(57)【要約】【課題】動画表示を行う場合にも十分に低消費電力化を図ることのできる表示装置、及び表示装置の駆動方法を提供することを課題の一とする。【解決手段】表示装置、及び表示装置の駆動方法において、表示画面を行方向（ゲート線方向）に複数のサブ画面へと分割し、連続する複数のフレーム期間の画像データをサブ画面単位で比較した結果により、複数のサブ画面への画像データの書き換えの有無を制御する。即ち、書き換えが必要な画面領域のみ書き込みが行われる。【選択図】図１
2011141539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示画面を行方向に複数のサブ画面へと分割し、
連続する複数のフレーム期間の画像データを前記サブ画面ごとで一致又は不一致を判定し、
判定データにより、複数の前記サブ画面への前記画像データの書き換えの非実施、又は実施を制御することを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項２】
第１フレームの画像データ及び第２フレームの画像データを記憶し、
前記第１フレームの画像データ及び前記第２フレームの画像データを複数に分割し、
該分割された第１フレームの画像データ及び該分割された第２フレームの画像データごとに、前記第１フレームの画像データ及び前記第２フレームの画像データの一致又は不一致を判定し、
判定データを出力し、
ゲート信号発生手段において、前記判定データが一致の場合は、ゲート線を非選択とし、
前記判定データが不一致の場合は、前記ゲート線を選択して、前記第２フレームの画像データを書き込むこと特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項３】
第１フレームの画像データ及び第２フレームの画像データを記憶し、
前記第１フレームの画像データ及び前記第２フレームの画像データを複数に分割し、
該分割された第１フレームの画像データ及び該分割された第２フレームの画像データごとに、前記第１フレームの画像データ及び前記第２フレームの画像データの一致又は不一致を判定し、
判定データを出力し、
ゲート信号発生手段及びソース信号発生手段において、前記判定データが一致の場合は、ゲート線及びソース線を非選択とし、
前記判定データが不一致の場合は、前記ゲート線及び前記ソース線を選択して、前記第２フレームの画像データを書き込むこと特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項４】
請求項２又は請求項３において、前記第１フレームの画像データ及び前記第２フレームの画像データを、ゲート信号発生手段に含まれる複数の前記ゲート線ごとに分割して判定することを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項５】
第１フレームの画像データ及び第２フレームの画像データを記憶するデータ記憶手段と、
前記第１フレームの画像データ及び前記第２フレームの画像データを複数に分割し、該分割された第１フレームの画像データ及び該分割された第２フレームの画像データごとに、前記第１フレームの画像データ及び前記第２フレームの画像データの一致又は不一致を判定する判定手段と、前記判定手段による判定データを記憶する判定データ記憶手段と、を含む判定及び画像データ処理手段と、
前記判定データに基づいて、前記第２フレームの画像データの書き込みの実施、又は非実施を制御するゲート信号発生手段と、
前記ゲート信号発生手段と同期するソース信号発生手段とを有すること特徴とする表示装置。
【請求項６】
第１フレームの画像データ及び第２フレームの画像データを記憶するデータ記憶手段と、
前記第１フレームの画像データ及び前記第２フレームの画像データを複数に分割し、該分割された第１フレームの画像データ及び該分割された第２フレームの画像データごとに、前記第１フレームの画像データ及び前記第２フレームの画像データの一致又は不一致を判定する判定手段と、前記判定手段による判定データを記憶する判定データ記憶手段と、を含む判定及び画像データ処理手段と、
前記判定データに基づいて、前記第２フレームの画像データの書き込みの実施、又は非実施を制御するゲート信号発生手段と、
前記ゲート信号発生手段と同期するソース信号発生手段とを有し、
前記判定手段は、前記第１フレームの画像データ及び前記第２フレームの画像データを前記ゲート信号発生手段に含まれる複数のゲート線ごとに分割して判定することを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項５又は請求項６において、前記データ記憶手段、前記判定及び画像データ処理手段、前記ゲート信号発生手段、及び前記ソース信号発生手段を制御する基準信号発生手段を有することを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか一において、複数の画素により前記画像データを表示する画素部を有し、前記画素ごとにトランジスタが設けられることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
表示装置の駆動方法、及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜（厚さ数〜数百ｎｍ程度）を用いて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成する技術が注目されている。薄膜トランジスタはＩＣや電気光学装置のような電子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置のスイッチング素子として開発が急がれている。
【０００３】
また、薄膜トランジスタを用いた電気デバイスには、携帯電話、ノート型のパーソナルコンピュータなどのモバイル機器などが挙げられるが、このような携帯用の電子デバイスにとって連続動作時間に影響する消費電力の問題は大きい。また大型化が進むテレビジョン装置などにとっても大型化に伴う消費電力の増大を抑制することは重要である。
【０００４】
また、表示装置において、画素に入力された画像データを書き換える際に、連続する期間の画像データが同じ場合であっても、同じ画像データを再度書き込む動作が行われる。結果として、同じ画像データであっても複数回画像データを書き込む動作を行うことで、消費電力が増加してしまう。このような表示装置の消費電力増加を抑制するために、例えば、静止画表示において、画面を一回走査し画像データを書き込んだ後は、非走査期間として走査期間よりも長い休止期間を設ける技術が報告されている（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７３２１３５３号明細書
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｋ．Ｔｓｕｄａら．ＩＤＷ’０２  Ｐｒｏｃ．，ｐｐ．２９５−２９８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１記載の駆動方法による低消費電力化では、画面全体に静止画を表示する場合のみしか対応しておらず、動画を表示する場合には、画面全体を走査し画面データを書き込む必要があり、さらなる低消費電力化の技術が求められている。
【０００８】
従って、動画表示を行う場合にも十分に低消費電力化を図ることのできる表示装置、及び表示装置の駆動方法を提供することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
表示装置、及び表示装置の駆動方法において、表示画面を行方向（ゲート線方向）に複数のサブ画面へと分割し、連続する複数のフレーム期間の画像データをサブ画面単位で比較した結果により、複数のサブ画面への画像データの書き換えの有無を制御する。
【００１０】
表示装置、及び表示装置の駆動方法において、第１フレームの画像データ及び連続する第２フレームの画像データを記憶し、第１フレームの画像データ及び第２フレームの画像データを複数に分割し、該分割された第１フレームの画像データ及び該分割された第２フレームの画像データごとに、第１フレームの画像データ及び第２フレームの画像データの一致又は不一致を判定し、判定データが不一致の場合は、ゲート線を選択して、第２フレームの画像データを書き込む。
【００１１】
判定データが一致の場合は、第２フレームの画像データは書き込まれず、第１フレーム期間の表示が維持される。即ち、第２フレーム期間において、書き換えが必要な画面領域にのみ選択的に書き込みが行われる。従って、不必要な書き込み動作が省略できるため、表示装置の低消費電力化を図ることができる。
【００１２】
本明細書で開示する発明の構成の一形態は、表示画面を行方向に複数のサブ画面へと分割し、連続する複数のフレーム期間の画像データをサブ画面ごとで一致又は不一致を判定し、判定データにより、複数のサブ画面への画像データの書き換えの非実施、又は実施を制御する表示装置の駆動方法である。
【００１３】
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、第１フレームの画像データ及び第２フレームの画像データを記憶し、第１フレームの画像データ及び第２フレームの画像データを複数に分割し、該分割された第１フレームの画像データ及び該分割された第２フレームの画像データごとに、第１フレームの画像データ及び第２フレームの画像データの一致又は不一致を判定し、判定データを出力し、ゲート信号発生手段において、判定データが一致の場合は、ゲート線を非選択とし、判定データが不一致の場合は、ゲート線を選択して、第２フレームの画像データを書き込む表示装置の駆動方法である。
【００１４】
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、第１フレームの画像データ及び第２フレームの画像データを記憶し、第１フレームの画像データ及び第２フレームの画像データを複数に分割し、該分割された第１フレームの画像データ及び該分割された第２フレームの画像データごとに、第１フレームの画像データ及び第２フレームの画像データの一致又は不一致を判定し、判定データを出力し、ゲート信号発生手段及びソース信号発生手段において、判定データが一致の場合は、ゲート線及びソース線を非選択とし、判定データが不一致の場合は、ゲート線及びソース線を選択して、第２フレームの画像データを書き込む表示装置の駆動方法である。
【００１５】
なお、第１フレームの画像データ及び第２フレームの画像データを、ゲート信号発生手段に含まれる複数のゲート線ごとに分割して判定する。
【００１６】
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、第１フレームの画像データ及び第２フレームの画像データを記憶するデータ記憶手段と、第１フレームの画像データ及び第２フレームの画像データを複数に分割し、該分割された第１フレームの画像データ及び該分割された第２フレームの画像データごとに、第１フレームの画像データ及び第２フレームの画像データの一致又は不一致を判定する判定手段と、判定手段による判定データを記憶する判定データ記憶手段と、を含む判定及び画像データ処理手段と、判定データに基づいて、第２フレームの画像データの書き込みの実施、又は非実施を制御するゲート信号発生手段と、ゲート信号発生手段と同期するソース信号発生手段とを有する表示装置である。
【００１７】
本明細書で開示する発明の構成の一形態は、第１フレームの画像データ及び第２フレームの画像データを記憶するデータ記憶手段と、第１フレームの画像データ及び第２フレームの画像データを複数に分割し、該分割された第１フレームの画像データ及び該分割された第２フレームの画像データごとに、第１フレームの画像データ及び第２フレームの画像データの一致又は不一致を判定する判定手段と、判定手段による判定データを記憶する判定データ記憶手段と、を含む判定及び画像データ処理手段と、判定データに基づいて、第２フレームの画像データの書き込みの実施、又は非実施を制御するゲート信号発生手段と、ゲート信号発生手段と同期するソース信号発生手段とを有し、判定手段は、第１フレームの画像データ及び第２フレームの画像データをゲート信号発生手段に含まれる複数のゲート線ごとに分割して判定する表示装置である。
【００１８】
上記構成において、データ記憶手段、判定及び画像データ処理手段、ゲート信号発生手段、及びソース信号発生手段を制御する基準信号発生手段を有することができる。また、複数の画素により画像データを表示する画素部を有し、画素ごとにトランジスタが設けられる構成とすることができる。
【００１９】
なお、第１、第２として付される序数詞は便宜上用いるものであり、工程順又は積層順を示すものではない。また、本明細書において発明を特定するための事項として固有の名称を示すものではない。
【発明の効果】
【００２０】
表示装置、及び表示装置の駆動方法において、表示画面を行方向（ゲート線方向）に複数のサブ画面へと分割し、連続する複数のフレーム期間の画像データをサブ画面単位で比較した結果により、複数のサブ画面への画像データの書き換えの有無を制御する。即ち、書き換えが必要な画面領域のみ書き込みが行われる。
【００２１】
従って、動画表示を行う場合にも不必要な書き込み動作が省略できるため、十分に低消費電力化が達成された表示装置、及び表示装置の駆動方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】表示装置の一形態を説明する図。
【図２】表示装置の駆動方法の一形態を説明する概念図。
【図３】表示装置の駆動方法の一形態を説明するフローチャート。
【図４】表示装置の駆動方法の一形態を説明するタイミングチャート。
【図５】表示装置に適用できるトランジスタの一形態を説明する図。
【図６】表示装置に適用できるトランジスタの作製方法の一形態を説明する図。
【図７】電子機器を示す図。
【図８】電子機器を示す図。
【図９】電子機器を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、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。また、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。
【００２４】
（実施の形態１）
本実施の形態では、表示装置及び表示装置の駆動方法の一形態を図１乃至４を用いて説明する。
【００２５】
表示装置の一形態を図１に示す。図１の表示装置１０は、画素部１１と、ゲート駆動回路部１２と、ソース駆動回路部１３と、データ記憶手段１４と、判定及び画像データ処理手段１５と、ゲート信号発生手段１６と、ソース信号発生手段１７と、基準信号発生手段１８を有する。
【００２６】
データ記憶手段１４は、第１フレームの画像データＦｔを記憶する第１フレームのデータ記憶手段２０ａ、及び第２フレームの画像データＦｔ＋１を記憶する第２フレームのデータ記憶手段２０ｂを含み、判定及び画像データ処理手段１５は、判定手段２１、及び判定データ記憶手段２２を含む。
【００２７】
データ記憶手段１４、判定及び画像データ処理手段１５、ゲート信号発生手段１６、及びソース信号発生手段１７は、基準信号発生手段１８により制御されている。
【００２８】
図２及び図３を用いて表示装置１０の駆動方法の一例を説明する。
【００２９】
まず、図３に示すようにフレーム期間ｔにおける画像データを第１フレームの画像データＦｔ、フレーム期間ｔに連続するフレーム期間ｔ＋１における画像データを第２フレームの画像データＦｔ＋１とし、データ記憶手段１４に記憶する。なお、本明細書において、第１フレームの画像データＦｔは、フレーム期間ｔにおける画面全体（画素部１１における全画素）に対する画像データであり、第２フレームの画像データＦｔ＋１も同様である。
【００３０】
なお、図１では、第１フレームの画像データＦｔは、第１フレームのデータ記憶手段２０ａに記憶し、また第２フレームの画像データＦｔ＋１は、第２フレームのデータ記憶手段２０ｂにそれぞれ記憶する。
【００３１】
次に、図３に示すように第１フレームの画像データＦｔ及び第２フレームの画像データＦｔ＋１を、判定及び画像データ処理手段１５に入力し、その一致、又は不一致を判定する。
【００３２】
判定を行うためには、まず、画面全体をサブ画面（Ａ０〜ｎ）に分割する。サブ画面はゲート線方向にのみ分割されており、各サブ画面（Ａ０〜ｎ）は複数のゲート線（１〜ｍ）を有する。ゲート線方向を行方向といい、各ゲート線には画素が複数個存在する。本実施の形態では、図２に示すように画面全体を１０のサブ画面（Ａ０〜９）に分割する例を示す。また、各サブ画面は、例えば、１０８本のゲート線（１〜１０８）を有し、画面全体では１０８０本のゲート線を有している。
【００３３】
次に、入力された画像データをサブ画面（Ａ０〜ｎ）ごとに分割する。第１フレームの画像データＦｔはＦ（Ａ０〜ｎ）ｔに、第２フレームの画像データＦｔ＋１はＦ（Ａ０〜ｎ）ｔ＋１に、それぞれ分割する。
【００３４】
本実施の形態では図２に示すように、サブ画面（Ａ０〜９）に対応して、第１フレームの画像データＦｔをＦ（Ａ０）ｔ〜Ｆ（Ａ９）ｔの１０の画像データに分割し、同様に、第２フレームの画像データＦｔ＋１をＦ（Ａ０）ｔ＋１〜Ｆ（Ａ９）ｔ＋１の１０の画像データに分割する。
【００３５】
次いで、図３に示すように、判定手段２１により、分割されたＦ（Ａ０）ｔ〜Ｆ（Ａ９）ｔと、Ｆ（Ａ０）ｔ＋１〜Ｆ（Ａ９）ｔ＋１との一致、又は不一致を判定し、判定データを判定データ記憶手段２２に記憶する。例えば、分割されたＦ（Ａ０）ｔと、Ｆ（Ａ０）ｔ＋１とが一致する場合を１とし、不一致の場合を０として記憶する。図２では判定データ記憶手段のアドレスポイント（Ｊ＿ＭＥＭ＿ＡＰ）の０、２、３、５、及び９においては不一致となり、該アドレスポイントの判定データ（Ｊ＿ＭＥＭ＿ＤＡＴＡ）は０となる。判定データ記憶手段のアドレスポイント（Ｊ＿ＭＥＭ＿ＡＰ）の１、４、６、７及び８においては一致となり、該アドレスポイントの判定データ（Ｊ＿ＭＥＭ＿ＤＡＴＡ）は１となる。
【００３６】
続くフレーム期間ｔ＋１に連続するフレーム期間ｔ＋２における画像データを第３のフレームの画像データＦｔ＋２とし、第３フレームの画像データＦｔ＋２もＦ（Ａ０〜ｎ）ｔ＋２に分割する。図２の第２フレームの画像データＦｔ＋１と同様に、第３フレームの画像データＦｔ＋２をＦ（Ａ０）ｔ＋２〜Ｆ（Ａ９）ｔ＋２の１０の画像データに分割する。判定手段２１により、分割されたＦ（Ａ０）ｔ＋１〜Ｆ（Ａ９）ｔ＋１と、Ｆ（Ａ０）ｔ＋２〜Ｆ（Ａ９）ｔ＋２との一致、又は不一致を判定し、判定データを判定データ記憶手段２２に記憶する。このように、同様の判定を時間軸方向の最終フレーム期間まで繰り返し行い、その判定データを判定データ記憶手段２２に記憶する。
【００３７】
判定データ記憶手段２２に記憶された判定データを、ゲート信号発生手段１６、及びソース信号発生手段１７に出力する。ここで、判定データが一致の場合は、ゲート信号発生手段１６においてゲート線が非選択となり、ソース信号発生手段１７においてソース線が非選択となる。一方、判定データが不一致の場合は、ゲート信号発生手段１６においてゲート線が選択され、ソース信号発生手段１７においてソース線が選択される。
【００３８】
なお、判定データは、連続する２フレーム期間の判定データが記憶されるごとに出力されてもよいし、連続する３以上のフレーム期間の判定データを判定データ記憶手段２２に蓄積し、蓄積された判定データを一度に出力してもよい。
【００３９】
各サブ画面において、判定データが一致の場合は、ゲート信号発生手段１６においてゲート線が非選択となり、ソース信号発生手段１７においてはソース線が非選択となる。よって、第２フレームの画像データの書き込みは、ゲート駆動回路部１２及びソース駆動回路部１３において非実施となる。
【００４０】
一方、各サブ画面において、判定データが不一致の場合は、ゲート信号発生手段１６においてゲート線が選択となり、ソース信号発生手段１７においてはソース線が選択となる。よって、ゲート駆動回路部１２及びソース駆動回路部１３において第２フレームの画像データの書き込みが実施され、画素部１１において第２フレームの画像データが表示される。
【００４１】
画素部１１において、判定データが一致のサブ画面には、第２フレームの画像データは書き込まれず、第１フレーム期間の表示が維持される。即ち、第２フレーム期間において、書き換えが必要なサブ画面のみ選択的に書き込みが行われる。従って、不必要な書き込み動作が省略できるため、表示装置の低消費電力化を図ることができる。
【００４２】
図４に表示装置の駆動方法のタイミングチャートの一例を示す。なお、図４のタイミングチャートは適用できる表示装置の駆動方法の一例であり、限定されるものではない。
【００４３】
図４のタイミングチャートにおいて、ＣＬＫは、基準信号発生手段１８から発生されるクロック信号、Ｊ＿ＭＥＭ＿ＡＰは判定データ記憶手段２２のアドレスポイント、Ｊ＿ＭＥＭ＿ＤＡＴＡは記憶された判定データである。
【００４４】
期間ｐ０では、Ｊ＿ＭＥＭ＿ＡＰが０であり、図２の判定データよりＪ＿ＭＥＭ＿ＤＡＴＡは０となり、ＢＬＯＣＫ＿ＣＮＴにより「１」からカウントアップが始まる。本実施の形態では、サブ画面（Ａ０）は１０８本のゲート線を有するので、ＢＬＯＣＫ＿ＣＮＴは、１〜１０８までカウントアップする。
【００４５】
本実施の形態においては、判定データが一致（１）の場合は、ゲート線及びソース線が非選択となり、判定データが不一致（０）の場合は、ゲート線及びソース線が選択される。したがって、図４に示すタイミングチャートにおいて、Ｊ＿ＭＥＭ＿ＤＡＴＡが０の場合は、Ｊ＿ＭＥＭ＿ＡＰ０〜９に対応するＧａｔｅ＿Ｓｔａｒｔ＿Ｐｕｌｓｅ０〜９、及びＳｏｕｃｅ＿Ｓｔａｒｔ＿ＰｕｌｓｅがＨｉｇｈ（”Ｈ”）となり、Ｄ＿ｉｎｃはＬｏｗ（”Ｌ”）である。Ｊ＿ＭＥＭ＿ＤＡＴＡが１の場合は、Ｇａｔｅ＿Ｓｔａｒｔ＿Ｐｕｌｓｅ及びＳｏｕｃｅ＿Ｓｔａｒｔ＿ＰｕｌｓｅがＬｏｗ（”Ｌ”）となり、Ｄ＿ｉｎｃがＨｉｇｈ（”Ｈ”）となる。
【００４６】
期間ｐ０においては、Ｊ＿ＭＥＭ＿ＤＡＴＡは０となるため、Ｇａｔｅ＿Ｓｔａｒｔ＿Ｐｕｌｓｅ０及びＳｏｕｃｅ＿Ｓｔａｒｔ＿Ｐｕｌｓｅが”Ｈ”となり、図示しない画像データ記憶手段のアドレスポインタ（Ｖ＿ＭＥＭ＿ＡＰ）によりサブ画面（Ａ０）が選択され、画像データ（Ｖ＿ＤＡＴＡ）としてＦ（Ａ０）ｔ＋１が書き込まれる。
【００４７】
なお、画像データ（Ｖ＿ＤＡＴＡ）はサブ画面（Ａ０）に含まれる１０８本のゲート線それぞれに対応して分割されたＡ０Ｄ０〜Ａ０Ｄ１０７として、順次書き込まれる。
【００４８】
ＢＬＯＣＫ＿ＣＮＴが１０８までカウントアップされた後は、ＢＬＯＣＫ＿ＬＡＳＴが”Ｈ”になり、ＢＬＯＣＫ＿ＣＮＴが０にリセットされ、期間ｐ１が開始する。
【００４９】
期間ｐ１では、Ｊ＿ＭＥＭ＿ＡＰが１であり、図２の判定データよりＪ＿ＭＥＭ＿ＤＡＴＡは１となるため、Ｇａｔｅ＿Ｓｔａｒｔ＿Ｐｕｌｓｅ１及びＳｏｕｃｅ＿Ｓｔａｒｔ＿Ｐｕｌｓｅは”Ｌ”となり、画像データ（Ｖ＿ＤＡＴＡ）は書き込まれない。また、ＢＬＯＣＫ＿ＣＮＴは「０」のままカウントアップされずに、続く期間ｐ２が開始する。
【００５０】
以降、判定データに基づき、画像データの書き込みが選択的に実施される。
【００５１】
最終期間ｐ９ではＪ＿ＭＥＭ＿ＡＰが９であり、図２の判定データよりＪ＿ＭＥＭ＿ＤＡＴＡは０となり、ＢＬＯＣＫ＿ＣＮＴにより「１」からカウントアップが始まる。
【００５２】
Ｊ＿ＭＥＭ＿ＤＡＴＡは０となるため、Ｇａｔｅ＿Ｓｔａｒｔ＿Ｐｕｌｓｅ９及びＳｏｕｃｅ＿Ｓｔａｒｔ＿Ｐｕｌｓｅが”Ｈ”となり、画像データ記憶手段のアドレスポインタ（Ｖ＿ＭＥＭ＿ＡＰ）によりサブ画面（Ａ９）が選択され、画像データ（Ｖ＿ＤＡＴＡ）としてＦ（Ａ９）ｔ＋１が書き込まれる。
【００５３】
Ｊ＿ＭＥＭ＿ＡＰが９である最終期間ｐ９では、ＦＲＡＭＥ＿ＥＮＤが”Ｈ”となる。ＦＲＡＭＥ＿ＥＮＤが”Ｈ”の時に、ＢＬＯＣＫ＿ＬＡＳＴが”Ｈ”になると、Ｊ＿ＭＥＭ＿ＡＰが０にリセットされる。
【００５４】
なお、画素部において、判定データが一致であり画像データの書き込みが非実施とされた領域であっても、一定時間ごとに画像データの書き換え動作（所謂、リフレッシュ動作）を行ってもよい。
【００５５】
以上示したように、画素部において、判定データが一致のサブ画面には、第２フレームの画像データは書き込まれず、第１フレーム期間の表示が維持される。即ち、第２フレーム期間において、書き換えが必要なサブ画面のみ選択的に書き込みが行われる。従って、不必要な書き込み動作が省略できるため、表示装置の低消費電力化を図ることができる。
【００５６】
表示装置１０には、トランジスタや記憶素子など各種半導体素子を適用することができる。
【００５７】
トランジスタは画素部１１、さらには駆動回路（例えば、ゲート駆動回路部１２、ソース駆動回路部１３、データ記憶手段１４、判定及び画像データ処理手段１５、ゲート信号発生手段１６、ソース信号発生手段１７、基準信号発生手段１８）に用いることができる。トランジスタを有する駆動回路（例えば、ゲート駆動回路部１２、ソース駆動回路部１３）の一部または全体を、画素部１１と同じ基板上に一体形成し、システムオンパネルを形成することができる。
【００５８】
また、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜で形成された駆動回路（ＩＣ（集積回路）ともいう）を別途形成し、画素部１１が設けられた基板に実装してもよい。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）方法、ワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）方法などを用いることができる。
【００５９】
また、駆動回路を有する配線基板を形成し、配線基板と画素部１１とをＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＴＡＢテープ、又はＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）によって接続し、配線基板からの各種信号及び電位を、画素部１１に供給する方式としてもよい。
【００６０】
トランジスタの構造は特に限定されず、例えばトップゲート構造、又はボトムゲート構造のスタガ型及びプレーナ型などを用いることができる。また、トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でも、二つ形成されるダブルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。また、チャネル領域の上下にゲート絶縁層を介して配置された２つのゲート電極層を有する、デュアルゲート型でもよい。
【００６１】
トランジスタの半導体層に用いることのできる材料の例を説明する。
【００６２】
トランジスタ等の半導体素子が有する半導体層を形成する材料は、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いた気相成長法や、スパッタリング法で作製される非晶質（アモルファスともいう）半導体、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、或いは微結晶（セミアモルファス若しくはマイクロクリスタルともいう）半導体などを用いることができる。また、単結晶半導体や、有機半導体材料を用いてもよい。半導体層はスパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等により成膜することができる。
【００６３】
非晶質半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体としては代表的にはポリシリコンなどがあげられる。ポリシリコン（多結晶シリコン）には、８００℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂高温ポリシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを用いて、非晶質シリコンを結晶化させたポリシリコンなどを含んでいる。もちろん、微結晶半導体又は半導体層の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。
【００６４】
また、半導体の材料としてはシリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）などの単体のほかＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＳｉＣ、ＺｎＳｅ、ＧａＮ、ＳｉＧｅなどのような化合物半導体も用いることができる。
【００６５】
半導体層に、結晶性半導体膜を用いる場合、その結晶性半導体膜の作製方法は、種々の方法（レーザ結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの結晶化を助長する元素（触媒元素、金属元素ともいう）を用いた熱結晶化法等）を用いれば良い。
【００６６】
半導体層に対して、トランジスタのしきい値電圧を制御するために微量な不純物元素（ボロンまたはリンなど）の添加を行ってもよい。
【００６７】
このように、本実施の形態において、より低消費電力化が達成された高機能な表示装置を提供することができる。
【００６８】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本明細書に開示する表示装置に適用できるトランジスタの例を示す。
【００６９】
図５（Ａ）乃至（Ｄ）にトランジスタの断面構造の一例を示す。
【００７０】
図５（Ａ）に示すトランジスタ４１０は、ボトムゲート構造の薄膜トランジスタの一つであり、逆スタガ型薄膜トランジスタともいう。
【００７１】
トランジスタ４１０は、絶縁表面を有する基板４００上に、ゲート電極層４０１、ゲート絶縁層４０２、酸化物半導体層４０３、ソース電極層４０５ａ、及びドレイン電極層４０５ｂを含む。また、トランジスタ４１０を覆い、酸化物半導体層４０３に積層する絶縁層４０７が設けられている。絶縁層４０７上にはさらに保護絶縁層４０９が形成されている。
【００７２】
図５（Ｂ）に示すトランジスタ４２０は、チャネル保護型（チャネルストップ型ともいう）と呼ばれるボトムゲート構造の一つであり逆スタガ型薄膜トランジスタともいう。
【００７３】
トランジスタ４２０は、絶縁表面を有する基板４００上に、ゲート電極層４０１、ゲート絶縁層４０２、酸化物半導体層４０３、酸化物半導体層４０３のチャネル形成領域を覆うチャネル保護層として機能する絶縁層４２７、ソース電極層４０５ａ、及びドレイン電極層４０５ｂを含む。また、トランジスタ４２０を覆い、保護絶縁層４０９が形成されている。
【００７４】
図５（Ｃ）に示すトランジスタ４３０は、ボトムゲート型の薄膜トランジスタであり、絶縁表面を有する基板４００上に、ゲート電極層４０１、ゲート絶縁層４０２、ソース電極層４０５ａ、ドレイン電極層４０５ｂ、及び酸化物半導体層４０３を含む。また、トランジスタ４３０を覆い、酸化物半導体層４０３に接する絶縁層４０７が設けられている。絶縁層４０７上にはさらに保護絶縁層４０９が形成されている。
【００７５】
トランジスタ４３０においては、ゲート絶縁層４０２は基板４００及びゲート電極層４０１上に接して設けられ、ゲート絶縁層４０２上にソース電極層４０５ａ、ドレイン電極層４０５ｂが接して設けられている。そして、ゲート絶縁層４０２、及びソース電極層４０５ａ、ドレイン電極層４０５ｂ上に酸化物半導体層４０３が設けられている。
【００７６】
図５（Ｄ）に示すトランジスタ４４０は、トップゲート構造の薄膜トランジスタの一つである。トランジスタ４４０は、絶縁表面を有する基板４００上に、絶縁層４４７、酸化物半導体層４０３、ソース電極層４０５ａ、及びドレイン電極層４０５ｂ、ゲート絶縁層４０２、ゲート電極層４０１を含み、ソース電極層４０５ａ、ドレイン電極層４０５ｂにそれぞれ配線層４４６ａ、配線層４４６ｂが接して設けられ電気的に接続している。
【００７７】
本実施の形態では、半導体層として酸化物半導体層４０３を用いる。
【００７８】
酸化物半導体層４０３としては、四元系金属酸化物であるＩｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ膜や、三元系金属酸化物であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ膜、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ膜、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ膜、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ膜、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ膜、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ膜や、二元系金属酸化物であるＩｎ−Ｚｎ−Ｏ膜、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ膜、Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ膜、Ｚｎ−Ｍｇ−Ｏ膜、Ｓｎ−Ｍｇ−Ｏ膜、Ｉｎ−Ｍｇ−Ｏ膜や、一元系金属酸化物であるＩｎ−Ｏ膜、Ｓｎ−Ｏ膜、Ｚｎ−Ｏ膜などの酸化物半導体層を用いることができる。また、上記酸化物半導体層にＳｉＯ２を含んでもよい。
【００７９】
また、酸化物半導体層４０３は、ＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＞０）で表記される薄膜を用いることができる。ここで、Ｍは、Ｇａ、Ａｌ、ＭｎおよびＣｏから選ばれた一または複数の金属元素を示す。例えばＭとして、Ｇａ、Ｇａ及びＡｌ、Ｇａ及びＭｎ、またはＧａ及びＣｏなどがある。ＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＞０）で表記される構造の酸化物半導体のうち、ＭとしてＧａを含む構造の酸化物半導体を、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体とよび、その薄膜を上記したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ膜ともよぶこととする。
【００８０】
酸化物半導体層４０３を用いたトランジスタ４１０、４２０、４３０、４４０は、オフ状態における電流値（オフ電流値）を低くすることができる。よって、画像イメージデータ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、より消費電力を抑制する効果を高くできる。
【００８１】
また、酸化物半導体層４０３を用いたトランジスタ４１０、４２０、４３０、４４０は、非晶質半導体を用いたものとしては比較的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。よって、表示装置の高機能化及び高速応答化が実現できる。
【００８２】
絶縁表面を有する基板４００に使用することができる基板に大きな制限はないが、少なくとも、後の加熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有していることが必要となる。バリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板を用いることができる。
【００８３】
また、ガラス基板としては、後の加熱処理の温度が高い場合には、歪み点が７３０℃以上のものを用いると良い。また、ガラス基板には、例えば、アルミノシリケートガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラスなどのガラス材料が用いられている。なお、実用的な耐熱ガラスである、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）より酸化バリウム（ＢａＯ）を多く含むガラス基板を用いてもよい。
【００８４】
なお、上記のガラス基板に代えて、セラミック基板、石英基板、サファイア基板などの絶縁体でなる基板を用いても良い。他にも、結晶化ガラスなどを用いることができる。また、プラスチック基板等も適宜用いることができる。
【００８５】
ボトムゲート構造のトランジスタ４１０、４２０、４３０において、下地膜となる絶縁膜を基板４００とゲート電極層４０１の間に設けてもよい。下地膜は、基板４００からの不純物元素の拡散を防止する機能があり、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、又は酸化窒化シリコン膜から選ばれた一又は複数の膜による積層構造により形成することができる。
【００８６】
ゲート電極層４０１の材料は、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料またはこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層でまたは積層して形成することができる。
【００８７】
例えば、ゲート電極層４０１の２層の積層構造としては、アルミニウム層上にモリブデン層が積層された２層の積層構造、または銅層上にモリブデン層を積層した２層構造、または銅層上に窒化チタン層若しくは窒化タンタルを積層した２層構造、窒化チタン層とモリブデン層とを積層した２層構造とすることが好ましい。３層の積層構造としては、タングステン層または窒化タングステン層と、アルミニウムとシリコンの合金またはアルミニウムとチタンの合金と、窒化チタン層またはチタン層とを積層した構造とすることが好ましい。なお、透光性を有する導電膜を用いてゲート電極層を形成することもできる。透光性を有する導電膜としては、透光性導電性酸化物等をその例に挙げることができる。
【００８８】
ゲート絶縁層４０２は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法等を用いて、酸化シリコン層、窒化シリコン層、酸化窒化シリコン層、窒化酸化シリコン層、酸化アルミニウム層、窒化アルミニウム層、酸化窒化アルミニウム層、窒化酸化アルミニウム層、又は酸化ハフニウム層を単層又は積層して形成することができる。
【００８９】
ゲート絶縁層４０２は、ゲート電極層側から窒化シリコン層と酸化シリコン層を積層した構造とすることもできる。例えば、第１のゲート絶縁層としてスパッタリング法により膜厚５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の窒化シリコン層（ＳｉＮｙ（ｙ＞０））を形成し、第１のゲート絶縁層上に第２のゲート絶縁層として膜厚５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の酸化シリコン層（ＳｉＯｘ（ｘ＞０））を積層して、膜厚１００ｎｍのゲート絶縁層とする。ゲート絶縁層４０２の膜厚は、トランジスタに要求される特性によって適宜設定すればよく３５０ｎｍ乃至４００ｎｍ程度でもよい。
【００９０】
ソース電極層４０５ａ、ドレイン電極層４０５ｂに用いる導電膜としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）から選ばれた元素、または上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜等を用いることができる。また、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）などの金属層の下側又は上側の一方または双方にクロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）などの高融点金属層を積層させた構成としても良い。また、シリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）などアルミニウム（Ａｌ）膜に生ずるヒロックやウィスカーの発生を防止する元素が添加されているアルミニウム（Ａｌ）材料を用いることで耐熱性を向上させることが可能となる。
【００９１】
ソース電極層４０５ａ、ドレイン電極層４０５ｂに接続する配線層４４６ａ、配線層４４６ｂのような導電膜も、ソース電極層４０５ａ、ドレイン電極層４０５ｂと同様な材料を用いることができる。
【００９２】
また、ソース電極層４０５ａ、ドレイン電極層４０５ｂは、単層構造でも、２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２層構造、チタン（Ｔｉ）膜と、そのチタン（Ｔｉ）膜上に重ねてアルミニウム膜を積層し、さらにその上にチタン（Ｔｉ）膜を成膜する３層構造などが挙げられる。
【００９３】
また、ソース電極層４０５ａ、ドレイン電極層４０５ｂ（これと同じ層で形成される配線層を含む）となる導電膜としては導電性の金属酸化物で形成しても良い。導電性の金属酸化物としては酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム酸化スズ合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＳｎＯ２、ＩＴＯと略記する）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）または前記金属酸化物材料にシリコン若しくは酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
【００９４】
絶縁層４０７、４２７、４４７、保護絶縁層４０９としては、酸化絶縁膜、又は窒化絶縁膜などの無機絶縁膜を好適に用いることができる。
【００９５】
絶縁層４０７、４２７、４４７は、代表的には酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、または酸化窒化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用いることができる。
【００９６】
保護絶縁層４０９は、窒化シリコン膜、窒化アルミニウム膜、窒化酸化シリコン膜、窒化酸化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用いることができる。
【００９７】
また、保護絶縁層４０９上にトランジスタ起因の表面凹凸を低減するために平坦化絶縁膜を形成してもよい。平坦化絶縁膜としては、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、エポキシ等の、耐熱性を有する有機材料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、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、平坦化絶縁膜を形成してもよい。
【００９８】
なお、図５（Ａ）乃至（Ｄ）のトランジスタの半導体層以外の構成要素（基板、ゲート電極層、ゲート絶縁層、ソース電極層、ドレイン電極層、配線層、絶縁層など）、及び構造は実施の形態１で示した他の半導体材料を半導体層として含むトランジスタにも適宜適用できる。
【００９９】
このように、本実施の形態において、酸化物半導体層を含むトランジスタを用いることにより、さらに低消費電力化が達成された高機能な表示装置を提供することができる。
【０１００】
（実施の形態３）
本実施の形態は、酸化物半導体層を含むトランジスタ、及び作製方法の一例を図６を用いて詳細に説明する。上記実施の形態と同一部分又は同様な機能を有する部分、及び工程は、上記実施の形態と同様に行うことができ、繰り返しの説明は省略する。また同じ箇所の詳細な説明は省略する。
【０１０１】
図６（Ａ）乃至（Ｅ）にトランジスタの断面構造の一例を示す。図６（Ａ）乃至（Ｅ）に示すトランジスタ３１０は、図５（Ａ）に示すトランジスタ４１０と同様なボトムゲート構造の逆スタガ型薄膜トランジスタである。
【０１０２】
本実施の形態の半導体層に用いる酸化物半導体は、ｎ型不純物である水素を酸化物半導体から除去し、酸化物半導体の主成分以外の不純物が極力含まれないように高純度化することにより真性（ｉ型）とし、又は限りなく真性（ｉ型）に近くしたものである。すなわち、不純物を添加してｉ型化するのでなく、水素や水等の不純物を極力除去することにより、高純度化されたｉ型（真性半導体）又は限りなくそれに近いことを特徴としている。従って、トランジスタ３１０が有する酸化物半導体層は、高純度化及び電気的にｉ型（真性）化された酸化物半導体層である。
【０１０３】
また、高純度化された酸化物半導体中にはキャリアが極めて少なく（ゼロに近い）、キャリア濃度は１×１０１４／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１２／ｃｍ３未満、さらに好ましくは１×１０１１／ｃｍ３未満である。
【０１０４】
酸化物半導体中にキャリアが極めて少ないため、トランジスタの逆方向バイアスを与えた際の電流電圧特性では、オフ電流を少なくすることができる。オフ電流は少なければ少ないほど好ましい。
【０１０５】
具体的には、上述の酸化物半導体層を具備するトランジスタは、チャネル幅１μｍあたりのオフ電流を１０ａＡ／μｍ（１×１０−１７Ａ／μｍ）以下にすること、さらには１ａＡ／μｍ（１×１０−１８Ａ／μｍ）以下にすることが可能である。
【０１０６】
なお、トランジスタのオフ電流の流れ難さをオフ抵抗率として表すことができる。オフ抵抗率とは、トランジスタがオフのときのチャネル形成領域の抵抗率であり、オフ抵抗率はオフ電流から算出することができる。
【０１０７】
具体的には、オフ電流とドレイン電圧との値が分かればオームの法則からトランジスタがオフのときの抵抗値（オフ抵抗Ｒ）を算出することができる。そして、チャネル形成領域の断面積Ａとチャネル形成領域の長さ（ソースドレイン電極間の距離に相当する）Ｌが分かればρ＝ＲＡ／Ｌの式（Ｒはオフ抵抗）からオフ抵抗率ρを算出することができる。
【０１０８】
ここで、断面積Ａは、チャネル形成領域の膜厚をｄとし、チャネル幅をＷとするとき、Ａ＝ｄＷから算出することができる。また、チャネル形成領域の長さＬはチャネル長Ｌである。以上のように、オフ電流からオフ抵抗率を算出することができる。
【０１０９】
本実施の形態の酸化物半導体層を具備するトランジスタのオフ抵抗率は１×１０９Ω・ｍ以上が好ましく、さらには１×１０１０Ω・ｍ以上がより好ましい。
【０１１０】
オフ状態における電流値（オフ電流値）が極めて小さいトランジスタを実施の形態１の画素部におけるトランジスタとして用いることにより、静止画領域におけるリフレッシュ動作を少ない画像データの書き込み回数で行うことができる。
【０１１１】
また、上述の酸化物半導体層を具備するトランジスタ３１０はオン電流の温度依存性がほとんど見られず、オフ電流も非常に小さいままである
【０１１２】
以下、図６（Ａ）乃至（Ｅ）を用い、基板３０５上にトランジスタ３１０を作製する工程を説明する。トランジスタ３１０は、基板３０５上に、ゲート電極層３１１、ゲート絶縁層３０７、酸化物半導体層３３１、ソース電極層３１５ａ及びドレイン電極層３１５ｂを含む。また、トランジスタ３１０を覆い、酸化物半導体層３３１に積層する絶縁層３１６が設けられている。絶縁層３１６上にはさらに保護絶縁層３０６が設けられている。
【０１１３】
まず、絶縁表面を有する基板３０５上に導電膜を形成した後、第１のフォトリソグラフィ工程によりゲート電極層３１１を形成する。なお、レジストマスクをインクジェット法で形成してもよい。レジストマスクをインクジェット法で形成するとフォトマスクを使用しないため、製造コストを低減できる。
【０１１４】
絶縁表面を有する基板３０５は、実施の形態２に示した基板４００と同様な基板を用いることができる。本実施の形態では基板３０５としてガラス基板を用いる。
【０１１５】
下地膜となる絶縁膜を基板３０５とゲート電極層３１１との間に設けてもよい。下地膜は、基板３０５からの不純物元素の拡散を防止する機能があり、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、又は酸化窒化シリコン膜から選ばれた一又は複数の膜による積層構造により形成することができる。
【０１１６】
また、ゲート電極層３１１の材料は、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層又は積層して形成することができる。
【０１１７】
例えば、ゲート電極層３１１の２層の積層構造としては、アルミニウム層上にモリブデン層が積層された２層の積層構造、銅層上にモリブデン層を積層した２層の積層構造、銅層上に窒化チタン層若しくは窒化タンタルを積層した２層の積層構造、窒化チタン層とモリブデン層とを積層した２層の積層構造、又は窒化タングステン層とタングステン層との２層の積層構造とすることが好ましい。３層の積層構造としては、タングステン層または窒化タングステン層と、アルミニウムとシリコンの合金またはアルミニウムとチタンの合金と、窒化チタン層またはチタン層とを積層した構造とすることが好ましい。
【０１１８】
次いで、ゲート電極層３１１上にゲート絶縁層３０７を形成する。
【０１１９】
ゲート絶縁層３０７は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法等を用いて、酸化シリコン層、窒化シリコン層、酸化窒化シリコン層、窒化酸化シリコン層、酸化アルミニウム層、窒化アルミニウム層、酸化窒化アルミニウム層、窒化酸化アルミニウム層、又は酸化ハフニウム層を単層で又は積層して形成することができる。例えば、スパッタリング法により酸化シリコン膜を成膜する場合には、ターゲットとしてシリコンターゲット又は石英ターゲットを用い、スパッタガスとして酸素又は、酸素及びアルゴンの混合ガスを用いて行う。
【０１２０】
本実施の形態の酸化物半導体は、不純物が除去され、ｉ型化又は実質的にｉ型化された酸化物半導体を用いる。このような高純度化された酸化物半導体は界面準位、界面電荷に対して極めて敏感であるため、酸化物半導体層とゲート絶縁層との界面は重要である。そのため高純度化された酸化物半導体層に接するゲート絶縁層は、高品質化が要求される。
【０１２１】
例えば、μ波（２．４５ＧＨｚ）を用いた高密度プラズマＣＶＤは、緻密で絶縁耐圧の高い高品質な絶縁層を形成できるので好ましい。高純度化された酸化物半導体層と高品質ゲート絶縁層とが密接することにより、界面準位を低減して界面特性を良好なものとすることができるからである。
【０１２２】
もちろん、ゲート絶縁層３０７として良質な絶縁層を形成できるものであれば、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法など他の成膜方法を適用することができる。また、成膜後の熱処理によってゲート絶縁層３０７の膜質、酸化物半導体層との界面特性が改質される絶縁層であっても良い。いずれにしても、ゲート絶縁層３０７としての膜質が良好であることは勿論のこと、酸化物半導体層との界面準位密度を低減し、良好な界面を形成できるものであれば良い。
【０１２３】
ゲート絶縁層３０７は、ゲート電極層３１１側から窒化物絶縁層と、酸化物絶縁層との積層構造とすることもできる。例えば、第１のゲート絶縁層としてスパッタリング法により膜厚５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の窒化シリコン層（ＳｉＮｙ（ｙ＞０））を形成し、第１のゲート絶縁層上に第２のゲート絶縁層として膜厚５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の酸化シリコン層（ＳｉＯｘ（ｘ＞０））を積層して、膜厚１００ｎｍのゲート絶縁層とする。ゲート絶縁層の膜厚は、トランジスタに要求される特性によって適宜設定すればよく３５０ｎｍ乃至４００ｎｍ程度でもよい。
【０１２４】
また、ゲート絶縁層３０７、後に成膜する酸化物半導体膜３３０に水素、水酸基及び水分がなるべく含まれないようにするために、成膜の前処理を行うことが好ましい。成膜の前処置としては、スパッタリング装置の予備加熱室でゲート電極層３１１が形成された基板３０５、又はゲート絶縁層３０７までが形成された基板３０５を予備加熱するとよい。これにより、基板３０５に吸着した水素、水分などの不純物を脱離し排気する。なお、予備加熱室に設ける排気手段はクライオポンプが好ましい。なお、この予備加熱の処理は省略することもできる。また、この予備加熱は、絶縁層３１６の成膜前に、ソース電極層３１５ａ及びドレイン電極層３１５ｂまで形成された基板３０５にも同様に行ってもよい。
【０１２５】
本実施の形態では、ゲート絶縁層３０７としてプラズマＣＶＤ法により膜厚１００ｎｍの酸化窒化シリコン層を形成する。
【０１２６】
次いで、ゲート絶縁層３０７上に、膜厚２ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上３０ｎｍ以下の酸化物半導体膜３３０を形成する（図６（Ａ）参照。）。
【０１２７】
なお、酸化物半導体膜３３０をスパッタリング法により成膜する前に、アルゴンガスを導入してプラズマを発生させる逆スパッタを行い、ゲート絶縁層３０７の表面に付着している粉状物質（パーティクル、ごみともいう）を除去することが好ましい。逆スパッタとは、ターゲット側に電圧を印加せずに、アルゴン雰囲気下で基板側にＲＦ電源を用いて電圧を印加して基板近傍にプラズマを形成して表面を改質する方法である。なお、アルゴン雰囲気に代えて窒素、ヘリウム、酸素などを用いてもよい。
【０１２８】
酸化物半導体膜３３０は、四元系金属酸化物であるＩｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ膜や、三元系金属酸化物であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ膜、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ膜、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ膜、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ膜、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ膜、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ膜や、二元系金属酸化物であるＩｎ−Ｚｎ−Ｏ膜、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ膜、Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ膜、Ｚｎ−Ｍｇ−Ｏ膜、Ｓｎ−Ｍｇ−Ｏ膜、Ｉｎ−Ｍｇ−Ｏ膜や、一元系金属酸化物であるＩｎ−Ｏ膜、Ｓｎ−Ｏ膜、Ｚｎ−Ｏ膜などを用いることができる。また、上記酸化物半導体膜にＳｉＯ２を含んでもよい。本実施の形態では、酸化物半導体膜３３０としてＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物ターゲットを用いてスパッタリング法により成膜する。この段階での断面図が図６（Ａ）に相当する。また、酸化物半導体膜３３０は、希ガス（代表的にはアルゴン）雰囲気下、酸素雰囲気下、又は希ガス（代表的にはアルゴン）及び酸素雰囲気下においてスパッタ法により形成することができる。
【０１２９】
酸化物半導体膜３３０をスパッタリング法で作製するためのターゲットとしては、例えば、組成比として、Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：１：１［ｍｏｌ数比］などを用いることができる。また、他にも、Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：１：２［ｍｏｌ数比］、又はＩｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：１：４［ｍｏｌ数比］の組成比を有するターゲットを用いてもよい。酸化物ターゲットの充填率は９０％以上１００％以下、好ましくは９５％以上９９．９％である。充填率の高い酸化物ターゲットを用いることにより、成膜した酸化物半導体膜３３０は緻密な膜となる。
【０１３０】
酸化物半導体膜３３０を、成膜する際に用いるスパッタガスは水素、水、水酸基又は水素化物などの不純物が、濃度数ｐｐｍ程度、濃度数ｐｐｂ程度まで除去された高純度ガスを用いることが好ましい。
【０１３１】
減圧状態に保持された処理室内に基板を保持し、基板温度を１００℃以上６００℃以下好ましくは２００℃以上４００℃以下とする。基板を加熱しながら成膜することにより、成膜した酸化物半導体膜３３０に含まれる不純物濃度を低減することができる。また、スパッタリングによる損傷が軽減される。そして、処理室内の残留水分を除去しつつ水素及び水分が除去されたスパッタガスを導入し、上記ターゲットを用いて基板３０５上に酸化物半導体膜３３０を成膜する。処理室内の残留水分を除去するためには、吸着型の真空ポンプを用いることが好ましい。例えば、クライオポンプ、イオンポンプ、チタンサブリメーションポンプを用いることが好ましい。また、排気手段としては、ターボポンプにコールドトラップを加えたものであってもよい。クライオポンプを用いて排気した成膜室は、例えば、水素原子、水（Ｈ２Ｏ）など水素原子を含む化合物（より好ましくは炭素原子を含む化合物も）等が排気されるため、当該成膜室で成膜した酸化物半導体膜３３０に含まれる不純物の濃度を低減できる。
【０１３２】
成膜条件の一例としては、基板とターゲットの間との距離を１００ｍｍ、圧力０．６Ｐａ、直流（ＤＣ）電源０．５ｋＷ、酸素（酸素流量比率１００％）雰囲気下の条件が適用される。なお、パルス直流（ＤＣ）電源を用いると、成膜時に発生する粉状物質（パーティクル、ごみともいう）が軽減でき、膜厚分布も均一となるために好ましい。なお、適用する酸化物半導体材料により適切な厚みは異なり、材料に応じて適宜厚みを選択すればよい。
【０１３３】
次いで、酸化物半導体膜３３０を第２のフォトリソグラフィ工程により島状の酸化物半導体層に加工する。また、島状の酸化物半導体層を形成するためのレジストマスクをインクジェット法で形成してもよい。レジストマスクをインクジェット法で形成するとフォトマスクを使用しないため、製造コストを低減できる。
【０１３４】
また、ゲート絶縁層３０７にコンタクトホールを形成する場合、その工程は酸化物半導体膜３３０の加工時に同時に行うことができる。
【０１３５】
なお、ここでの酸化物半導体膜３３０のエッチングは、ドライエッチングでもウェットエッチングでもよく、両方を用いてもよい。
【０１３６】
ドライエッチングに用いるエッチングガスとしては、塩素を含むガス（塩素系ガス、例えば塩素（Ｃｌ２）、三塩化硼素（ＢＣｌ３）、四塩化珪素（ＳｉＣｌ４）、四塩化炭素（ＣＣｌ４）など）が好ましい。
【０１３７】
また、フッ素を含むガス（フッ素系ガス、例えば四弗化炭素（ＣＦ４）、六弗化硫黄（ＳＦ６）、三弗化窒素（ＮＦ３）、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）など）、臭化水素（ＨＢｒ）、酸素（Ｏ２）、これらのガスにヘリウム（Ｈｅ）やアルゴン（Ａｒ）などの希ガスを添加したガス、などを用いることができる。
【０１３８】
ドライエッチング法としては、平行平板型ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）法や、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用いることができる。所望の加工形状にエッチングできるように、エッチング条件（コイル型の電極に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調節する。
【０１３９】
ウェットエッチングに用いるエッチング液としては、燐酸と酢酸と硝酸を混ぜた溶液などを用いることができる。また、ＩＴＯ０７Ｎ（関東化学社製）を用いてもよい。
【０１４０】
また、ウェットエッチング後のエッチング液はエッチングされた材料とともに洗浄によって除去される。その除去された材料を含むエッチング液の廃液を精製し、含まれる材料を再利用してもよい。当該エッチング後の廃液から酸化物半導体膜に含まれるインジウム等の材料を回収して再利用することにより、資源を有効活用し低コスト化することができる。
【０１４１】
所望の加工形状にエッチングできるように、材料に合わせてエッチング条件（エッチング液、エッチング時間、温度等）を適宜調節する。
【０１４２】
次いで、酸化物半導体層に第１の加熱処理を行う。この第１の加熱処理によって酸化物半導体層の脱水化または脱水素化を行うことができる。第１の加熱処理の温度は、４００℃以上７５０℃以下、好ましくは４００℃以上基板の歪み点未満とする。ここでは、加熱処理装置の一つである電気炉に基板を導入し、酸化物半導体層に対して窒素雰囲気下４５０℃において１時間の加熱処理を行う。その後、大気に触れないようにすることで、酸化物半導体層への水や水素の再混入を防ぎ、酸化物半導体層３３１を得る（図６（Ｂ）参照。）。
【０１４３】
なお、加熱処理装置は電気炉に限られず、抵抗発熱体などの発熱体からの熱伝導または熱輻射によって、被処理物を加熱する装置を備えていてもよい。例えば、ＬＲＴＡ（Ｌａｍｐ  Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）装置、ＧＲＴＡ（Ｇａｓ  Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）装置等のＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）装置を用いることができる。ＬＲＴＡ装置は、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウムランプ、高圧水銀ランプなどのランプから発する光（電磁波）の輻射により、被処理物を加熱する装置である。ＧＲＴＡ装置は、高温のガスを用いて加熱処理を行う装置である。気体には、アルゴンなどの希ガス、または窒素のような、加熱処理によって被処理物と反応しない不活性気体が用いられる。
【０１４４】
例えば、第１の加熱処理として、６５０℃〜７００℃の高温に加熱した不活性ガス中に基板を移動させて入れ、数分間加熱した後、基板を移動させて高温に加熱した不活性ガス中から出すＧＲＴＡを行ってもよい。ＧＲＴＡを用いると短時間での高温加熱処理が可能となる。
【０１４５】
なお、第１の加熱処理においては、窒素、またはヘリウム、ネオン、アルゴン等の希ガスに、水、水素などが含まれないことが好ましい。または、加熱処理装置に導入する窒素、またはヘリウム、ネオン、アルゴン等の希ガスの純度を、６Ｎ（９９．９９９９％）以上、好ましくは７Ｎ（９９．９９９９９％）以上、（即ち不純物濃度を１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下）とすることが好ましい。
【０１４６】
また、脱水化または脱水素化の加熱処理として酸化物半導体層を加熱し、同じ炉に高純度の酸素ガス、高純度のＮ２Ｏガス、又は超乾燥エア（露点が−４０℃以下、好ましくは−６０℃以下）を導入して冷却を行ってもよい。酸素ガスまたはＮ２Ｏガスに、水、水素などが含まれないことが好ましい。または、加熱処理装置に導入する酸素ガスまたはＮ２Ｏガスの純度を、６Ｎ（９９．９９９９％）以上、好ましくは７Ｎ（９９．９９９９９％）以上、（即ち酸素ガスまたはＮ２Ｏガス中の不純物濃度を１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下）とすることが好ましい。脱水化または脱水素化処理による不純物の排除工程によって同時に減少してしまった酸化物半導体を構成する主成分材料である酸素を供給することによって、酸化物半導体層を高純度化及び電気的にｉ型（真性）化する。
【０１４７】
また、酸化物半導体層の第１の加熱処理は、島状の酸化物半導体層に加工する前の酸化物半導体膜３３０に行うこともできる。その場合には、第１の加熱処理後に、加熱装置から基板を取り出し、フォトリソグラフィ工程を行う。
【０１４８】
酸化物半導体層に対する脱水化、脱水素化の効果を奏する加熱処理は、酸化物半導体層成膜後、酸化物半導体層上にソース電極層及びドレイン電極層を積層させた後、ソース電極層及びドレイン電極層上に絶縁層を形成した後、のいずれで行っても良い。また何度行っても良い。
【０１４９】
また、ゲート絶縁層３０７にコンタクトホールを形成する場合、その工程は酸化物半導体膜３３０に脱水化または脱水素化処理を行う前でも行った後に行ってもよい。
【０１５０】
次いで、ゲート絶縁層３０７、及び酸化物半導体層３３１上に、ソース電極層及びドレイン電極層（これと同じ層で形成される配線を含む）となる導電膜を形成する。導電膜はスパッタ法や真空蒸着法で形成すればよい。ソース電極層及びドレイン電極層（これと同じ層で形成される配線を含む）となる導電膜の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）から選ばれた元素、または上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜等を用いることができる。また、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）などの金属層の下側又は上側の一方または双方にクロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）などの高融点金属層を積層させた構成としても良い。また、シリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）などアルミニウム（Ａｌ）膜に生ずるヒロックやウィスカーの発生を防止する元素が添加されているアルミニウム（Ａｌ）材料を用いることで耐熱性を向上させることが可能となる。
【０１５１】
また、導電膜は、単層構造でも、２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２層構造、チタン（Ｔｉ）膜と、そのチタン（Ｔｉ）膜上に重ねてアルミニウム膜を積層し、さらにその上にチタン（Ｔｉ）膜を成膜する３層構造などが挙げられる。
【０１５２】
また、導電膜は導電性の金属酸化物で形成しても良い。導電性の金属酸化物としては酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム酸化スズ合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＳｎＯ２、ＩＴＯと略記する）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）または前記金属酸化物材料にシリコン若しくは酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
【０１５３】
導電膜形成後に加熱処理を行う場合には、この加熱処理に耐える耐熱性を導電膜に持たせることが好ましい。
【０１５４】
第３のフォトリソグラフィ工程により導電膜上にレジストマスクを形成し、選択的にエッチングを行ってソース電極層３１５ａ、ドレイン電極層３１５ｂを形成した後、レジストマスクを除去する（図６（Ｃ）参照。）。
【０１５５】
第３のフォトリソグラフィ工程でのレジストマスク形成時の露光には、紫外線やＫｒＦレーザ光やＡｒＦレーザ光を用いるとよい。酸化物半導体層３３１上で隣り合うソース電極層の下端部とドレイン電極層の下端部との間隔幅によって後に形成されるトランジスタのチャネル長Ｌが決定される。なお、チャネル長Ｌ＝２５ｎｍ未満の露光を行う場合には、数ｎｍ〜数１０ｎｍと極めて波長が短い超紫外線（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）を用いて第３のフォトリソグラフィ工程でのレジストマスク形成時の露光を行うとよい。超紫外線による露光は、解像度が高く焦点深度も大きい。従って、後に形成されるトランジスタのチャネル長Ｌを１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることも可能であり、回路の動作速度を高速化でき、さらにオフ電流値が極めて小さいため、低消費電力化も図ることができる。
【０１５６】
なお、導電膜のエッチングの際に、第３のフォトリソグラフィ工程では、酸化物半導体層３３１は一部のみがエッチングされ、溝部（凹部）を有する酸化物半導体層となることもある。酸化物半導体層３３１が除去されないようにそれぞれの材料及びエッチング条件を適宜調節する。
【０１５７】
本実施の形態では、導電膜としてチタン（Ｔｉ）膜を用いて、酸化物半導体層３３１にはＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体を用いたので、エッチャントとしてアンモニア過水（３１重量％過酸化水素水：２８重量％アンモニア水：水＝５：２：２）を用いる。
【０１５８】
なお、ソース電極層３１５ａ、ドレイン電極層３１５ｂを形成するためのレジストマスクをインクジェット法で形成してもよい。レジストマスクをインクジェット法で形成するとフォトマスクを使用しないため、製造コストを低減できる。
【０１５９】
また、フォトリソグラフィ工程で用いるフォトマスク数及び工程数を削減するため、透過した光が複数の強度となる露光マスクである多階調マスクによって形成されたレジストマスクを用いてエッチング工程を行ってもよい。多階調マスクを用いて形成したレジストマスクは複数の膜厚を有する形状となり、エッチングを行うことでさらに形状を変形することができるため、異なるパターンに加工する複数のエッチング工程に用いることができる。これによって、一枚の多階調マスクによって、少なくとも二種類以上の異なるパターンに対応するレジストマスクを形成することができる。よって露光マスク数を削減することができ、対応するフォトリソグラフィ工程も削減できるため、工程の簡略化が可能となる。
【０１６０】
次いで、Ｎ２Ｏ、Ｎ２、またはＡｒなどのガスを用いたプラズマ処理を行い、露出している酸化物半導体層の表面に付着した吸着水などを除去してもよい。
【０１６１】
プラズマ処理を行った場合、大気に触れることなく、酸化物半導体層の一部に接する保護絶縁膜となる絶縁層３１６を形成する。
【０１６２】
絶縁層３１６は、少なくとも１ｎｍ以上の膜厚とし、スパッタ法など、絶縁層３１６に水、水素等の不純物を混入させない方法を適宜用いて形成することができる。絶縁層３１６に水素が含まれると、その水素の酸化物半導体層への侵入、又は水素が酸化物半導体層中の酸素を引き抜きが生じ酸化物半導体層のバックチャネルが低抵抗化（ｎ型化）してしまい、寄生チャネルが形成されるおそれがある。よって、絶縁層３１６はできるだけ水素を含まない膜になるように、成膜方法に水素を用いないことが重要である。
【０１６３】
本実施の形態では、絶縁層３１６として膜厚２００ｎｍの酸化シリコン膜を、スパッタ法を用いて成膜する。成膜時の基板温度は、室温以上３００℃以下とすればよく、本実施の形態では１００℃とする。酸化シリコン膜のスパッタ法による成膜は、希ガス（代表的にはアルゴン）雰囲気下、酸素雰囲気下、または希ガス（代表的にはアルゴン）及び酸素雰囲気下において行うことができる。また、ターゲットとして酸化シリコンターゲットまたはシリコンターゲットを用いることができる。例えば、シリコンターゲットを用いて、酸素、及び窒素雰囲気下でスパッタ法により酸化シリコン膜を形成することができる。酸化物半導体層に接して形成する絶縁層３１６には、水分や、水素イオンや、ＯＨ−などの不純物を含まず、これらが外部から侵入することをブロックする無機絶縁膜を用いる。代表的には酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、または酸化窒化アルミニウム膜などを用いる。
【０１６４】
この場合において、処理室内の残留水分を除去しつつ絶縁層３１６を成膜することが好ましい。酸化物半導体層３３１及び絶縁層３１６に水素、水酸基又は水分が含まれないようにするためである。
【０１６５】
処理室内の残留水分を除去するためには、吸着型の真空ポンプを用いることが好ましい。例えば、クライオポンプ、イオンポンプ、チタンサブリメーションポンプを用いることが好ましい。また、排気手段としては、ターボポンプにコールドトラップを加えたものであってもよい。クライオポンプを用いて排気した成膜室は、例えば、水素原子や、水（Ｈ２Ｏ）など水素原子を含む化合物等が排気されるため、当該成膜室で成膜した絶縁層３１６に含まれる不純物の濃度を低減できる。
【０１６６】
絶縁層３１６を、成膜する際に用いるスパッタガスは水素、水、水酸基又は水素化物などの不純物が、濃度数ｐｐｍ程度、濃度数ｐｐｂ程度まで除去された高純度ガスを用いることが好ましい。
【０１６７】
次いで、不活性ガス雰囲気下、または酸素ガス雰囲気下で第２の加熱処理（好ましくは２００℃以上４００℃以下、例えば２５０℃以上３５０℃以下）を行う。例えば、窒素雰囲気下で２５０℃、１時間の第２の加熱処理を行う。第２の加熱処理を行うと、酸化物半導体層３３１の一部（チャネル形成領域）が絶縁層３１６と接した状態で加熱される。
【０１６８】
以上の工程を経ることによって、成膜後の酸化物半導体膜に対して脱水化または脱水素化のための加熱処理を行うことができる。これにより、水素、水分、水酸基又は水素化物（水素化合物ともいう）などの不純物を酸化物半導体層より意図的に排除し、かつ不純物の排除工程によって同時に減少してしまう酸化物半導体を構成する主成分材料である酸素を供給することができる。よって、酸化物半導体層は高純度化及び電気的にｉ型（真性）化する。
【０１６９】
特に、窒素、または希ガス等の不活性ガス雰囲気下で脱水化または脱水素化のための加熱処理を行った場合、酸素欠損により加熱処理後の酸化半導体層はｎ型化して低抵抗化するが、本実施の形態のように、酸化物半導体層３３１に接して絶縁層３１６を設け、加熱することにより、酸化物半導体層３３１のうち絶縁層３１６に接する部分に選択的に酸素を供給することができる。この部分はｉ型となり、チャネル形成領域として用いるのに好適である。この場合、直接絶縁層３１６と接しないソース電極層３１５ａ又はドレイン電極層３１５ｂと重なる酸化物半導体層３３１の一部の領域は、ｎ型のままであるので、自己整合的に、高抵抗ソース領域又は高抵抗ドレイン領域が形成されることとなる。このような構成であるとゲート電極層３１１とドレイン電極層３１５ｂとの間に高電界が印加されても高抵抗ドレイン領域がバッファとなり局所的な高電界が印加されず、トランジスタの耐圧を向上させることができる。
【０１７０】
以上の工程でトランジスタ３１０が形成される（図６（Ｄ）参照。）。
【０１７１】
また、絶縁層３１６に欠陥を多く含む酸化シリコン層を用いると、酸化シリコン層形成後の加熱処理によって酸化物半導体層中に含まれる水素、水分、水酸基又は水素化物などの不純物を絶縁層３１６に拡散させ、酸化物半導体層中に含まれる該不純物をより低減させる効果を奏する。
【０１７２】
絶縁層３１６上にさらに保護絶縁層を形成してもよい。例えば、ＲＦスパッタ法を用いて窒化シリコン膜を形成する。ＲＦスパッタ法は量産性がよいため、保護絶縁層の成膜方法として好ましい。保護絶縁層は、水素、水分、水酸基又は水素化物などの不純物を含まず、これらが外部から侵入することをブロックする無機絶縁膜を用い、窒化シリコン膜、窒化アルミニウム膜、窒化酸化シリコン膜、窒化酸化アルミニウム膜などを用いる。本実施の形態では、保護絶縁層として保護絶縁層３０６を、窒化シリコン膜を用いて形成する（図６（Ｅ）参照。）。
【０１７３】
本実施の形態では、保護絶縁層３０６として、絶縁層３１６まで形成された基板３０５を１００℃〜４００℃の温度に加熱し、水素及び水分が除去された高純度窒素を含むスパッタガスを導入しシリコン半導体のターゲットを用いて窒化シリコン膜を成膜する。この場合においても、絶縁層３１６と同様に、処理室内の残留水分を除去しつつ保護絶縁層３０６を成膜することが好ましい。
【０１７４】
保護絶縁層の形成後、さらに大気中、１００℃以上２００℃以下、１時間以上３０時間以下での加熱処理を行ってもよい。この加熱処理は一定の加熱温度を保持して加熱してもよいし、室温から、１００℃以上２００℃以下の加熱温度への昇温と、加熱温度から室温までの降温を複数回くりかえして行ってもよい。また、この加熱処理を、絶縁層３１６の形成前に、減圧下で行ってもよい。減圧下で加熱処理を行うと、加熱時間を短縮することができる。
【０１７５】
また、保護絶縁層３０６上に平坦化のための平坦化絶縁層を設けてもよい。
【０１７６】
このように、本実施の形態を用いて作製した、高純度化された酸化物半導体層を含むトランジスタを用いることにより、さらに低消費電力化が達成され、高機能及び高信頼性の表示装置を提供することができる。
【０１７７】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１７８】
（実施の形態４）
上記実施の形態２又は３で一例を示したトランジスタを画素部、さらには駆動回路に用いて、実施の形態１で示した表示装置（表示機能を有する半導体装置）を作製することができる。また、トランジスタを有する駆動回路の一部または全体を、画素部と同じ基板上に一体形成し、システムオンパネルを形成することができる。
【０１７９】
実施の形態１で示した表示装置は表示素子を有する。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。
【０１８０】
また、表示装置は、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。
【０１８１】
なお、本明細書中における表示装置とは、画像表示デバイス、表示デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、コネクター、例えばＦＰＣもしくはＴＡＢテープもしくはＴＣＰが取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープや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。
【０１８２】
表示装置の一形態に相当する表示パネルとしては、例えば、トランジスタ、及び表示素子を、第１の基板と、第２の基板との間にシール材によって封止した表示パネルが挙げられる。
【０１８３】
具体的には、第１の基板上に設けられた画素部及び走査線駆動回路を囲むようにして、シール材を設け、画素部及び走査線駆動回路上に第２の基板を設ける。これにより、画素部及び走査線駆動回路は、第１の基板とシール材と第２の基板とによって、表示素子と共に封止することが可能である。また第１の基板上のシール材によって囲まれている領域とは異なる領域に、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜で形成された信号線駆動回路を実装することができる。
【０１８４】
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方法、ワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ方法などを用いることができる。
【０１８５】
また第１の基板上に設けられた画素部及び走査線駆動回路は、トランジスタを複数有しており、該トランジスタとして、実施の形態２又は３で一例を示したトランジスタを適用することができる。
【０１８６】
表示素子として、液晶素子を用いる場合、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いる。これらの液晶材料は、条件により、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。
【０１８７】
また、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために５重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を用いて液晶層に用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が１ｍｓｅｃ以下と短く、光学的等方性であるため配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となるため、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる。よって液晶表示装置の生産性を向上させることが可能となる。特に、実施の形態３で示す酸化物半導体層を用いるトランジスタは、静電気の影響によりトランジスタの電気的な特性が著しく変動して設計範囲を逸脱する恐れがある。よって酸化物半導体層を用いるトランジスタを有する液晶表示装置にブルー相の液晶材料を用いることはより効果的である。
【０１８８】
また、液晶材料の固有抵抗は、１×１０９Ω・ｃｍ以上であり、好ましくは１×１０１１Ω・ｃｍ以上であり、さらに好ましくは１×１０１２Ω・ｃｍ以上である。なお、本明細書における固有抵抗の値は、２０℃で測定した値とする。
【０１８９】
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、所定の期間の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。実施の形態３に示す高純度の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、各画素における液晶容量に対して１／３以下、好ましくは１／５以下の容量の大きさを有する保持容量を設ければ充分である。
【０１９０】
なお、実施の形態１で示したように、静止画領域においても、保持期間中の液晶素子に印加されている電圧の保持率を考慮して、適宜リフレッシュ動作してもよい。例えば、液晶素子の画素電極に信号を書き込んだ直後における電圧の値（初期値）に対して所定のレベルまで電圧が下がったタイミングでリフレッシュ動作を行えばよい。所定のレベルとする電圧は、初期値に対してチラツキを感じない程度に設定することが好ましい。具体的には、初期値に対して１０％低い状態、好ましくは３％低い状態となる毎に、リフレッシュ動作（再度の書き込み）を行うのが好ましい。
【０１９１】
液晶材料の固有抵抗が大きいほど液晶材料を介して漏れる電荷を減らすことができ、液晶素子の動作状態を保持する電圧が経時的に低下する現象を緩和できる。その結果、保持期間を長くとれるため、静止画領域においてリフレッシュ動作を行う頻度を低減でき、表示装置の低消費電力化を図ることができる。
【０１９２】
液晶表示装置には、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モードなどを用いる。
【０１９３】
また、ノーマリーブラック型の液晶表示装置、例えば垂直配向（ＶＡ）モードを採用した透過型の液晶表示装置としてもよい。ＶＡ型の液晶表示装置とは、液晶表示パネルの液晶分子の配列を制御する方式の一種である。ＶＡ型の液晶表示装置は、電圧が印加されていないときにパネル面に対して液晶分子が垂直方向を向く方式である。垂直配向モードとしては、いくつか挙げられるが、例えば、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶモードなどを用いることができる。また、画素（ピクセル）をいくつかの領域（サブピクセル）に分け、それぞれ別の方向に分子を倒すよう工夫されているマルチドメイン化あるいはマルチドメイン設計といわれる方法を用いることができる。
【０１９４】
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）などを適宜設ける。例えば、偏光基板及び位相差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。
【０１９５】
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）、又は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、本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。
【０１９６】
また、表示装置に含まれる表示素子として、エレクトロルミネッセンスを利用する発光素子を適用することができる。エレクトロルミネッセンスを利用する発光素子は、発光材料が有機化合物であるか、無機化合物であるかによって区別され、一般的に、前者は有機ＥＬ素子、後者は無機ＥＬ素子と呼ばれている。
【０１９７】
有機ＥＬ素子は、発光素子に電圧を印加することにより、一対の電極から電子および正孔がそれぞれ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして、それらキャリア（電子および正孔）が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。このようなメカニズムから、このような発光素子は、電流励起型の発光素子と呼ばれる。
【０１９８】
無機ＥＬ素子は、その素子構成により、分散型無機ＥＬ素子と薄膜型無機ＥＬ素子とに分類される。分散型無機ＥＬ素子は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた発光層を有するものであり、発光メカニズムはドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー−アクセプター再結合型発光である。薄膜型無機ＥＬ素子は、発光層を誘電体層で挟み込み、さらにそれを電極で挟んだ構造であり、発光メカニズムは金属イオンの内殻電子遷移を利用する局在型発光である。
【０１９９】
なお、実施の形態１で示したように、静止画領域においても、ＥＬ素子と接続された保持期間中の駆動トランジスタのゲートに印加されている電圧の保持率を考慮して、適宜リフレッシュ動作してもよい。例えば、駆動トランジスタのゲートに信号を書き込んだ直後における電圧の値（初期値）に対して所定のレベルまで電圧が下がったタイミングでリフレッシュ動作を行えばよい。所定のレベルとする電圧は、初期値に対してチラツキを感じない程度に設定することが好ましい。具体的には、初期値に対して１０％低い状態、好ましくは３％低い状態となる毎に、リフレッシュ動作（再度の書き込み）を行うのが好ましい。
【０２００】
また、実施の形態１で示した表示装置の駆動方法は、電子インクを駆動させる電子ペーパーに適用することも可能である。電子ペーパーは、電気泳動表示装置（電気泳動ディスプレイ）とも呼ばれており、紙と同じ読みやすさ、他の表示装置に比べ低消費電力、薄くて軽い形状とすることが可能という利点を有している。
【０２０１】
電気泳動表示装置は、様々な形態が考えられ得るが、プラスの電荷を有する第１の粒子と、マイナスの電荷を有する第２の粒子とを含むマイクロカプセルが溶媒または溶質に複数分散されたものであり、マイクロカプセルに電界を印加することによって、マイクロカプセル中の粒子を互いに反対方向に移動させて一方側に集合した粒子の色のみを表示するものである。なお、第１の粒子または第２の粒子は染料を含み、電界がない場合において移動しないものである。また、第１の粒子の色と第２の粒子の色は異なるもの（無色を含む）とする。
【０２０２】
このように、電気泳動表示装置は、誘電定数の高い物質が高い電界領域に移動する、いわゆる誘電泳動的効果を利用したディスプレイである。
【０２０３】
上記マイクロカプセルを溶媒中に分散させたものが電子インクと呼ばれるものであり、この電子インクはガラス、プラスチック、布、紙などの表面に印刷することができる。また、カラーフィルタや色素を有する粒子を用いることによってカラー表示も可能である。
【０２０４】
なお、マイクロカプセル中の第１の粒子および第２の粒子は、導電体材料、絶縁体材料、半導体材料、磁性材料、液晶材料、強誘電性材料、エレクトロルミネセント材料、エレクトロクロミック材料、磁気泳動材料から選ばれた一種の材料、またはこれらの複合材料を用いればよい。
【０２０５】
また、電子ペーパーとして、ツイストボール表示方式を用いる表示装置も適用することができる。ツイストボール表示方式とは、白と黒に塗り分けられた球形粒子を表示素子に用いる電極層である第１の電極層及び第２の電極層の間に配置し、第１の電極層及び第２の電極層に電位差を生じさせて球形粒子の向きを制御することにより、表示を行う方法である。
【０２０６】
以上に一例を示す表示装置に、実施の形態１で示した駆動方法を適用することで、消費電力の低減された表示装置を提供することができる。
【０２０７】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２０８】
（実施の形態５）
本明細書に開示する表示装置は、さまざまな電子機器（遊技機も含む）に適用することができる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、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）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
【０２０９】
図７（Ａ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機１６００は、筐体１６０１に組み込まれた表示部１６０２の他、操作ボタン１６０３ａ、１６０３ｂ、外部接続ポート１６０４、スピーカ１６０５、マイク１６０６などを備えている。
【０２１０】
図７（Ａ）に示す携帯電話機１６００は、表示部１６０２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１６０２を指などで触れることにより行うことができる。
【０２１１】
表示部１６０２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。
【０２１２】
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１６０２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１６０２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。
【０２１３】
また、携帯電話機１６００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１６００の向き（縦か横か）を判断して、表示部１６０２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。
【０２１４】
また、画面モードの切り替えは、表示部１６０２への接触による操作、又は筐体１６０１の操作ボタン１６０３ａ、１６０３ｂの操作により行われる。また、表示部１６０２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１６０２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。
【０２１５】
また、入力モードにおいて、表示部１６０２の光センサで検出される信号を検知し、表示部１６０２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。
【０２１６】
表示部１６０２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１６０２に掌や指を触れることで、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。
【０２１７】
表示部１６０２には、上記実施の形態１に示す表示装置を適用することができる。表示部１６０２に上記実施の形態１に示す表示装置を適用することで、消費電力の低減した携帯電話機とすることができる。
【０２１８】
図７（Ｂ）は携帯型のコンピュータの一例を示す斜視図である。
【０２１９】
図７（Ｂ）の携帯型のコンピュータは、上部筐体９３０１と下部筐体９３０２とを接続するヒンジユニットを閉状態として表示部９３０３を有する上部筐体９３０１と、キーボード９３０４を有する下部筐体９３０２とを重ねた状態とすることができる。ヒンジユニットにより開閉可能とすることで、持ち運ぶことが便利であるとともに、使用者がキーボード入力する場合には、ヒンジユニットを開状態として、表示部９３０３を見て入力操作を行うことができる。
【０２２０】
また、下部筐体９３０２はキーボード９３０４の他に入力操作を行うポインティングデバイス９３０６を有する。また、表示部９３０３をタッチ入力パネルとすれば、表示部の一部に触れることで入力操作を行うこともできる。また、下部筐体９３０２はＣＰＵやハードディスク等の演算機能部を有している。また、下部筐体９３０２は他の機器、例えばＵＳＢの通信規格に準拠した通信ケーブルが差し込まれる外部接続ポート９３０５を有している。
【０２２１】
上部筐体９３０１には更に上部筐体９３０１内部にスライドさせて収納可能な表示部９３０７を有していてもよく、表示部９３０７を有することで、広い表示画面を実現することができる。また、収納可能な表示部９３０７の画面の向きを使用者は調節できる。また、収納可能な表示部９３０７をタッチ入力パネルとすれば、収納可能な表示部の一部に触れることで入力操作を行うこともできる。
【０２２２】
表示部９３０３または収納可能な表示部９３０７は、上記実施の形態１に示す表示装置を適用することができる。表示部９３０３または収納可能な表示部９３０７に上記実施の形態１に示す表示装置を適用することで、消費電力の低減した携帯型のコンピュータとすることができる。
【０２２３】
また、図７（Ｂ）の携帯型のコンピュータは、受信機などを備えた構成として、テレビ放送を受信して映像を表示部９３０３または収納可能な表示部９３０７に表示することができる。また、上部筐体９３０１と下部筐体９３０２とを接続するヒンジユニットを閉状態としたまま、収納可能な表示部９３０７をスライドさせて画面全面を露出させ、画面角度を調節して使用者がテレビ放送を見ることもできる。この場合には、ヒンジユニットを開状態として表示部９３０３を表示させず、さらにテレビ放送を表示するだけの回路の起動のみを行うため、最小限の消費電力とすることができ、バッテリー容量の限られている携帯型のコンピュータにおいて有用である。
【０２２４】
図８（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置９６００は、筐体９６０１に表示部９６０３が組み込まれている。表示部９６０３により、映像を表示することが可能である。また、ここでは、スタンド９６０５により筐体９６０１を支持した構成を示している。
【０２２５】
テレビジョン装置９６００の操作は、筐体９６０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機９６１０により行うことができる。リモコン操作機９６１０が備える操作キー９６０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部９６０３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機９６１０に、当該リモコン操作機９６１０から出力する情報を表示する表示部９６０７を設ける構成としてもよい。
【０２２６】
なお、テレビジョン装置９６００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０２２７】
表示部９６０３には、上記実施の形態１に示す表示装置を適用することができる。表示部９６０３に上記実施の形態１に示す表示装置を適用することで、消費電力の低減したテレビジョン装置９６００とすることができる。
【０２２８】
図８（Ｂ）は、デジタルフォトフレームの一例を示している。例えば、デジタルフォトフレーム９７００は、筐体９７０１に表示部９７０３が組み込まれている。表示部９７０３は、各種画像を表示することが可能であり、例えばデジタルカメラなどで撮影した画像データを表示させることで、通常の写真立てと同様に機能させることができる。
【０２２９】
表示部９７０３には、上記実施の形態１に示す表示装置を適用することができる。表示部９７０３に上記実施の形態１に示す表示装置を適用することで、消費電力の低減したデジタルフォトフレーム９７００とすることができる。
【０２３０】
なお、デジタルフォトフレーム９７００は、操作部、外部接続用端子（ＵＳＢ端子、ＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成とする。これらの構成は、表示部と同一面に組み込まれていてもよいが、側面や裏面に備えるとデザイン性が向上するため好ましい。例えば、デジタルフォトフレームの記録媒体挿入部に、デジタルカメラで撮影した画像データを記憶したメモリを挿入して画像データを取り込み、取り込んだ画像データを表示部９７０３に表示させることができる。
【０２３１】
また、デジタルフォトフレーム９７００は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、所望の画像データを取り込み、表示させる構成とすることもできる。
【０２３２】
図９（Ａ）は携帯型遊技機であり、筐体９８８１と筐体９８９１の２つの筐体で構成されており、連結部９８９３により、開閉可能に連結されている。筐体９８８１には表示部９８８２が組み込まれ、筐体９８９１には表示部９８８３が組み込まれている。
【０２３３】
表示部９８８２及び表示部９８８３にはそれぞれ、上記実施の形態１に示す表示装置を適用することができる。表示部９８８２及び表示部９８８３に上記実施の形態１に示す表示装置を適用することで、消費電力の低減した携帯型遊技機とすることができる。
【０２３４】
また、図９（Ａ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部９８８４、記録媒体挿入部９８８６、ＬＥＤランプ９８９０、入力手段（操作キー９８８５、接続端子９８８７、センサ９８８８（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９８８９）等を備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも本明細書に開示する表示装置を備えた構成であればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。図９（Ａ）に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図９（Ａ）に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０２３５】
また、本明細書に開示する表示装置は、電子ペーパーとして適用することができる。電子ペーパーは、情報を表示するものであればあらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。例えば、電子ペーパーを用いて、電子書籍（電子ブック）、ポスター、電車などの乗り物の車内広告、クレジットカード等の各種カードにおける表示等に適用することができる。電子ペーパーを用いた電子機器の一例を図９（Ｂ）に示す。
【０２３６】
図９（Ｂ）は、電子書籍の一例を示している。電子書籍２７００は、例えば、筐体２７０１および筐体２７０３の２つの筐体で構成されている。筐体２７０１および筐体２７０３は、軸部２７１１により一体とされており、該軸部２７１１を軸として開閉動作を行うことができる。このような構成により、紙の書籍のような動作を行うことが可能となる。
【０２３７】
筐体２７０１には表示部２７０５が組み込まれ、筐体２７０３には表示部２７０７が組み込まれている。表示部２７０５および表示部２７０７は、続き画面を表示する構成としてもよいし、異なる画面を表示する構成としてもよい。異なる画面を表示する構成とすることで、例えば右側の表示部（図９（Ｂ）では表示部２７０５）に文章を表示し、左側の表示部（図９（Ｂ）では表示部２７０７）に画像を表示することができる。
【０２３８】
表示部２７０５及び表示部２７０７にはそれぞれ、上記実施の形態１に示す表示装置を適用することができる。表示部２７０５及び表示部２７０７に上記実施の形態１に示す表示装置を適用することで、消費電力の低減した電子書籍とすることができる。
【０２３９】
また、図９（Ｂ）では、筐体２７０１に操作部などを備えた例を示している。例えば、筐体２７０１において、電源２７２１、操作キー２７２３、スピーカ２７２５などを備えている。操作キー２７２３により、頁を送ることができる。なお、筐体の表示部と同一面にキーボードやポインティングデバイスなどを備える構成としてもよい。また、筐体の裏面や側面に、外部接続用端子（イヤホン端子、ＵＳＢ端子、またはＡＣアダプタおよびＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成としてもよい。さらに、電子書籍２７００は、電子辞書としての機能を持たせた構成としてもよい。
【０２４０】
また、電子書籍２７００は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、電子書籍サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロードする構成とすることも可能である。
【０２４１】
以上のように、実施の形態１で示した表示装置及び表示装置の駆動方法は、上記のような様々な電子機器に適用することができ、消費電力の低減した電子機器を提供することができる。
【０２４２】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【符号の説明】
【０２４３】
１０    表示装置
１１    画素部
１２    ゲート駆動回路部
１３    ソース駆動回路部
１４    データ記憶手段
１５    判定及び画像データ処理手段
１６    ゲート信号発生手段
１７    ソース信号発生手段
１８    基準信号発生手段
２０ａ    第１フレームのデータ記憶手段
２０ｂ    第２フレームのデータ記憶手段
２１    判定手段
２２    判定データ記憶手段
３０５    基板
３０６    保護絶縁層
３０７    ゲート絶縁層
３１０    トランジスタ
３１１    ゲート電極層
３１５ａ    ソース電極層
３１５ｂ    ドレイン電極層
３１６    絶縁層
３３０    酸化物半導体膜
３３１    酸化物半導体層
４００    基板
４０１    ゲート電極層
４０２    ゲート絶縁層
４０３    酸化物半導体層
４０５ａ    ソース電極層
４０５ｂ    ドレイン電極層
４０７    絶縁層
４０９    保護絶縁層
４１０    トランジスタ
４２０    トランジスタ
４２７    絶縁層
４３０    トランジスタ
４４０    トランジスタ
４４６ａ    配線層
４４６ｂ    配線層
４４７    絶縁層
１６００    携帯電話機
１６０１    筐体
１６０２    表示部
１６０３ａ    操作ボタン
１６０３ｂ    操作ボタン
１６０４    外部接続ポート
１６０５    スピーカ
１６０６    マイク
２７００    電子書籍
２７０１    筐体
２７０３    筐体
２７０５    表示部
２７０７    表示部
２７１１    軸部
２７２１    電源
２７２３    操作キー
２７２５    スピーカ
９３０１    上部筐体
９３０２    下部筐体
９３０３    表示部
９３０４    キーボード
９３０５    外部接続ポート
９３０６    ポインティングデバイス
９３０７    表示部
９６００    テレビジョン装置
９６０１    筐体
９６０３    表示部
９６０５    スタンド
９６０７    表示部
９６０９    操作キー
９６１０    リモコン操作機
９７００    デジタルフォトフレーム
９７０１    筐体
９７０３    表示部
９８８１    筐体
９８８２    表示部
９８８３    表示部
９８８４    スピーカ部
９８８５    操作キー
９８８６    記録媒体挿入部
９８８７    接続端子
９８８８    センサ
９８８９    マイクロフォン
９８９０    ＬＥＤランプ
９８９１    筐体
９８９３    連結部
【図１】
2011141539.tif 000003
【図２】
2011141539.tif 000004
【図３】
2011141539.tif 000005
【図４】
2011141539.tif 000006
【図５】
2011141539.tif 000007
【図６】
2011141539.tif 000008
【図７】
2011141539.tif 000009
【図８】
2011141539.tif 000010
【図９】
2011141539.tif 000011