(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024149586
(43)【公開日】2024-10-18
(54)【発明の名称】表示装置
(51)【国際特許分類】
G09F 9/30 20060101AFI20241010BHJP
G09G 3/20 20060101ALI20241010BHJP
G09G 3/36 20060101ALI20241010BHJP
G09G 3/3233 20160101ALI20241010BHJP
G02F 1/16766 20190101ALI20241010BHJP
G02F 1/1368 20060101ALI20241010BHJP
H05B 33/14 20060101ALI20241010BHJP
H10K 59/121 20230101ALI20241010BHJP
H10K 59/123 20230101ALI20241010BHJP
H10K 59/131 20230101ALI20241010BHJP
H01L 29/786 20060101ALI20241010BHJP
【ＦＩ】
G09F9/30 338
G09F9/30 348A
G09G3/20 624B
G09G3/20 680G
G09G3/20 621M
G09G3/20 670M
G09G3/36
G09G3/3233
G02F1/16766
G02F1/1368
H05B33/14 Z
H10K59/121 213
H10K59/123
H10K59/131
H01L29/78 618B
H01L29/78 618E
H01L29/78 623
【審査請求】有
【請求項の数】1
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024124369
(22)【出願日】2024-07-31
(62)【分割の表示】P 2023085492の分割
【原出願日】2009-10-01
(31)【優先権主張番号】P 2008259060
(32)【優先日】2008-10-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000153878
【氏名又は名称】株式会社半導体エネルギー研究所
(72)【発明者】
【氏名】山崎 舜平
(72)【発明者】
【氏名】秋元 健吾
(72)【発明者】
【氏名】小森 茂樹
(72)【発明者】
【氏名】魚地 秀貴
(72)【発明者】
【氏名】二村 智哉
(72)【発明者】
【氏名】笠原 崇廣
(57)【要約】
【課題】動作特性に優れ低温で製造可能な酸化物半導体を用いた表示装置の特性を活かす
には、適切な構成を備え、占有面積が小さい保護回路等が必要となる。
【解決手段】ゲート電極１１１を被覆するゲート絶縁層１０２と、ゲート絶縁層１０２上
においてゲート電極１１１と重畳する第１酸化物半導体層１１３と、第１酸化物半導体層
１１３上においてゲート電極と端部が重畳し、導電層と第２酸化物半導体層が積層された
第１配線層１１７ａ及び第２配線層１１７ｂとを有する非線形素子１７０ａを用いて保護
回路を構成する。非線形素子のゲート電極を走査線又は信号線と接続し、ゲート電極の電
位を印加するための非線形素子の第１配線層又は第２配線層とゲート電極層の接続を直接
接続することで、接続抵抗の低減による安定動作と接続部分の占有面積の縮小を図る。
【選択図】図５
には、適切な構成を備え、占有面積が小さい保護回路等が必要となる。
【解決手段】ゲート電極１１１を被覆するゲート絶縁層１０２と、ゲート絶縁層１０２上
においてゲート電極１１１と重畳する第１酸化物半導体層１１３と、第１酸化物半導体層
１１３上においてゲート電極と端部が重畳し、導電層と第２酸化物半導体層が積層された
第１配線層１１７ａ及び第２配線層１１７ｂとを有する非線形素子１７０ａを用いて保護
回路を構成する。非線形素子のゲート電極を走査線又は信号線と接続し、ゲート電極の電
位を印加するための非線形素子の第１配線層又は第２配線層とゲート電極層の接続を直接
接続することで、接続抵抗の低減による安定動作と接続部分の占有面積の縮小を図る。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁表面を有する基板上に走査線と信号線が交差して設けられ、画素電極がマトリクス状に配列する画素部を有する表示装置であって、
前記画素部は、第１酸化物半導体層にチャネル形成領域が形成される薄膜トランジスタを有し、
前記薄膜トランジスタは前記走査線と接続するゲート電極と、前記信号線と接続し前記第１酸化物半導体層に接する第１配線層と、前記画素電極と接続し前記第１酸化物半導体層に接する第２配線層とを有し、
前記基板の周辺部に配設される信号入力端子と前記画素部の間には、非線形素子が設けられ、
前記非線形素子はゲート電極及び該ゲート電極を被覆するゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層上において前記ゲート電極と重畳する第１酸化物半導体層と、前記第１酸化物半導体層上において前記ゲート電極と端部が重畳し、導電層と第２酸化物半導体層が積層された第１配線層及び第２配線層とを有し、
前記非線形素子のゲート電極は前記走査線又は前記信号線と接続され、
前記非線形素子の第１配線層又は第２配線層が、前記ゲート電極の電位が印加されるようにゲート電極と同じ層で形成される層と直接接続されていることを特徴とする表示装置。
前記画素部は、第１酸化物半導体層にチャネル形成領域が形成される薄膜トランジスタを有し、
前記薄膜トランジスタは前記走査線と接続するゲート電極と、前記信号線と接続し前記第１酸化物半導体層に接する第１配線層と、前記画素電極と接続し前記第１酸化物半導体層に接する第２配線層とを有し、
前記基板の周辺部に配設される信号入力端子と前記画素部の間には、非線形素子が設けられ、
前記非線形素子はゲート電極及び該ゲート電極を被覆するゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層上において前記ゲート電極と重畳する第１酸化物半導体層と、前記第１酸化物半導体層上において前記ゲート電極と端部が重畳し、導電層と第２酸化物半導体層が積層された第１配線層及び第２配線層とを有し、
前記非線形素子のゲート電極は前記走査線又は前記信号線と接続され、
前記非線形素子の第１配線層又は第２配線層が、前記ゲート電極の電位が印加されるようにゲート電極と同じ層で形成される層と直接接続されていることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、酸化物半導体を用いる表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置に代表されるように、ガラス基板等の平板に形成される薄膜トランジスタは
、アモルファスシリコン、多結晶シリコンによって作製されている。アモルファスシリコ
ンを用いた薄膜トランジスタは、電界効果移動度が低いもののガラス基板の大面積化に対
応することができ、一方、多結晶シリコンを用いた薄膜トランジスタは電界効果移動度は
高いものの、レーザアニール等の結晶化工程が必要であり、ガラス基板の大面積化には必
ずしも適応しないといった特性を有している。
、アモルファスシリコン、多結晶シリコンによって作製されている。アモルファスシリコ
ンを用いた薄膜トランジスタは、電界効果移動度が低いもののガラス基板の大面積化に対
応することができ、一方、多結晶シリコンを用いた薄膜トランジスタは電界効果移動度は
高いものの、レーザアニール等の結晶化工程が必要であり、ガラス基板の大面積化には必
ずしも適応しないといった特性を有している。
【0003】
これに対し、酸化物半導体を用いて薄膜トランジスタを作製し、電子デバイスや光デバイ
スに応用する技術が注目されている。例えば、酸化物半導体膜として酸化亜鉛（ＺｎＯ）
や、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸化物半導体を用いて薄膜トランジスタを作
製し、画像表示装置のスイッチング素子などに用いる技術が特許文献１及び特許文献２で
開示されている。
スに応用する技術が注目されている。例えば、酸化物半導体膜として酸化亜鉛（ＺｎＯ）
や、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸化物半導体を用いて薄膜トランジスタを作
製し、画像表示装置のスイッチング素子などに用いる技術が特許文献１及び特許文献２で
開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００７－１２３８６１号公報
【特許文献2】特開２００７－９６０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
酸化物半導体をチャネル形成領域とする薄膜トランジスタは、アモルファスシリコンを用
いた薄膜トランジスタよりも動作速度が速く、多結晶シリコンを用いた薄膜トランジスタ
よりも製造工程が簡単であるといった特性を有している。すなわち、酸化物半導体を用い
ることによって、プロセス温度が室温から３００℃以下の低温であっても、電界効果移動
度が高い薄膜トランジスタを作製することが可能である。
いた薄膜トランジスタよりも動作速度が速く、多結晶シリコンを用いた薄膜トランジスタ
よりも製造工程が簡単であるといった特性を有している。すなわち、酸化物半導体を用い
ることによって、プロセス温度が室温から３００℃以下の低温であっても、電界効果移動
度が高い薄膜トランジスタを作製することが可能である。
【0006】
動作特性に優れ低温で製造可能な酸化物半導体を用いた表示装置の特性を活かし、信頼性
を保証するには、適切な構成を備えた保護回路等が必要となる。また、表示装置の小型化
を図る上で、保護回路の占有面積を小さくすることが必要になってくる。
を保証するには、適切な構成を備えた保護回路等が必要となる。また、表示装置の小型化
を図る上で、保護回路の占有面積を小さくすることが必要になってくる。
【0007】
本発明の一態様は、保護回路として適した構造を提供することを目的の一とする。
【0008】
本発明の一態様は、酸化物半導体の他、絶縁膜及び導電膜を積層して作製される各種用途
の表示装置において、保護回路の機能を高め動作の安定化と保護回路の占有面積の小型化
を図ることを目的の一とする。
の表示装置において、保護回路の機能を高め動作の安定化と保護回路の占有面積の小型化
を図ることを目的の一とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一態様は、酸化物半導体を用いて構成される非線形素子で保護回路が形成された
表示装置である。この非線形素子は酸素含有量がことなる酸化物半導体を組み合わせて構
成されている。また、この非線形素子が有する第１配線層及び第２配線層の少なくとも一
方が、ゲート電極もしくはゲート電極と同じ工程で形成された導電膜に直接接続している
。
表示装置である。この非線形素子は酸素含有量がことなる酸化物半導体を組み合わせて構
成されている。また、この非線形素子が有する第１配線層及び第２配線層の少なくとも一
方が、ゲート電極もしくはゲート電極と同じ工程で形成された導電膜に直接接続している
。
【0010】
本発明の例示的な一態様は、絶縁表面を有する基板上に走査線と信号線が交差して設けら
れ、画素電極がマトリクス状に配列する画素部と、該画素部の外側領域に酸化物半導体で
形成された非線形素子を有する表示装置である。画素部は、第１酸化物半導体層にチャネ
ル形成領域が形成される薄膜トランジスタを有する。画素部の薄膜トランジスタは、走査
線と接続するゲート電極と、信号線と接続し第１酸化物半導体層に接する第１配線層と、
画素電極と接続し第１酸化物半導体層に接する第２配線層とを有する。基板の周辺部に配
設される信号入力端子と画素部の間には非線形素子が設けられている。非線形素子は、ゲ
ート電極及び該ゲート電極を被覆するゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層上において前記
ゲート電極と重畳する第１酸化物半導体層と、前記第１酸化物半導体層上において前記ゲ
ート電極と端部が重畳し、導電層と第２酸化物半導体層が積層された第１配線層及び第２
配線層を有している。また、非線形素子のゲート電極は走査線又は信号線と接続され、非
線形素子の第１配線層又は第２配線層はゲート電極の電位が印加されるようにゲート電極
層と直接接続されている。
れ、画素電極がマトリクス状に配列する画素部と、該画素部の外側領域に酸化物半導体で
形成された非線形素子を有する表示装置である。画素部は、第１酸化物半導体層にチャネ
ル形成領域が形成される薄膜トランジスタを有する。画素部の薄膜トランジスタは、走査
線と接続するゲート電極と、信号線と接続し第１酸化物半導体層に接する第１配線層と、
画素電極と接続し第１酸化物半導体層に接する第２配線層とを有する。基板の周辺部に配
設される信号入力端子と画素部の間には非線形素子が設けられている。非線形素子は、ゲ
ート電極及び該ゲート電極を被覆するゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層上において前記
ゲート電極と重畳する第１酸化物半導体層と、前記第１酸化物半導体層上において前記ゲ
ート電極と端部が重畳し、導電層と第２酸化物半導体層が積層された第１配線層及び第２
配線層を有している。また、非線形素子のゲート電極は走査線又は信号線と接続され、非
線形素子の第１配線層又は第２配線層はゲート電極の電位が印加されるようにゲート電極
層と直接接続されている。
【0011】
本発明の例示的な一態様は、絶縁表面を有する基板上に走査線と信号線が交差して設けら
れ、画素電極がマトリクス状に配列する画素部と、該画素部の外側領域に保護回路を有す
る表示装置である。画素部は、第１酸化物半導体層にチャネル形成領域が形成される薄膜
トランジスタを有している。画素部の薄膜トランジスタは、走査線と接続するゲート電極
と、信号線と接続し第１酸化物半導体層に接する第１配線層と、画素電極と接続し第１酸
化物半導体層に接する第２配線層とを有している。画素部の外側領域には、走査線と共通
配線を接続する保護回路と、信号線と共通配線を接続する保護回路とが設けられている。
保護回路は、ゲート電極及び該ゲート電極を被覆するゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層
上において前記ゲート電極と重畳する第１酸化物半導体層と、前記第１酸化物半導体層上
において前記ゲート電極と端部が重畳し、導電層と第２酸化物半導体層が積層された第１
配線層及び第２配線層を有する非線形素子を有している。また、保護回路が有している非
線形素子のゲート電極と、第１配線層又は第２配線層が直接接続されている。
れ、画素電極がマトリクス状に配列する画素部と、該画素部の外側領域に保護回路を有す
る表示装置である。画素部は、第１酸化物半導体層にチャネル形成領域が形成される薄膜
トランジスタを有している。画素部の薄膜トランジスタは、走査線と接続するゲート電極
と、信号線と接続し第１酸化物半導体層に接する第１配線層と、画素電極と接続し第１酸
化物半導体層に接する第２配線層とを有している。画素部の外側領域には、走査線と共通
配線を接続する保護回路と、信号線と共通配線を接続する保護回路とが設けられている。
保護回路は、ゲート電極及び該ゲート電極を被覆するゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層
上において前記ゲート電極と重畳する第１酸化物半導体層と、前記第１酸化物半導体層上
において前記ゲート電極と端部が重畳し、導電層と第２酸化物半導体層が積層された第１
配線層及び第２配線層を有する非線形素子を有している。また、保護回路が有している非
線形素子のゲート電極と、第１配線層又は第２配線層が直接接続されている。
【0012】
なお、第１、第２として付される序数詞は便宜上用いるものであり、工程順又は積層順を
示すものではない。また、本明細書において発明を特定するための事項として固有の名称
を示すものではない。
示すものではない。また、本明細書において発明を特定するための事項として固有の名称
を示すものではない。
【発明の効果】
【0013】
本発明の一態様によれば、酸化物半導体を用いた非線形素子で保護回路を構成することに
より、保護回路として適した構造を有する表示装置を得ることができる。非線形素子の第
１酸化物半導体層と配線層との接続構造において、第１酸化物半導体層よりも電気伝導率
が高い第２酸化物半導体層と接合する領域を設けることで、安定動作をさせることが可能
となる。それにより保護回路の機能を高め動作の安定化を図ることができる。
より、保護回路として適した構造を有する表示装置を得ることができる。非線形素子の第
１酸化物半導体層と配線層との接続構造において、第１酸化物半導体層よりも電気伝導率
が高い第２酸化物半導体層と接合する領域を設けることで、安定動作をさせることが可能
となる。それにより保護回路の機能を高め動作の安定化を図ることができる。
【0014】
また、第１配線層又は第２配線層に達するコンタクトホールと、ゲート電極もしくはゲー
ト電極と同じ層で形成した配線に達するコンタクトホールを設け、別の配線層で第１配線
層又は第２配線層と、ゲート電極又はゲート電極と同じ層で形成した配線を接続する方法
がある。しかし、この方法を用いると一つの接続で界面およびコンタクトホールが各二つ
形成される。
ト電極と同じ層で形成した配線に達するコンタクトホールを設け、別の配線層で第１配線
層又は第２配線層と、ゲート電極又はゲート電極と同じ層で形成した配線を接続する方法
がある。しかし、この方法を用いると一つの接続で界面およびコンタクトホールが各二つ
形成される。
【0015】
本発明の一態様の保護回路を構成する非線形素子は、第１配線層又は第２配線層の導電層
がゲート電極もしくはゲート電極と同じ層で形成した配線に直接接続するため、一つの接
続で形成される界面およびコンタクトホールは各一つに過ぎない。接続に伴い形成される
界面が一つであるため、別の配線層を介して接続する方法に比べて接触抵抗を抑制するこ
とができる。その結果、非線形素子を用いた保護回路が安定動作する。また、接続に必要
なコンタクトホールがひとつであるため、別の配線層を介して接続する方法に比べて接続
部分が占有する面積を抑制することでき、その結果、保護回路の占有面積を小さくして、
表示装置の小型化を図ることができる。
がゲート電極もしくはゲート電極と同じ層で形成した配線に直接接続するため、一つの接
続で形成される界面およびコンタクトホールは各一つに過ぎない。接続に伴い形成される
界面が一つであるため、別の配線層を介して接続する方法に比べて接触抵抗を抑制するこ
とができる。その結果、非線形素子を用いた保護回路が安定動作する。また、接続に必要
なコンタクトホールがひとつであるため、別の配線層を介して接続する方法に比べて接続
部分が占有する面積を抑制することでき、その結果、保護回路の占有面積を小さくして、
表示装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】表示装置を構成する、信号入力端子、走査線、信号線、非線形素子を含む保護回路及び画素部の位置関係を説明する図。
【図2】保護回路の一例を示す図。
【図3】保護回路の一例を示す図。
【図4】保護回路の一例を示す平面図。
【図5】保護回路の一例を示す断面図。
【図6】保護回路の作製工程を説明する断面図。
【図7】保護回路の作製工程を説明する断面図。
【図8】保護回路の一例を示す平面図。
【図9】保護回路の一例を示す平面図。
【図10】電子ペーパーの断面図。
【図11】半導体装置のブロック図を説明する図。
【図12】信号線駆動回路の構成を説明する図。
【図13】信号線駆動回路の動作を説明するタイミングチャート。
【図14】信号線駆動回路の動作を説明するタイミングチャート。
【図15】シフトレジスタの構成を説明する図。
【図17】実施の形態の半導体装置を説明する上面図及び断面図。
【図18】実施の形態の半導体装置を説明する断面図。
【図19】実施の形態の半導体装置の画素等価回路を説明する図。
【図20】実施の形態の半導体装置を説明する図。
【図21】実施の形態の半導体装置を説明する上面図及び断面図。
【図22】電子ペーパーの使用形態の例を説明する図。
【図23】電子書籍の一例を示す外観図。
【図24】テレビジョン装置およびデジタルフォトフレームの例を示す外観図。
【図25】遊技機の例を示す外観図。
【図26】携帯電話機の一例を示す外観図。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。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さま
ざま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。以下に説明する本発明の構成
において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。
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さま
ざま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。以下に説明する本発明の構成
において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。
【0018】
（実施の形態１）
本実施の形態では、画素部とその周辺に非線形素子を含む保護回路が形成された表示装置
の一態様を、図面を参照して説明する。
本実施の形態では、画素部とその周辺に非線形素子を含む保護回路が形成された表示装置
の一態様を、図面を参照して説明する。
【0019】
図１は表示装置を構成する、信号入力端子、走査線、信号線、非線形素子を含む保護回路
及び画素部の位置関係を説明する図である。絶縁表面を有する基板１０上に走査線１３と
信号線１４が交差して画素部１７が構成されている。
及び画素部の位置関係を説明する図である。絶縁表面を有する基板１０上に走査線１３と
信号線１４が交差して画素部１７が構成されている。
【0020】
画素部１７は複数の画素１８がマトリクス状に配列して構成されている。画素１８は走査
線１３と信号線１４に接続する画素トランジスタ１９、保持容量部２０、画素電極２１を
含んで構成されている。
線１３と信号線１４に接続する画素トランジスタ１９、保持容量部２０、画素電極２１を
含んで構成されている。
【0021】
ここで例示する画素構成において、保持容量部２０は一方の電極が画素トランジスタ１９
と接続し、他方の電極が容量線２２と接続する場合を示している。また、画素電極２１は
表示素子（液晶素子、発光素子、コントラスト媒体（電子インク）など）を駆動する一方
の電極を構成する。これらの表示素子の他方の電極は共通端子２３に接続される。
と接続し、他方の電極が容量線２２と接続する場合を示している。また、画素電極２１は
表示素子（液晶素子、発光素子、コントラスト媒体（電子インク）など）を駆動する一方
の電極を構成する。これらの表示素子の他方の電極は共通端子２３に接続される。
【0022】
保護回路は画素部１７と、走査線入力端子１１及び信号線入力端子１２との間に配設され
ている。本実施の形態では複数の保護回路を配設して、走査線１３、信号線１４及び容量
バス線２７に静電気等によりサージ電圧が印加され、画素トランジスタ１９などが破壊さ
れないように構成されている。そのため、保護回路にはサージ電圧が印加されたときに、
共通配線２９又は共通配線２８に電荷を逃がすように構成されている。
ている。本実施の形態では複数の保護回路を配設して、走査線１３、信号線１４及び容量
バス線２７に静電気等によりサージ電圧が印加され、画素トランジスタ１９などが破壊さ
れないように構成されている。そのため、保護回路にはサージ電圧が印加されたときに、
共通配線２９又は共通配線２８に電荷を逃がすように構成されている。
【0023】
本実施の形態では、保護回路２４、保護回路２５、保護回路２６を表示装置内に配設する
例を示している。尤も、保護回路の構成はこれに限定されない。
例を示している。尤も、保護回路の構成はこれに限定されない。
【0024】
図２は保護回路の一例を示す。この保護回路は、走査線１３と共通配線２９の間に並列に
配置された非線形素子３０及び非線形素子３１によって構成されている。非線形素子３０
及び非線形素子３１は、ダイオードのような二端子素子又はトランジスタのような三端子
素子で構成される。例えば、画素部の画素トランジスタと同じ工程で形成することも可能
であり、例えばゲート端子とドレイン端子を接続することによりダイオードと同様の特性
を持たせることができる。
配置された非線形素子３０及び非線形素子３１によって構成されている。非線形素子３０
及び非線形素子３１は、ダイオードのような二端子素子又はトランジスタのような三端子
素子で構成される。例えば、画素部の画素トランジスタと同じ工程で形成することも可能
であり、例えばゲート端子とドレイン端子を接続することによりダイオードと同様の特性
を持たせることができる。
【0025】
非線形素子３０の第１端子（ゲート）と第３端子（ドレイン）は走査線１３に接続され、
第２端子（ソース）は共通配線２９に接続されている。また、非線形素子３１の第１端子
（ゲート）と第３端子（ドレイン）は共通配線２９に接続され、第２端子（ソース）は走
査線１３に接続されている。すなわち、図２で示す保護回路は、二つのトランジスタのそ
れぞれが、整流方向を互いに逆向きにして、走査線１３と共通配線２９を接続する構成で
ある。言い換えると、走査線１３と共通配線２９の間に、整流方向が走査線１３から共通
配線２９に向かうトランジスタと整流方向が共通配線２９から走査線１３に向かうトラン
ジスタを接続する構成である。
第２端子（ソース）は共通配線２９に接続されている。また、非線形素子３１の第１端子
（ゲート）と第３端子（ドレイン）は共通配線２９に接続され、第２端子（ソース）は走
査線１３に接続されている。すなわち、図２で示す保護回路は、二つのトランジスタのそ
れぞれが、整流方向を互いに逆向きにして、走査線１３と共通配線２９を接続する構成で
ある。言い換えると、走査線１３と共通配線２９の間に、整流方向が走査線１３から共通
配線２９に向かうトランジスタと整流方向が共通配線２９から走査線１３に向かうトラン
ジスタを接続する構成である。
【0026】
図２で示す保護回路は、共通配線２９に対し、走査線１３が静電気等により正又は負に帯
電した場合、その電荷を打ち消す方向に電流が流れる。例えば、走査線１３が正に帯電し
た場合は、その正電荷を共通配線２９に逃がす方向に電流が流れる。この動作により、帯
電した走査線１３に接続している画素トランジスタ１９の静電破壊又はしきい値電圧のシ
フトを防止することができる。また、帯電している走査線１３と絶縁層を介して交差する
他の配線との間で、絶縁膜の絶縁破壊を防止することができる。
電した場合、その電荷を打ち消す方向に電流が流れる。例えば、走査線１３が正に帯電し
た場合は、その正電荷を共通配線２９に逃がす方向に電流が流れる。この動作により、帯
電した走査線１３に接続している画素トランジスタ１９の静電破壊又はしきい値電圧のシ
フトを防止することができる。また、帯電している走査線１３と絶縁層を介して交差する
他の配線との間で、絶縁膜の絶縁破壊を防止することができる。
【0027】
なお、図２は走査線１３に第１端子（ゲート）を接続した非線形素子３０と、共通配線２
９に第１端子（ゲート）を接続した非線形素子３１、すなわち整流方向が逆向きの二個一
組の非線形素子を用い、それぞれの第２端子（ソース）と第３端子（ドレイン）で共通配
線２９と走査線１３を並列に接続している。すなわち、非線形素子３０と非線形素子３１
は並列である。
９に第１端子（ゲート）を接続した非線形素子３１、すなわち整流方向が逆向きの二個一
組の非線形素子を用い、それぞれの第２端子（ソース）と第３端子（ドレイン）で共通配
線２９と走査線１３を並列に接続している。すなわち、非線形素子３０と非線形素子３１
は並列である。
【0028】
他の構成として、さらに並列して接続する非線形素子を付加して、保護回路の動作安定性
を高めても良い。例えば、図３は走査線１３と共通配線２９との間に設けられた、非線形
素子３０ａと非線形素子３０ｂ及び非線形素子３１ａと非線形素子３１ｂにより構成され
る保護回路を示す。この保護回路は、共通配線２９に第１端子（ゲート）を接続した二つ
の非線形素子（３０ｂ、３１ｂ）と、走査線１３に第１端子（ゲート）を接続した二つの
非線形素子（３０ａ、３１ａ）の計四つの非線形素子を用いている。すなわち、整流方向
が互いに逆向きになるよう２つの非線形素子を接続した一組を、共通配線２９と走査線１
３の間に二組接続している。言い換えると、走査線１３と共通配線２９の間に、整流方向
が走査線１３から共通配線２９に向かう２つのトランジスタと、整流方向が共通配線２９
から走査線１３に向かう２つのトランジスタを接続する構成である。このように、共通配
線２９と走査線１３を四つの非線形素子で接続することで、走査線１３にサージ電圧が印
加された場合のみならず、共通配線２９が静電気等により帯電した場合であっても、その
電荷がそのまま走査線１３に流れ込んでしまうのを防止することができる。なお、図９に
、４つの非線形素子を基板上に配置する場合の一態様を等価回路図と共に示す。図９（Ｂ
）に例示する等価回路図は図３と等価であり、図９（Ｂ）に記載されたそれぞれの非線形
素子は図３に記載された非線形素子に対応する。具体的には、非線形素子７４０ａは非線
形素子３０ｂに対応し、非線形素子７４０ｂは非線形素子３１ｂに対応し、非線形素子７
４０ｃは非線形素子３０ａに対応し、非線形素子７４０ｄは非線形素子３１ａに対応する
。また、図９の走査線６５１は走査線１３に対応し、共通配線６５０は共通配線２９に対
応する。従って、図９（Ａ）に例示する４つの非線形素子を基板上に配置して形成した保
護回路の一態様は、図３に例示する保護回路の一態様でもある。
を高めても良い。例えば、図３は走査線１３と共通配線２９との間に設けられた、非線形
素子３０ａと非線形素子３０ｂ及び非線形素子３１ａと非線形素子３１ｂにより構成され
る保護回路を示す。この保護回路は、共通配線２９に第１端子（ゲート）を接続した二つ
の非線形素子（３０ｂ、３１ｂ）と、走査線１３に第１端子（ゲート）を接続した二つの
非線形素子（３０ａ、３１ａ）の計四つの非線形素子を用いている。すなわち、整流方向
が互いに逆向きになるよう２つの非線形素子を接続した一組を、共通配線２９と走査線１
３の間に二組接続している。言い換えると、走査線１３と共通配線２９の間に、整流方向
が走査線１３から共通配線２９に向かう２つのトランジスタと、整流方向が共通配線２９
から走査線１３に向かう２つのトランジスタを接続する構成である。このように、共通配
線２９と走査線１３を四つの非線形素子で接続することで、走査線１３にサージ電圧が印
加された場合のみならず、共通配線２９が静電気等により帯電した場合であっても、その
電荷がそのまま走査線１３に流れ込んでしまうのを防止することができる。なお、図９に
、４つの非線形素子を基板上に配置する場合の一態様を等価回路図と共に示す。図９（Ｂ
）に例示する等価回路図は図３と等価であり、図９（Ｂ）に記載されたそれぞれの非線形
素子は図３に記載された非線形素子に対応する。具体的には、非線形素子７４０ａは非線
形素子３０ｂに対応し、非線形素子７４０ｂは非線形素子３１ｂに対応し、非線形素子７
４０ｃは非線形素子３０ａに対応し、非線形素子７４０ｄは非線形素子３１ａに対応する
。また、図９の走査線６５１は走査線１３に対応し、共通配線６５０は共通配線２９に対
応する。従って、図９（Ａ）に例示する４つの非線形素子を基板上に配置して形成した保
護回路の一態様は、図３に例示する保護回路の一態様でもある。
【0029】
また、奇数個の非線形素子を使った保護回路の例として、非線形素子の基板への配置例を
図８（Ａ）に、等価回路図を図８（Ｂ）に示す。この回路では非線形素子７３０ｃに対し
、非線形素子７３０ｂ、非線形素子７３０ａがスイッチング素子として接続している。こ
のように非線形素子を直列に接続することで、保護回路を構成する非線形素子に加わる瞬
間的な負荷を分散できる。
図８（Ａ）に、等価回路図を図８（Ｂ）に示す。この回路では非線形素子７３０ｃに対し
、非線形素子７３０ｂ、非線形素子７３０ａがスイッチング素子として接続している。こ
のように非線形素子を直列に接続することで、保護回路を構成する非線形素子に加わる瞬
間的な負荷を分散できる。
【0030】
図２は走査線１３側に設ける保護回路の例を示すが、同様な構成の保護回路は信号線１４
側においても適用することができる。
側においても適用することができる。
【0031】
図４（Ａ）は保護回路の一例を示す平面図であり、（Ｂ）はその等価回路図を示す。また
、図４（Ａ）中に示されるＱ１－Ｑ２切断線に対応した断面図を図５に示す。以下の説明
では図４及び図５を参照して保護回路の一構成例を説明する。
、図４（Ａ）中に示されるＱ１－Ｑ２切断線に対応した断面図を図５に示す。以下の説明
では図４及び図５を参照して保護回路の一構成例を説明する。
【0032】
非線形素子１７０ａ及び非線形素子１７０ｂは、走査線１３と同じ層で形成されるゲート
電極１１１及びゲート電極１６を有している。ゲート電極１１１及びゲート電極１６上に
はゲート絶縁膜１０２が形成されている。ゲート絶縁膜１０２上には第１酸化物半導体層
１１３が形成され、第１酸化物半導体層１１３を介してゲート電極１１１上で相対するよ
うに第１配線層１１７ａ及び第２配線層１１７ｂが設けられている。なお、非線形素子１
７０ａ及び非線形素子１７０ｂは主要部において同じ構成を有している。
電極１１１及びゲート電極１６を有している。ゲート電極１１１及びゲート電極１６上に
はゲート絶縁膜１０２が形成されている。ゲート絶縁膜１０２上には第１酸化物半導体層
１１３が形成され、第１酸化物半導体層１１３を介してゲート電極１１１上で相対するよ
うに第１配線層１１７ａ及び第２配線層１１７ｂが設けられている。なお、非線形素子１
７０ａ及び非線形素子１７０ｂは主要部において同じ構成を有している。
【0033】
本発明の一態様ではゲート絶縁膜１０２に設けたコンタクトホール１２８を介して、ゲー
ト電極１１１と同じ層で形成される走査線１３と、非線形素子１７０ａの第三端子（ドレ
イン）とを直接接続することで、接続に伴う界面の形成を一つに抑制できるだけでなく、
接続に伴うコンタクトホールの形成を一つに抑制できる。
ト電極１１１と同じ層で形成される走査線１３と、非線形素子１７０ａの第三端子（ドレ
イン）とを直接接続することで、接続に伴う界面の形成を一つに抑制できるだけでなく、
接続に伴うコンタクトホールの形成を一つに抑制できる。
【0034】
第１酸化物半導体層１１３は、相対する第１配線層１１７ａ及び第２配線層１１７ｂの下
にゲート絶縁膜を介してゲート電極１１１を被覆するように設けられている。すなわち第
１酸化物半導体層１１３は、ゲート電極１１１と重畳し、ゲート絶縁膜１０２の上面部と
第２酸化物半導体層１１４ａおよび１１４ｂの下面部と接するように設けられている。こ
こで、第１配線層１１７ａは、第１酸化物半導体層１１３側から第２酸化物半導体層１１
４ａと導電層１１５ａが積層された構成を有している。同様に、第２配線層１１７ｂは第
１酸化物半導体層１１３側から第２酸化物半導体層１１４ｂと導電層１１５ｂが積層され
た構成を有している。
にゲート絶縁膜を介してゲート電極１１１を被覆するように設けられている。すなわち第
１酸化物半導体層１１３は、ゲート電極１１１と重畳し、ゲート絶縁膜１０２の上面部と
第２酸化物半導体層１１４ａおよび１１４ｂの下面部と接するように設けられている。こ
こで、第１配線層１１７ａは、第１酸化物半導体層１１３側から第２酸化物半導体層１１
４ａと導電層１１５ａが積層された構成を有している。同様に、第２配線層１１７ｂは第
１酸化物半導体層１１３側から第２酸化物半導体層１１４ｂと導電層１１５ｂが積層され
た構成を有している。
【0035】
第２酸化物半導体層（１１４ａ及び１１４ｂ）は第１酸化物半導体層１１３と導電層（１
１５ａ及び１１５ｂ）に接してその間に設けられ、第１酸化物半導体層１１３と第１酸化
物半導体層１１３よりも電気伝導率が高い第２酸化物半導体層（１１４ａおよび１１４ｂ
）が接する、物性の異なる酸化物半導体層同士の接合が形成される。このような接合構造
を非線形素子１７０ａ及び非線形素子１７０ｂに設けることにより、安定動作をさせるこ
とが可能となる。すなわち、熱的安定性が増し、安定動作をさせることが可能となる。そ
れにより保護回路の機能を高め動作の安定化を図ることができる。また、接合リークが低
減し、非線形素子１７０ａ及び非線形素子１７０ｂの特性を向上させることができる。
１５ａ及び１１５ｂ）に接してその間に設けられ、第１酸化物半導体層１１３と第１酸化
物半導体層１１３よりも電気伝導率が高い第２酸化物半導体層（１１４ａおよび１１４ｂ
）が接する、物性の異なる酸化物半導体層同士の接合が形成される。このような接合構造
を非線形素子１７０ａ及び非線形素子１７０ｂに設けることにより、安定動作をさせるこ
とが可能となる。すなわち、熱的安定性が増し、安定動作をさせることが可能となる。そ
れにより保護回路の機能を高め動作の安定化を図ることができる。また、接合リークが低
減し、非線形素子１７０ａ及び非線形素子１７０ｂの特性を向上させることができる。
【0036】
本明細書中で第１酸化物半導体層に用いる酸化物半導体は、ＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ
＞０）で表記される薄膜を形成し、その薄膜を半導体層として用いた非線形素子および薄
膜トランジスタを作製する。なお、Ｍは、Ｇａ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｎ及びＣｏから選ばれた
一の金属元素又は複数の金属元素を示す。例えばＭとして、Ｇａの場合があることの他、
ＧａとＮｉ又はＧａとＦｅなど、Ｇａ以外の上記金属元素が含まれる場合がある。また、
上記酸化物半導体において、Ｍとして含まれる金属元素の他に、不純物元素としてＦｅ、
Ｎｉその他の遷移金属元素、又は該遷移金属の酸化物が含まれているものがある。本明細
書においてはこの薄膜をＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系非単結晶膜とも呼ぶ。
＞０）で表記される薄膜を形成し、その薄膜を半導体層として用いた非線形素子および薄
膜トランジスタを作製する。なお、Ｍは、Ｇａ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｎ及びＣｏから選ばれた
一の金属元素又は複数の金属元素を示す。例えばＭとして、Ｇａの場合があることの他、
ＧａとＮｉ又はＧａとＦｅなど、Ｇａ以外の上記金属元素が含まれる場合がある。また、
上記酸化物半導体において、Ｍとして含まれる金属元素の他に、不純物元素としてＦｅ、
Ｎｉその他の遷移金属元素、又は該遷移金属の酸化物が含まれているものがある。本明細
書においてはこの薄膜をＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系非単結晶膜とも呼ぶ。
【0037】
誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ－ＭＳ ： Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌ
ｅｄ Ｐｌａｓｍａ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により代表的な測定例を表
１に示す。酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）と酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）と酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）の組成比を１：１：１（＝Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３：ＺｎＯ）としたターゲット（
Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：０．５）を用い、スパッタ法でのアルゴンガス流量を４０ｓ
ｃｃｍとした条件１で得られる酸化物半導体膜は、ＩｎＧａ０．９５Ｚｎ０．４１Ｏ３．
３３である。また、スパッタ法でのアルゴンガス流量を１０ｓｃｃｍ、酸素を５ｓｃｃｍ
とした条件２で得られる酸化物半導体膜は、ＩｎＧａ０．９４Ｚｎ０．４０Ｏ３．３１で
ある。
ｅｄ Ｐｌａｓｍａ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により代表的な測定例を表
１に示す。酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）と酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）と酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）の組成比を１：１：１（＝Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３：ＺｎＯ）としたターゲット（
Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：０．５）を用い、スパッタ法でのアルゴンガス流量を４０ｓ
ｃｃｍとした条件１で得られる酸化物半導体膜は、ＩｎＧａ０．９５Ｚｎ０．４１Ｏ３．
３３である。また、スパッタ法でのアルゴンガス流量を１０ｓｃｃｍ、酸素を５ｓｃｃｍ
とした条件２で得られる酸化物半導体膜は、ＩｎＧａ０．９４Ｚｎ０．４０Ｏ３．３１で
ある。
【0038】
【表1】
【0039】
また、測定方法をラザフォード後方散乱分析法（ＲＢＳ ： Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ Ｂ
ａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）に変えて定量化した結果を表
２に示す。
ａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）に変えて定量化した結果を表
２に示す。
【0040】
【表2】
【0041】
条件１の試料をＲＢＳ分析で測定した結果、酸化物半導体膜は、ＩｎＧａ０．９３Ｚｎ０
．４４Ｏ３．４９である。また、条件２の試料をＲＢＳ分析で測定した結果、酸化物半導
体膜は、ＩｎＧａ０．９２Ｚｎ０．４５Ｏ３．８６である。
．４４Ｏ３．４９である。また、条件２の試料をＲＢＳ分析で測定した結果、酸化物半導
体膜は、ＩｎＧａ０．９２Ｚｎ０．４５Ｏ３．８６である。
【0042】
Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系非単結晶膜の結晶構造は、アモルファス構造がＸ線回折（ＸＲＤ
：Ｘ－ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）の分析では観察される。なお、スパッタ法で成
膜した後、２００℃～５００℃、代表的には３００～４００℃で１０分～１００分行って
いる。また、薄膜トランジスタの電気特性もゲート電圧±２０Ｖにおいて、オン・オフ比
が１０９以上、移動度が１０ｃｍ２／Ｖ・Ｓ以上のものを作製することができる。
：Ｘ－ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）の分析では観察される。なお、スパッタ法で成
膜した後、２００℃～５００℃、代表的には３００～４００℃で１０分～１００分行って
いる。また、薄膜トランジスタの電気特性もゲート電圧±２０Ｖにおいて、オン・オフ比
が１０９以上、移動度が１０ｃｍ２／Ｖ・Ｓ以上のものを作製することができる。
【0043】
第２酸化物半導体層（１１４ａおよび１１４ｂ）は、第１酸化物半導体層１１３よりも高
い電気伝導率を有している。それゆえ、本実施の形態の非線形素子１７０ａ及び非線形素
子１７０ｂにおいて第２酸化物半導体層（１１４ａおよび１１４ｂ）は、トランジスタの
ソース領域及びドレイン領域と同様の機能を発現する。ソース領域及びドレイン領域とな
る第２の酸化物半導体層（１１４ａおよび１１４ｂ）は、ｎ型の導電型を有し、活性化エ
ネルギー（ΔＥ）が０．０１ｅＶ以上０．１ｅＶ以下であり、ｎ＋領域とも呼べる。また
、第２酸化物半導体層がＩｎ、Ｇａ、Ｚｎ、及びＯを含む非単結晶酸化物半導体層である
場合、非単結晶構造の中にナノクリスタルが含まれている場合がある。
い電気伝導率を有している。それゆえ、本実施の形態の非線形素子１７０ａ及び非線形素
子１７０ｂにおいて第２酸化物半導体層（１１４ａおよび１１４ｂ）は、トランジスタの
ソース領域及びドレイン領域と同様の機能を発現する。ソース領域及びドレイン領域とな
る第２の酸化物半導体層（１１４ａおよび１１４ｂ）は、ｎ型の導電型を有し、活性化エ
ネルギー（ΔＥ）が０．０１ｅＶ以上０．１ｅＶ以下であり、ｎ＋領域とも呼べる。また
、第２酸化物半導体層がＩｎ、Ｇａ、Ｚｎ、及びＯを含む非単結晶酸化物半導体層である
場合、非単結晶構造の中にナノクリスタルが含まれている場合がある。
【0044】
第１酸化物半導体層１１３上には層間絶縁膜１０７が設けられている。層間絶縁膜１０７
は、酸化シリコン又は酸化アルミニウムなどの酸化物で形成される。また、酸化シリコン
又は酸化アルミニウム上に窒化シリコン、窒化アルミニウム、酸化窒化シリコン又は酸化
窒化アルミニウムを積層することで、保護膜としてより機能を高めることができる。
は、酸化シリコン又は酸化アルミニウムなどの酸化物で形成される。また、酸化シリコン
又は酸化アルミニウム上に窒化シリコン、窒化アルミニウム、酸化窒化シリコン又は酸化
窒化アルミニウムを積層することで、保護膜としてより機能を高めることができる。
【0045】
いずれにしても、第１酸化物半導体層１１３と接する層間絶縁膜１０７を酸化物とするこ
とで、第１酸化物半導体層１１３から酸素が引き抜かれ、酸素欠乏型に変質してしまうこ
とを防ぐことができる。また、第１酸化物半導体層１１３が窒化物による絶縁層と直接的
に接しない構成とすることで、窒化物中の水素が拡散して第１酸化物半導体層１１３に水
酸基などに起因する欠陥を生成するのを防ぐことができる。
とで、第１酸化物半導体層１１３から酸素が引き抜かれ、酸素欠乏型に変質してしまうこ
とを防ぐことができる。また、第１酸化物半導体層１１３が窒化物による絶縁層と直接的
に接しない構成とすることで、窒化物中の水素が拡散して第１酸化物半導体層１１３に水
酸基などに起因する欠陥を生成するのを防ぐことができる。
【0046】
このように、本実施の形態によれば、酸化物半導体により構成される保護回路を有する表
示装置を得ることができる。第１酸化物半導体層よりも電気伝導率が高い第２酸化物半導
体層を介して、導電層と第１酸化物半導体層が接合する領域を設けることで、安定動作を
させることが可能となる。それにより保護回路の機能を高め動作の安定化を図ることがで
きる。また、ゲート絶縁膜１０２に設けたコンタクトホール１２８を介して、ゲート電極
１１１と同じ層で形成される走査線１３と、非線形素子１７０ａの第三端子（ドレイン）
とを直接接続することで、接続に伴う界面の形成を一つに抑制できるだけでなく、接続の
ためのコンタクトホールの形成を一つに抑制できる。その結果、保護回路の機能を高め動
作の安定化を図ることができるだけでなく、保護回路の占有面積を小さくして、表示装置
の小型化を図ることができる。特に、保護回路を構成する非線形素子が３つ、４つに増え
るほど、界面とコンタクトホールの数を抑制する効果が大きくなる。
示装置を得ることができる。第１酸化物半導体層よりも電気伝導率が高い第２酸化物半導
体層を介して、導電層と第１酸化物半導体層が接合する領域を設けることで、安定動作を
させることが可能となる。それにより保護回路の機能を高め動作の安定化を図ることがで
きる。また、ゲート絶縁膜１０２に設けたコンタクトホール１２８を介して、ゲート電極
１１１と同じ層で形成される走査線１３と、非線形素子１７０ａの第三端子（ドレイン）
とを直接接続することで、接続に伴う界面の形成を一つに抑制できるだけでなく、接続の
ためのコンタクトホールの形成を一つに抑制できる。その結果、保護回路の機能を高め動
作の安定化を図ることができるだけでなく、保護回路の占有面積を小さくして、表示装置
の小型化を図ることができる。特に、保護回路を構成する非線形素子が３つ、４つに増え
るほど、界面とコンタクトホールの数を抑制する効果が大きくなる。
【0047】
【0048】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
である。
【0049】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１において図４（Ａ）に示した保護回路の作製工程の一様
態を図６乃至図７を参照して説明する。図６乃至図７は図４（Ａ）中のＱ１－Ｑ２切断線
に対応した断面図を表している。
本実施の形態では、実施の形態１において図４（Ａ）に示した保護回路の作製工程の一様
態を図６乃至図７を参照して説明する。図６乃至図７は図４（Ａ）中のＱ１－Ｑ２切断線
に対応した断面図を表している。
【0050】
図６（Ａ）において、透光性を有する基板１００には市販されているバリウムホウケイ酸
ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス及びアルミノシリケートガラスなどのガラス基板を用
いることができる。例えば、成分比としてホウ酸（Ｂ２Ｏ３）よりも酸化バリウム（Ｂａ
Ｏ）を多く含み、歪み点が７３０℃以上のガラス基板を用いると好ましい。酸化物半導体
層を７００℃程度の高温で熱処理する場合でも、ガラス基板が歪まないで済むからである
。
ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス及びアルミノシリケートガラスなどのガラス基板を用
いることができる。例えば、成分比としてホウ酸（Ｂ２Ｏ３）よりも酸化バリウム（Ｂａ
Ｏ）を多く含み、歪み点が７３０℃以上のガラス基板を用いると好ましい。酸化物半導体
層を７００℃程度の高温で熱処理する場合でも、ガラス基板が歪まないで済むからである
。
【0051】
次に、ゲート電極１１１および走査線１３を含むゲート配線、容量配線および端子部の端
子となる導電膜を基板１００全面に成膜する。導電膜は、アルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃ
ｕ）などの低抵抗導電性材料で形成することが望ましいが、Ａｌ単体では耐熱性が劣り、
また腐蝕しやすい等の問題点があるので耐熱性導電性材料と組み合わせて形成する。耐熱
性導電性材料としては、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリ
ブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｓｃ（スカンジウム）から選ばれ
た元素、または上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜、
または上述した元素を成分とする窒化物で形成する。
子となる導電膜を基板１００全面に成膜する。導電膜は、アルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃ
ｕ）などの低抵抗導電性材料で形成することが望ましいが、Ａｌ単体では耐熱性が劣り、
また腐蝕しやすい等の問題点があるので耐熱性導電性材料と組み合わせて形成する。耐熱
性導電性材料としては、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリ
ブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｓｃ（スカンジウム）から選ばれ
た元素、または上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜、
または上述した元素を成分とする窒化物で形成する。
【0052】
ゲート電極１１１を含む配線層となる導電膜は厚さ５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下で形成す
る。ゲート電極１１１を含む配線層となる導電膜の厚さを３００ｎｍ以下とすることで、
後に形成される半導体膜や配線の段切れ防止が可能である。また、ゲート電極１１１を含
む配線層となる導電膜の厚さを１５０ｎｍ以上とすることで、ゲート電極の抵抗を低減す
ることが可能であり、大面積化が可能である。
る。ゲート電極１１１を含む配線層となる導電膜の厚さを３００ｎｍ以下とすることで、
後に形成される半導体膜や配線の段切れ防止が可能である。また、ゲート電極１１１を含
む配線層となる導電膜の厚さを１５０ｎｍ以上とすることで、ゲート電極の抵抗を低減す
ることが可能であり、大面積化が可能である。
【0053】
なお、ここでは基板１００全面に導電膜としてアルミニウムを主成分とする膜とチタン膜
をスパッタリング法により積層して成膜する。
をスパッタリング法により積層して成膜する。
【0054】
次いで、本実施の形態における第１のフォトマスクを用いて形成したレジストマスクを使
い、基板上に形成された導電膜の不要な部分をエッチングして除去して配線及び電極（ゲ
ート電極１１１を含むゲート配線、容量配線、及び端子）を形成する。このとき少なくと
もゲート電極１１１の端部にテーパー形状が形成されるようにエッチングする。この段階
での断面図を図６（Ａ）に示す。
い、基板上に形成された導電膜の不要な部分をエッチングして除去して配線及び電極（ゲ
ート電極１１１を含むゲート配線、容量配線、及び端子）を形成する。このとき少なくと
もゲート電極１１１の端部にテーパー形状が形成されるようにエッチングする。この段階
での断面図を図６（Ａ）に示す。
【0055】
次にゲート絶縁膜１０２を形成する。ゲート絶縁膜１０２として利用できる絶縁膜として
は、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化アルミニウム膜、
酸化マグネシウム膜、窒化アルミニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ハフニウム膜、酸
化タンタル膜をその例に挙げることができる。
は、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化アルミニウム膜、
酸化マグネシウム膜、窒化アルミニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ハフニウム膜、酸
化タンタル膜をその例に挙げることができる。
【0056】
ここでは、酸化窒化珪素膜とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多いもので
あって、濃度範囲として酸素が５５～６５原子％、窒素が１～２０原子％、Ｓｉが２５～
３５原子％、水素が０．１～１０原子％の範囲で含まれるものをいう。また、窒化酸化珪
素膜とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多いものであって、濃度範囲とし
て酸素が１５～３０原子％、窒素が２０～３５原子％、Ｓｉが２５～３５原子％、水素が
１５～２５原子％の範囲で含まれるものをいう。
あって、濃度範囲として酸素が５５～６５原子％、窒素が１～２０原子％、Ｓｉが２５～
３５原子％、水素が０．１～１０原子％の範囲で含まれるものをいう。また、窒化酸化珪
素膜とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多いものであって、濃度範囲とし
て酸素が１５～３０原子％、窒素が２０～３５原子％、Ｓｉが２５～３５原子％、水素が
１５～２５原子％の範囲で含まれるものをいう。
【0057】
ゲート絶縁膜は単層であっても、絶縁膜を２層または３層積層して形成してもよい。例え
ば、基板に接するゲート絶縁膜を窒化珪素膜、または窒化酸化珪素膜を用いて形成するこ
とで、基板とゲート絶縁膜の密着力が高まり、基板としてガラス基板を用いた場合、基板
からの不純物が酸化物半導体層に拡散するのを防止することが可能であり、さらにゲート
電極１１１を含む配線層の酸化を防止できる。即ち、膜剥れを防止することができると共
に、後に形成される薄膜トランジスタの電気特性を向上させることができる。
ば、基板に接するゲート絶縁膜を窒化珪素膜、または窒化酸化珪素膜を用いて形成するこ
とで、基板とゲート絶縁膜の密着力が高まり、基板としてガラス基板を用いた場合、基板
からの不純物が酸化物半導体層に拡散するのを防止することが可能であり、さらにゲート
電極１１１を含む配線層の酸化を防止できる。即ち、膜剥れを防止することができると共
に、後に形成される薄膜トランジスタの電気特性を向上させることができる。
【0058】
また、ゲート絶縁膜１０２の厚さは５０～２５０ｎｍとする。ゲート絶縁膜の厚さが５０
ｎｍ以上であると、ゲート電極１１１を含む配線層の凹凸を被覆できるため好ましい。こ
こでは、ゲート絶縁膜１０２としてプラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法により１０
０ｎｍの厚みの酸化珪素膜を成膜する。
ｎｍ以上であると、ゲート電極１１１を含む配線層の凹凸を被覆できるため好ましい。こ
こでは、ゲート絶縁膜１０２としてプラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法により１０
０ｎｍの厚みの酸化珪素膜を成膜する。
【0059】
次に、本実施の形態における第２のフォトマスクを用いて形成したレジストマスクにより
、ゲート絶縁膜１０２をエッチングして、走査線１３に達するコンタクトホール１２８を
形成する。
、ゲート絶縁膜１０２をエッチングして、走査線１３に達するコンタクトホール１２８を
形成する。
【0060】
次に、第１酸化物半導体膜を形成する前のゲート絶縁膜１０２にプラズマ処理を行う。こ
こでは酸素ガスとアルゴンガスを導入してプラズマを発生させる逆スパッタを行い、露出
しているゲート絶縁層に酸素ラジカル又は酸素を照射する。こうして、表面に付着してい
るゴミを除去する。
こでは酸素ガスとアルゴンガスを導入してプラズマを発生させる逆スパッタを行い、露出
しているゲート絶縁層に酸素ラジカル又は酸素を照射する。こうして、表面に付着してい
るゴミを除去する。
【0061】
なお、ゲート絶縁膜１０２のプラズマ処理、第１酸化物半導体膜、及び第２酸化物半導体
膜は、スパッタ法で、チャンバーに導入するガスまたは設置するターゲットを適宣切り替
えることにより大気に触れることなく連続成膜することができる。大気に触れることなく
連続成膜すると、不純物の混入を防止することができる。大気に触れることなく連続成膜
する場合、マルチチャンバー方式の製造装置を用いることが好ましい。
膜は、スパッタ法で、チャンバーに導入するガスまたは設置するターゲットを適宣切り替
えることにより大気に触れることなく連続成膜することができる。大気に触れることなく
連続成膜すると、不純物の混入を防止することができる。大気に触れることなく連続成膜
する場合、マルチチャンバー方式の製造装置を用いることが好ましい。
【0062】
特に、第１酸化物半導体膜に接するゲート絶縁膜１０２のプラズマ処理と第１酸化物半導
体膜の成膜は大気に触れることなく連続で実施するのが望ましい。連続成膜することで、
水蒸気などの大気成分や大気中に浮遊する不純物元素やゴミによる汚染がない積層界面を
形成できるので、非線形素子および薄膜トランジスタの特性のばらつきを低減できる。
体膜の成膜は大気に触れることなく連続で実施するのが望ましい。連続成膜することで、
水蒸気などの大気成分や大気中に浮遊する不純物元素やゴミによる汚染がない積層界面を
形成できるので、非線形素子および薄膜トランジスタの特性のばらつきを低減できる。
【0063】
なお、本明細書中で連続成膜とは、スパッタ法で行う第１の処理工程からスパッタ法で行
う第２の処理工程までの一連のプロセス中、被処理基板の置かれている雰囲気が大気等の
汚染雰囲気に触れることなく、常に真空中または不活性ガス雰囲気（窒素雰囲気または希
ガス雰囲気）で制御されていることを言う。連続成膜を行うことにより、清浄化された被
処理基板に水分等が付着しないように保ちながら成膜を行うことができる。また、逆スパ
ッタ処理のようなプラズマ処理も連続成膜に含むものとする。
う第２の処理工程までの一連のプロセス中、被処理基板の置かれている雰囲気が大気等の
汚染雰囲気に触れることなく、常に真空中または不活性ガス雰囲気（窒素雰囲気または希
ガス雰囲気）で制御されていることを言う。連続成膜を行うことにより、清浄化された被
処理基板に水分等が付着しないように保ちながら成膜を行うことができる。また、逆スパ
ッタ処理のようなプラズマ処理も連続成膜に含むものとする。
【0064】
次いで、プラズマ処理されたゲート絶縁膜１０２を大気に曝すことなく第１酸化物半導体
膜を成膜する。プラズマ処理されたゲート絶縁膜１０２を大気に曝すことなく第１酸化物
半導体膜を成膜することにより、ゲート絶縁膜１０２と第１酸化物半導体膜の界面にゴミ
や水分が付着する不具合を防ぐことができる。なお、第１酸化物半導体膜の成膜は、先に
逆スパッタを行ったチャンバーと同一チャンバーを用いてもよいし、大気に曝すことなく
成膜できるのであれば、先に逆スパッタを行ったチャンバーと異なるチャンバーで成膜し
てもよい。
膜を成膜する。プラズマ処理されたゲート絶縁膜１０２を大気に曝すことなく第１酸化物
半導体膜を成膜することにより、ゲート絶縁膜１０２と第１酸化物半導体膜の界面にゴミ
や水分が付着する不具合を防ぐことができる。なお、第１酸化物半導体膜の成膜は、先に
逆スパッタを行ったチャンバーと同一チャンバーを用いてもよいし、大気に曝すことなく
成膜できるのであれば、先に逆スパッタを行ったチャンバーと異なるチャンバーで成膜し
てもよい。
【0065】
ここでは、直径８インチのＩｎ、Ｇａ、及びＺｎを含む酸化物半導体ターゲット（組成比
として、Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：１：１）を用いて、基板とターゲットの
間との距離を１７０ｍｍ、圧力０．４Ｐａ、直流（ＤＣ）電源０．５ｋＷ、アルゴン又は
酸素雰囲気下で成膜する。なお、パルス直流（ＤＣ）電源を用いると、ごみが軽減でき、
膜厚分布も均一となるために好ましい。第１酸化物半導体膜の膜厚は、５ｎｍ～２００ｎ
ｍとする。本実施の形態では第１酸化物半導体膜の膜厚は、１００ｎｍとする。
として、Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：１：１）を用いて、基板とターゲットの
間との距離を１７０ｍｍ、圧力０．４Ｐａ、直流（ＤＣ）電源０．５ｋＷ、アルゴン又は
酸素雰囲気下で成膜する。なお、パルス直流（ＤＣ）電源を用いると、ごみが軽減でき、
膜厚分布も均一となるために好ましい。第１酸化物半導体膜の膜厚は、５ｎｍ～２００ｎ
ｍとする。本実施の形態では第１酸化物半導体膜の膜厚は、１００ｎｍとする。
【0066】
第１酸化物半導体膜は、第２酸化物半導体膜の成膜条件と異ならせることで、第２酸化物
半導体膜とは異なる組成を有する。一例として、第２酸化物半導体膜中の酸素濃度より多
くの酸素を第１酸化物半導体膜中に含ませる。例えば、第２酸化物半導体膜の成膜条件に
おける酸素ガス流量とアルゴンガス流量の比よりも第１酸化物半導体膜の成膜条件におけ
る酸素ガス流量の占める比率が多い条件とする。具体的には、第２酸化物半導体膜の成膜
条件は、希ガス（アルゴン、又はヘリウムなど）雰囲気下（または酸素ガス１０％以下、
アルゴンガス９０％以上）とし、第１酸化物半導体膜の成膜条件は、酸素雰囲気下（又は
酸素ガス流量がアルゴンガス流量と等しいかそれ以上）とする。
半導体膜とは異なる組成を有する。一例として、第２酸化物半導体膜中の酸素濃度より多
くの酸素を第１酸化物半導体膜中に含ませる。例えば、第２酸化物半導体膜の成膜条件に
おける酸素ガス流量とアルゴンガス流量の比よりも第１酸化物半導体膜の成膜条件におけ
る酸素ガス流量の占める比率が多い条件とする。具体的には、第２酸化物半導体膜の成膜
条件は、希ガス（アルゴン、又はヘリウムなど）雰囲気下（または酸素ガス１０％以下、
アルゴンガス９０％以上）とし、第１酸化物半導体膜の成膜条件は、酸素雰囲気下（又は
酸素ガス流量がアルゴンガス流量と等しいかそれ以上）とする。
【0067】
多くの酸素を第１酸化物半導体膜中に含ませることによって、第２酸化物半導体膜よりも
導電率を低くすることができる。また、多くの酸素を第１酸化物半導体膜中に含ませるこ
とによってオフ電流の低減を図ることができるため、オン・オフ比の高い薄膜トランジス
タを得ることができる。
導電率を低くすることができる。また、多くの酸素を第１酸化物半導体膜中に含ませるこ
とによってオフ電流の低減を図ることができるため、オン・オフ比の高い薄膜トランジス
タを得ることができる。
【0068】
次に、第１酸化物半導体膜上に第２酸化物半導体膜をスパッタ法で成膜する。ここでは、
直径８インチのＩｎ、Ｇａ、及びＺｎを含む酸化物半導体ターゲット（Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ
２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：１：１）を用いて、基板とターゲットの間との距離を１７０ｍｍ、
圧力０．４Ｐａ、直流（ＤＣ）電源０．５ｋＷ、成膜温度を室温とし、アルゴンガス流量
４０ｓｃｃｍを導入してスパッタ成膜を行う。これにより、第２酸化物半導体膜として、
Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ及び酸素を成分とする半導体膜が形成される。Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３
：ＺｎＯ＝１：１：１としたターゲットを意図的に用いているにも関わらず、成膜直後で
大きさ１ｎｍ～１０ｎｍの結晶粒を含む酸化物半導体膜がしばしば形成される。なお、タ
ーゲットの成分比、成膜圧力（０．１Ｐａ～２．０Ｐａ）、電力（２５０Ｗ～３０００Ｗ
：８インチφ）、温度（室温～１００℃）、反応性スパッタの成膜条件などを適宜調節す
ることで結晶粒の有無や、結晶粒の密度や、直径サイズを、１ｎｍ～１０ｎｍの範囲で調
節されうると言える。第２酸化物半導体膜の膜厚は、５ｎｍ～２０ｎｍとする。勿論、膜
中に結晶粒が含まれる場合、含まれる結晶粒のサイズが膜厚を超える大きさとならない。
本実施の形態では第２酸化物半導体膜の膜厚は、５ｎｍとする。
直径８インチのＩｎ、Ｇａ、及びＺｎを含む酸化物半導体ターゲット（Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ
２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：１：１）を用いて、基板とターゲットの間との距離を１７０ｍｍ、
圧力０．４Ｐａ、直流（ＤＣ）電源０．５ｋＷ、成膜温度を室温とし、アルゴンガス流量
４０ｓｃｃｍを導入してスパッタ成膜を行う。これにより、第２酸化物半導体膜として、
Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ及び酸素を成分とする半導体膜が形成される。Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３
：ＺｎＯ＝１：１：１としたターゲットを意図的に用いているにも関わらず、成膜直後で
大きさ１ｎｍ～１０ｎｍの結晶粒を含む酸化物半導体膜がしばしば形成される。なお、タ
ーゲットの成分比、成膜圧力（０．１Ｐａ～２．０Ｐａ）、電力（２５０Ｗ～３０００Ｗ
：８インチφ）、温度（室温～１００℃）、反応性スパッタの成膜条件などを適宜調節す
ることで結晶粒の有無や、結晶粒の密度や、直径サイズを、１ｎｍ～１０ｎｍの範囲で調
節されうると言える。第２酸化物半導体膜の膜厚は、５ｎｍ～２０ｎｍとする。勿論、膜
中に結晶粒が含まれる場合、含まれる結晶粒のサイズが膜厚を超える大きさとならない。
本実施の形態では第２酸化物半導体膜の膜厚は、５ｎｍとする。
【0069】
次に、第３のフォトリソグラフィー工程を行い、レジストマスクを形成し、第１酸化物半
導体膜および第２酸化物半導体膜をエッチングする。ここではＩＴＯ０７Ｎ（関東化学社
製）を用いたウェットエッチングにより、不要な部分を除去して第１酸化物半導体層１１
３および第２酸化物半導体層１１４を形成する。なお、ここでのエッチングは、ウェット
エッチングに限定されずドライエッチングを用いてもよい。この段階での断面図を図６（
Ｂ）に示す。
導体膜および第２酸化物半導体膜をエッチングする。ここではＩＴＯ０７Ｎ（関東化学社
製）を用いたウェットエッチングにより、不要な部分を除去して第１酸化物半導体層１１
３および第２酸化物半導体層１１４を形成する。なお、ここでのエッチングは、ウェット
エッチングに限定されずドライエッチングを用いてもよい。この段階での断面図を図６（
Ｂ）に示す。
【0070】
次に、第２酸化物半導体層１１４およびゲート絶縁膜１０２上に金属材料からなる導電膜
１０５をスパッタ法や真空蒸着法で形成する。導電膜１０５の材料としては、Ａｌ、Ｃｒ
、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた元素、または上述した元素を成分とする合金か、上
述した元素を組み合わせた合金膜等が挙げられる。
１０５をスパッタ法や真空蒸着法で形成する。導電膜１０５の材料としては、Ａｌ、Ｃｒ
、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた元素、または上述した元素を成分とする合金か、上
述した元素を組み合わせた合金膜等が挙げられる。
【0071】
また、２００℃～６００℃の熱処理を行う場合には、この熱処理に耐える耐熱性を導電膜
に持たせることが好ましい。Ａｌ単体では耐熱性が劣り、また腐蝕しやすい等の問題点が
あるので耐熱性導電性材料と組み合わせて形成する。Ａｌと組み合わせる耐熱性導電性材
料としては、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍ
ｏ）、クロム（Ｃｒ）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｓｃ（スカンジウム）から選ばれた元素、ま
たは上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜、または上述
した元素を成分とする窒化物で形成する。
に持たせることが好ましい。Ａｌ単体では耐熱性が劣り、また腐蝕しやすい等の問題点が
あるので耐熱性導電性材料と組み合わせて形成する。Ａｌと組み合わせる耐熱性導電性材
料としては、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍ
ｏ）、クロム（Ｃｒ）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｓｃ（スカンジウム）から選ばれた元素、ま
たは上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜、または上述
した元素を成分とする窒化物で形成する。
【0072】
ここでは、導電膜１０５としてＴｉ膜と、そのＴｉ膜上に重ねてＮｄを含むアルミニウム
（Ａｌ－Ｎｄ）膜を積層し、さらにその上にＴｉ膜を成膜する３層構造とする。また、導
電膜１０５は、２層構造としてもよく、アルミニウム膜上にチタン膜を積層してもよい。
また、導電膜１０５は、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造や、チタン膜の単層構
造としてもよい。この段階での断面図を図６（Ｃ）に示す。
（Ａｌ－Ｎｄ）膜を積層し、さらにその上にＴｉ膜を成膜する３層構造とする。また、導
電膜１０５は、２層構造としてもよく、アルミニウム膜上にチタン膜を積層してもよい。
また、導電膜１０５は、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造や、チタン膜の単層構
造としてもよい。この段階での断面図を図６（Ｃ）に示す。
【0073】
なお、ゲート絶縁膜１０２にはコンタクトホール１２８が形成されているため、ソース電
極層及びドレイン電極層となる導電膜は成膜の際にコンタクトホール１２８を介して走査
線１３と接続する。
極層及びドレイン電極層となる導電膜は成膜の際にコンタクトホール１２８を介して走査
線１３と接続する。
【0074】
次に、第４のフォトリソグラフィー工程を行い、レジストマスク１３１を形成し、エッチ
ングにより導電膜１０５の不要な部分を除去して導電層１１５ａ及び１１５ｂを形成する
（図７（Ａ）参照）。この際のエッチング方法としてウェットエッチングまたはドライエ
ッチングを用いる。ここでは、ＳｉＣｌ４とＣｌ２とＢＣｌ３の混合ガスを反応ガスとし
たドライエッチングによりＡｌ－Ｎｄ膜とＴｉ膜を積層した導電膜をエッチングして導電
層１１５ａ及び１１５ｂを形成する。
ングにより導電膜１０５の不要な部分を除去して導電層１１５ａ及び１１５ｂを形成する
（図７（Ａ）参照）。この際のエッチング方法としてウェットエッチングまたはドライエ
ッチングを用いる。ここでは、ＳｉＣｌ４とＣｌ２とＢＣｌ３の混合ガスを反応ガスとし
たドライエッチングによりＡｌ－Ｎｄ膜とＴｉ膜を積層した導電膜をエッチングして導電
層１１５ａ及び１１５ｂを形成する。
【0075】
次に、導電膜１０５のエッチングと同じレジストマスク１３１を用いて、第２酸化物半導
体膜をエッチングする。ここではＩＴＯ０７Ｎ（関東化学社製）を用いたウェットエッチ
ングにより、不要な部分を除去して第２酸化物半導体層１１４ａ、１１４ｂを形成する。
なお、ここでのエッチングは、ウェットエッチングに限定されずドライエッチングを用い
てもよい。なお、エッチング条件にもよるが第２酸化物半導体膜のエッチング工程におい
て、第１酸化物半導体層１１３の露出領域も一部エッチングされる。よって第２酸化物半
導体層１１４ａ、１１４ｂの間の第１酸化物半導体層１１３のチャネル領域は図７（Ａ）
に示すように膜厚の薄い領域となる。
体膜をエッチングする。ここではＩＴＯ０７Ｎ（関東化学社製）を用いたウェットエッチ
ングにより、不要な部分を除去して第２酸化物半導体層１１４ａ、１１４ｂを形成する。
なお、ここでのエッチングは、ウェットエッチングに限定されずドライエッチングを用い
てもよい。なお、エッチング条件にもよるが第２酸化物半導体膜のエッチング工程におい
て、第１酸化物半導体層１１３の露出領域も一部エッチングされる。よって第２酸化物半
導体層１１４ａ、１１４ｂの間の第１酸化物半導体層１１３のチャネル領域は図７（Ａ）
に示すように膜厚の薄い領域となる。
【0076】
次いで、レジストマスク１３１を除去する。また、露出している第１酸化物半導体層１１
３の表面にプラズマ処理を行ってもよい。プラズマ処理を行うことにより、第１酸化物半
導体層１１３のエッチングによるダメージを回復することができる。プラズマ処理はＯ２
、Ｎ２Ｏ、好ましくは酸素を含む雰囲気下で行う。酸素を含む雰囲気としてはＮ２、Ｈｅ
、Ａｒ等に酸素を添加した雰囲気をその例に挙げることができる。また、上記雰囲気にＣ
ｌ２、ＣＦ４を加えた雰囲気下で行ってもよい。なお、プラズマ処理は、無バイアスで行
うことが好ましい。この段階での断面図を図７（Ｂ）に示す。
３の表面にプラズマ処理を行ってもよい。プラズマ処理を行うことにより、第１酸化物半
導体層１１３のエッチングによるダメージを回復することができる。プラズマ処理はＯ２
、Ｎ２Ｏ、好ましくは酸素を含む雰囲気下で行う。酸素を含む雰囲気としてはＮ２、Ｈｅ
、Ａｒ等に酸素を添加した雰囲気をその例に挙げることができる。また、上記雰囲気にＣ
ｌ２、ＣＦ４を加えた雰囲気下で行ってもよい。なお、プラズマ処理は、無バイアスで行
うことが好ましい。この段階での断面図を図７（Ｂ）に示す。
【0077】
次いで、２００℃～６００℃、代表的には３００℃～５００℃の熱処理を行うことが好ま
しい。ここでは炉に入れ、窒素雰囲気下または大気雰囲気下で３５０℃、１時間の熱処理
を行う。この熱処理によりＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系非単結晶膜の原子レベルの再配列が行
われる。この熱処理によりキャリアの移動を阻害する歪が解放されるため、ここでの熱処
理（光アニールも含む）は重要である。なお、熱処理を行うタイミングは、酸化物半導体
膜の成膜後であれば特に限定されず、例えば画素電極形成後に行ってもよい。以上の工程
で第１酸化物半導体層１１３をチャネル形成領域とする非線形素子１７０ａが作製できる
。
しい。ここでは炉に入れ、窒素雰囲気下または大気雰囲気下で３５０℃、１時間の熱処理
を行う。この熱処理によりＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系非単結晶膜の原子レベルの再配列が行
われる。この熱処理によりキャリアの移動を阻害する歪が解放されるため、ここでの熱処
理（光アニールも含む）は重要である。なお、熱処理を行うタイミングは、酸化物半導体
膜の成膜後であれば特に限定されず、例えば画素電極形成後に行ってもよい。以上の工程
で第１酸化物半導体層１１３をチャネル形成領域とする非線形素子１７０ａが作製できる
。
【0078】
次いで、非線形素子１７０ａを覆う層間絶縁膜１０７を形成する。層間絶縁膜１０７はス
パッタ法などを用いて得られる窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、
酸化アルミニウム膜、酸化タンタル膜などを用いることができる。こうして４回のフォト
リソグラフィー工程により、４枚のフォトマスクを使用して、複数の非線形素子を有する
（本実施の形態では、１７０ａおよび１７０ｂの二つの非線形素子を有する）保護回路を
完成させることができる。この段階での断面図を図７（Ｃ）に示す。
パッタ法などを用いて得られる窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、
酸化アルミニウム膜、酸化タンタル膜などを用いることができる。こうして４回のフォト
リソグラフィー工程により、４枚のフォトマスクを使用して、複数の非線形素子を有する
（本実施の形態では、１７０ａおよび１７０ｂの二つの非線形素子を有する）保護回路を
完成させることができる。この段階での断面図を図７（Ｃ）に示す。
【0079】
保護回路の形成に引き続き、非線形素子と同一のプロセスで一体形成した表示装置の画素
部分の薄膜トランジスタに、画素電極を形成する。先ず、図示していない第５のレジスト
マスクを用いて、やはり図示していない画素部分の薄膜トランジスタのドレイン電極層に
達するコンタクトホールを層間絶縁膜１０７に形成する。
部分の薄膜トランジスタに、画素電極を形成する。先ず、図示していない第５のレジスト
マスクを用いて、やはり図示していない画素部分の薄膜トランジスタのドレイン電極層に
達するコンタクトホールを層間絶縁膜１０７に形成する。
【0080】
次いで、レジストマスクを除去した後、透明導電膜を成膜する。透明導電膜の材料として
は、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）や酸化インジウム酸化スズ合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＳｎＯ
２、ＩＴＯと略記する）などをスパッタ法や真空蒸着法などを用いて形成する。このよう
な材料のエッチング処理は塩酸系の溶液により行う。しかし、特にＩＴＯのエッチングは
残渣が発生しやすいので、エッチング加工性を改善するために酸化インジウム酸化亜鉛合
金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）を用いても良い。
は、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）や酸化インジウム酸化スズ合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＳｎＯ
２、ＩＴＯと略記する）などをスパッタ法や真空蒸着法などを用いて形成する。このよう
な材料のエッチング処理は塩酸系の溶液により行う。しかし、特にＩＴＯのエッチングは
残渣が発生しやすいので、エッチング加工性を改善するために酸化インジウム酸化亜鉛合
金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）を用いても良い。
【0081】
次に、第６のフォトリソグラフィー工程を行い、レジストマスクを形成し、エッチングに
より透明導電膜の不要な部分を除去して画素電極を形成する。また、容量部におけるゲー
ト絶縁膜１０２及び層間絶縁膜１０７を誘電体として、容量配線と画素電極とで保持容量
を形成する。また、端子部に透明導電膜を残し、ＦＰＣとの接続に用いる電極または配線
や、ソース配線の入力端子として機能する接続用の端子電極を形成する。
より透明導電膜の不要な部分を除去して画素電極を形成する。また、容量部におけるゲー
ト絶縁膜１０２及び層間絶縁膜１０７を誘電体として、容量配線と画素電極とで保持容量
を形成する。また、端子部に透明導電膜を残し、ＦＰＣとの接続に用いる電極または配線
や、ソース配線の入力端子として機能する接続用の端子電極を形成する。
【0082】
こうして、非線形素子と同一のプロセスで一体形成した複数の薄膜トランジスタに画素電
極を形成すると、ｎチャネル型ＴＦＴを有する画素部の作製と保護回路の作製を同時にお
こなうことができる。第１酸化物半導体層よりも電気伝導率が高い第２酸化物半導体層と
接合する領域を設けることで、安定動作をさせることが可能となる。それにより保護回路
の機能を高め動作の安定化を図ることができる。また、ゲート絶縁膜１０２に設けたコン
タクトホール１２８を介して、ゲート電極１１１と同じ層で形成される走査線１３と、非
線形素子１７０ａの第三端子（ドレイン）とを直接接続することで、接続に伴う界面の形
成を一つに抑制できるだけでなく、接続のためのコンタクトホールの形成を一つに抑制で
きる。その結果、保護回路の機能を高め動作の安定化を図ることができるだけでなく、保
護回路の占有面積を小さくして、表示装置の小型化を図ることができる。すなわち、本実
施の形態に示した工程に従えば、保護回路の機能を高め動作の安定化を図ることができる
だけでなく、占有面積が小さい保護回路を搭載したアクティブマトリクス型の表示装置用
基板を作製できる。
極を形成すると、ｎチャネル型ＴＦＴを有する画素部の作製と保護回路の作製を同時にお
こなうことができる。第１酸化物半導体層よりも電気伝導率が高い第２酸化物半導体層と
接合する領域を設けることで、安定動作をさせることが可能となる。それにより保護回路
の機能を高め動作の安定化を図ることができる。また、ゲート絶縁膜１０２に設けたコン
タクトホール１２８を介して、ゲート電極１１１と同じ層で形成される走査線１３と、非
線形素子１７０ａの第三端子（ドレイン）とを直接接続することで、接続に伴う界面の形
成を一つに抑制できるだけでなく、接続のためのコンタクトホールの形成を一つに抑制で
きる。その結果、保護回路の機能を高め動作の安定化を図ることができるだけでなく、保
護回路の占有面積を小さくして、表示装置の小型化を図ることができる。すなわち、本実
施の形態に示した工程に従えば、保護回路の機能を高め動作の安定化を図ることができる
だけでなく、占有面積が小さい保護回路を搭載したアクティブマトリクス型の表示装置用
基板を作製できる。
【0083】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
である。
【0084】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様を適用した表示装置として、同一基板上に保護回路と
、画素部に配置する薄膜トランジスタを有する電子ペーパーの例を示す。
本実施の形態では、本発明の一態様を適用した表示装置として、同一基板上に保護回路と
、画素部に配置する薄膜トランジスタを有する電子ペーパーの例を示す。
【0085】
図１０は、本発明の一態様を適用した表示装置の例としてアクティブマトリクス型の電子
ペーパーを示す。半導体装置に用いられる薄膜トランジスタ５８１としては、実施の形態
２で示す非線形素子と同様に作製でき、Ｉｎ、Ｇａ、及びＺｎを含む酸化物半導体を半導
体層に用いた電気特性の高い薄膜トランジスタである。
ペーパーを示す。半導体装置に用いられる薄膜トランジスタ５８１としては、実施の形態
２で示す非線形素子と同様に作製でき、Ｉｎ、Ｇａ、及びＺｎを含む酸化物半導体を半導
体層に用いた電気特性の高い薄膜トランジスタである。
【0086】
図１０の電子ペーパーは、ツイストボール表示方式を用いた表示装置の例である。ツイス
トボール表示方式とは、白と黒に塗り分けられた球形粒子を表示素子に用いる電極層であ
る第１の電極層及び第２の電極層の間に配置し、第１の電極層及び第２の電極層に電位差
を生じさせての球形粒子の向きを制御することにより、表示を行う方法である。
トボール表示方式とは、白と黒に塗り分けられた球形粒子を表示素子に用いる電極層であ
る第１の電極層及び第２の電極層の間に配置し、第１の電極層及び第２の電極層に電位差
を生じさせての球形粒子の向きを制御することにより、表示を行う方法である。
【0087】
薄膜トランジスタ５８１はボトムゲート構造の薄膜トランジスタであり、絶縁層５８５に
形成する開口を介して、ソース電極層又はドレイン電極層が第１の電極層５８７と電気的
に接続している。第１の電極層５８７と第２の電極層５８８との間には黒色領域５９０ａ
及び白色領域５９０ｂを有し、周りに液体で満たされているキャビティ５９４を含む球形
粒子５８９が設けられており、球形粒子５８９の周囲は樹脂等の充填材５９５で充填され
ている（図１０参照。）。
形成する開口を介して、ソース電極層又はドレイン電極層が第１の電極層５８７と電気的
に接続している。第１の電極層５８７と第２の電極層５８８との間には黒色領域５９０ａ
及び白色領域５９０ｂを有し、周りに液体で満たされているキャビティ５９４を含む球形
粒子５８９が設けられており、球形粒子５８９の周囲は樹脂等の充填材５９５で充填され
ている（図１０参照。）。
【0088】
また、ツイストボールの代わりに、電気泳動素子を用いることも可能である。透明な液体
と、正に帯電した白い微粒子と負に帯電した黒い微粒子とを封入した直径１０μｍ～２０
０μｍ程度のマイクロカプセルを用いる。第１の電極層と第２の電極層との間に設けられ
るマイクロカプセルは、第１の電極層と第２の電極層によって、電場が与えられると、白
い微粒子と、黒い微粒子が逆の方向に移動し、白または黒を表示することができる。この
原理を応用した表示素子が電気泳動表示素子であり、一般的に電子ペーパーとよばれてい
る。電気泳動表示素子は、液晶表示素子に比べて反射率が高いため、補助ライトは不要で
あり、また消費電力が小さく、薄暗い場所でも表示部を認識することが可能である。また
、表示部に電源が供給されない場合であっても、一度表示した像を保持することが可能で
ある。従って、例えば電源供給源となる電波発信源から表示機能付き半導体装置（単に表
示装置、又は表示装置を具備する半導体装置ともいう）を遠ざけた場合であっても、表示
された像を保存しておくことが可能となる。
と、正に帯電した白い微粒子と負に帯電した黒い微粒子とを封入した直径１０μｍ～２０
０μｍ程度のマイクロカプセルを用いる。第１の電極層と第２の電極層との間に設けられ
るマイクロカプセルは、第１の電極層と第２の電極層によって、電場が与えられると、白
い微粒子と、黒い微粒子が逆の方向に移動し、白または黒を表示することができる。この
原理を応用した表示素子が電気泳動表示素子であり、一般的に電子ペーパーとよばれてい
る。電気泳動表示素子は、液晶表示素子に比べて反射率が高いため、補助ライトは不要で
あり、また消費電力が小さく、薄暗い場所でも表示部を認識することが可能である。また
、表示部に電源が供給されない場合であっても、一度表示した像を保持することが可能で
ある。従って、例えば電源供給源となる電波発信源から表示機能付き半導体装置（単に表
示装置、又は表示装置を具備する半導体装置ともいう）を遠ざけた場合であっても、表示
された像を保存しておくことが可能となる。
【0089】
以上の工程により作製した電子ペーパーが搭載している保護回路は、接続のためのコンタ
クトホールを減らして占有面積を減らしているうえ、第１酸化物半導体層よりも電気伝導
率が高い第２酸化物半導体層を第１酸化物半導体層と配線層の間に設けられており、機能
が高く、動作が安定している。従って、このような保護回路を搭載した本実施の形態の電
子ペーパーは、信頼性が高い。
クトホールを減らして占有面積を減らしているうえ、第１酸化物半導体層よりも電気伝導
率が高い第２酸化物半導体層を第１酸化物半導体層と配線層の間に設けられており、機能
が高く、動作が安定している。従って、このような保護回路を搭載した本実施の形態の電
子ペーパーは、信頼性が高い。
【0090】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
である。
【0091】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置の一例である表示装置において、同一基
板上に少なくとも保護回路と、駆動回路の一部と、画素部に配置する薄膜トランジスタを
作製する例について図１１乃至図１６を用いて以下に説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置の一例である表示装置において、同一基
板上に少なくとも保護回路と、駆動回路の一部と、画素部に配置する薄膜トランジスタを
作製する例について図１１乃至図１６を用いて以下に説明する。
【0092】
保護回路と同一基板上の画素部に配置する薄膜トランジスタは、実施の形態２で示す非線
形素子と同様に形成する。また、形成した薄膜トランジスタはｎチャネル型ＴＦＴである
ため、駆動回路のうち、ｎチャネル型ＴＦＴで構成することができる駆動回路の一部を画
素部の薄膜トランジスタと同一基板上に形成する。
形素子と同様に形成する。また、形成した薄膜トランジスタはｎチャネル型ＴＦＴである
ため、駆動回路のうち、ｎチャネル型ＴＦＴで構成することができる駆動回路の一部を画
素部の薄膜トランジスタと同一基板上に形成する。
【0093】
本発明の一態様の半導体装置の一例であるアクティブマトリクス型液晶表示装置のブロッ
ク図の一例を図１１（Ａ）に示す。図１１（Ａ）に示す表示装置は、基板５３００上に表
示素子を備えた画素を複数有する画素部５３０１と、各画素を選択する走査線駆動回路５
３０２と、選択された画素へのビデオ信号の入力を制御する信号線駆動回路５３０３とを
有する。
ク図の一例を図１１（Ａ）に示す。図１１（Ａ）に示す表示装置は、基板５３００上に表
示素子を備えた画素を複数有する画素部５３０１と、各画素を選択する走査線駆動回路５
３０２と、選択された画素へのビデオ信号の入力を制御する信号線駆動回路５３０３とを
有する。
【0094】
画素部５３０１は、信号線駆動回路５３０３から列方向に伸張して配置された複数の信号
線Ｓ１～Ｓｍ（図示せず。）により信号線駆動回路５３０３と接続され、走査線駆動回路
５３０２から行方向に伸張して配置された複数の走査線Ｇ１～Ｇｎ（図示せず。）により
走査線駆動回路５３０２と接続され、信号線Ｓ１～Ｓｍ並びに走査線Ｇ１～Ｇｎに対応し
てマトリクス状に配置された複数の画素（図示せず。）を有する。そして、各画素は、信
号線Ｓｊ（信号線Ｓ１～Ｓｍのうちいずれか一）、走査線Ｇｉ（走査線Ｇ１～Ｇｎのうち
いずれか一）と接続される。
線Ｓ１～Ｓｍ（図示せず。）により信号線駆動回路５３０３と接続され、走査線駆動回路
５３０２から行方向に伸張して配置された複数の走査線Ｇ１～Ｇｎ（図示せず。）により
走査線駆動回路５３０２と接続され、信号線Ｓ１～Ｓｍ並びに走査線Ｇ１～Ｇｎに対応し
てマトリクス状に配置された複数の画素（図示せず。）を有する。そして、各画素は、信
号線Ｓｊ（信号線Ｓ１～Ｓｍのうちいずれか一）、走査線Ｇｉ（走査線Ｇ１～Ｇｎのうち
いずれか一）と接続される。
【0095】
また、実施の形態２で示す非線形素子と共に同様の方法で形成できる薄膜トランジスタは
、ｎチャネル型ＴＦＴであり、ｎチャネル型ＴＦＴで構成する信号線駆動回路について図
１２を用いて説明する。
、ｎチャネル型ＴＦＴであり、ｎチャネル型ＴＦＴで構成する信号線駆動回路について図
１２を用いて説明する。
【0096】
図１２に示す信号線駆動回路は、ドライバＩＣ５６０１、スイッチ群５６０２＿１～５６
０２＿Ｍ、第１の配線５６１１、第２の配線５６１２、第３の配線５６１３及び配線５６
２１＿１～５６２１＿Ｍを有する。スイッチ群５６０２＿１～５６０２＿Ｍそれぞれは、
第１の薄膜トランジスタ５６０３ａ、第２の薄膜トランジスタ５６０３ｂ及び第３の薄膜
トランジスタ５６０３ｃを有する。
０２＿Ｍ、第１の配線５６１１、第２の配線５６１２、第３の配線５６１３及び配線５６
２１＿１～５６２１＿Ｍを有する。スイッチ群５６０２＿１～５６０２＿Ｍそれぞれは、
第１の薄膜トランジスタ５６０３ａ、第２の薄膜トランジスタ５６０３ｂ及び第３の薄膜
トランジスタ５６０３ｃを有する。
【0097】
ドライバＩＣ５６０１は第１の配線５６１１、第２の配線５６１２、第３の配線５６１３
及び配線５６２１＿１～５６２１＿Ｍに接続される。そして、スイッチ群５６０２＿１～
５６０２＿Ｍそれぞれは、第１の配線５６１１、第２の配線５６１２、第３の配線５６１
３及びスイッチ群５６０２＿１～５６０２＿Ｍそれぞれに対応した配線５６２１＿１～５
６２１＿Ｍに接続される。そして、配線５６２１＿１～５６２１＿Ｍそれぞれは、第１の
薄膜トランジスタ５６０３ａ、第２の薄膜トランジスタ５６０３ｂ及び第３の薄膜トラン
ジスタ５６０３ｃを介して、３つの信号線に接続される。例えば、Ｊ列目の配線５６２１
＿Ｊ（配線５６２１＿１～配線５６２１＿Ｍのうちいずれか一）は、スイッチ群５６０２
＿Ｊが有する第１の薄膜トランジスタ５６０３ａ、第２の薄膜トランジスタ５６０３ｂ及
び第３の薄膜トランジスタ５６０３ｃを介して、信号線Ｓｊ－１、信号線Ｓｊ、信号線Ｓ
ｊ＋１に接続される。
及び配線５６２１＿１～５６２１＿Ｍに接続される。そして、スイッチ群５６０２＿１～
５６０２＿Ｍそれぞれは、第１の配線５６１１、第２の配線５６１２、第３の配線５６１
３及びスイッチ群５６０２＿１～５６０２＿Ｍそれぞれに対応した配線５６２１＿１～５
６２１＿Ｍに接続される。そして、配線５６２１＿１～５６２１＿Ｍそれぞれは、第１の
薄膜トランジスタ５６０３ａ、第２の薄膜トランジスタ５６０３ｂ及び第３の薄膜トラン
ジスタ５６０３ｃを介して、３つの信号線に接続される。例えば、Ｊ列目の配線５６２１
＿Ｊ（配線５６２１＿１～配線５６２１＿Ｍのうちいずれか一）は、スイッチ群５６０２
＿Ｊが有する第１の薄膜トランジスタ５６０３ａ、第２の薄膜トランジスタ５６０３ｂ及
び第３の薄膜トランジスタ５６０３ｃを介して、信号線Ｓｊ－１、信号線Ｓｊ、信号線Ｓ
ｊ＋１に接続される。
【0098】
なお、第１の配線５６１１、第２の配線５６１２、第３の配線５６１３には、それぞれ信
号が入力される。
号が入力される。
【0099】
なお、ドライバＩＣ５６０１は、単結晶基板上に形成されていることが望ましい。さらに
、スイッチ群５６０２＿１～５６０２＿Ｍは、画素部と同一基板上に形成されていること
が望ましい。したがって、ドライバＩＣ５６０１とスイッチ群５６０２＿１～５６０２＿
ＭとはＦＰＣなどを介して接続するとよい。
、スイッチ群５６０２＿１～５６０２＿Ｍは、画素部と同一基板上に形成されていること
が望ましい。したがって、ドライバＩＣ５６０１とスイッチ群５６０２＿１～５６０２＿
ＭとはＦＰＣなどを介して接続するとよい。
【0100】
次に、図１２に示した信号線駆動回路の動作について、図１３のタイミングチャートを参
照して説明する。なお、図１３のタイミングチャートは、ｉ行目の走査線Ｇｉが選択され
ている場合のタイミングチャートを示している。さらに、ｉ行目の走査線Ｇｉの選択期間
は、第１のサブ選択期間Ｔ１、第２のサブ選択期間Ｔ２及び第３のサブ選択期間Ｔ３に分
割されている。さらに、図１２の信号線駆動回路は、他の行の走査線が選択されている場
合でも図１３と同様の動作をする。
照して説明する。なお、図１３のタイミングチャートは、ｉ行目の走査線Ｇｉが選択され
ている場合のタイミングチャートを示している。さらに、ｉ行目の走査線Ｇｉの選択期間
は、第１のサブ選択期間Ｔ１、第２のサブ選択期間Ｔ２及び第３のサブ選択期間Ｔ３に分
割されている。さらに、図１２の信号線駆動回路は、他の行の走査線が選択されている場
合でも図１３と同様の動作をする。
【0101】
なお、図１３のタイミングチャートは、Ｊ列目の配線５６２１＿Ｊが第１の薄膜トランジ
スタ５６０３ａ、第２の薄膜トランジスタ５６０３ｂ及び第３の薄膜トランジスタ５６０
３ｃを介して、信号線Ｓｊ－１、信号線Ｓｊ、信号線Ｓｊ＋１に接続される場合について
示している。
スタ５６０３ａ、第２の薄膜トランジスタ５６０３ｂ及び第３の薄膜トランジスタ５６０
３ｃを介して、信号線Ｓｊ－１、信号線Ｓｊ、信号線Ｓｊ＋１に接続される場合について
示している。
【0102】
なお、図１３のタイミングチャートは、ｉ行目の走査線Ｇｉが選択されるタイミング、第
１の薄膜トランジスタ５６０３ａのオン・オフのタイミング５７０３ａ、第２の薄膜トラ
ンジスタ５６０３ｂのオン・オフのタイミング５７０３ｂ、第３の薄膜トランジスタ５６
０３ｃのオン・オフのタイミング５７０３ｃ及びＪ列目の配線５６２１＿Ｊに入力される
信号５７２１＿Ｊを示している。
１の薄膜トランジスタ５６０３ａのオン・オフのタイミング５７０３ａ、第２の薄膜トラ
ンジスタ５６０３ｂのオン・オフのタイミング５７０３ｂ、第３の薄膜トランジスタ５６
０３ｃのオン・オフのタイミング５７０３ｃ及びＪ列目の配線５６２１＿Ｊに入力される
信号５７２１＿Ｊを示している。
【0103】
なお、配線５６２１＿１～配線５６２１＿Ｍには第１のサブ選択期間Ｔ１、第２のサブ選
択期間Ｔ２及び第３のサブ選択期間Ｔ３において、それぞれ別のビデオ信号が入力される
。例えば、第１のサブ選択期間Ｔ１において配線５６２１＿Ｊに入力されるビデオ信号は
信号線Ｓｊ－１に入力され、第２のサブ選択期間Ｔ２において配線５６２１＿Ｊに入力さ
れるビデオ信号は信号線Ｓｊに入力され、第３のサブ選択期間Ｔ３において配線５６２１
＿Ｊに入力されるビデオ信号は信号線Ｓｊ＋１に入力される。さらに、第１のサブ選択期
間Ｔ１、第２のサブ選択期間Ｔ２及び第３のサブ選択期間Ｔ３において、配線５６２１＿
Ｊに入力されるビデオ信号をそれぞれＤａｔａ＿ｊ－１、Ｄａｔａ＿ｊ、Ｄａｔａ＿ｊ＋
１とする。
択期間Ｔ２及び第３のサブ選択期間Ｔ３において、それぞれ別のビデオ信号が入力される
。例えば、第１のサブ選択期間Ｔ１において配線５６２１＿Ｊに入力されるビデオ信号は
信号線Ｓｊ－１に入力され、第２のサブ選択期間Ｔ２において配線５６２１＿Ｊに入力さ
れるビデオ信号は信号線Ｓｊに入力され、第３のサブ選択期間Ｔ３において配線５６２１
＿Ｊに入力されるビデオ信号は信号線Ｓｊ＋１に入力される。さらに、第１のサブ選択期
間Ｔ１、第２のサブ選択期間Ｔ２及び第３のサブ選択期間Ｔ３において、配線５６２１＿
Ｊに入力されるビデオ信号をそれぞれＤａｔａ＿ｊ－１、Ｄａｔａ＿ｊ、Ｄａｔａ＿ｊ＋
１とする。
【0104】
図１３に示すように、第１のサブ選択期間Ｔ１において第１の薄膜トランジスタ５６０３
ａがオンし、第２の薄膜トランジスタ５６０３ｂ及び第３の薄膜トランジスタ５６０３ｃ
がオフする。このとき、配線５６２１＿Ｊに入力されるＤａｔａ＿ｊ－１が、第１の薄膜
トランジスタ５６０３ａを介して信号線Ｓｊ－１に入力される。第２のサブ選択期間Ｔ２
では、第２の薄膜トランジスタ５６０３ｂがオンし、第１の薄膜トランジスタ５６０３ａ
及び第３の薄膜トランジスタ５６０３ｃがオフする。このとき、配線５６２１＿Ｊに入力
されるＤａｔａ＿ｊが、第２の薄膜トランジスタ５６０３ｂを介して信号線Ｓｊに入力さ
れる。第３のサブ選択期間Ｔ３では、第３の薄膜トランジスタ５６０３ｃがオンし、第１
の薄膜トランジスタ５６０３ａ及び第２の薄膜トランジスタ５６０３ｂがオフする。この
とき、配線５６２１＿Ｊに入力されるＤａｔａ＿ｊ＋１が、第３の薄膜トランジスタ５６
０３ｃを介して信号線Ｓｊ＋１に入力される。
ａがオンし、第２の薄膜トランジスタ５６０３ｂ及び第３の薄膜トランジスタ５６０３ｃ
がオフする。このとき、配線５６２１＿Ｊに入力されるＤａｔａ＿ｊ－１が、第１の薄膜
トランジスタ５６０３ａを介して信号線Ｓｊ－１に入力される。第２のサブ選択期間Ｔ２
では、第２の薄膜トランジスタ５６０３ｂがオンし、第１の薄膜トランジスタ５６０３ａ
及び第３の薄膜トランジスタ５６０３ｃがオフする。このとき、配線５６２１＿Ｊに入力
されるＤａｔａ＿ｊが、第２の薄膜トランジスタ５６０３ｂを介して信号線Ｓｊに入力さ
れる。第３のサブ選択期間Ｔ３では、第３の薄膜トランジスタ５６０３ｃがオンし、第１
の薄膜トランジスタ５６０３ａ及び第２の薄膜トランジスタ５６０３ｂがオフする。この
とき、配線５６２１＿Ｊに入力されるＤａｔａ＿ｊ＋１が、第３の薄膜トランジスタ５６
０３ｃを介して信号線Ｓｊ＋１に入力される。
【0105】
以上のことから、図１２の信号線駆動回路は、１ゲート選択期間を３つに分割することで
、１ゲート選択期間中に１つの配線５６２１から３つの信号線にビデオ信号を入力するこ
とができる。したがって、図１２の信号線駆動回路は、ドライバＩＣ５６０１が形成され
る基板と、画素部が形成されている基板との接続数を信号線の数に比べて約１／３にする
ことができる。接続数が約１／３になることによって、図１２の信号線駆動回路は、信頼
性、歩留まりなどを向上できる。
、１ゲート選択期間中に１つの配線５６２１から３つの信号線にビデオ信号を入力するこ
とができる。したがって、図１２の信号線駆動回路は、ドライバＩＣ５６０１が形成され
る基板と、画素部が形成されている基板との接続数を信号線の数に比べて約１／３にする
ことができる。接続数が約１／３になることによって、図１２の信号線駆動回路は、信頼
性、歩留まりなどを向上できる。
【0106】
なお、図１２のように、１ゲート選択期間を複数のサブ選択期間に分割し、複数のサブ選
択期間それぞれにおいて、ある１つの配線から複数の信号線それぞれにビデオ信号を入力
することができれば、薄膜トランジスタの配置や数、駆動方法などは限定されない。
択期間それぞれにおいて、ある１つの配線から複数の信号線それぞれにビデオ信号を入力
することができれば、薄膜トランジスタの配置や数、駆動方法などは限定されない。
【0107】
例えば、３つ以上のサブ選択期間それぞれにおいて１つの配線から３つ以上の信号線それ
ぞれにビデオ信号を入力する場合は、薄膜トランジスタ及び薄膜トランジスタを制御する
ための配線を追加すればよい。ただし、１ゲート選択期間を４つ以上のサブ選択期間に分
割すると、１つのサブ選択期間が短くなる。したがって、１ゲート選択期間は、２つ又は
３つのサブ選択期間に分割されることが望ましい。
ぞれにビデオ信号を入力する場合は、薄膜トランジスタ及び薄膜トランジスタを制御する
ための配線を追加すればよい。ただし、１ゲート選択期間を４つ以上のサブ選択期間に分
割すると、１つのサブ選択期間が短くなる。したがって、１ゲート選択期間は、２つ又は
３つのサブ選択期間に分割されることが望ましい。
【0108】
別の例として、図１４のタイミングチャートに示すように、１つの選択期間をプリチャー
ジ期間Ｔｐ、第１のサブ選択期間Ｔ１、第２のサブ選択期間Ｔ２、第３のサブ選択期間Ｔ
３に分割してもよい。さらに、図１４のタイミングチャートは、ｉ行目の走査線Ｇｉが選
択されるタイミング、第１の薄膜トランジスタ５６０３ａのオン・オフのタイミング５８
０３ａ、第２の薄膜トランジスタ５６０３ｂのオン・オフのタイミング５８０３ｂ、第３
の薄膜トランジスタ５６０３ｃのオン・オフのタイミング５８０３ｃ及びＪ列目の配線５
６２１＿Ｊに入力される信号５８２１＿Ｊを示している。図１４に示すように、プリチャ
ージ期間Ｔｐにおいて第１の薄膜トランジスタ５６０３ａ、第２の薄膜トランジスタ５６
０３ｂ及び第３の薄膜トランジスタ５６０３ｃがオンする。このとき、配線５６２１＿Ｊ
に入力されるプリチャージ電圧Ｖｐが第１の薄膜トランジスタ５６０３ａ、第２の薄膜ト
ランジスタ５６０３ｂ及び第３の薄膜トランジスタ５６０３ｃを介してそれぞれ信号線Ｓ
ｊ－１、信号線Ｓｊ、信号線Ｓｊ＋１に入力される。第１のサブ選択期間Ｔ１において第
１の薄膜トランジスタ５６０３ａがオンし、第２の薄膜トランジスタ５６０３ｂ及び第３
の薄膜トランジスタ５６０３ｃがオフする。このとき、配線５６２１＿Ｊに入力されるＤ
ａｔａ＿ｊ－１が、第１の薄膜トランジスタ５６０３ａを介して信号線Ｓｊ－１に入力さ
れる。第２のサブ選択期間Ｔ２では、第２の薄膜トランジスタ５６０３ｂがオンし、第１
の薄膜トランジスタ５６０３ａ及び第３の薄膜トランジスタ５６０３ｃがオフする。この
とき、配線５６２１＿Ｊに入力されるＤａｔａ＿ｊが、第２の薄膜トランジスタ５６０３
ｂを介して信号線Ｓｊに入力される。第３のサブ選択期間Ｔ３では、第３の薄膜トランジ
スタ５６０３ｃがオンし、第１の薄膜トランジスタ５６０３ａ及び第２の薄膜トランジス
タ５６０３ｂがオフする。このとき、配線５６２１＿Ｊに入力されるＤａｔａ＿ｊ＋１が
、第３の薄膜トランジスタ５６０３ｃを介して信号線Ｓｊ＋１に入力される。
ジ期間Ｔｐ、第１のサブ選択期間Ｔ１、第２のサブ選択期間Ｔ２、第３のサブ選択期間Ｔ
３に分割してもよい。さらに、図１４のタイミングチャートは、ｉ行目の走査線Ｇｉが選
択されるタイミング、第１の薄膜トランジスタ５６０３ａのオン・オフのタイミング５８
０３ａ、第２の薄膜トランジスタ５６０３ｂのオン・オフのタイミング５８０３ｂ、第３
の薄膜トランジスタ５６０３ｃのオン・オフのタイミング５８０３ｃ及びＪ列目の配線５
６２１＿Ｊに入力される信号５８２１＿Ｊを示している。図１４に示すように、プリチャ
ージ期間Ｔｐにおいて第１の薄膜トランジスタ５６０３ａ、第２の薄膜トランジスタ５６
０３ｂ及び第３の薄膜トランジスタ５６０３ｃがオンする。このとき、配線５６２１＿Ｊ
に入力されるプリチャージ電圧Ｖｐが第１の薄膜トランジスタ５６０３ａ、第２の薄膜ト
ランジスタ５６０３ｂ及び第３の薄膜トランジスタ５６０３ｃを介してそれぞれ信号線Ｓ
ｊ－１、信号線Ｓｊ、信号線Ｓｊ＋１に入力される。第１のサブ選択期間Ｔ１において第
１の薄膜トランジスタ５６０３ａがオンし、第２の薄膜トランジスタ５６０３ｂ及び第３
の薄膜トランジスタ５６０３ｃがオフする。このとき、配線５６２１＿Ｊに入力されるＤ
ａｔａ＿ｊ－１が、第１の薄膜トランジスタ５６０３ａを介して信号線Ｓｊ－１に入力さ
れる。第２のサブ選択期間Ｔ２では、第２の薄膜トランジスタ５６０３ｂがオンし、第１
の薄膜トランジスタ５６０３ａ及び第３の薄膜トランジスタ５６０３ｃがオフする。この
とき、配線５６２１＿Ｊに入力されるＤａｔａ＿ｊが、第２の薄膜トランジスタ５６０３
ｂを介して信号線Ｓｊに入力される。第３のサブ選択期間Ｔ３では、第３の薄膜トランジ
スタ５６０３ｃがオンし、第１の薄膜トランジスタ５６０３ａ及び第２の薄膜トランジス
タ５６０３ｂがオフする。このとき、配線５６２１＿Ｊに入力されるＤａｔａ＿ｊ＋１が
、第３の薄膜トランジスタ５６０３ｃを介して信号線Ｓｊ＋１に入力される。
【0109】
以上のことから、図１４のタイミングチャートを適用した図１２の信号線駆動回路は、サ
ブ選択期間の前にプリチャージ選択期間を設けることによって、信号線をプリチャージで
きるため、画素へのビデオ信号の書き込みを高速に行うことができる。なお、図１４にお
いて、図１３と同様なものに関しては共通の符号を用いて示し、同一部分又は同様な機能
を有する部分の詳細な説明は省略する。
ブ選択期間の前にプリチャージ選択期間を設けることによって、信号線をプリチャージで
きるため、画素へのビデオ信号の書き込みを高速に行うことができる。なお、図１４にお
いて、図１３と同様なものに関しては共通の符号を用いて示し、同一部分又は同様な機能
を有する部分の詳細な説明は省略する。
【0110】
また、走査線駆動回路の構成について説明する。走査線駆動回路は、シフトレジスタ、バ
ッファを有している。また場合によってはレベルシフタを有していても良い。走査線駆動
回路において、シフトレジスタにクロック信号（ＣＬＫ）及びスタートパルス信号（ＳＰ
）が入力されることによって、選択信号が生成される。生成された選択信号はバッファに
おいて緩衝増幅され、対応する走査線に供給される。走査線には、１ライン分の画素のト
ランジスタのゲート電極が接続されている。そして、１ライン分の画素のトランジスタを
一斉にＯＮにしなくてはならないので、バッファは大きな電流を流すことが可能なものが
用いられる。
ッファを有している。また場合によってはレベルシフタを有していても良い。走査線駆動
回路において、シフトレジスタにクロック信号（ＣＬＫ）及びスタートパルス信号（ＳＰ
）が入力されることによって、選択信号が生成される。生成された選択信号はバッファに
おいて緩衝増幅され、対応する走査線に供給される。走査線には、１ライン分の画素のト
ランジスタのゲート電極が接続されている。そして、１ライン分の画素のトランジスタを
一斉にＯＮにしなくてはならないので、バッファは大きな電流を流すことが可能なものが
用いられる。
【0111】
【0112】
図１５にシフトレジスタの回路構成を示す。図１５に示すシフトレジスタは、フリップフ
ロップ５７０１＿１～５７０１＿ｎという複数のフリップフロップで構成される。また、
第１のクロック信号、第２のクロック信号、スタートパルス信号、リセット信号が入力さ
れて動作する。
ロップ５７０１＿１～５７０１＿ｎという複数のフリップフロップで構成される。また、
第１のクロック信号、第２のクロック信号、スタートパルス信号、リセット信号が入力さ
れて動作する。
【0113】
図１５のシフトレジスタの接続関係について説明する。図１５のシフトレジスタは、ｉ段
目のフリップフロップ５７０１＿ｉ（フリップフロップ５７０１＿１～５７０１＿ｎのう
ちいずれか一）は、図１６に示した第１の配線５５０１が第７の配線５７１７＿ｉ－１に
接続され、図１６に示した第２の配線５５０２が第７の配線５７１７＿ｉ＋１に接続され
、図１６に示した第３の配線５５０３が第７の配線５７１７＿ｉに接続され、図１６に示
した第６の配線５５０６が第５の配線５７１５に接続される。
目のフリップフロップ５７０１＿ｉ（フリップフロップ５７０１＿１～５７０１＿ｎのう
ちいずれか一）は、図１６に示した第１の配線５５０１が第７の配線５７１７＿ｉ－１に
接続され、図１６に示した第２の配線５５０２が第７の配線５７１７＿ｉ＋１に接続され
、図１６に示した第３の配線５５０３が第７の配線５７１７＿ｉに接続され、図１６に示
した第６の配線５５０６が第５の配線５７１５に接続される。
【0114】
また、図１６に示した第４の配線５５０４が奇数段目のフリップフロップでは第２の配線
５７１２に接続され、偶数段目のフリップフロップでは第３の配線５７１３に接続され、
図１６に示した第５の配線５５０５が第４の配線５７１４に接続される。
５７１２に接続され、偶数段目のフリップフロップでは第３の配線５７１３に接続され、
図１６に示した第５の配線５５０５が第４の配線５７１４に接続される。
【0115】
ただし、１段目のフリップフロップ５７０１＿１の図１６に示す第１の配線５５０１は第
１の配線５７１１に接続され、ｎ段目のフリップフロップ５７０１＿ｎの図１６に示す第
２の配線５５０２は第６の配線５７１６に接続される。
１の配線５７１１に接続され、ｎ段目のフリップフロップ５７０１＿ｎの図１６に示す第
２の配線５５０２は第６の配線５７１６に接続される。
【0116】
なお、第１の配線５７１１、第２の配線５７１２、第３の配線５７１３、第６の配線５７
１６を、それぞれ第１の信号線、第２の信号線、第３の信号線、第４の信号線と呼んでも
よい。さらに、第４の配線５７１４、第５の配線５７１５を、それぞれ第１の電源線、第
２の電源線と呼んでもよい。
１６を、それぞれ第１の信号線、第２の信号線、第３の信号線、第４の信号線と呼んでも
よい。さらに、第４の配線５７１４、第５の配線５７１５を、それぞれ第１の電源線、第
２の電源線と呼んでもよい。
【0117】
次に、図１５に示すフリップフロップの詳細について、図１６に示す。図１６に示すフリ
ップフロップは、第１の薄膜トランジスタ５５７１、第２の薄膜トランジスタ５５７２、
第３の薄膜トランジスタ５５７３、第４の薄膜トランジスタ５５７４、第５の薄膜トラン
ジスタ５５７５、第６の薄膜トランジスタ５５７６、第７の薄膜トランジスタ５５７７及
び第８の薄膜トランジスタ５５７８を有する。なお、第１の薄膜トランジスタ５５７１、
第２の薄膜トランジスタ５５７２、第３の薄膜トランジスタ５５７３、第４の薄膜トラン
ジスタ５５７４、第５の薄膜トランジスタ５５７５、第６の薄膜トランジスタ５５７６、
第７の薄膜トランジスタ５５７７及び第８の薄膜トランジスタ５５７８は、ｎチャネル型
トランジスタであり、ゲート・ソース間電圧（Ｖｇｓ）がしきい値電圧（Ｖｔｈ）を上回
ったとき導通状態になるものとする。
ップフロップは、第１の薄膜トランジスタ５５７１、第２の薄膜トランジスタ５５７２、
第３の薄膜トランジスタ５５７３、第４の薄膜トランジスタ５５７４、第５の薄膜トラン
ジスタ５５７５、第６の薄膜トランジスタ５５７６、第７の薄膜トランジスタ５５７７及
び第８の薄膜トランジスタ５５７８を有する。なお、第１の薄膜トランジスタ５５７１、
第２の薄膜トランジスタ５５７２、第３の薄膜トランジスタ５５７３、第４の薄膜トラン
ジスタ５５７４、第５の薄膜トランジスタ５５７５、第６の薄膜トランジスタ５５７６、
第７の薄膜トランジスタ５５７７及び第８の薄膜トランジスタ５５７８は、ｎチャネル型
トランジスタであり、ゲート・ソース間電圧（Ｖｇｓ）がしきい値電圧（Ｖｔｈ）を上回
ったとき導通状態になるものとする。
【0118】
次に、図１６に示すフリップフロップの接続構成について、以下に示す。
【0119】
第１の薄膜トランジスタ５５７１の第１の電極（ソース電極またはドレイン電極の一方）
が第４の配線５５０４に接続され、第１の薄膜トランジスタ５５７１の第２の電極（ソー
ス電極またはドレイン電極の他方）が第３の配線５５０３に接続される。
が第４の配線５５０４に接続され、第１の薄膜トランジスタ５５７１の第２の電極（ソー
ス電極またはドレイン電極の他方）が第３の配線５５０３に接続される。
【0120】
第２の薄膜トランジスタ５５７２の第１の電極が第６の配線５５０６に接続され、第２の
薄膜トランジスタ５５７２第２の電極が第３の配線５５０３に接続される。
薄膜トランジスタ５５７２第２の電極が第３の配線５５０３に接続される。
【0121】
第３の薄膜トランジスタ５５７３の第１の電極が第５の配線５５０５に接続され、第３の
薄膜トランジスタ５５７３の第２の電極が第２の薄膜トランジスタ５５７２のゲート電極
に接続され、第３の薄膜トランジスタ５５７３のゲート電極が第５の配線５５０５に接続
される。
薄膜トランジスタ５５７３の第２の電極が第２の薄膜トランジスタ５５７２のゲート電極
に接続され、第３の薄膜トランジスタ５５７３のゲート電極が第５の配線５５０５に接続
される。
【0122】
第４の薄膜トランジスタ５５７４の第１の電極が第６の配線５５０６に接続され、第４の
薄膜トランジスタ５５７４の第２の電極が第２の薄膜トランジスタ５５７２のゲート電極
に接続され、第４の薄膜トランジスタ５５７４のゲート電極が第１の薄膜トランジスタ５
５７１のゲート電極に接続される。
薄膜トランジスタ５５７４の第２の電極が第２の薄膜トランジスタ５５７２のゲート電極
に接続され、第４の薄膜トランジスタ５５７４のゲート電極が第１の薄膜トランジスタ５
５７１のゲート電極に接続される。
【0123】
第５の薄膜トランジスタ５５７５の第１の電極が第５の配線５５０５に接続され、第５の
薄膜トランジスタ５５７５の第２の電極が第１の薄膜トランジスタ５５７１のゲート電極
に接続され、第５の薄膜トランジスタ５５７５のゲート電極が第１の配線５５０１に接続
される。
薄膜トランジスタ５５７５の第２の電極が第１の薄膜トランジスタ５５７１のゲート電極
に接続され、第５の薄膜トランジスタ５５７５のゲート電極が第１の配線５５０１に接続
される。
【0124】
第６の薄膜トランジスタ５５７６の第１の電極が第６の配線５５０６に接続され、第６の
薄膜トランジスタ５５７６の第２の電極が第１の薄膜トランジスタ５５７１のゲート電極
に接続され、第６の薄膜トランジスタ５５７６のゲート電極が第２の薄膜トランジスタ５
５７２のゲート電極に接続される。
薄膜トランジスタ５５７６の第２の電極が第１の薄膜トランジスタ５５７１のゲート電極
に接続され、第６の薄膜トランジスタ５５７６のゲート電極が第２の薄膜トランジスタ５
５７２のゲート電極に接続される。
【0125】
第７の薄膜トランジスタ５５７７の第１の電極が第６の配線５５０６に接続され、第７の
薄膜トランジスタ５５７７の第２の電極が第１の薄膜トランジスタ５５７１のゲート電極
に接続され、第７の薄膜トランジスタ５５７７のゲート電極が第２の配線５５０２に接続
される。第８の薄膜トランジスタ５５７８の第１の電極が第６の配線５５０６に接続され
、第８の薄膜トランジスタ５５７８の第２の電極が第２の薄膜トランジスタ５５７２のゲ
ート電極に接続され、第８の薄膜トランジスタ５５７８のゲート電極が第１の配線５５０
１に接続される。
薄膜トランジスタ５５７７の第２の電極が第１の薄膜トランジスタ５５７１のゲート電極
に接続され、第７の薄膜トランジスタ５５７７のゲート電極が第２の配線５５０２に接続
される。第８の薄膜トランジスタ５５７８の第１の電極が第６の配線５５０６に接続され
、第８の薄膜トランジスタ５５７８の第２の電極が第２の薄膜トランジスタ５５７２のゲ
ート電極に接続され、第８の薄膜トランジスタ５５７８のゲート電極が第１の配線５５０
１に接続される。
【0126】
なお、第１の薄膜トランジスタ５５７１のゲート電極、第４の薄膜トランジスタ５５７４
のゲート電極、第５の薄膜トランジスタ５５７５の第２の電極、第６の薄膜トランジスタ
５５７６の第２の電極及び第７の薄膜トランジスタ５５７７の第２の電極の接続箇所をノ
ード５５４３とする。さらに、第２の薄膜トランジスタ５５７２のゲート電極、第３の薄
膜トランジスタ５５７３の第２の電極、第４の薄膜トランジスタ５５７４の第２の電極、
第６の薄膜トランジスタ５５７６のゲート電極及び第８の薄膜トランジスタ５５７８の第
２の電極の接続箇所をノード５５４４とする。
のゲート電極、第５の薄膜トランジスタ５５７５の第２の電極、第６の薄膜トランジスタ
５５７６の第２の電極及び第７の薄膜トランジスタ５５７７の第２の電極の接続箇所をノ
ード５５４３とする。さらに、第２の薄膜トランジスタ５５７２のゲート電極、第３の薄
膜トランジスタ５５７３の第２の電極、第４の薄膜トランジスタ５５７４の第２の電極、
第６の薄膜トランジスタ５５７６のゲート電極及び第８の薄膜トランジスタ５５７８の第
２の電極の接続箇所をノード５５４４とする。
【0127】
なお、第１の配線５５０１、第２の配線５５０２、第３の配線５５０３及び第４の配線５
５０４を、それぞれ第１の信号線、第２の信号、第３の信号線、第４の信号線と呼んでも
よい。さらに、第５の配線５５０５を第１の電源線、第６の配線５５０６を第２の電源線
と呼んでもよい。
５０４を、それぞれ第１の信号線、第２の信号、第３の信号線、第４の信号線と呼んでも
よい。さらに、第５の配線５５０５を第１の電源線、第６の配線５５０６を第２の電源線
と呼んでもよい。
【0128】
また、信号線駆動回路及び走査線駆動回路を、実施の形態２で示す非線形素子と共に同様
の方法で形成できるｎチャネル型ＴＦＴのみをつかって作製することも可能である。実施
の形態２で示す非線形素子と共に同様の方法で形成できるｎチャネル型ＴＦＴはトランジ
スタの移動度が大きいため、駆動回路の駆動周波数を高くすることが可能となる。例えば
、実施の形態２で示す非線形素子と共に同様の方法で形成できるｎチャネル型ＴＦＴを用
いた走査線駆動回路は、高速に動作させることが出来るため、フレーム周波数を高くする
こと、または、黒画面挿入なども実現することが出来る。
の方法で形成できるｎチャネル型ＴＦＴのみをつかって作製することも可能である。実施
の形態２で示す非線形素子と共に同様の方法で形成できるｎチャネル型ＴＦＴはトランジ
スタの移動度が大きいため、駆動回路の駆動周波数を高くすることが可能となる。例えば
、実施の形態２で示す非線形素子と共に同様の方法で形成できるｎチャネル型ＴＦＴを用
いた走査線駆動回路は、高速に動作させることが出来るため、フレーム周波数を高くする
こと、または、黒画面挿入なども実現することが出来る。
【0129】
さらに、走査線駆動回路のトランジスタのチャネル幅を大きくすることや、複数の走査線
駆動回路を配置することなどによって、さらに高いフレーム周波数を実現することが出来
る。複数の走査線駆動回路を配置する場合は、偶数行の走査線を駆動する為の走査線駆動
回路を片側に配置し、奇数行の走査線を駆動するための走査線駆動回路をその反対側に配
置することにより、フレーム周波数を高くすることを実現することができる。また、複数
の走査線駆動回路により、同じ走査線に信号を出力すると、表示装置の大型化に有利であ
る。
駆動回路を配置することなどによって、さらに高いフレーム周波数を実現することが出来
る。複数の走査線駆動回路を配置する場合は、偶数行の走査線を駆動する為の走査線駆動
回路を片側に配置し、奇数行の走査線を駆動するための走査線駆動回路をその反対側に配
置することにより、フレーム周波数を高くすることを実現することができる。また、複数
の走査線駆動回路により、同じ走査線に信号を出力すると、表示装置の大型化に有利であ
る。
【0130】
また、本発明の一態様を適用した半導体装置の一例であるアクティブマトリクス型発光表
示装置を作製する場合、少なくとも一つの画素に複数の薄膜トランジスタを配置するため
、走査線駆動回路を複数配置することが好ましい。アクティブマトリクス型発光表示装置
のブロック図の一例を図１１（Ｂ）に示す。
示装置を作製する場合、少なくとも一つの画素に複数の薄膜トランジスタを配置するため
、走査線駆動回路を複数配置することが好ましい。アクティブマトリクス型発光表示装置
のブロック図の一例を図１１（Ｂ）に示す。
【0131】
図１１（Ｂ）に示す発光表示装置は、基板５４００上に表示素子を備えた画素を複数有す
る画素部５４０１と、各画素を選択する第１の走査線駆動回路５４０２及び第２の走査線
駆動回路５４０４と、選択された画素へのビデオ信号の入力を制御する信号線駆動回路５
４０３とを有する。
る画素部５４０１と、各画素を選択する第１の走査線駆動回路５４０２及び第２の走査線
駆動回路５４０４と、選択された画素へのビデオ信号の入力を制御する信号線駆動回路５
４０３とを有する。
【0132】
図１１（Ｂ）に示す発光表示装置の画素に入力されるビデオ信号をデジタル形式とする場
合、画素はトランジスタのオンとオフの切り替えによって、発光もしくは非発光の状態と
なる。よって、面積階調法または時間階調法を用いて階調の表示を行うことができる。面
積階調法は、１画素を複数の副画素に分割し、各副画素を独立にビデオ信号に基づいて駆
動させることによって、階調表示を行う駆動法である。また時間階調法は、画素が発光す
る期間を制御することによって、階調表示を行う駆動法である。
合、画素はトランジスタのオンとオフの切り替えによって、発光もしくは非発光の状態と
なる。よって、面積階調法または時間階調法を用いて階調の表示を行うことができる。面
積階調法は、１画素を複数の副画素に分割し、各副画素を独立にビデオ信号に基づいて駆
動させることによって、階調表示を行う駆動法である。また時間階調法は、画素が発光す
る期間を制御することによって、階調表示を行う駆動法である。
【0133】
発光素子は、液晶素子などに比べて応答速度が高いので、液晶素子よりも時間階調法に適
している。具体的に時間階調法で表示を行なう場合、１フレーム期間を複数のサブフレー
ム期間に分割する。そしてビデオ信号に従い、各サブフレーム期間において画素の発光素
子を発光または非発光の状態にする。複数のサブフレーム期間に分割することによって、
１フレーム期間中に画素が実際に発光する期間のトータルの長さを、ビデオ信号により制
御することができ、階調を表示することができる。
している。具体的に時間階調法で表示を行なう場合、１フレーム期間を複数のサブフレー
ム期間に分割する。そしてビデオ信号に従い、各サブフレーム期間において画素の発光素
子を発光または非発光の状態にする。複数のサブフレーム期間に分割することによって、
１フレーム期間中に画素が実際に発光する期間のトータルの長さを、ビデオ信号により制
御することができ、階調を表示することができる。
【0134】
なお、図１１（Ｂ）に示す発光表示装置では、一つの画素に２つのスイッチング用ＴＦＴ
を配置する場合、一方のスイッチング用ＴＦＴのゲート配線である第１の走査線に入力さ
れる信号を第１走査線駆動回路５４０２で生成し、他方のスイッチング用ＴＦＴのゲート
配線である第２の走査線に入力される信号を第２の走査線駆動回路５４０４で生成してい
る例を示しているが、第１の走査線に入力される信号と、第２の走査線に入力される信号
とを、共に１つの走査線駆動回路で生成するようにしても良い。また、例えば、１つの画
素が有するスイッチング用ＴＦＴの数によって、スイッチング素子の動作を制御するのに
用いられる走査線が、各画素に複数設けられることもあり得る。この場合、複数の走査線
に入力される信号を、全て１つの走査線駆動回路で生成しても良いし、複数の各走査線駆
動回路で生成しても良い。
を配置する場合、一方のスイッチング用ＴＦＴのゲート配線である第１の走査線に入力さ
れる信号を第１走査線駆動回路５４０２で生成し、他方のスイッチング用ＴＦＴのゲート
配線である第２の走査線に入力される信号を第２の走査線駆動回路５４０４で生成してい
る例を示しているが、第１の走査線に入力される信号と、第２の走査線に入力される信号
とを、共に１つの走査線駆動回路で生成するようにしても良い。また、例えば、１つの画
素が有するスイッチング用ＴＦＴの数によって、スイッチング素子の動作を制御するのに
用いられる走査線が、各画素に複数設けられることもあり得る。この場合、複数の走査線
に入力される信号を、全て１つの走査線駆動回路で生成しても良いし、複数の各走査線駆
動回路で生成しても良い。
【0135】
また、発光表示装置においても、駆動回路のうち、ｎチャネル型ＴＦＴで構成することが
できる駆動回路の一部を画素部の薄膜トランジスタと同一基板上に形成することができる
。また、信号線駆動回路及び走査線駆動回路を実施の形態２で示す非線形素子と同様の方
法で形成できるｎチャネル型ＴＦＴのみで作製することも可能である。
できる駆動回路の一部を画素部の薄膜トランジスタと同一基板上に形成することができる
。また、信号線駆動回路及び走査線駆動回路を実施の形態２で示す非線形素子と同様の方
法で形成できるｎチャネル型ＴＦＴのみで作製することも可能である。
【0136】
また、上述した駆動回路は、液晶表示装置や発光表示装置に限らず、スイッチング素子と
電気的に接続する素子を利用して電子インクを駆動させる電子ペーパーに用いてもよい。
電子ペーパーは、電気泳動表示装置（電気泳動ディスプレイ）も呼ばれており、紙と同じ
読みやすさ、他の表示装置に比べ低消費電力、薄くて軽い形状とすることが可能という利
点を有している。
電気的に接続する素子を利用して電子インクを駆動させる電子ペーパーに用いてもよい。
電子ペーパーは、電気泳動表示装置（電気泳動ディスプレイ）も呼ばれており、紙と同じ
読みやすさ、他の表示装置に比べ低消費電力、薄くて軽い形状とすることが可能という利
点を有している。
【0137】
電気泳動ディスプレイは、様々な形態が考えられ得るが、プラスの電荷を有する第１の粒
子と、マイナスの電荷を有する第２の粒子とを含むマイクロカプセルが溶媒または溶質に
複数分散されたものであり、マイクロカプセルに電界を印加することによって、マイクロ
カプセル中の粒子を互いに反対方向に移動させて一方側に集合した粒子の色のみを表示す
るものである。なお、第１の粒子または第２の粒子は染料を含み、電界がない場合におい
て移動しないものである。また、第１の粒子の色と第２の粒子の色は異なるもの（無色を
含む）とする。
子と、マイナスの電荷を有する第２の粒子とを含むマイクロカプセルが溶媒または溶質に
複数分散されたものであり、マイクロカプセルに電界を印加することによって、マイクロ
カプセル中の粒子を互いに反対方向に移動させて一方側に集合した粒子の色のみを表示す
るものである。なお、第１の粒子または第２の粒子は染料を含み、電界がない場合におい
て移動しないものである。また、第１の粒子の色と第２の粒子の色は異なるもの（無色を
含む）とする。
【0138】
このように、電気泳動ディスプレイは、誘電定数の高い物質が高い電界領域に移動する、
いわゆる誘電泳動的効果を利用したディスプレイである。電気泳動ディスプレイは、液晶
表示装置には必要な偏光板、対向基板も電気泳動表示装置には必要なく、厚さや重さが半
減する。
いわゆる誘電泳動的効果を利用したディスプレイである。電気泳動ディスプレイは、液晶
表示装置には必要な偏光板、対向基板も電気泳動表示装置には必要なく、厚さや重さが半
減する。
【0139】
上記マイクロカプセルを溶媒中に分散させたものが電子インクと呼ばれるものであり、こ
の電子インクはガラス、プラスチック、布、紙などの表面に印刷することができる。また
、カラーフィルタや色素を有する粒子を用いることによってカラー表示も可能である。
の電子インクはガラス、プラスチック、布、紙などの表面に印刷することができる。また
、カラーフィルタや色素を有する粒子を用いることによってカラー表示も可能である。
【0140】
また、アクティブマトリクス基板上に適宜、二つの電極の間に挟まれるように上記マイク
ロカプセルを複数配置すればアクティブマトリクス型の表示装置が完成し、マイクロカプ
セルに電界を印加すれば表示を行うことができる。例えば、実施の形態２で示す非線形素
子と共に同様の方法で形成できる薄膜トランジスタによって得られるアクティブマトリク
ス基板を用いることができる。
ロカプセルを複数配置すればアクティブマトリクス型の表示装置が完成し、マイクロカプ
セルに電界を印加すれば表示を行うことができる。例えば、実施の形態２で示す非線形素
子と共に同様の方法で形成できる薄膜トランジスタによって得られるアクティブマトリク
ス基板を用いることができる。
【0141】
なお、マイクロカプセル中の第１の粒子および第２の粒子は、導電体材料、絶縁体材料、
半導体材料、磁性材料、液晶材料、強誘電性材料、エレクトロルミネセント材料、エレク
トロクロミック材料、磁気泳動材料から選ばれた一種の材料、またはこれらの複合材料を
用いればよい。
半導体材料、磁性材料、液晶材料、強誘電性材料、エレクトロルミネセント材料、エレク
トロクロミック材料、磁気泳動材料から選ばれた一種の材料、またはこれらの複合材料を
用いればよい。
【0142】
以上の工程により作製した表示装置が搭載している保護回路は、接続のためのコンタクト
ホールを減らして占有面積を減らしているうえ、第１酸化物半導体層よりも電気伝導率が
高い第２酸化物半導体層を第１酸化物半導体層と配線層の間に設けられており、機能が高
く、動作が安定している。従って、このような保護回路を搭載した本実施の形態の表示装
置は、信頼性が高い。
ホールを減らして占有面積を減らしているうえ、第１酸化物半導体層よりも電気伝導率が
高い第２酸化物半導体層を第１酸化物半導体層と配線層の間に設けられており、機能が高
く、動作が安定している。従って、このような保護回路を搭載した本実施の形態の表示装
置は、信頼性が高い。
【0143】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
である。
【0144】
（実施の形態５）
本発明の一態様においては非線形素子と共に薄膜トランジスタを作製し、該薄膜トランジ
スタを画素部、さらには駆動回路に用いて表示機能を有する半導体装置（表示装置ともい
う）を作製することができる。また、本発明の一態様においては非線形素子と薄膜トラン
ジスタを駆動回路の一部または全体に用い、画素部と同じ基板上に一体形成し、システム
オンパネルを形成することができる。
本発明の一態様においては非線形素子と共に薄膜トランジスタを作製し、該薄膜トランジ
スタを画素部、さらには駆動回路に用いて表示機能を有する半導体装置（表示装置ともい
う）を作製することができる。また、本発明の一態様においては非線形素子と薄膜トラン
ジスタを駆動回路の一部または全体に用い、画素部と同じ基板上に一体形成し、システム
オンパネルを形成することができる。
【0145】
表示装置は表示素子を含む。表示素子としては液晶素子（液晶表示素子ともいう）、発光
素子（発光表示素子ともいう）を用いることができる。発光素子は、電流または電圧によ
って輝度が制御される素子をその範疇に含んでおり、具体的には無機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒ
ｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、有機ＥＬ等が含まれる。また、電子インクなど、電気
的作用によりコントラストが変化する表示媒体も適用することができる。
素子（発光表示素子ともいう）を用いることができる。発光素子は、電流または電圧によ
って輝度が制御される素子をその範疇に含んでおり、具体的には無機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒ
ｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、有機ＥＬ等が含まれる。また、電子インクなど、電気
的作用によりコントラストが変化する表示媒体も適用することができる。
【0146】
また、表示装置は、表示素子が封止された状態にあるパネルと、該パネルにコントローラ
を含むＩＣ等を実装した状態にあるモジュールとを含む。さらに本発明の一態様は、該表
示装置を作製する過程における、表示素子が完成する前の一形態に相当する素子基板に関
し、該素子基板は、電流を表示素子に供給するための手段を複数の各画素に備える。素子
基板は、具体的には、表示素子の画素電極のみが形成された状態であっても良いし、画素
電極となる導電膜を成膜した後であって、エッチングして画素電極を形成する前の状態で
あっても良いし、あらゆる形態があてはまる。
を含むＩＣ等を実装した状態にあるモジュールとを含む。さらに本発明の一態様は、該表
示装置を作製する過程における、表示素子が完成する前の一形態に相当する素子基板に関
し、該素子基板は、電流を表示素子に供給するための手段を複数の各画素に備える。素子
基板は、具体的には、表示素子の画素電極のみが形成された状態であっても良いし、画素
電極となる導電膜を成膜した後であって、エッチングして画素電極を形成する前の状態で
あっても良いし、あらゆる形態があてはまる。
【0147】
なお、本明細書中における表示装置とは、画像表示デバイス、表示デバイス、もしくは光
源（照明装置含む）を指す。また、コネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒ
ｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎ
ｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り
付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュ
ール、または表示素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回
路）が直接実装されたモジュールも全て表示装置に含むものとする。
源（照明装置含む）を指す。また、コネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒ
ｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎ
ｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り
付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュ
ール、または表示素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回
路）が直接実装されたモジュールも全て表示装置に含むものとする。
【0148】
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の一形態に相当する液晶表示パネルの外観
及び断面について、図１７を用いて説明する。図１７（Ａ１）（Ａ２）は、非線形素子と
同様に第１の基板４００１上に形成されたＩｎ、Ｇａ、及びＺｎを含む酸化物半導体を半
導体層に用いた電気特性の高い薄膜トランジスタ４０１０、４０１１、及び液晶素子４０
１３を、第２の基板４００６との間にシール材４００５によって封止した、パネルの上面
図であり、図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ１）（Ａ２）のＭ－Ｎにおける断面図に相当する
。
及び断面について、図１７を用いて説明する。図１７（Ａ１）（Ａ２）は、非線形素子と
同様に第１の基板４００１上に形成されたＩｎ、Ｇａ、及びＺｎを含む酸化物半導体を半
導体層に用いた電気特性の高い薄膜トランジスタ４０１０、４０１１、及び液晶素子４０
１３を、第２の基板４００６との間にシール材４００５によって封止した、パネルの上面
図であり、図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ１）（Ａ２）のＭ－Ｎにおける断面図に相当する
。
【0149】
第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、走査線駆動回路４００４とを囲む
ようにして、シール材４００５が設けられている。また画素部４００２と、走査線駆動回
路４００４の上に第２の基板４００６が設けられている。よって画素部４００２と、走査
線駆動回路４００４とは、第１の基板４００１とシール材４００５と第２の基板４００６
とによって、液晶層４００８と共に封止されている。また第１の基板４００１上のシール
材４００５によって囲まれている領域とは異なる領域に、別途用意された基板上に単結晶
半導体膜又は多結晶半導体膜で形成された信号線駆動回路４００３が実装されている。
ようにして、シール材４００５が設けられている。また画素部４００２と、走査線駆動回
路４００４の上に第２の基板４００６が設けられている。よって画素部４００２と、走査
線駆動回路４００４とは、第１の基板４００１とシール材４００５と第２の基板４００６
とによって、液晶層４００８と共に封止されている。また第１の基板４００１上のシール
材４００５によって囲まれている領域とは異なる領域に、別途用意された基板上に単結晶
半導体膜又は多結晶半導体膜で形成された信号線駆動回路４００３が実装されている。
【0150】
なお、別途形成した駆動回路の接続方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ方法、
ワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ方法などを用いることができる。図１７（Ａ１）
は、ＣＯＧ方法により信号線駆動回路４００３を実装する例であり、図１７（Ａ２）は、
ＴＡＢ方法により信号線駆動回路４００３を実装する例である。
ワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ方法などを用いることができる。図１７（Ａ１）
は、ＣＯＧ方法により信号線駆動回路４００３を実装する例であり、図１７（Ａ２）は、
ＴＡＢ方法により信号線駆動回路４００３を実装する例である。
【0151】
また第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、走査線駆動回路４００４は、
薄膜トランジスタを複数有しており、図１７（Ｂ）では、画素部４００２に含まれる薄膜
トランジスタ４０１０と、走査線駆動回路４００４に含まれる薄膜トランジスタ４０１１
とを例示している。薄膜トランジスタ４０１０、４０１１上には絶縁層４０２０、４０２
１が設けられている。
薄膜トランジスタを複数有しており、図１７（Ｂ）では、画素部４００２に含まれる薄膜
トランジスタ４０１０と、走査線駆動回路４００４に含まれる薄膜トランジスタ４０１１
とを例示している。薄膜トランジスタ４０１０、４０１１上には絶縁層４０２０、４０２
１が設けられている。
【0152】
薄膜トランジスタ４０１０、４０１１は、Ｉｎ、Ｇａ、及びＺｎを含む酸化物半導体を半
導体層に用いた電気特性の高い薄膜トランジスタに相当し、実施の形態２で示す非線形素
子共に同様な方法で形成できる薄膜トランジスタを適用することができる。本実施の形態
において、薄膜トランジスタ４０１０、４０１１はｎチャネル型薄膜トランジスタである
。
導体層に用いた電気特性の高い薄膜トランジスタに相当し、実施の形態２で示す非線形素
子共に同様な方法で形成できる薄膜トランジスタを適用することができる。本実施の形態
において、薄膜トランジスタ４０１０、４０１１はｎチャネル型薄膜トランジスタである
。
【0153】
また、液晶素子４０１３が有する画素電極層４０３０は、薄膜トランジスタ４０１０と電
気的に接続されている。そして液晶素子４０１３の対向電極層４０３１は第２の基板４０
０６上に形成されている。画素電極層４０３０と対向電極層４０３１と液晶層４００８と
が重なっている部分が、液晶素子４０１３に相当する。なお、画素電極層４０３０、対向
電極層４０３１はそれぞれ配向膜として機能する絶縁層４０３２、４０３３が設けられ、
絶縁層４０３２、４０３３を介して液晶層４００８を挟持している。
気的に接続されている。そして液晶素子４０１３の対向電極層４０３１は第２の基板４０
０６上に形成されている。画素電極層４０３０と対向電極層４０３１と液晶層４００８と
が重なっている部分が、液晶素子４０１３に相当する。なお、画素電極層４０３０、対向
電極層４０３１はそれぞれ配向膜として機能する絶縁層４０３２、４０３３が設けられ、
絶縁層４０３２、４０３３を介して液晶層４００８を挟持している。
【0154】
なお、第１の基板４００１、第２の基板４００６としては、ガラス、金属（代表的にはス
テンレス）、セラミックス、プラスチックを用いることができる。プラスチックとしては
、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ－Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶ
Ｆ（ポリビニルフルオライド）フィルム、ポリエステルフィルム、ポリエステルフィルム
またはアクリル樹脂フィルムを用いることができる。また、アルミニウムホイルをＰＶＦ
フィルムやポリエステルフィルムで挟んだ構造のシートを用いることもできる。
テンレス）、セラミックス、プラスチックを用いることができる。プラスチックとしては
、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ－Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶ
Ｆ（ポリビニルフルオライド）フィルム、ポリエステルフィルム、ポリエステルフィルム
またはアクリル樹脂フィルムを用いることができる。また、アルミニウムホイルをＰＶＦ
フィルムやポリエステルフィルムで挟んだ構造のシートを用いることもできる。
【0155】
また４０３５は絶縁膜を選択的にエッチングすることで得られる柱状のスペーサであり、
画素電極層４０３０と対向電極層４０３１との間の距離（セルギャップ）を制御するため
に設けられている。なお球状のスペーサを用いていても良い。
画素電極層４０３０と対向電極層４０３１との間の距離（セルギャップ）を制御するため
に設けられている。なお球状のスペーサを用いていても良い。
【0156】
また、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つで
あり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直
前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善
するために５重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を用いて液晶層４００８に
用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が１０μｓ～
１００μｓと短く、光学的等方性であるため配向処理が不要であり、視野角依存性が小さ
い。
あり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直
前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善
するために５重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を用いて液晶層４００８に
用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が１０μｓ～
１００μｓと短く、光学的等方性であるため配向処理が不要であり、視野角依存性が小さ
い。
【0157】
なお本実施の形態は透過型液晶表示装置の例であるが、本発明の一態様は反射型液晶表示
装置でも半透過型液晶表示装置でも適用できる。
装置でも半透過型液晶表示装置でも適用できる。
【0158】
また、本実施の形態の液晶表示装置では、基板の外側（視認側）に偏光板を設け、内側に
着色層、表示素子に用いる電極層という順に設ける例を示すが、偏光板は基板の内側に設
けてもよい。また、偏光板と着色層の積層構造も本実施の形態に限定されず、偏光板及び
着色層の材料や作製工程条件によって適宜設定すればよい。また、ブラックマトリクスと
して機能する遮光膜を設けてもよい。
着色層、表示素子に用いる電極層という順に設ける例を示すが、偏光板は基板の内側に設
けてもよい。また、偏光板と着色層の積層構造も本実施の形態に限定されず、偏光板及び
着色層の材料や作製工程条件によって適宜設定すればよい。また、ブラックマトリクスと
して機能する遮光膜を設けてもよい。
【0159】
また、本実施の形態では、薄膜トランジスタの表面凹凸を低減するため、及び薄膜トラン
ジスタの信頼性を向上させるため、実施の形態２で示す非線形素子と、非線形素子と共に
同様の方法で形成できる薄膜トランジスタを保護膜や平坦化絶縁膜として機能する絶縁層
（絶縁層４０２０、絶縁層４０２１）で覆う構成となっている。なお、保護膜は、大気中
に浮遊する有機物や金属物、水蒸気などの汚染不純物の侵入を防ぐためのものであり、緻
密な膜が好ましい。保護膜は、スパッタ法を用いて、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化
珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニ
ウム膜、又は窒化酸化アルミニウム膜の単層、又は積層で形成すればよい。本実施の形態
では保護膜をスパッタ法で形成する例を示すが、特に限定されず種々の方法で形成すれば
よい。
ジスタの信頼性を向上させるため、実施の形態２で示す非線形素子と、非線形素子と共に
同様の方法で形成できる薄膜トランジスタを保護膜や平坦化絶縁膜として機能する絶縁層
（絶縁層４０２０、絶縁層４０２１）で覆う構成となっている。なお、保護膜は、大気中
に浮遊する有機物や金属物、水蒸気などの汚染不純物の侵入を防ぐためのものであり、緻
密な膜が好ましい。保護膜は、スパッタ法を用いて、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化
珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニ
ウム膜、又は窒化酸化アルミニウム膜の単層、又は積層で形成すればよい。本実施の形態
では保護膜をスパッタ法で形成する例を示すが、特に限定されず種々の方法で形成すれば
よい。
【0160】
ここでは、保護膜として積層構造の絶縁層４０２０を形成する。ここでは、絶縁層４０２
０の一層目として、スパッタ法を用いて酸化珪素膜を形成する。保護膜として酸化珪素膜
を用いると、ソース電極層及びドレイン電極層として用いるアルミニウム膜のヒロック防
止に効果がある。
０の一層目として、スパッタ法を用いて酸化珪素膜を形成する。保護膜として酸化珪素膜
を用いると、ソース電極層及びドレイン電極層として用いるアルミニウム膜のヒロック防
止に効果がある。
【0161】
また、保護膜の二層目として絶縁層を形成する。ここでは、絶縁層４０２０の二層目とし
て、スパッタ法を用いて窒化珪素膜を形成する。保護膜として窒化珪素膜を用いると、ナ
トリウム等の可動イオンが半導体領域中に侵入して、ＴＦＴの電気特性を変化させること
を抑制することができる。
て、スパッタ法を用いて窒化珪素膜を形成する。保護膜として窒化珪素膜を用いると、ナ
トリウム等の可動イオンが半導体領域中に侵入して、ＴＦＴの電気特性を変化させること
を抑制することができる。
【0162】
また、保護膜を形成した後に、酸化物半導体層のアニール（３００℃～４００℃）を行っ
てもよい。
てもよい。
【0163】
また、平坦化絶縁膜として絶縁層４０２１を形成する。絶縁層４０２１としては、ポリイ
ミド、アクリル、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、エポキシ等の、耐熱性を有する有機
材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ－ｋ材料）
、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等を用いる
ことができる。シロキサン系樹脂は、置換基に水素の他、フッ素、アルキル基、またはア
リール基のうち少なくとも１種を有していてもよい。なお、これらの材料で形成される絶
縁膜を複数積層させることで、絶縁層４０２１を形成してもよい。
ミド、アクリル、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、エポキシ等の、耐熱性を有する有機
材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ－ｋ材料）
、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等を用いる
ことができる。シロキサン系樹脂は、置換基に水素の他、フッ素、アルキル基、またはア
リール基のうち少なくとも１種を有していてもよい。なお、これらの材料で形成される絶
縁膜を複数積層させることで、絶縁層４０２１を形成してもよい。
【0164】
なおシロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ－Ｏ－Ｓ
ｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は、置換基に水素の他、フッ素、アルキ
ル基、または芳香族炭化水素のうち、少なくとも１種を有していてもよい。
ｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は、置換基に水素の他、フッ素、アルキ
ル基、または芳香族炭化水素のうち、少なくとも１種を有していてもよい。
【0165】
絶縁層４０２１の形成法は、特に限定されず、その材料に応じて、スパッタ法、ＳＯＧ法
、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法、スクリーン
印刷、オフセット印刷等）、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイ
フコーター等を用いることができる。絶縁層４０２１を材料液を用いて形成する場合、ベ
ークする工程で同時に、酸化物半導体層のアニール（３００℃～４００℃）を行ってもよ
い。絶縁層４０２１の焼成工程と酸化物半導体層のアニールを兼ねることで効率よく半導
体装置を作製することが可能となる。
、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法、スクリーン
印刷、オフセット印刷等）、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイ
フコーター等を用いることができる。絶縁層４０２１を材料液を用いて形成する場合、ベ
ークする工程で同時に、酸化物半導体層のアニール（３００℃～４００℃）を行ってもよ
い。絶縁層４０２１の焼成工程と酸化物半導体層のアニールを兼ねることで効率よく半導
体装置を作製することが可能となる。
【0166】
画素電極層４０３０、対向電極層４０３１は、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、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す。）、
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透光性を有する
導電性材料を用いることができる。
、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、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す。）、
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透光性を有する
導電性材料を用いることができる。
【0167】
また、画素電極層４０３０、対向電極層４０３１として、導電性高分子（導電性ポリマー
ともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性組成物を用いて形
成した画素電極は、シート抵抗が１００００Ω／□以下、波長５５０ｎｍにおける透光率
が７０％以上であることが好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗
率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
ともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性組成物を用いて形
成した画素電極は、シート抵抗が１００００Ω／□以下、波長５５０ｎｍにおける透光率
が７０％以上であることが好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗
率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【0168】
導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例え
ば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェンま
たはその誘導体、若しくはこれらの２種以上の共重合体などがあげられる。
ば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェンま
たはその誘導体、若しくはこれらの２種以上の共重合体などがあげられる。
【0169】
また別途形成された信号線駆動回路４００３と、走査線駆動回路４００４または画素部４
００２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ４０１８から供給されている。
００２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ４０１８から供給されている。
【0170】
本実施の形態では、接続端子電極４０１５が、液晶素子４０１３が有する画素電極層４０
３０と同じ導電膜から形成され、端子電極４０１６は、薄膜トランジスタ４０１０、４０
１１のソース電極層及びドレイン電極層と同じ導電膜で形成されている。
３０と同じ導電膜から形成され、端子電極４０１６は、薄膜トランジスタ４０１０、４０
１１のソース電極層及びドレイン電極層と同じ導電膜で形成されている。
【0171】
接続端子電極４０１５は、ＦＰＣ４０１８が有する端子と、異方性導電膜４０１９を介し
て電気的に接続されている。
て電気的に接続されている。
【0172】
また図１７においては、信号線駆動回路４００３を別途形成し、第１の基板４００１に実
装している例を示しているが、本実施の形態はこの構成に限定されない。走査線駆動回路
を別途形成して実装しても良いし、信号線駆動回路の一部または走査線駆動回路の一部の
みを別途形成して実装しても良い。
装している例を示しているが、本実施の形態はこの構成に限定されない。走査線駆動回路
を別途形成して実装しても良いし、信号線駆動回路の一部または走査線駆動回路の一部の
みを別途形成して実装しても良い。
【0173】
図１８は、本発明の一態様を適用して作製されるＴＦＴ基板２６００を用いて半導体装置
として液晶表示モジュールを構成する一例を示している。
として液晶表示モジュールを構成する一例を示している。
【0174】
図１８は液晶表示モジュールの一例であり、ＴＦＴ基板２６００と対向基板２６０１がシ
ール材２６０２により固着され、その間にＴＦＴ等を含む画素部２６０３、液晶層を含む
表示素子２６０４、着色層２６０５が設けられ表示領域を形成している。着色層２６０５
はカラー表示を行う場合に必要であり、ＲＧＢ方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応し
た着色層が各画素に対応して設けられている。ＴＦＴ基板２６００と対向基板２６０１の
外側には偏光板２６０６、偏光板２６０７、拡散板２６１３が配設されている。光源は冷
陰極管２６１０と反射板２６１１により構成され、回路基板２６１２は、フレキシブル配
線基板２６０９によりＴＦＴ基板２６００の配線回路部２６０８と接続され、コントロー
ル回路や電源回路などの外部回路が組みこまれている。また偏光板と、液晶層との間に位
相差板を有した状態で積層してもよい。
ール材２６０２により固着され、その間にＴＦＴ等を含む画素部２６０３、液晶層を含む
表示素子２６０４、着色層２６０５が設けられ表示領域を形成している。着色層２６０５
はカラー表示を行う場合に必要であり、ＲＧＢ方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応し
た着色層が各画素に対応して設けられている。ＴＦＴ基板２６００と対向基板２６０１の
外側には偏光板２６０６、偏光板２６０７、拡散板２６１３が配設されている。光源は冷
陰極管２６１０と反射板２６１１により構成され、回路基板２６１２は、フレキシブル配
線基板２６０９によりＴＦＴ基板２６００の配線回路部２６０８と接続され、コントロー
ル回路や電源回路などの外部回路が組みこまれている。また偏光板と、液晶層との間に位
相差板を有した状態で積層してもよい。
【0175】
液晶表示モジュールには、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉ
ｎ－Ｐｌａｎｅ－Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓ
ｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ－ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａ
ｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇ
ｎｍｅｎｔ）、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃ
ｒｏ－ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅ
ｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃ
ｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ
Ｃｒｙｓｔａｌ）などを用いることができる。
ｎ－Ｐｌａｎｅ－Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓ
ｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ－ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａ
ｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇ
ｎｍｅｎｔ）、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃ
ｒｏ－ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅ
ｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃ
ｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ
Ｃｒｙｓｔａｌ）などを用いることができる。
【0176】
以上の工程により作製した液晶パネルが搭載している保護回路は、接続のためのコンタク
トホールを減らして占有面積を減らしているうえ、第１酸化物半導体層よりも電気伝導率
が高い第２酸化物半導体層を第１酸化物半導体層と配線層の間に設けられており、機能が
高く、動作が安定している。従って、このような保護回路を搭載した本実施の形態の液晶
パネルは、信頼性が高い。
トホールを減らして占有面積を減らしているうえ、第１酸化物半導体層よりも電気伝導率
が高い第２酸化物半導体層を第１酸化物半導体層と配線層の間に設けられており、機能が
高く、動作が安定している。従って、このような保護回路を搭載した本実施の形態の液晶
パネルは、信頼性が高い。
【0177】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
である。
【0178】
（実施の形態６）
本発明の一態様においては非線形素子と共に薄膜トランジスタを作製し、該薄膜トランジ
スタを画素部、さらには駆動回路に用いて表示機能を有する半導体装置（表示装置ともい
う）を作製することができる。
本発明の一態様においては非線形素子と共に薄膜トランジスタを作製し、該薄膜トランジ
スタを画素部、さらには駆動回路に用いて表示機能を有する半導体装置（表示装置ともい
う）を作製することができる。
【0179】
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置として発光表示装置の例を示す。表示装置
が有する表示素子としては、ここではエレクトロルミネッセンスを利用する発光素子を例
示する。エレクトロルミネッセンスを利用する発光素子は、発光材料が有機化合物である
か、無機化合物であるかによって区別され、一般的に、前者は有機ＥＬ素子、後者は無機
ＥＬ素子と呼ばれている。
が有する表示素子としては、ここではエレクトロルミネッセンスを利用する発光素子を例
示する。エレクトロルミネッセンスを利用する発光素子は、発光材料が有機化合物である
か、無機化合物であるかによって区別され、一般的に、前者は有機ＥＬ素子、後者は無機
ＥＬ素子と呼ばれている。
【0180】
有機ＥＬ素子は、発光素子に電圧を印加することにより、一対の電極から電子および正孔
がそれぞれ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして、それらキャ
リア（電子および正孔）が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成
し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。このようなメカニズムから、このよう
な発光素子は、電流励起型の発光素子と呼ばれる。
がそれぞれ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして、それらキャ
リア（電子および正孔）が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成
し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。このようなメカニズムから、このよう
な発光素子は、電流励起型の発光素子と呼ばれる。
【0181】
無機ＥＬ素子は、その素子構成により、分散型無機ＥＬ素子と薄膜型無機ＥＬ素子とに分
類される。分散型無機ＥＬ素子は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた発光層を有
するものであり、発光メカニズムはドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー－ア
クセプター再結合型発光である。薄膜型無機ＥＬ素子は、発光層を誘電体層で挟み込み、
さらにそれを電極で挟んだ構造であり、発光メカニズムは金属イオンの内殻電子遷移を利
用する局在型発光である。なお、ここでは、発光素子として有機ＥＬ素子を用いて説明す
る。
類される。分散型無機ＥＬ素子は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた発光層を有
するものであり、発光メカニズムはドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー－ア
クセプター再結合型発光である。薄膜型無機ＥＬ素子は、発光層を誘電体層で挟み込み、
さらにそれを電極で挟んだ構造であり、発光メカニズムは金属イオンの内殻電子遷移を利
用する局在型発光である。なお、ここでは、発光素子として有機ＥＬ素子を用いて説明す
る。
【0182】
図１９は、本発明の一態様を適用した半導体装置の例としてデジタル時間階調駆動を適用
可能な画素構成の一例を示す図である。
可能な画素構成の一例を示す図である。
【0183】
デジタル時間階調駆動を適用可能な画素の構成及び画素の動作について説明する。ここで
は実施の形態２で示す非線形素子と同様の方法で形成できる酸化物半導体層をチャネル形
成領域に用いるｎチャネル型のトランジスタを１つの画素に２つ用いる例を示す。
は実施の形態２で示す非線形素子と同様の方法で形成できる酸化物半導体層をチャネル形
成領域に用いるｎチャネル型のトランジスタを１つの画素に２つ用いる例を示す。
【0184】
画素６４００は、スイッチング用トランジスタ６４０１、駆動用トランジスタ６４０２、
発光素子６４０４及び容量素子６４０３を有している。スイッチング用トランジスタ６４
０１はゲートが走査線６４０６に接続され、第１電極（ソース電極及びドレイン電極の一
方）が信号線６４０５に接続され、第２電極（ソース電極及びドレイン電極の他方）が駆
動用トランジスタ６４０２のゲートに接続されている。駆動用トランジスタ６４０２は、
ゲートが容量素子６４０３を介して電源線６４０７に接続され、第１電極が電源線６４０
７に接続され、第２電極が発光素子６４０４の第１電極（画素電極）に接続されている。
発光素子６４０４の第２電極は共通電極６４０８に相当する。
発光素子６４０４及び容量素子６４０３を有している。スイッチング用トランジスタ６４
０１はゲートが走査線６４０６に接続され、第１電極（ソース電極及びドレイン電極の一
方）が信号線６４０５に接続され、第２電極（ソース電極及びドレイン電極の他方）が駆
動用トランジスタ６４０２のゲートに接続されている。駆動用トランジスタ６４０２は、
ゲートが容量素子６４０３を介して電源線６４０７に接続され、第１電極が電源線６４０
７に接続され、第２電極が発光素子６４０４の第１電極（画素電極）に接続されている。
発光素子６４０４の第２電極は共通電極６４０８に相当する。
【0185】
なお、発光素子６４０４の第２電極（共通電極６４０８）には低電源電位が設定されてい
る。なお、低電源電位とは、電源線６４０７に設定される高電源電位を基準にして低電源
電位＜高電源電位を満たす電位であり、低電源電位としては例えばＧＮＤ、０Ｖなどが設
定されていても良い。この高電源電位と低電源電位との電位差を発光素子６４０４に印加
して、発光素子６４０４に電流を流して発光素子６４０４を発光させるため、高電源電位
と低電源電位との電位差が発光素子６４０４の順方向しきい値電圧以上となるようにそれ
ぞれの電位を設定する。
る。なお、低電源電位とは、電源線６４０７に設定される高電源電位を基準にして低電源
電位＜高電源電位を満たす電位であり、低電源電位としては例えばＧＮＤ、０Ｖなどが設
定されていても良い。この高電源電位と低電源電位との電位差を発光素子６４０４に印加
して、発光素子６４０４に電流を流して発光素子６４０４を発光させるため、高電源電位
と低電源電位との電位差が発光素子６４０４の順方向しきい値電圧以上となるようにそれ
ぞれの電位を設定する。
【0186】
なお、容量素子６４０３は駆動用トランジスタ６４０２のゲート容量を代用して省略する
ことも可能である。駆動用トランジスタ６４０２のゲート容量については、チャネル領域
とゲート電極との間で容量が形成されていてもよい。
ことも可能である。駆動用トランジスタ６４０２のゲート容量については、チャネル領域
とゲート電極との間で容量が形成されていてもよい。
【0187】
ここで、電圧入力電圧駆動方式の場合には、駆動用トランジスタ６４０２のゲートには、
駆動用トランジスタ６４０２が十分にオンするか、オフするかの二つの状態となるような
ビデオ信号を入力する。つまり、駆動用トランジスタ６４０２は線形領域で動作させる。
駆動用トランジスタ６４０２は線形領域で動作させるため、電源線６４０７の電圧よりも
高い電圧を駆動用トランジスタ６４０２のゲートにかける。なお、信号線６４０５には、
（電源線電圧＋駆動用トランジスタ６４０２のＶｔｈ）以上の電圧をかける。
駆動用トランジスタ６４０２が十分にオンするか、オフするかの二つの状態となるような
ビデオ信号を入力する。つまり、駆動用トランジスタ６４０２は線形領域で動作させる。
駆動用トランジスタ６４０２は線形領域で動作させるため、電源線６４０７の電圧よりも
高い電圧を駆動用トランジスタ６４０２のゲートにかける。なお、信号線６４０５には、
（電源線電圧＋駆動用トランジスタ６４０２のＶｔｈ）以上の電圧をかける。
【0188】
また、デジタル時間階調駆動に代えて、アナログ階調駆動を行う場合、信号の入力を異な
らせることで、図１９と同じ画素構成を用いることができる。
らせることで、図１９と同じ画素構成を用いることができる。
【0189】
アナログ階調駆動を行う場合、駆動用トランジスタ６４０２のゲートに発光素子６４０４
の順方向電圧＋駆動用トランジスタ６４０２のＶｔｈ以上の電圧をかける。発光素子６４
０４の順方向電圧とは、所望の輝度とする場合の電圧を指しており、少なくとも順方向し
きい値電圧を含む。なお、駆動用トランジスタ６４０２が飽和領域で動作するようなビデ
オ信号を入力することで、発光素子６４０４に電流を流すことができる。駆動用トランジ
スタ６４０２を飽和領域で動作させるため、電源線６４０７の電位は、駆動用トランジス
タ６４０２のゲート電位よりも高くする。ビデオ信号をアナログとすることで、発光素子
６４０４にビデオ信号に応じた電流を流し、アナログ階調駆動を行うことができる。
の順方向電圧＋駆動用トランジスタ６４０２のＶｔｈ以上の電圧をかける。発光素子６４
０４の順方向電圧とは、所望の輝度とする場合の電圧を指しており、少なくとも順方向し
きい値電圧を含む。なお、駆動用トランジスタ６４０２が飽和領域で動作するようなビデ
オ信号を入力することで、発光素子６４０４に電流を流すことができる。駆動用トランジ
スタ６４０２を飽和領域で動作させるため、電源線６４０７の電位は、駆動用トランジス
タ６４０２のゲート電位よりも高くする。ビデオ信号をアナログとすることで、発光素子
６４０４にビデオ信号に応じた電流を流し、アナログ階調駆動を行うことができる。
【0190】
【0191】
次に、発光素子の構成について、図２０を用いて説明する。ここでは、駆動用ＴＦＴがｎ
型の場合を例に挙げて、画素の断面構造について説明する。図２０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の
半導体装置に用いられる駆動用ＴＦＴであるＴＦＴ７００１、７０１１、７０２１は、実
施の形態２で示す非線形素子と共に同様の方法で形成できる薄膜トランジスタであり、Ｉ
ｎ、Ｇａ、及びＺｎを含む酸化物半導体を半導体層に用いた電気特性の高い薄膜トランジ
スタである。
型の場合を例に挙げて、画素の断面構造について説明する。図２０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の
半導体装置に用いられる駆動用ＴＦＴであるＴＦＴ７００１、７０１１、７０２１は、実
施の形態２で示す非線形素子と共に同様の方法で形成できる薄膜トランジスタであり、Ｉ
ｎ、Ｇａ、及びＺｎを含む酸化物半導体を半導体層に用いた電気特性の高い薄膜トランジ
スタである。
【0192】
発光素子は発光を取り出すために少なくとも陽極又は陰極の一方が透明であればよい。そ
して、基板上に薄膜トランジスタ及び発光素子を形成し、基板とは逆側の面から発光を取
り出す上面射出や、基板側の面から発光を取り出す下面射出や、基板側及び基板とは反対
側の面から発光を取り出す両面射出構造の発光素子があり、本発明の一態様の画素構成は
どの射出構造の発光素子にも適用することができる。
して、基板上に薄膜トランジスタ及び発光素子を形成し、基板とは逆側の面から発光を取
り出す上面射出や、基板側の面から発光を取り出す下面射出や、基板側及び基板とは反対
側の面から発光を取り出す両面射出構造の発光素子があり、本発明の一態様の画素構成は
どの射出構造の発光素子にも適用することができる。
【0193】
上面射出構造の発光素子について図２０（Ａ）を用いて説明する。
【0194】
図２０（Ａ）に、駆動用ＴＦＴであるＴＦＴ７００１がｎ型で、発光素子７００２から発
せられる光が陽極７００５側に抜ける場合の、画素の断面図を示す。図２０（Ａ）では、
発光素子７００２の陰極７００３と駆動用ＴＦＴであるＴＦＴ７００１が電気的に接続さ
れており、陰極７００３上に発光層７００４、陽極７００５が順に積層されている。陰極
７００３は仕事関数が小さく、なおかつ光を反射する導電膜であれば様々の材料を用いる
ことができる。例えば、Ｃａ、Ａｌ、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ等が望ましい。そして発光層７
００４は、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されていても
どちらでも良い。複数の層で構成されている場合、陰極７００３上に電子注入層、電子輸
送層、発光層、ホール輸送層、ホール注入層の順に積層する。なおこれらの層を全て設け
る必要はない。陽極７００５は光を透過する透光性を有する導電性材料を用いて形成し、
例えば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、
インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す。）、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透光性を有する導電性導電膜を用いても良い。
せられる光が陽極７００５側に抜ける場合の、画素の断面図を示す。図２０（Ａ）では、
発光素子７００２の陰極７００３と駆動用ＴＦＴであるＴＦＴ７００１が電気的に接続さ
れており、陰極７００３上に発光層７００４、陽極７００５が順に積層されている。陰極
７００３は仕事関数が小さく、なおかつ光を反射する導電膜であれば様々の材料を用いる
ことができる。例えば、Ｃａ、Ａｌ、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ等が望ましい。そして発光層７
００４は、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されていても
どちらでも良い。複数の層で構成されている場合、陰極７００３上に電子注入層、電子輸
送層、発光層、ホール輸送層、ホール注入層の順に積層する。なおこれらの層を全て設け
る必要はない。陽極７００５は光を透過する透光性を有する導電性材料を用いて形成し、
例えば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、
インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す。）、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透光性を有する導電性導電膜を用いても良い。
【0195】
陰極７００３及び陽極７００５で発光層７００４を挟んでいる領域が発光素子７００２に
相当する。図２０（Ａ）に示した画素の場合、発光素子７００２から発せられる光は、矢
印で示すように陽極７００５側に射出する。
相当する。図２０（Ａ）に示した画素の場合、発光素子７００２から発せられる光は、矢
印で示すように陽極７００５側に射出する。
【0196】
次に、下面射出構造の発光素子について図２０（Ｂ）を用いて説明する。駆動用ＴＦＴ７
０１１がｎ型で、発光素子７０１２から発せられる光が陰極７０１３側に射出する場合の
、画素の断面図を示す。図２０（Ｂ）では、駆動用ＴＦＴ７０１１と電気的に接続された
透光性を有する導電膜７０１７上に、発光素子７０１２の陰極７０１３が成膜されており
、陰極７０１３上に発光層７０１４、陽極７０１５が順に積層されている。なお、陽極７
０１５が透光性を有する場合、陽極上を覆うように、光を反射または遮蔽するための遮蔽
膜７０１６が成膜されていてもよい。陰極７０１３は、図２０（Ａ）の場合と同様に、仕
事関数が小さい導電性材料であれば様々な材料を用いることができる。ただしその膜厚は
、光を透過する程度（好ましくは、５ｎｍ～３０ｎｍ程度）とする。例えば２０ｎｍの膜
厚を有するアルミニウム膜を、陰極７０１３として用いることができる。そして発光層７
０１４は、図２０（Ａ）と同様に、単数の層で構成されていても、複数の層が積層される
ように構成されていてもどちらでも良い。陽極７０１５は光を透過する必要はないが、図
２０（Ａ）と同様に、透光性を有する導電性材料を用いて形成することができる。そして
遮蔽膜７０１６は、例えば光を反射する金属等を用いることができるが、金属膜に限定さ
れない。例えば黒の顔料を添加した樹脂等を用いることもできる。
０１１がｎ型で、発光素子７０１２から発せられる光が陰極７０１３側に射出する場合の
、画素の断面図を示す。図２０（Ｂ）では、駆動用ＴＦＴ７０１１と電気的に接続された
透光性を有する導電膜７０１７上に、発光素子７０１２の陰極７０１３が成膜されており
、陰極７０１３上に発光層７０１４、陽極７０１５が順に積層されている。なお、陽極７
０１５が透光性を有する場合、陽極上を覆うように、光を反射または遮蔽するための遮蔽
膜７０１６が成膜されていてもよい。陰極７０１３は、図２０（Ａ）の場合と同様に、仕
事関数が小さい導電性材料であれば様々な材料を用いることができる。ただしその膜厚は
、光を透過する程度（好ましくは、５ｎｍ～３０ｎｍ程度）とする。例えば２０ｎｍの膜
厚を有するアルミニウム膜を、陰極７０１３として用いることができる。そして発光層７
０１４は、図２０（Ａ）と同様に、単数の層で構成されていても、複数の層が積層される
ように構成されていてもどちらでも良い。陽極７０１５は光を透過する必要はないが、図
２０（Ａ）と同様に、透光性を有する導電性材料を用いて形成することができる。そして
遮蔽膜７０１６は、例えば光を反射する金属等を用いることができるが、金属膜に限定さ
れない。例えば黒の顔料を添加した樹脂等を用いることもできる。
【0197】
陰極７０１３及び陽極７０１５で、発光層７０１４を挟んでいる領域が発光素子７０１２
に相当する。図２０（Ｂ）に示した画素の場合、発光素子７０１２から発せられる光は、
矢印で示すように陰極７０１３側に射出する。
に相当する。図２０（Ｂ）に示した画素の場合、発光素子７０１２から発せられる光は、
矢印で示すように陰極７０１３側に射出する。
【0198】
次に、両面射出構造の発光素子について、図２０（Ｃ）を用いて説明する。図２０（Ｃ）
では、駆動用ＴＦＴ７０２１と電気的に接続された透光性を有する導電膜７０２７上に、
発光素子７０２２の陰極７０２３が成膜されており、陰極７０２３上に発光層７０２４、
陽極７０２５が順に積層されている。陰極７０２３は、図２０（Ａ）の場合と同様に、仕
事関数が小さい導電性材料であれば様々な材料を用いることができる。ただしその膜厚は
、光を透過する程度とする。例えば２０ｎｍの膜厚を有するＡｌを、陰極７０２３として
用いることができる。そして発光層７０２４は、図２０（Ａ）と同様に、単数の層で構成
されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。陽極７０
２５は、図２０（Ａ）と同様に、光を透過する透光性を有する導電性材料を用いて形成す
ることができる。
では、駆動用ＴＦＴ７０２１と電気的に接続された透光性を有する導電膜７０２７上に、
発光素子７０２２の陰極７０２３が成膜されており、陰極７０２３上に発光層７０２４、
陽極７０２５が順に積層されている。陰極７０２３は、図２０（Ａ）の場合と同様に、仕
事関数が小さい導電性材料であれば様々な材料を用いることができる。ただしその膜厚は
、光を透過する程度とする。例えば２０ｎｍの膜厚を有するＡｌを、陰極７０２３として
用いることができる。そして発光層７０２４は、図２０（Ａ）と同様に、単数の層で構成
されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。陽極７０
２５は、図２０（Ａ）と同様に、光を透過する透光性を有する導電性材料を用いて形成す
ることができる。
【0199】
陰極７０２３と、発光層７０２４と、陽極７０２５とが重なっている部分が発光素子７０
２２に相当する。図２０（Ｃ）に示した画素の場合、発光素子７０２２から発せられる光
は、矢印で示すように陽極７０２５側と陰極７０２３側の両方に射出する。
２２に相当する。図２０（Ｃ）に示した画素の場合、発光素子７０２２から発せられる光
は、矢印で示すように陽極７０２５側と陰極７０２３側の両方に射出する。
【0200】
なお、ここでは、発光素子として有機ＥＬ素子について述べたが、発光素子として無機Ｅ
Ｌ素子を設けることも可能である。
Ｌ素子を設けることも可能である。
【0201】
なお本実施の形態では、発光素子の駆動を制御する薄膜トランジスタ（駆動用ＴＦＴ）と
発光素子が電気的に接続されている例を示したが、駆動用ＴＦＴと発光素子との間に電流
制御用ＴＦＴが接続されている構成であってもよい。
発光素子が電気的に接続されている例を示したが、駆動用ＴＦＴと発光素子との間に電流
制御用ＴＦＴが接続されている構成であってもよい。
【0202】
なお本実施の形態で示す半導体装置は、図２０に示した構成に限定されるものではなく、
本発明の一態様の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
本発明の一態様の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【0203】
次に、本発明の一態様の半導体装置の一形態に相当する発光表示パネル（発光パネルとも
いう）の外観及び断面について、図２１を用いて説明する。図２１（Ａ）は、本発明の一
態様における非線形素子と同様にＩｎ、Ｇａ、及びＺｎを含む酸化物半導体を半導体層に
用いた電気特性の高い薄膜トランジスタ及び発光素子を、第２の基板との間にシール材に
よって封止した、パネルの上面図であり、図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）のＨ－Ｉにおけ
る断面図に相当する。
いう）の外観及び断面について、図２１を用いて説明する。図２１（Ａ）は、本発明の一
態様における非線形素子と同様にＩｎ、Ｇａ、及びＺｎを含む酸化物半導体を半導体層に
用いた電気特性の高い薄膜トランジスタ及び発光素子を、第２の基板との間にシール材に
よって封止した、パネルの上面図であり、図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）のＨ－Ｉにおけ
る断面図に相当する。
【0204】
第１の基板４５０１上に設けられた画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、４５０
３ｂ、及び走査線駆動回路４５０４ａ、４５０４ｂを囲むようにして、シール材４５０５
が設けられている。また画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、４５０３ｂ、及び
走査線駆動回路４５０４ａ、４５０４ｂの上に第２の基板４５０６が設けられている。よ
って画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、４５０３ｂ、及び走査線駆動回路４５
０４ａ、４５０４ｂは、第１の基板４５０１とシール材４５０５と第２の基板４５０６と
によって、充填材４５０７と共に密封されている。このように外気に曝されないように気
密性が高く、脱ガスの少ない保護フィルム（貼り合わせフィルム、紫外線硬化樹脂フィル
ム等）やカバー材でパッケージング（封入）することが好ましい。
３ｂ、及び走査線駆動回路４５０４ａ、４５０４ｂを囲むようにして、シール材４５０５
が設けられている。また画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、４５０３ｂ、及び
走査線駆動回路４５０４ａ、４５０４ｂの上に第２の基板４５０６が設けられている。よ
って画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、４５０３ｂ、及び走査線駆動回路４５
０４ａ、４５０４ｂは、第１の基板４５０１とシール材４５０５と第２の基板４５０６と
によって、充填材４５０７と共に密封されている。このように外気に曝されないように気
密性が高く、脱ガスの少ない保護フィルム（貼り合わせフィルム、紫外線硬化樹脂フィル
ム等）やカバー材でパッケージング（封入）することが好ましい。
【0205】
また第１の基板４５０１上に設けられた画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、４
５０３ｂ、及び走査線駆動回路４５０４ａ、４５０４ｂは、薄膜トランジスタを複数有し
ており、図２１（Ｂ）では、画素部４５０２に含まれる薄膜トランジスタ４５１０と、信
号線駆動回路４５０３ａに含まれる薄膜トランジスタ４５０９とを例示している。
５０３ｂ、及び走査線駆動回路４５０４ａ、４５０４ｂは、薄膜トランジスタを複数有し
ており、図２１（Ｂ）では、画素部４５０２に含まれる薄膜トランジスタ４５１０と、信
号線駆動回路４５０３ａに含まれる薄膜トランジスタ４５０９とを例示している。
【0206】
薄膜トランジスタ４５０９、４５１０は、Ｉｎ、Ｇａ、及びＺｎを含む酸化物半導体を半
導体層に用いた電気特性の高い薄膜トランジスタに相当し、実施の形態２で示す非線形素
子と共に同様の方法で形成できる薄膜トランジスタを適用することができる。本実施の形
態において、薄膜トランジスタ４５０９、４５１０はｎチャネル型薄膜トランジスタであ
る。
導体層に用いた電気特性の高い薄膜トランジスタに相当し、実施の形態２で示す非線形素
子と共に同様の方法で形成できる薄膜トランジスタを適用することができる。本実施の形
態において、薄膜トランジスタ４５０９、４５１０はｎチャネル型薄膜トランジスタであ
る。
【0207】
また４５１１は発光素子に相当し、発光素子４５１１が有する画素電極である第１の電極
層４５１７は、薄膜トランジスタ４５１０のソース電極層またはドレイン電極層と電気的
に接続されている。なお発光素子４５１１の構成は、第１の電極層４５１７、電界発光層
４５１２、第２の電極層４５１３の積層構造であるが、本実施の形態に示した構成に限定
されない。発光素子４５１１から取り出す光の方向などに合わせて、発光素子４５１１の
構成は適宜変えることができる。
層４５１７は、薄膜トランジスタ４５１０のソース電極層またはドレイン電極層と電気的
に接続されている。なお発光素子４５１１の構成は、第１の電極層４５１７、電界発光層
４５１２、第２の電極層４５１３の積層構造であるが、本実施の形態に示した構成に限定
されない。発光素子４５１１から取り出す光の方向などに合わせて、発光素子４５１１の
構成は適宜変えることができる。
【0208】
隔壁４５２０は、有機樹脂膜、無機絶縁膜または有機ポリシロキサンを用いて形成する。
特に感光性の材料を用い、第１の電極層４５１７上に開口部を形成し、その開口部の側壁
が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。
特に感光性の材料を用い、第１の電極層４５１７上に開口部を形成し、その開口部の側壁
が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。
【0209】
電界発光層４５１２は、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成
されていてもどちらでも良い。
されていてもどちらでも良い。
【0210】
発光素子４５１１に酸素、水素、水分、二酸化炭素等が侵入しないように、第２の電極層
４５１３及び隔壁４５２０上に保護膜を形成してもよい。保護膜としては、窒化珪素膜、
窒化酸化珪素膜、ＤＬＣ膜等を形成することができる。
４５１３及び隔壁４５２０上に保護膜を形成してもよい。保護膜としては、窒化珪素膜、
窒化酸化珪素膜、ＤＬＣ膜等を形成することができる。
【0211】
また、信号線駆動回路４５０３ａ、４５０３ｂ、走査線駆動回路４５０４ａ、４５０４ｂ
、または画素部４５０２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ４５１８ａ、４５１８
ｂから供給されている。
、または画素部４５０２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ４５１８ａ、４５１８
ｂから供給されている。
【0212】
本実施の形態では、接続端子電極４５１５が、発光素子４５１１が有する第１の電極層４
５１７と同じ導電膜から形成され、端子電極４５１６は、薄膜トランジスタ４５０９、４
５１０が有するソース電極層及びドレイン電極層と同じ導電膜から形成されている。
５１７と同じ導電膜から形成され、端子電極４５１６は、薄膜トランジスタ４５０９、４
５１０が有するソース電極層及びドレイン電極層と同じ導電膜から形成されている。
【0213】
接続端子電極４５１５は、ＦＰＣ４５１８ａが有する端子と、異方性導電膜４５１９を介
して電気的に接続されている。
して電気的に接続されている。
【0214】
発光素子４５１１からの光の取り出し方向に位置する第２の基板は透光性でなければなら
ない。その場合には、ガラス板、プラスチック板、ポリエステルフィルムまたはアクリル
フィルムのような透光性を有する材料を用いる。
ない。その場合には、ガラス板、プラスチック板、ポリエステルフィルムまたはアクリル
フィルムのような透光性を有する材料を用いる。
【0215】
また、充填材４５０７としては窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化樹
脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、アクリル、
ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶ
Ａ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。本実施の形態は充填材として窒
素を用いた。
脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、アクリル、
ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶ
Ａ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。本実施の形態は充填材として窒
素を用いた。
【0216】
また、必要であれば、発光素子の射出面に偏光板、又は円偏光板（楕円偏光板を含む）、
位相差板（λ／４板、λ／２板）、カラーフィルタなどの光学フィルムを適宜設けてもよ
い。また、偏光板又は円偏光板に反射防止膜を設けてもよい。例えば、表面の凹凸により
反射光を拡散し、映り込みを低減できるアンチグレア処理を施すことができる。
位相差板（λ／４板、λ／２板）、カラーフィルタなどの光学フィルムを適宜設けてもよ
い。また、偏光板又は円偏光板に反射防止膜を設けてもよい。例えば、表面の凹凸により
反射光を拡散し、映り込みを低減できるアンチグレア処理を施すことができる。
【0217】
信号線駆動回路４５０３ａ、４５０３ｂ、及び走査線駆動回路４５０４ａ、４５０４ｂは
、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜によって形成された駆動回
路で実装されていてもよい。また、信号線駆動回路のみ、或いは一部、又は走査線駆動回
路のみ、或いは一部のみを別途形成して実装しても良く、本実施の形態は図２１の構成に
限定されない。
、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜によって形成された駆動回
路で実装されていてもよい。また、信号線駆動回路のみ、或いは一部、又は走査線駆動回
路のみ、或いは一部のみを別途形成して実装しても良く、本実施の形態は図２１の構成に
限定されない。
【0218】
以上の工程により作製した発光表示装置（表示パネル）が搭載している保護回路は、接続
のためのコンタクトホールを減らして占有面積を減らしているうえ、第１酸化物半導体層
よりも電気伝導率が高い第２酸化物半導体層を第１酸化物半導体層と配線層の間に設けら
れており、機能が高く、動作が安定している。従って、このような保護回路を搭載した本
実施の形態の発光表示装置（表示パネル）は、信頼性が高い。
のためのコンタクトホールを減らして占有面積を減らしているうえ、第１酸化物半導体層
よりも電気伝導率が高い第２酸化物半導体層を第１酸化物半導体層と配線層の間に設けら
れており、機能が高く、動作が安定している。従って、このような保護回路を搭載した本
実施の形態の発光表示装置（表示パネル）は、信頼性が高い。
【0219】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
である。
【0220】
（実施の形態７）
本発明の一態様の表示装置は、電子ペーパーとして適用することができる。電子ペーパー
は、情報を表示するものであればあらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。例
えば、電子ペーパーを用いて、電子書籍（電子ブック）、ポスター、電車などの乗り物の
車内広告、クレジットカード等の各種カードにおける表示等に適用することができる。電
子機器の一例を図２２、図２３に示す。
本発明の一態様の表示装置は、電子ペーパーとして適用することができる。電子ペーパー
は、情報を表示するものであればあらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。例
えば、電子ペーパーを用いて、電子書籍（電子ブック）、ポスター、電車などの乗り物の
車内広告、クレジットカード等の各種カードにおける表示等に適用することができる。電
子機器の一例を図２２、図２３に示す。
【0221】
図２２（Ａ）は、電子ペーパーで作られたポスター２６３１を示している。広告媒体が紙
の印刷物である場合には、広告の交換は人手によって行われるが、本発明の一態様を適用
した電子ペーパーを用いれば短時間で広告の表示を変えることができる。また、表示も崩
れることなく安定した画像が得られる。なお、ポスターは無線で情報を送受信できる構成
としてもよい。
の印刷物である場合には、広告の交換は人手によって行われるが、本発明の一態様を適用
した電子ペーパーを用いれば短時間で広告の表示を変えることができる。また、表示も崩
れることなく安定した画像が得られる。なお、ポスターは無線で情報を送受信できる構成
としてもよい。
【0222】
また、図２２（Ｂ）は、電車などの乗り物の車内広告２６３２を示している。広告媒体が
紙の印刷物である場合には、広告の交換は人手によって行われるが、本発明の一態様を適
用した電子ペーパーを用いれば人手を多くかけることなく短時間で広告の表示を変えるこ
とができる。また表示も崩れることなく安定した画像が得られる。なお、車内広告は無線
で情報を送受信できる構成としてもよい。
紙の印刷物である場合には、広告の交換は人手によって行われるが、本発明の一態様を適
用した電子ペーパーを用いれば人手を多くかけることなく短時間で広告の表示を変えるこ
とができる。また表示も崩れることなく安定した画像が得られる。なお、車内広告は無線
で情報を送受信できる構成としてもよい。
【0223】
また、図２３は、電子書籍２７００の一例を示している。例えば、電子書籍２７００は、
筐体２７０１および筐体２７０３の２つの筐体で構成されている。筐体２７０１および筐
体２７０３は、軸部２７１１により一体とされており、該軸部２７１１を軸として開閉動
作を行うことができる。このような構成により、紙の書籍のような動作を行うことが可能
となる。
筐体２７０１および筐体２７０３の２つの筐体で構成されている。筐体２７０１および筐
体２７０３は、軸部２７１１により一体とされており、該軸部２７１１を軸として開閉動
作を行うことができる。このような構成により、紙の書籍のような動作を行うことが可能
となる。
【0224】
筐体２７０１には表示部２７０５が組み込まれ、筐体２７０３には表示部２７０７が組み
込まれている。表示部２７０５および表示部２７０７は、続き画面を表示する構成として
もよいし、異なる画面を表示する構成としてもよい。異なる画面を表示する構成とするこ
とで、例えば右側の表示部（図２３では表示部２７０５）に文章を表示し、左側の表示部
（図２３では表示部２７０７）に画像を表示することができる。
込まれている。表示部２７０５および表示部２７０７は、続き画面を表示する構成として
もよいし、異なる画面を表示する構成としてもよい。異なる画面を表示する構成とするこ
とで、例えば右側の表示部（図２３では表示部２７０５）に文章を表示し、左側の表示部
（図２３では表示部２７０７）に画像を表示することができる。
【0225】
また、図２３では、筐体２７０１に操作部などを備えた例を示している。例えば、筐体２
７０１において、電源２７２１、操作キー２７２３、スピーカ２７２５などを備えている
。操作キー２７２３により、頁を送ることができる。なお、筐体の表示部と同一面にキー
ボードやポインティングディバイスなどを備える構成としてもよい。また、筐体の裏面や
側面に、外部接続用端子（イヤホン端子、ＵＳＢ端子、またはＡＣアダプタおよびＵＳＢ
ケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成
としてもよい。さらに、電子書籍２７００は、電子辞書としての機能を持たせた構成とし
てもよい。
７０１において、電源２７２１、操作キー２７２３、スピーカ２７２５などを備えている
。操作キー２７２３により、頁を送ることができる。なお、筐体の表示部と同一面にキー
ボードやポインティングディバイスなどを備える構成としてもよい。また、筐体の裏面や
側面に、外部接続用端子（イヤホン端子、ＵＳＢ端子、またはＡＣアダプタおよびＵＳＢ
ケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成
としてもよい。さらに、電子書籍２７００は、電子辞書としての機能を持たせた構成とし
てもよい。
【0226】
また、電子書籍２７００は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、
電子書籍サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロードする構成とすること
も可能である。
電子書籍サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロードする構成とすること
も可能である。
【0227】
本実施の形態の表示装置が搭載している保護回路は、接続のためのコンタクトホールを減
らして占有面積を減らしているうえ、第１酸化物半導体層よりも電気伝導率が高い第２酸
化物半導体層を第１酸化物半導体層と配線層の間に設けており、機能が高く、動作が安定
している。このような保護回路を搭載している本実施の形態の表示装置は信頼性が高い。
らして占有面積を減らしているうえ、第１酸化物半導体層よりも電気伝導率が高い第２酸
化物半導体層を第１酸化物半導体層と配線層の間に設けており、機能が高く、動作が安定
している。このような保護回路を搭載している本実施の形態の表示装置は信頼性が高い。
【0228】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
である。
【0229】
（実施の形態８）
本発明の一態様に係る半導体装置は、さまざまな電子機器（遊技機も含む）に適用するこ
とができる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョ
ン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカ
メラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯
型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げら
れる。
本発明の一態様に係る半導体装置は、さまざまな電子機器（遊技機も含む）に適用するこ
とができる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョ
ン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカ
メラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯
型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げら
れる。
【0230】
図２４（Ａ）は、テレビジョン装置９６００の一例を示している。テレビジョン装置９６
００は、筐体９６０１に表示部９６０３が組み込まれている。表示部９６０３により、映
像を表示することが可能である。また、ここでは、スタンド９６０５により筐体９６０１
を支持した構成を示している。
００は、筐体９６０１に表示部９６０３が組み込まれている。表示部９６０３により、映
像を表示することが可能である。また、ここでは、スタンド９６０５により筐体９６０１
を支持した構成を示している。
【0231】
テレビジョン装置９６００の操作は、筐体９６０１が備える操作スイッチや、別体のリモ
コン操作機９６１０により行うことができる。リモコン操作機９６１０が備える操作キー
９６０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部９６０３に表示され
る映像を操作することができる。また、リモコン操作機９６１０に、当該リモコン操作機
９６１０から出力する情報を表示する表示部９６０７を設ける構成としてもよい。
コン操作機９６１０により行うことができる。リモコン操作機９６１０が備える操作キー
９６０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部９６０３に表示され
る映像を操作することができる。また、リモコン操作機９６１０に、当該リモコン操作機
９６１０から出力する情報を表示する表示部９６０７を設ける構成としてもよい。
【0232】
なお、テレビジョン装置９６００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機に
より一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線に
よる通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向
（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
より一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線に
よる通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向
（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【0233】
図２４（Ｂ）は、デジタルフォトフレーム９７００の一例を示している。例えば、デジタ
ルフォトフレーム９７００は、筐体９７０１に表示部９７０３が組み込まれている。表示
部９７０３は、各種画像を表示することが可能であり、例えばデジタルカメラなどで撮影
した画像データを表示させることで、通常の写真立てと同様に機能させることができる。
ルフォトフレーム９７００は、筐体９７０１に表示部９７０３が組み込まれている。表示
部９７０３は、各種画像を表示することが可能であり、例えばデジタルカメラなどで撮影
した画像データを表示させることで、通常の写真立てと同様に機能させることができる。
【0234】
なお、デジタルフォトフレーム９７００は、操作部、外部接続用端子（ＵＳＢ端子、ＵＳ
Ｂケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構
成とする。これらの構成は、表示部と同一面に組み込まれていてもよいが、側面や裏面に
備えるとデザイン性が向上するため好ましい。例えば、デジタルフォトフレームの記録媒
体挿入部に、デジタルカメラで撮影した画像データを記憶したメモリを挿入して画像デー
タを取り込み、取り込んだ画像データを表示部９７０３に表示させることができる。
Ｂケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構
成とする。これらの構成は、表示部と同一面に組み込まれていてもよいが、側面や裏面に
備えるとデザイン性が向上するため好ましい。例えば、デジタルフォトフレームの記録媒
体挿入部に、デジタルカメラで撮影した画像データを記憶したメモリを挿入して画像デー
タを取り込み、取り込んだ画像データを表示部９７０３に表示させることができる。
【0235】
また、デジタルフォトフレーム９７００は、無線で情報を送受信出来る構成としてもよい
。無線により、所望の画像データを取り込み、表示させる構成とすることもできる。
。無線により、所望の画像データを取り込み、表示させる構成とすることもできる。
【0236】
図２５（Ａ）は携帯型遊技機であり、筐体９８８１と筐体９８９１の２つの筐体で構成さ
れており、連結部９８９３により、開閉可能に連結されている。筐体９８８１には表示部
９８８２が組み込まれ、筐体９８９１には表示部９８８３が組み込まれている。また、図
２５（Ａ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部９８８４、記録媒体挿入部９８８
６、ＬＥＤランプ９８９０、入力手段（操作キー９８８５、接続端子９８８７、センサ９
８８８（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、
化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振
動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９８８９）等を備え
ている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも本発明の
一態様に係る半導体装置を備えた構成であればよく、その他付属設備が適宜設けられた構
成とすることができる。図２５（Ａ）に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されている
プログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通
信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図２５（Ａ）に示す携帯型遊技機が有す
る機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
れており、連結部９８９３により、開閉可能に連結されている。筐体９８８１には表示部
９８８２が組み込まれ、筐体９８９１には表示部９８８３が組み込まれている。また、図
２５（Ａ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部９８８４、記録媒体挿入部９８８
６、ＬＥＤランプ９８９０、入力手段（操作キー９８８５、接続端子９８８７、センサ９
８８８（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、
化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振
動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９８８９）等を備え
ている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも本発明の
一態様に係る半導体装置を備えた構成であればよく、その他付属設備が適宜設けられた構
成とすることができる。図２５（Ａ）に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されている
プログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通
信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図２５（Ａ）に示す携帯型遊技機が有す
る機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
【0237】
図２５（Ｂ）は大型遊技機であるスロットマシン９９００の一例を示している。スロット
マシン９９００は、筐体９９０１に表示部９９０３が組み込まれている。また、スロット
マシン９９００は、その他、スタートレバーやストップスイッチなどの操作手段、コイン
投入口、スピーカなどを備えている。もちろん、スロットマシン９９００の構成は上述の
ものに限定されず、少なくとも本発明の一態様に係る半導体装置を備えた構成であればよ
く、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。
マシン９９００は、筐体９９０１に表示部９９０３が組み込まれている。また、スロット
マシン９９００は、その他、スタートレバーやストップスイッチなどの操作手段、コイン
投入口、スピーカなどを備えている。もちろん、スロットマシン９９００の構成は上述の
ものに限定されず、少なくとも本発明の一態様に係る半導体装置を備えた構成であればよ
く、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。
【0238】
図２６は、携帯電話機１０００の一例を示している。携帯電話機１０００は、筐体１００
１に組み込まれた表示部１００２の他、操作ボタン１００３、外部接続ポート１００４、
スピーカ１００５、マイク１００６などを備えている。
１に組み込まれた表示部１００２の他、操作ボタン１００３、外部接続ポート１００４、
スピーカ１００５、マイク１００６などを備えている。
【0239】
図２６に示す携帯電話機１０００は、表示部１００２を指などで触れることで、情報を入
力ことができる。また、電話を掛ける、或いはメールを打つなどの操作は、表示部１００
２を指などで触れることにより行うことができる。
力ことができる。また、電話を掛ける、或いはメールを打つなどの操作は、表示部１００
２を指などで触れることにより行うことができる。
【0240】
表示部１００２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表
示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示
モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。
示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示
モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。
【0241】
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部１００２を文字の入力を
主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合
、表示部１００２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好
ましい。
主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合
、表示部１００２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好
ましい。
【0242】
また、携帯電話機１０００内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを
有する検出装置を設けることで、携帯電話機１０００の向き（縦か横か）を判断して、表
示部１００２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
有する検出装置を設けることで、携帯電話機１０００の向き（縦か横か）を判断して、表
示部１００２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
【0243】
また、画面モードの切り替えは、表示部１００２を触れること、又は筐体１００１の操作
ボタン１００３の操作により行われる。また、表示部１００２に表示される画像の種類に
よって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画の
データであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
ボタン１００３の操作により行われる。また、表示部１００２に表示される画像の種類に
よって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画の
データであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
【0244】
また、入力モードにおいて、表示部１００２の光センサで検出される信号を検知し、表示
部１００２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モード
から表示モードに切り替えるように制御してもよい。
部１００２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モード
から表示モードに切り替えるように制御してもよい。
【0245】
表示部１００２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部１０
０２に掌や指を触れることで、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことがで
きる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシ
ング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
０２に掌や指を触れることで、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことがで
きる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシ
ング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
【0246】
本実施の形態の電子機器が搭載している保護回路は、接続のためのコンタクトホールを減
らして占有面積を減らしているうえ、第１酸化物半導体層よりも電気伝導率が高い第２酸
化物半導体層を第１酸化物半導体層と配線層の間に設けており、機能が高く、動作が安定
している。このような保護回路を搭載している本実施の形態の電子機器は信頼性が高い。
らして占有面積を減らしているうえ、第１酸化物半導体層よりも電気伝導率が高い第２酸
化物半導体層を第１酸化物半導体層と配線層の間に設けており、機能が高く、動作が安定
している。このような保護回路を搭載している本実施の形態の電子機器は信頼性が高い。
【0247】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
である。
【符号の説明】
【0248】
１０ 基板
１１ 走査線入力端子
１２ 信号線入力端子
１３ 走査線
１４ 信号線
１６ ゲート電極
１７ 画素部
１８ 画素
１９ 画素トランジスタ
２０ 保持容量部
２１ 画素電極
２２ 容量線
２３ 共通端子
２４ 保護回路
２５ 保護回路
２６ 保護回路
２７ 容量バス線
２８ 共通配線
２９ 共通配線
３０ 非線形素子
３０ａ 非線形素子
３０ｂ 非線形素子
３１ 非線形素子
３１ａ 非線形素子
３１ｂ 非線形素子
１００ 基板
１０２ ゲート絶縁膜
１０５ 導電膜
１０７ 層間絶縁膜
１１１ ゲート電極
１１３ 酸化物半導体層
１１４ 酸化物半導体層
１１４ａ 酸化物半導体層
１１４ｂ 酸化物半導体層
１１５ａ 導電層
１１５ｂ 導電層
１１７ａ 配線層
１１７ｂ 配線層
１２８ コンタクトホール
１３１ レジストマスク
１７０ａ 非線形素子
１７０ｂ 非線形素子
５８１ 薄膜トランジスタ
５８５ 絶縁層
５８７ 電極層
５８８ 電極層
５８９ 球形粒子
５９０ａ 黒色領域
５９０ｂ 白色領域
５９４ キャビティ
５９５ 充填材
６５０ 共通配線
６５１ 走査線
７３０ａ 非線形素子
７３０ｂ 非線形素子
７３０ｃ 非線形素子
７４０ａ 非線形素子
７４０ｂ 非線形素子
７４０ｃ 非線形素子
７４０ｄ 非線形素子
１０００ 携帯電話機
１００１ 筐体
１００２ 表示部
１００３ 操作ボタン
１００４ 外部接続ポート
１００５ スピーカ
１００６ マイク
２６００ ＴＦＴ基板
２６０１ 対向基板
２６０２ シール材
２６０３ 画素部
２６０４ 表示素子
２６０５ 着色層
２６０６ 偏光板
２６０７ 偏光板
２６０８ 配線回路部
２６０９ フレキシブル配線基板
２６１０ 冷陰極管
２６１１ 反射板
２６１２ 回路基板
２６１３ 拡散板
２６３１ ポスター
２６３２ 車内広告
２７００ 電子書籍
２７０１ 筐体
２７０３ 筐体
２７０５ 表示部
２７０７ 表示部
２７１１ 軸部
２７２１ 電源
２７２３ 操作キー
２７２５ スピーカ
４００１ 基板
４００２ 画素部
４００３ 信号線駆動回路
４００４ 走査線駆動回路
４００５ シール材
４００６ 基板
４００８ 液晶層
４０１０ 薄膜トランジスタ
４０１１ 薄膜トランジスタ
４０１３ 液晶素子
４０１５ 接続端子電極
４０１６ 端子電極
４０１８ ＦＰＣ
４０１９ 異方性導電膜
４０２０ 絶縁層
４０２１ 絶縁層
４０３０ 画素電極層
４０３１ 対向電極層
４０３２ 絶縁層
４５０１ 基板
４５０２ 画素部
４５０３ａ 信号線駆動回路
４５０４ａ 走査線駆動回路
４５０５ シール材
４５０６ 基板
４５０７ 充填材
４５０９ 薄膜トランジスタ
４５１０ 薄膜トランジスタ
４５１１ 発光素子
４５１２ 電界発光層
４５１３ 電極層
４５１５ 接続端子電極
４５１６ 端子電極
４５１７ 電極層
４５１８ａ ＦＰＣ
４５１９ 異方性導電膜
４５２０ 隔壁
５３００ 基板
５３０１ 画素部
５３０２ 走査線駆動回路
５３０３ 信号線駆動回路
５４００ 基板
５４０１ 画素部
５４０２ 走査線駆動回路
５４０３ 信号線駆動回路
５４０４ 走査線駆動回路
５５０１ 配線
５５０２ 配線
５５０３ 配線
５５０４ 配線
５５０５ 配線
５５０６ 配線
５５４３ ノード
５５４４ ノード
５５７１ 薄膜トランジスタ
５５７２ 薄膜トランジスタ
５５７３ 薄膜トランジスタ
５５７４ 薄膜トランジスタ
５５７５ 薄膜トランジスタ
５５７６ 薄膜トランジスタ
５５７７ 薄膜トランジスタ
５５７８ 薄膜トランジスタ
５６０１ ドライバＩＣ
５６０２ スイッチ群
５６０３ａ 薄膜トランジスタ
５６０３ｂ 薄膜トランジスタ
５６０３ｃ 薄膜トランジスタ
５６１１ 配線
５６１２ 配線
５６１３ 配線
５６２１ 配線
５７０１ フリップフロップ
５７０３ａ タイミング
５７０３ｂ タイミング
５７０３ｃ タイミング
５７１１ 配線
５７１２ 配線
５７１３ 配線
５７１４ 配線
５７１５ 配線
５７１６ 配線
５７１７ 配線
５７２１ 信号
５８０３ａ タイミング
５８０３ｂ タイミング
５８０３ｃ タイミング
５８２１ 信号
６４００ 画素
６４０１ スイッチング用トランジスタ
６４０２ 駆動用トランジスタ
６４０３ 容量素子
６４０４ 発光素子
６４０５ 信号線
６４０６ 走査線
６４０７ 電源線
６４０８ 共通電極
７００１ ＴＦＴ
７００２ 発光素子
７００３ 陰極
７００４ 発光層
７００５ 陽極
７０１１ 駆動用ＴＦＴ
７０１２ 発光素子
７０１３ 陰極
７０１４ 発光層
７０１５ 陽極
７０１６ 遮蔽膜
７０１７ 導電膜
７０２１ 駆動用ＴＦＴ
７０２２ 発光素子
７０２３ 陰極
７０２４ 発光層
７０２５ 陽極
７０２７ 導電膜
９６００ テレビジョン装置
９６０１ 筐体
９６０３ 表示部
９６０５ スタンド
９６０７ 表示部
９６０９ 操作キー
９６１０ リモコン操作機
９７００ デジタルフォトフレーム
９７０１ 筐体
９７０３ 表示部
９８８１ 筐体
９８８２ 表示部
９８８３ 表示部
９８８４ スピーカ部
９８８５ 操作キー
９８８６ 記録媒体挿入部
９８８７ 接続端子
９８８８ センサ
９８８９ マイクロフォン
９８９０ ＬＥＤランプ
９８９１ 筐体
９８９３ 連結部
９９００ スロットマシン
９９０１ 筐体
９９０３ 表示部
１１ 走査線入力端子
１２ 信号線入力端子
１３ 走査線
１４ 信号線
１６ ゲート電極
１７ 画素部
１８ 画素
１９ 画素トランジスタ
２０ 保持容量部
２１ 画素電極
２２ 容量線
２３ 共通端子
２４ 保護回路
２５ 保護回路
２６ 保護回路
２７ 容量バス線
２８ 共通配線
２９ 共通配線
３０ 非線形素子
３０ａ 非線形素子
３０ｂ 非線形素子
３１ 非線形素子
３１ａ 非線形素子
３１ｂ 非線形素子
１００ 基板
１０２ ゲート絶縁膜
１０５ 導電膜
１０７ 層間絶縁膜
１１１ ゲート電極
１１３ 酸化物半導体層
１１４ 酸化物半導体層
１１４ａ 酸化物半導体層
１１４ｂ 酸化物半導体層
１１５ａ 導電層
１１５ｂ 導電層
１１７ａ 配線層
１１７ｂ 配線層
１２８ コンタクトホール
１３１ レジストマスク
１７０ａ 非線形素子
１７０ｂ 非線形素子
５８１ 薄膜トランジスタ
５８５ 絶縁層
５８７ 電極層
５８８ 電極層
５８９ 球形粒子
５９０ａ 黒色領域
５９０ｂ 白色領域
５９４ キャビティ
５９５ 充填材
６５０ 共通配線
６５１ 走査線
７３０ａ 非線形素子
７３０ｂ 非線形素子
７３０ｃ 非線形素子
７４０ａ 非線形素子
７４０ｂ 非線形素子
７４０ｃ 非線形素子
７４０ｄ 非線形素子
１０００ 携帯電話機
１００１ 筐体
１００２ 表示部
１００３ 操作ボタン
１００４ 外部接続ポート
１００５ スピーカ
１００６ マイク
２６００ ＴＦＴ基板
２６０１ 対向基板
２６０２ シール材
２６０３ 画素部
２６０４ 表示素子
２６０５ 着色層
２６０６ 偏光板
２６０７ 偏光板
２６０８ 配線回路部
２６０９ フレキシブル配線基板
２６１０ 冷陰極管
２６１１ 反射板
２６１２ 回路基板
２６１３ 拡散板
２６３１ ポスター
２６３２ 車内広告
２７００ 電子書籍
２７０１ 筐体
２７０３ 筐体
２７０５ 表示部
２７０７ 表示部
２７１１ 軸部
２７２１ 電源
２７２３ 操作キー
２７２５ スピーカ
４００１ 基板
４００２ 画素部
４００３ 信号線駆動回路
４００４ 走査線駆動回路
４００５ シール材
４００６ 基板
４００８ 液晶層
４０１０ 薄膜トランジスタ
４０１１ 薄膜トランジスタ
４０１３ 液晶素子
４０１５ 接続端子電極
４０１６ 端子電極
４０１８ ＦＰＣ
４０１９ 異方性導電膜
４０２０ 絶縁層
４０２１ 絶縁層
４０３０ 画素電極層
４０３１ 対向電極層
４０３２ 絶縁層
４５０１ 基板
４５０２ 画素部
４５０３ａ 信号線駆動回路
４５０４ａ 走査線駆動回路
４５０５ シール材
４５０６ 基板
４５０７ 充填材
４５０９ 薄膜トランジスタ
４５１０ 薄膜トランジスタ
４５１１ 発光素子
４５１２ 電界発光層
４５１３ 電極層
４５１５ 接続端子電極
４５１６ 端子電極
４５１７ 電極層
４５１８ａ ＦＰＣ
４５１９ 異方性導電膜
４５２０ 隔壁
５３００ 基板
５３０１ 画素部
５３０２ 走査線駆動回路
５３０３ 信号線駆動回路
５４００ 基板
５４０１ 画素部
５４０２ 走査線駆動回路
５４０３ 信号線駆動回路
５４０４ 走査線駆動回路
５５０１ 配線
５５０２ 配線
５５０３ 配線
５５０４ 配線
５５０５ 配線
５５０６ 配線
５５４３ ノード
５５４４ ノード
５５７１ 薄膜トランジスタ
５５７２ 薄膜トランジスタ
５５７３ 薄膜トランジスタ
５５７４ 薄膜トランジスタ
５５７５ 薄膜トランジスタ
５５７６ 薄膜トランジスタ
５５７７ 薄膜トランジスタ
５５７８ 薄膜トランジスタ
５６０１ ドライバＩＣ
５６０２ スイッチ群
５６０３ａ 薄膜トランジスタ
５６０３ｂ 薄膜トランジスタ
５６０３ｃ 薄膜トランジスタ
５６１１ 配線
５６１２ 配線
５６１３ 配線
５６２１ 配線
５７０１ フリップフロップ
５７０３ａ タイミング
５７０３ｂ タイミング
５７０３ｃ タイミング
５７１１ 配線
５７１２ 配線
５７１３ 配線
５７１４ 配線
５７１５ 配線
５７１６ 配線
５７１７ 配線
５７２１ 信号
５８０３ａ タイミング
５８０３ｂ タイミング
５８０３ｃ タイミング
５８２１ 信号
６４００ 画素
６４０１ スイッチング用トランジスタ
６４０２ 駆動用トランジスタ
６４０３ 容量素子
６４０４ 発光素子
６４０５ 信号線
６４０６ 走査線
６４０７ 電源線
６４０８ 共通電極
７００１ ＴＦＴ
７００２ 発光素子
７００３ 陰極
７００４ 発光層
７００５ 陽極
７０１１ 駆動用ＴＦＴ
７０１２ 発光素子
７０１３ 陰極
７０１４ 発光層
７０１５ 陽極
７０１６ 遮蔽膜
７０１７ 導電膜
７０２１ 駆動用ＴＦＴ
７０２２ 発光素子
７０２３ 陰極
７０２４ 発光層
７０２５ 陽極
７０２７ 導電膜
９６００ テレビジョン装置
９６０１ 筐体
９６０３ 表示部
９６０５ スタンド
９６０７ 表示部
９６０９ 操作キー
９６１０ リモコン操作機
９７００ デジタルフォトフレーム
９７０１ 筐体
９７０３ 表示部
９８８１ 筐体
９８８２ 表示部
９８８３ 表示部
９８８４ スピーカ部
９８８５ 操作キー
９８８６ 記録媒体挿入部
９８８７ 接続端子
９８８８ センサ
９８８９ マイクロフォン
９８９０ ＬＥＤランプ
９８９１ 筐体
９８９３ 連結部
９９００ スロットマシン
９９０１ 筐体
９９０３ 表示部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】