JP5227502B2 - 液晶表示装置の駆動方法、液晶表示装置及び電子機器 - Google Patents

液晶表示装置の駆動方法、液晶表示装置及び電子機器 Download PDF

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Description

本発明は表示装置およびその駆動方法、特にホールド型を用いた表示装置の動画像の画質を向上する方法に関する。
近年、薄型の表示装置に対する関心が高まっている。ＣＲＴディスプレイに代わり、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、プロジェクションディスプレイなどが開発されると共に普及してきた。また、フィールドエミッションディスプレイ、無機エレクトロルミネセンスディスプレイ、有機エレクトロルミネセンスディスプレイ、電子ペーパーなどが、次世代の表示装置として開発が進められている。
上述したような表示装置に備えられた表示部には、画像を構成する最小単位である画素が並置される。そして、それぞれの画素が、画像データにしたがった輝度で発光することで、表示部に画像が形成される。
このような表示装置を用いて動画像を表示させるときは、異なる画像を１秒間に数十回、素早く表示させることで行う。ここで、画像が切り替わる周期（１つの画像を表示する期間）を１フレーム期間と呼ぶ。
また、表示装置の駆動方法は、画素の輝度が１フレーム期間内にどのような時間的分布を持っているかという観点でも分類できる。ホールド型における画素の輝度は、１フレーム期間内で概ね一定である。一方、ＣＲＴに代表されるインパルス型は、１フレーム期間内に一度強く発光した後、画素の輝度は直ちに減衰して発光しなくなる。インパルス型では、１フレーム期間の大半は非発光状態である。
ホールド型の表示装置は、動画を表示したとき、画像の一部分が動いている場合においてはその動いているものが尾を引いたように見えたり、画像全体で動いている場合においては全体がぼやけて見えたりする問題（動画ボケ：Ｍｏｔｉｏｎ Ｂｌｕｒ）を有することが明らかになってきている。これは、人間の目が動いている物体の動きを予測して物体が動く先に視線を動かしているのに対して、ホールド型の表示装置に表示される画像は１フレーム期間の間は止まり続けているという不一致から起こっているといわれている。一方、インパルス型の表示装置では、画像は一瞬表示されてから直ちに消えるため、このような見え方と表示との不一致は起こらず、動画ボケの問題は起こらない。
ホールド型の表示装置における動画ボケの問題を解決する方法としては、主に、次の２つの方法が提案されている（特許文献１）。１つ目は、１フレーム期間内に本来の画像を表示する期間と、黒画像を表示する期間とを設けることである。こうすることで、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができ、目の残像を抑えることができるため、動画の画質を向上することができる（特許文献２、３）。２つ目は、１フレーム期間の長さを短くする（即ち、フレーム周波数を大きくする）ことである。こうすることで、画像の動きが目の動きに追従できるようになり、画像の動きがなめらかになるため、動画の画質を向上することができる（特許文献４）。さらに、１つ目の方法の改良技術として、黒画像の代わりに、元の画像より暗い画像を表示することでも動画の画質を向上することが可能であることが開示されている（特許文献５、６、非特許文献１、２、３）。さらに、画像の動きの大きさ、温度などの条件に応じて駆動方法を変える方法も公開されている（特許文献７、８）。
特開平４−３０２２８９号公報 特開平９−３２５７１５号公報 特開２０００−２０００６３号公報 特開２００５−２６８９１２号公報 特開２００２−２３７０７号公報 特開２００４−２４０３１７号公報 特開２００２−９１４００号公報 特開２００４−１７７５７５号公報 Ｓｏｃｉｅｔｙ Ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ’０５ ＤＩＧＥＳＴ，６０．２，ｐｐ１７３４，（２００５） Ｓｏｃｉｅｔｙ Ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ’０６ ＤＩＧＥＳＴ，６９．４，ｐｐ１９５０，（２００６） Ｓｏｃｉｅｔｙ Ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ’０６ ＤＩＧＥＳＴ，６９．５，ｐｐ１９５４，（２００６）
このように、ホールド型の表示装置における動画ボケの問題を解決する方法として、様々なものが検討されているが、その効果はまだ不十分であり、インパルス型と同等の動画質を持つには至っていない。さらに、黒画像を挿入することで擬似的にインパルス型に近づける方法では、ちらつき（フリッカ）が増大する。また、黒画像を表示することによって画像の平均輝度が減少してしまい、黒画像を挿入しない場合と同等の輝度を得るためには消費電力が増大してしまうという問題もある。フレーム周波数を大きくする方法では、データ処理が複雑になるため、高速に処理できる駆動回路が必要となり、製造コストの増加や、データ処理に伴う発熱や消費電力の増大が問題となる。
本発明は、このような問題を鑑みてなされたものであり、動画ボケの問題がないホールド型の表示装置およびその駆動方法を提供することを課題とする。さらに、消費電力が低減された表示装置およびその駆動方法を提供すること、静止画および動画の画質が向上された表示装置およびその駆動方法を提供すること、視野角が向上された表示装置およびその駆動方法を提供すること並びに応答速度が向上された表示装置およびその駆動方法を提供することを課題とする。
本発明の一は、表示画面を有する液晶表示装置の駆動方法であって、前記表示画面には第１の画像乃至第３の画像が順次表示され、前記第１の画像及び前記第３の画像は外部画像信号から形成され、前記第２の画像は、前記第１の画像に対する外部画像信号及び前記第３の画像に対する外部画像信号に基づいて決定され、前記第２の画像の輝度は、前記第１の画像の輝度よりも低いことを特徴とする特徴とする。
本発明の一は、表示画面を有する液晶表示装置の駆動方法であって、前記表示画面には第１の画像乃至第３の画像が順次表示され、前記第１の画像及び前記第３の画像は外部画像信号から形成され、前記第２の画像は前記第１の画像から前記第３の画像への変位の中間状態であり、前記第２の画像の輝度は、前記第１の画像の輝度よりも低いことを特徴とする。
本発明の一は、表示画面を有する液晶表示装置の駆動方法であって、前記表示画面には第１の画像乃至第３の画像が順次表示され、前記第１の画像及び前記第３の画像は外部画像信号から形成され、前記第２の画像は前記第１の画像及び前記第３の画像を用いて補間された画像であり、前記第２の画像の輝度は、前記第１の画像の輝度よりも低いことを特徴とする。
本発明の一は、表示画面を有する液晶表示装置の駆動方法であって、前記表示画面には第１の画像乃至第３の画像が順次表示され、前記第１の画像及び前記第３の画像は外部画像信号から形成され、前記第２の画像は前記第１の画像及び前記第３の画像から動き補償によって生成された画像であり、前記第２の画像の輝度は、前記第１の画像の輝度よりも低いことを特徴とする。
本発明の一は、表示画面および制御回路を有する液晶表示装置であって、前記表示画面には第１の画像乃至第３の画像が順次表示され、前記制御回路は、外部画像信号から前記第１の画像及び第３の画像を形成する機能と、前記第２の画像を、前記第１の画像に対する外部画像信号及び前記第３の画像に対する外部画像信号に基づいて形成する機能と、前記第２の画像の輝度を、前記第１の画像の輝度よりも低く機能とを有することを特徴とする。
本発明の一は、表示画面および制御回路を有する液晶表示装置であって、前記表示画面には第１の画像乃至第３の画像が順次表示され、前記制御回路は、外部画像信号から前記第１の画像及び第３の画像を形成する機能と、前記第１の画像から前記第３の画像への変位の中間状態から前記第２の画像を形成する機能と、前記第２の画像の輝度を、前記第１の画像の輝度よりも低く機能とを有することを特徴とする。
本発明の一は、表示画面および制御回路を有する液晶表示装置であって、前記表示画面には第１の画像乃至第３の画像が順次表示され、前記制御回路は、外部画像信号から前記第１の画像及び第３の画像を形成する機能と、前記第２の画像を前記第１の画像と前記第３の画像とを補間し形成する機能と、前記第２の画像の輝度を、前記第１の画像の輝度よりも低く機能とを有することを特徴とする。
本発明の一は、表示画面および制御回路を有する液晶表示装置であって、前記表示画面には第１の画像乃至第３の画像が順次表示され、前記制御回路は、外部画像信号から前記第１の画像及び第３の画像を形成する機能と、前記第２の画像を前記第１の画像及び前記第３の画像から動き補償によって形成する機能と、前記第２の画像の輝度を、前記第１の画像の輝度よりも低く機能とを有することを特徴とする。
本発明の一は、表示画面を有する液晶表示装置の駆動方法であって、前記表示画面において、第１の画像乃至第３の画像が順次表示され、前記第１の画像乃至第３の画像において、物体が表示されており、前記第１の画像で表示される前記物体の表示位置と、前記第３の画像で表示される前記物体の表示位置とは異なっており、前記第２の画像で表示される前記物体の表示位置は、前記第１の画像で表示される前記物体の表示位置と、前記第３の画像で表示される前記物体の表示位置とに基づいて決定され、前記第２の画像で表示される前記物体の輝度は、前記第１の画像で表示される前記物体の輝度よりも低いことを特徴とする。
本発明の一は、表示画面を有する液晶表示装置の駆動方法であって、前記表示画面において、第１の画像乃至第３の画像が順次表示され、前記第１の画像乃至第３の画像において、物体が表示されており、前記第１の画像で表示される前記物体の表示位置と、前記第３の画像で表示される前記物体の表示位置とは異なっており、前記第２の画像で表示される前記物体は、前記第１の画像で表示される前記物体の表示位置と前記第３の画像で表示される前記物体の表示位置との中間の位置に表示され、前記第２の画像で表示される前記物体の輝度は、前記第１の画像で表示される前記物体の輝度よりも低いことを特徴とする。
本発明の一は、表示画面を有する液晶表示装置の駆動方法であって、前記表示画面において、第１の画像乃至第３の画像が順次表示され、前記第１の画像乃至第３の画像において、物体が表示されており、前記第１の画像で表示される前記物体の表示位置と、前記第３の画像で表示される前記物体の表示位置とは異なっており、前記第２の画像は、前記第１の画像および前記第３の画像から、動き補償によって生成された画像であり、前記第２の画像で表示される前記物体の輝度は、前記第１の画像で表示される前記物体の輝度よりも低いことを特徴とする。
本発明の一は、表示画面を有する液晶表示装置の駆動方法であって、前記表示画面において、第１の画像乃至第３の画像が順次表示され、前記第１の画像乃至第３の画像において、第１の画像および第２の物体が表示されており、前記第１の画像で表示される前記第１の物体の表示位置と、前記第３の画像で表示される前記第１の物体の表示位置とは異なっており、前記第１の画像で表示される前記第２の物体の表示位置と、前記第３の画像で表示される前記第２の物体の表示位置とは、概ね等しく、前記第２の画像で表示される前記第１の物体の表示位置は、前記第１の画像で表示される前記第１の物体の表示位置と、前記第３の画像で表示される前記第１の物体の表示位置とに基づいて決定され、前記第２の画像で表示される前記第１の物体の輝度は、前記第１の画像で表示される前記第１の物体の輝度よりも低く、前記第２の画像で表示される前記第２の物体の輝度は、前記第１の画像で表示される前記第２の物体の輝度よりも低いことを特徴とする。
本発明の一は、表示画面を有する液晶表示装置の駆動方法であって、前記表示画面において、第１乃至第３の画像が順次表示され、前記第１乃至第３の画像において、第１および第２の物体が表示されており、前記第１の画像で表示される前記第１の物体の表示位置と、前記第３の画像で表示される前記第１の物体の表示位置とは異なっており、前記第１の画像で表示される前記第２の物体の表示位置と、前記第３の画像で表示される前記第２の物体の表示位置とは、概ね等しく、前記第２の画像で表示される前記第２の物体は、前記第１の画像で表示される前記第２の物体の表示位置と前記第３の画像で表示される前記第２の物体の表示位置との中間の位置に表示され、前記第２の画像で表示される前記第１の物体の輝度は、前記第１の画像で表示される前記第１の物体の輝度よりも低く、前記第２の画像で表示される前記第２の物体の輝度は、前記第１の画像で表示される前記第２の物体の輝度よりも低いことを特徴とする。
本発明の一は、表示画面を有する液晶表示装置の駆動方法であって、前記表示画面において、第１乃至第３の画像が順次表示され、前記第１乃至第３の画像において、第１および第２の物体が表示されており、前記第１の画像で表示される前記第１の物体の表示位置と、前記第３の画像で表示される前記第１の物体の表示位置とは異なっており、前記第１の画像で表示される前記第２の物体の表示位置と、前記第３の画像で表示される前記第２の物体の表示位置とは概ね等しく、前記第２の画像は、前記第１の画像および前記第３の画像から、動き補償によって生成された画像であり、前記第２の画像で表示される前記第１の物体の輝度は、前記第１の画像で表示される前記第１の物体の輝度よりも低く、前記第２の画像で表示される前記第２の物体の輝度は、前記第１の画像で表示される前記第２の物体の輝度よりも低いことを特徴とする。
本発明の一は、表示画面および制御回路を有する液晶表示装置であって、前記表示画面において、第１乃至第３の画像が順次表示され、前記第１乃至第３の画像において、物体が表示されており、前記第１の画像で表示される前記物体の表示位置と、前記第３の画像で表示される前記物体の表示位置とは異なっており、前記制御回路は、前記第１の画像で表示される前記物体の表示位置と、前記第３の画像で表示される前記物体の表示位置とに基づいて、前記第２の画像で表示される前記物体の表示位置を決定する機能と、前記第２の画像で表示される前記物体の輝度を、前記第１の画像で表示される前記物体の輝度よりも低く機能とを有することを特徴とする。
本発明の一は、表示画面および制御回路を有する液晶表示装置の駆動方法であって、前記表示画面において、第１乃至第３の画像が順次表示され、前記第１乃至第３の画像において、物体が表示されており、前記第１の画像で表示される前記物体の表示位置と、前記第３の画像で表示される前記物体の表示位置とは異なっており、前記制御回路は、前記第１の画像で表示される前記物体の表示位置と前記第３の画像で表示される前記物体の表示位置との中間の位置に、前記第２の画像において前記物体を表示する機能と、前記第２の画像で表示される前記物体の輝度を、前記第１の画像で表示される前記物体の輝度よりも低く機能とを有することを特徴とする。
本発明の一は、表示画面および制御回路を有する液晶表示装置の駆動方法であって、前記表示画面において、第１乃至第３の画像が順次表示され、前記第１乃至第３の画像において、物体が表示されており、前記第１の画像で表示される前記物体の表示位置と、前記第３の画像で表示される前記物体の表示位置とは異なっており、前記制御回路は、動き補償によって、前記第１の画像および前記第３の画像から、前記第２の画像を生成する機能と、前記第２の画像で表示される前記物体の輝度を、前記第１の画像で表示される前記物体の輝度よりも低く機能とを有することを特徴とする。
本発明の一は、上記構成の液晶表示装置を有することを特徴とする電子機器である。
本明細書において、動き補償によって画像を補間して動画を滑らかにする方法と、表示する画像間で代表的な輝度の差を設けて目の残像を抑える方法は、同時に用いてもよいし、どちらか一方だけ用いてもよい。こうすることによって、動画ボケを低減することができる。
なお、本明細書において、輝度が０であると表現するときは、全く光っていない状態に加えて、実質的に黒を表示している場合も含む。つまり、微量に光を発していても、表示できる階調のうち一番暗い階調を表示している場合は、輝度が０であると表現することがある。
なお、本明細書に示すスイッチは、様々な形態のものを用いることができる。例としては、電気的スイッチや機械的なスイッチなどがある。つまり、電流の流れを制御できるものであればよく、特定のものに限定されない。例えば、スイッチとして、トランジスタ（例えば、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳトランジスタなど）、ダイオード（例えば、ＰＮダイオード、ＰＩＮダイオード、ショットキーダイオード、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）ダイオード、ＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ダイオード、ダイオード接続のトランジスタなど）、サイリスタなどを用いることが出来る。または、これらを組み合わせた論理回路をスイッチとして用いることが出来る。
スイッチとしてトランジスタを用いる場合、そのトランジスタは、単なるスイッチとして動作するため、トランジスタの極性（導電型）は特に限定されない。ただし、オフ電流を抑えたい場合、オフ電流が少ない方の極性のトランジスタを用いることが望ましい。オフ電流が少ないトランジスタとしては、ＬＤＤ領域を有するトランジスタやマルチゲート構造を有するトランジスタ等がある。または、スイッチとして動作させるトランジスタのソース端子の電位が、低電位側電源（Ｖｓｓ、ＧＮＤ、０Ｖなど）に近い状態で動作する場合はＮチャネル型トランジスタを用いることが望ましい。反対に、ソース端子の電位が、高電位側電源（Ｖｄｄなど）に近い状態で動作する場合はＰチャネル型トランジスタを用いることが望ましい。なぜなら、Ｎチャネル型トランジスタではソース端子が低電位側電源に近い状態で動作するとき、Ｐチャネル型トランジスタではソース端子が高電位側電源に近い状態で動作するとき、ゲートソース間電圧の絶対値を大きくできるため、スイッチとして、動作しやすいからである。また、ソースフォロワ動作をしてしまうことが少ないため、出力電圧の大きさが小さくなってしまうことが少ないからである。
なお、Ｎチャネル型トランジスタとＰチャネル型トランジスタの両方を用いて、ＣＭＯＳ型のスイッチをスイッチとして用いてもよい。ＣＭＯＳ型のスイッチにすると、Ｐチャネル型トランジスタまたはＮチャネル型トランジスタのどちらか一方のトランジスタが導通すれば電流が流れるため、スイッチとして機能しやすくなる。例えば、スイッチへの入力信号の電圧が高い場合でも、低い場合でも、適切に電圧を出力させることが出来る。さらに、スイッチをオン・オフさせるための信号の電圧振幅値を小さくすることが出来るので、消費電力を小さくすることも出来る。
なお、スイッチとしてトランジスタを用いる場合、スイッチは、入力端子（ソース端子またはドレイン端子の一方）と、出力端子（ソース端子またはドレイン端子の他方）と、導通を制御する端子（ゲート端子）とを有している。一方、スイッチとしてダイオードを用いる場合、スイッチは、導通を制御する端子を有していない場合がある。そのため、トランジスタよりもダイオードをスイッチとして用いた方が、端子を制御するための配線を少なくすることが出来る。
なお、本明細書において、ＡとＢとが接続されている、と明示的に記載する場合は、ＡとＢとが電気的に接続されている場合と、ＡとＢとが機能的に接続されている場合と、ＡとＢとが直接接続されている場合とを含むものとする。ここで、Ａ、Ｂ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。したがって、本明細書が開示する構成において、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含むものとする。
例えば、ＡとＢとが電気的に接続されている場合として、ＡとＢ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、ダイオードなど）が、ＡとＢとの間に１個以上配置されていてもよい。あるいは、ＡとＢとが機能的に接続されている場合として、ＡとＢ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、ＡとＢとの間に１個以上配置されていてもよい。あるいは、ＡとＢとが直接接続されている場合として、ＡとＢとの間に他の素子や他の回路を挟まずに、ＡとＢとが直接接続されていてもよい。
なお、ＡとＢとが直接接続されている、と明示的に記載する場合は、ＡとＢとが直接接続されている場合（つまり、ＡとＢとの間に他の素子や他の回路を間に介さずに接続されている場合）と、ＡとＢとが電気的に接続されている場合（つまり、ＡとＢとの間に別の素子や別の回路を挟んで接続されている場合）とを含むものとする。
なお、ＡとＢとが電気的に接続されている、と明示的に記載する場合は、ＡとＢとが電気的に接続されている場合（つまり、ＡとＢとの間に別の素子や別の回路を挟んで接続されている場合）と、ＡとＢとが機能的に接続されている場合（つまり、ＡとＢ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、ＡとＢとが直接接続されている場合（つまり、ＡとＢとの間に別の素子や別の回路を挟まずに接続されている場合）とを含むものとする。つまり、電気的に接続されている、と明示的に記載する場合は、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じであるとする。
なお、表示素子、表示素子を有する装置である表示装置、発光素子、発光素子を有する装置である発光装置は、様々な形態を用いたり、様々な素子を有したりすることが出来る。例えば、表示素子、表示装置、発光素子または発光装置としては、ＥＬ素子（有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子又は有機物及び無機物を含むＥＬ素子）、電子放出素子、液晶素子、電子インク、電気泳動素子、グレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、圧電セラミックディスプレイ、カーボンナノチューブ、など、電気磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化する表示媒体を用いることができる。なお、ＥＬ素子を用いた表示装置としてはＥＬディスプレイ、電子放出素子を用いた表示装置としてはフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）やＳＥＤ方式平面型ディスプレイ（ＳＥＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｅｒ Ｄｉｓｐｌｙ）など、液晶素子を用いた表示装置としては液晶ディスプレイ（透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディスプレイ、直視型液晶ディスプレイ、投射型液晶ディスプレイ）、電子インクや電気泳動素子を用いた表示装置としては電子ペーパーがある。
なお、本明細書に記載されたトランジスタとして、様々な形態のトランジスタを用いることが出来る。よって、用いるトランジスタの種類に限定はない。例えば、非晶質シリコン、多結晶シリコン、微結晶（マイクロクリスタル、セミアモルファスとも言う）シリコンなどに代表される非単結晶半導体膜を有する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などを用いることが出来る。ＴＦＴを用いる場合、様々なメリットがある。例えば、単結晶シリコンの場合よりも低い温度で製造できるため、製造コストが安くなったり、製造装置を大きくすることが可能になる。製造装置を大きくできるため、大型基板上に製造できる。そのため、同時に多くの個数の表示装置を製造できるため、低コストで製造できる。さらに、製造温度が低いため、耐熱性の弱い基板を用いることができる。そのため、透明基板上にトランジスタを製造できる。そして、透明な基板上のトランジスタを用いて表示素子での光の透過を制御したりすることが出来る。あるいは、トランジスタの膜厚が薄いため、トランジスタを構成する膜の一部は、光を透過させることが出来る。そのため、開口率が向上させることができる。
なお、多結晶シリコンを製造するときに、触媒（ニッケルなど）を用いることにより、結晶性をさらに向上させ、電気特性のよいトランジスタを製造することが可能となる。その結果、ゲートドライバ回路（走査線駆動回路）やソースドライバ回路（信号線駆動回路）、信号処理回路（信号生成回路、ガンマ補正回路、ＤＡ変換回路など）を基板上に一体形成することが出来る。
なお、微結晶シリコンを製造するときに、触媒（ニッケルなど）を用いることにより、結晶性をさらに向上させ、電気特性のよいトランジスタを製造することが可能となる。このとき、レーザーを用いず、熱処理を加えるだけで、結晶性を向上させることができる。その結果、ゲートドライバ回路（走査線駆動回路）やソースドライバ回路の一部（アナログスイッチなど）を基板上に一体形成することが出来る。さらに、結晶化のためにレーザーを用いない場合は、シリコンの結晶性のムラを抑えることができる。そのため、綺麗な画像を表示することが出来る。
ただし、触媒（ニッケルなど）を用いずに、多結晶シリコンや微結晶シリコンを製造することは可能である。
または、半導体基板やＳＯＩ基板などを用いてトランジスタを形成することが出来る。その場合、ＭＯＳ型トランジスタ、接合型トランジスタ、バイポーラトランジスタなどを本明細書に記載されたトランジスタとして用いることが出来る。これらにより、特性やサイズや形状などのバラツキが少なく、電流供給能力が高く、サイズの小さいトランジスタを製造することができる。これらのトランジスタを用いると、消費電力の少ない回路を構成したり、高集積化をはかったりすることが出来る。
または、ＺｎＯ、ａ−ＩｎＧａＺｎＯ、ＳｉＧｅ、ＧａＡｓ、酸化インジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、ＳｎＯなどの化合物半導体または酸化物半導体を有するトランジスタや、さらに、これらの化合物半導体または酸化物半導体を薄膜化した薄膜トランジスタなどを用いることが出来る。これらにより、製造温度を低くでき、例えば、室温でトランジスタを製造することが可能となる。その結果、耐熱性の低い基板、例えばプラスチック基板やフィルム基板に直接トランジスタを形成したりすることが出来る。なお、これらの化合物半導体または酸化物半導体を、トランジスタのチャネル部分に用いるだけでなく、それ以外の用途で用いることも出来る。例えば、これらの化合物半導体または酸化物半導体を抵抗素子、画素電極、透明電極として用いることができる。さらに、それらをトランジスタと同時に成膜したり、形成したりすることが出来て、コストを低減できる。
または、インクジェットや印刷法を用いて形成したトランジスタなどを用いることが出来る。これらにより、室温で製造したり、低真空度で製造したり、大型基板上に製造したりすることができる。また、マスク（レチクル）を用いなくても製造することが可能となるため、トランジスタのレイアウトを容易に変更することが出来る。さらに、レジストを用いる必要がないので、材料費が安くなり、工程数を削減できる。さらに、必要な部分にのみ膜を付けるため、全面に成膜した後でエッチングする、という製法よりも、材料が無駄にならず、低コストにできる。
または、有機半導体やカーボンナノチューブを有するトランジスタ等を用いることができる。これらにより、曲げることが可能な基板上にトランジスタを形成することが出来る。そのため、衝撃に強くできる。
その他、様々なトランジスタを用いることができる。
なお、トランジスタが形成されている基板の種類は、様々なものを用いることができ、特定のものに限定されることはない。トランジスタが形成される基板としては、例えば、単結晶基板、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、紙基板、セロファン基板、石材基板、木材基板、布基板（天然繊維（絹、綿、麻）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、ゴム基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板などを用いることが出来る。あるいは、人などの動物の皮膚（皮表、真皮）又は皮下組織を基板として用いてもよい。または、ある基板でトランジスタを形成し、その後、別の基板にトランジスタを転置し、別の基板上にトランジスタを配置してもよい。トランジスタが転置される基板としては、単結晶基板、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、紙基板、セロファン基板、石材基板、、木材基板、布基板（天然繊維（絹、綿、麻）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、ゴム基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板などを用いることができる。あるいは、人などの動物の皮膚（皮表、真皮）又は皮下組織を基板として用いてもよい。これらの基板を用いることにより、特性のよいトランジスタを形成したり、消費電力の小さいトランジスタを形成したり、壊れにくい装置にしたり、耐熱性を持たせたり、軽量化したりすることが出来る。
なお、トランジスタの構成は、様々な形態をとることができる。特定の構成に限定されない。例えば、ゲート電極が２個以上のマルチゲート構造を用いてもよい。マルチゲート構造にすると、チャネル領域が直列に接続されるため、複数のトランジスタが直列に接続された構成となる。マルチゲート構造により、オフ電流を低減したり、トランジスタの耐圧を向上させて信頼性を高くしたり、飽和領域で動作する時に、ドレイン・ソース間電圧が変化しても、ドレイン・ソース間電流があまり変化せず、電圧・電流特性の傾きがフラットな特性にすることなどができる。電圧・電流特性の傾きがフラットである特性を利用すると、理想的な電流源回路や、非常に高い抵抗値をもつ能動負荷を実現することが出来る。その結果、特性のよい差動回路やカレントミラー回路を実現することが出来る。また、チャネルの上下にゲート電極が配置されている構造でもよい。チャネルの上下にゲート電極が配置されている構造にすることにより、チャネル領域が増えるため、電流値を大きくしたり、空乏層ができやすくなってＳ値を小さくしたりすることができる。チャネルの上下にゲート電極が配置されると、複数のトランジスタが並列に接続されたような構成となる。
あるいは、チャネル領域の上にゲート電極が配置されている構造でもよいし、チャネル領域の下にゲート電極が配置されている構造でもよい。あるいは、正スタガ構造または逆スタガ構造でもよいし、チャネル領域が複数の領域に分かれていてもよいし、チャネル領域が並列に接続されていてもよいし、チャネル領域が直列に接続されていてもよい。また、チャネル領域（もしくはその一部）にソース電極やドレイン電極が重なっていてもよい。チャネル領域（もしくはその一部）にソース電極やドレイン電極が重なる構造にすることにより、チャネル領域の一部に電荷がたまって、動作が不安定になることを防ぐことができる。また、ＬＤＤ領域を設けても良い。ＬＤＤ領域を設けることにより、オフ電流を低減したり、トランジスタの耐圧を向上させて信頼性を良くしたり、飽和領域で動作する時に、ドレイン・ソース間電圧が変化しても、ドレイン・ソース間電流があまり変化せず、電圧・電流特性の傾きがフラットな特性にすることができる。
なお、本明細書におけるトランジスタは、様々なタイプを用いることができ、様々な基板上に形成させることができる。したがって、所定の機能を実現させるために必要な回路の全てが、同一の基板に形成されていてもよい。例えば、所定の機能を実現させるために必要な回路の全てが、ガラス基板、プラスチック基板、単結晶基板、またはＳＯＩ基板上に形成されていてもよく、さまざまな基板上に形成されていてもよい。所定の機能を実現させるために必要な回路の全てが同じ基板上に形成されていることにより、部品点数を減らしてコストを低減したり、回路部品との接続点数を減らして信頼性を向上させたりすることができる。あるいは、所定の機能を実現させるために必要な回路の一部が、ある基板に形成されており、所定の機能を実現させるために必要な回路の別の一部が、別の基板に形成されていてもよい。つまり、所定の機能を実現させるために必要な回路の全てが同じ基板上に形成されていなくてもよい。例えば、所定の機能を実現させるために必要な回路の一部は、ガラス基板上にトランジスタを用いて形成され、所定の機能を実現させるために必要な回路の別の一部は、単結晶基板上に形成され、単結晶基板上のトランジスタで構成されたＩＣチップをＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）でガラス基板に接続して、ガラス基板上にそのＩＣチップを配置してもよい。あるいは、そのＩＣチップをＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）やプリント基板を用いてガラス基板と接続してもよい。このように、回路の一部が同じ基板に形成されていることにより、部品点数を減らしてコストを低減したり、回路部品との接続点数を減らして信頼性を向上させたりすることができる。また、駆動電圧が高い部分や駆動周波数が高い部分の回路は、消費電力が大きくなってしまうので、そのような部分の回路は同じ基板に形成せず、そのかわりに、例えば、単結晶基板上にその部分の回路を形成して、その回路で構成されたＩＣチップを用いるようにすれば、消費電力の増加を防ぐことができる。
なお、本明細書においては、一画素とは、明るさを制御できる要素一つ分を示すものとする。よって、一例としては、一画素とは、一つの色要素を示すものとし、その色要素一つで明るさを表現する。従って、そのときは、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の色要素からなるカラー表示装置の場合には、画像の最小単位は、Ｒの画素とＧの画素とＢの画素との三画素から構成されるものとする。なお、色要素は、三色に限定されず、三色以上を用いても良いし、ＲＧＢ以外の色を用いても良い。例えば、白色を加えて、ＲＧＢＷ（Ｗは白）としてもよい。また、ＲＧＢに、例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、エメラルドグリーン、朱色などを一色以上追加してもよい。また、例えば、ＲＧＢの中の少なくとも一色に類似した色を、ＲＧＢに追加してもよい。例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ１、Ｂ２としてもよい。Ｂ１とＢ２とは、どちらも青色であるが、少し周波数が異なっている。同様に、Ｒ１、Ｒ２、Ｇ、Ｂとしてもよい。このような色要素を用いることにより、より実物に近い表示を行うことができたり、消費電力を低減したりすることが出来る。また、別の例としては、１つの色要素について、複数の領域を用いて明るさを制御する場合は、その領域一つ分を一画素としてもよい。よって、一例として、面積階調を行う場合または副画素（サブ画素）を有している場合、一つの色要素につき、明るさを制御する領域が複数あり、その全体で階調を表現するわけであるが、明るさを制御する領域の一つ分を一画素としてもよい。よって、その場合は、一つの色要素は、複数の画素で構成されることとなる。あるいは、明るさを制御する領域が１つの色要素の中に複数あっても、それらをまとめて、１つの色要素を１画素としてもよい。よって、その場合は、一つの色要素は、一つの画素で構成されることとなる。また、１つの色要素について、複数の領域を用いて明るさを制御する場合、画素によって、表示に寄与する領域の大きさが異なっている場合がある。また、一つの色要素につき複数ある、明るさを制御する領域において、各々に供給する信号を僅かに異ならせるようにして、視野角を広げるようにしてもよい。つまり、１つの色要素について、複数個ある領域が各々有する画素電極の電位が、各々異なっていてもよい。その結果、液晶分子に加わる電圧が各画素電極によって各々異なる。よって、視野角を広くすることが出来る。
なお、一画素（三色分）と明示的に記載する場合は、ＲとＧとＢの三画素分を一画素と考える場合であるとする。一画素（一色分）と明示的に記載する場合は、一つの色要素につき、複数の領域がある場合、それらをまとめて一画素と考える場合であるとする。
なお、本明細書において、画素は、マトリクス状に配置（配列）されている場合がある。ここで、画素がマトリクスに配置（配列）されているとは、縦方向もしくは横方向において、画素が直線上に並んで配置されている場合や、ギザギザな線上に配置されている場合を含む。よって、例えば三色の色要素（例えばＲＧＢ）でフルカラー表示を行う場合に、ストライプ配置されている場合や、三つの色要素のドットがデルタ配置されている場合も含む。さらに、ベイヤー配置されている場合も含む。なお、色要素は、三色に限定されず、それ以上でもよく、例えば、ＲＧＢＷ（Ｗは白）や、ＲＧＢに、イエロー、シアン、マゼンタなどを一色以上追加したものなどがある。また、色要素のドット毎にその表示領域の大きさが異なっていてもよい。これにより、消費電力を低下させたり、表示素子の寿命を延ばしたりすることが出来る。
なお、本明細書において、画素に能動素子を有するアクティブマトリクス方式、または、画素に能動素子を有しないパッシブマトリクス方式を用いることが出来る。
アクティブマトリクス方式では、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）として、トランジスタだけでなく、さまざまな能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いることが出来る。例えば、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）やＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）などを用いることも可能である。これらの素子は、製造工程が少ないため、低コストで製造したり、歩留まりを高くできたりすることが可能である。さらに、素子のサイズが小さいため、開口率を向上させることができ、低消費電力化や高輝度化をはかることが出来る。
なお、アクティブマトリクス方式以外のものとして、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないパッシブマトリクス型を用いることも可能である。能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないため、製造工程が少なく、低コストで製造したり、歩留まりを高くできたりすることが可能である。また、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないため、開口率を向上させることができ、低消費電力化や高輝度化をはかることが出来る。
なお、トランジスタとは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む少なくとも三つの端子を有する素子であり、ドレイン領域とソース領域の間にチャネル領域を有しており、ドレイン領域とチャネル領域とソース領域とを介して電流を流すことが出来る。ここで、ソースとドレインとは、トランジスタの構造や動作条件等によって変わるため、いずれがソースまたはドレインであるかを限定することが困難である。そこで、本明細書においては、ソース及びドレインとして機能する領域を、ソースもしくはドレインと呼ばない場合がある。その場合、一例としては、それぞれを第１端子、第２端子と表記する場合がある。
なお、トランジスタは、ベースとエミッタとコレクタとを含む少なくとも三つの端子を有する素子であってもよい。この場合も同様に、エミッタとコレクタとを、第１端子、第２端子と表記する場合がある。
なお、ゲートとは、ゲート電極とゲート配線（ゲート線、ゲート信号線、走査線、走査信号線等とも言う）とを含んだ全体、もしくは、それらの一部のことを言う。ゲート電極とは、チャネル領域を形成する半導体と、ゲート絶縁膜を介してオーバーラップしている部分の導電膜のことを言う。なお、ゲート電極の一部は、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域またはソース領域・ドレイン領域と、ゲート絶縁膜を介してオーバーラップしている場合もある。ゲート配線とは、各画素のゲート電極の間を接続したり、ゲート電極と別の配線とを接続したりするための配線のことを言う。
ただし、ゲート電極としても機能し、ゲート配線としても機能するような部分（領域、導電膜、配線など）も存在する。そのような部分（領域、導電膜、配線など）は、ゲート電極と呼んでも良いし、ゲート配線と呼んでも良い。つまり、ゲート電極とゲート配線とが、明確に区別できないような領域も存在する。例えば、延伸して配置されているゲート配線の一部とチャネル領域がオーバーラップしている場合、その部分（領域、導電膜、配線など）はゲート配線として機能しているが、ゲート電極としても機能していることになる。よって、そのような部分（領域、導電膜、配線など）は、ゲート電極と呼んでも良いし、ゲート配線と呼んでも良い。
なお、ゲート電極と同じ材料で形成され、ゲート電極と同じ島（アイランド）を形成してつながっている部分（領域、導電膜、配線など）も、ゲート電極と呼んでも良い。同様に、ゲート配線と同じ材料で形成され、ゲート配線と同じ島（アイランド）を形成してつながっている部分（領域、導電膜、配線など）も、ゲート配線と呼んでも良い。このような部分（領域、導電膜、配線など）は、厳密な意味では、チャネル領域とオーバーラップしていなかったり、別のゲート電極と接続させる機能を有してなかったりする場合がある。しかし、製造マージンなどの関係で、ゲート電極またはゲート配線と同じ材料で形成され、ゲート電極またはゲート配線と同じ島（アイランド）を形成してつながっている部分（領域、導電膜、配線など）がある。よって、そのような部分（領域、導電膜、配線など）もゲート電極またはゲート配線と呼んでも良い。
なお、例えば、マルチゲートのトランジスタにおいて、１つのゲート電極と、別のゲート電極とは、ゲート電極と同じ材料で形成された導電膜で接続される場合が多い。そのような部分（領域、導電膜、配線など）は、ゲート電極とゲート電極とを接続させるための部分（領域、導電膜、配線など）であるため、ゲート配線と呼んでも良いが、マルチゲートのトランジスタを１つのトランジスタと見なすことも出来るため、ゲート電極と呼んでも良い。つまり、ゲート電極またはゲート配線と同じ材料で形成され、ゲート電極またはゲート配線と同じ島（アイランド）を形成してつながっている部分（領域、導電膜、配線など）は、ゲート電極やゲート配線と呼んでも良い。さらに、例えば、ゲート電極とゲート配線とを接続させている部分の導電膜であって、ゲート電極またはゲート配線とは異なる材料で形成された導電膜も、ゲート電極と呼んでも良いし、ゲート配線と呼んでも良い。
なお、ゲート端子とは、ゲート電極の部分（領域、導電膜、配線など）または、ゲート電極と電気的に接続されている部分（領域、導電膜、配線など）について、その一部分のことを言う。
なお、ゲート配線、ゲート線、ゲート信号線、走査線、走査信号線などと呼ぶ場合、配線にトランジスタのゲートが接続されていない場合もある。この場合、ゲート配線、ゲート線、ゲート信号線、走査線、走査信号線は、トランジスタのゲートと同じ層で形成された配線、トランジスタのゲートと同じ材料で形成された配線またはトランジスタのゲートと同時に成膜された配線を意味している場合がある。例としては、保持容量用配線、電源線、基準電位供給配線などがある。
なお、ソースとは、ソース領域とソース電極とソース配線（ソース線、ソース信号線、データ線、データ信号線等とも言う）とを含んだ全体、もしくは、それらの一部のことを言う。ソース領域とは、Ｐ型不純物（ボロンやガリウムなど）やＮ型不純物（リンやヒ素など）が多く含まれる半導体領域のことを言う。従って、少しだけＰ型不純物やＮ型不純物が含まれる領域、いわゆる、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域は、ソース領域には含まれない。ソース電極とは、ソース領域とは別の材料で形成され、ソース領域と電気的に接続されて配置されれいる部分の導電層のことを言う。ただし、ソース電極は、ソース領域も含んでソース電極と呼ぶこともある。ソース配線とは、各画素のソース電極の間を接続したり、ソース電極と別の配線とを接続したりするための配線のことを言う。
しかしながら、ソース電極としても機能し、ソース配線としても機能するような部分（領域、導電膜、配線など）も存在する。そのような部分（領域、導電膜、配線など）は、ソース電極と呼んでも良いし、ソース配線と呼んでも良い。つまり、ソース電極とソース配線とが、明確に区別できないような領域も存在する。例えば、延伸して配置されているソース配線の一部とソース領域とがオーバーラップしている場合、その部分（領域、導電膜、配線など）はソース配線として機能しているが、ソース電極としても機能していることになる。よって、そのような部分（領域、導電膜、配線など）は、ソース電極と呼んでも良いし、ソース配線と呼んでも良い。
なお、ソース電極と同じ材料で形成され、ソース電極と同じ島（アイランド）を形成してつながっている部分（領域、導電膜、配線など）や、ソース電極とソース電極とを接続する部分（領域、導電膜、配線など）も、ソース電極と呼んでも良い。さらに、ソース領域とオーバーラップしている部分も、ソース電極と呼んでも良い。同様に、ソース配線と同じ材料で形成され、ソース配線と同じ島（アイランド）を形成してつながっている領域も、ソース配線と呼んでも良い。このような部分（領域、導電膜、配線など）は、厳密な意味では、別のソース電極と接続させる機能を有していたりすることがない場合がある。しかし、製造マージンなどの関係で、ソース電極またはソース配線と同じ材料で形成され、ソース電極またはソース配線とつながっている部分（領域、導電膜、配線など）がある。よって、そのような部分（領域、導電膜、配線など）もソース電極またはソース配線と呼んでも良い。
なお、例えば、ソース電極とソース配線とを接続させている部分の導電膜であって、ソース電極またはソース配線とは異なる材料で形成された導電膜も、ソース電極と呼んでも良いし、ソース配線と呼んでも良い。
なお、ソース端子とは、ソース領域の領域や、ソース電極や、ソース電極と電気的に接続されている部分（領域、導電膜、配線など）について、その一部分のことを言う。
なお、ソース配線、ソース線、ソース信号線、データ線、データ信号線などと呼ぶ場合、配線にトランジスタのソース（ドレイン）が接続されていない場合もある。この場合、ソース配線、ソース線、ソース信号線、データ線、データ信号線は、トランジスタのソース（ドレイン）と同じ層で形成された配線、トランジスタのソース（ドレイン）と同じ材料で形成された配線またはトランジスタのソース（ドレイン）と同時に成膜された配線を意味している場合がある。例としては、保持容量用配線、電源線、基準電位供給配線などがある。
なお、ドレインについては、ソースと同様である。
なお、半導体装置とは半導体素子（トランジスタ、ダイオード、サイリスタなど）を含む回路を有する装置のことをいう。さらに、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を半導体装置と呼んでもよい。
なお、表示素子とは、光学変調素子、液晶素子、発光素子、ＥＬ素子（有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子又は有機物及び無機物を含むＥＬ素子）、電子放出素子、電気泳動素子、放電素子、光反射素子、光回折素子、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、などのことを言う。ただし、これに限定されない。
なお、表示装置とは、表示素子を有する装置のことを言う。なお、表示装置とは、表示素子を含む複数の画素またはそれらの画素を駆動させる周辺駆動回路が同一基板上に形成された表示パネル本体のことでもよい。なお、表示装置は、ワイヤボンディングやバンプなどによって基板上に配置された周辺駆動回路、いわゆる、チップオングラス（ＣＯＧ）で接続されたＩＣチップ、または、ＴＡＢなどで接続されたＩＣチップを含んでいても良い。なお、表示装置は、ＩＣチップ、抵抗素子、容量素子、インダクタ、トランジスタなどが取り付けられたフレキシブルプリントサーキット（ＦＰＣ）を含んでもよい。なお、表示装置は、フレキシブルプリントサーキット（ＦＰＣ）などを介して接続され、ＩＣチップ、抵抗素子、容量素子、インダクタ、トランジスタなどが取り付けられたプリント配線基盤（ＰＷＢ）を含んでいても良い。なお、表示装置は、偏光板または位相差板などの光学シートを含んでいても良い。なお、表示装置は、照明装置、筐体、音声入出力装置、光センサなどを含んでいても良い。ここで、バックライトユニットのような照明装置は、導光板、プリズムシート、拡散シート、反射シート、光源（ＬＥＤ、冷陰極管など）、冷却装置（水冷式、空冷式）などを含んでいても良い。
なお、照明装置は、バックライトユニット、導光板、プリズムシート、拡散シート、反射シート、光源（ＬＥＤ、冷陰極管、熱陰極管など）、冷却装置などを有している装置のことをいう。
なお、発光装置とは、発光素子などを有している装置のことをいう。
なお、反射装置とは、光反射素子、光回折素子、光反射電極などを有している装置のことをいう。
なお、液晶表示装置とは、液晶素子を有している表示装置をいう。液晶表示装置には、直視型、投写型、透過型、反射型、半透過型などがある。
なお、駆動装置とは、半導体素子、電気回路、電子回路を有する装置のことを言う。例えば、ソース信号線から画素内への信号の入力を制御するトランジスタ（選択用トランジスタ、スイッチング用トランジスタなどと呼ぶことがある）、画素電極に電圧または電流を供給するトランジスタ、発光素子に電圧または電流を供給するトランジスタなどは、駆動装置の一例である。さらに、ゲート信号線に信号を供給する回路（ゲートドライバ、ゲート線駆動回路などと呼ぶことがある）、ソース信号線に信号を供給する回路（ソースドライバ、ソース線駆動回路などと呼ぶことがある）などは、駆動装置の一例である。
なお、表示装置、半導体装置、照明装置、冷却装置、発光装置、反射装置、駆動装置などは、互いに重複して有している場合がある。例えば、表示装置が、半導体装置および発光装置を有していたり、半導体装置が、表示装置および駆動装置を有している場合がある。
なお、本明細書において、Ａの上にＢが形成されている、あるいは、Ａ上にＢが形成されている、と明示的に記載する場合は、Ａの上にＢが直接接して形成されていることに限定されない。直接接してはいない場合、つまり、ＡとＢと間に別の対象物が介在する場合も含むものとする。ここで、Ａ、Ｂ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。
従って例えば、層Ａの上に（もしくは層Ａ上に）、層Ｂが形成されている、と明示的に記載されている場合は、層Ａの上に直接接して層Ｂが形成されている場合と、層Ａの上に直接接して別の層（例えば層Ｃや層Ｄなど）が形成されていて、その上に直接接して層Ｂが形成されている場合とを含むものとする。なお、別の層（例えば層Ｃや層Ｄなど）は、単層でもよいし、複層でもよい。
さらに、Ａの上方にＢが形成されている、と明示的に記載されている場合についても同様であり、Ａの上にＢが直接接していることに限定されず、ＡとＢとの間に別の対象物が介在する場合も含むものとする。従って例えば、層Ａの上方に、層Ｂが形成されている、という場合は、層Ａの上に直接接して層Ｂが形成されている場合と、層Ａの上に直接接して別の層（例えば層Ｃや層Ｄなど）が形成されていて、その上に直接接して層Ｂが形成されている場合とを含むものとする。なお、別の層（例えば層Ｃや層Ｄなど）は、単層でもよいし、複層でもよい。
なお、Ａの上にＢが直接接して形成されている、と明示的に記載する場合は、Ａの上に直接接してＢが形成されている場合を含み、ＡとＢと間に別の対象物が介在する場合は含まないものとする。
なお、Ａの下にＢが、あるいは、Ａの下方にＢがの場合についても、同様である。
本発明によれば、フレームに含まれる画像データから画像が動いている量を検出し、該フレームと次のフレームに含まれる画像の中間状態となるような画像を補間画像とすることによって、画像の動きが目の動きに追従できるようになり、画像の動きをなめらかに表示することができる。さらに、補間画像の輝度を変化させることで、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができるため、目の残像を抑えることができる。このようにして、動画ボケの問題がないホールド型の表示装置およびその駆動方法を提供することができる。
以下に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。ただし、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、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。
（実施の形態１）
本実施形態においては、本明細書にかかる表示装置または半導体装置の駆動方法によって、動画ボケを低減する方法の一例について説明する。
本実施形態では、入力される画像データのフレームレート（１秒間あたりのフレームの数：単位Ｈｚ）（入力フレームレートとも記す）と、表示のフレームレート（表示フレームレートとも記す）を比較したときに、表示フレームレートが、入力フレームレートよりも大きい場合について、主に取り扱う。具体的には、入力フレームレートが６０Ｈｚであるとき、表示フレームレートは９０Ｈｚ、１２０Ｈｚまたは１８０Ｈｚであってもよい。また、入力フレームレートが５０Ｈｚであるとき、表示フレームレートは７５Ｈｚ、１００Ｈｚまたは１５０Ｈｚであってもよい。ただし、これに限定されず、様々な入力フレームレートおよび表示フレームレートを用いることができる。
入力のフレームレートが、表示フレームレートよりも大きい場合ならば、入力される画像データの一部を破棄することで表示フレームレートを満足させることができる。しかし、本実施形態のように、表示フレームレートが、入力フレームレートよりも大きい場合は、入力される画像データだけでは表示フレームレートを満足させることができない。このとき、入力される画像データを何らかの方法によって補間することで、表示フレームレートを満足させることができる。
本明細書においては、入力フレームレートに従って表示される画像のことを基本画像と呼び、基本画像を補間するために作成された画像を補間画像と呼ぶことにする。補間画像を作成する方法としては、フレームに含まれる画像データから、画像が動いている量を検出し、該フレームと次のフレームに含まれる画像の中間状態となるような画像を補間画像とする方法、基本画像をそのまま補間画像とする方法、基本画像の輝度にある係数をかけた画像を補間画像とする方法、などがある。
ここで、中間状態の画像とは、複数の画像データの違いを画像の動きとしたとき、動きの範囲内で予想される画像のことである。すなわち、複数の画像データの違いから内挿によって求められた画像データを持つ画像を、中間状態の画像と呼ぶことにする。
ここで、補間画像と中間状態の画像の違いを明確にしておく。補間画像とは、入力フレームレートと表示フレームレートの違いを補間するため、基本画像の間に挿入される画像のことであり、そこに含まれる画像データは特に限定されない。一方、中間状態の画像は、内挿によって求められた画像データを持つ画像のことである。すなわち、入力フレームレートと表示フレームレートの違いを補間する場合、補間画像として中間状態の画像を用いることもできるし、他の画像を用いることもできる。
なお、複数の画像データの違いから内挿によって中間状態の画像を求めることを、動き補償と呼ぶことにする。
本実施形態では、フレームに含まれる画像データから、画像が動いている量を検出し、該フレームと次のフレームに含まれる画像の中間状態となるような画像を補間画像とし、かつ、補間画像の輝度を変化させる方法について説明する。
まず、図１を参照して、動画ボケを低減する方法の一例ついて説明する。図１（Ａ）乃至（Ｃ）に示す方法においては、各画像上の円形の領域がフレームによって位置が変化する領域であり、画像上の三角形の領域がフレームによって位置がほぼ変化しない領域であるとしている。ただし、これは説明のための一例であり、表示される画像はこれに限定されない。図１（Ａ）乃至（Ｃ）の方法は、様々な画像に対して適用することができる。
図１（Ａ）は、表示フレームレートが、入力フレームレートの２倍である場合を表している。図１（Ａ）は、横軸を時間として、表示される画像の時間的な変化の様子を、模式的に表したものである。期間１００は、１フレーム期間を表している。第１の画像１０１は前フレームの基本画像、第２の画像１０２は前フレームの補間画像、第３の画像１０３は当該フレームの基本画像、第４の画像１０４は当該フレームの補間画像、第５の画像１０５は次フレームの基本画像を、それぞれ表している。
ここで、第２の画像１０２は、第１の画像１０１から第３の画像１０３までの画像の変化量（すなわち、画像が動いている量）を検出することで、第１の画像１０１および第３の画像１０３の中間状態となるように作成された画像である。図１（Ａ）では、フレームによって位置が変化する領域（円形の領域）と、フレームによって位置がほぼ変化しない領域（三角形の領域）の、中間状態の画像の様子を表している。すなわち、第２の画像１０２における円形の領域の位置は、第１の画像１０１における位置と、第３の画像１０３における位置の中間の位置としている。つまり、第２の画像１０２は、動き補償を行なって画像データを補間したものである。このように、画像上で動きのある物体に対して動き補償を行い、画像データを補間することによって、なめらかな表示を行なうことができる。
さらに、第２の画像１０２は、第１の画像１０１および第３の画像１０３の中間状態となるように作成された上で、画像の輝度を一定の規則で制御した画像であってもよい。一定の規則とは、たとえば、図１（Ａ）のように、第１の画像１０１の代表的な輝度をＬ、第２の画像１０２の代表的な輝度をＬｃとしたとき、Ｌ＞Ｌｃが好ましい。また、望ましくは、０．１Ｌ＜Ｌｃ＜０．８Ｌであり、さらに望ましくは、０．２Ｌ＜Ｌｃ＜０．５Ｌである。このような輝度に制御することで、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができるため、目の残像を抑えることができる。
なお、画像の代表的な輝度については、後に図３を参照して詳しく述べる。
このように、動画ボケに対する２つの異なる原因（画像の動きがなめらかではないこと、および目の残像）を同時に解決することによって、動画ボケを大幅に低減することができる。
さらに、補間画像である第４の画像１０４についても、基本画像である第３の画像１０３および第５の画像１０５から同様な方法を用いて作成されてもよい。すなわち、第４の画像１０４は、第３の画像１０３から第５の画像１０５までの画像の変化量を検出することで、第３の画像１０３および第５の画像１０５の中間状態となるように作成された画像であって、さらに、画像の輝度を一定の規則で制御した画像であってもよい。
図１（Ｂ）は、表示フレームレートが、入力フレームレートの３倍である場合を表している。図１（Ｂ）は、横軸を時間として、表示される画像の時間的な変化の様子を、模式的に表したものである。期間１００は、１フレーム期間を表している。第１の画像１１１は前フレームの基本画像、第２の画像１１２は前フレームの第１の補間画像、第３の画像１１３は前フレームの第２の補間画像、第４の画像１１４は当該フレームの基本画像、第５の画像１１５は当該フレームの第１の補間画像、第６の画像１１６は当該フレームの第２の補間画像、第７の画像１１７は次フレームの基本画像を、それぞれ表している。
ここで、第２の画像１１２および第３の画像１１３は、第１の画像１１１から第４の画像１１４までの画像の変化量を検出することで、第１の画像１１１および第４の画像１１４の中間状態となるように作成された画像であってもよい。図１（Ｂ）では、フレームによって位置が変化する領域（円形の領域）と、フレームによって位置がほぼ変化しない領域（三角形の領域）の、中間状態の画像の様子を表している。すなわち、第２の画像１１２および第３の画像１１３における円形の領域の位置は、第１の画像１１１における位置と、第４の画像１１４における位置の中間の位置としている。具体的には、第１の画像１１１および第４の画像１１４から検出した、円形の領域が移動する量（即ち、画像の変化量）をＸとしたとき、第２の画像１１２における円形の領域の位置は、第１の画像１１１における位置から、（１／３）Ｘ程度変位した位置であっても良い。さらに、第３の画像１１３における円形の領域の位置は、第１の画像１１１における位置から、（２／３）Ｘ程度変位した位置であっても良い。つまり、第２の画像１１２および第３の画像１１３は、動き補償を行なって画像データを補間したものである。このように、画像上で動きのある物体に対して動き補償を行い、画像データを補間することにより、なめらかな表示を行なうことができる。
さらに、第２の画像１１２および第３の画像１１３は、第１の画像１１１および第４の画像１１４の中間状態となるように作成された上で、画像の輝度を一定の規則で制御した画像であってもよい。一定の規則とは、たとえば、図１（Ｂ）のように、第１の画像１１１の代表的な輝度をＬ、第２の画像１１２の代表的な輝度をＬｃ１、第３の画像１１３の代表的な輝度をＬｃ２としたとき、Ｌ、Ｌｃ１、Ｌｃ２において、Ｌ＞Ｌｃ１またはＬ＞Ｌｃ２またはＬｃ１＝Ｌｃ２という関係が好ましい。また、望ましくは、０．１Ｌ＜Ｌｃ１＝Ｌｃ２＜０．８Ｌであり、さらに望ましくは、０．２Ｌ＜Ｌｃ＝Ｌｃ２＜０．５Ｌであるこのような輝度に制御することで、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができるため、目の残像を抑えることができる。
このように、動画ボケに対する２つの異なる原因（画像の動きがなめらかではないこと、および目の残像）を同時に解決することによって、動画ボケを大幅に低減することができる。
さらに、補間画像である第５の画像１１５および第６の画像１１６についても、基本画像である第４の画像１１４および第７画像１１７から同様な方法を用いて作成されてもよい。すなわち、第５の画像１１５および第６の画像１１６は、第４の画像１１４から第７画像１１７までの画像の変化量を検出することで、第４の画像１１４および第７画像１１７の中間状態となるように作成された画像であって、さらに、画像の輝度を一定の規則で制御した画像であってもよい。
図１（Ｂ）の方法を用いると、表示フレームレートが大きいので、画像の動きが目の動きによく追従できるようになり、画像の動きをなめらかに表示することができるため、動画ボケを大幅に低減することができる。
図１（Ｃ）は、表示フレームレートが、入力フレームレートの１．５倍である場合を表している。図１（Ｃ）は、横軸を時間として、表示される画像の時間的な変化の様子を、模式的に表したものである。期間１００は、１フレーム期間を表している。第１の画像１２１は前フレームの基本画像、第２の画像１２２は第１の補間画像、第３の画像１２３は第２の補間画像、第４の画像１２４は次フレームの基本画像を、それぞれ表している。なお、実際には表示されなくてもよいが、入力された画像データである第５の画像１２５は当該フレームの基本画像であり、第２の画像１２２および第３の画像１２３が作成されるために用いられてもよい。
ここで、第２の画像１２２および第３の画像１２３は、第１の画像１２１から第５の画像１２５を経由して第４の画像１２４までの画像の変化量を検出することで、第１の画像１２１および第４の画像１２４の中間状態となるように作成された画像であってもよい。図１（Ｃ）では、フレームによって位置が変化する領域（円形の領域）と、フレームによって位置がほぼ変化しない領域（三角形の領域）の、中間状態の画像の様子を表している。すなわち、第２の画像１２２および第３の画像１２３における円形の領域の位置は、第１の画像１２１における位置と、第４の画像１２４における位置の中間の位置としている。つまり、第２の画像１２２および第３の画像１２３は、動き補償を行なって画像データを補間したものである。このように、画像上で動きのある物体に対して動き補償を行い、画像データを補間することにより、なめらかな表示を行なうことができる。
さらに、第２の画像１２２および第３の画像１２３は、第１の画像１２１および第４の画像１２４の中間状態となるように作成された上で、画像の輝度を一定の規則で制御した画像であってもよい。一定の規則とは、たとえば、図１（Ｃ）のように、第１の画像１２１の代表的な輝度をＬ、第２の画像１２２の代表的な輝度をＬｃ１、第３の画像１２３の代表的な輝度をＬｃ２としたとき、Ｌ、Ｌｃ１、Ｌｃ２において、Ｌ＞Ｌｃ１またはＬ＞Ｌｃ２またはＬｃ１＝Ｌｃ２という関係があってもよい。望ましくは、０．１Ｌ＜Ｌｃ１＝Ｌｃ２＜０．８Ｌという関係があってもよい。さらに望ましくは、０．２Ｌ＜Ｌｃ＝Ｌｃ２＜０．５Ｌという関係があってもよい。このようにすることで、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができるため、目の残像を抑えることができる。
このように、動画ボケに対する２つの異なる原因（画像の動きがなめらかではないこと、および目の残像）を同時に解決することによって、動画ボケを大幅に低減することができる。
なお、図１（Ｃ）の方法を用いると、表示フレームレートが小さいので、表示装置に信号を書き込む時間を長くすることができる。そのため、表示装置のクロック周波数をが小さくできるので、消費電力を低減することができる。また、動き補償を行なう処理速度を遅くできるので、消費電力を低減することができる。
次に、図２を参照して、動画ボケを低減する方法の一例ついて説明する。図２（Ａ）乃至（Ｃ）に示す方法は、図１（Ａ）乃至（Ｃ）に示す方法とは、画像の輝度を制御する方法が異なっている。
図２（Ａ）に示す方法において、期間１００は１フレーム期間、第１の画像２０１は前フレームの基本画像、第２の画像２０２は前フレームの補間画像、第３の画像２０３は当該フレームの基本画像、第４の画像２０４は当該フレームの補間画像、第５の画像２０５は次フレームの基本画像を、それぞれ表している。ここで、第１の画像２０１、第２の画像２０２、第３の画像２０３、第４の画像２０４、第５の画像２０５は、それぞれ、図１（Ａ）の第１の画像１０１、第２の画像１０２、第３の画像１０３、第４の画像１０４、第５の画像１０５に対応し、図１（Ａ）と同様の方法を用いてそれぞれの画像を表示してもよい。
ただし、図２（Ａ）に示す方法は、画像の輝度を制御する方法が異なっている。すなわち、第２の画像２０２を、第１の画像２０１および第３の画像２０３の中間状態となるように作成した上で、画像の輝度を一定の規則で制御した画像としても良い。一定の規則とは、たとえば、図２（Ａ）のように、第１の画像２０１の代表的な輝度をＬ、第２の画像２０２の代表的な輝度をＬｃとしたとき、Ｌ、Ｌｃにおいて、Ｌ＜Ｌｃという関係が好ましい。また、望ましくは、１．１Ｌ＜Ｌｃ＜１．８Ｌであり、さらに望ましくは、１．２Ｌ＜Ｌｃ＜１．５Ｌである。図１（Ａ）においては、補間画像の輝度のほうが基本画像の輝度よりも小さい場合を示したが、図２（Ａ）に示すように両者が示す輝度の大きさの関係は逆であっても良い。すなわち、図２（Ａ）のように、補間画像の輝度のほうが基本画像の輝度よりも大きい場合においても、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができる。このように、動き補償により画像を補間した上で、表示する画像間で代表的な輝度の差を設けて表示を擬似的にインパルス型に近づけてもよい。こうすることで、動きをなめらかにすることができ、かつ、目の残像を抑えることができるので、動画ボケを大幅に低減することができる。
なお、第２の画像２０２および第４の画像２０４の代表的な輝度を変化させず、第１の画像２０１、第３の画像２０３および第５の画像２０５の代表的な輝度を小さくしてもよい。具体的には、Ｌ、Ｌｃにおいて、Ｌ＜Ｌｃという関係であってもよい。望ましくは、０．１Ｌｃ＜Ｌ＜０．８Ｌｃという関係であってもよい。さらに望ましくは、０．２Ｌｃ＜Ｌ＜０．５Ｌｃという関係であってもよい。このように、動き補償により画像を補間した上で、表示する画像間で代表的な輝度の差を設けて表示を擬似的にインパルス型に近づけてもよい。こうすることで、動きをなめらかにすることができ、かつ、目の残像を抑えることができるので、動画ボケを大幅に低減することができる。
図２（Ｂ）に示す方法において、期間１００は１フレーム期間、第１の画像２１１は前フレームの基本画像、第２の画像２１２は前フレームの第１の補間画像、第３の画像２１３は前フレームの第２の補間画像、第４の画像２１４は当該フレームの基本画像、第５の画像２１５は当該フレームの第１の補間画像、第６の画像２１６は当該フレームの第２の補間画像、第７の画像２１７は次フレームの基本画像を、それぞれ表している。ここで、第１の画像２１１、第２の画像２１２、第３の画像２１３、第４の画像２１４、第５の画像２１５、第６の画像２１６、第７の画像２１７は、それぞれ、図１（Ｂ）に示す方法における、第１の画像１１１、第２の画像１１２、第３の画像１１３、第４の画像１１４、第５の画像１１５、第６の画像１１６、第７の画像１１７と対応するとし、同様の方法を用いてもよい。
ただし、図２（Ｂ）に示す方法は、画像の輝度を制御する方法が異なっている。すなわち、第２の画像２１２および第３の画像２１３を、第１の画像２１１および第４の画像２１４の中間状態となるように作成した上で、画像の輝度を一定の規則で制御した画像としてもよい。一定の規則とは、たとえば、図２（Ｂ）のように、第１の画像２１１の代表的な輝度をＬ、第２の画像２１２の代表的な輝度をＬｃ１、第３の画像２１３の代表的な輝度をＬｃ２としたとき、Ｌ、Ｌｃ１、Ｌｃ２において、Ｌ＜Ｌｃ１またはＬ＜Ｌｃ２またはＬｃ１＝Ｌｃ２という関係であってもよい。望ましくは、１．１Ｌ＜Ｌｃ１＝Ｌｃ２＜１．８Ｌという関係であってもよい。さらに望ましくは、１．２Ｌ＜Ｌｃ１＝Ｌｃ２＜１．５Ｌという関係であってもよい。図１（Ｂ）においては、補間画像の輝度のほうが基本画像の輝度よりも小さい場合を示したが、図２（Ａ）に示すように両者が示す輝度の大きさの関係は逆であっても良い。すなわち、図２（Ｂ）のように、補間画像の輝度のほうが基本画像の輝度よりも大きい場合においても、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができる。このように、動き補償により画像を補間した上で、表示する画像間で代表的な輝度の差を設けて表示を擬似的にインパルス型に近づけてもよい。こうすることで、動きをなめらかにすることができ、かつ、目の残像を抑えることができるので、動画ボケを大幅に低減することができる。
なお、第２の画像２１２、第３の画像２１３、第５の画像２１５および第６の画像２１６の代表的な輝度は変化させず、第１の画像２１１、第４の画像２１４および第７の画像２１７の代表的な輝度を小さくしてもよい。具体的には、Ｌ、Ｌｃ１、Ｌｃ２において、Ｌ＜Ｌｃ１またはＬ＜Ｌｃ２またはＬｃ１＝Ｌｃ２という関係が好ましい。また、望ましくは、０．１Ｌｃ１＝０．１Ｌｃ２＜Ｌ＜０．８Ｌｃ１＝０．８Ｌｃ２という関係であってもよい。さらに望ましくは、０．２Ｌｃ１＝０．２Ｌｃ２＜Ｌ＜０．５Ｌｃ１＝０，５Ｌｃ２という関係であってもよい。このように、動き補償により画像を補間した上で、表示する画像間で代表的な輝度の差を設けて表示を擬似的にインパルス型に近づけてもよい。こうすることで、動きをなめらかにすることができ、かつ、目の残像を抑えることができるので、動画ボケを大幅に低減することができる。
図２（Ｃ）に示す方法において、期間１００は１フレーム期間、第１の画像２２１は前フレームの基本画像、第２の画像２２２は第１の補間画像、第３の画像２２３は第２の補間画像、第４の画像２２４は次フレームの基本画像を、それぞれ表している。ここで、第１の画像２２１、第２の画像２２２、第３の画像２２３、第４の画像２２４は、それぞれ、図１（Ｃ）に示す方法における、第１の画像１２１、第２の画像１２２、第３の画像１２３、第４の画像１２４と対応するとし、同様の方法を用いてもよい。
ただし、図２（Ｃ）に示す方法は、画像の輝度を制御する方法が異なっている。すなわち、第２の画像２２２および第３の画像２２３を、第１の画像２２１および第４の画像２２４の中間状態となるように作成した上で、画像の輝度を一定の規則で制御した画像としても良い。一定の規則とは、たとえば、図２（Ｃ）のように、第１の画像２２１の代表的な輝度をＬ、第２の画像２２２の代表的な輝度をＬｃ１、第３の画像２２３の代表的な輝度をＬｃ２としたとき、Ｌ、Ｌｃ１、Ｌｃ２において、Ｌ＜Ｌｃ１またはＬ＜Ｌｃ２またはＬｃ１＝Ｌｃ２という関係が好ましい。また、望ましくは、１．１Ｌ＜Ｌｃ１＝Ｌｃ２＜１．８Ｌという関係であってもよい。さらに望ましくは、１．２Ｌ＜Ｌｃ１＝Ｌｃ２＜１．５Ｌという関係であってもよい。図１（Ｃ）においては、補間画像の輝度のほうが基本画像の輝度よりも小さい場合を示したが、図２（Ｃ）に示すように両者が示す輝度の大きさの関係は逆であっても良い。すなわち、図２（Ｃ）のように、補間画像の輝度のほうが基本画像の輝度よりも大きい場合においても、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができる。このように、動き補償により画像を補間した上で、表示する画像間で代表的な輝度の差を設けて表示を擬似的にインパルス型に近づけてもよい。こうすることで、動きをなめらかにすることができ、かつ、目の残像を抑えることができるので、動画ボケを大幅に低減することができる。
なお、第２の画像２２２および第３の画像２２３の代表的な輝度は変化させず、第１の画像２２１および第４の画像２２４の代表的な輝度を小さくしてもよい。具体的には、Ｌ、Ｌｃ１、Ｌｃ２において、Ｌ＜Ｌｃ１またはＬ＜Ｌｃ２またはＬｃ１＝Ｌｃ２という関係であってもよい。望ましくは、０．１Ｌｃ１＝０．１Ｌｃ２＜Ｌ＜０．８Ｌｃ１＝０．８Ｌｃ２という関係であってもよい。さらに望ましくは、０．２Ｌｃ１＝０．２Ｌｃ２＜Ｌ＜０．５Ｌｃ１＝０，５Ｌｃ２という関係であってもよい。このように、動き補償により画像を補間した上で、表示する画像間で代表的な輝度の差を設けて表示を擬似的にインパルス型に近づけてもよい。こうすることで、動きをなめらかにすることができ、かつ、目の残像を抑えることができるので、動画ボケを大幅に低減することができる。
次に、図３を参照して、画像の代表的な輝度について説明する。図３（Ａ）乃至（Ｄ）に示す図は、横軸を時間として、表示される画像の時間的な変化の様子を、模式的に表したものである。図３（Ｅ）は、ある領域内の画像の輝度を測定する方法の一例である。
図３（Ａ）は、フレームによって位置がほぼ変化しない領域（三角形の領域）の輝度を、画像の代表的な輝度とする方法の例を表している。期間１００は１フレーム期間、第１の画像３０１は前フレームの基本画像、第２の画像３０２は前フレームの補間画像、第３の画像３０３は当該フレームの基本画像、第１の領域３０４は第１の画像３０１における輝度測定領域、第２の領域３０５は第２の画像３０２における輝度測定領域、第３の領域３０６は第３の画像３０３における輝度測定領域を、それぞれ表している。
画像の代表的な輝度を用いることで、表示が擬似的にインパルス型に近づいているかどうかを判断することができる。第１の領域３０４で測定される輝度をＬ、第２の領域３０５で測定される輝度をＬｃとしたとき、Ｌｃ＜Ｌであれば、表示は擬似的にインパルス型に近づいているといえるので、動画ボケは低減されていると判断することができる。
なお、第１の領域３０４および第３の領域３０６で測定される輝度に対する、第２の領域３０５で測定される輝度については、次のような範囲であることが望ましい。動画ボケを低減する観点から判断すると、第２の領域３０５で測定される輝度は、第１の領域３０４および第３の領域３０６のいずれか一方で測定される輝度の８０％以下であることが望ましく、さらに望ましくは５０％以下である。さらに、消費電力を低減する、またはフリッカを抑える観点から判断すると、第２の領域３０５で測定される輝度は、第１の領域３０４および第３の領域３０６のいずれか一方で測定される輝度の１０％以上であることが望ましく、さらに望ましくは２０％以上である。つまり、第２の領域３０５で測定される輝度の範囲は、第１の領域３０４および第３の領域３０６のいずれか一方で測定される輝度に対し、１０％以上８０％以下であることが望ましく、さらに望ましくは２０％以上５０％以下である。
図３（Ｂ）は、タイル状に分割された領域の輝度を測定し、その平均値を画像の代表的な輝度とする方法の例を表している。期間１００は１フレーム期間、第１の画像３１１は前フレームの基本画像、第２の画像３１２は前フレームの補間画像、第３の画像３１３は当該フレームの基本画像、第１の領域３１４は第１の画像３１１における輝度測定領域、第２の領域３１５は第２の画像３１２における輝度測定領域、第３の領域３１６は第３の画像３１３における輝度測定領域を、それぞれ表している。
画像の代表的な輝度を用いることで、表示が擬似的にインパルス型に近づいているかどうかを判断することができる。第１の領域３１４で測定される輝度の全ての領域における平均値をＬ、第２の領域３１５で測定される輝度の全ての領域における平均値をＬｃとしたとき、Ｌｃ＜Ｌであれば、表示は擬似的にインパルス型に近づいているといえるので、動画ボケは低減されていると判断することができる。
なお、第１の領域３１４および第３の領域３１６で測定される輝度に対する、第２の領域３１５で測定される輝度については、次のような範囲であることが望ましい。動画ボケを低減する観点から判断すると、第２の領域３１５で測定される輝度は、第１の領域３１４および第３の領域３１６で測定される輝度の８０％以下であることが望ましく、さらに望ましくは５０％以下である。さらに、消費電力を低減する、またはフリッカを抑える観点から判断すると、第２の領域３１５で測定される輝度は、第１の領域３１４および第３の領域３１６で測定される輝度の１０％以上であることが望ましく、さらに望ましくは２０％以上である。つまり、第１の領域３１４および第３の領域３１６で測定される輝度に対する、第２の領域３１５で測定される輝度の範囲は、１０％以上８０％以下であることが望ましく、さらに望ましくは２０％以上５０％以下である。
図３（Ｃ）は、画像の中央の領域の輝度を測定し、その平均値を画像の代表的な輝度とする方法の例を表している。期間１００は１フレーム期間、第１の画像３２１は前フレームの基本画像、第２の画像３２２は前フレームの補間画像、第３の画像３２３は当該フレームの基本画像、第１の領域３２４は第１の画像３２１における輝度測定領域、第２の領域３２５は第２の画像３２２における輝度測定領域、第３の領域３２６は第３の画像３２３における輝度測定領域を、それぞれ表している。
画像の代表的な輝度を用いることで、表示が擬似的にインパルス型に近づいているかどうかを判断することができる。第１の領域３２４で測定される輝度をＬ、第２の領域３２５で測定される輝度をＬｃとしたとき、Ｌｃ＜Ｌであれば、表示は擬似的にインパルス型に近づいているといえるので、動画ボケは低減されていると判断することができる。
なお、第１の領域３２４および第３の領域３２６で測定される輝度に対する、第２の領域３２５で測定される輝度については、次のような範囲であることが望ましい。動画ボケを低減する観点から判断すると、第２の領域３２５で測定される輝度は、第１の領域３２４および第３の領域３２６で測定される輝度の８０％以下であることが望ましく、さらに望ましくは５０％以下である。さらに、消費電力を低減する、またはフリッカを抑える観点から判断すると、第２の領域３２５で測定される輝度は、第１の領域３２４および第３の領域３２６で測定される輝度の１０％以上であることが望ましく、さらに望ましくは２０％以上である。つまり、第１の領域３２４および第３の領域３２６で測定される輝度に対する、第２の領域３２５で測定される輝度の範囲は、１０％以上８０％以下であることが望ましく、さらに望ましくは２０％以上５０％以下である。
図３（Ｄ）は、画像全体からサンプリングした複数の点の輝度を測定し、その平均値を画像の代表的な輝度とする方法の例を表している。期間１００は１フレーム期間、第１の画像３３１は前フレームの基本画像、第２の画像３３２は前フレームの補間画像、第３の画像３３３は当該フレームの基本画像、第１の領域３３４は第１の画像３３１における輝度測定領域、第２の領域３３５は第２の画像３３２における輝度測定領域、第３の領域３３６は第３の画像３３３における輝度測定領域を、それぞれ表している。
画像の代表的な輝度を用いることで、表示が擬似的にインパルス型に近づいているかどうかを判断することができる。第１の領域３３４で測定される輝度の全ての領域における平均値をＬ、第２の領域３３５で測定される輝度の全ての領域における平均値をＬｃとしたとき、Ｌｃ ＜ Ｌであれば、表示は擬似的にインパルス型に近づいているといえるので、動画ボケは低減されていると判断することができる。
なお、第１の領域３３４および第３の領域３３６で測定される輝度に対する、第２の領域３３５で測定される輝度については、次のような範囲であることが望ましい。動画ボケを低減する観点から判断すると、第２の領域３３５で測定される輝度は、第１の領域３３４および第３の領域３３６で測定される輝度の８０％以下であることが望ましく、さらに望ましくは５０％以下である。さらに、消費電力を低減する、またはフリッカを抑える観点から判断すると、第２の領域３３５で測定される輝度は、第１の領域３３４および第３の領域３３６で測定される輝度の１０％以上であることが望ましく、さらに望ましくは２０％以上である。つまり、第１の領域３３４および第３の領域３３６で測定される輝度に対する第２の領域３３５で測定される輝度の範囲は、１０％以上８０％以下であることが望ましく、さらに望ましくは２０％以上５０％以下である。
図３（Ｅ）は、図３（Ａ）乃至（Ｄ）に示す図において、輝度測定領域内の測定方法を示した図である。領域３４１は注目している輝度測定領域、点３４２は輝度測定領域である領域３４１内の輝度測定点である。時間分解能の高い輝度計測機器は、その測定対象範囲が小さい場合があるため、領域３４１が大きい場合は、領域全てを測定するのではなく、図３（Ｅ）のように、領域３４１内を点状で偏り無く、複数の点で測定し、その平均値をもって領域３４１の輝度であるとしてもよい。
なお、画像がＲ、Ｇ、Ｂの３原色の組み合わせを持つ場合は、測定される輝度は、Ｒ、Ｇ、Ｂを合わせた輝度であってもよいし、ＲおよびＧを合わせた輝度、ＧおよびＢを合わせた輝度、ＢおよびＲを合わせた輝度であってもよいし、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの輝度であってもよい。
なお、本実施形態で述べた内容は、他の実施の形態と自由に組み合わせて実施することができる。
なお、本実施形態における各々の図の内容は、他の図の内容と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態２）
本実施形態においては、本明細書にかかる表示装置または半導体装置の駆動方法によって、フレーム間の画像の動きを検出し、中間状態の画像を作成する方法、およびフレーム間の画像の動き等に従って駆動方法を制御する方法について説明する。
図４を参照して、フレーム間の画像の動きを検出し、中間状態の画像を作成する方法の例について説明する。図４（Ａ）は、表示フレームレートが、入力フレームレートの２倍である場合を表したものである。図４（Ａ）は、横軸を時間として、画像の動きを検出する方法を、模式的に表したものである。期間１００は１フレーム期間、第１の画像４０１は前フレームの基本画像、第２の画像４０２は補間画像、第３の画像４０３は当該フレームの基本画像を、それぞれ表している。また、画像中に、時間に依存しない領域として、第１の領域４０４、第２の領域４０５および第３の領域４０６を設ける。
まず、第３の画像４０３においては、画像をタイル状の複数の領域に分割し、そのうちの１つの領域である第３の領域４０６内の画像データに着目する。
次に、第１の画像４０１において、第３の領域４０６を中心とした第３の領域４０６よりも大きな範囲に着目する。ここで、第３の領域４０６を中心とした第３の領域４０６よりも大きな範囲は、データ検索範囲である。データ検索範囲は、水平方向（Ｘ方向）の範囲を４０７、垂直方向（Ｙ方向）の範囲を４０８とする。なお、データ検索範囲の水平方向の範囲４０７および垂直方向の範囲４０８は、第３の領域４０６の水平方向の範囲および垂直方向の範囲を、それぞれ１５画素分程度拡大した範囲であってもよい。
そして、データ検索範囲内において、前記第３の領域４０６内の画像データと最も類似した画像データを持つ領域を検索する。検索方法は、最小二乗法などを用いることができる。検索の結果、最も類似した画像データを持つ領域として、第１の領域４０４が導出されたとする。
次に、導出された第１の領域４０４と、第３の領域４０６との位置の違いを表す量として、ベクトル４０９を導出する。なお、ベクトル４０９を、動きベクトルと呼ぶことにする。
そして、第２の画像４０２においては、動きベクトル４０９から求めたベクトル４１０と、第３の画像４０３における第３の領域４０６内の画像データと、第１の画像４０１における第１の領域４０４内の画像データと、によって、第２の領域４０５を形成する。
ここで、動きベクトル４０９から求めたベクトル４１０を変位ベクトルと呼ぶことにする。変位ベクトル４１０は、第２の領域４０５を形成する位置を決める役割を持つ。第２の領域４０５は、第３の領域４０６から変位ベクトル４１０だけ離れた位置に形成される。なお、変位ベクトル４１０は、動きベクトル４０９に（１／２）をかけた量であってもよい。
第２の画像４０２における第２の領域４０５内の画像データは、第３の画像４０３における第３の領域４０６内の画像データと、第１の画像４０１における第１の領域４０４内の画像データによって決められるとしてもよい。たとえば、第２の画像４０２における第２の領域４０５内の画像データは、第３の画像４０３における第３の領域４０６内の画像データと、第１の画像４０１における第１の領域４０４内の画像データの平均値であってもよい。
このようにして、第３の画像４０３における第３の領域４０６に対応する、第２の画像４０２における第２の領域４０５を形成することができる。なお、以上の処理を、第３の画像４０３における他の領域にも行なうことで、第３の画像４０３と第１の画像４０１の中間状態となる、第２の画像４０２を形成することができる。
図４（Ｂ）は、表示フレームレートが、入力フレームレートの３倍である場合を表したものである。図４（Ｂ）は、横軸を時間として、画像の動きを検出する方法を、模式的に表したものである。期間１００は１フレーム期間、第１の画像４１１は前フレームの基本画像、第２の画像４１２は第１の補間画像、第３の画像４１３は第２の補間画像、第４の画像４１４は当該フレームの基本画像を、それぞれ表している。また、画像中に、時間に依存しない領域として、第１の領域４１５、第２の領域４１６、第３の領域４１７および第４の領域４１８を設ける。
まず、第４の画像４１４においては、画像をタイル状の複数の領域に分割し、そのうちの１つの領域である第４の領域４１８内の画像データに着目する。
次に、第１の画像４１１において、第４の領域４１８を中心とした第４の領域４１８よりも大きな範囲に着目する。ここで、第４の領域４１８を中心とした第４の領域４１８よりも大きな範囲は、データ検索範囲である。データ検索範囲は、水平方向（Ｘ方向）の範囲を４１９、垂直方向（Ｙ方向）の範囲を４２０とする。なお、データ検索範囲の水平方向の範囲４１９および垂直方向の範囲４２０は、第４の領域４１８の水平方向の範囲および垂直方向の範囲を、それぞれ１５画素分程度拡大した範囲であってもよい。
そして、データ検索範囲内において、前記第４の領域４１８内の画像データと最も類似した画像データを持つ領域を検索する。検索方法は、最小二乗法などを用いることができる。検索の結果、最も類似した画像データを持つ領域として、第１の領域４１５が導出されたとする。
次に、導出された第１の領域４１５と、第４の領域４１８との位置の違いを表す量として、ベクトル４２１を導出する。なお、ベクトル４２１を、動きベクトルと呼ぶことにする。
そして、第２の画像４１２および、第３の画像４１３においては、動きベクトル４２１から求めたベクトル４２２および４２３と、第４の画像４１４における第４の領域４１８内の画像データと、第１の画像４１１における第１の領域４１５内の画像データと、によって、第２の領域４１６および第３の領域４１７を形成する。
ここで、動きベクトル４２１から求めたベクトル４２２を第１の変位ベクトルと呼ぶことにする。また、ベクトル４２３を第２の変位ベクトルと呼ぶことにする。第１の変位ベクトル４２２は、第２の領域４１６を形成する位置を決める役割を持つ。第２の領域４１６は、第４の領域４１８から第１の変位ベクトル４２２だけ離れた位置に形成される。なお、変位ベクトル４２２は、動きベクトル４２１に（１／３）をかけた量であってもよい。また、第２の変位ベクトル４２３は、第３の領域４１７を形成する位置を決める役割を持つ。第３の領域４１７は、第４の領域４１８から第２の変位ベクトル４２３だけ離れた位置に形成される。なお、変位ベクトル４２３は、動きベクトル４２１に（２／３）をかけた量であってもよい。
第２の画像４１２における第２の領域４１６内の画像データは、第４の画像４１４における第４の領域４１８内の画像データと、第１の画像４１１における第１の領域４１５内の画像データによって決められるとしてもよい。たとえば、第２の画像４１２における第２の領域４１６内の画像データは、第４の画像４１４における第４の領域４１８内の画像データと、第１の画像４１１における第１の領域４１５内の画像データの平均値であってもよい。
第３の画像４１３における第３の領域４１７内の画像データは、第４の画像４１４における第４の領域４１８内の画像データと、第１の画像４１１における第１の領域４１５内の画像データによって決められるとしてもよい。たとえば、第３の画像４１３における第３の領域４１７内の画像データは、第４の画像４１４における第４の領域４１８内の画像データと、第１の画像４１１における第１の領域４１５内の画像データの平均値であってもよい。
このようにして、第４の画像４１４における第４の領域４１８に対応する、第２の画像４０２における第２の領域４１６、および第３の画像４１３における第３の領域４１７を形成することができる。なお、以上の処理を、第４の画像４１４における他の領域にも行なうことで、第４の画像４１４と第１の画像４１１の中間状態となる、第２の画像４１２および第３の画像４１３を形成することができる。
次に、図５を参照して、フレーム間の画像の動きを検出し、中間状態の画像を作成する回路の例について説明する。図５（Ａ）は、表示領域に画像を表示するためのソースドライバ、ゲートドライバを含む周辺駆動回路と、周辺駆動回路を制御する制御回路の接続関係を表した図である。図５（Ｂ）は、前記制御回路の詳細な回路構成の一例を表した図である。図５（Ｃ）は、前記制御回路に含まれる画像処理回路の詳細な回路構成の一例を表した図である。図５（Ｄ）は、前記制御回路に含まれる画像処理回路の詳細な回路構成の別の例を表した図である。
図５（Ａ）のように、本明細書に係る表示装置または半導体装置は、制御回路５１１と、ソースドライバ５１２と、ゲートドライバ５１３と、表示領域５１４と、を含んでいてもよい。
なお、制御回路５１１、ソースドライバ５１２およびゲートドライバ５１３は、表示領域５１４が形成されている基板と同一の基板上に形成されていてもよい。
なお、制御回路５１１、ソースドライバ５１２およびゲートドライバ５１３は、これらのうち一部が、表示領域５１４が形成されている基板と同一の基板上に形成され、その他の回路は、表示領域５１４が形成されている基板とは異なる基板上に形成されていてもよい。たとえば、ソースドライバ５１２およびゲートドライバ５１３が、表示領域５１４が形成されている基板と同一の基板上に形成され、制御回路５１１は異なる基板上に外付けＩＣとして形成されていてもよい。同様に、ゲートドライバ５１３が、表示領域５１４が形成されている基板と同一の基板上に形成され、その他の回路は異なる基板上に外付けＩＣとして形成されていてもよい。同様に、ソースドライバ５１２、ゲートドライバ５１３および制御回路５１１の一部が、表示領域５１４が形成されている基板と同一の基板上に形成され、その他の回路は異なる基板上に外付けＩＣとして形成されていてもよい。
制御回路５１１は、外部画像信号５００と、水平同期信号５０１と、垂直同期信号５０２と、が入力され、画像信号５０３と、ソーススタートパルス５０４と、ソースクロック５０５と、ゲートスタートパルス５０６と、ゲートクロック５０７と、が出力される構成であってもよい。
ソースドライバ５１２は、画像信号５０３と、ソーススタートパルス５０４と、ソースクロック５０５と、が入力され、画像信号５０３に従った電圧または電流を表示領域５１４に出力する構成であってもよい。
ゲートドライバ５１３は、ゲートスタートパルス５０６と、ゲートクロック５０７と、が入力され、ソースドライバ５１２から出力される信号を表示領域５１４に書き込むタイミングを指定する信号が出力される構成であってもよい。
外部画像信号５００の周波数と、画像信号５０３の周波数が異なっている場合、ソースドライバ５１２およびゲートドライバ５１３を駆動するタイミングを制御する信号も、入力される水平同期信号５０１および垂直同期信号５０２とは異なる周波数を持つことになる。そのため、画像信号５０３の処理に加えて、ソースドライバ５１２およびゲートドライバ５１３を駆動するタイミングを制御する信号も処理する必要がある。制御回路５１１は、そのための機能を持った回路であってもよい。たとえば、外部画像信号５００の周波数に対して画像信号５０３の周波数が倍であった場合、制御回路５１１は、外部画像信号５００に含まれる画像信号を補間して倍の周波数の画像信号５０３を生成し、かつ、タイミングを制御する信号も倍の周波数になるように制御する。
また、制御回路５１１は、図５（Ｂ）のように、画像処理回路５１５と、タイミング発生回路５１６と、を含んでいてもよい。
画像処理回路５１５は、外部画像信号５００と、周波数制御信号５０８と、が入力され、画像信号５０３が出力される構成であってもよい。
タイミング発生回路５１６は、水平同期信号５０１と、垂直同期信号５０２と、が入力され、ソーススタートパルス５０４と、ソースクロック５０５と、ゲートスタートパルス５０６と、ゲートクロック５０７と、周波数制御信号５０８と、が出力される構成であってもよい。なお、タイミング発生回路５１６は、周波数制御信号５０８の状態を指定するためのデータを保持するメモリまたはレジスタ等を含んでいてもよい。また、タイミング発生回路５１６は、外部から周波数制御信号５０８の状態を指定する信号が入力される構成であってもよい。
画像処理回路５１５は、図５（Ｃ）のように、動き検出回路５２０と、第１のメモリ５２１と、第２のメモリ５２２と、第３のメモリ５２３と、輝度制御回路５２４と、高速処理回路５２５と、を含んでいてもよい。
動き検出回路５２０は、複数の画像データが入力され、画像の動きが検出され、前記複数の画像データの中間状態である画像データが出力される構成であってもよい。
第１のメモリ５２１は、外部画像信号５００が入力され、前記外部画像信号５００を一定期間保持しつつ、動き検出回路５２０と第２のメモリ５２２に前記外部画像信号５００を出力する構成であってもよい。
第２のメモリ５２２は、第１のメモリ５２１から出力された画像データが入力され、前記画像データを一定期間保持しつつ、動き検出回路５２０と高速処理回路５２５に前記画像データを出力する構成であってもよい。
第３のメモリ５２３は、動き検出回路５２０から出力された画像データが入力され、前記画像データを一定期間保持しつつ、輝度制御回路５２４に前記画像データを出力する構成であってもよい。
高速処理回路５２５は、第２のメモリ５２２から出力された画像データと、輝度制御回路５２４から出力された画像データと、周波数制御信号５０８と、が入力され、前記画像データを、画像信号５０３として出力する構成であってもよい。
外部画像信号５００の周波数と、画像信号５０３の周波数が異なっている場合、画像処理回路５１５によって、外部画像信号５００に含まれる画像信号を補間して画像信号５０３を生成してもよい。入力された外部画像信号５００は、一旦第１のメモリ５２１に保持される。そのとき、第２のメモリ５２２には、１つ前のフレームで入力された画像データが保持されている。動き検出回路５２０は、第１のメモリ５２１および第２のメモリ５２２に保持された画像データを適宜読み込み、両者の画像データの違いから動きベクトルを検出し、さらに、中間状態の画像データを生成してもよい。生成された中間状態の画像データは、第３のメモリ５２３によって保持される。
動き検出回路５２０が中間状態の画像データを生成しているとき、高速処理回路５２５は、第２のメモリ５２２に保持されている画像データを、画像信号５０３として出力する。その後、第３のメモリ５２３に保持された画像データを輝度制御回路５２４を通じて画像信号５０３として出力する。このとき、第２のメモリ５２２および第３のメモリ５２３が更新される周波数は外部画像信号５００の周波数と同じだが、高速処理回路５２５を通じて出力される画像信号５０３の周波数は、外部画像信号５００の周波数と異なっていてもよい。具体的には、画像信号５０３の周波数は外部画像信号５００の周波数の１．５倍、２倍、３倍が望ましいが、これに限定されるものではなく、様々な周波数とすることができる。なお、画像信号５０３の周波数は、周波数制御信号５０８によって指定されてもよい。
図５（Ｄ）に示した画像処理回路５１５の構成は、図５（Ｃ）に示した画像処理回路５１５の構成に、第４のメモリ５２６を加えたものである。このように、第１のメモリ５２１から出力された画像データと、第２のメモリ５２２から出力された画像データに加えて、第４のメモリ５２６から出力された画像データも動き検出回路５２０に出力することで、正確に画像の動きを検出することが可能になる。
なお、入力される画像データが、データ圧縮等のために、すでに動きベクトルを含んでいるような場合、たとえばＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ）の規格に基づく画像データである場合は、これを用いて中間状態の画像を補間画像として生成すればよい。このとき、動き検出回路５２０に含まれる、動きベクトルを生成する部分は不要となる。また、外部画像信号５００に係るエンコードおよびデコード処理も簡単なものとなるため、消費電力が低減する。
次に、図６を参照して、フレーム間の画像の動きを検出し、中間状態の画像を作成する方法の例について説明する。図６（Ａ）乃至（Ｅ）は、表示フレームレートが、入力フレームレートの２倍である場合に表示される画像の模式図を表したものである。図６（Ａ）は、横軸を時間として、画像の動きを検出する方法を、模式的に表したものである。期間１００は１フレーム期間、第１の画像６０１は前フレームの基本画像、第２の画像６０２は補間画像、第３の画像６０３は当該フレームの基本画像を、それぞれ表している。また、画像中に、時間に依存しない領域として、第１の領域６０４、第２の領域６０５、第３の領域６０６、第４の領域６０７、第５の領域６０８、第６の領域６０９、を設ける。
第３の画像６０３における第３の領域６０６、および第１の画像６０１における第１の領域６０４から、第２の画像６０２における第２の領域６０５を求める方法については、既に述べた方法を用いてもよい。つまり、図６における第１の画像６０１、第２の画像６０２、第３の画像６０３、第１の領域６０４、第２の領域６０５、第３の領域６０６、動きベクトル６１０および変位ベクトル６１１を、それぞれ、図４における第１の画像４０１、第２の画像４０２、第３の画像４０３、第１の領域４０４、第２の領域４０５、第３の領域４０６、動きベクトル４０９および変位ベクトル４１０に対応しているとしてもよい。
第４の領域６０７および第６の領域６０９は、それぞれの領域に含まれる画像データが、第１の画像６０１および第３の画像６０３において、ほぼ動いていない状態である場合を示している。このとき、第５の領域６０８に生成される画像データは、第１の画像６０１における第４の領域６０７内の画像データと、第３の画像６０３における第６の領域６０９内の画像データの平均値であってもよいが、図６（Ａ）のように、輝度の小さい黒画像であってもよい。すなわち、画像の動きの大きい領域においては中間状態の画像を生成し、画像の動きの小さい領域においては黒画像を生成するとしてもよい。こうすることで、第２の画像６０２の代表的な輝度が小さくなり、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができる。このように、動き補償により画像を補間した上で、表示する画像間で代表的な輝度の差を設けて表示を擬似的にインパルス型に近づけてもよい。こうすることで、動きをなめらかにすることができ、かつ、目の残像を抑えることができるので、動画ボケを大幅に低減することができる。
なお、中間状態の画像を生成するか、黒画像を生成するかを決める場合、動きベクトル６１０の大きさに閾値を設けることとしてもよい。動きベクトル６１０の大きさの閾値としては、３画素分であることが望ましく、さらに望ましくは２画素分である。
図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示した中間画像の生成方法を用いた場合の、画像の切り替わりを表した模式図である。期間１００は１フレーム期間、第１の画像６２１は前フレームの基本画像、第２の画像６２２は補間画像、第３の画像６２３は当該フレームの基本画像を、それぞれ表している。また、走査信号によって画像を走査する様子を、矢印６２４、６２５、６２６によって表している。
図６（Ｂ）においては、フレームによって位置が変化する領域（円形の領域）と、フレームによって位置がほぼ変化しない領域（三角形の領域）が、同時に含まれている画像を例としてあげている。このとき、図６（Ｂ）に示す駆動方法では、画像の動きによって検出された動きベクトルが大きい領域と小さい領域で、第２の画像６２２の生成方法を変える。具体的には、動きベクトルが大きい領域（ここでは主に円形の領域）では中間状態とし、動きベクトルが小さい領域（ここでは主に三角形の領域）では黒画像とする。こうすることで、第２の画像６２２の代表的な輝度が小さくなり、表示が擬似的にインパルス型に近づけることができる。このように、動き補償により画像を補間した上で、表示する画像間で代表的な輝度の差を設けて表示を擬似的にインパルス型に近づけてもよい。こうすることで、動きをなめらかにすることができ、かつ、目の残像を抑えることができるので、動画ボケを大幅に低減することができる。
なお、図６（Ｂ）において、第２の画像６２２の画像データを表示領域に書き込むときに、積極的に黒データを書き込むのではなく、画像が大きく動いている部分のみに書き込みを行い、画像があまり動いていない部分においては、書き込みをせず、第１の画像６２１のデータを保持する駆動としてもよい。この場合、第１の画像６２１のデータを書き込むときは、走査信号を矢印６２４のように全体に走査させる。次に、第２の画像６２２のデータを書き込むときは、走査信号を矢印６２５のように、動きの大きい領域のみに走査させる。第３の画像６２３のデータを書き込むときは、走査信号を矢印６２６のように全体に走査させる。こうすることで、動きが小さく、中間状態の画像を表示する必要のない部分にはデータ書き込みをしなくてもよくなるため、消費電力を低減できる。また、第２の画像６２２を生成する際にノイズが混入しないので、画質を向上することができる。
図６（Ｃ）乃至（Ｅ）は、フレームによって位置が変化する領域（円形の領域）と、フレームによって位置がほぼ変化しない領域（三角形の領域）が、同時に含まれている画像を例としてあげている。そして、フレームによって位置が変化する領域において、動きの大きさがそれぞれ異なっている場合を表している。
図６（Ｃ）において、期間１００は１フレーム期間、第１の画像６３１は前フレームの基本画像、第２の画像６３２は補間画像、第３の画像６３３は当該フレームの基本画像を、それぞれ表している。ここで、第２の画像６３２は、第１の画像６３１から第３の画像画像６３３までの画像の変化量（動きベクトル）を検出することで、第１の画像６１１および第３の画像６３３の中間状態となるように作成された画像であってもよい。さらに、第２の画像６３２は、第１の画像６３１および第３の画像６３３の中間状態となるように作成された上で、画像の輝度を一定の規則で制御した画像であってもよい。一定の規則とは、具体的には、動きベクトルの大きさによって決められるとしてもよい。
図６（Ｄ）において、期間１００は１フレーム期間、第１の画像６４１は前フレームの基本画像、第２の画像６４２は補間画像、第３の画像６４３は当該フレームの基本画像を、それぞれ表している。ここで、第２の画像６４２は、第１の画像６４１から第３の画像画像６４３までの画像の変化量（動きベクトル）を検出することで、第１の画像６４１および第３の画像６４３の中間状態となるように作成された画像であってもよい。さらに、第２の画像６４２は、第１の画像６４１および第３の画像６４３の中間状態となるように作成された上で、画像の輝度を一定の規則で制御した画像であってもよい。一定の規則とは、具体的には、動きベクトルの大きさによって決められるとしてもよい。
図６（Ｅ）において、期間１００は１フレーム期間、第１の画像６５１は前フレームの基本画像、第２の画像６５２は補間画像、第３の画像６５３は当該フレームの基本画像を、それぞれ表している。ここで、第２の画像６５２は、第１の画像６５１から第３の画像画像６５３までの画像の変化量（動きベクトル）を検出することで、第１の画像６５１および第３の画像６５３の中間状態となるように作成された画像であってもよい。さらに、第２の画像６５２は、第１の画像６５１および第３の画像６５３の中間状態となるように作成された上で、画像の輝度を一定の規則で制御した画像であってもよい。一定の規則とは、具体的には、動きベクトルの大きさによって決められるとしてもよい。
図６（Ｃ）乃至（Ｅ）において、フレームによって位置が変化する領域（円形の領域）の動きが一番大きいのが図６（Ｄ）に示す駆動方法であり、その次に大きいのが図６（Ｃ）に示す駆動方法であり、その次に大きいのが図６（Ｅ）に示す駆動方法であるとする。このとき、補間画像の輝度は、検出された動きベクトルの大きさから決められるとしてもよい。
すなわち、図６（Ｃ）における第２の画像６３２の輝度をＬｃ０とし、図６（Ｄ）における第２の画像６４２の輝度をＬｃ１とし、図６（Ｅ）における第２の画像６５２の輝度をＬｃ２としたとき、Ｌｃ０、Ｌｃ１、Ｌｃ２は、Ｌｃ１ ＜ Ｌｃ０ ＜ Ｌｃ２という関係があってもよい。つまり、フレームによって位置が変化する領域の動きが大きいほど、補間画像の輝度を小さくするようにしてもよい。こうすることで、画像の動きが大きく、動画ボケが強く発生してしまう場合には、表示をより擬似的にインパルス型に近づけることができる。このように、動き補償により画像を補間した上で、表示する画像間で代表的な輝度の差を設けて表示を擬似的にインパルス型に近づけてもよい。こうすることで、動きをなめらかにすることができ、かつ、目の残像を抑えることができるので、動画ボケを大幅に低減することができる。
なお、画像の動きが小さく、動画ボケがあまり発生しない場合には、表示をホールド型に近づけることができるので、フリッカおよび消費電力を低減することができる。
なお、画像の輝度が制御される量は、検出された動きベクトルの大きさだけではなく、ユーザーによる設定または外部の環境（周囲の明るさ、温度など）、またはこれらの組み合わせから決められるとしてもよい。
次に、図７を参照して、画像の動きと表示フレームレートを関係付ける方法について説明する。図７（Ａ）乃至（Ｃ）は、横軸を時間として、表示される画像の時間的な変化の様子を、模式的に表したものである。また、図７（Ａ）乃至（Ｃ）は、フレームによって位置が変化する領域（円形の領域）と、フレームによって位置がほぼ変化しない領域（三角形の領域）と、によって、中間状態の画像の様子を表している。図７（Ａ）は、表示フレームレートが、入力フレームレートの２倍である場合を表している。図７（Ｂ）は、表示フレームレートが、入力フレームレートの３倍である場合を表している。図７（Ｃ）は、表示フレームレートが、入力フレームレートの１．５倍である場合を表している。
図７（Ａ）において、期間１００は、１フレーム期間を表している。第１の画像７０１は前フレームの基本画像、第２の画像７０２は前フレームの補間画像、第３の画像７０３は当該フレームの基本画像、第４の画像７０４は当該フレームの補間画像、第５の画像７０５は次フレームの基本画像を、それぞれ表している。
図７（Ａ）において、第２の画像７０２は、第１の画像７０１から第３の画像７０３までの画像の変化量を検出することで、第１の画像７０１および第３の画像７０３の中間状態となるように作成された画像であってもよい。同様に、第４の画像７０４は、第３の画像７０３から第５の画像７０５までの画像の変化量を検出することで、第３の画像７０３および第５の画像７０５の中間状態となるように作成された画像であってもよい。
図７（Ｂ）において、期間１００は、１フレーム期間を表している。第１の画像７１１は前フレームの基本画像、第２の画像７１２は前フレームの第１の補間画像、第３の画像７１３は前フレームの第２の補間画像、第４の画像７１４は当該フレームの基本画像、第５の画像７１５は当該フレームの第１の補間画像、第６の画像７１６は当該フレームの第２の補間画像、第７の画像７１７は次フレームの基本画像を、それぞれ表している。
図７（Ｂ）において、第２の画像７１２および第３の画像７１３は、第１の画像７１１から第４の画像７１４までの画像の変化量を検出することで、第１の画像７１１および第４の画像７１４の中間状態となるように作成された画像であってもよい。同様に、第５の画像７１５および第６の画像７１６は、第４の画像７１４から第７の画像７１７までの画像の変化量を検出することで、第４の画像７１４および第７の画像７１７の中間状態となるように作成された画像であってもよい。
図７（Ｃ）において、期間１００は、１フレーム期間を表している。第１の画像７２１は前フレームの基本画像、第２の画像７２２は第１の補間画像、第３の画像７２３は第２の補間画像、第４の画像７２４は次フレームの基本画像を、それぞれ表している。なお、実際は表示されなくてもよいが、第５の画像７２５は当該フレームの基本画像を表している。
図７（Ｃ）において、第２の画像７２２および第３の画像７２３は、第１の画像７２１から第５の画像７２５を通じて第４の画像７２４までの画像の変化量を検出することで、第１の画像７２１および第４の画像７２４の中間状態となるように作成された画像であってもよい。
ここで、図７（Ａ）乃至（Ｃ）においては、それぞれの基本画像における、フレームによって位置が変化する領域の動きの大きさが異なっている。すなわち、図７（Ｂ）で示す画像（表示フレームレート３倍）が画像の動きが一番大きく、その次に大きいのが図７（Ａ）で示す画像（表示フレームレート２倍）、その次に大きいのが図７（Ｃ）で示す画像（表示フレームレート１．５倍）である。このように、画像の動きの大きさに従って、表示フレームレートの周波数を変更して表示させてもよい。こうすることによって、画像の動きの大きさに対して適切な駆動周波数を選択することができるので、動画のなめらかさを向上することによって動画ボケを効果的に低減しつつ、消費電力の増加および処理量の増加による発熱の増加も低減することができる。また、画像の動きが小さいときのフリッカも低減することができる。
なお、表示フレームレートは、検出された動きベクトルの大きさだけではなく、ユーザーによる設定または外部の環境（周囲の明るさ、温度など）、またはこれらの組み合わせから決められるとしてもよい。
さらに、図７（Ａ）乃至（Ｃ）における補間画像は、複数の基本画像の中間状態となるように作成された上で、画像の輝度を一定の規則で制御した画像であってもよい。一定の規則とは、具体的には、動きベクトルの大きさ、ユーザーによる設定または外部の環境（周囲の明るさ、温度など）、またはこれらの組み合わせから決められるとしてもよい。このように、動き補償により画像を補間した上で、表示する画像間で代表的な輝度の差を設けて表示を擬似的にインパルス型に近づけてもよい。こうすることで、動きをなめらかにすることができ、かつ、目の残像を抑えることができるので、動画ボケを大幅に低減することができる。
次に、図８を参照して、画像の動きと駆動方法を関係付ける方法について説明する。図８（Ａ）乃至（Ｅ）は、横軸を時間として、表示される画像の時間的な変化の様子を、模式的に表したものである。また、図８（Ａ）乃至（Ｅ）は、フレームによって位置が変化する領域（円形の領域）と、フレームによって位置がほぼ変化しない領域（三角形の領域）と、によって、中間状態の画像の様子を表している。
図８（Ａ）において、期間１００は、１フレーム期間を表している。第１の画像８０１は前フレームの基本画像、第２の画像８０２は前フレームの補間画像、第３の画像８０３は当該フレームの基本画像を、それぞれ表している。ここで、第２の画像８０２は、第１の画像８０１から第３の画像画像８０３までの画像の変化量（動きベクトル）を検出することで、第１の画像８０１および第３の画像８０３の中間状態となるように作成された画像であってもよい。さらに、第２の画像８０２は、第１の画像８０１および第３の画像８０３の中間状態となるように作成された上で、画像の輝度を一定の規則で制御した画像であってもよい。一定の規則とは、具体的には、動きベクトルの大きさ、ユーザーによる設定または外部の環境（周囲の明るさ、温度など）、またはこれらの組み合わせから決められるとしてもよい。
図８（Ａ）は、実施形態１で説明した駆動方法を表している。つまり、複数のフレームに含まれる画像データから、画像が動いている量を検出し、該複数のフレームに含まれる画像の中間状態となるような画像を補間画像とし、かつ、補間画像の輝度を変化させる方法である。本実施形態においては、図８（Ａ）に示す駆動方法を、輝度制御倍速駆動と呼ぶ。
図８（Ｂ）において、期間１００は、１フレーム期間を表している。第１の画像８１１は前フレームの基本画像、第２の画像８１２は前フレームの補間画像、第３の画像８１３は当該フレームの基本画像を、それぞれ表している。ここで、第２の画像８１２は、第１の画像８１１から第３の画像画像８１３までの画像の変化量（動きベクトル）を検出することで、第１の画像８１１および第３の画像８１３の中間状態となるように作成された画像であってもよい。さらに、第２の画像８１２は、第１の画像８１１および第３の画像８１３の中間状態となるように作成された上で、表示フレームレートを一定の規則で制御した画像であってもよい。一定の規則とは、具体的には、動きベクトルの大きさ、ユーザーによる設定または外部の環境（周囲の明るさ、温度など）、またはこれらの組み合わせから決められるとしてもよい。
図８（Ｂ）は、複数のフレームに含まれる画像データから、画像が動いている量を検出し、該複数のフレームに含まれる画像の中間状態となるような画像を補間画像として、表示フレームレートを入力フレームレートよりも大きくする方法である。本実施形態においては、図８（Ｂ）に示す駆動方法を、倍速駆動と呼ぶ。
図８（Ｃ）において、期間１００は、１フレーム期間を表している。第１の画像８２１は前フレームの基本画像、第２の画像８２２は前フレームの補間画像、第３の画像８２３は当該フレームの基本画像を、それぞれ表している。ここで、第２の画像８２２は、第１の画像８２１の輝度を一定の規則で制御した画像であってもよい。一定の規則とは、具体的には、動きベクトルの大きさ、ユーザーによる設定または外部の環境（周囲の明るさ、温度など）、またはこれらの組み合わせから決められるとしてもよい。
図８（Ｃ）は、補間画像として暗画像または黒画像を用いることで、表示を擬似的にインパルス型に近づける方法である。本実施形態においては、図８（Ｃ）に示す駆動方法を、黒画像挿入駆動と呼ぶ。
図８（Ｄ）において、期間１００は、１フレーム期間を表している。第１の画像８３１は前フレームの基本画像、第２の画像８３２は前フレームの補間画像、第３の画像８３３は当該フレームの基本画像を、それぞれ表している。ここで、第２の画像８３２は、第１の画像８３１の画像データにしたがって、一定の規則で生成された画像であってもよい。一定の規則とは、具体的には、動きベクトルの大きさ、ユーザーによる設定または外部の環境（周囲の明るさ、温度など）、またはこれらの組み合わせから決められるとしてもよい。
図８（Ｄ）は、第１の画像８３１の階調レベルを大きくし、輝度が飽和した部分について、第２の画像１９４２を補間画像として表示し、第１の画像８３１の階調を補うことで、表示を擬似的にインパルス型に近づける方法であってもよい。
本実施形態においては、図８（Ｄ）に示す駆動方法を、階調補間駆動と呼ぶ。
図８（Ｅ）において、期間１００は、１フレーム期間を表している。第１の画像８４１は前フレームの基本画像、第２の画像８４３は当該フレームの基本画像を、それぞれ表している。
図８（Ｅ）は、基本画像を１フレーム期間にわたって表示し続ける、ホールド型駆動を表している。
ここで、図８（Ａ）乃至（Ｅ）においては、それぞれの基本画像における、フレームによって位置が変化する領域の動きの大きさが異なっている。すなわち、図８（Ａ）示す画像（輝度制御倍速駆動）が画像の動きが一番大きく、その次に大きいのが図８（Ｂ）で示す画像（倍速駆動）、その次に大きいのが図８（Ｃ）で示す画像（黒画像挿入駆動）、その次に大きいのが図８（Ｄ）で示す画像（階調補間駆動）、その次に大きいのが図８（Ｅ）で示す画像（ホールド型駆動）である。このように、画像の動きの大きさに従って、駆動方法を変更して表示させてもよい。こうすることによって、画像の動きの大きさに対して適切な駆動方法を選択することができるので、動画ボケを効果的に低減しつつ、消費電力の増加および処理量の増加による発熱の増加も低減することができる。また、画像の動きが小さいときのフリッカも低減することができる。
次に、図９を参照して、画像の動きおよび周囲の明るさによって駆動方法を選択するフローチャートについて説明する。
開始後に、第１のステップとして、周囲の明るさを検出するかどうかを選択する。選択する場合は、第２のステップに進む。選択しない場合は、第６のステップに進む。なお、周囲の明るさを検出しない場合には、本明細書に係る表示装置または半導体装置が、周囲の明るさを検出する手段を持たない場合も含んでいる。
第２のステップとして、周囲の明るさを検出する。その後、第３のステップに進む。
第３のステップとして、第２のステップで検出した明るさが、あらかじめ決められた明るさの閾値以下かどうかを判断する。明るさの閾値以下だった場合は、第４のステップに進む。明るさの閾値より大きかった場合は、第５のステップに進む。なお、明るさの閾値は、本明細書に係る表示装置または半導体装置内のメモリに保持されていてもよい。また、明るさの閾値は、ユーザーが指定できるような構成であってもよい。
第４のステップとして、本明細書に係る表示装置または半導体装置が液晶表示装置のようにバックライトを有するものであった場合、バックライト点滅モードを選択する。その後、第５のステップに進む。なお、本明細書に係る表示装置または半導体装置がバックライトを有さないものであった場合は、そのまま第５のステップに進む。なお、バックライト点滅モードとは、バックライト全体の輝度を一斉に増減させるものでもよいし、バックライトの一部分の輝度を順次増減させるものであってもよい。なお、バックライト点滅モードを選択した場合、バックライトの最大輝度が同じであれば、平均輝度が小さくなるのでバックライトは暗くなってしまうが、周囲の明るさが閾値以下であれば、バックライトが暗くなることで表示が見やすくなり、黒浮きが低減され、かつ、消費電力を低減することができる。
第５のステップとして、本明細書に係る表示装置または半導体装置が液晶表示装置のようにバックライトを有するものであった場合、バックライト出力を決定する。その後、第６のステップに進む。なお、本明細書に係る表示装置または半導体装置がバックライトを有さないものであった場合は、そのまま第６のステップに進んでもよいし、検出した明るさによって最大輝度を決定し、その後に第６のステップに進んでもよい。なお、周囲の明るさが小さいほど、バックライト出力も小さくするのが望ましい。こうすることによって、黒浮きを低減しつつ、消費電力を低減することができる。
第６のステップとして、動きベクトルεを検出する。その後、第７のステップに進む。なお、動きベクトルεは、ここではスカラー量として取り扱う。
なお、第６のステップにおいて、画像から検出する動きベクトルεは、１つの動きベクトルであってもよいし、複数の動きベクトルから求めたものであってもよい。たとえば、複数の動きベクトルを検出し、検出された動きベクトルの大きさと数から、駆動法の選択に使用する動きベクトルεを求めてもよい。
第７のステップとして、動きベクトルεが動きベクトルの第１の閾値ε１よりも大きいかどうかを判断する。この条件に当てはまる場合は、第１２のステップに進む。そうでない場合は、第８のステップに進む。
第８のステップとして、動きベクトルεが動きベクトルの第２の閾値ε２よりも大きく、第１の閾値ε１以下かどうかを判断する。この条件に当てはまる場合は、第１３のステップに進む。そうでない場合は、第９のステップに進む。
第９のステップとして、動きベクトルεが動きベクトルの第３の閾値ε３よりも大きく、第２の閾値ε２以下かどうかを判断する。この条件に当てはまる場合は、第１４のステップに進む。そうでない場合は、第１０のステップに進む。
第１０のステップとして、動きベクトルεが動きベクトルの第４の閾値ε４よりも大きく、第３の閾値ε３以下かどうかを判断する。この条件に当てはまる場合は、第１５のステップに進む。そうでない場合は、第１１のステップに進む。
第１１のステップとして、ホールド型駆動（図８（Ｅ））を選択する。その後、第１６のステップに進む。
第１２のステップとして、輝度制御倍速駆動（図８（Ａ））を選択する。その後、第１６のステップに進む。
第１３のステップとして、倍速駆動（図８（Ｂ））を選択する。その後、第１６のステップに進む。
第１４のステップとして、黒画像挿入駆動（図８（Ｃ））を選択する。その後、第１６のステップに進む。
第１５のステップとして、階調補間駆動（図８（Ｄ））を選択する。その後、第１６のステップに進む。
第１６のステップとして、選択した駆動方法を、一定期間維持する。その後、終了する。
なお、第１６のステップにおいて、駆動法を維持する期間は、適宜選択することができる。たとえば、１フレームごとに検出した動きベクトルによって１フレームごとに駆動法を切替えてもよいし、数秒単位で駆動法を切替えてもよいし、数分単位で駆動法を切替えてもよいし、ユーザーが設定した表示モード等によって駆動方法を維持する期間を決定してもよい。
このように、図９に示したフローチャートに従って駆動方法を選択することで、画像の動きの大きさに対して適切な駆動方法を選択することができるので、動画ボケを効果的に低減しつつ、消費電力の増加および処理量の増加による発熱の増加も低減することができる。また、画像の動きが小さいときのフリッカも低減することができる。
なお、ここでは動きベクトルの閾値を４つ設定し、これらに従って５つの駆動方法から１つ選択するとしたが、選択できる駆動方法の内容は、上述したものに限定されず、様々な駆動方法を用いることができる。また、選択できる駆動方法の数は、あまり大きいと駆動回路が複雑になり、処理も複雑になるため、５種類以下が望ましい。こうすることで、製造コストを低減できる。また、消費電力を低減できる。
なお、動きベクトルの閾値ε１乃至ε４の大小関係は、０＜ε４＜ε３＜ε２＜ε１であってもよい。
なお、本実施形態で述べた内容は、他の実施の形態と自由に組み合わせて実施することができる。
なお、本実施形態における各々の図の内容は、他の図の内容と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態３）
実施形態１において、複数のフレームに含まれる画像データから、画像が動いている量を検出し、該複数のフレームに含まれる画像の中間状態となるような画像を補間画像とし、かつ、補間画像の輝度を変化させる、という方法について説明したが、補間画像の輝度を変化させる方法は、様々なものが考えられる。
本実施形態においては、画像の輝度を制御する方法について説明する。なお、本実施形態において説明する方法によって輝度が制御される画像は、補間画像でも、基本画像でも良い。
まず、図１０を参照して、画像の輝度を制御する方法の一例ついて説明する。図１０（Ａ）乃至（Ｆ）は、横軸を階調、縦軸を輝度とし、画像に含まれる階調に対する輝度の大きさ（階調−輝度特性）を表したものである。図１０（Ａ）乃至（Ｆ）において、曲線１０００は輝度制御前の画像の階調−輝度特性、階調Ｘ１０１０は曲線１０００における最高階調、輝度Ｙ１０２０は曲線１０００における最高輝度を、それぞれ表している。
なお、曲線１０００は下に凸の形状で示されているが、これは次の理由による。すなわち、人間の目が感じる明るさは、物理的な輝度と比例関係にはなく、人間の目の輝度に対する感度は、輝度の大きい範囲よりも、輝度の小さい範囲のほうが敏感であるためである。つまり、人間の目がきれいな階調を感じるためには、輝度の小さい範囲における輝度の変化量よりも、輝度の大きい範囲における輝度の変化量を大きくする必要がある。
人間の目がきれいな階調を感じるとき、曲線１０００は数式１に示すような曲線である。
Figure 0005227502
 ここで、Ｙは（物理的な）輝度、Ｘは階調、γは定数である。定数γが、２＜γ＜３の範囲内であれば、人間の目はきれいな階調であると感じる。なお、ＸおよびＹは、規格化されていてもよい。
以上の理由によって、曲線１０００は下に凸の形状で示されており、他の曲線もこれに準じた形状となっているが、本実施形態において述べるのは画像の階調−輝度特性を如何に制御するかという点であって、曲線１０００の形状自体は特に言及しない。つまり、曲線１０００の形状は、下に凸であるのが望ましいが、直線であってもよいし、上に凸であってもよいし、１つまたは複数の変曲点を持つ曲線であってもよい。
図１０（Ａ）において、曲線１００１は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１００１の最高階調は階調Ｘ１０１０、最高輝度は輝度Ｙ１０２１である。曲線１００１は、曲線１０００に対し、階調の全領域において１以上の係数Ａによって除算されたものであってもよい。このとき、曲線１００１の階調−輝度特性は、数式２のように表すことができる。
Figure 0005227502
なお、図１０（Ａ）において、曲線１００１は、曲線１０００に対し、輝度に対して１以上の係数Ｂによって除算されたものであってもよい。このとき、曲線１００１の階調−輝度特性は、数式３のように表すことができる。
Figure 0005227502
なお、数式２で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、除算を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
なお、数式３で表したような階調−輝度特性の制御方法は、表示装置全体の駆動条件を変化させることで実現できる。たとえば、液晶表示装置においては、バックライトの輝度を制御することで代表的な輝度を制御することで実現できる。この場合は、画像データ処理が簡単であるため、消費電力および発熱を低減できる。
なお、数式２および数式３において、Ａのγ乗がＢに等しいとき、両者の式は等しくなる。すなわち、輝度制御後に得られる階調−輝度特性である曲線１００１は、どちらの制御方法であっても得ることができる。
図１０（Ｂ）において、曲線１００２は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１００２の最高階調は階調Ｘ１０１０、最高輝度は輝度Ｙ１０２２である。曲線１００１は、曲線１０００に対し、階調の全領域において正の数Ａだけ減算されたものであってもよい。ここで、Ａに相当する階調量はＸ１０１２である。このとき、曲線１００２の階調−輝度特性は、数式４のように表すことができる。
Figure 0005227502
 ただし、ＡがＸよりも大きい場合は、Ｙは０であるとする。
なお、数式４で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、減算を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
図１０（Ｃ）において、曲線１００３は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１００３の最高階調は階調Ｘ１０１０、最高輝度は輝度Ｙ１０２３である。曲線１００３は、曲線１０００に対し、階調の全領域において１以上の係数Ａによって乗算されたものであってもよい。このとき、曲線１００３の階調−輝度特性は、数式５のように表すことができる。
Figure 0005227502
なお、図１０（Ｃ）において、曲線１００３は、曲線１０００に対し、輝度に対して１以上の係数Ｂによって乗算されたものであってもよい。このとき、曲線１００３の階調−輝度特性は、数式６のように表すことができる。
Figure 0005227502
なお、数式５で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、除算を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
なお、数式６で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度自体を増減させることで実現できる。これは、液晶表示装置においては、バックライトの輝度を制御することに対応する。この場合は、画像データ処理が簡単であるため、消費電力および発熱を低減できる。
なお、数式５および数式６において、Ａのγ乗がＢに等しいとき、両者の式は等しくなる。すなわち、輝度制御後に得られる階調−輝度特性である曲線１００３は、どちらの制御方法であっても得ることができる。
図１０（Ｄ）において、曲線１００４は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１００４の最高階調は階調Ｘ１０１０、最高輝度は輝度Ｙ１０２４である。曲線１００４は、曲線１０００に対し、階調の全領域において正の数Ａだけ加算されたものであってもよい。ここで、Ａに相当する階調量はＸ１０１４である。このとき、曲線１００４の階調−輝度特性は、数式７のように表すことができる。
Figure 0005227502
なお、数式７で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、加算を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
図１０（Ｅ）において、曲線１００５は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１００５は、曲線１００３とおなじ制御方法であってもよいが、輝度の上限を曲線１０００の最高輝度とする点が異なっている。そのため、曲線１００５の最高階調は階調Ｘ１０１０、最高輝度は輝度Ｙ１０２０である。なお、上限の輝度Ｙ１０２０となる以外の階調範囲において、曲線１００５の階調−輝度特性は、数式５のように表すことができる。
図１０（Ｆ）において、曲線１００６は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１００６は、曲線１００４とおなじ制御方法であってもよいが、輝度の上限を曲線１０００の最高輝度とする点が異なっている。そのため、曲線１００６の最高階調は階調Ｘ１０１０、最高輝度は輝度Ｙ１０２０である。また、階調の全領域において加算される階調量はＸ１０１６である。なお、上限の輝度Ｙ１０２０となる以外の階調範囲において、曲線１００６の階調−輝度特性は、数式７のように表すことができる。
なお、本実施の形態では、図１０（Ｃ）および図１０（Ｄ）に示す場合以外では、輝度制御後の画像の階調−輝度特性における輝度の上限は、輝度制御前の最高輝度Ｙ１０２０として説明するが、全ての場合において、図１０（Ｃ）および図１０（Ｄ）のように、輝度制御後の最高輝度が輝度制御前の最高輝度よりも大きくなる様態もとることができる。
次に、図１１を参照して、画像の輝度を制御する方法の一例ついて説明する。図１１（Ａ）乃至（Ｄ）は、横軸を階調、縦軸を輝度とし、画像に含まれる階調に対する輝度の大きさ（階調−輝度特性）を表したものである。図１１（Ａ）乃至（Ｄ）において、曲線１０００は輝度制御前の画像の階調−輝度特性、階調Ｘ１０１０は曲線１０００における最高階調、輝度Ｙ１０２０は曲線１０００における最高輝度を、それぞれ表している。
図１１（Ａ）において、曲線１１０１は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１１０１は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１１３１ａ、領域１１３１ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１１１１ａは曲線１１０１の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１１１１ｂは階調Ｘ１１１１ａから階調Ｘ１１１１ｃだけ引いた階調、階調Ｘ１１１１ｃは領域１１３１ｂにおける処理階調量、輝度Ｙ１１２１ａは領域１１３１ａにおける曲線１１０１の最高輝度、輝度Ｙ１１２１ｂは階調Ｘ１１１１ａにおける曲線１０００の輝度、輝度Ｙ１１２１ｃは領域１１３１ｂにおける曲線１１０１の最高輝度を、それぞれ表している。
領域１１３１ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１１１１ａまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１１２１ｂまでの領域である。領域１１３１ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ１によって除算されることであってもよい。領域１１３１ａにおいて、曲線１１０１は、最低階調０、最高階調Ｘ１１１１ａ、最低輝度０、最高輝度Ｙ１１２１ａであり、数式２（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。
領域１１３１ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１１１１ｂから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１１２１ａから輝度Ｙ１１２１ｃまでの領域である。領域１１３１ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ２だけ減算されることであってもよい。ここで、Ａ２に相当する階調量はＸ１１１１ｃである。領域１１３１ｂにおいて、曲線１１０１は、最低階調Ｘ１１１１ａ、最高階調Ｘ１０１０、最低輝度Ｙ１１２１ａ、最高輝度Ｙ１１２１ｃであり、数式４（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。
なお、曲線１１０１は、階調Ｘ１１１１ａにおいて連続であってもよい。こうすることで、階調の境界で不自然な輪郭が出ることがないため、画質を向上することができる。
なお、図１１（Ａ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
図１１（Ｂ）において、曲線１１０２は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１１０２は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１１３２ａ、領域１１３２ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１１１２ａは曲線１１０２の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１１１２ｂは階調Ｘ１１１２ａから階調Ｘ１１１２ｃだけ引いた階調、階調Ｘ１１１２ｃは領域１１３２ｂにおける処理階調量、輝度Ｙ１１２２ａは領域１１３２ａにおける曲線１１０２の最高輝度、輝度Ｙ１１２２ｂは階調Ｘ１１１２ａにおける曲線１０００の輝度、輝度Ｙ１１２２ｃは領域１１３２ｂにおける曲線１１０２の最高輝度、輝度Ｙ１１２２ｄは領域１１３２ｂにおける曲線１１０２の最低輝度を、それぞれ表している。
領域１１３２ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１１１２ａまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１１２２ｂまでの領域である。領域１１３２ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ１によって除算されることであってもよい。領域１１３２ａにおいて、曲線１１０２は、最低階調０、最高階調Ｘ１１１２ａ、最低輝度０、最高輝度Ｙ１１２２ａであり、数式２（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。
領域１１３２ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１１１２ｂから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１１２２ｄから輝度Ｙ１１２２ｃまでの領域である。領域１１３２ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ２だけ減算されることであってもよい。ここで、Ａ２に相当する階調量はＸ１１１２ｃである。領域１１３２ｂにおいて、曲線１１０２は、最低階調Ｘ１１１２ａ、最高階調Ｘ１０１０、最低輝度Ｙ１１２２ｄ、最高輝度Ｙ１１２２ｃであり、数式４（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。
なお、曲線１１０２は、階調Ｘ１１１２ａにおいて小さくなる方向で不連続（輝度Ｙ１１２２ａ＞輝度Ｙ１１２２ｄ）であってもよい。こうすることで、低階調の領域では曲線１０００との輝度差を小さくできるため、フリッカを低減することができる。高階調の領域では曲線１０００との輝度差を大きくできるため、動画ボケを低減することができる。
なお、図１１（Ｂ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
図１１（Ｃ）において、曲線１１０３は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１１０３は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１１３３ａ、領域１１３３ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１１１３ａは曲線１１０３の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１１１３ｂは階調Ｘ１１１３ａから階調Ｘ１１１３ｃだけ引いた階調、階調Ｘ１１１３ｃは領域１１３３ｂにおける処理階調量、輝度Ｙ１１２３ａは領域１１３３ａにおける曲線１１０３の最高輝度、輝度Ｙ１１２３ｂは階調Ｘ１１１３ａにおける曲線１０００の輝度、輝度Ｙ１１２３ｃは領域１１３３ｂにおける曲線１１０３の最高輝度、輝度Ｙ１１２３ｄは領域１１３３ｂにおける曲線１１０３の最低輝度を、それぞれ表している。
領域１１３３ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１１１３ａまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１１２３ｂまでの領域である。領域１１３３ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ１によって除算されることであってもよい。領域１１３３ａにおいて、曲線１１０３は、最低階調０、最高階調Ｘ１１１３ａ、最低輝度０、最高輝度Ｙ１１２３ａであり、数式２（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。
領域１１３３ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１１１３ｂから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１１２３ｄから輝度Ｙ１１２３ｃまでの領域である。領域１１３３ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ２だけ減算されることであってもよい。ここで、Ａ２に相当する階調量はＸ１１１３ｃである。領域１１３３ｂにおいて、曲線１１０３は、最低階調Ｘ１１１３ａ、最高階調Ｘ１０１０、最低輝度Ｙ１１２３ｄ、最高輝度Ｙ１１２３ｃであり、数式４（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。
なお、曲線１１０３は、階調Ｘ１１１３ａにおいて大きくなる方向で不連続（輝度Ｙ１１２３ａ＜輝度Ｙ１１２３ｄ）であってもよい。こうすることで、低階調の領域では曲線１０００との輝度差を大きくできるため、動画ボケを低減することができる。高階調の領域では曲線１０００との輝度差を小さくできるため、フリッカを低減することができる。
なお、図１１（Ｃ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
図１１（Ｄ）において、曲線１１０４は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１１０４は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１１３４ａ、領域１１３４ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１１１４ａは曲線１１０４の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１１１４ｂは階調Ｘ１０１０から階調Ｘ１１１４ｃだけ引いた階調、階調Ｘ１１１４ｃは領域１１３４ｂにおける処理階調量、輝度Ｙ１１２４ａは領域１１３４ａにおける曲線１１０４の最高輝度、輝度Ｙ１１２４ｂは階調Ｘ１１１４ａにおける曲線１０００の輝度、輝度Ｙ１１２４ｄは領域１１３４ｂにおける曲線１１０４の最低輝度を、それぞれ表している。
領域１１３４ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１１１４ａまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１１２４ｂまでの領域である。領域１１３４ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ１によって除算されることであってもよい。領域１１３４ａにおいて、曲線１１０４は、最低階調０、最高階調Ｘ１１１４ａ、最低輝度０、最高輝度Ｙ１１２４ａであり、数式２（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。
領域１１３４ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１１１４ａから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１１２４ｄから輝度Ｙ１０２０までの領域である。領域１１３４ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ２だけ加算されることであってもよい。ここで、Ａ２に相当する階調量はＸ１１１４ｃである。領域１１３４ｂにおいて、階調Ｘ１１１４ａから階調Ｘ１１１４ｂまでの領域では、曲線１１０４は、最低階調Ｘ１１１４ａ、最高階調Ｘ１１１４ｂ、最低輝度Ｙ１１２４ｄ、最高輝度Ｙ１０２０であり、数式４（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。階調Ｘ１１１４ｂから階調Ｘ１０１０までの領域では、輝度は最高輝度Ｙ１０２０で一定であってもよい。
なお、曲線１１０４は、階調Ｘ１１１４ａにおいて大きくなる方向で不連続（輝度Ｙ１１２４ａ＜輝度Ｙ１１２４ｄ）であってもよい。こうすることで、低階調の領域ではより暗く、高階調の領域ではより明るくすることができるため、コントラストを高めることができる。
なお、図１１（Ｄ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
次に、図１２を参照して、画像の輝度を制御する方法の一例ついて説明する。図１２（Ａ）乃至（Ｃ）は、横軸を階調、縦軸を輝度とし、画像に含まれる階調に対する輝度の大きさ（階調−輝度特性）を表したものである。図１２（Ａ）乃至（Ｃ）において、曲線１０００は輝度制御前の画像の階調−輝度特性、階調Ｘ１０１０は曲線１０００における最高階調、輝度Ｙ１０２０は曲線１０００における最高輝度を、それぞれ表している。
図１２（Ａ）において、曲線１２０１は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１２０１は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１２３１ａ、領域１２３１ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１２１１は曲線１２０１の階調−輝度特性が変化する境界の階調、輝度Ｙ１２２１ａは領域１２３１ａにおける曲線１２０１の最高輝度、輝度Ｙ１２２１ｂは階調Ｘ１２１１ａにおける曲線１０００の輝度、輝度Ｙ１２２１ｃは領域１２３１ｂにおける曲線１２０１の最高輝度、輝度Ｙ１２２１ｄは領域１２３１ｂにおける曲線１２０１の最低輝度を、それぞれ表している。
領域１２３１ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１２１１まで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１２２１ｂまでの領域である。領域１２３１ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ１によって除算されることであってもよい。領域１２３１ａにおいて、曲線１２０１は、最低階調０、最高階調Ｘ１２１１、最低輝度０、最高輝度Ｙ１２２１ａであり、数式２（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。
領域１２３１ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１２１１から階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１２２１ｄから輝度Ｙ１０２０までの領域である。領域１２３１ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ２によって除算されることであってもよい。領域１２３１ｂにおいて、曲線１２０１は、最低階調Ｘ１２１１、最高階調Ｘ１０１０、最低輝度Ｙ１２２１ｄ、最高輝度Ｙ１２２１ｃであり、数式２（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。
なお、曲線１２０１は、階調Ｘ１２１１において小さくなる方向で不連続（輝度Ｙ１２２１ａ＞輝度Ｙ１２２１ｄ）であってもよい。こうすることで、低階調の領域では曲線１０００との輝度差を小さくできるため、フリッカを低減することができる。高階調の領域では曲線１０００との輝度差を大きくできるため、動画ボケを低減することができる。
なお、図１２（Ａ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
図１２（Ｂ）において、曲線１２０２は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１２０２は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１２３２ａ、領域１２３２ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１２１２は曲線１２０２の階調−輝度特性が変化する境界の階調、輝度Ｙ１２２２ａは領域１２３２ａにおける曲線１２０２の最高輝度、輝度Ｙ１２２２ｂは階調Ｘ１２１２ａにおける曲線１０００の輝度、輝度Ｙ１２２２ｃは領域１２３２ｂにおける曲線１２０２の最高輝度、輝度Ｙ１２２２ｄは領域１２３２ｂにおける曲線１２０２の最低輝度を、それぞれ表している。
領域１２３２ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１２１２まで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１２２２ｂまでの領域である。領域１２３２ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ１によって除算されることであってもよい。領域１２３２ａにおいて、曲線１２０２は、最低階調０、最高階調Ｘ１２１２、最低輝度０、最高輝度Ｙ１２２２ａであり、数式２（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。
領域１２３２ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１２１２から階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１２２２ｄから輝度Ｙ１０２０までの領域である。領域１２３２ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ２によって除算されることであってもよい。領域１２３２ｂにおいて、曲線１２０２は、最低階調Ｘ１２１２、最高階調Ｘ１０１０、最低輝度Ｙ１２２２ｄ、最高輝度Ｙ１２２２ｃであり、数式２（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。
なお、曲線１２０２は、階調Ｘ１２１２において大きくなる方向で不連続（輝度Ｙ１２２２ａ＜輝度Ｙ１２２２ｄ）であってもよい。こうすることで、低階調の領域では曲線１０００との輝度差を大きくできるため、動画ボケを低減することができる。高階調の領域では曲線１０００との輝度差を小さくできるため、フリッカを低減することができる。
なお、図１２（Ｂ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
図１２（Ｃ）において、曲線１２０３は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１２０３は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１２３３ａ、領域１２３３ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１２１３ａは曲線１２０３の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１２１３ｂは曲線１２０３の輝度が輝度Ｙ１０２０となる階調の内一番小さい階調、輝度Ｙ１２２３ａは領域１２３３ａにおける曲線１２０３の最高輝度、輝度Ｙ１２２３ｂは階調Ｘ１２１３ａにおける曲線１０００の輝度、輝度Ｙ１２２３ｄは領域１２３３ｂにおける曲線１２０３の最低輝度を、それぞれ表している。
領域１２３３ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１２１３ａまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１２２３ｂまでの領域である。領域１２３３ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ１によって除算されることであってもよい。領域１２３３ａにおいて、曲線１２０３は、最低階調０、最高階調Ｘ１２１３ａ、最低輝度０、最高輝度Ｙ１２２３ａであり、数式２（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。
領域１２３３ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１２１３ａから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１２２３ｂから輝度Ｙ１０２０までの領域である。領域１２３３ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ２によって乗算されることであってもよい。領域１２３３ｂにおいて、階調Ｘ１２１３ａから階調Ｘ１２１３ｂまでの領域では、曲線１２０３は、最低階調Ｘ１２１３ａ、最高階調Ｘ１２１３ｂ、最低輝度Ｙ１２２３ｄ、最高輝度Ｙ１０２０であり、数式５（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。階調Ｘ１２１３ｂから階調Ｘ１０１０までの領域では、輝度は最高輝度Ｙ１０２０で一定であってもよい。
なお、曲線１２０３は、階調Ｘ１２１３ａにおいて大きくなる方向で不連続（輝度Ｙ１２２３ａ＜輝度Ｙ１２２３ｄ）であってもよい。こうすることで、低階調の領域ではより暗く、高階調の領域ではより明るくすることができるため、コントラストを高めることができる。
なお、図１２（Ｃ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
次に、図１３を参照して、画像の輝度を制御する方法の一例ついて説明する。図１３（Ａ）乃至（Ｄ）は、横軸を階調、縦軸を輝度とし、画像に含まれる階調に対する輝度の大きさ（階調−輝度特性）を表したものである。図１３（Ａ）乃至（Ｄ）において、曲線１０００は輝度制御前の画像の階調−輝度特性、階調Ｘ１０１０は曲線１０００における最高階調、輝度Ｙ１０２０は曲線１０００における最高輝度を、それぞれ表している。
図１３（Ａ）において、曲線１３０１は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１３０１は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１３３１ａ、領域１３３１ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１３１１ａは曲線１３０１の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１３１１ｂは階調Ｘ１０１０から階調Ｘ１３１１ｃだけ引いた階調、階調Ｘ１３１１ｃは領域１３３１ｂにおける処理階調量、輝度Ｙ１３２１ａは領域１３３１ａにおける曲線１３０１の最高輝度、輝度Ｙ１３２１ｂは階調Ｘ１３１１ａにおける曲線１０００の輝度を、それぞれ表している。
領域１３３１ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１３１１ａまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１３２１ａまでの領域である。領域１３３１ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ１によって乗算されることであってもよい。領域１３３１ａにおいて、曲線１３０１は、最低階調０、最高階調Ｘ１３１１ａ、最低輝度０、最高輝度Ｙ１３２１ａであり、数式５（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。
領域１３３１ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１３１１ａから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１３２１ａから輝度Ｙ１０２０までの領域である。領域１３３１ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ２だけ加算されることであってもよい。ここで、Ａ２に相当する階調量はＸ１３１１ｃである。領域１３３１ｂにおいて、階調Ｘ１３１１ａから階調Ｘ１３１１ｂまでの領域では、曲線１３０１は、最低階調Ｘ１３１１ａ、最高階調Ｘ１３１１ｂ、最低輝度Ｙ１３２１ａ、最高輝度Ｙ１０２０であり、数式７（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。階調Ｘ１３１１ｂから階調Ｘ１０１０までの領域では、輝度は最高輝度Ｙ１０２０で一定であってもよい。
なお、曲線１３０１は、階調Ｘ１３１１ａにおいて連続であってもよい。こうすることで、階調の境界で不自然な輪郭が出ることがないため、画質を向上することができる。
なお、図１３（Ａ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
図１３（Ｂ）において、曲線１３０２は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１３０２は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１３３２ａ、領域１３３２ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１３１２ａは曲線１３０２の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１３１２ｂは階調Ｘ１０１０から階調Ｘ１３１２ｃだけ引いた階調、階調Ｘ１３１２ｃは領域１３３２ｂにおける処理階調量、輝度Ｙ１３２２ａは領域１３３２ａにおける曲線１３０２の最高輝度、輝度Ｙ１３２２ｂは階調Ｘ１３１２ａにおける曲線１０００の輝度、輝度Ｙ１３２２ｄは領域１３３２ｂにおける曲線１３０２の最低輝度を、それぞれ表している。
領域１３３２ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１３１２ａまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１３２２ａまでの領域である。領域１３３２ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ１によって乗算されることであってもよい。領域１３３２ａにおいて、曲線１３０２は、最低階調０、最高階調Ｘ１３１２ａ、最低輝度０、最高輝度Ｙ１３２２ａであり、数式５（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。
領域１３３２ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１３１２ａから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１３２２ｄから輝度Ｙ１０２０までの領域である。領域１３３２ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ２だけ加算されることであってもよい。ここで、Ａ２に相当する階調量はＸ１３１２ｃである。領域１３３２ｂにおいて、階調Ｘ１３１２ａから階調Ｘ１３１２ｂまでの領域では、曲線１３０２は、最低階調Ｘ１３１２ａ、最高階調Ｘ１３１２ｂ、最低輝度Ｙ１３２２ｄ、最高輝度Ｙ１０２０であり、数式７（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。階調Ｘ１３１２ｂから階調Ｘ１０１０までの領域では、輝度は最高輝度Ｙ１０２０で一定であってもよい。
なお、曲線１３０２は、階調Ｘ１３１２ａにおいて大きくなる方向で不連続（輝度Ｙ１３２２ａ＜輝度Ｙ１３２２ｄ）であってもよい。こうすることで、低階調の領域では曲線１０００との輝度差を小さくできるため、フリッカを低減することができる。高階調の領域では曲線１０００との輝度差を大きくできるため、動画ボケを低減することができる。
なお、図１３（Ｂ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
図１３（Ｃ）において、曲線１３０３は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１３０３は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１３３３ａ、領域１３３３ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１３１３ａは曲線１３０３の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１３１３ｂは階調Ｘ１０１０から階調Ｘ１３１３ｃだけ引いた階調、階調Ｘ１３１３ｃは領域１３３３ｂにおける処理階調量、輝度Ｙ１３２３ａは領域１３３３ａにおける曲線１３０３の最高輝度、輝度Ｙ１３２３ｂは階調Ｘ１３１３ａにおける曲線１０００の輝度、輝度Ｙ１３２３ｄは領域１３３３ｂにおける曲線１３０３の最低輝度を、それぞれ表している。
領域１３３３ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１３１３ａまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１３２３ａまでの領域である。領域１３３３ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ１によって乗算されることであってもよい。領域１３３３ａにおいて、曲線１３０３は、最低階調０、最高階調Ｘ１３１３ａ、最低輝度０、最高輝度Ｙ１３２３ａであり、数式５（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。
領域１３３３ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１３１３ａから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１３２３ｄから輝度Ｙ１０２０までの領域である。領域１３３３ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ２だけ加算されることであってもよい。ここで、Ａ２に相当する階調量はＸ１３１３ｃである。領域１３３３ｂにおいて、階調Ｘ１３１３ａから階調Ｘ１３１３ｂまでの領域では、曲線１３０３は、最低階調Ｘ１３１３ａ、最高階調Ｘ１３１３ｂ、最低輝度Ｙ１３２３ｄ、最高輝度Ｙ１０２０であり、数式７（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。階調Ｘ１３１３ｂから階調Ｘ１０１０までの領域では、輝度は最高輝度Ｙ１０２０で一定であってもよい。
なお、曲線１３０３は、階調Ｘ１３１３ａにおいて小さくなる方向で不連続（輝度Ｙ１３２３ａ＞輝度Ｙ１３２３ｄ）であってもよい。こうすることで、低階調の領域では曲線１０００との輝度差を大きくできるため、動画ボケを低減することができる。高階調の領域では曲線１０００との輝度差を小さくできるため、フリッカを低減することができる。
なお、図１３（Ｃ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
図１３（Ｄ）において、曲線１３０４は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１３０４は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１３３４ａ、領域１３３４ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１３１４ａは曲線１３０４の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１３１４ｂは階調Ｘ１３１４ａから階調Ｘ１３１４ｃだけ引いた階調、階調Ｘ１３１４ｃは領域１３３４ｂにおける処理階調量、輝度Ｙ１３２４ａは領域１３３４ａにおける曲線１３０４の最高輝度、輝度Ｙ１３２４ｂは階調Ｘ１３１４ａにおける曲線１０００の輝度、輝度Ｙ１３２４ｃは領域１３３４ｂにおける曲線１３０４の最高輝度、輝度Ｙ１３２４ｄは領域１３３４ｂにおける曲線１３０４の最低輝度を、それぞれ表している。
領域１３３４ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１３１４ａまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１３２４ａまでの領域である。領域１３３４ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ１によって乗算されることであってもよい。領域１３３４ａにおいて、曲線１３０４は、最低階調０、最高階調Ｘ１３１４ａ、最低輝度０、最高輝度Ｙ１３２４ａであり、数式５（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。
領域１３３４ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１３１４ｂから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１３２４ｄから輝度Ｙ１３２４ｃまでの領域である。領域１３３４ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ２だけ減算されることであってもよい。ここで、Ａ２に相当する階調量はＸ１３１４ｃである。領域１３３４ｂにおいて、曲線１３０４は、最低階調Ｘ１３１４ａ、最高階調Ｘ１０１０、最低輝度Ｙ１３２４ｄ、最高輝度Ｙ１３２４ｃであり、数式４（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。
なお、曲線１３０４は、階調Ｘ１３１４ａにおいて小さくなる方向で不連続（輝度Ｙ１３２４ａ＞輝度Ｙ１３２４ｄ）であってもよい。こうすることで、低階調の領域では明るく、高階調の領域では暗くすることができるため、コントラストを低めることができる。
なお、図１３（Ｄ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
次に、図１４を参照して、画像の輝度を制御する方法の一例ついて説明する。図１４（Ａ）乃至（Ｃ）は、横軸を階調、縦軸を輝度とし、画像に含まれる階調に対する輝度の大きさ（階調−輝度特性）を表したものである。図１４（Ａ）乃至（Ｃ）において、曲線１０００は輝度制御前の画像の階調−輝度特性、階調Ｘ１０１０は曲線１０００における最高階調、輝度Ｙ１０２０は曲線１０００における最高輝度を、それぞれ表している。
図１４（Ａ）において、曲線１４０１は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１４０１は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１４３１ａ、領域１４３１ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１４１１ａは曲線１４０１の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１４１１ｂは曲線１４０１の輝度が輝度Ｙ１０２０となる階調の内一番小さい階調、輝度Ｙ１４２１ａは領域１４３１ａにおける曲線１４０１の最高輝度、輝度Ｙ１４２１ｂは階調Ｘ１４１１ａにおける曲線１０００の輝度、輝度Ｙ１４２１ｄは領域１４３１ｂにおける曲線１４０１の最低輝度を、それぞれ表している。
領域１４３１ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１４１１ａまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１４２１ａまでの領域である。領域１４３１ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ１によって乗算されることであってもよい。領域１４３１ａにおいて、曲線１４０１は、最低階調０、最高階調Ｘ１４１１ａ、最低輝度０、最高輝度Ｙ１４２１ａであり、数式５（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。
領域１４３１ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１４１１ａから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１４２１ｂから輝度Ｙ１０２０までの領域である。領域１４３１ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ２によって乗算されることであってもよい。領域１４３１ｂにおいて、階調Ｘ１４１１ａから階調Ｘ１４１１ｂまでの領域では、曲線１４０１は、最低階調Ｘ１４１１ａ、最高階調Ｘ１４１１ｂ、最低輝度Ｙ１４２１ｄ、最高輝度Ｙ１０２０であり、数式５（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。階調Ｘ１４１１ｂから階調Ｘ１０１０までの領域では、輝度は最高輝度Ｙ１０２０で一定であってもよい。
なお、曲線１４０１は、階調Ｘ１４１１ａにおいて大きくなる方向で不連続（輝度Ｙ１４２１ａ＜輝度Ｙ１４２１ｄ）であってもよい。こうすることで、低階調の領域では曲線１０００との輝度差を小さくできるため、フリッカを低減することができる。高階調の領域では曲線１０００との輝度差を大きくできるため、動画ボケを低減することができる。
なお、図１４（Ａ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
図１４（Ｂ）において、曲線１４０２は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１４０２は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１４３２ａ、領域１４３２ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１４１２ａは曲線１４０２の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１４１２ｂは曲線１４０２の輝度が輝度Ｙ１０２０となる階調の内一番小さい階調、輝度Ｙ１４２２ａは領域１４３２ａにおける曲線１４０２の最高輝度、輝度Ｙ１４２２ｂは階調Ｘ１４１２ａにおける曲線１０００の輝度、輝度Ｙ１４２２ｄは領域１４３２ｂにおける曲線１４０２の最低輝度を、それぞれ表している。
領域１４３２ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１４１２ａまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１４２２ａまでの領域である。領域１４３２ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ１によって乗算されることであってもよい。領域１４３２ａにおいて、曲線１４０２は、最低階調０、最高階調Ｘ１４１２ａ、最低輝度０、最高輝度Ｙ１４２２ａであり、数式５（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。
領域１４３２ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１４１２ａから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１４２２ｂから輝度Ｙ１０２０までの領域である。領域１４３２ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ２によって乗算されることであってもよい。領域１４３２ｂにおいて、階調Ｘ１４１２ａから階調Ｘ１４１２ｂまでの領域では、曲線１４０２は、最低階調Ｘ１４１２ａ、最高階調Ｘ１４１２ｂ、最低輝度Ｙ１４２２ｄ、最高輝度Ｙ１０２０であり、数式５（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。階調Ｘ１４１２ｂから階調Ｘ１０１０までの領域では、輝度は最高輝度Ｙ１０２０で一定であってもよい。
なお、曲線１４０２は、階調Ｘ１４１２ａにおいて小さくなる方向で不連続（輝度Ｙ１４２２ａ＜輝度Ｙ１４２２ｄ）であってもよい。こうすることで、低階調の領域では曲線１０００との輝度差を大きくできるため、動画ボケを低減することができる。高階調の領域では曲線１０００との輝度差を小さくできるため、フリッカを低減することができる。
なお、図１４（Ｂ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
図１４（Ｃ）において、曲線１４０３は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１４０３は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１４３３ａ、領域１４３３ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１４１３は曲線１４０３の階調−輝度特性が変化する境界の階調、輝度Ｙ１４２３ａは領域１４３３ａにおける曲線１４０３の最高輝度、輝度Ｙ１４２３ｂは階調Ｘ１４１３ａにおける曲線１０００の輝度、輝度Ｙ１４２３ｃは領域１４３３ｂにおける曲線１４０３の最高輝度、輝度Ｙ１４２３ｄは領域１４３３ｂにおける曲線１４０３の最低輝度を、それぞれ表している。
領域１４３３ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１４１３まで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１４２３ａまでの領域である。領域１４３３ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ１によって乗算されることであってもよい。領域１４３３ａにおいて、曲線１４０３は、最低階調０、最高階調Ｘ１４１３、最低輝度０、最高輝度Ｙ１４２３ａであり、数式５（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。
領域１４３３ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１４１３から階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１４２３ｄから輝度Ｙ１０２０までの領域である。領域１４３３ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ２によって除算されることであってもよい。領域１４３３ｂにおいて、曲線１４０３は、最低階調Ｘ１４１３、最高階調Ｘ１０１０、最低輝度Ｙ１４２３ｄ、最高輝度Ｙ１４２３ｃであり、数式２（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。
なお、曲線１４０３は、階調Ｘ１４１３において小さくなる方向で不連続（輝度Ｙ１４２３ａ＞輝度Ｙ１４２３ｄ）であってもよい。こうすることで、低階調の領域では明るく、高階調の領域では暗くすることができるため、コントラストを低めることができる。
なお、図１４（Ｃ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
次に、図１５を参照して、画像の輝度を制御する方法の一例ついて説明する。図１５（Ａ）乃至（Ｃ）は、横軸を階調、縦軸を輝度とし、画像に含まれる階調に対する輝度の大きさ（階調−輝度特性）を表したものである。図１５（Ａ）乃至（Ｃ）において、曲線１０００は輝度制御前の画像の階調−輝度特性、階調Ｘ１０１０は曲線１０００における最高階調、輝度Ｙ１０２０は曲線１０００における最高輝度を、それぞれ表している。
図１５（Ａ）において、曲線１５０１は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１５０１は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１５３１ａ、領域１５３１ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１５１１ａは曲線１５０１の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１５１１ｂは階調Ｘ１５１１ａから階調Ｘ１５１１ｃだけ引いた階調、階調Ｘ１５１１ｃは領域１５３１ｂにおける処理階調量、階調Ｘ１５１１ｄは領域１５３１ａにおける処理階調量、輝度Ｙ１５２１ａは領域１５３１ａにおける曲線１５０１の最高輝度、輝度Ｙ１５２１ｃは領域１５３１ｂにおける曲線１５０１の最高輝度、輝度Ｙ１５２１ｄは領域１５３１ｂにおける曲線１５０１の最低輝度を、それぞれ表している。
領域１５３１ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１５１１ａまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１５２１ａまでの領域である。領域１５３１ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ１だけ減算されることであってもよい。ここで、Ａ１に相当する階調量はＸ１５１１ｄである。領域１５３１ａにおいて、曲線１５０１は、最低階調０、最高階調Ｘ１５１１ａ、最低輝度０、最高輝度Ｙ１５２１ａであり、数式４（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。なお、階調０から階調Ｘ１５１１ｄまでの範囲における曲線１５０１の輝度は、０であってもよい。
領域１５３１ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１５１１ｂから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１５２１ｄから輝度Ｙ１５２１ｃまでの領域である。領域１５３１ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ２だけ減算されることであってもよい。ここで、Ａ２に相当する階調量はＸ１５１１ｃである。領域１５３１ｂにおいて、曲線１５０１は、最低階調Ｘ１５１１ａ、最高階調Ｘ１０１０、最低輝度Ｙ１５２１ｄ、最高輝度Ｙ１５２１ｃであり、数式４（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。
なお、曲線１５０１は、階調Ｘ１５１１ａにおいて小さくなる方向で不連続（輝度Ｙ１５２１ａ＞輝度Ｙ１５２１ｄ）であってもよい。こうすることで、低階調の領域では曲線１０００との輝度差を小さくできるため、フリッカを低減することができる。高階調の領域では曲線１０００との輝度差を大きくできるため、動画ボケを低減することができる。
なお、図１５（Ａ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
図１５（Ｂ）において、曲線１５０２は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１５０２は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１５３２ａ、領域１５３２ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１５１２ａは曲線１５０２の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１５１２ｂは階調Ｘ１５１２ａから階調Ｘ１５１２ｃだけ引いた階調、階調Ｘ１５１２ｃは領域１５３２ｂにおける処理階調量、階調Ｘ１５１２ｄは領域１５３２ａにおける処理階調量、輝度Ｙ１５２２ａは領域１５３２ａにおける曲線１５０２の最高輝度、輝度Ｙ１５２２ｃは領域１５３２ｂにおける曲線１５０２の最高輝度、輝度Ｙ１５２２ｄは領域１５３２ｂにおける曲線１５０２の最低輝度を、それぞれ表している。
領域１５３２ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１５１２ａまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１５２２ａまでの領域である。領域１５３２ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ１だけ減算されることであってもよい。ここで、Ａ１に相当する階調量はＸ１５１２ｄである。領域１５３２ａにおいて、曲線１５０２は、最低階調０、最高階調Ｘ１５１２ａ、最低輝度０、最高輝度Ｙ１５２２ａであり、数式４（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。なお、階調０から階調Ｘ１５１２ｄまでの範囲における曲線１５０２の輝度は、０であってもよい。
領域１５３２ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１５１２ａから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１５２２ｄから輝度Ｙ１５２２ｃまでの領域である。領域１５３２ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ２だけ減算されることであってもよい。ここで、Ａ２に相当する階調量はＸ１５１２ｃである。領域１５３２ｂにおいて、曲線１５０２は、最低階調Ｘ１５１２ａ、最高階調Ｘ１０１０、最低輝度Ｙ１５２２ｄ、最高輝度Ｙ１５２２ｃであり、数式４（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。
なお、曲線１５０２は、階調Ｘ１５１２において大きくなる方向で不連続（輝度Ｙ１５２２ａ＜輝度Ｙ１５２２ｄ）であってもよい。こうすることで、低階調の領域では曲線１０００との輝度差を大きくできるため、動画ボケを低減することができる。高階調の領域では曲線１０００との輝度差を小さくできるため、フリッカを低減することができる。
なお、図１５（Ｂ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
図１５（Ｃ）において、曲線１５０３は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１５０３は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１５３３ａ、領域１５３３ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１５１３ａは曲線１５０３の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１５１３ｂは階調Ｘ１０１０から階調Ｘ１５１３ｃだけ引いた階調、階調Ｘ１５１３ｃは領域１５３３ｂにおける処理階調量、階調Ｘ１５１３ｄは領域１５３３ａにおける処理階調量、輝度Ｙ１５２３ａは領域１５３３ａにおける曲線１５０３の最高輝度、輝度Ｙ１５２３ｄは領域１５３３ｂにおける曲線１５０３の最低輝度を、それぞれ表している。
領域１５３３ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１５１３ａまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１５２３ａまでの領域である。領域１５３３ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ１だけ減算されることであってもよい。ここで、Ａ１に相当する階調量はＸ１５１３ｄである。領域１５３３ａにおいて、曲線１５０３は、最低階調０、最高階調Ｘ１５１３ａ、最低輝度０、最高輝度Ｙ１５２３ａであり、数式４（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。なお、階調０から階調Ｘ１５１３ｄまでの範囲における曲線１５０３の輝度は、０であってもよい。
領域１５３３ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１５１３ａから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１５２３ｄから輝度Ｙ１０２０までの領域である。領域１５３３ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ２だけ加算されることであってもよい。ここで、Ａ２に相当する階調量はＸ１５１３ｃである。領域１５３３ｂにおいて、階調Ｘ１５１３ａから階調Ｘ１５１３ｂまでの領域では、曲線１５０３は、最低階調Ｘ１５１３ａ、最高階調Ｘ１５１３ｂ、最低輝度Ｙ１５２３ｄ、最高輝度Ｙ１０２０であり、数式７（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。階調Ｘ１５１３ｂから階調Ｘ１０１０までの領域では、輝度は最高輝度Ｙ１０２０で一定であってもよい。
なお、曲線１５０３は、階調Ｘ１５１３ａにおいて大きくなる方向で不連続（輝度Ｙ１５２３ａ＜輝度Ｙ１５２３ｄ）であってもよい。こうすることで、低階調の領域ではより暗く、高階調の領域ではより明るくすることができるため、コントラストを高めることができる。
なお、図１５（Ｃ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
次に、図１６を参照して、画像の輝度を制御する方法の一例ついて説明する。図１６（Ａ）乃至（Ｄ）は、横軸を階調、縦軸を輝度とし、画像に含まれる階調に対する輝度の大きさ（階調−輝度特性）を表したものである。図１６（Ａ）乃至（Ｄ）において、曲線１０００は輝度制御前の画像の階調−輝度特性、階調Ｘ１０１０は曲線１０００における最高階調、輝度Ｙ１０２０は曲線１０００における最高輝度を、それぞれ表している。
図１６（Ａ）において、曲線１６０１は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１６０１は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１６３１ａ、領域１６３１ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１６１１ａは曲線１６０１の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１６１１ｄは領域１６３１ａにおける処理階調量、輝度Ｙ１６２１ａは領域１６３１ａにおける曲線１６０１の最高輝度、輝度Ｙ１６２１ｃは領域１６３１ｂにおける曲線１６０１の最高輝度を、それぞれ表している。
領域１６３１ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１６１１ａまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１６２１ａまでの領域である。領域１６３１ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ１だけ減算されることであってもよい。ここで、Ａ１に相当する階調量はＸ１６１３ｄである。領域１６３１ａにおいて、曲線１６０１は、最低階調０、最高階調Ｘ１６１１ａ、最低輝度０、最高輝度Ｙ１６２１ａであり、数式４（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。なお、階調０から階調階調Ｘ１６１１ｄまでの範囲における曲線１６０１の輝度は、０であってもよい。
領域１６３１ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１６１１ａから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１６２１ａから輝度Ｙ１０２０までの領域である。領域１６３１ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ２によって除算されることであってもよい。領域１６３１ｂにおいて、曲線１６０１は、最低階調Ｘ１６１１ａ、最高階調Ｘ１０１０、最低輝度Ｙ１６２１ａ、最高輝度Ｙ１６２１ｃであり、数式２（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。
なお、曲線１６０１は、階調Ｘ１６１１ａにおいて連続であってもよい。こうすることで、階調の境界で不自然な輪郭が出ることがないため、画質を向上することができる。
なお、図１６（Ａ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
図１６（Ｂ）において、曲線１６０２は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１６０２は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１６３２ａ、領域１６３２ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１６１２ａは曲線１６０２の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１６１２ｄは領域１６３２ａにおける処理階調量、輝度Ｙ１６２２ａは領域１６３２ａにおける曲線１６０２の最高輝度、輝度Ｙ１６２２ｃは領域１６３２ｂにおける曲線１６０２の最高輝度、輝度Ｙ１６２２ｄは領域１６３２ｂにおける曲線１６０２の最低輝度を、それぞれ表している。
領域１６３２ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１６１２ａまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１６２２ａまでの領域である。領域１６３２ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ１だけ減算されることであってもよい。ここで、Ａ１に相当する階調量はＸ１６１２ｄである。領域１６３２ａにおいて、曲線１６０２は、最低階調０、最高階調Ｘ１６１２ａ、最低輝度０、最高輝度Ｙ１６２２ａであり、数式４（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。なお、階調０から階調階調Ｘ１６１２ｄまでの範囲における曲線１６０２の輝度は、０であってもよい。
領域１６３２ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１６１２ａから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１６２２ｄから輝度Ｙ１０２０までの領域である。領域１６３２ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ２によって除算されることであってもよい。領域１６３２ｂにおいて、曲線１６０２は、最低階調Ｘ１６１２ａ、最高階調Ｘ１０１０、最低輝度Ｙ１６２２ｄ、最高輝度Ｙ１６２２ｃであり、数式２（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。
なお、曲線１６０２は、階調Ｘ１６１２ａにおいて小さくなる方向で不連続（輝度Ｙ１６２２ａ＞輝度Ｙ１６２２ｄ）であってもよい。こうすることで、低階調の領域では曲線１０００との輝度差を小さくできるため、フリッカを低減することができる。高階調の領域では曲線１０００との輝度差を大きくできるため、動画ボケを低減することができる。
なお、図１６（Ｂ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
図１６（Ｃ）において、曲線１６０３は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１６０３は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１６３３ａ、領域１６３３ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１６１３ａは曲線１６０３の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１６１３ｄは領域１６３３ａにおける処理階調量、輝度Ｙ１６２３ａは領域１６３３ａにおける曲線１６０３の最高輝度、輝度Ｙ１６２３ｃは領域１６３３ｂにおける曲線１６０３の最高輝度、輝度Ｙ１６２３ｄは領域１６３３ｂにおける曲線１６０３の最低輝度を、それぞれ表している。
領域１６３３ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１６１３ａまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１６２３ａまでの領域である。領域１６３３ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ１だけ減算されることであってもよい。ここで、Ａ１に相当する階調量はＸ１６１３ｄである。領域１６３３ａにおいて、曲線１６０３は、最低階調０、最高階調Ｘ１６１３ａ、最低輝度０、最高輝度Ｙ１６２３ａであり、数式４（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。なお、階調０から階調階調Ｘ１６１３ｄまでの範囲における曲線１６０３の輝度は、０であってもよい。
領域１６３３ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１６１３ａから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１６２３ｄから輝度Ｙ１０２０までの領域である。領域１６３３ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ２によって除算されることであってもよい。領域１６３３ｂにおいて、曲線１６０３は、最低階調Ｘ１６１３ａ、最高階調Ｘ１０１０、最低輝度Ｙ１６２３ｄ、最高輝度Ｙ１６２３ｃであり、数式２（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。
なお、曲線１６０３は、階調Ｘ１６１３ａにおいて大きくなる方向で不連続（輝度Ｙ１６２３ａ＜輝度Ｙ１６２３ｄ）であってもよい。こうすることで、低階調の領域では曲線１０００との輝度差を大きくできるため、動画ボケを低減することができる。高階調の領域では曲線１０００との輝度差を小さくできるため、フリッカを低減することができる。
なお、図１６（Ｃ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
図１６（Ｄ）において、曲線１６０４は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１６０４は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１６３４ａ、領域１６３４ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１６１４ａは曲線１６０４の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１６１４ｂは曲線１６０４の輝度が輝度Ｙ１０２０となる階調の内一番小さい階調、階調Ｘ１６１４ｄは領域１６３４ａにおける処理階調量、輝度Ｙ１６２４ａは領域１６３４ａにおける曲線１６０４の最高輝度、輝度Ｙ１６２４ｂは階調Ｘ１６１４ａにおける曲線１０００の輝度、輝度Ｙ１６２４ｄは領域１６３４ｂにおける曲線１６０４の最低輝度を、それぞれ表している。
領域１６３４ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１６１４ａまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１６２４ａまでの領域である。領域１６３４ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ１だけ減算されることであってもよい。ここで、Ａ１に相当する階調量はＸ１６１４ｄである。領域１６３４ａにおいて、曲線１６０４は、最低階調０、最高階調Ｘ１６１４ａ、最低輝度０、最高輝度Ｙ１６２４ａであり、数式４（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。なお、階調０から階調階調Ｘ１６１４ｄまでの範囲における曲線１６０４の輝度は、０であってもよい。
領域１６３４ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１６１４ａから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１６２４ｂから輝度Ｙ１０２０までの領域である。領域１６３４ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ２によって乗算されることであってもよい。領域１６３４ｂにおいて、階調Ｘ１６１４ａから階調Ｘ１６１４ｂまでの領域では、曲線１６０４は、最低階調Ｘ１６１４ａ、最高階調Ｘ１６１４ｂ、最低輝度Ｙ１６２４ｄ、最高輝度Ｙ１０２０であり、数式５（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。階調Ｘ１６１４ｂから階調Ｘ１０１０までの領域では、輝度は最高輝度Ｙ１０２０で一定であってもよい。
なお、曲線１６０４は、階調Ｘ１６１４ａにおいて大きくなる方向で不連続（輝度Ｙ１６２４ａ＜輝度Ｙ１６２４ｄ）であってもよい。こうすることで、低階調の領域ではより暗く、高階調の領域ではより明るくすることができるため、コントラストを高めることができる。
なお、図１６（Ｄ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
次に、図１７を参照して、画像の輝度を制御する方法の一例ついて説明する。図１７（Ａ）乃至（Ｃ）は、横軸を階調、縦軸を輝度とし、画像に含まれる階調に対する輝度の大きさ（階調−輝度特性）を表したものである。図１７（Ａ）乃至（Ｃ）において、曲線１０００は輝度制御前の画像の階調−輝度特性、階調Ｘ１０１０は曲線１０００における最高階調、輝度Ｙ１０２０は曲線１０００における最高輝度を、それぞれ表している。
図１７（Ａ）において、曲線１７０１は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１７０１は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１７３１ａ、領域１７３１ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１７１１ａは曲線１７０１の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１７１１ｂは階調Ｘ１０１０から階調Ｘ１７１１ｃだけ引いた階調、階調Ｘ１７１１ｃは領域１７３１ｂにおける処理階調量、階調Ｘ１７１１ｄは階調Ｘ１７１１ａから階調Ｘ１７１１ｅだけ足した階調、階調Ｘ１７１１ｅは領域１７３１ａにおける処理階調量、輝度Ｙ１７２１ａは領域１７３１ａにおける曲線１７０１の最高輝度、輝度Ｙ１７２１ｄは領域１７３１ｂにおける曲線１７０１の最低輝度、輝度Ｙ１７２１ｅは階調０における曲線１７０１の輝度を、それぞれ表している。
領域１７３１ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１７１１ｄまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１７２１ａまでの領域である。領域１７３１ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ１だけ加算されることであってもよい。ここで、Ａ１に相当する階調量はＸ１７１１ｅである。領域１７３１ａにおいて、曲線１７０１は、最低階調０、最高階調Ｘ１７１１ａ、最低輝度Ｙ１７２１ｅ、最高輝度Ｙ１７２１ａであり、数式７（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。
領域１７３１ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１７１１ａから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１７２１ｂから輝度Ｙ１０２０までの領域である。領域１７３１ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ２だけ加算されることであってもよい。ここで、Ａ２に相当する階調量はＸ１７１１ｃである。階調Ｘ１７１１ａから階調Ｘ１７１１ｂまでの領域では、領域１７３１ｂにおいて、曲線１７０１は、最低階調Ｘ１７１１ａ、最高階調Ｘ１７１１ｂ、最低輝度Ｙ１７２１ｄ、最高輝度Ｙ１０２０であり、数式７（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。階調Ｘ１７１１ｂから階調Ｘ１０１０までの領域では、輝度は最高輝度Ｙ１０２０で一定であってもよい。
なお、曲線１７０１は、階調Ｘ１７１１ａにおいて大きくなる方向で不連続（輝度Ｙ１７２１ａ＜輝度Ｙ１７２１ｄ）であってもよい。こうすることで、低階調の領域では曲線１０００との輝度差を小さくできるため、フリッカを低減することができる。高階調の領域では曲線１０００との輝度差を大きくできるため、動画ボケを低減することができる。
なお、図１７（Ａ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
図１７（Ｂ）において、曲線１７０２は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１７０２は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１７３２ａ、領域１７３２ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１７１２ａは曲線１７０２の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１７１２ｂは階調Ｘ１０１０から階調Ｘ１７１２ｃだけ引いた階調、階調Ｘ１７１２ｃは領域１７３２ｂにおける処理階調量、階調Ｘ１７１２ｄは階調Ｘ１７１２ａから階調Ｘ１７１２ｅだけ足した階調、階調Ｘ１７１２ｅは領域１７３２ａにおける処理階調量、輝度Ｙ１７２２ａは領域１７３２ａにおける曲線１７０２の最高輝度、輝度Ｙ１７２２ｄは領域１７３２ｂにおける曲線１７０２の最低輝度、輝度Ｙ１７２２ｅは階調０における曲線１７０２の輝度を、それぞれ表している。
領域１７３２ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１７１２ｄまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１７２２ａまでの領域である。領域１７３２ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ１だけ加算されることであってもよい。ここで、Ａ１に相当する階調量はＸ１７１２ｅである。領域１７３２ａにおいて、曲線１７０２は、最低階調０、最高階調Ｘ１７１２ａ、最低輝度Ｙ１７２２ｅ、最高輝度Ｙ１７２２ａであり、数式７（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。
領域１７３２ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１７１２ａから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１７２２ｄから輝度Ｙ１０２０までの領域である。領域１７３２ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ２だけ加算されることであってもよい。ここで、Ａ２に相当する階調量はＸ１７１２ｃである。階調Ｘ１７１２ａから階調Ｘ１７１２ｂまでの領域では、領域１７３２ｂにおいて、曲線１７０２は、最低階調Ｘ１７１２ａ、最高階調Ｘ１７１２ｂ、最低輝度Ｙ１７２２ｄ、最高輝度Ｙ１０２０であり、数式７（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。階調Ｘ１７１２ｂから階調Ｘ１０１０までの領域では、輝度は最高輝度Ｙ１０２０で一定であってもよい。
なお、曲線１７０２は、階調Ｘ１７１２ａにおいて小さくなる方向で不連続（輝度Ｙ１７２２ａ＜輝度Ｙ１７２２ｄ）であってもよい。こうすることで、低階調の領域では曲線１０００との輝度差を大きくできるため、動画ボケを低減することができる。高階調の領域では曲線１０００との輝度差を小さくできるため、フリッカを低減することができる。
なお、図１７（Ｂ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
図１７（Ｃ）において、曲線１７０３は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１７０３は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１７３３ａ、領域１７３３ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１７１３ａは曲線１７０３の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１７１３ｂは階調Ｘ１７１３ａから階調Ｘ１７１３ｃだけ引いた階調、階調Ｘ１７１３ｃは領域１７３３ｂにおける処理階調量、階調Ｘ１７１３ｄは階調Ｘ１７１３ａから階調Ｘ１７１３ｅだけ足した階調、階調Ｘ１７１３ｅは領域１７３３ａにおける処理階調量、輝度Ｙ１７２３ａは領域１７３３ａにおける曲線１７０３の最高輝度、輝度Ｙ１７２３ｃは領域１７３３ｂにおける曲線１７０３の最高輝度、輝度Ｙ１７２３ｄは領域１７３３ｂにおける曲線１７０３の最低輝度、輝度Ｙ１７２３ｅは階調０における曲線１７０３の輝度を、それぞれ表している。
領域１７３３ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１７１３ｄまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１７２３ａまでの領域である。領域１７３３ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ１だけ加算されることであってもよい。ここで、Ａ１に相当する階調量はＸ１７１３ｅである。領域１７３３ａにおいて、曲線１７０３は、最低階調０、最高階調Ｘ１７１３ａ、最低輝度Ｙ１７２３ｅ、最高輝度Ｙ１７２３ａであり、数式７（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。
領域１７３３ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１７１３ｂから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１７２３ｄから輝度Ｙ１７２３ｃまでの領域である。領域１７３３ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ２だけ加算されることであってもよい。ここで、Ａ２に相当する階調量はＸ１７１３ｃである。領域１７３３ｂにおいて、曲線１７０３は、最低階調Ｘ１７１３ａ、最高階調Ｘ１０１０、最低輝度Ｙ１７２３ｄ、最高輝度Ｙ１７２３ｃであり、数式４（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。
なお、曲線１７０３は、階調Ｘ１７１３において小さくなる方向で不連続（輝度Ｙ１７２３ａ＞輝度Ｙ１７２３ｄ）であってもよい。こうすることで、低階調の領域では明るく、高階調の領域では暗くすることができるため、コントラストを低めることができる。
なお、図１７（Ｃ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
次に、図１８を参照して、画像の輝度を制御する方法の一例ついて説明する。図１８（Ａ）乃至（Ｄ）は、横軸を階調、縦軸を輝度とし、画像に含まれる階調に対する輝度の大きさ（階調−輝度特性）を表したものである。図１８（Ａ）乃至（Ｄ）において、曲線１０００は輝度制御前の画像の階調−輝度特性、階調Ｘ１０１０は曲線１０００における最高階調、輝度Ｙ１０２０は曲線１０００における最高輝度を、それぞれ表している。
図１８（Ａ）において、曲線１８０１は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１８０１は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１８３１ａ、領域１８３１ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１８１１ａは曲線１８０１の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１８１１ｂは曲線１８０１の輝度が輝度Ｙ１０２０となる階調の内一番小さい階調、階調Ｘ１８１１ｄは階調Ｘ１８１１ａから階調Ｘ１８１１ｅだけ足した階調、階調Ｘ１８１１ｅは領域１８３１ａにおける処理階調量、輝度Ｙ１８２１ａは領域１８３１ａにおける曲線１８０１の最高輝度、輝度Ｙ１８２１ｂは階調Ｘ１８１１ａにおける曲線１０００の輝度、輝度Ｙ１８２１ｅは階調０における曲線１８０１の輝度を、それぞれ表している。
領域１８３１ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１８１１ｄまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１８２１ａまでの領域である。領域１８３１ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ１だけ加算されることであってもよい。ここで、Ａ１に相当する階調量はＸ１８１１ｅである。領域１８３１ａにおいて、曲線１８０１は、最低階調０、最高階調Ｘ１８１１ａ、最低輝度Ｙ１８２１ｅ、最高輝度Ｙ１８２１ａであり、数式７（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。
領域１８３１ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１８１１ａから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１８２１ｂから輝度Ｙ１０２０までの領域である。領域１８３１ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ２によって乗算されることであってもよい。領域１８３１ｂにおいて、階調Ｘ１８１１ａから階調Ｘ１８１１ｂまでの領域では、曲線１８０１は、最低階調Ｘ１８１１ａ、最高階調Ｘ１８１１ｂ、最低輝度Ｙ１８２１ｄ、最高輝度Ｙ１０２０であり、数式５（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。階調Ｘ１８１１ｂから階調Ｘ１０１０までの領域では、輝度は最高輝度Ｙ１０２０で一定であってもよい。
なお、曲線１８０１は、階調Ｘ１８１１ａにおいて連続であってもよい。こうすることで、階調の境界で不自然な輪郭が出ることがないため、画質を向上することができる。
なお、図１８（Ａ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
図１８（Ｂ）において、曲線１８０２は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１８０２は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１８３２ａ、領域１８３２ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１８１２ａは曲線１８０２の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１８１２ｂは曲線１８０２の輝度が輝度Ｙ１０２０となる階調の内一番小さい階調、階調Ｘ１８１２ｄは階調Ｘ１８１２ａから階調Ｘ１８１２ｅだけ足した階調、階調Ｘ１８１２ｅは領域１８３２ａにおける処理階調量、輝度Ｙ１８２２ａは領域１８３２ａにおける曲線１８０２の最高輝度、輝度Ｙ１８２２ｂは階調Ｘ１８１２ａにおける曲線１０００の輝度、輝度Ｙ１８２２ｄは領域１８３２ｂにおける曲線１８０２の最低輝度、輝度Ｙ１８２２ｅは階調０における曲線１８０２の輝度を、それぞれ表している。
領域１８３２ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１８１２ｄまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１８２２ａまでの領域である。領域１８３２ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ１だけ加算されることであってもよい。ここで、Ａ１に相当する階調量はＸ１８１２ｅである。領域１８３２ａにおいて、曲線１８０２は、最低階調０、最高階調Ｘ１８１２ａ、最低輝度Ｙ１８２２ｅ、最高輝度Ｙ１８２２ａであり、数式７（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。
領域１８３２ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１８１２ａから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１８２２ｂから輝度Ｙ１０２０までの領域である。領域１８３２ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ２によって乗算されることであってもよい。領域１８３２ｂにおいて、階調Ｘ１８１２ａから階調Ｘ１８１２ｂまでの領域では、曲線１８０２は、最低階調Ｘ１８１２ａ、最高階調Ｘ１８１２ｂ、最低輝度Ｙ１８２２ｄ、最高輝度Ｙ１０２０であり、数式５（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。階調Ｘ１８１２ｂから階調Ｘ１０１０までの領域では、輝度は最高輝度Ｙ１０２０で一定であってもよい。
なお、曲線１８０２は、階調Ｘ１８１２ａにおいて大きくなる方向で不連続（輝度Ｙ１８２２ａ＜輝度Ｙ１８２２ｄ）であってもよい。こうすることで、低階調の領域では曲線１０００との輝度差を小さくできるため、フリッカを低減することができる。高階調の領域では曲線１０００との輝度差を大きくできるため、動画ボケを低減することができる。
なお、図１８（Ｂ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
図１８（Ｃ）において、曲線１８０３は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１８０３は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１８３３ａ、領域１８３３ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１８１３ａは曲線１８０３の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１８１３ｂは曲線１８０３の輝度が輝度Ｙ１０２０となる階調の内一番小さい階調、階調Ｘ１８１３ｄは階調Ｘ１８１３ａから階調Ｘ１８１３ｅだけ足した階調、階調Ｘ１８１３ｅは領域１８３３ａにおける処理階調量、輝度Ｙ１８２３ａは領域１８３３ａにおける曲線１８０３の最高輝度、輝度Ｙ１８２３ｂは階調Ｘ１８１３ａにおける曲線１０００の輝度、輝度Ｙ１８２３ｄは領域１８３３ｂにおける曲線１８０３の最低輝度、輝度Ｙ１８２３ｅは階調０における曲線１８０３の輝度を、それぞれ表している。
領域１８３３ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１８１３ｄまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１８２３ａまでの領域である。領域１８３３ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ１だけ加算されることであってもよい。ここで、Ａ１に相当する階調量はＸ１８１３ｅである。領域１８３３ａにおいて、曲線１８０３は、最低階調０、最高階調Ｘ１８１３ａ、最低輝度Ｙ１８２３ｅ、最高輝度Ｙ１８２３ａであり、数式７（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。
領域１８３３ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１８１３ａから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１８２３ｂから輝度Ｙ１０２０までの領域である。領域１８３３ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ２によって乗算されることであってもよい。領域１８３３ｂにおいて、階調Ｘ１８１３ａから階調Ｘ１８１３ｂまでの領域では、曲線１８０３は、最低階調Ｘ１８１３ａ、最高階調Ｘ１８１３ｂ、最低輝度Ｙ１８２３ｄ、最高輝度Ｙ１０２０であり、数式５（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。階調Ｘ１８１３ｂから階調Ｘ１０１０までの領域では、輝度は最高輝度Ｙ１０２０で一定であってもよい。
なお、曲線１８０３は、階調Ｘ１８１３ａにおいて小さくなる方向で不連続（輝度Ｙ１８２３ａ＞輝度Ｙ１８２３ｄ）であってもよい。こうすることで、低階調の領域では曲線１０００との輝度差を大きくできるため、動画ボケを低減することができる。高階調の領域では曲線１０００との輝度差を小さくできるため、フリッカを低減することができる。
なお、図１８（Ｃ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
図１８（Ｄ）において、曲線１８０４は、輝度制御後の画像の階調−輝度特性である。曲線１８０４は、階調−輝度平面に２つの領域（領域１８３４ａ、領域１８３４ｂ）を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性である。また、階調Ｘ１８１４ａは曲線１８０４の階調−輝度特性が変化する境界の階調、階調Ｘ１８１４ｄは階調Ｘ１８１４ａから階調Ｘ１８１４ｅだけ足した階調、階調Ｘ１８１４ｅは領域１８３４ａにおける処理階調量、輝度Ｙ１８２４ａは領域１８３４ａにおける曲線１８０４の最高輝度、輝度Ｙ１８２４ｂは階調Ｘ１８１４ａにおける曲線１０００の輝度、輝度Ｙ１８２４ｃは領域１８３４ｂにおける曲線１８０４の最高輝度、輝度Ｙ１８２４ｄは領域１８３４ｂにおける曲線１８０４の最低輝度、輝度Ｙ１８２４ｅは階調０における曲線１８０４の輝度を、それぞれ表している。
領域１８３４ａは、階調の範囲は０から階調Ｘ１８１４ｄまで、輝度の範囲は０から輝度Ｙ１８２４ａまでの領域である。領域１８３４ａにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、正の数Ａ１だけ加算されることであってもよい。ここで、Ａ１に相当する階調量はＸ１８１４ｅである。領域１８３４ａにおいて、曲線１８０４は、最低階調０、最高階調Ｘ１８１４ａ、最低輝度Ｙ１８２４ｅ、最高輝度Ｙ１８２４ａであり、数式７（ＡはＡ１とする）で表される曲線であってもよい。
領域１８３４ｂは、階調の範囲は階調Ｘ１８１４ａから階調Ｘ１０１０まで、輝度の範囲は輝度Ｙ１８２４ｄから輝度Ｙ１８２４ｃまでの領域である。領域１８３４ｂにおいて曲線１０００に対して行なわれる処理は、１以上の係数Ａ２によって除算されることであってもよい。領域１８３４ｂにおいて、曲線１８０４は、最低階調Ｘ１８１４ａ、最高階調Ｘ１０１０、最低輝度Ｙ１８２４ｄ、最高輝度Ｙ１８２４ｃであり、数式２（ＡはＡ２とする）で表される曲線であってもよい。
なお、曲線１８０４は、階調Ｘ１８１４ａにおいて小さくなる方向で不連続（輝度Ｙ１８２４ａ＞輝度Ｙ１８２４ｄ）であってもよい。こうすることで、低階調の領域では明るく、高階調の領域では暗くすることができるため、コントラストを低めることができる。
なお、図１８（Ｄ）で表したような階調−輝度特性の制御方法は、輝度を指定するための画像データに対して、処理を行なうことで実現できる。この場合は、輝度制御を画像データ処理によって行なうことが可能であるため、精細な制御を行なうことができる。
以上に説明した画像の輝度を制御する方法の例では、階調−輝度平面の全ての領域において同じ処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性と、階調−輝度平面に２つの領域を設けて、それぞれの領域において異なる処理を曲線１０００に対して行なうことで得られる階調−輝度特性と、について述べたが、同じ処理を行なう領域はこれに限定されず、様々な数の領域を設けることができる。たとえば、３つの領域を設けてもよいし、４つの領域を設けてもよいし、それ以上の領域を設けてもよい。
なお、画像の輝度を制御する方法のうち、複数の領域を設ける場合において、表示装置全体の駆動条件を変化させることでも実現できる。たとえば、液晶表示装置においては、バックライトの輝度を、画像データによって部分ごとに制御することで実現できる。また、この場合は、画像データ処理が簡単であるため、消費電力および発熱を低減できる。また、黒画像を表示する場合において光漏れを低減できるので、コントラストを向上することができる。
なお、本実施形態で述べた内容は、他の実施の形態と自由に組み合わせて実施することができる。
なお、本実施形態における各々の図の内容は、他の図の内容と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態４）
本実施形態においては、本明細書にかかる表示装置または半導体装置の駆動方法によって、動画ボケを低減する方法の例について説明する。
まず、図１９を参照して、表示フレームレートが、入力フレームレートの３倍である場合について説明する。図１９（Ａ）乃至（Ｅ）は、横軸を時間として、表示される画像の時間的な変化の様子を、模式的に表したものである。また、図１９（Ａ）乃至（Ｅ）は、フレームによって位置が変化する領域（円形の領域）と、フレームによって位置がほぼ変化しない領域（三角形の領域）と、によって、中間状態の画像の様子を表している。
図１９（Ａ）において、期間１００は、１フレーム期間を表している。第１の画像１９０１は前フレームの基本画像、第２の画像１９０２は前フレームの第１の補間画像、第３の画像１９０３は前フレームの第２の補間画像、第４の画像１９０４は当該フレームの基本画像を、それぞれ表している。
図１９（Ａ）は、実施形態１で説明した駆動方法を表している。つまり、複数のフレームに含まれる画像データから、画像が動いている量を検出し、該複数のフレームに含まれる画像の中間状態となるような画像を補間画像とし、かつ、補間画像の輝度を変化させる方法である。つまり、第２の画像１９０２および第３の画像１９０３は、動き補償を行なって画像データを補間したものである。このように、画像上で動きのある物体に対して動き補償を行い、画像データを補間することによって、なめらかな表示を行なうことができる。
このとき、第１の画像１９０１の代表的な輝度をＬ、第２の画像１９０２の代表的な輝度をＬｃ１、第３の画像１９０３の代表的な輝度をＬｃ２としたとき、ＬとＬｃ１とＬｃ２でＬ ＞ Ｌｃ１またはＬ ＞ Ｌｃ２またはＬｃ１＝Ｌｃ２という関係があってもよい。望ましくは、０．１Ｌ ＜ Ｌｃ１＝Ｌｃ２ ＜ ０．８Ｌという関係があってもよい。さらに望ましくは、０．２Ｌ ＜ Ｌｃ１＝Ｌｃ２ ＜ ０．５Ｌという関係があってもよい。このようにすることで、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができるため、目の残像を抑えることができる。
このように、動画ボケに対する２つの異なる原因（画像の動きがなめらかではないこと、および目の残像）を同時に解決することによって、動画ボケを大幅に低減することができる。
なお、第２の画像１９０２および第３の画像１９０３を表示するとき、バックライトの輝度を小さくしてもよい。こうすることで、光漏れが減少し、表示のコントラストを向上できる。また、消費電力も低減することができる。
図１９（Ｂ）において、期間１００は、１フレーム期間を表している。第１の画像１９１１は前フレームの基本画像、第２の画像１９１２は前フレームの第１の補間画像、第３の画像１９１３は前フレームの第２の補間画像、第４の画像１９１４は当該フレームの基本画像を、それぞれ表している。
図１９（Ｂ）は、図１９（Ａ）で示す方法と同じく、複数のフレームに含まれる画像データから、画像が動いている量を検出し、該複数のフレームに含まれる画像の中間状態となるような画像を補間画像とし、かつ、補間画像の輝度を変化させる方法である。つまり、第２の画像１９１２および第３の画像１９１３は、動き補償を行なって画像データを補間したものである。このように、画像上で動きのある物体に対して動き補償を行い、画像データを補間することによって、なめらかな表示を行なうことができる。
図１９（Ｂ）においては、基本画像か補間画像かに関わらず、輝度を制御する画像を交互に表示する点が図１９（Ａ）で示す方法と異なる。すなわち、第１の画像１９１１の代表的な輝度をＬ、第２の画像１９１２の代表的な輝度をＬｃ１、第３の画像１９１３の代表的な輝度をＬｃ２、第４の画像１９１４の代表的な輝度をＬｃ３としたとき、ＬとＬｃ１とＬｃ２とＬｃ３でＬ ＞ Ｌｃ１またはＬ＝Ｌｃ２またはＬ ＞ Ｌｃ３またはＬｃ１ ＜ Ｌｃ２またはＬｃ１＝Ｌｃ３またはＬｃ２ ＞ Ｌｃ３という関係があってもよい。望ましくは、０．１Ｌ＝０．１Ｌｃ２ ＜ Ｌｃ１＝Ｌｃ３ ＜ ０．８Ｌ＝０．８Ｌｃ２という関係があってもよい。さらに望ましくは、０．２Ｌ＝０．２Ｌｃ２ ＜ Ｌｃ１＝Ｌｃ３ ＜ ０．５Ｌ＝０．５Ｌｃ２という関係があってもよい。このようにすることで、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができるため、目の残像を抑えることができる。
このように、動画ボケに対する２つの異なる原因（画像の動きがなめらかではないこと、および目の残像）を同時に解決することによって、動画ボケを大幅に低減することができる。その上で、代表的な輝度の変化の周波数を大きくすることができるため、フリッカを低減することができる。
なお、輝度を制御する画像を交互に表示することにより、補間画像であっても輝度が小さくならず、基本画像と同等の輝度を持つ場合がある。この場合、平均輝度が大きくなり、光の利用効率が向上するため、表示輝度が向上し、消費電力を低減することができる。
なお、第２の画像１９１２および第４の画像１９１４を表示するとき、バックライトの輝度を小さくしてもよい。こうすることで、光漏れが減少し、表示のコントラストを向上できる。また、消費電力も低減することができる。
図１９（Ｃ）において、期間１００は、１フレーム期間を表している。第１の画像１９２１は前フレームの基本画像、第２の画像１９２２は前フレームの第１の補間画像、第３の画像１９２３は前フレームの第２の補間画像、第４の画像１９２４は当該フレームの基本画像を、それぞれ表している。
図１９（Ｃ）は、図１９（Ａ）で示す方法と同じく、複数のフレームに含まれる画像データから、画像が動いている量を検出し、該複数のフレームに含まれる画像の中間状態となるような画像を補間画像とし、かつ、補間画像の輝度を変化させる方法である。つまり、第２の画像１９２２および第３の画像１９２３は、動き補償を行なって画像データを補間したものである。このように、画像上で動きのある物体に対して動き補償を行い、画像データを補間することによって、なめらかな表示を行なうことができる。
図１９（Ｃ）においては、第３の画像１９２３の輝度を全体的に小さくし、黒画像またはほぼ黒画像に近い暗い画像とする点が図１９（Ａ）で示す方法と異なる。すなわち、第１の画像１９２１の代表的な輝度をＬ、第２の画像１９２２の代表的な輝度をＬｃ１、第３の画像１９２３の代表的な輝度をＬｃ２としたとき、ＬとＬｃ１とＬｃ２でＬ＞Ｌｃ１またはＬ＞Ｌｃ２またはＬｃ１＞Ｌｃ２という関係があってもよい。望ましくは、Ｌｃ２＝０＜０．１Ｌ＜Ｌｃ１＜０．８Ｌという関係があってもよい。さらに望ましくは、Ｌｃ２＝０＜０．２Ｌ＜Ｌｃ１＜０．５Ｌという関係があってもよい。このようにすることで、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができるため、目の残像を抑えることができる。
このように、動画ボケに対する２つの異なる原因（画像の動きがなめらかではないこと、および目の残像）を同時に解決することによって、動画ボケを大幅に低減することができる。なお、このとき、生成する補間画像は１種類でもよい。こうすることで、画像データ処理にかかる負荷を低減できるので、消費電力および発熱を低減できる。また、第１の画像１９２１から第３の画像１９２３までの輝度変化が滑らかになるので、フリッカを低減することができる。
なお、第２の画像１９２２を表示するとき、バックライトの輝度を小さくしてもよい。また、第３の画像１９２３を表示するとき、バックライトの輝度を０としてもよい。こうすることで、光漏れが減少し、表示のコントラストを向上できる。また、消費電力も低減することができる。
図１９（Ｄ）において、期間１００は、１フレーム期間を表している。第１の画像１９３１は前フレームの基本画像、第２の画像１９３２は前フレームの第１の補間画像、第３の画像１９３３は前フレームの第２の補間画像、第４の画像１９３４は当該フレームの基本画像を、それぞれ表している。
図１９（Ｄ）は、図１９（Ａ）で示す方法と同じく、複数のフレームに含まれる画像データから、画像が動いている量を検出し、該複数のフレームに含まれる画像の中間状態となるような画像を補間画像とし、かつ、補間画像の輝度を変化させる方法である。つまり、第２の画像１９３２および第３の画像１９３３は、動き補償を行なって画像データを補間したものである。このように、画像上で動きのある物体に対して動き補償を行い、画像データを補間することによって、なめらかな表示を行なうことができる。
図１９（Ｄ）においては、第２の画像１９３２の輝度を全体的に小さくし、黒画像またはほぼ黒画像に近い暗い画像とする点が図１９（Ａ）で示す方法と異なる。すなわち、第１の画像１９３１の代表的な輝度をＬ、第２の画像１９３２の代表的な輝度をＬｃ１、第３の画像１９３３の代表的な輝度をＬｃ２としたとき、ＬとＬｃ１とＬｃ２でＬ＞Ｌｃ２またはＬ＞Ｌｃ１またはＬｃ１＜Ｌｃ２という関係があってもよい。望ましくは、Ｌｃ１＝０＜０．１Ｌ＜Ｌｃ２＜ ０．８Ｌという関係があってもよい。さらに望ましくは、Ｌｃ１＝０＜０．２Ｌ＜Ｌｃ２＜０．５Ｌという関係があってもよい。このようにすることで、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができるため、目の残像を抑えることができる。
このように、動画ボケに対する２つの異なる原因（画像の動きがなめらかではないこと、および目の残像）を同時に解決することによって、動画ボケを大幅に低減することができる。なお、このとき、生成する補間画像は１種類でもよい。こうすることで、画像データ処理にかかる負荷を低減できるので、消費電力および発熱を低減できる。また、第２の画像１９３２から第４の画像１９３４までの輝度変化が滑らかになるので、フリッカを低減することができる。
なお、表示装置として、液晶表示装置のように電圧に対する応答速度が遅い表示素子を用いた表示装置を用いた場合、表示素子の応答速度を高めるために、一旦、目的の輝度よりも大きく輝度を変化させるという駆動方法（オーバードライブ）がある。図１９（Ｄ）のように、第１の画像１９３１から第３の画像１９３３に至るまでに、第２の画像１９３２として黒画像を挿入することは、ちょうどオーバードライブと同様の駆動を行なっているため、第３の画像１９３３を表示する速度が速くなるという効果がある。
なお、第２の画像１９３２を表示するとき、バックライトの輝度を０としてもよい。また、第３の画像１９３３を表示するとき、バックライトの輝度を小さくしてもよい。こうすることで、光漏れが減少し、表示のコントラストを向上できる。また、消費電力も低減することができる。
図１９（Ｅ）において、期間１００は、１フレーム期間を表している。第１の画像１９４１は前フレームの基本画像、第２の画像１９４２は前フレームの第１の補間画像、第３の画像１９４３は前フレームの第２の補間画像、第４の画像１９４４は当該フレームの基本画像を、それぞれ表している。
図１９（Ｅ）は、図１９（Ａ）で示す方法と同じく、複数のフレームに含まれる画像データから、画像が動いている量を検出し、該複数のフレームに含まれる画像の中間状態となるような画像を補間画像とし、かつ、補間画像の輝度を変化させる方法である。つまり、第２の画像１９４２および第３の画像１９４３は、動き補償を行なって画像データを補間したものである。このように、画像上で動きのある物体に対して動き補償を行い、画像データを補間することによって、なめらかな表示を行なうことができる。
図１９（Ｅ）においては、第１の画像１９４１の階調レベルを大きくし、輝度が飽和した部分について、第２の画像１９４２を補間画像として表示し、第１の画像１９４１の階調を補う点が図１９（Ａ）で示す方法と異なる。すなわち、第１の画像１９４１の代表的な輝度をＬ、第２の画像１９４２の代表的な輝度をＬｃ１、第３の画像１９４３の代表的な輝度をＬｃ２としたとき、ＬとＬｃ１とＬｃ２でＬ＞Ｌｃ１またはＬ＞Ｌｃ２またはＬｃ１＜Ｌｃ２という関係があってもよい。望ましくは、Ｌｃ１＜０．１Ｌ＜Ｌｃ２＜０．８Ｌという関係があってもよい。さらに望ましくは、Ｌｃ１＜０．２Ｌ＜Ｌｃ２＜０．５Ｌという関係があってもよい。このようにすることで、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができるため、目の残像を抑えることができる。
このように、動画ボケに対する２つの異なる原因（画像の動きがなめらかではないこと、および目の残像）を同時に解決することによって、動画ボケを大幅に低減することができる。なお、このとき、動きベクトルにより生成する補間画像は１種類でもよい。こうすることで、画像データ処理にかかる負荷を低減できるので、消費電力および発熱を低減できる。
なお、第２の画像１９４２および第３の画像１９４３を表示するとき、バックライトの輝度を小さくしてもよい。こうすることで、光漏れが減少し、表示のコントラストを向上できる。また、消費電力も低減することができる。
なお、図１９に示す方法は、図６および図７に示す方法と組み合わせることができる。すなわち、補間画像が、複数の基本画像の中間状態となるように作成された上で、表示フレームレートを一定の規則で制御した画像であってもよい。一定の規則とは、具体的には、動きベクトルの大きさ、ユーザーによる設定または外部の環境（周囲の明るさ、温度など）、またはこれらの組み合わせから決められるとしてもよい。表示フレームレートが大きくなる場合は、補間画像の輝度を時間に対して徐々に変化させるようにすれば、動画がなめらかになり、かつ、輝度変化がなめらかになる。したがって、動画ボケが低減でき、かつ、フリッカが減少する。また、明るい画像と暗い画像が交互に表示されるようにしてもよい。こうすることで、代表的な輝度の変化の周波数を大きくすることができるため、フリッカを低減することができる。
次に、図２０を参照して、表示フレームレートが、入力フレームレートの３倍である場合の別の例について説明する。図２０（Ａ）乃至（Ｅ）は、横軸を時間として、表示される画像の時間的な変化の様子を、模式的に表したものである。また、図２０（Ａ）乃至（Ｅ）は、フレームによって位置が変化する領域（円形の領域）と、フレームによって位置がほぼ変化しない領域（三角形の領域）と、によって、中間状態の画像の様子を表している。
図２０（Ａ）において、期間１００は、１フレーム期間を表している。第１の画像２００１は前フレームの基本画像、第２の画像２００２は前フレームの第１の補間画像、第３の画像２００３は前フレームの第２の補間画像、第４の画像２００４は当該フレームの基本画像を、それぞれ表している。
図２０（Ａ）は、実施形態１で説明した駆動方法を表している。つまり、複数のフレームに含まれる画像データから、画像が動いている量を検出し、該複数のフレームに含まれる画像の中間状態となるような画像を補間画像とし、かつ、補間画像の輝度を変化させる方法である。つまり、第２の画像２００２および第３の画像２００３は、動き補償を行なって画像データを補間したものである。このように、画像上で動きのある物体に対して動き補償を行い、画像データを補間することによって、なめらかな表示を行なうことができる。
このとき、第１の画像２００１の代表的な輝度をＬ、第２の画像２００２の代表的な輝度をＬｃ１、第３の画像２００３の代表的な輝度をＬｃ２としたとき、ＬとＬｃ１とＬｃ２でＬ＞Ｌｃ１またはＬ＞Ｌｃ２またはＬｃ１＝Ｌｃ２という関係があってもよい。望ましくは、０．１Ｌ＜Ｌｃ１＝Ｌｃ２＜０．８Ｌという関係があってもよい。さらに望ましくは、０．２Ｌ＜Ｌｃ１＝Ｌｃ２＜０．５Ｌという関係があってもよい。このようにすることで、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができるため、目の残像を抑えることができる。
このように、動画ボケに対する２つの異なる原因（画像の動きがなめらかではないこと、および目の残像）を同時に解決することによって、動画ボケを大幅に低減することができる。
なお、第２の画像２００２および第３の画像２００３を表示するとき、バックライトの輝度を小さくしてもよい。こうすることで、光漏れが減少し、表示のコントラストを向上できる。また、消費電力も低減することができる。
図２０（Ｂ）において、期間１００は、１フレーム期間を表している。第１の画像２０１１は前フレームの基本画像、第２の画像２０１２は前フレームの第１の補間画像、第３の画像２０１３は前フレームの第２の補間画像、第４の画像２０１４は当該フレームの基本画像を、それぞれ表している。
図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）で示す方法と同じく、複数のフレームに含まれる画像データから、画像が動いている量を検出し、該複数のフレームに含まれる画像の中間状態となるような画像を補間画像とし、かつ、補間画像の輝度を変化させる方法である。つまり、第２の画像２０１２および第３の画像２０１３は、動き補償を行なって画像データを補間したものである。このように、画像上で動きのある物体に対して動き補償を行い、画像データを補間することによって、なめらかな表示を行なうことができる。
図２０（Ｂ）においては、基本画像および第２の画像２０１２の輝度はそのままで、第３の画像２０１３の輝度を変化させる点が図２０（Ａ）で示す方法と異なる。すなわち、第１の画像２０１１の代表的な輝度をＬ、第２の画像２０１２の代表的な輝度をＬｃ１、第３の画像２０１３の代表的な輝度をＬｃ２としたとき、ＬとＬｃ１とＬｃ２でＬ＝Ｌｃ１またはＬ＞Ｌｃ２またはＬｃ１＞Ｌｃ２という関係があってもよい。望ましくは、０．１Ｌ＝０．１Ｌｃ１＜Ｌｃ２＜０．８Ｌ＝０．８Ｌｃ１という関係があってもよい。さらに望ましくは、０．２Ｌ＝０．２Ｌｃ１＜Ｌｃ２＜０．５Ｌ＝０．５Ｌｃ１という関係があってもよい。このようにすることで、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができるため、目の残像を抑えることができる。
このように、動画ボケに対する２つの異なる原因（画像の動きがなめらかではないこと、および目の残像）を同時に解決することによって、動画ボケを大幅に低減することができる。また、１フレーム期間内の平均輝度が大きいので、消費電力を低減することができる。
なお、第３の画像２０１３を表示するとき、バックライトの輝度を小さくしてもよい。こうすることで、光漏れが減少し、表示のコントラストを向上できる。また、消費電力も低減することができる。
図２０（Ｃ）において、期間１００は、１フレーム期間を表している。第１の画像２０２１は前フレームの基本画像、第２の画像２０２２は前フレームの第１の補間画像、第３の画像２０２３は前フレームの第２の補間画像、第４の画像２０２４は当該フレームの基本画像を、それぞれ表している。
図２０（Ｃ）は、図２０（Ａ）で示す方法と同じく、複数のフレームに含まれる画像データから、画像が動いている量を検出し、該複数のフレームに含まれる画像の中間状態となるような画像を補間画像とし、かつ、補間画像の輝度を変化させる方法である。つまり、第２の画像２０２２および第３の画像２０２３は、動き補償を行なって画像データを補間したものである。このように、画像上で動きのある物体に対して動き補償を行い、画像データを補間することによって、なめらかな表示を行なうことができる。
図２０（Ｃ）においては、基本画像および第３の画像２０２３の輝度はそのままで、第２の画像２０２２の輝度を変化させる点が図２０（Ａ）で示す方法と異なる。すなわち、第１の画像２０２１の代表的な輝度をＬ、第２の画像２０２２の代表的な輝度をＬｃ１、第３の画像２０２３の代表的な輝度をＬｃ２としたとき、ＬとＬｃ１とＬｃ２でＬ＞Ｌｃ１またはＬ＝Ｌｃ２またはＬｃ１＜Ｌｃ２という関係があってもよい。望ましくは、０．１Ｌ＝０．１Ｌｃ２＜Ｌｃ１＜０．８Ｌ＝０．８Ｌｃ２という関係があってもよい。さらに望ましくは、０．２Ｌ＝０．２Ｌｃ２＜Ｌｃ１＜０．５Ｌ＝０．５Ｌｃ２という関係があってもよい。このようにすることで、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができるため、目の残像を抑えることができる。
このように、動画ボケに対する２つの異なる原因（画像の動きがなめらかではないこと、および目の残像）を同時に解決することによって、動画ボケを大幅に低減することができる。また、１フレーム期間内の平均輝度が大きいので、消費電力を低減することができる。
なお、第２の画像２０２２を表示するとき、バックライトの輝度を小さくしてもよい。こうすることで、光漏れが減少し、表示のコントラストを向上できる。また、消費電力も低減することができる。
図２０（Ｄ）において、期間１００は、１フレーム期間を表している。第１の画像２０３１は前フレームの基本画像、第２の画像２０３２は前フレームの第１の補間画像、第３の画像２０３３は前フレームの第２の補間画像、第４の画像２０３４は当該フレームの基本画像を、それぞれ表している。
図２０（Ｄ）は、図２０（Ａ）で示す方法と同じく、複数のフレームに含まれる画像データから、画像が動いている量を検出し、該複数のフレームに含まれる画像の中間状態となるような画像を補間画像とし、かつ、補間画像の輝度を変化させる方法である。つまり、第２の画像２０３２および第３の画像２０３３は、動き補償を行なって画像データを補間したものである。このように、画像上で動きのある物体に対して動き補償を行い、画像データを補間することによって、なめらかな表示を行なうことができる。
図２０（Ｄ）においては、補間画像である第２の画像２０３２と第３の画像２０３３において、輝度を変化させる量を変える点が図２０（Ａ）で示す方法と異なる。すなわち、第１の画像２０３１の代表的な輝度をＬ、第２の画像２０３２の代表的な輝度をＬｃ１、第３の画像２０３３の代表的な輝度をＬｃ２としたとき、ＬとＬｃ１とＬｃ２でＬ＞Ｌｃ１またはＬ＞Ｌｃ２またはＬｃ１＞Ｌｃ２という関係があってもよい。望ましくは、Ｌｃ１に関しては、０．２Ｌ＜Ｌｃ１＜０．８Ｌ、Ｌｃ２に関しては、０．１Ｌ＜Ｌｃ２＜０．５Ｌという関係があってもよい。このようにすることで、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができるため、目の残像を抑えることができる。
このように、動画ボケに対する２つの異なる原因（画像の動きがなめらかではないこと、および目の残像）を同時に解決することによって、動画ボケを大幅に低減することができる。また、第１の画像２０３１から第３の画像２０３３までの輝度変化が滑らかになるので、フリッカを低減することができる。
なお、第２の画像２０３２および第３の画像２０３３を表示するとき、バックライトの輝度を小さくしてもよい。こうすることで、光漏れが減少し、表示のコントラストを向上できる。また、消費電力も低減することができる。
図２０（Ｅ）において、期間１００は、１フレーム期間を表している。第１の画像２０４１は前フレームの基本画像、第２の画像２０４２は前フレームの第１の補間画像、第３の画像２０４３は前フレームの第２の補間画像、第４の画像２０４４は当該フレームの基本画像を、それぞれ表している。
図２０（Ｅ）は、図２０（Ａ）で示す方法と同じく、複数のフレームに含まれる画像データから、画像が動いている量を検出し、該複数のフレームに含まれる画像の中間状態となるような画像を補間画像とし、かつ、補間画像の輝度を変化させる方法である。つまり、第２の画像２０４２および第３の画像２０４３は、動き補償を行なって画像データを補間したものである。このように、画像上で動きのある物体に対して動き補償を行い、画像データを補間することによって、なめらかな表示を行なうことができる。
図２０（Ｅ）においては、補間画像である第２の画像２０４２と第３の画像２０４３において、輝度を変化させる量を変える点が図２０（Ａ）で示す方法と異なる。。すなわち、第１の画像２０４１の代表的な輝度をＬ、第２の画像２０４２の代表的な輝度をＬｃ１、第３の画像２０４３の代表的な輝度をＬｃ２としたとき、ＬとＬｃ１とＬｃ２でＬ＞Ｌｃ１またはＬ＞Ｌｃ２またはＬｃ１＜Ｌｃ２という関係があってもよい。望ましくは、Ｌｃ１に関しては、０．１Ｌ＜Ｌｃ１＜０．５Ｌ、Ｌｃ２に関しては、０．２Ｌ＜Ｌｃ２＜０．８Ｌという関係があってもよい。このようにすることで、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができるため、目の残像を抑えることができる。
このように、動画ボケに対する２つの異なる原因（画像の動きがなめらかではないこと、および目の残像）を同時に解決することによって、動画ボケを大幅に低減することができる。また、第２の画像２０４２から第４の画像２０４４までの輝度変化が滑らかになるので、フリッカを低減することができる。
なお、第２の画像２０４２および第３の画像２０４３を表示するとき、バックライトの輝度を小さくしてもよい。こうすることで、光漏れが減少し、表示のコントラストを向上できる。また、消費電力も低減することができる。
なお、表示装置として、液晶表示装置のように電圧に対する応答速度が遅い表示素子を用いた表示装置を用いた場合、表示素子の応答速度を高めるために、一旦、目的の輝度よりも大きく輝度を変化させるという駆動方法（オーバードライブ）がある。図２０（Ｄ）のように、第１の画像２０４１から第３の画像２０４３に至るまでに、第２の画像２０４２として暗い画像を挿入することは、ちょうどオーバードライブと同様の駆動を行なっているため、第３の画像２０４３を表示する速度が速くなるという効果がある。
なお、図２０に示す方法は、図６および図７に示す方法と組み合わせることができる。すなわち、補間画像が、複数の基本画像の中間状態となるように作成された上で、表示フレームレートを一定の規則で制御した画像であってもよい。一定の規則とは、具体的には、動きベクトルの大きさ、ユーザーによる設定または外部の環境（周囲の明るさ、温度など）、またはこれらの組み合わせから決められるとしてもよい。表示フレームレートが大きくなる場合は、補間画像の輝度を時間に対して徐々に変化させるようにすれば、動画がなめらかになり、かつ、輝度変化がなめらかになる。したがって、動画ボケが低減でき、かつ、フリッカが減少する。また、明るい画像と暗い画像が交互に表示されるようにしてもよい。こうすることで、代表的な輝度の変化の周波数を大きくすることができるため、フリッカを低減することができる。
次に、図２１を参照して、本明細書に係る別の駆動方法について説明する。図２１（Ａ）および（Ｂ）は、横軸を時間として、表示される画像の時間的な変化の様子を、模式的に表したものである。また、図２１（Ａ）および（Ｂ）は、フレームによって位置が変化する領域（円形の領域）と、フレームによって位置がほぼ変化しない領域（三角形の領域）と、によって、中間状態の画像の様子を表している。また、図２１（Ａ）および（Ｂ）は、複数のサブフレームを用いて１つの画像を表示する場合を表している。
図２１（Ａ）において、期間１００は、１フレーム期間を表している。第１の画像２１０１は前フレームの基本画像、第２の画像２１０２は前フレームの補間画像、第３の画像２１０３は当該フレームの基本画像を、それぞれ表している。ここで、第１の画像２１０１、第２の画像２１０２および第３の画像２１０３は、それぞれ複数のサブフレームで構成されていてもよい。ここでは、第１の画像２１０１を表示するための複数のサブフレームはＳＦ２１１１、ＳＦ２１１２およびＳＦ２１１３とし、第２の画像２１０２を表示するための複数のサブフレームはＳＦ２１１４、ＳＦ２１１５およびＳＦ２１１６とし、第３の画像２１０３を表示するための複数のサブフレームはＳＦ２１１７、ＳＦ２１１８およびＳＦ２１１９として説明する。
図２１（Ａ）に示す駆動方法は、複数のフレームに含まれる画像データから、画像が動いている量を検出し、該複数のフレームに含まれる画像の中間状態となるような画像を補間画像とし、かつ、補間画像の輝度を変化させる方法であって、第１の画像２１０１と第２の画像２１０２の輝度を異ならせる一方で、それぞれの画像における複数のサブフレームの代表的な輝度は概ね同じとする方法である。つまり、第２の画像２１０２は、動き補償を行なって画像データを補間したものである。このように、画像上で動きのある物体に対して動き補償を行い、画像データを補間することによって、なめらかな表示を行なうことができる。
ここで、第１の画像２１０１を表示するための複数のサブフレームＳＦ２１１１、ＳＦ２１１２およびＳＦ２１１３の代表的な輝度をＬ、第２の画像２１０２を表示するための複数のサブフレームＳＦ２１１４、ＳＦ２１１５およびＳＦ２１１６の代表的な輝度をＬｃとしたとき、ＬとＬｃで０．１Ｌ＜Ｌｃ＜０．８Ｌという関係があってもよい。さらに望ましくは、０．２Ｌ＜Ｌｃ＜０．５Ｌという関係があってもよい。このようにすることで、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができるため、目の残像を抑えることができる。
このように、動画ボケに対する２つの異なる原因（画像の動きがなめらかではないこと、および目の残像）を同時に解決することによって、動画ボケを大幅に低減することができる。
図２１（Ｂ）において、期間１００は、１フレーム期間を表している。第１の画像２１２１は前フレームの基本画像、第２の画像２１２２は前フレームの補間画像、第３の画像２１２３は当該フレームの基本画像を、それぞれ表している。ここで、第１の画像２１２１、第２の画像２１２２および第３の画像２１２３は、それぞれ複数のサブフレームで構成されていてもよい。ここでは、第１の画像２１２１を表示するための複数のサブフレームはＳＦ２１３１、ＳＦ２１３２およびＳＦ２１３３とし、第２の画像２１２２を表示するための複数のサブフレームはＳＦ２１３４、ＳＦ２１３５およびＳＦ２１３６とし、第３の画像２１２３を表示するための複数のサブフレームはＳＦ２１３７、ＳＦ２１３８およびＳＦ２１３９として説明する。
図２１（Ｂ）に示す駆動方法は、複数のフレームに含まれる画像データから、画像が動いている量を検出し、該複数のフレームに含まれる画像の中間状態となるような画像を補間画像とし、かつ、補間画像の輝度を変化させる方法であって、表示されるサブフレームの順番に対して交互に輝度を異ならせる方法である。つまり、第２の画像２１０２および第３の画像２１０３は、動き補償を行なって画像データを補間したものである。このように、画像上で動きのある物体に対して動き補償を行い、画像データを補間することによって、なめらかな表示を行なうことができる。
ここで、サブフレームＳＦ２１３１、ＳＦ２１３３およびＳＦ２１３５の代表的な輝度をＬ、サブフレームＳＦ２１３２、ＳＦ２１３４およびＳＦ２１３６の代表的な輝度をＬｃとしたとき、ＬとＬｃで０．１Ｌ＜Ｌｃ＜０．８Ｌという関係があってもよい。さらに望ましくは、０．２Ｌ＜Ｌｃ＜０．５Ｌという関係があってもよい。このようにすることで、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができるため、目の残像を抑えることができる。
このように、動画ボケに対する２つの異なる原因（画像の動きがなめらかではないこと、および目の残像）を同時に解決することによって、動画ボケを大幅に低減することができる。その上で、代表的な輝度の変化の周波数を大きくすることができるため、フリッカを低減することができる。
なお、画像を複数のサブフレームに分ける方法としては、色ごとに分ける方法（フィールドシーケンシャル）、階調で分ける方法（時間階調）などがあるが、本明細書に係る駆動方法は、いずれの方法でも適用することができる。また、画像を複数のサブフレームに分ける数は３つに限定されず、様々な数に分けることができる。
なお、本実施形態で述べた内容は、他の実施の形態と自由に組み合わせて実施することができる。
なお、本実施形態における各々の図の内容は、他の図の内容と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態５）
本実施形態においては、本明細書にかかる表示装置または半導体装置の駆動方法における駆動タイミングの例について説明する。
まず、図２２を参照して、バックライトで画像の輝度を制御する方法について説明する。図２２（Ａ）乃至（Ｃ）は、表示フレームレートが入力フレームレートの２倍である場合におけるタイミングチャートである。期間１００は１フレーム期間、期間２２９１は第１の画像を表示する期間、期間２２９２は第２の画像を表示する期間を、それぞれ表している。また、図２２（Ａ）乃至（Ｃ）は、期間２２９１においては本来の画像を表示し、期間２２９２においては輝度が減少された画像を表示する場合を表している。
図２２（Ａ）乃至（Ｃ）において、Ｇ１乃至Ｇｎは走査線であり、タイミングチャートではそれぞれの走査線の電圧を表している。ここで、走査線とは、たとえば図５（Ａ）におけるゲートドライバ５１３の出力端子であってもよい。ゲートドライバ５１３の出力端子は表示領域５１４内の画素回路に接続され、画素回路を一列ごとに選択（走査）できる構成となっていてもよい。図２２（Ａ）乃至（Ｃ）では、走査線Ｇ１乃至Ｇｎのタイミングチャートによって、画素回路が走査される様子を表している。また、走査は走査線Ｇ１から始まり、走査線Ｇｎで終わるとして示している。
図２２（Ａ）に示すタイミングチャートにおいては、走査している期間ではバックライトの輝度を０とし、全ての走査線の走査が終わった後に、バックライトを光らせて表示を行なう場合を表している。図２２（Ａ）において、電圧Ｖ２２０１、電圧Ｖ２２０２はデータ電圧の絶対値の上限、輝度Ｌ２２０３、輝度Ｌ２２０４はバックライト輝度を表している。
期間２２９１においては、走査している期間ではバックライトの輝度は０であり、データ電圧の絶対値の上限は電圧Ｖ２２０１である。なお、データ電圧は、画素回路によって異なる電圧であってもよいため、幅を持たせて示している。全ての走査線の走査が終わった後は、バックライト輝度を輝度Ｌ２２０３とし、表示を行なう。
期間２２９２においては、走査している期間ではバックライトの輝度は０であり、データ電圧の絶対値の上限は電圧Ｖ２２０２である。全ての走査線の走査が終わった後は、バックライト輝度を輝度Ｌ２２０４とし、表示を行なう。
ここで、期間２２９１におけるバックライトの輝度Ｌ２２０３は、期間２２９２におけるバックライトの輝度Ｌ２２０４よりも大きい輝度であってもよい。こうすることによって、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができるため、目の残像を抑えることができる。
なお、電圧Ｖ２２０１と電圧Ｖ２２０２は、同程度の大きさであってもよい。こうすることで、画像データの処理が簡単になるため、消費電力および発熱を低減することができる。
なお、図２２（Ａ）に示すタイミングチャートでは、輝度Ｌ２２０３と輝度Ｌ２２０４が異なることによって表示を擬似的にインパルス型に近づけることに加えて、走査している期間でバックライトの輝度を０とすることによって、さらにインパルス型に近づいている。そのため、目の残像を抑える効果が非常に大きく、動画ボケを大幅に低減することができる。
図２２（Ｂ）に示すタイミングチャートにおいては、走査している期間でもバックライト光らせている。そして、期間２２９１と期間２２９２でバックライト輝度を変えることで、画像の輝度制御を行なっている。図２２（Ｂ）において、電圧Ｖ２２１１、電圧Ｖ２２１２はデータ電圧の絶対値の上限、輝度Ｌ２２１３、輝度Ｌ２２１４はバックライト輝度を表している。
期間２２９１においては、データ電圧の絶対値の上限は電圧Ｖ２２１１である。また、走査している期間はバックライト輝度を輝度Ｌ２２１３とし、表示を行なう。
期間２２９２においては、データ電圧の絶対値の上限は電圧Ｖ２２１２である。また、走査している期間はバックライト輝度を輝度Ｌ２２１４とし、表示を行なう。
ここで、期間２２９１におけるバックライトの輝度Ｌ２２１３は、期間２２９２におけるバックライトの輝度Ｌ２２１４よりも大きい輝度であってもよい。こうすることによって、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができるため、目の残像を抑えることができる。
なお、電圧Ｖ２２１１と電圧Ｖ２２１２は、同程度の大きさであってもよい。こうすることで、画像データの処理が簡単になるため、消費電力および発熱を低減することができる。
なお、図２２（Ｂ）に示すタイミングチャートにおいては、走査している期間でもバックライト光らせることで、走査線Ｇ１乃至Ｇｎおよびデータ電圧の周波数を小さくできる。こうすることで、消費電力および発熱を低減することができる。
図２２（Ｃ）に示すタイミングチャートにおいては、個別に輝度を制御できる複数のバックライトＢＬ１乃至ＢＬｍを備えている場合を示している。複数のバックライトＢＬ１乃至ＢＬｍの輝度は、走査線Ｇ１乃至Ｇｎの走査タイミングに合わせて制御されていてもよい。本明細書においては、このような方法をバックライトスキャンと呼ぶ。図２２（Ｃ）において、電圧Ｖ２２２１、電圧Ｖ２２２２はデータ電圧の絶対値の上限、輝度Ｌ２２２３、輝度Ｌ２２２４はバックライト輝度を表している。
なお、複数のバックライトの数は、走査線の数と同じであってもよい。この場合は、バックライトスキャンによって、走査のタイミングに合わせてバックライト輝度を変更できるため、正確な輝度を表示することができる。
なお、複数のバックライトの数は、走査線の数よりも少なくてもよい。この場合は、１つのバックライトに複数の走査線が割り当てられて、走査のタイミングを合わせる。こうすることで、バックライトの数を少なくすることができるため、製造コストを小さくすることができる。また、駆動が簡単になるため、消費電力および発熱を低減することができる。
なお、電圧Ｖ２２２１と電圧Ｖ２２２２は、同程度の大きさであってもよい。こうすることで、画像データの処理が簡単になるため、消費電力および発熱を低減することができる。
なお、図２２（Ａ）乃至（Ｃ）は、期間２２９１においては本来の画像を表示し、期間２２９２においては輝度が減少された画像を表示する場合を表しているが、これに限定されず、様々な組み合わせを用いることができる。たとえば、期間２２９１においては本来の画像を表示し、期間２２９２においては輝度が増加された画像を表示してもよいし、期間２２９１においては輝度が減少された画像を表示し、期間２２９２においては本来の画像を表示してもよいし、期間２２９１においては輝度が増加された画像を表示し、期間２２９２においては本来の画像を表示してもよい。
なお、図２２（Ａ）乃至（Ｃ）は、表示フレームレートが入力フレームレートの２倍である場合におけるタイミングチャートを示しているが、これに限定されず、様々なフレームレートを用いることができる。たとえば、入力フレームレートに対する表示フレームレートが１．５倍であってもよいし、３倍であってもよいし、４倍以上であってもよい。
次に、図２３を参照して、データ電圧で画像の輝度を制御する方法について説明する。図２３（Ａ）および（Ｂ）は、表示フレームレートが入力フレームレートの２倍である場合におけるタイミングチャートである。期間１００は１フレーム期間、期間２３９１は第１の画像を表示する期間、期間２３９２は第２の画像を表示する期間を、それぞれ表している。また、図２３（Ａ）および（Ｂ）は、期間２３９１においては本来の画像を表示し、期間２３９２においては輝度が減少された画像を表示する場合を表している。
図２３（Ａ）および（Ｂ）において、Ｇ１乃至Ｇｎは走査線であり、タイミングチャートではそれぞれの走査線の電圧を表している。ここで、走査線とは、たとえば図５（Ａ）におけるゲートドライバ５１３の出力端子であってもよい。ゲートドライバ５１３の出力端子は表示領域５１４内の画素回路に接続され、画素回路を一列ごとに選択（走査）できる構成となっていてもよい。図２３（Ａ）乃至（Ｃ）では、走査線Ｇ１乃至Ｇｎのタイミングチャートによって、画素回路が走査される様子を表している。また、走査は走査線Ｇ１から始まり、走査線Ｇｎで終わるとして示している。
図２３（Ａ）および（Ｂ）において、データ電圧は、表示素子がノーマリーブラックである場合（データ電圧ＮＢ）と、ノーマリーホワイトである場合（データ電圧ＮＷ）の２種類が示されている。ここで、ノーマリーブラックとは、画素回路にデータ電圧０をかけたとき（電圧をかけないとき）に黒を表示し（輝度最小）、かける電圧を大きくするにしたがって輝度が大きくなる表示素子のことである。ここで、ノーマリーホワイトとは、画素回路にデータ電圧０をかけたとき（電圧をかけないとき）に白を表示し（輝度最大）、かける電圧を大きくするにしたがって輝度が小さくなる表示素子のことである。
図２３（Ａ）に示すタイミングチャートにおいては、１フレーム期間１００において、バックライトの輝度は一定であり、データ電圧によって期間２３９１における画像の輝度と期間２３９２における画像の輝度を変化させる場合を表している。図２３（Ａ）において、電圧Ｖ２３０１、電圧Ｖ２３０２、電圧Ｖ２３０３、電圧Ｖ２３０４はデータ電圧の絶対値の上限、輝度Ｌ２３０５はバックライト輝度を表している。
図２３（Ａ）の期間２３９１におけるデータ電圧ＮＢの絶対値の上限電圧Ｖ２３０１は、図２３（Ａ）の期間２３９２におけるデータ電圧ＮＢの絶対値の上限電圧Ｖ２３０２よりも大きくする。ノーマリーブラックの表示素子は、かける電圧が大きいほど輝度が大きくなるので、データ電圧の絶対値の上限が大きいということは、小さい場合に比べて、画像全体の輝度が大きくなる。すなわち、図２３（Ａ）のデータ電圧ＮＢのように、電圧Ｖ２３０１を電圧Ｖ２３０２よりも大きくすることによって、期間２３９１における画像の輝度は、期間２３９２における画像の輝度よりも大きくなる。こうすることで、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができるため、目の残像を抑えることができ、動画ボケを低減することができる。
図２３（Ａ）の期間２３９１におけるデータ電圧ＮＷの絶対値の上限電圧Ｖ２３０３は、図２３（Ａ）の期間２３９２におけるデータ電圧ＮＷの絶対値の上限電圧Ｖ２３０４よりも小さくする。ノーマリーホワイトの表示素子は、かける電圧が大きいほど輝度が小さくなるので、データ電圧の絶対値の上限が小さいということは、大きい場合に比べて、画像全体の輝度が大きくなる。すなわち、図２３（Ａ）のデータ電圧ＮＷのように、電圧Ｖ２３０３を電圧Ｖ２３０４よりも小さくすることによって、期間２３９１における画像の輝度は、期間２３９２における画像の輝度よりも大きくなる。こうすることで、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができるため、目の残像を抑えることができ、動画ボケを低減することができる。
図２３（Ｂ）に示すタイミングチャートにおいては、１フレーム期間１００において、バックライトの輝度は一定であり、データ電圧によって期間２３９１における画像の輝度と期間２３９２における画像の輝度を変化させる場合のうち、オーバードライブを行なうときを示している。このとき、期間２３９１および期間２３９２において、走査線Ｇ１乃至Ｇｎの走査を、前半部分と後半部分に分けて２回行なってもよい。前半部分でオーバードライブを行い、後半部分で本来の画像の輝度を表示することで、表示素子の応答速度が向上する。図２３（Ｂ）において、期間２３９３は期間２３９１の前半部分、期間２３９４は期間２３９１の後半部分、期間２３９５は期間２３９２の前半部分、期間２３９６は期間２３９２の後半部分、電圧Ｖ２３１１、電圧Ｖ２３１２、電圧Ｖ２３１３、電圧Ｖ２３１４、電圧Ｖ２３１５、電圧Ｖ２３１６、電圧Ｖ２３１７、電圧Ｖ２３１８はデータ電圧の絶対値の上限、輝度Ｌ２３０９はバックライト輝度を表している。
まず、図２３（Ｂ）のデータ電圧ＮＢにおける本来の画像のデータ電圧について説明する。期間２３９１および期間２３９２におけるデータ電圧ＮＢの本来の電圧値は、後半部分である電圧Ｖ２３１２および電圧Ｖ２３１４であってもよい。電圧Ｖ２３１２を電圧Ｖ２３１４よりも大きくすることによって、期間２３９１における画像の輝度を期間２３９２における画像の輝度よりも大きくできるので、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができるため、目の残像を抑えることができ、動画ボケを低減することができる。
ここで、期間２３９１および期間２３９２の前半部分のデータ電圧ＮＢは、本来の電圧値である後半部分に素早く近づけるためのオーバードライブ電圧であってもよい。具体的には、期間２３９１における本来の画像のデータ電圧Ｖ２３１２から、期間２３９２における本来の画像のデータ電圧Ｖ２３１４までは、電圧を小さくする方向へ変化させなければならないから、この変化の速度を大きくするために、両者の間にある期間２３９５におけるデータ電圧電圧Ｖ２３１３は、目的の画像のデータ電圧Ｖ２３１４よりも小さくする。こうすることによって、データ電圧Ｖ２３１２から、データ電圧Ｖ２３１４までの変化の速度を大きくすることができる。
同様に、期間２３９２における本来の画像のデータ電圧Ｖ２３１４から、期間２３９１における本来の画像のデータ電圧Ｖ２３１２までは、電圧を大きくする方向へ変化させなければならないから、この変化の速度を大きくするために、両者の間にある期間２３９３におけるデータ電圧Ｖ２３１１は、目的の画像のデータ電圧Ｖ２３１２よりも大きくする。こうすることによって、データ電圧Ｖ２３１４から、データ電圧Ｖ２３１２までの変化の速度を大きくすることができる。
次に、図２３（Ｂ）のデータ電圧ＮＷにおける本来の画像のデータ電圧について説明する。期間２３９１および期間２３９２におけるデータ電圧ＮＷの本来の電圧値は、後半部分である電圧Ｖ２３１６および電圧Ｖ２３１８であってもよい。電圧Ｖ２３１６を電圧Ｖ２３１８よりも小さくすることによって、期間２３９１における画像の輝度を期間２３９２における画像の輝度よりも大きくできるので、表示を擬似的にインパルス型に近づけることができるため、目の残像を抑えることができ、動画ボケを低減することができる。
ここで、期間２３９１および期間２３９２の前半部分のデータ電圧ＮＷは、本来の電圧値である後半部分に素早く近づけるためのオーバードライブ電圧であってもよい。具体的には、期間２３９１における本来の画像のデータ電圧Ｖ２３１６から、期間２３９２における本来の画像のデータ電圧Ｖ２３１８までは、電圧を大きくする方向へ変化させなければならないから、この変化の速度を大きくするために、両者の間にある期間２３９５におけるデータ電圧電圧Ｖ２３１７は、目的の画像のデータ電圧Ｖ２３１８よりも大きくする。こうすることによって、データ電圧Ｖ２３１６から、データ電圧Ｖ２３１８までの変化の速度を大きくすることができる。
同様に、期間２３９２における本来の画像のデータ電圧Ｖ２３１８から、期間２３９１における本来の画像のデータ電圧Ｖ２３１６までは、電圧を小さくする方向へ変化させなければならないから、この変化の速度を大きくするために、両者の間にある期間２３９３におけるデータ電圧Ｖ２３１５は、目的の画像のデータ電圧Ｖ２３１６よりも小さくする。こうすることによって、データ電圧Ｖ２３１８から、データ電圧Ｖ２３１６までの変化の速度を大きくすることができる。
なお、図２３（Ｂ）に示すタイミングチャートにおいては、期間２３９１および期間２３９２の前半部分でオーバードライブ電圧、後半部分で本来の画像の電圧をかけるとしたが、逆でもよい。つまり、期間２３９１および期間２３９２の前半部分で本来の画像の電圧、後半部分でオーバードライブ電圧をかけてもよい。この場合においても、本来の画像の電圧を小さくする方向ならば、本来の画像を表示する期間の間にある期間においては、かける電圧を目的の電圧よりも小さくし、本来の画像の電圧を大きくする方向ならば、本来の画像を表示する期間の間にある期間においては、かける電圧を目的の電圧よりも大きくしてもよい。
なお、図２３（Ｂ）においては、１フレーム期間１００を４つの期間に分割したが、これに限定されず、様々な分割数を用いることができる。たとえば、１フレーム期間１００を３つの期間に分割すれば、期間２３９１および期間２３９２のいずれか一方の応答速度を大きくできることに加えて、駆動する周波数を小さくできるので、消費電力および発熱を低減することができる。
なお、図２３（Ａ）および（Ｂ）は、表示フレームレートが入力フレームレートの２倍である場合におけるタイミングチャートを示しているが、これに限定されず、様々なフレームレートを用いることができる。たとえば、入力フレームレートに対する表示フレームレートが１．５倍であってもよいし、３倍であってもよいし、４倍以上であってもよい。
なお、図２２（Ａ）乃至（Ｃ）に示した例と、図２３（Ａ）および（Ｂ）に示した例は、それぞれ組み合わせて実施できる。
なお、本実施形態で述べた内容は、他の実施の形態と自由に組み合わせて実施することができる。
なお、本実施形態における各々の図の内容は、他の図の内容と自由に組み合わせて実施することができる。
（実施の形態６）
本実施形態においては、本発明を実施できる表示装置の画素構造について説明する。特に、液晶表示装置の画素構造について説明する。
図２４は、液晶表示装置の画素構造のうち、ＴＮ方式と呼ばれるものに、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を組み合わせた場合の画素の断面図と上面図である。図２４の（Ａ）は、画素の断面図であり、図２４の（Ｂ）は、画素の上面図である。また、図２４の（Ａ）に示す画素の断面図は、図２４の（Ｂ）に示す画素の上面図における線分ａ−ａ’に対応している。図２４に示す画素構造の液晶表示装置に本発明を適用することによって、安価に液晶表示装置を製造することができる。
図２４の（Ａ）を参照して、ＴＮ方式の液晶表示装置の画素構造について説明する。液晶表示装置は、液晶パネルと呼ばれる、画像を表示する基幹部分を有する。液晶パネルは、加工を施した２枚の基板を、数μｍのギャップを持たせて貼り合わせ、２枚の基板間に液晶材料を注入することで作製される。図２４の（Ａ）において、２枚の基板は、第１の基板１０１０１および第２の基板１０１１６である。第１の基板には、ＴＦＴおよび画素電極を作製し、第２の基板には、遮光膜１０１１４、カラーフィルタ１０１１５、第４の導電層１０１１３、スペーサ１０１１７、および第２の配向膜１０１１２を作製してもよい。
なお、本発明は、第１の基板１０１０１にＴＦＴを作製しなくとも実施可能である。ＴＦＴを作製せずに本発明を実施する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。さらに、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、ＴＦＴを作製して本発明を実施する場合は、より大型の表示装置を得ることができる。
なお、図２４に示すＴＦＴは、非晶質半導体を用いたボトムゲート型のＴＦＴである。非結晶半導体を用いたＴＦＴを適応した液晶パネルは、大面積の基板を用いて、安価に作製できるという利点がある。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。使用できるＴＦＴの構造は、ボトムゲート型のＴＦＴではチャネルエッチ型、チャネル保護型などがある。また、トップゲート型でもよい。さらに、非晶質半導体だけではなく、多結晶半導体も用いることができる。
なお、本発明は、第２の基板１０１１６に遮光膜１０１１４を作製しなくとも実施可能である。遮光膜１０１１４を作製せずに本発明を実施する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、遮光膜１０１１４を作製して本発明を実施する場合は、黒表示時に光漏れの少ない表示装置を得ることができる。
なお、本発明は、第２の基板１０１１６にカラーフィルタ１０１１５を作製しなくとも実施可能である。カラーフィルタ１０１１５を作製せずに本発明を実施する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。ただし、カラーフィルタ１０１１５を作製せずに本発明を実施する場合でも、フィールドシーケンシャル駆動によってカラー表示ができる表示装置を得ることができる。一方、カラーフィルタ１０１１５を作製して本発明を実施する場合は、カラー表示ができる表示装置を得ることができる。
なお、本発明は、第２の基板１０１１６にスペーサ１０１１７を作製せず、球状のスペーサを散布することでも実施可能である。球状のスペーサを散布することで本発明を実施する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、スペーサ１０１１７を作製して本発明を実施する場合は、スペーサの位置がばらつかないため、２枚の基板間の距離を一様にすることができ、表示ムラの少ない表示装置を得ることができる。
次に、第１の基板１０１０１に施す加工について説明する。第１の基板１０１０１は透光性を有する基板が好適であり、例えば石英基板、ガラス基板またはプラスチック基板でもよい。なお、第１の基板１０１０１は遮光性の基板でもよく、半導体基板又はＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板でもよい。
まず、第１の基板１０１０１に第１の絶縁膜１０１０２を成膜してもよい。第１の絶縁膜１０１０２は、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（ＳｉＯｘＮｙ）等の絶縁膜であってもよい。あるいは、第１の絶縁膜１０１０２は、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（ＳｉＯｘＮｙ）等のうちの２つ以上の膜を組み合わせた積層構造の絶縁膜を用いてもよい。第１の絶縁膜１０１０２を成膜して本発明を実施する場合は、基板からの不純物が半導体層に影響を及ぼし、ＴＦＴの性質が変化してしまうのを防ぐことができる。また、ＴＦＴの性質の変化を抑制できるので、信頼性の高い表示装置を得ることができる。なお、第１の絶縁膜１０１０２を成膜せずに本発明を実施する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。
次に、第１の基板１０１０１または第１の絶縁膜１０１０２上に、第１の導電層１０１０３を形成する。なお、第１の導電層１０１０３は、形状を加工して形成してもよい。形状を加工する工程は、次のようなものであることが好適である。まず、第１の導電層１０１０３を全面に成膜する。このとき、第１の導電層１０１０３は、スパッタ装置、またはＣＶＤ装置などの成膜装置を用いて成膜されてもよい。次に、全面に成膜した第１の導電層上に、感光性のレジスト材料を全面に形成する。次に、フォトリソグラフィ法やレーザー直描法などによって、形成したい形状に従ってレジスト材料を感光させる。次に、感光させたレジスト材料、または感光させなかったレジスト材料のうち、どちらか一方を、エッチングによって除去することで、第１の導電層１０１０３を形状加工するためのマスクを得ることができる。その後、形成したマスクパターンに従って、第１の導電層１０１０３をエッチングにより除去することで、所望のパターンに第１の導電層１０１０３を形状加工することができる。なお、第１の導電層１０１０３をエッチングする方法には、化学的な方法（ウェットエッチング）と、物理的な方法（ドライエッチング）があるが、第１の導電層１０１０３の材料や、第１の導電層１０１０３の下層にある材料の性質などを勘案し、適宜選択する。なお、第１の導電層１０１０３に使用する材料は、Ｍｏ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｄ、Ｃｒなどが好適である。あるいは、Ｍｏ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｄ、Ｃｒなどのうちの２つ以上を組み合わせた積層構造であってもよい。
次に、第２の絶縁膜１０１０４を形成する。このとき、第２の絶縁膜１０１０４は、スパッタ装置またはＣＶＤ装置などの成膜装置を用いて成膜されてもよい。なお、第２の絶縁膜１０１０４に使用する材料は、熱酸化膜、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などが好適である。あるいは、熱酸化膜、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などのうち２以上を組み合わせた積層構造であってもよい。なお、第１の半導体層１０１０５に接する部分の第２の絶縁膜１０１０４は、酸化シリコン膜であることが、特に好適である。なぜならば、酸化シリコン膜にすると半導体層１０１０５との界面におけるトラップ準位が少なくなるからである。なお、第１の導電層１０１０３をＭｏで形成するときは、第１の導電層１０１０３と接する部分の第２の絶縁膜１０１０４は窒化シリコン膜が好ましい。なぜならば、窒化シリコン膜はＭｏを酸化させないからである。
次に、第１の半導体層１０１０５を形成する。その後、第２の半導体層１０１０６を連続して形成するのが好適である。なお、第１の半導体層１０１０５および第２の半導体層１０１０６は、形状を加工して形成してもよい。形状を加工する工程は、前述したフォトリソグラフィ法等の方法であることが好適である。なお、第１の半導体層１０１０５に使用する材料は、シリコンまたはシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）などが好適である。また、第２の半導体層１０１０６に使用する材料は、リン等を含んだシリコン等が好適である。
次に、第２の導電層１０１０７を形成する。このとき、第２の導電層１０１０７の形成方法としては、スパッタ法または印刷法を用いるのが好適である。なお、第２の導電層１０１０７に使用する材料は、透明性を有していても、反射性を有していてもよい。透明性を有する場合は、例えば、酸化インジウムに酸化スズを混ぜたインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）膜、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）に酸化珪素を混ぜたインジウムスズ珪素酸化物（ＩＴＳＯ）膜、酸化インジウムに酸化亜鉛を混ぜたインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）膜、酸化亜鉛膜または酸化スズ膜を用いることができる。なお、ＩＺＯとは、ＩＴＯに２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合させたターゲットを用いてスパッタリングにより形成される透明導電材料である。一方、反射性を有する場合は、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｌなどを用いることができる。また、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｒ、ＷとＡｌを積層させた２層構造、ＡｌをＴｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｗなどの金属で挟んだ３層積層構造としてもよい。なお、第２の導電層１０１０７は、形状を加工して形成されてもよい。形状を加工する方法は、前述したフォトリソグラフィ法等の方法であることが好適である。なお、エッチング方法は、ドライエッチングで行なうのが好適である。ドライエッチングはＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｒｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）やＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｚｍａ）などの高密度プラズマ源を用いたドライエッチング装置によって行われてもよい。
次に、ＴＦＴのチャネル領域を形成する。このとき、第２の半導体層１０１０６をエッチングするためのマスクとしては、第２の導電層１０１０７を用いてもよいし、第２の導電層１０１０７をエッチングするためのマスク（レジスト）を用いてもよい。こうすることで、マスク枚数を減らすことができるので、製造コストを低減することができる。導電性をもつ第２の半導体層１０１０６のエッチングを行なうことで、除去された部分がＴＦＴのチャネル領域となる。なお、第１の半導体層１０１０５と第２の半導体層１０１０６を連続で形成せずに、第１の半導体層１０１０５の形成のあと、ＴＦＴのチャネル領域となる部分にストッパーとなる膜を成膜およびパターン加工し、その後、第２の半導体層１０１０６を形成してもよい。なお、第１の半導体層１０１０５と第２の半導体層１０１０６は、第２の導電層１０１０７を前述したフォトリソグラフィ法等の方法で形状を加工するときに、同じマスクを用いてエッチングされる。こうすることで、第２の導電層１０１０７をマスクとして用いないで、ＴＦＴのチャネル領域を形成することができるので、レイアウトパターンの自由度が大きくなる利点がある。また、第２の半導体層１０１０６のエッチング時に第１の半導体層１０１０５までエッチングしてしまわないため、エッチング不良を起こすことなく、確実にＴＦＴのチャネル領域が形成できる利点がある。
次に、第３の絶縁膜１０１０８を形成する。第３の絶縁膜は、透明性を有していることが好適である。なお、第３の絶縁膜１０１０８に用いる材料は、無機材料（酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコンなど）または、低誘電率の有機化合物材料（感光性又は非感光性の有機樹脂材料）などが好適である。また、シロキサンを含む材料を用いてもよい。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される材料である。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。あるいは、置換基としてフルオロ基を用いてもよい。あるいは、置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。なお、第３の絶縁膜１０１０８には、をエッチングによって、選択的にコンタクトホールが形成される。また、コンタクトホールは少なくとも第２の導電層１０１０７上に形成される。なお、第３の絶縁膜１０１０８をエッチングすると同時に第２の絶縁膜１０１０４もエッチングすることで、第２の導電層１０１０７だけではなく、第１の導電層１０１０３とのコンタクトホールを形成することができる。なお、第３の絶縁膜１０１０８の表面は、できるだけ平坦であることが好適である。なぜならば、液晶が接する面の凹凸により、液晶分子の配向が影響を受けてしまうからである。
次に、第３の導電層１０１０９を形成する。このとき、第３の導電層１０１０９の形成方法としては、スパッタ法または印刷法を用いるのが好適である。なお、第３の導電層１０１０９に使用する材料は、第２の導電層１０１０７と同じく、透明性を有していても、反射性を有していてもよい。なお、第３の導電層１０１０９として使用できる材料は、第２の導電層１０１０７と同様でもよい。また、第３の導電層１０１０９は、形状を加工して形成してもよい。形状を加工する方法は、第２の導電層１０１０７と同様でもよい。
次に、第１の配向膜１０１１０を形成する。配向膜１０１１０には、ポリイミドなどの高分子膜を用いることができる。なお、第１の配向膜１０１１０を形成後、液晶分子の配向を制御するために、ラビングを行なってもよい。ラビングは、布で配向膜をこすることによって、配向膜にスジをつける工程である。ラビングを行なうことによって、配向膜に配向性を持たせることができる。
以上のように作製した第１の基板１０１０１と、遮光膜１０１１４、カラーフィルタ１０１１５、第４の導電層１０１１３、スペーサ１０１１７および第２の配向膜１０１１２を作製した第２の基板１０１１６とは、シール材によって数μｍのギャップを持たせて貼り合わせられる。そして、２枚の基板間に液晶材料を注入することで、液晶パネルが作製できる。なお、図２４に示すようなＴＮ方式の液晶パネルにおいては、第４の導電層１０１１３は、第２の基板１０１１６の全面に作製されていてもよい。
次に、図２４に示す、ＴＮ方式の液晶パネルの画素構造の特徴について説明する。図２４の（Ａ）に示した液晶分子１０１１８は、長軸と短軸を持った細長い分子である。液晶分子１０１１８の向きを示すため、図２４の（Ａ）においては、その長さによって表現している。すなわち、長く表現された液晶分子１０１１８は、その長軸の向きが紙面に平行であり、短く表現された液晶分子１０１１８ほど、その長軸の向きが紙面の法線方向に近くなっているとする。つまり、図２４の（Ａ）に示した液晶分子１０１１８は、第１の基板１０１０１に近いものと、第２の基板１０１１６に近いものとでは、その長軸の向きが９０度異なっており、これらの中間に位置する液晶分子１０１１８の長軸の向きは、これらを滑らかにつなぐような向きとなる。すなわち、図２４の（Ａ）に示した液晶分子１０１１８は、第１の基板１０１０１と第２の基板１０１１６の間で、９０度ねじれているような配向状態となっている。
次に、図２４の（Ｂ）を参照して、ＴＮ方式の液晶表示装置に本発明を適用した場合の、画素のレイアウトの一例について説明する。本発明を適用したＴＮ方式の液晶表示装置の画素は、走査線１０１２１と、映像信号線１０１２２と、容量線１０１２３と、ＴＦＴ１０１２４と、画素電極１０１２５と、画素容量１０１２６と、を備えていてもよい。
走査線１０１２１は、ＴＦＴ１０１２４のゲート電極と電気的に接続されるため、第１の導電層１０１０３で構成されているのが好適である。
映像信号線１０１２２は、ＴＦＴ１０１２４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ため、第２の導電層１０１０７で構成されているのが好適である。また、走査線１０１２１と映像信号線１０１２２はマトリックス状に配置されるため、少なくとも、異なる層の導電層で形成されるのが好適である。
容量線１０１２３は、画素電極１０１２５と平行に配置されることで、画素容量１０１２６を形成するための配線であり、第１の導電層１０１０３で構成されているのが好適である。なお、図２４の（Ｂ）に示すように、容量線１０１２３は、映像信号線１０１２２に沿って、映像信号線１０１２２を囲むように延設されていてもよい。こうすることで、映像信号線１０１２２の電位変化に伴って、電位を保持するべき電極の電位が変化してしまう現象、いわゆるクロストークを低減することができる。なお、映像信号線１０１２２との交差容量を低減させるため、図２４の（Ｂ）に示すように、第１の半導体層１０１０５を容量線１０１２３と映像信号線１０１２２の交差領域に設けてもよい。
ＴＦＴ１０１２４は、映像信号線１０１２２と画素電極１０１２５を導通させるスイッチとして動作する。なお、図２４の（Ｂ）に示すように、ＴＦＴ１０１２４のソース領域またはドレイン領域のどちらか一方を、ソース領域またはドレイン領域の他方を囲むように配置してもよい。こうすることで、小さい面積で大きなチャネル幅を得ることができ、スイッチング能力を大きくすることができる。なお、図２４の（Ｂ）に示すように、ＴＦＴ１０１２４のゲート電極は、第１の半導体層１０１０５を囲むように配置してもよい。
画素電極１０１２５は、ＴＦＴ１０１２４のソース電極またはドレイン電極の一方に電気的に接続される。画素電極１０１２５は、映像信号線１０１２２によって伝達された信号電圧を液晶素子に与えるための電極である。また、容量線１０１２３を配置することで、画素容量１０１２６を形成してもよい。こうすることで、画素電極１０１２５は、映像信号線１０１２２によって伝達された信号電圧を保持しやすくなる。なお、画素電極１０１２５は、図２４の（Ｂ）に示すように、矩形であってもよい。こうすることで、画素の開口率を大きくすることができるので、液晶表示装置の効率が向上する。また、画素電極１０１２５を、透明性をもつ材料で作製した場合は、透過型の液晶表示装置を得ることができる。透過型の液晶表示装置は、色の再現性が高く、高い画質を持った映像を表示することができる。また、画素電極１０１２５を、反射性をもつ材料で作製した場合は、反射型の液晶表示装置を得ることができる。反射型の液晶表示装置は、屋外などの明るい環境下における視認性が高く、また、バックライトが不要なので、消費電力を非常に小さくすることができる。なお、画素電極１０１２５を、透明性をもつ材料および反射性をもつ材料の両方を用いて作成した場合は、両者の利点を併せ持つ、半透過型の液晶表示装置を得ることができる。なお、画素電極１０１２５を、反射性をもつ材料で作製した場合は、画素電極１０１２５の表面に凹凸を持たせてもよい。あるいは、第３の絶縁膜１０１０８の表面に凹凸を持たせることで、画素電極１０１２５を凹凸にすることもできる。こうすることで、反射光が乱反射するので、反射光の強度分布の角度依存性が小さくなる利点がある。つまり、どの角度で見ても、一定の明るさを持った反射型の液晶表示装置を得ることができる。
次に、図２５を参照して、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードの液晶表示装置に、本発明を適用した場合を説明する。図２５は、ＶＡモードの液晶表示装置の画素構造のうち、配向制御用突起を用いることで、液晶分子が様々な向きを持つように制御し、視野角を大きくした、いわゆるＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式に、本発明を適用した場合の、画素の断面図と上面図である。図２５の（Ａ）は、画素の断面図であり、図２５の（Ｂ）は、画素の上面図である。また、図２５の（Ａ）に示す画素の断面図は、図２５の（Ｂ）に示す画素の上面図における線分ａ−ａ’に対応している。図２５に示す画素構造の液晶表示装置に本発明を適用することによって、視野角が大きく、応答速度が速く、コントラストの大きい液晶表示装置を得ることができる。
図２５の（Ａ）を参照して、ＭＶＡ方式の液晶表示装置の画素構造について説明する。液晶表示装置は、液晶パネルと呼ばれる、画像を表示する基幹部分を有する。液晶パネルは、加工を施した２枚の基板を、数μｍのギャップを持たせて貼り合わせ、２枚の基板間に液晶材料を注入することで作製される。図２５の（Ａ）において、２枚の基板は、第１の基板１０２０１および第２の基板１０２１６である。第１の基板には、ＴＦＴおよび画素電極を作製し、第２の基板には、遮光膜１０２１４、カラーフィルタ１０２１５、第４の導電層１０２１３、スペーサ１０２１７、第２の配向膜１０２１２、および配向制御用突起１０２１９を作製してもよい。
なお、本発明は、第１の基板１０２０１にＴＦＴを作製しなくとも実施可能である。ＴＦＴを作製せずに本発明を実施する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。さらに、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、ＴＦＴを作製して本発明を実施する場合は、より大型の表示装置を得ることができる。
なお、図２５に示すＴＦＴは、非晶質半導体を用いたボトムゲート型のＴＦＴである。非結晶半導体を用いたＴＦＴを適応した液晶パネルは、大面積の基板を用いて、安価に作製できるという利点がある。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。使用できるＴＦＴの構造は、ボトムゲート型のＴＦＴではチャネルエッチ型、チャネル保護型などがある。また、トップゲート型でもよい。さらに、非晶質半導体だけではなく、多結晶半導体も用いることができる。
なお、本発明は、第２の基板１０２１６に遮光膜１０２１４を作製しなくとも実施可能である。遮光膜１０２１４を作製せずに本発明を実施する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、遮光膜１０２１４を作製して本発明を実施する場合は、黒表示時に光漏れの少ない表示装置を得ることができる。
なお、本発明は、第２の基板１０２１６にカラーフィルタ１０２１５を作製しなくとも実施可能である。カラーフィルタ１０２１５を作製せずに本発明を実施する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。ただし、カラーフィルタ１０２１５を作製せずに本発明を実施する場合でも、フィールドシーケンシャル駆動によってカラー表示ができる表示装置を得ることができる。一方、カラーフィルタ１０２１５を作製して本発明を実施する場合は、カラー表示ができる表示装置を得ることができる。
なお、本発明は、第２の基板１０２１６にスペーサ１０２１７を作製せず、球状のスペーサを散布することでも実施可能である。球状のスペーサを散布することで本発明を実施する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、スペーサ１０２１７を作製して本発明を実施する場合は、スペーサの位置がばらつかないため、２枚の基板間の距離を一様にすることができ、表示ムラの少ない表示装置を得ることができる。
次に、第１の基板１０２０１に施す加工については、図２４で説明した方法を用いてもよいため、省略する。ここで、第１の基板１０２０１、第１の絶縁膜１０２０２、第１の導電層１０２０３、第２の絶縁膜１０２０４、第１の半導体層１０２０５、第２の半導体層１０２０６、第２の導電層１０２０７、第３の絶縁膜１０２０８、第３の導電層１０２０９、第１の配向膜１０２１０が、それぞれ、図２４における第１の基板１０１０１、第１の絶縁膜１０１０２、第１の導電層１０１０３、第２の絶縁膜１０１０４、第１の半導体層１０１０５、第２の半導体層１０１０６、第２の導電層１０１０７、第３の絶縁膜１０１０８、第３の導電層１０１０９、第１の配向膜１０１１０、と対応する。なお、図示はしないが、第１の基板側にも、配向制御用突起を設けてもよい。こうすることで、より確実に液晶分子の配向を制御することができる。また、第１の配向膜１０２１０および第２の配向膜１０２１２は、垂直配向膜でもよい。こうすることで、液晶分子１０２１８を垂直に配向することができる。
以上のように作製した第１の基板１０２０１と、遮光膜１０２１４、カラーフィルタ１０２１５、第４の導電層１０２１３、スペーサ１０２１７、および第２の配向膜１０２１２を作製した第２の基板１０２１６を、シール材によって数μｍのギャップを持たせて貼り合わせ、２枚の基板間に液晶材料を注入することで、液晶パネルが作製できる。なお、図２５に示すようなＭＶＡ方式の液晶パネルにおいては、第４の導電層１０２１３は、第２の基板１０２１６の全面に作製されていてもよい。また、第４の導電層１０２１３に接して、配向制御用突起１０２１９を作製してもよい。なお、配向制御用突起１０２１９の形状に限定はないが、滑らかな曲面を持った形状であるのが好適である。こうすることで、近接する液晶分子１０２１８の配向が極近いものとなるため、配向不良が低減する。また、第２の配向膜１０２１２が、配向制御用突起１０２１９によって段切れを起こしてしまうことによる、配向膜の不良も低減することができる。
次に、図２５に示す、ＭＶＡ方式の液晶パネルの画素構造の特徴について説明する。図２５の（Ａ）に示した液晶分子１０２１８は、長軸と短軸を持った細長い分子である。液晶分子１０２１８の向きを示すため、図２５の（Ａ）においては、その長さによって表現している。すなわち、長く表現された液晶分子１０２１８は、その長軸の向きが紙面に平行であり、短く表現された液晶分子１０２１８ほど、その長軸の向きが紙面の法線方向に近くなっているとする。つまり、図２５の（Ａ）に示した液晶分子１０２１８は、その長軸の向きが配向膜の法線方向を向くように配向している。よって、配向制御用突起１０２１９のある部分の液晶分子１０２１８は、配向制御用突起１０２１９を中心として放射状に配向する。この状態となることによって、視野角の大きい液晶表示装置を得ることができる。
次に、図２５の（Ｂ）を参照して、ＭＶＡ方式の液晶表示装置に本発明を適用した場合の、画素のレイアウトの一例について説明する。本発明を適用したＭＶＡ方式の液晶表示装置の画素は、走査線１０２２１と、映像信号線１０２２２と、容量線１０２２３と、ＴＦＴ１０２２４と、画素電極１０２２５と、画素容量１０２２６と、配向制御用突起１０２１９と、を備えていてもよい。
走査線１０２２１は、ＴＦＴ１０２２４のゲート電極と電気的に接続されるため、第１の導電層１０２０３で構成されているのが好適である。
映像信号線１０２２２は、ＴＦＴ１０２２４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ため、第２の導電層１０２０７で構成されているのが好適である。また、走査線１０２２１と映像信号線１０２２２はマトリックス状に配置されるため、少なくとも、異なる層の導電層で形成されるのが好適である。
容量線１０２２３は、画素電極１０２２５と平行に配置されることで、画素容量１０２２６を形成するための配線であり、第１の導電層１０２０３で構成されているのが好適である。なお、図２５の（Ｂ）に示すように、容量線１０２２３は、映像信号線１０２２２に沿って、映像信号線１０２２２を囲むように延設されていてもよい。こうすることで、映像信号線１０２２２の電位変化に伴って、電位を保持するべき電極の電位が変化してしまう現象、いわゆるクロストークを低減することができる。なお、映像信号線１０２２２との交差容量を低減させるため、図２５の（Ｂ）に示すように、第１の半導体層１０２０５を容量線１０２２３と映像信号線１０２２２の交差領域に設けてもよい。
ＴＦＴ１０２２４は、映像信号線１０２２２と画素電極１０２２５を導通させるスイッチとして動作する。なお、図２５の（Ｂ）に示すように、ＴＦＴ１０２２４のソース領域またはドレイン領域のどちらか一方を、ソース領域またはドレイン領域の他方を囲むように配置してもよい。こうすることで、小さい面積で大きなチャネル幅を得ることができ、スイッチング能力を大きくすることができる。なお、図２５の（Ｂ）に示すように、ＴＦＴ１０２２４のゲート電極は、第１の半導体層１０２０５を囲むように配置してもよい。
画素電極１０２２５は、ＴＦＴ１０２２４のソース電極またはドレイン電極の一方に電気的に接続される。画素電極１０２２５は、映像信号線１０２２２によって伝達された信号電圧を液晶素子に与えるための電極である。また、容量線１０２２３を配置することで、画素容量１０２２６を形成してもよい。こうすることで、画素電極１０２２５は、映像信号線１０２２２によって伝達された信号電圧を保持しやすくなる。なお、画素電極１０２２５は、図２５の（Ｂ）に示すように、矩形であってもよい。こうすることで、画素の開口率を大きくすることができるので、液晶表示装置の効率が向上する。また、画素電極１０２２５を、透明性をもつ材料で作製した場合は、透過型の液晶表示装置を得ることができる。透過型の液晶表示装置は、色の再現性が高く、高い画質を持った映像を表示することができる。また、画素電極１０２２５を、反射性をもつ材料で作製した場合は、反射型の液晶表示装置を得ることができる。反射型の液晶表示装置は、屋外などの明るい環境下における視認性が高く、また、バックライトが不要なので、消費電力を非常に小さくすることができる。なお、画素電極１０２２５を、透明性をもつ材料および反射性をもつ材料の両方を用いて作成した場合は、両者の利点を併せ持つ、半透過型の液晶表示装置を得ることができる。なお、画素電極１０２２５を、反射性をもつ材料で作製した場合は、画素電極１０２２５の表面に凹凸を持たせてもよい。あるいは、第３の絶縁膜１０２０８の表面に凹凸を持たせることで、画素電極１０２２５を凹凸にすることもできる。こうすることで、反射光が乱反射するので、反射光の強度分布の角度依存性が小さくなる利点がある。つまり、どの角度で見ても、一定の明るさを持った反射型の液晶表示装置を得ることができる。
次に、図２６を参照して、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードの液晶表示装置に、本発明を適用した場合の、別の例を説明する。図２６は、ＶＡモードの液晶表示装置の画素構造のうち、第４の導電層１０３１３にパターン加工を施すことで、液晶分子が様々な向きを持つように制御し、視野角を大きくした、いわゆるＰＶＡ（Ｐａｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式に、本発明を適用した場合の、画素の断面図と上面図である。図２６の（Ａ）は、画素の断面図であり、図２６の（Ｂ）は、画素の上面図である。また、図２６の（Ａ）に示す画素の断面図は、図２６の（Ｂ）に示す画素の上面図における線分ａ−ａ’に対応している。図２６に示す画素構造の液晶表示装置に本発明を適用することによって、視野角が大きく、応答速度が速く、コントラストの大きい液晶表示装置を得ることができる。
図２６の（Ａ）を参照して、ＰＶＡ方式の液晶表示装置の画素構造について説明する。液晶表示装置は、液晶パネルと呼ばれる、画像を表示する基幹部分を有する。液晶パネルは、加工を施した２枚の基板を、数μｍのギャップを持たせて貼り合わせ、２枚の基板間に液晶材料を注入することで作製される。図２６の（Ａ）において、２枚の基板は、第１の基板１０３０１、および第２の基板１０３１６である。第１の基板には、ＴＦＴおよび画素電極を作製し、また、第２の基板には、遮光膜１０３１４、カラーフィルタ１０３１５、第４の導電層１０３１３、スペーサ１０３１７、および第２の配向膜１０３１２を作製してもよい。
なお、本発明は、第１の基板１０３０１にＴＦＴを作製しなくとも実施可能である。ＴＦＴを作製せずに本発明を実施する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。さらに、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、ＴＦＴを作製して本発明を実施する場合は、より大型の表示装置を得ることができる。
なお、図２６に示すＴＦＴは、非晶質半導体を用いたボトムゲート型のＴＦＴである。非結晶半導体を用いたＴＦＴを適応した液晶パネルは、大面積の基板を用いて、安価に作製できるという利点がある。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。使用できるＴＦＴの構造は、ボトムゲート型のＴＦＴではチャネルエッチ型、チャネル保護型などがある。また、トップゲート型でもよい。さらに、非晶質半導体だけではなく、多結晶半導体も用いることができる。
なお、本発明は、第２の基板１０３１６に遮光膜１０３１４を作製しなくとも実施可能である。遮光膜１０３１４を作製せずに本発明を実施する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、遮光膜１０３１４を作製して本発明を実施する場合は、黒表示時に光漏れの少ない表示装置を得ることができる。
なお、本発明は、第２の基板１０３１６にカラーフィルタ１０３１５を作製しなくとも実施可能である。カラーフィルタ１０３１５を作製せずに本発明を実施する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。ただし、カラーフィルタ１０３１５を作製せずに本発明を実施する場合でも、フィールドシーケンシャル駆動によってカラー表示ができる表示装置を得ることができる。一方、カラーフィルタ１０３１５を作製して本発明を実施する場合は、カラー表示ができる表示装置を得ることができる。
なお、本発明は、第２の基板１０３１６にスペーサ１０３１７を作製せず、球状のスペーサを散布することでも実施可能である。球状のスペーサを散布することで本発明を実施する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、スペーサ１０３１７を作製して本発明を実施する場合は、スペーサの位置がばらつかないため、２枚の基板間の距離を一様にすることができ、表示ムラの少ない表示装置を得ることができる。
次に、第１の基板１０３０１に施す加工については、図２４で説明した方法を用いてもよいため、省略する。ここで、第１の基板１０３０１、第１の絶縁膜１０３０２、第１の導電層１０３０３、第２の絶縁膜１０３０４、第１の半導体層１０３０５、第２の半導体層１０３０６、第２の導電層１０３０７、第３の絶縁膜１０３０８、第３の導電層１０３０９、第１の配向膜１０３１０が、それぞれ、図２４における第１の基板１０１０１、第１の絶縁膜１０１０２、第１の導電層１０１０３、第２の絶縁膜１０１０４、第１の半導体層１０１０５、第２の半導体層１０１０６、第２の導電層１０１０７、第３の絶縁膜１０１０８、第３の導電層１０１０９、第１の配向膜１０１１０、と対応する。なお、第１の基板１０３０１側の第３の導電層１０３０９に、電極切り欠き部を設けてもよい。こうすることで、より確実に液晶分子の配向を制御することができる。また、第１の配向膜１０３１０および第２の配向膜１０３１２は、垂直配向膜でもよい。こうすることで、液晶分子１０３１８を垂直に配向することができる。
以上のように作製した第１の基板１０３０１と、遮光膜１０３１４、カラーフィルタ１０３１５、第４の導電層１０３１３、スペーサ１０３１７、および第２の配向膜１０３１２を作製した第２の基板１０３１６を、シール材によって数μｍのギャップを持たせて貼り合わせ、２枚の基板間に液晶材料を注入することで、液晶パネルが作製できる。なお、図２６に示すようなＰＶＡ方式の液晶パネルにおいては、第４の導電層１０３１３は、パターン加工を施して、電極切り欠き部１０３１９を作製してもよい。なお、電極切り欠き部１０３１９の形状に限定はないが、異なる向きを持った複数の矩形を組み合わせた形状であるのが好適である。こうすることで、配向の異なる複数の領域が形成できるので、視野角の大きな液晶表示装置を得ることができる。また、電極切り欠き部１０３１９と第４の導電層１０３１３の境界における第４の導電層１０３１３の形状は、滑らかな曲線であることが好適である。こうすることで、近接する液晶分子１０３１８の配向が極近いものとなるため、配向不良が低減する。また、第２の配向膜１０３１２が、電極切り欠き部１０３１９によって段切れを起こしてしまうことによる、配向膜の不良も低減することができる。
次に、図２６に示す、ＰＶＡ方式の液晶パネルの画素構造の特徴について説明する。図２６の（Ａ）に示した液晶分子１０３１８は、長軸と短軸を持った細長い分子である。液晶分子１０３１８の向きを示すため、図２６の（Ａ）においては、その長さによって表現している。すなわち、長く表現された液晶分子１０３１８は、その長軸の向きが紙面に平行であり、短く表現された液晶分子１０３１８ほど、その長軸の向きが紙面の法線方向に近くなっているとする。つまり、図２６の（Ａ）に示した液晶分子１０３１８は、その長軸の向きが配向膜の法線方向を向くように配向している。よって、電極切り欠き部１０３１９のある部分の液晶分子１０３１８は、電極切り欠き部１０３１９と第４の導電層１０３１３の境界を中心として放射状に配向する。この状態となることによって、視野角の大きい液晶表示装置を得ることができる。
次に、図２６の（Ｂ）を参照して、ＰＶＡ方式の液晶表示装置に本発明を適用した場合の、画素のレイアウトの一例について説明する。本発明を適用したＰＶＡ方式の液晶表示装置の画素は、走査線１０３２１と、映像信号線１０３２２と、容量線１０３２３と、ＴＦＴ１０３２４と、画素電極１０３２５と、画素容量１０３２６と、電極切り欠き部１０３１９と、を備えていてもよい。
走査線１０３２１は、ＴＦＴ１０３２４のゲート電極と電気的に接続されるため、第１の導電層１０３０３で構成されているのが好適である。
映像信号線１０３２２は、ＴＦＴ１０３２４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ため、第２の導電層１０３０７で構成されているのが好適である。また、走査線１０３２１と映像信号線１０３２２はマトリックス状に配置されるため、少なくとも、異なる層の導電層で形成されるのが好適である。
容量線１０３２３は、画素電極１０３２５と平行に配置されることで、画素容量１０３２６を形成するための配線であり、第１の導電層１０３０３で構成されているのが好適である。なお、図２６の（Ｂ）に示すように、容量線１０３２３は、映像信号線１０３２２に沿って、映像信号線１０３２２を囲むように延設されていてもよい。こうすることで、映像信号線１０３２２の電位変化に伴って、電位を保持するべき電極の電位が変化してしまう現象、いわゆるクロストークを低減することができる。なお、映像信号線１０３２２との交差容量を低減させるため、図２６の（Ｂ）に示すように、第１の半導体層１０３０５を容量線１０３２３と映像信号線１０３２２の交差領域に設けてもよい。
ＴＦＴ１０３２４は、映像信号線１０３２２と画素電極１０３２５を導通させるスイッチとして動作する。なお、図２６の（Ｂ）に示すように、ＴＦＴ１０３２４のソース領域またはドレイン領域のどちらか一方を、ソース領域またはドレイン領域の他方を囲むように配置してもよい。こうすることで、小さい面積で大きなチャネル幅を得ることができ、スイッチング能力を大きくすることができる。なお、図２６の（Ｂ）に示すように、ＴＦＴ１０３２４のゲート電極は、第１の半導体層１０３０５を囲むように配置してもよい。
画素電極１０３２５は、ＴＦＴ１０３２４のソース電極またはドレイン電極の一方に電気的に接続される。画素電極１０３２５は、映像信号線１０３２２によって伝達された信号電圧を液晶素子に与えるための電極である。また、容量線１０３２３を配置することで、画素容量１０３２６を形成してもよい。こうすることで、画素電極１０３２５は、映像信号線１０３２２によって伝達された信号電圧を保持しやすくなる。なお、画素電極１０３２５は、図２６の（Ｂ）に示すように、第４の導電層１０３１３に設けた電極切り欠き部１０３１９の形状に合わせて、電極切り欠き部１０３１９のない部分に、画素電極１０３２５を切り欠いた部分を形成するのが好適である。こうすることで、液晶分子１０３１８の配向が異なる複数の領域を形成することができるので、視野角の大きな液晶表示装置を得ることができる。また、画素電極１０３２５を、透明性をもつ材料で作製した場合は、透過型の液晶表示装置を得ることができる。透過型の液晶表示装置は、色の再現性が高く、高い画質を持った映像を表示することができる。また、画素電極１０３２５を、反射性をもつ材料で作製した場合は、反射型の液晶表示装置を得ることができる。反射型の液晶表示装置は、屋外などの明るい環境下における視認性が高く、また、バックライトが不要なので、消費電力を非常に小さくすることができる。なお、画素電極１０３２５を、透明性をもつ材料および反射性をもつ材料の両方を用いて作成した場合は、両者の利点を併せ持つ、半透過型の液晶表示装置を得ることができる。なお、画素電極１０３２５を、反射性をもつ材料で作製した場合は、画素電極１０３２５の表面に凹凸を持たせてもよい。あるいは、第３の絶縁膜１０３０８の表面に凹凸を持たせることで、画素電極１０３２５を凹凸にすることもできる。こうすることで、反射光が乱反射するので、反射光の強度分布の角度依存性が小さくなる利点がある。つまり、どの角度で見ても、一定の明るさを持った反射型の液晶表示装置を得ることができる。
次に、図２７を参照して、横電界方式の液晶表示装置に、本発明を適用した場合を説明する。図２７は、液晶分子の配向が基板に対して常に水平であるようにスイッチングを行なうために、横方向に電界をかける方式の液晶表示装置の画素構造のうち、画素電極１０４２５と共通電極１０４２３に櫛歯状のパターン加工を施すことで、横方向に電界をかける方式、いわゆるＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式に、本発明を適用した場合の、画素の断面図と上面図である。図２７の（Ａ）は、画素の断面図であり、図２７の（Ｂ）は、画素の上面図である。また、図２７の（Ａ）に示す画素の断面図は、図２７の（Ｂ）に示す画素の上面図における線分ａ−ａ’に対応している。図２７に示す画素構造の液晶表示装置に本発明を適用することによって、原理的に視野角が大きく、応答速度の階調依存性の小さい液晶表示装置を得ることができる。
図２７の（Ａ）を参照して、ＩＰＳ方式の液晶表示装置の画素構造について説明する。液晶表示装置は、液晶パネルと呼ばれる、画像を表示する基幹部分を有する。液晶パネルは、加工を施した２枚の基板を、数μｍのギャップを持たせて貼り合わせ、２枚の基板間に液晶材料を注入することで作製される。図２７の（Ａ）において、２枚の基板は、第１の基板１０４０１、および第２の基板１０４１６である。第１の基板には、ＴＦＴおよび画素電極を作製し、また、第２の基板には、遮光膜１０４１４、カラーフィルタ１０４１５、スペーサ１０４１７、および第２の配向膜１０４１２を作製してもよい。
なお、本発明は、第１の基板１０４０１にＴＦＴを作製しなくとも実施可能である。ＴＦＴを作製せずに本発明を実施する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。さらに、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、ＴＦＴを作製して本発明を実施する場合は、より大型の表示装置を得ることができる。
なお、図２７に示すＴＦＴは、非晶質半導体を用いたボトムゲート型のＴＦＴである。非結晶半導体を用いたＴＦＴを適応した液晶パネルは、大面積の基板を用いて、安価に作製できるという利点がある。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。使用できるＴＦＴの構造は、ボトムゲート型のＴＦＴではチャネルエッチ型、チャネル保護型などがある。また、トップゲート型でもよい。さらに、非晶質半導体だけではなく、多結晶半導体も用いることができる。
なお、本発明は、第２の基板１０４１６に遮光膜１０４１４を作製しなくとも実施可能である。遮光膜１０４１４を作製せずに本発明を実施する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、遮光膜１０４１４を作製して本発明を実施する場合は、黒表示時に光漏れの少ない表示装置を得ることができる。
なお、本発明は、第２の基板１０４１６にカラーフィルタ１０４１５を作製しなくとも実施可能である。カラーフィルタ１０４１５を作製せずに本発明を実施する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。ただし、カラーフィルタ１０４１５を作製せずに本発明を実施する場合でも、フィールドシーケンシャル駆動によってカラー表示ができる表示装置を得ることができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、カラーフィルタ１０４１５を作製して本発明を実施する場合は、カラー表示ができる表示装置を得ることができる。
なお、本発明は、第２の基板１０４１６にスペーサ１０４１７を作製せず、球状のスペーサを散布することでも実施可能である。球状のスペーサを散布することで本発明を実施する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、スペーサ１０４１７を作製して本発明を実施する場合は、スペーサの位置がばらつかないため、２枚の基板間の距離を一様にすることができ、表示ムラの少ない表示装置を得ることができる。
次に、第１の基板１０４０１に施す加工については、図２４で説明した方法を用いてもよいため、省略する。ここで、第１の基板１０４０１、第１の絶縁膜１０４０２、第１の導電層１０４０３、第２の絶縁膜１０４０４、第１の半導体層１０４０５、第２の半導体層１０４０６、第２の導電層１０４０７、第３の絶縁膜１０４０８、第３の導電層１０４０９、第１の配向膜１０４１０が、それぞれ、図２４における第１の基板１０１０１、第１の絶縁膜１０１０２、第１の導電層１０１０３、第２の絶縁膜１０１０４、第１の半導体層１０１０５、第２の半導体層１０１０６、第２の導電層１０１０７、第３の絶縁膜１０１０８、第３の導電層１０１０９、第１の配向膜１０１１０、と対応する。なお、第１の基板１０４０１側の第３の導電層１０４０９にパターン加工を施し、互いにかみ合った２つの櫛歯状の形状に形成してもよい。また、一方の櫛歯状の電極は、ＴＦＴ１０４２４のソース電極またはドレイン電極の一方と電気的に接続され、他方の櫛歯状の電極は、共通電極１０４２３と電気的に接続されていてもよい。こうすることで、液晶分子１０４１８に効果的に横方向の電界をかけることができる。
以上のように作製した第１の基板１０４０１と、遮光膜１０４１４、カラーフィルタ１０４１５、スペーサ１０４１７、および第２の配向膜１０４１２を作製した第２の基板１０４１６を、シール材によって数μｍのギャップを持たせて貼り合わせ、２枚の基板間に液晶材料を注入することで、液晶パネルが作製できる。なお、図示しないが、第２の基板１０４１６側に、導電層を形成してもよい。第２の基板１０４１６側に導電層を形成することで、外部からの電磁波ノイズの影響を受けにくくすることができる。
次に、図２７に示す、ＩＰＳ方式の液晶パネルの画素構造の特徴について説明する。図２７の（Ａ）に示した液晶分子１０４１８は、長軸と短軸を持った細長い分子である。液晶分子１０４１８の向きを示すため、図２７の（Ａ）においては、その長さによって表現している。すなわち、長く表現された液晶分子１０４１８は、その長軸の向きが紙面に平行であり、短く表現された液晶分子１０４１８ほど、その長軸の向きが紙面の法線方向に近くなっているとする。つまり、図２７の（Ａ）に示した液晶分子１０４１８は、その長軸の向きが常に基板と水平の方向を向くように配向している。図２７の（Ａ）においては、電界のない状態における配向を表しているが、液晶分子１０４１８に電界がかかったときは、その長軸の向きが常に基板と水平の方向を保ったまま、水平面内で回転する。この状態となることによって、視野角の大きい液晶表示装置を得ることができる。
次に、図２７の（Ｂ）を参照して、ＩＰＳ方式の液晶表示装置に本発明を適用した場合の、画素のレイアウトの一例について説明する。本発明を適用したＩＰＳ方式の液晶表示装置の画素は、走査線１０４２１と、映像信号線１０４２２と、共通電極１０４２３と、ＴＦＴ１０４２４と、画素電極１０４２５と、を備えていてもよい。
走査線１０４２１は、ＴＦＴ１０４２４のゲート電極と電気的に接続されるため、第１の導電層１０４０３で構成されているのが好適である。
映像信号線１０４２２は、ＴＦＴ１０４２４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ため、第２の導電層１０４０７で構成されているのが好適である。また、走査線１０４２１と映像信号線１０４２２はマトリックス状に配置されるため、少なくとも、異なる層の導電層で形成されるのが好適である。なお、図２７の（Ｂ）に示すように、映像信号線１０４２２は、画素電極１０４２５および共通電極１０４２３の形状に合わせるように、画素内で屈曲して形成されていてもよい。こうすることで、画素の開口率を大きくすることができるため、液晶表示装置の効率を向上させることができる。
共通電極１０４２３は、画素電極１０４２５と平行に配置されることで、横方向の電界を発生させるための電極であり、第１の導電層１０４０３および第３の導電層１０４０９で構成されているのが好適である。なお、図２７の（Ｂ）に示すように、共通電極１０４２３は、映像信号線１０４２２に沿って、映像信号線１０４２２を囲むように延設されていてもよい。こうすることで、映像信号線１０４２２の電位変化に伴って、電位を保持するべき電極の電位が変化してしまう現象、いわゆるクロストークを低減することができる。なお、映像信号線１０４２２との交差容量を低減させるため、図２７の（Ｂ）に示すように、第１の半導体層１０４０５を共通電極１０４２３と映像信号線１０４２２の交差領域に設けてもよい。
ＴＦＴ１０４２４は、映像信号線１０４２２と画素電極１０４２５を導通させるスイッチとして動作する。なお、図２７の（Ｂ）に示すように、ＴＦＴ１０４２４のソース領域またはドレイン領域のどちらか一方を、ソース領域またはドレイン領域の他方を囲むように配置してもよい。こうすることで、小さい面積で大きなチャネル幅を得ることができ、スイッチング能力を大きくすることができる。なお、図２７の（Ｂ）に示すように、ＴＦＴ１０４２４のゲート電極は、第１の半導体層１０４０５を囲むように配置してもよい。
画素電極１０４２５は、ＴＦＴ１０４２４のソース電極またはドレイン電極の一方に電気的に接続される。画素電極１０４２５は、映像信号線１０４２２によって伝達された信号電圧を液晶素子に与えるための電極である。また、共通電極１０４２３を配置することで、画素容量を形成してもよい。こうすることで、画素電極１０３２５は、映像信号線１０４２２によって伝達された信号電圧を保持しやすくなる。なお、画素電極１０４２５および櫛歯状の共通電極１０４２３は、図２７の（Ｂ）に示すように、屈曲した櫛歯状の形状として形成するのが好適である。こうすることで、液晶分子１０４１８の配向が異なる複数の領域を形成することができるので、視野角の大きな液晶表示装置を得ることができる。また、画素電極１０４２５および櫛歯状の共通電極１０４２３を、透明性をもつ材料で作製した場合は、透過型の液晶表示装置を得ることができる。透過型の液晶表示装置は、色の再現性が高く、高い画質を持った映像を表示することができる。さらに、透過型の液晶表示装置は、画素が高開口率となって、光効率を向上することができる。ただし、画素電極１０４２５および櫛歯状の共通電極１０４２３を透明性もたず、かつ、反射性をもたいない材料で作製した場合でも、透過型の液晶表示装置を得ることができる。当該透過型の液晶表示装置は、横電界が存在する部分の液晶分子１０４１８のみを光が透過するため、色の再現性が高く、高い画質を持った映像を表示することができる。また、画素電極１０４２５および櫛歯状の共通電極１０４２３を、反射性をもつ材料で作製した場合は、半透過型の液晶表示装置を得ることができる。半透過型の液晶表示装置は、屋外などの明るい環境下における視認性が高く、消費電力を非常に小さくすることができる。さらに、半透過型の液晶表示装置は、色の再現性が高く、高い画質を持った映像を表示することができる。ただし、画素電極１０４２５および櫛歯状の共通電極１０４２３を、透明性をもつ材料および反射性をもつ材料の両方を用いて作成した場合でもは半透過型の液晶表示装置を得ることができる。なお、画素電極１０４２５および櫛歯状の共通電極１０４２３を、反射性をもつ材料で作製した場合は、画素電極１０４２５および櫛歯状の共通電極１０４２３の表面に凹凸を持たせてもよい。あるいは、第３の絶縁膜１０４０８の表面に凹凸を持たせることで、画素電極１０４２５および櫛歯状の共通電極１０４２３を凹凸にすることもできる。こうすることで、反射光が乱反射するので、反射光の強度分布の角度依存性が小さくなる利点がある。つまり、どの角度で見ても、一定の明るさを持った反射型の液晶表示装置を得ることができる。
なお、櫛歯状の画素電極１０４２５と、櫛歯状の共通電極１０４２３は、ともに第３の導電層１０４０９で形成されるとしたが、本発明が適用できる画素構成は、これに限定されず、適宜選択することができる。たとえば、櫛歯状の画素電極１０４２５と、櫛歯状の共通電極１０４２３を、ともに第２の導電層１０４０７で形成してもよいし、ともに第１の導電層１０４０３で形成してもよいし、どちらか一方を第３の導電層１０４０９で形成し、他方を第２の導電層１０４０７で形成してもよいし、どちらか一方を第３の導電層１０４０９で形成し、他方を第１の導電層１０４０７で形成してもよいし、どちらか一方を第２の導電層１０４０９で形成し、他方を第１の導電層１０４０７で形成してもよい。
次に、図２８を参照して、別の横電界方式の液晶表示装置に、本発明を適用した場合を説明する。図２８は、液晶分子の配向が基板に対して常に水平であるようにスイッチングを行なうために、横方向に電界をかける方式の液晶表示装置の別の画素構造を示す図である。より詳細には、画素電極１０５２５と共通電極１０５２３のうち、どちらか一方に櫛歯状のパターン加工を施し、他方は櫛歯状の形状に重なる領域に一様に電極を形成することで、横方向に電界をかける方式、いわゆるＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式に、本発明を適用した場合の、画素の断面図と上面図である。図２８の（Ａ）は、画素の断面図であり、図２８の（Ｂ）は、画素の上面図である。また、図２８の（Ａ）に示す画素の断面図は、図２８の（Ｂ）に示す画素の上面図における線分ａ−ａ’に対応している。図２８に示す画素構造の液晶表示装置に本発明を適用することによって、原理的に視野角が大きく、応答速度の階調依存性の小さい液晶表示装置を得ることができる。
図２８の（Ａ）を参照して、ＦＦＳ方式の液晶表示装置の画素構造について説明する。液晶表示装置は、液晶パネルと呼ばれる、画像を表示する基幹部分を有する。液晶パネルは、加工を施した２枚の基板を、数μｍのギャップを持たせて貼り合わせ、２枚の基板間に液晶材料を注入することで作製される。図２８の（Ａ）において、２枚の基板は、第１の基板１０５０１および第２の基板１０５１６である。第１の基板には、ＴＦＴおよび画素電極を作製し、第２の基板には、遮光膜１０５１４、カラーフィルタ１０５１５、スペーサ１０５１７、および第２の配向膜１０５１２を作製してもよい。
なお、本発明は、第１の基板１０５０１にＴＦＴを作製しなくとも実施可能である。ＴＦＴを作製せずに本発明を実施する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、ＴＦＴを作製して本発明を実施する場合は、より大型の表示装置を得ることができる。
なお、図２８に示すＴＦＴは、非晶質半導体を用いたボトムゲート型のＴＦＴである。非結晶半導体を用いたＴＦＴを適応した液晶パネルは、大面積の基板を用いて、安価に作製できるという利点がある。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。使用できるＴＦＴの構造は、ボトムゲート型のＴＦＴではチャネルエッチ型、チャネル保護型などがある。また、トップゲート型でもよい。さらに、非晶質半導体だけではなく、多結晶半導体も用いることができる。
なお、本発明は、第２の基板１０５１６に遮光膜１０５１４を作製しなくとも実施可能である。遮光膜１０５１４を作製せずに本発明を実施する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、遮光膜１０５１４を作製して本発明を実施する場合は、黒表示時に光漏れの少ない表示装置を得ることができる。
なお、本発明は、第２の基板１０５１６にカラーフィルタ１０５１５を作製しなくとも実施可能である。カラーフィルタ１０５１５を作製せずに本発明を実施する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。ただし、カラーフィルタ１０５１５を作製せずに本発明を実施する場合でも、フィールドシーケンシャル駆動によってカラー表示ができる表示装置を得ることができる。一方、カラーフィルタ１０５１５を作製して本発明を実施する場合は、カラー表示ができる表示装置を得ることができる。
なお、本発明は、第２の基板１０５１６にスペーサ１０５１７を作製せず、球状のスペーサを散布することでも実施可能である。球状のスペーサを散布することで本発明を実施する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、スペーサ１０５１７を作製して本発明を実施する場合は、スペーサの位置がばらつかないため、２枚の基板間の距離を一様にすることができ、表示ムラの少ない表示装置を得ることができる。
次に、第１の基板１０５０１に施す加工については、図２４で説明した方法を用いてもよいため、省略する。ここで、第１の基板１０５０１、第１の絶縁膜１０５０２、第１の導電層１０５０３、第２の絶縁膜１０５０４、第１の半導体層１０５０５、第２の半導体層１０５０６、第２の導電層１０５０７、第３の絶縁膜１０５０８、第３の導電層１０５０９、第１の配向膜１０５１０が、それぞれ、図２４における第１の基板１０１０１、第１の絶縁膜１０１０２、第１の導電層１０１０３、第２の絶縁膜１０１０４、第１の半導体層１０１０５、第２の半導体層１０１０６、第２の導電層１０１０７、第３の絶縁膜１０１０８、第３の導電層１０１０９、第１の配向膜１０１１０、と対応する。
ただし、図２４と異なる点は、第１の基板１０５０１側に、第４の絶縁膜１０５１９および第４の導電層１０５１３を形成してもよいという点である。より詳細には、第３の導電層１０５０９にパターン加工を施したあと、第４の絶縁膜１０５１９を成膜し、パターン加工を施してコンタクトホールを形成した後、第４の導電層１０５１３を成膜し、同様にパターン加工を施した後、第１の配向膜１０５１０を形成してもよい。なお、第４の絶縁膜１０５１９および第４の導電層１０５１３に使用できる材料および加工方法は、第３の絶縁膜１０５０８および第３の導電層１０５０９に用いるものと同様のものを用いることができる。また、一方の櫛歯状の電極は、ＴＦＴ１０５２４のソース電極またはドレイン電極の一方と電気的に接続され、他方の一様な電極は、共通電極１０５２３と電気的に接続されていてもよい。こうすることで、液晶分子１０５１８に効果的に横方向の電界をかけることができる。
以上のように作製した第１の基板１０５０１と、遮光膜１０５１４、カラーフィルタ１０５１５、スペーサ１０５１７、および第２の配向膜１０５１２を作製した第２の基板１０５１６を、シール材によって数μｍのギャップを持たせて貼り合わせ、２枚の基板間に液晶材料を注入することで、液晶パネルが作製できる。なお、図示しないが、第２の基板１０５１６側に、導電層を形成してもよい。第２の基板１０５１６側に導電層を形成することで、外部からの電磁波ノイズの影響を受けにくくすることができる。
次に、図２８に示す、ＦＦＳ方式の液晶パネルの画素構造の特徴について説明する。図２８の（Ａ）に示した液晶分子１０５１８は、長軸と短軸を持った細長い分子である。液晶分子１０５１８の向きを示すため、図２８の（Ａ）においては、その長さによって表現している。すなわち、長く表現された液晶分子１０５１８は、その長軸の向きが紙面に平行であり、短く表現された液晶分子１０５１８ほど、その長軸の向きが紙面の法線方向に近くなっているとする。つまり、図２８の（Ａ）に示した液晶分子１０５１８は、その長軸の向きが常に基板と水平の方向を向くように配向している。図２８の（Ａ）においては、電界のない状態における配向を表しているが、液晶分子１０５１８に電界がかかったときは、その長軸の向きが常に基板と水平の方向を保ったまま、水平面内で回転する。この状態となることによって、視野角の大きい液晶表示装置を得ることができる。
次に、図２８の（Ｂ）を参照して、ＦＦＳ方式の液晶表示装置に本発明を適用した場合の、画素のレイアウトの一例について説明する。本発明を適用したＦＦＳ方式の液晶表示装置の画素は、走査線１０５２１と、映像信号線１０５２２と、共通電極１０５２３と、ＴＦＴ１０５２４と、画素電極１０５２５と、を備えていてもよい。
走査線１０５２１は、ＴＦＴ１０５２４のゲート電極と電気的に接続されるため、第１の導電層１０５０３で構成されているのが好適である。
映像信号線１０５２２は、ＴＦＴ１０５２４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ため、第２の導電層１０５０７で構成されているのが好適である。また、走査線１０５２１と映像信号線１０５２２はマトリックス状に配置されるため、少なくとも、異なる層の導電層で形成されるのが好適である。なお、図２８の（Ｂ）に示すように、映像信号線１０５２２は、画素電極１０５２５の形状に合わせるように、画素内で屈曲して形成されていてもよい。こうすることで、画素の開口率を大きくすることができるため、液晶表示装置の効率を向上させることができる。
共通電極１０５２３は、第１の導電層１０５０３および第３の導電層１０５０９で構成されているのが好適である。なお、映像信号線１０５２２との交差容量を低減させるため、図２８の（Ｂ）に示すように、第１の半導体層１０５０５を共通電極１０５２３と映像信号線１０５２２の交差領域に設けてもよい。
ＴＦＴ１０５２４は、映像信号線１０５２２と画素電極１０５２５を導通させるスイッチとして動作する。なお、図２８の（Ｂ）に示すように、ＴＦＴ１０５２４のソース領域またはドレイン領域のどちらか一方を、ソース領域またはドレイン領域の他方を囲むように配置してもよい。こうすることで、小さい面積で大きなチャネル幅を得ることができ、スイッチング能力を大きくすることができる。なお、図２８の（Ｂ）に示すように、ＴＦＴ１０５２４のゲート電極は、第１の半導体層１０５０５を囲むように配置してもよい。
画素電極１０５２５は、ＴＦＴ１０５２４のソース電極またはドレイン電極の一方に電気的に接続される。画素電極１０５２５は、映像信号線１０５２２によって伝達された信号電圧を液晶素子に与えるための電極である。また、共通電極１０５２３を配置することで、画素容量を形成してもよい。こうすることで、画素電極１０５２５は、映像信号線１０５２２によって伝達された信号電圧を保持しやすくなる。なお、画素電極１０５２５は、図２８の（Ｂ）に示すように、屈曲した櫛歯状の形状として形成するのが好適である。こうすることで、液晶分子１０５１８の配向が異なる複数の領域を形成することができるので、視野角の大きな液晶表示装置を得ることができる。また、櫛歯状の画素電極１０５２５および共通電極１０５２３を、透明性をもつ材料で作製した場合は、透過型の液晶表示装置を得ることができる。ただし、櫛歯状の画素電極１０５２５を反射性をもたない材料で作製し、かつ、共通電極１０５２３を透明性をもつ材料で作製した場合でも、透過型の液晶表示装置を得ることができる。透過型の液晶表示装置は、色の再現性が高く、高い画質を持った映像を表示することができる。また、櫛歯状の画素電極１０５２５および共通電極１０５２３を、反射性をもつ材料で作製した場合は、反射型の液晶表示装置を得ることができる。ただし、すくなくとも共通電極１０５２３を反射性をもつ材料で作製すれば、反射型の液晶表示装置を得ることができる。反射型の液晶表示装置は、屋外などの明るい環境下における視認性が高く、また、バックライトが不要なので、消費電力を非常に小さくすることができる。なお、櫛歯状の画素電極１０５２５および共通電極１０５２３を、透明性をもつ材料および反射性をもつ材料の両方を用いて作成した場合は、両者の利点を併せ持つ、半透過型の液晶表示装置を得ることができる。ただし、櫛歯状の画素電極１０５２５を反射性をもつ材料で作製し、画素電極１０５２５を透過性を持つ材料で作製した場合でも、半透過型の液晶表示装置を得ることができる。なお、画素電極１０５２５および櫛歯状の共通電極１０５２３を、反射性をもつ材料で作製した場合は、櫛歯状の画素電極１０５２５および共通電極１０５２３の表面に凹凸を持たせてもよい。あるいは、第３の絶縁膜１０５０８の表面に凹凸を持たせることで、櫛歯状の画素電極１０５２５および共通電極１０５２３を凹凸にすることもできる。こうすることで、反射光が乱反射するので、反射光の強度分布の角度依存性が小さくなる利点がある。つまり、どの角度で見ても、一定の明るさを持った反射型の液晶表示装置を得ることができる。
なお、櫛歯状の画素電極１０５２５は、第４の導電層１０５１３で形成され、一様な共通電極１０５２３は、第３の導電層１０５０９で形成されるとしたが、本発明が適用できる画素構成は、これに限定されず、ある条件を満たしていれば、適宜選択することができる。より詳細には、第１の基板１０５０１から見て、櫛歯状の電極が、一様な電極より液晶に近いほうに位置していればよい。なぜならば、横方向の電界は、櫛歯状の電極から見た場合、常に、一様な電極とは逆方向に発生するからである。つまり、液晶に横電界をかけるためには、櫛歯状の電極は、一様な電極よりも液晶よりに位置していなければならないからである。
この条件を満たすには、たとえば、櫛歯状の電極を第４の導電層１０５１３で形成し、一様な電極を第３の導電層１０５０９で形成してもよいし、櫛歯状の電極を第４の導電層１０５１３で形成し、一様な電極を第２の導電層１０５０７で形成してもよいし、櫛歯状の電極を第４の導電層１０５１３で形成し、一様な電極を第１の導電層１０５０３で形成してもよいし、櫛歯状の電極を第３の導電層１０５０９で形成し、一様な電極を第２の導電層１０５０７で形成してもよいし、櫛歯状の電極を第３の導電層１０５０９で形成し、一様な電極を第１の導電層１０５０３で形成してもよいし、櫛歯状の電極を第２の導電層１０５０７で形成し、一様な電極を第１の導電層１０５０３で形成してもよい。なお、櫛歯状の電極は、ＴＦＴ１０５２４のソース領域またはドレイン領域の一方と電気的に接続され、一様な電極は、共通電極１０５２３と電気的に接続されるとしたが、この接続は、逆でもよい。その場合は、一様な電極が画素ごとに独立して形成されていてもよい。
続いて、本実施形態の液晶表示装置に適応しうる各種液晶モードについて、説明する。
まず図２９（Ａ１）（Ａ２）にはＴＮモードの液晶表示装置の模式図を示す。
上記実施の形態と同様に、互いに対向するように配置された第１の基板１０６０１及び第２の基板１０６０２に、液晶層１０６００が挟持されている。そして、第１の基板１０６０１側には、第１の偏光子を含む層１０６０３が積層され、第２の基板１０６０２側には、第２の偏光子を含む層１０６０４が配置されている。なお、第１の偏光子を含む層１０６０３と、第２の偏光子を含む層１０６０４とは、クロスニコルになるように配置されている。
なお、図示しないが、バックライト等は、第２の偏光子を含む層の外側に配置される。第１の基板１０６０１、及び第２の基板１０６０２上には、それぞれ第１の電極１０６０５、第２の電極１０６０６が設けられている。そして、バックライトと反対側、つまり視認側の電極である第１の電極１０６０５は、少なくとも透光性を有するように形成する。
図２９（Ａ１）（Ａ２）のような構成を有する液晶表示装置において、ノーマリホワイトモードの場合、第１の電極１０６０５及び第２の電極１０６０６に電圧が印加（縦電界方式と呼ぶ）されると、図２９（Ａ１）に示すように黒色表示が行われる。このとき液晶分子は縦に並んだ状態となる。すると、バックライトからの光は、基板を通過することができず黒色表示となる。
そして、図２９（Ａ２）に示すように、第１の電極１０６０５及び第２の電極１０６０６の間に電圧が印加されていないときは白色表示となる。このとき、液晶分子は横に並び、平面内で回転している状態となる。その結果、バックライトからの光は、クロスニコルになるように配置された一対の偏光子を含む層（第１の偏光子を含む層１０６０３、及び第２の偏光子を含む層１０６０４）を通過することができ、所定の映像表示が行われる。
図２９（Ａ１）（Ａ２）のような構成を有する液晶表示装置は、カラーフィルタを設けることによって、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルタは、第１の基板１０６０１側、又は第２の基板１０６０２側のいずれかに設けることができる。ただし、図２９（Ａ１）（Ａ２）のような構成を有する液晶表示装置は、カラーフィルタを設けなくてもバックライトからの光が経時的に変化すれば、フィールドシーケンシャル駆動によってフルカラー表示を行うことができる。
ＴＮモードに使用される液晶材料は、公知のものを使用すればよい。
図２９（Ｂ１）にはＶＡモードの液晶表示装置の模式図を示す。ＶＡモードは、無電界の時に液晶分子が基板に垂直となるように配向されているモードである。
図２９（Ａ１）（Ａ２）と同様に、第１の基板１０６０１、及び第２の基板１０６０２上には、それぞれ第１の電極１０６０５、第２の電極１０６０６が設けられている。そして、バックライトと反対側、つまり視認側の電極である第１の電極１０６０５は、少なくとも透光性を有するように形成する。そして、第１の基板１０６０１側には、第１の偏光子を含む層１０６０３が積層され、第２の基板１０６０２側には、第２の偏光子を含む層１０６０４が配置されている。なお、第１の偏光子を含む層１０６０３と、第２の偏光子を含む層１０６０４とは、クロスニコルになるように配置されている。
図２９（Ａ１）（Ａ２）のような構成を有する液晶表示装置において、第１の電極１０６０５、及び第２の電極１０６０６に電圧が印加される（縦電界方式）と、図２９（Ｂ１）に示すように白色表示が行われるオン状態となる。このとき液晶分子は横に並んだ状態となる。すると、バックライトからの光は、クロスニコルになるように配置された一対の偏光子を含む層（第１の偏光子を含む層１０６０３、及び第２の偏光子を含む層１０６０４）を通過することができ、所定の映像表示が行われる。このとき、カラーフィルタを設けることにより、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルタは、第１の基板１０６０１側、又は第２の基板１０６０２側のいずれかに設けることができる。
そして、図２９（Ｂ２）に示すように、第１の電極１０６０５及び第２の電極１０６０６の間に電圧が印加されていないときは黒色表示、つまりオフ状態とする。このとき、液晶分子は縦に並んだ状態となる。その結果、バックライトからの光は基板を通過することができず、黒色表示となる。
オフ状態では、液晶分子が基板に対して垂直に立ち上がって、黒表示となり、オン状態では液晶分子が基板に対して水平に倒れて白表示となる。オフ状態では液晶分子が立ち上がっているため、偏光されたバックライトからの光は、液晶分子の複屈折の影響を受けることなくセル内を通過し、対向基板側の偏光子を含む層で遮断することができる。
ここで、液晶の配向が分割されたＭＶＡモードに、本発明の積層された偏光子を含む層を適用する例を図２９（Ｃ１）（Ｃ２）に示す。ＭＶＡモードは、それぞれの部分の視野角依存性を互いに補償する方法である。図２９（Ｃ１）に示すように、ＭＶＡモードでは、第１の電極１０６０５、及び第２の電極１０６０６上に配向制御用に断面が三角の突起物１０６０７、及び１０６０８が設けられている。第１の電極１０６０５、及び第２の電極１０６０６に電圧が印加される（縦電界方式）と、図２９（Ｃ１）に示すように白色表示が行われるオン状態となる。このとき液晶分子は突起物１０６０７、及び１０６０８に対して倒れて並んだ状態となる。すると、バックライトからの光は、クロスニコルになるように配置された一対の偏光子を含む層（第１の偏光子を含む層１０６０３、及び第２の偏光子を含む層１０６０４）を通過することができ、所定の映像表示が行われる。なお、図２９（Ｃ１）（Ｃ２）のような構成を有する液晶表示装置は、カラーフィルタを設けることによって、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルタは、第１の基板１０６０１側、又は第２の基板１０６０２側のいずれかに設けることができる。もちろん、図２９（Ｃ１）（Ｃ２）のような構成を有する液晶表示装置は、カラーフィルタを設けなくても、フィールドシーケンシャル駆動によってフルカラー表示を行うことができる。
そして、図２９（Ｃ２）に示すように、第１の電極１０６０５、及び第２の電極１０６０６の間に電圧が印加されていないときは黒色表示、つまりオフ状態とする。このとき、液晶分子は縦に並んだ状態となる。その結果、バックライトからの光は基板を通過することができず、黒色表示となる。
ＭＶＡモードの他の例を上面図、及び断面図を図３２に示す。図３２（Ａ）のように、第２の電極１０６０６ａ、１０６０６ｂ、１０６０６ｃは、くの字型のように屈曲したパターンに形成されていてもよい。また、液晶層１０６００に近接して、絶縁層１０９０１および１０９０２が形成されている。なお、絶縁層１０９０１および１０９０２は、配向膜であってもよい。図３２（Ｂ）で示すように第１の電極１０６０５に近接して、突起物１０６０７が第２の電極１０６０６ａ、１０６０６ｂ、１０６０６ｃと対応して形成されていてもよい。突起物１０６０７を第２の電極１０６０６ａ、１０６０６ｂ、１０６０６ｃと対応して形成することによって、第２の電極１０６０６ａ、１０６０６ｂ、１０６０６ｃの開口部が、突起物のように機能し、液晶分子を効果的に配向させることができる。なお、第１の電極１０６０５と突起物１０６０７が形成される順番は、図３２（Ｂ）と逆であってもよい。
図３０（Ａ１）（Ａ２）にはＯＣＢモードの液晶表示装置の模式図を示す。ＯＣＢモードは、液晶層内で液晶分子の配列が光学的に補償状態を形成しており、これはベンド配向と呼ばれる。
図２９と同様に、第１の基板１０６０１、及び第２の基板１０６０２上には、それぞれ第１の電極１０６０５、第２の電極１０６０６が設けられている。また、図示しないが、バックライト等は第２の偏光子を含む層１０６０４の外側に配置される。そして、バックライトと反対側、つまり視認側の電極である第１の電極１０６０５は、少なくとも透光性を有するように形成する。そして、第１の基板１０６０１側には、第１の偏光子を含む層１０６０３が積層され、第２の基板１０６０２側には、第２の偏光子を含む層１０６０４が配置されている。なお、第１の偏光子を含む層１０６０３と、第２の偏光子を含む層１０６０４とは、クロスニコルになるように配置されている。
図３０（Ａ１）（Ａ２）のような構成を有する液晶表示装置において、第１の電極１０６０５、及び第２の電極１０６０６に一定のオン電圧が印加される（縦電界方式）と、図３０（Ａ１）に示すように黒色表示が行われる。このとき液晶分子は縦に並んだ状態となる。すると、バックライトからの光は、基板を通過することができず、黒色表示となる。
そして、図３０（Ａ２）に示すように、第１の電極１０６０５、及び第２の電極１０６０６の間に一定のオフ電圧が印加されるときは白色表示となる。このとき、液晶分子はベンド配向の状態となる。その結果、バックライトからの光は、クロスニコルになるように配置された一対の偏光子を含む層（第１の偏光子を含む層１０６０３、及び第２の偏光子を含む層１０６０４）を通過することができ、所定の映像表示が行われる。なお、図３０（Ａ１）（Ａ２）のような構成を有する液晶表示装置は、カラーフィルタを設けることによって、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルタは、第１の基板１０６０１側、又は第２の基板１０６０２側のいずれかに設けることができる。もちろん、図３０（Ａ１）（Ａ２）のような構成を有する液晶表示装置は、カラーフィルタを設けなくても、フィールドシーケンシャル駆動によってフルカラー表示を行うことができる。
図３０（Ａ１）（Ａ２）のようなＯＣＢモードでは、液晶層内で液晶分子の配列が光学的に補償できるため視野角依存が少なく、さらに、一対の積層された偏光子を含む層によりコントラスト比を高めることができる。
図３０（Ｂ１）（Ｂ２）には、ＦＬＣモード及びＡＦＬＣモードの液晶の模式図を示す。
図２９と同様に、第１の基板１０６０１、及び第２の基板１０６０２上には、それぞれ第１の電極１０６０５、第２の電極１０６０６が設けられている。そして、バックライトと反対側、つまり視認側の電極である第１の電極１０６０５は、少なくとも透光性を有するように形成する。そして第１の基板１０６０１側には、第１の偏光子を含む層１０６０３が積層され、第２の基板１０６０２側には、第２の偏光子を含む層１０６０４が配置されている。なお、第１の偏光子を含む層１０６０３と、第２の偏光子を含む層１０６０４とは、クロスニコルになるように配置されている。
図３０（Ｂ１）（Ｂ２）のような構成を有する液晶表示装置において、第１の電極１０６０５及び第２の電極１０６０６に電圧が印加（縦電界方式と呼ぶ）されると、図３０（Ｂ１）に示すように、白色表示となる。このときの液晶分子はラビング方向からずれた方向で横に並んでいる状態となる。よって、バックライトからの光は、クロスニコルになるように配置された一対の偏光子を含む層（第１の偏光子を含む層１０６０３、及び第２の偏光子を含む層１０６０４）を通過することができ、所定の映像表示が行われる。
そして、図３０（Ｂ２）に示すように、第１の電極１０６０５、及び第２の電極１０６０６の間に電圧が印加されていないときは、黒色表示が行われる。このときの液晶分子はラビング方向に沿って横に並んだ状態となる。すると、バックライトからの光は、基板を通過することができず黒色表示となる。
なお、図３０（Ｂ１）（Ｂ２）のような構成を有する液晶表示装置は、カラーフィルタを設けることによって、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルタは、第１の基板１０６０１側、又は第２の基板１０６０２側のいずれかに設けることができる。もちろん、図３０（Ｂ１）（Ｂ２）のような構成を有する液晶表示装置は、カラーフィルタを設けなくても、フィールドシーケンシャル駆動によってフルカラー表示を行うことができる。
ＦＬＣモード及びＡＦＬＣモードに使用される液晶材料は、公知のものを使用すればよい。
図３１（Ａ１）（Ａ２）にはＩＰＳモードの液晶表示装置の模式図を示す。ＩＰＳモードは、液晶分子を基板に対して常に平面内で回転させるモードであり、電極は一方の基板側のみに設けた横電界方式をとる。
ＩＰＳモードは一方の基板に設けられた対となる電極により液晶を制御することを特徴とする。そのため、第２の基板１０６０２上に対となる電極１０８０１、１０８０２が設けられている。対となる電極１０８０１、１０８０２は、それぞれ遮光性を有していてもよい。そして、第１の基板１０６０１側には、第１の偏光子を含む層１０６０３が積層され、第２の基板１０６０２側には、第２の偏光子を含む層１０６０４が配置されている。なお、第１の偏光子を含む層１０６０３と、第２の偏光子を含む層１０６０４とは、クロスニコルになるように配置されていてもよい。
図３１（Ａ１）（Ａ２）のような構成を有する液晶表示装置において、対となる電極１０８０１、１０８０２に電圧が印加されると、図３１（Ａ１）に示すように液晶分子はラビング方向からずれた電気力線に沿って配向し白色表示が行われるオン状態となる。すると、バックライトからの光は、クロスニコルになるように配置された一対の偏光子を含む層（第１の偏光子を含む層１０６０３、及び第２の偏光子を含む層１０６０４）を通過することができ、所定の映像表示が行われる。
なお、図３１（Ａ１）（Ａ２）のような構成を有する液晶表示装置は、カラーフィルタを設けることにより、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルタは、第１の基板１０６０１側、又は第２の基板１０６０２側のいずれかに設けることができる。もちろん、図３１（Ａ１）（Ａ２）のような構成を有する液晶表示装置は、カラーフィルタを設けなくても、フィールドシーケンシャル駆動によってフルカラー表示を行うことができる。
そして、図３１（Ａ２）に示すように、一対の電極１０６０４、１０６０２の間に電圧が印加されていないとき黒表示、つまりオフ状態とする。このとき、液晶分子は、ラビング方向に沿って横に並んだ状態となる。その結果、バックライトからの光は基板を通過することができず、黒色表示となる。
ＩＰＳモードで用いることできる対となる電極１０８０１、１０８０２の例を図３３に示す。図３３（Ａ）乃至（Ｄ）においては、電極１０８０１は電極１０８０１ａ、電極１０８０１ｂ、電極１０８０１ｃおよび電極１０８０１ｄと対応する。また、電極１０８０２は電極１０８０２ａ、電極１０８０２ｂ、電極１０８０２ｃおよび電極１０８０２ｄと対応する。図３３（Ａ）では電極１０８０１ａ、及び電極１０８０２ａはうねりを有する波状形状であり、図３３（Ｂ）では電極１０８０１ｂ、及び電極１０８０２ｂは同心円状の開口部を有する形状であり、図３３（Ｃ）では電極１０８０１ｃ、及び電極１０８０２ｃは櫛場状であり一部重なっている形状であり、図３３（Ｄ）では電極１０８０１ｄ、及び電極１０８０２ｄは櫛場状であり電極同士がかみ合うような形状である。
ＩＰＳモードのほかにＦＦＳモードも用いることができる。ＩＰＳモードは、対となる電極が同一の絶縁膜上に形成されているのに対し、ＦＦＳモードは、図３１（Ｂ１）、（Ｂ２）に示すように、対となる電極１０８０３、１０８０４が、それぞれ異なる層の絶縁膜上に形成されていてもよい。
図３１（Ｂ１）、（Ｂ２）に示すような構成を有する液晶表示装置において、対となる電極１０８０３、１０８０４に電圧が印加されると、図３１（Ｂ１）に示すように白色表示が行われるオン状態となる。すると、バックライトからの光は、クロスニコルになるように配置された一対の偏光子を含む層（第１の偏光子を含む層１０６０３、及び第２の偏光子を含む層１０６０４）を通過することができ、所定の映像表示が行われる。
なお、図３１（Ｂ１）、（Ｂ２）のような構成を有する液晶表示装置は、カラーフィルタを設けることにより、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルタは、第１の基板１０６０１側、又は第２の基板１０６０２側のいずれかに設けることができる。もちろん、図３１（Ｂ１）、（Ｂ２）のような構成を有する液晶表示装置は、カラーフィルタを設けなくても、フィールドシーケンシャル駆動によってフルカラー表示を行うことができる。
そして、図３１（Ｂ２）に示すように、対となる電極１０８０３、１０８０４の間に電圧が印加されていないとき黒表示、つまりオフ状態とする。このとき、液晶分子は、横に並び、且つ平面内で回転した状態となる。その結果、バックライトからの光は基板を通過することができず、黒色表示となる。
ＦＦＳモードで用いることできる対となる電極１０８０３、１０８０４の例を図３４に示す。図３４（Ａ）乃至（Ｄ）においては、電極１０８０３は電極１０８０３ａ、電極１０８０３ｂ、電極１０８０３ｃおよび電極１０８０３ｄと対応する。また、電極１０８０４は電極１０８０４ａ、電極１０８０４ｂ、電極１０８０４ｃおよび電極１０８０４ｄと対応する。図３４（Ａ）では電極１０８０３ａは屈曲したくの字形状であり、電極１０８０４ａは画素領域内ではパターン形成されていなくてもよい。図３４（Ｂ）では電極１０８０３ｂは同心円状の形状であり、電極１０８０４ｂは画素領域内ではパターン形成されていなくてもよい。図３４（Ｃ）では電極１０８０３ｃは櫛場状で電極同士がかみ合うような形状であり、電極１０８０４ｃは画素領域内ではパターン形成されていなくてもよい。図３４（Ｄ）では電極１０８０３ｄは櫛場状の形状であり、電極１０８０４ｄは画素領域内ではパターン形成されていなくてもよい。
なお、電極１０８０３（１０８０３ａ、１０８０３ｂ、１０８０３ｃ、１０８０３ｄ）および電極１０８０４（１０８０４ａ、１０８０４ｂ、１０８０４ｃ、１０８０４ｄ）は、透光性を有していてもよい。透光性を有することで、開口率の大きい透過型の表示装置を得ることができる。
なお、電極１０８０３（１０８０３ａ、１０８０３ｂ、１０８０３ｃ、１０８０３ｄ）および電極１０８０４（１０８０４ａ、１０８０４ｂ、１０８０４ｃ、１０８０４ｄ）は、遮光性または反射性を有していてもよい。遮光性または反射性を有することで、バックライトが不要で消費電力の小さい反射型の表示装置を得ることができる。
なお、電極１０８０３（１０８０３ａ、１０８０３ｂ、１０８０３ｃ、１０８０３ｄ）および電極１０８０４（１０８０４ａ、１０８０４ｂ、１０８０４ｃ、１０８０４ｄ）は、透光性を有する領域と、遮光性または反射性を有する領域と、双方の領域を有していてもよい。双方の領域を有することで、屋内のような暗い環境下では表示品質の高い透過型の表示を行い、屋外のような明るい環境下ではバックライトが不要で消費電力の小さい反射型の表示を行う、半透過型の表示装置を得ることができる。
ＩＰＳモード及びＦＦＳモードに使用される液晶材料は、公知のものを使用すればよい。
なお、本実施の形態の液晶表示装置に適応しうる液晶モードとして、上述した液晶モードの他に、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モードなどがある。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせて実施することができる。
なお、本実施形態における各々の図の内容は、他の図の内容と自由に組み合わせて実施することができる。
（実施の形態７）
本実施形態においては、本発明を実施できる表示装置の表示パネル構成、および周辺構成について説明する。特に、液晶表示装置の表示パネル（液晶パネルとも記す）構成、および周辺構成について説明する。
まず、液晶パネルの簡単な構成について、図３５（Ａ）を参照して説明する。また、図３５（Ａ）は、液晶パネルの上面図である。
図３５（Ａ）に示す液晶パネルは、基板２０１００上に、画素部２０１０１、走査線側入力端子２０１０３及び信号線側入力端子２０１０４が形成されている。走査線側入力端子２０１０３から走査線が行方向に延在して基板２０１００上に形成され、信号線入力端子２０１０４から信号線が列方向に延在して基板２０１００上に形成されている。また、画素部２０１０１には、画素２０１０２が走査線と、信号線とが交差するところで、マトリクス上に配置されている。また、画素２０１０２には、スイッチング素子と画素電極層とが配置されている。
図３５（Ａ）の液晶パネルに示すように、走査線側入力端子２０１０３は、基板２０１００の行方向の両側に形成されている。信号線入力端子２０１０３は、基板２０１００の列方向のうち一方に形成されている。また、一方の走査線側入力端子２０１０３から延在する走査線と、他方の走査線側入力端子２０１０３から延在する走査線とは、交互に形成されている。
また、画素部２０１０１の画素２０１０２それぞれでは、スイッチング素子の第１端子が信号線に接続され、第２端子が画素電極層に接続されることによって、個々の画素２０１０２を外部から入力する信号によって独立して制御することができる。なお、スイッチング素子のオン・オフは走査線に供給されている信号によって制御されている。
なお、走査線側入力端子２０１０３を基板２０１００の行方向のうち両方に配置することで、画素２０１０２を高密度に配置することができる。また、信号線側入力端子２０１０３を基板２０１００の列方向のうち一方に配置することで、液晶パネルの額縁を小さくしたり、画素２０１０１の領域を大きくしたりできる。
なお、基板２０１００には、すでに述べたように、単結晶基板、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、紙基板、セロファン基板、石材基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板などを用いることができる。
なお、スイッチング素子には、すでに述べたように、トランジスタ、ダイオード（例えば、ＰＮダイオード、ＰＩＮダイオード、ショットキーダイオード、ダイオード接続のトランジスタなど）、サイリスタ、それらを組み合わせた論理回路などを用いることができる。
なお、スイッチング素子として、ＴＦＴを用いた場合、ＴＦＴのゲートが走査線に接続され、第１端子が信号線に接続され、第２端子が画素電極層に接続されることにより、個々の画素２０１０２を外部から入力する信号によって独立して制御することができる。
なお、走査線側入力端子２０１０３を基板２０１００の行方向のうち一方に配置してもよい。走査線側入力端子２０１０３を基板２０１００の行方向のうち一方に配置することで、液晶パネルの額縁を小さくしたり、画素２０１０１の領域を大きくしたりできる。
なお、一方の走査線側入力端子２０１０３から延在する走査線と、他方の走査線側入力端子２０１０３から延在する走査線とは、共通にしてもよい。
なお、信号線側入力端子２０１０３を基板２０１００の列方向のうち両方に配置してもよい。信号線側入力端子２０１０３を基板２０１００の列方向のうち両方に配置することで、画素２０１０２を高密度に配置できる。
なお、画素２０１０２には、さらに容量素子を形成してもよい。画素２０１０２に容量素子を設ける場合、基板２０１００上に、容量線を形成してもよい。基板２０１００上に容量線を形成する場合、容量素子の第１電極が容量線に接続され、第２端子が画素電極層に接続されるようにする。また、基板２０１００上に容量線を形成しない場合、容量素子の第１電極がこの容量素子が配置されている画素２０１０２とは別の走査線に接続され、第２端子が画素電極層に接続されているようにする。
ここで、図３５（Ａ）に示した液晶パネルは、走査線及び信号線に供給する信号を外付けの駆動回路によって制御する構成を示しているが、図３６（Ａ）に示すように、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりドライバＩＣ２０２０１を基板２０１００上に実装してもよい。また、別の構成として、図３６（Ｂ）に示すように、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式によりドライバＩＣ２０２０１をＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）２０２００上に実装してもよい。また、図３６において、ドライバＩＣ２０２０１は、ＦＰＣ２０２００と接続されている。
なお、ドライバＩＣ２０２０１は単結晶半導体基板上に形成されたものでもよいし、ガラス基板上にＴＦＴで回路を形成したものでもよい。
なお、図３５（Ａ）に示した液晶パネルは、図３５（Ｂ）に示すように、走査線駆動回路２０１０５を基板２０１００上に形成してもよい。また、図３５（Ｃ）に示すように、走査線駆動回路２０１０５及び信号線駆動回路２０１０６を基板２０１００上に形成してもよい。
なお、走査線駆動回路２０１０５及び走査線駆動回路２０１０６は、多数のＮチャネル型及び多数のＰチャネル型のトランジスタから構成されている。ただし、多数のＮチャネル型のトランジスタのみで構成されていてもよいし、多数のＰチャネル型のトランジスタのみで構成されていてもよい。
続いて、画素２０１０２の詳細について、図３７及び図３８の回路図を参照して説明する。
図３７（Ａ）の画素２０１０２は、トランジスタ２０３０１、液晶素子２０３０２及び容量素子２０３０３を有している。トランジスタ２０３０１のゲートが配線２０３０５に接続され、第１端子が配線２０３０４に接続されている。液晶素子２０３０２の第１電極が対向電極２０３０７に接続され、第２電極がトランジスタ２０３０１の第２端子に接続されている。容量素子２０３０３の第１電極が配線２０３０６に接続され、第２電極がトランジスタ２０３０１の第２端子に接続されている。
なお、配線２０３０４は信号線であり、配線２０３０５は走査線であり、配線２０３０６は容量線である。また、トランジスタ２０３０１は、スイッチングトランジスタであり、Ｐチャネル型トランジスタでもＮチャネル型トランジスタでもよい。また、液晶素子２０３０７は、動作モードとしてＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）などを用いることができる。
配線２０３０４及び配線２０３０５には、それぞれビデオ信号、走査信号が入力されている。ビデオ信号はアナログの電圧信号であり、走査信号はＨレベル又はＬレベルのデジタルの電圧信号である。ただし、ビデオ信号は電流信号でもよいし、デジタル信号でもよい。また、走査信号のＨレベル及びＬレベルは、トランジスタ２０３０１のオン・オフを制御できる電位であればよい。
容量線２０３０６には、一定の電源電圧が供給されている。ただし、パルス状の信号が供給されていてもよい。
図３７（Ａ）の画素２０１０２の動作について説明する。まず、配線２０３０５がＨレベルになると、トランジスタ２０３０１がオンし、ビデオ信号が配線２０３０４からオンしたトランジスタ２０３０１を介して液晶素子２０３０２の第２電極及び容量素子２０３０３の第２電極に供給される。そして、容量素子２０３０３は配線２０３０７６の電位とビデオ信号の電位との電位差を保持する。
次に、配線２０３０５がＬレベルになると、トランジスタ２０３０１がオフし、配線２０３０４と、液晶素子２０３０２の第２電極及び容量素子２０３０３の第２電極とは、電気的に遮断される。しかし、容量素子２０３０３が配線２０３０７６の電位とビデオ信号の電位との電位差を保持しているため、容量素子２０３０２の第２電極の電位はビデオ信号と同様な電位を維持することができる。
こうして、図３７（Ａ）の画素２０１０２は、液晶素子２０３０２の第２電極の電位をビデオ信号と同電位に維持でき、液晶素子２０３０２をビデオ信号に応じた透過率に維持できる。
なお、図示はしないが、液晶素子２０３０２がビデオ信号を保持できるたけの容量成分を有していれば、容量素子２０３０３は必ずしも必要ではない。
なお、図３７（Ｂ）のように、液晶素子２０３０２の第１電極は、配線２０３０６と接続されていてもよい。例えば、液晶素子２０３０２の液晶モードがＦＦＳモードのときなどに、液晶素子２０３０２は図３７（Ｂ）の構成を用いる。
なお、図３８のように、容量素子２０３０３の第１電極は前行の配線２０３０５ａに接続されていてもよい。なお、配線２０３０５ａをｎ行目（ｎは正の整数）の走査線としたとき、配線２０３０５ｂはｎ＋１行目の走査線である。同様に、トランジスタ２０３０１ａ、画素２０１０２ａ、容量素子２０３０３ａをｎ行目の素子としたとき、トランジスタ２０３０１ｂ、画素２０１０２ｂ、容量素子２０３０３ｂはｎ＋１行目の素子である。このように、容量素子２０３０３ｂの第１電極が前列の配線２０３０５ａに接続されることで、配線を少なくすることができる。よって、図３８の画素２０１０２ａおよび２０１０２ｂは、開口率を大きくすることができる。
次に、図３５及び図３６を参照して説明した液晶パネルの構成よりも、詳細な液晶パネルの構成について、図３９を参照して説明する。具体的には、ＴＦＴ基板と、対向基板と、対向基板とＴＦＴ基板との間に挟持された液晶層とを有する液晶パネルの構成について説明する。また、図３９（Ａ）は、液晶パネルの上面図である。図３９（Ｂ）は、図３９（Ａ）の線Ｃ−Ｄにおける断面図である。なお、図３９（Ｂ）は、基板２０１００上に、半導体膜として結晶性半導体膜（ポリシリコン膜）を用いた場合のトップゲート型のトランジスタを形成した場合の断面図である。
図３９（Ａ）に示す液晶パネルは、基板２０１００上に、画素部２０１０１、走査線駆動回路２０１０５ａ、走査線駆動回路２０１０５ｂ及び信号線駆動回路２０１０６が形成されている。画素部２０１０１、走査線駆動回路２０１０５ａ、走査線駆動回路２０１０５ｂ及び信号線駆動回路２０１０６は、シール材２０５１６によって、基板２０１００と対向基板２０５１５との間に封止されている。また、ＴＡＢ方式によって、ＦＰＣ２０５１８及びＩＣチップ２０５３０が基板２０１００上に配置されている。
図３９（Ａ）の線Ｃ−Ｄにおける断面構造について、図３９（Ｂ）を参照して説明する。基板２０１００上に、画素部２０１０１と、その周辺駆動回路部（走査線回路２０１０５ａ及び走査線回路２０１０５ｂ及び信号線駆動回路２０１０６）が形成されているが、ここでは、駆動回路領域２０５２５（走査線駆動回路２０１０５ａ及び走査線駆動回路２０１０５ｂ）と、画素領域２０５２６（画素部２０１０１）とが示されている。
まず、基板２０１００上に、下地膜として、絶縁膜２０５０１が成膜されている。絶縁膜２０５０１としては、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（ＳｉＯｘＮｙ）等の絶縁膜の単層、或いはこれらの膜の少なくとも２つの膜を有する積層構造を用いてもよい。
なお、半導体と接する部分では、酸化シリコン膜を用いる方がよい。その結果、下地膜における電子のトラップやトランジスタ特性のヒステリシスを抑えることが出来る。また、下地膜として、窒素を多く含む膜を少なくとも１つ配置することが望ましい。それにより、ガラスからの不純物を低減することが出来る。
次に、絶縁膜２０５０１上に、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、半導体膜２０５０２が形成されている。
次に、絶縁膜２０５０１上及び半導体膜２０５０２上に、ゲート絶縁膜として、絶縁膜２０５０３が形成されている。
なお、絶縁膜２０５０３としては、熱酸化膜、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などの単層または積層構造を用いることができる。半導体膜２０５０３と接する絶縁膜２０５０３は酸化珪素膜が好ましい。それは、酸化珪素膜にすると半導体膜２０５０３との界面におけるトラップ準位が少なくなるからである。また、ゲート電極をＭｏで形成するときは、ゲート電極と接するゲート絶縁膜は窒化シリコン膜が好ましい。それは、窒化シリコン膜はＭｏを酸化させないからである。ここでは絶縁膜２０５０３として、プラズマＣＶＤ法により厚さ１１５ｎｍの酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を形成する。
次に、絶縁膜２０５０３上に、ゲート電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜２０５０４が形成されている。
なお、導電膜２０５０４としては、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｌ、Ｎｄ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｂａ、Ｇｅなどや、これら元素の合金等がある。もしくは、これら元素またはこれら元素の合金の積層により構成してもよい。ここではＭｏによりゲート電極を形成する。Ｍｏは、エッチングしやすく、熱に強いので好適である。
なお、半導体膜２０５０２には、導電膜２０５０４又はレジストをマスクとして半導体膜２０５０２に不純物元素がドーピングされており、チャネル形成領域と、ソース領域及びドレイン領域となる不純物領域とが形成されている。
なお、不純物領域は、不純物濃度を制御して高濃度領域と低濃度領域とを形成されていてもよい。
なお、トランジスタ２０５２１の導電膜２０５０４は、デュアルゲート構造としている。トランジスタ２０５３１は、デュアルゲート構造にすることで、トランジスタ２０５３１のオフ電流を小さくすることができる。なお、デュアルゲート構造とは、２つのゲート電極を有している構造である。ただし、トランジスタのチャネル領域上に、複数のゲート電極を有していてもよい。
次に、絶縁膜２０５０３上及び導電膜２０５０４上に、層間膜として、絶縁膜２０５０５が形成されている。
なお、絶縁膜２０５０５としては、有機材料又は無機材料、若しくはそれらの積層構造を用いることができる。例えば酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、ポリシラザン、窒素含有炭素（ＣＮ）、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）、アルミナ、その他の無機絶縁性材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、有機絶縁性材料を用いてもよく、有機材料としては、感光性、非感光性どちらでも良く、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、シロキサン樹脂などを用いることができる。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。
なお、絶縁膜２０５０３及び絶縁膜２０５０５には、コンタクトホールが選択的に形成されている。例えば、コンタクトホールは、各トランジスタの不純物領域の上面に形成されている。
次に、絶縁膜２０５０５上に、ドレイン電極、ソース電極及び配線として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜２０５０６が形成されている。
なお、導電膜２０５０６としては、材料としてはＴｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｌ、Ｎｄ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｂａ、Ｇｅなどや、これら元素の合金等がある。もしくは、これら元素またはこれら元素の合金の積層構造を用いることができる。
なお、絶縁膜２０５０３及び絶縁膜２０５０４のコンタクトホールが形成されている部分では、導電膜２０５０６とトランジスタの半導体膜２０５０２の不純物領域とが接続されている。
次に、絶縁膜２０５０５及び絶縁膜２０５０５上に形成された導電膜２０５０６上に、平坦化膜として、絶縁膜２０５０７が形成されている。
なお、絶縁膜２０５０７としては、平坦性や非覆性がよいことが望ましいため、有機材料を用いて形成されることが多い。なお、絶縁膜２０５０７としては多層構造になっていてもよく、無機材料（酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン）の上に有機材料が形成されていてもよい。
なお、絶縁膜２０５０７には、コンタクトホールが選択的に形成されている。例えば、コンタクトホールは、トランジスタ２０５２１のドレイン電極の上面に形成されている。
次に、絶縁膜２０５０７上に、画素電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜２０５０８が形成されている。
なお、導電膜２０５０８としては、光を透過する透明電極及び光を反射する反射電極を用いることができる。
透明電極の場合は、例えば、酸化インジウムに酸化スズを混ぜたインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）膜、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）に酸化珪素を混ぜたインジウムスズ珪素酸化物（ＩＴＳＯ）膜、酸化インジウムに酸化亜鉛を混ぜたインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）膜、酸化亜鉛膜、または酸化スズ膜などを用いることができる。なお、ＩＺＯとは、ＩＴＯに２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合させたターゲットを用いてスパッタリングにより形成される透明導電材料であるが、これに限定されない。
反射電極の場合は、例えば、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｌ、Ｎｄ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｂａ、Ｇｅなどやそれらの合金などを用いることができる。また、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｒ、ＷとＡｌを積層させた２層構造、ＡｌをＴｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｗなどの金属で挟んだ３層積層構造としてもよい。
次に、絶縁膜２０５０７上及び絶縁膜２０５０７上に形成された導電膜２０５０８上に、配向膜として、絶縁膜２０５０９が形成されている。
次に、画素部２０１０１の周辺部、若しくは画素部２０１０１の周辺部とその周辺駆動回路部の周辺部に、インクジェット法などにより、シール材２０５１６が形成される。
次に、絶縁膜２０５１４、絶縁膜２０５１３、導電膜２０５１２及び絶縁膜２０５１１などが形成された基板２０５１５と、基板２０１００とがスペーサ２０５３１を介して貼り合わされており、その隙間に、液晶層２０５１０が配置されている。
なお、基板２０１１５は、対向基板として機能してもよい。また、絶縁膜２０５１４は、ブラックマトリックス（遮光膜）として機能してもよい。また、絶縁膜２０５１３は、カラーフィルターとして機能してもよい。また、スペーサ２０５３１は、数μｍの粒子を散布して設ける方法でもよいし、基板全面に樹脂膜を形成した後に、樹脂膜をエッチング加工して形成する方法でもよい。また、導電膜２０５１２は、対向電極として機能してもよい。導電膜２０５１２としては、導電膜２０５０８と同様なものを用いるこができる。また、絶縁膜２０５１１は、配向膜として機能してもよい。
なお、絶縁膜２０５１３及び絶縁膜２０５１４と導電膜２０５１２との間には、平坦化膜として絶縁膜２０５３２を形成してもよい。ただし、図３９では、絶縁膜２０５３２を図示していない。
なお、液晶層２０５１０としては公知の液晶を自由に用いることができる。例えば、液晶２０５１０として強誘電性の液晶を用いてもよいし、反強誘電性の液晶を用いてもよい。また、液晶の駆動方式は、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）等を自由に用いることができる。
次に、画素部２０１０１と、その周辺駆動回路部と電気的に接続されている導電膜２０５３１上に、異方性導電体層２０５１７を介して、ＦＰＣ２０２００が配置されている。また、ＦＰＣ２０２００上に、異方性導電体層２０５１７を介して、ＩＣチップが配置されている。つまり、ＦＰＣ２０２００、導電膜２０５３１及びＩＣチップ２０５３０は、電気的に接続されている。
なお、導電膜２０５３１は、ＦＰＣ２０２００から入力される信号及び電位を、画素や周辺回路に伝達する機能を有している。導電膜２０５３１としては、導電膜２０５０６と同様なものを用いてもよいし、導電膜２０５０４と同様なものを用いてもよいし、半導体膜２０５０２の不純物領域と同様なものを用いてもよいし、これらを少なくとも２層以上組み合わせたものを用いてもよい。
なお、ＩＣチップ２０５３０は、機能回路（メモリやバッファ）を形成することで、基板面積を有効利用することができる。
図３９（Ａ）、（Ｂ）の液晶パネルは、走査線駆動回路２０１０５ａ、走査線駆動回路２０１０５ｂ及び信号線駆動回路２０１０６を基板２０１００上に形成した場合の構成について説明したが、図４０（Ａ）の液晶パネルに示すように、信号線駆動回路２０１０６に相当する駆動回路をドライバＩＣ２０６０１に形成して、ＣＯＧ方式などで液晶パネルに実装した構成としてもよい。信号線駆動回路２０１０６をドライバＩＣ２０６０１に形成することで、省電力化を図ることができる。また、ドライバＩＣ２０６０１はシリコンウエハ等の半導体チップとすることで、図４０（Ａ）の液晶パネルはより高速、且つ低消費電力化を図ることができる。
同様に、図４０（Ｂ）の液晶パネルに示すように、走査線駆動回路２０１０５ａ、走査線駆動回路２０１０５ｂ及び信号線駆動回路２０１０６に相当する駆動回路を、それぞれドライバＩＣ２０６０２ａ、ドライバＩＣ２０６０２ｂ及びドライバＩＣ２０６０１に形成して、ＣＯＧ方式などで液晶パネルに実装した構成としてもよい。また、走査線駆動回路２０１０５ａ、走査線駆動回路２０１０５ｂ及び信号線駆動回路２０１０６に相当する駆動回路を、それぞれドライバＩＣ２０６０２ａ、ドライバＩＣ２０６０２ｂ及びドライバＩＣ２０６０１に形成することで、低コスト化が図れる。
なお、トランジスタ２０５２１はデュアルゲート構造としたが、図４１の画素部２０５２６に示すように、トランジスタ２０５２１はシングルゲート構造としてもよい。ただし、図４１は、画素部２０５２６のみを示している。
次に、基板２０１００上にボトムゲート型トランジスタを形成した場合の断面図について、図４２を参照して説明する。ただし、図４２は、画素領域２０５２６のみを示している。
まず、基板２０１００上に、下地膜として、絶縁膜２０５０１が成膜されている。次に、絶縁膜２０５０１上に、ゲート電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜２０５０４が形成されている。なお、トランジスタ２０５２１の導電膜２０５０４は、デュアルゲート構造としている。なぜなら、すでに述べたように、トランジスタ２０５２１はデュアルゲート構造にすることで、トランジスタ２０５２１のオフ電流を小さくできる。次に、絶縁膜２０５０１上及び導電膜２０５０４上に、ゲート絶縁膜として、絶縁膜２０５０３が形成されている。次に、絶縁膜２０５０３上に、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、半導体膜２０５０２が形成されている。なお、半導体膜２０５０２には、レジストをマスクとして半導体膜２０５０２に不純物元素がドーピングされており、チャネル形成領域と、ソース領域及びドレイン領域となる不純物領域とが形成されている。なお、不純物領域は、不純物濃度を制御して高濃度領域と低濃度領域とを形成されていてもよい。次に、絶縁膜２０５０３上及び半導体層２０５０２上に、層間膜として、絶縁膜２０５０５が形成されている。なお、絶縁膜２０５０５には、コンタクトホールが選択的に形成されている。例えば、コンタクトホールは、各トランジスタの不純物領域の上面に形成されている。次に、絶縁膜２０５０５上に、ドレイン電極、ソース電極及び配線として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜２０５０６が形成されている。なお、絶縁膜２０５０５のコンタクトホールが形成されている部分では、導電膜２０５０６とトランジスタの半導体膜２０５０２の不純物領域とが接続されている。次に、絶縁膜２０５０５上及びた導電膜２０５０６上に、平坦化膜として、絶縁膜２０５０７が形成されている。なお、絶縁膜２０５０７には、コンタクトホールが選択的に形成されている。例えば、コンタクトホールは、トランジスタ２０５２１のドレイン電極の上面に形成されている。次に、絶縁膜２０５０７上に、画素電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜２０５０８が形成されている。次に、絶縁膜２０５０７上及び導電膜２０５０８上に、配向膜として、絶縁膜２０５０９が形成されている。次に、絶縁膜２０５１４、絶縁膜２０５１３、導電膜２０５１２及び絶縁膜２０５１１などが形成された基板２０５１５と、基板２０１００との隙間に、液晶層２０５１０が配置されている。
なお、図４２では、トランジスタ２０５２１をデュアルゲート構造とした。ただし、図４３の画素部２０５２６に示すように、トランジスタ２０５２１はシングルゲート構造としてもよい。
次に、基板２０１００上に、ダブルゲート型のトランジスタを形成した場合の断面図について、図４４を参照して説明する。ただし、図４４は、画素領域２０５２６のみを示している。
なお、ダブルゲート型のトランジスタとは、半導体膜の上下にゲート電極が、それぞれ配置されている構造のことをいう。また、ダブルゲート型のトランジスタは、トップゲート型トランジスタ及びボトムゲート型トランジスタに比べて、同様のサイズ及び同様の印加電圧であれば流れる電流が２倍になる。つまり、ダブルゲート型のトランジスタは、小さいトランジスタサイズでより多くの電流を流すことができる。
まず、基板２０１００上に、下地膜として、絶縁膜２０５０１が成膜されている。次に、絶縁膜２０５０１上に、第１のゲート電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜２０５０４ａが形成されている。なお、導電膜２０５０４ａは、導電膜２０５０４と同様な材料及び構造のものを用いることができる。次に、絶縁膜２０５０１上及び導電膜２０５０４ａ上に、第１のゲート絶縁膜として、絶縁膜２０５０３ａが形成されている。なお、絶縁膜２０５０３ａは、絶縁膜２０５０３と同様な材料及び構造のものを用いることができる。次に、絶縁膜２０５０３ａ上に、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、半導体膜２０５０２が形成されている。次に、絶縁膜２０５０３ａ上及び半導体膜２０５０２上に、第２のゲート絶縁膜として、絶縁膜２０５０３ｂが形成されている。なお、導電膜２０５０３ｂは、導電膜２０５０３と同様な材料及び構造のものを用いることができる。次に、絶縁膜２０５０４ｂ上に、第２のゲート電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜２０５０４ｂが形成されている。なお、導電膜２０５０４ｂは、導電膜２０５０４と同様な材料及び構造のものを用いることができる。なお、半導体膜２０５０２には、導電膜２０５０４ｂ又はレジストをマスクとして半導体膜２０５０２に不純物元素がドーピングされており、チャネル形成領域と、ソース領域及びドレイン領域となる不純物領域とが形成されている。なお、不純物領域は、不純物濃度を制御して高濃度領域と低濃度領域とを形成されていてもよい。なお、半導体膜２０５０２には、絶縁膜２０５０３ｂ及び導電膜２０５０４ｂが形成される前に、レジストをマスクとして半導体膜２０５０２に不純物元素がドーピングされ、チャネル形成領域と、ソース領域及びドレイン領域となる不純物領域とが形成されていてもよい。次に、絶縁膜２０５０３ｂ上及び導電膜２０５０４ｂ上に、層間膜として、絶縁膜２０５０５が形成されている。なお、絶縁膜２０５０３ｂ及び絶縁膜２０５０５には、コンタクトホールが選択的に形成されている。例えば、コンタクトホールは、各トランジスタの不純物領域の上面に形成されている。次に、絶縁膜２０５０５上に、ドレイン電極、ソース電極及び配線として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜２０５０６が形成されている。なお、絶縁膜２０５０３及び絶縁膜２０５０４のコンタクトホールが形成されている部分では、導電膜２０５０６とトランジスタの半導体膜２０５０２の不純物領域とが接続されている。次に、絶縁膜２０５０５上及び導電膜２０５０６上に、平坦化膜として、絶縁膜２０５０７が形成されている。なお、絶縁膜２０５０７には、コンタクトホールが選択的に形成されている。例えば、コンタクトホールは、トランジスタ２０５２１のドレイン電極の上面に形成されている。次に、絶縁膜２０５０７上に、画素電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜２０５０８が形成されている。次に、絶縁膜２０５０７上及び導電膜２０５０８上に、配向膜として、絶縁膜２０５０９が形成されている。次に、絶縁膜２０５１４、絶縁膜２０５１３、導電膜２０５１２及び絶縁膜２０５１１などが形成された基板２０５１５と、基板２０１００との隙間に、液晶層２０５１０が配置されている。
なお、図３９及び図４１〜図４４では、絶縁膜２０５０５上及び絶縁膜２０５０５上に形成された導電膜２０５０６上に、平坦膜として、絶縁膜２０５０７が形成されている場合の断面図について説明した。ただし、絶縁膜２０５０７は、図４５に示すように、必ずしも必要ではない。
なお、図４５に示す断面図は、トップゲート型のトランジスタの場合について示しているが、ボトムゲート型のトランジスタ及びダブルゲート型のトランジスタの場合についても同様である。
次に、基板２０１００上に、半導体膜として非結晶半導体膜（アモルファスシリコン膜）を用いたトランジスタを形成した場合の断面図について、図４６を参照して説明する。図４６に示す断面図は、逆スタガ型のチャネルエッチ構造のトランジスタの断面図である。
まず、基板２０１００上に、下地膜として、絶縁膜２０５０１が成膜されている。次に、絶縁膜２０５０１上に、ゲート電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜２０５０４が形成されている。次に、絶縁膜２０５０１及び導電膜２０５０４上に、ゲート絶縁膜として、絶縁膜２０５０３が形成されている。次に、絶縁膜２０５０３上に、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、半導体膜２０５０２が形成されている。なお、半導体膜２０５０２は第１の半導体膜及び第２の半導体膜を有しており、第１の半導体膜の上に第２の半導体膜が形成されている。また、第１の半導体膜及び第２の半導体膜は連続して成膜され、同時にフォトリソグラフィ法によってパターニングされてもよい。また、第２の半導体膜は不純物元素を含んでいる。次に、絶縁膜２０５０３上及び半導体膜２０５０２上に、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜２０５０６が形成されている。なお、半導体膜２０５０２は、導電膜２０５０６をマスクとしてエッチングをすることによって、チャネル形成領域と、ソース領域及びドレイン領域となる不純物領域とが形成されている。つまり、チャネル領域では、不純物元素を含む第２の半導体膜が除去される。ただし、半導体膜２０５０２は、導電膜２０５０６をエッチングするためのレジストをマスクにして、エッチングされてもよい。次に、絶縁膜２０５０３上、半導体膜２０５０２上及び導電膜２０５０６上に、平坦化膜として、絶縁膜２０５０７が形成されている。なお、絶縁膜２０５０７には、コンタクトホールが選択的に形成されている。例えば、コンタクトホールは、トランジスタ２０５２１のドレイン電極の上面に形成されている。次に、絶縁膜２０５０７上に、画素電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜２０５０８が形成されている。次に、絶縁膜２０５０７上及び導電膜２０５０８上に、配向膜として、絶縁膜２０５０９が形成されている。次に、絶縁膜２０５１４、絶縁膜２０５１３、導電膜２０５１２及び絶縁膜２０５１１などが形成された基板２０５１５と、基板２０１００との隙間に、液晶層２０５１０が配置されている。
なお、チャネルエッチ構造のトランジスタについて説明したが、図４７に示すように、半導体膜２０５０２上に絶縁膜２１３０１を設けてもよい。絶縁膜２１３０１は、第１の半導体膜と第２の半導体膜との間に形成される。また、半導体膜２０５０２は、導電膜２０５０６を形成するときに、同時にエッチングされる。
なお、図４６のトランジスタ２０５２１をチャネルエッチ構造と呼び、図４７のトランジスタ２０５２１をチャネル保護構造と呼ぶ。
次に、基板２０１００上に、半導体膜として非結晶半導体膜を用いたトップゲート型のトランジスタを形成した場合の断面図について、図４８を参照して説明する。
まず、基板２０１００上に、下地膜として、絶縁膜２０５０１が成膜されている。次に、絶縁膜２０５０１上に、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜２０５０６が形成されている。次に、導電膜２０５０６上に、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、半導体膜２０５０２ａが形成されている。なお、半導体膜２０５０２ａは、半導体膜２０５０２と同様な材料及び構造のものを用いることができる。また、半導体膜２０５０２ａは、不純物元素を含んでいる。次に、絶縁膜２０５０１上及び半導体膜２０５０２ａ上に、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、半導体膜２０５０２ｂが形成されている。なお、半導体膜２０５０２ｂは、半導体膜２０５０２と同様な材料及び構造のものを用いることができる。次に、絶縁膜２０５０１上、半導体膜２０５０２ｂ上及び導電膜２０５０６上に、ゲート絶縁膜として、絶縁膜２０５０３が形成されている。次に、絶縁膜２０５０３上に、ゲート電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜２０５０４が形成されている。次に、絶縁膜２０５０３上及び絶縁膜２０５０３上に形成された導電膜２０５０４上に、平坦化膜として、絶縁膜２０５０７が形成されている。なお、絶縁膜２０５０７には、コンタクトホールが選択的に形成されている。例えば、コンタクトホールは、トランジスタ２０５２１のドレイン電極の上面に形成されている。次に、絶縁膜２０５０７上に、画素電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜２０５０８が形成されている。次に、絶縁膜２０５０７上及び導電膜２０５０８上に、配向膜として、絶縁膜２０５０９が形成されている。次に、絶縁膜２０５１４、絶縁膜２０５１３、導電膜２０５１２及び絶縁膜２０５１１などが形成された基板２０５１５と、基板２０１００との隙間に、液晶層２０５１０が配置されている。
なお、図４７及び図４８では、絶縁膜２０５０５上及び絶縁膜２０５０５上に形成された導電膜２０５０６上に、平坦膜として、絶縁膜２０５０７が形成されている場合の断面図について説明した。ただし、絶縁膜２０５０７は、図４９に示すように、必ずしも必要ではない。
なお、図４９に示す断面図は、逆スタガ型のチャネルエッチ構造のトランジスタの場合について示しているが、逆スタガ型のチャネル保護構造のトランジスタの場合についても同様である。また、図４９では、逆スタガ型のトランジスタの場合について示しているが、トップゲート型トランジスタとしてもよい。トップゲート型トランジスタのトランジスタの場合の断面図を図５０及び図５１に示す。
なお、図５０に示す断面図の場合、絶縁膜２０５０１上及び導電膜２０５０６上に、画素電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜２０５０８が形成されている。また、導電膜２０５０８は、導電膜２０５０６を形成してから絶縁膜２０５０３を形成するまでに、形成される。
なお、図５１に示す断面図の場合、絶縁膜２０５０１上に、画素電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜２０５０８が形成されている。また、導電膜２０５０８は、絶縁膜２０５０１の形成後、形成される。
次に、半透過型の液晶パネルの断面図について、図５２を参照して説明する。
なお、図５２の断面図は、トランジスタが半導体膜として多結晶半導体を用いた場合の液晶パネルの断面図である。ただし、トランジスタはボトムゲート型でもよいし、ダブルゲート型でもよい。また、トランジスタのゲート電極は、シングルゲート構造でもよいし、デュアルゲート構造でもよい。
なお、図５２は、導電膜２０５０６が形成されるまでは、図４１と同様である。したがって、導電膜２０５０６が形成された後の工程及び構造について説明する。
まず、絶縁膜２０５０５及び絶縁膜２０５０５上に形成された導電膜２０５０６上に、液晶層２０５１０の厚さ（いわいるセルギャップ）を薄くするための膜として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、絶縁膜２１８０１が形成されている。なお、絶縁膜２１８０１としては、平坦性や非覆性がよいことが望ましいため、有機材料を用いて形成されることが多い。なお、無機材料（酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン）の上に、有機材料が形成され、多層構造になっていてもよい。なお、絶縁膜２１８０１には、コンタクトホールが選択的に形成されている。例えば、コンタクトホールは、トランジスタ２０５２１のドレイン電極の上面に形成されている。次に、絶縁膜２０５０５上及び絶縁膜２０５０７上に、第１の画素電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜２０５０８ａが形成されている。なお、導電膜２０５０８ａとしては、導電膜２０５０８と同様な光を透過する透明電極を用いることができる。次に、導電膜２０５０８ａ上に、第２の画素電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜２０５０８ｂが形成されている。なお、導電膜２０５０８ｂとしては、導電膜２０５０８と同様な光を反射する反射電極を用いることができる。なお、導電膜２０５０８ｂが形成される領域を反射領域という。また、導電膜２０５０８ａが形成されている領域のうち、導電膜２０５０８ａ上に導電膜２０５０８ｂが形成されていない領域を透過領域という。次に、絶縁膜２１８０１上、導電膜２０５０８ａ及び導電膜２０５０８ｂ上に、配向膜として、絶縁膜２０５０９が形成されている。次に、絶縁膜２０５１４、絶縁膜２０５１３、導電膜２０５１２及び絶縁膜２０５１１などが形成された基板２０５１５と、基板２０１００との隙間に、液晶層２０５１０が配置されている。
なお、図５２では、導電膜２０５０８ａが形成された後に導電膜２０５０８ｂが形成されているが、図５３に示すように、導電膜２０５０８ｂが形成された後に導電膜２０５０８ａが形成されていてもよい。
なお、図５２及び図５３では、液晶層２０５１０（セルギャップ）を調整するための絶縁膜が導電膜２０５０８ａの下及び導電膜２０５０８ｂの下に、形成されている。しかし、図５４のように絶縁膜２２００１が基板２０５１５側に形成されていてもよい。絶縁膜２２００１は、絶縁膜２１８０１と同様に、液晶層２０５１０（セルギャップ）を調整するための絶縁膜である。
なお、図５４では、平坦化膜として絶縁膜２０５０７が形成されている場合について説明したが、図５５に示すように、絶縁膜２０５０７が形成されていなくてもよい。図５５の場合は、反射画素電極として導電膜２０５０６を用いることができる。もちろん、反射画素電極として、別の導電膜が形成されていてもよい。
なお、絶縁膜２２００１は、導電膜２０５１２と絶縁膜２０５１１との間に形成されていてもよいし、絶縁膜２０５１１と液晶層２０５１０との間に形成されていてもよい。
次に、半透過型の液晶パネルにおいて、トランジスタの半導体膜として多結晶半導体を用いられている場合の液晶パネルの断面図を図５６に示す。
なお、図５６の断面図は、逆スタガ型のチャネルエッチ構造を用いたトランジスタを有する液晶パネルの断面図である。ただし、トランジスタは、トップゲート型でもよいし、逆スタガ型のチャネル保護構造を用いてもよい。
なお、図５６は、導電膜２０５０６が形成されるまでは、図５６と同様である。したがって、導電膜２０５０６が形成された後の工程及び構造について説明する。
まず、半導体膜２０５０２上、絶縁膜２０５０３及び導電膜２０５０６上に、液晶層２０５１０の厚さ（いわいるセルギャップ）を薄くするための層として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、絶縁膜２２２０１が形成されている。なお、絶縁膜２２２０１としては、平坦性や非覆性がよいことが望ましいため、有機材料を用いて形成されることが多い。なお、無機材料（酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン）の上に、有機材料が形成され、多層構造になっていてもよい。なお、絶縁膜２２２０１には、コンタクトホールが選択的に形成されている。例えば、コンタクトホールは、トランジスタ２０５２１のドレイン電極の上面に形成されている。次に、絶縁膜２０５０３上及び絶縁膜２２２０１上に、第１の画素電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜２０５０８ａが形成されている。次に、導電膜２０５０８ａ上に、第２の画素電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜２０５０８ｂが形成されている。なお、導電膜２０５０８ｂが形成される領域を反射領域という。また、導電膜２０５０８ａが形成されている領域のうち、導電膜２０５０８ａ上に導電膜２０５０８ｂが形成されていない領域を透過領域という。次に、絶縁膜２２２０１上、導電膜２０５０８ａ及び導電膜２０５０８ｂ上に、配向膜として、絶縁膜２０５０９が形成されている。次に、絶縁膜２０５１４、絶縁膜２０５１３、導電膜２０５１２及び絶縁膜２０５１１などが形成された基板２０５１５と、基板２０１００との隙間に、液晶層２０５１０が配置されている。
なお、図５６では、導電膜２０５０８ａが形成された後に導電膜２０５０８ｂが形成されているが、図５７に示すように、導電膜２０５０８ｂが形成された後に導電膜２０５０８ａが形成されていてもよい。
なお、図５６及び図５７では、液晶層２０５１０（セルギャップ）を調整するための絶縁膜が導電膜２０５０８ａの下及び導電膜２０５０８ｂの下に、形成されている。しかし、図５８のように絶縁膜２２００１が基板２０５１５側に形成されていてもよい。絶縁膜２２００１は、絶縁膜２２２０１と同様に、液晶層２０５１０（セルギャップ）を調整するための絶縁膜である。
なお、図５７及び図５８では、平坦化膜として絶縁膜２０５０７が形成されている場合について説明したが、図５９に示すように、絶縁膜２０５０７が形成されていなくてもよい。図５９の場合は、反射画素電極として導電膜２０５０６を用いることができる。もちろん、反射画素電極として、別の導電膜が形成されていてもよい。
なお、図３９及び図４１〜図５９では、液晶層２０５１０に電圧を印加する一対の電極（導電膜２０５０８及び導電膜２０５１２）を異なる基板上に形成した例を示した。しかし、導電膜２０５１２が基板２０１００上に設けられていてもよい。こうして、液晶の駆動方式として、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードを用いることができる。また、液晶層２０５１０によっては、２つの配向膜（絶縁膜２０５０９及び絶縁膜２０５１１）の一方又は両方が無くてもよい。
なお、図３９及び図４１〜図５９において、反射画素電極として、導電膜２０５０８（導電膜２０５０８ｂ）が形成されているが、導電膜２０５０８の形状は凹凸となっていることが望ましい。なぜなら、反射画素電極は、外光を反射させて、表示を行うためのものである。反射電極に入ってきた外光を効率的に活用し、表示輝度を高めるために、反射電極で乱反射させることができるからである。なお、導電膜２０５０８の下の膜（絶縁膜２０５０５、絶縁膜２０５０７、絶縁膜２１８０１又は絶縁膜２２２０１など）の形状を凹凸にすることで、導電膜２０５０８の形状が凹凸になる。
続いて、図３９〜図５９で説明した液晶パネルを有する液晶表示装置について、図６０を参照して説明する。
まず、図６０に示した液晶表示装置には、バックライトユニット２２６０１、液晶パネル２２６０７、第１の偏光子を含む層２２６０８、第２の偏光子を含む層２２６０９が設けられている。
なお、液晶パネル２２６０７は、本実施形態で説明したものと同様なものとすることができる。また、本実施形態の液晶パネルは、各画素にスイッチング素子が設けられたアクティブ型の構造について説明してきたが、図６０の液晶パネルはパッシブ型の構造でもよい。
バックライトユニット２２６０１の構造について説明する。バックライトユニット２２６０１は、拡散板２２６０２、導光板２２６０３、反射板２２６０４、ランプリフレクタ２２６０５、光源２２６０６を有するように構成されている。光源２２６０６としては冷陰極管、熱陰極管、発光ダイオード、無機ＥＬ又は有機ＥＬなどが用いられ、光源２２６０６は必要に応じて発光する機能を有する。ランプリフレクタ２２６０５は、光源２２６０６からの蛍光を効率よく導光板２２６０３に導く機能を有する。導光板２２６０３は、蛍光を全反射させて、全面に光を導く機能を有する。拡散板２２６０２は、明度のムラを低減する機能を有する。反射板２２６０４は、導光板２２６０３から下方向（液晶パネル２２６０７と反対方向）に漏れた光を反射して再利用する機能を有する。
なお、拡散板２２６０２と第２の偏光子を含む層２２６０９との間に、プリズムシートを配置することで、本実施形態の液晶表示装置は液晶パネルの画面の明るさを向上させることができる。
バックライトユニット２２６０１には、光源２２６０６の輝度を調整するための制御回路が接続されている。制御回路からの信号供給によって、光源２２６０６の輝度を調整することができる。
液晶パネル２２６０７とバックライトユニット２２６０１との間には第２の偏光子を含む層２２６０９が設けれ、バックライトユニット２２６０１とは反対方向の液晶パネル２２６０７にも第１の偏光子を含む層２２６０８が設けられている。
なお、第１の偏光子を含む層２２６０８と第２の偏光子を含む層２２６０９とは、液晶パネル２２６０７の液晶素子がＴＮモードで駆動する場合、クロスニコルになるように配置される。また、第１の偏光子を含む層２２６０８と第２の偏光子を含む層２２６０９とは、液晶パネル２２６０７の液晶素子がＶＡモードで駆動する場合、クロスニコルになるように配置される。また、第１の偏光子を含む層２２６０８と第２の偏光子を含む層２２６０９とは、液晶パネル２２６０７の液晶素子がＩＰＳモード及びＦＦＳモードで駆動する場合、クロスニコルになるように配置されていてもよいし、パラレルニコルになるように配置されていてもよい。
第１の偏光子を含む層２２６０８及び第２の偏光子を含む層２２６０９の両方又は一方と、液晶パネル２２６０７との間に位相差板を有していてもよい。
なお、図６３に示すように、第２の偏光子を含む層２２６０９とバックライトユニット２２６０１との間に、スリット（格子）２２６１０を配置することで、本実施形態の液晶表示装置は３次元表示を行うことができる。
バックライトユニット側に配置された開口部を有するスリット２２６１０は、光源より入射された光をストライプ状にして透過し、表示装置へ入射させる。このスリット２２６１０によって、視認側にいる視認者の両目に視差を作ることができ、視認者は右目では右目用の画素だけを、左目では左目用の画素だけを同時に見ることになる。よって、視認者は、３次元表示を見ることができる。つまり、スリット２２６１０によって特定の視野角を与えられた光が右目用画像及び左目用画像のそれぞれに対応する画素を通過することで、右目用画像と左目用画像とが異なる視野角に分離され、３次元表示が行われる。
図６３の液晶表示装置を用いて、テレビジョン装置、携帯電話などの電子機器を作製すれば、３次元表示を行うことができる高機能でかつ高画質の電子機器を提供することができる。
続いて、バックライトの詳細な構成について、図６２を参照して説明する。バックライトは光源を有するバックライトユニットとして液晶表示装置に設けられ、バックライトユニットは効率よく光を散乱させるため、光源は反射板により囲まれている。
図６２（Ａ）に示すように、バックライトユニット２２８５２は、光源として冷陰極管２２８０１を用いることができる。また、冷陰極管２２８０１からの光を効率よく反射させるため、ランプリフレクタ２２８３２を設けることができる。冷陰極管２２８０１は、大型表示装置に用いることが多い。これは冷陰極管からの輝度の強度のためである。そのため、冷陰極管を有するバックライトユニットは、パーソナルコンピュータのディスプレイに用いることができる。
図６２（Ｂ）に示すように、バックライトユニット２２８５２は、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）２２８０２を用いることができる。例えば、白色に発する発光ダイオード（Ｗ）２２８０２を所定の間隔に配置する。また、発光ダイオード（Ｗ）２２８０２からの光を効率よく反射させるため、ランプリフレクタ２２８３２を設けることができる。
また図６２（Ｃ）に示すように、バックライトユニット２２８５２は、光源として各色ＲＧＢの発光ダイオード（ＬＥＤ）２２８０３、２２８０４、２２８０５を用いることができる。各色ＲＧＢの発光ダイオード（ＬＥＤ）２２８０３、２２８０４、２２８０５を用いることにより、白色を発する発光ダイオード（Ｗ）２２８０２のみと比較して、色再現性を高くすることができる。また、発光ダイオードからの光を効率よく反射させるため、ランプリフレクタ２２８３２を設けることができる。
またさらに図６２（Ｄ）に示すように、光源として各色ＲＧＢの発光ダイオード（ＬＥＤ）２２８０３、２２８０４、２２８０５を用いる場合、それらの数や配置を同じとする必要はない。例えば、発光強度の低い色（例えば緑）を複数配置してもよい。
さらに白色を発する発光ダイオード２２８０２と、各色ＲＧＢの発光ダイオード（ＬＥＤ）２２８０３、２２８０４、２２８０５とを組み合わせて用いてもよい。
なお、ＲＧＢの発光ダイオードを有する場合、フィールドシーケンシャルモードを適用すると、時間に応じてＲＧＢの発光ダイオードを順次点灯させることによりカラー表示を行うことができる。
発光ダイオードを用いると、輝度が高いため、大型表示装置に適する。また、ＲＧＢ各色の色純度が良いため冷陰極管と比べて色再現性に優れており、配置面積を小さくすることができるため、小型表示装置に適応すると、狭額縁化を図ることができる。
また、光源を必ずしも図６２に示すバックライトユニットとして配置する必要はない。例えば、大型表示装置に発光ダイオードを有するバックライトを搭載する場合、発光ダイオードは該基板の背面に配置することができる。このとき発光ダイオードは、所定の間隔を維持し、各色の発光ダイオードを順に配置させることができる。発光ダイオードの配置により、色再現性を高めることができる。
続いて、偏光子を含む層（偏光板又は偏光フィルムともいう）の一例について、図６４を参照して説明する。
図６４の偏光子を含む層２３０００は、保護フィルム２３００１、基板フィルム２３００２、ＰＶＡ偏光フィルム２３００３、基板フィルム２３００４、粘着剤層２３００５及び離型フィルム２３００６を有するように構成されている。
ＰＶＡ偏光フィルム２３００３は、ある振動方向だけの光（直線偏光）を作り出す機能を有する。具体的には、ＰＶＡ偏光フィルム２３００３は、電子の密度が縦と横で大きく異なる分子（偏光子）を含んでいる。ＰＶＡ偏光フィルム２３００３は、この電子の密度が縦と横で大きく異なる分子の方向を揃えることで、直線偏光を作り出すことができる。
一例として、ＰＶＡ偏光フィルム２３００３は、ポリビニールアルコール（Ｐｏｌｙ Ｖｉｎｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌ）の高分子フィルムに、ヨウ素化合物をドープし、ＰＶＡフィルムをある方向に引っ張ることで、一定方向にヨウ素分子の並んだフィルムを得ることができる。そして、ヨウ素分子の長軸と平行な光は、ヨウ素分子に吸収される。また、高耐久用途及び高耐熱用途として、ヨウ素の代わりに２色性の染料が用いてもよい。なお、染料は、車載用ＬＣＤやプロジェクタ用ＬＣＤなどの耐久性、耐熱性が求められる液晶表示装置に用いられることが望ましい。
ＰＶＡ偏光フィルム２３００３は、両側を基材となるフィルム（基板フィルム２３００２及び基板フィルム３６０４）で挟むことで、信頼性を増すことができる。また、ＰＶＡ偏光フィルム２３００３は、高透明性、高耐久性のトリアセチルロース（ＴＡＣ）フィルムによって挟まれていてもよい。なお、基板フィルム及びＴＡＣフィルムは、ＰＶＡ偏光フィルム２３００３が有する偏光子の保護層として機能する。
一方の基板フィルム（基板フィルム２３００４）には、液晶パネルのガラス基板に貼るための粘着剤層２３００５が貼られている。なお、粘着剤層２３００５は、粘着剤を片側の基板フィルム（基板フィルム２３００４）に塗布することで形成される。また、粘着剤層２３００５には、離形フィルム２３００５（セパレートフィルム）が備えられている。
他方の基板フィルム（基板フィルム２３００２）には、保護フィルムが備えられている。
なお、偏光フィルム２３０００表面に、ハードコート散乱層（アンチグレア層）が備えられていてもよい。ハードコート散乱層は、ＡＧ処理によって表面に微細な凹凸が形成されており、外光を散乱させる防眩機能を有するため、液晶パネルへの外光の映り込みや表面反射を防ぐことができる。
また、偏光フィルム２３０００表面に、複数の屈折率の異なる光学薄膜層を多層化（アンチリフレクション処理、若しくはＡＲ処理ともいう）してもよい。多層化された複数の屈折率のことなる光学薄膜層は、光の干渉効果によって表面の反射率を低減することができる。
続いて、液晶表示装置が有する各回路の動作について、図６１を参照して説明する。
図６１には、表示装置の画素部２２７０５及び駆動回路部２２７０８のシステムブロック図を示す。
画素部２２７０５は、複数の画素を有し、各画素となる信号線２２７１２と、走査線２２７１０との交差領域には、スイッチング素子が設けられている。スイッチング素子により液晶分子の傾きを制御するための電圧の印加を制御することができる。このように各交差領域にスイッチング素子が設けられた構造をアクティブ型と呼ぶ。本発明の画素部は、このようなアクティブ型に限定されず、パッシブ型の構成を有してもよい。パッシブ型は、各画素にスイッチング素子がないため、工程が簡便である。
駆動回路部２２７０８は、制御回路２２７０２、信号線駆動回路２２７０３、走査線駆動回路２２７０４を有する。映像信号２２７０１が入力される制御回路２２７０２は、画素部２２７０５の表示内容に応じて、階調制御を行う機能を有する。そのため、制御回路２２７０２は、生成された信号を信号線駆動回路２２７０３及び走査線駆動回路２２７０４に入力する。そして、走査線駆動回路２２７０４に基づき、走査線２２７１０を介してスイッチング素子が選択されると、選択された交差領域の画素電極に電圧が印加される。この電圧の値は、信号線駆動回路２２７０３から信号線を介して入力される信号に基づき決定される。
さらに、制御回路２２７０２では、照明手段２２７０６へ供給する電力を制御する信号が生成され、該信号は、照明手段２２７０６の電源２２７０７に入力される。照明手段には、上記実施の形態で示したバックライトユニットを用いることができる。なお照明手段はバックライト以外にフロントライトもある。フロントライトとは、画素部の前面側に取りつけ、全体を照らす発光体および導光体で構成された板状のライトユニットである。このような照明手段により、低消費電力で、均等に画素部を照らすことができる。
図６１（Ｂ）に示すように走査線駆動回路２２７０４は、シフトレジスタ２２７４１、レベルシフタ２２７４２、バッファ２２７４３として機能する回路を有する。シフトレジスタ２２７４１にはゲートスタートパルス（ＧＳＰ）、ゲートクロック信号（ＧＣＫ）等の信号が入力される。なお、本発明の走査線駆動回路は、図６１（Ｂ）に示す構成に限定されない。
また図６１（Ｃ）に示すように信号線駆動回路２２７０３は、シフトレジスタ２２７３１、第１のラッチ２２７３２、第２のラッチ２２７３３、レベルシフタ２２７３４、バッファ２２７３５として機能する回路を有する。バッファ２２７３５として機能する回路とは、弱い信号を増幅させる機能を有する回路であり、オペアンプ等を有する。レベルシフタ２２７３４には、スタートパルス（ＳＳＰ）等の信号が、第１のラッチ２２７３２にはビデオ信号等のデータ（ＤＡＴＡ）が入力される。第２のラッチ２２７３３にはラッチ（ＬＡＴ）信号を一時保持することができ、一斉に画素部２２７０５へ入力させる。これを線順次駆動と呼ぶ。そのため、線順次駆動ではなく、点順次駆動を行う画素であれば、第２のラッチは不要とすることができる。このように、本発明の信号線駆動回路は図６１（Ｃ）に示す構成に限定されない。
このような信号線駆動回路２２７０３、走査線駆動回路２２７０４、画素部２２７０５は、同一基板状に設けられた半導体素子によって形成することができる。半導体素子は、ガラス基板に設けられた薄膜トランジスタを用いて形成することができる。この場合、半導体素子には結晶性半導体膜を適用するとよい。結晶性半導体膜は、電気特性、特に移動度が高いため、駆動回路部が有する回路を構成することができる。また、信号線駆動回路２２７０３や走査線駆動回路２２７０４は、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップを用いて、基板上に実装することもできる。この場合、画素部の半導体素子には非晶質半導体膜を適用することができる。
ここで、本実施形態の液晶表示モジュールを図６５（Ａ）及び図６５（Ｂ）を用いて説明する。
図６５（Ａ）は液晶表示モジュールの一例であり、ＴＦＴ基板２３１００と対向基板２３１０１がシール材２３１０２により固着され、その間にＴＦＴ等を含む画素部２３１０３と液晶層２３１０４が設けられ表示領域を形成している。着色層２３１０５はカラー表示を行う場合に必要であり、ＲＧＢ方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した着色層が各画素に対応して設けられている。ＴＦＴ基板２３１００と対向基板２３１０１の外側には第１の偏光子を含む層２３１０６、第２の偏光子を含む層２３１０７、拡散板２３１１３が配設されている。光源は冷陰極管２３１１０と反射板２３１１１により構成され、回路基板２３１１２は、フレキシブル配線基板２３１０９によりＴＦＴ基板２３１００と接続され、コントロール回路や電源回路などの外部回路が組みこまれている。
ＴＦＴ基板２３１００と光源であるバックライトの間には第２の偏光子を含む層２３１０７が積層して設けられ、対向基板２３１０１にも第１の偏光子を含む層２３１０６が積層して設けられている。一方、第２の偏光子を含む層２３１０７の吸収軸と、視認側に設けられた第１の偏光子を含む層２３１０６の吸収軸とは、クロスニコルになるように配置される。
積層された第２の偏光子を含む層２３１０７や積層された第１の偏光子を含む層２３１０６は、ＴＦＴ基板２３１００、対向基板２３１０１に接着されている。また積層された偏光子を含む層と、基板との間に位相差板を有した状態で積層してもよい。また、必要に応じて、視認側である第１の偏光子を含む層２３１０６には反射防止処理を施してもよい。
液晶表示モジュールには、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）、ＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モードなどを用いることができる。
図６５（Ｂ）は図６５（Ａ）の液晶表示モジュールにＯＣＢモードを適用した一例であり、ＦＳ−ＬＣＤ（Ｆｉｅｌｄ ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ−ＬＣＤ）となっている。ＦＳ−ＬＣＤは、１フレーム期間に赤色発光と緑色発光と青色発光をそれぞれ行うものであり、時間分割を用いて画像を合成しカラー表示を行うことが可能である。また、各発光を発光ダイオードまたは冷陰極管等で行うので、カラーフィルターが不要である。よって、３原色のカラーフィルターを並べ、各色の表示領域を限定する必要がなく、どの領域でも３色全ての表示を行うことができる。一方、１フレーム期間に３色の発光を行うため、液晶の高速な応答が求められる。本発明の表示装置に、ＦＳ方式を用いたＦＬＣモード及びＯＣＢモードを適用し、高性能で高画質な表示装置、また液晶テレビジョン装置を完成させることができる。
ＯＣＢモードの液晶層は、いわゆるπセル構造を有している。πセル構造とは、液晶分子のプレチルト角がアクティブマトリクス基板と対向基板との基板間の中心面に対して面対称の関係で配向された構造である。πセル構造の配向状態は、基板間に電圧が印加されていない時はスプレイ配向となり、電圧を印加するとベンド配向に移行する。このベンド配向が白表示となる。さらに電圧を印加するとベンド配向の液晶分子が両基板と垂直に配向し、光が透過しない状態となる。なお、ＯＣＢモードにすると、従来のＴＮモードより約１０倍速い高速応答性を実現できる。
また、ＦＳ方式に対応するモードとして、高速動作が可能な強誘電性液晶（ＦＬＣ：Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）を用いたＨＶ（Ｈａｌｆ Ｖ）−ＦＬＣ、ＳＳ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ）−ＦＬＣなども用いることができる。
また、液晶表示モジュールのセルギャップを狭くすることで、液晶表示モジュールの光学応答速度を高速化することができる。また、液晶材料の粘度を下げることでも高速化できる。高速化は、ＴＮモードの液晶表示モジュールの画素領域の画素ピッチが３０μｍ以下の場合に、より効果的である。また、液晶層にかける印加電圧を本来の電圧よりも一瞬だけ高く（または低く）するオーバードライブを用いることで、高速化を行なってもよい。
図６５（Ｂ）の液晶表示モジュールは透過型の液晶表示モジュールを示しており、光源として赤色光源２３１９０ａ、緑色光源２３１９０ｂ、青色光源２３１９０ｃが設けられている。光源は赤色光源２３１９０ａ、緑色光源２３１９０ｂ、青色光源２３１９０ｃのそれぞれオンオフを制御するために、制御部２３１９９が設置されている。制御部２３１９９によって、各色の発光は制御され、液晶に光は入射し、時間分割を用いて画像を合成し、カラー表示が行われる。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせて実施することができる。
なお、本実施形態における各々の図の内容は、他の図の内容と自由に組み合わせて実施することができる。
（実施の形態８）
本実施形態においては、本発明を実施できる表示装置の駆動方法について説明する。特に、液晶表示装置の駆動方法について説明する。
まず、オーバードライブ駆動について、図６６を参照して説明する。図６６の（Ａ）は、表示素子の、入力電圧に対する出力輝度の時間変化を表したものである。破線で表した入力電圧３０１２１に対する表示素子の出力輝度の時間変化は、同じく破線で表した出力輝度３０１２３のようになる。すなわち、目的の出力輝度Ｌｏを得るための電圧はＶｉであるが、入力電圧としてＶｉをそのまま入力した場合は、目的の出力輝度Ｌｏに達するまでに、素子の応答速度に対応した時間を要してしまう。
オーバードライブ駆動は、この応答速度を速めるための技術である。具体的には、まず、Ｖｉよりも大きい電圧であるＶｏを素子に一定時間与えることで出力輝度の応答速度を高めて、目的の出力輝度Ｌｏに近づけた後に、入力電圧をＶｉに戻す、という方法である。このときの入力電圧は入力電圧３０１２２、出力輝度は出力輝度３０１２４に表したようになる。出力輝度３０１２４のグラフは、目的の輝度Ｌｏに至るまでの時間が、出力輝度３０１２３のグラフよりも短くなっている。
なお、図６６の（Ａ）においては、入力電圧に対し出力輝度が正の変化をする場合について述べたが、入力電圧に対し出力輝度が負の変化をする場合も、本発明は含んでいる。
このような駆動を実現するための回路について、図６６の（Ｂ）および図６６の（Ｃ）を参照して説明する。まず、図６６の（Ｂ）を参照して、入力映像信号３０１３１がアナログ値（離散値でもよい）をとる信号であり、出力映像信号３０１３２もアナログ値をとる信号である場合について説明する。図６６の（Ｂ）に示すオーバードライブ回路は、符号化回路３０１０１、フレームメモリ３０１０２、補正回路３０１０３、ＤＡ変換回路３０１０４、を備える。
入力映像信号３０１３１は、まず、符号化回路３０１０１に入力され、符号化される。つまり、アナログ信号から、適切なビット数のデジタル信号に変換される。その後、変換されたデジタル信号は、フレームメモリ３０１０２と、補正回路３０１０３と、にそれぞれ入力される。補正回路３０１０３には、フレームメモリ３０１０２に保持されていた前フレームの映像信号も、同時に入力される。そして、補正回路３０１０３において、当該フレームの映像信号と、前フレームの映像信号から、あらかじめ用意された数値テーブルにしたがって、補正された映像信号を出力する。このとき、補正回路３０１０３に出力切替信号３０１３３を入力し、補正された映像信号と、当該フレームの映像信号を切替えて出力できるようにしてもよい。次に、補正された映像信号または当該フレームの映像信号は、ＤＡ変換回路３０１０４に入力される。そして、補正された映像信号または当該フレームの映像信号にしたがった値のアナログ信号である出力映像信号３０１３２が出力される。このようにして、オーバードライブ駆動が実現できる。
次に、図６６の（Ｃ）を参照して、入力映像信号３０１３１がデジタル値をとる信号であり、出力映像信号３０１３２もデジタル値をとる信号である場合について説明する。図６６の（Ｃ）に示すオーバードライブ回路は、フレームメモリ３０１１２、補正回路３０１１３、を備える。
入力映像信号３０１３１は、デジタル信号であり、まず、フレームメモリ３０１１２と、補正回路３０１１３と、にそれぞれ入力される。補正回路３０１１３には、フレームメモリ３０１１２に保持されていた前フレームの映像信号も、同時に入力される。そして、補正回路３０１１３において、当該フレームの映像信号と、前フレームの映像信号から、あらかじめ用意された数値テーブルにしたがって、補正された映像信号を出力する。このとき、補正回路３０１１３に出力切替信号３０１３３を入力し、補正された映像信号と、当該フレームの映像信号を切替えて出力できるようにしてもよい。このようにして、オーバードライブ駆動が実現できる。
なお、本発明におけるオーバードライブ回路は、入力映像信号３０１３１がアナログ信号であり、出力映像信号３０１３２がデジタル信号である場合も含む。このときは、図６６の（Ｂ）に示した回路から、ＤＡ変換回路３０１０４を省略すればよい。また、本発明におけるオーバードライブ回路は、入力映像信号３０１３１がデジタル信号であり、出力映像信号３０１３２がアナログ信号である場合も含む。このときは、図６６の（Ｂ）に示した回路から、符号化回路３０１０１を省略すればよい。
次に、コモン線の電位を操作する駆動について、図６７を参照して説明する。図６７の（Ａ）は、液晶素子のような容量的な性質を持つ表示素子を用いた表示装置において、走査線１本に対し、コモン線が１本配置されているときの、複数の画素回路を表した図である。図６７の（Ａ）に示す画素回路は、トランジスタ３０２０１、補助容量３０２０２、表示素子３０２０３、映像信号線３０２０４、走査線３０２０５、コモン線３０２０６、を備えている。
トランジスタ３０２０１のゲート電極は、走査線３０２０５に電気的に接続され、トランジスタ３０２０１のソース電極またはドレイン電極の一方は、映像信号線３０２０４に電気的に接続され、トランジスタ３０２０１のソース電極またはドレイン電極の他方は、補助容量３０２０２の一方の電極、および表示素子３０２０３の一方の電極に電気的に接続されている。
また、補助容量３０２０２の他方の電極は、コモン線３０２０６に電気的に接続されている。
まず、走査線３０２０５によって選択された画素は、トランジスタ３０２０１がオンとなるため、それぞれ、映像信号線３０２０４を介して、表示素子３０２０３および補助容量３０２０２に映像信号に対応した電圧がかかる。このとき、その映像信号が、コモン線３０２０６に接続された全ての画素に対して最低階調を表示させるものだった場合、または、コモン線３０２０６に接続された全ての画素に対して最高階調を表示させるものだった場合は、画素にそれぞれ映像信号線３０２０４を介して映像信号を書き込む必要はない。映像信号線３０２０４を介して映像信号を書き込む代わりに、コモン線３０２０６の電位を動かすことで、表示素子３０２０３にかかる電圧を変えることができる。
次に、図６７の（Ｂ）は、液晶素子のような容量的な性質を持つ表示素子を用いた表示装置において、走査線１本に対し、コモン線が２本配置されているときの、複数の画素回路を表した図である。図６７の（Ｂ）に示す画素回路は、トランジスタ３０２１１、補助容量３０２１２、表示素子３０２１３、映像信号線３０２１４、走査線３０２１５、第１のコモン線３０２１６、第２のコモン線３０２１７、を備えている。
トランジスタ３０２１１のゲート電極は、走査線３０２１５に電気的に接続され、トランジスタ３０２１１のソース電極またはドレイン電極の一方は、映像信号線３０２１４に電気的に接続され、トランジスタ３０２１１のソース電極またはドレイン電極の他方は、補助容量３０２１２の一方の電極、および表示素子３０２１３の一方の電極に電気的に接続されている。
また、補助容量３０２１２の他方の電極は、第１のコモン線３０２１６に電気的に接続されている。
また、当該画素と隣接する画素においては、補助容量３０２１２の他方の電極は、第２のコモン線３０２１７に電気的に接続されている。
図６７の（Ｂ）に示す画素回路は、コモン線１本に対し電気的に接続されている画素が少ないため、映像信号線３０２１４を介して映像信号を書き込む代わりに、第１のコモン線３０２１６または第２のコモン線３０２１７の電位を動かすことで、表示素子３０２１３にかかる電圧を変えることができる頻度が、顕著に大きくなる。また、ソース反転駆動またはドット反転駆動が可能になる。ソース反転駆動またはドット反転駆動により、素子の信頼性を向上させつつ、フリッカを抑えることができる。
次に、走査型バックライトについて、図６８を参照して説明する。図６８の（Ａ）は、冷陰極管を並置した走査型バックライトを示す図である。図６８の（Ａ）に示す走査型バックライトは、拡散板３０３０１と、Ｎ個の冷陰極管３０３０２―１から３０３０２―Ｎと、を備える。Ｎ個の冷陰極管３０３０２―１から３０３０２―Ｎを、拡散板３０３０１の後ろに並置することで、Ｎ個の冷陰極管３０３０２―１から３０３０２―Ｎは、その輝度を変化させて走査することができる。
走査するときの各冷陰極管の輝度の変化を、図６８の（Ｃ）を用いて説明する。まず、冷陰極管３０３０２―１の輝度を、一定時間変化させる。そして、その後に、冷陰極管３０３０２―１の隣に配置された冷陰極管３０３０２―２の輝度を、同じ時間だけ変化させる。このように、冷陰極管３０３０２―１から３０３０２―Ｎまで、輝度を順に変化させる。なお、図６８の（Ｃ）においては、一定時間変化させる輝度は、元の輝度より小さいものとしたが、元の輝度より大きくてもよい。また、冷陰極管３０３０２―１から３０３０２―Ｎまで走査するとしたが、逆方向に冷陰極管３０３０２―Ｎから３０３０２―１まで走査してもよい。
図６８のように駆動することで、バックライトの平均輝度を小さくすることができる。したがって、液晶表示装置の消費電力の大部分を占める、バックライトの消費電力を低減することができる。
なお、走査型バックライトの光源として、ＬＥＤを用いてもよい。その場合の走査型バックライトは、図６８の（Ｂ）のようになる。図６８の（Ｂ）に示す走査型バックライトは、拡散板３０３１１と、ＬＥＤを並置した光源３０３１２―１から３０３１２―Ｎと、を備える。走査型バックライトの光源として、ＬＥＤを用いた場合、バックライトを薄く、軽くできる利点がある。また、色再現範囲を広げることができるという利点がある。さらに、ＬＥＤを並置した光源３０３１２―１から３０３１２―Ｎのそれぞれに並置したＬＥＤも、同様に走査することができるので、点走査型のバックライトとすることもできる。点走査型とすれば、動画像の画質をさらに向上させることができる。
なお、バックライトの光源としてＬＥＤを用いた場合も、図６８の（Ｃ）に示すように輝度を変化させて駆動することができる。
次に、高周波駆動について、図６９を参照して説明する。図６９の（Ａ）は、１フレーム期間３０４００に１つの画像および１つの中間画像を表示するときの図である。３０４０１は当該フレームの画像、３０４０２は当該フレームの中間画像、３０４０３は次フレームの画像、３０４０４は次フレームの中間画像である。
なお、当該フレームの中間画像３０４０２は、当該フレームおよび次フレームの映像信号を元に作成された画像であってもよい。また、当該フレームの中間画像３０４０２は、当該フレームの画像３０４０１から作成された画像であってもよい。また、当該フレームの中間画像３０４０２は、黒画像であってもよい。こうすることで、ホールド型表示装置の動画像の画質を向上できる。また、１フレーム期間３０４００に１つの画像および１つの中間画像を表示する場合は、映像信号のフレームレートと整合性が取り易く、画像処理回路が複雑にならないという利点がある。
図６９の（Ｂ）は、１フレーム期間３０４００が２つ連続する期間（２フレーム期間）に１つの画像および２つの中間画像を表示するときの図である。３０４１１は当該フレームの画像、３０４１２は当該フレームの中間画像、３０４１３は次フレームの中間画像、３０４１４は次々フレームの画像である。
なお、当該フレームの中間画像３０４１２および次フレームの中間画像３０４１３は、当該フレーム、次フレーム、次々フレームの映像信号を元に作成された画像であってもよい。また、当該フレームの中間画像３０４１２および次フレームの中間画像３０４１３は、黒画像であってもよい。２フレーム期間に１つの画像および２つの中間画像を表示する場合は、周辺駆動回路の動作周波数をそれほど高速化することなく、効果的に動画像の画質を向上できるという利点がある。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせて実施することができる。
なお、本実施形態における各々の図の内容は、他の図の内容と自由に組み合わせて実施することができる。
（実施の形態９）
本実施形態においては、本発明を実施できる表示装置の画素構造について説明する。特に、有機ＥＬ素子を用いた表示装置の画素構造について説明する。
図７０（Ａ）に、１つの画素に２つのＴＦＴを有する画素の素子のレイアウト例を示す。また、図７０（Ａ）において、Ｘ−Ｘ’で示される部分の断面図を図７０（Ｂ）に示す。
図７０（Ａ）に示すように、本発明における画素は、第１のＴＦＴ６０１０５、第１の配線６０１０６、第２の配線６０１０７、第２のＴＦＴ６０１０８、第３の配線６０１１１、対向電極６０１１２、コンデンサ６０１１３、画素電極６０１１５、隔壁６０１１６、有機導電体膜６０１１７、有機薄膜６０１１８、基板６０１１９を有していてもよい。なお、第１のＴＦＴ６０１０５はスイッチング用ＴＦＴとして、第１の配線６０１０６はゲート信号線として、第２の配線６０１０７はソース信号線として、第２のＴＦＴ６０１０８は駆動用ＴＦＴとして、第３の配線６０１１１は電流供給線として、それぞれ用いられるのが好適である。
図７０（Ａ）に示すように、第１のＴＦＴ６０１０５のゲート電極は、第１の配線６０１０６と電気的に接続され、第１のＴＦＴ６０１０５のソース電極またはドレイン電極の一方は、第２の配線６０１０７と電気的に接続され、第１のＴＦＴ６０１０５のソース電極またはドレイン電極の他方は、第２のＴＦＴ６０１０８のゲート電極およびコンデンサ６０１１３の一方の電極と電気的に接続されているのが好適である。なお、第１のＴＦＴ６０１０５のゲート電極は、図７０（Ａ）に示すように、複数のゲート電極によって構成されていても良い。こうすることで、第１のＴＦＴ６０１０５のオフ状態におけるリーク電流を低減することができる。
また、第２のＴＦＴ６０１０８のソース電極またはドレイン電極の一方は、第３の配線６０１１１と電気的に接続され、第２のＴＦＴ６０１０８のソース電極またはドレイン電極の他方は、画素電極６０１１５と電気的に接続されているのが好適である。こうすることで、画素電極６０１１５に流れる電流を、第２のＴＦＴ６０１０８によって制御することができる。
画素電極６０１１５上には、有機導電体膜６０１１７が設けられ、さらに有機薄膜（有機化合物層）６０１１８が設けられていてもよい。有機薄膜（有機化合物層）６０１１８上には、対向電極６０１１２が設けられていてもよい。なお、対向電極６０１１２は、全ての画素で共通に接続されるように、ベタ付けの形で形成されていてもよく、シャドーマスクなどを用いてパターン形成されていてもよい。
有機薄膜（有機化合物層）６０１１８から発せられた光は、画素電極６０１１５もしくは対向電極６０１１２のうちいずれかを透過して発せられる。このとき、図７０（Ｂ）において、画素電極側、すなわちＴＦＴ等が形成されている側に光が発せられる場合を下面射出、対向電極側に光が発せられる場合を上面射出と呼ぶ。
下面射出の場合、画素電極６０１１５は透明導電膜によって形成されるのが好適である。逆に、上面射出の場合、対向電極６０１１２は透明導電膜によって形成されるのが好適である。
また、カラー表示の発光装置においては、Ｒ・Ｇ・Ｂそれぞれの発光色を持つＥＬ素子を塗り分けても良いし、単色のＥＬ素子をベタ付けの形で塗り、カラーフィルタによってＲ・Ｇ・Ｂの発光を得るようにしても良い。
なお、図７０に示した構成はあくまで一例であり、画素レイアウト、断面構成、ＥＬ素子の電極の積層順等に関して、図７０に示した構成以外にも、様々な構成をとることができる。また、発光層は、図示した有機薄膜で構成される素子の他に、ＬＥＤのような結晶性の素子、無機薄膜で構成される素子など、様々な素子を用いることができる。
次に、図７１（Ａ）を参照して、１つの画素に３つのＴＦＴを有する画素の素子のレイアウト例について説明する。また、図７１（Ａ）において、Ｘ−Ｘ’で示される部分の断面図を図７１（Ｂ）に示す。
図７１（Ａ）に示すように、本発明における画素は、基板６０２００、第１の配線６０２０１、第２の配線６０２０２、第３の配線６０２０３、第４の配線６０２０４、第１のＴＦＴ６０２０５、第２のＴＦＴ６０２０６、第３のＴＦＴ６０２０７、画素電極６０２０８、隔壁６０２１１、有機導電体膜６０２１２、有機薄膜６０２１３、対向電極６０２１４、を有していてもよい。なお、第１の配線６０２０１はソース信号線として、第２の配線６０２０２は書込用ゲート信号線として、第３の配線６０２０３は消去用ゲート信号線として、第４の配線６０２０４は電流供給線として、第１のＴＦＴ６０２０５はスイッチング用ＴＦＴとして、第２のＴＦＴ６０２０６は消去用ＴＦＴとして、第３のＴＦＴ６０２０７は駆動用ＴＦＴとして、それぞれ用いられるのが好適である。
図７１（Ａ）に示すように、第１のＴＦＴ６０２０５のゲート電極は、第２の配線６０２０２と電気的に接続され、第１のＴＦＴ６０２０５のソース電極またはドレイン電極の一方は、第１の配線６０２０１と電気的に接続され、第１のＴＦＴ６０２０５のソース電極またはドレイン電極の他方は、第３のＴＦＴ６０２０７のゲート電極と電気的に接続されているのが好適である。なお、第１のＴＦＴ６０２０５のゲート電極は、図７１（Ａ）に示すように、複数のゲート電極によって構成されていても良い。こうすることで、第１のＴＦＴ６０２０５のオフ状態におけるリーク電流を低減することができる。
また、第２のＴＦＴ６０２０６のゲート電極は、第３の配線６０２０３と電気的に接続され、第２のＴＦＴ６０２０６のソース電極またはドレイン電極の一方は、第４の配線６０２０４と電気的に接続され、第２のＴＦＴ６０２０６のソース電極またはドレイン電極の他方は、第３のＴＦＴ６０２０７のゲート電極と電気的に接続されているのが好適である。なお、第２のＴＦＴ６０２０６のゲート電極は、図７１（Ａ）に示すように、複数のゲート電極によって構成されていても良い。こうすることで、第２のＴＦＴ６０２０６のオフ状態におけるリーク電流を低減することができる。
また、第３のＴＦＴ６０２０７のソース電極またはドレイン電極の一方は、第４の配線６０２０４と電気的に接続され、第３のＴＦＴ６０２０７のソース電極またはドレイン電極の他方は、画素電極６０２０８と電気的に接続されているのが好適である。こうすることで、画素電極６０２０８に流れる電流を、第３のＴＦＴ６０２０７によって制御することができる。
画素電極６０２０８上には、有機導電体膜６０２１２が設けられ、さらに有機薄膜（有機化合物層）６０２１３が設けられていてもよい。有機薄膜（有機化合物層）６０２１３上には、対向電極６０２１４が設けられていてもよい。なお、対向電極６０２１４は、全ての画素で共通に接続されるように、ベタ付けの形で形成されていてもよく、シャドーマスクなどを用いてパターン形成されていてもよい。
有機薄膜（有機化合物層）６０２１３から発せられた光は、画素電極６０２０８もしくは対向電極６０２１４のうちいずれかを透過して発せられる。このとき、図７１（Ｂ）において、画素電極側、すなわちＴＦＴ等が形成されている側に光が発せられる場合を下面射出、対向電極側に光が発せられる場合を上面射出と呼ぶ。
下面射出の場合、画素電極６０２０８は透明導電膜によって形成されるのが好適である。逆に、上面射出の場合、対向電極６０２１４は透明導電膜によって形成されるのが好適である。
また、カラー表示の発光装置においては、Ｒ・Ｇ・Ｂそれぞれの発光色を持つＥＬ素子を塗り分けても良いし、単色のＥＬ素子をベタ付けの形で塗り、カラーフィルタによってＲ・Ｇ・Ｂの発光を得るようにしても良い。
なお、図７１に示した構成はあくまで一例であり、画素レイアウト、断面構成、ＥＬ素子の電極の積層順等に関して、図７１に示した構成以外にも、様々な構成をとることができる。また、発光層は、図示した有機薄膜で構成される素子の他に、ＬＥＤのような結晶性の素子、無機薄膜で構成される素子など、様々な素子を用いることができる。
次に、図７２（Ａ）を参照して、１つの画素に４つのＴＦＴを有する画素の素子のレイアウト例について説明する。また、図７２（Ａ）において、Ｘ−Ｘ’で示される部分の断面図を図７２（Ｂ）に示す。
図７２（Ａ）に示すように、本発明における画素は、基板６０３００、第１の配線６０３０１、第２の配線６０３０２、第３の配線６０３０３、第４の配線６０３０４、第１のＴＦＴ６０３０５、第２のＴＦＴ６０３０６、第３のＴＦＴ６０３０７、第４のＴＦＴ６０３０８、画素電極６０３０９、第５の配線６０３１１、第６の配線６０３１２、隔壁６０３２１、有機導電体膜６０３２２、有機薄膜６０３２３、対向電極６０３２４、を有していてもよい。なお、第１の配線６０３０１はソース信号線として、第２の配線６０３０２は書込用ゲート信号線として、第３の配線６０３０３は消去用ゲート信号線として、第４の配線６０３０４は逆方向バイアス用信号線として、第１のＴＦＴ６０３０５はスイッチング用ＴＦＴとして、第２のＴＦＴ６０３０６は消去用ＴＦＴとして、第３のＴＦＴ６０３０７は駆動用ＴＦＴとして、第４のＴＦＴ６０３０８は逆方向バイアス用ＴＦＴとして、第５の配線６０３１１は電流供給線として、第６の配線６０３１２は逆方向バイアス用電源線として、それぞれ用いられるのが好適である。
図７２（Ａ）に示すように、第１のＴＦＴ６０３０５のゲート電極は、第２の配線６０３０２と電気的に接続され、第１のＴＦＴ６０３０５のソース電極またはドレイン電極の一方は、第１の配線６０３０１と電気的に接続され、第１のＴＦＴ６０３０５のソース電極またはドレイン電極の他方は、第３のＴＦＴ６０３０７のゲート電極と電気的に接続されているのが好適である。なお、第１のＴＦＴ６０３０５のゲート電極は、図７２（Ａ）に示すように、複数のゲート電極によって構成されていても良い。こうすることで、第１のＴＦＴ６０３０５のオフ状態におけるリーク電流を低減することができる。
また、第２のＴＦＴ６０３０６のゲート電極は、第３の配線６０３０３と電気的に接続され、第２のＴＦＴ６０３０６のソース電極またはドレイン電極の一方は、第５の配線６０３１１と電気的に接続され、第２のＴＦＴ６０３０６のソース電極またはドレイン電極の他方は、第３のＴＦＴ６０３０７のゲート電極と電気的に接続されているのが好適である。なお、第２のＴＦＴ６０３０６のゲート電極は、図７２（Ａ）に示すように、複数のゲート電極によって構成されていても良い。こうすることで、第２のＴＦＴ６０３０６のオフ状態におけるリーク電流を低減することができる。
また、第３のＴＦＴ６０３０７のソース電極またはドレイン電極の一方は、第５の配線６０３１１と電気的に接続され、第３のＴＦＴ６０３０７のソース電極またはドレイン電極の他方は、画素電極６０３０９と電気的に接続されているのが好適である。こうすることで、画素電極６０３０９に流れる電流を、第３のＴＦＴ６０３０７によって制御することができる。
また、第４のＴＦＴ６０３０８のゲート電極は、第４の配線６０３０４と電気的に接続され、第４のＴＦＴ６０３０８のソース電極またはドレイン電極の一方は、第６の配線６０３１２と電気的に接続され、第４のＴＦＴ６０３０８のソース電極またはドレイン電極の他方は、画素電極６０３０９と電気的に接続されているのが好適である。こうすることで、画素電極６０３０９の電位を、第４のＴＦＴ６０３０８によって制御することができるので、有機導電体膜６０３２２および有機薄膜６０３２３に、逆方向のバイアスを印加することができる。有機導電体膜６０３２２および有機薄膜６０３２３などで構成される発光素子に逆方向のバイアスを印加することによって、発光素子の信頼性を大きく向上させることができる。
たとえば、直流電圧（３．６５Ｖ）で駆動した場合の輝度半減時間が４００時間程度である発光素子を、交流電圧（順方向バイアス：３．７Ｖ、逆方向バイアス：１．７Ｖ、デューティ５０％、交流周波数６０Ｈｚ）で駆動すると、輝度半減時間は７００時間以上となることがわかっている。
次に、画素電極６０３０９上には、有機導電体膜６０３２２が設けられ、さらに有機薄膜（有機化合物層）６０３２３が設けられていてもよい。有機薄膜（有機化合物層）６０３２３上には、対向電極６０３２４が設けられていてもよい。なお、対向電極６０３２４は、全ての画素で共通に接続されるように、ベタ付けの形で形成されていてもよく、シャドーマスクなどを用いてパターン形成されていてもよい。
有機薄膜（有機化合物層）６０３２３から発せられた光は、画素電極６０３０９もしくは対向電極６０３２４のうちいずれかを透過して発せられる。このとき、図７２（Ｂ）において、画素電極側、すなわちＴＦＴ等が形成されている側に光が発せられる場合を下面射出、対向電極側に光が発せられる場合を上面射出と呼ぶ。
下面射出の場合、画素電極６０３０９は透明導電膜によって形成されるのが好適である。逆に、上面射出の場合、対向電極６０３２４は透明導電膜によって形成されるのが好適である。
また、カラー表示の発光装置においては、Ｒ・Ｇ・Ｂそれぞれの発光色を持つＥＬ素子を塗り分けても良いし、単色のＥＬ素子をベタ付けの形で塗り、カラーフィルタによってＲ・Ｇ・Ｂの発光を得るようにしても良い。
なお、図７２に示した構成はあくまで一例であり、画素レイアウト、断面構成、ＥＬ素子の電極の積層順等に関して、図７２に示した構成以外にも、様々な構成をとることができる。また、発光層は、図示した有機薄膜で構成される素子の他に、ＬＥＤのような結晶性の素子、無機薄膜で構成される素子など、様々な素子を用いることができる。
次に、本発明に適用できるＥＬ素子の構造について説明する。
本発明に適用できるＥＬ素子は、正孔注入材料からなる正孔注入層、正孔輸送材料からなる正孔輸送層、発光材料からなる発光層、電子輸送材料からなる電子輸送層、電子注入材料からなる電子注入層等が、明確に区別されるような積層構造ではなく、正孔注入材料、正孔輸送材料、発光材料、電子輸送材料、電子注入材料等の材料のうち、複数の材料が混合された層（混合層）を有する構成（以下、混合接合型のＥＬ素子と表記する）でもよい。
混合接合型のＥＬ素子の構造を示す模式図を、図７３に示す。図７３において、６０４０１はＥＬ素子の陽極である。６０４０２はＥＬ素子の陰極である。陽極６０４０１と陰極６０４０２の間に挟まれた層が、ＥＬ層に相当する。
図７３（Ａ）において、ＥＬ層は、正孔輸送材料からなる正孔輸送領域６０４０３と、電子輸送材料からなる電子輸送領域６０４０４とを含み、前記正孔輸送領域６０４０３は前記電子輸送領域６０４０４よりも陽極側に位置し、且つ、前記正孔輸送領域６０４０３と、前記電子輸送領域６０４０４の間に、前記正孔輸送材料及び前記電子輸送材料の両方を含む混合領域６０４０５が設けられた構成とすることができる。
なお、このとき、陽極６０４０１から陰極６０４０２の方向に、前記混合領域６０４０５内の前記正孔輸送材料の濃度は減少し、前記混合領域６０４０５内の電子輸送材料の濃度は増加することを特徴としても良い。
なお、上記構成において、正孔輸送材料のみからなる正孔輸送領域６０４０３が存在せず、正孔輸送材料及び電子輸送材料の両方を含む混合領域６０４０５内部で各機能材料の濃度の割合が変化する（濃度勾配を有する）構成であってもよい。また、正孔輸送材料のみからなる正孔輸送領域６０４０３及び電子輸送材料のみからなる電子輸送領域６０４０４が存在せず、正孔輸送材料及び電子輸送材料の両方を含む混合領域６０４０５内部で各機能材料の濃度の割合が変化する（濃度勾配を有する）構成であってもよい。また、前記濃度の割合は、陽極や陰極からの距離に依存して変化する構成であってもよい。更に、前記濃度の割合の変化は連続的であってもよい。濃度勾配の設定の仕方は、自由に設定することが可能である。
前記混合領域６０４０５内に、発光材料が添加された領域６０４０６を有する。発光材料によって、ＥＬ素子の発光色を制御することができる。また、発光材料によって、キャリアをトラップすることができる。発光材料としては、キノリン骨格を含む金属錯体、ベンゾオキサドール骨格を含む金属錯体、ベンゾチアゾ−ル骨格を含む金属錯体等の他、各種蛍光色素を用いることができる。これらの発光材料を添加することによって、ＥＬ素子の発光色を制御することができる。
陽極６０４０１としては、効率よく正孔を注入するため、仕事関数の大きな電極材料を用いることが好ましい。例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）や、亜鉛ドープ酸化インジウム（ＩＺＯ）、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３等の透明電極を用いることができる。また、透光性を有する必要が無いならば、陽極６０４０１は、不透明の金属材料でもよい。
また、正孔輸送材料としては、芳香族アミン系の化合物等を用いることができる。
また、電子輸送材料としては、キノリン誘導体、８−キノリノールまたはその誘導体を配位子とする金属錯体（特に、トリス（８−キノリノライト）アルミニウム（Ａｌｑ３））等を用いることができる。
陰極６０４０２としては、効率よく電子を注入するため、仕事関数の小さな電極材料を用いることが好ましい。アルミニウム、インジウム、マグネシウム、銀、カルシウム、バリウム、リチウム等の金属を単体で用いることができる。また、これらの金属の合金であっても良いし、これらの金属と他の金属との合金であっても良い。
図７３（Ａ）とは異なる構成のＥＬ素子の模式図を図７３（Ｂ）に示す。なお、図７３（Ａ）と同じ部分は同じ符号を用いて示し、説明は省略する。
図７３（Ｂ）では、発光材料が添加された領域を有さない。しかし、電子輸送領域６０４０４に添加する材料として、電子輸送性及び発光性の両方を有する材料（電子輸送発光材料）、例えば、トリス（８−キノリノライト）アルミニウム（Ａｌｑ３）を用いる構成とし、発光を行うことができる。
または、正孔輸送領域６０４０３に添加する材料として、正孔輸送性及び発光性の両方を有する材料（正孔輸送発光材料）を用いてもよい。
図７３（Ａ）及び図７３（Ｂ）とは異なる構成のＥＬ素子の模式図を図７３（Ｃ）に示す。なお、図７３（Ａ）及び図７３（Ｂ）と同じ部分は同じ符号を用いて示し、説明は省略する。
図７３（Ｃ）において、正孔輸送材料に比べて最高被占分子軌道と最低被占分子軌道とのエネルギー差が大きい正孔ブロッキング性材料が、混合領域６０４０５内に添加された領域６０４０７を有する。正孔ブロッキング性材料が添加された領域６０４０７を、混合領域６０４０５内の発光材料が添加された領域６０４０６より陰極６０４０２側に配置することによって、キャリアの再結合率を上げ、発光効率を上げることができる。上記、正孔ブロッキング性材料が添加された領域６０４０７を設ける構成は、特に、三重光励起子のよる発光（燐光）を利用するＥＬ素子において有効である。
図７３（Ａ）、図７３（Ｂ）及び図７３（Ｃ）とは異なる構成のＥＬ素子の模式図を図７３（Ｄ）に示す。なお、図７３（Ａ）、図７３（Ｂ）及び図７３（Ｃ）と同じ部分は同じ符号を用いて示し、説明は省略する。
図７３（Ｄ）において、電子輸送材料に比べて最高被占分子軌道と最低被占分子軌道とのエネルギー差が大きい電子ブロッキング性材料が、混合領域６０４０５内に添加された領域６０４０８を有する。電子ブロッキング性材料が添加された領域６０４０８を、混合領域６０４０５内の発光材料が添加された領域６０４０６より陽極６０４０１側に配置することによって、キャリアの再結合率を上げ、発光効率を上げることができる。上記、電子ブロッキング性材料が添加された領域６０４０８を設ける構成は、特に、三重光励起子のよる発光（燐光）を利用するＥＬ素子において有効である。
図７３（Ｅ）は、図７３（Ａ）、図７３（Ｂ）、図７３（Ｃ）および図７３（Ｄ）とは異なる混合接合型のＥＬ素子の構成を示す模式図である。図７３（Ｅ）では、ＥＬ素子の電極に接するＥＬ層の部分に、金属材料を添加した領域６０４０９を有する構成の例を示す。図７３（Ｅ）において、図７３（Ａ）〜図７３（Ｄ）と同じ部分は同じ符号を用いて示し説明は省略する。図７３（Ｅ）に示す構成は、たとえば、陰極６０４０１としてＭｇＡｇ（Ｍｇ―Ａｇ合金）を用い、電子輸送材料が添加された領域６０４０４の、陰極６０４０２に接する領域にＡｌ（アルミニウム）合金を添加した領域６０４０９を有する構成であってもよい。上記構成によって、陰極の酸化を防止し、且つ、陰極からの電子の注入効率を高めることができる。こうして、混合接合型のＥＬ素子では、その寿命を長くすることができる。また、駆動電圧も低くすることができる。
上記混合接合型のＥＬ素子を作製する手法としては、共蒸着法等を用いることができる。
図７３（Ａ）〜図７３（Ｅ）に示したような混合接合型のＥＬ素子では、明確な層の界面が存在せず、電荷の蓄積を低減することができる。こうして、その寿命を長くすることができる。また、駆動電圧も低くすることができる。
なお、図７３（Ａ）〜図７３（Ｅ）に示した構成は、自由に組み合わせて実施することが可能である。
なお、混合接合型のＥＬ素子の構成は、これに限定されない。公知の構成を自由に用いることができる。
なお、ＥＬ素子のＥＬ層を構成する有機材料としては、低分子材料でも高分子材料でもよい。また、これらの材料を両方用いてもよい。有機化合物材料として低分子材料を用いる場合は、蒸着法によって成膜することができる。一方、ＥＬ層として高分子材料を用いる場合では、高分子材料を溶媒に溶かし、スピン塗布法やインクジェット方式で成膜することができる。
また、ＥＬ層は、中分子材料によって構成されていても良い。本明細書中において、中分子系有機発光材料とは、昇華性を有さず、かつ、重合度が２０程度以下の有機発光材料を示すものとする。ＥＬ層として中分子材料を用いる場合では、インクジェット方式等で成膜することができる。
なお、低分子材料と、高分子材料と、中分子材料とを組み合わせて用いても良い。
また、ＥＬ素子は、一重項励起子からの発光（蛍光）を利用するものでも、三重項励起子からの発光（燐光）を利用するものでも、どちらでも良い。
次に、本発明が適用できる表示装置を製造するための蒸着装置について、図面を参照して説明する。
本発明が適用できる表示装置は、ＥＬ層を形成して製造されてもよい。ＥＬ層は、エレクトロルミネセンスを発現する材料を少なくとも一部に含んで形成される。ＥＬ層は機能の異なる複数の層で構成されても良い。その場合、ＥＬ層は、正孔注入輸送層、発光層、電子注入輸送層などとも呼ばれる機能の異なる層が組み合わさって構成されていてもよい。
トランジスタが形成された素子基板に、ＥＬ層を形成するための蒸着装置の構成を図７４に示す。この蒸着装置は、搬送室６０５６０、６０５６１に複数の処理室を連結している。処理室には、基板を供給するロード室６０５６２、基板を回収するアンロード室６０５６３、その他、加熱処理室６０５６８、プラズマ処理室６０５７２、ＥＬ材料を蒸着する成膜処理室６０５６９〜６０５７５、ＥＬ素子の一方の電極として、アルミニウム若しくはアルミニウムを主成分とする導電膜を形成する成膜処理室６０５７６を含んでいる。また、搬送室と各処理室の間にはゲートバルブ６０５７７ａ〜６０５７７ｍが設けられていて、各処理室の圧力は独立して制御可能とされており、処理室間の相互汚染を防いでいる。
ロード室６０５６２から搬送室６０５６０に導入された基板は、回転自在に設けられたアーム方式の搬送手段６０５６６により、所定の処理室へ搬入される。また、基板は搬送手段６０５６６により、ある処理室から他の処理室へ搬送される。搬送室６０５６０と搬送室６０５６１とは成膜処理室６０５７０で連結され、ここで搬送手段６０５６６と搬送手段６０５６７により基板の受け渡しが行う。
搬送室６０５６０及び搬送室６０５６１に連結する各処理室は減圧状態に保持されている。従って、この蒸着装置では、基板は大気に触れることなく連続してＥＬ層の成膜処理が行われる。ＥＬ層の成膜処理が終わった表示パネルは、水蒸気などにより劣化する場合があるので、この蒸着装置では、品質を保持するために大気に触れさせる前に封止処理を行うための封止処理室６０５６５が搬送室６０５６１に連結されている。封止処理室６０５６５は大気圧若しくはそれに近い減圧下におかれているので、搬送室６０５６１と封止処理室６０５６５の間にも中間処理室６０５６４が備えられている。中間処理室６０５６４は基板の受け渡しと、室間の圧力を緩衝するために設けられている。
ロード室、アンロード室、搬送室及び成膜処理室には室内を減圧に保持するための排気手段が備えられている。排気手段としては、ドライポンプ、ターボ分子ポンプ、拡散ポンプなど各種の真空ポンプを用いることができる。
図７４の蒸着装置において、搬送室６０５６０及び搬送室６０５６１に連結される処理室の数やその構成は、ＥＬ素子の積層構造に応じて適宜組み合わせることができる。以下に、その組み合わせの一例を示す。
加熱処理室６０５６８は、最初に下部電極や絶縁隔壁等が形成された基板を加熱して脱ガス処理を行う。プラズマ処理室６０５７２は、下地電極表面を希ガスや酸素プラズマ処理を行う。このプラズマ処理は、表面を清浄化、表面状態の安定化、表面の物理的若しくは化学的状態（例えば、仕事関数など）を安定化させるために行う。
成膜処理室６０５６９は、ＥＬ素子の一方の電極と接触する電極バッファ層を形成する処理室である。電極バッファ層はキャリア注入性（正孔注入若しくは電子注入）があり、ＥＬ素子の短絡や暗点欠陥の発生を抑制する層である。代表的には、電極バッファ層は、有機無機混合材料であって、抵抗率が５×１０４〜１×１０６Ωｃｍであり、３０〜３００ｎｍの厚さに形成される。また、成膜室６０５７１は正孔輸送層を成膜する処理室である。
ＥＬ素子における発光層は、単色発光をする場合と白色発光をする場合とで、その構成が異なる。蒸着装置において成膜処理室もそれに応じて配置することが好ましい。例えば、表示パネルに発光色が異なる三種類のＥＬ素子を形成する場合には、各発光色に対応した発光層を成膜する必要がある。この場合、成膜処理室６０５７０を第１の発光層の成膜用として、成膜処理室６０５７３を第２の発光層の成膜用として、成膜処理室６０５７４を第３の発光層の成膜用として用いることができる。発光層ごとに成膜処理室を分けることで、異なる発光材料による相互汚染を防止することが出来、成膜処理のスループットを向上させることが出来る。
また、成膜処理室６０５７０、成膜処理室６０５７３、成膜処理室６０５７４のそれそれで、発光色が異なる三種類のＥＬ材料を順次蒸着しても良い。この場合、シャドーマスクを使い、蒸着する領域に応じて当該マスクをずらして蒸着を行うことになる。
白色発光するＥＬ素子を形成する場合には、異なる発光色の発光層を縦積みにして形成する。その場合にも、素子基板が成膜処理室を順次移動して、発光層ごとに成膜することができる。また、同じ成膜処理室で異なる発光層を連続して成膜することもできる。
成膜処理室６０５７６では、ＥＬ層の上に電極を成膜する。電極の形成は、電子ビーム蒸着法やスパッタリング法を適用することもできるが、好ましくは抵抗加熱蒸着法を用いることが好ましい。
電極の形成まで終了した素子基板は、中間処理室６０５６４を経て封止処理室６０５６５に搬入される。封止処理室６０５６５は、ヘリウム、アルゴン、ネオン、若しくは窒素などの不活性な気体が充填されており、その雰囲気下で素子基板のＥＬ層が形成された側に封止板を貼り付けて封止する。封止された状態において、素子基板と封止板との間には、不活性気体が充填されていても良いし、樹脂材料を充填しておいても良い。封止処理室６０５６５には、シール材を描画するディスペンサーや、素子基板に対向して封止板を固定する固定ステージやアームなどの機械的要素、樹脂材料を充填するディスペンサー若しくはスピンコーターなどが備えられている。
図７５は、成膜処理室の内部構成を示す。成膜処理室は減圧下に保たれていて、図７５では天板６０６９１と底板６０６９２で挟まれる内側が室内であり、減圧状態に保たれる室内を示している。
処理室内には、一つ又は複数個の蒸発源が備えられている。組成の異なる複数の層を成膜する場合や、異なる材料を共蒸着する場合は、複数個の蒸発源を設けることが好ましいからである。図７５では、蒸発源６０６８１ａ、６０６８１ｂ、６０６８１ｃが蒸発源ホルダ６０６８０に装着されている。蒸発源ホルダ６０６８０は多関節アーム６０６８３によって保持されている。多関節アーム６０６８３は関節の伸縮によって、蒸発源ホルダ６０６８０の位置をその可動範囲内で自在に移動可能としている。また、蒸発源ホルダ６０６８０に距離センサー６０６８２を設け、蒸発源６０６８１ａ〜６０６８１ｃと基板６０６８９との間隔をモニターして、蒸着時における最適な間隔を制御しても良い。その場合には、多関節アームに上下方向（Ｚ方向）にも変位する多関節アームとしても良い。
基板ステージ６０６８６と基板チャック６０６８７は一対となって基板６０６８９を固定する。基板ステージ６０６８６はヒータを内蔵させて基板６０６８９を加熱できるように構成しても良い。基板６０６８９は、基板チャック６０６８７の禁緩により、基板ステージ６０６８６に固定されまた搬出入される。蒸着に際しては、必要に応じて蒸着するパターンに対応して開口部を備えたシャドーマスク６０６９０を用いることもできる。その場合、シャドーマスク６０６９０は、基板６０６８９と蒸発源６０６８１ａ〜６０６８１ｃの間に配置されるようにする。シャドーマスク６０６９０はマスクチャック６０６８８により、基板６０６８９と密着若しくは一定の間隔を持って固定される。シャドーマスク６０６９０のアライメントが必要な場合には、処理室内にカメラを配置し、マスクチャック６０６８８にＸ−Ｙ−θ方向に微動する位置決め手段を備えることで、その位置合わせを行う。
蒸発源６０６８１には、蒸着材料を蒸発源に連続して供給する蒸着材料供給手段が付加されている。蒸着材料供給手段は、蒸発源６０６８１と離れた位置に配置される蒸着材料供給源６０６８５ａ、６０６８５ｂ、６０６８５ｃと、その両者の間を繋ぐ材料供給管６０６８４を有している。典型的には、材料供給源６０６８５ａ、６０６８５ｂ、６０６８５ｃは蒸発源６０６８１に対応して設けられている。図７５の場合は、材料供給源６０６８５ａと６０６蒸発源８１ａが対応している。材料供給源６０６８５ｂと蒸発源６０６８１ｂ、材料供給源６０６８５ｃと蒸発源６０６８１ｃについても同様である。
蒸着材料の供給方式には、気流搬送方式、エアロゾル方式などが適用できる。気流搬送方式は、蒸着材料の微粉末を気流に乗せて搬送するもので、不活性ガスなどを用いて蒸発源６０６８１に搬送する。エアロゾル方式は、蒸着材料を溶剤中に溶解または分散させた原料液を搬送し、噴霧器によりエアロゾル化し、エアロゾル中の溶媒を気化させながら行う蒸着である。いずれの場合にも、蒸発源６０６８１には加熱手段が設けられ、搬送された蒸着材料を蒸発させて基板６０６８９に成膜する。図７５の場合、材料供給管６０６８４は柔軟に曲げることができ、減圧状態下においても変形しない程度の剛性を持った細管で構成されている。
気流搬送方式やエアロゾル方式を適用する場合には、成膜処理室内を大気圧若しくはそれ以下であって、好ましくは１３３Ｐａ〜１３３００Ｐａの減圧下で成膜を行えば良い。成膜処理室内にはヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノン、若しくは窒素などの不活性気体を充填し、または当該気体を供給しながら（同時に排気しながら）、圧力の調節を行うことができる。また、酸化膜を形成する成膜処理室では、酸素、亜酸化窒素などの気体を導入して酸化雰囲気としておいても良い。また、有機材料を蒸着する成膜処理室内には水素などの気体を導入して還元雰囲気にしておいても良い。
その他の蒸着材料の供給方法として、材料供給管６０６８４の中にスクリューを設け蒸着材料を蒸発源に向けて連続的に押し出す構成としても良い。
この蒸着装置によれば、大画面の表示パネルであっても、均一性良く、連続して成膜することができる。また、蒸発源に蒸着材料が無くなる度に、その都度蒸着材料を補給する必要がないので、スループットを向上することができる。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせて実施することができる。
なお、本実施形態における各々の図の内容は、他の図の内容と自由に組み合わせて実施することができる。
（実施の形態１０）
本実施形態においては、本発明を実施できる表示装置の画素回路及び駆動方法について説明する。
まず、本発明に適応可能なデジタル時間階調駆動について説明する。まず、画素への信号書き込み期間（アドレス期間）と発光期間（サステイン期間）とが分離されている場合の駆動方法について、図７６（Ａ）を参照して説明する。ここでは、一例として４ビットのデジタル時間階調の場合について説明する。
なお、１表示領域分の画像を完全に表示するための期間を１フレーム期間という。１フレーム期間は複数のサブフレーム期間を有し、１サブフレーム期間はアドレス期間とサステイン期間とを有する。アドレス期間Ｔａ１〜Ｔａ４は、全行分の画素への信号書き込みにかかかる時間を示し、期間Ｔｂ１〜Ｔｂ４は一行分の画素（又は一画素分）への信号書き込みにかかる時間を示している。また、サスティン期間Ｔｓ１〜Ｔｓ４は、画素へ書き込まれたビデオ信号にしたがって点灯又は非点灯状態を維持する時間を示し、その長さの比をＴｓ１：Ｔｓ２：Ｔｓ３：Ｔｓ４＝２３：２２：２１：２０＝８：４：２：１としている。どのサスティン期間で発光するかによって階調を表現している。
動作について説明する。まず、アドレス期間Ｔａ１において、１行目から順に走査線に画素選択信号が入力され、画素が選択される。そして、画素が選択されているときに、信号線から画素へビデオ信号が入力される。そして、画素にビデオ信号が書き込まれると、画素は再び信号が入力されるまでその信号を保持する。この書き込まれたビデオ信号によってサスティン期間Ｔｓ１における各画素の点灯、非点灯が制御される。同様に、アドレス期間Ｔａ２、Ｔａ３、Ｔａ４において画素へビデオ信号が入力され、そのビデオ信号によってサスティン期間Ｔｓ２、Ｔｓ３、Ｔｓ４における各画素の点灯、非点灯が制御される。そして、それぞれのサブフレーム期間において、アドレス期間中は点灯せず、アドレス期間が終了した後、サスティン期間が始まり、点灯させるための信号が書き込まれている画素が点灯する。
ここで、図７６（Ｂ）を参照して、ｉ行目の画素行に着目して説明する。まず、アドレス期間Ｔａ１において、１行目から順に走査線に画素選択信号が入力され、アドレス期間Ｔａ１のうち期間Ｔｂ１（ｉ）においてｉ行目の画素が選択される。そして、ｉ行目の画素が選択されているときに、信号線からｉ行目の画素へビデオ信号が入力される。そして、ｉ行目の画素にビデオ信号が書き込まれると、ｉ行目の画素は再び信号が入力されるまでその信号を保持する。この書き込まれたビデオ信号によってサステイン期間Ｔｓ１におけるｉ行目の画素の点灯、非点灯が制御される。同様に、アドレス期間Ｔａ２、Ｔａ３、Ｔａ４においてｉ行目の画素へビデオ信号が入力され、そのビデオ信号によってサスティン期間Ｔｓ２、Ｔｓ３、Ｔｓ４におけるｉ行目の画素の点灯、非点灯が制御される。そして、それぞれのサブフレーム期間において、アドレス期間中は点灯せず、アドレス期間が終了した後、サスティン期間が始まり、点灯させるための信号が書き込まれている画素が点灯する。
なお、ここでは４ビット階調を表現する場合について説明したが、ビット数及び階調数はこれに限定されない。また、点灯の順番はＴｓ１、Ｔｓ２、Ｔｓ３、Ｔｓ４である必要はなく、ランダムでもよいし、複数に分割して発光をさせてもよい。また、Ｔｓ１、Ｔｓ２、Ｔｓ３、Ｔｓ４の点灯時間は、２のべき乗にする必要はなく、同じ長さの点灯時間にしてもよいし、２のべき乗からすこしだけずらしてもよい。
続いて、画素への信号書き込み期間（アドレス期間）と発光期間（サスティン期間）とが分離されていない場合の駆動方法について説明する。つまり、ビデオ信号の書き込み動作が完了した行の画素は、次に画素へ信号の書き込み（又は消去）が行われるまで、信号を保持する。書き込み動作から次にこの画素へ信号の書き込みが行われるまでの期間をデータ保持時間という。そして、このデータ保持時間中は画素に書き込まれたビデオ信号に従って、画素が点灯又は非点灯となる。同じ動作が、最終行まで行われ、アドレス期間が終了する。そして、データ保持時間が終了した行から順に次のサブフレーム期間の信号書き込み動作へ移る。
このように、信号書き込み動作が完了しデータ保持時間となると、直ちに画素へ書き込まれたビデオ信号に従って画素が点灯又は非点灯となる駆動方法の場合には、データ保持時間をアドレス期間より短くしようとしても、同時に２行に信号を入力できないため、アドレス期間を重ならないようにしなければならないので、データ保持時間を短くすることができない。よって、その結果、高階調表示を行うことが困難になる。
よって、消去期間を設けることによって、アドレス期間より短いデータ保持時間を設定する。消去期間を設けアドレス期間より短いデータ保持時間を設定する場合の駆動方法について図７７（Ａ）を用いて説明する。
まず、アドレス期間Ｔａ１において、１行目から順に走査線に画素走査信号が入力され、画素が選択される。そして、画素が選択されているときに、信号線から画素へビデオ信号が入力される。そして、画素にビデオ信号が書き込まれると、画素は再び信号が入力されるまでその信号を保持する。この書き込まれたビデオ信号によってサスティン期間Ｔｓ１における各画素の点灯、非点灯が制御される。ビデオ信号の書き込み動作が完了した行においては、直ちに書き込まれたビデオ信号にしたがって、画素が点灯又は非点灯の状態となる。同じ動作が、最終行まで行われ、アドレス期間Ｔａ１が終了する。そして、データ保持時間が終了した行から順に次のサブフレーム期間の信号書き込み動作へ移る。同様に、アドレス期間Ｔａ２、Ｔａ３、Ｔａ４において画素へビデオ信号が入力され、そのビデオ信号によってサスティン期間Ｔｓ２、Ｔｓ３、Ｔｓ４における各画素の点灯、非点灯が制御される。そして、サスティン期間ＴＳ４はその終期を消去動作の開始によって設定される。なぜなら、各行の消去時間Ｔｅに画素に書き込まれた信号の消去が行われると、次の画素への信号の書き込みが行われるまでは、アドレス期間に画素に書き込まれたビデオ信号に関わらず、強制的に非点灯となるからである。つまり、消去時間Ｔｅが始まった行の画素からデータ保持時間が終了する。
ここで、図７７（Ｂ）を参照して、ｉ行目の画素行に着目して説明する。ｉ行目の画素行において、アドレス期間Ｔａ１において、１行目から順に走査線に画素走査信号が入力され、画素が選択される。そして、期間Ｔｂ１（ｉ）においてｉ行目の画素が選択されているときに、ｉ行目の画素にビデオ信号が入力される。そして、ｉ行目の画素にビデオ信号が書き込まれると、ｉ行目の画素は再び信号が入力されるまでその信号を保持する。この書き込まれたビデオ信号によって、サスティン期間Ｔｓ１（ｉ）におけるｉ行目の画素の点灯、非点灯が制御される。つまり、ｉ行目にビデオ信号の書き込み動作が完了したら、直ちに書き込まれたビデオ信号にしたがって、ｉ行目の画素が点灯又は非点灯の状態となる。同様に、アドレス期間Ｔａ２、Ｔａ３、Ｔａ４においてｉ行目の画素へビデオ信号が入力され、そのビデオ信号によってサスティン期間Ｔｓ２、Ｔｓ３、Ｔｓ４におけるｉ行目の画素の点灯、非点灯が制御される。そして、サスティン期間Ｔｓ４（ｉ）はその終期を消去動作の開始によって設定さえる。なぜなら、ｉ行目の消去時間Ｔｓ（ｉ）にｉ行目の画素に書き込まれたビデオ信号に関わらず、強制的に非点灯となるからである。つまり、消去時間Ｔｅ（ｉ）が始まるとｉ行目の画素のデータ保持時間が終了する。
よって、アドレス期間とサスティン期間とを分離せずに、アドレス期間より短い高階調且つデューティー比（１フレーム期間中の点灯期間の割合）の高い表示装置を提供することができる。また、瞬間輝度を低くすることが可能であるため表示素子の信頼性の向上を図ることが可能である。
なお、ここでは４ビット階調を表現する場合について説明したが、ビット数及び階調数はこれに限定されない。また、点灯の順番はＴｓ１、Ｔｓ２、Ｔｓ３、Ｔｓ４である必要はなく、ランダムでもよいし、複数に分割して発光をしてもよい。また、Ｔｓ１、Ｔｓ２、Ｔｓ３、Ｔｓ４の点灯時間は、２のべき乗にする必要はなく、同じ長さの点灯時間にしてもよいし、２のべき乗からすこしだけずらしてもよい。
ここで、図７６（Ａ）及び図７７（Ａ）で説明したデジタル時間階調駆動を可能な画素構成について図７８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）を参照して説明する。なお、図７８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）に示す表示素子としては、ＥＬ素子（有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子又は有機物及び無機物を含むＥＬ素子）、電子放出素子、液晶素子、電子インク、グレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、カーボンナノチューブ、など、電気磁気的作用によりコントラストが変化する表示媒体を適応することができる。また、図７８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）に示す画素は、表示素子としてＥＬ素子などのような自発光型の素子が適している。なお、図７８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は１画素のみを図示しているが、表示装置の画素部には行方向と列方向にマトリクス状に複数の画素が配置されている。
図７８（Ａ）に示す画素は、スイッチング用トランジスタ８０３０１ａ、駆動用トランジスタ８０３０２ａ、容量素子８０３０４ａを有している。スイッチング用トランジスタ８０３０１ａは、ゲート端子が走査線８０３１２ａに接続され、第１端子（ソース端子又はドレイン端子）が信号線８０３１１ａに接続され、第２端子（ソース端子又はドレイン端子）が駆動用トランジスタ８０３０２ａのゲート端子と接続されている。また、スイッチング用トランジスタ８０３０１ａの第２端子は容量素子８０３０４ａを介して電源線８０３１３ａに接続されている。さらに、駆動用トランジスタ８０３０２ａは第１端子が電源線８０３１３ａに接続され、第２端子が表示素子８０３２０ａの第１の電極に接続されている。表示素子８０３２０ａの第２の電極８０３２１ａには低電源電位が設定されている。なお、低電源電位とは、電源線８０３１３ａに設定される高電源電位を基準にして低電源電位＜高電源電位を満たす電位であり、低電源電位としては例えばＧＮＤ、０Ｖなどが設定されていても良い。この高電源電位と低電源電位との電位差を表示素子８０３２０ａに印加して、表示素子８０３２０ａに電流を流して表示素子８０３２０ａを発光させるため、高電源電位と低電源電位との電位差が表示素子８０３２０ａの順方向しきい値電圧以上となるようにそれぞれの電位を設定する。なお、容量素子８０３０４ａは駆動用トランジスタ８０３０２ａのゲート容量を代用して省略することも可能である。駆動用トランジスタ８０３０２ａのゲート容量については、ソース領域やドレイン領域やＬＤＤ領域などとゲート電極とが重なってオーバーラップしているような領域で容量が形成されていてもよいし、チャネル領域とゲート電極との間で容量が形成されていてもよい。
走査線８０３１２ａで画素が選択されているとき、つまりスイッチング用トランジスタ８０３０１ａがオンになっているときに信号線８０３１１ａから画素にビデオ信号が入力される。そして、ビデオ信号に相当する電圧分の電荷が容量素子８０３０４ａに蓄積され、容量素子８０３０４ａはその電圧を保持する。この電圧は駆動用トランジスタ８０３０２ａのゲート端子と第１端子間の電圧であり、駆動用トランジスタ８０３０２ａのゲートソース間電圧Ｖｇｓに相当する。
一般に、トランジスタの動作領域は、線形領域と飽和領域とに分けることが出来る。その境目は、ドレインソース間電圧をＶｄｓ、ゲートソース間電圧をＶｇｓ、しきい値電圧をＶｔｈとすると、（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ）＝Ｖｄｓの時になる。（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ）＞Ｖｄｓの場合は、線形領域であり、Ｖｄｓ、Ｖｇｓの大きさによって電流値が決まる。一方、（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ）＜Ｖｄｓの場合は飽和領域になり、理想的には、Ｖｄｓが変化しても、電流値はほとんど変わらない。つまり、Ｖｇｓの大きさだけによって電流値が決まる。
ここで、電圧入力電圧駆動方式の場合には、駆動用トランジスタ８０３０２ａのゲート端子には、駆動用トランジスタ８０３０２ａが十分にオンするか、オフするかの二つの状態となるようなビデオ信号を入力する。つまり、駆動用トランジスタ８０３０２ａは線形領域で動作させる。
よって、駆動用トランジスタ８０３０２ａがオンするビデオ信号であるときには、理想的には電源線８０３１３ａに設定されている電源電位Ｖｄｄをそのまま表示素子８０３２０ａの第１の電極に設定する。
つまり、理想的には表示素子８０３２０ａに印加する電圧を一定にし、表示素子８０３２０ａから得られる輝度を一定にする。そして、１フレーム期間内に複数のサブフレーム期間を設け、サブフレーム期間毎に画素へのビデオ信号の書き込みを行い、サブフレーム期間毎に画素の点灯又は非点灯を制御し、その点灯しているサブフレーム期間の合計によって、階調を表現する。
次に、図７８（Ｂ）の画素構成について説明する。図７８（Ｂ）に示す画素は、スイッチングトランジスタ８０３０１ａ、駆動用トランジスタ８０３０２ａ、整流素子８０３０６ａ、容量素子８０３０４ａ、表示素子８０３２０ｂを有している。スイッチング用トランジスタ８０３０１ｂは、ゲート端子が第１の走査線８０３１２ｂに接続され、第１端子（ソース端子又はドレイン端子）が信号線８０３１１ｂに接続され、第２端子（ソース端子又はドレイン端子）が駆動用トランジスタ８０３０２ｂのゲート端子と接続されている。さらに、駆動用トランジスタ８０３０２のゲート端子は整流素子８０３０６ａを介して第２の走査線８０３１３ｂに接続されている。また、スイッチング用トランジスタ８０３０１ｂの第２端子は容量素子８０３０４ｂを介して電源線８０３１３ｂに接続されている。さらに、駆動用トランジスタ８０３０２ｂは第１端子が電源線８０３１３ｂに接続され、第２端子が表示素子８０３２０ｂの第１の電極に接続されている。表示素子８０３２０ｂの第２の電極８０３２１ｂには低電源電位が設定されている。なお、低電源電位とは、電源線８０３１３ｂに設定される高電源電位を基準にして低電源電位＜高電源電位を満たす電位であり、低電源電位としては例えばＧＮＤ、０Ｖなどが設定されていても良い。この高電源電位と低電源電位との電位差を表示素子８０３２０ｂに印加して、表示素子８０３２０ｂに電流を流して表示素子８０３２０ｂを発光させるため、高電源電位と低電源電位との電位差が表示素子８０３２０ｂの順方向しきい値電圧以上となるようにそれぞれの電位を設定する。なお、容量素子８０３０４ｂは駆動用トランジスタ８０３０２ｂのゲート容量を代用して省略することも可能である。駆動用トランジスタ８０３０２ｂのゲート容量については、ソース領域やドレイン領域やＬＤＤ領域などとゲート電極とが重なってオーバーラップしているような領域で容量が形成されていてもよいし、チャネル領域とゲート電極との間で容量が形成されていてもよい。
本画素構成は、図７８（Ａ）の画素に、整流素子８０３０６ａと第２の走査線８０３１３ｂを追加したものである。よって、スイッチング用トランジスタ８０３０１ｂ、駆動用トランジスタ８０３０２ｂ、容量素子８０３０４ｂ、信号線８０３１１ｂ、第１の走査線８０３１２ｂ、電源線８０３１３ｂは、それぞれスイッチング用トランジスタ８０３０１ａ、駆動用トランジスタ８０３０２ａ、容量素子８０３０４ａ、信号線８０３１１ａ、走査線８０３１２ａ、電源線８０３１３ａに相当し、書き込みの動作や発光の動作は同様であるためここではその説明を省略する。
消去動作について説明する。消去動作時には、第２の走査線８０３１３ｂにＨレベルの信号を入力する。すると、整流素子８０３０６ａに電流が流れ、容量素子８０３０４ｂによって保持されていた駆動用トランジスタ８０３０２ｂのゲート電位をある電位に設定することができる。つまり、駆動用トランジスタ８０３０２ｂのゲート端子の電位を、ある電位に設定し、画素へ書き込まれたビデオ信号に関わらず、駆動用トランジスタ８０３０２ｂを強制的にオフさせることができる。
なお、第２の走査線８０３１３ｂに入力するＬレベルの信号は、画素に非点灯となるビデオ信号が書き込まれているときに整流素子８０３０６ａに電流が流れないような電位とする。また、第２の走査線８０３１３ｂに入力するＨレベルの信号は、画素に書き込まれたビデオ信号に関わらず、駆動用トランジスタ８０３０２ｂがオフするような電位をゲート端子に設定することができるような電位とする。
なお、整流素子８０３０６ａには、ダイオード接続したトランジスタを用いることが可能である。さらに、ダイオード接続したトランジスタの他にも、ＰＮ接合やＰＩＮ接合のダイオードやショットキー型のダイオードやカーボンナノチューブで形成されたダイオードなどを用いてもよい。ダイオード接続したＮチャネル型トランジスタを適用した場合を図７８（Ｃ）に示す。ダイオード接続トランジスタ８０３０３ｃの第１端子（ソース端子又はドレイン端子）を駆動用トランジスタ８０３０２ｃのゲート端子と接続する。また、ダイオード接続トランジスタ８０３０３ｃの第２端子（ソース端子又はドレイン端子）をゲート端子と接続するとともに、第２の走査線８０３１３ｃに接続する。すると、第２の走査線８０３１３ｃがＬレベルのときにはダイオード接続トランジスタ８０３０３ｃはゲート端子とソース端子が接続されているため電流が流れないが、第２の走査線８０３１３ｃにＨレベルの信号を入力したときにダイオード接続トランジスタ８０３０３ｃの第２端子はドレイン端子となるためダイオード接続トランジスタ８０３０３ｃに電流が流れる。よって、ダイオード接続トランジスタ８０３０３ｃは整流作用を奏する。
なお、スイッチング用トランジスタ８０３０１ｃ、駆動用トランジスタ８０３０２ｃ、容量素子８０３０４ｃ、信号線８０３１１ｃ、第１の走査線８０３１２ｃ、電源線８０３１３ｃは、それぞれ図７８（Ａ）のスイッチング用トランジスタ８０３０１ａ、駆動用トランジスタ８０３０２ａ、容量素子８０３０４ａ、信号線８０３１１ａ、走査線８０３１２ａ、電源線８０３１３ａに相当する。また、第２の走査線８０３１２ｃは、図７８（Ｂ）の第２の走査線８０３１２ｄに相当する。
また、ダイオード接続したＰチャネル型トランジスタを適用した場合は図７８（Ｄ）に示す。ダイオード接続トランジスタ８０３０３ｄの第１端子（ソース端子又はドレイン端子）を第２の走査線８０３１３ｄに接続する。また、ダイオード接続トランジスタ８０３０３ｄの第２端子（ソース端子又はドレイン端子）をゲート端子と接続するとともに、駆動用トランジスタ８０３０２ｄのゲート端子と接続する。すると、第２の走査線８０３１３ｄがＬレベルのときにはダイオード接続トランジスタ８０３０３ｄはゲート端子とソース端子が接続されているため電流が流れないが、第２の走査線８０３１３ｄにＨレベルの信号を入力したときにダイオード接続トランジスタ８０３０３ｄの第２端子はドレイン端子となるためダイオード接続トランジスタ８０３０３ｄに電流が流れる。よって、ダイオード接続トランジスタ８０３０３ｄは整流作用を奏する。
なお、スイッチング用トランジスタ８０３０１ｄ、駆動用トランジスタ８０３０２ｄ、容量素子８０３０４ｄ、信号線８０３１１ｄ、第１の走査線８０３１２ｄ、電源線８０３１３ｄは、それぞれ図７８（Ａ）のスイッチング用トランジスタ８０３０１ａ、駆動用トランジスタ８０３０２ａ、容量素子８０３０４ａ、信号線８０３１１ａ、走査線８０３１２ａ、電源線８０３１３ａに相当する。また、第２の走査線８０３１２ｄは、図７８（Ｂ）の第２の走査線８０３１２ｄに相当する。
また、画素へ書き込まれた信号を消去させるために消去用トランジスタを設けてもよい。図７８（Ｅ）に示す画素は、図７８（Ａ）の画素に消去用トランジスタ８０３０３ｅと第２の走査線８０３１２ｅを追加したものである。よって、スイッチング用トランジスタ８０３０１ｅ、駆動用トランジスタ８０３０２ｅ、容量素子８０３０４ｅ、信号線８０３１１ｅ、第１の走査線８０３１２ｅ、電源線８０３１３ｅは、それぞれ図７８（Ａ）のスイッチング用トランジスタ８０３０１ａ、駆動用トランジスタ８０３０２ａ、容量素子８０３０４ａ、信号線８０３１１ａ、走査線８０３１２ａ、電源線８０３１３ａに相当し、書き込みの動作や発光の動作は同様であるためここではその説明を省略する。
消去動作について説明する。消去動作時には、第２の走査線８０３１２ｅにＨレベルの信号を入力する。すると、消去用トランジスタ８０３０３ｅがオンし、駆動用トランジスタ８０３０２ｅのゲート端子と第１端子を同電位にすることができる。つまり、駆動用トランジスタ８０３０２ｅのゲートソース間電圧を０Ｖにすることができる。なお、第２の走査線８０３１２ｅのＨレベルの電位は、電源線８０３１３ｅの電位よりも消去用トランジスタ８０３０３ｅのしきい値電圧Ｖｔｈ以上高いことが望ましい。こうして、駆動用トランジスタ８０３０２ｅを強制的にオフさせることができる。
続いて、本発明に適応可能なしきい値電圧補正型の画素回路及び駆動方法の一例について、図７９（Ａ）を参照して説明する。
図７９（Ａ）に示す画素は、駆動用トランジスタ８０４００、第１のスイッチ８０４０１、第２のスイッチ８０４０２、第３のスイッチ８０４０３、第１の容量素子８０４０４、第２の容量素子８０４０５及び表示素子８０４２０を有している。駆動用トランジスタ８０４００は、ゲート端子が第１の容量素子８０４０４と第１のスイッチ８０４０１とを順に介して信号線８０４１１と接続され、第１端子が電源線８０４１２と接続され、第２端子が第３のスイッチ８０４０３を介して表示素子８０４２０の第１の電極に接続されている。さらに、駆動用トランジスタ８０４００のゲート端子が第２の容量素子８０４０５を介して電源線８０４１２と接続されている。また、駆動用トランジスタ８０４００のゲート端子が第２のスイッチ８０４０２を介して駆動用トランジスタ８０４００のの第２端子と接続されている。また、表示素子８０４２０の第２の電極８０４２１には低電源電位が設定されている。なお、低電源電位とは、電源線８０４１２に設定される高電源電位を基準にして低電源電位＜高電源電位を満たす電位であり、低電源電位としては例えばＧＮＤ、０Ｖなどが設定されていても良い。この高電源電位と低電源電位との電位差を表示素子８０４２０に印加して、表示素子８０４２０に電流を流して表示素子８０４２０を発光させるため、高電源電位と低電源電位との電位差が表示素子８０４２０の順方向しきい値電圧以上となるようにそれぞれの電位を設定する。なお、第２の容量素子８０４０５は駆動用トランジスタ８０４００のゲート容量を代用して省略することも可能である。駆動用トランジスタ８０４００のゲート容量については、ソース領域やドレイン領域やＬＤＤ領域などとゲート電極とが重なってオーバーラップしているような領域で容量が形成されていてもよいし、チャネル領域とゲート電極との間で容量が形成されていてもよい。なお、第１のスイッチ８０４０１、第２のスイッチ８０４０２、第３のスイッチ８０４０３は、それぞれ第１の走査線８０４１３、第２の走査線８０４１４、第３の走査線８０４１４によってオン・オフが制御される。
図７９（Ａ）に示す画素の駆動方法は、初期化期間、データ書き込み期間、しきい値取得期間、発光期間に分割することができる。
初期化期間では、第２のスイッチ８０４０２及び第３のスイッチ８０４０３がオンして、駆動用トランジスタ８０４００のゲート端子の電位が少なくとも電源線８０４１２の電位よりも低くなる。なお、このとき、第１のスイッチ８０４０１は、オンしていてもオフしていてもよい。なお、初期化期間は必ずしも必要ではない。
しきい値取得期間では、第１の走査線８０４１３によって画素が選択される。つまり、第１のスイッチ８０４０１がオンし、信号線８０４１１からある一定電圧が入力される。このとき、第２のスイッチ８０４０２がオンしており、駆動用トランジスタ８０４００がダイオード接続される。また、第３のスイッチ８０４０３はオフしている。したがって、駆動用トランジスタ８０４００のゲート端子の電位は、電源線８０４１２の電位から駆動用トランジスタ８０４００のしきい値電圧を引いた値となる。第１の容量素子８０４０４には駆動用トランジスタ８０４００のしきい値電圧が保持される。また、第２の容量素子８０４０５には、駆動用トランジスタ８０４００のゲート端子の電位と信号線８０４１１から入力されている一定電圧との電位差が保持される。
データ書き込み期間では、信号線８０４１１からビデオ信号（電圧）が入力される。このとき、第１のスイッチ８０４０１がオンのままであり、第２のスイッチ８０４０２がオフし、第２のスイッチ８０４０２がオフのままである。また、駆動用トランジスタ８０４００のゲート端子は浮遊状態となっている。よって、駆動用トランジスタ８０４００のゲート端子の電位は、しきい値取得期間において信号線８０４１１入力される一定電圧と、データ書き込み期間において信号線８０４１１入力されるビデオ信号と、の電位差に応じて変化する。例えば、第１の容量素子８０４０４の容量値＜＜第２の容量素子８０４０５の容量値であれば、データ書き込み期間における駆動用トランジスタ８０４００のゲート端子の電位は、しきい値取得期間において信号線８０４１１入力される一定電圧とデータ書き込み期間において信号線８０４１１入力されるビデオ信号との電位差を、電源線８０４１２の電位から駆動用トランジスタ８０４００のしきい値電圧を引いた値に足した値とおおむね等しくなる。つまり、駆動用トランジスタ８０４００のゲート端子の電位は、駆動トランジスタ８０４００のしきい値電圧を補正した電位となる。
発光期間では、駆動用トランジスタ８０４００のゲート端子の電位と電源線８０４１２との電位差（Ｖｇｓ）に応じた電流が表示素子８０４２０に流れる。このとき、第１のスイッチ８０４０１がオフし、第２のスイッチ８０４０２がオフのままであり、第３のスイッチ８０４０３がオンする。なお、表示素子８０４２０に流れる電流は、駆動用トランジスタ８０４００のしきい値電圧によらず一定である。
なお、図７９（Ａ）に示す画素構成は、図７９（Ａ）に限定されない。例えば、図７９（Ａ）に示す画素に新たにスイッチ、抵抗素子、容量素子、トランジスタ又は論理回路などを追加してもよい。また、例えば、第２のスイッチ８０４０２をＰチャネル型トランジスタ又はＮチャネル型トランジスタで構成し、第３のスイッチ８０４０３を第２のスイッチ８０４０２とは別の極性のトランジスタで構成し、第２のスイッチ８０４０２及び第３のスイッチ８０４０３を同じ走査線で制御してもよい。
続いて、本発明に適応可能な電流入力型の画素回路及び駆動方法の一例について、図７９（Ｂ）を参照して説明する。
図７９（Ｂ）に示す画素は、駆動用トランジスタ８０４３０、第１のスイッチ８０４３１、第２のスイッチ８０４３２、第３のスイッチ８０４３３、容量素子８０４３４及び表示素子８０４５０を有している。駆動用トランジスタ８０４３０は、ゲート端子が第２のスイッチ８０４３２と第１のスイッチ８０４３１とを順に介して信号線８０４４１に接続され、第１端子が電源線８０４４２と接続され、第２端子が第３のスイッチ８０４３３を介して表示素子８０４５０の第１の電極に接続されている。さらに、駆動用トランジスタ８０４３０のゲート端子が容量素子８０４３４を介して電源線８０４４２と接続されている。また、駆動用トランジスタ８０４３０のゲート端子が第２のスイッチ８０４３２を介して駆動用トランジスタ８０４３０の第２端子と接続されている。また、表示素子８０４５０の第２の電極８０４５１には低電源電位が設定されている。なお、低電源電位とは、電源線８０４４２に設定される高電源電位を基準にして低電源電位＜高電源電位を満たす電位であり、低電源電位としては例えばＧＮＤ、０Ｖなどが設定されていても良い。この高電源電位と低電源電位との電位差を表示素子８０４５０に印加して、表示素子８０４５０に電流を流して表示素子８０４５０を発光させるため、高電源電位と低電源電位との電位差が表示素子８０４５０の順方向しきい値電圧以上となるようにそれぞれの電位を設定する。なお、容量素子８０４３４は駆動用トランジスタ８０４３０のゲート容量を代用して省略することも可能である。駆動用トランジスタ８０４３０のゲート容量については、ソース領域やドレイン領域やＬＤＤ領域などとゲート電極とが重なってオーバーラップしているような領域で容量が形成されていてもよいし、チャネル領域とゲート電極との間で容量が形成されていてもよい。なお、第１のスイッチ８０４３１、第２のスイッチ８０４３２、第３のスイッチ８０４３３は、それぞれ第１の走査線８０４４３、第２の走査線８０４４４、第３の走査線８０４５４によってオン・オフが制御される。
図７９（Ｂ）に示す画素の駆動方法は、データ書き込み期間、発光期間に分割することができる。
データ書き込み期間では、第１の走査線８０４４３によって画素が選択される。つまり、第１のスイッチ８０４３１がオンし、信号線８０４３１からビデオ信号として電流が入力される。このとき、第２のスイッチ８０４３２がオンし、第３のスイッチ８０４３３がオフする。したがって、駆動用トランジスタ８０４３０のゲート端子の電位は、ビデオ信号に応じた電位となる。つまり、容量素子８０４３４には、駆動用トランジスタ８０４３０がビデオ信号と同じ電流を流すような駆動用トランジスタ８０４３０のゲート・ソース間電圧が保持される。
次に、発光期間では、第１のスイッチ８０４３１及び第２のスイッチ８０４３２がオフし、第３のスイッチ８０４３３がオンする。したがって、表示素子８０４５０にはビデオ信号と同じ値の電流が流れる。
なお、図７９（Ｂ）に示す画素構成は、図７９（Ｂ）に限定されない。例えば、図７９（Ｂ）に示す画素に新たにスイッチ、抵抗素子、容量素子、トランジスタ又は論理回路などを追加してもよい。また、例えば、第１のスイッチ８０４３１をＰチャネル型トランジスタ又はＮチャネル型トランジスタで構成し、第２のスイッチ８０４３２を第１のスイッチ８０４３１と同じ極性のトランジスタで構成し、第１のスイッチ８０４３１及び第２のスイッチ８０４３２を同じ走査線で制御してもよい。また、第２のスイッチ８０４３２は駆動用トランジスタ８０４３０のゲート端子と信号線８０４３１との間に配置されていてもよい。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせて実施することができる。
なお、本実施形態における各々の図の内容は、他の図の内容と自由に組み合わせて実施することができる。
（実施の形態１１）
本実施形態においては、本発明を適用できる半導体装置が薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を素子として有する場合の半導体装置の作製方法について、図面を参照して説明する。
図８０は、本発明を適用できる半導体装置が有することのできるＴＦＴの構造および製造プロセスの例を示す図である。図８０（Ａ）は、本発明を適用できる半導体装置が有することのできるＴＦＴの構造の例を示す図である。また、図８０（Ｂ）乃至（Ｇ）は、本発明を適用できる半導体装置が有することのできるＴＦＴの製造プロセスの例を示す図である。
なお、本発明を適用できる半導体装置が有することのできるＴＦＴの構造および製造プロセスは、図８０に示すものに限定されず、様々な構造および製造プロセスを用いることができる。
まず、図８０（Ａ）を参照し、本発明を適用できる半導体装置が有することのできるＴＦＴの構造の例について説明する。図８０（Ａ）は複数の異なる構造を有するＴＦＴの断面図である。ここで、図８０（Ａ）においては、複数の異なる構造を有するＴＦＴを並置して示しているが、これは、発明を適用できる半導体装置が有することのできるＴＦＴの構造を説明するための表現であり、発明を適用できる半導体装置が有することのできるＴＦＴが、実際に図８０（Ａ）のように並置されている必要はなく、必要に応じてつくり分けることができる。
次に、本発明を適用できる半導体装置が有することのできるＴＦＴを構成する各層の特徴について説明する。
基板１１０１１１は、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板またはステンレスを含む金属基板等を用いることができる。他にも、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に代表されるプラスチック又はアクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いることも可能である。可撓性を有する基板を用いることによって、折り曲げが可能である半導体装置を作製することが可能となる。また、可撓性を有す基板であれば、基板の面積及び基板の形状に大きな制限はないため、基板１１０１１１として、例えば、１辺が１メートル以上であって、矩形状のものを用いれば、生産性を格段に向上させることができる。このような利点は、円形のシリコン基板を用いる場合と比較すると、大きな優位点である。
絶縁膜１１０１１２は、下地膜として機能する。基板１１０１１１からＮａなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属が、半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐために設ける。絶縁膜１１０１１２としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素又は窒素を有する絶縁膜の単層構造若しくはこれらの積層構造で設けることができる。例えば、絶縁膜１１０１１２を２層構造で設ける場合、１層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を設け、２層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設けるとよい。また、絶縁膜１１０１１２を３層構造で設ける場合、１層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設け、２層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を設け、３層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設けるとよい。
半導体膜１１０１１３、１１０１１４、１１０１１５は、非晶質（アモルファス）半導体またはセミアモルファス半導体（ＳＡＳ）で形成することができる。あるいは、多結晶半導体膜を用いても良い。ＳＡＳは、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいる。少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶領域を観測することができ、珪素を主成分とする場合にはラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折では珪素結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。未結合手（ダングリングボンド）を終端するために水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。ＳＡＳは、珪化物気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）して形成する。珪化物気体としては、ＳｉＨ４、その他にもＳｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などを用いることが可能である。あるいは、ＧｅＦ４を混合させても良い。この珪化物気体をＨ２、または、Ｈ２とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈してもよい。希釈率は２〜１０００倍の範囲。圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ。基板加熱温度は３００℃以下でよい。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０２０ｃｍ−１以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０１９／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１９／ｃｍ３以下とする。ここでは、公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）を用いてシリコン（Ｓｉ）を主成分とする材料（例えばＳｉｘＧｅ１−ｘ等）で非晶質半導体膜を形成し、当該非晶質半導体膜をレーザ結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法などの公知の結晶化法により結晶化させる。
絶縁膜１１０１１６は、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、若しくはこれらの積層構造で設けることができる。
ゲート電極１１０１１７は、単層の導電膜、または二層、三層の導電膜の積層構造とすることができる。ゲート電極１１０１１７の材料としては、公知の導電膜を用いることができる。たとえば、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）などの元素の単体膜、または、前記元素の窒化膜（代表的には窒化タンタル膜、窒化タングステン膜、窒化チタン膜）、または、前記元素を組み合わせた合金膜（代表的にはＭｏ−Ｗ合金、Ｍｏ−Ｔａ合金）、または、前記元素のシリサイド膜（代表的にはタングステンシリサイド膜、チタンシリサイド膜）などを用いることができる。なお、上述した単体膜、窒化膜、合金膜、シリサイド膜などは、単層で用いてもよいし、積層して用いてもよい。
絶縁膜１１０１１８は、公知の手段（スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等）によって、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜の単層構造、若しくはこれらの積層構造で設けることができる。
絶縁膜１１０１１９は、シロキサン樹脂、または、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜、または、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料、からなる単層若しくは積層構造で設けることができる。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いることもできる。あるいは、置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。なお、本発明における半導体装置において、絶縁膜１１０１１８を設けずにゲート電極１１０１１７を覆うように直接絶縁膜１１０１１９を設けることも可能である。
導電膜１１０１２３は、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｔａ、Ａｕ、Ｍｎなどの元素の単体膜、または、前記元素の窒化膜、または、前記元素を組み合わせた合金膜、または、前記元素のシリサイド膜などを用いることができる。例えば、前記元素を複数含む合金として、Ｃ及びＴｉを含有したＡｌ合金、Ｎｉを含有したＡｌ合金、Ｃ及びＮｉを含有したＡｌ合金、Ｃ及びＭｎを含有したＡｌ合金等を用いることができる。また、積層構造で設ける場合、ＡｌをＭｏまたはＴｉなどで挟み込んだ構造とすることができる。こうすることで、Ａｌの熱や化学反応に対する耐性を向上することができる。
次に、図８０（Ａ）に示した、複数の異なる構造を有するＴＦＴの断面図を参照して、各々の構造の特徴について説明する。
１１０１０１は、シングルドレインＴＦＴであり、簡便な方法で製造できるため、製造コストが低く、歩留まりを高く製造できる利点がある。ここで、半導体膜１１０１１３、１１０１１５は、それぞれ不純物の濃度が異なり、半導体膜１１０１１３はチャネル領域、半導体膜１１０１１５はソースおよびドレイン領域として用いる。このように、不純物の量を制御することで、半導体膜の抵抗率を制御できる。また、半導体膜と導電膜１１０１２３との電気的な接続状態を、オーミック接続に近づけることができる。なお、不純物の量の異なる半導体膜を作り分ける方法としては、ゲート電極１１０１１７をマスクとして半導体膜に不純物をドーピングする方法を用いることができる。
１１０１０２は、ゲート電極１１０１１７に一定以上のテーパー角を有するＴＦＴであり、簡便な方法で製造できるため、製造コストが低く、歩留まりを高く製造できる利点がある。ここで、半導体膜１１０１１３、１１０１１４、１１０１１５は、それぞれ不純物濃度が異なり、半導体膜１１０１１３はチャネル領域、半導体膜１１０１１４は低濃度ドレイン（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ：ＬＤＤ）領域、半導体膜１１０１１５はソースおよびドレイン領域として用いる。このように、不純物の量を制御することで、半導体膜の抵抗率を制御できる。また、半導体膜と導電膜１１０１２３との電気的な接続状態を、オーミック接続に近づけることができる。また、ＬＤＤ領域を有するため、ＴＦＴ内部に高電界がかかりにくく、ホットキャリアによる素子の劣化を抑制することができる。なお、不純物の量の異なる半導体膜を作り分ける方法としては、ゲート電極１１０１１７をマスクとして半導体膜に不純物をドーピングする方法を用いることができる。１１０１０２においては、ゲート電極１１０１１７が一定以上のテーパー角を有しているため、ゲート電極１１０１１７を通過して半導体膜にドーピングされる不純物の濃度に勾配を持たせることができ、簡便にＬＤＤ領域を形成することができる。
１１０１０３は、ゲート電極１１０１１７が少なくとも２層で構成され、下層のゲート電極が上層のゲート電極よりも長い形状を有するＴＦＴである。本明細書中においては、上層のゲート電極及び下層のゲート電極の形状を、ハットシェイプ型と呼ぶ。ゲート電極１１０１１７の形状がハットシェイプ型であることによって、フォトマスクを追加することなく、ＬＤＤ領域を形成することができる。なお、１１０１０３のように、ＬＤＤ領域がゲート電極１１０１１７と重なっている構造を、特にＧＯＬＤ構造（Ｇａｔｅ Ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ ＬＤＤ）と呼ぶ。なお、ゲート電極１１０１１７の形状をハットシェイプ型とする方法としては、次のような方法を用いてもよい。
まず、ゲート電極１１０１１７をパターニングする際に、ドライエッチングにより、下層のゲート電極及び上層のゲート電極をエッチングして側面に傾斜（テーパー）のある形状にする。続いて、異方性エッチングにより上層のゲート電極の傾斜を垂直に近くなるように加工する。これにより、断面形状がハットシェイプ型のゲート電極が形成される。その後、２回、不純物元素をドーピングすることによって、チャネル領域として用いる半導体膜１１０１１３、ＬＤＤ領域として用いる半導体膜１１０１１４、ソースおよびドレイン電極として用いる半導体膜１１０１１５が形成される。
なお、ゲート電極１１０１１７と重なっているＬＤＤ領域をＬｏｖ領域、ゲート電極１１０１１７と重なっていないＬＤＤ領域をＬｏｆｆ領域と呼ぶことにする。ここで、Ｌｏｆｆ領域はオフ電流値を抑える効果は高いが、ドレイン近傍の電界を緩和してホットキャリアによるオン電流値の劣化を防ぐ効果は低い。一方、Ｌｏｖ領域はドレイン近傍の電界を緩和し、オン電流値の劣化の防止には有効であるが、オフ電流値を抑える効果は低い。よって、種々の回路毎に、求められる特性に応じた構造のＴＦＴを作製することが好ましい。たとえば、本発明における半導体装置を表示装置として用いる場合、画素ＴＦＴは、オフ電流値を抑えるために、Ｌｏｆｆ領域を有するＴＦＴを用いることが好適である。一方、周辺回路におけるＴＦＴは、ドレイン近傍の電界を緩和し、オン電流値の劣化を防止するために、Ｌｏｖ領域を有するＴＦＴを用いることが好適である。
１１０１０４は、ゲート電極１１０１１７の側面に接して、サイドウォール１１０１２１を有するＴＦＴである。サイドウォール１１０１２１を有することによって、サイドウォール１１０１２１と重なる領域をＬＤＤ領域とすることができる。
１１０１０５は、半導体膜にマスクを用いてドーピングすることにより、ＬＤＤ（Ｌｏｆｆ）領域を形成したＴＦＴである。こうすることにより、確実にＬＤＤ領域を形成することができ、ＴＦＴのオフ電流値を低減することができる。
１１０１０６は、半導体膜にマスクを用いてドーピングすることにより、ＬＤＤ（Ｌｏｖ）領域を形成したＴＦＴである。こうすることにより、確実にＬＤＤ領域を形成することができ、ＴＦＴのドレイン近傍の電界を緩和し、オン電流値の劣化を低減することができる。
次に、図８０（Ｂ）乃至（Ｇ）を参照して、本発明を適用できる半導体装置が有することのできるＴＦＴの製造プロセスの例を説明する。
なお、本発明を適用できる半導体装置が有することのできるＴＦＴの構造および製造プロセスは、図８０に示すものに限定されず、様々な構造および製造プロセスを用いることができる。
本発明においては、基板１１０１１１の表面に、絶縁膜１１０１１２の表面に、半導体膜１１０１１３の表面に、１１０１１４の表面に、１１０１１５の表面に、絶縁膜１１０１１６の表面に、絶縁膜１１０１１８の表面に、または絶縁膜１１０１１９の表面に、プラズマ処理を用いて酸化または窒化を行うことにより、半導体膜または絶縁膜を酸化または窒化することができる。このように、プラズマ処理を用いて半導体膜または絶縁膜を酸化または窒化することによって、当該半導体膜または当該絶縁膜の表面を改質し、ＣＶＤ法やスパッタ法により形成した絶縁膜と比較してより緻密な絶縁膜を形成することができるため、ピンホール等の欠陥を抑制し半導体装置の特性等を向上させることが可能となる。
まず、基板１１０１１１の表面をフッ酸（ＨＦ）、アルカリまたは純水を用いて洗浄する。基板１１０１１１は、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板またはステンレスを含む金属基板等を用いることができる。他にも、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に代表されるプラスチックや、アクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いることも可能である。なお、ここでは基板１１０１１１としてガラス基板を用いる場合を示す。
ここで、基板１１０１１１の表面にプラズマ処理を行うことで、基板１１０１１１の表面を酸化または窒化することによって、基板１１０１１１の表面に酸化膜または窒化膜を形成してもよい（図８０（Ｂ））。表面にプラズマ処理を行うことで形成された酸化膜または窒化膜などの絶縁膜を、以下では、プラズマ処理絶縁膜とも記す。図８０（Ｂ）においては、絶縁膜１３１がプラズマ処理絶縁膜である。一般的に、ガラス又はプラスチック等の基板上に薄膜トランジスタ等の半導体素子を設ける場合、ガラス又はプラスチック等に含まれるＮａなどの、アルカリ金属又はアルカリ土類金属等の不純物元素が半導体素子に混入して汚染することによって、半導体素子の特性に影響を及ぼす恐れがある。しかし、ガラス又はプラスチック等からなる基板の表面を窒化することにより、基板に含まれるＮａなどの、アルカリ金属又はアルカリ土類金属等の不純物元素が半導体素子に混入するのを防止することができる。
なお、プラズマ処理により表面を酸化する場合には、酸素雰囲気下（例えば、酸素（Ｏ２）と希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）雰囲気下、または、酸素と水素（Ｈ２）と希ガス雰囲気下、または、一酸化二窒素と希ガス雰囲気下）でプラズマ処理を行う。一方、プラズマ処理により半導体膜を窒化する場合には、窒素雰囲気下（例えば、窒素（Ｎ２）と希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）雰囲気下、または、窒素と水素と希ガス雰囲気下、または、ＮＨ３と希ガス雰囲気下）でプラズマ処理を行う。希ガスとしては、例えばＡｒを用いることができる。あるいは、ＡｒとＫｒを混合したガスを用いてもよい。そのため、プラズマ処理絶縁膜は、プラズマ処理に用いた希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）を含んでいる。たとえば、Ａｒを用いた場合にはプラズマ処理絶縁膜にＡｒが含まれている。
また、プラズマ処理は、上記ガスの雰囲気中において、電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上１×１０１３ｃｍ−３以下であり、プラズマの電子温度が０．５ｅｖ以上１．５ｅＶ以下で行うことが好適である。プラズマの電子密度が高密度であり、被処理物付近での電子温度が低いため、被処理物に対するプラズマによる損傷を防止することができる。また、プラズマの電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上と高密度であるため、プラズマ処理を用いて、被照射物を酸化または窒化することよって形成される酸化物または窒化膜は、ＣＶＤ法やスパッタ法等により形成された膜と比較して膜厚等が均一性に優れ、且つ緻密な膜を形成することができる。あるいは、プラズマの電子温度が１ｅＶ以下と低いため、従来のプラズマ処理や熱酸化法と比較して低温度で酸化または窒化処理を行うことができる。たとえば、ガラス基板の歪点温度よりも１００度以上低い温度でプラズマ処理を行っても十分に酸化または窒化処理を行うことができる。なお、プラズマを形成するための周波数としては、マイクロ波（２．４５ＧＨｚ）等の高周波を用いることができる。なお、以下に特に断らない場合は、プラズマ処理として上記条件を用いて行うものとする。
なお、図８０（Ｂ）においては、基板１１０１１１の表面をプラズマ処理することによってプラズマ処理絶縁膜を形成する場合を示しているが、本発明は、基板１１０１１１の表面にプラズマ処理絶縁膜を形成しない場合も含む。
なお、図８０（Ｃ）乃至（Ｇ）においては、被処理物の表面をプラズマ処理することによって形成されるプラズマ処理絶縁膜を図示しないが、本発明においては、基板１１０１１１、絶縁膜１１０１１２、半導体膜１１０１１３、１１０１１４、１１０１１５、絶縁膜１１０１１６、絶縁膜１１０１１８、または絶縁膜１１０１１９の表面に、プラズマ処理を行なうことによって形成されるプラズマ処理絶縁膜が存在する場合も含む。
次に、基板１１０１１１上に公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）を用いて絶縁膜１１０１１２を形成する（図８０（Ｃ））。絶縁膜１１０１１２としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）または酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）を用いることができる。
ここで、絶縁膜１１０１１２の表面にプラズマ処理を行い、絶縁膜１１０１１２を酸化または窒化することによって、絶縁膜１１０１１２の表面にプラズマ処理絶縁膜を形成してもよい。絶縁膜１１０１１２の表面を酸化することによって、絶縁膜１１０１１２の表面を改質しピンホール等の欠陥の少ない緻密な膜を得ることができる。また、絶縁膜１１０１１２の表面を酸化することによって、Ｎ原子の含有率が低いプラズマ処理絶縁膜を形成することができるため、プラズマ処理絶縁膜に半導体膜を設けた場合にプラズマ処理絶縁膜と半導体膜界面特性が向上する。また、プラズマ処理絶縁膜は、プラズマ処理に用いた希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）を含んでいる。なお、プラズマ処理は上述した条件下で同様に行うことができる。
次に、絶縁膜１１０１１２上に島状の半導体膜１１０１１３、１１０１１４を形成する（図８０（Ｄ））。島状の半導体膜１１０１１３、１１０１１４は、絶縁膜１１０１１２上に公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）を用いてシリコン（Ｓｉ）を主成分とする材料（例えばＳｉｘＧｅ１−ｘ等）等を用いて非晶質半導体膜を形成し、当該非晶質半導体膜を結晶化させ、半導体膜を選択的にエッチングすることにより設けることができる。なお、非晶質半導体膜の結晶化は、レーザ結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法またはこれら方法を組み合わせた方法等の公知の結晶化法により行うことができる。なお、ここでは、島状の半導体膜の端部を直角に近い形状（θ＝８５〜１００°）で設ける。あるいは、低濃度ドレイン領域となる半導体膜１１０１１４は、マスクを用いて不純物をドーピングすることによって形成されてもよい。
ここで、半導体膜１１０１１３、１１０１１４の表面にプラズマ処理を行い、半導体膜１１０１１３、１１０１１４の表面を酸化または窒化することによって、半導体膜１１０１１３、１１０１１４の表面にプラズマ処理絶縁膜を形成してもよい。例えば、半導体膜１１０１１３、１１０１１４としてＳｉを用いた場合、プラズマ処理絶縁膜として、酸化珪素（ＳｉＯｘ）または窒化珪素（ＳｉＮｘ）が形成される。あるいは、プラズマ処理により半導体膜１１０１１３、１１０１１４を酸化させた後に、再度プラズマ処理を行うことによって窒化させてもよい。この場合、半導体膜１１０１１３、１１０１１４に接して酸化珪素（ＳｉＯｘ）が形成され、当該酸化珪素の表面に窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）が形成される。なお、プラズマ処理により半導体膜を酸化する場合には、酸素雰囲気下（例えば、酸素（Ｏ２）と希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）雰囲気下、または、酸素と水素（Ｈ２）と希ガス雰囲気下または一酸化二窒素と希ガス雰囲気下）、でプラズマ処理を行う。一方、プラズマ処理により半導体膜を窒化する場合には、窒素雰囲気下（例えば、窒素（Ｎ２）と希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）雰囲気下、または、窒素と水素と希ガス雰囲気下またはＮＨ３と希ガス雰囲気下）、でプラズマ処理を行う。希ガスとしては、例えばＡｒを用いることができる。また、ＡｒとＫｒを混合したガスを用いてもよい。そのため、プラズマ処理絶縁膜は、プラズマ処理に用いた希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）を含んでいる。たとえば、Ａｒを用いた場合にはプラズマ処理絶縁膜にＡｒが含まれている。
次に、絶縁膜１１０１１６を形成する（図８０（Ｅ））。絶縁膜１１０１１６は、公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）を用いて、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。なお、半導体膜１１０１１３、１１０１１４の表面をプラズマ処理することにより、半導体膜１１０１１３、１１０１１４の表面にプラズマ処理絶縁膜を形成した場合には、プラズマ処理絶縁膜を絶縁膜１１０１１６として用いることも可能である。
ここで、絶縁膜１１０１１６の表面にプラズマ処理を行い、絶縁膜１１０１１６の表面を酸化または窒化することによって、絶縁膜１１０１１６の表面にプラズマ処理絶縁膜を形成してもよい。なお、プラズマ処理絶縁膜は、プラズマ処理に用いた希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）を含んでいる。また、プラズマ処理は上述した条件下で同様に行うことができる。
あるいは、一旦酸素雰囲気下でプラズマ処理を行うことにより絶縁膜１１０１１６を酸化させた後に、再度窒素雰囲気下でプラズマ処理を行うことにより窒化させてもよい。このように、絶縁膜１１０１１６にプラズマ処理を行い、絶縁膜１１０１１６の表面を酸化または窒化することによって、絶縁膜１１０１１６の表面を改質し緻密な膜を形成することができる。プラズマ処理を行うことによって得られた絶縁膜は、ＣＶＤ法やスパッタ法で形成された絶縁膜と比較して緻密でピンホール等の欠陥も少ないため、薄膜トランジスタの特性を向上させることができる。
次に、ゲート電極１１０１１７を形成する（図８０（Ｆ））。ゲート電極１１０１１７は、公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）を用いて形成することができる。
１１０１０１においては、ゲート電極１１０１１７を形成した後に不純物ドーピングを行なうことで、ソースおよびドレイン領域として用いる半導体膜１１０１１５を形成することができる。
１１０１０２においては、ゲート電極１１０１１７を形成した後に不純物ドーピングを行なうことで、ＬＤＤ領域として用いる１１０１１４と、半導体膜ソースおよびドレイン領域として用いる半導体膜１１０１１５を形成することができる。
１１０１０３においては、ゲート電極１１０１１７を形成した後に不純物ドーピングを行なうことで、ＬＤＤ領域として用いる１１０１１４と、半導体膜ソースおよびドレイン領域として用いる半導体膜１１０１１５を形成することができる。
１１０１０４においては、ゲート電極１１０１１７の側面にサイドウォール１１０１２１を形成した後、不純物ドーピングを行なうことで、ＬＤＤ領域として用いる１１０１１４と、半導体膜ソースおよびドレイン領域として用いる半導体膜１１０１１５を形成することができる。
なお、サイドウォール１１０１２１は、酸化珪素（ＳｉＯｘ）または窒化珪素（ＳｉＮｘ）を用いることができる。サイドウォール１１０１２１をゲート電極１１０１１７の側面に形成する方法としては、たとえば、ゲート電極１１０１１７を形成した後に、酸化珪素（ＳｉＯｘ）または窒化珪素（ＳｉＮｘ）を公知の方法で成膜した後に、異方性エッチングによって酸化珪素（ＳｉＯｘ）または窒化珪素（ＳｉＮｘ）膜をエッチングする方法を用いることができる。こうすることで、ゲート電極１１０１１７の側面にのみ酸化珪素（ＳｉＯｘ）または窒化珪素（ＳｉＮｘ）膜を残すことができるので、ゲート電極１１０１１７の側面にサイドウォール１１０１２１を形成することができる。
１１０１０５においては、ゲート電極１１０１１７を覆うようにマスク１１０１２２を形成した後、不純物ドーピングを行なうことで、ＬＤＤ（Ｌｏｆｆ）領域として用いる１１０１１４と、半導体膜ソースおよびドレイン領域として用いる半導体膜１１０１１５を形成することができる。
１１０１０６においては、ゲート電極１１０１１７を形成した後に不純物ドーピングを行なうことで、ＬＤＤ（Ｌｏｖ）領域として用いる１１０１１４と、半導体膜ソースおよびドレイン領域として用いる半導体膜１１０１１５を形成することができる。
次に、絶縁膜１１０１１８を形成する（図８０（Ｇ））。絶縁膜１１０１１８は、公知の手段（スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等）により、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。
ここで、絶縁膜１１０１１８の表面にプラズマ処理を行い、絶縁膜１１０１１８の表面を酸化または窒化することによって、絶縁膜１１０１１８の表面にプラズマ処理絶縁膜を形成してもよい。なお、プラズマ処理絶縁膜は、プラズマ処理に用いた希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）を含んでいる。また、プラズマ処理は上述した条件下で同様に行うことができる。
次に、絶縁膜１１０１１９を形成する。絶縁膜１１０１１９は、公知の手段（スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等）により、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜を用いることができる他に、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料やシロキサン樹脂の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いることもできる。あるいは、置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。また、プラズマ処理絶縁膜には、プラズマ処理に用いた希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）が含まれており、例えばＡｒを用いた場合にはプラズマ処理絶縁膜中にＡｒが含まれている。
絶縁膜１１０１１９としてポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料やシロキサン樹脂等を用いた場合、絶縁膜１１０１１９の表面をプラズマ処理により酸化または窒化することにより、当該絶縁膜の表面を改質することができる。表面を改質することによって、絶縁膜１１０１１９の強度が向上し開口部形成時等におけるクラックの発生やエッチング時の膜減り等の物理的ダメージを低減することが可能となる。また、絶縁膜１１０１１９の表面が改質されることによって、絶縁膜１１０１１９上に導電膜１１０１２３を形成する場合に導電膜との密着性が向上する。例えば、絶縁膜１１０１１９としてシロキサン樹脂を用いてプラズマ処理を用いて窒化を行った場合、シロキサン樹脂の表面が窒化されることにより窒素または希ガスを含むプラズマ処理絶縁膜が形成され、物理的強度が向上する。
次に、半導体膜１１０１１５と電気的に接続された導電膜１１０１２３を形成するため、絶縁膜１１０１１９、絶縁膜１１０１１８、絶縁膜１１０１１６にコンタクトホールを形成する。なお、コンタクトホールの形状はテーパー状であってもよい。こうすることで、導電膜１１０１２３のカバレッジを向上させることができる。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせて実施することができる。
なお、本実施形態における各々の図の内容は、他の図の内容と自由に組み合わせて実施することができる。
（実施の形態１２）
本実施形態においては、本発明を実施できる表示装置に適用できる発光素子の詳細な構成について説明する。
エレクトロルミネセンスを利用する発光素子は、発光材料が有機化合物であるか、無機化合物であるかによって区別され、一般的に、前者は有機ＥＬ素子、後者は無機ＥＬ素子と呼ばれている。
無機ＥＬ素子は、その素子構成により、分散型無機ＥＬ素子と薄膜型無機ＥＬ素子とに分類される。前者は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた電界発光層を有し、後者は、発光材料の薄膜からなる電界発光層を有している点に違いはあるが、高電界で加速された電子を必要とする点では共通である。なお、得られる発光のメカニズムとしては、ドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー−アクセプター再結合型発光と、金属イオンの内殻電子遷移を利用する局在型発光とがある。一般的に、分散型無機ＥＬではドナー−アクセプター再結合型発光、薄膜型無機ＥＬ素子では局在型発光である場合が多い。
本発明で用いることのできる発光材料は、母体材料と発光中心となる不純物元素とで構成される。含有させる不純物元素を変化させることで、様々な色の発光を得ることができる。発光材料の作製方法としては、固相法や液相法（共沈法）などの様々な方法を用いることができる。あるいは、噴霧熱分解法、複分解法、プレカーサーの熱分解反応による方法、逆ミセル法やこれらの方法と高温焼成を組み合わせた方法、凍結乾燥法などの液相法なども用いることができる。
固相法は、母体材料と、不純物元素又は不純物元素を含む化合物を秤量し、乳鉢で混合、電気炉で加熱、焼成を行い反応させ、母体材料に不純物元素を含有させる方法である。焼成温度は、７００〜１５００℃が好ましい。温度が低すぎる場合は固相反応が進まず、温度が高すぎる場合は母体材料が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。比較的高温での焼成を必要とするが、簡単な方法であるため、生産性がよく大量生産に適している。
液相法（共沈法）は、母体材料又は母体材料を含む化合物と、不純物元素又は不純物元素を含む化合物を溶液中で反応させ、乾燥させた後、焼成を行う方法である。発光材料の粒子が均一に分布し、粒径が小さく低い焼成温度でも反応が進むことができる。
発光材料に用いる母体材料としては、硫化物、酸化物、窒化物を用いることができる。硫化物としては、例えば、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化カルシウム（ＣａＳ）、硫化イットリウム（Ｙ２Ｓ３）、硫化ガリウム（Ｇａ２Ｓ３）、硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）、硫化バリウム（ＢａＳ）等を用いることができる。また、酸化物としては、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）等を用いることができる。また、窒化物としては、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）等を用いることができる。さらに、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）等も用いることができ、硫化カルシウム−ガリウム（ＣａＧａ２Ｓ４）、硫化ストロンチウム−ガリウム（ＳｒＧａ２Ｓ４）、硫化バリウム−ガリウム（ＢａＧａ２Ｓ４）、等の３元系の混晶であってもよい。
局在型発光の発光中心として、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）などを用いることができる。なお、電荷補償として、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）などのハロゲン元素が添加されていてもよい。
一方、ドナー−アクセプター再結合型発光の発光中心として、ドナー準位を形成する第１の不純物元素及びアクセプター準位を形成する第２の不純物元素を含む発光材料を用いることができる。第１の不純物元素は、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、アルミニウム（Ａｌ）等を用いることができる。第２の不純物元素としては、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等を用いることができる。
ドナー−アクセプター再結合型発光の発光材料を固相法を用いて合成する場合、母体材料と、第１の不純物元素又は第１の不純物元素を含む化合物と、第２の不純物元素又は第２の不純物元素を含む化合物をそれぞれ秤量し、乳鉢で混合した後、電気炉で加熱、焼成を行う。母体材料としては、上述した母体材料を用いることができ、第１の不純物元素又は第１の不純物元素を含む化合物としては、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、硫化アルミニウム（Ａｌ２Ｓ３）等を用いることができ、第２の不純物元素又は第２の不純物元素を含む化合物としては、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、硫化銅（Ｃｕ２Ｓ）、硫化銀（Ａｇ２Ｓ）等を用いることができる。焼成温度は、７００〜１５００℃が好ましい。温度が低すぎる場合は固相反応が進まず、温度が高すぎる場合は母体材料が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。
また、固相反応を利用する場合の不純物元素として、第１の不純物元素と第２の不純物元素で構成される化合物を組み合わせて用いてもよい。この場合、不純物元素が拡散されやすく、固相反応が進みやすくなるため、均一な発光材料を得ることができる。さらに、余分な不純物元素が入らないため、純度の高い発光材料が得ることができる。第１の不純物元素と第２の不純物元素で構成される化合物としては、例えば、塩化銅（ＣｕＣｌ）、塩化銀（ＡｇＣｌ）等を用いることができる。
なお、これらの不純物元素の濃度は、母体材料に対して０．０１〜１０ａｔｏｍ％であればよく、好ましくは０．０５〜５ａｔｏｍ％の範囲である。
薄膜型無機ＥＬの場合、電界発光層は、上記発光材料を含む層であり、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着（ＥＢ蒸着）法等の真空蒸着法、スパッタリング法等の物理気相成長法（ＰＶＤ）、有機金属ＣＶＤ法、ハイドライド輸送減圧ＣＶＤ法等の化学気相成長法（ＣＶＤ）、原子エピタキシ法（ＡＬＥ）等を用いて形成することができる。
図８１（Ａ）乃至（Ｃ）に発光素子として用いることのできる薄膜型無機ＥＬ素子の一例を示す。図８１（Ａ）乃至（Ｃ）において、発光素子は、第１の電極層１２０１００、電界発光層１２０１０２、第２の電極層１２０１０３を含む。
図８１（Ｂ）及び図８１（Ｃ）に示す発光素子は、図８１（Ａ）の発光素子において、電極層と電界発光層間に絶縁層を設ける構造である。図８１（Ｂ）に示す発光素子は、第１の電極層１２０１００と電界発光層１２０１０２との間に絶縁層１２０１０４を有し、図８１（Ｃ）に示す発光素子は、第１の電極層１２０１００と電界発光層１２０１０２との間に絶縁層１２０１０５、第２の電極層１２０１０３と電界発光層１２０１０２との間に絶縁層１２０１０６とを有している。このように絶縁層は電界発光層を挟持する一対の電極層のうち一方の間にのみ設けてもよいし、両方の間に設けてもよい。また、絶縁層は単層でもよいし複数層を有する積層でもよい。
なお、図８１（Ｂ）では第１の電極層１２０１００に接するように絶縁層１２０１０４が設けられているが、絶縁層と電界発光層の順番を逆にして、第２の電極層１２０１０３に接するように絶縁層１２０１０４を設けてもよい。
分散型無機ＥＬの場合、粒子状の発光材料をバインダ中に分散させ膜状の電界発光層を形成する。粒子状に加工する。発光材料の作製方法によって、十分に所望の大きさの粒子が得られない場合は、乳鉢等で粉砕などによって粒子状に加工すればよい。バインダとは、粒状の発光材料を分散した状態で固定し、電界発光層としての形状に保持するための物質である。発光材料は、バインダによって電界発光層中に均一に分散し固定される。
分散型無機ＥＬの場合、電界発光層の形成方法は、選択的に電界発光層を形成できる液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷など）、スピンコート法などの塗布法、ディッピング法、ディスペンサ法などを用いることもできる。膜厚は特に限定されることはないが、好ましくは、１０〜１０００ｎｍの範囲である。また、発光材料及びバインダを含む電界発光層において、発光材料の割合は５０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下とするよい。
図８２（Ａ）乃至（Ｃ）に発光素子として用いることのできる分散型無機ＥＬ素子の一例を示す。図８２（Ａ）における発光素子は、第１の電極層１２０２００、電界発光層１２０２０２、第２の電極層１２０２０３の積層構造を有し、電界発光層１２０２０２中にバインダによって保持された発光材料１２０２０１を含む。
本実施の形態に用いることのできるバインダは、絶縁材料を用いることができる。絶縁材料としては、有機材料および無機材料を用いることができる。あるいは、有機材料及び無機材料の混合材料を用いてもよい。有機絶縁材料としては、シアノエチルセルロース系樹脂のように、比較的誘電率の高いポリマーや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ化ビニリデンなどの樹脂を用いることができる。あるいは、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又はシロキサン樹脂を用いてもよい。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。あるいは、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、オキサゾール樹脂（ポリベンゾオキサゾール）等の樹脂材料を用いてもよい。これらの樹脂に、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）やチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）などの高誘電率の微粒子を適度に混合して誘電率を調整することもできる。
バインダに含まれる無機絶縁材料としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸素及び窒素を含む珪素、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸素及び窒素を含むアルミニウム、酸素及び窒素を含む酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、ニオブ酸鉛（ＰｂＮｂＯ３）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、タンタル酸バリウム（ＢａＴａ２Ｏ６）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、ＺｎＳその他の無機絶縁性材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。有機材料に、誘電率の高い無機材料を含ませる（添加等によって）ことによって、発光材料及びバインダよりなる電界発光層の誘電率をより制御することができ、より誘電率を大きくすることができる。
作製工程において、発光材料はバインダを含む溶液中に分散される。本実施の形態に用いることのできるバインダを含む溶液の溶媒としては、バインダ材料が溶解し、電界発光層を形成する方法（各種ウエットプロセス）及び所望の膜厚に適した粘度の溶液を作製できるような溶媒を適宜選択すればよい。たとえば、溶媒として有機溶媒等を用いることができる。バインダとしてシロキサン樹脂を用いる場合は、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡともいう）、３−メトシキ−３メチル−１−ブタノール（ＭＭＢともいう）などを溶媒として用いることができる。
図８２（Ｂ）及び図８２（Ｃ）に示す発光素子は、図８２（Ａ）の発光素子において、電極層と電界発光層間に絶縁層を設ける構造である。図８２（Ｂ）に示す発光素子は、第１の電極層１２０２００と電界発光層１２０２０２との間に絶縁層１２０２０４を有し、図８２（Ｃ）に示す発光素子は、第１の電極層１２０２００と電界発光層１２０２０２との間に絶縁層１２０２０５、第２の電極層１２０２０３と電界発光層１２０２０２との間に絶縁層１２０２０６とを有している。このように絶縁層は電界発光層を挟持する一対の電極層のうち一方の間にのみ設けてもよいし、両方の間に設けてもよい。また絶縁層は単層でもよいし複数層を有する積層でもよい。
また、図８２（Ｂ）では第１の電極層１２０２００に接するように絶縁層１２０２０４が設けられているが、絶縁層と電界発光層の順番を逆にして、第２の電極層１２０２０３に接するように絶縁層１２０２０４を設けてもよい。
図８１における絶縁層１２０１０４、図８２における絶縁層１２０２０４のような絶縁層に用いることのできる材料は、絶縁耐性が高く、緻密な膜質であることが好ましい。さらには、誘電率が高いことが好ましい。例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）等やこれらの混合膜又は２種以上の積層膜を用いることができる。これらの絶縁膜は、スパッタリング、蒸着、ＣＶＤ等により成膜することができる。また、絶縁層はこれら絶縁材料の粒子をバインダ中に分散して成膜してもよい。バインダ材料は、電界発光層に含まれるバインダと同様な材料、方法を用いて形成すればよい。膜厚は特に限定されることはないが、好ましくは１０〜１０００ｎｍの範囲である。
本実施の形態で示す発光素子は、電界発光層を挟持する一対の電極層間に電圧を印加することで発光が得られるが、直流駆動又は交流駆動のいずれにおいても動作することができる。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせて実施することができる。
なお、本実施形態における各々の図の内容は、他の図の内容と自由に組み合わせて実施することができる。
（実施の形態１３）
本実施形態においては、本発明を実施できる表示装置の一例、特に光学的な取り扱いを行なう場合について説明する。
図８３（Ａ）及び（Ｂ）に示す背面投影型表示装置１３０１００は、プロジェクタユニット１３０１１１、ミラー１３０１１２、スクリーンパネル１３０１０１を備えている。その他に、スピーカ１３０１０２、操作スイッチ類１３０１０４を備えていてもよい。このプロジェクタユニット１３０１１１は、背面投影型表示装置１３０１００の筐体１３０１１０の下部に配設され、映像信号に基づいて映像を映し出す投射光をミラー１３０１１２に向けて投射する。背面投影型表示装置１３０１００はスクリーンパネル１３０１０１の背面から投影される映像を表示する構成となっている。
一方、図８４は、前面投影型表示装置１３０２００を示している。前面投影表示装置１３０２００は、プロジェクタユニット１３０１１１と投射光学系１３０２０１を備えている。この前面投影光学系１３０２００は前面に配設するスクリーン等に映像を投影する構成となっている。
図８３に示す背面投影型表示装置１３０１００、図８４に示す前面投影型表示装置１３０２００に適用されるプロジェクタユニット１３０１１１の構成を以下に説明する。
図８５は、プロジェクタユニット１３０１１１の一構成例を示している。このプロジェクタユニット１３０１１１は、光源ユニット１３０３０１及び変調ユニット１３０３０４を備えている。光源ユニット１３０３０１は、レンズ類を含んで構成される光源光学系１３０３０３と、光源ランプ１３０３０２を備えている。光源ランプ１３０３０２は迷光が拡散しないように筐体内に収納されている。光源ランプ１３０３０２としては、大光量の光を放射可能な、例えば、高圧水銀ランプやキセノンランプなどが用いられる。光源光学系１３０３０３は、光学レンズ、偏光機能を有するフィルム、位相差を調節するためのフィルム、ＩＲフィルム等を適宜設けて構成される。そして、光源ユニット１３０３０１は、放射光が変調ユニット１３０３０４に入射するように配設されている。変調ユニット１３０３０４は、複数の表示パネル１３０３０８、カラーフィルター、ダイクロイックミラー１３０３０５、全反射ミラー１３０３０６、プリズム１３０３０９、投射光学系１３０３１０を備えている。光源ユニット１３０３０１から放射された光は、ダイクロイックミラー１３０３０５で複数の光路に分離される。
各光路には、所定の波長若しくは波長帯の光を透過するカラーフィルターと、表示パネル１３０３０８が備えられている。透過型である表示パネル１３０３０８は映像信号に基づいて透過光を変調する。表示パネル１３０３０８を透過した各色の光は、プリズム１３０３０９に入射し投射光学系１３０３１０を通して、スクリーン上に映像を表示する。なお、フレネルレンズがミラー及びスクリーンの間に配設されていてもよい。そして、プロジェクタユニット１３０１１１によって投射されミラーで反射される投影光は、フレネルレンズによって概略平行光に変換され、スクリーンに投影される。
図８６で示すプロジェクタユニット１３０１１１は、反射型の表示パネル１３０４０７、１３０４０８、１３０４０９を備えた構成を示している。
図８６で示すプロジェクタユニット１３０１１１は、光源ユニット１３０３０１と変調ユニット１３０４００を備えている。光源ユニット１３０３０１は、図８５と同様の構成であってもよい。光源ユニット１３０３０１からの光は、ダイクロイックミラー１３０４０１、１３０４０２、全反射ミラー１３０４０３により、複数の光路に分けられて、偏光ビームスプリッタ１３０４０４、１３０４０５、１３０４０６に入射する。偏光ビームスプリッタ１３０４０４、１３０４０５、１３０４０６は、各色に対応する反射型表示パネル１３０４０７、１３０４０８、１３０４０９に対応して設けられている。反射型表示パネル１３０４０７、１３０４０８、１３０４０９は、映像信号に基づいて反射光を変調する。反射型表示パネル１３０４０７、１３０４０８、１３０４０９で反射された各色の光は、プリズム１３０３０９に入射することで合成されて、投射光学系１３０４１１を通して投射される。
光源ユニット１３０３０１から放射された光は、ダイクロイックミラー１３０４０１で赤の波長領域の光のみを透過し、緑および青の波長領域の光を反射する。さらに、ダイクロイックミラー１３０４０２では、緑の波長領域の光のみが反射される。ダイクロイックミラー１３０４０１を透過した赤の波長領域の光は、全反射ミラー１３０４０３で反射され、偏光ビームスプリッタ１３０４０４へ入射する、また、青の波長領域の光は偏光ビームスプリッタ１３０４０５へ入射し、緑の波長領域の光は偏光ビームスプリッタ１３０４０６に入射する。偏光ビームスプリッタ１３０４０４、１３０４０５、１３０４０６は、入射光をＰ偏光とＳ偏光とに分離する機能を有し、且つＰ偏光のみを透過させる機能を有している。反射型表示パネル１３０４０７、１３０４０８、１３０４０９は、映像信号に基づいて、入射した光を偏光する。
各色に対応する反射型表示パネル１３０４０７、１３０４０８、１３０４０９には各色に対応するＳ偏光のみが入射する。なお、反射型表示パネル１３０４０７、１３０４０８、１３０４０９は液晶パネルであってもよい。このとき、液晶パネルは電界制御複屈折モード（ＥＣＢ）で動作する。また、液晶分子は基板に対してある角度をもって垂直配向している。よって、反射型表示パネル１３０４０７、１３０４０８、１３０４０９は画素がオフ状態にある時は入射光の偏光状態を変化させないで反射させるように表示分子が配向している。また、画素がオン状態にある時は表示分子の配向状態が変化し、入射光の偏光状態が変化する。
図８６に示すプロジェクタユニット１３０１１１は、図８３に示す背面投影型表示装置１３０１００及び、図８４に示す前面投影型表示装置１３０２００に適用することができる。
図８７で示すプロジェクタユニットは単板式の構成を示している。図８７（Ａ）に示したプロジェクタユニット１３０１１１は、光源ユニット１３０３０１、表示パネル１３０５０７、投射光学系１３０５１１、位相差板１３０５０４を備えている。投射光学系１３０５１１は一つ又は複数のレンズにより構成されている。表示パネル１３０５０７にはカラーフィルターが備えられていてもよい。
図８７（Ｂ）は、フィールドシーケンシャル方式で動作するプロジェクタユニット１３０１１１の構成を示している。フィールドシーケンシャル方式は、赤、緑、青などの各色の光を時間的にずらせて順次表示パネルに入射させて、カラーフィルター無しでカラー表示を行う方式である。特に、入力信号変化に対する応答速度の大きい表示パネルと組み合わせると、高精細な映像を表示することができる。図８７（Ｂ）では、光源ユニット１３０３０１と表示パネル１３０５０８の間に、赤、緑、青などの複数のカラーフィルターが備えられた回動式のカラーフィルター板１３０５０５を備えている。
図８７（Ｃ）で示すプロジェクタユニット１３０１１１は、カラー表示の方式として、マクロレンズを使った色分離方式の構成を示している。この方式は、マイクロレンズアレイ１３０５０６を表示パネル１３０５０９の光入射側に備え、各色の光をそれぞれの方向から照明することでカラー表示を実現する方式である。この方式を採用するプロジェクタユニット１３０１１１は、カラーフィルターによる光の損失が少ないので、光源ユニット１３０３０１からの光を有効に利用することができるという特徴を有している。図８７（Ｃ）に示すプロジェクタユニット１３０１１１は、表示パネル１３０５０９に対して各色の光をそれぞれの方向から照明するように、ダイクロイックミラー１３０５０１、ダイクロイックミラー１３０５０２、赤色光用ダイクロイックミラー１３０５０３を備えている。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせて実施することができる。
なお、本実施形態における各々の図の内容は、他の図の内容と自由に組み合わせて実施することができる。
（実施の形態１４）
本実施形態においては、本発明に係る電子機器の例について説明する。
図８８は表示パネル９００１０１と、回路基板９００１１１を組み合わせた表示パネルモジュールを示している。表示パネル９００１０１は画素部９００１０２、走査線駆動回路９００１０３及び信号線駆動回路９００１０４を有している。回路基板９００１１１には、例えば、コントロール回路９００１１２及び信号分割回路９００１１３などが形成されている。表示パネル９００１０１と回路基板９００１１１とは接続配線９００１１４によって接続されている。接続配線にはＦＰＣ等を用いることができる。
表示パネル９００１０１は、画素部９００１０２と一部の周辺駆動回路（複数の駆動回路のうち動作周波数の低い駆動回路）を基板上にＴＦＴを用いて一体形成し、一部の周辺駆動回路（複数の駆動回路のうち動作周波数の高い駆動回路）をＩＣチップ上に形成し、そのＩＣチップをＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）などで表示パネル９００１０１に実装してもよい。こうすることで、回路基板９００１１１の面積を削減でき、小型の表示装置を得ることができる。あるいは、そのＩＣチップをＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏ Ｂｏｎｄｉｎｇ）やプリント基板を用いて表示パネル９００１０１に実装してもよい。こうすることで、表示パネル９００１０１の面積を小さくできるので、額縁サイズの小さい表示装置を得ることができる。
例えば、消費電力の低減を図るため、ガラス基板上にＴＦＴを用いて画素部を形成し、全ての周辺駆動回路をＩＣチップ上に形成し、そのＩＣチップをＣＯＧまたはＴＡＢで表示パネルに実装してもよい。
図８８に示した表示パネルモジュールによって、テレビ受像機を完成させることができる。図８９は、テレビ受像機の主要な構成を示すブロック図である。チューナ９００２０１は映像信号と音声信号を受信する。映像信号は、映像信号増幅回路９００２０２と、映像信号増幅回路９００２０２から出力される信号を赤、緑、青の各色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路９００２０３と、その映像信号を駆動回路の入力仕様に変換するためのコントロール回路９００２１２により処理される。コントロール回路９００２１２は、走査線側と信号線側にそれぞれ信号を出力する。デジタル駆動する場合には、信号線側に信号分割回路９００２１３を設け、入力デジタル信号をｍ個（ｍは正の整数）に分割して供給する構成としても良い。
チューナ９００２０１で受信した信号のうち、音声信号は音声信号増幅回路９００２０５に送られ、その出力は音声信号処理回路９００２０６を経てスピーカー９００２０７に供給される。制御回路９００２０８は受信局（受信周波数）及び音量の制御情報を入力部９００２０９から受け、チューナ９００２０１や音声信号処理回路９００２０６に信号を送出する。
また、図８９とは別の形態の表示パネルモジュールを組み込んだテレビ受像器について図９０（Ａ）に示す。図９０（Ａ）において、筐体９００３０１内に収められた表示画面９００３０２は、表示パネルモジュールで形成される。なお、スピーカー９００３０３、操作スイッチ９００３０４などが適宜備えられていてもよい。
また、図９０（Ｂ）に、ワイヤレスでディスプレイのみを持ち運び可能なテレビ受像器を示す。筐体９００３１２にはバッテリー及び信号受信器が内蔵されており、そのバッテリーで表示部９００３１３やスピーカー部９００３１７を駆動させる。バッテリーは充電器９００３１０で繰り返し充電が可能となっている。また、充電器９００３１０は映像信号を送受信することが可能で、その映像信号をディスプレイの信号受信器に送信することができる。筐体９００３１２は操作キー９００３１６によって制御する。あるいは、図９０（Ｂ）に示す装置は、操作キー９００３１６を操作することによって、筐体９００３１２から充電器９００３１０に信号を送ることが可能である、映像音声双方向通信装置であってもよい。あるいは、操作キー９００３１６を操作することによって、筐体９００３１２から充電器９００３１０に信号を送り、さらに充電器９００３１０が送信できる信号を他の電子機器に受信させることによって、他の電子機器の通信制御も可能である、汎用遠隔制御装置であってもよい。本発明は表示部９００３１３に適用することができる。
図９１（Ａ）は、表示パネル９００４０１とプリント配線基板９００４０２を組み合わせたモジュールを示している。表示パネル９００４０１は、複数の画素が設けられた画素部９００４０３と、第１の走査線駆動回路９００４０４、第２の走査線駆動回路９００４０５と、選択された画素にビデオ信号を供給する信号線駆動回路９００４０６を備えていてもよい。
プリント配線基板９００４０２には、コントローラ９００４０７、中央処理装置（ＣＰＵ）９００４０８、メモリ９００４０９、電源回路９００４１０、音声処理回路９００４１１及び送受信回路９００４１２などが備えられている。プリント配線基板９００４０２と表示パネル９００４０１は、フレキシブル配線基板（ＦＰＣ）９００４１３により接続されている。プリント配線基板９００４１３には、保持容量、バッファ回路などを設け、電源電圧や信号にノイズがのったり、信号の立ち上がりが鈍ったりすることを防ぐ構成としても良い。また、コントローラ９００４０７、音声処理回路９００４１１、メモリ９００４０９、ＣＰＵ９００４０８、電源回路９００４１０などは、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式を用いて表示パネル９００４０１に実装することもできる。ＣＯＧ方式により、プリント配線基板９００４０２の規模を縮小することができる。
プリント配線基板９００４０２に備えられたインターフェース（Ｉ／Ｆ）部９００４１４を介して、各種制御信号の入出力が行われる。また、アンテナとの間の信号の送受信を行うためのアンテナ用ポート９００４１５が、プリント配線基板９００４０２に設けられている。
図９１（Ｂ）は、図９１（Ａ）に示したモジュールのブロック図を示す。このモジュールは、メモリ９００４０９としてＶＲＡＭ９００４１６、ＤＲＡＭ９００４１７、フラッシュメモリ９００４１８などが含まれている。ＶＲＡＭ９００４１６にはパネルに表示する画像のデータが、ＤＲＡＭ９００４１７には画像データまたは音声データが、フラッシュメモリには各種プログラムが記憶されている。
電源回路９００４１０は、表示パネル９００４０１、コントローラ９００４０７、ＣＰＵ９００４０８、音声処理回路９００４１１、メモリ９００４０９、送受信回路９００４１２を動作させる電力を供給する。またパネルの仕様によっては、電源回路９００４１０に電流源が備えられている場合もある。
ＣＰＵ９００４０８は、制御信号生成回路９００４２０、デコーダ９００４２１、レジスタ９００４２２、演算回路９００４２３、ＲＡＭ９００４２４、ＣＰＵ９００４０８用のインターフェース９００４１９などを有している。インターフェース９００４１９を介してＣＰＵ９００４０８に入力された各種信号は、一旦レジスタ９００４２２に保持された後、演算回路９００４２３、デコーダ９００４２１などに入力される。演算回路９００４２３では、入力された信号に基づき演算を行い、各種命令を送る場所を指定する。一方デコーダ９００４２１に入力された信号はデコードされ、制御信号生成回路９００４２０に入力される。制御信号生成回路９００４２０は入力された信号に基づき、各種命令を含む信号を生成し、演算回路９００４２３において指定された場所、具体的にはメモリ９００４０９、送受信回路９００４１２、音声処理回路９００４１１、コントローラ９００４０７などに送る。
メモリ９００４０９、送受信回路９００４１２、音声処理回路９００４１１、コントローラ９００４０７は、それぞれ受けた命令に従って動作する。以下その動作について簡単に説明する。
入力手段９００４２５から入力された信号は、インターフェイス９００４１４を介してプリント配線基板９００４０２に実装されたＣＰＵ９００４０８に送られる。制御信号生成回路９００４２０は、ポインティングデバイスやキーボードなどの入力手段９００４２５から送られてきた信号に従い、ＶＲＡＭ９００４１６に格納してある画像データを所定のフォーマットに変換し、コントローラ９００４０７に送付する。
コントローラ９００４０７は、パネルの仕様に合わせてＣＰＵ９００４０８から送られてきた画像データを含む信号にデータ処理を施し、表示パネル９００４０１に供給する。またコントローラ９００４０７は、電源回路９００４１０から入力された電源電圧やＣＰＵ９００４０８から入力された各種信号をもとに、Ｈｓｙｎｃ信号、Ｖｓｙｎｃ信号、クロック信号ＣＬＫ、交流電圧（ＡＣ Ｃｏｎｔ）、切り替え信号Ｌ／Ｒを生成し、表示パネル９００４０１に供給する。
送受信回路９００４１２では、アンテナ９００４２８において電波として送受信される信号が処理されており、具体的にはアイソレータ、バンドパスフィルタ、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）、ＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）、カプラ、バランなどの高周波回路を含んでいてもよい。送受信回路９００４１２において送受信される信号のうち音声情報を含む信号が、ＣＰＵ９００４０８からの命令に従って、音声処理回路９００４１１に送られる。
ＣＰＵ９００４０８の命令に従って送られてきた音声情報を含む信号は、音声処理回路９００４１１において音声信号に復調され、スピーカー９００４２７に送られる。またマイク９００４２６から送られてきた音声信号は、音声処理回路９００４１１において変調され、ＣＰＵ９００４０８からの命令に従って、送受信回路９００４１２に送られる。
コントローラ９００４０７、ＣＰＵ９００４０８、電源回路９００４１０、音声処理回路９００４１１、メモリ９００４０９を、本実施形態のパッケージとして実装することができる。
勿論、本発明はテレビ受像機に限定されず、パーソナルコンピュータのモニタをはじめ、鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など特に大面積の表示媒体として様々な用途に適用することができる。
次に、図９２を参照して、本発明に係る携帯電話の構成例について説明する。
表示パネル９００５０１はハウジング９００５３０に脱着自在に組み込まれる。ハウジング９００５３０は表示パネル９００５０１のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。表示パネル９００５０１を固定したハウジング９００５３０はプリント基板９００５３１に嵌入されモジュールとして組み立てられる。
表示パネル９００５０１はＦＰＣ９００５１３を介してプリント基板９００５３１に接続される。プリント基板９００５３１には、スピーカー９００５３２、マイクロフォン９００５３３、送受信回路９００５３４、ＣＰＵ及びコントローラなどを含む信号処理回路９００５３５が形成されている。このようなモジュールと、入力手段９００５３６、バッテリー９００５３７を組み合わせ、筐体９００５３９に収納する。表示パネル９００５０１の画素部は筐体９００５３９に形成された開口窓から視認できように配置する。
表示パネル９００５０１は、画素部と一部の周辺駆動回路（複数の駆動回路のうち動作周波数の低い駆動回路）を基板上にＴＦＴを用いて一体形成し、一部の周辺駆動回路（複数の駆動回路のうち動作周波数の高い駆動回路）をＩＣチップ上に形成し、そのＩＣチップをＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）で表示パネル９００５０１に実装しても良い。あるいは、そのＩＣチップをＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏ Ｂｏｎｄｉｎｇ）やプリント基板を用いてガラス基板と接続してもよい。このような構成とすることで、表示装置の低消費電力化を図り、携帯電話機の一回の充電による使用時間を長くすることができる。また、携帯電話機の低コスト化を図ることができる。
また、図９３で示す携帯電話機は、操作スイッチ類９００６０４、マイクロフォン９００６０５などが備えられた本体（Ａ）９００６０１と、表示パネル（Ａ）９００６０８、表示パネル（Ｂ）９００６０９、スピーカー９００６０６などが備えられた本体（Ｂ）９００６０２とが、蝶番９００６１０で開閉可能に連結されている。表示パネル（Ａ）９００６０８と表示パネル（Ｂ）９００６０９は、回路基板９００６０７と共に本体（Ｂ）９００６０２の筐体９００６０３の中に収納される。表示パネル（Ａ）９００６０８及び表示パネル（Ｂ）９００６０９の画素部は筐体９００６０３に形成された開口窓から視認できるように配置される。
表示パネル（Ａ）９００６０８と表示パネル（Ｂ）９００６０９は、その携帯電話機９００６００の機能に応じて画素数などの仕様を適宜設定することができる。例えば、表示パネル（Ａ）９００６０８を主画面とし、表示パネル（Ｂ）９００６０９を副画面として組み合わせることができる。
本実施形態に係る携帯電話機は、その機能や用途に応じてさまざまな態様に変容し得る。例えば、蝶番９００６１０の部位に撮像素子を組み込んで、カメラ付きの携帯電話機としても良い。また、操作スイッチ類９００６０４、表示パネル（Ａ）９００６０８、表示パネル（Ｂ）９００６０９を一つの筐体内に納めた構成としても、上記した作用効果を奏することができる。また、表示部を複数個そなえた情報表示端末に本実施形態の構成を適用しても、同様な効果を得ることができる。
本発明は様々な電子機器に適用することができる。具体的には、電子機器の表示部に適用することができる。そのような電子機器として、カメラ（ビデオカメラ、デジタルカメラ等）、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機又は電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。
図９４（Ａ）はディスプレイであり、筐体９００７１１、支持台９００７１２、表示部９００７１３等を含む。
図９４（Ｂ）はカメラであり、本体９００７２１、表示部９００７２２、受像部９００７２３、操作キー９００７２４、外部接続ポート９００７２５、シャッター９００７２６等を含む。
図９４（Ｃ）はコンピュータであり、本体９００７３１、筐体９００７３２、表示部９００７３３、キーボード９００７３４、外部接続ポート９００７３５、ポインティングデバイス９００７３６等を含む。
図９４（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体９００７４１、表示部９００７４２、スイッチ９００７４３、操作キー９００７４４、赤外線ポート９００７４５等を含む。
図９４（Ｅ）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、本体９００７５１、筐体９００７５２、表示部Ａ９００７５３、表示部Ｂ９００７５４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部９００７５５、操作キー９００７５６、スピーカー部９００７５７等を含む。表示部Ａ９００７５３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ９００７５４は主として文字情報を表示することができる。
図９４（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体９００７６１、表示部９００７６２、イヤホン９００７６３、支持部９００７６４を含む。
図９４（Ｇ）は携帯型遊技機であり、筐体９００７７１、表示部９００７７２、スピーカー部９００７７３、操作キー９００７７４、記憶媒体挿入部９００７７５等を含む。
図９４（Ｈ）はテレビ受像機能付きデジタルカメラであり、本体９００７８１、表示部９００７８２、操作キー９００７８３、スピーカー９００７８４、シャッター９００７８５、受像部９００７８６、アンテナ９００７８７等を含む。
図９４（Ａ）乃至（Ｅ）に示したように、本発明に係る電子機器は、何らかの情報を表示するための表示部を有することを特徴とする。本発明に係る電子機器は、なめらかな動画を表示でき、目の残像が抑制され、動画ボケのない画像を表示することができる。
次に、本発明に係る半導体装置の応用例を説明する。
図９５に、本発明に係る半導体装置を、建造物と一体にして設けた例について示す。図９５は、筐体９００８１０、表示部９００８１１、操作部であるリモコン装置９００８１２、スピーカー部９００８１３等を含む。本発明に係る半導体装置は、壁かけ型として建物と一体となっており、設置するスペースを広く必要とすることなく設置可能である。
図９６に、建造物内に本発明に係る半導体装置を、建造物と一体にして設けた別の例について示す。表示パネル９００９０１は、ユニットバス９００９０２と一体に取り付けられており、入浴者は表示パネル９００９０１の視聴が可能になる。表示パネル９００９０１は入浴者が操作することで情報を表示したり、広告や娯楽手段として利用できる機能を有する。
なお、本発明に係る半導体装置は、図９６で示したユニットバス９００９０２の側壁だけではなく、様々な場所に設置することができる。たとえば、鏡面の一部や浴槽自体と一体にするなどとしてもよい。このとき、表示パネル９００９０１の形状は、鏡面や浴槽の形状に合わせたものとなっていてもよい。
図９７に、本発明に係る半導体装置を、建造物と一体にして設けた別の例について示す。表示パネル９０１００２は、柱状体９０１００１の曲面に合わせて湾曲させて取り付けられている。なお、ここでは柱状体９０１００１を電柱として説明する。
図９７に示す表示パネル９０１００２は、人間の視点より高い位置に設けられている。電柱のように屋外で繰り返し林立している建造物に表示パネル９０１００２を設置することで、不特定多数の視認者に広告を行なうことができる。ここで、表示パネル９０１００２は、外部からの制御により、同じ画像を表示させること、また、瞬時に画像を切替えることが容易であるため、極めて効率的な情報表示、及び広告効果が期待できる。また、表示パネル９０１００２に自発光型の表示素子を設けることで、夜間であっても、視認性の高い表示媒体として有用であるといえる。また、電柱に設置することで、表示パネル９０１００２の電力供給手段の確保が容易である。また、災害発生時などの非常事態の際には、被災者に素早く正確な情報を伝達する手段ともなり得る。
なお、表示パネル９０１００２としては、たとえば、フィルム状の基板に有機トランジスタなどのスイッチング素子を設けて表示素子を駆動することにより画像の表示を行なう表示パネルを用いることができる。
なお、本実施形態において、建造物として壁、柱状体、ユニットバスを例としたが、本実施形態はこれに限定されず、様々な建造物に本発明に係る半導体装置を設置することができる。
次に、本発明に係る半導体装置を、移動体と一体にして設けた例について示す。
図９８は、本発明に係る半導体装置を、自動車と一体にして設けた例について示した図である。表示パネル９０１１０２は、自動車の車体９０１１０１と一体に取り付けられており、車体の動作や車体内外から入力される情報をオンデマンドに表示することができる。また、ナビゲーション機能を有していてもよい。
なお、本発明に係る半導体装置は、図９８で示した車体９０１１０１だけではなく、様々な場所に設置することができる。たとえば、ガラス窓、ドア、ハンドル、シフトレバー、座席シート、ルームミラー等と一体にしてもよい。このとき、表示パネル９０１１０２の形状は、設置するものの形状に合わせたものとなっていてもよい。
図９９は、本発明に係る半導体装置を、列車車両と一体にして設けた例について示した図である。
図９９（ａ）は、列車車両のドア９０１２０１のガラスに表示パネル９０１２０２を設けた例について示した図である。従来の紙による広告に比べて、広告切替えの際に必要となる人件費がかからないという利点がある。また、表示パネル９０１２０２は、外部からの信号により表示部で表示される画像の切り替えを瞬時に行なうことが可能であるため、たとえば、電車の乗降客の客層が入れ替わる時間帯ごとに表示パネルの画像を切り替えることができ、より効果的な広告効果が期待できる。
図９９（ｂ）は、列車車両のドア９０１２０１のガラスの他に、ガラス窓９０１２０３、及び天井９０１２０４に表示パネル９０１２０２を設けた例について示した図である。このように、本発明に係る半導体装置は、従来では設置が困難であった場所に容易に設置することが可能であるため、効果的な広告効果を得ることができる。また、本発明に係る半導体装置は、外部からの信号により表示部で表示される画像の切り替えを瞬時に行なうことが可能であるため、広告切替え時のコストおよび時間が削減でき、より柔軟な広告の運用および情報伝達が可能となる。
なお、本発明に係る半導体装置は、図９９で示したドア９０１２０１、ガラス窓９０１２０３、及び天井９０１２０４だけではなく、様々な場所に設置することができる。たとえば、つり革、座席シート、てすり、床等と一体にしてもよい。このとき、表示パネル９０１２０２の形状は、設置するものの形状に合わせたものとなっていてもよい。
図１００は、本発明に係る半導体装置を、旅客用飛行機と一体にして設けた例について示した図である。
図１００（ａ）は、旅客用飛行機の座席上部の天井９０１３０１に表示パネル９０１３０２を設けたときの、使用時の形状について示した図である。表示パネル９０１３０２は、天井９０１３０１とヒンジ部９０１３０３を介して一体に取り付けられており、ヒンジ部９０１３０３の伸縮により乗客は表示パネル９０１３０２の視聴が可能になる。表示パネル９０１３０２は乗客が操作することで情報を表示したり、広告や娯楽手段として利用できる機能を有する。また、図１００（ｂ）に示すように、ヒンジ部を折り曲げて天井９０１３０１に格納することにより、離着陸時の安全に配慮することができる。なお、緊急時に表示パネルの表示素子を点灯させることで、情報伝達手段および誘導灯としても利用可能である。
なお、本発明に係る半導体装置は、図１００で示した天井９０１３０１だけではなく、様々な場所に設置することができる。たとえば、座席シート、座席テーブル、肘掛、窓等と一体にしてもよい。また、多数の人が同時に視聴できる大型の表示パネルを、機体の壁に設置してもよい。このとき、表示パネル９０１３０２の形状は、設置するものの形状に合わせたものとなっていてもよい。
なお、本実施形態において、移動体としては電車車両本体、自動車車体、飛行機車体について例示したがこれに限定されず、自動二輪車、自動四輪車（自動車、バス等を含む）、電車（モノレール、鉄道等を含む）、船舶等、様々なものに設置することができる。本発明に係る半導体装置は、外部からの信号により、移動体内における表示パネルの表示を瞬時に切り替えることが可能であるため、移動体に本発明に係る半導体装置を設置することにより、移動体を不特定多数の顧客を対象とした広告表示板、災害発生時の情報表示板、等の用途に用いることが可能となる。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせて実施することができる。
なお、本実施形態における各々の図の内容は、他の図の内容と自由に組み合わせて実施することができる。
（実施の形態１５）
本実施形態においては、輝度が制御された画像が表示される順番について説明する。
図１０１（Ａ）乃至（Ｅ）は、横軸を時間として、表示される画像の輝度の時間的な変化の様子を、模式的に表したものである。
図１０１（Ａ）は、輝度が制御された画像と、輝度が制御されずにそのまま表示される画像が、１つずつ交互に表示される場合を表している。図１０１（Ａ）では、第１の画像２４０１、第２の画像２４０２、第３の画像２４０３、第４の画像２４０４、第５の画像２４０５、第６の画像２４０６、第７の画像２４０７、第８の画像２４０８が、順次表示されている様子を表している。ここで、第１の画像２４０１の代表的な輝度をＬ１、第２の画像２４０２の代表的な輝度をＬ２、第３の画像２４０３の代表的な輝度をＬ３、第４の画像２４０４の代表的な輝度をＬ４、第５の画像２４０５の代表的な輝度をＬ５、第６の画像２４０６の代表的な輝度をＬ６、第７の画像２４０７の代表的な輝度をＬ７、第８の画像２４０８の代表的な輝度をＬ８とする。
ここで、時間的に隣り合う画像の代表的な輝度を比較したとき、Ｌ１＞Ｌ２、Ｌ２＜Ｌ３、Ｌ３＞Ｌ４、Ｌ４＜Ｌ５、Ｌ５＞Ｌ６、Ｌ６＜Ｌ７、Ｌ７＞Ｌ８という関係であってもよい。こうすることで、輝度が変化する周波数を大きくすることができるので、フリッカを低減することができる。また、代表的な輝度が制御された画像が表示されるので、目の残像が抑制され、動画ボケを低減することができる。
なお、第１乃至第８の画像のうち、輝度が制御される画像は、黒画像でもよい。このとき、画像全体が黒であってもよいし、画像の大部分が黒であってもよい。
なお、上述した輝度の関係となるのは、動画など、比較的似通った画像が表示されている間だけでもよい。場面が切り替わるなど、急激に画像の内容が変化する場合は、必ずしも上述した輝度の関係とならなくてもよい。
なお、期間２４９０乃至２４９７は、第１乃至第８の画像を表示するときの、入力フレームレートに対応する１周期（１フレーム）である。
期間２４９０が１フレームであった場合は、表示フレームレートは入力フレームレートの半分である。すなわち、１つの画像が表示され、次の画像が表示される期間内に、別の１つの画像が入力されている場合に相当する。この場合、入力されても表示されない画像があってもよい。
期間２４９１が１フレームであった場合は、表示フレームレートと入力フレームレートは等しい。すなわち、第１乃至第８の画像は全て基本画像である。つまり、輝度が制御されずにそのまま表示される基本画像と、輝度が制御されて表示される基本画像が、交互に表示される場合に相当する。
期間２４９２が１フレームであった場合は、表示フレームレートは入力フレームレートの２倍である。このとき、第１の画像２４０１、第３の画像２４０３、第５の画像２４０５および第７の画像２４０７は基本画像である。第２の画像２４０２、第４の画像２４０４、第６の画像２４０６および第８の画像２４０８は入力されない画像であるので、動き補償などによって生成された補間画像である。すなわち、補間画像の輝度が制御されて表示される場合に相当する。
期間２４９３が１フレームであった場合は、表示フレームレートは入力フレームレートの３倍である。このとき、第１の画像２４０１、第４の画像２４０４および第７の画像２４０７は基本画像である。第２の画像２４０２、第３の画像２４０３、第５の画像２４０５、第６の画像２４０６および第８の画像２４０８は入力されない画像であるので、動き補償などによって生成された補間画像である。この場合は、１フレームのうち１番目に表示される補間画像（たとえば第２の画像２４０２）の輝度が制御されて表示されるフレームと、１フレームのうち基本画像（たとえば第４の画像２４０４）および２番目に表示される補間画像（たとえば第６の画像２４０６）の輝度が制御されて表示されるフレームが、交互に表れる。
期間２４９４が１フレームであった場合は、表示フレームレートは入力フレームレートの４倍である。このとき、第１の画像２４０１および第５の画像２４０５は基本画像である。第２の画像２４０２、第３の画像２４０３、第４の画像２４０４、第６の画像２４０６、第７の画像２４０７および第８の画像２４０８は入力されない画像であるので、動き補償などによって生成された補間画像である。この場合は、１フレームのうち１番目に表示される補間画像（たとえば第２の画像２４０２）および３番目に表示される補間画像（たとえば第４の画像２４０４）の輝度が制御されて表示される。
期間２４９５が１フレームであった場合は、表示フレームレートは入力フレームレートの５倍である。このとき、第１の画像２４０１および第６の画像２４０６は基本画像である。第２の画像２４０２、第３の画像２４０３、第４の画像２４０４、第５の画像２４０５、第７の画像２４０７および第８の画像２４０８は入力されない画像であるので、動き補償などによって生成された補間画像である。この場合は、１フレームのうち１番目に表示される補間画像（たとえば第２の画像２４０２）および３番目に表示される補間画像（たとえば第４の画像２４０４）の輝度が制御されて表示されるフレームと、１フレームのうち基本画像（たとえば第６の画像２４０６）および２番目に表示される補間画像（たとえば第８の画像２４０８）および４番目に表示される補間画像（図示しない）の輝度が制御されて表示されるフレームが、交互に表れる。
このように、第１乃至第８の画像を表示するときの、入力フレームレートに対する表示フレームレートは、様々な値をとることができる。
なお、図１０１（Ｂ）乃至（Ｅ）についても同様に、入力フレームレートに対する表示フレームレートは、様々な値をとることができる。
図１０１（Ｂ）は、輝度が制御された画像と、輝度が制御されずにそのまま表示される画像が、２つずつ交互に表示される場合を表している。図１０１（Ｂ）では、第１の画像２４１１、第２の画像２４１２、第３の画像２４１３、第４の画像２４１４、第５の画像２４１５、第６の画像２４１６、第７の画像２４１７、第８の画像２４１８が、順次表示されている様子を表している。ここで、第１の画像２４１１の代表的な輝度をＬ１、第２の画像２４１２の代表的な輝度をＬ２、第３の画像２４１３の代表的な輝度をＬ３、第４の画像２４１４の代表的な輝度をＬ４、第５の画像２４１５の代表的な輝度をＬ５、第６の画像２４１６の代表的な輝度をＬ６、第７の画像２４１７の代表的な輝度をＬ７、第８の画像２４１８の代表的な輝度をＬ８とする。
ここで、時間的に隣り合う画像の代表的な輝度を比較したとき、Ｌ１＝Ｌ２、Ｌ２＞Ｌ３、Ｌ３＝Ｌ４、Ｌ４＜Ｌ５、Ｌ５＝Ｌ６、Ｌ６＞Ｌ７、Ｌ７＝Ｌ８という関係であってもよい。こうすることで、代表的な輝度が制御された画像が表示されるので、目の残像が抑制され、動画ボケを低減することができる。
なお、第１乃至第８の画像のうち、輝度が制御される画像は、黒画像でもよい。このとき、画像全体が黒であってもよいし、画像の大部分が黒であってもよい。
なお、輝度が制御された画像と、輝度が制御されずにそのまま表示される画像が交互に表示される数は、１つまたは２つに限定されず、様々な数をとることができる。たとえば、３つずつ交互に表示されてもよいし、４つずつ交互に表示されてもよい。
なお、上述した輝度の関係となるのは、動画など、比較的似通った画像が表示されている間だけでもよい。場面が切り替わるなど、急激に画像の内容が変化する場合は、必ずしも上述した輝度の関係とならなくてもよい。
図１０１（Ｃ）は、輝度が徐々に小さくなるように制御された４つの画像が順次表示される場合を表している。図１０１（Ｃ）では、第１の画像２４２１、第２の画像２４２２、第３の画像２４２３、第４の画像２４２４、第５の画像２４２５、第６の画像２４２６、第７の画像２４２７、第８の画像２４２８が、順次表示されている様子を表している。ここで、第１の画像２４２１の代表的な輝度をＬ１、第２の画像２４２２の代表的な輝度をＬ２、第３の画像２４２３の代表的な輝度をＬ３、第４の画像２４２４の代表的な輝度をＬ４、第５の画像２４２５の代表的な輝度をＬ５、第６の画像２４２６の代表的な輝度をＬ６、第７の画像２４２７の代表的な輝度をＬ７、第８の画像２４２８の代表的な輝度をＬ８とする。
ここで、時間的に隣り合う画像の代表的な輝度を比較したとき、Ｌ１＞Ｌ２、Ｌ２＞Ｌ３、Ｌ３＞Ｌ４、Ｌ４＜Ｌ５、Ｌ５＞Ｌ６、Ｌ６＞Ｌ７、Ｌ７＞Ｌ８という関係であってもよい。こうすることで、輝度が徐々に変化するため、フリッカを低減することができる。また、代表的な輝度が制御された画像が表示されるので、目の残像が抑制され、動画ボケを低減することができる。
なお、輝度が徐々に小さくなるように制御された画像の数は、４つに限定されず、様々な数をとることができる。たとえば、３つずつ交互に表示されてもよいし、５つずつ交互に表示されてもよい。
なお、第１乃至第８の画像のうち、輝度が制御される画像は、黒画像でもよい。このとき、画像全体が黒であってもよいし、画像の大部分が黒であってもよい。
なお、上述した輝度の関係となるのは、動画など、比較的似通った画像が表示されている間だけでもよい。場面が切り替わるなど、急激に画像の内容が変化する場合は、必ずしも上述した輝度の関係とならなくてもよい。
図１０１（Ｄ）は、輝度が徐々に小さくなるように制御された４つの画像と、輝度が徐々に大きくなるように制御された４つの画像が順次表示される場合を表している。図１０１（Ｄ）では、第１の画像２４３１、第２の画像２４３２、第３の画像２４３３、第４の画像２４３４、第５の画像２４３５、第６の画像２４３６、第７の画像２４３７、第８の画像２４３８が、順次表示されている様子を表している。ここで、第１の画像２４３１の代表的な輝度をＬ１、第２の画像２４３２の代表的な輝度をＬ２、第３の画像２４３３の代表的な輝度をＬ３、第４の画像２４３４の代表的な輝度をＬ４、第５の画像２４３５の代表的な輝度をＬ５、第６の画像２４３６の代表的な輝度をＬ６、第７の画像２４３７の代表的な輝度をＬ７、第８の画像２４３８の代表的な輝度をＬ８とする。
ここで、時間的に隣り合う画像の代表的な輝度を比較したとき、Ｌ１＞Ｌ２、Ｌ２＞Ｌ３、Ｌ３＞Ｌ４、Ｌ４＝Ｌ５、Ｌ５＜Ｌ６、Ｌ６＜Ｌ７、Ｌ７＜Ｌ８という関係であってもよい。こうすることで、輝度が徐々に変化するため、フリッカを低減することができる。また、代表的な輝度が制御された画像が表示されるので、目の残像が抑制され、動画ボケを低減することができる。
なお、輝度が徐々に大きくまたは小さくなるように制御された画像の数は、４つに限定されず、様々な数をとることができる。たとえば、３つずつ交互に表示されてもよいし、５つずつ交互に表示されてもよい。
なお、第１乃至第８の画像のうち、輝度が制御される画像は、黒画像でもよい。このとき、画像全体が黒であってもよいし、画像の大部分が黒であってもよい。
なお、上述した輝度の関係となるのは、動画など、比較的似通った画像が表示されている間だけでもよい。場面が切り替わるなど、急激に画像の内容が変化する場合は、必ずしも上述した輝度の関係とならなくてもよい。
図１０１（Ｅ）は、輝度が徐々に大きくなるように制御された４つの画像が順次表示される場合を表している。図１０１（Ｅ）では、第１の画像２４４１、第２の画像２４４２、第３の画像２４４３、第４の画像２４４４、第５の画像２４４５、第６の画像２４４６、第７の画像２４４７、第８の画像２４４８が、順次表示されている様子を表している。ここで、第１の画像２４４１の代表的な輝度をＬ１、第２の画像２４４２の代表的な輝度をＬ２、第３の画像２４４３の代表的な輝度をＬ３、第４の画像２４４４の代表的な輝度をＬ４、第５の画像２４４５の代表的な輝度をＬ５、第６の画像２４４６の代表的な輝度をＬ６、第７の画像２４４７の代表的な輝度をＬ７、第８の画像２４４８の代表的な輝度をＬ８とする。
ここで、時間的に隣り合う画像の代表的な輝度を比較したとき、Ｌ１＜Ｌ２、Ｌ２＜Ｌ３、Ｌ３＜Ｌ４、Ｌ４＞Ｌ５、Ｌ５＜Ｌ６、Ｌ６＜Ｌ７、Ｌ７＜Ｌ８という関係であってもよい。こうすることで、輝度が徐々に変化するため、フリッカを低減することができる。また、代表的な輝度が制御された画像が表示されるので、目の残像が抑制され、動画ボケを低減することができる。
なお、輝度が徐々に大きくまたは小さくなるように制御された画像の数は、４つに限定されず、様々な数をとることができる。たとえば、３つずつ交互に表示されてもよいし、５つずつ交互に表示されてもよい。
なお、第１乃至第８の画像のうち、輝度が制御される画像は、黒画像でもよい。このとき、画像全体が黒であってもよいし、画像の大部分が黒であってもよい。
なお、上述した輝度の関係となるのは、動画など、比較的似通った画像が表示されている間だけでもよい。場面が切り替わるなど、急激に画像の内容が変化する場合は、必ずしも上述した輝度の関係とならなくてもよい。
なお、本実施形態で述べた内容は、他の実施の形態と自由に組み合わせて実施することができる。
なお、本実施形態における各々の図の内容は、他の図の内容と自由に組み合わせることができる。
本発明の一形態を説明する図。 本発明の一形態を説明する図。 本発明に係る半導体装置を測定する方法を説明する図 本発明に係る半導体装置の画像生成方法を説明する図。 本発明に係る半導体装置のブロック回路図を説明する図。 本発明に係る半導体装置の画像生成方法および本発明の一形態を説明する図。 本発明の一形態を説明する図。 本発明の一形態を説明する図。 本発明に係る半導体装置のフローチャートを説明する図。 本発明に係る半導体装置の輝度制御方法を説明する図。 本発明に係る半導体装置の輝度制御方法を説明する図。 本発明に係る半導体装置の輝度制御方法を説明する図。 本発明に係る半導体装置の輝度制御方法を説明する図。 本発明に係る半導体装置の輝度制御方法を説明する図。 本発明に係る半導体装置の輝度制御方法を説明する図。 本発明に係る半導体装置の輝度制御方法を説明する図。 本発明に係る半導体装置の輝度制御方法を説明する図。 本発明に係る半導体装置の輝度制御方法を説明する図。 本発明の一形態を説明する図。 本発明の一形態を説明する図。 本発明の一形態を説明する図。 本発明に係る半導体装置のタイミングチャートを説明する図。 本発明に係る半導体装置のタイミングチャートを説明する図。 本発明に係る半導体装置の画素レイアウト例と断面図。 本発明に係る半導体装置の画素レイアウト例と断面図。 本発明に係る半導体装置の画素レイアウト例と断面図。 本発明に係る半導体装置の画素レイアウト例と断面図。 本発明に係る半導体装置の画素レイアウト例と断面図。 本発明に係る半導体装置の表示素子の断面図。 本発明に係る半導体装置の表示素子の断面図。 本発明に係る半導体装置の表示素子の断面図。 本発明に係る半導体装置の表示素子の上面図。 本発明に係る半導体装置の表示素子の上面図。 本発明に係る半導体装置の表示素子の上面図。 本発明に係る半導体装置の周辺回路構成を説明する図。 本発明に係る半導体装置の周辺回路構成を説明する図。 本発明に係る半導体装置のパネル回路構成を説明する図。 本発明に係る半導体装置のパネル回路構成を説明する図。 本発明に係る半導体装置の断面図。 本発明に係る半導体装置の周辺回路構成を説明する図。 本発明に係る半導体装置の断面図。 本発明に係る半導体装置の断面図。 本発明に係る半導体装置の断面図。 本発明に係る半導体装置の断面図。 本発明に係る半導体装置の断面図。 本発明に係る半導体装置の断面図。 本発明に係る半導体装置の断面図。 本発明に係る半導体装置の断面図。 本発明に係る半導体装置の断面図。 本発明に係る半導体装置の断面図。 本発明に係る半導体装置の断面図。 本発明に係る半導体装置の断面図。 本発明に係る半導体装置の断面図。 本発明に係る半導体装置の断面図。 本発明に係る半導体装置の断面図。 本発明に係る半導体装置の断面図。 本発明に係る半導体装置の断面図。 本発明に係る半導体装置の断面図。 本発明に係る半導体装置の断面図。 本発明に係る半導体装置の周辺構成部材を説明する図。 本発明に係る半導体装置の周辺回路構成を説明する図。 本発明に係る半導体装置の周辺構成部材を説明する図。 本発明に係る半導体装置の周辺構成部材を説明する図。 本発明に係る半導体装置の周辺構成部材を説明する図。 本発明に係る半導体装置を説明する図。 本発明に係る半導体装置の駆動方法の一を説明する図。 本発明に係る半導体装置の駆動方法の一を説明する図。 本発明に係る半導体装置の駆動方法の一を説明する図。 本発明に係る半導体装置の駆動方法の一を説明する図。 本発明に係る半導体装置の画素レイアウト例と断面図。 本発明に係る半導体装置の画素レイアウト例と断面図。 本発明に係る半導体装置の画素レイアウト例と断面図。 本発明に係る半導体装置の表示素子の断面図。 本発明に係る半導体装置の表示素子を形成する装置を説明する図。 本発明に係る半導体装置の表示素子を形成する装置を説明する図。 本発明に係る半導体装置の駆動方法の一を説明する図。 本発明に係る半導体装置の駆動方法の一を説明する図。 本発明に係る半導体装置の画素回路の一を説明する図。 本発明に係る半導体装置の画素回路の一を説明する図。 本発明に係る半導体装置を製造するプロセスを説明する図。 本発明に係る半導体装置の表示素子を説明する図。 本発明に係る半導体装置の表示素子を説明する図。 本発明に係る半導体装置の構造を説明する図。 本発明に係る半導体装置の構造を説明する図。 本発明に係る半導体装置の構造を説明する図。 本発明に係る半導体装置の構造を説明する図。 本発明に係る半導体装置の構造を説明する図。 本発明に係る半導体装置の構造を説明する図。 本発明に係る半導体装置の構造を説明する図。 本発明に係る半導体装置の構造を説明する図。 本発明に係る半導体装置の構造を説明する図。 本発明に係る半導体装置の構造を説明する図。 本発明に係る半導体装置の構造を説明する図。 本発明に係る半導体装置を用いた電子機器を説明する図。 本発明に係る半導体装置を用いた電子機器を説明する図。 本発明に係る半導体装置を用いた電子機器を説明する図。 本発明に係る半導体装置を用いた電子機器を説明する図。 本発明に係る半導体装置を用いた電子機器を説明する図。 本発明に係る半導体装置を用いた電子機器を説明する図。 本発明に係る半導体装置を用いた電子機器を説明する図。 画像の輝度の時間的な変化の様子を模式的に示した図。
符号の説明
１００ 期間
１００ フレーム期間
１０１ 第１の画像
１０２ 第２の画像
１０３ 第３の画像
１０４ 第４の画像
１０５ 第５の画像
１１１ 第１の画像
１１２ 第２の画像
１１３ 第３の画像
１１４ 第４の画像
１１５ 第５の画像
１１６ 第６の画像
１１７ 第７の画像
１２１ 第１の画像
１２２ 第２の画像
１２３ 第３の画像
１２４ 第４の画像
１２５ 第５の画像
５００ 外部画像信号
５０１ 水平同期信号
５０２ 垂直同期信号
５０３ 画像信号
５０４ ソーススタートパルス
５０５ ソースクロック
５０６ ゲートスタートパルス
５０７ ゲートクロック
５０８ 周波数制御信号
５１１ 制御回路
５１２ ソースドライバ
５１３ ゲートドライバ
５１４ 表示領域
５１５ 画像処理回路
５１６ タイミング発生回路
５２０ 検出回路
５２１ メモリ
５２２ メモリ
５２３ メモリ
５２４ 輝度制御回路
５２５ 高速処理回路
５２６ メモリ

Claims (12)

  1. 表示画面を有する液晶表示装置の駆動方法であって、
    外部画像信号から第１の画像及び第３の画像を形成し、
    前記第１の画像に含まれる第１の物体画像の第１の輝度を取得し、
    前記第１の画像に対する外部画像信号及び前記第３の画像に対する外部画像信号に基づいて第２の画像を形成し、
    前記第１の輝度に基づいて、前記第２の画像の第２の輝度を決定し、
    前記第１乃至前記第３の画像を前記表示画面に順次表示させ、
    前記第３の画像は第２の物体画像を含み、
    前記第２の物体画像の位置は前記第１の物体画像の位置と同じであり、
    前記第２の輝度は、前記第１の輝度よりも低いことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  2. 表示画面を有する液晶表示装置の駆動方法であって、
    外部画像信号から前記第１の画像及び前記第３の画像を形成し、
    第１の輝度を取得し、
    前記第１の画像及び前記第３の画像に基づいて第２の画像を形成し、
    前記第１の輝度に基づいて、前記第２の画像の第２の輝度を決定し、
    前記第１乃至前記第３の画像を前記表示画面に順次表示させ、
    前記第１の画像はタイル状に分割された複数の領域を有し、
    前記第１の輝度は、前記タイル状に分割された複数の領域のそれぞれの領域の輝度の平均値であり、
    前記第２の画像は前記第１の画像から前記第３の画像への変位の中間状態であり、
    前記第２の輝度は、前記第１の輝度よりも低いことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  3. 表示画面を有する液晶表示装置の駆動方法であって、
    外部画像信号から前記第１の画像及び前記第３の画像を形成し、
    第１の輝度を取得し、
    前記第１の画像及び前記第３の画像に基づいて第２の画像を形成し、
    前記第１の輝度に基づいて、前記第２の画像の第２の輝度を決定し、
    前記第１乃至前記第３の画像を前記表示画面に順次表示させ、
    前記第１の輝度は前記第１の画像の中央の領域における輝度の平均値であり、
    前記第２の画像は前記第１の画像及び前記第３の画像を用いて補間された画像であり、
    前記第２の輝度は、前記第１の輝度よりも低いことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  4. 表示画面を有する液晶表示装置の駆動方法であって、
    外部画像信号から前記第１の画像及び前記第３の画像を形成し、
    第１の輝度を取得し、
    前記第１の画像及び前記第３の画像に基づいて第２の画像を形成し、
    前記第１の輝度に基づいて、前記第２の画像の第２の輝度を決定し、
    前記第１乃至前記第３の画像を前記表示画面に順次表示させ、
    前記第１の輝度は、前記第１の画像においてサンプリングした複数の点における輝度の平均値であり、
    前記第２の画像は前記第１の画像及び前記第３の画像から動き補償によって生成された画像であり、
    前記第２の輝度は、前記第１の輝度よりも低いことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  5. 請求項１乃至請求項４において、前記第１の輝度をＬ、第２の輝度をＬｃとしたとき、０．２Ｌ＜Ｌｃ＜０．５Ｌであることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  6. 表示画面および制御回路を有する液晶表示装置であって、
    前記表示画面には第１の画像乃至第３の画像が順次表示され、
    前記制御回路は、外部画像信号から前記第１の画像及び前記第３の画像を形成する機能と、
    前記第１の画像に含まれる第１の物体画像の第１の輝度を取得する機能と、
    前記第２の画像を、前記第１の画像に対する外部画像信号及び前記第３の画像に対する外部画像信号に基づいて形成する機能と、
    前記第１の輝度に基づいて、第２の画像の第２の輝度を決定する機能と、
    前記第２の輝度を、前記第１の輝度よりも低くする機能と、を有し、
    前記第３の画像は第２の物体画像を含み、
    前記第２の物体画像の位置は前記第１の物体画像の位置と同じであることを特徴とする液晶表示装置。
  7. 表示画面および制御回路を有する液晶表示装置であって、
    前記表示画面には第１の画像乃至第３の画像が順次表示され、
    前記制御回路は、外部画像信号から前記第１の画像及び前記第３の画像を形成する機能と、
    第１の輝度を取得する機能と、
    前記第１の画像から前記第３の画像への変位の中間状態から前記第２の画像を形成する機能と、
    前記第１の輝度に基づいて、前記第２の画像の第２の輝度を決定する機能と、
    前記第２の輝度を、前記第１の輝度よりも低くする機能と、を有し、
    前記第１の画像はタイル状に分割された複数の領域を有し、
    前記第１の輝度は、前記タイル状に分割された複数の領域のそれぞれの領域の輝度の平均値であることを特徴とする液晶表示装置。
  8. 表示画面および制御回路を有する液晶表示装置であって、
    前記表示画面には第１の画像乃至第３の画像が順次表示され、
    前記制御回路は、外部画像信号から前記第１の画像及び前記第３の画像を形成する機能と、
    第１の輝度を取得する機能と、
    前記第２の画像を前記第１の画像と前記第３の画像とを補間し形成する機能と、
    前記第１の輝度に基づいて、前記第２の画像の第２の輝度を決定する機能と、
    前記第２の輝度を、前記第１の輝度よりも低くする機能と、を有し、
    前記第１の輝度は前記第１の画像の中央の領域における輝度の平均値であることを特徴とする液晶表示装置。
  9. 表示画面および制御回路を有する液晶表示装置であって、
    前記表示画面には第１の画像乃至第３の画像が順次表示され、
    前記制御回路は、外部画像信号から前記第１の画像及び前記第３の画像を形成する機能と、
    第１の輝度を取得する機能と、
    前記第２の画像を前記第１の画像及び前記第３の画像から動き補償によって形成する機能と、
    前記第１の輝度に基づいて、前記第２の画像の第２の輝度を決定する機能と、
    前記第２の輝度を、前記第１の輝度よりも低くする機能と、を有し、
    前記第１の輝度は、前記第１の画像においてサンプリングした複数の点における輝度の平均値であることを特徴とする液晶表示装置。
  10. 請求項６乃至請求項９において、前記制御回路は、画像処理回路、およびタイミング発生回路を有し、前記外部画像信号は、前記画像処理回路に入力されることを特徴とする液晶表示装置。
  11. 請求項１０において、前記画像処理回路は、第１のメモリ、第２のメモリ、第３のメモリ、動き検出回路、輝度制御回路、および高速処理回路を有し、前記外部画像信号は、前記第１のメモリに入力されることを特徴とする液晶表示装置。
  12. 請求項６乃至請求項１１のいずれか一つに記載の液晶表示装置を有する電子機器。
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