製方法を用いることで、特性の優れた半導体素子を作製することができる。
【０１３０】
本実施の形態は他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。すなわち、実施の形態１で説明したように、光の明滅の強弱に応じて、高いダイナミックレンジでの臨場感ある動画像を補正するか否かを選択的に切り替えて動作させる事ができる表示装置とすることができる。そのため、単に画面全体の明度を下げることで強い光の明滅の影響を緩和する処理に比べて、強い光の明滅の影響を緩和する処理をしながらも、質の高い画質の動画像を保つことができる表示装置とすることができる。また本実施の形態で示す構成は、階調値の取る範囲の上幅と下幅が狭まる関係とする補正を行うものである。補正メモリに記憶されたガンマ補正テーブルによるガンマ補正またはトーンカーブ補正によりダイナミックレンジを狭める補正をすることにより、強い光の明滅を緩和する事ができ、眼精疲労、または体調不良を低減することができる表示装置とすることができる。
【０１３１】
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態３で説明した半導体膜として、酸化物半導体を半導体膜に用いボトムゲート型のトランジスタを形成する際のトランジスタの作製方法について説明する。
【０１３２】
まず図１９（Ａ）に示すように、基板１９００上に絶縁膜１９０１を形成する。絶縁膜１９０１は、酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、窒化珪素等の絶縁性を有する材料を用いて形成する。絶縁膜１９０１は、単数の絶縁膜を用いたものであっても、複数の絶縁膜を積層して用いたものであっても良い。例えば本実施の形態では、酸化珪素膜を絶縁膜１９０１として用いる。
【０１３３】
基板１９００として、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板等を用いることができる。また、ステンレス基板を含む金属基板、またはシリコン基板等の半導体基板を用いても良い。プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、上記基板と比較して耐熱温度が一般的に低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば用いることが可能である。
【０１３４】
プラスチック基板として、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）に代表されるポリエステル、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂などが挙げられる。
【０１３５】
酸化珪素を絶縁膜１９０１として用いる場合、絶縁膜１９０１はシランと酸素、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）と酸素等の混合ガスを用い、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、常圧ＣＶＤ、バイアスＥＣＲＣＶＤ等の気相成長法によって形成することができる。
【０１３６】
また絶縁膜１９０１として、有機シランガスを用いて化学気相成長法により作製される酸化珪素を用いていても良い。有機シランガスとしては、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：化学式Ｓｉ（ＣＨ３）４）、テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、トリエトキシシラン（ＳｉＨ（ＯＣ２Ｈ５）３）、トリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ３）２）３）等のシリコン含有化合物を用いることができる。
【０１３７】
次に図１９（Ａ）に示すように、絶縁膜１９０１上に導電膜を形成した後、該導電膜を所定の形状に加工することで、第１の導電膜１９０２を形成する。第１の導電膜１９０２には、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ニオブ（Ｎｂ）等を用いることが出来る。また上記金属を主成分とする合金を用いても良いし、上記金属を含む化合物を用いても良い。または、半導体膜に導電性を付与するリン等の不純物元素をドーピングした、多結晶珪素などの半導体を用いて形成しても良い。例えば本実施の形態では、タングステンとモリブデンの合金を第１の導電膜１９０２として用いる。
【０１３８】
次に図１９（Ｂ）に示すように、第１の導電膜１９０２を覆うようにゲート絶縁膜１９０３を形成する。ゲート絶縁膜１９０３は、プラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法などを用い、酸化珪素、窒化珪素（ＳｉＮｘ、Ｓｉ３Ｎ４等）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ＞０）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ＞０）等を含む膜を、単層で、または積層させて形成することができる。例えば本実施の形態では、窒化珪素をゲート絶縁膜１９０３として用いる。
【０１３９】
次に図１９（Ｃ）に示すように、ゲート絶縁膜１９０３上に、酸化物半導体膜を形成した後、該酸化物半導体膜を所定の形状に加工することで、酸化物半導体膜１９０４を形成する。酸化物半導体膜１９０４の膜厚は５〜２００ｎｍ（望ましくは１０〜１２０ｎｍ、好ましくは１５〜７０ｎｍ）とする。なお酸化物半導体として、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化マグネシウム亜鉛（ＭｇｘＺｎ１−ｘＯ）、酸化カドミウム亜鉛（ＣｄｘＺｎ１−ｘＯ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）又はＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系のアモルファス酸化物半導体（ａ−ＩＧＺＯ）等を用いればよい。例えば本実施の形態では、Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７をターゲットにしたスパッタ法を用いてａ−ＩＧＺＯを形成し、酸化物半導体膜１９０４として用いる。
【０１４０】
次に図１９（Ｄ）に示すように、ゲート絶縁膜１９０３及び酸化物半導体膜１９０４上に導電膜を形成した後、該導電膜を所定の形状に加工することで、第２の導電膜１９０５を形成する。第２の導電膜１９０５には、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ニオブ（Ｎｂ）等を用いることが出来る。また上記金属を主成分とする合金を用いても良いし、上記金属を含む化合物を用いても良い。または、半導体膜に導電性を付与するリン等の不純物元素をドーピングした、多結晶珪素などの半導体を用いて形成しても良い。例えば本実施の形態では、タングステンとモリブデンの合金を第２の導電膜１９０５として用いる。なお、第２の導電膜１９０５を加工する際、酸化物半導体膜１９０４上に保護膜を設ける構成としてもよい。保護膜としては、酸化珪素膜を用いればよい。
【０１４１】
上記工程を経て形成された酸化物半導体膜を用い、トランジスタ等の各種半導体素子を形成することが出来る。図１９（Ｄ）には、酸化物半導体膜１９０４を用いて形成されたトランジスタ１９０６を例示している。
【０１４２】
上述した作製方法を用いることで、特性の優れた半導体素子を作製することができる。
【０１４３】
本実施の形態は他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。すなわち、実施の形態１で説明したように、光の明滅の強弱に応じて、高いダイナミックレンジでの臨場感ある動画像を補正するか否かを選択的に切り替えて動作させる事ができる表示装置とすることができる。そのため、単に画面全体の明度を下げることで強い光の明滅の影響を緩和する処理に比べて、強い光の明滅の影響を緩和する処理をしながらも、質の高い画質の動画像を保つことができる表示装置とすることができる。また本実施の形態で示す構成は、階調値の取る範囲の上幅と下幅が狭まる関係とする補正を行うものである。補正メモリに記憶されたガンマ補正テーブルによるガンマ補正またはトーンカーブ補正によりダイナミックレンジを狭める補正をすることにより、強い光の明滅を緩和する事ができ、眼精疲労、または体調不良を低減することができる表示装置とすることができる。
【０１４４】
（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態３で説明した半導体膜として、微結晶半導体を半導体膜に用いボトムゲート型のトランジスタを形成する際のトランジスタの作製方法について説明する。
【０１４５】
微結晶半導体を半導体膜に用いたトランジスタはｐチャネル型よりもｎチャネル型の方が、移動度が高いので駆動回路に用いるのにより適している。同一の基板上に形成する薄膜トランジスタを全て同じ極性にそろえておくことが、工程数を抑えるためにも望ましい。ここでは、ｎチャネル型の薄膜トランジスタを用いて説明する。
【０１４６】
まず図２０（Ａ）に示すように、基板２０００上に導電膜を形成し、該導電膜を所定の形状に加工することで、第１の導電膜２００１を形成する。第１の導電膜２００１は、チタン、モリブデン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウムなど公知の金属材料でも良いが、金属材料を含む導電性ペーストを用いてスクリーン印刷法やロールコーター法で所定の形状とすることが好ましい。導電性ペーストで所定のパターンに形成した後は、乾燥した後に、１００〜２００℃で硬化させ１〜５μｍの厚さを得る。第１の導電膜２００１は、ゲート電極として機能する。
【０１４７】
基板２０００として、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板等を用いることができる。また、ステンレス基板を含む金属基板、またはシリコン基板等の半導体基板を用いても良い。プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、上記基板と比較して耐熱温度が一般的に低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば用いることが可能である。
【０１４８】
プラスチック基板として、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）に代表されるポリエステル、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂などが挙げられる。
【０１４９】
次に図２０（Ａ）に示すように、第１の導電膜２００１上に、ゲート絶縁膜２００２を形成する。次にゲート絶縁膜２００２上に、微結晶半導体膜、バッファ層、一導電型を付与する不純物が添加された半導体膜を順に形成し、所定の形状に加工することで、微結晶半導体膜２００３、バッファ層２００４、一導電型を付与する不純物が添加された半導体膜２００５を形成する。なお、ゲート絶縁膜２００２、微結晶半導体膜２００３、及びバッファ層２００４を大気に触れさせることなく連続成膜し、形成することで、大気成分や大気中に浮遊する汚染不純物元素に汚染されることなく各積層界面を形成することができるので、薄膜トランジスタ特性のばらつきを低減することができる。
【０１５０】
ゲート絶縁膜２００２は、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フェノキシ樹脂、非芳香族多官能性イソシアナート、メラミン樹脂を添加した有機絶縁体材料を適用することができ、０．１乃至３μｍの厚さで形成することができる。なお、ゲート絶縁膜２００２は有機絶縁体材料に必ずしも限定されず、塗布法で形成される酸化珪素膜を用いても良い。また、ＣＶＤ法やスパッタリング法等を用いて、可撓性基板が耐えうる温度の範囲内（２００乃至３００℃）で、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜、または窒化酸化珪素膜を形成することもできる。
【０１５１】
ここでは、酸化窒化珪素膜とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多いものであって、ラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ：Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ  Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）及び水素前方散乱法（ＨＦＳ：Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）を用いて測定した場合に、濃度範囲として酸素が５５〜７０原子％、窒素が０．５〜１５原子％、Ｓｉが２５〜３５原子％、水素が０．１〜１０原子％の範囲で含まれるものをいう。また、窒化酸化珪素膜とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多いものであって、濃度範囲として酸素が５〜３０原子％、窒素が２０〜５５原子％、Ｓｉが２５〜３５原子％、水素が１０〜３０原子％の範囲で含まれるものをいう。但し、酸化窒化珪素または窒化酸化珪素を構成する原子の合計を１００原子％としたとき、窒素、酸素、珪素及び水素の含有比率が上記の範囲内に含まれるものとする。
【０１５２】
微結晶半導体膜２００３は、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造の半導体を含む膜である。この半導体は、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質なものであり、その粒径を０．５〜２０ｎｍとして非単結晶半導体中に分散させて存在せしめることが可能である。微結晶半導体の代表例である微結晶シリコンは、そのラマンスペクトルが単結晶シリコンを示す５２０．６ｃｍ−１よりも低周波数側に、シフトしている。即ち、４８１ｃｍ−１以上５２０．６ｃｍ−１以下の間に微結晶シリコンのラマンスペクトルのピークがある。また、未結合手（ダングリングボンド）を終端するため水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで、安定性が増し良好な微結晶半導体膜が得られる。このような微結晶半導体膜に関する記述は、例えば、米国特許４，４０９，１３４号で開示されている。
【０１５３】
この微結晶半導体膜は、周波数が数十ＭＨｚ〜数百ＭＨｚの高周波プラズマＣＶＤ法、または周波数が１ＧＨｚ以上のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置により、１５０乃至３００℃程度の成膜温度で形成することができ、耐熱温度が２００℃乃至３００℃程度の可撓性基板に形成する際には好適な半導体膜である。微結晶半導体膜は、代表的には、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６などの水素化珪素を水素で希釈して形成することができる。また、水素化珪素及び水素に加え、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈して微結晶半導体膜を形成することができる。これらのときの水素化珪素に対して水素の流量比を５倍以上２００倍以下、好ましくは５０倍以上１５０倍以下、更に好ましくは１００倍とする。なお、水素化珪素の代わりに、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４等を用いることができる。
【０１５４】
また、微結晶半導体膜２００３は、価電子制御を目的とした不純物元素を意図的に添加しないときに弱いｎ型の電気伝導性を示すので、薄膜トランジスタのチャネル形成領域として機能する微結晶半導体膜に対しては、ｐ型を付与する不純物元素を、成膜と同時に、或いは成膜後に添加することで、しきい値制御をすることが可能となる。ｐ型を付与する不純物元素としては、代表的には硼素であり、Ｂ２Ｈ６、ＢＦ３などの不純物気体を１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ、好ましくは１〜１００ｐｐｍの割合で水素化珪素に混入させると良い。そしてボロンの濃度を、例えば１×１０１４〜６×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３とすると良い。
【０１５５】
また、微結晶半導体膜の酸素濃度を、１×１０１９ｃｍ−３以下、好ましくは５×１０１８ｃｍ−３以下、窒素及び炭素の濃度それぞれを５×１０１８ｃｍ−３以下、好ましくは１×１０１８ｃｍ−３以下とすることが好ましい。酸素、窒素、及び炭素が微結晶半導体膜に混入する濃度を低減することで、微結晶半導体膜がｎ型化になることを防止することができる。
【０１５６】
微結晶半導体膜２００３は、０ｎｍより厚く２００ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、さらに好ましくは５ｎｍ以上５０ｎｍ以下で形成する。微結晶半導体膜２００３は後に形成される薄膜トランジスタのチャネル形成領域として機能する。微結晶半導体膜２００３の厚さを５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲内とすることで、後に形成される薄膜トランジスタは、完全空乏型となる。また、微結晶半導体膜２００３は成膜速度が非晶質半導体膜の成膜速度の１／１０〜１／１００と遅いため、膜厚を薄くすることでスループットを向上させることができる。また、微結晶半導体膜は微結晶で構成されているため、非晶質半導導体膜を用いることで、薄膜トランジスタの閾値の変動を抑制することが可能である。
【０１５７】
また、微結晶半導体膜は非晶質半導体膜と比較して移動度が高い。すなわち多結晶半導体膜のように６００℃程度の高温で結晶化処理を行うことなく、高い電気特性の半導体膜が得られることとなる。このため、可撓性基板上に形成される電気泳動型表示素子のスイッチングとして好適であり、チャネル形成量領域が微結晶半導体膜で形成される薄膜トランジスタを用いることで、チャネル形成領域の面積、即ち薄膜トランジスタの面積を縮小することが可能である。
【０１５８】
バッファ層２００４は、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６などの水素化珪素を用いて、プラズマＣＶＤ法により形成することができる。なお、バッファ層２００４は、微結晶半導体膜と同様に、１５０乃至３００℃程度の成膜温度で形成することができる。また、上記水素化珪素に、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈して非晶質半導体膜を形成することができる。水素化珪素の流量の１倍以上２０倍以下、好ましくは１倍以上１０倍以下、更に好ましくは１倍以上５倍以下の流量の水素を用いて、水素を含む非晶質半導体膜を形成することができる。また、上記水素化珪素と窒素またはアンモニアとを用いることで、窒素を含む非晶質半導体膜を形成することができる。また、上記水素化珪素と、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素を含む気体（Ｆ２、Ｃｌ２、Ｂｒ２、Ｉ２、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩ等）を用いることで、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素を含む非晶質半導体膜を形成することができる。なお、水素化珪素の代わりに、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４等を用いることができる。
【０１５９】
また、バッファ層２００４は、ターゲットに非晶質半導体を用いて水素、または希ガスでスパッタリングして非晶質半導体膜を形成することができる。このとき、アンモニア、窒素、またはＮ２Ｏを雰囲気中に含ませることにより、窒素を含む非晶質半導体膜を形成することができる。また、雰囲気中にフッ素、塩素、臭素、またはヨウ素を含む気体（Ｆ２、Ｃｌ２、Ｂｒ２、Ｉ２、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩ等）を含ませることにより、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素を含む非晶質半導体膜を形成することができる。
【０１６０】
また、バッファ層２００４として、微結晶半導体膜２００３の表面にプラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法により非晶質半導体膜を形成した後、非晶質半導体膜の表面を水素プラズマ、窒素プラズマ、またはハロゲンプラズマで処理して、非晶質半導体膜の表面を水素化、窒素化、またはハロゲン化してもよい。または、非晶質半導体膜の表面を、ヘリウムプラズマ、ネオンプラズマ、アルゴンプラズマ、クリプトンプラズマ等で処理してもよい。
【０１６１】
バッファ層２００４は、結晶粒を含まない非晶質半導体膜で形成することが好ましい。このため、周波数が数十ＭＨｚ〜数百ＭＨｚの高周波プラズマＣＶＤ法、またはマイクロ波プラズマＣＶＤ法で形成する場合は、結晶粒を含まない非晶質半導体膜となるように、成膜条件を制御することが好ましい。
【０１６２】
バッファ層２００４は、後のソース領域及びドレイン領域の形成プロセスにおいて、一部エッチングされる場合があるが、そのときに、バッファ層２００４の一部が残存する厚さで形成することが好ましい。エッチングされて残存する部分の厚さは、代表的には、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚さで形成することが好ましい。
【０１６３】
なお、バッファ層２００４には、リンやボロン等の一導電型を付与する不純物が添加されていないことが好ましい。特に、閾値を制御するために微結晶半導体膜に含まれるボロン、または一導電型を付与する不純物が添加された半導体膜に含まれるリンがバッファ層２００４に混入されないことが好ましい。この結果、ＰＮ接合によるリーク電流の発生領域をなくすことで、リーク電流の低減を図ることができる。また、一導電型を付与する不純物が添加された半導体膜と微結晶半導体膜との間に、リンやボロン等の一導電型を付与する不純物が添加されない非晶質半導体膜を形成することで、微結晶半導体膜とソース領域及びドレイン領域それぞれに含まれる不純物が拡散するのを妨げることが可能である。
【０１６４】
微結晶半導体膜２００３の表面に、非晶質半導体膜、更には水素、窒素、またはハロゲンを含む非晶質半導体膜を形成することで、微結晶半導体膜２００３に含まれる結晶粒の表面の自然酸化を防止することが可能である。特に、非晶質半導体と微結晶粒が接する領域では、結晶格子の歪に由来し、亀裂が入りやすい。この亀裂が酸素に触れると結晶粒は酸化され、酸化珪素が形成される。しかしながら、微結晶半導体膜２００３の表面にバッファ層を形成することで、微結晶粒の酸化を防ぐことができる。また、バッファ層を形成することで、後にソース領域及びドレイン領域を形成する際に発生するエッチング残渣が微結晶半導体膜に混入することを防ぐことができる。
【０１６５】
また、バッファ層２００４は、非晶質半導体膜を用いて形成するため、または、水素、窒素、若しくはハロゲンを含む非晶質半導体膜で形成するため、非晶質半導体膜のエネルギーギャップが微結晶半導体膜に比べて大きく（非晶質半導体膜のエネルギーギャップは１．６以上１．８ｅＶ以下、微結晶半導体膜のエネルギーギャップは１．１以上１．５ｅＶ以下）、また抵抗が高く、移動度が低く、微結晶半導体膜の１／５〜１／１０である。このため、後に形成される薄膜トランジスタにおいて、ソース領域及びドレイン領域と、微結晶半導体膜との間に形成されるバッファ層は高抵抗領域として機能し、微結晶半導体膜がチャネル形成領域として機能する。このため、薄膜トランジスタのオフ電流を低減することができる。当該薄膜トランジスタを電気泳動方式表示装置のスイッチング素子として用いた場合、電気泳動方式表示装置のコントラストを向上させることができる。
【０１６６】
また、上記微結晶半導体膜２００３とバッファ層２００４を積層する構造において、微結晶半導体膜の代わりに、窒素またはＮＨ基を有し、且つ非晶質構造の中に結晶領域を含む半導体膜を形成してもよい。窒素またはＮＨ基を有し、且つ非晶質構造の中に結晶領域を含む半導体膜において、結晶領域とは、逆錐形の結晶粒、及び／または粒径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以上５ｎｍ以下微小結晶粒を含む。また、逆錐形の結晶粒、微小結晶粒は、それぞれ離散されている。ここで、逆錐形とは、多数の平面から構成される面と、前記面の外周と前記面の外に存在する頂点とを結ぶ線の集合によって作られる立体的形状であって、該頂点が基板側に存在するものをいう。
【０１６７】
さらには、上記微結晶半導体膜２００３とバッファ層２００４を積層する構造において、微結晶半導体膜及びバッファ層を、窒素またはＮＨ基を有し、且つ非晶質構造の中に結晶領域を含む半導体膜で形成してもよい。
【０１６８】
また、窒素またはＮＨ基を有し、且つ非晶質構造の中に結晶領域を含む半導体膜は、酸素濃度を低く抑え、窒素濃度を酸素濃度より高くする。酸素濃度を低く抑えることで欠陥を低減することができる。また、隣接する結晶領域の界面（即ち、粒界）、または、結晶領域及び非晶質構造との界面において、ＮＨ基のＮ原子がＳｉ原子のダングリングボンドを架橋することで、欠陥準位が低減されるため、オフ電流を低く抑えることができる。また、非晶質構造において、結晶領域が離散されており結晶粒界が少ないため、オン電流を高めることが可能である。
【０１６９】
窒素またはＮＨ基を有し、且つ非晶質構造の中に結晶領域を含む半導体膜の成膜方法としては、半導体膜の成膜前に、ゲート絶縁膜の表面に多量の窒素、またはアンモニアを存在させればよい。一例としては、ゲート絶縁膜を形成した後、ゲート絶縁膜の表面に窒素を含むガスを吹きかけ、ゲート絶縁膜２００２の表面に窒素を吸着させればよい。または、窒素を含むガスによって生成されるプラズマを曝せばよい。ここで、窒素を含むガスとしては、例えばアンモニア、窒素及び水素の混合ガス等がある。
【０１７０】
また、他の成膜方法の一例としては、窒素またはＮＨ基を有し、且つ非晶質構造の中に結晶領域を含む半導体層を形成する処理室の内壁を、高濃度の窒素を含む膜により覆うことである。高濃度に窒素を含む材料として、例えば窒化シリコンが挙げられる。さらには、窒化シリコンの原料としてＮＨ結合を有するガス（代表的にはアンモニア、窒素及び水素の混合ガス等）を用い、当該ガスを反応室内に吸着させるとよい。なお、処理室内壁を覆う高濃度に窒素を含む膜は、ゲート絶縁層と同時に形成することで、工程の簡略化ができるため好ましい。
【０１７１】
または、他の成膜方法の一例としては、窒素またはＮＨ基を有し、且つ非晶質構造の中に結晶領域を含む半導体膜の形成に用いるガスにおいて、酸素の濃度を低く抑え、窒素の濃度を高くすることである。さらには、ＮＨ結合を有するガス（代表的にはアンモニア、窒素及び水素の混合ガス）を用いるとよい。
【０１７２】
一導電型を付与する不純物が添加された半導体膜２００５は、ｎチャネル型の薄膜トランジスタを形成する場合には、代表的な不純物元素としてリンを添加すれば良く、水素化珪素にＰＨ３などの不純物気体を加えれば良い。また、ｐチャネル型の薄膜トランジスタを形成する場合には、代表的な不純物元素としてボロンを添加すれば良く、水素化珪素にＢ２Ｈ６などの不純物気体を加えれば良い。一導電型を付与する不純物が添加された半導体膜２００５は、微結晶半導体膜体、または非晶質半導体で形成することができる。一導電型を付与する不純物が添加された半導体膜２００５は２ｎｍ以上５０ｎｍ以下の厚さで形成する。一導電型を付与する不純物が添加された半導体膜の膜厚を、薄くすることでスループットを向上させることができる。なお、一導電型を付与する不純物が添加された半導体膜２００５は、後に薄膜トランジスタのソース領域及びドレイン領域として機能する領域となる。
【０１７３】
次に図２０（Ｂ）に示すように、ゲート絶縁膜２００２及び一導電型を付与する不純物が添加された半導体膜２００５上に第２の導電膜２００６を形成する。第２の導電膜２００６は、アルミニウム、銅、又はシリコン、チタン、ネオジム、スカンジウム、モリブデンなどの耐熱性向上元素若しくはヒロック防止元素が添加されたアルミニウム合金の単層または積層で形成することが好ましい。また、一導電型を付与する不純物が添加された半導体膜と接する側の膜を、チタン、タンタル、モリブデン、タングステン、またはこれらの元素の窒化物で形成し、その上にアルミニウムまたはアルミニウム合金を形成した積層構造としても良い。更には、アルミニウムまたはアルミニウム合金の上面及び下面を、チタン、タンタル、モリブデン、タングステン、またはこれらの元素の窒化物で挟んだ積層構造としてもよい。
【０１７４】
第２の導電膜２００６は、スパッタリング法や真空蒸着法で形成する。また、第２の導電膜２００６は、チタン、モリブデン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウムなど公知の金属材料でも良いが、金属材料を含む導電性ペーストを用いてスクリーン印刷法、ロールコーター法で形成しても良い。またインクジェット法等を用いて導電性ペーストを所望の形状に吐出し焼成して形成しても良い。
【０１７５】
次に、マスクを用いて第２の導電膜２００６の一部をエッチングし分離し、図２０（Ｃ）に示すように加工する（図２０（Ｃ）中の加工部２００７Ａ）。続いて加工部２００７Ａを用いて、導電型を付与する不純物が添加された半導体膜２００５及びバッファ層２００４をエッチングして分離し、図２０（Ｃ）に示すように加工する（図２０（Ｃ）中の加工部２００７Ｂ）。なお、バッファ層２００４は一部のみがエッチングされたものであり、微結晶半導体膜２００３の表面を覆っている。そして次に、第２の導電膜２００６の一部をエッチングしソース電極及びドレイン電極を形成する。また、ソース電極またはドレイン電極の一方は、ソース配線またはドレイン配線としても機能する。
【０１７６】
上記工程を経て形成された微結晶半導体膜を用い、トランジスタ等の各種半導体素子を形成することが出来る。図２０（Ｄ）には、微結晶半導体膜２００３を用いて形成されたチャネルエッチ型のトランジスタ２００８を例示している。
【０１７７】
上述した作製方法を用いることで、特性の優れた半導体素子を作製することができる。
【０１７８】
本実施の形態は他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。すなわち、実施の形態１で説明したように、光の明滅の強弱に応じて、高いダイナミックレンジでの臨場感ある動画像を補正するか否かを選択的に切り替えて動作させる事ができる表示装置とすることができる。そのため、単に画面全体の明度を下げることで強い光の明滅の影響を緩和する処理に比べて、強い光の明滅の影響を緩和する処理をしながらも、質の高い画質の動画像を保つことができる表示装置とすることができる。また本実施の形態で示す構成は、階調値の取る範囲の上幅と下幅が狭まる関係とする補正を行うものである。補正メモリに記憶されたガンマ補正テーブルによるガンマ補正またはトーンカーブ補正によりダイナミックレンジを狭める補正をすることにより、強い光の明滅を緩和する事ができ、眼精疲労、または体調不良を低減することができる表示装置とすることができる。
【０１７９】
（実施の形態７）
本実施形態においては、電子機器の例について説明する。
【０１８０】
図１５は表示パネル１５０１と、回路基板１５１１を組み合わせた表示パネルモジュールを示している。表示パネル１５０１は画素部１５０２、走査線駆動回路１５０３及び信号線駆動回路１５０４を有している。回路基板１５１１には、例えば、コントロール回路１５１２及び演算回路１５１３などが形成されている。表示パネル１５０１と回路基板１５１１とは接続配線１５１４によって接続されている。接続配線にはＦＰＣ等を用いることができる。
【０１８１】
表示パネル１５０１は、画素部１５０２と一部の周辺駆動回路（複数の駆動回路のうち動作周波数の低い駆動回路）を基板上にトランジスタを用いて一体形成し、一部の周辺駆動回路（複数の駆動回路のうち動作周波数の高い駆動回路）をＩＣチップ上に形成し、そのＩＣチップをＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）などで表示パネル１５０１に実装してもよい。こうすることで、回路基板１５１１の面積を削減でき、小型の表示装置を得ることができる。あるいは、そのＩＣチップをＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）又はプリント基板を用いて表示パネル１５０１に実装してもよい。こうすることで、表示パネル１５０１の面積を小さくできるので、額縁サイズの小さい表示装置を得ることができる。
【０１８２】
例えば、消費電力の低減を図るため、ガラス基板上にトランジスタを用いて画素部を形成し、全ての周辺駆動回路をＩＣチップ上に形成し、そのＩＣチップをＣＯＧ又はＴＡＢで表示パネルに実装してもよい。
【０１８３】
図１５に示した表示パネルモジュールによって、テレビ受像機を完成させることができる。
【０１８４】
本実施の形態の各々の図で述べた内容（一部でもよい）を様々な電子機器に適用することができる。具体的には、電子機器の表示部に適用することができる。そのような電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラなどのカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機又は電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。
【０１８５】
図１６（Ａ）はディスプレイであり、筐体１６１１、支持台１６１２、表示部１６１３を含む。図１６（Ａ）に示すディスプレイは、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を有する。なお、図１６（Ａ）に示すディスプレイが有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０１８６】
図１６（Ｂ）はカメラであり、本体１６３１、表示部１６３２、受像部１６３３、操作キー１６３４、外部接続ポート１６３５、シャッターボタン１６３６を含む。図１６（Ｂ）に示すカメラは、静止画を撮影する機能を有する。動画を撮影する機能を有する。なお、図１６（Ｂ）に示すカメラが有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０１８７】
図１６（Ｃ）はコンピュータであり、本体１６５１、筐体１６５２、表示部１６５３、キーボード１６５４、外部接続ポート１６５５、ポインティングデバイス１６５６を含む。図１６（Ｃ）に示すコンピュータは、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を有する。なお、図１６（Ｃ）に示すコンピュータが有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０１８８】
本実施の形態は他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。すなわち、実施の形態１で説明したように、光の明滅の強弱に応じて、高いダイナミックレンジでの臨場感ある動画像を補正するか否かを選択的に切り替えて動作させる事ができる電子機器とすることができる。そのため、単に画面全体の明度を下げることで強い光の明滅の影響を緩和する処理に比べて、強い光の明滅の影響を緩和する処理をしながらも、質の高い画質の動画像を保つことができる電子機器とすることができる。また本実施の形態で示す構成は、階調値の取る範囲の上幅と下幅が狭まる関係とする補正を行うものである。補正メモリに記憶されたガンマ補正テーブルによるガンマ補正またはトーンカーブ補正によりダイナミックレンジを狭める補正をすることにより、強い光の明滅を緩和する事ができ、眼精疲労、または体調不良を低減することができる電子機器とすることができる。
【符号の説明】
【０１８９】
１００    画像処理システム
１０１    画像処理装置
１０２    フレーム選択回路
１０３    画像メモリ部
１０４    ヒストグラム変換回路部
１０５    ヒストグラム比較回路部
１０６    画像補正回路部
１０７    出力切り替えスイッチ部
１０８    画像メモリ
１０９    ヒストグラム演算回路
１１１    表示装置
２０１    表示部
２０２    走査線駆動回路
２０３    信号線駆動回路
３０１Ａ    画像メモリ
３０１Ｂ    画像メモリ
３０２    セレクター
３０３Ａ    ヒストグラム演算回路
３０３Ｂ    ヒストグラム演算回路
３０４Ａ    ヒストグラム記憶メモリ
３０４Ｂ    ヒストグラム記憶メモリ
３０５    ヒストグラム差分演算回路
３０６    処理判定回路
３０７    閾値メモリ
３０８    画像修正回路
３０９    補正メモリ
３１０    修正画像メモリ
４０１    ステップ
４０２    ステップ
４０３    ステップ
４０４    ステップ
４０５    ステップ
４０５    ステップ
４０６    ステップ
４０７    ステップ
４０８    ステップ
４０９    ステップ
４１０    ステップ
６０１    移動体
６０２    背景
６０３    背景
８０１    領域
９０１    外部照度検出器
１１０１    ステップ
１１０２    ステップ
１１０３    ステップ
１１０４    ステップ
１１０５    ステップ
１１０６    ステップ
１１０７    ステップ
１１０８    ステップ
１１０９    ステップ
１１１０    ステップ
１１１１    ステップ
１２０１    閾値曲線
１２０２    閾値曲線
１２０３    ヒストグラム曲線
１２０４    閾値曲線
１２０５    閾値曲線
１２０６    ヒストグラム曲線
１５０１    表示パネル
１５０２    画素部
１５０３    走査線駆動回路
１５０４    信号線駆動回路
１５１１    回路基板
１５１２    コントロール回路
１５１３    演算回路
１５１４    接続配線
１６１１    筐体
１６１２    支持台
１６１３    表示部
１６３１    本体
１６３２    表示部
１６３３    受像部
１６３４    操作キー
１６３５    外部接続ポート
１６３６    シャッターボタン
１６５１    本体
１６５２    筐体
１６５３    表示部
１６５４    キーボード
１６５５    外部接続ポート
１６５６    ポインティングデバイス
１７００    ボンド基板
１７０１    絶縁膜
１７０２    欠陥層
１７０３    絶縁膜
１７０４    ベース基板
１７０８    半導体膜
１７０９    島状の半導体膜
１７１０    トランジスタ
１９００    基板
１９０１    絶縁膜
１９０２    第１の導電膜
１９０３    ゲート絶縁膜
１９０４    酸化物半導体膜
１９０５    第２の導電膜
１９０６    トランジスタ
２０００    基板
２００１    第１の導電膜
２００２    ゲート絶縁膜
２００３    微結晶半導体膜
２００４    バッファ層
２００５    半導体膜
２００６    第２の導電膜
２００７Ａ    加工部
２００７Ｂ    加工部
２００８    トランジスタ
５０１００    基板
５０１０１    画素部
５０１０６    信号線駆動回路
５０２００    ＦＰＣ
５０５０１    絶縁膜
５０５０２    半導体膜
５０５０３    絶縁膜
５０５０４    導電膜
５０５０５    絶縁膜
５０５０６    導電膜
５０５０７    絶縁膜
５０５０８    導電膜
５０５０９    絶縁膜
５０５１０    液晶層
５０５１１    絶縁膜
５０５１２    導電膜
５０５１５    基板
５０５１６    シール材
５０５１７    異方性導電体層
５０５１８    導電膜
５０５１９    トランジスタ
５０５２０    トランジスタ
５０５２１    トランジスタ
５０５２５    駆動回路領域
５０５２６    画素領域
５０５３０    ＩＣチップ
５０５３１    スペーサ
５０５５１    突起部
５０６０１    ドライバＩＣ
５０１０５ａ    走査線駆動回路
５０１０５ｂ    走査線駆動回路
５０６０２ａ    ドライバＩＣ
５０６０２ｂ    ドライバＩＣ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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