JP2016173829A - 入出力装置の作製方法、及び入出力装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】利用可能なアプリケーションの数を増やす入出力装置を提供する。
【解決手段】画素部１０１ｄを含む入出力部１０１と、画像処理回路１３１、複数のプログラムが記憶された記憶回路１３２及びＣＰＵ１３３を備えるデータ処理部１０３と、を含む。画素部１０１ｄは、表示選択信号が入力され、表示選択信号に従って表示データ信号が入力され、入力される表示データ信号のデータに応じた表示状態になる複数の表示回路１１５ｄと、それぞれ入射する光の照度に応じた光データを生成する複数の光検出回路１１５ｐと、を備える。複数の光データを記憶回路に順次記憶し、画像処理回路により、記憶回路から複数の光データを画像データとして順次読み出し、基準データ値より値の大きい光データにラベルを付与し、同じグループを表すラベルが付与された光データの数を計数し、計数結果に応じてＣＰＵによる処理を変化させる。
【選択図】図１
【解決手段】画素部１０１ｄを含む入出力部１０１と、画像処理回路１３１、複数のプログラムが記憶された記憶回路１３２及びＣＰＵ１３３を備えるデータ処理部１０３と、を含む。画素部１０１ｄは、表示選択信号が入力され、表示選択信号に従って表示データ信号が入力され、入力される表示データ信号のデータに応じた表示状態になる複数の表示回路１１５ｄと、それぞれ入射する光の照度に応じた光データを生成する複数の光検出回路１１５ｐと、を備える。複数の光データを記憶回路に順次記憶し、画像処理回路により、記憶回路から複数の光データを画像データとして順次読み出し、基準データ値より値の大きい光データにラベルを付与し、同じグループを表すラベルが付与された光データの数を計数し、計数結果に応じてＣＰＵによる処理を変化させる。
【選択図】図１
Description
本発明の一態様は、入出力装置に関する。
近年、情報を出力する機能を有し、且つ光の入射により情報を入力する機能を有する装置
（入出力装置ともいう）の技術開発が進められている。
（入出力装置ともいう）の技術開発が進められている。
入出力装置としては、行列方向に配置された複数の表示回路及び複数の光検出回路（光セ
ンサともいう）を画素部に備え、光センサに入射する光の照度を検出することにより、画
素部に重畳する被読み取り物の座標を検出する機能（座標検出機能ともいう）及び被読み
取り物の画像データを生成する機能（読み取り機能）を有する入出力装置が挙げられる（
例えば特許文献１）。例えば、座標検出機能により、上記入出力装置にタッチパネルとし
ての機能を付加させることができる。また、読み取り機能により、入出力装置にスキャナ
ーとしての機能を付加させることができ、画素部において読み取り機能により生成した画
像データに基づく画像を表示させることもできる。
ンサともいう）を画素部に備え、光センサに入射する光の照度を検出することにより、画
素部に重畳する被読み取り物の座標を検出する機能（座標検出機能ともいう）及び被読み
取り物の画像データを生成する機能（読み取り機能）を有する入出力装置が挙げられる（
例えば特許文献１）。例えば、座標検出機能により、上記入出力装置にタッチパネルとし
ての機能を付加させることができる。また、読み取り機能により、入出力装置にスキャナ
ーとしての機能を付加させることができ、画素部において読み取り機能により生成した画
像データに基づく画像を表示させることもできる。
従来の入出力装置では、利用可能なアプリケーションの数が少なかった。
例えば、従来の入出力装置では、座標検出機能により、画素部に重畳する指などの座標を
検出するだけではなく、画素部に重畳し、指より大きい被読み取り物の座標を検出するこ
ともできる。しかしながら、上記座標検出機能を生かしたアプリケーションの数は少ない
。
検出するだけではなく、画素部に重畳し、指より大きい被読み取り物の座標を検出するこ
ともできる。しかしながら、上記座標検出機能を生かしたアプリケーションの数は少ない
。
本発明の一態様では、入出力装置において利用可能なアプリケーションの数を増やすこと
を課題の一つとする。
を課題の一つとする。
本発明の一態様は、被読み取り物が重畳する画素部の領域の面積に応じて実行する処理を
変化させるものである。これにより、新たなアプリケーションを提供し、入出力装置にお
ける、利用可能なアプリケーションの増加を図る。
変化させるものである。これにより、新たなアプリケーションを提供し、入出力装置にお
ける、利用可能なアプリケーションの増加を図る。
例えば、画像処理回路を用いて基準データ値より値の大きい光データにラベルを付与し、
同じグループを表すラベルが付与された光データの数を計数することにより被読み取り物
が重畳する画素部の領域の面積を算出する。
同じグループを表すラベルが付与された光データの数を計数することにより被読み取り物
が重畳する画素部の領域の面積を算出する。
また、画像処理回路により計数した光データの数を基準値と比較し、比較結果に応じてＣ
ＰＵにより実行する処理を変化させる。
ＰＵにより実行する処理を変化させる。
本発明の一態様は、画素部を含む入出力部と、データ処理部と、を含み、画素部は、表示
選択信号が入力され、表示選択信号に従って表示データ信号が入力され、入力される表示
データ信号のデータに応じた表示状態になる複数の表示回路と、それぞれ入射する光の照
度に応じたデータである光データを生成する複数の光検出回路と、を備え、データ処理部
は、基準データ値より値の大きい光データにラベルを付与するラベリング処理回路、同じ
グループを表すラベルが付与された光データの数を計数する計数回路、及び同じグループ
を表すラベルが付与された光データの計数値と、第１の基準値及び第２の基準値とを比較
する比較回路を備える画像処理回路と、複数の光データが順次記憶され、複数のプログラ
ムが記憶される記憶回路と、比較回路の比較結果に応じて複数のプログラムの一つ又は複
数を実行するか否かが制御されるＣＰＵと、を備える入出力装置である。
選択信号が入力され、表示選択信号に従って表示データ信号が入力され、入力される表示
データ信号のデータに応じた表示状態になる複数の表示回路と、それぞれ入射する光の照
度に応じたデータである光データを生成する複数の光検出回路と、を備え、データ処理部
は、基準データ値より値の大きい光データにラベルを付与するラベリング処理回路、同じ
グループを表すラベルが付与された光データの数を計数する計数回路、及び同じグループ
を表すラベルが付与された光データの計数値と、第１の基準値及び第２の基準値とを比較
する比較回路を備える画像処理回路と、複数の光データが順次記憶され、複数のプログラ
ムが記憶される記憶回路と、比較回路の比較結果に応じて複数のプログラムの一つ又は複
数を実行するか否かが制御されるＣＰＵと、を備える入出力装置である。
画素部を含む入出力部と、画像処理回路、複数のプログラムが記憶された記憶回路、及び
ＣＰＵを備えるデータ処理部と、を含み、画素部は、表示選択信号が入力され、表示選択
信号に従って表示データ信号が入力され、入力される表示データ信号のデータに応じた表
示状態になる複数の表示回路と、それぞれ入射する光の照度に応じたデータである光デー
タを生成する複数の光検出回路と、を備える入出力装置の駆動方法であって、複数の光デ
ータを記憶回路に順次記憶し、画像処理回路により、記憶回路から複数の光データを画像
データとして順次読み出し、基準データ値より値の大きい光データにラベルを付与し、同
じグループを表すラベルが付与された光データの数を計数し、同じグループを表すラベル
が付与された光データの計数値が第１の基準計数値以上第２の基準計数値以下の場合、同
じグループを表すラベルが付与された光データが生成された光検出回路が設けられた画素
部の領域における中心点の座標を画像処理回路により算出し、中心点の座標データをＣＰ
Ｕに出力し、中心点の座標データに応じて、ＣＰＵにより記憶回路から複数のプログラム
の一つ又は複数を読み出して実行し、同じグループを表すラベルが付与された光データの
計数値が第２の基準計数値より大きい場合、同じグループを表すラベルが付与された光デ
ータが生成された光検出回路が設けられた画素部の領域において、ＣＰＵにより記憶回路
から複数のプログラムの一つ又は複数を読み出して実行するように設定することを特徴と
する入出力装置の駆動方法である。
ＣＰＵを備えるデータ処理部と、を含み、画素部は、表示選択信号が入力され、表示選択
信号に従って表示データ信号が入力され、入力される表示データ信号のデータに応じた表
示状態になる複数の表示回路と、それぞれ入射する光の照度に応じたデータである光デー
タを生成する複数の光検出回路と、を備える入出力装置の駆動方法であって、複数の光デ
ータを記憶回路に順次記憶し、画像処理回路により、記憶回路から複数の光データを画像
データとして順次読み出し、基準データ値より値の大きい光データにラベルを付与し、同
じグループを表すラベルが付与された光データの数を計数し、同じグループを表すラベル
が付与された光データの計数値が第１の基準計数値以上第２の基準計数値以下の場合、同
じグループを表すラベルが付与された光データが生成された光検出回路が設けられた画素
部の領域における中心点の座標を画像処理回路により算出し、中心点の座標データをＣＰ
Ｕに出力し、中心点の座標データに応じて、ＣＰＵにより記憶回路から複数のプログラム
の一つ又は複数を読み出して実行し、同じグループを表すラベルが付与された光データの
計数値が第２の基準計数値より大きい場合、同じグループを表すラベルが付与された光デ
ータが生成された光検出回路が設けられた画素部の領域において、ＣＰＵにより記憶回路
から複数のプログラムの一つ又は複数を読み出して実行するように設定することを特徴と
する入出力装置の駆動方法である。
本発明の一態様により、被読み取り物が重畳する画素部の領域における面積の違いにより
処理を変化させることができるため、上記機能を用いることにより、入出力装置における
、利用可能なアプリケーションの数を増やすことができる。
処理を変化させることができるため、上記機能を用いることにより、入出力装置における
、利用可能なアプリケーションの数を増やすことができる。
本発明を説明するための実施の形態の一例について、図面を用いて以下に説明する。但し
、本発明は、以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなく
その形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、
本発明は、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されない。
、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ない。
なお、各実施の形態の内容を互いに適宜組み合わせることができる。また、各実施の形態
の内容を互いに置き換えることができる。
の内容を互いに置き換えることができる。
（実施の形態１）
本実施の形態では、画像を表示することにより情報の出力が可能であり、且つ入射する光
により情報の入力が可能な入出力装置（入出力システムともいう）の例について説明する
。
本実施の形態では、画像を表示することにより情報の出力が可能であり、且つ入射する光
により情報の入力が可能な入出力装置（入出力システムともいう）の例について説明する
。
本実施の形態における入出力装置の例について、図１を用いて説明する。図１は、本実施
の形態における入出力装置の例を説明するための図である。
の形態における入出力装置の例を説明するための図である。
まず、本実施の形態における入出力装置の構成例について、図１（Ａ）を用いて説明する
。図１（Ａ）は、本実施の形態における入出力装置の構成例を示す模式図である。
。図１（Ａ）は、本実施の形態における入出力装置の構成例を示す模式図である。
図１（Ａ）に示す入出力装置は、入出力部（Ｉ／Ｏともいう）１０１と、入出力制御部（
Ｉ／ＯＣＴＬともいう）１０２と、データ処理部（ＤａｔａＰともいう）１０３と、を含
む。
Ｉ／ＯＣＴＬともいう）１０２と、データ処理部（ＤａｔａＰともいう）１０３と、を含
む。
入出力部１０１は、データの入出力を行う。
入出力制御部１０２は、入出力部１０１における入力動作及び出力動作を制御する。例え
ば、入力動作は、入射する光の照度に応じたデータの生成であり、出力動作は、画像の表
示である。なお、入出力制御部１０２は、必ずしも設けなくてもよく、外部から入出力部
１０１における動作を制御してもよい。
ば、入力動作は、入射する光の照度に応じたデータの生成であり、出力動作は、画像の表
示である。なお、入出力制御部１０２は、必ずしも設けなくてもよく、外部から入出力部
１０１における動作を制御してもよい。
データ処理部１０３は、入力されるデータ信号に応じた処理を行う。また、データ処理部
１０３は、必要に応じて、入力されるデータ信号のデータに応じて選択されたプログラム
を実行する機能を有する。例えば、データ処理部１０３は、入出力部１０１から入力され
るデータにより、被読み取り物の座標の検出、被読み取り物の面積の算出、算出した面積
の値と基準値との比較、比較結果に基づいた処理の実行、又は画像データの生成などを行
う。
１０３は、必要に応じて、入力されるデータ信号のデータに応じて選択されたプログラム
を実行する機能を有する。例えば、データ処理部１０３は、入出力部１０１から入力され
るデータにより、被読み取り物の座標の検出、被読み取り物の面積の算出、算出した面積
の値と基準値との比較、比較結果に基づいた処理の実行、又は画像データの生成などを行
う。
さらに、入出力部１０１、入出力制御部１０２、及びデータ処理部１０３について以下に
説明する。
説明する。
入出力部１０１は、表示選択信号出力回路（ＤＳＥＬＯＵＴともいう）１１１と、表示デ
ータ信号出力回路（ＤＤＯＵＴともいう）１１２と、光検出リセット信号出力回路（ＰＲ
ＳＴＯＵＴともいう）１１３ａと、出力選択信号出力回路（ＯＳＥＬＯＵＴともいう）１
１３ｂと、ライトユニット（ＬＩＧＨＴともいう）１１４と、複数の表示回路（ＤＩＳＰ
ともいう）１１５ｄと、複数の光検出回路（ＰＳともいう）１１５ｐと、読み出し回路（
ＲＥＡＤともいう）１１６と、を含む。
ータ信号出力回路（ＤＤＯＵＴともいう）１１２と、光検出リセット信号出力回路（ＰＲ
ＳＴＯＵＴともいう）１１３ａと、出力選択信号出力回路（ＯＳＥＬＯＵＴともいう）１
１３ｂと、ライトユニット（ＬＩＧＨＴともいう）１１４と、複数の表示回路（ＤＩＳＰ
ともいう）１１５ｄと、複数の光検出回路（ＰＳともいう）１１５ｐと、読み出し回路（
ＲＥＡＤともいう）１１６と、を含む。
表示選択信号出力回路１１１及び表示データ信号出力回路１１２は、表示回路駆動部１０
１ａに設けられる。表示回路駆動部１０１ａは、表示回路１１５ｄの駆動を制御する。
１ａに設けられる。表示回路駆動部１０１ａは、表示回路１１５ｄの駆動を制御する。
また、光検出リセット信号出力回路１１３ａ、出力選択信号出力回路１１３ｂ、及び読み
出し回路１１６は、光検出回路駆動部１０１ｂに設けられる。光検出回路駆動部１０１ｂ
は、光検出回路１１５ｐの駆動を制御する。
出し回路１１６は、光検出回路駆動部１０１ｂに設けられる。光検出回路駆動部１０１ｂ
は、光検出回路１１５ｐの駆動を制御する。
また、ライトユニット１１４は、光源部１０１ｃに設けられる。光源部１０１ｃは、光を
射出する。
射出する。
また、表示回路１１５ｄ及び光検出回路１１５ｐは、画素部１０１ｄに設けられる。画素
部１０１ｄは、画像を表示する。また、画素部１０１ｄには、データとなる光が入射する
。なお、１個以上の表示回路１１５ｄにより１つの画素が構成される。また、画素に１個
以上の光検出回路１１５ｐが含まれてもよい。また、複数の表示回路１１５ｄは、画素部
１０１ｄにおいて、行列方向に配置される。また、複数の光検出回路１１５ｐは、画素部
１０１ｄにおいて、行列方向に配置される。
部１０１ｄは、画像を表示する。また、画素部１０１ｄには、データとなる光が入射する
。なお、１個以上の表示回路１１５ｄにより１つの画素が構成される。また、画素に１個
以上の光検出回路１１５ｐが含まれてもよい。また、複数の表示回路１１５ｄは、画素部
１０１ｄにおいて、行列方向に配置される。また、複数の光検出回路１１５ｐは、画素部
１０１ｄにおいて、行列方向に配置される。
表示選択信号出力回路１１１は、パルス信号である複数の表示選択信号（信号ＤＳＥＬと
もいう）を出力する機能を有する。
もいう）を出力する機能を有する。
表示選択信号出力回路１１１は、例えばシフトレジスタを備える。表示選択信号出力回路
１１１は、シフトレジスタからパルス信号を出力させることにより、表示選択信号を出力
することができる。
１１１は、シフトレジスタからパルス信号を出力させることにより、表示選択信号を出力
することができる。
表示データ信号出力回路１１２には、画像を電気信号で表した画像信号が入力される。表
示データ信号出力回路１１２は、入力された画像信号を元に電圧信号である表示データ信
号（信号ＤＤともいう）を生成し、生成した表示データ信号を出力する機能を有する。
示データ信号出力回路１１２は、入力された画像信号を元に電圧信号である表示データ信
号（信号ＤＤともいう）を生成し、生成した表示データ信号を出力する機能を有する。
表示データ信号出力回路１１２は、例えばスイッチングトランジスタを備える。
なお、入出力装置において、トランジスタは、２つの端子と、印加される電圧により該２
つの端子の間に流れる電流を制御する電流制御端子と、を有する。なお、トランジスタに
限らず、素子において、互いの間に流れる電流が制御される端子を電流端子ともいい、２
つの電流端子のそれぞれを第１の電流端子及び第２の電流端子ともいう。
つの端子の間に流れる電流を制御する電流制御端子と、を有する。なお、トランジスタに
限らず、素子において、互いの間に流れる電流が制御される端子を電流端子ともいい、２
つの電流端子のそれぞれを第１の電流端子及び第２の電流端子ともいう。
また、入出力装置において、トランジスタとしては、例えば電界効果トランジスタを用い
ることができる。電界効果トランジスタの場合、第１の電流端子は、ソース及びドレイン
の一方であり、第２の電流端子は、ソース及びドレインの他方であり、電流制御端子は、
ゲートである。
ることができる。電界効果トランジスタの場合、第１の電流端子は、ソース及びドレイン
の一方であり、第２の電流端子は、ソース及びドレインの他方であり、電流制御端子は、
ゲートである。
また、一般的に電圧とは、ある二点間における電位の差（電位差ともいう）のことをいう
。しかし、電圧及び電位の値は、回路図などにおいていずれもボルト（Ｖ）で表されるこ
とがあるため、区別が困難である。そこで、本明細書では、特に指定する場合を除き、あ
る一点の電位と基準となる電位（基準電位ともいう）との電位差を、該一点の電圧として
用いる場合がある。
。しかし、電圧及び電位の値は、回路図などにおいていずれもボルト（Ｖ）で表されるこ
とがあるため、区別が困難である。そこで、本明細書では、特に指定する場合を除き、あ
る一点の電位と基準となる電位（基準電位ともいう）との電位差を、該一点の電圧として
用いる場合がある。
表示データ信号出力回路１１２は、スイッチングトランジスタがオン状態のときに画像信
号のデータを表示データ信号として出力することができる。スイッチングトランジスタは
、電流制御端子にパルス信号である制御信号を入力することにより制御することができる
。なお、表示回路１１５ｄの数が複数である場合には、複数のスイッチングトランジスタ
を選択的にオン状態又はオフ状態にすることにより、画像信号のデータを複数の表示デー
タ信号として出力してもよい。
号のデータを表示データ信号として出力することができる。スイッチングトランジスタは
、電流制御端子にパルス信号である制御信号を入力することにより制御することができる
。なお、表示回路１１５ｄの数が複数である場合には、複数のスイッチングトランジスタ
を選択的にオン状態又はオフ状態にすることにより、画像信号のデータを複数の表示デー
タ信号として出力してもよい。
光検出リセット信号出力回路１１３ａは、パルス信号である光検出リセット信号（信号Ｐ
ＲＳＴともいう）を出力する機能を有する。
ＲＳＴともいう）を出力する機能を有する。
光検出リセット信号出力回路１１３ａは、例えばシフトレジスタを備える。光検出リセッ
ト信号出力回路１１３ａは、シフトレジスタからパルス信号を出力させることにより、光
検出リセット信号を出力することができる。
ト信号出力回路１１３ａは、シフトレジスタからパルス信号を出力させることにより、光
検出リセット信号を出力することができる。
出力選択信号出力回路１１３ｂは、パルス信号である出力選択信号（信号ＯＳＥＬともい
う）を出力する機能を有する。
う）を出力する機能を有する。
出力選択信号出力回路１１３ｂは、例えばシフトレジスタを備える。出力選択信号出力回
路１１３ｂは、シフトレジスタからパルス信号を出力させることにより、出力選択信号を
出力することができる。
路１１３ｂは、シフトレジスタからパルス信号を出力させることにより、出力選択信号を
出力することができる。
ライトユニット１１４は、光源として発光ダイオードを備える発光ユニットである。
発光ダイオードは、可視光領域（例えば光の波長が３６０ｎｍ乃至８３０ｎｍである領域
）の波長を有する光を発する発光ダイオードである。発光ダイオードとしては、例えば白
色発光ダイオードを用いることができる。なお、それぞれの色の発光ダイオードの数は、
複数でもよい。また、発光ダイオードとして、例えば赤色発光ダイオード、緑色発光ダイ
オード、及び青色発光ダイオードを用いてもよい。赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオ
ード、及び青色発光ダイオードを用いることにより、例えば１つのフレーム期間中に表示
選択信号に従って、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、及び青色発光ダイオード
の一つ又は複数を順次切り替えて発光させることにより、カラーの画像を表示する駆動方
式（フィールドシーケンシャル駆動方式ともいう）を用いることができ、且つカラーでの
被読み取り物の読み取りを行うことができる。
）の波長を有する光を発する発光ダイオードである。発光ダイオードとしては、例えば白
色発光ダイオードを用いることができる。なお、それぞれの色の発光ダイオードの数は、
複数でもよい。また、発光ダイオードとして、例えば赤色発光ダイオード、緑色発光ダイ
オード、及び青色発光ダイオードを用いてもよい。赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオ
ード、及び青色発光ダイオードを用いることにより、例えば１つのフレーム期間中に表示
選択信号に従って、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、及び青色発光ダイオード
の一つ又は複数を順次切り替えて発光させることにより、カラーの画像を表示する駆動方
式（フィールドシーケンシャル駆動方式ともいう）を用いることができ、且つカラーでの
被読み取り物の読み取りを行うことができる。
なお、例えば発光ダイオードを制御する制御回路を設け、パルス信号であり、該制御回路
に入力される制御信号に従って、発光ダイオードを制御することもできる。
に入力される制御信号に従って、発光ダイオードを制御することもできる。
表示回路１１５ｄは、ライトユニット１１４に重畳する。表示回路１１５ｄには、ライト
ユニット１１４から光が入射する。また、表示回路１１５ｄには、パルス信号である表示
選択信号が入力され、且つ入力された表示選択信号に従って表示データ信号が入力される
。表示回路１１５ｄは、入力された表示データ信号のデータに応じた表示状態になる機能
を有する。
ユニット１１４から光が入射する。また、表示回路１１５ｄには、パルス信号である表示
選択信号が入力され、且つ入力された表示選択信号に従って表示データ信号が入力される
。表示回路１１５ｄは、入力された表示データ信号のデータに応じた表示状態になる機能
を有する。
表示回路１１５ｄは、例えば表示選択トランジスタ及び表示素子を備える。
表示選択トランジスタは、表示素子に表示データ信号のデータを入力させるか否かを選択
する機能を有する。
する機能を有する。
表示素子は、表示選択トランジスタに従って表示データ信号のデータが入力されることに
より、表示データ信号のデータに応じた表示状態になる機能を有する。
より、表示データ信号のデータに応じた表示状態になる機能を有する。
表示素子としては、例えば液晶素子などを用いることができる。
また、液晶素子を備える入出力装置の表示方式としては、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍ
ａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＳＴＮ（
Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌ
ｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅ
ｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔ
ｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌ
ｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ
Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒ
ｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃ
ａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｕｐｅｒ Ｖｉｅｗ
）モード、又はＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどを
用いてもよい。
ａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＳＴＮ（
Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌ
ｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅ
ｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔ
ｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌ
ｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ
Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒ
ｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃ
ａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｕｐｅｒ Ｖｉｅｗ
）モード、又はＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどを
用いてもよい。
光検出回路１１５ｐは、ライトユニット１１４に重畳する。光検出回路１１５ｐには、ラ
イトユニット１１４から光が入射する。光検出回路１１５ｐには、光検出リセット信号及
び出力選択信号が入力される。また、赤色用、緑色用、及び青色用の光検出回路１１５ｐ
を設けることもできる。例えば、赤色、緑色、及び青色のカラーフィルタを設け、赤色、
緑色、及び青色のカラーフィルタを介してそれぞれの色用の光検出回路１１５ｐにより光
データを生成し、生成した複数の光データを合成して画像データを生成することにより、
カラーの画像データを生成することもできる。
イトユニット１１４から光が入射する。光検出回路１１５ｐには、光検出リセット信号及
び出力選択信号が入力される。また、赤色用、緑色用、及び青色用の光検出回路１１５ｐ
を設けることもできる。例えば、赤色、緑色、及び青色のカラーフィルタを設け、赤色、
緑色、及び青色のカラーフィルタを介してそれぞれの色用の光検出回路１１５ｐにより光
データを生成し、生成した複数の光データを合成して画像データを生成することにより、
カラーの画像データを生成することもできる。
光検出回路１１５ｐは、光検出リセット信号に従ってリセット状態になる機能を有する。
また、光検出回路１１５ｐは、光検出制御信号に従って、入射する光の照度に応じた電圧
であるデータ（光データ又はＰＤＡＴＡともいう）を生成する機能を有する。
であるデータ（光データ又はＰＤＡＴＡともいう）を生成する機能を有する。
また、光検出回路１１５ｐは、出力選択信号に従って、生成した光データを光データ信号
として出力する機能を有する。
として出力する機能を有する。
光検出回路１１５ｐは、例えば光電変換素子（ＰＣＥともいう）、増幅トランジスタ、及
び出力選択トランジスタを備える。
び出力選択トランジスタを備える。
光電変換素子は、光が入射することにより、入射した光の照度に応じて電流（光電流とも
いう）が流れる機能を有する。
いう）が流れる機能を有する。
出力選択トランジスタの電流制御端子には、出力選択信号が入力される。出力選択トラン
ジスタは、光データ信号として光データを光検出回路１１５ｐから出力するか否かを選択
する機能を有する。
ジスタは、光データ信号として光データを光検出回路１１５ｐから出力するか否かを選択
する機能を有する。
なお、光検出回路１１５ｐは、増幅トランジスタの第１の電流端子又は第２の電流端子を
介して光データを光データ信号として出力する。
介して光データを光データ信号として出力する。
読み出し回路１１６は、光データを読み出す光検出回路１１５ｐを選択し、選択した光検
出回路１１５ｐから光データを読み出す機能を有する。
出回路１１５ｐから光データを読み出す機能を有する。
読み出し回路１１６は、例えば選択回路を用いて構成される。例えば、選択回路は、スイ
ッチングトランジスタを備え、該スイッチングトランジスタに従って光検出回路１１５ｐ
から光データ信号が入力されることにより光データを読み出すことができる。
ッチングトランジスタを備え、該スイッチングトランジスタに従って光検出回路１１５ｐ
から光データ信号が入力されることにより光データを読み出すことができる。
また、入出力制御部１０２は、表示回路制御部（ＤＣＴＬともいう）１２１と、光検出回
路制御部（ＰＤＣＴＬともいう）１２２と、を含む。
路制御部（ＰＤＣＴＬともいう）１２２と、を含む。
表示回路制御部１２１は、表示回路１１５ｄにおける表示動作を制御する。表示回路制御
部１２１は、入出力部１０１及びデータ処理部１０３における各回路とデータのやりとり
を行う。
部１２１は、入出力部１０１及びデータ処理部１０３における各回路とデータのやりとり
を行う。
光検出回路制御部１２２は、光検出回路１１５ｐにおける光データ生成動作及び読み出し
動作を制御する。光検出回路制御部１２２は、入出力部１０１及びデータ処理部１０３に
おける各回路とデータのやりとりを行う。
動作を制御する。光検出回路制御部１２２は、入出力部１０１及びデータ処理部１０３に
おける各回路とデータのやりとりを行う。
また、データ処理部１０３は、画像処理回路（ＩＭＧＰともいう）１３１と、記憶回路（
ＭＥＭＯＲＹともいう）１３２と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕ
ｎｉｔ）１３３と、を含む。
ＭＥＭＯＲＹともいう）１３２と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕ
ｎｉｔ）１３３と、を含む。
画像処理回路１３１は、入力された光データを画像データとして所定の処理を行う。上記
所定の処理としては、例えばラベリング処理、光データ計数処理、又は座標検出処理など
が挙げられる。また、画像処理回路１３１は、例えば光データにラベルを付与するラベリ
ング処理回路、同じグループを表すラベルが付与された光データの数を計数する計数回路
、及び同じグループを表すラベルが付与された光データの計数値と第１の基準計数値及び
第２の基準計数値とを比較する比較回路などを備える。
所定の処理としては、例えばラベリング処理、光データ計数処理、又は座標検出処理など
が挙げられる。また、画像処理回路１３１は、例えば光データにラベルを付与するラベリ
ング処理回路、同じグループを表すラベルが付与された光データの数を計数する計数回路
、及び同じグループを表すラベルが付与された光データの計数値と第１の基準計数値及び
第２の基準計数値とを比較する比較回路などを備える。
記憶回路１３２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＯＭ（
Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を含む。なお、ＲＡＭは、複数でもよい。また、Ｒ
ＯＭには、所定の動作を行うためのプログラムのデータなどが記憶されている。なお、プ
ログラムの数は、適宜設定することができる。
Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を含む。なお、ＲＡＭは、複数でもよい。また、Ｒ
ＯＭには、所定の動作を行うためのプログラムのデータなどが記憶されている。なお、プ
ログラムの数は、適宜設定することができる。
ＣＰＵ１３３は、命令信号が入力され、入力された命令信号に応じたプログラムを実行す
る。
る。
次に、本実施の形態における入出力装置の駆動方法例として、図１（Ａ）に示す入出力装
置の駆動方法例について、図１（Ｂ）を用いて説明する。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示
す入出力装置の駆動方法例を説明するためのフローチャートである。
置の駆動方法例について、図１（Ｂ）を用いて説明する。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示
す入出力装置の駆動方法例を説明するためのフローチャートである。
図１（Ａ）に示す入出力装置の駆動方法例では、表示選択信号のパルスに従って表示回路
１１５ｄに表示データ信号が入力され、表示回路１１５ｄは、入力された表示データ信号
のデータに応じた表示状態になり、画素部１０１ｄは、画像を表示する。
１１５ｄに表示データ信号が入力され、表示回路１１５ｄは、入力された表示データ信号
のデータに応じた表示状態になり、画素部１０１ｄは、画像を表示する。
また、図１（Ａ）に示す入出力装置の駆動方法例では、ステップＳ１１として、光データ
の生成（光データ生成ともいう）を行う。
の生成（光データ生成ともいう）を行う。
光データの生成における動作としては、単位期間毎に、複数の光検出回路１１５ｐのそれ
ぞれに入射する光の照度に応じた複数の光データを生成する。なお、光データを生成する
前に、光検出リセット信号に従って光検出回路１１５ｐをリセット状態にする。また、上
記単位期間は、例えば光検出回路制御部１２２により制御される光検出リセット信号及び
出力選択信号のパルスに従って設定される。
ぞれに入射する光の照度に応じた複数の光データを生成する。なお、光データを生成する
前に、光検出リセット信号に従って光検出回路１１５ｐをリセット状態にする。また、上
記単位期間は、例えば光検出回路制御部１２２により制御される光検出リセット信号及び
出力選択信号のパルスに従って設定される。
さらに、出力選択信号に従って、複数の光検出回路１１５ｐにより生成した光データを光
データ信号として順次出力する。さらに、読み出し回路１１６により複数の光検出回路１
１５ｐから出力された光データを順次読み出して出力することにより、順次光データ信号
をデータ処理部１０３に出力する。
データ信号として順次出力する。さらに、読み出し回路１１６により複数の光検出回路１
１５ｐから出力された光データを順次読み出して出力することにより、順次光データ信号
をデータ処理部１０３に出力する。
データ処理部１０３に光データ信号が入力されると、光データ信号のデータ（光データ）
は、記憶回路１３２におけるＲＡＭの指定されたメモリアドレスの記憶素子に順次記憶さ
れる。また、各光データの座標情報も座標データとしてＲＡＭに記憶してもよい。また、
光データ信号がアナログ信号の場合には光データ信号をデジタル信号に変換してもよい。
は、記憶回路１３２におけるＲＡＭの指定されたメモリアドレスの記憶素子に順次記憶さ
れる。また、各光データの座標情報も座標データとしてＲＡＭに記憶してもよい。また、
光データ信号がアナログ信号の場合には光データ信号をデジタル信号に変換してもよい。
次に、ステップＳ１２として、面積算出を行う。
面積算出の動作としては、記憶回路１３２に記憶された光データを画像データとして用い
て画像処理回路１３１によりラベリング処理を行う。
て画像処理回路１３１によりラベリング処理を行う。
ラベリング処理では、記憶回路１３２に保存された光データを順に読み出し、ラベリング
処理回路により、読み出した光データの値が基準データ値より大きい場合に、該光データ
にラベルを付与する。基準データ値の値は、適宜設定することができる。なお、ラベルを
付与する前に光データにフィルタリングなどの処理を行い、ノイズなどを除去してもよい
。
処理回路により、読み出した光データの値が基準データ値より大きい場合に、該光データ
にラベルを付与する。基準データ値の値は、適宜設定することができる。なお、ラベルを
付与する前に光データにフィルタリングなどの処理を行い、ノイズなどを除去してもよい
。
例えば、ラベルを付与される光データが記憶されていた記憶素子のメモリアドレスと同じ
アドレスにラベルの値を記憶することにより、光データにラベルを付与することになる。
なお、ここでの同じアドレスとは、同じＲＡＭにおいて異なる階層において同じアドレス
であること又は異なるＲＡＭにおいて同じアドレスであることを含む。
アドレスにラベルの値を記憶することにより、光データにラベルを付与することになる。
なお、ここでの同じアドレスとは、同じＲＡＭにおいて異なる階層において同じアドレス
であること又は異なるＲＡＭにおいて同じアドレスであることを含む。
ラベルが付与された光データは、画素部１０１ｄと被読み取り物との重畳部における光検
出回路１１５ｐで生成された光データである。よって、被読み取り物の位置を検出するこ
とができる。
出回路１１５ｐで生成された光データである。よって、被読み取り物の位置を検出するこ
とができる。
なお、画素部１０１ｄに１つの被読み取り物が重畳する場合、該被読み取り物と画素部１
０１ｄとの重畳部において同じグループを表すラベルが付与されることが好ましいため、
例えば隣接する光検出回路１１５ｐにより生成される光データにすでにラベルが付与され
ていたら、すでに付与されているラベルと同じ種類のラベルに変換するように設定してお
く。
０１ｄとの重畳部において同じグループを表すラベルが付与されることが好ましいため、
例えば隣接する光検出回路１１５ｐにより生成される光データにすでにラベルが付与され
ていたら、すでに付与されているラベルと同じ種類のラベルに変換するように設定してお
く。
また、このとき同じグループを表すラベルが付与された光データの数を計数回路により計
数しておく。同じグループを表すラベルが付与された光データの数により、被読み取り物
における画素部１０１ｄに重畳する領域の面積を容易に算出することができる。
数しておく。同じグループを表すラベルが付与された光データの数により、被読み取り物
における画素部１０１ｄに重畳する領域の面積を容易に算出することができる。
ラベリング処理により、被読み取り物が重畳する画素部１０１ｄの領域の位置及び面積を
算出することができる。
算出することができる。
次に、ステップＳ１３として、面積比較を行う。
面積比較の動作としては、画像処理回路１３１における比較回路により、同じグループを
表すラベルが付与された光データの計数値、すなわち被読み取り物が重畳する画素部１０
１ｄの領域に設けられた光検出回路により生成された光データの計数値と、第１の基準計
数値及び第２の基準計数値とを比較することにより、被読み取り物が重畳する画素部１０
１ｄの領域の面積を判定する。
表すラベルが付与された光データの計数値、すなわち被読み取り物が重畳する画素部１０
１ｄの領域に設けられた光検出回路により生成された光データの計数値と、第１の基準計
数値及び第２の基準計数値とを比較することにより、被読み取り物が重畳する画素部１０
１ｄの領域の面積を判定する。
このとき、同じグループを表すラベルが付与された光データの計数値（ＣＮＴ（ＰＤ）と
もいう）が第１の基準計数値（ＣＮＴ（ｒｅｆ１）ともいう）以上第２の基準計数値（Ｃ
ＮＴ（ｒｅｆ２）ともいう）以下（ＣＮＴ（ｒｅｆ１）≦ＣＮＴ（ＰＤ）≦ＣＮＴ（ｒｅ
ｆ２））の場合、ステップＳ１４＿１として第１の処理を実行する。なお、第１の基準計
数値は、第２の基準計数値未満の自然数であり、第２の基準計数値は、第１の基準計数値
より大きい自然数である。また、第１の基準計数値を０より大きく第２の基準計数値より
小さい値に設定することにより、光データに含まれるノイズの影響を抑制することもでき
る。
もいう）が第１の基準計数値（ＣＮＴ（ｒｅｆ１）ともいう）以上第２の基準計数値（Ｃ
ＮＴ（ｒｅｆ２）ともいう）以下（ＣＮＴ（ｒｅｆ１）≦ＣＮＴ（ＰＤ）≦ＣＮＴ（ｒｅ
ｆ２））の場合、ステップＳ１４＿１として第１の処理を実行する。なお、第１の基準計
数値は、第２の基準計数値未満の自然数であり、第２の基準計数値は、第１の基準計数値
より大きい自然数である。また、第１の基準計数値を０より大きく第２の基準計数値より
小さい値に設定することにより、光データに含まれるノイズの影響を抑制することもでき
る。
第１の処理では、同じグループを表すラベルが付与された光データの計数値が第１の基準
計数値以上第２の基準計数値以下であるという結果を示す信号を命令信号としてＣＰＵ１
３３に出力し、同じグループを表すラベルが付与された光データが生成された光検出回路
が設けられた画素部１０１ｄの領域における中心点の座標を算出し、該座標のデータをＣ
ＰＵ１３３に出力し、該座標データに応じてＣＰＵ１３３により記憶回路１３２から複数
のプログラムの一つ又は複数を読み出して実行する。
計数値以上第２の基準計数値以下であるという結果を示す信号を命令信号としてＣＰＵ１
３３に出力し、同じグループを表すラベルが付与された光データが生成された光検出回路
が設けられた画素部１０１ｄの領域における中心点の座標を算出し、該座標のデータをＣ
ＰＵ１３３に出力し、該座標データに応じてＣＰＵ１３３により記憶回路１３２から複数
のプログラムの一つ又は複数を読み出して実行する。
また、同じグループを表すラベルが付与された光データの計数値が第２の基準計数値より
大きい場合（ＣＮＴ（ＰＤ）＞ＣＮＴ（ｒｅｆ２））、ステップＳ１４＿２として第２の
処理を実行する。
大きい場合（ＣＮＴ（ＰＤ）＞ＣＮＴ（ｒｅｆ２））、ステップＳ１４＿２として第２の
処理を実行する。
第２の処理では、同じグループを表すラベルが付与された光データの計数値が第２の基準
計数値より大きいという結果を示す信号を命令信号としてＣＰＵ１３３に出力し、同じグ
ループを表すラベルが付与された光データが生成された光検出回路１１５ｐが設けられた
画素部１０１ｄの領域において、ＣＰＵ１３３により記憶回路１３２から複数のプログラ
ムの一つ又は複数を読み出して実行するように設定する。
計数値より大きいという結果を示す信号を命令信号としてＣＰＵ１３３に出力し、同じグ
ループを表すラベルが付与された光データが生成された光検出回路１１５ｐが設けられた
画素部１０１ｄの領域において、ＣＰＵ１３３により記憶回路１３２から複数のプログラ
ムの一つ又は複数を読み出して実行するように設定する。
なお、第２の処理により、同じグループを表すラベルが付与された光データを用いて画像
信号を生成し、該画像信号を元に表示データ信号を生成し、生成した表示データ信号を複
数の表示回路１１５ｄに順次出力してもよい。また、このとき、表示画像に応じてＣＰＵ
１３３により記憶回路１３２から複数のプログラムの一つ又は複数を読み出して実行して
もよい。
信号を生成し、該画像信号を元に表示データ信号を生成し、生成した表示データ信号を複
数の表示回路１１５ｄに順次出力してもよい。また、このとき、表示画像に応じてＣＰＵ
１３３により記憶回路１３２から複数のプログラムの一つ又は複数を読み出して実行して
もよい。
図１を用いて説明したように、本実施の形態における入出力装置の一例は、被読み取り物
が画素部に重畳する場合に、被読み取り物が重畳する画素部の領域の面積に応じて、被読
み取り物が重畳する画素部の領域における、処理を実行するための座標を一つにするか複
数にするかを選択するものである。これにより、被読み取り物が重畳する画素部の領域の
面積に応じて実行する処理を選択することができるため、該機能を利用した新たなアプリ
ケーションを提供することができる。よって、入出力装置を利用したアプリケーションの
数を増やすことができる。
が画素部に重畳する場合に、被読み取り物が重畳する画素部の領域の面積に応じて、被読
み取り物が重畳する画素部の領域における、処理を実行するための座標を一つにするか複
数にするかを選択するものである。これにより、被読み取り物が重畳する画素部の領域の
面積に応じて実行する処理を選択することができるため、該機能を利用した新たなアプリ
ケーションを提供することができる。よって、入出力装置を利用したアプリケーションの
数を増やすことができる。
また、本実施の形態における入出力装置の一例は、光データに選択的にラベルを付与し、
同じグループを表すラベルが付与された光データを計数することにより、容易に被読み取
り物が重畳する画素部の領域の面積を算出することができる。また、本実施の形態におけ
る入出力装置の一例は、光データの計数値を基準計数値と比較し、該比較結果を用いて、
被読み取り物が重畳する画素部の領域の面積の違いにより処理を変更することができる。
よって、入出力装置の利便性を向上させることができる。
同じグループを表すラベルが付与された光データを計数することにより、容易に被読み取
り物が重畳する画素部の領域の面積を算出することができる。また、本実施の形態におけ
る入出力装置の一例は、光データの計数値を基準計数値と比較し、該比較結果を用いて、
被読み取り物が重畳する画素部の領域の面積の違いにより処理を変更することができる。
よって、入出力装置の利便性を向上させることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、上記実施の形態１に示す入出力装置の機能例について説明する。
本実施の形態では、上記実施の形態１に示す入出力装置の機能例について説明する。
本実施の形態における入出力装置の機能例について、図２を用いて説明する。図２は、本
実施の形態における入出力装置の機能例を説明するための模式図である。
実施の形態における入出力装置の機能例を説明するための模式図である。
まず、図２（Ａ）に示すように、画素部１０１ｄにおいて円１４２を含む画像が表示され
ているとする。円１４２は、例えば図２（Ａ）における矢印に示すように、時間経過とと
もに特定の方向に移動するとする。また、このとき、単位時間毎に画素部１０１ｄにおけ
る光検出回路１１５ｐにより光データを生成する。
ているとする。円１４２は、例えば図２（Ａ）における矢印に示すように、時間経過とと
もに特定の方向に移動するとする。また、このとき、単位時間毎に画素部１０１ｄにおけ
る光検出回路１１５ｐにより光データを生成する。
さらに、図２（Ｂ）に示すように、画素部１０１ｄに直方体である被読み取り物１４３を
重畳させる。このとき、被読み取り物１４３が重畳する画素部１０１ｄの領域の面積は、
基準値より大きいとする。
重畳させる。このとき、被読み取り物１４３が重畳する画素部１０１ｄの領域の面積は、
基準値より大きいとする。
さらに、面積算出における動作を行う。面積算出における動作では、ラベリング処理によ
り、基準データ値より値の大きい光データにラベルを付与する。これにより、被読み取り
物１４３に重畳する画素部１０１ｄの領域に設けられた光検出回路により生成した光デー
タに同じグループを表すラベルが付与される。さらに、同じグループを表すラベルを付与
した光データの数を計数する。
り、基準データ値より値の大きい光データにラベルを付与する。これにより、被読み取り
物１４３に重畳する画素部１０１ｄの領域に設けられた光検出回路により生成した光デー
タに同じグループを表すラベルが付与される。さらに、同じグループを表すラベルを付与
した光データの数を計数する。
また、面積比較における動作を行う。面積比較における動作により、同じグループを表す
ラベルを付与した光データの計数値が第２の基準計数値より多いと判断されると、第２の
処理が行われる。第２の処理により、同じグループを表すラベルを付与した光データの計
数値が第２の基準計数値より多いという結果の信号をＣＰＵ１３３に出力し、被読み取り
物１４３に重畳する画素部１０１ｄの領域の各座標に円１４２の画像が表示されると、Ｃ
ＰＵ１３３により円１４２の移動ベクトルを変化させ、円１４２の移動方向を変化させる
プログラムを実行するように設定する。
ラベルを付与した光データの計数値が第２の基準計数値より多いと判断されると、第２の
処理が行われる。第２の処理により、同じグループを表すラベルを付与した光データの計
数値が第２の基準計数値より多いという結果の信号をＣＰＵ１３３に出力し、被読み取り
物１４３に重畳する画素部１０１ｄの領域の各座標に円１４２の画像が表示されると、Ｃ
ＰＵ１３３により円１４２の移動ベクトルを変化させ、円１４２の移動方向を変化させる
プログラムを実行するように設定する。
例えば、図２（Ｃ−１）に示すように、被読み取り物１４３に重畳する画素部１０１ｄの
領域に円１４２が接すると、プログラムを実行し、円１４２の移動ベクトルが変化し、円
１４２の移動方向が変化する。よって、視認者には、円１４２が被読み取り物１４３に当
たって跳ね返ったように見える。
領域に円１４２が接すると、プログラムを実行し、円１４２の移動ベクトルが変化し、円
１４２の移動方向が変化する。よって、視認者には、円１４２が被読み取り物１４３に当
たって跳ね返ったように見える。
また、図２（Ｃ−２）に示すように、第２の処理として、被読み取り物１４３に重畳する
画素部１０１ｄの領域の各座標に円１４２が表示されると円１４２の移動ベクトルを変化
させ、円１４２の移動方向を変化させるプログラムを実行するように設定し、被読み取り
物１４３に重畳する画素部１０１ｄの領域の光データを用いて画像データを生成し、該画
像データに応じた被読み取り物１４４を画素部１０１ｄにおいて表示し、被読み取り物１
４３を除去してもよい。この場合、被読み取り物１４４が表示されている各座標に円１４
２が接すると、プログラムを実行し、円１４２の移動ベクトルが変化し、円１４２の移動
方向が変化する。よって、視認者には、円１４２が被読み取り物１４４に当たって跳ね返
ったように見える。
画素部１０１ｄの領域の各座標に円１４２が表示されると円１４２の移動ベクトルを変化
させ、円１４２の移動方向を変化させるプログラムを実行するように設定し、被読み取り
物１４３に重畳する画素部１０１ｄの領域の光データを用いて画像データを生成し、該画
像データに応じた被読み取り物１４４を画素部１０１ｄにおいて表示し、被読み取り物１
４３を除去してもよい。この場合、被読み取り物１４４が表示されている各座標に円１４
２が接すると、プログラムを実行し、円１４２の移動ベクトルが変化し、円１４２の移動
方向が変化する。よって、視認者には、円１４２が被読み取り物１４４に当たって跳ね返
ったように見える。
また、図２（Ｃ−１）及び図２（Ｃ−２）の組み合わせとして、図２（Ｃ−３）に示すよ
うに、第２の処理として、該被読み取り物に重畳する画素部１０１ｄの領域の各座標に円
１４２が表示されると円１４２の移動ベクトルを変化させ、円１４２の移動方向を変化さ
せるプログラムを実行するように設定した後、該被読み取り物に重畳する画素部１０１ｄ
の領域の光データを用いて画像データを生成し、該画像データに応じて被読み取り物１４
４を画素部１０１ｄにおける被読み取り物１４３と重畳していない領域に表示してもよい
。なお、このとき被読み取り物１４４は、被読み取り物１４３より小さくてもよい。この
場合、被読み取り物１４３に重畳する画素部１０１ｄの領域に円１４２が接すると、プロ
グラムを実行し、円１４２の移動ベクトルが変化し、円１４２の移動方向が変化し、さら
に被読み取り物１４４が表示されている各座標に円１４２が接すると、プログラムを実行
し、円１４２の移動ベクトルが変化し、円１４２の移動方向が変化する。よって、視認者
には、円１４２が被読み取り物１４３及び被読み取り物１４４のそれぞれに当たって跳ね
返ったように見える。
うに、第２の処理として、該被読み取り物に重畳する画素部１０１ｄの領域の各座標に円
１４２が表示されると円１４２の移動ベクトルを変化させ、円１４２の移動方向を変化さ
せるプログラムを実行するように設定した後、該被読み取り物に重畳する画素部１０１ｄ
の領域の光データを用いて画像データを生成し、該画像データに応じて被読み取り物１４
４を画素部１０１ｄにおける被読み取り物１４３と重畳していない領域に表示してもよい
。なお、このとき被読み取り物１４４は、被読み取り物１４３より小さくてもよい。この
場合、被読み取り物１４３に重畳する画素部１０１ｄの領域に円１４２が接すると、プロ
グラムを実行し、円１４２の移動ベクトルが変化し、円１４２の移動方向が変化し、さら
に被読み取り物１４４が表示されている各座標に円１４２が接すると、プログラムを実行
し、円１４２の移動ベクトルが変化し、円１４２の移動方向が変化する。よって、視認者
には、円１４２が被読み取り物１４３及び被読み取り物１４４のそれぞれに当たって跳ね
返ったように見える。
図２を用いて説明したように、実施の形態１に示す入出力装置は、被読み取り物が重畳す
る画素部の領域の面積に応じて表示画像の動作を制御するような処理を行うことができる
。よって、上記機能を利用した新たなアプリケーションを提供することができる。よって
、入出力装置における利用可能なアプリケーションの数を増やすことができる。
る画素部の領域の面積に応じて表示画像の動作を制御するような処理を行うことができる
。よって、上記機能を利用した新たなアプリケーションを提供することができる。よって
、入出力装置における利用可能なアプリケーションの数を増やすことができる。
なお、実施の形態２に示す入出力装置の機能例は、本明細書に示す内容に限定されず、被
読み取り物が重畳する画素部の領域の面積に応じて処理を変化させる機能を含んでいれば
、他の機能例でもよい。
読み取り物が重畳する画素部の領域の面積に応じて処理を変化させる機能を含んでいれば
、他の機能例でもよい。
（実施の形態３）
本実施の形態では、上記実施の形態１に示す入出力装置の機能例について説明する。
本実施の形態では、上記実施の形態１に示す入出力装置の機能例について説明する。
本実施の形態における入出力装置の機能例について図３を用いて説明する。図３は、本実
施の形態における入出力装置の機能例を説明するための模式図である。
施の形態における入出力装置の機能例を説明するための模式図である。
まず、図３（Ａ）に示すように、指である被読み取り物１４５を、画素部１０１ｄにおい
て矢印の方向に移動させる。なお、被読み取り物１４５の面積は、第１の基準計数値以上
第２の基準計数値以下とする。また、このとき、単位時間毎に画素部１０１ｄにおける光
検出回路１１５ｐにより光データを生成する。
て矢印の方向に移動させる。なお、被読み取り物１４５の面積は、第１の基準計数値以上
第２の基準計数値以下とする。また、このとき、単位時間毎に画素部１０１ｄにおける光
検出回路１１５ｐにより光データを生成する。
さらに、面積算出における動作を行う。面積算出における動作では、ラベリング処理によ
り、基準データ値より値の大きい光データにラベルを付与する。これにより、被読み取り
物１４５に重畳する画素部１０１ｄの領域に設けられた光検出回路により生成した光デー
タに同じグループを表すラベルが付与される。さらに、同じグループを表すラベルを付与
した光データの数を計数する。
り、基準データ値より値の大きい光データにラベルを付与する。これにより、被読み取り
物１４５に重畳する画素部１０１ｄの領域に設けられた光検出回路により生成した光デー
タに同じグループを表すラベルが付与される。さらに、同じグループを表すラベルを付与
した光データの数を計数する。
また、面積比較における動作を行う。面積比較における動作により、同じグループを表す
ラベルを付与した光データの計数値が第１の基準計数値以上第２の基準計数値以下と判断
された場合、第１の処理を行う。第１の処理では、同じグループを表すラベルを付与した
光データの計数値が第１の基準計数値以上第２の基準計数値以下という結果の信号をＣＰ
Ｕ１３３に出力し、さらに、被読み取り物１４５が重畳する画素部１０１ｄの領域の中心
点の座標を算出し、ＣＰＵ１３３により該座標の領域の画像を、ある色の画像に画像を変
化させるプログラムを実行するように設定する。これにより、視認者には、被読み取り物
１４５の軌跡に応じて曲線１４６が描かれたように見える。
ラベルを付与した光データの計数値が第１の基準計数値以上第２の基準計数値以下と判断
された場合、第１の処理を行う。第１の処理では、同じグループを表すラベルを付与した
光データの計数値が第１の基準計数値以上第２の基準計数値以下という結果の信号をＣＰ
Ｕ１３３に出力し、さらに、被読み取り物１４５が重畳する画素部１０１ｄの領域の中心
点の座標を算出し、ＣＰＵ１３３により該座標の領域の画像を、ある色の画像に画像を変
化させるプログラムを実行するように設定する。これにより、視認者には、被読み取り物
１４５の軌跡に応じて曲線１４６が描かれたように見える。
さらに、図３（Ｂ）に示すように、画素部１０１ｄに直方体である被読み取り物１４７を
重畳させる。このとき、被読み取り物１４７が重畳する画素部１０１ｄの領域の面積は、
基準値より大きいとする。なお、被読み取り物１４７の形状は特に限定されない。
重畳させる。このとき、被読み取り物１４７が重畳する画素部１０１ｄの領域の面積は、
基準値より大きいとする。なお、被読み取り物１４７の形状は特に限定されない。
さらに、面積算出における動作を行う。面積算出における動作では、ラベリング処理によ
り、基準データ値より値の大きい光データにラベルを付与する。これにより、被読み取り
物１４７に重畳する画素部１０１ｄの領域に設けられた光検出回路により生成した光デー
タに同じグループを表すラベルが付与される。さらに、同じグループを表すラベルを付与
した光データの数を計数する。
り、基準データ値より値の大きい光データにラベルを付与する。これにより、被読み取り
物１４７に重畳する画素部１０１ｄの領域に設けられた光検出回路により生成した光デー
タに同じグループを表すラベルが付与される。さらに、同じグループを表すラベルを付与
した光データの数を計数する。
また、面積比較における動作を行う。面積比較における動作により、同じグループを表す
ラベルを付与した光データの計数値が第２の基準計数値より多いと判断された場合、さら
に第２の処理を行う。第２の処理では、同じグループを表すラベルを付与した光データの
計数値が第２の基準計数値より多いという結果の信号をＣＰＵ１３３に出力し、上記被読
み取り物に重畳する画素部１０１ｄの領域の各座標において白の画像に画像を変化させる
プログラムを実行するように設定する。
ラベルを付与した光データの計数値が第２の基準計数値より多いと判断された場合、さら
に第２の処理を行う。第２の処理では、同じグループを表すラベルを付与した光データの
計数値が第２の基準計数値より多いという結果の信号をＣＰＵ１３３に出力し、上記被読
み取り物に重畳する画素部１０１ｄの領域の各座標において白の画像に画像を変化させる
プログラムを実行するように設定する。
例えば、図３（Ｃ−１）に示すように、被読み取り物１４７を、曲線１４６を介して矢印
の方向に移動させると、プログラムを実行し、被読み取り物１４７が通過した曲線１４６
の領域の画像が白に変化する。よって、視認者には、被読み取り物１４７が通過すること
により、曲線１４６の画像の一部が消えたように見える。つまり、被読み取り物１４７が
消しゴムのように曲線１４６の一部を消したように見える。
の方向に移動させると、プログラムを実行し、被読み取り物１４７が通過した曲線１４６
の領域の画像が白に変化する。よって、視認者には、被読み取り物１４７が通過すること
により、曲線１４６の画像の一部が消えたように見える。つまり、被読み取り物１４７が
消しゴムのように曲線１４６の一部を消したように見える。
また、図３（Ｃ−２）に示すように、第２の処理として、上記被読み取り物に重畳する画
素部１０１ｄの領域の各座標において画像を白の画像に変化させるプログラムを実行する
ように設定した後、上記被読み取り物に重畳する画素部１０１ｄの領域の光データを用い
て画像データを生成し、上記画像データに応じた被読み取り物１４８を画素部１０１ｄに
おいて表示し、被読み取り物１４７を除去してもよい。この場合、例えば被読み取り物１
４８を、曲線１４６を介して矢印の方向に指などで移動させると、プログラムを実行し、
被読み取り物１４８が通過した曲線１４６の領域の画像が白に変化する。よって、視認者
には、被読み取り物１４８が通過することにより、曲線１４６の画像の一部が消えたよう
に見える。つまり、被読み取り物１４８が消しゴムのように曲線１４６の一部を消したよ
うに見える。
素部１０１ｄの領域の各座標において画像を白の画像に変化させるプログラムを実行する
ように設定した後、上記被読み取り物に重畳する画素部１０１ｄの領域の光データを用い
て画像データを生成し、上記画像データに応じた被読み取り物１４８を画素部１０１ｄに
おいて表示し、被読み取り物１４７を除去してもよい。この場合、例えば被読み取り物１
４８を、曲線１４６を介して矢印の方向に指などで移動させると、プログラムを実行し、
被読み取り物１４８が通過した曲線１４６の領域の画像が白に変化する。よって、視認者
には、被読み取り物１４８が通過することにより、曲線１４６の画像の一部が消えたよう
に見える。つまり、被読み取り物１４８が消しゴムのように曲線１４６の一部を消したよ
うに見える。
図３を用いて説明したように、実施の形態１に示す入出力装置は、被読み取り物が重畳す
る画素部の領域の面積に応じて表示画像の動作を制御するような処理を行うことができる
ため、上記機能を利用して新たなアプリケーションを提供することができる。よって、入
出力装置における、利用可能なアプリケーションの数を増やすことができる。
る画素部の領域の面積に応じて表示画像の動作を制御するような処理を行うことができる
ため、上記機能を利用して新たなアプリケーションを提供することができる。よって、入
出力装置における、利用可能なアプリケーションの数を増やすことができる。
なお、実施の形態３に示す入出力装置の機能例は、本明細書に示す内容に限定されず、被
読み取り物の面積に応じて処理を変化させる機能を含んでいれば、他の機能例でもよい。
読み取り物の面積に応じて処理を変化させる機能を含んでいれば、他の機能例でもよい。
また、実施の形態３に示す入出力装置の機能例は、実施の形態２に示す入出力装置の機能
例と適宜組み合わせることができる。
例と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態の入出力装置における光検出回路の例について説明す
る。
本実施の形態では、上記実施の形態の入出力装置における光検出回路の例について説明す
る。
本実施の形態における光検出回路の例について、図４を用いて説明する。図４は、本実施
の形態における光検出回路の例を説明するための図である。
の形態における光検出回路の例を説明するための図である。
まず、本実施の形態の光検出回路の構成例について、図４（Ａ）乃至図４（Ｃ）を用いて
説明する。図４（Ａ）乃至図４（Ｃ）は、本実施の形態における光検出回路の構成例を示
す図である。
説明する。図４（Ａ）乃至図４（Ｃ）は、本実施の形態における光検出回路の構成例を示
す図である。
図４（Ａ）に示す光検出回路は、光電変換素子１５１ａと、トランジスタ１５２ａと、ト
ランジスタ１５３ａと、を備える。
ランジスタ１５３ａと、を備える。
なお、図４（Ａ）に示す光検出回路において、トランジスタ１５２ａ及びトランジスタ１
５３ａは、電界効果トランジスタである。
５３ａは、電界効果トランジスタである。
光電変換素子１５１ａは、第１の電流端子及び第２の電流端子を有し、光電変換素子１５
１ａの第１の電流端子には、信号ＰＲＳＴが入力される。
１ａの第１の電流端子には、信号ＰＲＳＴが入力される。
トランジスタ１５２ａのゲートは、光電変換素子１５１ａの第２の電流端子に電気的に接
続される。
続される。
トランジスタ１５３ａのソース及びドレインの一方は、トランジスタ１５２ａのソース及
びドレインの一方に電気的に接続され、トランジスタ１５３ａのゲートには、信号ＯＳＥ
Ｌが入力される。
びドレインの一方に電気的に接続され、トランジスタ１５３ａのゲートには、信号ＯＳＥ
Ｌが入力される。
なお、トランジスタ１５２ａのソース及びドレインの他方、並びにトランジスタ１５３ａ
のソース及びドレインの他方のうちの一方には、電圧Ｖａが入力される。
のソース及びドレインの他方のうちの一方には、電圧Ｖａが入力される。
さらに、図４（Ａ）に示す光検出回路は、トランジスタ１５２ａのソース及びドレインの
他方、並びにトランジスタ１５３ａのソース及びドレインの他方のうちの他方から光デー
タを光データ信号として出力する。
他方、並びにトランジスタ１５３ａのソース及びドレインの他方のうちの他方から光デー
タを光データ信号として出力する。
図４（Ｂ）に示す光検出回路は、光電変換素子１５１ｂと、トランジスタ１５２ｂと、ト
ランジスタ１５３ｂと、トランジスタ１５４と、トランジスタ１５５と、を備える。
ランジスタ１５３ｂと、トランジスタ１５４と、トランジスタ１５５と、を備える。
なお、図４（Ｂ）に示す光検出回路において、トランジスタ１５２ｂ、トランジスタ１５
３ｂ、トランジスタ１５４、及びトランジスタ１５５は、電界効果トランジスタである。
３ｂ、トランジスタ１５４、及びトランジスタ１５５は、電界効果トランジスタである。
光電変換素子１５１ｂは、第１の電流端子及び第２の電流端子を有し、光電変換素子１５
１ｂの第１の電流端子には、電圧Ｖｂが入力される。
１ｂの第１の電流端子には、電圧Ｖｂが入力される。
トランジスタ１５４のソース及びドレインの一方は、光電変換素子１５１ｂの第２の電流
端子に電気的に接続され、トランジスタ１５４のゲートには、光検出制御信号（信号ＰＣ
ＴＬともいう）が入力される。光検出制御信号は、パルス信号である。
端子に電気的に接続され、トランジスタ１５４のゲートには、光検出制御信号（信号ＰＣ
ＴＬともいう）が入力される。光検出制御信号は、パルス信号である。
トランジスタ１５２ｂのゲートは、トランジスタ１５４のソース及びドレインの他方に電
気的に接続される。
気的に接続される。
トランジスタ１５５のソース及びドレインの一方には、電圧Ｖａが入力され、トランジス
タ１５５のソース及びドレインの他方は、トランジスタ１５４のソース及びドレインの他
方に電気的に接続され、トランジスタ１５５のゲートには、信号ＰＲＳＴが入力される。
タ１５５のソース及びドレインの他方は、トランジスタ１５４のソース及びドレインの他
方に電気的に接続され、トランジスタ１５５のゲートには、信号ＰＲＳＴが入力される。
トランジスタ１５３ｂのソース及びドレインの一方は、トランジスタ１５２ｂのソース及
びドレインの一方に電気的に接続され、トランジスタ１５３ｂのゲートには、信号ＯＳＥ
Ｌが入力される。
びドレインの一方に電気的に接続され、トランジスタ１５３ｂのゲートには、信号ＯＳＥ
Ｌが入力される。
なお、トランジスタ１５２ｂのソース及びドレインの他方、並びにトランジスタ１５３ｂ
のソース及びドレインの他方のうちの一方には、電圧Ｖａが入力される。
のソース及びドレインの他方のうちの一方には、電圧Ｖａが入力される。
また、図４（Ｂ）に示す光検出回路は、トランジスタ１５２ｂのソース及びドレインの他
方、並びにトランジスタ１５３ｂのソース及びドレインの他方のうちの他方から光データ
を光データ信号として出力する。
方、並びにトランジスタ１５３ｂのソース及びドレインの他方のうちの他方から光データ
を光データ信号として出力する。
なお、図４（Ｂ）に示す光検出回路を複数具備する場合、全ての光検出回路に同じ光検出
制御信号を入力することもできる。全ての光検出回路に同じ光検出制御信号を入力して光
データを生成する駆動方式をグローバルシャッター方式ともいう。
制御信号を入力することもできる。全ての光検出回路に同じ光検出制御信号を入力して光
データを生成する駆動方式をグローバルシャッター方式ともいう。
図４（Ｃ）に示す光検出回路は、光電変換素子１５１ｃと、トランジスタ１５２ｃと、容
量素子１５６と、を備える。
量素子１５６と、を備える。
光電変換素子１５１ｃは、第１の電流端子及び第２の電流端子を有し、光電変換素子１５
１ｃの第１の電流端子には、信号ＰＲＳＴが入力される。
１ｃの第１の電流端子には、信号ＰＲＳＴが入力される。
容量素子１５６は、第１の容量電極及び第２の容量電極を有し、容量素子１５６の第１の
容量電極には、信号ＯＳＥＬが入力され、容量素子１５６の第２の容量電極は、光電変換
素子１５１ｃの第２の電流端子に電気的に接続される。
容量電極には、信号ＯＳＥＬが入力され、容量素子１５６の第２の容量電極は、光電変換
素子１５１ｃの第２の電流端子に電気的に接続される。
トランジスタ１５２ｃのソース及びドレインの一方には、電圧Ｖａが入力され、トランジ
スタ１５２ｃのゲートは、光電変換素子１５１ｃの第２の電流端子に電気的に接続される
。
スタ１５２ｃのゲートは、光電変換素子１５１ｃの第２の電流端子に電気的に接続される
。
なお、図４（Ｃ）に示す光検出回路は、トランジスタ１５２ｃのソース及びドレインの他
方から光データを光データ信号として出力する。
方から光データを光データ信号として出力する。
さらに、図４（Ａ）乃至図４（Ｃ）に示す光検出回路の各構成要素について説明する。
光電変換素子１５１ａ乃至光電変換素子１５１ｃとしては、例えばフォトダイオード又は
フォトトランジスタなどを用いることができる。フォトダイオードの場合、フォトダイオ
ードのアノード及びカソードの一方が光電変換素子の第１の電流端子に相当し、フォトダ
イオードのアノード及びカソードの他方が光電変換素子の第２の電流端子に相当し、フォ
トトランジスタの場合、フォトトランジスタのソース及びドレインの一方が光電変換素子
の第１の電流端子に相当し、フォトトランジスタのソース及びドレインの他方が光電変換
素子の第２の電流端子に相当する。
フォトトランジスタなどを用いることができる。フォトダイオードの場合、フォトダイオ
ードのアノード及びカソードの一方が光電変換素子の第１の電流端子に相当し、フォトダ
イオードのアノード及びカソードの他方が光電変換素子の第２の電流端子に相当し、フォ
トトランジスタの場合、フォトトランジスタのソース及びドレインの一方が光電変換素子
の第１の電流端子に相当し、フォトトランジスタのソース及びドレインの他方が光電変換
素子の第２の電流端子に相当する。
トランジスタ１５２ａ乃至トランジスタ１５２ｃは、増幅トランジスタとしての機能を有
する。
する。
トランジスタ１５４は、光検出制御トランジスタとしての機能を有する。光検出制御トラ
ンジスタは、増幅トランジスタのゲートの電圧を、光電変換素子に流れる光電流に応じた
値に設定するか否かを制御する機能を有する。なお、本実施の形態の光検出回路では、ト
ランジスタ１５４を必ずしも設けなくてもよいが、トランジスタ１５４を設けることによ
り、トランジスタ１５２ｂのゲートが浮遊状態のときに、一定期間トランジスタ１５２ｂ
のゲートの電圧の値を維持することができる。
ンジスタは、増幅トランジスタのゲートの電圧を、光電変換素子に流れる光電流に応じた
値に設定するか否かを制御する機能を有する。なお、本実施の形態の光検出回路では、ト
ランジスタ１５４を必ずしも設けなくてもよいが、トランジスタ１５４を設けることによ
り、トランジスタ１５２ｂのゲートが浮遊状態のときに、一定期間トランジスタ１５２ｂ
のゲートの電圧の値を維持することができる。
トランジスタ１５５は、光検出リセットトランジスタとしての機能を有する。光検出リセ
ットトランジスタは、増幅トランジスタのゲートの電圧を、基準値に設定するか否かを選
択する機能を有する。
ットトランジスタは、増幅トランジスタのゲートの電圧を、基準値に設定するか否かを選
択する機能を有する。
トランジスタ１５３ａ及びトランジスタ１５３ｂは、出力選択トランジスタとしての機能
を有する。
を有する。
なお、トランジスタ１５２ａ、トランジスタ１５２ｂ、トランジスタ１５３ａ、トランジ
スタ１５３ｂ、トランジスタ１５４、及びトランジスタ１５５としては、例えばチャネル
が形成され、元素周期表における第１４族の半導体（シリコンなど）を含有する半導体層
又は酸化物半導体層を含むトランジスタを用いることができる。例えば、該酸化物半導体
層を含むトランジスタを用いることにより、トランジスタ１５２ａ、トランジスタ１５２
ｂ、トランジスタ１５３ａ、トランジスタ１５３ｂ、トランジスタ１５４、及びトランジ
スタ１５５のリーク電流によるゲートの電圧の変動を抑制することができる。
スタ１５３ｂ、トランジスタ１５４、及びトランジスタ１５５としては、例えばチャネル
が形成され、元素周期表における第１４族の半導体（シリコンなど）を含有する半導体層
又は酸化物半導体層を含むトランジスタを用いることができる。例えば、該酸化物半導体
層を含むトランジスタを用いることにより、トランジスタ１５２ａ、トランジスタ１５２
ｂ、トランジスタ１５３ａ、トランジスタ１５３ｂ、トランジスタ１５４、及びトランジ
スタ１５５のリーク電流によるゲートの電圧の変動を抑制することができる。
次に、図４（Ａ）乃至図４（Ｃ）に示す光検出回路の駆動方法例について説明する。
まず、図４（Ａ）に示す光検出回路の駆動方法例について、図４（Ｄ）を用いて説明する
。図４（Ｄ）は、図４（Ａ）に示す光検出回路の駆動方法の一例を説明するためのタイミ
ングチャートであり、信号ＰＲＳＴ、信号ＯＳＥＬ、及びトランジスタ１５３ａのそれぞ
れの状態を示す。なお、ここでは、一例として光電変換素子１５１ａがフォトダイオード
である場合について説明する。
。図４（Ｄ）は、図４（Ａ）に示す光検出回路の駆動方法の一例を説明するためのタイミ
ングチャートであり、信号ＰＲＳＴ、信号ＯＳＥＬ、及びトランジスタ１５３ａのそれぞ
れの状態を示す。なお、ここでは、一例として光電変換素子１５１ａがフォトダイオード
である場合について説明する。
図４（Ａ）に示す光検出回路の駆動方法の一例では、まず期間Ｔ３１において、信号ＰＲ
ＳＴのパルス（ｐｌｓともいう）が入力される。また、期間Ｔ３１から期間Ｔ３２にかけ
て信号ＰＣＴＬのパルスが入力される。なお、期間Ｔ３１において、信号ＰＲＳＴのパル
スの入力開始のタイミングは、信号ＰＣＴＬのパルスの入力開始のタイミングより早くて
もよい。
ＳＴのパルス（ｐｌｓともいう）が入力される。また、期間Ｔ３１から期間Ｔ３２にかけ
て信号ＰＣＴＬのパルスが入力される。なお、期間Ｔ３１において、信号ＰＲＳＴのパル
スの入力開始のタイミングは、信号ＰＣＴＬのパルスの入力開始のタイミングより早くて
もよい。
このとき、光電変換素子１５１ａは、順方向に電流が流れる状態になり、トランジスタ１
５３ａがオフ状態（ＯＦＦともいう）になる。
５３ａがオフ状態（ＯＦＦともいう）になる。
このとき、トランジスタ１５２ａのゲートの電圧は、一定の値にリセットされる。
次に、信号ＰＲＳＴのパルスが入力された後の期間Ｔ３２において、光電変換素子１５１
ａは、順方向とは逆方向に電圧が印加された状態になり、トランジスタ１５３ａはオフ状
態のままである。
ａは、順方向とは逆方向に電圧が印加された状態になり、トランジスタ１５３ａはオフ状
態のままである。
このとき、光電変換素子１５１ａに入射した光の照度に応じて、光電変換素子１５１ａの
第１の電流端子及び第２の電流端子の間に光電流が流れる。さらに光電流に応じてトラン
ジスタ１５２ａのゲートの電圧の値が変化する。このとき、トランジスタ１５２ａのソー
ス及びドレインの間のチャネル抵抗の値が変化する。
第１の電流端子及び第２の電流端子の間に光電流が流れる。さらに光電流に応じてトラン
ジスタ１５２ａのゲートの電圧の値が変化する。このとき、トランジスタ１５２ａのソー
ス及びドレインの間のチャネル抵抗の値が変化する。
次に、期間Ｔ３３において、信号ＯＳＥＬのパルスが入力される。
このとき、光電変換素子１５１ａは、順方向とは逆方向に電圧が印加された状態のままで
あり、トランジスタ１５３ａがオン状態（ＯＮともいう）になり、トランジスタ１５２ａ
のソース及びドレイン、並びにトランジスタ１５３ａのソース及びドレインを介して電流
が流れる。トランジスタ１５２ａのソース及びドレイン、並びにトランジスタ１５３ａの
ソース及びドレインを介して流れる電流は、トランジスタ１５２ａのゲート電圧の値に依
存する。よって、光データは、光電変換素子１５１ａに入射する光の照度に応じた値とな
る。さらに、図４（Ａ）に示す光検出回路は、トランジスタ１５２ａのソース及びドレイ
ンの他方、並びにトランジスタ１５３ａのソース及びドレインの他方のいずれか他方から
光データ信号として出力する。以上が図４（Ａ）に示す光検出回路の駆動方法例である。
あり、トランジスタ１５３ａがオン状態（ＯＮともいう）になり、トランジスタ１５２ａ
のソース及びドレイン、並びにトランジスタ１５３ａのソース及びドレインを介して電流
が流れる。トランジスタ１５２ａのソース及びドレイン、並びにトランジスタ１５３ａの
ソース及びドレインを介して流れる電流は、トランジスタ１５２ａのゲート電圧の値に依
存する。よって、光データは、光電変換素子１５１ａに入射する光の照度に応じた値とな
る。さらに、図４（Ａ）に示す光検出回路は、トランジスタ１５２ａのソース及びドレイ
ンの他方、並びにトランジスタ１５３ａのソース及びドレインの他方のいずれか他方から
光データ信号として出力する。以上が図４（Ａ）に示す光検出回路の駆動方法例である。
次に、図４（Ｂ）に示す光検出回路の駆動方法例について、図４（Ｅ）を用いて説明する
。図４（Ｅ）は、図４（Ｂ）に示す光検出回路の駆動方法例を説明するためのタイミング
チャートである。
。図４（Ｅ）は、図４（Ｂ）に示す光検出回路の駆動方法例を説明するためのタイミング
チャートである。
図４（Ｂ）に示す光検出回路の駆動方法例では、まず期間Ｔ４１において、信号ＰＲＳＴ
のパルスが入力され、また、期間Ｔ４１から期間Ｔ４２にかけて信号ＰＣＴＬのパルスが
入力される。なお、期間Ｔ４１において、信号ＰＲＳＴのパルスの入力開始のタイミング
は、信号ＰＣＴＬのパルスの入力開始のタイミングより早くてもよい。
のパルスが入力され、また、期間Ｔ４１から期間Ｔ４２にかけて信号ＰＣＴＬのパルスが
入力される。なお、期間Ｔ４１において、信号ＰＲＳＴのパルスの入力開始のタイミング
は、信号ＰＣＴＬのパルスの入力開始のタイミングより早くてもよい。
このとき、期間Ｔ４１において、光電変換素子１５１ｂが順方向に電流が流れる状態にな
り、トランジスタ１５４がオン状態になることにより、トランジスタ１５２ｂのゲートの
電圧は、電圧Ｖａと同等の値にリセットされる。
り、トランジスタ１５４がオン状態になることにより、トランジスタ１５２ｂのゲートの
電圧は、電圧Ｖａと同等の値にリセットされる。
さらに、信号ＰＲＳＴのパルスが入力された後の期間Ｔ４２において、光電変換素子１５
１ｂが順方向とは逆方向に電圧が印加された状態になり、トランジスタ１５４がオン状態
のままであり、トランジスタ１５５がオフ状態になる。
１ｂが順方向とは逆方向に電圧が印加された状態になり、トランジスタ１５４がオン状態
のままであり、トランジスタ１５５がオフ状態になる。
このとき、光電変換素子１５１ｂに入射した光の照度に応じて、光電変換素子１５１ｂの
第１の電流端子及び第２の電流端子の間に光電流が流れる。さらに、光電流に応じてトラ
ンジスタ１５２ｂのゲートの電圧の値が変化する。このとき、トランジスタ１５２ｂのソ
ース及びドレインの間のチャネル抵抗の値が変化する。
第１の電流端子及び第２の電流端子の間に光電流が流れる。さらに、光電流に応じてトラ
ンジスタ１５２ｂのゲートの電圧の値が変化する。このとき、トランジスタ１５２ｂのソ
ース及びドレインの間のチャネル抵抗の値が変化する。
さらに、信号ＰＣＴＬのパルスが入力された後の期間Ｔ４３において、トランジスタ１５
４がオフ状態になる。
４がオフ状態になる。
このとき、トランジスタ１５２ｂのゲートの電圧は、期間Ｔ４２における光電変換素子１
５１ｂの光電流に応じた値に保持される。なお、期間Ｔ４３を必ずしも設けなくてもよい
が、期間Ｔ４３を設けることにより、光検出回路において、データ信号を出力するタイミ
ングを適宜設定することができ、例えば複数の光検出回路において、それぞれデータ信号
を出力するタイミングを適宜設定することができる。
５１ｂの光電流に応じた値に保持される。なお、期間Ｔ４３を必ずしも設けなくてもよい
が、期間Ｔ４３を設けることにより、光検出回路において、データ信号を出力するタイミ
ングを適宜設定することができ、例えば複数の光検出回路において、それぞれデータ信号
を出力するタイミングを適宜設定することができる。
さらに、期間Ｔ４４において、信号ＯＳＥＬのパルスが入力される。
このとき、光電変換素子１５１ｂが順方向とは逆方向に電圧が印加された状態のままであ
り、トランジスタ１５３ｂがオン状態になる。
り、トランジスタ１５３ｂがオン状態になる。
さらに、このとき、トランジスタ１５２ｂのソース及びドレイン、並びにトランジスタ１
５３ｂのソース及びドレインを介して電流が流れ、図４（Ｂ）に示す光検出回路は、トラ
ンジスタ１５２ｂのソース及びドレインの他方、並びにトランジスタ１５３ｂのソース及
びドレインの他方のうちの他方から光データをデータ信号として出力する。以上が図４（
Ｂ）に示す光検出回路の駆動方法例である。
５３ｂのソース及びドレインを介して電流が流れ、図４（Ｂ）に示す光検出回路は、トラ
ンジスタ１５２ｂのソース及びドレインの他方、並びにトランジスタ１５３ｂのソース及
びドレインの他方のうちの他方から光データをデータ信号として出力する。以上が図４（
Ｂ）に示す光検出回路の駆動方法例である。
次に、図４（Ｃ）に示す光検出回路の駆動方法例について、図４（Ｆ）を用いて説明する
。図４（Ｆ）は、図４（Ｃ）に示す光検出回路の駆動方法例を説明するためのタイミング
チャートである。
。図４（Ｆ）は、図４（Ｃ）に示す光検出回路の駆動方法例を説明するためのタイミング
チャートである。
図４（Ｃ）に示す光検出回路の駆動方法例では、まず、期間Ｔ５１において、信号ＰＲＳ
Ｔのパルスが入力される。
Ｔのパルスが入力される。
このとき、光電変換素子１５１ｃが順方向に電流が流れる状態になり、トランジスタ１５
２ｃのゲートの電圧は、一定の値にリセットされる。
２ｃのゲートの電圧は、一定の値にリセットされる。
次に、信号ＰＲＳＴのパルスが入力された後の期間Ｔ５２において、光電変換素子１５１
ｃが順方向とは逆方向に電圧が印加された状態になる。
ｃが順方向とは逆方向に電圧が印加された状態になる。
このとき、光電変換素子１５１ｃに入射した光の照度に応じて、光電変換素子１５１ｃの
第１の電流端子及び第２の電流端子の間に光電流が流れる。さらに、光電流に応じてトラ
ンジスタ１５２ｃのゲートの電圧が変化する。このとき、トランジスタ１５２ｃのソース
及びドレインの間のチャネル抵抗の値が変化する。
第１の電流端子及び第２の電流端子の間に光電流が流れる。さらに、光電流に応じてトラ
ンジスタ１５２ｃのゲートの電圧が変化する。このとき、トランジスタ１５２ｃのソース
及びドレインの間のチャネル抵抗の値が変化する。
次に、期間Ｔ５３において、信号ＯＳＥＬのパルスが入力される。
このとき、光電変換素子１５１ｃは、順方向とは逆方向に電圧が印加された状態のままで
あり、トランジスタ１５２ｃのソース及びドレインの間に電流が流れ、図４（Ｃ）に示す
光検出回路は、トランジスタ１５２ｃのソース及びドレインの他方から光データをデータ
信号として出力する。以上が図４（Ｃ）に示す光検出回路の駆動方法例である。
あり、トランジスタ１５２ｃのソース及びドレインの間に電流が流れ、図４（Ｃ）に示す
光検出回路は、トランジスタ１５２ｃのソース及びドレインの他方から光データをデータ
信号として出力する。以上が図４（Ｃ）に示す光検出回路の駆動方法例である。
図４（Ａ）乃至図４（Ｆ）を用いて説明したように、本実施の形態の光検出回路の一例は
、光電変換素子及び増幅トランジスタを備え、光データを生成し、出力選択信号に従って
光データをデータ信号として出力する構成である。上記構成にすることにより、光検出回
路により光データを生成して出力することができる。
、光電変換素子及び増幅トランジスタを備え、光データを生成し、出力選択信号に従って
光データをデータ信号として出力する構成である。上記構成にすることにより、光検出回
路により光データを生成して出力することができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、上記実施の形態の入出力装置における表示回路の例について説明する
。
本実施の形態では、上記実施の形態の入出力装置における表示回路の例について説明する
。
本実施の形態における表示回路の例について、図５を用いて説明する。図５は、本実施の
形態における表示回路の例を説明するための図である。
形態における表示回路の例を説明するための図である。
まず、本実施の形態の表示回路の構成例について、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）を用いて説
明する。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、本実施の形態における表示回路の構成例を示す図
である。
明する。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、本実施の形態における表示回路の構成例を示す図
である。
図５（Ａ）に示す表示回路は、トランジスタ１６１ａと、液晶素子１６２ａと、容量素子
１６３ａと、を備える。
１６３ａと、を備える。
なお、図５（Ａ）に示す表示回路において、トランジスタ１６１ａは、電界効果トランジ
スタである。
スタである。
また、入出力装置において、液晶素子は、第１の表示電極、第２の表示電極、及び液晶層
により構成される。液晶層は、第１の表示電極及び第２の表示電極の間に印加される電圧
に応じて光の透過率が変化する。
により構成される。液晶層は、第１の表示電極及び第２の表示電極の間に印加される電圧
に応じて光の透過率が変化する。
また、入出力装置において、容量素子は、第１の容量電極、第２の容量電極、並びに第１
の容量電極及び第２の容量電極に重畳する誘電体層を含む。容量素子は、第１の容量電極
及び第２の容量電極の間に印加される電圧に応じて電荷が蓄積される。
の容量電極及び第２の容量電極に重畳する誘電体層を含む。容量素子は、第１の容量電極
及び第２の容量電極の間に印加される電圧に応じて電荷が蓄積される。
トランジスタ１６１ａのソース及びドレインの一方には、信号ＤＤが入力され、トランジ
スタ１６１ａのゲートには、信号ＤＳＥＬが入力される。
スタ１６１ａのゲートには、信号ＤＳＥＬが入力される。
液晶素子１６２ａの第１の表示電極は、トランジスタ１６１ａのソース及びドレインの他
方に電気的に接続され、液晶素子１６２ａの第２の表示電極には、電圧Ｖｃが入力される
。電圧Ｖｃの値は、適宜設定することができる。
方に電気的に接続され、液晶素子１６２ａの第２の表示電極には、電圧Ｖｃが入力される
。電圧Ｖｃの値は、適宜設定することができる。
容量素子１６３ａの第１の容量電極は、トランジスタ１６１ａのソース及びドレインの他
方に電気的に接続され、容量素子１６３ａの第２の容量電極には、電圧Ｖｃが入力される
。
方に電気的に接続され、容量素子１６３ａの第２の容量電極には、電圧Ｖｃが入力される
。
図５（Ｂ）に示す表示回路は、トランジスタ１６１ｂと、液晶素子１６２ｂと、容量素子
１６３ｂと、容量素子１６４と、トランジスタ１６５と、トランジスタ１６６と、を備え
る。
１６３ｂと、容量素子１６４と、トランジスタ１６５と、トランジスタ１６６と、を備え
る。
なお、図５（Ｂ）に示す表示回路において、トランジスタ１６１ｂ、トランジスタ１６５
、及びトランジスタ１６６は、電界効果トランジスタである。
、及びトランジスタ１６６は、電界効果トランジスタである。
トランジスタ１６５のソース及びドレインの一方には、信号ＤＤが入力され、トランジス
タ１６５のゲートには、パルス信号である書き込み選択信号（信号ＷＳＥＬともいう）が
入力される。
タ１６５のゲートには、パルス信号である書き込み選択信号（信号ＷＳＥＬともいう）が
入力される。
容量素子１６４の第１の容量電極は、トランジスタ１６５のソース及びドレインの他方に
電気的に接続され、容量素子１６４の第２の容量電極には、電圧Ｖｃが入力される。
電気的に接続され、容量素子１６４の第２の容量電極には、電圧Ｖｃが入力される。
トランジスタ１６１ｂのソース及びドレインの一方は、トランジスタ１６５のソース及び
ドレインの他方に電気的に接続され、トランジスタ１６１ｂのゲートには、信号ＤＳＥＬ
が入力される。
ドレインの他方に電気的に接続され、トランジスタ１６１ｂのゲートには、信号ＤＳＥＬ
が入力される。
液晶素子１６２ｂの第１の表示電極は、トランジスタ１６１ｂのソース及びドレインの他
方に電気的に接続され、液晶素子１６２ｂの第２の表示電極には、電圧Ｖｃが入力される
。
方に電気的に接続され、液晶素子１６２ｂの第２の表示電極には、電圧Ｖｃが入力される
。
容量素子１６３ｂの第１の容量電極は、トランジスタ１６１ｂのソース及びドレインの他
方に電気的に接続され、容量素子１６３ｂの第２の容量電極には、電圧Ｖｃが入力される
。電圧Ｖｃの値は、表示回路の仕様に応じて適宜設定される。
方に電気的に接続され、容量素子１６３ｂの第２の容量電極には、電圧Ｖｃが入力される
。電圧Ｖｃの値は、表示回路の仕様に応じて適宜設定される。
トランジスタ１６６のソース及びドレインの一方には、基準となる電圧が入力され、トラ
ンジスタ１６６のソース及びドレインの他方は、トランジスタ１６１ｂのソース及びドレ
インの他方に電気的に接続され、トランジスタ１６６のゲートには、パルス信号である表
示リセット信号（信号ＤＲＳＴともいう）が入力される。
ンジスタ１６６のソース及びドレインの他方は、トランジスタ１６１ｂのソース及びドレ
インの他方に電気的に接続され、トランジスタ１６６のゲートには、パルス信号である表
示リセット信号（信号ＤＲＳＴともいう）が入力される。
さらに、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す表示回路の各構成要素について説明する。
トランジスタ１６１ａ及びトランジスタ１６１ｂは、表示選択トランジスタとしての機能
を有する。
を有する。
液晶素子１６２ａ及び液晶素子１６２ｂにおける液晶層としては、第１の表示電極及び第
２の表示電極に印加される電圧が０Ｖのときに光を透過する液晶層を用いることができ、
例えば電気制御複屈折型液晶（ＥＣＢ型液晶ともいう）、二色性色素を添加した液晶（Ｇ
Ｈ液晶ともいう）、高分子分散型液晶、又はディスコチック液晶を含む液晶層などを用い
ることができる。また、液晶層としては、ブルー相を示す液晶層を用いてもよい。ブルー
相を示す液晶層は、例えばブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物により構
成される。ブルー相を示す液晶は、応答速度が１ｍｓｅｃ以下と短く、光学的等方性であ
るため、配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。よって、ブルー相を示す液晶を
用いることにより、動作速度を向上させることができる。
２の表示電極に印加される電圧が０Ｖのときに光を透過する液晶層を用いることができ、
例えば電気制御複屈折型液晶（ＥＣＢ型液晶ともいう）、二色性色素を添加した液晶（Ｇ
Ｈ液晶ともいう）、高分子分散型液晶、又はディスコチック液晶を含む液晶層などを用い
ることができる。また、液晶層としては、ブルー相を示す液晶層を用いてもよい。ブルー
相を示す液晶層は、例えばブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物により構
成される。ブルー相を示す液晶は、応答速度が１ｍｓｅｃ以下と短く、光学的等方性であ
るため、配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。よって、ブルー相を示す液晶を
用いることにより、動作速度を向上させることができる。
容量素子１６３ａ及び容量素子１６３ｂは、トランジスタ１６１ａ又はトランジスタ１６
１ｂに従って第１の容量電極及び第２の容量電極の間に信号ＤＤに応じた値の電圧が印加
される保持容量としての機能を有する。容量素子１６３ａ及び容量素子１６３ｂを必ずし
も設けなくてもよいが、容量素子１６３ａ及び容量素子１６３ｂを設けることにより、表
示選択トランジスタのリーク電流に起因する液晶素子に印加された電圧の変動を抑制する
ことができる。
１ｂに従って第１の容量電極及び第２の容量電極の間に信号ＤＤに応じた値の電圧が印加
される保持容量としての機能を有する。容量素子１６３ａ及び容量素子１６３ｂを必ずし
も設けなくてもよいが、容量素子１６３ａ及び容量素子１６３ｂを設けることにより、表
示選択トランジスタのリーク電流に起因する液晶素子に印加された電圧の変動を抑制する
ことができる。
容量素子１６４は、トランジスタ１６５に従って第１の容量電極及び第２の容量電極の間
に信号ＤＤに応じた値の電圧が印加される保持容量としての機能を有する。
に信号ＤＤに応じた値の電圧が印加される保持容量としての機能を有する。
トランジスタ１６５は、容量素子１６４に信号ＤＤを入力させるか否かを選択する書き込
み選択トランジスタとしての機能を有する。
み選択トランジスタとしての機能を有する。
トランジスタ１６６は、液晶素子１６２ｂに印加される電圧をリセットさせるか否かを選
択する表示リセット選択トランジスタとしての機能を有する。
択する表示リセット選択トランジスタとしての機能を有する。
なお、トランジスタ１６１ａ、トランジスタ１６１ｂ、トランジスタ１６５、及びトラン
ジスタ１６６としては、例えばチャネルが形成され、元素周期表における第１４族の半導
体（シリコンなど）を含有する半導体層又は酸化物半導体層を含むトランジスタを用いる
ことができる。
ジスタ１６６としては、例えばチャネルが形成され、元素周期表における第１４族の半導
体（シリコンなど）を含有する半導体層又は酸化物半導体層を含むトランジスタを用いる
ことができる。
次に、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す表示回路の駆動方法例について説明する。
まず、図５（Ａ）に示す表示回路の駆動方法例について、図５（Ｃ）を用いて説明する。
図５（Ｃ）は、図５（Ａ）に示す表示回路の駆動方法例を説明するためのタイミングチャ
ートであり、信号ＤＤ及び信号ＤＳＥＬのそれぞれの状態を示す。
図５（Ｃ）は、図５（Ａ）に示す表示回路の駆動方法例を説明するためのタイミングチャ
ートであり、信号ＤＤ及び信号ＤＳＥＬのそれぞれの状態を示す。
図５（Ａ）に示す表示回路の駆動方法例では、信号ＤＳＥＬのパルスが入力されると、ト
ランジスタ１６１ａがオン状態になる。
ランジスタ１６１ａがオン状態になる。
トランジスタ１６１ａがオン状態になると、表示回路に信号ＤＤが入力され、液晶素子１
６２ａの第１の表示電極及び容量素子１６３ａの第１の容量電極の電圧が信号ＤＤの電圧
と同等の値になる。
６２ａの第１の表示電極及び容量素子１６３ａの第１の容量電極の電圧が信号ＤＤの電圧
と同等の値になる。
このとき、液晶素子１６２ａは、書き込み状態（状態ｗｔともいう）になり、信号ＤＤに
応じた光の透過率になる。これにより、表示回路は、信号ＤＤのデータ（データＤ１１乃
至データＤＱ（Ｑは２以上の自然数）のそれぞれ）に応じた表示状態になる。
応じた光の透過率になる。これにより、表示回路は、信号ＤＤのデータ（データＤ１１乃
至データＤＱ（Ｑは２以上の自然数）のそれぞれ）に応じた表示状態になる。
その後、トランジスタ１６１ａがオフ状態になり、液晶素子１６２ａは、保持状態（状態
ｈｌｄともいう）になり、第１の表示電極及び第２の表示電極の間に印加される電圧を、
次に信号ＤＳＥＬのパルスが入力されるまで、初期値からの変動量が基準値より大きくな
らないように保持する。また、液晶素子１６２ａが保持状態のとき、上記実施の形態の入
出力装置におけるライトユニットは、点灯状態になる。
ｈｌｄともいう）になり、第１の表示電極及び第２の表示電極の間に印加される電圧を、
次に信号ＤＳＥＬのパルスが入力されるまで、初期値からの変動量が基準値より大きくな
らないように保持する。また、液晶素子１６２ａが保持状態のとき、上記実施の形態の入
出力装置におけるライトユニットは、点灯状態になる。
次に、図５（Ｂ）に示す表示回路の駆動方法例について、図５（Ｄ）を用いて説明する。
図５（Ｄ）は、図５（Ｂ）に示す表示回路の駆動方法例を説明するためのタイミングチャ
ートである。
図５（Ｄ）は、図５（Ｂ）に示す表示回路の駆動方法例を説明するためのタイミングチャ
ートである。
図５（Ｂ）に示す表示回路の駆動方法例では、信号ＤＲＳＴのパルスが入力されると、ト
ランジスタ１６６がオン状態になり、液晶素子１６２ｂの第１の表示電極及び容量素子１
６３ｂの第１の容量電極の電圧が基準となる電圧にリセットされる。
ランジスタ１６６がオン状態になり、液晶素子１６２ｂの第１の表示電極及び容量素子１
６３ｂの第１の容量電極の電圧が基準となる電圧にリセットされる。
また、信号ＷＳＥＬのパルスが入力されると、トランジスタ１６５がオン状態になり、信
号ＤＤが表示回路に入力され、容量素子１６４の第１の容量電極が信号ＤＤの電圧と同等
の値になる。
号ＤＤが表示回路に入力され、容量素子１６４の第１の容量電極が信号ＤＤの電圧と同等
の値になる。
その後、信号ＤＳＥＬのパルスが入力されると、トランジスタ１６１ｂがオン状態になり
、液晶素子１６２ｂの第１の表示電極及び容量素子１６３ｂの第１の容量電極の電圧が容
量素子１６４の第１の容量電極の電圧と同等の値になる。
、液晶素子１６２ｂの第１の表示電極及び容量素子１６３ｂの第１の容量電極の電圧が容
量素子１６４の第１の容量電極の電圧と同等の値になる。
このとき、液晶素子１６２ｂは、書き込み状態になり、信号ＤＤに応じた光の透過率にな
る。これにより、表示回路は、信号ＤＤのデータ（データＤ１１乃至データＤＱのそれぞ
れ）に応じた表示状態になる。
る。これにより、表示回路は、信号ＤＤのデータ（データＤ１１乃至データＤＱのそれぞ
れ）に応じた表示状態になる。
その後、トランジスタ１６１ｂがオフ状態になり、液晶素子１６２ｂは、保持状態になり
、第１の表示電極及び第２の表示電極の間に印加される電圧を、次に信号ＤＳＥＬのパル
スが入力されるまで、初期値からの変動量が基準値より大きくならないように保持する。
また、液晶素子１６２ｂが保持状態のとき、上記実施の形態の入出力装置におけるライト
ユニットは、点灯状態になる。
、第１の表示電極及び第２の表示電極の間に印加される電圧を、次に信号ＤＳＥＬのパル
スが入力されるまで、初期値からの変動量が基準値より大きくならないように保持する。
また、液晶素子１６２ｂが保持状態のとき、上記実施の形態の入出力装置におけるライト
ユニットは、点灯状態になる。
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）を用いて説明したように、本実施の形態の表示回路の一例は、
表示選択トランジスタ及び液晶素子を備える構成である。上記構成にすることにより、表
示回路を表示データ信号に応じた表示状態にすることができる。
表示選択トランジスタ及び液晶素子を備える構成である。上記構成にすることにより、表
示回路を表示データ信号に応じた表示状態にすることができる。
また、図５（Ｂ）を用いて説明したように、本実施の形態の表示回路の一例は、表示選択
トランジスタ及び液晶素子に加え、書き込み選択トランジスタ及び容量素子を備える構成
である。上記構成にすることにより、液晶素子をある表示データ信号のデータに応じた表
示状態に設定している間に、容量素子に次の表示データ信号のデータを書き込むことがで
きる。よって、表示回路の動作速度を向上させることができる。
トランジスタ及び液晶素子に加え、書き込み選択トランジスタ及び容量素子を備える構成
である。上記構成にすることにより、液晶素子をある表示データ信号のデータに応じた表
示状態に設定している間に、容量素子に次の表示データ信号のデータを書き込むことがで
きる。よって、表示回路の動作速度を向上させることができる。
（実施の形態６）
本実施の形態では、上記実施の形態を用いて説明した入出力装置におけるトランジスタに
適用可能なトランジスタについて説明する。
本実施の形態では、上記実施の形態を用いて説明した入出力装置におけるトランジスタに
適用可能なトランジスタについて説明する。
上記実施の形態を用いて説明した入出力装置において、トランジスタとしては、例えばチ
ャネルが形成され、元素周期表における第１４族の半導体（シリコンなど）を含有する半
導体層又は酸化物半導体層を含むトランジスタを用いることができる。なお、チャネルが
形成される層をチャネル形成層ともいう。
ャネルが形成され、元素周期表における第１４族の半導体（シリコンなど）を含有する半
導体層又は酸化物半導体層を含むトランジスタを用いることができる。なお、チャネルが
形成される層をチャネル形成層ともいう。
なお、上記半導体層は、単結晶半導体層、多結晶半導体層、微結晶半導体層、又は非晶質
半導体層でもよい。
半導体層でもよい。
さらに、上記実施の形態を用いて説明した入出力装置において、酸化物半導体層を含むト
ランジスタとしては、例えば高純度化することにより、真性（Ｉ型ともいう）、又は実質
的に真性にさせた酸化物半導体層を有するトランジスタを用いることができる。高純度化
とは、酸化物半導体層中の水素又は水を極力排除すること、及び酸化物半導体層に酸素を
供給して酸化物半導体層中の酸素欠乏に起因する欠陥を低減することを含む概念である。
ランジスタとしては、例えば高純度化することにより、真性（Ｉ型ともいう）、又は実質
的に真性にさせた酸化物半導体層を有するトランジスタを用いることができる。高純度化
とは、酸化物半導体層中の水素又は水を極力排除すること、及び酸化物半導体層に酸素を
供給して酸化物半導体層中の酸素欠乏に起因する欠陥を低減することを含む概念である。
上記酸化物半導体層を含むトランジスタの構造例について、図６を用いて説明する。図６
は、本実施の形態におけるトランジスタの構造例を示す断面模式図である。
は、本実施の形態におけるトランジスタの構造例を示す断面模式図である。
図６（Ａ）に示すトランジスタは、ボトムゲート構造のトランジスタの一つであり、逆ス
タガ型トランジスタともいう。
タガ型トランジスタともいう。
図６（Ａ）に示すトランジスタは、導電層４０１ａと、絶縁層４０２ａと、酸化物半導体
層４０３ａと、導電層４０５ａと、導電層４０６ａと、を含む。
層４０３ａと、導電層４０５ａと、導電層４０６ａと、を含む。
導電層４０１ａは、基板４００ａの上に設けられる。
絶縁層４０２ａは、導電層４０１ａの上に設けられる。
酸化物半導体層４０３ａは、絶縁層４０２ａを介して導電層４０１ａに重畳する。
導電層４０５ａ及び導電層４０６ａは、酸化物半導体層４０３ａの一部の上にそれぞれ設
けられる。
けられる。
さらに、図６（Ａ）において、トランジスタの酸化物半導体層４０３ａの上面の一部（上
面に導電層４０５ａ及び導電層４０６ａが設けられていない部分）は、絶縁層４０７ａに
接する。
面に導電層４０５ａ及び導電層４０６ａが設けられていない部分）は、絶縁層４０７ａに
接する。
また、絶縁層４０７ａは、導電層４０５ａ、導電層４０６ａ、及び酸化物半導体層４０３
ａのないところで絶縁層４０２ａに接する。
ａのないところで絶縁層４０２ａに接する。
図６（Ｂ）に示すトランジスタは、図６（Ａ）に示す構造に加え、導電層４０８ａを含む
。
。
導電層４０８ａは、絶縁層４０７ａを介して酸化物半導体層４０３ａに重畳する。
図６（Ｃ）に示すトランジスタは、ボトムゲート構造のトランジスタの一つである。
図６（Ｃ）に示すトランジスタは、導電層４０１ｂと、絶縁層４０２ｂと、酸化物半導体
層４０３ｂと、導電層４０５ｂと、導電層４０６ｂと、を含む。
層４０３ｂと、導電層４０５ｂと、導電層４０６ｂと、を含む。
導電層４０１ｂは、基板４００ｂの上に設けられる。
絶縁層４０２ｂは、導電層４０１ｂの上に設けられる。
導電層４０５ｂ及び導電層４０６ｂは、絶縁層４０２ｂの一部の上に設けられる。
酸化物半導体層４０３ｂは、絶縁層４０２ｂを介して導電層４０１ｂに重畳する。
さらに、図６（Ｃ）において、トランジスタにおける酸化物半導体層４０３ｂの上面及び
側面は、絶縁層４０７ｂに接する。
側面は、絶縁層４０７ｂに接する。
また、絶縁層４０７ｂは、導電層４０５ｂ、導電層４０６ｂ、及び酸化物半導体層４０３
ｂのないところで絶縁層４０２ｂに接する。
ｂのないところで絶縁層４０２ｂに接する。
なお、図６（Ａ）及び図６（Ｃ）において、絶縁層の上に保護絶縁層を設けてもよい。
図６（Ｄ）に示すトランジスタは、図６（Ｃ）に示す構造に加え、導電層４０８ｂを含む
。
。
導電層４０８ｂは、絶縁層４０７ｂを介して酸化物半導体層４０３ｂに重畳する。
図６（Ｅ）に示すトランジスタは、トップゲート構造のトランジスタの一つである。
図６（Ｅ）に示すトランジスタは、導電層４０１ｃと、絶縁層４０２ｃと、酸化物半導体
層４０３ｃと、導電層４０５ｃ及び導電層４０６ｃと、を含む。
層４０３ｃと、導電層４０５ｃ及び導電層４０６ｃと、を含む。
酸化物半導体層４０３ｃは、絶縁層４４７を介して基板４００ｃの上に設けられる。
導電層４０５ｃ及び導電層４０６ｃは、それぞれ酸化物半導体層４０３ｃの上に設けられ
る。
る。
絶縁層４０２ｃは、酸化物半導体層４０３ｃ、導電層４０５ｃ、及び導電層４０６ｃの上
に設けられる。
に設けられる。
導電層４０１ｃは、絶縁層４０２ｃを介して酸化物半導体層４０３ｃに重畳する。
さらに、図６（Ａ）乃至図６（Ｅ）に示す各構成要素について説明する。
基板４００ａ乃至基板４００ｃとしては、例えば透光性を有する基板を用いることができ
、透光性を有する基板としては、例えばガラス基板又はプラスチック基板を用いることが
できる。
、透光性を有する基板としては、例えばガラス基板又はプラスチック基板を用いることが
できる。
導電層４０１ａ乃至導電層４０１ｃのそれぞれは、トランジスタのゲートとしての機能を
有する。なお、トランジスタのゲートとしての機能を有する層をゲート電極又はゲート配
線ともいう。
有する。なお、トランジスタのゲートとしての機能を有する層をゲート電極又はゲート配
線ともいう。
導電層４０１ａ乃至導電層４０１ｃとしては、例えばモリブデン、チタン、クロム、タン
タル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、若しくはスカンジウムなどの金属材
料、又はこれらを主成分とする合金材料の層を用いることができる。また、導電層４０１
ａ乃至導電層４０１ｃの形成に適用可能な材料の層の積層により、導電層４０１ａ乃至導
電層４０１ｃを構成することもできる。
タル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、若しくはスカンジウムなどの金属材
料、又はこれらを主成分とする合金材料の層を用いることができる。また、導電層４０１
ａ乃至導電層４０１ｃの形成に適用可能な材料の層の積層により、導電層４０１ａ乃至導
電層４０１ｃを構成することもできる。
絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃのそれぞれは、トランジスタのゲート絶縁層としての
機能を有する。なお、トランジスタのゲート絶縁層としての機能を有する層をゲート絶縁
層ともいう。
機能を有する。なお、トランジスタのゲート絶縁層としての機能を有する層をゲート絶縁
層ともいう。
絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃとしては、例えば酸化シリコン層、窒化シリコン層、
酸化窒化シリコン層、窒化酸化シリコン層、酸化アルミニウム層、窒化アルミニウム層、
酸化窒化アルミニウム層、窒化酸化アルミニウム層、又は酸化ハフニウム層を用いること
ができる。また、絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃに適用可能な材料の層の積層により
絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃを構成することもできる。
酸化窒化シリコン層、窒化酸化シリコン層、酸化アルミニウム層、窒化アルミニウム層、
酸化窒化アルミニウム層、窒化酸化アルミニウム層、又は酸化ハフニウム層を用いること
ができる。また、絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃに適用可能な材料の層の積層により
絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃを構成することもできる。
また、絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃとしては、例えば元素周期表における第１３族
元素及び酸素元素を含む材料の絶縁層を用いることもできる。酸化物半導体層４０３ａ乃
至酸化物半導体層４０３ｃが第１３族元素を含む場合に、酸化物半導体層４０３ａ乃至酸
化物半導体層４０３ｃに接する絶縁層として第１３族元素を含む絶縁層を用いることによ
り、該絶縁層と酸化物半導体層との界面の状態を良好にすることができる。
元素及び酸素元素を含む材料の絶縁層を用いることもできる。酸化物半導体層４０３ａ乃
至酸化物半導体層４０３ｃが第１３族元素を含む場合に、酸化物半導体層４０３ａ乃至酸
化物半導体層４０３ｃに接する絶縁層として第１３族元素を含む絶縁層を用いることによ
り、該絶縁層と酸化物半導体層との界面の状態を良好にすることができる。
第１３族元素を含む材料としては、例えば酸化ガリウム、酸化アルミニウム、酸化アルミ
ニウムガリウム、酸化ガリウムアルミニウムなどが挙げられる。なお、酸化アルミニウム
ガリウムとは、ガリウムの含有量（原子％）よりアルミニウムの含有量（原子％）が多い
物質のことをいい、酸化ガリウムアルミニウムとは、ガリウムの含有量（原子％）がアル
ミニウムの含有量（原子％）以上の物質のことをいう。
ニウムガリウム、酸化ガリウムアルミニウムなどが挙げられる。なお、酸化アルミニウム
ガリウムとは、ガリウムの含有量（原子％）よりアルミニウムの含有量（原子％）が多い
物質のことをいい、酸化ガリウムアルミニウムとは、ガリウムの含有量（原子％）がアル
ミニウムの含有量（原子％）以上の物質のことをいう。
例えば、絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃとして、酸化ガリウムを含む絶縁層を用いる
ことにより、絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃと、酸化物半導体層４０３ａ乃至酸化物
半導体層４０３ｃとの界面における水素又は水素イオンの蓄積を低減することができる。
ことにより、絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃと、酸化物半導体層４０３ａ乃至酸化物
半導体層４０３ｃとの界面における水素又は水素イオンの蓄積を低減することができる。
また、例えば、絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃとして、酸化アルミニウムを含む絶縁
層を用いることにより、絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃと、酸化物半導体層４０３ａ
乃至酸化物半導体層４０３ｃとの界面における水素又は水素イオンの蓄積を低減すること
ができる。また、酸化アルミニウムを含む絶縁層は、水が通りにくいため、酸化アルミニ
ウムを含む絶縁層を用いることにより、該絶縁層を介して酸化物半導体層への水の侵入を
抑制することができる。
層を用いることにより、絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃと、酸化物半導体層４０３ａ
乃至酸化物半導体層４０３ｃとの界面における水素又は水素イオンの蓄積を低減すること
ができる。また、酸化アルミニウムを含む絶縁層は、水が通りにくいため、酸化アルミニ
ウムを含む絶縁層を用いることにより、該絶縁層を介して酸化物半導体層への水の侵入を
抑制することができる。
また、絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃとして、例えば、Ａｌ２Ｏｘ（ｘ＝３＋α、α
は０より大きく１より小さい値）、Ｇａ２Ｏｘ（ｘ＝３＋α、αは０より大きく１より小
さい値）、又はＧａｘＡｌ２−ｘＯ３＋α（ｘは０より大きく２より小さい値、αは０よ
り大きく１より小さい値）で表記される材料を用いることもできる。また、絶縁層４０２
ａ乃至絶縁層４０２ｃに適用可能な材料の層の積層により絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０
２ｃを構成することもできる。例えば、複数のＧａ２Ｏｘで表記される酸化ガリウムを含
む層の積層により絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃを構成してもよい。また、Ｇａ２Ｏ
ｘで表記される酸化ガリウムを含む絶縁層及びＡｌ２Ｏｘで表記される酸化アルミニウム
を含む絶縁層の積層により絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃを構成してもよい。
は０より大きく１より小さい値）、Ｇａ２Ｏｘ（ｘ＝３＋α、αは０より大きく１より小
さい値）、又はＧａｘＡｌ２−ｘＯ３＋α（ｘは０より大きく２より小さい値、αは０よ
り大きく１より小さい値）で表記される材料を用いることもできる。また、絶縁層４０２
ａ乃至絶縁層４０２ｃに適用可能な材料の層の積層により絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０
２ｃを構成することもできる。例えば、複数のＧａ２Ｏｘで表記される酸化ガリウムを含
む層の積層により絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃを構成してもよい。また、Ｇａ２Ｏ
ｘで表記される酸化ガリウムを含む絶縁層及びＡｌ２Ｏｘで表記される酸化アルミニウム
を含む絶縁層の積層により絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃを構成してもよい。
絶縁層４４７は、基板４００ｃからの不純物元素の拡散を防止する下地層としての機能を
有する。
有する。
絶縁層４４７としては、例えば絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃに適用可能な材料の層
を用いることができる。また、絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃに適用可能な材料の層
の積層により絶縁層４４７を構成してもよい。
を用いることができる。また、絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃに適用可能な材料の層
の積層により絶縁層４４７を構成してもよい。
酸化物半導体層４０３ａ乃至酸化物半導体層４０３ｃのそれぞれは、トランジスタのチャ
ネルが形成される層としての機能を有する。なお、トランジスタのチャネルが形成される
層としての機能を有する層をチャネル形成層ともいう。酸化物半導体層４０３ａ乃至酸化
物半導体層４０３ｃに適用可能な酸化物半導体としては、例えばＩｎ系酸化物、Ｓｎ系酸
化物、又はＺｎ系酸化物などを用いることができる。上記金属酸化物としては、例えば四
元系金属酸化物、三元系金属酸化物、又は二元系金属酸化物などを用いることができる。
なお、上記酸化物半導体として適用可能な金属酸化物は、特性のばらつきを減らすための
スタビライザーとしてガリウムを含んでいてもよい。また、上記酸化物半導体として適用
可能な金属酸化物は、上記スタビライザーとしてスズを含んでいてもよい。また、上記酸
化物半導体として適用可能な金属酸化物は、上記スタビライザーとしてハフニウムを含ん
でいてもよい。また、上記酸化物半導体として適用可能な金属酸化物は、上記スタビライ
ザーとしてアルミニウムを含んでいてもよい。また、上記酸化物半導体として適用可能な
金属酸化物は、上記スタビライザーとして、ランタノイドである、ランタン、セリウム、
プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジス
プロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、及びルテチウムの一
つ又は複数を含んでいてもよい。また、上記酸化物半導体として適用可能な金属酸化物は
、酸化シリコンを含んでいてもよい。例えば、四元系金属酸化物としては、例えば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、又はＩ
ｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物などを用いることができる。三元系金属酸化物としては、
例えばＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物（ＩＧＺＯともいう）、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物（Ｉ
ＴＺＯともいう）、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｇａ
−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌａ−
Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚ
ｎ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、又はＩｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物などを用いることができる。二元系金属酸化物とし
ては、Ｉｎ−Ｚｎ系酸化物（ＩＺＯともいう）、Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｚｎ系酸化
物、Ｚｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｓｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ系酸化
物、又はＩｎ−Ｇａ系酸化物などを用いることができる。また、上記酸化物半導体として
適用可能な金属酸化物は、酸化シリコンを含んでいてもよい。
ネルが形成される層としての機能を有する。なお、トランジスタのチャネルが形成される
層としての機能を有する層をチャネル形成層ともいう。酸化物半導体層４０３ａ乃至酸化
物半導体層４０３ｃに適用可能な酸化物半導体としては、例えばＩｎ系酸化物、Ｓｎ系酸
化物、又はＺｎ系酸化物などを用いることができる。上記金属酸化物としては、例えば四
元系金属酸化物、三元系金属酸化物、又は二元系金属酸化物などを用いることができる。
なお、上記酸化物半導体として適用可能な金属酸化物は、特性のばらつきを減らすための
スタビライザーとしてガリウムを含んでいてもよい。また、上記酸化物半導体として適用
可能な金属酸化物は、上記スタビライザーとしてスズを含んでいてもよい。また、上記酸
化物半導体として適用可能な金属酸化物は、上記スタビライザーとしてハフニウムを含ん
でいてもよい。また、上記酸化物半導体として適用可能な金属酸化物は、上記スタビライ
ザーとしてアルミニウムを含んでいてもよい。また、上記酸化物半導体として適用可能な
金属酸化物は、上記スタビライザーとして、ランタノイドである、ランタン、セリウム、
プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジス
プロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、及びルテチウムの一
つ又は複数を含んでいてもよい。また、上記酸化物半導体として適用可能な金属酸化物は
、酸化シリコンを含んでいてもよい。例えば、四元系金属酸化物としては、例えば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、又はＩ
ｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物などを用いることができる。三元系金属酸化物としては、
例えばＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物（ＩＧＺＯともいう）、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物（Ｉ
ＴＺＯともいう）、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｇａ
−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌａ−
Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚ
ｎ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、又はＩｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物などを用いることができる。二元系金属酸化物とし
ては、Ｉｎ−Ｚｎ系酸化物（ＩＺＯともいう）、Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｚｎ系酸化
物、Ｚｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｓｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ系酸化
物、又はＩｎ−Ｇａ系酸化物などを用いることができる。また、上記酸化物半導体として
適用可能な金属酸化物は、酸化シリコンを含んでいてもよい。
なお、例えばＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物とは、ＩｎとＧａとＺｎを含む酸化物という意味
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。
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。
Ｉｎ−Ｚｎ系酸化物を用いる場合、例えば、Ｉｎ：Ｚｎ＝５０：１乃至Ｉｎ：Ｚｎ＝１：
２（モル数比に換算するとＩｎ２Ｏ３：ＺｎＯ＝２５：１乃至Ｉｎ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：
４）、好ましくはＩｎ：Ｚｎ＝２０：１乃至Ｉｎ：Ｚｎ＝１：１（モル数比に換算すると
Ｉｎ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１０：１乃至Ｉｎ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：２）、さらに好ましくはＩ
ｎ：Ｚｎ＝１５：１乃至Ｉｎ：Ｚｎ＝１．５：１（モル数比に換算するとＩｎ２Ｏ３：Ｚ
ｎＯ＝１５：２乃至Ｉｎ２Ｏ３：ＺｎＯ＝３：４）の組成比である酸化物ターゲットを用
いてＩｎ−Ｚｎ系酸化物の半導体層を形成することができる。例えば、Ｉｎ−Ｚｎ系酸化
物半導体の形成に用いるターゲットは、原子数比がＩｎ：Ｚｎ：Ｏ＝Ｐ：Ｗ：Ｒのとき、
Ｒ＞１．５Ｐ＋Ｗとする。Ｉｎの量を多くすることにより、トランジスタの移動度を向上
させることができる。
２（モル数比に換算するとＩｎ２Ｏ３：ＺｎＯ＝２５：１乃至Ｉｎ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：
４）、好ましくはＩｎ：Ｚｎ＝２０：１乃至Ｉｎ：Ｚｎ＝１：１（モル数比に換算すると
Ｉｎ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１０：１乃至Ｉｎ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：２）、さらに好ましくはＩ
ｎ：Ｚｎ＝１５：１乃至Ｉｎ：Ｚｎ＝１．５：１（モル数比に換算するとＩｎ２Ｏ３：Ｚ
ｎＯ＝１５：２乃至Ｉｎ２Ｏ３：ＺｎＯ＝３：４）の組成比である酸化物ターゲットを用
いてＩｎ−Ｚｎ系酸化物の半導体層を形成することができる。例えば、Ｉｎ−Ｚｎ系酸化
物半導体の形成に用いるターゲットは、原子数比がＩｎ：Ｚｎ：Ｏ＝Ｐ：Ｗ：Ｒのとき、
Ｒ＞１．５Ｐ＋Ｗとする。Ｉｎの量を多くすることにより、トランジスタの移動度を向上
させることができる。
また、酸化物半導体としては、ＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは０より大きい数）で表記さ
れる材料を用いることもできる。ＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍのＭは、Ｇａ、Ａｌ、Ｍｎ、及
びＣｏから選ばれた一つ又は複数の金属元素を示す。
れる材料を用いることもできる。ＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍのＭは、Ｇａ、Ａｌ、Ｍｎ、及
びＣｏから選ばれた一つ又は複数の金属元素を示す。
導電層４０５ａ乃至導電層４０５ｃ及び導電層４０６ａ乃至導電層４０６ｃのそれぞれは
、トランジスタのソース又はドレインとしての機能を有する。なお、トランジスタのソー
スとしての機能を有する層をソース電極又はソース配線ともいい、トランジスタのドレイ
ンとしての機能を有する層をドレイン電極又はドレイン配線ともいう。
、トランジスタのソース又はドレインとしての機能を有する。なお、トランジスタのソー
スとしての機能を有する層をソース電極又はソース配線ともいい、トランジスタのドレイ
ンとしての機能を有する層をドレイン電極又はドレイン配線ともいう。
導電層４０５ａ乃至導電層４０５ｃ及び導電層４０６ａ乃至導電層４０６ｃとしては、例
えばアルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、若しくはタングステン
などの金属材料、又はこれらの金属材料を主成分とする合金材料の層を用いることができ
る。また、導電層４０５ａ乃至導電層４０５ｃ、及び導電層４０６ａ乃至導電層４０６ｃ
に適用可能な材料の層の積層により、導電層４０５ａ乃至導電層４０５ｃ、及び導電層４
０６ａ乃至導電層４０６ｃを構成することもできる。
えばアルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、若しくはタングステン
などの金属材料、又はこれらの金属材料を主成分とする合金材料の層を用いることができ
る。また、導電層４０５ａ乃至導電層４０５ｃ、及び導電層４０６ａ乃至導電層４０６ｃ
に適用可能な材料の層の積層により、導電層４０５ａ乃至導電層４０５ｃ、及び導電層４
０６ａ乃至導電層４０６ｃを構成することもできる。
また、導電層４０５ａ乃至導電層４０５ｃ及び導電層４０６ａ乃至導電層４０６ｃとして
は、導電性の金属酸化物を含む層を用いることもできる。導電性の金属酸化物としては、
例えば酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム酸化スズ合金、又は酸化イ
ンジウム酸化亜鉛合金を用いることができる。なお、導電層４０５ａ乃至導電層４０５ｃ
及び導電層４０６ａ乃至導電層４０６ｃに適用可能な導電性の金属酸化物は、酸化シリコ
ンを含んでいてもよい。
は、導電性の金属酸化物を含む層を用いることもできる。導電性の金属酸化物としては、
例えば酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム酸化スズ合金、又は酸化イ
ンジウム酸化亜鉛合金を用いることができる。なお、導電層４０５ａ乃至導電層４０５ｃ
及び導電層４０６ａ乃至導電層４０６ｃに適用可能な導電性の金属酸化物は、酸化シリコ
ンを含んでいてもよい。
絶縁層４０７ａ及び絶縁層４０７ｂとしては、絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃと同様
に、例えば元素周期表における第１３族元素及び酸素元素を含む材料の絶縁層を用いるこ
とができる。また、絶縁層４０７ａ及び絶縁層４０７ｂとしては、例えば、Ａｌ２Ｏｘ、
Ｇａ２Ｏｘ、又はＧａｘＡｌ２−ｘＯ３＋αで表記される材料を用いることもできる。
に、例えば元素周期表における第１３族元素及び酸素元素を含む材料の絶縁層を用いるこ
とができる。また、絶縁層４０７ａ及び絶縁層４０７ｂとしては、例えば、Ａｌ２Ｏｘ、
Ｇａ２Ｏｘ、又はＧａｘＡｌ２−ｘＯ３＋αで表記される材料を用いることもできる。
例えば、絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃ並びに絶縁層４０７ａ及び絶縁層４０７ｂを
、Ｇａ２Ｏｘで表記される酸化ガリウムを含む絶縁層により構成してもよい。また、絶縁
層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃ、並びに絶縁層４０７ａ及び絶縁層４０７ｂの一方を、Ｇ
ａ２Ｏｘで表記される酸化ガリウムを含む絶縁層により構成し、絶縁層４０２ａ乃至絶縁
層４０２ｃ、並びに絶縁層４０７ａ及び絶縁層４０７ｂの他方を、Ａｌ２Ｏｘで表記され
る酸化アルミニウムを含む絶縁層により構成してもよい。
、Ｇａ２Ｏｘで表記される酸化ガリウムを含む絶縁層により構成してもよい。また、絶縁
層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃ、並びに絶縁層４０７ａ及び絶縁層４０７ｂの一方を、Ｇ
ａ２Ｏｘで表記される酸化ガリウムを含む絶縁層により構成し、絶縁層４０２ａ乃至絶縁
層４０２ｃ、並びに絶縁層４０７ａ及び絶縁層４０７ｂの他方を、Ａｌ２Ｏｘで表記され
る酸化アルミニウムを含む絶縁層により構成してもよい。
導電層４０８ａ及び導電層４０８ｂのそれぞれは、トランジスタのゲートとしての機能を
有する。なお、トランジスタが導電層４０８ａ及び導電層４０８ｂを有する構造である場
合、導電層４０１ａ及び導電層４０８ａの一方、又は導電層４０１ｂ及び導電層４０８ｂ
の一方を、バックゲート、バックゲート電極、又はバックゲート配線ともいう。ゲートと
しての機能を有する層を、チャネル形成層を介して複数設けることにより、トランジスタ
の閾値電圧を制御することができる。
有する。なお、トランジスタが導電層４０８ａ及び導電層４０８ｂを有する構造である場
合、導電層４０１ａ及び導電層４０８ａの一方、又は導電層４０１ｂ及び導電層４０８ｂ
の一方を、バックゲート、バックゲート電極、又はバックゲート配線ともいう。ゲートと
しての機能を有する層を、チャネル形成層を介して複数設けることにより、トランジスタ
の閾値電圧を制御することができる。
導電層４０８ａ及び導電層４０８ｂとしては、例えばアルミニウム、クロム、銅、タンタ
ル、チタン、モリブデン、若しくはタングステンなどの金属材料、又はこれらの金属材料
を主成分とする合金材料の層を用いることができる。また、導電層４０８ａ及び導電層４
０８ｂに適用可能な材料の層の積層により導電層４０８ａ及び導電層４０８ｂのそれぞれ
を構成することもできる。
ル、チタン、モリブデン、若しくはタングステンなどの金属材料、又はこれらの金属材料
を主成分とする合金材料の層を用いることができる。また、導電層４０８ａ及び導電層４
０８ｂに適用可能な材料の層の積層により導電層４０８ａ及び導電層４０８ｂのそれぞれ
を構成することもできる。
また、導電層４０８ａ及び導電層４０８ｂとしては、導電性の金属酸化物を含む層を用い
ることもできる。導電性の金属酸化物としては、例えば酸化インジウム、酸化スズ、酸化
亜鉛、酸化インジウム酸化スズ合金、又は酸化インジウム酸化亜鉛合金を用いることがで
きる。なお、導電層４０８ａ及び導電層４０８ｂに適用可能な導電性の金属酸化物は、酸
化シリコンを含んでいてもよい。
ることもできる。導電性の金属酸化物としては、例えば酸化インジウム、酸化スズ、酸化
亜鉛、酸化インジウム酸化スズ合金、又は酸化インジウム酸化亜鉛合金を用いることがで
きる。なお、導電層４０８ａ及び導電層４０８ｂに適用可能な導電性の金属酸化物は、酸
化シリコンを含んでいてもよい。
なお、本実施の形態のトランジスタを、チャネル形成層としての機能を有する酸化物半導
体層の一部の上に絶縁層を含み、該絶縁層を介して酸化物半導体層に重畳するように、ソ
ース又はドレインとしての機能を有する導電層を含む構造としてもよい。上記構造である
場合、絶縁層は、トランジスタのチャネル形成層を保護する層（チャネル保護層ともいう
）としての機能を有する。チャネル保護層としての機能を有する絶縁層としては、例えば
絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃに適用可能な材料の層を用いることができる。また、
絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃに適用可能な材料の層の積層によりチャネル保護層と
しての機能を有する絶縁層を構成してもよい。
体層の一部の上に絶縁層を含み、該絶縁層を介して酸化物半導体層に重畳するように、ソ
ース又はドレインとしての機能を有する導電層を含む構造としてもよい。上記構造である
場合、絶縁層は、トランジスタのチャネル形成層を保護する層（チャネル保護層ともいう
）としての機能を有する。チャネル保護層としての機能を有する絶縁層としては、例えば
絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃに適用可能な材料の層を用いることができる。また、
絶縁層４０２ａ乃至絶縁層４０２ｃに適用可能な材料の層の積層によりチャネル保護層と
しての機能を有する絶縁層を構成してもよい。
なお、図６（Ａ）乃至図６（Ｅ）に示すように、本実施の形態のトランジスタを、必ずし
も酸化物半導体層の全てがゲート電極としての機能を有する導電層に重畳する構造にしな
くてもよいが、酸化物半導体層の全てがゲート電極としての機能を有する導電層に重畳す
る構造にすることにより、酸化物半導体層への光の入射を抑制することができる。
も酸化物半導体層の全てがゲート電極としての機能を有する導電層に重畳する構造にしな
くてもよいが、酸化物半導体層の全てがゲート電極としての機能を有する導電層に重畳す
る構造にすることにより、酸化物半導体層への光の入射を抑制することができる。
さらに、本実施の形態のトランジスタの作製方法例として、図６（Ａ）に示すトランジス
タの作製方法例について、図７（Ａ）乃至図７（Ｅ）を用いて説明する。図７（Ａ）乃至
図７（Ｅ）は、図６（Ａ）に示すトランジスタの作製方法例を説明するための断面模式図
である。
タの作製方法例について、図７（Ａ）乃至図７（Ｅ）を用いて説明する。図７（Ａ）乃至
図７（Ｅ）は、図６（Ａ）に示すトランジスタの作製方法例を説明するための断面模式図
である。
まず、図７（Ａ）に示すように、基板４００ａを準備し、基板４００ａの上に第１の導電
膜を形成し、第１の導電膜の一部をエッチングすることにより導電層４０１ａを形成する
。
膜を形成し、第１の導電膜の一部をエッチングすることにより導電層４０１ａを形成する
。
例えば、スパッタリング法を用いて導電層４０１ａに適用可能な材料の膜を形成すること
により第１の導電膜を形成することができる。また、導電層４０１ａに適用可能な材料の
膜を積層させ、第１の導電膜を形成することもできる。
により第１の導電膜を形成することができる。また、導電層４０１ａに適用可能な材料の
膜を積層させ、第１の導電膜を形成することもできる。
なお、スパッタリングガスとして、例えば水素、水、水酸基、又は水素化物などの不純物
が除去された高純度ガスを用いることにより、形成される膜の上記不純物濃度を低減する
ことができる。
が除去された高純度ガスを用いることにより、形成される膜の上記不純物濃度を低減する
ことができる。
なお、スパッタリング法を用いて膜を形成する前に、スパッタリング装置の予備加熱室に
て予備加熱処理を行ってもよい。上記予備加熱処理を行うことにより、水素、水分などの
不純物を脱離することができる。
て予備加熱処理を行ってもよい。上記予備加熱処理を行うことにより、水素、水分などの
不純物を脱離することができる。
また、スパッタリング法を用いて膜を形成する前に、例えばアルゴン、窒素、ヘリウム、
又は酸素雰囲気下で、ターゲット側に電圧を印加せずに、基板側にＲＦ電源を用いて電圧
を印加し、プラズマを形成して被形成面を改質する処理（逆スパッタともいう）を行って
もよい。逆スパッタを行うことにより、被形成面に付着している粉状物質（パーティクル
、ごみともいう）を除去することができる。
又は酸素雰囲気下で、ターゲット側に電圧を印加せずに、基板側にＲＦ電源を用いて電圧
を印加し、プラズマを形成して被形成面を改質する処理（逆スパッタともいう）を行って
もよい。逆スパッタを行うことにより、被形成面に付着している粉状物質（パーティクル
、ごみともいう）を除去することができる。
また、スパッタリング法を用いて膜を形成する場合、吸着型の真空ポンプなどを用いて、
膜を形成する成膜室内の残留水分を除去することができる。吸着型の真空ポンプとしては
、例えばクライオポンプ、イオンポンプ、又はチタンサブリメーションポンプなどを用い
ることができる。また、コールドトラップを設けたターボ分子ポンプを用いて成膜室内の
残留水分を除去することもできる。
膜を形成する成膜室内の残留水分を除去することができる。吸着型の真空ポンプとしては
、例えばクライオポンプ、イオンポンプ、又はチタンサブリメーションポンプなどを用い
ることができる。また、コールドトラップを設けたターボ分子ポンプを用いて成膜室内の
残留水分を除去することもできる。
また、上記導電層４０１ａの形成方法のように、本実施の形態のトランジスタの作製方法
例において、膜の一部をエッチングして層を形成する場合、例えば、フォトリソグラフィ
工程により膜の一部の上にレジストマスクを形成し、レジストマスクを用いて膜をエッチ
ングすることにより、層を形成することができる。なお、この場合、層の形成後にレジス
トマスクを除去する。
例において、膜の一部をエッチングして層を形成する場合、例えば、フォトリソグラフィ
工程により膜の一部の上にレジストマスクを形成し、レジストマスクを用いて膜をエッチ
ングすることにより、層を形成することができる。なお、この場合、層の形成後にレジス
トマスクを除去する。
また、インクジェット法を用いてレジストマスクを形成してもよい。インクジェット法を
用いることにより、フォトマスクが不要になるため、製造コストを低減することができる
。また、透過率の異なる複数の領域を有する露光マスク（多階調マスクともいう）を用い
てレジストマスクを形成してもよい。多階調マスクを用いることにより、異なる厚さの領
域を有するレジストマスクを形成することができ、トランジスタの作製に使用するレジス
トマスクの数を低減することができる。
用いることにより、フォトマスクが不要になるため、製造コストを低減することができる
。また、透過率の異なる複数の領域を有する露光マスク（多階調マスクともいう）を用い
てレジストマスクを形成してもよい。多階調マスクを用いることにより、異なる厚さの領
域を有するレジストマスクを形成することができ、トランジスタの作製に使用するレジス
トマスクの数を低減することができる。
次に、図７（Ｂ）に示すように、導電層４０１ａの上に第１の絶縁膜を形成することによ
り絶縁層４０２ａを形成する。
り絶縁層４０２ａを形成する。
例えば、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法などを用いて絶縁層４０２ａに適用可能な
材料の膜を形成することにより第１の絶縁膜を形成することができる。また、絶縁層４０
２ａに適用可能な材料の膜を積層させることにより第１の絶縁膜を形成することもできる
。また、高密度プラズマＣＶＤ法（例えばμ波（例えば、周波数２．４５ＧＨｚのμ波）
を用いた高密度プラズマＣＶＤ法）を用いて絶縁層４０２ａに適用可能な材料の膜を形成
することにより、絶縁層４０２ａを緻密にすることができ、絶縁層４０２ａの絶縁耐圧を
向上させることができる。
材料の膜を形成することにより第１の絶縁膜を形成することができる。また、絶縁層４０
２ａに適用可能な材料の膜を積層させることにより第１の絶縁膜を形成することもできる
。また、高密度プラズマＣＶＤ法（例えばμ波（例えば、周波数２．４５ＧＨｚのμ波）
を用いた高密度プラズマＣＶＤ法）を用いて絶縁層４０２ａに適用可能な材料の膜を形成
することにより、絶縁層４０２ａを緻密にすることができ、絶縁層４０２ａの絶縁耐圧を
向上させることができる。
次に、図７（Ｃ）に示すように、絶縁層４０２ａの上に酸化物半導体膜を形成し、その後
酸化物半導体膜の一部をエッチングすることにより酸化物半導体層４０３ａを形成する。
酸化物半導体膜の一部をエッチングすることにより酸化物半導体層４０３ａを形成する。
例えば、スパッタリング法を用いて酸化物半導体層４０３ａに適用可能な酸化物半導体材
料の膜を形成することにより酸化物半導体膜を形成することができる。なお、希ガス雰囲
気下、酸素雰囲気下、又は希ガスと酸素の混合雰囲気下で酸化物半導体膜を形成してもよ
い。
料の膜を形成することにより酸化物半導体膜を形成することができる。なお、希ガス雰囲
気下、酸素雰囲気下、又は希ガスと酸素の混合雰囲気下で酸化物半導体膜を形成してもよ
い。
また、スパッタリングターゲットとして、Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：１：１
［ｍｏｌ数比］の組成比である酸化物ターゲットを用いて酸化物半導体膜を形成すること
ができる。また、例えば、Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：１：２［ｍｏｌ数比］
の組成比である酸化物ターゲットを用いて酸化物半導体膜を形成してもよい。
［ｍｏｌ数比］の組成比である酸化物ターゲットを用いて酸化物半導体膜を形成すること
ができる。また、例えば、Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：１：２［ｍｏｌ数比］
の組成比である酸化物ターゲットを用いて酸化物半導体膜を形成してもよい。
また、スパッタリング法を用いて酸化物半導体膜を形成する際に、基板４００ａを減圧状
態にし、基板４００ａを１００℃以上６００℃以下、好ましくは２００℃以上４００℃以
下に加熱してもよい。基板４００ａを加熱することにより、酸化物半導体膜の上記不純物
濃度を低減することができ、また、スパッタリング法による酸化物半導体膜の損傷を軽減
することができる。
態にし、基板４００ａを１００℃以上６００℃以下、好ましくは２００℃以上４００℃以
下に加熱してもよい。基板４００ａを加熱することにより、酸化物半導体膜の上記不純物
濃度を低減することができ、また、スパッタリング法による酸化物半導体膜の損傷を軽減
することができる。
次に、図７（Ｄ）に示すように、絶縁層４０２ａ及び酸化物半導体層４０３ａの上に第２
の導電膜を形成し、第２の導電膜の一部をエッチングすることにより導電層４０５ａ及び
導電層４０６ａを形成する。
の導電膜を形成し、第２の導電膜の一部をエッチングすることにより導電層４０５ａ及び
導電層４０６ａを形成する。
例えば、スパッタリング法などを用いて導電層４０５ａ及び導電層４０６ａに適用可能な
材料の膜を形成することにより第２の導電膜を形成することができる。また、導電層４０
５ａ及び導電層４０６ａに適用可能な材料の膜を積層させることにより第２の導電膜を形
成することもできる。
材料の膜を形成することにより第２の導電膜を形成することができる。また、導電層４０
５ａ及び導電層４０６ａに適用可能な材料の膜を積層させることにより第２の導電膜を形
成することもできる。
次に、図７（Ｅ）に示すように、酸化物半導体層４０３ａに接するように絶縁層４０７ａ
を形成する。
を形成する。
例えば、希ガス（代表的にはアルゴン）雰囲気下、酸素雰囲気下、又は希ガスと酸素の混
合雰囲気下で、スパッタリング法を用いて絶縁層４０７ａに適用可能な膜を形成すること
により、絶縁層４０７ａを形成することができる。スパッタリング法を用いて絶縁層４０
７ａを形成することにより、トランジスタのバックチャネルとしての機能を有する酸化物
半導体層４０３ａの部分の抵抗の低下を抑制することができる。また、絶縁層４０７ａを
形成する際の基板温度は、室温以上３００℃以下であることが好ましい。
合雰囲気下で、スパッタリング法を用いて絶縁層４０７ａに適用可能な膜を形成すること
により、絶縁層４０７ａを形成することができる。スパッタリング法を用いて絶縁層４０
７ａを形成することにより、トランジスタのバックチャネルとしての機能を有する酸化物
半導体層４０３ａの部分の抵抗の低下を抑制することができる。また、絶縁層４０７ａを
形成する際の基板温度は、室温以上３００℃以下であることが好ましい。
また、絶縁層４０７ａを形成する前にＮ２Ｏ、Ｎ２、又はＡｒなどのガスを用いたプラズ
マ処理を行い、露出している酸化物半導体層４０３ａの表面に付着した吸着水などを除去
してもよい。プラズマ処理を行った場合、その後、大気に触れることなく、絶縁層４０７
ａを形成することが好ましい。
マ処理を行い、露出している酸化物半導体層４０３ａの表面に付着した吸着水などを除去
してもよい。プラズマ処理を行った場合、その後、大気に触れることなく、絶縁層４０７
ａを形成することが好ましい。
さらに、図６（Ａ）に示すトランジスタの作製方法の一例では、例えば４００℃以上７５
０℃以下、又は４００℃以上基板の歪み点未満の温度で加熱処理を行う。例えば、酸化物
半導体膜を形成した後、酸化物半導体膜の一部をエッチングした後、第２の導電膜を形成
した後、第２の導電膜の一部をエッチングした後、又は絶縁層４０７ａを形成した後に加
熱処理を行ってもよい。
０℃以下、又は４００℃以上基板の歪み点未満の温度で加熱処理を行う。例えば、酸化物
半導体膜を形成した後、酸化物半導体膜の一部をエッチングした後、第２の導電膜を形成
した後、第２の導電膜の一部をエッチングした後、又は絶縁層４０７ａを形成した後に加
熱処理を行ってもよい。
なお、上記加熱処理を行う加熱処理装置としては、電気炉、又は抵抗発熱体などの発熱体
からの熱伝導又は熱輻射により被処理物を加熱する装置を用いることができ、例えばＧＲ
ＴＡ（Ｇａｓ Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）装置又はＬＲＴＡ（
Ｌａｍｐ Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）装置などのＲＴＡ（Ｒａ
ｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）装置を用いることができる。ＬＲＴＡ装
置は、例えばハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボン
アークランプ、高圧ナトリウムランプ、又は高圧水銀ランプなどのランプから発する光（
電磁波）の輻射により、被処理物を加熱する装置である。また、ＧＲＴＡ装置は、高温の
ガスを用いて加熱処理を行う装置である。高温のガスとしては、例えば希ガス、又は加熱
処理によって被処理物と反応しない不活性気体（例えば窒素）を用いることができる。
からの熱伝導又は熱輻射により被処理物を加熱する装置を用いることができ、例えばＧＲ
ＴＡ（Ｇａｓ Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）装置又はＬＲＴＡ（
Ｌａｍｐ Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）装置などのＲＴＡ（Ｒａ
ｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）装置を用いることができる。ＬＲＴＡ装
置は、例えばハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボン
アークランプ、高圧ナトリウムランプ、又は高圧水銀ランプなどのランプから発する光（
電磁波）の輻射により、被処理物を加熱する装置である。また、ＧＲＴＡ装置は、高温の
ガスを用いて加熱処理を行う装置である。高温のガスとしては、例えば希ガス、又は加熱
処理によって被処理物と反応しない不活性気体（例えば窒素）を用いることができる。
また、上記加熱処理を行った後、その加熱温度を維持しながら又はその加熱温度から降温
する過程で該加熱処理を行った炉と同じ炉に高純度の酸素ガス、高純度のＮ２Ｏガス、又
は超乾燥エア（露点が−４０℃以下、好ましくは−６０℃以下の雰囲気）を導入してもよ
い。このとき、酸素ガス又はＮ２Ｏガスは、水、水素などを含まないことが好ましい。ま
た、加熱処理装置に導入する酸素ガス又はＮ２Ｏガスの純度を、６Ｎ以上、好ましくは７
Ｎ以上、すなわち、酸素ガス又はＮ２Ｏガス中の不純物濃度を１ｐｐｍ以下、好ましくは
０．１ｐｐｍ以下とすることが好ましい。酸素ガス又はＮ２Ｏガスの作用により、酸化物
半導体層４０３ａに酸素が供給され、酸化物半導体層４０３ａ中の酸素欠乏に起因する欠
陥を低減することができる。
する過程で該加熱処理を行った炉と同じ炉に高純度の酸素ガス、高純度のＮ２Ｏガス、又
は超乾燥エア（露点が−４０℃以下、好ましくは−６０℃以下の雰囲気）を導入してもよ
い。このとき、酸素ガス又はＮ２Ｏガスは、水、水素などを含まないことが好ましい。ま
た、加熱処理装置に導入する酸素ガス又はＮ２Ｏガスの純度を、６Ｎ以上、好ましくは７
Ｎ以上、すなわち、酸素ガス又はＮ２Ｏガス中の不純物濃度を１ｐｐｍ以下、好ましくは
０．１ｐｐｍ以下とすることが好ましい。酸素ガス又はＮ２Ｏガスの作用により、酸化物
半導体層４０３ａに酸素が供給され、酸化物半導体層４０３ａ中の酸素欠乏に起因する欠
陥を低減することができる。
さらに、上記加熱処理とは別に、絶縁層４０７ａを形成した後に、不活性ガス雰囲気下、
又は酸素ガス雰囲気下で加熱処理（好ましくは２００℃以上４００℃以下、例えば２５０
℃以上３５０℃以下）を行ってもよい。
又は酸素ガス雰囲気下で加熱処理（好ましくは２００℃以上４００℃以下、例えば２５０
℃以上３５０℃以下）を行ってもよい。
また、絶縁層４０２ａ形成後、酸化物半導体膜形成後、ソース電極又はドレイン電極とな
る導電層形成後、絶縁層形成後、又は加熱処理後に酸素プラズマによる酸素ドーピング処
理を行ってもよい。例えば２．４５ＧＨｚの高密度プラズマにより酸素ドーピング処理を
行ってもよい。また、イオン注入法又はイオンドーピングを用いて酸素ドーピング処理を
行ってもよい。酸素ドーピング処理を行うことにより、作製されるトランジスタの電気特
性のばらつきを低減することができる。例えば、酸素ドーピング処理を行い、絶縁層４０
２ａ及び絶縁層４０７ａの一方又は両方を、化学量論的組成比より酸素が多い状態にする
。これにより、絶縁層中の過剰な酸素が酸化物半導体層４０３ａに供給されやすくなる。
よって、酸化物半導体層４０３ａ中、又は絶縁層４０２ａ及び絶縁層４０７ａの一方又は
両方と、酸化物半導体層４０３ａとの界面における酸素不足欠陥を低減することができる
ため、酸化物半導体層４０３ａのキャリア濃度をより低減することができる。
る導電層形成後、絶縁層形成後、又は加熱処理後に酸素プラズマによる酸素ドーピング処
理を行ってもよい。例えば２．４５ＧＨｚの高密度プラズマにより酸素ドーピング処理を
行ってもよい。また、イオン注入法又はイオンドーピングを用いて酸素ドーピング処理を
行ってもよい。酸素ドーピング処理を行うことにより、作製されるトランジスタの電気特
性のばらつきを低減することができる。例えば、酸素ドーピング処理を行い、絶縁層４０
２ａ及び絶縁層４０７ａの一方又は両方を、化学量論的組成比より酸素が多い状態にする
。これにより、絶縁層中の過剰な酸素が酸化物半導体層４０３ａに供給されやすくなる。
よって、酸化物半導体層４０３ａ中、又は絶縁層４０２ａ及び絶縁層４０７ａの一方又は
両方と、酸化物半導体層４０３ａとの界面における酸素不足欠陥を低減することができる
ため、酸化物半導体層４０３ａのキャリア濃度をより低減することができる。
例えば、絶縁層４０２ａ及び絶縁層４０７ａの一方又は両方として、酸化ガリウムを含む
絶縁層を形成する場合、該絶縁層に酸素を供給し、酸化ガリウムの組成をＧａ２Ｏｘにす
ることができる。
絶縁層を形成する場合、該絶縁層に酸素を供給し、酸化ガリウムの組成をＧａ２Ｏｘにす
ることができる。
また、絶縁層４０２ａ及び絶縁層４０７ａの一方又は両方として、酸化アルミニウムを含
む絶縁層を形成する場合、該絶縁層に酸素を供給し、酸化アルミニウムの組成をＡｌ２Ｏ
ｘにすることができる。
む絶縁層を形成する場合、該絶縁層に酸素を供給し、酸化アルミニウムの組成をＡｌ２Ｏ
ｘにすることができる。
また、絶縁層４０２ａ及び絶縁層４０７ａの一方又は両方として、酸化ガリウムアルミニ
ウム又は酸化アルミニウムガリウムを含む絶縁層を形成する場合、該絶縁層に酸素を供給
し、酸化ガリウムアルミニウム又は酸化アルミニウムガリウムの組成をＧａｘＡｌ２−ｘ
Ｏ３＋αとすることができる。
ウム又は酸化アルミニウムガリウムを含む絶縁層を形成する場合、該絶縁層に酸素を供給
し、酸化ガリウムアルミニウム又は酸化アルミニウムガリウムの組成をＧａｘＡｌ２−ｘ
Ｏ３＋αとすることができる。
以上の工程により、酸化物半導体層４０３ａから、水素、水、水酸基、又は水素化物（水
素化合物ともいう）などの不純物を排除し、且つ酸化物半導体層４０３ａに酸素を供給す
ることにより、酸化物半導体層を高純度化させることができる。
素化合物ともいう）などの不純物を排除し、且つ酸化物半導体層４０３ａに酸素を供給す
ることにより、酸化物半導体層を高純度化させることができる。
なお、図６（Ａ）に示すトランジスタの作製方法例を示したが、これに限定されず、例え
ば図６（Ｂ）乃至図６（Ｅ）に示す各構成要素において、名称が図６（Ａ）に示す各構成
要素と同じであり且つ機能の少なくとも一部が図６（Ａ）に示す各構成要素と同じであれ
ば、図６（Ａ）に示すトランジスタの作製方法例の説明を適宜援用することができる。
ば図６（Ｂ）乃至図６（Ｅ）に示す各構成要素において、名称が図６（Ａ）に示す各構成
要素と同じであり且つ機能の少なくとも一部が図６（Ａ）に示す各構成要素と同じであれ
ば、図６（Ａ）に示すトランジスタの作製方法例の説明を適宜援用することができる。
図６及び図７を用いて説明したように、本実施の形態におけるトランジスタの一例は、ゲ
ートとしての機能を有する導電層と、ゲート絶縁層としての機能を有する絶縁層と、ゲー
ト絶縁層としての機能を有する絶縁層を介してゲートとしての機能を有する導電層に重畳
し、チャネルが形成される酸化物半導体層と、酸化物半導体層に電気的に接続され、ソー
ス及びドレインの一方としての機能を有する導電層と、酸化物半導体層に電気的に接続さ
れ、ソース及びドレインの他方としての機能を有する導電層と、を含む構造である。
ートとしての機能を有する導電層と、ゲート絶縁層としての機能を有する絶縁層と、ゲー
ト絶縁層としての機能を有する絶縁層を介してゲートとしての機能を有する導電層に重畳
し、チャネルが形成される酸化物半導体層と、酸化物半導体層に電気的に接続され、ソー
ス及びドレインの一方としての機能を有する導電層と、酸化物半導体層に電気的に接続さ
れ、ソース及びドレインの他方としての機能を有する導電層と、を含む構造である。
また、本実施の形態におけるトランジスタの一例は、酸化物半導体層、ソース及びドレイ
ンの一方としての機能を有する導電層、並びにソース及びドレインの他方としての機能を
有する導電層のないところで酸化物半導体層に接する絶縁層がゲート絶縁層としての機能
を有する絶縁層に接する構造である。上記構造にすることにより、酸化物半導体層、ソー
ス及びドレインの一方としての機能を有する導電層、並びにソース及びドレインの他方と
しての機能を有する導電層が酸化物半導体層に接する絶縁層及びゲート絶縁層としての機
能を有する絶縁層に囲まれるため、酸化物半導体層、ソース及びドレインの一方としての
機能を有する導電層、並びにソース及びドレインの他方としての機能を有する導電層への
不純物の侵入を抑制することができる。
ンの一方としての機能を有する導電層、並びにソース及びドレインの他方としての機能を
有する導電層のないところで酸化物半導体層に接する絶縁層がゲート絶縁層としての機能
を有する絶縁層に接する構造である。上記構造にすることにより、酸化物半導体層、ソー
ス及びドレインの一方としての機能を有する導電層、並びにソース及びドレインの他方と
しての機能を有する導電層が酸化物半導体層に接する絶縁層及びゲート絶縁層としての機
能を有する絶縁層に囲まれるため、酸化物半導体層、ソース及びドレインの一方としての
機能を有する導電層、並びにソース及びドレインの他方としての機能を有する導電層への
不純物の侵入を抑制することができる。
また、チャネルが形成される酸化物半導体層は、高純度化させることによりＩ型又は実質
的にＩ型となった酸化物半導体層である。酸化物半導体層を高純度化させることにより、
酸化物半導体層のキャリア濃度を１×１０１４／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１２／
ｃｍ３未満、さらに好ましくは１×１０１１／ｃｍ３未満にすることができ、温度変化に
よる特性変化を抑制することができる。また、上記構造にすることにより、チャネル幅１
μｍあたりのオフ電流を１０ａＡ（１×１０−１７Ａ）以下にすること、チャネル幅１μ
ｍあたりのオフ電流を１ａＡ（１×１０−１８Ａ）以下、さらにはチャネル幅１μｍあた
りのオフ電流を１０ｚＡ（１×１０−２０Ａ）以下、さらにはチャネル幅１μｍあたりの
オフ電流を１ｚＡ（１×１０−２１Ａ）以下、さらにはチャネル幅１μｍあたりのオフ電
流を１００ｙＡ（１×１０−２２Ａ）以下にすることができる。トランジスタのオフ電流
は、低ければ低いほどよいが、本実施の形態のトランジスタのオフ電流の下限値は、約１
０−３０Ａ／μｍであると見積もられる。
的にＩ型となった酸化物半導体層である。酸化物半導体層を高純度化させることにより、
酸化物半導体層のキャリア濃度を１×１０１４／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１２／
ｃｍ３未満、さらに好ましくは１×１０１１／ｃｍ３未満にすることができ、温度変化に
よる特性変化を抑制することができる。また、上記構造にすることにより、チャネル幅１
μｍあたりのオフ電流を１０ａＡ（１×１０−１７Ａ）以下にすること、チャネル幅１μ
ｍあたりのオフ電流を１ａＡ（１×１０−１８Ａ）以下、さらにはチャネル幅１μｍあた
りのオフ電流を１０ｚＡ（１×１０−２０Ａ）以下、さらにはチャネル幅１μｍあたりの
オフ電流を１ｚＡ（１×１０−２１Ａ）以下、さらにはチャネル幅１μｍあたりのオフ電
流を１００ｙＡ（１×１０−２２Ａ）以下にすることができる。トランジスタのオフ電流
は、低ければ低いほどよいが、本実施の形態のトランジスタのオフ電流の下限値は、約１
０−３０Ａ／μｍであると見積もられる。
本実施の形態の酸化物半導体層を含むトランジスタを、例えば上記実施の形態の入出力装
置の表示回路、表示選択信号出力回路、表示データ信号出力回路、光検出回路、光検出リ
セット信号出力回路、及び出力選択信号出力回路の一つ又は複数におけるトランジスタに
用いることにより、入出力装置の信頼性を向上させることができる。
置の表示回路、表示選択信号出力回路、表示データ信号出力回路、光検出回路、光検出リ
セット信号出力回路、及び出力選択信号出力回路の一つ又は複数におけるトランジスタに
用いることにより、入出力装置の信頼性を向上させることができる。
（実施の形態７）
本実施の形態では、上記実施の形態における入出力装置を備えた電子機器の例について説
明する。
本実施の形態では、上記実施の形態における入出力装置を備えた電子機器の例について説
明する。
本実施の形態の電子機器の構成例について、図８（Ａ）乃至図８（Ｄ）を用いて説明する
。図８（Ａ）乃至図８（Ｄ）は、本実施の形態の電子機器の構成例を説明するための模式
図である。
。図８（Ａ）乃至図８（Ｄ）は、本実施の形態の電子機器の構成例を説明するための模式
図である。
図８（Ａ）に示す電子機器は、携帯型情報端末の例である。図８（Ａ）に示す情報端末は
、筐体１００１ａと、筐体１００１ａに設けられた表示部１００２ａと、を具備する。
、筐体１００１ａと、筐体１００１ａに設けられた表示部１００２ａと、を具備する。
なお、筐体１００１ａの側面１００３ａに外部機器に接続させるための接続端子、及び図
８（Ａ）に示す携帯型情報端末を操作するためのボタンの一つ又は複数を設けてもよい。
８（Ａ）に示す携帯型情報端末を操作するためのボタンの一つ又は複数を設けてもよい。
図８（Ａ）に示す携帯型情報端末は、筐体１００１ａの中に、ＣＰＵと、記憶回路と、画
像処理回路と、外部機器とＣＰＵ、記憶回路、及び画像処理回路との信号の送受信を行う
インターフェースと、外部機器との信号の送受信を行うアンテナと、を備える。なお、筐
体１００１ａの中に、特定の機能を有する集積回路を一つ又は複数設けてもよい。
像処理回路と、外部機器とＣＰＵ、記憶回路、及び画像処理回路との信号の送受信を行う
インターフェースと、外部機器との信号の送受信を行うアンテナと、を備える。なお、筐
体１００１ａの中に、特定の機能を有する集積回路を一つ又は複数設けてもよい。
図８（Ａ）に示す携帯型情報端末は、例えば電話機、電子書籍、パーソナルコンピュータ
、及び遊技機の一つ又は複数としての機能を有する。
、及び遊技機の一つ又は複数としての機能を有する。
図８（Ｂ）に示す電子機器は、折り畳み式の携帯型情報端末の例である。図８（Ｂ）に示
す携帯型情報端末は、筐体１００１ｂと、筐体１００１ｂに設けられた表示部１００２ｂ
と、筐体１００４と、筐体１００４に設けられた表示部１００５と、筐体１００１ｂ及び
筐体１００４を接続する軸部１００６と、を具備する。
す携帯型情報端末は、筐体１００１ｂと、筐体１００１ｂに設けられた表示部１００２ｂ
と、筐体１００４と、筐体１００４に設けられた表示部１００５と、筐体１００１ｂ及び
筐体１００４を接続する軸部１００６と、を具備する。
また、図８（Ｂ）に示す携帯型情報端末では、軸部１００６により筐体１００１ｂ又は筐
体１００４を動かすことにより、筐体１００１ｂを筐体１００４に重畳させることができ
る。
体１００４を動かすことにより、筐体１００１ｂを筐体１００４に重畳させることができ
る。
なお、筐体１００１ｂの側面１００３ｂ又は筐体１００４の側面１００７に外部機器に接
続させるための接続端子、及び図８（Ｂ）に示す携帯型情報端末を操作するためのボタン
の一つ又は複数を設けてもよい。
続させるための接続端子、及び図８（Ｂ）に示す携帯型情報端末を操作するためのボタン
の一つ又は複数を設けてもよい。
また、表示部１００２ｂ及び表示部１００５に、互いに異なる画像又は一続きの画像を表
示させてもよい。なお、表示部１００５を必ずしも設ける必要はなく、表示部１００５の
代わりに、入力装置であるキーボードを設けてもよい。
示させてもよい。なお、表示部１００５を必ずしも設ける必要はなく、表示部１００５の
代わりに、入力装置であるキーボードを設けてもよい。
図８（Ｂ）に示す携帯型情報端末は、筐体１００１ｂ又は筐体１００４の中に、ＣＰＵと
、記憶回路と、画像処理回路と、外部機器とＣＰＵ、記憶回路、及び画像処理回路との信
号の送受信を行うインターフェースと、を備える。また、筐体１００１ｂ又は筐体１００
４の中に、特定の機能を有する集積回路を１つ又は複数設けてもよい。また、図８（Ｂ）
に示す携帯型情報端末に、外部との信号の送受信を行うアンテナを設けてもよい。
、記憶回路と、画像処理回路と、外部機器とＣＰＵ、記憶回路、及び画像処理回路との信
号の送受信を行うインターフェースと、を備える。また、筐体１００１ｂ又は筐体１００
４の中に、特定の機能を有する集積回路を１つ又は複数設けてもよい。また、図８（Ｂ）
に示す携帯型情報端末に、外部との信号の送受信を行うアンテナを設けてもよい。
図８（Ｂ）に示す携帯型情報端末は、例えば電話機、電子書籍、パーソナルコンピュータ
、及び遊技機の一つ又は複数としての機能を有する。
、及び遊技機の一つ又は複数としての機能を有する。
図８（Ｃ）に示す電子機器は、設置型情報端末の例である。図８（Ｃ）に示す設置型情報
端末は、筐体１００１ｃと、筐体１００１ｃに設けられた表示部１００２ｃと、を具備す
る。
端末は、筐体１００１ｃと、筐体１００１ｃに設けられた表示部１００２ｃと、を具備す
る。
なお、表示部１００２ｃを、筐体１００１ｃにおける甲板部１００８に設けることもでき
る。
る。
また、図８（Ｃ）に示す設置型情報端末は、筐体１００１ｃの中に、ＣＰＵと、記憶回路
と、画像処理回路と、外部機器とＣＰＵ、記憶回路、及び画像処理回路との信号の送受信
を行うインターフェースと、を備える。なお、筐体１００１ｃの中に、特定の機能を有す
る集積回路を一つ又は複数設けてもよい。また、図８（Ｃ）に示す設置型情報端末に、外
部との信号の送受信を行うアンテナを設けてもよい。
と、画像処理回路と、外部機器とＣＰＵ、記憶回路、及び画像処理回路との信号の送受信
を行うインターフェースと、を備える。なお、筐体１００１ｃの中に、特定の機能を有す
る集積回路を一つ又は複数設けてもよい。また、図８（Ｃ）に示す設置型情報端末に、外
部との信号の送受信を行うアンテナを設けてもよい。
さらに、図８（Ｃ）に示す設置型情報端末における筐体１００１ｃの側面１００３ｃに券
などを出力する券出力部、硬貨投入部、及び紙幣挿入部の一つ又は複数を設けてもよい。
などを出力する券出力部、硬貨投入部、及び紙幣挿入部の一つ又は複数を設けてもよい。
図８（Ｃ）に示す設置型情報端末は、例えば現金自動預け払い機、券などの注文をするた
めの情報通信端末（マルチメディアステーションともいう）、又は遊技機としての機能を
有する。
めの情報通信端末（マルチメディアステーションともいう）、又は遊技機としての機能を
有する。
図８（Ｄ）は、設置型情報端末の例である。図８（Ｄ）に示す設置型情報端末は、筐体１
００１ｄと、筐体１００１ｄに設けられた表示部１００２ｄと、を具備する。なお、筐体
１００１ｄを支持する支持台を設けてもよい。
００１ｄと、筐体１００１ｄに設けられた表示部１００２ｄと、を具備する。なお、筐体
１００１ｄを支持する支持台を設けてもよい。
なお、筐体１００１ｄの側面１００３ｄに外部機器に接続させるための接続端子、及び図
８（Ｄ）に示す設置型情報端末を操作するためのボタンの一つ又は複数を設けてもよい。
８（Ｄ）に示す設置型情報端末を操作するためのボタンの一つ又は複数を設けてもよい。
また、図８（Ｄ）に示す設置型情報端末は、筐体１００１ｄの中に、ＣＰＵと、記憶回路
と、画像処理回路と、外部機器とＣＰＵ、記憶回路、及び画像処理回路との信号の送受信
を行うインターフェースと、を備えてもよい。また、筐体１００１ｄの中に、特定の機能
を有する集積回路を一つ又は複数設けてもよい。また、図８（Ｄ）に示す設置型情報端末
に、外部との信号の送受信を行うアンテナを設けてもよい。
と、画像処理回路と、外部機器とＣＰＵ、記憶回路、及び画像処理回路との信号の送受信
を行うインターフェースと、を備えてもよい。また、筐体１００１ｄの中に、特定の機能
を有する集積回路を一つ又は複数設けてもよい。また、図８（Ｄ）に示す設置型情報端末
に、外部との信号の送受信を行うアンテナを設けてもよい。
図８（Ｄ）に示す設置型情報端末は、例えばデジタルフォトフレーム、入出力モニタ、又
はテレビジョン装置としての機能を有する。
はテレビジョン装置としての機能を有する。
上記実施の形態の入出力装置における入出力部は、例えば電子機器の表示部として用いら
れ、例えば図８（Ａ）乃至図８（Ｄ）に示す表示部１００２ａ乃至表示部１００２ｄとし
て用いられる。また、図８（Ｂ）に示す表示部１００５として上記実施の形態の入出力装
置における入出力部を用いてもよい。
れ、例えば図８（Ａ）乃至図８（Ｄ）に示す表示部１００２ａ乃至表示部１００２ｄとし
て用いられる。また、図８（Ｂ）に示す表示部１００５として上記実施の形態の入出力装
置における入出力部を用いてもよい。
図８を用いて説明したように、本実施の形態の電子機器の一例は、上記実施の形態におけ
る入出力装置が用いられた表示部を具備する構成である。上記構成にすることにより、例
えば指又はペンを用いて電子機器の操作又は電子機器への情報の入力を行うことができ、
また、被読み取り物が重畳する画素部の領域の面積に応じて処理を選択して実行すること
ができる。
る入出力装置が用いられた表示部を具備する構成である。上記構成にすることにより、例
えば指又はペンを用いて電子機器の操作又は電子機器への情報の入力を行うことができ、
また、被読み取り物が重畳する画素部の領域の面積に応じて処理を選択して実行すること
ができる。
また、本実施の形態の電子機器の一例では、筐体に、入射する照度に応じて電源電圧を生
成する光電変換部、及び入出力装置を操作する操作部のいずれか一つ又は複数を設けても
よい。例えば光電変換部を設けることにより、外部電源が不要となるため、外部電源が無
い場所であっても、上記電子機器を長時間使用することができる。
成する光電変換部、及び入出力装置を操作する操作部のいずれか一つ又は複数を設けても
よい。例えば光電変換部を設けることにより、外部電源が不要となるため、外部電源が無
い場所であっても、上記電子機器を長時間使用することができる。
１０１ 入出力部
１０１ａ 表示回路駆動部
１０１ｂ 光検出回路駆動部
１０１ｃ 光源部
１０１ｄ 画素部
１０２ 入出力制御部
１０３ データ処理部
１１１ 表示選択信号出力回路
１１２ 表示データ信号出力回路
１１３ａ 光検出リセット信号出力回路
１１３ｂ 出力選択信号出力回路
１１４ ライトユニット
１１５ｄ 表示回路
１１５ｐ 光検出回路
１１６ 読み出し回路
１２１ 表示回路制御部
１２２ 光検出回路制御部
１３１ 画像処理回路
１３２ 記憶回路
１３３ ＣＰＵ
１４２ 円
１４３ 被読み取り物
１４４ 被読み取り物
１４５ 被読み取り物
１４６ 曲線
１４７ 被読み取り物
１４８ 被読み取り物
１５１ａ 光電変換素子
１５１ｂ 光電変換素子
１５１ｃ 光電変換素子
１５２ａ トランジスタ
１５２ｂ トランジスタ
１５２ｃ トランジスタ
１５３ａ トランジスタ
１５３ｂ トランジスタ
１５４ トランジスタ
１５５ トランジスタ
１５６ 容量素子
１６１ａ トランジスタ
１６１ｂ トランジスタ
１６２ａ 液晶素子
１６２ｂ 液晶素子
１６３ａ 容量素子
１６３ｂ 容量素子
１６４ 容量素子
１６５ トランジスタ
１６６ トランジスタ
４００ａ 基板
４００ｂ 基板
４００ｃ 基板
４０１ａ 導電層
４０１ｂ 導電層
４０１ｃ 導電層
４０２ａ 絶縁層
４０２ｂ 絶縁層
４０２ｃ 絶縁層
４０３ａ 酸化物半導体層
４０３ｂ 酸化物半導体層
４０３ｃ 酸化物半導体層
４０５ａ 導電層
４０５ｂ 導電層
４０５ｃ 導電層
４０６ａ 導電層
４０６ｂ 導電層
４０６ｃ 導電層
４０７ａ 絶縁層
４０７ｂ 絶縁層
４０８ａ 導電層
４０８ｂ 導電層
４４７ 絶縁層
１００１ａ 筐体
１００１ｂ 筐体
１００１ｃ 筐体
１００１ｄ 筐体
１００２ａ 表示部
１００２ｂ 表示部
１００２ｃ 表示部
１００２ｄ 表示部
１００３ａ 側面
１００３ｂ 側面
１００３ｃ 側面
１００３ｄ 側面
１００４ 筐体
１００５ 表示部
１００６ 軸部
１００７ 側面
１００８ 甲板部
１０１ａ 表示回路駆動部
１０１ｂ 光検出回路駆動部
１０１ｃ 光源部
１０１ｄ 画素部
１０２ 入出力制御部
１０３ データ処理部
１１１ 表示選択信号出力回路
１１２ 表示データ信号出力回路
１１３ａ 光検出リセット信号出力回路
１１３ｂ 出力選択信号出力回路
１１４ ライトユニット
１１５ｄ 表示回路
１１５ｐ 光検出回路
１１６ 読み出し回路
１２１ 表示回路制御部
１２２ 光検出回路制御部
１３１ 画像処理回路
１３２ 記憶回路
１３３ ＣＰＵ
１４２ 円
１４３ 被読み取り物
１４４ 被読み取り物
１４５ 被読み取り物
１４６ 曲線
１４７ 被読み取り物
１４８ 被読み取り物
１５１ａ 光電変換素子
１５１ｂ 光電変換素子
１５１ｃ 光電変換素子
１５２ａ トランジスタ
１５２ｂ トランジスタ
１５２ｃ トランジスタ
１５３ａ トランジスタ
１５３ｂ トランジスタ
１５４ トランジスタ
１５５ トランジスタ
１５６ 容量素子
１６１ａ トランジスタ
１６１ｂ トランジスタ
１６２ａ 液晶素子
１６２ｂ 液晶素子
１６３ａ 容量素子
１６３ｂ 容量素子
１６４ 容量素子
１６５ トランジスタ
１６６ トランジスタ
４００ａ 基板
４００ｂ 基板
４００ｃ 基板
４０１ａ 導電層
４０１ｂ 導電層
４０１ｃ 導電層
４０２ａ 絶縁層
４０２ｂ 絶縁層
４０２ｃ 絶縁層
４０３ａ 酸化物半導体層
４０３ｂ 酸化物半導体層
４０３ｃ 酸化物半導体層
４０５ａ 導電層
４０５ｂ 導電層
４０５ｃ 導電層
４０６ａ 導電層
４０６ｂ 導電層
４０６ｃ 導電層
４０７ａ 絶縁層
４０７ｂ 絶縁層
４０８ａ 導電層
４０８ｂ 導電層
４４７ 絶縁層
１００１ａ 筐体
１００１ｂ 筐体
１００１ｃ 筐体
１００１ｄ 筐体
１００２ａ 表示部
１００２ｂ 表示部
１００２ｃ 表示部
１００２ｄ 表示部
１００３ａ 側面
１００３ｂ 側面
１００３ｃ 側面
１００３ｄ 側面
１００４ 筐体
１００５ 表示部
１００６ 軸部
１００７ 側面
１００８ 甲板部
Claims (8)
- 画素部を含む入出力部と、
データ処理部と、
を含み、
前記画素部は、
複数の表示回路と、
複数の光検出回路と、
を備え、
前記データ処理部は、
画像処理回路と、
複数のプログラムが記憶された記憶回路と、
ＣＰＵと、
を備え、
前記複数の光検出回路は、入射される光の照度に応じて複数の光データを生成することができる機能を有し、
前記記憶回路は、前記複数の光データを順次記憶する機能を有し、
前記画像処理回路は、
前記記憶回路から前記複数の光データを画像データとして順次読み出し、基準データ値より値の大きい光データにラベルを付与する機能を有するラベリング処理回路と、
同じグループを表すラベルが付与された光データの数を計数する機能を有する計数回路と、
前記同じグループを表すラベルが付与された光データの計数値と第１の基準計数値及び第２の基準計数値とを比較する機能を有する比較回路と、
を備え、
前記ＣＰＵは、
前記比較回路の比較結果に応じて前記複数のプログラムの一つ又は複数を実行する機能を有し、
前記光検出回路は、第１のトランジスタを有し、
前記第１のトランジスタは、チャネル形成層が酸化物半導体を有し、
前記酸化物半導体は、水素、水、水酸基、又は水素化物を低減する工程と、酸素を供給する工程とを経て形成されたものであることを特徴とする入出力装置の作製方法。 - 画素部を含む入出力部と、
データ処理部と、
を含み、
前記画素部は、
複数の表示回路と、
複数の光検出回路と、
を備え、
前記データ処理部は、
画像処理回路と、
複数のプログラムが記憶された記憶回路と、
ＣＰＵと、
を備え、
前記複数の光検出回路は、入射される光の照度に応じて複数の光データを生成することができる機能を有し、
前記記憶回路は、前記複数の光データを順次記憶する機能を有し、
前記画像処理回路は、
前記記憶回路から前記複数の光データを画像データとして順次読み出し、基準データ値より値の大きい光データにラベルを付与する機能を有するラベリング処理回路と、
同じグループを表すラベルが付与された光データの数を計数する機能を有する計数回路と、
前記同じグループを表すラベルが付与された光データの計数値と第１の基準計数値及び第２の基準計数値とを比較する機能を有する比較回路と、
を備え、
前記ＣＰＵは、
前記比較回路の比較結果に応じて前記複数のプログラムの一つ又は複数を実行する機能を有し、
前記光検出回路は、光電変換素子と、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、第３のトランジスタと、第４のトランジスタと、を有し、
前記第１のトランジスタのソース及びドレインの一方は、光電変換素子に電気的に接続され、
前記第１のトランジスタのゲートには、光検出制御信号が入力され、
前記第２のトランジスタのゲートは、前記第１のトランジスタのソース及びドレインの他方に電気的に接続され、
前記第３のトランジスタのソース及びドレインの一方は、前記第１のトランジスタのソース及びドレインの他方に電気的に接続され、
前記第２のトランジスタのソース及びドレインの一方は、前記第４のトランジスタのソース及びドレインの一方に電気的に接続され、
前記第１乃至第４のトランジスタは、チャネル形成層が酸化物半導体を有し、
前記酸化物半導体は、水素、水、水酸基、又は水素化物を低減する工程と、酸素を供給する工程とを経て形成されたものであることを特徴とする入出力装置の作製方法。 - 請求項１又は２において、
前記同じグループを表すラベルが付与された光データは、第１の被読み取り物に重畳する前記画素部の領域における前記光検出回路で生成された光データに対応し、
前記画素部は、入力される表示データ信号のデータに応じて第１の方向に移動する画像を表示する機能を有し、
前記ＣＰＵは、前記第１の被読み取り物に重畳する前記画素部の領域に前記画像が接すると前記画像が移動する方向を前記第１の方向と異なる第２の方向に変化させるプログラムを実行する機能を有することを特徴とする入出力装置の作製方法。 - 請求項１又は２において、
前記同じグループを表すラベルが付与された光データは、第１の被読み取り物または第２の被読み取り物に重畳する前記画素部の領域における前記光検出回路で生成された光データに対応し、
前記第１の被読み取り物に重畳する前記画素部の領域における前記光検出回路で生成された光データに対応する前記同じグループを表すラベルが付与された光データの計数値が第１の基準計数値以上第２の基準計数値以下の場合、
前記ＣＰＵは、前記第１の被読み取り物に重畳する前記画素部の領域に第１の色の画像を表示させるプログラムを実行する機能を有し、
前記第２の被読み取り物に重畳する前記画素部の領域における前記光検出回路で生成された光データに対応する前記同じグループを表すラベルが付与された光データの計数値が前記第２の基準計数値より大きい場合、
前記ＣＰＵは、前記第２の被読み取り物に重畳する前記画素部の領域に前記第１の色と異なる第２の色の画像を表示させるプログラムを実行する機能を有することを特徴とする入出力装置の作製方法。 - 画素部を含む入出力部と、
データ処理部と、
を含み、
前記画素部は、
複数の表示回路と、
複数の光検出回路と、
を備え、
前記データ処理部は、
画像処理回路と、
複数のプログラムが記憶された記憶回路と、
ＣＰＵと、
を備え、
前記複数の光検出回路は、入射される光の照度に応じて複数の光データを生成することができる機能を有し、
前記記憶回路は、前記複数の光データを順次記憶する機能を有し、
前記画像処理回路は、
前記記憶回路から前記複数の光データを画像データとして順次読み出し、基準データ値より値の大きい光データにラベルを付与する機能を有するラベリング処理回路と、
同じグループを表すラベルが付与された光データの数を計数する機能を有する計数回路と、
前記同じグループを表すラベルが付与された光データの計数値と第１の基準計数値及び第２の基準計数値とを比較する機能を有する比較回路と、
を備え、
前記ＣＰＵは、
前記比較回路の比較結果に応じて前記複数のプログラムの一つ又は複数を実行する機能を有し、
前記光検出回路は、第１のトランジスタを有し、
前記第１のトランジスタは、チャネル形成層が酸化物半導体を有し、
前記第１のトランジスタは、チャネル幅１μｍあたりのオフ電流が１×１０−１７Ａ以下であることを特徴とする入出力装置。 - 画素部を含む入出力部と、
データ処理部と、
を含み、
前記画素部は、
複数の表示回路と、
複数の光検出回路と、
を備え、
前記データ処理部は、
画像処理回路と、
複数のプログラムが記憶された記憶回路と、
ＣＰＵと、
を備え、
前記複数の光検出回路は、入射される光の照度に応じて複数の光データを生成することができる機能を有し、
前記記憶回路は、前記複数の光データを順次記憶する機能を有し、
前記画像処理回路は、
前記記憶回路から前記複数の光データを画像データとして順次読み出し、基準データ値より値の大きい光データにラベルを付与する機能を有するラベリング処理回路と、
同じグループを表すラベルが付与された光データの数を計数する機能を有する計数回路と、
前記同じグループを表すラベルが付与された光データの計数値と第１の基準計数値及び第２の基準計数値とを比較する機能を有する比較回路と、
を備え、
前記ＣＰＵは、
前記比較回路の比較結果に応じて前記複数のプログラムの一つ又は複数を実行する機能を有し、
前記光検出回路は、光電変換素子と、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、第３のトランジスタと、第４のトランジスタと、を有し、
前記第１のトランジスタのソース及びドレインの一方は、光電変換素子に電気的に接続され、
前記第１のトランジスタのゲートには、光検出制御信号が入力され、
前記第２のトランジスタのゲートは、前記第１のトランジスタのソース及びドレインの他方に電気的に接続され、
前記第３のトランジスタのソース及びドレインの一方は、前記第１のトランジスタのソース及びドレインの他方に電気的に接続され、
前記第２のトランジスタのソース及びドレインの一方は、前記第４のトランジスタのソース及びドレインの一方に電気的に接続され、
前記第１乃至第４のトランジスタは、チャネル形成層が酸化物半導体を有し、
前記第１乃至第４のトランジスタは、チャネル幅１μｍあたりのオフ電流が１×１０−１７Ａ以下であることを特徴とする入出力装置。 - 請求項５又は６において、
前記同じグループを表すラベルが付与された光データは、第１の被読み取り物に重畳する前記画素部の領域における前記光検出回路で生成された光データに対応し、
前記画素部は、入力される表示データ信号のデータに応じて第１の方向に移動する画像を表示する機能を有し、
前記ＣＰＵは、前記第１の被読み取り物に重畳する前記画素部の領域に前記画像が接すると前記画像が移動する方向を前記第１の方向と異なる第２の方向に変化させるプログラムを実行する機能を有することを特徴とする入出力装置。 - 請求項５又は６において、
前記同じグループを表すラベルが付与された光データは、第１の被読み取り物または第２の被読み取り物に重畳する前記画素部の領域における前記光検出回路で生成された光データに対応し、
前記第１の被読み取り物に重畳する前記画素部の領域における前記光検出回路で生成された光データに対応する前記同じグループを表すラベルが付与された光データの計数値が第１の基準計数値以上第２の基準計数値以下の場合、
前記ＣＰＵは、前記第１の被読み取り物に重畳する前記画素部の領域に第１の色の画像を表示させるプログラムを実行する機能を有し、
前記第２の被読み取り物に重畳する前記画素部の領域における前記光検出回路で生成された光データに対応する前記同じグループを表すラベルが付与された光データの計数値が前記第２の基準計数値より大きい場合、
前記ＣＰＵは、前記第２の被読み取り物に重畳する前記画素部の領域に前記第１の色と異なる第２の色の画像を表示させるプログラムを実行する機能を有することを特徴とする入出力装置。
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