WO2020245694A1

WO2020245694A1 - 複合デバイス

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Publication number: WO2020245694A1
Application number: PCT/IB2020/054868
Authority: WO
Inventors: 山崎舜平; 池田隆之; 勝井秀一; 及川欣聡; 吉住健輔
Original assignee: 株式会社半導体エネルギー研究所
Priority date: 2019-06-07
Filing date: 2020-05-22
Publication date: 2020-12-10
Also published as: US20220236569A1; JPWO2020245694A1; CN113939223A; KR20220017474A

Abstract

消費電力が低減された電子機器を提供する。軽量化や小型化が容易で、且つ多機能な電子機器を提供する。複合デバイスはセンサ装置と表示装置を有する。センサ装置は第１の通信部とセンサ部を有し、且つ、人体に装着可能である。表示装置は表示部、第２の通信部、制御部を有する。第１の通信部は、センサ部が取得した情報を含む信号を送信する機能を有する。第２の通信部は上記信号を受信する機能を有する。制御部は上記信号に応じて、休止状態から復帰する機能を有する。制御部は上記情報に基づいて第１の画像データを生成し、表示部に出力する機能を有する、表示部は第１の画像データに基づいて画像を表示する機能を有する。

Description

複合デバイス

　本発明の一態様は、表示装置に関する。本発明の一態様は、センサ装置に関する。本発明の一態様は、撮像装置に関する。

　なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置、入出力装置、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法、を一例として挙げることができる。半導体装置は、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。

　近年、仮想現実（ＶＲ：Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｒｅａｌｉｔｙ）、または拡張現実（ＡＲ：Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ　Ｒｅａｌｉｔｙ）向けの機器が、盛んに開発されている。

　また、ディスプレイパネルに適用可能な表示装置としては、代表的には液晶表示装置、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子や発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子を備える発光装置、電気泳動方式などにより表示を行う電子ペーパなどが挙げられる。

　例えば、有機ＥＬ素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層を挟持したものである。この素子に電圧を印加することにより、発光性の有機化合物から発光を得ることができる。このような有機ＥＬ素子が適用された表示装置は、液晶表示装置等で必要であったバックライトが不要なため、薄型、軽量、高コントラストで且つ低消費電力な表示装置を実現できる。例えば、有機ＥＬ素子を用いた表示装置の一例が、特許文献１に記載されている。

特開２００２−３２４６７３号公報

　ＶＲやＡＲ向けの機器は、人体に装着するため、小型且つ軽量であることが好ましい。しかしながら、電源供給の無い環境で長時間の使用を実現しようとすると、大容量のバッテリーを搭載する必要があり、小型化や軽量化が困難であった。また、機器を多機能化することによる消費電力の増大に伴い、より大容量のバッテリーが必要となる。

　また、近年、健康意識の高まりに伴い、日常生活における健康状態の把握、管理を行うデバイスの要求がある。例えば、血圧計や心電計などの医療機器は、個人向けに小型化、低価格化が進んでいる。また、スマートフォンやタブレット端末などの情報端末は、取得したデータを管理できる機能が付加されるなど、多機能化が進んでいる。一方、健康意識がそれほど高くない層にとっては、このような毎日の測定は煩わしく感じる場合が多いため、健康管理を行う人と、行わない人とで二極化する傾向がある。

　本発明の一態様は、消費電力が低減された電子機器を提供することを課題の一とする。または、軽量化や小型化が容易で、且つ多機能な電子機器を提供することを課題の一とする。または、健康状態の管理が容易な電子機器を提供することを課題の一とする。または、現実感が高められた画像を表示できる電子機器を提供することを課題の一とする。または、新規な表示装置、センサ装置、電子機器、または複合デバイス等を提供することを課題の一とする。

　なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から抽出することが可能である。

　本発明の一態様は、センサ装置と、表示装置と、を有する複合デバイスである。センサ装置は、第１の通信部と、センサ部と、を有し、且つ、人体に装着可能である。表示装置は、表示部と、第２の通信部と、制御部と、を有する。第１の通信部は、センサ部が取得した情報を含む信号を送信する機能を有する。第２の通信部は、上記信号を受信する機能を有する。制御部は、上記信号に応じて、休止状態から復帰する機能を有する。制御部は、上記情報に基づいて第１の画像データを生成し、表示部に出力する機能を有する、表示部は、第１の画像データに基づいて画像を表示する機能を有する。

　また、上記において、センサ装置は、眼球に装着できるように（装着可能に）構成されることが好ましい。または、センサ装置は、皮膚に貼りつけられるように（装着可能に）構成されることが好ましい。または、センサ装置は、手首、指、または腕に装着できるように（装着可能に）構成されることが好ましい。または、センサ装置は、衣服に固定されることが好ましい。

　また、上記において、センサ部は、血糖値、心拍数、血圧、体温、酸素飽和度、及び中性脂肪濃度のうち、一以上を検出する機能を有することが好ましい。

　また、上記において、表示部は、画素密度が１０００ｐｐｉ以上１００００ｐｐｉ以下であり、走査線方向または信号線方向の画素数が、２０００以上１００００以下であることが好ましい。

　また、上記において、表示装置は、撮像部を有することが好ましい。このとき、制御部は、信号に含まれる情報と、撮像部から入力される第２の画像データと、に基づいて、第１の画像データを生成し、表示部に出力する機能を有することが好ましい。

　本発明の一態様によれば、消費電力が低減された電子機器を提供できる。または、軽量化や小型化が容易で、且つ多機能な電子機器を提供できる。または、健康状態の管理が容易な電子機器を提供できる。または、現実感が高められた画像を表示できる電子機器を提供できる。または、新規な電子機器、または複合デバイス等を提供できる。

　なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から抽出することが可能である。

図１Ａ及び図１Ｂは、複合デバイスの構成例を示す図である。
図２は、表示装置の動作例を説明する図である。
図３Ａ乃至図３Ｅは、センサ装置の構成例示す図である。
図４Ａ乃至図４Ｃは、画像の例を説明する図である。
図５Ａ及び図５Ｂは、複合デバイスの構成例を示す図である。
図６Ａ及び図６Ｂは、電子機器の構成例を示す図である。
図７Ａ及び図７Ｂは、電子機器の構成例を示す図である。
図８Ａ及び図８Ｂは、表示パネルの構成例を示す図である。
図９Ａ及び図９Ｂは、表示モジュールの構成例を示す図である。
図１０は、半導体装置の構成例を示す図である。
図１１は、半導体装置の構成例を示す図である。
図１２は、半導体装置の構成例を示す図である。
図１３は、半導体装置の構成例を示す図である。
図１４Ａ乃至図１４Ｃは、半導体装置の構成例を示す図である。

　以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。ただし、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は、以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

　なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。

　なお、本明細書で説明する各図において、各構成要素の大きさ、層の厚さ、または領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。

　なお、本明細書等における「第１」、「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではない。

（実施の形態１）
　本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置、センサ装置、及びこれらを有する複合デバイスについて、図面を参照して説明する。

［複合デバイスの構成例］
　図１Ａに、複合デバイス１０の概略図を示す。複合デバイス１０は、表示装置１１と、センサ装置１２とを有する。

　表示装置１１は、制御部２１、表示部２２、撮像部２３、及びレンズ２４を有する。センサ装置１２は、センサ部３１と、通信部３２とを有する。

　表示装置１１は、人体の頭部に装着することができるように（装着可能に）構成されていることが好ましい。例えば、眼鏡型の表示デバイス、またはゴーグル型の表示デバイスとして用いることができる。また、片目で画像を視認する構成であってもよい。

　センサ装置１２は、人体に装着することができるよう（装着可能に）構成されている。図１Ａでは、センサ装置１２が、人体の眼球に装着できるよう構成されている例を示している。図１Ａに示すセンサ装置１２は、コンタクトレンズとしても用いることができる。なお、センサ装置１２の構成はこれに限られず、様々な形態をとることができる。

　表示装置１１が有する表示部２２は、複数の画素を有し、画像を表示する機能を有する。画素は、一以上の表示素子を有する。表示素子としては、発光素子、液晶素子、マイクロカプセル、電気泳動素子、エレクトロウェッティング素子、エレクトロフルイディック素子、エレクトロクロミック素子、ＭＥＭＳ素子等、様々な表示素子を用いることができる。

　特に、表示部２２が有する表示素子に発光素子を用いることで、高いコントラストを得ることができるため、より現実感の高い画像を表示することができる。発光素子としては、有機ＥＬ素子、ＬＥＤ素子、無機ＥＬ素子などを用いることができる。特に有機ＥＬ素子を用いることが好ましい。

　ＬＥＤ素子としては、サイズの大きいものからマクロＬＥＤ（巨大ＬＥＤともいう）、ミニＬＥＤ、マイクロＬＥＤなどがある。ここで、ＬＥＤチップの一辺の寸法が１ｍｍを超えるものをマクロＬＥＤ、１００μｍより大きく１ｍｍ以下のものをミニＬＥＤ、１００μｍ以下のものをマイクロＬＥＤと呼ぶ。画素に適用するＬＥＤ素子として、特にマイクロＬＥＤを用いることが好ましい。マイクロＬＥＤを用いることで、極めて高精細な表示装置を実現できる。

　表示部２２は、精細度が高いほど好ましい。表示部２２の画素密度は、１０００ｐｐｉ以上５００００ｐｐｉ以下、好ましくは２０００ｐｐｉ以上２００００ｐｐｉ以下、より好ましくは３０００ｐｐｉ以上１００００ｐｐｉ以下、さらに好ましくは、５０００ｐｐｉ以上１００００ｐｐｉ以下とすることができる。代表的には、４５００ｐｐｉ以上５５００ｐｐｉ以下の画素密度、５５００ｐｐｉ以上６５００ｐｐｉ以下の画素密度、または、６５００ｐｐｉ以上７５００ｐｐｉ以下の画素密度とすることができる。

　また、表示部２２は、解像度が高いほど好ましい。表示部２２の画素数は、走査線方向または信号線方向の画素数が、例えば１０００以上２００００以下、好ましくは、２０００以上１００００以下、より好ましくは、３０００以上１００００以下とすることができる。表示部２２を左目用と右目用で２つ設ける場合には、表示領域の形状を正方形に近い（縦と横の長さの比が０．８以上１．２以下）形状とすることができる。一方、一つの表示領域を右目と左目とで分けて使用する場合には、表示領域の形状は横長な長方形（例えば、縦に対する横の長さの比が、１．５以上５．０以下）とすることが好ましい。また、表示部２２は、アスペクト比が１６：９であるテレビジョンの規格に合わせてもよく、その場合には、ＦＨＤ規格、４Ｋ２Ｋ規格、または８Ｋ４Ｋ規格の解像度とすることができる。

　また表示部２２として、外光を透過する、いわゆるシースルーパネルを用いてもよい。これにより、表示装置１１をＡＲ向けの機器として用いることができる。このとき、表示装置１１に撮像部２３を設けない構成としてもよい。

　撮像部２３は、表示装置１１を装着した際に、前方を撮像できる位置に設けられている。撮像部２３で撮像した画像は、制御部２１を介して表示部２２に表示することができる。

　撮像部２３としては、カメラを好適に用いることができる。撮像部２３が有する撮像素子は、高解像度であるほど好ましい。特に、表示部２２が有する画素数と同じ、またはそれ以上の画素数を有することが好ましい。

　制御部２１は、表示部２２に供給する画像信号Ｓ１を生成し、出力する機能を有する。制御部２１は、撮像部２３の動作を制御する機能と、撮像部２３から入力される画像信号Ｓ２を取得する機能と、を有する。制御部２１は、センサ装置１２から供給される信号３３を受信する機能と、当該信号３３に含まれる情報に基づいて、表示部２２に出力する画像信号Ｓ１を生成する機能を有する。

　例えば制御部２１は、画像信号Ｓ２に含まれる、撮像部２３で撮像した画像データに基づいて、撮像部２３で撮像された画像を、ほぼ遅延なく表示部２２に表示させることができる。また、制御部２１は、センサ装置１２で取得した情報に基づいて生成した画像と、画像信号Ｓ２に含まれる画像とを合成した合成画像を生成し、表示部２２に当該合成画像を表示させることができる。これにより、いわゆるＡＲ表示、あるいはＭＲ（Ｍｉｘｅｄ　Ｒｅａｌｉｔｙ、複合現実ともいう）表示が可能となる。

　センサ装置１２は、センサ部３１と、通信部３２とを有する。センサ装置１２は、センサ部３１で取得した情報を、通信部３２を介して、表示装置１１の制御部２１に送信することができる。

　センサ部３１は、様々な生体情報を取得できるセンサを有することができる。例えばセンサ部は、人体に触れる接触型のセンサ、光を利用した光学式のセンサ、人体からの電子信号を利用した電気的センサ、体液（例えば涙液や汗など）の成分や性質を取得できるセンサ等を適用することができる。

　例えば図１Ａに示すセンサ装置１２は、センサ部３１によって涙液から、塩分、グルコースなどの濃度を測定することができる。例えばセンサ部３１にて測定されたグルコース濃度から、ユーザーの血糖値を推定することができる。

　通信部３２は、センサ部３１で取得した情報を含む信号３３を、表示装置１１に送信する機能を有する。通信部３２は、アンテナ、信号生成回路、及び変調回路等を有する構成とすることができる。

　図１Ａには、ユーザーの眼球４１を明示している。ここでは理解しやすくするため、眼球４１とセンサ装置１２の間に隙間を明示しているが、実際にはセンサ装置１２は眼球４１に触れるように装着することができる。

　レンズ２４は、表示部２２と、センサ装置１２との間に設けられ、ピントを調整する機能を有している。なお、表示部２２と眼球４１との距離が十分に離れており、ピント調整が不要な場合や、センサ装置１２がピント調整機能を有している場合等では、レンズ２４を設けない構成としてもよい。

　ユーザーは、センサ装置１２及びレンズ２４を介して、表示部２２に表示される画像を見ることができる。

　表示装置１１を頭部に装着し、センサ装置１２を眼球４１に装着することで、通信部２５と通信部３２との通信距離は極めて短い距離となる。そのため、通信に要する電力を極めて小さくできるため、複合デバイス１０の消費電力を低減できる。また、通信に要する電力が小さいため、通信電波による健康への影響は無視できるほど小さくできる。

　図１Ｂには、複合デバイス１０のブロック図を示している。

　制御部２１は、通信部２５と、画像生成部２６と、を有する。制御部２１には、撮像部２３から画像信号Ｓ２が、センサ装置１２から信号３３が、それぞれ入力される。また、外部から画像信号Ｓ０が入力されてもよい。また、制御部２１から、表示部２２に画像信号Ｓ１が出力される。

　通信部２５は、センサ装置１２から送信された信号３３を受信し、当該信号に含まれるデータを画像生成部２６に出力する機能を有する。通信部２５は、例えばアンテナ、復調回路等を有する構成とすることができる。

　なお、通信部２５と通信部３２とが、相互通信が可能な構成とする場合には、それぞれが、復調回路及び変調回路を有する構成とすればよい。

　通信部２５は、信号３３の入力がない期間において、動作が停止した状態（休止状態ともいう）に切り替わる機能を有することが好ましい。このとき、制御部２１は、信号３３の入力に基づいて、通信部２５を休止状態から復帰させる機能を有する。アナログ回路を含む通信部２５を、動作が必要のない期間中に休止状態とすることで、制御部２１の消費電力を大幅に削減することができる。また、表示装置１１の小型化、軽量化を実現できる。

　図２に、信号３３と、通信部２５の動作に係る、タイミングチャートを模式的に示している。信号３３の１つの信号は、パルス信号３３ａと、データを含む信号３３ｂとを有する。図２に示すように、通信部３２から送信される信号３３は、パルス信号３３ａと信号３３ｂの組が、断続的に出力される信号である。

　通信部２５の動作は、大きく分けて復帰動作２５ａ、処理動作２５ｂ、及び休止動作２５ｃの３つが一つの組をなしている。制御部２１は、パルス信号３３ａを受信すると、通信部２５に対して、復帰動作２５ａを実行するよう制御する。通信部２５は、復帰動作２５ａにおいて、休止状態から復帰する。復帰動作２５ａの後に、通信部２５は、処理動作２５ｂにおいて、受信した信号３３ｂを復調してデータを生成し、画像生成部２６に出力する。出力を終えると、通信部２５は、休止動作２５ｃを経て、休止状態に移行する。

　ここで、図２には、動作期間Ｔ_ａｃｔと、休止期間Ｔ_ｏｆｆとを示している。休止期間Ｔ_ｏｆｆが、動作期間Ｔ_ａｃｔに対して長いほど、消費電力を低減することができる。例えば、人の生体情報の変化を監視するのに必要なサンプリング頻度は、１０Ｈｚ以下、５Ｈｚ以下、１Ｈｚ以下、または０．１Ｈｚ以下とすることができるため、信号３３の受信頻度も同程度とすることができる。また、動作期間Ｔ_ａｃｔは、極めて短い時間（例えば数１０μ秒~数１０ｍ秒程度）とすることができるため、通信部２５は、ほとんどの期間を休止状態とすることができる。

　図１Ｂに示す画像生成部２６は、通信部２５から信号３３に含まれるデータが入力されると、当該データに基づいて画像データを生成し、当該画像データと、撮像部２３から入力される画像信号Ｓ２に含まれる画像データとを合成した合成画像データを生成する機能を有する。制御部２１は、当該合成画像データを含む画像信号Ｓ１を生成して、表示部２２に出力する。

　また、外部から画像信号Ｓ０が入力される構成の場合、画像生成部２６は、画像信号Ｓ０に含まれる画像データと、信号３３に含まれるデータに基づいて生成する画像データとを合成した合成画像データを生成する機能を有していてもよい。

　また、画像生成部２６は、画像信号Ｓ１に含まれる画像データと、画像信号Ｓ０に含まれる画像データと、信号３３に含まれるデータに基づいて生成する画像データとを合成した合成画像データを生成する機能を有していてもよい。

［センサ装置について］
　上記では、センサ装置１２として、人体の眼球に装着できる構成について説明したが、様々な形態をとることができる。以下では、センサ装置１２の他の例について説明する。

　図３Ａには、皮膚に貼りつけるように構成されたセンサ装置１２を示している。図３Ａでは、センサ装置１２を腕４２に貼りつけた状態を示している。センサ装置１２は、それぞれチップ状のセンサ部３１と、通信部３２とを有する。センサ装置１２の外装体は、薄いシート状の部材であることが好ましく、可撓性または伸縮性があることが好ましい。センサ装置１２は、皮膚との接触面側に、粘着剤を有する構成とすることができる。

　図３Ｂには、腕４２（手首）に巻き付けて装着できるように構成されたセンサ装置１２を示している。センサ装置１２は、少なくともセンサ部３１と、通信部３２とを有する。また図３Ｂに示すセンサ装置１２は情報表示部を備えていてもよく、例えばセンサ装置１２が腕時計型の情報端末機器として機能してもよい。

　図３Ｃには、指４３に装着できるように構成されたセンサ装置１２を示している。図３Ｃに示すセンサ装置１２は、少なくともセンサ部３１と通信部３２とを有する。センサ装置１２は、情報表示部を備えていてもよく、例えばセンサ装置１２が指輪型の情報端末機器として機能してもよい。また、センサ装置１２がジャイロセンサなどを有する構成とすることで、ジェスチャーを用いた入力装置として用いてもよい。

　図３Ｄには、ユーザー４０の上腕４４に装着できるように構成されたセンサ装置１２を示している。センサ装置１２は、少なくともセンサ部３１と通信部３２とを有する。センサ装置１２は、伸縮性を有する素材により構成される筒状、または筒の一部が欠けた形状（すなわち、断面形状が概略Ｃ形状）の外装体を有することが好ましい。

　図３Ｅには、ユーザー４０の衣服４５の内側に取り付けられたセンサ装置１２を示している。センサ装置１２は、少なくともセンサ部３１と通信部３２とを有する。ユーザー４０が衣服４５を最も内側に着たとき、センサ装置１２の一部が皮膚に接する構成であることが好ましい。また、センサ装置１２は、ユーザー４０が衣服４５よりも内側に他の衣服を着ているときも、当該他の衣服を介してユーザーの生体情報を取得できることが好ましい。なお、センサ装置１２は、衣服４５の外側に取り付けられる構成、または衣服４５の内部に取り付けられる構成としてもよい。

　ここで、センサ装置１２は、血糖値、心拍、脈拍、血圧、体温、酸素飽和度、及び中性脂肪濃度のうち、一以上を検出する機能を有することが好ましい。血糖値は、上述したように、体液中のグルコース濃度を測定することにより推定することができる。

　また、動脈（細動脈）は、血中酸素飽和度の変動に応じて、赤外光または可視光に対する反射率が変化するため、光学的に測定することができる。この変化を経時的に取得する、すなわち、血中酸素飽和度の時間変調を取得することにより、脈波の情報を取得することができる。これにより、ユーザーの心拍数を測定することができる。また、赤外光または可視光により、血中の中性脂肪濃度や、血中または真皮中のグルコース濃度などを検出することができる。

　また、センサ部３１として、皮膚に接触する電極を備える構成とすることで、心電図を測定することができる。

　また、血圧は、心電図と、脈波の２つの拍動のタイミングのずれ（脈波伝搬時間の長さ）から算出することができる。血圧が高いと脈波伝搬時間が短く、逆に血圧が低いと脈波伝搬時間が長くなる。また、心電図及び脈波から算出される心拍数と血圧の関係から、ユーザーの身体状態を推定することもできる。例えば心拍数と血圧がいずれも高いと、緊張や興奮状態であると推定でき、その逆に心拍数と血圧がいずれも低いと、リラックス状態であると推定することができる。また、低血圧で且つ心拍数が高い状態が継続する場合には、心臓疾患などの可能性がある。

　なお、センサ装置１２または表示装置１１に、他の生体情報を取得する手段を設けることが好ましい。例えば、心電図、血圧、体温などの体内の生体情報のほか、表情、顔色、瞳孔などの表面的な生体情報などがある。また、歩数や運動強度、移動の高低差、食事（摂取カロリーや栄養素など）の情報も、ヘルスケアには重要な情報となる。複数の生体情報等を用いることで、複合的な体調管理が可能となり、日常的な健康管理だけでなく、傷病の早期発見にもつながる。

　また、センサ装置１２がＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ、全地球測位システムともいう）を有し、位置情報を取得可能な構成としてもよい。また、センサ装置１２が電子決済を有する機能を有していてもよい。

［画像の例］
　以下では、複合デバイス１０によってユーザーに提示することのできる画像の一例について説明する。

　図４Ａは、食事中のユーザーの視界に映る画像５０ａの例を示している。画像５０ａ中には、撮像部２３で撮像される現実の画像に重ねて、画像情報５１ａが示されている。図４Ａに示す画像情報５１ａには、血糖値を意図したアイコン画像（角砂糖を模した画像）と、血糖値が高いことをユーザーに警告するためのコメントと、推定された血糖値と、が提示されている（ＣＡＵＴＩＯＮ！！　１４０ｍｇ／ｄＬ）。ユーザーは、画像情報５１ａによって自身の血糖値が高いことを認識し、食事の量を抑える、デザートの注文をキャンセルする、血糖値の上昇を抑える飲み物を注文する、などの行動をとることができる。

　図４Ｂは、ハイキングをしているユーザーの視界に映る画像５０ｂの例を示している。画像５０ｂ中には、画像情報５１ｂが示されている。画像情報５１ｂには、心拍数を意図したアイコン画像（ハートを模した画像）と、心拍数が高いことをユーザーに警告するためのコメントと、測定された心拍数の値と、が提示されている（ＣＡＵＴＩＯＮ！！　１３０ｂｐｍ）。ユーザーは、画像情報５１ｂによって自身の心拍数を確認することができ、休憩を取る、歩行速度を緩めるなどの行動をとることができる。

　図４Ｃは、部下を呼び出して叱っているユーザーの視界に映る画像５０ｃの例を示している。画像５０ｃ中には、画像情報５１ｃが示されている。画像情報５１ｃには、血圧を意図したアイコン画像（ハートと心電図を模した画像）と、血圧が高いことをユーザーに警告するためのコメントと、推定された血圧値が提示されている（ＣＡＵＴＩＯＮ！！　１６０ｍｍＨｇ）。ユーザーは画像情報５１ｃによって、自身が著しい興奮状態にあることを自覚することができ、怒りを抑えるように深呼吸をする、部下に対する接し方を見直す、などの行動をとることができる。

　なお、上記では、ユーザーに警告するためのコメントを明示する例を示したが、具体的な行動を促す表示を行ってもよい。例えば、図４Ｃに示す状況では、深呼吸をするように促すコメントや、アニメーション画像等を提示してもよい。

［変形例］
　以下では、上記構成例の変形例について説明する。

　図５Ａに、複合デバイス１０ａの概略図を、図５Ｂに、複合デバイス１０ａのブロック図を、それぞれ示す。

　複合デバイス１０ａは、画像表示機能を有するセンサ装置１２ａと、情報処理装置１３と、を有する。

　センサ装置１２ａは、センサ部３１及び通信部３２に加えて、表示部３４を有する。表示部３４は、画像を表示する機能を有する。表示部３４としては、シースルーディスプレイを好適に用いることができる。

　通信部３２は、センサ部３１で取得した情報を含む信号３３を、情報処理装置１３に送信する機能を有する。また、情報処理装置１３から受信した信号２７を復調し、信号２７に含まれる画像信号を表示部３４に出力する機能を有する。

　表示部３４は、通信部３２から入力された画像信号に基づいて画像を表示することができる。

　情報処理装置１３は、制御部２１を有する。制御部２１は、通信部２５と、画像生成部２６と、を有する。

　通信部２５は、センサ装置１２ａから送信された信号３３を受信し、当該信号に含まれるデータを画像生成部２６に出力する機能を有する。また、通信部２５は、画像生成部２６から入力された画像信号Ｓ１を含む信号２７を、センサ装置１２ａに送信する機能を有する。

　画像生成部２６は、通信部２５から信号３３に含まれるデータが入力されると、当該データに基づいて画像信号Ｓ１を生成して、通信部２５に出力する機能を有する。

　ユーザーは、センサ装置１２ａを透過した透過像に重ねて、表示部３４に表示される画像を見ることができる。複合デバイス１０ａは、ユーザーにＡＲ表示を提示することができる。また、表示部３４が光を透過しない構成とし、ユーザーにＶＲ表示を提示してもよい。

　このような構成とすることで、複合デバイス１０ａの構成を極めて簡略化することができる。また情報処理装置１３は小型化、軽量化が容易なため、ポケットやカバンに入れておくこともできる。このとき、頭部に装着する装置を必要としないため、ユーザーに煩わしさを感じさせないデバイスとすることができる。

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

（実施の形態２）
　本実施の形態では、本発明の一態様の複合デバイスに用いることのできる、表示装置を備える電子機器の構成例について説明する。

　図６Ａに、メガネ型の電子機器９００の斜視図を示す。電子機器９００は、一対の表示パネル９０１、一対の筐体（筐体９０２ａ、筐体９０２ｂ）、一対の光学部材９０３、一対の装着部９０４等を有する。

　電子機器９００は、光学部材９０３の表示領域９０６に、表示パネル９０１で表示した画像を投影することができる。また、光学部材９０３は透光性を有するため、ユーザーは光学部材９０３を通して視認される透過像に重ねて、表示領域９０６に表示された画像を見ることができる。したがって電子機器９００は、ＡＲ表示が可能な電子機器である。

　また一つの筐体９０２ａには、前方を撮像することのできるカメラ９０５が設けられている。また、筐体９０２ａには無線通信機９０７を有し、筐体９０２ａ及び筐体９０２ｂに映像信号等を供給することができる。なお、無線通信機９０７に代えて、または無線通信機９０７に加えて、映像信号や電源電位が供給されるケーブルを接続可能なコネクタを備えていてもよい。また、筐体９０２ａまたは筐体９０２ｂに、ジャイロセンサなどの加速度センサを備えることで、ユーザーの頭部の向きを検知して、その向きに応じた画像を表示領域９０６に表示することもできる。また、筐体９０２ａまたは筐体９０２ｂにはバッテリーが設けられていることが好ましく、無線、または有線によって充電することができる。

　また筐体９０２ｂには、プロセッサ９０８が設けられている。プロセッサ９０８は、カメラ９０５、無線通信機９０７、一対の表示パネル９０１等、電子機器９００が有する各種コンポーネントを制御する機能や、画像を生成する機能等を有している。プロセッサ９０８は、ＡＲ表示のための合成画像を生成する機能を有していてもよい。

　無線通信機９０７によって、外部の機器とデータの通信を行うことができる。例えば外部から送信されるデータをプロセッサ９０８に出力し、プロセッサ９０８は、当該データに基づいて、ＡＲ表示のための画像データを生成することもできる。外部から送信されるデータの例としては、画像データのほか、生体センサ装置などから送信される生体情報を含むデータなどが挙げられる。

　続いて、図６Ｂを用いて、電子機器９００の表示領域９０６への画像の投影方法について説明する。筐体９０２（筐体９０２ａ及び筐体９０２ｂ）の内部には、表示パネル９０１、レンズ９１１、反射板９１２が設けられている。また、光学部材９０３の表示領域９０６に相当する部分には、ハーフミラーとして機能する反射面９１３を有する。

　表示パネル９０１から発せられた光９１５は、レンズ９１１を通過し、反射板９１２により光学部材９０３側へ反射される。光学部材９０３の内部において、光９１５は光学部材９０３の端面で全反射を繰り返し、反射面９１３に到達することで、反射面９１３に画像が投影される。これにより、ユーザーは、反射面９１３に反射された光９１５と、光学部材９０３（反射面９１３を含む）を透過した透過光９１６の両方を視認することができる。

　図６Ｂでは、反射板９１２の表面及び反射面９１３がそれぞれ曲面を有する例を示している。これにより、これらが平面である場合に比べて、光学設計の自由度を高めることができ、光学部材９０３の厚さを薄くすることができる。なお、反射板９１２の表面及び反射面９１３を平面としてもよい。

　反射板９１２としては、鏡面を有する部材を用いることができ、反射率が高いことが好ましい。また、反射面９１３としては、金属膜の反射を利用したハーフミラーを用いてもよいが、全反射を利用したプリズムなどを用いると、透過光９１６の透過率を高めることができる。

　ここで、筐体９０２は、レンズ９１１と表示パネル９０１との距離や、これらの角度を調整する機構を有していることが好ましい。これにより、ピント調整や、画像の拡大、縮小などを行うことが可能となる。例えば、レンズ９１１または表示パネル９０１の一方または両方が、光軸方向に移動可能な構成とすればよい。

　また筐体９０２は、反射板９１２の角度を調整可能な機構を有していることが好ましい。反射板９１２の角度を変えることで、画像が表示される表示領域９０６の位置を変えることが可能となる。これにより、ユーザーの目の位置に応じて最適な位置に表示領域９０６を配置することが可能となる。

　表示パネル９０１には、本発明の一態様の表示装置、または表示モジュールを適用することができる。したがって極めて精細度の高い表示が可能な電子機器９００とすることができる。

　図７Ａ、図７Ｂに、ゴーグル型の電子機器９５０の斜視図を示す。図７Ａは、電子機器９５０の正面、平面及び左側面を示す斜視図であり、図７Ｂは、電子機器９５０の背面、底面、及び右側面を示す斜視図である。

　電子機器９５０は、一対の表示パネル９５１、筐体９５２、一対の装着部９５４、緩衝部材９５５、一対のレンズ９５６等を有する。一対の表示パネル９５１は、筐体９５２の内部の、レンズ９５６を通して視認できる位置にそれぞれ設けられている。

　電子機器９５０は、ＶＲ向けの電子機器である。電子機器９５０を装着したユーザーは、レンズ９５６を通して表示パネル９５１に表示される画像を視認することができる。また一対の表示パネル９５１に異なる画像を表示させることで、視差を用いた３次元表示を行うこともできる。また、電子機器９５０が有する筐体９５２に防水機能を設け、電子機器９５０を水中でも使用できる構成としてもよい。このとき、筐体９５２の形状を流線形とすると、水の抵抗を低減でき、より速く泳ぐことが可能となるため好ましい。

　また、筐体９５２の背面側には、入力端子９５７と、出力端子９５８とが設けられている。入力端子９５７には映像出力機器等からの映像信号や、筐体９５２内に設けられるバッテリーを充電するための電力等を供給するケーブルを接続することができる。出力端子９５８としては、例えば音声出力端子として機能し、イヤフォンやヘッドフォン等を接続することができる。なお、無線通信により音声データを出力可能な構成とする場合や、外部の映像出力機器から音声を出力する場合には、当該音声出力端子を設けなくてもよい。

　筐体９５２には、前方を撮像することのできるカメラ９５９が設けられている。電子機器９５０は、カメラ９５９で撮像した画像、または当該画像を用いた合成画像を表示することができる。電子機器９５０は、ＶＲ表示に加え、ＡＲ表示、ＭＲ表示も行うことができる。

　また、筐体９５２には、プロセッサ９６１と、無線通信機９６２が設けられている。プロセッサ９６１により、一対の表示パネル９５１、カメラ９５９、無線通信機９６２等の電子機器９５０が有する各種コンポーネントを制御することができる。また、プロセッサ９６１により、表示パネル９５１に表示するための画像を生成することができる。

　また無線通信機９６２によって、外部の機器とデータの通信を行うことができる。例えば外部から送信されるデータをプロセッサ９６１に出力し、プロセッサ９６１は、当該データに基づいて、ＶＲ表示、ＡＲ表示、またはＭＲ表示のための画像データを生成することもできる。外部から送信されるデータの例としては、画像データのほか、生体センサ装置などから送信される生体情報を含むデータなどが挙げられる。

　また、筐体９５２は、レンズ９５６及び表示パネル９５１が、ユーザーの目の位置に応じて最適な位置となるように、これらの左右の位置を調整可能な機構を有していることが好ましい。また、レンズ９５６と表示パネル９５１との距離を変えることで、ピントを調整する機構を有していることが好ましい。

　表示パネル９５１には、本発明の一態様の表示装置、または表示モジュールを適用することができる。したがって極めて精細度の高い表示が可能な電子機器９５０とすることができる。これにより、ユーザーに高い没入感を感じさせることができる。

　緩衝部材９５５は、ユーザーの顔（額や頬など）に接触する部分である。緩衝部材９５５がユーザーの顔と密着することにより、光漏れを防ぐことができ、より没入感を高めることができる。緩衝部材９５５は、ユーザーが電子機器９５０を装着した際にユーザーの顔に密着するよう、柔らかな素材を用いることが好ましい。例えばゴム、シリコーンゴム、ウレタン、スポンジなどの素材を用いることができる。また、スポンジ等の表面を布や革（天然皮革または合成皮革）、などで覆ったものを用いると、ユーザーの顔と緩衝部材９５５との間に隙間が生じにくく光漏れを好適に防ぐことができる。また、このような素材を用いると、肌触りが良いことに加え、寒い季節などに装着した際に、ユーザーに冷たさを感じさせないため好ましい。緩衝部材９５５や装着部９５４などの、ユーザーの肌に触れる部材は、取り外し可能な構成とすると、クリーニングや交換が容易となるため好ましい。

（実施の形態３）
　本実施の形態では、本発明の一態様の複合デバイスに適用可能な表示パネルの構成例について説明する。以下で例示する表示パネルは、極めて高い精細度を実現できるため、表示装置またはセンサ装置が備える表示部に好適に用いることができる。

［画素の構成例］
　以下では、高精細な表示パネルに適した画素の配列方法の例について説明する。

　例えば以下で示す構成では、発光素子を含む画素が、１０００ｐｐｉ以上５００００ｐｐｉ以下、好ましくは２０００ｐｐｉ以上２００００ｐｐｉ以下、より好ましくは３０００ｐｐｉ以上１００００ｐｐｉ以下、さらに好ましくは、５０００ｐｐｉ以上１００００ｐｐｉ以下の精細度（画素密度）で、表示領域に配置された表示装置を実現することができる。代表的には、４５００ｐｐｉ以上５５００ｐｐｉ以下の画素密度、５５００ｐｐｉ以上６５００ｐｐｉ以下の画素密度、または、６５００ｐｐｉ以上７５００ｐｐｉ以下の画素密度とすることができる。

〔画素回路の構成例〕
　図８Ａに、画素ユニット７０の回路図の例を示す。画素ユニット７０は、２つの画素（画素７０ａ及び画素７０ｂ）で構成される。また画素ユニット７０には、配線９１ａ、配線９１ｂ、配線９２ａ、配線９２ｂ、配線９２ｃ、配線９２ｄ、配線９３ａ、配線９３ｂ、配線９３ｃ等が接続されている。

　画素７０ａは、副画素７１ａ、副画素７２ａ、及び副画素７３ａを有する。画素７０ｂは、副画素７１ｂ、副画素７２ｂ、及び副画素７３ｂを有する。副画素７１ａ、副画素７２ａ、及び副画素７３ａは、それぞれ画素回路８１ａ、画素回路８２ａ、及び画素回路８３ａを有する。また副画素７１ｂ、副画素７２ｂ、及び副画素７３ｂは、それぞれ画素回路８１ｂ、画素回路８２ｂ、及び画素回路８３ｂを有する。

　各々の副画素は、画素回路と表示素子６０を有する。例えば副画素７１ａは、画素回路８１ａと表示素子６０を有する。ここでは、表示素子６０として、有機ＥＬ素子等の発光素子を用いた場合を示す。

　配線９１ａ及び配線９１ｂは、それぞれ走査線（ゲート線ともいう）としての機能を有する。配線９２ａ、配線９２ｂ、配線９２ｃ、及び配線９２ｄは、それぞれ信号線（ソース線、またはデータ線ともいう）としての機能を有する。また配線９３ａ、配線９３ｂ、及び配線９３ｃは、表示素子６０に電位を供給する機能を有する。

　画素回路８１ａは、配線９１ａ、配線９２ａ、及び配線９３ａと電気的に接続されている。画素回路８２ａは、配線９１ｂ、配線９２ｄ、及び配線９３ａと電気的に接続されている。画素回路８３ａは、配線９１ａ、配線９２ｂ、及び配線９３ｂと電気的に接続されている。画素回路８１ｂは、配線９１ｂ、配線９２ａ、及び配線９３ｂと電気的に接続されている。画素回路８２ｂは、配線９１ａ、配線９２ｃ、及び配線９３ｃと電気的に接続されている。画素回路８３ｂは、配線９１ｂ、配線９２ｂ、及び配線９３ｃと電気的に接続されている。

　図８Ａに示すように、１つの画素に２本のゲート線が接続される構成とすることで、反対にソース線の本数を、ストライプ配置と比べて半分にすることができる。これにより、ソース駆動回路として用いるＩＣの数を半分に減らすことが可能となり、部品点数を削減することができる。

　また、信号線として機能する１本の配線には、同じ色に対応した画素回路を接続する構成とすることが好ましい。例えば、画素間の輝度のばらつきを補正するために電位が調整された信号を当該配線に供給する場合、補正値は色ごとに大きく異なる場合がある。そのため、１本の信号線に接続される画素回路を、全て同じ色に対応した画素回路とすることで、補正を容易にすることができる。

　また各々の画素回路は、トランジスタ６１と、トランジスタ６２と、容量素子６３と、を有している。例えば画素回路８１ａにおいて、トランジスタ６１は、ゲートが配線９１ａと電気的に接続し、ソース又はドレインの一方が配線９２ａと電気的に接続し、ソース又はドレインの他方がトランジスタ６２のゲート、及び容量素子６３の一方の電極と電気的に接続している。トランジスタ６２は、ソース又はドレインの一方が表示素子６０の一方の電極と電気的に接続し、ソース又はドレインの他方が容量素子６３の他方の電極、及び配線９３ａと電気的に接続している。表示素子６０の他方の電極は、電位Ｖ１が与えられる配線と電気的に接続している。

　なお、他の画素回路については、図８Ａに示すようにトランジスタ６１のゲートが接続する配線、トランジスタ６１のソース又はドレインの一方が接続する配線、及び容量素子６３の他方の電極が接続する配線が異なる以外は、画素回路８１ａと同様の構成を有する。

　図８Ａにおいて、トランジスタ６１は選択トランジスタとしての機能を有する。またトランジスタ６２は、表示素子６０と直列接続され、表示素子６０に流れる電流を制御する機能を有する。容量素子６３は、トランジスタ６２のゲートが接続されるノードの電位を保持する機能を有する。なお、トランジスタ６１のオフ状態におけるリーク電流や、トランジスタ６２のゲートを介したリーク電流等が極めて小さい場合には、容量素子６３を意図的に設けなくてもよい。

　ここで、図８Ａに示すように、トランジスタ６２はそれぞれ電気的に接続された第１のゲートと第２のゲートを有する構成とすることが好ましい。このように２つのゲートを有する構成とすることで、トランジスタ６２の流すことのできる電流を増大させることができる。特に高精細の表示装置においては、トランジスタ６２のサイズ、特にチャネル幅を大きくすることなく当該電流を増大させることができるため好ましい。

　なお、トランジスタ６２が１つのゲートを有する構成としてもよい。このような構成とすることで、第２のゲートを形成する工程が不要となるため、上記に比べて工程を簡略化できる。また、トランジスタ６１が２つのゲートを有する構成としてもよい。このような構成とすることで、いずれのトランジスタもサイズを小さくすることができる。また、各トランジスタの第１のゲートと第２のゲートがそれぞれ電気的に接続する構成とすることができる。または、一方のゲートが異なる配線と電気的に接続する構成としてもよい。その場合、当該配線に与える電位を異ならせることにより、トランジスタのしきい値電圧を制御することができる。

　また、表示素子６０の一対の電極のうち、トランジスタ６２と電気的に接続する電極が、画素電極に相当する。ここで、図８Ａでは、表示素子６０のトランジスタ６２と電気的に接続する電極を陰極、反対側の電極を陽極とした構成を示している。このような構成は、トランジスタ６２がｎチャネル型のトランジスタの場合に特に有効である。すなわち、トランジスタ６２がオン状態のとき、配線９３ａにより与えられる電位がソース電位となるため、表示素子６０の抵抗のばらつきや変動によらず、トランジスタ６２に流れる電流を一定とすることができる。また、画素回路が有するトランジスタとして、ｐチャネル型のトランジスタを用いてもよい。

〔表示素子の構成例〕
　図８Ｂは、表示素子の配置方法の例を示す上面概略図である。図８Ｂには、２画素ユニット分の上面概略図を示している。

　画素７０ａは、表示素子Ｒ１、表示素子Ｇ１、及び表示素子Ｂ１を有する。画素７０ｂは、表示素子Ｒ２、表示素子Ｇ２、及び表示素子Ｂ２を有する。表示素子Ｒ１及び表示素子Ｒ２は、赤色を呈する表示素子であり、表示素子Ｇ１及び表示素子Ｇ２は、緑色を呈する表示素子であり、表示素子Ｂ１及び表示素子Ｂ２は、青色を呈する表示素子である。

　表示素子Ｒ１及び表示素子Ｒ２に着目すると、縦方向にジグザグに配置されている。同様に、表示素子Ｇ１と表示素子Ｇ２、表示素子Ｂ１と表示素子Ｂ２もそれぞれジグザグに配置されている。このような構成とすることで、視野角依存性が改善され、表示面に対して斜め方向から見たときに、色度や輝度のずれが生じにくいといった効果を奏する。

　以上が、画素の構成例についての説明である。

［表示モジュールの構成例］
　以下では、本発明の一態様の表示モジュールの構成例について説明する。

　図９Ａは、表示モジュール２８０の斜視概略図である。表示モジュール２８０は、表示装置２００と、ＦＰＣ２９０とを有する。

　表示モジュール２８０は、基板２０１、基板２０２を有する。また基板２０２側に表示部２８１を有する。表示部２８１は、表示モジュール２８０における画像を表示する領域であり、後述する画素部２８４に設けられる各画素からの光を視認できる領域である。

　図９Ｂに、基板２０１側の構成を模式的に示した斜視図を示している。基板２０１は、回路部２８２と、回路部２８２上に画素回路部２８３と、画素回路部２８３上に画素部２８４と、が積層された構成を有する。また、基板２０１上の画素部２８４と重ならない部分に、ＦＰＣ２９０と接続するための端子部２８５を有する。また端子部２８５と回路部２８２とは、複数の配線により構成される配線部２８６により電気的に接続されている。

　画素部２８４は、マトリクス状に配列した複数の画素２８４ａを有する。図９Ｂの右側に、１つの画素２８４ａの拡大図を示している。画素２８４ａは、表示素子Ｒ１、表示素子Ｇ１、表示素子Ｂ１、表示素子Ｒ２、表示素子Ｇ２、及び表示素子Ｂ２を有する。画素２８４ａは、上記図８Ａ、図８Ｂで例示した画素ユニット７０に相当する。

　画素回路部２８３は、マトリクス状に配列した複数の画素回路２８３ａを有する。１つの画素回路２８３ａは、１つの画素２８４ａが有する６つの表示素子の発光を制御する回路である。１つの画素回路２８３ａは、１つの表示素子の発光を制御する回路が６つ設けられる構成としてもよい。例えば、画素回路２８３ａは、１つの表示素子につき、１つの選択トランジスタと、１つの電流制御用トランジスタ（駆動トランジスタ）と、容量素子と、を少なくとも有する構成とすることができる。このとき、選択トランジスタのゲートにはゲート信号が、ソースまたはドレインの一方にはソース信号が、それぞれ入力される。これにより、アクティブマトリクス型の表示装置が実現されている。

　回路部２８２は、画素回路部２８３の各画素回路２８３ａを駆動する回路を有する。例えば、ゲート線駆動回路、ソース線駆動回路等を有することが好ましい。このほか、演算回路やメモリ回路、電源回路等を有していてもよい。

　ＦＰＣ２９０は、外部から回路部２８２にビデオ信号や電源電位を供給するための配線として機能する。また、ＦＰＣ２９０上にＩＣが実装されていてもよい。

　表示モジュール２８０は、画素部２８４の下側に画素回路部２８３や回路部２８２等が積層された構成とすることができるため、表示部２８１の開口率（有効表示面積比）を極めて高くすることができる。例えば表示部２８１の開口率は、４０％以上１００％未満、好ましくは５０％以上９５％以下、より好ましくは６０％以上９５％以下とすることができる。また、画素２８４ａを極めて高密度に配置することが可能で、表示部２８１の精細度を極めて高くすることができる。例えば、表示部２８１には、１０００ｐｐｉ以上５００００ｐｐｉ以下、好ましくは２０００ｐｐｉ以上２００００ｐｐｉ以下、より好ましくは３０００ｐｐｉ以上１００００ｐｐｉ以下、さらに好ましくは、５０００ｐｐｉ以上１００００ｐｐｉ以下の精細度（画素密度）で、画素２８４ａが配置されることが好ましい。代表的には、４５００ｐｐｉ以上５５００ｐｐｉ以下の画素密度、５５００ｐｐｉ以上６５００ｐｐｉ以下の画素密度、または、６５００ｐｐｉ以上７５００ｐｐｉ以下の画素密度とすることができる。

　このような表示モジュール２８０は、極めて高精細であることから、ヘッドマウントディスプレイなどのＶＲ向け機器、またはメガネ型のＡＲ向け機器に好適に用いることができる。例えば、レンズを通して表示モジュール２８０の表示部を視認する構成の場合であっても、表示モジュール２８０は極めて高精細な表示部２８１を有するためにレンズで表示部を拡大しても画素が視認されず、没入感の高い表示を行うことができる。また、表示モジュール２８０はこれに限られず、比較的小型の表示部を有する電子機器に好適に用いることができる。例えば腕時計型の電子機器などの装着型の電子機器の表示部に好適に用いることができる。

（実施の形態４）
　本実施の形態では、本発明の一態様の複合システムに適用可能なＣＰＵの一例について説明する。以下で例示するＣＰＵは、特に表示装置が有する制御部に好適に用いることができる。

＜ＣＰＵの構成＞
　図１０に示す半導体装置５４００は、ＣＰＵコア５４０１、パワーマネージメントユニット５４２１および周辺回路５４２２を有する。パワーマネージメントユニット５４２１は、パワーコントローラ（Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）５４０２、およびパワースイッチ（Ｐｏｗｅｒ　Ｓｗｉｔｃｈ）５４０３を有する。周辺回路５４２２は、キャッシュメモリを有するキャッシュ（Ｃａｃｈｅ）５４０４、バスインターフェース（ＢＵＳ　Ｉ／Ｆ）５４０５、及びデバッグインターフェース（Ｄｅｂｕｇ　Ｉ／Ｆ）５４０６を有する。ＣＰＵコア５４０１は、データバス５４２３、制御装置（Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）５４０７、ＰＣ（プログラムカウンタ）５４０８、パイプラインレジスタ（Ｐｉｐｅｌｉｎｅ　Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）５４０９、パイプラインレジスタ（Ｐｉｐｅｌｉｎｅ　Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）５４１０、ＡＬＵ（Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ　ｌｏｇｉｃ　ｕｎｉｔ）５４１１、及びレジスタファイル（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ　Ｆｉｌｅ）５４１２を有する。ＣＰＵコア５４０１と、キャッシュ５４０４等の周辺回路５４２２とのデータのやり取りは、データバス５４２３を介して行われる。

　半導体装置（セル）は、パワーコントローラ５４０２、制御装置５４０７をはじめ、多くの論理回路に適用することができる。特に、スタンダードセルを用いて構成することができる全ての論理回路に適用することができる。その結果、小型の半導体装置５４００を提供できる。また、消費電力低減することが可能な半導体装置５４００を提供できる。また、動作速度を向上することが可能な半導体装置５４００を提供できる。また、電源電圧の変動を低減することが可能な半導体装置５４００を提供できる。

　半導体装置（セル）に、ｐチャネル型Ｓｉトランジスタと、酸化物半導体（好ましくはＩｎ、Ｇａ、及びＺｎを含む酸化物）をチャネル形成領域に含むトランジスタとを用い、該半導体装置（セル）を半導体装置５４００に適用することで、小型の半導体装置５４００を提供できる。また、消費電力低減することが可能な半導体装置５４００を提供できる。また、動作速度を向上することが可能な半導体装置５４００を提供できる。特に、Ｓｉトランジスタはｐチャネル型のみとすることで、製造コストを低く抑えることができる。

　制御装置５４０７は、ＰＣ５４０８、パイプラインレジスタ５４０９、パイプラインレジスタ５４１０、ＡＬＵ５４１１、レジスタファイル５４１２、キャッシュ５４０４、バスインターフェース５４０５、デバッグインターフェース５４０６、及びパワーコントローラ５４０２の動作を統括的に制御することで、入力されたアプリケーションなどのプログラムに含まれる命令をデコードし、実行する機能を有する。

　ＡＬＵ５４１１は、四則演算、論理演算などの各種演算処理を行う機能を有する。

　キャッシュ５４０４は、使用頻度の高いデータを一時的に記憶しておく機能を有する。ＰＣ５４０８は、次に実行する命令のアドレスを記憶する機能を有するレジスタである。なお、図１０では図示していないが、キャッシュ５４０４には、キャッシュメモリの動作を制御するキャッシュコントローラが設けられている。

　パイプラインレジスタ５４０９は、命令データを一時的に記憶する機能を有するレジスタである。

　レジスタファイル５４１２は、汎用レジスタを含む複数のレジスタを有しており、メインメモリから読み出されたデータ、またはＡＬＵ５４１１の演算処理の結果得られたデータ、などを記憶することができる。

　パイプラインレジスタ５４１０は、ＡＬＵ５４１１の演算処理に利用するデータ、またはＡＬＵ５４１１の演算処理の結果得られたデータなどを一時的に記憶する機能を有するレジスタである。

　バスインターフェース５４０５は、半導体装置５４００と半導体装置５４００の外部にある各種装置との間におけるデータの経路としての機能を有する。デバッグインターフェース５４０６は、デバッグの制御を行うための命令を半導体装置５４００に入力するための信号の経路としての機能を有する。

　パワースイッチ５４０３は、半導体装置５４００が有する、パワーコントローラ５４０２以外の各種回路への、電源電圧の供給を制御する機能を有する。上記各種回路は、幾つかのパワードメインにそれぞれ属しており、同一のパワードメインに属する各種回路は、パワースイッチ５４０３によって電源電圧の供給の有無が制御される。また、パワーコントローラ５４０２はパワースイッチ５４０３の動作を制御する機能を有する。

　上記構成を有する半導体装置５４００は、パワーゲーティングを行うことが可能である。パワーゲーティングの動作の流れについて、一例を挙げて説明する。

　まず、ＣＰＵコア５４０１が、電源電圧の供給を停止するタイミングを、パワーコントローラ５４０２のレジスタに設定する。次いで、ＣＰＵコア５４０１からパワーコントローラ５４０２へ、パワーゲーティングを開始する旨の命令を送る。次いで、半導体装置５４００内に含まれる各種レジスタとキャッシュ５４０４が、データの退避を開始する。次いで、半導体装置５４００が有するパワーコントローラ５４０２以外の各種回路への電源電圧の供給が、パワースイッチ５４０３により停止される。次いで、割込み信号がパワーコントローラ５４０２に入力されることで、半導体装置５４００が有する各種回路への電源電圧の供給が開始される。なお、パワーコントローラ５４０２にカウンタを設けておき、電源電圧の供給が開始されるタイミングを、割込み信号の入力に依らずに、当該カウンタを用いて決めるようにしてもよい。次いで、各種レジスタとキャッシュ５４０４が、データの復帰を開始する。次いで、制御装置５４０７における命令の実行が再開される。

　このようなパワーゲーティングは、プロセッサ全体、もしくはプロセッサを構成する一つ、または複数の論理回路において行うことができる。また、短い時間でも電源の供給を停止することができる。このため、空間的に、あるいは時間的に細かい粒度で消費電力の削減を行うことができる。

　パワーゲーティングを行う場合、ＣＰＵコア５４０１や周辺回路５４２２が保持する情報を短期間に退避できることが好ましい。そうすることで、短期間に電源のオンオフが可能となり、省電力の効果が大きくなる。

　ＣＰＵコア５４０１や周辺回路５４２２が保持する情報を短期間に退避するためには、フリップフロップ回路がその回路内でデータ退避できることが好ましい（バックアップ可能なフリップフロップ回路と呼ぶ）。また、ＳＲＡＭセルがセル内でデータ退避できることが好ましい（バックアップ可能なＳＲＡＭセルと呼ぶ）。バックアップ可能なフリップフロップ回路やＳＲＡＭセルは、酸化物半導体（好ましくはＩｎ、Ｇａ、及びＺｎを含む酸化物）をチャネル形成領域に含むトランジスタを有することが好ましい。その結果、トランジスタが低いオフ電流を有することで、バックアップ可能なフリップフロップ回路やＳＲＡＭセルは長期間電源供給なしに情報を保持することができる。また、トランジスタが高速なスイッチング速度を有することで、バックアップ可能なフリップフロップ回路やＳＲＡＭセルは短期間のデータ退避および復帰が可能となる場合がある。

　バックアップ可能なフリップフロップ回路の例について、図１１を用いて説明する。

　図１１に示す半導体装置５５００は、バックアップ可能なフリップフロップ回路の一例である。半導体装置５５００は、第１の記憶回路５５０１と、第２の記憶回路５５０２と、第３の記憶回路５５０３と、読み出し回路５５０４と、を有する。半導体装置５５００には、電位Ｖ１と電位Ｖ２の電位差が、電源電圧として供給される。電位Ｖ１と電位Ｖ２は一方がハイレベルであり、他方がローレベルである。以下、電位Ｖ１がローレベル、電位Ｖ２がハイレベルの場合を例に挙げて、半導体装置５５００の構成例について説明するものとする。

　第１の記憶回路５５０１は、半導体装置５５００に電源電圧が供給されている期間において、データを含む信号Ｄが入力されると、当該データを保持する機能を有する。そして、半導体装置５５００に電源電圧が供給されている期間において、第１の記憶回路５５０１からは、保持されているデータを含む信号Ｑが出力される。一方、第１の記憶回路５５０１は、半導体装置５５００に電源電圧が供給されていない期間においては、データを保持することができない。すなわち、第１の記憶回路５５０１は、揮発性の記憶回路と呼ぶことができる。

　第２の記憶回路５５０２は、第１の記憶回路５５０１に保持されているデータを読み込んで記憶する（あるいは退避する）機能を有する。第３の記憶回路５５０３は、第２の記憶回路５５０２に保持されているデータを読み込んで記憶する（あるいは退避する）機能を有する。読み出し回路５５０４は、第２の記憶回路５５０２または第３の記憶回路５５０３に保持されたデータを読み出して第１の記憶回路５５０１に記憶する（あるいは復帰する）機能を有する。

　特に、第３の記憶回路５５０３は、半導体装置５５００に電源電圧が供給されてない期間においても、第２の記憶回路５５０２に保持されているデータを読み込んで記憶する（あるいは退避する）機能を有する。

　図１１に示すように、第２の記憶回路５５０２はトランジスタ５５１２と容量素子５５１９とを有する。第３の記憶回路５５０３はトランジスタ５５１３と、トランジスタ５５１５と、容量素子５５２０とを有する。読み出し回路５５０４はトランジスタ５５１０と、トランジスタ５５１８と、トランジスタ５５０９と、トランジスタ５５１７と、を有する。

　トランジスタ５５１２は、第１の記憶回路５５０１に保持されているデータに応じた電荷を、容量素子５５１９に充放電する機能を有する。トランジスタ５５１２は、第１の記憶回路５５０１に保持されているデータに応じた電荷を容量素子５５１９に対して高速に充放電できることが望ましい。具体的には、トランジスタ５５１２が、結晶性を有するシリコン（好ましくは多結晶シリコン、更に好ましくは単結晶シリコン）をチャネル形成領域に含むことが望ましい。

　トランジスタ５５１３は、容量素子５５１９に保持されている電荷に従って導通状態または非導通状態が選択される。トランジスタ５５１５は、トランジスタ５５１３が導通状態であるときに、配線５５４４の電位に応じた電荷を容量素子５５２０に充放電する機能を有する。トランジスタ５５１５は、オフ電流が著しく小さいことが望ましい。具体的には、トランジスタ５５１５が、酸化物半導体（好ましくはＩｎ、Ｇａ、及びＺｎを含む酸化物）をチャネル形成領域に含むことが望ましい。

　各素子の接続関係を具体的に説明すると、トランジスタ５５１２のソース及びドレインの一方は、第１の記憶回路５５０１に接続されている。トランジスタ５５１２のソース及びドレインの他方は、容量素子５５１９の一方の電極、トランジスタ５５１３のゲート、及びトランジスタ５５１８のゲートに接続されている。容量素子５５１９の他方の電極は、配線５５４２に接続されている。トランジスタ５５１３のソース及びドレインの一方は、配線５５４４に接続されている。トランジスタ５５１３のソース及びドレインの他方は、トランジスタ５５１５のソース及びドレインの一方に接続されている。トランジスタ５５１５のソース及びドレインの他方は、容量素子５５２０の一方の電極、及びトランジスタ５５１０のゲートに接続されている。容量素子５５２０の他方の電極は、配線５５４３に接続されている。トランジスタ５５１０のソース及びドレインの一方は、配線５５４１に接続されている。トランジスタ５５１０のソース及びドレインの他方は、トランジスタ５５１８のソース及びドレインの一方に接続されている。トランジスタ５５１８のソース及びドレインの他方は、トランジスタ５５０９のソース及びドレインの一方に接続されている。トランジスタ５５０９のソース及びドレインの他方は、トランジスタ５５１７のソース及びドレインの一方、及び第１の記憶回路５５０１に接続されている。トランジスタ５５１７のソース及びドレインの他方は、配線５５４０に接続されている。また、図１１においては、トランジスタ５５０９のゲートは、トランジスタ５５１７のゲートと接続されているが、トランジスタ５５０９のゲートは、必ずしもトランジスタ５５１７のゲートと接続されていなくてもよい。

　トランジスタ５５１５に酸化物半導体が適用されたトランジスタを適用することができる。トランジスタ５５１５のオフ電流が小さいために、半導体装置５５００は、長期間電源供給なしに情報を保持することができる。トランジスタ５５１５のスイッチング特性が良好であるために、半導体装置５５００は、高速のバックアップとリカバリを行うことができる。

（実施の形態５）
　本実施の形態では、本発明の一態様の複合デバイスが有する表示装置またはセンサ装置に適用可能な半導体装置の構成例について説明する。以下で例示する半導体装置は、特に表示装置が有する制御部に適用することができる。また、これに限られず、撮像部や、センサ装置が有するセンサ部、通信部などにも適用することができる。

　図１２に示す半導体装置は、トランジスタ３００と、トランジスタ５００と、容量素子８００と、を有している。図１４Ａはトランジスタ５００のチャネル長方向の断面図であり、図１４Ｂはトランジスタ５００のチャネル幅方向の断面図であり、図１４Ｃはトランジスタ３００のチャネル幅方向の断面図である。

　トランジスタ５００は、チャネル形成領域に金属酸化物を有するトランジスタ（ＯＳトランジスタ）である。トランジスタ５００は、オフ電流が小さいため、これを半導体装置が有するＯＳトランジスタに用いることにより、長期にわたり書き込んだデータを保持することが可能である。

　本実施の形態で説明する半導体装置は、図１２に示すようにトランジスタ３００、トランジスタ５００、容量素子８００を有する。トランジスタ５００はトランジスタ３００の上方に設けられ、容量素子８００はトランジスタ３００、及びトランジスタ５００の上方に設けられている。

　トランジスタ３００は、基板３１１上に設けられ、導電体３１６、絶縁体３１５、基板３１１の一部からなる半導体領域３１３、ソース領域又はドレイン領域として機能する低抵抗領域３１４ａ、及び低抵抗領域３１４ｂを有する。なお、トランジスタ３００は、メモリが有するトランジスタ等に適用することができる。

　トランジスタ３００は、図１４Ｃに示すように、半導体領域３１３の上面及びチャネル幅方向の側面が絶縁体３１５を介して導電体３１６に覆われている。このように、トランジスタ３００をＦｉｎ型とすることにより、実効上のチャネル幅が増大することによりトランジスタ３００のオン特性を向上させることができる。また、ゲート電極の電界の寄与を高くすることができるため、トランジスタ３００のオフ特性を向上させることができる。

　なお、トランジスタ３００は、ｐチャネル型、あるいはｎチャネル型のいずれでもよい。

　半導体領域３１３のチャネルが形成される領域、その近傍の領域、ソース領域、又はドレイン領域となる低抵抗領域３１４ａ、及び低抵抗領域３１４ｂなどにおいて、シリコン系半導体などの半導体を含むことが好ましく、単結晶シリコンを含むことが好ましい。又は、Ｇｅ（ゲルマニウム）、ＳｉＧｅ（シリコンゲルマニウム）、ＧａＡｓ（ガリウムヒ素）、ＧａＡｌＡｓ（ガリウムアルミニウムヒ素）などを有する材料で形成してもよい。結晶格子に応力を与え、格子間隔を変化させることで有効質量を制御したシリコンを用いた構成としてもよい。又はＧａＡｓとＧａＡｌＡｓ等を用いることで、トランジスタ３００をＨＥＭＴ（Ｈｉｇｈ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｏｂｉｌｉｔｙ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）としてもよい。

　低抵抗領域３１４ａ、及び低抵抗領域３１４ｂは、半導体領域３１３に適用される半導体材料に加え、ヒ素、リンなどのｎ型の導電性を付与する元素、又はホウ素などのｐ型の導電性を付与する元素を含む。

　ゲート電極として機能する導電体３１６は、ヒ素、リンなどのｎ型の導電性を付与する元素、もしくはホウ素などのｐ型の導電性を付与する元素を含むシリコンなどの半導体材料、金属材料、合金材料、又は金属酸化物材料などの導電性材料を用いることができる。

　なお、導電体の材料によって仕事関数が決まるため、当該導電体の材料を選択することで、トランジスタのしきい値電圧を調整することができる。具体的には、導電体に窒化チタンや窒化タンタルなどの材料を用いることが好ましい。さらに導電性と埋め込み性を両立するために導電体にタングステンやアルミニウムなどの金属材料を積層として用いることが好ましく、特にタングステンを用いることが耐熱性の点で好ましい。

　なお、図１２に示すトランジスタ３００は一例であり、その構造に限定されず、回路構成や駆動方法に応じて適切なトランジスタを用いればよい。例えば、半導体装置をＯＳトランジスタのみで構成する場合、図１３に示すとおり、トランジスタ３００の構成を、酸化物半導体を用いているトランジスタ５００と同様の構成にすればよい。なお、トランジスタ５００の詳細については後述する。

　トランジスタ３００を覆って、絶縁体３２０、絶縁体３２２、絶縁体３２４、及び絶縁体３２６が順に積層して設けられている。

　絶縁体３２０、絶縁体３２２、絶縁体３２４、及び絶縁体３２６として、例えば、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどを用いればよい。

　なお、本明細書中において、酸化窒化シリコンとは、その組成として窒素よりも酸素の含有量が多い材料を指し、窒化酸化シリコンとは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を示す。また、本明細書中において、酸化窒化アルミニウムとは、その組成として窒素よりも酸素の含有量が多い材料を指し、窒化酸化アルミニウムとは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を示す。

　絶縁体３２２は、その下方に設けられるトランジスタ３００などによって生じる段差を平坦化する平坦化膜としての機能を有していてもよい。例えば、絶縁体３２２の上面は、平坦性を高めるために化学機械研磨（ＣＭＰ）法等を用いた平坦化処理により平坦化されていてもよい。

　また、絶縁体３２４には、基板３１１、又はトランジスタ３００などから、トランジスタ５００が設けられる領域に、水素や不純物が拡散しないようなバリア性を有する膜を用いることが好ましい。

　水素に対するバリア性を有する膜の一例として、例えば、ＣＶＤ法で形成した窒化シリコンを用いることができる。ここで、トランジスタ５００等の酸化物半導体を有する半導体素子に、水素が拡散することで、当該半導体素子の特性が低下する場合がある。したがって、トランジスタ５００と、トランジスタ３００との間に、水素の拡散を抑制する膜を用いることが好ましい、水素の拡散を抑制する膜とは、具体的には、水素の脱離量が少ない膜とする。

　水素の脱離量は、例えば、昇温脱離ガス分析法（ＴＤＳ）などを用いて分析することができる。例えば、絶縁体３２４の水素の脱離量は、ＴＤＳ分析において、膜の表面温度が５０℃から５００℃の範囲において、水素原子に換算した脱離量が、絶縁体３２４の面積当たりに換算して、１０×１０^１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２以下、好ましくは５×１０^１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２以下であればよい。

　なお、絶縁体３２６は、絶縁体３２４よりも誘電率が低いことが好ましい。例えば、絶縁体３２６の比誘電率は４未満が好ましく、３未満がより好ましい、また例えば、絶縁体３２６の比誘電率は、絶縁体３２４の比誘電率の０．７倍以下が好ましく、０．６倍以下がより好ましい。誘電率が低い材料を層間膜とすることで、配線間に生じる寄生容量を低減することができる。

　また、絶縁体３２０、絶縁体３２２、絶縁体３２４、及び絶縁体３２６には容量素子８００、又はトランジスタ５００と接続する導電体３２８、及び導電体３３０等が埋め込まれている。なお、導電体３２８、及び導電体３３０は、プラグ又は配線としての機能を有する。また、プラグ又は配線としての機能を有する導電体は、複数の構造をまとめて同一の符号を付与する場合がある。また、本明細書等において、配線と、配線と接続するプラグとが一体物であってもよい。すなわち、導電体の一部が配線として機能する場合、及び導電体の一部がプラグとして機能する場合もある。

　各プラグ、及び配線（導電体３２８、導電体３３０等）の材料としては、金属材料、合金材料、金属窒化物材料、又は金属酸化物材料などの導電性材料を、単層又は積層して用いることができる。耐熱性と導電性を両立するタングステンやモリブデンなどの高融点材料を用いることが好ましく、タングステンを用いることが好ましい。又は、アルミニウムや銅などの低抵抗導電性材料で形成することが好ましい。低抵抗導電性材料を用いることで配線抵抗を低くすることができる。

　絶縁体３２６、及び導電体３３０上に、配線層を設けてもよい。例えば、図１２において、絶縁体３５０、絶縁体３５２、及び絶縁体３５４が順に積層して設けられている。また、絶縁体３５０、絶縁体３５２、及び絶縁体３５４には、導電体３５６が形成されている。導電体３５６は、トランジスタ３００と接続するプラグ、又は配線としての機能を有する。なお導電体３５６は、導電体３２８、及び導電体３３０と同様の材料を用いて設けることができる。

　なお、例えば、絶縁体３５０は、絶縁体３２４と同様に、水素に対するバリア性を有する絶縁体を用いることが好ましい。また、導電体３５６は、水素に対するバリア性を有する導電体を含むことが好ましい。特に、水素に対するバリア性を有する絶縁体３５０が有する開口部に、水素に対するバリア性を有する導電体が形成される。当該構成により、トランジスタ３００とトランジスタ５００とは、バリア層により分離することができ、トランジスタ３００からトランジスタ５００への水素の拡散を抑制することができる。

　なお、水素に対するバリア性を有する導電体としては、例えば、窒化タンタル等を用いるとよい。また、窒化タンタルと導電性が高いタングステンを積層することで、配線としての導電性を保持したまま、トランジスタ３００からの水素の拡散を抑制することができる。この場合、水素に対するバリア性を有する窒化タンタル層が、水素に対するバリア性を有する絶縁体３５０と接する構造であることが好ましい。

　絶縁体３５４、及び導電体３５６上に、配線層を設けてもよい。例えば、図１２において、絶縁体３６０、絶縁体３６２、及び絶縁体３６４が順に積層して設けられている。また、絶縁体３６０、絶縁体３６２、及び絶縁体３６４には、導電体３６６が形成されている。導電体３６６は、プラグ又は配線としての機能を有する。なお導電体３６６は、導電体３２８、及び導電体３３０と同様の材料を用いて設けることができる。

　なお、例えば、絶縁体３６０は、絶縁体３２４と同様に、水素に対するバリア性を有する絶縁体を用いることが好ましい。また、導電体３６６は、水素に対するバリア性を有する導電体を含むことが好ましい。特に、水素に対するバリア性を有する絶縁体３６０が有する開口部に、水素に対するバリア性を有する導電体が形成される。当該構成により、トランジスタ３００とトランジスタ５００とは、バリア層により分離することができ、トランジスタ３００からトランジスタ５００への水素の拡散を抑制することができる。

　絶縁体３６４、及び導電体３６６上に、配線層を設けてもよい。例えば、図１２において、絶縁体３７０、絶縁体３７２、及び絶縁体３７４が順に積層して設けられている。また、絶縁体３７０、絶縁体３７２、及び絶縁体３７４には、導電体３７６が形成されている。導電体３７６は、プラグ又は配線としての機能を有する。なお導電体３７６は、導電体３２８、及び導電体３３０と同様の材料を用いて設けることができる。

　なお、例えば、絶縁体３７０は、絶縁体３２４と同様に、水素に対するバリア性を有する絶縁体を用いることが好ましい。また、導電体３７６は、水素に対するバリア性を有する導電体を含むことが好ましい。特に、水素に対するバリア性を有する絶縁体３７０が有する開口部に、水素に対するバリア性を有する導電体が形成される。当該構成により、トランジスタ３００とトランジスタ５００とは、バリア層により分離することができ、トランジスタ３００からトランジスタ５００への水素の拡散を抑制することができる。

　絶縁体３７４、及び導電体３７６上に、配線層を設けてもよい。例えば、図１２において、絶縁体３８０、絶縁体３８２、及び絶縁体３８４が順に積層して設けられている。また、絶縁体３８０、絶縁体３８２、及び絶縁体３８４には、導電体３８６が形成されている。導電体３８６は、プラグ又は配線としての機能を有する。なお導電体３８６は、導電体３２８、及び導電体３３０と同様の材料を用いて設けることができる。

　なお、例えば、絶縁体３８０は、絶縁体３２４と同様に、水素に対するバリア性を有する絶縁体を用いることが好ましい。また、導電体３８６は、水素に対するバリア性を有する導電体を含むことが好ましい。特に、水素に対するバリア性を有する絶縁体３８０が有する開口部に、水素に対するバリア性を有する導電体が形成される。当該構成により、トランジスタ３００とトランジスタ５００とは、バリア層により分離することができ、トランジスタ３００からトランジスタ５００への水素の拡散を抑制することができる。

　上記において、導電体３５６を含む配線層、導電体３６６を含む配線層、導電体３７６を含む配線層、及び導電体３８６を含む配線層、について説明したが、本実施の形態に係る半導体装置はこれに限られるものではない。導電体３５６を含む配線層と同様の配線層を３層以下にしてもよいし、導電体３５６を含む配線層と同様の配線層を５層以上にしてもよい。

　絶縁体３８４上には絶縁体５１０、絶縁体５１２、絶縁体５１４、及び絶縁体５１６が、順に積層して設けられている。絶縁体５１０、絶縁体５１２、絶縁体５１４、及び絶縁体５１６のいずれかは、酸素や水素に対してバリア性のある物質を用いることが好ましい。

　例えば、絶縁体５１０、及び絶縁体５１４には、例えば、基板３１１、又はトランジスタ３００を設ける領域などから、トランジスタ５００を設ける領域に、水素や不純物が拡散しないようなバリア性を有する膜を用いることが好ましい。したがって、絶縁体３２４と同様の材料を用いることができる。

　水素に対するバリア性を有する膜の一例として、ＣＶＤ法で形成した窒化シリコンを用いることができる。ここで、トランジスタ５００等の酸化物半導体を有する半導体素子に、水素が拡散することで、当該半導体素子の特性が低下する場合がある。したがって、トランジスタ５００と、トランジスタ３００との間に、水素の拡散を抑制する膜を用いることが好ましい。水素の拡散を抑制する膜とは、具体的には、水素の脱離量が少ない膜とする。

　また、水素に対するバリア性を有する膜として、例えば、絶縁体５１０、及び絶縁体５１４には、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタルなどの金属酸化物を用いることが好ましい。

　特に、酸化アルミニウムは、酸素、及びトランジスタの電気特性の変動要因となる水素、水分などの不純物、の両方に対して膜を透過させない遮断効果が高い。したがって、酸化アルミニウムは、トランジスタの作製工程中及び作製後において、水素、水分などの不純物のトランジスタ５００への混入を防止することができる。また、トランジスタ５００を構成する酸化物からの酸素の放出を抑制することができる。そのため、トランジスタ５００に対する保護膜として用いることに適している。

　また、例えば、絶縁体５１２、及び絶縁体５１６には、絶縁体３２０と同様の材料を用いることができる。また、これらの絶縁体に、比較的誘電率が低い材料を適用することで、配線間に生じる寄生容量を低減することができる。例えば、絶縁体５１２、及び絶縁体５１６として、酸化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜などを用いることができる。

　また、絶縁体５１０、絶縁体５１２、絶縁体５１４、及び絶縁体５１６には、導電体５１８、及びトランジスタ５００を構成する導電体（例えば、導電体５０３）等が埋め込まれている。なお、導電体５１８は、容量素子８００、又はトランジスタ３００と接続するプラグ、又は配線としての機能を有する。導電体５１８は、導電体３２８、及び導電体３３０と同様の材料を用いて設けることができる。

　特に、絶縁体５１０、及び絶縁体５１４と接する領域の導電体５１８は、酸素、水素、及び水に対するバリア性を有する導電体であることが好ましい。当該構成により、トランジスタ３００とトランジスタ５００とは、酸素、水素、及び水に対するバリア性を有する層で、分離することができ、トランジスタ３００からトランジスタ５００への水素の拡散を抑制することができる。

　絶縁体５１６の上方には、トランジスタ５００が設けられている。

　図１４Ａ、図１４Ｂに示すように、トランジスタ５００は、絶縁体５１４及び絶縁体５１６に埋め込まれるように配置された導電体５０３と、絶縁体５１６及び導電体５０３の上に配置された絶縁体５２２と、絶縁体５２２の上に配置された絶縁体５２４と、絶縁体５２４の上に配置された酸化物５３０ａと、酸化物５３０ａの上に配置された酸化物５３０ｂと、酸化物５３０ｂの上に配置された酸化物５３０ｃと、酸化物５３０ｃ上に互いに離れて配置された導電体５４２ａ及び導電体５４２ｂと、導電体５４２ａ及び導電体５４２ｂ上に配置され、導電体５４２ａと導電体５４２ｂの間に重畳して開口が形成された絶縁体５８０と、開口の底面及び側面に配置された絶縁体５５０と、絶縁体５５０の形成面に配置された導電体５６０と、を有する。

　また、図１４Ａ、図１４Ｂに示すように、酸化物５３０ａ、酸化物５３０ｂ、導電体５４２ａ、及び導電体５４２ｂと、絶縁体５８０との間に絶縁体５４４が配置されることが好ましい。また、図１４Ａ、図１４Ｂに示すように、導電体５６０は、絶縁体５５０の内側に設けられた導電体５６０ａと、導電体５６０ａの内側に埋め込まれるように設けられた導電体５６０ｂと、を有することが好ましい。また、図１４Ａ、図１４Ｂに示すように、絶縁体５８０、導電体５６０、及び絶縁体５５０の上に絶縁体５７４が配置されることが好ましい。

　なお、以下において、酸化物５３０ａ、酸化物５３０ｂ、及び酸化物５３０ｃをまとめて酸化物５３０という場合がある。

　なお、トランジスタ５００では、チャネルが形成される領域と、その近傍において、酸化物５３０ａ、酸化物５３０ｂ、及び酸化物５３０ｃの３層を積層する構成について示しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、酸化物５３０ｂの単層、酸化物５３０ｂと酸化物５３０ａの２層構造、酸化物５３０ｂと酸化物５３０ｃの２層構造、又は４層以上の積層構造を設ける構成にしてもよい。また、トランジスタ５００では、導電体５６０を２層の積層構造として示しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、導電体５６０が、単層構造であってもよいし、３層以上の積層構造であってもよい。また、図１２、図１４Ａに示すトランジスタ５００は一例であり、その構造に限定されず、回路構成や駆動方法に応じて適切なトランジスタを用いればよい。

　ここで、導電体５６０は、トランジスタのゲート電極として機能し、導電体５４２ａ及び導電体５４２ｂは、それぞれソース電極又はドレイン電極として機能する。上記のように、導電体５６０は、絶縁体５８０の開口、及び導電体５４２ａと導電体５４２ｂに挟まれた領域に埋め込まれるように形成される。導電体５６０、導電体５４２ａ及び導電体５４２ｂの配置は、絶縁体５８０の開口に対して、自己整合的に選択される。つまり、トランジスタ５００において、ゲート電極を、ソース電極とドレイン電極の間に、自己整合的に配置させることができる。よって、導電体５６０を位置合わせのマージンを設けることなく形成することができるため、トランジスタ５００の占有面積の縮小を図ることができる。これにより、半導体装置の微細化、高集積化を図ることができる。

　さらに、導電体５６０が、導電体５４２ａと導電体５４２ｂの間の領域に自己整合的に形成されるため、導電体５６０は、導電体５４２ａ又は導電体５４２ｂと重畳する領域を有さない。これにより、導電体５６０と導電体５４２ａ及び導電体５４２ｂとの間に形成される寄生容量を低減することができる。よって、トランジスタ５００のスイッチング速度を向上させ、高い周波数特性を有せしめることができる。

　導電体５６０は、第１のゲート（トップゲートともいう）電極として機能する場合がある。また、導電体５０３は、第２のゲート（ボトムゲートともいう）電極として機能する場合がある。その場合、導電体５０３に印加する電位を、導電体５６０に印加する電位と、連動させず、独立して変化させることで、トランジスタ５００のしきい値電圧を制御することができる。特に、導電体５０３に負の電位を印加することにより、トランジスタ５００のしきい値電圧を０Ｖより大きくし、オフ電流を低減することが可能となる。したがって、導電体５０３に負の電位を印加したほうが、印加しない場合よりも、導電体５６０に印加する電位が０Ｖのときのドレイン電流を小さくすることができる。

　導電体５０３は、酸化物５３０、及び導電体５６０と、重なるように配置する。これにより、導電体５６０、及び導電体５０３に電位を印加した場合、導電体５６０から生じる電界と、導電体５０３から生じる電界と、がつながり、酸化物５３０に形成されるチャネル形成領域を覆うことができる。本明細書等において、第１のゲート電極、及び第２のゲート電極の電界によって、チャネル形成領域を電気的に取り囲むトランジスタの構造を、ｓｕｒｒｏｕｎｄｅｄ　ｃｈａｎｎｅｌ（Ｓ−ｃｈａｎｎｅｌ）構造とよぶ。

　また、導電体５０３は、導電体５１８と同様の構成であり、絶縁体５１４及び絶縁体５１６の開口の内壁に接して導電体５０３ａが形成され、さらに内側に導電体５０３ｂが形成されている。なお、トランジスタ５００では、導電体５０３ａ及び導電体５０３ｂを積層する構成について示しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、導電体５０３は、単層、又は３層以上の積層構造として設ける構成にしてもよい。

　ここで、導電体５０３ａは、水素原子、水素分子、水分子、銅原子などの不純物の拡散を抑制する機能を有する（上記不純物が透過しにくい、）導電性材料を用いることが好ましい。又は、酸素（例えば、酸素原子、酸素分子などの少なくとも一）の拡散を抑制する機能を有する（上記酸素が透過しにくい。）導電性材料を用いることが好ましい。なお、本明細書において、不純物、又は酸素の拡散を抑制する機能とは、上記不純物、又は上記酸素のいずれか一又は、すべての拡散を抑制する機能とする。

　例えば、導電体５０３ａが酸素の拡散を抑制する機能を持つことにより、導電体５０３ｂが酸化して導電率が低下することを抑制することができる。

　また、導電体５０３が配線の機能を兼ねる場合、導電体５０３ｂは、タングステン、銅、又はアルミニウムを主成分とする、導電性が高い導電性材料を用いることが好ましい。なお、導電体５０３ｂを単層で図示したが、積層構造としてもよく、例えば、チタン又は窒化チタンと上記導電性材料との積層としてもよい。

　絶縁体５２２、絶縁体５２４、及び絶縁体５５０は、ゲート絶縁膜としての機能を有する。

　ここで、酸化物５３０と接する絶縁体５２４及び絶縁体５５０は、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む絶縁体を用いることが好ましい。つまり、絶縁体５２４及び絶縁体５５０には、過剰酸素領域が形成されていることが好ましい。このような過剰酸素を含む絶縁体を酸化物５３０に接して設けることにより、酸化物５３０中の酸素欠損を低減し、トランジスタ５００の信頼性を向上させることができる。

　過剰酸素領域を有する絶縁体として、具体的には、加熱により一部の酸素が脱離する酸化物材料を用いることが好ましい。加熱により酸素を脱離する酸化物とは、ＴＤＳ（Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析にて、酸素原子に換算しての酸素の脱離量が１．０×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上、好ましくは１．０×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上、さらに好ましくは２．０×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上、又は３．０×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上である酸化物膜である。なお、上記ＴＤＳ分析時における膜の表面温度としては１００℃以上７００℃以下、又は１００℃以上４００℃以下の範囲が好ましい。

　また、絶縁体５２４が、過剰酸素領域を有する場合、絶縁体５２２は、酸素（例えば、酸素原子、酸素分子など）の拡散を抑制する機能を有する（上記酸素が透過しにくい）ことが好ましい。

　絶縁体５２２が、酸素や不純物の拡散を抑制する機能を有することで、酸化物５３０が有する酸素は、絶縁体５１６側へ拡散することがなく、好ましい。また、導電体５０３が、絶縁体５２４や、酸化物５３０が有する酸素と反応することを抑制することができる。

　絶縁体５２２は、例えば、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、アルミニウム及びハフニウムを含む酸化物（ハフニウムアルミネート）、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３）、又は（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ_３（ＢＳＴ）などのいわゆるｈｉｇｈ−ｋ材料を含む絶縁体を単層又は積層で用いることが好ましい。トランジスタの微細化、及び高集積化が進むと、ゲート絶縁膜の薄膜化により、リーク電流などの問題が生じる場合がある。ゲート絶縁膜として機能する絶縁体にｈｉｇｈ−ｋ材料を用いることで、物理膜厚を保ちながら、トランジスタ動作時のゲート電位の低減が可能となる。

　特に、不純物、及び酸素などの拡散を抑制する機能を有する（上記酸素が透過しにくい）絶縁性材料であるアルミニウム、ハフニウムの一方又は双方の酸化物を含む絶縁体を用いるとよい。アルミニウム、ハフニウムの一方又は双方の酸化物を含む絶縁体として、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、アルミニウム及びハフニウムを含む酸化物（ハフニウムアルミネート）などを用いることが好ましい。このような材料を用いて絶縁体５２２を形成した場合、絶縁体５２２は、酸化物５３０からの酸素の放出や、トランジスタ５００の周辺部から酸化物５３０への水素等の不純物の混入を抑制する層として機能する。

　又は、これらの絶縁体に、例えば、酸化アルミニウム、酸化ビスマス、酸化ゲルマニウム、酸化ニオブ、酸化シリコン、酸化チタン、酸化タングステン、酸化イットリウム、酸化ジルコニウムを添加してもよい。又はこれらの絶縁体を窒化処理してもよい。上記の絶縁体に酸化シリコン、酸化窒化シリコン又は窒化シリコンを積層して用いてもよい。

　なお、図１４Ａ、図１４Ｂのトランジスタ５００では、２層の積層構造からなる第２のゲート絶縁膜として、絶縁体５２２、及び絶縁体５２４が図示されているが、第２のゲート絶縁膜は、単層、又は３層以上の積層構造を有していてもよい。その場合、同じ材料からなる積層構造に限定されず、異なる材料からなる積層構造でもよい。

　トランジスタ５００は、チャネル形成領域を含む酸化物５３０に、酸化物半導体として機能する金属酸化物を用いることが好ましい。例えば、酸化物５３０として、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（元素Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、又はマグネシウムなどから選ばれた一種、又は複数種）等の金属酸化物を用いるとよい。特に、酸化物５３０として適用できるＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物は、後述するＣＡＡＣ−ＯＳ、ＣＡＣ−ＯＳであることが好ましい。また、酸化物５３０として、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物を用いてもよい。

　酸化物５３０においてチャネル形成領域にとして機能する金属酸化物は、バンドギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上のものを用いることが好ましい。このように、バンドギャップの大きい金属酸化物を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。

　酸化物５３０は、酸化物５３０ｂ下に酸化物５３０ａを有することで、酸化物５３０ａよりも下方に形成された構造物から、酸化物５３０ｂへの不純物の拡散を抑制することができる。また、酸化物５３０ｂ上に酸化物５３０ｃを有することで、酸化物５３０ｃよりも上方に形成された構造物から、酸化物５３０ｂへの不純物の拡散を抑制することができる。

　なお、酸化物５３０は、各金属原子の原子数比が異なる複数の酸化物層の積層構造を有することが好ましい。具体的には、酸化物５３０ａに用いる金属酸化物において、構成元素中の元素Ｍの原子数比が、酸化物５３０ｂに用いる金属酸化物における、構成元素中の元素Ｍの原子数比より、大きいことが好ましい。また、酸化物５３０ａに用いる金属酸化物において、Ｉｎに対する元素Ｍの原子数比が、酸化物５３０ｂに用いる金属酸化物における、Ｉｎに対する元素Ｍの原子数比より大きいことが好ましい。また、酸化物５３０ｂに用いる金属酸化物において、元素Ｍに対するＩｎの原子数比が、酸化物５３０ａに用いる金属酸化物における、元素Ｍに対するＩｎの原子数比より大きいことが好ましい。また、酸化物５３０ｃは、酸化物５３０ａ又は酸化物５３０ｂに用いることができる金属酸化物を、用いることができる。

　また、酸化物５３０ａ及び酸化物５３０ｃの伝導帯下端のエネルギーが、酸化物５３０ｂの伝導帯下端のエネルギーより高くなることが好ましい。また、言い換えると、酸化物５３０ａ及び酸化物５３０ｃの電子親和力が、酸化物５３０ｂの電子親和力より小さいことが好ましい。

　ここで、酸化物５３０ａ、酸化物５３０ｂ、及び酸化物５３０ｃの接合部において、伝導帯下端のエネルギー準位はなだらかに変化する。換言すると、酸化物５３０ａ、酸化物５３０ｂ、及び酸化物５３０ｃの接合部における伝導帯下端のエネルギー準位は、連続的に変化又は連続接合するともいうことができる。このようにするためには、酸化物５３０ａと酸化物５３０ｂとの界面、及び酸化物５３０ｂと酸化物５３０ｃとの界面において形成される混合層の欠陥準位密度を低くするとよい。

　具体的には、酸化物５３０ａと酸化物５３０ｂ、酸化物５３０ｂと酸化物５３０ｃが、酸素以外に共通の元素を有する（主成分とする）ことで、欠陥準位密度が低い混合層を形成することができる。例えば、酸化物５３０ｂがＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物の場合、酸化物５３０ａ及び酸化物５３０ｃとして、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物、Ｇａ−Ｚｎ酸化物、酸化ガリウムなどを用いるとよい。

　このとき、キャリアの主たる経路は酸化物５３０ｂとなる。酸化物５３０ａ、酸化物５３０ｃを上述の構成とすることで、酸化物５３０ａと酸化物５３０ｂとの界面、及び酸化物５３０ｂと酸化物５３０ｃとの界面における欠陥準位密度を低くすることができる。そのため、界面散乱によるキャリア伝導への影響が小さくなり、トランジスタ５００は高いオン電流を得られる。

　酸化物５３０ｃ上には、ソース電極、及びドレイン電極として機能する導電体５４２ａ、及び導電体５４２ｂが設けられる。導電体５４２ａ、及び導電体５４２ｂとしては、アルミニウム、クロム、銅、銀、金、白金、タンタル、ニッケル、チタン、モリブデン、タングステン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、マンガン、マグネシウム、ジルコニウム、ベリリウム、インジウム、ルテニウム、イリジウム、ストロンチウム、ランタンから選ばれた金属元素、又は上述した金属元素を成分とする合金か、上述した金属元素を組み合わせた合金等を用いることが好ましい。例えば、窒化タンタル、窒化チタン、タングステン、チタンとアルミニウムを含む窒化物、タンタルとアルミニウムを含む窒化物、酸化ルテニウム、窒化ルテニウム、ストロンチウムとルテニウムを含む酸化物、ランタンとニッケルを含む酸化物などを用いることが好ましい。また、窒化タンタル、窒化チタン、チタンとアルミニウムを含む窒化物、タンタルとアルミニウムを含む窒化物、酸化ルテニウム、窒化ルテニウム、ストロンチウムとルテニウムを含む酸化物、ランタンとニッケルを含む酸化物は、酸化しにくい導電性材料、又は、酸素を吸収しても導電性を維持する材料であるため、好ましい。更に、窒化タンタルなどの金属窒化物膜は、水素又は酸素に対するバリア性があるため好ましい。

　また、図１４Ａ、図１４Ｂでは、導電体５４２ａ、及び導電体５４２ｂを単層構造として示したが、２層以上の積層構造としてもよい。例えば、窒化タンタル膜とタングステン膜を積層するとよい。また、チタン膜とアルミニウム膜を積層してもよい。また、タングステン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、タングステン膜上に銅膜を積層する二層構造としてもよい。

　また、チタン膜又は窒化チタン膜と、そのチタン膜又は窒化チタン膜上に重ねてアルミニウム膜又は銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜又は窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜又は窒化モリブデン膜と、そのモリブデン膜又は窒化モリブデン膜上に重ねてアルミニウム膜又は銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜又は窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫又は酸化亜鉛を含む透明導電材料を用いてもよい。

　また、図１４Ａに示すように、酸化物５３０の、導電体５４２ａ（導電体５４２ｂ）との界面とその近傍には、低抵抗領域として、領域５４３ａ、及び領域５４３ｂが形成される場合がある。このとき、領域５４３ａはソース領域又はドレイン領域の一方として機能し、領域５４３ｂはソース領域又はドレイン領域の他方として機能する。また、領域５４３ａと領域５４３ｂに挟まれる領域にチャネル形成領域が形成される。

　酸化物５３０と接するように上記導電体５４２ａ（導電体５４２ｂ）を設けることで、領域５４３ａ（領域５４３ｂ）の酸素濃度が低減する場合がある。また、領域５４３ａ（領域５４３ｂ）に導電体５４２ａ（導電体５４２ｂ）に含まれる金属と、酸化物５３０の成分とを含む金属化合物層が形成される場合がある。このような場合、領域５４３ａ（領域５４３ｂ）のキャリア濃度が増加し、領域５４３ａ（領域５４３ｂ）は、低抵抗領域となる。

　絶縁体５４４は、導電体５４２ａ、及び導電体５４２ｂを覆うように設けられ、導電体５４２ａ、及び導電体５４２ｂの酸化を抑制する。このとき、絶縁体５４４は、酸化物５３０の側面を覆い、絶縁体５２４と接するように設けられてもよい。

　絶縁体５４４として、ハフニウム、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、ジルコニウム、タングステン、チタン、タンタル、ニッケル、ゲルマニウム、ネオジム、ランタン又は、マグネシウムなどから選ばれた一種、又は二種以上が含まれた金属酸化物を用いることができる。また、絶縁体５４４として、窒化酸化シリコン又は窒化シリコンなども用いることができる。

　特に、絶縁体５４４として、アルミニウム、又はハフニウムの一方又は双方の酸化物を含む絶縁体である、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、アルミニウム、及びハフニウムを含む酸化物（ハフニウムアルミネート）などを用いることが好ましい。特に、ハフニウムアルミネートは、酸化ハフニウム膜よりも、耐熱性が高い。そのため、後の工程での熱処理において、結晶化しにくいため好ましい。なお、導電体５４２ａ、及び導電体５４２ｂが耐酸化性を有する材料、又は、酸素を吸収しても著しく導電性が低下しない場合、絶縁体５４４は、必須の構成ではない。求めるトランジスタ特性により、適宜設計すればよい。

　絶縁体５４４を有することで、絶縁体５８０に含まれる水、及び水素などの不純物が酸化物５３０ｃ、絶縁体５５０を介して、酸化物５３０ｂに拡散することを抑制することができる。また、絶縁体５８０が有する過剰酸素により、導電体５６０が酸化するのを抑制することができる。

　絶縁体５５０は、第１のゲート絶縁膜として機能する。絶縁体５５０は、上述した絶縁体５２４と同様に、過剰に酸素を含み、かつ加熱により酸素が放出される絶縁体を用いて形成することが好ましい。

　具体的には、過剰酸素を有する酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、フッ素を添加した酸化シリコン、炭素を添加した酸化シリコン、炭素、及び窒素を添加した酸化シリコン、空孔を有する酸化シリコンを用いることができる。特に、酸化シリコン、及び酸化窒化シリコンは熱に対し安定であるため好ましい。

　また、絶縁体５５０が有する過剰酸素を、効率的に酸化物５３０へ供給するために、絶縁体５５０と導電体５６０との間に金属酸化物を設けてもよい。当該金属酸化物は、絶縁体５５０から導電体５６０への酸素拡散を抑制することが好ましい。酸素の拡散を抑制する金属酸化物を設けることで、絶縁体５５０から導電体５６０への過剰酸素の拡散が抑制される。つまり、酸化物５３０へ供給する過剰酸素量の減少を抑制することができる。また、過剰酸素による導電体５６０の酸化を抑制することができる。当該金属酸化物としては、絶縁体５４４に用いることができる材料を用いればよい。

　なお、絶縁体５５０は、第２のゲート絶縁膜と同様に、積層構造としてもよい。トランジスタの微細化、及び高集積化が進むと、ゲート絶縁膜の薄膜化により、リーク電流などの問題が生じる場合があるため、ゲート絶縁膜として機能する絶縁体を、ｈｉｇｈ−ｋ材料と、熱的に安定している材料との積層構造とすることで、物理膜厚を保ちながら、トランジスタ動作時のゲート電位の低減が可能となる。また、熱的に安定かつ比誘電率の高い積層構造とすることができる。

　第１のゲート電極として機能する導電体５６０は、図１４Ａ、図１４Ｂでは２層構造として示しているが、単層構造でもよいし、３層以上の積層構造であってもよい。

　導電体５６０ａは、水素原子、水素分子、水分子、窒素原子、窒素分子、酸化窒素分子（Ｎ_２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ_２など）、銅原子などの不純物の拡散を抑制する機能を有する導電性材料を用いることが好ましい。又は、酸素（例えば、酸素原子、酸素分子などの少なくとも一）の拡散を抑制する機能を有する導電性材料を用いることが好ましい。導電体５６０ａが酸素の拡散を抑制する機能を持つことにより、絶縁体５５０に含まれる酸素により、導電体５６０ｂが酸化して導電率が低下することを抑制することができる。酸素の拡散を抑制する機能を有する導電性材料としては、例えば、タンタル、窒化タンタル、ルテニウム、又は酸化ルテニウムなどを用いることが好ましい。また、導電体５６０ａとして、酸化物５３０に適用できる酸化物半導体を用いることができる。その場合、導電体５６０ｂをスパッタリング法で成膜することで、導電体５６０ａの電気抵抗値を低下させて導電体にすることができる。これをＯＣ（Ｏｘｉｄｅ　Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）電極と呼ぶことができる。

　また、導電体５６０ｂは、タングステン、銅、又はアルミニウムを主成分とする導電性材料を用いることが好ましい。また、導電体５６０ｂは、配線としても機能するため、導電性が高い導電体を用いることが好ましい。例えば、タングステン、銅、又はアルミニウムを主成分とする導電性材料を用いることができる。また、導電体５６０ｂは積層構造としてもよく、例えば、チタン又は窒化チタンと上記導電性材料との積層構造としてもよい。

　絶縁体５８０は、絶縁体５４４を介して、導電体５４２ａ、及び導電体５４２ｂ上に設けられる。絶縁体５８０は、過剰酸素領域を有することが好ましい。例えば、絶縁体５８０として、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、フッ素を添加した酸化シリコン、炭素を添加した酸化シリコン、炭素、及び窒素を添加した酸化シリコン、空孔を有する酸化シリコン、又は樹脂などを有することが好ましい。特に、酸化シリコン、及び酸化窒化シリコンは、熱的に安定であるため好ましい。特に、酸化シリコン、空孔を有する酸化シリコンは、後の工程で、容易に過剰酸素領域を形成することができるため好ましい。

　絶縁体５８０は、過剰酸素領域を有することが好ましい。加熱により酸素が放出される絶縁体５８０を、絶縁体５５０と接して設けることで、絶縁体５８０中の酸素を、絶縁体５５０を通じて、酸化物５３０へと効率良く供給することができる。なお、絶縁体５８０中の水又は水素などの不純物濃度が低減されていることが好ましい。

　絶縁体５８０の開口は、導電体５４２ａと導電体５４２ｂの間の領域に重畳して形成される。これにより、導電体５６０は、絶縁体５８０の開口、及び導電体５４２ａと導電体５４２ｂに挟まれた領域に、埋め込まれるように形成される。

　半導体装置を微細化するに当たり、ゲート長を短くすることが求められるが、導電体５６０の導電性が下がらないようにする必要がある。そのために導電体５６０の膜厚を大きくすると、導電体５６０はアスペクト比が高い形状となりうる。本実施の形態では、導電体５６０を絶縁体５８０の開口に埋め込むように設けるため、導電体５６０をアスペクト比の高い形状にしても、工程中に導電体５６０を倒壊させることなく、形成することができる。

　絶縁体５７４は、絶縁体５８０の上面、導電体５６０の上面、及び絶縁体５５０の上面に接して設けられることが好ましい。絶縁体５７４をスパッタリング法で成膜することで、絶縁体５５０、及び絶縁体５８０へ過剰酸素領域を設けることができる。これにより、当該過剰酸素領域から、酸化物５３０中に酸素を供給することができる。

　例えば、絶縁体５７４として、ハフニウム、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、ジルコニウム、タングステン、チタン、タンタル、ニッケル、ゲルマニウム、又はマグネシウムなどから選ばれた一種、又は二種以上が含まれた金属酸化物を用いることができる。

　特に、酸化アルミニウムはバリア性が高く、０．５ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の薄膜であっても、水素、及び窒素の拡散を抑制することができる。したがって、スパッタリング法で成膜した酸化アルミニウムは、酸素供給源であるとともに、水素などの不純物のバリア膜としての機能も有することができる。

　また、絶縁体５７４の上に、層間膜として機能する絶縁体５８１を設けることが好ましい。絶縁体５８１は、絶縁体５２４などと同様に、膜中の水又は水素などの不純物濃度が低減されていることが好ましい。

　また、絶縁体５８１、絶縁体５７４、絶縁体５８０、及び絶縁体５４４に形成された開口に、導電体５４０ａ、及び導電体５４０ｂを配置する。導電体５４０ａ及び導電体５４０ｂは、導電体５６０を挟んで対向して設ける。導電体５４０ａ及び導電体５４０ｂは、後述する導電体５４６、及び導電体５４８と同様の構成である。また、図１４Ａに示すように、開口の側壁と、導電体５４０ａまたは導電体５４０ｂとの間に、水素などの不純物のバリア膜としての機能を有する絶縁体を設けてもよい。

　絶縁体５８１上には、絶縁体５８２が設けられている。絶縁体５８２は、酸素や水素に対してバリア性のある物質を用いることが好ましい。したがって、絶縁体５８２には、絶縁体５１４と同様の材料を用いることができる。例えば、絶縁体５８２には、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタルなどの金属酸化物を用いることが好ましい。

　また、絶縁体５８２上には、絶縁体５８６が設けられている。絶縁体５８６は、絶縁体３２０と同様の材料を用いることができる。また、これらの絶縁体に、比較的誘電率が低い材料を適用することで、配線間に生じる寄生容量を低減することができる。例えば、絶縁体５８６として、酸化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜などを用いることができる。

　また、絶縁体５２２、絶縁体５２４、絶縁体５４４、絶縁体５８０、絶縁体５７４、絶縁体５８１、絶縁体５８２、及び絶縁体５８６には、導電体５４６、及び導電体５４８等が埋め込まれている。

　導電体５４６、及び導電体５４８は、容量素子８００、トランジスタ５００、又はトランジスタ３００と接続するプラグ、又は配線としての機能を有する。導電体５４６、及び導電体５４８は、導電体３２８、及び導電体３３０と同様の材料を用いて設けることができる。

　続いて、トランジスタ５００の上方には、容量素子８００が設けられている。容量素子８００は、導電体８１０と、導電体８２０、絶縁体８３０とを有する。

　また、導電体５４６、及び導電体５４８上に、導電体８１２を設けてもよい。導電体８１２は、トランジスタ５００と接続するプラグ、又は配線としての機能を有する。導電体８１０は、容量素子８００の電極としての機能を有する。なお、導電体８１２、及び導電体８１０は、同時に形成することができる。

　導電体８１２、及び導電体８１０には、モリブデン、チタン、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、クロム、ネオジム、スカンジウムから選ばれた元素を含む金属膜、又は上述した元素を成分とする金属窒化物膜（窒化タンタル膜、窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、窒化タングステン膜）等を用いることができる。又は、インジウム錫酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの導電性材料を適用することもできる。

　図１２では、導電体８１２、及び導電体８１０は単層構造を示したが、当該構成に限定されず、２層以上の積層構造でもよい。例えば、バリア性を有する導電体と導電性が高い導電体との間に、バリア性を有する導電体、及び導電性が高い導電体に対して密着性が高い導電体を形成してもよい。

　絶縁体８３０を介して、導電体８１０と重畳するように、導電体８２０を設ける。なお、導電体８２０は、金属材料、合金材料、又は金属酸化物材料などの導電性材料を用いることができる。耐熱性と導電性を両立するタングステンやモリブデンなどの高融点材料を用いることが好ましく、特にタングステンを用いることが好ましい。また、導電体などの他の構造と同時に形成する場合は、低抵抗金属材料であるＣｕ（銅）やＡｌ（アルミニウム）等を用いればよい。

　導電体８２０、及び絶縁体８３０上には、絶縁体８４０が設けられている。絶縁体８４０は、絶縁体３２０と同様の材料を用いて設けることができる。また、絶縁体８４０は、その下方の凹凸形状を被覆する平坦化膜として機能してもよい。

　本構造を用いることで、酸化物半導体を有するトランジスタを用いた半導体装置において、電気特性の変動を抑制するとともに、信頼性を向上させることができる。又は、酸化物半導体を有するトランジスタを用いた記憶装置、演算装置等において、微細化又は高集積化を図ることができる。

［金属酸化物］
　以下では、トランジスタのチャネルが形成される半導体層（酸化物５３０）に適用可能な金属酸化物について説明する。

　なお、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物も金属酸化物（ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅ）と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物を、金属酸窒化物（ｍｅｔａｌ　ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）と呼称してもよい。例えば、亜鉛酸窒化物（ＺｎＯＮ）などの窒素を有する金属酸化物を、半導体層に用いてもよい。

　なお、本明細書等において、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ　ａｌｉｇｎｅｄ　ｃｒｙｓｔａｌ）、及びＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と記載する場合がある。ＣＡＡＣは結晶構造の一例を表し、ＣＡＣは機能または材料の構成の一例を表す。

　例えば、半導体層にはＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）−ＯＳ（Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）を用いることができる。

　ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅとは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。なお、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅを、トランジスタの半導体層に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子（またはホール）を流す機能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能である。導電性の機能と、絶縁性の機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅに付与することができる。ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。

　また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅは、導電性領域、及び絶縁性領域を有する。導電性領域は、上述の導電性の機能を有し、絶縁性領域は、上述の絶縁性の機能を有する。また、材料中において、導電性領域と、絶縁性領域とは、ナノ粒子レベルで分離している場合がある。また、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ材料中に偏在する場合がある。また、導電性領域は、周辺がぼけてクラウド状に連結して観察される場合がある。

　また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅにおいて、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下のサイズで材料中に分散している場合がある。

　また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅは、異なるバンドギャップを有する成分により構成される。例えば、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅは、絶縁性領域に起因するワイドギャップを有する成分と、導電性領域に起因するナローギャップを有する成分と、により構成される。当該構成の場合、キャリアを流す際に、ナローギャップを有する成分において、主にキャリアが流れる。また、ナローギャップを有する成分が、ワイドギャップを有する成分に相補的に作用し、ナローギャップを有する成分に連動してワイドギャップを有する成分にもキャリアが流れる。このため、上記ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅをトランジスタのチャネル形成領域に用いる場合、トランジスタのオン状態において高い電流駆動力、つまり大きなオン電流、及び高い電界効果移動度を得ることができる。

　すなわち、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅは、マトリックス複合材（ｍａｔｒｉｘ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、または金属マトリックス複合材（ｍｅｔａｌ　ｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と呼称することもできる。

　酸化物半導体（金属酸化物）は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体と、に分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ（ｃ−ａｘｉｓ　ａｌｉｇｎｅｄ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　ｏｘｉｄｅ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶酸化物半導体、ｎｃ−ＯＳ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　ｏｘｉｄｅ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、擬似非晶質酸化物半導体（ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ　ｏｘｉｄｅ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、及び非晶質酸化物半導体などがある。

　ＣＡＡＣ−ＯＳは、ｃ軸配向性を有し、かつａ−ｂ面方向において複数のナノ結晶が連結し、歪みを有した結晶構造となっている。なお、歪みとは、複数のナノ結晶が連結する領域において、格子配列の揃った領域と、別の格子配列の揃った領域と、の間で格子配列の向きが変化している箇所を指す。

　ナノ結晶は、六角形を基本とするが、正六角形状とは限らず、非正六角形状である場合がある。また、歪みにおいて、五角形及び七角形などの格子配列を有する場合がある。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳにおいて、歪み近傍においても、明確な結晶粒界（グレインバウンダリーともいう。）を確認することは難しい。すなわち、格子配列の歪みによって、結晶粒界の形成が抑制されていることがわかる。これは、ＣＡＡＣ−ＯＳが、ａ−ｂ面方向において酸素原子の配列が稠密でないことや、金属元素が置換することで原子間の結合距離が変化することなどによって、歪みを許容することができるためである。

　また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、インジウム、及び酸素を有する層（以下、Ｉｎ層）と、元素Ｍ、亜鉛、及び酸素を有する層（以下、（Ｍ，Ｚｎ）層）とが積層した、層状の結晶構造（層状構造ともいう）を有する傾向がある。なお、インジウムと元素Ｍは、互いに置換可能であり、（Ｍ，Ｚｎ）層の元素Ｍがインジウムと置換した場合、（Ｉｎ，Ｍ，Ｚｎ）層と表すこともできる。また、Ｉｎ層のインジウムが元素Ｍと置換した場合、（Ｉｎ，Ｍ）層と表すこともできる。

　ＣＡＡＣ−ＯＳは結晶性の高い金属酸化物である。一方、ＣＡＡＣ−ＯＳは、明確な結晶粒界を確認することが難しいため、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。また、金属酸化物の結晶性は不純物の混入や欠陥の生成などによって低下する場合があるため、ＣＡＡＣ−ＯＳは不純物や欠陥（酸素欠損（Ｖ_Ｏ：ｏｘｙｇｅｎ　ｖａｃａｎｃｙともいう。）など）の少ない金属酸化物ともいえる。したがって、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する金属酸化物は、物理的性質が安定する。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する金属酸化物は熱に強く、信頼性が高い。

　ｎｃ−ＯＳは、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。また、ｎｃ−ＯＳは、異なるナノ結晶間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。したがって、ｎｃ−ＯＳは、分析方法によっては、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳや非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。

　なお、インジウムと、ガリウムと、亜鉛と、を有する金属酸化物の一種である、インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物（以下、ＩＧＺＯ）は、上述のナノ結晶とすることで安定な構造をとる場合がある。特に、ＩＧＺＯは、大気中では結晶成長がし難い傾向があるため、大きな結晶（ここでは、数ｍｍの結晶、または数ｃｍの結晶）よりも小さな結晶（例えば、上述のナノ結晶）とする方が、構造的に安定となる場合がある。

　ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、ｎｃ−ＯＳと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する金属酸化物である。ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、鬆または低密度領域を有する。すなわち、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、ｎｃ−ＯＳ及びＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、結晶性が低い。

　酸化物半導体（金属酸化物）は、多様な構造をとり、それぞれが異なる特性を有する。本発明の一態様の酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体、多結晶酸化物半導体、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ、ＣＡＡＣ−ＯＳのうち、二種以上を有していてもよい。

　半導体層として機能する金属酸化物膜は、不活性ガス及び酸素ガスのいずれか一方または双方を用いて成膜することができる。なお、金属酸化物膜の成膜時における酸素の流量比（酸素分圧）に、特に限定はない。ただし、電界効果移動度が高いトランジスタを得る場合においては、金属酸化物膜の成膜時における酸素の流量比（酸素分圧）は、０％以上３０％以下が好ましく、５％以上３０％以下がより好ましく、７％以上１５％以下がさらに好ましい。

　金属酸化物は、エネルギーギャップが２ｅＶ以上であることが好ましく、２．５ｅＶ以上であることがより好ましく、３ｅＶ以上であることがさらに好ましい。このように、エネルギーギャップの広い金属酸化物を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。

　金属酸化物膜の成膜時の基板温度は、３５０℃以下が好ましく、室温以上２００℃以下がより好ましく、室温以上１３０℃以下がさらに好ましい。金属酸化物膜の成膜時の基板温度が室温であると、生産性を高めることができ、好ましい。

　金属酸化物膜は、スパッタリング法により形成することができる。そのほか、例えばＰＬＤ法、ＰＥＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＡＬＤ法、真空蒸着法などを用いてもよい。

Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２：表示素子、Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２：画像信号、１０、１０ａ：複合デバイス、１１：表示装置、１２、１２ａ：センサ装置、１３：情報処理装置、２１：制御部、２２：表示部、２３：撮像部、２４：レンズ、２５：通信部、２５ａ：復帰動作、２５ｂ：処理動作、２５ｃ：休止動作、２６：画像生成部、２７：信号、３１：センサ部、３２：通信部、３３：信号、３３ａ：パルス信号、３３ｂ：信号、３４：表示部、４０：ユーザー、４１：眼球、４２：腕、４３：指、４４：上腕、４５：衣服、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ：画像、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ：画像情報

Claims

　センサ装置と、表示装置と、を有し、
　前記センサ装置は、第１の通信部と、センサ部と、を有し、且つ、人体に装着可能であり、
　前記表示装置は、表示部と、第２の通信部と、制御部と、を有し、
　前記第１の通信部は、前記センサ部が取得した情報を含む信号を送信する機能を有し、
　前記第２の通信部は、前記信号を受信する機能を有し、
　前記制御部は、前記信号に応じて、休止状態から復帰する機能を有し、
　前記制御部は、前記情報に基づいて第１の画像データを生成し、前記表示部に出力する機能を有し、
　前記表示部は、前記第１の画像データに基づいて画像を表示する機能を有する、複合デバイス。
　請求項１において、
　前記センサ装置は、眼球に装着可能に構成される、複合デバイス。
　請求項１において、
　前記センサ装置は、皮膚に貼りつけ可能に構成される、複合デバイス。
　請求項１において、
　前記センサ装置は、手首、指、または腕に装着可能に構成される、複合デバイス。
　請求項１において、
　前記センサ装置は、衣服に固定される、複合デバイス。
　請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
　前記センサ部は、血糖値、心拍数、血圧、体温、酸素飽和度、及び中性脂肪濃度のうち、一以上を検出する機能を有する、複合デバイス。
　請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
　前記表示部は、
　画素密度が１０００ｐｐｉ以上１００００ｐｐｉ以下であり、
　走査線方向または信号線方向の画素数が、２０００以上１００００以下である、複合デバイス。
　請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
　前記表示装置は、撮像部を有し、
　前記制御部は、前記信号に含まれる前記情報と、前記撮像部から入力される第２の画像データと、に基づいて、前記第１の画像データを生成し、前記表示部に出力する機能を有する、複合デバイス。