JP2018163180A - 表示パネル、表示装置、入出力装置、情報処理装置 - Google Patents

表示パネル、表示装置、入出力装置、情報処理装置 Download PDF

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Koji Kusunoki
紘慈 楠
高橋 圭
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圭 高橋
英明 宍戸
Hideaki Shishido
英明 宍戸
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Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
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Abstract

【課題】利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供する。
【解決手段】第1の制御線、第2の制御線、第1のスイッチ、第2のスイッチ、第1の駆動回路、第2の駆動回路、第1の信号線および第1の画素を有する表示パネルであって、第1の制御線は第1の制御信号を供給し、第2の制御線は第2の制御信号を供給し、第1のスイッチは、第1の制御信号に基づいて、第1の駆動回路を第1の信号線と電気的に接続し、第2のスイッチは、第2の制御信号に基づいて、第2の駆動回路を第1の信号線と電気的に接続し、第1の駆動回路は、画像信号を供給する機能を備え、第2の駆動回路は、第1の駆動回路が供給する画像信号の極性とは異なる極性の画像信号を供給する機能を備え、第1の画素は画素回路および表示素子を含み、画素回路は第1の信号線および表示素子と電気的に接続され、表示素子は液晶材料を含む。
【選択図】図1

Description

本発明の一態様は、表示パネル、表示装置、入出力装置または情報処理装置に関する。
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、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。
表示装置は、多階調化、及び高精細化等の高性能化の傾向にある。この高性能化に対応するため、表示装置の駆動回路、特にソースドライバには、IC(Integrated Circuit;以下ドライバICともいう)が採用されている。
ドライバICは、画素に与えるアナログ信号を生成するための階調電圧生成回路を有する。この階調電圧生成回路は、デジタル信号を基に、アナログ信号を生成する、所謂D/A変換回路である。
D/A変換回路は、高速での応答速度が求められる点を考慮して、直列に設けた抵抗を使用する、所謂R−DAC(Resistor digital−to−analog converter)が採用されている。R−DACは、デジタル信号のビット数の増加に伴ってスイッチの数が指数関数的に増加するため、ドライバICの回路面積が増加する。
そのため、特許文献1乃至3では、上位ビットと下位ビットとで別々にデジタル信号を変換して、それぞれのアナログ信号を合成することで、所望のアナログ信号を得る構成が提案されている。
米国特許出願公開第2005/0140630号明細書 米国特許出願公開第2010/0156867号明細書 米国特許出願公開第2010/0141493号明細書
本発明の一態様は、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することを課題の一とする。または、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することを課題の一とする。または、利便性または信頼性に優れた新規な入出力装置を提供することを課題の一とする。または、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供することを課題の一とする。または、新規な表示パネル、新規な表示装置、新規な入出力装置、新規な情報処理装置または新規な半導体装置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。
(1)本発明の一態様は、第1の制御線と、第2の制御線と、第1のスイッチと、第2のスイッチと、第1の駆動回路と、第2の駆動回路と、第1の信号線と、第1の画素と、を有する表示パネルである。
第1の制御線は第1の制御信号を供給する機能を備え、第2の制御線は第2の制御信号を供給する機能を備える。
第1のスイッチは、第1の制御信号に基づいて、第1の駆動回路を第1の信号線と電気的に接続する。
第2のスイッチは、第2の制御信号に基づいて、第2の駆動回路を第1の信号線と電気的に接続する。
第1の駆動回路は画像信号を供給する機能を備え、第2の駆動回路は第1の駆動回路が供給する画像信号の極性とは異なる極性の画像信号を供給する機能を備える。
第1の画素は画素回路および表示素子を含む。画素回路は第1の信号線と電気的に接続され、画素回路は表示素子と電気的に接続される。
表示素子は液晶材料を含む。
これにより、制御信号に基づいて、第1の駆動回路または第2の駆動回路を、第1の信号線と電気的に接続することができる。または、制御信号に基づいて、第1の信号線と電気的に接続する駆動回路を切り替えることができる。または、制御信号に基づいて、第1の信号線に供給する画像信号の極性を切り替えることができる。または、制御信号に基づいて、表示素子に供給する画像信号の極性を切り替えることができる。または、例えば、正の電位を好適に供給するように構成された駆動回路と、負の電位を好適に供給するように構成された駆動回路とを、切り替えて用いることができる。または、駆動回路の信頼性を高めることができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。
(2)また、本発明の一態様は、画素回路がトランジスタを含み、当該トランジスタは半導体膜を含む上記の表示パネルである。
第1のスイッチは、当該半導体膜と同一の工程で形成することができる半導体膜を含む第1のトランジスタを備える。また、第2のスイッチは、当該半導体膜と同一の工程で形成することができる半導体膜を含む第2のトランジスタを備える。
これにより、第1のスイッチおよび第2のスイッチを、画素回路を形成する工程において形成することができる。または、第1のスイッチおよび第2のスイッチを、簡便な工程で形成することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。
(3)また、本発明の一態様は、制御回路を有する上記の表示パネルである。
制御回路は第1の制御線と電気的に接続され、第2の制御線と電気的に接続され、第1の制御信号および第2の制御信号を生成する機能を備える。
また、制御回路は、第1の駆動回路を第1の信号線と電気的に接続する第1の制御信号を供給していない期間に、第2の駆動回路を第1の信号線と電気的に接続する第2の制御信号を供給する。
これにより、制御信号を生成することができる。または、第1の信号線と電気的に接続する駆動回路を選択することができる。または、第1の信号線に供給する画像信号の極性を制御することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。
(4)また、本発明の一態様は、制御回路が第1の制御信号を120Hz以上の頻度で供給し、第2の制御信号を120Hz以上の頻度で供給する上記の表示パネルである。
第1の駆動回路は画像信号を240Hz以上のフレームレートで供給し、第2の駆動回路は画像信号を240Hz以上のフレームレートで供給する。
これにより、240Hz以上のフレームレートで画像信号を供給することができる。または、滑らかに動画を表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。
(5)また、本発明の一態様は、第3のスイッチと、第4のスイッチと、第2の信号線と、第2の画素と、走査線と、を有する表示パネルである。
第3のスイッチは、第2の制御信号に基づいて、第1の駆動回路を第2の信号線と電気的に接続する。
第4のスイッチは、第1の制御信号に基づいて、第2の駆動回路を第2の信号線と電気的に接続する。
走査線は第1の画素および第2の画素と電気的に接続される。
これにより、液晶素子に印加する電圧の極性を、信号線毎に異ならせることができる。または、いわゆるライン反転駆動をすることができる。または、液晶素子の信頼性を高めることができる。または、フリッカーを抑制することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。
(6)また、本発明の一態様は、表示領域を有する上記の表示パネルである。
表示領域は、一群の複数の画素、他の一群の複数の画素を備える。
一群の複数の画素は第1の画素および第2の画素を含み、行方向に配設される。
他の一群の複数の画素は行方向と交差する列方向に配設される。
走査線は一群の複数の画素と電気的に接続され、信号線は他の一群の複数の画素と電気的に接続される。
(7)また、本発明の一態様は、表示領域が7600個以上の画素を行方向に備え、4300個以上の画素を列方向に備える上記の表示パネルである。
これにより、例えば、ハイビジョン画像または4K画像より数が多い画素に、画像信号を供給することができる。画素に画像信号を高速に供給することができる。または、高精細な画像を表示することができる。または、60Hz以上、好ましくは120Hz以上のリフレッシュレートで表示をすることができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。
(8)また、本発明の一態様は、表示領域が第3の画素を備える上記の表示パネルである。
第1の画素は、CIE1931色度座標における色度xが0.680より大きく0.720以下、色度yが0.260以上0.320以下の色を表示する。
第2の画素は、CIE1931色度座標における色度xが0.130以上0.250以下、色度yが0.710より大きく0.810以下の色を表示する。
第3の画素は、CIE1931色度座標における色度xが0.120以上0.170以下、色度yが0.020以上0.060未満の色を表示する。
(9)また、本発明の一態様は、上記の表示パネルと、制御部と、を有する表示装置である。
制御部は画像情報および制御情報を供給され、制御部は画像情報に基づいて情報を生成し、制御部は情報を供給する。
表示パネルは情報を供給され、表示素子は情報に基づいて表示する。
これにより、表示素子を用いて画像情報を表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。
(10)また、本発明の一態様は、入力部と、表示部と、を有する入出力装置である。
表示部は上記の表示パネルを備える。入力部は検知領域を備え、検知領域に近接するものを検知する。また、検知領域は画素と重なる領域を備える。
これにより、表示部を用いて画像情報を表示しながら、表示部と重なる領域に近接するものを検知することができる。または、表示部に近接させる指などをポインタに用いて、位置情報を入力することができる。または、位置情報を表示部に表示する画像情報に関連付けることができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な入出力装置を提供することができる。
(11)また、本発明の一態様は、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、照度センサ、撮像装置、音声入力装置、視線入力装置、姿勢検出装置、のうち一以上と、上記の表示パネルと、を含む、情報処理装置である。
これにより、さまざまな入力装置を用いて供給する情報に基づいて、画像情報または制御情報を演算装置に生成させることができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供することができる。
本明細書に添付した図面では、構成要素を機能ごとに分類し、互いに独立したブロックとしてブロック図を示しているが、実際の構成要素は機能ごとに完全に切り分けることが難しく、一つの構成要素が複数の機能に係わることもあり得る。
本明細書においてトランジスタが有するソースとドレインは、トランジスタの極性及び各端子に与えられる電位の高低によって、その呼び方が入れ替わる。一般的に、nチャネル型トランジスタでは、低い電位が与えられる端子がソースと呼ばれ、高い電位が与えられる端子がドレインと呼ばれる。また、pチャネル型トランジスタでは、低い電位が与えられる端子がドレインと呼ばれ、高い電位が与えられる端子がソースと呼ばれる。本明細書では、便宜上、ソースとドレインとが固定されているものと仮定して、トランジスタの接続関係を説明する場合があるが、実際には上記電位の関係に従ってソースとドレインの呼び方が入れ替わる。
本明細書においてトランジスタのソースとは、活性層として機能する半導体膜の一部であるソース領域、或いは上記半導体膜に接続されたソース電極を意味する。同様に、トランジスタのドレインとは、上記半導体膜の一部であるドレイン領域、或いは上記半導体膜に接続されたドレイン電極を意味する。また、ゲートはゲート電極を意味する。
本明細書においてトランジスタが直列に接続されている状態とは、例えば、第1のトランジスタのソースまたはドレインの一方のみが、第2のトランジスタのソースまたはドレインの一方のみに接続されている状態を意味する。また、トランジスタが並列に接続されている状態とは、第1のトランジスタのソースまたはドレインの一方が第2のトランジスタのソースまたはドレインの一方に接続され、第1のトランジスタのソースまたはドレインの他方が第2のトランジスタのソースまたはドレインの他方に接続されている状態を意味する。
本明細書において接続とは、電気的な接続を意味しており、電流、電圧または電位が、供給可能、或いは伝送可能な状態に相当する。従って、接続している状態とは、直接接続している状態を必ずしも指すわけではなく、電流、電圧または電位が、供給可能、或いは伝送可能であるように、配線、抵抗、ダイオード、トランジスタなどの回路素子を介して間接的に接続している状態も、その範疇に含む。
本明細書において回路図上は独立している構成要素どうしが接続されている場合であっても、実際には、例えば配線の一部が電極として機能する場合など、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合もある。本明細書において接続とは、このような、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合も、その範疇に含める。
また、本明細書中において、トランジスタの第1の電極または第2の電極の一方がソース電極を、他方がドレイン電極を指す。
本発明の一態様によれば、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。または、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。または、利便性または信頼性に優れた新規な入出力装置を提供することができる。または、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供することができる。または、新規な表示パネル、新規な表示装置、新規な入出力装置、新規な情報処理装置または新規な半導体装置を提供することができる。
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。
実施の形態に係る表示パネルの構成を説明するブロック図。 実施の形態に係る表示パネルの構成を説明する上面図。 実施の形態に係る表示パネルの構成を説明する断面図および回路図。 実施の形態に係る表示パネルの構成を説明する断面図。 実施の形態に係る制御信号および画像信号を説明する図。 実施の形態に係る表示パネルの構成を説明するブロック図。 実施の形態に係る表示パネルの構成を説明するブロック図。 実施の形態に係る表示装置を説明する図。 実施の形態に係る入出力装置の構成を説明するブロック図。 実施の形態に係る情報処理装置の構成を説明するブロック図および投影図。 実施の形態に係る情報処理装置の駆動方法を説明するフロー図。 実施の形態に係る情報処理装置の駆動方法を説明するフロー図およびタイミングチャート。 実施の形態に係る情報処理装置の構成を説明する図。 実施の形態に係る情報処理装置の構成を説明する図。
本発明の一態様の表示パネルは、第1の制御線と、第2の制御線と、第1のスイッチと、第2のスイッチと、第1の駆動回路と、第2の駆動回路と、第1の信号線と、第1の画素と、を有する。第1の制御線は第1の制御信号を供給する機能を備え、第2の制御線は第2の制御信号を供給する機能を備え、第1のスイッチは、第1の制御信号に基づいて、第1の駆動回路を前記第1の信号線と電気的に接続し、第2のスイッチは、第2の制御信号に基づいて、第2の駆動回路を第1の信号線と電気的に接続し、第1の駆動回路は、画像信号を供給する機能を備え、第2の駆動回路は、第1の駆動回路が供給する画像信号の極性とは異なる極性の画像信号を供給する機能を備え、第1の画素は、画素回路および表示素子を含み、画素回路は、前記第1の信号線と電気的に接続され、画素回路は、前記表示素子と電気的に接続され、表示素子は、液晶材料を含む。
これにより、制御信号に基づいて、第1の駆動回路または第2の駆動回路を、第1の信号線と電気的に接続することができる。または、制御信号に基づいて、第1の信号線と電気的に接続する駆動回路を切り替えることができる。または、制御信号に基づいて、第1の信号線に供給する画像信号の極性を切り替えることができる。または、制御信号に基づいて、表示素子に供給する画像信号の極性を切り替えることができる。または、例えば、正の電位を好適に供給するように構成された駆動回路と、負の電位を好適に供給するように構成された駆動回路とを、切り替えて用いることができる。または、駆動回路の信頼性を高めることができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。
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、本発明の一態様の表示パネルの構成について、図1乃至図4を参照しながら説明する。
図1は本発明の一態様の表示パネルの構成を説明するブロック図である。
図2(A)は本発明の一態様の表示パネルの構成を説明する上面図であり、図2(B)は図2(A)の一部を説明する上面図であり、図2(C)は他の一部を説明する上面図である。
図3(A)は、図1(A)の切断線X1−X2、切断線X3−X4、切断線X9−X10における断面図であり、図3(B)は画素回路を説明する回路図である。
図4は本発明の一態様の表示パネルの構成を説明する断面図である。図4(A)は画素の構成を説明する断面図であり、図4(B)は図14(A)の一部を説明する断面図であり、図4(C)は図1に示すスイッチにSW11(j)等に用いることができるトランジスタTRの構成を説明する断面図である。
なお、本明細書において、1以上の整数を値にとる変数を符号に用いる場合がある。例えば、1以上の整数の値をとる変数pを含む(p)を、最大p個の構成要素のいずれかを特定する符号の一部に用いる場合がある。また、例えば、1以上の整数の値をとる変数mおよび変数nを含む(m,n)を、最大m×n個の構成要素のいずれかを特定する符号の一部に用いる場合がある。
<表示パネルの構成例1.>
本実施の形態で説明する表示パネル700は、制御線GL1と、制御線GL2と、スイッチSW11(j)と、スイッチSW22(j)と、駆動回路SD(1)と、駆動回路SD(2)と、信号線S1(j)と、画素702(i,j)と、を有する(図1参照)。
制御線GL1は、制御信号GLS1を供給する機能を備え、制御線GL2は、制御信号GLS2を供給する機能を備える。
《スイッチの構成例》
スイッチSW11(j)は、制御信号GLS1に基づいて、駆動回路SD(1)を信号線S1(j)と電気的に接続する。
スイッチSW22(j)は、制御信号GLS2に基づいて、駆動回路SD(2)を信号線S1(j)と電気的に接続する。
《駆動回路の例》
駆動回路SD(1)は、画像信号を供給する機能を備える。例えば、デジタルアナログ変換回路DAC(1)は、情報V11に基づいて、正の極性の画像信号を生成する(図5(B)参照)。
駆動回路SD(2)は、駆動回路SD(1)が供給する画像信号の極性とは異なる極性の画像信号を供給する機能を備える。例えば、デジタルアナログ変換回路DAC(1)は、情報V11に基づいて、負の極性の画像信号を生成する(図5(B)参照)。これにより、正の極性の画像信号を供給する機能および負の極性の画像信号を供給する機能の両方を備える駆動回路と比較して、画像信号の振幅を小さくすることができる。または、要求される耐圧性能の達成が容易になる。または、チャネルの長さが短いトランジスタを使用することができる。
《画素702(i,j)の構成》
画素702(i,j)は、画素回路530(i,j)および表示素子750(i,j)を含む(図3(A)参照)。
《画素回路の構成》
画素回路530(i,j)は、信号線S1(j)と電気的に接続され、画素回路530(i,j)は、表示素子750(i,j)と電気的に接続される(図3(B)参照)。
《表示素子の構成》
表示素子750(i,j)は、液晶材料を含む(図4(A)参照)。
これにより、制御信号に基づいて、第1の駆動回路または第2の駆動回路を、第1の信号線と電気的に接続することができる。または、制御信号に基づいて、第1の信号線と電気的に接続する駆動回路を切り替えることができる。または、制御信号に基づいて、第1の信号線に供給する画像信号の極性を切り替えることができる。または、制御信号に基づいて、表示素子に供給する画像信号の極性を切り替えることができる。または、例えば、正の電位を好適に供給するように構成された駆動回路と、負の電位を好適に供給するように構成された駆動回路とを、切り替えて用いることができる。または、駆動回路の信頼性を高めることができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。
《画素の回路の構成例2》
画素回路530(i,j)は、スイッチSW1に用いることができるトランジスタを含む(図3(B)参照)。トランジスタは、半導体膜508を含む(図4(B)参照)。
《スイッチの構成例》
スイッチSW11(j)は、半導体膜508と同一の工程で形成することができる半導体膜を含むトランジスタTRを備える(図4(C)参照)。
第2のスイッチSW22(j)は、半導体膜と同一の工程で形成することができる半導体膜を含むトランジスタを備える。
これにより、第1のスイッチおよび第2のスイッチを、画素回路を形成する工程において形成することができる。または、第1のスイッチおよび第2のスイッチを、簡便な工程で形成することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。
<表示パネルの構成例2.>
本実施の形態で説明する表示パネル700は、制御回路233を有する(図1参照)。例えば、タイミングコントローラーを制御回路233に用いることができる。
《制御回路233の構成例1.》
制御回路233は、制御線GL1および制御線GL2と電気的に接続される。
制御回路233は、制御信号GLS1および制御信号GLS2を生成する機能を備える。
制御回路233は、駆動回路SD(1)を信号線S1(j)と電気的に接続する制御信号GLS1を供給していない期間に、駆動回路SD(2)を信号線S1(j)と電気的に接続する制御信号GLS2を供給する(図5参照)。
例えば、制御信号GLS1は、期間T1において、駆動回路SD(1)を信号線S1(j)と電気的に接続し、期間T2において、駆動回路SD(1)を信号線S1(j)と電気的に接続しない。なお、例えば、1フレーム期間を期間T1にすることができる。
また、制御信号GLS2は、期間T1において、駆動回路SD(1)を信号線S1(j)と電気的に接続しないが、期間T2において、駆動回路SD(1)を信号線S1(j)と電気的に接続する。
これにより、制御信号を生成することができる。または、第1の信号線と電気的に接続する駆動回路を選択することができる。または、第1の信号線に供給する画像信号の極性を制御することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。
《制御回路の構成例2》
制御回路233は、制御信号GLS1を120Hz以上の頻度で供給する。また、制御回路233は、制御信号GLS2を120Hz以上の頻度で供給する。
例えば、30Hz以上、好ましくは60Hz以上、より好ましくは120Hz以上の頻度で駆動回路SD(1)を信号線S1(j)と電気的に接続するように、制御信号GLS1を供給する。
また、制御信号GLS1と同期して、制御信号GLS2を供給する。これにより、60Hz以上、好ましくは120Hz以上、より好ましくは240Hz以上の頻度で、画像信号の極性を反転することができる。または、当該頻度で正の極性と負の極性を切り替えて、画像信号を信号線に供給することができる。または、フレームレートを60Hz以上、好ましくは120Hz以上、より好ましくは240Hz以上にすることができる。
《駆動回路の構成例1》
駆動回路SD(1)は画像信号を240Hz以上のフレームレートで供給し、駆動回路SD(2)は画像信号を240Hz以上のフレームレートで供給する。
これにより、滑らかに動画を表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。
<表示パネルの構成例3.>
スイッチSW21(j+1)と、スイッチSW12(j+1)と、信号線S1(j+1)と、画素702(i、j+1)と、走査線G1(i)と、を有する(図1参照)。
《スイッチの構成例》
スイッチSW21(j+1)は、制御信号GLS2に基づいて、駆動回路SD(1)を信号線S1(j+1)と電気的に接続する。
スイッチSW12(j+1)は、制御信号GLS1に基づいて、駆動回路SD(2)を信号線S1(j+1)と電気的に接続する。
《走査線の構成例》
走査線G1(i)は画素702(i,j)と電気的に接続され、走査線G1(i)は画素702(i,j+1)と電気的に接続される。
これにより、液晶素子に印加する電圧の極性を、信号線毎に異ならせることができる。または、いわゆるライン反転駆動をすることができる。または、液晶素子の信頼性を高めることができる。または、フリッカーを抑制することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。
<表示パネルの構成例4.>
表示パネル700は、駆動回路SD(1)、駆動回路GDおよび端子519Bを備える(図2(A)参照)。
また、表示パネル700は、基板510、基板770、機能層520および絶縁膜501Cを備える(図4(A)参照)。また、表示パネル700は、機能層720、機能膜770Pおよび機能膜770Dを備える。なお、表示パネル700は、スイッチSW11(j)を備える(図1参照)。スイッチSW11(j)は、トランジスタTRを絶縁膜501C上に備える(図4(C)参照)。
絶縁膜501Cは、基板510および基板770の間に挟まれる領域を備え、機能層520は、絶縁膜501Cおよび基板770の間に挟まれる領域を備える。
《画素の構成例1.》
画素702(i,j)は機能層520および表示素子750(i,j)を備える(図3(A)参照)。
《機能層520の構成例1.》
機能層520は、画素回路530(i,j)、絶縁膜521Aおよび絶縁膜521Bを備える(図3(A)および図4(A)参照)。
《画素回路530(i,j)の構成例1.》
例えば、スイッチ、トランジスタ、ダイオード、抵抗素子、インダクタまたは容量素子等を画素回路530(i,j)に用いることができる。
画素回路は530(i,j)は、表示素子750(i,j)を駆動する機能を備える。例えば、図3(B)に示す画素回路は、液晶表示素子を駆動する機能を備える。
画素回路530(i,j)は、スイッチSW1および容量素子C11を含む。
例えば、トランジスタをスイッチSW1に用いることができる(図3(B)、図4(A)および図4(B)参照)。
《トランジスタ》
トランジスタは、半導体膜508、導電膜504、導電膜512Aおよび導電膜512Bを備える(図4(B)参照)。
半導体膜508は、導電膜512Aと電気的に接続される領域508A、導電膜512Bと電気的に接続される領域508Bを備える。半導体膜508は、領域508Aおよび領域508Bの間に領域508Cを備える。
導電膜504は領域508Cと重なる領域を備え、導電膜504はゲート電極の機能を備える。
絶縁膜506は、半導体膜508および導電膜504の間に挟まれる領域を備える。絶縁膜506はゲート絶縁膜の機能を備える。
導電膜512Aはソース電極の機能またはドレイン電極の機能の一方を備え、導電膜512Bはソース電極の機能またはドレイン電極の機能の他方を備える。
なお、例えば、同一の工程で形成することができる半導体膜を駆動回路および画素回路のトランジスタに用いることができる。
例えば、ボトムゲート型のトランジスタまたはトップゲート型のトランジスタなどを駆動回路のトランジスタ、スイッチSW11(j)に用いるトランジスタまたは画素回路のトランジスタに用いることができる。具体的には、画素回路530(i,j)が含むトランジスタが備える形式のトランジスタを、トランジスタTRに用いることができる。
《半導体膜508》
例えば、14族の元素を含む半導体を半導体膜508に用いることができる。具体的には、シリコンを含む半導体を半導体膜508に用いることができる。例えば、単結晶シリコン、ポリシリコン、微結晶シリコンまたはアモルファスシリコンなどを半導体膜に用いることができる。
なお、半導体にポリシリコンを用いるトランジスタの作製に要する温度は、半導体に単結晶シリコンを用いるトランジスタに比べて低い。
また、ポリシリコンを半導体に用いるトランジスタの電界効果移動度は、アモルファスシリコンを半導体に用いるトランジスタに比べて高い。これにより、画素の開口率を向上することができる。また、極めて高い精細度で設けられた画素と、ゲート駆動回路およびソース駆動回路を同一の基板上に形成することができる。その結果、電子機器を構成する部品数を低減することができる。
また、ポリシリコンを半導体に用いるトランジスタの信頼性は、アモルファスシリコンを半導体に用いるトランジスタに比べて優れる。
また、化合物半導体を用いるトランジスタを利用することができる。具体的には、ガリウムヒ素を含む半導体を半導体膜に用いることができる。
また、有機半導体を用いるトランジスタを利用することができる。具体的には、ポリアセン類またはグラフェンを含む有機半導体を半導体膜に用いることができる。
例えば、酸化物半導体を用いるトランジスタを利用することができる。具体的には、インジウムを含む酸化物半導体またはインジウムとガリウムと亜鉛を含む酸化物半導体を半導体膜に用いることができる。
一例を挙げれば、オフ状態におけるリーク電流が、半導体膜にアモルファスシリコンを用いたトランジスタより小さいトランジスタを用いることができる。具体的には、酸化物半導体を半導体膜に用いたトランジスタを用いることができる。
これにより、アモルファスシリコンを半導体膜に用いたトランジスタを利用する画素回路と比較して、画素回路が画像信号を保持することができる時間を長くすることができる。具体的には、フリッカーの発生を抑制しながら、選択信号を30Hz未満、好ましくは1Hz未満より好ましくは一分に一回未満の頻度で供給することができる。その結果、情報処理装置の使用者に蓄積する疲労を低減することができる。また、駆動に伴う消費電力を低減することができる。
例えば、インジウム、ガリウムおよび亜鉛を含む厚さ25nmの膜を、半導体膜508に用いることができる。
例えば、タンタルおよび窒素を含む厚さ10nmの膜と、銅を含む厚さ300nmの膜と、を積層した導電膜を導電膜504に用いることができる。なお、銅を含む膜は、絶縁膜506との間に、タンタルおよび窒素を含む膜を挟む領域を備える。
例えば、シリコンおよび窒素を含む厚さ400nmの膜と、シリコン、酸素および窒素を含む厚さ200nmの膜と、を積層した積層膜を、絶縁膜506に用いることができる。なお、シリコンおよび窒素を含む膜は、半導体膜508との間に、シリコン、酸素および窒素を含む膜を挟む領域を備える。
例えば、タングステンを含む厚さ50nmの膜と、アルミニウムを含む厚さ400nmの膜と、チタンを含む厚さ100nmの膜と、をこの順で積層した導電膜を、導電膜512Aまたは導電膜512Bに用いることができる。なお、タングステンを含む膜は、半導体膜508と接する領域を備える。
ところで、例えば、アモルファスシリコンを半導体に用いるボトムゲート型のトランジスタの製造ラインは、酸化物半導体を半導体に用いるボトムゲート型のトランジスタの製造ラインに容易に改造できる。また、例えばポリシリコンを半導体に用いるトップゲート型の製造ラインは、酸化物半導体を半導体に用いるトップゲート型のトランジスタの製造ラインに容易に改造できる。いずれの改造も、既存の製造ラインを有効に活用することができる。
《表示素子750(i,j)の構成例》
表示素子750(i,j)は、機能層520と重なる領域を備える(図3(A)および図4(A)参照)。また、表示素子750(i,j)は、画素回路530(i,j)と電気的に接続される。
例えば、光の反射または透過を制御する機能を備える表示素子を、表示素子750(i,j)に用いることができる。具体的には、液晶素子と偏光板を組み合わせた構成等を用いることができる。
例えば、反射型の液晶表示素子を、表示素子750(i,j)に用いることができる。反射型の表示素子を用いることにより、表示パネルの消費電力を抑制することができる。
例えば、透過型の液晶表示素子を表示素子750(i,j)に用いることができる。また、表示パネル700は、バックライトBLが射出する光の透過を制御して、画像を表示する機能を備える。
例えば、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)モードなどの駆動方法を用いて駆動することができる液晶素子を用いることができる。
また、例えば垂直配向(VA)モード、具体的には、MVA(Multi−Domain Vertical Alignment)モード、PVA(Patterned Vertical Alignment)モード、ECB(Electrically Controlled Birefringence)モード、CPA(Continuous Pinwheel Alignment)モード、ASV(Advanced Super−View)モードなどの駆動方法を用いて駆動することができる液晶素子を用いることができる。
表示素子750(i,j)は、電極751(i,j)、電極752および液晶材料を含む層753を備える。
電極751(i,j)は、接続部591Aにおいて画素回路530(i,j)と電気的に接続される。
電極752は、液晶材料の配向を制御する電界を、電極751(i,j)との間に形成するように配設される。
表示素子750(i,j)は、配向膜AF1および配向膜AF2を備える。
液晶材料を含む層753は、配向膜AF1および配向膜AF2に挟まれる領域を備える。
例えば、1.0×1013Ω・cm以上、好ましくは1.0×1014Ω・cm以上、さらに好ましくは1.0×1015Ω・cm以上の固有抵抗率を備える液晶材料を液晶材料を含む層753に用いることができる。これにより、表示素子750(i,j)の透過率の変動を抑制することができる。または、表示素子750(i,j)のチラツキを抑制することができる。または、表示素子750(i,j)を書き換える頻度を低減することができる。
《構造体KB1》
構造体KB1は、機能層520および基板770の間に所定の間隙を設ける機能を備える。
《機能層720》
機能層720は、着色膜CF、絶縁膜771および遮光膜BMを備える。
着色膜CFは、基板770および表示素子750(i,j)の間に挟まれる領域を備える。
遮光膜BMは、画素702(i,j)と重なる領域に開口部を備える。
絶縁膜771は、着色膜CFと液晶材料を含む層753の間に挟まれる領域または遮光膜BMと液晶材料を含む層753の間に挟まれる領域を備える。これにより、着色膜CFの厚さに基づく凹凸を平坦にすることができる。または、遮光膜BMまたは着色膜CF等から液晶材料を含む層753への不純物の拡散を、抑制することができる。
《機能膜770P、機能膜770D等》
機能膜770Pは、表示素子750(i,j)と重なる領域を備える。また、機能膜770Dは、表示素子750(i,j)と重なる領域を備える。
例えば、反射防止フィルム、偏光フィルム、位相差フィルム、光拡散フィルムまたは集光フィルム等を機能膜770Pまたは機能膜770Dに用いることができる。
具体的には、円偏光フィルムを機能膜770Pに用いることができる。また、光拡散フィルムを機能膜770Dに用いることができる。
また、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、反射防止膜(アンチ・リフレクション膜)、非光沢処理膜(アンチ・グレア膜)、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜などを、機能膜770Pに用いることができる。
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2)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示パネルの構成について、図2、図6および図7を参照しながら説明する。
図2(A)は本発明の一態様の表示パネルの構成を説明する上面図であり、図2(B)は図2(A)の一部を説明する上面図であり、図2(C)は他の一部を説明する上面図である。
図6および図7は本発明の一態様の表示パネルの構成を説明する図である。
<表示パネルの構成例5.>
本実施の形態で説明する表示パネル700は、表示領域231を有する(図2および図6参照)。
《表示領域の構成例1.》
表示領域231は、一群の複数の画素702(i,1)乃至画素702(i,n)と、他の一群の複数の画素702(1,j)乃至画素702(m,j)と、走査線G1(i)と、信号線S1(i)と、を有する(図6参照)。なお、iは1以上m以下の整数であり、jは1以上n以下の整数であり、mおよびnは1以上の整数である。
また、表示領域231は、導電膜VCOM1と、導電膜CSCOMとを有する。
一群の複数の画素702(i,1)乃至画素702(i,n)は画素702(i,j)を含み、一群の複数の画素702(i,1)乃至画素702(i,n)は行方向(図中に矢印R1で示す方向)に配設される。
他の一群の複数の画素702(1,j)乃至画素702(m,j)は画素702(i,j)を含み、他の一群の複数の画素702(1,j)乃至画素702(m,j)は行方向と交差する列方向(図中に矢印C1で示す方向)に配設される。
走査線G1(i)は、行方向に配設される一群の複数の画素702(i,1)乃至画素702(i,n)と電気的に接続される。
信号線S1(j)は、列方向に配設される他の一群の複数の画素702(1,j)乃至画素702(m,j)と電気的に接続される。
《表示領域の構成例2.》
表示領域231は7600個以上の画素を行方向に備え、表示領域231は4300個以上の画素を列方向に備える。例えば、7680個の画素を行方向に備え、7320個の画素を列方向に備える。
<表示パネルの構成例6.>
本実施の形態で説明する表示パネル700は、複数の画素を備える。当該複数の画素は、色相が互いに異なる色を表示する機能を備える。または、当該複数の画素を用いて、各々その画素では表示できない色相の色を、加法混色により表示することができる。
《画素の構成例2.》
なお、色相が異なる色を表示することができる複数の画素を混色に用いる場合において、それぞれの画素を副画素と言い換えることができる。また、複数の副画素を一組にして、画素と言い換えることができる。
例えば、画素702(i,j)を副画素と言い換えることができ、画素702(i,j)、画素702(i,j+1)および画素702(i,j+2)を一組にして、画素703(i,k)と言い換えることができる(図2(C)参照)。
具体的には、青色を表示する副画素、緑色を表示する副画素および赤色を表示する副画素を一組にして、画素703(i,k)に用いることができる。また、シアンを表示する副画素、マゼンタを表示する副画素およびイエローを表示する副画素を一組にして、画素703(i,k)に用いることができる。
また、例えば、白色等を表示する副画素を上記の一組に加えて、画素に用いることができる。
<表示パネルの構成例7.>
表示領域231は、画素702(i,j)、画素702(i,j+1)および画素702(i,j+2)を備える(図2(C)参照)。
画素702(i,j)は、CIE1931色度座標における色度xが0.680より大きく0.720以下、色度yが0.260以上0.320以下の色を表示する。
画素702(i,j+1)は、CIE1931色度座標における色度xが0.130以上0.250以下、色度yが0.710より大きく0.810以下の色を表示する。
画素702(i,j+2)は、CIE1931色度座標における色度xが0.120以上0.170以下、色度yが0.020以上0.060未満の色を表示する。
また、画素702(i,j)、画素702(i,j+1)および画素702(i,j+2)を、CIE色度図(x,y)におけるBT.2020の色域に対する面積比が80%以上、または、該色域に対するカバー率が75%以上になるように備える。好ましくは、面積比が90%以上、または、カバー率が85%以上になるように備える。
<表示パネルの構成例8.>
また、本実施の形態で説明する表示パネル700は、駆動回路GDまたは駆動回路SDを備えることができる(図6参照)。
《駆動回路GD》
駆動回路GDは、制御情報に基づいて選択信号を供給する機能を有する。
一例を挙げれば、制御情報に基づいて、30Hz以上、好ましくは60Hz以上の頻度で一の走査線に選択信号を供給する機能を備える。これにより、動画像をなめらかに表示することができる。
例えば、制御情報に基づいて、30Hz未満、好ましくは1Hz未満より好ましくは一分に一回未満の頻度で一の走査線に選択信号を供給する機能を備える。これにより、フリッカーが抑制された状態で静止画像を表示することができる。
また、表示パネルは、複数の駆動回路を有することができる。例えば、表示パネル700Bは、駆動回路GDAおよび駆動回路GDBを有する(図7参照)。
また、複数の駆動回路を備える場合、例えば、駆動回路GDAが選択信号を供給する頻度と、駆動回路GDBが選択信号を供給する頻度とを、異ならせることができる。具体的には、静止画像を表示する一の領域に選択信号を供給する頻度より高い頻度で、動画像を表示する他の領域に選択信号を供給することができる。これにより、一の領域にフリッカーが抑制された状態で静止画像を表示し、他の領域に滑らかに動画像を表示することができる。
《駆動回路SD》
駆動回路SDは、駆動回路SDを有する。駆動回路SDは、情報V11に基づいて画像信号を供給する機能を有する(図6参照)。
駆動回路SDは、画像信号を生成する機能と、当該画像信号を一の表示素子と電気的に接続される画素回路に供給する機能を備える。
例えば、シフトレジスタ等のさまざまな順序回路等を駆動回路SDに用いることができる。
例えば、シリコン基板上に形成された集積回路を駆動回路SDに用いることができる。
例えば、COG(Chip on glass)法またはCOF(Chip on Film)法を用いて、集積回路を端子に実装することができる。具体的には、異方性導電膜を用いて、集積回路を端子に実装することができる。
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3)
本実施の形態では、本発明の一態様で開示されるトランジスタの半導体層に用いることができる金属酸化物について説明する。なお、トランジスタの半導体層に金属酸化物を用いる場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と読み替えてもよい。
酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、非単結晶酸化物半導体と、に分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、CAAC−OS(c−axis−aligned crystalline oxide semiconductor)、多結晶酸化物半導体、nc−OS(nanocrystalline oxide semiconductor)、擬似非晶質酸化物半導体(a−like OS:amorphous−like oxide semiconductor)、及び非晶質酸化物半導体などがある。
また、非単結晶酸化物半導体の1つとして、半結晶性酸化物半導体(Semi−crystalline oxide semiconductor)と呼称される酸化物半導体が挙げられる。半結晶性酸化物半導体とは、単結晶酸化物半導体と非晶質酸化物半導体との中間構造を有する。半結晶性酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体と比較して構造が安定である。例えば、半結晶性酸化物半導体としては、CAAC構造を有し、かつCAC(Cloud−Aligned Composite)構成である酸化物半導体がある。CACの詳細については、以下で説明を行う。
また、本発明の一態様で開示されるトランジスタの半導体層には、CAC−OS(Cloud−Aligned Composite oxide semiconductor)を用いてもよい。
なお、本発明の一態様で開示されるトランジスタの半導体層は、上述した非単結晶酸化物半導体またはCAC−OSを好適に用いることができる。また、非単結晶酸化物半導体としては、nc−OSまたはCAAC−OSを好適に用いることができる。
なお、本発明の一態様では、トランジスタの半導体層として、CAC−OSを用いると好ましい。CAC−OSを用いることで、トランジスタに高い電気特性または高い信頼性を付与することができる。
以下では、CAC−OSの詳細について説明する。
CAC−OSまたはCAC−metal oxideは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。なお、CAC−OSまたはCAC−metal oxideを、トランジスタのチャネル形成領域に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子(またはホール)を流す機能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能である。導電性の機能と、絶縁性の機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能(On/Offさせる機能)をCAC−OSまたはCAC−metal oxideに付与することができる。CAC−OSまたはCAC−metal oxideにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。
また、CAC−OSまたはCAC−metal oxideは、導電性領域、及び絶縁性領域を有する。導電性領域は、上述の導電性の機能を有し、絶縁性領域は、上述の絶縁性の機能を有する。また、材料中において、導電性領域と、絶縁性領域とは、ナノ粒子レベルで分離している場合がある。また、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ材料中に偏在する場合がある。また、導電性領域は、周辺がぼけてクラウド状に連結して観察される場合がある。
また、CAC−OSまたはCAC−metal oxideにおいて、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ0.5nm以上10nm以下、好ましくは0.5nm以上3nm以下のサイズで材料中に分散している場合がある。
また、CAC−OSまたはCAC−metal oxideは、異なるバンドギャップを有する成分により構成される。例えば、CAC−OSまたはCAC−metal oxideは、絶縁性領域に起因するワイドギャップを有する成分と、導電性領域に起因するナローギャップを有する成分と、により構成される。当該構成の場合、キャリアを流す際に、ナローギャップを有する成分において、主にキャリアが流れる。また、ナローギャップを有する成分が、ワイドギャップを有する成分に相補的に作用し、ナローギャップを有する成分に連動してワイドギャップを有する成分にもキャリアが流れる。このため、上記CAC−OSまたはCAC−metal oxideをトランジスタのチャネル形成領域に用いる場合、トランジスタのオン状態において高い電流駆動力、つまり大きなオン電流、及び高い電界効果移動度を得ることができる。
すなわち、CAC−OSまたはCAC−metal oxideは、マトリックス複合材(matrix composite)または金属マトリックス複合材(metal matrix composite)と呼称することもできる。
CAC−OSは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは、1nm以上2nm以下またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、金属酸化物において、一つあるいはそれ以上の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは、1nm以上2nm以下またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状またはパッチ状ともいう。
なお、金属酸化物は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウム及び亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種または複数種が含まれていてもよい。
例えば、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OS(CAC−OSの中でもIn−Ga−Zn酸化物を、特にCAC−IGZOと呼称してもよい。)とは、インジウム酸化物(以下、InOX1(X1は0よりも大きい実数)とする。)、またはインジウム亜鉛酸化物(以下、InX2ZnY2Z2(X2、Y2、及びZ2は0よりも大きい実数)とする。)と、ガリウム酸化物(以下、GaOX3(X3は0よりも大きい実数)とする。)、またはガリウム亜鉛酸化物(以下、GaX4ZnY4Z4(X4、Y4、及びZ4は0よりも大きい実数)とする。)などと、に材料が分離することでモザイク状となり、モザイク状のInOX1、またはInX2ZnY2Z2が、膜中に均一に分布した構成(以下、クラウド状ともいう。)である。
つまり、CAC−OSは、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物である。なお、本明細書において、例えば、第1の領域の元素Mに対するInの原子数比が、第2の領域の元素Mに対するInの原子数比よりも大きいことを、第1の領域は、第2の領域と比較して、Inの濃度が高いとする。
なお、IGZOは通称であり、In、Ga、Zn、及びOによる1つの化合物をいう場合がある。代表例として、InGaO(ZnO)m1(m1は自然数)、またはIn(1+x0)Ga(1−x0)(ZnO)m0(−1≦x0≦1、m0は任意数)で表される結晶性の化合物が挙げられる。
上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、またはCAAC(c−axis aligned crystal)構造を有する。なお、CAAC構造とは、複数のIGZOのナノ結晶がc軸配向を有し、かつa−b面においては配向せずに連結した結晶構造である。
一方、CAC−OSは、金属酸化物の材料構成に関する。CAC−OSとは、In、Ga、Zn、及びOを含む材料構成において、一部にGaを主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にInを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。従って、CAC−OSにおいて、結晶構造は副次的な要素である。
なお、CAC−OSは、組成の異なる二種類以上の膜の積層構造は含まないものとする。例えば、Inを主成分とする膜と、Gaを主成分とする膜との2層からなる構造は、含まない。
なお、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。
なお、ガリウムの代わりに、アルミニウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれている場合、CAC−OSは、一部に該金属元素を主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にInを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。
CAC−OSは、例えば基板を意図的に加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、CAC−OSをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス(代表的にはアルゴン)、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば酸素ガスの流量比を0%以上30%未満、好ましくは0%以上10%以下とすることが好ましい。
CAC−OSは、X線回折(XRD:X−ray diffraction)測定法のひとつであるOut−of−plane法によるθ/2θスキャンを用いて測定したときに、明確なピークが観察されないという特徴を有する。すなわち、X線回折から、測定領域のa−b面方向、及びc軸方向の配向は見られないことが分かる。
またCAC−OSは、プローブ径が1nmの電子線(ナノビーム電子線ともいう。)を照射することで得られる電子線回折パターンにおいて、リング状に輝度の高い領域と、該リング領域に複数の輝点が観測される。従って、電子線回折パターンから、CAC−OSの結晶構造が、平面方向、及び断面方向において、配向性を有さないnc(nano−crystal)構造を有することがわかる。
また例えば、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OSでは、エネルギー分散型X線分光法(EDX:Energy Dispersive X−ray spectroscopy)を用いて取得したEDXマッピングにより、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域とが、偏在し、混合している構造を有することが確認できる。
CAC−OSは、金属元素が均一に分布したIGZO化合物とは異なる構造であり、IGZO化合物と異なる性質を有する。つまり、CAC−OSは、GaOX3などが主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域と、に互いに相分離し、各元素を主成分とする領域がモザイク状である構造を有する。
ここで、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域は、GaOX3などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、酸化物半導体としての導電性が発現する。従って、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域が、酸化物半導体中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度(μ)が実現できる。
一方、GaOX3などが主成分である領域は、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、GaOX3などが主成分である領域が、酸化物半導体中に分布することで、リーク電流を抑制し、良好なスイッチング動作を実現できる。
従って、CAC−OSを半導体素子に用いた場合、GaOX3などに起因する絶縁性と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1に起因する導電性とが、相補的に作用することにより、高いオン電流(Ion)、及び高い電界効果移動度(μ)を実現することができる。
また、CAC−OSを用いた半導体素子は、信頼性が高い。従って、CAC−OSは、ディスプレイをはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。
また、CAAC−OSまたはCAC−OSを半導体膜に用いるトランジスタは、チャネル長を短くすることができ、オン電流を大きくすることができ、オフ電流をきわめて小さくすることができ、ばらつきを抑制することができ、信頼性が高く、第8世代から第10世代程度の大型のガラス基板に作製することができる。これにより、大型の有機ELテレビのバックプレーンに好適に用いることができる。
本実施の形態は、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4)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成について、図8を参照しながら説明する。
図8は本発明の一態様の表示装置の構成を説明する図である。図8(A)は本発明の一態様の表示装置のブロック図であり、図8(B−1)乃至図8(B−3)は本発明の一態様の表示装置の外観を説明する投影図である。
<表示装置の構成例>
本実施の形態で説明する表示装置は、制御部238と、表示パネル700Bと、を有する(図8(A)参照)。
《制御部238》
制御部238は、画像情報V1および制御情報SSを供給される機能を備える。例えば、クロック信号またはタイミング信号などを制御情報SSに用いることができる。
制御部238は、画像情報V1に基づいて情報V11を生成する機能を備える。制御部238は、情報V11を供給する機能を備える。例えば、情報V11は、8bit以上好ましくは12bit以上の階調を含む。
例えば、制御部238は、制御回路233、伸張回路234および画像処理回路235Mを備える。
《制御回路233》
制御回路233は、制御信号を駆動回路GDA(1)および駆動回路GDB(1)、駆動回路GDA(2)および駆動回路GDB(2)、駆動回路SD(1)乃至駆動回路SD(3)などに供給する機能を備える。これにより、複数の駆動回路の動作を同期することができる。例えば、タイミングコントローラを制御回路233に用いることができる。
なお、制御回路233を表示パネルに含めることもできる。例えば、リジッド基板に実装された制御回路233を、フレキシブルプリント基板を用いて駆動回路と電気的に接続して、表示パネルに用いることができる。
《表示パネル700B》
表示パネル700Bは、情報V11を供給される機能を備える。また、表示パネル700Bは、画素702(i,j)を備える。例えば、走査線G1(i)は、60Hz以上、好ましくは120Hz以上の頻度で選択信号を供給される。例えば、駆動回路GDA(1)、駆動回路GDB(1)、駆動回路GDA(2)および駆動回路GDB(2)は、選択信号を供給する機能を備える。
画素702(i,j)は、表示素子を備える。表示素子は、情報V11に基づいて表示する機能を備える。例えば、液晶素子を、表示素子に用いることができる。
例えば、実施の形態2で説明する表示パネルを表示パネル700Bに用いることができる。
これにより、表示素子を用いて画像情報を表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。または、例えば、テレビジョン受像システム(図8(B−1)参照)、映像モニター(図8(B−2)参照)またはノートブックコンピュータ(図8(B−3)参照)などを提供することができる。
《伸張回路234》
伸張回路234は、圧縮された状態で供給される画像情報V1を伸張する機能を備える。伸張回路234は、記憶部を備える。記憶部は、例えば伸張された画像情報を記憶する機能を備える。
《画像処理回路235M》
画像処理回路235Mは、例えば、領域を備える。
領域は、例えば、画像情報V1に含まれる情報を記憶する機能を備える。
画像処理回路235Mは、例えば、所定の特性曲線に基づいて画像情報V1を補正して情報V11を生成する機能と、情報V11を供給する機能と、を備える。具体的には、表示素子が良好な画像を表示するように、情報V11を生成する機能を備える。
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、本発明の一態様の入出力装置の構成について、図9を参照しながら説明する。
図9は本発明の一態様の入出力装置の構成を説明するブロック図である。
<入出力装置の構成例>
本実施の形態で説明する入出力装置は、入力部240と、表示部230と、を有する(図9参照)。例えば、実施の形態1または実施の形態2に記載の表示パネル700を表示部230に用いることができる。なお、入力部240および表示部230を有する構成を入出力パネル700TPということができる。
入力部240は検知領域241を備える。入力部240は検知領域241に近接するものを検知する機能を備える。
検知領域241は、画素702(i,j)と重なる領域を備える。
《入力部240》
入力部240は検知領域241を備える。入力部240は発振回路OSCおよび検知回路DCを備えることができる(図9参照)。
《検知領域241》
検知領域241は、例えば、単数または複数の検知素子を備える。
検知領域241は、一群の検知素子775(g,1)乃至検知素子775(g,q)と、他の一群の検知素子775(1,h)乃至検知素子775(p,h)と、を有する(図9参照)。なお、gは1以上p以下の整数であり、hは1以上q以下の整数であり、pおよびqは1以上の整数である。
一群の検知素子775(g,1)乃至検知素子775(g,q)は、検知素子775(g,h)を含み、行方向(図中に矢印R2で示す方向)に配設される。なお、図9に矢印R2で示す方向は、図9に矢印R1で示す方向と同じであっても良いし、異なっていてもよい。
また、他の一群の検知素子775(1,h)乃至検知素子775(p,h)は、検知素子775(g,h)を含み、行方向と交差する列方向(図中に矢印C2で示す方向)に配設される。
《検知素子》
検知素子は近接するポインタを検知する機能を備える。例えば、指やスタイラスペン等をポインタに用いることができる。例えば、金属片またはコイル等を、スタイラスペンに用いることができる。
具体的には、静電容量方式の近接センサ、電磁誘導方式の近接センサ、光学方式の近接センサ、抵抗膜方式の近接センサなどを、検知素子に用いることができる。
また、複数の方式の検知素子を併用することもできる。例えば、指を検知する検知素子と、スタイラスペンを検知する検知素子とを、併用することができる。
これにより、ポインタの種類を判別することができる。または、判別したポインタの種類に基づいて、異なる命令を検知情報に関連付けることができる。具体的には、ポインタに指を用いたと判別した場合は、検知情報をジェスチャーと関連付けることができる。または、ポインターにスタイラスペンを用いたと判別した場合は、検知情報を描画処理と関連付けることができる。
具体的には、静電容量方式または光学方式の近接センサを用いて、指を検知することができる。または、電磁誘導方式または光学方式の近接センサを用いて、スタイラスペンを検知することができる。
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6)
本実施の形態では、本発明の一態様の情報処理装置の構成について、図10乃至図12を参照しながら説明する。
図10(A)は本発明の一態様の情報処理装置の構成を説明するブロック図である。図10(B)および図10(C)は、情報処理装置200の外観の一例を説明する投影図である。
図11は、本発明の一態様のプログラムを説明するフローチャートである。図11(A)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り、図11(B)は、割り込み処理を説明するフローチャートである。
図12は、本発明の一態様のプログラムを説明する図である。図12(A)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り、図12(B)は、本発明の一態様の情報処理装置の動作を説明するタイミングチャートである。
<情報処理装置の構成例1.>
本実施の形態で説明する情報処理装置200は、入出力装置220と、演算装置210と、を有する(図10(A)参照)。入出力装置は、演算装置210と電気的に接続される。また、情報処理装置200は筐体を備えることができる(図10(B)または図10(C)参照)。
入出力装置220は表示部230および入力部240を備える(図10(A)参照)。入出力装置220は検知部250を備える。また、入出力装置220は通信部290を備えることができる。
入出力装置220は画像情報V1または制御情報SSを供給される機能を備え、位置情報P1または検知情報DSを供給する機能を備える。
演算装置210は位置情報P1または検知情報DSを供給させる機能を備える。演算装置210は画像情報V1を供給する機能を備える。演算装置210は、例えば、位置情報P1または検知情報DSに基づいて動作する機能を備える。
なお、筐体は入出力装置220または演算装置210を収納する機能を備える。または、筐体は表示部230または演算装置210を支持する機能を備える。
表示部230は画像情報V1に基づいて画像を表示する機能を備える。表示部230は制御情報SSに基づいて画像を表示する機能を備える。
入力部240は、位置情報P1を供給する機能を備える。
検知部250は検知情報DSを供給する機能を備える。検知部250は、例えば、情報処理装置200が使用される環境の照度を検出する機能を備え、照度情報を供給する機能を備える。
これにより、情報処理装置は、情報処理装置が使用される環境において、情報処理装置の筐体が受ける光の強さを把握して動作することができる。または、情報処理装置の使用者は、表示方法を選択することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供することができる。
以下に、情報処理装置を構成する個々の要素について説明する。なお、これらの構成は明確に分離できず、一つの構成が他の構成を兼ねる場合や他の構成の一部を含む場合がある。例えばタッチセンサが表示パネルに重ねられたタッチパネルは、表示部であるとともに入力部でもある。
《構成例》
本発明の一態様の情報処理装置200は、筐体または演算装置210を有する。
演算装置210は、演算部211、記憶部212、伝送路214、入出力インターフェース215を備える。
また、本発明の一態様の情報処理装置は、入出力装置220を有する。
入出力装置220は、表示部230、入力部240、検知部250および通信部290を備える。
《情報処理装置》
本発明の一態様の情報処理装置は、演算装置210または入出力装置220を備える。
《演算装置210》
演算装置210は、演算部211および記憶部212を備える。また、伝送路214および入出力インターフェース215を備える。
《演算部211》
演算部211は、例えばプログラムを実行する機能を備える。
《記憶部212》
記憶部212は、例えば演算部211が実行するプログラム、初期情報、設定情報または画像等を記憶する機能を有する。
具体的には、ハードディスク、フラッシュメモリまたは酸化物半導体を含むトランジスタを用いたメモリ等を用いることができる。
《入出力インターフェース215、伝送路214》
入出力インターフェース215は端子または配線を備え、情報を供給し、情報を供給される機能を備える。例えば、伝送路214と電気的に接続することができる。また、入出力装置220と電気的に接続することができる。
伝送路214は配線を備え、情報を供給し、情報を供給される機能を備える。例えば、入出力インターフェース215と電気的に接続することができる。また、演算部211、記憶部212または入出力インターフェース215と電気的に接続することができる。
《入出力装置220》
入出力装置220は、表示部230、入力部240、検知部250または通信部290を備える。例えば、実施の形態4において説明する入出力装置を用いることができる。これにより、消費電力を低減することができる。
《表示部230》
表示部230は、制御部238と、駆動回路GDと、駆動回路SDと、表示パネル700と、を有する(図8参照)。例えば、実施の形態4で説明する表示装置を表示部230に用いることができる。
《入力部240》
さまざまなヒューマンインターフェイス等を入力部240に用いることができる(図10参照)。
例えば、キーボード、マウス、タッチセンサ、マイクまたはカメラ等を入力部240に用いることができる。なお、表示部230に重なる領域を備えるタッチセンサを用いることができる。表示部230と表示部230に重なる領域を備えるタッチセンサを備える入出力装置を、タッチパネルまたはタッチスクリーンということができる。
例えば、使用者は、タッチパネルに触れた指をポインタに用いて様々なジェスチャー(タップ、ドラッグ、スワイプまたはピンチイン等)をすることができる。
例えば、演算装置210は、タッチパネルに接触する指の位置または軌跡等の情報を解析し、解析結果が所定の条件を満たすとき、特定のジェスチャーが供給されたとすることができる。これにより、使用者は、所定のジェスチャーにあらかじめ関連付けられた所定の操作命令を、当該ジェスチャーを用いて供給できる。
一例を挙げれば、使用者は、画像情報の表示位置を変更する「スクロール命令」を、タッチパネルに沿ってタッチパネルに接触する指を移動するジェスチャーを用いて供給できる。
《検知部250》
検知部250は、周囲の状態を検知して検知情報を供給する機能を備える。具体的には、照度情報、姿勢情報、圧力情報、位置情報等を供給できる。
例えば、光検出器、姿勢検出器、加速度センサ、方位センサ、GPS(Global positioning System)信号受信回路、圧力センサ、温度センサ、湿度センサまたはカメラ等を、検知部250に用いることができる。
《通信部290》
通信部290は、ネットワークに情報を供給し、ネットワークから情報を取得する機能を備える。
《プログラム》
本発明の一態様のプログラムは、下記のステップを有する(図11(A)参照)。
[第1のステップ]
第1のステップにおいて、設定を初期化する(図11(A)(S1)参照)。
例えば、起動時に表示する所定の画像情報と、当該画像情報を表示する所定のモードと、当該画像情報を表示する所定の表示方法を特定する情報と、を記憶部212から取得する。具体的には、一の静止画像情報または他の動画像情報を所定の画像情報に用いることができる。また、第1のモードまたは第2のモードを所定のモードに用いることができる。
[第2のステップ]
第2のステップにおいて、割り込み処理を許可する(図11(A)(S2)参照)。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、演算装置に割り込み処理をさせ、割り込み処理から復帰する際に、カウンタを初期値以外の値としてもよい。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]
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、所定のモードまたは所定の表示方法を用いて画像情報を表示する(図11(A)(S3)参照)。なお、所定のモードは情報を表示するモードを特定し、所定の表示方法は画像情報を表示する方法を特定する。また、例えば、画像情報V1を表示する情報に用いることができる。
例えば、画像情報V1を表示する一の方法を、第1のモードに関連付けることができる。または、画像情報V1を表示する他の方法を第2のモードに関連付けることができる。これにより、選択されたモードに基づいて表示方法を選択することができる。
《第1のモード》
具体的には、30Hz以上、好ましくは60Hz以上の頻度で一の走査線に選択信号を供給し、選択信号に基づいて表示をする方法を、第1のモードに関連付けることができる。
例えば、30Hz以上、好ましくは60Hz以上の頻度で選択信号を供給すると、動画像の動きを滑らかに表示することができる。
例えば、30Hz以上、好ましくは60Hz以上の頻度で画像を更新すると、使用者の操作に滑らかに追従するように変化する画像を、使用者が操作中の情報処理装置200に表示することができる。
《第2のモード》
具体的には、30Hz未満、好ましくは1Hz未満より好ましくは一分に一回未満の頻度で一の走査線に選択信号を供給し、選択信号に基づいて表示をする方法を、第2のモードに関連付けることができる。
30Hz未満、好ましくは1Hz未満より好ましくは一分に一回未満の頻度で選択信号を供給すると、フリッカーまたはちらつきが抑制された表示をすることができる。また、消費電力を低減することができる。
例えば、情報処理装置200を時計に用いる場合、1秒に一回の頻度または1分に一回の頻度等で表示を更新することができる。
ところで、例えば、発光素子を表示素子に用いる場合、発光素子をパルス状に発光させて、画像情報を表示することができる。具体的には、パルス状に有機EL素子を発光させて、その残光を表示に用いることができる。有機EL素子は優れた周波数特性を備えるため、発光素子を駆動する時間を短縮し、消費電力を低減することができる場合がある。または、発熱が抑制されるため、発光素子の劣化を軽減することができる場合がある。
[第4のステップ]
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、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(図11(A)(S4)参照)。
例えば、割り込み処理において供給された終了命令を判断に用いてもよい。
[第5のステップ]
第5のステップにおいて、終了する(図11(A)(S5)参照)。
《割り込み処理》
割り込み処理は以下の第6のステップ乃至第8のステップを備える(図11(B)参照)。
[第6のステップ]
第6のステップにおいて、例えば、検知部250を用いて、情報処理装置200が使用される環境の照度を検出する(図11(B)(S6)参照)。なお、環境の照度に代えて環境光の色温度や色度を検出してもよい。
[第7のステップ]
第7のステップにおいて、検出した照度情報に基づいて表示方法を決定する(図11(B)(S7)参照)。例えば、表示の明るさを暗すぎないように、または明るすぎないように決定する。
なお、第6のステップにおいて環境光の色温度や環境光の色度を検出した場合は、表示の色味を調節してもよい。
[第8のステップ]
第8のステップにおいて、割り込み処理を終了する(図11(B)(S8)参照)。
<情報処理装置の構成例2.>
本発明の一態様の情報処理装置の別の構成について、図12を参照しながら説明する。
図12(A)は、本発明の一態様のプログラムを説明するフローチャートである。図12(A)は、図11(B)に示す割り込み処理とは異なる割り込み処理を説明するフローチャートである。
なお、情報処理装置の構成例3は、供給された所定のイベントに基づいて、モードを変更するステップを割り込み処理に有する点が、図11(B)を参照しながら説明する割り込み処理とは異なる。ここでは、異なる部分について詳細に説明し、同様の構成を用いることができる部分について上記の説明を援用する。
《割り込み処理》
割り込み処理は以下の第6のステップ乃至第8のステップを備える(図12(A)参照)。
[第6のステップ]
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、所定のイベントが供給されなかった場合は、第8のステップに進む(図12(A)(U6)参照)。例えば、所定の期間に所定のイベントが供給されたか否かを条件に用いることができる。具体的には、5秒以下、1秒以下または0.5秒以下好ましくは0.1秒以下であって0秒より長い期間を所定の期間とすることができる。
[第7のステップ]
第7のステップにおいて、モードを変更する(図12(A)(U7)参照)。具体的には、第1のモードを選択していた場合は、第2のモードを選択し、第2のモードを選択していた場合は、第1のモードを選択する。
例えば、表示部230の一部の領域について、表示モードを変更することができる。具体的には、駆動回路GDA、駆動回路GDB、駆動回路GDCおよび駆動回路GDDを備える表示部230の駆動回路GDBが選択信号を供給する領域について、表示モードを変更することができる(図12(B)参照)。
例えば、所定のイベントが、駆動回路GDBが選択信号を供給する領域の入力部240に供給された場合に、当該領域の表示モードを変更することができる。具体的には、駆動回路GDBが供給する選択信号の頻度を変更することができる。これにより、例えば、駆動回路GDBが選択信号を供給する領域の表示を、駆動回路GDA、駆動回路GDCおよび駆動回路GDDを動作することなく更新することができる。または、駆動回路が消費する電力を抑制することができる。
[第8のステップ]
第8のステップにおいて、割り込み処理を終了する(図12(A)(U8)参照)。なお、主の処理を実行している期間に割り込み処理を繰り返し実行してもよい。
《所定のイベント》
例えば、マウス等の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。
また、例えば、ポインタが指し示すスライドバーの位置、スワイプの速度、ドラッグの速度等を用いて、所定のイベントに関連付けられた命令の引数を与えることができる。
例えば、検知部250が検知した情報をあらかじめ設定された閾値と比較して、比較結果をイベントに用いることができる。
具体的には、筐体に押し込むことができるように配設されたボタン等に接する感圧検知器等を検知部250に用いることができる。
《所定のイベントに関連付ける命令》
例えば、終了命令を、特定のイベントに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」を、所定のイベントに関連付けることができる。なお、「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を、所定のイベントを用いて与えることができる。
例えば、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」などを、所定のイベントに関連付けることができる。なお、「スクロール命令」を実行する際に用いる表示を移動する速度などを決定する引数を、所定のイベントを用いて与えることができる。
例えば、表示方法を設定する命令または画像情報を生成する命令などを、所定のイベントに関連付けることができる。なお、生成する画像の明るさを決定する引数を所定のイベントに関連付けることができる。また、生成する画像の明るさを決定する引数を、検知部250が検知する環境の明るさに基づいて決定してもよい。
例えば、プッシュ型のサービスを用いて配信される情報を、通信部290を用いて取得する命令などを、所定のイベントに関連付けることができる。
なお、情報を取得する資格の有無を、検知部250が検知する位置情報を用いて判断してもよい。具体的には、特定の教室、学校、会議室、企業、建物等の内部または領域にいる場合に、情報を取得する資格を有すると判断してもよい。これにより、例えば、学校または大学等の教室で配信される教材を受信して、情報処理装置200を教科書等に用いることができる(図10(C)参照)。または、企業等の会議室で配信される資料を受信して、会議資料に用いることができる。
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7)
本実施の形態では、本発明の一態様の情報処理装置の構成について、図13および図14を参照しながら説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様の情報処理装置の構成について、図13および図14を参照しながら説明する。
図13および図14は、本発明の一態様の情報処理装置の構成を説明する図である。図13(A)は情報処理装置のブロック図であり、図13(B)乃至図13(E)は情報処理装置の構成を説明する斜視図である。また、図14(A)乃至図14(E)は情報処理装置の構成を説明する斜視図である。
<情報処理装置>
本実施の形態で説明する情報処理装置5200Bは、演算装置5210と、入出力装置5220とを、有する(図13(A)参照)。
演算装置5210は、操作情報を供給される機能を備え、操作情報に基づいて画像情報を供給する機能を備える。
入出力装置5220は、表示部5230、入力部5240、検知部5250、通信部5290、操作情報を供給する機能および画像情報を供給される機能を備える。また、入出力装置5220は、検知情報を供給する機能、通信情報を供給する機能および通信情報を供給される機能を備える。
入力部5240は操作情報を供給する機能を備える。例えば、入力部5240は、情報処理装置5200Bの使用者の操作に基づいて操作情報を供給する。
具体的には、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、照度センサ、撮像装置、音声入力装置、視線入力装置、姿勢検出装置などを、入力部5240に用いることができる。
表示部5230は表示パネルおよび画像情報を表示する機能を備える。例えば、実施の形態1または実施の形態2において説明する表示パネルを表示部5230に用いることができる。
検知部5250は検知情報を供給する機能を備える。例えば、情報処理装置が使用されている周辺の環境を検知して、検知情報として供給する機能を備える。
具体的には、照度センサ、撮像装置、姿勢検出装置、圧力センサ、人感センサなどを検知部5250に用いることができる。
通信部5290は通信情報を供給される機能および供給する機能を備える。例えば、無線通信または有線通信により、他の電子機器または通信網と接続する機能を備える。具体的には、無線構内通信、電話通信、近距離無線通信などの機能を備える。
《情報処理装置の構成例1.》
例えば、円筒状の柱などに沿った外形を表示部5230に適用することができる(図13(B)参照)。また、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える。また、人の存在を検知して、表示内容を変更する機能を備える。これにより、例えば、建物の柱に設置することができる。または、広告または案内等を表示することができる。または、デジタル・サイネージ等に用いることができる。
《情報処理装置の構成例2.》
例えば、使用者が使用するポインタの軌跡に基づいて画像情報を生成する機能を備える(図13(C)参照)。具体的には、対角線の長さが20インチ以上、好ましくは40インチ以上、より好ましくは55インチ以上の表示パネルを用いることができる。または、複数の表示パネルを並べて1つの表示領域に用いることができる。または、複数の表示パネルを並べてマルチスクリーンに用いることができる。これにより、例えば、電子黒板、電子掲示板、電子看板等に用いることができる。
《情報処理装置の構成例3.》
例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える(図13(D)参照)。これにより、例えば、スマートウオッチの消費電力を低減することができる。または、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に使用できるように、画像をスマートウオッチに表示することができる。
《情報処理装置の構成例4.》
表示部5230は、例えば、筐体の側面に沿って緩やかに曲がる曲面を備える(図13(E)参照)。または、表示部5230は表示パネルを備え、表示パネルは、例えば、前面、側面および上面に表示する機能を備える。これにより、例えば、携帯電話の前面だけでなく、側面および上面に画像情報を表示することができる。
《情報処理装置の構成例5.》
例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える(図14(A)参照)。これにより、スマートフォンの消費電力を低減することができる。または、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に使用できるように、画像をスマートフォンに表示することができる。
《情報処理装置の構成例6.》
例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える(図14(B)参照)。これにより、晴天の日に屋内に差し込む強い外光が当たっても好適に使用できるように、映像をテレビジョンシステムに表示することができる。
《情報処理装置の構成例7.》
例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える(図14(C)参照)。これにより、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に使用できるように、画像をタブレットコンピュータに表示することができる。
《情報処理装置の構成例8.》
例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える(図14(D)参照)。これにより、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に閲覧できるように、被写体をデジタルカメラに表示することができる。
《情報処理装置の構成例9.》
例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える(図14(E)参照)。これにより、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に使用できるように、画像をパーソナルコンピュータに表示することができる。
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。
例えば、本明細書等において、XとYとが接続されている、と明示的に記載されている場合は、XとYとが電気的に接続されている場合と、XとYとが機能的に接続されている場合と、XとYとが直接接続されている場合とが、本明細書等に開示されているものとする。したがって、所定の接続関係、例えば、図または文章に示された接続関係に限定されず、図または文章に示された接続関係以外のものも、図または文章に記載されているものとする。
ここで、X、Yは、対象物(例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など)であるとする。
XとYとが直接的に接続されている場合の一例としては、XとYとの電気的な接続を可能とする素子(例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など)が、XとYとの間に接続されていない場合であり、XとYとの電気的な接続を可能とする素子(例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など)を介さずに、XとYとが、接続されている場合である。
XとYとが電気的に接続されている場合の一例としては、XとYとの電気的な接続を可能とする素子(例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など)が、XとYとの間に1個以上接続されることが可能である。なお、スイッチは、オンオフが制御される機能を有している。つまり、スイッチは、導通状態(オン状態)、または、非導通状態(オフ状態)になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有している。または、スイッチは、電流を流す経路を選択して切り替える機能を有している。なお、XとYとが電気的に接続されている場合は、XとYとが直接的に接続されている場合を含むものとする。
XとYとが機能的に接続されている場合の一例としては、XとYとの機能的な接続を可能とする回路(例えば、論理回路(インバータ、NAND回路、NOR回路など)、信号変換回路(DA変換回路、AD変換回路、ガンマ補正回路など)、電位レベル変換回路(電源回路(昇圧回路、降圧回路など)、信号の電位レベルを変えるレベルシフタ回路など)、電圧源、電流源、切り替え回路、増幅回路(信号振幅または電流量などを大きく出来る回路、オペアンプ、差動増幅回路、ソースフォロワ回路、バッファ回路など)、信号生成回路、記憶回路、制御回路など)が、XとYとの間に1個以上接続されることが可能である。なお、一例として、XとYとの間に別の回路を挟んでいても、Xから出力された信号がYへ伝達される場合は、XとYとは機能的に接続されているものとする。なお、XとYとが機能的に接続されている場合は、XとYとが直接的に接続されている場合と、XとYとが電気的に接続されている場合とを含むものとする。
なお、XとYとが電気的に接続されている、と明示的に記載されている場合は、XとYとが電気的に接続されている場合(つまり、XとYとの間に別の素子又は別の回路を挟んで接続されている場合)と、XとYとが機能的に接続されている場合(つまり、XとYとの間に別の回路を挟んで機能的に接続されている場合)と、XとYとが直接接続されている場合(つまり、XとYとの間に別の素子又は別の回路を挟まずに接続されている場合)とが、本明細書等に開示されているものとする。つまり、電気的に接続されている、と明示的に記載されている場合は、単に、接続されている、とのみ明示的に記載されている場合と同様な内容が、本明細書等に開示されているものとする。
なお、例えば、トランジスタのソース(又は第1の端子など)が、Z1を介して(又は介さず)、Xと電気的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)が、Z2を介して(又は介さず)、Yと電気的に接続されている場合や、トランジスタのソース(又は第1の端子など)が、Z1の一部と直接的に接続され、Z1の別の一部がXと直接的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)が、Z2の一部と直接的に接続され、Z2の別の一部がYと直接的に接続されている場合では、以下のように表現することが出来る。
例えば、「XとYとトランジスタのソース(又は第1の端子など)とドレイン(又は第2の端子など)とは、互いに電気的に接続されており、X、トランジスタのソース(又は第1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yの順序で電気的に接続されている。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース(又は第1の端子など)は、Xと電気的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)はYと電気的に接続され、X、トランジスタのソース(又は第1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yは、この順序で電気的に接続されている」と表現することができる。または、「Xは、トランジスタのソース(又は第1の端子など)とドレイン(又は第2の端子など)とを介して、Yと電気的に接続され、X、トランジスタのソース(又は第1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yは、この接続順序で設けられている」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構成における接続の順序について規定することにより、トランジスタのソース(又は第1の端子など)と、ドレイン(又は第2の端子など)とを、区別して、技術的範囲を決定することができる。
または、別の表現方法として、例えば、「トランジスタのソース(又は第1の端子など)は、少なくとも第1の接続経路を介して、Xと電気的に接続され、前記第1の接続経路は、第2の接続経路を有しておらず、前記第2の接続経路は、トランジスタを介した、トランジスタのソース(又は第1の端子など)とトランジスタのドレイン(又は第2の端子など)との間の経路であり、前記第1の接続経路は、Z1を介した経路であり、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)は、少なくとも第3の接続経路を介して、Yと電気的に接続され、前記第3の接続経路は、前記第2の接続経路を有しておらず、前記第3の接続経路は、Z2を介した経路である。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース(又は第1の端子など)は、少なくとも第1の接続経路によって、Z1を介して、Xと電気的に接続され、前記第1の接続経路は、第2の接続経路を有しておらず、前記第2の接続経路は、トランジスタを介した接続経路を有し、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)は、少なくとも第3の接続経路によって、Z2を介して、Yと電気的に接続され、前記第3の接続経路は、前記第2の接続経路を有していない。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース(又は第1の端子など)は、少なくとも第1の電気的パスによって、Z1を介して、Xと電気的に接続され、前記第1の電気的パスは、第2の電気的パスを有しておらず、前記第2の電気的パスは、トランジスタのソース(又は第1の端子など)からトランジスタのドレイン(又は第2の端子など)への電気的パスであり、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)は、少なくとも第3の電気的パスによって、Z2を介して、Yと電気的に接続され、前記第3の電気的パスは、第4の電気的パスを有しておらず、前記第4の電気的パスは、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)からトランジスタのソース(又は第1の端子など)への電気的パスである。」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構成における接続経路について規定することにより、トランジスタのソース(又は第1の端子など)と、ドレイン(又は第2の端子など)とを、区別して、技術的範囲を決定することができる。
なお、これらの表現方法は、一例であり、これらの表現方法に限定されない。ここで、X、Y、Z1、Z2は、対象物(例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など)であるとする。
なお、回路図上は独立している構成要素同士が電気的に接続しているように図示されている場合であっても、1つの構成要素が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合もある。例えば配線の一部が電極としても機能する場合は、一の導電膜が、配線の機能、及び電極の機能の両方の構成要素の機能を併せ持っている。したがって、本明細書における電気的に接続とは、このような、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合も、その範疇に含める。
AF1 配向膜
AF2 配向膜
CSCOM 導電膜
DS 検知情報
G1(i) 走査線
GL1 制御線
GL2 制御線
GLS1 制御信号
GLS2 制御信号
KB1 構造体
P1 位置情報
S1(j) 信号線
SS 制御情報
SW1 スイッチ
SW11 スイッチ
SW12 スイッチ
SW21 スイッチ
SW22 スイッチ
T1 期間
T2 期間
V1 画像情報
V11 情報
VCOM1 導電膜
200 情報処理装置
210 演算装置
211 演算部
212 記憶部
214 伝送路
215 入出力インターフェース
220 入出力装置
230 表示部
231 表示領域
233 制御回路
234 伸張回路
235M 画像処理回路
238 制御部
240 入力部
241 検知領域
250 検知部
290 通信部
501C 絶縁膜
504 導電膜
506 絶縁膜
508 半導体膜
508A 領域
508B 領域
508C 領域
510 基板
512A 導電膜
512B 導電膜
519B 端子
520 機能層
521A 絶縁膜
521B 絶縁膜
530 画素回路
591A 接続部
700 表示パネル
700B 表示パネル
700TP 入出力パネル
702 画素
703 画素
720 機能層
750 表示素子
751 電極
752 電極
753 層
770 基板
770D 機能膜
770P 機能膜
771 絶縁膜
775 検知素子
5200B 情報処理装置
5210 演算装置
5220 入出力装置
5230 表示部
5240 入力部
5250 検知部
5290 通信部

Claims (11)

  1. 第1の制御線と、
    第2の制御線と、
    第1のスイッチと、
    第2のスイッチと、
    第1の駆動回路と、
    第2の駆動回路と、
    第1の信号線と、
    第1の画素と、を有し、
    前記第1の制御線は、第1の制御信号を供給する機能を備え、
    前記第2の制御線は、第2の制御信号を供給する機能を備え、
    前記第1のスイッチは、第1の制御信号に基づいて、前記第1の駆動回路を前記第1の信号線と電気的に接続し、
    前記第2のスイッチは、第2の制御信号に基づいて、前記第2の駆動回路を前記第1の信号線と電気的に接続し、
    前記第1の駆動回路は、画像信号を供給する機能を備え、
    前記第2の駆動回路は、前記第1の駆動回路が供給する画像信号の極性とは異なる極性の画像信号を供給する機能を備え、
    前記第1の画素は、画素回路および表示素子を含み、
    前記画素回路は、前記第1の信号線と電気的に接続され、
    前記画素回路は、前記表示素子と電気的に接続され、
    前記表示素子は、液晶材料を含む、表示パネル。
  2. 前記画素回路は、トランジスタを含み、
    前記トランジスタは、半導体膜を含み、
    前記第1のスイッチは、前記半導体膜と同一の工程で形成することができる半導体膜を含む第1のトランジスタを備え、
    前記第2のスイッチは、前記半導体膜と同一の工程で形成することができる半導体膜を含む第2のトランジスタを備える、請求項1に記載の表示パネル。
  3. 制御回路を有し、
    前記制御回路は、前記第1の制御線と電気的に接続され、
    前記制御回路は、前記第2の制御線と電気的に接続され、
    前記制御回路は、前記第1の制御信号および前記第2の制御信号を生成する機能を備え、
    前記制御回路は、前記第1の駆動回路を前記第1の信号線と電気的に接続する前記第1の制御信号を供給していない期間に、前記第2の駆動回路を前記第1の信号線と電気的に接続する前記第2の制御信号を供給する、請求項1または請求項2に記載の表示パネル。
  4. 前記制御回路は、前記第1の制御信号を120Hz以上の頻度で供給し、
    前記制御回路は、前記第2の制御信号を120Hz以上の頻度で供給し、
    前記第1の駆動回路は、画像信号を240Hz以上のフレームレートで供給し、
    前記第2の駆動回路は、画像信号を240Hz以上のフレームレートで供給する、請求項3に記載の表示パネル。
  5. 第3のスイッチと、
    第4のスイッチと、
    第2の信号線と、
    第2の画素と、
    走査線と、を有し、
    前記第3のスイッチは、第2の制御信号に基づいて、前記第1の駆動回路を前記第2の信号線と電気的に接続し、
    前記第4のスイッチは、第1の制御信号に基づいて、前記第2の駆動回路を前記第2の信号線と電気的に接続し、
    前記走査線は、前記第1の画素と電気的に接続され、
    前記走査線は、前記第2の画素と電気的に接続される、請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の表示パネル。
  6. 表示領域を有し、
    前記表示領域は、一群の複数の画素、他の一群の複数の画素を備え、
    前記一群の複数の画素は、前記第1の画素および前記第2の画素を含み、
    前記一群の複数の画素は、行方向に配設され、
    前記他の一群の複数の画素は、前記行方向と交差する列方向に配設され、
    前記走査線は、前記一群の複数の画素と電気的に接続され、
    前記信号線は、前記他の一群の複数の画素と電気的に接続される、請求項1乃至請求項5のいずれか一に記載の表示パネル。
  7. 前記表示領域は、7600個以上の画素を前記行方向に備え、
    前記表示領域は、4300個以上の画素を前記列方向に備える、請求項6に記載の表示パネル。
  8. 前記表示領域は、第3の画素を備え、
    前記第1の画素は、CIE1931色度座標における色度xが0.680より大きく0.720以下、色度yが0.260以上0.320以下の色を表示し、
    前記第2の画素は、CIE1931色度座標における色度xが0.130以上0.250以下、色度yが0.710より大きく0.810以下の色を表示し、
    前記第3の画素は、CIE1931色度座標における色度xが0.120以上0.170以下、色度yが0.020以上0.060未満の色を表示する、請求項5乃至請求項7のいずれか一に記載の表示パネル。
  9. 請求項1乃至請求項8のいずれか一に記載の表示パネルと、
    制御部と、を有し、
    前記制御部は、画像情報および制御情報を供給され、
    前記制御部は、前記画像情報に基づいて情報を生成し、
    前記制御部は、前記情報を供給し、
    前記表示パネルは、前記情報を供給され、
    前記表示素子は、前記情報に基づいて表示する、表示装置。
  10. 入力部と、表示部と、を有し、
    前記表示部は、請求項1乃至請求項8のいずれか一に記載の表示パネルを備え、
    前記入力部は、検知領域を備え、
    前記入力部は、前記検知領域に近接するものを検知し、
    前記検知領域は、前記画素と重なる領域を備える入出力装置。
  11. 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、照度センサ、撮像装置、音声入力装置、視線入力装置、姿勢検出装置、のうち一以上と、請求項1乃至請求項8のいずれか一に記載の表示パネルと、を含む、情報処理装置。
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