JP2016167057A - 情報処理装置の駆動方法、プログラム、及び情報処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用者の眼精疲労が抑制され、目にやさしい表示をする。
【解決手段】表示部と、入力部と、を有する情報処理装置において、表示画像のコントラスト、もしくは明るさを調節する第１のモードと、表示画像のコントラスト、もしくは明るさを初期の設定値にする第２のモードを有する。画像表示時に入力部にスクロール命令等の入力信号が与えられた場合に、スクロールの内容に応じて、表示画像のコントラスト、もしくは明るさを調節することで、情報処理装置にて眼にやさしい表示を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明の一態様は、情報処理装置、及びその駆動方法に関する。本発明の一態様は、情報処理装置を駆動するためのプログラムに関する。

なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。

表示部と、入力部と、を有する情報処理装置を、入力部により入力信号を取得する第１のステップと、入力信号に応じて、表示部に表示する画像の移動を開始する第２のステップと、画像の輝度を低下させる第３のステップと、画像の座標が、所定座標に達したか否かを判定する第４のステップと、画像の座標が所定座標に達した場合に、画像の輝度を上昇させる第５のステップと、画像の移動を停止する第６のステップと、により駆動する、使用者の眼精疲労が抑制され、目にやさしい表示をすることができる情報処理装置の駆動方法が知られている（特許文献１）。

特開２０１４−１１５６４１号公報

本発明の一態様は、使用者の眼精疲労が抑制され、目にやさしい表示をすることを課題の一とする。または、本発明の一態様は、新規な半導体装置、新規な表示装置、新規な電子機器、新規な情報処理装置、それらの駆動方法、または、新規なプログラムなどを提供することを課題の一とする。

なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。

本発明の一態様は、下記のステップを有するプログラムである。

第１のステップにおいて、設定を初期化する。

第２のステップにおいて、割り込み処理を許可する。

第３のステップにおいて、第１のステップまたは割り込み処理において選択された、所定のモードで画像情報を表示する。

第４のステップにおいて、終了命令が供給された場合は第５のステップに進み、前記終了命令が供給されなかった場合は第３のステップに進むように選択する。

第５のステップにおいて、終了する。

割り込み処理は以下の第６のステップ乃至第１１のステップを備える。

第６のステップにおいて、所定のイベントが供給された場合は、第７のステップに進み、前記所定のイベントが供給されなかった場合は、第１１のステップに進む。

第７のステップにおいて、次に表示する画像情報が所定のコントラストを有する場合は、第８のステップに進み、前記画像情報が所定のコントラストを有さない場合は、第１０のステップに進む。

第８のステップにおいて、次に表示する画像情報に占める暗部の面積が所定の割合以上である場合は、第９のステップに進み、暗部の面積が所定の割合未満を占める場合は、第１０のステップに進む。

第９のステップにおいて、第１のモードを選択する。

第１０のステップにおいて、第２のモードを選択する。

第１１のステップにおいて、割り込み処理から復帰する。

これにより、例えばスクロール等の所定のイベントに基づいて、表示する画像情報を切り替える際に、使用者の目に与える負担を抑制することができ、使用者の目にやさしい表示をすることができる。その結果、利便性に優れた新規なプログラムを提供することができる。

また本発明の一態様は、表示部と、入力部と、制御部と、を有する情報処理装置であって、表示部は、発光部を有し、入力部は、ユーザからの入力を検知して制御部に信号を出力する機能を有し、制御部は、第１のモードと、第２のモードを実行する機能を有し、第１のモードは、制御部が発光部に第１の輝度で発光させるモードであり、第２のモードは、制御部が発光部に第２の輝度で発光させるモードであり、制御部は、信号に応じて、第１のモードと、第２のモードとを切り替える機能を有する、ことを特徴とする情報処理装置である。

また本発明の一態様は、入力が画面の切り替え、または画面のスクロールに対応した第１の入力であるとき、制御部は第１のモードを実行し、入力がなされないとき、または入力が第１の入力でないとき、制御部は第２のモードを実行することを特徴とする情報処理装置である。

また本発明の一態様は、表示部が、液晶素子、または発光素子を有することを特徴とする情報処理装置である。

また本発明の一態様は、表示部は、複数の画素を有し、画素は、トランジスタを有し、トランジスタのチャネルが形成される半導体層は、酸化物半導体を含むことを特徴とする情報処理装置である。

また本発明の一態様は、表示部は、複数の画素を有し、画素は、トランジスタを有し、トランジスタのチャネルが形成される半導体層は、アモルファスシリコンまたは多結晶シリコンであることを特徴とする情報処理装置である。

また本発明の一態様は、入力部は、キーボード、ハードウェアボタン、ポインティングデバイス、タッチセンサ、撮像装置、音声入力装置、視点入力装置、姿勢検出装置、のうち一以上を含むことを特徴とする情報処理装置である。

また本発明の一態様は、表示部と、入力部は、タッチパネルを構成することを特徴とする情報処理装置である。

本発明の一態様により、使用者の眼精疲労が抑制され、目にやさしい表示を行うことのできる情報処理装置を提供できる。または、本発明の一態様は、新規な半導体装置、新規な表示装置、新規な電子機器、新規な情報処理装置、それらの駆動方法、または、新規なプログラムなどを提供できる。

なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。

実施の形態に係る、情報処理装置の構成例を説明する図。 実施の形態に係る、情報処理装置の表示部の構成例を説明する図。 実施の形態に係る視神経と視覚伝達関数を説明する模式図。 実施の形態に係る視覚伝達関数を説明する模式図。 実施の形態に係るプログラムを説明するフローチャート。 実施の形態に係るプログラムを説明するフローチャート。 実施の形態に係るスクロール命令の例を説明する模式図。 実施の形態に係る画像情報の構成を説明する模式図。 実施の形態に係る表示装置の構成例。 実施の形態に係る画素の一形態を示す上面図。 実施の形態に係る表示装置の構成例。 実施の形態に係る表示装置の構成例。 実施の形態に係る画素の一形態を示す上面図。 実施の形態に係る表示装置の構成例。 実施の形態に係る表示装置の構成例。 実施の形態に係る画素の一形態を示す上面図。 実施の形態に係る表示装置の構成例。 実施の形態に係る表示装置の構成例。 実施の形態に係る画素の一形態を示す上面図。 実施の形態に係る表示装置の構成例。 実施の形態に係る表示装置の構成例。 実施の形態に係る表示装置の構成例。 実施の形態に係る画素の一形態を示す上面図。 実施の形態に係る表示装置の構成例。 実施の形態に係る表示装置の構成例。 実施の形態に係る表示装置の構成例。 実施の形態に係る画素回路の構成を説明する図と画素の一形態を示す上面図。 実施の形態に係る表示モジュールを説明する図。 実施の形態に係る電子機器を説明する図。 実施例に係る表示装置の輝度の変化を説明する図。 実施例に係る視覚刺激の変化を説明する図。 実施例に係る被験者の臨界融合周波数の変化を説明する図。 実施の形態に係るバックライトの動作を説明する模式図。

例えば、本発明の一態様は、第１のモードまたは第２のモードを選択するステップと、選択されたモードで表示をするステップと、を含んで構成される。

なお、本発明の一態様は、例えば、スクロールイベントが発生した際に、表示する画像情報に含まれる暗部と明部のコントラストまたは暗部の面積が占める割合に基づいて第１のモードまたは第２のモードを選択するステップを含んでいてもよい。

《第１のモード》
第１のモードが選択された場合は、視覚刺激が低減されるように、次に表示する画像情報を以下の方法を用いて表示する。

例えば、すでに表示している画像情報により生じる側抑制の影響を避けるように、次に表示する画像情報を表示する。

入力部にスクロールイベント等が供給された場合に、スクロールイベント情報の内容に応じて表示部の明るさの度合を調節し、スクロールイベント発生前の画像よりも階調の濃淡のコントラストを低くした表示を行う。

または、入力部にスクロールイベント等が供給された場合に、スクロールイベント情報の内容に応じて表示部の明るさの度合を調節し、スクロールイベント発生前の画像よりも明るさを低くした表示を行う。

《第２のモード》
第２のモードが選択された場合は、以下の方法を用いて画像情報を表示する。

画像の階調の濃淡のコントラスト、または、明るさの設定を維持したまま表示を行う。

これにより、例えばスクロール等の所定のイベントに基づいて、表示する画像情報を切り替える際に、使用者の目に与える負担を抑制することができ、使用者の目にやさしい表示をすることができる。その結果、利便性に優れた新規なプログラムを提供することができる。

＜側抑制の影響を避ける表示方法＞
図３および図４を参照しながら、側抑制の影響を避ける表示方法について説明する。

図３は、視神経と視覚伝達関数を説明する模式図である。図３（Ａ）は、一の画像情報から他の画像情報への切り替えを伴う、視神経に供給する刺激の一例を説明する模式図であり、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）は、表示装置と表示装置の使用者の位置を説明する模式図である。また、図３（Ｄ）は、視覚伝達関数によって変形された、供給される刺激に対する視神経の応答を説明する模式図である。なお、縦軸Ｌは明るさをあらわし、順応した明るさを０とする。また、縦軸Ｓは応答の強度をあらわす。

図４は、視神経と視覚伝達関数を説明する模式図である。図４（Ａ）は、一の画像情報から他の画像情報への切り替えを伴う、視神経に供給する刺激の一例を説明する模式図であり、図４（Ｂ）は、視覚伝達関数により変形された、供給される刺激に対する視神経の応答を説明する模式図である。また、図４（Ｃ）および図４（Ｄ）は、供給される刺激に対する応答の増幅を抑制することができる、本発明の一態様の表示方法を説明する模式図である。

例えば、第１のモードにおいて１００ｍｓｅｃ以上好ましくは１５０ｍｓｅｃ以上の時間をかけて、一の画像情報から他の画像情報への切り替えを行う。これにより、側抑制の影響を避けることができる。その結果、視覚刺激に対する応答の増幅を抑制することができる。

《側抑制》
刺激を受けた視神経の神経単位は、隣接する他の神経単位の活動を抑制する能力を備える。これにより、パルス状の視覚刺激に対する応答が変形する場合がある。

例えば、使用者の目から４０ｃｍ離れた面にある直径１００μｍの領域にパルス状に明るい表示と暗い表示をする（図３（Ａ）参照）。なお、４０ｃｍ離れた面にある直径およそ１００μｍの領域は、１つの視細胞ＣＥＬＬの大きさに相当する（図３（Ｂ）、（Ｃ）参照）。

パルス状の刺激は、視覚伝達関数を介して波打つような応答に変形される場合がある（図３（Ａ）、（Ｄ）参照）。具体的には、パルス状の正の視覚刺激に対し、負の応答を伴う正の応答に変形される。また、パルス状の負の視覚刺激に対し、正の応答を伴う負の応答に変形される（デビッド シー バール、エム コンセッタ モッローネ、インパルス−レスポンス ファンクションズ フォー クロマティック アンド アクロマティック スティミューライ、ジャーナル・オブ・オプティカル・ソサエティ・オブ・アメリカ、１９９３年、第１０巻、第８号、１７０６頁）。

例えば、明るい表示と暗い表示が十分狭い間隔で連続すると、先に供給された刺激に対する応答と、後に供給された刺激に対する応答のそれぞれが波打つように変形されているため、その波が強め合うように重なってしまう場合がある。

例えば、明るい第１の画像情報をパルス状に表示した５０ｍｓｅｃ後に、暗い第２の画像情報をパルス状に表示すると、まず第１の画像情報の表示に対する正の応答が生じ、続いて生じる負の応答と、第２の画像情報の表示に対する負の応答が重なる場合がある。これにより、負の応答が極めて大きく増幅されてしまう場合がある（図４（Ａ）および図４（Ｂ）参照）。

例えば、一の画像情報から他の画像情報に表示を変える際、第１のモードにおいて、１００ｍｓｅｃ以上好ましくは１５０ｍｓｅｃ以上の時間をかけて表示を変える（図４（Ｃ）参照）。これにより、視覚伝達関数により波打つように変形された応答の影響を避けることができる。その結果、視覚刺激に対する応答の増幅を抑制することができる。

また、例えば、一の画像情報から他の画像情報に表示を変える際、第１のモードにおいて、一の画像情報と他の画像情報の間に、中間の画像情報を表示する。具体的には、一の画像情報と他の画像情報の中間の階調を備える画像や、グレーの画像を中間の画像情報に用いることができる（図４（Ｄ）参照）。これにより、波打つように変形された、先に供給された刺激に対する応答を、後に供給する刺激に対する応答で打ち消して、弱めることができる。

または、一の画像情報をフェードアウトしながら他の画像情報をフェードインする画像（クロスフェードともいう）を中間の画像情報に用いることができる。

また、例えば、第２のモードで表示素子をオーバードライブ駆動して、第１のモードでオーバードライブ駆動を弱めるまたは停止してもよい。具体的には、第１のモードで液晶素子のオーバードライブ駆動を停止し、第２のモードで液晶素子をオーバードライブ駆動してもよい。

これにより、側抑制の影響を避けることができる。その結果、視覚刺激に対する応答の増幅を抑制することができる。

＜プログラムの例＞
図５および図６を参照しながら、本発明の一態様のプログラムについて説明する。

図５は、本発明の一態様のプログラムの主の処理を説明するフローチャートである。図６は、本発明の一態様のプログラムの割り込み処理を説明するフローチャートである。

本発明の一態様のプログラムは、下記の１１のステップを有するプログラムである（図５および図６参照）。

第１のステップ（Ｓ１）において、設定を初期化する。例えば、初期設定に第１のモードまたは第２のモードを設定し、所定の画像を読み込む。

第２のステップ（Ｓ２）において、割り込み処理を許可する。なお、割り込み処理が許可された演算装置は、主の処理と並行して割り込み処理を行うことができる。割り込み処理から主の処理に復帰した演算装置は、割り込み処理をして得た結果を主の処理に反映することができる。

なお、カウンタの値が初期値であるときに、演算装置に割り込み処理をさせてもよい。これにより、プログラムを起動した後に常に割り込み処理をさせることができる。

第３のステップ（Ｓ３）において、第１のステップまたは割り込み処理において選択された、所定のモードで画像情報を表示する。

第４のステップ（Ｓ４）において、終了命令が供給された場合は第５のステップに進み、前記終了命令が供給されなかった場合は第３のステップに進むように選択する。

第５のステップ（Ｓ５）において、終了する。

割り込み処理は以下の第６のステップ乃至第１１のステップを備える（図６参照）。

第６のステップ（Ｓ６）において、所定のイベントが供給された場合は、第７のステップに進み、前記所定のイベントが供給されなかった場合は、第１１のステップに進む。

第７のステップ（Ｓ７）において、次に表示する画像情報が所定のコントラストを有する場合は、第８のステップに進み、前記画像情報が所定のコントラストを有さない場合は、第１０のステップに進む。

第８のステップ（Ｓ８）において、次に表示する画像情報に占める暗部の面積が所定の割合以上である場合は、第９のステップに進み、暗部の面積が所定の割合未満を占める場合は、第１０のステップに進む。

第９のステップ（Ｓ９）において、第１のモードを選択する。

第１０のステップ（Ｓ１０）において、第２のモードを選択する。

第１１のステップ（Ｓ１１）において、割り込み処理から復帰する。

《所定のイベント》
様々な命令に様々なイベントを関連付けることができる。

例えば、表示されている一の画像情報から他の画像情報に表示を切り替える「ページめくり命令」、一の画像情報の表示されている一部分の表示位置を移動して、一部分に連続する他の部分を表示する「スクロール命令」などがある。

例えば、入力部へのイベント供給の例として、ポインティング装置を用いて供給する、「クリック」や「ドラッグ」等のイベント、指等をポインタに用いてタッチパネルに供給する、「タップ」、「ドラッグ」または「スワイプ」等のイベントを用いることができる。

例えば、ポインタを用いて指し示すスライドバーのつまみ（ハンドル、ノブともいう）の位置、スワイプの速度、ドラッグの速度等を用いて、さまざまな命令に引数を与えることができる。

具体的には、「ページめくり命令」を実行する際に用いるページをめくる速度などを決定する引数や、「スクロール命令」を実行する際に用いる表示位置を移動する速度などを決定する引数を与えることができる。

また、例えば、ページをめくる速度または／およびスクロール速度に応じて、表示の明るさまたはコントラストを変化してもよい。具体的には、表示されている画像を使用者が目で追いかけられる速度に比べて、ページをめくる速度または／およびスクロール速度が速い場合に、速度と同期して表示の明るさが暗くなるように表示する、または速度と同期してコントラストが低下するように表示してもよい。

《スクロールの命令》
画像情報を表示する位置を、さまざまな速度で移動するスクロール命令の例を、図７を参照しながら説明する。なお、例えば、タッチパネルをスワイプする速度を用いて、スクロール命令の表示位置を移動する速度などを与えることができる。

図７（Ａ−１）、図７（Ｂ−１）および図７（Ｃ−１）は、画像情報を表示する位置を移動する速度Ｖを時間的に変化するスクロール命令を説明する模式図である。

図７（Ａ−２）は、図７（Ａ−１）に示すような速度で画像情報を表示する位置を移動する際に、明部の明るさＬを調整する方法を説明する図である。

図７（Ｂ−２）は、図７（Ｂ−１）に示すような速度で画像情報を表示する位置を移動する際に、明部の明るさＬを調整する方法を説明する図である。

図７（Ｃ−２）は、図７（Ｃ−１）に示すような速度で画像情報を表示する位置を移動する際に、明部の明るさＬを調整する方法を説明する図である。

《スクロールの命令の例１》
時刻Ｔ１から時刻Ｔ２にかけて、画像情報を表示する位置を移動する速度を、０からＶ１まで加速するスクロール命令の例を説明する（図７（Ａ−１）および図７（Ａ−２）参照）。

例えば、画像情報を表示する位置を変えずに表示する時刻Ｔ１までは、明るさＬ１で明部を表示する。

画像情報を表示する位置を加速しながら移動する時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までは、明るさＬ１より暗い明るさＬ３に達する明るさで明部を表示する。

画像情報を表示する位置を一定の速度Ｖ１で移動する時刻Ｔ２以降は、明るさＬ１より暗く且つ明るさＬ３より明るい明るさＬ２で明部を表示する。なお、このように明るさを変化させる場合、急激な変化は眼への負担が大きいので、緩やかに輝度が低下または上昇するように変化させる。

《スクロールの命令の例２》
時刻Ｔ３から時刻Ｔ４にかけて、画像情報を表示する位置を移動する速度を、Ｖ１から０まで減速するスクロール命令の例を説明する（図７（Ｂ−１）および図７（Ｂ−２）参照）。

例えば、画像情報を表示する位置を一定の速度Ｖ１で移動する時刻Ｔ３までは、明るさＬ２で明部を表示する。

画像情報を表示する位置を減速しながら移動する時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までは、明るさＬ２から明るさを増しながら明部を表示する。

画像情報を表示する位置を決定した時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までは、明るさＬ２より明るい所定の明るさＬ１まで明るさを増しながら、明部を表示する。なお、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの期間は０秒以上が好ましい。

《スクロールの命令の例３》
時刻Ｔ６から時刻Ｔ７にかけて、画像情報を表示する位置を移動する速度を０からＶ１まで加速しながら移動し、時刻Ｔ７から時刻Ｔ８まで速度Ｖ１で移動する。また、時刻Ｔ８から時刻Ｔ９にかけて、画像情報を表示する位置を速度Ｖ１からＶ２まで減速しながら移動し、時刻Ｔ９以降は速度Ｖ２で移動するスクロール命令の例を説明する（図７（Ｃ−１）および図７（Ｃ−２）参照）。

例えば、画像情報を表示する位置を変えずに表示する時刻Ｔ６までは、明るさＬ１で明部を表示する。

画像情報を表示する位置を加速しながら移動する時刻Ｔ６から時刻Ｔ７までは、明るさＬ１から明るさを減じながら明部を表示する。

画像情報を表示する位置を一定の速度Ｖ１で移動する時刻Ｔ７から時刻Ｔ８までは、明るさＬ３で明部を表示する。

画像情報を表示する位置を減速しながら移動する時刻Ｔ８から時刻Ｔ９までは、明るさＬ３から明るさを増しながら明部を表示する。

画像情報を表示する位置を速度Ｖ１より遅い一定の速度Ｖ２で移動する時刻Ｔ９以降は、明るさＬ１より暗く且つ明るさＬ３より明るい明るさＬ２で明部を表示する。

《モードの選択に用いる条件》
次に表示する画像情報の特性をモードを選択する条件に用いる方法を、図８を参照しながら説明する。

図８（Ａ）は、画像情報および画像情報に含まれる暗部と明部を説明する模式図である。

図８（Ｂ）は、次に表示する画像情報に含まれる、明度ごとの面積比を説明する模式図である。なお、表示装置が表示する最も暗い明るさを０に、最も明るい明るさを１に規格化して、横軸に用いる。

図８（Ｃ）は、白色の用紙に文字が印刷された一般的な文書の一例について、明度ごとの面積比を調べた結果を説明する図（ヒストグラムともいう）である。なお、明るい部分において面積比が最も大きかった明るさを１に規格化して、横軸に用いる。

具体的に、次に表示する画像情報のコントラストまたは暗部の面積が占める割合を、モードを選択する条件に用いる場合について説明する。

《コントラスト》
例えば、次に表示する画像情報のコントラストが所定の値を超えるか否かを、第１のモードを選択する条件に用いることができる。

具体的には、画像情報に含まれる規格化された明度が０以上０．３以下の領域を暗部とし、０．７以上１．０以下の領域を明部とする。そして、画像情報が明部および暗部の両方を有するか否かを、モードを選択する条件に用いることができる。

例えば、規格化された明度が０．２の領域と、規格化された明度が０．９５の領域を有する画像情報は、第１のモードを選択する条件を満たす（図８（Ｂ）参照）。

なお、白色の用紙に文字が印刷された一般的な文書の一例（図８（Ｃ）参照）に比べてコントラストが低い画像情報を、次に表示する場合、表示の変化に伴う視覚刺激が少ないため、第２のモードを選択してもよい。

《暗部の面積の割合》
また、例えば、次に表示する画像情報に占める暗部の面積の割合を、モードを選択する条件に用いることができる。

具体的には、画像情報の３０％以上を占める暗部を有するか否かを、モードを選択する条件に用いることができる。

例えば、画像情報の３５％の面積を、規格化された明度が０．２の領域が占める画像情報は、第１のモードを選択する条件を満たす（図８（Ｂ）参照）。

なお、白色の用紙に文字が印刷された一般的な文書の一例（図８（Ｃ）参照）より暗部の面積が少ない画像情報を、次に表示する場合、表示の変化に伴う視覚刺激が少ないため、第２のモードを選択してもよい。

実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本明細書に開示した情報処理装置の表示装置として利用可能な透過型表示装置の一例について、図１、図２、図７、図３３を参照しながら説明する。

具体的には、情報処理装置の入力部にてページスクロール等の操作を認識してバックライトの輝度を調節することができる透過型表示装置の構成について説明する。これにより、眼への負担を軽減する表示を行うことができる。

図１は、本発明の一態様の液晶表示装置６００の構成を説明するブロック図である。

図２は、本発明の一態様の液晶表示装置６００に用いることができる表示部６３０の構成を説明する上面図及び回路図である。

＜透過型表示装置の構成＞
本実施の形態で説明する、表示機能と入力機能を有する情報処理装置に含まれる液晶表示装置６００は、表示部６３０と、演算装置６２０と、入力部５００と、を有する。なお、演算装置６２０は制御部と呼ぶこともできる。

＜表示部＞
表示部６３０は、画素部６３１と、第１の駆動回路（Ｓ駆動回路ともいう）６３３と、第２の駆動回路（Ｇ駆動回路ともいう）６３２と、を有する。

表示部６３０は、画像信号６２５＿Ｖ、電源電位および制御信号６２５＿Ｃが供給される。

表示部６３０の構成の一例を図２（Ａ）に示す。

表示部６３０は、画素部６３１を備える。画素部６３１は、複数の画素６３１ｐと、画素６３１ｐを行毎に選択するための複数の走査線Ｇ１乃至走査線Ｇｙと、選択された画素６３１ｐに第１の駆動信号６３３＿Ｓを供給するための複数の信号線Ｓ１乃至信号線Ｓｘとが設けられている。

走査線Ｇ１乃至走査線Ｇｙへの第２の駆動信号６３２＿Ｇの入力は、第２の駆動回路６３２により制御されている。信号線Ｓ１乃至信号線Ｓｘへの第１の駆動信号６３３＿Ｓの入力は、第１の駆動回路６３３により制御されている。複数の画素６３１ｐは、走査線Ｇ１乃至走査線Ｇｙの少なくとも一つと、信号線Ｓ１乃至信号線Ｓｘの少なくとも一つとに、それぞれ接続されている。

なお、画素部６３１に設けられる配線の種類及びその数は、画素６３１ｐの構成、数及び配置によって決めることができる。具体的に、図２（Ａ）に示す画素部６３１の場合、ｘ列×ｙ行の画素６３１ｐがマトリクス状に配置されており、信号線Ｓ１乃至信号線Ｓｘ、走査線Ｇ１乃至走査線Ｇｙが、画素部６３１内に配置されている場合を例示している。

《画素部》
画素部６３１は、画素６３１ｐを備え、画素６３１ｐは、画素回路６３４を備える（図１参照）。例えば、マトリクス状に配置された複数の画素６３１ｐを備える。

画素回路６３４は、表示素子６３５を含み、入力される第１の駆動信号６３３＿Ｓを保持する。表示素子６３５は第１の駆動信号６３３＿Ｓに基づいて画像を表示する。

《表示素子》
例えば、光の透過を制御する機能を備える表示素子を、表示素子６３５に用いることができる。例えば、透過型表示素子またはシャッター方式のＭＥＭＳ表示素子を用いることができる。

具体的には、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モードなどの液晶素子を用いることができる。

液晶素子を表示素子６３５に用いる場合について、図２（Ｂ）を参照しながら説明する。液晶素子６３５ＬＣは、第１電極と、第２電極と、第１電極と第２電極の間の電圧が印加される液晶材料を含む液晶層を有する。液晶素子６３５ＬＣは、第１電極と第２電極の間に与えられる電圧の値に従って、液晶分子の配向が変化して、透過率が変化する。これにより、第１の駆動信号６３３＿Ｓに基づいて、表示素子６３５は階調を表示することができる。

《画素回路》
液晶素子６３５ＬＣを表示素子６３５に用いる画素回路６３４の構成を、図２（Ｂ）を参照しながら説明する。なお、画素回路６３４の構成は、表示素子６３５の種類、または駆動方法に応じて選択することができる。

画素回路６３４は、トランジスタ６３４ｔを有する。トランジスタ６３４ｔは、液晶素子６３５ＬＣの第１電極に、第１の駆動信号６３３＿Ｓを供給するか否かを制御する。

液晶素子６３５ＬＣの第２電極には、電位Ｖｃｏｍが与えられている。

トランジスタ６３４ｔのゲートは、走査線Ｇ１から走査線Ｇｙのいずれか１つに接続されている。トランジスタ６３４ｔのソース及びドレインの一方は、信号線Ｓ１から信号線Ｓｘのいずれか１つに接続され、トランジスタ６３４ｔのソース及びドレインの他方は、液晶素子６３５ＬＣの第１電極に接続されている。

単数または複数のトランジスタを画素６３１ｐのスイッチング素子に用いることができる。例えば、並列に接続された複数のトランジスタ、直列に接続された複数のトランジスタ、直列と並列が組み合わされて接続された複数のトランジスタを、一のスイッチング素子として用いてもよい。

液晶素子６３５ＬＣの第１電極と第２電極間の電圧を保持するための容量素子６３４ｃを、画素６３１ｐに用いることができる。また、その他の回路素子、例えば、トランジスタ、ダイオード、抵抗素子、容量素子またはインダクタなどを用いることができる。

適宜調整された容量の容量素子６３４ｃを画素回路６３４に用いることができる。また、画素回路６３４の容量を容量素子６３４ｃ以外の構成を用いて調節してもよい。例えば、液晶素子６３５ＬＣの第１電極と、第１電極と重なる領域を備える第２電極とを用いて、容量素子を形成してもよい。

《トランジスタ》
例えば、酸化物半導体を用いたトランジスタを用いることができる。または、シリコン、ゲルマニウム、有機半導体等を用いたトランジスタを用いることができる。

《第１の駆動回路》
第１の駆動回路６３３は、電源電位および画像信号６２５＿Ｖを供給され、第１の駆動信号６３３＿Ｓを画素部６３１に出力する（図１参照）。

《第２の駆動回路》
第２の駆動回路６３２は、電源電位および制御信号６２５＿Ｃを供給され、画素６３１ｐを選択する第２の駆動信号６３２＿Ｇを画素部６３１に出力する。

第２の駆動回路６３２は、第２の駆動信号６３２＿Ｇを画素６３１ｐに出力する。具体的には、第２の駆動信号６３２＿Ｇは画像表示に応じたフレーム周波数で出力することができる。動画を表示する場合のように、なめらかな画像変化を行いたい場合は、たとえば６０Ｈｚ以上の頻度で第２の駆動信号６３２＿Ｇを出力すればよく、また、フレーム周波数を低くして静止画を表示するような場合には、たとえば１Ｈｚ以下の頻度で第２の駆動信号６３２＿Ｇを出力すればよい。

《光供給部》
光供給部６５０は画素部６３１と重なる領域を備え、画素部６３１に光を供給するバックライトとして機能する。

入力部５００が出力する画像切り替え信号５００＿Ｃを、演算装置６２０は受信し、演算装置６２０は制御信号６２５＿Ｃと画像信号６２５＿Ｖを生成し、表示部６３０に出力する。また、演算装置６２０は、画像切り替え信号５００＿Ｃに応じて発光部６３９の輝度を調整するための制御信号６２５＿Ｌを光供給部６５０に出力する。

＜演算装置＞
演算装置６２０は、画像信号６２５＿Ｖ、制御信号６２５＿Ｃ、及び制御信号６２５＿Ｌを生成する機能を有する（図１参照）。

なお、制御信号６２５＿Ｃは、第２の駆動回路６３２の動作を制御するスタートパルス信号ＳＰ、クロック信号ＣＫ、ラッチ信号ＬＰ、パルス幅制御信号ＰＷＣ等を含んでいてもよい。

例えば、演算装置６２０は、入力部５００が供給する画像切り替え信号５００＿Ｃに基づいて、制御信号６２５＿Ｌ、制御信号６２５＿Ｃまたは画像信号６２５＿Ｖ等を出力する。

演算装置６２０は、ページめくり動作またはページスクロール動作に伴う画像情報の変化を含む画像信号６２５＿Ｖを生成し、制御信号６２５＿Ｃと共に当該画像信号６２５＿Ｖを出力する。

また、演算装置６２０は、画像信号６２５＿Ｖの極性を反転させる機能を有してもよい。具体的には、演算装置６２０に反転制御回路を設け、反転制御回路が通知するタイミングに従って画像信号６２５＿Ｖの極性の反転をしてもよい。また、演算装置６２０からの命令に従って、表示部６３０内で反転してもよい。

反転制御回路は、画像信号６２５＿Ｖの極性を反転させるタイミングを、同期信号を用いて定める機能を有する。例えば、カウンタと、信号生成回路とを反転制御回路に用いることができる。なお、極性を、信号線毎、走査線毎、画素毎またはフレーム毎に反転させることができる。

＜入力部＞
入力部５００は、画像切り替え信号５００＿Ｃを演算装置６２０に出力する機能を有する。例えば、ページめくり命令またはスクロール命令等と関連付けられたタップまたはスワイプ等の動作を検知して、画像切り替え信号５００＿Ｃを供給する。

入力部５００としては、タッチパネル、タッチパッド、ジョイスティック、トラックボール、データグローブ、撮像装置などを用いることができる。演算装置６２０は、入力部５００から入力される電気信号と表示部６３０の座標を関連づけることができる。これにより、使用する者が表示部に表示される情報を処理するための命令を入力することができる。

使用する者が入力部５００から入力する情報としては、例えば表示部に表示される画像の表示位置を変えるためにドラッグする命令、表示されている画像を送り次の画像を表示するためにスワイプする命令、巻物状に表示領域の外側につながる画像を順に送るためにスクロールする命令、特定の画像を選択する命令、画像を表示する大きさを変化するためにピンチする命令の他、手書き文字入力する命令などを挙げることができる。

＜光供給部＞
光供給部６５０には、タイミングコントローラ６３６、輝度調整回路６３７、ドライバ６３８、発光部６３９が設けられている。演算装置６２０は、光供給部６５０が有する光源の駆動を制御する制御信号６２５＿Ｌを出力する。

光供給部６５０の発光部６３９としては、冷陰極蛍光ランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、電場を加えることでルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）が発生する有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ素子ともいう）などを用いることができる。また、光供給部６５０の光源のカラー化方式としては、赤色、緑色、青色の発光をそれぞれ用いる方式（３色方式）、青色発光からの発光の一部を赤色や緑色に変換する方式（色変換方式、量子ドット方式）、白色発光からの発光の一部を、カラーフィルタを通すことで赤色、緑色、青色に変換する方式（カラーフィルター方式）などを適用することができる。

タイミングコントローラ６３６は、輝度調整回路６３７に対し、演算装置６２０からの制御信号６２５＿Ｌに基づき、ページスクロール時の輝度を調節するための階調データを与える。なお、制御信号６２５＿Ｌに基づき発光部６３９の発光領域を制御するためのタイミング信号を与える機能を有してもよい。

発光領域を制御する方式として、たとえば、発光領域をＡ_１、Ａ_２乃至Ａ_ｎと、複数領域となるように分割し、分割した各領域に対し、タイミング信号と同期してＡ_１を発光させ、その後、一定時間ごとにＡ_２、Ａ_３乃至Ａ_ｎと順次、発光するようにしてもよい。

たとえば、発光領域をＡ_１乃至Ａ_５の５つの領域に分割した例を、模式的に図３３（Ａ）に示す。

発光領域の分割の方法として、複数行（図３３（Ｂ））、または複数列（図３３（Ｃ））、となるように分割してもよく、また、行と列とともに分割してマトリックス状に分割してもよい（図３３（Ｄ））。また、分割領域の大きさが小さくなるほど面内の輝度を微細に制御できるようになるので、きめの細かい制御が可能となる。

なお、発光領域の分割方法は表示装置の仕様に応じて適宜選択すればよく、本実施の形態の内容に限定されるものではない。

タイミング信号と同期させて分割した複数の領域を発光させる場合、画像データ書き換え期間に該複数の領域の明るさを調節し、さらに画像データの書き換え前後の期間では明るさの変化を緩やかに行ってもよい。

発光領域の最大の明るさを１、最小の明るさを０、中間の明るさとして０．２５、０．５、０．７５、の５段階の明るさの調節を行って、さらにスキャンする方法を模式的に示した例を図３３（Ｅ）に示す。領域６７０は明るさ０、領域６７１は明るさ０．２５、領域６７２は明るさ０．５、領域６７３は明るさ０．７５、領域６７４は明るさ１である。明るさが０の領域６７０を中心に、段階的に明るさが増すように領域６７１、領域６７２、領域６７３、領域６７４を領域６７０の両側に配置する。明るさを調節している領域６７０、領域６７１、領域６７２、領域６７３、領域６７４を組み合わせた領域６７５をスキャン方向６７６が示す矢印の向きにスキャンする。

画像データの書き換えと領域６７５のスキャンを同期させることで、フレームが切り替わるときの表示の不具合を低減することが可能となる。

なお、明るさの変化の段階、領域６７５内部の各領域の分割数は説明のために模式的に示したものであり、明るさの変化の段階数、領域６７５内部の分割数、分割した各領域の面積は、本実施の形態に示す方法に限定されるものではなく、表示装置の仕様に応じて適宜選択することができる。

輝度調整回路６３７によって形成された階調データをドライバ６３８に出力し、階調データに応じた信号を発光部６３９に出力する。輝度調整は発光部６３９の発光強度の振幅で調整してもよい。発光強度を調整するための波形として、三角波、矩形波、正弦波成分などを重畳した振動波形としてもよい。

またパルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のように発光強度の振幅は一定にしながら、一周期内の発光時間を制御することで実効的に発光輝度を調整する方法も利用できる。
＜動作例＞

入力部にスクロール操作等の所定のイベントが供給され、その時に表示している画像情報に対し、コントラスト及び表示面内の暗部の面積割合の評価を行い、評価結果を反映して第１のモードを選択し、本明細書に示す方法により光供給部の輝度を調節し、眼への負担を軽減する表示を行う例を図７に示すタイミングチャートを用いて説明する。

《スクロールの命令の例１》
図７（Ａ−１）のように時刻Ｔ１から時刻Ｔ２にかけて、画像情報を表示する位置を移動する速度を、０からＶ１まで加速するスクロール命令が供給されると、演算装置６２０からタイミングコントローラ６３６を介して輝度調整回路６３７に、図７（Ａ−２）に示す輝度変化を示すように制御信号６２５＿Ｌが出力される。

例えば、画像情報を表示する位置を変えずに表示する時刻Ｔ１までは、明るさＬ１で明部を表示するように制御信号６２５＿Ｌが出力される。

次に、画像情報を表示する位置を加速しながら移動する時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までは、明るさＬ１より暗い明るさＬ３に達するような明るさで明部を表示するように制御信号６２５＿Ｌが出力される。

画像情報を表示する位置を一定の速度Ｖ１で移動する時刻Ｔ２以降は、明るさＬ１より暗く且つ明るさＬ３より明るい明るさＬ２で明部を表示するように制御信号６２５＿Ｌが出力される。

時刻Ｔ１と時刻Ｔ２の期間は画像情報を表示する位置を加速しながら移動するので、この状態を画像で表示すると、眼への負担が強くなる可能性がある。そこで、入力部に供給されたスワイプやドラッグなどのイベントの加速度等を演算装置６２０にて評価し、所定の設定値を外れたと判断された場合、一度、発光部の輝度をＬ３まで低下させ、眼への負担を低減させ、さらに時刻Ｔ２において明るさＬ２まで上昇させる。

このように明るさを変化させる場合、急激な変化は眼への負担が大きいので、緩やかに輝度が低下または上昇するように変化させる。

《スクロールの命令の例２》
図７（Ｂ−１）のように時刻Ｔ３から時刻Ｔ４にかけて、画像情報を表示する位置を移動する速度を、Ｖ１から０まで減速するスクロール命令が供給されると、演算装置６２０からタイミングコントローラ６３６を介して輝度調整回路６３７に、図７（Ｂ−２）に示す輝度変化を示すように制御信号６２５＿Ｌが出力される。

例えば、画像情報を表示する位置を一定の速度Ｖ１で移動する時刻Ｔ３までは、明るさＬ２で明部を表示するように制御信号６２５＿Ｌが出力される。

画像情報を表示する位置を減速しながら移動する時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までは、明るさＬ２から明るさを増しながら明部を表示するように制御信号６２５＿Ｌが出力される。

画像情報を表示する位置を決定した時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までは、明るさＬ２より明るい所定の明るさＬ１まで明るさを増しながら、明部を表示する。なお、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの期間は０秒以上が好ましい。

時刻Ｔ３と時刻Ｔ４の期間は画像情報を表示する位置の移動速度が急激に低下しており、この変化に一致するように画像を表示すると、眼への負担が強くなる可能性がある。そこで、入力部に供給された、スワイプやドラッグなどのイベントの加速度等を演算装置６２０にて評価し、発光部の輝度をＬ１まで上昇させる変化が緩やかになるよう、時刻Ｔ４からさらに時刻Ｔ５まで変化期間を設けるようにし、眼への負担を低減させる。

《スクロールの命令の例３》
図７（Ｃ−１）のように時刻Ｔ６から時刻Ｔ７にかけて、画像情報を表示する位置を移動する速度を０からＶ１まで加速しながら移動し、時刻Ｔ７から時刻Ｔ８まで速度Ｖ１で移動し、時刻Ｔ８から時刻Ｔ９にかけて、画像情報を表示する位置を速度Ｖ１からＶ２まで減速しながら移動し、時刻Ｔ９以降は速度Ｖ２で移動するスクロール命令が供給されると、演算装置６２０からタイミングコントローラ６３６を介して輝度調整回路６３７に、図７（Ｃ−２）に示す輝度変化を示すように制御信号６２５＿Ｌが出力される。

スクロール速度の変化は途中までは図７（Ａ−１）と類似しているが、時刻Ｔ７から時刻Ｔ８までスクロール速度がＶ１で一定となる期間があるのと、さらにスクロール速度がＶ２まで減速するところが図７（Ａ−１）と異なっている。

図７（Ａ−１）と同様に、時刻Ｔ６から時刻Ｔ７において、入力部に供給された、スワイプやドラッグなどのイベントの加速度等を演算装置６２０にて評価し、所定の設定値を外れたと判断された場合、一度、発光部の輝度をＬ３まで低下させ、眼への負担を低減させる。

その後、時刻Ｔ７からＴ８まで速度が一定となるので、スクロール速度の次の変化も輝度調整の判断基準とすることが可能となるよう、一旦、Ｌ３で輝度を保持する。

Ｔ８からＴ９まではスクロール速度がＶ２まで減速するが、スクロール速度の変化が時刻Ｔ６から時刻Ｔ７までの期間に比べて緩やかなので、そのままスクロール速度の変化に対応するように輝度をＬ２まで上昇させる。

なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、上記実施の形態で例示した透過型表示装置に適用可能な表示装置の構成例について説明する。以下では、表示装置２００について、図９乃至図２４を用いて説明する。

図９（Ａ）に示す表示装置２００は、画素部２７１と、走査線駆動回路２７４と、信号線駆動回路２７６と、各々が平行または略平行に配設され、且つ走査線駆動回路２７４によって電位が制御されるｍ本の走査線２７７と、各々が平行または略平行に配設され、且つ信号線駆動回路２７６によって電位が制御されるｎ本の信号線２７９と、を有する。さらに、画素部２７１はマトリクス状に配設された複数の画素２７０を有する。また、信号線２７９に沿って、各々が平行または略平行に配設されたコモン線２７５を有する。また、走査線駆動回路２７４及び信号線駆動回路２７６をまとめて駆動回路部という場合がある。

各々の走査線２７７は、画素部２７１においてｍ行ｎ列に配設された画素２７０のうち、いずれかの行に配設されたｎ個の画素２７０と電気的に接続される。また、各々の信号線２７９は、ｍ行ｎ列に配設された画素２７０のうち、いずれかの列に配設されたｍ個の画素２７０に電気的に接続される。ｍ、ｎは、ともに１以上の整数である。また、各コモン線２７５は、ｍ行ｎ列に配設された画素２７０のうち、いずれかの列に配設されたｍ個の画素２７０と電気的に接続される。

図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示す表示装置２００の画素２７０に用いることができる回路構成の一例を示している。

図９（Ｂ）に示す画素２７０は、液晶素子２５１と、トランジスタ２５２と、容量素子２５５と、を有する。

液晶素子２５１の一対の電極の一方は、トランジスタ２５２と接続され、電位は、画素２７０の仕様に応じて適宜設定される。液晶素子２５１の一対の電極の他方は、コモン線２７５と接続され、電位は共通の電位（コモン電位）が与えられる。液晶素子２５１が有する液晶は、トランジスタ２５２に書き込まれるデータにより配向状態が制御される。

なお、液晶素子２５１は、液晶の光学的変調作用によって光の透過または非透過を制御する素子である。なお、液晶の光学的変調作用は、液晶にかかる電界（横方向の電界、縦方向の電界又は斜め方向の電界を含む）によって制御される。なお、液晶素子２５１に用いる液晶としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。これらの液晶材料は、条件により、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。

また、横電界方式を採用する場合、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために数重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を液晶層に用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が短く、光学的等方性を有する。また、ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となるため、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる。

液晶素子２５１を有する表示装置２００の駆動方法としては、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モードなどを用いることができる。

また、表示装置２００をノーマリーブラック型の液晶表示装置、例えば垂直配向（ＶＡ）モードを採用した透過型の液晶表示装置としてもよい。垂直配向モードとしては、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｕｐｅｒ Ｖｉｅｗ）モードなどを用いることができる。

本実施の形態では、主に横電界方式、代表的にはＦＦＳモード及びＩＰＳモードについて説明する。

図９（Ｂ）に示す画素２７０の構成において、トランジスタ２５２のソース電極及びドレイン電極の一方は、信号線２７９に電気的に接続され、他方は液晶素子２５１の一対の電極の一方に電気的に接続される。また、トランジスタ２５２のゲート電極は、走査線２７７に電気的に接続される。トランジスタ２５２は、データ信号の書き込みを制御する機能を有する。

図９（Ｂ）に示す画素２７０の構成において、容量素子２５５の一対の電極の一方は、トランジスタ２５２のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。容量素子２５５の一対の電極の他方は、コモン線２７５に電気的に接続される。コモン線２７５の電位の値は、画素２７０の仕様に応じて適宜設定される。容量素子２５５は、書き込まれたデータを保持する保持容量としての機能を有する。なお、ＦＦＳモードによって駆動する表示装置２００においては、容量素子２５５の一対の電極の一方は、液晶素子２５１の一対の電極の一方の一部または全部であり、容量素子２５５の一対の電極の他方は、液晶素子２５１の一対の電極の他方の一部または全部である。

＜画素の構成例＞
次に、表示装置２００に含まれる画素の具体的な構成について説明する。まず、ＦＦＳモードによって駆動する表示装置２００が有する画素２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃの上面図を図１０に示す。

図１０において、走査線として機能する導電膜２１３は、信号線に略直交する方向（図中左右方向）に延伸して設けられている。信号線として機能する導電膜２２１ａは、走査線に略直交する方向（図中上下方向）に延伸して設けられている。なお、走査線として機能する導電膜２１３は、走査線駆動回路２７４と電気的に接続されており、信号線として機能する導電膜２２１ａは、信号線駆動回路２７６に電気的に接続されている（図９（Ａ）参照）。

トランジスタ２５２は、走査線及び信号線の交差部近傍に設けられている。トランジスタ２５２は、ゲート電極として機能する導電膜２１３、ゲート絶縁膜（図１０に図示せず）、ゲート絶縁膜上に形成されたチャネル領域が形成される半導体膜２１９、ソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜２２１ａ、２２１ｂにより構成される。なお、導電膜２１３は、走査線としても機能し、半導体膜２１９と重畳する領域がトランジスタ２５２のゲート電極として機能する。また、導電膜２２１ａは、信号線としても機能し、半導体膜２１９と重畳する領域がトランジスタ２５２のソース電極またはドレイン電極として機能する。また、図１０において、走査線は、上面形状において端部が半導体膜２１９の端部より外側に位置する。このため、走査線はバックライトなどの光源からの光を遮る遮光膜として機能する。この結果、トランジスタに含まれる半導体膜２１９に光が照射されず、トランジスタの電気特性の変動を抑制することができる。

また、導電膜２２１ｂは、画素電極の機能を有する導電膜２２０と電気的に接続される。また、導電膜２２０上において、絶縁膜（図１０に図示せず）を介して導電膜２２９が設けられている。

導電膜２２９は、例えばコモン電極として機能する。導電膜２２９は、信号線と交差する方向に延伸する縞状の領域を有する。また、該縞状の領域は、信号線と平行または略平行な方向に延伸する領域と接続される。このため、表示装置２００が有する複数の画素において、縞状の領域を有する導電膜２２９は各領域が同電位である。

容量素子２５５は、導電膜２２０、及び導電膜２２９が重なる領域で形成される。導電膜２２０及び導電膜２２９は透光性を有する。即ち、容量素子２５５は透光性を有する。

また、容量素子２５５は透光性を有するため、画素２７０内に容量素子２５５を大きく（大面積に）形成することができる。従って、開口率を高めつつ、代表的には５０％以上、好ましくは６０％以上とすることが可能であると共に、容量値を増大させた表示装置を得ることができる。例えば、解像度の高い表示装置、例えば液晶表示装置においては、画素の面積が小さくなり、容量素子の面積も小さくなる。このため、解像度の高い表示装置において、容量素子に蓄積される容量値が小さくなる。しかしながら、本実施の形態に示す容量素子２５５は透光性を有するため、当該容量素子を画素に設けることで、各画素において十分な容量値を得つつ、開口率を高めることができる。代表的には、画素密度が２００ｐｐｉ以上、さらには３００ｐｐｉ以上、更には５００ｐｐｉ以上である高解像度の表示装置に好適に用いることができる。

また、液晶表示装置において、容量素子の容量値を大きくするほど、電界を加えた状況において、液晶素子の液晶分子の配向を一定に保つことができる期間を長くすることができる。静止画を表示させる場合、当該期間を長くできるため、画像データを書き換える回数を低減することが可能であり、消費電力を低減することができる。また、本実施の形態に示す構造により、高解像度の表示装置においても、開口率を高めることができるため、バックライトなどの光源の光を効率よく利用することができ、表示装置の消費電力を低減することができる。

次いで、図１０の一点鎖線Ｑ１−Ｒ１、及び一点鎖線Ｓ１−Ｔ１における断面図を図１１に示す。図１１に示すトランジスタ２５２は、チャネルエッチ型のトランジスタである。なお、一点鎖線Ｑ１−Ｒ１は、トランジスタ２５２のチャネル長方向、及び容量素子２５５の断面図であり、Ｓ１−Ｔ１における断面図は、トランジスタ２５２のチャネル幅方向の断面図である。

図１１に示すトランジスタ２５２は、シングルゲート構造のトランジスタであり、基板２１１上に設けられるゲート電極として機能する導電膜２１３を有する。また、基板２１１及びゲート電極として機能する導電膜２１３上に形成される絶縁膜２１５と、絶縁膜２１５上に形成される絶縁膜２１７と、絶縁膜２１５及び絶縁膜２１７を介して、ゲート電極として機能する導電膜２１３と重なる半導体膜２１９と、半導体膜２１９に接する、ソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜２２１ａ、２２１ｂとを有する。また、絶縁膜２１７、半導体膜２１９、及びソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜２２１ａ、２２１ｂ上には、絶縁膜２２３が形成され、絶縁膜２２３上には絶縁膜２２５が形成される。また、導電膜２２０が、絶縁膜２２５上に形成される。導電膜２２０は、ソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜２２１ａ、２２１ｂの一方、ここでは導電膜２２１ｂと、絶縁膜２２３及び絶縁膜２２５に設けられた開口部を介して電気的に接続される。絶縁膜２２５及び導電膜２２０上には絶縁膜２２７が形成される。また、導電膜２２９が、絶縁膜２２７上に形成される。

また、図１１では基板２４１と基板２１１との間に液晶層２５０を挟持した場合を示している。また基板２４１の基板２１１側の面には、ブラックマトリクスとして機能する遮光膜２６１、カラーフィルタとして機能する着色膜２６２等が設けられている。

なお、絶縁膜２２５上の半導体膜２１９と重畳する位置に導電膜２２０を設けることで、トランジスタ２５２を、導電膜２２０を第２のゲート電極とするダブルゲート構造のトランジスタとしてもよい。

また、導電膜２２０と、絶縁膜２２７と、導電膜２２９とが重なる領域が容量素子２５５として機能する。

なお、本発明の実施形態の一態様の断面図は、これに限定されない。様々な構成をとることができる。例えば、導電膜２２０は、スリットを有してもよい。または、導電膜２２０は櫛歯形状でもよい。

なお、図１２に示すように、導電膜２２９が、絶縁膜２２７上に設けられた絶縁膜２２８上に設けられていてもよい。絶縁膜２２８は平坦化膜としての機能を有する。

＜画素の構成の変形例＞
次に、表示装置２００が有する、図１０に示す画素とは異なる構成の画素２７０ｄ、２７０ｅ、２７０ｆの上面図を図１３に示す。図１３に示す画素を有する表示装置２００は、ＩＰＳモードによって駆動する。

図１３において、走査線として機能する導電膜２１３は、図中左右方向に延伸して設けられている。信号線として機能する導電膜２２１ａは、一部が屈曲したくの字（Ｖ字）形状を有するように、走査線に略直交する方向（図中上下方向）に延伸して設けられている。なお、走査線として機能する導電膜２１３は、走査線駆動回路２７４と電気的に接続されており、信号線として機能する導電膜２２１ａは、信号線駆動回路２７６に電気的に接続されている（図９（Ａ）参照）。

トランジスタ２５２は、走査線及び信号線の交差部近傍に設けられている。トランジスタ２５２は、ゲート電極として機能する導電膜２１３、ゲート絶縁膜（図１３に図示せず）、ゲート絶縁膜上に形成されたチャネル領域が形成される半導体膜２１９、ソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜２２１ａ、２２１ｂにより構成される。なお、導電膜２１３は、走査線としても機能し、半導体膜２１９と重畳する領域がトランジスタ２５２のゲート電極として機能する。また、導電膜２２１ａは、信号線としても機能し、半導体膜２１９と重畳する領域がトランジスタ２５２のソース電極またはドレイン電極として機能する。また、図１３において、走査線は、上面形状において端部が半導体膜２１９の端部より外側に位置する。このため、走査線はバックライトなどの光源からの光を遮る遮光膜として機能する。この結果、トランジスタに含まれる半導体膜２１９に光が照射されず、トランジスタの電気特性の変動を抑制することができる。

また、導電膜２２１ｂは、画素電極の機能を有する導電膜２２０と電気的に接続される。導電膜２２０は櫛歯状に形成されている。また、導電膜２２０上に絶縁膜（図１３に図示せず）が設けられ、該絶縁膜上に導電膜２２９が設けられる。導電膜２２９は、導電膜２２０と一部が重畳するように、上面図において導電膜２２０とかみ合うように櫛歯状に形成されている。また導電膜２２９は、走査線と平行または略平行な方向に延伸する領域と電気的に接続される。このため、表示装置２００が有する複数の画素において、導電膜２２９は各領域が同電位である。なお、導電膜２２０及び導電膜２２９は、信号線（導電膜２２１ａ）に沿うように屈曲したくの字（Ｖ字）形状を有している。

容量素子２５５は、導電膜２２０、及び導電膜２２９が重なる領域で形成される。導電膜２２０及び導電膜２２９は透光性を有する。即ち、容量素子２５５は透光性を有する。

次いで、図１３の一点鎖線Ｑ２−Ｒ２、及び一点鎖線Ｓ２−Ｔ２における断面図を図１４に示す。図１４に示すトランジスタ２５２は、チャネルエッチ型のトランジスタである。なお、一点鎖線Ｑ２−Ｒ２は、トランジスタ２５２のチャネル長方向、及び容量素子２５５の断面図であり、Ｓ２−Ｔ２における断面図は、トランジスタ２５２のチャネル幅方向の断面図である。

図１４に示すトランジスタ２５２は、シングルゲート構造のトランジスタであり、基板２１１上に設けられるゲート電極として機能する導電膜２１３を有する。また、基板２１１及びゲート電極として機能する導電膜２１３上に形成される絶縁膜２１５と、絶縁膜２１５上に形成される絶縁膜２１７と、絶縁膜２１５及び絶縁膜２１７を介して、ゲート電極として機能する導電膜２１３と重なる半導体膜２１９と、半導体膜２１９に接する、ソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜２２１ａ、２２１ｂとを有する。また、絶縁膜２１７、半導体膜２１９、及びソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜２２１ａ、２２１ｂ上には、絶縁膜２２３が形成され、絶縁膜２２３上には絶縁膜２２５が形成される。また、導電膜２２０が、絶縁膜２２５上に形成される。導電膜２２０は、ソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜２２１ａ、２２１ｂの一方、ここでは導電膜２２１ｂと、絶縁膜２２３及び絶縁膜２２５に設けられた開口部を介して電気的に接続される。絶縁膜２２５及び導電膜２２０上には絶縁膜２２７が形成される。また、導電膜２２９が、絶縁膜２２７上に形成される。

なお、絶縁膜２２５上の半導体膜２１９と重畳する位置に導電膜２２０を設けることで、トランジスタ２５２を、導電膜２２０を第２のゲート電極とするダブルゲート構造のトランジスタとしてもよい。

また、導電膜２２０と、絶縁膜２２７と、導電膜２２９とが重なる領域が容量素子２５５として機能する。

図１３及び図１４に示す液晶表示装置は、導電膜２２０及び導電膜２２９のそれぞれの端部近傍が重畳する構成によって、画素が有する容量素子を形成する。このような構成によって、大型の液晶表示装置において、容量素子を大きすぎず、適切な大きさに形成することができる。

なお、図１５に示すように、導電膜２２９を、絶縁膜２２７上に設けられた絶縁膜２２８上に設けてもよい。

また、図１６及び図１７に示すように、導電膜２２０と導電膜２２９とが重畳しない構成としてもよい。表示装置の解像度や駆動方法に応じた容量素子の大きさによって、導電膜２２０と導電膜２２９との位置関係を適宜決定することができる。なお、図１７に示す表示装置が有する導電膜２２９が、平坦化膜の機能を有する絶縁膜２２８上に設けられていてもよい（図１８参照）。

また、図１３及び図１４に示す液晶表示装置は、導電膜２２０の信号線（導電膜２２１ａ）と平行または略平行な方向に延伸する領域の幅（ｄ１）が、導電膜２２９の信号線と平行または略平行な方向に延伸する領域の幅（ｄ２）よりも小さい構成としているが（図１４参照）、これに限られない。図１９及び図２０に示すように、幅ｄ１が幅ｄ２より大きくてもよい。また、幅ｄ１と幅ｄ２が等しくてもよい。また、一の画素（例えば画素２７０ｄ）において、導電膜２２０および／または導電膜２２９の、信号線と平行または略平行な方向に延伸する複数の領域の幅が、各々異なっていてもよい。

また、図２１に示すように、絶縁膜２２７上に設けられた絶縁膜２２８が、絶縁膜２２８上の導電膜２２９と重畳する領域のみを残して除去されるような構成としてもよい。この場合、導電膜２２９をマスクとして絶縁膜２２８のエッチングを行うことができる。平坦化膜としての機能を有する絶縁膜２２８上の導電膜２２９の凹凸を抑制でき、導電膜２２９の端部から絶縁膜２２７にかけて絶縁膜２２８の側面がなだらかに形成される。なお、図２２に示すように、絶縁膜２２８の表面のうち基板２１１と平行な領域の一部が導電膜２２９に覆われない構成としてもよい。

また、図２３及び図２４に示すように、導電膜２２９が導電膜２２０と同一の層上、すなわち絶縁膜２２５上に設けられていてもよい。図２３及び図２４に示す導電膜２２９は、導電膜２２０と同一の材料で同時に形成することができる。

また、表示装置２００は、様々な形態を用いること、または様々な表示素子を有することが出来る。表示素子は、例えば、液晶素子、ＬＥＤ（白色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤなど）などを含むＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子（有機物及び無機物を含むＥＬ素子、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子）、トランジスタ（電流に応じて発光するトランジスタ）、電子放出素子、電気泳動素子、グレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）やデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、ＤＭＳ（デジタル・マイクロ・シャッター）素子、ＭＩＲＡＳＯＬ（登録商標）ディスプレイ、ＩＭＯＤ（インターフェアレンス・モジュレーション）素子、圧電セラミックディスプレイなどのＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）を用いた表示素子、エレクトロウェッティング素子などが挙げられる。これらの他にも、電気的または磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化する表示媒体を有していてもよい。また、表示素子として量子ドットを用いてもよい。液晶素子を用いた表示装置の一例としては、液晶ディスプレイ（透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディスプレイ、直視型液晶ディスプレイ、投射型液晶ディスプレイ）などがある。ＥＬ素子を用いた表示装置の一例としては、ＥＬディスプレイなどがある。電子放出素子を用いた表示装置の一例としては、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）又はＳＥＤ方式平面型ディスプレイ（ＳＥＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｅｒ Ｄｉｓｐｌａｙ）などがある。量子ドットを用いた表示装置の一例としては、量子ドットディスプレイなどがある。電子インク又は電気泳動素子を用いた表示装置の一例としては、電子ペーパーなどがある。なお、半透過型液晶ディスプレイや反射型液晶ディスプレイを実現する場合には、画素電極の一部、または、全部が、反射電極としての機能を有するようにすればよい。例えば、画素電極の一部、または、全部が、アルミニウム、銀、などを有するようにすればよい。さらに、その場合、反射電極の下に、ＳＲＡＭなどの記憶回路を設けることも可能である。これにより、さらに、消費電力を低減することができる。

なお、表示装置２００における表示方式は、プログレッシブ方式やインターレース方式等を用いることができる。また、カラー表示する際に画素が表現する色要素としては、ＲＧＢ（Ｒは赤、Ｇは緑、Ｂは青を表す）の三色に限定されない。例えば、１ドットがＲの画素とＧの画素とＢの画素とＷ（白）の画素の四画素から構成されてもよい。または、ペンタイル配列のように、ＲＧＢのうちの２色分で１ドットを構成し、ドットによって、異なる２色を選択して構成してもよい。または色要素としてＲＧＢに、イエロー、シアン、マゼンタ等を一色以上追加してもよい。なお、１ドットを構成する各画素の表示領域は大きさが異なっていてもよい。ただし、開示する発明はカラー表示の表示装置に限定されるものではなく、モノクロ表示の表示装置に適用することもできる。

また、バックライト（有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子、ＬＥＤ、蛍光灯など）に白色光（Ｗ）を用いて表示装置をフルカラー表示させるために、着色膜（カラーフィルタともいう。）を用いてもよい。着色膜は、例えば、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）、イエロー（Ｙ）などを適宜組み合わせて用いることができる。着色膜を用いることで、着色膜を用いない場合と比べて色の再現性を高くすることができる。このとき、着色膜を有する領域と、着色膜を有さない領域とを配置することによって、着色膜を有さない領域における白色光を直接表示に利用しても構わない。一部に着色膜を有さない領域を配置することで、明るい表示の際に、着色膜による輝度の低下を少なくでき、消費電力を２割から３割程度低減できる場合がある。ただし、有機ＥＬ素子や無機ＥＬ素子などの自発光素子を用いてフルカラー表示する場合、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙ、ホワイト（Ｗ）を、それぞれの発光色を有する素子から発光させても構わない。自発光素子を用いることで、着色膜を用いた場合よりも、さらに消費電力を低減できる場合がある。

＜基板＞
基板２１１の材質などに大きな制限はないが、少なくとも、後の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有している必要がある。例えば、ガラス基板、セラミック基板、石英基板、サファイア基板等を、基板２１１として用いてもよい。また、シリコンや炭化シリコンなどの単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、ＳＯＩ基板等を適用することも可能であり、これらの基板上に半導体素子が設けられたものを、基板２１１として用いてもよい。なお、基板２１１として、ガラス基板を用いる場合、第６世代（１５００ｍｍ×１８５０ｍｍ）、第７世代（１８７０ｍｍ×２２００ｍｍ）、第８世代（２２００ｍｍ×２４００ｍｍ）、第９世代（２４００ｍｍ×２８００ｍｍ）、第１０世代（２９５０ｍｍ×３４００ｍｍ）等の大面積基板を用いることで、大型の表示装置を作製することができる。また、基板２１１として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、トランジスタや容量素子等を形成してもよい。

これらの他にも、基板２１１として、様々な基板を用いて、トランジスタを形成することが出来る。基板の種類は、特定のものに限定されることはない。その基板の一例としては、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板の一例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に代表されるプラスチック、又はアクリル等の可撓性を有する合成樹脂などがある。貼り合わせフィルムの一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又は塩化ビニルなどがある。基材フィルムの一例としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。特に、半導体基板、単結晶基板、又はＳＯＩ基板などを用いてトランジスタを製造することによって、特性、サイズ、又は形状などのばらつきが少なく、電流能力が高く、サイズの小さいトランジスタを製造することができる。このようなトランジスタによって回路を構成すると、回路の低消費電力化、又は回路の高集積化を図ることができる。

なお、ある基板を用いてトランジスタを形成し、その後、別の基板にトランジスタを転置し、別の基板上にトランジスタを配置してもよい。トランジスタが転置される基板の一例としては、上述したトランジスタを形成することが可能な基板に加え、紙基板、セロファン基板、石材基板、木材基板、布基板（天然繊維（絹、綿、麻等）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル等）若しくは再生繊維（アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル等）などを含む）、皮革基板、又はゴム基板などがある。これらの基板を用いることにより、特性のよいトランジスタの形成、消費電力の小さいトランジスタの形成、壊れにくい装置の製造、耐熱性の付与、軽量化、又は薄型化を図ることができる。

＜半導体膜＞
半導体膜２１９は、少なくともインジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）及びＭ（Ａｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、ＳｎまたはＨｆ等の金属）を含むＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物で表記される膜を含むことが好ましい。また、該酸化物半導体を用いたトランジスタの電気特性のばらつきを減らすため、スタビライザーを含むことが好ましい。

スタビライザーとしては、上記Ｍで記載の金属を含め、例えば、ガリウム（Ｇａ）、スズ（Ｓｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、アルミニウム（Ａｌ）、またはジルコニウム（Ｚｒ）等がある。また、スタビライザーの他の例としては、ランタノイドである、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）等がある。

半導体膜２１９を構成する酸化物半導体として、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｇｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｏ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物を用いることができる。

なお、ここで、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物とは、ＩｎとＧａとＺｎを主成分として有する酸化物という意味であり、ＩｎとＧａとＺｎの比率は問わない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の金属元素が入っていてもよい。

また、半導体膜２１９と、導電膜２２０は、上記酸化物に含まれている金属元素のうち、同一の金属元素を有していてもよい。半導体膜２１９と、導電膜２２０を同一の金属元素とすることで、製造コストを低減させることができる。例えば、同一の金属組成の金属酸化物ターゲットを用いることで製造コストを低減させることができる。また同一の金属組成の金属酸化物ターゲットを用いることによって、半導体膜２１９および導電膜２２０を加工する際のエッチングガスまたはエッチング液を共通して用いることができる。ただし、半導体膜２１９と、導電膜２２０は、同一の金属元素を有していても、組成が異なる場合がある。例えば、トランジスタ及び容量素子の作製工程中に、膜中の金属元素が脱離し、異なる金属組成となる場合がある。

なお、半導体膜２１９がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物であるとき、ＩｎとＭの原子比率は、ＩｎおよびＭの和を１００ａｔｏｍｉｃ％としたとき、好ましくはＩｎが２５ａｔｏｍｉｃ％より高く、Ｍが７５ａｔｏｍｉｃ％未満、さらに好ましくはＩｎが３４ａｔｏｍｉｃ％より高く、Ｍが６６ａｔｏｍｉｃ％未満とする。

半導体膜２１９は、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上である。このように、エネルギーギャップの広い酸化物半導体を用いることで、トランジスタ２５２のオフ電流を低減することができる。

半導体膜２１９の厚さは、３ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以上１００ｎｍ以下、さらに好ましくは３ｎｍ以上５０ｎｍ以下とする。

半導体膜２１９がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、またはＮｄ）の場合、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ≧Ｍ、Ｚｎ≧Ｍを満たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２が好ましい。なお、成膜される半導体膜２１９の原子数比はそれぞれ、誤差として上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス４０％の変動を含む。

半導体膜２１９としては、キャリア密度の低い酸化物半導体膜を用いる。例えば、半導体膜２１９は、キャリア密度が１×１０^１７個／ｃｍ^３以下、好ましくは１×１０^１５個／ｃｍ^３以下、さらに好ましくは１×１０^１３個／ｃｍ^３以下、より好ましくは１×１０^１１個／ｃｍ^３以下の酸化物半導体膜を用いる。

なお、これらに限られず、必要とするトランジスタの半導体特性及び電気特性（電界効果移動度、しきい値電圧等）、またはそれらのばらつきに応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とするトランジスタの半導体特性を得るために、半導体膜２１９のキャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。

半導体膜２１９において、第１４族元素の一つであるシリコンや炭素が含まれると、半導体膜２１９において酸素欠損が増加し、ｎ型化してしまう。このため、半導体膜２１９におけるシリコンや炭素の濃度（二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により得られる濃度）を、２×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは２×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下とする。

また、半導体膜２１９において、ＳＩＭＳにより得られるアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは２×１０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下にする。アルカリ金属及びアルカリ土類金属は、酸化物半導体と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジスタのオフ電流が増大してしまうことがある。このため、半導体膜２１９のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を低減することが好ましい。

また、半導体膜２１９に窒素が含まれていると、キャリアである電子が生じ、キャリア密度が増加し、ｎ型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。従って、当該酸化物半導体膜において、窒素はできる限り低減されていることが好ましい。例えば、ＳＩＭＳにより得られる窒素濃度は、５×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下にすることが好ましい。

また、半導体膜２１９は、例えば非単結晶構造でもよい。非単結晶構造は、例えば、後述するＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ−Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶構造、後述する微結晶構造、または非晶質構造を含む。非単結晶構造において、非晶質構造は最も欠陥準位密度が高く、ＣＡＡＣ−ＯＳは最も欠陥準位密度が低い。

半導体膜２１９は、例えば非晶質構造でもよい。非晶質構造の酸化物半導体膜は、例えば、原子配列が無秩序であり、結晶成分を有さない。または、非晶質構造の酸化物膜は、例えば、完全な非晶質構造であり、結晶部を有さない。

なお、半導体膜２１９が、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、多結晶構造の領域、ＣＡＡＣ−ＯＳの領域、単結晶構造の領域の二種以上を有する混合膜であってもよい。混合膜は、例えば、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、多結晶構造の領域、ＣＡＡＣ−ＯＳの領域、単結晶構造の領域のいずれか二種以上の領域の積層構造を有していてもよい。

また、半導体膜２１９に用いることのできる材料としては、例えば、シリコン、ゲルマニウム、有機半導体等が挙げられる。

トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。

例えば、半導体膜２１９は、シリコンを含むことが好ましい。シリコンとしては、例えばアモルファスシリコン、または結晶性を有するシリコンを用いることが好ましい。結晶性を有するシリコンとしては、例えば、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンなどを用いることが好ましい。特に、多結晶シリコンは、単結晶シリコンに比べて低温で形成でき、且つアモルファスシリコンに比べて高い電界効果移動度と高い信頼性を備える。このような多結晶半導体を画素に適用することで画素の開口率を向上させることができる。また極めて密に画素を有する場合であっても、ゲート駆動回路とソース駆動回路を画素と同一基板上に形成することが可能となり、電子機器を構成する部品数を低減することができる。

本実施の形態で例示したボトムゲート構造のトランジスタは、作製工程を削減できるため好ましい。またこのときアモルファスシリコンを用いることで、多結晶シリコンよりも低温で形成できるため、半導体膜２１９よりも下層の電極の材料、基板の材料として、耐熱性の低い材料を用いることが可能なため、材料の選択の幅を広げることができる。例えば、上述の大面積のガラス基板などを好適に用いることができる。

＜絶縁膜＞
トランジスタ２５２のゲート絶縁膜として機能する絶縁膜２１５、２１７としては、プラズマＣＶＤ（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、スパッタリング法等により形成される、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜および酸化ネオジム膜を一種以上含む絶縁膜を、それぞれ用いることができる。なお、絶縁膜２１５、２１７の積層構造とせずに、上述の材料から選択された単層の絶縁膜を用いてもよい。

絶縁膜２１５は、酸素の透過を抑制するブロッキング膜としての機能を有する。例えば、絶縁膜２１７、２２３、２２５及び／または半導体膜２１９中に過剰の酸素を供給する場合において、絶縁膜２１５は酸素の透過を抑制することができる。

なお、トランジスタ２５２のチャネル領域として機能する半導体膜２１９と接する絶縁膜２１７は、酸化物絶縁膜であることが好ましく、化学量論的組成よりも過剰に酸素を含有する領域（酸素過剰領域）を有することがより好ましい。別言すると、絶縁膜２１７は、酸素を放出することが可能な絶縁膜である。なお、絶縁膜２１７に酸素過剰領域を設けるには、例えば、酸素雰囲気下にて絶縁膜２１７を形成すればよい。または、成膜後の絶縁膜２１７に酸素を導入して、酸素過剰領域を形成してもよい。酸素の導入方法としては、イオン注入法、イオンドーピング法、プラズマイマージョンイオン注入法、プラズマ処理等を用いることができる。

また、絶縁膜２１５、２１７として、酸化ハフニウムを用いる場合、以下の効果を奏する。酸化ハフニウムは、酸化シリコンや酸化窒化シリコンと比べて比誘電率が高い。したがって、酸化シリコンを用いた場合と比べて、絶縁膜２１５、２１７の膜厚を大きくできるため、トンネル電流によるリーク電流を小さくすることができる。すなわち、オフ電流の小さいトランジスタを実現することができる。さらに、結晶構造を有する酸化ハフニウムは、非晶質構造を有する酸化ハフニウムと比べて高い比誘電率を備える。したがって、オフ電流の小さいトランジスタとするためには、結晶構造を有する酸化ハフニウムを用いることが好ましい。結晶構造の例としては、単斜晶系や立方晶系などが挙げられる。ただし、本発明の一態様は、これらに限定されない。

なお、本実施の形態では、絶縁膜２１５として窒化シリコン膜を形成し、絶縁膜２１７として酸化シリコン膜を形成する。窒化シリコン膜は、酸化シリコン膜と比較して比誘電率が高く、酸化シリコン膜と同等の静電容量を得るのに必要な膜厚が大きいため、トランジスタ２５２のゲート絶縁膜として、窒化シリコン膜を含むことで絶縁膜を物理的に厚膜化することができる。よって、トランジスタ２５２の絶縁耐圧の低下を抑制、さらには絶縁耐圧を向上させて、トランジスタ２５２の静電破壊を抑制することができる。

絶縁膜２２８としては、例えばポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等の耐熱性を有する有機材料を用いることができる。例えば絶縁膜上に有機樹脂膜を形成し、所望の領域が残るようにパターニングし、その後不要な領域をエッチングすることで形成する。

＜ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極＞
導電膜２１３、導電膜２２１ａ及び導電膜２２１ｂに用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、またはタングステンなどの金属、またはこれを主成分とする合金を単層構造または積層構造として用いることができる。例えば、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、タングステン膜上にチタン膜を積層する二層構造、モリブデン膜上に銅膜を積層した二層構造、モリブデンとタングステンを含む合金膜上に銅膜を積層した二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜または窒化チタン膜と、そのチタン膜または窒化チタン膜上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、そのモリブデン膜または窒化モリブデン膜上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。また、導電膜２２１ａ、及び導電膜２２１ｂを三層構造とする場合、一層目及び三層目には、チタン、窒化チタン、モリブデン、タングステン、モリブデンとタングステンを含む合金、モリブデンとジルコニウムを含む合金、又は窒化モリブデンでなる膜を形成し、２層目には、銅、アルミニウム、金又は銀、或いは銅とマンガンの合金等の低抵抗材料でなる膜を形成することが好ましい。なお、インジウム錫酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化シリコンを添加したインジウム錫酸化物等の透光性を有する導電性材料を用いてもよい。また、導電膜２１３、導電膜２２１ａ及び導電膜２２１ｂに用いることのできる材料は、例えば、スパッタリング法を用いて形成することができる。

＜導電膜＞
導電膜２２９は、コモン電極としての機能を有する。導電膜２２９としては、例えば、可視光において、透光性を有する材料を用いればよい。具体的には、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）の中から選ばれた一種を含む材料を用いるとよい。また、導電膜２２９としては、例えば、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する導電性材料を用いることができる。また、導電膜２２９としては、例えば、スパッタリング法を用いて形成することができる。

導電膜２２０は、画素電極としての機能を有する。導電膜２２０は、導電膜２２９と同様の材料を用いることができる。

または、導電膜２２０として、半導体膜２１９と同様の酸化物半導体を用いることが好ましい。このとき導電膜２２０が、半導体膜２１９のチャネルが形成される領域よりも低い電気抵抗を呈するように、形成されていることが好ましい。

＜酸化物半導体の抵抗率の制御方法＞
半導体膜２１９及び導電膜２２０に用いることのできる酸化物半導体膜は、膜中の酸素欠損及び／又は膜中の水素、水等の不純物濃度によって、抵抗率を制御することができる半導体材料を含む。そのため、半導体膜２１９及び導電膜２２０へ酸素欠損及び／又は不純物濃度が増加する処理、または酸素欠損及び／又は不純物濃度が低減する処理の少なくとも一方を行うことによって、それぞれの酸化物半導体膜の抵抗率を制御することができる。

具体的には、容量素子２５５の電極として機能する導電膜２２０に用いる酸化物半導体膜にプラズマ処理を行い、該酸化物半導体膜中の酸素欠損を増加させる、および／または酸化物半導体膜中の水素、水等の不純物を増加させることによって、キャリア密度が高く、抵抗率が低い酸化物半導体膜とすることができる。また、酸化物半導体膜に水素を含む絶縁膜を接して形成し、該水素を含む絶縁膜、例えば絶縁膜２２７から酸化物半導体膜に水素を拡散させることによって、キャリア密度が高く、抵抗率が低い酸化物半導体膜とすることができる。

一方、トランジスタ２５２のチャネル領域として機能する半導体膜２１９は、絶縁膜２１７、２２３、２２５を設けることによって、水素を含む絶縁膜２１５、２２７と接しない構成とする。絶縁膜２１７、２２３、２２５の少なくとも一つに酸素を含む絶縁膜、別言すると、酸素を放出することが可能な絶縁膜を適用することで、半導体膜２１９に酸素を供給することができる。酸素が供給された半導体膜２１９は、膜中または界面の酸素欠損が補填され抵抗率が高い酸化物半導体膜となる。なお、酸素を放出することが可能な絶縁膜としては、例えば、酸化シリコン膜、または酸化窒化シリコン膜を用いることができる。

また、抵抗率が低い酸化物半導体膜を得るために、イオン注入法、イオンドーピング法、プラズマイマージョンイオンインプランテーション法などを用いて、水素、ボロン、リン、または窒素を酸化物半導体膜に注入してもよい。

また、抵抗率が低い酸化物半導体膜を得るために、該酸化物半導体膜にプラズマ処理を行ってもよい。例えば、該プラズマ処理としては、代表的には、希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ）、水素、及び窒素の中から選ばれた一種以上を含むガスを用いたプラズマ処理が挙げられる。より具体的には、Ａｒ雰囲気下でのプラズマ処理、Ａｒと水素の混合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、アンモニア雰囲気下でのプラズマ処理、Ａｒとアンモニアの混合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、または窒素雰囲気下でのプラズマ処理などが挙げられる。

上記プラズマ処理によって、酸化物半導体膜は、酸素が脱離した格子（または酸素が脱離した部分）に酸素欠損を形成する。該酸素欠損は、キャリアを発生する要因になる場合がある。また、酸化物半導体膜の近傍、より具体的には、酸化物半導体膜の下側または上側に接する絶縁膜から水素が供給されると、上記酸素欠損と水素が結合することで、キャリアである電子を生成する場合がある。

一方、酸素欠損が補填され、水素濃度が低減された酸化物半導体膜は、高純度真性化、又は実質的に高純度真性化された酸化物半導体膜といえる。ここで、実質的に真性とは、酸化物半導体膜のキャリア密度が、８×１０^１１／ｃｍ^３未満、好ましくは１×１０^１１／ｃｍ^３未満、さらに好ましくは１×１０^１０／ｃｍ^３未満であることを指す。高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、キャリア発生源が少ないため、キャリア密度を低くすることができる。また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度を低減することができる。

また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、オフ電流が著しく小さく、チャネル幅が１×１０^６μｍでチャネル長が１０μｍの素子であっても、ソース電極とドレイン電極間の電圧（ドレイン電圧）が１Ｖから１０Ｖの範囲において、オフ電流が、半導体パラメータアナライザの測定限界以下、すなわち１×１０^−１３Ａ以下という特性を得ることができる。したがって、上述した高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜を用いる半導体膜２１９をチャネル領域に用いるトランジスタ２５２は、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとなる。

絶縁膜２２７として、例えば、水素を含む絶縁膜、別言すると水素を放出することが可能な絶縁膜、代表的には窒化シリコン膜を用いることで、導電膜２２０に水素を供給することができる。水素を放出することが可能な絶縁膜としては、膜中の含有水素濃度が１×１０^２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上であると好ましい。このような絶縁膜を導電膜２２０に接して形成することで、導電膜２２０に効果的に水素を含有させることができる。このように、半導体膜２１９及び導電膜２２０に接する絶縁膜の構成を変えることによって、酸化物半導体膜の抵抗率を制御することができる。なお、絶縁膜２１５として、絶縁膜２２７と同様の材料を用いてもよい。絶縁膜２１５として窒化シリコンを用いることで、絶縁膜２１７から放出される酸素が導電膜２１３に供給され、酸化されることを抑制できる。

酸化物半導体膜に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になると共に、酸素が脱離した格子（または酸素が脱離した部分）に酸素欠損を形成する。該酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸素と結合することで、キャリアである電子を生成する場合がある。したがって、水素が含まれている絶縁膜と接して設けられた導電膜２２０は、半導体膜２１９よりもキャリア密度の高い酸化物半導体膜となる。

トランジスタ２５２のチャネル領域が形成される半導体膜２１９は、水素ができる限り低減されていることが好ましい。具体的には、半導体膜２１９において、ＳＩＭＳにより得られる水素濃度を、２×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは５×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、より好ましくは１×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、より好ましくは５×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、さらに好ましくは１×１０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下とする。

一方、容量素子２５５の電極として機能する導電膜２２０は、半導体膜２１９よりも水素濃度及び／又は酸素欠損量が多く、抵抗率が低い酸化物半導体膜である。導電膜２２０に含まれる水素濃度は、８×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上、好ましくは１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上、より好ましくは５×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上である。また、半導体膜２１９と比較して、導電膜２２０に含まれる水素濃度は２倍以上、好ましくは１０倍以上である。また、導電膜２２０の抵抗率が、半導体膜２１９の抵抗率の１×１０^−８倍以上１×１０^−１倍未満であることが好ましく、代表的には１×１０^−３Ωｃｍ以上１×１０^４Ωｃｍ未満、さらに好ましくは、抵抗率が１×１０^−３Ωｃｍ以上１×１０^−１Ωｃｍ未満であるとよい。

＜保護絶縁膜＞
トランジスタ２５２の保護絶縁膜として機能する絶縁膜２２３、２２５、２２７としては、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法等により形成される、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜および酸化ネオジム膜を一種以上含む絶縁膜を、それぞれ用いることができる。

また、トランジスタ２５２のチャネル領域として機能する半導体膜２１９と接する絶縁膜２２３は、酸化物絶縁膜であることが好ましく、化学量論的組成よりも過剰に酸素を含有する領域（酸素過剰領域）を有することがより好ましい。別言すると、絶縁膜２２３は、酸素を放出することが可能な絶縁膜である。なお、絶縁膜２２３に酸素過剰領域を設けるには、例えば、酸素雰囲気下にて絶縁膜２２３を形成すればよい。または、成膜後の絶縁膜２２３に酸素を導入して、酸素過剰領域を形成してもよい。酸素の導入方法としては、イオン注入法、イオンドーピング法、プラズマイマージョンイオン注入法、プラズマ処理等を用いることができる。

絶縁膜２２３として、酸素を放出することが可能な絶縁膜を用いることで、トランジスタ２５２のチャネル領域として機能する半導体膜２１９に酸素を移動させ、半導体膜２１９の酸素欠損量を低減することが可能となる。例えば、昇温脱離ガス分析（以下、ＴＤＳ分析とする。）によって測定される，膜の表面温度が１００℃以上７００℃以下、または１００℃以上５００℃以下の範囲における酸素分子の放出量が、１．０×１０^１８分子／ｃｍ^３以上ある絶縁膜を用いることで、半導体膜２１９に含まれる酸素欠損量を低減することができる。

また、絶縁膜２２３は、欠陥量が少ないことが好ましく、代表的には、ＥＳＲ測定により、シリコンのダングリングボンドに由来するｇ＝２．００１に現れる信号のスピン密度が３×１０^１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ^３以下であることが好ましい。これは、絶縁膜２２３に含まれる欠陥密度が多いと、当該欠陥に酸素が結合してしまい、絶縁膜２２３における酸素の透過量が減少してしまうためである。また、絶縁膜２２３と半導体膜２１９との界面における欠陥量が少ないことが好ましく、代表的には、ＥＳＲ測定により、半導体膜２１９の欠陥に由来するｇ値が１．８９以上１．９６以下に現れる信号のスピン密度が１×１０^１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ^３以下、さらには検出下限以下であることが好ましい。

なお、絶縁膜２２３においては、外部から絶縁膜２２３に入った酸素が全て絶縁膜２２３の外部に移動する場合がある。または、外部から絶縁膜２２３に入った酸素の一部が、絶縁膜２２３にとどまる場合もある。また、外部から絶縁膜２２３に酸素が入ると共に、絶縁膜２２３に含まれる酸素が絶縁膜２２３の外部へ移動することで、絶縁膜２２３において酸素の移動が生じる場合もある。絶縁膜２２３として酸素を透過することができる酸化物絶縁膜を形成すると、絶縁膜２２３上に設けられる絶縁膜２２５から脱離する酸素を、絶縁膜２２３を介して半導体膜２１９に移動させることができる。

また、絶縁膜２２３は、窒素酸化物に起因する準位密度が低い酸化物絶縁膜を用いて形成することができる。なお、当該窒素酸化物に起因する準位密度は、酸化物半導体膜の価電子帯の上端のエネルギー（Ｅ_Ｖ＿ＯＳ）と酸化物半導体膜の伝導帯の下端のエネルギー（Ｅ_Ｃ＿ＯＳ）の間に形成され得る場合がある。上記酸化物絶縁膜として、窒素酸化物の放出量が少ない酸化窒化シリコン膜、または窒素酸化物の放出量が少ない酸化窒化アルミニウム膜等を用いることができる。

なお、窒素酸化物の放出量の少ない酸化窒化シリコン膜は、ＴＤＳ分析において、窒素酸化物の放出量よりアンモニアの放出量が多い膜であり、代表的にはアンモニア分子の放出量が１×１０^１８分子／ｃｍ^３以上５×１０^１９分子／ｃｍ^３以下である。なお、アンモニアの放出量は、膜の表面温度が５０℃以上６５０℃以下、好ましくは５０℃以上５５０℃以下の加熱処理による放出量とする。

窒素酸化物（ＮＯ_ｘ、ｘは０より大きく２以下、好ましくは１以上２以下）、代表的にはＮＯ_２またはＮＯは、絶縁膜２２３などに準位を形成する。当該準位は、半導体膜２１９のエネルギーギャップ内に位置する。そのため、窒素酸化物が、絶縁膜２２３及び半導体膜２１９の界面に拡散すると、当該準位が絶縁膜２２３側において電子をトラップする場合がある。この結果、トラップされた電子が、絶縁膜２２３及び半導体膜２１９界面近傍に留まるため、トランジスタのしきい値電圧をプラス方向にシフトさせてしまう。

また、窒素酸化物は、加熱処理においてアンモニア及び酸素と反応する。絶縁膜２２３に含まれる窒素酸化物は、加熱処理において、絶縁膜２２５に含まれるアンモニアと反応するため、絶縁膜２２３に含まれる窒素酸化物が低減される。このため、絶縁膜２２３及び半導体膜２１９の界面において、電子がトラップされにくい。

絶縁膜２２３として、上記酸化物絶縁膜を用いることで、トランジスタのしきい値電圧のシフトを低減することが可能であり、トランジスタの電気特性の変動を低減することができる。

なお、トランジスタの作製工程の加熱処理、代表的には４００℃未満または３７５℃未満（好ましくは、３４０℃以上３６０℃以下）の加熱処理により、絶縁膜２２３は、１００Ｋ以下のＥＳＲで測定して得られたスペクトルにおいてｇ値が２．０３７以上２．０３９以下の第１のシグナル、ｇ値が２．００１以上２．００３以下の第２のシグナル、及びｇ値が１．９６４以上１．９６６以下の第３のシグナルが観測される。なお、第１のシグナル及び第２のシグナルのスプリット幅、並びに第２のシグナル及び第３のシグナルのスプリット幅は、ＸバンドのＥＳＲ測定において約５ｍＴである。また、ｇ値が２．０３７以上２．０３９以下の第１のシグナル、ｇ値が２．００１以上２．００３以下の第２のシグナル、及びｇ値が１．９６４以上１．９６６以下の第３のシグナルのスピンの密度の合計が１×１０^１８ｓｐｉｎｓ／ｃｍ^３未満であり、代表的には１×１０^１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ^３以上１×１０^１８ｓｐｉｎｓ／ｃｍ^３未満である。

なお、１００Ｋ以下のＥＳＲスペクトルにおいてｇ値が２．０３７以上２．０３９以下の第１シグナル、ｇ値が２．００１以上２．００３以下の第２のシグナル、及びｇ値が１．９６４以上１．９６６以下の第３のシグナルは、窒素酸化物（ＮＯ_ｘ、ｘは０より大きく２以下、好ましくは１以上２以下）起因のシグナルに相当する。窒素酸化物の代表例としては、一酸化窒素、二酸化窒素等がある。即ち、ｇ値が２．０３７以上２．０３９以下の第１のシグナル、ｇ値が２．００１以上２．００３以下の第２のシグナル、及びｇ値が１．９６４以上１．９６６以下の第３のシグナルのスピンの密度の合計が少ないほど、酸化物絶縁膜に含まれる窒素酸化物の含有量が少ないといえる。

また、上記酸化物絶縁膜は、ＳＩＭＳで測定される窒素濃度が６×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下である。

基板温度が２２０℃以上３５０℃以下であり、シラン及び一酸化二窒素を用いたＰＥＣＶＤ法を用いて、上記酸化物絶縁膜を形成することで、緻密であり、且つ硬度の高い膜を形成することができる。

絶縁膜２２３に接するように形成される絶縁膜２２５は、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜を用いて形成する。化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜は、加熱により酸素の一部が脱離する。化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜は、ＴＤＳにて、酸素原子に換算しての酸素の放出量が１．０×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上、好ましくは３．０×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上である酸化物絶縁膜である。なお、上記ＴＤＳにおける膜の表面温度としては１００℃以上７００℃以下、または１００℃以上５００℃以下の範囲が好ましい。

また、絶縁膜２２５は、欠陥量が少ないことが好ましく、代表的には、ＥＳＲ測定により、シリコンのダングリングボンドに由来するｇ＝２．００１に現れる信号のスピン密度が１．５×１０^１８ｓｐｉｎｓ／ｃｍ^３未満、更には１×１０^１８ｓｐｉｎｓ／ｃｍ^３以下であることが好ましい。なお、絶縁膜２２５は、絶縁膜２２３と比較して半導体膜２１９から離れているため、絶縁膜２２３より、欠陥密度が多くともよい。

絶縁膜２２３の厚さは、５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上５０ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下とすることができる。絶縁膜２２５の厚さは、３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、好ましくは１５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下とすることができる。

また、絶縁膜２２３、２２５は、同種の材料の絶縁膜を用いることができるため、絶縁膜２２３と絶縁膜２２５の界面が明確に確認できない場合がある。したがって、本実施の形態においては、絶縁膜２２３と絶縁膜２２５の界面は、破線で図示している。なお、本実施の形態においては、絶縁膜２２３と絶縁膜２２５の２層構造について説明したが、これに限定されず、例えば、絶縁膜２２３の単層構造、絶縁膜２２５の単層構造、または３層以上の積層構造としてもよい。

容量素子２５５の誘電体膜として機能する絶縁膜２２７としては、窒化物絶縁膜であることが好ましい。窒化シリコン膜は、酸化シリコン膜と比較して比誘電率が高く、酸化シリコン膜と同等の静電容量を得るのに必要な膜厚が大きいため、容量素子２５５の誘電体膜として機能する絶縁膜２２７として、窒化シリコン膜を含むことで絶縁膜を物理的に厚膜化することができる。よって、容量素子２５５の絶縁耐圧の低下を抑制、さらには絶縁耐圧を向上させて、容量素子２５５の静電破壊を抑制することができる。なお、絶縁膜２２７は、容量素子２５５の電極として機能する導電膜２２０の抵抗率を低下させる機能も有する。

また、絶縁膜２２７は、酸素、水素、水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等をブロッキングできる機能を有する。絶縁膜２２７を設けることで、半導体膜２１９からの酸素の外部への拡散と、絶縁膜２２３、２２５に含まれる酸素の外部への拡散と、外部から半導体膜２１９への水素、水等の入り込みを防ぐことができる。なお、酸素、水素、水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等のブロッキング効果を有する窒化物絶縁膜の代わりに、酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する酸化物絶縁膜を設けてもよい。酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する酸化物絶縁膜としては、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化窒化ガリウム、酸化イットリウム、酸化窒化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化窒化ハフニウム等がある。

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、上記実施の形態で例示した情報処理装置に適用可能な表示装置の構成例について説明する。

図２５（Ａ）に、表示装置３００の上面概略図を示す。また、図２５（Ｂ）に図２５（Ａ）の切断線Ａ１−Ａ２間、Ａ３−Ａ４間及びＡ５−Ａ６間の断面概略図を示す。なお、図２５（Ａ）には明瞭化のため、構成要素の一部を省略して示している。

表示装置３００は、基板３０１の上面に、表示部３０２、信号線駆動回路３０３、走査線駆動回路３０４及び外部接続端子３０５を有する。

表示部３０２は、液晶素子３１４を備える。液晶素子３１４は、基板面に対して横方向に発生する電界により液晶の配向が制御される。

表示装置３００は、絶縁層３３２、絶縁層３３４、絶縁層３３８、絶縁層３４１、絶縁層３４２、トランジスタ３１１、トランジスタ３１２、液晶素子３１４、第１の電極３４３、第２の電極３５２、液晶３５３、カラーフィルタ３２７、遮光層３２８、シール材３５４、ＦＰＣ３５５、異方性導電接続層３５６等を有している。

画素には少なくとも一つのスイッチング用のトランジスタ３１２と、図示しない保持容量を有する。またトランジスタ３１２のソース電極またはドレイン電極の一方に電気的に接続するくし形状の第１の電極３４３が絶縁層３４２上に設けられ、くし形状の第２の電極３５２が絶縁層３４１上に設けられる。第１の電極３４３および第２の電極３５２は、上面視において離間して設けられている。

第１の電極３４３と第２の電極３５２の少なくとも一方には、透光性の導電性材料を用いる。これら電極の両方に透光性の導電性材料を用いると、画素の開口率を高めることができるため好ましい。

カラーフィルタ３２７は、第１の電極３４３及び第２の電極３５２と重なるように設けられる。また遮光層３２８はカラーフィルタ３２７の側面を覆って設けられている。図２５（Ｂ）ではカラーフィルタ３２７が基板３２１上に設けられる構成を示しているが、カラーフィルタの配置はこの位置に限られない。

基板３０１と基板３２１との間には、液晶３５３が設けられている。第１の電極３４３と第２の電極３５２の間に電圧を印加することにより、概略横方向に電界が生じ、該電界によって液晶３５３の配向が制御され、表示装置の外部に配置されたバックライトからの光の偏光を画素単位で制御することにより、画像を表示することができる。

液晶３５３と接する面には、液晶３５３の配向を制御するための配向膜が設けられていることが好ましい。配向膜には透光性の材料を用いる。また、ここでは図示しないが、基板３２１及び基板３０１の液晶素子３１４からみて外側の面に偏光板を設ける。

液晶３５３としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、強誘電液晶、反強誘電液晶などを用いることができる。また、ブルー相を示す液晶を使用すると、配向膜が不要であり、且つ広い視野角が得られるため好ましい。

なお、液晶３５３として粘度が高く流動性の低い材料を用いることが好ましい。

なお、本構成例ではＩＰＳモードが適用された液晶素子３１４について説明するが、液晶素子の構成はこれに限られず、そのほかにもＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モードなどを用いることができる。

表示装置３００に設けられるトランジスタ（トランジスタ３１１、トランジスタ３１２等）は、トップゲート型のトランジスタである。各トランジスタは、半導体層３３５と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層３３４と、ゲート電極３３３と、を有する。またゲート電極３３３を覆う絶縁層３３８が設けられ、絶縁層３３４及び絶縁層３３８に設けられた開口部を介して半導体層３３５と電気的に接続される一対の電極３３６を備える。

ここで、半導体層３３５として、酸化物半導体を用いることが好ましい。酸化物半導体としては、例えば上記実施の形態で例示した酸化物半導体を用いることができる。

また、半導体層３３５は、チャネルとして機能する領域よりも低抵抗化されたソース領域、またはドレイン領域として機能する領域を有していてもよい。例えば、ソース領域及びドレイン領域は、一対の電極３３６と接する部分に設けること、またはチャネルとして機能する領域を挟んで設けることができる。例えば、上記実施の形態で例示した方法により抵抗率が制御された領域とすればよい。

半導体層３３５に酸化物半導体を用いることにより、例えば多結晶シリコン等に比べて低温でばらつきの小さいトランジスタを大面積に作製することができる。

また、半導体層として、シリコンを用いてもよい。図２６（Ａ）に、半導体層としてシリコンを用いた表示装置３６０の上面概略図を示す。また、図２６（Ｂ）に図２６（Ａ）の切断線Ａ１−Ａ２間、Ａ３−Ａ４間及びＡ５−Ａ６間の断面概略図を示す。なお、図２６（Ａ）には明瞭化のため、構成要素の一部を省略して示している。以下では図２５（Ａ）、（Ｂ）に示す表示装置３００と異なる要素についてのみ説明する。

表示装置３６０に設けられるトランジスタ（トランジスタ３６１、トランジスタ３６２等）は、トップゲート型のトランジスタである。各トランジスタは、ソース領域またはドレイン領域として機能する不純物領域を備える半導体層３６５と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層３３４と、ゲート電極３３３と、を有する。またゲート電極３３３を覆う絶縁層３３８が設けられ、絶縁層３３４、絶縁層３３８に設けられた開口部を介して半導体層３６５のソース領域またはドレイン領域と接する一対の電極３３６を備える。

半導体層３６５として、シリコンを用いることが好ましい。

シリコンとしてアモルファスシリコンを用いてもよいが、特に結晶性を有するシリコンを用いることが好ましい。例えば、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンなどを用いることが好ましい。特に、多結晶シリコンは、単結晶シリコンに比べて低温で形成でき、且つアモルファスシリコンに比べて高い電界効果移動度と高い信頼性を備える。このような多結晶半導体を画素に適用することで画素の開口率を向上させることができる。また単位面積あたりに極めて密に画素を有する場合であっても、ゲート駆動回路とソース駆動回路を画素と同一基板上に形成することが可能となり、電子機器を構成する部品数を低減することができる。

特に半導体層として多結晶シリコンや絶縁層上に転写して形成された単結晶シリコンを用いる場合には、トップゲート構造のトランジスタを適用することが好ましい。トップゲート構造のトランジスタを適用することで、半導体層よりも上層の配線や電極の材料として、耐熱性の低い材料を用いることが可能なため、材料の選択の幅を広げることができる。なお、ゲート電極に耐熱性の高い材料を用いる場合や、多結晶シリコンを極めて低温（例えば４５０度未満）の温度で形成する場合には、上記実施の形態で例示したボトムゲート構造を用いると、作製工程を削減できるため好ましい。

なお、本発明の一態様は、画素に能動素子を有するアクティブマトリクス方式、または、画素に能動素子を有しないパッシブマトリクス方式を用いることが出来る。

アクティブマトリクス方式では、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）として、トランジスタだけでなく、さまざまな能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いることが出来る。例えば、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）、又はＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）などを用いることも可能である。これらの素子は、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。または、これらの素子は、素子のサイズが小さいため、開口率を向上させることができ、低消費電力化や高輝度化をはかることが出来る。

アクティブマトリクス方式以外のものとして、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないパッシブマトリクス型を用いることも可能である。能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないため、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。または、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないため、開口率を向上させることができ、低消費電力化、又は高輝度化などを図ることが出来る。

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の透過型表示装置に用いることができる画素回路の構成について、図２７を参照しながら説明する。

図２７（Ａ）は、液晶素子を画素に用いる場合の画素回路Ｐ（ｉ，ｊ）の一例を説明する回路図である。

図２７（Ｂ）は、図２７（Ａ）に示す画素回路Ｐ（ｉ，ｊ）とは異なる構成を備える画素回路ＰＢ（ｉ，ｊ）の一例を説明する回路図であり、図２７（Ｃ）は、図２７（Ｂ）に示す画素回路ＰＢ（ｉ，ｊ）のレイアウトの一例を説明する上面図である。

＜画素回路の構成例１＞
画素回路Ｐ（ｉ，ｊ）は、制御線ＧＬ（ｉ）、信号線ＳＬ（ｊ）および配線ＶＣＯＭと電気的に接続され、画素回路Ｐ（ｉ，ｊ）は、トランジスタＳＷ、液晶素子ＬＣおよび容量Ｃを備える（図２７（Ａ）参照）。

トランジスタＳＷは、ゲートが制御線ＧＬ（ｉ）と電気的に接続され、第１の電極が信号線ＳＬ（ｊ）と電気的に接続される。

液晶素子ＬＣは、第１の電極がトランジスタＳＷの第２の電極と電気的に接続され、第２の電極が配線ＶＣＯＭと電気的に接続される。

容量Ｃは、第１の電極がトランジスタＳＷの第２の電極と電気的に接続され、第２の電極が配線ＶＣＯＭと電気的に接続される。

なお、画素回路Ｐ（ｉ，ｊ）は基材の上に配設され、基材と、第２の導電膜Ｅ２と、基材と第２の導電膜Ｅ２の間の第１の導電膜Ｅ１と、を備える。

例えば、透光性を有する導電膜を第１の導電膜または／および第２の導電膜に用いることができる。

例えば、液晶素子ＬＣの第１の電極に第１の導電膜Ｅ１を用い、第２の電極に第２の導電膜Ｅ２を用いることができる。

例えば、容量Ｃの第１の電極に第１の導電膜Ｅ１を用い、第２の電極に第２の導電膜Ｅ２を用いることができる。

＜画素回路の構成例２＞
画素回路ＰＢ（ｉ，ｊ）は、液晶素子ＬＣに代えて、並列に接続された液晶素子ＬＣ１および液晶素子ＬＣ２を備える点が、図２７（Ａ）を参照しながら説明する画素回路Ｐ（ｉ，ｊ）と異なる（図２７（Ｂ）参照）。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同様な構成を用いることができる部分は、上記の説明を援用する。

液晶素子ＬＣ１は、第１の電極がトランジスタＳＷの第２の電極と電気的に接続され、第２の電極が配線ＶＣＯＭと電気的に接続される。

液晶素子ＬＣ２は、第２の電極がトランジスタＳＷの第２の電極と電気的に接続され、第１の電極が配線ＶＣＯＭと電気的に接続される。

例えば、液晶素子ＬＣ１の第１の電極に第１の導電膜Ｅ１を用い、第２の電極に第２の導電膜Ｅ２を用いることができる。また、液晶素子ＬＣ２の第１の電極に第１の導電膜Ｅ１を用い、第２の電極に第２の導電膜Ｅ２を用いることができる（図２７（Ｃ）参照）。

画素回路ＰＢ（ｉ，ｊ）は、トランジスタＳＷの第２の電極に接続する第１の導電膜Ｅ１を第１の電極に備え、配線ＶＣＯＭと電気的に接続する第２の導電膜Ｅ２を第２の電極に備える液晶素子ＬＣ１と、トランジスタＳＷの第２の電極に接続する第２の導電膜Ｅ２を第２の電極に備え、配線ＶＣＯＭと電気的に接続する第１の導電膜Ｅ１を第１の電極に備える液晶素子ＬＣ２と、備える。

液晶素子ＬＣ１と液晶素子ＬＣ２とを並列に接続する構成により、印加する電圧を反転して液晶素子を駆動する際に認められる、第１の導電膜Ｅ１に対する第２の導電膜Ｅ２の配置に由来する液晶素子の特性の非対称性を、相殺することができる。

なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。

（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様の透過型表示装置を有する表示モジュール及び電子機器について、図２８及び図２９を用いて説明を行う。

図２８に示す表示モジュール８０００は、上部カバー８００１と下部カバー８００２との間に、ＦＰＣ８００３に接続されたタッチパネル８００４、ＦＰＣ８００５に接続された表示パネル８００６、バックライト８００７、フレーム８００９、プリント基板８０１０、バッテリ８０１１を有する。

本発明の一態様の表示装置は、例えば、表示パネル８００６に用いることができる。

上部カバー８００１及び下部カバー８００２は、タッチパネル８００４及び表示パネル８００６のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。

タッチパネル８００４は、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルを表示パネル８００６に重畳して用いることができる。また、表示パネル８００６の対向基板（封止基板）に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。また、表示パネル８００６の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチパネルとすることも可能である。

バックライト８００７は、光源８００８を有する。なお、図２８において、バックライト８００７上に光源８００８を配置する構成について例示したが、これに限定さない。例えば、バックライト８００７の端部に光源８００８を配置し、さらに光拡散板を用いる構成としてもよい。

フレーム８００９は、表示パネル８００６の保護機能の他、プリント基板８０１０の動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム８００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。

プリント基板８０１０は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリ８０１１による電源であってもよい。バッテリ８０１１は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。

また、表示モジュール８０００は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加して設けてもよい。

図２９（Ａ）乃至図２９（Ｇ）は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐体５０００、表示部５００１、スピーカ５００３、ＬＥＤランプ５００４、操作キー５００５（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子５００６、センサ５００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン５００８、等を有することができる。

図２９（Ａ）はモバイルコンピュータであり、上述したものの他に、スイッチ５００９、赤外線ポート５０１０、等を有することができる。図２９（Ｂ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（たとえば、ＤＶＤ再生装置）であり、上述したものの他に、第２表示部５００２、記録媒体読込部５０１１、等を有することができる。図２９（Ｃ）はゴーグル型ディスプレイであり、上述したものの他に、第２表示部５００２、支持部５０１２、イヤホン５０１３、等を有することができる。図２９（Ｄ）は携帯型遊技機であり、上述したものの他に、記録媒体読込部５０１１、等を有することができる。図２９（Ｅ）はテレビ受像機能付きデジタルカメラであり、上述したものの他に、アンテナ５０１４、シャッターボタン５０１５、受像部５０１６、等を有することができる。図２９（Ｆ）は携帯型遊技機であり、上述したものの他に、第２表示部５００２、記録媒体読込部５０１１、等を有することができる。図２９（Ｇ）は持ち運び型テレビ受像器であり、上述したものの他に、信号の送受信が可能な充電器５０１７、等を有することができる。

図２９（Ａ）乃至図２９（Ｇ）に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。さらに、複数の表示部を有する電子機器においては、一つの表示部を主として画像情報を表示し、別の一つの表示部を主として文字情報を表示する機能、または、複数の表示部に視差を考慮した画像を表示することで立体的な画像を表示する機能、等を有することができる。さらに、受像部を有する電子機器においては、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を自動または手動で補正する機能、撮影した画像を記録媒体（外部又はカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図２９（Ａ）乃至図２９（Ｇ）に示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有することができる。

本実施の形態において述べた電子機器は、何らかの情報を表示するための表示部を有することを特徴とする。該表示部に、上記の実施の形態で示した表示装置を適用することができる。

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。

本実施例では、本発明の一態様の情報処理装置について、図３０乃至図３２を参照しながら説明する。

図３０は、輝度の変化を表示装置の直径１００μｍの領域について測定した結果を説明する図である。なお、表示装置にはスクロールしながらテキスト画像を表示させた。テキスト画像は、大きさ２０ポイントの文字を一行あたり４９文字、一頁あたり２５行含む。

図３０（Ａ）は、テキスト画像を２．５ページ／ｓｅｃの速度でスクロールしながら表示した場合に観測される輝度の変化を説明する図である。

図３０（Ｂ）は、図３０（Ａ）を用いて説明するテキスト画像の文字より明るい階調（具体的には、テキスト画像の文字の輝度がテキスト画像の背景の輝度の約５０％になる階調）の文字を用いたテキスト画像を、５ページ／ｓｅｃの速度でスクロールしながら表示した場合に観測される輝度の変化を説明する図である。

図３０（Ｃ）は、図３０（Ａ）を用いて説明するテキスト画像の文字と同じ階調の文字を用いたテキスト画像を、５ページ／ｓｅｃの速度でスクロールしながら表示した場合に観測される輝度の変化を説明する図である。

図３１（Ａ）乃至（Ｃ）は、図３０（Ａ）乃至（Ｃ）に示す輝度の変化に基づく視覚刺激の変化を、過去の感性評価結果によく一致するモデルとされるバートンの式を用いて算出した結果を説明する図である。バートンの式は以下に示す数式１で表される。

なお、式中のｕは空間変調の周波数パラメータ、ｗは時間変調の周波数パラメータである。また、ｋは信号雑音比、Ｔは視覚の積分時間、Ｘ_０は対象物の大きさ、Ｘ_ｍａｘは最大積分領域、Ｎ_ｍａｘは明暗サイクルの最大積分周期数、ηは量子効率、ｐは量子変換係数、Ｅは網膜照度、φ_０は神経雑音のスペクトル密度である。

また、数式１中のＭ_ｏｐｔ（ｕ）は空間変調のある明暗に関する視覚伝達関数であり、以下に示す数式２で表される。式中のσは瞳孔の直径をパラメータに持つ、透光体や網膜等の視覚器官の構成を考慮した線広がり関数の標準偏差である。

また、数式１中のＨ_１（ｗ）およびＨ_２（ｗ）は時間変調に関する伝達関数であり、以下に示す数式３で表される。式中のτは時定数である。またｎは数式１のＨ_１（ｗ）中で７、Ｈ_２（ｗ）中で４の場合に感性評価の結果と一致することが見出されている。

また、数式１中のＦ（ｕ）は側抑制を示す関数であり、以下に示す数式４で表される。式中のｕ_０は側抑制の空間周波数である。

図３１（Ａ）は、図３０（Ａ）に示す輝度の変化に基づく視覚刺激の変化を、バートンの式を用いて算出した結果を説明する図である。

図３１（Ｂ）は、図３０（Ｂ）に示す輝度の変化に基づく視覚刺激の変化を、バートンの式を用いて算出した結果を説明する図である。

図３１（Ｃ）は、図３０（Ｃ）に示す輝度の変化に基づく視覚刺激の変化を、バートンの式を用いて算出した結果を説明する図である。

図３２は、図３０を用いて説明するテキスト画像を観察した６人の被験者の臨界融合周波数（ＣＦＦ）を測定した結果を説明する図である。具体的には、スクロールしながら表示されたテキスト画像を１分間観察した後に、ＣＦＦを１０回測定し、平均して結果を得た。また、これを５回繰り返し、加算した時間を負荷時間とした。

図３２（Ａ）は、図３０（Ｂ）を用いて説明するテキスト画像を観察した６人の被験者のＣＦＦを測定した結果を説明する図である。

図３２（Ｂ）は、図３０（Ｃ）を用いて説明するテキスト画像を観察した６人の被験者のＣＦＦを測定した結果を説明する図である。

なお、評価にはシャープ株式会社製、型式：ＡＱＵＯＳ ＰＡＤ ＳＨ−０６Ｆを用いた。表示パネルの対角の大きさは７．０インチ、精細度は３２３ｐｐｉ、ＶＡモードで動作する液晶素子と、酸化物半導体を備えるトランジスタを画素に有する。

柴田科学社製、労研式デジタルフリッカー値測定器、型式：ＲＤＦ−１を用いて、ＣＦＦを測定した。

＜結果＞
スクロールの速度が遅い場合（図３０（Ａ）、図３１（Ａ））、スクロールの速度が速い場合（図３０（Ｃ）、図３１（Ｃ））に比べて、同じ期間に生じる輝度の変化が少なく、視覚刺激が抑制されることが分かった。

スクロールの速度が速い場合（図３０（Ｂ）、図３０（Ｃ）、図３１（Ｂ）および図３１（Ｃ））、テキスト画像の文字を明るい階調で表示してコントラストを低減する（図３０（Ｂ）、図３１（Ｂ））と、同じ期間に生じる輝度の変化が少なく、視覚刺激が抑制されることが分かった。

また、速い速度でスクロールして表示されるテキスト画像を繰り返し観察する被験者のＣＦＦの低下が、コントラストが低減されるように明るい階調で表示された文字を含む場合において抑制されることが分かった（図３２（Ａ）および図３２（Ｂ）参照）。

これにより、速い速度でスクロールする際に被験者に蓄積する疲労を、コントラストが低減されるように明るい階調で文字を表示することにより軽減できることが分かった。

具体的には、コントラストが低減されるようにテキスト画像の文字を明るい階調で表示した場合、どの被験者にもＣＦＦの低下が認められなかった（図３２（Ａ）参照）。

一方、コントラストを変えないようにテキスト画像の文字を表示した場合、被験者Ａ、被験者Ｃ、被験者Ｄ、被験者ＦのＣＦＦの低下が認められた（図３２（Ｂ）参照）。

Ｅ１ 導電膜
Ｅ２ 導電膜
Ｇ１ 走査線
ＬＣ１ 液晶素子
ＬＣ２ 液晶素子
Ｓ１ 信号線
Ｔ１ 時刻
Ｔ２ 時刻
Ｔ３ 時刻
Ｔ４ 時刻
Ｔ５ 時刻
Ｔ６ 時刻
Ｔ７ 時刻
Ｔ８ 時刻
Ｔ９ 時刻
Ｖ１ 速度
Ｖ２ 速度
２００ 表示装置
２１１ 基板
２１３ 導電膜
２１５ 絶縁膜
２１７ 絶縁膜
２１９ 半導体膜
２２０ 導電膜
２２１ａ 導電膜
２２１ｂ 導電膜
２２３ 絶縁膜
２２５ 絶縁膜
２２７ 絶縁膜
２２８ 絶縁膜
２２９ 導電膜
２４１ 基板
２５０ 液晶層
２５１ 液晶素子
２５２ トランジスタ
２５５ 容量素子
２６１ 遮光膜
２６２ 着色膜
２７０ 画素
２７０ａ 画素
２７０ｂ 画素
２７０ｃ 画素
２７０ｄ 画素
２７０ｅ 画素
２７０ｆ 画素
２７１ 画素部
２７４ 走査線駆動回路
２７５ コモン線
２７６ 信号線駆動回路
２７７ 走査線
２７９ 信号線
３００ 表示装置
３０１ 基板
３０２ 表示部
３０３ 信号線駆動回路
３０４ 走査線駆動回路
３０５ 外部接続端子
３１１ トランジスタ
３１２ トランジスタ
３１４ 液晶素子
３２１ 基板
３２７ カラーフィルタ
３２８ 遮光層
３３２ 絶縁層
３３３ ゲート電極
３３４ 絶縁層
３３５ 半導体層
３３６ 電極
３３８ 絶縁層
３３９ 絶縁層
３４１ 絶縁層
３４２ 絶縁層
３４３ 電極
３５２ 電極
３５３ 液晶
３５４ シール材
３５５ ＦＰＣ
３５６ 異方性導電接続層
３６０ 表示装置
３６１ トランジスタ
３６２ トランジスタ
３６５ 半導体層
５００ 入力部
５００＿Ｃ 信号
６００ 液晶表示装置
６２０ 演算装置
６２５＿Ｃ 制御信号
６２５＿Ｌ 制御信号
６２５＿Ｖ 画像信号
６３０ 表示部
６３１ 画素部
６３１ｐ 画素
６３２ 駆動回路
６３２＿Ｇ 駆動信号
６３３ 駆動回路
６３３＿Ｓ 駆動信号
６３４ 画素回路
６３４ｃ 容量素子
６３４ｔ トランジスタ
６３５ 表示素子
６３５ＬＣ 液晶素子
６３６ タイミングコントローラ
６３７ 輝度調整回路
６３８ ドライバ
６３９ 発光部
６５０ 光供給部
６７０ 領域
６７１ 領域
６７２ 領域
６７３ 領域
６７４ 領域
６７５ 領域
６７６ スキャン方向
５０００ 筐体
５００１ 表示部
５００２ 表示部
５００３ スピーカ
５００４ ＬＥＤランプ
５００５ 操作キー
５００６ 接続端子
５００７ センサ
５００８ マイクロフォン
５００９ スイッチ
５０１０ 赤外線ポート
５０１１ 記録媒体読込部
５０１２ 支持部
５０１３ イヤホン
５０１４ アンテナ
５０１５ シャッターボタン
５０１６ 受像部
５０１７ 充電器
８０００ 表示モジュール
８００１ 上部カバー
８００２ 下部カバー
８００３ ＦＰＣ
８００４ タッチパネル
８００５ ＦＰＣ
８００６ 表示パネル
８００７ バックライト
８００８ 光源
８００９ フレーム
８０１０ プリント基板
８０１１ バッテリ

Claims (7)

1. 表示部と、入力部と、制御部と、を有する情報処理装置であって、
   前記表示部は、発光部を有し、
   前記入力部は、ユーザからの入力を検知して制御部に信号を出力する機能を有し、
   前記制御部は、第１のモードと、第２のモードを実行する機能を有し、
   前記第１のモードは、前記制御部が前記発光部に第１の輝度で発光させるモードであり、
   前記第２のモードは、前記制御部が前記発光部に第２の輝度で発光させるモードであり、
   前記制御部は、前記信号に応じて、前記第１のモードと、前記第２のモードとを切り替える機能を有する、
   情報処理装置。
2. 請求項１において、
   前記入力が画面の切り替え、または画面のスクロールに対応した第１の入力であるとき、前記制御部は第１のモードを実行し、
   前記入力がなされないとき、または前記入力が前記第１の入力でないとき、前記制御部は第２のモードを実行する、
   情報処理装置。
3. 請求項１乃至請求項２のいずれか一において、
   前記表示部は、液晶素子、または発光素子を有する、
   情報処理装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
   前記表示部は、複数の画素を有し、
   前記画素は、トランジスタを有し、
   前記トランジスタのチャネルが形成される半導体層は、酸化物半導体を含む、
   情報処理装置。
5. 請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
   前記表示部は、複数の画素を有し、
   前記画素は、トランジスタを有し、
   前記トランジスタのチャネルが形成される半導体層は、アモルファスシリコンまたは多結晶シリコンである、
   情報処理装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
   前記入力部は、キーボード、ハードウェアボタン、ポインティングデバイス、タッチセンサ、撮像装置、音声入力装置、視点入力装置、姿勢検出装置、のうち一以上を含む、
   情報処理装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
   前記表示部と、前記入力部は、タッチパネルを構成する、
   情報処理装置。