(57)【要約】【課題】使用者の眼精疲労が抑制され、目にやさしい表示を行うことのできる情報処理装置を提供する。【解決手段】各画像を表示する前に表示部に設けられた複数の画素に入力される画像信号の階調を調べて、画素を書き換える頻度を低減する。具体的には、当該複数の画素の多くに中間階調の画像信号が入力される場合には、通常の駆動（例えば、１秒間に６０回以上の頻度で画素を書き換える駆動）で表示し、そうでない場合には、画素を書き換える頻度を低減する駆動（例えば、１秒間に１回以下の頻度で画素を書き換える駆動）で表示する。これにより、使用者の眼精疲労が抑制され、目にやさしい表示を行うことができる情報処理装置を提供できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素のそれぞれに画像信号が入力される情報処理装置の駆動方法であって、
前記複数の画素の少なくとも一に入力される画像信号の階調に関する情報を取得し、
前記情報に基づいて前記複数の画素のリフレッシュレートを決定する情報処理装置の駆動方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記複数の画素のそれぞれが液晶素子を有する情報処理装置の駆動方法。
【請求項３】
請求項１において、
前記情報処理装置が静止画像を表示する情報処理装置の駆動方法。
【請求項４】
第１の画素乃至第Ａの画素（Ａは２以上の自然数）のそれぞれに画像信号が入力される情報処理装置の駆動方法であって、
前記第１の画素乃至第Ｂの画素（ＢはＡ未満の自然数）のうち設定範囲内の階調の画像信号が入力される画素数をカウントし、
前記画素数が設定画素数以上である場合に第１のリフレッシュレートで前記第１の画素乃至前記第Ａの画素を書き換え、又は、前記画素数と（Ａ−Ｂ）の和が前記設定画素数未満である場合に前記第１のリフレッシュレートよりも低い第２のリフレッシュレートで前記前記第１の画素乃至前記第Ａの画素を書き換える情報処理装置の駆動方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記第１のリフレッシュレートが３０Ｈｚ以上である情報処理装置の駆動方法。
【請求項６】
請求項４において、
前記第２のリフレッシュレートが１Ｈｚ以下である情報処理装置の駆動方法。
【請求項７】
請求項４において、
前記第１の画素乃至前記第Ａの画素が液晶素子を有する情報処理装置の駆動方法。
【請求項８】
請求項４において、
前記情報処理装置が静止画像を表示する情報処理装置の駆動方法。
【請求項９】
複数の画素のそれぞれに画像信号が入力される情報処理装置の駆動方法であって、
前記複数の画素のうち設定範囲内の階調の画像信号が入力される画素の割合を判別し、
前記割合が設定割合以上である場合に第１のリフレッシュレートで前記複数の画素を書き換え、
前記割合が設定割合未満である場合に前記第１のリフレッシュレートよりも低い第２のリフレッシュレートで前記複数の画素を書き換える情報処理装置の駆動方法。
【請求項１０】
請求項９において、
前記第１のリフレッシュレートが３０Ｈｚ以上である情報処理装置の駆動方法。
【請求項１１】
請求項９において、
前記第２のリフレッシュレートが１Ｈｚ以下である情報処理装置の駆動方法。
【請求項１２】
請求項９において、
前記複数の画素のそれぞれが液晶素子を有する情報処理装置の駆動方法。
【請求項１３】
請求項９において、
前記情報処理装置が静止画像を表示する情報処理装置の駆動方法。
【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、情報処理装置、およびその駆動方法に関する。本発明は、例えば、情報処理装置を駆動するためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
静止画を表示部に表示する際に、画素を書き換える頻度（リフレッシュレートともいう）を小さくすることにより、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】
情報処理装置は、入力された情報を処理し、処理した情報に基づいた画像を表示部に表示する。表示部は一般に、複数の画素を具備する画素領域を備え、当該画素領域に画像を表示する。そして、画素に例えば６０Ｈｚを超える頻度で同一階調の画像信号を入力する（リフレッシュするともいう）。なお、本明細書において、画像信号とは、多階調（例えば、２５６階調）に分割された電圧の一であり、当該電圧によって液晶の配向状態を制御するための信号を指すこととする。そして、このような頻度で切り替えられる表示部を長時間見ることにより、使用者は目に疲労を感じることがある。具体的には、画素に保持されている画像信号と同じ階調の画像信号を画素に再入力する場合であっても、画像信号の再入力に伴って画素に保持されている電圧が変動する。この場合、当該画素における液晶の配向状態が変化し、当該画素における輝度が変化する。この変化は、使用者に表示のちらつき（フリッカともいう）として認識されることがある。その結果、使用者が目に疲労を感じることがある。
【０００５】
目の疲労（眼精疲労ともいう）を軽減する方法として、画像を書き換える頻度を低減する方法が有効である。しかし、表示される画像の種類によっては、上記方法を用いても表示がちらつくことがある。
【０００６】
具体的には、表示部に設けられた複数の画素の多くに中間階調の画像信号が入力される場合に表示がちらつくことがある。なぜなら、当該中間階調の画像信号に対応する電圧が変動した場合には、それ以外の階調（低階調及び高階調）の画像信号に対応する電圧（例えば、２５６階調のうち１階調目に対応する電圧又は２５６階調目に対応する電圧）が変動した場合と比較して、液晶の配向状態に与える影響が大きいからである。
【０００７】
本発明の一態様は、出力装置の使用者に生じる眼精疲労を抑制することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、目にやさしい表示をすることを課題の一とする。または、本発明の一態様は、ちらつきの少ない表示をすることを課題の一とする。または、本発明の一態様は、綺麗な表示をすることを課題の一とする。または、本発明の一態様は、綺麗な静止画を表示することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、表示装置の消費電力を低減することを課題の一とする。
【０００８】
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】
【０００９】
各画像を表示する前に表示部に設けられた複数の画素に入力される画像信号の階調を調べて、画素を書き換える頻度を低減する。具体的には、当該複数の画素の多くに中間階調の画像信号が入力される場合には、通常の駆動（例えば、１秒間に６０回以上の頻度で画素を書き換える駆動）で表示し、そうでない場合には、画素を書き換える頻度を低減する駆動（例えば、１秒間に１回以下の頻度で画素を書き換える駆動）で表示する。
【００１０】
例えば、本発明の一態様は、複数の画素のそれぞれに画像信号が入力される情報処理装置の駆動方法であって、複数の画素の少なくとも一に入力される画像信号の階調に関する情報を取得し、情報に基づいて複数の画素のリフレッシュレートを決定する情報処理装置の駆動方法である。
【００１１】
また、第１の画素乃至第Ａの画素（Ａは２以上の自然数）のそれぞれに画像信号が入力される情報処理装置の駆動方法であって、第１の画素乃至第Ｂの画素（ＢはＡ未満の自然数）のうち設定範囲内の階調の画像信号が入力される画素数をカウントし、画素数が設定画素数以上である場合に第１のリフレッシュレートで第１の画素乃至第Ａの画素を書き換え、又は、画素数と（Ａ−Ｂ）の和が設定画素数未満である場合に第１のリフレッシュレートよりも低い第２のリフレッシュレートで前記第１の画素乃至第Ａの画素を書き換える情報処理装置の駆動方法も本発明の一態様である。
【００１２】
また、複数の画素のそれぞれに画像信号が入力される情報処理装置の駆動方法であって、複数の画素のうち設定範囲内の階調の画像信号が入力される画素の割合を判別し、割合が設定割合以上である場合に第１のリフレッシュレートで複数の画素を書き換え、割合が設定割合未満である場合に第１のリフレッシュレートよりも低い第２のリフレッシュレートで複数の画素を書き換える情報処理装置の駆動方法も本発明の一態様である。
【００１３】
なお、上記画素には液晶素子を設けることができる。
【００１４】
また、上記情報処理装置は、静止画像を表示することができる。
【００１５】
また、上記第１のリフレッシュレートは、例えば、３０Ｈｚ以上、好ましくは６０Ｈｚ以上とすることができる。
【００１６】
また、上記第２のリフレッシュレートは、例えば、１Ｈｚ以下、好ましくは０．５Ｈｚ以下、さらに、好ましくは０．２Ｈｚ以下とすることができる。
【００１７】
また、上記情報処理装置の駆動方法を情報処理装置に実行させるプログラムも本発明の一態様である。
【００１８】
また、上記情報処理装置と、上記プログラムが格納された記憶装置とを備えた電子機器も本発明の一態様である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の一態様により、使用者の眼精疲労が抑制され、目にやさしい表示を行うことができる情報処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】情報処理装置の構成例を示す図。
【図２】情報処理装置の駆動方法例を説明するフローチャート。
【図３】情報処理装置の駆動方法例を説明するフローチャート。
【図４】情報処理装置の駆動方法例を説明するフローチャート。
【図５】表示部への表示例を説明する図。
【図６】表示部への表示例を説明する図。
【図７】情報処理装置の構成例を説明する図。
【図８】情報処理装置の表示部の構成例を説明する図。
【図９】情報処理装置の表示部の構成例を説明する図。
【図１０】情報処理装置の構成例を説明する図。
【図１１】表示装置の構成例を説明する図。
【図１２】タッチセンサを備える表示装置の構成例を説明する図。
【図１３】タッチセンサを説明する図。
【図１４】タッチセンサを備える画素を説明する図。
【図１５】タッチセンサおよび画素の動作を説明する図。
【図１６】タッチセンサおよび画素の動作を説明する図。
【図１７】画素の構成を説明する図。
【図１８】トランジスタの構成例を説明する図。
【図１９】トランジスタの作製方法例を説明する図。
【図２０】トランジスタの構成例を説明する図。
【図２１】トランジスタの構成例を説明する図。
【図２２】情報処理装置の例を説明する図。
【図２３】バックライトからの発光スペクトルの例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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、同一部分また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。
【００２２】
本明細書において、「平行」とは、二つの直線が−１０°以上１０°以下の角度で配置されている状態をいう。従って、−５°以上５°以下の場合も含まれる。また、「垂直」とは、二つの直線が８０°以上１００°以下の角度で配置されている状態をいう。従って、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。
【００２３】
また、本明細書において、結晶が三方晶または菱面体晶である場合、六方晶系として表す。
【００２４】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の情報処理装置の駆動方法について、図１乃至図４を参照しながら説明する。
【００２５】
図１は本発明の一態様の情報処理装置の構成を説明するブロック図である。
【００２６】
図２乃至図４は本発明の一態様の情報処理装置を用いた情報処理方法を説明するフローチャートである。
【００２７】
図１に以下で例示する情報処理装置１００の構成例を示す。本発明の一態様の情報処理装置１００は、演算部１１０と、表示手段１２０と、入力手段１３０と、記憶手段１４０とを備える。
【００２８】
［演算部］
演算部１１０は、表示手段１２０に画像信号、垂直同期信号や水平同期信号等の同期信号、クロック信号等を出力することができる。
【００２９】
演算部１１０は、演算装置１０１、記憶装置１０２、入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）１０３、および伝送路１０４を備える。
【００３０】
伝送路１０４は、演算装置１０１、記憶装置１０２、Ｉ／Ｏ１０３を互いに接続し、情報の伝達を行う。演算部１１０は、Ｉ／Ｏ１０３を介して表示手段１２０、入力手段１３０、および記憶手段１４０と情報の伝達を行うことができる。例えば、入力手段１３０からの入力信号はＩ／Ｏ１０３から入力し、伝送路１０４を介して演算装置１０１に伝送される。
【００３１】
記憶装置１０２は、演算装置１０１が実行するプログラムや画像データを一時的に格納する。
【００３２】
演算装置１０１は、プログラムを実行する。例えば、実行するプログラムに応じて、入力手段１３０からの入力信号を解析する、記憶手段１４０から情報を読み出す、記憶手段１４０に情報を書き込む、表示手段１２０に出力する信号を生成し出力する、などの処理を行うことができる。
【００３３】
［表示手段］
表示手段１２０は少なくとも画像を表示する表示部を有し、演算部１１０から入力された各種信号に応じて、表示部に表示を行うことができる。
【００３４】
表示手段１２０の備える表示部は、複数の画素を有する。該表示部の画素は１５０ｐｐｉ（ｐｉｘｅｌ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）以上、好ましくは２００ｐｐｉ以上の精細度で配置されていることが好ましい。また、表示部から発せられる光として、４４０ｎｍ以下の波長を有する光、より好ましくは４２０ｎｍ以下の波長を有する光を含まないことが好ましい。このように、少なくとも１５０ｐｐｉ以上の精細度を有し、且つ、４２０ｎｍ以下の波長の光がカットされた表示部を備える表示手段１２０は、使用者の目の疲労を低減（眼精疲労を抑制）することができる。したがって、このような表示手段を、「目にやさしい」表示が可能な表示手段とも呼ぶことができる。
【００３５】
［入力手段］
入力手段１３０は、使用者の入力を入力信号に変換し、演算部１１０に出力する。入力手段としては、様々なヒューマンインターフェースを用いることができる。例えば、キーボード、マウス、タッチパネルの他、ジェスチャや視点動作などを検出するセンサ等を用いることができる。また、マイクを入力手段として、音声認識により入力を行ってもよい。
【００３６】
［記憶手段］
記憶手段１４０は、プログラムや画像データなどを格納することができる。例えば、記憶装置１０２よりも記憶容量の大きな記憶装置を適用することが好ましい。なお、記憶手段１４０と記憶装置１０２とは、少なくともいずれかを備えていればよい。
【００３７】
以上が情報処理装置１００の構成例についての説明である。
【００３８】
＜情報処理装置の駆動方法＞
本発明の一態様の情報処理装置の駆動方法を、図１と、図２および図３に示すフロー図とを用いて説明する。
【００３９】
はじめに情報処理装置１００は動作を開始する（図２（Ｓ−０））。このとき、演算部１１０はプログラムを実行する。また、このとき、演算部１１０は記憶手段１４０からプログラムを読み出し、記憶装置１０２に一時的に格納すると共にプログラムを実行してもよい。
【００４０】
本実施の形態の駆動方法では、画素に入力される画像信号が中間階調の画像信号とみなせる範囲をＬ以上Ｈ以下（例えば、画像信号が２５６階調であれば、５０≦Ｌ≦１００、１５０≦Ｈ≦２００）とする。そして、表示部に設けられる全画素のうち中間階調の画像信号が入力される画素の割合Ｘ（０≦Ｘ≦１）が設定値θ以下（０＜θ＜１）であるか否かを判別する。その結果、Ｘがθ以下のときに、表示部に設けられる全画素のそれぞれを通常のリフレッシュレート（例えば、６０Ｈｚ）より低いリフレッシュレートで書き換える。以下、図２を参照して具体的に説明する。まず、パラメータＬ、Ｈおよびθを設定する（図２（Ｓ−１））。
【００４１】
なお、各デバイスにより画像信号に対応する電圧の変動が液晶の配向状態に与える影響は異なる。例えば、２５６階調のうち１２８階調目に対応する電圧がΔＶ変動した場合に液晶の配向状態に与える影響は、デバイス毎に異なる。そのため、上記パラメータ（Ｌ、Ｈおよびθ）はデバイス毎に適宜設定する必要がある。
【００４２】
たとえば、上記パラメータＬおよびＨは、最終製品出荷前にプログラムに組み込んでおくことができる。
【００４３】
次に、入力される画像信号の階調がＬ以上Ｈ以下である画素の数を算出する。例えば、当該算出の方法としては、以下の方法を用いることができる。まず、値が０に設定されたカウンタを用意する。次いで、表示部に設けられる複数の画素の一に入力される画像信号の階調がＬ以上Ｈ以下であるか否かを判別する。そして、当該階調がＬ以上Ｈ以下である場合には、カウンタの値を１つカウントアップする。他方、そうでない場合には、カウンタの値をそのままにする。以下、残りの画素についても同様の手順を繰り返す。当該方法について、図２を参照して具体的に説明する。なお、ここでは、表示部に設けられる複数の画素のそれぞれに１乃至Ｎ（Ｎは表示部に設けられる全画素数）のいずれか一の番号が付されていることとする。そして、画素選択部ＰＳＰに入力された番号に対応する画素について以下の動作が行われることとする。まず、カウンタＣＴＲに初期値である０を入力する。また、画素選択部ＰＳＰに１を入力する。（図２（Ｓ−２））。
【００４４】
次に、１が付された画素に入力される画像信号の階調Ｖ（１）がＬ以上Ｈ以下であるか否かを判定する（図２（Ｓ−３））。画像信号の階調Ｖ（１）がＬ以上Ｈ以下の場合には、第４のステップ（図２（Ｓ−４））に進む。一方、画像信号の階調Ｖ（１）がＬ以上Ｈ以下でない場合には、第５のステップ（図２（Ｓ−５））に進む。
【００４５】
第４のステップでは、カウンタＣＴＲの値を１つカウントアップする（図２（Ｓ−４））。
【００４６】
第５のステップでは、画素選択部ＰＳＰの値を１つカウントアップする（図２（Ｓ−５））。
【００４７】
次に、カウンタＣＴＲの値が、設定値θと表示部に設けられる全画素数Ｎとの積（θＮ）より大きいか否かを判定する（図２（Ｓ−６））。カウンタＣＴＲの値がθＮより大きい（ＣＴＲ＞θＮ）場合には、第７のステップ（図２（Ｓ−７））に進む。一方、カウンタＣＴＲの値がθＮ以下（ＣＴＲ≦θＮ）の場合には、第８のステップ（図２（Ｓ−８））に進む。
【００４８】
なお、θＮは、表示部に設けられる全画素のそれぞれを通常のリフレッシュレート（例えば、６０Ｈｚ）で書き換えるか、又はそれよりも低いリフレッシュレートで書き換えるかを決める際の判定基準となる。そのため、本実施の形態の駆動方法においては、必ずしも表示部に設けられる画素に入力される画像信号の全てを判定する必要はない。すなわち、カウンタＣＴＲの値がθＮより大きくなった時点で表示部に設けられる全画素のそれぞれが通常のリフレッシュレートで書き換えられることが確定する。よって、残りの他の画素に入力される画像信号について、これ以上、上記の様に判定する必要がない。
【００４９】
このため、処理時間を短くすることができ、短時間で画像を表示することが可能となる。加えて、消費電力を低減する効果も奏する。
【００５０】
第７のステップでは、表示手段１２０の表示部に設けられる全画素のリフレッシュレートを、第１のリフレッシュレートに設定し、通常の駆動を行う（図２（Ｓ−７））。
【００５１】
ここで、第１のリフレッシュレートは、例えば、３０Ｈｚ以上、好ましくは６０Ｈｚ以上とすることができる。
【００５２】
次に、θＮがカウンタＣＴＲの値と残りの他の画素数（全画素数Ｎから画素選択部ＰＳＰの値を引いた値に１を加えた値（Ｎ−ＰＳＰ＋１））の和（ＣＴＲ＋Ｎ−ＰＳＰ＋１）以下であるか否かを判定する（図２（Ｓ−８））。θＮがＣＴＲ＋Ｎ−ＰＳＰ＋１以下の場合には、第３のステップ（図２（Ｓ−３））に戻る。すなわち、２が付された画素に入力される画像信号の階調Ｖ（２）がＬ以上Ｈ以下であるか否かが判定される。一方、θＮがＣＴＲ＋Ｎ−ＰＳＰ＋１を超える場合には、第９のステップに進む。
【００５３】
θＮがＣＴＲ＋Ｎ−ＰＳＰ＋１を超える場合（θＮ＞ＣＴＲ＋Ｎ−ＰＳＰ＋１）、残りの画素の全てに入力される画像信号の階調がＬ以上Ｈ以下であったと仮定しても、中間階調の画像信号が入力される画素の数がθＮより大きくなることがない。よって、この場合には、残りの画素について、これ以上、上記の様に判定する必要がない。
【００５４】
このため、処理時間を短くすることができ、短時間で画像を表示することが可能となる。加えて、消費電力を低減する効果も奏する。
【００５５】
第９のステップでは、表示手段１２０の表示部に設けられる全画素リフレッシュレートを、第２のリフレッシュレートに設定し、リフレッシュレート低減駆動を行う（図３（Ｓ−９））。
【００５６】
ここで、第２のリフレッシュレートは、第７のステップで設定する第１のリフレッシュレートより小さい値に設定する。例えば、１Ｈｚ以下、好ましくは０．５Ｈｚ以下、さらに、好ましくは０．２Ｈｚ以下とすることができる。
【００５７】
リフレッシュレートを小さくすることで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、フリッカ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。
【００５８】
次に、各駆動方法により表示手段１２０の表示部に静止画像を表示する（図３（Ｓ−１０））。
【００５９】
本実施の形態の駆動方法においては、リフレッシュレートを表示される画像に応じて変化させることが可能である。これにより、フリッカの少ない綺麗な静止画像を表示することができる。
【００６０】
以上で画像が表示されることになる。
【００６１】
本実施の形態では、第５のステップを第６のステップの直前に行ったが、これに限られず、第５のステップは、第６のステップと第８のステップの間に行ってもよい。また、第５のステップは、第８のステップと第３のステップの間に行ってもよい。なお、第８のステップと第３のステップの間に第５のステップを行うときは、第８のステップでの残りの他の画素数は、Ｎ−ＰＳＰとなる。
【００６２】
上記のように第３のステップ乃至第８のステップのサイクルを繰り返すことで、第１のリフレッシュレートで駆動させる画像と第２のリフレッシュレートで駆動させる画像を識別して、表示することができ、使用者の目の疲労を低減することができる。したがって、このような駆動方法を用いることにより、目にやさしい表示を実現できる。
【００６３】
＜変形例＞
以下では、上記で例示した情報処理装置の駆動方法において、上記とは一部が異なる駆動方法の例について、図４に示すフロー図を用いて説明する。なお、上記と重複する部分については説明を省略する場合がある。
【００６４】
はじめに情報処理装置１００は動作を開始する（図４（ｕ−０））。このとき、演算部１１０はプログラムを実行する。また、このとき、演算部１１０は記憶手段１４０からプログラムを読み出し、記憶装置１０２に一時的に格納すると共にプログラムを実行してもよい。
【００６５】
画素に入力される画像信号が中間階調の画像信号とみなせる範囲をＬ以上Ｈ以下とし、表示部に設けられる全画素のうち中間階調の画像信号が入力される画素の割合Ｘが設定値θ以下であるか否かを判別する。その結果、Ｘがθ以下のときに、表示部に設けられる全画素のそれぞれを通常のリフレッシュレート（例えば６０Ｈｚ）より低いリフレッシュレートで書き換える。以下、図４を参照して具体的に説明する。まず、パラメータＬ、Ｈおよびθを設定する（図４（ｕ−１））。
【００６６】
第１のステップは、先に示したステップ（Ｓ−１）を参酌することができる。
【００６７】
次に、情報処理装置内で処理される情報から割合Ｘを計算する。割合Ｘは以下の数式により導き出すことができる（図４（ｕ−２））。
【００６８】
【数１】
2014130337.tif 000003
【００６９】
ここで、Ｎは、画像の全画素数を表し、Ｎ（ｉ）は、第ｉ階調の画像信号が入力される画素の数を表す。
【００７０】
次に、導き出した割合Ｘが設定値θ以下（Ｘ≦θ）であるか判定する（図４（ｕ−３））。割合Ｘが設定値θ以下（Ｘ≦θ）の場合には、第４のステップ（図４（ｕ−４））に進む。一方、割合Ｘが設定値θ以下でない場合、つまり、割合Ｘが設定値θより大きい（Ｘ＞θ）場合には、第５のステップ（図４（ｕ−５））に進む。
【００７１】
第４のステップでは、表示手段１２０の表示部に設けられる全画素のリフレッシュレートを、第３のリフレッシュレートに設定し、リフレッシュレート低減駆動を行う（図４（ｕ−４））。
【００７２】
ここで、第３のリフレッシュレートは、第５のステップで設定する第４のリフレッシュレートより小さい値に設定する。例えば、１Ｈｚ以下、好ましくは０．５Ｈｚ以下、さらに、好ましくは０．２Ｈｚ以下とすることができる。
【００７３】
リフレッシュレートを小さくすることで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、フリッカ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。
【００７４】
第５のステップでは、表示手段１２０の表示部に設けられる全画素のリフレッシュレートを、第４のリフレッシュレートに設定し、通常駆動を行う（図４（ｕ−５））。
【００７５】
ここで、第４のリフレッシュレートは、例えば、３０Ｈｚ以上、好ましくは６０Ｈｚ以上とすることができる。
【００７６】
次に、各駆動方法により表示手段１２０の表示部に静止画像を表示する（図４（ｕ−６））。
【００７７】
図４に示す駆動方法であっても図２に示す駆動方法と同様にリフレッシュレートを表示される画像に応じて変化させることが可能である。これにより、フリッカの少ない綺麗な静止画像を表示することができる。
【００７８】
以上で画像が表示されることになる。
【００７９】
上記のように、第３のリフレッシュレートで駆動させる画像と第４のリフレッシュレートで駆動させる画像を識別して、表示することができ、使用者の目の疲労を低減することができる。したがって、このような駆動方法を用いることにより、目にやさしい表示を実現できる。
【００８０】
なお、上述した駆動方法は、カラー画像を表示する情報処理装置に適用することもできる。カラー画像を表示する情報処理装置の表示部に設けられる画素は、少なくとも赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の副画素を含むことが一般的である。そして、当該副画素毎に画像信号が入力される。そのため、当該副画素に入力される画像信号を利用することで、カラー画像を表示する情報処理装置に上述した駆動方法を適用することができる。
【００８１】
例えば、画素を３つの副画素（ＲＧＢ成分）に分解して、上述の第１のステップと同様に、ＲＧＢ成分毎に入力される画像信号が中間階調の画像信号とみなせる範囲を設定する。ここでは、Ｒ成分に入力される画像信号が中間階調の画像信号とみなせる範囲をＬＲ以上ＨＲ以下とし、Ｇ成分に入力される画像信号が中間階調の画像信号とみなせる範囲をＬＧ以上ＨＧ以下とし、Ｂ成分に入力される画像信号が中間階調の画像信号とみなせる範囲をＬＢ以上ＨＢ以下とする。
【００８２】
次に、上述の第２のステップと同様に、各色の成分毎に中間階調の画像信号が入力される副画素の割合ＸＲ、ＸＧ、ＸＢをそれぞれ計算する。
【００８３】
次に、上述の第３のステップと同様に、導き出した、中間階調の画像信号が入力される副画素の割合ＸＲが設定値θＲ以下（ＸＲ≦θＲ）であるか判定する。また、導き出した、中間階調の画像信号が入力される副画素の割合ＸＧが設定値θＧ以下（ＸＧ≦θＧ）であるか判定する。また、導き出した、中間階調の画像信号が入力される副画素の割合ＸＢが設定値θＢ以下（ＸＢ≦θＢ）であるか判定する。
【００８４】
上記の判定において、全ての色の成分の中間階調の画像信号が入力される副画素の割合が設定値以下であった場合、表示手段１２０の表示部への表示のリフレッシュレートを、第３のリフレッシュレートに設定し、リフレッシュレート低減駆動を行う。
【００８５】
上記の判定において、各色の成分のうち１つでも中間階調の画像信号が入力される副画素の割合が設定値より大きい場合、表示手段１２０の表示部への表示のリフレッシュレートを、第４のリフレッシュレートに設定し、通常駆動を行う。
【００８６】
上記のように、第３のリフレッシュレートで駆動させる画像と第４のリフレッシュレートで駆動させる画像を識別して、表示することができ、使用者の目の疲労を低減することができる。したがって、このような駆動方法を用いることにより、目にやさしい表示を実現できる。
【００８７】
なお、本実施の形態において、表示画像に応じて、リフレッシュレート低減駆動、または、通常駆動を行っている例について示したが、本発明の実施形態の一態様は、これに限定されない。本発明の実施形態の一態様は、適宜状況に応じて、表示画像に関わらず、リフレッシュレート低減駆動を行ってもよい。同様に、本発明の実施形態の一態様は、適宜状況に応じて、表示画像に関わらず、通常駆動を行ってもよい。
【００８８】
＜目の疲労について＞
使用者の目の疲労（眼精疲労ともいう）としては、神経系の疲労と、筋肉系の疲労の２つに大別される。
【００８９】
神経系の疲労は、長期間にわたって発光や点滅を見続けることで、その光が網膜や神経、脳を刺激することにより生じる。神経や脳が刺激されることで、概日リズム（サーカディアン・リズム：Ｃｉｒｃａｄｉａｎ  ｒｈｙｔｈｍ）への悪影響が生じる場合がある。
【００９０】
筋肉系の疲労は、ピントを合わせる（調節する、ともいう）のに使用する毛様体の筋肉を酷使することにより生じる。筋肉系の疲労により、ピントが合う最も近い距離が遠くなることが知られている。
【００９１】
図５（Ａ）に、従来の表示部の表示を表す模式図を示す。図５（Ａ）に示すように、従来の表示部の表示では、１秒間に６０回（６０Ｈｚ）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、使用者の眼の網膜や神経、脳を刺激して目の疲労が引き起こされるおそれがある。
【００９２】
後に示す実施の形態で例示するように、本発明の一態様では、表示部の画素部に、酸化物半導体を用いたトランジスタ、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ  Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）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オフ電流は、極めて小さいため、フレーム周波数を下げても、表示部の輝度の維持が可能となる。
【００９３】
つまり、図５（Ｂ）に示すように、例えば、５秒間に１回（０．２Ｈｚ）の画像の書き換えが可能となるため、極力同じ映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、使用者の眼の網膜や神経、脳の刺激が低減され、神経系の疲労が軽減される。
【００９４】
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る。
【００９５】
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表示部では、１画素のサイズが小さく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。表示部の解像度を１５０ｐｐｉ以上、好ましくは２００ｐｐｉ以上とすることにより、使用者の筋肉系の疲労を効果的に低減することができる。
【００９６】
また、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。
【００９７】
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。
【００９８】
従来の駆動方法を用いた場合に比べ、本発明の一態様の情報処理装置の駆動方法を用いた場合では、目の疲労が軽減され、目にやさしい表示が可能であることは、上記に記した様々な方法により評価することができる。
【００９９】
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。
【０１００】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１に示した情報処理装置の一例について、図７および図８を参照しながら説明する。
【０１０１】
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）以下の頻度で出力する第１のモードと、１Ｈｚ以下、または１．１６×１０−５Ｈｚ（１日に約１回の頻度）以上１Ｈｚ以下、または２．７８×１０−４Ｈｚ（１時間に約１回の頻度）以上０．５Ｈｚ以下、または１．６７×１０−２Ｈｚ（１分間に約１回の頻度）以上０．１Ｈｚ以下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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
図８は、本発明の一態様の表示機能を有する情報処理装置の表示部の構成を説明するブロック図および回路図である。
【０１０４】
＜１．情報処理装置の構成＞
本実施の形態で、図７に例示して説明する表示機能を有する情報処理装置６００は、画素部６３１と、入力される第１の駆動信号（Ｓ信号ともいう）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を含む画素回路６３４と、Ｓ信号６３３＿Ｓを画素回路６３４に出力する第１の駆動回路（Ｓ駆動回路ともいう）６３３と、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に出力する第２の駆動回路（Ｇ駆動回路ともいう）６３２と、を有する。
【０１０５】
そして、Ｇ駆動回路６３２は、Ｇ信号６３２＿Ｇを画素に１秒間に３０回以上の頻度、好ましくは１秒間に６０回以上９６０回以下の頻度で出力する第１のモードと、１秒間に１回以下の頻度、好ましくは１日に１回以上１秒間に１回以下の頻度、さらに好ましくは１時間に１回以上１秒間に１回以下の頻度で出力する第２のモードを備える。
【０１０６】
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。
【０１０７】
また、画素回路６３４は画素６３１ｐに設けられ、画素６３１ｐは画素部６３１に複数設けられ、画素部６３１は表示部６３０に設けられている。
【０１０８】
表示機能を有する情報処理装置６００は演算部６２０を備える。演算部６２０は一次制御信号６２５＿Ｃと一次画像信号６２５＿Ｖを出力する。
【０１０９】
表示手段６４０は、表示部６３０と制御部６１０を備える。制御部６１０はＳ駆動回路６３３とＧ駆動回路６３２を制御する。
【０１１０】
表示素子６３５に液晶素子を適用する場合、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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
なお、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。
【０１１３】
なお、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およ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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
＜２．演算部＞
演算部６２０は、一次画像信号６２５＿Ｖおよび一次制御信号６２５＿Ｃを生成する。
【０１２０】
また、演算部６２０が、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。
【０１２１】
例えば、入力手段５００から入力される入力信号５００＿Ｃに応じて、演算部６２０がモード切り替え信号を含む一次制御信号６２５＿Ｃを出力してもよい。
【０１２２】
第２のモードのＧ駆動回路６３２に、制御部６１０を介して、入力信号５００＿Ｃが、入力手段５００から入力されると、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り、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。
【０１２３】
例えば、入力手段５００が画像を移動する操作を検知した場合、入力手段５００は入力信号５００＿Ｃを演算部６２０に出力する。
【０１２４】
演算部６２０は、画像の移動動作を含む一次画像信号６２５＿Ｖを生成し、入力信号５００＿Ｃを含む一次制御信号６２５＿Ｃと共に当該一次画像信号６２５＿Ｖを出力する。
【０１２５】
制御部６１０は、二次制御信号６１５＿ＣをＧ駆動回路６３２に出力し、画像の移動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。
【０１２６】
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、Ｇ信号６３２＿Ｇを観察者が信号の書き換え動作毎に変化す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。
【０１２７】
一方、Ｓ駆動回路６３３は、画像の移動動作を含む二次画像信号６１５＿Ｖから生成したＳ信号６３３＿Ｓを画素回路６３４に出力する。
【０１２８】
これにより、画素６３１ｐは、画像の移動動作を含む多数のフレーム画像を短時間に表示できるため、なめらかな画像の移動動作を含む二次画像信号６１５＿Ｖを出力できる。
【０１２９】
また、第２のモードから第１のモードに切り替わったとき、Ｇ信号６３２＿Ｇを１回以上の所定の回数出力し、その後、第２のモードに切り替わる構成としてもよい。
【０１３０】
＜３．制御部＞
制御部６１０は、一次画像信号６２５＿Ｖから生成した二次画像信号６１５＿Ｖを出力する（図７参照）。なお、一次画像信号６２５＿Ｖを表示部６３０に直接入力する構成としてもよい。
【０１３１】
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、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などの二次制御信号６１５＿Ｃを生成し、表示部６３０に供給する機能を有する。なお、二次制御信号６１５＿Ｃには、クロック信号ＣＫなども含まれる。
【０１３２】
また、反転制御回路を制御部６１０に設け、制御部６１０が、反転制御回路が通知するタイミングに従って、二次画像信号６１５＿Ｖの極性を反転させる機能を備える構成とすることもできる。具体的に、二次画像信号６１５＿Ｖの極性の反転は、制御部６１０において行われてもよいし、制御部６１０からの命令に従って、表示部６３０内で行われてもよい。
【０１３３】
反転制御回路は、二次画像信号６１５＿Ｖの極性を反転させるタイミングを、同期信号を用いて定める機能を有する。反転制御回路は、カウンタと、信号生成回路とを有する。
【０１３４】
カウンタは、水平同期信号のパルスを用いてフレーム期間の数を数える機能を有する。
【０１３５】
信号生成回路は、カウンタにおいて得られたフレーム期間の数の情報を用いて、連続する複数フレーム期間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する。
【０１３６】
＜４．表示部＞
表示部６３０は、各画素に表示素子６３５を有する画素部６３１と、Ｓ駆動回路６３３、Ｇ駆動回路６３２などの駆動回路を有する。画素部６３１は、表示素子６３５が設けられた画素６３１ｐを、複数有する（図７参照）。
【０１３７】
表示部６３０に入力される二次画像信号６１５＿Ｖは、Ｓ駆動回路６３３に与えられる。また、電源電位、二次制御信号６１５＿Ｃは、Ｓ駆動回路６３３およびＧ駆動回路６３２に与えられる。
【０１３８】
なお、二次制御信号６１５＿Ｃには、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などが含まれる。
【０１３９】
表示部６３０の構成の一例を図８（Ａ）に示す。
【０１４０】
図８（Ａ）に示す表示部６３０には、画素部６３１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に二次画像信号６１５＿Ｖから生成された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。
【０１４１】
走査線ＧへのＧ信号６３２＿Ｇの入力は、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。
【０１４２】
なお、画素部６３１に設けられる配線の種類およびその数は、画素６３１ｐの構成、数および配置によって決めることができる。具体的に、図８（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場合を例示している。
【０１４３】
＜４−１．画素＞
各画素６３１ｐは、表示素子６３５を含む画素回路６３４を有する。
【０１４４】
＜４−２．画素回路＞
本実施の形態では、画素回路６３４の一例として、液晶素子６３５ＬＣを表示素子６３５に適用する構成を図８（Ｂ）に示す。
【０１４５】
画素回路６３４は、液晶素子６３５ＬＣへのＳ信号６３３＿Ｓの供給を制御するトランジスタ６３４ｔを有する。トランジスタ６３４ｔと表示素子６３５の接続関係の一例について説明する。
【０１４６】
トランジスタ６３４ｔのゲートが、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のソースおよ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のソースおよ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。
【０１４７】
なお、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よい。
【０１４８】
図８（Ｂ）に例示する画素６３１ｐは、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、一のトランジスタ６３４ｔを用いる。ただし、一のスイッチング素子として機能する、複数のトランジスタを画素６３１ｐに用いていてもよい。複数のトランジスタが一のスイッチング素子として機能する場合、上記複数のトランジスタは並列に接続されていてもよいし、直列に接続されていてもよいし、直列と並列が組み合わされて接続されていてもよい。
【０１４９】
なお、容量素子６３４ｃの大きさ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。
【０１５０】
なお、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。
【０１５１】
＜４−２ａ．表示素子＞
液晶素子６３５ＬＣは、第１電極および第２電極並びに第１電極と第２電極の間の電圧が印加される液晶材料を含んだ液晶層を有している。液晶素子６３５ＬＣは、第１電極と第２電極の間に与えられる電圧の値に従って、液晶分子の配向が変化して、画素６３１ｐの透過率が変化する。よって、表示素子６３５は、Ｓ信号６３３＿Ｓの電位によって画素６３１ｐの透過率が制御されることで、階調を表示することができる。
【０１５２】
なお、表示素子６３５は液晶素子６３５ＬＣに限られず、例えば、電場を加えることでルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）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。
【０１５３】
＜４−２ｂ．トランジスタ＞
トランジスタ６３４ｔは、表示素子６３５の第１電極に、信号線Ｓの電位を与えるか否かを制御する。表示素子６３５の第２電極には、所定の基準電位Ｖｃｏｍが与えられている。
【０１５４】
なお、本発明の一態様の表示機能を有する情報処理装置の駆動方法を適用することができる表示機能を有する情報処理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。
【０１５５】
＜５．光供給部＞
光供給部６５０には、複数の光源が設けられている。制御部６１０は、光供給部６５０が有する光源の駆動を制御する。
【０１５６】
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）、電場を加えることでルミネッセンスが発生するＯＬＥＤ素子などを用いることができる。
【０１５７】
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への悪影響などを低減できる。また、主に４００ｎｍより長い波長を有する光を含み、４００ｎｍ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。さらには、主に４４０ｎｍより長い波長を有する光を含み、４４０ｎｍ以下の波長を有する光を含まない光源、さらに好ましくは４２０ｎｍより長い波長を有する光を含み、４２０ｎｍ以下の波長を有する光を含まない光源とすることもできる。
【０１５８】
図２３に、好ましいバックライトからの発光のスペクトルを示す。ここで図２３には、バックライトの光源として、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を用いた場合の、各ＬＥＤからの発光のスペクトルの例を示している。図２３では、４２０ｎｍ以下の範囲で、放射照度がほとんど観測されていない。このような光源をバックライトとして用いた表示部は、使用者の目の疲労を低減できる。
【０１５９】
＜６．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、キーボード、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、様々なヒューマンインターフェースを用いることができる。演算部６２０は、入力手段５００から入力される電気信号を基にリフレッシュレートを第１のモードにするか第２のモードにするか判断して、適切にリフレッシュレートのモードを選択することができる。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。
【０１６０】
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、巻物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。
【０１６１】
本実施の形態で例示した情報処理装置は、実施の形態１で例示した情報処理装置の駆動方法を適用すること、および、実施の形態１で例示した情報処理装置を駆動させるためのプログラムを演算部に実行させることにより、使用者の眼精疲労が抑制され、目にやさしい表示を行うことができる。
【０１６２】
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。
【０１６３】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態２に示した情報処理装置の駆動方法の一例について、図８乃至図１０を参照しながら説明する。
【０１６４】
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）以下の頻度で出力する第１のモードと、１Ｈｚ以下、または１．１６×１０−５Ｈｚ（１日に約１回の頻度）以上１Ｈｚ以下、または２．７８×１０−４Ｈｚ（１時間に約１回の頻度）以上０．５Ｈｚ以下、または１．６７×１０−２Ｈｚ（１分間に約１回の頻度）以上０．１Ｈｚ以下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。
【０１６５】
図８は、本発明の一態様の表示機能を有する情報処理装置の表示手段に適用可能な表示部の構成の例を説明するブロック図および回路図である。
【０１６６】
図９は、本発明の一態様の表示機能を有する情報処理装置の表示手段に適用可能な表示部の構成の変形例を説明するブロック図である。
【０１６７】
図１０は、本発明の一態様の表示機能を有する情報処理装置の表示手段に適用可能な表示部の構成の例を説明する回路図である。
【０１６８】
＜１．Ｓ信号の画素部への書き込み方法＞
図８（Ａ）または図９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８（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。
【０１６９】
＜画素部への信号の書き込み＞
第１フレーム期間において、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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
第１フレーム期間の走査線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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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ができる。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よい。
【０１７５】
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よい。
【０１７６】
また、任意の一フレーム期間において、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、任意の一フレーム期間において、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よい。
【０１７７】
＜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９に示す。
【０１７８】
図９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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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た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。また、各領域における中間階調の画像信号が入力される画素の割合に応じて、それぞれの領域を第１のモードとするか又は第２のモードとするかを選択してもよい。この動作により、フリッカの発生を抑制することができ、使用者の眼精疲労が抑制され、目にやさしい表示をすることができる。
【０１８２】
＜２．第１のモードと第２のモードのＧ駆動回路＞
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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
Ｇ駆動回路６３２は第１のモードと第２のモードを備える。
【０１８５】
＜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、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回以下の頻度で出力する。
【０１８６】
第１のモードのＧ駆動回路６３２は、観察者が信号の書き換え動作毎に変化す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、画像をなめらかに表示することができる。
【０１８７】
＜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、画素に１日に１回以上１秒間に１０回以下、好ましくは１時間に１回以上１秒間に１回以下の頻度で出力する。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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フリッカがない表示をすることができる。
【０１９０】
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。
【０１９１】
なお、Ｇ駆動回路６３２が消費する電力は、Ｇ駆動回路６３２が動作しない期間、低減される。
【０１９２】
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。
【０１９３】
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６および実施の形態７を参酌することができる。
【０１９４】
本実施の形態で例示した情報処理装置の駆動方法を、実施の形態１で例示した情報処理装置の駆動方法に適用すること、および、実施の形態１で例示した情報処理装置を駆動させるためのプログラムに適用することにより、使用者の眼精疲労が抑制され、目にやさしい表示を行うことができる。
【０１９５】
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。
【０１９６】
（実施の形態４）
本実施の形態では、上記表示手段に適用することのできる、表示機能を有する半導体装置（表示装置ともいう）の一例を示す。
【０１９７】
図１１（Ａ）に本実施の形態の表示装置の平面図を示す。図１１（Ａ）において、基板３０１上に設けられた画素部３０２と、走査線駆動回路３０４とを囲むようにして、シール材３０５が設けられている。また、画素部３０２と、走査線駆動回路３０４の上に基板３０６が設けられている。よって画素部３０２と、走査線駆動回路３０４とは、基板３０１とシール材３０５と基板３０６とによって、表示素子と共に封止されている。図１１（Ａ）においては、基板３０１上のシール材３０５によって囲まれている領域とは異なる領域に、ＩＣチップ、または別途用意された基板上に単結晶半導体膜または多結晶半導体膜で形成された信号線駆動回路３０３が実装されている。信号線駆動回路３０３と走査線駆動回路３０４を通して画素部３０２に与えられる各種信号および電位は、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）３１８から供給されている。
【０１９８】
また、図１１（Ａ）においては、信号線駆動回路３０３を別途形成し、基板３０１に実装している例を示しているが、この構成に限定されない。走査線駆動回路を別途形成して実装してもよいし、信号線駆動回路の一部または走査線駆動回路の一部のみを別途形成して実装してもよい。
【０１９９】
なお、別途形成した駆動回路の接続方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）法、ワイヤボンディング法、或いはＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）法などを用いることができる。図１１（Ａ）は、ＣＯＧ法により信号線駆動回路３０３を実装する例である。
【０２００】
なお、表示装置とは、表示素子が封止された状態にあるパネルと、該パネルにコントローラを含むＩＣ等を実装した状態にあるモジュールとを含む。すなわち、本明細書中における表示装置とは、画像表示装置、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、表示素子が封止された状態にあるパネルだけでなく、コネクタ、例えば、ＦＰＣまたは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、または表示素子にＣＯＧ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。
【０２０１】
また、基板上に設けられた画素部および走査線駆動回路は、トランジスタを複数有する。トランジスタの構成は特に限定されないが、実施の形態６で例示する酸化物半導体が適用されたトランジスタを適用することが好ましい。
【０２０２】
表示装置に設けられる表示素子としては液晶素子（液晶表示素子ともいう）、発光素子（発光表示素子ともいう）を用いることができる。発光素子は、電流または電圧によって輝度が制御される素子をその範疇に含んでおり、具体的には無機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、有機ＥＬ等が含まれる。また、電子インク表示装置（電子ペーパー）など、電気的作用によりコントラストが変化する表示媒体も適用することができる。
【０２０３】
図１１（Ｃ）は、図１１（Ａ）のＭ−Ｎにおける断面図に相当する。図１１では表示素子として液晶素子を用いた液晶表示装置の例を示す。但し、表示パネルは、画素部３０２に設けられたトランジスタ３１０が表示素子と電気的に接続して構成され、該表示素子としては表示を行うことができれば特に限定されず、様々な表示素子を用いることができる。
【０２０４】
液晶表示装置は、縦電界方式、または、横電界方式を適用することができる。図１１（Ｃ）では、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードを採用する例を示す。
【０２０５】
なお、液晶表示装置には上記とは異なるモードを適用することができる。例えば、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モードなどを用いることができる。
【０２０６】
図１１（Ａ）および図１１（Ｃ）に示すように、半導体装置は接続端子電極３１５および端子電極３１６を有しており、接続端子電極３１５および端子電極３１６はＦＰＣ３１８が有する端子と異方性導電層３１９を介して、電気的に接続されている。
【０２０７】
接続端子電極３１５は、第１の電極層３３４と同じ導電層から形成され、端子電極３１６は、トランジスタ３１０、トランジスタ３１１のゲート電極層と同じ導電層で形成されている。
【０２０８】
また、基板３０１上に設けられた画素部３０２と、走査線駆動回路３０４は、トランジスタを複数有している。図１１（Ｃ）では、画素部３０２に含まれるトランジスタ３１０と、走査線駆動回路３０４に含まれるトランジスタ３１１とを例示しており、トランジスタ３１０、トランジスタ３１１上には絶縁層３３２ａ、絶縁層３３２ｂが設けられている。
【０２０９】
また、図１１（Ｃ）では、絶縁層３３２ｂ上に平坦化絶縁層３４０が設けられ、第１の電極層３３４と第２の電極層３３１との間に絶縁層３４２が設けられている。
【０２１０】
トランジスタ３１０、トランジスタ３１１としては、実施の形態６に例示する酸化物半導体をチャネル形成領域に含むトランジスタを適用することが好ましい。トランジスタ３１０、トランジスタ３１１は、ボトムゲート構造のトランジスタである。
【０２１１】
トランジスタ３１０、トランジスタ３１１に含まれるゲート絶縁層は、単層構造または積層構造とすることができる。本実施の形態では、ゲート絶縁層３２０ａ、ゲート絶縁層３２０ｂの積層構造を含む。また、図１１（Ｃ）においては、ゲート絶縁層３２０ａと、絶縁層３３２ｂとが、接続端子電極３１５端部を覆うように、シール材３０５下に延在しており、絶縁層３３２ｂは、ゲート絶縁層３２０ｂおよび絶縁層３３２ａの側面を覆っている。
【０２１２】
また、駆動回路用のトランジスタ３１１の酸化物半導体層のチャネル形成領域と重なる位置にさらに導電層を設けてもよい。導電層を酸化物半導体層のチャネル形成領域と重なる位置に設けることによって、トランジスタ３１１のしきい値電圧の変化量を低減することができる。
【０２１３】
また、該導電層は外部の電場を遮蔽する、すなわち外部の電場が内部（トランジスタを含む回路部）に作用しないようにする機能（特に静電気に対する静電遮蔽機能）も有する。導電層の遮蔽機能により、静電気などの外部の電場の影響によりトランジスタの電気的な特性が変動することを防止することができる。
【０２１４】
平坦化絶縁層３４０としては、アクリル、ポリイミド、ベンゾシクロブテン系樹脂、ポリアミド、エポキシ等の有機樹脂を用いることができる。また、上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂等を用いることができる。平坦化絶縁層３４０内の水等の不純物が十分に低減されていることが好ましい。このような平坦化絶縁層３４０を用いることで、トランジスタの電気的特性の変動が抑制され、極めて信頼性の高い表示装置を実現することができる。
【０２１５】
図１１（Ｃ）において、液晶素子３１３は、第１の電極層３３４、第２の電極層３３１、および液晶層３０８を含む。なお、液晶層３０８を挟持するように配向膜として機能する絶縁層３３８、絶縁層３３３が設けられている。
【０２１６】
液晶層３０８に含まれる液晶組成物としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、強誘電液晶、反強誘電液晶などを用いることができる。また、ブルー相を示す液晶を使用すると、配向膜が不要であり、且つ広い視野角が得られるため好ましい。また、上記の液晶にモノマー、重合開始剤を添加して注入または滴下封止後にモノマーを重合させて高分子安定化する液晶材料でもよい。
【０２１７】
また、液晶素子３１３は、液晶層３０８の下方に開口パターンを有する第２の電極層３３１を有し、絶縁層３４２を介して第２の電極層３３１のさらに下方に、平板状の第１の電極層３３４を有する。開口パターンを有する第２の電極層３３１は、屈曲部や枝分かれした櫛歯状を含む形状である。第２の電極層３３１に開口パターンを設けることにより、第１の電極層３３４および第２の電極層３３１はその電極間に電界を発生させることができる。なお、平坦化絶縁層３４０上に接して平板上の第２の電極層３３１を形成し、絶縁層３４２を介して第２の電極層３３１上に、画素電極として機能し、開口パターンを有する第１の電極層３３４を有する構成としてもよい。
【０２１８】
第１の電極層３３４、第２の電極層３３１は、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、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物、グラフェンなどの透光性を有する導電性材料を用いることができる。
【０２１９】
また、第１の電極層３３４、第２の電極層３３１はタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属、またはその合金、若しくはその金属窒化物から一つ、または複数種を用いて形成することができる。
【０２２０】
また、第１の電極層３３４、第２の電極層３３１として、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。
【０２２１】
また、スペーサ３３５は絶縁層を選択的にエッチングすることで得られる柱状のスペーサであり、液晶層３０８の膜厚（セルギャップ）を制御するために設けられている。なお球状のスペーサを用いていてもよい。
【０２２２】
また、液晶層３０８に、配向膜を用いないブルー相を発現する液晶組成物を用いてもよい。この場合、液晶層３０８と、第１の電極層３３４および第２の電極層３３１とは接する構造となる。
【０２２３】
なお、図１１（Ｃ）に示す絶縁層３４２は、一部に開口を有しており、当該開口から平坦化絶縁層３４０に含まれる水分を脱離することができる。但し、平坦化絶縁層３４０上に設けられる絶縁層３４２の膜質によっては、開口を設けなくともよい。
【０２２４】
液晶表示装置に設けられる保持容量の大きさは、画素部に配置されるトランジスタのリーク電流等を考慮して、所定の期間、電荷を保持できるように設定される。保持容量の大きさは、トランジスタのオフ電流等を考慮して設定すればよい。本明細書に開示する酸化物半導体層を有するトランジスタを用いることにより、保持容量の大きさを縮小することができる。よって、各画素における開口率を向上させることができる。
【０２２５】
特に、保持容量としての容量素子を設けない構成とし、第１の電極層３３４と第２の電極層３３１の間に生じる寄生容量を保持容量として用いることが好ましい。このように、容量素子を設けない構成とすることにより、画素の開口率をさらに向上させることができる。
【０２２６】
保持容量としての容量素子を画素に設けない場合の、画素構成の一例を図１１（Ｂ）に示す。画素には、トランジスタ３１０のゲート電極層と電気的に接続する配線３５０と、トランジスタ３１０のソース電極層またはドレイン電極層の一方と電気的に接続する配線３５２の交差部を有する。図１１（Ｂ）に示す画素は保持容量としての容量素子を有していないため、画素の占有面積に対する、開口パターンを有する第２の電極層３３１の面積を極めて大きくすることができ、極めて高い開口率が実現されている。
【０２２７】
本明細書に開示する酸化物半導体層を用いたトランジスタは、オフ状態における電流値（オフ電流値）を低く制御することができる。よって、画像信号等の電気信号の保持時間を長くすることができ、書き込み間隔も長く設定できる。よって、リフレッシュ動作の頻度を少なくすることができるため、消費電力を抑制する効果を奏する。
【０２２８】
また、本明細書に開示する酸化物半導体層を用いたトランジスタは、高い電界効果移動度が得られるため、高速駆動が可能である。例えば、このようなトランジスタを液晶表示装置に用いることで、画素部のスイッチングトランジスタと、駆動回路部に使用するドライバートランジスタを同一基板上に形成することができる。また、画素部においても、このようなトランジスタを用いることで、高画質な画像を提供することができる。
【０２２９】
また、表示装置において、ブラックマトリクス（遮光層）、偏光部材、位相差部材、反射防止部材などの光学部材（光学基板）などは適宜設ける。例えば、偏光板および位相基板による円偏光を用いてもよい。また、光源としてバックライト、サイドライトなどを用いてもよい。
【０２３０】
また、画素部における表示方式は、プログレッシブ方式やインターレース方式等を用いることができる。また、カラー表示する際に画素で制御する色要素としては、ＲＧＢ（Ｒは赤、Ｇは緑、Ｂは青を表す）の三色に限定されない。例えば、ＲＧＢＷ（Ｗは白を表す）、またはＲＧＢに、イエロー、シアン、マゼンタ等を一色以上追加したものがある。なお、色要素のドット毎にその表示領域の大きさが異なっていてもよい。ただし、開示する発明はカラー表示の表示装置に限定されるものではなく、モノクロ表示の表示装置に適用することもできる。
【０２３１】
また、表示装置はタッチセンサを備えていることが好ましい。画素部３０２と重ねてタッチセンサを設けた表示装置を電子機器等に適用することにより、より直感的な操作が可能な電子機器を実現することができる。ここで例示するタッチセンサは、上記入力手段として用いることができる。
【０２３２】
表示装置に設けるタッチセンサとしては、静電容量方式のタッチセンサを用いることが好ましい。そのほかにも抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、光学方式など様々な方式を用いることができる。
【０２３３】
静電容量方式のタッチセンサとしては、代表的には表面型静電容量方式、投影型静電容量方式などがある。また、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。ここで、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。
【０２３４】
ここで、表示装置にタッチセンサを設ける場合、タッチセンサとして機能する層の配置はさまざまな方法をとることができる。
【０２３５】
図１２は、液晶素子が適用され、タッチセンサを備える表示装置の構成例である。
【０２３６】
図１２（Ａ）に示す表示装置は、液晶３６２と、液晶３６２を挟持する一対の基板（基板３６１および基板３６３）と、基板３６１および基板３６３よりも外側に配置された一対の偏光板（偏光板３６４および偏光板３６５）と、タッチセンサ３６０と、を有する。ここで以下では、液晶３６２と、基板３６１と、基板３６３を含む構成を、表示パネル３６７と呼ぶこととする。
【０２３７】
図１２（Ａ）に示す表示装置は、タッチセンサ３６０が偏光板３６４（または偏光板３６５）よりも外側に位置する、いわゆる外付け型の表示装置である。このような構成は、表示パネル３６７とタッチセンサ３６０をそれぞれ別途作製し、これらを重ねることで、表示装置にタッチセンサの機能を付加することができるため、特別な工程を経ることなく、容易に作製することができる。
【０２３８】
ここで、図１２（Ａ）に示す表示装置において、タッチセンサ３６０を強化ガラス上に設ける構成とすることが好ましい。強化ガラスは、イオン交換法や風冷強化法等により物理的、または化学的な処理が施され、その表面に圧縮応力を加えたものを用いることができる。タッチセンサを強化ガラスの一面に設け、その反対側の面を例えば電子機器の最表面に設けてタッチ面として用いることにより、機器全体の厚さを低減することができる。
【０２３９】
図１２（Ｂ）に示す表示装置は、タッチセンサ３６０が偏光板３６４と基板３６１の間（または偏光板３６５と基板３６３の間）に位置する、いわゆるオンセル型の表示装置である。このような構成は、例えば、基板３６１をタッチセンサ３６０の形成基板として共通して用いるなどにより、表示装置の薄型化を実現できる。
【０２４０】
図１２（Ｃ）に示す表示装置は、タッチセンサ３６０が基板３６１と基板３６３の間に位置する、いわゆるインセル型の表示装置である。このような構成とすることで、さらなる表示装置の薄型化を実現できる。例えば、表示パネル３６７が備えるトランジスタや配線、電極などにより基板３６１上（または基板３６３上）の液晶３６２側の面にタッチセンサとして機能する層を作り込むことにより実現できる。また、光学式のタッチセンサを用いる場合には、光電変換素子を備える構成としてもよい。
【０２４１】
なお、ここでは液晶素子を備える表示装置について説明したが、有機ＥＬ素子を備える表示装置や電子ペーパなどの様々な表示装置に、タッチセンサの機能を適宜付加することができる。
【０２４２】
なお、タッチセンサのより具体的な構成例について、実施の形態５で説明する。
【０２４３】
本実施の形態で例示した表示機能を有する半導体装置（表示装置）は、本発明の一態様の情報処理装置の備える表示手段に適用することができる。したがって、実施の形態１で例示した情報処理装置の駆動方法を適用すること、および、実施の形態１で例示した情報処理装置を駆動させるためのプログラムを演算部に実行させることにより、本実施の形態で例示した表示機能を有する半導体装置は、使用者の眼精疲労が抑制され、目にやさしい表示を行うことができる。
【０２４４】
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。
【０２４５】
（実施の形態５）
本実施の形態では、上記半導体装置に適用することのできる、被検知体の近接または接触を検知可能なセンサ（以降、タッチセンサと呼ぶ）の構成例について説明する。
【０２４６】
［センサの検知方法の例］
図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）は、相互容量方式のタッチセンサの構成を示す模式図と、入出力波形の模式図である。タッチセンサは一対の電極を備え、これらの間に容量が形成されている。一対の電極のうち一方の電極に入力電圧が入力される。また、他方の電極に流れる電流（または、他方の電極の電位）を検出する検出回路を備える。
【０２４７】
例えば、図１３（Ａ）に示すように、入力電圧波形として矩形波を用いた場合、出力電流波形として鋭いピークを有する波形が検出される。
【０２４８】
また、図１３（Ｂ）に示すように、伝導性を有する被検知体が容量に近接または接触した場合、電極間の容量値が減少するため、これに応じて出力の電流値が減少する。
【０２４９】
このように、入力電圧に対する出力電流（または電位）の変化を用いて、容量の変化を検出することにより、被接触体の近接、または接触を検知することができる。
【０２５０】
［タッチセンサの構成例］
図１３（Ｃ）は、マトリクス状に配置された複数の容量を備えるタッチセンサの構成例を示す。
【０２５１】
タッチセンサは、Ｘ方向（紙面横方向）に延在する複数の配線と、これら複数の配線と交差し、Ｙ方向（紙面縦方向）に延在する複数の配線とを有する。交差する２つの配線間には容量が形成される。
【０２５２】
また、Ｘ方向に延在する配線には、入力電圧または共通電位（接地電位、基準電位を含む）のいずれか一方が入力される。また、Ｙ方向に延在する配線には、検出回路（例えば、ソースメータ、センスアンプなど）が電気的に接続され、当該配線に流れる電流（または電位）を検出することができる。
【０２５３】
タッチセンサは、Ｘ方向に延在する複数の配線に対して順に入力電圧が入力され、Ｙ方向に延在する配線に流れる電流（または電位）の変化を検出することで、２次元的にセンシングすることができる。
【０２５４】
［タッチパネルの構成例］
以下では、複数の画素を有する表示部にタッチセンサを組み込んだタッチパネルの構成例について説明する。ここでは、画素に設けられる表示素子として、液晶素子を適用した例を示す。
【０２５５】
図１４（Ａ）は、本構成例で例示するタッチパネルの表示部に設けられる画素回路の一部における等価回路図である。
【０２５６】
一つの画素は少なくともトランジスタ４０３と液晶素子４０４を有する。また、トランジスタ４０３のゲートに配線４０１が、ソースまたはドレインの一方には配線４０２が、それぞれ電気的に接続されている。
【０２５７】
画素回路は、Ｘ方向に延在する複数の配線（例えば、配線４１０＿１、配線４１０＿２）と、Ｙ方向に延在する複数の配線（例えば、配線４１１）を有し、これらは互いに交差して設けられ、その間に容量が形成される。
【０２５８】
また、画素回路に設けられる画素のうち、一部の隣接する複数の画素は、それぞれに設けられる液晶素子の一方の電極が電気的に接続され、一つのブロックを形成する。当該ブロックは、島状のブロック（例えば、ブロック４１５＿１、ブロック４１５＿２）と、Ｙ方向に延在するライン状のブロック（例えば、ブロック４１６）の、２種類に分類される。
【０２５９】
Ｘ方向に延在する配線４１０＿１（または４１０＿２）は、島状のブロック４１５＿１（またはブロック４１５＿２）と電気的に接続される。また、Ｙ方向に延在する配線４１１は、ライン状のブロック４１６と電気的に接続される。
【０２６０】
図１４（Ｂ）は、複数のＸ方向に延在する配線４１０と、複数のＹ方向に延在する配線４１１を示した等価回路図である。Ｘ方向に延在する配線４１０の各々には、入力電圧または共通電位を入力することができる。また、Ｙ方向に延在する配線４１１の各々には接地電位を入力する、または配線４１１と検出回路と電気的に接続することができる。
【０２６１】
［タッチパネルの動作例］
以下、図１５および図１６を用いて、上述したタッチパネルの動作について説明する。
【０２６２】
図１６に示すように、１フレーム期間を書き込み期間と、検知期間とに分ける。書き込み期間は画素への画像データの書き込みを行う期間であり、配線４１０（ゲート線ともいう）が順次選択される。一方、検知期間は、タッチセンサによるセンシングを行う期間であり、Ｘ方向に延在する配線４１０が順次選択され、入力電圧が入力される。
【０２６３】
図１５（Ａ）は、書き込み期間における等価回路図を示す。書き込み期間では、Ｘ方向に延在する配線４１０と、Ｙ方向に延在する配線４１１の両方に、共通電位が入力される。
【０２６４】
図１５（Ｂ）は、検知期間のある時点における等価回路図を示す。検知期間では、Ｙ方向に延在する配線４１１の各々は、検出回路と電気的に接続する。また、Ｘ方向に延在する配線４１０のうち、選択されたものには入力電圧が入力され、それ以外のものには共通電位が入力される。
【０２６５】
このように、画像の書き込み期間と、タッチセンサによるセンシングを行う期間とを独立して設けることが好ましい。これにより、画素の書き込み時に生じるノイズに起因して、タッチセンサの感度が低下してしまうことを抑制することができる。
【０２６６】
［画素構成例］
以下では、上記タッチパネルに用いることのできる画素の構成例について説明する。
【０２６７】
図１７（Ａ）は、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードが適用された画素の一部を示す断面概略図である。
【０２６８】
画素は、トランジスタ４２１と、電極４２２と、電極４２３と、液晶４２４と、カラーフィルタ４２５と、を備える。開口部を有する電極４２３はトランジスタ４２１のソースまたはドレインの一方に電気的に接続される。また、電極４２３は絶縁層を介して電極４２２上に設けられる。電極４２３と電極４２２は、それぞれ液晶素子の一方の電極として機能し、当該液晶素子に電圧を印加することで、液晶の配向を制御することができる。
【０２６９】
例えば、電極４２２を、上述の配線４１０または配線４１１に電気的に接続することにより、上述タッチパネルの画素を構成することができる。
【０２７０】
なお、電極４２２を電極４２３上に設けることもできる。その場合は電極４２２を、開口部を有する形状とし、絶縁層を介して電極４２３上に設ければよい。
【０２７１】
図１７（Ｂ）は、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードが適用された画素の一部を示す断面概略図である。
【０２７２】
画素に設けられる電極４２３と電極４２２は互いにくし状の形状を有し、同一平面上に設けられている。
【０２７３】
例えば電極４２２を、上述の配線４１０または配線４１１に電気的に接続することにより、上述タッチパネルの画素を構成することができる。
【０２７４】
図１７（Ｃ）は、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードが適用された画素の一部を示す断面概略図である。
【０２７５】
電極４２２は、電極４２３と液晶４２４を介して対向するように設けられている。また電極４２２と重ねて配線４２６が設けられている。配線４２６は、例えば図１７（Ｃ）に示す画素が属するブロックとは異なるブロック間を電気的に接続するために設けることができる。
【０２７６】
例えば電極４２２を、上述の配線４１０または配線４１１に電気的に接続することにより、上述タッチパネルの画素を構成することができる。
【０２７７】
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。
【０２７８】
（実施の形態６）
上記実施の形態で例示した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および半導体膜の一例について、以下に説明する。
【０２７９】
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。
【０２８０】
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。
【０２８１】
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。
【０２８２】
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。
【０２８３】
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。
【０２８４】
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および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。
【０２８５】
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。
【０２８６】
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、また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。
【０２８７】
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。
【０２８８】
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、好ましくは１×１０１６／ｃｍ３以下、より好ましくは１×１０１５／ｃｍ３以下、さらに好ましくは１×１０１４／ｃｍ３以下、さらに好ましくは１×１０１３／ｃｍ３以下であることをいう。
【０２８９】
また、このように、ｉ型または実質的に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。
【０２９０】
以下では、酸化物半導体膜の構造について説明する。
【０２９１】
酸化物半導体膜は、単結晶酸化物半導体膜と非単結晶酸化物半導体膜とに大別される。非単結晶酸化物半導体膜とは、非晶質酸化物半導体膜、微結晶酸化物半導体膜、多結晶酸化物半導体膜、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ  Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）膜などをいう。
【０２９２】
非晶質酸化物半導体膜は、膜中における原子配列が不規則であり、結晶成分を有さない酸化物半導体膜である。微小領域においても結晶部を有さず、膜全体が完全な非晶質構造の酸化物半導体膜が典型である。
【０２９３】
微結晶酸化物半導体膜は、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ未満の大きさの微結晶（ナノ結晶ともいう。）を含む。従って、微結晶酸化物半導体膜は、非晶質酸化物半導体膜よりも原子配列の規則性が高い。そのため、微結晶酸化物半導体膜は、非晶質酸化物半導体膜よりも欠陥準位密度が低いという特徴がある。
【０２９４】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、複数の結晶部を有する酸化物半導体膜の一つであり、ほとんどの結晶部は、一辺が１００ｎｍ未満の立方体内に収まる大きさである。従って、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部は、一辺が１０ｎｍ未満、５ｎｍ未満または３ｎｍ未満の立方体内に収まる大きさの場合も含まれる。ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、微結晶酸化物半導体膜よりも欠陥準位密度が低いという特徴がある。以下、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜について詳細な説明を行う。
【０２９５】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）によって観察すると、結晶部同士の明確な境界、即ち結晶粒界（グレインバウンダリーともいう。）を確認することができない。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。
【０２９６】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を、試料面と概略平行な方向からＴＥＭによって観察（断面ＴＥＭ観察）すると、結晶部において、金属原子が層状に配列していることを確認できる。金属原子の各層は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の膜を形成する面（被形成面ともいう。）または上面の凹凸を反映した形状であり、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面または上面と平行に配列する。
【０２９７】
一方、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を、試料面と概略垂直な方向からＴＥＭによって観察（平面ＴＥＭ観察）すると、結晶部において、金属原子が三角形状または六角形状に配列していることを確認できる。しかしながら、異なる結晶部間で、金属原子の配列に規則性は見られない。
【０２９８】
断面ＴＥＭ観察および平面ＴＥＭ観察より、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の結晶部は配向性を有していることがわかる。
【０２９９】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に対し、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）装置を用いて構造解析を行うと、例えばＩｎＧａＺｎＯ４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ膜のｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、回折角（２θ）が３１°近傍にピークが現れる場合がある。このピークは、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の（００９）面に帰属されることから、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の結晶がｃ軸配向性を有し、ｃ軸が被形成面または上面に概略垂直な方向を向いていることが確認できる。
【０３００】
一方、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に対し、ｃ軸に概略垂直な方向からＸ線を入射させるｉｎ−ｐｌａｎｅ法による解析では、２θが５６°近傍にピークが現れる場合がある。このピークは、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の（１１０）面に帰属される。ＩｎＧａＺｎＯ４の単結晶酸化物半導体膜であれば、２θを５６°近傍に固定し、試料面の法線ベクトルを軸（φ軸）として試料を回転させながら分析（φスキャン）を行うと、（１１０）面と等価な結晶面に帰属されるピークが６本観察される。これに対し、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の場合は、２θを５６°近傍に固定してφスキャンした場合でも、明瞭なピークが現れない。
【０３０１】
以上のことから、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜では、異なる結晶部間ではａ軸およびｂ軸の配向は不規則であるが、ｃ軸配向性を有し、かつｃ軸が被形成面または上面の法線ベクトルに平行な方向を向いていることがわかる。従って、前述の断面ＴＥＭ観察で確認された層状に配列した金属原子の各層は、結晶のａｂ面に平行な面である。
【０３０２】
なお、結晶部は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜した際、または加熱処理などの結晶化処理を行った際に形成される。上述したように、結晶のｃ軸は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面または上面の法線ベクトルに平行な方向に配向する。従って、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の形状をエッチングなどによって変化させた場合、結晶のｃ軸がＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面または上面の法線ベクトルと平行にならないこともある。
【０３０３】
また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜中の結晶化度が均一でなくてもよい。例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の結晶部が、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の上面近傍からの結晶成長によって形成される場合、上面近傍の領域は、被形成面近傍の領域よりも結晶化度が高くなることがある。また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に不純物を添加する場合、不純物が添加された領域の結晶化度が変化し、部分的に結晶化度の異なる領域が形成されることもある。
【０３０４】
なお、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ膜のｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、２θが３１°近傍のピークの他に、２θが３６°近傍にもピークが現れる場合がある。２θが３６°近傍のピークは、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜中の一部に、ｃ軸配向性を有さない結晶が含まれることを示している。ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、２θが３１°近傍にピークを示し、２θが３６°近傍にピークを示さないことが好ましい。
【０３０５】
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。
【０３０６】
なお、酸化物半導体膜は、例えば、非晶質酸化物半導体膜、微結晶酸化物半導体膜、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜のうち、二種以上を有する積層膜であってもよい。
【０３０７】
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。
【０３０８】
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または正六角形であってもよい。ここで、円相当径とは、面の面積と等しい正円の直径をいう。
【０３０９】
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。
【０３１０】
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。
【０３１１】
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。
【０３１２】
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。
【０３１３】
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、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以下または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。
【０３１４】
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。
【０３１５】
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。
【０３１６】
または、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、以下の方法により形成してもよい。
【０３１７】
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。
【０３１８】
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。
【０３１９】
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。
【０３２０】
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。
【０３２１】
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。
【０３２２】
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。
【０３２３】
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。
【０３２４】
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。
【０３２５】
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。
【０３２６】
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。
【０３２７】
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。
【０３２８】
本実施の形態で例示した半導体および半導体膜は、本発明の一態様の情報処理装置の備える表示手段の表示部に設けられるトランジスタに適用することができる。したがって、実施の形態１で例示した情報処理装置の駆動方法を適用すること、および、実施の形態１で例示した情報処理装置を駆動させるためのプログラムを演算部に実行させることにより、本実施の形態で例示した表示機能を有する半導体装置は、使用者の眼精疲労が抑制され、目にやさしい表示を行うことができる。
【０３２９】
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。
【０３３０】
（実施の形態７）
本実施の形態では、実施の形態６で例示した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。
【０３３１】
＜トランジスタの構成例＞
図１８（Ａ）に、以下で例示するトランジスタ２００の上面概略図を示す。また、図１８（Ｂ）に図１８（Ａ）中に示す切断線Ａ−Ｂにおけるトランジスタ２００の断面概略図を示す。本構成例で例示するトランジスタ２００はボトムゲート型のトランジスタである。
【０３３２】
トランジスタ２００は、基板２０１上に設けられるゲート電極２０２と、基板２０１およびゲート電極２０２上に設けられる絶縁層２０３と、絶縁層２０３上にゲート電極２０２と重なるように設けられる酸化物半導体層２０４と、酸化物半導体層２０４の上面に接する一対の電極２０５ａ、電極２０５ｂとを有する。また、絶縁層２０３、酸化物半導体層２０４、一対の電極２０５ａ、電極２０５ｂを覆う絶縁層２０６と、絶縁層２０６上に絶縁層２０７が設けられている。
【０３３３】
トランジスタ２００の酸化物半導体層２０４に、実施の形態６で例示した酸化物半導体膜を適用することができる。
【０３３４】
［基板２０１］
基板２０１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２０１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２０１として用いてもよい。
【０３３５】
また、基板２０１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２００を形成してもよい。または、基板２０１とトランジスタ２００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２０１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２００は耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも転載できる。
【０３３６】
［ゲート電極２０２］
ゲート電極２０２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２０２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。
【０３３７】
また、ゲート電極２０２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。
【０３３８】
また、ゲート電極２０２と絶縁層２０３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２０４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。
【０３３９】
［絶縁層２０３］
絶縁層２０３は、ゲート絶縁膜として機能する。酸化物半導体層２０４の下面と接する絶縁層２０３は、非晶質膜であることが好ましい。
【０３４０】
絶縁層２０３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。
【０３４１】
また、絶縁層２０３として、ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉｘＯｙ）、窒素が添加されたハフニウムシリケート（ＨｆＳｉｘＯｙ）、窒素が添加されたハフニウムアルミネート（ＨｆＡｌｘＯｙ）、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。
【０３４２】
［一対の電極２０５ａ、電極２０５ｂ］
一対の電極２０５ａおよび電極２０５ｂ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。
【０３４３】
一対の電極２０５ａ、電極２０５ｂ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。
【０３４４】
［絶縁層２０６、絶縁層２０７］
絶縁層２０６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。
【０３４５】
絶縁層２０６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。
【０３４６】
なお、絶縁層２０６は、後に形成する絶縁層２０７を形成する際の、酸化物半導体層２０４へのダメージ緩和膜としても機能する。
【０３４７】
また、絶縁層２０６と酸化物半導体層２０４の間に、酸素を透過する酸化物膜を設けてもよい。
【０３４８】
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。
【０３４９】
絶縁層２０７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２０６上に絶縁層２０７を設けることで、酸化物半導体層２０４からの酸素の外部への拡散と、外部から酸化物半導体層２０４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。
【０３５０】
＜トランジスタの作製方法例＞
続いて、図１８に例示するトランジスタ２００の作製方法の一例について説明する。
【０３５１】
まず、図１９（Ａ）に示すように、基板２０１上にゲート電極２０２を形成し、ゲート電極２０２上に絶縁層２０３を形成する。
【０３５２】
ここでは、基板２０１としてガラス基板を用いる。
【０３５３】
［ゲート電極の形成］
ゲート電極２０２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２０２を形成する。その後、レジストマスクを除去する。
【０３５４】
なお、ゲート電極２０２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。
【０３５５】
［ゲート絶縁層の形成］
絶縁層２０３は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等で形成する。
【０３５６】
絶縁層２０３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およ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。
【０３５７】
また、絶縁層２０３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、およ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、シランおよ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２０３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。
【０３５８】
また、絶縁層２０３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。
【０３５９】
［酸化物半導体層の形成］
次に、図１９（Ｂ）に示すように、絶縁層２０３上に酸化物半導体層２０４を形成する。
【０３６０】
酸化物半導体層２０４の形成方法を以下に示す。はじめに、実施の形態６で例示した方法により、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２０４を形成する。その後、レジストマスクを除去する。
【０３６１】
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。
【０３６２】
［一対の電極の形成］
次に、図１９（Ｃ）に示すように、一対の電極２０５ａ、電極２０５ｂを形成する。
【０３６３】
一対の電極２０５ａ、電極２０５ｂ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２０５ａ、電極２０５ｂを形成する。その後、レジストマスクを除去する。
【０３６４】
なお、図１９（Ｃ）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２０４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２０４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。
【０３６５】
［絶縁層の形成］
次に、図１９（Ｄ）に示すように、酸化物半導体層２０４および一対の電極２０５ａ、電極２０５ｂ上に、絶縁層２０６を形成し、続いて絶縁層２０６上に絶縁層２０７を形成する。
【０３６６】
絶縁層２０６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およ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。
【０３６７】
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。
【０３６８】
成膜条件として、上記圧力の反応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。
【０３６９】
また、酸化物半導体層２０４と絶縁層２０６の間に酸化物絶縁膜を設ける場合には、絶縁層２０６の形成工程において、該酸化物絶縁膜が酸化物半導体層２０４の保護膜となる。この結果、酸化物半導体層２０４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２０６を形成することができる。
【０３７０】
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、該酸化物絶縁層を成膜する際に、酸化物半導体層２０４へのダメージを低減することが可能である。
【０３７１】
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およ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。
【０３７２】
絶縁層２０７は、スパッタリング法、ＣＶＤ法等で形成することができる。
【０３７３】
絶縁層２０７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、およ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。
【０３７４】
以上の工程により、トランジスタ２００を形成することができる。
【０３７５】
＜トランジスタ２００の変形例＞
以下では、トランジスタ２００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。
【０３７６】
［変形例１］
図２０（Ａ）に、以下で例示するトランジスタ２１０の断面概略図を示す。トランジスタ２１０は、酸化物半導体層の構成が異なる点で、トランジスタ２００と相違している。
【０３７７】
トランジスタ２１０の備える酸化物半導体層２１４は、酸化物半導体層２１４ａと酸化物半導体層２１４ｂとが積層されて構成される。
【０３７８】
なお、酸化物半導体層２１４ａと酸化物半導体層２１４ｂの境界は不明瞭である場合があるため、図２０（Ａ）等の図中には、これらの境界を破線で示している。
【０３７９】
酸化物半導体層２１４ａおよび酸化物半導体層２１４ｂ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。
【０３８０】
例えば、酸化物半導体層２１４ａは、代表的にはＩｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ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２１４ａがＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物であるとき、ＩｎとＭの原子数比率は、ＩｎおよびＭの和を１００ａｔｏｍｉｃ％としたとき、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２１４ａ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。
【０３８１】
例えば、酸化物半導体層２１４ｂはＩｎ若しくはＧａを含み、代表的には、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ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２１４ａ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２１４ｂの伝導帯の下端のエネルギーと、酸化物半導体層２１４ａ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。
【０３８２】
また、例えば、酸化物半導体層２１４ｂがＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物であるとき、ＩｎとＭの原子数比率は、ＩｎおよびＭの和を１００ａｔｏｍｉｃ％としたとき、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。
【０３８３】
例えば、酸化物半導体層２１４ａとしてＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１または３：１：２の原子数比のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を用いることができる。また、酸化物半導体層２１４ｂ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酸化物を用いることができる。なお、酸化物半導体層２１４ａ、および酸化物半導体層２１４ｂ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。
【０３８４】
上層に設けられる酸化物半導体層２１４ｂに、スタビライザとして機能する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２１４ａ、および酸化物半導体層２１４ｂからの酸素の放出を抑制することができる。
【０３８５】
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および電気特性（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２１４ａ、酸化物半導体層２１４ｂ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。
【０３８６】
なお、上記では酸化物半導体層２１４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。
【０３８７】
［変形例２］
図２０（Ｂ）に、以下で例示するトランジスタ２２０の断面概略図を示す。トランジスタ２２０は、酸化物半導体層の構成が異なる点で、トランジスタ２００およびトランジスタ２１０と相違している。
【０３８８】
トランジスタ２２０の備える酸化物半導体層２２４は、酸化物半導体層２２４ａ、酸化物半導体層２２４ｂ、酸化物半導体層２２４ｃが順に積層されて構成される。
【０３８９】
酸化物半導体層２２４ａおよび酸化物半導体層２２４ｂは、絶縁層２０３上に積層して設けられる。また、酸化物半導体層２２４ｃは、酸化物半導体層２２４ｂの上面、並びに一対の電極２０５ａ、電極２０５ｂの上面および側面に接して設けられる。
【０３９０】
酸化物半導体層２２４ａ、酸化物半導体層２２４ｂ、酸化物半導体層２２４ｃ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６で例示した酸化物半導体膜を適用することができる。
【０３９１】
例えば、酸化物半導体層２２４ｂとして、上記変形例１で例示した酸化物半導体層２１４ａ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２２４ａ、酸化物半導体層２２４ｃとして、上記変形例１で例示した酸化物半導体層２１４ｂと同様の構成を用いることができる。
【０３９２】
例えば、酸化物半導体層２２４ｂの下層に設けられる酸化物半導体層２２４ａ、および上層に設けられる酸化物半導体層２２４ｃに、スタビライザとして機能する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２２４ａ、酸化物半導体層２２４ｂ、および酸化物半導体層２２４ｃからの酸素の放出を抑制することができる。
【０３９３】
また、例えば、酸化物半導体層２２４ｂ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２２４ｂにＩｎの含有量の多い酸化物を用い、酸化物半導体層２２４ｂと接して一対の電極２０５ａ、電極２０５ｂを設けることにより、トランジスタ２２０のオン電流を増大させることができる。
【０３９４】
＜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。
【０３９５】
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。
【０３９６】
［構成例］
図２１（Ａ）に、以下で例示するトップゲート型のトランジスタ２５０の断面概略図を示す。
【０３９７】
トランジスタ２５０は、絶縁層２５１が設けられた基板２０１上に設けられる酸化物半導体層２０４と、酸化物半導体層２０４の上面に接する一対の電極２０５ａ、電極２０５ｂと、酸化物半導体層２０４、一対の電極２０５ａ、電極２０５ｂ上に設けられる絶縁層２０３と、絶縁層２０３上に酸化物半導体層２０４と重なるように設けられるゲート電極２０２とを有する。また、絶縁層２０３およびゲート電極２０２を覆って絶縁層２５２が設けられている。
【０３９８】
トランジスタ２５０の酸化物半導体層２０４に、実施の形態６で例示した酸化物半導体膜を適用することができる。
【０３９９】
絶縁層２５１は、基板２０１から酸化物半導体層２０４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２０７と同様の構成を用いることができる。なお、絶縁層２５１は、不要であれば設けなくてもよい。
【０４００】
絶縁層２５２には、上記絶縁層２０７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２０７は不要であれば設けなくてもよい。
【０４０１】
［変形例］
以下では、トランジスタ２５０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。
【０４０２】
図２１（Ｂ）に、以下で例示するトランジスタ２６０の断面概略図を示す。トランジスタ２６０は、酸化物半導体層の構成が異なる点で、トランジスタ２５０と相違している。
【０４０３】
トランジスタ２６０の備える酸化物半導体層２６４は、酸化物半導体層２６４ａ、酸化物半導体層２６４ｂ、および酸化物半導体層２６４ｃが順に積層されて構成されている。
【０４０４】
酸化物半導体層２６４ａ、酸化物半導体層２６４ｂ、酸化物半導体層２６４ｃ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６で例示した酸化物半導体膜を適用することができる。
【０４０５】
例えば、酸化物半導体層２６４ｂとして、上記変形例１で例示した酸化物半導体層２１４ａ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２６４ａ、酸化物半導体層２６４ｃとして、上記変形例１で例示した酸化物半導体層２１４ｂと同様の構成を用いることができる。
【０４０６】
例えば、酸化物半導体層２６４ｂの下層に設けられる酸化物半導体層２６４ａ、および上層に設けられる酸化物半導体層２６４ｃに、スタビライザとして機能する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２６４ａ、酸化物半導体層２６４ｂ、酸化物半導体層２６４ｃからの酸素の放出を抑制することができる。
【０４０７】
ここで、酸化物半導体層２６４の形成時において、酸化物半導体層２６４ｃと酸化物半導体層２６４ｂをエッチングにより加工して酸化物半導体層２６４ａ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２６４ａ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２６４ｂおよび酸化物半導体層２６４ｃ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。
【０４０８】
図２１（Ｃ）には、上述のようにして酸化物半導体層２６４の側面に側壁保護層２６４ｄが形成された場合の、トランジスタ２６０の断面概略図を示している。
【０４０９】
側壁保護層２６４ｄは、主として酸化物半導体層２６４ａと同一の材料を含む。また、側壁保護層２６４ｄには、酸化物半導体層２６４ａの下層に設けられる層（ここでは絶縁層２５１）の成分（例えばシリコン）を含有する場合がある。
【０４１０】
また、図２１（Ｃ）に示すように、酸化物半導体層２６４ｂの側面を側壁保護層２６４ｄで覆い、一対の電極２０５ａ、電極２０５ｂと接しない構成とすることにより、特に酸化物半導体層２６４ｂ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２６４ｄとしてスタビライザとして機能するＧａの含有量の多い材料を用いることで、酸化物半導体層２６４ｂ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。
【０４１１】
本実施の形態で例示したトランジスタは、本発明の一態様の情報処理装置の備える表示手段の表示部に適用することができる。したがって、実施の形態１で例示した情報処理装置の駆動方法を適用すること、および、実施の形態１で例示した情報処理装置を駆動させるためのプログラムを演算部に実行させることにより、本実施の形態で例示した表示機能を有する半導体装置は、使用者の眼精疲労が抑制され、目にやさしい表示を行うことができる。
【０４１２】
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。
【０４１３】
（実施の形態８）
本実施の形態では、本発明の一態様である情報処理装置の例について、図２２を参照して説明する。
【０４１４】
図２２（Ａ）に示す情報処理装置は、折り畳み式の情報端末の一例である。
【０４１５】
図２２（Ａ）に示す情報処理装置は、筐体７２１ａと、筐体７２１ｂと、筐体７２１ａに設けられたパネル７２２ａと、筐体７２１ｂに設けられたパネル７２２ｂと、軸部７２３と、ボタン７２４と、接続端子７２５と、記録媒体挿入部７２６と、スピーカ７２７と、を備える。
【０４１６】
筐体７２１ａと筐体７２１ｂは、軸部７２３により接続される。
【０４１７】
図２２（Ａ）に示す情報処理装置は、軸部７２３を有するため、パネル７２２ａとパネル７２２ｂを対向させて折り畳むことができる。
【０４１８】
ボタン７２４は、筐体７２１ｂに設けられる。なお、筐体７２１ａにボタン７２４を設けてもよい。例えば、電源ボタンとしての機能を有するボタン７２４を設けることより、ボタン７２４を押すことで情報処理装置に対する電源電圧の供給を制御できる。
【０４１９】
接続端子７２５は、筐体７２１ａに設けられる。なお、筐体７２１ｂに接続端子７２５が設けられていてもよい。また、接続端子７２５が筐体７２１ａおよび筐体７２１ｂの一方または両方に複数設けられていてもよい。接続端子７２５は、図２２（Ａ）に示す情報処理装置と他の機器を接続するための端子である。
【０４２０】
記録媒体挿入部７２６は、筐体７２１ａに設けられる。筐体７２１ｂに記録媒体挿入部７２６が設けられていてもよい。また、記録媒体挿入部７２６が筐体７２１ａおよび筐体７２１ｂの一方または両方に複数設けられていてもよい。例えば、記録媒体挿入部にカード型記録媒体を挿入することにより、カード型記録媒体のデータを情報処理装置に読み出し、または情報処理装置内のデータをカード型記録媒体に書き込むことができる。
【０４２１】
スピーカ７２７は、筐体７２１ｂに設けられる。スピーカ７２７は、音声を出力する。なお、筐体７２１ａにスピーカ７２７を設けてもよい。
【０４２２】
なお、筐体７２１ａまたは筐体７２１ｂにマイクを設けてもよい。筐体７２１ａまたは筐体７２１ｂにマイクが設けられることにより、例えば、図２２（Ａ）に示す情報処理装置を電話機として機能させることができる。
【０４２３】
図２２（Ａ）に示す情報処理装置は、例えば電話機、電子書籍、パーソナルコンピュータ、および遊技機の一つまたは複数としての機能を有し、上記実施の形態で示した駆動方法を実行することができる。
【０４２４】
図２２（Ｂ）に示す情報処理装置は、据え置き型情報端末の一例である。図２２（Ｂ）に示す情報処理装置は、筐体７３１と、筐体７３１に設けられたパネル７３２と、ボタン７３３と、スピーカ７３４と、を具備する。
【０４２５】
なお、筐体７３１の甲板部７３５にパネル７３２と同様のパネルを設けてもよい。
【０４２６】
さらに、筐体７３１に券などを出力する券出力部、硬貨投入部、および紙幣挿入部などを設けてもよい。
【０４２７】
ボタン７３３は、筐体７３１に設けられる。例えば、ボタン７３３が電源ボタンであれば、ボタン７３３を押すことで情報処理装置に対する電源電圧の供給を制御できる。
【０４２８】
スピーカ７３４は、筐体７３１に設けられる。スピーカ７３４は、音声を出力する。
【０４２９】
図２２（Ｂ）に示す情報処理装置は、例えば現金自動預け払い機、チケットなどの注文をするための情報通信端末（マルチメディアステーションともいう）、または遊技機としての機能を有し、上記実施の形態で示した駆動方法を実行することができる。
【０４３０】
図２２（Ｃ）は、据え置き型情報端末の一例である。図２２（Ｃ）に示す情報処理装置は、筐体７４１と、筐体７４１に設けられたパネル７４２と、筐体７４１を支持する支持台７４３と、ボタン７４４と、接続端子７４５と、スピーカ７４６と、を備える。
【０４３１】
なお、筐体７４１に外部機器に接続させるための接続端子を設けてもよい。
【０４３２】
ボタン７４４は、筐体７４１に設けられる。例えば、ボタン７４４が電源ボタンであれば、ボタン７４４を押すことで情報処理装置に対する電源電圧の供給を制御できる。
【０４３３】
接続端子７４５は、筐体７４１に設けられる。接続端子７４５は、図２２（Ｃ）に示す情報処理装置と他の機器を接続するための端子である。例えば、接続端子７４５により図２２（Ｃ）に示す情報処理装置とパーソナルコンピュータを接続すると、パーソナルコンピュータから入力されるデータ信号に応じた画像をパネル７４２に表示させることができる。例えば、図２２（Ｃ）に示す情報処理装置のパネル７４２が接続する他の情報処理装置のパネルより大きければ、当該他の情報処理装置の表示画像を拡大することができ、複数の人が同時に視認しやすくなる。
【０４３４】
スピーカ７４６は、筐体７４１に設けられる。スピーカ７４６は、音声を出力する。
【０４３５】
図２２（Ｃ）に示す情報処理装置は、例えば出力モニタ、パーソナルコンピュータ、およびテレビジョン装置の一つまたは複数としての機能を有し、上記実施の形態で示した駆動方法を実行することができる。
【０４３６】
図２２（Ｄ）および図２２（Ｅ）に示す情報処理装置は、携帯型情報端末の一例である。
【０４３７】
図２２（Ｄ）に示す携帯情報端末７１０は、筐体７１１に組み込まれたパネル７１２Ａの他、操作ボタン７１３、スピーカ７１４、その他図示しないマイク、ステレオヘッドフォンジャック、メモリカード挿入口、カメラ、ＵＳＢコネクタなどの外部接続ポート等を備えている。
【０４３８】
図２２（Ｄ）に示す携帯情報端末７１０は、上記実施の形態で示した駆動方法を実行することができる。
【０４３９】
図２２（Ｅ）に示す携帯情報端末７２０は、筐体７１１の側面に添うように湾曲したパネル７１２Ｂを具備する例である。タッチパネルおよび表示素子の支持基板として、曲面を有する基板を適用することで、曲面を有するパネルを具備する携帯型情報端末とすることができる。
【０４４０】
図２２（Ｅ）に示す携帯情報端末７２０は、筐体７１１に組み込まれたパネル７１２Ｂの他、操作ボタン７１３、スピーカ７１４、マイク７１５、その他図示しないステレオヘッドフォンジャック、メモリカード挿入口、カメラ、ＵＳＢコネクタなどの外部接続ポート等を備えている。
【０４４１】
図２２（Ｄ）および図２２（Ｅ）に示す携帯型情報端末は、例えば電話機、電子書籍、パーソナルコンピュータ、および遊技機の一つまたは複数としての機能を有する。
【０４４２】
図２２（Ｆ）に示す情報処理装置は、折り畳み式の情報端末の一例である。
【０４４３】
図２２（Ｆ）に示す情報処理装置７５０は、筐体７５１と筐体７５２と筐体７５１に設けられたパネル７５４と、筐体７５２に設けられたパネル７５５と、スピーカ７５６と、起動ボタン７５７と、接続端子７２５と、を備える。
【０４４４】
図２２（Ｆ）に示す情報処理装置７５０は、筐体７５１と筐体７５２が軸部７５３によって接続され、筐体７５１と筐体７５２を折り畳むことができる。
【０４４５】
図２２（Ｆ）に示す情報処理装置は、上記実施の形態で示した駆動方法を実行することができる。
【０４４６】
例えば、パネル７５４にキーボード等の入力キーを表示させ、これをタッチする動作と、パネル７５４上でジェスチャ入力を行う動作とを組み合わせて、パネル７５５に表示させたアプリケーションを操作することができる。
【０４４７】
以上が図２２に示す情報処理装置の例の説明である。
【０４４８】
図２２を参照して説明したように、本実施の形態に係る情報処理装置は、上記実施の形態で示した駆動方法を実行することができる。したがって多様な入力方法が実現でき、また操作者への目の疲労が低減されている。
【０４４９】
本実施の形態で例示した情報処理装置は、実施の形態１で例示した情報処理装置の駆動方法を適用すること、および、実施の形態１で例示した情報処理装置を駆動させるためのプログラムを演算部に実行させることにより、表示手段は、使用者の眼精疲労が抑制され、目にやさしい表示を行うことができる。
【０４５０】
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。
【符号の説明】
【０４５１】
１００    情報処理装置
１０１    演算装置
１０２    記憶装置
１０４    伝送路
１１０    演算部
１２０    表示手段
１３０    入力手段
１４０    記憶手段
２００    トランジスタ
２０１    基板
２０２    ゲート電極
２０３    絶縁層
２０４    酸化物半導体層
２０５ａ    電極
２０５ｂ    電極
２０６    絶縁層
２０７    絶縁層
２１０    トランジスタ
２１４    酸化物半導体層
２１４ａ    酸化物半導体層
２１４ｂ    酸化物半導体層
２２０    トランジスタ
２２４    酸化物半導体層
２２４ａ    酸化物半導体層
２２４ｂ    酸化物半導体層
２２４ｃ    酸化物半導体層
２５０    トランジスタ
２５１    絶縁層
２５２    絶縁層
２６０    トランジスタ
２６４    酸化物半導体層
２６４ａ    酸化物半導体層
２６４ｂ    酸化物半導体層
２６４ｃ    酸化物半導体層
２６４ｄ    側壁保護層
３０１    基板
３０２    画素部
３０３    信号線駆動回路
３０４    走査線駆動回路
３０５    シール材
３０６    基板
３０８    液晶層
３１０    トランジスタ
３１１    トランジスタ
３１３    液晶素子
３１５    接続端子電極
３１６    端子電極
３１８    ＦＰＣ
３１９    異方性導電層
３２０ａ    ゲート絶縁層
３２０ｂ    ゲート絶縁層
３３１    電極層
３３２ａ    絶縁層
３３２ｂ    絶縁層
３３３    絶縁層
３３４    電極層
３３５    スペーサ
３３８    絶縁層
３４０    平坦化絶縁層
３４２    絶縁層
３５０    配線
３５２    配線
３６０    タッチセンサ
３６１    基板
３６２    液晶
３６３    基板
３６４    偏光板
３６５    偏光板
３６７    表示パネル
４０１    配線
４０２    配線
４０３    トランジスタ
４０４    液晶素子
４１０    配線
４１１    配線
４１５＿１    ブロック
４１５＿２    ブロック
４１６    ブロック
４２１    トランジスタ
４２２    電極
４２３    電極
４２４    液晶
４２５    カラーフィルタ
４２６    配線
５００    入力手段
５００＿Ｃ    入力信号
６００    情報処理装置
６１０    制御部
６１５＿Ｃ    二次制御信号
６１５＿Ｖ    二次画像信号
６２０    演算部
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    表示手段
６５０    光供給部
７１０    携帯情報端末
７１１    筐体
７１２Ａ    パネル
７１２Ｂ    パネル
７１３    操作ボタン
７１４    スピーカ
７１５    マイク
７２０    携帯情報端末
７２１ａ    筐体
７２１ｂ    筐体
７２２ａ    パネル
７２２ｂ    パネル
７２３    軸部
７２４    ボタン
７２５    接続端子
７２６    記録媒体挿入部
７２７    スピーカ
７３１    筐体
７３２    パネル
７３３    ボタン
７３４    スピーカ
７３５    甲板部
７４１    筐体
７４２    パネル
７４３    支持台
７４４    ボタン
７４５    接続端子
７４６    スピーカ
７５０    情報処理装置
７５１    筐体
７５２    筐体
７５３    軸部
７５４    パネル
７５５    パネル
７５６    スピーカ
７５７    起動ボタン
【図１】
2014130337.tif 000004
【図２】
2014130337.tif 000005
【図３】
2014130337.tif 000006
【図４】
2014130337.tif 000007
【図５】
2014130337.tif 000008
【図６】
2014130337.tif 000009
【図７】
2014130337.tif 000010
【図８】
2014130337.tif 000011
【図９】
2014130337.tif 000012
【図１０】
2014130337.tif 000013
【図１１】
2014130337.tif 000014
【図１２】
2014130337.tif 000015
【図１３】
2014130337.tif 000016
【図１４】
2014130337.tif 000017
【図１５】
2014130337.tif 000018
【図１６】
2014130337.tif 000019
【図１７】
2014130337.tif 000020
【図１８】
2014130337.tif 000021
【図１９】
2014130337.tif 000022
【図２０】
2014130337.tif 000023
【図２１】
2014130337.tif 000024
【図２２】
2014130337.tif 000025
【図２３】
2014130337.tif 000026