本発明の一態様の情報処理装置は、演算装置と、入出力装置と、を有する。
演算装置は入力情報または検知情報を供給され、演算装置は鑑定結果に基づいて、制御情報および画像情報を供給する。また、演算装置は人工知能部を備え、人工知能部は入力情報および検知情報に基づいて制御情報を生成する。
人工知能部は検知情報を鑑定し、入出力装置は入力情報および検知情報を供給し、入出力装置は制御情報および画像情報を供給される。また、入出力装置は入力部、検知部および表示部を備える。
入力部は入力情報を生成し、検知部は検知情報を生成し、検知情報は指紋情報を含み、表示部は制御情報に基づいて、画像情報を表示する。
これにより、鑑定結果に基づいて、制御情報を生成することができる。または、鑑定結果に基づいて、操作の権限を使用者に付与することができる。または、鑑定結果に基づいて、使用者が好適であると感じられるように表示する制御情報を生成することができる。または、好適であると感じられるように表示することができる。または、快適であると感じられるように表示する制御情報を生成することができる。または、快適であると感じられるように表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供することができる。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の情報処理装置の構成について、図1または図24を参照しながら説明する。
<情報処理装置の構成例1>
本実施の形態で説明する情報処理装置200は、演算装置210と、入出力装置220と、を有する(図1(A)参照)。なお、入出力装置220は、演算装置210と電気的に接続される。また、情報処理装置200は筐体を備えることができる。
《演算装置210の構成例1》
演算装置210は入力情報IIまたは検知情報DSを供給される。演算装置210は制御情報CIおよび画像情報V1を供給する。
ところで、例えば、入力情報IIの種類の数および検知情報DSの種類の数が合わせて5あって、制御情報CIの種類の数が5ある場合、このような構成を5in5outということができる。
演算装置210は、人工知能部213を備える。
《人工知能部213の構成例1》
人工知能部213は、入力情報IIまたは検知情報DSに基づいて、制御情報CIを生成する。
例えば、人工知能部213は、入力情報IIまたは検知情報DSから、特徴を抽出することができる。人工知能部213は、抽出した特徴に基づいて制御情報CIを生成することができる。
例えば、人工知能部213は入力情報IIまたは検知情報DSから、一部を抽出することができる。人工知能部213は、抽出した一部を他の一部とは異なるように表示する制御情報CIを生成することができる。
[入力情報IIに対する自然言語処理]
具体的には、人工知能部213は入力情報IIを自然言語処理して、入力情報II全体から1つの特徴を抽出することができる。例えば、人工知能部213は、入力情報IIに込められた感情等を推論し特徴とすることができる。また、当該特徴に好適であると経験的に感じられる色彩、模様または書体等を推論することができる。また、人工知能部213は、文字の色、模様または書体を指定する情報、背景の色または模様を指定する情報を生成し、制御情報CIに用いることができる。
具体的には、人工知能部213は入力情報IIを自然言語処理して、入力情報IIに含まれる一部の言葉を抽出することができる。例えば、人工知能部213は文法的な誤り、事実誤認または感情を含む表現等を抽出することができる。また、人工知能部213は、抽出した一部を他の一部とは異なる色彩、模様または書体等で表示する制御情報CIを生成することができる。
[入力情報IIに対する画像処理]
具体的には、人工知能部213は入力情報IIを画像処理して、入力情報IIから1つの特徴を抽出することができる。例えば、人工知能部213は、入力情報IIが撮影された年代、屋内または屋外、昼または夜等を推論し特徴とすることができる。また、当該特徴に好適であると経験的に感じられる色調を推論し、当該色調を表示に用いるための制御情報CIを生成することができる。具体的には、濃淡の表現に用いる色(例えば、フルカラー、白黒または茶褐色等)を指定する情報を制御情報CIに用いることができる。
具体的には、人工知能部213は入力情報IIを画像処理して、入力情報IIに含まれる一部の画像を抽出することができる。例えば、抽出した画像の一部と他の一部の間に境界を表示する制御情報CIを生成することができる。具体的には、抽出した画像の一部を囲む矩形を表示する制御情報CIを生成することができる。
[検知情報DSを用いる推論]
具体的には、人工知能部213は検知情報DSを情報INに用いて、推論RIを生成することができる。または、推論RIに基づいて、情報処理装置200の使用者が快適であると感じられるように制御情報CIを生成することができる。
具体的には、環境の照度等に基づいて、人工知能部213は、表示の明るさが快適であると感じられるように、表示の明るさを調整する制御情報CIを生成することができる。または、人工知能部213は環境の騒音等に基づいて大きさが快適であると感じられるように、音量を調整する制御情報CIを生成することができる。
なお、表示部230が備える、後述する制御部238に供給するクロック信号またはタイミング信号などを制御情報CIに用いることができる。または、入力部240が備える、後述する制御部248に供給するクロック信号またはタイミング信号などを制御情報CIに用いることができる。
《入出力装置220の構成例》
入出力装置220は、入力情報IIおよび検知情報DSを供給する。入出力装置220は、制御情報CIおよび画像情報V1を供給される。
例えば、キーボードのスキャンコード、位置情報、ボタンの操作情報、音声情報または画像情報等を入力情報IIに用いることができる。または、例えば、情報処理装置200が使用される環境等の照度情報、姿勢情報、加速度情報、方位情報、圧力情報、温度情報または湿度情報等を検知情報DSに用いることができる。
例えば、画像情報V1を表示する輝度を制御する信号、彩度を制御する信号、色相を制御する信号を、制御情報CIに用いることができる。または、画像情報V1の一部の表示を変化する信号を、制御情報CIに用いることができる。
なお、実施の形態2乃至実施の形態5において説明する表示装置を表示部230に用いることができる。
入出力装置220は、入力部240、検知部250および表示部230を備える。
入力部240は入力情報IIを生成する。
検知部250は検知情報DSを生成する。
表示部230は制御情報CIに基づいて、画像情報V1を表示する。
これにより、好適であると感じられるように表示する制御情報を生成することができる。または、好適であると感じられるように表示することができる。または、快適であると感じられるように表示する制御情報を生成することができる。または、快適であると感じられるように表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供することができる。
《人工知能部213の構成例2》
人工知能部213は半導体装置90を有する(図1(B)参照)。
《半導体装置90》
半導体装置90は情報INに基づいて推論RIを供給する。半導体装置90はニューラルネットワーク80を備える。
例えば、入力情報IIまたは検知情報DSを情報INに用いることができる。または、例えば、推論RIを制御情報CIに用いることができる。
《ニューラルネットワーク80》
ニューラルネットワーク80は、入力層81、中間層82および出力層83を備える(図1(B)および図24(A)参照)。例えば、畳み込みニューラルネットワークをニューラルネットワーク80に用いることができる。または、再帰型ニューラルネットワークをニューラルネットワーク80に用いることができる。
入力層81は情報INを供給される。
中間層82は、一群のニューロン回路を備える。一群のニューロン回路は、ニューロン回路70を含む。
ニューロン回路70は入力層81と電気的に接続される。ニューロン回路70は、出力層83と電気的に接続される。
出力層83は推論RIを生成する。
《ニューロン回路70》
ニューロン回路70は積和演算器10および変換器30を備える(図24(B)参照)。
《積和演算器10》
積和演算器10は一群の入力信号X[1]乃至入力信号X[N]を供給される。積和演算器10は一群の重み情報W[1]乃至重み情報W[N]を供給される。また、積和演算器10はバイアス信号Bを供給される。
積和演算器10は一群の入力信号X[1]乃至入力信号X[N]および重み情報W[1]乃至重み情報W[N](W[1:N])(図24(B)参照)の積和値およびバイアス信号Bに基づいて積和信号uを生成し、供給する。
《変換器30》
変換器30は積和演算器10と電気的に接続される。変換器30は積和信号uに基づいて出力信号f(u)を生成し供給する。
《演算装置210の構成例2》
演算装置210は鑑定結果に基づいて、制御情報CIおよび画像情報V1を供給する。演算装置210は人工知能部213を備える(図1(A)参照)。
《人工知能部213の構成例3》
人工知能部213は検知情報DSを鑑定し、鑑定結果を生成する。なお、人工知能部213が行う鑑定を、推論と言い換えることができる。
人工知能部213は入力情報II、検知情報DSおよび鑑定結果に基づいて、制御情報CIを生成する。例えば、鑑定結果に基づいて、入力情報IIを無効化することができる。具体的には、入力情報IIの供給を停止する制御情報CIを、入出力装置220に供給することができる。
例えば、人工知能部213は検知情報DSから、生体的特徴を抽出することができる。人工知能部213は抽出した生体的特徴が、あらかじめ学習した生体的特徴と一致するか否かを推論することができる。
[検知情報DSを用いる推論]
例えば、生体的特徴に指紋の凸部模様FPを用いる場合において、模様の中心点、模様の分岐点、模様の端点または模様が三方向から集まる点を、特徴点に用いることができる(図1(D)参照)。または、人工知能部213を用いて、上記の特徴点に限らず、凸部模様FPのすべてから特徴を抽出することができる。これにより、検知情報DSに含まれる指紋の凸部模様FPの一部が欠落(defect)している場合でも、その凸部模様FPを鑑定することができる。
《検知部250の構成例》
検知部250は検知情報DSを供給する。例えば、生体的特徴情報または習慣的特徴情報を検知情報DSに用いることができる。
具体的には、指紋、網膜、虹彩、顔、掌紋、血管または遺伝子等の生体的特徴を検知情報DSに用いることができる。例えば、指紋センサ、可視光カメラ、近赤外線カメラ、遺伝子センサ等を検知部250に用いることができる。
具体的には、筆跡、声紋またはキーストローク等の習慣的特徴を、検知情報DSに用いることができる。例えば、スキャナー、筆圧を検知可能な入力機器、マイクロフォンまたはキーボード等を検知部250に用いることができる。
生体的特徴に指紋の凸部模様を用いる場合、例えば、光学式センサ、感熱式センサ、静電式センサまたは電界式センサなどを検知部250に用いることができる。
光学式センサを用いて指紋の凸部模様を読み取る場合において、凸部模様を読み取る指紋に光を照射して、反射する光から凸部模様を読み取ることができる(図1(C)参照)。または、凸部模様を読み取る指紋から離れた部位に光を照射して、指の中を伝搬して指紋から射出される光から凸部模様を読み取ることができる。例えば、近赤外線IRを照射する光に用いることができる。
これにより、鑑定結果に基づいて、制御情報を生成することができる。または、鑑定結果に基づいて、操作の権限を使用者に付与することができる。または、鑑定結果に基づいて、使用者が好適であると感じられるように表示する制御情報を生成することができる。または、好適であると感じられるように表示することができる。または、快適であると感じられるように表示する制御情報を生成することができる。または、快適であると感じられるように表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供することができる。
《演算装置210の構成例3》
また、演算装置210は、演算部211、記憶部212、伝送路214および入出力インターフェース215を備える。
伝送路214は、演算部211、記憶部212、人工知能部213および入出力インターフェース215と電気的に接続される。
演算装置210は入力情報IIまたは検知情報DSを供給される。演算装置210は画像情報V1を供給する機能を備える。演算装置210は、例えば、入力情報IIまたは検知情報DSに基づいて動作する機能を備える。
《演算部211》
演算部211は、例えばプログラムを実行する機能を備える。
《記憶部212》
記憶部212は、例えば演算部211が実行するプログラム、初期情報、設定情報または画像等を記憶する機能を有する。
具体的には、ハードディスク、フラッシュメモリまたは酸化物半導体を含むトランジスタを用いたメモリ等を用いることができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の一態様の情報処理装置の表示部に用いることができる表示装置の構成について、図2乃至図7および図23を参照しながら説明する。
図2は本発明の一態様の表示装置の構成を説明するブロック図である。
図3(A)は本発明の一態様の表示装置の構成を説明する上面図であり、図3(B)は図3(A)の一部を説明する上面図であり、図3(C)は他の一部を説明する上面図である。
図4(A)は、図3(A)の切断線X1-X2、切断線X3-X4、切断線X9-X10における断面図であり、図4(B)は画素回路を説明する回路図である。
図5(A)は画素の構成を説明する断面図であり、図5(B)は図5(A)の一部を説明する断面図である。
図6は本発明の一態様の表示装置の構成を説明する図である。図6(A)は図3(C)の切断線W5-W6における断面図であり、図6(B)は図6(A)の一部を説明する断面図である。図6(C)は表示装置の構成を説明する上面図である。
図7は本発明の一態様の表示装置の構成を説明する図である。図7(A)は本発明の一態様の表示装置の一部を説明する投影図であり、図7(B)および図7(C)は図7(A)の切断線W1-W3における断面図である。図7(D)は表示装置に触れた指が投影する影の形状を説明する上面図である。図7(E)はユニットの構成を説明する断面図である。
図23は本発明の一態様の表示装置の構成を説明する図である。図23(A)は本発明の一態様の表示装置の投影図である。図23(B)は図23(A)の切断線W1-W3における断面図であり、図23(C)は図23(A)の切断線W2-W4における断面図である。
なお、本明細書において、1以上の整数を値にとる変数を符号に用いる場合がある。例えば、1以上の整数の値をとる変数pを含む(p)を、最大p個の構成要素のいずれかを特定する符号の一部に用いる場合がある。また、例えば、1以上の整数の値をとる変数mおよび変数nを含む(m,n)を、最大m×n個の構成要素のいずれかを特定する符号の一部に用いる場合がある。
<表示装置の構成例1>
本実施の形態で説明する表示装置は、光源800と、表示パネル700と、を有する(図2および図23(A)参照)。また、表示装置は基板510を有する。
《光源800》
光源800は、導光板850、ユニット811、ユニット812、ユニット813およびユニット814を備える。
《導光板850の構成例1》
導光板850は、第1の面851、第2の面852、第3の面853、第4の面854、第5の面855および第6の面856を備える(図23(A)、図23(B)および図23(C)参照)。
第3の面853は第1の面851に対向し、第4の面854は第2の面852に対向する。
第5の面855は表示パネル700と重なる領域を備える。また、第6の面856は第5の面855と重なる領域を備える。
ユニット811は第1の面851に光を供給し、ユニット812は第2の面852に光を供給し、ユニット813は第3の面853に光を供給し、ユニット814は第4の面854に光を供給する(図23(B)および図23(C)参照)。
第5の面855は、表示パネル700に向けて光の一部を射出する機能を備える。例えば、環境の照度等に基づいて、人工知能部213は、表示の明るさが快適であると感じられるように、表示の明るさを調整する制御情報CIを生成することができる。これにより、第5の面855から表示パネル700に向けて射出する光の強さを調節することができる。
第6の面856は、表示パネル700が反射する光を射出する機能を備える。
例えば、ユニット811から第1の面851に供給された光の一部は、第5の面855および第6の面856の間において、反射を繰り返しながら、ユニット813が配設されている側に進行し、第3の面853から射出される(図23(B)および図7(B)参照)。
また、ユニット813から第3の面853に供給された光の一部は、第5の面855および第6の面856の間において、反射を繰り返しながら、ユニット811が配設されている側に進行し、第1の面851から射出される。
言い換えれば、ユニット813が射出する光は、第5の面855および第6の面856の間で反射を繰り返しながら、ユニット811が射出する光の進行方向に対向する方向に進行する。
なお、例えば、第6の面856に触れるものの屈折率が変化すると、第6の面856における反射は乱れる。具体的には、導光板850の第6の面856に指などが触れると、ユニット811から射出される光の一部が指によって遮られ、光の進行方向に影を投影してしまう(図7(C)および図7(D)参照)。同様に、ユニット812から射出される光の一部が指によって遮られ、光の進行方向に影を投影してしまう。
一方で、ユニット813が射出する光は、ユニット811が射出する光の進行方向に対向する方向に進行する。これにより、ユニット813が射出する光は、ユニット811の光の進行方向に投影される影を薄くすることができる。または、第6の面856に触れる指などによる影響を軽減することができる。または、明暗のムラを軽減することができる。
また、ユニット811が射出する光は、ユニット813が射出する光の進行方向に対向する方向に進行する。これにより、ユニット811が射出する光は、ユニット813の光の進行方向に投影される影を薄くすることができる。
なお、ユニット814が射出する光は、ユニット812が射出する光の進行方向に対向する方向に進行し、ユニット812が射出する光は、ユニット814が射出する光の進行方向に対向する方向に進行する。これにより、ユニット812および814の間において、同様の効果を奏する。
また、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜などを、導光板850の使用者側に用いることができる。また、必要に応じて反射防止膜(アンチ・リフレクション膜)、または非光沢処理膜(アンチ・グレア膜)を設けることができる。
《表示パネル700の構成例》
表示パネル700は表示領域231を備える(図2参照)。
《表示領域231の構成例1》
表示領域231は、画素702(i,j)を備える。
画素702(i,j)は、表示素子750(i,j)を備える(図23(B)参照)。
表示素子750(i,j)は、第5の面855から射出された光を、第6の面856に向けて反射する機能を備える。
これにより、暗い環境下で画像を良好に表示することができる。または、暗所において反射型の表示素子を利用することができる。または、例えば、指などの接触により生じる明暗のムラを軽減することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。または、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供することができる。
《表示領域231の構成例2》
表示領域231は、一群の複数の画素702(i,1)乃至画素702(i,n)、他の一群の複数の画素702(1,j)乃至画素702(m,j)、走査線G1(i)および信号線S1(j)を備える(図2参照)。なお、iは1以上m以下の整数であり、jは1以上n以下の整数であり、mおよびnは1以上の整数である。
一群の複数の画素702(i,1)乃至画素702(i,n)は、画素702(i,j)を含み、行方向(図中に矢印R1で示す方向)に配設される。
他の一群の複数の画素702(1,j)乃至画素702(m,j)は、画素702(i,j)を含み、行方向と交差する列方向(図中に矢印C1で示す方向)に配設される。
走査線G1(i)は、一群の複数の画素702(i,1)乃至画素702(i,n)と電気的に接続される。
信号線S1(j)は、他の一群の複数の画素702(1,j)乃至画素702(m,j)と電気的に接続される。
《画素702(i,j)の構成例1》
表示領域231は、複数の画素を備える。例えば、色相が互いに異なる色を表示する機能を備える画素を表示領域231に用いることができる。または、当該複数の画素を用いて、各々その画素では表示できない色相の色を、加法混色により表示することができる。
なお、色相が異なる色を表示することができる複数の画素を混色に用いる場合において、それぞれの画素を副画素と言い換えることができる。また、複数の副画素を一組にして、画素と言い換えることができる。
例えば、画素702(i,j)を副画素と言い換えることができ、画素702(i,i)、画素702(i,j+1)および画素702(i,j+2)を一組にして、画素703(i,k)と言い換えることができる(図3(C)参照)。
具体的には、青色を表示する副画素、緑色を表示する副画素および赤色を表示する副画素を一組にして、画素703(i,k)に用いることができる。また、シアンを表示する副画素、マゼンタを表示する副画素およびイエローを表示する副画素を一組にして、画素703(i,k)に用いることができる。
また、例えば、白色等を表示する副画素を上記の一組に加えて、画素に用いることができる。
《ユニット811の構成例1》
ユニット811は、発光素子821R、発光素子821Gおよび発光素子821Bを備える(図7(A)参照)。
発光素子821Rは赤色の光L(R)を射出する機能を備え、発光素子821Gは緑色の光L(G)を射出する機能を備え、発光素子821Bは青色の光L(B)を射出する機能を備える。
赤色の光L(R)は、625nm以上650nm以下の範囲に極大を有し、半値幅が30nm以下である発光スペクトルを備える。
緑色の光L(G)は、515nm以上540nm以下の範囲に極大を有し、半値幅が30nm以下である発光スペクトルを備える。
青色の光L(B)は、445nm以上470nm以下の範囲に極大を有し、半値幅が30nm以下である発光スペクトルを備える。
これにより、鮮やかな色を表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。または、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供することができる。
例えば、LEDを発光素子821R、発光素子821Gまたは発光素子821Bに用いることができる。または、蛍光体に量子ドットを備えるLEDを用いることができる。
または、有機EL素子を発光素子821R、発光素子821Gまたは発光素子821Bに用いることができる。具体的には、微小共振器構造を備える有機EL素子を用いることができる。
また、ユニット812は、発光素子822R、発光素子822Gおよび発光素子822Bを備える。
発光素子822Rは赤色の光L(R)を射出する機能を備え、発光素子822Gは緑色の光L(G)を射出する機能を備え、発光素子822Bは青色の光L(B)を射出する機能を備える。
例えば、u’v’色度座標におけるNTSC比が45.2%である色域を、D65光源を用いた場合において表示することができる表示パネルは、NTSC比が62.5%である色域を、赤色のLED、緑色のLEDおよび青色のLEDを用いた場合に表示することができる。
具体的には、D65光源を用いた場合において、u’v’色度座標上で座標(0.404,0.517)の赤色、座標(0.138,0.550)の緑色、座標(0.146,0.295)の青色を表示することができる表示パネルは、赤色のLED、緑色のLEDおよび青色のLEDを用いた場合において、座標(0.467,0.510)の赤色、座標(0.109,0.549)の緑色、座標(0.157,0.284)の青色を表示することができる。
《ユニット811の構成例2》
また、発光素子821Uおよび色変換素子831を組み合わせてユニット811に用いることができる(図7(E)参照)。色変換素子831は、導光板850および発光素子の間に挟まれる領域を備える。これにより、ユニット811は、発光素子が射出する光を、その光の波長より長い波長を備える光に変換して、導光板850に供給することができる。
例えば、量子ドットを含む材料を色変換素子831に用いることができる。また、具体的には、赤色の光に変換する量子ドットおよび緑色の光に変換する量子ドットを用いることができる。また、例えば、マトリクスに量子ドットを分散した色変換素子831をユニット811に用いることができる。具体的には、量子ドットをガラスまたは高分子材料に分散して用いることができる。
例えば、青色の光または紫外線を吸収し、赤色の光に変換して放出する直径数nmの量子ドットをユニット811に用いることができる。また、青色の光または紫外線を吸収し、緑の光に変換して放出する直径数nmの量子ドットをユニット811に用いることができる。また、紫外線を吸収し、青色の光に変換して放出する直径数nmの量子ドットをユニット811に用いることができる。
例えば、青色のLEDまたは紫外線LEDをユニット811に用いることができる。
これにより、スペクトルの半値幅が狭い光を用いることができる。または、異なる波長を有する光を均一に混合することができる。または、使用するLEDの種類を減らすことができる。または、鮮やかな色を表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。または、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供することができる。
《画素702(i,j)の構成例2》
画素702(i,j)は、画素回路530(i,j)を含む(図4(A)参照)。また、表示素子750(i,j)を含む。
《画素回路530(i,j)の構成例》
画素回路530(i,j)は表示素子750(i,j)と電気的に接続される(図4(B)参照)。また、画素回路530(i,j)は、トランジスタを含む。
《トランジスタの構成例》
トランジスタは、酸化物半導体を含む。例えば、金属酸化物を酸化物半導体に用いることができる。
《表示素子750(i,j)の構成例》
表示素子750(i,j)は、液晶材料を含む(図5(A)参照)。
これにより、動きの速い動画を滑らかに表示することができる。または、豊かな階調で写真等を表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。または、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供することができる。
表示素子750(i,j)は、機能層520と重なる領域を備える(図4(A)および図5(A)参照)。また、表示素子750(i,j)は、画素回路530(i,j)と電気的に接続される。
例えば、光の反射を制御する機能を備える表示素子を、表示素子750(i,j)に用いることができる。具体的には、液晶素子と偏光板等を組み合わせた構成を用いることができる。
例えば、反射型の液晶表示素子を、表示素子750(i,j)に用いることができる。反射型の表示素子を用いることにより、表示パネルの消費電力を抑制することができる。
例えば、TN(Twisted Nematic)モード、ASM(Axially Symmetric aligned Micro-cell)モード、OCB(Optically Compensated Birefringence)モード、IPS(In-Plane-Switching)モード、FFS(Fringe Field Switching)モード、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)モード、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal)モードなどの駆動方法を用いて駆動することができる液晶素子を用いることができる。
また、例えば垂直配向(VA)モード、具体的には、MVA(Multi-Domain Vertical Alignment)モード、PVA(Patterned Vertical Alignment)モード、ECB(Electrically Controlled Birefringence)モード、CPA(Continuous Pinwheel Alignment)モード、ASV(Advanced Super-View)モード、高分子分散型液晶モード、ゲスト-ホスト液晶モード、ブルー相モードなどの駆動方法を用いて駆動することができる液晶素子を用いることができる。
表示素子750(i,j)は、電極751(i,j)、電極752および液晶材料を含む層753を備える。
電極751(i,j)は、開口部591Aにおいて画素回路530(i,j)と電気的に接続される。
電極752は、液晶材料の配向を制御する電界を、電極751(i,j)との間に形成するように配設される。
表示素子750(i,j)は、配向膜AF1および配向膜AF2を備える。
液晶材料を含む層753は、配向膜AF1および配向膜AF2に挟まれる領域を備える。
例えば、1.0×1013Ω・cm以上、好ましくは1.0×1014Ω・cm以上、さらに好ましくは1.0×1015Ω・cm以上の固有抵抗率を備える液晶材料を液晶材料を含む層753に用いることができる。
これにより、表示素子750(i,j)の反射率の変動を抑制することができる。または、チラツキを抑制することができる。または、表示素子750(i,j)を書き換える頻度を低減することができる。または、消費電力を低減することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。または、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供することができる。
《構造体KB1》
構造体KB1は、機能層520および基板770の間に所定の間隙を設ける機能を備える。
《機能層720》
機能層720は、着色膜CF1、絶縁膜771および遮光膜BMを備える。
着色膜CF1は、基板770および表示素子750(i,j)の間に挟まれる領域を備える。
遮光膜BMは、画素702(i,j)と重なる領域に開口部を備える。
絶縁膜771は、着色膜CF1と液晶材料を含む層753の間に挟まれる領域または遮光膜BMと液晶材料を含む層753の間に挟まれる領域を備える。これにより、着色膜CF1の厚さに基づく凹凸を平坦にすることができる。または、遮光膜BMまたは着色膜CF1等から液晶材料を含む層753への不純物の拡散を、抑制することができる。
《機能膜770P、機能膜770D》
機能膜770Pは、表示素子750(i,j)と重なる領域を備える。また、機能膜770Dは、表示素子750(i,j)と重なる領域を備える。
例えば、反射防止フィルム、偏光フィルム、位相差フィルム、光拡散フィルムまたは集光フィルム等を機能膜770Pまたは機能膜770Dに用いることができる。
具体的には、円偏光フィルムを機能膜770Pに用いることができる。また、光拡散フィルムを機能膜770Dに用いることができる。
<表示装置の構成例2>
本実施の形態で説明する表示装置は、駆動回路GDを有する(図2参照)。また、駆動回路SDを備える。
《駆動回路GD》
駆動回路GDは、選択信号を異なる頻度で供給する機能を備える。例えば、制御情報に基づいて選択信号を供給する機能を有する。
一例を挙げれば、制御情報に基づいて、30Hz以上、好ましくは60Hz以上の頻度で一の走査線に選択信号を供給する機能を備える。これにより、動画像をなめらかに表示することができる。
例えば、制御情報に基づいて、30Hz未満、好ましくは1Hz未満、より好ましくは一分に一回未満の頻度で一の走査線に選択信号を供給する機能を備える。これにより、フリッカーが抑制された状態で静止画像を表示することができる。
これにより、チラツキを抑制することができる。または、消費電力を低減することができる。または、動きの速い動画を滑らかに表示することができる。または、豊かな階調で写真等を表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。または、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供することができる。
《駆動回路SD》
駆動回路SDは、情報V11に基づいて画像信号を供給する機能を有する。
駆動回路SDは、画像信号を生成する機能と、当該画像信号を一の表示素子と電気的に接続される画素回路に供給する機能を備える。
例えば、シフトレジスタ等のさまざまな順序回路等を駆動回路SDに用いることができる。
例えば、シリコン基板上に形成された集積回路を駆動回路SDに用いることができる。
例えば、COG(Chip on glass)法またはCOF(Chip on Film)法を用いて、集積回路を端子に実装することができる。具体的には、異方性導電膜を用いて、集積回路を端子に実装することができる。
《導光板850の構成例2》
導光板850は、複数の構造体860を備える(図6(B)参照)。
構造体860は、上面861、下面862および側面863を備える。
下面862は上面861の面積より小さい面積を備える。
側面863は上面861に対し45°より大きく90°より小さい傾きを備える。好ましくは、側面863は、上面861に対し50°以上70°以下の傾きθを備える。
また、側面863は、可視光に対し、上面861が備える反射率より高い反射率を備える。
例えば、可視光を透過する材料を導光板850に用いることができる。具体的には、部材859に用いることができる。また、可撓性を備える材料を導光板850に用いることができる。
これにより、暗い環境下で画像を良好に表示することができる。または、暗所において反射型の表示素子を利用することができる。または、明暗のムラを軽減することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。または、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供することができる。
導光板850は、異なる密度で構造体860を備える。例えば、発光素子からの距離に応じて密度を変えて配置することができる。具体的には、ユニット811に近い領域856Eに比べて、遠い領域856Cに、高い密度で配置する(図6(C)参照)。なお、構造体860同士の間隔は、密度が高い領域では狭く、密度が高い領域では広い。
また、構造体860を配置する密度の変化をなだらかにすることができる。これにより、第5の面855から射出する光を均等に近づけることができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の一態様の情報処理装置の表示部に用いることができる表示装置の構成について、図17乃至図22を参照しながら説明する。
図17は本発明の一態様の表示装置の構成を説明するブロック図である。
図18は本発明の一態様の表示パネルの構成を説明する図である。図18(A)は表示パネルの上面図であり、図18(B)は図18(A)に示す表示パネルの画素の一部を説明する上面図である。
図19(A)は図18(A)に示す本発明の一態様の表示パネルの断面の構成を説明する模式図である。図19(B)は図19(A)の一部に示す画素回路の構成を説明する回路図である。
図20は図18(A)に示す本発明の一態様の表示パネルの画素の一部を説明する下面図である。
図21および図22は本発明の一態様の表示パネルの構成を説明する断面図である。図21(A)は図19(A)の切断線X1-X2、切断線X3-X4、図20の切断線X5-X6における断面図であり、図21(B)は図21(A)の一部を説明する図である。
図22(A)は図20の切断線X7-X8、図19(A)の切断線X11-X12における断面図であり、図22(B)は図21(A)の一部を説明する図である。
<表示装置の構成例3>
本実施の形態で説明する表示装置は、制御部238、表示パネル700および光源800を有する(図17参照)。
《制御部238の構成例》
制御部238は画像情報V1および制御情報CIを供給される。
制御部238は画像情報V1および制御情報CIに基づいて情報V11を生成し、画像情報V1に基づいて情報V12を生成する。また、制御部238は情報V11および情報V12を供給する。
《表示パネル700の構成例》
表示パネル700は表示領域231を備える(図17参照)。
《表示領域231の構成例》
表示領域231は、画素702(i,j)を備える(図18(A)参照)。
ところで、例えば、対角線の長さが6インチ以上9インチ以下、好ましくは7インチ以上8インチ以下の表示領域231を用いることができる。また、例えば、180ppi(pixcel per inch)以上360ppi以下、好ましくは200ppi以上300ppi以下、具体的には250ppiの精細度で、画素を配置することができる。
《画素702(i,j)の構成例3》
画素702(i,j)は、表示素子750(i,j)、表示素子550(i,j)および機能層520の一部を備える(図19(A)、図21(A)および図22(A)参照)。
《機能層520》
機能層520は、第1の導電膜と、第2の導電膜と、絶縁膜501Cと、画素回路530(i,j)と、を含む(図19(A)、図21(A)および図21(B)参照)。また、機能層520は、絶縁膜521と、絶縁膜518および絶縁膜516を含む。
なお、機能層520は、基板570および基板770の間に挟まれる領域を備える。
《絶縁膜501C》
絶縁膜501Cは、第1の導電膜および第2の導電膜の間に挟まれる領域を備え、絶縁膜501Cは開口部591Aを備える(図22(A)参照)。また、絶縁膜501Cは開口部591Cを備える。
《第1の導電膜》
第1の導電膜は、表示素子750(i,j)と電気的に接続される。具体的には、第1の電極751(i,j)と電気的に接続される。なお、表示素子750(i,j)の第1の電極751(i,j)を、第1の導電膜に用いることができる。
《第2の導電膜》
第2の導電膜は、第1の導電膜と重なる領域を備える。第2の導電膜は、開口部591Aにおいて第1の導電膜と電気的に接続される。例えば、導電膜512Bを第2の導電膜に用いることができる。ところで、絶縁膜501Cに設けられた開口部591Aにおいて第2の導電膜と電気的に接続される第1の導電膜を、貫通電極ということができる。
第2の導電膜は、画素回路530(i,j)と電気的に接続される。例えば、画素回路530(i,j)のスイッチSW1に用いるトランジスタのソース電極またはドレイン電極として機能する導電膜を、第2の導電膜に用いることができる。
《画素回路530(i,j)》
画素回路530(i,j)は、表示素子750(i,j)および表示素子550(i,j)を駆動する機能を備える(図19(B)参照)。
これにより、例えば一の画素回路を用いて、第1の表示素子と、第1の表示素子とは異なる方法を用いて表示をする第2の表示素子と、を駆動することができる。具体的には、反射型の表示素子を第1の表示素子に用いて、消費電力を低減することができる。または、外光が明るい環境下において高いコントラストで画像を良好に表示することができる。または、光を射出する第2の表示素子を用いて、暗い環境下で画像を良好に表示することができる。または、絶縁膜を用いて、第1の表示素子および第2の表示素子の間または第1の表示素子および画素回路の間における不純物の拡散を抑制することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。
スイッチ、トランジスタ、ダイオード、抵抗素子、インダクタまたは容量素子等を画素回路530(i,j)に用いることができる。
例えば、単数または複数のトランジスタをスイッチに用いることができる。または、並列に接続された複数のトランジスタ、直列に接続された複数のトランジスタ、直列と並列が組み合わされて接続された複数のトランジスタを、一のスイッチに用いることができる。
例えば、画素回路530(i,j)は、信号線S1(j)、信号線S2(j)、走査線G1(i)、走査線G2(i)、配線CSCOMおよび第3の導電膜ANOと電気的に接続される(図19(B)参照)。なお、スイッチSW1の導電膜512Aは、信号線S1(j)と電気的に接続される(図19(B)および図22(A)参照)。
画素回路530(i,j)は、スイッチSW1、容量素子C11を含む(図19(B)参照)。
画素回路530(i,j)は、スイッチSW2、トランジスタMおよび容量素子C21を含む。
例えば、走査線G1(i)と電気的に接続されるゲート電極と、信号線S1(j)と電気的に接続される第1の電極と、を有するトランジスタを、スイッチSW1に用いることができる。
容量素子C11は、スイッチSW1に用いるトランジスタの第2の電極と電気的に接続される第1の電極と、配線CSCOMと電気的に接続される第2の電極と、を有する。
例えば、走査線G2(i)と電気的に接続されるゲート電極と、信号線S2(j)と電気的に接続される第1の電極と、を有するトランジスタを、スイッチSW2に用いることができる。
トランジスタMは、スイッチSW2に用いるトランジスタの第2の電極と電気的に接続されるゲート電極と、第3の導電膜ANOと電気的に接続される第1の電極と、を有する。
なお、半導体膜をゲート電極との間に挟むように設けられた導電膜を備えるトランジスタを、トランジスタMに用いることができる。例えば、トランジスタMのゲート電極と同じ電位を供給することができる配線と電気的に接続される導電膜を当該導電膜に用いることができる。
容量素子C21は、スイッチSW2に用いるトランジスタの第2の電極と電気的に接続される第1の電極と、トランジスタMの第1の電極と電気的に接続される第2の電極と、を有する。
なお、表示素子750(i,j)の第1の電極を、スイッチSW1に用いるトランジスタの第2の電極と電気的に接続する。また、表示素子750(i,j)の第2の電極を、配線VCOM1と電気的に接続する。これにより、表示素子750(i,j)を駆動することができる。
また、表示素子550(i,j)の第3の電極551(i,j)をトランジスタMの第2の電極と電気的に接続し、表示素子550(i,j)の第4の電極552を第4の導電膜VCOM2と電気的に接続する。これにより、表示素子550(i,j)を駆動することができる。
《表示素子750(i,j)》
例えば、光の反射または透過を制御する機能を備える表示素子を、表示素子750(i,j)に用いることができる。具体的には、反射型の液晶表示素子を表示素子750(i,j)に用いることができる。または、シャッター方式のMEMS表示素子、光干渉方式のMEMS表示素子等を用いることができる。反射型の表示素子を用いることにより、表示パネルの消費電力を抑制することができる。または、例えば、マイクロカプセル方式、電気泳動方式、エレクトロウエッティング方式などを用いる表示素子を、表示素子750(i,j)に用いることができる。
表示素子750(i,j)は、第1の電極751(i,j)、第2の電極752および液晶材料を含む層753を備える。第2の電極752は、第1の電極751(i,j)との間に液晶材料の配向を制御する電界が形成されるように配置される(図21(A)および図22(A)参照)。
なお、表示素子750(i,j)は、配向膜AF1および配向膜AF2を備える。配向膜AF2は、配向膜AF1との間に液晶材料を含む層753を挟む領域を備える。
《表示素子550(i,j)》
表示素子550(i,j)は、絶縁膜501Cに向けて光を射出する機能を備える(図21(A)参照)。
表示素子550(i,j)は、表示素子750(i,j)を用いた表示を視認できる範囲の一部において、表示素子550(i,j)を用いた表示を視認できるように配設される。例えば、外光を反射する強度を制御して画像情報を表示する表示素子750(i,j)に外光が入射し反射する方向を、破線の矢印で図中に示す(図22(A)参照)。また、表示素子750(i,j)を用いた表示を視認できる範囲の一部に表示素子550(i,j)が光を射出する方向を、実線の矢印で図中に示す(図21(A)参照)。
これにより、第1の表示素子を用いた表示を視認することができる領域の一部において、第2の表示素子を用いた表示を視認することができる。または、表示パネルの姿勢等を変えることなく使用者は表示を視認することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。
表示素子550(i,j)は、第3の電極551(i,j)と、第4の電極552と、発光性の材料を含む層553(j)と、を備える(図21(A)参照)。
第4の電極552は、第3の電極551(i,j)と重なる領域を備える。
発光性の材料を含む層553(j)は、第3の電極551(i,j)および第4の電極552の間に挟まれる領域を備える。
第3の電極551(i,j)は、接続部522において、画素回路530(i,j)と電気的に接続される。なお、第3の電極551(i,j)は、第3の導電膜ANOと電気的に接続され、第4の電極552は、第4の導電膜VCOM2と電気的に接続される(図19(B)参照)。
《絶縁膜501B》
また、本実施の形態で説明する表示パネルは、絶縁膜501Bを有する(図21(A)参照)。
絶縁膜501Bは、第1の開口部592A、第2の開口部592Bおよび開口部592Cを備える(図21(A)または図22(A)参照)。
第1の開口部592Aは、第1の電極751(i,j)と重なる領域または絶縁膜501Cと重なる領域を備える。
第2の開口部592Bは、導電膜511Bと重なる領域を備える。
また、開口部592Cは、導電膜511Cと重なる領域を備える。
《絶縁膜521、絶縁膜528、絶縁膜518、絶縁膜516》
絶縁膜521は、画素回路530(i,j)および表示素子550(i,j)の間に挟まれる領域を備える。
絶縁膜528は、絶縁膜521および基板570の間に挟まれる領域を備え、表示素子550(i,j)と重なる領域に開口部を備える。第3の電極551(i,j)の周縁に沿って形成される絶縁膜528は、第3の電極551(i,j)および第4の電極552の短絡を防止する。
絶縁膜518は、絶縁膜521および画素回路530(i,j)の間に挟まれる領域を備える。
絶縁膜516は、絶縁膜518および画素回路530(i,j)の間に挟まれる領域を備える。
《端子》
また、本実施の形態で説明する表示パネルは、端子519Bおよび端子519Cを有する。
端子519Bは、導電膜511Bを備える。端子519Bは、例えば信号線S1(j)と電気的に接続される。
端子519Cは、導電膜511Cを備える。導電膜511Cは、例えば配線VCOM1と電気的に接続される。
導電材料CPは、端子519Cと第2の電極752の間に挟まれ、端子519Cと第2の電極752を電気的に接続する機能を備える。例えば、導電性の粒子を導電材料CPに用いることができる。
《基板》
また、本実施の形態で説明する表示パネルは、基板570と、基板770と、を有する。
基板770は、基板570と重なる領域を備える。基板770は、基板570との間に機能層520を挟む領域を備える。
基板770は、表示素子750(i,j)と重なる領域を備える。例えば、複屈折が抑制された材料を当該領域に用いることができる。
《接合層、封止材、構造体》
また、本実施の形態で説明する表示パネルは、接合層505と、封止材705と、構造体KB1と、を有する。
接合層505は、機能層520および基板570の間に挟まれる領域を備え、機能層520および基板570を貼り合わせる機能を備える。
封止材705は、機能層520および基板770の間に挟まれる領域を備え、機能層520および基板770を貼り合わせる機能を備える。
構造体KB1は、機能層520および基板770の間に所定の間隙を設ける機能を備える。
《機能膜》
また、本実施の形態で説明する表示パネルは、遮光膜BMと、絶縁膜771と、着色膜CF1と、着色膜CF2と、を有する(図21(A)または図22(A)参照)。
また、機能膜770Pと、機能膜770Dと、を有する。
遮光膜BMは、表示素子750(i,j)と重なる領域に開口部を備える。
着色膜CF1は、基板770および表示素子750(i,j)の間に挟まれる領域を備える。
着色膜CF2は、絶縁膜501Cおよび表示素子550(i,j)の間に挟まれる領域を備え、表示素子550(i,j)が射出する光を遮らない領域751Hと重なる領域を備える。
絶縁膜771は、着色膜CF1と液晶材料を含む層753の間に挟まれる領域または遮光膜BMと液晶材料を含む層753の間に挟まれる領域を備える。これにより、着色膜CF1の厚さに基づく凹凸を緩和することができる。または、遮光膜BMまたは着色膜CF1等から液晶材料を含む層753への不純物の拡散を、抑制することができる。
機能膜770Pは、表示素子750(i,j)と重なる領域を備える。
機能膜770Dは、表示素子750(i,j)と重なる領域を備える。機能膜770Dは、表示素子750(i,j)との間に基板770を挟むように配設される。これにより、例えば、表示素子750(i,j)が反射する光を拡散することができる。
<構成要素の例>
表示パネル700は、基板570、基板770、構造体KB1、封止材705または接合層505を有する。
また、表示パネル700は、機能層520、絶縁膜521または絶縁膜528を有する。
また、表示パネル700は、信号線S1(j)、信号線S2(j)、走査線G1(i)、走査線G2(i)、配線CSCOMまたは第3の導電膜ANOを有する。
また、表示パネル700は、第1の導電膜または第2の導電膜を有する。
また、表示パネル700は、端子519B、端子519C、導電膜511Bまたは導電膜511Cを有する。
また、表示パネル700は、画素回路530(i,j)またはスイッチSW1を有する。
また、表示パネル700は、表示素子750(i,j)、第1の電極751(i,j)、反射膜、開口部、液晶材料を含む層753または第2の電極752を有する。
また、表示パネル700は、配向膜AF1、配向膜AF2、着色膜CF1、着色膜CF2、遮光膜BM、絶縁膜771、機能膜770Pまたは機能膜770Dを有する。
また、表示パネル700は、表示素子550(i,j)、第3の電極551(i,j)、第4の電極552または発光性の材料を含む層553(j)を有する。
また、表示パネル700は、絶縁膜501Bおよび絶縁膜501Cを有する。
また、表示パネル700は、駆動回路GDまたは駆動回路SDを有する。なお、駆動回路SDは、駆動回路SD1および駆動回路SD2を備える。
《基板570》
作製工程中の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する材料を基板570に用いることができる。例えば、厚さ0.1mm以上0.7mm以下の材料を基板570に用いることができる。具体的には、厚さ0.1mm程度まで研磨した材料を用いることができる。
例えば、第6世代(1500mm×1850mm)、第7世代(1870mm×2200mm)、第8世代(2200mm×2400mm)、第9世代(2400mm×2800mm)、第10世代(2950mm×3400mm)等の面積が大きなガラス基板を基板570に用いることができる。これにより、大型の表示装置を作製することができる。
有機材料、無機材料または有機材料と無機材料等の複合材料等を基板570に用いることができる。例えば、ガラス、セラミックス、金属等の無機材料を基板570に用いることができる。
具体的には、無アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリガラス、クリスタルガラス、アルミノ珪酸ガラス、強化ガラス、化学強化ガラス、石英またはサファイア等を、基板570に用いることができる。具体的には、無機酸化物膜、無機窒化物膜または無機酸窒化物膜等を、基板570に用いることができる。例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を、基板570に用いることができる。ステンレス・スチールまたはアルミニウム等を、基板570に用いることができる。
例えば、シリコンや炭化シリコンからなる単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、SOI基板等を基板570に用いることができる。これにより、半導体素子を基板570に形成することができる。
例えば、樹脂、樹脂フィルムまたはプラスチック等の有機材料を基板570に用いることができる。具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル樹脂等の樹脂フィルムまたは樹脂板を、基板570に用いることができる。
例えば、金属板、薄板状のガラス板または無機材料等の膜を樹脂フィルム等に貼り合わせた複合材料を基板570に用いることができる。例えば、繊維状または粒子状の金属、ガラスもしくは無機材料等を樹脂フィルムに分散した複合材料を、基板570に用いることができる。例えば、繊維状または粒子状の樹脂もしくは有機材料等を無機材料に分散した複合材料を、基板570に用いることができる。
また、単層の材料または複数の層が積層された材料を、基板570に用いることができる。例えば、基材と基材に含まれる不純物の拡散を防ぐ絶縁膜等が積層された材料を、基板570に用いることができる。具体的には、ガラスとガラスに含まれる不純物の拡散を防ぐ酸化シリコン層、窒化シリコン層または酸化窒化シリコン層等から選ばれた一または複数の膜が積層された材料を、基板570に用いることができる。または、樹脂と樹脂を透過する不純物の拡散を防ぐ酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜等が積層された材料を、基板570に用いることができる。
具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート若しくはアクリル樹脂等の樹脂フィルム、樹脂板または積層材料等を基板570に用いることができる。
具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド(ナイロン、アラミド等)、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂もしくはシリコーン等のシロキサン結合を有する樹脂を含む材料を基板570に用いることができる。
具体的には、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)またはアクリル等を基板570に用いることができる。または、シクロオレフィンポリマー(COP)、シクロオレフィンコポリマー(COC)等を用いることができる。
また、紙または木材などを基板570に用いることができる。
例えば、可撓性を有する基板を基板570に用いることができる。
なお、トランジスタまたは容量素子等を基板に直接形成する方法を用いることができる。また、例えば作製工程中に加わる熱に対して耐熱性を有する工程用の基板にトランジスタまたは容量素子等を形成し、形成されたトランジスタまたは容量素子等を基板570に転置する方法を用いることができる。これにより、例えば可撓性を有する基板にトランジスタまたは容量素子等を形成できる。
《基板770》
例えば、基板570に用いることができる材料を基板770に用いることができる。例えば、基板570に用いることができる材料から選択された透光性を備える材料を、基板770に用いることができる。または、基板570に用いることができる材料から選択された複屈折が抑制された材料を、基板770に用いることができる。
例えば、アルミノ珪酸ガラス、強化ガラス、化学強化ガラスまたはサファイア等を、表示パネルの使用者に近い側に配置される基板770に好適に用いることができる。これにより、使用に伴う表示パネルの破損や傷付きを防止することができる。
例えば、シクロオレフィンポリマー(COP)、シクロオレフィンコポリマー(COC)、トリアセチルセルロース(TAC)等の樹脂フィルムを、基板770に好適に用いることができる。これにより、重量を低減することができる。または、例えば、落下に伴う破損等の発生頻度を低減することができる。
また、例えば、厚さ0.1mm以上0.7mm以下の材料を基板770に用いることができる。具体的には、厚さを薄くするために研磨した基板を用いることができる。これにより、機能膜770Dを表示素子750(i,j)に近づけて配置することができる。その結果、画像のボケを低減し、画像を鮮明に表示することができる。
《構造体KB1》
例えば、有機材料、無機材料または有機材料と無機材料の複合材料を構造体KB1に用いることができる。これにより、所定の間隔を、構造体KB1等を挟む構成の間に設けることができる。
具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリシロキサン若しくはアクリル樹脂等またはこれらから選択された複数の樹脂の複合材料などを構造体KB1に用いることができる。また、感光性を有する材料を用いて形成してもよい。
《封止材705》
無機材料、有機材料または無機材料と有機材料の複合材料等を封止材705に用いることができる。
例えば、熱溶融性の樹脂または硬化性の樹脂等の有機材料を、封止材705に用いることができる。
例えば、反応硬化型接着剤、光硬化型接着剤、熱硬化型接着剤または/および嫌気型接着剤等の有機材料を封止材705に用いることができる。
具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、PVC(ポリビニルクロライド)樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)樹脂、EVA(エチレンビニルアセテート)樹脂等を含む接着剤を封止材705に用いることができる。
《接合層505》
例えば、封止材705に用いることができる材料を接合層505に用いることができる。
《絶縁膜521》
例えば、絶縁性の無機材料、絶縁性の有機材料または無機材料と有機材料を含む絶縁性の複合材料を、絶縁膜521に用いることができる。
具体的には、無機酸化物膜、無機窒化物膜または無機酸化窒化物膜等またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を、絶縁膜521に用いることができる。例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を含む膜を、絶縁膜521に用いることができる。
具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリシロキサン若しくはアクリル樹脂等またはこれらから選択された複数の樹脂の積層材料もしくは複合材料などを絶縁膜521に用いることができる。また、感光性を有する材料を用いて形成してもよい。
これにより、例えば絶縁膜521と重なるさまざまな構造に由来する段差を緩和することができる。
《絶縁膜528》
例えば、絶縁膜521に用いることができる材料を絶縁膜528に用いることができる。具体的には、厚さ1μmのポリイミドを含む膜を絶縁膜528に用いることができる。
《絶縁膜501B》
例えば、絶縁膜521に用いることができる材料を絶縁膜501Bに用いることができる。また、例えば、水素を供給する機能を備える材料を絶縁膜501Bに用いることができる。
具体的には、シリコンおよび酸素を含む材料と、シリコンおよび窒素を含む材料と、を積層した材料を、絶縁膜501Bに用いることができる。例えば、加熱等により水素を放出し、放出した水素を他の構成に供給する機能を備える材料を、絶縁膜501Bに用いることができる。具体的には、作製工程中に取り込まれた水素を加熱等により放出し、他の構成に供給する機能を備える材料を絶縁膜501Bに用いることができる。
例えば、原料ガスにシラン等を用いる化学気相成長法により形成されたシリコンおよび酸素を含む膜を、絶縁膜501Bに用いることができる。
具体的には、シリコンおよび酸素を含む厚さ200nm以上600nm以下の材料と、シリコンおよび窒素を含む厚さ200nm程度の材料と、を積層した材料を絶縁膜501Bに用いることができる。
《絶縁膜501C》
例えば、絶縁膜521に用いることができる材料を絶縁膜501Cに用いることができる。具体的には、シリコンおよび酸素を含む材料を絶縁膜501Cに用いることができる。これにより、画素回路または表示素子550(i,j)等への不純物の拡散を抑制することができる。
例えば、シリコン、酸素および窒素を含む厚さ200nmの膜を絶縁膜501Cに用いることができる。
《配線、端子、導電膜》
導電性を備える材料を配線等に用いることができる。具体的には、導電性を備える材料を、信号線S1(j)、信号線S2(j)、走査線G1(i)、走査線G2(i)、配線CSCOM、第3の導電膜ANO、端子519B、端子519C、導電膜511Bまたは導電膜511C等に用いることができる。
例えば、無機導電性材料、有機導電性材料、金属または導電性セラミックスなどを配線等に用いることができる。
具体的には、アルミニウム、金、白金、銀、銅、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン、ニッケル、鉄、コバルト、パラジウムまたはマンガンから選ばれた金属元素などを、配線等に用いることができる。または、上述した金属元素を含む合金などを、配線等に用いることができる。特に、銅とマンガンの合金がウエットエッチング法を用いた微細加工に好適である。
具体的には、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、窒化タンタル膜または窒化タングステン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、チタン膜と、そのチタン膜上にアルミニウム膜を積層し、さらにその上にチタン膜を形成する三層構造等を配線等に用いることができる。
具体的には、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を、配線等に用いることができる。
具体的には、グラフェンまたはグラファイトを含む膜を配線等に用いることができる。
例えば、酸化グラフェンを含む膜を形成し、酸化グラフェンを含む膜を還元することにより、グラフェンを含む膜を形成することができる。還元する方法としては、熱を加える方法や還元剤を用いる方法等を挙げることができる。
例えば、金属ナノワイヤーを含む膜を配線等に用いることができる。具体的には、銀を含むナノワイヤーを用いることができる。
具体的には、導電性高分子を配線等に用いることができる。
なお、例えば、導電材料ACF1を用いて、端子519Bとフレキシブルプリント基板FPC1を電気的に接続することができる。
《第1の導電膜、第2の導電膜》
例えば、配線等に用いることができる材料を第1の導電膜または第2の導電膜に用いることができる。
また、第1の電極751(i,j)または配線等を第1の導電膜に用いることができる。
また、スイッチSW1に用いることができるトランジスタのソース電極またはドレイン電極として機能する導電膜512Bまたは配線等を第2の導電膜に用いることができる。
《表示素子750(i,j)》
例えば、光の反射または透過を制御する機能を備える表示素子を、表示素子750(i,j)に用いることができる。例えば、液晶素子と偏光板を組み合わせた構成またはシャッター方式のMEMS表示素子等を用いることができる。具体的には、反射型の液晶表示素子を表示素子750(i,j)に用いることができる。反射型の表示素子を用いることにより、表示パネルの消費電力を抑制することができる。
例えば、IPS(In-Plane-Switching)モード、TN(Twisted Nematic)モード、FFS(Fringe Field Switching)モード、ASM(Axially Symmetric aligned Micro-cell)モード、OCB(Optically Compensated Birefringence)モード、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)モード、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal)モードなどの駆動方法を用いて駆動することができる液晶素子を用いることができる。
また、例えば垂直配向(VA)モード、具体的には、MVA(Multi-Domain Vertical Alignment)モード、PVA(Patterned Vertical Alignment)モード、ECB(Electrically Controlled Birefringence)モード、CPA(Continuous Pinwheel Alignment)モード、ASV(Advanced Super-View)モードなどの駆動方法を用いて駆動することができる液晶素子を用いることができる。
表示素子750(i,j)は、第1の電極751(i,j)と、第2の電極752と、液晶材料を含む層753と、を有する。液晶材料を含む層753は、第1の電極751(i,j)および第2の電極752の間の電圧を用いて配向を制御することができる液晶材料を含む。例えば、液晶材料を含む層の厚さ方向(縦方向ともいう)、縦方向と交差する方向(横方向または斜め方向ともいう)の電界を、液晶材料の配向を制御する電界に用いることができる。
《液晶材料を含む層753》
例えば、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を、液晶材料を含む層753に用いることができる。または、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す液晶材料を用いることができる。または、ブルー相を示す液晶材料を用いることができる。
《第1の電極751(i,j)》
例えば、配線等に用いる材料を第1の電極751(i,j)に用いることができる。具体的には、反射膜を第1の電極751(i,j)に用いることができる。例えば、透光性を備える導電膜と、開口部を備える反射膜と、を積層した材料を第1の電極751(i,j)に用いることができる。
《反射膜》
例えば、可視光を反射する材料を反射膜に用いることができる。具体的には、銀を含む材料を反射膜に用いることができる。例えば、銀およびパラジウム等を含む材料または銀および銅等を含む材料を反射膜に用いることができる。
反射膜は、例えば、液晶材料を含む層753を透過してくる光を反射する。これにより、表示素子750(i,j)を反射型の液晶素子にすることができる。また、例えば、表面に凹凸を備える材料を、反射膜に用いることができる。これにより、入射する光をさまざまな方向に反射して、白色の表示をすることができる。
例えば、第1の導電膜または第1の電極751(i,j)等を反射膜に用いることができる。
例えば、単数または複数の開口部を備える形状を反射膜に用いることができる。具体的には、多角形、四角形、楕円形、円形または十字等の形状を領域751Hに用いることができる。また、細長い筋状、スリット状、市松模様状の形状を領域751Hに用いることができる。
反射膜の総面積に対する領域751Hの総面積の比の値が大きすぎると、表示素子750(i,j)を用いた表示が暗くなってしまう。
また、反射膜の総面積に対する領域751Hの総面積の比の値が小さすぎると、表示素子550(i,j)を用いた表示が暗くなってしまう。または、表示素子550(i,j)の信頼性が損なわれてしまう場合がある。
《第2の電極752》
例えば、配線等に用いることができる材料を、第2の電極752に用いることができる。例えば、配線等に用いることができる材料から選択された、透光性を備える材料を、第2の電極752に用いることができる。
例えば、導電性酸化物、光が透過する程度に薄い金属膜または金属ナノワイヤー等を第2の電極752に用いることができる。
具体的には、インジウムを含む導電性酸化物を第2の電極752に用いることができる。または、厚さ1nm以上10nm以下の金属薄膜を第2の電極752に用いることができる。また、銀を含む金属ナノワイヤーを第2の電極752に用いることができる。
具体的には、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛、アルミニウムを添加した酸化亜鉛などを、第2の電極752に用いることができる。
《配向膜AF1、配向膜AF2》
例えば、ポリイミド等を含む材料を配向膜AF1または配向膜AF2に用いることができる。具体的には、液晶材料が所定の方向に配向するようにラビング処理された材料または光配向技術を用いて形成された材料を用いることができる。
例えば、可溶性のポリイミドを含む膜を配向膜AF1または配向膜AF2に用いることができる。これにより、配向膜AF1を形成する際に必要とされる温度を低くすることができる。その結果、配向膜AF1を形成する際に他の構成に与える損傷を軽減することができる。
《着色膜CF1、着色膜CF2》
所定の色の光を透過する材料を着色膜CF1または着色膜CF2に用いることができる。これにより、着色膜CF1または着色膜CF2を例えばカラーフィルターに用いることができる。例えば、青色、緑色または赤色の光を透過する材料を着色膜CF1または着色膜CF2に用いることができる。また、黄色の光または白色の光等を透過する材料を着色膜CF1または着色膜CF2に用いることができる。
なお、照射された光を所定の色の光に変換する機能を備える材料を着色膜CF2に用いることができる。具体的には、量子ドットを着色膜CF2に用いることができる。これにより、色純度の高い表示をすることができる。
《遮光膜BM》
例えば、光の透過を抑制する材料を遮光膜BMに用いることができる。これにより、遮光膜BMを例えばブラックマトリクスに用いることができる。
具体的には、顔料または染料を含む樹脂を遮光膜BMに用いることができる。例えば、カーボンブラックを分散した樹脂を遮光膜BMに用いることができる。
または、無機化合物、無機酸化物、複数の無機酸化物の固溶体を含む複合酸化物等を遮光膜BMに用いることができる。具体的には、黒色クロム膜、酸化第2銅を含む膜、塩化銅または塩化テルルを含む膜を遮光膜BMに用いることができる。
《絶縁膜771》
例えば、ポリイミド、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を絶縁膜771に用いることができる。
《機能膜770P、機能膜770D》
例えば、反射防止フィルム、偏光フィルム、位相差フィルム、光拡散フィルムまたは集光フィルム等を機能膜770Pまたは機能膜770Dに用いることができる。
具体的には、2色性色素を含む膜を機能膜770Pまたは機能膜770Dに用いることができる。または、基材の表面と交差する方向に沿った軸を備える柱状構造を有する材料を、機能膜770Pまたは機能膜770Dに用いることができる。これにより、光を軸に沿った方向に透過し易く、他の方向に散乱し易くすることができる。
また、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜などを、機能膜770Pに用いることができる。
具体的には、円偏光フィルムを機能膜770Pに用いることができる。また、光拡散フィルムを機能膜770Dに用いることができる。
《表示素子550(i,j)》
例えば、光を射出する機能を備える表示素子を表示素子550(i,j)に用いることができる。具体的には、有機エレクトロルミネッセンス素子、無機エレクトロルミネッセンス素子、発光ダイオードまたはQDLED(Quantum Dot LED)等を、表示素子550(i,j)に用いることができる。
例えば、発光性の有機化合物を発光性の材料を含む層553(j)に用いることができる。
例えば、量子ドットを発光性の材料を含む層553(j)に用いることができる。これにより、半値幅が狭く、鮮やかな色の光を発することができる。
例えば、青色の光を射出するように積層された積層材料、緑色の光を射出するように積層された積層材料または赤色の光を射出するように積層された積層材料等を、発光性の材料を含む層553(j)に用いることができる。
例えば、信号線S2(j)に沿って列方向に長い帯状の積層材料を、発光性の材料を含む層553(j)に用いることができる。
また、例えば、白色の光を射出するように積層された積層材料を、発光性の材料を含む層553(j)に用いることができる。具体的には、青色の光を射出する蛍光材料を含む発光性の材料を含む層と、緑色および赤色の光を射出する蛍光材料以外の材料を含む層または黄色の光を射出する蛍光材料以外の材料を含む層と、を積層した積層材料を、発光性の材料を含む層553(j)に用いることができる。
例えば、配線等に用いることができる材料を第3の電極551(i,j)に用いることができる。
例えば、配線等に用いることができる材料から選択された、可視光について透光性を有する材料を、第3の電極551(i,j)に用いることができる。
具体的には、導電性酸化物またはインジウムを含む導電性酸化物、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを、第3の電極551(i,j)に用いることができる。または、光が透過する程度に薄い金属膜を第3の電極551(i,j)に用いることができる。または、光の一部を透過し、光の他の一部を反射する金属膜を第3の電極551(i,j)に用いることができる。これにより、微小共振器構造を表示素子550(i,j)に設けることができる。その結果、所定の波長の光を他の光より効率よく取り出すことができる。
例えば、配線等に用いることができる材料を第4の電極552に用いることができる。具体的には、可視光について反射性を有する材料を、第4の電極552に用いることができる。
《駆動回路GD》
シフトレジスタ等のさまざまな順序回路等を駆動回路GDに用いることができる。例えば、トランジスタMD、容量素子等を駆動回路GDに用いることができる。具体的には、スイッチSW1に用いることができるトランジスタまたはトランジスタMと同一の工程で形成することができる半導体膜を備えるトランジスタを用いることができる。
例えば、スイッチSW1に用いることができるトランジスタと異なる構成をトランジスタMDに用いることができる。具体的には、導電膜524を有するトランジスタをトランジスタMDに用いることができる(図21(B)参照)。
なお、トランジスタMと同一の構成を、トランジスタMDに用いることができる。
《トランジスタ》
例えば、同一の工程で形成することができる半導体膜を駆動回路および画素回路のトランジスタに用いることができる。
例えば、ボトムゲート型のトランジスタまたはトップゲート型のトランジスタなどを駆動回路のトランジスタまたは画素回路のトランジスタに用いることができる。
ところで、例えば、アモルファスシリコンを半導体に用いるボトムゲート型のトランジスタの製造ラインは、酸化物半導体を半導体に用いるボトムゲート型のトランジスタの製造ラインに容易に改造できる。また、例えばポリシリコンを半導体に用いるトップゲート型のトランジスタの製造ラインは、酸化物半導体を半導体に用いるトップゲート型のトランジスタの製造ラインに容易に改造できる。いずれの改造も、既存の製造ラインを有効に活用することができる。
例えば、14族の元素を含む半導体を半導体膜に用いるトランジスタを利用することができる。具体的には、シリコンを含む半導体を半導体膜に用いることができる。例えば、単結晶シリコン、ポリシリコン、微結晶シリコンまたはアモルファスシリコンなどを半導体膜に用いたトランジスタを用いることができる。
なお、半導体にポリシリコンを用いるトランジスタの作製に要する温度は、半導体に単結晶シリコンを用いるトランジスタに比べて低い。
また、ポリシリコンを半導体に用いるトランジスタの電界効果移動度は、アモルファスシリコンを半導体に用いるトランジスタに比べて高い。これにより、画素の開口率を向上することができる。また、極めて高い精細度で設けられた画素と、ゲート駆動回路およびソース駆動回路を同一の基板上に形成することができる。その結果、電子機器を構成する部品数を低減することができる。
ポリシリコンを半導体に用いるトランジスタの信頼性は、アモルファスシリコンを半導体に用いるトランジスタに比べて優れる。
また、化合物半導体を用いるトランジスタを利用することができる。具体的には、ガリウムヒ素を含む半導体を半導体膜に用いることができる。
また、有機半導体を用いるトランジスタを利用することができる。具体的には、ポリアセン類またはグラフェンを含む有機半導体を半導体膜に用いることができる。
例えば、酸化物半導体を半導体膜に用いるトランジスタを利用することができる。具体的には、インジウムを含む酸化物半導体またはインジウムとガリウムと亜鉛を含む酸化物半導体を半導体膜に用いることができる。
一例を挙げれば、オフ状態におけるリーク電流が、半導体膜にアモルファスシリコンを用いたトランジスタより小さいトランジスタを用いることができる。具体的には、酸化物半導体を半導体膜に用いたトランジスタを用いることができる。
これにより、アモルファスシリコンを半導体膜に用いたトランジスタを利用する画素回路と比較して、画素回路が画像信号を保持することができる時間を長くすることができる。具体的には、フリッカーの発生を抑制しながら、選択信号を30Hz未満、好ましくは1Hz未満、より好ましくは一分に一回未満の頻度で供給することができる。その結果、情報処理装置の使用者に蓄積する疲労を低減することができる。また、駆動に伴う消費電力を低減することができる。
例えば、半導体膜508、導電膜504、導電膜512Aおよび導電膜512Bを備えるトランジスタをスイッチSW1に用いることができる(図22(B)参照)。なお、絶縁膜506は、半導体膜508および導電膜504の間に挟まれる領域を備える。
導電膜504は、半導体膜508と重なる領域を備える。導電膜504はゲート電極の機能を備える。絶縁膜506はゲート絶縁膜の機能を備える。
導電膜512Aおよび導電膜512Bは、半導体膜508と電気的に接続される。導電膜512Aはソース電極の機能またはドレイン電極の機能の一方を備え、導電膜512Bはソース電極の機能またはドレイン電極の機能の他方を備える。
また、導電膜524を有するトランジスタを、駆動回路または画素回路のトランジスタに用いることができる(図21(B)参照)。導電膜524は、導電膜504との間に半導体膜508を挟む領域を備える。なお、絶縁膜516は、導電膜524および半導体膜508の間に挟まれる領域を備える。また、例えば、導電膜504と同じ電位を供給する配線に導電膜524を電気的に接続することができる。
例えば、タンタルおよび窒素を含む厚さ10nmの膜と、銅を含む厚さ300nmの膜と、を積層した導電膜を導電膜504に用いることができる。なお、銅を含む膜は、絶縁膜506との間に、タンタルおよび窒素を含む膜を挟む領域を備える。
例えば、シリコンおよび窒素を含む厚さ400nmの膜と、シリコン、酸素および窒素を含む厚さ200nmの膜と、を積層した材料を絶縁膜506に用いることができる。なお、シリコンおよび窒素を含む膜は、半導体膜508との間に、シリコン、酸素および窒素を含む膜を挟む領域を備える。
例えば、半導体膜508は、領域508A、領域508Bおよび領域508Cを備える。領域508Cは、領域508Aおよび508Bの間に挟まれる。また、インジウム、ガリウムおよび亜鉛を含む厚さ25nmの膜を、半導体膜508に用いることができる。
例えば、タングステンを含む厚さ50nmの膜と、アルミニウムを含む厚さ400nmの膜と、チタンを含む厚さ100nmの膜と、をこの順で積層した導電膜を、導電膜512Aまたは導電膜512Bに用いることができる。なお、タングステンを含む膜は、半導体膜508と接する領域を備える。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の一態様で開示されるトランジスタの半導体層に用いることができる金属酸化物について説明する。なお、トランジスタの半導体層に金属酸化物を用いる場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と読み替えてもよい。
酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、非単結晶酸化物半導体と、に分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、CAAC-OS(c-axis-aligned crystalline oxide semiconductor)、多結晶酸化物半導体、nc-OS(nanocrystalline oxide semiconductor)、擬似非晶質酸化物半導体(a-like OS:amorphous-like oxide semiconductor)、及び非晶質酸化物半導体などがある。
また、非単結晶酸化物半導体の1つとして、半結晶性酸化物半導体(Semi-crystalline oxide semiconductor)と呼称される酸化物半導体が挙げられる。半結晶性酸化物半導体とは、単結晶酸化物半導体と非晶質酸化物半導体との中間構造を有する。半結晶性酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体と比較して構造が安定である。例えば、半結晶性酸化物半導体としては、CAAC構造を有し、かつCAC(Cloud-Aligned Composite)構成である酸化物半導体がある。CACの詳細については、以下で説明を行う。
また、本発明の一態様で開示されるトランジスタの半導体層には、CAC-OS(Cloud-Aligned Composite oxide semiconductor)を用いてもよい。
なお、本発明の一態様で開示されるトランジスタの半導体層は、上述した非単結晶酸化物半導体またはCAC-OSを好適に用いることができる。また、非単結晶酸化物半導体としては、nc-OSまたはCAAC-OSを好適に用いることができる。
なお、本発明の一態様では、トランジスタの半導体層として、CAC-OSを用いると好ましい。CAC-OSを用いることで、トランジスタに高い電気特性または高い信頼性を付与することができる。
以下では、CAC-OSの詳細について説明する。
CAC-OSまたはCAC-metal oxideは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。なお、CAC-OSまたはCAC-metal oxideを、トランジスタのチャネル形成領域に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子(またはホール)を流す機能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能である。導電性の機能と、絶縁性の機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能(On/Offさせる機能)をCAC-OSまたはCAC-metal oxideに付与することができる。CAC-OSまたはCAC-metal oxideにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。
また、CAC-OSまたはCAC-metal oxideは、導電性領域、及び絶縁性領域を有する。導電性領域は、上述の導電性の機能を有し、絶縁性領域は、上述の絶縁性の機能を有する。また、材料中において、導電性領域と、絶縁性領域とは、ナノ粒子レベルで分離している場合がある。また、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ材料中に偏在する場合がある。また、導電性領域は、周辺がぼけてクラウド状に連結して観察される場合がある。
また、CAC-OSまたはCAC-metal oxideにおいて、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ0.5nm以上10nm以下、好ましくは0.5nm以上3nm以下のサイズで材料中に分散している場合がある。
また、CAC-OSまたはCAC-metal oxideは、異なるバンドギャップを有する成分により構成される。例えば、CAC-OSまたはCAC-metal oxideは、絶縁性領域に起因するワイドギャップを有する成分と、導電性領域に起因するナローギャップを有する成分と、により構成される。当該構成の場合、キャリアを流す際に、ナローギャップを有する成分において、主にキャリアが流れる。また、ナローギャップを有する成分が、ワイドギャップを有する成分に相補的に作用し、ナローギャップを有する成分に連動してワイドギャップを有する成分にもキャリアが流れる。このため、上記CAC-OSまたはCAC-metal oxideをトランジスタのチャネル形成領域に用いる場合、トランジスタのオン状態において高い電流駆動力、つまり大きなオン電流、及び高い電界効果移動度を得ることができる。
すなわち、CAC-OSまたはCAC-metal oxideは、マトリックス複合材(matrix composite)または金属マトリックス複合材(metal matrix composite)と呼称することもできる。
CAC-OSは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは、1nm以上2nm以下またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、金属酸化物において、一つあるいはそれ以上の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは、1nm以上2nm以下またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状またはパッチ状ともいう。
なお、金属酸化物は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウム及び亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種または複数種が含まれていてもよい。
例えば、In-Ga-Zn酸化物におけるCAC-OS(CAC-OSの中でもIn-Ga-Zn酸化物を、特にCAC-IGZOと呼称してもよい)とは、インジウム酸化物(以下、InOX1(X1は0よりも大きい実数)とする)、またはインジウム亜鉛酸化物(以下、InX2ZnY2OZ2(X2、Y2、及びZ2は0よりも大きい実数)とする)と、ガリウム酸化物(以下、GaOX3(X3は0よりも大きい実数)とする)、またはガリウム亜鉛酸化物(以下、GaX4ZnY4OZ4(X4、Y4、及びZ4は0よりも大きい実数)とする)などと、に材料が分離することでモザイク状となり、モザイク状のInOX1、またはInX2ZnY2OZ2が、膜中に均一に分布した構成(以下、クラウド状ともいう)である。
つまり、CAC-OSは、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2OZ2、またはInOX1が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物である。なお、本明細書において、例えば、第1の領域の元素Mに対するInの原子数比が、第2の領域の元素Mに対するInの原子数比よりも大きいことを、第1の領域は、第2の領域と比較して、Inの濃度が高いとする。
なお、IGZOは通称であり、In、Ga、Zn、及びOによる1つの化合物をいう場合がある。代表例として、InGaO3(ZnO)m1(m1は自然数)、またはIn(1+x0)Ga(1-x0)O3(ZnO)m0(-1≦x0≦1、m0は任意数)で表される結晶性の化合物が挙げられる。
上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、またはCAAC(c-axis aligned crystal)構造を有する。なお、CAAC構造とは、複数のIGZOのナノ結晶がc軸配向を有し、かつa-b面においては配向せずに連結した結晶構造である。
一方、CAC-OSは、金属酸化物の材料構成に関する。CAC-OSとは、In、Ga、Zn、及びOを含む材料構成において、一部にGaを主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にInを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。従って、CAC-OSにおいて、結晶構造は副次的な要素である。
なお、CAC-OSは、組成の異なる二種類以上の膜の積層構造は含まないものとする。例えば、Inを主成分とする膜と、Gaを主成分とする膜との2層からなる構造は、含まない。
なお、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2OZ2、またはInOX1が主成分である領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。
なお、ガリウムの代わりに、アルミニウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれている場合、CAC-OSは、一部に該金属元素を主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にInを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。
CAC-OSは、例えば基板を意図的に加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、CAC-OSをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス(代表的にはアルゴン)、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば酸素ガスの流量比を0%以上30%未満、好ましくは0%以上10%以下とすることが好ましい。
CAC-OSは、X線回折(XRD:X-ray diffraction)測定法のひとつであるOut-of-plane法によるθ/2θスキャンを用いて測定したときに、明確なピークが観察されないという特徴を有する。すなわち、X線回折から、測定領域のa-b面方向、及びc軸方向の配向は見られないことが分かる。
またCAC-OSは、プローブ径が1nmの電子線(ナノビーム電子線ともいう)を照射することで得られる電子線回折パターンにおいて、リング状に輝度の高い領域と、該リング領域に複数の輝点が観測される。従って、電子線回折パターンから、CAC-OSの結晶構造が、平面方向、及び断面方向において、配向性を有さないnc(nano-crystal)構造を有することがわかる。
また例えば、In-Ga-Zn酸化物におけるCAC-OSでは、エネルギー分散型X線分光法(EDX:Energy Dispersive X-ray spectroscopy)を用いて取得したEDXマッピングにより、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2OZ2、またはInOX1が主成分である領域とが、偏在し、混合している構造を有することが確認できる。
CAC-OSは、金属元素が均一に分布したIGZO化合物とは異なる構造であり、IGZO化合物と異なる性質を有する。つまり、CAC-OSは、GaOX3などが主成分である領域と、InX2ZnY2OZ2、またはInOX1が主成分である領域と、に互いに相分離し、各元素を主成分とする領域がモザイク状である構造を有する。
ここで、InX2ZnY2OZ2、またはInOX1が主成分である領域は、GaOX3などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、InX2ZnY2OZ2、またはInOX1が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、酸化物半導体としての導電性が発現する。従って、InX2ZnY2OZ2、またはInOX1が主成分である領域が、酸化物半導体中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度(μ)が実現できる。
一方、GaOX3などが主成分である領域は、InX2ZnY2OZ2、またはInOX1が主成分である領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、GaOX3などが主成分である領域が、酸化物半導体中に分布することで、リーク電流を抑制し、良好なスイッチング動作を実現できる。
従って、CAC-OSを半導体素子に用いた場合、GaOX3などに起因する絶縁性と、InX2ZnY2OZ2、またはInOX1に起因する導電性とが、相補的に作用することにより、高いオン電流(Ion)、及び高い電界効果移動度(μ)を実現することができる。
また、CAC-OSを用いた半導体素子は、信頼性が高い。従って、CAC-OSは、ディスプレイをはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。
また、CAAC-OSまたはCAC-OSを半導体膜に用いるトランジスタは、チャネル長を短くすることができ、オン電流を大きくすることができ、オフ電流をきわめて小さくすることができ、ばらつきを抑制することができ、信頼性が高く、第8世代から第10世代程度の大型のガラス基板に作製することができる。これにより、大型の有機ELテレビのバックプレーンに好適に用いることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態5)
本実施の形態では、本発明の一態様の情報処理装置の表示部に用いることができる表示装置の構成について、図8を参照しながら説明する。
図8は本発明の一態様の表示装置の構成を説明する図である。図8(A)は本発明の一態様の表示装置のブロック図であり、図8(B-1)乃至図8(B-3)は本発明の一態様の表示装置の外観を説明する投影図である。
<表示装置の構成例4>
本実施の形態で説明する表示装置は、制御部238と、表示パネル700Bと、を有する(図8(A)参照)。
《制御部238》
制御部238は、画像情報V1および制御情報CIを供給される機能を備える。例えば、クロック信号またはタイミング信号などを制御情報CIに用いることができる。
制御部238は、画像情報V1に基づいて情報V11を生成する機能を備える。制御部238は、情報V11を供給する機能を備える。また、制御情報CIに基づいて制御信号CI11を生成する機能を備える。例えば、クロック信号またはタイミング信号などを制御信号CI11に用いることができる。
例えば、制御部238は、制御回路233、伸張回路234および画像処理回路235Mを備える。
《制御回路233》
制御回路233は、制御信号を駆動回路GDAおよび駆動回路GDB、駆動回路SD(1)乃至駆動回路SD(3)などに供給する機能を備える。これにより、複数の駆動回路の動作を同期することができる。例えば、タイミングコントローラを制御回路233に用いることができる。
なお、制御回路233を表示パネルに含めることもできる。例えば、リジッド基板に実装された制御回路233を、フレキシブルプリント基板を用いて駆動回路と電気的に接続して、表示パネルに用いることができる。
《表示パネル700B》
表示パネル700Bは、情報V11を供給される機能を備える。また、表示パネル700Bは、画素702(i,j)を備える。例えば、走査線G1(i)は、60Hz以上、好ましくは120Hz以上の頻度で選択信号を供給される。または、例えば、30Hz未満、好ましくは1Hz未満、より好ましくは一分に一回未満の頻度で選択信号を供給される。
また、表示パネルは、複数の駆動回路を有することができる。例えば、表示パネル700Bは、駆動回路GDAおよび駆動回路GDBを有する。
また、複数の駆動回路を備える場合、例えば、駆動回路GDAが選択信号を供給する頻度と、駆動回路GDBが選択信号を供給する頻度とを、異ならせることができる。具体的には、静止画像を表示する一の領域に選択信号を供給する頻度より高い頻度で、動画像を表示する他の領域に選択信号を供給することができる。これにより、一の領域にフリッカーが抑制された状態で静止画像を表示し、他の領域に滑らかに動画像を表示することができる。
画素702(i,j)は、表示素子を備える。表示素子は、情報V11に基づいて表示する機能を備える。例えば、液晶素子を、表示素子に用いることができる。
これにより、表示素子を用いて画像情報を表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。または、例えば、テレビジョン受像システム(図8(B-1)参照)、映像モニター(図8(B-2)参照)またはノートブックコンピュータ(図8(B-3)参照)などを提供することができる。または、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供することができる。
《伸張回路234》
伸張回路234は、圧縮された状態で供給される画像情報V1を伸張する機能を備える。伸張回路234は、記憶部を備える。記憶部は、例えば伸張された画像情報を記憶する機能を備える。
《画像処理回路235M》
画像処理回路235Mは、例えば、領域を備える。
領域は、例えば、画像情報V1に含まれる情報を記憶する機能を備える。
画像処理回路235Mは、例えば、所定の特性曲線に基づいて画像情報V1を補正して情報V11を生成する機能と、情報V11を供給する機能と、を備える。具体的には、表示素子が良好な画像を表示するように、情報V11を生成する機能を備える。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態6)
本実施の形態では、本発明の一態様の入出力装置の構成について、図9を参照しながら説明する。
図9は本発明の一態様の入出力装置の構成を説明する図である。図9(A)は本発明の一態様の入出力装置に用いることができる入力部の投影図であり、図9(B)は図9(A)の一部を説明する側面図である。図9(C)は入力部の動作を説明する図である。
<入出力装置の構成例>
本実施の形態で説明する入出力装置は、表示部230と、入力部240と、を有する。
《表示部230》
表示部230は、実施の形態2乃至実施の形態5に記載の表示装置を備える。
《入力部240》
入力部240はユニット813およびユニット814を備え、検知器823Sおよび検知器824Sを備える(図9(A)参照)。また、入力部240は制御部248を備える。制御部248は検知器823Sおよび検知器824Sと電気的に接続され、制御信号を検知器823Sおよび検知器824Sに供給し、検知情報を供給される機能を備える。
《検知器823S、検知器824S》
検知器823Sは、第3の面853から射出される光の強度の分布を検知する(図23(B)、図7(B)および図9(A)参照)。また、検知した光の強度分布を、検知情報として供給する機能を備える。
例えば、ラインセンサを検知器823S等に用いることができる。具体的には、複数の光電変換素子を一列に並べた構成を検知器823S等に用いることができる(図9(B)参照)。これにより、列方向(図中に矢印C2で示す方向)の光の強度(図中に矢印Iで示す軸)の分布を、検知器823Sを用いて知ることができる(図9(C)参照)。なお、発光素子822R、発光素子822Gおよび発光素子822Bは、検知器823S等と並んで配設される。
また、検知器824Sは、第4の面854から射出される光の強度の分布を検知する(図23(C)および図9(A)参照)。
同様に、行方向(図中に矢印R2で示す方向)の光の強度分布を、検知器824Sを用いて知ることができる(図9(C)参照)。
《導光板に触れるものの接触位置の検知方法》
例えば、ユニット811が備える発光素子821Rは、導光板850の第1の面851に光を供給する(図7(B)参照)。第1の面851から入射した光の一部は、第5の面855および第6の面856の間で反射を繰り返し、第3の面853から射出する。
ここで、導光板850の第6の面856に触れるものの屈折率が変化すると、第3の面853から射出される光の強度分布が変化する(図7(C)参照)。具体的には、第6の面856の指などが触れた部分において、発光素子821Rから射出された光の反射が乱れる。これにより、指などが触れた部分から光の進行方向に向かって、影が投影される。
なお、検知器823Sを用いて光の強度分布を検知し、列方向(図中に矢印C2で示す方向)のどの位置に投影された影の部分があるのかを知ることができる。または、指などが触れている位置を知ることができる。
同様に、検知器824Sを用いて光の強度分布を検知し、行方向(図中に矢印R2で示す方向)のどの位置に投影された影の部分があるのかを知ることができる。または、指などが触れている位置を知ることができる。
これにより、導光板の第6の面に接するものの位置を知ることができる。例えば、導光板に触れた指の位置を知ることができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な入出力装置を提供することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態7)
本実施の形態では、本発明の一態様の入出力装置の駆動方法について、図10および図11を参照しながら説明する。
図10は本発明の一態様の入出力装置の駆動方法を説明するフローチャートである。
図11は表示装置に触れた指が投影する影の形状を説明する上面図である。図11(A)は、表示装置に触れた指が、一のユニットが行方向に向けて射出した光を遮り、対向するユニットに影を投影する図である。図11(B)は、表示装置に触れた指が、一のユニットが列方向に向けて射出した光を遮り、対向するユニットに影を投影する図である。また、図11(C)は、表示装置に触れた指が光を遮り、対向するユニットに影を投影する図である。
<入出力装置の駆動方法>
本実施の形態で説明する入出力装置の駆動方法は、第1のステップ乃至第7のステップを有する(図10参照)。
[第1のステップ]
行方向(図中に矢印R2で示す方向)に進む光L1の列方向(図中に矢印C2で示す方向)の強度分布を測定する(図10(T1)および図11(A)参照)。例えば、指などが触れた部分から光の進行方向に向かって影が投影され、光の強度分布が変化する(図9(C)参照)。
[第2のステップ]
光L1の強度分布に基づいて、所定の値より小さい第1の部分C2(g)を判別する(図10(T2)および図11(A)参照)。例えば、他の領域の強度に対する割合を所定の値に用いることができる。または、人工知能を用いて定めた値を所定の割合に用いることができる。
[第3のステップ]
列方向に進む光L2の行の方向の強度分布を測定する(図10(T3)および図11(B)参照)。なお、光L1を射出していない期間に光L2を射出してもよい。これにより、光の強度分布を測定している期間中に、複数の光が検知器に進入する不具合を軽減できる。
また、光L1および光L2の強度分布を測定した後に、光L1に対向して進行する光L4および、光L2に対向して進行する光L3を同時に射出してもよい(図11(C)参照)。これにより、光の強度分布を測定する期間を長くすることができる。または、光の強度分布を測定しない期間を短くすることができる。または、光の強度分布を測定する頻度を高めることができる。
[第4のステップ]
光L2の強度分布に基づいて、所定の値より小さい第2の部分R2(h)を判別する(図10(T4)および図11(B)参照)。
[第5のステップ]
第1の部分C2(g)を横切り、行方向に延びる帯状の第1の領域11Rを決定する(図10(T5)および図11(C)参照)。
[第6のステップ]
第2の部分R2(h)を横切り、列方向に延びる帯状の第2の領域11Cを決定する(図10(T6)および図11(C)参照)。
[第7のステップ]
第1の領域11Rに重なる部分および第2の領域11Cに重なる部分について、画像情報V1の階調を明るく補正する(図10(T7)参照)。例えば、ルックアップテーブルを用いて階調の補正をすることができる。または、人工知能を用いて定めたルックアップテーブルを用いることができる。なお、第1の領域11Rに重なる部分および第2の領域11Cに重なる部分以外の情報V11の階調を暗く補正する方法を、第7のステップの変形例に用いてもよい。
これにより、指などの接触により生じる明暗のムラを軽減することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。または、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態8)
本実施の形態では、本発明の一態様の情報処理装置の構成について、図12乃至図14を参照しながら説明する。
図12(A)は本発明の一態様の情報処理装置の構成を説明するブロック図である。図12(B)および図12(C)は、情報処理装置200の外観の一例を説明する投影図である。
図13は、本発明の一態様のプログラムを説明するフローチャートである。図13(A)は、本発明の一態様のプログラムの主の処理を説明するフローチャートであり、図13(B)は、割り込み処理を説明するフローチャートである。
図14は、本発明の一態様のプログラムを説明する図である。図14(A)は、本発明の一態様のプログラムの割り込み処理を説明するフローチャートである。また、図14(B)は、本発明の一態様の情報処理装置の操作を説明する模式図であり、図14(C)は、本発明の一態様の情報処理装置の動作を説明するタイミングチャートである。
<情報処理装置の構成例1>
本実施の形態で説明する情報処理装置200は、入出力装置220と、演算装置210と、を有する(図12(A)参照)。入出力装置220は、演算装置210と電気的に接続される。また、情報処理装置200は筐体を備えることができる(図12(B)または図12(C)参照)。
《入出力装置220》
入出力装置220は表示部230および入力部240を備える(図12(A)参照)。入出力装置220は検知部250を備える。また、入出力装置220は通信部290を備えることができる。
入出力装置220は画像情報V1または制御情報CIを供給される機能を備え、入力情報IIまたは検知情報DSを供給する機能を備える。
演算装置210は入力情報IIまたは検知情報DSを供給される。演算装置210は画像情報V1を供給する機能を備える。演算装置210は、例えば、入力情報IIまたは検知情報DSに基づいて動作する機能を備える。
なお、筐体は入出力装置220または演算装置210を収納する機能を備える。または、筐体は表示部230または演算装置210を支持する機能を備える。
表示部230は画像情報V1に基づいて画像を表示する機能を備える。表示部230は制御情報CIに基づいて画像を表示する機能を備える。
入力部240は、入力情報IIを供給する機能を備える。例えば、キーボードのスキャンコード、位置情報、ボタンの操作情報、音声情報、画像情報等を入力情報IIに用いることができる。
検知部250は検知情報DSを供給する機能を備える。例えば、情報処理装置200が使用される環境の照度情報、姿勢情報、加速度情報、方位情報、圧力情報、温度情報または湿度情報等を検知情報DSに用いることができる。
これにより、情報処理装置は、情報処理装置が使用される環境において、情報処理装置の筐体が受ける光の強さを把握して動作することができる。または、情報処理装置の使用者は、表示方法を選択することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供することができる。
以下に、情報処理装置を構成する個々の要素について説明する。なお、これらの構成は明確に分離できず、一つの構成が他の構成を兼ねる場合や他の構成の一部を含む場合がある。例えばタッチセンサが表示パネルに重ねられたタッチパネルは、表示部であるとともに入力部でもある。
《構成例》
本発明の一態様の情報処理装置200は、筐体または演算装置210を有する。
演算装置210は、演算部211、記憶部212、伝送路214、入出力インターフェース215を備える。
また、本発明の一態様の情報処理装置は、入出力装置220を有する。
入出力装置220は、表示部230、入力部240、検知部250および通信部290を備える。
《情報処理装置》
本発明の一態様の情報処理装置は、演算装置210または入出力装置220を備える。
《演算装置210》
演算装置210は、演算部211および記憶部212を備える。また、伝送路214および入出力インターフェース215を備える。
《演算部211》
演算部211は、例えばプログラムを実行する機能を備える。
《記憶部212》
記憶部212は、例えば演算部211が実行するプログラム、初期情報、設定情報または画像等を記憶する機能を有する。
具体的には、ハードディスク、フラッシュメモリまたは酸化物半導体を含むトランジスタを用いたメモリ等を用いることができる。
《入出力インターフェース215、伝送路214》
入出力インターフェース215は端子または配線を備え、情報を供給し、情報を供給される機能を備える。例えば、伝送路214と電気的に接続することができる。また、入出力装置220と電気的に接続することができる。
伝送路214は配線を備え、情報を供給し、情報を供給される機能を備える。例えば、入出力インターフェース215と電気的に接続することができる。また、演算部211、記憶部212または入出力インターフェース215と電気的に接続することができる。
《入出力装置220》
入出力装置220は、表示部230、入力部240、検知部250または通信部290を備える。例えば、実施の形態6において説明する入出力装置を用いることができる。これにより、消費電力を低減することができる。
《表示部230》
表示部230は、制御部238と、表示パネル700Bと、を有する(図8参照)。例えば、実施の形態2乃至実施の形態5で説明する表示装置を表示部230に用いることができる。
《入力部240》
さまざまなヒューマンインターフェイス等を入力部240に用いることができる(図12参照)。
例えば、キーボード、マウス、タッチセンサ、マイクまたはカメラ等を入力部240に用いることができる。なお、表示部230に重なる領域を備えるタッチセンサを用いることができる。表示部230と表示部230に重なる領域を備えるタッチセンサを備える入出力装置を、タッチパネルまたはタッチスクリーンということができる。
例えば、使用者は、タッチパネルに触れた指をポインタに用いて様々なジェスチャー(タップ、ドラッグ、スワイプまたはピンチイン等)をすることができる。
例えば、演算装置210は、タッチパネルに接触する指の位置または軌跡等の情報を解析し、解析結果が所定の条件を満たすとき、特定のジェスチャーが供給されたとすることができる。これにより、使用者は、所定のジェスチャーにあらかじめ関連付けられた所定の操作命令を、当該ジェスチャーを用いて供給できる。
一例を挙げれば、使用者は、画像情報の表示位置を変更する「スクロール命令」を、タッチパネルに沿ってタッチパネルに接触する指を移動するジェスチャーを用いて供給できる。
《検知部250》
検知部250は、周囲の状態を検知して検知情報を供給する機能を備える。具体的には、照度情報、姿勢情報、加速度情報、方位情報、圧力情報、温度情報または湿度情報等を供給できる。
例えば、光検出器、姿勢検出器、加速度センサ、方位センサ、GPS(Global positioning System)信号受信回路、圧力センサ、温度センサ、湿度センサまたはカメラ等を、検知部250に用いることができる。具体的には、水素化アモルファスシリコンを用いたpinフォトセンサを光検出器に用いることができる。
《通信部290》
通信部290は、ネットワークに情報を供給し、ネットワークから情報を取得する機能を備える。
《プログラム》
本発明の一態様のプログラムは、下記のステップを有する(図13(A)参照)。
[第1のステップ]
第1のステップにおいて、設定を初期化する(図13(A)(S1)参照)。
例えば、起動時に表示する所定の画像情報と、当該画像情報を表示する所定のモードと、当該画像情報を表示する所定の表示方法を特定する情報と、を記憶部212から取得する。具体的には、一の静止画像情報または他の動画像情報を所定の画像情報に用いることができる。また、第1のモードまたは第2のモードを所定のモードに用いることができる。また、第1の表示方法、第2の表示方法または第3の表示方法を所定の表示方法に用いることができる。
[第2のステップ]
第2のステップにおいて、割り込み処理を許可する(図13(A)(S2)参照)。なお、割り込み処理が許可された演算装置は、主の処理と並行して割り込み処理を行うことができる。割り込み処理から主の処理に復帰した演算装置は、割り込み処理をして得た結果を主の処理に反映することができる。
なお、カウンタの値が初期値であるとき、演算装置に割り込み処理をさせ、割り込み処理から復帰する際に、カウンタを初期値以外の値としてもよい。これにより、プログラムを起動した後に常に割り込み処理をさせることができる。
[第3のステップ]
第3のステップにおいて、第1のステップまたは割り込み処理において選択された、所定のモードまたは所定の表示方法を用いて画像情報を表示する(図13(A)(S3)参照)。なお、所定のモードは情報を表示するモードを特定し、所定の表示方法は画像情報を表示する方法を特定する。また、例えば、画像情報V1を表示する情報に用いることができる。
例えば、画像情報V1を表示する一の方法を、第1のモードに関連付けることができる。または、画像情報V1を表示する他の方法を第2のモードに関連付けることができる。これにより、選択されたモードに基づいて表示方法を選択することができる。
例えば、画像情報V1を表示する異なる3つの方法を、第1の表示方法乃至第3の表示方法に関連付けることができる。これにより、選択された表示方法に基づいて表示をすることができる。
《第1のモード》
具体的には、30Hz以上、好ましくは60Hz以上の頻度で一の走査線に選択信号を供給し、選択信号に基づいて表示をする方法を、第1のモードに関連付けることができる。
例えば、30Hz以上、好ましくは60Hz以上の頻度で選択信号を供給すると、動画像の動きを滑らかに表示することができる。
例えば、30Hz以上、好ましくは60Hz以上の頻度で画像を更新すると、使用者の操作に滑らかに追従するように変化する画像を、使用者が操作中の情報処理装置200に表示することができる。
《第2のモード》
具体的には、30Hz未満、好ましくは1Hz未満、より好ましくは一分に一回未満の頻度で一の走査線に選択信号を供給し、選択信号に基づいて表示をする方法を、第2のモードに関連付けることができる。
30Hz未満、好ましくは1Hz未満、より好ましくは一分に一回未満の頻度で選択信号を供給すると、フリッカーまたはちらつきが抑制された表示をすることができる。また、消費電力を低減することができる。
例えば、情報処理装置200を時計に用いる場合、1秒に一回の頻度または1分に一回の頻度等で表示を更新することができる。
ところで、例えば、発光素子を表示素子に用いる場合、発光素子をパルス状に発光させて、画像情報を表示することができる。具体的には、パルス状に有機EL素子を発光させて、その残光を表示に用いることができる。有機EL素子は優れた周波数特性を備えるため、発光素子を駆動する時間を短縮し、消費電力を低減することができる場合がある。または、発熱が抑制されるため、発光素子の劣化を軽減することができる場合がある。
《第1の表示方法》
具体的には、表示素子750(i,j)を表示に用いる方法を、第1の表示方法に用いることができる。これにより、例えば、消費電力を低減することができる。または、明るい環境下において、高いコントラストで画像情報を良好に表示することができる。
《第2の表示方法》
具体的には、表示素子550(i,j)を表示に用いる方法を、第2の表示方法に用いることができる。これにより、例えば、暗い環境下で画像を良好に表示することができる。または、良好な色再現性で写真等を表示することができる。または、動きの速い動画を滑らかに表示することができる。
なお、表示素子550(i,j)を用いて画像情報V1を表示する場合、照度情報に基づいて画像情報V1を表示する明るさを決定することができる。例えば、照度が5千ルクス以上10万ルクス未満の場合、照度が5千ルクス未満の場合より明るくなるように、表示素子550(i,j)を用いて画像情報V1を表示する。
《第3の表示方法》
具体的には、表示素子750(i,j)および表示素子550(i,j)を表示に用いる方法を、第3の表示方法に用いることができる。これにより、消費電力を低減することができる。または、暗い環境下で画像を良好に表示することができる。または、良好な色再現性で写真等を表示することができる。または、動きの速い動画を滑らかに表示することができる。または、使用者が快適に感じる表示をすることができる。例えば、表示素子750(i,j)を用いる表示に、表示素子550(i,j)を用いて加える明るさを、制御情報CIを用いて制御することができる。または、人工知能部213は、入力情報IIおよび検知情報DSに基づいて、制御情報CIを生成することができる。
ところで、表示素子750(i,j)および表示素子550(i,j)を表示に用いて、表示の明るさを調節する機能を、調光機能ということができる。例えば、反射型の表示素子の明るさを、光を射出する機能を備える表示素子を用いて補うことができる。
また、表示素子750(i,j)および表示素子550(i,j)を表示に用いて、表示の色味を調節する機能を、調色機能ということができる。例えば、反射型の表示素子の色合いを、光を射出する機能を備える表示素子を用いて変えることができる。具体的には、反射型の液晶素子が表示する黄味を帯びた色合いを、青色の有機EL素子を用いて白色に近づけることができる。これにより、例えば、文字情報を普通紙に印刷された文字のように表示することができる。または、目にやさしい表示をすることができる。
また、表示素子750(i,j)と表示素子550(i,j)とを表示に用いると、物体が反射する色と物体が発光する色とが掛け合わされる。これにより、絵画的な表示をすることができる。
なお、表示素子750(i,j)を用いて表示する画像情報V1に重ねて表示する、表示素子550(i,j)を用いて表示する画像情報V1の明るさを、照度情報および使用者の好みに応じて決定することができる。これにより、使用者が快適に感じる表示をすることができる。
[第4のステップ]
第4のステップにおいて、終了命令が供給された場合は第5のステップに進み、終了命令が供給されなかった場合は第3のステップに進むように選択する(図13(A)(S4)参照)。
例えば、割り込み処理において供給された終了命令を判断に用いてもよい。
[第5のステップ]
第5のステップにおいて、終了する(図13(A)(S5)参照)。
《割り込み処理》
割り込み処理は以下の第6のステップ乃至第8のステップを備える(図13(B)参照)。
[第6のステップ]
第6のステップにおいて、例えば、検知部250を用いて、情報処理装置200が使用される環境の照度を検出する(図13(B)(S6)参照)。なお、環境の照度に代えて環境光の色温度や色度を検出してもよい。
[第7のステップ]
第7のステップにおいて、検出した照度情報に基づいて表示方法を決定する(図13(B)(S7)参照)。例えば、表示の明るさを暗すぎないように、または明るすぎないように決定する。
例えば、照度が所定の値以上の場合に、第1の表示方法に決定し、照度が所定の値未満の場合、第2の表示方法に決定する。または、照度が所定の範囲の場合、第3の表示方法に決定してもよい。具体的には、照度が10万ルクス以上の場合、第1の表示方法に決定し、照度が5千ルクス未満の場合、第2の表示方法に決定し、照度が10万ルクス未満5千ルクス以上の場合、第3の表示方法に決定してもよい。
なお、第6のステップにおいて環境光の色温度や環境光の色度を検出した場合は、表示の色味を調節してもよい。例えば、第3の表示方法において表示素子550(i,j)を用いて、表示の色味を調節してもよい。
また、例えば、第1の表示方法を用いる場合は、第1のステータスの制御情報CIを供給し、第2の表示方法を用いる場合は、第2のステータスの制御情報CIを供給し、第3の表示方法を用いる場合は、第3のステータスの制御情報CIを供給する。
[第8のステップ]
第8のステップにおいて、割り込み処理を終了する(図13(B)(S8)参照)。
<情報処理装置の構成例2>
本発明の一態様の情報処理装置の別の構成について、図14を参照しながら説明する。
図14(A)は、本発明の一態様のプログラムを説明するフローチャートである。図14(A)は、図13(B)に示す割り込み処理とは異なる割り込み処理を説明するフローチャートである。
なお、情報処理装置の構成例2は、供給された所定のイベントに基づいて、モードを変更するステップを割り込み処理に有する点が、図13(B)を参照しながら説明する割り込み処理とは異なる。ここでは、異なる部分について詳細に説明し、同様の構成を用いることができる部分について上記の説明を援用する。
《割り込み処理》
割り込み処理は以下の第6のステップ乃至第8のステップを備える(図14(A)参照)。
[第6のステップ]
第6のステップにおいて、所定のイベントが供給された場合は、第7のステップに進み、所定のイベントが供給されなかった場合は、第8のステップに進む(図14(A)(U6)参照)。例えば、所定の期間に所定のイベントが供給されたか否かを条件に用いることができる。具体的には、5秒以下、1秒以下または0.5秒以下好ましくは0.1秒以下であって0秒より長い期間を所定の期間とすることができる。
[第7のステップ]
第7のステップにおいて、モードを変更する(図14(A)(U7)参照)。具体的には、第1のモードを選択していた場合は、第2のモードを選択し、第2のモードを選択していた場合は、第1のモードを選択する。
例えば、表示部230の一部の領域について、表示モードを変更することができる。具体的には、駆動回路GDA、駆動回路GDBおよび駆動回路GDCを備える表示部230の一の駆動回路が選択信号を供給する領域について、表示モードを変更することができる(図14(B)参照)。
例えば、駆動回路GDBが選択信号を供給する領域と重なる領域にある入力部240に、所定のイベントが供給された場合に、駆動回路GDBが選択信号を供給する領域の表示モードを変更することができる(図14(B)および図14(C)参照)。具体的には、指等を用いてタッチパネルに供給する「タップ」イベントに応じて、駆動回路GDBが供給する選択信号の頻度を変更することができる。
なお、信号GCLKは駆動回路GDBの動作を制御するクロック信号であり、信号PWC1および信号PWC2は駆動回路GDBの動作を制御するパルス幅制御信号である。駆動回路GDBは、信号GCLK、信号PWC1および信号PWC2等に基づいて、選択信号を走査線G2(m+1)乃至走査線G2(2m)に供給する。
これにより、例えば、駆動回路GDAおよび駆動回路GDCが選択信号を供給することなく、駆動回路GDBが選択信号を供給することができる。または、駆動回路GDAおよび駆動回路GDCが選択信号を供給する領域の表示を変えることなく、駆動回路GDBが選択信号を供給する領域の表示を更新することができる。または、駆動回路が消費する電力を抑制することができる。
[第8のステップ]
第8のステップにおいて、割り込み処理を終了する(図14(A)(U8)参照)。なお、主の処理を実行している期間に割り込み処理を繰り返し実行してもよい。
《所定のイベント》
例えば、マウス等のポインティング装置を用いて供給する、「クリック」や「ドラッグ」等のイベント、指等をポインタに用いてタッチパネルに供給する、「タップ」、「ドラッグ」または「スワイプ」等のイベントを用いることができる。
また、例えば、ポインタが指し示すスライドバーの位置、スワイプの速度、ドラッグの速度等を用いて、所定のイベントに関連付けられた命令の引数を与えることができる。
例えば、検知部250が検知した情報をあらかじめ設定された閾値と比較して、比較結果をイベントに用いることができる。
具体的には、筐体に押し込むことができるように配設されたボタン等に接する感圧検知器等を検知部250に用いることができる。
《所定のイベントに関連付ける命令》
例えば、終了命令を、特定のイベントに関連付けることができる。
例えば、表示されている一の画像情報から他の画像情報に表示を切り替える「ページめくり命令」を、所定のイベントに関連付けることができる。なお、「ページめくり命令」を実行する際に用いるページをめくる速度などを決定する引数を、所定のイベントを用いて与えることができる。
例えば、一の画像情報の表示されている一部分の表示位置を移動して、一部分に連続する他の部分を表示する「スクロール命令」などを、所定のイベントに関連付けることができる。なお、「スクロール命令」を実行する際に用いる表示を移動する速度などを決定する引数を、所定のイベントを用いて与えることができる。
例えば、表示方法を設定する命令または画像情報を生成する命令などを、所定のイベントに関連付けることができる。なお、生成する画像の明るさを決定する引数を所定のイベントに関連付けることができる。また、生成する画像の明るさを決定する引数を、検知部250が検知する環境の明るさに基づいて決定してもよい。
例えば、プッシュ型のサービスを用いて配信される情報を、通信部290を用いて取得する命令などを、所定のイベントに関連付けることができる。
なお、情報を取得する資格の有無を、検知部250が検知する位置情報を用いて判断してもよい。具体的には、ユーザーが特定の教室、学校、会議室、企業、建物等の内部または領域にいる場合に、情報を取得する資格を有すると判断してもよい。これにより、例えば、学校または大学等の教室で配信される教材を受信して、情報処理装置200を教科書等に用いることができる(図12(C)参照)。または、企業等の会議室で配信される資料を受信して、会議資料に用いることができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態9)
本実施の形態では、本発明の一態様の情報処理装置の構成について、図15および図16を参照しながら説明する。
図15および図16は、本発明の一態様の情報処理装置の構成を説明する図である。図15(A)は情報処理装置のブロック図であり、図15(B)乃至図15(E)は情報処理装置の構成を説明する斜視図である。また、図16(A)乃至図16(E)は情報処理装置の構成を説明する斜視図である。
<情報処理装置>
本実施の形態で説明する情報処理装置5200Bは、演算装置5210と、入出力装置5220とを、有する(図15(A)参照)。
演算装置5210は、操作情報を供給される機能を備え、操作情報に基づいて画像情報を供給する機能を備える。
入出力装置5220は、表示部5230、入力部5240、検知部5250、通信部5290、操作情報を供給する機能および画像情報を供給される機能を備える。また、入出力装置5220は、検知情報を供給する機能、通信情報を供給する機能および通信情報を供給される機能を備える。
入力部5240は操作情報を供給する機能を備える。例えば、入力部5240は、情報処理装置5200Bの使用者の操作に基づいて操作情報を供給する。
具体的には、キーボード、ハードウェアボタン、ポインティングデバイス、タッチセンサ、照度センサ、撮像装置、音声入力装置、視線入力装置、姿勢検出装置などを、入力部5240に用いることができる。
表示部5230は表示パネルおよび画像情報を表示する機能を備える。例えば、実施の形態2乃至実施の形態4において説明する表示パネルを表示部5230に用いることができる。
検知部5250は検知情報を供給する機能を備える。例えば、情報処理装置が使用されている周辺の環境を検知して、検知情報として供給する機能を備える。
具体的には、照度センサ、撮像装置、姿勢検出装置、圧力センサ、人感センサなどを検知部5250に用いることができる。
通信部5290は通信情報を供給される機能および供給する機能を備える。例えば、無線通信または有線通信により、他の電子機器または通信網と接続する機能を備える。具体的には、無線構内通信、電話通信、近距離無線通信などの機能を備える。
《情報処理装置の構成例1》
例えば、円筒状の柱などの建築部材に沿った外形を表示部5230に適用することができる(図15(B)参照)。また、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える。また、人の存在を検知して、表示内容を変更する機能を備える。これにより、例えば、建物の柱に設置することができる。または、広告または案内等を表示することができる。または、デジタル・サイネージ等に用いることができる。
《情報処理装置の構成例2》
例えば、使用者が使用するポインタの軌跡に基づいて画像情報を生成する機能を備える(図15(C)参照)。具体的には、対角線の長さが20インチ以上、好ましくは40インチ以上、より好ましくは55インチ以上の表示パネルを用いることができる。または、複数の表示パネルを並べて1つの表示領域に用いることができる。または、複数の表示パネルを並べてマルチスクリーンに用いることができる。これにより、例えば、電子黒板、電子掲示板、電子看板等に用いることができる。
《情報処理装置の構成例3》
例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える(図15(D)参照)。これにより、例えば、スマートウオッチの消費電力を低減することができる。または、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に使用できるように、画像をスマートウオッチに表示することができる。
《情報処理装置の構成例4》
表示部5230は、例えば、筐体の側面に沿って緩やかに曲がる曲面を備える(図15(E)参照)。または、表示部5230は表示パネルを備え、表示パネルは、例えば、前面、側面および上面に表示する機能を備える。これにより、例えば、携帯電話の前面だけでなく、側面および上面に画像情報を表示することができる。
《情報処理装置の構成例5》
例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える(図16(A)参照)。これにより、スマートフォンの消費電力を低減することができる。または、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に使用できるように、画像をスマートフォンに表示することができる。
《情報処理装置の構成例6》
例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える(図16(B)参照)。これにより、晴天の日に屋内に差し込む強い外光が当たっても好適に使用できるように、映像をテレビジョンシステムに表示することができる。
《情報処理装置の構成例7》
例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える(図16(C)参照)。これにより、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に使用できるように、画像をタブレットコンピュータに表示することができる。
《情報処理装置の構成例8》
例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える(図16(D)参照)。これにより、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に閲覧できるように、被写体をデジタルカメラに表示することができる。
《情報処理装置の構成例9》
例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える(図16(E)参照)。これにより、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に使用できるように、画像をパーソナルコンピュータに表示することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
例えば、本明細書等において、XとYとが接続されている、と明示的に記載されている場合は、XとYとが電気的に接続されている場合と、XとYとが機能的に接続されている場合と、XとYとが直接接続されている場合とが、本明細書等に開示されているものとする。したがって、所定の接続関係、例えば、図または文章に示された接続関係に限定されず、図または文章に示された接続関係以外のものも、図または文章に記載されているものとする。
ここで、X、Yは、対象物(例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など)であるとする。
XとYとが直接的に接続されている場合の一例としては、XとYとの電気的な接続を可能とする素子(例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など)が、XとYとの間に接続されていない場合であり、XとYとの電気的な接続を可能とする素子(例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など)を介さずに、XとYとが、接続されている場合である。
XとYとが電気的に接続されている場合の一例としては、XとYとの電気的な接続を可能とする素子(例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など)が、XとYとの間に1個以上接続されることが可能である。なお、スイッチは、オンオフが制御される機能を有している。つまり、スイッチは、導通状態(オン状態)、または、非導通状態(オフ状態)になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有している。または、スイッチは、電流を流す経路を選択して切り替える機能を有している。なお、XとYとが電気的に接続されている場合は、XとYとが直接的に接続されている場合を含むものとする。
XとYとが機能的に接続されている場合の一例としては、XとYとの機能的な接続を可能とする回路(例えば、論理回路(インバータ、NAND回路、NOR回路など)、信号変換回路(DA変換回路、AD変換回路、ガンマ補正回路など)、電位レベル変換回路(電源回路(昇圧回路、降圧回路など)、信号の電位レベルを変えるレベルシフタ回路など)、電圧源、電流源、切り替え回路、増幅回路(信号振幅または電流量などを大きく出来る回路、オペアンプ、差動増幅回路、ソースフォロワ回路、バッファ回路など)、信号生成回路、記憶回路、制御回路など)が、XとYとの間に1個以上接続されることが可能である。なお、一例として、XとYとの間に別の回路を挟んでいても、Xから出力された信号がYへ伝達される場合は、XとYとは機能的に接続されているものとする。なお、XとYとが機能的に接続されている場合は、XとYとが直接的に接続されている場合と、XとYとが電気的に接続されている場合とを含むものとする。
なお、XとYとが電気的に接続されている、と明示的に記載されている場合は、XとYとが電気的に接続されている場合(つまり、XとYとの間に別の素子又は別の回路を挟んで接続されている場合)と、XとYとが機能的に接続されている場合(つまり、XとYとの間に別の回路を挟んで機能的に接続されている場合)と、XとYとが直接接続されている場合(つまり、XとYとの間に別の素子又は別の回路を挟まずに接続されている場合)とが、本明細書等に開示されているものとする。つまり、電気的に接続されている、と明示的に記載されている場合は、単に、接続されている、とのみ明示的に記載されている場合と同様な内容が、本明細書等に開示されているものとする。
なお、例えば、トランジスタのソース(又は第1の端子など)が、Z1を介して(又は介さず)、Xと電気的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)が、Z2を介して(又は介さず)、Yと電気的に接続されている場合や、トランジスタのソース(又は第1の端子など)が、Z1の一部と直接的に接続され、Z1の別の一部がXと直接的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)が、Z2の一部と直接的に接続され、Z2の別の一部がYと直接的に接続されている場合では、以下のように表現することが出来る。
例えば、「XとYとトランジスタのソース(又は第1の端子など)とドレイン(又は第2の端子など)とは、互いに電気的に接続されており、X、トランジスタのソース(又は第1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yの順序で電気的に接続されている。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース(又は第1の端子など)は、Xと電気的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)はYと電気的に接続され、X、トランジスタのソース(又は第1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yは、この順序で電気的に接続されている」と表現することができる。または、「Xは、トランジスタのソース(又は第1の端子など)とドレイン(又は第2の端子など)とを介して、Yと電気的に接続され、X、トランジスタのソース(又は第1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yは、この接続順序で設けられている」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構成における接続の順序について規定することにより、トランジスタのソース(又は第1の端子など)と、ドレイン(又は第2の端子など)とを、区別して、技術的範囲を決定することができる。
または、別の表現方法として、例えば、「トランジスタのソース(又は第1の端子など)は、少なくとも第1の接続経路を介して、Xと電気的に接続され、前記第1の接続経路は、第2の接続経路を有しておらず、前記第2の接続経路は、トランジスタを介した、トランジスタのソース(又は第1の端子など)とトランジスタのドレイン(又は第2の端子など)との間の経路であり、前記第1の接続経路は、Z1を介した経路であり、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)は、少なくとも第3の接続経路を介して、Yと電気的に接続され、前記第3の接続経路は、前記第2の接続経路を有しておらず、前記第3の接続経路は、Z2を介した経路である。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース(又は第1の端子など)は、少なくとも第1の接続経路によって、Z1を介して、Xと電気的に接続され、前記第1の接続経路は、第2の接続経路を有しておらず、前記第2の接続経路は、トランジスタを介した接続経路を有し、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)は、少なくとも第3の接続経路によって、Z2を介して、Yと電気的に接続され、前記第3の接続経路は、前記第2の接続経路を有していない。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース(又は第1の端子など)は、少なくとも第1の電気的パスによって、Z1を介して、Xと電気的に接続され、前記第1の電気的パスは、第2の電気的パスを有しておらず、前記第2の電気的パスは、トランジスタのソース(又は第1の端子など)からトランジスタのドレイン(又は第2の端子など)への電気的パスであり、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)は、少なくとも第3の電気的パスによって、Z2を介して、Yと電気的に接続され、前記第3の電気的パスは、第4の電気的パスを有しておらず、前記第4の電気的パスは、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)からトランジスタのソース(又は第1の端子など)への電気的パスである。」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構成における接続経路について規定することにより、トランジスタのソース(又は第1の端子など)と、ドレイン(又は第2の端子など)とを、区別して、技術的範囲を決定することができる。
なお、これらの表現方法は、一例であり、これらの表現方法に限定されない。ここで、X、Y、Z1、Z2は、対象物(例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など)であるとする。
なお、回路図上は独立している構成要素同士が電気的に接続しているように図示されている場合であっても、1つの構成要素が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合もある。例えば配線の一部が電極としても機能する場合は、一の導電膜が、配線の機能、及び電極の機能の両方の構成要素の機能を併せ持っている。したがって、本明細書における電気的に接続とは、このような、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合も、その範疇に含める。