JP2021121925A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】利便性または信頼性に優れた新規なタッチパネルを提供する。また、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。また、新規なタッチパネル、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。【解決手段】第１の導電膜および第２の導電膜を備える検知素子と、液晶材料を含む層および液晶材料を含む層に含まれる液晶材料の配向を制御する電界を、第１の導電膜との間に印加することができるように配置された第３の導電膜を備える表示素子と、を含む構成に想到した。【選択図】図１

Description

本発明の一態様は、タッチパネル、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。

光学式のタッチパネルの一例としては、情報を表示することができる複数の表示画素と、
その間に延在する光電変換素子と、を含んで構成される撮像パネルが知られている（特許
文献１）。

光学式の他にも、位置入力手段としてタッチセンサを搭載した表示装置（または表示モジ
ュール）が実用化されている。タッチセンサを搭載した表示装置（または表示モジュール
）は、タッチパネル、またはタッチスクリーンなどと呼ばれている場合がある（以下、こ
れを単に「タッチパネル」とも呼ぶ場合がある）。なお、表示装置を有しておらず、タッ
チセンサのみで構成されている部材に対して、そのような部材のことをタッチパネルと呼
ぶ場合もある。または、タッチセンサを搭載した表示装置は、タッチセンサ付表示装置、
表示装置付タッチパネル、または、表示モジュール、などとも呼ばれる場合がある。また
、表示装置の内部にタッチセンサが組み込まれている場合には、インセル型タッチセンサ
（またはインセル型タッチセンサ付表示装置）、または、オンセル型タッチセンサ（また
はオンセル型タッチセンサ付表示装置）などとも呼ばれる場合がある。インセル型タッチ
センサは、例えば、液晶素子で用いられる電極をタッチセンサ用の電極としても用いてい
るものである。一方、オンセル型タッチセンサは、例えば、対向基板の上側（表示素子が
設けられていない面側）に、タッチセンサ用の電極が形成されているものである。例えば
、これらのタッチパネルなどを備える携帯情報端末としては、スマートフォン、タブレッ
ト端末などがある。（特許文献２及び特許文献３）。

特開２０１５−５２８０号公報 特開２０１１−１９７６８５号公報 特開２００９−２４４９５８号公報

本発明の一態様は、利便性または信頼性に優れた新規なタッチ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、新規なタッチパネル、新規な情報処理装置、新規な表示装置
、新規な発光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、基材と、表示素子と、検知素子と、を有するタッチパネルであ
る。そして、基材は透光性を備え、表示素子は基材と重なる領域を備え、検知素子は表示
素子と基材の間に配設される。

また、表示素子は基材がある側に表示をする機能を備え、検知素子は、基材がある側に近
接または接触するものを検知する機能を備える。

また、検知素子は、第１の導電膜と、第１の導電膜および基材の間に第２の導電膜と、第
１の導電膜および第２の導電膜の間に絶縁膜と、を備える。

（２）また、本発明の一態様は、上記の表示素子が、液晶材料を含む層と、第３の導電膜
と、を備えるタッチパネルである。そして、第３の導電膜は、液晶材料を含む層に含まれ
る液晶材料の配向を制御する電界を、第１の導電膜との間に印加することができるように
配設される。

上記本発明の一態様のタッチパネルは、第１の導電膜および第２の導電膜を備える検知素
子と、液晶材料を含む層および液晶材料を含む層に含まれる液晶材料の配向を制御する電
界を、第１の導電膜との間に印加することができるように配置された第３の導電膜を備え
る表示素子と、を含んで構成される。これにより、検知素子が備える導電膜を、表示素子
に用いることができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規なタッチパネルを提
供することができる。

（３）また、本発明の一態様は、トランジスタを有する上記のタッチパネルである。そし
て、第３の導電膜は、トランジスタのソース電極またはドレイン電極と電気的に接続され
る。

（４）また、本発明の一態様は、上記トランジスタが半導体膜を備え、絶縁膜は、液晶材
料を含む層および半導体膜の間に挟まれる領域を備えるタッチパネルである。

（５）また、本発明の一態様は、走査線と、信号線と、を有する上記のタッチパネルであ
る。そして、走査線は、トランジスタのゲート電極と電気的に接続され、信号線は、トラ
ンジスタのソース電極またはドレイン電極と電気的に接続される。

また、走査線と電気的に接続される複数のトランジスタと、信号線と電気的に接続される
複数のトランジスタと、を有する。そして、第１の導電膜または第２の導電膜は、走査線
または信号線と重なる開口部を備える。

上記本発明の一態様のタッチパネルは、トランジスタと電気的に接続される走査線と、ト
ランジスタと電気的に接続される信号線と、を有し、走査線または信号線と重なる開口部
を備える第１の導電膜または第２の導電膜を含んで構成される。これにより、第１の導電
膜または第２の導電膜の、走査線または信号線が重なる領域の面積を小さくし、走査線ま
たは信号線に寄生する容量を小さくすることができる。その結果、利便性または信頼性に
優れた新規なタッチ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、トランジスタの半導体膜が、インジウム、ガリウム、亜
鉛および酸素を含む、上記のタッチパネルである。

（７）また、本発明の一態様は、検知素子の第２の導電膜が、インジウム、ガリウム、亜
鉛および酸素を含む、上記のタッチパネルである。

上記本発明の一態様のタッチパネルは、インジウム、ガリウム、亜鉛および酸素を含む半
導体膜を備えるトランジスタと、インジウム、ガリウム、亜鉛および酸素を含む第２の導
電膜を備える検知素子と、を含んで構成される。これにより、インジウム、ガリウム、亜
鉛および酸素を含む膜を、同一の工程で形成することができる。また、同一の工程で形成
されたインジウム、ガリウム、亜鉛および酸素を含む膜を、半導体膜または第２の導電膜
に用いることができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規なタッチパネルを提
供することができる。

（８）また、本発明の一態様は、演算装置と、上記のタッチパネルと、を有する情報処理
装置である。そして、演算装置は位置情報を供給され、画像情報および制御情報を供給す
る機能を備え、タッチパネルは、位置情報を供給する機能を備え、画像情報および制御情
報を供給される機能を備える。

また、タッチパネルは、画像情報を表示する表示部および位置情報を供給する入力部を備
える。入力部は、ポインタの位置を検知して、位置に基づいて決定された位置情報を供給
する機能を備える。

また、演算装置は、位置情報に基づいてポインタの移動速度を決定する機能を備える。演
算装置は、画像情報のコントラストまたは明るさをポインタの移動速度に基づいて決定す
る機能を備える。

上記本発明の一態様の情報処理装置は、位置情報を供給し、画像情報を供給されるタッチ
パネルと、位置情報を供給され、画像情報を供給する演算装置と、を含んで構成され、演
算装置はポインタの移動速度に基づいて画像情報のコントラストまたは明るさを決定する
。これにより、画像情報の表示位置を移動する際に、使用者の目に与える負担を軽減する
ことができ、使用者の目にやさしい表示をすることができる。その結果、利便性または信
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タッチパネルを提供できる
。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できる。または、新規
なタッチパネル、新規な情報処理装置または新規な半導体装置を提供できる。

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

実施の形態に係るタッチパネルの構成を説明する図。 実施の形態に係る検知素子の構成を説明する図。 実施の形態に係る検知素子の構成を説明する図。 実施の形態に係るタッチパネルの構成を説明する図。 実施の形態に係るタッチパネルの構成を説明する図。 実施の形態に係るタッチパネルの構成を説明する図。 実施の形態に係るタッチパネルの構成を説明する図。 実施の形態に係るタッチパネルの構成を説明する図。 実施の形態に係るタッチパネルの駆動方法を説明するフロー図。 実施の形態に係るタッチパネルの駆動方法を説明するタイミングチャート。 実施の形態に係るトランジスタの構成を説明する図。 実施の形態に係るトランジスタ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。 実施の形態に係る表示部の構成を説明するブロック図。 実施の形態に係るプログラムを説明するフローチャート。 実施の形態に係る画像情報を説明する模式図。 実施の形態に係る半導体装置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ＣＰＵの構成を説明するブロック図。 実施の形態に係る記憶素子の構成を説明する回路図。 実施の形態に係る電子機器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。 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。 実施の形態に係るタッチパネルの構成を説明する図。

本発明の一態様のタッチパネルは、第１の導電膜および第２の導電膜を備える検知素子と
、液晶材料を含む層および液晶材料を含む層に含まれる液晶材料の配向を制御する電界を
、第１の導電膜との間に印加することができるように配置された第３の導電膜を備える表
示素子と、を含んで構成される。

これにより、検知素子が備える導電膜を、表示素子に用いることができる。その結果、利
便性または信頼性に優れた新規なタッチ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、本発明の一態様のタッチパネルの構成について、図１乃至図５を参照
しながら説明する。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。

図１は本発明の一態様のタッチパネル７００の構成を説明する図である。図１（Ａ）は本
発明の一態様のタッチパネル７００の構成を説明するブロック図であり、図１（Ｂ）は図
１（Ａ）に示す検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）および検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）と重なる画素７０２（
ｉ，ｊ）の配置を説明する模式図である。

図２は図１に示す本発明の一態様のタッチパネル７００の検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）の構成を
説明する図である。図２（Ａ）は本発明の一態様の検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）の上面図であり
、図２（Ｂ）は図２（Ａ）に示す切断線Ｗ１−Ｗ２における検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）および
画素７０２（ｉ，ｊ）の断面図である。

図３は本発明の一態様のタッチパネル７００の検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）の構成を説明する図
である。図３（Ａ）は検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）の第２の導電膜Ｃ２（ｈ）の上面図であり、
図３（Ｂ）は検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）の第１の導電膜Ｃ１（ｇ）の上面図であり、図３（Ｃ
）は本発明の一態様のタッチパネル７００の第３の導電膜７５１の上面図である。

図４は本発明の一態様のタッチパネル７００の構成を説明する図である。図４（Ａ）は本
発明の一態様のタッチパネル７００の下面図であり、図４（Ｂ）は本発明の一態様のタッ
チパネル７００の画素７０２（ｉ，ｊ）の下面図である。

図５は本発明の一態様のタッチパネル７００の構成を説明する図である。図５（Ａ）は図
４（Ａ）に示す切断線Ｘ１−Ｘ２、Ｘ３−Ｘ４、Ｘ５−Ｘ６における本発明の一態様のタ
ッチパネル７００の断面図である。また、図５（Ｂ）は図５（Ａ）に示すトランジスタＭ
Ｄの詳細を説明する断面図であり、図５（Ｃ）は図５（Ａ）に示すトランジスタＭＡの詳
細を説明する断面図である。また、図５（Ｄ）は図５（Ａ）に示す一部の構成の変形例を
説明する断面図である。

＜タッチパネル７００の構成例＞
本実施の形態で説明するタッチパネル７００は、基材７１０と、画素７０２（ｉ，ｊ）と
、表示素子７５０と、検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）と、を有する（図５参照）。

基材７１０は透光性を備え、表示素子７５０は基材７１０と重なる領域を備え、検知素子
Ｃ（ｇ，ｈ）は、表示素子７５０と基材７１０の間に配設される。

画素７０２（ｉ，ｊ）は、表示素子７５０を備える。

表示素子７５０は、基材７１０がある側に表示をする機能を備える。例えば、基材７７０
から基材７１０に向かう光を射出するように、基材７７０側にバックライトを配置して、
表示をすることができる（図２（Ｂ）参照）。

検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）は、基材７１０がある側に近接または接触するものを検知する機能
を備える（図２（Ｂ）参照）。

検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）は、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）と、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）および基
材７１０の間に第２の導電膜Ｃ２（ｈ）と、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）および第２の導電膜
Ｃ２（ｈ）の間に絶縁膜７２１Ｂと、を備える。

また、タッチパネル７００の表示素子７５０は、液晶材料を含む層７５３と、液晶材料を
含む層７５３に含まれる液晶材料の配向を制御する電界を、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）との
間に印加することができるように配設された第３の導電膜７５１と、を備える。

本実施の形態で説明するタッチパネル７００は、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）および第２の導
電膜Ｃ２（ｈ）を備える検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）と、液晶材料を含む層７５３および液晶材
料を含む層７５３に含まれる液晶材料の配向を制御する電界を、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）
との間に印加することができるように配置された第３の導電膜７５１を備える表示素子７
５０と、を含んで構成される。これにより、検知素子が備える導電膜を、表示素子に用い
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タッチパネルを提供する
ことができる。

また、タッチパネル７００は、表示素子７５０と電気的に接続されるトランジスタＭＡを
有する。そして、第３の導電膜７５１は、トランジスタＭＡのソース電極またはドレイン
電極と電気的に接続される。

また、タッチパネル７００のトランジスタＭＡは、半導体膜７１８を備える。そして、絶
縁膜７２１Ｂは、液晶材料を含む層７５３および半導体膜７１８の間に挟まれる領域を備
える（図５（Ｃ）参照）。

また、タッチパネル７００は、トランジスタＭＡと電気的に接続される走査線Ｇ（ｉ）と
、トランジスタＭＡと電気的に接続される信号線Ｓ（ｊ）と、走査線Ｇ（ｉ）と電気的に
接続される複数のトランジスタと、信号線Ｓ（ｊ）と電気的に接続される複数のトランジ
スタと、を有する（図２（Ａ）参照）。具体的には、トランジスタＭＡのゲート電極とし
て機能する導電膜７０４は走査線Ｇ（ｉ）と電気的に接続され、ソース電極またはドレイ
ン電極として機能する導電膜７１２Ｂは信号線Ｓ（ｊ）と電気的に接続される（図５（Ｃ
）参照）。

第１の導電膜Ｃ１（ｇ）または第２の導電膜Ｃ２（ｈ）は、走査線Ｇ（ｉ）または信号線
Ｓ（ｊ）と重なる開口部を備える（図３（Ａ）または図３（Ｂ）参照）。

本実施の形態で説明するタッチパネル７００は、トランジスタＭＡと電気的に接続される
走査線Ｇ（ｉ）と、トランジスタと電気的に接続される信号線Ｓ（ｊ）と、を有し、走査
線Ｓ（ｊ）または信号線Ｇ（ｉ）と重なる開口部を備える第１の導電膜Ｃ１（ｇ）または
第２の導電膜Ｃ２（ｈ）を含んで構成される。これにより、第１の導電膜または第２の導
電膜の、走査線または信号線が重なる領域の面積を小さくし、走査線または信号線に寄生
する容量を小さくすることができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規なタッ
チパネルを提供することができる。

また、タッチパネル７００の半導体膜７１８は、インジウム、ガリウム、亜鉛および酸素
を含む。

また、タッチパネル７００の第２の導電膜Ｃ２（ｈ）は、インジウム、ガリウム、亜鉛お
よび酸素を含む。

本実施の形態で説明するタッチパネル７００は、インジウム、ガリウム、亜鉛および酸素
を含む半導体膜７１８を備えるトランジスタＭＡと、インジウム、ガリウム、亜鉛および
酸素を含む第２の導電膜Ｃ２（ｈ）を備える検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）と、を含んで構成され
る。これにより、インジウム、ガリウム、亜鉛および酸素を含む膜を、同一の工程で形成
することができる。また、同一の工程で形成されたインジウム、ガリウム、亜鉛および酸
素を含む膜を、半導体膜または第２の導電膜に用いることができる。その結果、利便性ま
たは信頼性に優れた新規なタッチパネルを提供することができる。

上記の構成のほか、タッチパネル７００は、駆動回路ＧＤまたは駆動回路ＳＤを有するこ
とができる（図１（Ａ）参照）。

駆動回路ＧＤは、走査線Ｇ（ｉ）と電気的に接続され、例えば選択信号を供給する機能を
備える。駆動回路ＳＤは、信号線Ｓ（ｊ）と電気的に接続され、例えば画像信号を供給す
る機能を備える。また、例えばトランジスタＭＤを駆動回路ＧＤに用いることができる。
トランジスタＭＡと同一の工程で形成することができる半導体膜をトランジスタＭＤに用
いることができる（図５参照）。

また、タッチパネル７００は、発振回路ＯＳＣまたは検知回路ＤＣを有することができる
（図１（Ａ）参照）。

発振回路ＯＳＣは、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）と電気的に接続され、例えば矩形波等を含む
駆動用信号を供給する機能を備える。また、検知回路ＤＣは、第２の導電膜Ｃ２（ｈ）と
電気的に接続され、例えば駆動用信号および入出力パネルに近接するものに遮られる電界
の大きさに基づいて変化する第２の導電膜Ｃ２（ｈ）の電位を検知して、検知信号を供給
する機能を備える。

また、タッチパネル７００は、ｐ個の第１の導電膜を有することができる（図１（Ａ）参
照）。また、ｑ個の第２の導電膜を有することができる。なお、ｐおよびｑは１以上の整
数であり、ｇは１以上ｐ以下の整数であり、ｈは１以上ｑ以下の整数である。

また、タッチパネル７００は、ｐ行ｑ列の行列状に検知素子を有することができる。なお
、検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）は、ｇ行目の第１の導電膜Ｃ１（ｇ）と、ｈ列目の第２の導電膜
Ｃ２（ｈ）を含む。

また、タッチパネル７００は、ｍ個の走査線を有することができる。また、ｎ個の信号線
を有することができる。なお、ｍおよびｎは１以上の整数であり、ｉは１以上ｍ以下の整
数であり、ｊは１以上ｎ以下の整数である。

また、タッチパネル７００は、ｍ行ｎ列の行列状に表示素子を有することができる。なお
、画素７０２（ｉ，ｊ）は、表示素子７５０を備える。また、画素７０２（ｉ，ｊ）は、
ｉ行目の走査線Ｇ（ｉ）と電気的に接続され、ｊ列目の信号線Ｓ（ｊ）と電気的に接続さ
れる。

また、タッチパネル７００は、検知素子に重なる領域を備える単数または複数の画素を有
することができる。例えば、検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）に重なる画素７０２（ｉ，ｊ）および
その他に画素を有することができる（図１（Ｂ）および図２（Ｂ）参照）。

また、タッチパネル７００は、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）に沿って配設される複数の走査線
を有することができる。例えば、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）に沿って配設される走査線Ｇ（
ｉ−１）および走査線Ｇ（ｉ）を有することができる（図２（Ａ）参照）。なお、第１の
導電膜Ｃ１（ｇ）に他の導電膜を電気的に接続してもよい。例えば、第１の導電膜Ｃ１（
ｇ）に導電膜７０４Ｓを接続してもよい（図５（Ｄ）参照）。これにより、電気抵抗を低
減することができる。

また、タッチパネル７００は、第２の導電膜に沿って配設される複数の信号線を有するこ
とができる。例えば、第２の導電膜Ｃ２（ｈ）に沿って配設される信号線Ｓ（ｊ）乃至信
号線Ｓ（ｊ＋９）を有することができる（図２（Ａ）参照）。

また、タッチパネル７００は、開口部を備える第１の導電膜Ｃ１（ｇ）を有することがで
きる。例えば、走査線Ｇ（ｉ−１）と重なる開口部および走査線Ｇ（ｉ）と重なる開口部
を備える導電膜を第１の導電膜Ｃ１（ｇ）に用いることができる（図３（Ｂ）参照）。

また、タッチパネル７００は、開口部を備える第２の導電膜を有することができる。例え
ば、信号線Ｓ（ｊ）と重なる開口部乃至信号線Ｓ（ｊ＋９）と重なる開口部を備える導電
膜を第２の導電膜Ｃ２（ｈ）に用いることができる（図３（Ａ）参照）。

また、タッチパネル７００は、液晶材料を含む層７５３の厚み方向と交差する方向に向か
う電界（横電界ともいう）を印加するように配設された第３の導電膜７５１を用いること
ができる。例えば、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）と重なる領域を備える櫛歯状の第３の導電膜
７５１を用いることができる（図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）参
照）。または、液晶材料を含む層７５３の厚み方向に向かう電界（縦電界ともいう）を印
加するように配設された第３の導電膜７５１を用いることができる。

以下に、本発明の一態様のタッチパネル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、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）は、検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）の一部であるとともに表示素
子７５０の一部でもある。

また、タッチパネル７００は、基材７１０と重なる領域を備える基材７７０と、基材７１
０および基材７７０を貼り合わせる機能を備える封止材７３０と、を有することができる
。これにより、例えば、基材７１０、基材７７０および封止材７３０に囲まれた領域に表
示素子７５０を配設することができる。

また、タッチパネル７００は、基材７１０および基材７７０の間に構造体ＫＢを有するこ
とができる。これにより、所定の間隔を基材７１０および基材７７０の間に設けることが
できる。

また、タッチパネル７００は、表示素子７５０と重なる領域を備える着色膜ＣＦを有する
ことができる。また、表示素子７５０と重なる領域に開口部を備える遮光膜ＢＭを有する
ことができる。

また、タッチパネル７００は、着色膜ＣＦおよび液晶材料を含む層７５３の間に絶縁膜７
７１を有することができる。また、遮光膜ＢＭおよび液晶材料を含む層７５３の間に絶縁
膜７７１を有することができる。これにより、着色膜ＣＦの厚さに由来して生じる凹凸を
平坦にすること、または、着色膜ＣＦまたは遮光膜ＢＭから液晶材料を含む層７５３への
不純物の拡散を抑制できる。

また、タッチパネル７００は、液晶材料を含む層７５３および基材７１０の間に配向膜Ａ
Ｆ１を有することができる。また、液晶材料を含む層７５３および基材７７０の間に配向
膜ＡＦ２を有することができる。

また、タッチパネル７００は、光学フィルム７１０Ｐまたは光学フィルム７７０Ｐを有す
ることができる。例えば、液晶材料を含む層７５３との間に基材７１０を挟むように、光
学フィルム７１０Ｐを配設することができる。または、液晶材料を含む層７５３との間に
基材７７０を挟むように、光学フィルム７７０Ｐを配設することができる。

例えば偏光板を光学フィルム７１０Ｐおよび光学フィルム７７０Ｐに用いることができる
。一方の偏光方向に対して他方の偏光方向が所定の方向になるように、偏光板を用いるこ
とができる。具体的には、２枚の直線偏光板をクロスニコルの関係になるように配置して
用いることができる。

また、タッチパネル７００は、トランジスタＭＤの半導体膜７１８と重なる領域を備える
導電膜７２４を有することができる。例えば、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）と同一の工程で形
成できる材料を導電膜７２４に用いることができる（図５（Ｂ）参照）。

また、タッチパネル７００は、トランジスタＭＡおよび基材７１０の間に絶縁膜７０１を
有することができる。また、液晶材料を含む層７５３および半導体膜７１８の間に絶縁膜
７２１Ｂまたは絶縁膜７２８を有することができる。また、絶縁膜７２１Ｂおよび半導体
膜７１８の間に絶縁膜７２１Ａを有することができる。

例えば、絶縁膜７０１は基材７１０からトランジスタＭＡへの不純物の拡散を抑制する機
能を備え、絶縁膜７２１Ｂまたは絶縁膜７２１Ａは、半導体膜７１８への不純物の拡散を
抑制する機能を備える。

例えば、絶縁膜７２８は、絶縁膜７２８と重なるトランジスタＭＡ等の構造に由来する段
差を平坦化する機能を備える。

また、タッチパネル７００は、導電膜７０４および半導体膜７１８の間に絶縁膜７０６を
有することができる。例えば、絶縁膜７０６はゲート絶縁膜の機能を備える。

また、タッチパネル７００は、表示素子７５０または検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）と電気的に接
続する配線７１１を有することができる。

また、タッチパネル７００は、配線７１１と電気的に接続する端子７１９を有することが
できる。例えば、フレキシブルプリント基板ＦＰＣを、導電部材ＡＣＦを用いて端子７１
９に電気的に接続できる。

《構成》
タッチパネル７００は、基材７１０、表示素子７５０または検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）を有す
る。

また、タッチパネル７００は、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）、第２の導電膜Ｃ２（ｈ）、絶縁
膜７２１Ｂ、液晶材料を含む層７５３または第３の導電膜７５１を備える。

また、タッチパネル７００は、トランジスタＭＡ、半導体膜７１８、走査線Ｇ（ｉ）また
は信号線Ｓ（ｊ）を備える。

また、タッチパネル７００は、発振回路ＯＳＣ、検知回路ＤＣ、駆動回路ＧＤまたは駆動
回路ＳＤを有することができる。

《基材７１０》
透光性を備える材料を基材７１０に用いることができる。

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７１０に用いることがで
きる。

例えば、第６世代（１５００ｍｍ×１８５０ｍｍ）、第７世代（１８７０ｍｍ×２２００
ｍｍ）、第８世代（２２００ｍｍ×２４００ｍｍ）、第９世代（２４００ｍｍ×２８００
ｍｍ）、第１０世代（２９５０ｍｍ×３４００ｍｍ）等の面積が大きなガラス基板を基材
７１０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７１０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基材７１０に用いること
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、石
英またはサファイア等を、基材７１０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窒化物膜等を含む材料を、基材７１０に用いることができる
。例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム等を含む
材料を、基材７１０に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７１０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７１０に用いることができる
。これにより、半導体素子を基材７１０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７１０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、ポリイミド、ポリ
カーボネートまたはアクリル樹脂等の樹脂フィルムまたは樹脂板を、基材７１０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を樹脂フィルム等に貼り合わせ
た複合材料を基材７１０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フィルムに分散した複合材料を、基材７１０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７１０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７１０に用いることができる
。例えば、基材と基材に含まれる不純物の拡散を防ぐ絶縁膜等が積層された材料を、基材
７１０に用いることができる。具体的には、ガラスとガラスに含まれる不純物の拡散を防
ぐ酸化シリコン層、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、基材７１０に用いることができる。または、樹脂と樹脂を透
過する不純物の拡散を防ぐ酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜等
が積層された材料を、基材７１０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、ポリイミド、ポリカーボネー
ト若しくはアクリル樹脂等の樹脂フィルム、樹脂板または積層体等を基材７１０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、ポリカーボネートまたはアクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂もしくは
シリコーンなどシロキサン結合を有する樹脂を含む材料を基材７１０に用いることができ
る。または、これらから選ばれた単数または複数の樹脂を含むフィルム、板または積層体
等を基材７１０に用いることができる。

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（ＰＥ
Ｎ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）またはアクリル等を基材７１０に用いることが
できる。

なお、トランジスタまたは容量素子等を基材７１０に直接形成する方法を用いることがで
きる。また、例えば作製工程中に加わる熱に耐熱性を有する工程用の基板にトランジスタ
または容量素子等を形成し、形成されたトランジスタまたは容量素子等を基材７１０に転
置する方法を用いることができる。

《基材７７０》
基材７１０に用いることができる材料から選択された材料を、基材７７０に用いることが
できる。

《導電膜７０４、導電膜７１２Ａ、導電膜７１２Ｂ、配線７１１、端子７１９》
導電性を備える材料を導電膜７０４、導電膜７１２Ａ、導電膜７１２Ｂ、配線７１１また
は端子７１９に用いることができる。

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導電膜
７０４、導電膜７１２Ａ、導電膜７１２Ｂ、配線７１１または端子７１９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、導電膜７０４、導電膜７１２Ａ、導電膜７１２Ｂ、配線７１１または端子７
１９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、導電膜７０４
、導電膜７１２Ａ、導電膜７１２Ｂ、配線７１１または端子７１９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
等を導電膜７０４、導電膜７１２Ａ、導電膜７１２Ｂ、配線７１１または端子７１９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、導電膜７０４、導電膜７１２Ａ、導
電膜７１２Ｂ、配線７１１または端子７１９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導電膜７０４、導電膜７１２Ａ、
導電膜７１２Ｂ、配線７１１または端子７１９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。

具体的には、導電性高分子を導電膜７０４、導電膜７１２Ａ、導電膜７１２Ｂ、配線７１
１または端子７１９に用いることができる。

《走査線Ｇ（ｉ）、信号線Ｓ（ｊ）》
導電性を備える材料を走査線Ｇ（ｉ）または信号線Ｓ（ｊ）に用いることができる。例え
ば、配線７１１に用いることができる材料を走査線Ｇ（ｉ）または信号線Ｓ（ｊ）に用い
ることができる。

《検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）》
検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）は、電界の大きさ、静電容量、照度、磁力、電波または圧力等を検
知して、検知した物理量に基づく信号を供給する機能を備える。

例えば、容量素子、光電変換素子、磁気検知素子、圧電素子または共振器等を検知素子Ｃ
（ｇ，ｈ）に用いることができる。

例えば、入出力パネルに近接するものに遮られる電界の大きさの変化に基づいて変化する
信号を供給する機能を備える検知素子を検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）に用いることができる。具
体的には、相互容量方式または自己容量方式を用いることができる。

例えば、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）および第２の導電膜Ｃ２（ｈ）を含む容量素子を検知素
子Ｃ（ｇ，ｈ）に用いることができる。

大気より大きな誘電率を備える指などのものが、大気中で第２の導電膜Ｃ２（ｈ）に近接
すると、指に遮られる電界の大きさが変化する。この電界の大きさの変化に基づいて信号
を供給することができる。

具体的には、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）に駆動用信号を供給し、駆動用信号および静電容量
に基づいて変化する第２の導電膜Ｃ２（ｈ）の電位を検知して、検知信号に用いることが
できる。

《第１の導電膜Ｃ１（ｇ）》
導電性を備える材料を第１の導電膜Ｃ１（ｇ）に用いることができる。例えば、配線７１
１に用いることができる材料を第１の導電膜Ｃ１（ｇ）に用いることができる。

具体的には、導電性および透光性を有する材料を第１の導電膜Ｃ１（ｇ）に用いることが
できる。例えば、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用いることができる。これにより
、表示素子７５０の表示を遮ることなく、均一な電界を供給できる。

《第２の導電膜Ｃ２（ｈ）》
導電性を備える材料を第２の導電膜Ｃ２（ｈ）に用いることができる。例えば、導電性お
よび透光性を有する材料を第２の導電膜Ｃ２（ｈ）に用いることができる。具体的には、
導電性酸化物または酸化物半導体を用いることができる。例えば、インジウム、ガリウム
、亜鉛および酸素を含む材料を用いることができる。

一例を挙げれば、酸化物半導体の抵抗率を制御する方法を用いて導電性が高められた、半
導体膜７１８と同一の工程で形成された酸化物半導体を、第２の導電膜Ｃ２（ｈ）に用い
ることができる。これにより、第２の導電膜Ｃ２（ｈ）を簡便な工程を用いて作製するこ
とができる。

なお、本実施の形態の最後で、酸化物半導体の抵抗率を制御する方法を詳細に説明する。

《絶縁膜７０１、絶縁膜７０６、絶縁膜７２１Ａ、絶縁膜７２１Ｂ、絶縁膜７２８、絶縁
膜７７１》
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７０１、絶縁膜７０６、絶縁膜７２１Ａ、絶縁膜７２１Ｂ、絶縁膜７
２８または絶縁膜７７１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７０１、絶縁膜７０６、絶縁膜７２１Ａ、絶縁膜
７２１Ｂ、絶縁膜７２８または絶縁膜７７１に用いることができる。例えば、酸化珪素膜
、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を
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、ポリイミド、ポリカーボネー
ト、ポリシロキサン若しくはアクリル樹脂等またはこれらから選択された複数の樹脂の積
層材料もしくは複合材料などを絶縁膜７２１Ａ、絶縁膜７２１Ｂ、絶縁膜７２８、絶縁膜
７７１に用いることができる。また、感光性を有する材料を用いて形成してもよい。

例えば、ポリイミド、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を絶縁膜７７１に用いることができ
る。

例えば、水素を含む絶縁膜を絶縁膜７２１Ｂに用いることができる。具体的には、酸化物
半導体に接して設けることにより、酸化物半導体の抵抗率を制御する方法に用いることが
できる材料を絶縁膜７２１Ｂに用いることができる。

一例を挙げれば、半導体膜７１８と同一の工程で形成された酸化物半導体に接して設ける
ことにより、水素を拡散させる材料を絶縁膜７２１Ｂに用いることができる。

なお、本実施の形態の最後で、酸化物半導体の抵抗率を制御する方法を詳細に説明する。

《表示素子７５０》
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に用い
ることができる。例えば、液晶素子と偏光板を組み合わせた構成またはシャッター方式の
ＭＥＭＳ表示素子等を用いることができる。

具体的には、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＴＮ（Ｔｗｉｓ
ｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉ
ｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃ
ｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉ
ｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ
Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕ
ｉｄ 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 Ｖｅ
ｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ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表示素子７５０に用いることができる。

例えば、液晶材料を含む層７５３、液晶材料の配向を制御する電界を印加できるように配
置された第１の導電膜Ｃ１（ｇ）および第３の導電膜７５１を表示素子７５０に用いるこ
とができる。

《液晶材料を含む層７５３》
例えば、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、強誘電性
液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。これらの液晶材料は、条件により、コレ
ステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示
す液晶材料を用いることができる。または、ブルー相を示す液晶材料を、液晶材料を含む
層７５３に用いることができる。

《第３の導電膜７５１》
導電性を備える材料を第３の導電膜７５１に用いることができる。

例えば、配線７１１に用いることができる材料を第３の導電膜７５１に用いることができ
る。具体的には、透光性を有する材料を第３の導電膜７５１に用いることができる。例え
ば、櫛歯状の形状を第３の導電膜７５１に用いることができる。

《トランジスタＭＡ》
例えば、ボトムゲート型またはトップゲート型等のトランジスタをトランジスタＭＡに用
いることができる。

一例を挙げれば、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と比較して、オ
フ状態におけるリーク電流が小さいトランジスタをトランジスタＭＡに用いることができ
る。具体的には、酸化物半導体を半導体膜７１８に用いたトランジスタをトランジスタＭ
Ａ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１
Ｈｚ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。

トランジスタＭＡは、半導体膜７１８および半導体膜７１８と重なる領域を備える導電膜
７０４を備える（図５（Ｂ）参照）。また、トランジスタＭＡは、導電膜７１２Ａおよび
導電膜７１２Ｂを備える。

なお、導電膜７０４はゲート電極の機能を備え、絶縁膜７０６はゲート絶縁膜の機能を備
える。また、導電膜７１２Ａ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７１２Ｂ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。

《半導体膜７１８》
例えば、４族の元素を含む半導体を半導体膜７１８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７１８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７１８に用
いることができる。

例えば、酸化物半導体を半導体膜７１８に用いることができる。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。

例えば、化合物半導体を半導体膜７１８に用いることができる。具体的には、ガリウムヒ
素を含む半導体を半導体膜７１８に用いることができる。

例えば、有機半導体を半導体膜７１８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７１８に用いることができる。

《駆動回路ＧＤ》
シフトレジスタ等のさまざまな順序回路等を駆動回路ＧＤに用いることができる。例えば
、トランジスタＭＤ、容量素子等を駆動回路ＧＤに用いることができる。

例えば、トランジスタＭＡが備える半導体膜７１８と同一の工程で形成することができる
半導体膜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、トランジスタＭＡとおなじ構成を備えるトランジスタをトランジスタＭＤに
用いることができる。または、トランジスタＭＡと異なる構成を備えるトランジスタをト
ランジスタＭＤに用いることができる。

具体的には、第１のゲート電極の機能を備える導電膜７０４と重なる領域を備える導電膜
７２４を有するトランジスタを、トランジスタＭＤに用いることができる。

トランジスタＭＤは、絶縁膜７２１Ａおよび絶縁膜７２１Ｂが積層された積層膜を導電膜
７２４および半導体膜７１８の間に有する。

例えば、導電膜７０４に供給する電位と同じ電位を供給する配線に導電膜７２４を電気的
に接続する。

《駆動回路ＳＤ》
例えば、集積回路を駆動回路ＳＤに用いることができる。具体的には、シリコン基板上に
形成された集積回路を用いることができる。

例えば、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ）法を用いて駆動回路ＳＤを実装できる。
具体的には、異方性導電膜を用いて、信号線Ｓ（ｊ）と電気的に接続されたパッドに実装
できる。

《発振回路ＯＳＣ》
発振回路ＯＳＣは、第１の導電膜Ｃ１（１）乃至第１の導電膜Ｃ１（ｐ）から選ばれた単
数または複数の第１の導電膜に、単数または複数の信号を供給する機能等を備える（図１
（Ａ）参照）。

《検知回路ＤＣ》
検知回路ＤＣは、第２の導電膜Ｃ２（１）乃至第２の導電膜Ｃ２（ｑ）から選ばれた単数
または複数の第２の導電膜が受信する単数または複数の信号を、分離して増幅する機能等
を備える。

《封止材７３０》
例えば、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７３０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７３０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７３０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７３０に用
いることができる。

《着色膜ＣＦ》
所定の色の光を透過する材料を着色膜ＣＦに用いることができる。これにより、例えば着
色膜ＣＦをカラーフィルターに用いることができる。

例えば、青色の光を透過する材料、緑色の光を透過する材料、赤色の光を透過する材料、
黄色の光を透過する材料または白色の光を透過する材料などを着色膜ＣＦに用いることが
できる。

《遮光膜ＢＭ》
光の透過を妨げる材料を遮光膜ＢＭに用いることができる。これにより、例えば遮光膜Ｂ
Ｍをブラックマトリクスに用いることができる。

《構造体ＫＢ》
例えば、有機材料、無機材料または有機材料と無機材料の複合材料を構造体ＫＢに用いる
ことができる。これにより、構造体ＫＢを挟む構成の間に所定の間隔を設けることができ
る。

具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネー
ト、ポリシロキサン若しくはアクリル樹脂等またはこれらから選択された複数の樹脂の複
合材料などを構造体ＫＢに用いることができる。また、感光性を有する材料を用いて形成
してもよい。

《配向膜ＡＦ１、配向膜ＡＦ２》
例えば、ポリイミド等を配向膜ＡＦ１または配向膜ＡＦ２に用いることができる。具体的
には、所定の方向に配向するようにラビング処理または光配向技術を用いて形成された配
向膜を用いることができる。

《光学フィルム７１０Ｐ、光学フィルム７７０Ｐ》
例えば、偏光板、位相差板、拡散フィルム、反射防止膜または集光フィルム等を光学フィ
ルム７１０Ｐまたは光学フィルム７７０Ｐに用いることができる。または、２色性色素を
含む偏光板を光学フィルム７１０Ｐ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、汚れの付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴
う傷の発生を抑制するハードコート膜などを、光学フィルム７１０Ｐに用いることができ
る。

＜タッチパネル７００Ｂの構成例＞
本発明の一態様のタッチパネルの別の構成について、図６を参照しながら説明する。

図６は本発明の一態様のタッチパネル７００Ｂの構成を説明する図である。図６（Ａ）は
図４（Ａ）に示す切断線Ｘ１−Ｘ２、Ｘ３−Ｘ４、Ｘ５−Ｘ６における本発明の一態様の
タッチパネル７００の断面図である。また、図６（Ｂ）は図６（Ａ）に示すトランジスタ
ＭＤＢの詳細を説明する断面図である。

なお、タッチパネル７００Ｂは、導電膜７２４Ｂを導電膜７２４に替えて有する点（図６
（Ｂ）参照）、第２の導電膜Ｃ２Ｂ（ｈ）を第２の導電膜Ｃ２（ｈ）に替えて有する点（
図６（Ａ）参照）が、図５を参照しながら説明するタッチパネル７００とは異なる。ここ
では異なる構成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は、上記の
説明を援用する。

本実施の形態で説明するタッチパネル７００Ｂは、絶縁膜７２１Ａおよび絶縁膜７２１Ｂ
の間に導電膜７２４Ｂを備え、絶縁膜７２１Ａおよび絶縁膜７２１Ｂの間に第２の導電膜
Ｃ２Ｂを備える。そして、導電膜７２４Ｂおよび第２の導電膜Ｃ２Ｂは、導電性酸化物を
含む（図６（Ａ）または図６（Ｂ）参照）。

《導電膜７２４Ｂ、第２の導電膜Ｃ２Ｂ（ｈ）》
具体的には、酸化物半導体の抵抗率を制御する方法を用いて導電性が高められた酸化物半
導体を、導電膜７２４Ｂおよび第２の導電膜Ｃ２Ｂ（ｈ）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、インジウム
とガリウムと亜鉛を含む酸化物、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、導電膜７２４Ｂおよび第２の導電膜Ｃ２Ｂ（ｈ）に用いることができる。

一例を挙げれば、導電膜７２４Ｂに酸化物半導体を用い、導電膜７２４Ｂおよび第２の導
電膜Ｃ２Ｂ（ｈ）に接して設ける絶縁膜７２１Ｂに水素を拡散させる材料を用いることが
できる。これにより、導電膜７２４Ｂおよび第２の導電膜Ｃ２Ｂ（ｈ）の抵抗率を下げる
ことができる。

なお、本実施の形態の最後で、酸化物半導体の抵抗率を制御する方法を詳細に説明する。

＜タッチパネル７００Ｃの構成例＞
本発明の一態様のタッチパネルの別の構成について、図７を参照しながら説明する。

図７は本発明の一態様のタッチパネル７００Ｃの構成を説明する図である。図７（Ａ）は
図４（Ａ）に示す切断線Ｘ１−Ｘ２、Ｘ３−Ｘ４、Ｘ５−Ｘ６における本発明の一態様の
タッチパネル７００の断面図である。また、図７（Ｂ）は図６（Ａ）に示すトランジスタ
ＭＤＣの詳細を説明する断面図である。

なお、タッチパネル７００Ｃは、トップゲート型のトランジスタＭＣをボトムゲート型の
トランジスタＭＡに替えて有する点、トップゲート型のトランジスタＭＤＣをボトムゲー
ト型のトランジスタＭＤに替えて有する点、第２の導電膜Ｃ２Ｃ（ｈ）を第２の導電膜Ｃ
２（ｈ）に替えて有する点（図７（Ａ）参照）が、図５を参照しながら説明するタッチパ
ネル７００とは異なる。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同様の構成を用いる
ことができる部分は、上記の説明を援用する。

《トランジスタＭＣ、トランジスタＭＤＣ》
トランジスタＭＤＣは、絶縁膜７０１Ｃと重なる領域を備える導電膜７０４と、絶縁膜７
０１Ｃおよび導電膜７０４の間に配設される領域を備える半導体膜７１８と、を備える。
なお、導電膜７０４はゲート電極の機能を備える（図７（Ｂ）参照）。

半導体膜７１８は、導電膜７０４と重ならない第１の領域７１８Ａおよび第２の領域７１
８Ｂと、第１の領域７１８Ａおよび第２の領域７１８Ｂの間に導電膜７０４と重なる第３
の領域７１８Ｃを備える。

トランジスタＭＤＣは絶縁膜７０６を、第３の領域７１８Ｃおよび導電膜７０４の間に備
える。なお、絶縁膜７０６はゲート絶縁膜の機能を備える。

第１の領域７１８Ａおよび第２の領域７１８Ｂは、第３の領域７１８Ｃに比べて抵抗率が
低く、ソース領域の機能またはドレイン領域の機能を備える。

なお、例えば本実施の形態の最後で詳細に説明する酸化物半導体の抵抗率を制御する方法
を用いて、第１の領域７１８Ａおよび第２の領域７１８Ｂを半導体膜７１８に形成するこ
とができる。具体的には、希ガスを含むガスを用いるプラズマ処理を適用することができ
る。

また、例えば、導電膜７０４の端部の形状に第３の領域７１８Ｃの形状の一部を自己整合
するために、導電膜７０４をマスクに用いることができる。

トランジスタＭＤＣは、第１の領域７１８Ａと接する導電膜７１２Ａと、第２の領域７１
８Ｂと接する導電膜７１２Ｂと、を備える。導電膜７１２Ａおよび導電膜７１２Ｂは、ソ
ース電極またはドレイン電極の機能を備える。

トランジスタＭＤＣと同一の工程で形成できるトランジスタをトランジスタＭＣに用いる
ことができる。

《第２の導電膜Ｃ２Ｃ（ｈ）》
一例を挙げれば、半導体膜の第１の領域７１８Ａおよび第２の領域７１８Ｂと同一の工程
で形成された酸化物半導体を、第２の導電膜Ｃ２Ｃ（ｈ）に用いることができる。これに
より、第２の導電膜Ｃ２Ｃ（ｈ）を簡便な工程を用いて作製することができる。

＜タッチパネル７００Ｄの構成例＞
本発明の一態様のタッチパネルの別の構成について、図８を参照しながら説明する。

図８は本発明の一態様のタッチパネル７００Ｄの構成を説明する図である。図８（Ａ）は
図４（Ａ）に示す切断線Ｘ１−Ｘ２、Ｘ３−Ｘ４、Ｘ５−Ｘ６における本発明の一態様の
タッチパネル７００の断面図である。また、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）、および図８（Ｄ）
は、図８（Ａ）に示す一部の構成の変形例を説明する断面図である。

なお、タッチパネル７００Ｄは、液晶材料を含む層７５３と絶縁膜７２８Ａの間に絶縁膜
７２８Ｂを有する点、第１の導電膜Ｃ１Ｄ（ｇ）を第１の導電膜Ｃ１（ｇ）に替えて有す
る点、第２の導電膜Ｃ２Ｄ（ｈ）を第２の導電膜Ｃ２Ｃ（ｈ）に替えて有する点が、図７
を参照しながら説明するタッチパネル７００Ｃとは異なる。ここでは異なる構成について
詳細に説明し、同様の構成を用いることができる部分は、上記の説明を援用する。

《絶縁膜７２８Ａ》
例えば、絶縁膜７２８に用いることができる材料を絶縁膜７２８Ａに用いることができる
。

《絶縁膜７２８Ｂ》
タッチパネル７００Ｄは、液晶材料を含む層７５３と絶縁膜７２８Ａの間に絶縁膜７２８
Ｂを有する。

例えば、絶縁膜７２８に用いることができる材料を絶縁膜７２８Ｂに用いることができる
。

《第１の導電膜Ｃ１Ｄ（ｇ）》
タッチパネル７００Ｄは、絶縁膜７２８Ａおよび絶縁膜７２８Ｂの間に第１の導電膜Ｃ１
Ｄ（ｇ）を有する。

例えば、櫛歯状の形状を備える第３の導電膜７５１と重なる領域に開口部を備える形状の
導電膜を、第１の導電膜Ｃ１Ｄ（ｇ）に用いることができる。

例えば、導電性を備える材料を第１の導電膜Ｃ１Ｄ（ｇ）に用いることができる。例えば
、配線７１１に用いることができる材料を第１の導電膜Ｃ１Ｄ（ｇ）に用いることができ
る。

具体的には、導電性および透光性を有する材料を第１の導電膜Ｃ１Ｄ（ｇ）に用いること
ができる。例えば、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用いることができる。これによ
り、表示素子７５０の表示を遮ることなく、均一な電界を供給できる。

《第２の導電膜Ｃ２Ｄ（ｈ）》
導電性を備える材料を第２の導電膜Ｃ２Ｄ（ｈ）に用いることができる。例えば、配線７
１１に用いることができる材料を第２の導電膜Ｃ２Ｄ（ｈ）に用いることができる。

具体的には、導電性および透光性を有する材料を第２の導電膜Ｃ２Ｄ（ｈ）に用いること
ができる。例えば、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用いることができる。これによ
り、表示素子７５０の表示を遮ることなく、均一な電界を供給できる。

ところで、第３の導電膜７５１および第３の導電膜７５１の開口部と重なる形状を備える
導電膜を、第１の導電膜Ｃ１Ｄ（ｇ）に用いることができる（図８（Ｂ）参照）。

または、第３の導電膜７５１の開口部に配設することができる形状を備える導電膜を、第
１の導電膜Ｃ１Ｄ（ｇ）に用いることができる（図８（Ｃ）参照）。

または、第１の導電膜Ｃ１Ｄ（ｇ）および第１の導電膜Ｃ１Ｄ（ｇ）の開口部と重なる形
状を備える導電膜を、第３の導電膜７５１に用いることができる（図８（Ｄ）参照）。

＜タッチパネル７００Ｅの構成例＞
本発明の一態様のタッチパネルの別の構成について、図２４を参照しながら説明する。

図２４は本発明の一態様のタッチパネル７００Ｅの構成を説明する図である。図２４（Ａ
）は図４（Ａ）に示す切断線Ｘ１−Ｘ２、Ｘ３−Ｘ４、Ｘ５−Ｘ６における本発明の一態
様のタッチパネル７００の断面図である。また、図２４（Ｂ）は、図２４（Ａ）に示すト
ランジスタＭＤＥの詳細を説明する断面図である。

なお、タッチパネル７００Ｅは、チャネル保護型のトランジスタＭＥをチャネルエッチ型
のトランジスタＭＡに替えて有する点、チャネル保護型のトランジスタＭＤＥをチャネル
エッチ型のトランジスタＭＤに替えて有する点、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）および第３の導
電膜７５１の間に着色膜ＣＦを備える点、液晶材料を含む層７５３および基材７１０の間
に遮光膜ＢＭを備える点（図２４（Ａ）参照）が、図５を参照しながら説明するタッチパ
ネル７００とは異なる。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同様の構成を用いる
ことができる部分は、上記の説明を援用する。

《トランジスタＭＥ、トランジスタＭＤＥ》
チャネル保護型のトランジスタをトランジスタＭＥおよびトランジスタＭＤＥに用いるこ
とができる。例えば、トランジスタＭＤＥは、ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜１０６
との間に半導体膜７１８を挟むように配設された絶縁膜７２１Ａを備える（図２４（Ｂ）
参照）。

＜酸化物半導体の抵抗率を制御する方法＞
酸化物半導体を含む膜の抵抗率を制御する方法について説明する。

所定の抵抗率を備える酸化物半導体を含む膜を、第２の導電膜Ｃ２（ｈ）（図５（Ａ）参
照）、第２の導電膜Ｃ２Ｂ（ｈ）および導電膜７２４Ｂ（図６（Ａ）および図６（Ｂ）参
照）または第２の導電膜Ｃ２Ｃ（ｈ）、第１の領域７１８Ａおよび第２の領域７１８Ｂ（
図７（Ａ）および図７（Ｂ）参照）に用いることができる。

例えば、酸化物半導体膜に含まれる水素、水等の不純物の濃度及び／又は膜中の酸素欠損
を制御する方法を、酸化物半導体の抵抗率を制御する方法に用いることができる。

具体的には、プラズマ処理を水素、水等の不純物濃度及び／又は膜中の酸素欠損を増加ま
たは低減する方法に用いることができる。

具体的には、希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ）、水素、ボロン、リン及び窒素の
中から選ばれた一種以上を含むガスを用いて行うプラズマ処理を適用できる。例えば、Ａ
ｒ雰囲気下でのプラズマ処理、Ａｒと水素の混合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、アンモ
ニア雰囲気下でのプラズマ処理、Ａｒとアンモニアの混合ガス雰囲気下でのプラズマ処理
、または窒素雰囲気下でのプラズマ処理などを適用できる。これにより、キャリア密度が
高く、抵抗率が低い酸化物半導体膜にすることができる。

または、イオン注入法、イオンドーピング法またはプラズマイマージョンイオンインプラ
ンテーション法などを用いて、水素、ボロン、リンまたは窒素を酸化物半導体膜に注入し
て、抵抗率が低い酸化物半導体膜にすることができる。

または、水素を含む絶縁膜を酸化物半導体膜に接して形成し、絶縁膜から酸化物半導体膜
に水素を拡散させる方法を用いることができる。これにより、酸化物半導体膜のキャリア
密度を高め、抵抗率を低くすることができる。

例えば、膜中の含有水素濃度が１×１０^２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上の絶縁膜を酸化物半
導体膜に接して形成することで、効果的に水素を酸化物半導体膜に含有させることができ
る。具体的には、窒化シリコン膜を酸化物半導体膜に接して形成する絶縁膜に用いること
ができる。

酸化物半導体膜に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になると共に、
酸素が脱離した格子（または酸素が脱離した部分）に酸素欠損を形成する。該酸素欠損に
水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金
属原子と結合する酸素と結合することで、キャリアである電子を生成する場合がある。こ
れにより、キャリア密度が高く、抵抗率が低い酸化物半導体膜にすることができる。

具体的には、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ
Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により得られる水素濃度が、８×１０^１９以上、好ましく
は１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上、より好ましくは５×１０^２０以上である酸化物
半導体を第２の導電膜Ｃ２（ｈ）（図５（Ａ）参照）、第２の導電膜Ｃ２Ｂ（ｈ）および
導電膜７２４Ｂ（図６（Ａ）および図６（Ｂ）参照）または第２の導電膜Ｃ２Ｃ（ｈ）、
第１の領域７１８Ａおよび第２の領域７１８Ｂ（図７（Ａ）および図７（Ｂ）参照）に好
適に用いることができる。

一方、抵抗率の高い酸化物半導体をトランジスタのチャネルが形成される半導体膜に用い
ることができる。

例えば、酸素を含む絶縁膜、別言すると、酸素を放出することが可能な絶縁膜を酸化物半
導体に接して形成し、絶縁膜から酸化物半導体膜に酸素を供給させて、膜中または界面の
酸素欠損を補填することができる。これにより、抵抗率が高い酸化物半導体膜にすること
ができる。

例えば、酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を、酸素を放出することが可能な絶縁
膜に用いることができる。

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

また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜を備えるトランジスタ
は、オフ電流が著しく小さく、チャネル幅が１×１０^６μｍでチャネル長Ｌが１０μｍの
素子であっても、ソース電極とドレイン電極間の電圧（ドレイン電圧）が１Ｖから１０Ｖ
の範囲において、オフ電流が、半導体パラメータアナライザの測定限界以下、すなわち１
×１０^−１３Ａ以下という特性を備えることができる。

上述した高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜をチャネル領域に用
いるトランジスタは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとなる。

具体的には、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ
Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により得られる水素濃度が、２×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃ
ｍ^３以下、好ましくは５×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、より好ましくは１×１０^１
９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、５×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３未満、好ましくは１×１０
^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、より好ましくは５×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、さ
らに好ましくは１×１０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下である酸化物半導体を、トランジス
タのチャネルが形成される半導体に好適に用いることができる。

なお、トランジスタＭＤＢは半導体膜７１８を備え、半導体膜７１８よりも水素濃度及び
／又は酸素欠損量が多く、抵抗率が低い酸化物半導体膜を、導電膜７２４Ｂに用いること
ができる（図６（Ｂ）参照）。

または、導電膜７２４Ｂに含まれる水素濃度は、半導体膜７１８に含まれる水素濃度の２
倍以上、好ましくは１０倍以上である。

また、導電膜７２４Ｂの抵抗率は、半導体膜７１８の抵抗率の１×１０^−８倍以上１×１
０^−１倍未満である。

具体的には、導電膜７２４Ｂの抵抗率は、１×１０^−３Ωｃｍ以上１×１０^４Ωｃｍ未満
、好ましくは、１×１０^−３Ωｃｍ以上１×１０^−１Ωｃｍ未満である。

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、本発明の一態様のタッチパネルの駆動方法について、図２、図９およ
び図１０を参照しながら説明する。

図２は図１に示す本発明の一態様のタッチパネル７００の検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）の構成を
説明する図である。図２（Ａ）は本発明の一態様の検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）の上面図であり
、図２（Ｂ）は図２（Ａ）に示す切断線Ｗ１−Ｗ２における検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）および
画素７０２（ｉ，ｊ）の断面図である。

図９は本発明の一態様のタッチパネルの駆動方法を説明するフロー図である。図１０は本
発明の一態様のタッチパネルの駆動方法を説明するタイミングチャートである。

＜タッチパネルの駆動方法例＞
本実施の形態で説明するタッチパネルの駆動方法は、以下の二つのステップを有する（図
９参照）。

第１のステップにおいて、選択信号を、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）と重なる領域を有する第
３の導電膜７５１と電気的に接続されるトランジスタのゲート電極と電気的に接続される
走査線に所定の順番で供給する（図９（Ｕ１）参照）。

例えば、期間Ｒ１において、選択信号ＧＯＵＴ［ｉ−２］を走査線Ｇ（ｉ−２）に、選択
信号ＧＯＵＴ［ｉ−１］を走査線Ｇ（ｉ−１）に、選択信号ＧＯＵＴ［ｉ］を走査線Ｇ（
ｉ）に、選択信号ＧＯＵＴ［ｉ＋１］を走査線Ｇ（ｉ＋１）に、所定の順番で供給する（
図１０参照）。

第２のステップにおいて、駆動用信号を第１の導電膜Ｃ１（ｇ）に供給し、第１の導電膜
Ｃ１（ｇ）と重なる領域を備える第２の導電膜の電位の変化を、検知信号として取得する
（図９（Ｕ２）参照）。

例えば、期間Ｒ２において、第２の導電膜Ｃ２（１）乃至第２の導電膜Ｃ２（ｑ）の電位
の変化を、検知信号として取得する。

本実施の形態で説明するタッチパネルの駆動方法は、選択信号を、第１の導電膜Ｃ１（ｇ
）と重なる領域を備える第３の導電膜７５１とソース電極またはドレイン電極が電気的に
接続されるトランジスタのゲート電極と電気的に接続される走査線に、供給する第１のス
テップと、当該選択信号が供給されていない期間に、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）に駆動用信
号を供給する第２のステップと、を含んで構成される。

トランジスタが導通状態にされる期間を避けて、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）に駆動用信号を
供給することにより、画像信号を第３の導電膜７５１に確実に供給することができる。ま
た、駆動用信号および入出力パネルに近接するものに遮られる電界の大きさに基づいて変
化する第２の導電膜の電位を、検知信号として取得することができる。その結果、利便性
または信頼性に優れた新規なタッチパネルの駆動方法を提供することができる。

なお、すべての選択信号ＧＯＵＴ［１］乃至選択信号ＧＯＵＴ［ｎ］を、所定の走査線Ｇ
（１）乃至Ｇ（ｎ）に供給した後（たとえば期間Ｒ３の後）に、駆動用信号ＣＯＭ［１］
乃至駆動用信号ＣＯＭ［ｐ］を、所定の第１の導電膜Ｃ１（１）乃至第１の導電膜Ｃ１（
ｐ）に供給してもよい。言い換えると、垂直帰線期間Ｒ４に駆動用信号ＣＯＭ［１］乃至
駆動用信号ＣＯＭ［ｐ］を所定の第１の導電膜Ｃ１（１）乃至第１の導電膜Ｃ１（ｐ）に
供給してもよい。

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、本発明の一態様のタッチ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１１を参照しながら説明する。

＜半導体装置の構成例＞
図１１（Ａ）は、トランジスタ１００の上面図であり、図１１（Ｃ）は、図１１（Ａ）に
示す切断線Ｘ１−Ｘ２間における切断面の断面図に相当し、図１１（Ｄ）は、図１１（Ａ
）に示す切断線Ｙ１−Ｙ２間における切断面の断面図に相当する。なお、図１１（Ａ）に
おいて、煩雑になることを避けるため、トランジスタ１００の構成要素の一部（ゲート絶
縁膜として機能する絶縁膜等）を省略して図示している。また、切断線Ｘ１−Ｘ２方向を
チャネル長方向、切断線Ｙ１−Ｙ２方向をチャネル幅方向と呼称する場合がある。なお、
トランジスタの上面図においては、以降の図面においても図１１（Ａ）と同様に、構成要
素の一部を省略して図示する場合がある。

なお、トランジスタ１００を実施の形態１で説明するタッチパネルに用いることができる
。

例えば、トランジスタ１００をトランジスタＭＡに用いる場合は、基板１０２を基材７１
０および絶縁膜７０１の積層材料に、導電膜１０４を導電膜７０４に、絶縁膜１０６およ
び絶縁膜１０７の積層膜を７０６に、酸化物半導体膜１０８を半導体膜７１８に、導電膜
１１２ａを導電膜７１２Ａに、導電膜１１２ｂを導電膜７１２Ｂに、絶縁膜１１４および
絶縁膜１１６の積層膜を絶縁膜７２１Ａに、絶縁膜１１８を絶縁膜７２１Ｂに、それぞれ
読み替えることができる。

トランジスタ１００は、基板１０２上のゲート電極として機能する導電膜１０４と、基板
１０２及び導電膜１０４上の絶縁膜１０６と、絶縁膜１０６上の絶縁膜１０７と、絶縁膜
１０７上の酸化物半導体膜１０８と、酸化物半導体膜１０８に電気的に接続されるソース
電極として機能する導電膜１１２ａと、酸化物半導体膜１０８に電気的に接続されるドレ
イン電極として機能する導電膜１１２ｂと、を有する。また、トランジスタ１００上、よ
り詳しくは、導電膜１１２ａ、１１２ｂ及び酸化物半導体膜１０８上には絶縁膜１１４、
１１６、及び絶縁膜１１８が設けられる。絶縁膜１１４、１１６、１１８は、トランジス
タ１００の保護絶縁膜としての機能を有する。

また、酸化物半導体膜１０８は、ゲート電極として機能する導電膜１０４側の第１の酸化
物半導体膜１０８ａと、第１の酸化物半導体膜１０８ａ上の第２の酸化物半導体膜１０８
ｂと、を有する。また、絶縁膜１０６及び絶縁膜１０７は、トランジスタ１００のゲート
絶縁膜としての機能を有する。

酸化物半導体膜１０８としては、Ｉｎ−Ｍ（Ｍは、Ｔｉ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、
Ｃｅ、Ｎｄ、またはＨｆを表す）酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を用いることができる。
とくに、酸化物半導体膜１０８としては、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を用いると好ましい。

また、第１の酸化物半導体膜１０８ａは、Ｉｎの原子数比がＭの原子数比より多い第１の
領域を有する。また、第２の酸化物半導体膜１０８ｂは、第１の酸化物半導体膜１０８ａ
よりもＩｎの原子数比が少ない第２の領域を有する。また、第２の領域は、第１の領域よ
りも薄い部分を有する。

第１の酸化物半導体膜１０８ａにＩｎの原子数比がＭの原子数比より多い第１の領域を有
することで、トランジスタ１００の電界効果移動度（単に移動度、またはμＦＥという場
合がある）を高くすることができる。具体的には、トランジスタ１００の電界効果移動度
が１０ｃｍ^２／Ｖｓを超えることが可能となる。

例えば、上記の電界効果移動度が高いトランジスタを、ゲート信号を生成するゲートドラ
イバ（とくに、ゲートドライバが有するシフトレジスタの出力端子に接続されるデマルチ
プレクサ）に用いることで、額縁幅の狭い（狭額縁ともいう）半導体装置または表示装置
を提供することができる。

一方で、Ｉｎの原子数比がＭの原子数比より多い第１の領域を有する第１の酸化物半導体
膜１０８ａとすることで、光照射時にトランジスタ１００の電気特性が変動しやすくなる
。しかしながら、本発明の一態様の半導体装置においては、第１の酸化物半導体膜１０８
ａ上に第２の酸化物半導体膜１０８ｂが形成されている。また、第２の酸化物半導体膜１
０８ｂのチャネル領域の膜厚が第１の酸化物半導体膜１０８ａの膜厚よりも小さい。

また、第２の酸化物半導体膜１０８ｂは、第１の酸化物半導体膜１０８ａよりもＩｎの原
子数比が少ない第２の領域を有するため、第１の酸化物半導体膜１０８ａよりもＥｇが大
きくなる。したがって、第１の酸化物半導体膜１０８ａと、第２の酸化物半導体膜１０８
ｂとの積層構造である酸化物半導体膜１０８は、光負バイアスストレス試験による耐性が
高くなる。

上記構成の酸化物半導体膜とすることで、光照射時における酸化物半導体膜１０８の光吸
収量を低減させることができる。したがって、光照射時におけるトランジスタ１００の電
気特性の変動を抑制することができる。また、本発明の一態様の半導体装置においては、
絶縁膜１１４または絶縁膜１１６中に過剰の酸素を含有する構成のため、光照射における
トランジスタ１００の電気特性の変動をさらに、抑制することができる。

ここで、酸化物半導体膜１０８について、図１１（Ｂ）を用いて詳細に説明する。

図１１（Ｂ）は、図１１（Ｃ）を用いて示すトランジスタ１００の断面の、酸化物半導体
膜１０８の近傍を拡大した断面図である。

図１１（Ｂ）において、第１の酸化物半導体膜１０８ａの膜厚をｔ１として、第２の酸化
物半導体膜１０８ｂの膜厚をｔ２−１、及びｔ２−２として、それぞれ示している。第１
の酸化物半導体膜１０８ａ上には、第２の酸化物半導体膜１０８ｂが設けられているため
、導電膜１１２ａ、１１２ｂの形成時において、第１の酸化物半導体膜１０８ａがエッチ
ングガスまたはエッチング溶液等に曝されることがない。したがって、第１の酸化物半導
体膜１０８ａにおいては、膜減りがない、または極めて少ない。一方で、第２の酸化物半
導体膜１０８ｂにおいては、導電膜１１２ａ、１１２ｂの形成時において、第２の酸化物
半導体膜１０８ｂの導電膜１１２ａ、１１２ｂと重ならない部分がエッチングされ、凹部
が形成される。すなわち、第２の酸化物半導体膜１０８ｂの導電膜１１２ａ、１１２ｂと
重なる領域の膜厚がｔ２−１となり、第２の酸化物半導体膜１０８ｂの導電膜１１２ａ、
１１２ｂと重ならない領域の膜厚がｔ２−２となる。

第１の酸化物半導体膜１０８ａと第２の酸化物半導体膜１０８ｂの膜厚の関係は、ｔ２−
１＞ｔ１＞ｔ２−２となると好ましい。このような膜厚の関係とすることによって、高い
電界効果移動度を有し、且つ光照射時における、しきい値電圧の変動量が少ないトランジ
スタとすることが可能となる。

また、トランジスタ１００が有する酸化物半導体膜１０８は、酸素欠損が形成されるとキ
ャリアである電子が生じ、ノーマリーオン特性になりやすい。したがって、酸化物半導体
膜１０８中の酸素欠損、とくに第１の酸化物半導体膜１０８ａ中の酸素欠損を減らすこと
が、安定したトランジスタ特性を得る上でも重要となる。そこで、本発明の一態様のトラ
ンジスタの構成においては、酸化物半導体膜１０８上の絶縁膜、ここでは、酸化物半導体
膜１０８上の絶縁膜１１４及び／又は絶縁膜１１６に過剰な酸素を導入することで、絶縁
膜１１４及び／又は絶縁膜１１６から酸化物半導体膜１０８中に酸素を移動させ、酸化物
半導体膜１０８中、とくに第１の酸化物半導体膜１０８ａ中の酸素欠損を補填することを
特徴とする。

なお、絶縁膜１１４、１１６としては、化学量論的組成よりも過剰に酸素を含有する領域
（酸素過剰領域）を有することがより好ましい。別言すると、絶縁膜１１４、１１６は、
酸素を放出することが可能な絶縁膜である。なお、絶縁膜１１４、１１６に酸素過剰領域
を設けるには、例えば、成膜後の絶縁膜１１４、１１６に酸素を導入して、酸素過剰領域
を形成する。酸素の導入方法としては、イオン注入法、イオンドーピング法、プラズマイ
マージョンイオン注入法、プラズマ処理等を用いることができる。

また、第１の酸化物半導体膜１０８ａ中の酸素欠損を補填するためには、第２の酸化物半
導体膜１０８ｂのチャネル領域近傍の膜厚を薄くした方が好適である。したがって、ｔ２
−２＜ｔ１の関係を満たせばよい。例えば、第２の酸化物半導体膜１０８ｂのチャネル領
域近傍の膜厚としては、好ましくは１ｎｍ以上２０ｎｍ以下、さらに好ましくは、３ｎｍ
以上１０ｎｍ以下である。

以下に、本実施の形態の半導体装置に含まれるその他の構成要素について、詳細に説明す
る。

《基板》
基板１０２の材質などに大きな制限はないが、少なくとも、後の熱処理に耐えうる程度の
耐熱性を有している必要がある。例えば、ガラス基板、セラミック基板、石英基板、サフ
ァイア基板等を、基板１０２として用いてもよい。また、シリコンや炭化シリコンを材料
とした単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基
板、ＳＯＩ基板等を適用することも可能であり、これらの基板上に半導体素子が設けられ
たものを、基板１０２として用いてもよい。なお、基板１０２として、ガラス基板を用い
る場合、第６世代（１５００ｍｍ×１８５０ｍｍ）、第７世代（１８７０ｍｍ×２２００
ｍｍ）、第８世代（２２００ｍｍ×２４００ｍｍ）、第９世代（２４００ｍｍ×２８００
ｍｍ）、第１０世代（２９５０ｍｍ×３４００ｍｍ）等の大面積基板を用いることで、大
型の表示装置を作製することができる。

また、基板１０２として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、トランジスタ１００
を形成してもよい。または、基板１０２とトランジスタ１００の間に剥離層を設けてもよ
い。剥離層は、その上に半導体装置を一部あるいは全部完成させた後、基板１０２より分
離し、他の基板に転載するのに用いることができる。その際、トランジスタ１００は耐熱
性の劣る基板や可撓性の基板にも転載できる。

《ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極として機能する導電膜》
ゲート電極として機能する導電膜１０４、及びソース電極として機能する導電膜１１２ａ
、及びドレイン電極として機能する導電膜１１２ｂとしては、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ
）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ
）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッ
ケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）から選ばれた金属元素、または上述した金
属元素を成分とする合金か、上述した金属元素を組み合わせた合金等を用いてそれぞれ形
成することができる。

また、導電膜１０４、１１２ａ、１１２ｂは、単層構造でも、二層以上の積層構造として
もよい。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、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がある。また、アルミニウムに、チタ
ン、タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウムから選ばれ
た一または複数を組み合わせた合金膜、もしくは窒化膜を用いてもよい。

また、導電膜１０４、１１２ａ、１１２ｂには、インジウム錫酸化物、酸化タングステン
を含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを
含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、
酸化シリコンを添加したインジウム錫酸化物等の透光性を有する導電性材料を適用するこ
ともできる。

また、導電膜１０４、１１２ａ、１１２ｂには、Ｃｕ−Ｘ合金膜（Ｘは、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃ
ｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔａ、またはＴｉ）を適用してもよい。Ｃｕ−Ｘ合金膜を用いる
ことで、ウエットエッチングプロセスで加工できるため、製造コストを抑制することが可
能となる。

《ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜》
トランジスタ１００のゲート絶縁膜として機能する絶縁膜１０６、１０７としては、プラ
ズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ：（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ））法、スパッタリング法等により、酸化シリコン
膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、
酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タ
ンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜および酸化ネオジム膜
を一種以上含む絶縁膜を、それぞれ用いることができる。なお、絶縁膜１０６、１０７の
積層構造とせずに、上述の材料から選択された単層の絶縁膜、または３層以上の絶縁膜を
用いてもよい。

また、絶縁膜１０６は、酸素の透過を抑制するブロッキング膜としての機能を有する。例
えば、絶縁膜１０７、１１４、１１６及び／または酸化物半導体膜１０８中に過剰の酸素
を供給する場合において、絶縁膜１０６は酸素の透過を抑制することができる。

なお、トランジスタ１００のチャネル領域として機能する酸化物半導体膜１０８と接する
絶縁膜１０７は、酸化物絶縁膜であることが好ましく、化学量論的組成よりも過剰に酸素
を含有する領域（酸素過剰領域）を有することがより好ましい。別言すると、絶縁膜１０
７は、酸素を放出することが可能な絶縁膜である。なお、絶縁膜１０７に酸素過剰領域を
設けるには、例えば、酸素雰囲気下にて絶縁膜１０７を形成すればよい。または、成膜後
の絶縁膜１０７に酸素を導入して、酸素過剰領域を形成してもよい。酸素の導入方法とし
ては、イオン注入法、イオンドーピング法、プラズマイマージョンイオン注入法、プラズ
マ処理等を用いることができる。

また、絶縁膜１０７として、酸化ハフニウムを用いる場合、以下の効果を奏する。酸化ハ
フニウムは、酸化シリコンや酸化窒化シリコンと比べて比誘電率が高い。したがって、膜
厚を酸化シリコンを用いる場合に比べて大きくできるため、トンネル電流によるリーク電
流を小さくすることができる。すなわち、オフ電流の小さいトランジスタを実現すること
ができる。さらに、結晶構造を有する酸化ハフニウムは、非晶質構造を有する酸化ハフニ
ウムと比べて高い比誘電率を備える。したがって、オフ電流の小さいトランジスタとする
ためには、結晶構造を有する酸化ハフニウムを用いることが好ましい。結晶構造の例とし
ては、単斜晶系や立方晶系などが挙げられる。ただし、本発明の一態様は、これらに限定
されない。

なお、本実施の形態では、絶縁膜１０６として窒化シリコン膜を形成し、絶縁膜１０７と
して酸化シリコン膜を形成する。窒化シリコン膜は、酸化シリコン膜と比較して比誘電率
が高く、酸化シリコン膜と同等の静電容量を得るのに必要な膜厚が大きいため、トランジ
スタ１５０のゲート絶縁膜として、窒化シリコン膜を含むことで絶縁膜を物理的に厚膜化
することができる。よって、トランジスタ１００の絶縁耐圧の低下を抑制、さらには絶縁
耐圧を向上させて、トランジスタ１００の静電破壊を抑制することができる。

《酸化物半導体膜》
酸化物半導体膜１０８としては、先に示す材料を用いることができる。

酸化物半導体膜１０８がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の場合、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を成膜する
ために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ≧Ｍ、Ｚｎ≧Ｍを
満たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比とし
て、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝
２：１：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１が好ましい
。

また、酸化物半導体膜１０８がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の場合、スパッタリングターゲット
としては、多結晶のＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を含むターゲットを用いると好ましい。多結晶
のＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を含むターゲットを用いることで、結晶性を有する酸化物半導体
膜１０８を形成しやすくなる。なお、成膜される酸化物半導体膜１０８の原子数比はそれ
ぞれ、誤差として上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラ
スマイナス４０％の変動を含む。例えば、スパッタリングターゲットとして、原子数比が
Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：４．１を用いる場合、成膜される酸化物半導体膜１０８の原
子数比は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３近傍となる場合がある。

例えば、第１の酸化物半導体膜１０８ａとしては、上述のＩｎ：Ｍ：Ｚｎ＝２：１：３、
Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１等のスパッタリングター
ゲットを用いて形成すればよい。また、第２の酸化物半導体膜１０８ｂとしては、上述の
Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２等を用いて形成すればよ
い。なお、第２の酸化物半導体膜１０８ｂに用いるスパッタリングターゲットの金属元素
の原子数比としては、Ｉｎ≧Ｍ、Ｚｎ≧Ｍを満たす必要はなく、Ｉｎ≧Ｍ、Ｚｎ＜Ｍを満
たす組成でもよい。具体的には、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：３：２等が挙げられる。

また、酸化物半導体膜１０８は、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅ
Ｖ以上、より好ましくは３ｅＶ以上である。このように、エネルギーギャップの広い酸化
物半導体を用いることで、トランジスタ１００のオフ電流を低減することができる。とく
に、第１の酸化物半導体膜１０８ａには、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは
２ｅＶ以上３．０ｅＶ以下の酸化物半導体膜を用い、第２の酸化物半導体膜１０８ｂには
、エネルギーギャップが２．５ｅＶ以上３．５ｅＶ以下の酸化物半導体膜を用いると、好
適である。また、第１の酸化物半導体膜１０８ａよりも第２の酸化物半導体膜１０８ｂの
エネルギーギャップが大きい方が好ましい。

また、第１の酸化物半導体膜１０８ａ、及び第２の酸化物半導体膜１０８ｂの厚さは、そ
れぞれ３ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以上１００ｎｍ以下、さらに好まし
くは３ｎｍ以上５０ｎｍ以下とする。なお、先に記載の膜厚の関係を満たすと好ましい。

また、第２の酸化物半導体膜１０８ｂとしては、キャリア密度の低い酸化物半導体膜を用
いる。例えば、第２の酸化物半導体膜１０８ｂは、キャリア密度が１×１０^１７個／ｃｍ
^３以下、好ましくは１×１０^１５個／ｃｍ^３以下、さらに好ましくは１×１０^１３個／ｃ
ｍ^３以下、より好ましくは１×１０^１１個／ｃｍ^３以下とする。

なお、これらに限られず、必要とするトランジスタの半導体特性及び電気特性（電界効果
移動度、しきい値電圧等）に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とする
トランジスタの半導体特性を得るために、第１の酸化物半導体膜１０８ａ、及び第２の酸
化物半導体膜１０８ｂのキャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数
比、原子間距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。

なお、第１の酸化物半導体膜１０８ａ、及び第２の酸化物半導体膜１０８ｂとしては、そ
れぞれ不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低い酸化物半導体膜を用いることで、さらに優
れた電気特性を有するトランジスタを作製することができ好ましい。ここでは、不純物濃
度が低く、欠陥準位密度の低い（酸素欠損の少ない）ことを高純度真性または実質的に高
純度真性とよぶ。高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、キャリ
ア発生源が少ないため、キャリア密度を低くすることができる。従って、該酸化物半導体
膜にチャネル領域が形成されるトランジスタは、しきい値電圧がマイナスとなる電気特性
（ノーマリーオンともいう。）になることが少ない。また、高純度真性または実質的に高
純度真性である酸化物半導体膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度も低くな
る場合がある。また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、オ
フ電流が著しく小さく、チャネル幅が１×１０^６μｍでチャネル長Ｌが１０μｍの素子で
あっても、ソース電極とドレイン電極間の電圧（ドレイン電圧）が１Ｖから１０Ｖの範囲
において、オフ電流が、半導体パラメータアナライザの測定限界以下、すなわち１×１０
^−１３Ａ以下という特性を得ることができる。

したがって、上記高純度真性、または実質的に高純度真性の酸化物半導体膜にチャネル領
域が形成されるトランジスタは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタと
することができる。なお、酸化物半導体膜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膜にチャネル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。不純物としては、水素、窒素、アルカリ金属、またはア
ルカリ土類金属等がある。

酸化物半導体膜に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になると共に、
酸素が脱離した格子（または酸素が脱離した部分）に酸素欠損を形成する。該酸素欠損に
水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金
属原子と結合する酸素と結合して、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膜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、酸化物半導体膜１０８は水素ができる限り低減されていることが好まし
い。具体的には、酸化物半導体膜１０８において、ＳＩＭＳ分析により得られる水素濃度
を、２×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは５×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３
以下、より好ましくは１×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、５×１０^１８ａｔｏｍｓ／
ｃｍ^３以下、好ましくは１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、より好ましくは５×１０
^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、さらに好ましくは１×１０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下と
する。

また、第１の酸化物半導体膜１０８ａは、第２の酸化物半導体膜１０８ｂよりも水素濃度
が少ない部分を有すると好ましい。第１の酸化物半導体膜１０８ａの方が、第２の酸化物
半導体膜１０８ｂよりも水素濃度が少ない部分を有すことにより、信頼性の高い半導体装
置とすることができる。

また、第１酸化物半導体膜１０８ａ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、第１の酸化物半導体膜１０８ａにおいて酸素欠損が増加し、ｎ型化してし
まう。このため、第１の酸化物半導体膜１０８ａにおけるシリコンや炭素の濃度と、第１
の酸化物半導体膜１０８ａとの界面近傍のシリコンや炭素の濃度（ＳＩＭＳ分析により得
られる濃度）を、２×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは２×１０^１７ａｔｏ
ｍｓ／ｃｍ^３以下とする。

また、第１の酸化物半導体膜１０８ａにおいて、ＳＩＭＳ分析により得られるアルカリ金
属またはアルカリ土類金属の濃度を、１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは
２×１０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下にする。アルカリ金属及びアルカリ土類金属は、酸
化物半導体と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジスタのオフ電流が増大
してしまうことがある。このため、第１の酸化物半導体膜１０８ａのアルカリ金属または
アルカリ土類金属の濃度を低減することが好ましい。

また、第１の酸化物半導体膜１０８ａに窒素が含まれていると、キャリアである電子が生
じ、キャリア密度が増加し、ｎ型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導
体膜を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。従って、該酸化物半導体
膜において、窒素はできる限り低減されていることが好ましい、例えば、ＳＩＭＳ分析に
より得られる窒素濃度は、５×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下にすることが好ましい。

また、第１の酸化物半導体膜１０８ａ、及び第２の酸化物半導体膜１０８ｂは、それぞれ
非単結晶構造でもよい。非単結晶構造は、例えば、後述するＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ Ａｘｉ
ｓ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏ
ｒ）、多結晶構造、微結晶構造、または非晶質構造を含む。非単結晶構造において、非晶
質構造は最も欠陥準位密度が高く、ＣＡＡＣ−ＯＳは最も欠陥準位密度が低い。

《トランジスタの保護絶縁膜として機能する絶縁膜》
絶縁膜１１４、１１６は、酸化物半導体膜１０８に酸素を供給する機能を有する。また、
絶縁膜１１８は、トランジスタ１００の保護絶縁膜としての機能を有する。また、絶縁膜
１１４、１１６は、酸素を有する。また、絶縁膜１１４は、酸素を透過することのできる
絶縁膜である。なお、絶縁膜１１４は、後に形成する絶縁膜１１６を形成する際の、酸化
物半導体膜１０８へのダメージ緩和膜としても機能する。

絶縁膜１１４としては、厚さが５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上５０ｎ
ｍ以下の酸化シリコン、酸化窒化シリコン等を用いることができる。

また、絶縁膜１１４は、欠陥量が少ないことが好ましく、代表的には、ＥＳＲ測定により
、シリコンのダングリングボンドに由来するｇ＝２．００１に現れる信号のスピン密度が
３×１０^１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ^３以下であることが好ましい。これは、絶縁膜１１４に含
まれる欠陥密度が多いと、該欠陥に酸素が結合してしまい、絶縁膜１１４における酸素の
透過量が減少してしまう。

なお、絶縁膜１１４においては、外部から絶縁膜１１４に入った酸素が全て絶縁膜１１４
の外部に移動せず、絶縁膜１１４にとどまる酸素もある。また、絶縁膜１１４に酸素が入
ると共に、絶縁膜１１４に含まれる酸素が絶縁膜１１４の外部へ移動することで、絶縁膜
１１４において酸素の移動が生じる場合もある。絶縁膜１１４として酸素を透過すること
ができる酸化物絶縁膜を形成すると、絶縁膜１１４上に設けられる、絶縁膜１１６から脱
離する酸素を、絶縁膜１１４を介して酸化物半導体膜１０８に移動させることができる。

また、絶縁膜１１４は、窒素酸化物に起因する準位密度が低い酸化物絶縁膜を用いて形成
することができる。なお、当該窒素酸化物に起因する準位密度は、酸化物半導体膜の価電
子帯の上端のエネルギー（Ｅｖ＿ｏｓ）と酸化物半導体膜の伝導帯の下端のエネルギー（
Ｅｃ＿ｏｓ）の間に形成され得る場合がある。上記酸化物絶縁膜として、窒素酸化物の放
出量が少ない酸化窒化シリコン膜、または窒素酸化物の放出量が少ない酸化窒化アルミニ
ウム膜等を用いることができる。

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

窒素酸化物（ＮＯ_ｘ、ｘは０より大きく２以下、好ましくは１以上２以下）、代表的には
ＮＯ_２またはＮＯは、絶縁膜１１４などに準位を形成する。当該準位は、酸化物半導体膜
１０８のエネルギーギャップ内に位置する。そのため、窒素酸化物が、絶縁膜１１４及び
酸化物半導体膜１０８の界面に拡散すると、当該準位が絶縁膜１１４側において電子をト
ラップする場合がある。この結果、トラップされた電子が、絶縁膜１１４及び酸化物半導
体膜１０８界面近傍に留まるため、トランジスタのしきい値電圧をプラス方向にシフトさ
せてしまう。

また、窒素酸化物は、加熱処理においてアンモニア及び酸素と反応する。絶縁膜１１４に
含まれる窒素酸化物は、加熱処理において、絶縁膜１１６に含まれるアンモニアと反応す
るため、絶縁膜１１４に含まれる窒素酸化物が低減される。このため、絶縁膜１１４及び
酸化物半導体膜１０８の界面において、電子がトラップされにくい。

絶縁膜１１４として、上記酸化物絶縁膜を用いることで、トランジスタのしきい値電圧の
シフトを低減することが可能であり、トランジスタの電気特性の変動を低減することがで
きる。

なお、トランジスタの作製工程の加熱処理、代表的には３００℃以上３５０℃未満の加熱
処理により、絶縁膜１１４は、１００Ｋ以下のＥＳＲで測定して得られたスペクトルにお
いてｇ値が２．０３７以上２．０３９以下の第１のシグナル、ｇ値が２．００１以上２．
００３以下の第２のシグナル、及びｇ値が１．９６４以上１．９６６以下の第３のシグナ
ルが観測される。なお、第１のシグナル及び第２のシグナルのスプリット幅、並びに第２
のシグナル及び第３のシグナルのスプリット幅は、ＸバンドのＥＳＲ測定において約５ｍ
Ｔである。また、ｇ値が２．０３７以上２．０３９以下の第１のシグナル、ｇ値が２．０
０１以上２．００３以下の第２のシグナル、及びｇ値が１．９６４以上１．９６６以下で
ある第３のシグナルのスピンの密度の合計が１×１０^１８ｓｐｉｎｓ／ｃｍ^３未満であり
、代表的には１×１０^１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ^３以上１×１０^１８ｓｐｉｎｓ／ｃｍ^３未満
である。

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

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

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

絶縁膜１１６は、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜を用
いて形成する。化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜は、加
熱により酸素の一部が脱離する。化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸
化物絶縁膜は、ＴＤＳ分析にて、酸素原子に換算しての酸素の脱離量が１．０×１０^１９
ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上、好ましくは３．０×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上である酸
化物絶縁膜である。なお、上記ＴＤＳにおける膜の表面温度としては１００℃以上７００
℃以下、または１００℃以上５００℃以下の範囲が好ましい。

絶縁膜１１６としては、厚さが３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以上４
００ｎｍ以下の、酸化シリコン、酸化窒化シリコン等を用いることができる。

また、絶縁膜１１６は、欠陥量が少ないことが好ましく、代表的には、ＥＳＲ測定により
、シリコンのダングリングボンドに由来するｇ＝２．００１に現れる信号のスピン密度が
１．５×１０^１８ｓｐｉｎｓ／ｃｍ^３未満、さらには１×１０^１８ｓｐｉｎｓ／ｃｍ^３以
下であることが好ましい。なお、絶縁膜１１６は、絶縁膜１１４と比較して酸化物半導体
膜１０８から離れているため、絶縁膜１１４より、欠陥密度が多くともよい。

また、絶縁膜１１４、１１６は、同種の材料の絶縁膜を用いることができるため、絶縁膜
１１４と絶縁膜１１６の界面が明確に確認できない場合がある。したがって、本実施の形
態においては、絶縁膜１１４と絶縁膜１１６の界面は、破線で図示している。なお、本実
施の形態においては、絶縁膜１１４と絶縁膜１１６の２層構造について説明したが、これ
に限定されず、例えば、絶縁膜１１４の単層構造としてもよい。

絶縁膜１１８は、窒素を有する。また、絶縁膜１１８は、窒素及びシリコンを有する。ま
た、絶縁膜１１８は、酸素、水素、水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等のブロッキン
グできる機能を有する。絶縁膜１１８を設けることで、酸化物半導体膜１０８からの酸素
の外部への拡散と、絶縁膜１１４、１１６に含まれる酸素の外部への拡散と、外部から酸
化物半導体膜１０８への水素、水等の入り込みを防ぐことができる。絶縁膜１１８として
は、例えば、窒化物絶縁膜を用いることができる。該窒化物絶縁膜としては、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がある。なお、酸素
、水素、水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等のブロッキング効果を有する窒化物絶縁
膜の代わりに、酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する酸化物絶縁膜を設けてもよ
い。酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する酸化物絶縁膜としては、酸化アルミニ
ウム、酸化窒化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化窒化ガリウム、酸化イットリウム、酸
化窒化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化窒化ハフニウム等がある。

なお、上記記載の、導電膜、絶縁膜、酸化物半導体膜などの様々な膜は、スパッタリング
法やＰＥＣＶＤ法により形成することができるが、他の方法、例えば、熱ＣＶＤ（Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成してもよい。熱ＣＶＤ法
の例としてＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
）法を用いても良い。

熱ＣＶＤ法は、プラズマを使わない成膜方法のため、プラズマダメージにより欠陥が生成
されることが無いという利点を有する。

熱ＣＶＤ法は、原料ガスと酸化剤を同時にチャンバー内に送り、チャンバー内を大気圧ま
たは減圧下とし、基板近傍または基板上で反応させて基板上に堆積させることで成膜を行
ってもよい。

また、ＡＬＤ法は、チャンバー内を大気圧または減圧下とし、反応のための原料ガスが順
次チャンバーに導入され、そのガス導入の順序を繰り返すことで成膜を行ってもよい。例
えば、それぞれのスイッチングバルブ（高速バルブとも呼ぶ）を切り替えて２種類以上の
原料ガスを順番にチャンバーに供給し、複数種の原料ガスが混ざらないように第１の原料
ガスと同時またはその後に不活性ガス（アルゴン、或いは窒素など）などを導入し、第２
の原料ガスを導入する。なお、同時に不活性ガスを導入する場合には、不活性ガスはキャ
リアガスとなり、また、第２の原料ガスの導入時にも同時に不活性ガスを導入してもよい
。また、不活性ガスを導入する代わりに真空排気によって第１の原料ガスを排出した後、
第２の原料ガスを導入してもよい。第１の原料ガスが基板の表面に吸着して第１の層を成
膜し、後から導入される第２の原料ガスと反応して、第２の層が第１の層上に積層されて
薄膜が形成される。このガス導入順序を制御しつつ所望の厚さになるまで複数回繰り返す
ことで、段差被覆性に優れた薄膜を形成することができる。薄膜の厚さは、ガス導入順序
を繰り返す回数によって調節することができるため、精密な膜厚調節が可能であり、微細
なＦＥＴを作製する場合に適している。

ＭＯＣＶＤ法やＡＬＤ法などの熱ＣＶＤ法は、上記実施形態の導電膜、絶縁膜、酸化物半
導体膜、金属酸化膜などの様々な膜を形成することができ、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−ＺｎＯ
膜を成膜する場合には、トリメチルインジウム、トリメチルガリウム、及びジメチル亜鉛
を用いる。なお、トリメチルインジウムの化学式は、Ｉｎ（ＣＨ_３）_３である。また、ト
リメチルガリウムの化学式は、Ｇａ（ＣＨ_３）_３である。また、ジメチル亜鉛の化学式は
、Ｚｎ（ＣＨ_３）_２である。また、これらの組み合わせに限定されず、トリメチルガリウ
ムに代えてトリエチルガリウム（化学式Ｇａ（Ｃ_２Ｈ_５）_３）を用いることもでき、ジメ
チル亜鉛に代えてジエチル亜鉛（化学式Ｚｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２）を用いることもできる。

例えば、ＡＬＤを利用する成膜装置により酸化ハフニウム膜を形成する場合には、溶媒と
ハフニウム前駆体化合物を含む液体（ハフニウムアルコキシドや、テトラキスジメチルア
ミドハフニウム（ＴＤＭＡＨ）などのハフニウムアミド）を気化させた原料ガスと、酸化
剤としてオゾン（Ｏ_３）の２種類のガスを用いる。なお、テトラキスジメチルアミドハフ
ニウムの化学式はＨｆ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_４である。また、他の材料液としては、テトラ
キス（エチルメチルアミド）ハフニウムなどがある。

例えば、ＡＬＤを利用する成膜装置により酸化アルミニウム膜を形成する場合には、溶媒
とアルミニウム前駆体化合物を含む液体（トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）など）を気
化させた原料ガスと、酸化剤としてＨ_２Ｏの２種類のガスを用いる。なお、トリメチルア
ルミニウムの化学式はＡｌ（ＣＨ_３）_３である。また、他の材料液としては、トリス（ジ
メチルアミド）アルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、アルミニウムトリス（２，
２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナート）などがある。

例えば、ＡＬＤを利用する成膜装置により酸化シリコン膜を形成する場合には、ヘキサク
ロロジシランを被成膜面に吸着させ、吸着物に含まれる塩素を除去し、酸化性ガス（Ｏ_２
、一酸化二窒素）のラジカルを供給して吸着物と反応させる。

例えば、ＡＬＤを利用する成膜装置によりタングステン膜を成膜する場合には、ＷＦ_６ガ
スとＢ_２Ｈ_６ガスを順次繰り返し導入して初期タングステン膜を形成し、その後、ＷＦ_６
ガスとＨ_２ガスを用いて導入してタングステン膜を形成する。なお、Ｂ_２Ｈ_６ガスに代え
てＳｉＨ_４ガスを用いてもよい。

例えば、ＡＬＤを利用する成膜装置により酸化物半導体膜、例えばＩｎ−Ｇａ−ＺｎＯ膜
を成膜する場合には、Ｉｎ（ＣＨ_３）_３ガスとＯ_３ガスを順次繰り返し導入してＩｎ−Ｏ
層を形成し、その後、Ｇａ（ＣＨ_３）_３ガスとＯ_３ガスを用いてＧａＯ層を形成し、更に
その後Ｚｎ（ＣＨ_３）_２ガスとＯ_３ガスを用いてＺｎＯ層を形成する。なお、これらの層
の順番はこの例に限らない。また、これらのガスを混ぜてＩｎ−Ｇａ−Ｏ層やＩｎ−Ｚｎ
−Ｏ層、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ層などの混合化合物層を形成しても良い。なお、Ｏ_３ガスに変え
てＡｒ等の不活性ガスでバブリングして得られたＨ_２Ｏガスを用いても良いが、Ｈを含ま
ないＯ_３ガスを用いる方が好ましい。また、Ｉｎ（ＣＨ_３）_３ガスにかえて、Ｉｎ（Ｃ_２
Ｈ_５）_３ガスを用いても良い。また、Ｇａ（ＣＨ_３）_３ガスにかえて、Ｇａ（Ｃ_２Ｈ_５）
_３ガスを用いても良い。また、Ｚｎ（ＣＨ_３）_２ガスを用いても良い。

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、本発明の一態様のタッチ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１２を参照しながら説明する。

＜半導体装置の構成例＞
図１２（Ａ）は、トランジスタ１００の上面図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に
示す切断線Ｘ１−Ｘ２間における切断面の断面図に相当し、図１２（Ｃ）は、図１２（Ａ
）に示す切断線Ｙ１−Ｙ２間における切断面の断面図に相当する。なお、図１２（Ａ）に
おいて、煩雑になることを避けるため、トランジスタ１００の構成要素の一部（ゲート絶
縁膜として機能する絶縁膜等）を省略して図示している。また、切断線Ｘ１−Ｘ２方向を
チャネル長方向、切断線Ｙ１−Ｙ２方向をチャネル幅方向と呼称する場合がある。なお、
トランジスタの上面図においては、以降の図面においても図１２（Ａ）と同様に、構成要
素の一部を省略して図示する場合がある。

なお、トランジスタ１００を実施の形態１で説明するタッチパネルに用いることができる
。

例えば、トランジスタ１００をトランジスタＭＤＢに用いる場合は、基板１０２を基材７
１０および絶縁膜７０１の積層材料に、導電膜１０４を導電膜７０４に、絶縁膜１０６お
よび絶縁膜１０７の積層膜を７０６に、酸化物半導体膜１０８を半導体膜７１８に、導電
膜１１２ａを導電膜７１２Ａに、導電膜１１２ｂを導電膜７１２Ｂに、絶縁膜１１４およ
び絶縁膜１１６の積層膜を絶縁膜７２１Ａに、絶縁膜１１８を絶縁膜７２１Ｂに、導電膜
１２０ｂを導電膜７２４Ｂに、それぞれ読み替えることができる。

トランジスタ１００は、基板１０２上の第１のゲート電極として機能する導電膜１０４と
、基板１０２及び導電膜１０４上の絶縁膜１０６と、絶縁膜１０６上の絶縁膜１０７と、
絶縁膜１０７上の酸化物半導体膜１０８と、酸化物半導体膜１０８に電気的に接続される
ソース電極として機能する導電膜１１２ａと、酸化物半導体膜１０８に電気的に接続され
るドレイン電極として機能する導電膜１１２ｂと、酸化物半導体膜１０８、導電膜１１２
ａ、及び１１２ｂ上の絶縁膜１１４、１１６と、絶縁膜１１６上に設けられ、且つ導電膜
１１２ｂと電気的に接続される導電膜１２０ａと、絶縁膜１１６上の導電膜１２０ｂと、
絶縁膜１１６及び導電膜１２０ａ、１２０ｂ上の絶縁膜１１８と、を有する。

また、トランジスタ１００において、絶縁膜１０６、１０７は、トランジスタ１００の第
１のゲート絶縁膜としての機能を有し、絶縁膜１１４、１１６は、トランジスタ１００の
第２のゲート絶縁膜としての機能を有し、絶縁膜１１８は、トランジスタ１００の保護絶
縁膜としての機能を有する。なお、本明細書等において、絶縁膜１０６、１０７を第１の
絶縁膜と、絶縁膜１１４、１１６を第２の絶縁膜と、絶縁膜１１８を第３の絶縁膜と、そ
れぞれ呼称する場合がある。

なお、導電膜１２０ｂをトランジスタ１００の第２のゲート電極に用いることができる。

また、トランジスタ１００を表示パネルの画素部に用いる場合は、導電膜１２０ａを表示
素子の電極等に用いることができる。

また、酸化物半導体膜１０８は、第１のゲート電極として機能する導電膜１０４側の酸化
物半導体膜１０８ｂと、酸化物半導体膜１０８ｂ上の酸化物半導体膜１０８ｃと、を有す
る。また、酸化物半導体膜１０８ｂ及び酸化物半導体膜１０８ｃは、Ｉｎと、Ｍ（ＭはＡ
ｌ、Ｇａ、Ｙ、またはＳｎ）と、Ｚｎと、を有する。

例えば、酸化物半導体膜１０８ｂとしては、Ｉｎの原子数比がＭの原子数比より多い領域
を有すると好ましい。また、酸化物半導体膜１０８ｃとしては、酸化物半導体膜１０８ｂ
よりもＩｎの原子数が少ない領域を有すると好ましい。

酸化物半導体膜１０８ｂが、Ｉｎの原子数比がＭの原子数比より多い領域を有することで
、トランジスタ１００の電界効果移動度（単に移動度、またはμＦＥという場合がある）
を高くすることができる。具体的には、トランジスタ１００の電界効果移動度が１０ｃｍ
^２／Ｖｓを超える、さらに好ましくはトランジスタ１００の電界効果移動度が３０ｃｍ^２
／Ｖｓを超えることが可能となる。

例えば、上記の電界効果移動度が高いトランジスタを、ゲート信号を生成するゲートドラ
イバ（とくに、ゲートドライバが有するシフトレジスタの出力端子に接続されるデマルチ
プレクサ）に用いることで、額縁幅の狭い（狭額縁ともいう）半導体装置または表示装置
を提供することができる。

一方で、酸化物半導体膜１０８ｂが、Ｉｎの原子数比がＭの原子数比より多い領域を有す
る場合、光照射時にトランジスタ１００の電気特性が変動しやすくなる。しかしながら、
本発明の一態様の半導体装置においては、酸化物半導体膜１０８ｂ上に酸化物半導体膜１
０８ｃが形成されている。また、酸化物半導体膜１０８ｃは、酸化物半導体膜１０８ｂよ
りもＩｎの原子数比が少ない領域を有するため、酸化物半導体膜１０８ｂよりもＥｇが大
きくなる。したがって、酸化物半導体膜１０８ｂと、酸化物半導体膜１０８ｃとの積層構
造である酸化物半導体膜１０８は、光負バイアスストレス試験による耐性を高めることが
可能となる。

また、酸化物半導体膜１０８中、特に酸化物半導体膜１０８ｂのチャネル領域に混入する
水素または水分などの不純物は、トランジスタ特性に影響を与えるため問題となる。した
がって、酸化物半導体膜１０８ｂ中のチャネル領域においては、水素または水分などの不
純物が少ないほど好ましい。また、酸化物半導体膜１０８ｂ中のチャネル領域に形成され
る酸素欠損は、トランジスタ特性に影響を与えるため問題となる。例えば、酸化物半導体
膜１０８ｂのチャネル領域中に酸素欠損が形成されると、該酸素欠損に水素が結合し、キ
ャリア供給源となる。酸化物半導体膜１０８ｂのチャネル領域中にキャリア供給源が生成
されると、酸化物半導体膜１０８ｂを有するトランジスタ１００の電気特性の変動、代表
的にはしきい値電圧のシフトが生じる。したがって、酸化物半導体膜１０８ｂのチャネル
領域においては、酸素欠損が少ないほど好ましい。

そこで、本発明の一態様においては、酸化物半導体膜１０８に接する絶縁膜、具体的には
、酸化物半導体膜１０８の下方に形成される絶縁膜１０７、及び酸化物半導体膜１０８の
上方に形成される絶縁膜１１４、１１６が過剰酸素を含有する構成である。絶縁膜１０７
、及び絶縁膜１１４、１１６から酸化物半導体膜１０８へ酸素または過剰酸素を移動させ
ることで、酸化物半導体膜中の酸素欠損を低減することが可能となる。よって、トランジ
スタ１００の電気特性、特に光照射におけるトランジスタ１００の変動を抑制することが
可能となる。

また、本発明の一態様においては、絶縁膜１０７、及び絶縁膜１１４、１１６に過剰酸素
を含有させるために、作製工程の増加がない、または作製工程の増加が極めて少ない作製
方法を用いる。よって、トランジスタ１００の歩留まりを高くすることが可能である。

具体的には、酸化物半導体膜１０８ｂを形成する工程において、スパッタリング法を用い
、酸素ガスを含む雰囲気にて酸化物半導体膜１０８ｂを形成することで、酸化物半導体膜
１０８ｂの被形成面となる、絶縁膜１０７に酸素または過剰酸素を添加する。

また、導電膜１２０ａ、１２０ｂを形成する工程において、スパッタリング法を用い、酸
素ガスを含む雰囲気にて導電膜１２０ａ、１２０ｂを形成することで、導電膜１２０ａ、
１２０ｂの被形成面となる、絶縁膜１１６に酸素または過剰酸素を添加する。なお、絶縁
膜１１６に酸素または過剰酸素を添加する際に、絶縁膜１１６の下方に位置する絶縁膜１
１４、及び酸化物半導体膜１０８にも酸素または過剰酸素が添加される場合がある。

＜酸化物導電体＞
次に、酸化物導電体について説明する。導電膜１２０ａ、１２０ｂを形成する工程におい
て、導電膜１２０ａ、１２０ｂは、絶縁膜１１４、１１６から酸素の放出を抑制する保護
膜として機能する。また、導電膜１２０ａ、１２０ｂは、絶縁膜１１８を形成する工程の
前においては、半導体としての機能を有し、絶縁膜１１８を形成する工程の後においては
、導電膜１２０ａ、１２０ｂは、導電体としての機能を有する。

導電膜１２０ａ、１２０ｂを導電体として機能させるためには、導電膜１２０ａ、１２０
ｂに酸素欠損を形成し、該酸素欠損に絶縁膜１１８から水素を添加すると、伝導帯近傍に
ドナー準位が形成される。この結果、導電膜１２０ａ、１２０ｂは、導電性が高くなり導
電体化する。導電体化された導電膜１２０ａ、１２０ｂを、それぞれ酸化物導電体という
ことができる。一般に、酸化物半導体は、エネルギーギャップが大きいため、可視光に対
して透光性を有する。一方、酸化物導電体は、伝導帯近傍にドナー準位を有する酸化物半
導体である。したがって、酸化物導電体は、ドナー準位による吸収の影響は小さく、可視
光に対して酸化物半導体と同程度の透光性を有する。

＜半導体装置の構成要素＞
以下に、本実施の形態の半導体装置に含まれる構成要素について、詳細に説明する。

なお、以下の材料については、実施の形態３で説明する材料と同様の材料を用いることが
できる。

実施の形態３で説明する基板１０２に用いることができる材料を基板１０２に用いること
ができる。また、実施の形態３で説明する絶縁膜１０６、１０７に用いることができる材
料を絶縁膜１０６、１０７に用いることができる。

また、実施の形態３で説明するゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極として機能す
る導電膜に用いることができる材料を、第１のゲート電極、ソース電極、及びドレイン電
極として機能する導電膜に用いることができる。

《酸化物半導体膜》
酸化物半導体膜１０８としては、先に示す材料を用いることができる。

酸化物半導体膜１０８ｂがＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の場合、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を成膜す
るために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ＞Ｍを満たすこ
とが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、Ｉｎ
：Ｍ：Ｚｎ＝２：１：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．
１等が挙げられる。

また、酸化物半導体膜１０８ｃがＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の場合、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を
成膜するために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ≦Ｍを満
たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として
、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１
：３：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：３：４、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：３：６、等が挙げられる
。

また、酸化物半導体膜１０８ｂ及び酸化物半導体膜１０８ｃがＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の場
合、スパッタリングターゲットとしては、多結晶のＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を含むターゲッ
トを用いると好ましい。多結晶のＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を含むターゲットを用いることで
、結晶性を有する酸化物半導体膜１０８ｂ及び酸化物半導体膜１０８ｃを形成しやすくな
る。なお、成膜される酸化物半導体膜１０８ｂ及び酸化物半導体膜１０８ｃの原子数比は
それぞれ、誤差として上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比の
プラスマイナス４０％の変動を含む。例えば、酸化物半導体膜１０８ｂのスパッタリング
ターゲットとして、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：４．１を用いる場合、成膜さ
れる酸化物半導体膜１０８ｂの原子数比は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３近傍となる場
合がある。

また、酸化物半導体膜１０８は、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅ
Ｖ以上、より好ましくは３ｅＶ以上である。このように、エネルギーギャップの広い酸化
物半導体を用いることで、トランジスタ１００のオフ電流を低減することができる。とく
に、酸化物半導体膜１０８ｂには、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２ｅＶ
以上３．０ｅＶ以下の酸化物半導体膜を用い、酸化物半導体膜１０８ｃには、エネルギー
ギャップが２．５ｅＶ以上３．５ｅＶ以下の酸化物半導体膜を用いると、好適である。ま
た、酸化物半導体膜１０８ｂよりも酸化物半導体膜１０８ｃのエネルギーギャップが大き
い方が好ましい。

また、酸化物半導体膜１０８ｂ、及び酸化物半導体膜１０８ｃの厚さは、それぞれ３ｎｍ
以上２００ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以上１００ｎｍ以下、さらに好ましくは３ｎｍ以
上５０ｎｍ以下とする。

また、酸化物半導体膜１０８ｃとしては、キャリア密度の低い酸化物半導体膜を用いる。
例えば、第２の酸化物半導体膜１０８ｃは、キャリア密度が１×１０^１７個／ｃｍ^３以下
、好ましくは１×１０^１５個／ｃｍ^３以下、さらに好ましくは１×１０^１３個／ｃｍ^３以
下、より好ましくは１×１０^１１個／ｃｍ^３以下とする。

なお、これらに限られず、必要とするトランジスタの半導体特性及び電気特性（電界効果
移動度、しきい値電圧等）に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とする
トランジスタの半導体特性を得るために、酸化物半導体膜１０８ｂ、及び酸化物半導体膜
１０８ｃのキャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距
離、密度等を適切なものとすることが好ましい。

なお、酸化物半導体膜１０８ｂ、及び酸化物半導体膜１０８ｃとしては、それぞれ不純物
濃度が低く、欠陥準位密度の低い酸化物半導体膜を用いることで、さらに優れた電気特性
を有するトランジスタを作製することができ好ましい。ここでは、不純物濃度が低く、欠
陥準位密度の低い（酸素欠損の少ない）ことを高純度真性または実質的に高純度真性とよ
ぶ。高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、キャリア発生源が少
ないため、キャリア密度を低くすることができる。従って、該酸化物半導体膜にチャネル
領域が形成されるトランジスタは、しきい値電圧がマイナスとなる電気特性（ノーマリー
オンともいう。）になることが少ない。また、高純度真性または実質的に高純度真性であ
る酸化物半導体膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度も低くなる場合がある
。また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、オフ電流が著し
く小さく、チャネル幅が１×１０^６μｍでチャネル長Ｌが１０μｍの素子であっても、ソ
ース電極とドレイン電極間の電圧（ドレイン電圧）が１Ｖから１０Ｖの範囲において、オ
フ電流が、半導体パラメータアナライザの測定限界以下、すなわち１×１０^−１３Ａ以下
という特性を得ることができる。

したがって、上記高純度真性、または実質的に高純度真性の酸化物半導体膜にチャネル領
域が形成されるトランジスタは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタと
することができる。なお、酸化物半導体膜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膜にチャネル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。不純物としては、水素、窒素、アルカリ金属、またはア
ルカリ土類金属等がある。

酸化物半導体膜に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になると共に、
酸素が脱離した格子（または酸素が脱離した部分）に酸素欠損を形成する。該酸素欠損に
水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金
属原子と結合する酸素と結合して、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膜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、酸化物半導体膜１０８は水素ができる限り低減されていることが好まし
い。具体的には、酸化物半導体膜１０８において、ＳＩＭＳ分析により得られる水素濃度
を、２×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは５×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３
以下、より好ましくは１×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、５×１０^１８ａｔｏｍｓ／
ｃｍ^３以下、好ましくは１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、より好ましくは５×１０
^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、さらに好ましくは１×１０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下と
する。

また、酸化物半導体膜１０８ｂは、酸化物半導体膜１０８ｃよりも水素濃度が少ない領域
を有すると好ましい。酸化物半導体膜１０８ｂの方が、酸化物半導体膜１０８ｃよりも水
素濃度が少ない領域を有すことにより、信頼性の高い半導体装置とすることができる。

また、酸化物半導体膜１０８ｂ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、酸化物半導体膜１０８ｂにおいて酸素欠損が増加し、ｎ型化してしまう。この
ため、酸化物半導体膜１０８ｂにおけるシリコンや炭素の濃度と、酸化物半導体膜１０８
ｂとの界面近傍のシリコンや炭素の濃度（ＳＩＭＳ分析により得られる濃度）を、２×１
０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは２×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下とする
。

また、酸化物半導体膜１０８ｂにおいて、ＳＩＭＳ分析により得られるアルカリ金属また
はアルカリ土類金属の濃度を、１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは２×１
０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下にする。アルカリ金属及びアルカリ土類金属は、酸化物半
導体と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジスタのオフ電流が増大してし
まうことがある。このため、酸化物半導体膜１０８ｂのアルカリ金属またはアルカリ土類
金属の濃度を低減することが好ましい。

また、酸化物半導体膜１０８ｂに窒素が含まれていると、キャリアである電子が生じ、キ
ャリア密度が増加し、ｎ型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体膜を
用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。従って、該酸化物半導体膜にお
いて、窒素はできる限り低減されていることが好ましい、例えば、ＳＩＭＳ分析により得
られる窒素濃度は、５×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下にすることが好ましい。

また、酸化物半導体膜１０８ｂ、及び酸化物半導体膜１０８ｃは、それぞれ非単結晶構造
でもよい。非単結晶構造は、例えば、後述するＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ Ａｘｉｓ Ａｌｉｇ
ｎｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶
構造、微結晶構造、または非晶質構造を含む。非単結晶構造において、非晶質構造は最も
欠陥準位密度が高く、ＣＡＡＣ−ＯＳは最も欠陥準位密度が低い。

《第２のゲート絶縁膜として機能する絶縁膜》
絶縁膜１１４、１１６は、トランジスタ１００の第２のゲート絶縁膜として機能する。ま
た、絶縁膜１１４、１１６は、酸化物半導体膜１０８に酸素を供給する機能を有する。す
なわち、絶縁膜１１４、１１６は、酸素を有する。また、絶縁膜１１４は、酸素を透過す
ることのできる絶縁膜である。なお、絶縁膜１１４は、後に形成する絶縁膜１１６を形成
する際の、酸化物半導体膜１０８へのダメージ緩和膜としても機能する。

例えば、実施の形態３で説明する絶縁膜１１４、１１６を絶縁膜１１４、１１６に用いる
ことができる。

《導電膜として機能する酸化物半導体膜、及び第２のゲート電極として機能する酸化物半
導体膜》
先に記載の酸化物半導体膜１０８と同様の材料を、導電膜として機能する導電膜１２０ａ
、及び第２のゲート電極として機能する導電膜１２０ｂに用いることができる。

すなわち、導電膜として機能する導電膜１２０ａ、及び第２のゲート電極として機能する
導電膜１２０ｂは、酸化物半導体膜１０８（酸化物半導体膜１０８ｂ及び酸化物半導体膜
１０８ｃ）に含まれる金属元素を有する。例えば、第２のゲート電極として機能する導電
膜１２０ｂと、酸化物半導体膜１０８（酸化物半導体膜１０８ｂ及び酸化物半導体膜１０
８ｃ）と、が同一の金属元素を有する構成とすることで、製造コストを抑制することが可
能となる。

例えば、導電膜として機能する導電膜１２０ａ、及び第２のゲート電極として機能する導
電膜１２０ｂとしては、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の場合、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を成膜する
ために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ≧Ｍを満たすこと
が好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、Ｉｎ：
Ｍ：Ｚｎ＝２：１：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１
等が挙げられる。

また、導電膜として機能する導電膜１２０ａ、及び第２のゲート電極として機能する導電
膜１２０ｂの構造としては、単層構造または２層以上の積層構造とすることができる。な
お、導電膜１２０ａ、１２０ｂが積層構造の場合においては、上記のスパッタリングター
ゲットの組成に限定されない。

《トランジスタの保護絶縁膜として機能する絶縁膜》
絶縁膜１１８は、トランジスタ１００の保護絶縁膜として機能する。

絶縁膜１１８は、水素及び窒素のいずれか一方または双方を有する。または、絶縁膜１１
８は、窒素及びシリコンを有する。また、絶縁膜１１８は、酸素、水素、水、アルカリ金
属、アルカリ土類金属等のブロッキングできる機能を有する。絶縁膜１１８を設けること
で、酸化物半導体膜１０８からの酸素の外部への拡散と、絶縁膜１１４、１１６に含まれ
る酸素の外部への拡散と、外部から酸化物半導体膜１０８への水素、水等の入り込みを防
ぐことができる。

また、絶縁膜１１８は、導電膜として機能する導電膜１２０ａ、及び第２のゲート電極と
して機能する導電膜１２０ｂに、水素及び窒素のいずれか一方または双方を供給する機能
を有する。特に絶縁膜１１８としては、水素を含み、当該水素を導電膜１２０ａ、１２０
ｂに供給する機能を有すると好ましい。絶縁膜１１８から導電膜１２０ａ、１２０ｂに水
素が供給されることで、導電膜１２０ａ、１２０ｂは、導電体としての機能を有する。

絶縁膜１１８としては、例えば、窒化物絶縁膜を用いることができる。該窒化物絶縁膜と
しては、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
がある。

なお、上記記載の、導電膜、絶縁膜、酸化物半導体膜などの様々な膜は、スパッタリング
法やＰＥＣＶＤ法により形成することができるが、他の方法、例えば、熱ＣＶＤ（Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成してもよい。熱ＣＶＤ法
の例としてＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
）法を用いても良い。

熱ＣＶＤ法は、プラズマを使わない成膜方法のため、プラズマダメージにより欠陥が生成
されることが無いという利点を有する。

熱ＣＶＤ法は、原料ガスと酸化剤を同時にチャンバー内に送り、チャンバー内を大気圧ま
たは減圧下とし、基板近傍または基板上で反応させて基板上に堆積させることで成膜を行
ってもよい。

また、ＡＬＤ法は、チャンバー内を大気圧または減圧下とし、反応のための原料ガスが順
次チャンバーに導入され、そのガス導入の順序を繰り返すことで成膜を行ってもよい。例
えば、それぞれのスイッチングバルブ（高速バルブとも呼ぶ）を切り替えて２種類以上の
原料ガスを順番にチャンバーに供給し、複数種の原料ガスが混ざらないように第１の原料
ガスと同時またはその後に不活性ガス（アルゴン、或いは窒素など）などを導入し、第２
の原料ガスを導入する。なお、同時に不活性ガスを導入する場合には、不活性ガスはキャ
リアガスとなり、また、第２の原料ガスの導入時にも同時に不活性ガスを導入してもよい
。また、不活性ガスを導入する代わりに真空排気によって第１の原料ガスを排出した後、
第２の原料ガスを導入してもよい。第１の原料ガスが基板の表面に吸着して第１の層を成
膜し、後から導入される第２の原料ガスと反応して、第２の層が第１の層上に積層されて
薄膜が形成される。このガス導入順序を制御しつつ所望の厚さになるまで複数回繰り返す
ことで、段差被覆性に優れた薄膜を形成することができる。薄膜の厚さは、ガス導入順序
を繰り返す回数によって調節することができるため、精密な膜厚調節が可能であり、微細
なＦＥＴを作製する場合に適している。

ＭＯＣＶＤ法やＡＬＤ法などの熱ＣＶＤ法は、上記実施形態の導電膜、絶縁膜、酸化物半
導体膜、金属酸化膜などの様々な膜を形成することができ、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−ＺｎＯ
膜を成膜する場合には、トリメチルインジウム、トリメチルガリウム、及びジメチル亜鉛
を用いる。なお、トリメチルインジウムの化学式は、Ｉｎ（ＣＨ_３）_３である。また、ト
リメチルガリウムの化学式は、Ｇａ（ＣＨ_３）_３である。また、ジメチル亜鉛の化学式は
、Ｚｎ（ＣＨ_３）_２である。また、これらの組み合わせに限定されず、トリメチルガリウ
ムに代えてトリエチルガリウム（化学式Ｇａ（Ｃ_２Ｈ_５）_３）を用いることもでき、ジメ
チル亜鉛に代えてジエチル亜鉛（化学式Ｚｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２）を用いることもできる。

例えば、ＡＬＤを利用する成膜装置により酸化ハフニウム膜を形成する場合には、溶媒と
ハフニウム前駆体化合物を含む液体（ハフニウムアルコキシドや、テトラキスジメチルア
ミドハフニウム（ＴＤＭＡＨ）などのハフニウムアミド）を気化させた原料ガスと、酸化
剤としてオゾン（Ｏ_３）の２種類のガスを用いる。なお、テトラキスジメチルアミドハフ
ニウムの化学式はＨｆ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_４である。また、他の材料液としては、テトラ
キス（エチルメチルアミド）ハフニウムなどがある。

例えば、ＡＬＤを利用する成膜装置により酸化アルミニウム膜を形成する場合には、溶媒
とアルミニウム前駆体化合物を含む液体（トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）など）を気
化させた原料ガスと、酸化剤としてＨ_２Ｏの２種類のガスを用いる。なお、トリメチルア
ルミニウムの化学式はＡｌ（ＣＨ_３）_３である。また、他の材料液としては、トリス（ジ
メチルアミド）アルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、アルミニウムトリス（２，
２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナート）などがある。

例えば、ＡＬＤを利用する成膜装置により酸化シリコン膜を形成する場合には、ヘキサク
ロロジシランを被成膜面に吸着させ、吸着物に含まれる塩素を除去し、酸化性ガス（Ｏ_２
、一酸化二窒素）のラジカルを供給して吸着物と反応させる。

例えば、ＡＬＤを利用する成膜装置によりタングステン膜を成膜する場合には、ＷＦ_６ガ
スとＢ_２Ｈ_６ガスを順次繰り返し導入して初期タングステン膜を形成し、その後、ＷＦ_６
ガスとＨ_２ガスを順次繰り返し導入してタングステン膜を形成する。なお、Ｂ_２Ｈ_６ガス
に代えてＳｉＨ_４ガスを用いてもよい。

例えば、ＡＬＤを利用する成膜装置により酸化物半導体膜、例えばＩｎ−Ｇａ−ＺｎＯ膜
を成膜する場合には、Ｉｎ（ＣＨ_３）_３ガスとＯ_３ガスを順次繰り返し導入してＩｎ−Ｏ
層を形成し、その後、Ｇａ（ＣＨ_３）_３ガスとＯ_３ガスを順次繰り返し導入してＧａＯ層
を形成し、更にその後Ｚｎ（ＣＨ_３）_２ガスとＯ_３ガスを順次繰り返し導入してＺｎＯ層
を形成する。なお、これらの層の順番はこの例に限らない。また、これらのガスを混ぜて
Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ層やＩｎ−Ｚｎ−Ｏ層、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ層などの混合化合物層を形成して
も良い。なお、Ｏ_３ガスに変えてＡｒ等の不活性ガスでバブリングして得られたＨ_２Ｏガ
スを用いても良いが、Ｈを含まないＯ_３ガスを用いる方が好ましい。また、Ｉｎ（ＣＨ_３
）_３ガスに変えて、Ｉｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_３ガスを用いても良い。また、Ｇａ（ＣＨ_３）_３ガ
スにかえて、Ｇａ（Ｃ_２Ｈ_５）_３ガスを用いても良い。また、Ｚｎ（ＣＨ_３）_２ガスを用
いても良い。

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、本発明の一態様の情報処理装置の構成について、図１３乃至図１６を
参照しながら説明する。

図１３（Ａ）は、情報処理装置２００の構成を説明するブロック図である。図１３（Ｂ）
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１４（Ａ）は、表示部２３０の構成を説明するブロック図である。図１４（Ｂ）は、表
示部２３０Ｂの構成説明するブロック図である。図１４（Ｃ）は、画素２３２（ｉ，ｊ）
の構成説明する回路図である。

＜情報処理装置の構成例＞
本実施の形態で説明する情報処理装置２００は、演算装置２１０と入出力装置２２０と、
を有する（図１３（Ａ）参照）。

演算装置２１０は、位置情報Ｐ１を供給され、画像情報Ｖおよび制御情報を供給する機能
を備える。

入出力装置２２０は、位置情報Ｐ１を供給する機能を備え、画像情報Ｖおよび制御情報を
供給される。

入出力装置２２０は、画像情報Ｖを表示する表示部２３０および位置情報Ｐ１を供給する
入力部２４０を備える。なお、タッチパネルは表示部２３０および入力部２４０を備える
。

また、表示部２３０は、表示素子と、表示素子を駆動する画素回路と、を備える。

入力部２４０は、ポインタの位置を検知して、検知された位置に基づく位置情報Ｐ１を供
給する機能を備える。

演算装置２１０は、位置情報Ｐ１に基づいてポインタの移動速度等を決定する機能を備え
る。

演算装置２１０は、画像情報Ｖのコントラストまたは明るさを移動速度等に基づいて決定
する機能を備える。

これにより、画像情報の表示位置を移動する際に使用者の目に与える負担を軽減すること
ができ、使用者の目にやさしい表示をすることができる。その結果、利便性または信頼性
に優れた新規な情報処理装置を提供することができる。

＜構成＞
本発明の一態様は、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（図１３（Ａ）参照）。

《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。

例えば、実施の形態６で説明するＣＰＵを演算部２１１に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。

《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記憶部２１２に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１で説明するタッチパネルを入出力装置２２０に用いること
ができる。

《表示部２３０》
表示部２３０は、表示領域２３１と、駆動回路ＧＤと、駆動回路ＳＤと、を有する（図１
４（Ａ）参照）。

表示領域２３１は、単数または複数の画素２３２（ｉ，ｊ）と、行方向に配設される画素
２３２（ｉ，ｊ）と電気的に接続される走査線Ｇ（ｉ）と、行方向と交差する列方向に配
設される画素２３２（ｉ，ｊ）と電気的に接続される信号線Ｓ（ｊ）と、を備える。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。

なお、画素２３２（ｉ，ｊ）は、走査線Ｇ（ｉ）、信号線Ｓ（ｊ）および配線ＶＣＯＭと
電気的に接続される（図１４（Ｃ）参照）。

また、表示部２３０は、複数の駆動回路を有することができる。例えば、表示部２３０Ｂ
は、駆動回路ＧＤＡおよび駆動回路ＧＤＢを有することができる（図１４（Ｂ）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、例えば、複数の駆動回路を備える場合、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を、異ならせることができる。具体的には
、動画像を滑らかに表示する領域に、静止画像をフリッカーが抑制された状態で表示する
領域より高い頻度で選択信号を供給することができる。

《駆動回路ＳＤ》
駆動回路ＳＤは、画像情報Ｖに基づいて画像信号を供給する機能を有する。

《画素２３２（ｉ，ｊ）》
画素２３２（ｉ，ｊ）は、表示素子２３５ＬＣを備える。また、表示素子２３５ＬＣを駆
動する画素回路を備える（図１４（Ｃ）参照）。

《表示素子２３５ＬＣ》
例えば、光の透過を制御する機能を備える表示素子を、表示素子２３５ＬＣに用いること
ができる。具体的には、偏光板および液晶素子またはシャッター方式のＭＥＭＳ表示素子
等を表示素子２３５ＬＣに用いることができる。

例えば、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇ
ｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどの駆動方法を用いて駆動することがで
きる液晶素子を表示素子に用いることができる。

また、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モ
ード、ＥＶＡ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｔｉｌｔｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇ
ｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅ
ｎｔ）モード、ＣＰＡ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｐｉｎｗｈｅｅｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ
））モード、ＡＳＶ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｕｐｅｒ−Ｖｉｅｗ）モード、ＰＳＡ（Ｐｏ
ｌｙｍｅｒ Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＵＶ^２Ａ（Ｕｌｔｒａ
Ｖｉｏｌｅｔ ｉｎｄｕｃｅｄ Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌ
ｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＦＰＡ（Ｆｉｅｌｄ ｉｎｄｕｃｅｄ Ｐｈｏｔｏ−ｒｅａｃ
ｔｉｖｅ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＴＢＡ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｂｅｎｄ Ａ
ｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＳＦＲ（Ｓｕｐｅｒ−Ｆａｓｔ Ｒｅｓｐｏｎｃｅ）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表示素子に用いることができる
。

または、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃ
ｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌ
ｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙ
ｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃ
ａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）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表示素子に用いることができる。

液晶素子は、液晶材料を含む層と、液晶材料の配向を制御する電界を印加することができ
るように配設された電極と、を有する。例えば、液晶材料を含む層の厚さ方向（縦方向と
もいう）と交差する方向の電界を、液晶材料の配向を制御する電界に用いることができる
。

例えば、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、強誘電性
液晶または反強誘電性液晶等を、液晶材料を含む層に用いることができる。また、条件に
より、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等
方相等を示す液晶を、液晶材料を含む層に用いることができる。または、ブルー相を示す
液晶を、液晶材料を含む層に用いることができる。

《画素回路》
表示素子に応じた回路を画素回路に用いることができる。

例えば、走査線Ｇ（ｉ）、信号線Ｓ（ｊ）、および配線ＶＣＯＭと電気的に接続され、表
示素子２３５ＬＣを駆動する機能を備える画素回路について説明する（図１４（Ｃ）参照
）。

スイッチおよび容量素子等を画素回路に用いることができる。また、例えば、トランジス
タ、ダイオード、抵抗素子、容量素子またはインダクタなどを用いることができる。

例えば、単数または複数のトランジスタをスイッチに用いることができる。または、並列
に接続された複数のトランジスタ、直列に接続された複数のトランジスタ、直列と並列が
組み合わされて接続された複数のトランジスタを、一のスイッチに用いることができる。

例えば、第１の表示素子２３５ＬＣの一の電極と、第１の電極と重なる領域を備える導電
膜とを用いて、容量素子を形成してもよい。

例えば、画素回路は、ゲート電極が走査線Ｇ（ｉ）と電気的に接続され、第１の電極が信
号線Ｓ（ｊ）と電気的に接続され、スイッチＳＷとして機能するトランジスタを有する。
また、一の電極がトランジスタの第２の電極に電気的に接続され、他の電極が配線ＶＣＯ
Ｍと電気的に接続される表示素子２３５ＬＣを有する。また、第１の電極がトランジスタ
の第２の電極に電気的に接続され、第２の電極が配線ＶＣＯＭと電気的に接続される容量
素子Ｃを有する。

《トランジスタ》
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用い
ることができる。

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。

例えば、４族の元素を含む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、シリコンを含む半導体を半導体膜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たト
ランジスタを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。

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、半導体膜
に酸化物半導体を用いたトランジスタを用いることができる。

これにより、画素回路が画像信号を保持することができる時間を、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が保持することができる時間より長
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３０Ｈ
ｚ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、例えば、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。

例えば、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。

《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１３
（Ａ）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情報Ｐ２を取得する機能を備える。

例えば、カメラ、加速度センサ、方位センサ、圧力センサ、温度センサ。湿度センサ、照
度センサまたはＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）信号受
信回路等を、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》
図１５および図１６を参照しながら、本発明の一態様を、本発明の一態様のプログラムを
用いて説明する。

図１５（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１５（Ｂ）は、割り込み処理を説明するフローチャートである。

図１６は、表示部２３０に画像情報を表示する方法を説明する模式図である。

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プログラムである（図１５（Ａ
）参照）。

第１のステップにおいて、設定を初期化する。（図１５（Ａ）（Ｓ１）参照）

一例を挙げれば、所定の画像情報と第２のモードを初期設定に用いることができる。

例えば、静止画像を所定の画像情報に用いることができる。または、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モードを第
２のモードに用いることができる。

第２のステップにおいて、割り込み処理を許可する（図１５（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のステップにおいて、第１のステップまたは割り込み処理において選択された、所定
のモードで画像情報を表示する（図１５（Ａ）（Ｓ３）参照）。

一例を挙げれば、初期設定に基づいて、第２のモードで所定の画像情報を表示する。

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するモードを用いて、所定の画像情報を表示する。

例えば、時刻Ｔ１に選択信号を供給し、表示部２３０に第１の画像情報ＰＩＣ１を表示す
る（図１６参照）。また、例えば１秒後の時刻Ｔ２に選択信号を供給し所定の画像情報を
表示する。

または、割り込み処理において所定のイベントが供給されない場合において、第２のモー
ドで一の画像情報を表示する。

例えば、時刻Ｔ５に選択信号を供給し、表示部２３０に第４の画像情報ＰＩＣ４を表示す
る。また、例えば１秒後の時刻Ｔ６に選択信号を供給し同一の画像情報を表示する。なお
、時刻Ｔ５から時刻Ｔ６までの期間は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間と同じにするこ
とができる。

一例を挙げれば、割り込み処理において、所定のイベントが供給された場合、第１のモー
ドで所定の画像情報を表示する。

具体的には、割り込み処理において、「ページめくり命令」と関連付けられたイベントが
供給された場合、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
を供給するモードを用いて、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。

または、割り込み処理において、「スクロール命令」と関連付けられたイベントが供給さ
れた場合、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
するモードを用いて、表示されていた第１の画像情報ＰＩＣ１の一部およびそれに連続す
る部分を含む第２の画像情報ＰＩＣ２を表示する。

これにより、例えば「ページめくり命令」に伴って画像が徐々に切り替わる動画像を滑ら
かに表示することができる。または、「スクロール命令」に伴って画像が徐々に移動する
動画像を滑らかに表示することができる。

具体的には、「スクロール命令」と関連付けられたイベントが供給された後の時刻Ｔ３に
選択信号を供給し、表示位置等が変更された第２の画像情報ＰＩＣ２を表示する（図１６
参照）。また、時刻Ｔ４に選択信号を供給し、さらに表示位置等が変更された第３の画像
情報ＰＩＣ３を表示する。なお、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの期間、時刻Ｔ３から時刻Ｔ
４までの期間および時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの期間は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期
間より短い。

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１５（Ａ）（Ｓ４）
参照）。

なお、例えば、割り込み処理において、終了命令を供給することができる。

第５のステップにおいて、終了する（図１５（Ａ）（Ｓ５）参照）。

割り込み処理は以下の第６のステップ乃至第９のステップを備える（図１５（Ｂ）参照）
。

第６のステップにおいて、所定の期間の間に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のステップに進むよう
に決定する（図１５（Ｂ）（Ｓ６）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。

また、例えば終了命令を関連付けたイベントを所定のイベントに含めることができる。

第７のステップにおいて、モードを変更する。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（図１５（Ｂ）（Ｓ７）参照）。

第８のステップにおいて、割り込み処理を終了する（図１５（Ｂ）（Ｓ８）参照）。

《所定のイベント》
様々な命令に様々なイベントを関連付けることができる。

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

例えば、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。

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。

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

また、例えば、ページをめくる速度または／およびスクロール速度に応じて、表示の明る
さ、コントラストまたは色味を変化してもよい。

具体的には、ページをめくる速度または／およびスクロール速度が所定の速度より速い場
合に、速度と同期して表示の明るさが暗くなるように表示してもよい。

または、ページをめくる速度または／およびスクロール速度が所定の速度より速い場合に
、速度と同期してコントラストが低下するように表示してもよい。

例えば、表示されている画像を目で追いかけ難い速度を、所定の速度に用いることができ
る。

また、画像情報に含まれる明るい階調の領域を暗い階調に近づけてコントラストを低下す
る方法を用いることができる。

また、画像情報に含まれる暗い階調の領域を明るい階調に近づけてコントラストを低下す
る方法を用いることができる。

具体的には、ページをめくる速度または／およびスクロール速度が所定の速度より速い場
合に、速度と同期して黄色味が強くなるように表示してもよい。または、青みが弱くなる
ように表示してもよい。

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、電力が供給されない状況でも記憶内容の保持が可能で、かつ、書き込
み回数にも制限が無い半導体装置（記憶装置）、およびそれを含むＣＰＵについて説明す
る。本実施の形態で説明するＣＰＵは、例えば、実施の形態５で説明する情報処理装置に
用いる事が出来る。

＜記憶装置＞
電力が供給されない状況でも記憶内容の保持が可能で、かつ、書き込み回数にも制限が無
い半導体装置（記憶装置）の一例を図１７に示す。なお、図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）を
回路図で表したものである。

図１７（Ａ）及び（Ｂ）に示す半導体装置は、第１の半導体材料を用いたトランジスタ３
２００と第２の半導体材料を用いたトランジスタ３３００、および容量素子３４００を有
している。

第１の半導体材料と第２の半導体材料は異なるエネルギーギャップを持つ材料とすること
が好ましい。例えば、第１の半導体材料を酸化物半導体以外の半導体材料（シリコン（歪
シリコン含む）、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、炭化シリコン、ガリウムヒ素、
アルミニウムガリウムヒ素、インジウムリン、窒化ガリウム、有機半導体など）とし、第
２の半導体材料を酸化物半導体とすることができる。酸化物半導体以外の材料として単結
晶シリコンなどを用いたトランジスタは、高速動作が容易である。一方で、酸化物半導体
を用いたトランジスタは、オフ電流が低い。

トランジスタ３３００は、酸化物半導体を有する半導体層にチャネルが形成されるトラン
ジスタである。トランジスタ３３００は、オフ電流が小さいため、これを用いることによ
り長期にわたり記憶内容を保持することが可能である。つまり、リフレッシュ動作を必要
としない、或いは、リフレッシュ動作の頻度が極めて少ない半導体記憶装置とすることが
可能となるため、消費電力を十分に低減することができる。

図１７（Ｂ）において、第１の配線３００１はトランジスタ３２００のソース電極と電気
的に接続され、第２の配線３００２はトランジスタ３２００のドレイン電極と電気的に接
続されている。また、第３の配線３００３はトランジスタ３３００のソース電極およびド
レイン電極の一方と電気的に接続され、第４の配線３００４はトランジスタ３３００のゲ
ート電極と電気的に接続されている。そして、トランジスタ３２００のゲート電極、およ
びトランジスタ３３００のソース電極およびドレイン電極の他方は、容量素子３４００の
電極の一方と電気的に接続され、第５の配線３００５は容量素子３４００の電極の他方と
電気的に接続されている。

図１７（Ａ）に示す半導体装置では、トランジスタ３２００のゲート電極の電位が保持可
能という特徴を活かすことで、次のように、情報の書き込み、保持、読み出しが可能であ
る。

情報の書き込みおよび保持について説明する。まず、第４の配線３００４の電位を、トラ
ンジスタ３３００がオン状態となる電位にして、トランジスタ３３００をオン状態とする
。これにより、第３の配線３００３の電位が、トランジスタ３２００のゲート電極、およ
び容量素子３４００に与えられる。すなわち、トランジスタ３２００のゲートには、所定
の電荷が与えられる（書き込み）。ここでは、異なる二つの電位レベルを与える電荷（以
下Ｌｏｗレベル電荷、Ｈｉｇｈレベル電荷という）のいずれかが与えられるものとする。
その後、第４の配線３００４の電位を、トランジスタ３３００がオフ状態となる電位にし
て、トランジスタ３３００をオフ状態とすることにより、トランジスタ３２００のゲート
に与えられた電荷が保持される（保持）。

トランジスタ３３００のオフ電流は極めて小さいため、トランジスタ３２００のゲートの
電荷は長時間にわたって保持される。

次に情報の読み出しについて説明する。第１の配線３００１に所定の電位（定電位）を与
えた状態で、第５の配線３００５に適切な電位（読み出し電位）を与えると、トランジス
タ３２００のゲートに保持された電荷量に応じて、第２の配線３００２は異なる電位をと
る。一般に、トランジスタ３２００をｎチャネル型とすると、トランジスタ３２００のゲ
ート電極にＨｉｇｈレベル電荷が与えられている場合の見かけのしきい値Ｖｔｈ＿Ｈは、
トランジスタ３２００のゲート電極にＬｏｗレベル電荷が与えられている場合の見かけの
しきい値Ｖｔｈ＿Ｌより低くなるためである。ここで、見かけのしきい値電圧とは、トラ
ンジスタ３２００を「オン状態」とするために必要な第５の配線３００５の電位をいうも
のとする。したがって、第５の配線３００５の電位をＶｔｈ＿ＨとＶｔｈ＿Ｌの間の電位
Ｖ０とすることにより、トランジスタ３２００のゲートに与えられた電荷を判別できる。
例えば、書き込みにおいて、Ｈｉｇｈレベル電荷が与えられていた場合には、第５の配線
３００５の電位がＶ０（＞Ｖｔｈ＿Ｈ）となれば、トランジスタ３２００は「オン状態」
となる。Ｌｏｗレベル電荷が与えられていた場合には、第５の配線３００５の電位がＶ０
（＜Ｖｔｈ＿Ｌ）となっても、トランジスタ３２００は「オフ状態」のままである。この
ため、第２の配線３００２の電位を判別することで、保持されている情報を読み出すこと
ができる。

なお、メモリセルをアレイ状に配置して用いる場合、所望のメモリセルの情報のみを読み
出せることが必要になる。例えば、このように情報を読み出さないメモリセルにおいては
、ゲート電極に与えられている電位にかかわらずトランジスタ３２００が「オフ状態」と
なるような電位、つまり、Ｖｔｈ＿Ｈより小さい電位を第５の配線３００５に与えること
で所望のメモリセルの情報のみを読み出せる構造とすればよい。または、情報を読み出さ
ないメモリセルにおいては、ゲート電極に与えられている電位にかかわらず、トランジス
タ３２００が「オン状態」となるような電位、つまり、Ｖｔｈ＿Ｌより大きい電位を第５
の配線３００５に与えることで所望のメモリセルの情報のみを読み出せる構成とすればよ
い。

図１７（Ｃ）に示す半導体装置は、トランジスタ３２００を設けていない点で図１７（Ａ
）と相違している。この場合も上記と同様の動作により情報の書き込みおよび保持動作が
可能である。

次に、図１７（Ｃ）に示す半導体装置の情報の読み出しについて説明する。トランジスタ
３３００がオン状態となると、浮遊状態である第３の配線３００３と容量素子３４００と
が導通し、第３の配線３００３と容量素子３４００の間で電荷が再分配される。その結果
、第３の配線３００３の電位が変化する。第３の配線３００３の電位の変化量は、容量素
子３４００の電極の一方の電位（または容量素子３４００に蓄積された電荷）によって、
異なる値をとる。

例えば、容量素子３４００の電極の一方の電位をＶ、容量素子３４００の容量をＣ、第３
の配線３００３が有する容量成分をＣＢ、電荷が再分配される前の第３の配線３００３の
電位をＶＢ０とすると、電荷が再分配された後の第３の配線３００３の電位は、（ＣＢ×
ＶＢ０＋Ｃ×Ｖ）／（ＣＢ＋Ｃ）となる。従って、メモリセルの状態として、容量素子３
４００の電極の一方の電位がＶ１とＶ０（Ｖ１＞Ｖ０）の２状態をとるとすると、電位Ｖ
１を保持している場合の第３の配線３００３の電位（＝（ＣＢ×ＶＢ０＋Ｃ×Ｖ１）／（
ＣＢ＋Ｃ））は、電位Ｖ０を保持している場合の第３の配線３００３の電位（＝（ＣＢ×
ＶＢ０＋Ｃ×Ｖ０）／（ＣＢ＋Ｃ））よりも高くなることがわかる。

そして、第３の配線３００３の電位を所定の電位と比較することで、情報を読み出すこと
ができる。

この場合、メモリセルを駆動させるための駆動回路に上記第１の半導体材料が適用された
トランジスタを用い、トランジスタ３３００として第２の半導体材料が適用されたトラン
ジスタを駆動回路上に積層して設ける構成とすればよい。

本実施の形態に示す半導体装置では、チャネル形成領域に酸化物半導体を用いたオフ電流
の極めて小さいトランジスタを適用することで、極めて長期にわたり記憶内容を保持する
ことが可能である。つまり、リフレッシュ動作が不要となるか、または、リフレッシュ動
作の頻度を極めて低くすることが可能となるため、消費電力を十分に低減することができ
る。また、電力の供給がない場合（ただし、電位は固定されていることが望ましい）であ
っても、長期にわたって記憶内容を保持することが可能である。

また、本実施の形態に示す半導体装置では、情報の書き込みに高い電圧を必要とせず、素
子の劣化の問題もない。例えば、従来の不揮発性メモリのように、フローティングゲート
への電子の注入や、フローティングゲートからの電子の引き抜きを行う必要がないため、
ゲート絶縁膜の劣化といった問題が全く生じない。すなわち、本実施の形態に示す半導体
装置では、従来の不揮発性メモリで問題となっている書き換え可能回数に制限はなく、信
頼性が飛躍的に向上する。さらに、トランジスタのオン状態、オフ状態によって、情報の
書き込みが行われるため、高速な動作も容易に実現しうる。

なお、上記の記憶装置は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕ
ｎｉｔ）の他に、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、カス
タムＬＳＩ、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）等のＬＳ
Ｉ、ＲＦ−ＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）に
も応用可能である。

＜ＣＰＵ＞
以下で、上記の記憶装置を含むＣＰＵについて説明する。

図１８は、上記の記憶装置を含むＣＰＵの一例の構成を示すブロック図である。

図１８に示すＣＰＵは、基板１１９０上に、ＡＬＵ１１９１（ＡＬＵ：Ａｒｉｔｈｍｅｔ
ｉｃ ｌｏｇｉｃ ｕｎｉｔ、演算回路）、ＡＬＵコントローラ１１９２、インストラク
ションデコーダ１１９３、インタラプトコントローラ１１９４、タイミングコントローラ
１１９５、レジスタ１１９６、レジスタコントローラ１１９７、バスインターフェース１
１９８（Ｂｕｓ Ｉ／Ｆ）、書き換え可能なＲＯＭ１１９９、及びＲＯＭインターフェー
ス１１８９（ＲＯＭ Ｉ／Ｆ）を有している。基板１１９０は、半導体基板、ＳＯＩ基板
、ガラス基板などを用いる。ＲＯＭ１１９９及びＲＯＭインターフェース１１８９は、別
チップに設けてもよい。もちろん、図１８に示すＣＰＵは、その構成を簡略化して示した
一例にすぎず、実際のＣＰＵはその用途によって多種多様な構成を有している。例えば、
図１８に示すＣＰＵまたは演算回路を含む構成を一つのコアとし、当該コアを複数含み、
それぞれのコアが並列で動作するような構成としてもよい。また、ＣＰＵが内部演算回路
やデータバスで扱えるビット数は、例えば８ビット、１６ビット、３２ビット、６４ビッ
トなどとすることができる。

バスインターフェース１１９８を介してＣＰＵに入力された命令は、インストラクション
デコーダ１１９３に入力され、デコードされた後、ＡＬＵコントローラ１１９２、インタ
ラプトコントローラ１１９４、レジスタコントローラ１１９７、タイミングコントローラ
１１９５に入力される。

ＡＬＵコントローラ１１９２、インタラプトコントローラ１１９４、レジスタコントロー
ラ１１９７、タイミングコントローラ１１９５は、デコードされた命令に基づき、各種制
御を行なう。具体的にＡＬＵコントローラ１１９２は、ＡＬＵ１１９１の動作を制御する
ための信号を生成する。また、インタラプトコントローラ１１９４は、ＣＰＵのプログラ
ム実行中に、外部の入出力装置や、周辺回路からの割り込み要求を、その優先度やマスク
状態から判断し、処理する。レジスタコントローラ１１９７は、レジスタ１１９６のアド
レスを生成し、ＣＰＵの状態に応じてレジスタ１１９６の読み出しや書き込みを行なう。

また、タイミングコントローラ１１９５は、ＡＬＵ１１９１、ＡＬＵコントローラ１１９
２、インストラクションデコーダ１１９３、インタラプトコントローラ１１９４、及びレ
ジスタコントローラ１１９７の動作のタイミングを制御する信号を生成する。例えばタイ
ミングコントローラ１１９５は、基準クロック信号を元に、内部クロック信号を生成する
内部クロック生成部を備えており、内部クロック信号を上記各種回路に供給する。

図１８に示すＣＰＵでは、レジスタ１１９６に、メモリセルが設けられている。

図１８に示すＣＰＵにおいて、レジスタコントローラ１１９７は、ＡＬＵ１１９１からの
指示に従い、レジスタ１１９６における保持動作の選択を行う。すなわち、レジスタ１１
９６が有するメモリセルにおいて、フリップフロップによるデータの保持を行うか、容量
素子によるデータの保持を行うかを、選択する。フリップフロップによるデータの保持が
選択されている場合、レジスタ１１９６内のメモリセルへの、電源電圧の供給が行われる
。容量素子におけるデータの保持が選択されている場合、容量素子へのデータの書き換え
が行われ、レジスタ１１９６内のメモリセルへの電源電圧の供給を停止することができる
。

図１９は、レジスタ１１９６として用いることのできる記憶素子の回路図の一例である。
記憶素子１２００は、電源遮断で記憶データが揮発する回路１２０１と、電源遮断で記憶
データが揮発しない回路１２０２と、スイッチ１２０３と、スイッチ１２０４と、論理素
子１２０６と、容量素子１２０７と、選択機能を有する回路１２２０と、を有する。回路
１２０２は、容量素子１２０８と、トランジスタ１２０９と、トランジスタ１２１０と、
を有する。なお、記憶素子１２００は、必要に応じて、ダイオード、抵抗素子、インダク
タなどのその他の素子をさらに有していても良い。

ここで、回路１２０２には、上述した記憶装置を用いることができる。記憶素子１２００
への電源電圧の供給が停止した際、回路１２０２のトランジスタ１２０９のゲートには接
地電位（０Ｖ）、またはトランジスタ１２０９がオフする電位が入力され続ける構成とす
る。例えば、トランジスタ１２０９のゲートが抵抗等の負荷を介して接地される構成とす
る。

スイッチ１２０３は、一導電型（例えば、ｎチャネル型）のトランジスタ１２１３を用い
て構成され、スイッチ１２０４は、一導電型とは逆の導電型（例えば、ｐチャネル型）の
トランジスタ１２１４を用いて構成した例を示す。ここで、スイッチ１２０３の第１の端
子はトランジスタ１２１３のソースとドレインの一方に対応し、スイッチ１２０３の第２
の端子はトランジスタ１２１３のソースとドレインの他方に対応し、スイッチ１２０３は
トランジスタ１２１３のゲートに入力される制御信号ＲＤによって、第１の端子と第２の
端子の間の導通または非導通（つまり、トランジスタ１２１３のオン状態またはオフ状態
）が選択される。スイッチ１２０４の第１の端子はトランジスタ１２１４のソースとドレ
インの一方に対応し、スイッチ１２０４の第２の端子はトランジスタ１２１４のソースと
ドレインの他方に対応し、スイッチ１２０４はトランジスタ１２１４のゲートに入力され
る制御信号ＲＤによって、第１の端子と第２の端子の間の導通または非導通（つまり、ト
ランジスタ１２１４のオン状態またはオフ状態）が選択される。

トランジスタ１２０９のソースとドレインの一方は、容量素子１２０８の一対の電極のう
ちの一方、及びトランジスタ１２１０のゲートと電気的に接続される。ここで、接続部分
をノードＭ２とする。トランジスタ１２１０のソースとドレインの一方は、低電源電位を
供給することのできる配線（例えばＧＮＤ線）に電気的に接続され、他方は、スイッチ１
２０３の第１の端子（トランジスタ１２１３のソースとドレインの一方）と電気的に接続
される。スイッチ１２０３の第２の端子（トランジスタ１２１３のソースとドレインの他
方）はスイッチ１２０４の第１の端子（トランジスタ１２１４のソースとドレインの一方
）と電気的に接続される。スイッチ１２０４の第２の端子（トランジスタ１２１４のソー
スとドレインの他方）は電源電位ＶＤＤを供給することのできる配線と電気的に接続され
る。スイッチ１２０３の第２の端子（トランジスタ１２１３のソースとドレインの他方）
と、スイッチ１２０４の第１の端子（トランジスタ１２１４のソースとドレインの一方）
と、論理素子１２０６の入力端子と、容量素子１２０７の一対の電極のうちの一方と、は
電気的に接続される。ここで、接続部分をノードＭ１とする。容量素子１２０７の一対の
電極のうちの他方は、一定の電位が入力される構成とすることができる。例えば、低電源
電位（ＧＮＤ等）または高電源電位（ＶＤＤ等）が入力される構成とすることができる。
容量素子１２０７の一対の電極のうちの他方は、低電源電位を供給することのできる配線
（例えばＧＮＤ線）と電気的に接続される。容量素子１２０８の一対の電極のうちの他方
は、一定の電位が入力される構成とすることができる。例えば、低電源電位（ＧＮＤ等）
または高電源電位（ＶＤＤ等）が入力される構成とすることができる。容量素子１２０８
の一対の電極のうちの他方は、低電源電位を供給することのできる配線（例えばＧＮＤ線
）と電気的に接続される。

なお、容量素子１２０７及び容量素子１２０８は、トランジスタや配線の寄生容量等を積
極的に利用することによって省略することも可能である。

トランジスタ１２０９の第１ゲート（第１のゲート電極）には、制御信号ＷＥが入力され
る。スイッチ１２０３及びスイッチ１２０４は、制御信号ＷＥとは異なる制御信号ＲＤに
よって第１の端子と第２の端子の間の導通状態または非導通状態を選択され、一方のスイ
ッチの第１の端子と第２の端子の間が導通状態のとき他方のスイッチの第１の端子と第２
の端子の間は非導通状態となる。

トランジスタ１２０９のソースとドレインの他方には、回路１２０１に保持されたデータ
に対応する信号が入力される。図１９では、回路１２０１から出力された信号が、トラン
ジスタ１２０９のソースとドレインの他方に入力される例を示した。スイッチ１２０３の
第２の端子（トランジスタ１２１３のソースとドレインの他方）から出力される信号は、
論理素子１２０６によってその論理値が反転された反転信号となり、回路１２２０を介し
て回路１２０１に入力される。

なお、図１９では、スイッチ１２０３の第２の端子（トランジスタ１２１３のソースとド
レインの他方）から出力される信号は、論理素子１２０６及び回路１２２０を介して回路
１２０１に入力する例を示したがこれに限定されない。スイッチ１２０３の第２の端子（
トランジスタ１２１３のソースとドレインの他方）から出力される信号が、論理値を反転
させられることなく、回路１２０１に入力されてもよい。例えば、回路１２０１内に、入
力端子から入力された信号の論理値が反転した信号が保持されるノードが存在する場合に
、スイッチ１２０３の第２の端子（トランジスタ１２１３のソースとドレインの他方）か
ら出力される信号を当該ノードに入力することができる。

また、図１９において、記憶素子１２００に用いられるトランジスタのうち、トランジス
タ１２０９以外のトランジスタは、酸化物半導体以外の半導体でなる層または基板１１９
０にチャネルが形成されるトランジスタとすることができる。例えば、シリコン層または
シリコン基板にチャネルが形成されるトランジスタとすることができる。また、記憶素子
１２００に用いられるトランジスタ全てを、チャネルが酸化物半導体膜で形成されるトラ
ンジスタとすることもできる。または、記憶素子１２００は、トランジスタ１２０９以外
にも、チャネルが酸化物半導体膜で形成されるトランジスタを含んでいてもよく、残りの
トランジスタは酸化物半導体以外の半導体でなる層または基板１１９０にチャネルが形成
されるトランジスタとすることもできる。

図１９における回路１２０１には、例えばフリップフロップ回路を用いることができる。
また、論理素子１２０６としては、例えばインバータやクロックドインバータ等を用いる
ことができる。

本実施の形態に示す半導体装置では、記憶素子１２００に電源電圧が供給されない間は、
回路１２０１に記憶されていたデータを、回路１２０２に設けられた容量素子１２０８に
よって保持することができる。

また、酸化物半導体膜にチャネルが形成されるトランジスタはオフ電流が極めて小さい。
例えば、酸化物半導体膜にチャネルが形成されるトランジスタのオフ電流は、結晶性を有
するシリコンにチャネルが形成されるトランジスタのオフ電流に比べて著しく低い。その
ため、酸化物半導体膜にチャネルが形成されるトランジスタをトランジスタ１２０９とし
て用いることによって、記憶素子１２００に電源電圧が供給されない間も容量素子１２０
８に保持された信号は長期間にわたり保たれる。こうして、記憶素子１２００は電源電圧
の供給が停止した間も記憶内容（データ）を保持することが可能である。

また、スイッチ１２０３及びスイッチ１２０４を設けることによって、プリチャージ動作
を行うことを特徴とする記憶素子であるため、電源電圧供給再開後に、回路１２０１が元
のデータを保持しなおすまでの時間を短くすることができる。

また、回路１２０２において、容量素子１２０８によって保持された信号はトランジスタ
１２１０のゲートに入力される。そのため、記憶素子１２００への電源電圧の供給が再開
された後、容量素子１２０８によって保持された信号を、トランジスタ１２１０の状態（
オン状態、またはオフ状態）に変換して、回路１２０２から読み出すことができる。それ
故、容量素子１２０８に保持された信号に対応する電位が多少変動していても、元の信号
を正確に読み出すことが可能である。

このような記憶素子１２００を、プロセッサが有するレジスタやキャッシュメモリなどの
記憶装置に用いることで、電源電圧の供給停止による記憶装置内のデータの消失を防ぐこ
とができる。また、電源電圧の供給を再開した後、短時間で電源供給停止前の状態に復帰
することができる。よって、プロセッサ全体、もしくはプロセッサを構成する一つ、また
は複数の論理回路において、短い時間でも電源停止を行うことができるため、消費電力を
抑えることができる。

なお、本実施の形態では、記憶素子１２００をＣＰＵに用いる例として説明したが、記憶
素子１２００は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、カス
タムＬＳＩ、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）等のＬＳ
Ｉ、ＲＦ−ＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）に
も応用可能である。

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

（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を有する表示モジュール及び電子機器につ
いて、図２０を用いて説明を行う。

図２０（Ａ）乃至図２０（Ｇ）は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐体
５０００、表示部５００１、スピーカ５００３、ＬＥＤランプ５００４、操作キー５００
５（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子５００６、センサ５００７（力
、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、
音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい
又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン５００８、等を有することがで
きる。

図２０（Ａ）はモバイルコンピュータであり、上述したものの他に、スイッチ５００９、
赤外線ポート５０１０、等を有することができる。図２０（Ｂ）は記録媒体を備えた携帯
型の画像再生装置（たとえば、ＤＶＤ再生装置）であり、上述したものの他に、第２表示
部５００２、記録媒体読込部５０１１、等を有することができる。図２０（Ｃ）はゴーグ
ル型ディスプレイであり、上述したものの他に、第２表示部５００２、支持部５０１２、
イヤホン５０１３、等を有することができる。図２０（Ｄ）は携帯型遊技機であり、上述
したものの他に、記録媒体読込部５０１１、等を有することができる。図２０（Ｅ）はテ
レビ受像機能付きデジタルカメラであり、上述したものの他に、アンテナ５０１４、シャ
ッターボタン５０１５、受像部５０１６、等を有することができる。図２０（Ｆ）は携帯
型遊技機であり、上述したものの他に、第２表示部５００２、記録媒体読込部５０１１、
等を有することができる。図２０（Ｇ）は持ち運び型テレビ受像器であり、上述したもの
の他に、信号の送受信が可能な充電器５０１７、等を有することができる。

図２０（Ａ）乃至図２０（Ｇ）に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。例
えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチ
パネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プロ
グラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコン
ピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受
信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表
示する機能、等を有することができる。さらに、複数の表示部を有する電子機器において
は、一つの表示部を主として画像情報を表示し、別の一つの表示部を主として文字情報を
表示する機能、または、複数の表示部に視差を考慮した画像を表示することで立体的な画
像を表示する機能、等を有することができる。さらに、受像部を有する電子機器において
は、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を自動または手動で補正
する機能、撮影した画像を記録媒体（外部又はカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した
画像を表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図２０（Ａ）乃至図２０
（Ｇ）に示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有
することができる。

図２０（Ｈ）は、スマートウオッチであり、筐体７３０２、表示パネル７３０４、操作ボ
タン７３１１、７３１２、接続端子７３１３、バンド７３２１、留め金７３２２、等を有
する。

ベゼル部分を兼ねる筐体７３０２に搭載された表示パネル７３０４は、非矩形状の表示領
域を有している。なお、表示パネル７３０４としては、矩形状の表示領域としてもよい。
表示パネル７３０４は、時刻を表すアイコン７３０５、その他のアイコン７３０６等を表
示することができる。

なお、図２０（Ｈ）に示すスマートウオッチは、様々な機能を有することができる。例え
ば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパ
ネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログ
ラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピ
ュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信
を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示
する機能、等を有することができる。

また、筐体７３０２の内部に、スピーカ、センサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速
度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電
圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むも
の）、マイクロフォン等を有することができる。なお、スマートウオッチは、発光素子を
その表示パネル７３０４に用いることにより作製することができる。

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２１を参照しなが
ら説明する。

図２１は本発明の一態様の情報処理装置２００Ｂの構成を説明する図である。図２１（Ａ
）は本発明の一態様の情報処理装置２００Ｂの構成を説明するブロック図であり、図２１
（Ｂ）は操作されている情報処理装置２００Ｂの状態を説明する模式図である。

＜情報処理装置の構成例＞
本実施の形態で説明する情報処理装置２００Ｂは、位置情報Ｐ１を供給され、画像情報Ｖ
を供給する演算装置２１０と、位置情報Ｐ１を供給し、画像情報Ｖを供給される入出力装
置２２０と、を有する（図２１（Ａ）参照）。

そして、入出力装置２２０は、画像情報Ｖを表示する表示部２３０および位置情報Ｐ１を
供給する入力部２４０を備える。

また、入力部２４０は、表示部２３０と重なる領域に近接するポインタ１９の位置を検知
する機能を備え、検知したポインタ１９の位置に基づいて位置情報Ｐ１を決定する機能を
備える（図２１（Ｂ）参照）。

また、演算装置２１０は、位置情報Ｐ１に基づいて第１の領域１１を決定する機能を備え
、輝度が第１の領域１１において他の領域より抑制された画像情報Ｖを生成する機能を備
える。

また、演算装置２１０は、第１の領域１１を位置情報Ｐ１に基づいて円形状に決定する。

本実施の形態で説明する情報処理装置２００Ｂは、ポインタ１９の位置情報Ｐ１を供給す
る機能を備える入力部２４０と、ポインタ１９の位置情報Ｐ１に基づいて第１の領域１１
を決定し、輝度が第１の領域１１において抑制された画像情報Ｖを生成する演算装置２１
０と、画像情報Ｖを表示する表示部２３０と、を含んで構成される。これにより、ポイン
タが近接する領域に、輝度が抑制された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情報処理装置を提供することができる。

例えば、情報処理装置２００Ｂを教育、デジタルサイネージまたはスマートテレビジョン
システム等に用いる場合、離れた場所からよく見えるように、表示部２３０に近接して操
作する者にとっては明るすぎる輝度で、表示をする場合がある。

ポインタ１９を用いて情報処理装置２００Ｂを操作する者は、ポインタが指し示す部分を
注視する。よって、その領域に他の領域より輝度が抑制された画像を表示することにより
、操作者が感じる眩しさを軽減することができる。また、操作者は快適に操作することが
できる。

なお、ポインタが指し示す部分の近傍は、情報処理装置２００Ｂと情報処理装置２００Ｂ
を観る者の間に立つ操作者の姿の陰に隠される場合がある。これにより、情報処理装置２
００Ｂを観る者が覚える違和感を軽減することができる。

また、情報処理装置２００Ｂは、検知部２５０を有する。

以下に、情報処理装置２００Ｂ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。

例えば入力部２４０が重ねられた表示部２３０は、入力部２４０であるとともに表示部２
３０でもある。

《構成例》
情報処理装置２００Ｂは、演算装置２１０、入出力装置２２０、表示部２３０、検知部２
５０または入力部２４０を有する。

《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
等を用いることができる。

《プログラム》
例えば、位置情報Ｐ１を取得する第１のステップと、位置情報Ｐ１に基づいて、第１の領
域１１を決定する第２のステップと、他の領域より第１の領域１１において輝度が抑制さ
れた画像情報Ｖを生成する第３のステップと、を有するプログラムを用いることができる
。

また、演算装置２１０は、第１の領域１１を位置情報Ｐ１に基づいて円形状に決定する。
例えば、位置情報Ｐ１を含む半径６０ｃｍ以下好ましくは３０ｃｍ以下５ｃｍ以上の範囲
を第１の領域１１に決定する。

なお、第１の領域に表示する画像の輝度の最大値を、他の領域に表示する画像の輝度の最
大値の９０％以下好ましくは８０％以下１０％以上に抑制する。または、第１の領域に表
示する画像の輝度の平均を、他の領域に表示する画像の輝度の平均値の９０％以下好まし
くは８０％以下１０％以上に抑制する。

本実施の形態で説明するプログラムを実行する情報処理装置２００Ｂは、位置情報Ｐ１に
基づいて第１の領域１１において他の領域より輝度が抑制された画像情報Ｖを生成するこ
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プログラムを提供することが
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、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２
２０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、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２
１２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または入力部２４０を備える。

例えば、表示部２３０と、表示部２３０と重なる領域を備える入力部２４０と、を備える
。タッチパネル等を入出力装置２２０に用いることができる。具体的には、実施の形態１
で説明するタッチパネルを入出力装置２２０に用いることができる。

《表示部２３０》
表示部２３０は表示パネルを備える。

例えば、マトリクス状に配置された表示素子を備える表示パネルを用いることができる。

また、行方向に配設される表示素子と電気的に接続される選択線と、行方向と交差する列
方向に配設される表示素子と電気的に接続される信号線と、を備える表示パネルを用いる
ことができる。

また、表示素子をパッシブマトリクス法またはアクティブマトリクス法を用いて駆動する
表示パネルを用いることができる。

具体的には、有機エレクトロルミネッセンス素子、電気泳動方式や電子粉流体（登録商標
）方式やエレクトロウェッティング方式などを、表示素子（電子インクともいう）に用い
ることができる。

また、シャッター方式のＭＥＭＳ表示素子、光干渉方式のＭＥＭＳ表示素子、液晶素子な
どを表示素子に用いることができる。

《入力部２４０》
入力部２４０は入力パネルを備える。

例えば、入力パネルは近接センサを備え、近接センサは近接するポインタを検知する機能
を備える。なお、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。

発光ダイオード等の発光素子、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。

例えば、静電容量型の近接センサ、電磁誘導型の近接センサ、赤外線検知型の近接センサ
、光電変換素子を用いた近接センサ等を近接センサに用いることができる。

静電容量型の近接センサは導電膜を備え、大気より大きい誘電率を備えるものの導電膜に
対する近接を、検知する機能を備える。例えば、入力パネルの互いに異なる領域に複数の
導電膜を配設し、ポインタに用いられる指等が近接する領域を、導電膜に寄生する容量の
変化に基づいて特定し、位置情報を決定できる。

また、電磁誘導型の近接センサは、金属片やコイル等の検知回路に対する近接を検知する
機能を備える。例えば、入力パネルの互いに異なる領域に複数の発振回路を配設し、ポイ
ンタに用いるスタイラスペン等に配設された金属片やコイル等が近接する領域を、発振回
路の回路定数の変化に基づいて特定し、位置情報を決定できる。

例えば、光検知型の近接センサは、発光素子の近接を、検知する機能を備える。例えば、
入力パネルの互いに異なる領域に複数の光電変換素子を配設し、ポインタに用いるスタイ
ラスペン等に配設された発光素子が近接する領域を、光電変換素子の起電力の変化に基づ
いて特定し、位置情報を決定できる。

《検知部２５０》
例えば、環境の明るさを検知する照度センサや人感センサ等を検知部２５０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９）
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２２を参照しなが
ら説明する。

図２２は本発明の一態様の情報処理装置２００Ｃの構成を説明する図である。図２２（Ａ
）は本発明の一態様の情報処理装置２００Ｃの構成を説明するブロック図であり、図２２
（Ｂ）は操作されている情報処理装置２００Ｃの状態を説明する模式図である。

＜情報処理装置の構成例＞
本実施の形態で説明する情報処理装置２００Ｃは、情報Ｐ２を供給され、画像情報Ｖを供
給する演算装置２１０と、情報Ｐ２を供給し、画像情報Ｖを供給される入出力装置２２０
と、を有する（図２２（Ａ）参照）。

そして、入出力装置２２０は、画像情報Ｖを表示する表示部２３０および情報Ｐ２を供給
する検知部２５０を備える。

検知部２５０は、表示部２３０と重なる領域２０を監視する機能を備え、領域２０の進入
された部分に基づいて情報Ｐ２を決定する機能を備える（図２２（Ｂ）参照）。

演算装置２１０は、情報Ｐ２に基づいて第１の領域１１Ｂを決定する機能を備え、輝度が
第１の領域１１Ｂにおいて他の領域より抑制された画像情報Ｖを生成する機能を備える。
また、演算装置２１０は、進入された部分の一部と重なるように第１の領域１１Ｂを決定
する。

本実施の形態で説明する情報処理装置２００Ｃは、表示部２３０と、表示部２３０に重な
る領域２０に進入するものの情報Ｐ２を供給する機能を備える検知部２５０と、情報Ｐ２
に基づいて第１の領域１１Ｂを決定し、輝度が第１の領域１１Ｂにおいて抑制された画像
情報Ｖを生成する演算装置２１０と、を含んで構成される。これにより、例えば表示部と
重なる領域に操作者が進入してきた際に、操作者と重なる表示部に、輝度が抑制された画
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情報処理装置
を提供することができる。

例えば、ポインタ等を用いて情報処理装置２００Ｃを操作することができる領域、表示部
２３０から表示をする側に向けて１．５ｍ以内好ましくは１ｍ以内０ｍ以上の領域を、表
示部２３０に重なる領域２０ということができる（図２２（Ｂ）参照）。

また、情報処理装置２００Ｃは、入力部２４０を有する。

以下に、情報処理装置２００Ｃ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。

例えば入力部２４０が重ねられた表示部２３０は、入力部２４０であるとともに表示部２
３０でもある。

《構成例》
情報処理装置２００Ｃは、演算装置２１０、入出力装置２２０、表示部２３０、入力部２
４０または検知部２５０を有する。

なお、情報処理装置２００Ｃは、表示部２３０に重なる領域２０に進入するものの情報Ｐ
２を供給する機能を備える検知部２５０を備える点と、情報Ｐ２に基づいて第１の領域１
１Ｂを決定し、輝度が第１の領域１１Ｂにおいて抑制された画像情報Ｖを生成する演算装
置２１０を備える点とが、実施の形態８において図２１を参照しながら説明する情報処理
装置２００Ｂと異なる。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同様の構成を用いる
ことができる部分は、上記の説明を援用する。

《検知部２５０》
検知部２５０は、表示部２３０と重なる領域２０を監視し、位置情報を決定する機能を備
える。例えば、図２２（Ｂ）に示すように表示部２３０の一方の面に向き合う領域２０を
監視する機能を備える。なお、情報Ｐ２は監視している領域２０の進入された部分の位置
を代表する情報である。

具体的には、人感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。例えば、
単数または複数の人感センサまたはカメラを用いることができる。

人感センサを用いる場合、検知部２５０は、人感センサが検知する信号に基づいて情報Ｐ
２を決定する機能を備える。例えば、検知した人影の重心等を情報Ｐ２に用いることがで
きる。

カメラを用いる場合、検知部２５０は、カメラが撮影する画像に基づいて情報Ｐ２を決定
する機能を備える。例えば、検知した人影の頭部の重心等を情報Ｐ２に用いることができ
る。

なお、演算装置２１０を用いて情報Ｐ２を決定することもできる。演算装置を用いて情報
Ｐ２を決定する場合は、検知部２５０は検知した信号または撮影した画像を演算装置２１
０に供給する。

《演算装置２１０》
演算装置２１０は、情報Ｐ２に基づいて第１の領域１１Ｂを決定し、輝度が第１の領域１
１Ｂにおいて抑制された画像情報Ｖを生成する機能を備える。また、演算装置２１０は、
進入された部分の一部と重なるように第１の領域１１Ｂを決定する。

例えば、情報処理装置２００Ｃの操作者が進入した領域２０の一部と第１の領域１１Ｂが
、表示部２３０を閲覧する者から観て重なって見えるように、第１の領域１１Ｂを決定す
る。これにより、第１の領域１１Ｂが、表示部２３０の操作者の陰に配置されるため、第
１の領域１１Ｂに輝度が抑制された画像が表示された際に表示部２３０を閲覧する者が覚
える違和感を、軽減することができる。

例えば、図２２（Ｂ）に示すように第１の領域１１Ｂを情報処理装置２００Ｃの操作者の
陰影状に決定する。例えば、複数のカメラを用いて撮影された多視点映像から３次元的な
形状モデルを生成し、表示部２３０にモデルを投影し、陰影状の領域を決定する。

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、本発明の一態様の情報処理装置の構成について、図２３を参照しなが
ら説明する。

図２３は本発明の一態様の情報処理装置２００Ｄの構成を説明する図である。図２３（Ａ
）は本発明の一態様の情報処理装置２００Ｄの構成を説明するブロック図であり、図２３
（Ｂ）は操作されている情報処理装置２００Ｄの状態を説明する模式図である。

＜情報処理装置の構成例＞
本実施の形態で説明する情報処理装置２００Ｄは、追跡情報Ｐ３を供給され、画像情報Ｖ
を供給する演算装置２１０と、追跡情報Ｐ３を供給し、画像情報Ｖを供給される入出力装
置２２０と、を有する。

そして、入出力装置２２０は、画像情報を表示する表示部２３０および追跡情報を供給す
る検知部２５０Ｄを備える。

検知部２５０Ｄは、表示部２３０に対する距離ＤＳおよび表示部２３０に対する方向ＤＲ
を含む追跡情報Ｐ３を決定する機能を備える。

演算装置２１０は、追跡情報Ｐ３に基づいて円形状に第１の領域１１Ｃを決定する機能を
備え、演算装置２１０は、輝度が第１の領域１１Ｃにおいて他の領域より抑制された画像
情報Ｖを生成する機能を備える。

本実施の形態で説明する情報処理装置２００Ｄは、表示部２３０と、距離ＤＳおよび方向
ＤＲを含む追跡情報Ｐ３を供給する機能を備える検知部２５０Ｄと、追跡情報Ｐ３に基づ
いて第１の領域１１Ｃを決定し、輝度が第１の領域１１Ｃにおいて抑制された画像情報Ｖ
を生成する演算装置２１０と、を含んで構成される。これにより、例えば表示部と重なる
領域に操作者が進入してきた際に、操作者と重なる表示部に、輝度が抑制された画像を表
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情報処理装置を提供
することができる。

例えば、情報処理装置２００Ｄを教育、デジタルサイネージまたはスマートテレビジョン
システムに用いる場合、離れた場所からよく見えるように、表示部２３０に近接して操作
する者にとっては明るすぎる輝度で、表示をする場合がある。

情報処理装置２００Ｄを操作する者が注視する部分に、輝度が他の領域より抑制された画
像を表示することにより、操作者が感じる眩しさを軽減し、快適に操作することができる
。

例えば、操作する者の視線を追跡することにより、操作者が注視する部分を特定し、輝度
が抑制された画像を表示することができる。

また、情報処理装置２００Ｄは、入力部２４０を有する。

以下に、情報処理装置２００Ｄ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、入力部２４０が重ねられた表示部２３０は、入力部２４０であるとともに表示部
２３０でもある。

《構成例》
情報処理装置２００Ｄは、演算装置２１０、入出力装置２２０、表示部２３０、入力部２
４０または検知部２５０Ｄを有する。

なお、情報処理装置２００Ｄは、表示部２３０に対する距離ＤＳおよび表示部２３０に対
する方向ＤＲ向を含む追跡情報Ｐ３を決定する機能を備える検知部２５０Ｄを備える点と
、追跡情報Ｐ３に基づいて円形状に第１の領域１１Ｃを決定し、輝度が第１の領域１１Ｃ
において抑制された画像情報Ｖを生成する演算装置２１０を備える点とが、実施の形態８
において図２１を参照しながら説明する情報処理装置２００Ｂと異なる。ここでは異なる
構成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は、上記の説明を援用
する。

《検知部２５０Ｄ》
検知部２５０Ｄは、表示部２３０に対する距離ＤＳおよび表示部２３０に対する方向ＤＲ
向を含む追跡情報Ｐ３を決定する機能を備える。

例えば、情報処理装置２００Ｄの操作者が視線を追跡するように身に付けたヘッドトラッ
キング装置を、検知部２５０Ｄに用いることができる（図２３（Ｂ）参照）。これにより
、表示部２３０に対する検知部２５０Ｄからの距離ＤＳおよび表示部２３０に対する検知
部２５０Ｄからの方向ＤＲ向を含む追跡情報Ｐ３を決定することができる。

具体的には、ジャイロセンサまたは眼鏡等に配設されたカメラを検知部２５０Ｄに用いる
ことができる。

入力部２４０は、表示部２３０と重なる領域に近接するポインタ１９の位置情報Ｐ１を検
知する機能を備える。

演算装置２１０は、位置情報Ｐ１に基づいて第２の領域１１Ｄを決定する機能を備え、輝
度が第１の領域１１Ｃおよび第２の領域１１Ｄにおいて他の領域より抑制された画像情報
Ｖを生成する機能を備える。

本実施の形態で説明する情報処理装置２００Ｄは、ポインタ１９の位置情報Ｐ１を供給す
る機能を備える入力部２４０と、位置情報Ｐ１に基づいて第２の領域１１Ｄを決定し、輝
度が第１の領域１１Ｃおよび第２の領域１１Ｄにおいて抑制された画像情報Ｖを生成する
演算装置２１０と、画像情報Ｖを表示する表示部２３０と、を含んで構成される。これに
より、ポインタが近接する領域に、輝度が抑制された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情報処理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
。

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、Ｚ
２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
Ｃ 容量素子
Ｃ１ 導電膜
Ｃ１Ｄ 導電膜
Ｃ２ 導電膜
Ｃ２Ｂ 導電膜
Ｃ２Ｃ 導電膜
Ｃ２Ｄ 導電膜
ＤＣ 検知回路
ＦＰＣ フレキシブルプリント基板
ＯＳＣ 発振回路
ＧＤ 駆動回路
ＧＤＡ 駆動回路
ＧＤＢ 駆動回路
ＳＤ 駆動回路
ＳＷ スイッチ
Ｍ１ ノード
Ｍ２ ノード
ＭＡ トランジスタ
ＭＣ トランジスタ
ＭＤ トランジスタ
ＭＥ トランジスタ
ＭＤＢ トランジスタ
ＭＤＣ トランジスタ
ＭＤＥ トランジスタ
Ｐ１ 位置情報
Ｐ２ 情報
Ｐ３ 追跡情報
Ｒ１ 期間
Ｒ２ 期間
Ｒ３ 期間
Ｒ４ 垂直帰線期間
Ｔ１ 時刻
Ｔ２ 時刻
Ｔ３ 時刻
Ｔ４ 時刻
Ｔ５ 時刻
Ｔ６ 時刻
ＰＩＣ１ 画像情報
ＰＩＣ２ 画像情報
ＰＩＣ３ 画像情報
ＰＩＣ４ 画像情報
Ｖ 画像情報
ＶＣＯＭ 配線
１１ 領域
１１Ｂ 領域
１１Ｃ 領域
１１Ｄ 領域
１９ ポインタ
２０ 領域
１００ トランジスタ
１０２ 基板
１０４ 導電膜
１０６ 絶縁膜
１０７ 絶縁膜
１０８ 酸化物半導体膜
１０８ａ 酸化物半導体膜
１０８ｂ 酸化物半導体膜
１０８ｃ 酸化物半導体膜
１１２ａ 導電膜
１１２ｂ 導電膜
１１４ 絶縁膜
１１６ 絶縁膜
１１８ 絶縁膜
１２０ａ 導電膜
１２０ｂ 導電膜
１５０ トランジスタ
２００ 情報処理装置
２００Ｂ 情報処理装置
２００Ｃ 情報処理装置
２００Ｄ 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
２３０Ｂ 表示部
２３１ 表示領域
２３２ 画素
２３５ＬＣ 表示素子
２４０ 入力部
２５０ 検知部
２５０Ｄ 検知部
２９０ 通信部
７００ タッチパネル
７００Ｂ タッチパネル
７００Ｃ タッチパネル
７００Ｄ タッチパネル
７００Ｅ タッチパネル
７０１ 絶縁膜
７０１Ｃ 絶縁膜
７０２ 画素
７０４ 導電膜
７０４Ｓ 導電膜
７０６ 絶縁膜
７１０ 基材
７１０Ｐ 光学フィルム
７１１ 配線
７１２Ａ 導電膜
７１２Ｂ 導電膜
７１８ 半導体膜
７１８Ａ 領域
７１８Ｂ 領域
７１８Ｃ 領域
７１９ 端子
７２１Ａ 絶縁膜
７２１Ｂ 絶縁膜
７２４ 導電膜
７２４Ｂ 導電膜
７２８ 絶縁膜
７２８Ａ 絶縁膜
７２８Ｂ 絶縁膜
７３０ 封止材
７５０ 表示素子
７５１ 導電膜
７５３ 層
７７０ 基材
７７０Ｐ 光学フィルム
７７１ 絶縁膜
１１８９ ＲＯＭインターフェース
１１９０ 基板
１１９１ ＡＬＵ
１１９２ ＡＬＵコントローラ
１１９３ インストラクションデコーダ
１１９４ インタラプトコントローラ
１１９５ タイミングコントローラ
１１９６ レジスタ
１１９７ レジスタコントローラ
１１９８ バスインターフェース
１１９９ ＲＯＭ
１２００ 記憶素子
１２０１ 回路
１２０２ 回路
１２０３ スイッチ
１２０４ スイッチ
１２０６ 論理素子
１２０７ 容量素子
１２０８ 容量素子
１２０９ トランジスタ
１２１０ トランジスタ
１２１３ トランジスタ
１２１４ トランジスタ
１２２０ 回路
３００１ 配線
３００２ 配線
３００３ 配線
３００４ 配線
３００５ 配線
３２００ トランジスタ
３３００ トランジスタ
３４００ 容量素子
５０００ 筐体
５００１ 表示部
５００２ 表示部
５００３ スピーカ
５００４ ＬＥＤランプ
５００５ 操作キー
５００６ 接続端子
５００７ センサ
５００８ マイクロフォン
５００９ スイッチ
５０１０ 赤外線ポート
５０１１ 記録媒体読込部
５０１２ 支持部
５０１３ イヤホン
５０１４ アンテナ
５０１５ シャッターボタン
５０１６ 受像部
５０１７ 充電器
７３０２ 筐体
７３０４ 表示パネル
７３０５ アイコン
７３０６ アイコン
７３１１ 操作ボタン
７３１２ 操作ボタン
７３１３ 接続端子
７３２１ バンド
７３２２ 留め金

Claims (1)

1. 基材と、表示素子と、検知素子と、を有し、
   前記基材は、透光性を備え、
   前記表示素子は、前記基材と重なる領域を備え、
   前記検知素子は、前記表示素子と前記基材の間に配設され、
   前記表示素子は、前記基材がある側に表示をする機能を備え、
   前記検知素子は、前記基材がある側に近接または接触するものを検知する機能を備え、
   前記検知素子は、
   第１の導電膜と、
   前記第１の導電膜および前記基材の間に第２の導電膜と、
   前記第１の導電膜および前記第２の導電膜の間に絶縁膜と、を備えるタッチパネル。

Images