JP2021089423A - 機能パネル、表示装置、入出力装置、情報処理装置 - Google Patents

機能パネル、表示装置、入出力装置、情報処理装置 Download PDF

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Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
池田　隆之
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隆之 池田
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Abstract

【課題】利便性または信頼性に優れた新規な機能パネルを提供する。【解決手段】第１の画素７０２Ｇ（ｉｊ）、７０２Ｂ（ｉｊ）を有する機能パネルであって、第１の画素は第１の素子５５０Ｇ（ｉｊ）、５５０Ｂ（ｉｊ）、色変換層および第１の機能層５２０を備える。第１の素子は色変換層との間に第１の機能層５２０を挟み、第１の素子は光を射出する機能を備え、第１の素子は窒化ガリウムを含む。色変換層は第１の素子が射出する光の色を、異なる色に変換する機能を備える。第１の機能層５２０は第１の絶縁膜および画素回路５３０Ｇ（ｉｊ），５３０Ｂ（ｉｊ）を備え、第１の絶縁膜は画素回路および第１の素子の間に挟まれる領域を備え、第１の絶縁膜は開口部を備える。画素回路は第１のトランジスタを備え、第１のトランジスタは第１の酸化物半導体膜を含み、第１のトランジスタは開口部において、第１の素子と電気的に接続される。【選択図】図４

Description

本発明の一態様は、機能パネル、表示装置、入出力装置、情報処理装置または半導体装置に関する。
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。
電流密度に対してマイクロ発光ダイオードの色度変化が小さいディスプレイが知られている（特許文献１）。具体的には、複数の画素はそれぞれ、表示素子と、マイクロコントローラと、を有する。マイクロコントローラは、第１のトランジスタと、三角波生成回路と、コンパレータと、スイッチと、定電流回路と、を有する。第１のトランジスタは、オフ状態とすることで画素に書き込まれるデータに応じた電位を保持する機能を有する。三角波生成回路は、三角波の信号を生成する機能を有する。コンパレータは、保持した電位と、三角波の信号とに応じた出力信号を生成する機能を有する。スイッチは、出力信号に応じて定電流回路を流れる電流を表示素子に流すか否かを制御する機能を有するディスプレイである。
国際公開第ＷＯ２０１９／１３０１３８号パンフレット
本発明の一態様は、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な機能パネルを提供することを課題の一とする。または、利便性、有用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、有用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、有用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、新規な機能パネル、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の画素を有する機能パネルである。また、第１の画素は、第１の素子、色変換層および第１の機能層を備える。
第１の素子は色変換層との間に第１の機能層を挟み、第１の素子は光を射出する機能を備え、第１の素子は窒化ガリウムを含む。
色変換層は第１の素子が射出する光の色を、異なる色に変換する機能を備える。
第１の機能層は第１の絶縁膜および画素回路を備え、第１の絶縁膜は画素回路および第１の素子の間に挟まれる領域を備え、第１の絶縁膜は開口部を備える。
画素回路は第１のトランジスタを備え、第１のトランジスタは第１の酸化物半導体膜を含み、第１のトランジスタは開口部において、第１の素子と電気的に接続される。
（２）本発明の一態様は、第１の画素を有する機能パネルである。また、第１の画素は第１の素子および第１の機能層を備える。
第１の素子は光を射出する機能を備え、第１の素子は第１の電極、第２の電極および発光性の材料を含む層を備える。発光性の材料を含む層は第１の電極および第２の電極の間に挟まれる領域を備え、発光性の材料を含む層は窒化ガリウムを含む。
第１の機能層は第１の絶縁膜および画素回路を備える。第１の絶縁膜は画素回路および第１の素子の間に挟まれる領域を備え、第１の絶縁膜は開口部を備える。
画素回路は第１のトランジスタを備え、第１のトランジスタは第１の酸化物半導体膜を含み、第１のトランジスタは、開口部において、第１の電極と電気的に接続される。
これにより、画素回路を第１の素子に重ねて配置することができる。または、第１の素子の面積が第１の画素の面積に占める割合を大きくすることができる。または、第１の素子を流れる電流密度を抑制しながら高い輝度を得ることができる。または、発光性の材料を含む層に有機化合物を用いる構成と比較して、信頼性を向上することができる。または、オフ状態の第１のトランジスタからリークする電流を抑制することができる。または、トランジスタの動作特性に分布が生じにくく、表示ムラを抑制することができる。または、画素回路の動作特性を安定することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な機能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、上記の第１の絶縁膜が第２の絶縁膜および第３の絶縁膜を含む、機能パネルである。
第２の絶縁膜は第１のトランジスタとの間に、第３の絶縁膜を挟む領域を備え、第２の絶縁膜はシリコンおよび酸素を含む。また、第３の絶縁膜はシリコンおよび窒素を含む。
これにより、動作に不具合を引き起こす不純物の第１のトランジスタへの拡散を、抑制することができる。または、水または水素などの不純物の第１のトランジスタへの拡散を、抑制することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な機能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、一組の画素を有する上記の機能パネルである。
一組の画素は第１の画素および第２の画素を備え、第２の画素は第２の素子を備える。
第１の絶縁膜は第４の絶縁膜を備え、第４の絶縁膜は第２の素子を第１の素子から分離する機能を備える。
これにより、第１の素子の動作が第２の素子の動作に与える影響を抑制することができる。または、第２の素子を第１の素子に近づけて配置することができる。または、第１の素子の面積が第１の画素の面積に占める割合および第２の素子の面積が第２の画素の面積に占める割合を大きくすることができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な機能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１の駆動回路を有する上記の機能パネルである。
第１の機能層は第１の駆動回路を含み、第１の駆動回路は第２のトランジスタを含む。
第２のトランジスタは第２の酸化物半導体膜を備え、第２の酸化物半導体膜は第１の酸化物半導体膜に含まれる元素を含む。
これにより、画素回路が備えるトランジスタの半導体膜を形成する工程において、第１の駆動回路が備えるトランジスタの半導体膜を形成することができる。または、機能パネルの作製工程を簡略化することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な機能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、第２の機能層を有する上記の機能パネルである。
第２の機能層は第１の接点、第２の駆動回路および第５の絶縁膜を備える。
第１の接点は第２の駆動回路と電気的に接続され、第２の駆動回路は第３のトランジスタを含み、第３のトランジスタは１４族の元素を含む半導体を備える。
第１の機能層は第６の絶縁膜および第２の接点を備え、第６の絶縁膜は第５の絶縁膜および第４の絶縁膜の間に挟まれる領域を備え、第６の絶縁膜は第５の絶縁膜と接合する領域を備える。
第２の接点は第１の接点と電気的に接続され、第２の接点は画素回路と電気的に接続される。
これにより、第２の駆動回路を用いて、例えば、画素信号を供給することができる。または、例えば、半導体に単結晶シリコンを用いたトランジスタを第２の駆動回路に用いることができる。または、例えば、第１の画素に重ねて、第２の駆動回路を配置することができる。または、機能パネルの外形を小型化できる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な機能パネルを提供することができる。
（７）また、本発明の一態様は、第２の素子が射出する光を表示する機能を、第２の画素が備える上記の機能パネルである。
第２の素子は第１の素子が射出する光の色と同じ色の光を射出する機能を備え、第１の画素は色変換層を備え、色変換層は第１の素子が射出する光の色を、異なる色に変換する機能を備える。
これにより、第２の素子を第１の素子と同一の工程で形成することができる。または、第１の画素を用いて、第２の画素とは異なる色を表示することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な機能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、領域を有する上記の機能パネルである。
領域は、一群の一組の画素および他の一群の一組の画素を備える。
一群の一組の画素は行方向に配設され、一群の一組の画素は一組の画素を含む。また、一群の一組の画素は第１の導電膜と電気的に接続される。
他の一群の一組の画素は、行方向と交差する列方向に配設され、他の一群の一組の画素は、一組の画素を含む。また、他の一群の一組の画素は、第２の導電膜と電気的に接続される。
これにより、複数の画素に画像情報を供給することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な機能パネルを提供することができる。
（９）また、本発明の一態様は、制御部と、上記の機能パネルと、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、制御部は制御情報に基づいて制御信号を生成し、制御部は情報および制御信号を供給する。
機能パネルは情報および制御信号を供給され、一組の画素は情報に基づいて表示する。
これにより、第１の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、有用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。
表示部は上記の機能パネルを備える。また、入力部は検知領域を備え、入力部は検知領域に近接するものを検知する。また、検知領域は一組の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、有用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、演算装置と、入出力装置と、を有する情報処理装置である。
演算装置は入力情報または検知情報を供給され、演算装置は、入力情報または検知情報に基づいて、制御情報および画像情報を生成し、演算装置は制御情報および画像情報を供給する。
入出力装置は入力情報および検知情報を供給し、入出力装置は制御情報および画像情報を供給され、入出力装置は表示部、入力部および検知部を備える。
表示部は上記の機能パネルを備え、表示部は制御情報に基づいて画像情報を表示し、入力部は入力情報を生成する。また、検知部は検知情報を生成する。
これにより、入力情報または検知情報に基づいて、制御情報を生成することができる。または、入力情報または検知情報に基づいて、画像情報を表示することができる。その結果、利便性、有用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。
（１２）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、上記の機能パネルと、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、有用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、有用性または信頼性に優れた新規な機能パネルを提供することができる。または、利便性、有用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、有用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、有用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、新規な機能パネル、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。
図１（Ａ）乃至（Ｃ）は、実施の形態に係る機能パネルの構成を説明する図である。 図２は実施の形態に係る機能パネルの構成を説明する上面図である。 図３は、実施の形態に係る機能パネルの構成を説明する回路図である。 図４（Ａ）および（Ｂ）は実施の形態に係る機能パネルの構成を説明する断面図である。 図５（Ａ）および（Ｂ）は、実施の形態に係る機能パネルの構成を説明する断面図である。 図６（Ａ）および（Ｂ）は、実施の形態に係る機能パネルの構成を説明する断面図である。 図７は、実施の形態に係る機能パネルの構成を説明する図である。 図８（Ａ）乃至（Ｄ）は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。 図９は、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である。 図１０（Ａ）乃至（Ｃ）は、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である。 図１１（Ａ）および（Ｂ）は、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チャートである。 図１２（Ａ）乃至（Ｃ）は、実施の形態に係る情報処理装置の駆動方法を説明する図である。 図１３（Ａ）乃至（Ｅ）は、実施の形態に係る情報処理装置の構成を説明する図である。 図１４（Ａ）乃至（Ｅ）は、実施の形態に係る情報処理装置の構成を説明する図である。 図１５（Ａ）および（Ｂ）は、実施の形態に係る情報処理装置の構成を説明する図である。 図１６は、実施の形態に係る機能パネルの構成を説明する図である。 図１７（Ａ）乃至（Ｃ）は、実施の形態に係る機能パネルの構成を説明する断面図である。 図１８（Ａ）乃至（Ｃ）は、実施の形態に係る機能パネルの構成を説明する断面図である。 図１９は、実施の形態に係る機能パネルの構成を説明する図である。 図２０は、実施の形態に係る機能パネルの構成を説明する断面図である。 図２１（Ａ）は本発明の一態様である半導体装置の上面図である。図２１（Ｂ）乃至図２１（Ｄ）本発明の一態様である半導体装置の断面図である。 図２２（Ａ）はＩＧＺＯの結晶構造の分類を説明する図である。図２２（Ｂ）はＣＡＡＣ−ＩＧＺＯ膜のＸＲＤスペクトルを説明する図である。図２２（Ｃ）はＣＡＡＣ−ＩＧＺＯ膜の極微電子線回折パターンを説明する図である。 図２３（Ａ）および（Ｂ）は、実施の形態に係る機能パネルの構成を説明する断面図である。 図２４（Ａ）および（Ｂ）は、電子機器の構成例を示す図である。
本発明の一態様の機能パネルは第１の画素を有し、第１の画素は第１の素子、色変換層および第１の機能層を備える。第１の素子は色変換層との間に第１の機能層を挟み、第１の素子は光を射出する機能を備え、第１の素子は窒化ガリウムを含む。色変換層は第１の素子が射出する光の色を、異なる色に変換する機能を備える。第１の機能層は第１の絶縁膜および画素回路を備え、第１の絶縁膜は画素回路および第１の素子の間に挟まれる領域を備え、第１の絶縁膜は開口部を備える。画素回路は第１のトランジスタを備え、第１のトランジスタは第１の酸化物半導体膜を含み、第１のトランジスタは開口部において、第１の電極と電気的に接続される。
これにより、画素回路を第１の素子に重ねて配置することができる。また、第１の素子の面積が第１の画素の面積に占める割合を大きくすることができる。また、第１の素子を流れる電流密度を抑制しながら高い輝度を得ることができる。また、発光性の材料を含む層に有機化合物を用いる構成と比較して、信頼性を向上することができる。また、オフ状態の第１のトランジスタからリークする電流を抑制することができる。また、トランジスタの動作特性に分布が生じにくく、表示ムラを抑制することができる。また、画素回路の動作特性を安定することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な機能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、本発明の一態様の機能パネルの構成について、図１乃至図６を参照しながら説明する。
図１（Ａ）は本発明の一態様の機能パネルのブロック図であり、図１（Ｂ）および図１（Ｃ）は図１（Ａ）の一部を説明する図である。
図２は本発明の一態様の機能パネルの構成を説明する図であり、図１（Ａ）の一部を説明する図である。
図３は本発明の一態様の機能パネルに用いることができる画素回路５３０Ｇ（ｉ，ｊ）の回路図である。
図４（Ａ）は本発明の一態様の機能パネルの構成を説明する図であり、図１（Ａ）の切断線Ｘ１−Ｘ２、Ｘ３−Ｘ４、Ｘ９−Ｘ１０および一組の画素７０３（ｉ，ｊ）における断面図である。また、図４（Ｂ）は図４（Ａ）とは異なる本発明の一態様の機能パネルの構成を説明する図である。
図５（Ａ）は本発明の一態様の機能パネルの構成を説明する図であり、図１（Ｂ）に示す画素７０２Ｇ（ｉ，ｊ）の断面図である。図５（Ｂ）は図５（Ａ）の一部を説明する断面図である。
図６（Ａ）は本発明の一態様の機能パネルの構成を説明する図であり、図１（Ａ）の切断線Ｘ１−Ｘ２および切断線Ｘ３−Ｘ４における断面図である。図６（Ｂ）は図６（Ａ）の一部を説明する図である。
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。
＜機能パネル７００の構成例１＞
本実施の形態で説明する機能パネル７００は、画素７０２Ｇ（ｉ，ｊ）を有する（図１（Ａ）および図１（Ｂ）参照）。
《画素７０２Ｇ（ｉ，ｊ）の構成例１》
画素７０２Ｇ（ｉ，ｊ）は、素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）および機能層５２０を備える（図１（Ｃ）および図５（Ａ）参照）。
《素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）の構成例１》
素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）は光を射出する機能を備え、素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）は電極５５１（ｉ，ｊ）、電極５５２および発光性の材料を含む層５５３を備える（図５（Ａ）参照）。例えば、発光ダイオードを素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）に用いることができる。具体的には、垂直型の発光ダイオードを素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）に用いることができる。また、青色の光を射出する発光ダイオードを素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）に用いることができる。
発光性の材料を含む層５５３は、電極５５１（ｉ，ｊ）および電極５５２の間に挟まれる領域を備え、発光性の材料を含む層５５３は窒化ガリウムを含む。
《機能層５２０の構成例１》
機能層５２０は、絶縁膜５０１および画素回路５３０Ｇ（ｉ，ｊ）を備える（図４（Ａ）、図４（Ｂ）および図５（Ａ）参照）。機能層５２０は、例えば、画素回路５３０Ｇ（ｉ，ｊ）に用いるトランジスタＭ２１を含む（図３および図５（Ａ）参照）。
《絶縁膜５０１の構成例１》
絶縁膜５０１は画素回路５３０Ｇ（ｉ，ｊ）および素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）の間に挟まれる領域を備え、絶縁膜５０１は開口部５９１Ｇ（ｉ，ｊ）を備える。
《画素回路５３０Ｇ（ｉ，ｊ）の構成例》
画素回路５３０Ｇ（ｉ，ｊ）はトランジスタＭ２１を備える（図３および図５（Ａ）参照）。トランジスタＭ２１は、開口部５９１Ｇにおいて、電極５５１（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。なお、トランジスタＭ２１は、酸化物半導体膜を含む。例えば、導電膜５１２Ａは、トランジスタＭ２１および電極５５１（ｉ，ｊ）を電気的に接続する。また、導電膜５１２Ｂは、トランジスタＭ２１および導電膜ＡＮＯを電気的に接続する（図３参照）。
これにより、画素回路５３０Ｇ（ｉ，ｊ）を素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）に重ねて配置することができる。または、素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）の面積が画素７０２Ｇ（ｉ，ｊ）の面積に占める割合を大きくすることができる。または、素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）を流れる電流密度を抑制しながら高い輝度を得ることができる。または、発光性の材料を含む層５５３に有機化合物を用いる構成と比較して、信頼性を向上することができる。または、オフ状態のトランジスタＭ２１からリークする電流を抑制することができる。または、トランジスタの動作特性に分布が生じにくく、表示ムラを抑制することができる。または、画素回路５３０Ｇ（ｉ，ｊ）の動作特性を安定することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な機能パネルを提供することができる。
《絶縁膜５０１の構成例２》
絶縁膜５０１は、絶縁膜５０１Ｂおよび絶縁膜５０１Ｃを含む。絶縁膜５０１ＢはトランジスタＭ２１との間に、絶縁膜５０１Ｃを挟む領域を備え、絶縁膜５０１Ｂはシリコンおよび酸素を含む。また、絶縁膜５０１Ｃはシリコンおよび窒素を含む。
これにより、動作に不具合を引き起こす不純物のトランジスタＭ２１への拡散を、抑制することができる。または、水または水素などの不純物のトランジスタＭ２１への拡散を、抑制することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な機能パネルを提供することができる。
＜機能パネル７００の構成例２＞
本実施の形態で説明する機能パネルは、一組の画素７０３（ｉ，ｊ）を有する。
《一組の画素７０３（ｉ，ｊ）の構成例１》
一組の画素７０３（ｉ，ｊ）は、画素７０２Ｇ（ｉ，ｊ）および画素７０２Ｂ（ｉ，ｊ）を備える（図１（Ｂ）参照）。画素７０２Ｂ（ｉ，ｊ）は素子５５０Ｂ（ｉ，ｊ）を備える。
絶縁膜５０１は絶縁膜５０１Ａを備え、絶縁膜５０１Ａは素子５５０Ｂ（ｉ，ｊ）を素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）から分離する機能を備える（図５（Ａ）参照）。具体的には、発光層５５３ＥＭを隣接する素子から分離する機能を備える。
これにより、素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）の動作が素子５５０Ｂ（ｉ，ｊ）の動作に与える影響を抑制することができる。具体的には、素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）の動作に伴い素子５５０Ｂ（ｉ，ｊ）が意図せず動作してしまう、クロストーク現象を抑制することができる。または、素子５５０Ｂ（ｉ，ｊ）を素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）に近づけて配置することができる。または、素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）の面積が画素７０２Ｇ（ｉ，ｊ）の面積に占める割合および素子５５０Ｂ（ｉ，ｊ）の面積が画素７０２Ｂ（ｉ，ｊ）の面積に占める割合を大きくすることができる。または、画素７０２Ｇ（ｉ，ｊ）の開口率を向上することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な機能パネルを提供することができる。
また、機能パネル７００は導電膜Ｇ１（ｉ）と、導電膜Ｇ２（ｉ）と、導電膜Ｓ１ｇ（ｊ）と、導電膜Ｓ２ｇ（ｊ）と、導電膜ＡＮＯと、導電膜ＶＣＯＭ２を有する（図３参照）。
なお、例えば、導電膜Ｇ１（ｉ）は第１の選択信号を供給され、導電膜Ｇ２（ｉ）は第２の選択信号を供給され、導電膜Ｓ１ｇ（ｊ）は画像信号を供給され、導電膜Ｓ２ｇ（ｊ）は制御信号を供給される。
《一組の画素７０３（ｉ，ｊ）の構成例２》
一組の画素７０３（ｉ，ｊ）は画素７０２Ｇ（ｉ，ｊ）を備える（図１（Ｂ）参照）。画素７０２Ｇ（ｉ，ｊ）は画素回路５３０Ｇ（ｉ，ｊ）および素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）を備える（図１（Ｃ）参照）。
《画素回路５３０Ｇ（ｉ，ｊ）の構成例１》
画素回路５３０Ｇ（ｉ，ｊ）は第１の選択信号を供給され、画素回路５３０Ｇ（ｉ，ｊ）は、第１の選択信号に基づいて、画像信号を取得する。例えば、導電膜Ｇ１（ｉ）を用いて、第１の選択信号を供給することができる（図３参照）。または、導電膜Ｓ１ｇ（ｊ）を用いて画像信号を供給することができる。なお、第１の選択信号を供給し、画像信号を画素回路５３０Ｇ（ｉ，ｊ）に取得させる動作を「書き込み」ということができる。
《画素回路５３０Ｇ（ｉ，ｊ）の構成例２》
画素回路５３０Ｇ（ｉ，ｊ）は、スイッチＳＷ２１、スイッチＳＷ２２、トランジスタＭ２１、容量Ｃ２１およびノードＮ２１を備える（図３参照）。また、画素回路５３０Ｇ（ｉ，ｊ）はノードＮ２２、容量Ｃ２２およびスイッチＳＷ２３を備える。
トランジスタＭ２１は、ノードＮ２１と電気的に接続されるゲート電極と、素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）と電気的に接続される第１の電極と、導電膜ＡＮＯと電気的に接続される第２の電極と、を備える。
スイッチＳＷ２１は、ノードＮ２１と電気的に接続される第１の端子と、導電膜Ｓ１ｇ（ｊ）と電気的に接続される第２の端子と、導電膜Ｇ１（ｉ）の電位に基づいて、導通状態または非導通状態を制御する機能を備える。
スイッチＳＷ２２は、導電膜Ｓ２ｇ（ｊ）と電気的に接続される第１の端子と、導電膜Ｇ２（ｉ）の電位に基づいて、導通状態または非導通状態を制御する機能を備える。
容量Ｃ２１は、ノードＮ２１と電気的に接続される導電膜と、スイッチＳＷ２２の第２の電極と電気的に接続される導電膜を備える。
これにより、画像信号をノードＮ２１に格納することができる。または、ノードＮ２１の電位を、スイッチＳＷ２２を用いて、変更することができる。または、素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）が射出する光の強度を、ノードＮ２１の電位を用いて、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機能パネルを提供することができる。
《素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）の構成例１》
素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）は画素回路５３０Ｇ（ｉ，ｊ）と電気的に接続される（図２および図３参照）。また、素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）は、画素回路５３０Ｇ（ｉ，ｊ）と電気的に接続される電極５５１Ｇ（ｉ，ｊ）と、導電膜ＶＣＯＭ２と電気的に接続される電極５５２を備える（図３および図５（Ａ）参照）。なお、素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）は、ノードＮ２１の電位に基づいて動作する機能を備える。
発光ダイオードに代えて、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子、またはＱＤＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｄｏｔ ＬＥＤ）等を、素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）に用いることができる。
《一組の画素７０３（ｉ，ｊ）の構成例３》
複数の画素を一組の画素７０３（ｉ，ｊ）に用いることができる。例えば、色相が互いに異なる色を表示する複数の画素を用いることができる。なお、複数の画素のそれぞれを副画素と言い換えることができる。または、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。
これにより、当該複数の画素が表示する色を加法混色することができる。または、個々の画素では表示することができない色相の色を、表示することができる。
具体的には、青色を表示する画素７０２Ｂ（ｉ，ｊ）、緑色を表示する画素７０２Ｇ（ｉ，ｊ）および赤色を表示する画素７０２Ｒ（ｉ，ｊ）を一組の画素７０３（ｉ，ｊ）に用いることができる。また、画素７０２Ｂ（ｉ，ｊ）、画素７０２Ｇ（ｉ，ｊ）および画素７０２Ｒ（ｉ，ｊ）のそれぞれを副画素と言い換えることができる（図１（Ｂ）参照）。
また、例えば、白色等を表示する画素を上記の一組に加えて、画素７０３（ｉ，ｊ）に用いることができる。また、シアンを表示する画素、マゼンタを表示する画素およびイエローを表示する画素を、一組の画素７０３（ｉ，ｊ）に用いることができる。
また、例えば、赤外線を射出する画素を上記の一組に加えて、一組の画素７０３（ｉ，ｊ）に用いることができる。具体的には、６５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長を備える光を含む光を射出する画素を、一組の画素７０３（ｉ，ｊ）に用いることができる。
＜機能パネル７００の構成例３＞
本実施の形態で説明する機能パネルは、駆動回路ＧＤを有する（図１（Ａ）参照）。また、駆動回路ＳＤを有する。
《駆動回路ＧＤの構成例》
駆動回路ＧＤは、第１の選択信号および第２の選択信号を供給する機能を備える。例えば、駆動回路ＧＤは導電膜Ｇ１（ｉ）と電気的に接続され、第１の選択信号を供給し、導電膜Ｇ２（ｉ）と電気的に接続され、第２の選択信号を供給する。
《駆動回路ＳＤの構成例》
駆動回路ＳＤは、画像信号および制御信号を供給する機能を備え、制御信号は第１のレベルおよび第２のレベルを含む。例えば、駆動回路ＳＤは導電膜Ｓ１ｇ（ｊ）と電気的に接続され、画像信号を供給し、導電膜Ｓ２ｇ（ｊ）と電気的に接続され、制御信号を供給する。
《機能層５２０の構成例２》
機能層５２０は駆動回路ＧＤを備える（図４および図６（Ａ）参照）。機能層５２０は、例えば、駆動回路ＧＤに用いるトランジスタＭＤを含む。
《駆動回路ＧＤの構成例１》
駆動回路ＧＤはトランジスタＭＤを含み、トランジスタＭＤは酸化物半導体膜を備え、当該酸化物半導体膜はトランジスタＭ２１が備える酸化物半導体膜に含まれる元素を含む。
例えば、トランジスタＭ２１に用いる半導体膜と同じ組成の半導体膜を、トランジスタＭＤに用いることができる。
これにより、画素回路５３０Ｇ（ｉ，ｊ）が備えるトランジスタの半導体膜を形成する工程において、駆動回路ＧＤが備えるトランジスタの半導体膜を形成することができる。または、機能パネルの作製工程を簡略化することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な機能パネルを提供することができる。
《トランジスタの構成例》
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、機能層５２０に用いることができる。具体的には、トランジスタをスイッチに用いることができる。
トランジスタは、半導体膜５０８、導電膜５０４、導電膜５０７Ａおよび導電膜５０７Ｂを備える（図５（Ｂ）参照）。
半導体膜５０８は、導電膜５０７Ａと電気的に接続される領域５０８Ａ、導電膜５０７Ｂ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５０７Ａ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５０７Ｂ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。
また、導電膜５２４をトランジスタに用いることができる。導電膜５２４は、導電膜５０４との間に半導体膜５０８を挟む領域を備える。導電膜５２４は、第２のゲート電極の機能を備える。
なお、画素回路のトランジスタに用いる半導体膜を形成する工程において、駆動回路のトランジスタに用いる半導体膜を形成することができる。
《半導体膜５０８の構成例１》
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。
［水素化アモルファスシリコン］
例えば、水素化アモルファスシリコンを半導体膜５０８に用いることができる。または、微結晶シリコンなどを半導体膜５０８に用いることができる。これにより、例えば、ポリシリコンを半導体膜５０８に用いる機能パネルより、表示ムラが少ない機能パネルを提供することができる。または、機能パネルの大型化が容易である。
［ポリシリコン］
例えば、ポリシリコンを半導体膜５０８に用いることができる。これにより、例えば、水素化アモルファスシリコンを半導体膜５０８に用いるトランジスタより、トランジスタの電界効果移動度を高くすることができる。または、例えば、水素化アモルファスシリコンを半導体膜５０８に用いるトランジスタより、駆動能力を高めることができる。または、例えば、水素化アモルファスシリコンを半導体膜５０８に用いるトランジスタより、画素の開口率を向上することができる。
または、例えば、水素化アモルファスシリコンを半導体膜５０８に用いるトランジスタより、トランジスタの信頼性を高めることができる。
または、トランジスタの作製に要する温度を、例えば、単結晶シリコンを用いるトランジスタより、低くすることができる。
または、駆動回路のトランジスタに用いる半導体膜を、画素回路のトランジスタに用いる半導体膜と同一の工程で形成することができる。または、画素回路を形成する基板と同一の基板上に駆動回路を形成することができる。または、電子機器を構成する部品数を低減することができる。
《半導体膜５０８の構成例２》
例えば、金属酸化物を半導体膜５０８に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。
または、例えば、ポリシリコンを半導体膜５０８に用いる機能パネルより、表示ムラが少ない機能パネルを提供することができる。または、デューティ比を例えば５０％以下に抑制して素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）を駆動することができる。または、例えば、スマートグラスまたはヘッドマウントディスプレイを提供することができる。
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、インジウムとガリウムと亜鉛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と錫と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スイッチ等に利用することができる。これにより、アモルファスシリコンを用いたトランジスタをスイッチに利用する回路より長い時間、フローティングノードの電位を保持することができる。
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。
これにより、表示のチラツキを抑制することができる。または、消費電力を低減することができる。または、動きの速い動画を滑らかに表示することができる。または、豊かな階調で写真等を表示することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な機能パネルを提供することができる。
《半導体膜５０８の構成例３》
例えば、化合物半導体をトランジスタの半導体に用いることができる。具体的には、ガリウム・ヒ素を含む半導体を用いることができる。
例えば、有機半導体をトランジスタの半導体に用いることができる。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。
《容量の構成例》
容量は、一の導電膜、他の導電膜および絶縁膜を備える。当該絶縁膜は一の導電膜および他の導電膜の間に挟まれる領域を備える。
例えば、トランジスタのソース電極またはドレイン電極に用いる導電膜と、ゲート電極に用いる導電膜と、ゲート絶縁膜に用いる絶縁膜と、を容量に用いることができる。
《機能層５２０の構成例２》
機能層５２０は、絶縁膜５２１、絶縁膜５１８、絶縁膜５１６、絶縁膜５０６および絶縁膜５０１Ｃ等を備える（図５（Ａ）および図５（Ｂ）参照）。
絶縁膜５２１は、素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）との間に、画素回路５３０Ｇ（ｉ，ｊ）を挟む領域を備える。
絶縁膜５１８は、絶縁膜５２１および絶縁膜５０１Ｃの間に挟まれる領域を備える。
絶縁膜５１６は絶縁膜５１８および絶縁膜５０１Ｃの間に挟まれる領域を備える。
絶縁膜５０６は絶縁膜５１６および絶縁膜５０１Ｃの間に挟まれる領域を備える。
［絶縁膜５２１］
例えば、絶縁性の無機材料、絶縁性の有機材料または無機材料と有機材料を含む絶縁性の複合材料を、絶縁膜５２１に用いることができる。
具体的には、無機酸化物膜、無機窒化物膜または無機酸化窒化物膜等またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を、絶縁膜５２１に用いることができる。
例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を含む膜を、絶縁膜５２１に用いることができる。なお、窒化シリコン膜は緻密な膜であり、不純物の拡散を抑制する機能に優れる。
例えば、ポリイミドやポリシロキサン等またはこれらと無機材料の複合材料などを絶縁膜５２１に用いることができる。ところで、ポリイミドは熱的安定性、絶縁性、靱性、低誘電率、低熱膨張率、耐薬品性などの特性において他の有機材料に比べて優れた特性を備える。これにより、特にポリイミドを絶縁膜５２１等に好適に用いることができる。ただし、本発明の一態様はこれに限定されない。絶縁膜５２１として、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機材料を用いてもよい。絶縁膜５２１として、無機材料を用いることで、トランジスタＭ２１の信頼性を向上させることができる。
また、感光性を有する材料を用いて、絶縁膜５２１を形成してもよい。具体的には、感光性のポリイミドまたは感光性のアクリル樹脂等を用いて形成された膜を絶縁膜５２１に用いることができる。
これにより、絶縁膜５２１は、例えば、絶縁膜５２１と重なるさまざまな構造に由来する段差を平坦化することができる。また、絶縁膜５２１は、上記に記載の無機材料と、ポリイミドまたは感光性アクリル樹脂などの平坦化機能を有する有機材料との、積層構造としてもよい。
［絶縁膜５１８］
例えば、絶縁膜５２１に用いることができる材料を絶縁膜５１８に用いることができる。
例えば、酸素、水素、水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等の拡散を抑制する機能を備える材料を絶縁膜５１８に用いることができる。具体的には、窒化物絶縁膜を絶縁膜５１８に用いることができる。例えば、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム等を絶縁膜５１８に用いることができる。これにより、トランジスタの半導体膜への不純物の拡散を抑制することができる。
［絶縁膜５１６］
例えば、絶縁膜５２１に用いることができる材料を絶縁膜５１６に用いることができる。
具体的には、絶縁膜５１８とは作製方法が異なる膜を絶縁膜５１６に用いることができる。
［絶縁膜５０６］
例えば、絶縁膜５２１に用いることができる材料を絶縁膜５０６に用いることができる。
具体的には、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜または酸化ネオジム膜を含む膜を絶縁膜５０６に用いることができる。
［絶縁膜５０１Ｄ］
絶縁膜５０１Ｄは、絶縁膜５０１Ｃおよび絶縁膜５１６の間に挟まれる領域を備える。
例えば、絶縁膜５０６に用いることができる材料を絶縁膜５０１Ｄに用いることができる。
［絶縁膜５０１Ｃ］
例えば、絶縁膜５２１に用いることができる材料を絶縁膜５０１Ｃに用いることができる。具体的には、シリコンおよび酸素を含む材料を絶縁膜５０１Ｃに用いることができる。これにより、画素回路、素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）等への不純物の拡散を抑制することができる。
《機能層５２０の構成例３》
機能層５２０は、導電膜、配線および端子を備える。導電性を備える材料を配線、電極、端子、導電膜等に用いることができる。
［配線等］
例えば、無機導電性材料、有機導電性材料、金属または導電性セラミックスなどを配線等に用いることができる。
具体的には、アルミニウム、金、白金、銀、銅、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン、ニッケル、鉄、コバルト、パラジウムまたはマンガンから選ばれた金属元素などを、配線等に用いることができる。または、上述した金属元素を含む合金などを、配線等に用いることができる。特に、銅とマンガンの合金がウエットエッチング法を用いた微細加工に好適である。
具体的には、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、窒化タンタル膜または窒化タングステン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、チタン膜と、そのチタン膜上にアルミニウム膜を積層し、さらにその上にチタン膜を形成する三層構造等を配線等に用いることができる。
具体的には、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を、配線等に用いることができる。
具体的には、グラフェンまたはグラファイトを含む膜を配線等に用いることができる。
例えば、酸化グラフェンを含む膜を形成し、酸化グラフェンを含む膜を還元することにより、グラフェンを含む膜を形成することができる。還元する方法としては、熱を加える方法や還元剤を用いる方法等を挙げることができる。
例えば、金属ナノワイヤーを含む膜を配線等に用いることができる。具体的には、銀を含むナノワイヤーを用いることができる。
具体的には、導電性高分子を配線等に用いることができる。
なお、例えば、導電材料を用いて、端子５１９Ｂをフレキシブルプリント基板ＦＰＣ１と電気的に接続することができる（図４参照）。具体的には、導電材料ＣＰを用いて、端子５１９Ｂをフレキシブルプリント基板ＦＰＣ１と電気的に接続することができる。
＜機能パネル７００の構成例４＞
また、機能パネル７００は、基材５１０、基材７７０および封止材７０５を備える（図５（Ａ）参照）。また、機能パネル７００は構造体ＫＢを備える。
《基材５１０、基材７７０》
透光性を備える材料を、基材５１０または基材７７０に用いることができる。
例えば、可撓性を有する材料を基材５１０または基材７７０に用いることができる。これにより、可撓性を備える機能パネルを提供することができる。
例えば、厚さ０．７ｍｍ以下厚さ０．１ｍｍ以上の材料を用いることができる。具体的には、厚さ０．１ｍｍ程度まで研磨した材料を用いることができる。これにより、重量を低減することができる。
ところで、第６世代（１５００ｍｍ×１８５０ｍｍ）、第７世代（１８７０ｍｍ×２２００ｍｍ）、第８世代（２２００ｍｍ×２４００ｍｍ）、第９世代（２４００ｍｍ×２８００ｍｍ）、第１０世代（２９５０ｍｍ×３４００ｍｍ）等のガラス基板を基材５１０または基材７７０に用いることができる。これにより、大型の表示装置を作製することができる。
有機材料、無機材料または有機材料と無機材料等の複合材料等を基材５１０または基材７７０に用いることができる。
例えば、ガラス、セラミックス、金属等の無機材料を用いることができる。具体的には、無アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリガラス、クリスタルガラス、アルミノ珪酸ガラス、強化ガラス、化学強化ガラス、石英またはサファイア等を、基材５１０または基材７７０に用いることができる。または、アルミノ珪酸ガラス、強化ガラス、化学強化ガラスまたはサファイア等を、機能パネルの使用者に近い側に配置される基材５１０または基材７７０に好適に用いることができる。これにより、使用に伴う機能パネルの破損や傷付きを防止することができる。
具体的には、無機酸化物膜、無機窒化物膜または無機酸窒化物膜等を用いることができる。例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いることができる。ステンレス・スチールまたはアルミニウム等を基材５１０または基材７７０に用いることができる。
例えば、シリコンや炭化シリコンからなる単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、ＳＯＩ基板等を基材５１０または基材７７０に用いることができる。これにより、半導体素子を基材５１０または基材７７０に形成することができる。
例えば、樹脂、樹脂フィルムまたはプラスチック等の有機材料を基材５１０または基材７７０に用いることができる。具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド（ナイロン、アラミド等）、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂またはシリコーンなどのシロキサン結合を有する樹脂を含む材料を基材５１０または基材７７０に用いることができる。例えば、これらの材料を含む樹脂フィルム、樹脂板または積層材料等を用いることができる。これにより、重量を低減することができる。または、例えば、落下に伴う破損等の発生頻度を低減することができる。
具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）またはシクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）等を基材５１０または基材７７０に用いることができる。
例えば、金属板、薄板状のガラス板または無機材料等の膜と樹脂フィルム等を貼り合わせた複合材料を基材５１０または基材７７０に用いることができる。例えば、繊維状または粒子状の金属、ガラスもしくは無機材料等を樹脂に分散した複合材料を基材５１０または基材７７０に用いることができる。例えば、繊維状または粒子状の樹脂もしくは有機材料等を無機材料に分散した複合材料を基材５１０または基材７７０に用いることができる。
また、単層の材料または複数の層が積層された材料を、基材５１０または基材７７０に用いることができる。例えば、絶縁膜等が積層された材料を用いることができる。具体的には、酸化シリコン層、窒化シリコン層または酸化窒化シリコン層等から選ばれた一または複数の膜が積層された材料を用いることができる。これにより、例えば、基材に含まれる不純物の拡散を防ぐことができる。または、ガラスまたは樹脂に含まれる不純物の拡散を防ぐことができる。または、樹脂を透過する不純物の拡散を防ぐことができる。
また、紙または木材などを基材５１０または基材７７０に用いることができる。
例えば、作製工程中の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する材料を基材５１０または基材７７０に用いることができる。具体的には、トランジスタまたは容量等を直接形成する作成工程中に加わる熱に耐熱性を有する材料を、基材５１０または基材７７０に用いることができる。
例えば、作製工程中に加わる熱に耐熱性を有する工程用基板に絶縁膜、トランジスタまたは容量等を形成し、形成された絶縁膜、トランジスタまたは容量等を、例えば、基材５１０または基材７７０に転置する方法を用いることができる。これにより、例えば、可撓性を有する基板に絶縁膜、トランジスタまたは容量等を形成できる。
《封止材》
封止材７０５は、機能層５２０および基材７７０の間に挟まれる領域を備え、機能層５２０および基材７７０を貼り合わせる機能を備える（図５（Ａ）参照）。また、封止材５０５は、機能層５２０および基材５１０の間に挟まれる領域を備え、機能層５２０および基材５１０を貼り合わせる機能を備える。
無機材料、有機材料または無機材料と有機材料の複合材料等を封止材７０５および封止材５０５に用いることができる。
例えば、熱溶融性の樹脂または硬化性の樹脂等の有機材料を、封止材７０５および封止材５０５に用いることができる。
例えば、反応硬化型接着剤、光硬化型接着剤、熱硬化型接着剤または／および嫌気型接着剤等の有機材料を封止材７０５および封止材５０５に用いることができる。
具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等を含む接着剤を封止材７０５および封止材５０５に用いることができる。
《構造体ＫＢ》
構造体ＫＢは、機能層５２０および基材７７０の間に挟まれる領域を備える。また、構造体ＫＢは、機能層５２０および基材７７０の間に所定の間隙を設ける機能を備える。
＜機能パネル７００の作製方法＞
機能パネル７００の作製方法は、例えば、以下の１８のステップを備える。
第１のステップにおいて、Ｎ型のクラッド層５５３Ｎを、例えばサファイア基板上に形成する。
第２のステップにおいて、発光層５５３ＥＭを、Ｎ型のクラッド層５５３Ｎに重ねて形成する。
第３のステップにおいて、Ｐ型のクラッド層５５３Ｐを、発光層５５３ＥＭに重ねて形成する。
第４のステップにおいて、電極５５１（ｉ，ｊ）を、Ｐ型のクラッド層５５３Ｐに重ねて形成する。
第５のステップにおいて、電極５５１（ｉ，ｊ）、Ｐ型のクラッド層５５３Ｐおよび発光層５５３ＥＭを、エッチング法を用いて所定の形状に形成する。
第６のステップにおいて、絶縁膜５０１Ａを、電極５５１（ｉ，ｊ）を覆うように形成する。
第７のステップにおいて、絶縁膜５０１Ａを、例えば、化学研磨法を用いて所定の形状に形成する。
第８のステップにおいて、絶縁膜５０１Ｂを、絶縁膜５０１Ａ上に形成する。
第９のステップにおいて、絶縁膜５０１Ｃを、絶縁膜５０１Ｂ上に形成する。
第１０のステップにおいて、トランジスタＭ２１および絶縁膜５１６を、絶縁膜５０１Ｃ上に形成する。
第１１のステップにおいて、開口部５９１Ｇを含む開口部を、エッチング法を用いて形成する。
第１２のステップにおいて、トランジスタＭ２１および電極５５１（ｉ，ｊ）を電気的に接続する。
第１３のステップにおいて、絶縁膜５１８および絶縁膜５２１を、トランジスタＭ２１上に形成する。
第１４のステップにおいて、基材５１０および絶縁膜５２１を、封止材５０５を用いて貼り合わせる。
第１５のステップにおいて、例えば、サファイア基板を、Ｎ型のクラッド層５５３Ｎから分離する。なお、第１５のステップにおいて、例えば、レーザーリフトオフ法を用いることができる。
第１６のステップにおいて、電極５５２を、Ｎ型のクラッド層５５３Ｎに重なるように形成する。
第１７のステップにおいて、色変換層ＣＣ（Ｇ）を発光層５５３ＥＭとの間に電極５５２を挟むように形成する。
第１８のステップにおいて、基材７７０および色変換層ＣＣ（Ｇ）を、封止材７０５を用いて貼り合わせる。
＜機能パネル７００の構成例５＞
本実施の形態で説明する機能パネル７００は、画素７０２Ｇ（ｉ，ｊ）を有する（図４（Ｂ）および図２３（Ａ）参照）。
《画素７０２Ｇ（ｉ，ｊ）の構成例１》
画素７０２Ｇ（ｉ，ｊ）は素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）、色変換層ＣＣ（Ｇ）および機能層５２０を備える（図２３（Ａ）参照）。
《素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）の構成例１》
素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）は色変換層ＣＣ（Ｇ）との間に機能層５２０を挟み、素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）は、光を射出する機能を備え、素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）は、窒化ガリウムを含む。
例えば、発光ダイオードを素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）に用いることができる。具体的には、垂直型の発光ダイオードを素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）に用いることができる。また、青色の光を射出する発光ダイオードを素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）に用いることができる。なお、Ｎ型のクラッド層５５３Ｎは導電性を備える。これにより、Ｎ型のクラッド層５５３Ｎは、素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）と隣接する素子、例えば、素子５５０Ｂ（ｉ，ｊ）を電気的に接続することができる。言い換えると、Ｎ型のクラッド層５５３Ｎは電極の機能を兼ねる。
《色変換層ＣＣ（Ｇ）の構成例１》
色変換層ＣＣ（Ｇ）は素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）が射出する光の色を、異なる色に変換する機能を備える。例えば、素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）が射出した光は、機能層５２０を透過して、色変換層ＣＣ（Ｇ）に到達する。また、例えば、素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）が青色の光を射出する場合、色変換層ＣＣ（Ｇ）は、青色の光を、例えば、緑色の光に変換することができる。なお、フォトリソグラフィー法を用いて色変換層ＣＣ（Ｇ）を形成することができる。または、例えば、フォトリソグラフィー法を用いて構造体ＫＢを形成し、当該構造体ＫＢに囲まれた領域に、インクジェット法を用いて色変換層ＣＣ（Ｇ）を形成することができる。
《機能層５２０の構成例１》
機能層５２０は絶縁膜５０１および画素回路５３０Ｇ（ｉ，ｊ）を備える。
絶縁膜５０１は画素回路５３０Ｇ（ｉ，ｊ）および素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）の間に挟まれる領域を備え、絶縁膜５０１は開口部５９１Ｇを備える。
画素回路５３０Ｇ（ｉ，ｊ）はトランジスタＭ２１を備え、トランジスタＭ２１は酸化物半導体膜を含む。また、トランジスタＭ２１は、開口部５９１Ｇにおいて、素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。例えば、導電膜５１２Ａは、トランジスタＭ２１および電極５５１（ｉ，ｊ）を電気的に接続する（図２３（Ｂ）参照）。また、導電膜５１２Ｂは、トランジスタＭ２１および導電膜ＡＮＯを電気的に接続する（図３参照）。
なお、素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）と、トランジスタＭ２１との間に遮光層を設けてもよい。また、導電膜５２４に遮光性を備える材料を用いることができる。当該遮光層を設けることによって、素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）から射出された光が、トランジスタＭ２１に照射されるのを防止できる。
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、本発明の一態様の機能パネルの構成について、図１６乃至図２０を参照しながら説明する。
図１６は本発明の一態様の機能パネルのブロック図である。
図１７（Ａ）は本発明の一態様の機能パネルの構成を説明する図であり、図１６の切断線Ｘ１−Ｘ２、Ｘ３−Ｘ４、Ｘ９−Ｘ１０および一組の画素７０３（ｉ，ｊ）における断面図である。また、図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）とは異なる本発明の一態様の機能パネルの構成を説明する図であり、図１７（Ｃ）は図１７（Ａ）および図１７（Ｂ）とは異なる本発明の一態様の機能パネルの構成を説明する図である。
図１８（Ａ）は本発明の一態様の機能パネルの構成を説明する図であり、図１７（Ｂ）に示す画素７０２Ｇ（ｉ，ｊ）の断面図である。図１８（Ｂ）は図１８（Ａ）の一部を説明する断面図であり、図１８（Ｃ）は図１８（Ａ）の他の一部を説明する断面図である。
図１９は本発明の一態様の機能パネルのブロック図である。
図２０は本発明の一態様の機能パネルの構成を説明する図であり、図１９の切断線Ｘ１−Ｘ２、Ｘ３−Ｘ４、Ｘ９−Ｘ１０および一組の画素７０３（ｉ，ｊ）における断面図である。
＜機能パネル７００の構成例１＞
本実施の形態で説明する機能パネル７００は、機能層５２０Ｂを有する（図１７（Ａ）および図１８（Ａ）参照）。
《機能層５２０Ｂの構成例１》
機能層５２０Ｂは接点５１９ｇｂ（ｊ）、駆動回路ＳＤおよび絶縁膜５２１Ｃを備える（図１８（Ａ）参照）。接点５１９ｇｂ（ｊ）は駆動回路ＳＤと電気的に接続される。
また、機能層５２０Ｂは絶縁膜５２１Ｄを備える。絶縁膜５２１Ｄは駆動回路ＳＤおよび絶縁膜５２１Ｃの間に挟まれる領域を備える。例えば、シリコンと窒素を含む膜を絶縁膜５２１Ｄに用いることができる。これにより、駆動回路ＳＤへの不純物の拡散を抑制できる。なお、当該不純物は、動作不良を引き起こす可能性がある。
駆動回路ＳＤはトランジスタＭＤ２を含み、トランジスタＭＤ２は１４族の元素を含む半導体を備える。例えば、単結晶シリコン基板に形成したトランジスタをトランジスタＭＤ２に用いることができる。
トランジスタＭＤ２は、半導体膜１０８、導電膜１０４、導電膜１１２Ａおよび導電膜１１２Ｂを備える（図１８（Ｃ）参照）。
半導体膜１０８は、導電膜１１２Ａと電気的に接続される領域１０８Ａ、導電膜１１２Ｂと電気的に接続される領域１０８Ｂを備える。半導体膜１０８は、領域１０８Ａおよび領域１０８Ｂの間に領域１０８Ｃを備える。
導電膜１０４は領域１０８Ｃと重なる領域を備え、導電膜１０４はゲート電極の機能を備える。
絶縁膜１０６は、半導体膜１０８および導電膜１０４の間に挟まれる領域を備える。絶縁膜１０６はゲート絶縁膜の機能を備える。
導電膜１１２Ａ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１１２Ｂ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。
《機能層５２０の構成例１》
機能層５２０は絶縁膜５２１Ｂおよび接点５１９ｇａ（ｊ）を備える（図１８（Ａ）参照）。
絶縁膜５２１Ｂは絶縁膜５２１Ｃおよび絶縁膜５２１の間に挟まれる領域を備える。絶縁膜５２１Ｂは絶縁膜５２１Ｃと接合する領域を備える。
例えば、シリコンおよび酸素を含む絶縁膜を、絶縁膜５２１Ｂおよび絶縁膜５２１Ｃに用いることができる。これにより、例えば、表面活性化接合法を用いて、絶縁膜５２１Ｂおよび絶縁膜５２１Ｃを接合することができる。または、機能層５２０および機能層５２０Ｂを貼り合わせることができる。
接点５１９ｇａ（ｊ）は接点５１９ｇｂ（ｊ）と電気的に接続され、接点５１９ｇａ（ｊ）は画素回路５３０Ｇ（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。
例えば、金属を接点５１９ｇａ（ｊ）および接点５１９ｇｂ（ｊ）に用いることができる。具体的には、銅または金などを接点５１９ｇａ（ｊ）および接点５１９ｇｂ（ｊ）に用いることができる。
これにより、例えば、表面活性化接合法を用いて、接点５１９ｇａ（ｊ）および接点５１９ｇｂ（ｊ）を電気的に接続することができる。または、導電膜Ｓ１ｇ（ｊ）を駆動回路ＳＤと電気的に接続することができる。または、駆動回路ＳＤを用いて、例えば、画素信号を供給することができる。または、例えば、半導体に単結晶シリコンを用いたトランジスタを、駆動回路ＳＤに用いることができる。または、例えば、画素７０２Ｇ（ｉ，ｊ）に重ねて、駆動回路ＳＤを配置することができる。または、機能パネルの外形を小型化できる。または、部品点数を削減することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な機能パネルを提供することができる。
＜機能パネル７００の構成例２＞
本発明の一態様の機能パネルの別の構成について、図１７（Ｂ）を参照しながら説明する。なお、機能パネルの構成例２は、機能層５２０Ｂが駆動回路ＧＤを備える点および機能層５２０Ｂが端子５１９Ｂを備える点が、図１７（Ａ）を参照しながら説明する機能パネルとは異なる。ここでは、異なる点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。
駆動回路ＧＤに、例えば、１４族の元素を含む半導体を備えるトランジスタを用いることができる。具体的には、単結晶シリコンを用いたトランジスタを駆動回路ＧＤに用いることができる。これにより、駆動回路ＧＤを小型化できる。または、機能パネルの外形を小さくすることができる。
＜機能パネル７００の構成例３＞
本発明の一態様の機能パネルの別の構成について、図１７（Ｃ）を参照しながら説明する。なお、機能パネルの構成例３は、機能層５２０Ｂが駆動回路ＧＤを備える点および端子５１９Ｂの位置が、図１７（Ａ）を参照しながら説明する機能パネルとは異なる。
＜機能パネル７００の構成例４＞
本発明の一態様の機能パネルの別の構成について、図１９および図２０を参照しながら説明する。
なお、機能パネルの構成例４は、機能層５２０が駆動回路ＤＸを備える点、機能層５２０Ｂが駆動回路ＤＹを備える点および素子５５０Ｂ（ｉ，ｊ）がパッシブ駆動される点が、図１７（Ａ）を参照しながら説明する機能パネルとは異なる。
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、本発明の一態様の機能パネルの構成について、図５（Ａ）および図５（Ｂ）を参照しながら説明する。
＜機能パネル７００の構成例１＞
機能パネル７００は、一組の画素７０３（ｉ，ｊ）を有し、一組の画素７０３（ｉ，ｊ）は、画素７０２Ｇ（ｉ，ｊ）および画素７０２Ｂ（ｉ，ｊ）を備える（図１（Ｂ）参照）。
《画素７０２Ｂ（ｉ，ｊ）の構成例１》
画素７０２Ｂ（ｉ，ｊ）は素子５５０Ｂ（ｉ，ｊ）が射出する光を表示する機能を備え、素子５５０Ｂ（ｉ，ｊ）は素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）が射出する光の色と同じ色の光を射出する機能を備える。例えば、素子５５０Ｂ（ｉ，ｊ）および素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）は、青色の光を射出する機能を備える。
《画素７０２Ｇ（ｉ，ｊ）の構成例２》
画素７０２Ｇ（ｉ，ｊ）は色変換層ＣＣ（Ｇ）を備える。色変換層ＣＣ（Ｇ）は素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）が射出する光の色を、異なる色に変換する機能を備える。
これにより、素子５５０Ｂ（ｉ，ｊ）を素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）と同一の工程で形成することができる。または、画素７０２Ｇ（ｉ，ｊ）を用いて、画素７０２Ｂ（ｉ，ｊ）とは異なる色を表示することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な機能パネルを提供することができる。
《素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）の構成例１》
素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）は、電極５５１Ｇ（ｉ，ｊ）、電極５５２および発光性の材料を含む層５５３を備える（図５（Ａ）参照）。また、発光性の材料を含む層５５３は、電極５５１Ｇ（ｉ，ｊ）および電極５５２に挟まれる領域を備える。
例えば、ミニＬＥＤを素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）に用いることができる。具体的には、光を射出する領域の面積が１ｍｍ２以下、好ましくは５００００μｍ２以下、より好ましくは３００００μｍ２以下、さらに好ましくは１００００μｍ２以下、２００μｍ２以上であるミニＬＥＤを素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）に用いることができる。
または、マイクロＬＥＤを素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）に用いることができる。具体的には、光を射出する領域の面積が２００μｍ２未満、好ましくは６０μｍ２以下、より好ましくは１５μｍ２以下、さらに好ましくは５μｍ２以下、３μｍ２以上であるマイクロＬＥＤを素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）に用いることができる。
［発光性の材料を含む層５５３の構成例１］
発光性の材料を含む層５５３は、例えば、Ｐ型のクラッド層５５３Ｐ、Ｎ型のクラッド層５５３Ｎ、発光層５５３ＥＭを備える。発光層５５３ＥＭはＰ型のクラッド層５５３ＰおよびＮ型のクラッド層５５３Ｎに挟まれる領域を備える。これにより、キャリアを発光層５５３ＥＭにおいて再結合させることができる。その結果、キャリアの再結合にともなう発光を得ることができる。
例えば、青色の光を射出するように積層された積層材料、緑色の光を射出するように積層された積層材料または赤色の光を射出するように積層された積層材料等を画素に用いることができる。具体的には、ガリウム・リン化合物、ガリウム・ヒ素化合物、ガリウム・アルミニウム・ヒ素化合物、アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン化合物、インジウム・窒化ガリウム化合物等を、画素に用いることができる。
特に、青色の光を射出する素子を素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）および素子５５０Ｂ（ｉ，ｊ）に用いることができる。これにより、素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）および素子５５０Ｂ（ｉ，ｊ）を同一の工程で形成することができる。
また、紫外線を射出する素子を素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）および素子５５０Ｂ（ｉ，ｊ）に用いることもできる。なお、素子５５０Ｂ（ｉ，ｊ）に重なるように色変換層を配置して、紫外線を青色の光に変換することができる。
《色変換層》
色変換層は、基材７７０および素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）の間に挟まれる領域を備える。
例えば、入射する光の波長より長い波長を有する光を射出する材料を色変換層に用いることができる。例えば、青色の光または紫外線を吸収して緑色の光に変換して放出する材料、青色の光または紫外線を吸収して赤色の光に変換して放出する材料、または紫外線を吸収して青色の光に変換して放出する材料を色変換層に用いることができる。例えば、蛍光体を色変換層に用いることができる。具体的には、直径数ｎｍの量子ドットを色変換層に用いることができる。これにより、半値幅が狭いスペクトルを有する光を放出できる。または、彩度の高い光を放出することができる。
＜機能パネル７００の構成例２＞
機能パネル７００は、機能膜７７０Ｐなどを備える（図５（Ａ）参照）。
《機能膜７７０Ｐ等》
機能膜７７０Ｐは、素子５５０Ｇ（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に用いることができる。
例えば、厚さ１μｍ以下の反射防止膜を、機能膜７７０Ｐに用いることができる。具体的には、誘電体を３層以上、好ましくは５層以上、より好ましくは１５層以上積層した積層膜を機能膜７７０Ｐに用いることができる。これにより、反射率を０．５％以下好ましくは０．０８％以下に抑制することができる。
例えば、円偏光フィルムを機能膜７７０Ｐ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、汚れを付着しにくくする撥油性の膜、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、発生した傷が修復する自己修復性のフィルムなどを、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４）
本実施の形態では、本発明の一態様の機能パネルの構成について、図７を参照しながら説明する。
図７は、本発明の一態様の機能パネルの構成を説明するブロック図である。
＜機能パネル７００の構成例１＞
本実施の形態で説明する機能パネル７００は、領域２３１を有する（図７参照）。
《領域２３１の構成例１》
領域２３１は、一群の一組の画素７０３（ｉ，１）乃至一組の画素７０３（ｉ，ｎ）および他の一群の一組の画素７０３（１，ｊ）乃至一組の画素７０３（ｍ，ｊ）を備える。なお、領域２３１は、導電膜Ｇ１（ｉ）および導電膜Ｓ１ｇ（ｊ）を備える。
一群の一組の画素７０３（ｉ，１）乃至一組の画素７０３（ｉ，ｎ）は、行方向（図中に矢印Ｒ１で示す方向）に配設され、一群の一組の画素７０３（ｉ，１）乃至一組の画素７０３（ｉ，ｎ）は、一組の画素７０３（ｉ，ｊ）を含む。
また、一群の一組の画素７０３（ｉ，１）乃至一組の画素７０３（ｉ，ｎ）は、導電膜Ｇ１（ｉ）と電気的に接続される。また、一群の一組の画素７０３（ｉ，１）乃至一組の画素７０３（ｉ，ｎ）は、導電膜Ｇ２（ｉ）と電気的に接続される。
他の一群の一組の画素７０３（１，ｊ）乃至一組の画素７０３（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、他の一群の一組の画素７０３（１，ｊ）乃至一組の画素７０３（ｍ，ｊ）は、一組の画素７０３（ｉ，ｊ）を含む。
また、他の一群の一組の画素７０３（１，ｊ）乃至一組の画素７０３（ｍ，ｊ）は、導電膜Ｓ１ｇ（ｊ）と電気的に接続される。また、他の一群の一組の画素７０３（１，ｊ）乃至一組の画素７０３（ｍ，ｊ）は、導電膜Ｓ２ｇ（ｊ）と電気的に接続される。
これにより、複数の画素に画像情報を供給することができる。または、複数の画素から撮像情報を取得することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な機能パネルを提供することができる。
《領域２３１の構成例２》
領域２３１は、例えば、１インチあたり６００個以上の複数の一組の画素を備える。なお、複数の一組の画素は一組の画素７０３（ｉ，ｊ）を含む。好ましくは、１インチあたり１０００個以上、より好ましくは１インチあたり３０００個以上、さらに好ましくは１インチあたり６０００個以上の一組の画素を備える。これにより、例えば、スクリーン・ドア効果を軽減することができる。
《領域２３１の構成例３》
領域２３１は、複数の一組の画素を行列状に備える。例えば、領域２３１は、７６００個以上の一組の画素を行方向に備え、領域２３１は４３００個以上の一組の画素を列方向に備える。具体的には、７６８０個の一組の画素を行方向に備え、４３２０個の一組の画素を列方向に備える。
これにより、精細な画像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機能パネルを提供することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様の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（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）乃至図８（Ｄ）は本発明の一態様の表示装置の外観を説明する斜視図である。
＜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、機能パネル７００と、を有する（図８（Ａ）参照）。
《制御部２３８の構成例１》
制御部２３８は画像情報ＶＩおよび制御情報ＣＩを供給される。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ＣＩに用いることができる。
制御部２３８は画像情報ＶＩに基づいて情報を生成し、制御部２３８は制御情報ＣＩに基づいて制御信号を生成する。また、制御部２３８は情報および制御信号を供給する。
例えば、情報は、８ｂｉｔ以上好ましくは１２ｂｉｔ以上の階調を含む。また、例えば、駆動回路に用いるシフトレジスタのクロック信号またはスタートパルスなどを、制御信号に用いることができる。
《制御部２３８の構成例２》
例えば、伸張回路２３４および画像処理回路２３５を制御部２３８に用いることができる。
《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ＶＩ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２３５》
画像処理回路２３５は、例えば、記憶領域を備える。記憶領域は、例えば、画像情報ＶＩに含まれる情報を記憶する機能を備える。
画像処理回路２３５は、例えば、所定の特性曲線に基づいて画像情報ＶＩを補正して情報を生成する機能と、情報を供給する機能を備える。
《機能パネル７００の構成例１》
機能パネル７００は情報および制御信号を供給される。例えば、実施の形態１乃至実施の形態４のいずれか一において説明する機能パネル７００を用いることができる。
《画素７０３（ｉ，ｊ）の構成例３》
画素７０３（ｉ，ｊ）は情報に基づいて表示する。
これにより、素子５５０Ｇ（ｉ，ｊ）を用いて画像情報ＶＩを表示することができる。その結果、利便性、有用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、情報機器端末（図８（Ｂ）参照）、映像表示システム（図８（Ｃ）参照）またはコンピュータ（図８（Ｄ）参照）などを提供することができる。
《機能パネル７００の構成例２》
例えば、機能パネル７００は駆動回路および制御回路を備える。
《駆動回路》
駆動回路は制御信号に基づいて動作する。制御信号を用いることにより、複数の駆動回路の動作を同期することができる（図８（Ａ）参照）。
例えば、駆動回路ＧＤを機能パネル７００に用いることができる。駆動回路ＧＤは、制御信号を供給され、第１の選択信号を供給する機能を備える。
また、例えば、駆動回路ＳＤを機能パネル７００に用いることができる。駆動回路ＳＤは、制御信号および情報を供給され、画像信号を供給することができる。
《制御回路》
制御回路は制御信号を生成し、供給する機能を備える。例えば、クロック信号またはタイミング信号などを制御信号に用いることができる。
具体的には、リジッド基板上に形成された制御回路を機能パネルに用いることができる。または、リジッド基板上に形成された制御回路を、フレキシブルプリント基板を用いて、制御部２３８と電気的に接続することができる。
例えば、タイミングコントローラ２３３を制御回路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６）
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１＞
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）。
《表示部２３０の構成例１》
表示部２３０は、機能パネル７００を備える。例えば、実施の形態１乃至実施の形態４のいずれか一に記載の機能パネル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を有する構成を機能パネル７００ＴＰということができる。
《入力部２４０の構成例１》
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。
検知領域２４１は一組の画素７０３（ｉ，ｊ）と重なる領域を備える。
これにより、表示部２３０を用いて画像情報を表示しながら、表示部２３０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２３０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２３０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、有用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。
《検知領域２４１の構成例１》
検知領域２４１は、例えば、単数または複数の検知器を備える。
検知領域２４１は、一群の検知器８０２（ｇ，１）乃至検知器８０２（ｇ，ｑ）と、他の一群の検知器８０２（１，ｈ）乃至検知器８０２（ｐ，ｈ）と、を有する。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。
一群の検知器８０２（ｇ，１）乃至検知器８０２（ｇ，ｑ）は、検知器８０２（ｇ，ｈ）を含み、行方向（図中に矢印Ｒ２で示す方向）に配設され、配線ＣＬ（ｇ）と電気的に接続されている。なお、矢印Ｒ２で示す方向は、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、他の一群の検知器８０２（１，ｈ）乃至検知器８０２（ｐ，ｈ）は、検知器８０２（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、配線ＭＬ（ｈ）と電気的に接続されている。
《検知器》
検知器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、検知器に用いることができる。
また、複数の方式の検知器を併用することもできる。例えば、指を検知する検知器と、スタイラスペンを検知する検知器とを、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、感圧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。
《入力部２４０の構成例２》
入力部２４０は発振回路ＯＳＣおよび検知回路ＤＣを備える（図９参照）。
発振回路ＯＳＣは探索信号を検知器８０２（ｇ，ｈ）に供給する。例えば、矩形波、のこぎり波、三角波、サイン波等を、探索信号に用いることができる。
検知器８０２（ｇ，ｈ）は、検知器８０２（ｇ，ｈ）に近接するポインタまでの距離および探索信号に基づいて変化する検知信号を生成し供給する。
検知回路ＤＣは検知信号に基づいて入力情報を供給する。
これにより、近接するポインタから検知領域２４１までの距離を検知することができる。または、検知領域２４１内においてポインタが最も近接する位置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る。また、図１２（Ｂ）は、情報処理装置の操作を説明する模式図であり、図１２（Ｃ）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は、演算装置２１０と、入出力装置２２０と、を有する（図１０（Ａ）参照）。なお、入出力装置２２０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）および図１０（Ｃ）参照）。
《演算装置２１０の構成例１》
演算装置２１０は入力情報ＩＩまたは検知情報ＤＳを供給される。演算装置２１０は入力情報ＩＩまたは検知情報ＤＳに基づいて、制御情報ＣＩおよび画像情報ＶＩを生成し、制御情報ＣＩおよび画像情報ＶＩを供給する。
演算装置２１０は、演算部２１１および記憶部２１２を備える。また、演算装置２１０は、伝送路２１４および入出力インターフェース２１５を備える。
伝送路２１４は、演算部２１１、記憶部２１２、および入出力インターフェース２１５と電気的に接続される。
《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の構成例》
入出力装置２２０は、入力情報ＩＩおよび検知情報ＤＳを供給する。入出力装置２２０は、制御情報ＣＩおよび画像情報ＶＩを供給される（図１０（Ａ）参照）。
例えば、キーボードのスキャンコード、位置情報、ボタンの操作情報、音声情報または画像情報等を入力情報ＩＩに用いることができる。または、例えば、情報処理装置２００が使用される環境等の照度情報、姿勢情報、加速度情報、方位情報、圧力情報、温度情報または湿度情報等を検知情報ＤＳに用いることができる。
例えば、画像情報ＶＩを表示する輝度を制御する信号、彩度を制御する信号、色相を制御する信号を、制御情報ＣＩに用いることができる。または、画像情報ＶＩの一部の表示を変化する信号を、制御情報ＣＩに用いることができる。
入出力装置２２０は、表示部２３０、入力部２４０および検知部２５０を備える。例えば、実施の形態６において説明する入出力装置を、入出力装置２２０に用いることができる。また、入出力装置２２０は通信部２９０を備えることができる。
《表示部２３０の構成例》
表示部２３０は制御情報ＣＩに基づいて、画像情報ＶＩを表示する。例えば、実施の形態５において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の構成例》
入力部２４０は入力情報ＩＩを生成する。例えば、入力部２４０は、位置情報を供給する機能を備える。
例えば、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（Ａ）参照）。具体的には、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。
また、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。なお、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、所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。
また、使用者は、領域２３１の端部にナビゲーションパネルＮＰを引き出して表示する「ドラッグ命令」を、領域２３１の端部に接する指を移動するジェスチャーを用いて供給できる（図１０（Ｃ）参照）。また、使用者は、ナビゲーションパネルＮＰにインデックス画像ＩＮＤ、他のページの一部または他のページのサムネイル画像ＴＮを、所定の順番でパラパラ表示する「リーフスルー命令」を、指を強く押し付ける位置を移動するジェスチャーを用いて供給できる。または、指を押し付ける圧力を用いて供給できる。これにより、紙の書籍のページをパラパラめくるように、電子書籍端末のページをめくることができる。または、サムネイル画像ＴＮまたはインデックス画像ＩＮＤを頼りに、所定のページを探すことができる。
《検知部２５０の構成例》
検知部２５０は検知情報ＤＳを生成する。例えば、検知部２５０は、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。
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、加速度情報、方位情報、圧力情報、温度情報または湿度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、感圧スイッチ、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。
《筐体》
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。
これにより、入力情報ＩＩまたは検知情報ＤＳに基づいて、制御情報ＣＩを生成することができる。または、入力情報ＩＩまたは検知情報ＤＳに基づいて、画像情報ＶＩを表示することができる。または、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、有用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。
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、表示パネルにタッチセンサが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。
《演算装置２１０の構成例２》
演算装置２１０は人工知能部２１３を備える（図１０（Ａ）参照）。
人工知能部２１３は入力情報ＩＩまたは検知情報ＤＳを供給され、人工知能部２１３は入力情報ＩＩまたは検知情報ＤＳに基づいて、制御情報ＣＩを推論する。また、人工知能部２１３は制御情報ＣＩを供給する。
これにより、好適であると感じられるように表示する制御情報ＣＩを生成することができる。または、好適であると感じられるように表示することができる。または、快適であると感じられるように表示する制御情報ＣＩを生成することができる。または、快適であると感じられるように表示することができる。その結果、利便性、有用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。
［入力情報ＩＩに対する自然言語処理］
具体的には、人工知能部２１３は入力情報ＩＩを自然言語処理して、入力情報ＩＩ全体から１つの特徴を抽出することができる。例えば、人工知能部２１３は、入力情報ＩＩに込められた感情等を推論し特徴にすることができる。また、当該特徴に好適であると経験的に感じられる色彩、模様または書体等を推論することができる。また、人工知能部２１３は、文字の色、模様または書体を指定する情報、背景の色または模様を指定する情報を生成し、制御情報ＣＩに用いることができる。
具体的には、人工知能部２１３は入力情報ＩＩを自然言語処理して、入力情報ＩＩに含まれる一部の言葉を抽出することができる。例えば、人工知能部２１３は文法的な誤り、事実誤認または感情を含む表現等を抽出することができる。また、人工知能部２１３は、抽出した一部を他の一部とは異なる色彩、模様または書体等で表示する情報を生成し、制御情報ＣＩに用いることができる。
［入力情報ＩＩに対する画像処理］
具体的には、人工知能部２１３は入力情報ＩＩを画像処理して、入力情報ＩＩから１つの特徴を抽出することができる。例えば、人工知能部２１３は、入力情報ＩＩが撮影された年代、屋内または屋外、昼または夜等を推論し特徴にすることができる。また、当該特徴に好適であると経験的に感じられる色調を推論し、当該色調を表示に用いるための制御情報ＣＩを生成することができる。具体的には、濃淡の表現に用いる色（例えば、フルカラー、白黒または茶褐色等）を指定する情報を制御情報ＣＩに用いることができる。
具体的には、人工知能部２１３は入力情報ＩＩを画像処理して、入力情報ＩＩに含まれる一部の画像を抽出することができる。例えば、抽出した画像の一部と他の一部の間に境界を表示する制御情報ＣＩを生成することができる。具体的には、抽出した画像の一部を囲む矩形を表示する制御情報ＣＩを生成することができる。
［検知情報ＤＳを用いる推論］
具体的には、人工知能部２１３は検知情報ＤＳを用いて、推論を生成することができる。または、推論に基づいて、情報処理装置２００の使用者が快適であると感じられるように制御情報ＣＩを生成することができる。
具体的には、環境の照度等に基づいて、人工知能部２１３は、表示の明るさが快適であると感じられるように、表示の明るさを調整する制御情報ＣＩを生成することができる。または、人工知能部２１３は環境の騒音等に基づいて大きさが快適であると感じられるように、音量を調整する制御情報ＣＩを生成することができる。
なお、表示部２３０が備える制御部２３８に供給するクロック信号またはタイミング信号などを制御情報ＣＩに用いることができる。または、入力部２４０が備える制御部に供給するクロック信号またはタイミング信号などを制御情報ＣＩに用いることができる。
＜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１１（Ａ）および図１１（Ｂ）を参照しながら説明する。
《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、所定の表示方法は情報を表示する方法を特定する。また、例えば、画像情報ＶＩを表示する情報に用いることができる。
例えば、画像情報ＶＩ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ＶＩ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１分に１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１分に１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１回の頻度または１分に１回の頻度等で表示を更新することができる。
［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３＞
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および駆動回路ＧＤＣを備える表示部２３０の一の駆動回路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、駆動回路ＧＤＢが選択信号を供給する領域と重なる領域にある入力部２４０に、所定のイベントが供給された場合に、駆動回路ＧＤＢが選択信号を供給する領域の表示モードを変更することができる（図１２（Ｂ）および図１２（Ｃ）参照）。具体的には、指等を用いてタッチパネルに供給する「タップ」イベントに応じて、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。
なお、信号ＧＣＬＫは駆動回路ＧＤＢの動作を制御するクロック信号であり、信号ＰＷＣ１および信号ＰＷＣ２は駆動回路ＧＤＢの動作を制御するパルス幅制御信号である。駆動回路ＧＤＢは、信号ＧＣＬＫ、信号ＰＷＣ１および信号ＰＷＣ２等に基づいて、選択信号を導電膜Ｇ２（ｍ＋１）乃至導電膜Ｇ２（２ｍ）に供給する。
これにより、例えば、駆動回路ＧＤＡおよび駆動回路ＧＤＣが選択信号を供給することなく、駆動回路ＧＤＢが選択信号を供給することができる。または、駆動回路ＧＤＡおよび駆動回路ＧＤＣが選択信号を供給する領域の表示を変えることなく、駆動回路ＧＤＢが選択信号を供給する領域の表示を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、所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、所定の教室、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８）
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乃至図１５を参照しながら説明する。
図１３乃至図１５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。また、図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）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乃至実施の形態４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》
他の装置から情報を受信して、表示部５２３０に表示することができる（図１３（Ｄ）参照）。または、いくつかの選択肢を表示できる。または、使用者は選択肢からいくつかを選択し、当該情報の送信元に返信できる。または、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。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、上面および背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、上面および背面に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、インターネットから情報を受信して、表示部５２３０に表示することができる（図１４（Ａ）参照）。または、作成したメッセージを表示部５２３０で確認することができる。または、作成したメッセージを他の装置に送信できる。または、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。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》
リモートコントローラーを入力部５２４０に用いることができる（図１４（Ｂ）参照）。または、例えば、放送局またはインターネットから情報を受信して、表示部５２３０に表示することができる。または、検知部５２５０を用いて使用者を撮影できる。または、使用者の映像を送信できる。または、使用者の視聴履歴を取得して、クラウド・サービスに提供できる。または、クラウド・サービスから、レコメンド情報を取得して、表示部５２３０に表示できる。または、レコメンド情報に基づいて、番組または動画を表示できる。または、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。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、インターネットから教材を受信して、表示部５２３０に表示することができる（図１４（Ｃ）参照）。または、入力部５２４０を用いて、レポートを入力し、インターネットに送信することができる。または、クラウド・サービスから、レポートの添削結果または評価を取得して、表示部５２３０に表示できる。または、評価に基づいて、好適な教材を選択し、表示できる。
例えば、他の情報処理装置から画像信号を受信して、表示部５２３０に表示することができる。または、スタンドなどに立てかけて、表示部５２３０をサブディスプレイに用いることができる。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》
情報処理装置は、例えば、複数の表示部５２３０を備える（図１４（Ｄ）参照）。例えば、検知部５２５０で撮影しながら表示部５２３０に表示することができる。または、撮影した映像を検知部に表示することができる。または、入力部５２４０を用いて、撮影した映像に装飾を施せる。または、撮影した映像にメッセージを添付できる。または、インターネットに送信できる。または、使用環境の照度に応じて、撮影条件を変更する機能を備える。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、他の情報処理装置をスレイブに用い、本実施の形態の情報処理装置をマスターに用いて、他の情報処理装置を制御することができる（図１４（Ｅ）参照）。または、例えば、画像情報の一部を表示部５２３０に表示し、画像情報の他の一部を他の情報処理装置の表示部に表示することができる。または、画像信号を供給することができる。または、通信部５２９０を用いて、他の情報処理装置の入力部から書き込む情報を取得できる。これにより、例えば、携帯可能なパーソナルコンピュータを用いて、広い表示領域を利用することができる。
《情報処理装置の構成例１０》
情報処理装置は、例えば、加速度または方位を検知する検知部５２５０を備える（図１５（Ａ）参照）。または、検知部５２５０は、使用者の位置または使用者が向いている方向に係る情報を供給することができる。または、情報処理装置は、使用者の位置または使用者が向いている方向に基づいて、右目用の画像情報および左目用の画像情報を生成することができる。または、表示部５２３０は、右目用の表示領域および左目用の表示領域を備える。これにより、例えば、没入感を得られる仮想現実空間の映像を、ゴーグル型の情報処理装置に表示することができる。
《情報処理装置の構成例１１》
情報処理装置は、例えば、撮像装置、加速度または方位を検知する検知部５２５０を備える（図１５（Ｂ）参照）。または、検知部５２５０は、使用者の位置または使用者が向いている方向に係る情報を供給することができる。または、情報処理装置は、使用者の位置または使用者が向いている方向に基づいて、画像情報を生成することができる。これにより、例えば、現実の風景に情報を添付して表示することができる。または、拡張現実空間の映像を、めがね型の情報処理装置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。
（実施の形態９）
本実施の形態では、本発明の一態様の機能パネルに用いることができるトランジスタの構成について、図２１を参照しながら説明する。例えば、実施の形態１で説明する本発明の一態様の機能パネルのトランジスタＭ２１またはトランジスタＭＤなどに用いることができる。
＜半導体装置の構成例＞
図２１を用いて、トランジスタ３００を有する半導体装置の構成を説明する。図２１（Ａ）乃至図２１（Ｄ）は、トランジスタ３００を有する半導体装置の上面図および断面図である。図２１（Ａ）は、当該半導体装置の上面図である。また、図２１（Ｂ）乃至図２１（Ｄ）は、当該半導体装置の断面図である。ここで、図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）にＡ１−Ａ２の一点鎖線で示す部位の断面図であり、トランジスタ３００のチャネル長方向の断面図でもある。また、図２１（Ｃ）は、図２１（Ａ）にＡ３−Ａ４の一点鎖線で示す部位の断面図であり、トランジスタ３００のチャネル幅方向の断面図でもある。また、図２１（Ｄ）は、図２１（Ａ）にＡ５−Ａ６の一点鎖線で示す部位の断面図である。なお、図２１（Ａ）の上面図では、図の明瞭化のために一部の要素を省いている。
なお、以下に示す絶縁体、導電体、酸化物、半導体の成膜は、スパッタリング法、化学気相成長（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法、パルスレーザ堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などを用いて行うことができる。また、本明細書等において、「絶縁体」という用語を、絶縁膜または絶縁層と言い換えることができる。また、「導電体」という用語を、導電膜または導電層と言い換えることができる。また、「酸化物」という用語を、酸化物膜または酸化物層と言い換えることができる。また、「半導体」という用語を、半導体膜または半導体層と言い換えることができる。
本発明の一態様の半導体装置は、基板（図示せず）上の絶縁体３１２と、絶縁体３１２上の絶縁体３１４と、絶縁体３１４上のトランジスタ３００と、トランジスタ３００上の絶縁体３８０と、絶縁体３８０上の絶縁体３８２と、絶縁体３８２上の絶縁体３８３と、絶縁体３８３上の絶縁体３８５と、を有する。絶縁体３１２、絶縁体３１４、絶縁体３８０、絶縁体３８２、絶縁体３８３、および絶縁体３８５は層間絶縁膜として機能する。また、トランジスタ３００と電気的に接続し、プラグとして機能する導電体３４０（導電体３４０ａ、および導電体３４０ｂ）を有する。なお、プラグとして機能する導電体３４０の側面に接して絶縁体３４１（絶縁体３４１ａ、および絶縁体３４１ｂ）が設けられる。また、絶縁体３８５上、および導電体３４０上には、導電体３４０と電気的に接続し、配線として機能する導電体３４６（導電体３４６ａ、および導電体３４６ｂ）が設けられる。
絶縁体３８０、絶縁体３８２、絶縁体３８３、および絶縁体３８５の開口の内壁に接して絶縁体３４１ａが設けられ、絶縁体３４１ａの側面に接して導電体３４０ａの第１の導電体が設けられ、さらに内側に導電体３４０ａの第２の導電体が設けられている。また、絶縁体３８０、絶縁体３８２、絶縁体３８３、および絶縁体３８５の開口の内壁に接して絶縁体３４１ｂが設けられ、絶縁体３４１ｂの側面に接して導電体３４０ｂの第１の導電体が設けられ、さらに内側に導電体３４０ｂの第２の導電体が設けられている。ここで、導電体３４０の上面の高さと、導電体３４６と重なる領域の、絶縁体３８５の上面の高さと、は同程度にできる。なお、トランジスタ３００では、導電体３４０の第１の導電体および導電体３４０の第２の導電体を積層する構成について示しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、導電体３４０を単層、または３層以上の積層構造として設ける構成にしてもよい。構造体が積層構造を有する場合、形成順に序数を付与し、区別する場合がある。
［トランジスタ３００］
図２１（Ａ）乃至図２１（Ｄ）に示すように、トランジスタ３００は、絶縁体３１４上の絶縁体３１６と、絶縁体３１６に埋め込まれるように配置された導電体３０５（導電体３０５ａ、導電体３０５ｂ、および導電体３０５ｃ）と、絶縁体３１６上、および導電体３０５上の絶縁体３２２と、絶縁体３２２上の絶縁体３２４と、絶縁体３２４上の酸化物３３０ａと、酸化物３３０ａ上の酸化物３３０ｂと、酸化物３３０ｂ上の酸化物３４３（酸化物３４３ａ、および酸化物３４３ｂ）と、酸化物３４３ａ上の導電体３４２ａと、導電体３４２ａ上の絶縁体３７１ａと、酸化物３４３ｂ上の導電体３４２ｂと、導電体３４２ｂ上の絶縁体３７１ｂと、酸化物３３０ｂ上の絶縁体３５０（絶縁体３５０ａ、および絶縁体３５０ｂ）と、絶縁体３５０上に位置し、酸化物３３０ｂの一部と重なる導電体３６０（導電体３６０ａ、および導電体３６０ｂ）と、絶縁体３２２、絶縁体３２４、酸化物３３０ａ、酸化物３３０ｂ、酸化物３４３ａ、酸化物３４３ｂ、導電体３４２ａ、導電体３４２ｂ、絶縁体３７１ａ、および絶縁体３７１ｂを覆って配置される絶縁体３７５と、を有する。
なお、以下において、酸化物３３０ａと酸化物３３０ｂをまとめて酸化物３３０と呼ぶ場合がある。また、導電体３４２ａと導電体３４２ｂをまとめて導電体３４２と呼ぶ場合がある。また、絶縁体３７１ａと絶縁体３７１ｂをまとめて絶縁体３７１と呼ぶ場合がある。
絶縁体３８０および絶縁体３７５には、酸化物３３０ｂに達する開口が設けられる。当該開口内に、絶縁体３５０、および導電体３６０が配置されている。また、トランジスタ３００のチャネル長方向において、絶縁体３７１ａ、導電体３４２ａおよび酸化物３４３ａと、絶縁体３７１ｂ、導電体３４２ｂおよび酸化物３４３ｂと、の間に導電体３６０、および絶縁体３５０が設けられている。絶縁体３５０は、導電体３６０の側面と接する領域と、導電体３６０の底面と接する領域と、を有する。
酸化物３３０は、絶縁体３２４の上に配置された酸化物３３０ａと、酸化物３３０ａの上に配置された酸化物３３０ｂと、を有することが好ましい。酸化物３３０ｂの下に酸化物３３０ａを有することで、酸化物３３０ａよりも下方に形成された構造物から、酸化物３３０ｂへの不純物の拡散を抑制することができる。
なお、トランジスタ３００では、酸化物３３０が、酸化物３３０ａ、および酸化物３３０ｂの２層を積層する構成について示しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、酸化物３３０ｂの単層、または３層以上の積層構造を設ける構成にしてもよいし、酸化物３３０ａ、および酸化物３３０ｂのそれぞれが積層構造を有していてもよい。
導電体３６０は、第１のゲート（トップゲートともいう。）電極として機能し、導電体３０５は、第２のゲート（バックゲートともいう。）電極として機能する。また、絶縁体３５０は、第１のゲート絶縁膜として機能し、絶縁体３２４および絶縁体３２２は、第２のゲート絶縁膜として機能する。また、導電体３４２ａは、ソース電極またはドレイン電極の一方として機能し、導電体３４２ｂは、ソース電極またはドレイン電極の他方として機能する。また、酸化物３３０の導電体３６０と重畳する領域の少なくとも一部はチャネル形成領域として機能する。
酸化物３３０ｂは、導電体３４２ａと重畳する領域に、ソース領域およびドレイン領域の一方を有し、導電体３４２ｂと重畳する領域に、ソース領域およびドレイン領域の他方を有する。また、酸化物３３０ｂは、ソース領域とドレイン領域に挟まれた領域にチャネル形成領域（図２１（Ｂ）において斜線部で示す領域）を有する。
チャネル形成領域は、ソース領域およびドレイン領域よりも、酸素欠損が少なく、または不純物濃度が低いため、キャリア濃度が低い高抵抗領域である。ここで、チャネル形成領域のキャリア濃度は、１×１０１８ｃｍ−３以下であることが好ましく、１×１０１７ｃｍ−３未満であることがより好ましく、１×１０１６ｃｍ−３未満であることがさらに好ましく、１×１０１３ｃｍ−３未満であることがさらに好ましく、１×１０１２ｃｍ−３未満であることがさらに好ましい。なお、チャネル形成領域のキャリア濃度の下限値については、特に限定は無いが、例えば、１×１０−９ｃｍ−３とすることができる。
なお、上記において、酸化物３３０ｂにチャネル形成領域、ソース領域、およびドレイン領域が形成される例について示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、酸化物３３０ａにも同様に、チャネル形成領域、ソース領域、およびドレイン領域が形成される場合がある。
トランジスタ３００は、チャネル形成領域を含む酸化物３３０（酸化物３３０ａ、および酸化物３３０ｂ）に、半導体として機能する金属酸化物（以下、酸化物半導体ともいう。）を用いることが好ましい。
また、半導体として機能する金属酸化物は、バンドギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上のものを用いることが好ましい。このように、バンドギャップの大きい金属酸化物を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。
酸化物３３０として、例えば、インジウム、元素Ｍおよび亜鉛を有するＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（元素Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、錫、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、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）等の金属酸化物を用いるとよい。また、酸化物３３０として、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、インジウム酸化物を用いてもよい。
ここで、酸化物３３０ｂに用いる金属酸化物における、元素Ｍに対するＩｎの原子数比が、酸化物３３０ａに用いる金属酸化物における、元素Ｍに対するＩｎの原子数比より大きいことが好ましい。
具体的には、酸化物３３０ａとして、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：３：４［原子数比］もしくはその近傍の組成、またはＩｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：０．５［原子数比］もしくはその近傍の組成の金属酸化物を用いればよい。また、酸化物３３０ｂとして、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１［原子数比］もしくはその近傍の組成、またはＩｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３［原子数比］もしくはその近傍の組成の金属酸化物を用いればよい。なお、近傍の組成とは、所望の原子数比の±３０％の範囲を含む。また、元素Ｍとして、ガリウムを用いることが好ましい。
なお、金属酸化物をスパッタリング法により成膜する場合、上記の原子数比は、成膜された金属酸化物の原子数比に限られず、金属酸化物の成膜に用いるスパッタリングターゲットの原子数比であってもよい。
このように、酸化物３３０ｂの下に酸化物３３０ａを配置することで、酸化物３３０ａよりも下方に形成された構造物からの、酸化物３３０ｂに対する、不純物および酸素の拡散を抑制することができる。
また、酸化物３３０ａおよび酸化物３３０ｂが、酸素以外に共通の元素を有する（主成分とする）ことで、酸化物３３０ａと酸化物３３０ｂの界面における欠陥準位密度が低くすることができる。酸化物３３０ａと酸化物３３０ｂとの界面における欠陥準位密度を低くすることができるため、界面散乱によるキャリア伝導への影響が小さく、高いオン電流が得られる。
酸化物３３０ａおよび酸化物３３０ｂは、それぞれ結晶性を有することが好ましい。特に、酸化物３３０ｂとして、ＣＡＡＣ−ＯＳ（ｃ−ａｘｉｓ ａｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）を用いることが好ましい。
ＣＡＡＣ−ＯＳは、結晶性の高い、緻密な構造を有しており、不純物や欠陥（例えば、酸素欠損（ＶＯ：ｏｘｙｇｅｎ ｖａｃａｎｃｙともいう）など）が少ない金属酸化物である。特に、金属酸化物の形成後に、金属酸化物が多結晶化しない程度の温度（例えば、４００℃以上６００℃以下）で加熱処理することで、ＣＡＡＣ−ＯＳをより結晶性の高い、緻密な構造にすることができる。このようにして、ＣＡＡＣ−ＯＳの密度をより高めることで、当該ＣＡＡＣ−ＯＳ中の不純物または酸素の拡散をより低減することができる。
一方、ＣＡＡＣ−ＯＳは、明確な結晶粒界を確認することが難しいため、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。したがって、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する金属酸化物は、物理的性質が安定する。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する金属酸化物は熱に強く、信頼性が高い。
絶縁体３１２、絶縁体３１４、絶縁体３７１、絶縁体３７５、絶縁体３８２、および絶縁体３８３の少なくとも一は、水、水素などの不純物が、基板側から、または、トランジスタ３００の上方からトランジスタ３００に拡散することを抑制するバリア絶縁膜として機能することが好ましい。したがって、絶縁体３１２、絶縁体３１４、絶縁体３７１、絶縁体３７５、絶縁体３８２、および絶縁体３８３の少なくとも一は、水素原子、水素分子、水分子、窒素原子、窒素分子、酸化窒素分子（Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２など）、銅原子などの不純物の拡散を抑制する機能を有する（上記不純物が透過しにくい）絶縁性材料を用いることが好ましい。または、酸素（例えば、酸素原子、酸素分子などの少なくとも一）の拡散を抑制する機能を有する（上記酸素が透過しにくい）絶縁性材料を用いることが好ましい。
なお、本明細書において、バリア絶縁膜とは、バリア性を有する絶縁膜のことを指す。本明細書において、バリア性とは、対応する物質の拡散を抑制する機能（透過性が低いともいう）とする。または、対応する物質を、捕獲、および固着する（ゲッタリングともいう）機能とする。
絶縁体３１２、絶縁体３１４、絶縁体３７１、絶縁体３７５、絶縁体３８２、および絶縁体３８３としては、例えば、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ハフニウム、酸化ガリウム、インジウムガリウム亜鉛酸化物、窒化シリコン、または窒化酸化シリコンなどを用いることができる。例えば、絶縁体３１２、絶縁体３７５、および絶縁体３８３として、より水素バリア性が高い、窒化シリコンなどを用いることが好ましい。また、例えば、絶縁体３１４、絶縁体３７１、および絶縁体３８２として、水素を捕獲および水素を固着する機能が高い、酸化アルミニウムまたは酸化マグネシウム、などを用いることが好ましい。これにより、水、水素などの不純物が絶縁体３１２、および絶縁体３１４を介して、基板側からトランジスタ３００側に拡散するのを抑制することができる。または、水、水素などの不純物が絶縁体３８３よりも外側に配置されている層間絶縁膜などから、トランジスタ３００側に拡散するのを抑制することができる。または、絶縁体３２４などに含まれる酸素が、絶縁体３１２、および絶縁体３１４を介して基板側に、拡散するのを抑制することができる。または、絶縁体３８０などに含まれる酸素が、絶縁体３８２などを介してトランジスタ３００より上方に、拡散するのを抑制することができる。この様に、トランジスタ３００を、水、水素などの不純物、および酸素の拡散を抑制する機能を有する、絶縁体３１２、絶縁体３１４、絶縁体３７１、絶縁体３７５、絶縁体３８２、および絶縁体３８３で取り囲む構造とすることが好ましい。
ここで、絶縁体３１２、絶縁体３１４、絶縁体３７１、絶縁体３７５、絶縁体３８２、および絶縁体３８３として、アモルファス構造を有する酸化物を用いることが好ましい。例えば、ＡｌＯｘ（ｘは０より大きい任意数）、またはＭｇＯｙ（ｙは０より大きい任意数）などの金属酸化物を用いることが好ましい。このようなアモルファス構造を有する金属酸化物では、酸素原子がダングリングボンドを有しており、当該ダングリングボンドで水素を捕獲または固着する性質を有する場合がある。このようなアモルファス構造を有する金属酸化物をトランジスタ３００の構成要素として用いる、またはトランジスタ３００の周囲に設けることで、トランジスタ３００に含まれる水素、またはトランジスタ３００の周囲に存在する水素を捕獲または固着することができる。特にトランジスタ３００のチャネル形成領域に含まれる水素を捕獲または固着することが好ましい。アモルファス構造を有する金属酸化物をトランジスタ３００の構成要素として用いる、またはトランジスタ３００の周囲に設けることで、良好な特性を有し、信頼性の高いトランジスタ３００、および半導体装置を作製することができる。
なお、絶縁体３１２、絶縁体３１４、絶縁体３７１、絶縁体３７５、絶縁体３８２、および絶縁体３８３は、アモルファス構造であることが好ましいが、一部に多結晶構造の領域が形成されていてもよい。また、絶縁体３１２、絶縁体３１４、絶縁体３７１、絶縁体３７５、絶縁体３８２、および絶縁体３８３は、アモルファス構造の層と、多結晶構造の層と、が積層された多層構造であってもよい。例えば、アモルファス構造の層の上に多結晶構造の層が形成された積層構造でもよい。
絶縁体３１２、絶縁体３１４、絶縁体３７１、絶縁体３７５、絶縁体３８２、および絶縁体３８３の成膜は、例えば、スパッタリング法を用いて行えばよい。スパッタリング法は、成膜ガスに水素を用いなくてよいので、絶縁体３１２、絶縁体３１４、絶縁体３７１、絶縁体３７５、絶縁体３８２、および絶縁体３８３の水素濃度を低減することができる。なお、成膜方法は、スパッタリング法に限られるものではなく、ＣＶＤ法、ＭＢＥ法、ＰＬＤ法、ＡＬＤ法などを適宜用いてもよい。
また、絶縁体３１６、絶縁体３８０、および絶縁体３８５は、絶縁体３１４よりも誘電率が低いことが好ましい。誘電率が低い材料を層間絶縁膜とすることで、配線間に生じる寄生容量を低減することができる。例えば、絶縁体３１６、絶縁体３８０、および絶縁体３８５として、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、フッ素を添加した酸化シリコン、炭素を添加した酸化シリコン、炭素および窒素を添加した酸化シリコン、空孔を有する酸化シリコンなどを適宜用いればよい。
導電体３０５は、酸化物３３０、および導電体３６０と、重なるように配置する。ここで、導電体３０５は、絶縁体３１６に形成された開口に埋め込まれて設けることが好ましい。
導電体３０５は、導電体３０５ａ、導電体３０５ｂ、および導電体３０５ｃを有する。導電体３０５ａは、当該開口の底面および側壁に接して設けられる。導電体３０５ｂは、導電体３０５ａに形成された凹部に埋め込まれるように設けられる。ここで、導電体３０５ｂの上面は、導電体３０５ａの上面および絶縁体３１６の上面より低くなる。導電体３０５ｃは、導電体３０５ｂの上面、および導電体３０５ａの側面に接して設けられる。ここで、導電体３０５ｃの上面の高さは、導電体３０５ａの上面の高さおよび絶縁体３１６の上面の高さと略一致する。つまり、導電体３０５ｂは、導電体３０５ａおよび導電体３０５ｃに包み込まれる構成になる。
導電体３０５ａおよび導電体３０５ｃは、後述する導電体３６０ａに用いることができる導電性材料を用いればよい。また、導電体３０５ｂは、後述する導電体３６０ｂに用いることができる導電性材料を用いればよい。また、トランジスタ３００では、導電体３０５は、導電体３０５ａ、導電体３０５ｂ、および導電体３０５ｃを積層する構成について示しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、導電体３０５は、単層、２層または４層以上の積層構造として設ける構成にしてもよい。
絶縁体３２２、および絶縁体３２４は、ゲート絶縁膜として機能する。
絶縁体３２２は、水素（例えば、水素原子、水素分子などの少なくとも一）の拡散を抑制する機能を有することが好ましい。また、絶縁体３２２は、酸素（例えば、酸素原子、酸素分子などの少なくとも一）の拡散を抑制する機能を有することが好ましい。例えば、絶縁体３２２は、絶縁体３２４よりも水素および酸素の一方または双方の拡散を抑制する機能を有することが好ましい。
絶縁体３２２は、絶縁性材料であるアルミニウムおよびハフニウムの一方または双方の酸化物を含む絶縁体を用いるとよい。当該絶縁体として、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、アルミニウムおよびハフニウムを含む酸化物（ハフニウムアルミネート）などを用いることが好ましい。また、絶縁体３２２としては、上述の絶縁体３１４などに用いることができる、バリア絶縁膜を用いてもよい。
絶縁体３２４は、酸化シリコン、酸化窒化シリコンなどを適宜用いればよい。酸素を含む絶縁体３２４を酸化物３３０に接して設けることにより、酸化物３３０中の酸素欠損を低減し、トランジスタ３００の信頼性を向上させることができる。また、絶縁体３２４は、酸化物３３０ａと重畳するように、島状に加工されていることが好ましい。この場合、絶縁体３７５が、絶縁体３２４の側面および絶縁体３２２の上面に接する構成になる。これにより、絶縁体３２４と絶縁体３８０を絶縁体３７５によって離隔することができるので、絶縁体３８０に含まれる酸素が絶縁体３２４に拡散し、絶縁体３２４中の酸素が過剰になりすぎるのを抑制することができる。
なお、絶縁体３２２、および絶縁体３２４が、２層以上の積層構造を有していてもよい。その場合、同じ材料からなる積層構造に限定されず、異なる材料からなる積層構造でもよい。なお、図２１（Ｂ）などにおいて、絶縁体３２４を、酸化物３３０ａと重畳して島状に形成する構成について示したが、本発明はこれに限られるものではない。絶縁体３２４に含まれる酸素量を適正に調整できるならば、絶縁体３２２と同様に、絶縁体３２４をパターニングしない構成にしてもよい。
酸化物３４３ａ、および酸化物３４３ｂが、酸化物３３０ｂ上に設けられる。酸化物３４３ａと酸化物３４３ｂは、導電体３６０を挟んで離隔して設けられる。酸化物３４３（酸化物３４３ａ、および酸化物３４３ｂ）は、酸素の透過を抑制する機能を有することが好ましい。ソース電極やドレイン電極として機能する導電体３４２と酸化物３３０ｂとの間に酸素の透過を抑制する機能を有する酸化物３４３を配置することで、導電体３４２と、酸化物３３０ｂとの間の電気抵抗が低減されるので好ましい。なお、導電体３４２と酸化物３３０ｂの間の電気抵抗を十分低減できる場合、酸化物３４３を設けない構成にしてもよい。
酸化物３４３として、元素Ｍを有する金属酸化物を用いてもよい。特に、元素Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、または錫を用いるとよい。酸化物３４３は、酸化物３３０ｂよりも元素Ｍの濃度が高いことが好ましい。また、酸化物３４３として、酸化ガリウムを用いてもよい。また、酸化物３４３として、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物等の金属酸化物を用いてもよい。具体的には、酸化物３４３に用いる金属酸化物において、Ｉｎに対する元素Ｍの原子数比が、酸化物３３０ｂに用いる金属酸化物における、Ｉｎに対する元素Ｍの原子数比より大きいことが好ましい。また、酸化物３４３の膜厚は、０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは１ｎｍ以上３ｎｍ以下、さらに好ましくは１ｎｍ以上２ｎｍ以下である
導電体３４２ａは酸化物３４３ａの上面に接して設けられ、導電体３４２ｂは、酸化物３４３ｂの上面に接して設けられることが好ましい。導電体３４２ａと導電体３４２ｂは、それぞれトランジスタ３００のソース電極またはドレイン電極として機能する。
導電体３４２（導電体３４２ａ、および導電体３４２ｂ）としては、例えば、タンタルを含む窒化物、チタンを含む窒化物、モリブデンを含む窒化物、タングステンを含む窒化物、タンタルおよびアルミニウムを含む窒化物、チタンおよびアルミニウムを含む窒化物などを用いることが好ましい。本発明の一態様においては、タンタルを含む窒化物が特に好ましい。また、例えば、酸化ルテニウム、窒化ルテニウム、ストロンチウムとルテニウムを含む酸化物、ランタンとニッケルを含む酸化物などを用いてもよい。これらの材料は、酸化しにくい導電性材料、または、酸素を吸収しても導電性を維持する材料であるため、好ましい。
また、導電体３４２の側面と導電体３４２の上面との間に、湾曲面が形成されないことが好ましい。当該湾曲面が形成されない導電体３４２とすることで、図２１（Ｄ）に示すような、チャネル幅方向の断面における、導電体３４２の断面積を大きくすることができる。これにより、導電体３４２の導電率を大きくし、トランジスタ３００のオン電流を大きくすることができる。
絶縁体３７１ａは、導電体３４２ａの上面に接して設けられており、絶縁体３７１ｂは、導電体３４２ｂの上面に接して設けられている。
絶縁体３７５は、絶縁体３２２の上面、絶縁体３２４の側面、酸化物３３０ａの側面、酸化物３３０ｂの側面、酸化物３４３の側面、導電体３４２の側面、絶縁体３７１の側面および上面に接して設けられる。絶縁体３７５は、絶縁体３５０、および導電体３６０が設けられる領域に開口が形成されている。
絶縁体３１２と絶縁体３７５に挟まれた領域内で、水素などの不純物を捕獲する機能を有する、絶縁体３１４、絶縁体３７１、および絶縁体３７５を設けることで、絶縁体３２４、または絶縁体３１６などに含まれる水素などの不純物を捕獲し、当該領域内における、水素の量を一定値にすることができる。この場合は、絶縁体３１４、絶縁体３７１、および絶縁体３７５に、アモルファス構造の酸化アルミニウムが含まれていることが好ましい。
絶縁体３５０は、絶縁体３５０ａと、絶縁体３５０ａ上の絶縁体３５０ｂを有し、ゲート絶縁膜として機能する。また、絶縁体３５０ａは、酸化物３３０ｂの上面、酸化物３４３の側面、導電体３４２の側面、絶縁体３７１の側面、絶縁体３７５の側面、および絶縁体３８０の側面に接して配置することが好ましい。また、絶縁体３５０の膜厚は、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下とするのが好ましい。
絶縁体３５０ａは、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、フッ素を添加した酸化シリコン、炭素を添加した酸化シリコン、炭素および窒素を添加した酸化シリコン、空孔を有する酸化シリコンなどを用いることができる。特に、酸化シリコン、および酸化窒化シリコンは熱に対し安定であるため好ましい。絶縁体３５０ａは、絶縁体３２４と同様に、水、水素などの不純物濃度が低減されていることが好ましい。
絶縁体３５０ａは、加熱により酸素が放出される絶縁体を用いて形成し、絶縁体３５０ｂは、酸素の拡散を抑制する機能を有する絶縁体を用いて形成することが好ましい。このような構成にすることで、絶縁体３５０ａに含まれる酸素が、導電体３６０へ拡散するのを抑制することができる。つまり、酸化物３３０へ供給する酸素量の減少を抑制することができる。また、絶縁体３５０ａに含まれる酸素による導電体３６０の酸化を抑制することができる。例えば、絶縁体３５０ｂは、絶縁体３２２と同様の材料を用いて設けることができる。
絶縁体３５０ｂとして、具体的には、ハフニウム、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、ジルコニウム、タングステン、チタン、タンタル、ニッケル、ゲルマニウム、マグネシウムなどから選ばれた一種、もしくは二種以上が含まれた金属酸化物、または酸化物３３０として用いることができる金属酸化物を用いることができる。特に、アルミニウムおよびハフニウムの一方または双方の酸化物を含む絶縁体を用いることが好ましい。当該絶縁体として、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、アルミニウムおよびハフニウムを含む酸化物（ハフニウムアルミネート）などを用いることが好ましい。また、絶縁体３５０ｂの膜厚は、０．５ｎｍ以上、３．０ｎｍ以下が好ましく、１．０ｎｍ以上、１．５ｎｍ以下がより好ましい。
なお、図２１（Ｂ）および図２１（Ｃ）では、絶縁体３５０を２層の積層構造で図示したが、本発明はこれに限られるものではない。絶縁体３５０を単層、または３層以上の積層構造としてもよい。
導電体３６０は、絶縁体３５０ｂ上に設けられており、トランジスタ３００の第１のゲート電極として機能する。導電体３６０は、導電体３６０ａと、導電体３６０ａの上に配置された導電体３６０ｂと、を有することが好ましい。例えば、導電体３６０ａは、導電体３６０ｂの底面および側面を包むように配置されることが好ましい。また、図２１（Ｂ）および図２１（Ｃ）に示すように、導電体３６０の上面は、絶縁体３５０の上面と略一致している。なお、図２１（Ｂ）および図２１（Ｃ）では、導電体３６０は、導電体３６０ａと導電体３６０ｂの２層構造として示しているが、単層構造でもよいし、３層以上の積層構造であってもよい。
導電体３６０ａは、水素原子、水素分子、水分子、窒素原子、窒素分子、酸化窒素分子、銅原子などの不純物の拡散を抑制する機能を有する導電性材料を用いることが好ましい。または、酸素（例えば、酸素原子、酸素分子などの少なくとも一）の拡散を抑制する機能を有する導電性材料を用いることが好ましい。
また、導電体３６０ａが酸素の拡散を抑制する機能を持つことにより、絶縁体３５０に含まれる酸素により、導電体３６０ｂが酸化して導電率が低下することを抑制することができる。酸素の拡散を抑制する機能を有する導電性材料としては、例えば、チタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、ルテニウム、酸化ルテニウムなどを用いることが好ましい。
また、導電体３６０は、配線としても機能するため、導電性が高い導電体を用いることが好ましい。例えば、導電体３６０ｂは、タングステン、銅、またはアルミニウムを主成分とする導電性材料を用いることができる。また、導電体３６０ｂは積層構造としてもよく、例えば、チタンまたは窒化チタンと上記導電性材料との積層構造としてもよい。
また、トランジスタ３００では、導電体３６０は、絶縁体３８０などに形成されている開口を埋めるように自己整合的に形成される。導電体３６０をこのように形成することにより、導電体３４２ａと導電体３４２ｂとの間の領域に、導電体３６０を位置合わせすることなく確実に配置することができる。
また、図２１（Ｃ）に示すように、トランジスタ３００のチャネル幅方向において、絶縁体３２２の底面を基準としたときの、導電体３６０の、導電体３６０と酸化物３３０ｂとが重ならない領域の底面の高さは、酸化物３３０ｂの底面の高さより低いことが好ましい。ゲート電極として機能する導電体３６０が、絶縁体３５０などを介して、酸化物３３０ｂのチャネル形成領域の側面および上面を覆う構成とすることで、導電体３６０の電界を酸化物３３０ｂのチャネル形成領域全体に作用させやすくなる。よって、トランジスタ３００のオン電流を増大させ、周波数特性を向上させることができる。絶縁体３２２の底面を基準としたときの、酸化物３３０ａおよび酸化物３３０ｂと、導電体３６０とが、重ならない領域における導電体３６０の底面の高さと、酸化物３３０ｂの底面の高さと、の差は、０ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは、３ｎｍ以上５０ｎｍ以下、より好ましくは、５ｎｍ以上２０ｎｍ以下とする。
絶縁体３８０は、絶縁体３７５上に設けられ、絶縁体３５０、および導電体３６０が設けられる領域に開口が形成されている。また、絶縁体３８０の上面は、平坦化されていてもよい。この場合、絶縁体３８０の上面は、絶縁体３５０の上面、および導電体３６０の上面と概略一致していることが好ましい。
絶縁体３８２は、絶縁体３８０の上面、絶縁体３５０の上面、および導電体３６０の上面に接して設けられる。絶縁体３８２は、水、水素などの不純物が、上方から絶縁体３８０に拡散するのを抑制するバリア絶縁膜として機能することが好ましく、水素などの不純物を捕獲する機能を有することが好ましい。また、絶縁体３８２は、酸素の透過を抑制するバリア絶縁膜として機能することが好ましい。絶縁体３８２としては、例えば、酸化アルミニウムなどの絶縁体を用いればよい。絶縁体３１２と絶縁体３８３に挟まれた領域内で、絶縁体３８０に接して、水素などの不純物を捕獲する機能を有する、絶縁体３８２を設けることで、絶縁体３８０などに含まれる水素などの不純物を捕獲し、当該領域内における、水素の量を一定値にすることができる。特に、絶縁体３８２として、アモルファス構造を有する酸化アルミニウムを用いることで、より効果的に水素を捕獲または固着できる場合があるため好ましい。これにより、良好な特性を有し、信頼性の高いトランジスタ３００、および半導体装置を作製することができる。
導電体３４０ａおよび導電体３４０ｂは、タングステン、銅、またはアルミニウムを主成分とする導電性材料を用いることが好ましい。また、導電体３４０ａおよび導電体３４０ｂは積層構造としてもよい。導電体３４０を積層構造とする場合、絶縁体３４１と接する導電体には、水、水素などの不純物の透過を抑制する機能を有する導電性材料を用いることが好ましい。例えば、上述の導電体３６０ａに用いることができる導電性材料を用いればよい。
絶縁体３４１ａおよび絶縁体３４１ｂとしては、例えば、窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化酸化シリコンなどの絶縁体を用いればよい。絶縁体３４１ａおよび絶縁体３４１ｂは、絶縁体３８３、絶縁体３８２、および絶縁体３７１に接して設けられるので、絶縁体３８０などに含まれる水、水素などの不純物が、導電体３４０ａおよび導電体３４０ｂを通じて酸化物３３０に混入するのを抑制することができる。
また、導電体３４０ａの上面、および導電体３４０ｂの上面に接して配線として機能する導電体３４６（導電体３４６ａ、および導電体３４６ｂ）を配置してもよい。導電体３４６は、タングステン、銅、またはアルミニウムを主成分とする導電性材料を用いることが好ましい。また、当該導電体は、積層構造としてもよく、例えば、チタンまたは窒化チタンと上記導電性材料との積層としてもよい。なお、当該導電体は、絶縁体に設けられた開口に埋め込むように形成してもよい。
以上により、良好な電気特性を有する半導体装置を提供することができる。また、信頼性が良好な半導体装置を提供することができる。また、微細化または高集積化が可能な半導体装置を提供することができる。また、低消費電力の半導体装置を提供することができる。
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１０）
本実施の形態では、上記の実施の形態で説明したＯＳトランジスタに用いることができる金属酸化物（以下、酸化物半導体ともいう。）について説明する。
金属酸化物は、少なくともインジウムまたは亜鉛を含むことが好ましい。特にインジウムおよ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、スズなどが含まれていることが好ましい。また、ホウ素、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、マグネシウム、コバルト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。
＜結晶構造の分類＞
まず、酸化物半導体における、結晶構造の分類について、図２２（Ａ）を用いて説明を行う。図２２（Ａ）は、酸化物半導体、代表的にはＩＧＺＯ（Ｉｎと、Ｇａと、Ｚｎと、を含む金属酸化物）の結晶構造の分類を説明する図である。
図２２（Ａ）に示すように、酸化物半導体は、大きく分けて「Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ（無定形）」と、「Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ（結晶性）」と、「Ｃｒｙｓｔａｌ（結晶）」と、に分類される。また、「Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ」の中には、ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ａｍｏｒｐｈｏｕｓが含まれる。また、「Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ」の中には、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ−ａｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、ｎｃ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、及びＣＡＣ（ｃｌｏｕｄ−ａｌｉｇｎｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）が含まれる。なお、「Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ」の分類には、ｓｉｎｇｌｅ ｃｒｙｓｔａｌ、ｐｏｌｙ ｃｒｙｓｔａｌ、及びｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ａｍｏｒｐｈｏｕｓは除かれる。また、「Ｃｒｙｓｔａｌ」の中には、ｓｉｎｇｌｅ ｃｒｙｓｔａｌ、及びｐｏｌｙ ｃｒｙｓｔａｌが含まれる。
なお、図２２（Ａ）に示す太枠内の構造は、「Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ（無定形）」と、「Ｃｒｙｓｔａｌ（結晶）」との間の中間状態であり、新しい境界領域（Ｎｅｗ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｐｈａｓｅ）に属する構造である。すなわち、当該構造は、エネルギー的に不安定な「Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ（無定形）」や、「Ｃｒｙｓｔａｌ（結晶）」とは全く異なる構造と言い換えることができる。
なお、膜または基板の結晶構造は、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）スペクトルを用いて評価することができる。ここで、「Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ」に分類されるＣＡＡＣ−ＩＧＺＯ膜のＧＩＸＤ（Ｇｒａｚｉｎｇ−Ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ ＸＲＤ）測定で得られるＸＲＤスペクトルを図２２（Ｂ）に示す。なお、ＧＩＸＤ法は、薄膜法またはＳｅｅｍａｎｎ−Ｂｏｈｌｉｎ法ともいう。以降、図２２（Ｂ）に示すＧＩＸＤ測定で得られるＸＲＤスペクトルを、単にＸＲＤスペクトルと記す。なお、図２２（Ｂ）に示すＣＡＡＣ−ＩＧＺＯ膜の組成は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３［原子数比］近傍である。また、図２２（Ｂ）に示すＣＡＡＣ−ＩＧＺＯ膜の厚さは、５００ｎｍである。
図２２（Ｂ）に示すように、ＣＡＡＣ−ＩＧＺＯ膜のＸＲＤスペクトルでは、明確な結晶性を示すピークが検出される。具体的には、ＣＡＡＣ−ＩＧＺＯ膜のＸＲＤスペクトルでは、２θ＝３１°近傍に、ｃ軸配向を示すピークが検出される。なお、図２２（Ｂ）に示すように、２θ＝３１°近傍のピークは、ピーク強度が検出された角度を軸に左右非対称である。
また、膜または基板の結晶構造は、極微電子線回折法（ＮＢＥＤ：Ｎａｎｏ Ｂｅａｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）によって観察される回折パターン（極微電子線回折パターンともいう。）にて評価することができる。ＣＡＡＣ−ＩＧＺＯ膜の回折パターンを、図２２（Ｃ）に示す。図２２（Ｃ）は、電子線を基板に対して平行に入射するＮＢＥＤによって観察される回折パターンである。なお、図２２（Ｃ）に示すＣＡＡＣ−ＩＧＺＯ膜の組成は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３［原子数比］近傍である。また、極微電子線回折法では、プローブ径を１ｎｍとして電子線回折が行われる。
図２２（Ｃ）に示すように、ＣＡＡＣ−ＩＧＺＯ膜の回折パターンでは、ｃ軸配向を示す複数のスポットが観察される。
＜＜酸化物半導体の構造＞＞
なお、酸化物半導体は、結晶構造に着目した場合、図２２（Ａ）とは異なる分類となる場合がある。例えば、酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の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、例えば、上述のＣＡＡＣ−ＯＳ、及びｎｃ−ＯＳがある。また、非単結晶酸化物半導体には、多結晶酸化物半導体、擬似非晶質酸化物半導体（ａ−ｌｉｋｅ ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、非晶質酸化物半導体、などが含まれる。
ここで、上述のＣＡＡＣ−ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ、及びａ−ｌｉｋｅ ＯＳの詳細について、説明を行う。
［ＣＡＡＣ−ＯＳ］
ＣＡＡＣ−ＯＳは、複数の結晶領域を有し、当該複数の結晶領域はｃ軸が特定の方向に配向している酸化物半導体である。なお、特定の方向とは、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の厚さ方向、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面の法線方向、またはＣＡＡＣ−ＯＳ膜の表面の法線方向である。また、結晶領域とは、原子配列に周期性を有する領域である。なお、原子配列を格子配列とみなすと、結晶領域とは、格子配列の揃った領域でもある。さらに、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ａ−ｂ面方向において複数の結晶領域が連結する領域を有し、当該領域は歪みを有する場合がある。なお、歪みとは、複数の結晶領域が連結する領域において、格子配列の揃った領域と、別の格子配列の揃った領域と、の間で格子配列の向きが変化している箇所を指す。つまり、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ｃ軸配向し、ａ−ｂ面方向には明らかな配向をしていない酸化物半導体である。
なお、上記複数の結晶領域のそれぞれは、１つまたは複数の微小な結晶（最大径が１０ｎｍ未満である結晶）で構成される。結晶領域が１つの微小な結晶で構成されている場合、当該結晶領域の最大径は１０ｎｍ未満となる。また、結晶領域が多数の微小な結晶で構成されている場合、当該結晶領域の大きさは、数十ｎｍ程度となる場合がある。
また、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（元素Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、スズ、チタンなどから選ばれた一種、または複数種）において、ＣＡＡＣ−ＯＳは、インジウム（Ｉｎ）、及び酸素を有する層（以下、Ｉｎ層）と、元素Ｍ、亜鉛（Ｚｎ）、及び酸素を有する層（以下、（Ｍ，Ｚｎ）層）とが積層した、層状の結晶構造（層状構造ともいう）を有する傾向がある。なお、インジウムと元素Ｍは、互いに置換可能である。よって、（Ｍ，Ｚｎ）層にはインジウムが含まれる場合がある。また、Ｉｎ層には元素Ｍが含まれる場合がある。なお、Ｉｎ層にはＺｎが含まれる場合もある。当該層状構造は、例えば、高分解能ＴＥＭ像において、格子像として観察される。
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に対し、例えば、ＸＲＤ装置を用いて構造解析を行うと、θ／２θスキャンを用いたＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ ＸＲＤ測定では、ｃ軸配向を示すピークが２θ＝３１°またはその近傍に検出される。なお、ｃ軸配向を示すピークの位置（２θの値）は、ＣＡＡＣ−ＯＳを構成する金属元素の種類、組成などにより変動する場合がある。
また、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の電子線回折パターンにおいて、複数の輝点（スポット）が観測される。なお、あるスポットと別のスポットとは、試料を透過した入射電子線のスポット（ダイレクトスポットともいう。）を対称中心として、点対称の位置に観測される。
上記特定の方向から結晶領域を観察した場合、当該結晶領域内の格子配列は、六方格子を基本とするが、単位格子は正六角形とは限らず、非正六角形である場合がある。また、上記歪みにおいて、五角形、七角形などの格子配列を有する場合がある。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳにおいて、歪み近傍においても、明確な結晶粒界（グレインバウンダリー）を確認することはできない。即ち、格子配列の歪みによって、結晶粒界の形成が抑制されていることがわかる。これは、ＣＡＡＣ−ＯＳが、ａ−ｂ面方向において酸素原子の配列が稠密でないことや、金属原子が置換することで原子間の結合距離が変化することなどによって、歪みを許容することができるためと考えられる。
なお、明確な結晶粒界が確認される結晶構造は、いわゆる多結晶（ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌ）と呼ばれる。結晶粒界は、再結合中心となり、キャリアが捕獲されトランジスタのオン電流の低下、電界効果移動度の低下などを引き起こす可能性が高い。よって、明確な結晶粒界が確認されないＣＡＡＣ−ＯＳは、トランジスタの半導体層に好適な結晶構造を有する結晶性の酸化物の一つである。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳを構成するには、Ｚｎを有する構成が好ましい。例えば、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、及びＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物は、Ｉｎ酸化物よりも結晶粒界の発生を抑制できるため好適である。
ＣＡＡＣ−ＯＳは、結晶性が高く、明確な結晶粒界が確認されない酸化物半導体である。よって、ＣＡＡＣ−ＯＳは、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。また、酸化物半導体の結晶性は不純物の混入や欠陥の生成などによって低下する場合があるため、ＣＡＡＣ−ＯＳは不純物や欠陥（酸素欠損など）の少ない酸化物半導体ともいえる。従って、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する酸化物半導体は、物理的性質が安定する。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する酸化物半導体は熱に強く、信頼性が高い。また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、製造工程における高い温度（所謂サーマルバジェット）に対しても安定である。したがって、ＯＳトランジスタにＣＡＡＣ−ＯＳを用いると、製造工程の自由度を広げることが可能となる。
［ｎｃ−ＯＳ］
ｎｃ−ＯＳは、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。別言すると、ｎｃ−ＯＳは、微小な結晶を有する。なお、当該微小な結晶の大きさは、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下であることから、当該微小な結晶をナノ結晶ともいう。また、ｎｃ−ＯＳは、異なるナノ結晶間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。したがって、ｎｃ−ＯＳは、分析方法によっては、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳや非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。例えば、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、ＸＲＤ装置を用いて構造解析を行うと、θ／２θスキャンを用いたＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ ＸＲＤ測定では、結晶性を示すピークが検出されない。また、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、ナノ結晶よりも大きいプローブ径（例えば５０ｎｍ以上）の電子線を用いる電子線回折（制限視野電子線回折ともいう。）を行うと、ハローパターンのような回折パターンが観測される。一方、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、ナノ結晶の大きさと近いかナノ結晶より小さいプローブ径（例えば１ｎｍ以上３０ｎｍ以下）の電子線を用いる電子線回折（ナノビーム電子線回折ともいう。）を行うと、ダイレクトスポットを中心とするリング状の領域内に複数のスポットが観測される電子線回折パターンが取得される場合がある。
［ａ−ｌｉｋｅ ＯＳ］
ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ−ＯＳと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する酸化物半導体である。ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、鬆又は低密度領域を有する。即ち、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ−ＯＳ及びＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、結晶性が低い。また、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ−ＯＳ及びＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、膜中の水素濃度が高い。
＜＜酸化物半導体の構成＞＞
次に、上述のＣＡＣ−ＯＳの詳細について、説明を行う。なお、ＣＡＣ−ＯＳは材料構成に関する。
［ＣＡＣ−ＯＳ］
ＣＡＣ−ＯＳとは、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３ｎｍ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、一つまたは複数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３ｎｍ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。
さらに、ＣＡＣ−ＯＳとは、第１の領域と、第２の領域と、に材料が分離することでモザイク状となり、当該第１の領域が、膜中に分布した構成（以下、クラウド状ともいう。）である。つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、当該第１の領域と、当該第２の領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物である。
ここで、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳを構成する金属元素に対するＩｎ、Ｇａ、およびＺｎの原子数比のそれぞれを、［Ｉｎ］、［Ｇａ］、および［Ｚｎ］と表記する。例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳにおいて、第１の領域は、［Ｉｎ］が、ＣＡＣ−ＯＳ膜の組成における［Ｉｎ］よりも大きい領域である。また、第２の領域は、［Ｇａ］が、ＣＡＣ−ＯＳ膜の組成における［Ｇａ］よりも大きい領域である。または、例えば、第１の領域は、［Ｉｎ］が、第２の領域における［Ｉｎ］よりも大きく、且つ、［Ｇａ］が、第２の領域における［Ｇａ］よりも小さい領域である。また、第２の領域は、［Ｇａ］が、第１の領域における［Ｇａ］よりも大きく、且つ、［Ｉｎ］が、第１の領域における［Ｉｎ］よりも小さい領域である。
具体的には、上記第１の領域は、インジウム酸化物、インジウム亜鉛酸化物などが主成分である領域である。また、上記第２の領域は、ガリウム酸化物、ガリウム亜鉛酸化物などが主成分である領域である。つまり、上記第１の領域を、Ｉｎを主成分とする領域と言い換えることができる。また、上記第２の領域を、Ｇａを主成分とする領域と言い換えることができる。
なお、上記第１の領域と、上記第２の領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。
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、Ｉｎを主成分とする領域（第１の領域）と、Ｇａを主成分とする領域（第２の領域）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をトランジスタに用いる場合、第１の領域に起因する導電性と、第２の領域に起因する絶縁性とが、相補的に作用することにより、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ−ＯＳに付与することができる。つまり、ＣＡＣ−ＯＳとは、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。導電性の機能と絶縁性の機能と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。よって、ＣＡＣ−ＯＳをトランジスタに用いることで、高いオン電流（Ｉｏｎ）、高い電界効果移動度（μ）、および良好なスイッチング動作を実現することができる。
酸化物半導体は、多様な構造をとり、それぞれが異なる特性を有する。本発明の一態様の酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体、多結晶酸化物半導体、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳ、ＣＡＣ−ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ、ＣＡＡＣ−ＯＳのうち、二種以上を有していてもよい。
＜酸化物半導体を有するトランジスタ＞
続いて、上記酸化物半導体をトランジスタに用いる場合について説明する。
上記酸化物半導体をトランジスタに用いることで、高い電界効果移動度のトランジスタを実現することができる。また、信頼性の高いトランジスタを実現することができる。
トランジスタには、キャリア濃度の低い酸化物半導体を用いることが好ましい。例えば、酸化物半導体のキャリア濃度は１×１０１７ｃｍ−３以下、好ましくは１×１０１５ｃｍ−３以下、さらに好ましくは１×１０１３ｃｍ−３以下、より好ましくは１×１０１１ｃｍ−３以下、さらに好ましくは１×１０１０ｃｍ−３未満であり、１×１０−９ｃｍ−３以上である。なお、酸化物半導体膜のキャリア濃度を低くする場合においては、酸化物半導体膜中の不純物濃度を低くし、欠陥準位密度を低くすればよい。本明細書等において、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低いことを高純度真性又は実質的に高純度真性と言う。なお、キャリア濃度の低い酸化物半導体を、高純度真性又は実質的に高純度真性な酸化物半導体と呼ぶ場合がある。
また、高純度真性又は実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度も低くなる場合がある。
また、酸化物半導体のトラップ準位に捕獲された電荷は、消失するまでに要する時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、トラップ準位密度の高い酸化物半導体にチャネル形成領域が形成されるトランジスタは、電気特性が不安定となる場合がある。
従って、トランジスタの電気特性を安定にするためには、酸化物半導体中の不純物濃度を低減することが有効である。また、酸化物半導体中の不純物濃度を低減するためには、近接する膜中の不純物濃度も低減することが好ましい。不純物としては、水素、窒素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、鉄、ニッケル、シリコン等がある。
＜不純物＞
ここで、酸化物半導体中における各不純物の影響について説明する。
酸化物半導体において、第１４族元素の一つであるシリコンや炭素が含まれると、酸化物半導体において欠陥準位が形成される。このため、酸化物半導体におけるシリコンや炭素の濃度と、酸化物半導体との界面近傍のシリコンや炭素の濃度（二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により得られる濃度）を、２×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。
また、酸化物半導体にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が含まれると、欠陥準位を形成し、キャリアを生成する場合がある。従って、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、ＳＩＭＳにより得られる酸化物半導体中のアルカリ金属又はアルカリ土類金属の濃度を、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。
また、酸化物半導体において、窒素が含まれると、キャリアである電子が生じ、キャリア濃度が増加し、ｎ型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体を半導体に用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。または、酸化物半導体において、窒素が含まれると、トラップ準位が形成される場合がある。この結果、トランジスタの電気特性が不安定となる場合がある。このため、ＳＩＭＳにより得られる酸化物半導体中の窒素濃度を、５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、より好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、さらに好ましくは５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。
また、酸化物半導体に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になるため、酸素欠損を形成する場合がある。該酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸素と結合して、キャリアである電子を生成することがある。従って、水素が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、酸化物半導体中の水素はできる限り低減されていることが好ましい。具体的には、酸化物半導体において、ＳＩＭＳにより得られる水素濃度を、１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、より好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、さらに好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満にする。
不純物が十分に低減された酸化物半導体をトランジスタのチャネル形成領域に用いることで、安定した電気特性を付与することができる。
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１１）
本実施の形態では、本発明の一態様の機能パネルを備える電子機器の構成例について説明する。
図２４（Ａ）に、メガネ型の電子機器５７００の斜視図を示す。電子機器５７００は、一対の表示パネル５７０１、一対の筐体５７０２、一対の光学部材５７０３、一対の装着部５７０４、フレーム５７０７、鼻パッド５７０８等を有する。
電子機器５７００は、光学部材５７０３の表示領域５７０６に、表示パネル５７０１で表示した画像を投影することができる。また、光学部材５７０３は透光性を有するため、ユーザーは光学部材５７０３を通して視認される透過像に重ねて、表示領域５７０６に表示された画像を見ることができる。したがって電子機器５７００は、ＡＲ表示が可能な電子機器である。
また一方または双方の筐体５７０２には、前方を撮像することのできるカメラが設けられていてもよい。また、筐体５７０２は無線通信機を有していてもよく、当該無線通信機により筐体５７０２に映像信号等を供給することができる。なお、無線通信機に代えて、または無線通信機に加えて、映像信号や電源電位が供給されるケーブルを接続可能なコネクタを備えていてもよい。また、筐体５７０２に、ジャイロセンサなどの加速度センサを備えることで、ユーザーの頭部の向きを検知して、その向きに応じた画像を表示領域５７０６に表示することもできる。
また一方または双方の筐体５７０２には、プロセッサが設けられていてもよい。プロセッサは、カメラ、無線通信機、一対の表示パネル５７０１等、電子機器５７００が有する各種コンポーネントを制御する機能や、画像を生成する機能等を有している。プロセッサは、ＡＲ表示のための合成画像を生成する機能を有していてもよい。
また、無線通信機によって、外部の機器とデータの通信を行うことができる。例えば外部から送信されるデータをプロセッサに出力し、プロセッサは、当該データに基づいて、ＡＲ表示のための画像データを生成することもできる。外部から送信されるデータの例としては、画像データのほか、生体センサ装置などから送信される生体情報を含むデータなどが挙げられる。
続いて、図２４（Ｂ）を用いて、電子機器５７００の表示領域５７０６への画像の投影方法について説明する。筐体５７０２の内部には、表示パネル５７０１が設けられている。また、光学部材５７０３には、反射板５７１２が設けられ、光学部材５７０３の表示領域５７０６に相当する部分には、ハーフミラーとして機能する反射面５７１３が設けられる。
表示パネル５７０１から発せられた光５７１５は、反射板５７１２により光学部材５７０３側へ反射される。光学部材５７０３の内部において、光５７１５は光学部材５７０３の端面で全反射を繰り返し、反射面５７１３に到達することで、反射面５７１３に画像が投影される。これにより、ユーザーは、反射面５７１３に反射された光５７１５と、光学部材５７０３（反射面５７１３を含む）を透過した透過光５７１６の両方を視認することができる。
図２４では、反射板５７１２及び反射面５７１３がそれぞれ曲面を有する例を示している。これにより、これらが平面である場合に比べて、光学設計の自由度を高めることができ、光学部材５７０３の厚さを薄くすることができる。なお、反射板５７１２及び反射面５７１３を平面としてもよい。
反射板５７１２としては、鏡面を有する部材を用いることができ、反射率が高いことが好ましい。また、反射面５７１３としては、金属膜の反射を利用したハーフミラーを用いてもよいが、全反射を利用したプリズムなどを用いると、透過光５７１６の透過率を高めることができる。
ここで、筐体５７０２は、表示パネル５７０１と反射板５７１２との間に、レンズを有していてもよい。このとき、筐体５７０２は、レンズと表示パネル５７０１との距離や、これらの角度を調整する機構を有していることが好ましい。これにより、ピントの調整や、画像の拡大、縮小などを行うことが可能となる。例えば、レンズまたは表示パネル５７０１の一方または両方が、光軸方向に移動可能な構成とすればよい。
また筐体５７０２は、反射板５７１２の角度を調整可能な機構を有していることが好ましい。反射板５７１２の角度を変えることで、画像が表示される表示領域５７０６の位置を変えることが可能となる。これにより、ユーザーの目の位置に応じて最適な位置に表示領域５７０６を配置することが可能となる。
また、筐体５７０２にはバッテリー５７１７及び無線給電モジュール５７１８が設けられていることが好ましい。バッテリー５７１７を有することで、電子機器５７００に別途バッテリーを接続することなく、使用することができるため、利便性を高めることができる。また、無線給電モジュール５７１８を有することで、無線によって充電することができるため、利便性や意匠性を高めることができる。さらに、コネクタ等により有線で充電する場合に比べて、接点不良などの故障のリスクを低減でき、電子機器５７００の信頼性を高めることができる。
筐体５７０２には、タッチセンサモジュール５７１９が設けられている。タッチセンサモジュール５７１９は、筐体５７０２の外側の面がタッチされることを検出する機能を有する。図２４（Ｂ）では、筐体５７０２の外側の面を指５７２０で触れる様子を示している。タッチセンサモジュール５７１９により、ユーザーのタップ操作やスライド操作などを検出し、様々な処理を実行することができる。例えば、タップ操作によって動画の一時停止や再開などの処理を実行することや、スライド操作により、早送りや早戻しの処理を実行することなどが可能となる。また、２つの筐体５７０２のそれぞれにタッチセンサモジュール５７１９を設けることで、操作の幅を広げることができる。
タッチセンサモジュール５７１９としては、様々なタッチセンサを適用することができる。例えば、静電容量方式、抵抗膜方式、赤外線方式、電磁誘導方式、表面弾性波方式、光学方式等、種々の方式を採用することができる。特に、静電容量方式または光学方式のセンサを、タッチセンサモジュール５７１９に適用することが好ましい。
光学方式のタッチセンサを用いる場合には、受光素子として、光電変換素子を用いることができる。光電変換素子としては、活性層に無機半導体を用いたもの、または有機半導体を用いたもの、などがある。
表示パネル５７０１には、本発明の一態様の表示装置、または機能パネルを適用することができる。したがって極めて精細度の高い表示が可能な電子機器５７００とすることができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
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、図または文章に開示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。
ＡＮＯ 導電膜
ＣＣ 色変換層
Ｃ２１ 容量
Ｃ２２ 容量
ＧＣＬＫ 信号
Ｇ１ 導電膜
Ｇ２ 導電膜
ＭＤ トランジスタ
ＭＤ２ トランジスタ
Ｍ２１ トランジスタ
Ｎ２１ ノード
Ｎ２２ ノード
ＰＷＣ１ 信号
ＰＷＣ２ 信号
Ｓ１ｇ 導電膜
Ｓ２ｇ 導電膜
ＳＷ２１ スイッチ
ＳＷ２２ スイッチ
ＳＷ２３ スイッチ
ＶＣＯＭ２ 導電膜
ＦＰＣ１ フレキシブルプリント基板
１０４ 導電膜
１０６ 絶縁膜
１０８ 半導体膜
１０８Ａ 領域
１０８Ｂ 領域
１０８Ｃ 領域
１１２Ａ 導電膜
１１２Ｂ 導電膜
２００ 情報処理装置
２１０ 演算装置
２１１ 演算部
２１２ 記憶部
２１３ 人工知能部
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 領域
２３３ タイミングコントローラ
２３４ 伸張回路
２３５ 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
３００ トランジスタ
３０５ 導電体
３０５ａ 導電体
３０５ｂ 導電体
３０５ｃ 導電体
３１２ 絶縁体
３１４ 絶縁体
３１６ 絶縁体
３２２ 絶縁体
３２４ 絶縁体
３３０ 酸化物
３３０ａ 酸化物
３３０ｂ 酸化物
３４０ 導電体
３４０ａ 導電体
３４０ｂ 導電体
３４１ 絶縁体
３４１ａ 絶縁体
３４１ｂ 絶縁体
３４２ 導電体
３４２ａ 導電体
３４２ｂ 導電体
３４３ 酸化物
３４３ａ 酸化物
３４３ｂ 酸化物
３４６ 導電体
３４６ａ 導電体
３４６ｂ 導電体
３５０ 絶縁体
３５０ａ 絶縁体
３５０ｂ 絶縁体
３６０ 導電体
３６０ａ 導電体
３６０ｂ 導電体
３７１ 絶縁体
３７１ａ 絶縁体
３７１ｂ 絶縁体
３７５ 絶縁体
３８０ 絶縁体
３８２ 絶縁体
３８３ 絶縁体
３８５ 絶縁体
５０１ 絶縁膜
５０１Ａ 絶縁膜
５０１Ｂ 絶縁膜
５０１Ｃ 絶縁膜
５０１Ｄ 絶縁膜
５０４ 導電膜
５０５ 封止材
５０６ 絶縁膜
５０７Ａ 導電膜
５０７Ｂ 導電膜
５０８ 半導体膜
５０８Ａ 領域
５０８Ｂ 領域
５０８Ｃ 領域
５１０ 基材
５１２Ａ 導電膜
５１２Ｂ 導電膜
５１６ 絶縁膜
５１８ 絶縁膜
５１９Ｂ 端子
５１９ｇａ 接点
５１９ｇｂ 接点
５２０ 機能層
５２０Ｂ 機能層
５２１ 絶縁膜
５２１Ｂ 絶縁膜
５２１Ｃ 絶縁膜
５２１Ｄ 絶縁膜
５２４ 導電膜
５３０Ｇ 画素回路
５５０Ｂ 素子
５５０Ｇ 素子
５５１ 電極
５５１Ｇ 電極
５５２ 電極
５５３ 層
５５３ＥＭ 発光層
５５３Ｎ 層
５５３Ｐ 層
５９１Ｇ 開口部
７００ 機能パネル
７００ＴＰ 機能パネル
７０２Ｂ 画素
７０２Ｇ 画素
７０２Ｒ 画素
７０３ 画素
７０５ 封止材
７７０ 基材
７７０Ｐ 機能膜
８０２ 検知器
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
５７００ 電子機器
５７０１ 表示パネル
５７０２ 筐体
５７０３ 光学部材
５７０４ 装着部
５７０６ 表示領域
５７０７ フレーム
５７０８ 鼻パッド
５７１２ 反射板
５７１３ 反射面
５７１５ 光
５７１６ 透過光
５７１７ バッテリー
５７１８ 無線給電モジュール
５７１９ タッチセンサモジュール
５７２０ 指

Claims (12)

  1. 第１の画素を有し、
    前記第１の画素は、第１の素子、色変換層および第１の機能層を備え、
    前記第１の素子は、前記色変換層との間に前記第１の機能層を挟み、
    前記第１の素子は、光を射出する機能を備え、
    前記第１の素子は、窒化ガリウムを含み、
    前記色変換層は、前記第１の素子が射出する光の色を、異なる色に変換する機能を備え、
    前記第１の機能層は、第１の絶縁膜および画素回路を備え、
    前記第１の絶縁膜は、前記画素回路および前記第１の素子の間に挟まれる領域を備え、
    前記第１の絶縁膜は、開口部を備え、
    前記画素回路は、第１のトランジスタを備え、
    前記第１のトランジスタは、第１の酸化物半導体膜を含み、
    前記第１のトランジスタは、前記開口部において、前記第１の素子と電気的に接続される、機能パネル。
  2. 第１の画素を有し、
    前記第１の画素は、第１の素子および第１の機能層を備え、
    前記第１の素子は、光を射出する機能を備え、
    前記第１の素子は、第１の電極、第２の電極および発光性の材料を含む層を備え、
    前記発光性の材料を含む層は、前記第１の電極および前記第２の電極の間に挟まれる領域を備え、
    前記発光性の材料を含む層は、窒化ガリウムを含み、
    前記第１の機能層は、第１の絶縁膜および画素回路を備え、
    前記第１の絶縁膜は、前記画素回路および前記第１の素子の間に挟まれる領域を備え、
    前記第１の絶縁膜は、開口部を備え、
    前記画素回路は、第１のトランジスタを備え、
    前記第１のトランジスタは、第１の酸化物半導体膜を含み、
    前記第１のトランジスタは、前記開口部において、前記第１の電極と電気的に接続される、機能パネル。
  3. 前記第１の絶縁膜は、第２の絶縁膜および第３の絶縁膜を含み、
    前記第２の絶縁膜は、前記第１のトランジスタとの間に、前記第３の絶縁膜を挟む領域を備え、
    前記第２の絶縁膜は、シリコンおよび酸素を含み、
    前記第３の絶縁膜は、シリコンおよび窒素を含む、請求項２に記載の機能パネル。
  4. 一組の画素を有し、
    前記一組の画素は、前記第１の画素および第２の画素を備え、
    前記第２の画素は、第２の素子を備え、
    前記第１の絶縁膜は、第４の絶縁膜を備え、
    前記第４の絶縁膜は、前記第２の素子を前記第１の素子から分離する機能を備える、請求項２または請求項３に記載の機能パネル。
  5. 第１の駆動回路を有し、
    前記第１の機能層は、前記第１の駆動回路を含み、
    前記第１の駆動回路は、第２のトランジスタを含み、
    前記第２のトランジスタは、第２の酸化物半導体膜を備え、
    前記第２の酸化物半導体膜は、前記第１の酸化物半導体膜に含まれる元素を含む、請求項２乃至請求項４のいずれか一に記載の機能パネル。
  6. 第２の機能層を有し、
    前記第２の機能層は、第１の接点、第２の駆動回路および第５の絶縁膜を備え、
    前記第１の接点は、前記第２の駆動回路と電気的に接続され、
    前記第２の駆動回路は、第３のトランジスタを含み、
    前記第３のトランジスタは、１４族の元素を含む半導体を備え、
    前記第１の機能層は、第６の絶縁膜および第２の接点を備え、
    前記第６の絶縁膜は、前記第５の絶縁膜および前記第４の絶縁膜の間に挟まれる領域を備え、
    前記第６の絶縁膜は、前記第５の絶縁膜と接合する領域を備え、
    前記第２の接点は、前記第１の接点と電気的に接続され、
    前記第２の接点は、前記画素回路と電気的に接続される、請求項２乃至請求項５のいずれか一に記載の機能パネル。
  7. 前記第２の画素は、前記第２の素子が射出する光を表示する機能を備え、
    前記第２の素子は、前記第１の素子が射出する光の色と同じ色の光を射出する機能を備え、
    前記第１の画素は、色変換層を備え、
    前記色変換層は、前記第１の素子が射出する光の色を、異なる色に変換する機能を備える、請求項４または請求項６に記載の機能パネル。
  8. 領域を有し、
    前記領域は、一群の一組の画素および他の一群の一組の画素を備え、
    前記一群の一組の画素は、行方向に配設され、
    前記一群の一組の画素は、前記一組の画素を含み、
    前記一群の一組の画素は、第１の導電膜と電気的に接続され、
    他の一群の一組の画素は、前記行方向と交差する列方向に配設され、
    他の一群の一組の画素は、前記一組の画素を含み、
    他の一群の一組の画素は、第２の導電膜と電気的に接続される、請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載の機能パネル。
  9. 制御部と、
    請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載の機能パネルと、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、前記制御情報に基づいて制御信号を生成し、
    前記制御部は、前記情報および前記制御信号を供給し、
    前記機能パネルは、前記情報および前記制御信号を供給され、
    前記一組の画素は、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７のいずれか一に記載の機能パネルを備え、
    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、前記一組の画素と重なる領域を備える入出力装置。
  11. 演算装置と、入出力装置と、を有し、
    前記演算装置は、入力情報または検知情報を供給され、
    前記演算装置は、入力情報または検知情報に基づいて、制御情報および画像情報を生成し、
    前記演算装置は、前記制御情報および前記画像情報を供給し、
    前記入出力装置は、前記入力情報および前記検知情報を供給し、
    前記入出力装置は、前記制御情報および前記画像情報を供給され、
    前記入出力装置は、表示部、入力部および検知部を備え、
    前記表示部は、請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載の機能パネルを備え、
    前記表示部は、前記制御情報に基づいて、前記画像情報を表示し、
    前記入力部は、前記入力情報を生成し、
    前記検知部は、前記検知情報を生成する、情報処理装置。
  12. 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７のいずれか一に記載の機能パネルと、を含む、情報処理装置。
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