DE112017004983T5

DE112017004983T5 - Anzeigesystem und elektronisches Gerät

Info

Publication number: DE112017004983T5
Application number: DE112017004983.0T
Authority: DE
Inventors: Yuji Iwaki; Hideaki Okamoto
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2017-09-22
Publication date: 2019-06-19
Also published as: TW201828277A; CN109716426A; US10607575B2; KR102372150B1; TWI771325B; KR20190058519A; JP2018173619A; JP7055608B2; WO2018060817A1; US20180096670A1

Abstract

Ein neuartiges Anzeigesystem wird bereitgestellt. Das Anzeigesystem beinhaltet einen Anzeigeabschnitt und einen Steuerabschnitt. Der Steuerabschnitt beinhaltet eine Steuerung und eine Speichervorrichtung. Der Anzeigeabschnitt weist eine Funktion zum Anzeigen eines Bildes auf. Die Steuerung weist eine Funktion zum Ausgeben eines Signals zum Steuern einer Bildwiederholrate des Bildes auf. Die Speichervorrichtung weist eine Funktion zum Speichern von Daten auf, die Daten, die einen Wahrnehmungszustand des Bildes kennzeichnen, und Daten darüber umfassen, ob ein Flimmern in dem Wahrnehmungszustand von einem Benutzer wahrgenommen wird oder nicht. Die Steuerung weist eine Funktion zum Ändern der Bildwiederholrate des Bildes unter Bezugnahme auf die in der Speichervorrichtung gespeicherten Daten auf, wenn Daten darüber, ob ein Flimmern wahrgenommen wird oder nicht, von dem Benutzer eingegeben werden.

Description

Technisches Gebiet
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung, ein Anzeigesystem und ein elektronisches Gerät.
Es sei angemerkt, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht auf das vorstehende technische Gebiet beschränkt ist. Beispiele für das technische Gebiet einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in dieser Beschreibung und dergleichen offenbart wird, umfassen eine Halbleitervorrichtung, eine Anzeigevorrichtung, eine Licht emittierende Vorrichtung, eine Energiespeichervorrichtung, eine Speichervorrichtung, ein Anzeigesystem, ein elektronisches Gerät, eine Beleuchtungsvorrichtung, eine Eingabevorrichtung, eine Eingabe-/Ausgabevorrichtung, ein Betriebsverfahren dafür und ein Herstellungsverfahren dafür.
Die „Halbleitervorrichtung“ in dieser Beschreibung und dergleichen meint alle Vorrichtungen, die unter Nutzung von Halbleitereigenschaften arbeiten können. Ein Transistor, eine Halbleiterschaltung, eine arithmetische Vorrichtung, eine Speichervorrichtung und dergleichen sind jeweils eine Ausführungsform der Halbleitervorrichtung. Außerdem können eine Abbildungsvorrichtung, eine elektrooptische Vorrichtung, eine Energieerzeugungsvorrichtung (darunter auch eine Dünnschichtsolarzelle und eine organische Dünnschichtsolarzelle) und ein elektronisches Gerät jeweils eine Halbleitervorrichtung beinhalten.
Stand der Technik
Flachbildschirmanzeigen, die typischerweise Flüssigkristallanzeigevorrichtungen und Licht emittierende Anzeigevorrichtungen sind, werden zum Anzeigen von Bildern weithin verwendet. Obwohl die Transistoren, die in diesen Anzeigevorrichtungen verwendet werden, hauptsächlich unter Verwendung von Siliziumhalbleitern hergestellt werden, hat eine Technik in den letzten Jahren Aufmerksamkeit erregt, bei der statt eines Siliziumhalbleiters ein Metalloxid, das Halbleitereigenschaften aufweist, für Transistoren verwendet wird. Beispielsweise wird in den Patentdokumenten 1 und 2 eine Technik offenbart, bei der ein Transistor, der unter Verwendung von Zinkoxid oder einem Oxid auf In-Ga-Zn-Basis für eine Halbleiterschicht hergestellt wird, in einem Pixel einer Anzeigevorrichtung verwendet wird.
[Referenz]
[Patentdokument]

[Patentdokument 1] Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2007-96055
[Patentdokument 2] Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2007-123861

Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine neuartige Halbleitervorrichtung oder ein neuartiges Anzeigesystem bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Halbleitervorrichtung oder ein Anzeigesystem bereitzustellen, die/das einen niedrigen Stromverbrauch aufweist. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Halbleitervorrichtung oder ein Anzeigesystem bereitzustellen, die/das in der Lage ist, ein Bild mit hoher Sichtbarkeit anzuzeigen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Halbleitervorrichtung oder ein Anzeigesystem bereitzustellen, die/das leicht bedient wird.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung muss nicht notwendigerweise sämtliche der vorstehend genannten Aufgaben erfüllen, sondern nur mindestens eine der Aufgaben erfüllen. Die Beschreibung der vorstehenden Aufgaben steht dem Vorhandensein weiterer Aufgaben nicht im Wege. Weitere Aufgaben werden aus der Erläuterung der Beschreibung, der Zeichnungen, der Patentansprüche und dergleichen ersichtlich und können davon abgeleitet werden.
Ein Anzeigesystem einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Anzeigeabschnitt und einen Steuerabschnitt. Der Steuerabschnitt beinhaltet eine Steuerung und eine Speichervorrichtung. Der Anzeigeabschnitt weist eine Funktion zum Anzeigen eines Bildes auf. Die Steuerung weist eine Funktion zum Ausgeben eines Signals zum Steuern einer Bildwiederholrate des Bildes auf. Die Speichervorrichtung weist eine Funktion zum Speichern von Daten auf, die Daten, die einen Wahrnehmungszustand des Bildes kennzeichnen, und Daten darüber umfassen, ob ein Flimmern in dem Wahrnehmungszustand von einem Benutzer wahrgenommen wird oder nicht. Die Steuerung weist eine Funktion zum Ändern der Bildwiederholrate des Bildes unter Bezugnahme auf die Daten auf, die in der Speichervorrichtung gespeichert sind, wenn Daten darüber, ob ein Flimmern wahrgenommen wird oder nicht, von dem Benutzer eingegeben werden.
Bei dem Anzeigesystem einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Steuerabschnitt einen Zähler beinhalten. Der Zähler kann eine Funktion zum Messen der Zeit aufweisen, während der das Bild mit einer bestimmten Bildwiederholrate kontinuierlich angezeigt wird. Die Steuerung kann eine Funktion zum Vorhersagen einer Bildwiederholrate aufweisen, bei der ein Flimmern nicht wahrgenommen wird, indem die Zeit, die von dem Zähler gemessen wird, mit den Daten verglichen wird, die in der Speichervorrichtung gespeichert sind.
Ein Anzeigesystem einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Anzeigeabschnitt und einen Steuerabschnitt. Der Steuerabschnitt beinhaltet eine Steuerung. Der Anzeigeabschnitt weist eine Funktion zum Anzeigen eines Bildes auf. Die Steuerung weist ein neuronales Netz auf. Das neuronale Netz weist eine Funktion zum Durchführen einer Inferenz auf, wenn Daten darüber, ob ein Flimmern wahrgenommen wird oder nicht, von einem Benutzer in die Steuerung eingegeben werden. In eine Eingabeschicht des neuronalen Netzes werden Daten eingegeben, die Daten über einen Wahrnehmungszustand des Bildes und Daten darüber umfassen, ob ein Flimmern in dem Wahrnehmungszustand von dem Benutzer wahrgenommen wird oder nicht. Eine Bildwiederholrate, bei der ein Flimmern nicht wahrgenommen wird, wird von einer Ausgabeschicht des neuronalen Netzes ausgegeben.
Bei dem Anzeigesystem einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Steuerabschnitt einen Zähler beinhalten. Der Zähler kann eine Funktion zum Messen der Zeit aufweisen, während der das Bild mit einer bestimmten Bildwiederholrate kontinuierlich angezeigt wird. Die Daten über den Wahrnehmungszustand können Daten umfassen, die die Zeit kennzeichnen, die von dem Zähler gemessen wird.
Bei dem Anzeigesystem einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Daten, die den Wahrnehmungszustand kennzeichnen, mindestens Daten, die einen Benutzer kennzeichnen, der das Bild betrachtet, Daten, die die Zeit kennzeichnen, während der das Bild betrachtet wird, oder Daten umfassen, die einen Inhalt des Bildes kennzeichnen.
Bei dem Anzeigesystem einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Anzeigeabschnitt ein Pixel beinhalten, das ein erstes Anzeigeelement und ein zweites Anzeigeelement beinhaltet. Der Auswahlzustand/Nicht-Auswahlzustand des Pixels kann durch einen Transistor gesteuert werden, der ein Metalloxid in einem Kanalbildungsbereich enthält.
Das Anzeigesystem einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner einen Eingabeabschnitt beinhalten. Der Eingabeabschnitt kann eine Funktion zum Erfassen von Daten darüber, ob ein Flimmern von dem Benutzer wahrgenommen wird oder nicht, und zum Ausgeben der Daten an die Steuerung aufweisen.
Ein elektronisches Gerät einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet das Anzeigesystem. Als Eingabeabschnitt wird ein Bedienknopf, ein Berührungssensor, ein Lautsprecher oder ein Mikrofon verwendet.
Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine neuartige Halbleitervorrichtung oder ein neuartiges Anzeigesystem bereitgestellt werden. Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Halbleitervorrichtung oder ein Anzeigesystem, die/das einen niedrigen Stromverbrauch aufweist, bereitgestellt werden. Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Halbleitervorrichtung oder ein Anzeigesystem, die/das in der Lage ist, ein Bild mit hoher Sichtbarkeit anzuzeigen, bereitgestellt werden. Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Halbleitervorrichtung oder ein Anzeigesystem, die/das leicht bedient wird, bereitgestellt werden.
Es sei angemerkt, dass die Beschreibung dieser Effekte dem Vorhandensein weiterer Effekte nicht im Wege steht. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung muss nicht notwendigerweise alle diesen Effekte aufweisen. Weitere Effekte werden aus der Erläuterung der Beschreibung, der Zeichnungen, der Patentansprüche und dergleichen ersichtlich und können davon abgeleitet werden.
Figurenliste

1 stellt ein Konfigurationsbeispiel eines Anzeigesystems dar.
2A und 2B stellen ein Betriebsbeispiel eines Anzeigesystems dar.
3A und 3B zeigen ein Flussdiagramm.
4 stellt ein Konfigurationsbeispiel eines Steuerabschnitts dar.
5 stellt ein Konfigurationsbeispiel eines Anzeigeabschnitts dar.
6 zeigt ein Zeitdiagramm;
7 stellt ein Konfigurationsbeispiel eines Anzeigesystems dar.
8 stellt ein Konfigurationsbeispiel eines Steuerabschnitts dar.
9A bis 9C stellen Konfigurationsbeispiele eines neuronalen Netzes dar.
10A und 10B stellen jeweils ein Konfigurationsbeispiel eines Pixels dar.
11A und 11B stellen jeweils ein Konfigurationsbeispiel eines Pixels dar.
12 stellt ein Konfigurationsbeispiel eines Pixels dar.
13A und 13B stellen Konfigurationsbeispiele eines Pixels dar.
14A und 14B1 bis 14B3 stellen Konfigurationsbeispiele einer Speichervorrichtung dar.
15A bis 15C stellen jeweils ein Konfigurationsbeispiel einer Speicherzelle dar.
16 stellt ein Konfigurationsbeispiel einer Anzeigevorrichtung dar.
17 stellt ein Konfigurationsbeispiel einer Anzeigevorrichtung dar.
18 stellt ein Konfigurationsbeispiel einer Anzeigevorrichtung dar.
19 stellt ein Konfigurationsbeispiel einer Anzeigevorrichtung dar.
20A und 20B1 bis 20B4 stellen Konfigurationsbeispiele einer Anzeigevorrichtung dar.
21 stellt ein Konfigurationsbeispiel eines Pixels dar.
22A und 22B stellen ein Konfigurationsbeispiel eines Pixels dar.
23 stellt ein Konfigurationsbeispiel eines Anzeigemoduls dar.
24 stellt ein Konfigurationsbeispiel eines Treiberabschnitts dar.
25A bis 25D stellen ein Konfigurationsbeispiel eines Transistors dar.
26A bis 26C stellen ein Konfigurationsbeispiel eines Transistors dar.
27A bis 27D stellen Konfigurationsbeispiele eines elektronischen Geräts dar.
28A bis 28C stellen Konfigurationsbeispiele eines elektronischen Geräts dar.
29A bis 29C stellen Konfigurationsbeispiele eines elektronischen Geräts dar.

Beste Art zum Ausführen der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es sei angemerkt, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht auf die folgende Beschreibung beschränkt ist, und es erschließt sich einem Fachmann ohne Weiteres, dass die Modi und Details auf verschiedene Weise gerändert werden können, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Deshalb sollte die vorliegende Erfindung nicht als auf die Beschreibung der nachstehenden Ausführungsformen beschränkt angesehen werden.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst in ihrer Kategorie Vorrichtungen, wie z. B. eine Halbleitervorrichtung, eine Speichervorrichtung, eine Anzeigevorrichtung, eine Abbildungsvorrichtung und ein Hochfrequenz- (radio frequency, RF-) Tag. Die Anzeigevorrichtungen umfassen in ihrer Kategorie Flüssigkristallanzeigevorrichtungen, Licht emittierende Vorrichtungen, die Pixel beinhalten, die jeweils mit einem Licht emittierenden Element, typischerweise einem organischen Licht emittierenden Element, bereitgestellt sind, elektronisches Papier, digitale Mikrospiegelvorrichtungen (digital micromirror devices, DMDs), Plasmabildschirme (plasma display panels, PDPs), Feldemissionsanzeigen (field emission displays, FEDs) und dergleichen.
In dieser Beschreibung und dergleichen meint ein Metalloxid im weiteren Sinne ein Oxid eines Metalls. Metalloxide werden in einen Oxidisolator, einen Oxidleiter (darunter auch einen durchsichtigen Oxidleiter), einen Oxidhalbleiter (oxide semiconductor; auch einfach als OS bezeichnet) und dergleichen klassifiziert. Beispielsweise wird ein Metalloxid, das in einem Kanalbildungsbereich eines Transistors verwendet wird, in einigen Fällen als Oxidhalbleiter bezeichnet. Das heißt, dass ein Metalloxid, das mindestens eine Verstärkungsfunktion, eine Gleichrichterfunktion oder eine Schalterfunktion aufweist, als Metalloxidhalbleiter oder kurz als OS bezeichnet werden kann. In der folgenden Beschreibung wird ein Transistor, der ein Metalloxid in einem Kanalbildungsbereich enthält, auch als OS-Transistor bezeichnet.
In dieser Beschreibung und dergleichen wird ein Metalloxid, das Stickstoff enthält, in einigen Fällen auch als Metalloxid bezeichnet. Außerdem kann ein Metalloxid, das Stickstoff enthält, als Metalloxynitrid bezeichnet werden. Die Details eines Metalloxids werden später beschrieben.
Des Weiteren bedeutet in dieser Beschreibung und dergleichen eine explizite Beschreibung „X und Y sind verbunden“, dass X und Y elektrisch verbunden sind, dass X und Y funktional verbunden sind, und dass X und Y direkt verbunden sind. Dementsprechend ist, ohne Beschränkung auf eine vorbestimmte Verbindungsbeziehung, beispielsweise auf eine in Zeichnungen oder einem Text gezeigte Verbindungsbeziehung, eine weitere Verbindungsbeziehung in den Zeichnungen oder dem Text enthalten. Hier stellen X und Y jeweils einen Gegenstand (z. B. eine Vorrichtung, ein Element, eine Schaltung, eine Leitung, eine Elektrode, einen Anschluss, einen leitenden Film oder eine Schicht) dar.
Beispiele für den Fall, in dem X und Y direkt verbunden sind, umfassen den Fall, in dem ein Element, das eine elektrische Verbindung zwischen X und Y ermöglicht (z. B. ein Schalter, ein Transistor, ein Kondensator, ein Induktor, ein Widerstand, eine Diode, ein Anzeigeelement, ein Licht emittierendes Element und eine Last), nicht zwischen X und Y angeschlossen ist, und den Fall, in dem X und Y verbunden sind, ohne dass das Element, das die elektrische Verbindung zwischen X und Y ermöglicht, dazwischen bereitgestellt ist.
In dem Fall, in dem beispielsweise X und Y elektrisch verbunden sind, kann/können ein oder mehrere Element/e, das/die eine elektrische Verbindung zwischen X und Y ermöglicht/ermöglichen (z. B. ein Schalter, ein Transistor, ein Kondensator, ein Induktor, ein Widerstand, eine Diode, ein Anzeigeelement, ein Licht emittierendes Element oder eine Last), zwischen X und Y angeschlossen sein. Es sei angemerkt, dass der Schalter derart gesteuert wird, dass er eingeschaltet oder ausgeschaltet wird. Das heißt, dass der Schalter eingeschaltet oder ausgeschaltet wird, um zu bestimmen, ob ein Strom dort hindurch fließt oder nicht. Alternativ weist der Schalter eine Funktion zum Auswählen und Ändern eines Strompfads auf. Es sei angemerkt, dass der Fall, in dem X und Y elektrisch verbunden sind, den Fall umfasst, in dem X und Y direkt verbunden sind.
In dem Fall, in dem beispielsweise X und Y funktional verbunden sind, kann/können eine oder mehrere Schaltung/en, die eine funktionale Verbindung zwischen X und Y ermöglicht/ermöglichen (z. B. eine Logikschaltung, wie z. B. ein Inverter, eine NAND-Schaltung oder eine NOR-Schaltung; eine Signalwandlerschaltung, wie z. B. eine DA-Wandlerschaltung, eine AD-Wandlerschaltung oder eine Gammakorrekturschaltung; eine Potentialpegel-Wandlerschaltung, wie z. B. eine Stromquellenschaltung (z. B. ein Aufwärtswandler oder ein Abwärtswandler) oder eine Pegelverschiebungsschaltung zum Ändern des Potentialpegels eines Signals; eine Spannungsquelle; eine Stromquelle; ein Schaltkreis; eine Verstärkerschaltung, wie z. B. eine Schaltung, welche die Signalamplitude, die Strommenge oder dergleichen erhöhen kann, ein Operationsverstärker, eine Differentialverstärkerschaltung, eine Source-Folgeschaltung oder eine Pufferschaltung; eine Signalerzeugungsschaltung; eine Speicherschaltung; und/oder eine Steuerschaltung), zwischen X und Y angeschlossen sein. Selbst wenn beispielsweise eine weitere Schaltung zwischen X und Y liegt, sind X und Y funktional verbunden, wenn ein von X ausgegebenes Signal auf Y übertragen wird. Es sei angemerkt, dass der Fall, in dem X und Y funktional verbunden sind, den Fall, in dem X und Y direkt verbunden sind, und den Fall umfasst, in dem X und Y elektrisch verbunden sind.
Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung und dergleichen eine explizite Beschreibung „X und Y sind elektrisch verbunden“ bedeutet, dass X und Y elektrisch verbunden sind (d. h. den Fall, in dem X und Y verbunden sind, wobei ein weiteres Element oder eine weitere Schaltung dazwischen bereitgestellt ist), dass X und Y funktional verbunden sind (d. h. den Fall, in dem X und Y funktional verbunden sind, wobei eine weitere Schaltung dazwischen bereitgestellt ist) und dass X und Y direkt verbunden sind (d. h. den Fall, in dem X und Y verbunden sind, wobei kein weiteres Element oder keine weitere Schaltung dazwischen bereitgestellt ist). Das heißt, dass in dieser Beschreibung und dergleichen die explizite Beschreibung „X und Y sind elektrisch verbunden“ gleich der Beschreibung „X und Y sind verbunden“ ist.
Es sei angemerkt, dass Komponenten, die in unterschiedlichen Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, die gleichen Komponenten darstellen, sofern nicht anders festgelegt.
Selbst wenn unabhängige Komponenten in der Zeichnung elektrisch miteinander verbunden sind, weist eine Komponente in einigen Fällen Funktionen einer Vielzahl von Komponenten auf. Wenn beispielsweise ein Teil einer Leitung auch als Elektrode dient, dient ein leitender Film als Leitung und als Elektrode. Somit umfasst „elektrische Verbindung“ in dieser Beschreibung in ihrer Kategorie einen derartigen Fall, in dem ein leitender Film Funktionen einer Vielzahl von Komponenten aufweist.
(Ausführungsform 1)
Bei dieser Ausführungsform werden eine Halbleitervorrichtung und ein Anzeigesystem einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
<Konfigurationsbeispiel eines Anzeigesystems>
1 stellt ein Konfigurationsbeispiel eines Anzeigesystems 10 dar. Das Anzeigesystem 10 beinhaltet einen Anzeigeabschnitt 20, einen Treiberabschnitt 30, einen Steuerabschnitt 40 und einen Eingabeabschnitt 50. Das Anzeigesystem 10 weist eine Funktion zum Anzeigen eines Bildes auf dem Anzeigeabschnitt 20 und eine Funktion zum Steuern mit dem Steuerabschnitt 40 auf, wie oft ein auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigtes Bild aktualisiert wird (nachstehend auch als „Bildwiederholrate“ bezeichnet).
Der Anzeigeabschnitt 20 weist eine Funktion zum Anzeigen eines Bildes auf. Der Anzeigeabschnitt 20 beinhaltet einen Pixelabschnitt 21, der eine Vielzahl von Pixeln 22 beinhaltet. Die Pixel 22 beinhalten jeweils ein Anzeigeelement. Die Pixel 22 zeigen jeweils eine vorbestimmte Graustufe an, wodurch der Pixelabschnitt 21 ein vorbestimmtes Bild anzeigt.
Beispiele für das Anzeigeelement in dem Pixel 22 umfassen ein Flüssigkristallelement und ein Licht emittierendes Element. Als Flüssigkristallelement kann ein transmissives Flüssigkristallelement, ein reflektierendes Flüssigkristallelement, ein transflektives Flüssigkristallelement oder dergleichen verwendet werden. Alternativ kann beispielsweise ein mikroelektromechanisches System- (micro electro mechanical systems, MEMS-) Shutter-Element, ein MEMS-Element vom optischen Interferenztyp oder ein Anzeigeelement, bei dem ein Mikrokapselverfahren, ein Elektrophoreseverfahren, ein Elektrobenetzungsverfahren, ein Electronic Liquid Powder-(eingetragenes Warenzeichen) Verfahren oder dergleichen verwendet wird, als Anzeigeelement verwendet werden. Beispiele für das Licht emittierende Element umfassen ein selbstleuchtendes Element, wie z. B. eine organische Leuchtdiode (organic light-emitting diode, OLED), eine Leuchtdiode (LED), eine Quantenpunkt-Leuchtdiode (QLED) und einen Halbleiterlaser.
Es sei angemerkt, dass das Pixel 22 eine Vielzahl von unterschiedlichen Anzeigeelementen oder eine Vielzahl von Anzeigeelementen mit unterschiedlichen Eigenschaften beinhalten kann. Ein Konfigurationsbeispiel des Anzeigeabschnitts 20, der eine Vielzahl von Anzeigeelementen in jedem der Pixel 22 beinhaltet, wird bei der Ausführungsform 4 ausführlich beschrieben.
Ein OS-Transistor wird vorzugsweise in dem Pixel 22 verwendet. Ein Metalloxid weist eine größere Energielücke und eine niedrigere Minoritätsladungsträgerdichte auf als ein Halbleiter, wie z. B. Silizium; somit ist der Sperrstrom eines OS-Transistors sehr niedrig. Dementsprechend können in dem Fall, in dem ein OS-Transistor in dem Pixel 22 verwendet wird, Schwankungen einer Spannung, die an ein Anzeigeelement angelegt wird, im Vergleich zu dem Fall, in dem beispielsweise ein Transistor, der Silizium in einem Kanalbildungsbereich enthält (nachstehend auch als Si-Transistor bezeichnet), verwendet wird, signifikant unterdrückt werden, so dass die Graustufe des Pixels 22 über einen langen Zeitraum gehalten werden kann. Eine Schaltungskonfiguration des Pixels 22, das einen OS-Transistor beinhaltet, wird bei der Ausführungsform 3 ausführlich beschrieben.
Der Treiberabschnitt 30 weist eine Funktion zum Steuern des Betriebs des Anzeigeabschnitts 20 auf. Insbesondere weist der Treiberabschnitt 30 eine Funktion zum Zuführen eines Signals, das einem auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigten Bild entspricht (nachstehend auch als Bildsignal bezeichnet), eines Signals zum Steuern eines Zeitpunktes, zu dem ein auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigtes Bild aktualisiert wird (nachstehend auch als Zeitsignal bezeichnet), und dergleichen auf. Der Anzeigeabschnitt 20 zeigt auf Basis eines Bildsignals und eines Zeitsignals, die von dem Treiberabschnitt 30 zugeführt werden, ein vorbestimmtes Bild auf dem Pixelabschnitt 21 an.
Ein Zeitsignal, das von dem Treiberabschnitt 30 an den Anzeigeabschnitt 20 ausgegeben wird, wird gesteuert, wodurch ein Zeitpunkt, zu dem ein Bildsignal dem Pixelabschnitt 21 zugeführt wird, gesteuert werden kann. Auf diese Weise wird eine Bildwiederholrate eines Bildes gesteuert, das auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird. Hier können dann, wenn die Bildwiederholrate verringert wird, die Häufigkeit der Erzeugung eines Bildsignals und die Häufigkeit der Zufuhr eines Bildsignals verringert werden, so dass der Stromverbrauch verringert werden kann. Jedoch wird dann, wenn die Bildwiederholrate kleiner als oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, ein Flimmern bei einem Bild erzeugt, das auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird.
Eine Erzeugung eines Flimmerns bereitet einem Benutzer, der ein Bild betrachtet, Unbehagen. In dem Fall, in dem beispielsweise ein Bild eines Spiels auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird, wird eine Bewegung einer Figur oder eines Objekts in dem Spiel aufgrund eines Flimmerns mit geringerer Wahrscheinlichkeit wahrgenommen, was zu einem Bedienfehler führen könnte. Auch in dem Fall, in dem ein bewegtes Bild, wie z. B. ein Film oder ein Fernsehprogramm, oder ein Standbild, wie z. B. ein Foto, auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird, wird ein Bild durch ein Flimmern verzerrt, und somit erhöht sich der Stress, den der Benutzer beim Betrachten des Bildes empfindet. Des Weiteren ist die Erzeugung eines Flimmerns eine Ursache für eine Ermüdung der Augen, was den Benutzer daran hindern kann, ein Bild lange Zeit zu betrachten. Wenn die Ermüdung der Augen aufgrund einer Erzeugung eines Flimmerns zunimmt, nimmt der Benutzer mit größerer Wahrscheinlichkeit ein Flimmern wahr und betrachtet mit geringerer Wahrscheinlichkeit ein Bild. Deshalb wird die Bildwiederholrate vorzugsweise auf einen Bereich eingestellt, in dem ein Flimmern von dem Benutzer nicht wahrgenommen wird.
Jedoch unterscheidet sich die Bildwiederholrate, bei der ein Flimmern wahrgenommen wird (der Flimmerwert), zwischen Individuen. Der Flimmerwert neigt dazu, niedrig zu sein, wenn die Ermüdung des Benutzers zunimmt, und könnte je nach der Zeit, während der der Benutzer ein Bild kontinuierlich betrachtet, einem Inhalt eines Bildes, das der Benutzer betrachtet, der Verfassung des Benutzers und dergleichen variieren. Dementsprechend muss, um eine Erzeugung eines Flimmerns in verschiedenen Zuständen zu unterdrücken, in denen der Anzeigeabschnitt 20 verwendet wird, die Bildwiederholrate entsprechend einem Zustand, in dem ein Flimmern höchst wahrscheinlich wahrgenommen wird, erhöht werden, was zu einer Erhöhung des Stromverbrauchs führt. In dem Fall, in dem die Bildwiederholrate je nach dem Zustand auf einen geeigneten Wert geändert wird, muss der Benutzer eine bestimmte Bildwiederholrate, bei der ein Flimmern nicht wahrgenommen wird, manuell und regelmäßig eingeben, was zu einer komplizierten Bedienung führt.
Das Anzeigesystem 10 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet den Steuerabschnitt 40, der eine Bildwiederholrate eines Bildes, das auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird, entsprechend einem Zustand, in dem ein Bild betrachtet wird (nachstehend auch als Wahrnehmungszustand bezeichnet), wie z. B. entsprechend einem Benutzer, der ein Bild betrachtet, der Zeit, während der ein Bild betrachtet wird, einem Inhalt eines Bildes oder dergleichen, aktiv einstellen kann. Insbesondere beinhaltet der Steuerabschnitt 40 eine Speichervorrichtung, die Daten darüber akkumuliert, ob ein Flimmern in einem bestimmten Wahrnehmungszustand wahrgenommen wird oder nicht. Unter Bezugnahme auf Daten, die in der Speichervorrichtung akkumuliert sind, sagt der Steuerabschnitt 40 einen Bereich einer Bildwiederholrate vorher, bei der ein Flimmern in dem aktuellen Wahrnehmungszustand nicht wahrgenommen wird. Somit kann die Bildwiederholrate entsprechend dem Wahrnehmungszustand innerhalb eines Bereichs, in dem ein Flimmern nicht wahrgenommen wird, verringert werden, selbst wenn ein Wert einer bestimmten Bildwiederholrate von dem Benutzer nicht spezifiziert wird. Dementsprechend kann die Sichtbarkeit eines Bildes verbessert werden, und der Stromverbrauch kann verringert werden. Ein Konfigurationsbeispiel des Steuerabschnitts 40 wird nachstehend beschrieben.
Der Steuerabschnitt 40 weist eine Funktion zum Ändern einer Bildwiederholrate eines Bildes auf, das auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird. Insbesondere weist der Steuerabschnitt 40 eine Funktion zum Zuführen eines Steuersignals zu dem Treiberabschnitt 30 auf, um eine Ausgabe eines Zeitsignals zu steuern, das von dem Treiberabschnitt 30 erzeugt wird. Somit wird die Häufigkeit gesteuert, mit der ein Bildsignal dem Pixelabschnitt 21 zugeführt wird; auf diese Weise wird die Bildwiederholrate gesteuert. Der Steuerabschnitt 40 beinhaltet eine Steuerung 60, einen Zähler 70 und eine Speichervorrichtung 80.
Die Steuerung 60 weist eine Funktion zum Ausgeben eines Signals SR, das einer vorbestimmten Bildwiederholrate entspricht, an den Treiberabschnitt 30 auf. Wenn das Signal SR in den Treiberabschnitt 30 eingegeben wird, erzeugt der Treiberabschnitt 30 ein Zeitsignal, das dem Signal SR entspricht, und gibt das Zeitsignal an den Anzeigeabschnitt 20 aus. Somit wird die Bildwiederholrate eines Bildes gesteuert, das auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird.
Der Zähler 70 weist eine Funktion zum Messen der Zeit auf, während der ein Bild mit einer bestimmten Bildwiederholrate auf dem Anzeigeabschnitt 20 kontinuierlich angezeigt wird. Ein Signal, das die Zeit kennzeichnet, die von dem Zähler 70 gemessen wird, wird als Signal ST an die Steuerung 60 ausgegeben.
Es sei angemerkt, dass der Zähler 70 eine Funktion zum Messen der Zeit, während der ein Bild mit einer bestimmten Bildwiederholrate auf dem Anzeigeabschnitt 20 kontinuierlich angezeigt wird, für jeden Benutzer oder jeden Inhalt eines Bildes (z. B. jedes bewegte Bild oder jedes Standbild) aufweisen kann. Außerdem kann der Zähler 70 eine Funktion zum Messen der gesamten Zeit aufweisen, während der ein Bild auf dem Anzeigeabschnitt 20 kontinuierlich angezeigt wird.
Ein Signal SF, das Daten darüber entspricht, ob der Benutzer ein Flimmern wahrnimmt oder nicht, wird von dem Eingabeabschnitt 50 in die Steuerung 60 eingegeben. Der Eingabeabschnitt 50 weist eine Funktion zum Erfassen von Daten darüber auf, ob der Benutzer ein Flimmern wahrnimmt oder nicht, um die Daten an die Steuerung 60 auszugeben. Bei der Betrachtung eines Bildes, das auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird, gibt der Benutzer Daten darüber, ob er ein Flimmern wahrnimmt oder nicht, in den Eingabeabschnitt 50 ein. Wenn der Benutzer Daten darüber eingibt, ob er ein Flimmern wahrnimmt oder nicht, gibt der Eingabeabschnitt 50 das Signal SF an die Steuerung 60 aus.
Als Eingabeabschnitt 50 kann eine Schnittstelle, in die Daten darüber, ob der Benutzer ein Flimmern wahrnimmt oder nicht, eingegeben werden können, frei verwendet werden. Beispielsweise kann ein Berührungssensor, ein Sprachsensor, ein Bildsensor, ein Infrarotstrahlsensor zum Erfassen eines Infrarotstrahls, der von einer Fernbedienung emittiert wird, ein Bedienknopf oder dergleichen als Eingabeabschnitt 50 verwendet werden. Es sei angemerkt, dass der Eingabeabschnitt 50 für den Anzeigeabschnitt 20 bereitgestellt werden kann.
Die Speichervorrichtung 80 weist eine Funktion zum Speichern von Daten über Bedingungen auf, unter denen ein Flimmern wahrgenommen wird. Insbesondere weist die Speichervorrichtung 80 in dem Fall, in dem ein Bild mit einer bestimmten Bildwiederholrate in einem bestimmten Wahrnehmungszustand angezeigt wird, eine Funktion zum Speichern von Daten darüber auf, ob ein Flimmern wahrgenommen wird oder nicht. Beispielsweise kann die Speichervorrichtung 80 eine Vielzahl von Datensätzen darüber speichern, ob der Benutzer eine Erzeugung eines Flimmerns bei der Betrachtung eines Bildes, das auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird, während einer bestimmten Zeit in der Vergangenheit mit einer bestimmten Bildwiederholrate wahrgenommen hat oder nicht. Die Daten, die in der Speichervorrichtung 80 gespeichert sind, werden an die Steuerung 60 ausgegeben, wenn die Steuerung 60 die Bildwiederholrate steuert.
Wenn das Signal SF, das Signal ST und die Daten, die in der Speichervorrichtung 80 gespeichert sind, in die Steuerung 60 eingegeben werden, steuert die Steuerung 60 die Bildwiederholrate eines Bildes, das auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird. Insbesondere sagt die Steuerung 60 unter Bezugnahme auf die Daten, die in der Speichervorrichtung 80 gespeichert sind, einen Bereich einer Bildwiederholrate vorher, bei der ein Flimmern in dem aktuellen Wahrnehmungszustand nicht wahrgenommen wird, und sie stellt eine Bildwiederholrate innerhalb des Bereichs ein.
In dem Fall, in dem beispielsweise das Signal SF kennzeichnet, dass ein Flimmern nicht wahrgenommen wird, wird die Bildwiederholrate durch die Steuerung 60 aufrechterhalten oder verringert. In dem Fall, in dem die Bildwiederholrate verringert wird, verringert die Steuerung 60 unter Bezugnahme auf die Daten, die in der Speichervorrichtung 80 gespeichert sind, die Bildwiederholrate innerhalb eines Bereichs, in dem vorhergesagt wird, dass ein Flimmern in dem aktuellen Wahrnehmungszustand nicht wahrgenommen wird. Im Gegensatz dazu erhöht die Steuerung 60 in dem Fall, in dem das Signal SF kennzeichnet, dass ein Flimmern wahrgenommen wird, unter Bezugnahme auf die Daten, die in der Speichervorrichtung 80 gespeichert sind, die Bildwiederholrate auf einen Wert, bei dem wahrgenommen wird, dass ein Flimmern in dem aktuellen Wahrnehmungszustand nicht wahrgenommen wird.
Eine Bildwiederholrate, bei der ein Flimmern nicht wahrgenommen wird, kann vorhergesagt werden, indem der aktuelle Wahrnehmungszustand und der Wahrnehmungszustand, der in der Speichervorrichtung 80 gespeichert ist, miteinander verglichen werden. Beispielsweise kann die Zeit, die durch das Signal ST gekennzeichnet wird, mit der Zeit verglichen werden, während der ein Bild betrachtet wird, welche in Daten enthalten ist, die den in der Speichervorrichtung 80 gespeicherten Wahrnehmungszustand kennzeichnen. In dem Fall, in dem ein Flimmern mit größerer Wahrscheinlichkeit in dem aktuellen Wahrnehmungszustand wahrgenommen wird als in dem Wahrnehmungszustand zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Flimmern in der Vergangenheit wahrgenommen wurde, welcher in der Speichervorrichtung 80 gespeichert ist (in dem Fall, in dem die Zeit, während der ein Bild in dem aktuellen Wahrnehmungszustand betrachtet wird, länger ist als diejenige in dem Wahrnehmungszustand zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Flimmern in der Vergangenheit wahrgenommen wurde), wird der Anzeigeabschnitt 20 mit einer Bildwiederholrate betrieben, die einen Wert von höher als die in der Speichervorrichtung 80 gespeicherte Bildwiederholrate aufweist. Im Gegensatz dazu: In dem Fall, in dem ein Flimmern mit geringerer Wahrscheinlichkeit in dem aktuellen Wahrnehmungszustand wahrgenommen wird als in dem Wahrnehmungszustand zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Flimmern in der Vergangenheit nicht wahrgenommen wurde, welcher in der Speichervorrichtung 80 gespeichert ist (in dem Fall, in dem die Zeit, während der ein Bild in dem aktuellen Wahrnehmungszustand betrachtet wird, kürzer ist als diejenige in dem Wahrnehmungszustand zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Flimmern in der Vergangenheit wahrgenommen wurde), wird der Anzeigeabschnitt 20 mit einer Bildwiederholrate betrieben, die einen Wert von niedriger als die in der Speichervorrichtung 80 gespeicherte Bildwiederholrate aufweist.
Es sei angemerkt, dass eine Klassifikation der Wahrnehmungszustände, die in der Speichervorrichtung 80 gespeichert sind, frei eingestellt werden kann. Beispielsweise kann die Speichervorrichtung 80 für jeden Benutzer Daten darüber speichern, ob eine Erzeugung eines Flimmerns wahrgenommen wird oder nicht, wenn der Benutzer ein Bild, das einen bestimmten Inhalt beinhaltet, mit einer bestimmten Bildwiederholrate während einer bestimmten Zeit betrachtet. Wenn die Wahrnehmungszustände, die in der Speichervorrichtung 80 gespeichert sind, auf diese Weise unterteilt werden, kann eine Bildwiederholrate, bei der ein Flimmern nicht wahrgenommen wird, präziser vorhergesagt werden. Ein Vergleich von Wahrnehmungszuständen kann unter Verwendung von einigen oder sämtlichen Punkten der Wahrnehmungszustände durchgeführt werden, die in der Speichervorrichtung 80 gespeichert sind.
Außerdem weist die Steuerung 60 eine Funktion auf, Daten darüber, ob ein Flimmern wahrgenommen wird oder nicht, und Daten, die den Wahrnehmungszustand zu dieser Zeit kennzeichnen, an die Speichervorrichtung 80 auszugeben, wenn das Signal SF eingegeben wird. Wenn beispielsweise das Signal SF, das kennzeichnet, dass ein Flimmern nicht wahrgenommen wird, in die Steuerung 60 eingegeben wird, kann die Steuerung 60 ein Signal, das die aktuelle Bildwiederholrate und die Zeit kennzeichnet, während der ein Bild mit der Bildwiederholrate auf dem Anzeigeabschnitt 20 kontinuierlich angezeigt wird, als einer der Wahrnehmungszustände, in dem ein Flimmern nicht wahrgenommen wird, an die Speichervorrichtung 80 ausgeben. Somit werden jedes Mal, wenn der Benutzer Daten darüber eingibt, ob ein Flimmern wahrgenommen wird oder nicht, Daten über die Beziehung zwischen einem Wahrnehmungszustand und einem Flimmern in der Speichervorrichtung 80 gespeichert, so dass die Genauigkeit einer Vorhersage einer Bildwiederholrate von der Steuerung 60 verbessert werden kann.
Es sei angemerkt, dass die Speichervorrichtung 80 vorzugsweise unter Verwendung eines OS-Transistors ausgebildet wird. Wenn die Speichervorrichtung 80 unter Verwendung eines OS-Transistors ausgebildet wird, können Daten über die Beziehung zwischen einem Wahrnehmungszustand und einem Flimmern selbst in einer Periode gehalten werden, während der die Stromzufuhr zu der Speichervorrichtung 80 unterbrochen ist. Nachdem die Stromzufuhr erneut aufgenommen worden ist, können dementsprechend Daten, die vor der Unterbrechung der Stromzufuhr gespeichert worden sind, für eine Vorhersage einer Bildwiederholrate verwendet werden. Die Speichervorrichtung 80, die unter Verwendung eines OS-Transistors ausgebildet wird, wird bei der Ausführungsform 3 ausführlich beschrieben.
Auf die vorstehende Weise kann bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung selbst in dem Fall, in dem der Benutzer eine Bildwiederholrate nicht spezifiziert, der Steuerabschnitt 40 unter Bezugnahme auf Daten, die in der Speichervorrichtung 80 gespeichert sind, eine Bildwiederholrate vorhersagen, bei der ein Flimmern nicht wahrgenommen wird, und er kann die Bildwiederholrate aktiv ändern. Somit kann eine Bildanzeige mit einer Bildwiederholrate, mit der die Sichtbarkeit verbessert und der Stromverbrauch verringert werden können, durch eine einfache Bedienung durchgeführt werden. Da der Steuerabschnitt 40 jedes Mal dann, wenn der Benutzer Daten darüber eingibt, ob ein Flimmern wahrgenommen wird oder nicht, Daten, die die Beziehung zwischen einem Wahrnehmungszustand und einem Flimmern kennzeichnen, in der Speichervorrichtung 80 speichern kann, kann die Genauigkeit einer Vorhersage einer Bildwiederholrate bei längerer Verwendung des Anzeigeabschnitts 20 durch den Benutzer verbessert werden.
Es sei angemerkt, dass der Anzeigeabschnitt 20, der Treiberabschnitt 30, der Steuerabschnitt 40 und der Eingabeabschnitt 50 jeweils unter Verwendung einer Halbleitervorrichtung ausgebildet werden können. In diesem Fall können der Anzeigeabschnitt 20, der Treiberabschnitt 30, der Steuerabschnitt 40 und der Eingabeabschnitt 50 auch als Halbleitervorrichtung 20, Halbleitervorrichtung 30, Halbleitervorrichtung 40 bzw. Halbleitervorrichtung 50 bezeichnet werden. Das Anzeigesystem 10, das den Anzeigeabschnitt 20, den Treiberabschnitt 30, den Steuerabschnitt 40 und den Eingabeabschnitt 50 beinhaltet, die jeweils unter Verwendung einer Halbleitervorrichtung ausgebildet werden, kann auch als Halbleitervorrichtung 10 bezeichnet werden.
<Betriebsbeispiel des Anzeigesystems>
Als Nächstes wird ein Betriebsbeispiel des vorstehend beschriebenen Anzeigesystems 10 beschrieben. 2A und 2B stellen ein Betriebsbeispiel des Anzeigesystems 10 bei einer Änderung der Bildwiederholrate dar.
Als Erstes wird, wie in 2A dargestellt, der Fall beschrieben, in dem ein Bild mit einer Bildwiederholrate von fr = a[Hz], die von dem Steuerabschnitt 40 spezifiziert wird, auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird. 2A stellt einen Zustand dar, in dem ein Flimmern von dem Benutzer wahrgenommen wird, der ein Bild betrachtet, das auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird. Zu diesem Zeitpunkt gibt der Benutzer spontan oder entsprechend einer Anforderung von dem Anzeigesystem 10 Daten, die kennzeichnen, dass ein Flimmern wahrgenommen wird, in den Eingabeabschnitt 50 ein.
Wenn die Daten, die kennzeichnen, dass ein Flimmern wahrgenommen wird, in den Eingabeabschnitt 50 eingegeben werden, wird, wie in 2B dargestellt, das Signal SF von dem Eingabeabschnitt 50 an die Steuerung 60 ausgegeben. Des Weiteren wird das Signal ST, das der Zeit entspricht, während der das Bild mit der Bildwiederholrate von fr = a angezeigt wird, von dem Zähler 70 an die Steuerung 60 ausgegeben.
Dann wählt die Steuerung 60 auf Basis der Signale SF und ST eine Bildwiederholrate von fr = a'[Hz] aus, bei der vorhergesagt wird, dass ein Flimmern nicht wahrgenommen wird. Wie vorstehend beschrieben, wird eine Auswahl der Bildwiederholrate unter Bezugnahme auf Daten durchgeführt, die in der Speichervorrichtung 80 gespeichert sind. Dann wird das Signal SR, das der Bildwiederholrate von fr = a' entspricht, von der Steuerung 60 an den Treiberabschnitt 30 ausgegeben. Somit wird die Bildwiederholrate des Bildes, das auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird, auf die Bildwiederholrate a' geändert, so dass ein Flimmern auf dem Anzeigeabschnitt 20 von dem Benutzer nicht wahrgenommen wird.
Es sei angemerkt, dass der Benutzer in dem Fall, in dem ein Flimmern selbst nach dem Ändern der Bildwiederholrate weiterhin wahrgenommen wird, Daten, die kennzeichnen, dass ein Flimmern wahrgenommen wird, in den Eingabeabschnitt 50 erneut eingeben kann, so dass die Bildwiederholrate weiter geändert wird.
Die Steuerung 60 speichert in der Speichervorrichtung 80 Daten, die die Bildwiederholrate zu dem Zeitpunkt, zu dem das Signal SF eingegeben wird, und die Zeit kennzeichnen, während der ein Bild mit der Bildwiederholrate auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird, als einer der Wahrnehmungszustände, in dem ein Flimmern wahrgenommen wird. Somit werden Daten, die die Beziehung zwischen dem Wahrnehmungszustand und einem Flimmern kennzeichnen, in der Speichervorrichtung 80 gespeichert.
Als Nächstes wird ein konkreteres Betriebsbeispiel des Anzeigesystems 10 beschrieben. 3A ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebsbeispiel des Anzeigesystems 10 zeigt.
Als Erstes wird dann, wenn eine Bildanzeige auf dem Anzeigeabschnitt 20 gestartet wird, ein Anfangswert einer Bildwiederholrate eingestellt (Schritt S1). Der Anfangswert der Bildwiederholrate kann unabhängig von dem Wahrnehmungszustand des Bildes einheitlich eingestellt werden, oder kann unter Bezugnahme auf Daten bestimmt werden, die in der Speichervorrichtung 80 gespeichert sind. Als Nächstes wird ein Wert des Zählers 70 initialisiert (Schritt S2), und eine Messung der Zeit, während der ein Bild mit der Bildwiederholrate angezeigt wird, die im Schritt S1 eingestellt worden ist, wird gestartet.
Als Nächstes wird bestimmt, ob es einen Interrupt gibt oder nicht (Schritt S3). Der Interrupt ist eine Verarbeitung, durch die die Bildwiederholrate unabhängig davon, ob der Benutzer Daten darüber eingibt, ob ein Flimmern wahrgenommen wird oder nicht, entsprechend der Zeit, während der ein Bild auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird, geändert wird. Wie vorstehend beschrieben, neigt der Flimmerwert dazu, niedrig zu sein, wenn die Zeit, während der ein Bild betrachtet wird, länger wird und die Ermüdung des Benutzers zunimmt. Deshalb wird die Bildwiederholrate erhöht, wenn die Zeit, während der ein Bild angezeigt wird, einen bestimmten Wert erreicht, wodurch eine Erzeugung eines Flimmerns verhindert werden kann.
Die Zeit, während der ein Bild angezeigt wird, kann von dem Zähler 70 gemessen werden. Es sei angemerkt, dass die gemessene Zeit die gesamte Zeit, während der ein Bild kontinuierlich angezeigt wird, oder die Zeit sein kann, während der ein Bild mit einer bestimmten Bildwiederholrate kontinuierlich angezeigt wird.
Wenn ein Interrupt auftritt („JA“ im Schritt S3), wird eine Interruptverarbeitung durchgeführt (Schritt S4). 3B zeigt den Inhalt der Interruptverarbeitung. Beim Erfassen des Auftretens des Interrupts (Schritt S11) ändert der Steuerabschnitt 40 die Bildwiederholrate entsprechend der Zeit, während der ein Bild angezeigt wird (Schritt S12). Danach wird die Interruptverarbeitung abgeschlossen, und der Betrieb des Steuerabschnitts 40 kehrt zu dem in 3A gezeigten Schritt zurück (Schritt S13).
Als Nächstes wird geprüft, ob ein Flimmern von dem Benutzer wahrgenommen wird oder nicht (Schritt S5). Die Bestätigung, ob ein Flimmern wahrgenommen wird oder nicht, kann zu einem gegebenen Zeitpunkt von dem Benutzer durchgeführt werden oder kann entsprechend einer von dem Anzeigesystem 10 gestellten Anforderung der Bestätigung durchgeführt werden. Als Verfahren zum Anfordern einer Bestätigung bei dem Benutzer, ob ein Flimmern wahrgenommen wird oder nicht, kann ein Verfahren, bei dem eine Mitteilung, die dem Benutzer eine Bestätigung fordert, ob ein Flimmern wahrgenommen wird oder nicht, auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird, ein Verfahren, bei dem ein Bestätigungsknopf auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird, oder dergleichen verwendet werden. Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem ein Bestätigungsknopf auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird, beispielsweise ein Touchscreen, der für den Anzeigeabschnitt 20 bereitgestellt wird, als Eingabeabschnitt 50 verwendet werden kann.
In dem Fall, in dem ein Flimmern von dem Benutzer wahrgenommen wird („JA“ im Schritt S5), erhöht der Steuerabschnitt 40 die Bildwiederholrate auf einen Wert, bei dem vorhergesagt wird, dass ein Flimmern in dem aktuellen Wahrnehmungszustand nicht wahrgenommen wird (Schritt S6). Im Gegensatz dazu: In dem Fall, in dem ein Flimmern von dem Benutzer nicht wahrgenommen wird („NEIN“ im Schritt S5), wird die Bildwiederholrate durch den Steuerabschnitt 40 aufrechterhalten oder verringert (Schritt S7). In dem Fall, in dem die Bildwiederholrate verringert wird, stellt der Steuerabschnitt 40 die Bildwiederholrate innerhalb eines Bereichs ein, in dem vorhergesagt wird, dass ein Flimmern nicht wahrgenommen wird.
Wie vorstehend beschrieben, wird die Bildwiederholrate geändert, indem die Steuerung 60 die Frequenz unter Bezugnahme auf Daten bestimmt, die in der Speichervorrichtung 80 gespeichert sind. Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem keine Daten in der Speichervorrichtung 80 gespeichert sind, die Steuerung 60 die Bildwiederholrate auf einen vorbestimmten Wert ändern kann, der im Voraus spezifiziert wird. Die Bildwiederholrate kann abhängig davon, ob ein Bild, das auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird, ein bewegtes Bild oder ein Standbild ist, auf einen unterschiedlichen Wert eingestellt werden.
Als Nächstes werden Daten, die dem aktuellen Wahrnehmungszustand entsprechen, und Daten darüber, ob ein Flimmern in dem aktuellen Wahrnehmungszustand wahrgenommen wird oder nicht, in der Speichervorrichtung 80 gespeichert (Schritt S8). Somit werden Daten, die die Beziehung zwischen dem Wahrnehmungszustand und einem Flimmern kennzeichnen, in der Speichervorrichtung 80 gespeichert. Hier werden als Wahrnehmungszustände Daten, die die von dem Zähler 70 gemessene Zeit kennzeichnen, während der ein Bild angezeigt wird, sowie die Bildwiederholrate und dergleichen gespeichert.
Danach wird in dem Fall, in dem ein Bild auf dem Anzeigeabschnitt 20 kontinuierlich angezeigt wird („NEIN“ in Schritt S9), erneut geprüft, ob es einen Interrupt gibt oder nicht (Schritt S3) und ob ein Flimmern von dem Benutzer wahrgenommen wird oder nicht (Schritt S5). Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem die Bildwiederholrate geändert wird, der Wert des Zählers 70 initialisiert werden kann (Schritt S2), so dass die Zeit, während der ein Bild mit der geänderten Bildwiederholrate angezeigt wird, erneut gemessen wird.
Durch den vorstehenden Vorgang kann bei dem Anzeigesystem 10 die Bildwiederholrate unter Verwendung von Daten, die in der Speichervorrichtung 80 gespeichert sind, aktiv geändert werden. Bei dem Anzeigesystem 10 können ferner dann, wenn geprüft wird, ob ein Flimmern wahrgenommen wird oder nicht, Daten, die die Beziehung zwischen dem Wahrnehmungszustand und einem Flimmern kennzeichnen, in der Speichervorrichtung 80 gespeichert werden.
<Konfigurationsbeispiel der Steuerung>
Als Nächstes wird ein konkretes Konfigurationsbeispiel der Steuerung 60 beschrieben. 4 stellt ein konkretes Konfigurationsbeispiel der Steuerung 60 dar. Hier wird als Beispiel eine Konfiguration der Steuerung 60 beschrieben, die in der Lage ist, nicht nur entsprechend der Zeit, während der ein Bild angezeigt wird, sondern auch entsprechend dem Benutzer, der ein Bild betrachtet, und dem Inhalt eines Bildes, die Bildwiederholrate einzustellen. Es sei angemerkt, dass Punkte des Wahrnehmungszustandes nicht auf das Vorstehende beschränkt sind und frei eingestellt werden können.
Die Steuerung 60 beinhaltet einen Ausgabeabschnitt 61, einen Ausgabeabschnitt 62 und eine Analysevorrichtung 63. Das Signal SF, das von dem Eingabeabschnitt 50 ausgegeben wird, und das Signal ST, das von dem Zähler 70 ausgegeben wird, werden in die Analysevorrichtung 63 eingegeben.
Der Ausgabeabschnitt 61 weist eine Funktion zum Ausgeben des Signals SR, das einer vorbestimmten Bildwiederholrate entspricht, an den Treiberabschnitt 30 auf. Somit wird die Bildwiederholrate eines Bildes gesteuert, das auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird. Außerdem weist der Ausgabeabschnitt 61 eine Funktion zum Ausgeben eines Signals Sref, das der Bildwiederholrate eines Bildes entspricht, das auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird, an die Analysevorrichtung 63 auf.
Der Ausgabeabschnitt 62 weist eine Funktion zum Ausgeben eines Signals Scon, das dem Inhalt eines Bildes entspricht, das auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird, und eines Signals Suse, das einem Benutzer entspricht, der den Anzeigeabschnitt 20 verwendet, an die Analysevorrichtung 63 auf. Hier wird als Beispiel der Fall beschrieben, in dem das Signal Scon ein Signal ist, das kennzeichnet, ob ein Bild, das auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird, ein bewegtes Bild oder ein Standbild ist.
Es sei angemerkt, dass Daten über die Bildwiederholrate eines Bildes, das auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird, in dem Ausgabeabschnitt 61 gehalten werden können oder von außerhalb der Steuerung 60 in den Ausgabeabschnitt 61 eingegeben werden können. Daten über den Inhalt eines Bildes, das auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird, und den Benutzer, der den Anzeigeabschnitt 20 verwendet, können in dem Ausgabeabschnitt 62 gehalten werden oder können von außerhalb der Steuerung 60 in den Ausgabeabschnitt 62 eingegeben werden.
Bei der Speichervorrichtung 80 werden als Wahrnehmungszustand Daten über den Benutzer, der den Anzeigeabschnitt 20 verwendet, die Zeit, während der ein Bild angezeigt wird, den Inhalt eines Bildes und die Bildwiederholrate eines Bildes zusammen mit Daten darüber gespeichert, ob ein Flimmern wahrgenommen wird oder nicht. Tabelle 1 zeigt Beispiele für Daten, die in der Speichervorrichtung 80 gespeichert werden. In der Tabelle 1 entsprechen Daten A, Daten B, Daten C, Daten D und Daten E den Daten, die einen Benutzer kennzeichnen, den Daten, die die Zeit kennzeichnen, während der ein Bild angezeigt wird, den Daten, die den Inhalt eines Bildes kennzeichnen, den Daten, die die Bildwiederholrate kennzeichnen, bzw. den Daten darüber, ob ein Flimmern von dem Benutzer wahrgenommen wird oder nicht.

[Tabelle 1]

Daten A (Benutzer)	Daten B (Zeit, während der ein Bild angezeigt wird)	Daten C (Inhalt eines Bildes)	Daten D (Bildwiederholrate )	Daten E (ob ein Flimmern wahrgenommen wird oder nicht)
a	T1	bewegtes Bild	60 Hz	nicht
				wahrgenommen
a	T1	bewegtes Bild	30 Hz	wahrgenommen
a	T1	Standbild	60 Hz	nicht wahrgenommen
a	T1	Standbild	30 Hz	wahrgenommen
a	T1	Standbild	1 Hz	nicht wahrgenommen
a	T2	bewegtes Bild	60 Hz	nicht wahrgenommen
a	T2	bewegtes Bild	30 Hz	wahrgenommen
a	T2	Standbild	60 Hz	wahrgenommen
a	T2	Standbild	30 Hz	wahrgenommen
a	T2	Standbild	1 Hz	nicht wahrgenommen
b	T1	bewegtes Bild	60 Hz	wahrgenommen
b	T1	bewegtes Bild	30 Hz	wahrgenommen

Die Analysevorrichtung 63 weist eine Funktion zum Auswählen einer Bildwiederholrate, bei der vorhergesagt wird, dass ein Flimmern nicht wahrgenommen wird, unter Bezugnahme auf Daten auf, die in der Speichervorrichtung 80 gespeichert sind. Wenn der Benutzer Daten darüber, ob ein Flimmern wahrgenommen wird oder nicht, in den Eingabeabschnitt 50 eingibt, werden das Signal SF, das Signal ST, das Signal Sref, das Signal Scon und das Signal Suse in die Analysevorrichtung 63 eingegeben. Die in der Tabelle 1 gezeigten Daten werden von der Speichervorrichtung 80 in die Steuerung 60 eingegeben. Dann vergleicht die Analysevorrichtung 63 das Signal Suse mit den Daten A, vergleicht das Signal ST mit den Daten B, vergleicht das Signal Scon mit den Daten C, verweist auf die Daten D und die Daten E und wählt eine Bildwiederholrate aus, bei der vorhergesagt wird, dass ein Flimmern nicht wahrgenommen wird.
Die Bildwiederholrate, die von der Analysevorrichtung 63 ausgewählt wird, wird als Signal Sref' an den Ausgabeabschnitt 61 ausgegeben. Dann gibt der Ausgabeabschnitt 61 das Signal SR, das dem Signal Sref' entspricht, an den Treiberabschnitt 30 aus. Somit wird der Anzeigeabschnitt 20 mit der Bildwiederholrate betrieben, die in dem Steuerabschnitt 40 ausgewählt wird.
Die Analysevorrichtung 63 weist eine Funktion zum Ausgeben von Daten über den aktuellen Wahrnehmungszustand und von Daten darüber, ob ein Flimmern in dem aktuellen Wahrnehmungszustand wahrgenommen wird oder nicht, an die Speichervorrichtung 80 auf. Wenn der Benutzer Daten darüber, ob ein Flimmern wahrgenommen wird oder nicht, in den Eingabeabschnitt 50 eingibt, werden der Speichervorrichtung 80 das Signal Suse, das Signal ST, das Signal Scon, das Signal Sref und das Signal SF als Daten A, Daten B, Daten C, Daten D bzw. Daten E in der Tabelle 1 zusätzlich gegeben. Somit werden Daten, die die Beziehung zwischen dem Wahrnehmungszustand und einem Flimmern kennzeichnen, in der Speichervorrichtung 80 gespeichert.
Es sei angemerkt, dass, obwohl 4 den Fall zeigt, in dem das Signal Scon und das Signal Suse von dem Ausgabeabschnitt 62 ausgegeben werden, das Signal Scon oder das Signal Suse weggelassen werden kann. Alternativ kann ein Signal, das einem weiteren Wahrnehmungszustand entspricht, zusätzlich zu oder anstelle von den Signalen Scon und Suse an die Analysevorrichtung 63 ausgegeben werden. In diesem Fall werden Punkte von Daten, die in der Speichervorrichtung 80 gespeichert werden, je nach Bedarf entsprechend einem Signal geändert, das in die Analysevorrichtung 63 eingegeben wird.
<Betriebsbeispiel des Anzeigeabschnitts und des Treiberschaltungsabschnitts>
Als Nächstes wird ein Betriebsbeispiel des Anzeigeabschnitts 20 und des Treiberabschnitts 30 beschrieben. Hier wird insbesondere ein Betrieb zu dem Zeitpunkt beschrieben, zu dem der Betrieb des Anzeigeabschnitts 20 durch ein Signal gesteuert wird, das von dem Treiberabschnitt 30 ausgegeben wird. 5 stellt ein Konfigurationsbeispiel des Anzeigeabschnitts 20 dar.
Der Anzeigeabschnitt 20 beinhaltet den Pixelabschnitt 21, eine Treiberschaltung 23 und eine Treiberschaltung 24. Hier wird der Fall beschrieben, in dem der Pixelabschnitt 21 die Pixel 22 beinhaltet, die in m Zeilen und n Spalten (m und n sind jeweils eine ganze Zahl von zwei oder mehr) angeordnet sind. Das Pixel 22 in der i-ten Spalte und der j-ten Zeile (i ist eine ganze Zahl von größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich m, und j ist eine ganze Zahl von größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich n) ist mit einer Leitung SL[i] und einer Leitung GL[j] verbunden. Die Leitungen GL[1] bis GL[n] sind mit der Treiberschaltung 23 verbunden. Die Leitungen SL[1] bis SL[m] sind mit der Treiberschaltung 24 verbunden.
Die Treiberschaltung 23 weist eine Funktion zum Erzeugen eines Signals zum Auswählen der Pixel 22 (nachfolgend wird dieses Signal auch als Auswahlsignal bezeichnet) und zum Zuführen des Signals zu der Leitung GL auf. Die Treiberschaltung 24 weist eine Funktion zum Erzeugen eines Bildsignals und zum Zuführen des Bildsignals zu den Leitungen SL auf. Die Bildsignale, die den Leitungen SL zugeführt werden, werden in die Pixel 22 geschrieben, die von der Treiberschaltung 23 ausgewählt werden.
Wenn das Signal SR von dem Steuerabschnitt 40 in den Treiberabschnitt 30 eingegeben wird, erzeugt der Treiberabschnitt 30 ein Zeitsignal, das dem Signal SR entspricht, und gibt das Zeitsignal an die Treiberschaltungen 23 und 24 aus. Unter Verwendung des Zeitsignals werden Auswahlsignale von den Treiberschaltungen 23 und 24 erzeugt.
Beispielsweise wird insbesondere der Betrieb der Treiberschaltung 23 beschrieben. Die Treiberschaltung 23 erzeugt auf Basis eines Startimpulses SP und eines Taktsignals CLK ein Auswahlsignal. Hier wird das Zeitsignal, das von dem Treiberabschnitt 30 eingegeben wird, als Startimpuls SP verwendet.
6 zeigt ein Zeitdiagramm der Treiberschaltung 23. Wenn der Startimpuls SP und das Taktsignal CLK in die Treiberschaltung 23 eingegeben werden, erzeugt die Treiberschaltung 23 Auswahlsignale und gibt die Auswahlsignale sequentiell an die Leitungen GL[1] bis GL[n] aus. Somit werden die Potentiale der Leitungen GL[1] bis GL[n] sequentiell zu einem hohen Pegel, so dass die Graustufen der Pixel 22, die mit den Leitungen GL[1] bis GL[n] verbunden sind, aktualisiert werden. Somit wird ein Bild aktualisiert, das auf dem Pixelabschnitt 21 angezeigt wird.
Hier wird eine Erzeugung von Auswahlsignalen, die den Leitungen GL[1] bis GL[n] zugeführt werden, jedes Mal durchgeführt, wenn der Startimpuls SP eingegeben wird. Somit wird der Zyklus Psp des Startimpulses SP, der in dem Treiberabschnitt 30 erzeugt wird, durch den Steuerabschnitt 40 gesteuert, wodurch die Bildwiederholrate eines Bildes, das auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird, geändert werden kann. Der Zyklus Psp des Impulses kann gesteuert werden, indem ein Wert eines in dem Treiberabschnitt 30 gehaltenen Parameters, der eine Wellenform eines Zeitsignals definiert, auf Basis des Signals SR geändert wird.
Wie vorstehend beschrieben, kann bei dem Anzeigesystem 10 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Bildwiederholrate selbst in dem Fall, in dem der Benutzer eine Bildwiederholrate nicht spezifiziert, unter Bezugnahme auf Daten, die in der Speichervorrichtung gespeichert sind, entsprechend einem Wahrnehmungszustand aktiv eingestellt werden. Somit kann eine Bildanzeige mit einer Bildwiederholrate, mit der die Sichtbarkeit verbessert und der Stromverbrauch verringert werden können, durch eine einfache Bedienung durchgeführt werden. Des Weiteren können bei dem Anzeigesystem 10 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Daten, die die Beziehung zwischen einem Wahrnehmungszustand und einem Flimmern kennzeichnen, jedes Mal dann, wenn der Benutzer Daten darüber eingibt, ob ein Flimmern wahrgenommen wird oder nicht, in der Speichervorrichtung gespeichert werden. Somit kann eine Bildwiederholrate, bei der ein Flimmern nicht wahrgenommen wird, präziser eingestellt werden.
Diese Ausführungsform kann je nach Bedarf mit einer der anderen Ausführungsformen kombiniert werden.
(Ausführungsform 2)
Bei dieser Ausführungsform werden Modifikationsbeispiele des Anzeigesystems beschrieben, das bei der vorstehenden Ausführungsform beschrieben worden ist.
<Modifikationsbeispiel des Anzeigesystems>
Obwohl das Konfigurationsbeispiel des Anzeigesystems, bei dem die Steuerung 60 eine Bildwiederholrate unter Bezugnahme auf Daten einstellt, die in der Speichervorrichtung 80 gespeichert sind, bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden ist, kann eine Bildwiederholrate auch durch eine künstliche Intelligenz (KI) eingestellt werden. Insbesondere kann die Steuerung 60 ein künstliches neuronales Netz (artificial neural network, ANN) umfassen, um eine Funktion zum Einstellen einer Bildwiederholrate unter Verwendung einer Interferenz (Wahrnehmung) durch das künstliche neuronale Netz aufzuweisen.
Es sei angemerkt, dass eine künstliche Intelligenz eine allgemeine Bezeichnung für Computer ist, die die menschliche Intelligenz nachahmen. In dieser Beschreibung und dergleichen umfasst eine künstliche Intelligenz ein künstliches neuronales Netz. Das künstliche neuronale Netz ist eine Schaltung, die ein neuronales Netz nachahmt, das aus Neuronen und Synapsen besteht. In dieser Beschreibung und dergleichen bezeichnet ein Begriff „neuronales Netz“ insbesondere das künstliche neuronale Netz.
7 stellt ein Konfigurationsbeispiel dar, in dem die Steuerung 60 ein neuronales Netz NN umfasst. Der in 7 dargestellte Steuerabschnitt 40 unterscheidet sich von demjenigen in 1 dahingehend, dass die Steuerung 60 das neuronale Netz NN umfasst und die Speichervorrichtung 80 in dem Steuerabschnitt 40 weggelassen wird. Für die andere Konfiguration kann auf die Beschreibung der 1 Bezug genommen werden.
Das neuronale Netz NN lernt, so dass es unter Verwendung von Daten, die Daten, die einen Wahrnehmungszustand kennzeichnen, und Daten darüber umfassen, ob ein Flimmern in dem Wahrnehmungszustand von dem Benutzer wahrgenommen wird oder nicht, eine Bildwiederholrate berechnen kann, bei der ein Flimmern nicht wahrgenommen wird. Wenn der Benutzer Daten darüber, ob ein Flimmern wahrgenommen wird oder nicht, in den Eingabeabschnitt 50 eingibt, führt das neuronale Netz NN eine Inferenz aus den vorstehenden Daten durch und gibt eine Bildwiederholrate aus, bei der ein Flimmern nicht wahrgenommen wird.
In 7 werden das Signal SF und das Signal ST in die Steuerung 60 eingegeben. Zu diesem Zeitpunkt führt das neuronale Netz NN eine Inferenz unter Verwendung von Daten, die das Signal SF und das Signal ST umfassen, als Eingabedaten durch und berechnet eine Bildwiederholrate. Daher wird das Signal SR, das der Bildwiederholrate entspricht, an den Treiberabschnitt 30 ausgegeben.
Wenn das neuronale Netz NN auf diese Weise verwendet wird, kann eine Bildwiederholrate je nach Bedarf in verschiedenen Wahrnehmungszuständen eingestellt werden.
Es sei angemerkt, dass die Speichervorrichtung 80 in 7 weggelassen wird; sie kann jedoch bereitgestellt werden, um Daten zu speichern, die Daten, die einen Wahrnehmungszustand kennzeichnen, und Daten darüber umfassen, ob ein Flimmern in dem Wahrnehmungszustand von dem Benutzer wahrgenommen wird oder nicht. Daten, die in der Speichervorrichtung 80 gespeichert sind, können für das Lernen oder eine Inferenz in dem neuronalen Netz NN verwendet werden.
<Modifikationsbeispiel der Steuerung>
8 stellt ein konkretes Konfigurationsbeispiel des Steuerabschnitts 40 dar, der das neuronale Netz NN umfasst. Die Steuerung 60 in 8 unterscheidet sich von derjenigen in 4 dahingehend, dass die Analysevorrichtung 63 das neuronale Netz NN umfasst. Für die andere Konfiguration kann auf die Beschreibung der 4 Bezug genommen werden.
Das neuronale Netz NN beinhaltet eine Eingabeschicht IL, eine Ausgabeschicht OL und eine versteckte Schicht (Mittelschicht) HL. In die Eingabeschicht IL werden Daten, die Daten, die einen Wahrnehmungszustand eines Bildes kennzeichnen, und Daten darüber umfassen, ob ein Flimmern in dem Wahrnehmungszustand von dem Benutzer wahrgenommen wird oder nicht, als Eingabedaten eingegeben. Beispielsweise werden Daten, die das Signal SF, das von dem Eingabeabschnitt 50 ausgegeben wird, das Signal Sref, das von dem Ausgabeabschnitt 61 ausgegeben wird, die Signale Scon und Suse, die von dem Ausgabeabschnitt 62 ausgegeben werden, das Signal ST, das von dem Zähler 70 ausgegeben wird, und dergleichen umfassen, als Eingabedaten verwendet.
Es sei angemerkt, dass das neuronale Netz NN ein Netz sein kann, das eine Vielzahl von versteckten Schichten HL beinhaltet (tiefes neuronales Netz (deep neural network, DNN). Das Lernen in dem tiefen neuronalen Netz wird in einigen Fällen als „tiefgehendes Lernen“ bzw. „Deep Learning“ bezeichnet. Die Ausgabeschicht OL, die Eingabeschicht IL und die versteckte Schicht HL beinhalten jeweils eine Vielzahl von Einheiten (Neuronenschaltungen), und Daten, die von den Einheiten ausgegeben werden, werden mit Gewichtungen (Verbindungsstärke) multipliziert, und dann werden sie den Einheiten zugeführt, die in unterschiedlichen Schichten bereitgestellt sind.
Wie vorstehend beschrieben, lernt das neuronale Netz NN, so dass es eine geeignete Bildwiederholrate entsprechend einem Wahrnehmungszustand berechnen kann. Wenn Eingabedaten in die Eingabeschicht des neuronalen Netzes NN eingegeben werden, wird eine arithmetische Verarbeitung in jeder Schicht durchgeführt. Die arithmetische Verarbeitung in jeder Schicht wird beispielsweise durch eine Produkt-Summen-Operation von Daten, die von den Einheiten der vorherigen Schicht ausgegeben werden, und Gewichtungskoeffizienten durchgeführt. Es sei angemerkt, dass eine Verbindung zwischen den Schichten eine vollständige Verbindung, bei der sämtliche Einheiten miteinander verbunden sind, oder eine Teilverbindung sein kann, bei der einige der Einheiten miteinander verbunden sind.
Durch die arithmetische Verarbeitung des neuronalen Netzes NN wird eine Bildwiederholrate berechnet, bei der ein Flimmern von dem Benutzer nicht wahrgenommen wird. Die Bildwiederholrate wird als Signal Sref' von der Ausgabeschicht OL an den Ausgabeabschnitt 61 ausgegeben.
Es sei angemerkt, dass der Benutzer in dem Fall, in dem ein Flimmern selbst nach dem Ändern der Bildwiederholrate weiterhin wahrgenommen wird, Daten, die kennzeichnen, dass ein Flimmern wahrgenommen wird, in den Eingabeabschnitt 50 erneut eingibt, wodurch das neuronale Netz NN erneut eine Inferenz durchführt, so dass die Bildwiederholrate aktualisiert wird.
Alternativ kann die Speichervorrichtung 80 in der Steuerung 60 bereitgestellt werden und Daten speichern, die Daten, die den Wahrnehmungszustand kennzeichnen (das Signal Sref, das Signal Scon, das Signal Suse, das Signal ST oder dergleichen), und Daten darüber umfassen, ob ein Flimmern in dem Wahrnehmungszustand wahrgenommen wird oder nicht (das Signal SF). Daten, die in der Speichervorrichtung 80 gespeichert sind, können für das Lernen oder eine Inferenz in dem neuronalen Netz NN verwendet werden.
<Konfigurationsbeispiele des neuronalen Netzes>
Als Nächstes werden Konfigurationsbeispiele des neuronalen Netzes NN beschrieben. 9A bis 9C stellen Konfigurationsbeispiele des neuronalen Netzes dar. Das neuronale Netz beinhaltet Neuronenschaltungen NC und Synapsenschaltungen SC, die zwischen den Neuronenschaltungen bereitgestellt sind.
9A stellt ein Konfigurationsbeispiel der Neuronenschaltung NC und der Synapsenschaltung SC dar. Eingabedaten x₁ bis x_L (L ist eine natürliche Zahl) werden in die Synapsenschaltungen SC eingegeben. Außerdem weisen die Synapsenschaltungen SC jeweils eine Funktion zum Speichern eines Gewichtungskoeffizienten w_k auf (k ist eine ganze Zahl von größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich L). Der Gewichtungskoeffizient w_k entspricht der Verbindungsstärke zwischen den Neuronenschaltungen NC.
Wenn die Eingabedaten x₁ bis x_L in die Synapsenschaltungen SC eingegeben werden, wird die Summe der Produkte (x_kw_k) für k=1 bis L (d. h. x₁w₁+x₂w₂+...+x_Lw_L) aus Eingabedaten x_k , die in die Synapsenschaltung SC eingegeben werden, und dem Gewichtungskoeffizienten w_k , der in der Synapsenschaltung SC gespeichert ist, d. h. ein Wert, der durch die Produkt-Summen-Operation von x_k und w_k erhalten wird, der Neuronenschaltung NC zugeführt. Wenn der Wert größer ist als der Schwellenwert θ der Neuronenschaltung NC, gibt die Neuronenschaltung NC ein Signal auf hohem Pegel aus. Dieses Phänomen wird als Feuern der Neuronenschaltung NC bezeichnet.
9B zeigt ein Modell eines hierarchischen neuronalen Netzes, bei dem die Neuronenschaltungen NC und die Synapsenschaltungen SC verwendet werden. Das neuronale Netz beinhaltet die Eingabeschicht IL, die versteckte Schicht HL und die Ausgabeschicht OL. Die Eingabeschicht IL beinhaltet Eingangs-Neuronenschaltungen IN. Die versteckte Schicht HL beinhaltet versteckte Synapsenschaltungen HS und versteckte Neuronenschaltungen HN. Die Ausgabeschicht OL beinhaltet Ausgangs-Synapsenschaltungen OS und Ausgangs-Neuronenschaltungen ON. Die Schwellenwerte θ der Eingangs-Neuronenschaltung IN, der versteckten Neuronenschaltung HN und der Ausgangs-Neuronenschaltung ON werden als θ_I θ_H bzw. θ_O bezeichnet.
Der Eingabeschicht IL werden Daten x₁ bis x_i (i ist eine natürliche Zahl) zugeführt, die Daten entsprechen, die Daten, die einen Wahrnehmungszustand eines Bildes kennzeichnen, und Daten darüber umfassen, ob ein Flimmern in dem Wahrnehmungszustand von dem Benutzer wahrgenommen wird oder nicht, und der versteckten Schicht HL wird eine Ausgabe der Eingabeschicht IL zugeführt. Dann wird den versteckten Neuronenschaltungen HN ein Wert zugeführt, der durch die Produkt-Summen-Operation unter Verwendung der Daten, die von der Eingabeschicht IL ausgegeben werden, und der Gewichtungskoeffizienten w, die in den versteckten Synapsenschaltungen HS gehalten werden, erhalten wird. Den Ausgangs-Neuronenschaltungen ON wird ein Wert zugeführt, der durch die Produkt-Summen-Operation unter Verwendung der Ausgabe der versteckten Neuronenschaltung HN und der Gewichtungskoeffizienten w, die in den Ausgangs-Synapsenschaltungen OS gehalten werden, erhalten wird. Dann werden Daten y₁ , bis y_j (j ist eine natürliche Zahl), die einer Bildwiederholrate entsprechen, von den Ausgangs-Neuronenschaltungen ON ausgegeben.
Somit weist das neuronale Netz, das in 9B gezeigt wird, eine Funktion zum Berechnen einer Bildwiederholrate, bei der ein Flimmern nicht wahrgenommen wird, auf Basis eines Wahrnehmungszustandes eines Bildes auf.
Ein Gradientenabstiegsverfahren oder dergleichen kann für das Lernen in dem neuronalen Netz verwendet werden, und ein Backpropagation-Verfahren bzw. Fehlerrückführungsverfahren kann für die Berechnung eines Gradienten verwendet werden. 9C zeigt ein Modell des neuronalen Netzes, das unter Verwendung eines Backpropagation-Verfahrens überwachtes Lernen durchführt.
Ein Backpropagation-Verfahren ist eines der Verfahren zum Ändern eines Gewichtungskoeffizienten einer Synapsenschaltung, so dass die Abweichung zwischen Ausgabedaten von einem neuronalen Netz und Lehrerdaten verringert wird. Insbesondere wird ein Gewichtungskoeffizient w der versteckten Synapsenschaltung HS entsprechend einer Abweichung δ_O geändert, die auf Basis der Ausgabedaten (Daten y₁ bis y_j ) und der Lehrerdaten (Daten t₁ bis t_j ) bestimmt wird. Außerdem wird ein Gewichtungskoeffizient w einer Synapsenschaltung SC der vorherigen Stufe entsprechend dem Betrag der Änderung des Gewichtungskoeffizienten w der versteckten Synapsenschaltung HS geändert. Auf diese Weise werden Gewichtungskoeffizienten der Synapsenschaltungen SC auf Basis der Lehrerdaten sequentiell geändert, so dass das neuronale Netz NN das Lernen durchführen kann. Es sei angemerkt, dass eine ideale Bildwiederholrate in einem Wahrnehmungszustand als Lehrerdaten verwendet werden kann.
Es sei angemerkt, dass die Anzahl der versteckten Schichten HL in 9B und 9C jeweils eins ist; jedoch kann sie auch zwei oder mehr sein. Somit kann „tiefgehendes Lernen“ durchgeführt werden.
Die Konfigurationsbeispiele des vorstehenden neuronalen Netzes NN können jeweils je nach Bedarf in geeigneter Weise geändert werden. Beispielsweise kann ein rekurrentes neuronales Netz (RNN) als neuronales Netz NN verwendet werden. In diesem Fall kann eine Bildwiederholrate auf Basis eines früheren Wahrnehmungszustands bestimmt werden, so dass die Genauigkeit beim Einstellen einer Bildwiederholrate verbessert werden kann.
Diese Ausführungsform kann je nach Bedarf mit einer der anderen Ausführungsformen kombiniert werden.
(Ausführungsform 3)
Bei dieser Ausführungsform wird ein konkretes Konfigurationsbeispiel des Anzeigesystems beschrieben, das bei der vorstehenden Ausführungsform beschrieben worden ist.
<Konfigurationsbeispiele des Pixels>
Als Erstes werden Konfigurationsbeispiele des Pixels 22 beschrieben, das bei der vorstehenden Ausführungsform beschrieben worden ist. 10A und 10B stellen jeweils ein Konfigurationsbeispiel des Pixels 22 dar. Es sei angemerkt, dass jedes der Pixel 22 über die Leitung GL mit der Treiberschaltung 23 verbunden ist und über die Leitung SL mit der Treiberschaltung 24 verbunden ist (siehe 5).
[Konfigurationsbeispiel 1]
10A stellt ein Konfigurationsbeispiel des Pixels dar, das ein Licht emittierendes Element beinhaltet. Das in 10A dargestellte Pixel 22 beinhaltet einen Transistor Tr11, einen Transistor Tr12, einen Transistor Tr13, ein Licht emittierendes Element 110 und einen Kondensator C1. Obwohl hier die Transistoren Tr11 bis Tr13 n-Kanal-Transistoren sind, können die Transistoren Tr11 bis Tr13 p-Kanal-Transistoren sein.
Ein Gate des Transistors Tr11 ist mit der Leitung GL verbunden, ein Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr11 ist mit einem Gate des Transistors Tr12 und einer Elektrode des Kondensators C1 verbunden, und der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr11 ist mit der Leitung SL verbunden. Ein Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr12 ist mit der anderen Elektrode des Kondensators C1, einer der Elektroden des Licht emittierenden Elements 110 und einem Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr13 verbunden. Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr12 ist mit einer Leitung AL verbunden, der ein Potential Va zugeführt wird. Die andere Elektrode des Licht emittierenden Elements 110 ist mit einer Leitung CL verbunden, der ein Potential Vc zugeführt wird. Ein Gate des Transistors Tr13 ist mit der Leitung GL verbunden, und der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr13 ist mit einer Leitung ML verbunden. Hier wird ein Knoten, der mit dem einen Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr11, dem Gate des Transistors Tr12 und der einen Elektrode des Kondensators C1 verbunden ist, als Knoten N1 bezeichnet. Ein Knoten, der mit dem einen Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr12, dem einen Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr13 und der anderen Elektrode des Kondensators C1 verbunden ist, wird als Knoten N2 bezeichnet.
Hier wird der Fall beschrieben, in dem das Potential Va, das der Leitung AL zugeführt wird, ein hohes Stromversorgungspotential ist und das Potential Va, das der Leitung CL zugeführt wird, ein niedriges Stromversorgungspotential ist. Der Kondensator C1 dient als Speicherkondensator zum Halten des Potentials des Knotens N2.
Der Transistor Tr11 weist eine Funktion zum Steuern der Zufuhr des Potentials der Leitung SL zu dem Knoten N1 auf. Der Transistor Tr13 weist eine Funktion zum Steuern der Zufuhr eines Potentials der Leitung ML zu dem Knoten N2 auf. Insbesondere wird das Potential der Leitung GL gesteuert, um die Transistoren Tr11 und Tr13 einzuschalten, so dass das Potential der Leitung SL und das Potential der Leitung ML dem Knoten N1 bzw. dem Knoten N2 zugeführt werden, wodurch sie in das Pixel 22 geschrieben werden. Hier handelt es sich bei dem Potential der Leitung SL um ein Potential, das einem Bildsignal entspricht. Dann wird das Potential der Leitung GL gesteuert, um die Transistoren Tr11 und Tr13 auszuschalten, wodurch die Potentiale der Knoten N1 und N2 gehalten werden.
Die Menge an Strom, der zwischen der Source und dem Drain des Transistors Tr12 fließt, wird entsprechend den Potentialen der Knoten N1 und N2 gesteuert, und somit emittiert das Licht emittierende Element 110 Licht mit einer Leuchtdichte, die der Menge an fließendem Strom entspricht. Dementsprechend kann die Graustufe des Pixels 22 gesteuert werden.
Der vorstehende Vorgang wird für jede Leitung GL sequentiell durchgeführt, wodurch ein Bild für einen Frame auf dem Pixelabschnitt 21 angezeigt werden kann.
Die Auswahl der Leitungen GL kann entweder durch progressives Abtasten oder Interlaced-Abtasten durchgeführt werden. Die Zufuhr von Bildsignalen von der Treiberschaltung 24 zu den Leitungen SL kann durch einen punktsequentiellen Betrieb, in dem die Bildsignale den Leitungen SL sequentiell zugeführt werden, oder einen zeilensequentiellen Betrieb durchgeführt werden, in dem die Bildsignale sämtlichen Leitungen SL gleichzeitig zugeführt werden. Alternativ können die Bildsignale jeweils mehreren Leitungen SL sequentiell zugeführt werden.
Als Nächstes wird in einer nächsten Bildperiode ein Bild durch einen Vorgang angezeigt, der dem vorstehend beschriebenen Vorgang ähnlich ist. Somit wird das Bild überschrieben, das auf dem Pixelabschnitt 21 angezeigt wird. Es sei angemerkt, dass die Häufigkeit des Bildüberschreibens durch den Steuerabschnitt 40 der Ausführungsform 1 gesteuert wird.
Andererseits wird beispielsweise in dem Fall, in dem ein Standbild oder ein bewegtes Bild, das sich für einen vorbestimmten Zeitraum nicht ändert oder sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ändert, auf dem Pixelabschnitt 21 angezeigt wird, ein Bild des vorherigen Frames vorzugsweise ohne Überschreiben gehalten. Auf diese Weise kann der Stromverbrauch verringert werden, der dem Bildüberschreiben zuzuordnen ist. In diesem Fall kann die Bildwiederholrate beispielsweise auf 5 Hz, bevorzugt auf 3 Hz, bevorzugter auf 1 Hz eingestellt werden.
Die Transistoren Tr11 und Tr13 beinhalten jeweils vorzugsweise einen OS-Transistor. Somit können die Potentiale der Knoten N1 und N2 sehr lange Zeit gehalten werden, und der Anzeigezustand kann selbst dann aufrechterhalten werden, wenn die Häufigkeit eines Bildüberschreibens verringert wird.
Es sei angemerkt, dass ein Aufrechterhalten eines Anzeigezustands ein Halten des Betrags der Änderung in einem Bild innerhalb eines gegebenen Bereichs meint. Dieser gegebene Bereich kann je nach Bedarf eingestellt werden und wird zum Beispiel vorzugsweise derart eingestellt, dass ein Benutzer, der ein Bild betrachtet, betrachten kann, dass Bilder gleich sind.
In einer Periode, in der ein Bildüberschreiben nicht durchgeführt wird, kann die Zufuhr eines Stromversorgungspotentials und eines Signals zu der Treiberschaltung 23 und der Treiberschaltung 24 unterbrochen werden. Somit kann der Stromverbrauch der Treiberschaltungen 23 und 24 verringert werden.
Es sei angemerkt, dass jeder der Transistoren Tr11 und Tr13 nicht notwendigerweise der OS-Transistor sein muss. Beispielsweise kann ein Transistor verwendet werden, dessen Kanalbildungsbereich in einem Teil eines Substrats gebildet wird, das einen anderen einkristallinen Halbleiter als ein Metalloxid enthält. Beispiele für diese Substratart umfassen ein einkristallines Siliziumsubstrat und ein einkristallines Germaniumsubstrat. Außerdem kann ein Transistor, dessen Kanalbildungsbereich in einem Film gebildet wird, der ein anderes Material als ein Metalloxid enthält, als Transistoren Tr11 und Tr13 verwendet werden. Beispiele für das andere Material als ein Metalloxid umfassen Silizium, Germanium, Siliziumgermanium, Siliziumcarbid, Galliumarsenid, Aluminiumgalliumarsenid, Indiumphosphid, Galliumnitrid und einen organischen Halbleiter. Jedes der vorstehenden Materialien kann ein einkristalliner Halbleiter oder ein nicht-einkristalliner Halbleiter, wie z. B. ein amorpher Halbleiter, ein mikrokristalliner Halbleiter oder ein polykristalliner Halbleiter, sein.
Beispiele für ein Material, das für Kanalbildungsbereiche des Transistors Tr12 und der Transistoren, die nachstehend beschrieben werden, verwendet werden kann, sind denjenigen der Transistoren Tr11 und Tr13 gleich.
[Konfigurationsbeispiel 2]
10B stellt ein Konfigurationsbeispiel des Pixels dar, das ein Flüssigkristallelement beinhaltet. Das Pixel 22 in 10B beinhaltet einen Transistor Tr21, ein Flüssigkristallelement 120 und einen Kondensator C2. Obwohl hier der Transistor Tr21 ein n-Kanal-Transistor ist, kann der Transistor Tr21 ein p-Kanal-Transistor sein.
Ein Gate des Transistors Tr21 ist mit der Leitung GL verbunden, und ein Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr21 ist mit einer Elektrode des Flüssigkristallelements 120 und einer Elektrode des Kondensators C2 verbunden. Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr21 ist mit der Leitung SL verbunden. Die andere Elektrode des Flüssigkristallelements 120 und die andere Elektrode des Kondensators C2 sind jeweils mit einer Leitung verbunden, der ein vorbestimmtes Potential zugeführt wird. Ein Knoten, der mit dem einen Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr21, der einen Elektrode des Flüssigkristallelements 120 und der einen Elektrode des Kondensators C2 verbunden ist, ist ein Knoten N3.
Das Potential der anderen Elektrode des Flüssigkristallelements 120 kann ein der Vielzahl von Pixeln 22 gemeinsames Potential sein oder kann das gleich dem Potential der anderen Elektrode des Kondensators C2 sein. Das Potential der anderen Elektrode des Flüssigkristallelements 120 kann sich zwischen den Pixeln 22 unterscheiden. Der Kondensator C2 dient als Speicherkondensator zum Halten eines Potentials des Knotens N3.
Der Transistor Tr21 weist eine Funktion zum Steuern der Zufuhr eines Potentials der Leitung SL zu dem Knoten N3 auf. Insbesondere wird das Potential der Leitung GL gesteuert, um den Transistor Tr21 einzuschalten, wodurch das Potential der Leitung SL dem Knoten N3 zugeführt wird und in das Pixel 22 geschrieben wird. Dann wird das Potential der Leitung GL gesteuert, um den Transistor Tr21 auszuschalten, wodurch das Potential des Knotens N3 gehalten wird.
Das Flüssigkristallelement 120 beinhaltet ein Paar von Elektroden und eine Flüssigkristallschicht, die ein Flüssigkristallmaterial enthält, an das eine Spannung zwischen dem Paar von Elektroden angelegt wird. Die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle, die in dem Flüssigkristallelement 120 enthalten sind, ändert sich entsprechend dem Wert der Spannung, die zwischen dem Paar von Elektroden angelegt wird, und somit wird die Durchlässigkeit der Flüssigkristallschicht geändert. Deshalb kann dann, wenn das Potential gesteuert wird, das von der Leitung SL dem Knoten N3 zugeführt wird, die Graustufe des Pixels 22 gesteuert werden.
Ein OS-Transistor wird vorzugsweise als Transistor Tr21 verwendet. Somit kann das Potential des Knotens N3 sehr lange Zeit gehalten werden. Es sei angemerkt, dass für einen anderen Vorgang als das Vorstehende auf die Beschreibung der 10A Bezug genommen werden kann.
[Modifikationsbeispiele]
Als Nächstes werden Modifikationsbeispiele der Pixel 22 beschrieben, die in 10A und 10B dargestellt werden. 11A und 11B sowie 12 stellen Modifikationsbeispiele des Pixels 22 dar, das ein Licht emittierendes Element beinhaltet, und 13A und 13B stellen Modifikationsbeispiele des Pixels 22 dar, das ein Flüssigkristallelement beinhaltet.
Das Pixel 22, das in jeder der 11A und 11B dargestellt wird, unterscheidet sich von demjenigen in 10A dahingehend, dass die Transistoren Tr11 bis Tr13 jeweils ein Paar von Gates beinhalten. Es sei angemerkt, dass dann, wenn ein Transistor ein Paar von Gates beinhaltet, ein Gate als erstes Gate, als Frontgate oder einfach als Gate bezeichnet werden kann und das andere Gate als zweites Gate oder Rückgate bezeichnet werden kann.
Die Transistoren Tr11 bis Tr13, die in 11A dargestellt werden, beinhalten jeweils ein Rückgate, und das Rückgate ist mit einem Frontgate verbunden. In diesem Fall wird das gleiche Potential wie ein Potential, das an das Frontgate angelegt wird, an das Rückgate angelegt, so dass der Durchlassstrom des Transistors erhöht werden kann. Insbesondere wird der Transistor Tr11 zum Schreiben eines Bildsignals verwendet; deshalb kann dann, wenn die in 11A dargestellte Konfiguration zum Einsatz kommt, das Pixel 22 mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden.
Die Rückgates der Transistoren Tr11 bis Tr13, die in 11 B dargestellt werden, sind mit einer Leitung BGL verbunden. Die Leitung BGL weist eine Funktion zum Zuführen eines vorbestimmten Potentials zu den Rückgates auf. Die Schwellenspannungen der Transistoren Tr11 bis Tr13 können durch Steuern des Potentials der Leitung BGL gesteuert werden. Insbesondere werden die Transistoren Tr11 und Tr13 zum Halten der Potentiale des Knotens N1 bzw. des Knotens N2 verwendet; deshalb können sich die Schwellenspannungen der Transistoren Tr11 und Tr13 durch Steuern des Potentials der Leitung BGL in positiver Richtung verschieben, so dass die Sperrströme der Transistoren Tr11 und Tr13 verringert werden. Das Potential, das der Leitung BGL zugeführt wird, kann entweder ein festes Potential oder ein variiertes Potential sein.
Die Leitung BGL kann für jeden der Transistoren Tr11 bis Tr13 separat bereitgestellt werden. Des Weiteren kann die Leitung BGL von sämtlichen oder einigen Pixeln 22, die in dem Pixelabschnitt 21 enthalten sind, gemeinsam genutzt werden.
Alternativ kann das Pixel 22 eine in 12 dargestellte Konfiguration aufweisen. In 12 wird ein Auswahlsignal von der Leitung GL den Rückgates der Transistoren Tr11 und Tr13 zugeführt, wodurch die Transistoren Tr11 und Tr13 eingeschaltet werden, und somit werden vorbestimmte Potentiale den Knoten N1 und N2 zugeführt. Es sei angemerkt, dass die Frontgates der Transistoren Tr11 und Tr13 mit der Leitung ML verbunden sind.
Obwohl insbesondere das Pixel 22, das ein Licht emittierendes Element beinhaltet, vorstehend beschrieben worden ist, kann das Rückgate auf ähnliche Weise in dem Pixel 22 mit einem Flüssigkristallelement bereitgestellt werden. Beispielsweise kann der Transistor Tr21 ein Rückgate beinhalten, das mit einem Frontgate verbunden ist (siehe 13A), oder er kann ein Rückgate beinhalten, das mit der Leitung BGL verbunden ist (siehe 13B).
<Konfigurationsbeispiel der Speichervorrichtung>
Als Nächstes wird ein Konfigurationsbeispiel der Speichervorrichtung 80 beschrieben, die bei den vorstehenden Ausführungsformen beschrieben worden ist.
14A stellt ein Konfigurationsbeispiel der Speichervorrichtung 80 dar. Die Speichervorrichtung 80 beinhaltet ein Zellenarray 81, das eine Vielzahl von Speicherzellen 82 beinhaltet, eine Treiberschaltung 83 und eine Treiberschaltung 84.
Der OS-Transistor wird vorzugsweise in der Speicherzelle 82 verwendet. Ein OS-Transistor weist einen sehr niedrigen Sperrstrom auf. Dementsprechend kann dann, wenn die Speicherzelle 82 einen OS-Transistor beinhaltet, die Speichervorrichtung 80 Daten selbst in einer Periode halten, während der die Stromzufuhr unterbrochen ist. Insbesondere wird, wie in 14B1 dargestellt, die Speicherzelle 82 vorzugsweise mit einem Transistor Tr30, der ein OS-Transistor ist, und einem Kondensator C10 versehen.
Ein Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr30 ist mit dem Kondensator C10 verbunden. Hier wird ein Knoten, der mit dem einen Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr30 und dem Kondensator C10 verbunden ist, als Knoten N11 bezeichnet.
Ein Potential, das in der Speicherzelle 82 gehalten werden soll, wird dem Knoten N11 von einer Leitung BL oder dergleichen über den Transistor Tr30 zugeführt. Wenn sich der Transistor Tr30 in einem Sperrzustand befindet, befindet sich der Knoten N11 in einem schwebenden Zustand, und somit wird das Potential des Knotens N11 gehalten. Da der Sperrstrom des Transistors Tr30, der ein OS-Transistor ist, sehr niedrig ist, kann das Potential des Knotens N11 lange Zeit gehalten werden. Der Leitungszustand des Transistors Tr30 kann gesteuert werden, indem einer Leitung, die mit einem Gate des Transistors Tr30 verbunden ist, ein vorbestimmtes Potential zugeführt wird.
Es sei angemerkt, dass der OS-Transistor ein Rückgate beinhalten kann. 14B2 und 14B3 stellen jeweils ein Beispiel dar, in dem der Transistor Tr30 ein Rückgate beinhaltet. Das Rückgate des Transistors Tr30 in 14B2 ist mit einem Frontgate des Transistors Tr30 verbunden. Das Rückgate des Transistors Tr30 in 14B3 ist mit einer Leitung verbunden, der ein vorbestimmtes Potential zugeführt wird.
Wenn der OS-Transistor, wie vorstehend beschrieben, in der Speicherzelle 82 verwendet wird, können Daten, die in der Speicherzelle 82 gespeichert sind, lange Zeit gehalten werden. Nachstehend werden konkrete Konfigurationsbeispiele der Speicherzelle 82 beschrieben.
15A stellt ein Konfigurationsbeispiel der Speicherzelle 82 dar. Die in 15A dargestellte Speicherzelle 82 beinhaltet einen Transistor Tr31, einen Transistor Tr32 und einen Kondensator C11. Es sei angemerkt, dass der Transistor Tr31 ein OS-Transistor ist. Obwohl hier der Transistor Tr32 ein n-Kanal-Transistor ist, kann der Transistor Tr32 ein p-Kanal-Transistor sein.
Ein Gate des Transistors Tr31 ist mit einer Leitung WWL verbunden, ein Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr31 ist mit einem Gate des Transistors Tr32 und einer Elektrode des Kondensators C11 verbunden, und der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr31 ist mit der Leitung BL verbunden. Ein Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr32 ist mit der Leitung SL verbunden, und der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr32 ist mit der Leitung BL verbunden. Die andere Elektrode des Kondensators ist mit einer Leitung RWL verbunden. Hier wird ein Knoten, der mit dem einen Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr31, dem Gate des Transistors Tr32 und der einen Elektrode des Kondensators C11 verbunden ist, als Knoten N12 bezeichnet.
Die Leitung WWL weist eine Funktion zum Übertragen eines Signals zum Auswählen der Speicherzelle 82 auf, in die Daten geschrieben werden. Die Leitung RWL weist eine Funktion zum Übertragen eines Signals zum Auswählen der Speicherzelle 82 auf, aus der Daten gelesen werden. Die Leitung BL weist eine Funktion zum Übertragen eines Potentials, das den in die Speicherzelle 82 geschriebenen Daten entspricht (nachstehend auch als Schreibpotential bezeichnet), oder eines Potentials auf, das den in der Speicherzelle 82 gespeicherten Daten entspricht (nachstehend auch als Lesepotential bezeichnet). Die Leitung SL wird mit einem vorbestimmten Potential versorgt. Das vorbestimmte Potential kann ein festes Potential sein, oder es kann zwei oder mehr unterschiedliche Potentiale sein. Es sei angemerkt, dass die Leitung WWL und die Leitung RWL mit der Treiberschaltung 83 verbunden sind. Die Leitung SL kann mit der Treiberschaltung 83 oder der Treiberschaltung 84 verbunden sein, oder sie kann mit einer Stromversorgungsleitung verbunden sein, die separat von der Treiberschaltung 83 und der Treiberschaltung 84 bereitgestellt ist.
Wenn ein OS-Transistor als Transistor Tr31 verwendet wird, ermöglicht der Transistor Tr31 in dem Sperrzustand, dass das Potential des Knotens N12 sehr lange Zeit gehalten wird.
Als Nächstes wird eine Arbeitsweise der Speicherzelle 82 beschrieben, die in 15A dargestellt wird. Als Erstes wird das Potential der Leitung WWL auf ein Potential eingestellt, auf dem der Transistor Tr31 eingeschaltet wird, so dass der Transistor Tr31 eingeschaltet wird. Dementsprechend wird dem Knoten N12 das Potential der Leitung BL zugeführt. Das heißt, dass der Gate-Elektrode des Transistors Tr32 eine vorbestimmte Ladung zugeführt wird (Datenschreiben).
Danach wird das Potential der Leitung WWL auf ein Potential eingestellt, auf dem der Transistor Tr31 ausgeschaltet wird, so dass der Transistor Tr31 ausgeschaltet wird. Dies sorgt dafür, dass der Knoten N12 schwebend wird, so dass das Potential des Knotens N12 gehalten wird (Datenhalten).
Als Nächstes wird das Potential der Leitung SL auf ein konstantes Potential eingestellt, und dann wird das Potential der Leitung RWL auf ein vorbestimmtes Potential eingestellt, so dass das Potential der Leitung BL je nach der an dem Knoten N12 gehaltenen Ladungsmenge variiert. Das liegt daran, dass im Allgemeinen in dem Fall, in dem der Transistor Tr32 ein n-Kanal-Transistor ist, eine scheinbare Schwellenspannung V_{th_H} zu dem Zeitpunkt, zu dem das Potential des Gates des Transistors Tr32 auf dem hohen Pegel liegt, niedriger ist als eine scheinbare Schwellenspannung V_{th_L} zu dem Zeitpunkt, zu dem das Potential des Gates des Transistors Tr32 auf dem niedrigen Pegel liegt. Dabei bezieht sich die scheinbare Schwellenspannung auf das Potential der Leitung RWL, das benötigt wird, um den Transistor Tr32 einzuschalten. Somit kann, indem das Potential der Leitung RWL auf ein Potential V₀ eingestellt wird, das zwischen V_{th_H} und V_{th_L} liegt, das Potential des Knotens N12 bestimmt werden. Beispielsweise wird in dem Fall, in dem das Potential des Knotens N12 auf dem hohen Pegel liegt, der Transistor Tr32 eingeschaltet, wenn das Potential der Leitung RWL zu V₀ (> V_{th_H}) wird. In dem Fall, in dem das Potential des Knotens N12 auf dem niedrigen Pegel liegt, bleibt der Transistor Tr32 in dem Sperrzustand, selbst wenn das Potential der Leitung RWL zu V₀ (< V_{th_L}) wird. Somit können die Daten, die in der Speicherzelle 82 gespeichert sind, gelesen werden, indem das Potential der Leitung BL bestimmt wird.
In dem Fall, in dem das Datenlesen nicht durchgeführt wird, kann der Leitung RWL ein Potential, auf dem der Transistor Tr32 unabhängig von dem Potential des Knotens N12 ausgeschaltet wird, d. h. ein Potential, das niedriger ist als V_{th_H} , zugeführt werden.
Ein Überschreiben von Daten kann auf ähnliche Weise wie das Schreiben und Halten von Daten durchgeführt werden. Insbesondere wird das Potential der Leitung WWL auf ein Potential eingestellt, auf dem der Transistor Tr31 eingeschaltet wird, so dass der Transistor Tr31 eingeschaltet wird. Dementsprechend wird das Potential der Leitung BL, das den Daten zum Überschreiben entspricht, dem Knoten N12 zugeführt. Danach wird das Potential der Leitung WWL auf ein Potential eingestellt, auf dem der Transistor Tr31 ausgeschaltet wird, so dass der Transistor Tr31 ausgeschaltet wird. Dies sorgt dafür, dass der Knoten N12 schwebend wird, so dass das Potential, das den überschriebenen Daten entspricht, an dem Knoten N12 gehalten wird.
Da der Transistor Tr31 ein OS-Transistor mit sehr niedrigem Sperrstrom ist, kann das Potential des Knotens N12 in der Halteperiode lange Zeit aufrechterhalten werden. Folglich können selbst in einer Periode, während der die Stromversorgung zu der Speicherzelle 82 unterbrochen ist, Daten gehalten werden.
Obwohl 15A eine Konfiguration darstellt, bei der das Datenschreiben und Datenlesen unter Verwendung derselben Leitung BL durchgeführt werden, können das Datenschreiben und Datenlesen unter Verwendung von unterschiedlichen Leitungen durchgeführt werden. Mit anderen Worten: Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr31 und der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr32 können mit unterschiedlichen Leitungen verbunden sein. Außerdem kann der Transistor Tr32 über einen weiteren Transistor mit der Leitung BL verbunden sein, oder der Transistor Tr32 kann über einen weiteren Transistor mit der Leitung SL verbunden sein. 15B stellt ein Modifikationsbeispiel der Speicherzelle 82 in 15A dar.
Zusätzlich zu dem Transistor Tr31, dem Transistor Tr32 und dem Kondensator C11 beinhaltet die in 15B dargestellte Speicherzelle 82 einen Transistor Tr33. Es sei angemerkt, dass, obwohl hier die Transistoren Tr32 und Tr33 n-Kanal-Transistoren sind, die Transistoren Tr32 und Tr33 p-Kanal-Transistoren sein können.
Ein Gate des Transistors Tr31 ist mit der Leitung WWL verbunden. Ein Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr31 ist mit einem Gate des Transistors Tr32 und einer Elektrode des Kondensators C11 verbunden. Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr31 ist mit einer Leitung WBL verbunden. Ein Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr32 ist mit der Leitung SL verbunden, und der andere Anschluss von Source und Drain ist mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr33 verbunden. Ein Gate des Transistors Tr33 ist mit der Leitung RWL verbunden, und der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors Tr33 ist mit einer Leitung RBL verbunden. Die andere Elektrode des Kondensators C11 ist mit einer Leitung verbunden, der ein vorbestimmtes Potential zugeführt wird.
Die Speicherzelle 82 in 15B beinhaltet als Leitung BL unterschiedliche Leitungen, nämlich die Leitung WBL und die Leitung RBL. Die Leitung WBL weist eine Funktion zum Übertragen des Schreibpotentials auf, und die Leitung RBL weist eine Funktion zum Übertragen des Lesepotentials auf.
In 15B wird das Potential der Leitung RWL auf ein Potential eingestellt, auf dem der Transistor Tr33 eingeschaltet wird, so dass der Transistor Tr33 eingeschaltet wird. Dementsprechend kann das Lesepotential an die Leitung RBL ausgegeben werden. Das heißt, dass ein Datenlesen aus der Speicherzelle 82 durch ein Signal, das der Leitung RWL zugeführt wird, gesteuert werden kann.
In 15B können die Leitung WBL und die Leitung RBL die einzige Leitung BL sein. 15C stellt eine derartige Konfiguration der Speicherzelle 82 dar. In 15C sind der Transistor Tr31 und der Transistor Tr33 mit der Leitung BL verbunden. Der Kondensator C11 ist mit der Leitung SL verbunden.
Es sei angemerkt, dass in 15A bis 15C der Transistor Tr31 und der Transistor Tr32 (und der Transistor Tr33) übereinander angeordnet werden können. Beispielsweise kann eine Isolierschicht oberhalb des Transistors Tr32 bereitgestellt werden, und der Transistor Tr31, der ein OS-Transistor ist, und der Kondensator C11 können oberhalb der Isolierschicht bereitgestellt werden. Dementsprechend kann die Fläche der Speicherzelle 82 verringert werden.
Wenn der OS-Transistor, wie vorstehend beschrieben, in der Speicherzelle 82 verwendet wird, können Daten, die in der Speicherzelle 82 gespeichert sind, lange Zeit gehalten werden. Dementsprechend können selbst in einem Zustand, in dem die Stromversorgung zu der Speichervorrichtung 80 unterbrochen ist, Daten gehalten werden, die die Beziehung zwischen einem Wahrnehmungszustand und einem Flimmern kennzeichnen, welche in der Speichervorrichtung 80 gespeichert sind.
Diese Ausführungsform kann je nach Bedarf mit einer der anderen Ausführungsformen kombiniert werden.
(Ausführungsform 4)
Bei dieser Ausführungsform werden Konfigurationsbeispiele einer Anzeigevorrichtung beschrieben, die für den bei der vorstehenden Ausführungsform beschriebenen Anzeigeabschnitt 20 verwendet werden kann. Hier werden insbesondere Konfigurationsbeispiele einer Anzeigevorrichtung beschrieben, die mit mehreren Arten von Anzeigeelementen bereitgestellt ist.
Eine Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform kann eine Hybrid-Anzeige durchführen. „Hybrid-Anzeige“ ist ein Verfahren zum Anzeigen eines Schriftzeichens und/oder eines Bildes zusammen auf einem Bildschirm unter Verwendung von reflektiertem Licht und einer Eigenlichtemission, wodurch der Farbton oder die Lichtintensität des jeweils anderen ergänzt wird. Alternativ ist „Hybrid-Anzeige“ ein Verfahren zum Anzeigen eines Schriftzeichens und/oder eines Bildes unter Verwendung von Licht von einer Vielzahl von Anzeigeelementen in einem Pixel oder einem Subpixel. Es sei angemerkt, dass dann, wenn eine Hybrid-Anzeigevorrichtung, die eine Hybrid-Anzeige durchführt, lokal beobachtet wird, ein Pixel oder ein Subpixel, das eine Anzeige unter Verwendung eines beliebigen der Vielzahl von Anzeigeelementen durchführt, und ein Pixel oder ein Subpixel, das eine Anzeige unter Verwendung von zwei oder mehr der Vielzahl von Anzeigeelementen durchführt, in einigen Fällen enthalten sind.
Es sei angemerkt, dass in der vorliegenden Beschreibung und dergleichen „Hybrid-Anzeige“ eine beliebige oder eine Vielzahl der vorstehend beschriebenen Beschreibungen erfüllt.
Eine Hybrid-Anzeigevorrichtung beinhaltet ferner eine Vielzahl von Anzeigeelementen in einem Pixel oder einem Subpixel. Es sei angemerkt, dass ein reflektierendes Element, das Licht reflektiert, und ein selbstleuchtendes Element, das Licht emittiert, als Beispiel für die Vielzahl von Anzeigeelementen angegeben werden können. Es sei angemerkt, dass das reflektierende Element und das selbstleuchtende Element unabhängig voneinander gesteuert werden können. Eine Hybrid-Anzeigevorrichtung weist eine Funktion auf, unter Verwendung von reflektiertem Licht und/oder einer Eigenlichtemission ein Schriftzeichen und/oder ein Bild auf einem Anzeigeabschnitt anzuzeigen.
Die Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform beinhaltet ein erstes Anzeigeelement und ein zweites Anzeigeelement. Der Fall, in dem das erste Anzeigeelement ein Anzeigeelement ist, das sichtbares Licht reflektiert, und das zweite Anzeigeelement entweder ein Anzeigeelement, das sichtbares Licht emittiert, oder ein Anzeigeelement ist, das sichtbares Licht durchlässt, wird beschrieben. Die Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform weist eine Funktion zum Anzeigen eines Bildes unter Verwendung von Licht, das von dem ersten Anzeigeelement reflektiert wird, und/oder von Licht auf, das von dem zweiten Anzeigeelement emittiert wird.
Als erstes Anzeigeelement kann ein Element verwendet werden, das ein Bild durch Reflexion von Außenlicht anzeigt. Ein derartiges Element umfasst keine Lichtquelle, und somit kann der Stromverbrauch beim Anzeigen signifikant verringert werden. Als erstes Anzeigeelement kann typischerweise ein reflektierendes Flüssigkristallelement verwendet werden.
Als zweites Anzeigeelement wird vorzugsweise ein Licht emittierendes Element oder ein transmissives Flüssigkristallelement verwendet. Da die Leuchtdichte und die Chromatizität von Licht, das von einem derartigen Anzeigeelement emittiert wird, von Außenlicht nicht beeinflusst werden, kann ein klares Bild angezeigt werden, das eine hohe Farbreproduzierbarkeit (eine breite Farbskala) und einen hohen Kontrast aufweist.
Die Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform weist einen ersten Anzeigemodus, in dem ein Bild unter Verwendung des ersten Anzeigeelements angezeigt wird, einen zweiten Anzeigemodus, in dem ein Bild unter Verwendung des zweiten Anzeigeelements angezeigt wird, und einen dritten Anzeigemodus auf, in dem ein Bild unter Verwendung sowohl des ersten Anzeigeelements als auch des zweiten Anzeigeelements angezeigt wird. Die Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform kann zwischen diesen Anzeigemodi automatisch oder manuell umgeschaltet werden.
In dem ersten Anzeigemodus wird ein Bild unter Verwendung des ersten Anzeigeelements und des Außenlichts angezeigt. Der erste Anzeigemodus benötigt keine Lichtquelle und ist deshalb ein extremer Energiesparmodus. Wenn ausreichend Außenlicht in die Anzeigevorrichtung eintritt (z. B. in einer hellen Umgebung), kann beispielsweise ein Bild unter Verwendung von Licht angezeigt werden, das von dem ersten Anzeigeelement reflektiert wird. Der erste Anzeigemodus ist beispielsweise in dem Fall effektiv, in dem das Außenlicht weißes Licht oder Licht in der Nähe von weißem Licht ist und ausreichend stark ist. Der erste Anzeigemodus ist zum Anzeigen eines Texts vorteilhaft verwendet. Des Weiteren ermöglicht der erste Anzeigemodus dank der Verwendung von reflektiertem Außenlicht eine augenfreundliche Anzeige, was zu einem Effekt führt, dass eine Überanstrengung der Augen abgemildert wird.
In einem zweiten Anzeigemodus wird ein Bild unter Verwendung des zweiten Anzeigeelements angezeigt. Somit kann unabhängig von der Beleuchtungsstärke und der Chromatizität von Außenlicht ein sehr lebhaftes Bild (mit hohem Kontrast und ausgezeichneter Farbreproduzierbarkeit) angezeigt werden. Der zweite Anzeigemodus ist beispielsweise im Fall einer sehr niedrigen Beleuchtungsstärke, wie z. B. in einer nächtlichen Umgebung oder in einem dunklen Raum, effektiv. Wenn ein helles Bild in einer dunklen Umgebung angezeigt wird, kann ein Benutzer das Bild als zu hell empfinden. Um dies zu verhindern, wird in dem zweiten Anzeigemodus vorzugsweise ein Bild mit verringerter Leuchtdichte angezeigt. Somit kann nicht nur eine Verringerung der Leuchtdichte, sondern auch ein niedriger Stromverbrauch erzielt werden. Der zweite Anzeigemodus ist zum Anzeigen eines lebhaften (Stand- und bewegten) Bildes oder dergleichen geeignet.
In dem dritten Anzeigemodus wird ein Bild unter Verwendung sowohl von Licht, das von dem ersten Anzeigeelement reflektiert wird, als auch von Licht angezeigt, das von dem zweiten Anzeigeelement emittiert wird. Ein klareres Bild als dasjenige in dem ersten Anzeigemodus kann angezeigt werden und der Stromverbrauch kann niedriger sein als derjenige in dem zweiten Anzeigemodus. Der dritte Anzeigemodus ist in dem Fall, in dem die Beleuchtungsstärke relativ niedrig ist, oder in dem Fall effektiv, in dem die Chromatizität von Außenlicht nicht weiß ist, beispielsweise in einer Umgebung mit Innenraumbeleuchtung oder am Morgen bzw. am Abend. Durch Verwendung der Kombination aus Licht, das durch ein Element, das zum Anzeigen Außenlicht reflektiert, erhalten wird, und Licht, das von einem Licht emittierenden Element emittiert wird, kann ein Bild angezeigt werden, das einem Betrachter das Gefühl verleiht, ein Gemälde zu betrachten.
Bei einer derartigen Struktur kann eine allwettertaugliche Anzeigevorrichtung oder eine sehr praktische Anzeigevorrichtung mit hoher Sichtbarkeit unabhängig von der Umgebungshelligkeit hergestellt werden.
Die Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform beinhaltet eine Vielzahl von Pixeln, die jeweils das erste Anzeigeelement und das zweite Anzeigeelement beinhalten. Die Pixel sind vorzugsweise in einer Matrix angeordnet.
Jedes der Pixel kann ein oder mehrere Subpixel beinhalten. Beispielsweise kann jedes Pixel ein Subpixel (z. B. ein weißes (W) Subpixel), drei Subpixel (z. B. ein rotes (R), ein grünes (G) und ein blaues (B) Subpixel oder ein gelbes (Y), ein zyanfarbenes (C) und ein magentafarbenes (M) Subpixel) oder vier Subpixel (z. B. ein rotes (R), ein grünes (G), ein blaues (B) und ein weißes (W) Subpixel oder ein rotes (R), ein grünes (G), ein blaues (B) und ein gelbes (Y) Subpixel) beinhalten.
Die Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform kann ein Vollfarbbild unter Verwendung entweder des ersten Anzeigeelements oder des zweiten Anzeigeelements anzeigen. Alternativ kann die Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform dazu konfiguriert sein, dass ein Schwarz-Weiß-Bild oder ein Graustufenbild unter Verwendung des ersten Anzeigeelements angezeigt wird und ein Vollfarbbild unter Verwendung des zweiten Anzeigeelements angezeigt wird. Das erste Anzeigeelement, das zum Anzeigen eines Schwarz-Weiß-Bildes oder eines Graustufenbildes verwendet werden kann, ist zum Anzeigen von Informationen geeignet, die nicht in Farbe angezeigt werden müssen, wie z. B. Textinformationen.
Es sei angemerkt, dass das erste Anzeigeelement und das zweite Anzeigeelement nicht auf das Vorstehende beschränkt sind und frei ausgewählt werden können. Beispielsweise können die bei der Ausführungsform 1 beschriebenen Anzeigeelemente als erstes Anzeigeelement und zweites Anzeigeelement verwendet werden.
<Konfigurationsbeispiel der Anzeigevorrichtung>
Konfigurationsbeispiele der Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform werden unter Bezugnahme auf 16 bis 19 beschrieben.
[Konfigurationsbeispiel 1]
16 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Anzeigevorrichtung 600. Bei der Anzeigevorrichtung 600 sind ein Substrat 651 und ein Substrat 661 aneinander befestigt. In 16 wird das Substrat 661 durch eine gestrichelte Linie dargestellt.
Die Anzeigevorrichtung 600 beinhaltet einen Anzeigeabschnitt 662, eine Schaltung 664, eine Leitung 665 und dergleichen. 16 stellt ein Beispiel dar, in dem die Anzeigevorrichtung 600 mit einer integrierten Schaltung (integrated circuit, IC) 673 und einer FPC 672 bereitgestellt ist. Somit kann die in 16 dargestellte Konfiguration als Anzeigemodul angesehen werden, das die Anzeigevorrichtung 600, die IC und die FPC beinhaltet.
Als Schaltung 664 kann beispielsweise die Treiberschaltung 23 (siehe 5) verwendet werden.
Die Leitung 665 weist eine Funktion zum Zuführen eines Signals und eines Stroms zu dem Anzeigeabschnitt 662 und der Schaltung 664 auf. Das Signal und der Strom werden von außen über die FPC 672 oder von der IC 673 in die Leitung 665 eingegeben.
16 stellt ein Beispiel dar, in dem die IC 673 durch ein Chip-on-Glass- (COG-) Verfahren, ein Chip-on-Film- (COF-) Verfahren oder dergleichen über dem Substrat 651 bereitgestellt wird. Als IC 673 kann beispielsweise eine IC verwendet werden, die die Treiberschaltung 24 (siehe 5) oder dergleichen beinhaltet. Es sei angemerkt, dass die Anzeigevorrichtung 600 und das Anzeigemodul nicht notwendigerweise mit einer IC bereitgestellt sein müssen. Die IC kann durch ein COF-Verfahren oder dergleichen über der FPC bereitgestellt werden.
16 stellt auch eine vergrößerte Ansicht eines Teils des Anzeigeabschnitts 662 dar. Elektroden 611b, die in einer Vielzahl von Anzeigeelementen enthalten sind, sind in dem Anzeigeabschnitt 662 in einer Matrix angeordnet. Die Elektrode 611b weist eine Funktion zum Reflektieren von sichtbarem Licht auf und dient als reflektierende Elektrode eines Flüssigkristallelements.
Wie in 16 dargestellt, weist die Elektrode 611b die Öffnung 451 auf. Außerdem beinhaltet der Anzeigeabschnitt 662 ein Licht emittierendes Element, das näher an dem Substrat 651 positioniert ist als die Elektrode 611b. Licht von dem Licht emittierenden Element wird über die Öffnung 451 in der Elektrode 611b zur Seite des Substrats 661 hin emittiert. Die Fläche des Licht emittierenden Bereichs des Licht emittierenden Elements kann gleich der Fläche der Öffnung 451 sein. Die Fläche des Licht emittierenden Bereichs des Licht emittierenden Elements oder die Fläche der Öffnung 451 ist vorzugsweise größer als die andere Fläche, da dadurch ein Spielraum für einen Ausrichtungsfehler erhöht werden kann. Insbesondere ist vorzugsweise die Fläche der Öffnung 451 größer als die Fläche des Licht emittierenden Bereichs des Licht emittierenden Elements. Wenn die Fläche der Öffnung 451 klein ist, wird in einigen Fällen ein Teil des Lichts des Licht emittierenden Elements von der Elektrode 611b blockiert und kann nicht nach außen entnommen werden. Die Öffnung 451 mit ausreichend großer Fläche kann eine Verschwendung von Licht verringern, das von dem Licht emittierenden Element emittiert wird.
17 stellt ein Beispiel für Querschnitte eines Teils eines Bereichs, der die FPC 672 beinhaltet, eines Teils eines Bereichs, der die Schaltung 664 beinhaltet, und eines Teils eines Bereichs, der den Anzeigeabschnitt 662 beinhaltet, der in 16 dargestellten Anzeigevorrichtung 600 dar.
Die Anzeigevorrichtung 600, die in 17 dargestellt wird, beinhaltet einen Transistor 501, einen Transistor 503, einen Transistor 505, einen Transistor 506, ein Flüssigkristallelement 480, ein Licht emittierendes Element 470, eine Isolierschicht 520, eine Farbschicht 431, eine Farbschicht 434 und dergleichen zwischen dem Substrat 651 und dem Substrat 661. Das Substrat 661 ist mit einer Klebeschicht 441 an der Isolierschicht 520 befestigt. Das Substrat 651 ist mit einer Klebeschicht 442 an der Isolierschicht 520 befestigt.
Das Substrat 661 ist mit der Farbschicht 431, einer lichtundurchlässigen Schicht 432, einer Isolierschicht 421, einer Elektrode 413, die als gemeinsame Elektrode des Flüssigkristallelements 480 dient, einem Ausrichtungsfilm 433b, einer Isolierschicht 417 und dergleichen bereitgestellt. Eine polarisierende Platte 435 ist an einer Außenseite des Substrats 661 bereitgestellt. Die Isolierschicht 421 kann als Planarisierungsschicht dienen. Die Isolierschicht 421 ermöglicht, dass die Elektrode 413 eine im Wesentlichen ebene Oberfläche aufweist, was zu einem gleichmäßigen Ausrichtungszustand einer Flüssigkristallschicht 412 führt. Die Isolierschicht 417 dient als Abstandshalter zum Halten eines Zellenabstands des Flüssigkristallelements 480. In dem Fall, in dem die Isolierschicht 417 sichtbares Licht durchlässt, kann die Isolierschicht 417 derart positioniert sein, dass sie sich mit einem Anzeigebereich des Flüssigkristallelements 480 überlappt.
Bei dem Flüssigkristallelement 480 handelt es sich um ein reflektierendes Flüssigkristallelement. Das Flüssigkristallelement 480 weist eine mehrschichtige Struktur aus einer Elektrode 611a, die als Pixelelektrode dient, der Flüssigkristallschicht 412 und der Elektrode 413 auf. Die Elektrode 611b, die sichtbares Licht reflektiert, ist in Kontakt mit einer Oberfläche der Elektrode 611a auf der Seite des Substrats 651 bereitgestellt. Die Elektrode 611b weist die Öffnung 451 auf. Die Elektrode 611a und die Elektrode 413 lassen sichtbares Licht durch. Ein Ausrichtungsfilm 433a ist zwischen der Flüssigkristallschicht 412 und der Elektrode 611a bereitgestellt. Der Ausrichtungsfilm 433b ist zwischen der Flüssigkristallschicht 412 und der Elektrode 413 bereitgestellt.
In dem Flüssigkristallelement 480 weist die Elektrode 611b eine Funktion zum Reflektieren von sichtbarem Licht auf, und die Elektrode 413 weist eine Funktion zum Durchlassen von sichtbarem Licht auf. Licht, das von der Seite des Substrats 661 aus eintritt, wird durch die polarisierende Platte 435 polarisiert, passiert die Elektrode 413 und die Flüssigkristallschicht 412 und wird von der Elektrode 611b reflektiert. Dann passiert das Licht wieder die Flüssigkristallschicht 412 und die Elektrode 413, um die polarisierende Platte 435 zu erreichen. In diesem Fall kann die Ausrichtung von Flüssigkristallen durch eine Spannung gesteuert werden, die zwischen der Elektrode 611b und der Elektrode 413 angelegt wird, und somit kann die optische Modulation von Licht gesteuert werden. Mit anderen Worten: Die Intensität von Licht, das über die polarisierende Platte 435 emittiert wird, kann gesteuert werden. Licht, mit Ausnahme von Licht in einem bestimmten Wellenlängenbereich, wird von der Farbschicht 431 absorbiert, und somit handelt es sich beispielsweise bei dem emittierten Licht um rotes Licht.
Wie in 17 dargestellt, wird die Elektrode 611a, die sichtbares Licht durchlässt, vorzugsweise quer über der Öffnung 451 bereitgestellt. Dementsprechend sind Flüssigkristalle in der Flüssigkristallschicht 412 in einem Bereich, der sich mit der Öffnung 451 überlappt, sowie in den anderen Bereichen ausgerichtet, in welchem Fall die Erzeugung eines Ausrichtungsdefekts der Flüssigkristalle in einem Grenzabschnitt dieser Bereiche verhindert wird und eine unerwünschte Lichtleckage unterdrückt werden kann.
In einem Verbindungsabschnitt 507 ist die Elektrode 611b über eine leitende Schicht 521b mit einer leitenden Schicht 522a verbunden, die in dem Transistor 506 enthalten ist. Der Transistor 506 weist eine Funktion zum Steuern des Ansteuerns des Flüssigkristallelements 480 auf.
Ein Verbindungsabschnitt 552 ist in einem Teil eines Bereichs bereitgestellt, in dem die Klebeschicht 441 bereitgestellt ist. In dem Verbindungsabschnitt 552 ist eine leitende Schicht, die durch Verarbeiten des gleichen leitenden Films wie die Elektrode 611a erhalten wird, über einen Verbinder 543 mit einem Teil der Elektrode 413 verbunden. Dementsprechend kann der Elektrode 413, die auf der Seite des Substrats 661 ausgebildet ist, ein Signal oder ein Potential, das von der auf der Seite des Substrats 651 verbundenen FPC 672 eingegeben wird, über den Verbindungsabschnitt 552 zugeführt werden.
Als Verbinder 543 kann beispielsweise ein leitendes Teilchen verwendet werden. Als leitendes Teilchen kann ein Teilchen eines organischen Harzes, eines Siliziumoxids oder dergleichen verwendet werden, das mit einem Metallmaterial beschichtet ist. Vorzugsweise wird Nickel oder Gold als Metallmaterial verwendet, da der Kontaktwiderstand verringert werden kann. Vorzugsweise wird auch ein Teilchen verwendet, das mit Schichten aus zwei oder mehr Arten von Metallmaterialien beschichtet ist, wie z. B. ein Teilchen, das mit Nickel und ferner mit Gold beschichtet ist. Als Verbinder 543 wird vorzugsweise ein Material verwendet, das zur elastischen Verformung oder plastischen Verformung geeignet ist. Wie in 17 dargestellt, weist der Verbinder 543, der das leitende Teilchen ist, in einigen Fällen eine Form auf, die vertikal zusammengedrückt ist. Mit der zusammengedrückten Form kann die Kontaktfläche zwischen dem Verbinder 543 und einer leitenden Schicht, die elektrisch mit dem Verbinder 543 verbunden ist, vergrößert werden, wodurch der Kontaktwiderstand verringert werden kann und das Entstehen von Problemen, wie z. B. einer Unterbrechung, unterdrückt werden kann.
Der Verbinder 543 ist vorzugsweise derart bereitgestellt, dass er mit der Klebeschicht 441 bedeckt ist. Beispielsweise werden die Verbinder 543 vor dem Härten der Klebeschicht 441 in der Klebeschicht 441 dispergiert.
Bei dem Licht emittierenden Element 470 handelt es sich um ein Licht emittierendes Bottom-Emission-Element. Das Licht emittierende Element 470 weist eine mehrschichtige Struktur auf, bei der eine Elektrode 491, die als Pixelelektrode dient, eine EL-Schicht 492 und eine Elektrode 493, die als gemeinsame Elektrode dient, in dieser Reihenfolge von der Seite der Isolierschicht 520 aus übereinander angeordnet sind. Die Elektrode 491 ist über eine Öffnung, die in einer Isolierschicht 514 bereitgestellt ist, mit einer leitenden Schicht 522b verbunden, die in dem Transistor 505 enthalten ist. Der Transistor 505 weist eine Funktion zum Steuern des Betriebs des Licht emittierenden Elements 470 auf. Eine Isolierschicht 516 bedeckt einen Endabschnitt der Elektrode 491. Die Elektrode 493 umfasst ein Material, das sichtbares Licht reflektiert, und die Elektrode 491 umfasst ein Material, das sichtbares Licht durchlässt. Eine Isolierschicht 494 ist bereitgestellt, um die Elektrode 493 zu bedecken. Licht wird von dem Licht emittierenden Element 470 über die Farbschicht 434, die Isolierschicht 520, die Öffnung 451, die Elektrode 611a und dergleichen zur Seite des Substrats 661 hin emittiert.
Das Flüssigkristallelement 480 und das Licht emittierende Element 470 können verschiedene Farben aufweisen, wenn die Farbe der Farbschicht zwischen Pixeln variiert. Die Anzeigevorrichtung 600 kann ein Farbbild unter Verwendung des Flüssigkristallelements 480 anzeigen. Die Anzeigevorrichtung 600 kann ein Farbbild unter Verwendung des Licht emittierenden Elements 470 anzeigen.
Der Transistor 501, der Transistor 503, der Transistor 505 und der Transistor 506 sind auf einer Ebene der Isolierschicht 520 auf der Seite des Substrats 651 ausgebildet. Diese Transistoren können unter Verwendung des gleichen Prozesses hergestellt werden.
Eine Schaltung, die elektrisch mit dem Flüssigkristallelement 480 verbunden ist, und eine Schaltung, die mit dem Licht emittierenden Element 470 verbunden ist, sind vorzugsweise auf der gleichen Ebene ausgebildet. In diesem Fall kann die Dicke der Anzeigevorrichtung kleiner sein als diejenige in dem Fall, in dem die zwei Schaltungen auf unterschiedlichen Ebenen ausgebildet werden. Des Weiteren kann ein Herstellungsprozess im Vergleich zu dem Fall, in dem zwei Transistoren auf unterschiedlichen Ebenen ausgebildet werden, vereinfacht werden, da zwei Transistoren in dem gleichen Prozess ausgebildet werden können.
Die Pixelelektrode des Flüssigkristallelements 480 ist auf der der Pixelelektrode des Licht emittierenden Elements 470 entgegengesetzten Seite einer in dem Transistor enthaltenen Gate-Isolierschicht positioniert.
In dem Fall, in dem beispielsweise ein OS-Transistor als Transistor 506 verwendet wird oder ein Speicherelement, das mit dem Transistor 506 verbunden ist, verwendet wird, kann eine Graustufe selbst dann aufrechterhalten werden, wenn ein Schreibvorgang in das Pixel unterbrochen wird, während ein Standbild unter Verwendung des Flüssigkristallelements 480 angezeigt wird. Das heißt, dass eine Anzeige selbst dann aufrechterhalten werden kann, wenn die Bildrate auf einen sehr kleinen Wert eingestellt wird. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Bildrate sehr niedrig sein und der Betrieb kann mit niedrigem Stromverbrauch durchgeführt werden.
Der Transistor 503 wird verwendet, um zu steuern, ob das Pixel ausgewählt wird oder nicht (ein derartiger Transistor wird auch als Schalttransistor oder Auswahltransistor bezeichnet). Der Transistor 505 wird zum Steuern eines Stroms verwendet, der in das Licht emittierende Element 470 fließt (ein derartiger Transistor wird auch als Treibertransistor bezeichnet).
Isolierschichten, wie z. B. eine Isolierschicht 511, eine Isolierschicht 512, eine Isolierschicht 513 und die Isolierschicht 514, sind auf der dem Substrat 651 zugewandten Seite der Isolierschicht 520 bereitgestellt. Ein Teil der Isolierschicht 511 dient als Gate-Isolierschicht jedes Transistors. Die Isolierschicht 512 ist bereitgestellt, um den Transistor 506 und dergleichen zu bedecken. Die Isolierschicht 513 ist bereitgestellt, um den Transistor 505 und dergleichen zu bedecken. Die Isolierschicht 514 dient als Planarisierungsschicht. Es sei angemerkt, dass die Anzahl der Isolierschichten, die den Transistor bedecken, nicht beschränkt ist und eins, zwei oder mehr sein kann.
Ein Material, durch das Verunreinigungen, wie z. B. Wasser und Wasserstoff, nicht leicht diffundieren, wird vorzugsweise für mindestens eine der Isolierschichten verwendet, die die Transistoren bedecken. Dies liegt daran, dass eine derartige Isolierschicht als Sperrschicht dienen kann. Eine derartige Struktur kann die Diffusion der Verunreinigungen von außen in die Transistoren effektiv unterdrücken, und eine sehr zuverlässige Anzeigevorrichtung kann erhalten werden.
Jeder der Transistoren 501, 503, 505 und 506 beinhaltet eine leitende Schicht 521a, die als Gate dient, die Isolierschicht 511, die als Gate-Isolierschicht dient, die leitende Schicht 522a und die leitende Schicht 522b, die als Source und Drain dienen, und eine Halbleiterschicht 531. Hier wird eine Vielzahl von Schichten, die durch Verarbeiten des gleichen leitenden Films erhalten werden, durch den gleichen Schraffurmuster dargestellt.
Der Transistor 501 und der Transistor 505 beinhalten zusätzlich zu den Komponenten des Transistors 503 oder des Transistors 506 jeweils eine leitende Schicht 523, die als Gate dient.
Die Struktur, bei der die Halbleiterschicht, die einen Kanalbildungsbereich umfasst, zwischen zwei Gates bereitgestellt ist, wird als Beispiel für die Transistoren 501 und 505 verwendet. Eine derartige Struktur ermöglicht, die Schwellenspannungen der Transistoren zu steuern. Die zwei Gates können miteinander verbunden sein und mit dem gleichen Signal versorgt werden, um die Transistoren anzusteuern. Derartige Transistoren können eine höhere Feldeffektmobilität und somit einen höheren Durchlassstrom aufweisen als andere Transistoren. Folglich kann eine Schaltung erhalten werden, die zu einem Hochgeschwindigkeitsbetrieb geeignet ist. Des Weiteren kann die Fläche verringert werden, die von einem Schaltungsabschnitt eingenommen wird. Die Verwendung des Transistors mit hohem Durchlassstrom kann selbst bei einer Anzeigevorrichtung, bei der die Anzahl von Leitungen infolge der Zunahme der Größe oder Auflösung zugenommen hat, eine Signalverzögerung bei Leitungen verringern und eine Ungleichmäßigkeit der Anzeige verringern.
Alternativ kann die Schwellenspannung der Transistoren gesteuert werden, indem ein Potential zum Steuern der Schwellenspannung einem der zwei Gates zugeführt wird und ein Potential zum Betreiben dem anderen Gate zugeführt wird.
Die Struktur der Transistoren, die in der Anzeigevorrichtung enthalten sind, ist nicht beschränkt. Der Transistor, der in der Schaltung 664 enthalten ist, und der Transistor, der in dem Anzeigeabschnitt 662 enthalten ist, können die gleiche Struktur oder unterschiedliche Strukturen aufweisen. Eine Vielzahl von Transistoren, die in der Schaltung 664 enthalten sind, kann die gleiche Struktur oder eine Kombination aus zwei oder mehr Arten von Strukturen aufweisen. Eine Vielzahl von Transistoren, die in dem Anzeigeabschnitt 662 enthalten sind, kann auf ähnliche Weise die gleiche Struktur oder eine Kombination aus zwei oder mehr Arten von Strukturen aufweisen.
Es wird bevorzugt, ein leitendes Material, das ein Oxid enthält, für die leitende Schicht 523 zu verwenden. Ein leitender Film, der für die leitende Schicht 523 verwendet wird, wird in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre ausgebildet, wodurch der Isolierschicht 512 Sauerstoff zugeführt werden kann. Der Anteil eines Sauerstoffgases in einem Abscheidungsgas ist vorzugsweise höher als oder gleich 90 % und niedriger als oder gleich 100 %. Sauerstoff, der der Isolierschicht 512 zugeführt wird, wird bei einer späteren Wärmebehandlung der Halbleiterschicht 531 zugeführt, so dass Sauerstofffehlstellen in der Halbleiterschicht 531 verringert werden können.
Es wird besonders bevorzugt, ein niederohmiges Metalloxid für die leitende Schicht 523 zu verwenden. In diesem Fall wird beispielsweise ein Isolierfilm, der Wasserstoff abgibt, wie z. B. ein Siliziumnitridfilm, vorzugsweise für die Isolierschicht 513 verwendet, da während der Ausbildung der Isolierschicht 513 oder bei einer Wärmebehandlung, die nach der Ausbildung der Isolierschicht 513 durchgeführt wird, der leitenden Schicht 523 Wasserstoff zugeführt werden kann, was zu einer effektiven Verringerung des elektrischen Widerstands der leitenden Schicht 523 führt.
Die Farbschicht 434 ist in Kontakt mit der Isolierschicht 513 bereitgestellt. Die Farbschicht 434 ist mit der Isolierschicht 514 bedeckt.
Ein Verbindungsabschnitt 504 ist in einem Bereich bereitgestellt, in dem die Substrate 651 und 661 miteinander nicht überlappen. In dem Verbindungsabschnitt 504 ist die Leitung 665 über eine Verbindungsschicht 542 mit der FPC 672 verbunden. Der Verbindungsabschnitt 504 weist eine Struktur auf, die derjenigen des Verbindungsabschnitts 507 ähnlich ist. Auf der Oberseite des Verbindungsabschnitts 504 liegt eine leitende Schicht frei, die durch Verarbeiten des gleichen leitenden Films wie die Elektrode 611a erhalten wird. Somit können der Verbindungsabschnitt 504 und die FPC 672 über die Verbindungsschicht 542 miteinander verbunden sein.
Als polarisierende Platte 435, die an der Außenseite des Substrats 661 bereitgestellt ist, kann eine linear polarisierende Platte oder eine zirkular polarisierende Platte verwendet werden. Ein Beispiel für eine zirkular polarisierende Platte ist eine Schichtanordnung, die eine linear polarisierende Platte und eine Viertelwellen-Verzögerungsplatte beinhaltet. Eine derartige Struktur kann die Reflexion von Außenlicht verringern. Der Zellenabstand, die Ausrichtung, die Betriebsspannung und dergleichen des Flüssigkristallelements, das als Flüssigkristallelement 480 verwendet wird, werden je nach der Art der polarisierenden Platte gesteuert, so dass ein wünschenswerter Kontrast erhalten wird.
Es sei angemerkt, dass verschiedene optische Bauelemente an der Außenseite des Substrats 661 angeordnet sein können. Beispiele für die optischen Bauelemente umfassen eine polarisierende Platte, eine Retardationsplatte, eine Lichtdiffusionsschicht (z. B. einen Diffusionsfilm), eine Antireflexionsschicht und einen Lichtbündelungsfilm. Des Weiteren kann ein antistatischer Film, der das Anhaften von Schmutz verhindert, ein wasserabweisender Film, der das Anhaften von Flecken unterdrückt, ein Hartfilm, der einen Kratzer bei der Verwendung unterdrückt, oder dergleichen an der Außenseite des Substrats 661 angeordnet werden.
Für jedes der Substrate 651 und 661 kann Glas, Quarz, Keramik, Saphir, ein organisches Harz oder dergleichen verwendet werden. Wenn die Substrate 651 und 661 unter Verwendung eines flexiblen Materials ausgebildet werden, kann die Flexibilität der Anzeigevorrichtung erhöht werden.
In dem Fall, in dem das reflektierende Flüssigkristallelement verwendet wird, wird die polarisierende Platte 435 auf der Seite der Anzeigeoberfläche bereitgestellt. Außerdem wird vorzugsweise eine Lichtstreuscheibe auf der Seite der Anzeigeoberfläche bereitgestellt, um die Sichtbarkeit zu verbessern.
Eine Frontbeleuchtung kann auf der Außenseite der polarisierenden Platte 435 bereitgestellt werden. Als Frontbeleuchtung wird vorzugsweise eine Edge-Light-Frontbeleuchtung verwendet. Eine Frontbeleuchtung, die eine Leuchtdiode (LED) beinhaltet, wird vorzugsweise verwendet, um den Stromverbrauch zu verringern.
[Konfigurationsbeispiel 2]
Eine in 18 dargestellte Anzeigevorrichtung 601 unterscheidet sich von der Anzeigevorrichtung 600 hauptsächlich dahingehend, dass ein Transistor 581, ein Transistor 584, ein Transistor 585 und ein Transistor 586 anstelle des Transistors 501, des Transistors 503, des Transistors 505 und des Transistors 506 enthalten sind.
Es sei angemerkt, dass sich die Positionen der Isolierschicht 417, des Verbindungsabschnitts 507 und dergleichen in 18 von denjenigen in 17 unterscheiden. 18 stellt einen Endabschnitt eines Pixels dar. Die Isolierschicht 417 ist derart bereitgestellt, dass sie sich mit einem Endabschnitt der Farbschicht 431 und einem Endabschnitt der lichtundurchlässigen Schicht 432 überlappt. Die Isolierschicht 417 kann wie bei dieser Struktur in einem Bereich, der sich nicht mit einem Anzeigebereich überlappt (oder in einem Bereich, der sich mit der lichtundurchlässigen Schicht 432 überlappt), bereitgestellt werden.
Zwei Transistoren, die in der Anzeigevorrichtung enthalten sind, können wie der Transistor 584 und der Transistor 585 teilweise miteinander überlappen. In diesem Fall kann die Fläche verringert werden, die von einer Pixelschaltung eingenommen wird, was zu einer Erhöhung der Auflösung führt. Des Weiteren kann die Licht emittierende Fläche des Licht emittierenden Elements 470 erhöht werden, was zu einer Erhöhung des Öffnungsverhältnisses führt. Das Licht emittierende Element 470 mit hohem Öffnungsverhältnis benötigt eine niedrige Stromdichte, um eine benötigte Leuchtdichte zu erhalten; somit wird die Zuverlässigkeit verbessert.
Jeder der Transistoren 581, 584 und 586 beinhaltet die leitende Schicht 521a, die Isolierschicht 511, die Halbleiterschicht 531, die leitende Schicht 522a und die leitende Schicht 522b. Die leitende Schicht 521a überlappt sich mit der Halbleiterschicht 531, wobei die Isolierschicht 511 dazwischen positioniert ist. Die leitende Schicht 522a und die leitende Schicht 522b sind elektrisch mit der Halbleiterschicht 531 verbunden. Der Transistor 581 beinhaltet die leitende Schicht 523.
Der Transistor 585 beinhaltet die leitende Schicht 522b, eine Isolierschicht 517, eine Halbleiterschicht 561, die leitende Schicht 523, die Isolierschicht 512, die Isolierschicht 513, eine leitende Schicht 563a und eine leitende Schicht 563b. Die leitende Schicht 522b überlappt sich mit der Halbleiterschicht 561, wobei die Isolierschicht 517 dazwischen positioniert ist. Die leitende Schicht 523 überlappt sich mit der Halbleiterschicht 561, wobei die Isolierschichten 512 und 513 dazwischen positioniert sind. Die leitende Schicht 563a und die leitende Schicht 563b sind elektrisch mit der Halbleiterschicht 561 verbunden.
Die leitende Schicht 521a dient als Gate. Die Isolierschicht 511 dient als Gate-Isolierschicht. Die leitende Schicht 522a dient als ein Anschluss von Source und Drain. Die leitende Schicht 522b, die in dem Transistor 586 enthalten ist, dient als der andere Anschluss von Source und Drain.
Die leitende Schicht 522b, die von dem Transistor 584 und dem Transistor 585 gemeinsam genutzt wird, weist einen Abschnitt, der als der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors 584 dient, und einen Abschnitt auf, der als Gate des Transistors 585 dient. Die Isolierschicht 517, die Isolierschicht 512 und die Isolierschicht 513 dienen als Gate-Isolierschichten. Eine der leitenden Schichten 563a und 563b dient als Source, und die andere dient als Drain. Die leitende Schicht 523 dient als Gate.
[Konfigurationsbeispiel 3]
19 ist eine Querschnittsansicht, die einen Anzeigeabschnitt einer Anzeigevorrichtung 602 darstellt.
Die Anzeigevorrichtung 602, die in 19 dargestellt wird, beinhaltet einen Transistor 540, einen Transistor 580, das Flüssigkristallelement 480, das Licht emittierende Element 470, die Isolierschicht 520, die Farbschicht 431, die Farbschicht 434 und dergleichen zwischen dem Substrat 651 und dem Substrat 661.
Bei dem Flüssigkristallelement 480 reflektiert die Elektrode 611b Außenlicht zur Seite des Substrats 661. Das Licht emittierende Element 470 emittiert Licht zur Seite des Substrats 661.
Das Substrat 661 ist mit der Farbschicht 431, der Isolierschicht 421, der Elektrode 413, die als gemeinsame Elektrode des Flüssigkristallelements 480 dient, und dem Ausrichtungsfilm 433b bereitgestellt.
Die Flüssigkristallschicht 412 ist zwischen der Elektrode 611a und der Elektrode 413 bereitgestellt, wobei der Ausrichtungsfilm 433a und der Ausrichtungsfilm 433b dazwischen positioniert sind.
Der Transistor 540 ist mit der Isolierschicht 512 und der Isolierschicht 513 bedeckt. Die Isolierschicht 513 und die Farbschicht 434 sind mit der Klebeschicht 442 an der Isolierschicht 494 befestigt.
Bei der Anzeigevorrichtung 602 werden der Transistor 540 zum Ansteuern des Flüssigkristallelements 480 und der Transistor 580 zum Ansteuern des Licht emittierenden Elements 470 über unterschiedlichen Ebenen ausgebildet; somit kann jeder der Transistoren leicht unter Verwendung einer Struktur und eines Materials ausgebildet werden, die zum Ansteuern des entsprechenden Anzeigeelements geeignet sind.
<Konfigurationsbeispiele eines Pixels>
Als Nächstes werden konkrete Konfigurationsbeispiele eines Pixels, das eine Vielzahl von Anzeigeelementen beinhaltet, unter Bezugnahme auf 20A und 20B1 bis 20B4, 21 sowie 22A und 22B beschrieben. Hier wird als Beispiel eine Konfiguration beschrieben, bei der ein Pixel ein reflektierendes Flüssigkristallelement und ein Licht emittierendes Element beinhaltet.
20A ist ein Blockdiagramm einer Anzeigevorrichtung 700. Die Anzeigevorrichtung 700 beinhaltet einen Pixelabschnitt 710, eine Treiberschaltung 720 und eine Treiberschaltung 730. Der Pixelabschnitt 710 beinhaltet eine Vielzahl von Pixeln 711, die in einer Matrix angeordnet sind. Es sei angemerkt, dass der Pixelabschnitt 710, die Treiberschaltung 720, die Treiberschaltung 730 und das Pixel 711 dem Pixelabschnitt 21, der Treiberschaltung 23, der Treiberschaltung 24 bzw. dem Pixel 22 in 5 entsprechen.
Die Anzeigevorrichtung 700 beinhaltet eine Vielzahl von Leitungen GL1, eine Vielzahl von Leitungen GL2, eine Vielzahl von Leitungen ANO, eine Vielzahl von Leitungen CSCOM, eine Vielzahl von Leitungen SL1 und eine Vielzahl von Leitungen SL2. Die Vielzahl von Leitungen GL1, die Vielzahl von Leitungen GL2, die Vielzahl von Leitungen ANO und die Vielzahl von Leitungen CSCOM sind jeweils mit der Treiberschaltung 720 und der Vielzahl von Pixeln 711 verbunden, welche in einer durch einen Pfeil R gezeigten Richtung angeordnet sind. Die Vielzahl von Leitungen SL1 und die Vielzahl von Leitungen SL2 sind jeweils mit der Treiberschaltung 730 und der Vielzahl von Pixeln 711 verbunden, welche in einer durch einen Pfeil C gezeigten Richtung angeordnet sind.
Das Pixel 711 beinhaltet ein reflektierendes Flüssigkristallelement und ein Licht emittierendes Element. Es sei angemerkt, dass, obwohl hier eine Konfiguration, die eine Treiberschaltung 720 und eine Treiberschaltung 730 beinhaltet, der Einfachheit halber beschrieben wird, die Treiberschaltungen 720 und 730 zum Ansteuern des Flüssigkristallelements und die Treiberschaltungen 720 und 730 zum Ansteuern des Licht emittierenden Elements separat bereitgestellt werden können.
20B1 bis 20B4 stellen Konfigurationsbeispiele einer Elektrode 611 dar, die in dem Pixel 711 enthalten ist. Die Elektrode 611 dient als reflektierende Elektrode des Flüssigkristallelements. Die Öffnung 451 ist in der Elektrode 611 in 20B1 und 20B2 bereitgestellt.
In 20B1 und 20B2 wird ein Licht emittierendes Element 660, das in einem Bereich positioniert ist, der sich mit der Elektrode 611 überlappt, durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Das Licht emittierende Element 660 überlappt sich mit der Öffnung 451, die in der Elektrode 611 enthalten ist. Somit wird Licht von dem Licht emittierenden Element 660 über die Öffnung 451 zur Seite der Anzeigeoberfläche hin emittiert.
In 20B1 entsprechen die Pixel 711, die in der durch einen Pfeil R gezeigten Richtung benachbart sind, unterschiedlichen Emissionsfarben. Wie in 20B1 dargestellt, werden die Öffnungen 451 vorzugsweise an unterschiedlichen Positionen der Elektroden 611 bereitgestellt, um nicht in den zwei Pixeln, die in der durch den Pfeil R gezeigten Richtung einander benachbart sind, angeordnet zu sein. Deshalb können die zwei Licht emittierenden Elemente 660 voneinander entfernt liegen, wodurch verhindert werden kann, dass Licht, das von dem Licht emittierenden Element 660 emittiert wird, in eine Farbschicht in dem benachbarten Pixel 711 eintritt (ein derartiges Phänomen wird auch als Nebensprechen bezeichnet). Außerdem kann, da die zwei benachbarten Licht emittierenden Elemente 660 getrennt voneinander angeordnet sein können, eine hochauflösende Anzeigevorrichtung erhalten werden, selbst wenn EL-Schichten der Licht emittierenden Elemente 660 mit einer Schattenmaske oder dergleichen separat ausgebildet werden.
In 20B2 entsprechen die Pixel 711, die in einer durch einen Pfeil C gezeigten Richtung benachbart sind, unterschiedlichen Emissionsfarben. Auch in 20B2 werden die Öffnungen 451 vorzugsweise an unterschiedlichen Positionen der Elektroden 611 bereitgestellt, um nicht in den zwei Pixeln, die in der durch den Pfeil C gezeigten Richtung einander benachbart sind, angeordnet zu sein.
Je kleiner das Verhältnis der Gesamtfläche der Öffnung 451 zu der Gesamtfläche außer der Öffnung ist, desto heller kann ein Bild sein, das unter Verwendung des Flüssigkristallelements angezeigt wird. Des Weiteren kann dann, wenn das Verhältnis der Gesamtfläche der Öffnung 451 zu der Gesamtfläche außer der Öffnung größer wird, ein Bild heller werden, das unter Verwendung des Licht emittierenden Elements 660 angezeigt wird.
Die Öffnung 451 kann beispielsweise eine polygonale Form, eine viereckige Form, eine elliptische Form, eine Kreisform, eine kreuzartige Form, eine Streifenform, eine schlitzartige Form oder ein Schachbrettmuster aufweisen. Die Öffnung 451 kann nahe an dem benachbarten Pixel bereitgestellt sein. Die Öffnung 451 ist vorzugsweise nahe an einem anderen Pixel bereitgestellt, das Licht der gleichen Farbe emittiert, in welchem Fall ein Nebensprechen unterdrückt werden kann.
Wie in 20B3 und 20B4 dargestellt, kann ein Licht emittierender Bereich des Licht emittierenden Elements 660 in einem Bereich positioniert sein, in dem die Elektrode 611 nicht bereitgestellt ist, in welchem Fall Licht, das von dem Licht emittierenden Element 660 emittiert wird, zur Seite der Anzeigeoberfläche hin emittiert wird.
In 20B3 sind die Licht emittierenden Elemente 660 in den zwei Pixeln 711 nicht angeordnet, die in der durch den Pfeil R gezeigten Richtung benachbart sind. In 20B4 sind die Licht emittierenden Elemente 660 in den zwei Pixeln angeordnet, die in der durch den Pfeil R gezeigten Richtung einander benachbart sind.
Die in 20B3 dargestellte Struktur kann, wie vorstehend erwähnt, ein Nebensprechen verhindern und die Auflösung erhöhen, da die Licht emittierenden Elemente 660, die in den zwei benachbarten Pixeln 711 enthalten sind, voneinander entfernt liegen können. Die in 20B4 dargestellte Struktur kann verhindern, dass Licht, das von dem Licht emittierenden Element 660 emittiert wird, von der Elektrode 611 blockiert wird, da die Elektrode 611 nicht entlang einer Seite des Licht emittierenden Elements 660, die parallel zu der durch den Pfeil C gezeigten Richtung ist, bereitgestellt ist. Somit können hohe Betrachtungswinkeleigenschaften erzielt werden.
21 ist ein Beispiel für einen Schaltplan des Pixels 711. 21 stellt zwei benachbarte Pixel 711 dar.
Das Pixel 711 beinhaltet einen Schalter SW11, den Kondensator C11, ein Flüssigkristallelement 640, einen Schalter SW12, einen Transistor M, einen Kondensator C12 und das Licht emittierende Element 660. Die Leitung GLa, die Leitung GLb, eine Leitung ANO, eine Leitung CSCOM, die Leitung SLa und die Leitung SLb sind mit dem Pixel 711 verbunden. 21 stellt eine Leitung VCOM1, die mit dem Flüssigkristallelement 640 verbunden ist, und eine Leitung VCOM2 dar, die mit dem Licht emittierenden Element 660 verbunden ist.
21 stellt ein Beispiel dar, in dem ein Transistor als jeder der Schalter SW11 und SW12 verwendet wird.
Ein Gate des Schalters SW11 ist mit der Leitung GLa verbunden. Ein Anschluss von Source und Drain des Schalters SW11 ist mit der Leitung SLa verbunden, und der andere Anschluss von Source und Drain ist mit einer Elektrode des Kondensators C11 und einer Elektrode des Flüssigkristallelements 640 verbunden. Die andere Elektrode des Kondensators C11 ist mit der Leitung CSCOM verbunden. Die andere Elektrode des Flüssigkristallelements 640 ist mit der Leitung VCOM1 verbunden.
Ein Gate des Schalters SW12 ist mit der Leitung GLb verbunden. Ein Anschluss von Source und Drain des Schalters SW12 ist mit der Leitung SLb verbunden, und der andere Anschluss von Source und Drain ist mit einer Elektrode des Kondensators C12 und einem Gate des Transistors M verbunden. Die andere Elektrode des Kondensators C12 ist mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors M und der Leitung ANO verbunden. Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors M ist mit einer Elektrode des Licht emittierenden Elements 660 verbunden. Die andere Elektrode des Licht emittierenden Elements 660 ist mit der Leitung VCOM2 verbunden.
21 stellt ein Beispiel dar, in dem der Transistor M zwei Gates beinhaltet, zwischen denen ein Halbleiter bereitgestellt ist und die miteinander verbunden sind. Diese Struktur kann die Menge an Strom erhöhen, der durch den Transistor M fließt.
Ein vorbestimmtes Potential kann jeder der Leitungen VCOM1 und CSCOM zugeführt werden.
Die Leitung VCOM2 und die Leitung ANO können mit Potentialen versorgt werden, die eine ausreichend große Differenz aufweisen, um das Licht emittierende Element 660 dazu zu bringen, Licht zu emittieren.
In dem Pixel 711 der 21 kann beispielsweise ein Bild in einem reflektierenden Modus angezeigt werden, indem das Pixel mit den Signalen, die der Leitung GLa und der Leitung SLa zugeführt werden, betrieben wird und die optische Modulation des Flüssigkristallelements 640 genutzt wird. In dem Fall, in dem ein Bild in einem transmissiven Modus angezeigt wird, wird das Pixel mit den Signalen, die der Leitung GLb und der Leitung SLb zugeführt werden, betrieben und emittiert das Licht emittierende Element 660 Licht. In dem Fall, in dem beide Modi zur gleichen Zeit ausgeführt werden, kann das Pixel mit den Signalen betrieben werden, die den Leitungen GLa, GLb, SLa und SLb zugeführt werden.
Die Schalter SW11 und SW12 weisen eine Funktion zum Steuern des Auswahlzustands/Nicht-Auswahlzustands des Pixels 711 auf. Als Schalter SW11 und SW12 werden vorzugsweise OS-Transistoren verwendet. Unter Verwendung der OS-Transistoren kann ein Bildsignal in dem Pixel 711 sehr lange Zeit gehalten werden; somit kann eine Graustufe, die von dem Pixel 711 angezeigt wird, lange Zeit aufrechterhalten werden.
Obwohl 21 ein Beispiel darstellt, in dem ein Flüssigkristallelement 640 und ein Licht emittierendes Element 660 in einem Pixel 711 bereitgestellt sind, ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. 22A stellt ein Beispiel dar, in dem ein Flüssigkristallelement 640 und vier Licht emittierende Elemente 660 (Licht emittierende Elemente 660r, 660g, 660b und 660w) in einem Pixel 711 bereitgestellt sind. Anders als das Pixel 711 in 21 ermöglicht das Pixel 711 in 22A eine Vollfarbanzeige unter Verwendung von Licht emittierenden Elementen von lediglich einem Pixel.
In 22A sind eine Leitung GLba, eine Leitung GLbb, eine Leitung SLba und eine Leitung SLbb mit dem Pixel 711 verbunden.
In dem Beispiel in 22A können beispielsweise Licht emittierende Elemente, die rotes Licht (R), grünes Licht (G), blaues Licht (B) und weißes Licht (W) emittieren, als vier Licht emittierende Elemente 660 verwendet werden. Des Weiteren kann ein reflektierendes Flüssigkristallelement, das weißes Licht emittiert, als Flüssigkristallelement 640 verwendet werden. Somit kann in dem Fall, in dem eine Anzeige in dem reflektierenden Modus durchgeführt wird, eine weiße Anzeige mit hohem Reflexionsvermögen durchgeführt werden. In dem Fall, in dem eine Anzeige in dem transmissiven Modus durchgeführt wird, kann ein Bild mit einer höheren Farbwiedergabeeigenschaft und bei niedrigem Stromverbrauch angezeigt werden.
22B stellt ein Konfigurationsbeispiel des Pixels 711 dar, das demjenigen der 22A entspricht. Das Pixel 711 beinhaltet das Licht emittierende Element 660w, das sich mit der Öffnung überlappt, die in der Elektrode 611 enthalten ist, sowie das Licht emittierende Element 660r, das Licht emittierende Element 660g und das Licht emittierende Element 660b, die um die Elektrode 611 herum bereitgestellt sind. Vorzugsweise weisen die Licht emittierenden Elemente 660r, 660g und 660b fast die gleiche Lichtemissionsfläche auf.
Diese Ausführungsform kann je nach Bedarf mit einer der anderen Ausführungsformen kombiniert werden.
(Ausführungsform 5)
Bei dieser Ausführungsform wird ein Konfigurationsbeispiel eines Anzeigemoduls beschrieben, bei dem eine der Anzeigevorrichtungen verwendet wird, die bei den vorstehenden Ausführungsformen beschrieben worden sind.
Bei einem in 23 dargestellten Anzeigemodul 1000 sind ein Touchscreen 1004, der mit einer FPC 1003 verbunden ist, eine Anzeigevorrichtung 1006, die mit einer FPC 1005 verbunden ist, ein Rahmen 1009, eine gedruckte Leiterplatte 1010 und eine Batterie 1011 zwischen einer oberen Abdeckung 1001 und einer unteren Abdeckung 1002 bereitgestellt.
Die bei der vorstehenden Ausführungsform beschriebene Anzeigevorrichtung kann als Anzeigevorrichtung 1006 verwendet werden.
Die Formen und Größen der oberen Abdeckung 1001 und der unteren Abdeckung 1002 können je nach Bedarf entsprechend den Größen des Touchscreens 1004 und der Anzeigevorrichtung 1006 geändert werden.
Der Touchscreen 1004 kann ein resistiver Touchscreen oder ein kapazitiver Touchscreen sein und kann derart ausgebildet sein, dass er sich mit der Anzeigevorrichtung 1006 überlappt. Anstatt den Touchscreen 1004 bereitzustellen, kann die Anzeigevorrichtung 1006 eine Touchscreen-Funktion aufweisen.
Der Rahmen 1009 schützt die Anzeigevorrichtung 1006 und dient auch als elektromagnetische Abschirmung zum Blockieren von elektromagnetischen Wellen, die durch den Betrieb der gedruckten Leiterplatte 1010 erzeugt werden. Der Rahmen 1009 kann als Abstrahlplatte dienen.
Die gedruckte Leiterplatte 1010 ist mit einer Stromversorgungsschaltung und einer Signalverarbeitungsschaltung zum Ausgeben eines Videosignals und eines Taktsignals bereitgestellt. Als Stromquelle zum Zuführen von Strom zu der Stromversorgungsschaltung kann eine externe Netzstromquelle oder eine Stromquelle verwendet werden, bei der die separat bereitgestellte Batterie 1011 verwendet wird. Die Batterie 1011 kann im Fall der Verwendung einer Netzstromquelle weggelassen werden.
Das Anzeigemodul 1000 kann zusätzlich mit einem Bauelement, wie z. B. einer polarisierenden Platte, einer Verzögerungsplatte oder einer Prismenfolie, versehen sein.
Diese Ausführungsform kann je nach Bedarf mit einer der anderen Ausführungsformen kombiniert werden.
(Ausführungsform 6)
Bei dieser Ausführungsform wird ein Konfigurationsbeispiel des Treiberabschnitts 30 der vorstehenden Ausführungsformen beschrieben. Hier wird als Beispiel ein Konfigurationsbeispiel des Treiberabschnitts 30 mit einer Funktion zum Steuern des Betriebs des Anzeigeabschnitts 20 beschrieben, der Pixel beinhaltet, die jeweils eine Vielzahl von Anzeigeelementen beinhaltet.
24 stellt ein Konfigurationsbeispiel des Treiberabschnitts 30 mit einer Funktion zum Steuern des Betriebs des Anzeigeabschnitts 20 dar. Der Treiberabschnitt 30 beinhaltet eine Schnittstelle 821, einen Bildspeicher 822, einen Decoder 823, eine Sensorsteuerung 824, eine Steuerung 825, eine Takterzeugungsschaltung 826, einen Bildverarbeitungsabschnitt 830, eine Speichervorrichtung 841, eine Zeitsteuerung 842, ein Register 843, eine Treiberschaltung 850 und eine Berührungssensorsteuerung 861.
Der Anzeigeabschnitt 20 weist eine Funktion zum Anzeigen eines Bildes auf einer Anzeigeeinheit 811 unter Verwendung eines Bildsignals auf, das von dem Treiberabschnitt 30 eingegeben wird. Außerdem kann der Anzeigeabschnitt 20 eine Berührungssensoreinheit 812 beinhalten, die eine Funktion zum Erfassen von Daten darüber, ob eine Berührungsbedienung durchgeführt wird oder nich, über die Berührungsposition oder dergleichen aufweist. In dem Fall, in dem der Anzeigeabschnitt 20 die Berührungssensoreinheit 812 nicht beinhaltet, kann die Berührungssensorsteuerung 861 weggelassen werden.
Die Anzeigeeinheit 811 weist eine Funktion zum Durchführen einer Anzeige unter Verwendung eines Anzeigeelements auf. Die Anzeigeeinheit 811 entspricht einer Einheit, die aus dem Pixelabschnitt 21 und der Treiberschaltung 23 in 5 besteht. Hier wird als Beispiel eine Konfiguration beschrieben, bei der die Anzeigeeinheit 811 ein reflektierendes Flüssigkristallelement und ein Licht emittierendes Element beinhaltet.
Die Treiberschaltung 850 beinhaltet einen Source-Treiber 851. Der Source-Treiber 851 ist eine Schaltung mit einer Funktion zum Zuführen eines Bildsignals zu der Anzeigeeinheit 811. In 24 beinhaltet die Treiberschaltung 850 einen Source-Treiber 851a, der dem reflektierenden Flüssigkristallelement ein Bildsignal zuführt, und einen Source-Treiber 851b, der dem Licht emittierenden Element ein Bildsignal zuführt.
Eine Kommunikation zwischen dem Treiberabschnitt 30 und einem Host 870 wird über die Schnittstelle 821 durchgeführt. Bilddaten, verschiedene Steuersignale und dergleichen werden von dem Host 870 auf den Treiberabschnitt 30 übertragen. Daten darüber, ob eine Berührungsbedienung durchgeführt wird oder nicht, über die Berührungsposition und dergleichen, welche durch die Berührungssensorsteuerung 861 erhalten werden, werden von dem Treiberabschnitt 30 auf den Host 870 übertragen. Es sei angemerkt, dass die Schaltungen, die in dem Treiberabschnitt 30 enthalten sind, gegebenenfalls je nach dem Standard des Hosts 870, den Spezifikationen des Anzeigeabschnitts 20 und dergleichen ausgewählt werden. Beispielsweise entspricht der Host 870 einem Prozessor, der den Betrieb des Treiberabschnitts 30 steuert, und kann unter Verwendung eines Hauptprozessors (central processing unit, CPU), eines Grafikprozessors (graphics processing unit, GPU) oder dergleichen ausgebildet werden.
Es sei angemerkt, dass der Host 870 als Steuerabschnitt 40 in 1 verwendet werden kann. In diesem Fall wird das Signal SR in 1 über die Schnittstelle 821 in den Treiberabschnitt 30 eingegeben.
Der Bildspeicher 822 ist eine Speicherschaltung mit einer Funktion zum Speichern von Bilddaten, die in den Treiberabschnitt 30 eingegeben werden. In dem Fall, in dem komprimierte Bilddaten von dem Host 870 auf den Treiberabschnitt 30 übertragen werden, kann der Bildspeicher 822 die komprimierten Bilddaten speichern. Der Decoder 823 ist eine Schaltung zum Dekomprimieren der komprimierten Bilddaten. Wenn die Bilddaten nicht dekomprimiert werden müssen, wird eine Verarbeitung in dem Decoder 823 nicht durchgeführt. Es sei angemerkt, dass der Decoder 823 zwischen dem Bildspeicher 822 und der Schnittstelle 821 bereitgestellt werden kann.
Der Bildverarbeitungsabschnitt 830 weist eine Funktion zum Durchführen verschiedener Bildverarbeitungen an Bilddaten, die von dem Bildspeicher 822 oder dem Decoder 823 eingegeben werden, und zum Erzeugen eines Bildsignals auf. Der Bildverarbeitungsabschnitt 830 beinhaltet beispielsweise eine Gammakorrekturschaltung 831, eine Dimmschaltung 832 und eine Tonungsschaltung 833.
Wenn der Source-Treiber 851b eine Schaltung (Stromerfassungsschaltung) beinhaltet, die eine Funktion zum Erfassen von Strom aufweist, der durch ein Licht emittierendes Element fließt, kann eine EL-Korrekturschaltung 834 in dem Bildverarbeitungsabschnitt 830 bereitgestellt werden. Die EL-Korrekturschaltung 834 weist eine Funktion zum Regulieren der Leuchtdichte des Licht emittierenden Elements auf Basis eines Signal auf, das von der Stromerfassungsschaltung übertragen wird.
Ein Bildsignal, das in dem Bildverarbeitungsabschnitt 830 erzeugt wird, wird über die Speichervorrichtung 841 an die Treiberschaltung 850 ausgegeben. Die Speichervorrichtung 841 weist eine Funktion zum vorübergehenden bzw. temporären Speichern von Bilddaten auf. Die Source-Treiber 851a und 851b weisen eine Funktion zum Durchführen verschiedener Verarbeitungen an Bildsignalen, die von der Speichervorrichtung 841 eingegeben werden, und zum Ausgeben der Signale an die Anzeigeeinheit 811 auf.
Die Zeitsteuerung 842 weist eine Funktion zum Erzeugen von Zeitsignalen und dergleichen auf, die in der Treiberschaltung 850, der Berührungssensorsteuerung 861 und der in der Anzeigeeinheit 811 enthaltenen Treiberschaltung verwendet werden.
Die Berührungssensorsteuerung 861 weist eine Funktion zum Steuern des Betriebs der Berührungssensoreinheit 812 auf. Ein Signal, das die von der Berührungssensoreinheit 812 erfassten Berührungsinformationen umfasst, wird in der Berührungssensorsteuerung 861 verarbeitet und über die Schnittstelle 821 auf den Host 870 übertragen. Der Host 870 erzeugt Bilddaten, die die Berührungsinformationen reflektieren, und überträgt die Bilddaten auf den Treiberabschnitt 30. Der Treiberabschnitt 30 kann eine Funktion zum Reflektieren der Berührungsinformationen in die Bilddaten aufweisen. Die Berührungssensorsteuerung 861 kann in der Berührungssensoreinheit 812 bereitgestellt werden.
Die Takterzeugungsschaltung 826 weist eine Funktion zum Erzeugen eines Taktsignals auf, das in dem Treiberabschnitt 30 verwendet wird. Die Steuerung 825 weist eine Funktion zum Verarbeiten verschiedener Steuersignale, die von dem Host 870 über die Schnittstelle 821 übertragen werden, und zum Steuern verschiedener Schaltungen in dem Treiberabschnitt 30 auf. Die Steuerung 825 weist auch eine Funktion zum Steuern der Stromversorgung zu den verschiedenen Schaltungen in dem Treiberabschnitt 30 auf. Die Steuerung 825 kann beispielsweise die Stromversorgung zu einer Schaltung, die nicht betrieben wird, vorübergehend unterbrechen.
Das Register 843 weist eine Funktion zum Speichern von Daten auf, die für den Betrieb des Steuerabschnitts 30 verwendet werden. Beispiele für die in dem Register 843 gespeicherten Daten umfassen einen Parameter, der zum Durchführen einer Korrekturverarbeitung in dem Bildverarbeitungsabschnitt 830 verwendet wird, und Parameter, die zum Erzeugen von Wellenformen verschiedener Zeitsignale in der Zeitsteuerung 842 verwendet werden. Das Register 843 kann unter Verwendung eines Scan-Chain-Registers ausgebildet werden, das eine Vielzahl von Registern beinhaltet.
Ein Parameter, der in der Zeitsteuerung 842 verwendet wird, wird auf Basis des Signals SR in 1 geändert, wodurch die Bildwiederholrate eines Bildes, das auf dem Anzeigeabschnitt 20 angezeigt wird, geändert werden kann.
Die Sensorsteuerung 824, die mit einem Photosensor 880 verbunden ist, kann in dem Treiberabschnitt 30 bereitgestellt werden. Der Photosensor 880 weist eine Funktion zum Erfassen von Außenlicht 881 und zum Erzeugen eines Erfassungssignals auf. Die Sensorsteuerung 824 weist eine Funktion zum Erzeugen eines Steuersignals auf Basis des Erfassungssignals auf. Das Steuersignal, das in der Sensorsteuerung 824 erzeugt wird, wird beispielsweise an die Steuerung 825 ausgegeben.
Der Bildverarbeitungsabschnitt 830 weist eine Funktion zum separaten Erzeugen eines Bildsignals, das dem reflektierenden Flüssigkristallelement zugeführt wird, und eines Bildsignals auf, das dem Licht emittierenden Element zugeführt wird. In diesem Fall können die Reflexionsintensität des reflektierenden Flüssigkristallelements und die Emissionsintensität des Licht emittierenden Elements in Reaktion auf die Helligkeit des Außenlichts 881 reguliert werden, das unter Verwendung des Photosensors 880 und der Sensorsteuerung 824 gemessen wird. Hier kann die Regulierung als Dimmen oder Dimmbehandlung bezeichnet werden. Außerdem wird eine Schaltung, die die Dimmbehandlung durchführt, als Dimmschaltung bezeichnet.
Der Bildverarbeitungsabschnitt 830 kann je nach den Spezifikationen des Anzeigeabschnitts 20 eine andere Verarbeitungsschaltung, wie z. B. eine RGB-RGBW-Umwandlungsschaltung, beinhalten. Die RGB-RGBW-Umwandlungsschaltung weist eine Funktion zum Umwandeln von Bilddaten von Rot, Grün und Blau (RGB) in Bildsignale von Rot, Grün, Blau und Weiß (RGBW) auf. Das heißt, dass in dem Fall, in dem der Anzeigeabschnitt 20 Pixel von vier Farben RGBW beinhaltet, der Stromverbrauch durch Anzeigen einer weißen (W) Komponente in den Bilddaten unter Verwendung des weißen (W) Pixels verringert werden kann. Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem der Anzeigeabschnitt 20 Pixel von vier Farben RGBY beinhaltet, beispielsweise eine RGB-RGBY- (Rot, Grün, Blau und Gelb) Umwandlungsschaltung verwendet werden kann.
Diese Ausführungsform kann je nach Bedarf mit einer der anderen Ausführungsformen kombiniert werden.
(Ausführungsform 7)
Bei dieser Ausführungsform wird ein Konfigurationsbeispiel eines OS-Transistors beschrieben, der bei der vorstehenden Ausführungsform verwendet werden kann.
<Konfigurationsbeispiel eines Transistors>
[Konfigurationsbeispiel 1]
25A ist eine Draufsicht auf einen Transistor 900. 25C ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie X1-X2 in 25A. 25D ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie Y1-Y2 in 25A. Es sei angemerkt, dass in 25A einige Komponenten des Transistors 900 (z. B. ein Isolierfilm, der als Gate-Isolierfilm dient) nicht dargestellt werden, um Komplexität zu vermeiden. In einigen Fällen wird die Richtung der Linie X1-X2 als Kanallängsrichtung bezeichnet, und die Richtung der Linie Y1-Y2 wird als Kanalbreitenrichtung bezeichnet. Wie in 25A werden in einigen Fällen einige Komponenten in den Draufsichten auf Transistoren, die nachstehend beschrieben werden, nicht dargestellt.
Der Transistor 900 beinhaltet einen leitenden Film 904, der als Gate-Elektrode dient und über einem Substrat 902 liegt, einen Isolierfilm 906 über dem Substrat 902 und dem leitenden Film 904, einen Isolierfilm 907 über dem Isolierfilm 906, einen Metalloxidfilm 908 über dem Isolierfilm 907, einen leitenden Film 912a, der als Source-Elektrode dient und mit dem Metalloxidfilm 908 verbunden ist, und einen leitenden Film 912b, der als Drain-Elektrode dient und mit dem Metalloxidfilm 908 verbunden ist. Über dem Transistor 900, insbesondere über den leitenden Filmen 912a und 912b sowie dem Metalloxidfilm 908, sind ein Isolierfilm 914, ein Isolierfilm 916 und ein Isolierfilm 918 bereitgestellt. Die Isolierfilme 914, 916 und 918 dienen als isolierender Schutzfilm für den Transistor 900.
Der Metalloxidfilm 908 beinhaltet einen ersten Metalloxidfilm 908a auf der Seite des leitenden Films 904, der als Gate-Elektrode dient, und einen zweiten Metalloxidfilm 908b über dem ersten Metalloxidfilm 908a. Die Isolierfilme 906 und 907 dienen als Gate-Isolierfilm des Transistors 900.
Ein In-M-Oxid (M ist Ti, Ga, Sn, Y, Zr, La, Ce, Nd oder Hf) oder ein In-M-Zn-Oxid können für den Metalloxidfilm 908 verwendet werden. Insbesondere wird vorzugsweise ein In-M-Zn-Oxid für den Metalloxidfilm 908 verwendet.
Der erste Metalloxidfilm 908a umfasst einen ersten Bereich, in dem der Anteil an In-Atomen höher ist als der Anteil an M-Atomen. Der zweite Metalloxidfilm 908b umfasst einen zweiten Bereich, in dem der Anteil an In-Atomen kleiner ist als derjenige in dem ersten Metalloxidfilm 908a. Der zweite Bereich beinhaltet einen Abschnitt, der dünner ist als der erste Bereich.
Der erste Metalloxidfilm 908a, der den ersten Bereich umfasst, in dem der Anteil an In-Atomen höher ist als derjenige an M-Atomen, kann die Feldeffektmobilität (auch einfach als Mobilität oder µFE bezeichnet) des Transistors 900 erhöhen. Insbesondere kann die Feldeffektmobilität des Transistors 900 10 cm²/Vs überschreiten.
Zum Beispiel ermöglicht es die Verwendung des Transistors mit einer hohen Feldeffektmobilität für eine Treiberschaltung, die ein Auswahlsignal erzeugt (insbesondere einen Demultiplexer, der mit einem Ausgangsanschluss eines Schieberegisters verbunden ist, das in der Treiberschaltung enthalten ist), dass eine Halbleitervorrichtung oder eine Anzeigevorrichtung einen schmalen Rahmen aufweist.
Andererseits erleichtert der erste Metalloxidfilm 908a, der den ersten Bereich umfasst, in dem der Anteil an In-Atomen höher ist als derjenige an M-Atomen, in einigen Fällen die Änderung der elektrischen Eigenschaften des Transistors 900 bei der Lichtbestrahlung. Jedoch ist in der Halbleitervorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der zweite Metalloxidfilm 908b über dem ersten Metalloxidfilm 908a ausgebildet. Außerdem ist die Dicke eines Kanalbildungsbereichs in dem zweiten Metalloxidfilm 908b kleiner als die Dicke des ersten Metalloxidfilms 908a.
Ferner umfasst der zweite Metalloxidfilm 908b den zweiten Bereich, in dem der Anteil an In-Atomen niedriger ist als derjenige in dem ersten Metalloxidfilm 908a, und weist somit eine größere Eg als der erste Metalloxidfilm 908a auf. Aus diesem Grund weist der Metalloxidfilm 908, der eine mehrschichtige Struktur aus dem ersten Metalloxidfilm 908a und dem zweiten Metalloxidfilm 908b ist, eine hohe Beständigkeit gegen einen negativen Vorspannungs-Belastungstest mit Lichtbestrahlung auf.
Die Menge an Licht, das von dem Metalloxidfilm 908 mit der vorstehenden Struktur absorbiert wird, kann während der Lichtbestrahlung verringert werden. Dadurch kann die Änderung der elektrischen Eigenschaften des Transistors 900 aufgrund der Lichtbestrahlung verringert werden. In der Halbleitervorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Isolierfilm 914 oder der Isolierfilm 916 einen Sauerstoffüberschuss auf. Diese Struktur kann die Änderung der elektrischen Eigenschaften des Transistors 900 aufgrund der Lichtbestrahlung weiter verringern.
Hier wird der Metalloxidfilm 908 unter Bezugnahme auf 25B ausführlich beschrieben.
25B ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Metalloxidfilms 908 und dessen Nachbarschaft des in 25C dargestellten Transistors 900.
In 25B bezeichnen t1, t2-1 und t2-2 eine Dicke des ersten Metalloxidfilms 908a, eine Dicke des zweiten Metalloxidfilms 908b bzw. die andere Dicke des zweiten Metalloxidfilms 908b. Der zweite Metalloxidfilm 908b über dem ersten Metalloxidfilm 908a verhindert, dass der erste Metalloxidfilm 908a einem Ätzgas, einem Ätzmittel oder dergleichen ausgesetzt wird, wenn die leitenden Filme 912a und 912b ausgebildet werden. Deshalb ist die Dicke des ersten Metalloxidfilms 908a nicht oder kaum verringert. Im Gegensatz dazu wird in dem zweiten Metalloxidfilm 908b ein Abschnitt, der sich nicht mit den leitenden Filmen 912a und 912b überlappt, durch Ausbilden der leitenden Filme 912a und 912b geätzt, so dass eine Vertiefung in dem geätzten Bereich gebildet wird. Mit anderen Worten: Eine Dicke des zweiten Metalloxidfilms 908b in einem Bereich, der sich mit den leitenden Filmen 912a und 912b überlappt, ist t2-1, und eine Dicke des zweiten Metalloxidfilms 908b in einem Bereich, der sich nicht mit den leitenden Filmen 912a und 912b überlappt, ist t2-2.
Was die Verhältnisse zwischen den Dicken des ersten Metalloxidfilms 908a und des zweiten Metalloxidfilms 908b betrifft, wird vorzugsweise t2-1 > t1 > t2-2 erfüllt. Ein Transistor mit den Dickenverhältnissen kann eine hohe Feldeffektmobilität und weniger Schwankungen der Schwellenspannung bei Lichtbestrahlung aufweisen.
Wenn Sauerstofffehlstellen in dem Metalloxidfilm 908 gebildet werden, der in dem Transistor 900 enthalten ist, werden Elektronen erzeugt, die als Ladungsträger dienen; dadurch neigt der Transistor 900 dazu, selbstleitend zu sein. Deshalb ist es für stabile Transistoreigenschaften wichtig, Sauerstofffehlstellen in dem Metalloxidfilm 908, insbesondere Sauerstofffehlstellen in dem ersten Metalloxidfilm 908a, zu verringern. Bei der Struktur des Transistors einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Sauerstoffüberschuss in einen Isolierfilm über dem Metalloxidfilm 908 eingeführt, hier den Isolierfilm 914 und/oder den Isolierfilm 916 über dem Metalloxidfilm 908, wodurch sich Sauerstoff aus dem Isolierfilm 914 und/oder dem Isolierfilm 916 in den Metalloxidfilm 908 bewegt, um Sauerstofffehlstellen in dem Metalloxidfilm 908, insbesondere in dem ersten Metalloxidfilm 908a, zu füllen.
Es sei angemerkt, dass die Isolierfilme 914 und 916 vorzugsweise jeweils einen Bereich (Sauerstoffüberschussbereich) umfassen, der Sauerstoff im Überschuss gegenüber der stöchiometrischen Zusammensetzung enthält. Mit anderen Worten: Bei den Isolierfilmen 914 und 916 handelt es sich um Isolierfilme, die in der Lage sind, Sauerstoff abzugeben. Es sei angemerkt, dass der Sauerstoffüberschussbereich in den Isolierfilmen 914 und 916 ausgebildet wird, indem Sauerstoff beispielsweise nach der Abscheidung in die Isolierfilme 914 und 916 eingeführt wird. Sauerstoff kann durch ein Ionenimplantationsverfahren, ein Ionendotierungsverfahren, ein Plasma-Immersions-Ionenimplantationsverfahren, eine Plasmabehandlung oder dergleichen eingeführt werden.
Um Sauerstofffehlstellen in dem ersten Metalloxidfilm 908a zu füllen, ist die Dicke des Abschnitts, der den Kanalbildungsbereich und die Nachbarschaft des Kanalbildungsbereichs in dem zweiten Metalloxidfilm 908b umfasst, vorzugsweise klein, und vorzugsweise wird t2-2 < t1 erfüllt. Beispielsweise ist die Dicke des Abschnitts, der den Kanalbildungsbereich und die Nachbarschaft des Kanalbildungsbereichs in dem zweiten Metalloxidfilm 908b umfasst, bevorzugt größer als oder gleich 1 nm und kleiner als oder gleich 20 nm, bevorzugter größer als oder gleich 3 nm und kleiner als oder gleich 10 nm.
[Konfigurationsbeispiel 2]
26A bis 26C stellen ein weiteres Konfigurationsbeispiel des Transistors 900 dar. 26A ist eine Draufsicht auf den Transistor 900. 26B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie X1-X2 in 26A, und 26C ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie Y1-Y2 in 26A.
Der Transistor 900 beinhaltet den leitenden Film 904, der als erste Gate-Elektrode dient und über dem Substrat 902 liegt, den Isolierfilm 906 über dem Substrat 902 und dem leitenden Film 904, den Isolierfilm 907 über dem Isolierfilm 906, den Metalloxidfilm 908 über dem Isolierfilm 907, den leitenden Film 912a, der als Source-Elektrode dient und elektrisch mit dem Metalloxidfilm 908 verbunden ist, den leitenden Film 912b, der als Drain-Elektrode dient und elektrisch mit dem Metalloxidfilm 908 verbunden ist, die Isolierfilme 914 und 916 über dem Metalloxidfilm 908 und den leitenden Filmen 912a und 912b, einen leitenden Film 920a, der über dem Isolierfilm 916 liegt und elektrisch mit dem leitenden Film 912b verbunden ist, einen leitenden Film 920b über dem Isolierfilm 916 sowie den Isolierfilm 918 über dem Isolierfilm 916 und den leitenden Filmen 920a und 920b.
Der leitende Film 920b kann als zweite Gate-Elektrode des Transistors 900 verwendet werden. In dem Fall, in dem der Transistor 900 in einem Anzeigeabschnitt einer Eingabe-/Ausgabevorrichtung verwendet wird, kann der leitende Film 920a als Elektrode eines Anzeigeelements oder dergleichen verwendet werden.
Der leitende Film 920a, der als leitender Film dient, und der leitende Film 920b, der als zweite Gate-Elektrode dient, beinhalten jeweils ein Metallelement, das demjenigen gleich ist, das in dem Metalloxidfilm 908 enthalten ist. Beispielsweise beinhalten der leitende Film 920b, der als zweite Gate-Elektrode dient, und der Metalloxidfilm 908 das gleiche Metallelement; somit können die Herstellungskosten verringert werden.
Beispielsweise erfüllt in dem Fall, in dem der leitende Film 920a, der als leitender Film dient, und der leitende Film 920b, der als zweite Gate-Elektrode dient, jeweils ein In-M-Zn-Oxid beinhalten, das Atomverhältnis von Metallelementen in einem Sputtertarget, das zum Ausbilden des In-M-Zn-Oxids verwendet wird, vorzugsweise In ≥ M. Das Atomverhältnis von Metallelementen in einem derartigen Sputtertarget ist beispielsweise In:M:Zn = 2:1:3, In:M:Zn = 3:1:2 oder In:M:Zn = 4:2:4,1.
Der leitende Film 920a, der als leitender Film dient, und der leitende Film 920b, der als zweite Gate-Elektrode dient, können jeweils eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur aus zwei oder mehr Schichten aufweisen. Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem der leitende Film 920a und der leitende Film 920b jeweils eine mehrschichtige Struktur aufweisen, die Zusammensetzung des Sputtertargets nicht auf die vorstehend beschriebene beschränkt ist.
In einem Schritt zum Ausbilden der leitenden Filme 920a und 920b dienen die leitenden Filme 920a und 920b als Schutzfilm zum Unterdrücken der Sauerstoffabgabe von den Isolierfilmen 914 und 916. Die leitenden Filme 920a und 920b dienen als Halbleiter vor einem Schritt zum Ausbilden des Isolierfilms 918 und dienen als Leiter nach dem Schritt zum Ausbilden des Isolierfilms 918.
Sauerstofffehlstellen werden in den leitenden Filmen 920a und 920b gebildet, und Wasserstoff wird von dem Isolierfilm 918 in die Sauerstofffehlstellen eingebracht, wodurch ein Donatorniveau in der Nähe des Leitungsbandes gebildet wird. Dadurch wird die Leitfähigkeit jedes der leitenden Filme 920a und 920b erhöht, so dass die leitenden Filme 920a und 920b zu Leitern werden. Die leitenden Filme 920a und 920b, die zu Leitern geworden sind, können jeweils als Oxidleiter bezeichnet werden. Oxidhalbleiter weisen im Allgemeinen eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht aufgrund ihrer großen Energielücke auf. Ein Oxidleiter ist ein Oxidhalbleiter mit einem Donatorniveau in der Nähe des Leitungsbandes. Deshalb ist der Einfluss der Absorption aufgrund des Donatorniveaus in einem Oxidleiter gering, und ein Oxidleiter weist eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht auf, die mit derjenigen eines Oxidhalbleiters vergleichbar ist.
<Metalloxid>
Als Nächstes wird ein Metalloxid beschrieben, das in dem OS-Transistor verwendet werden kann. Nachstehend werden insbesondere die Details eines Metalloxids und eines wolkenartig ausgerichteten Verbund- (cloud-aligned composite, CAC-) OS beschrieben.
Ein CAC-OS oder ein CAC-Metalloxid weist eine leitende Funktion in einem Teil des Materials auf und weist eine isolierende Funktion in einem anderen Teil des Materials auf; als Ganzes weist der CAC-OS oder das CAC-Metalloxid eine Funktion eines Halbleiters auf. In dem Fall, in dem der CAC-OS oder das CAC-Metalloxid in einem Kanalbildungsbereich eines Transistors verwendet wird, erlaubt die leitende Funktion, Elektronen (oder Löcher) fließen zu lassen, die als Ladungsträger dienen, und die isolierende Funktion erlaubt, Elektronen nicht fließen zu lassen, die als Ladungsträger dienen. Durch die komplementäre Wirkung der leitenden Funktion und der isolierenden Funktion kann der CAC-OS oder das CAC-Metalloxid eine Schaltfunktion (Ein-/Ausschaltfunktion) aufweisen. In dem CAC-OS oder dem CAC-Metalloxid kann eine Trennung der Funktionen jede Funktion maximieren.
Der CAC-OS oder das CAC-Metalloxid umfasst leitende Bereiche und isolierende Bereiche. Die leitenden Bereiche weisen die vorstehend beschriebene leitende Funktion auf, und die isolierenden Bereiche weisen die vorstehend beschriebene isolierende Funktion auf. In einigen Fällen sind die leitenden Bereiche und die isolierenden Bereiche in der Größenordnung von Nanoteilchen in dem Material getrennt. In einigen Fällen sind die leitenden Bereiche und die isolierenden Bereiche in dem Material ungleichmäßig verteilt. Die leitenden Bereiche werden in einigen Fällen in wolkenähnlicher Weise gekoppelt beobachtet, wobei ihre Grenzen unscharf sind.
Des Weiteren weisen in einigen Fällen in dem CAC-OS oder dem CAC-Metalloxid die leitenden Bereiche und die isolierenden Bereiche jeweils eine Größe von größer als oder gleich 0,5 nm und kleiner als oder gleich 10 nm, bevorzugt größer als oder gleich 0,5 nm und kleiner als oder gleich 3 nm auf, und sie sind in dem Material dispergiert.
Der CAC-OS oder das CAC-Metalloxid enthält Komponenten mit unterschiedlichen Bandlücken. Der CAC-OS oder das CAC-Metalloxid enthält beispielsweise eine Komponente mit einer großen Lücke aufgrund des isolierenden Bereichs und eine Komponente mit einer kleinen Lücke aufgrund des leitenden Bereichs. Im Fall einer derartigen Zusammensetzung fließen Ladungsträger hauptsächlich in der Komponente mit einer kleinen Lücke. Die Komponente mit einer kleinen Lücke komplementiert die Komponente mit einer großen Lücke, und Ladungsträger fließen auch in der Komponente mit einer großen Lücke in Zusammenhang mit der Komponente mit einer kleinen Lücke. Deshalb kann in dem Fall, in dem der vorstehend beschriebene CAC-OS oder das CAC-Metalloxid in einem Kanalbildungsbereich eines Transistors verwendet wird, eine hohe Stromtreiberfähigkeit in dem Durchlasszustand des Transistors, d. h. ein hoher Durchlassstrom und eine hohe Feldeffektmobilität, erhalten werden.
Mit anderen Worten: Der CAC-OS oder das CAC-Metalloxid kann als Matrix-Verbundmaterial oder Metall-Matrix-Verbundmaterial bezeichnet werden.
Der CAC-OS weist beispielsweise eine Zusammensetzung auf, bei der Elemente, die in einem Metalloxid enthalten sind, ungleichmäßig verteilt sind. Materialien, die ungleichmäßig verteilte Elemente beinhalten, weisen jeweils eine Größe von größer als oder gleich 0,5 nm und kleiner als oder gleich 10 nm, bevorzugt größer als oder gleich 1 nm und kleiner als oder gleich 2 nm oder eine ähnliche Größe auf. Es sei angemerkt, dass in der folgenden Beschreibung eines Metalloxids ein Zustand, in dem ein oder mehrere Metallelement/e ungleichmäßig verteilt ist/sind und Bereiche, die das/die Metallelement/e enthalten, vermischt sind, als Mosaikmuster oder patchartiges Muster bezeichnet wird. Die Bereiche weisen jeweils eine Größe von größer als oder gleich 0,5 nm und kleiner als oder gleich 10 nm, bevorzugt größer als oder gleich 1 nm und kleiner als oder gleich 2 nm oder eine ähnliche Größe auf.
Es sei angemerkt, dass ein Metalloxid vorzugsweise mindestens Indium enthält. Insbesondere sind vorzugsweise Indium und Zink enthalten. Außerdem kann/können eines oder mehrere von Aluminium, Gallium, Yttrium, Kupfer, Vanadium, Beryllium, Bor, Silizium, Titan, Eisen, Nickel, Germanium, Zirconium, Molybdän, Lanthan, Cer, Neodym, Hafnium, Tantal, Wolfram, Magnesium und dergleichen enthalten sein.
Beispielsweise weist hinsichtlich des CAC-OS ein In-Ga-Zn-Oxid mit der CAC-Zusammensetzung (ein derartiges In-Ga-Zn-Oxid kann insbesondere als CAC-IGZO bezeichnet werden) eine Zusammensetzung auf, bei der Materialien in Indiumoxid (InOx₁, wobei X1 eine reelle Zahl von größer als 0 ist) oder Indiumzinkoxid (In_X2Zn_Y2O_Z2, wobei X2, V2 und Z2 reelle Zahlen von größer als 0 sind) und in Galliumoxid (GaO_X3, wobei X3 eine reelle Zahl von größer als 0 ist) oder Galliumzinkoxid (Ga_X4Zn_Y4O_Z4, wobei X4, V4 und Z4 reelle Zahlen von größer als 0 sind) geteilt werden, und ein Mosaikmuster wird gebildet. Dann wird InO_X1 oder In_X2Zn_Y2O_Z2, welches das Mosaikmuster bildet, in dem Film gleichmäßig verteilt. Diese Zusammensetzung wird auch als wolkenartige Zusammensetzung bezeichnet.
Das heißt, dass es sich bei dem CAC-OS um ein Verbundmetalloxid mit einer Zusammensetzung handelt, bei der ein Bereich, der GaO_X3 als Hauptkomponente enthält, und ein Bereich, der In_X2Zn_Y2O_Z2 oder InO_X1 als Hauptkomponente enthält, vermischt sind. Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung dann, wenn beispielsweise das Atomverhältnis von In zu einem Element M in einem ersten Bereich größer ist als das Atomverhältnis von In zu einem Element M in einem zweiten Bereich, der erste Bereich eine höhere Konzentration von In aufweist als der zweite Bereich.
Es sei angemerkt, dass eine Verbindung, die In, Ga, Zn und O enthält, auch als IGZO bekannt ist. Typische Beispiele für IGZO umfassen eine kristalline Verbindung, die durch InGaO₃(ZnO)_m1 dargestellt wird (m1 ist eine natürliche Zahl), und eine kristalline Verbindung, die durch In_(1+x0)Ga_(1-x0)O₃(ZnO)_m0 dargestellt wird (-1 ≤ x0 ≤ 1; m0 ist eine gegebene Zahl).
Die vorstehenden kristallinen Verbindungen weisen eine einkristalline Struktur, eine polykristalline Struktur oder eine kristalline Struktur mit Ausrichtung hinsichtlich der c-Achse (c-axis-aligned crystalline structure, CAAC-Struktur) auf. Es sei angemerkt, dass es sich bei der CAAC-Struktur um eine Kristallstruktur handelt, bei der eine Vielzahl von IGZO-Nanokristallen eine Ausrichtung hinsichtlich der c-Achse aufweist und in der Richtung der a-b-Ebene ohne Ausrichtung miteinander verbunden ist.
Andererseits betrifft der CAC-OS die Materialzusammensetzung eines Metalloxids. Bei einer Materialzusammensetzung eines CAC-OS, die In, Ga, Zn und O enthält, werden Bereiche mit Nanoteilchen, die Ga als Hauptkomponente enthalten, in einem Teil des CAC-OS beobachtet, und Bereiche mit Nanoteilchen, die In als Hauptkomponente enthalten, werden in einem Teil davon beobachtet. Diese Bereiche mit Nanoteilchen sind unregelmäßig dispergiert, um ein Mosaikmuster zu bilden. Folglich ist die Kristallstruktur für den CAC-OS ein Sekundärelement.
Es sei angemerkt, dass in dem CAC-OS eine mehrschichtige Struktur, die zwei oder mehr Filme mit unterschiedlichen Atomverhältnissen beinhaltet, nicht enthalten ist. Beispielsweise ist eine zweischichtige Struktur aus einem Film, der In als Hauptkomponente enthält, und einem Film, der Ga als Hauptkomponente enthält, nicht enthalten.
Eine Grenze zwischen dem Bereich, der GaO_X3 als Hauptkomponente enthält, und dem Bereich, der In_X2Zn_Y2O_Z2 oder InO_X1 als Hauptkomponente enthält, wird in einigen Fällen nicht deutlich beobachtet.
In dem Fall, in dem eines oder mehrere von Aluminium, Yttrium, Kupfer, Vanadium, Beryllium, Bor, Silizium, Titan, Eisen, Nickel, Germanium, Zirconium, Molybdän, Lanthan, Cer, Neodym, Hafnium, Tantal, Wolfram, Magnesium und dergleichen anstelle von Gallium in einem CAC-OS enthalten ist/sind, werden Bereiche mit Nanoteilchen, die das/die ausgewählte/n Metallelement/e als Hauptkomponente/n enthalten, in einem Teil des CAC-OS beobachtet, und Bereiche mit Nanoteilchen, die In als Hauptkomponente enthalten, werden in einem Teil davon beobachtet, und diese Bereiche mit Nanoteilchen sind unregelmäßig dispergiert, um in dem CAC-OS ein Mosaikmuster zu bilden.
Der CAC-OS kann beispielsweise durch ein Sputterverfahren unter Bedingungen ausgebildet werden, bei denen ein Substrat absichtlich nicht erwärmt wird. In dem Fall, in dem der CAC-OS durch ein Sputterverfahren ausgebildet wird, kann/können ein oder mehrere Gas/e, das/die aus einem Inertgas (typischerweise Argon), einem Sauerstoffgas und einem Stickstoffgas ausgewählt wird/werden, als Abscheidungsgas verwendet werden. Das Verhältnis der Durchflussmenge eines Sauerstoffgases zu der gesamten Durchflussmenge des Abscheidungsgases bei der Abscheidung ist vorzugsweise möglichst niedrig, und beispielsweise ist die Durchflussmenge eines Sauerstoffgases bevorzugt höher als oder gleich 0 % und niedriger als 30 %, bevorzugter höher als oder gleich 0 % und niedriger als oder gleich 10 %.
Der CAC-OS wird dadurch gekennzeichnet, dass kein deutlicher Peak bei einer Messung unter Verwendung eines θ/2θ-Scans durch ein Out-of-Plane-Verfahren beobachtet wird, welches ein Messverfahren mit einer Röntgenbeugung (X-ray diffraction, XRD) ist. Das heißt, dass die Röntgenbeugung in einem Messbereich in der Richtung der a-b-Ebene und in der Richtung der c-Achse keine Ausrichtung zeigt.
In einem Elektronenbeugungsbild des CAC-OS, das durch Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl mit einem Sondendurchmesser von 1 nm (auch als nanometergroßer Elektronenstrahl bezeichnet) erhalten wird, werden ein ringförmiger Bereich mit hoher Leuchtdichte und eine Vielzahl von Leuchtpunkten in dem ringförmigen Bereich beobachtet. Folglich deutet das Elektronenbeugungsbild darauf hin, dass die Kristallstruktur des CAC-OS eine nanokristalline (nanocrystal, nc-) Struktur mit keiner Ausrichtung in Richtungen in einer Draufsicht und einer Querschnittsansicht aufweist.
Beispielsweise bestätigt ein energiedispersives Röntgenspektroskopie- (energy dispersive X-ray spectroscopy, EDX-) Verteilungsbild, dass ein In-Ga-Zn-Oxid mit der CAC-Zusammensetzung eine Struktur aufweist, bei der ein Bereich, der GaO_X3 als Hauptkomponente enthält, und ein Bereich, der In_X2Zn_Y2O_Z2 oder InO_X1 als Hauptkomponente enthält, ungleichmäßig verteilt und vermischt sind.
Der CAC-OS weist eine Struktur auf, die sich von derjenigen einer IGZO-Verbindung unterscheidet, in der Metallelemente gleichmäßig verteilt sind, und er weist Eigenschaften auf, die sich von denjenigen der IGZO-Verbindung unterscheiden. Das heißt, dass in dem CAC-OS Bereiche, die GaO_X3 oder dergleichen als Hauptkomponente enthalten, und Bereiche, die In_X2Zn_Y2O_Z2 oder InO_X1 als Hauptkomponente enthalten, getrennt sind, um ein Mosaikmuster zu bilden.
Die Leitfähigkeit eines Bereichs, der In_X2Zn_Y2O_Z2 oder InO_X1 als Hauptkomponente enthält, ist höher als diejenige eines Bereichs, der GaO_X3 oder dergleichen als Hauptkomponente enthält. Mit anderen Worten: Wenn Ladungsträger durch Bereiche fließen, die In_X2Zn_Y2O_Z2 oder InO_X1 als Hauptkomponente enthalten, wird die Leitfähigkeit eines Oxidhalbleiters gezeigt. Dementsprechend kann dann, wenn Bereiche, die In_X2Zn_Y2O_Z2 oder InO_X1 als Hauptkomponente enthalten, in einem Oxidhalbleiter wie eine Wolke verteilt sind, eine hohe Feldeffektmobilität (µ) erzielt werden.
Im Gegensatz dazu ist die isolierende Eigenschaft eines Bereichs, der GaO_X3 oder dergleichen als Hauptkomponente enthält, höher als diejenige eines Bereichs, der In_X2Zn_Y2O_Z2 oder InO_X1 als Hauptkomponente enthält. Mit anderen Worten: Wenn Bereiche, die GaO_X3 oder dergleichen als Hauptkomponente enthalten, in einem Oxidhalbleiter verteilt sind, kann der Leckstrom unterdrückt werden, und es kann eine vorteilhafte Schaltfunktion erzielt werden.
Dementsprechend komplementieren dann, wenn ein CAC-OS für ein Halbleiterelement verwendet wird, die isolierende Eigenschaft, die aus GaO_X3 oder dergleichen stammt, und die Leitfähigkeit, die aus In_X2Zn_Y2O_Z2 oder InO_X1 stammt, miteinander, wodurch ein hoher Durchlassstrom (I_on) und eine hohe Feldeffektmobilität (µ) erzielt werden können.
Ein Halbleiterelement, das einen CAC-OS enthält, weist eine hohe Zuverlässigkeit auf. Somit wird der CAC-OS in verschiedenen Halbleitervorrichtungen vorteilhaft verwendet.
Diese Ausführungsform kann je nach Bedarf mit einer der anderen Ausführungsformen kombiniert werden.
(Ausführungsform 8)
Bei dieser Ausführungsform werden Beispiele für ein elektronisches Gerät beschrieben, das die Halbleitervorrichtung, die Anzeigevorrichtung, das Anzeigesystem oder das Anzeigemodul einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet.
27A und 27B stellen ein Beispiel für ein tragbares Informationsendgerät 1800 dar. Das tragbare Informationsendgerät 1800 beinhaltet beispielsweise ein Gehäuse 1801, ein Gehäuse 1802, einen Anzeigeabschnitt 1803, einen Anzeigeabschnitt 1804 und ein Gelenk 1805.
Das Gehäuse 1801 und das Gehäuse 1802 sind durch das Gelenk 1805 miteinander verbunden. Das tragbare Informationsendgerät 1800, das zugeklappt ist, wie in 27A dargestellt, kann in den in 27B dargestellten Zustand geändert werden, in dem das Gehäuse 1801 und das Gehäuse 1802 geöffnet sind.
Beispielsweise können Textinformationen auf den Anzeigeabschnitten 1803 und 1804 angezeigt werden; somit kann das tragbare Informationsendgerät als E-Book-Lesegerät verwendet werden. Des Weiteren können Standbilder und bewegte Bilder auf den Anzeigeabschnitten 1803 und 1804 angezeigt werden.
Das tragbare Informationsendgerät 1800 kann beim Tragen zugeklappt werden und weist daher eine vielseitige Verwendbarkeit auf.
Es sei angemerkt, dass die Gehäuse 1801 und 1802 einen Einschaltknopf, einen Bedienknopf, einen externen Verbindungsanschluss, einen Lautsprecher, ein Mikrofon und dergleichen aufweisen können.
27C stellt ein Beispiel für ein tragbares Informationsendgerät dar. Ein tragbares Informationsendgerät 1810, das in 27C dargestellt wird, beinhaltet ein Gehäuse 1811, einen Anzeigeabschnitt 1812, Bedienknöpfe 1813, einen externen Verbindungsanschluss 1814, einen Lautsprecher 1815, ein Mikrofon 1816, eine Kamera 1817 und dergleichen.
Das tragbare Informationsendgerät 1810 beinhaltet einen Berührungssensor in dem Anzeigeabschnitt 1812. Bedienungen, wie z. B. Telefonieren und Texteingabe, können durch Berührung auf dem Anzeigeabschnitt 1812 mit einem Finger, einem Stift oder dergleichen durchgeführt werden.
Mit den Bedienknöpfen 1813 kann der Strom ein-/ausgeschaltet werden, und die Arten von Bildern, die auf dem Anzeigeabschnitt 1812 angezeigt werden, können umgeschaltet werden. Beispielsweise können Bilder von einem Bildschirm zum Schreiben einer E-Mail auf einen Hauptmenübildschirm umgeschaltet werden.
Wenn eine Erfassungsvorrichtung, wie z. B. ein Gyroskop-Sensor oder ein Beschleunigungssensor, innerhalb des tragbaren Informationsendgeräts 1810 bereitgestellt ist, kann die Richtung der Anzeige auf dem Bildschirm des Anzeigeabschnitts 1812 durch Bestimmung der Ausrichtung des tragbaren Informationsendgeräts 1810 (ob das tragbare Informationsendgerät 1810 horizontal oder vertikal zu einem Querformat oder Hochformat angeordnet ist) automatisch geändert werden. Die Richtung der Anzeige auf dem Bildschirm kann auch durch Berührung auf dem Anzeigeabschnitt 1812, durch Bedienung mit den Bedienknöpfen 1813, durch die Toneingabe mit dem Mikrofon 1816 oder dergleichen geändert werden.
Das tragbare Informationsendgerät 1810 weist eine oder mehrere Funktion/en als Telefon, Notizbuch, Informationssuchsystem und dergleichen auf. Insbesondere kann das tragbare Informationsendgerät 1810 als Smartphone verwendet werden. Das tragbare Informationsendgerät 1810 kann verschiedene Applikationen dazu ausführen, wie z. B. Mobiltelefongespräche durchzuführen, E-Mails zu schicken und empfangen, Texte zu zeigen und bearbeiten, Musik wiederzugeben, Video wiederzugeben sowie Internet-Kommunikation und Computerspiele auszuführen.
27D stellt ein Beispiel für eine Kamera dar. Eine Kamera 1820 beinhaltet ein Gehäuse 1821, einen Anzeigeabschnitt 1822, Bedienknöpfe 1823, einen Auslöseknopf 1824 und dergleichen. Die Kamera 1820 ist mit einer anbringbaren Linse 1826 bereitgestellt.
Obwohl die Linse 1826 der Kamera 1820 hier zum Auswechseln von dem Gehäuse 1821 abnehmbar ist, kann die Linse 1826 mit dem Gehäuse 1821 integriert sein.
Standbilder oder bewegte Bilder können mit der Kamera 1820 durch Drücken des Auslöseknopfs 1824 aufgenommen werden. Außerdem können Bilder durch Berührung auf dem Anzeigeabschnitt 1822 aufgenommen werden, der als Touchscreen dient.
Es sei angemerkt, dass ein Stroboskop, ein Sucher oder dergleichen zusätzlich in der Kamera 1820 bereitgestellt werden kann. Alternativ können sie in dem Gehäuse 1821 eingebaut werden.
28A stellt ein Fernsehgerät 1830 dar. Das Fernsehgerät 1830 beinhaltet einen Anzeigeabschnitt 1831, ein Gehäuse 1832, einen Lautsprecher 1833 und dergleichen. Das Fernsehgerät 1830 kann ferner eine LED-Lampe, Bedientasten (einschließlich eines Netzschalters oder eines Bedienschalters), einen Verbindungsanschluss, verschiedene Sensoren, ein Mikrofon und dergleichen beinhalten.
Das Fernsehgerät 1830 kann mit einer Fernbedienung 1834 gesteuert werden.
Das Fernsehgerät 1830 kann Funkwellen empfangen, wie z. B. eine Bodenwelle und eine Welle, die von einem Satellit übertragen wird. Das Fernsehgerät 1830 kann Funkwellen für eine analoge Übertragung, eine digitale Übertragung und dergleichen sowie für eine Übertragung von Bild und Ton allein, eine Übertragung von Ton allein und dergleichen empfangen. Beispielsweise kann das Fernsehgerät 1830 Funkwellen empfangen, die in einem bestimmten Frequenzband, wie z. B. einem UHF-Band (ungefähr 300 MHz bis 3 GHz) oder einem VHF-Band (30 MHz bis 300 MHz), übertragen werden. Wenn eine Vielzahl von Datenelementen, die in einer Vielzahl von Frequenzbändern empfangen werden, verwendet wird, kann die Übertragungsrate erhöht werden und können daher mehr Informationen erhalten werden. Dementsprechend kann der Anzeigeabschnitt 1831 ein Bild mit einer höheren Auflösung als die Full-High-Definition, wie z. B. 4K2K, 8K4K, 16K8K oder mehr, anzeigen.
Ein Bild, das auf dem Anzeigeabschnitt 1831 angezeigt werden soll, kann unter Verwendung von Übertragungsdaten erzeugt werden, die mit der Technologie zum Übertragen von Daten über ein Computernetzwerk, wie z. B. das Internet, ein Local Area Network (LAN) oder Wireless Fidelity (Wi-Fi) (eingetragenes Warenzeichen), übertragen werden. In diesem Fall muss das Fernsehgerät 1830 nicht notwendigerweise einen Tuner beinhalten.
28B stellt eine digitale Beschilderung 1840 dar, die auf einer zylindrischen Säule 1842 montiert ist. Die digitale Beschilderung 1840 beinhaltet einen Anzeigeabschnitt 1841.
Der größere Anzeigeabschnitt 1841 kann mehr Informationen zur gleichen Zeit liefern. Außerdem erregt ein größerer Anzeigeabschnitt 1841 mehr Aufmerksamkeit, so dass sich beispielsweise der Werbeeffekt erhöhen kann.
Ein Touchscreen wird vorzugsweise in dem Anzeigeabschnitt 1841 verwendet, da eine Vorrichtung mit einer derartigen Struktur nicht nur ein Standbild oder ein bewegtes Bild anzeigt, sondern von Benutzern intuitiv bedient werden kann. Die Nutzbarkeit kann durch intuitive Bedienung verbessert werden, wenn die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung alternativ zur Lieferung von Informationen, wie z. B. Routeninformationen und Verkehrsinformationen, verwendet wird.
28C stellt einen Notebook-Personal Computer 1850 dar. Der Personal Computer 1850 beinhaltet einen Anzeigeabschnitt 1851, ein Gehäuse 1852, ein Touchpad 1853, einen Verbindungsanschluss 1854 und dergleichen.
Das Touchpad 1853 dient als Eingabeeinheit, wie z. B. Zeigevorrichtung oder Stifttablett, und kann mit einem Finger, einem Stift oder dergleichen gesteuert werden.
Des Weiteren ist ein Anzeigeelement in dem Touchpad 1853 eingebaut. Wie in 28C dargestellt, kann das Touchpad 1853 als Tastatur verwendet werden, wenn eine Eingabetaste 1855 auf einer Oberfläche des Touchpads 1853 angezeigt wird. In diesem Fall kann ein Vibrationsmodul in dem Touchpad 1853 eingebaut sein, so dass der Tastsinn durch Vibration erzielt wird, wenn ein Benutzer die Eingabetaste 1855 berührt.
29A bis 29C stellen faltbare elektronische Geräte dar.
Ein elektronisches Gerät 1900, das in 29A dargestellt wird, beinhaltet ein Gehäuse 1901a, ein Gehäuse 1901b, ein Gelenk 1903, einen Anzeigeabschnitt 1902a, einen Anzeigeabschnitt 1902b und dergleichen. Der Anzeigeabschnitt 1902a und der Anzeigeabschnitt 1902b sind in dem Gehäuse 1901a bzw. dem Gehäuse 1901b eingebaut.
Das Gehäuse 1901a und das Gehäuse 1901b sind durch das Gelenk 1903 drehbar miteinander verbunden. Die Form des elektronischen Geräts 1900 kann zwischen einem Zustand, in dem das Gehäuse 1901a und das Gehäuse 1901b zugeklappt sind, und einem Zustand, in dem das Gehäuse 1901a und das Gehäuse 1901b geöffnet sind, wie in 29A dargestellt, geändert werden. Somit weist das elektronische Gerät 1900 eine hohe Tragbarkeit beim Tragen und eine ausgezeichnete Sichtbarkeit beim Verwenden dank ihres großen Anzeigebereichs auf.
Das Gelenk 1903 umfasst vorzugsweise einen Arretierungsmechanismus, so dass ein Winkel, der zwischen dem Gehäuse 1901a und dem Gehäuse 1901b gebildet wird, nicht größer wird als ein vorbestimmter Winkel, wenn das Gehäuse 1901a und das Gehäuse 1901b geöffnet sind. Beispielsweise ist ein Winkel, bei dem sie arretiert werden (sie werden nicht weiter geöffnet), vorzugsweise größer als oder gleich 90° und kleiner als 180° und typischerweise 90°, 120°, 135°, 150° oder dergleichen sein. In diesem Fall können die Zweckmäßigkeit, die Sicherheit und die Zuverlässigkeit verbessert werden.
Der Anzeigeabschnitt 1902a und/oder der Anzeigeabschnitt 1902b können/kann als Touchscreen dienen und mit einem Finger, einem Stift oder dergleichen gesteuert werden.
Entweder das Gehäuse 1901a oder das Gehäuse 1901b ist mit einem drahtlosen Kommunikationsmodul versehen, und Daten können über ein Computernetzwerk, wie z. B. das Internet, ein LAN oder Wi-Fi (eingetragenes Warenzeichen), übertragen und empfangen werden.
Eine flexible Anzeige kann in dem Anzeigeabschnitt 1902a und dem Anzeigeabschnitt 1902b eingebaut sein. In diesem Fall kann ein Bild zwischen dem Anzeigeabschnitt 1902a und dem Anzeigeabschnitt 1902b fortlaufend angezeigt werden.
29B stellt ein elektronisches Gerät 1910 dar, das als tragbare Spielekonsole dient. Das elektronische Gerät 1910 beinhaltet ein Gehäuse 1911a, ein Gehäuse 1911b, einen Anzeigeabschnitt 1912a, einen Anzeigeabschnitt 1912b, ein Gelenk 1913, einen Bedienknopf 1914a, einen Bedienknopf 1914b und dergleichen.
Ein Steckmodul 1915 kann in das Gehäuse 1911b eingeschoben werden. Das Steckmodul 1915 speichert beispielsweise eine Anwendungssoftware, wie z. B. ein Spiel, und verschiedene Applikationen können bei dem elektronischen Gerät 1910 ausgeführt werden, indem das Steckmodul 1915 ausgetauscht wird.
29B stellt ein Beispiel dar, in dem der Anzeigeabschnitt 1912a und der Anzeigeabschnitt 1912b unterschiedliche Größen aufweisen. Insbesondere ist der Anzeigeabschnitt 1912a des Gehäuses 1911a größer als der Anzeigeabschnitt 1912b des Gehäuses 1911b, in dem die Bedienknöpfe 1914a und 1914b bereitgestellt sind. Beispielsweise können die Anzeigeabschnitte für unterschiedliche Zwecke verwendet werden, indem eine Anzeige unter Verwendung des Anzeigeabschnitts 1912a als Hauptbildschirm und des Anzeigeabschnitts 1912b als Bedienungsbildschirm durchgeführt wird.
Bei einem elektronischen Gerät 1920, das in 29C dargestellt wird, ist ein flexibler Anzeigeabschnitt 1922 quer über einem Gehäuse 1921a und einem Gehäuse 1921b bereitgestellt, die durch ein Gelenk 1923 miteinander verbunden sind.
Mindestens ein Teil des Anzeigeabschnitts 1922 kann gebogen werden. Der Anzeigeabschnitt 1922 kann im gebogenen Zustand ein Bild anzeigen, da Pixel von dem Gehäuse 1921a bis zu dem Gehäuse 1921b fortlaufend angeordnet sind.
Da das Gelenk 1923 den vorstehend beschriebenen Arretierungsmechanismus umfasst, wird keine übermäßige Kraft auf den Anzeigeabschnitt 1922 ausgeübt; somit kann eine Beschädigung des Anzeigeabschnitts 1922 verhindert werden. Folglich kann ein sehr zuverlässiges elektronisches Gerät erhalten werden.
Die elektronischen Geräte, die in 27A bis 27D, 28A bis 28C und 29A bis 29C dargestellt werden, können jeweils mit dem Steuerabschnitt 40 versehen sein, der eine Bildwiederholrate eines Bildes, das auf dem Anzeigeabschnitt angezeigt wird, steuert und bei den vorstehenden Ausführungsformen beschrieben worden ist. Somit kann das Anzeigesystem einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einem der elektronischen Geräte montiert werden. In diesem Fall kann eine Schnittstelle, wie z. B. der Bedienknopf, der Lautsprecher, das Mikrofon, der Berührungssensor, der Auslöseknopf oder das Touchpad in 27A bis 27D, 28A bis 28C und 29A bis 29C, als Eingabeabschnitt 50 in 1 verwendet werden.
Diese Ausführungsform kann je nach Bedarf mit einer der anderen Ausführungsformen kombiniert werden.
Bezugszeichenliste
10: Anzeigesystem, 20: Anzeigeabschnitt, 21: Pixelabschnitt, 22: Pixel, 23: Treiberschaltung, 24: Treiberschaltung, 30: Treiberabschnitt, 40: Steuerabschnitt, 50: Eingabeabschnitt, 60: Steuerung, 61: Ausgabeabschnitt, 62: Ausgabeabschnitt, 63: Analysevorrichtung, 70: Zähler, 80: Speichervorrichtung, 81: Zellenarray, 82: Speicherzelle, 83: Treiberschaltung, 84: Treiberschaltung, 110: Licht emittierendes Element, 120: Flüssigkristallelement, 412: Flüssigkristallschicht, 413: Elektrode, 417: Isolierschicht, 421: Isolierschicht, 431: Farbschicht, 432: lichtundurchlässige Schicht, 433: Ausrichtungsfilm, 434: Farbschicht, 434: Farbschicht, 435: polarisierende Platte, 441: Klebeschicht, 442: Klebeschicht, 451: Öffnung, 470: Licht emittierende Schicht, 480: Flüssigkristallelement, 481: Außenlicht, 491: Elektrode, 492: EL-Schicht, 493: Elektrode, 494: Isolierschicht, 501: Transistor, 503: Transistor, 504: Verbindungsabschnitt, 505: Transistor, 506: Transistor, 507: Verbindungsabschnitt, 511: Isolierschicht, 512: Isolierschicht, 513: Isolierschicht, 514: Isolierschicht, 516: Isolierschicht, 517: Isolierschicht, 520: Isolierschicht, 521: leitende Schicht, 522: leitende Schicht, 523: leitende Schicht, 531: Halbleiterschicht, 540: Transistor, 542: Verbindungsschicht, 543: Verbinder, 552: Verbindungsabschnitt, 561: Halbleiterschicht, 563: leitende Schicht, 580: Transistor, 581: Transistor, 584: Transistor, 585: Transistor, 586: Transistor, 600: Anzeigevorrichtung, 601: Anzeigevorrichtung, 602: Anzeigevorrichtung, 611: Elektrode, 640: Flüssigkristallelement, 651: Substrat, 660: Licht emittierendes Element, 661: Substrat, 662: Anzeigeabschnitt, 664: Schaltung, 665: Leitung, 672: FPC, 673: IC, 700: Anzeigevorrichtung, 710: Pixelabschnitt, 711: Pixel, 720: Treiberschaltung, 730: Treiberschaltung, 811: Anzeigeeinheit, 812: Berührungssensoreinheit, 821: Schnittstelle, 822: Bildspeicher, 823: Decoder, 824: Sensorsteuerung, 825: Steuerung, 826: Takterzeugungsschaltung, 830: Bildverarbeitungsabschnitt, 831: Gammakorrekturschaltung, 832: Dimmschaltung, 833: Tonungsschaltung, 834: EL-Korrekturschaltung, 841: Speichervorrichtung, 842: Zeitsteuerung, 843: Register, 850: Treiberschaltung, 851: Source-Treiber, 861: Berührungssensorsteuerung, 870: Host, 880: Photosensor, 881: Außenlicht, 900: Transistor, 902: Substrat, 904: leitender Film, 906: Isolierfilm, 907: Isolierfilm, 908: Metalloxidfilm, 912: leitender Film, 914: Isolierfilm, 916: Isolierfilm, 918: Isolierfilm, 920: leitender Film, 1000: Anzeigemodul, 1001: obere Abdeckung, 1002: untere Abdeckung, 1003: FPC, 1004: Touchscreen, 1005: FPC, 1006: Anzeigevorrichtung, 1009: Rahmen, 1010: gedruckte Leiterplatte, 1011: Batterie, 1800: tragbares Informationsendgerät, 1801: Gehäuse, 1802: Gehäuse, 1803: Anzeigeabschnitt, 1804: Anzeigeabschnitt, 1805: Gelenk, 1810: tragbares Informationsendgerät, 1811: Gehäuse, 1812: Anzeigeabschnitt, 1813: Bedienknopf, 1814: externer Verbindungsanschluss, 1815: Lautsprecher, 1816: Mikrofon, 1817: Kamera, 1820: Kamera, 1821: Gehäuse, 1822: Anzeigeabschnitt, 1823: Bedienknopf, 1824: Auslöseknopf, 1826: Linse, 1830: Fernsehgerät, 1831: Anzeigeabschnitt, 1832: Gehäuse, 1833: Lautsprecher, 1834: Fernbedienung, 1840: digitale Beschilderung, 1841: Anzeigeabschnitt, 1842: Säule, 1850: Personal Computer, 1851: Anzeigeabschnitt, 1852: Gehäuse, 1853: Touchpad, 1854: Verbindungsanschluss, 1855: Eingabetaste, 1900: elektronisches Gerät, 1901: Gehäuse, 1901a: Gehäuse, 1901b: Gehäuse, 1902a: Anzeigeabschnitt, 1902b: Anzeigeabschnitt, 1903: Gelenk, 1910: elektronisches Gerät, 1911: Gehäuse, 1912: Anzeigeabschnitt, 1913: Gelenk, 1914: Bedienknopf, 1915: Steckmodul, 1920: elektronisches Gerät, 1921: Gehäuse, 1922: Anzeigeabschnitt und 1923: Gelenk.
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung mit der Seriennr. 2016-192889, eingereicht beim japanischen Patentamt am 30. September 2016, und auf der japanischen Patentanmeldung mit der Seriennr. 2017-086898, eingereicht beim japanischen Patentamt am 26. April 2017, deren gesamte Inhalte hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Offenlegung gemacht sind.

Claims

Anzeigesystem, das umfasst: einen Anzeigeabschnitt, der dazu konfiguriert ist, ein Bild anzuzeigen; und einen Steuerabschnitt, der dazu konfiguriert ist, ein Signal zum Steuern einer Bildwiederholrate des Bildes auszugeben, wobei der Steuerabschnitt eine Steuerung und eine Speichervorrichtung beinhaltet, wobei die Speichervorrichtung dazu konfiguriert ist, Daten zu speichern, die erste Daten, die einen Wahrnehmungszustand des Bildes kennzeichnen, und zweite Daten darüber umfassen, ob ein Flimmern in dem Wahrnehmungszustand von einem Benutzer wahrgenommen wird oder nicht, und wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, die Bildwiederholrate des Bildes unter Bezugnahme auf Daten zu ändern, die in der Speichervorrichtung gespeichert sind, wenn die zweiten Daten von dem Benutzer eingegeben werden.
Anzeigesystem nach Anspruch 1, wobei der Steuerabschnitt einen Zähler beinhaltet, wobei der Zähler dazu konfiguriert ist, die Zeit zu messen, während der das Bild mit einer bestimmten Bildwiederholrate kontinuierlich angezeigt wird, und wobei der Zähler dazu konfiguriert ist, eine Bildwiederholrate vorherzusagen, bei der ein Flimmern nicht wahrgenommen wird, indem die Zeit, die von dem Zähler gemessen wird, mit den Daten verglichen wird, die in der Speichervorrichtung gespeichert sind.
Anzeigesystem nach Anspruch 1, wobei die ersten Daten mindestens Daten, die einen Benutzer kennzeichnen, der das Bild betrachtet, Daten, die die Zeit kennzeichnen, während der das Bild betrachtet wird, oder Daten umfassen, die einen Inhalt des Bildes kennzeichnen.
Anzeigesystem nach Anspruch 1, wobei der Anzeigeabschnitt ein Pixel beinhaltet, das ein erstes Anzeigeelement und ein zweites Anzeigeelement beinhaltet, und wobei der Auswahlzustand/Nicht-Auswahlzustand des Pixels durch einen Transistor gesteuert wird, der ein Metalloxid in einem Kanalbildungsbereich enthält.
Anzeigesystem nach Anspruch 1, das ferner umfasst: einen Eingabeabschnitt, der dazu konfiguriert ist, die zweiten Daten zu erfassen und die zweiten Daten an die Steuerung auszugeben.
Elektronisches Gerät, das umfasst: das Anzeigesystem nach Anspruch 5, wobei ein Bedienknopf, ein Berührungssensor, ein Lautsprecher oder ein Mikrofon als Eingabeabschnitt verwendet wird.
Anzeigesystem, das umfasst: einen Anzeigeabschnitt, der dazu konfiguriert ist, ein Bild anzuzeigen; und einen Steuerabschnitt, der eine Steuerung umfasst, wobei die Steuerung ein neuronales Netz umfasst, das dazu konfiguriert ist, eine Inferenz einer Bildwiederholrate durchzuführen, bei der ein Flimmern nicht wahrgenommen wird, wobei Daten erste Daten über einen Wahrnehmungszustand des Bildes und zweite Daten darüber umfassen, ob ein Flimmern in dem Wahrnehmungszustand von einem Benutzer wahrgenommen wird oder nicht, und wobei das neuronale Netz die Bildwiederholrate ausgibt, wenn die ersten Daten und die zweiten Daten in das neuronale Netz eingegeben werden.
Anzeigesystem nach Anspruch 7, wobei der Steuerabschnitt einen Zähler beinhaltet, wobei der Zähler dazu konfiguriert ist, die Zeit zu messen, während der das Bild mit einer bestimmten Bildwiederholrate kontinuierlich angezeigt wird, und wobei die ersten Daten Daten umfassen, die die Zeit kennzeichnen, die von dem Zähler gemessen wird.
Anzeigesystem nach Anspruch 7, wobei die ersten Daten mindestens Daten, die einen Benutzer kennzeichnen, der das Bild betrachtet, Daten, die die Zeit kennzeichnen, während der das Bild betrachtet wird, oder Daten umfassen, die einen Inhalt des Bildes kennzeichnen.
Anzeigesystem nach Anspruch 7, wobei der Anzeigeabschnitt ein Pixel beinhaltet, das ein erstes Anzeigeelement und ein zweites Anzeigeelement beinhaltet, und wobei der Auswahlzustand/Nicht-Auswahlzustand des Pixels durch einen Transistor gesteuert wird, der ein Metalloxid in einem Kanalbildungsbereich enthält.
Anzeigesystem nach Anspruch 7, das ferner umfasst: einen Eingabeabschnitt, der dazu konfiguriert ist, die zweiten Daten zu erfassen und die zweiten Daten an die Steuerung auszugeben.
Elektronisches Gerät, das umfasst: das Anzeigesystem nach Anspruch 11, wobei ein Bedienknopf, ein Berührungssensor, ein Lautsprecher oder ein Mikrofon als Eingabeabschnitt verwendet wird.
Anzeigesystem, das umfasst: einen Anzeigeabschnitt, der dazu konfiguriert ist, ein Bild anzuzeigen; und einen Steuerabschnitt, der dazu konfiguriert ist, ein Signal zum Steuern einer Bildwiederholrate auszugeben, wobei der Steuerabschnitt eine Steuerung und eine Speichervorrichtung beinhaltet, wobei die Speichervorrichtung dazu konfiguriert ist, Daten zu speichern, die erste Daten und zweite Daten umfassen, und wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, die Bildwiederholrate von einer ersten Bildwiederholrate auf eine zweite Bildwiederholrate unter Bezugnahme auf Daten, die dritte Daten und vierte Daten umfassen, welche in der Speichervorrichtung gespeichert sind, zu ändern, wenn die zweiten Daten in den Steuerabschnitt eingegeben werden.
Anzeigesystem nach Anspruch 13, wobei der Steuerabschnitt einen Zähler beinhaltet, wobei der Zähler dazu konfiguriert ist, die Zeit zu messen, während der das Bild mit der ersten Bildwiederholrate kontinuierlich angezeigt wird, und wobei der Zähler dazu konfiguriert ist, die zweite Bildwiederholrate vorherzusagen, indem die Zeit, die von dem Zähler gemessen wird, mit den dritten Daten und den vierten Daten verglichen wird, welche in der Speichervorrichtung gespeichert sind.
Anzeigesystem nach Anspruch 13, wobei die ersten Daten, die einen Wahrnehmungszustand kennzeichnen, mindestens Daten, die einen Benutzer kennzeichnen, der das Bild betrachtet, Daten, die die Zeit kennzeichnen, während der das Bild betrachtet wird, oder Daten umfassen, die einen Inhalt des Bildes kennzeichnen, wobei die dritten Daten, die einen Wahrnehmungszustand kennzeichnen, mindestens Daten, die einen Benutzer kennzeichnen, der das Bild betrachtet, Daten, die die Zeit kennzeichnen, während der das Bild betrachtet wird, oder Daten umfassen, die einen Inhalt des Bildes kennzeichnen, und wobei die dritten Daten in der Speichervorrichtung gespeichert werden, bevor die ersten Daten gespeichert werden.
Anzeigesystem nach Anspruch 13, wobei die zweiten Daten kennzeichnen, dass ein Flimmern von einem Benutzer wahrgenommen wird, wobei die vierten Daten kennzeichnen, dass ein Flimmern von dem Benutzer wahrgenommen wird, und wobei die vierten Daten in der Speichervorrichtung gespeichert werden, bevor die zweiten Daten gespeichert werden.
Anzeigesystem nach Anspruch 13, wobei der Anzeigeabschnitt ein Pixel beinhaltet, das ein erstes Anzeigeelement und ein zweites Anzeigeelement beinhaltet, und wobei der Auswahlzustand/Nicht-Auswahlzustand des Pixels durch einen Transistor gesteuert wird, der ein Metalloxid in einem Kanalbildungsbereich enthält.
Anzeigesystem nach Anspruch 13, das ferner umfasst: einen Eingabeabschnitt, der dazu konfiguriert ist, die zweiten Daten zu erfassen und die zweiten Daten an die Steuerung auszugeben, wobei die zweiten Daten kennzeichnen, dass ein Flimmern von einem Benutzer wahrgenommen wird.
Elektronisches Gerät, das umfasst: das Anzeigesystem nach Anspruch 18, wobei ein Bedienknopf, ein Berührungssensor, ein Lautsprecher oder ein Mikrofon als Eingabeabschnitt verwendet wird.