(57)【要約】【課題】酸化物半導体を用いたトランジスタを有する、信頼性の高い表示装置を提供する。【解決手段】シール材と接する層に、シール材との密着性が高く、水素や水等のブロッキング効果が高い膜である窒素を含む無機絶縁膜を用いる。かつ、トランジスタ上に設けられた有機絶縁膜の端部側面の外側にシール材を設ける、又は該窒素を含む無機絶縁膜で、該有機絶縁膜の外側領域から該有機絶縁膜の端部側面及び端部上面を覆うことで、有機絶縁膜の端部側面が大気に露出しないようにする。これにより、表示装置の外部に存在する水素や水等が、トランジスタに含まれる酸化物半導体中に混入することを抑制できるため、信頼性の高い表示装置を実現できる。【選択図】図１
2020030419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、
前記第１の基板上のトランジスタと、
前記トランジスタ上の有機絶縁膜と、
前記有機絶縁膜上の表示素子と、
前記表示素子上の第２の基板と、を有し、
前記トランジスタは、
ゲート電極と、
チャネル形成領域を含む酸化物半導体と、
前記ゲート電極と前記酸化物半導体との間に第１の無機絶縁膜と、
前記酸化物半導体と電気的に接続するソース電極及びドレイン電極と、を有し、
前記ソース電極又は前記ドレイン電極は、前記表示素子と電気的に接続され、
前記トランジスタを囲むように、前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合せるシール材が配置され、
前記シール材は、前記第１の無機絶縁膜と接し、且つ、前記有機絶縁膜の端部側面の外側に位置し、
昇温脱離ガス分析法において、前記第１の無機絶縁膜の水素分子の放出量が５×１０２１分子／ｃｍ３未満である表示装置。
【請求項２】
第１の基板と、
前記第１の基板上のトランジスタと、
前記トランジスタ上の有機絶縁膜と、
前記有機絶縁膜上の表示素子と、
前記表示素子上の第２の基板と、を有し、
前記トランジスタは、
ゲート電極と、
チャネル形成領域を含む酸化物半導体と、
前記ゲート電極と前記酸化物半導体との間に第１の無機絶縁膜と、
前記酸化物半導体と電気的に接続するソース電極及びドレイン電極と、を有し、
前記ソース電極又は前記ドレイン電極は、前記表示素子と電気的に接続され、
前記トランジスタを囲むように、前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合せるシール材が配置され、
前記シール材は、前記第１の無機絶縁膜と接し、且つ、前記有機絶縁膜の端部側面の外側に位置し、
電子スピン共鳴法において、前記第１の無機絶縁膜のＮｃセンターに現れる信号に対応するスピン密度が、１×１０１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以下である表示装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記酸化物半導体は、Ｉｎと、Ｇａと、Ｚｎと、を有する表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
酸化物半導体を用いたトランジスタを有する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜を用いてトランジスタを構成する技術が
注目されている。該トランジスタは集積回路（ＩＣ）や表示装置のような電子デバイスに
広く応用されている。トランジスタに適用可能な半導体薄膜としてシリコン系半導体材料
が広く知られているが、その他の材料として酸化物半導体が注目されている。
【０００３】
例えば、酸化物半導体として、酸化亜鉛又はＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物半導体を用いてト
ランジスタを作製する技術が開示されている（特許文献１及び特許文献２参照）。
【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】
しかし、酸化物半導体は、酸素の不足などによる化学量論的組成からのずれや、電子供与
体を形成する水素や水の混入などが生じると、その電気伝導度が変化してしまう。このよ
うな現象は、酸化物半導体を用いたトランジスタを含む表示装置にとって、電気特性の変
動要因となる。
【０００６】
このため、表示装置の作製工程において酸化物半導体への水分等の混入を防止するだけで
なく、表示装置作製後においても装置外部から酸化物半導体に水分等が混入することを抑
制する必要がある。
【０００７】
したがって、本発明の一態様は、酸化物半導体を用いたトランジスタを有する、信頼性の
高い表示装置を提供することを目的の一とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様の表示装置は、第１の基板上に、酸化物半導体を用いたトランジスタと、
該トランジスタ上に設けられた有機絶縁膜と、該有機絶縁膜上に設けられ、該トランジス
タと電気的に接続する表示素子とを有する。さらに、該表示装置は、第１の基板のトラン
ジスタ等が形成された面（第１の面とも記す）と対向配置された第２の基板と、トランジ
スタを囲むように枠状に配置され、第１の基板及び第２の基板を貼り合わせるシール材と
を有する。該表示装置において、シール材が第１の基板側で窒素を含む無機絶縁膜と接す
る、かつ、有機絶縁膜の端部側面が大気に露出しないことで、表示装置の外部に存在する
水素や水の、トランジスタに含まれる酸化物半導体中への混入を抑制できる。
【０００９】
具体的には、本発明の一態様は、ゲート電極と酸化物半導体層の間の窒素を含む第１の無
機絶縁膜、並びに、酸化物半導体層と電気的に接続するソース電極及びドレイン電極を有
するトランジスタと、トランジスタ上の有機絶縁膜と、有機絶縁膜上の、ソース電極又は
ドレイン電極と電気的に接続する表示素子とを第１の面上に有する第１の基板と、第１の
面と対向配置された第２の基板と、トランジスタを囲むように枠状に配置され、第１の基
板と第２の基板を貼り合わせるシール材とを有し、シール材は、第１の無機絶縁膜と接し
、有機絶縁膜の端部側面の外側に位置する表示装置である。
【００１０】
窒素を含む無機絶縁膜とシール材の密着性は高く、該無機絶縁膜は水素や水等のブロッキ
ング効果が高い膜である。そのため、シール材が窒素を含む第１の無機絶縁膜と接するこ
とで、表示装置の外部に存在する水素や水が、第１の無機絶縁膜とシール材の界面や第１
の無機絶縁膜中に混入することを抑制できる。したがって、上記の表示装置では、表示装
置の外部に存在する水素や水が、トランジスタに含まれる酸化物半導体中に混入すること
を抑制できる。
【００１１】
また、上記表示装置では、トランジスタ上に設けられた有機絶縁膜の端部側面の外側にシ
ール材が設けられているため、該有機絶縁膜の端部側面が大気に露出しない。したがって
、大気中の水分等が、該有機絶縁膜を介して表示装置の内部、さらにはトランジスタの内
部（酸化物半導体等）に混入することを抑制できる。
【００１２】
また、本発明の一態様は、ゲート電極と酸化物半導体層の間のゲート絶縁膜、並びに、酸
化物半導体層と電気的に接続するソース電極及びドレイン電極を有するトランジスタと、
トランジスタを覆う窒素を含む第１の無機絶縁膜と、第１の無機絶縁膜上の有機絶縁膜と
、有機絶縁膜上の、ソース電極又はドレイン電極と電気的に接続する表示素子とを第１の
面上に有する第１の基板と、第１の基板の第１の面と対向配置された第２の基板と、トラ
ンジスタを囲むように枠状に配置され、第１の基板と第２の基板を貼り合わせるシール材
とを有し、シール材は、第１の無機絶縁膜と接し、有機絶縁膜の端部側面の外側に位置す
る表示装置である。
【００１３】
水素や水等のブロッキング効果が高い膜である窒素を含む第１の無機絶縁膜が、トランジ
スタを覆う上記構成では、トランジスタの外部に存在する水素や水が、酸化物半導体に混
入することを抑制できる。したがって、表示装置の外部に存在する水素や水が、酸化物半
導体中に混入することを抑制するだけでなく、表示装置の内部に水素や水が存在していた
場合でも、酸化物半導体に水素や水が混入することを抑制できる。
【００１４】
また、本発明の一態様は、ゲート電極と酸化物半導体層の間のゲート絶縁膜、並びに、酸
化物半導体層と電気的に接続するソース電極及びドレイン電極を有するトランジスタと、
トランジスタ上の有機絶縁膜と、有機絶縁膜の外側領域から有機絶縁膜の端部側面及び端
部上面を覆う窒素を含む第１の無機絶縁膜と、有機絶縁膜上の、ソース電極又はドレイン
電極と電気的に接続する表示素子とを第１の面上に有する第１の基板と、第１の基板の第
１の面と対向配置された第２の基板と、トランジスタを囲むように枠状に配置され、第１
の基板と第２の基板を貼り合わせるシール材とを有し、シール材は、第１の無機絶縁膜と
接し、少なくとも一部又は全部が有機絶縁膜と重なる表示装置である。
【００１５】
水素や水等のブロッキング効果が高い膜である窒素を含む第１の無機絶縁膜が、有機絶縁
膜の外側領域から有機絶縁膜の端部側面及び端部上面を覆う上記構成では、該有機絶縁膜
の端部側面が大気に露出しない。したがって、大気中の水分等が、該有機絶縁膜を介して
表示装置の内部、さらにはトランジスタの内部（酸化物半導体等）に混入することを抑制
できる。
【００１６】
シール材の少なくとも一部又は全部が有機絶縁膜と重なる上記構成では、表示装置の狭額
縁化を図ることができる。
【００１７】
上記本発明の一態様の表示装置において、シール材に、ガラスを用いることが好ましい。
【００１８】
ガラス等の無機材料は、樹脂等の有機材料に比べて透湿性が低いため、表示装置の外部に
存在する水素や水が、シール材中に混入することを抑制できる。したがって、表示装置の
外部に存在する水素や水が、トランジスタに含まれる酸化物半導体中に混入することを抑
制できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の一態様の表示装置では、シール材と接する層に、シール材との密着性が高く、水
素や水等のブロッキング効果が高い膜である窒素を含む無機絶縁膜を用いる。かつ、トラ
ンジスタ上に設けられた有機絶縁膜の端部側面の外側にシール材を設ける、又は該窒素を
含む無機絶縁膜で、該有機絶縁膜の外側領域から該有機絶縁膜の端部側面及び端部上面を
覆うことで、有機絶縁膜の端部側面が大気に露出しないようにする。これにより、表示装
置の外部に存在する水素や水等が、トランジスタに含まれる酸化物半導体中に混入するこ
とを抑制できるため、水素や水等による電気特性の変動が少なく、信頼性の高い表示装置
を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一態様の表示装置の一例を示す図。
【図２】本発明の一態様の表示装置の一例を示す図。
【図３】本発明の一態様の表示装置の一例を示す図。
【図４】本発明の一態様の表示装置の一例を示す図。
【図５】本発明の一態様の表示装置の一例を示す図。
【図６】本発明の一態様の表示装置の一例を示す図。
【図７】本発明の一態様の表示装置の一例を示す図。
【図８】本発明の一態様の表示装置の一例を示す図。
【図９】トランジスタの一例を示す図。
【図１０】電子機器の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定さ
れず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し
得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の
記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において
、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、
その繰り返しの説明は省略する。
【００２２】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について、図１乃至図８を用いて説明する
。ただし、本発明は、本実施の形態に示す構成例に限られない。また、各構成は適宜組み
合わせて用いることができる。
【００２３】
本発明の一態様の表示装置は、第１の基板上に、酸化物半導体を用いたトランジスタと、
該トランジスタ上に設けられた有機絶縁膜と、該有機絶縁膜上に設けられ、該トランジス
タと電気的に接続する表示素子とを有する。かつ、第１の基板上には、窒素を含む第１の
無機絶縁膜が設けられている。さらに、該表示装置は、第１の基板の第１の無機絶縁膜が
形成された面（第１の面）と対向配置された第２の基板と、トランジスタを囲むように枠
状に配置され、第１の基板及び第２の基板を貼り合わせるシール材とを有する。そして、
シール材は、第１の基板側において、第１の無機絶縁膜と接する。
【００２４】
窒素を含む無機絶縁膜とシール材の密着性は高く、該無機絶縁膜は水素や水等のブロッキ
ング効果が高い膜である。そのため、シール材が窒素を含む第１の無機絶縁膜と接するこ
とで、表示装置の外部に存在する水素や水が、第１の無機絶縁膜とシール材の界面や第１
の無機絶縁膜中に混入することを抑制できる。したがって、上記表示装置では、表示装置
の外部に存在する水素や水が、トランジスタに含まれる酸化物半導体中に混入することを
抑制できる。
【００２５】
第１の無機絶縁膜としては、例えば、トランジスタの下地膜等、第１の基板とトランジス
タの間に設けられた無機絶縁膜を用いてもよいし、ゲート絶縁膜等、トランジスタや表示
素子に含まれる無機絶縁膜を用いてもよいし、トランジスタや表示素子の保護膜等、トラ
ンジスタと有機絶縁膜の間に設けられた無機絶縁膜、又は有機絶縁膜上に設けられた無機
絶縁膜を用いてもよい。
【００２６】
本発明の一態様の表示装置は、第１の基板と有機絶縁膜の間に窒素を含む第１の無機絶縁
膜を有し、シール材が、第１の基板側において、第１の無機絶縁膜と接し、有機絶縁膜の
端部側面の外側に設けられている。
【００２７】
上記表示装置では、トランジスタ上に設けられた有機絶縁膜の端部側面の外側にシール材
が設けられているため、該有機絶縁膜の端部側面が大気に露出しない。したがって、大気
中の水分等が、該有機絶縁膜を介して表示装置の内部、さらにはトランジスタの内部（酸
化物半導体等）に混入することを抑制できる。
【００２８】
本発明の別の態様の表示装置は、有機絶縁膜の外側領域から該有機絶縁膜の端部側面及び
端部上面を覆う窒素を含む第１の無機絶縁膜を有し、シール材が、第１の基板側において
、第１の無機絶縁膜と接し、少なくとも一部又は全部が有機絶縁膜と重なる。
【００２９】
上記表示装置では、水素や水等のブロッキング効果が高い膜である窒素を含む第１の無機
絶縁膜が、有機絶縁膜の外側領域から有機絶縁膜の端部側面及び端部上面を覆っているた
め、該有機絶縁膜の端部側面が大気に露出しない。したがって、大気中の水分等が、該有
機絶縁膜を介して表示装置の内部、さらにはトランジスタの内部（酸化物半導体等）に混
入することを抑制できる。
【００３０】
≪構成例１≫
図１（Ａ）に本発明の一態様の表示装置の平面図を示す。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）にお
ける一点鎖線Ａ１−Ｂ１間を拡大した平面図、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）における一点鎖
線Ｄ１−Ｅ１間を拡大した平面図、図１（Ｄ）は、図１（Ａ）における一点鎖線Ａ１−Ｂ
１間、Ｃ１−Ｄ１間、Ｄ１−Ｅ１間、及びＦ１−Ｇ１間の断面図である。なお、本実施の
形態で用いる平面図では、一部の構成を省略して示している場合がある。
【００３１】
図１（Ａ）に示す表示装置は、基板４０１上に、画素部４０２、信号線駆動回路４０３、
走査線駆動回路４０４、及びＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉ
ｔ）４１８を有する。シール材４０５は、画素部４０２、信号線駆動回路４０３、及び走
査線駆動回路４０４を囲むように枠状に配置され、基板４０１及び基板４０６を貼り合わ
せている。表示装置は、さらに駆動回路を保護するための保護回路を備えていてもよい。
【００３２】
信号線駆動回路４０３及び走査線駆動回路４０４は、トランジスタを複数有する。信号線
駆動回路４０３及び走査線駆動回路４０４には、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路、又
はＮＭＯＳ回路を用いることができる。本発明の一態様では、トランジスタを含む駆動回
路の一部又は全体を画素部が形成される絶縁表面上に一体形成し、システムオンパネルを
形成することができる。又は、画素部が形成される絶縁表面とは別の位置に駆動回路を設
ける構成としてもよい。
【００３３】
基板４０１上には、駆動回路に外部からの信号（ビデオ信号、クロック信号、スタート信
号、又はリセット信号等）や電位を伝達する外部入力端子を接続するための引き回し配線
が設けられる。ここでは、外部入力端子としてＦＰＣ４１８を設ける例を示している。な
お、ＦＰＣ４１８にはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていてもよい。
【００３４】
画素部４０２が備える表示素子としては、液晶素子（液晶表示素子）、発光素子（発光表
示素子）等を用いることができる。発光素子は、電流又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（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅ
ｎｃｅ）素子、有機ＥＬ素子等が含まれる。
【００３５】
また、表示装置として、電子インクを駆動させる電子ペーパーを提供することも可能であ
る。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）とも呼ばれており、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。
【００３６】
表示装置の画素部４０２及び駆動回路は、それぞれトランジスタを複数有している。本発
明の一態様が適用された表示装置では、酸化物半導体を用いたトランジスタを、画素部４
０２に備えていてもよいし、画素部４０２と同じ基板に形成された駆動回路に備えていて
もよい。少なくとも一対の基板がシール材４０５で貼り合わされてできる空間内に、酸化
物半導体を用いたトランジスタが１以上設けられていればよい。図１（Ｄ）では、画素部
４０２に含まれる酸化物半導体を用いたトランジスタ２５１を例示している。
【００３７】
トランジスタ２５１は、基板４０１上のゲート電極２０１、ゲート電極２０１上のゲート
絶縁膜２０３、ゲート絶縁膜２０３を介してゲート電極２０１と重なる酸化物半導体層２
０５、及び酸化物半導体層２０５と電気的に接続する一対の電極２０７ａ、２０７ｂ（ソ
ース電極及びドレイン電極）を有する。トランジスタ２５１が備えるゲート絶縁膜２０３
は、ゲート電極２０１と接する第１のゲート絶縁膜２０３ａと、酸化物半導体層２０５と
接する第２のゲート絶縁膜２０３ｂと、を有する。
【００３８】
さらに、画素部４０２には、トランジスタ２５１を覆う保護膜２０９が設けられている。
保護膜２０９は、酸化物半導体層２０５と接する第１の保護膜２０９ａと、第１の保護膜
２０９ａ上の第２の保護膜２０９ｂと、を有する。
【００３９】
本実施の形態では、第１のゲート絶縁膜２０３ａとして、窒化シリコン膜を用い、第２の
ゲート絶縁膜２０３ｂとして、窒素を含む酸化シリコン膜を用いる。
【００４０】
本実施の形態では、第１の保護膜２０９ａとして、窒素を含む酸化シリコン膜を用い、第
２の保護膜２０９ｂとして、窒化シリコン膜を用いる。
【００４１】
ただし、各構成例において、シール材４０５と接する層以外は、必ずしも窒素を含む無機
絶縁膜でなくてもよい。
【００４２】
なお、本実施の形態において、第２のゲート絶縁膜２０３ｂ及び第１の保護膜２０９ａは
いずれも窒素を含む酸化シリコン膜であるため、第２のゲート絶縁膜２０３ｂ及び第１の
保護膜２０９ａが接して設けられている領域では、第１の保護膜２０９ａをエッチングす
る際に、第２のゲート絶縁膜２０３ｂも同時に除去される場合がある。したがって、本実
施の形態では、エッチング等により第１の保護膜２０９ａを除去した領域には、第２のゲ
ート絶縁膜２０３ｂを図示しない（第１の保護膜２０９ａと接する第２のゲート絶縁膜２
０３ｂも除去されたものとする）場合があるが、これに限られない。
【００４３】
また、保護膜２０９上には、有機絶縁膜４０７が設けられ、有機絶縁膜４０７上には、ト
ランジスタ２５１と電気的に接続する液晶素子２６０が設けられている。液晶素子２６０
は、基板面に対して縦方向に電界を発生させる方式（縦電界方式）の液晶素子である。液
晶素子２６０は、電極２０７ｂと電気的に接続する下部電極４２１と、基板４０６上に設
けられた上部電極４２２と、液晶層４２３と、を含む。
【００４４】
下部電極４２１と液晶層４２３の間、及び、上部電極４２２と液晶層４２３の間には、液
晶層４２３を挟持するように配向膜４２４として機能する絶縁膜が、それぞれ設けられて
いる。
【００４５】
また、スペーサ４２５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、液晶層４２３の膜厚（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もよい。
【００４６】
また、配線４１５及び配線４４１は、異方性導電膜４１９を介してＦＰＣ４１８と電気的
に接続されている。本実施の形態では、配線４４１の材料として、インジウム錫酸化物等
の導電性酸化物を用いる。ここで、配線４１５が第１のゲート絶縁膜２０３ａで覆われて
いない領域に配線４４１を形成することが、配線４１５の酸化を防止できるため好ましい
。ただし、配線４１５が酸化しにくい材料や導電性酸化物からなる場合は、配線４４１は
設けなくてもよい。また、配線４１５が第１のゲート絶縁膜２０３ａで覆われていること
で、シール材４０５と接する層が窒素を含む無機絶縁膜となり、シール材４０５との密着
性を高めることができ、好ましい。配線４１５は、トランジスタ２５１のゲート電極２０
１と同じ導電層から形成され、配線４４１は、液晶素子２６０の下部電極４２１と同じ導
電層で形成されている。本実施の形態で示す各構成例で示すように、素子を構成する導電
層と同じ材料、同じ工程で配線を作製することで、表示装置の作製工程を簡略化すること
ができ、好ましい。
【００４７】
また、基板４０６上には下地膜４３２が設けられ、下地膜４３２上にカラーフィルタ４１
３及びブラックマトリクス４１４が設けられ、カラーフィルタ４１３及びブラックマトリ
クス４１４上にオーバーコート層４１２が設けられている。
【００４８】
図１（Ａ）、（Ｄ）に示すように、構成例１では、基板４０１及び基板４０６がシール材
４０５で貼り合わされた外部に、液晶素子２６０の共通接続部４４０（コモンコンタクト
部）を有する場合を示している。
【００４９】
共通接続部４４０において、基板４０１上には、ゲート絶縁膜２０３と、ゲート絶縁膜２
０３上の配線４４７と、配線４４７上の配線４４８と、が設けられており、基板４０６上
には、下地膜４３２と、下地膜４３２上のブラックマトリクス４１４と、ブラックマトリ
クス４１４上のオーバーコート層４１２と、オーバーコート層４１２上の上部電極４２２
が設けられている。基板４０１及び基板４０６の間には、導電性粒子４４６を含む樹脂層
４４５が設けられており、導電性粒子４４６によって、基板４０１上の配線４４７及び配
線４４８と、基板４０６上の上部電極４２２とが電気的に接続される。樹脂層４４５には
、シール材４０５に用いることができる樹脂を適用することができ、シール材４０５と同
じ材料を用いても良く、異なる材料を用いてもよい。
【００５０】
ここで、構成例１では、シール材４０５と第１のゲート絶縁膜２０３ａが接する。第１の
ゲート絶縁膜２０３ａは窒素を含む無機絶縁膜であるため、水素や水等のブロッキング効
果が高い。かつ、シール材４０５と第１のゲート絶縁膜２０３ａの密着性は高い。したが
って、装置の外部に存在する水素や水が、シール材４０５と第１のゲート絶縁膜２０３ａ
の界面や第１のゲート絶縁膜２０３ａ中に混入することを抑制できる。したがって、装置
の外部に存在する水素や水が、トランジスタ２５１に含まれる酸化物半導体中に混入する
ことを抑制できる。また、第１のゲート絶縁膜２０３ａは、基板４０１に含まれる水分等
が酸化物半導体層２０５に混入することも抑制できる。
【００５１】
また、トランジスタに含まれる酸化物半導体層２０５は、ゲート絶縁膜２０３及び保護膜
２０９によって全体が覆われている。このような構成とすることで、ゲート絶縁膜２０３
よりも基板４０１側に設けられた基板４０１上の各層（例えば、下地膜や基板４０１等）
、及び、保護膜２０９よりも基板４０６側に設けられた基板４０１上の各層（例えば、有
機絶縁膜４０７、表示素子や発光素子等）に含まれる水分等の不純物が酸化物半導体層２
０５に混入することを抑制できるため、好ましい。
【００５２】
図１（Ｂ）乃至（Ｄ）に示すように、構成例１では、有機絶縁膜４０７の端部側面の外側
にシール材４０５が設けられており、有機絶縁膜４０７の端部側面が大気に露出しない。
したがって、大気中の水分等が、有機絶縁膜４０７を介して表示装置の内部、さらにはト
ランジスタの内部（酸化物半導体等）に混入することを抑制できる。
【００５３】
≪構成例２≫
図２（Ａ）に本発明の一態様の表示装置の平面図を示す。図２（Ｂ）は図２（Ａ）におけ
る一点鎖線Ａ２−Ｂ２間、Ｃ２−Ｄ２間、及びＥ２−Ｆ２間の断面図である。
【００５４】
図２（Ａ）に示す表示装置は、基板４０１上に、画素部４０２、信号線駆動回路４０３、
走査線駆動回路４０４、及びＦＰＣ４１８を有する。シール材４０５は、画素部４０２、
信号線駆動回路４０３、及び走査線駆動回路４０４を囲むように枠状に配置され、基板４
０１及び基板４０６を貼り合わせている。
【００５５】
図２（Ｂ）に示す画素部４０２は、トランジスタ２５１と、トランジスタ２５１を覆う保
護膜２０９と、保護膜２０９上の有機絶縁膜４０７と、有機絶縁膜４０７上の液晶素子２
６０と、を有する。これらの構成は、構成例１と同様であるため、詳細な説明は省略する
。また、スペーサ４２５、配向膜４２４として機能する絶縁膜、並びに、基板４０６上に
設けられたカラーフィルタ４１３、ブラックマトリクス４１４、及びオーバーコート層４
１２についても同様である。
【００５６】
配線４１５、配線４１６、配線４１７、及び配線４４１は、異方性導電膜４１９を介して
ＦＰＣ４１８と電気的に接続されている。ここで、配線４１６を覆う配線４４１を形成す
ることで、配線４１６の酸化を防止できるため好ましい。ただし、配線４１６が酸化しに
くい材料や導電性酸化物からなる場合は、配線４４１は設けなくてもよい。また、配線４
１５が第１のゲート絶縁膜２０３ａで覆われていることで、シール材４０５と接する層が
窒素を含む無機絶縁膜となり、シール材４０５との密着性を高めることができ、好ましい
。配線４１５は、トランジスタ２５１のゲート電極と同じ導電層から形成され、配線４１
６及び配線４１７は、トランジスタ２５１の一対の電極（ソース電極及びドレイン電極）
と同じ導電層から形成され、配線４４１は、液晶素子２６０の下部電極４２１と同じ導電
層で形成されている。
【００５７】
図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、構成例２では、基板４０１及び基板４０６がシール材４
０５で貼り合わされた内部に、液晶素子２６０の共通接続部４４０（コモンコンタクト部
）を有する場合を示している。
【００５８】
共通接続部４４０において、基板４０１上には、ゲート絶縁膜２０３と、ゲート絶縁膜２
０３上の配線４４７と、配線４４７上の配線４４８と、が設けられており、基板４０６上
には、上部電極４２２が設けられている。共通接続部４４０はシール材４０５が設けられ
た領域の一部に相当する。シール材４０５のうち、共通接続部４４０に相当する領域には
、導電性粒子４４６が含まれている。導電性粒子４４６によって、基板４０１上の配線４
４７及び配線４４８と、基板４０６上の上部電極４２２とが電気的に接続される。
【００５９】
ここで、構成例２では、シール材４０５と第１のゲート絶縁膜２０３ａが接する。第１の
ゲート絶縁膜２０３ａは窒素を含む無機絶縁膜であるため、水素や水等のブロッキング効
果が高い。かつ、シール材４０５と第１のゲート絶縁膜２０３ａの密着性は高い。したが
って、装置の外部に存在する水素や水が、シール材４０５と第１のゲート絶縁膜２０３ａ
の界面や第１のゲート絶縁膜２０３ａ中に混入することを抑制できる。したがって、装置
の外部に存在する水素や水が、トランジスタ２５１に含まれる酸化物半導体中に混入する
ことを抑制できる。また、第１のゲート絶縁膜２０３ａは、基板４０１に含まれる水分等
が酸化物半導体層２０５に混入することも抑制できる。
【００６０】
また、トランジスタに含まれる酸化物半導体層２０５は、ゲート絶縁膜２０３及び保護膜
２０９によって全体が覆われている。このような構成とすることで、ゲート絶縁膜２０３
よりも基板４０１側の各層、及び、保護膜２０９よりも基板４０６側の各層に含まれる水
分等の不純物が酸化物半導体層２０５に混入することを抑制できるため、好ましい。
【００６１】
また、構成例２では、有機絶縁膜４０７の端部側面の外側にシール材４０５が設けられて
おり、有機絶縁膜４０７の端部側面が大気に露出しない。したがって、大気中の水分等が
、有機絶縁膜４０７を介して表示装置の内部、さらにはトランジスタの内部（酸化物半導
体等）に混入することを抑制できる。
【００６２】
≪構成例３≫
図３（Ａ）に本発明の一態様の表示装置の平面図を示す。図３（Ｂ）は図３（Ａ）におけ
る一点鎖線Ａ３−Ｂ３間の断面図である。
【００６３】
図３（Ａ）に示す表示装置は、基板４０１上に、画素部４０２、信号線駆動回路４０３、
走査線駆動回路４０４、及びＦＰＣ４１８を有する。シール材４０５は、画素部４０２、
信号線駆動回路４０３、及び走査線駆動回路４０４を囲むように枠状に配置され、基板４
０１及び基板４０６を貼り合わせている。図３（Ｂ）に示すように、基板４０１及び基板
４０６がシール材４０５で貼り合わされた空間４０８に、トランジスタ２５１、トランジ
スタ４５０、及び発光素子２７０等が設けられている。
【００６４】
表示装置の画素部４０２及び駆動回路はそれぞれトランジスタを複数有しており、図３（
Ｂ）では、画素部４０２に含まれるトランジスタ２５１及び信号線駆動回路４０３に含ま
れるトランジスタ４５０を例示している。トランジスタ２５１は、構成例１と同様である
ため、詳細な説明は省略する。また、トランジスタ４５０は、トランジスタ２５１と同様
の構成であるため、詳細な説明は省略する。
【００６５】
また、駆動回路用のトランジスタ（例えばトランジスタ４５０）の酸化物半導体層のチャ
ネル形成領域と重なる位置（例えば保護膜２０９上や有機絶縁膜４０７上）にさらに導電
層を設けてもよい。導電層を酸化物半導体層のチャネル形成領域と重なる位置に設けるこ
とによって、トランジスタのしきい値電圧の変化量を低減することができる。また、導電
層は、電位がトランジスタのゲート電極と同じでもよいし、異なっていても良く、第２の
ゲート電極として機能させることもできる。また、導電層の電位がＧＮＤ、０Ｖであって
もよい。
【００６６】
また、該導電層は外部の電場を遮蔽する、すなわち外部の電場が内部（トランジスタを含
む回路部）に作用しないようにする機能（特に静電気に対する静電遮蔽機能）も有する。
導電層の遮蔽機能により、静電気などの外部の電場の影響によりトランジスタの電気的な
特性が変動することを防止することができる。
【００６７】
さらに、画素部４０２及び信号線駆動回路４０３には、トランジスタ２５１及びトランジ
スタ４５０を覆う保護膜２０９が設けられている。保護膜２０９の構成も構成例１と同様
であるため、詳細な説明は省略する。
【００６８】
保護膜２０９上には有機絶縁膜４０７が設けられ、有機絶縁膜４０７上には、トランジス
タ２５１と電気的に接続する発光素子２７０が設けられている。発光素子２７０としては
、エレクトロルミネッセンスを利用する発光素子を適用することができる。本実施の形態
では、有機ＥＬ素子を用いる。発光素子２７０は、下部電極４２６、電界発光層４２７、
及び上部電極４２８を有する。下部電極４２６又は上部電極４２８の少なくとも一方は透
光性を有する。下部電極４２６の端部は隔壁４２９で覆われている。
【００６９】
また、構成例３では、表示装置の端部にまでシール材４０５が設けられている。このよう
な構成は、後に示す構成例６（図７（Ａ））等に比べて狭額縁化が図れるため好ましい。
【００７０】
また、配線４１５及び配線４４１は、異方性導電膜４１９を介してＦＰＣ４１８と電気的
に接続されている。ここで、配線４１５が第１のゲート絶縁膜２０３ａで覆われていない
領域に配線４４１を形成することが、配線４１５の酸化を防止できるため好ましい。また
、配線４１５が第１のゲート絶縁膜２０３ａで覆われていることで、シール材４０５と接
する層が窒素を含む無機絶縁膜となり、シール材４０５との密着性を高めることができ、
好ましい。配線４１５は、トランジスタ２５１のゲート電極と同じ導電層から形成され、
配線４４１は、発光素子２７０の下部電極４２６と同じ導電層で形成されている。
【００７１】
さらに、基板４０１及び基板４０６の間隔を調整するスペーサや、有機ＥＬ素子の上部電
極と電気的に接続する補助配線を隔壁４２９上に設けてもよい。
【００７２】
構成例３では、シール材４０５と第１のゲート絶縁膜２０３ａが接する。第１のゲート絶
縁膜２０３ａは窒素を含む無機絶縁膜であるため、水素や水等のブロッキング効果が高い
。かつ、シール材４０５と第１のゲート絶縁膜２０３ａの密着性は高い。したがって、装
置の外部に存在する水素や水が、シール材４０５と第１のゲート絶縁膜２０３ａの界面や
第１のゲート絶縁膜２０３ａ中に混入することを抑制できる。したがって、装置の外部に
存在する水素や水が、トランジスタ２５１やトランジスタ４５０に含まれる酸化物半導体
中に混入することを抑制できる。また、第１のゲート絶縁膜２０３ａは、基板４０１に含
まれる水分等が酸化物半導体層２０５に混入することも抑制できる。
【００７３】
また、トランジスタに含まれる酸化物半導体層２０５は、ゲート絶縁膜２０３及び保護膜
２０９によって全体が覆われている。このような構成とすることで、ゲート絶縁膜２０３
よりも基板４０１側の各層、及び、保護膜２０９よりも基板４０６側の各層に含まれる水
分等の不純物が酸化物半導体層２０５に混入することを抑制できるため、好ましい。
【００７４】
また、構成例３では、有機絶縁膜４０７の端部側面の外側にシール材４０５が設けられて
おり、有機絶縁膜４０７の端部側面が大気に露出しない。したがって、大気中の水分等が
、有機絶縁膜４０７を介して表示装置の内部、さらにはトランジスタの内部（酸化物半導
体等）に混入することを抑制できる。
【００７５】
≪構成例４≫
図４（Ａ）に本発明の一態様の表示装置の平面図を示す。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）にお
ける一点鎖線Ａ４−Ｂ４間を拡大した平面図、図４（Ｃ）は、図４（Ａ）における一点鎖
線Ｃ４−Ｄ４間を拡大した平面図、図４（Ｄ）は、図４（Ａ）における一点鎖線Ａ４−Ｂ
４間、Ｂ４−Ｃ４間、及びＣ４−Ｄ４間の断面図である。
【００７６】
図４（Ａ）に示す表示装置は、基板４０１上に、画素部４０２、信号線駆動回路４０３、
走査線駆動回路４０４、及びＦＰＣ４１８を有する。シール材４０５は、画素部４０２、
信号線駆動回路４０３、及び走査線駆動回路４０４を囲むように枠状に配置され、基板４
０１及び基板４０６を貼り合わせている。
【００７７】
図４（Ｄ）に示す画素部４０２は、トランジスタ２５１、トランジスタ２５１を覆う保護
膜２０９、保護膜２０９上の有機絶縁膜４０７、及び有機絶縁膜４０７上の発光素子２７
０を有する。また、図４（Ｄ）に示す信号線駆動回路４０３は、トランジスタ４５０を有
する。これらの構成は、構成例３（図３（Ｂ））と同様であるため、詳細な説明は省略す
る。
【００７８】
また、図４（Ｄ）に示す発光素子２７０は、上部電極４２８が透光性を有する上面射出構
造である。基板４０６上には、カラーフィルタ４１３及びブラックマトリクス４１４が設
けられている。
【００７９】
また、配線４１５及び配線４４１は、異方性導電膜４１９を介してＦＰＣ４１８と電気的
に接続されている。ここで、配線４１５がゲート絶縁膜２０３及び保護膜２０９で覆われ
ていない領域に配線４４１を形成することが、配線４１５の酸化を防止できるため好まし
い。また、配線４１５がゲート絶縁膜２０３及び保護膜２０９で覆われていることで、シ
ール材４０５と接する層が窒素を含む無機絶縁膜となり、シール材４０５との密着性を高
めることができ、好ましい。配線４１５は、トランジスタ２５１のゲート電極と同じ導電
層から形成され、配線４４１は、発光素子２７０の下部電極４２６と同じ導電層で形成さ
れている。
【００８０】
構成例４では、シール材４０５と第２の保護膜２０９ｂが接する。第２の保護膜２０９ｂ
は窒素を含む無機絶縁膜であるため、水素や水等のブロッキング効果が高い。かつ、シー
ル材４０５と第２の保護膜２０９ｂの密着性は高い。したがって、装置の外部に存在する
水素や水が、シール材４０５と第２の保護膜２０９ｂの界面や第２の保護膜２０９ｂ中に
混入することを抑制できる。したがって、装置の外部に存在する水素や水が、トランジス
タ２５１やトランジスタ４５０に含まれる酸化物半導体中に混入することを抑制できる。
また、第２の保護膜２０９ｂは、有機絶縁膜４０７や隔壁４２９等に含まれる水分等が酸
化物半導体層２０５に混入することも抑制できる。
【００８１】
また、本実施の形態では、第１のゲート絶縁膜２０３ａ、第２のゲート絶縁膜２０３ｂ、
第１の保護膜２０９ａ、及び第２の保護膜２０９ｂのいずれも窒素を含む無機絶縁膜であ
る。したがって、表示装置の端部にこれらの膜が存在しても、装置の外部に存在する水素
や水がこれらの膜中に混入することを抑制できる。したがって、装置の外部に存在する水
素や水がトランジスタ２５１やトランジスタ４５０に含まれる酸化物半導体中に混入する
ことを抑制できる。
【００８２】
また、トランジスタに含まれる酸化物半導体層２０５は、ゲート絶縁膜２０３及び保護膜
２０９によって全体が覆われているといえる。このような構成とすることで、ゲート絶縁
膜２０３よりも基板４０１側の各層、及び、保護膜２０９よりも基板４０６側の各層に含
まれる水分等の不純物が酸化物半導体層２０５に混入することを抑制できるため、好まし
い。
【００８３】
さらに、基板４０６において、シール材４０５と接する領域には、窒素を含む無機絶縁膜
４３０が設けられている。表示装置の構成によっては、基板４０６上に、表示素子の電極
、カラーフィルタ、又はブラックマトリクス等が設けられる。これらの層は必ずしもシー
ル材４０５との密着性が高い層とは限らない。したがって、基板４０６上のシール材４０
５と接する層として、窒素を含む無機絶縁膜４３０を設けることが好ましい。窒素を含む
無機絶縁膜４３０を設けることで、基板４０１側だけでなく、基板４０６側でもシール材
４０５と接する層及びシール材４０５の密着性が高くなり、表示装置の信頼性を高めるこ
とができる。
【００８４】
また、図４（Ｂ）乃至（Ｄ）に示すように、構成例４では、有機絶縁膜４０７の端部側面
の外側にシール材４０５が設けられており、有機絶縁膜４０７の端部側面が大気に露出し
ない。したがって、大気中の水分等が、有機絶縁膜４０７を介して表示装置の内部、さら
にはトランジスタの内部（酸化物半導体等）に混入することを抑制できる。
【００８５】
≪構成例５≫
図５に、タッチパネル機能を有する本発明の一態様が適用された表示装置の断面図を示す
。
【００８６】
図５では、基板４０１上に、トランジスタ２５１と、トランジスタ２５１を覆う第１の保
護膜２０９ａと、第１の保護膜２０９ａ上の第２の保護膜２０９ｂと、を有する。トラン
ジスタ２５１の構成は構成例１（図１（Ｄ））等と同様であるため、詳細な説明は省略す
る。
【００８７】
構成例５では、第１の保護膜２０９ａの端部は、第２の保護膜２０９ｂで覆われている。
第１の保護膜２０９ａの端部は、基板４０１、基板４０６、及びシール材４０５で囲まれ
た領域内にあり、シール材４０５は、第２の保護膜２０９ｂと接している。第２の保護膜
２０９ｂは窒素を含む無機絶縁膜であるため、水素や水等のブロッキング効果が高い。か
つ、シール材４０５と第２の保護膜２０９ｂの密着性は高い。したがって、装置の外部に
存在する水素や水が、シール材４０５と第２の保護膜２０９ｂの界面や第２の保護膜２０
９ｂ中に混入することを抑制できる。したがって、装置の外部に存在する水素や水が、ト
ランジスタ２５１やトランジスタ４５０に含まれる酸化物半導体中に混入することを抑制
できる。また、第２の保護膜２０９ｂは、有機絶縁膜４０７や隔壁４２９等に含まれる水
分等が酸化物半導体層２０５に混入することも抑制できる。
【００８８】
また、本実施の形態では、第１のゲート絶縁膜２０３ａ、及び第２の保護膜２０９ｂのい
ずれも窒素を含む無機絶縁膜である。したがって、表示装置の端部にこれらの膜が存在し
ても、装置の外部に存在する水素や水がこれらの膜中に混入することを抑制できる。した
がって、装置の外部に存在する水素や水がトランジスタ２５１やトランジスタ４５０に含
まれる酸化物半導体中に混入することを抑制できる。
【００８９】
また、トランジスタに含まれる酸化物半導体層２０５は、第２のゲート絶縁膜２０３ｂ及
び第１の保護膜２０９ａによって全体が覆われており、さらにその外側で、第１のゲート
絶縁膜２０３ａ及び第２の保護膜２０９ｂによっても覆われている。このような構成とす
ることで、装置の外部に存在する水分等の不純物だけでなく、装置内部に含まれる水分等
の不純物が酸化物半導体層２０５に混入することを抑制できるため、好ましい。
【００９０】
第２の保護膜２０９ｂ上には、有機絶縁膜４０７が設けられている。構成例５では、有機
絶縁膜４０７の端部側面の外側にシール材４０５が設けられており、有機絶縁膜４０７の
端部側面が大気に露出しない。したがって、大気中の水分等が、有機絶縁膜４０７を介し
て表示装置の内部、さらにはトランジスタの内部（酸化物半導体等）に混入することを抑
制できる。
【００９１】
有機絶縁膜４０７上には、液晶素子２６１が設けられている。液晶素子２６１は、ＦＦＳ
（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードが適用された液晶素子であり
、一対の電極（下部電極４２１及び上部電極４２２）が絶縁膜４２０を介して形成されて
いる。
【００９２】
また、上部電極４２２は、トランジスタ２５１が備える一対の電極の一方と電気的に接続
されている。図５では、保護膜２０９及び絶縁膜４２０に設けられるコンタクトホールの
大きさが、有機絶縁膜４０７に設けられるコンタクトホールの大きさに比べて小さい場合
を示す。保護膜２０９と絶縁膜４２０が接することで有機絶縁膜４０７が露出しないため
、コンタクトホールを介して、有機絶縁膜４０７に含まれる水分等の不純物がトランジス
タ２５１の内部（酸化物半導体等）に混入することを抑制でき、好ましい。
【００９３】
ただし、有機絶縁膜４０７は、作製工程中の加熱処理等で、内部に残留する水分等の不純
物を表示装置の外部に放出することができる。表示装置の完成後に有機絶縁膜４０７内に
残留する不純物を低減することができ、トランジスタや表示素子の信頼性を高めることが
できる。したがって、絶縁膜４２０が有機絶縁膜４０７全体を覆う構成に比べて、絶縁膜
４２０が有機絶縁膜４０７上の一部にのみ設けられている構成が好ましい。
【００９４】
また、配線４１６及び配線４４１は、異方性導電膜４１９ａを介してＦＰＣ４１８ａと電
気的に接続されている。ここで、配線４１６が保護膜２０９で覆われていない領域に配線
４４１を形成することが、配線４１６の酸化を防止できるため好ましい。また、配線４１
６が保護膜２０９で覆われていることで、シール材４０５と接する層が窒素を含む無機絶
縁膜となり、シール材４０５との密着性を高めることができ、好ましい。配線４１６は、
トランジスタ２５１のソース電極及びドレイン電極と同じ導電層から形成され、配線４４
１は、液晶素子２６１の一対の電極の少なくとも一方と同じ導電層で形成されている。
【００９５】
基板４０６は、樹脂層４１０を介して基板４０９と貼り合わされている。基板４０９には
、タッチパネル用の電極４４２及び電極４４３が層間絶縁膜４４４を介して設けられてい
る。これらの構成を含むことで、本発明の一態様の表示装置にタッチパネルの機能を備え
ることができる。
【００９６】
また、配線４４９は、異方性導電膜４１９ｂを介してＦＰＣ４１８ｂと電気的に接続され
ている。配線４４９は、タッチパネル用の電極４４３と同じ導電層から形成されている。
【００９７】
なお、基板４０６と樹脂層４１０の間には、偏光フィルムや帯電防止層を適宜設けること
ができる。
【００９８】
≪構成例６≫
図６（Ａ）に本発明の一態様の表示装置の平面図を示す。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）にお
ける一点鎖線Ａ５−Ｂ５間を拡大した平面図、図６（Ｃ）は、図６（Ａ）における一点鎖
線Ｄ５−Ｅ５間を拡大した平面図、図６（Ｄ）は、図６（Ａ）における一点鎖線Ａ５−Ｂ
５間、Ｃ５−Ｄ５間、及びＤ５−Ｅ５間の断面図である。
【００９９】
図６（Ａ）に示す表示装置は、基板４０１上に、画素部４０２、信号線駆動回路４０３、
走査線駆動回路４０４、及びＦＰＣ４１８を有する。シール材４０５は、画素部４０２、
信号線駆動回路４０３、及び走査線駆動回路４０４を囲むように枠状に配置され、基板４
０１及び基板４０６を貼り合わせている。
【０１００】
図６（Ｄ）に示す画素部４０２は、トランジスタ２５１と、トランジスタ２５１を覆う保
護膜２０９と、保護膜２０９上の有機絶縁膜４０７と、有機絶縁膜４０７上の液晶素子２
６１と、を有する。トランジスタ２５１、保護膜２０９、及び有機絶縁膜４０７の構成は
、構成例１（図１）と同様であり、液晶素子２６１の構成は、構成例５（図５）と同様で
あるため、詳細な説明は省略する。
【０１０１】
また、構成例６では、液晶層４２３にブルー相を発現する液晶組成物を用いる場合を示す
。ブルー相を発現する液晶組成物を用いることで、配向膜が不要となり、作製工程を簡略
化することができるため好ましい。
【０１０２】
また、配線４１６は、異方性導電膜４１９を介してＦＰＣ４１８と電気的に接続されてい
る。配線４１６は、トランジスタ２５１の一対の電極（ソース電極及びドレイン電極）と
同じ導電層から形成されている。
【０１０３】
構成例６では、シール材４０５と窒素を含む無機絶縁膜４３１が接する。無機絶縁膜４３
１は、液晶素子２６１が備える絶縁膜４２０と同じ絶縁膜で形成されており、本実施の形
態では、窒化シリコン膜を用いる。無機絶縁膜４３１は、水素や水等のブロッキング効果
が高い。かつ、シール材４０５と無機絶縁膜４３１の密着性は高い。したがって、装置の
外部に存在する水素や水が、シール材４０５と無機絶縁膜４３１の界面や無機絶縁膜４３
１中に混入することを抑制できる。したがって、装置の外部に存在する水素や水が、トラ
ンジスタ２５１に含まれる酸化物半導体中に混入することを抑制できる。
【０１０４】
無機絶縁膜４３１は、窒素を含む無機絶縁膜であり、例えば、窒化シリコン膜、窒化酸化
シリコン膜等を用いることができる。また、実施の形態２で説明するゲート絶縁膜や保護
膜に用いることができる窒素を含む無機絶縁膜を無機絶縁膜４３１として用いることがで
きる。
【０１０５】
また、トランジスタ２５１に含まれる酸化物半導体層２０５は、ゲート絶縁膜２０３及び
保護膜２０９によって全体が覆われている。このような構成とすることで、ゲート絶縁膜
２０３よりも基板４０１側の各層、及び、保護膜２０９よりも基板４０６側の各層に含ま
れる水分等の不純物が酸化物半導体層２０５に混入することを抑制できるため、好ましい
。
【０１０６】
また、図６（Ｂ）乃至（Ｄ）に示すように、構成例６では、有機絶縁膜４０７の端部側面
の外側にシール材４０５が設けられており、有機絶縁膜４０７の端部側面が大気に露出し
ない。したがって、大気中の水分等が、有機絶縁膜４０７を介して表示装置の内部、さら
にはトランジスタの内部（酸化物半導体等）に混入することを抑制できる。
【０１０７】
≪構成例７≫
図７（Ａ）に本発明の一態様の表示装置の平面図を示す。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）にお
ける一点鎖線Ａ６−Ｂ６及びＣ６−Ｄ６間の断面図である。
【０１０８】
図７（Ｂ）では、基板４０１上にトランジスタ２５１と、トランジスタ２５１を覆う保護
膜２０９と、を有する。これらの構成は、構成例１等と同様であるため、詳細な説明は省
略する。
【０１０９】
保護膜２０９上には有機絶縁膜４０７が設けられている。構成例７では、有機絶縁膜４０
７の端部側面の外側にシール材４０５が設けられており、有機絶縁膜４０７の端部側面が
大気に露出しない。したがって、大気中の水分等が、有機絶縁膜４０７を介して表示装置
の内部、さらにはトランジスタの内部（酸化物半導体等）に混入することを抑制できる。
【０１１０】
また、有機絶縁膜４０７上には、液晶素子２６１が設けられている。液晶素子２６１は、
ＦＦＳモードが適用された液晶素子であり、一対の電極（下部電極４２１及び上部電極４
２２）が絶縁膜４２０を介して形成されている。また、下部電極４２１は、トランジスタ
２５１が備える一対の電極の一方と電気的に接続されている。
【０１１１】
また、配線４１５、配線４１６、配線４１７、及び配線４４１は、異方性導電膜４１９を
介してＦＰＣ４１８と電気的に接続されている。ここで、配線４１６を覆う配線４４１を
形成することで、配線４１６の酸化を防止できるため好ましい。また、配線４４１が無機
絶縁膜４３１で覆われていることで、シール材４０５と接する層が無機絶縁膜４３１とな
り、シール材４０５との密着性を高めることができ、好ましい。配線４１５は、トランジ
スタ２５１のゲート電極と同じ導電層から形成され、配線４１６及び配線４１７は、トラ
ンジスタ２５１の一対の電極（ソース電極及びドレイン電極）と同じ導電層から形成され
、配線４４１は、液晶素子２６１の下部電極４２１もしくは上部電極４２２と同じ導電層
で形成され、無機絶縁膜４３１は、絶縁膜４２０と同じ絶縁膜で形成されている。
【０１１２】
構成例７では、シール材４０５と窒素を含む無機絶縁膜４３１が接する。無機絶縁膜４３
１は、液晶素子２６１が備える絶縁膜４２０と同じ絶縁膜で形成されており、本実施の形
態では、窒化シリコン膜を用いる。無機絶縁膜４３１は、水素や水等のブロッキング効果
が高い。かつ、シール材４０５と無機絶縁膜４３１の密着性は高い。したがって、装置の
外部に存在する水素や水が、シール材４０５と無機絶縁膜４３１の界面や無機絶縁膜４３
１中に混入することを抑制できる。したがって、装置の外部に存在する水素や水が、トラ
ンジスタ２５１に含まれる酸化物半導体中に混入することを抑制できる。
【０１１３】
また、トランジスタに含まれる酸化物半導体層２０５は、ゲート絶縁膜２０３及び保護膜
２０９によって全体が覆われている。このような構成とすることで、装置の外部に存在す
る水分等の不純物だけでなく、装置内部に含まれる水分等の不純物が酸化物半導体層２０
５に混入することを抑制できるため、好ましい。
【０１１４】
このように、本発明の一態様を適用することで、基板４０１、基板４０６、及びシール材
４０５で囲まれた空間の外部に存在する水分等の不純物がトランジスタ（酸化物半導体等
）に混入することが抑制された、信頼性の高い表示装置が実現できる。
【０１１５】
また、本実施の形態では、第１のゲート絶縁膜２０３ａ及び無機絶縁膜４３１のいずれも
窒素を含む無機絶縁膜である。したがって、表示装置の端部にこれらの膜が存在しても、
装置の外部に存在する水素や水がこれらの膜中に混入することを抑制できる。したがって
、装置の外部に存在する水素や水がトランジスタ２５１に含まれる酸化物半導体中に混入
することを抑制できる。
【０１１６】
≪構成例８≫
図８（Ａ）に、図７（Ａ）における一点鎖線Ａ６−Ｂ６及びＣ６−Ｄ６間の断面図の別の
例を示す。
【０１１７】
図８（Ａ）に示す画素部４０２は、トランジスタ２５１と、トランジスタ２５１を覆う保
護膜２０９と、を有する。これらの構成は、構成例１（図１）と同様であるため、詳細な
説明は省略する。また、スペーサ４２５、及び配向膜４２４として機能する絶縁膜につい
ても同様である。
【０１１８】
保護膜２０９上には、有機絶縁膜４０７が設けられ、有機絶縁膜４０７上には、液晶素子
２６２が設けられている。液晶素子２６２は、横電界方式の一例であるＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐ
ｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードが適用された液晶素子であり、一対の電極（下部
電極４２１及び上部電極４２２）が同一面上（ここでは有機絶縁膜４０７上）に形成され
ている。また、下部電極４２１は、トランジスタ２５１が備える一対の電極の一方と電気
的に接続されている。
【０１１９】
また、配線４１６は、異方性導電膜４１９を介してＦＰＣ４１８と電気的に接続されてい
る。配線４１６は、トランジスタ２５１の一対の電極（ソース電極及びドレイン電極）と
同じ導電層から形成されている。
【０１２０】
構成例８では、シール材４０５と窒素を含む無機絶縁膜４３１が接する。無機絶縁膜４３
１としては、窒化シリコン膜を用いる。無機絶縁膜４３１は、水素や水等のブロッキング
効果が高い。かつ、シール材４０５と無機絶縁膜４３１の密着性は高い。したがって、装
置の外部に存在する水素や水が、シール材４０５と無機絶縁膜４３１の界面や無機絶縁膜
４３１中に混入することを抑制できる。したがって、装置の外部に存在する水素や水が、
トランジスタ２５１に含まれる酸化物半導体中に混入することを抑制できる。
【０１２１】
構成例８では、窒素を含む無機絶縁膜４３１が有機絶縁膜４０７の外側領域から有機絶縁
膜４０７の端部側面及び端部上面を覆っているため、有機絶縁膜４０７の端部側面が大気
に露出しない。したがって、大気中の水分等が、有機絶縁膜４０７を介して表示装置の内
部、さらにはトランジスタの内部（酸化物半導体等）に混入することを抑制できる。かつ
、有機絶縁膜４０７上にシール材４０５を形成することで、表示装置の狭額縁化を図るこ
とができ、好ましい。
【０１２２】
また、トランジスタに含まれる酸化物半導体層２０５は、ゲート絶縁膜２０３及び保護膜
２０９によって全体が覆われている。このような構成とすることで、装置の外部に存在す
る水分等の不純物だけでなく、装置内部に含まれる水分等の不純物が酸化物半導体層２０
５に混入することを抑制できるため、好ましい。
【０１２３】
また、本実施の形態では、第１のゲート絶縁膜２０３ａ、第２のゲート絶縁膜２０３ｂ、
第１の保護膜２０９ａ、第２の保護膜２０９ｂ及び無機絶縁膜４３１のいずれも窒素を含
む無機絶縁膜である。したがって、表示装置の端部にこれらの膜が存在しても、装置の外
部に存在する水素や水がこれらの膜中に混入することを抑制できる。したがって、装置の
外部に存在する水素や水がトランジスタに含まれる酸化物半導体中に混入することを抑制
できる。
【０１２４】
≪構成例９≫
図８（Ｂ）に、図７（Ａ）における一点鎖線Ａ６−Ｂ６及びＣ６−Ｄ６間の断面図の別の
例を示す。
【０１２５】
図８（Ｂ）に示す画素部４０２は、トランジスタ２５１と、トランジスタ２５１を覆う保
護膜２０９と、保護膜２０９上の有機絶縁膜４０７と、有機絶縁膜４０７上の発光素子２
７０と、を有する。これらの構成は、構成例３（図３（Ｂ））と同様であるため、詳細な
説明は省略する。
【０１２６】
構成例９では、シール材４０５と窒素を含む無機絶縁膜４３１が接する。無機絶縁膜４３
１としては、窒化シリコン膜を用いる。無機絶縁膜４３１は、水素や水等のブロッキング
効果が高い。かつ、シール材４０５と無機絶縁膜４３１の密着性は高い。したがって、装
置の外部に存在する水素や水が、シール材４０５と無機絶縁膜４３１の界面や無機絶縁膜
４３１中に混入することを抑制できる。したがって、装置の外部に存在する水素や水が、
トランジスタ２５１に含まれる酸化物半導体中に混入することを抑制できる。
【０１２７】
また、構成例９では、有機絶縁膜４０７の端部側面の外側にシール材４０５が設けられて
おり、有機絶縁膜４０７の端部側面が大気に露出しない。したがって、大気中の水分等が
、有機絶縁膜４０７を介して表示装置の内部、さらにはトランジスタの内部（酸化物半導
体等）に混入することを抑制できる。
【０１２８】
また、トランジスタに含まれる酸化物半導体層２０５は、ゲート絶縁膜２０３及び保護膜
２０９によって全体が覆われている。このような構成とすることで、装置の外部に存在す
る水分等の不純物だけでなく、装置内部に含まれる水分等の不純物が酸化物半導体層２０
５に混入することを抑制できるため、好ましい。
【０１２９】
このように、本発明の一態様を適用することで、基板４０１、基板４０６、及びシール材
４０５で囲まれた空間の外部に存在する水分等の不純物がトランジスタ（酸化物半導体等
）に混入することが抑制された、信頼性の高い表示装置が実現できる。したがって、該空
間の外側に、有機絶縁膜４０７と同じ有機材料で形成された層（例えば、配線４１６上に
設けられた樹脂層４９０等）が存在しても、これらの層に含まれる水分等の不純物により
、トランジスタや表示装置の信頼性が低下することを抑制できる。
【０１３０】
以下では、本発明の一態様の表示装置に用いることができる材料の一例を記す。
【０１３１】
［基板］
基板４０１及び基板４０６としては、少なくとも作製工程中の熱処理に耐えうる程度の耐
熱性を有する材料を用いる。例えば、ガラス基板、セラミック基板、石英基板、サファイ
ア基板等を用いることができる。また、シリコンや炭化シリコン等の単結晶半導体基板、
多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、ＳＯＩ基板等を適用す
ることも可能である。
【０１３２】
また、基板４０１として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、下地膜やトランジス
タを形成してもよい。また、基板４０１と下地膜の間に剥離層を設けてもよい。剥離層は
、その上に素子を一部あるいは全部完成させた後、基板４０１より分離し、他の基板に転
載するのに用いることができる。その際、トランジスタは耐熱性の劣る基板や可撓性基板
にも転載できる。
【０１３３】
［下地膜］
基板４０１上の下地膜は、必要で無ければ設けなくてもよいが、トランジスタの特性安定
化等のため、設けることが好ましい。下地膜としては、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコ
ン膜、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化ガリウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化
イットリウム膜、酸化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜等を用いることができる
。なお、窒化シリコン膜、酸化ガリウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸
化アルミニウム膜等を用いることで、基板４０１から不純物（代表的にはアルカリ金属、
水、水素等）が酸化物半導体層２０５へ拡散することを抑制できる。なお、本明細書中に
おいて、酸化窒化シリコン膜とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い膜を
指し、窒化酸化シリコン膜とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い膜を指
す。
【０１３４】
［シール材］
シール材４０５には、熱硬化樹脂、もしくは光硬化樹脂等の有機樹脂や、ガラス等を用い
ることができる。ガラス等の無機材料は樹脂に比べて透湿性が低いため、シール材４０５
にガラスを用いることで、樹脂を用いる場合に比べて表示装置の信頼性が高くなり、好ま
しい。
【０１３５】
また、シール材４０５にガラスを用いる場合、シール材４０５と接する窒素を含む無機絶
縁膜は、脱ガス成分が少ない膜であることが好ましい。ガラスフリットに加熱処理を施す
際、脱ガス成分が少ないほど、ガラスと、該ガラスと接する層との密着性を高めることが
できる。したがって、実施の形態２で後述する、含有水素濃度の低い窒素を含むシリコン
膜や、水素分子の放出量が５×１０２１分子／ｃｍ３未満であり、アンモニア分子の放出
量が１×１０２２分子／ｃｍ３未満である窒化絶縁膜を用いることが好ましい。これによ
り、表示装置の信頼性を高めることができる。
【０１３６】
また、シール材４０５にガラスを用いる場合、シール材と接する窒素を含む無機絶縁膜が
、酸素を含むことが好ましい。ガラスフリットを含むフリットペーストは、酸素を含む層
に対する濡れ性が高いため、該酸素を含む層とシール材は高い密着性を実現できる。した
がって、例えば、本明細書中に挙げる酸素及び窒素を含む無機絶縁膜を、シール材と接す
る窒素を含む無機絶縁膜として好適に用いることができる。
【０１３７】
また、シール材４０５は、乾燥剤が含まれた樹脂層であってもよい。乾燥剤としては、例
えば、アルカリ土類金属の酸化物（酸化カルシウムや酸化バリウム等）のように、化学吸
着によって水分を吸着する物質を用いることができる。その他の乾燥剤として、ゼオライ
トやシリカゲル等のように、物理吸着によって水分を吸着する物質を用いてもよい。乾燥
剤が含まれていると、封止領域内の水分などの不純物を低減し、トランジスタ等の素子の
信頼性が向上するため好ましい。
【０１３８】
［空間］
空間４０８は、アルゴンガスや窒素ガスなどの不活性ガス、又は有機樹脂などの固体で充
填されていても良く、減圧雰囲気であってもよい。また、空間４０８に、乾燥剤を設けて
もよい。
【０１３９】
［有機絶縁膜］
有機絶縁膜４０７としては、例えば、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン系樹脂
等の有機材料を用いることができる。有機絶縁膜４０７は、トランジスタ起因の表面凹凸
を低減するために平坦化機能を有する絶縁膜であることが好ましい。また、有機絶縁膜４
０７と、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）や無機材料等を用いて形成した絶縁膜とを積層
させてもよい。
【０１４０】
［隔壁］
隔壁４２９としては、有機絶縁材料、又は無機絶縁材料を用いて形成する。特に感光性の
樹脂材料を用い、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。
【０１４１】
［液晶素子］
液晶層４２３には、サーモトロピック液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いるこ
とができる。これらの液晶材料は、低分子化合物でも高分子化合物でもよい。これらの液
晶材料（液晶組成物）は、条件により、コレステリック相、スメクチック相、キュービッ
ク相、カイラルネマチック相、等方相、ブルー相等を示す。ブルー相を発現する液晶組成
物は、応答速度が短く、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。また配向膜を設けなくてもよく、ラビング処理も不要となるため、ラビング処理
によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の表示装置の不良や
破損を軽減することができる。よって表示装置の生産性を向上させることが可能となる。
【０１４２】
表示装置には、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳモード、ＦＦＳ
モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−
ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉ
ｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓ
ｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒ
ｙｓｔａｌ）モードなどを用いることができる。
【０１４３】
また、ノーマリーブラック型の表示装置、例えば垂直配向（ＶＡ）モードを採用した透過
型の表示装置としてもよい。垂直配向モードとしては、いくつか挙げられるが、例えば、
ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、
ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ
（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｓｕｐｅｒ  Ｖｉｅｗ）モードなどを用いることができる。
【０１４４】
また、表示装置において、ブラックマトリクス（遮光層）、偏光部材、位相差部材、反射
防止部材などの光学部材（光学基板）などは適宜設ける。例えば、偏光基板及び位相差基
板による円偏光を用いてもよい。また、光源としてバックライト、サイドライトなどを用
いてもよい。
【０１４５】
また、画素部における表示方式は、プログレッシブ方式やインターレース方式等を用いる
ことができる。また、カラー表示する際に画素で制御する色要素としては、ＲＧＢ（Ｒは
赤、Ｇは緑、Ｂは青を表す）の三色に限定されない。例えば、ＲＧＢＷ（Ｗは白を表す）
、又はＲＧＢに、イエロー、シアン、マゼンタ等を一色以上追加したものがある。なお、
色要素のドット毎にその表示領域の大きさが異なっていてもよい。ただし、開示する発明
はカラー表示の表示装置に限定されるものではなく、モノクロ表示の表示装置に適用する
こともできる。
【０１４６】
［カラーフィルタ、ブラックマトリクス、オーバーコート層］
カラーフィルタには、例えば有彩色の透光性樹脂を用いることができる。有彩色の透光性
樹脂としては、感光性、非感光性の有機樹脂を用いることができるが、感光性の有機樹脂
層を用いるとレジストマスク数を削減することができるため、工程が簡略化し好ましい。
【０１４７】
有彩色は、黒、灰、白などの無彩色を除く色であり、カラーフィルタは、着色された有彩
色の光のみを透過する材料で形成される。有彩色としては、赤色、緑色、青色などを用い
ることができる。また、シアン、マゼンダ、イエロー（黄）などを用いてもよい。着色さ
れた有彩色の光のみを透過するとは、カラーフィルタにおける透過光は、その有彩色の光
の波長にピークを有するということである。カラーフィルタは、含ませる着色材料の濃度
と光の透過率の関係に考慮して、最適な膜厚を適宜制御するとよい。例えば、カラーフィ
ルタの膜厚は１５００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下とすればよい。
【０１４８】
ブラックマトリクスは、隣接するカラーフィルタの間に設けられている。ブラックマトリ
クスは、可視光を遮光する材料を用いることができ、金属や、有機樹脂などの材料を用い
て形成することができる。なお、ブラックマトリクスは、駆動回路部などの画素部以外の
領域に設けてもよい。
【０１４９】
また、カラーフィルタ及びブラックマトリクスを覆うオーバーコート層を設けてもよい。
オーバーコート層を設けることで、カラーフィルタに含有された不純物等の素子への拡散
を防止することができる。オーバーコート層は、透光性の材料から構成され、例えば窒化
シリコン、酸化シリコン等の無機絶縁材料や、アクリル、ポリイミド等の有機絶縁材料を
用いることができる。
【０１５０】
［発光素子］
発光素子としては、有機ＥＬ素子や無機ＥＬ素子等のエレクトロルミネッセンスを利用す
る発光素子を用いることができる。
【０１５１】
発光素子は発光を取り出すために少なくとも一対の電極の一方が透光性であればよい。発
光素子の構造としては、基板上に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構造や、基板側の面から発光を取り出す下面射出構造や、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があり、本実施の形態の表
示装置には、どの射出構造の発光素子も適用することができる。
【０１５２】
発光素子に酸素、水素、水分、二酸化炭素等が混入しないように、上部電極及び隔壁上に
発光素子の保護膜を形成してもよい。発光素子の保護膜としては、窒化シリコン膜、窒化
酸化シリコン膜、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜等を形成することができる。
該発光素子の保護膜には、窒素を含む無機絶縁膜を好適に用いることができる。本発明の
一態様の表示装置は、該発光素子の保護膜とシール材が接する構成としてもよい。
【０１５３】
本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０１５４】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様に適用できるトランジスタの構成について図９を用い
て説明する。本実施の形態のトランジスタは、本発明の一態様の表示装置の画素部や、駆
動回路等に用いることができる。
【０１５５】
図９（Ａ）に示すトランジスタ３００は、ゲート電極３０１、ゲート電極３０１上のゲー
ト絶縁膜３０３、ゲート絶縁膜３０３上の酸化物半導体層３０５、酸化物半導体層３０５
と電気的に接続する一対の電極３０７ａ、３０７ｂ（ソース電極及びドレイン電極）を有
する。また、トランジスタ３００は保護膜３０９によって覆われている。
【０１５６】
トランジスタ３００が有するゲート絶縁膜３０３は、ゲート電極３０１と接する第１のゲ
ート絶縁膜３０３ａ、及び酸化物半導体層３０５と接する第２のゲート絶縁膜３０３ｂの
２層からなる。
【０１５７】
トランジスタを備える表示装置は、第８世代（横２１６０ｍｍ×縦２４６０ｍｍ）以上の
ガラス基板に対応できるため、生産性が高く、コストが低いという利点を有する。一方で
、ガラス基板を用いる場合、その絶縁性が高く、またその面積が大きいことから、静電気
放電（ＥＳＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｓｔａｔｉｃ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）により基板上に設
けられた素子等が破壊してしまう恐れがある。
【０１５８】
そこで、本発明の一態様の表示装置では、ゲート絶縁膜３０３として、窒素を含むシリコ
ン膜を備える。窒素を含むシリコン膜は、酸化シリコン膜と比較して比誘電率が高く、同
等の静電容量を得るのに必要な膜厚が大きいため、ゲート絶縁膜を物理的に厚膜化するこ
とができる。よって、トランジスタの絶縁耐圧の低下を抑制、さらには絶縁耐圧を向上さ
せて、表示装置の静電破壊を抑制することができる。
【０１５９】
窒素を含むシリコン膜としては、例えば、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化窒
化シリコン膜が挙げられるが、窒素の含有量が多い程高い比誘電率を有するため、窒化シ
リコン膜を適用することが好ましい。また、酸化シリコンのエネルギーギャップが８ｅＶ
であるのに対して窒化シリコンのエネルギーギャップは５．５ｅＶと小さく、それに応じ
て固有抵抗も小さいため、窒化シリコン膜を用いることでより高いＥＳＤ耐性を付与する
ことが可能となる。さらに、窒化シリコン膜をＣＶＤ法で成膜する場合、窒化酸化シリコ
ン膜等の酸素と窒素を含むシリコン膜をＣＶＤ法で成膜する場合に適用される温室効果ガ
スであるＮ２Ｏガスを用いる必要がない。
【０１６０】
本実施の形態において、第１のゲート絶縁膜３０３ａ及び第２のゲート絶縁膜３０３ｂと
しては、窒化シリコン膜を適用する。よって、材料や成膜条件によっては、第１のゲート
絶縁膜３０３ａ及び第２のゲート絶縁膜３０３ｂの界面が不明確になる場合もある。
【０１６１】
第１のゲート絶縁膜３０３ａとしては、第２のゲート絶縁膜３０３ｂよりも大きい膜厚を
有し、膜中欠陥が低減された窒化シリコン膜を用いる。例えば、第１のゲート絶縁膜３０
３ａの膜厚を３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下とする。また、電子スピン共鳴法（ＥＳＲ：
Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｉｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）においてＮｃセンター（ｇ値が２．
００３）に現れる信号に対応するスピン密度が、好ましくは１×１０１７ｓｐｉｎｓ／ｃ
ｍ３以下、より好ましくは５×１０１６ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以下である窒化シリコン膜を
適用する。このように、膜中欠陥が低減された窒化シリコン膜を大きい膜厚（例えば、３
００ｎｍ以上）で設けることにより、第１のゲート絶縁膜３０３ａの絶縁耐圧を、例えば
３００Ｖ以上とすることが可能である。
【０１６２】
また、第２のゲート絶縁膜３０３ｂは酸化物半導体層３０５と接するため、含有水素濃度
の低減された窒化シリコン膜を適用する。第２のゲート絶縁膜３０３ｂの水素濃度は、少
なくとも第１のゲート絶縁膜３０３ａよりも低い濃度とする。例えば、プラズマＣＶＤ法
により、第１のゲート絶縁膜３０３ａ及び第２のゲート絶縁膜３０３ｂを成膜する場合に
、供給ガス中に含まれる水素濃度を低下させることで、第２のゲート絶縁膜３０３ｂの水
素濃度を第１のゲート絶縁膜３０３ａよりも低減することができる。具体的には、第１の
ゲート絶縁膜３０３ａ及び第２のゲート絶縁膜３０３ｂとして窒化シリコン膜を形成する
場合には、第１のゲート絶縁膜３０３ａを成膜する際の供給ガスよりもアンモニア流量を
低減、又はアンモニアを用いずに第２のゲート絶縁膜３０３ｂを成膜すればよい。
【０１６３】
また、第２のゲート絶縁膜３０３ｂの膜厚は２５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下とする。第２の
ゲート絶縁膜３０３ｂとして含有水素濃度が低減された窒化シリコン膜を設けることで、
酸化物半導体層３０５への水素、又は水素化合物（例えば、水）の混入を低減することが
できる。水素は酸化物半導体中でキャリアの生成要因となり、トランジスタのしきい値電
圧をマイナス方向に変動（シフト）させる要因となるため、水素濃度の低減された窒化シ
リコン膜を第２のゲート絶縁膜３０３ｂとして設けることで、トランジスタの電気特性を
安定化させることができる。
【０１６４】
ゲート絶縁膜３０３は、面内バラツキ、パーティクル混入及び成膜タクトを低減する観点
から、ＣＶＤ法を用いて成膜を行うことが効果的である。また、ＣＶＤ法は、大面積基板
に対する成膜についても効果的である。
【０１６５】
本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法によって第１のゲート絶縁膜３０３ａ及び第２のゲ
ート絶縁膜３０３ｂを連続的に形成する。まず、供給ガスをシラン（ＳｉＨ４）、窒素（
Ｎ２）及びアンモニア（ＮＨ３）の混合ガスとして、第１のゲート絶縁膜３０３ａとなる
窒化シリコン膜を成膜し、その後、供給ガスを、シラン（ＳｉＨ４）と窒素（Ｎ２）の混
合ガスに切り替えて、第２のゲート絶縁膜３０３ｂとなる窒化シリコン膜を成膜する。
【０１６６】
プラズマＣＶＤ法の供給ガスをシラン、窒素及びアンモニアの混合ガスとして成膜された
窒化シリコン膜は、供給ガスをシランと窒素の混合ガスとして成膜された窒化シリコン膜
よりも膜中欠陥を低減することができる。よって、第１のゲート絶縁膜３０３ａは、少な
くとも第２のゲート絶縁膜３０３ｂよりも膜中欠陥の低減された膜であり、例えば、電子
スピン共鳴法においてＮｃセンター（ｇ値が２．００３）に現れる信号に対応するスピン
密度を、好ましくは１×１０１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以下、より好ましくは５×１０１６
ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以下とすることができる。また、混合ガスにアンモニアを含んで成膜
された窒化シリコン膜は、供給ガスをシランと窒素の混合ガスとした場合よりも被覆性の
良好な膜とすることができるため、ゲート電極３０１に接するゲート絶縁膜として、上述
の混合ガスを用いた窒化シリコン膜を設けることは有効である。
【０１６７】
一方、材料ガス中にアンモニアを含まずに成膜された第２のゲート絶縁膜３０３ｂは、第
１のゲート絶縁膜３０３ａと比較して含有水素濃度が低い膜とすることができる。このよ
うな膜を酸化物半導体層３０５と接して設けることで、第２のゲート絶縁膜３０３ｂから
酸化物半導体層３０５への水素の混入を低減することができる。
【０１６８】
ゲート絶縁膜３０３として、膜中欠陥の低減された厚膜の第１のゲート絶縁膜３０３ａと
、水素濃度の低減された第２のゲート絶縁膜３０３ｂとを積層することで、絶縁耐圧を良
好としつつ、酸化物半導体層３０５への水素等の不純物の拡散を抑制することができる。
よって、当該ゲート絶縁膜３０３を含むトランジスタの静電破壊を抑制し、且つ、電気特
性を安定化させることが可能となる。
【０１６９】
図９（Ａ）に示したゲート絶縁膜３０３を実施の形態１に示した各構成例に適用すること
で、上述の効果が得られ、より信頼性の高い表示装置を実現することができる。
【０１７０】
特に、図９（Ａ）に示したゲート絶縁膜３０３を、実施の形態１に示した構成例１乃至構
成例３のゲート絶縁膜２０３に適用することで、シール材４０５と接する層が、膜中欠陥
が低減された窒化シリコン膜である第１のゲート絶縁膜３０３ａとなる。第１のゲート絶
縁膜３０３ａは、窒素を含む無機絶縁膜であるため、シール材４０５との密着性が高く、
水素や水等のブロッキング効果も高い。したがって、シール材４０５と接する層として好
適に用いることができ、それにより信頼性の高い表示装置を実現できる。
【０１７１】
また、本発明の一態様の表示装置において、保護膜に用いる材料等によっては、シール材
４０５と重なる領域の第２のゲート絶縁膜２０３ｂが除去されず、シール材４０５と接す
る層が、含有水素濃度の低減された窒化シリコン膜である第２のゲート絶縁膜２０３ｂと
なる場合もある。本実施の形態における第２のゲート絶縁膜３０３ｂは、窒素を含む無機
絶縁膜であるため、シール材４０５との密着性が高く、水素や水等のブロッキング効果も
高い。したがって、第２のゲート絶縁膜２０３ｂも、シール材４０５と接する層として好
適に用いることができ、それにより信頼性の高い表示装置を実現できる。
【０１７２】
また、第１のゲート絶縁膜３０３ａ及び第２のゲート絶縁膜３０３ｂは、窒素を含む無機
絶縁膜である。したがって、表示装置の端部にこれらの膜が存在しても、装置の外部に存
在する水素や水がこれらの膜中に混入することを抑制できる。したがって、装置の外部に
存在する水素や水がトランジスタに含まれる酸化物半導体中に混入することを抑制できる
。
【０１７３】
図９（Ｂ）に示すトランジスタでは、ゲート絶縁膜３０３が、ゲート電極３０１と接する
第１のゲート絶縁膜３０３ａと、第１のゲート絶縁膜３０３ａ上の第２のゲート絶縁膜３
０３ｂと、酸化物半導体層３０５と接する第３のゲート絶縁膜３０３ｃと、を含む。第１
のゲート絶縁膜３０３ａ及び第２のゲート絶縁膜３０３ｂは上述の構成を適用できる。
【０１７４】
酸化物半導体を用いたトランジスタにおいて、酸化物半導体層に含まれる酸素欠損は、ト
ランジスタの電気特性の不良に繋がる。したがって、本発明の一態様の表示装置では、酸
化物半導体層の酸素欠損の含有量が低減されたトランジスタを備えることが好ましい。酸
化絶縁膜（より好ましくは、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化絶
縁膜）を酸化物半導体層に接して設けることで、加熱処理等によって、酸化絶縁膜に含ま
れる酸素を酸化物半導体層に拡散させることができる。この結果、酸化物半導体層に含ま
れる酸素欠損量を低減することができる。
【０１７５】
上記理由により、酸化物半導体層３０５と接する第３のゲート絶縁膜３０３ｃとしては、
酸化シリコン膜、酸化ガリウム膜、酸化アルミニウム膜等の酸素を含む絶縁膜を用いるこ
とが好ましい。特に、第３のゲート絶縁膜３０３ｃが化学量論的組成を満たす酸素よりも
多くの酸素を含み、加熱処理により酸素の一部が脱離する酸化絶縁膜であることが好まし
い。第３のゲート絶縁膜３０３ｃから酸化物半導体層３０５へ酸素を供給することが可能
となり、酸化物半導体層３０５からの酸素の脱離を防止するとともに酸素欠損を補填する
ことが可能となるためである。このような酸化絶縁膜の作製方法としては、例えば、酸素
雰囲気下にて第３のゲート絶縁膜３０３ｃを形成すればよい。又は、成膜後の第３のゲー
ト絶縁膜３０３ｃに酸素を導入してもよい。
【０１７６】
図９（Ｃ）に示すトランジスタでは、保護膜３０９が、酸化物半導体層３０５と接するよ
うに設けられた第１の保護膜３０９ａと、第１の保護膜３０９ａと接するように設けられ
た第２の保護膜３０９ｂと、第２の保護膜３０９ｂと接するように設けられた第３の保護
膜３０９ｃの３層からなる。
【０１７７】
第１の保護膜３０９ａは、酸素が拡散する酸化絶縁膜である。なお、ここでの酸素の拡散
とは、第１の保護膜３０９ａを通過して酸化物半導体層３０５に酸素が移動することのほ
か、第１の保護膜３０９ａに留まる酸素の移動も含まれる。
【０１７８】
第１の保護膜３０９ａとして酸素が拡散する酸化絶縁膜を形成すると、第１の保護膜３０
９ａ上に設けられる化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化絶縁膜（第
２の保護膜３０９ｂ）から放出される酸素を、第１の保護膜３０９ａを介して酸化物半導
体層３０５に拡散させることができる。
【０１７９】
第１の保護膜３０９ａとしては、厚さが５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以
上５０ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下の酸化シリコン膜、酸化窒化
シリコン膜等を用いることができる。
【０１８０】
第１の保護膜３０９ａに接するように第２の保護膜３０９ｂが形成されている。第２の保
護膜３０９ｂは化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含み、加熱処理により酸
素の一部が脱離する酸化絶縁膜である。
【０１８１】
第２の保護膜３０９ｂとしては、厚さが３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、好ましくは１５０
ｎｍ以上４００ｎｍ以下の酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜等を用いることができる
。
【０１８２】
加熱処理により酸素の一部が脱離する酸化絶縁膜を第２の保護膜３０９ｂとして第１の保
護膜３０９ａ上に設けることで、酸化物半導体層３０５に酸素を拡散させ、酸化物半導体
層３０５に含まれる酸素欠損を補填することが可能である。又は、基板を加熱しながら第
２の保護膜３０９ｂを第１の保護膜３０９ａ上に形成することで、酸化物半導体層３０５
に酸素を拡散させ、酸化物半導体層３０５に含まれる酸素欠損を補填することが可能であ
る。又は、第１の保護膜３０９ａ上に第２の保護膜３０９ｂを形成した後、加熱処理をす
ることにより、酸素を酸化物半導体層３０５に拡散させ、酸化物半導体層３０５に含まれ
る酸素欠損を補填することが可能である。この結果、酸化物半導体層３０５に含まれる酸
素欠損量を低減することができる。
【０１８３】
酸化物半導体層３０５のバックチャネル（酸化物半導体層３０５において、ゲート電極３
０１と対向する面と反対側の面）に、酸素が拡散する酸化絶縁膜を介して、化学量論的組
成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化絶縁膜を設けることで、酸化物半導体層３０
５のバックチャネル側に酸素を拡散させることが可能であり、当該領域の酸素欠損を低減
することができる。
【０１８４】
第３の保護膜３０９ｃとしては、窒化絶縁膜を用いる。具体的には、昇温脱離ガス分析法
（ＴＤＳ：Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）におい
て、水素分子の放出量が５×１０２１分子／ｃｍ３未満、好ましくは３×１０２１分子／
ｃｍ３以下、さらに好ましくは１×１０２１分子／ｃｍ３以下であり、且つアンモニア分
子の放出量が１×１０２２分子／ｃｍ３未満、好ましくは５×１０２１分子／ｃｍ３以下
、さらに好ましくは１×１０２１分子／ｃｍ３以下である窒化絶縁膜を用いる。第３の保
護膜３０９ｃから放出される水素量及び窒素の供給源であるアンモニア量が少ないため、
トランジスタに含まれる酸化物半導体層３０５への水素及び窒素の移動量が少ない。
【０１８５】
酸化物半導体層３０５に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水となると
共に、酸素が脱離した格子（あるいは酸素が脱離した部分）には欠損が形成されてしまう
。また、水素の一部が酸素と反応することで、キャリアである電子が生じてしまう。また
、酸化物半導体層３０５に含まれる窒素は、金属元素又は酸素と反応することで、キャリ
アである電子が生じてしまう。この結果、酸化物半導体層３０５を有するトランジスタは
ノーマリーオン特性となりやすい。これらのため、酸化物半導体層３０５中の水素及び窒
素を極めて減らすことにより、しきい値電圧のマイナスシフトを抑制することができると
共に、電気特性のばらつきを低減することができる。また、トランジスタのソース及びド
レインにおけるリーク電流を、代表的には、オフ電流を低減することが可能である。
【０１８６】
このため、トランジスタ上に、水素分子の放出量及びアンモニア分子の放出量が少ない窒
化絶縁膜を設けることで、窒化絶縁膜から酸化物半導体層３０５への水素及びアンモニア
の移動量が少なく、酸化物半導体層３０５中の水素及び窒素の濃度を低減することができ
る。また、トランジスタ上には第３の保護膜３０９ｃが設けられているため、外部から酸
化物半導体層３０５への水の混入を低減することができる。即ち、酸化物半導体層３０５
への水に含まれる水素の混入を抑制することができる。以上の結果、しきい値電圧のマイ
ナスシフトを抑制することができると共に、電気特性のばらつきを低減することができる
。また、トランジスタのソース及びドレインにおけるリーク電流を、代表的には、オフ電
流を低減することが可能である。
【０１８７】
第３の保護膜３０９ｃとしては、厚さが５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の窒化シリコン膜、
窒化酸化シリコン膜、窒化アルミニウム膜、窒化酸化アルミニウム膜等を用いることがで
きる。
【０１８８】
第３の保護膜３０９ｃとしてプラズマＣＶＤ法により窒化シリコン膜を形成する場合、シ
リコンを含む堆積性気体、窒素、及びアンモニアを原料ガスとして用いる。原料ガスとし
て、窒素と比較して少量のアンモニアを用いることで、プラズマ中でアンモニアが解離し
、活性種が発生する。当該活性種が、シリコンを含む堆積性気体に含まれるシリコン及び
水素の結合、及び窒素原子間の三重結合を切断する。この結果、シリコン及び窒素の結合
が促進され、シリコン及び水素の結合が少なく、欠陥が少なく、緻密な窒化シリコン膜を
形成することができる。一方、原料ガスにおいて、窒素に対するアンモニアの量が多いと
、シリコンを含む堆積性気体及び窒素それぞれの分解が進まず、シリコン及び水素結合が
残存してしまい、欠陥が増大した、且つ粗な窒化シリコン膜が形成されてしまう。これら
のため、原料ガスにおいて、アンモニアに対する窒素の流量比を５以上５０以下、好まし
くは１０以上５０以下とすることが好ましい。
【０１８９】
図９（Ｃ）に示した保護膜３０９を実施の形態１に示した各構成例に適用することで、上
述の効果が得られ、より信頼性の高い表示装置を実現することができる。
【０１９０】
特に、図９（Ｃ）に示した保護膜３０９を実施の形態１に示した構成例４や構成例５の保
護膜２０９に適用することで、シール材４０５と接する層が、水素分子の放出量及びアン
モニア分子の放出量が少ない窒化絶縁膜である第３の保護膜３０９ｃとなる。第３の保護
膜３０９ｃは、窒素を含む無機絶縁膜であるため、シール材４０５との密着性が高く、水
素や水等のブロッキング効果も高い。したがって、シール材４０５と接する層として好適
に用いることができ、それにより信頼性の高い表示装置を実現できる。
【０１９１】
なお、第２の保護膜３０９ｂの形成工程において、酸化物半導体層３０５にダメージが入
らない場合は、第１の保護膜３０９ａを設けず、加熱処理により酸素の一部が脱離する酸
化絶縁膜である第２の保護膜３０９ｂを酸化物半導体層２０５と接して設けてもよい。
【０１９２】
また、保護膜３０９は、酸化物半導体層３０５と接するように設けられた第１の保護膜３
０９ａと、第１の保護膜３０９ａと接するように設けられた第２の保護膜３０９ｂの２層
からなる構成を適用してもよい。
【０１９３】
本発明の一態様の表示装置の配線や電極としては各種の導電膜を用いることができる。例
えば、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンから選
ばれた金属元素、上述した金属元素を成分とする合金、又は上述した金属元素を組み合わ
せた合金等を用いて単層構造又は積層構造で形成することができる。また、マンガンやジ
ルコニウムを用いてもよい。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、アルミ
ニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にチタン膜を積層する二層構
造、窒化チタン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、窒化タンタル膜又は窒化タン
グステン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、チタン膜上にアルミニウム膜を積層
し、さらにその上にチタン膜を成膜する三層構造等が挙げられる。
【０１９４】
また、インジウム錫酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステ
ンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含む
インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化シリコンを添加したインジウム錫酸化
物等の透光性を有する導電性材料を適用することもできる。また、上記透光性を有する導
電性材料と、上記金属元素の積層構造とすることもできる。
【０１９５】
以下では、本発明の一態様に適用できる酸化物半導体層について説明する。
【０１９６】
〈酸化物半導体層〉
酸化物半導体層３０５に用いる酸化物半導体は、少なくともインジウム（Ｉｎ）もしくは
亜鉛（Ｚｎ）を含むことが好ましい。又は、ＩｎとＺｎの双方を含むことが好ましい。ま
た、該酸化物半導体を用いたトランジスタの電気特性のばらつきを減らすため、それらと
共に、スタビライザーの一又は複数を有することが好ましい。
【０１９７】
スタビライザーとしては、ガリウム（Ｇａ）、スズ（Ｓｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、アル
ミニウム（Ａｌ）、又はジルコニウム（Ｚｒ）等が挙げられる。また、他のスタビライザ
ーとしては、ランタノイドである、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム
（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウ
ム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エル
ビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）等が
挙げられる。
【０１９８】
例えば、酸化物半導体として、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、Ｉｎ−Ｚｎ系酸化
物、Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｚｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｓｎ−Ｍｇ系酸化
物、Ｉｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｇａ系酸化物、Ｉｎ−Ｗ系酸化物、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系
酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸
化物、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化
物、Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系酸化物
、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｕ−Ｚｎ系酸化物、
Ｉｎ−Ｇｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉ
ｎ−Ｈｏ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ
−Ｙｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、
Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ
−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物を
用いることができる。
【０１９９】
なお、ここで、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物とは、ＩｎとＧａとＺｎを主成分とし
て有する酸化物という意味であり、ＩｎとＧａとＺｎの比率は問わない。また、ＩｎとＧ
ａとＺｎ以外の金属元素が入っていてもよい。
【０２００】
また、酸化物半導体として、ＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＞０、かつ、ｍは整数でない）
で表記される材料を用いてもよい。なお、Ｍは、Ｇａ、Ｆｅ、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。また、酸化物半導体として、Ｉｎ２ＳｎＯ５（
ＺｎＯ）ｎ（ｎ＞０、かつ、ｎは整数）で表記される材料を用いてもよい。
【０２０１】
例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１（＝１／３：１／３：１／３）、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚ
ｎ＝２：２：１（＝２／５：２／５：１／５）、あるいはＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝３：１：２
（＝１／２：１／６：１／３）の原子数比のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系金属酸化物やその組成の
近傍の酸化物を用いることができる。あるいは、Ｉｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝１：１：１（＝１／
３：１／３：１／３）、Ｉｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝２：１：３（＝１／３：１／６：１／２）あ
るいはＩｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝２：１：５（＝１／４：１／８：５／８）の原子数比のＩｎ−
Ｓｎ−Ｚｎ系金属酸化物やその組成の近傍の酸化物を用いるとよい。
【０２０２】
しかし、これらに限られず、必要とする半導体特性及び電気特性（電界効果移動度、しき
い値電圧等）に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とする半導体特性及
び電気特性を得るために、キャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子
数比、原子間距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。
【０２０３】
また、エネルギーギャップの広い酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ電流
を低減することができる。具体的には、酸化物半導体のエネルギーギャップが２ｅＶ以上
、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上である。
【０２０４】
以下では、酸化物半導体膜の構造について説明する。
【０２０５】
酸化物半導体膜は、単結晶酸化物半導体膜と非単結晶酸化物半導体膜とに大別される。非
単結晶酸化物半導体膜とは、非晶質酸化物半導体膜、微結晶酸化物半導体膜、多結晶酸化
物半導体膜、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ  Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ
Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）膜などをいう。
【０２０６】
非晶質酸化物半導体膜は、膜中における原子配列が不規則であり、結晶成分を有さない酸
化物半導体膜である。微小領域においても結晶部を有さず、膜全体が完全な非晶質構造の
酸化物半導体膜が典型である。
【０２０７】
微結晶酸化物半導体膜は、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ未満の大きさの微結晶（ナノ結晶
ともいう。）を含む。従って、微結晶酸化物半導体膜は、非晶質酸化物半導体膜よりも原
子配列の規則性が高い。そのため、微結晶酸化物半導体膜は、非晶質酸化物半導体膜より
も欠陥準位密度が低いという特徴がある。
【０２０８】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、複数の結晶部を有する酸化物半導体膜の一つであり、ほとんどの結
晶部は、一辺が１００ｎｍ未満の立方体内に収まる大きさである。従って、ＣＡＡＣ−Ｏ
Ｓ膜に含まれる結晶部は、一辺が１０ｎｍ未満、５ｎｍ未満又は３ｎｍ未満の立方体内に
収まる大きさの場合も含まれる。ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、微結晶酸化物半導体膜よりも欠陥
準位密度が低いという特徴がある。以下、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜について詳細な説明を行う。
【０２０９】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）によって観察すると、結晶部同士の明確な境界、即ち結
晶粒界（グレインバウンダリーともいう。）を確認することができない。そのため、ＣＡ
ＡＣ−ＯＳ膜は、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。
【０２１０】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を、試料面と概略平行な方向からＴＥＭによって観察（断面ＴＥＭ観察
）すると、結晶部において、金属原子が層状に配列していることを確認できる。金属原子
の各層は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の膜を形成する面（被形成面ともいう。）又は上面の凹凸を
反映した形状であり、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面又は上面と平行に配列する。
【０２１１】
一方、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を、試料面と概略垂直な方向からＴＥＭによって観察（平面ＴＥ
Ｍ観察）すると、結晶部において、金属原子が三角形状又は六角形状に配列していること
を確認できる。しかしながら、異なる結晶部間で、金属原子の配列に規則性は見られない
。
【０２１２】
断面ＴＥＭ観察及び平面ＴＥＭ観察より、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の結晶部は配向性を有してい
ることがわかる。
【０２１３】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に対し、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）装
置を用いて構造解析を行うと、例えばＩｎＧａＺｎＯ４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ膜
のｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、回折角（２θ）が３１°近傍にピークが
現れる場合がある。このピークは、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の（００９）面に帰属される
ことから、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の結晶がｃ軸配向性を有し、ｃ軸が被形成面又は上面に概略
垂直な方向を向いていることが確認できる。
【０２１４】
一方、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に対し、ｃ軸に概略垂直な方向からＸ線を入射させるｉｎ−ｐｌ
ａｎｅ法による解析では、２θが５６°近傍にピークが現れる場合がある。このピークは
、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の（１１０）面に帰属される。ＩｎＧａＺｎＯ４の単結晶酸化
物半導体膜であれば、２θを５６°近傍に固定し、試料面の法線ベクトルを軸（φ軸）と
して試料を回転させながら分析（φスキャン）を行うと、（１１０）面と等価な結晶面に
帰属されるピークが６本観察される。これに対し、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の場合は、２θを５
６°近傍に固定してφスキャンした場合でも、明瞭なピークが現れない。
【０２１５】
以上のことから、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜では、異なる結晶部間ではａ軸及びｂ軸の配向は不規
則であるが、ｃ軸配向性を有し、かつｃ軸が被形成面又は上面の法線ベクトルに平行な方
向を向いていることがわかる。従って、前述の断面ＴＥＭ観察で確認された層状に配列し
た金属原子の各層は、結晶のａｂ面に平行な面である。
【０２１６】
なお、結晶部は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜した際、又は加熱処理などの結晶化処理を行っ
た際に形成される。上述したように、結晶のｃ軸は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面又は上
面の法線ベクトルに平行な方向に配向する。従って、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の形状を
エッチングなどによって変化させた場合、結晶のｃ軸がＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面又は
上面の法線ベクトルと平行にならないこともある。
【０２１７】
また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜中の結晶化度が均一でなくてもよい。例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜
の結晶部が、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の上面近傍からの結晶成長によって形成される場合、上面
近傍の領域は、被形成面近傍の領域よりも結晶化度が高くなることがある。また、ＣＡＡ
Ｃ−ＯＳ膜に不純物を添加する場合、不純物が添加された領域の結晶化度が変化し、部分
的に結晶化度の異なる領域が形成されることもある。
【０２１８】
なお、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ膜のｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法
による解析では、２θが３１°近傍のピークの他に、２θが３６°近傍にもピークが現れ
る場合がある。２θが３６°近傍のピークは、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜中の一部に、ｃ軸配向性
を有さない結晶が含まれることを示している。ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、２θが３１°近傍に
ピークを示し、２θが３６°近傍にピークを示さないことが好ましい。
【０２１９】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を用いたトランジスタは、可視光や紫外光の照射による電気特性の変動
が小さい。よって、当該トランジスタは、信頼性が高い。
【０２２０】
なお、酸化物半導体膜は、例えば、非晶質酸化物半導体膜、微結晶酸化物半導体膜、ＣＡ
ＡＣ−ＯＳ膜のうち、二種以上を有する積層膜であってもよい。
【０２２１】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、例えば、多結晶である酸化物半導体スパッタリングターゲットを用
い、スパッタリング法によって成膜する。当該ターゲットにイオンが衝突すると、ターゲ
ットに含まれる結晶領域がａ−ｂ面から劈開し、ａ−ｂ面に平行な面を有する平板状又は
ペレット状のスパッタリング粒子として剥離することがある。この場合、当該スパッタリ
ング粒子が、結晶状態を維持したまま基板に到達することで、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜す
ることができる。
【０２２２】
また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜するために、以下の条件を適用することが好ましい。
【０２２３】
成膜時の不純物混入を低減することで、不純物によって結晶状態が崩れることを抑制でき
る。例えば、成膜室内に存在する不純物濃度（水素、水、二酸化炭素、及び窒素など）を
低減すればよい。また、成膜ガス中の不純物濃度を低減すればよい。具体的には、露点が
−８０℃以下、好ましくは−１００℃以下である成膜ガスを用いる。
【０２２４】
また、成膜時の基板加熱温度を高めることで、基板到達後にスパッタリング粒子のマイグ
レーションが起こる。具体的には、基板加熱温度を１００℃以上７４０℃以下、好ましく
は２００℃以上５００℃以下として成膜する。成膜時の基板加熱温度を高めることで、平
板状のスパッタリング粒子が基板に到達した場合、基板上でマイグレーションが起こり、
平らな面が基板に付着する。
【０２２５】
また、成膜ガス中の酸素割合を高め、電力を最適化することで成膜時のプラズマダメージ
を軽減することが好ましい。成膜ガス中の酸素割合は、３０体積％以上、好ましくは１０
０体積％とする。
【０２２６】
スパッタリングターゲットの一例として、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ化合物ターゲットについ
て以下に示す。
【０２２７】
ＩｎＯＸ粉末、ＧａＯＹ粉末、及びＺｎＯＺ粉末を所定のｍｏｌ数比で混合し、加圧処理
後、１０００℃以上１５００℃以下の温度で加熱処理をすることで多結晶であるＩｎ−Ｇ
ａ−Ｚｎ−Ｏ化合物ターゲットとする。なお、Ｘ、Ｙ及びＺは任意の正数である。ここで
、所定のｍｏｌ数比は、例えば、ＩｎＯＸ粉末、ＧａＯＹ粉末、及びＺｎＯＺ粉末が、２
：２：１、８：４：３、３：１：１、１：１：１、４：２：３又は３：１：２である。な
お、粉末の種類、及びその混合するｍｏｌ数比は、作製するスパッタリングターゲットに
よって適宜変更すればよい。
【０２２８】
また、酸化物半導体層３０５は、複数の酸化物半導体膜が積層された構造でもよい。複数
の酸化物半導体膜は、それぞれ異なる組成の金属酸化物を用いて形成してもよいし、構成
元素を同一とし、両者の組成を異ならせて形成してもよい。例えば、第１のＯＳ膜の原子
数比をＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１とし、第２のＯＳ膜の原子数比をＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ
＝３：１：２としてもよい。また、第１のＯＳ膜の原子数比をＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３
：２とし、第２のＯＳ膜の原子数比をＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：１：３としてもよい。
【０２２９】
この時、第１のＯＳ膜と第２のＯＳ膜のうち、ゲート電極に近い側（チャネル側）の酸化
物半導体膜のＩｎとＧａの含有率をＩｎ＞Ｇａとするとよい。またゲート電極から遠い側
（バックチャネル側）の酸化物半導体膜のＩｎとＧａの含有率をＩｎ≦Ｇａとするとよい
。
【０２３０】
また、酸化物半導体層３０５を３層構造とし、第１の酸化物半導体膜（第１のＯＳ膜）乃
至第３の酸化物半導体膜（第３のＯＳ膜）の構成元素を同一とし、かつそれぞれの組成を
異ならせてもよい。例えば、第１のＯＳ膜の原子数比をＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：２と
し、第２のＯＳ膜の原子数比をＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝３：１：２とし、第３のＯＳ膜の原子
数比をＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１としてもよい。
【０２３１】
Ｇａ及びＺｎよりＩｎの原子数比が小さい酸化物半導体膜は、Ｇａ、Ｚｎ、及びＩｎの原
子数比が同じ酸化物半導体膜及びＧａ及びＺｎよりＩｎの原子数比が大きい酸化物半導体
膜と比較して、絶縁性が高い。つまり、先に例示した第１のＯＳ膜（原子数比がＩｎ：Ｇ
ａ：Ｚｎ＝１：３：２）は、第２のＯＳ膜（原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝３：１：２）
及び第３のＯＳ膜（原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１）と比較して、絶縁性が高
いといえる。
【０２３２】
また、第１のＯＳ膜（原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：２）が非晶質構造であると
、さらに絶縁性が高まる。これにより、第２のＯＳ膜及び第３のＯＳ膜がチャネル領域と
して機能し、第１のＯＳ膜はゲート絶縁膜として機能する。
【０２３３】
また、第１のＯＳ膜及び第２のＯＳ膜の構成元素は同一であるため、第１のＯＳ膜は、第
２のＯＳ膜との界面におけるトラップ準位が少ない（第２のＯＳ膜及び第３のＯＳ膜につ
いても同様である）。このため、酸化物半導体層３０５を上記構造とすることで、トラン
ジスタの経時変化や光ＢＴストレス試験によるしきい値電圧の変動量を低減することがで
きる。
【０２３４】
酸化物半導体では主として重金属のｓ軌道がキャリア伝導に寄与しており、Ｉｎの含有率
を多くすることにより、より多くのｓ軌道が重なるため、Ｉｎ＞Ｇａの組成となる酸化物
はＩｎ≦Ｇａの組成となる酸化物と比較して高い移動度を備える。また、ＧａはＩｎと比
較して酸素欠損の形成エネルギーが大きく酸素欠損が生じにくいため、Ｉｎ≦Ｇａの組成
となる酸化物はＩｎ＞Ｇａの組成となる酸化物と比較して安定した特性を備える。
【０２３５】
チャネル側にＩｎ＞Ｇａの組成となる酸化物半導体を適用し、バックチャネル側にＩｎ≦
Ｇａの組成となる酸化物半導体を適用することで、トランジスタの電界効果移動度及び信
頼性をさらに高めることが可能となる。
【０２３６】
また、第１のＯＳ膜乃至第３のＯＳ膜に、結晶性の異なる酸化物半導体を適用してもよい
。すなわち、単結晶酸化物半導体、多結晶酸化物半導体、非晶質酸化物半導体、又はＣＡ
ＡＣ−ＯＳを適宜組み合わせた構成としてもよい。また、第１のＯＳ膜乃至第３のＯＳ膜
のいずれか一に非晶質酸化物半導体を適用すると、酸化物半導体層３０５の内部応力や外
部からの応力を緩和し、トランジスタの特性ばらつきが低減され、また、トランジスタの
信頼性をさらに高めることが可能となる。
【０２３７】
一方で、非晶質酸化物半導体は水素などのドナーとなる不純物を吸収しやすく、また、酸
素欠損が生じやすいためｎ型化されやすい。このため、チャネル側に、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜
などの結晶性を有する酸化物半導体膜を適用することが好ましい。
【０２３８】
また、バックチャネル側の酸化物半導体膜に非晶質酸化物半導体を用いると、ソース電極
及びドレイン電極形成時のエッチング処理により酸素欠損が生じ、ｎ型化されやすい。よ
ってバックチャネル側の酸化物半導体膜には結晶性を有する酸化物半導体を適用すること
が好ましい。
【０２３９】
酸化物半導体層３０５の厚さは、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以上５０
ｎｍ以下、更に好ましくは１ｎｍ以上３０ｎｍ以下、更に好ましくは３ｎｍ以上２０ｎｍ
以下とすることが好ましい。
【０２４０】
酸化物半導体層３０５において、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ
Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により得られるアルカリ金属又はアル
カリ土類金属の濃度は、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であることが好ましく、２
×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であることがさらに好ましい。アルカリ金属及びアル
カリ土類金属は、酸化物半導体と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジス
タのオフ電流の上昇の原因となるためである。
【０２４１】
また、酸化物半導体層３０５において、二次イオン質量分析法により得られる水素濃度は
、５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満であることが好ましく、１×１０１８ａｔｏｍｓ
／ｃｍ３以下であることがより好ましく、５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であるこ
とがさらに好ましく、１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であることが特に好ましい。
【０２４２】
酸化物半導体層３０５に含まれる水素が金属原子と結合する酸素と反応して水となると共
に、酸素が脱離した格子（あるいは酸素が脱離した部分）には欠損が形成されてしまう。
また、水素の一部が酸素と結合することで、キャリアである電子が生じてしまう。これら
のため、酸化物半導体膜の成膜工程において、水素を含む不純物を極めて減らすことによ
り、酸化物半導体膜の水素濃度を低減することが好ましい。水素をできるだけ除去し、高
純度化させた酸化物半導体膜をチャネル領域とすることにより、しきい値電圧のマイナス
シフトを低減することができ、またトランジスタのソース及びドレインにおけるリーク電
流を低減することができ、トランジスタの電気特性を向上させることができる。代表的に
は、オフ電流（オフ電流をトランジスタのチャネル幅で除した数値）を数ｙＡ／μｍ〜数
ｚＡ／μｍにまで低減することが可能である。
【０２４３】
酸化物半導体層３０５には、５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の窒素が含まれてもよ
い。
【０２４４】
本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０２４５】
（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電子機器について、図１０を用いて説明す
る。
【０２４６】
本発明の一態様の表示装置を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置、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。これらの電子機器の具体例を図１０に示す。
【０２４７】
図１０（Ａ）に示すテレビジョン装置７１００は、筐体７１０１に表示部７１０２が組み
込まれている。表示部７１０２では、映像を表示することが可能である。例えば、本発明
の一態様の表示装置を表示部７１０２に用いることができる。また、ここでは、スタンド
７１０３により筐体７１０１を支持した構成を示している。
【０２４８】
テレビジョン装置７１００の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリモ
コン操作機７１１１により行うことができる。リモコン操作機７１１１が備える操作キー
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７１０２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７１１１に、当該リモコン操作機７１１１
から出力する情報を表示する表示部を設ける構成としてもよい。
【０２４９】
なお、テレビジョン装置７１００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又は無線によ
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）又は双方向（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。
【０２５０】
図１０（Ｂ）に示すコンピュータ７２００は、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２
０３、キーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６
等を含む。なお、コンピュータは、本発明の一態様の表示装置をその表示部７２０３に用
いることにより作製される。
【０２５１】
図１０（Ｃ）に示す携帯型ゲーム機７３００は、筐体７３０１ａ及び筐体７３０１ｂの２
つの筐体で構成されており、連結部７３０２により、開閉可能に連結されている。筐体７
３０１ａには表示部７３０３ａが組み込まれ、筐体７３０１ｂには表示部７３０３ｂが組
み込まれている。また、携帯型ゲーム機７３００は、スピーカ部７３０４、記録媒体挿入
部７３０５、操作キー７３０６、接続端子７３０７、センサ７３０８（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）、ＬＥＤランプ、マイクロフォン等を備えている。もちろん、携
帯型ゲーム機の構成は上述のものに限定されず、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。携帯型ゲーム機７３００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、他の携帯型ゲーム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、携帯型ゲーム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。
【０２５２】
図１０（Ｄ）に示す携帯電話機７４００は、筐体７４０１に組み込まれた表示部７４０２
の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４０５、マイク７４０
６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、本発明の一態様の表示装置を表示部
７４０２に用いることにより作製される。
【０２５３】
携帯電話機７４００は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報を入力することが
できる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部７４０２を
指などで触れることにより行うことができる。
【０２５４】
表示部７４０２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。
【０２５５】
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７４０２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。
【０２５６】
また、携帯電話機７４００内部に、ジャイロセンサ、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７４００の向き（縦か横か）を判断し
て、表示部７４０２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。
【０２５７】
また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、又は筐体７４０１の操作
ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２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。
【０２５８】
また、入力モードにおいて、表示部７４０２の光センサで検出される信号を検知し、表示
部７４０２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。
【０２５９】
表示部７４０２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７４
０２に掌や指で触れ、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又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。
【０２６０】
図１０（Ｅ）は、２つ折り可能なタブレット型端末（開いた状態）の一例を示している。
タブレット型端末７５００は、筐体７５０１ａ、筐体７５０１ｂ、表示部７５０２ａ、表
示部７５０２ｂを有する。筐体７５０１ａと筐体７５０１ｂは、軸部７５０３により接続
されており、軸部７５０３を軸として開閉動作を行うことができる。また、筐体７５０１
ａは、電源７５０４、操作キー７５０５、スピーカ７５０６等を備えている。なお、タブ
レット型端末７５００は、本発明の一態様の表示装置を例えば表示部７５０２ａ、表示部
７５０２ｂの両方、又は一方に用いることにより作製される。
【０２６１】
表示部７５０２ａや表示部７５０２ｂは、少なくとも一部をタッチパネルの領域とするこ
とができ、表示された操作キーにふれることでデータ入力をすることができる。例えば、
表示部７５０２ａの全面にキーボードボタンを表示させてタッチパネルとし、表示部７５
０２ｂを表示画面として用いることができる。
【０２６２】
本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０２６３】
２０１    ゲート電極
２０３    ゲート絶縁膜
２０３ａ    第１のゲート絶縁膜
２０３ｂ    第２のゲート絶縁膜
２０５    酸化物半導体層
２０７ａ    電極
２０７ｂ    電極
２０９    保護膜
２０９ａ    第１の保護膜
２０９ｂ    第２の保護膜
２５１    トランジスタ
２６０    液晶素子
２６１    液晶素子
２６２    液晶素子
２７０    発光素子
３００    トランジスタ
３０１    ゲート電極
３０３    ゲート絶縁膜
３０３ａ    第１のゲート絶縁膜
３０３ｂ    第２のゲート絶縁膜
３０３ｃ    第３のゲート絶縁膜
３０５    酸化物半導体層
３０７ａ    電極
３０７ｂ    電極
３０９    保護膜
３０９ａ    第１の保護膜
３０９ｂ    第２の保護膜
３０９ｃ    第３の保護膜
４０１    基板
４０２    画素部
４０３    信号線駆動回路
４０４    走査線駆動回路
４０５    シール材
４０６    基板
４０７    有機絶縁膜
４０８    空間
４０９    基板
４１０    樹脂層
４１２    オーバーコート層
４１３    カラーフィルタ
４１４    ブラックマトリクス
４１５    配線
４１６    配線
４１７    配線
４１８    ＦＰＣ
４１８ａ    ＦＰＣ
４１８ｂ    ＦＰＣ
４１９    異方性導電膜
４１９ａ    異方性導電膜
４１９ｂ    異方性導電膜
４２０    絶縁膜
４２１    下部電極
４２２    上部電極
４２３    液晶層
４２４    配向膜
４２５    スペーサ
４２６    下部電極
４２７    電界発光層
４２８    上部電極
４２９    隔壁
４３０    無機絶縁膜
４３１    無機絶縁膜
４３２    下地膜
４４０    共通接続部
４４１    配線
４４２    電極
４４３    電極
４４４    層間絶縁膜
４４５    樹脂層
４４６    導電性粒子
４４７    配線
４４８    配線
４４９    配線
４５０    トランジスタ
４９０    樹脂層
７１００    テレビジョン装置
７１０１    筐体
７１０２    表示部
７１０３    スタンド
７１１１    リモコン操作機
７２００    コンピュータ
７２０１    本体
７２０２    筐体
７２０３    表示部
７２０４    キーボード
７２０５    外部接続ポート
７２０６    ポインティングデバイス
７３００    携帯型ゲーム機
７３０１ａ    筐体
７３０１ｂ    筐体
７３０２    連結部
７３０３ａ    表示部
７３０３ｂ    表示部
７３０４    スピーカ部
７３０５    記録媒体挿入部
７３０６    操作キー
７３０７    接続端子
７３０８    センサ
７４００    携帯電話機
７４０１    筐体
７４０２    表示部
７４０３    操作ボタン
７４０４    外部接続ポート
７４０５    スピーカ
７４０６    マイク
７５００    タブレット型端末
７５０１ａ    筐体
７５０１ｂ    筐体
７５０２ａ    表示部
７５０２ｂ    表示部
７５０３    軸部
７５０４    電源
７５０５    操作キー
７５０６    スピーカ
【図１】
2020030419.tif 000003
【図２】
2020030419.tif 000004
【図３】
2020030419.tif 000005
【図４】
2020030419.tif 000006
【図５】
2020030419.tif 000007
【図６】
2020030419.tif 000008
【図７】
2020030419.tif 000009
【図８】
2020030419.tif 000010
【図９】
2020030419.tif 000011
【図１０】
2020030419.tif 000012