(57)【要約】【課題】信頼性の高い新規な表示装置を提供する。または、フリッカーが低減された新規な表示装置を提供する。または、目にやさしい静止画像を表示する表示装置を提供する。【解決手段】一次画像信号を補正するフィードスルー補正回路を備え、当該フィードスルー補正回路は、発生が予想されるフィードスルーの値を相殺するように、一次画像信号を補正する。【選択図】図３
2014130336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示光に４２０ｎｍより短い波長の光を含まず且つ１５０ｐｐｉ以上の精細度で設けられた複数の画素、前記複数の画素に列毎に第１の駆動信号を供給することができる複数の信号線並びに前記複数の画素に行毎に第２の駆動信号を供給することができる複数の走査線を備える画素部が設けられた表示部と、
前記表示部に二次画像信号を出力する制御部と、を有し、
前記画素は、第２の駆動信号が入力されるゲート電極と、第１の駆動信号が入力される第１の電極とを備えるトランジスタと、前記トランジスタの第２の電極に電気的に接続される第１の電極と、共通電位が供給される第２の電極を備える表示素子と、を具備し、
前記制御部は、前記二次画像信号の極性を決定する極性決定回路と、フィードスルー補正回路と、を具備し、
前記フィードスルー補正回路は、前記トランジスタに発生するフィードスルーを相殺するように補正された一次画像信号と基準電位の差を振幅とする前記二次画像信号を出力する機能を具備する、目にやさしい表示装置。
【請求項２】
表示光に４２０ｎｍより短い波長の光を含まず且つ１５０ｐｐｉ以上の精細度で設けられた複数の画素、前記複数の画素に列毎に第１の駆動信号を供給することができる複数の信号線並びに前記複数の画素に行毎に第２の駆動信号を供給することができる複数の走査線を備える画素部が設けられた表示部と、
前記表示部に二次画像信号を出力する制御部と、を有し、
前記画素は、第２の駆動信号が入力されるゲート電極と、第１の駆動信号が入力される第１の電極とを備えるトランジスタと、前記トランジスタの第２の電極に電気的に接続される第１の電極と、共通電位が供給される第２の電極を備える表示素子と、を具備し、
前記制御部は、前記二次画像信号の極性を決定する極性決定回路と、フィードスルー補正回路と、を具備し、
前記フィードスルー補正回路は、前記極性が負である場合において前記極性が正である場合に比べて小さくなるように補正された一次画像信号と基準電位の差を振幅とする前記二次画像信号を出力する機能を具備する、目にやさしい表示装置。
【請求項３】
表示光に４２０ｎｍより短い波長の光を含まず且つ１５０ｐｐｉ以上の精細度で設けられた複数の画素、前記複数の画素に列毎に第１の駆動信号を供給することができる複数の信号線並びに前記複数の画素に行毎に第２の駆動信号を供給することができる複数の走査線を備える画素部と、前記第２の駆動信号を供給することができるＧ駆動回路と、が設けられた表示部と、
前記表示部に二次画像信号を出力し且つ前記Ｇ駆動回路に走査開始信号を出力する制御部と、を有し、
前記画素は、第２の駆動信号が入力されるゲート電極と、第１の駆動信号が入力される第１の電極とを備えるトランジスタと、前記トランジスタの第２の電極に電気的に接続される第１の電極と、共通電位が供給される第２の電極を備える表示素子と、を具備し、
前記制御部は、前記二次画像信号の極性を決定する極性決定回路と、フィードスルー補正回路と、を具備し、
前記フィードスルー補正回路は、前記極性が負である場合において前記極性が正である場合に比べて小さくなるように補正された一次画像信号と基準電位の差を振幅とする前記二次画像信号を出力する機能を具備する、目にやさしい表示装置。
【請求項４】
前記フィードスルー補正回路が、
前記極性決定回路が前記二次画像信号の極性を正とする場合に、下記数式（１）を用いて表される関数から算出されたフィードスルーΔＶ１を前記一次画像信号に加え、
前記極性決定回路が前記二次画像信号の極性を負とする場合に、下記数式（２）を用いて表される関数から算出されたフィードスルーΔＶ２を前記一次画像信号に加えて前記二次画像信号を生成する機能を有する、請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の目にやさしい表示装置。
【数１】
2014130336.tif 000006
（数式（１）および数式（２）中において、ＶｇＨは第２の駆動信号のハイの電位を、Ｖｓｃは一次画像信号の基準電位を、Ｖｔｈは前記トランジスタの閾値電圧を表す。）
【請求項５】
前記表示素子が液晶素子である請求項１乃至請求項４に記載の目にやさしい表示装置。
【請求項６】
前記トランジスタが酸化物半導体層を有する請求項１乃至請求項５に記載の目にやさしい表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物、方法、製造方法、プロセス、マシーン、マニュファクチャー、または、組成物（コンポジション  オブ  マター）に関する。特に、本発明は、例えば、半導体装置、表示装置、発光装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法に関する。特に、本発明は、例えば、表示装置に関する。特に、本発明は、例えば、液晶素子を有する表示装置に関する。または、本発明は、例えば、情報処理装置、または電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
静止画を表示部に表示する際のリフレッシュレートを小さくして、消費電力を低減する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１８６４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
表示装置は、画像情報を含む信号が入力され、当該信号を画像にして表示する表示部を備える。表示部は複数の画素が配設された画素領域を備え、各画素は表示素子を含む。
【０００５】
各画素は、当該表示装置の使用者に認知され難い頻度（例えば６０Ｈｚ）で表示をし直される（リフレッシュされるともいう）。これにより、各画素は動画像を連続的に、なめらかに表示することができ、また、静止画像を静止して見えるように表示する。
【０００６】
しかし、画素に画像を表示し直す際に生じる変化が表示装置の使用者にフリッカーとして認識されてしまう場合がある。
【０００７】
本発明の一態様は、このような技術的背景のもとでなされたものであり、新規な表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、ノイズの影響の少ない表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、フィードスルーの影響の少ない表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、フリッカーの少ない表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、信頼性の高い表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、綺麗な表示ができる表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、目に優しい表示ができる表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、目の疲労に与える影響の少ない表示ができる表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、消費電力の少ない表示ができる表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、漏れ電流の少ない表示装置を提供することを課題の一とする。なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、表示光に４２０ｎｍより短い波長の光を含まず且つ１５０ｐｐｉ以上の精細度で設けられた複数の画素、複数の画素に列毎に第１の駆動信号（Ｓ信号ともいう）を供給することができる複数の信号線並びに複数の画素に行毎に第２の駆動信号（Ｇ信号ともいう）を供給することができる複数の走査線を備える画素部が設けられた表示部と、表示部に二次画像信号を出力する制御部と、を有する、目にやさしい表示装置である。
【０００９】
そして、画素は、Ｇ信号が入力されるゲート電極と、Ｓ信号が入力される第１の電極とを備えるトランジスタと、トランジスタの第２の電極に電気的に接続される第１の電極と、共通電位が供給される第２の電極を備える表示素子と、を具備する。
【００１０】
また、制御部は、二次画像信号の極性を決定する極性決定回路と、フィードスルー補正回路と、を具備する。
【００１１】
また、フィードスルー補正回路は、トランジスタに発生するフィードスルーを相殺するように補正された一次画像信号と基準電位の差を振幅とする二次画像信号を出力する機能を具備する。
【００１２】
また、本発明の一態様は、表示光に４２０ｎｍより短い波長の光を含まず且つ１５０ｐｐｉ以上の精細度で設けられた複数の画素、複数の画素に列毎に第１の駆動信号（Ｓ信号ともいう）を供給することができる複数の信号線並びに複数の画素に行毎に第２の駆動信号（Ｇ信号ともいう）を供給することができる複数の走査線を備える画素部が設けられた表示部と、表示部に二次画像信号を出力する制御部と、を有する、目にやさしい表示装置である。
【００１３】
そして、画素は、Ｇ信号が入力されるゲート電極と、Ｓ信号が入力される第１の電極とを備えるトランジスタと、トランジスタの第２の電極に電気的に接続される第１の電極と、共通電位が供給される第２の電極を備える表示素子と、を具備する。
【００１４】
また、制御部は、二次画像信号の極性を決定する極性決定回路と、フィードスルー補正回路と、を具備する。
【００１５】
また、フィードスルー補正回路は、極性が負である場合において極性が正である場合に比べて小さくなるように補正された一次画像信号と基準電位の差を振幅とする二次画像信号を出力する機能を具備する。
【００１６】
また、本発明の一態様は、表示光に４２０ｎｍより短い波長の光を含まず且つ１５０ｐｐｉ以上の精細度で設けられた複数の画素、複数の画素に列毎にＳ信号を供給することができる複数の信号線並びに複数の画素に行毎にＧ信号を供給することができる複数の走査線を備える画素部と、Ｇ信号を供給することができるＧ駆動回路と、が設けられた表示部と、表示部に二次画像信号を出力し且つＧ駆動回路に走査開始信号を出力する制御部と、を有する、目にやさしい表示装置である。
【００１７】
そして、画素は、Ｇ信号が入力されるゲート電極と、Ｓ信号が入力される第１の電極とを備えるトランジスタと、トランジスタの第２の電極に電気的に接続される第１の電極と、共通電位が供給される第２の電極を備える表示素子と、を具備する。
【００１８】
また、制御部は、二次画像信号の極性を決定する極性決定回路と、フィードスルー補正回路と、を具備する。
【００１９】
また、フィードスルー補正回路は、極性が負である場合において極性が正である場合に比べて小さくなるように補正された一次画像信号と基準電位の差を振幅とする二次画像信号を出力する機能を具備する。
【００２０】
また、本発明の一態様は、フィードスルー補正回路が、極性決定回路が二次画像信号の極性を正とする場合に、下記数式（１）を用いて表される関数から算出されたフィードスルーΔＶ１を一次画像信号に加え、極性決定回路が二次画像信号の極性を負とする場合に、下記数式（２）を用いて表される関数から算出されたフィードスルーΔＶ２を一次画像信号に加えて、二次画像信号を生成する機能を有する、上記の目にやさしい表示装置である。
【００２１】
【数１】
2014130336.tif 000003
【００２２】
なお、数式（１）および数式（２）中において、ＶｇＨはＧ信号のハイの電位を、Ｖｓｃは一次画像信号の基準電位を、Ｖｔｈはトランジスタの閾値電圧を表す。
【００２３】
上記本発明の一態様の表示装置によれば、フィードスルーの大きさを予測し、あらかじめ補正された一次画像信号から生成された二次画像信号を供給できる。これにより、フィードスルーが発生した後の電圧を用いて、表示素子の表示を所定の表示にすることができる。その結果、信頼性の高い新規な表示装置を提供できる。または、フリッカーが低減された新規な表示装置を提供できる。または、目にやさしい静止画像を表示する表示装置を提供できる。
【００２４】
また、本発明の一態様は、表示素子が液晶素子である上記の目にやさしい表示装置である。
【００２５】
上記本発明の一態様の表示装置は、画素回路に液晶素子を含んで構成される。これにより、交流電圧を用いて液晶素子を駆動することができ、液晶素子の劣化を防ぐことができる。その結果、信頼性の高い新規な表示装置を提供できる。または、フリッカーが低減された新規な表示装置を提供できる。または、目にやさしい静止画像を表示する表示装置を提供できる。
【００２６】
また、本発明の一態様は、トランジスタが酸化物半導体層を有する上記の目にやさしい表示装置である。
【００２７】
上記本発明の一態様の表示装置は、画素回路に酸化物半導体層を有するトランジスタを含んで構成される。これにより、リーク電流を極めて小さく抑制することができる。また、リフレッシュレートを極めて低くすることができ、且つリフレッシュ動作時の画像の変化を認識し難くできる。その結果、信頼性の高い新規な表示装置を提供できる。または、フリッカーが低減された新規な表示装置を提供できる。または、目にやさしい静止画像を表示する表示装置を提供できる。
【００２８】
なお、本明細書中において、表示パネルにコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または表示素子が形成された基板にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て表示装置に含むものとする。
【００２９】
また、本明細書中において、トランジスタの第１の電極または第２の電極の一方がソース電極を、他方がドレイン電極を指す。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の一態様によれば、新規な表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施の形態に係る表示装置の構成を説明するブロック図および信号の模式図。
【図２】実施の形態に係る表示装置の表示部の構成を説明する図。
【図３】実施の形態に係る表示装置が備える制御部の動作を説明するタイミングチャートおよび模式図。
【図４】さまざまな振幅のＳ信号と、当該Ｓ信号に発生するフィードスルーの大きさの関係を説明する模式図。
【図５】神経系の目の疲労を説明する図である。
【図６】筋肉系の目の疲労を説明する図である。
【図７】実施の形態に係る表示機能を有する情報処理装置の構成を説明するブロック図。
【図８】実施の形態に係る表示部の構成の変形例を説明するブロック図。
【図９】実施の形態に係る表示部を説明する回路図。
【図１０】実施の形態に係るトランジスタの構成例を説明する図。
【図１１】実施の形態に係るトランジスタの作製方法例を説明する図。
【図１２】実施の形態に係るトランジスタの構成例を説明する図。
【図１３】実施の形態に係るトランジスタの構成例を説明する図。
【図１４】実施の形態に係るタッチパネルの斜視概略図。
【図１５】実施の形態に係るタッチパネルの断面図。
【図１６】実施の形態に係る電子機器。
【図１７】実施の形態に係る情報処理方法を適用可能な情報処理装置の構成を説明するブロック図および画像データを説明する模式図。
【図１８】表示部のブロック図、表示部の画素が備える画素回路の等価回路図並びに液晶素子を透過する偏光の透過率−電圧特性の模式図。
【図１９】表示装置の画素部が備える画素回路の動作を説明するタイミングチャートおよび模式図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
＜本発明の一態様が解決することができる課題の例＞
本発明の一態様が解決することができる課題について、図１８および図１９を参照しながら説明する。具体的には、液晶素子の劣化を防ぐための交流電圧を用いて液晶素子を駆動すると、フィードスルーによりフリッカーが発生し、表示装置の使用者が目に疲労を感じるという問題について説明する。
【００３３】
《表示部および画素の構成》
表示装置が備える表示部のブロック図、表示部の画素が備える画素回路の等価回路図並びに液晶素子を透過する偏光の透過率−電圧特性の模式図を図１８に示す。
【００３４】
図１９は、表示装置の画素部が備える画素回路の動作を説明するタイミングチャートおよび模式図である。
【００３５】
《表示装置について》
表示部９３０は表示装置の一部である。表示部９３０は、画素部９３１を有する（図１８（Ａ）参照）。
【００３６】
画素部９３１は複数の画素９３１ｐ、画素９３１ｐの列毎に第１の駆動信号（Ｓ信号ともいう）を供給できる複数の信号線Ｓ（Ｓ１乃至Ｓｘ）並びに画素９３１ｐの行毎に第２の駆動信号（Ｇ信号ともいう）を供給できる複数の走査線Ｇ（Ｇ１乃至Ｇｙ）を有する。
【００３７】
各画素９３１ｐは、走査線Ｇの少なくとも一つおよび信号線Ｓの少なくとも一つに接続されている。
【００３８】
なお、画素９３１ｐを行毎に選択する信号をＧ信号に用いてもよく、Ｇ信号に応じて選択された画素９３１ｐに画像の階調情報等を含むＳ信号を供給してもよい。
【００３９】
Ｇ駆動回路９３２は走査線ＧへのＧ信号の入力を制御できる。Ｓ駆動回路９３３は信号線ＳへのＳ信号の入力を制御できる。
【００４０】
ここで例示する画素９３１ｐは液晶素子９３５ＬＣおよび当該液晶素子９３５ＬＣを含む画素回路９３４を有する（図１８（Ｂ）参照）。
【００４１】
画素回路９３４は、液晶素子９３５ＬＣへのＳ信号の供給を制御することができるトランジスタ９３４ｔを有する。
【００４２】
トランジスタ９３４ｔのゲートは走査線Ｇのいずれか１つに電気的に接続される。トランジスタ９３４ｔの第１の電極（ソース及びドレインの一方）は、信号線Ｓのいずれか１つに電気的に接続される。トランジスタ９３４ｔの第２の電極（ソース及びドレインの他方）は、液晶素子９３５ＬＣの第１の電極に電気的に接続される。液晶素子９３５ＬＣの第２の電極は、共通線Ｃと電気的に接続される。
【００４３】
なお、トランジスタ９３４ｔは寄生容量９３４ｔｃを有する。寄生容量９３４ｔｃは、ゲート電極とソースまたはドレインの間に生じる容量およびゲート電極とチャネルの間に生じる容量を含む。
【００４４】
また、画素回路９３４は、液晶素子９３５ＬＣの第１の電極と第２の電極間の電圧を保持できる容量素子９３４ｃを有していてもよい。
【００４５】
トランジスタ９３４ｔは、ゲート電極にＧ信号が入力され、Ｓ信号の液晶素子９３５ＬＣへの入力を一のスイッチング素子として制御し得る。
【００４６】
液晶素子９３５ＬＣは、第１の電極および第２の電極並びに第１の電極と第２の電極の間の電圧が印加される液晶材料を含む液晶層を有する。
【００４７】
液晶素子９３５ＬＣを透過する偏光の透過率は、液晶層に含まれる液晶分子の配向状態に依存する。液晶層の配向状態は、液晶素子９３５ＬＣの第１の電極と第２の電極の間に与える電圧により制御できる。従って、画像の階調情報を含むＳ信号に対応する電圧を液晶素子９３５ＬＣの第１の電極と第２の電極の間に与えると、液晶素子９３５ＬＣを透過する偏光の透過率を階調情報に応じたものとすることができる。
【００４８】
《液晶素子の特性について》
ノーマリーホワイト型の液晶素子を透過する偏光の透過率と、当該液晶素子に与える電圧の関係を、図１８（Ｃ）に模式的に示す。縦軸は偏光の透過率に対応し、横軸は第２の電極に対する第１の電極の電位に対応する。
【００４９】
ノーマリーホワイト型の液晶素子を透過する偏光の透過率は、第１の電極と第２の電極の間の電圧が０のとき高く、当該電圧を大きくすると透過率は低下する。このような液晶素子を透過型の液晶表示装置に用いると、Ｓ信号の電圧が０に近いとき白色を、大きいとき黒色を表示できる。
【００５０】
なお、液晶素子の液晶層に直流電圧を長期間与え続けると、液晶素子が劣化することが知られている。これを避けるために、液晶素子は交流電圧を用いて駆動する必要がある。
【００５１】
液晶素子を透過する偏光の透過率を透過率Ｔａに保つには、第２の電極に対する第１の電極の極性を正（電位＋Ｖａ）または負（電位−Ｖａ）に入れ替えて駆動すればよい。言い換えると、振幅が一定に保たれた交流電圧を用いて、液晶素子を駆動すればよい。
【００５２】
《液晶素子の駆動方法について》
画素回路９３４の液晶素子９３５ＬＣを、交流電圧を用いて駆動する方法について説明する。
【００５３】
画素回路９３４のトランジスタ９３４ｔのゲート電極に入力されるＧ信号の電位Ｖｇおよび第１の電極に入力されるＳ信号の電位Ｖｓａのタイミングチャートを図１９（Ａ）に示す。また、第２の電極から出力される電位Ｖｓのタイミングチャートを図１９（Ｂ）に示す。なお、電位Ｖｓは液晶素子９３５ＬＣの第１の電極に入力される電位でもある。
【００５４】
Ｓ駆動回路９３３は二次画像信号が入力され、Ｓ信号を出力する。Ｓ信号は二次画像信号と同じ振幅を有していてもよい。なお、二次画像信号は一次画像信号から生成され、一次画像信号の電位と基準電位Ｖｓｃの差を二次画像信号の振幅とすることができる。また、二次画像信号は、連続するフレーム毎に極性が反転する信号である。
【００５５】
画素部９３１に設けられた一の走査線Ｇが選択された後、再度選択されるまでの期間を１フレームという。従って、Ｇ信号はフレーム毎にトランジスタ９３４ｔのゲート電極に入力される（図１９（Ａ）参照）。Ｇ信号がハイであるとき、電位ＶｇはＶｇＨであり、Ｇ信号がロウであるとき、電位ＶｇはＶｇＬである。
【００５６】
《フィードスルーの発生》
トランジスタ９３４ｔの第２の電極の電位Ｖｓは、ゲート電極の電位Ｖｇの影響を受ける。これにより、トランジスタ９３４ｔの第１の電極に入力されるＳ信号の電位Ｖｓａ（二次画像信号の電位と同じ）とは異なる電位となる。以下に、基準電位ＶｓｃよりＶｓａ１だけ電位が高い期間とＶｓａ２だけ電位が低い期間を有する二次画像信号がＳ駆動回路に入力され、Ｓ駆動回路が二次画像信号と同じ電位のＳ信号を生成する場合を例に説明する。
【００５７】
第１のフレームＦ１において、ゲート電極の電位ＶｇとＳ信号の電位Ｖｓａの差がトランジスタ９３４ｔの閾値電圧Ｖｔｈを超えると、トランジスタ９３４ｔはオン状態になり、電位Ｖｓは電位Ｖｓａまで上昇する。
【００５８】
その後、ゲート電極の電位ＶｇとＳ信号の電位Ｖｓａの差が閾値電圧Ｖｔｈ未満になると、トランジスタ９３４ｔはオフ状態になり、トランジスタ９３４ｔの第２の電極の電位ＶｓはＳ信号の電位ＶｓａよりΔＶ１だけ降下する。トランジスタ９３４ｔの第２の電極の電位ＶｓがＳ信号の電位Ｖｓａから降下する降下量を第１のフィードスルーΔＶ１とする。
【００５９】
第２のフレームＦ２において、極性が反転された二次画像信号がＳ駆動回路９３３に入力される。電位ＶｇとＳ信号の電位Ｖｓａの差がトランジスタ９３４ｔの閾値電圧Ｖｔｈを超えると、トランジスタ９３４ｔはオン状態になり、トランジスタ９３４ｔの第２の電極の電位ＶｓはＳ信号の電位Ｖｓａまで下降する。
【００６０】
その後、ゲート電極の電位ＶｇとＳ信号の電位Ｖｓａの差が閾値電圧Ｖｔｈ未満になると、トランジスタ９３４ｔはオフ状態になり、トランジスタ９３４ｔの第２の電極の電位Ｖｓは電位ＶｓａよりΔＶ２だけ降下する。トランジスタ９３４ｔの第２の電極の電位Ｖｓが電位Ｖｓａから降下する降下量を第２のフィードスルーΔＶ２とする。
【００６１】
《フィードスルーの大きさについて》
フィードスルーは、トランジスタ９３４ｔの寄生容量９３４ｔｃによる容量結合に起因して発生する（図１９（Ｂ）参照）。フィードスルーの大きさΔＶは、下記数式（３）を用いて予測できる。なお、式中、ＶｇＬＨはゲート電極の電位の振幅（ＶｇＨとＶｇＬの差）、ＣＬは液晶素子９３５ＬＣの容量、Ｃｓは容量素子９３４ｃの容量、Ｃｄｇはトランジスタ９３４ｔの寄生容量９３４ｔｃである。
【００６２】
【数２】
2014130336.tif 000004
【００６３】
《フィードスルーの大きさの非対称性について》
トランジスタ９３４ｔのゲート電極に入力されるＧ信号は、完全な矩形波ではない。例えば、Ｇ信号が下底に比べて上底が短い台形状の信号である場合、入力されるＳ信号の電位Ｖｓが高いときに比べて低いときに、トランジスタ９３４ｔがオン状態である時間が長くなる。これにより、Ｃｄｇの値がチャネル容量等の影響で変化するため、第２のフィードスルーΔＶ２は第１のフィードスルーΔＶ１より大きくなり、第１のフィードスルーΔＶ１と第２のフィードスルーΔＶ２の大きさが非対称になる。
【００６４】
なお、Ｇ信号の波形を一定に保つことにより、第１のフィードスルーΔＶ１と第２のフィードスルーΔＶ２の大きさが非対称になる場合であっても、フィードスルーの値は入力されるＳ信号の電位ごとに予測できる。
【００６５】
《フィードスルーが液晶素子を透過する偏光の透過率に与える影響について》
振幅が一定に保たれた交流電圧を用いて液晶素子を駆動すると、液晶素子を透過する偏光の透過率は一定に保たれる。
【００６６】
しかし、画素回路においてフィードスルーが発生すると、液晶素子を透過する偏光の透過率は一定に保たれない。
【００６７】
第１のフィードスルーΔＶ１は、トランジスタ９３４ｔの第２の電極の電位Ｖｓと基準電位Ｖｓｃの差｜Ｖｓ−Ｖｓｃ｜を減少する方向に作用する。また、第２のフィードスルーΔＶ２は、トランジスタ９３４ｔの第２の電極の電位Ｖｓと基準電位Ｖｓｃの差｜Ｖｓ−Ｖｓｃ｜を増加する方向に作用する（図１９（Ｃ）参照）。
【００６８】
これにより、液晶素子９３５ＬＣがノーマリーホワイト型である場合、液晶素子９３５ＬＣを透過する偏光の透過率は、第１のフレームＦ１において透過率ＴａよりΔＴ１だけ高くなり、第２のフレームＦ２において透過率ＴａよりΔＴ２だけ低くなってしまう（図１９（Ｄ）参照）。共通電位Ｖｃｏｍは、液晶素子９３５ＬＣの第２の電極に入力される共通電位であり基準電位Ｖｓｃと等しい。
【００６９】
その結果、表示装置の表示部の液晶素子９３５ＬＣを透過する偏光の透過率が変化（具体的にはΔＴ１とΔＴ２の和に相当する変化）して、フリッカーが観察されることになる。
【００７０】
《目の疲労について》
神経系の目の疲労がある。
【００７１】
神経系の疲労は、表示部が発する光や点滅画面を長時間見続けることで、その明るさが、眼の網膜、神経または脳を刺激して疲れさせるものである。蛍光灯や従来の表示装置の表示部が小刻みに明滅する現象をフリッカーというが、このようなフリッカーは神経系の疲労を引き起こす。
【００７２】
以上のように、液晶素子の劣化を防ぐための交流電圧を液晶素子に与えると、フィードスルーによるフリッカーが発生し、表示装置の使用者が目に疲労を感じるという問題がある。
【００７３】
＜本発明の一態様＞
そこで、上記課題を解決するために、本発明の一態様は表示素子を交流電圧で駆動する際に発生するフィードスルーとＳ信号の関係に着眼した。
【００７４】
例えば画素回路９３４において、フィードスルーはＳ信号の極性に関わらず、Ｇ信号の電位Ｖｇがハイからロウに変化する際に、液晶素子９３５ＬＣの第１の電極の電位Ｖｓがロウの電位に近づけられてしまう現象である。液晶素子９３５ＬＣの第１の電極の電位Ｖｓが、フィードスルーの発生により第２の電極の電位Ｖｃｏｍに近づく場合と遠ざかる場合があり、それぞれ、液晶素子９３５ＬＣの偏光の透過率に与える影響が異なる。
【００７５】
また、トランジスタ９３４ｔのゲート電極を制御するＧ信号を完全な矩形波にすることが困難である。これにより、フィードスルーはＳ信号の極性が正である場合と負である場合で非対称なものとなるがＧ信号の形を一定に保ち且つ入力されるＳ信号の電位を定めれば、フィードスルーの値を予測することはできる。
【００７６】
以下の実施の形態には、入力されるＳ信号に依存するフィードスルーの値に着眼して創作された本発明の一態様が含まれる。
【００７７】
本発明の一態様の表示装置は、一次画像信号を補正するフィードスルー補正回路を備え、当該フィードスルー補正回路は、発生が予想されるフィードスルーの値を相殺するように、一次画像信号を補正する。
【００７８】
上記本発明の一態様の表示装置によれば、フィードスルーの大きさを予測し、あらかじめ補正された一次画像信号から生成された二次画像信号を供給できる。これにより、液晶素子を透過する偏光の透過率をフィードスルーが発生した後のＳ信号の電位を用いて所定の値とすることができる。その結果、信頼性の高い新規な表示装置を提供できる。または、フリッカーが低減された新規な表示装置を提供できる。または、目にやさしい静止画像を表示する表示装置を提供できる。
【００７９】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００８０】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の画像信号を補正するフィードスルー補正回路、当該フィードスルー補正回路を備える表示装置の構成について、図１および図２を参照しながら説明する。
【００８１】
具体的には、発生が予想されるフィードスルーの値を相殺するように、一次画像信号を補正するフィードスルー補正回路と、当該補正回路を備える表示装置並びに当該表示装置を備える情報処理装置について説明する。
【００８２】
図１は、本発明の一態様の表示装置を説明するブロック図および信号の模式図である。
【００８３】
図２は、本発明の一態様の表示装置が備える表示部の構成を説明する図である。
【００８４】
＜１．表示装置６４０の構成＞
表示装置６４０は、表示部６３０および制御部６１０を有する（図１（Ａ）参照）。
【００８５】
《表示部の構成》
表示部６３０は、画素部６３１と、Ｇ駆動回路６３２とを有する（図２（Ａ）参照）。
【００８６】
画素部６３１は表示光に４２０ｎｍより短い波長の光を含まず且つ１５０ｐｐｉ以上の精細度で設けられた複数の画素６３１ｐ、複数の画素６３１ｐに行毎にＧ信号を供給することができる複数の走査線Ｇ（Ｇ１乃至Ｇｙ）並びに複数の画素に列毎にＳ信号を供給することができる複数の信号線Ｓ（Ｓ１乃至Ｓｘ）を備える。
【００８７】
Ｇ駆動回路６３２はＧ信号６３２＿Ｇを供給することができる（図１（Ａ）参照）。
【００８８】
画素６３１ｐは、表示素子６３５と当該表示素子６３５を含む画素回路６３４を具備する。
【００８９】
本実施の形態では、液晶素子６３５ＬＣを表示素子６３５に適用する構成を、画素回路６３４の一例として図２（Ｂ）に示す。
【００９０】
画素回路６３４は、Ｇ信号が入力されるゲート電極と、Ｓ信号が入力される第１の電極とを備えるトランジスタ６３４ｔと、トランジスタ６３４ｔの第２の電極に電気的に接続される第１の電極と、共通電位が供給される第２の電極を備える液晶素子６３５ＬＣと、を具備する。
【００９１】
《制御部の構成》
制御部６１０は、表示部６３０に二次画像信号６１５＿Ｖを出力する機能を有する。また、制御部６１０は、Ｇ駆動回路６３２に走査開始信号を含む二次制御信号６１５＿Ｃを出力する機能を有する。
【００９２】
制御部６１０は、二次画像信号６１５＿Ｖの極性を決定する極性決定回路６１２と、フィードスルー補正回路６１１と、を備える。
【００９３】
フィードスルー補正回路６１１は、発生するフィードスルーを相殺するように一の階調情報を含む一次画像信号６２５＿Ｖの振幅を補正して、二次画像信号６１５＿Ｖとして出力する機能を有する。
【００９４】
本実施の形態で例示する表示装置６４０は、フィードスルーの大きさを予測し、あらかじめ補正された一次画像信号から生成された二次画像信号を供給できる。これにより、表示素子の表示をフィードスルーが発生した後のＳ信号の電位を用いて所定の表示にすることができる。その結果、フリッカーが低減された新規な表示装置を提供できる。または、目にやさしい静止画像を表示する表示装置を提供できる。
【００９５】
以下に、本発明の一態様の表示装置を構成する個々の要素について詳細に説明する。
【００９６】
＜２．表示装置６４０に用いることができる信号＞
表示装置６４０は、一次制御信号６２５＿Ｃおよび一次画像信号６２５＿Ｖを、外部から入力できる機能を有する。
【００９７】
一次制御信号６２５＿Ｃは、表示装置６４０の走査動作のタイミング等を制御するための信号などを含む。
【００９８】
一次画像信号６２５＿Ｖは、画像の階調情報（輝度情報ともいえる）および色度情報等を含む。
【００９９】
二次画像信号６１５＿Ｖは画像の階調情報等を含む。二次画像信号６１５＿Ｖは一次画像信号６２５＿Ｖから生成される。例えば、一次画像信号６２５＿Ｖと基準電位Ｖｓｃの差を振幅とし、フレーム毎に極性が反転された信号を、二次画像信号６１５＿Ｖに適用できる。二次画像信号６１５＿Ｖは表示部６３０に入力され、Ｓ駆動回路６３３に与えられる。
【０１００】
二次制御信号６１５＿Ｃは、Ｓ駆動回路６３３の動作を制御するＳ駆動回路用のスタートパルス信号ＳＰ、Ｓ駆動回路用のクロック信号ＣＫ、ラッチ信号ＬＰ、Ｇ駆動回路６３２の動作を制御するＧ駆動回路用のスタートパルス信号ＳＰ、Ｇ駆動回路用のクロック信号ＣＫ、パルス幅制御信号ＰＷＣなどを含む。また、二次制御信号６１５＿Ｃは電源電位等と共にＳ駆動回路６３３及びＧ駆動回路６３２に供給される。
【０１０１】
Ｇ信号は二次制御信号６１５＿ＣからＧ駆動回路６３２により生成される。Ｇ信号は画素６３１ｐに行毎に出力され、画素６３１ｐは行毎に選択される。
【０１０２】
Ｓ信号は画像の階調情報等を含む。Ｓ信号は二次画像信号６１５＿ＶからＳ駆動回路６３３により生成される。Ｓ信号はＧ信号に選択された画素６３１ｐに出力される。
【０１０３】
＜３．表示部の構成の詳細＞
画素部６３１に設けられる配線の種類及びその数は、画素６３１ｐの構成、数及び配置によって決めることができる。例えば、図２（Ａ）に示す画素部６３１の場合、ｘ列×ｙ行の画素６３１ｐがマトリクス状に配置されており、信号線Ｓ１乃至信号線Ｓｘ、走査線Ｇ１乃至走査線Ｇｙが、画素部６３１内に配置されている。
【０１０４】
Ｇ駆動回路６３２はＧ信号の走査線Ｇへの入力を行毎に制御できる。
【０１０５】
表示部６３０はＳ駆動回路６３３を有していても良い。Ｓ駆動回路６３３はＳ信号の信号線Ｓへの入力を制御できる。
【０１０６】
《３−１．画素回路》
画素回路６３４は、表示素子６３５の種類または駆動方法に応じた構成を選択して用いることができる。
【０１０７】
画素回路６３４は、Ｓ信号６３３＿Ｓの表示素子６３５への供給を制御するトランジスタ６３４ｔを有する。
【０１０８】
トランジスタ６３４ｔのゲートは、走査線Ｇ１から走査線Ｇｙのいずれか１つに接続されている。トランジスタ６３４ｔのソース及びドレインの一方は、信号線Ｓ１から信号線Ｓｘのいずれか１つに接続され、トランジスタ６３４ｔのソース及びドレインの他方は、表示素子６３５の第１電極に接続されている。
【０１０９】
画素６３１ｐはトランジスタ６３４ｔをＳ信号６３３＿Ｓの画素６３１ｐへの入力を制御するスイッチング素子として用いる。また、複数のトランジスタを一のスイッチング素子として画素６３１ｐに用いてもよい。上記複数のトランジスタを並列に接続して一のスイッチング素子として用いてもよいし、直列に接続して用いても、直列と並列が組み合わされた接続を用いてもよい。
【０１１０】
画素６３１ｐは、必要に応じて液晶素子６３５ＬＣの第１電極と第２電極間の電圧を保持するための容量素子６３４ｃの他、トランジスタ、ダイオード、抵抗素子、容量素子、インダクタなどのその他の回路素子を有していても良い。
【０１１１】
容量素子６３４ｃの容量は適宜調整すればよい。例えば、後述する第２のモードにおいて、Ｓ信号６３３＿Ｓを比較的長い期間（具体的には、１／６０ｓｅｃ以上）保持する場合には、容量素子６３４ｃを設ける。また、容量素子６３４ｃ以外の構成を用いて、画素回路６３４の容量を調節してもよい。例えば、液晶素子６３５ＬＣの第１の電極と第２の電極を重ねて設ける構成により、実質的に容量素子を形成してもよい。
【０１１２】
《３−２．トランジスタ》
トランジスタ６３４ｔは、信号線Ｓの電位を表示素子６３５の第１電極に与えるか否かを制御する。表示素子６３５の第２電極には、所定の共通電位Ｖｃｏｍが与えられている。
【０１１３】
なお、本発明の一態様の表示装置に好適なトランジスタとして酸化物半導体を用いたトランジスタを適用することができる。酸化物半導体を用いたトランジスタの詳細については、実施の形態６を参酌することができる。
【０１１４】
《３−３．表示素子》
表示素子６３５は液晶素子６３５ＬＣに限られず、例えば電圧を加えることでルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）が発生するＯＬＥＤ素子や、電気泳動を用いる電子インクなど、さまざまな表示素子を適用できる。
【０１１５】
例えば、液晶素子６３５ＬＣの偏光の透過率は、Ｓ信号６３３＿Ｓの電位により制御することができ、これにより階調を表示することができる。
【０１１６】
《３−４．光供給部》
光供給部６５０は、光源を有する。制御部６１０は、光供給部６５０が有する光源の駆動を制御する。
【０１１７】
光供給部６５０の光源としては、冷陰極蛍光ランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ＯＬＥＤ素子などを用いることができる。
【０１１８】
特に、光源が発する青色の光の強度を他の色の光の強度より弱めた構成が好ましい。光源が発する光に含まれる青色を呈する光は、眼の角膜や水晶体で吸収されずに、網膜まで到達するため、光源が発する青色の光の強度を他の色の光の強度より弱めた構成とすることで、長期的な網膜への影響（例えば、加齢黄斑変性など）や、夜中まで青色の光に暴露された際の概日リズム（サーカディアン・リズム：Ｃｉｒｃａｄｉａｎ  ｒｈｙｔｈｍ）への悪影響などを低減できる。具体的には、４００ｎｍ好ましくは４２０ｎｍより好ましくは４４０ｎｍ以下の波長を有する光（ＵＶＡともいう）を含まない光源が好ましい。
【０１１９】
＜４．制御部６１０の詳細＞
制御部６１０が有する機能について、図１および図３を参照しながら説明する。制御部６１０は一次画像信号から二次画像信号を生成する。
【０１２０】
図１（Ｂ−１）は、本発明の一態様の表示装置６４０に入力される一次画像信号６２５＿Ｖの電位Ｖｅｘを模式的に示す図である。なお、Ｖｓｃは基準電位である。
【０１２１】
図１（Ｂ−２）は、制御部６１０が出力する二次画像信号６１５＿Ｖの電位Ｖｓｂを模式的に示す図である。なお、電位Ｖｓａは一次画像信号６２５＿Ｖの極性をフレーム毎に反転した信号である。また、二次画像信号６１５＿Ｖは、一次画像信号６２５＿Ｖの極性をフレーム毎に反転した信号にフィードスルーについての補正が施された信号である。
【０１２２】
《一次画像信号からＳ信号を生成する方法》
図３は、本発明の一態様の表示部６３０が備える制御部６１０の動作を説明するタイミングチャートおよび模式図である。図３（Ａ）は、画素回路６３４のトランジスタ６３４ｔのゲート電極に入力されるＧ信号の電位Ｖｇおよび第１の電極に入力されるＳ信号の電位Ｖｓａのタイミングチャートである。なお、Ｇ信号がハイであるとき、電位ＶｇはＶｇＨであり、Ｇ信号がロウであるとき、電位ＶｇはＶｇＬである。また、第１のフレームＦ１と第１のフレームＦ１に続く第２のフレームＦ２が図示されている。
【０１２３】
《二次画像信号の極性を決定するステップ》
二次画像信号６１５＿Ｖの極性は１フレーム毎に反転される。二次画像信号６１５＿Ｖの極性は、極性決定回路６１２により決定される。例えば、第１のフレームＦ１において、基準電位Ｖｓｃに対して正の電位となるように決定し、第２のフレームＦ２において負の電位となるように決定する。
【０１２４】
基準電位Ｖｓｃと一次画像信号６２５＿Ｖの差分を振幅としフレーム毎に極性を反転した信号の電位Ｖｓａを図３（Ａ）に示す。この信号は、基準電位Ｖｓｃを中心に正の極性側に電圧Ｖｓａ１の振幅、負の極性側に電圧Ｖｓａ２の振幅を有する。
【０１２５】
《フィードスルーを相殺するための補正をするステップ》
フィードスルー補正回路６１１が一次画像信号６２５＿Ｖの基準電位Ｖｓｃからの振幅を補正して、二次画像信号６１５＿Ｖの振幅を決定する。なお、フィードスルー補正回路６１１は、一の階調情報を含む一次画像信号６２５＿Ｖの振幅を、極性が正である期間においてのみ補正しても、極性が負である期間においてのみ補正しても、両方の期間において補正してもよい。
【０１２６】
液晶素子６３５ＬＣの偏光の透過率を２以上のフレームにおいて一定に保つ方法を説明する。この補正は、例えば静止画像を表示する場合に適用できる。
【０１２７】
なお、本実施の形態では、二次画像信号の極性が負の場合において、極性が正の場合に発生するフィードスルーに比べて大きなフィードスルー（言い換えると電圧降下が大きい）が発生する場合について説明する。
【０１２８】
フィードスルー補正回路６１１は、二次画像信号の極性が負である場合において、極性が正である場合に比べて振幅を小さくする補正を行う。フィードスルー補正回路６１１は、極性が正である期間（例えば第１のフレームＦ１）に一次画像信号６２５＿Ｖの基準電位Ｖｓｃからの振幅（電圧Ｖｓａ１）を増幅し、極性が負である期間（例えば第２のフレームＦ２）に極性が反転された一次画像信号６２５＿Ｖの基準電位Ｖｓｃからの振幅（電圧Ｖｓａ２）を減衰する。具体的には、電圧Ｖｓａ１を電圧Ｖｓｂ１に増幅し、電圧Ｖｓａ２を電圧Ｖｓｂ２に減衰する（図３（Ａ）参照）。
【０１２９】
《フィードスルーの値の予測方法》
フィードスルーはトランジスタ６３４ｔの寄生容量に起因して発生する。従って、フィードスルーの値は演算により予測することができる。なお、フィードスルーの値を、一次画像信号６２５＿Ｖに含まれる階調情報ごとに経験的に求めることもできる。また、あらかじめ予測または求めたフィードスルーの値に対応する補正値をルックアップテーブル等に記録して、階調情報に応じて呼び出す構成とすることもできる。
【０１３０】
極性決定回路が決定する極性が正である場合は、振幅が振幅ＶＳ１であるＳ信号に発生する第１のフィードスルーΔＶ１を、Ｇ信号のハイの電位ＶｇＨ、Ｓ信号の基準電位Ｖｓｃ、トランジスタ６３４ｔの閾値電圧Ｖｔｈ並びに上述の数式（１）に示す関数を用いて算出できる。
【０１３１】
極性決定回路が決定する極性が負である場合は、振幅が振幅ＶＳ２であるＳ信号に発生する第２のフィードスルーΔＶ２を、Ｇ信号のハイの電位ＶｇＨ、Ｓ信号の基準電位Ｖｓｃ、トランジスタ６３４ｔの閾値電圧Ｖｔｈ並びに上述の数式（２）に示す関数を用いて算出できる。
【０１３２】
なお、さまざまな振幅を有するＳ信号と、当該Ｓ信号に発生するフィードスルーの大きさの関係を説明する模式図を図４に示す。図４（Ａ）、図４（Ｂ）および図４（Ｃ）は、いずれも発生するフィードスルーを相殺するように補正された一次画像信号６２５＿Ｖから生成された二次画像信号６１５＿Ｖの電位Ｖｓｂと、その二次画像信号６１５＿Ｖが入力されたトランジスタ９３４ｔの第２の電極の電位Ｖｓの関係を示すタイミングチャートである。二次画像信号６１５＿Ｖの正の振幅（電圧Ｖｓｂ１）は、図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）の順番に小さくなる。また、発生する第１のフィードスルーΔＶ１および第２のフィードスルーΔＶ２もこの順番に小さくなる。これにより、フィードスルーを相殺するための補正が小さくなっている。その結果、いずれのタイミングチャートにおいても、フィードスルー発生後のトランジスタ９３４ｔの第２の電極の電位Ｖｓの振幅が、基準電位Ｖｓｃを中心にするものになっている。
【０１３３】
極性が正であるＳ信号に発生する第１のフィードスルーΔＶ１に比べて、極性が負であるＳ信号に発生する第２のフィードスルーΔＶ２は大きい場合がある。また、極性が同じＳ信号に発生するフィードスルーを比較すると、振幅が大きいＳ信号に発生するフィードスルーは、振幅が小さいＳ信号に発生するフィードスルーより大きい場合がある。
【０１３４】
電位Ｖｓは、トランジスタ６３４ｔの第２の電極の電位であり、また、液晶素子６３５ＬＣの第１の電極に入力される電位である。
【０１３５】
共通電位Ｖｃｏｍは、液晶素子６３５ＬＣの第２の電極に入力される共通電位である。なお、共通電位Ｖｃｏｍの電位は、一定であっても変化してもよい。例えば、共通電位Ｖｃｏｍを、フレーム毎に交互に電位を変化する、いわゆる反転駆動をしてもよい。
【０１３６】
液晶素子６３５ＬＣは、交流電圧を用いて駆動する。これにより、液晶素子６３５ＬＣの液晶層の劣化を防ぐことができる。
【０１３７】
《表示部が表示する二次画像信号に基づいた画像》
Ｓ駆動回路６３３は、二次画像信号６１５＿ＶからＳ信号６３３＿Ｓを生成する。本実施の形態で例示するＳ駆動回路６３３が生成するＳ信号６３３＿Ｓの電位は、二次画像信号６１５＿Ｖの電位Ｖｓｂと等しい。
【０１３８】
Ｓ信号６３３＿Ｓは、Ｇ信号６３２＿Ｇに選択された画素６３１ｐに供給され、フィードスルーがトランジスタ６３４ｔにおいて発生する。（図３（Ｂ）参照）。
【０１３９】
二次画像信号６１５＿Ｖは、その極性が正である場合において、その振幅が大きくなるように一次画像信号を補正することで得られる。一方、第１のフィードスルーΔＶ１は、振幅を小さくするように働く。これにより、二次画像信号６１５＿Ｖが第１のフィードスルーΔＶ１に重なることにより、第１のフィードスルーΔＶ１を相殺することができる。
【０１４０】
また、二次画像信号６１５＿Ｖの極性が負の場合において、その振幅は小さくなるように一次画像信号を補正することで得られる。一方、第２のフィードスルーΔＶ２は、振幅を大きくするように働く。これにより、二次画像信号６１５＿Ｖが第２のフィードスルーΔＶ２に重なることにより、第２のフィードスルーΔＶ２を相殺することができる。
【０１４１】
その結果、二次画像信号６１５＿Ｖの極性に関わらず、基準電位Ｖｓｃとトランジスタ６３４ｔの第２の電極の電位Ｖｓの差の絶対値｜Ｖｓ−Ｖｓｃ｜をおよそ一定にすることができる（図３（Ｃ）参照）。
【０１４２】
液晶素子６３５ＬＣを駆動する電位と、液晶素子６３５ＬＣを透過する偏光の透過率の関係の模式図を図３（Ｄ）に示す。なお、図３（Ｄ）には、二次画像信号６１５＿Ｖの極性が正であるときの電位Ｖｓｂ１と、極性が負であるときの電位Ｖｓｂ２が模式的に示されている。同様に、電位Ｖｓｂ１から第１のフィードスルーΔＶ１分降下した電位と、電位Ｖｓｂ２から第２のフィードスルーΔＶ２分降下した電位も模式的に示されている。
【０１４３】
このように、極性決定回路６１２が決定する極性に合わせて、フィードスルー補正回路６１１が一次画像信号６２５＿Ｖを補正することにより、液晶素子６３５ＬＣの偏光の透過率を一定に保つことができる。
【０１４４】
なお、本実施形態では、発生が予想されるフィードスルーの値を相殺するように、一次画像信号を補正する場合について述べたが、本発明の実施形態の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、フィードスルーの値を相殺するように、一次画像信号を補正する、ということを行わないことも可能である。
【０１４５】
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。
【０１４６】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の情報処理装置の構成について、図５乃至図７を参照しながら説明する。
【０１４７】
具体的には、画素を選択するＧ信号を３０Ｈｚ（１秒間に３０回）以上の頻度、好ましくは６０Ｈｚ（１秒間に６０回）以上９６０Ｈｚ（１秒間に９６０回）未満の頻度で出力する第１のモードと、１１．６μＨｚ（１日に１回）以上０．１Ｈｚ（１秒間に０．１回）未満の頻度、好ましくは０．２８ｍＨｚ（１時間に１回）以上１Ｈｚ（１秒間に１回）未満の頻度で出力する第２のモードを備える情報処理装置について説明する。
【０１４８】
この情報処理装置を用いて静止画を表示すると、リフレッシュレートを１Ｈｚ未満、好ましくは０．２Ｈｚ以下とすることができ、使用者の目にやさしい表示、使用者の目の疲労を軽減する表示、使用者の目に負担を与えない表示をすることができる。また、表示部に表示する画像の性質に応じて最適な頻度で表示画像をリフレッシュすることができる。具体的には、動画をなめらかに表示する場合に比べて、リフレッシュを低い頻度で行うことにより、フリッカーの少ない静止画を表示することができる。加えて、消費電力を低減する効果も奏する。
【０１４９】
図５は、神経系の目の疲労を説明する図である。
【０１５０】
図６は、筋肉系の目の疲労を説明する図である。
【０１５１】
図７は、本発明の一態様の表示機能を有する情報処理装置の構成を説明するブロック図である。
【０１５２】
＜目の疲労について＞
ここで目の疲労について説明する。目の疲労には、神経系の疲労と筋肉系の疲労の２種類がある。
【０１５３】
神経系の疲労は、表示部が発する光や点滅画面を長時間見続けることで、その明るさが、眼の網膜、神経または脳を刺激して疲れさせるものである。蛍光灯や従来の表示装置の表示部が小刻みに明滅する現象をフリッカーというが、このようなフリッカーは神経系の疲労を引き起こす。
【０１５４】
筋肉系の疲労は、ピント調節のときに使用する毛様体の筋肉を酷使することにより疲れさせるものである。
【０１５５】
図５（Ａ）に、従来の表示部の表示を表す模式図を示す。従来の表示部の表示では、１秒間に６０回の画像の書き換えが行われている。このような画面を長時間見続けることにより、使用者の眼の網膜、神経または脳を刺激して目の疲労が引き起こされるおそれがあった。
【０１５６】
図５（Ｂ）に、本実施の形態で説明する情報処理装置の表示を表す模式図を示す。本実施の形態で説明する情報処理装置は、画素を選択するＧ信号を出力する頻度を変えることができる。特に、オフ電流が極めて小さいトランジスタを表示部の画素部に用いることにより、フリッカーの発生を抑制しつつ、フレーム周波数を下げることができる。例えば、５秒間に１回の画像の書き換えが可能となるため、極力同じ画像を見ることが可能となり、使用者に視認される画面のちらつきが低減される。これにより、使用者の眼の網膜、神経または脳の刺激が低減され、神経系の疲労が軽減される。
【０１５７】
なお、オフ電流が極めて小さいトランジスタとしては、例えば酸化物半導体を用いたトランジスタ、特に、ＣＡＡＣ−ＯＳを用いたトランジスタが好適である。
【０１５８】
また、図６（Ａ）に示すように、１画素のサイズが大きい場合（例えば精細度が１５０ｐｐｉ未満の場合）、表示部に表示された文字はぼやけてしまう。表示部に表示されたぼやけた文字を長時間見続けると、毛様体の筋肉が、絶えずピントを合わせようと動いているにもかかわらず、ピントが合わせづらい状態がつづくことになり、目に負担をかけてしまうおそれがあった。
【０１５９】
これに対し、図６（Ｂ）に示すように、本発明の一態様にかかる情報処理装置では、１画素のサイズが小さく、精細度が１５０ｐｐｉ好ましくは２００ｐｐｉ以上の高精細な表示が可能となるため、緻密で滑らかな表示とすることができる。これにより、毛様体の筋肉が、ピントを合わせやすくなるため、使用者の筋肉系の疲労が軽減される。なお、精細度は画素密度（ｐｐｉ：ｐｉｘｅｌ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）を用いて表現することができる。画素密度は、１インチあたりの画素の数である。また、画素は画像を構成する単位である。
【０１６０】
なお、目の疲労を定量的に測定する方法が検討されている。例えば、神経系の疲労の評価指標としては、臨界融合周波数（ＣＦＦ：Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｆｌｉｃｋｅｒ（Ｆｕｓｉｏｎ）  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）などが知られている。また、筋肉系の疲労の評価指標としては、調節時間や調節近点距離などが知られている。
【０１６１】
そのほか、目の疲労を評価する方法として、脳波測定、サーモグラフィ法、瞬きの回数の測定、涙液量の評価、瞳孔の収縮反応速度の評価や、自覚症状を調査するためのアンケート等がある。
【０１６２】
＜１．情報処理装置の構成＞
本実施の形態で説明する表示機能を有する情報処理装置６００は、表示部６３０、制御部６１０、演算装置６２０並びに入力手段５００を有する（図７参照）。
【０１６３】
表示部６３０は、画素部６３１、第１の駆動回路（Ｓ駆動回路ともいう）６３３並びに第２の駆動回路（Ｇ駆動回路ともいう）６３２を有する。表示部６３０は実施の形態１で説明する構成を適用できる。ここでは、重複する部分についての説明は実施の形態１に記載する内容を援用する。
【０１６４】
Ｓ駆動回路は、第１の駆動信号（Ｓ信号ともいう）６３３＿Ｓを画素回路６３４に出力する。Ｇ駆動回路は、画素回路６３４を選択する第２の駆動信号（Ｇ信号ともいう）６３２＿Ｇを画素回路６３４に出力する。
【０１６５】
Ｇ駆動回路６３２は、各走査線を選択するＧ信号６３２＿Ｇを各走査線に３０Ｈｚ（１秒間に３０回）以上の頻度、好ましくは６０Ｈｚ（１秒間に６０回）以上９６０Ｈｚ（１秒間に９６０回）未満の頻度で出力する第１のモードと、１１．６μＨｚ（１日に１回）以上０．１Ｈｚ（１秒間に０．１回）未満の頻度、好ましくは０．２８ｍＨｚ（１時間に１回）以上１Ｈｚ（１秒間に１回）未満の頻度で出力する第２のモードを備える。
【０１６６】
なお、Ｇ駆動回路６３２は、入力されるモード切り替え信号に応じて第１のモードと第２のモードとを切り替える。
【０１６７】
画素部６３１は、画素６３１ｐを複数備える。画素６３１ｐは、画素回路６３４を備える。画素回路６３４は入力されるＳ信号６３３＿Ｓを保持し、Ｓ信号６３３＿Ｓに応じて画素部６３１に画像を表示する表示素子６３５を含む。
【０１６８】
演算装置６２０は一次制御信号６２５＿Ｃと一次画像信号６２５＿Ｖを出力する。
【０１６９】
制御部６１０はＳ駆動回路６３３とＧ駆動回路６３２を制御する。
【０１７０】
液晶素子を表示素子６３５に適用する場合、光供給部６５０を表示部６３０に設ける。光供給部６５０は液晶素子が設けられた画素部６３１に光を供給し、バックライトとして機能する。
【０１７１】
表示機能を有する情報処理装置６００は、画素部６３１に設けられた複数の画素回路６３４から一を選択する頻度を、Ｇ駆動回路６３２が出力するＧ信号６３２＿Ｇを用いて変えることができる。その結果、情報処理装置６００を使用する者へ与えうる目の疲労が低減された表示機能を有する情報処理装置を提供することができる。
【０１７２】
本明細書に添付した図面では、構成要素を機能ごとに分類し、互いに独立したブロックとしてブロック図を示しているが、実際の構成要素は機能ごとに完全に切り分けることが難しく、一つの構成要素が複数の機能に係わることもあり得る。
【０１７３】
本明細書においてトランジスタが有するソースとドレインは、トランジスタの極性及び各端子に与えられる電位の高低によって、その呼び方が入れ替わる。一般的に、ｎチャネル型トランジスタでは、低い電位が与えられる端子がソースと呼ばれ、高い電位が与えられる端子がドレインと呼ばれる。また、ｐチャネル型トランジスタでは、低い電位が与えられる端子がドレインと呼ばれ、高い電位が与えられる端子がソースと呼ばれる。本明細書では、便宜上、ソースとドレインとが固定されているものと仮定して、トランジスタの接続関係を説明する場合があるが、実際には上記電位の関係に従ってソースとドレインの呼び方が入れ替わる。
【０１７４】
本明細書においてトランジスタのソースとは、活性層として機能する半導体膜の一部であるソース領域、或いは上記半導体膜に接続されたソース電極を意味する。同様に、トランジスタのドレインとは、上記半導体膜の一部であるドレイン領域、或いは上記半導体膜に接続されたドレイン電極を意味する。また、ゲートはゲート電極を意味する。
【０１７５】
本明細書においてトランジスタが直列に接続されている状態とは、例えば、第１のトランジスタのソースまたはドレインの一方のみが、第２のトランジスタのソースまたはドレインの一方のみに接続されている状態を意味する。また、トランジスタが並列に接続されている状態とは、第１のトランジスタのソースまたはドレインの一方が第２のトランジスタのソースまたはドレインの一方に接続され、第１のトランジスタのソースまたはドレインの他方が第２のトランジスタのソースまたはドレインの他方に接続されている状態を意味する。
【０１７６】
本明細書において接続とは、電気的な接続を意味しており、電流、電圧または電位が、供給可能、或いは伝送可能な状態に相当する。従って、接続している状態とは、直接接続している状態を必ずしも指すわけではなく、電流、電圧または電位が、供給可能、或いは伝送可能であるように、配線、抵抗、ダイオード、トランジスタなどの回路素子を介して間接的に接続している状態も、その範疇に含む。
【０１７７】
本明細書において回路図上は独立している構成要素どうしが接続されている場合であっても、実際には、例えば配線の一部が電極として機能する場合など、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合もある。本明細書において接続とは、このような、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合も、その範疇に含める。
【０１７８】
以下に、本発明の一態様の表示機能を有する情報処理装置を構成する個々の要素について説明する。
【０１７９】
＜２．演算装置＞
演算装置６２０は、一次画像信号６２５＿Ｖおよびモード切り替え信号を含む一次制御信号６２５＿Ｃを生成する。
【０１８０】
例えば、入力手段５００から入力される画像切り替え信号５００＿Ｃに応じて、演算装置６２０がモード切り替え信号を含む一次制御信号６２５＿Ｃを出力するように構成して良い。
【０１８１】
モード切替信号を含む一次制御信号６２５＿Ｃが、第２のモードのＧ駆動回路６３２に入力されると、Ｇ駆動回路６３２は第２のモードから第１のモードに切り替わる。そして、Ｇ信号を１回以上出力し、その後第２のモードに切り替わる。
【０１８２】
例えば、入力手段５００がページめくり動作を検知した場合に、画像切り替え信号５００＿Ｃを演算装置６２０に出力するように構成してもよい。
【０１８３】
演算装置６２０は、ページめくり動作を含む一次画像信号６２５＿Ｖを生成し、当該一次画像信号６２５＿Ｖと共にモード切替信号を含む一次制御信号６２５＿Ｃを出力する。
【０１８４】
制御部６１０は、モード切替信号を含む二次制御信号６１５＿ＣをＧ駆動回路６３２に出力し、ページめくり動作を含む二次画像信号６１５＿ＶをＳ駆動回路６３３に出力する。
【０１８５】
Ｇ駆動回路６３２は第２のモードから第１のモードに切り替わり、使用者が信号の書き換え動作による画像の変化を識別できない程度の高い頻度でＧ信号６３２＿Ｇを出力し、画像を書き換える。
【０１８６】
一方、Ｓ駆動回路６３３は、当該二次画像信号６１５＿Ｖから生成したＳ信号６３３＿Ｓを画素回路６３４に出力する。
【０１８７】
これにより、画素６３１ｐは、ページめくり動作を含む多数のフレーム画像を高い頻度で書き換えるため、ページめくり動作を含む二次画像信号６１５＿Ｖに基づく画像をなめらかに表示できる。
【０１８８】
また、演算装置６２０は、表示部６３０に出力する一次画像信号６２５＿Ｖが動画像か静止画像かを判別する。例えば、一次画像信号６２５＿Ｖが動画像である場合において、当該演算装置６２０が第１のモードを選択する切り替え信号を出力し、静止画像である場合において、当該演算装置６２０が第２のモードを選択する切り替え信号を出力する構成としてもよい。
【０１８９】
なお、動画像か静止画像かを判別する方法としては、一次画像信号６２５＿Ｖに含まれる一のフレームとその前後のフレームの信号の差分が、あらかじめ定められた差分より大きいときに動画像と、それ以下のとき静止画像と、判別すればよい。
【０１９０】
制御部６１０が、Ｇ駆動回路６３２の動作モードを一のモードから他のモードに切り替えるとき（例えば、第２のモードから第１のモードに切り替えるとき）Ｇ駆動回路６３２は、Ｇ信号６３２＿Ｇを１回以上の所定の回数出力した後に、他のモードに切り替わる構成としてもよい。
【０１９１】
＜３．制御部＞
制御部６１０は、一次画像信号６２５＿Ｖから二次画像信号６１５＿Ｖを生成し、当該二次画像信号６１５＿Ｖを出力する（図７参照）。
【０１９２】
制御部６１０は、垂直同期信号、水平同期信号などの同期信号を含む一次制御信号６２５＿Ｃを用いて二次制御信号６１５＿Ｃを生成する。二次制御信号６１５＿Ｃは、例えばスタートパルス信号ＳＰ、ラッチ信号ＬＰ、パルス幅制御信号ＰＷＣ、クロック信号ＣＫなどを含む。
【０１９３】
制御部６１０は、極性決定回路６１２を備える。極性決定回路６１２は、二次画像信号６１５＿Ｖの極性を反転するタイミングを通知し、当該タイミングに従って、制御部６１０が二次画像信号６１５＿Ｖの極性を反転する機能を備える構成としてもよい。なお、二次画像信号６１５＿Ｖの極性を、制御部６１０内において反転してもよいし、制御部６１０からの命令に従って、表示部６３０内において反転してもよい。
【０１９４】
極性決定回路６１２は、同期信号を用いて二次画像信号６１５＿Ｖの極性を反転させるタイミングを定める機能を有する。本実施の形態に例示する極性決定回路６１２は、カウンタと、信号生成回路とを有する。
【０１９５】
カウンタは、水平同期信号のパルスを用いてフレームの数を数える機能を有する。
【０１９６】
信号生成回路は、カウンタにおいて得られたフレームの数の情報を用いて、連続する複数フレームごとに二次画像信号６１５＿Ｖの極性を反転させるべく、二次画像信号６１５＿Ｖの極性を反転させるタイミングを、制御部６１０に通知する機能を有してもよい。
【０１９７】
＜４．入力手段＞
入力手段５００としては、タッチパネル、タッチパッド、マウス、ジョイスティック、トラックボール、データグローブ、撮像装置などを用いることができる。演算装置６２０は、入力手段５００から入力される電気信号と表示部の座標を関連づけることができる。これにより、使用する者が表示部に表示される情報を処理するための命令を入力することができる。
【０１９８】
使用する者が入力手段５００から入力する情報としては、例えば表示部に表示される画像の表示位置を変えるためにドラッグする命令、表示されている画像を送り次の画像を表示するためにスワイプする命令、帯状の画像を順に送るためにスクロールする命令、特定の画像を選択する命令、画像を表示する大きさを変化するためにピンチ・イン、ピンチ・アウトする命令の他、手書き文字入力する命令などを挙げることができる。
【０１９９】
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。
【０２００】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１で説明する表示部を駆動する方法の一例について、図８乃至図９を参照しながら説明する。
【０２０１】
具体的には、画素を選択するＧ信号を３０Ｈｚ（１秒間に３０回）以上の頻度、好ましくは６０Ｈｚ（１秒間に６０回）以上９６０Ｈｚ（１秒間に９６０回）未満の頻度で出力する第１のモードと、１１．６μＨｚ（１日に１回）以上０．１Ｈｚ（１秒間に０．１回）未満の頻度、好ましくは０．２８ｍＨｚ（１時間に１回）以上１Ｈｚ（１秒間に１回）未満の頻度で出力する第２のモードを備える情報処理装置の駆動方法について説明する。
【０２０２】
図８は、本発明の一態様の表示部の構成の変形例を説明するブロック図である。
【０２０３】
図９は、本発明の一態様の表示部を説明する回路図である。
【０２０４】
本実施の形態では、実施の形態１で例示する表示装置に１Ｈｚ以下の頻度で画像を表示する方法を説明する。
【０２０５】
＜１．Ｓ信号の画素部への書き込み方法＞
図２（Ａ）または図８に例示する画素部６３１に、Ｓ信号６３３＿Ｓを書き込む方法の一例を説明する。具体的には、Ｓ信号６３３＿Ｓを、画素部６３１の、図２（Ｂ）に例示する画素回路を備える画素６３１ｐのそれぞれに書き込む方法を説明する。
【０２０６】
＜画素部への信号の書き込み＞
第１フレームにおいて、走査線Ｇ１にパルスを有するＧ信号６３２＿Ｇが入力されることで、走査線Ｇ１が選択される。選択された走査線Ｇ１に接続された複数の各画素６３１ｐにおいて、トランジスタ６３４ｔが導通状態になる。
【０２０７】
トランジスタ６３４ｔが導通状態の時（１ライン期間）に、信号線Ｓ１から信号線Ｓｘに二次画像信号６１５＿Ｖから生成したＳ信号６３３＿Ｓの電位が与えられる。そして、導通状態のトランジスタ６３４ｔを介して、Ｓ信号６３３＿Ｓの電位に応じた電荷が容量素子６３４ｃに蓄積され、Ｓ信号６３３＿Ｓの電位が液晶素子６３５ＬＣの第１電極に与えられる。
【０２０８】
第１フレームの走査線Ｇ１が選択されている期間において、正の極性のＳ信号６３３＿Ｓが全ての信号線Ｓ１乃至信号線Ｓｘに、順に入力される。走査線Ｇ１と、信号線Ｓ１乃至信号線Ｓｘとにそれぞれ接続された画素６３１ｐ内の第１電極（Ｇ１Ｓ１）乃至第１電極（Ｇ１Ｓｘ）には、正の極性のＳ信号６３３＿Ｓが与えられる。これにより、液晶素子６３５ＬＣの透過率が、Ｓ信号６３３＿Ｓの電位によって制御され、各画素が階調を表示する。
【０２０９】
同様にして、走査線Ｇ２から走査線Ｇｙが順に選択され、走査線Ｇ１が選択されていた期間と同様の動作が、走査線Ｇ２から走査線Ｇｙの各走査線に接続された画素６３１ｐにおいて順次繰り返される。上記動作により、画素部６３１において、第１フレームの画像を表示することができる。
【０２１０】
なお、本発明の一態様では、必ずしも走査線Ｇ１乃至走査線Ｇｙを順に選択する必要はない。
【０２１１】
なお、Ｓ駆動回路６３３から信号線Ｓ１乃至信号線Ｓｘに、Ｓ信号６３３＿Ｓを順に入力する点順次駆動を用いることも、一斉にＳ信号６３３＿Ｓを入力する線順次駆動を用いることもできる。或いは、複数の信号線Ｓごとに順に、Ｓ信号６３３＿Ｓを入力する駆動方法を用いていても良い。
【０２１２】
また、プログレッシブ方式を用いた走査線Ｇの選択方法に限らず、インターレース方式を用いて走査線Ｇの選択を行うようにしても良い。
【０２１３】
また、任意の一フレームにおいて、全ての信号線に入力されるＳ信号６３３＿Ｓの極性が同一であっても、任意の一フレームにおいて、一の信号線ごとに、画素に入力されるＳ信号６３３＿Ｓの極性が反転していても良い。
【０２１４】
＜複数の領域に分割された画素部への信号の書き込み＞
また、表示部６３０の構成の変形例を図８に示す。
【０２１５】
図８に示す表示部６３０には、複数の領域に分割された画素部６３１（具体的には第１領域６３１ａ、第２領域６３１ｂ、第３領域６３１ｃ）に、複数の画素６３１ｐと、画素６３１ｐを行毎に選択するための複数の走査線Ｇと、選択された画素６３１ｐにＳ信号６３３＿Ｓを供給するための複数の信号線Ｓとが設けられている。
【０２１６】
それぞれの領域に設けられた走査線ＧへのＧ信号６３２＿Ｇの入力は、それぞれのＧ駆動回路６３２により制御されている。信号線ＳへのＳ信号６３３＿Ｓの入力は、Ｓ駆動回路６３３により制御されている。複数の画素６３１ｐは、走査線Ｇの少なくとも一つと、信号線Ｓの少なくとも一つとに、それぞれ接続されている。
【０２１７】
このような構成とすることで、画素部６３１を分割して駆動することができる。
【０２１８】
例えば、入力手段５００としてタッチパネルから情報を入力する際に、当該情報が入力される領域を特定する座標を取得し、その座標に対応する領域を駆動するＧ駆動回路６３２のみを第１のモードとし、他の領域を第２のモードとしてもよい。この動作により、タッチパネルから情報が入力されなかった領域、すなわち表示画像を書き換える必要がない領域のＧ駆動回路の動作を停止することができる。
【０２１９】
＜２．第１のモードと第２のモードにおけるＧ駆動回路の動作＞
Ｇ駆動回路６３２が出力するＧ信号６３２＿Ｇが入力された画素回路６３４に、Ｓ信号６３３＿Ｓが入力される。Ｇ信号６３２＿Ｇが入力されない期間、画素回路６３４は、Ｓ信号６３３＿Ｓの電位を保持する。言い換えると、画素回路６３４は、Ｓ信号６３３＿Ｓの電位が書き込まれた状態を保持する。
【０２２０】
表示データが書き込まれた画素回路６３４は、Ｓ信号６３３＿Ｓに応じた表示状態を維持する。なお、表示状態を維持するとは、表示状態の変化が一定の範囲より大きくならないように保持することをいう。上記一定の範囲は、適宜設定される範囲であり、例えば使用者が表示画像を閲覧する場合に、同じ表示画像であると認識できる表示状態の範囲に設定することが好ましい。
【０２２１】
Ｇ駆動回路６３２は第１のモードと第２のモードを備える。
【０２２２】
＜２−１．第１のモード＞
Ｇ駆動回路６３２の第１のモードは、Ｇ信号６３２＿Ｇを、各画素に１秒間に３０回以上好ましくは１秒間に６０回以上９６０回未満の頻度で出力する。
【０２２３】
第１のモードのＧ駆動回路６３２は、使用者が信号の書き換え動作による画像の変化を識別できない程度の速さで、信号を書き換える。その結果、動画像をなめらかに表示することができる。
【０２２４】
＜２−２．第２のモード＞
Ｇ駆動回路６３２の第２のモードは、Ｇ信号６３２＿Ｇを、各画素に１日に１回以上１秒間に０．１回未満、好ましくは１時間に１回以上１秒間に１回未満の頻度で出力する。
【０２２５】
Ｇ信号６３２＿Ｇが入力されない期間、画素回路６３４は、Ｓ信号６３３＿Ｓを保持し、その電位に応じた表示状態を引き続き維持する。
【０２２６】
これにより、第２のモードでは、画素の表示の書き換えに伴うチラつき（フリッカーともいう）がない表示をすることができる。
【０２２７】
その結果、当該表示機能を有する情報処理装置の使用者の目の疲労を低減できる。
【０２２８】
第２のモードでは、第１のモードと比較して消費電力を低減できる。第２のモードには、Ｇ駆動回路６３２が動作しない期間が存在するからである。
【０２２９】
なお、第２のモードを有するＧ駆動回路６３２を用いて駆動する画素回路は、Ｓ信号６３３＿Ｓを長い期間保持する構成が好ましい。例えば、トランジスタ６３４ｔのリーク電流は、オフ状態において小さいものほど好ましい。
【０２３０】
オフ状態においてリーク電流が小さいトランジスタ６３４ｔの構成の一例について、実施の形態５を参酌することができる。
【０２３１】
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。
【０２３２】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の情報処理装置の情報処理方法について、図１７を参照しながら説明する。
【０２３３】
具体的には、本発明の一態様の情報処理装置の表示部で表示可能な画像の生成方法について説明する。特に、第１の静止画像が表示された表示画像から、当該表示画像に連続する第２の静止画像を次の表示画像として切り替えて表示を行う際に使用者の目に優しい画像の切り替え方法、使用者の目の疲労を軽減する画像の切り替え方法、使用者の目に負担を与えない画像の切り替え方法について説明する。
【０２３４】
図１７は、本発明の一態様の情報処理方法を適用可能な情報処理装置の構成を説明するブロック図および画像データを説明する模式図である。
【０２３５】
＜情報処理方法＞
本発明の一態様は、第１の静止画像が表示された表示画像から、表示画像に連続する第２の静止画像に、緩やかに表示画像を切り替える、情報処理方法である。
【０２３６】
上記本発明の一態様の情報処理方法によれば、演算装置に処理された一画面に表示できない情報を複数の静止画像に分け、当該複数の静止画像を画面またはウインドウに順次表示画像として表示する。特に、本実施の形態では、表示画像の切り替えを緩やかに行う。これにより、情報処理装置の使用者は、移動する表示を目で追って、当該移動する表示の中から目的とする情報を探し出す必要がなくなり、使用者の目に加わる負担が軽減される。また、表示の切り替え時に使用者の目に加わる負担が軽減される。その結果、演算装置が処理した情報を含む画像を目に優しく表示できる新規な情報処理方法を提供できる。
【０２３７】
画像を素早く切り替えて表示すると、使用者の眼精疲労を誘発する場合がある。例えば、著しく異なる場面が切り換わる動画像や、異なる静止画を切り換える場合などが含まれる。
【０２３８】
異なる画像を切り替えて表示する際には、瞬間的に表示を切り換えるのではなく、緩やかに（静かに）、自然に画像を切り替えて表示することが好ましい。
【０２３９】
例えば、第１の静止画像から第２の静止画像に表示を切り替える場合、第１の静止画像と第２の静止画像の間に第１の静止画像がフェードアウトして表示される動画像または／および第２の静止画像がフェードインする動画像を挿入すると好ましい。また、第１の静止画像がフェードアウトすると同時に、第２の静止画像がフェードインする（クロスフェードともいう）ように、両者の画像を重ね合わせた動画像を挿入してもよく、第１の静止画像が第２の静止画像に次第に変化する様子（モーフィングともいう）を表示する動画像を挿入しても良い。
【０２４０】
なお、第１の静止画像データを低いリフレッシュレートで表示し、続いて画像の切り替えのための画像を高いリフレッシュレートで表示した後に、第２の静止画像データを低いリフレッシュレートで表示してもよい。
【０２４１】
＜フェードイン、フェードアウト＞
以下に、互いに異なる画像Ａと画像Ｂとを切り換える方法の一例について説明する。
【０２４２】
図１７（Ａ）は、画像の切り換え動作を行うことができる表示部の構成を示すブロック図である。図１７（Ａ）に示す表示部は、演算装置７０１、記憶装置７０２、グラフィックユニット７０３、及び表示手段７０４を備える。
【０２４３】
第１のステップにおいて、演算装置７０１は外部記憶装置等から画像Ａ、及び画像Ｂの各データを記憶装置７０２に格納する。
【０２４４】
第２のステップにおいて、演算装置７０１は、予め設定された分割数の値に応じて、画像Ａと画像Ｂの各画像データを元に新たな画像データを順次生成する。
【０２４５】
第３のステップにおいて、生成した画像データをグラフィックユニット７０３に出力する。グラフィックユニット７０３は入力された画像データを表示手段７０４に表示させる。
【０２４６】
図１７（Ｂ）は、画像Ａから画像Ｂにかけて段階的に画像を切り換える際に用いられる画像データを説明するための模式図である。
【０２４７】
例えば、画像を切り替える際に、画像Ａから画像ＢにかけてＮ（Ｎは自然数）個の画像データを生成し、それぞれ１個あたりの画像データをｆ（ｆは自然数）フレーム表示してもよい。具体的には、ｆが１の場合、画像Ａから画像Ｂに切り替わるまでの期間は、ｆ×Ｎフレームとなる（図１７（Ｂ）参照）。
【０２４８】
ここで、上述したＮ、及びｆなどのパラメータは、使用者が自由に設定可能であることが好ましい。演算装置７０１はこれらのパラメータを予め取得し、当該パラメータに応じて、画像データを生成する。
【０２４９】
ｉ番目に生成される画像データ（ｉは１以上Ｎ以下の整数）は、画像Ａの画像データと画像Ｂの画像データを、逐次変化する係数を用いて加重平均することで生成できる。例えば、ある画素において、画像Ａを表示したときの輝度（階調）をａ、画像Ｂを表示したときの輝度（階調）をｂとすると、ｉ番目に生成される画像データを表示したときの当該画素の輝度（階調）ｃは数式（４）に示す値となる。なお、階調とは表示部が表示する濃淡の段階のことである。白と黒の２段階のみを有する画像は２階調の階調を有する画像ということができる。例えば、従来のパーソナルコンピューターの表示部は、赤色、緑色、青色を表示する副画素を有する。それぞれの副画素には、２５６段階の濃淡を表示するための信号が入力される。
【０２５０】
【数３】
2014130336.tif 000005
【０２５１】
このような方法により生成された画像データを用いて、画像Ａから画像Ｂに切り換えることで、緩やかに（静かに）、自然に不連続な画像を切り替えることができる。
【０２５２】
なお、数式（４）において、全ての画素についてａ＝０の場合（画像Ａが黒画像である場合）が、黒画像から徐々に画像Ｂに切り替わるフェードインに相当する。また、全ての画素についてｂ＝０の場合（画像Ｂが黒画像である場合）が、画像Ａから徐々に黒画像に切り替わるフェードアウトに相当する。
【０２５３】
上記では、２つの画像を一時的にオーバーラップさせて画像を切り換える方法について述べたが、オーバーラップさせない方法としてもよい。
【０２５４】
２つの画像をオーバーラップさせない場合、画像Ａから画像Ｂに切り換える場合に、間に黒画像を挿入してもよい。このとき、画像Ａから黒画像に遷移する際、または黒画像から画像Ｂに遷移する際、またはその両方に、上述したような画像の切り換え方法を用いてもよい。また、画像Ａと画像Ｂの間に挿入する画像は黒画像だけでなく、白画像などの単一色の画像を用いてもよいし、画像Ａや画像Ｂとは異なる、多色の画像を用いてもよい。
【０２５５】
画像Ａと画像Ｂとの間に他の画像、特に黒画像などの単一色の画像を挿入することで、画像の切り換えのタイミングをより自然に使用者が感じ取ることができ、使用者にストレスを感じさせることなく画像を切り換えることができる。
【０２５６】
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。
【０２５７】
（実施の形態５）
トランジスタのチャネルが形成される領域に好適に用いることができる半導体及び半導体膜の一例について、以下に説明する。
【０２５８】
酸化物半導体は、エネルギーギャップが３．０ｅＶ以上と大きく、酸化物半導体を適切な条件で加工し、そのキャリア密度を十分に低減して得られた酸化物半導体膜が適用されたトランジスタにおいては、オフ状態でのソースとドレイン間のリーク電流（オフ電流）を、従来のシリコンを用いたトランジスタと比較して極めて低いものとすることができる。
【０２５９】
本実施の形態で説明する半導体膜を備えるオフ電流が低減されたトランジスタは、実施の形態１で説明する表示装置の表示部に適用できる。特に、画素部が備える画素回路のスイッチング素子に適用すると、従来のトランジスタ（例えば、半導体膜にアモルファスシリコンを適用したトランジスタ）に比べて、表示素子の表示状態を長い時間保持できる。これにより、実施の形態３で説明するように、情報処理装置の表示部の画素を選択するＧ信号の頻度を飛躍的に低減することができる。
【０２６０】
酸化物半導体膜をトランジスタに適用する場合、酸化物半導体膜の膜厚は２ｎｍ以上４０ｎｍ以下とすることが好ましい。
【０２６１】
適用可能な酸化物半導体としては、少なくともインジウム（Ｉｎ）あるいは亜鉛（Ｚｎ）を含むことが好ましい。特にＩｎとＺｎを含むことが好ましい。また、該酸化物半導体を用いたトランジスタの電気特性のばらつきを減らすためのスタビライザーとして、それらに加えてガリウム（Ｇａ）、スズ（Ｓｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタノイド（例えば、セリウム（Ｃｅ）、ネオジム（Ｎｄ）、ガドリニウム（Ｇｄ））から選ばれた一種、または複数種が含まれていることが好ましい。
【０２６２】
例えば、酸化物半導体として、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、Ｉｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｚｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｓｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｇａ系酸化物、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物（ＩＧＺＯとも表記する）、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｚｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｉ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｃ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｇｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｏ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物を用いることができる。
【０２６３】
ここで、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物とは、ＩｎとＧａとＺｎを主成分として有する酸化物という意味であり、ＩｎとＧａとＺｎの比率は問わない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の金属元素が入っていてもよい。
【０２６４】
また、酸化物半導体として、ＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＞０、且つ、ｍは整数でない）で表記される材料を用いてもよい。なお、Ｍは、Ｇａ、Ｆｅ、Ｍｎ及びＣｏから選ばれた一の金属元素または複数の金属元素、若しくは上記のスタビライザーとしての元素を示す。また、酸化物半導体として、Ｉｎ２ＳｎＯ５（ＺｎＯ）ｎ（ｎ＞０、且つ、ｎは整数）で表記される材料を用いてもよい。
【０２６５】
例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：２、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝３：１：２、あるいはＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：１：３の原子数比のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物やその組成の近傍の酸化物を用いるとよい。
【０２６６】
酸化物半導体膜に水素が多量に含まれると、酸化物半導体と結合することによって、水素の一部がドナーとなり、キャリアである電子を生じてしまう。これにより、トランジスタのしきい値電圧がマイナス方向にシフトしてしまう。そのため、酸化物半導体膜の形成後において、脱水化処理（脱水素化処理）を行い酸化物半導体膜から、水素、又は水分を除去して不純物が極力含まれないように高純度化することが好ましい。
【０２６７】
なお、酸化物半導体膜への脱水化処理（脱水素化処理）によって、酸化物半導体膜から酸素も同時に減少してしまうことがある。よって、酸化物半導体膜への脱水化処理（脱水素化処理）によって増加した酸素欠損を補填するため酸素を酸化物半導体膜に加える処理を行うことが好ましい。本明細書等において、酸化物半導体膜に酸素を供給する場合を、加酸素化処理と記す場合がある、または酸化物半導体膜に含まれる酸素を化学量論的組成よりも多くする場合を過酸素化処理と記す場合がある。
【０２６８】
このように、酸化物半導体膜は、脱水化処理（脱水素化処理）により、水素または水分が除去され、加酸素化処理により酸素欠損を補填することによって、ｉ型（真性）化またはｉ型に限りなく近く実質的にｉ型（真性）である酸化物半導体膜とすることができる。なお、実質的に真性とは、酸化物半導体膜中にドナーに由来するキャリアが極めて少なく（ゼロに近く）、キャリア密度が１×１０１７／ｃｍ３以下、１×１０１６／ｃｍ３以下、１×１０１５／ｃｍ３以下、１×１０１４／ｃｍ３以下、１×１０１３／ｃｍ３以下であることをいう。
【０２６９】
またこのように、ｉ型又は実質的にｉ型である酸化物半導体膜を備えるトランジスタは、極めて優れたオフ電流特性を実現できる。例えば、酸化物半導体膜を用いたトランジスタがオフ状態のときのドレイン電流を、室温（２５℃程度）にて１×１０−１８Ａ以下、好ましくは１×１０−２１Ａ以下、さらに好ましくは１×１０−２４Ａ以下、または８５℃にて１×１０−１５Ａ以下、好ましくは１×１０−１８Ａ以下、さらに好ましくは１×１０−２１Ａ以下とすることができる。なお、トランジスタがオフ状態とは、ｎチャネル型のトランジスタの場合、ゲート電圧がしきい値電圧よりも十分小さい状態をいう。具体的には、ゲート電圧がしきい値電圧よりも１Ｖ以上、２Ｖ以上または３Ｖ以上小さければ、トランジスタはオフ状態となる。
【０２７０】
酸化物半導体膜は単結晶でも、非単結晶でもよい。後者の場合、アモルファスでも、多結晶でもよい。また、アモルファス中に結晶性を有する部分を含む構造でも、非アモルファスでもよい。
【０２７１】
好ましくは、酸化物半導体膜は、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ  Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）膜とする。
【０２７２】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、完全な単結晶ではなく、完全な非晶質でもない。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部は、一辺が１００ｎｍ未満の立方体内に収まる大きさであることが多い。また、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）による観察像では、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部と結晶部との境界は明確ではない。また、ＴＥＭによってＣＡＡＣ−ＯＳ膜には粒界（グレインバウンダリーともいう。）は確認できない。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、粒界に起因する電子移動度の低下が抑制される。
【０２７３】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部は、ｃ軸がＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向に揃い、かつａｂ面に垂直な方向から見て三角形状または六角形状の原子配列を有し、ｃ軸に垂直な方向から見て金属原子が層状または金属原子と酸素原子とが層状に配列している。なお、異なる結晶部間で、それぞれａ軸およびｂ軸の向きが異なっていてもよい。本明細書において、単に垂直と記載する場合、８５°以上９５°以下の範囲も含まれることとする。また、単に平行と記載する場合、−５°以上５°以下の範囲も含まれることとする。
【０２７４】
なお、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜において、結晶部の分布が一様でなくてもよい。例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の形成過程において、酸化物半導体膜の表面側から結晶成長させる場合、被形成面の近傍に対し表面の近傍では結晶部の占める割合が高くなることがある。また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜へ不純物を添加することにより、当該不純物添加領域において結晶部の結晶性が低下することもある。
【０２７５】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部のｃ軸は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向に揃うため、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の形状（被形成面の断面形状または表面の断面形状）によっては互いに異なる方向を向くことがある。なお、結晶部のｃ軸の方向は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜が形成されたときの被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向となる。結晶部は、成膜することにより、または成膜後に加熱処理などの結晶化処理を行うことにより形成される。
【０２７６】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を用いたトランジスタは、可視光や紫外光の照射による電気特性の変動が小さい。よって、当該トランジスタは、信頼性が高い。
【０２７７】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、例えば、多結晶である酸化物半導体スパッタリング用ターゲットを用い、スパッタリング法によって成膜することができる。当該スパッタリング用ターゲットにイオンが衝突すると、スパッタリング用ターゲットに含まれる結晶領域がａ−ｂ面から劈開し、ａ−ｂ面に平行な面を有する平板状またはペレット状のスパッタリング粒子として剥離することがある。この場合、当該平板状またはペレット状のスパッタリング粒子が、結晶状態を維持したまま被成膜面に到達することで、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜することができる。
【０２７８】
平板状のスパッタリング粒子は、例えばａ−ｂ面に平行な面の円相当径が３ｎｍ以上１０ｎｍ以下、厚さ（ａ−ｂ面に垂直な方向の長さ）が０．７ｎｍ以上１ｎｍ未満である。なお、平板状のスパッタリング粒子は、ａ−ｂ面に平行な面が正三角形又は正六角形であってもよい。ここで、面の円相当径とは、面の面積と等しい正円の直径をいう。
【０２７９】
また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜するために、以下の条件を適用することが好ましい。
【０２８０】
成膜時の基板温度を高めることで、基板に到達した平板状のスパッタリング粒子のマイグレーションが起こり、スパッタリング粒子の平らな面が基板に付着する。このとき、スパッタリング粒子が正に帯電することで、スパッタリング粒子同士が反発しながら基板に付着するため、スパッタリング粒子が偏って不均一に重なることがなく、厚さの均一なＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜することができる。具体的には、基板温度を１００℃以上７４０℃以下、好ましくは２００℃以上５００℃以下として成膜することが好ましい。
【０２８１】
また、成膜時の不純物混入を低減することで、不純物によって結晶状態が崩れることを抑制できる。例えば、成膜室内に存在する不純物濃度（水素、水、二酸化炭素および窒素など）を低減すればよい。また、成膜ガス中の不純物濃度を低減すればよい。具体的には、露点が−８０℃以下、好ましくは−１００℃以下である成膜ガスを用いる。
【０２８２】
また、成膜ガス中の酸素割合を高め、電力を最適化することで成膜時のプラズマダメージを軽減すると好ましい。成膜ガス中の酸素割合は、３０体積％以上、好ましくは１００体積％とする。
【０２８３】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜した後、加熱処理を行ってもよい。加熱処理の温度は、１００℃以上７４０℃以下、好ましくは２００℃以上５００℃以下とする。また、加熱処理の時間は１分以上２４時間以下、好ましくは６分以上４時間以下とする。また、加熱処理は、不活性雰囲気又は酸化性雰囲気で行えばよい。好ましくは、不活性雰囲気で加熱処理を行った後、酸化性雰囲気で加熱処理を行う。不活性雰囲気での加熱処理により、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の不純物濃度を短時間で低減することができる。一方、不活性雰囲気での加熱処理によりＣＡＡＣ−ＯＳ膜に酸素欠損が生成されることがある。その場合、酸化性雰囲気での加熱処理によって該酸素欠損を低減することができる。また、加熱処理を行うことで、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の結晶性をさらに高めることができる。なお、加熱処理は、１０００Ｐａ以下、１００Ｐａ以下、１０Ｐａ以下又は１Ｐａ以下の減圧下で行ってもよい。減圧下では、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の不純物濃度をさらに短時間で低減することができる。
【０２８４】
スパッタリング用ターゲットの一例として、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ化合物ターゲットについて以下に示す。
【０２８５】
ＩｎＯＸ粉末、ＧａＯＹ粉末およびＺｎＯＺ粉末を所定のｍｏｌ数比で混合し、加圧処理後、１０００℃以上１５００℃以下の温度で加熱処理をすることで多結晶であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ化合物ターゲットとする。なお、Ｘ、ＹおよびＺは任意の正数である。ここで、所定のｍｏｌ数比は、例えば、ＩｎＯＸ粉末、ＧａＯＹ粉末およびＺｎＯＺ粉末が、１：１：１、１：１：２、１：３：２、１：９：６、２：１：３、２：２：１、３：１：１、３：１：２、３：１：４、４：２：３、８：４：３、またはこれらの近傍の値とすることができる。なお、粉末の種類、およびその混合するｍｏｌ数比は、作製するスパッタリング用ターゲットによって適宜変更すればよい。
【０２８６】
または、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、以下の方法により形成してもよい。
【０２８７】
まず、第１の酸化物半導体膜を１ｎｍ以上１０ｎｍ未満の厚さで成膜する。第１の酸化物半導体膜はスパッタリング法を用いて成膜する。具体的には、基板温度を１００℃以上５００℃以下、好ましくは１５０℃以上４５０℃以下とし、成膜ガス中の酸素割合を３０体積％以上、好ましくは１００体積％として成膜する。
【０２８８】
次に、加熱処理を行い、第１の酸化物半導体膜を結晶性の高い第１のＣＡＡＣ−ＯＳ膜とする。加熱処理の温度は、３５０℃以上７４０℃以下、好ましくは４５０℃以上６５０℃以下とする。また、加熱処理の時間は１分以上２４時間以下、好ましくは６分以上４時間以下とする。また、加熱処理は、不活性雰囲気または酸化性雰囲気で行えばよい。好ましくは、不活性雰囲気で加熱処理を行った後、酸化性雰囲気で加熱処理を行う。不活性雰囲気での加熱処理により、第１の酸化物半導体膜の不純物濃度を短時間で低減することができる。一方、不活性雰囲気での加熱処理により第１の酸化物半導体膜に酸素欠損が生成されることがある。その場合、酸化性雰囲気での加熱処理によって該酸素欠損を低減することができる。なお、加熱処理は１０００Ｐａ以下、１００Ｐａ以下、１０Ｐａ以下または１Ｐａ以下の減圧下で行ってもよい。減圧下では、第１の酸化物半導体膜の不純物濃度をさらに短時間で低減することができる。
【０２８９】
第１の酸化物半導体膜は、厚さが１ｎｍ以上１０ｎｍ未満であることにより、厚さが１０ｎｍ以上である場合と比べ、加熱処理によって容易に結晶化させることができる。
【０２９０】
次に、第１の酸化物半導体膜と同じ組成である第２の酸化物半導体膜を１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の厚さで成膜する。第２の酸化物半導体膜はスパッタリング法を用いて成膜する。具体的には、基板温度を１００℃以上５００℃以下、好ましくは１５０℃以上４５０℃以下とし、成膜ガス中の酸素割合を３０体積％以上、好ましくは１００体積％として成膜する。
【０２９１】
次に、加熱処理を行い、第２の酸化物半導体膜を第１のＣＡＡＣ−ＯＳ膜から固相成長させることで、結晶性の高い第２のＣＡＡＣ−ＯＳ膜とする。加熱処理の温度は、３５０℃以上７４０℃以下、好ましくは４５０℃以上６５０℃以下とする。また、加熱処理の時間は１分以上２４時間以下、好ましくは６分以上４時間以下とする。また、加熱処理は、不活性雰囲気または酸化性雰囲気で行えばよい。好ましくは、不活性雰囲気で加熱処理を行った後、酸化性雰囲気で加熱処理を行う。不活性雰囲気での加熱処理により、第２の酸化物半導体膜の不純物濃度を短時間で低減することができる。一方、不活性雰囲気での加熱処理により第２の酸化物半導体膜に酸素欠損が生成されることがある。その場合、酸化性雰囲気での加熱処理によって該酸素欠損を低減することができる。なお、加熱処理は１０００Ｐａ以下、１００Ｐａ以下、１０Ｐａ以下または１Ｐａ以下の減圧下で行ってもよい。減圧下では、第２の酸化物半導体膜の不純物濃度をさらに短時間で低減することができる。
【０２９２】
以上のようにして、合計の厚さが１０ｎｍ以上であるＣＡＡＣ−ＯＳ膜を形成することができる。
【０２９３】
また、酸化物半導体膜は、複数の酸化物半導体膜が積層された構造でもよい。
【０２９４】
例えば、酸化物半導体膜を、酸化物半導体膜（便宜上、第１層と呼ぶ）とゲート絶縁膜との間に、第１層を構成する元素からなり、第１層よりも電子親和力が０．２ｅＶ以上小さい第２層を設けてもよい。このとき、ゲート電極から電界が印加されると、第１層にチャネルが形成され、第２層にはチャネルが形成されない。第１層は、第２層と構成する元素が同じであるため、第１層と第２層との界面において、界面散乱がほとんど起こらない。従って、第１層とゲート絶縁膜との間に第２層を設けることによって、トランジスタの電界効果移動度を高くすることができる。
【０２９５】
さらに、ゲート絶縁膜に酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜または窒化シリコン膜を用いる場合、ゲート絶縁膜に含まれるシリコンが、酸化物半導体膜に混入することがある。酸化物半導体膜にシリコンが含まれると、酸化物半導体膜の結晶性の低下、キャリア移動度の低下などが起こる。従って、チャネルの形成される第１層のシリコン濃度を低減するために、第１層とゲート絶縁膜との間に第２層を設けることが好ましい。同様の理由により、第１層を構成する元素からなり、第１層よりも電子親和力が０．２ｅＶ以上小さい第３層を設け、第１層を第２層および第３層で挟むことが好ましい。
【０２９６】
このような構成とすることで、チャネルの形成される領域へのシリコンなどの不純物の拡散を低減さらには防止することができるため、信頼性の高いトランジスタを得ることができる。
【０２９７】
なお、酸化物半導体膜をＣＡＡＣ−ＯＳ膜とするためには、酸化物半導体膜中に含まれるシリコン濃度を２．５×１０２１／ｃｍ３以下とする。好ましくは、酸化物半導体膜中に含まれるシリコン濃度を、１．４×１０２１／ｃｍ３未満、より好ましくは４×１０１９／ｃｍ３未満、さらに好ましくは２．０×１０１８／ｃｍ３未満とする。酸化物半導体膜に含まれるシリコン濃度が、１．４×１０２１／ｃｍ３以上であると、トランジスタの電界効果移動度の低下の恐れがあり、４．０×１０１９／ｃｍ３以上であると、酸化物半導体膜と接する膜との界面で酸化物半導体膜がアモルファス化する恐れがあるためである。また、酸化物半導体膜に含まれるシリコン濃度を２．０×１０１８／ｃｍ３未満とすることで、トランジスタの信頼性のさらなる向上並びに酸化物半導体膜におけるＤＯＳ（ｄｅｎｓｉｔｙ  ｏｆ  ｓｔａｔｅ）の低減が期待できる。なお、酸化物半導体膜中のシリコン濃度は、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）で測定することができる。
【０２９８】
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。
【０２９９】
（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態５で説明する酸化物半導体膜を適用したトランジスタの構成例について、図面を参照して説明する。
【０３００】
図１０は、本実施の形態に係るトランジスタの構成例を説明する図である。
【０３０１】
図１１は、本実施の形態に係るトランジスタの作製方法例を説明する図である。
【０３０２】
図１２は、本実施の形態に係るトランジスタの構成例を説明する図である。
【０３０３】
図１３は、本実施の形態に係るトランジスタの構成例を説明する図である。
【０３０４】
＜トランジスタの構成例＞
図１０（Ａ）に、以下で例示するトランジスタ１００の上面概略図を示す。また図１０（Ｂ）に図１０（Ａ）中に示す切断線Ａ−Ｂにおけるトランジスタ１００の断面概略図を示す。本構成例で例示するトランジスタ１００はボトムゲート型のトランジスタである。
【０３０５】
トランジスタ１００は、基板１０１上に設けられるゲート電極１０２と、基板１０１及びゲート電極１０２上に設けられる絶縁層１０３と、絶縁層１０３上にゲート電極１０２と重なるように設けられる酸化物半導体層１０４と、酸化物半導体層１０４の上面に接する一対の電極１０５ａ、１０５ｂとを有する。また、絶縁層１０３、酸化物半導体層１０４、一対の電極１０５ａ、１０５ｂを覆う絶縁層１０６と、絶縁層１０６上に絶縁層１０７が設けられている。
【０３０６】
トランジスタ１００の酸化物半導体層１０４に、実施の形態５記載の酸化物半導体膜を適用することができる。
【０３０７】
《基板１０１》
基板１０１の材質などに大きな制限はないが、少なくとも、後の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する材料を用いる。例えば、ガラス基板、セラミック基板、石英基板、サファイヤ基板、ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）基板等を、基板１０１として用いてもよい。また、シリコンや炭化シリコンなどの単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウムなどの化合物半導体基板、ＳＯＩ基板等を適用することも可能である。また、これらの基板上に半導体素子が設けられたものを、基板１０１として用いてもよい。
【０３０８】
また、基板１０１として、プラスチックなどの可撓性基板を用い、該可撓性基板上に直接、トランジスタ１００を形成してもよい。または、基板１０１とトランジスタ１００の間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上層にトランジスタの一部あるいは全部を形成した後、基板１０１より分離し、他の基板に転載するのに用いることができる。その結果、トランジスタ１００は耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも転載できる。
【０３０９】
《ゲート電極１０２》
ゲート電極１０２は、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンから選ばれた金属、または上述した金属を成分とする合金か、上述した金属を組み合わせた合金等を用いて形成することができる。また、マンガン、ジルコニウムのいずれか一または複数から選択された金属を用いてもよい。また、ゲート電極１０２は、単層構造でも、二層以上の積層構造としてもよい。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、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がある。また、アルミニウムに、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウムから選ばれた一または複数の金属を組み合わせた合金膜、もしくはこれらの窒化膜を用いてもよい。
【０３１０】
また、ゲート電極１０２は、インジウム錫酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化シリコンを添加したインジウム錫酸化物等の透光性を有する導電性材料を適用することもできる。また、上記透光性を有する導電性材料と、上記金属の積層構造とすることもできる。
【０３１１】
また、ゲート電極１０２と絶縁層１０３との間に、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸窒化物半導体膜、Ｉｎ−Ｓｎ系酸窒化物半導体膜、Ｉｎ−Ｇａ系酸窒化物半導体膜、Ｉｎ−Ｚｎ系酸窒化物半導体膜、Ｓｎ系酸窒化物半導体膜、Ｉｎ系酸窒化物半導体膜、金属窒化膜（ＩｎＮ、ＺｎＮ等）等を設けてもよい。これらの膜は５ｅＶ以上、好ましくは５．５ｅＶ以上の仕事関数を有し、酸化物半導体の電子親和力よりも大きい値であるため、酸化物半導体を用いたトランジスタのしきい値電圧をプラスにシフトすることができ、所謂ノーマリーオフ特性のスイッチング素子を実現できる。例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸窒化物半導体膜を用いる場合、少なくとも酸化物半導体層１０４より高い窒素濃度、具体的には７原子％以上のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸窒化物半導体膜を用いる。
【０３１２】
《絶縁層１０３》
絶縁層１０３は、ゲート絶縁膜として機能する。酸化物半導体層１０４の下面と接する絶縁層１０３は、非晶質膜であることが好ましい。
【０３１３】
絶縁層１０３は、例えば酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化ガリウムまたはＧａ−Ｚｎ系金属酸化物、窒化シリコンなどを用いればよく、積層または単層で設ける。
【０３１４】
また、絶縁層１０３として、ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯｘ）、窒素が添加されたハフニウムシリケート（ＨｆＳｉｘＯｙＮｚ）、窒素が添加されたハフニウムアルミネート（ＨｆＡｌｘＯｙＮｚ）、酸化ハフニウム、酸化イットリウムなどのｈｉｇｈ−ｋ材料を用いることでトランジスタのゲートリークを低減できる。
【０３１５】
《一対の電極１０５ａ、１０５ｂ》
一対の電極１０５ａ及び１０５ｂは、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。
【０３１６】
一対の電極１０５ａ、１０５ｂは、導電材料として、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、またはタングステンからなる単体金属、またはこれを主成分とする合金を単層構造または積層構造として用いることができる。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、タングステン膜上にチタン膜を積層する二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜または窒化チタン膜と、そのチタン膜または窒化チタン膜上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、そのモリブデン膜または窒化モリブデン膜上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛を含む透明導電材料を用いてもよい。
【０３１７】
《絶縁層１０６、１０７》
絶縁層１０６は、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜は、加熱により一部の酸素が脱離する。化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜は、昇温脱離ガス分光法（ＴＤＳ：Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析にて、酸素原子に換算しての酸素の脱離量が１．０×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、好ましくは３．０×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上である酸化物絶縁膜である。
【０３１８】
絶縁層１０６としては、酸化シリコン、酸化窒化シリコン等を用いることができる。
【０３１９】
なお、絶縁層１０６は、後に形成する絶縁層１０７を形成する際の、酸化物半導体層１０４へのダメージ緩和膜としても機能する。
【０３２０】
また、絶縁層１０６と酸化物半導体層１０４の間に、酸素を透過する酸化物膜を設けてもよい。
【０３２１】
酸素を透過する酸化物膜としては、酸化シリコン、酸化窒化シリコン等を用いることができる。なお、本明細書中において、酸化窒化シリコン膜とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い膜を指し、窒化酸化シリコン膜とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い膜を指す。
【０３２２】
絶縁層１０７は、酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する絶縁膜を用いることができる。絶縁層１０６上に絶縁層１０７を設けることで、酸化物半導体層１０４からの酸素の外部への拡散と、外部から酸化物半導体層１０４への水素、水等の侵入を防ぐことができる。酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する絶縁膜としては、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化窒化ガリウム、酸化イットリウム、酸化窒化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化窒化ハフニウム等がある。
【０３２３】
＜トランジスタの作製方法例＞
続いて、図１０に例示するトランジスタ１００の作製方法の一例について説明する。
【０３２４】
まず、図１１（Ａ）に示すように、基板１０１上にゲート電極１０２を形成し、ゲート電極１０２上に絶縁層１０３を形成する。
【０３２５】
ここでは、基板１０１としてガラス基板を用いる。
【０３２６】
《ゲート電極の形成》
ゲート電極１０２の形成方法を以下に示す。はじめに、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等により導電膜を形成し、導電膜上に第１のフォトマスクを用いてフォトリソグラフィ工程によりレジストマスクを形成する。次に、該レジストマスクを用いて導電膜の一部をエッチングして、ゲート電極１０２を形成する。その後、レジストマスクを除去する。
【０３２７】
なお、ゲート電極１０２は、上記形成方法の代わりに、電解メッキ法、印刷法、インクジェット法等で形成してもよい。
【０３２８】
《ゲート絶縁層の形成》
絶縁層１０３は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等で形成する。
【０３２９】
絶縁層１０３として酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、または窒化酸化シリコン膜を形成する場合、原料ガスとしては、シリコンを含む堆積性気体及び酸化性気体を用いることが好ましい。シリコンを含む堆積性気体の代表例としては、シラン、ジシラン、トリシラン、フッ化シラン等がある。酸化性気体としては、酸素、オゾン、一酸化二窒素、二酸化窒素等がある。
【０３３０】
また、絶縁層１０３として窒化シリコン膜を形成する場合、２段階の形成方法を用いることが好ましい。はじめに、シラン、窒素、及びアンモニアの混合ガスを原料ガスとして用いたプラズマＣＶＤ法により、欠陥の少ない第１の窒化シリコン膜を形成する。次に、原料ガスを、シラン及び窒素の混合ガスに切り替えて、水素濃度が少なく、且つ水素をブロッキングすることが可能な第２の窒化シリコン膜を成膜する。このような形成方法により、絶縁層１０３として、欠陥が少なく、且つ水素ブロッキング性を有する窒化シリコン膜を形成することができる。
【０３３１】
また、絶縁層１０３として酸化ガリウム膜を形成する場合、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて形成することができる。
【０３３２】
《酸化物半導体層の形成》
次に、図１１（Ｂ）に示すように、絶縁層１０３上に酸化物半導体層１０４を形成する。
【０３３３】
酸化物半導体層１０４の形成方法を以下に示す。はじめに、実施の形態５で説明する方法により、酸化物半導体膜を形成する。続いて、酸化物半導体膜上に第２のフォトマスクを用いてフォトリソグラフィ工程によりレジストマスクを形成する。次に、該レジストマスクを用いて酸化物半導体膜の一部をエッチングして、酸化物半導体層１０４を形成する。その後、レジストマスクを除去する。
【０３３４】
この後、加熱処理を行ってもよい。加熱処理を行う場合には、酸素を含む雰囲気下で行うことが好ましい。
【０３３５】
上記実施の形態で開示された、酸化物半導体層はスパッタ法により形成することができるが、他の方法、例えば、熱ＣＶＤ法により形成してもよい。熱ＣＶＤ法の例としてＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を使っても良い。
【０３３６】
熱ＣＶＤ法は、プラズマを使わない成膜方法のため、プラズマダメージにより欠陥が生成されることが無いという利点を有する。
【０３３７】
熱ＣＶＤ法は、原料ガスと酸化剤を同時にチャンバー内に送り、チャンバー内を大気圧または減圧下とし、基板近傍または基板上で反応させて基板上に堆積させることで成膜を行ってもよい。
【０３３８】
また、ＡＬＤ法は、チャンバー内を大気圧または減圧下とし、反応のための原料ガスが順次にチャンバーに導入され、そのガス導入の順序を繰り返すことで成膜を行ってもよい。例えば、それぞれのスイッチングバルブ（高速バルブとも呼ぶ）を切り替えて２種類以上の原料ガスを順番にチャンバーに供給し、複数種の原料ガスが混ざらないように第１の原料ガスと同時またはその後に不活性ガス（アルゴン、或いは窒素など）などを導入し、第２の原料ガスを導入する。なお、同時に不活性ガスを導入する場合には、不活性ガスはキャリアガスとなり、また、第２の原料ガスの導入時にも同時に不活性ガスを導入してもよい。また、不活性ガスを導入する代わりに真空排気によって第１の原料ガスを排出した後、第２の原料ガスを導入してもよい。第１の原料ガスが基板の表面に吸着して第１の層を成膜し、後から導入される第２の原料ガスと反応して、第２の層が第１の層上に積層されて薄膜が形成される。このガス導入順序を制御しつつ所望の厚さになるまで複数回繰り返すことで、段差被覆性に優れた薄膜を形成することができる。薄膜の厚さは、ガス導入順序を繰り返す回数によって調節することができるため、精密な膜厚調節が可能であり、微細なＦＥＴを作製する場合に適している。
【０３３９】
例えば、ＭＯＣＶＤを利用する成膜装置によりＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ膜を成膜する場合には、トリメチルインジウム、トリメチルガリウム、及びジメチル亜鉛を用いる。なお、トリメチルインジウムの化学式は、Ｉｎ（ＣＨ３）３である。また、トリメチルガリウムの化学式は、Ｇａ（ＣＨ３）３である。また、ジメチル亜鉛の化学式は、Ｚｎ（ＣＨ３）２である。また、これらの組み合わせに限定されず、トリメチルガリウムに代えてトリエチルガリウム（化学式Ｇａ（Ｃ２Ｈ５）３）を用いることもでき、ジメチル亜鉛に代えてジエチル亜鉛（化学式Ｚｎ（Ｃ２Ｈ５）２）を用いることもできる。
【０３４０】
例えば、ＡＬＤを利用する成膜装置により酸化物半導体層、例えばＩｎ−Ｇａ−ＺｎＯ膜を成膜する場合には、Ｉｎ（ＣＨ３）３ガスとＯ３ガスを順次繰り返し導入してＩｎＯ２層を形成し、その後、Ｇａ（ＣＨ３）３ガスとＯ３ガスを同時に導入してＧａＯ層を形成し、更にその後Ｚｎ（ＣＨ３）２ガスとＯ３ガスを同時に導入してＺｎＯ層を形成する。なお、これらの層の順番はこの例に限らない。また、これらのガスを混ぜてＩｎ−Ｇａ−Ｏ層やＩｎ−Ｚｎ−Ｏ層、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ層などの混合化合物層を形成しても良い。なお、Ｏ３ガスに変えてＡｒ等の不活性ガスでバブリングして得られたＨ２Ｏガスを用いても良いが、Ｈを含まないＯ３ガスを用いる方が好ましい。また、Ｉｎ（ＣＨ３）３ガスにかえて、Ｉｎ（Ｃ２Ｈ５）３ガスを用いても良い。また、Ｇａ（ＣＨ３）３ガスにかえて、Ｇａ（Ｃ２Ｈ５）３ガスを用いても良い。また、Ｚｎ（ＣＨ３）２ガスを用いても良い。
【０３４１】
《一対の電極の形成》
次に、図１１（Ｃ）に示すように、一対の電極１０５ａ、１０５ｂを形成する。
【０３４２】
一対の電極１０５ａ、１０５ｂの形成方法を以下に示す。はじめに、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等で導電膜を形成する。次に、該導電膜上に第３のフォトマスクを用いてフォトリソグラフィ工程によりレジストマスクを形成する。次に、該レジストマスクを用いて導電膜の一部をエッチングして、一対の電極１０５ａ、１０５ｂを形成する。その後、レジストマスクを除去する。
【０３４３】
なお、図１１（Ｂ）に示すように、導電膜のエッチングの際に酸化物半導体層１０４の上部の一部がエッチングされ、薄膜化することがある。そのため、酸化物半導体層１０４の形成時、酸化物半導体膜の厚さを予め厚く設定しておくことが好ましい。
【０３４４】
《絶縁層の形成》
次に、図１１（Ｄ）に示すように、酸化物半導体層１０４及び一対の電極１０５ａ、１０５ｂ上に、絶縁層１０６を形成し、続いて絶縁層１０６上に絶縁層１０７を形成する。
【０３４５】
絶縁層１０６として酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を形成する場合、原料ガスとしては、シリコンを含む堆積性気体及び酸化性気体を用いることが好ましい。シリコンを含む堆積性気体の代表例としては、シラン、ジシラン、トリシラン、フッ化シラン等がある。酸化性気体としては、酸素、オゾン、一酸化二窒素、二酸化窒素等がある。
【０３４６】
例えば、プラズマＣＶＤ装置の真空排気された処理室内に載置された基板を１８０℃以上２６０℃以下、さらに好ましくは２００℃以上２４０℃以下に保持し、処理室に原料ガスを導入して処理室内における圧力を１００Ｐａ以上２５０Ｐａ以下、さらに好ましくは１００Ｐａ以上２００Ｐａ以下とし、処理室内に設けられる電極に０．１７Ｗ／ｃｍ２以上０．５Ｗ／ｃｍ２以下、さらに好ましくは０．２５Ｗ／ｃｍ２以上０．３５Ｗ／ｃｍ２以下の高周波電力を供給する条件により、酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を形成する。
【０３４７】
成膜条件として、上記圧力の処理室において上記パワー密度の高周波電力を供給することで、プラズマ中で原料ガスの分解効率が高まり、酸素ラジカルが増加し、原料ガスの酸化が進むため、酸化物絶縁膜中における酸素含有量が化学量論比よりも多くなる。しかしながら、基板温度が、上記温度であると、シリコンと酸素の結合力が弱いため、加熱により酸素の一部が脱離する。この結果、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含み、加熱により酸素の一部が脱離する酸化物絶縁膜を形成することができる。
【０３４８】
また、酸化物半導体層１０４と絶縁層１０６の間に酸化物絶縁膜を設ける場合には、絶縁層１０６の形成工程において、該酸化物絶縁膜が酸化物半導体層１０４の保護膜となる。この結果、酸化物半導体層１０４へのダメージを低減しつつ、パワー密度の高い高周波電力を用いて絶縁層１０６を形成することができる。
【０３４９】
例えば、プラズマＣＶＤ装置の真空排気された処理室内に載置された基板を１８０℃以上４００℃以下、さらに好ましくは２００℃以上３７０℃以下に保持し、処理室に原料ガスを導入して処理室内における圧力を２０Ｐａ以上２５０Ｐａ以下、さらに好ましくは１００Ｐａ以上２５０Ｐａ以下とし、処理室内に設けられる電極に高周波電力を供給する条件により、酸化物絶縁膜として酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を形成することができる。また、処理室の圧力を１００Ｐａ以上２５０Ｐａ以下とすることで、該酸化物絶縁膜を成膜する際に、酸化物半導体層１０４へのダメージを低減することが可能である。
【０３５０】
酸化物絶縁膜の原料ガスとしては、シリコンを含む堆積性気体及び酸化性気体を用いることが好ましい。シリコンを含む堆積性気体の代表例としては、シラン、ジシラン、トリシラン、フッ化シラン等がある。酸化性気体としては、酸素、オゾン、一酸化二窒素、二酸化窒素等がある。
【０３５１】
絶縁層１０７は、スパッタリング法、ＣＶＤ法等で形成することができる。
【０３５２】
絶縁層１０７として窒化シリコン膜、または窒化酸化シリコン膜を形成する場合、原料ガスとしては、シリコンを含む堆積性気体、酸化性気体、及び窒素を含む気体を用いることが好ましい。シリコンを含む堆積性気体の代表例としては、シラン、ジシラン、トリシラン、フッ化シラン等がある。酸化性気体としては、酸素、オゾン、一酸化二窒素、二酸化窒素等がある。窒素を含む気体としては、窒素、アンモニア等がある。
【０３５３】
以上の工程により、トランジスタ１００を形成することができる。
【０３５４】
＜トランジスタ１００の変形例＞
以下では、トランジスタ１００と一部が異なるトランジスタの構成例について説明する。
【０３５５】
《変形例１》
図１２（Ａ）に、以下で例示するトランジスタ１１０の断面概略図を示す。トランジスタ１１０は、酸化物半導体層の構成が異なる点で、トランジスタ１００と相違している。
【０３５６】
トランジスタ１１０の備える酸化物半導体層１１４は、酸化物半導体層１１４ａと酸化物半導体層１１４ｂとが積層されて構成される。
【０３５７】
なお、酸化物半導体層１１４ａと酸化物半導体層１１４ｂの境界は不明瞭である場合があるため、図１２（Ａ）等の図中には、これらの境界を破線で示している。
【０３５８】
酸化物半導体層１１４ａ及び酸化物半導体層１１４ｂのうち、いずれか一方または両方に、本発明の一態様の酸化物半導体膜を適用することができる。
【０３５９】
例えば、酸化物半導体層１１４ａは、代表的にはＩｎ−Ｇａ系酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、またはＨｆ）を用いる。また、酸化物半導体層１１４ａがＩｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物であるとき、ＩｎとＭの原子数比率は、好ましくは、Ｉｎが５０ａｔｏｍｉｃ％未満、Ｍが５０ａｔｏｍｉｃ％以上、さらに好ましくは、Ｉｎが２５ａｔｏｍｉｃ％未満、Ｍが７５ａｔｏｍｉｃ％以上とする。また例えば、酸化物半導体層１１４ａは、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上である材料を用いる。
【０３６０】
例えば、酸化物半導体層１１４ｂはＩｎ若しくはＧａを含み、代表的には、Ｉｎ−Ｇａ系酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆ）であり、且つ酸化物半導体層１１４ａよりも伝導帯の下端のエネルギーが真空準位に近く、代表的には、酸化物半導体層１１４ｂの伝導帯の下端のエネルギーと、酸化物半導体層１１４ａの伝導帯の下端のエネルギーとの差が、０．０５ｅＶ以上、０．０７ｅＶ以上、０．１ｅＶ以上、または０．１５ｅＶ以上、且つ２ｅＶ以下、１ｅＶ以下、０．５ｅＶ以下、または０．４ｅＶ以下とすることが好ましい。
【０３６１】
また例えば、酸化物半導体層１１４ｂがＩｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物であるとき、ＩｎとＭの原子数比率は、好ましくは、Ｉｎが２５ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｍが７５ａｔｏｍｉｃ％未満、さらに好ましくは、Ｉｎが３４ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｍが６６ａｔｏｍｉｃ％未満とする。
【０３６２】
例えば、酸化物半導体層１１４ａとしてＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１または３：１：２の原子数比のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物を用いることができる。また、酸化物半導体層１１４ｂとしてＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：２、１：６：４、または１：９：６の原子数比のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物を用いることができる。なお、酸化物半導体層１１４ａ、及び酸化物半導体層１１４ｂの原子数比はそれぞれ、誤差として上記の原子数比のプラスマイナス２０％の変動を含む。
【０３６３】
上層に設けられる酸化物半導体層１１４ｂに、スタビライザーとして機能するＧａの含有量の多い酸化物を用いることにより、酸化物半導体層１１４ａ、及び酸化物半導体層１１４ｂからの酸素の放出を抑制することができる。
【０３６４】
なお、これらに限られず、必要とするトランジスタの半導体特性及び電気特性（電界効果移動度、しきい値電圧等）に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とするトランジスタの半導体特性を得るために、酸化物半導体層１１４ａ、酸化物半導体層１１４ｂのキャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。
【０３６５】
なお、上記では酸化物半導体層１１４として、２つの酸化物半導体層が積層された構成を例示したが、３つ以上の酸化物半導体層を積層する構成としてもよい。
【０３６６】
《変形例２》
図１２（Ｂ）に、以下で例示するトランジスタ１２０の断面概略図を示す。トランジスタ１２０は、酸化物半導体層の構成が異なる点で、トランジスタ１００及びトランジスタ１１０と相違している。
【０３６７】
トランジスタ１２０の備える酸化物半導体層１２４は、酸化物半導体層１２４ａ、酸化物半導体層１２４ｂ、酸化物半導体層１２４ｃが順に積層されて構成される。
【０３６８】
酸化物半導体層１２４ａ及び酸化物半導体層１２４ｂは、絶縁層１０３上に積層して設けられる。また酸化物半導体層１２４ｃは、酸化物半導体層１２４ｂの上面、並びに一対の電極１０５ａ、１０５ｂの上面及び側面に接して設けられる。
【０３６９】
酸化物半導体層１２４ａ、酸化物半導体層１２４ｂ、酸化物半導体層１２４ｃのうち、いずれか一、またはいずれか二、または全部に、実施の形態５に説明する酸化物半導体膜を適用することができる。
【０３７０】
例えば、酸化物半導体層１２４ｂとして、上記変形例１で例示した酸化物半導体層１１４ａと同様の構成を用いることができる。また例えば、酸化物半導体層１２４ａ、１２４ｃとして、上記変形例１で例示した酸化物半導体層１１４ｂと同様の構成を用いることができる。
【０３７１】
例えば、酸化物半導体層１２４ｂの下層に設けられる酸化物半導体層１２４ａ、及び上層に設けられる酸化物半導体層１２４ｃに、スタビライザーとして機能するＧａの含有量の多い酸化物を用いることにより、酸化物半導体層１２４ａ、酸化物半導体層１２４ｂ、及び酸化物半導体層１２４ｃからの酸素の放出を抑制することができる。
【０３７２】
また、例えば酸化物半導体層１２４ｂに主としてチャネルが形成される場合に、酸化物半導体層１２４ｂにＩｎの含有量の多い酸化物を用い、酸化物半導体層１２４ｂと接して一対の電極１０５ａ、１０５ｂを設けることにより、トランジスタ１２０のオン電流を増大させることができる。
【０３７３】
＜トランジスタの他の構成例＞
以下では、本発明の一態様の酸化物半導体膜を適用可能な、トップゲート型のトランジスタの構成例について説明する。
【０３７４】
なお、以下では、上記と同様の構成、または同様の機能を備える構成要素においては、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０３７５】
《構成例》
図１３（Ａ）に、以下で例示するトップゲート型のトランジスタ１５０の断面概略図を示す。
【０３７６】
トランジスタ１５０は、絶縁層１５１が設けられた基板１０１上に設けられる酸化物半導体層１０４と、酸化物半導体層１０４の上面に接する一対の電極１０５ａ、１０５ｂと、酸化物半導体層１０４、一対の電極１０５ａ、１０５ｂ上に設けられる絶縁層１０３と、絶縁層１０３上に酸化物半導体層１０４と重なるように設けられるゲート電極１０２とを有する。また、絶縁層１０３及びゲート電極１０２を覆って絶縁層１５２が設けられている。
【０３７７】
トランジスタ１５０の酸化物半導体層１０４に、実施の形態５で説明する酸化物半導体膜を適用することができる。
【０３７８】
絶縁層１５１は、基板１０１から酸化物半導体層１０４への不純物の拡散を抑制する機能を有する。例えば、上記絶縁層１０７と同様の構成を用いることができる。なお、絶縁層１５１は、不要であれば設けなくてもよい。
【０３７９】
絶縁層１５２には、上記絶縁層１０７と同様、酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する絶縁膜を適用することができる。なお、絶縁層１５２は不要であれば設けなくてもよい。
【０３８０】
《変形例》
以下では、トランジスタ１５０と一部が異なるトランジスタの構成例について説明する。
【０３８１】
図１３（Ｂ）に、以下で例示するトランジスタ１６０の断面概略図を示す。トランジスタ１６０は、酸化物半導体層の構成が異なる点で、トランジスタ１５０と相違している。
【０３８２】
トランジスタ１６０の備える酸化物半導体層１６４は、酸化物半導体層１６４ａ、酸化物半導体層１６４ｂ、及び酸化物半導体層１６４ｃが順に積層されて構成されている。
【０３８３】
酸化物半導体層１６４ａ、酸化物半導体層１６４ｂ、酸化物半導体層１６４ｃのうち、いずれか一、またはいずれか二、または全部に、本発明の一態様の酸化物半導体膜を適用することができる。
【０３８４】
例えば、酸化物半導体層１６４ｂとして、上記変形例１で例示した酸化物半導体層１１４ａと同様の構成を用いることができる。また例えば、酸化物半導体層１６４ａ、１６４ｃとして、上記変形例１で例示した酸化物半導体層１１４ｂと同様の構成を用いることができる。
【０３８５】
例えば、酸化物半導体層１６４ｂの下層に設けられる酸化物半導体層１６４ａ、及び上層に設けられる酸化物半導体層１６４ｃに、スタビライザーとして機能するＧａの含有量の多い酸化物を用いることにより、酸化物半導体層１６４ａ、酸化物半導体層１６４ｂ、酸化物半導体層１６４ｃからの酸素の放出を抑制することができる。
【０３８６】
ここで、酸化物半導体層１６４の形成時において、酸化物半導体層１６４ｃと酸化物半導体層１６４ｂをエッチングにより加工して酸化物半導体層１６４ａとなる酸化物半導体膜を露出させ、その後にドライエッチング法によって該酸化物半導体膜を加工して酸化物半導体層１６４ａを形成する場合に、該酸化物半導体膜の反応生成物が、酸化物半導体層１６４ｂ及び酸化物半導体層１６４ｃの側面に再付着し、側壁保護層（ラビットイヤーとも呼べる）が形成される場合がある。なお、該反応生成物は、スパッタリング現象によって再付着するほか、ドライエッチング時のプラズマを介して再付着する場合もある。
【０３８７】
図１３（Ｃ）には、上述のようにして酸化物半導体層１６４の側面に側壁保護層１６４ｄが形成された場合の、トランジスタ１６０の断面概略図を示している。
【０３８８】
側壁保護層１６４ｄは、主として酸化物半導体層１６４ａと同一の材料を含む。また、側壁保護層１６４ｄには、酸化物半導体層１６４ａの下層に設けられる層（ここでは絶縁層１５１）の成分（例えばシリコン）を含有する場合がある。
【０３８９】
また、図１３（Ｃ）に示すように、酸化物半導体層１６４ｂの側面を側壁保護層１６４ｄで覆い、一対の電極１０５ａ、１０５ｂと接しない構成とすることにより、特に酸化物半導体層１６４ｂに主としてチャネルが形成される場合に、トランジスタのオフ時の意図しないリーク電流を抑制し、優れたオフ特性を有するトランジスタを実現できる。また、側壁保護層１６４ｄとしてスタビライザーとして機能するＧａの含有量の多い材料を用いることで、酸化物半導体層１６４ｂの側面からの酸素の脱離を効果的に抑制し、電気的特性の安定性に優れたトランジスタを実現できる。
【０３９０】
本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【０３９１】
（実施の形態７）
本実施の形態では、入力手段としてタッチセンサ（接触検出装置）が、表示部に重ねて設けられたタッチパネルの構成について、図１４及び図１５を参照しながら説明する。以下において、上記実施の形態と重複する部分については、説明を省略する場合がある。
【０３９２】
図１４（Ａ）は、本実施の形態で例示するタッチパネル４００の斜視概略図である。なお明瞭化のため、代表的な構成要素のみを図１４に示す。図１４（Ｂ）は、タッチパネル４００を展開した斜視概略図である。
【０３９３】
図１５に、図１４（Ａ）に示すタッチパネル４００のＸ１−Ｘ２における断面図を示す。
【０３９４】
タッチパネル４００は、第１の基板４０１と第２の基板４０２との間に挟持された表示部４１１と、第２の基板４０２と第３の基板４０３との間に挟持されたタッチセンサ４３０とを備える。
【０３９５】
第１の基板４０１は、表示部４１１、表示部４１１と電気的に接続する複数の配線４０６を備える。複数の配線４０６は、第１の基板４０１の外周部にまで引き回され、その一部が外部接続電極４０５を構成している。外部接続電極４０５はＦＰＣ４０４と電気的に接続する。
【０３９６】
＜タッチセンサ＞
第３の基板４０３には、タッチセンサ４３０と、タッチセンサ４３０と電気的に接続する複数の配線４１７を備える。タッチセンサ４３０は、第３の基板４０３の第２の基板４０２と対向する面側に設けられる。また複数の配線４１７は第３の基板４０３の外周部にまで引き回され、その一部がＦＰＣ４１５と電気的に接続するための外部接続電極４１６を構成している。なお、図１４（Ｂ）では明瞭化のため、第３の基板４０３の裏面側（紙面奥側）に設けられるタッチセンサ４３０の電極や配線等を実線で示している。
【０３９７】
本実施の形態では投影型静電容量式のタッチセンサを適用する例を示す。しかしこれに限られない。指等の検知対象が、表示素子が設けられる側とは反対側から近接する、または触れることを検知するセンサを適用することができる。
【０３９８】
タッチセンサとしては、静電容量方式のタッチセンサが好ましい。静電容量方式のタッチセンサとしては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等があり、投影型静電容量方式としては、主に駆動方式の違いから自己容量方式、相互容量方式などがある。相互容量方式を用いると同時多点検出が可能となるため好ましい。
【０３９９】
以下では、投影型静電容量方式のタッチセンサを適用する場合について説明する。
【０４００】
図１４（Ｂ）に示すタッチセンサ４３０は、投影型静電容量方式のタッチセンサの一例である。タッチセンサ４３０は、電極４２１と電極４２２とを有する。電極４２１と電極４２２とは、それぞれ複数の配線４１７のいずれかと電気的に接続する。
【０４０１】
ここで、電極４２２の形状は、図１４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、複数の四辺形が一方向に連続した形状となっている。また、電極４２１の形状は四辺形であり、電極４２２の延在する方向とは交差する方向に一列に並んだ複数の電極４２１のそれぞれが、配線４３２によって電気的に接続されている。このとき、電極４２２と配線４３２の交差部の面積ができるだけ小さくなるように配置することが好ましい。このような形状とすることで、電極が設けられていない領域の面積を低減でき、当該電極の有無によって生じる透過率の違いにより、タッチセンサ４３０を透過する光の輝度ムラを低減することができる。
【０４０２】
なお、電極４２１、電極４２２の形状はこれに限られず、様々な形状を取りうる。例えば、複数の電極４２１をできるだけ隙間が生じないように配置し、絶縁層を介して電極４２２を、電極４２１と重ならない領域ができるように離間して複数設ける構成としてもよい。このとき、隣接する２つの電極４２２の間に、これらとは電気的に絶縁されたダミー電極を設けると、透過率の異なる領域の面積を低減できるため好ましい。
【０４０３】
タッチセンサ４３０の構成を、図１５を用いて説明する。
【０４０４】
第２の基板４０２上には、タッチセンサが設けられている。タッチセンサは、第３の基板４０３の一方の面に、絶縁層４２４を介してセンサ層４４０が設けられ、センサ層４４０は、接着層４３４を介して第２の基板４０２と貼り合わされている。
【０４０５】
センサ層４４０を第３の基板４０３上に形成した後、接着層４３４を用いて、第２の基板４０２とセンサ層４４０を貼り合わせる。この方法により、表示パネルにタッチセンサを重ねて設けて、タッチパネルを作製できる。
【０４０６】
絶縁層４２４は、例えば、酸化シリコンなどの酸化物を用いることができる。絶縁層４２４に接して透光性を有する電極４２１及び電極４２２が設けられている。電極４２１及び電極４２２は、第３の基板４０３上に形成された絶縁層４２４上に、スパッタリング法により導電膜を成膜した後、フォトリソグラフィ法等の公知のパターニング技術により、不要な部分を除去することで形成される。透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる。
【０４０７】
電極４２１又は電極４２２には、配線４３８が電気的に接続されている。配線４３８の一部は、ＦＰＣ４１５と電気的に接続する外部接続電極として機能する。配線４３８としては、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、チタン、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、又はパラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。
【０４０８】
電極４２２は、一方向に延在したストライプ状に複数設けられている。また、電極４２１は、一本の電極４２２を一対の電極４２１が挟むように設けられ、これらを電気的に接続する配線４３２が電極４２２と交差するように設けられる。ここで、一本の電極４２２と、配線４３２によって電気的に接続される複数の電極４２１は、必ずしも直交して設ける必要はなく、これらのなす角度が９０度未満であってもよい。
【０４０９】
また、電極４２１及び電極４２２を覆うように、絶縁層４３３が設けられている。絶縁層４３３に用いる材料としては、例えば、アクリル、エポキシなどの樹脂、シロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることもできる。また、絶縁層４３３には、電極４２１に達する開口部が設けられ、電極４２１と電気的に接続する配線４３２が設けられている。配線４３２は、電極４２１及び電極４２２と同様の透光性の導電性材料を用いると、タッチパネルの開口率が高まるため好ましい。また、配線４３２に電極４２１及び電極４２２と同一の材料を用いてもよいが、これよりも導電性の高い材料を用いることが好ましい。
【０４１０】
また、絶縁層４３３及び配線４３２を覆う絶縁層が設けられていてもよい。当該絶縁層は、保護層として機能させることができる。
【０４１１】
また、絶縁層４３３（及び保護層として機能する絶縁層）には、配線４３８に達する開口が設けられており、開口に設けられた接続層４３９によって、ＦＰＣ４１５と配線４３８とが電気的に接続されている。接続層４３９としては、公知の異方性導電フィルム（ＡＣＦ：ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
【０４１２】
センサ層４４０と、第２の基板４０２とを接着する接着層４３４は、透光性を有することが好ましい。例えば、熱硬化性樹脂や紫外線硬化樹脂を用いることができ、具体的には、アクリル、ウレタン、エポキシ、またはシロキサン結合を有する樹脂などの樹脂を用いることができる。
【０４１３】
＜表示部＞
表示部４１１は複数の画素を有する画素部４１３を有する。表示部４１１の画素部４１３に適用可能な表示素子としては、有機ＥＬ素子、液晶素子の他、電気泳動方式や電子粉流体方式などにより表示を行う表示素子など、様々な表示素子を用いることができる。
【０４１４】
以下では、表示素子に液晶素子を適用する場合について説明する。
【０４１５】
液晶４３１は、第１の基板４０１と第２の基板４０２との間に挟持された状態で、封止材４３６によって封止される。なお、封止材４３６は、スイッチング素子層４３７やカラーフィルタ層４３５を囲むように設けられている。
【０４１６】
封止材４３６としては、熱硬化樹脂や紫外線硬化樹脂を用いることができ、アクリル、ウレタン、エポキシ、またはシロキサン結合を有する樹脂などの有機樹脂を用いることができる。また、封止材４３６は、低融点ガラスを含むガラスフリットにより形成されていてもよい。また、封止材４３６は、上記有機樹脂とガラスフリットとを組み合わせて形成されていてもよい。例えば、液晶４３１に接して上記有機樹脂を設け、その外側にガラスフリットを設けることで、外部から、液晶へ水などが混入することを抑制することができる。
【０４１７】
表示部４１１はソース駆動回路４１２ｓ、及びゲート駆動回路４１２ｇを有し、第１の基板４０１と第２の基板４０２の間に、液晶４３１と共に封止されている。
【０４１８】
図１４（Ｂ）には、ソース駆動回路４１２ｓが画素部４１３の両側に一つずつ、計２つ配置される構成が例示されているが、１つのソース駆動回路４１２ｓが画素部４１３の一方の辺に沿って配置される構成としてもよい。
【０４１９】
スイッチング素子層４３７が、第１の基板４０１上に設けられている（図１５参照）。スイッチング素子層４３７は少なくともトランジスタを有し、トランジスタの他に、容量素子などの素子を有していてもよい。なお、スイッチング素子層４３７は、駆動回路（ゲート駆動回路、ソース駆動回路）などの回路の他、配線や電極等を含んでいてもよい。
【０４２０】
第２の基板４０２の一方の面には、カラーフィルタ層４３５が設けられている。カラーフィルタ層４３５は、液晶素子と重なるカラーフィルタを有する。カラーフィルタ層４３５には、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色のカラーフィルタを設ける構成とすると、フルカラーの液晶パネルとすることができる。
【０４２１】
カラーフィルタ層４３５は、例えば、顔料を含む感光性の材料を用い、フォトリソグラフィ工程により形成される。また、カラーフィルタ層４３５として、異なる色のカラーフィルタの間にブラックマトリクスを設けてもよい。また、カラーフィルタやブラックマトリクスを覆うオーバーコートを設けてもよい。
【０４２２】
なお、用いる液晶素子の構成に応じて、カラーフィルタ層４３５上に液晶素子の一方の電極を形成してもよい。なお該電極は、後に形成される液晶素子の一部となる。また該電極上に配向膜が設けられていてもよい。
【０４２３】
液晶４３１を挟むように一対の偏光板４４５が設けられている。具体的には、第１の基板４０１と第３の基板４０３に設けられている。
【０４２４】
偏光板４４５としては、公知の偏光板を用いればよく、自然光や円偏光から直線偏光を作り出すことができるような材料を用いる。例えば、二色性の物質を一定方向にそろえて配置することで、光学的な異方性を持たせたものを用いることができる。例えば、ヨウ素系の化合物などをポリビニルアルコールなどのフィルムに吸着させ、これを一方向に延伸することで作製することができる。なお、二色性の物質としては、ヨウ素系の化合物のほか、染料系の化合物などが用いられる。偏光板４４５は、膜状、またはフィルム状、シート状、もしくは板状の材料を用いることができる。
【０４２５】
本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【０４２６】
（実施の形態８）
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について説明する。具体的には、本発明の一態様の表示装置を有する電子機器について図１６を用いて説明する。
【０４２７】
表示装置を適用した電子機器として、例えば、コンピュータ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯情報端末、音響再生装置などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図１６に示す。
【０４２８】
図１６（Ａ）はコンピュータであり、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む。なお、コンピュータは、演算装置が処理した結果を表示部７２０３に表示する。
【０４２９】
図１６（Ｂ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、演算装置が処理した結果を表示部７４０２に表示する。
【０４３０】
図１６（Ｂ）に示す携帯電話機７４００は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。
【０４３１】
表示部７４０２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。
【０４３２】
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４０２を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部７４０２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好ましい。
【０４３３】
また、携帯電話機７４００内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、携帯電話機７４００の向き（縦か横か）を判断して、表示部７４０２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
【０４３４】
また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、または筐体７４０１の操作ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
【０４３５】
また、入力モードにおいて、表示部７４０２の光センサで検出される信号を検知し、表示部７４０２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。
【０４３６】
表示部７４０２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部７４０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
【０４３７】
図１６（Ｃ）は、折りたたみ式のコンピュータの一例を示している。折りたたみ式のコンピュータ７４５０は、ヒンジ７４５４で接続された筐体７４５１Ｌと筐体７４５１Ｒを備えている。また、操作ボタン７４５３、左側スピーカ７４５５Ｌおよび右側スピーカ７４５５Ｒの他、コンピュータ７４５０の側面には図示されていない外部接続ポート７４５６を備える。なお、筐体７４５１Ｌに設けられた表示部７４５２Ｌと、筐体７４５１Ｒに設けられた表示部７４５２Ｒが互いに対峙するようにヒンジ７４５４を折り畳むと、表示部を筐体で保護することができる。
【０４３８】
表示部７４５２Ｌと表示部７４５２Ｒは、画像を表示する他、指などで触れると情報を入力できる。例えば、インストール済みのプログラムを示すアイコンを指でふれて選択し、プログラムを起動できる。または、表示された画像の二箇所に触れた指の間隔を変えて、画像を拡大または縮小できる。または、表示された画像の一箇所に触れた指を移動して画像を移動できる。また、キーボードの画像を表示して、表示された文字や記号を指で触れて選択し、情報を入力することもできる。
【０４３９】
また、コンピュータ７４５０に、ジャイロ、加速度センサ、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）受信機、指紋センサ、ビデオカメラを搭載することもできる。例えば、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、コンピュータ７４５０の向き（縦か横か）を判断して、表示する画面の向きを自動的に切り替えるようにすることができる。
【０４４０】
また、コンピュータ７４５０はネットワークに接続できる。コンピュータ７４５０はインターネット上の情報を表示できる他、ネットワークに接続された他の電子機器を遠隔から操作する端末として用いることができる。
【０４４１】
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。
【符号の説明】
【０４４２】
１００    トランジスタ
１０１    基板
１０２    ゲート電極
１０３    絶縁層
１０４    酸化物半導体層
１０５ａ    電極
１０５ｂ    電極
１０６    絶縁層
１０７    絶縁層
１１０    トランジスタ
１１４    酸化物半導体層
１１４ａ    酸化物半導体層
１１４ｂ    酸化物半導体層
１２０    トランジスタ
１２４    酸化物半導体層
１２４ａ    酸化物半導体層
１２４ｂ    酸化物半導体層
１２４ｃ    酸化物半導体層
１５０    トランジスタ
１５１    絶縁層
１５２    絶縁層
１６０    トランジスタ
１６４    酸化物半導体層
１６４ａ    酸化物半導体層
１６４ｂ    酸化物半導体層
１６４ｃ    酸化物半導体層
１６４ｄ    側壁保護層
４００    タッチパネル
４０１    基板
４０２    基板
４０３    基板
４０４    ＦＰＣ
４０５    外部接続電極
４０６    配線
４１１    表示部
４１２ｇ    ゲート駆動回路
４１２ｓ    ソース駆動回路
４１３    画素部
４１５    ＦＰＣ
４１６    外部接続電極
４１７    配線
４２１    電極
４２２    電極
４２４    絶縁層
４３０    タッチセンサ
４３１    液晶
４３２    配線
４３３    絶縁層
４３４    接着層
４３５    カラーフィルタ層
４３６    封止材
４３７    スイッチング素子層
４３８    配線
４３９    接続層
４４０    センサ層
４４５    偏光板
５００    入力手段
５００＿Ｃ    信号
６００    情報処理装置
６１０    制御部
６１１    フィードスルー補正回路
６１２    極性決定回路
６１５＿Ｃ    二次制御信号
６１５＿Ｖ    二次画像信号
６２０    演算装置
６２５＿Ｃ    一次制御信号
６２５＿Ｖ    一次画像信号
６３０    表示部
６３１    画素部
６３１ａ    領域
６３１ｂ    領域
６３１ｃ    領域
６３１ｐ    画素
６３２    Ｇ駆動回路
６３２＿Ｇ    Ｇ信号
６３３    Ｓ駆動回路
６３３＿Ｓ    Ｓ信号
６３４    画素回路
６３４ｃ    容量素子
６３４ｔ    トランジスタ
６３５    表示素子
６３５ＬＣ    液晶素子
６４０    表示装置
６５０    光供給部
７０１    演算装置
７０２    記憶装置
７０３    グラフィックユニット
７０４    表示手段
９３０    表示部
９３１    画素部
９３１ｐ    画素
９３２    Ｇ駆動回路
９３３    Ｓ駆動回路
９３４    画素回路
９３４ｃ    容量素子
９３４ｔ    トランジスタ
９３４ｔｃ    寄生容量
９３５ＬＣ    液晶素子
７２０１    本体
７２０２    筐体
７２０３    表示部
７２０４    キーボード
７２０５    外部接続ポート
７２０６    ポインティングデバイス
７４００    携帯電話機
７４０１    筐体
７４０２    表示部
７４０３    操作ボタン
７４０４    外部接続ポート
７４０５    スピーカ
７４０６    マイク
７４５０    コンピュータ
７４５１Ｌ    筐体
７４５１Ｒ    筐体
７４５２Ｌ    表示部
７４５２Ｒ    表示部
７４５３    操作ボタン
７４５４    ヒンジ
７４５５Ｌ    左側スピーカ
７４５５Ｒ    右側スピーカ
７４５６    外部接続ポート
【図１】
2014130336.tif 000007
【図２】
2014130336.tif 000008
【図３】
2014130336.tif 000009
【図４】
2014130336.tif 000010
【図５】
2014130336.tif 000011
【図６】
2014130336.tif 000012
【図７】
2014130336.tif 000013
【図８】
2014130336.tif 000014
【図９】
2014130336.tif 000015
【図１０】
2014130336.tif 000016
【図１１】
2014130336.tif 000017
【図１２】
2014130336.tif 000018
【図１３】
2014130336.tif 000019
【図１４】
2014130336.tif 000020
【図１５】
2014130336.tif 000021
【図１６】
2014130336.tif 000022
【図１７】
2014130336.tif 000023
【図１８】
2014130336.tif 000024
【図１９】
2014130336.tif 000025