(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックライト及びモニタ用の光源と、
前記バックライト及び前記モニタ用の光源上の第１の偏光板と、
前記第１の偏光板上の第２の偏光板と、
前記第１の偏光板と前記第２の偏光板とに挟まれた領域の液晶層と、
前記モニタ用の光源からの光の強度を検出するように配置された、前記第２の偏光板上の光センサと、
前記光センサにより検出された前記モニタ用の光源からの光の強度をもとに、前記バックライトの点灯タイミング又は消灯タイミングを算出する手段と、
算出された前記バックライトの点灯タイミング又は消灯タイミングをもとに、前記バックライトの点灯又は消灯を制御する手段と、を有し、
前記バックライトを表示領域ごとに制御できる機能を有し、
静止画のみを表示する領域において、前記バックライトの点灯又は消灯を制御する手段は、前記バックライトの点灯又は消灯のタイミングの制御を行わない機能を有し、
動画を表示する領域において、前記バックライトの点灯又は消灯を制御する手段は、前記バックライトの点灯又は消灯のタイミングの制御を行う機能を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記モニタ用の光源は、前記バックライトの一部であることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置、電子機器、及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、従来のブラウン管を用いた表示装置の液晶表示装置への置き換えや、小型電子機器への液晶表示装置の採用が急速に進んでいる。ここで、液晶表示装置とは、基板間の液晶分子に電圧を印加することで液晶分子の配向方向を変化させ、それにより生じる光学特性の変化を利用した表示装置をいう。
【０００３】
代表的な液晶表示装置としては、例えば、ツイステッドネマティック（ＴＮ）方式を用いたものが挙げられる。ＴＮ方式を用いた表示素子は、２つの基板間にネマティック液晶を挟みこみ、液晶分子の長軸が２つの基板間で９０°連続的にねじれた構成を基本としている。したがって、この状態の表示素子の液晶分子に入射した光の偏光方向は、液晶分子のねじれに沿って９０°変化することになる。
【０００４】
ここで、液晶分子に電圧を印加した場合、あるしきい値電圧Ｖｔｈ以上の電圧を印加する事で液晶分子の長軸を電場方向に傾けることができる。すなわち、液晶分子のねじれの様子を９０°から変化させることができる。このとき、このねじれに従って、液晶分子に入射した光の偏光方向も変化することになる。これを光シャッターとして用いるのがＴＮ方式である。
【０００５】
上記ＴＮ方式をアクティブマトリクス駆動することにより、パッシブマトリクス駆動と比較して動画表示性能に優れた表示装置が実現できる。ここで、アクティブマトリクス駆動とは、各画素に作り込んだトランジスタを用いて画素を駆動する方式をいう。
【０００６】
このように、ＴＮ方式とアクティブマトリクス駆動とを組み合わせることにより、表示装置としての一応の性能は確保された。しかしながら、従来のブラウン管を用いた表示装置と比較した場合には、満足な性能（特に、画質や動画性能）が得られているとはいい難い状況であった。この性能向上のために、高速に応答する液晶材料の開発が進められ（例えば、特許文献１参照）、また、ＯＣＢ（ベンド配向）方式、ＩＰＳ方式といった、ＴＮ方式に変わる方式が採用されるようになっている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、上述とは異なるアプローチも検討されている。例えば、オーバードライブ駆動（例えば、特許文献３参照）や、インパルス駆動がそれである（例えば、特許文献４参照）。オーバードライブ駆動とは、液晶分子の応答速度を向上するために、一時的に高い電圧を印加する駆動方式である。これにより、所望の輝度に到達するまでの時間を短縮することができ、動画性能が向上する。インパルス駆動は、目標とする階調が表示されない期間（過渡期間）においてバックライトを消灯することで、パルス（インパルス）的な表示を実現して動画性能を向上させ、また、過渡期間を黒表示とすることにより階調ずれを低減して画質を向上させる。
【特許文献１】特開平５−１７４０８号公報
【特許文献２】特開平７−８４２５４号公報
【特許文献３】特開平７−１０４７１５号公報
【特許文献４】特開２０００−５６７３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年ではバックライトとしてＬＥＤを用いることが検討されている。バックライトとしてＬＥＤを用いることにより、点灯と消灯を高速に切り替えることが可能となる。また、低温時の輝度特性が、定常状態の輝度特性とほぼ等しく、電源入力により瞬時に輝度を確保でき、高電圧が不要になるという利点も有している。
【０００９】
しかしながら、バックライトとしてＬＥＤを用いたとしても表示に纏わる問題が完全に解決するわけではない。例えば、液晶の応答速度は環境（例えば、温度や気圧等）の変化に伴って大きく変化する。このため、インパルス駆動を用いる場合には、液晶の応答タイミングと、バックライトの点灯タイミングにずれが生じる可能性がある。例えば、設計上固定されたタイミングにてバックライトの点灯と消灯（スイッチング）の制御を行う場合には、液晶の応答が完了していないにもかかわらずバックライトが点灯してしまうといった状況が発生しうる。これにより、動画ぼけ等の表示不良が生じてしまうことになる。また、せっかくのＬＥＤの優れた応答特性を十分に生かすことができない。
【００１０】
同様に、バックライトの輝度も環境によって大きく影響を受ける。したがって、どのような状況においても所望の輝度が得られているとは言い難い。
【００１１】
上記問題点に鑑み、本発明では、優れた画質や高い動画性能を有する液晶表示装置、電子機器、及び優れた画質や高い動画性能を得るための駆動方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明では、液晶表示装置にモニタ用の画素を設け、光センサを用いて当該画素の輝度を検出する。これにより、環境の変化によるバックライトの輝度変化や液晶の応答に掛かる時間を算出することが可能になるため、該算出された情報を用いてリアルタイムにバックライトの制御を行うことができる。なお、ここで言う「リアルタイム」とは、厳密に「同時」を意味するものではなく、人間が認識できない程度の時間差は許容されるものである。
【００１３】
本発明の液晶表示装置の一は、バックライト、モニタ用の光源及び液晶層を有し、液晶層を通過したモニタ用の光源からの光の強度を検出するための光センサを有することを特徴としている。ここで、モニタ用の光源とは、輝度の監視に用いられる光源をいう。
【００１４】
本発明の液晶表示装置の他の一は、バックライトを有する液晶表示装置であって、モニタ用の光源上の第１の偏光板と、第１の偏光板上の第２の偏光板と、第１の偏光板と第２の偏光板とに挟まれた領域の液晶層と、第２の偏光板上の光センサと、を有し、光センサは、モニタ用の光源からの光の強度を検出するように配置されたことを特徴としている。
【００１５】
また、本発明の液晶表示装置の他の一は、上記に加え、光センサにより検出されたモニタ用の光源からの光の強度をもとに、バックライトの輝度の補正量を算出する手段と、算出されたバックライトの輝度の補正量をもとに、バックライトの輝度を制御する手段を有することを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の液晶表示装置の他の一は、上記に加え、光センサにより検出されたモニタ用の光源の輝度をもとに、バックライトの点灯タイミング又は消灯タイミングを算出する手段と、算出されたバックライトの点灯タイミング又は消灯タイミングをもとに、バックライトの点灯又は消灯を制御する手段を有することを特徴としている。
【００１７】
上記において、モニタ用の光源と、バックライトとは、液晶層の一方の側に設けられたものであっても良い。また、モニタ用の光源は、バックライトの一部であっても良い。
【００１８】
また、上記において、モニタ用の光源は、液晶層の一方の側に設けられ、バックライトは、液晶層のモニタ用の光源と反対の側に設けられたものでも良い。
【００１９】
また、上記において、外部の光の強度を検出するための光センサを有していても良い。なお、上記の液晶表示装置を用いて様々な電子機器を提供することができる。
【００２０】
本発明の液晶表示装置の駆動方法の一は、バックライト、モニタ用の光源及び液晶層を有する液晶表示装置の駆動方法であって、液晶層を通過したモニタ用の光源からの光の強度を検出することを特徴としている。
【００２１】
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法の他の一は、上記に加え、検出されたモニタ用の光源からの光の強度をもとに、バックライトの輝度の補正量を算出し、算出されたバックライトの輝度の補正量をもとに、バックライトの輝度を制御することを特徴としている。
【００２２】
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法の他の一は、上記に加え、検出されたモニタ用の光源の輝度をもとに、バックライトの点灯タイミング又は消灯タイミングを算出し、算出されたバックライトの点灯タイミング又は消灯タイミングをもとに、バックライトの点灯又は消灯を制御することを特徴としている。
【００２３】
上記において、液晶表示装置は、外部の光の強度を検出するための光センサを有するものであり、外部の光の強度を検出するための光センサにより検出された周囲の明るさをもとに、バックライトの輝度の補正量を算出し、算出されたバックライトの輝度の補正量をもとに、バックライトの輝度を制御するものであっても良い。なお、本明細書において、輝度とは、瞬間の明るさ（瞬間の輝度）を一定期間で積分したものを言うこととする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明により、環境（例えば、温度や圧力等）の変化に対応した制御を行うことが可能となるため、優れた画質や高い動画性能を有する表示装置を提供することができる。また、本発明により、環境の変化が大きい場合においても優れた画質や高い動画性能を示す液晶表示装置及び電子機器を提供することができる。つまり、苛酷な環境に晒される街頭の表示パネルや携帯機器、車載機器等においても、優れた画質や高い動画性能を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いることとする。
【００２６】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の液晶表示装置とその駆動方法の一例を図１及び２を用いて以下に説明する。
【００２７】
図１（Ａ）に、本発明の液晶表示装置に用いることができるパネルの平面図を示す。基板１００及び対向基板１１０は、シール材１１２によって貼り合わされている。また、基板１００及び対向基板１１０の間に、画素部１０２、走査線駆動回路１０４ａ、走査線駆動回路１０４ｂ、信号線駆動回路部１０６、モニタ部１０８が設けられており、信号線駆動回路部１０６が基板１００上に設けられている。ここで、モニタ部１０８は、パネルの輝度情報を得るための光センサが設けられた領域である。モニタ部１０８の面積は一つの画素の面積程度でも良いし、それ以上でも良い。モニタ部１０８の面積を大きくすることで、輝度の検出精度を向上することが出来る。外部からの信号は、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）１１４を介して入力される。なお、図１においては、走査線駆動回路１０４ａ及び走査線駆動回路１０４ｂを一体形成する構成としたがこれに限られない。また、モニタ部の位置も図１（Ａ）の構成に限られるものではない。また、パネルサイズも適宜選択して用いることができる。
【００２８】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示されるパネルの積層構造を簡略化して示した図である。基板１００と対向基板１１０との間には液晶層１２２が設けられている。また、基板１００及び対向基板１１０の外側（図面では基板１００の下方及び対向基板１１０の上方）には、それぞれ、偏光板１２０ａ及び偏光板１２０ｂが設けられている。偏光板１２０ｂの外側（偏光板１２０ｂの上方）には、光センサ１２４が設けられている。
【００２９】
光センサ１２４は、偏光板１２０ａ、基板１００、液晶層１２２、対向基板１１０、偏光板１２０ｂを順に通過した光を検出する。具体的には、偏光板１２０ａの外側（図面では偏光板１２０ａの下方）に設けられたバックライト（またはモニタ用の光源）からの光を検出する。これにより、環境（例えば、温度や圧力等）の変化に伴うバックライトの輝度変化や液晶の応答に掛かる時間を算出して、バックライトの制御（例えば、輝度の制御やスイッチングタイミングの制御等）を行うことができる。本実施の形態においては、光センサ１２４を偏光板１２０ａの外部に設ける構成としたが、これに限られない。本発明を実施するに当たって重要な点は、光センサ１２４によってバックライト（またはモニタ用の光源）の光強度を検出し、輝度変化や液晶の応答に掛かる時間を算出することにあるから、バックライト（またはモニタ用の光源）からの光の強度を検出することができる配置であれば、本実施の形態の構成に限られず同様に本発明を実施することができる。もちろん、光センサを複数設ける構成としてもかまわないし、その配置も適宜設定することができる。なお、本発明の制御を正確に行うためには、光センサ１２４に検出目的の光以外が入射しないような構成とすることが重要である。
【００３０】
なお、光センサに入射させる光はバックライトの光であっても良いが、バックライトとは別にモニタ用の光源を設けるとより好ましい。バックライトの光を用いる場合には、構成を簡略化できるため好ましい。バックライトとは別にモニタ用の光源を設ける場合には、当該光源を用いた他の制御方法を適宜組み合わせることができる。モニタ用の光源としては、バックライトと同じ特性を有する光源を用いることが好ましいが、モニタ用の光源の輝度とバックライトの輝度との対応関係が取れていれば、同じ特性の光源を用いることに限られるものではない。本実施の形態では、バックライトとは別の光源を設ける場合について説明することにする。
【００３１】
なお、図１（Ｂ）においては、対向基板側から光を取り出す構成について示しているが、基板（アクティブマトリクス基板）側から光を取り出す構成においても同様に本発明を用いることができる。この場合、光センサは、偏光板、対向基板、液晶層、基板（アクティブマトリクス基板）、偏光板を順に通過した光を検出することになる。
【００３２】
次に、本発明の液晶表示装置のバックライトの出力（輝度）を制御する回路およびバックライトの出力（輝度）の制御方法の一例について、図２を用いて説明する。なお、本実施の形態におけるバックライトの出力制御は、電源を入れた直後や周辺の環境が変化した場合など、バックライトの明るさが本来の明るさではない場合に、本来の正しい明るさを表示するために行うものである。
【００３３】
図２（Ａ）は、バックライトの出力（輝度）を制御する回路の一例を示した図である。光センサ２００は積分回路２０２に電気的に接続され、積分回路２０２は比較回路２０４に電気的に接続される。比較回路２０４はバックライト制御回路２０６に電気的に接続され、バックライト制御回路２０６はバックライト２０８及びモニタ用の光源２１０に電気的に接続される。モニタ用の光源２１０からの光は、液晶パネル２１２を透過して光センサ２００に入射する。なお、図２（Ａ）では、バックライト制御回路２０６と、バックライト２０８及びモニタ用の光源２１０との接続関係を示しているが、モニタ用の光源をバックライトと共有してモニタ用の光源を省略する場合には、バックライト制御回路２０６はバックライト２０８のみと電気的に接続されている構成としても良い。図中の矢印は、主要な信号の伝達方向を示している。
【００３４】
積分回路２０２は、光センサにより検出された光強度（瞬間の輝度）を時間積分する役割を有する。人間は、一定時間内の光強度を積分して知覚するという特性を有している。このため、積分回路２０２を用いることで、人間の目が受ける輝度を算出することができる。
【００３５】
比較回路２０４は、積分回路２０２によって得られた輝度と、あらかじめ設定しておいた値とを比較する役割を有する。バックライト制御回路２０６は、比較回路２０４における比較結果にしたがってバックライト２０８やモニタ用の光源２１０の制御を行う。
【００３６】
ここで、図２（Ｂ）を用いて、バックライトの出力（輝度）の制御方法の一例について説明する。まず始めに、目的の輝度Ａを設定する（ステップＳ２５０）。本実施の形態では、一例として、バックライトの出力を”０から２５５”の２５６段階で調節でき、また、周囲の明るさに依存して複数の方式（例えば、太陽光モード、室内モード、暗室モードなど）を切り替え可能な場合について考える。例えば、太陽光モードにおけるバックライトの出力が２００であり、室内モードにおけるバックライトの出力が１５０であり、暗室モードにおけるバックライトの出力が１００であるとする。採用されている表示モードが太陽光モードであれば、出力が２００である場合に予定している本来の明るさや、モニタ部の画素電極に印加される電圧などを基準として目的の輝度Ａを設定することができる。より具体的には、例えば、バックライトの明るさを出力が２００の場合における本来の明るさに設定し、輝度が最大となるような電圧をモニタ部の画素電極に印加した場合の輝度を、目的の輝度Ａとすることができる。なお、本実施の形態は、バックライトの出力制御に係るものであるから、モニタ部の画素電極に印加される電圧は特に限定されないが、バックライトの出力制御を精度良く行うためには、光センサに入る光量は多いほど良い。なお、目的の輝度Ａの情報を、あらかじめメモリに格納しておき、適宜メモリから読み出して用いる構成としても良い。
【００３７】
次に、１フレーム期間におけるモニタ部の輝度Ｂを検出する（ステップＳ２５２）。なお、バックライトの出力制御のための該輝度検出を便宜的に「出力制御用輝度検出」と呼ぶこととする。
【００３８】
そして、目的の輝度Ａと、上記輝度Ｂとを比較し、補正用のパラメータを求める（ステップＳ２５４）。ここで、補正用のパラメータの算出方法としては、目的の輝度Ａと検出された輝度Ｂとの差分を用いる方法や、目的の輝度Ａと検出された輝度Ｂの比を用いる方法等が挙げられる。例えば、バックライトの出力（輝度）が、入力に対して線形に変化する場合には、比による算出方法を用いることができる。この場合、目的の輝度を得るための入力電流Ｉ１と現状の入力電流Ｉ２との関係は、Ａ：Ｂ＝Ｉ１：Ｉ２で表されるから、目的の輝度を得るための入力電流Ｉ１は、Ｉ１＝Ｉ２・Ａ／Ｂである。本実施の形態においては、２５６段階でバックライトの出力を制御できるから、バックライトの輝度を調節する際には、上記電流値に最も近い電流となる段階を選択することになる。なお、バックライトの輝度が入力電圧に対して線形に変化するような場合には、同様に電圧値を用いて制御することができる。
【００３９】
バックライトの出力（輝度）が、入力パラメータに対して線形に応答しない場合には、差分を用いることが好ましい。すなわち、目的の輝度Ａと検出された輝度Ｂとの差分Ｃ（＝Ａ−Ｂ）を求め、参照表（いわゆるルックアップテーブル）を用いてバックライトに入力する電流や電圧等を決定する。
【００４０】
その後、上述の方法等を用いて算出した補正用のパラメータを用いてバックライトの輝度を調節する（ステップＳ２５６）。なお、差分Ｃを用いた制御を行う場合であっても、ルックアップテーブルを参照してバックライトに入力する電流や電圧等を決定することには限られない。例えば、バックライトの入力電流（又は電圧）を一定ステップごとに変化させる方式を採用することもできる。この場合、最大輝度における電流（又は電圧）がＩＭＡＸ（又はＶＭＡＸ）で表されるとすれば、Ｎステップで輝度制御を行う場合には１ステップであるＩＭＡＸ／Ｎ（又はＶＭＡＸ／Ｎ）ごとに入力電流（又は電圧）を変化させる。このような構成とすると、目的の輝度に到達するための時間は多少長くなるが、ルックアップテーブルを設ける必要がないというメリットがある。また、本実施の形態のようにバックライトとモニタ用の光源を別に設けている場合には、後のフィードバックのために、モニタ用の光源の輝度調節を同時に行う必要がある。
【００４１】
次に、目的の輝度Ａと補正後の輝度Ｂ´を比較する（ステップＳ２５８）。目的の輝度Ａと補正後の輝度Ｂ´が等しくなった場合（Ａ＝Ｂ´）には、ひとまず補正が終了する。環境の変化や、補正における誤差等により、目的の輝度Ａと補正後の輝度Ｂ´が等しくならない場合には、再度、補正用のパラメータを求め、補正を行う（ステップＳ２５２、ステップＳ２５４）。このようなフィードバックを繰り返すことにより、最終的には目的の輝度Ａが表示されるようになる。なお、本実施の形態においては目的の輝度Ａと補正後の輝度Ｂ´とが等しくなるまでフィードバックを繰り返す構成としたがこれに限られるものではない。例えば、目的の輝度Ａに対してある程度のマージンを設け、補正後の輝度Ｂ´がその範囲内に収まる場合には、そこで補正を終了するような構成とすることもできる。
【００４２】
なお、図２（Ｂ）に示すフローにおいて、補正が完了した場合には、補正を終了しているが本発明はこれに限られない。例えば、一定周期ごとに補正を行う構成としても良いし、常にフィードバックをかけておく構成としてもよい。また、表示方式を切り替える際（例えば、太陽光モードから室内モードへの切り替えの際）に補正を行う構成とすることもできる。また、本発明は、検出された輝度Ｂが目的の輝度Ａより低い場合、及び検出された輝度Ｂが目的の輝度Ａより高い場合のどちらにおいても適用することができる。もちろん、検出された輝度Ｂが目的の輝度Ａと等しい状況であっても良い。
【００４３】
上述のように、光センサを用いてバックライトの出力（輝度）制御を行うことで、所望の輝度を正確に表示することができる。また、環境（温度や圧力等）の変化に伴いバックライトの出力が変化する場合でも、所望の輝度を保つことができる。また、環境の変化を検出するための温度センサ等が不要となり、温度等と輝度との関係を参照するためのルックアップテーブルを用いる必要がないため、センサやメモリ等の構成を簡略化することができる。
【００４４】
また、電力が投入されて間もない状況においても、電力が投入されてから一定時間を経過した状況においても、変わらない優れた画質を提供することができる。また、苛酷な環境に晒される街頭の表示パネルや携帯機器、車載機器等においても、優れた画質を得ることが可能である。
【００４５】
なお、本実施の形態では、ハードウエアを用いて処理を行う例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。本実施の形態における技術的思想は、光センサによって得られた情報をもとにバックライトの出力制御（出力の最適化）を行うというものであるから、これらの技術的思想が実施可能な構成であれば、どのような構成を採用することもできる。例えば、本実施の形態においてはハードウエアにて行っていた処理を、ソフトウエアにて行うことも可能である。
【００４６】
なお、本実施の形態においては、本発明を液晶表示装置に適用した場合についての説明を行ったが、本発明は液晶表示装置以外の表示装置に用いることが可能である。たとえば、発光素子を利用したエレクトロルミネッセンス型表示装置において、発光素子の劣化に伴う輝度の低下を補償するために本発明を用いることができる。特に、ＲＧＢごとの輝度を補償する構成とすれば、非常に優れた画質を提供することが可能となる。同様に、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示装置においても本発明を用いることができる。
【００４７】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の液晶表示装置とその駆動方法の他の一例を図３及び４を用いて以下に説明する。
【００４８】
本実施の形態の液晶表示装置に用いることができるパネルの構成については、実施の形態１と同様であるため、詳細な説明は省略する。本実施の形態では、バックライトのスイッチング制御回路及びバックライトのスイッチング制御方法の一例について説明する。なお、本実施の形態におけるバックライトのスイッチング制御は、液晶の応答遅れや、書き込みタイムラグなどにより正しい階調を表示できない場合などにおいて、バックライトのオンとオフのタイミングを制御して正しい階調を表示するために行うものである。
【００４９】
図３（Ａ）は、バックライトのスイッチング制御回路の一例を示した図である。光センサ３００は積分回路３０２に電気的に接続され、積分回路３０２は比較回路３０４に電気的に接続される。比較回路３０４はバックライト制御回路３０６に電気的に接続され、バックライト制御回路３０６はバックライト３０８及びモニタ用の光源３１０に電気的に接続される。モニタ用の光源３１０からの光は、液晶パネル３１２を透過して光センサ３００に入射する。なお、図３（Ａ）では、バックライト制御回路３０６と、バックライト３０８及びモニタ用の光源３１０との接続関係を示しているが、モニタ用の光源をバックライトと共有してモニタ用の光源を省略する場合には、バックライト制御回路３０６はバックライト３０８のみと電気的に接続されている構成としても良い。図中の矢印は、主要な信号の伝達方向を示している。
【００５０】
積分回路３０２は、光センサにより検出された光強度を時間積分する役割を有する。人間は、一定時間内の光強度を積分して知覚するという特性を有している。このため、積分回路３０２を用いることで、人間の目が受ける輝度を算出することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態においては積分回路３０２を設ける構成を示すがこれに限られない。本実施の形態における制御は、瞬間の輝度を用いて行う制御であるから、あえて積分回路３０２を設けない構成としてもかまわない。積分回路３０２を設けることにより、ノイズの影響を低減してより正確な制御を行うことができる。積分回路３０２を設けない場合には、構成をより簡略化できるメリットがある。
【００５２】
比較回路３０４は、積分回路３０２によって得られた輝度と、あらかじめ設定しておいた値とを比較する役割を有する。バックライト制御回路３０６は、比較回路３０４における比較結果にしたがってバックライト３０８やモニタ用の光源３１０の制御を行う。なお、本実施の形態においては、モニタ用の光源３１０は常に点灯させる構成としてもよいし、不要な期間において消灯させる構成としても良い。たとえば、バックライト３０８の点灯タイミングが確定した場合には以降の１フレーム期間において、モニタ用の光源３１０を消灯させる構成とすることも可能である。これにより、常に発光させておく場合と比較して、消費電力を低減することが可能である。
【００５３】
ここで、図３（Ｂ）を用いて、バックライトのスイッチング制御方法の一例について説明する。まず始めに、目的の輝度Ｄを設定する（ステップＳ３５０）。目的の輝度Ｄは、その液晶表示装置において、最も応答速度が小さくなる状況、つまり、応答の完了までにもっとも時間を要する状況を想定して設定することが好ましい。例えば、ＶＡ方式の液晶表示装置では中間階調への応答がもっとも遅いため、当該中間階調における輝度を目的の輝度Ｄとすると良い。これにより、一つの画素に信号が入力されてから、その応答が完了するまでに要する最大の時間が求められる。つまり、バックライトの点灯タイミングを、最も応答が遅くなる状況に合わせることができるようになる。これにより、一画面を構成するすべての画素が応答を終えてからバックライトを点灯させることができるため、動画性能の向上につながる。なお、このような表示を実現するためには、例えば、一画面の最後の画素に信号が入力された後に、求めた点灯タイミングに応じてバックライトを点灯させてやればよい。
【００５４】
次に、しきい値Ｅを設定する（ステップＳ３５２）。しきい値Ｅはバックライトのスイッチングの基準となる値である。具体的には、しきい値Ｅは目的の輝度に到達したかどうかを判定するための基準値であり、例えば、輝度が低い状態から高い状態への応答を判定する場合には、しきい値Ｅ以上の輝度であれば、目的の輝度に到達しているとみなす。しきい値Ｅは、目的とする画質特性及び動画性能に合わせて適宜設定することができる。また、目的の輝度Ｄを基準にして設定すると良い。本実施の形態においては、一例として、輝度が低い状態から高い状態への応答を判定する場合であって、しきい値Ｅを目的の輝度Ｄの９５パーセントとする場合について説明する。なお、輝度が高い状態から低い状態への応答を判定する場合には、しきい値Ｅ以下の輝度となる場合に、目的の輝度に到達していると考えれば良い。
【００５５】
なお、静止画のみを表示する用途に用いる場合は、実質的に本実施の形態に示すバックライトのスイッチング制御が行われないようにしてもよい。これにより、同じ輝度を表示する場合においてはバックライトの「瞬間の輝度」を低く抑えることができるため、バックライトの寿命向上の効果がある。
【００５６】
次に、１フレーム期間をＦ個の等しい期間（以下「輝度検出期間」と呼ぶ）に区切る（ステップＳ３５４）。なお、本実施の形態においては、一例として１フレーム期間を３０個の輝度検出期間に区切る場合について説明する。ここで、液晶の応答が１フレーム期間にて完了しないような場合には、１フレーム期間をテスト期間としてバックライトのスイッチング制御を行う必要はない。例えば、応答の遅い液晶材料を用いた一部の液晶表示装置等においては、液晶の応答が１フレーム期間にて完了しない場合が見られる。このような場合には、２フレーム期間以上の期間をテスト期間として制御を行うことができる。一方、近年における液晶表示装置の応答速度を考慮した場合、多くの液晶表示装置において、概ね１フレーム期間内に液晶の応答が完了する。したがって、本実施の形態では１フレーム期間をテスト期間としてバックライトのスイッチング制御を行う例について説明する。もちろん、駆動周波数を高くした場合（倍速（１２０Ｈｚ）駆動や、３倍速（１８０Ｈｚ）駆動等）においても、本発明を実施することが可能である。例えば、１フレーム期間をｎ個のサブフレーム期間に分けてｎ倍速駆動を行う場合には、第１サブフレーム期間において全画素への信号の書き込みを完了させ、第１サブフレーム期間を含む一又は複数のサブフレーム期間を用いて液晶の応答に掛かる時間を算出する構成としても良い。
【００５７】
なお、本実施の形態のように、基準となる１フレーム期間とは異なる期間において何らかの動作（本実施の形態においては、上記「輝度検出期間における輝度の検出」がそれにあたる）を行うためには、目的のタイミングに対応した新たなタイミング信号が必要となる。ここで、新たなタイミング信号を簡単な構成にて生成するためには、駆動回路に入力されるクロック信号を利用してやると良い。例えば、駆動回路における第Ｎ−１段目のシフトレジスタと第Ｎ段目のシフトレジスタの出力をもとに論理演算を行う（例えば論理積をとる）ことにより、非常に簡単な構成にて新たなタイミング信号を生成することができる。また、選択するシフトレジスタの段数を適宜変更することで、非常に多様なタイミング信号を、ごく簡単な構成にて生成することができる。その他、分周回路等を適宜組み合わせてタイミング信号を生成しても良い。
【００５８】
次に、一つの輝度検出期間における輝度Ｇを検出する（ステップＳ３５６）。ここで、バックライトのスイッチング制御のための輝度検出を便宜的に「スイッチング制御用輝度検出」と呼ぶこととする。次に、上記輝度検出期間において検出された輝度Ｇと、輝度検出期間あたりのしきい値Ｅ／Ｆとを比較する（ステップＳ３５８）。検出された輝度Ｇが輝度検出期間あたりのしきい値Ｅ／Ｆを超えた場合（又はＥ／Ｆ以上の場合）にはそのタイミングにてバックライトを点灯させ（ステップＳ３６０）、そうでない場合には次の輝度検出期間における輝度Ｇ´を検出し、同様の比較を行う（ステップＳ３５６、ステップＳ３５８）。ここで、検出された輝度がしきい値を下回る状況においてバックライトを消灯させる構成としても良い。なお、Ｅ／Ｆを比較の対象として用いたのは、しきい値Ｅが目的の輝度Ｄをもとに設定した値であり、１フレーム期間の積分値で表されているためである。一方で、輝度Ｇを算出する際の積分期間は１フレーム期間の１／Ｆである。
【００５９】
なお、本実施の形態において、モニタ部における画素の動作は、表示部における画素の動作から独立したものであっても良いし、表示部における画素の動作に連動したものであっても良い。モニタ部における画素の動作を表示部における画素の動作に連動させる場合には、表示部において最後に信号が書き込まれる画素に対して連動させることが好ましい。最後に信号が書き込まれる画素に連動させることで、画面上のすべての画素における液晶の応答が完了するタイミングを算出することが容易となる。モニタ部における画素の動作を表示部における画素の動作から独立したものとする場合には、適宜、バックライトのスイッチングタイミングを補正すれば良い。
【００６０】
上述のように、図３（Ｂ）にて示したフローに従って、バックライトのスイッチングタイミングを決定することができる。決定したタイミングはメモリに記憶しておき、一定期間継続して用いることができる。もちろん、１フレーム期間毎にバックライトのスイッチングタイミングを更新する構成としても良い。
【００６１】
図４は、本実施の形態に示すバックライトのスイッチングタイミング制御方法を用いる場合の、輝度（瞬間の輝度）とバックライトの点灯タイミングとの関係を示すグラフである。グラフの縦軸は目的の輝度を１００とした場合の輝度を表す。横軸は、１フレーム分の輝度検出期間（第１輝度検出期間から第３０輝度検出期間）を表す。また、しきい値以上の輝度を領域４００で、バックライトが点灯する期間を領域４０２で示す。グラフ中の矢印は、それ以降（つまり、第１６輝度検出期間以降）、輝度がしきい値を超えたと判定されることを示している。本実施の形態においては、輝度のしきい値を目的の輝度の９５パーセントとし、１フレーム期間を３０個の輝度検出期間に区切った場合について示しているが、本発明はこれに限られるものではない。各パラメータは適宜変更することができる。
【００６２】
図４の場合、第１５輝度検出期間までは、輝度がしきい値を超えない。このため、しきい値を超える第１６輝度検出期間の次の輝度検出期間である第１７輝度検出期間から、バックライトを点灯させている。なお、図４中の曲線で示される輝度は「瞬間の輝度」であって、時間積分による「輝度」とは厳密には対応していない。また、本実施の形態においては、しきい値以上の輝度を検出するタイミングと、バックライトを点灯させるタイミングにはタイムラグがある。例えば、図４に示すように、しきい値を超えるのが第１６輝度検出期間であるのに対して、バックライトの点灯は第１７輝度検出期間からとなっている。これは、一の輝度検出期間において、輝度を時間積分により求めているためである。しかしながら、この問題は、積分期間である輝度検出期間を十分短くすること（つまり、１フレーム期間を多数の輝度検出期間に区切ること）で、解消することができる。
【００６３】
また、このような問題を解消するために、時間積分によって求めた輝度を用いるのではなく、瞬間の輝度を用いて判定を行う構成としても良い。瞬間の輝度を用いることは、積分期間を十分に小さくすること（つまり、１フレーム期間をほぼ無限の数の輝度検出期間に区切ること）と同様の意味を有する。このような構成とすることで、バックライト点灯のタイミングをより細かく制御することができる。時間積分によって求めた輝度を用いる場合において、積分期間である輝度検出期間を十分に短くすることができないような場合であっても、例えば、バックライトの制御タイミングをメモリに保持させて、同じタイミングで一定期間の制御を行う場合には、適切に補正を加えて（図４の場合では第１７輝度検出期間から第１６輝度検出期間に点灯タイミングを変更する）、バックライトの点灯タイミングをより最適化することが可能である。
【００６４】
なお、表示装置が高速に動作するようになると、ノイズ等に起因する問題が生じ得る。例えば、図４に示すようにノイズの影響がごく僅かであり、輝度が単調に増加（又は減少）する場合であれば特に問題はないが、ノイズが大きい場合には、一時的にしきい値を超えてしまう状況が発生し得る。このような状況では正確なバックライト制御は困難である。当該問題を解消するために、例えば、「検出された輝度が少なくとも２回（又はそれ以上）連続してしきい値を超える場合にバックライトを点灯させる」といった新たな条件を付加しても良い。同様の問題はオーバードライブ駆動を採用する際にも発生し得るから、同様の手当てを行うことが好ましい。
【００６５】
なお、本実施の形態においては、輝度が低い状態から高い状態へ遷移する場合をテストパターンとする場合について説明しているが、本発明はこれに限られるものではない。輝度が高い状態から低い状態へ遷移する場合をテストパターンとして本発明の構成を用いることもできる。この場合には、各パラメータを適宜変更してやれば良い。
【００６６】
上述のように、光センサを用いてバックライトのスイッチング制御を行うことで、最適なタイミングによるインパルス駆動を実現することが可能になる。これにより、動画性能が著しく向上される。また、環境（温度や圧力等）の変化に伴い液晶の応答速度が変化する場合でも、最適なインパルス駆動を実現することができるため、常に動画性能を高い状態に保つことができる。また、環境の変化を検出するための温度センサ等が不要となり、参照となる表（いわゆるルックアップテーブル）を用いて制御する必要がないため、センサやメモリ等の構成を簡略化することができる。
【００６７】
なお、本発明を用いた場合のインパルス駆動は、従来の意味におけるインパルス駆動とは異なる。つまり、従来のインパルス駆動は、ある画素に着目した場合の輝度がパルス的に変化することを指すのに対して、本発明により実現されるインパルス駆動は、一画面分の画素の輝度が同時に、且つパルス的に変化することを指す。さらに言い換えれば、従来のインパルス駆動は点順次駆動、線順次駆動によるインパルス駆動であるのに対して、本発明により実現されるインパルス駆動は一画面分の画素を同時に点灯するという、いわば「面順次駆動」的な側面を有している。一画面におけるすべての画素を同時に点灯することができるため、動画性能は著しく向上する。なお、上記インパルス駆動を実現するためには、対象とする期間（本実施の形態においては１フレーム期間）が、全画素に信号を書き込むために要する時間と、液晶の応答が完了するまでに要する時間との和より、長いものでなくてはならない。これは、全画素の液晶の応答が完了した状態からバックライトの点灯が開始することに起因する。しかしながら、近年における駆動回路の処理能力の向上や、液晶の応答速度の向上等を鑑みれば、この点は特に問題にならない。
【００６８】
また、電力が投入されて間もない状況においても、電力が投入されてから一定時間を経過した状況においても、高い動画性能を示す液晶表示装置を提供することができる。また、苛酷な環境に晒される街頭の表示パネルや携帯機器、車載機器等においても、高い動画性能を得ることが可能である。
【００６９】
なお、本実施の形態においては、バックライトのスイッチング制御を行う場合についての説明を行ったが、本発明はバックライトのスイッチング制御を行う場合以外においても用いることができる。例えば、オーバードライブ駆動に最適な電圧を決定するために本発明を用いることも可能である。この場合において、所望の期間までに目標の輝度が表示されるようにオーバードライブ電圧を制御することで、動画性能を著しく向上できる。もちろん、オーバードライブ電圧の制御と、バックライトのスイッチング制御を組み合わせて用いても良い。
【００７０】
また、本実施の形態では、ハードウエアを用いて処理を行う例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。本実施の形態における技術的思想は、光センサによって得られた情報をもとにバックライトのスイッチング制御を行うというものであるから、これらの技術的思想が実施可能な構成であれば、どのような構成を採用することもできる。例えば、本実施の形態においてはハードウエアにて行っていた処理を、ソフトウエアにて行うことも可能である。
【００７１】
本実施の形態は、実施の形態１と適宜組み合わせて用いることができる。なお、実施の形態１に示したバックライトの出力制御と本実施の形態におけるバックライトのスイッチング制御とは、組み合わせて用いることも可能である。当該構成を組み合わせて用いることにより、優れた画質且つ高い動画性能を有する液晶表示装置が実現される。
【００７２】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の液晶表示装置とその駆動方法の他の一例を図５乃至７を用いて以下に説明する。
【００７３】
本実施の形態の液晶表示装置に用いることができるパネルの構成については、実施の形態１と同様であるため、詳細な説明は省略する。本実施の形態では、実施の形態２とは異なるバックライトのスイッチング制御回路及びバックライトのスイッチング制御方法ついて説明する。
【００７４】
図５は、バックライトのスイッチング制御回路の一例を示した図である。光センサ５００は積分回路５０２に電気的に接続され、積分回路５０２は比較回路Ａ５０４、差動回路５０６、遅延回路５０８に電気的に接続される。遅延回路５０８は差動回路５０６に電気的に接続され、差動回路５０６は比較回路Ｂ５１０に電気的に接続されている。比較回路Ａ５０４及び比較回路Ｂ５１０は、一致回路５１２に電気的に接続され、一致回路５１２はバックライト制御回路５１４に電気的に接続され、バックライト制御回路５１４はバックライト５１６及びモニタ用の光源５１８に電気的に接続される。モニタ用の光源５１８からの光は、液晶パネル５２０を透過して光センサ５００に入射する。なお、図５では、バックライト制御回路５１４と、バックライト５１６及びモニタ用の光源５１８との接続関係を示しているが、モニタ用の光源をバックライトと共用してモニタ用の光源を省略する場合には、バックライト制御回路５１４はバックライト５１６のみと電気的に接続されている構成としても良い。図中の矢印は、主要な信号の伝達方向を示している。
【００７５】
積分回路５０２は、光センサにより検出された光強度を時間積分する役割を有する。人間は、一定時間内の光強度を積分して知覚するという特性を有している。このため、積分回路５０２を用いることで、人間の目が受ける輝度を算出することができる。
【００７６】
なお、本実施の形態においては積分回路５０２を設ける構成を示すがこれに限られない。本実施の形態における制御は、瞬間の輝度を用いて行う制御であるから、あえて積分回路５０２を設けない構成としてもかまわない。積分回路５０２を設けることにより、ノイズの影響を低減してより正確な制御を行うことができる。積分回路５０２を設けない場合には、構成をより簡略化できるメリットがある。
【００７７】
比較回路Ａ５０４は、積分回路５０２によって得られた輝度と、あらかじめ設定しておいた値とを比較する役割を有する。差動回路５０６は、積分回路５０２によって得られた輝度と、遅延回路５０８によって得られた直前の輝度検出期間における輝度とから、その差分を算出する。比較回路Ｂ５１０は、差動回路５０６によって得られた差分と、あらかじめ設定しておいた値とを比較する役割を有する。一致回路５１２は、比較回路Ａ５０４による比較結果と比較回路Ｂ５１０による比較結果とが共に条件を満たすか否かを判定する。バックライト制御回路５１４は、一致回路５１２からの信号に従ってバックライト５１６やモニタ用の光源５１８の制御を行う。なお、本実施の形態においては、モニタ用の光源５１８は常に点灯させる構成とすることが好ましいが、これに限られるものではない。
【００７８】
ここで、図６を用いて、バックライトのスイッチング制御方法の一例について説明する。まず始めに、目的の輝度Ｈを設定する（ステップＳ６００）。目的の輝度Ｈは、その液晶表示装置において、最も応答速度が小さくなる状況、つまり、応答の完了までにもっとも時間を要する状況を想定して設定することが好ましい。例えば、ＶＡ方式の液晶表示装置では中間階調への応答がもっとも遅いため、当該中間階調における輝度を目的の輝度Ｈとすると良い。最も応答が遅くなる状況を想定して目的の輝度Ｈを設定することにより、一画面を構成するすべての画素が応答を終えてからバックライトを点灯させることができるため、動画性能の向上につながる。
【００７９】
次に、しきい値Ｉ及びしきい値Ｊを設定する（ステップＳ６０２）。しきい値Ｉ及びしきい値Ｊはバックライトのスイッチングの基準となる値である。具体的には、しきい値Ｉは目的の輝度に到達したかどうかを判定するための基準値であり、例えば、輝度が低い状態から高い状態への応答を判定する場合には、しきい値Ｉ以上の輝度であれば、目的の輝度に到達しているとみなす。しきい値Ｊは輝度が安定しているかどうかを判定するための基準値であり、輝度の変化量がしきい値Ｊ以下の値であれば、輝度は安定しているものとみなす。しきい値Ｉ及びしきい値Ｊは、目的とする画質特性及び動画性能に合わせて適宜設定することができる。また、目的の輝度Ｈを基準にして設定すると良い。本実施の形態においては一例として、輝度が低い状態から高い状態への応答を判定する場合であって、しきい値Ｉを目的の輝度Ｈの９５パーセントとする場合について説明する。
【００８０】
なお、静止画のみを表示する用途に用いる場合は、実質的に本実施の形態に示すバックライトのスイッチング制御が行われないようにしてもよい。このようにすることで、同じ輝度を表示する場合においてはバックライトの「瞬間の輝度」を低く抑えることができるため、バックライトの寿命向上の効果がある。
【００８１】
なお、バックライトを表示領域ごとに制御できる場合には、しきい値を表示領域ごとに設定する構成としても良い。つまり、静止画のみを表示する領域においては、実質的に本実施の形態に示すバックライトのスイッチング制御が行われないようにして、動画を表示する領域においては、求められる動画性能に従ってしきい値Ｉの値を適宜設定する。このようにすることで、画面上に静止画領域と動画領域を有する場合の最適化が可能となる。
【００８２】
しきい値Ｊについては、ノイズの大きさ等を考慮して決定することが好ましい。例えば、平均のノイズレベルが目的の輝度Ｈの１パーセント程度であれば、しきい値Ｊは目的の輝度Ｈの１パーセント以上にする必要がある。しかしながら、しきい値Ｊを大きくし過ぎると安定状態か否かの判定に用いることができなくなってしまうから、ノイズレベルを考慮しつつ、安定状態か否かを判定できる程度の値をしきい値Ｊとして設定すると良い。本実施の形態においては一例として、しきい値Ｊを目的の輝度Ｈの１パーセントとした場合について説明する。
【００８３】
次に、１フレーム期間をＫ個の等しい期間（以下「輝度検出期間」と呼ぶ）に区切る（ステップＳ６０４）。なお、本実施の形態においては、一例として１フレーム期間を３０個の輝度検出期間に区切る場合について説明する。ここで、液晶の応答が１フレーム期間にて完了しないような場合には、１フレーム期間をテスト期間としてバックライトのスイッチング制御を行う必要はない。例えば、応答の遅い液晶材料を用いた一部の液晶表示装置等においては、液晶の応答が１フレーム期間にて完了しない場合が見られる。このような場合には、２フレーム期間以上の期間をテスト期間として制御を行うことができる。一方、近年における液晶表示装置の応答速度を考慮した場合、多くの液晶表示装置において、概ね１フレーム期間内に液晶の応答が完了する。したがって、本実施の形態では１フレーム期間をテスト期間としてバックライトのスイッチング制御を行う例について説明する。もちろん、駆動周波数を高くした場合（例えば、倍速（１２０Ｈｚ）駆動や、３倍速（１８０Ｈｚ）駆動等）においても、本発明を実施することが可能である。例えば、１フレーム期間をｎ個のサブフレーム期間に分けてｎ倍速駆動を行う場合には、第１サブフレーム期間において全画素への信号の書き込みを完了させ、第１サブフレーム期間を含む一又は複数のサブフレーム期間を用いて液晶の応答に掛かる時間を算出する構成としても良い。
【００８４】
なお、本実施の形態のように、基準となる１フレーム期間とは異なる期間において何らかの動作（本実施の形態においては、上記「輝度検出期間における輝度の検出」がそれにあたる）を行うためには、目的のタイミングに対応した新たなタイミング信号が必要となる。ここで、新たなタイミング信号を簡単な構成にて生成するためには、駆動回路に入力されるクロック信号を利用してやると良い。例えば、駆動回路における第Ｎ−１段目のシフトレジスタと第Ｎ段目のシフトレジスタの出力をもとに論理演算を行う（例えば論理積をとる）ことにより、非常に簡単な構成にて新たなタイミング信号を生成することができる。また、選択するシフトレジスタの段数を適宜変更することで、非常に多様なタイミング信号を、ごく簡単な構成にて生成することができる。その他、分周回路等を適宜組み合わせてタイミング信号を生成しても良い。
【００８５】
次に、一つの輝度検出期間において輝度Ｌを検出する（ステップＳ６０６）。そして、一つの輝度検出期間において検出された輝度Ｌと、一つの輝度検出期間あたりのしきい値Ｉ／Ｋとを比較する（ステップＳ６０８）。検出された輝度Ｌが輝度検出期間あたりのしきい値Ｉ／Ｋを超えた場合（又はＩ／Ｋ以上の場合）には次のステップに進む。そうでない場合には次の輝度検出期間における輝度Ｌ´を検出し、同様の比較を行う（ステップＳ６０６、ステップＳ６０８）。ここでＩ／Ｋを比較の対象として用いたのは、しきい値Ｉが目的の輝度Ｈをもとに設定した値であり、１フレーム期間の積分値で表されているためである。一方で、輝度Ｌを算出する際の積分期間は１フレーム期間の１／Ｋである。
【００８６】
次に、一つの輝度検出期間における輝度Ｌと直前の輝度検出期間における輝度Ｌ´´とから、輝度の差分δＬを検出する（ステップＳ６１０）。そして、輝度の差分δＬと一つの輝度検出期間あたりのしきい値Ｊ／Ｋとを比較する（ステップＳ６１２）。輝度の差分δＬがＪ／Ｋより小さくなった場合（又はＪ／Ｋ以下の場合）にはそのタイミングにてバックライトを点灯させる（ステップＳ６１４）。そうでない場合にはステップＳ６０６に戻り、再度同様のステップを繰り返す。ここでＪ／Ｋを比較の対象として用いたのは、しきい値Ｊが目的の輝度Ｈをもとに設定した値であり、１フレーム期間の積分値で表されているためである。一方で、輝度の差分δＬは、輝度検出期間における輝度の差分であるから、積分期間は１フレーム期間の１／Ｋである。
【００８７】
なお、図５に示した制御回路のブロック図においては、しきい値Ｉとの比較及びしきい値Ｊとの比較を並列的に行い、その後、それらの結果を判定する構成としているが、実質的に行っていることは、図６のフローとなんら変わるところはない。図６のフローでは、簡単のため、先にしきい値Ｉとの比較を行い、次にしきい値Ｊとの比較を行う構成を示したが、先にしきい値Ｊとの比較を行い、次にしきい値Ｉとの比較を行う構成としても良いし、図５に示したとおりの並列的なフローとしても良い。
【００８８】
また、本実施の形態において、モニタ部における画素の動作は、表示部における画素の動作から独立したものであっても良いし、表示部における画素の動作に連動したものであっても良い。モニタ部における画素の動作を表示部における画素の動作に連動させる場合には、表示部において最後に信号が書き込まれる画素に対して連動させることが好ましい。最後に信号が書き込まれる画素に連動させることで、画面上のすべての画素における液晶の応答が完了するタイミングを算出することが容易となる。モニタ部における画素の動作を表示部における画素の動作から独立したものとする場合には、適宜、バックライトのスイッチングタイミングを補正すれば良い。
【００８９】
上述のように、図６にて示したフローに従って、バックライトのスイッチングタイミングを決定することができる。決定したタイミングはメモリに記憶しておき、一定期間継続して用いることができる。もちろん、１フレーム期間毎にバックライトのスイッチングタイミングを更新する構成としても良い。
【００９０】
図７は、本実施の形態に示すバックライトのスイッチングタイミング制御方法を用いる場合の、輝度（瞬間の輝度）とバックライトの点灯タイミングとの関係を示すグラフである。グラフの縦軸は目的の輝度を１００とした場合の輝度を表す。横軸は、１フレーム分の輝度検出期間（第１輝度検出期間から第３０輝度検出期間）を表す。図７において、しきい値以上の輝度を領域７００で、バックライトが点灯する期間を領域７０２で示す。グラフ中の長い矢印は、それ以降（つまり、第１４輝度検出期間以降）、輝度がしきい値を超えたと判定されることを示し、グラフ中の短い矢印はそれ以降（つまり、第１６輝度検出期間以降）、輝度の差分がしきい値より小さくなったと判定されたことを示している。本実施の形態においては、輝度のしきい値を目的の輝度の９５パーセントとし、１フレーム期間を３０個の輝度検出期間に区切った場合について示しているが、本発明はこれに限られるものではない。各パラメータは適宜変更することができる。
【００９１】
図７の場合、液晶の過渡的応答期間において非常に大きなノイズ成分７０４が存在している。しかしながら、本実施の形態の液晶表示装置においては、バックライト制御に大きな問題は発生しない。輝度がしきい値を超えるような状況であるにも関わらず、バックライト制御に問題が生じないのは、輝度としきい値との比較に加えて、輝度の差分としきい値との比較を行っているためである。輝度としきい値との比較及び輝度の差分としきい値との比較という、言わば２種類の異なるフィルタを用いて最適なタイミングを検出しているのである。本実施の形態に示すように、異なる手法を組み合わせてノイズ成分を除去することにより、より精度の高いバックライト制御が可能となる。もちろん、フィルタとして用いることが可能な手法は、本実施の形態に示す手法に限られるものではない。例えば、実施の形態２にて示した、「検出された輝度が少なくとも２回（又はそれ以上）連続してしきい値を超える場合にバックライトを点灯させる」という新たな条件を付加することによってノイズを除去することも可能である。また、３つ以上の異なる手法を組み合わせて用いても良い。
【００９２】
図７の場合、実施の形態２における図４の場合と同様に、条件を満たすタイミングと、バックライトを点灯させるタイミングとは、厳密に一致しているわけではない。しかしながら、実施の形態２にも示したように、積分期間である輝度検出期間を十分短くすること（つまり、１フレーム期間を多数の輝度検出期間に区切ること）で、当該問題は解消される。もちろん、時間積分によって求めた輝度を用いるのではなく、瞬間の輝度を用いる構成として、当該問題を解消しても良い。また、バックライトの制御タイミングをメモリに保持させて、同じタイミングで一定期間の制御を行う場合には、適切に補正を加えて（図７の場合では第１６輝度検出期間から第１５輝度検出期間に点灯タイミングを変更する）、点灯タイミングをより最適化することが可能である。
【００９３】
なお、本実施の形態においては、輝度が低い状態から高い状態へ遷移する場合をテストパターンとする場合について説明しているが、本発明はこれに限られるものではない。輝度が高い状態から低い状態へ遷移する場合をテストパターンとして本発明の構成を用いることもできる。この場合には、各パラメータを適宜変更してやれば良い。
【００９４】
上述のように、光センサを用いてバックライトのスイッチング制御を行うことで、最適なタイミングによるインパルス駆動を実現することが可能になる。これにより、動画性能が著しく向上される。また、環境（温度や圧力等）の変化に伴い液晶の応答が変化する場合でも、最適なインパルス駆動を実現することができるため、常に動画性能を高い状態に保つことができる。また、環境の変化を検出するための温度センサ等が不要となり、参照となる表（いわゆるルックアップテーブル）を用いて制御する必要がないため、センサやメモリ等の構成を簡略化することができる。
【００９５】
なお、本発明を用いた場合のインパルス駆動は、従来の意味におけるインパルス駆動とは異なる。つまり、従来のインパルス駆動は、ある画素に着目した場合の輝度がパルス的に変化することを指すのに対して、本発明により実現されるインパルス駆動は、一画面分の画素の輝度が同時に、且つパルス的に変化することを指す。さらに言い換えれば、従来のインパルス駆動は点順次駆動、線順次駆動によるインパルス駆動であるのに対して、本発明により実現されるインパルス駆動は１画面分の画素を同時に点灯するという、いわば「面順次駆動」的な側面を有している。一画面におけるすべての画素を同時に点灯することができるため、動画性能は著しく向上する。なお、上記インパルス駆動を実現するためには、対象とする期間（本実施の形態においては１フレーム期間）が、全画素に信号を書き込むために要する時間と、液晶の応答が完了するまでに要する時間との和より、長いものでなくてはならない。これは、全画素の液晶の応答が完了した状態からバックライトの点灯が開始することに起因する。しかしながら、近年における駆動回路の処理能力の向上や、液晶の応答速度の向上等を鑑みれば、この点は特に問題にならない。
【００９６】
また、電力が投入されて間もない状況においても、電力が投入されてから一定時間を経過した状況においても、高い動画性能を示す液晶表示装置を提供することができる。また、苛酷な環境に晒される街頭の表示パネルや携帯機器、車載機器等においても、高い動画性能を得ることが可能である。
【００９７】
さらに、本実施の形態における液晶表示装置は、２種類の異なる条件を用いてバックライトの点灯タイミングを制御している。これにより、ノイズ等の影響を排除した非常に精度の高い制御が可能となる。つまり、高いレベルの動画性能を、安定して提供することが可能になる。
【００９８】
なお、本実施の形態においては、バックライトのスイッチング制御を行う場合についての説明を行ったが、本発明はバックライトのスイッチング制御を行う場合以外においても用いることができる。例えば、オーバードライブ駆動に最適な電圧を決定するために本発明を用いることも可能である。この場合において、所望の期間までに目標の輝度が表示されるようにオーバードライブ電圧を制御することで、動画性能を著しく向上できる。もちろん、オーバードライブ電圧の制御と、バックライトのスイッチング制御を組み合わせて用いても良い。
【００９９】
また、本実施の形態では、ハードウエアを用いて処理を行う例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。本実施の形態における技術的思想は、光センサによって得られた情報をもとにバックライトのスイッチング制御を行うというものであるから、これらの技術的思想が実施可能な構成であれば、どのような構成を採用することもできる。例えば、本実施の形態においてはハードウエアにて行っていた処理を、ソフトウエアにて行うことも可能である。
【０１００】
本実施の形態は、実施の形態１及び２と適宜組み合わせて用いることができる。なお、実施の形態１に示したバックライトの出力制御と本実施の形態におけるバックライトのスイッチング制御とは、組み合わせて用いることも可能である。当該構成を組み合わせて用いることにより、優れた画質且つ高い動画性能を有する液晶表示装置が実現される。
【０１０１】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の液晶表示装置とその駆動方法の他の一例を、図８を用いて以下に説明する。
【０１０２】
本実施の形態の液晶表示装置に用いることができるパネルの構成については、実施の形態１と同様であるため、詳細な説明は省略する。本実施の形態では、実施の形態１に係るバックライトの出力（輝度）制御方法と、実施の形態２又は３に係るバックライトのスイッチング制御方法とを組み合わせて用いる場合について、以下に説明する。
【０１０３】
図８は、バックライトの出力制御方法と、スイッチング制御方法を組み合わせて用いる場合の制御方法の一例である。なお、回路構成としては実施の形態１乃至３に記載の回路構成等を組み合わせて用いることができるため、詳細については省略する。なお、本実施の形態に係る回路構成は、実施の形態１乃至３に記載の回路構成の組み合わせに限られるものではなく、同等の機能を有する回路構成を適宜用いることができる。また、実施の形態１乃至３に係る回路構成を組み合わせて用いた際に共通化できる回路構成については共通化して用いても良い。例えば、積分回路を共通化して用いる構成としても良い。
【０１０４】
本実施の形態においては、はじめにバックライトの出力制御を行い、その後にバックライトのスイッチング制御を行う構成について説明する。もちろん、はじめにバックライトのスイッチング制御を行い、次にバックライトの出力制御を行う構成としても構わない。なお、バックライトの出力制御方法及びスイッチング制御方法の各々の動作の詳細については実施の形態１乃至３を参照することができるため、ここでは省略する。
【０１０５】
まず、バックライト及びモニタ用の光源の点灯を開始する。同時に、モニタパターンを用いて、モニタ用画素における液晶の駆動を行う（ステップＳ８００）。ここで、バックライトとモニタ用の光源を別に設けている場合には、同時に点灯を開始すると良い。その後、光センサにより輝度を検出し（ステップＳ８０２）、検出された輝度を用いてバックライトの出力制御を行う（ステップＳ８０４）。
【０１０６】
次に、検出された輝度と目的の輝度とを比較する（ステップＳ８０６）。ここで、目的の輝度を達成できなかった場合には、次の期間においても同様のステップを繰り返す。なお、バックライトの出力制御において単位となる期間は１フレーム期間であっても良いし、それ以上の期間であっても良い。また、１フレーム期間以下の期間とすることもできる。目的の輝度を達成できた場合には、バックライトのスイッチング制御のために、液晶の光学応答の検出を開始する（ステップＳ８０８）。
【０１０７】
次に、検出された光学応答にしたがって、バックライトのスイッチング制御を行う（ステップＳ８１０）。バックライトのスイッチング制御が完了した場合には、再び、バックライトの出力制御のステップを行う。
【０１０８】
なお、本実施の形態においては、バックライトのスイッチング制御が完了した直後に再びバックライトの出力制御を行う構成としているが、本発明はこれに限られない。バックライトのスイッチング制御が完了した後、一定時間経過後にバックライトの出力制御を行う構成としてもかまわない。バックライトの出力制御及びバックライトのスイッチング制御を最短の期間にて繰り返し行うことで、常に、液晶表示装置を最適な状態に保つことができる。一方、一定期間経過後に再び出力制御及びスイッチング制御を行うことで、液晶表示装置を良好な状態に保ちつつ、制御用の回路の動作回数を低減することができる。つまり、優れた画質及び高い動画性能を保ちつつ、消費電力を低減することができる。
【０１０９】
また、本発明の特性上、高視野角を実現できる液晶材料や、高視野角を実現できる駆動方法（例えば、ＶＡ方式やＩＰＳ方式等）を組み合わせることで、より一層優れた画質を提供することができる。また、応答速度の速い液晶材料や、応答速度の速い駆動方法（例えば、ＯＣＢ方式等）を組み合わせて用いることで、より高い動画性能を得ることができる。
【０１１０】
上述のように、光センサを用いてバックライトの出力（輝度）制御及びスイッチング制御を行うことで、所望の輝度を正確に表示しつつ、最適なタイミングによるインパルス駆動を実現することができる。これにより、優れた画質及び高い動画性能を有する液晶表示装置を提供することができる。また、環境（温度や圧力等）の変化に伴い液晶の応答速度が変化した場合でも、所望の輝度を保ちつつ、最適なインパルス駆動を実現することができる。これにより、優れた画質と高い動画性能をどのような状況においても提供することができる。また、環境の変化を検出するための温度センサ等が不要となり、温度等と輝度との関係を参照するためのルックアップテーブルを用いる必要がないため、センサやメモリ等の構成を簡略化することができる。
【０１１１】
なお、本発明を用いた場合のインパルス駆動は、従来の意味におけるインパルス駆動とは異なる。つまり、従来のインパルス駆動は、ある画素に着目した場合の輝度がパルス的に変化することを指すのに対して、本発明により実現されるインパルス駆動は、一画面分の画素の輝度が同時に、且つパルス的に変化することを指す。さらに言い換えれば、従来のインパルス駆動は点順次駆動、線順次駆動によるインパルス駆動であるのに対して、本発明により実現されるインパルス駆動は１画面分の画素を同時に点灯するという、いわば「面順次駆動」的な側面を有している。一画面におけるすべての画素を同時に点灯することができるため、動画性能は著しく向上する。
【０１１２】
また、電力が投入されて間もない状況においても、電力が投入されてから一定時間を経過した状況においても、優れた画質及び高い動画性能を提供することができる。また、苛酷な環境に晒される街頭の表示パネルや携帯機器、車載機器等においても、優れた画質及び高い動画性能を得ることが可能である。
【０１１３】
なお、本実施の形態においては、バックライトのスイッチング制御を行う場合についての説明を行ったが、本発明はバックライトのスイッチング制御を行う場合以外においても用いることができる。例えば、オーバードライブ駆動に最適な電圧を決定するために本発明を用いることも可能である。この場合において、所望の期間までに目標の輝度が表示されるようにオーバードライブ電圧を制御することで、動画性能を著しく向上できる。もちろん、オーバードライブ電圧の制御と、バックライトのスイッチング制御を組み合わせて用いても良い。
【０１１４】
本実施の形態は、実施の形態１乃至３と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１１５】
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態１にて示した液晶表示装置とは異なる構成の液晶表示装置について図９及び１０を用いて以下に説明する。
【０１１６】
実施の形態１の図１に示した構成は、バックライト又はモニタ用の光源の輝度を光センサによって検出する場合であって、バックライト及びモニタ用の光源が液晶層に対して同じ側（具体的には、偏光板１２０ａの下方）に設けられた場合を想定している。一方、図９では、バックライトが液晶層の一方にあり、モニタ用の光源が液晶層の他方にある場合の構成について示す。なお、図９に示す構成を用いる場合は、バックライトとモニタ用の光源とを別に設ける必要がある点に留意しなくてはならない。
【０１１７】
図９（Ａ）にパネルの平面図を示す。平面図に関しては、図１に示す構成とほぼ同様である。基板９００及び対向基板９１０は、シール材９１２によって貼り合わされている。また、基板９００及び対向基板９１０の間に、画素部９０２、走査線駆動回路９０４ａ、走査線駆動回路９０４ｂ、信号線駆動回路部９０６、モニタ部９０８が設けられている。外部からの信号は、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）９１４を介して入力される。
【０１１８】
図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示されるパネルの積層構造を簡略化して示した図である。基板９００と対向基板９１０との間には液晶層９２２が設けられている。また、基板９００及び対向基板９１０の外側（図面では基板９００の下方及び対向基板９１０の上方）には、それぞれ、偏光板９２０ａ及び偏光板９２０ｂが設けられている。偏光板９２０ａの外側（偏光板９２０ａの下方）には、バックライト９２４及び光センサ９２６が設けられており、偏光板９２０ｂの外側（偏光板９２０ｂの上方）には、モニタ用の光源９２８が設けられている。
【０１１９】
光センサ９２６は、偏光板９２０ｂ、対向基板９１０、液晶層９２２、基板９００、偏光板９２０ａを順に通過した光を検出する。これにより、環境（例えば、温度や圧力等）の変化に伴うバックライトの輝度変化や液晶の応答に掛かる時間を算出して、バックライトの制御（例えば、輝度の制御やスイッチングタイミングの制御等）を行うことができる。図９においては、光センサ９２６とバックライト９２４を同じ層に設ける構成を示したが、本発明はこれに限られない。光センサ９２６がバックライト９２４の光を検出しないように配置すれば良い。また、図９において、バックライト９２４は、その一部に切り欠きを有する構成となっているが、本発明はこれに限られるものではない。
【０１２０】
モニタ用の光源としては、バックライトと同じ特性を有する光源を用いることが好ましいが、モニタ用の光源の輝度とバックライトの輝度との対応関係が取れていれば、同じ特性の光源を用いることに限られるものではない。なお、図９（Ｂ）においては、対向基板側から光を取り出す構成の液晶表示装置について示しているが、基板（アクティブマトリクス基板）側から光を取り出す構成においても同様に本発明を用いることができる。この場合、光センサは、偏光板、基板（アクティブマトリクス基板）、液晶層、対向基板、偏光板を順に通過した光を検出することになる。
【０１２１】
なお、図９の構成に類似する構成の一例として、モニタ用の光源に代えて外部からの光（外光）を用いる構成がある。外部からの光を光センサにより検出することで、周辺の明るさに対応させてバックライトの輝度を調節することが可能である。なお、この目的に用いる場合には、光センサは外部からの光を検出できる構成であれば良く、図９に類似の構成に特に限られるものではない。また、外部からの光が安定している状況では、外部からの光を液晶の応答に掛かる時間の算出に用いて、バックライトのスイッチング制御を行うことも可能である。
【０１２２】
次に、液晶表示装置におけるモニタ部の配置例を、図１０に示す。図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は小型パネルを用いた液晶表示装置におけるモニタ部の配置例を示している。図１０（Ｄ）は、大型パネルを用いた液晶表示装置におけるモニタ部の配置例である。なお、筐体１０００及び表示部１００２は共通の符号を用いて示している。
【０１２３】
図１０（Ａ）は、モニタ部１０１０とモニタ部１０１２を設けた構成の例である。モニタ部１０１０とモニタ部１０１２には、それぞれ、光センサが設けられている。モニタ部が二つ存在することで、出力制御用輝度検出とスイッチング制御用輝度検出とを異なる光センサを用いて行うことができる。つまり、出力制御とスイッチング制御とを分離して実行することが可能であり、出力制御とスイッチング制御を同時に実行することも可能である。同時に実行する場合には、交互に実行する場合と比較して制御に要する期間を短縮することができるから、より細やかな制御を行うことが可能である。
【０１２４】
図１０（Ｂ）は、モニタ部１０２０、モニタ部１０２２、モニタ部１０２４、モニタ部１０２６を設けた構成の例である。モニタ部１０２０、モニタ部１０２２、モニタ部１０２４、モニタ部１０２６には、それぞれ、光センサが設けられている。モニタ部１０２０及びモニタ部１０２４は、出力制御用輝度検出を行うためのモニタ部であり、モニタ部１０２２及びモニタ部１０２６は、スイッチング制御用輝度検出を行うためのモニタ部である。出力制御用輝度検出とスイッチング制御用輝度検出を、それぞれ二つの光センサを用いて行うことにより、輝度検出の精度を向上させることができる。図１０（Ｂ）においては出力制御用輝度検出とスイッチング制御用輝度検出とをそれぞれ二つのモニタ部にて行う例を示したが、それぞれ三つ以上のモニタ部を用いて輝度検出を行う構成としてもかまわない。
【０１２５】
図１０（Ｃ）は、モニタ部１０３０、モニタ部１０３２、モニタ部１０３４を設けた構成の例である。モニタ部１０３０、モニタ部１０３２、モニタ部１０３４には、それぞれ、光センサが設けられている。また、筐体１０００のモニタ部１０３４に対応する領域には開口部が設けられている。モニタ部１０３０は出力制御用輝度検出を行うためのモニタ部であり、モニタ部１０３２はスイッチング制御用輝度検出を行うためのモニタ部である。モニタ部１０３４では、外部からの光を検出する。モニタ部１０３４を有することにより、周辺の明るさに応じてバックライトの明るさを調節することが可能である。また、外部からの光が安定している状況では、外部からの光を液晶の応答に掛かる時間の算出に用いて、バックライトのスイッチング制御を行うことも可能である。
【０１２６】
図１０（Ｄ）の液晶表示装置には、モニタ部１０４０が設けられている。モニタ部１０４０には、光センサが設けられている。図１０（Ｄ）に示すような大型液晶表示装置では、携帯機器等に用いられるような液晶表示装置と比較して、周囲の環境の変化が緩やかである。したがって、モニタ部の数を最小限に抑えた構成としても良い。もちろん、複数のモニタ部を設けて、細やかな制御を行ってもかまわない。
【０１２７】
本実施の形態は、実施の形態１乃至４と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１２８】
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明に用いる光センサの一例について図１１を用いて説明する。具体的には、フォトＩＣの構成の一例について説明する。
【０１２９】
図１１（Ａ）に示すフォトＩＣ１１００は、光電変換素子１１０２と、トランジスタで構成される集積回路とを有し、当該集積回路は少なくともトランジスタ１１０４と、ダイオード接続されたトランジスタ１１０６とで構成されるカレントミラー回路１１０８を有する構成であることが好ましい。なお、本実施形態においてカレントミラー回路１１０８を構成するトランジスタは、ｎチャネル型トランジスタであっても、ｐチャネル型トランジスタであっても構わないが、ここでは、ｎチャネル型トランジスタの例を示す。また、フォトＩＣは、光電変換装置とも言う。
【０１３０】
端子１１１０は、光電変換素子１１０２を介してトランジスタ１１０６のゲート電極及び第１の電極（ソース電極及びドレイン電極の一方）と接続され、トランジスタ１１０６の第２の電極（ソース電極及びドレイン電極の他方）は端子１１１２と接続されている。また、端子１１１０はトランジスタ１１０４の第１の電極（ソース電極及びドレイン電極の一方）とも接続されている。一方、トランジスタ１１０４の第２の電極（ソース電極及びドレイン電極の他方）は端子１１１２と接続されている。なお、トランジスタ１１０４のゲート電極はトランジスタ１１０６のゲート電極と接続されている。
【０１３１】
フォトＩＣ１１００において、光電変換素子１１０２に光が照射されると電子及び正孔が生じ、電流が発生する。なお、カレントミラー回路１１０８は、光電変換素子１１０２から得られた電流を増幅する働きを有する。本実施の形態にて示すフォトＩＣ１１００では、トランジスタ１１０４が一つの場合、即ち光電変換素子１１０２から得られた電流を２倍に増幅する場合について示しているが、さらに大きな電流を得たい場合には、ゲート電極がトランジスタ１１０６のゲート電極に接続されたトランジスタ１１０４からなるユニット１１１４を、端子１１１０と端子１１１２との間に、並列に複数設ければ良い。例えば、ユニット１１１４の数をｎとすることで、光電変換素子１１０２から得られる電流Ｉの約（ｎ＋１）倍の電流を、フォトＩＣ１１００より出力することができる。なお、光電変換素子１１０２から得られた電流は照度依存性を有するため、照度すなわち照射された光を検出することが可能となる。
【０１３２】
次に、光電変換素子１１０２の構成について図１１（Ｂ）を参照して説明する。
【０１３３】
図１１（Ｂ）は光電変換素子１１０２の積層構造を簡略化して示した図である。光電変換素子１１０２は、光透過性を有する基板上に、光透過性を有する導電膜と、第１の導電型半導体層と、真性層（真性半導体層）と、第２の導電型半導体層とが順次積層されることで形成されている。具体的には、光透過性を有する基板１１５０上に光透過性を有する導電膜１１５２、Ｐ型半導体層１１５４、真性層１１５６、Ｎ型半導体層１１５８、及び背面電極１１６０が順次積層されている。
【０１３４】
光透過性を有する基板１１５０としては、絶縁性材料を用いた基板が挙げられる。例えば、バリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、ステンレス基板等を用いることができる。また、ＰＥＴ、ＰＥＳ、ＰＥＮに代表されるプラスチックや、アクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いることも可能である。なお、光電変換素子の性質上、光透過性を有する基板には、所望の光を透過する性質が求められる。
【０１３５】
光透過性を有する導電膜１１５２は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）などの光透過性を有する材料を用いてスパッタリング法等により形成することができる。厚さは、１μｍ以下であることが好ましい。なお、光透過性を有する導電膜１１５２についても、所望の光を透過する性質が求められることは言うまでもない。
【０１３６】
Ｐ型半導体層１１５４、真性層１１５６、及びＮ型半導体層１１５８は、プラズマＣＶＤ法等を用いて形成することができる。半導体材料としては、シリコン（Ｓｉ）を主成分とする材料を用いることが好ましいがこれに限られない。求められる特性に応じて適宜材料を選択することができる。Ｐ型半導体層１１５４においては、ボロンなどがドーパントとして用いられ、Ｎ型半導体層１１５８においては、リンなどがドーパントとして用いられている。
【０１３７】
背面電極１１６０は、ＣＶＤ法やスパッタリング法、蒸着法等などにより、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、ニオブ（Ｎｂ）等の金属元素、又は当該金属元素を含む合金材料若しくは化合物材料を用いて形成することができる。厚さは、１００μｍ以下であることが好ましい。
【０１３８】
なお、図１１（Ｂ）にて示した光電変換素子１１０２の構成はあくまでも一例に過ぎず、本発明はこれに限られるものではない。積層構造を適宜変更、追加等した光電変換素子を用いることもできる。
【０１３９】
また、フォトＩＣの構成についても、図１１（Ａ）にて示した構成に限られるものではない。カレントミラー回路を有さない構成のフォトＩＣを用いても良いし、それ以外の構成のフォトＩＣを用いても良い。また、フォトＩＣに用いる光電変換素子の構成も本実施の形態に示す構成に限られない。
【０１４０】
また、フォトＩＣはあくまでも光センサの一例であるから、その他の光センサを用いて本発明を実施することも可能である。例えば、光センサとして光電子増倍管等を用いることも可能である。
【０１４１】
本実施の形態は実施の形態１乃至５と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１４２】
（実施の形態７）
本発明の表示装置に用いることができる半導体基板の作製方法の一例を図１２乃至図１４を用いて説明する。なお、本実施の形態では結晶性半導体膜を用いた場合について説明するが、非晶質半導体膜、単結晶半導体膜を用いてもよい。
【０１４３】
まず、図１２（Ａ）に示すように、基板１２００上に下地膜１２０２を成膜する。基板１２００としては、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、ステンレス基板等を用いることができる。また、ＰＥＴ、ＰＥＳ、ＰＥＮに代表されるプラスチックや、アクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いることも可能である。
【０１４４】
下地膜１２０２は基板１２００中に含まれるＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、半導体膜中に拡散し、半導体素子の特性に悪影響を与えることを防止するために設ける。よってアルカリ金属やアルカリ土類金属の半導体膜への拡散を抑制することができる窒化珪素や、窒素を含む酸化珪素といった絶縁性材料を用いて形成する。本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法を用いて窒素を含む酸化珪素膜を１０ｎｍ以上４００ｎｍ以下（好ましくは５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下）の膜厚になるように形成する。
【０１４５】
次に、下地膜１２０２上に半導体膜１２０４を形成する。半導体膜１２０４の膜厚は２５ｎｍ以上１００ｎｍ以下（好ましくは３０ｎｍ以上６０ｎｍ以下）とする。なお、半導体膜１２０４は、非晶質半導体であっても良いし、多結晶半導体であっても良い。また、半導体としては、シリコン（Ｓｉ）だけではなくシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）等を用いることもできる。シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウムの濃度は０．０１原子％以上４．５原子％以下程度であることが好ましい。
【０１４６】
次に、図１２（Ｂ）に示すように、半導体膜１２０４に線状レーザー１２０８を照射し、結晶化を行なう。本実施の形態のようなレーザー結晶化を行なう場合には、レーザーに対する半導体膜１２０４の耐性を高めるために、５００℃、１時間程度の加熱処理工程をレーザー結晶化の工程の前に加えてもよい。
【０１４７】
レーザー結晶化の工程には、例えば、連続発振のレーザー（ＣＷレーザー）や、擬似的なＣＷレーザー（発振周波数が１０ＭＨｚ以上、好ましくは８０ＭＨｚ以上のパルス発振レーザー）等を用いることができる。
【０１４８】
具体的には、連続発振のレーザーとして、Ａｒレーザー、Ｋｒレーザー、ＣＯ２レーザー、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザー、ＹＬＦレーザー、ＹＡｌＯ３レーザー、ＧｄＶＯ４レーザー、Ｙ２Ｏ３レーザー、ルビーレーザー、アレキサンドライトレーザー、Ｔｉ：サファイアレーザー、ヘリウムカドミウムレーザー等が挙げられる。
【０１４９】
また擬似的なＣＷレーザーとして、Ａｒレーザー、Ｋｒレーザー、エキシマレーザー、ＣＯ２レーザー、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザー、ＹＬＦレーザー、ＹＡｌＯ３レーザー、ＧｄＶＯ４レーザー、Ｙ２Ｏ３レーザー、ルビーレーザー、アレキサンドライトレーザー、Ｔｉ：サファイアレーザー、銅蒸気レーザーまたは金蒸気レーザーのようなパルス発振レーザー等が挙げられる。
【０１５０】
このようなパルス発振レーザーは、発振周波数を増加させると、連続発振レーザーと同等の効果を示すようになる。
【０１５１】
例えば連続発振が可能な固体レーザーを用いる場合、基本波の第２高調波乃至第４高調波を照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。代表的には、ＹＡＧレーザー（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を用いることができる。パワー密度は０．０１ＭＷ／ｃｍ２以上１００ＭＷ／ｃｍ２以下程度（好ましくは０．１ＭＷ／ｃｍ２以上１０ＭＷ／ｃｍ２以下）とすれば良い。
【０１５２】
上述の如き半導体膜１２０４へのレーザー光の照射により、結晶性がより高められた結晶性半導体膜１２１０が形成される。
【０１５３】
次に、図１２（Ｃ）に示すように結晶性半導体膜１２１０を選択的にエッチングすることで、島状半導体膜１２１２、１２１４、１２１６を形成する。
【０１５４】
次に、島状半導体膜１２１２、１２１４、１２１６のそれぞれに、しきい値制御のための不純物元素を導入する。本実施の形態においてはジボラン（Ｂ２Ｈ６）をドープすることによってボロン（Ｂ）を導入する。
【０１５５】
次に、島状半導体膜１２１２、１２１４、１２１６を覆うように絶縁膜１２１８を形成する。絶縁膜１２１８としては、例えば酸化珪素、窒化珪素、または窒素を含む酸化珪素（ＳｉＯｘＮｙ：ｘ＞ｙ＞０）等を用いることができる。また、成膜方法としては、プラズマＣＶＤ法や、スパッタ法などを用いることができる。
【０１５６】
次に、絶縁膜１２１８上に第１の導電膜１２２０、第２の導電膜１２２２を成膜した後、当該第１の導電膜１２２０、第２の導電膜１２２２を選択的にエッチングすることで、ゲート電極１２３６、１２３８、１２４０を形成する（図１２（Ｄ）、図１３）。
【０１５７】
第１の導電膜１２２０、第２の導電膜１２２２としては、アルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ネオジム（Ｎｄ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）、スカンジウム（Ｓｃ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、シリコン（Ｓｉ）、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）、ヒ素（Ａｓ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）から選択された一つ又は複数の元素、または、前記元素を成分として含有する化合物や合金材料（例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化珪素を添加したインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、アルミネオジム（Ａｌ−Ｎｄ）、マグネシウム銀（Ｍｇ−Ａｇ）など）、もしくは、これらの化合物を組み合わせた物質などを用いることができる。その他にも、シリサイド（例えば、アルミシリコン、モリブデンシリコン、ニッケルシリサイド）や、窒素を含有する化合物（例えば、窒化チタン、窒化タンタル、窒化モリブデン）、リン（Ｐ）等の不純物元素をドーピングしたシリコン（Ｓｉ）等を用いてもよい。なお、本実施の形態においては、第１の導電膜１２２０、第２の導電膜１２２２の二層構造としたが、単層でも良いし、三層以上の積層構造であっても良い。
【０１５８】
本実施の形態では、ゲート電極１２３６、１２３８、１２４０は以下のようにして形成される。まず、第１の導電膜１２２０として、例えば、窒化タンタル膜を１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下、代表的には３０ｎｍの膜厚で形成する。そして、第１の導電膜１２２０上に第２の導電膜１２２２として、例えばタングステン膜を２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下、代表的には３７０ｎｍの膜厚で形成し、第１の導電膜１２２０及び第２の導電膜１２２２の積層膜を形成する（図１２（Ｄ））。
【０１５９】
次に、第２の導電膜１２２２を異方性エッチングによりパターニングし、上層ゲート電極１２２４、１２２６、１２２８を形成する（図１３（Ａ））。次いで、第１の導電膜１２２０を等方性エッチングによりパターニングし、下層ゲート電極１２３０、１２３２、１２３４を形成する（図１３（Ｂ））。以上の工程によりゲート電極１２３６、１２３８、１２４０が形成される。
【０１６０】
ゲート電極１２３６、１２３８、１２４０は、ゲート配線の一部として形成してもよいし、別に形成したゲート配線にゲート電極１２３６、１２３８、１２４０を接続する構成としてもよい。
【０１６１】
そして、ゲート電極１２３６、１２３８、１２４０や、選択的に形成したレジスト等をマスクとして用い、島状半導体膜１２１２、１２１４、１２１６のそれぞれに導電性（ｎ型またはｐ型の導電性）を付与する不純物を添加して、ソース領域、ドレイン領域、低濃度不純物領域等を形成する。
【０１６２】
まず、フォスフィン（ＰＨ３）を用いて、リン（Ｐ）を島状半導体膜１２１２、１２１６に導入する。導入の条件として、加速電圧を６０ｋＶ以上１２０ｋＶ以下、ドーズ量を１×１０１３ａｔｏｍｓ・ｃｍ−２以上１×１０１５ａｔｏｍｓ・ｃｍ−２以下とすることが好ましい。この不純物導入によって、後のｎチャネル型ＴＦＴ１２７８及び１２８２のチャネル形成領域１２４２及び１２４８が形成される（図１３（Ｃ））。
【０１６３】
また、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）を用いて島状半導体膜１２１４にボロン（Ｂ）を導入する。導入の条件として、印加電圧６０ｋＶ以上１００ｋＶ以下、ドーズ量１×１０１３ａｔｏｍｓ・ｃｍ−２以上５×１０１５ａｔｏｍｓ・ｃｍ−２以下とすることが好ましい。これにより、後のｐチャネル型ＴＦＴ１２８０のソース領域またはドレイン領域１２４４、及びチャネル形成領域１２４６が形成される（図１３（Ｃ））。
【０１６４】
次に、絶縁膜１２１８を選択的にエッチングしてゲート絶縁膜１２５０、１２５２、１２５４を形成する。
【０１６５】
ゲート絶縁膜１２５０、１２５２、１２５４を形成した後、ｎチャネル型ＴＦＴ１２７８及び１２８２となる島状半導体膜中に、フォスフィン（ＰＨ３）を用いて、印加電圧４０ｋＶ以上８０ｋＶ以下、ドーズ量１．０×１０１５ａｔｏｍｓ・ｃｍ−２以上２．５×１０１６ａｔｏｍｓ・ｃｍ−２以下でリン（Ｐ）を導入する。これによりｎチャネル型ＴＦＴの低濃度不純物領域１２５８、１２６２、及びソース領域またはドレイン領域１２５６、１２６０が形成される（図１４（Ａ））。
【０１６６】
本実施の形態においては、ソース領域またはドレイン領域１２５６、１２６０のそれぞれに１×１０１９ａｔｏｍｓ・ｃｍ−３以上５×１０２１ａｔｏｍｓ・ｃｍ−３以下の濃度でリン（Ｐ）が含まれる。また、低濃度不純物領域１２５８、１２６２のそれぞれに１×１０１８ａｔｏｍｓ・ｃｍ−３以上５×１０１９ａｔｏｍｓ・ｃｍ−３以下の濃度でリン（Ｐ）が含まれる。さらに、ソース領域またはドレイン領域１２４４には、１×１０１９ａｔｏｍｓ・ｃｍ−３以上５×１０２１ａｔｏｍｓ・ｃｍ−３以下の濃度でボロン（Ｂ）が含まれる。
【０１６７】
次に、島状半導体膜１２１２、１２１４、１２１６、ゲート電極１２３６、１２３８、１２４０を覆うように、第１層間絶縁膜１２６４を形成する（図１４（Ｂ））。
【０１６８】
第１層間絶縁膜１２６４としては、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用いて、シリコンを含む絶縁膜、例えば酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒素を含む酸化珪素膜（ＳｉＯｘＮｙ：ｘ＞ｙ＞０）などを単層もしくは積層して形成することが好ましい。勿論、第１層間絶縁膜１２６４の作製方法及び材料は上記に限定されるものではない。例えば、他の絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【０１６９】
次に、第１層間絶縁膜１２６４を覆って、平坦化膜として機能する第２層間絶縁膜１２６６を形成する（図１４（Ｃ））。
【０１７０】
第２層間絶縁膜１２６６としては、感光性または非感光性の有機材料（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジストまたはベンゾシクロブテン）、珪素（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合）で骨格構造が構成されるシロキサン等を用いることができる。第２層間絶縁膜１２６６は、単層構造としても良いし、積層構造としても良い。感光性の有機材料としては、ポジ型感光性有機樹脂やネガ型感光性有機樹脂を用いることができる。
【０１７１】
本実施の形態では、第２層間絶縁膜１２６６としてシロキサンをスピンコート法で形成する。
【０１７２】
次に、第１層間絶縁膜１２６４及び第２層間絶縁膜１２６６をエッチングして、島状半導体膜１２１２、１２１４、１２１６に到達するコンタクトホールを形成する。
【０１７３】
なお、第２層間絶縁膜１２６６上に第３層間絶縁膜を形成し、第１層間絶縁膜乃至第３層間絶縁膜にコンタクトホールを形成してもよい。第３層間絶縁膜としては、水分や酸素などを透過させにくい膜を用いることが好ましい。代表的には、スパッタ法またはＣＶＤ法により形成される窒化珪素膜、酸化珪素膜、酸素を含む窒化珪素膜（ＳｉＮｘＯｙ膜：ｘ＞ｙ＞０、またはＳｉＯｘＮｙ膜：ｘ＞ｙ＞０）、炭素を主成分とする薄膜（例えばＤＬＣ膜、ＣＮ膜）等を用いることができる。
【０１７４】
第２層間絶縁膜１２６６上にコンタクトホールを介して、第３の導電膜を形成し、当該第３の導電膜を選択的にエッチングして、電極または配線１２６８、１２７０、１２７２、１２７４、１２７６を形成する。
【０１７５】
第３の導電膜としては、アルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ネオジム（Ｎｄ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）、スカンジウム（Ｓｃ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、シリコン（Ｓｉ）、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）、ヒ素（Ａｓ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）から選択された一つ又は複数の元素、または、前記元素を成分として含有する化合物や合金材料（例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化珪素を添加したインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、アルミネオジム（Ａｌ−Ｎｄ）、マグネシウム銀（Ｍｇ−Ａｇ）など）、もしくは、これらの化合物を組み合わせた物質などを用いることができる。その他にも、シリサイド（例えば、アルミシリコン、モリブデンシリコン、ニッケルシリサイド）や、窒素を含有する化合物（例えば、窒化チタン、窒化タンタル、窒化モリブデン）、リン（Ｐ）等の不純物元素をドーピングしたシリコン（Ｓｉ）等を用いてもよい。
【０１７６】
本実施の形態では、チタン膜（Ｔｉ）、窒化チタン膜、シリコン−アルミニウム合金膜（Ａｌ−Ｓｉ）、チタン膜（Ｔｉ）をそれぞれ６０ｎｍ、４０ｎｍ、３００ｎｍ、１００ｎｍに積層したのち、所望の形状になるように選択的にエッチングして電極または配線１２６８、１２７０、１２７２、１２７４、１２７６を形成する。
【０１７７】
なお、電極または配線１２６８、１２７０、１２７２、１２７４、１２７６を、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）のうち少なくとも１種の元素、及び炭素（Ｃ）を含むアルミニウム合金膜で形成してもよい。このようなアルミニウム合金膜を用いることにより、電極等がシリコン（Ｓｉ）と接触した場合にも、シリコンと電極材料の相互拡散を防止できるという利点がある。また、このようなアルミニウム合金膜は、透明導電膜、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を用いて形成された導電膜と接触しても酸化還元反応が起こらないという特徴を有し、両者を直接接触させることが可能である。さらに、このようなアルミニウム合金膜は、比抵抗が小さく、耐熱性にも優れているので、配線材料としては好適である。
【０１７８】
また、電極または配線１２６８、１２７０、１２７２、１２７４、１２７６としては、電極と配線とを同時に形成した構成を用いても良いし、電極と配線とを別々に形成してそれらを接続させた構成を用いても良い。
【０１７９】
上記一連の工程によってｎチャネル型ＴＦＴ１２７８及びｐチャネル型ＴＦＴ１２８０を含むＣＭＯＳ回路１２８４、及びｎチャネル型ＴＦＴ１２８２を含む半導体基板を形成することができる（図１４（Ｃ））。なお、本発明に用いることができる半導体基板の作製方法は、上述の作製工程に限定されない。例えば、非晶質半導体膜を用いたＴＦＴや、単結晶半導体膜を用いたＴＦＴを形成する工程を採用しても良い。また、トップゲート型のＴＦＴに限られず、ボトムゲート型のＴＦＴを用いることとしても良い。
【０１８０】
また、本発明の液晶表示装置に用いることができる半導体基板は、駆動回路を一体で有する構成には限られない。例えば、駆動回路（もしくはその一部）を単結晶基板上に形成し、そのＩＣチップをＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）で接続してガラス基板上に配置してもよい。また、ＩＣチップをＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）やプリント基板を用いてガラス基板と接続してもよい。
【０１８１】
本実施の形態は、実施の形態１乃至実施の形態６のいずれとも、適宜組み合わせて用いることができる。
【０１８２】
（実施の形態８）
本実施の形態では、液晶表示装置の作製工程について、図１５乃至１７を用いて説明する。
【０１８３】
なお、本実施の形態で説明する液晶表示装置は画素部とその周辺に設けられる駆動回路部を一体にて形成するものである。簡単のため、駆動回路に関しては基本単位であるＣＭＯＳ回路のみを示すものとする。
【０１８４】
まず、実施の形態７に記載の方法等を用いて半導体基板を作製する。ここで、本実施の形態においては、実施の形態７に記載の方法を用いて作製した半導体基板を用いて説明を行うが、本発明の液晶表示装置の作製方法はこれに限られるものではない。
【０１８５】
まず、実施の形態７にしたがい、電極または配線１２６８、１２７０、１２７２、１２７４、１２７６の形成までの工程を行う（図１４（Ｃ））。なお、以下の図面において、実施の形態７と同じものについては同じ符号を用いて表すこととする。
【０１８６】
次に、第２層間絶縁膜１２６６、及び、電極または配線１２６８、１２７０、１２７２、１２７４、１２７６上に第３層間絶縁膜１５００を形成する（図１５）。なお第３層間絶縁膜１５００は、第２層間絶縁膜１２６６と同様の材料を用いて形成することが可能である。
【０１８７】
次に、フォトマスクを用いてレジストマスクを形成し、第３層間絶縁膜１５００の一部をドライエッチングにより除去してコンタクトホールを形成する。コンタクトホール形成においては、エッチングガスとして四フッ化炭素（ＣＦ４）、酸素（Ｏ２）、ヘリウム（Ｈｅ）を、それぞれ５０ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍ、３０ｓｃｃｍの流量で用いた。なお、コンタクトホールの底部は電極または配線１２７６に達している。
【０１８８】
レジストマスクを除去した後、全面に第４の導電膜を成膜する。次いで、第４の導電膜を選択的にエッチングして、電極または配線１２７６に電気的に接続される画素電極１５０２を形成する（図１５）。反射型の液晶表示装置を作製する場合には、画素電極１５０２はスパッタ法によりＡｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）、Ａｌ（アルミニウム）等の光反射性を有する金属材料を用いて形成すればよい。透過型の液晶表示装置を作製する場合は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）などの透明導電膜を用い、画素電極１５０２を形成することができる。
【０１８９】
なお、本発明は透過型の液晶表示装置において顕著な効果が得られるものであるが、反射型の液晶表示装置においても適用は可能である。また、画素の一部が反射型であり、他の一部が透過型である、いわゆる半透過型の液晶表示装置に本発明を適用しても効果的である。反透過型の液晶表示装置は、外部からの光が大きい場合には反射型として、そうではない場合には透過型として用いることができるため、輝度の確保や消費電力の低減が容易であるという利点を有する。
【０１９０】
画素ＴＦＴを含む画素部の一部を拡大した平面図を図１６に示す。図１６では、画素電極の下部の状態の理解を容易にするために、図面に向かって右側の画素における画素電極を省略した構成を示している。なお、図１６のＡ−Ａ’における断面は、図１５の画素部のＡ−Ａ’と対応しており、図１５と対応する部分には同じ符号を用いている。
【０１９１】
図１６に示すように、ゲート電極１２４０はゲート配線１５０４に接続されている。また、電極または配線１２７４はソース配線と一体形成されている。さらに、容量配線１５０６が形成されており、第１層間絶縁膜１２６４、画素電極１５０２、及び容量配線１５０６とから保持容量が形成されている。
【０１９２】
以上の工程により、トップゲート型のｎチャネル型ＴＦＴ１２８２からなる画素ＴＦＴ、トップゲート型のｎチャネル型ＴＦＴ１２７８及びトップゲート型のｐチャネル型ＴＦＴ１２８０からなるＣＭＯＳ回路１２８４、及び画素電極１５０２が、基板１２００の上に形成された。本実施の形態では、トップゲート型ＴＦＴを形成する例を示したが、ボトムゲート型ＴＦＴを形成しても良い。
【０１９３】
次に、画素電極１５０２を覆うように、配向膜１５０８ａを形成する。なお、配向膜１５０８ａは、液滴吐出法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法等を用いて形成すればよい。その後、配向膜１５０８ａの表面にラビング処理を行う。
【０１９４】
次に、基板１２００と貼り合わせるための対向基板１５１０を用意する。ここで、対向基板１５１０には、着色層１５１２ａ、遮光層（ブラックマトリクス）１５１２ｂ、及びオーバーコート層１５１４からなるカラーフィルターを設け、さらに光透過性の電極や光反射性の電極からなる対向電極１５１６と、配向膜１５０８ｂを形成する（図１７）。対向基板１５１０は基板１２００と同程度の大きさ、形のものを用いることもできる。ここで、同程度の大きさ、形とは、厳密に同じである必要はなく、パネルを構成するに足りる程度の大きさ、形を言うものとする。
【０１９５】
次に、上記工程により得た基板１２００と対向基板１５１０とをシール材を介して貼り合わせる。ここで、両基板の間隔を一定に保つために、配向膜１５０８ａと配向膜１５０８ｂとの間にスペーサを設けても良い。次に、両基板の間に液晶１５１８を注入し、封止材を用いて封止する。その後、偏光板やバックライト、光センサ等を設けることで本発明の液晶表示装置が完成する。なお、光センサはモニタ部に対応した位置に設ける。モニタ部の画素は表示用の画素と同様に作製することができる。モニタ部は一の画素で形成することもできるし、二以上の画素を用いて形成しても良い。モニタ部の画素の面積は、表示部の画素の面積と同じでも良いし、表示部の画素の面積より大きくても良い。モニタ部を複数の画素で構成することで、輝度検出の精度を向上させることができる。また、モニタ部の画素の面積を大きくすることで、同様に輝度検出の精度を向上させることが出来る。つまり、細やかなバックライト制御が可能になる。
【０１９６】
なお、本発明の液晶表示装置には、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）方式、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）方式、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）方式、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）方式、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）方式等の各方式を用いることができる。
【０１９７】
本実施の形態は、実施の形態１乃至実施の形態７と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１９８】
（実施の形態９）
本実施の形態においては、本発明の表示装置に用いることができる半導体基板の作製方法の一例を図１８乃至２４を用いて説明する。なお、本実施の形態に係る半導体基板は、単結晶半導体層と非単結晶半導体層とを有するものである。
【０１９９】
図１８に、本発明に用いる半導体基板の斜視図を示す。また、図１９及び２０に、本発明に用いる半導体基板の断面図を示す。
【０２００】
図１８（Ａ）、図１９（Ａ）、及び図１９（Ｂ）において、半導体基板１８００は、ベース基板１８１０の一表面上に、絶縁層１８２０と単結晶半導体層１８３０とが順次積層された積層体が複数設けられ、また、絶縁層１８４０と非単結晶半導体層１８５０とが順次積層して設けられた構成を有する。単結晶半導体層１８３０は絶縁層１８２０を介して、非単結晶半導体層１８５０は、絶縁層１８４０を介してベース基板１８１０上に設けられている。つまり、１枚のベース基板１８１０上に複数の単結晶半導体層１８３０が設けられ、また、非単結晶半導体層１８５０が設けられることにより１枚の半導体基板１８００を形成している。なお、図１８乃至２０では、便宜上、１枚の半導体基板１８００から１枚のパネルを作製する場合の構成についてのみ示すが、本発明はこれに限られるものではない。
【０２０１】
単結晶半導体層１８３０として、代表的には単結晶シリコンが適用される。その他、水素イオン注入剥離法を利用して単結晶半導体基板から剥離可能であるシリコン、ゲルマニウムや、ガリウムヒ素、インジウムリンなどの化合物半導体である単結晶半導体層を適用することもできる。
【０２０２】
単結晶半導体層１８３０の形状は特に限定されないが、矩形状（正方形を含む）とすると加工が容易になり、ベース基板１８１０にも集積度高く貼り合わせることができ好ましい。
【０２０３】
ベース基板１８１０には絶縁表面を有する基板または絶縁基板を用いる。具体的には、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のような電子工業用に使われる各種ガラス基板、石英基板、セラミック基板、サファイヤ基板等を用いることができる。好ましくはガラス基板を用いるのがよく、例えば第６世代（１５００ｍｍ×１８５０ｍｍ）、第７世代（１８７０ｍｍ×２２００ｍｍ）、第８世代（２２００ｍｍ×２４００ｍｍ）といわれる大面積のマザーガラス基板を用いることができる。大面積のマザーガラス基板をベース基板１８１０として用いることで、半導体基板の大面積化が実現できる。本実施の形態においては、１枚のベース基板から１枚のパネルを作製する場合について示すが、１枚のベース基板から複数のパネルを作製する場合（多面取りの場合）には、単結晶半導体層１８３０及び非単結晶半導体層１８５０の大きさを適宜調節して作製すれば良い。
【０２０４】
ベース基板１８１０と単結晶半導体層１８３０の間には、絶縁層１８２０が設けられている。絶縁層１８２０は単層構造としても積層構造としてもよいが、ベース基板１８１０と接合する面（以下、「接合面」ともいう）は、平滑面を有し、親水性表面となるようにする。
【０２０５】
図１９（Ａ）は絶縁層１８２０として接合層１８２２を形成する例を示している。平滑面を有し親水性表面を形成できる接合層１８２２としては、酸化シリコン層が適している。特に、有機シランを用いて化学気相成長法により作製される酸化シリコン層が好ましい。有機シランとしては、テトラエトキシシラン（略称；ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：化学式Ｓｉ（ＣＨ３）４）、トリメチルシラン（（ＣＨ３）３ＳｉＨ）、テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、トリエトキシシラン（ＳｉＨ（ＯＣ２Ｈ５）３）、トリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ３）２）３）等のシリコン含有化合物を用いることができる。
【０２０６】
上記平滑面を有し親水性表面を形成する接合層１８２２は、膜厚５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲で設けることが好ましい。接合層１８２２の膜厚を上記範囲内とすることで、被成膜表面の表面荒れを平滑化すると共に、当該膜の成長表面の平滑性を確保することが可能である。また、接合する基板（図１９（Ａ）ではベース基板１８１０）との歪みを緩和することができる。なお、ベース基板１８１０にも、接合層１８２２と同様の酸化シリコン層を設けてもよい。絶縁表面を有する基板若しくは絶縁基板であるベース基板１８１０に単結晶半導体層１８３０を接合するに際し、接合を形成する面の一方若しくは双方に、好ましくは有機シランを原材料として成膜した酸化シリコン層でなる接合層を設けることで強固な接合を形成することができる。
【０２０７】
図１９（Ｂ）には絶縁層１８２０を積層構造とする例を示している。具体的には、絶縁層１８２０として接合層１８２２及び窒素含有絶縁層１８２４の積層構造を形成する例を示している。なお、ベース基板１８１０との接合面には接合層１８２２が形成されるようにするため、単結晶半導体層１８３０と接合層１８２２との間に窒素含有絶縁層１８２４が設けられた構成とする。窒素含有絶縁層１８２４は、窒化シリコン層、窒化酸化シリコン層（ＳｉＮｘＯｙ：ｘ＞ｙ）又は酸化窒化シリコン層（ＳｉＯｘＮｙ：ｘ＞ｙ）を用いて単層構造又は積層構造で形成する。例えば、単結晶半導体層１８３０側から酸化窒化シリコン層、窒化酸化シリコン層を積層して窒素含有絶縁層１８２４とすることができる。
【０２０８】
なお、非単結晶半導体層１８５０の下部に設けられた絶縁層１８４０は、単結晶半導体層１８３０の下部に設けられた絶縁層１８２０と同じ構成とすることには限られないが、図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）に示すように、少なくとも非単結晶半導体層１８５０と接する材料と単結晶半導体層１８３０と接する材料とを同じにすることが好ましい。接する材料を同じにすることで、後のパターニングの際のエッチング特性をそろえることができる。
【０２０９】
なお、酸化窒化シリコン層とは、その組成において、窒素よりも酸素の含有量が多いものを示し、例えば、酸素が５０原子％以上７０原子％以下、窒素が０．５原子％以上１５原子％以下、珪素が２５原子％以上３５原子％以下、水素が０．１原子％以上１０原子％以下の範囲で含まれるものをいう。また、窒化酸化シリコン層とは、その組成において、酸素よりも窒素の含有量が多いものを示し、例えば、酸素が５原子％以上３０原子％以下、窒素が２０原子％以上５５原子％以下、珪素が２５原子％以上３５原子％以下、水素が１０原子％以上３０原子％以下の範囲で含まれるものをいう。但し、上記範囲は、ラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ：Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ  Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）や、水素前方散乱法（ＨＦＳ：Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）を用いて測定した場合のものである。また、構成元素の含有比率は、その合計が１００原子％を超えない値をとる。
【０２１０】
図１８（Ｂ）、図２０（Ａ）、及び図２０（Ｂ）は、ベース基板１８１０に接合層を含む絶縁層１８６０を形成する例を示している。絶縁層１８６０は、単層構造でも積層構造でもよいが、単結晶半導体層１８３０との接合面は平滑面を有し親水性表面を形成するようにする。なお、ベース基板１８１０と接合層との間には、ベース基板１８１０として用いられるガラス基板からアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属などの可動イオンの拡散を防ぐため、バリア層が設けられていることが好ましい。
【０２１１】
図２０（Ａ）は、絶縁層１８６０としてバリア層１８６２、接合層１８６４の積層構造を形成する例を示している。接合層１８６４としては、接合層１８２２と同様の酸化シリコン層を設ければよい。また、単結晶半導体層１８３０に適宜接合層を設けてもよい。図２０（Ａ）では、単結晶半導体層１８３０にも接合層１８２２を設ける例を示している。このような構成とすることで、ベース基板１８１０及び単結晶半導体層１８３０を接合させる際に接合層同士で接合を形成するため、より強固な接合を形成することができる。バリア層１８６２は、酸化シリコン層、窒化シリコン層、酸化窒化シリコン層又は窒化酸化シリコン層を用いて単層構造又は積層構造で形成する。好ましくは、窒素を含有する絶縁層を用いて形成する。
【０２１２】
図２０（Ｂ）は、ベース基板１８１０に接合層を設ける例を示している。具体的には、ベース基板１８１０に絶縁層１８６０としてバリア層１８６２と接合層１８６４の積層構造を設けている。また、単結晶半導体層１８３０には酸化シリコン層１８２６を設けている。ベース基板１８１０に単結晶半導体層１８３０を接合する際には、酸化シリコン層１８２６が接合層１８６４と接合を形成する。酸化シリコン層１８２６は、熱酸化法により形成されたものが好ましい。また、酸化シリコン層１８２６としてケミカルオキサイドを適用することもできる。ケミカルオキサイドは、例えばオゾン含有水で単結晶基板表面を処理することで形成することができる。ケミカルオキサイドは単結晶基板の表面の平坦性を反映して形成されるので好ましい。
【０２１３】
なお、非単結晶半導体層１８５０の下部に設けられた絶縁層１８４０は、単結晶半導体層１８３０の下部に設けられた接合層１８２２や酸化シリコン層１８２６と同じ構成とすることには限られないが、図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）に示すように、少なくとも非単結晶半導体層１８５０と接する材料と単結晶半導体層１８３０と接する材料とを同じにすることが好ましい。接する材料を同じにすることで、後のパターニングの際のエッチング特性をそろえることができる。
【０２１４】
次に、半導体基板の製造方法について説明する。ここでは、図１９（Ｂ）に示す半導体基板の製造方法の例について、図２１乃至図２４を用いて説明する。なお、図１９（Ａ）、図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）等の構成についても同様にして作製することができることはいうまでもない。
【０２１５】
まず、図２１（Ａ）に示すように、ベース基板２１００上に絶縁層２１０２を成膜する。ベース基板２１００としては、上記のような基板を用いることができる。また、ＰＥＴ、ＰＥＳ、ＰＥＮに代表されるプラスチックや、アクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いることも可能である。
【０２１６】
絶縁層２１０２はベース基板２１００中に含まれるＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、半導体層中に拡散し、半導体素子の特性に悪影響を与えることを防止するために設ける。よってアルカリ金属やアルカリ土類金属の半導体層への拡散を抑制することができる窒化珪素や、窒素を含む酸化珪素といった絶縁性材料を用いて形成することが好ましい。本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法を用いて窒素を含む酸化珪素膜を１０ｎｍ以上４００ｎｍ以下（好ましくは５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下）の膜厚になるように形成する。
【０２１７】
次に絶縁層２１０２上に半導体層２１０４を形成する。半導体層２１０４の膜厚は２５ｎｍ以上１００ｎｍ以下（好ましくは３０ｎｍ以上６０ｎｍ以下）とする。なお半導体層２１０４は、非晶質半導体であっても良いし、多結晶半導体であっても良い。また半導体としては、シリコン（Ｓｉ）だけではなくシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）等を用いることもできる。シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウムの濃度は０．０１原子％以上４．５原子％以下程度であることが好ましい。
【０２１８】
次に図２１（Ｂ）に示すように、半導体層２１０４に線状レーザー２１０８を照射し、結晶化を行なう。本実施の形態のようなレーザー結晶化を行なう場合には、レーザーに対する半導体層２１０４の耐性を高めるために、５００℃、１時間程度の加熱処理工程をレーザー結晶化の工程の前に加えてもよい。
【０２１９】
レーザー結晶化の工程には、例えば、連続発振のレーザー（ＣＷレーザー）や、擬似的なＣＷレーザー（発振周波数が１０ＭＨｚ以上、好ましくは８０ＭＨｚ以上のパルス発振レーザー）等を用いることができる。
【０２２０】
具体的には、連続発振のレーザーとして、Ａｒレーザー、Ｋｒレーザー、ＣＯ２レーザー、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザー、ＹＬＦレーザー、ＹＡｌＯ３レーザー、ＧｄＶＯ４レーザー、Ｙ２Ｏ３レーザー、ルビーレーザー、アレキサンドライトレーザー、Ｔｉ：サファイアレーザー、ヘリウムカドミウムレーザー等が挙げられる。
【０２２１】
また擬似的なＣＷレーザーとして、Ａｒレーザー、Ｋｒレーザー、エキシマレーザー、ＣＯ２レーザー、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザー、ＹＬＦレーザー、ＹＡｌＯ３レーザー、ＧｄＶＯ４レーザー、Ｙ２Ｏ３レーザー、ルビーレーザー、アレキサンドライトレーザー、Ｔｉ：サファイアレーザー、銅蒸気レーザーまたは金蒸気レーザーのようなパルス発振レーザー等が挙げられる。
【０２２２】
このようなパルス発振レーザーは、発振周波数を増加させると、連続発振レーザーと同等の効果を示すようになる。
【０２２３】
例えば連続発振が可能な固体レーザーを用いる場合、基本波の第２高調波乃至第４高調波を照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。代表的には、ＹＡＧレーザー（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を用いることができる。パワー密度は０．０１ＭＷ／ｃｍ２以上１００ＭＷ／ｃｍ２以下程度（好ましくは０．１ＭＷ／ｃｍ２以上１０ＭＷ／ｃｍ２以下）とすれば良い。
【０２２４】
上記の如き半導体層２１０４へのレーザー光の照射により、結晶性がより高められた結晶性半導体層２１１０が形成される。
【０２２５】
なお、本実施の形態においてはレーザー光の照射を用いて結晶性半導体層２１１０を形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。工程の簡略化のために、結晶化工程を経ない半導体層２１０４を用いても良い。
【０２２６】
次に、図２１（Ｃ）に示すように結晶性半導体層２１１０を選択的にエッチングし、さらに絶縁層２１０２をエッチングしてベース基板表面の一部を露出させる。結晶性半導体層２１１０のエッチングの際に、後の画素ＴＦＴを構成する島状半導体層を形成してもよい。以上の工程により、ベース基板２１００上に結晶性半導体層（非単結晶半導体層）２１１０が形成された。
【０２２７】
次に、単結晶半導体層を形成する。まず、単結晶基板２２００を準備する（図２２（Ａ）、図２３（Ａ）参照）。単結晶基板２２００としては、市販の基板を用いればよく、例えばシリコン基板やゲルマニウム基板、ガリウムヒ素やインジウムリンなどの化合物半導体基板が挙げられる。市販のシリコン基板としては、直径５インチ（１２５ｍｍ）、直径６インチ（１５０ｍｍ）、直径８インチ（２００ｍｍ）、直径１２インチ（３００ｍｍ）サイズのものが代表的であり、その形状は円形のものが多い。また、厚さは１．５ｍｍ程度まで適宜選択できる。
【０２２８】
次に、単結晶基板２２００の表面から、電界で加速されたイオン２２０２を所定の深さに導入し、イオンドーピング層２２０４（単に損傷領域と呼ぶこともできる）を形成する（図２２（Ａ）、図２３（Ａ）参照）。イオン２２０２の照射は、後にベース基板に転置する単結晶半導体層の膜厚を考慮して行われる。好ましくは、単結晶半導体層の膜厚が５ｎｍ乃至５００ｎｍ、より好ましくは１０ｎｍ乃至２００ｎｍの厚さとなるようにする。
【０２２９】
イオン２２０２は、水素、ヘリウム、又はフッ素等のハロゲンのイオンを用いることができる。なお、イオン２２０２としては、水素、ヘリウム、又はハロゲン元素から選ばれたソースガスをプラズマ励起して生成された一の原子又は複数の同一の原子からなるイオン種を照射することが好ましい。水素イオンを照射する場合には、Ｈ＋、Ｈ２＋、Ｈ３＋イオンを含ませると共に、Ｈ３＋イオンの割合を高めておくとイオンの導入効率を高めることができ、照射時間を短縮することができるため好ましい。また、このような構成とすることで、剥離を容易に行うことができる。
【０２３０】
なお、所定の深さにイオンドーピング層２２０４を形成するために、イオン２２０２を高ドーズ条件で照射する場合がある。このとき、条件によっては単結晶基板２２００の表面が粗くなってしまう。そのため、単結晶基板のイオンが照射される表面に、保護層として窒化シリコン層又は窒化酸化シリコン層などを膜厚５０ｎｍ乃至２００ｎｍの範囲で設けておいてもよい。
【０２３１】
次に、単結晶基板２２００に絶縁層２２０６を形成した後、接合層２２０８を形成する（図２２（Ｂ）、図２３（Ｂ）参照）。絶縁層２２０６は絶縁層２１０２と同じ材料で形成することが好ましいが、これに限られるものではない。
【０２３２】
本実施の形態では絶縁層２２０６として、プラズマＣＶＤ法を用いて窒素を含む酸化珪素膜を形成する。接合層２２０８は、単結晶基板２２００がベース基板と接合を形成する面に形成する。ここで形成する接合層２２０８としては、上記のように有機シランを原料ガスに用いた化学気相成長法により成膜される酸化シリコン層が好ましい。その他に、シランを原料ガスに用いた化学気相成長法により成膜される酸化シリコン層を適用することもできる。化学気相成長法による成膜では、単結晶基板２２００に形成したイオンドーピング層２２０４から脱ガスが起こらない程度の温度が適用される。例えば、３５０℃以下の成膜温度が適用される。なお、単結晶基板から単結晶半導体層を剥離する加熱処理は、化学気相成長法による成膜温度よりも高い加熱処理温度が適用される。
【０２３３】
次に、単結晶基板２２００を所望の大きさ、形状に加工する（図２２（Ｃ）、図２３（Ｃ）参照）。図２３（Ｃ）では、円形の単結晶基板２２００を分断して、矩形の単結晶基板２２１０を形成する例を示している。この際、絶縁層２２０６、接合層２２０８及びイオンドーピング層２２０４も分断される。つまり、所望の大きさ、形状を有し、所定の深さにイオンドーピング層２２０４が形成され、表面（ベース基板との接合面）に接合層２２０８が形成された単結晶基板２２１０が得られる。
【０２３４】
単結晶基板２２１０は、所望の大きさとすることができるが、ここでは、駆動回路の大きさとすることにする。駆動回路の大きさは駆動回路として求められる面積に応じて適宜選択すればよい。単結晶基板２２１０を矩形状にすると、後の製造工程における加工が容易になり、さらに単結晶基板２２００から効率的に切り出すことも可能になるため好ましい。単結晶基板２２００の分断は、ダイサー或いはワイヤソー等の切断装置、レーザー切断、プラズマ切断、電子ビーム切断、その他任意の切断手段を用いて行うことができる。
【０２３５】
なお、単結晶基板表面に接合層を形成するまでの工程順序は、適宜入れ替えることが可能である。図２２及び２３では単結晶基板にイオンドーピング層を形成し、単結晶基板の表面に絶縁層及び接合層を形成した後、単結晶基板を所望のパネルサイズに加工する例を示している。これに対し、例えば、単結晶基板を所望のパネルサイズに加工した後、該所望のパネルサイズの単結晶基板にイオンドーピング層を形成し、所望のパネルサイズの単結晶基板の表面に絶縁層及び接合層を形成することもできる。
【０２３６】
次に、ベース基板２１００と単結晶基板２２１０を貼り合わせる。図２４（Ａ）には、ベース基板２１００と単結晶基板２２１０の接合層２２０８が形成された面とを密着させ、ベース基板２１００と接合層２２０８を接合させて、ベース基板２１００と単結晶基板２２１０を貼り合わせる例を示す。なお、接合を形成する面（接合面）は十分に清浄化しておくことが好ましい。ベース基板２１００と接合層２２０８を密着させることにより接合が形成される。この接合にはファンデルワールス力が作用しており、ベース基板２１００と単結晶基板２２１０とを圧接することで、水素結合による強固な接合を形成することが可能である。
【０２３７】
また、ベース基板２１００と接合層２２０８との良好な接合を形成するために、接合面を活性化しておいてもよい。例えば、接合を形成する面の一方又は双方に原子ビーム若しくはイオンビームを照射する。原子ビーム若しくはイオンビームを利用する場合には、アルゴン等の不活性ガス中性原子ビーム若しくは不活性ガスイオンビームを用いることができる。その他に、プラズマ照射若しくはラジカル処理を行うことで接合面を活性化することもできる。このような表面処理により、４００℃以下の温度であっても異種材料間の接合を形成することが容易となる。
【０２３８】
また、接合層２２０８を介してベース基板２１００と単結晶基板２２１０を貼り合わせた後は、加熱処理又は加圧処理を行うことが好ましい。加熱処理又は加圧処理を行うことで接合強度を向上させることが可能となる。加熱処理の温度は、ベース基板２１００の耐熱温度以下であることが好ましい。加圧処理においては、接合面に垂直な方向に圧力が加わるように行い、ベース基板２１００及び単結晶基板２２１０の耐圧性を考慮して行う。
【０２３９】
次に、加熱処理を行い、イオンドーピング層２２０４を劈開面として単結晶基板２２１０の一部をベース基板２１００から剥離する（図２４（Ｂ）参照）。加熱処理の温度は接合層２２０８の成膜温度以上、ベース基板２１００の耐熱温度以下で行うことが好ましい。例えば、４００℃乃至６００℃の加熱処理を行うことにより、イオンドーピング層２２０４に形成された微小な空洞の体積変化が起こり、イオンドーピング層２２０４に沿って劈開することが可能となる。接合層２２０８はベース基板２１００と接合しているので、ベース基板２１００上には単結晶基板２２１０と同じ単結晶の単結晶半導体層２２１２が残存することとなる。
【０２４０】
以上で、ベース基板２１００上に接合層２２０８を介して単結晶半導体層２２１２が設けられ、かつ、結晶性半導体層（非単結晶半導体層）２１１０が設けられた半導体基板が形成される。なお、本実施の形態にて説明した半導体基板は、１枚のベース基板上に接合層を介して複数の単結晶半導体層が設けられた構造であるが、これに限られない。
【０２４１】
なお、剥離により得られる単結晶半導体層は、その表面を平坦化するため、化学的機械的研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：ＣＭＰ）を行うことが好ましい。また、ＣＭＰ等の物理的研磨手段を用いず、単結晶半導体層の表面にレーザー光を照射して平坦化を行ってもよい。なお、レーザー光を照射する際は、酸素濃度が１０ｐｐｍ以下の窒素雰囲気下で行うことが好ましい。これは、酸素雰囲気下でレーザー光の照射を行うと単結晶半導体層表面が荒れる恐れがあるためである。また、得られた単結晶半導体層の薄膜化を目的として、ＣＭＰ等を行ってもよい。
【０２４２】
本実施の形態は、実施の形態１乃至８と適宜組み合わせて用いることができる。
【０２４３】
（実施の形態１０）
本実施の形態では、本発明の液晶表示装置の作製方法について、図２５乃至２８を用いて説明する。なお、本実施の形態においては、実施の形態９において作製した半導体基板を用いて液晶表示装置を作製する例について示す。
【０２４４】
図２５（Ａ）は液晶表示装置の平面図であり、図２５（Ｂ）は図２５（Ａ）の線分ＯＰにおける断面図であり、図２５（Ｃ）は液晶表示装置の斜視図である。
【０２４５】
本実施の形態に係る液晶表示装置は、第１の基板２５００上に設けられた表示部２５２０と、第１の駆動回路部２５３０と、第２の駆動回路部２５５０と、を有する。表示部２５２０、第１の駆動回路部２５３０及び第２の駆動回路部２５５０は、シール材２５８０によって、第１の基板２５００と第２の基板２５９０との間に封止されている。また、第１の基板２５００上には、第１の駆動回路部２５３０及び第２の駆動回路部２５５０に外部からの信号や電位を伝達する外部入力端子が接続される端子領域２５７０が設けられる。
【０２４６】
図２５（Ｂ）に示すように、表示部２５２０にはトランジスタを有する画素回路部２５２２が設けられている。また、第１の駆動回路部２５３０にはトランジスタを有する周辺回路部２５３２が設けられている。第１の基板２５００と画素回路部２５２２との間には、絶縁層２５０２が設けられている。第１の基板２５００と周辺回路部２５３２との間には、接合層２５０４、絶縁層２５０６が積層されている。なお、基板２５００上に下地絶縁層として機能する絶縁層を設ける構成としても良い。画素回路部２５２２及び周辺回路部２５３２、或いはその上層には、層間絶縁層として機能する絶縁層２５０８、絶縁層２５０９が設けられている。画素回路部２５２２に形成されたトランジスタのソース電極又はドレイン電極は、絶縁層２５０９に形成された開口を介して、画素電極２５６０と電気的に接続される。なお、画素回路部２５２２はトランジスタを用いた回路が集積されているが、ここでは便宜上１つのトランジスタの断面図を示している。同様に、周辺回路部２５３２にもトランジスタを用いた回路が集積されているが、便宜上２つのトランジスタの断面図を示している。
【０２４７】
画素回路部２５２２及び周辺回路部２５３２上には、画素電極２５６０を覆うように形成された配向膜２５８２と、配向膜２５８７とで挟持された液晶層２５８４が設けられている。液晶層２５８４は、スペーサ２５８６により距離（セルギャップ）が制御されている。配向膜２５８７上には、対向電極２５８８、カラーフィルター２５８９を介して第２基板２５９０が設けられている。第１の基板２５００及び第２の基板２５９０はシール材２５８０によって固着されている。
【０２４８】
また、第１の基板２５００の外側には、偏光板２５９１が、第２の基板２５９０の外側には、偏光板２５９２が設けられている。本発明は透過型、反射型、及びそれらを組み合わせた半透過型のいずれにも適用することができるが、中でも、透過型、半透過型の液晶表示装置に用いた場合には顕著な効果を奏する。
【０２４９】
また、端子領域２５７０には、端子電極２５７４が設けられている。該端子電極２５７４は、異方性導電層２５７６によって、外部入力端子２５７８と電気的に接続されている。
【０２５０】
次に、図２５で示した液晶表示装置の製造方法の一例に関して説明する。
【０２５１】
まず、半導体基板を用意する（図２６（Ａ）参照）。ここでは、図１９（Ｂ）に類似した半導体基板を適用する例を示すが、本発明はこれに限られるものではない。
【０２５２】
ベース基板である基板２５００上には、絶縁層２５０２を介して非単結晶半導体層２５１０が、接合層２５０４及び絶縁層２５０６を介して複数の単結晶半導体層２５１１が設けられている。基板２５００としては、絶縁表面を有する基板または絶縁基板を用いる。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のような電子工業用に使われる各種ガラス基板、石英基板、セラミック基板、サファイヤ基板等を用いることができる。ここでは、ガラス基板を用いるものとする。
【０２５３】
なお、ガラス基板からアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属などの可動イオンの拡散を防ぐため、下地絶縁層として機能する絶縁層を別に設けても良い。具体的には、窒化シリコン層又は窒化酸化シリコン層等の窒素を含有する絶縁層を設けることが好ましい。
【０２５４】
次に、非単結晶半導体層２５１０を選択的にエッチングして、表示部２５２０に非単結晶半導体層２５２１を形成し、単結晶半導体層２５１１を選択的にエッチングして、第１の駆動回路部２５３０に第１の単結晶半導体層２５３１及び第２の単結晶半導体層２５４１を形成する。そして、非単結晶半導体層２５２１、第１の単結晶半導体層２５３１及び第２の単結晶半導体層２５４１上に、ゲート絶縁層２５１２を介してゲート電極２５１４を形成する（図２６（Ｂ）参照）。
【０２５５】
なお、完成するトランジスタの閾値電圧を制御するため、非単結晶半導体層２５２１、第１の単結晶半導体層２５３１及び第２の単結晶半導体層２５４１に低濃度の一導電型を付与する不純物元素を添加してもよい。この場合、トランジスタのチャネル形成領域にも不純物元素が添加されることになる。なお、ここで添加する不純物元素は、ソース領域又はドレイン領域として機能する高濃度不純物領域及びＬＤＤ領域として機能する低濃度不純物領域よりも低い濃度で添加する。
【０２５６】
ゲート電極２５１４は、基板全面に導電層を形成した後、該導電層を選択的にエッチングして所望の形状に加工して形成する。ここでは、ゲート電極２５１４として導電層による積層構造を形成した後、選択的にエッチングして、分離した導電層が非単結晶半導体層２５２１、第１の単結晶半導体層２５３１及び第２の単結晶半導体層２５４１をそれぞれ横断するように加工している。
【０２５７】
ゲート電極２５１４を形成する導電層は、ＣＶＤ法やスパッタリング法により、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、又はニオブ（Ｎｂ）等の金属元素、又は当該金属元素を含む合金材料若しくは化合物材料を用いて基板全面に導電層を形成した後、当該導電層を選択的にエッチングして形成することができる。また、リン等の一導電型を付与する不純物元素が添加された多結晶シリコンに代表される半導体材料を用いて形成することもできる。
【０２５８】
なお、ここではゲート電極２５１４を２層の導電層の積層構造で形成する例を図示するが、ゲート電極は単層構造でも３層以上の積層構造でもよい。また、導電層の側面をテーパ形状としてもよい。ゲート電極を導電層の積層構造とする場合、下層の導電層の幅を大きくしてもよいし、各層の側面を異なる角度のテーパ形状としてもよい。
【０２５９】
ゲート絶縁層２５１２は、ＣＶＤ法、スパッタリング法、ＡＬＤ法等を用いて、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化タンタルなどの材料を用いて形成することができる。また、非単結晶半導体層２５２１、第１の単結晶半導体層２５３１及び第２の単結晶半導体層２５４１をプラズマ処理により固相酸化又は固相窒化して形成することもできる。その他、ＣＶＤ法等により絶縁層を形成した後、当該絶縁層をプラズマ処理により固相酸化又は固相窒化して形成してもよい。
【０２６０】
なお、図２６（Ｂ）では、ゲート絶縁層２５１２とゲート電極２５１４の側端部が揃うように加工される例を示すが、特に限定されず、ゲート電極２５１４のエッチングにおいてゲート絶縁層２５１２を残すように加工してもよい。
【０２６１】
また、ゲート絶縁層２５１２に高誘電率物質（ｈｉｇｈ−ｋ材料とも呼ばれる）を用いる場合には、ゲート電極２５１４を多結晶シリコン、シリサイド、金属若しくは金属窒化物で形成する。好ましくは金属若しくは金属窒化物で形成する。例えば、ゲート電極２５１４のうちゲート絶縁層２５１２と接する導電層を金属窒化物材料で形成し、その上の導電層を金属材料で形成する。この組み合わせを用いることによって、ゲート絶縁層を薄膜化した場合でもゲート電極中に空乏層が広がることを防ぐことができ、微細化した場合にもトランジスタの駆動能力を損なわずに済む。
【０２６２】
次に、ゲート電極２５１４上に絶縁層２５１６を形成する。そして、ゲート電極２５１４をマスクとして一導電型を付与する不純物元素を添加する（図２６（Ｃ）参照）。ここでは、第１の駆動回路部２５３０に形成された第１の単結晶半導体層２５３１及び第２の単結晶半導体層２５４１に相異なる導電型を付与する不純物元素を添加する例を示す。また、表示部２５２０に形成された非単結晶半導体層２５２１には第１の単結晶半導体層２５３１と同じ導電型を付与する不純物元素を添加する例を示す。
【０２６３】
表示部２５２０に形成された非単結晶半導体層２５２１には、ゲート電極２５１４をマスクとして自己整合的に一対の不純物領域２５２３と、当該一対の不純物領域２５２３の間に位置するチャネル形成領域２５２５が形成される。
【０２６４】
第１の駆動回路部２５３０に形成された第１の単結晶半導体層２５３１には、ゲート電極２５１４をマスクとして自己整合的に一対の不純物領域２５３３と、当該一対の不純物領域２５３３の間に位置するチャネル形成領域２５３５が形成される。第２の単結晶半導体層２５４１には、ゲート電極２５１４をマスクとして自己整合的に一対の不純物領域２５４３と、当該一対の不純物領域２５４３の間に位置するチャネル形成領域２５４５が形成される。不純物領域２５３３及び不純物領域２５４３は、相異なる導電型の不純物元素が添加されている。
【０２６５】
一導電型を付与する不純物元素としては、ボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）等のｐ型を付与する元素、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）等のｎ型を付与する元素を用いることができる。本実施の形態では、表示部２５２０に形成された非単結晶半導体層２５２１、第１の駆動回路部２５３０に形成された第１の単結晶半導体層２５３１にｎ型を付与する元素、例えばリンを添加する。また、第２の単結晶半導体層２５４１にｐ型を付与する元素、例えばボロンを添加する。なお、非単結晶半導体層２５２１、第１の単結晶半導体層２５３１に不純物元素を添加する際は、レジストマスク等を用いて第２の単結晶半導体層２５４１を選択的に覆えばよい。同様に、第２の単結晶半導体層２５４１に不純物元素を添加する際は、レジストマスク等を用いて非単結晶半導体層２５２１、第１の単結晶半導体層２５３１を選択的に覆えばよい。
【０２６６】
絶縁層２５１６は、ＣＶＤ法、スパッタリング法、ＡＬＤ法等を用いて、酸化シリコン或いは酸化窒化シリコン、又は窒化シリコン或いは窒化酸化シリコンなどの材料を用いて形成することができる。一導電型を付与する不純物元素を添加する際に、絶縁層２５１６を通過させて添加する構成とすることで、非単結晶半導体層及び単結晶半導体層に与えるダメージを低減することができる。
【０２６７】
次に、ゲート電極２５１４の側面にサイドウォール絶縁層２５１８を形成する。そして、ゲート電極２５１４及びサイドウォール絶縁層２５１８をマスクとして一導電型を付与する不純物元素を添加する（図２６（Ｄ）参照）。なお、非単結晶半導体層２５２１、第１の単結晶半導体層２５３１及び第２の単結晶半導体層２５４１には、それぞれ先の工程（不純物領域２５２３、不純物領域２５３３及び不純物領域２５４３を形成する工程）で添加した不純物元素と同じ導電型の不純物元素を添加する。また、先の工程で添加した不純物元素よりも高い濃度で添加する。
【０２６８】
非単結晶半導体層２５２１には、ゲート電極２５１４及びサイドウォール絶縁層２５１８をマスクとして自己整合的に一対の高濃度不純物領域２５２６と、一対の低濃度不純物領域２５２４が形成される。ここで形成される高濃度不純物領域２５２６はソース領域又はドレイン領域として機能し、低濃度不純物領域２５２４はＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）領域として機能する。
【０２６９】
第１の単結晶半導体層２５３１には、ゲート電極２５１４及びサイドウォール絶縁層２５１８をマスクとして自己整合的に一対の高濃度不純物領域２５３６と、一対の低濃度不純物領域２５３４が形成される。ここで形成される高濃度不純物領域２５３６はソース領域又はドレイン領域として機能し、低濃度不純物領域２５３４はＬＤＤ領域として機能する。第２の単結晶半導体層２５４１には、ゲート電極２５１４及びサイドウォール絶縁層２５１８をマスクとして自己整合的に一対の高濃度不純物領域２５４６と、一対の低濃度不純物領域２５４４が形成される。
【０２７０】
なお、非単結晶半導体層２５２１、第１の単結晶半導体層２５３１に不純物元素を添加する際は、レジストマスク等を用いて第２の単結晶半導体層２５４１を選択的に覆えばよい。同様に、第２の単結晶半導体層２５４１に不純物元素を添加する際は、レジストマスク等を用いて非単結晶半導体層２５２１、第１の単結晶半導体層２５３１を選択的に覆えばよい。
【０２７１】
サイドウォール絶縁層２５１８は、絶縁層２５１６を介してゲート電極２５１４の側面に設けられる。例えば、ゲート電極２５１４を埋め込むように形成した絶縁層を、垂直方向を主体とした異方性エッチングを行うことによって、ゲート電極２５１４の側面に自己整合的に形成することができる。サイドウォール絶縁層２５１８は、窒化シリコン或いは窒化酸化シリコン、又は酸化シリコン或いは酸化窒化シリコンなどの材料を用いて形成することができる。なお、絶縁層２５１６を酸化シリコン又は酸化窒化シリコンを用いて形成する場合、サイドウォール絶縁層２５１８を窒化シリコン又は窒化酸化シリコンを用いて形成することで、絶縁層２５１６をエッチングストッパーとして機能させることができる。また、絶縁層２５１６を窒化シリコン又は窒化酸化シリコンを用いて形成する場合は、サイドウォール絶縁層２５１８を酸化シリコン又は酸化窒化シリコンを用いて形成すればよい。このように、エッチングストッパーとして機能しうる絶縁層を設けることで、サイドウォール絶縁層を形成する際のオーバーエッチングにより非単結晶半導体層及び単結晶半導体層がエッチングされてしまうのを防ぐことができる。
【０２７２】
次に、絶縁層２５１６の露出部をエッチングし、絶縁層２５１７を形成する（図２７（Ａ）参照）。絶縁層２５１７は、サイドウォール絶縁層２５１８及びゲート電極２５１４の間、サイドウォール絶縁層２５１８及び非単結晶半導体層２５２１の間、サイドウォール絶縁層２５１８及び第１の単結晶半導体層２５３１の間、並びにサイドウォール絶縁層２５１８及び第２の単結晶半導体層２５４１の間に残る。
【０２７３】
なお、ソース領域又はドレイン領域として機能する高濃度不純物領域を低抵抗化するため、シリサイド層を形成してもよい。シリサイド層としては、コバルトシリサイド若しくはニッケルシリサイドを適用すれば良い。非単結晶半導体層及び単結晶半導体層の膜厚が薄い場合には、高濃度不純物領域が形成された非単結晶半導体層及び単結晶半導体層の底部までシリサイド反応を進めてフルシリサイド化しても良い。
【０２７４】
次に、基板２５００全面に絶縁層２５０８を形成した後、該絶縁層２５０８を選択的にエッチングして、表示部２５２０の非単結晶半導体層２５２１に形成された高濃度不純物領域２５２６に達する開口を形成する。また、第１の駆動回路部２５３０の第１の単結晶半導体層２５３１及び第２の単結晶半導体層２５４１に形成された高濃度不純物領域２５３６及び高濃度不純物領域２５４６にそれぞれ達する開口を形成する。そして、該開口を埋め込むように導電層２５１９を形成する。また、端子領域２５７０に端子電極２５７４を形成する（図２７（Ｂ）参照）。
【０２７５】
絶縁層２５０８は、ＣＶＤ法やスパッタリング法、ＡＬＤ法、塗布法等により、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の酸素若しくは窒素を含む無機絶縁材料や、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む絶縁材料、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機絶縁材料またはシロキサン樹脂等のシロキサン材料を用いて形成する。なお、シロキサン材料とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む材料に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いることもできる。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。また、絶縁層２５０８は、ＣＶＤ法やスパッタリング法、ＡＬＤ法を用いて絶縁層を形成した後、当該絶縁層に酸素雰囲気下又は窒素雰囲気下でプラズマ処理を行ってもよい。ここでは絶縁層２５０８は単層構造の例を示すが、２層以上の積層構造としてもよい。また、無機絶縁層や、有機絶縁層を組み合わせて形成してもよい。例えば、基板２５００全面にパッシベーション層として機能する窒化シリコン膜や窒化酸化シリコン膜を形成し、その上層に平坦化層として機能できるリンシリケートガラス（ＰＳＧ）やボロンリンシリケートガラス（ＢＰＳＧ）を材料に用いた絶縁層を形成することができる。
【０２７６】
導電層２５１９は、ソース電極又はドレイン電極として機能する電極として機能する。導電層２５１９は、絶縁層２５０８に形成された開口を介して、非単結晶半導体層２５２１、第１の単結晶半導体層２５３１又は第２の単結晶半導体層２５４１と電気的に接続される。
【０２７７】
導電層２５１９は、ＣＶＤ法やスパッタリング法を用いて、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ネオジム（Ｎｄ）等の金属元素、炭素（Ｃ）やシリコン（Ｓｉ）等の元素、又はこれらを含む合金材料若しくは化合物材料を用いて単層構造又は積層構造で形成した後、当該導電層を選択的にエッチングして形成することができる。アルミニウムを含む合金材料としては、例えば、アルミニウムを主成分としニッケルを含む材料、又は、アルミニウムを主成分とし、ニッケルと、炭素とシリコンの一方又は両方とを含む合金材料があげられる。また、タングステンを含む化合物材料としては、例えばタングステンシリサイドが挙げられる。導電層２５１９は、例えば、バリア層とアルミニウムシリコン（Ａｌ−Ｓｉ）層とバリア層の積層構造、バリア層とアルミニウムシリコン（Ａｌ−Ｓｉ）層と窒化チタン層とバリア層の積層構造を採用することができる。なお、バリア層とは、チタン、チタンの窒化物、モリブデン、又はモリブデンの窒化物からなる薄膜に相当する。アルミニウムやアルミニウムシリコンは抵抗値が低く、安価であるため、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層を形成する材料として最適である。また、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層を、上層と下層にバリア層を設けた積層構造とすると、アルミニウムやアルミニウムシリコンのヒロックの発生を防止することができるため好ましい。
【０２７８】
端子領域２５７０に形成される端子電極２５７４は、後に形成されるＦＰＣ等の外部入力端子と第１の駆動回路部２５３０及び第２の駆動回路部２５５０とを電気的に接続させるための電極として機能する。ここでは、導電層２５１９と同一の材料を用いて端子電極２５７４を形成する例を示している。
【０２７９】
以上で、表示部２５２０に非単結晶半導体層２５２１を有するトランジスタが形成された画素回路部２５２２が形成される。また、第１の駆動回路部２５３０に第１の単結晶半導体層２５３１を有するトランジスタ及び第２の単結晶半導体層２５４１を有するトランジスタが形成された周辺回路部２５３２が形成される。
【０２８０】
なお、本実施の形態では、非単結晶半導体層と単結晶半導体層に同時にドーピング等を適用する工程を用いて説明したが、本発明はこれに限られるものではない。非単結晶半導体層に最適な工程、単結晶半導体層に最適な工程を用いて液晶表示装置を作製しても良い。なお、非単結晶半導体層と単結晶半導体層に、同時にエッチングやドーピング等を適用する場合には、作製工程が非常に簡略化できるため、低コスト化、歩留まりの向上等の著しい効果が得られる。
【０２８１】
次に、表示部２５２０及び第１の駆動回路部２５３０上に絶縁層２５０９を形成する。そして、表示部２５２０上に形成された絶縁層２５０９を選択的にエッチングして、画素回路部２５２２に形成されたトランジスタの導電層２５１９に達する開口を形成する。その後、該開口を埋め込むように画素電極２５６０を形成する（図２７（Ｃ）参照）。
【０２８２】
絶縁層２５０９は、表示部２５２０及び第１の駆動回路部２５３０の凹凸を平滑化して、平坦な表面を形成できる平坦化層であることが好ましい。例えば、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機絶縁材料またはシロキサン樹脂等のシロキサン材料を用いて形成することができる。ここでは、絶縁層２５０９は単層構造の例を示すが、２層以上の積層構造としてもよい。積層構造にする場合、例えば、有機樹脂などを上層にし、酸化シリコン、窒化シリコンまたは酸化窒化シリコン等の無機絶縁層を下層にした積層構造、又は無機絶縁層で有機絶縁層を挟持する構造とすることができる。絶縁層２５０９は、各種印刷法（スクリーン印刷、平版印刷、凸版印刷、グラビア印刷等）、液滴吐出法、ディスペンサ法等を用いて選択的に形成することができる。また、スピンコート法等を用いて全面に形成した後、所望の領域（ここでは表示部２５２０及び第１の駆動回路部２５３０）以外を選択的にエッチングして形成することもできる。
【０２８３】
画素電極２５６０は、本実施の形態では可視光を透過する材料を用いて形成することが好ましい。可視光を透過する導電性材料としては、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、又はガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）等が挙げられる。一方、画素電極２５６０の膜厚を十分に小さくできる場合には、上記の材料に限られない。通常の厚さでは、光を透過しない材料であっても、十分に薄く形成した場合には光を透過するためである。このような場合には、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、銀（Ａｇ）等の金属元素、又は当該金属元素を含む合金材料若しくは化合物材料を用いることも可能である。なお、反射型又は半透過型の液晶表示装置を作製する場合には上記の金属元素等を用いると良い。
【０２８４】
次に、スペーサ２５８６を形成した後、画素電極２５６０及びスペーサを覆うように配向膜２５８２を形成する。そして、表示部２５２０及び第１の駆動回路部２５３０、第２の駆動回路部２５５０を囲うようにシール材２５８０を形成する（図２８（Ａ）参照）。
【０２８５】
スペーサ２５８６は、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、アクリル等の有機絶縁材料、若しくは酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の無機絶縁材料を用いて、単層構造又は積層構造で形成することができる。本実施の形態ではスペーサ２５８６として柱状のスペーサを形成するため、基板全面に絶縁層を形成した後、エッチング加工して所望の形状のスペーサを得る。なお、スペーサ２５８６の形状は特に限定されず、球状のスペーサを散布してもよい。スペーサ２５８６により、セルギャップを保持することができる。
【０２８６】
配向膜２５８２は、液晶を一定方向に配列させることが可能な層である。材料は、利用する液晶の動作モードに応じて適宜選択すればよい。例えばポリイミド、ポリアミド等の材料を用いて形成し、配向処理を行うことで配向膜２５８２を作製することが出来る。配向処理としては、ラビングや、紫外線の照射等を行えばよい。配向膜２５８２の形成方法は特に限定されないが、各種印刷法や液滴吐出法を用いると、絶縁層２５０９上に選択的に形成することができる。
【０２８７】
シール材２５８０は、表示領域を少なくとも囲うように形成する。本実施の形態では、表示部２５２０、第１の駆動回路部２５３０及び第２の駆動回路部２５５０の周辺を囲うようにシールパターンを形成する。シール材２５８０としては、熱硬化樹脂や光硬化樹脂を用いることができる。なお、シール材にフィラーを含ませることでセルギャップを保持させることもできる。シール材２５８０は、後に対向電極、カラーフィルター等設けられた基板と封止する際に、光照射、加熱処理等を行って硬化を行う。
【０２８８】
シール材２５８０に囲まれた領域に液晶層２５８４を形成する。また、カラーフィルター２５８９、対向電極２５８８、配向膜２５８７が順次積層された第２の基板２５９０と第１の基板２５００を貼り合わせる（図２８（Ｂ）参照）。
【０２８９】
液晶層２５８４は、所望の液晶材料を用いて形成する。また、液晶層２５８４は、シール材２５８０で形成されたシールパターン内に液晶材料を滴下して形成することができる。液晶材料の滴下は、ディスペンサ法や液滴吐出法を用いて行えばよい。なお、液晶材料は予め減圧下で脱気しておくか、滴下後に減圧下で脱気することが好ましい。また、液晶材料の滴下の際に不純物等が混入しないように、不活性雰囲気下で行うことが好ましい。また、液晶材料を滴下して液晶層２５８４を形成した後、第１の基板２５００及び第２の基板２５９０を貼り合わせるまでは、液晶層２５８４に気泡等が入らないように減圧下で行うことが好ましい。
【０２９０】
また、液晶層２５８４は、第１の基板２５００と第２の基板２５９０を貼り合わせた後、シール材２５８０の枠状パターン内に、毛細管現象を利用して液晶材料を注入して形成することもできる。この場合、あらかじめシール材等に液晶の注入口となる部分を形成しておく。なお、液晶材料は、減圧下で注入を行うことが好ましい。
【０２９１】
第１の基板２５００と第２の基板２５９０は、対向させて密着させた後、シール材２５８０を硬化させて貼り合わせることができる。このとき、第２の基板２５９０に設けられた配向膜２５８７と、第１の基板２５００に設けられた配向膜２５８２とで、液晶層２５８４が挟持される構造となるように貼り合わせる。なお、第１の基板２５００と第２の基板２５９０を貼り合わせ、液晶層２５８４の形成を行った後、加熱処理を行って液晶層２５８４の配向乱れを修正することも可能である。
【０２９２】
第２の基板２５９０としては、透光性を有する基板を用いる。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等の各種ガラス基板、石英基板、セラミック基板、サファイヤ基板等を用いることができる。
【０２９３】
第２の基板２５９０上には、貼り合わせる前に、カラーフィルター２５８９、対向電極２５８８、配向膜２５８７を順に形成しておく。なお、第２の基板２５９０には、カラーフィルター２５８９の他にブラックマトリクスを設けてもよい。また、カラーフィルター２５８９は第２の基板２５９０の外側に設けてもよい。また、モノカラー表示とする場合は、カラーフィルター２５８９を設けなくともよい。また、シール材を第２の基板２５９０側に設けてもよい。なお、シール材を第２の基板２５９０側に設ける場合は、液晶材料は第２の基板２５９０に設けられたシール材のパターン内に滴下する。
【０２９４】
対向電極２５８８は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、又はガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）等の可視光を透過する性質を有する導電材料を用いて形成することができる。配向膜２５８７は、上記配向膜２５８２と同様に形成することができる。
【０２９５】
以上により、第１の基板２５００と第２の基板２５９０との間に、液晶層２５８４を含む表示部２５２０、第１の駆動回路部２５３０及び第２の駆動回路部２５５０が封止された構造が得られる。なお、表示部２５２０及び第１の駆動回路部２５３０、第２の駆動回路部２５５０に形成される回路部には、トランジスタの他、抵抗やコンデンサなどを同時に作製してもよい。また、トランジスタの構造は特に限定されない。例えば、１つの非単結晶半導体層又は単結晶半導体層に対して複数のゲートを設けたマルチゲート構造とすることもできる。
【０２９６】
次に、第１の基板２５００及び第２の基板２５９０に偏光板２５９１及び偏光板２５９２を設け、端子電極２５７４に異方性導電層２５７６を介して外部入力端子２５７８を接続する（図２８（Ｃ）参照）。その後、モニタ部に対応させて光センサを配置する。なお、モニタ部の画素は表示用の画素と同様に作製することができる。モニタ部は一の画素で形成することもできるし、二以上の画素を用いて形成しても良い。モニタ部の画素の面積は、表示部の画素の面積と同じでも良いし、表示部の画素の面積より大きくても良い。モニタ部を複数の画素で構成することで、検出される輝度の精度を向上させることができる。また、モニタ部の画素の面積を大きくすることで、同様に検出される輝度の精度を向上させることが出来る。つまり、細やかなバックライト制御が可能になる。
【０２９７】
外部入力端子２５７８は外部からの信号（例えばビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等）や電位を伝達する役目を担う。ここでは、外部入力端子２５７８としてＦＰＣを接続する。なお、端子電極２５７４は、第１の駆動回路部２５３０及び第２の駆動回路部２５５０と電気的に接続されているものとする。
【０２９８】
以上により液晶表示装置を得ることができる。なお、本実施の形態は、実施の形態１乃至９と適宜組み合わせて用いることができる。
【０２９９】
（実施の形態１１）
実施の形態１０では、実施の形態９における半導体基板を用いた液晶表示装置について説明したが、本実施の形態においては、その他の表示装置について図２９を用いて説明する。
【０３００】
図２９（Ａ）は、発光素子を用いる表示装置（発光装置、ＥＬ表示装置ともいわれる）の一例である。図２９（Ｂ）は、電気泳動素子を用いる表示装置（電子ペーパ、電気泳動表示装置ともいわれる）の一例である。なお、表示素子以外の構成は実施の形態１０にて示した構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０３０１】
図２９（Ａ）は、液晶素子の代わりに発光素子２９１０を用いた表示装置を示している。ここでは、画素電極（陰極）２９１２と対向電極（陽極）２９１６との間に有機化合物層２９１４が設けられている例を示す。有機化合物層２９１４は、少なくとも発光層を有し、その他、電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、正孔注入層等を有していてもよい。また、画素電極（陰極）２９１２の端部は隔壁層２９１８に覆われている。隔壁層２９１８は絶縁材料を用いて基板全面に成膜した後に画素電極（陰極）２９１２の一部が露出するように加工するか、液滴吐出法等を用いて選択的に形成すればよい。画素電極（陰極）２９１２及び隔壁層２９１８上に、有機化合物層２９１４、対向電極（陽極）２９１６が順に積層される。発光素子２９１０と第２の基板２５９０の間の空間２９２０は、不活性気体等を充填してもよいし、樹脂等を形成してもよい。
【０３０２】
なお、本実施の形態においては、有機材料を用いて発光素子を形成したが、本発明はこれに限られない。無機材料を用いて発光素子を形成しても良いし、有機材料と無機材料とを組み合わせて発光素子を形成しても良い。
【０３０３】
図２９（Ｂ）は、液晶素子の代わりに電気泳動素子を用いた表示装置を示している。ここでは、画素電極２９３２と対向電極（共通電極）２９３４との間に電気泳動層２９４０が設けられている例を示す。電気泳動層２９４０は、バインダ２９３６によって固定された複数のマイクロカプセル２９３０を有している。マイクロカプセル２９３０は直径１０μｍ乃至２００μｍ程度であり、透明な液体と、正に帯電した白い微粒子と、負に帯電した黒い微粒子とを封入した構成となっている。当該マイクロカプセル２９３０は、画素電極２９３２と対向電極（共通電極）２９３４によって電場が与えられると、白い微粒子と、黒い微粒子が逆の方向に移動し、白または黒を表示することができる。この原理を応用した表示素子が電気泳動素子である。電気泳動素子は、液晶素子に比べて反射率が高いため、補助ライト（例えばフロントライト）が無くとも、薄暗い場所で表示部を認識することが可能である。また、消費電力も小さい。さらに、表示部に電源が供給されない場合であっても、一度表示した像を保持することが可能である。
【０３０４】
本発明は基本的には液晶表示装置をその対象としているが、その他の表示装置に関して適用することも可能である。例えば、液晶表示装置におけるバックライトの出力制御に代えて、エレクトロルミネッセンス表示装置における発光素子の輝度制御を行うことが可能である。この場合、発光素子（モニタ用の発光素子）と向かい合うように光センサを設け、発光素子の輝度変化を検出する構成とすればよい。これにより、発光素子の劣化が進行しても、一定の輝度を保って表示を行うことができる。また、電気泳動素子を用いた表示装置においては、反射光により正しい階調が表示されるよう補正を行うことで、環境変化に依存した画質変化を低減することができ、優れた画像を表示させることができる。なお、この場合には、例えば、モニタ用の電気泳動素子、光源及び光センサを設けて、モニタ用の電気泳動素子に光源からの光を照射し、光センサを用いて電気泳動素子からの反射光を検出する構成を採用することが可能である。ここで、光源及び光センサは、電気泳動素子と向かい合うように配置される。光源を設けずに、外光の反射を検出する構成としても良い。
【０３０５】
本実施の形態は、実施の形態１乃至１０と適宜組み合わせて用いることができる。
【０３０６】
（実施の形態１２）
本発明の表示装置を用いた電子機器について、図３０を参照して説明する。
【０３０７】
本発明の表示装置を用いた電子機器として、ビデオカメラやデジタルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。
【０３０８】
図３０（Ａ）はテレビ受像器又はパーソナルコンピュータのモニタである。筺体３００１、支持台３００２、表示部３００３、スピーカー部３００４、ビデオ入力端子３００５等を含む。表示部３００３には、本発明の表示装置が用いられている。本発明により、優れた画質且つ高い動画性能を有するテレビ受像器又はパーソナルコンピュータのモニタを提供することができる。
【０３０９】
図３０（Ｂ）はデジタルカメラである。本体３０１１の正面部分には受像部３０１３が設けられており、本体３０１１の上面部分にはシャッターボタン３０１６が設けられている。また、本体３０１１の背面部分には、表示部３０１２、操作キー３０１４、及び外部接続ポート３０１５が設けられている。表示部３０１２には、本発明の表示装置が用いられている。本発明により、優れた画質且つ高い動画性能を有するデジタルカメラを提供することができる。
【０３１０】
図３０（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータである。本体３０２１には、キーボード３０２４、外部接続ポート３０２５、ポインティングデバイス３０２６が設けられている。また、本体３０２１には、表示部３０２３を有する筐体３０２２が取り付けられている。表示部３０２３には、本発明の表示装置が用いられている。本発明により、優れた画質且つ高い動画性能を有するノート型パーソナルコンピュータを提供することができる。
【０３１１】
図３０（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体３０３１、表示部３０３２、スイッチ３０３３、操作キー３０３４、赤外線ポート３０３５等を含む。表示部３０３２にはアクティブマトリクス表示装置が設けられている。表示部３０３２には、本発明の表示装置が用いられている。本発明により、優れた画質且つ高い動画性能を有するモバイルコンピュータを提供することができる。
【０３１２】
図３０（Ｅ）は画像再生装置である。本体３０４１には、表示部３０４４、記録媒体読み込み部３０４５及び操作キー３０４６が設けられている。また、本体３０４１には、スピーカー部３０４７及び表示部３０４３それぞれを有する筐体３０４２が取り付けられている。表示部３０４３及び表示部３０４４それぞれには、本発明の表示装置が用いられている。本発明により、優れた画質且つ高い動画性能を有する画像再生装置を提供することができる。
【０３１３】
図３０（Ｆ）は電子書籍である。本体３０５１には操作キー３０５３が設けられている。また、本体３０５１には複数の表示部３０５２が取り付けられている。表示部３０５２には、本発明の表示装置が用いられている。本発明により、優れた画質且つ高い動画性能を有する電子書籍を提供することができる。
【０３１４】
図３０（Ｇ）はビデオカメラであり、本体３０６１には外部接続ポート３０６４、リモコン受信部３０６５、受像部３０６６、バッテリー３０６７、音声入力部３０６８、操作キー３０６９が設けられている、また、本体３０６１には、表示部３０６２を有する筐体３０６３が取り付けられている。表示部３０６２には、本発明の表示装置が用いられている。本発明により、優れた画質且つ高い動画性能を有するビデオカメラを提供することができる。
【０３１５】
図３０（Ｈ）は携帯電話であり、本体３０７１、筐体３０７２、表示部３０７３、音声入力部３０７４、音声出力部３０７５、操作キー３０７６、外部接続ポート３０７７、アンテナ３０７８等を含む。表示部３０７３には、本発明の表示装置が用いられている。本発明により、優れた画質且つ高い動画性能を有する携帯電話を提供することができる。
【０３１６】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。なお、本実施の形態は、実施の形態１乃至１１と適宜組み合わせて用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０３１７】
【図１】本発明に係るパネルの構成の一例について示す図。
【図２】本発明の回路及び制御方法の一例について示す図。
【図３】本発明の回路及び制御方法の一例について示す図。
【図４】本発明におけるバックライトの点灯タイミングを示す図。
【図５】本発明の回路の一例について示す図。
【図６】本発明の制御方法の一例について示す図。
【図７】本発明におけるバックライトの点灯タイミングを示す図。
【図８】本発明の制御方法の一例について示す図。
【図９】本発明に係るパネルの構成の一例について示す図。
【図１０】本発明の液晶表示装置におけるモニタ部の配置例を示す図。
【図１１】本発明の光センサの一例を示す図。
【図１２】本発明の半導体基板の作製工程を示す図。
【図１３】本発明の半導体基板の作製工程を示す図。
【図１４】本発明の半導体基板の作製工程を示す図。
【図１５】本発明の液晶表示装置の作製工程を示す図。
【図１６】本発明の液晶表示装置の上面を示す図。
【図１７】本発明の液晶表示装置の断面を示す図。
【図１８】本発明の半導体基板を示す図。
【図１９】本発明の半導体基板の断面を示す図。
【図２０】本発明の半導体基板の断面を示す図。
【図２１】本発明の半導体基板の作成工程を示す図。
【図２２】本発明の半導体基板の作製工程を示す図。
【図２３】本発明の半導体基板の作製工程を示す図。
【図２４】本発明の半導体基板の作製工程を示す図。
【図２５】本発明の液晶表示装置を示す図。
【図２６】本発明の液晶表示装置の作製工程を示す図。
【図２７】本発明の液晶表示装置の作製工程を示す図。
【図２８】本発明の液晶表示装置の作製工程を示す図。
【図２９】本発明の他の表示装置を示す図。
【図３０】本発明の電子機器を示す図。
【符号の説明】
【０３１８】
１００    基板
１０２    画素部
１０４ａ    走査線駆動回路
１０４ｂ    走査線駆動回路
１０６    信号線駆動回路部
１０８    モニタ部
１１０    対向基板
１１２    シール材
１１４    ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）
１２０ａ    偏光板
１２０ｂ    偏光板
１２２    液晶層
１２４    光センサ
２００    光センサ
２０２    積分回路
２０４    比較回路
２０６    バックライト制御回路
２０８    バックライト
２１０    光源
２１２    液晶パネル
Ｓ２５０    ステップ
Ｓ２５２    ステップ
Ｓ２５４    ステップ
Ｓ２５６    ステップ
Ｓ２５８    ステップ
３００    光センサ
３０２    積分回路
３０４    比較回路
３０６    バックライト制御回路
３０８    バックライト
３１０    光源
３１２    液晶パネル
Ｓ３５０    ステップ
Ｓ３５２    ステップ
Ｓ３５４    ステップ
Ｓ３５６    ステップ
Ｓ３５８    ステップ
Ｓ３６０    ステップ
４００    領域
４０２    領域
５００    光センサ
５０２    積分回路
５０４    比較回路Ａ
５０６    差動回路
５０８    遅延回路
５１０    比較回路Ｂ
５１２    一致回路
５１４    バックライト制御回路
５１６    バックライト
５１８    光源
５２０    液晶パネル
Ｓ６００    ステップ
Ｓ６０２    ステップ
Ｓ６０４    ステップ
Ｓ６０６    ステップ
Ｓ６０８    ステップ
Ｓ６１０    ステップ
Ｓ６１２    ステップ
Ｓ６１４    ステップ
７００    領域
７０２    領域
７０４    ノイズ成分
Ｓ８００    ステップ
Ｓ８０２    ステップ
Ｓ８０４    ステップ
Ｓ８０６    ステップ
Ｓ８０８    ステップ
Ｓ８１０    ステップ
９００    基板
９０２    画素部
９０４ａ    走査線駆動回路
９０４ｂ    走査線駆動回路
９０６    信号線駆動回路部
９０８    モニタ部
９１０    対向基板
９１２    シール材
９１４    ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）
９２０ａ    偏光板
９２０ｂ    偏光板
９２２    液晶層
９２４    バックライト
９２６    光センサ
９２８    光源
１０００    筐体
１００２    表示部
１０１０    モニタ部
１０１２    モニタ部
１０２０    モニタ部
１０２２    モニタ部
１０２４    モニタ部
１０２６    モニタ部
１０３０    モニタ部
１０３２    モニタ部
１０３４    モニタ部
１０４０    モニタ部
１１００    フォトＩＣ
１１０２    光電変換素子
１１０４    トランジスタ
１１０６    トランジスタ
１１０８    カレントミラー回路
１１１０    端子
１１１２    端子
１１１４    ユニット
１１５０    基板
１１５２    導電膜
１１５４    Ｐ型半導体層
１１５６    真性層
１１５８    Ｎ型半導体層
１１６０    背面電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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