(57)【要約】【課題】信号線駆動回路を構成するアナログスイッチを構成するトランジスタサイズを小さくし、信号線の充放電を十分に行うことができる表示装置、表示装置の駆動方法を提供する。【解決手段】第１の期間に非反転映像信号、第２の期間に反転映像信号、が入力される画素部と、非反転映像信号及び反転映像信号の画素部への出力を制御するためのスイッチ回路部を有する信号線駆動回路を有し、スイッチ回路部は、第１の期間において、第１の高電源電位及び第１の低電源電位となる第１の信号によって制御され、第２の期間において、第２の高電源電位及び第２の低電源電位となる第２の信号によって制御されることで、画素部への非反転映像信号及び反転映像信号の出力を制御する回路、を有する構成とする。【選択図】図１
2011043804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の期間に非反転映像信号、第２の期間に反転映像信号、が入力される画素部と、
前記非反転映像信号及び前記反転映像信号の前記画素部への出力を制御するためのスイッチ回路部を有する信号線駆動回路を有し、
前記スイッチ回路部は、前記第１の期間において、第１の高電源電位及び第１の低電源電位となる第１の信号によって制御され、前記第２の期間において、第２の高電源電位及び第２の低電源電位となる第２の信号によって制御されることで、前記画素部への前記非反転映像信号及び前記反転映像信号の出力を制御する回路、であることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の高電源電位は、前記第２の高電源電位より大きい電位であり、
前記第１の低電源電位は、前記第２の低電源電位より大きい電位であることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記スイッチ回路部は、薄膜トランジスタを有し、
前記薄膜トランジスタのゲートには、前記第１の信号及び前記第２の信号を供給するための配線が電気的に接続されていることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項３において、前記配線は、前記画素部の画素における色要素毎に設けられていることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の表示装置を具備する電子機器。
【請求項６】
第１の期間に非反転映像信号、第２の期間に反転映像信号、が入力される画素部と、
前記非反転映像信号及び前記反転映像信号の前記画素部への出力を制御するためのスイッチ回路部を有する信号線駆動回路を有し、
前記スイッチ回路部において、第１の高電源電位及び第１の低電源電位となる第１の信号、並びに第２の高電源電位及び第２の低電源電位となる第２の信号、によって前記画素部への前記非反転映像信号及び前記反転映像信号の出力が制御され、
前記第１の期間において、前記スイッチ回路部は、前記第１の信号によって制御され、
前記第２の期間において、前記スイッチ回路部は、前記第２の信号によって制御されることを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１の高電源電位は、前記第２の高電源電位信号より大きい電位であり、
前記第１の低電源電位は、前記第２の低電源電位信号より大きい電位であることを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項８】
請求項６または請求項７において、
前記スイッチ回路部は、薄膜トランジスタを有し、
前記スイッチ回路部は、前記薄膜トランジスタのゲートに、前記第１の信号及び前記第２の信号を供給するために電気的に接続された配線によって制御されることを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項９】
請求項８において、前記スイッチ回路部は、前記画素部の画素における色要素毎に設けられた配線によって制御されることを特徴とする表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、当該表示装置の駆動方法、当該表示装置を具備する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置は、液晶テレビなどの大型表示装置の普及に伴い、より付加価値の高い製品が求められており、開発が進められている。特に、チャネル領域が非晶質半導体、または微結晶半導体によって構成される薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いて、画素部と同じ基板に駆動回路、駆動回路の一部を形成する技術は、コストの低減、信頼性の向上に大きく貢献するため、活発に開発が進められている。
【０００３】
チャネル領域が非晶質半導体、または微結晶半導体によって構成される薄膜トランジスタを用いた表示装置では、画素部と同じ基板上に信号線駆動回路（ソースドライバ）を形成せず、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）といった技術を用いて、信号線数に応じた接続端子を介して駆動ＩＣより映像信号を入力することとなる。信号線数に応じた接続端子数は、信号線数の増加に伴い増加し、コスト増加の要因ともなる。特許文献１では、信号線駆動回路を構成する３個のアナログスイッチを画素部と同じ基板上に配置し、一水平走査期間内に３回の書き込み期間を設ける構成について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３０９９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで図１４（Ａ）にて、特許文献１の図１（Ａ）の構成を模して示す。図１４（Ａ）では、スイッチ回路部１４０６＿１、スイッチ回路部１４０６＿２、スイッチ回路部が有する薄膜トランジスタ１４０７ａ乃至１４０７ｃ、画像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１及び画像信号ＤＡＴＡ＿２ｎが供給される配線１４０８＿２ｎ−１及び配線１４０８＿２ｎ（ｎは任意の自然数）、サンプリング信号Ｒ、Ｇ、Ｂが供給される配線１４０９ａ乃至１４０９ｃについて、符号を付して示している。また、図１４（Ｂ）では、１ゲート選択期間Ｔｍ（ｍは任意の自然数）、及び１ゲート選択期間Ｔｍ＋１における映像信号と、任意のサンプリング信号（ここではＲと記す）との電位レベルについて重畳させたタイミングチャートを、期間Ｔ１乃至Ｔ３について示したものである。なおサンプリング信号は、高電源電位ＶＨ、低電源電位ＶＬの状態をとるものであり、高電源電位ＶＨとなることで薄膜トランジスタを導通状態にして画像信号を信号線側に供給し、低電源電位ＶＬとなることにより薄膜トランジスタを非導通状態にする。なお図１４（Ｂ）中に示す映像信号は、非反転映像信号で最大の電位レベルをＶＤＨ、最小の電位レベルを０となるように設計する。また、反転映像信号で最大の電位レベルを０とし、最小の電位レベルをＶＤＬとする。
【０００６】
図１４（Ｂ）に示すタイミングチャートでは、期間Ｔｍの期間Ｔ１において、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１が非反転映像信号または反転映像信号であるに関わらず、サンプリング信号Ｒの電位レベルが高電源電位ＶＨとなる。また期間Ｔｍの期間Ｔ２において、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１が非反転映像信号または反転映像信号であるに関わらず、サンプリング信号Ｒの電位レベルが低電源電位ＶＬとなる。また期間Ｔｍの期間Ｔ３において、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１が非反転映像信号または反転映像信号であるに関わらず、サンプリング信号Ｒの電位レベルが低電源電位ＶＬとなる。また期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ１において、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１が非反転映像信号または反転映像信号であるに関わらず、サンプリング信号Ｒの電位レベルが高電源電位ＶＨとなる。また期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ２において、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１が非反転映像信号または反転映像信号であるに関わらず、サンプリング信号Ｒの電位レベルが低電源電位ＶＬとなる。また期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ３において、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１が非反転映像信号または反転映像信号であるに関わらず、サンプリング信号Ｒの電位レベルが低電源電位ＶＬとなる。同様にサンプリング信号Ｇ、サンプリング信号Ｂによっても薄膜トランジスタのオン又はオフが制御される。こうして、映像信号は、選択された画素に書き込まれることとなる。
【０００７】
この期間Ｔｍの期間Ｔ１で薄膜トランジスタ１４０７ａを導通状態とする場合、薄膜トランジスタのゲートに印加される電位レベルである高電源電位ＶＨと、非反転映像信号で最大の電位レベルＶＤＨとの間で、ゲートとソースの間に印加される電圧が図１４（Ｂ）中のＶｇｓ３となる大きさとなる。また、期間Ｔｍの期間Ｔ２で薄膜トランジスタ１４０７ａを非導通状態とする場合、薄膜トランジスタのゲートに印加される電位レベルである低電源電位ＶＬと、反転映像信号で最小の電位レベルＶＤＬとの間で、ゲートとソースの間に印加される電圧が図１４（Ｂ）中のＶｇｓ４となる大きさとなる。また、期間Ｔｍの期間Ｔ３で薄膜トランジスタ１４０７ａを非導通状態とする場合、薄膜トランジスタのゲートに印加される電位レベルである低電源電位ＶＬと、非反転映像信号で最小の電位レベルＶＤＬとの間で、ゲートとソースの間に印加される電圧が図１４（Ｂ）中のＶｇｓ５となる大きさとなる。また、期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ１で薄膜トランジスタ１４０７ａを導通状態とする場合、薄膜トランジスタのゲートに印加される電位レベルである高電源電位ＶＨと、反転映像信号で最大の電位レベル０との間で、ゲートとソースの間に印加される電圧が図１４（Ｂ）中のＶｇｓ６となる大きさとなる。すなわち映像信号が反転映像信号となる期間（第１の期間という）、映像信号が非反転映像信号となる期間（第２の期間）とで、サンプリング信号を薄膜トランジスタのゲートに印加することによる、ゲートとソースの間に印加される電圧が異なることとなる。具体的には、図１４（Ｂ）に示すＶｇｓ３、Ｖｇｓ６のように、同じ薄膜トランジスタ１４０７ａを導通状態とする場合でもゲートとソースの間に印加される電圧が異なることとなる。薄膜トランジスタ１４０７ａを導通状態とするには、ゲートとソースの間に印加される電圧を大きくする必要があり、必然的に図１４（Ｂ）に示すＶｇｓ３としてある程度の電位差を確保する必要がある。一方、図１４（Ｂ）に示すＶｇｓ６では、過剰に、ゲートとソースの間の電圧が印加される状態となり、過剰なゲートとソースの間の電圧により薄膜トランジスタのしきい値電圧がシフトして薄膜トランジスタを流れる電流が小さくなっても信号線の充放電が不十分な状態とならないよう、予め薄膜トランジスタのサイズを大きく設計する必要がある。また薄膜トランジスタ１４０７ａを非導通状態とする場合にも同様に、ゲートとソースの間に印加される電圧としてＶｇｓ４とＶｇｓ５の状態をとり、予め薄膜トランジスタのサイズを大きく設計する必要といったこととなる。
【０００８】
以上特許文献１の構成では、信号線駆動回路のアナログスイッチを構成する薄膜トランジスタについて、信号線の充放電を十分に行えるようトランジスタサイズを予め大きくする必要がある。そのため、表示装置の画素部周辺（額縁領域）が大きくなってしまう。
【０００９】
そこで本発明の一態様は、信号線駆動回路のアナログスイッチを構成するトランジスタサイズを小さくし、信号線の充放電を十分に行うことができる表示装置、表示装置の駆動方法を提供することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、第１の期間に非反転映像信号、第２の期間に反転映像信号、が入力される画素部と、非反転映像信号及び反転映像信号の画素部への出力を制御するためのスイッチ回路部を有する信号線駆動回路を有し、スイッチ回路部は、第１の期間において、第１の高電源電位及び第１の低電源電位となる第１の信号によって制御され、第２の期間において、第２の高電源電位及び第２の低電源電位となる第２の信号によって制御されることで、画素部への非反転映像信号及び反転映像信号の出力を制御する回路、である表示装置である。
【００１１】
本発明の一態様において、第１の高電源電位は、第２の高電源電位より大きい電位であり、第１の低電源電位は、第２の低電源電位より大きい電位であってもよい。
【００１２】
本発明の一態様において、スイッチ回路部は、薄膜トランジスタを具備する回路であり、薄膜トランジスタのゲートには、第１の信号及び第２の信号を供給するための配線が電気的に接続されていてもよい。
【００１３】
本発明の一態様において、配線は、画素部の画素における色要素毎に設けられていてもよい。
【００１４】
本発明の一態様は、第１の期間に非反転映像信号、第２の期間に反転映像信号、が入力される画素部と、非反転映像信号及び反転映像信号の画素部への出力を制御するためのスイッチ回路部を有する信号線駆動回路を有し、スイッチ回路部において、第１の高電源電位及び第１の低電源電位となる第１の信号、並びに第２の高電源電位及び第２の低電源電位となる第２の信号、によって画素部への非反転映像信号及び反転映像信号の出力が制御され、第１の期間において、スイッチ回路部は、第１の信号によって制御され、第２の期間において、スイッチ回路部は、第２の信号によって制御される表示装置の駆動方法である。
【００１５】
本発明の一態様において、第１の高電源電位は、第２の高電源電位信号より大きい電位であり、第１の低電源電位は、第２の低電源電位信号より大きい電位であってもよい。
【００１６】
本発明の一態様において、スイッチ回路部は、薄膜トランジスタを具備する回路であり、スイッチ回路部は、薄膜トランジスタのゲートに、第１の信号及び第２の信号を供給するために電気的に接続された配線によって制御されてもよい。
【００１７】
本発明の一態様において、スイッチ回路部は、画素部の画素における色要素毎に設けられた配線によって制御されてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の一態様は、信号線駆動回路のアナログスイッチを構成するトランジスタサイズを小さくし、信号線の充放電を十分に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】表示装置の回路ブロック図である。
【図２】表示装置の駆動回路部を説明するための図である。
【図３】表示装置の駆動回路部を説明するためのタイミングチャート図である。
【図４】表示装置の駆動回路部を説明するためのタイミングチャート図である。
【図５】表示装置の駆動回路部を説明するための図である。
【図６】表示装置の駆動回路部を説明するためのタイミングチャート図である。
【図７】表示装置の駆動回路部を説明するためのタイミングチャート図である。
【図８】薄膜トランジスタの作製方法の一形態を説明する図である。
【図９】薄膜トランジスタの作製方法の一形態を説明する図である。
【図１０】薄膜トランジスタの作製方法の一形態を説明する図である。
【図１１】薄膜トランジスタの作製方法の一形態を説明する図である。
【図１２】薄膜トランジスタの作製方法の一形態を説明する図である。
【図１３】表示装置を具備する電子機器を示す図である。
【図１４】表示装置の駆動回路部を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って本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、以下に説明する構成において、同様のものを指す符号は異なる図面間で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。
【００２１】
なお、各実施の形態の図面等において示す各構成の、大きさ、層の厚さ、信号波形のなまり、又は領域は、明瞭化のために誇張されて表記している場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。
【００２２】
なお、本明細書にて用いる「第１」、「第２」、「第３」等などの用語は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではないことを付記する。
【００２３】
（実施の形態１）
本実施の形態では、表示装置の構成及び当該表示装置の駆動方法について説明する。
【００２４】
表示装置の構成例について、図１を参照して説明する。表示装置は、基板１００上に、画素部１０１と、走査線駆動回路部１０２と、信号線駆動回路部１０３とを有する。
【００２５】
なお基板１００は、ガラス基板、セラミック基板の他、耐熱性を有するプラスチック基板等を用いることができる。
【００２６】
画素部１０１には、走査線と信号線との交差部に複数の画素が設けられる。画素部１０１では信号線を介して各画素１０４に映像信号が供給されることで、所望の階調の絵が表示される。または各画素には薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）及び表示素子に接続される画素電極が設けられており、薄膜トランジスタのゲート電極が走査線に接続され、ソース電極またはドレイン電極となる電極の一方（第１端子）が信号線に接続され、ソース電極またはドレイン電極となる電極の他方（第２端子）が画素電極に接続される構成となる。なお画素電極に接続される表示素子としては、一定の期間で印加する電気信号の極性を反転させる駆動（反転駆動）を要する表示素子であればよく、一例として液晶表示素子を挙げて説明するものとする。
【００２７】
なお、薄膜トランジスタとは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む少なくとも三つの端子を有する素子であり、ドレイン領域とソース領域の間にチャネル領域を有しており、ドレイン領域とチャネル領域とソース領域とを介して電流を流すことが出来る。ここで、ソースとドレインとは、薄膜トランジスタの構造や動作条件等によって変わるため、いずれがソースまたはドレインであるかを限定することが困難である。そこで、ソース及びドレインとして機能する領域を、ソースもしくはドレインと呼ばない場合がある。その場合、一例としては、それぞれを第１端子、第２端子と表記する場合がある。あるいは、それぞれを第１電極、第２電極と表記する場合がある。あるいは、第１領域、第２領域と表記する場合がある。
【００２８】
なお本実施の形態における薄膜トランジスタは、特にアモルファスシリコン、または微結晶（マイクロクリスタル、ナノクリスタル、セミアモルファスとも言う）シリコンをチャネル領域に用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）で構成される。特に微結晶（マイクロクリスタル、ナノクリスタル、セミアモルファスとも言う）シリコンをチャネル領域に用いた薄膜トランジスタとすることで、薄膜トランジスタの特性劣化の程度を小さくすることのできる駆動回路とすることができる。
【００２９】
なお、ＡとＢとが接続されている、と明示的に記載する場合は、ＡとＢとが電気的に接続されている場合と、ＡとＢとが機能的に接続されている場合と、ＡとＢとが直接接続されている場合とを含むものとする。ここで、Ａ、Ｂは、対象物（例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など）であるとする。したがって、所定の接続関係、例えば、図または文章に示された接続関係に限定されず、図または文章に示された接続関係以外のものも含むものとする。
【００３０】
走査線駆動回路部１０２は、画素部に向けて延在する複数の走査線に対し、走査信号を出力するための回路である。図１に示す図では、走査線駆動回路部１０２を基板１００上に配置する構成としたが、走査線駆動回路の機能の一部または全部を基板１００の外に設ける構成としてもよい。また図示していないが、走査線駆動回路部１０２には、外部接続端子１０５を介して、クロック信号（ＧＣＫ）、スタートパルス（ＧＳＰ）等の走査線駆動回路を駆動するための信号が入力される。
【００３１】
信号線駆動回路部１０３は、スイッチ回路部１０６＿１〜１０６＿２Ｎ（Ｎは自然数）という複数の回路、を有する。そして、スイッチ回路部１０６＿１〜１０６＿２Ｎは、各々、薄膜トランジスタ１０７＿１〜１０７＿ｋ（ｋは自然数）という複数の薄膜トランジスタを有する。薄膜トランジスタ１０７＿１〜１０７＿ｋは、画素１０４が有する薄膜トランジスタ、及び走査線駆動回路部１０２が有する薄膜トランジスタと同じ導電型であるものとする。なお図１では、スイッチ回路部１０６＿１〜１０６＿２Ｎを、奇数番目のスイッチ回路部１０６＿１〜１０６＿２Ｎ−１と、偶数番目のスイッチ回路部１０６＿２〜１０６＿２Ｎに分けて示している。
【００３２】
信号線駆動回路部１０３の接続関係について、スイッチ回路部１０６＿１、スイッチ回路部１０６＿２を例にして説明する。スイッチ回路部１０６＿２Ｎ−１の薄膜トランジスタ１０７＿１〜１０７＿ｋの第１端子は、配線１０８＿２Ｎ−１と接続される。スイッチ回路部１０６＿２Ｎ−１の薄膜トランジスタ１０７＿１〜１０７＿ｋの第２端子は、各々、配線Ｓ（２Ｎ−２）ｋ＋１〜Ｓ（２Ｎ−１）ｋと接続される。スイッチ回路部１０６＿２Ｎ−１の薄膜トランジスタ１０７＿１〜１０７＿ｋのゲートは、各々、配線１０９＿１〜１０９＿ｋと接続される。例えば、スイッチ回路部１０６＿１の薄膜トランジスタ１０７＿１の第１端子は、配線１０８＿１と接続され、スイッチ回路部１０６＿１の薄膜トランジスタ１０７＿１の第２端子は、配線Ｓ１と接続され、スイッチ回路部１０６＿１の薄膜トランジスタ１０７＿１のゲートは、配線１０９＿１と接続される。また、スイッチ回路部１０６＿２Ｎの薄膜トランジスタ１０７＿１〜１０７＿ｋの第１端子は、配線１０８＿２Ｎと接続される。スイッチ回路部１０６＿２Ｎの薄膜トランジスタ１０７＿１〜１０７＿ｋの第２端子は、各々、配線Ｓ（２Ｎ−１）ｋ＋１〜Ｓ２Ｎｋと接続される。スイッチ回路部１０６＿２Ｎの薄膜トランジスタ１０７＿１〜１０７＿ｋのゲートは、各々、配線１１０＿１〜１１０＿ｋと接続される。例えば、スイッチ回路部１０６＿２の薄膜トランジスタ１０７＿１の第１端子は、配線１０８＿２と接続され、スイッチ回路部１０６＿２の薄膜トランジスタ１０７＿１の第２端子は、配線Ｓｋ＋１と接続され、スイッチ回路部１０６＿２の薄膜トランジスタ１０７＿１のゲートは、配線１１０＿１と接続される。
【００３３】
なお、薄膜トランジスタ１０７＿１〜１０７＿ｋの構成は、様々な形態をとることができ、特定の構成に限定されない。例えば、ゲート電極が２個以上のマルチゲート構造を適用することができる。
【００３４】
別の薄膜トランジスタ１０７＿１〜１０７＿ｋの構成例として、チャネル領域の上下にゲート電極が配置されている構造を適用することができる。なお、チャネル領域の上下にゲート電極が配置される構成にすることにより、複数の薄膜トランジスタが並列に接続されたような構成となる。
【００３５】
別の薄膜トランジスタ１０７＿１〜１０７＿ｋの構成例として、チャネル領域の上にゲート電極が配置されている構造、チャネル領域の下にゲート電極が配置されている構造、正スタガ構造、逆スタガ構造、チャネル領域を複数の領域に分けた構造、チャネル領域を並列に接続した構造、またはチャネル領域が直列に接続する構成も適用できる。さらに、チャネル領域（もしくはその一部）にソース電極やドレイン電極が重なっている構造も適用できる。
【００３６】
サンプリング信号出力回路１０９は、外部接続端子１０５を介して、配線１０９＿１〜１０９＿ｋ、及び配線１１０＿１〜１１０＿ｋを介して、サンプリング信号をスイッチ回路部１０６＿１〜１０６＿２Ｎ−１、及びスイッチ回路部１０６＿２〜１０６＿２Ｎに供給する機能を有する回路である。サンプリング信号出力回路１０９より出力されるサンプリング信号は、第１の高電源電位及び第１の低電源電位となる第１の信号と、第２の高電源電位及び第２の低電源電位となる第２の信号と、を切り替えて出力される。なお第１の高電源電位は、第２の高電源電位より大きい電位であり、第１の低電源電位は、第２の低電源電位より大きい電位である。また配線１０９＿１〜１０９＿ｋ、及び１１０＿１〜１１０＿ｋは任意の数を設ける構成とすればよいが、一例として、画素部１０１の画素１０４における色要素毎に設けられていることが好ましく、色要素の数がｋと同じ数となることが好ましい。例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色要素による加法混色によって、カラー表示を行う場合には、配線１０９＿１、１０９＿２、及び１０９＿３、並びに配線１１０＿１、１１０＿２、及び１１０＿３を設けることが好ましく、ｋの数を色要素と同数、またはその倍数とすることで、加法混色による視認性の向上を図ることができる。なお色要素は、ＲＧＢに限らず、シアン、マゼンタ、イエローの色要素によるものであっても良いし、白色を加えて４つの色要素とするものであってもよい。
【００３７】
なお、サンプリング信号出力回路１０９より供給される複数の電源電位は、サンプリング信号出力回路１０９におけるアナログスイッチ等を制御することで、スイッチ回路部１０６＿１〜１０６＿２Ｎに延びる各配線１０９＿１〜１０９＿ｋ及び配線１１０＿１〜１１０＿ｋに切り替えて供給されるものであればよい。
【００３８】
映像信号出力回路１０８は、外部接続端子１０５を介して、映像信号をスイッチ回路部１０６＿１〜１０６＿２Ｎに出力する機能を有する。例えば、映像信号出力回路１０８は、外部接続端子１０５及び配線１０８＿１を介して映像信号をスイッチ回路部１０６＿１に供給する。また、配線１０８＿２を介して映像信号をスイッチ回路部１０６＿２に供給する。当該映像信号は、アナログ信号である場合が多い。なお本実施の形態で説明する表示素子として液晶表示素子も用いる場合、反転駆動を要することとなる。この場合、映像信号出力回路１０８より出力される映像信号として互いに電気信号の極性の異なる、非反転映像信号及び反転映像信号が、所定の期間毎に交互に出力されることとなる。
【００３９】
なお、サンプリング信号出力回路１０９及び映像信号出力回路１０８が基板１００外部に形成される場合、サンプリング信号出力回路１０９及び映像信号出力回路１０８は、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式によって外部接続端子１０５に接続されるＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）に実装されることが可能である。または、サンプリング信号出力回路１０９及び映像信号出力回路１０８は、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によって基板１００に実装することが可能である。
【００４０】
スイッチ回路部１０６＿１〜１０６＿２Ｎは、映像信号出力回路１０８の非反転映像信号、または反転映像信号を、どの配線に出力するのかを薄膜トランジスタ１０７＿１〜１０７＿ｋで選択する機能を有する。例えば、スイッチ回路部１０６＿１は、映像信号出力回路１０８が配線１０８＿１に出力する反転映像信号または非反転映像信号を、配線１０９＿１〜１０９＿ｋ、及び配線１１０＿１〜１１０＿ｋより供給される第１の信号または第２の信号にて配線Ｓ１〜Ｓｋのうちどの配線に出力するのかを選択する機能を有する。
【００４１】
スイッチ回路部１０６＿１〜１０６＿２Ｎが有する薄膜トランジスタ１０７＿１〜１０７＿ｋは、各々、サンプリング信号出力回路１０９のサンプリング信号である第１の信号または第２の信号に応じて、配線１０８＿１と、配線Ｓ１〜Ｓｋとの導通状態または非導通状態を制御する機能を有する。
【００４２】
次に、図１の信号線駆動回路の動作について、図２（Ａ）に具体的な回路例、図２（Ｂ）に画素部に出力する映像信号の一例について示し、その動作について図３、図４を用いて詳細に説明していく。なお、図２（Ａ）、（Ｂ）、図３、図４において、画素部１０１の画素１０４における色要素としては、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つとするものである。そして、図１における配線１０９＿１、１０９＿２、及び１０９＿３、並びに配線１１０＿１、１１０＿２、及び１１０＿３に相当する配線には、一例として、Ｒに関するサンプリング信号Ｒ１、Ｒに関するサンプリング信号Ｒ２、Ｇに関するサンプリング信号Ｇ１、Ｇに関するサンプリング信号Ｇ２、Ｂに関するサンプリング信号Ｂ１、Ｂに関するサンプリング信号Ｂ２が供給されることとなる。また、サンプリング信号Ｒ１、サンプリング信号Ｒ２、サンプリング信号Ｇ１、サンプリング信号Ｇ２、サンプリング信号Ｂ１、サンプリング信号Ｂ２が供給される薄膜トランジスタは、信号線Ｒ＿２ｋ−１、Ｇ＿２ｋ−１、Ｂ＿２ｋ−１、Ｒ＿２ｋ、Ｇ＿２ｋ、Ｂ＿２ｋ（ｋは任意の自然数）に接続されるものである。図１における配線１０８＿１〜１０８＿２Ｎに相当する配線には、一例として２本の配線についていうと、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ（ｎは任意の自然数）が供給されることとなる。
【００４３】
なお本実施の形態では、図２（Ｂ）に示すように、信号線Ｒ＿２ｋ−１、Ｇ＿２ｋ−１、Ｂ＿２ｋ−１、Ｒ＿２ｋ、Ｇ＿２ｋ、Ｂ＿２ｋとし、走査線をｍ、ｍ＋１、ｍ＋２、ｍ＋３（ｍは任意の自然数）とした際の信号線駆動回路部１０３の動作例について説明する。図２（Ｂ）中、走査線、信号線が交差する箇所に＋記号、−記号で表すのは、当該画素に入力される映像信号が、反転映像信号または非反転映像信号であるかについて表したものである。図２（Ｂ）に示す例では、いわゆるドット反転駆動を行う際の、ある期間での、画像信号の入力について示したものである。一例を説明すると、信号線Ｒ＿２ｋ−１、走査線ｍより画像信号、走査信号が供給される画素には、非反転画像信号が供給される。また、信号線Ｇ＿２ｋ−１、走査線ｍより画像信号、走査信号が供給される画素には、反転画像信号が供給される。また、信号線Ｒ＿２ｋ−１、走査線ｍ＋１より画像信号、走査信号が供給される画素には、反転画像信号が供給される。なお、図２（Ｂ）では、ＲＧＢの色要素に対応する画素をストライプ配列とする例について示しているが、他にもデルタ配列等の別の配列としてもよい。
【００４４】
なお図２（Ｂ）では、画像信号の入力についてドット反転駆動を示したが、ドット反転駆動以外にも、ソースライン反転駆動、ゲートライン反転駆動、フレーム反転駆動等を用いて駆動するよう画像信号を入力してもよい。
【００４５】
図３では、図２（Ａ）におけるサンプリング信号Ｒ１、サンプリング信号Ｒ２、サンプリング信号Ｇ１、サンプリング信号Ｇ２、サンプリング信号Ｂ１、サンプリング信号Ｂ２、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ、走査線ｍの走査信号（ｍ  ｌｉｎｅ）、走査線ｍ＋１の走査信号（ｍ＋１  ｌｉｎｅ）についての各信号の電位に関するタイミングチャート図を示している。なお、図３における期間Ｔｍ、及び期間Ｔｍ＋１は、表示装置における１ゲート選択期間に対応する。１ゲート選択期間とは、ある行に属する画素が選択され、当該画素に映像信号を書き込むことが可能な期間のことをいい、図３中の走査信号（ｍ  ｌｉｎｅ）、または走査信号（ｍ＋１  ｌｉｎｅ）が高電源電位（ＶＤＤ）にあるときの期間のことをいう。なお走査信号は、高電源電位（ＶＤＤ）以外の期間で、低電源電位（ＶＳＳ）となる。また、図３における期間Ｔｍ、及び期間Ｔｍ＋１は、それぞれ期間Ｔ１、乃至期間Ｔｋに分割される。なお本実施の形態で示す例では、色要素がＲＧＢでありｋが３となるため、期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３となる。期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は、各々、選択された行に属する画素に映像信号を書き込むための期間である。なお期間Ｔ１の期間の前に別途期間を設けてもよい。またサンプリング信号Ｒ１、サンプリング信号Ｒ２、サンプリング信号Ｇ１、サンプリング信号Ｇ２、サンプリング信号Ｂ１、サンプリング信号Ｂ２は、それぞれ第１の高電源電位ＶＨ１、第２の高電源電位ＶＨ２、第１の低電源電位ＶＬ１、第２の低電源電位ＶＬ２の電位レベルを有する。また映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎでは、図３中に示すように、非反転映像信号で最大の電位レベルをＶＤＨ、最小の電位レベルを０（基準電位、ＧＮＤともいう）とする。また、反転映像信号で最大の電位レベルを０とし、最小の電位レベルをＶＤＬとする。なお、各スイッチ回路の各トランジスタにおいては、映像信号として非反転映像信号が供給される期間を第１の期間、映像信号として反転映像信号が供給される期間を第２の期間という。従って、画素部の各画素が第１の期間又は第２の期間にあるかについては、画素毎に異なるものとなる。具体的には、上記説明したように、ドット反転駆動では第１の期間、第２の期間が期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３毎に切り替わることとなり、ゲートライン反転駆動またはソースライン反転駆動では第１の期間、第２の期間が隣り合うライン毎に切り替わることとなり、フレーム反転駆動では第１の期間、第２の期間がフレーム期間毎に切り替わることとなる。
【００４６】
なおＲＧＢに関する映像信号が出力される順番について本実施の形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂの順に行う例について示したが、順番は任意であり適宜変更可能である。
【００４７】
図３に示す期間Ｔｍの期間Ｔ１において、サンプリング信号Ｒ１の電位レベルについて説明すると、第１の高電源電位ＶＨ１の信号としている。次いで、期間Ｔｍの期間Ｔ２において、サンプリング信号Ｒ１の電位レベルについて説明すると、第１の低電源電位ＶＬ１の信号としている。期間Ｔｍの期間Ｔ３において、サンプリング信号Ｒ１の電位レベルについて説明すると、第１の低電源電位ＶＬ１の信号としている。期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ１において、サンプリング信号Ｒ１の電位レベルについて説明すると、第２の高電源電位ＶＨ２の信号としている。次いで、期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ２において、サンプリング信号Ｒ１の電位レベルについて説明すると、第２の低電源電位ＶＬ２の信号としている。期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ３において、サンプリング信号Ｒ１の電位レベルについて説明すると、第２の低電源電位ＶＬ２の信号としている。また、説明を省略するが、図３に示すようにサンプリング信号Ｇ１、サンプリング信号Ｂ１、サンプリング信号Ｒ２、サンプリング信号Ｇ２、サンプリング信号Ｂ２も期間Ｔ１乃至Ｔ３毎に、電位を切り替えて動作する。また、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎは、１ゲート選択期間毎に非反転映像信号、反転映像信号を交互に繰り返す信号となっている。また、走査線ｍの走査信号（ｍ  ｌｉｎｅ）は期間Ｔｍで高電源電位の信号、走査線ｍ＋１の走査信号（ｍ＋１  ｌｉｎｅ）は期間Ｔｍ＋１で高電源電位の信号となっている。
【００４８】
次いで、図４に図３で示したタイミングチャートにおけるサンプリング信号Ｒ１、サンプリング信号Ｇ１、サンプリング信号Ｂ１と、画像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１を重畳させて示したタイミングチャートを示し、各信号の電位レベルの大小に基づく、本実施の形態の構成の利点に詳述する。なお図４に示すタイミングチャートにおいては、図３でも説明したように、期間Ｔｍの期間Ｔ１において、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１が非反転映像信号であるため、サンプリング信号Ｒ１の電位レベルは、第１の高電源電位ＶＨ１の信号としている。また期間Ｔｍの期間Ｔ１において、サンプリング信号Ｇ１の電位レベルは、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１が反転映像信号であるため、第２の低電源電位ＶＬ２の信号としている。また期間Ｔｍの期間Ｔ１において、サンプリング信号Ｂ１の電位レベルは、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１が非反転映像信号であるため、第１の低電源電位ＶＬ１の信号としている。その結果、薄膜トランジスタ１０７＿１がオンするので、配線１０８＿１と配線Ｓ１とが導通状態となる。そして、薄膜トランジスタ１０７＿２、薄膜トランジスタ１０７＿３がオフするので、配線１０８＿２と配線Ｓ２、配線１０８＿３と配線Ｓ３が非導通状態となる。こうして、期間Ｔｍの期間Ｔ１において、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１は、配線Ｓ１と接続される画素のうち、選択されたｍ行目の画素に書き込まれることとなる。
【００４９】
この期間Ｔｍの期間Ｔ１で薄膜トランジスタ１０７＿１を導通状態とする場合、薄膜トランジスタのゲートに印加される電位レベルである第１の高電源電位ＶＨ１は、非反転映像信号で最大の電位レベルＶＤＨとの間で、ゲートとソースの間に印加される電圧をＶｇｓ１となる電位とする。また期間Ｔｍの期間Ｔ１で薄膜トランジスタ１０７＿１を非導通状態とする場合、薄膜トランジスタのゲートに印加される電位レベルである第１の低電源電位ＶＬ１は、非反転映像信号で最小の電位レベル０との間で、ゲートとソースの間に印加される電圧をＶｇｓ２となる電位とする。
【００５０】
なお、電圧とは、ある電位と、基準の電位（例えばグランド電位）との電位差のことを示す場合が多い。よって本明細書では、電圧と電位は、言い換えて説明することがある。
【００５１】
また期間Ｔｍの期間Ｔ２、期間Ｔｍの期間Ｔ３においても、期間Ｔｍの期間Ｔ１と同様にして、薄膜トランジスタのゲートとソースの間を導通させる際には電圧Ｖｇｓ１、及び非導通とする際には電圧Ｖｇｓ２を印加することにより、所定の画素に映像信号を書き込むこととなる。なお図３及び図４中の第１の低電源電位ＶＬ１とする期間において、薄膜トランジスタは非導通状態となっていればよいため、第１の低電源電位ＶＬ１を第２の低電源電位ＶＬ２としてもよい。なお、図３及び図４に示すように、第１の期間で第１の低電源電位ＶＬ１とし、第２の期間で第２の低電源電位ＶＬ２とすることで、薄膜トランジスタを非導通状態とする際にゲートとソースの間に印加される電圧を一定とすることができる。
【００５２】
次いで、期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ１において、サンプリング信号Ｒ１の電位レベルは、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１が反転映像信号であるため、第２の高電源電位ＶＨ２の信号としている。また期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ１において、サンプリング信号Ｇ１の電位レベルは、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１が非反転映像信号であるため、第１の低電源電位ＶＬ１の信号としている。また期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ１において、サンプリング信号Ｂ１の電位レベルは、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１が反転映像信号であるため、第２の低電源電位ＶＬ２の信号としている。その結果、期間Ｔｍの期間Ｔ１と同様に、薄膜トランジスタ１０７＿１がオンするので、配線１０８＿１と配線Ｓ１とが導通状態となる。そして、期間Ｔｍの期間Ｔ１と同様に、薄膜トランジスタ１０７＿２、薄膜トランジスタ１０７＿３がオフするので、配線１０８＿２と配線Ｓ２、配線１０８＿３と配線Ｓ３が非導通状態となる。こうして、期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ１において、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１は、配線Ｓ１と接続される画素のうち、選択されたｍ＋１行目の画素に書き込まれることとなる。
【００５３】
この期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ１で薄膜トランジスタ１０７＿１を導通状態とする場合、薄膜トランジスタのゲートに印加される電位レベルである第２の高電源電位ＶＨ２は、反転映像信号で最大の電位レベル０との間で、ゲートとソースの間に印加される電圧をＶｇｓ１となる電位とする。また期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ１で薄膜トランジスタ１０７＿１を非導通状態とする場合、薄膜トランジスタのゲートに印加される電位レベルである第２の低電源電位ＶＬ２は、反転映像信号で最小の電位レベルＶＤＬとの間で、ゲートとソースの間に印加される電圧をＶｇｓ２となる電位である。すなわち、薄膜トランジスタのゲートとソースの間に印加される電圧は、異なる期間である期間Ｔｍと期間Ｔｍ＋１とで、薄膜トランジスタをオンにする場合にはＶｇｓ１となり、薄膜トランジスタをオフにする場合にはＶｇｓ２となるように、サンプリング信号の各電位を調整することとなる。
【００５４】
また期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ２、期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ３においても、期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ１と同様にして、薄膜トランジスタのゲートとソースの間を導通させる際には電圧Ｖｇｓ１、及び非導通とする際には電圧Ｖｇｓ２を印加することにより、所定の画素に映像信号を書き込むこととなる。
【００５５】
以上説明した図１乃至図４に示す表示装置の信号線駆動回路の構成では、上述した図１４（Ａ）、（Ｂ）の構成と異なり、第１の期間に非反転映像信号、第２の期間に反転映像信号が画素部に入力される際、スイッチ回路部において、第１の期間では、第１の高電源電位及び第１の低電源電位となる第１の信号を薄膜トランジスタに印加し、第２の期間では、第２の高電源電位及び第２の低電源電位となる第２の信号を薄膜トランジスタに印加することで、映像信号の画素部への供給を制御することができる。そのため、液晶表示素子等の反転駆動を行う必要のある表示素子を用いた際に、スイッチ回路部の薄膜トランジスタのゲートとソースの間に印加される電圧を一定にすることができる。そのため、余計に多く印加される電圧に起因する、薄膜トランジスタのしきい値電圧のシフトによって薄膜トランジスタを流れる電流が小さくなることを考慮してトランジスタサイズを大きくする必要はない。つまり、信号線駆動回路のアナログスイッチを構成する薄膜トランジスタを小さくし、信号線の充放電を十分に行うことができる。
【００５６】
また別の例としてのドット反転駆動について、図２乃至図４と同様にして、図５乃至図７を用いて説明する。
【００５７】
まず図２（Ａ）と同様に図５（Ａ）に具体的な回路例を示し、図２（Ｂ）と同様に図５（Ｂ）に画素部に出力する映像信号の一例について示し、その動作について図３、図４と同様に、図６、図７を用いて詳細に説明していく。なお、図５（Ａ）について、図２（Ａ）と異なる点は、映像信号が入力される配線の結線関係が異なる点にあり、その説明については省略するものとする。
【００５８】
なお本実施の形態では、図５（Ｂ）に示すように、信号線Ｒ＿２ｋ−１、Ｇ＿２ｋ−１、Ｂ＿２ｋ−１、Ｒ＿２ｋ、Ｇ＿２ｋ、Ｂ＿２ｋとし、走査線をｍ、ｍ＋１、ｍ＋２、ｍ＋３（ｍは任意の自然数）とした際の信号線駆動回路部１０３の動作例について説明する。図５（Ｂ）中、走査線、信号線が交差する箇所に＋記号、−記号で表すのは、画素に入力される映像信号が、反転映像信号または非反転映像信号について表したものであり、図５（Ｂ）に示す例では、いわゆるドット反転駆動を行う際の、ある期間での、画像信号の入力について示したものである。
【００５９】
図６では、図３と同様に、図５（Ａ）におけるサンプリング信号Ｒ１、サンプリング信号Ｒ２、サンプリング信号Ｇ１、サンプリング信号Ｇ２、サンプリング信号Ｂ１、サンプリング信号Ｂ２、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ、走査線ｍの走査信号（ｍ  ｌｉｎｅ）、走査線ｍ＋１の走査信号（ｍ＋１  ｌｉｎｅ）についての各信号の電位に関するタイミングチャート図を示している。なお、図６における期間Ｔｍ、及び期間Ｔｍ＋１は、表示装置における１ゲート選択期間に対応する。またサンプリング信号Ｒ１、サンプリング信号Ｒ２、サンプリング信号Ｇ１、サンプリング信号Ｇ２、サンプリング信号Ｂ１、サンプリング信号Ｂ２は、図３と同様に、それぞれ第１の高電源電位ＶＨ１、第２の高電源電位ＶＨ２、第１の低電源電位ＶＬ１、第２の低電源電位ＶＬ２の電位レベルを有する。また映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎでは、図６中に示すように、非反転映像信号で最大の電位レベルをＶＤＨ、最小の電位レベルを０（基準電位、ＧＮＤともいう）とする。また、反転映像信号で最大の電位レベルを０とし、最小の電位レベルをＶＤＬとする。なお、各スイッチ回路の各トランジスタにおいては、映像信号として非反転映像信号が供給される期間を第１の期間、映像信号として反転映像信号が供給される期間を第２の期間という。
【００６０】
図６に示す期間Ｔｍの期間Ｔ１において、サンプリング信号Ｒ１の電位レベルについて説明すると、第１の高電源電位ＶＨ１の信号としている。次いで、期間Ｔｍの期間Ｔ２において、サンプリング信号Ｒ１の電位レベルについて説明すると、第２の低電源電位ＶＬ２の信号としている。期間Ｔｍの期間Ｔ３において、サンプリング信号Ｒ１の電位レベルについて説明すると、第１の低電源電位ＶＬ１の信号としている。期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ１において、サンプリング信号Ｒ１の電位レベルについて説明すると、第２の高電源電位ＶＨ２の信号としている。次いで、期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ２において、サンプリング信号Ｒ１の電位レベルについて説明すると、第１の低電源電位ＶＬ１の信号としている。期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ３において、サンプリング信号Ｒ１の電位レベルについて説明すると、第２の低電源電位ＶＬ２の信号としている。また、説明を省略するが、図６に示すようにサンプリング信号Ｇ１、サンプリング信号Ｂ１、サンプリング信号Ｒ２、サンプリング信号Ｇ２、サンプリング信号Ｂ２も期間Ｔ１乃至Ｔ３毎に、電位を切り替えて動作する。また、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎは、期間Ｔ１乃至Ｔ３毎に非反転映像信号、反転映像信号を交互に繰り返す信号となっている。また、走査線ｍの走査信号（ｍ  ｌｉｎｅ）は期間Ｔｍで高電源電位の信号、走査線ｍ＋１の走査信号（ｍ＋１  ｌｉｎｅ）は期間Ｔｍ＋１で高電源電位の信号となっている。
【００６１】
次いで、図７に図６で示したタイミングチャートにおけるサンプリング信号Ｒ１、サンプリング信号Ｇ１、サンプリング信号Ｂ１と、画像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１を重畳させて示したタイミングチャートを示し、各信号の電位レベルの大小に基づく、本実施の形態の構成の利点に詳述する。なお、図７に示すサンプリング信号は、図５（Ａ）、（Ｂ）の回路における結線関係及び入力される画像信号を元にして示したものである。図７に示すタイミングチャートにおいては、図６でも説明したように、期間Ｔｍの期間Ｔ１において、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１が非反転映像信号であるため、サンプリング信号Ｒ１の電位レベルは、第１の高電源電位ＶＨ１の信号としている。また期間Ｔｍの期間Ｔ１において、サンプリング信号Ｇ１の電位レベルは、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１が非反転映像信号であるため、第１の低電源電位ＶＬ１の信号としている。また期間Ｔｍの期間Ｔ１において、サンプリング信号Ｂ１の電位レベルは、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１が非反転映像信号であるため、第１の低電源電位ＶＬ１の信号としている。その結果、薄膜トランジスタ１０７＿１がオンするので、配線１０８＿１と配線Ｓ１とが導通状態となる。そして、薄膜トランジスタ１０７＿２、薄膜トランジスタ１０７＿３がオフするので、配線１０８＿２と配線Ｓ２、配線１０８＿３と配線Ｓ３が非導通状態となる。こうして、期間Ｔｍの期間Ｔ１において、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１は、配線Ｓ１と接続される画素のうち、選択されたｍ行目の画素に書き込まれることとなる。
【００６２】
この期間Ｔｍの期間Ｔ１で薄膜トランジスタ１０７＿１を導通状態とする場合、薄膜トランジスタのゲートに印加される電位レベルである第１の高電源電位ＶＨ１は、図４と同様に、非反転映像信号で最大の電位レベルＶＤＨとの間で、ゲートとソースの間に印加される電圧をＶｇｓ１となる電位とする。また期間Ｔｍの期間Ｔ１で薄膜トランジスタ１０７＿１を非導通状態とする場合、薄膜トランジスタのゲートに印加される電位レベルである第１の低電源電位ＶＬ１は、図４と同様に、非反転映像信号で最小の電位レベル０との間で、ゲートとソースの間に印加される電圧をＶｇｓ２となる電位とする。
【００６３】
また期間Ｔｍの期間Ｔ２、期間Ｔｍの期間Ｔ３においても、期間Ｔｍの期間Ｔ１と同様にして、薄膜トランジスタのゲートとソースの間を導通させる際には電圧Ｖｇｓ１、及び非導通とする際には電圧Ｖｇｓ２を印加することにより、所定の画素に映像信号を書き込むこととなる。なお図６及び図７中の第１の低電源電位ＶＬ１とする期間において、薄膜トランジスタは非導通状態となっていればよいため、第１の低電源電位ＶＬ１を第２の低電源電位ＶＬ２としてもよい。なお、図６及び図７に示すように、第１の期間で第１の低電源電位ＶＬ１とし、第２の期間で第２の低電源電位ＶＬ２とすることで、薄膜トランジスタを非導通状態とする際にゲートとソースの間に印加される電圧を一定とすることができる。
【００６４】
次いで、期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ１において、サンプリング信号Ｒ１の電位レベルは、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１が反転映像信号であるため、第２の高電源電位ＶＨ２の信号としている。また期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ１において、サンプリング信号Ｇ１の電位レベルは、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１が反転映像信号であるため、第２の低電源電位ＶＬ２の信号としている。また期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ１において、サンプリング信号Ｂ１の電位レベルは、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１が反転映像信号であるため、第２の低電源電位ＶＬ２の信号としている。その結果、期間Ｔｍの期間Ｔ１と同様に、薄膜トランジスタ１０７＿１がオンするので、配線１０８＿１と配線Ｓ１とが導通状態となる。そして、期間Ｔｍの期間Ｔ１と同様に、薄膜トランジスタ１０７＿２、薄膜トランジスタ１０７＿３がオフするので、配線１０８＿２と配線Ｓ２、配線１０８＿３と配線Ｓ３が非導通状態となる。こうして、期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ１において、映像信号ＤＡＴＡ＿２ｎ−１は、配線Ｓ１と接続される画素のうち、選択されたｍ＋１行目の画素に書き込まれることとなる。
【００６５】
この期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ１で薄膜トランジスタ１０７＿１を導通状態とする場合、薄膜トランジスタのゲートに印加される電位レベルである第２の高電源電位ＶＨ２は、図４と同様に、反転映像信号で最大の電位レベル０との間で、ゲートとソースの間に印加される電圧をＶｇｓ１となる電位とする。また期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ１で薄膜トランジスタ１０７＿１を非導通状態とする場合、薄膜トランジスタのゲートに印加される電位レベルである第２の低電源電位ＶＬ２は、図４と同様に、反転映像信号で最小の電位レベルＶＤＬとの間で、ゲートとソースの間に印加される電圧をＶｇｓ２となる電位である。すなわち、薄膜トランジスタのゲートとソースの間に印加される電圧は、異なる期間である期間Ｔｍと期間Ｔｍ＋１とで、薄膜トランジスタをオンにする場合にはＶｇｓ１となり、薄膜トランジスタをオフにする場合にはＶｇｓ２となるように、サンプリング信号の各電位を調整することとなる。
【００６６】
また期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ２、期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ３においても、期間Ｔｍ＋１の期間Ｔ１と同様にして、薄膜トランジスタのゲートとソースの間を導通させる際には電圧Ｖｇｓ１、及び非導通とする際には電圧Ｖｇｓ２を印加することにより、所定の画素に映像信号を書き込むこととなる。
【００６７】
すなわち、以上説明した図４、図７に示すように、本実施の形態での表示装置の信号線駆動回路の構成では、第１の期間に非反転映像信号、第２の期間に反転映像信号が画素部に入力される際、スイッチ回路部において、第１の期間では、第１の高電源電位及び第１の低電源電位となる第１の信号を薄膜トランジスタに印加し、第２の期間では、第２の高電源電位及び第２の低電源電位となる第２の信号を薄膜トランジスタに印加することで、映像信号の画素部への供給を制御することができる。そのため、液晶表示素子等の反転駆動を行う必要のある表示素子を用いた際に、スイッチ回路部の薄膜トランジスタのゲートとソースの間に印加される電圧を一定にすることができる。そのため、余計に多く印加される電圧に起因する、薄膜トランジスタのしきい値電圧のシフトによって薄膜トランジスタを流れる電流が小さくなることを考慮してトランジスタサイズを大きくする必要はない。つまり、信号線駆動回路のアナログスイッチを構成する薄膜トランジスタを小さくし、信号線の充放電を十分に行うことができる。また、トランジスタのソースドレイン間に印加される電圧レベルを一定にすることができるため、トランジスタの小さく設計したとしても、信号線の充放電にかかる期間を変化させることなく狭額縁化を図ることができる。
【００６８】
なお、本実施の形態において、各々の図で述べた内容は、別の実施の形態で述べた内容に対して、適宜、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことができる。
【００６９】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１に適用可能な薄膜トランジスタの作製方法の一例について図８及び図９を参照して説明する。
【００７０】
ここでは、同一の基板上に形成する薄膜トランジスタを全て同じ導電型にすると、工程数を抑えることができるため好ましい。そのため、本実施の形態では、ｎチャネル型の薄膜トランジスタの作製方法について説明する。
【００７１】
図８（Ａ）に示すように、基板３０１上にゲート電極３０３を形成する。次に、ゲート電極３０３を覆うゲート絶縁層３０５を形成した後に、第１の半導体層３０６を形成する。
【００７２】
基板３０１としては、ガラス基板、セラミック基板の他、本作製工程の処理温度に耐えうる程度の耐熱性を有するプラスチック基板等を用いることができる。また、基板に透光性を要しない場合には、ステンレス合金等の金属の基板の表面に絶縁層を設けたものを用いてもよい。ガラス基板としては、例えば、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス若しくはアルミノケイ酸ガラス等の無アルカリガラス基板を用いるとよい。また、基板３０１として、第３世代（５５０ｍｍ×６５０ｍｍ）、第３．５世代（６００ｍｍ×７２０ｍｍ、または６２０ｍｍ×７５０ｍｍ）、第４世代（６８０ｍｍ×８８０ｍｍ、または７３０ｍｍ×９２０ｍｍ）、第５世代（１１００ｍｍ×１３００ｍｍ）、第６世代（１５００ｍｍ×１８５０ｍｍ）、第７世代（１８７０ｍｍ×２２００ｍｍ）、第８世代（２２００ｍｍ×２４００ｍｍ）、第９世代（２４００ｍｍ×２８００ｍｍ、２４５０ｍｍ×３０５０ｍｍ）、第１０世代（２９５０ｍｍ×３４００ｍｍ）等のガラス基板を用いることができる。
【００７３】
ゲート電極３０３は、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料、またはこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層でまたは積層して形成することができる。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコンに代表される半導体層やＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。
【００７４】
ゲート電極３０３の２層の積層構造としては、アルミニウム層上にモリブデン層を積層した二層構造、銅層上にモリブデン層を積層した二層構造、銅層上に窒化チタン層若しくは窒化タンタル層を積層した二層構造、または窒化チタン層とモリブデン層とを積層した二層構造とすることが好ましい。ゲート電極３０３の三層構造としては、タングステン層または窒化タングステン層と、アルミニウム及びシリコンの合金またはアルミニウムとチタンの合金と、窒化チタン層またはチタン層とを積層した構造とすることが好ましい。電気的抵抗が低い層上にバリア層として機能する金属層が積層されることで、電気的抵抗が低く、且つ金属層から半導体層への金属元素の拡散を防止することができる。
【００７５】
なお、ゲート電極３０３と基板３０１との密着性向上として、上記の金属材料の窒化物層を、基板３０１とゲート電極３０３との間に設けてもよい。
【００７６】
ゲート電極３０３は、基板３０１上に、スパッタリング法または真空蒸着法を用いて導電層を形成し、該導電層上にフォトリソグラフィ法またはインクジェット法等によりマスクを形成し、該マスクを用いて導電層をエッチングして形成することができる。また、銀、金または銅等の導電性ナノペーストをインクジェット法により基板上に吐出し、焼成することで形成することもできる。ここでは、基板３０１上に導電層を形成し、第１のフォトリソグラフィ工程で形成したレジストマスクによりエッチングして、ゲート電極３０３を形成する。
【００７７】
なお、フォトリソグラフィ工程においては、レジストを基板全面に形成してもよいが、レジストマスクを形成する領域に印刷法によりレジストを印刷した後、露光することで、レジストを節約することが可能であり、コスト削減が可能である。また、露光機を用いてレジストを露光する代わりに、レーザビーム直描装置によってレジストを露光してもよい。
【００７８】
また、ゲート電極３０３の側面は、テーパ形状とすることで、ゲート電極３０３上に形成する半導体層及び配線層の、段差の箇所における切断を低減することができる。ゲート電極３０３の側面をテーパ形状にするためには、レジストマスクを後退させつつエッチングを行えばよい。
【００７９】
また、ゲート電極３０３を形成する工程でゲート配線（走査線）及び容量配線も同時に形成することができる。なお、走査線とは画素を選択する配線をいい、容量配線とは画素の容量素子の一方の電極に接続された配線をいう。ただし、これに限定されず、ゲート配線及び容量配線の一方または双方と、ゲート電極３０３とは別工程で形成してもよい。
【００８０】
ゲート絶縁層３０５は、酸化シリコン層、窒化シリコン層、酸化窒化シリコン層、または窒化酸化シリコン層を、単層または積層して形成することができる。
【００８１】
なお、本明細書中において、酸化窒化シリコンとは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多いものであって、好ましくは、ラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ：Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ  Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）及び水素前方散乱法（ＨＦＳ：Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）を用いて測定した場合に、組成範囲として酸素が５０〜７０原子％、窒素が０．５〜１５原子％、シリコンが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、窒化酸化シリコンとは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多いものであって、好ましくは、ＲＢＳ及びＨＦＳを用いて測定した場合に、組成範囲として酸素が５〜３０原子％、窒素が２０〜５５原子％、シリコンが２５〜３５原子％、水素が１０〜３０原子％の範囲で含まれるものをいう。ただし、酸化窒化シリコンまたは窒化酸化シリコンを構成する原子の合計を１００原子％としたとき、窒素、酸素、シリコン及び水素の含有比率が上記の範囲内に含まれるものとする。
【００８２】
また、ゲート絶縁層３０５の最表面として、有機シランガスを用いたＣＶＤ法により酸化シリコン層を形成することで、後に形成する第１の半導体層の結晶性を高めることが可能であり、薄膜トランジスタのオン電流及び電界効果移動度を高めることができる。有機シランガスとしては、珪酸エチル（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：化学式Ｓｉ（ＣＨ３）４）、テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、トリエトキシシラン（ＳｉＨ（ＯＣ２Ｈ５）３）、トリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ３）２）３）等のシリコン含有化合物を用いることができる。
【００８３】
第１の半導体層３０６としては、微結晶半導体層を形成する。微結晶半導体層としては、代表的には、微結晶シリコン層、微結晶シリコンゲルマニウム層、微結晶ゲルマニウム層等を用いて形成する。また、リン、砒素、またはアンチモンを含む微結晶シリコン層、リン、砒素、またはアンチモンを含む微結晶シリコンゲルマニウム層、リン、砒素、またはアンチモンを含む微結晶ゲルマニウム層等を用いて形成してもよい。なお、薄膜トランジスタのしきい値電圧を制御するため、第１の半導体層３０６に、ボロンを添加してもよい。
【００８４】
微結晶半導体層を構成する微結晶半導体とは、結晶構造（単結晶、多結晶を含む）を有する半導体である。微結晶半導体は、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な半導体であり、結晶粒径が２ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下、より好ましくは、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の柱状結晶または針状結晶が基板表面に対して法線方向に成長している。このため、柱状結晶または針状結晶の界面には、結晶粒界が形成される場合もある。
【００８５】
微結晶半導体の代表例である微結晶シリコンは、そのラマンスペクトルのピークが単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１よりも低波数側に、シフトしている。即ち、単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１とアモルファスシリコンを示す４８０ｃｍ−１の間に微結晶シリコンのラマンスペクトルのピークを示す。また、未結合手（ダングリングボンド）を終端するため水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませてもよい。さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、またはネオンなどの希ガス元素を含ませてもよく、これにより格子歪みをさらに助長させることで、微結晶の構造の安定性が増し良好な微結晶半導体が得られる。このような微結晶半導体に関する記述は、例えば、米国特許４，４０９，１３４号で開示されている。
【００８６】
また、微結晶半導体層に含まれる酸素及び窒素の二次イオン質量分析法によって計測される濃度を、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満とすることで、微結晶半導体層の結晶性を高めることができるため好ましい。
【００８７】
なお、図８においては、第１の半導体層３０６を層状に示しているが、この代わりに、半導体粒子をゲート絶縁層３０５上で分散させてもよい。半導体粒子の大きさを、１〜３０ｎｍとし、密度を１×１０１３／ｃｍ２未満、好ましくは１×１０１０／ｃｍ２未満とすると、分離された半導体粒子を形成することが可能である。この場合、後に形成される混合領域３０７ｂは、半導体粒子及びゲート絶縁層３０５に接する。さらには、第１の半導体層３０６として、ゲート絶縁層３０５上に微結晶半導体粒子を形成した後、当該微結晶半導体粒子上に微結晶半導体層を堆積することで、ゲート絶縁層３０５の界面においても結晶性が高い微結晶半導体層を形成することができる。
【００８８】
第１の半導体層３０６の厚さは、３〜１００ｎｍ、好ましくは５〜５０ｎｍとする。これは、第１の半導体層３０６の厚さが薄すぎると、薄膜トランジスタのオン電流が低減するためである。また、第１の半導体層３０６の厚さが厚すぎると、薄膜トランジスタが高温で動作する際に、オフ電流が上昇してしまうためである。第１の半導体層３０６を厚さ３〜１００ｎｍ、好ましくは５〜５０ｎｍとすることで、薄膜トランジスタのオン電流及びオフ電流を制御することができる。
【００８９】
第１の半導体層３０６は、シリコンまたはゲルマニウムを含む堆積性気体と、水素とを混合し、グロー放電プラズマにより形成する。または、シリコンまたはゲルマニウムを含む堆積性気体と、水素と、ヘリウム、ネオン、クリプトン等の希ガスとを混合し、グロー放電プラズマにより形成する。シリコンまたはゲルマニウムを含む堆積性気体の流量に対して、水素の流量を１０〜２０００倍、好ましくは１０〜２００倍にして、微結晶シリコン、微結晶シリコンゲルマニウム、微結晶ゲルマニウム等を形成する。このときの堆積温度は、室温〜３００℃、好ましくは２００〜２８０℃がとする。
【００９０】
シリコンまたはゲルマニウムを含む堆積性気体の代表例としては、シラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、ゲルマン（ＧｅＨ４）、ジゲルマン（Ｇｅ２Ｈ６）等がある。
【００９１】
なお、ゲート絶縁層３０５を窒化シリコン層で形成すると、第１の半導体層３０６が微結晶半導体層の場合、堆積初期に非晶質半導体領域が形成されやすく、微結晶半導体層の結晶性が低く、薄膜トランジスタの電気特性が悪い。このため、ゲート絶縁層３０５を窒化シリコン層で形成する場合は、微結晶半導体層を、シリコンまたはゲルマニウムを含む堆積性気体の希釈率の高い条件、または低温条件で堆積することが好ましい。代表的には、シリコンまたはゲルマニウムを含む堆積気体の流量に対して、水素の流量を２００〜２０００倍、好ましくは２５０〜４００倍とする高希釈率条件が好ましい。また、微結晶半導体層の堆積温度を２００〜２５０℃とする低温条件が好ましい。高希釈率条件または低温条件により、初期核発生密度が高まり、ゲート絶縁層上の非晶質成分が低減し、微結晶半導体層の結晶性が向上する。
【００９２】
第１の半導体層３０６の原料ガスとして、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノン等の希ガスを用いることで、第１の半導体層３０６の堆積速度が高まる。また、堆積速度が高まることで、第１の半導体層３０６に混入される不純物量が低減するため、第１の半導体層３０６の結晶性を高めることができる。このため、薄膜トランジスタのオン電流及び電界効果移動度が高まると共に、スループットを高めることができる。
【００９３】
また、第１の半導体層３０６を形成する前に、ＣＶＤ装置の処理室内の気体を排気しながら、シリコンまたはゲルマニウムを含む堆積性気体を導入して、処理室内の不純物を除去することで、後に形成される薄膜トランジスタのゲート絶縁層３０５及び第１の半導体層３０６における不純物量を低減することが可能であり、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。
【００９４】
また、第１の半導体層３０６を形成する前に、ゲート絶縁層３０５の表面に酸素プラズマ、水素プラズマ等を曝してもよい。
【００９５】
次に、図８（Ｂ）に示すように、第１の半導体層３０６上に第２の半導体層３０７を形成する。ここでは、第２の半導体層３０７として、混合領域３０７ｂ及び非晶質半導体を含む領域３０７ｃを有する構造を示す。次に、第２の半導体層３０７上に、不純物半導体層３０９、及び導電層３１１を形成する。次に、導電層３１１上にレジストマスク３１３を形成する。
【００９６】
第１の半導体層３０６を種結晶として、部分的に結晶成長させる条件で、混合領域３０７ｂ及び非晶質半導体を含む領域３０７ｃを有する第２の半導体層３０７を形成することができる。
【００９７】
第２の半導体層３０７は、シリコンまたはゲルマニウムを含む堆積性気体と、水素と、窒素を含む気体とを混合し、グロー放電プラズマにより形成する。窒素を含む気体としては、アンモニア、窒素、フッ化窒素、塩化窒素、クロロアミン、フルオロアミン等がある。グロー放電プラズマの生成は、第１の半導体層３０６と同様にすることができる。
【００９８】
このとき、シリコンまたはゲルマニウムを含む堆積性気体と、水素との流量比は、第１の半導体層３０６と同様に微結晶半導体層を形成する条件を用い、原料ガスに窒素を含む気体を用いることで、第１の半導体層３０６の堆積条件よりも、結晶成長を低減する条件とすることができる。この結果、第２の半導体層３０７において、混合領域３０７ｂ、及び欠陥が少なく、価電子帯のバンド端における準位のテール（裾）の傾きが急峻である秩序性の高い半導体層で形成される非晶質半導体を含む領域３０７ｃを形成することができる。
【００９９】
ここでは、第２の半導体層３０７を形成する条件の代表例は、シリコンまたはゲルマニウムを含む堆積性気体の流量に対する水素の流量が１０〜２０００倍、好ましくは１０〜２００倍である。なお、通常の非晶質半導体層を形成する条件の代表例は、シリコンまたはゲルマニウムを含む堆積性気体の流量に対する水素の流量は０〜５倍である。
【０１００】
また、第２の半導体層３０７の原料ガスに、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン、またはクリプトン等の希ガスを導入することで、成膜速度を高めることができる。
【０１０１】
第２の半導体層３０７の厚さは、好ましくは５０〜３５０ｎｍ、より好ましくは１２０〜２５０ｎｍとする。
【０１０２】
第２の半導体層３０７の堆積初期においては、原料ガスに窒素を含む気体が含まれるため、部分的に結晶成長が抑制され、錐形状の微結晶半導体領域が成長すると共に、当該錐形状の微結晶半導体領域の間を充填する非晶質半導体領域が形成される。このように、微結晶半導体領域と非晶質半導体領域が混在する領域を混合領域３０７ｂという。さらに、錐形状の微結晶半導体領域の結晶成長が停止し、微結晶半導体領域が含まれず、非晶質半導体領域のみが形成される。このように、微結晶半導体領域が含まれず、非晶質半導体領域のみが形成され領域を、非晶質半導体を含む領域３０７ｃという。なお、錐形状の微結晶半導体領域が成長する前に、第１の半導体層３０６を種結晶として、第１の半導体層３０６上全体に微結晶半導体層が堆積される場合もある。
【０１０３】
ここでは、第２の半導体層３０７の原料ガスに窒素を含む気体を含ませて、混合領域３０７ｂ及び非晶質半導体を含む領域３０７ｃを有する第２の半導体層３０７を形成したが、他の第２の半導体層３０７の形成方法として、第１の半導体層３０６の表面に窒素を含む気体を曝して、第１の半導体層３０６の表面に窒素を吸着させた後、シリコンまたはゲルマニウムを含む堆積性気体及び水素を原料ガスとして第２の半導体層３０７を形成することで、混合領域３０７ｂ及び非晶質半導体を含む領域３０７ｃを有する第２の半導体層３０７を形成することができる。
【０１０４】
不純物半導体層３０９は、プラズマＣＶＤ装置の処理室内において、シリコンを含む堆積性気体と、水素と、ホスフィン（水素希釈またはシラン希釈）とを混合し、グロー放電プラズマにより形成する。シリコンを含む堆積性気体を水素で希釈して、リンが添加されたアモルファスシリコン、またはリンが添加された微結晶シリコンを形成する。なお、ｐチャネル型の薄膜トランジスタを作製する場合は、不純物半導体層３０９として、ホスフィンの代わりに、ジボランを用いて、グロー放電プラズマによりボロンが添加されたアモルファスシリコン、またはボロンが添加された微結晶シリコンを形成すればよい。
【０１０５】
ここで、ゲート絶縁層３０５と、不純物半導体層３０９との間に形成される第２の半導体層３０７の構造について、図１０乃至図１２を参照して説明する。図１０乃至図１２は、ゲート絶縁層３０５と、不純物半導体層３０９との間の第２の半導体層３０７の拡大図である。
【０１０６】
図１０（Ａ）に示されるように、混合領域３０７ｂは、第１の半導体層３０６の表面から凸状に伸びた微結晶半導体領域３３１ａと、微結晶半導体領域３３１ａの間に充填された非晶質半導体領域３３１ｂと、を有する。
【０１０７】
微結晶半導体領域３３１ａは、ゲート絶縁層３０５から非晶質半導体を含む領域３０７ｃに向かって、先端が狭まる凸状（錐形状）の微結晶半導体で形成される。なお、ゲート絶縁層３０５から非晶質半導体を含む領域３０７ｃに向かって幅が広がる凸状（逆錐形状）の微結晶半導体で形成されていてもよい。
【０１０８】
また、混合領域３０７ｂに含まれる非晶質半導体領域３３１ｂに、粒径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以上５ｎｍ以下の半導体結晶粒を含んでいてもよい。
【０１０９】
また、図１０（Ｂ）に示すように、混合領域３０７ｂは、第１の半導体層３０６上に一定の厚さで堆積した微結晶半導体領域３３１ｃと、ゲート絶縁層３０５から非晶質半導体を含む領域３０７ｃに向かって先端が狭まる凸状（錐形状）の微結晶半導体領域３３１ａと、が連続的に形成される場合もある。
【０１１０】
また、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示す混合領域３０７ｂに含まれる非晶質半導体領域３３１ｂは、非晶質半導体を含む領域３０７ｃと概略同質の半導体である。
【０１１１】
これらのことから、微結晶半導体で形成される領域と非晶質半導体で形成される領域の界面は、混合領域３０７ｂにおける微結晶半導体領域３３１ａと非晶質半導体領域３３１ｂの界面ともいえる。そのため、微結晶半導体と非晶質半導体との境界は、断面図において凹凸状またはジグザグ状であるといえる。
【０１１２】
また、混合領域３０７ｂにおいて、微結晶半導体領域３３１ａが、ゲート絶縁層３０５から非晶質半導体を含む領域３０７ｃに向かって先端が狭まる凸状（錐形状）の半導体結晶粒である場合には、非晶質半導体を含む領域３０７ｃの近傍よりも第１の半導体層３０６の近傍のほうが、微結晶半導体が占める割合が高い。微結晶半導体領域３３１ａは第１の半導体層３０６の表面から膜厚方向に結晶成長する。しかし、原料ガスに窒素を含むガスを含ませて第１の半導体層３０６の堆積条件よりもシランに対する水素の流量を少なくすると、微結晶半導体領域３３１ａの結晶成長が抑制され、錐形状の半導体結晶粒となるとともに、やがて非晶質半導体が堆積するためである。これは、微結晶半導体領域における窒素の固溶度が、非晶質半導体領域における窒素の固溶度に比べて低いためである。
【０１１３】
第１の半導体層３０６及び混合領域３０７ｂの厚さの合計、即ち、ゲート絶縁層３０５の界面から、混合領域３０７ｂの突起（凸部）の先端の距離は、３ｎｍ以上４１０ｎｍ以下、好ましくは２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下とする。第１の半導体層３０６及び混合領域３０７ｂの厚さの合計を３ｎｍ以上４１０ｎｍ以下、好ましくは２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下とすることで、薄膜トランジスタのオフ電流を低減することができる。
【０１１４】
非晶質半導体を含む領域３０７ｃは、上述したように、非晶質半導体領域３３１ｂと概略同質の半導体であり、窒素を含む。さらには、粒径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以上５ｎｍ以下の半導体結晶粒を含む場合もある。ここでは、非晶質半導体を含む領域３０７ｃは、従来の非晶質半導体層と比較して、ＣＰＭ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  ｐｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔ  ｍｅｔｈｏｄ）やフォトルミネッセンス分光測定で測定されるＵｒｂａｃｈ端のエネルギーが小さく、欠陥吸収スペクトル量が少ない半導体層である。即ち、非晶質半導体を含む領域３０７ｃは、従来の非晶質半導体層と比較して、欠陥が少なく、価電子帯のバンド端における準位のテール（裾）の傾きが急峻である秩序性の高い半導体である。非晶質半導体を含む領域３０７ｃは、価電子帯のバンド端における準位のテール（裾）の傾きが急峻であるため、バンドギャップが広くなり、トンネル電流が流れにくい。このため、非晶質半導体を含む領域３０７ｃをバックチャネル側に設けることで、薄膜トランジスタのオフ電流を低減することができる。また、非晶質半導体を含む領域３０７ｃを設けることで、オン電流と電界効果移動度を高めることが可能である。
【０１１５】
さらに、非晶質半導体を含む領域３０７ｃは、低温フォトルミネッセンス分光によるスペクトルのピーク領域は、１．３１ｅＶ以上１．３９ｅＶ以下である。なお、微結晶半導体層、代表的には微結晶シリコン層を低温フォトルミネッセンス分光により測定したスペクトルのピーク領域は、０．９８ｅＶ以上１．０２ｅＶ以下であり、非晶質半導体を含む領域３０７ｃは、微結晶半導体層とは異なるものである。
【０１１６】
なお、非晶質半導体を含む領域３０７ｃの非晶質半導体は、代表的にはアモルファスシリコンである。
【０１１７】
また、混合領域３０７ｂ及び非晶質半導体を含む領域３０７ｃに含まれる窒素は、例えばＮＨ基またはＮＨ２基として存在していてもよい。
【０１１８】
また、図１１に示すように、第１の半導体層３０６と不純物半導体層３０９との間がすべて混合領域３０７ｂとなる構成としてもよい。即ち、第２の半導体層３０７が混合領域３０７ｂであってもよい。図１１に示す構造では、混合領域３０７ｂにおける微結晶半導体領域３３１ａの割合が、図１０に示す構造よりも低いことが好ましい。さらには、ソース領域とドレイン領域の間、即ちキャリアが流れる領域においては、混合領域３０７ｂにおける微結晶半導体領域３３１ａの割合が低いことが好ましい。この結果、薄膜トランジスタのオフ電流を低減することができる。また、混合領域３０７ｂにおいて、オン状態で配線３２５により構成されるソース電極及びドレイン電極に電圧を印加したときの縦方向（厚さ方向）の抵抗、即ち、半導体層と、ソース領域またはドレイン領域との間の抵抗を下げることが可能であり、薄膜トランジスタのオン電流と電界効果移動度を高めることが可能である。
【０１１９】
なお、図１１においても、図１０（Ｂ）に示すように、混合領域３０７ｂに微結晶半導体領域３３１ｃを有していてもよい。
【０１２０】
また、図１２（Ａ）に示すように、非晶質半導体を含む領域３０７ｃと、不純物半導体層３０９との間に、従来の非晶質半導体領域３３３ｄを設けてもよい。即ち、第２の半導体層３０７が、混合領域３０７ｂ、非晶質半導体を含む領域３０７ｃ、及び非晶質半導体領域３３３ｄであってもよい。または、図１２（Ｂ）に示すように、混合領域３０７ｂ及び不純物半導体層３０９の間に従来の非晶質半導体領域３３３ｄを設けてもよい。即ち、第２の半導体層３０７が、混合領域３０７ｂ及び非晶質半導体領域３３３ｄであってもよい。図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示す構造を適用することにより、薄膜トランジスタのオフ電流を低減することができる。
【０１２１】
なお、図１２においても、図１０（Ｂ）に示すように、混合領域３０７ｂに微結晶半導体領域３３１ｃを有していてもよい。
【０１２２】
混合領域３０７ｂは錐形状の微結晶半導体領域３３１ａを有するため、オン状態でソース電極及びドレイン電極の間に電圧が印加されたときの縦方向（膜厚方向）における抵抗、即ち、第１の半導体層３０６、混合領域３０７ｂ、及び非晶質半導体を含む領域３０７ｃの抵抗を下げることが可能である。
【０１２３】
また、上述したように、混合領域３０７ｂに含まれる窒素は、代表的にはＮＨ基またはＮＨ２基として存在していてもよい。これは、微結晶半導体領域３３１ａに含まれる、複数の微結晶半導体領域間の界面、微結晶半導体領域３３１ａと非晶質半導体領域３３１ｂの界面、または第１の半導体層３０６と非晶質半導体領域３３１ｂの界面において、微結晶半導体領域３３１ａに含まれるＮＨ基またはＮＨ２基がシリコン原子のダングリングボンドと結合すると、欠陥の数が減るためである。このため、第２の半導体層３０７の窒素濃度を１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上１×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３乃至１×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３とすることで、シリコン原子のダングリングボンドをＮＨ基で架橋しやすくなり、キャリアが流れやすくなる。または、上記した界面における半導体原子のダングリングボンドがＮＨ２基で終端されて、欠陥準位が消失する。この結果、オン状態でソース電極及びドレイン電極の間に電圧が印加されたときの縦方向（厚さ方向）の抵抗が低減する。即ち、薄膜トランジスタの電界効果移動度とオン電流が増加する。
【０１２４】
また、混合領域３０７ｂの酸素濃度を窒素濃度より低くすることにより、微結晶半導体領域３３１ａと非晶質半導体領域３３１ｂの界面における欠陥、または半導体結晶粒同士の界面における欠陥による、キャリアの移動を阻害する結合を少なくすることができる。
【０１２５】
このため、チャネル領域を第１の半導体層３０６で形成し、チャネル領域と不純物半導体層３０９の間に、非晶質半導体を含む領域３０７ｃを設けることで、薄膜トランジスタのオフ電流を低減することができる。また、混合領域３０７ｂと非晶質半導体を含む領域３０７ｃを設けることで、さらに、薄膜トランジスタのオン電流及び電界効果移動度を高めつつ、オフ電流を低減することができる。これは、混合領域３０７ｂが錐形状の微結晶半導体領域３３１ａを有し、非晶質半導体を含む領域３０７ｃは欠陥が少なく、価電子帯のバンド端における準位のテール（裾）の傾きが急峻である秩序性の高い半導体層で形成されているからである。
【０１２６】
導電層３１１は、アルミニウム、銅、チタン、ネオジム、スカンジウム、モリブデン、クロム、タンタル若しくはタングステン等により単層で、または積層して形成することができる。または、ヒロック防止元素が添加されたアルミニウム合金（ゲート電極３０３に用いることができるアルミニウム−ネオジム合金等）により形成してもよい。不純物半導体層３０９と接する側の層を、チタン、タンタル、モリブデン、タングステンまたはこれらの元素の窒化物により形成し、その上にアルミニウムまたはアルミニウム合金を形成した積層構造としても良い。更には、アルミニウムまたはアルミニウム合金の上面及び下面を、チタン、タンタル、モリブデン、若しくはタングステン、またはこれらの元素の窒化物で挟んだ積層構造としてもよい。
【０１２７】
導電層３１１は、ＣＶＤ法、スパッタリング法または真空蒸着法を用いて形成する。または、導電層３１１は、スクリーン印刷法またはインクジェット法等を用いて、銀、金または銅等の導電性ナノペーストを配置し、焼成することで形成してもよい。
【０１２８】
第２のフォトリソグラフィ工程によりレジストマスク３１３を形成する。レジストマスク３１３は厚さの異なる領域を有する。このようなレジストマスクは、多階調マスクを用いて形成することができる。多階調マスクを用いることで、使用するフォトマスクの枚数が低減し、作製工程数が削減できるため好ましい。本実施の形態において、第１の半導体層３０６、第２の半導体層３０７のパターンを形成する工程と、ソース領域とドレイン領域を分離する工程において、多階調マスクを用いて形成したレジストマスクを用いることができる。
【０１２９】
多階調マスクとは、多段階の光量で露光を行うことが可能なマスクであり、代表的には、露光領域、半露光領域及び未露光領域の３段階の光量で露光を行う。多階調マスクを用いることで、一度の露光及び現像工程によって、複数（代表的には二種類）の厚さを有するレジストマスクを形成することができる。そのため、多階調マスクを用いることで、フォトマスクの枚数を削減することができる。
【０１３０】
次に、レジストマスク３１３を用いて、第１の半導体層３０６、第２の半導体層３０７、不純物半導体層３０９、及び導電層３１１をエッチングする。この工程により、第１の半導体層３０６、第２の半導体層３０７、不純物半導体層３０９及び導電層３１１を素子毎に分離し、第３の半導体層３１５、不純物半導体層３１７、及び導電層３１９を形成する。なお、第３の半導体層３１５は、第１の半導体層３０６がエッチングされた微結晶半導体層３１５ａ、第２の半導体層３０７の混合領域３０７ｂがエッチングされた混合領域３１５ｂ、及び第２の半導体層３０７の非晶質半導体を含む領域３０７ｃがエッチングされた非晶質半導体を含む領域３１５ｃを有する（図８（Ｃ）を参照）。
【０１３１】
次に、レジストマスク３１３を後退させて、分離されたレジストマスク３２３を形成する。レジストマスクの後退には、酸素プラズマによるアッシングを用いればよい。ここでは、ゲート電極上で分離するようにレジストマスク３１３をアッシングすることで、レジストマスク３２３を形成することができる（図９（Ａ）参照）。
【０１３２】
次に、レジストマスク３２３を用いて導電層３１９をエッチングし、ソース電極及びドレイン電極として機能する配線３２５を形成する（図９（Ｂ）を参照）。ここでは、ドライエッチングを用いる。配線３２５は、ソース電極またはドレイン電極のみならず信号線としても機能する。ただし、これに限定されず、信号線とソース電極及びドレイン電極とは別に設けてもよい。
【０１３３】
次に、レジストマスク３２３を用いて、第３の半導体層３１５の非晶質半導体を含む領域３１５ｃ、及び不純物半導体層３１７のそれぞれ一部をエッチングする。ここでは、ドライエッチングを用いる。本工程までで、表面に凹部を有する非晶質半導体を含む領域３２９ｃ、ソース領域及びドレイン領域として機能する不純物半導体層３２７を形成する（図９（Ｃ）参照）。この後、レジストマスク３２３を除去する。
【０１３４】
なお、ここでは、導電層３１９、非晶質半導体を含む領域３１５ｃ、及び不純物半導体層３１７のそれぞれ一部をドライエッチングしたため、導電層３１９が異方的にエッチングされ、配線３２５の側面及び不純物半導体層３２７の側面は概略一致する形状となる。
【０１３５】
なお、レジストマスク３２３を除去した後、不純物半導体層３２７及び非晶質半導体を含む領域３１５ｃの一部をエッチングしてもよい。当該エッチングより、配線３２５を用いて不純物半導体層３２７をエッチングするため、配線３２５の側面及び不純物半導体層３２７の側面が概略一致する。
【０１３６】
また、導電層３１１をウェットエッチングし、非晶質半導体を含む領域３１５ｃ及び不純物半導体層３１７をドライエッチングしてもよい。ウェットエッチングにより、導電層３１１が等方的にエッチングされるため、レジストマスク３２３よりも内側に後退した、配線３２５が形成される。また、配線３２５の側面の外側に、不純物半導体層３２７の側面が形成される形状となる。
【０１３７】
次に、レジストマスク３２３を除去した後、ドライエッチングを行ってもよい。ドライエッチングの条件は、露出している非晶質半導体を含む領域３２９ｃ表面にダメージが入らず、且つ非晶質半導体を含む領域３２９ｃに対するエッチングレートが低い条件を用いる。つまり、露出している非晶質半導体を含む領域３２９ｃ表面にほとんどダメージを与えず、且つ非晶質半導体を含む領域３２９ｃの露出している部分の厚さがほとんど減少しない条件を用いる。エッチングガスとしては、代表的にはＣｌ２、ＣＦ４、またはＮ２等を用いる。また、エッチング方法については特に限定はなく、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）方式、容量結合型プラズマ（ＣＣＰ：Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）方式、電子サイクロトン共鳴プラズマ（ＥＣＲ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）方式、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）方式等を用いることができる。
【０１３８】
次に、非晶質半導体を含む領域３２９ｃの表面をプラズマ処理、代表的には水プラズマ処理、アンモニアプラズマ処理、窒素プラズマ処理等を行ってもよい。
【０１３９】
水プラズマ処理は、水蒸気に代表される、水を主成分とするガスを反応空間に導入し、プラズマを生成して、行うことができる。
【０１４０】
上記したように、不純物半導体層３２７を形成した後に、非晶質半導体を含む領域３２９ｃにダメージを与えない条件で更なるドライエッチングを行うことで、露出した非晶質半導体を含む領域３２９ｃ表面上に存在する残渣などの不純物を除去することができる。また、プラズマ処理を行うことで、ソース領域とドレイン領域との間の絶縁を確実なものにすることができ、完成する薄膜トランジスタのオフ電流を低減し、電気的特性のばらつきを低減することができる。
【０１４１】
以上の工程により、少ないマスク数で、欠陥の少ないゲート絶縁層を有する薄膜トランジスタを生産性高く作製することができる。また、電気特性のばらつきや劣化の少ない薄膜トランジスタを生産性高く作製することができる。また本実施の形態の薄膜トランジスタの作製工程は、上記実施の形態１の表示装置に適用可能である。そのため本実施の形態による効果に加えて、駆動回路部のスイッチ回路部において、印加される電圧に対して、薄膜トランジスタのしきい値電圧のシフトによって薄膜トランジスタを流れる電流が小さくなることを考慮することなく薄膜トランジスタサイズを小さくし、信号線の充放電を十分に行うことができ、表示装置の狭額縁化を図ることができる。
【０１４２】
なお、本実施の形態において、各々の図で述べた内容は、別の実施の形態で述べた内容に対して、適宜、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことができる。
【０１４３】
（実施の形態３）
本実施の形態においては、電子機器の例について説明する。
【０１４４】
上記実施の形態に係る表示装置は、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）、コンピュータ用のモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラなどのカメラ、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、パチンコ機等の大型ゲーム機等が挙げられる。
【０１４５】
図１３（Ａ）は、液晶表示素子を用いた表示装置を具備するデジタルフォトフレームの一例を示している。例えば、図１３（Ａ）に示すデジタルフォトフレームは、筐体１７１１に表示部１７１２が組み込まれている。表示部１７１２は、各種画像を表示することが可能であり、例えば、デジタルカメラ等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。
【０１４６】
図１３（Ｂ）は、液晶表示素子を用いた表示装置を具備するテレビジョン装置の一例を示している。図１３（Ｂ）に示すテレビジョン装置は、筐体１７２１に表示部１７２２が組み込まれている。表示部１７２２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１７２３により筐体１７２１を支持した構成を示している。表示部１７２２は、上記実施の形態に示した表示装置を適用することができる。
【０１４７】
図１３（Ｃ）は、液晶表示素子を用いた表示装置を具備する携帯電話機の一例を示している。図１３（Ｃ）に示す携帯電話機は、筐体１７３１に組み込まれた表示部１７３２の他、操作ボタン１７３３、操作ボタン１７３７、外部接続ポート１７３４、スピーカ１７３５、及びマイク１７３６等を備えている。
【０１４８】
図１３（Ｃ）に示す携帯電話機は、表示部１７３２がタッチパネルになっており、指等の接触により、表示部１７３２の表示内容を操作することができる。また、電話の発信、或いはメールの作成等は、表示部１７３２を指等で接触することにより行うことができる。
【０１４９】
以上、本実施の形態では、上記実施の形態で説明した表示装置を具備する電子機器の一例について説明した。電子機器は、実施の形態１の表示装置を具備する。そのため駆動回路部のスイッチ回路部において印加される電圧に対して、薄膜トランジスタのしきい値電圧のシフトによって薄膜トランジスタを流れる電流が小さくなることを考慮することなく薄膜トランジスタサイズを小さくし、信号線の充放電を十分に行うことができ、表示装置の狭額縁化を図ることができる。また実施の形態２で説明したように薄膜トランジスタのチャネル領域として、微結晶半導体を用いる場合、表示装置の大型化、コストの低減、又は歩留まりの向上などを図ることができる。また微結晶半導体を薄膜トランジスタのチャネル領域として用いることで、薄膜トランジスタの特性劣化を抑制することができるので、表示装置の寿命を長くすることができる。
【０１５０】
なお、本実施の形態において、各々の図で述べた内容は、別の実施の形態で述べた内容に対して、適宜、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことができる。
【符号の説明】
【０１５１】
１００    基板
１０１    画素部
１０２    走査線駆動回路部
１０３    信号線駆動回路部
１０４    画素
１０５    外部接続端子
１０６    スイッチ回路部
１０７    薄膜トランジスタ
１０８    映像信号出力回路
１０９    サンプリング信号出力回路
１１０    配線
３０１    基板
３０３    ゲート電極
３０５    ゲート絶縁層
３０６    半導体層
３０７    半導体層
３０９    不純物半導体層
３１１    導電層
３１３    レジストマスク
３１５    半導体層
３１７    不純物半導体層
３１９    導電層
３２３    レジストマスク
３２５    配線
３２７    不純物半導体層
４０７    半導体層
３０７ｂ    混合領域
３０７ｃ    領域
３１５ａ    微結晶半導体層
３１５ｂ    混合領域
３１５ｃ    領域
３２９ｃ    領域
３３１ａ    微結晶半導体領域
３３１ｂ    非晶質半導体領域
３３１ｃ    微結晶半導体領域
３３３ｄ    非晶質半導体領域
１０７ａ    薄膜トランジスタ
１０９ａ    配線
１７１１    筐体
１７１２    表示部
１７２１    筐体
１７２２    表示部
１７２３    スタンド
１７３１    筐体
１７３２    表示部
１７３３    操作ボタン
１７３４    外部接続ポート
１７３５    スピーカ
１７３６    マイク
１７３７    操作ボタン
【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】
2011043804.tif 000007
【図６】
2011043804.tif 000008
【図７】
2011043804.tif 000009
【図８】
2011043804.tif 000010
【図９】
2011043804.tif 000011
【図１０】
2011043804.tif 000012
【図１１】
2011043804.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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