(57)【要約】【課題】信頼性の高い表示装置を提供する。【解決手段】シリコンを含む半導体層を形成した後、半導体層と接するように、水素と、シランと、アンモニアと、を含む第１の成膜ガスを用いて第１の絶縁層を形成する。その後、第１の絶縁層と接するように、第２の絶縁層を形成する。第２の絶縁層は、窒素、シラン、およびアンモニアを含む第２の成膜ガスを用いてＣＶＤ法により形成することができる。または、第２の絶縁層は、アルミニウムを含むターゲット、および酸素を含むガスをも用いてスパッタリング法により形成することができる。第１の絶縁層は、半導体層に水素を供給する機能を有する。第２の絶縁層は、第１の絶縁層に含まれる水素の外方拡散を抑制する機能を有する。【選択図】図６
2018129462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランジスタを有する表示装置の作製方法であって、
前記作製方法は、
シリコンを含む半導体層を形成する工程と、
前記半導体層と接するように、水素と、シランと、アンモニアと、を含む第１の成膜ガスを用いて第１の絶縁層を形成する工程と、
前記第１の絶縁層と接するように、窒素と、シランと、アンモニアと、を含む第２の成膜ガスを用いて第２の絶縁層を形成する工程と、を有し、
前記第１の成膜ガスにおける、シランの流量に対する水素の流量比は、１倍以上であり、
前記第１の成膜ガスにおける、シランの流量に対するアンモニアの流量比は、前記第２の成膜ガスにおける、シランの流量に対するアンモニアの流量比より大きいことを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の成膜ガスにおける、シランの流量に対する水素の流量比は、３倍以上であることを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第２の成膜ガスにおける、シランの流量に対するアンモニアの流量比は、０．８倍以下であることを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記第２の絶縁層は、ＣＶＤ法により形成されることを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項５】
トランジスタを有する表示装置の作製方法であって、
前記作製方法は、
シリコンを含む半導体層を形成する工程と、
前記半導体層と接するように、水素と、シランと、アンモニアと、を含む第１の成膜ガスを用いて第１の絶縁層を形成する工程と、
前記第１の絶縁層と接するように、アルミニウムを含むターゲットと、酸素を含むガスと、を用いてスパッタリング法により第２の絶縁層を形成する工程と、を有し、
前記第１の成膜ガスにおける、シランの流量に対する水素の流量比は、３倍以上であることを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項において、
前記半導体層は、アモルファスシリコンを含むことを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項において、
前記半導体層の形成前に、前記トランジスタのゲートとしての機能を有する導電層を形成する工程を有することを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項において、
前記第１の成膜ガスにおける、シランの流量に対するアンモニアの流量比は、１．５倍以上であることを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項において、
前記第１の絶縁層は、ＣＶＤ法により形成されることを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９において、
前記第２の絶縁層の形成後に、熱処理を行う工程を有することを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項１１】
請求項１０において、前記熱処理の温度は、２００℃以上であることを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項１２】
請求項１１において、前記熱処理の温度は、３００℃以上であることを特徴とする表示装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、表示装置およびその作製方法に関する。
【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置、入出力装置、それらの駆動方法、またはそれらの製造方法、を一例として挙げることができる。
【０００３】
なお、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。トランジスタ、半導体回路、演算装置、記憶装置等は半導体装置の一態様である。また、撮像装置、電気光学装置、発電装置（薄膜太陽電池、有機薄膜太陽電池等を含む）、および電子機器は半導体装置を有している場合がある。
【背景技術】
【０００４】
近年、高解像度の表示装置が求められている。例えば家庭用のテレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）では、解像度がフルハイビジョン（画素数１９２０×１０８０）であるものが主流となっているが、４Ｋ（画素数３８４０×２１６０）や、８Ｋ（画素数７６８０×４３２０）のように、高解像度な表示装置の開発が進められている。
【０００５】
また、表示装置の一つに、液晶表示装置が知られている。透過型の液晶表示装置は、液晶の光学変調作用を利用してバックライトからの光の透過量を制御することでコントラストを表現し、画像表示を行うものである。
【０００６】
また、電界効果トランジスタの一種として、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体膜を用いてチャネル形成領域が形成される薄膜トランジスタが知られている。特許文献１には、薄膜トランジスタのチャネル形成領域に用いられる半導体膜に、非晶質シリコンを用いる技術が開示されている。例えば液晶表示装置の場合、薄膜トランジスタは各画素のスイッチングトランジスタとして用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−０５３２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の一態様は、信頼性の高い表示装置およびその作製方法を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、新規な表示装置およびその作製方法を提供することを課題の一とする。
【０００９】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、トランジスタを有する表示装置の作製方法であって、作製方法は、シリコンを含む半導体層を形成する工程と、半導体層と接するように、水素と、シランと、アンモニアと、を含む第１の成膜ガスを用いて第１の絶縁層を形成する工程と、第１の絶縁層と接するように、窒素と、シランと、アンモニアと、を含む第２の成膜ガスを用いて第２の絶縁層を形成する工程と、を有し、第１の成膜ガスにおける、シランの流量に対する水素の流量比は、１倍以上であり、第１の成膜ガスにおける、シランの流量に対するアンモニアの流量比は、第２の成膜ガスにおける、シランの流量に対するアンモニアの流量比より大きい表示装置の作製方法である。
【００１１】
また、上記態様において、第１の成膜ガスにおける、シランの流量に対する水素の流量比は、３倍以上であってもよい。
【００１２】
また、上記態様において、第２の成膜ガスにおける、シランの流量に対するアンモニアの流量比は、０．８倍以下であってもよい。
【００１３】
また、上記態様において、第２の絶縁層は、ＣＶＤ法により形成されてもよい。
【００１４】
また、本発明の一態様は、トランジスタを有する表示装置の作製方法であって、作製方法は、シリコンを含む半導体層を形成する工程と、半導体層と接するように、水素と、シランと、アンモニアと、を含む第１の成膜ガスを用いて第１の絶縁層を形成する工程と、第１の絶縁層と接するように、アルミニウムを含むターゲットと、酸素を含むガスと、を用いてスパッタリング法により第２の絶縁層を形成する工程と、を有し、第１の成膜ガスにおける、シランの流量に対する水素の流量比は、３倍以上であることを特徴とする表示装置の作製方法である。
【００１５】
また、上記態様において、半導体層は、アモルファスシリコンを含んでもよい。
【００１６】
また、上記態様において、半導体層の形成前に、トランジスタのゲートとしての機能を有する導電層を形成してもよい。
【００１７】
また、上記態様において、第１の成膜ガスにおける、シランの流量に対するアンモニアの流量比は、１．５倍以上であってもよい。
【００１８】
また、上記態様において、第１の絶縁層は、ＣＶＤ法により形成されてもよい。
【００１９】
また、上記態様において、第２の絶縁層の形成後に、熱処理を行う工程を有してもよい。
【００２０】
また、上記態様において、熱処理の温度は、２００℃以上であってもよい。
【００２１】
また、上記態様において、熱処理の温度は、３００℃以上であってもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の一態様によれば、信頼性の高い表示装置およびその作製方法を提供することができる。または、本発明の一態様は、新規な表示装置およびその作製方法を提供することができる。
【００２３】
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】表示装置の構成例。
【図２】表示装置の構成例。
【図３】表示装置の構成例。
【図４】表示装置の構成例。
【図５】表示装置の作製方法の一例。
【図６】表示装置の作製方法の一例。
【図７】表示装置の作製方法の一例。
【図８】表示装置の作製方法の一例。
【図９】表示装置の構成例。
【図１０】表示装置の構成例。
【図１１】表示装置の構成例。
【図１２】トランジスタの構成例。
【図１３】表示装置の構成例。
【図１４】表示装置の構成例。
【図１５】表示装置の構成例。
【図１６】表示装置の構成例。
【図１７】表示装置の構成例。
【図１８】レーザ照射方法およびレーザ結晶化装置を説明する図。
【図１９】レーザ照射方法を説明する図。
【図２０】表示装置の構成例。
【図２１】電子機器の構成例。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態およ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。
【００２６】
本明細書等では、本発明の一態様を表示装置に適用する場合について説明するが、表示装置に限られず、各種半導体装置に適用することができる。
【００２７】
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
【００２８】
なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。
【００２９】
なお、本明細書等における「第１」、「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではない。
【００３０】
また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
【００３１】
トランジスタは半導体素子の一種であり、電流や電圧の増幅や、導通または非導通を制御するスイッチング動作などを実現することができる。本明細書におけるトランジスタは、ＩＧＦＥＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）や薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を含む。
【００３２】
また、「ソース」や「ドレイン」の機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書においては、「ソース」や「ドレイン」の用語は、入れ替えて用いることができるものとする。
【００３３】
また、本明細書等において、「電気的に接続」には、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限を受けない。例えば、「何らかの電気的作用を有するもの」には、電極や配線をはじめ、トランジスタなどのスイッチング素子、抵抗素子、コイル、容量素子、その他の各種機能を有する素子などが含まれる。
【００３４】
本明細書等において、表示装置は表示面に画像等を表示（出力）する機能を有するものである。したがって表示装置は出力装置の一態様である。
【００３５】
また、本明細書等において、タッチセンサは指やスタイラスなどの被検知体が触れる、押圧する、または近づくことなどを検出する機能を有するものである。またその位置情報を検知する機能を有していてもよい。したがってタッチセンサは入力装置の一態様である。例えばタッチセンサは１以上のセンサ素子を有する構成とすることができる。
【００３６】
また、本明細書等では、タッチセンサを有する基板を、タッチセンサパネル、または単にタッチセンサなどと呼ぶ場合がある。また、本明細書等では、タッチセンサパネルの基板に、例えばＦＰＣもしくはＴＣＰなどのコネクターが取り付けられたもの、または基板にＣＯＧ方式等によりＩＣが実装されたものを、タッチセンサパネルモジュール、タッチセンサモジュール、センサモジュール、または単にタッチセンサなどと呼ぶ場合がある。
【００３７】
なお、本明細書等において、表示装置の一態様であるタッチパネルは表示面に画像等を表示（出力）する機能と、表示面に指やスタイラスなどの被検知体が触れる、押圧する、または近づくことなどを検出するタッチセンサとしての機能と、を有する。したがってタッチパネルは入出力装置の一態様である。
【００３８】
タッチパネルは、表示装置とタッチセンサパネルとを有する構成とすることもできる。または、表示装置の内部または表面にタッチセンサとしての機能を有する構成とすることもできる。
【００３９】
（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およびその作製方法について説明する。
【００４０】
本発明の一態様は、複数の画素がマトリクス状に配列した表示部を有する表示装置およびその作製方法である。１つの画素は、少なくとも１つのトランジスタと、１つの表示素子と、を有する。表示素子は画素電極としての機能を有する導電層を有し、当該導電層は、トランジスタのソースまたはドレインの一方と電気的に接続する。また、トランジスタは、ゲートがゲート線と電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方がソース線と電気的に接続する。
【００４１】
本発明の一態様の表示装置が有するトランジスタは、チャネル形成領域を有する半導体層にシリコンを含むトランジスタである。半導体層の形成後、トランジスタの保護層としての機能を有する第１の絶縁層を形成する。第１の絶縁層は、水素および窒化シリコンを含む層である。第１の絶縁層は、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成することができ、成膜ガスとして、水素、シラン、およびアンモニアを用いることができる。第１の絶縁層に水素を含ませることで、第１の絶縁層から半導体層へ水素を供給することができる。これにより、シリコンを含む半導体層が有する未結合手（ダングリングボンド）に水素を結合させて未結合手を終端させ、半導体層を熱力学的に安定化することができる。
【００４２】
半導体層は、アモルファスシリコンを含むことが好ましい。これにより、本発明の一態様の表示装置を、大型の基板上に歩留まり良く形成できるため好ましい。これにより、画面サイズが対角５０インチ以上、対角６０インチ以上、または対角７０インチ以上の大型の表示装置にも本発明の一態様を適用することができる。また、このような大型の表示装置を、４Ｋまたは８Ｋ等の極めて高解像度の表示装置とした場合でも、本発明の一態様を適用することができる。
【００４３】
第１の絶縁層の形成後、第２の絶縁層を形成する。第２の絶縁層は、窒化シリコンを含む層である。第２の絶縁層は、ＣＶＤ法により形成することができ、成膜ガスとして窒素、シラン、およびアンモニアを用いることができる。第２の絶縁層の形成の際、シランの流量に対するアンモニアの流量比を小さくすることにより、第２の絶縁層を、水素の拡散係数が小さい絶縁層とすることができる。これにより、第１の絶縁層に含まれる水素が外方拡散することを抑制することができる。したがって、第１の絶縁層に含まれる水素の半導体層への供給を促進することができる。
【００４４】
本明細書等において、流量比という用語は、体積流量比を示すことができる。例えば、シランの流量に対するアンモニアの流量比が２倍であるという場合、シランの流量を２００ｓｃｃｍとすると、アンモニアの流量が４００ｓｃｃｍであることを意味する。
【００４５】
本明細書等において、水素の拡散係数が小さい層とは、当該層に含まれる水素の拡散速度が小さいということを意味する。つまり、水素の拡散係数が小さい層とは、水素を通しにくい層ということができる。
【００４６】
また、第２の絶縁層として、酸化アルミニウムを含む層とすることができる。この場合、第２の絶縁層は、スパッタリング法により形成することができる。アルミニウムを含むターゲットを用い、スパッタリングガスとして酸素を含むガスを用いることにより、酸化アルミニウムを含む層をスパッタリング法により形成することができる。酸化アルミニウムを含む層は、水素の透過を抑制する機能を有するので、第２の絶縁層を酸化アルミニウムを含む層とすることにより、第１の絶縁層に含まれる水素が外方拡散することを抑制することができる。したがって、第１の絶縁層に含まれる水素の半導体層への供給を促進することができる。
【００４７】
本明細書等において、第１の絶縁層を形成する際に用いる成膜ガスを第１の成膜ガスと呼び、第２の絶縁層を形成する際に用いる成膜ガスを第２の成膜ガスと呼ぶ。
【００４８】
第２の絶縁層の形成後、熱処理を行ってもよい。これにより、第１の絶縁層からの水素の放出を促進し、第１の絶縁層に含まれる水素の半導体層への供給を促進することができる。
【００４９】
以上、本発明の一態様により、信頼性の高い表示装置を提供することができる。
【００５０】
以下では、本発明の一態様の表示装置およびその作製方法のより具体的な例について、図面を参照して説明する。
【００５１】
［画素の構成例］
以下では、本発明の一態様の表示装置が有する画素の構成例について説明する。
【００５２】
図１は、本発明の一態様の表示装置が有する画素である画素１１を含む回路図である。１つの画素１１は、トランジスタ３０、液晶素子２０、および容量素子６０を有する。
【００５３】
トランジスタ３０のソースまたはドレインの一方には、配線ＳＬが電気的に接続されている。トランジスタ３０のゲートには、配線ＧＬが電気的に接続されている。トランジスタ３０のソースまたはドレインの他方には、容量素子６０の一方の電極、および液晶素子２０の一方の電極（画素電極）と電気的に接続されている。また、容量素子６０の他方の電極には、配線ＣＳが電気的に接続されている。
【００５４】
配線ＳＬは、ソース線としての機能を有する。配線ＧＬは、ゲート線としての機能を有する。また、配線ＣＳには、所定の共通電位を与えることができる。
【００５５】
トランジスタ３０は、オン状態とオフ状態とを切り替えることにより、ソース線から供給された信号の画素１１への書き込みを制御する機能を有する。具体的には、トランジスタ３０をオン状態とすることにより、ソース線から供給された信号に対応する電荷を、当該トランジスタ３０と電気的に接続された容量素子６０に書き込むことができる。また、トランジスタ３０をオフ状態とすることにより、容量素子６０に書き込まれた電荷を保持することができる。
【００５６】
図２は、画素１１のレイアウトの例を示す図である。図２に示すように、行方向（横方向）に配線ＧＬおよび配線ＣＳが延在し、列方向（縦方向）に配線ＳＬが延在している。
【００５７】
トランジスタ３０において、配線ＧＬ上に半導体層３２が設けられ、配線ＧＬの一部がゲートとしての機能を有する。また、配線ＳＬの一部がソースまたはドレインの一方としての機能を有する。また、トランジスタ３０のソースまたはドレインの他方、および容量素子６０の一方の電極としての機能を有する導電層３３ａが、半導体層３２と電気的に接続されるように設けられる。また、画素電極としての機能を有する導電層２１が設けられ、開口部３８を介して導電層３３ａと導電層２１が電気的に接続されている。
【００５８】
図３は、図２に示す画素１１の変形例である。図３に示す構成の画素１１は、トランジスタ３０において、導電層３３ａを、Ｕ字型（Ｃ字型、コの字型、馬蹄型ともいう）の配線ＳＬで囲む形状としている点で、図２に示す構成の画素１１と異なる。画素１１を図３に示す構成とすることで、トランジスタ３０の面積が小さくても、十分なチャネル幅を確保することができる。これにより、トランジスタ３０の導通時に流れる電流（オン電流ともいう）を大きくすることができる。
【００５９】
以上が画素の構成例についての説明である。
【００６０】
〔断面構成例１〕
以下では、表示装置の断面構成の一例について説明する。
【００６１】
図４に、図２（Ａ）中の切断線Ａ１−Ａ２に対応する断面の一例を示す。ここでは、表示素子として透過型の液晶素子２０を適用した場合の例を示している。図４において、基板１５側が表示面側となる。
【００６２】
図４等において、同一のレイヤーに設けられた構成要素には、同一のハッチングを付している。
【００６３】
表示装置は、基板１４と基板１５との間に液晶２２が挟持された構成を有している。液晶素子２０は、基板１４側に設けられた導電層２１と、基板１５側に設けられた導電層２３と、これらに挟持された液晶２２と、を有する。また、液晶２２と導電層２１との間に配向膜２４ａが設けられ、液晶２２と導電層２３との間に配向膜２４ｂが設けられている。
【００６４】
導電層２１は、画素電極としての機能を有する。また導電層２３は、共通電極などとしての機能を有する。また導電層２１と導電層２３は、いずれも可視光を透過する機能を有する。したがって、液晶素子２０は、透過型の液晶素子である。
【００６５】
基板１５の基板１４側の面には、着色層４１と、遮光層４２が設けられている。着色層４１と遮光層４２を覆って絶縁層２６が設けられ、絶縁層２６を覆って導電層２３が設けられている。また着色層４１は、導電層２１と重なる領域に設けられている。遮光層４２は、トランジスタ３０および開口部３８等を覆って設けられている。
【００６６】
基板１４よりも外側には偏光板３９ａが配置され、基板１５よりも外側には偏光板３９ｂが配置されている。さらに、偏光板３９ａよりも外側に、バックライトユニット９０が設けられている。図４に示す表示装置１０は、基板１５側が表示面側となる。
【００６７】
基板１４上にトランジスタ３０、容量素子６０等が設けられている。トランジスタは、画素の選択トランジスタとしての機能を有する。トランジスタ３０は、開口部３８を介して液晶素子２０と電気的に接続されている。
【００６８】
図４に示すトランジスタ３０は、いわゆるボトムゲート・チャネルエッチ構造のトランジスタである。トランジスタ３０は、ゲートとしての機能を有する導電層３１と、ゲート絶縁層としての機能を有する絶縁層３４と、半導体層３２と、ソース領域およびドレイン領域としての機能を有する一対の不純物半導体層３５と、ソースまたはドレインの一方としての機能を有する導電層３３ｂと、ソースまたはドレインの他方としての機能を有する導電層３３ａと、保護層としての機能を有する絶縁層８２ａおよび絶縁層８２ｂと、を有する。半導体層３２の、導電層３１と重畳する部分は、チャネル形成領域としての機能を有する。半導体層３２と不純物半導体層３５とは接して設けられ、不純物半導体層３５と導電層３３ａまたは導電層３３ｂとは接して設けられる。
【００６９】
本明細書等において、不純物半導体層を単に半導体層と呼ぶ場合がある。
【００７０】
なお、導電層３１は、図２（Ａ）における配線ＧＬの一部に対応し、導電層３３ｂは、配線ＳＬの一部に対応する。また、後述する導電層３１ａは、配線ＣＳの一部に対応する。
【００７１】
半導体層３２には、シリコンを含む半導体を用いることが好ましい。例えば、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、または多結晶シリコン等を用いることができる。特に、アモルファスシリコンを用いると、大型の基板上に歩留り良く形成できるため好ましい。本発明の一態様の表示装置は、電界効果移動度が比較的低いアモルファスシリコンが適用されたトランジスタであっても、良好な表示が可能である。
【００７２】
不純物半導体層３５を構成する不純物半導体膜は、一導電型を付与する不純物元素を添加した半導体により形成する。トランジスタがｎ型である場合には、一導電型を付与する不純物元素を添加した半導体として、例えば、ＰまたはＡｓを添加したシリコンが挙げられる。または、トランジスタがｐ型である場合には、一導電型を付与する不純物元素として、例えばＢを添加することも可能であるが、トランジスタはｎ型とすることが好ましい。なお、不純物半導体層３５は、非晶質半導体により形成してもよいし、微結晶半導体などの結晶性半導体により形成してもよい。
【００７３】
絶縁層８２ａは、半導体層３２、導電層３３ａ、導電層３３ｂ、および絶縁層３４と接するように設けられる。絶縁層８２ｂは、絶縁層８２ａと接するように設けられる。絶縁層８２ａおよび絶縁層８２ｂは、トランジスタ３０等へ不純物等が拡散することを抑制する保護膜としての機能を有する。
【００７４】
絶縁層８２ａは、水素を含む層であり、当該水素を放出する機能を有する。絶縁層８２ａが水素を放出する機能を有することにより、絶縁層８２ａから半導体層３２へ水素を供給することができる。これにより、シリコンを含む半導体層３２が有する未結合手に水素を結合させて未結合手を終端させ、半導体層３２を熱力学的に安定化することができる。以上により、信頼性の高い表示装置を提供することができる。
【００７５】
絶縁層８２ｂは、絶縁層８２ａに含まれる水素が外方拡散することを抑制する機能を有する。絶縁層８２ｂを設けることにより、絶縁層８２ａから半導体層３２への水素の供給量を、絶縁層８２ｂを設けない場合より増加させることができる。これにより、信頼性の高い表示装置を提供することができる。
【００７６】
絶縁層８２ａおよび絶縁層８２ｂは、窒化シリコンを含む層とすることができる。この場合、詳細は後述するが、例えば絶縁層８２ａおよび絶縁層８２ｂをＣＶＤ法で形成する場合、成膜ガスの組成を制御することで、絶縁層８２ａおよび絶縁層８２ｂにおける水素の拡散係数を制御することができる。
【００７７】
絶縁層８２ａを、窒化シリコンを含む層とする場合、絶縁層８２ａの膜厚は、１５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下とすることが好ましく、２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下とすることがより好ましい。また、絶縁層８２ｂを窒化シリコンを含む層とする場合、絶縁層８２ｂの膜厚は、５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下とすることが好ましく、７０ｎｍ以上１３０ｎｍ以下とすることがより好ましい。
【００７８】
また、絶縁層８２ｂとして、酸化アルミニウムを含む層とすることができる。酸化アルミニウムを含む層は、水素の透過を抑制する機能を有するので、絶縁層８２ａに含まれる水素が外方拡散することを抑制することができる。
【００７９】
絶縁層８２ｂを、酸化アルミニウムを含む層とする場合、絶縁層８２ｂの膜厚は、１０ｎｍ以上とすることが好ましく、１５ｎｍ以上とすることがより好ましい。また、絶縁層８２ｂの膜厚は、５０ｎｍ以下とすることが好ましく、３０ｎｍ以下とすることがより好ましい。当該膜厚とすることで、絶縁層８２ａに含まれる水素が外方拡散することを抑制しつつ、絶縁層８２ｂの成膜に必要となる時間を短くすることができる。
【００８０】
容量素子６０は、導電層３１ａ、絶縁層３４、および導電層３３ａにより構成されている。また、絶縁層８２ｂと接するように、絶縁層８１を設けることができる。絶縁層８１は、平坦化層としての機能を有する。絶縁層８１と接するように、画素電極としての機能を有する導電層２１が設けられている。また、絶縁層８１、絶縁層８２ｂ、および絶縁層８２ａには開口部３８が設けられ、導電層２１と導電層３３ａが開口部３８を介して電気的に接続されている。
【００８１】
以上が断面構成例についての説明である。
【００８２】
［各構成要素について］
以下では、上記に示す各構成要素について説明する。
【００８３】
〔基板〕
表示装置が有する基板には、平坦面を有する材料を用いることができる。表示素子からの光を取り出す基板には、該光を透過する材料を用いる。例えば、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、有機樹脂などの材料を用いることができる。
【００８４】
厚さの薄い基板を用いることで、表示装置の軽量化、薄型化を図ることができる。さらに、可撓性を有する程度の厚さの基板を用いることで、可撓性を有する表示装置を実現できる。または、可撓性を有する程度に薄いガラスなどを基板に用いることもできる。または、ガラスと樹脂材料とが接着層により貼り合わされた複合材料を用いてもよい。
【００８５】
〔トランジスタ〕
トランジスタは、ゲートとしての機能を有する導電層と、半導体層と、ソースとしての機能を有する導電層と、ドレインとしての機能を有する導電層と、ゲート絶縁層としての機能を有する絶縁層と、を有する。
【００８６】
なお、本発明の一態様の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルの上下にゲートが設けられていてもよい。
【００８７】
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
【００８８】
トランジスタのチャネルが形成される半導体には、例えばシリコンを用いることができる。シリコンとして、特にアモルファスシリコンを用いることが好ましい。アモルファスシリコンを用いることで、大型の基板上に歩留り良くトランジスタを形成でき、量産性に優れる。
【００８９】
また、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンなどの結晶性を有するシリコンを用いることもできる。特に、多結晶シリコンは、単結晶シリコンに比べて低温で形成でき、且つアモルファスシリコンに比べて高い電界効果移動度と高い信頼性を有する。
【００９０】
本実施の形態で例示したボトムゲート構造のトランジスタは、作製工程を削減できるため好ましい。またこのときアモルファスシリコンを用いることで、多結晶シリコンよりも低温で形成できるため、半導体層よりも下層の配線や電極の材料、基板の材料として、耐熱性の低い材料を用いることが可能なため、材料の選択の幅を広げることができる。例えば、極めて大面積のガラス基板などを好適に用いることができる。一方、トップゲート型のトランジスタは、自己整合的に不純物領域を形成しやすいため、特性のばらつきなどを低減することができるため好ましい。このとき特に、多結晶シリコンや単結晶シリコンなどを用いる場合に適している場合がある。
【００９１】
〔導電層〕
トランジスタのゲート、ソースおよびドレインのほか、表示装置を構成する各種配線および電極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、またはタングステンなどの金属、またはこれを主成分とする合金などが挙げられる。またこれらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、チタン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、タングステン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、タングステン膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜または窒化チタン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛等の酸化物を用いてもよい。また、マンガンを含む銅を用いると、エッチングによる形状の制御性が高まるため好ましい。
【００９２】
また、トランジスタのゲート、ソースおよびドレインのほか、表示装置を構成する各種配線および電極などの導電層に用いることのできる、透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物またはグラフェンを用いることができる。または、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、またはチタンなどの金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）などを用いてもよい。なお、金属材料、合金材料（またはそれらの窒化物）を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすればよい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。これらは、表示装置を構成する各種配線および電極などの導電層や、表示素子が有する導電層（画素電極や共通電極としての機能を有する導電層）にも用いることができる。
【００９３】
なお、導電層として、酸化物導電体を含む材料を用いてもよい。酸化物導電体は、例えば酸化物半導体に水素等の不純物元素を添加して低抵抗化することにより形成することができる。酸化物半導体は、少なくともインジウムまたは亜鉛を含む金属酸化物であり、インジウムおよび亜鉛の双方を含むことが好ましい。また、インジウムおよび亜鉛と共に、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、またはスズ等のスタビライザーを含むことが好ましい。酸化物導電体は透光性を有するので、本発明の一態様の表示装置が有する導電体として酸化物導電体を用いることにより、表示装置の開口率を増加させることができる。
【００９４】
また、導電層として、水素を吸収、放出することができる水素吸蔵合金を含む材料を用いてもよい。水素吸蔵合金は、チタン、ジルコニア、パラジウム、マグネシウム、鉄、コバルト、ニッケル、ランタン、セリウム、ネオジム、銅、バナジウム、クロム、ナトリウム、アルミニウム、リチウム等のうち、少なくとも一つを含む金属とすることができる。導電層として水素吸蔵合金を含む材料を用いる場合は、水素を含む雰囲気下で当該導電層を成膜することにより、水素吸蔵合金に水素を含ませることが好ましい。または、水素吸蔵合金を含む導電層の成膜後に、イオン注入法、イオンドーピング法、プラズマイマージョンイオンインプランテーション法等を用いて、当該導電層に水素を添加してもよい。
【００９５】
トランジスタ３０のソースまたはドレインの一方としての機能を有する導電層３３ｂ、およびトランジスタ３０のソースまたはドレインの他方としての機能を有する導電層３３ａに水素吸蔵合金を含む材料を用いることで、導電層３３ａおよび導電層３３ｂから半導体層３２へ水素を供給することができる。これにより、シリコンを含む半導体層３２が有する未結合手に水素を結合させて未結合手を終端させ、半導体層３２を熱力学的に安定化することができる。以上により、信頼性の高い表示装置を提供することができる。
【００９６】
〔絶縁層〕
各絶縁層に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル、エポキシなどの樹脂、シロキサン結合を有する樹脂の他、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることもできる。
【００９７】
〔液晶素子〕
液晶素子としては、例えば垂直配向（ＶＡ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードが適用された液晶素子を用いることができる。垂直配向モードとしては、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。
【００９８】
また、液晶素子には、様々なモードが適用された液晶素子を用いることができる。例えばＶＡモードのほかに、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ゲストホストモード等が適用された液晶素子を用いることができる。
【００９９】
なお、液晶素子は、液晶の光学的変調作用によって光の透過または非透過を制御する素子である。なお、液晶の光学的変調作用は、液晶にかかる電界（横方向の電界、縦方向の電界または斜め方向の電界を含む）によって制御される。なお、液晶素子に用いる液晶としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）、高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）、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、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、等方相等を示す。
【０１００】
また、液晶材料としては、ポジ型の液晶、またはネガ型の液晶のいずれを用いてもよく、適用するモードや設計に応じて最適な液晶材料を用いればよい。
【０１０１】
また、液晶の配向を制御するため、配向膜を設けることができる。なお、横電界方式を採用する場合、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数重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を液晶層に用いる。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、応答速度が短く、光学的等方性である。また、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、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いので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、作製工程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる。
【０１０２】
また、液晶素子として、透過型の液晶素子、反射型の液晶素子、または半透過型の液晶素子などがある。
【０１０３】
本発明の一態様では、特に透過型の液晶素子を好適に用いることができる。
【０１０４】
透過型または半透過型の液晶素子を用いる場合、一対の基板を挟むように、２つの偏光板を設ける。また偏光板よりも外側に、バックライトを設ける。バックライトとしては、直下型のバックライトであってもよいし、エッジライト型のバックライトであってもよい。ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を有する直下型のバックライトを用いると、ローカルディミングが容易となり、コントラストを高めることができるため好ましい。また、エッジライト型のバックライトを用いると、バックライトを含めたモジュールの厚さを低減できるため好ましい。
【０１０５】
なお、エッジライト型のバックライトをオフ状態とすることで、シースルー表示を行うことができる。
【０１０６】
〔着色層〕
着色層に用いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、顔料または染料が含まれた樹脂材料などが挙げられる。
【０１０７】
〔遮光層〕
遮光層として用いることのできる材料としては、カーボンブラック、チタンブラック、金属、金属酸化物、複数の金属酸化物の固溶体を含む複合酸化物等が挙げられる。遮光層は、樹脂材料を含む膜であってもよいし、金属などの無機材料の薄膜であってもよい。また、遮光層に、着色層の材料を含む膜の積層膜を用いることもできる。例えば、ある色の光を透過する着色層に用いる材料を含む膜と、他の色の光を透過する着色層に用いる材料を含む膜との積層構造を用いることができる。着色層と遮光層の材料を共通化することで、装置を共通化できるほか工程を簡略化できるため好ましい。
【０１０８】
以上が各構成要素についての説明である。
【０１０９】
［画素等の作製方法の一例］
以下では、図４に示す構成の、画素１１等の作製方法例について説明する。
【０１１０】
表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、それぞれ、スパッタリング法、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅ  Ｌａｓｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、原子層成膜（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を用いて形成することができる。ＣＶＤ法の例として、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）法および熱ＣＶＤ法等が挙げられる。熱ＣＶＤ法の例として、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  ＣＶＤ）法が挙げられる。
【０１１１】
表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、それぞれ、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット印刷、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等の方法により形成することができる。
【０１１２】
表示装置を構成する薄膜は、リソグラフィ法等を用いて加工することができる。または、遮蔽マスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を形成してもよい。または、ナノインプリント法、サンドブラスト法、もしくはリフトオフ法等により薄膜を加工してもよい。
【０１１３】
フォトリソグラフィ法を用いて加工する場合、露光に用いる光としては、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、およびこれらを混合させた光が挙げられる。そのほか、紫外線、ＫｒＦレーザ光、またはＡｒＦレーザ光等を用いることもできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。露光に用いる光としては、極端紫外光（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ−ｖｉｏｌｅｔ）およびＸ線等が挙げられる。また、露光に用いる光に換えて、電子ビームを用いることもできる。極端紫外光、Ｘ線または電子ビームを用いると、極めて微細な加工が可能となるため好ましい。なお、電子ビーム等のビームを走査することにより露光を行う場合には、フォトマスクは不要である。
【０１１４】
薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウエットエッチング法、サンドブラスト法等を用いることができる。
【０１１５】
表示装置１０の作製の際は、まず、基板１４上に導電層を成膜する。次に、フォトリソグラフィ法等によりパターニングを行い、エッチング法等により当該導電層を加工することにより、導電層３１および導電層３１ａを形成する（図５（Ａ））。前述のように、導電層３１は配線ＧＬの一部に対応し、導電層３１ａは配線ＣＳの一部に対応する。
【０１１６】
次に、絶縁層３４を形成する。前述の通り、絶縁層３４は、本発明の一態様の表示装置に設けられたトランジスタのゲート絶縁層としての機能を有する。
【０１１７】
その後、絶縁層３４と接するように半導体層を成膜する。当該半導体層は、シリコンを含むことが好ましく、アモルファスシリコンを含むことが特に好ましい。
【０１１８】
次に、当該半導体層上に不純物を添加する。トランジスタをｎ型とする場合は、例えばリンまたはヒ素等を添加し、トランジスタをｐ型化する場合は、例えばホウ素、アルミニウム、またはガリウム等を添加する。以上により、半導体層上に不純物半導体層を形成することができる。
【０１１９】
なお、半導体層に不純物を添加するために、プラズマ処理法、イオン注入法、イオンドーピング法、プラズマイマージョンイオンインプランテーション法等を用いることができる。
【０１２０】
その後、フォトリソグラフィ法等によりパターニングを行い、成膜した半導体層および不純物半導体層をエッチング法等により加工する。これにより、半導体層３２を形成する。（図５（Ｂ））。なお、図５（Ｂ）に示すように、半導体層３２の形成後、かつ後述する導電層３３ａおよび導電層３３ｂの形成前における不純物半導体層を、不純物半導体層３５Ａとする。
【０１２１】
次に、絶縁層３４および不純物半導体層３５Ａと接するように導電層を成膜する。その後、フォトリソグラフィ法等によりパターニングを行い、エッチング法等により当該導電層、および不純物半導体層３５Ａを加工することにより、導電層３３ａおよび導電層３３ｂを形成する（図５（Ｃ））。また、当該工程により、トランジスタ３０のチャネル形成領域と重なる部分の不純物半導体層３５Ａが除去され、これにより不純物半導体層３５が形成される。前述のように、導電層３３ｂはトランジスタ３０のソースまたはドレインの一方としての機能を有し、導電層３３ａはトランジスタ３０のソースまたはドレインの他方、および容量素子６０の一方の電極としての機能を有する。また、導電層３３ｂは配線ＳＬの一部に対応する。
【０１２２】
なお、水素吸蔵合金を含む材料を用いて導電層３３ａおよび導電層３３ｂを形成する場合、絶縁層３４および不純物半導体層３５Ａと接する導電層を、水素を含む雰囲気下で成膜することが好ましい。これにより、導電層３３ａおよび導電層３３ｂを、水素を含んだ導電層とすることができる。また、絶縁層３４および不純物半導体層３５Ａと接する導電層の成膜後、かつ後述する絶縁層８２ａの成膜前に、イオン注入法、イオンドーピング法、プラズマイマージョンイオンインプランテーション法等を用いて水素を添加してもよい。
【０１２３】
次に、半導体層３２、導電層３３ａ、導電層３３ｂ、および絶縁層３４と接するように絶縁層８２ａを形成する。前述のように、絶縁層８２ａは、窒化シリコンを含む層とすることができる。絶縁層８２ａは、例えば水素、シラン、およびアンモニアを含む第１の成膜ガスを用いて、ＣＶＤ法により形成することができる。第１の成膜ガスに水素を含ませることにより、絶縁層８２ａに水素を含ませることができる。これにより、絶縁層８２ａは、水素を放出し、半導体層３２等に供給する機能を有することができる。前述のように、シリコンを含む半導体層３２が有する未結合手に水素を結合させて未結合手を終端させ、半導体層３２を熱力学的に安定化することができる。以上により、信頼性の高い表示装置を提供することができる。
【０１２４】
第１の成膜ガスにおいて、シランの流量に対する水素の流量比が大きいと、絶縁層８２ａに水素を多量に含ませることができ、絶縁層８２ａが半導体層３２に供給する水素を増加させることができるため好ましい。シランの流量に対する水素の流量比は、１倍以上とすることが好ましく、３倍以上とすることがより好ましく、５倍以上とすることがさらに好ましい。つまり、例えばシランの流量が２００ｓｃｃｍである場合、水素の流量は、２００ｓｃｃｍ以上とすることが好ましく、６００ｓｃｃｍ以上とすることがより好ましく、１０００ｓｃｃｍ以上とすることがさらに好ましい。
【０１２５】
次に、絶縁層８２ａと接するように絶縁層８２ｂを形成する（図６（Ａ））。前述のように、絶縁層８２ｂは、窒化シリコンを含む層とすることができる。または、絶縁層８２ｂは、酸化アルミニウムを含む層とすることができる。絶縁層８２ｂは、絶縁層８２ａに含まれる水素の外方拡散を抑制する機能を有する。
【０１２６】
絶縁層８２ｂとして窒化シリコンを含む層を用いる場合、絶縁層８２ｂは、例えば窒素、シラン、およびアンモニアを含む第２の成膜ガスを用いて、ＣＶＤ法により形成することができる。
【０１２７】
窒化シリコンを含む層を形成する場合、成膜ガスにおける、シランの流量に対するアンモニアの流量比が小さいほど、当該層における水素の拡散係数を小さくすることができる。絶縁層８２ａは、水素を放出できるようにするため、水素の拡散係数が小さいことが好ましい。一方、絶縁層８２ｂは、絶縁層８２ａから放出される水素の外方拡散を抑制するため、水素の拡散係数が小さいことが好ましい。以上より、第１の成膜ガスにおける、シランの流量に対するアンモニアの流量比は大きいことが好ましく、第２の成膜ガスにおける、シランの流量に対するアンモニアの流量比は小さいことが好ましい。例えば、第１の成膜ガスにおける、シランの流量に対するアンモニアの流量比は、第２の成膜ガスにおける、シランの流量に対するアンモニアの流量比より大きいことが好ましい。
【０１２８】
例えば、第１の成膜ガスにおける、シランの流量に対するアンモニアの流量比は、１．５倍以上とすることが好ましく、３倍以上とすることがより好ましく、４倍以上とすることがさらに好ましい。つまり、第１の成膜ガスにおいて、例えばシランの流量が２００ｓｃｃｍである場合、アンモニアの流量は３００ｓｃｃｍ以上とすることが好ましく、６００ｓｃｃｍ以上とすることがより好ましく、８００ｓｃｃｍ以上とすることがさらに好ましい。
【０１２９】
また、第２の成膜ガスにおける、シランの流量に対するアンモニアの流量比は、１倍以下とすることが好ましく、０．８倍以下とすることがより好ましく、０．６倍以下とすることがさらに好ましい。つまり、第２の成膜ガスにおいて、例えばシランの流量が２００ｓｃｃｍである場合、アンモニアの流量は２００ｓｃｃｍ以下とすることが好ましく、１６０ｓｃｃｍ以下とすることがより好ましく、１２０ｓｃｃｍ以下とすることがさらに好ましい。
【０１３０】
絶縁層８２ｂとして酸化アルミニウムを含む層を用いる場合、絶縁層８２ｂは、例えばスパッタリング法により形成することができる。アルミニウムを含むターゲットを用い、スパッタリングガスとして酸素を含むガスを用いることにより、酸化アルミニウムを含む層をスパッタリング法により形成することができる。なお、ターゲットは、例えばアルミニウム単体としてもよいし、酸化アルミニウムを含んでもよい。
【０１３１】
また、スパッタリングガスとして、希ガス（代表的にはアルゴン）を含むガスを用いてもよい。例えば、酸素と希ガスの混合ガスとしてもよい。スパッタリングガスを酸素と希ガスの混合ガスとする場合、スパッタリングガスに含まれる酸素の割合は２０％以上とすることが好ましく、３０％以上とすることがより好ましい。
【０１３２】
次に、熱処理を行う。これにより、絶縁層８２ａからの水素の放出を促進し、図６（Ｂ）、（Ｃ）の矢印で示すように、絶縁層８２ａに含まれる水素の半導体層３２への供給を促進することができる。また、導電層３３ａおよび導電層３３ｂとして水素吸蔵合金を含む材料を用いる場合は、導電層３３ａおよび導電層３３ｂに含まれる水素の半導体層３２への供給を促進することができる。なお、図６（Ｃ）は、図６（Ｂ）の二点鎖線で囲まれた部分の拡大図である。
【０１３３】
熱処理の温度は、例えば２００℃以上６００℃以下であることが好ましく、３００℃以上５００℃以下であることがより好ましい。また、熱処理の時間は、１０分以上１０時間以下であることが好ましく、３０分以上３時間以下であることがより好ましく、３０分以上２時間以下であることがさらに好ましい。なお、絶縁層８２ｂを形成後に熱処理を行わなくてもよい。
【０１３４】
なお、導電層３３ａおよび導電層３３ｂを酸化物導電層とする場合、半導体層３２および不純物半導体層３５を形成後（図５（Ｂ））、導電層の代わりに酸化物半導体層を形成する。次に、フォトリソグラフィ法等によりパターニングを行い、エッチング法等により当該酸化物半導体層を加工する。その後、絶縁層８２ａおよび絶縁層８２ｂを形成し、熱処理を行う。これにより、絶縁層８２ａから酸化物半導体層へ水素が供給され、当該酸化物半導体層が低抵抗化することにより、導電層３３ａおよび導電層３３ｂが形成される。以上のように、導電層３３ａおよび導電層３３ｂを酸化物導電層とする場合であっても、導電層３３ａおよび導電層３３ｂを金属等とする場合と同様の工程数とすることができる。
【０１３５】
次に、絶縁層８１を形成する。絶縁層８１の形成後、化学機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｍｅｎｔ）法等により、絶縁層８１に対して平坦化処理を行う。
【０１３６】
次に、フォトリソグラフィ法等によりパターニングを行う。その後、エッチング法等により絶縁層８１、絶縁層８２ｂ、および絶縁層８２ａを加工することにより、導電層３３ａに達する開口を形成する（図７（Ａ））。以上により、開口部３８が形成される。
【０１３７】
次に、絶縁層８１と接し、また開口部３８を介して導電層３３ａと接するように導電層を成膜する。その後、フォトリソグラフィ法等によりパターニングを行い、エッチング法等により当該導電層を加工することにより、導電層２１を形成する（図７（Ｂ））。導電層２１は、開口部３８を介して導電層３３ａと電気的に接続される。
【０１３８】
次に、絶縁層８１および導電層２１と接するように、配向膜２４ａを形成する（図８（Ａ））。その後、基板１５上に、遮光層４２、着色層４１、絶縁層２６、導電層２３、および配向膜２４ｂを形成する（図１４（Ｂ））。着色層４１は、フォトリソグラフィ法、印刷法、またはインクジェット法を用いて形成することができる。例えばインクジェット法を用いることにより、室温で製造、低真空度で製造、または大型基板上に作製することができる。これにより、解像度が４Ｋや８Ｋなどといった極めて高解像度の表示装置であっても、着色層４１を形成することができる。また、画面サイズが対角５０インチ以上、対角６０インチ以上、または対角７０インチ以上の大型の表示装置にも着色層４１を形成することができる。また、レジストマスクを用いなくても着色層４１を形成することができるため、表示装置の作製コストおよび作製工程数を低減することができる。例えば、３色の着色層４１と、遮光層４２を設けた場合には、これらをフォトリソグラフィ法で形成した場合に比べて、計４つのフォトマスクを削減することができる。
【０１３９】
次に、図８（Ａ）に示す基板１４と、図８（Ｂ）に示す基板１５との間に、接着層（図示せず）を用いて液晶２２を封止する。その後、偏光板３９ａ、偏光板３９ｂ、およびバックライトユニット９０を形成する。以上により、図４に示す構成の表示装置１０を作製することができる。
【０１４０】
ここで、表示装置を作製する際、作製工程におけるフォトリソグラフィ工程が少ないほど、すなわちフォトマスクのマスク枚数が少ないほど、作製コストを低くすることができる。
【０１４１】
例えば、図５乃至図７に示す工程（基板１４側の工程）のうち、導電層３１等の形成工程（図５（（Ａ））、半導体層３２および不純物半導体層３５の形成工程（図５（Ｂ））、導電層３３ａ等の形成工程（図５（Ｃ））、開口部３８の形成工程（図７（Ａ））、および導電層２１等の形成工程（図７（Ｂ））の、計５つのフォトリソグラフィ工程を経ることで作製できる。すなわち、５枚のフォトマスクにより、バックプレーン基板を作製することができる。
【０１４２】
以上が画素等の作製方法の一例についての説明である。
【０１４３】
〔断面構成例２〕
以下では、図４に示す断面構成の変形例を示す。
【０１４４】
図９は、着色層４１を基板１４側に設けた場合の例を示している。これにより、基板１５側の構成を簡略化することができる。
【０１４５】
なお、着色層４１を平坦化膜として用いる場合には、絶縁層８１を設けない構成としてもよい。
【０１４６】
〔断面構成例３〕
図４および図９では、液晶素子として、液晶を挟む一対の電極が上下に配置された、縦電界方式の液晶素子の例を示しているが、液晶素子の構成はこれに限られず、様々な方式の液晶素子を適用することができる。
【０１４７】
図１０には、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードが適用された液晶素子を有する表示装置の断面概略図を示す。
【０１４８】
液晶素子２０は、画素電極としての機能を有する導電層２１と、導電層２１と絶縁層８３を介して重なる導電層２３と、を有する。導電層２３は、スリット状または櫛歯状の上面形状を有している。
【０１４９】
また、この構成では、導電層２１と導電層２３とが重なる部分に容量が形成され、これを容量素子６０として用いることができる。そのため、画素の占有面積を縮小できるため、高精細な表示装置を実現できる。また、開口率を向上させることができる。
【０１５０】
図１０では、共通電極として機能する導電層２３が液晶２２側に位置する構成としたが、図１１に示すように、画素電極として機能する導電層２１が、液晶２２側に位置する構成としてもよい。このとき、導電層２１がスリット状または櫛歯状の上面形状を有する。
【０１５１】
以上が図４に示す断面構成の変形例についての説明である。
【０１５２】
［トランジスタの構成について］
以下では、上記とは異なるトランジスタの構成の例について説明する。
【０１５３】
図１２（Ａ）に示すトランジスタは、半導体層３２と不純物半導体層３５の間に、半導体層３７を有する。
【０１５４】
半導体層３７は、半導体層３２と同様の半導体膜により形成されていてもよい。半導体層３７は、不純物半導体層３５のエッチングの際に、半導体層３２がエッチングにより消失することを防ぐためのエッチングストッパーとして機能させることができる。なお、図１２（Ａ）において、半導体層３７が左右に分離している例を示しているが、半導体層３７の一部が半導体層３２のチャネル形成領域を覆っていてもよい。
【０１５５】
また、半導体層３７は、不純物半導体層３５よりも低濃度の不純物が含まれていてもよい。これにより、半導体層３７をＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）領域として機能させることができ、トランジスタを駆動させたときのホットチャネル効果を抑制することができる。
【０１５６】
図１２（Ｂ）に示すトランジスタは、半導体層３２に代えて、半導体層３２ｐを有する。半導体層３２ｐは、結晶性の高い半導体膜を含む。例えば半導体層３２ｐは、多結晶半導体または単結晶半導体を含む。これにより、電界効果移動度の高いトランジスタとすることができる。
【０１５７】
図１２（Ｃ）に示すトランジスタは、半導体層３２のチャネル形成領域に半導体層３２ｐを有する。例えば図１２（Ｃ）に示すトランジスタは、半導体層３２となる半導体膜に対してレーザ光などを照射することにより、局所的に結晶化することにより形成することができる。これにより、電界効果移動度の高いトランジスタを実現できる。
【０１５８】
図１２（Ｄ）に示すトランジスタは、図１２（Ａ）で示したトランジスタの半導体層３２のチャネル形成領域に、結晶性の半導体層３２ｐを有する。
【０１５９】
以上がトランジスタの構成例についての説明である。
【０１６０】
［表示装置の構成例］
以下では、本発明の一態様の表示装置の構成例について説明する。
【０１６１】
図１３に、本発明の一態様の表示装置である表示装置１０のブロック図を示している。表示装置１０は、表示部１７と、ゲートドライバ１２ａと、ゲートドライバ１２ｂと、ソースドライバ１３ａと、ソースドライバ１３ｂと、を有する。表示部１７には、画素１１がマトリクス状に設けられる。なお、本明細書等において、ｉ行ｊ列目の画素１１を画素１１（ｉ，ｊ）と記載する。
【０１６２】
図１３では、ゲートドライバ１２ａと、ゲートドライバ１２ｂと、が表示部１７を挟んで設けられる例を示している。ゲートドライバ１２ａおよびゲートドライバ１２ｂには、複数の配線ＧＬ０が接続される。なお、図１３では、配線ＧＬ０（ｉ）を示している。配線ＧＬ０（ｉ）は、４本のゲート線（配線ＧＬ（ｉ）、配線ＧＬ（ｉ＋１）、配線ＧＬ（ｉ＋２）、配線ＧＬ（ｉ＋３））と電気的に接続されている。したがって、これら４本のゲート線には同じ選択信号が与えられる。
【０１６３】
ゲートドライバ１２ａおよびゲートドライバ１２ｂは、同一の配線ＧＬ０に同一の選択信号を供給する機能を有する。これにより、表示装置１０がゲートドライバを１個だけ有する場合より、配線ＧＬ０の充放電時間を短くすることができる。これにより、解像度が４Ｋや８Ｋなどといった極めて高解像度の表示装置であっても、電界効果移動度の低いトランジスタを用いて動作させることが可能となる。また、画面サイズが対角５０インチ以上、対角６０インチ以上、または対角７０インチ以上の大型の表示装置にも適用することが可能となる。
【０１６４】
図１３では、ソースドライバ１３ａと、ソースドライバ１３ｂと、が表示部１７を挟んで設けられる例を示している。ソースドライバ１３ａおよびソースドライバ１３ｂには、複数のソース線が接続される。ソース線は１つの画素列に対して４本設けられる。図１３では、ｊ番目の画素列に対応する４本のソース線（配線ＳＬ１（ｊ）、配線ＳＬ２（ｊ）、配線ＳＬ３（ｊ）、配線ＳＬ４（ｊ））と、ｊ＋１番目の画素列に対応する４本のソース線（配線ＳＬ１（ｊ＋１）、配線ＳＬ２（ｊ＋１）、配線ＳＬ３（ｊ＋１）、配線ＳＬ４（ｊ＋１））を示している。異なるソース線には、それぞれ異なる信号を供給することができる。例えば、配線ＳＬ１（ｊ）、配線ＳＬ２（ｊ）、配線ＳＬ３（ｊ）、および配線ＳＬ４（ｊ）には、それぞれ異なる信号を供給することができる。
【０１６５】
ソースドライバ１３ａおよびソースドライバ１３ｂは、同一の配線ＳＬに同一の信号を供給する機能を有する。これにより、表示装置１０がソースドライバを１個だけ有する場合より、配線ＳＬの充放電時間を短くすることができる。これにより、解像度が４Ｋや８Ｋなどといった極めて高解像度の表示装置であっても、電界効果移動度の低いトランジスタを用いて動作させることが可能となる。また、画面サイズが対角５０インチ以上、対角６０インチ以上、または対角７０インチ以上の大型の表示装置にも適用することが可能となる。
【０１６６】
１つの画素１１は１つの色に対応する画素である。したがって、複数の画素が呈する光の混色を利用してカラー表示を行う場合には、画素１１を副画素とも呼ぶことができる。
【０１６７】
また、列方向に配列する複数の画素は、それぞれ同じ色を呈する画素であることが好ましい。表示素子として液晶素子を用いる場合には、列方向に配列する画素には、液晶素子と重ねて同じ色の光を透過する着色層を設ける構成とする。
【０１６８】
ここで、電界効果移動度を高めることが困難なアモルファスシリコンなどのトランジスタを適用する際、複数の表示部に分割して駆動する方法が挙げられる。しかし上記方法の場合、駆動回路の特性ばらつきなどにより、分割された表示部の境界部が視認されてしまい、視認性が低下してしまう場合がある。また、入力される画像データを、あらかじめ分割するための画像処理などが必要となり、高速且つ大規模な画像処理装置が必要になる。
【０１６９】
一方、本発明の一態様の表示装置は、電界効果移動度が比較的低いトランジスタを用いた場合であっても、表示部を分割することなく駆動することが可能となる。
【０１７０】
図１３では、１つの画素列あたりソース線を４本設けたが、本発明の一態様はこれに限らない。図１４では、１つの画素列あたりソース線を３本（配線ＳＬ１、配線ＳＬ２、配線ＳＬ３）設ける構成を示す。当該構成の表示装置１０において、配線ＧＬ０（ｉ）は、３本のゲート線（配線ＧＬ（ｉ）、配線ＧＬ（ｉ＋１）、配線ＧＬ（ｉ＋２））と電気的に接続され、これら３本のゲート線には同じ選択信号が与えられる。
【０１７１】
また、図１５では、１つの画素列あたりソース線を２本（配線ＳＬ１、配線ＳＬ２）設ける構成を示す。当該構成の表示装置１０において、配線ＧＬ０（ｉ）は、２本のゲート線（配線ＧＬ（ｉ）、配線ＧＬ（ｉ＋１））と電気的に接続され、これら２本のゲート線には同じ選択信号が与えられる。
【０１７２】
また、図１６では、１つの画素列あたりソース線を１本（配線ＳＬ）設ける構成を示す。当該構成の表示装置１０では、配線ＧＬ０を省略することができる。
【０１７３】
なお、本発明の一態様において、１つの画素列あたりソース線を５本以上設けてもよい。
【０１７４】
以上が本発明の一態様の表示装置の構成例についての説明である。
【０１７５】
［導電層の形状について］
ゲート線やソース線などの配線に用いることのできる導電膜は、金属や合金などの低抵抗な材料を用いると、配線抵抗を低減することができるため好ましい。また、大画面の表示装置とする場合には、配線の幅を大きくすることも有効である。しかしながら、このような導電膜は可視光を透過しないため、透過型の液晶表示装置においては、配線自体の幅が大きくなることや、配線数の増加に伴い、開口率の低下を招く場合がある。
【０１７６】
そこで、導電膜の端部の形状を工夫することで、バックライトユニットからの光を効率的に取り出すことができる。
【０１７７】
図１７（Ａ）には、ソース線などを構成する導電層３３とその近傍の断面図を示している。導電層３３は、その端部が逆テーパ形状を有している。
【０１７８】
ここで、テーパ角とは薄膜の端部における、その底面（被形成面と接する面）と、その側面との角度を言う。テーパ角は、０度より大きく、１８０度未満である。また、テーパ角が９０度よりも小さい場合を順テーパ、９０度よりも大きい場合を逆テーパと呼ぶ。
【０１７９】
図１７（Ａ）に示すように、導電層３３が逆テーパ形状を有することで、バックライトユニットから入射される光５０の一部は、導電層３３の側面で反射し、液晶２２に到達する。その結果、導電層３３の側面が垂直である場合、および順テーパ形状である場合に比べて、光取り出し効率を高めることができる。
【０１８０】
ここで、導電層３３のテーパ角は、９０度より大きく１３５度未満、好ましくは９１度以上１２０度以下、より好ましくは９５度以上１１０度以下とすることが好ましい。
【０１８１】
また、図１７（Ｂ）では、ゲート線等を構成する導電層３１が、逆テーパ形状を有する場合の例を示している。導電層３３に加えて導電層３１も逆テーパ形状とすることで、より効果的に光取り出し効率を高めることができる。
【０１８２】
以上が配線の形状についての説明である。
【０１８３】
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【０１８４】
（実施の形態２）
本実施の形態では、トランジスタの半導体層に用いることのできる多結晶シリコンの結晶化方法およびレーザ結晶化装置の一例について説明する。
【０１８５】
結晶性の良好な多結晶シリコン層を形成するには、基板上に非晶質シリコン層を設け、当該非晶質シリコン層にレーザ光を照射して結晶化することが好ましい。例えば、レーザ光を線状ビームとし、当該線状ビームを非晶質シリコン層に照射しながら基板を移動させることで、基板上の所望の領域に多結晶シリコン層を形成することができる。
【０１８６】
線状ビームを用いた方法は、スループットが比較的良好である。一方で、ある領域に対してレーザ光が相対的に移動しながら複数回照射される方法であるため、レーザ光の出力変動およびそれに起因するビームプロファイルの変化による結晶性のばらつきが生じやすい。例えば、当該方法で結晶化させた半導体層を表示装置の画素が有するトランジスタに用いると、結晶性のばらつきに起因したランダムな縞模様が表示に見えることがある。
【０１８７】
また、線状ビームの長さは基板の一辺の長さ以上であることが理想的であるが、線状ビームの長さは、レーザ発振器の出力と光学系の構成によって制限される。したがって、大型基板の処理では基板面内を折り返してレーザ照射することが現実的である。そのため、レーザ光をオーバーラップして照射する領域が生じる。当該領域の結晶性は、他の領域の結晶性と異なりやすいため、当該領域では表示ムラが生じることがある。
【０１８８】
上記のような問題を抑えるために、基板上に形成した非晶質シリコン層に局所的にレーザ照射を行って結晶化させてもよい。局所的なレーザ照射では、結晶性のばらつきの少ない多結晶シリコン層を形成しやすい。
【０１８９】
図１８（Ａ）は、基板上に形成した非晶質シリコン層に局所的にレーザ照射を行う方法を説明する図である。
【０１９０】
光学系ユニット８２１から射出されるレーザ光８２６は、ミラー８２２で反射されてマイクロレンズアレイ８２３に入射する。マイクロレンズアレイ８２３は、レーザ光８２６を集光して複数のレーザビーム８２７を形成する。
【０１９１】
ステージ８１５には、非晶質シリコン層８４０を形成した基板８３０が固定される。非晶質シリコン層８４０に複数のレーザビーム８２７を照射することで、複数の多結晶シリコン層８４１を同時に形成することができる。
【０１９２】
マイクロレンズアレイ８２３が有する個々のマイクロレンズは、表示装置の画素ピッチに合わせて設けることが好ましい。または、画素ピッチの整数倍の間隔で設けてもよい。いずれの場合においても、レーザ照射とステージ８１５のＸ方向またはＹ方向の移動を繰り返すことで、全ての画素に対応した領域に多結晶シリコン層を形成することができる。
【０１９３】
例えば、マイクロレンズアレイ８２３が画素ピッチでＸ方向にＭ行、Ｙ方向にＮ列（Ｍ、Ｎは自然数）のマイクロレンズを有するとき、まず所定の開始位置でレーザ光を照射し、Ｍ行Ｎ列の多結晶シリコン層を形成する。そして、Ｙ方向にＭ行分の距離だけ移動させてレーザ光を照射し、Ｍ行２Ｎ列の多結晶シリコン層８４１を形成する。当該工程を繰り返し行うことで所望の領域に複数の多結晶シリコン層８４１を形成することができる。また、折り返してレーザ照射工程を行う場合は、Ｘ方向にＮ列分の距離だけ移動させてレーザ照射を行い、さらにＹ方向にＭ行分の距離の移動とレーザ光の照射を繰り返せばよい。
【０１９４】
なお、レーザ光の発振周波数とステージ８１５の移動速度を適切に調整すれば、ステージ８１５を一方向に移動させながらレーザ照射を行う方法でも、画素ピッチで多結晶シリコン層を形成することができる。
【０１９５】
レーザビーム８２７のサイズは、例えば、一つのトランジスタの半導体層全体が含まれる程度の面積とすることができる。または、一つのトランジスタのチャネル形成領域全体が含まれる程度の面積とすることができる。または、一つのトランジスタのチャネル形成領域の一部が含まれる程度の面積とすることができる。これらは、必要とするトランジスタの電気特性に応じて使い分ければよい。
【０１９６】
なお、一つの画素に複数のトランジスタを有する表示装置を対象とした場合、レーザビーム８２７は、一つの画素内の各トランジスタの半導体層全体が含まれる程度の面積とすることができる。また、レーザビーム８２７は、複数の画素が有するトランジスタの半導体層全体が含まれる程度の面積としてもよい。
【０１９７】
また、図１９（Ａ）に示すように、ミラー８２２とマイクロレンズアレイ８２３との間にマスク８２４を設けてもよい。マスク８２４には、各マイクロレンズに対応した複数の開口部が設けられる。当該開口部の形状はレーザビーム８２７の形状に反映させることができ、図１９（Ａ）のようにマスク８２４が円形の開口部を有する場合は、円形のレーザビーム８２７を得ることができる。また、マスク８２４が矩形の開口部を有する場合は、矩形のレーザビーム８２７を得ることができる。マスク８２４は、例えば、トランジスタのチャネル形成領域のみを結晶化させたい場合などに有効である。なお、マスク８２４は、図１９（Ｂ）に示すように光学系ユニット８２１とミラー８２２との間に設けてもよい。
【０１９８】
図１８（Ｂ）は、上記に示した局所的なレーザ照射の工程に用いることのできるレーザ結晶化装置の主要な構成を説明する斜視図である。レーザ結晶化装置は、Ｘ−Ｙステージの構成要素である移動機構８１２、移動機構８１３およびステージ８１５を有する。また、レーザビーム８２７を成形するためのレーザ発振器８２０、光学系ユニット８２１、ミラー８２２、マイクロレンズアレイ８２３を有する。
【０１９９】
移動機構８１２および移動機構８１３は、水平方向に往復直線運動をする機能を有する。移動機構８１２および移動機構８１３に動力を与える機構としては、例えば、モータで駆動するボールネジ機構８１６などを用いることができる。移動機構８１２および移動機構８１３のそれぞれの移動方向は垂直に交わるため、移動機構８１３に固定されるステージ８１５はＸ方向およびＹ方向に自在に移動させることができる。
【０２００】
ステージ８１５は真空吸着機構などの固定機構を有し、基板８３０などを固定することができる。また、ステージ８１５は、必要に応じて加熱機構を有していてもよい。なお、図示はしていないが、ステージ８１５はプッシャーピンおよびその上下機構を有し、基板８３０などを搬出入する際は、基板８３０などを上下に移動させることができる。
【０２０１】
レーザ発振器８２０は、処理の目的に適した波長および強度の光が出力できればよく、パルスレーザが好ましいがＣＷレーザであってもよい。代表的には、波長３５１−３５３ｎｍ（ＸｅＦ）、３０８ｎｍ（ＸｅＣｌ）などの紫外光を照射できるエキシマレーザを用いることができる。または、固体レーザ（ＹＡＧレーザ、ファイバーレーザなど）の二倍波（５１５ｎｍ、５３２ｎｍなど）または三倍波（３４３ｎｍ、３５５ｎｍなど）を用いてもよい。また、レーザ発振器８２０は複数であってもよい。
【０２０２】
光学系ユニット８２１は、例えば、ミラー、ビームエクスパンダ、ビームホモジナイザ等を有し、レーザ発振器８２０から出力されるレーザ光８２５のエネルギーの面内分布を均一化させつつ伸張させることができる。
【０２０３】
ミラー８２２には、例えば、誘電体多層膜ミラーを用いることができ、レーザ光の入射角が略４５°となるように設置する。マイクロレンズアレイ８２３には、例えば、石英板の上面または上下面に複数の凸レンズが設けられたような形状とすることができる。
【０２０４】
以上のレーザ結晶化装置を用いることにより、結晶性のばらつきの少ない多結晶シリコン層を形成することができる。
【０２０５】
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【０２０６】
（実施の形態３）
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した表示装置の他の構成例について説明する。
【０２０７】
図２０に、表示装置１０の構成例を示す。表示装置１０は、基板１４上に設けられた表示部１７を有する。表示部１７は、配線ＧＬおよび配線ＳＬと接続された複数の画素１１を有する。
【０２０８】
また、表示装置１０には、複数のＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）１２１ａおよび複数のＴＡＢ１２１ｂが設けられている。ＴＡＢ１２１ａとＴＡＢ１２１ｂは、表示部１７を挟んで対向する位置に設けられている。ＴＡＢ１２１ａには、ゲートドライバ１２ａ等が形成された集積回路が実装されており、ＴＡＢ１２１ｂには、ゲートドライバ１２ｂ等が形成された集積回路が実装されている。ゲートドライバ１２ａおよびゲートドライバ１２ｂは複数の配線ＧＬと接続されており、配線ＧＬに選択信号を供給する機能を有する。
【０２０９】
また、表示装置１０には、複数のプリント基板１３１ａおよび複数のＴＡＢ１３２ａが設けられており、複数のプリント基板１３１ｂおよび複数のＴＡＢ１３２ｂが設けられている。プリント基板１３１ａおよびＴＡＢ１３２ａと、プリント基板１３１ｂおよびＴＡＢ１３２ｂとは、表示部１７を挟んで対向する位置に設けられている。
【０２１０】
プリント基板１３１ａはそれぞれ複数のＴＡＢ１３２ａと接続され、外部から入力された信号をＴＡＢ１３２ａに分配する機能を有する。プリント基板１３１ｂはそれぞれ複数のＴＡＢ１３２ｂと接続され、外部から入力された信号をＴＡＢ１３２ｂに分配する機能を有する。また、ＴＡＢ１３２ａには、ソースドライバ１３ａ等が形成された集積回路が実装されており、ＴＡＢ１３２ｂには、ソースドライバ１３ｂ等が形成された集積回路が実装されている。ソースドライバ１３ａおよびソースドライバ１３ｂは複数の配線ＳＬと接続されており、配線ＳＬに信号を供給する機能を有する。
【０２１１】
２Ｋ、４Ｋ、８Ｋ放送等に対応可能な大画面の表示部を有する表示装置を作製する場合は、図２０に示すように複数のプリント基板１３１ａおよび複数のプリント基板１３１ｂを設けることが好ましい。これにより、表示装置１０への画像データの入力を容易に行うことができる。
【０２１２】
なお、ゲートドライバ１２ａ、ゲートドライバ１２ｂ、ソースドライバ１３ａ、およびソースドライバ１３ｂは、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｆｉｌｍ）方式等により、基板１４上に設けることもできる。
【０２１３】
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【０２１４】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について、図面を参照して説明する。
【０２１５】
以下で例示する電子機器は、表示部に本発明の一態様の表示装置を有するものである。したがって、高い解像度が実現された電子機器である。また高い解像度と、大きな画面が両立された電子機器とすることができる。
【０２１６】
本発明の一態様の電子機器の表示部には、例えばフルハイビジョン、４Ｋ２Ｋ、８Ｋ４Ｋ、１６Ｋ８Ｋ、またはそれ以上の解像度を有する映像を表示させることができる。また、表示部の画面サイズとしては、対角２０インチ以上、または対角３０インチ以上、または対角５０インチ以上、対角６０インチ以上、または対角７０インチ以上とすることもできる。
【０２１７】
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｇｅ：電子看板）、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を有する電子機器の他、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、などが挙げられる。
【０２１８】
本発明の一態様の電子機器または照明装置は、家屋もしくはビルの内壁もしくは外壁、または、自動車の内装もしくは外装の曲面に沿って組み込むことができる。
【０２１９】
本発明の一態様の電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信することで、表示部で映像や情報等の表示を行うことができる。また、電子機器がアンテナおよび二次電池を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。
【０２２０】
本発明の一態様の電子機器は、センサ（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、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの）を有していてもよい。
【０２２１】
本発明の一態様の電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）を実行する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出す機能等を有することができる。
【０２２２】
図２１（Ａ）にテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置７１００は、筐体７１０１に表示部７０００が組み込まれている。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。
【０２２３】
表示部７０００に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。これにより、テレビジョン装置７１００の信頼性を高めることができる。
【０２２４】
図２１（Ａ）に示すテレビジョン装置７１００の操作は、筐体７１０１が有する操作スイッチや、別体のリモコン操作機７１１１により行うことができる。または、表示部７０００にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部７０００に触れることで操作してもよい。リモコン操作機７１１１は、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有していてもよい。リモコン操作機７１１１が有する操作キーまたはタッチパネルにより、チャンネルおよび音量の操作を行うことができ、表示部７０００に表示される映像を操作することができる。
【０２２５】
なお、テレビジョン装置７１００は、受信機および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る。また、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。
【０２２６】
図２１（Ｂ）に、ノート型パーソナルコンピュータ７２００を示す。ノート型パーソナルコンピュータ７２００は、筐体７２１１、キーボード７２１２、ポインティングデバイス７２１３、外部接続ポート７２１４等を有する。筐体７２１１に、表示部７０００が組み込まれている。
【０２２７】
表示部７０００に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。これにより、ノート型パーソナルコンピュータ７２００の信頼性を高めることができる。
【０２２８】
図２１（Ｃ）、（Ｄ）に、デジタルサイネージ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｇｅ：電子看板）の一例を示す。
【０２２９】
図２１（Ｃ）に示すデジタルサイネージ７３００は、筐体７３０１、表示部７０００、およびスピーカ７３０３等を有する。さらに、ＬＥＤランプ、操作キー（電源スイッチ、または操作スイッチを含む）、接続端子、各種センサ、マイクロフォン等を有することができる。
【０２３０】
また、図２１（Ｄ）は円柱状の柱７４０１に取り付けられたデジタルサイネージ７４００である。デジタルサイネージ７４００は、柱７４０１の曲面に沿って設けられた表示部７０００を有する。
【０２３１】
図２１（Ｃ）、（Ｄ）において、表示部７０００に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。これにより、デジタルサイネージ７３００およびデジタルサイネージ７４００の信頼性を高めることができる。
【０２３２】
表示部７０００が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示部７０００が広いほど、人の目につきやすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることができる。
【０２３３】
表示部７０００にタッチパネルを適用することで、表示部７０００に画像または動画を表示するだけでなく、使用者が直感的に操作することができ、好ましい。また、路線情報もしくは交通情報などの情報を提供するための用途に用いる場合には、直感的な操作によりユーザビリティを高めることができる。
【０２３４】
また、図２１（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、デジタルサイネージ７３００またはデジタルサイネージ７４００は、ユーザが所持するスマートフォン等の情報端末機７３１１または情報端末機７４１１と無線通信により連携可能であることが好ましい。例えば、表示部７０００に表示される広告の情報を、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１の画面に表示させることができる。また、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１を操作することで、表示部７０００の表示を切り替えることができる。
【０２３５】
また、デジタルサイネージ７３００またはデジタルサイネージ７４００に、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１の画面を操作手段（コントローラ）としたゲームを実行させることもできる。これにより、不特定多数のユーザが同時にゲームに参加し、楽しむことができる。
【０２３６】
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【０２３７】
１０    表示装置
１１    画素
１２ａ    ゲートドライバ
１２ｂ    ゲートドライバ
１３ａ    ソースドライバ
１３ｂ    ソースドライバ
１４    基板
１５    基板
１７    表示部
２０    液晶素子
２１    導電層
２２    液晶
２３    導電層
２４ａ    配向膜
２４ｂ    配向膜
２６    絶縁層
３０    トランジスタ
３１    導電層
３１ａ    導電層
３２    半導体層
３２ｐ    半導体層
３３    導電層
３３ａ    導電層
３３ｂ    導電層
３４    絶縁層
３５    不純物半導体層
３５Ａ    不純物半導体層
３７    半導体層
３８    開口部
３９ａ    偏光板
３９ｂ    偏光板
４１    着色層
４２    遮光層
５０    光
６０    容量素子
８１    絶縁層
８２ａ    絶縁層
８２ｂ    絶縁層
８３    絶縁層
９０    バックライトユニット
１２１ａ    ＴＡＢ
１２１ｂ    ＴＡＢ
１３１ａ    プリント基板
１３１ｂ    プリント基板
１３２ａ    ＴＡＢ
１３２ｂ    ＴＡＢ
８１２    移動機構
８１３    移動機構
８１５    ステージ
８１６    ボールネジ機構
８２０    レーザ発振器
８２１    光学系ユニット
８２２    ミラー
８２３    マイクロレンズアレイ
８２４    マスク
８２５    レーザ光
８２６    レーザ光
８２７    レーザビーム
８３０    基板
８４０    非晶質シリコン層
８４１    多結晶シリコン層
７０００    表示部
７１００    テレビジョン装置
７１０１    筐体
７１０３    スタンド
７１１１    リモコン操作機
７２００    ノート型パーソナルコンピュータ
７２１１    筐体
７２１２    キーボード
７２１３    ポインティングデバイス
７２１４    外部接続ポート
７３００    デジタルサイネージ
７３０１    筐体
７３０３    スピーカ
７３１１    情報端末機
７４００    デジタルサイネージ
７４０１    柱
７４１１    情報端末機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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