(57)【要約】【課題】大型化が可能な表示装置を提供する。視認性の高い表示装置を提供する。表示装置の部品点数を削減する。または、可搬性に優れた大型の表示装置を提供する。【解決手段】表示パネルは、表示部と、階調信号を出力する第１の回路部と、複数の画素を選択する信号を出力する第２の回路部と、可視光を透過する第１の領域と、を有する構成とする。第１の回路部と第２の回路部は、それぞれ表示部の輪郭に沿って設けられる。第１の領域は、表示部を挟んで第１の回路部及び第２の回路部と対向する位置に設けられる。また、第１の回路部は、第１のトランジスタを有し、第２の回路部は、第２のトランジスタを有する。また第１のトランジスタの第１のゲート絶縁層は、第２のトランジスタの第２のゲート絶縁層よりも薄くする。また、第１のトランジスタのチャネル長を、第２のトランジスタよりも小さくする。【選択図】図１
2019028169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部と、第１の回路部と、第２の回路部と、第１の領域と、を有する表示パネルであって、
前記表示部は、複数の画素を有し、
前記第１の回路部と前記第２の回路部は、それぞれ前記表示部の輪郭に沿って設けられ、
前記第１の領域は、前記表示部を挟んで前記第１の回路部と対向する位置に設けられる部分と、前記表示部を挟んで前記第２の回路部と対向する位置に設けられる部分と、を有し、
前記第１の領域は、可視光を透過する機能を有し、
前記第１の回路部は、前記複数の画素に階調信号を出力する機能を有し、
前記第２の回路部は、前記複数の画素を選択する信号を出力する機能を有し、
前記第１の回路部は、第１のトランジスタを有し、
前記第１のトランジスタは、第１の半導体層、第１のゲート電極、及び第１のゲート絶縁層を有し、
前記第２の回路部は、第２のトランジスタを有し、
前記第２のトランジスタは、第２の半導体層、第２のゲート電極、及び第２のゲート絶縁層を有し、
前記第１のゲート絶縁層は、前記第２のゲート絶縁層よりも薄いことを特徴とする、
表示パネル。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１のゲート電極のチャネル長方向の幅は、前記第２のゲート電極よりも小さいことを特徴とする、
表示パネル。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層は、それぞれ金属酸化物を含むことを特徴とする、
表示パネル。
【請求項４】
第１の表示パネルと、第２の表示パネルと、を有する表示装置であって、
前記第１の表示パネル及び前記第２の表示パネルは、それぞれ請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の表示パネルであり、
前記第１の表示パネルの前記第１の領域は、前記第２の表示パネルの前記表示部と重畳し、且つ、前記第２の表示パネルの前記表示部が発する光を透過する部分を有する、
表示装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記第２の表示パネルの前記第１の回路部または前記第２の回路部は、前記第１の表示パネルの前記表示部と重畳する部分を有する、
表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、表示パネル、及びこれを備える表示装置に関する。
【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、又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）、及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、表示装置の大型化が求められている。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）、デジタルサイネージ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｇｅ：電子看板）や、ＰＩＤ（Ｐｕｂｌｉｃ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などが挙げられる。また、デジタルサイネージや、ＰＩＤなどは、大型であるほど提供できる情報量を増やすことができる。特に広告等に用いる場合には大型であるほど人の目につきやすく、広告の宣伝効果を高めることができる。
【０００５】
表示装置としては、代表的には液晶表示装置、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子や発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子を備える発光装置、電気泳動方式などにより表示を行う電子ペーパなどが挙げられる。
【０００６】
例えば、有機ＥＬ素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層を挟持したものである。この素子に電圧を印加することにより、発光性の有機化合物から発光を得ることができる。このような有機ＥＬ素子が適用された表示装置は、液晶表示装置等で必要であったバックライトが不要なため、薄型、軽量、高コントラストで且つ低消費電力な表示装置を実現できる。例えば、有機ＥＬ素子を用いた表示装置の一例が、特許文献１に記載されている。
【０００７】
また、特許文献２には、フィルム基板上にスイッチング素子であるトランジスタや有機ＥＬ素子を備えたフレキシブルなアクティブマトリクス型の発光装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３２４６７３号公報
【特許文献２】特開２００３−１７４１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
大型の表示装置の一つとして、複数の表示パネルを並べて構成したマルチディスプレイ装置が挙げられる。しかしながら従来のマルチディスプレイ装置では、表示パネルはそれぞれ額縁部を有するため、これを複数並べると格子状の非表示領域が形成されてしまうといった問題がある。
【００１０】
また、表示パネル毎に、これを駆動させるための駆動回路を配置する必要があるため、１つの表示パネルの裏側には、多くの配線や端子、駆動回路を備えるプリント基板などが配置されることになる。そのため、マルチディスプレイ全体として部品点数が膨大となり、また重量が極めて重くなってしまうといった問題があった。
【００１１】
本発明の一態様は、大型化が可能な表示装置を提供することを課題の一とする。または、視認性の高い表示装置を提供することを課題の一とする。または、表示装置の部品点数を削減することを課題の一とする。または、可搬性に優れた大型の表示装置を提供することを課題の一とする。
【００１２】
または、本発明の一態様は、新規な表示パネル、または表示装置等を提供することを課題の一とする。または、信頼性の高い表示パネル、または表示装置等を提供することを課題の一とする。
【００１３】
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】
【００１４】
本発明の一態様は表示部と、第１の回路部と、第２の回路部と、第１の領域と、を有する表示装置である。表示部は、複数の画素を有する。第１の回路部と第２の回路部は、それぞれ表示部の輪郭に沿って設けられる。第１の領域は、表示部を挟んで第１の回路部と対向する位置に設けられる部分と、表示部を挟んで第２の回路部と対向する位置に設けられる部分と、を有する。また第１の領域は、可視光を透過する機能を有する。第１の回路部は、複数の画素に階調信号を出力する機能を有し、第２の回路部は、複数の画素を選択する信号を出力する機能を有する。また、第１の回路部は、第１のトランジスタを有し、第２の回路部は、第２のトランジスタを有する。第１のトランジスタは、第１の半導体層、第１のゲート電極、及び第１のゲート絶縁層を有する。第２のトランジスタは、第２の半導体層、第２のゲート電極、及び第２のゲート絶縁層を有する。また第１のゲート絶縁層は、第２のゲート絶縁層よりも薄いことを特徴とする。
【００１５】
また、上記において、第１のゲート電極のチャネル長方向の幅は、前記第２のゲート電極よりも小さいことが好ましい。
【００１６】
また、上記において、第１の半導体層及び第２の半導体層は、それぞれ金属酸化物を含むことが好ましい。
【００１７】
また、本発明の一態様は、第１の表示パネルと、第２の表示パネルと、を有する表示装置である。第１の表示パネル及び第２の表示パネルは、それぞれ上記いずれか一に記載の表示パネルである。また、第１の表示パネルの第１の領域は、第２の表示パネルの表示部と重畳し、且つ、第２の表示パネルの表示部が発する光を透過する部分を有する。
【００１８】
また、上記において、第２の表示パネルの第１の回路部または第２の回路部は、第１の表示パネルの表示部と重畳する部分を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の一態様によれば、大型化が可能な表示装置を提供できる。または、視認性の高い表示装置を提供できる。または、表示装置の部品点数を削減することができる。または、可搬性に優れた大型の表示装置を提供できる。
【００２０】
または、本発明の一態様によれば、新規な表示パネル、または表示装置等を提供できる。または、信頼性の高い表示パネル、または表示装置等を提供できる。
【００２１】
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】
【００２２】
【図１】表示パネルの構成例。
【図２】表示装置の構成例。
【図３】駆動回路等の構成例。
【図４】駆動回路の構成例。
【図５】画素部の構成例。
【図６】トランジスタの構成例。
【図７】トランジスタの構成例。
【図８】トランジスタの作製方法例を説明する図。
【図９】トランジスタの作製方法例を説明する図。
【図１０】トランジスタの作製方法例を説明する図。
【図１１】表示パネルの断面構成例。
【図１２】表示パネルの断面構成例。
【図１３】電子機器の一例を示す図。
【図１４】車両の一例を示す図。
【図１５】テレビジョン装置の構成例。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
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。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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
また、本明細書等において、トランジスタのソース、又はドレインのどちらか一方のことを「第１電極」と呼び、ソース、又はドレインの他方を「第２電極」とも呼ぶことがある。なお、ゲートについては「ゲート」又は「ゲート電極」とも呼ぶ。
【００３０】
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。
【００３１】
なお、本明細書等において「上面形状が概略一致」とは、積層した層と層との間で少なくとも輪郭の一部が重なることをいう。例えば、上層と下層とが、同一のマスクパターン、または一部が同一のマスクパターンにより加工された場合を含む。ただし、厳密には輪郭が重なり合わず、上層が下層の内側に位置することや、上層が下層の外側に位置することもあり、この場合も「上面形状が概略一致」という場合がある。
【００３２】
なお、以下では「上」、「下」などの向きを示す表現は、基本的には図面の向きと合わせて用いるものとする。しかしながら、説明を容易にするためなどの目的で、明細書中の「上」または「下」が意味する向きが、図面とは一致しない場合がある。一例としては、積層体等の積層順（または形成順）などを説明する場合に、図面において当該積層体が設けられる側の面（被形成面、支持面、接着面、平坦面など）が当該積層体よりも上側に位置していても、その向きを下、これとは反対の向きを上、などと表現する場合がある。
【００３３】
なお、本明細書において、ＥＬ層とは発光素子の一対の電極間に設けられ、少なくとも発光性の物質を含む層（発光層とも呼ぶ）、または発光層を含む積層体を示すものとする。
【００３４】
本明細書等において、表示装置の一態様である表示パネル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。したがって表示パネルは出力装置の一態様である。
【００３５】
また、本明細書等では、表示パネルの基板に、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）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（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式等によりＩＣが実装されたものを、表示パネルモジュール、表示モジュール、または単に表示パネルなどと呼ぶ場合がある。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
タッチパネルは、例えばタッチセンサ付き表示パネル（または表示装置）、タッチセンサ機能つき表示パネル（または表示装置）とも呼ぶことができる。
【００４０】
タッチパネルは、表示パネル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、表示パネル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。
【００４１】
また、本明細書等では、タッチパネルの基板に、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、タッチパネルモジュール、表示モジュール、または単にタッチパネルなどと呼ぶ場合がある。
【００４２】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示パネル、及び表示装置について説明する。
【００４３】
本発明の一態様の表示パネルは、複数の画素を有する表示部と、表示部の輪郭に沿ってそれぞれ配置される第１の駆動回路及び第２の駆動回路を有する。また、表示パネルは、表示部の輪郭に沿って可視光を透過する領域を有する。
【００４４】
より具体的な例としては、例えば表示部の輪郭の一部に沿って第１の駆動回路が配置され、他の一部に沿って第２の駆動回路が配置される。また、第１の駆動回路及び第２の駆動回路に対して、表示部を挟んで反対側に位置する表示部の輪郭に沿って、可視光を透過する領域が設けられる。
【００４５】
このような表示パネルを以下のように２つ以上組み合わせることで、継ぎ目のない表示を行うことのできる表示装置を実現することができる。
【００４６】
２つの表示パネルのうち、表示面側に配置する表示パネル（以下、第１の表示パネルという）の可視光を透過する領域と、表示面側とは反対側に配置する表示パネル（以下、第２の表示パネルという）の表示部とが重なるように、２つの表示パネルを配置する。これにより、第２の表示パネルの表示部から発せられる光は、第１の表示パネルの可視光を透過する領域を介して、外部に射出される。また、２つの表示パネルは、表示面側から見て２つの表示部が継ぎ目なく連続するように位置が調整される。これにより、２つの表示パネルに亘って継ぎ目のない画像を表示することができる。
【００４７】
また、１つの表示パネルが有する第１の駆動回路は、入力されるビデオ信号をサンプリングし、表示部の各画素に出力する機能を有する。また、第２の駆動回路は、各画素を選択する選択信号を生成する機能を有する。第１の駆動回路は、例えばソース線駆動回路（信号線駆動回路、またはソースドライバ等ともいう）として機能し、第２の駆動回路は、例えばゲート線駆動回路（走査線駆動回路、またはゲートドライバ等ともいう）として機能する。
【００４８】
第１の駆動回路、第２の駆動回路、及び表示部が有する半導体素子は、それぞれ１つの基板上に形成されていることが好ましい。
【００４９】
ここで、第１の駆動回路と第２の駆動回路は、表示する画像のフレーム周波数に応じて、高い駆動周波数で動作することが求められる。特に第２の駆動回路は、第１の駆動回路と比較してさらに高い駆動周波数が求められる。そのため、第２の駆動回路に適用されるトランジスタのいくつかは、高い耐圧性能は求められないが、大きな電流を流す能力が求められる場合がある。一方、表示部の画素に設けられるトランジスタのいくつかは、表示素子を駆動するために十分な耐圧性能が求められる場合がある。
【００５０】
そこで本発明の一態様は、画素に設けられるトランジスタの一つに、耐圧の高いトランジスタを適用し、第１の駆動回路に設けられるトランジスタの一つに、これより耐圧が低いものの駆動周波数の高いトランジスタを適用する。
【００５１】
より具体的な構成としては、第１の駆動回路に適用する一のトランジスタに、表示部に適用する一のトランジスタよりもゲート絶縁層の薄いトランジスタを適用する。このように、２種類のトランジスタを作り分けることで、ソースドライバとして機能する第１の駆動回路を、表示部が設けられる基板上に作りこむことができる。
【００５２】
また、第１の駆動回路に適用する一のトランジスタに、表示部に適用する一のトランジスタよりもチャネル長の短いトランジスタを適用することが好ましい。例えば、第２の駆動回路を構成するトランジスタのチャネル長が、１．５μｍ未満、好ましくは１．２μｍ以下、より好ましくは１．０μｍ以下、さらに好ましくは０．９μｍ以下、さらに好ましくは０．８μｍ以下、さらに好ましくは０．６μｍ以下であって、０．１μｍ以上であることが好ましい。
【００５３】
一方、表示部に設けられる各トランジスタは、第１の駆動回路を構成するトランジスタのうち、最もチャネル長が短いものよりも、チャネル長が長いことが好ましい。例えば、表示部に設けられる一のトランジスタのチャネル長は１μｍ以上、好ましくは１．２μｍ以上、より好ましくは１．４μｍ以上であって、２０μｍ以下、好ましくは１５μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下であることが好ましい。
【００５４】
また、第１の駆動回路、第２の駆動回路、及び表示部に適用する各トランジスタは、チャネルが形成される半導体に、金属酸化物を適用することが好ましい。これにより、例えばアモルファスシリコンを適用した表示パネルで実現が困難なソースドライバとして機能する第１の駆動回路を表示パネルに実装することができる。また、多結晶シリコンなどを適用した場合に比べて、特性ばらつきが小さく、大面積化が容易であるため、低コストで歩留り良く表示パネルを作製することができる。
【００５５】
なお、本明細書等において、トランジスタのチャネル長方向とは、ソースとドレイン間を最短距離で結ぶ直線に平行な方向のうちの１つをいう。すなわち、チャネル長方向は、トランジスタがオン状態のときに半導体層を流れる電流の方向に相当する。また、チャネル幅方向とは、当該チャネル長方向に直交する方向をいう。なお、トランジスタの構造や形状によっては、チャネル長方向及びチャネル幅方向は１つに定まらない場合がある。
【００５６】
また、本明細書等において、トランジスタのチャネル長とは、例えばトランジスタの上面図または断面図において、半導体層とゲート電極とが重畳する領域の、チャネル長方向における長さをいう。また、トランジスタのチャネル幅とは、当該領域の、チャネル幅方向の長さをいう。
【００５７】
なお、トランジスタの構造や形状によっては、チャネル長及びチャネル幅は、１つの値に定まらない場合がある。そのため、本明細書等では、チャネル長及びチャネル幅は、その最大値、最小値、若しくは平均値、または、最大値と最小値の間の任意の値とすることができる。代表的には、チャネル長及びチャネル幅は、その最小値とする。
【００５８】
また、トランジスタの構造によっては、半導体層を挟む一対のゲート電極（第１のゲート電極、第２のゲート電極）を有する場合がある。このとき、トランジスタのチャネル長及びチャネル幅は、それぞれのゲート電極に対応して２つ定義できる。そのため、本明細書等で単にチャネル長と記載した場合、２つのチャネル長のうち長い方若しくは短い方のいずれか一方、その両方、またはその平均値を指すこととする。同様に、本明細書等で単にチャネル幅と記載した場合、２つのチャネル幅のうち長い方若しくは短い方のいずれか一方、その両方、またはその平均値を指すこととする。
【００５９】
以下では、より具体的な例について、図面を参照して説明する。
【００６０】
［構成例］
〔表示パネルの構成例〕
図１に、以下で例示する表示パネル１０の、表示面側から見た上面概略図を示す。
【００６１】
表示パネル１０は、表示部１１、第１の駆動回路１２、第２の駆動回路１３、可視光を透過する領域１４、及び端子部１５等を有する。図１では、表示パネル１０は２つの端子部１５を有し、それぞれの端子部１５に、ＦＰＣ２１が接続されている例を示す。
【００６２】
ここで、表示パネル１０は単体であっても表示部１１に画像を表示することができる。
【００６３】
表示部１１には、複数の画素がマトリクス状に配置される。画素は、少なくとも１つの表示素子と、１つのトランジスタを含む。表示素子としては、代表的には有機ＥＬ素子、または液晶素子などを用いることができる。
【００６４】
第１の駆動回路１２は、ソースドライバとして機能する回路を含む。第１の駆動回路１２は、ＦＰＣ２１から入力されたビデオ信号に基づいて階調信号を生成し、表示部１１が有する画素に供給する機能を有する。
【００６５】
第２の駆動回路１３は、ゲートドライバとして機能する回路を含む。第２の駆動回路１３は、ＦＰＣ２１から入力された信号に基づいて選択信号を生成し、表示部１１が有する画素に供給する機能を有する。
【００６６】
領域１４は、可視光を透過する領域である。領域１４に設けられる部材には、可視光を透過する材料を適用することができる。また、視認できない程度（例えば幅が５μｍ以下）に細く加工された遮光性の材料を適用することができる。
【００６７】
〔表示装置の構成例〕
図２（Ａ）、（Ｂ）に、４つの表示パネル（表示パネル１０ａ、表示パネル１０ｂ、表示パネル１０ｃ、及び表示パネル１０ｄ）を有する表示装置２０の構成例を示す。図２（Ａ）は、表示装置２０を表示面側から見たときの上面概略図であり、図２（Ｂ）は、表示装置を表示面とは反対側（裏面側ともいう）からみたときの上面概略図である。
【００６８】
なお以下では、特に説明の無い場合、それぞれの表示パネルや、当該表示パネルの構成要素を区別して説明する際に、ａ乃至ｄの符号を付して説明する。またこれらそれぞれの表示パネルや、当該表示パネルの構成要素等に共通する事項を説明する場合、これらの符号を付さない場合がある。
【００６９】
図２（Ａ）、（Ｂ）において、裏面側から順に、表示パネル１０ａ、表示パネル１０ｂ、表示パネル１０ｃ、及び表示パネル１０ｄが積層されている。表示パネル１０ａが裏面側に位置し、表示パネル１０ｄが最も表示面側に位置している。
【００７０】
ここで、表示パネル１０ｂが有する領域１４ｂの一部は、表示部１１ａの一部と重ねて設けられる。表示部１１ａのうち領域１４ｂと重畳する部分において、表示素子からの光は領域１４ｂを透過して表示面側に射出される。
【００７１】
同様に、表示パネル１０ｃが有する領域１４ｃの一部は、表示部１１ａの一部と重ねて設けられている。また、表示パネル１０ｄが有する領域１４ｄの一部は、表示部１１ａの一部と重ねて設けられ、他の一部は表示部１１ｂの一部と重ねて設けられ、他の一部は表示部１１ｃの一部と重ねて設けられる。
【００７２】
すなわち、表示装置２０の表示領域２５は、表示部１１ａ、表示部１１ｂ、表示部１１ｃ、及び表示部１１ｄにより構成される。これにより、１つの表示パネル１０の概略４倍の面積の表示部を実現できる。
【００７３】
また、図２（Ｂ）に示すように、表示パネル１０ａに接続されるＦＰＣ２１ａ及び表示パネル１０ｂに接続されるＦＰＣ２１ｂは、それぞれ表示パネル１０ｃまたは表示パネル１０ｄと重畳するように設けられる。
【００７４】
ここで、各表示パネル１０は、第１の駆動回路１２及び第２の駆動回路１３が設けられているため、各表示パネル１０に供給される信号の数を少なくすることができる。そのため、１つの表示パネル１０に接続するためのＦＰＣ２１の数を低減できるため、部品点数を削減できる。また図２（Ｂ）に示すように、各表示パネル１０に接続されるＦＰＣ２１の長さを異ならせ、各ＦＰＣ２１の端部を表示装置２０の一方側に集めることで、表示装置２０に信号等を供給するための駆動回路を一か所に集約することができる。これにより、表示装置２０の裏側の構成を簡素化（すっきり）させることができる。
【００７５】
図２（Ｃ）には、図２（Ｂ）中の一点鎖線Ｘ−Ｙで表示装置２０を切断した時の断面概略図を示している。
【００７６】
表示パネル１０ａの表示パネル１０ｃと重なる部分が裏面方向に湾曲し、当該部分において、ＦＰＣ２１ａが端子部１５ａと接続されている。このとき、表示パネル１０ａの第１の駆動回路１２ａや端子部１５ａは、表示パネル１０ｃの表示部１１ｃと重なるように配置される。これにより、表示装置２０の表示領域２５には継ぎ目が生じることなく、表示品位の高い画像を表示することができる。
【００７７】
〔第１の駆動回路の構成例〕
以下では、表示パネル１０が有する第１の駆動回路１２の構成例について説明する。
【００７８】
図３に、表示パネル１０のブロック図を示す。図３には、表示部１１、第１の駆動回路１２、及び第２の駆動回路１３を示している。
【００７９】
表示部１１は、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＩＸを有する。また、表示部１１には第１の駆動回路１２と接続される複数のソース線ＳＬと、第２の駆動回路１３と接続される複数のゲート線ＧＬが設けられている。
【００８０】
第１の駆動回路１２は、シフトレジスタ回路３１、ラッチ回路部４１、レベルシフタ回路部４２、Ｄ−Ａ変換部４３、及びアナログバッファ回路部４４等を有する。
【００８１】
ラッチ回路部４１は、複数のラッチ回路３２と、複数のラッチ回路３３とを有する。レベルシフタ回路部４２は、複数のレベルシフタ回路３４を有する。Ｄ−Ａ変換部４３は、複数のＤＡＣ回路３５を有する。アナログバッファ回路部４４は、複数のアナログバッファ回路３６を有する。
【００８２】
シフトレジスタ回路３１には、クロック信号ＣＬＫ及びスタートパルス信号ＳＰが入力される。シフトレジスタ回路３１は、クロック信号ＣＬＫ及びスタートパルス信号ＳＰにしたがって、パルスが順次シフトするタイミング信号を生成し、ラッチ回路部４１の各ラッチ回路３２に出力する。
【００８３】
ラッチ回路部４１には、ビデオ信号Ｓ０、及びラッチ信号ＬＡＴが入力される。
【００８４】
ラッチ回路３２にタイミング信号が入力されると、当該タイミング信号にパルスにしたがって、ビデオ信号Ｓ０がサンプリングされ、各ラッチ回路３２に順に書き込まれる。このとき、各ラッチ回路３２へのビデオ信号Ｓ０の書き込みが一通り終了するまでの期間を、ライン期間と呼ぶことができる。
【００８５】
一ライン期間が終了すると、各ラッチ回路３３に入力されるラッチ信号ＬＡＴのパルスにしたがって、各ラッチ回路３２に保持されているビデオ信号が、各ラッチ回路３３に一斉に書き込まれ、保持される。ビデオ信号をラッチ回路３３に送り出し終えたラッチ回路３２は、再びシフトレジスタ回路３１からのタイミング信号に従って、次のビデオ信号の書き込みが順次行われる。この２順目の一ライン期間中には、ラッチ回路３３に書き込まれ、保持されているビデオ信号がレベルシフタ回路部４２の各レベルシフタ回路３４に出力される。
【００８６】
レベルシフタ回路部４２の各レベルシフタ回路３４に入力されたビデオ信号は、レベルシフタ回路３４によってその信号の電圧の振幅を大きくされた後、Ｄ−Ａ変換部４３内の各ＤＡＣ回路３５に送られる。一群のＤＡＣ回路３５に入力されたビデオ信号は、アナログ変換され、一のアナログ信号としてアナログバッファ回路部４４に出力される。アナログバッファ回路部４４に入力されたビデオ信号は、各アナログバッファ回路３６を介して、各ソース線ＳＬに出力される。
【００８７】
一方、第２の駆動回路１３は、各ゲート線ＧＬを順次選択する。第１の駆動回路１２から信号線ＳＬを介して表示部１１に入力されたビデオ信号は、第２の駆動回路１３によって選択されたゲート線ＧＬに接続される各画素ＰＩＸに入力される。
【００８８】
なお、シフトレジスタ回路３１の代わりに、パルスが順次シフトする信号を出力することのできる他の回路を用いてもよい。
【００８９】
第１の駆動回路１２及び第２の駆動回路１３に設けられるトランジスタは、画素ＰＩＸが有するトランジスタに比べて、高い耐圧性能が要求されない。そのため、第１の駆動回路１２及び第２の駆動回路１３に用いるトランジスタには、画素ＰＩＸに用いるトランジスタよりも微細化が実現され、ゲート絶縁層の厚さの薄いトランジスタを適用することで、高速動作が可能となり、より高いフレーム周波数で画像を表示することができる。
【００９０】
〔第１の駆動回路の変形例〕
図３で例示した第１の駆動回路１２は、デジタル信号をアナログ信号に変換して表示部１１に出力する構成であったが、入力信号としてアナログ信号を用いることで、第２の駆動回路１２の構成をより簡素化することができる。
【００９１】
図４（Ａ）に示す第１の駆動回路１２ａは、シフトレジスタ回路３１、ラッチ回路部４１、及びソースフォロア回路部４５を有する。ソースフォロア回路部４５は、複数のソースフォロア回路３７を有する。
【００９２】
ラッチ回路３２は、シフトレジスタ回路３１からのタイミング信号に従って、アナログのビデオ信号Ｓ０をアナログデータとしてサンプリングする。また各ラッチ回路３２は、ラッチ信号ＬＡＴに従って、一斉に各ラッチ回路３３に保持されたビデオ信号を出力する。
【００９３】
ラッチ回路３３に保持されたビデオ信号はソースフォロア回路３７を介して１つのソース線ＳＬに出力される。なお、ソースフォロア回路３７に代えて、上記アナログバッファ回路を用いてもよい。
【００９４】
図４（Ｂ）に示す第１の駆動回路１２ｂは、シフトレジスタ回路３１と、デマルチプレクサ回路４６とを有する。
【００９５】
デマルチプレクサ回路４６は、複数のサンプリング回路３８を有する。各サンプリング回路３８には、複数の配線から複数のアナログのビデオ信号Ｓ０が入力され、シフトレジスタ回路３１から入力するタイミング信号に従って、複数のソース線ＳＬに同時にビデオ信号を出力する。シフトレジスタ回路３１は、複数のサンプリング回路３８を順次選択するように、タイミング信号を出力する。
【００９６】
例えば、表示部１１に接続されるソース線ＳＬの本数を２１６０本、ビデオ信号Ｓ０が供給される配線を５４本とした場合、デマルチプレクサ回路４６に４０個のサンプリング回路３８を設けることで、１ライン期間を４０分割し、それぞれの期間内に５４本のソース線ＳＬに同時にビデオ信号を出力することができる。
【００９７】
以上が、第１の駆動回路部についての説明である。
【００９８】
〔表示部の構成例〕
表示部１１には、少なくとも１つの表示素子と、１つのトランジスタを有する複数の画素ＰＩＸがマトリクス状に配置された構成とすることができる。
【００９９】
図５には、表示素子として発光素子を適用した場合の表示部１１の回路図の例を示している。図５に示す表示部１１には、ｍ（ｍは２以上の整数）本のゲート線ＧＬと、ｎ（ｎは２以上の整数）本のソース線ＳＬが接続されている。
【０１００】
表示部１１が有する画素ＰＩＸは、トランジスタ５１、トランジスタ５２、容量素子５３、及び発光素子５４を有する。また画素ＰＩＸには、ソース線ＳＬ、ゲート線ＧＬ、及び電源電位が供給される配線ＶＬ１並びに配線ＶＬ２が接続されている。
【０１０１】
ここで、図５に示すトランジスタ５１及びトランジスタ５２には、酸化物半導体（半導体特性を有する金属酸化物）が適用されたトランジスタを用いることが好ましい。
【０１０２】
トランジスタ５１は、ゲートがゲート線ＧＬに接続され、ソースまたはドレインの一方がソース線ＳＬに接続され、他方が容量素子５３の一方の電極及びトランジスタ５２のゲートと接続されている。トランジスタ５２は、ソースまたはドレインの一方が発光素子５４の一方の電極に接続され、他方が配線ＶＬ１に接続されている。容量素子５３は、他方の電極が配線ＶＬ１に接続されている。発光素子５４は、他方の電極が配線ＶＬ２に接続されている。
【０１０３】
画素ＰＩＸは、ゲート線ＧＬから供給される信号によって選択される。また、ソース線ＳＬからトランジスタ５１を介してトランジスタ５２のゲートが接続されるノードに書き込まれる電位によって発光素子５４に流れる電流を制御することにより、発光素子５４の発光輝度を制御することができる。
【０１０４】
発光素子５４としては、代表的には有機エレクトロルミネセンス素子（有機ＥＬ素子ともいう）などを用いることができる。なお、発光素子５４としてはこれに限定されず、無機材料を含む無機ＥＬ素子や、発光ダイオード等を用いてもよい。
【０１０５】
以上が、表示部の構成例についての説明である。
【０１０６】
［トランジスタの構成例］
以下では、本発明の一態様の表示装置に適用可能なトランジスタについて説明する。ここでは、ゲート絶縁層の厚さと、チャネル長の異なる２種類のトランジスタについて説明する。
【０１０７】
なお、以下では、２つのトランジスタに共通する構成要素については同じ符号を付し、重複する説明は省略する場合がある。
【０１０８】
本発明の一態様のトランジスタは、被形成面上に、チャネルが形成される半導体層と、ゲート絶縁層と、ゲート電極と、を有するトランジスタである。半導体層は、半導体特性を示す金属酸化物（以下、酸化物半導体ともいう）を含んで構成されることが好ましい。
【０１０９】
ここで、トランジスタは、半導体層上にゲート絶縁層を介してゲート電極が設けられた、いわゆるトップゲート型のトランジスタであることが好ましい。またこのとき、半導体層よりも被形成面側に、第２のゲート絶縁層を介して第２のゲート電極を有する構成としてもよい。
【０１１０】
ゲート電極とゲート絶縁層とは、それぞれ上面形状が概略一致していることが好ましい。言い換えると、ゲート電極とゲート絶縁層とは、側面が連続するように加工されていることが好ましい。例えば、ゲート絶縁層となる絶縁膜と、ゲート電極となる導電膜を積層した後に、同じエッチングマスクを用いて連続して加工することで形成することができる。または、先に加工したゲート電極をハードマスクとして当該絶縁膜を加工することゲート絶縁層を形成してもよい。
【０１１１】
ここで、半導体層のゲート電極及びゲート絶縁層と重畳する領域を第１の領域、これらと重畳しない領域を第２の領域としたとき、第１の領域は、チャネル形成領域として機能し、第２の領域はソース領域またはドレイン領域として機能する。このとき、第２の領域は、第１の領域よりも低抵抗であることが望まれる。
【０１１２】
以下では、より具体的な例について、図面を参照して説明する。
【０１１３】
〔構成例１〕
図６（Ａ１）は、トランジスタ１００の上面図であり、図６（Ｂ１）は、図６（Ａ１）に示す一点鎖線Ａ１−Ａ２における切断面の断面図に相当し、図６（Ｃ１）は、図６（Ａ１）に示す一点鎖線Ｂ１−Ｂ２における切断面の断面図に相当する。
【０１１４】
また図６（Ａ２）は、トランジスタ１００Ａの上面図であり、図６（Ｂ２）は、図６（Ａ２）に示す一点鎖線Ａ３−Ａ４における切断面の断面図に相当し、図６（Ｃ２）は、図６（Ａ２）に示す一点鎖線Ｂ３−Ｂ４における切断面の断面図に相当する。
【０１１５】
なお、図６（Ａ１）、（Ａ２）において、トランジスタ１００及びトランジスタ１００Ａの構成要素の一部（ゲート絶縁層等）を省略して図示している。また、一点鎖線Ａ１−Ａ２方向及びＡ３−Ａ４方向をチャネル長方向、一点鎖線Ｂ１−Ｂ２方向及びＢ３−Ｂ４方向をチャネル幅方向と呼称する場合がある。
【０１１６】
トランジスタ１００とトランジスタ１００Ａとは、同一の基板１０２上に形成することのできるトランジスタである。トランジスタ１００とトランジスタ１００Ａとは、チャネル長及びチャネル幅が異なる点、及びゲート絶縁層の厚さが異なる点以外は、概ね同様の構成を有する。
【０１１７】
まず、トランジスタ１００について説明する。
【０１１８】
トランジスタ１００は、絶縁層１０４、半導体層１０８、絶縁層１１０、金属酸化物層１１４、導電層１１２、金属酸化物層１１７、絶縁層１１８等を有する。半導体層１０８は、絶縁層１０４上に設けられる。絶縁層１１０、金属酸化物層１１４、及び導電層１１２は、この順に半導体層１０８上に積層されている。金属酸化物層１１７は、絶縁層１０４、半導体層１０８の上面及び側面、絶縁層１１０の側面、金属酸化物層１１４の側面、及び導電層１１２の上面及び側面を覆って設けられている。絶縁層１１８は、金属酸化物層１１７を覆って設けられている。
【０１１９】
導電層１１２の一部は、ゲート電極として機能する。絶縁層１１０の一部は、ゲート絶縁層として機能する。トランジスタ１００は、半導体層１０８上にゲート電極が設けられる、いわゆるトップゲート型のトランジスタである。
【０１２０】
半導体層１０８は、金属酸化物を含むことが好ましい。半導体層１０８は、絶縁層１１０と接する領域１０８ｉと、領域１０８ｉを挟む一対の領域１０８ｎと、を有する。
【０１２１】
半導体層１０８の、導電層１１２と重畳する領域１０８ｉは、トランジスタ１００のチャネル形成領域として機能する。一方、領域１０８ｉを挟んで設けられる一対の領域１０８ｎは、トランジスタ１００のソース領域またはドレイン領域として機能する。
【０１２２】
領域１０８ｎは、半導体層１０８の一部であり、チャネル形成領域である領域１０８ｉよりも低抵抗な領域である。また領域１０８ｎは、領域１０８ｉよりもキャリア密度が高い領域、酸素欠陥密度の高い領域、窒素濃度の高い領域、ｎ型である領域、または水素濃度の高い領域である。
【０１２３】
また、導電層１１２、金属酸化物層１１４、及び絶縁層１１０は、上面形状が互いに概略一致している。
【０１２４】
なお、本明細書等において「上面形状が概略一致」とは、積層した層と層との間で少なくとも輪郭の一部が重なることをいう。例えば、上層と下層とが、同一のマスクパターン、または一部が同一のマスクパターンにより加工された場合を含む。ただし、厳密には輪郭が重なり合わず、上層が下層の内側に位置することや、上層が下層の外側に位置することもあり、この場合も「上面形状が概略一致」という。
【０１２５】
ここで、図６（Ａ１）、（Ｂ１）に示すように、トランジスタ１００におけるチャネル長Ｌ１を、導電層１１２のチャネル長方向の幅であるとする。また、図６（Ａ１）、（Ｃ１）に示すようにトランジスタ１００におけるチャネル幅Ｗ１を、半導体層１０８の導電層１１２と重畳する部分における、チャネル幅方向の幅であるとする。
【０１２６】
また、図６（Ａ１）、（Ｂ１）に示すように、トランジスタ１００は、絶縁層１１８上に導電層１２０ａ及び導電層１２０ｂを有していてもよい。導電層１２０ａ及び導電層１２０ｂはソース電極またはドレイン電極として機能する。導電層１２０ａ及び導電層１２０ｂは、それぞれ金属酸化物層１１７、及び絶縁層１１８に設けられた開口部１４１ａまたは開口部１４１ｂを介して、領域１０８ｎに電気的に接続される。
【０１２７】
ゲート絶縁層として機能する絶縁層１１０は、加熱により酸素を放出する機能を有することが好ましい。これにより、絶縁層１１０の形成後の加熱処理により半導体層１０８中に酸素を供給することができる。よって、半導体層１０８中に形成されうる酸素欠損を補填することができるため、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【０１２８】
絶縁層１１０と導電層１１２の間に位置する金属酸化物層１１４は、絶縁層１１０から放出される酸素が導電層１１２側に拡散することを防ぐバリア膜として機能する。金属酸化物層１１４は、例えば少なくとも絶縁層１１０よりも酸素を透過しにくい材料を用いることができる。
【０１２９】
本構成では、導電層１１２と絶縁層１１０との間に、バリア性の高い金属酸化物層１１４が設けられているため、導電層１１２にアルミニウムや銅などの酸素を吸引しやすい金属を用いた場合であっても、絶縁層１１０から導電層１１２へ酸素が拡散することを防ぐことができる。また、導電層１１２が水素を含む場合であっても、導電層１１２から絶縁層１１０を介して半導体層１０８へ水素が供給されることが抑制される。その結果、半導体層１０８のチャネル形成領域である領域１０８ｉのキャリア密度を低減することができる。
【０１３０】
金属酸化物層１１４としては、絶縁性材料または導電性材料を用いることができる。金属酸化物層１１４が絶縁性を有する場合には、ゲート絶縁層の一部として機能する。一方、金属酸化物層１１４が導電性を有する場合には、ゲート電極の一部として機能する。
【０１３１】
特に、金属酸化物層１１４として、酸化シリコンよりも誘電率の高い絶縁性材料を用いることが好ましい。特に、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、またはハフニウムアルミネート膜等を用いることが好ましい。
【０１３２】
また、半導体層１０８とゲート電極として機能する導電層１１２との間に、酸化アルミニウム膜や酸化ハフニウム膜など、窒素を主成分として含まない金属酸化物膜を用いる構成とすることができる。そのため、金属酸化物層１１４が、膜中に準位を形成しうる窒素酸化物（ＮＯｘ、ｘは０よりも大きく２以下、好ましくは１以上２以下、代表的にはＮＯ２またはＮＯ）の含有量が極めて少ない構成とすることができる。これにより、電気特性及び信頼性に優れたトランジスタを実現できる。
【０１３３】
酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、及びハフニウムアルミネート膜等は、膜厚が薄い（例えば厚さ５ｎｍ程度）場合でも十分に高いバリア性を有するため、薄く形成することが可能で、生産性を向上させることができる。例えば金属酸化物層１１４の厚さを、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以上３０ｎｍとすることができる。さらに、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜及びハフニウムアルミネート膜は、酸化シリコン膜等よりも誘電率が高い特徴を有する。このように金属酸化物層１１４として、誘電率が高い絶縁膜を薄く形成できるため、酸化シリコン膜等を用いた場合に比べて、半導体層１０８にかかるゲート電界の強度を高めることができる。その結果、駆動電圧を低くすることができ、消費電力を低減することができる。
【０１３４】
また、金属酸化物層１１４は、スパッタリング装置を用いて形成すると好ましい。例えば、スパッタリング装置を用いて酸化アルミニウム膜を形成する場合、酸素ガスを含む雰囲気で形成することで、半導体層１０８中に好適に酸素を添加することができる。また、スパッタリング装置を用いて、酸化アルミニウム膜を形成する場合、膜密度を高めることができるため好適である。
【０１３５】
また、金属酸化物層１１４として導電性材料を用いる場合には、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物などの酸化物導電性材料を用いることができる。または、半導体層１０８に用いることのできる金属酸化物を適用してもよい。特に、半導体層１０８と同じ元素を含む材料を用いることが好ましい。このとき、例えば半導体層１０８と同じ金属酸化物ターゲットを用いたスパッタリング法により形成すると、成膜装置を共有できるため好ましい。
【０１３６】
また、金属酸化物層１１４は、水や水素が拡散しにくいことが好ましい。これにより、導電層１１２が水や水素を拡散しやすい材料を用いた場合であっても、絶縁層１１０や半導体層１０８に水や水素が拡散することを防ぐことができる。特に、酸化アルミニウム膜や酸化ハフニウム膜は、水や水素に対するバリア性が高いため好ましい。
【０１３７】
また、金属酸化物層１１７は、酸素を透過しにくい材料を用いることが好ましい。これにより、工程中にかかる熱などにより、半導体層１０８、絶縁層１１０等から酸素が脱離し、絶縁層１１８側に拡散することを防ぐことができる。そのため、チャネル形成領域として機能する領域１０８ｉのキャリア密度が増大することを防ぐことができ、信頼性の高いトランジスタを実現できる。
【０１３８】
金属酸化物層１１７としては、金属酸化物層１１４と同様の膜を用いることができる。金属酸化物層１１７と、金属酸化物層１１４を設けることにより、半導体層１０８のチャネル形成領域として機能する領域１０８ｉのキャリア密度をより効果的に低減することができる。
【０１３９】
ここで、半導体層１０８、及び半導体層１０８中に形成されうる酸素欠損について説明を行う。
【０１４０】
半導体層１０８に形成される酸素欠損は、トランジスタ特性に影響を与えるため問題となる。例えば、半導体層１０８中に酸素欠損が形成されると、該酸素欠損に水素が結合し、キャリア供給源となりうる。半導体層１０８中にキャリア供給源が生成されると、トランジスタ１００の電気特性の変動、代表的にはしきい値電圧のシフトが生じる。したがって、半導体層１０８においては、酸素欠損が少ないほど好ましい。
【０１４１】
そこで、本発明の一態様においては、半導体層１０８近傍の絶縁膜、具体的には、半導体層１０８の上方に形成される絶縁層１１０が、加熱により放出しうる酸素を含有する構成である。絶縁層１１０から半導体層１０８へ酸素を移動させることで、半導体層１０８中の酸素欠損を低減することが可能となる。
【０１４２】
なお、半導体層１０８の下方に位置する絶縁層１０４が、加熱により放出しうる酸素を含有していてもよい。このとき、絶縁層１０４からも半導体層１０８へ酸素を移動させることで、半導体層１０８の酸素欠損をより低減することが可能となる。
【０１４３】
半導体層１０８は、金属酸化物を含むことが好ましい。例えば半導体層１０８は、Ｉｎと、Ｍ（Ｍは、ガリウム、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、スズ、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムから選ばれた一種または複数種）と、Ｚｎと、を有すると好ましい。特にＭはＡｌ、Ｇａ、Ｙ、またはＳｎとすることが好ましい。
【０１４４】
特に、半導体層１０８として、Ｉｎ、Ｇａ、及びＺｎを含む酸化物を用いることが好ましい。
【０１４５】
また、半導体層１０８は、Ｉｎの原子数比がＭの原子数比より多い領域を有すると好ましい。Ｉｎの原子数比が多いほど、トランジスタの電界効果移動度を向上させることができる。
【０１４６】
ここで、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎを含む金属酸化物の場合、Ｉｎと酸素の結合力は、Ｇａと酸素の結合力よりも弱いため、Ｉｎの原子数比が大きい場合には、金属酸化物膜中に酸素欠損が形成されやすい。また、Ｇａに代えて、上記Ｍで示す金属元素を用いた場合でも同様の傾向がある。金属酸化物膜中に酸素欠損が多く存在すると、トランジスタの電気特性の低下や、信頼性の低下が生じる。
【０１４７】
しかしながら本発明の一態様では、金属酸化物を含む半導体層１０８中に極めて多くの酸素を供給できるため、Ｉｎの原子数比の大きな金属酸化物材料を用いることが可能となる。これにより、極めて高い電界効果移動度と、安定した電気特性と、高い信頼性とを兼ね備えたトランジスタを実現することができる。
【０１４８】
例えば、Ｉｎの原子数比が、Ｍの原子数比に対して１．５倍以上、または２倍以上、または３倍以上、または３．５倍以上、または４倍以上である金属酸化物を、好適に用いることができる。
【０１４９】
特に、半導体層１０８のＩｎ、Ｍ、及びＺｎの原子数の比を、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６またはその近傍とすることが好ましい。ここで近傍とは、Ｉｎが５の場合、Ｍが０．５以上１．５以下であり、且つＺｎが５以上７以下を含む。
【０１５０】
なお、半導体層１０８は、上記の組成に限定されない。例えば、半導体層１０８のＩｎ、Ｍ、及びＺｎの原子数の比を、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３またはその近傍とすると好ましい。
【０１５１】
また、半導体層１０８の組成として、半導体層１０８のＩｎ、Ｍ、及びＺｎの原子数の比を概略等しくしてもよい。すなわち、Ｉｎ、Ｍ、及びＺｎの原子数の比が、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１またはその近傍の材料を含んでいてもよい。
【０１５２】
半導体層１０８が、Ｉｎの原子数比がＭの原子数比より多い領域を有することで、トランジスタ１００の電界効果移動度を高くすることができる。具体的には、トランジスタ１００の電界効果移動度が１０ｃｍ２／Ｖｓを超える、さらに好ましくはトランジスタ１００の電界効果移動度が３０ｃｍ２／Ｖｓを超えることが可能となる。
【０１５３】
例えば、上記の電界効果移動度が高いトランジスタを、ゲート信号を生成するゲートドライバに用いることで、額縁幅の狭い（狭額縁ともいう）表示装置を提供することができる。また、上記の電界効果移動度が高いトランジスタを、表示装置が有する信号線からの信号の供給を行うソースドライバ（特に、ソースドライバが有するシフトレジスタの出力端子に接続されるデマルチプレクサ）、またはその一部に用いることで、表示装置に接続される配線数が少ない表示装置を提供することができる。
【０１５４】
なお、半導体層１０８が、Ｉｎの原子数比がＭの原子数比より多い領域を有していても、半導体層１０８の結晶性が高い場合、電界効果移動度が低くなる場合がある。
【０１５５】
半導体層１０８の結晶性としては、例えば、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）を用いて分析する、あるいは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて分析することで解析できる。
【０１５６】
ここで、半導体層１０８に混入する水素または水分などの不純物は、トランジスタ特性に影響を与えるため問題となる。したがって、半導体層１０８においては、水素または水分などの不純物が少ないほど好ましい。
【０１５７】
半導体層１０８としては、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低い金属酸化物膜を用いることで、優れた電気特性を有するトランジスタを作製することができ好ましい。ここでは、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低い（酸素欠損の少ない）ことを高純度真性または実質的に高純度真性とよぶ。高純度真性または実質的に高純度真性である金属酸化物膜は、キャリア発生源が少ないため、キャリア密度を低くすることができる。従って、該金属酸化物膜にチャネル領域が形成されるトランジスタは、しきい値電圧がマイナスとなる電気特性（ノーマリーオンともいう。）になることが少ない。また、高純度真性または実質的に高純度真性である金属酸化物膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度も低くなる場合がある。また、高純度真性または実質的に高純度真性である金属酸化物膜は、オフ電流が著しく小さく、チャネル幅が１×１０６μｍでチャネル長が１０μｍの素子であっても、ソース電極とドレイン電極間の電圧（ドレイン電圧）が１Ｖから１０Ｖの範囲において、オフ電流が、半導体パラメータアナライザの測定限界以下、すなわち１×１０−１３Ａ以下という特性を得ることができる。
【０１５８】
また、半導体層１０８が、２層以上の積層構造を有していてもよい。
【０１５９】
例えば、組成の異なる２以上の金属酸化物膜を積層した半導体層１０８を用いることができる。
【０１６０】
例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を用いた場合に、Ｉｎ、Ｍ、及びＺｎの原子数の比が、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：３：４、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：３：２、またはそれらの近傍であるスパッタリングターゲットで形成する膜のうち、２以上を積層して用いることが好ましい。
【０１６１】
また、結晶性の異なる２以上の金属酸化物膜を積層した半導体層１０８を用いることができる。
【０１６２】
例えば、結晶性の異なる２つの金属酸化物膜を積層した半導体層１０８とする場合、同じ酸化物ターゲットを用い、成膜条件を異ならせることで、大気に触れることなく連続して形成されることが好ましい。
【０１６３】
例えば、先に形成する第１の金属酸化物膜の成膜時の酸素流量比を、後に形成する第２の金属酸化物膜の成膜時の酸素流量比よりも小さくする。または、第１の金属酸化物膜の成膜時に、酸素を流さない条件とする。これにより、第２の金属酸化物膜の成膜時に、酸素を効果的に供給することができる。また、第１の金属酸化物膜は第２の金属酸化物膜よりも結晶性が低く、電気伝導性の高い膜とすることができる。一方、上部に設けられる第２の金属酸化物膜を第１の金属酸化物膜よりも結晶性の高い膜とすることで、半導体層１０８の加工時や、絶縁層１１０の成膜時のダメージを抑制することができる。例えば、第１の金属酸化物膜にＣＡＣ−ＯＳ膜を用い、第２の金属酸化物膜にＣＡＡＣ−ＯＳ膜を用いることができる。
【０１６４】
より具体的には、第１の金属酸化物膜の成膜時の酸素流量比を、０％以上５０％未満、好ましくは０％以上３０％以下、より好ましくは０％以上２０％以下、代表的には１０％とする。また第２の金属酸化物膜の成膜時の酸素流量比を、５０％以上１００％以下、好ましくは６０％以上１００％以下、より好ましくは８０％以上１００％以下、さらに好ましくは９０％以上１００％以下、代表的には１００％とする。また、第１の金属酸化物膜と第２の金属酸化物膜とで、成膜時の圧力、温度、電力等の条件を異ならせてもよいが、酸素流量比以外の条件を同じとすることで、成膜工程にかかる時間を短縮することができるため好ましい。
【０１６５】
半導体層１０８をこのような積層構造とすることで、電気特性に優れ、且つ信頼性の高いトランジスタを実現できる。
【０１６６】
続いて、トランジスタ１００Ａについて説明する。以下では、主にトランジスタ１００と相違する点について説明する。トランジスタ１００共通する部分については、上記の説明を援用できる。
【０１６７】
トランジスタ１００Ａは、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１０を有する。絶縁層２１０は、少なくともトランジスタ１００が有する絶縁層１１０よりも厚い。絶縁層２１０は、絶縁層１１０と同様の材料を用いることができる。
【０１６８】
トランジスタ１００の絶縁層１１０の厚さは、例えば５ｎｍ以上５０ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下とすることができる。ここで、半導体層１０８に適用可能な金属酸化物膜は、その表面の平坦性を高めることができるため、絶縁層１１０を５ｎｍ程度にまで薄くした場合であっても信頼性の高いトランジスタを実現できる。
【０１６９】
一方、トランジスタ１００Ａの絶縁層２１０の厚さは、少なくとも絶縁層１１０の厚さより厚ければよいが、例えば３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下、より好ましくは１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚さとすることができる。なお、絶縁層２１０の厚さはこれに限られず、トランジスタ１００Ａに要求される耐圧特性に応じて、３００ｎｍよりも厚くしてもよい。
【０１７０】
図６（Ａ２）、（Ｂ２）にはトランジスタ１００Ａのチャネル長Ｌ２を、図６（Ａ２）、（Ｃ２）には、トランジスタ１００Ａのチャネル長Ｗ２を示している。
【０１７１】
トランジスタ１００のチャネル長Ｌ１は、トランジスタ１００Ａのチャネル長Ｌ２よりも短い。また、トランジスタ１００Ａのチャネル幅Ｗ２は、トランジスタ１００のチャネル幅Ｗ１と同程度としてもよいし、またはこれよりも大きくしてもよい。
【０１７２】
トランジスタ１００のチャネル長Ｌ１は、１．５μｍ未満、好ましくは１．２μｍ以下、より好ましくは１．０μｍ以下、さらに好ましくは０．９μｍ以下、さらに好ましくは０．８μｍ以下、さらに好ましくは０．６μｍ以下であって、０．１μｍ以上であることが好ましい。一方、トランジスタ１００Ａのチャネル長Ｌ２は、１μｍ以上、好ましくは１．２μｍ以上、より好ましくは１．４μｍ以上であって、２０μｍ以下、好ましくは１５μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下であることが好ましい。なお、トランジスタ１００のチャネル長Ｌ１及びトランジスタ１００Ａのチャネル長Ｌ２の大きさはこれに限らず、要求されるトランジスタ特性に応じて、最適な大きさにすることができる。
【０１７３】
ここで、一般的なポリシリコンを用いたトランジスタでは、ソース領域及びドレイン領域を低抵抗化させるために不純物をドープする。このとき、ドープされた不純物の一部は、チャネル形成領域に拡散する。そのため、チャネル長Ｌを極端に短くする（例えば３μｍ以下）と、トランジスタ特性を得ることが困難である場合がある。一方、本発明の一態様の金属酸化物を適用したトランジスタ１００は、チャネル長Ｌを０．７μｍ以下にまで小さくしたとしても、良好なトランジスタ特性を得ることができる。
【０１７４】
また、一般的なポリシリコン膜は、結晶化に伴い、その表面の起伏が極めて大きいため、ゲート絶縁層の厚さをその起伏よりも薄くすると、十分なゲート耐圧が得られないといった問題がある。そのため、一般的なポリシリコン膜を用いたトランジスタは、ゲート絶縁層を薄くすることが困難であり、その厚さは薄くても１００ｎｍ程度にする必要がある。一方、本発明の一態様のトランジスタ１００の半導体層１０８に用いる金属酸化物膜は、その表面が極めて平坦であるため、ゲート絶縁層として機能する絶縁層１１０の厚さを十分に薄く（例えば２０ｎｍ以下）することが可能である。
【０１７５】
以上が構成例１についての説明である。
【０１７６】
以下では、上記構成例１と一部の構成が異なるトランジスタの構成例について説明する。なお、以下では、上記構成例１と重複する部分は説明を省略する場合がある。また、以下で示す図面において、上記構成例１と同様の機能を有する部分についてはハッチングパターンを同じくし、符号を付さない場合もある。
【０１７７】
〔構成例２〕
図７（Ａ１）は、トランジスタ１００Ｂの上面図であり、図７（Ｂ１）は、トランジスタ１００Ｂのチャネル長方向の断面図であり、図７（Ｃ１）は、トランジスタ１００Ｂのチャネル幅方向の断面図である。また、図７（Ａ２）は、トランジスタ１００Ｃの上面図であり、図７（Ｂ２）は、トランジスタ１００Ｃのチャネル長方向の断面図であり、図７（Ｃ２）は、トランジスタ１００Ｃのチャネル幅方向の断面図である。
【０１７８】
トランジスタ１００Ｂとトランジスタ１００Ｃとは、上記トランジスタ１００とトランジスタ１００Ａの関係と同様に、チャネル長とチャネル幅が異なる点、及びゲート絶縁層として機能する絶縁層の厚さが異なる点で主に相違している。
【０１７９】
トランジスタ１００Ｂ及びトランジスタ１００Ｃは、基板１０２と絶縁層１０４との間に導電層１０６を有する点で、構成例１と主に相違している。導電層１０６は、絶縁層１０４を介して半導体層１０８と重畳する部分を有する。
【０１８０】
トランジスタ１００Ｂ及びトランジスタ１００Ｃにおいて、導電層１０６は、第１のゲート電極（ボトムゲート電極ともいう）としての機能を有し、導電層１１２は、第２のゲート電極（トップゲート電極ともいう）としての機能を有する。また、絶縁層１０４の一部は第１のゲート絶縁層として機能し、絶縁層１１０または絶縁層２１０の一部は、第２のゲート絶縁層として機能する。
【０１８１】
半導体層１０８の、導電層１１２及び導電層１０６の少なくとも一方と重畳する部分は、チャネル形成領域として機能する。なお、以下では説明を容易にするため、半導体層１０８の導電層１１２と重畳する部分（領域１０８ｉに相当する部分）をチャネル形成領域と呼ぶ場合があるが、実際には導電層１１２と重畳せずに、導電層１０６と重畳する部分（領域１０８ｎに相当する部分）にもチャネルが形成しうる。
【０１８２】
ここで、図７（Ａ１）、（Ｂ１）に示すように、トランジスタ１００Ｂにおけるチャネル長Ｌ１を、半導体層１０８よりも上側に位置する導電層１１２のチャネル長方向の幅であるとする。また、図７（Ａ１）、（Ｃ１）に示すようにトランジスタ１００Ｂにおけるチャネル幅Ｗ１を、半導体層１０８の導電層１１２と重畳する部分における、チャネル幅方向の幅であるとする。また、トランジスタ１００Ｃのチャネル長Ｌ２、チャネル幅Ｗ２についても同様である。
【０１８３】
また、図７（Ｃ１）、（Ｃ２）に示すように、導電層１０６は絶縁層１０４及び絶縁層１１０または絶縁層２１０に設けられた開口部１４２を介して、導電層１１２と電気的に接続されていてもよい。これにより、導電層１０６と導電層１１２には、同じ電位を与えることができる。
【０１８４】
導電層１０６は、導電層１１２、導電層１２０ａ、または導電層１２０ｂと同様の材料を用いることができる。特に導電層１０６として、銅を含む材料により形成することで抵抗を低くすることができるため好適である。
【０１８５】
また、図７（Ａ１）、（Ｃ１）並びに図７（Ａ２）、（Ｃ２）に示すように、チャネル幅方向において、導電層１１２及び導電層１０６が、半導体層１０８の端部よりも外側に突出していることが好ましい。このとき、図７（Ｃ１）、（Ｃ２）に示すように、半導体層１０８のチャネル幅方向の全体が、絶縁層１１０または絶縁層２１０と絶縁層１０４を介して、導電層１１２と導電層１０６に覆われた構成となる。
【０１８６】
このような構成とすることで、半導体層１０８を一対のゲート電極によって生じる電界で、電気的に取り囲むことができる。このとき特に、導電層１０６と導電層１１２に同じ電位を与えることが好ましい。これにより、半導体層１０８にチャネルを誘起させるための電界を効果的に印加できるため、トランジスタ１００Ｂ及びトランジスタ１００Ｃのオン電流を増大させることができる。そのため、トランジスタ１００Ｂを微細化することが可能となる。
【０１８７】
なお、導電層１１２と導電層１０６とを接続しない構成としてもよい。このとき、一対のゲート電極の一方に定電位を与え、他方にトランジスタ１００Ｂまたはトランジスタ１００Ｃを駆動するための信号を与えてもよい。このとき、一方の電極に与える電位により、トランジスタ１００Ｂまたはトランジスタ１００Ｃを他方の電極で駆動する際のしきい値電圧を制御することもできる。
【０１８８】
以上が構成例２についての説明である。
【０１８９】
構成例１及び構成例２で例示した各トランジスタは、半導体層１０８よりも上側に位置するゲート電極と、ソース電極及びドレイン電極との間に、金属酸化物層１１７及び絶縁層１１８が設けられるため、ボトムゲート構造のトランジスタと比較して、これらの間の寄生容量が低減されたトランジスタである。特に絶縁層１１８は、厚さを厚くしてもトランジスタの電気特性への影響はほとんどないため、寄生容量をさらに低減することが可能である。そのため、構成例１や構成例２で例示した各トランジスタは、高周波数で駆動することが容易となるため、表示装置の表示部や、駆動回路部に好適に用いることができる。
【０１９０】
［半導体装置の構成要素］
次に、本実施の形態の半導体装置に含まれる構成要素について、詳細に説明する。
【０１９１】
〔基板〕
基板１０２の材質などに大きな制限はないが、少なくとも、後の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有している必要がある。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、基板１０２として用いてもよい。また、シリコンや炭化シリコンを材料とした単結晶半導体基板、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り、これらの基板上に半導体素子が設けられたものを、基板１０２として用いてもよい。なお、基板１０２として、ガラス基板を用いる場合、第６世代（１５００ｍｍ×１８５０ｍｍ）、第７世代（１８７０ｍｍ×２２００ｍｍ）、第８世代（２２００ｍｍ×２４００ｍｍ）、第９世代（２４００ｍｍ×２８００ｍｍ）、第１０世代（２９５０ｍｍ×３４００ｍｍ）、または第１０．５世代、第１１世代、または第１２世代など、サイズの大きな基板を用いることで、大型の表示装置を作製することができる。
【０１９２】
また、基板１０２として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、トランジスタ１００等を形成してもよい。または、基板１０２とトランジスタ１００等の間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に半導体装置を一部あるいは全部完成させた後、基板１０２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１００等は耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも転載できる。
【０１９３】
〔絶縁層１０４〕
絶縁層１０４としては、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ）法、印刷法、塗布法等を適宜用いて形成することができる。また、絶縁層１０４としては、例えば、酸化物絶縁膜または窒化物絶縁膜を単層または積層して形成することができる。なお、半導体層１０８との界面特性を向上させるため、絶縁層１０４において少なくとも半導体層１０８と接する領域は酸化物絶縁膜で形成することが好ましい。また、絶縁層１０４として加熱により酸素を放出する酸化物絶縁膜を用いることで、加熱処理により絶縁層１０４に含まれる酸素を、半導体層１０８に移動させることが可能である。
【０１９４】
絶縁層１０４の厚さは、５０ｎｍ以上、または１００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下、または２００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることができる。絶縁層１０４を厚くすることで、絶縁層１０４の酸素放出量を増加させることができると共に、絶縁層１０４と半導体層１０８との界面における界面準位、並びに半導体層１０８に含まれる酸素欠損を低減することが可能である。
【０１９５】
絶縁層１０４として、例えば酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化ガリウムまたはＧａ−Ｚｎ酸化物などを用いればよく、単層または積層で設けることができる。本実施の形態では、絶縁層１０４として、窒化シリコン膜と、酸化窒化シリコン膜との積層構造を用いる。このように、絶縁層１０４を積層構造として、下層側に窒化シリコン膜を用い、上層側に酸化窒化シリコン膜を用いることで、半導体層１０８中に効率よく酸素を導入することができる。
【０１９６】
また、絶縁層１０４の半導体層１０８に接する側に窒化シリコン膜などの酸化物膜以外の膜を用いることもできる。このとき、絶縁層１０４の半導体層１０８と接する表面に対して酸素プラズマ処理などの前処理を行い、絶縁層１０４の表面、または表面近傍を酸化することが好ましい。
【０１９７】
〔導電膜〕
ゲート電極として機能する導電層１１２及び導電層１０６、ソース電極として機能する導電層１２０ａ、ドレイン電極として機能する導電層１２０ｂとしては、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）から選ばれた金属元素、または上述した金属元素を成分とする合金か、上述した金属元素を組み合わせた合金等を用いてそれぞれ形成することができる。
【０１９８】
また、ゲート電極として機能する導電層１１２及び導電層１０６、ソース電極として機能する導電層１２０ａ、ドレイン電極として機能する導電層１２０ｂには、インジウムと錫とを有する酸化物（Ｉｎ−Ｓｎ酸化物）、インジウムとタングステンとを有する酸化物（Ｉｎ−Ｗ酸化物）、インジウムとタングステンと亜鉛とを有する酸化物（Ｉｎ−Ｗ−Ｚｎ酸化物）、インジウムとチタンとを有する酸化物（Ｉｎ−Ｔｉ酸化物）、インジウムとチタンと錫とを有する酸化物（Ｉｎ−Ｔｉ−Ｓｎ酸化物）、インジウムと亜鉛とを有する酸化物（Ｉｎ−Ｚｎ酸化物）、インジウムと錫とシリコンとを有する酸化物（Ｉｎ−Ｓｎ−Ｓｉ酸化物）、インジウムとガリウムと亜鉛とを有する酸化物（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物）等の酸化物導電体または金属酸化物膜を適用することもできる。
【０１９９】
ここで、酸化物導電体について説明を行う。本明細書等において、酸化物導電体をＯＣ（ＯｘｉｄｅＣｏｎｄｕｃｔｏｒ）と呼称してもよい。酸化物導電体としては、例えば、金属酸化物に酸素欠損を形成し、該酸素欠損に水素を添加すると、伝導帯近傍にドナー準位が形成される。この結果、金属酸化物は、導電性が高くなり導電体化する。導電体化された金属酸化物を、酸化物導電体ということができる。一般に、金属酸化物は、エネルギーギャップが大きいため、可視光に対して透光性を有する。一方、酸化物導電体は、伝導帯近傍にドナー準位を有する金属酸化物である。したがって、酸化物導電体は、ドナー準位による吸収の影響は小さく、可視光に対して金属酸化物と同程度の透光性を有する。
【０２００】
また、導電層１１２として、上記酸化物導電体（金属酸化物）を含む導電膜と、金属または合金を含む導電膜の積層構造としてもよい。金属または合金を含む導電膜を用いることで、配線抵抗を小さくすることができる。このとき、ゲート絶縁膜として機能する絶縁層と接する側には酸化物導電体を含む導電膜を適用することが好ましい。
【０２０１】
また、導電層１１２、導電層１０６、導電層１２０ａ、導電層１２０ｂには、Ｃｕ−Ｘ合金膜（Ｘは、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔａ、またはＴｉ）を適用してもよい。Ｃｕ−Ｘ合金膜を用いることで、ウエットエッチングプロセスで加工できるため、製造コストを抑制することが可能となる。
【０２０２】
また、導電層１１２、導電層１０６、導電層１２０ａ、導電層１２０ｂには、上述の金属元素の中でも、特にチタン、タングステン、タンタル、及びモリブデンの中から選ばれるいずれか一つまたは複数を有すると好適である。特に、導電層１１２、導電層１０６、導電層１２０ａ、導電層１２０ｂとしては、窒化タンタル膜を用いると好適である。当該窒化タンタル膜は、導電性を有し、且つ、銅または水素に対して、高いバリア性を有する。また、窒化タンタル膜は、さらに自身からの水素の放出が少ないため、半導体層１０８と接する導電膜、または半導体層１０８の近傍の導電膜として、好適に用いることができる。
【０２０３】
〔絶縁層１１０、絶縁層２１０〕
トランジスタ１００等のゲート絶縁膜として機能する絶縁層１１０及び絶縁層２１０としては、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ：（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ））法、スパッタリング法等により、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜および酸化ネオジム膜を一種以上含む絶縁層を用いることができる。なお、絶縁層１１０または絶縁層２１０を、２層の積層構造または３層以上の積層構造としてもよい。
【０２０４】
また、トランジスタ１００等のチャネル領域として機能する半導体層１０８と接する絶縁層１１０及び絶縁層２１０は、酸化物絶縁膜であることが好ましく、化学量論的組成よりも過剰に酸素を含有する領域（過剰酸素領域）を有することがより好ましい。別言すると、絶縁層１１０及び絶縁層２１０は、酸素を放出することが可能な絶縁膜である。なお、絶縁層１１０及び絶縁層２１０に過剰酸素領域を設けるには、例えば、酸素雰囲気下にて絶縁層１１０及び絶縁層２１０を形成する、もしくは成膜後の絶縁層１１０及び絶縁層２１０を酸素雰囲気下で熱処理すればよい。
【０２０５】
また、絶縁層１１０及び絶縁層２１０として、酸化ハフニウムを用いる場合、以下の効果を奏する。酸化ハフニウムは、酸化シリコンや酸化窒化シリコンと比べて比誘電率が高い。したがって、酸化シリコンを用いた場合と比べて、絶縁層１１０及び絶縁層２１０の膜厚を大きくできるため、トンネル電流によるリーク電流を小さくすることができる。すなわち、オフ電流の小さいトランジスタを実現することができる。さらに、結晶構造を有する酸化ハフニウムは、非晶質構造を有する酸化ハフニウムと比べて高い比誘電率を備える。したがって、オフ電流の小さいトランジスタとするためには、結晶構造を有する酸化ハフニウムを用いることが好ましい。結晶構造の例としては、単斜晶系や立方晶系などが挙げられる。ただし、本発明の一態様は、これらに限定されない。
【０２０６】
また、絶縁層１１０及び絶縁層２１０は、欠陥が少ないことが好ましく、代表的には、電子スピン共鳴法（ＥＳＲ：ＥｌｅｃｔｒｏｎＳｐｉｎＲｅｓｏｎａｎｃｅ）で観察されるシグナルが少ない方が好ましい。例えば、上述のシグナルとしては、ｇ値が２．００１に観察されるＥ’センターが挙げられる。なお、Ｅ’センターは、シリコンのダングリングボンドに起因する。絶縁層１１０及び絶縁層２１０としては、Ｅ’センター起因のスピン密度が、３×１０１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以下、好ましくは５×１０１６ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以下である酸化シリコン膜、または酸化窒化シリコン膜を用いればよい。
【０２０７】
〔半導体層〕
半導体層１０８がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の場合、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ＞Ｍを満たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝２：１：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：８、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝６：１：６、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：２：５等が挙げられる。
【０２０８】
また、半導体層１０８が、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の場合、スパッタリングターゲットとしては、多結晶のＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を含むターゲットを用いると好ましい。多結晶のＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を含むターゲットを用いることで、結晶性を有する半導体層１０８を形成しやすくなる。なお、成膜される半導体層１０８の原子数比は、上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス４０％の変動を含む。例えば、半導体層１０８に用いるスパッタリングターゲットの組成がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：４．１［原子数比］の場合、成膜される半導体層１０８の組成は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３［原子数比］の近傍となる場合がある。
【０２０９】
また、半導体層１０８は、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上である。このように、エネルギーギャップの広い金属酸化物を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。
【０２１０】
また、半導体層１０８は、非単結晶構造であると好ましい。非単結晶構造は、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ  Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶構造、微結晶構造、または非晶質構造を含む。非単結晶構造において、非晶質構造は最も欠陥準位密度が高く、ＣＡＡＣ−ＯＳは最も欠陥準位密度が低い。
【０２１１】
以上が半導体装置の構成要素についての説明である。
【０２１２】
［作製方法例］
以下では、ゲート絶縁層の厚さの異なる２つのトランジスタを同一基板上に形成する方法の例について説明する。ここでは、上記構成例１で例示したトランジスタ１００とトランジスタ１００Ａを例に挙げて説明する。
【０２１３】
なお、半導体装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、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、原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を用いて形成することができる。ＣＶＤ法としては、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ：Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  ＣＶＤ）法や、熱ＣＶＤ法などがある。また、熱ＣＶＤ法のひとつに、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  ＣＶＤ）法がある。
【０２１４】
また、半導体装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、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。
【０２１５】
また、半導体装置を構成する薄膜を加工する際には、フォトリソグラフィ法等を用いて加工することができる。それ以外に、ナノインプリント法、サンドブラスト法、リフトオフ法などにより薄膜を加工してもよい。また、メタルマスクなどの遮蔽マスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を直接形成してもよい。
【０２１６】
フォトリソグラフィ法としては、代表的には以下の２つの方法がある。一つは、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、エッチング等により当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法である。もう一つは、感光性を有する薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法である。
【０２１７】
フォトリソグラフィ法において、露光に用いる光は、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、またはこれらを混合させた光を用いることができる。そのほか、紫外線や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。また、露光に用いる光として、極端紫外光（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ−ｖｉｏｌｅｔ）やＸ線を用いてもよい。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、電子ビームなど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。
【０２１８】
薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウェットエッチング法、サンドブラスト法などを用いることができる。
【０２１９】
図８及び図９に示す各図は、トランジスタ１００及びトランジスタ１００Ａの作製方法を説明するための、チャネル長方向の断面図である。各図において、中央の破線より左側がトランジスタ１００の形成される領域、右側がトランジスタ１００Ａの形成される領域である。
【０２２０】
〔絶縁層１０４の形成〕
まず、基板１０２上に絶縁層１０４を形成する。絶縁層１０４は、プラズマＣＶＤ法、ＡＬＤ法、スパッタリング法などを用いて形成することができる。
【０２２１】
なお、上記構成例２に示した導電層１０６を設ける場合には、絶縁層１０４の形成前に、導電層１０６を形成することができる。導電層１０６は、基板１０２上に導電膜を形成し、これをエッチングにより加工することにより形成できる。
【０２２２】
〔半導体層１０８の形成〕
続いて、絶縁層１０４上に金属酸化物膜を成膜する（図８（Ａ））。
【０２２３】
金属酸化物膜１０８ｆは、金属酸化物ターゲットを用いたスパッタリング法により形成することが好ましい。
【０２２４】
また、金属酸化物膜１０８ｆを成膜する際に、酸素ガスの他に、不活性ガス（例えば、ヘリウムガス、アルゴンガス、キセノンガスなど）を混合させてもよい。なお、金属酸化物膜を成膜する際の成膜ガス全体に占める酸素ガスの割合（以下、酸素流量比ともいう）としては、０％以上１００％以下、好ましくは５％以上２０％以下とすることが好ましい。酸素流量比を低くし、結晶性が比較的低い金属酸化物膜１０８ｆとすることで、オン電流が高められたトランジスタとすることができる。
【０２２５】
また、金属酸化物膜１０８ｆの成膜条件としては、基板温度を室温以上１８０℃以下、好ましくは基板温度を室温以上１４０℃以下とすればよい。金属酸化物膜１０８ｆの成膜時の基板温度を、例えば、室温以上１４０℃未満とすると、生産性が高くなり好ましい。また、基板温度を室温とする、または意図的に加熱しない状態で、金属酸化物膜１０８ｆを成膜することで、結晶性の低い金属酸化物膜１０８ｆを成膜しやすくなる。
【０２２６】
また、金属酸化物膜１０８ｆの厚さとしては、３ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以上１００ｎｍ以下、さらに好ましくは３ｎｍ以上６０ｎｍ以下とすればよい。
【０２２７】
なお、基板１０２として、大型のガラス基板（例えば、第６世代乃至第１２世代）を用いる場合、金属酸化物膜１０８ｆを成膜する際の基板温度を２００℃以上３００℃以下とした場合、基板１０２が変形する（歪むまたは反る）場合がある。よって、大型のガラス基板を用いる場合においては、金属酸化物膜１０８ｆを成膜する際の基板温度を室温以上２００℃未満とすることで、ガラス基板の変形を抑制することができる。
【０２２８】
また、スパッタリングガスの高純度化も必要である。例えば、スパッタリングガスとして用いる酸素ガスやアルゴンガスは、露点が−４０℃以下、好ましくは−８０℃以下、より好ましくは−１００℃以下、より好ましくは−１２０℃以下にまで高純度化したガスを用いることで金属酸化物膜１０８ｆに水分等が取り込まれることを可能な限り防ぐことができる。
【０２２９】
また、スパッタリング法で金属酸化物膜１０８ｆを成膜する場合、スパッタリング装置におけるチャンバーは、金属酸化物にとって不純物となる水等を可能な限り除去すべくクライオポンプのような吸着式の真空排気ポンプを用いて、高真空（５×１０−７Ｐａから１×１０−４Ｐａ程度まで）に排気することが好ましい。特に、スパッタリング装置の待機時における、チャンバー内のＨ２Ｏに相当するガス分子（ｍ／ｚ＝１８に相当するガス分子）の分圧を１×１０−４Ｐａ以下、好ましく５×１０−５Ｐａ以下とすることが好ましい。
【０２３０】
また、金属酸化物膜１０８ｆを成膜する前に、絶縁層１０４の表面に吸着した水や水素を脱離させるための加熱処理を行うことが好ましい。例えば、減圧雰囲気下にて７０℃以上２００℃以下の温度で加熱処理を行うことができる。またこのとき、絶縁層１０４の表面を大気に暴露することなく、連続して金属酸化物膜１０８ｆを成膜することが好ましい。例えば、成膜装置として、基板を加熱する加熱室と、金属酸化物膜１０８ｆを成膜する成膜室とが、ゲートバルブ等を介して接続された構成とすることが好ましい。
【０２３１】
続いて、金属酸化物膜１０８ｆを加工し、島状の半導体層１０８を形成する（図８（Ｂ））。
【０２３２】
金属酸化物膜１０８ｆの加工には、ウェットエッチング法及びドライエッチング法のいずれか一方または双方を用いればよい。
【０２３３】
また、金属酸化物膜１０８ｆの成膜後、または半導体層１０８に加工した後、加熱処理を行い、金属酸化物膜１０８ｆまたは半導体層１０８の脱水素化または脱水化をしてもよい。加熱処理の温度は、代表的には、１５０℃以上基板の歪み点未満、または２５０℃以上４５０℃以下、または３００℃以上４５０℃以下である。
【０２３４】
加熱処理は、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン、クリプトン等の希ガス、または窒素を含む不活性雰囲気で行うことができる。または、不活性雰囲気で加熱した後、酸素雰囲気で加熱してもよい。なお、上記不活性雰囲気及び酸素雰囲気に水素、水などが含まれないことが好ましい。処理時間は３分以上２４時間以下とすればよい。
【０２３５】
該加熱処理は、電気炉、ＲＴＡ装置等を用いることができる。ＲＴＡ装置を用いることで、短時間に限り、基板の歪み点以上の温度で熱処理を行うことができる。そのため加熱処理時間を短縮することができる。
【０２３６】
金属酸化物膜１０８ｆを加熱しながら成膜する、または金属酸化物膜１０８ｆを形成した後、加熱処理を行うことで、ＳＩＭＳにより得られる金属酸化物膜１０８ｆ中の水素濃度を５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、または１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、または１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、または５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、または１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とすることができる。
【０２３７】
〔絶縁膜１１０ｆの形成〕
続いて、半導体層１０８、及び絶縁層１０４上に、絶縁層１１０及び絶縁層２１０となる絶縁膜１１０ｆを成膜する（図８（Ｃ））。
【０２３８】
絶縁膜１１０ｆとしては、例えば酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの酸化物膜を、プラズマ化学気相堆積装置（ＰＥＣＶＤ装置、または単にプラズマＣＶＤ装置という）を用いて形成することが好ましい。この場合、原料ガスとしては、シリコンを含む堆積性気体及び酸化性気体を用いることが好ましい。シリコンを含む堆積性気体の代表例としては、シラン、ジシラン、トリシラン、フッ化シラン等がある。酸化性気体としては、酸素、オゾン、一酸化二窒素、二酸化窒素等がある。
【０２３９】
また、絶縁膜１１０ｆとして、堆積性気体の流量に対する酸化性気体の流量を２０倍より大きく１００倍未満、または４０倍以上８０倍以下とし、処理室内の圧力を１００Ｐａ未満、または５０Ｐａ以下とするＰＥＣＶＤ装置を用いることで、欠陥量の少ない酸化窒化シリコン膜を形成することができる。
【０２４０】
また、絶縁膜１１０ｆとして、ＰＥＣＶＤ装置の真空排気された処理室内に載置された基板を２８０℃以上３５０℃以下に保持し、処理室に原料ガスを導入して処理室内における圧力を２０Ｐａ以上２５０Ｐａ以下、さらに好ましくは１００Ｐａ以上２５０Ｐａ以下とし、処理室内に設けられる電極に高周波電力を供給する条件により、絶縁膜１１０ｆとして、緻密である酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を形成することができる。
【０２４１】
また、絶縁膜１１０ｆを、マイクロ波を用いたＰＥＣＶＤ法を用いて形成してもよい。マイクロ波とは３００ＭＨｚから３００ＧＨｚの周波数域を指す。マイクロ波は、電子温度が低く、電子エネルギーが小さい。また、供給された電力において、電子の加速に用いられる割合が少なく、より多くの分子の解離及び電離に用いられることが可能であり、密度の高いプラズマ（高密度プラズマ）を励起することができる。このため、被成膜面及び堆積物へのプラズマダメージが少なく、欠陥の少ない絶縁膜１１０ｆを形成することができる。
【０２４２】
〔絶縁膜１１０ｆの加工〕
続いて、絶縁膜１１０ｆ上にレジストマスク１５１を形成する。レジストマスク１５１は少なくとも、後にトランジスタ１００の絶縁層１１０となる部分以外を覆うように設ける。
【０２４３】
その後、絶縁膜１１０ｆのレジストマスク１５１に覆われない部分を、エッチングにより薄膜化させる（図８（Ｄ））。その後、レジストマスク１５１を除去する。
【０２４４】
エッチングは、絶縁膜１１０ｆが消失しない程度に行うことが重要である。エッチングの方法として、ウェットエッチング法を用いてもよいが、ドライエッチング法を用いると、エッチング速度を制御しやすいため好ましい。
【０２４５】
また、絶縁膜１１０ｆとして、エッチング速度の異なる２以上の膜を積層して用いると、絶縁膜１１０ｆが消失してしまうことを好適に防ぐことができる。こうすることで、例えば大型の基板を用いた場合であっても、歩留り良く絶縁膜１１０ｆを加工することができる。
【０２４６】
ここで、加工後の絶縁膜１１０ｆには、エッチング処理に伴うダメージや、レジストマスク１５１の除去工程での有機汚染などが生じる場合がある。そのため、絶縁膜１１０ｆの加工後に、絶縁膜１１０ｆの上面を洗浄することが好ましい。または、絶縁膜１１０ｆの上部の一部を薄くエッチングしてもよい。また、絶縁膜１１０ｆの加工後に加熱処理を行うことで、加工に伴うダメージや汚染を低減することもできる。
【０２４７】
続いて、絶縁膜１１０ｆ上に、金属酸化物層１１４となる金属酸化物膜１１４ｆを成膜する。
【０２４８】
金属酸化物膜１１４ｆは、例えば酸素を含む雰囲気下で成膜することが好ましい。特に、酸素を含む雰囲気下でスパッタリング法により形成することが好ましい。これにより、金属酸化物膜１１４ｆの成膜時に絶縁膜１１０ｆに酸素を供給することができる。
【０２４９】
例えば金属酸化物膜１１４ｆの成膜条件として、成膜ガスに酸素を用い、金属ターゲットを用いた反応性スパッタリング法により、金属酸化物膜を形成することが好ましい。金属ターゲットとして、例えばアルミニウムを用いた場合には、酸化アルミニウム膜を成膜することができる。
【０２５０】
金属酸化物膜１１４ｆの成膜時に、成膜装置の成膜室内に導入する成膜ガスの全流量に対する酸素流量の割合（酸素流量比）、または成膜室内の酸素分圧が高いほど、絶縁膜１１０ｆ中に供給される酸素を増やすことができる。酸素流量比または酸素分圧は、例えば５０％以上１００％以下、好ましくは６５％以上１００％以下、より好ましくは８０％以上１００％以下、さらに好ましくは９０％以上１００％以下とする。特に、酸素流量比１００％とし、酸素分圧を１００％にできるだけ近づけることが好ましい。
【０２５１】
このように、酸素を含む雰囲気下でスパッタリング法により金属酸化物膜１１４ｆを形成することにより、金属酸化物膜１１４ｆの成膜時に、絶縁膜１１０ｆへ酸素を供給するとともに、絶縁膜１１０ｆから酸素が脱離することを防ぐことができる。その結果、絶縁膜１１０ｆに極めて多くの酸素を閉じ込めることができる。そして、後の加熱処理によって、半導体層１０８に多くの酸素を供給することができる。その結果、半導体層１０８中の酸素欠損を低減でき、信頼性の高いトランジスタを実現できる。
【０２５２】
また、構成例２で例示した構成とする場合、金属酸化物膜１１４ｆの成膜後に、金属酸化物膜１１４ｆ、絶縁膜１１０ｆ、及び絶縁層１０４の一部をエッチングすることで、導電層１０６に達する開口を形成する。これにより、後に形成する導電層１１２と導電層１０６とを、当該開口を介して電気的に接続することができる。
【０２５３】
〔導電膜１１２ｆの形成〕
続いて、金属酸化物膜１１４ｆ上に、導電層１１２となる導電膜１１２ｆを成膜する（図８（Ｅ））。
【０２５４】
導電膜１１２ｆは、金属または合金のスパッタリングターゲットを用いたスパッタリング法により成膜することが好ましい。
【０２５５】
〔導電膜１１２ｆ、金属酸化物膜１１４ｆ、絶縁膜１１０ｆのエッチング〕
続いて、導電膜１１２ｆ、金属酸化物膜１１４ｆ、及び絶縁膜１１０ｆの一部をエッチングし、半導体層１０８の一部を露出させる。
【０２５６】
ここで、導電膜１１２ｆ、金属酸化物膜１１４ｆ、及び絶縁膜１１０ｆは、それぞれ同じレジストマスクを用いて加工することが好ましい。または、エッチング後の導電層１１２をハードマスクとして用いて、金属酸化物膜１１４ｆと絶縁膜１１０ｆとをエッチングしてもよい。
【０２５７】
これにより、厚さの異なる絶縁層１１０と絶縁層２１０とを、同時に形成することができる。
【０２５８】
図９（Ａ）に示すように、絶縁膜１１０ｆのエッチング後において、トランジスタ１００が形成される領域では、上面形状が概略一致した島状の導電層１１２、金属酸化物層１１４、及び絶縁層１１０が形成され、トランジスタ１００Ａが形成される領域では、上面形状が概略一致した島状の導電層１１２、金属酸化物層１１４、及び絶縁層２１０を形成される。
【０２５９】
なお、導電膜１１２ｆ、金属酸化物膜１１４ｆ、及び絶縁膜１１０ｆのエッチング時に、絶縁層１１０及び絶縁層２１０に覆われない半導体層１０８の一部もエッチングされ、薄膜化する場合がある。
【０２６０】
ここで、導電膜１１２ｆ上のレジストマスクを形成する際に、露光時間を調整することでレジストマスクのパターン幅を、露光機や現像機などの装置における最小加工寸法よりも縮小することができる。例えば、最小加工寸法よりも細いパターン幅のフォトマスクを用いて、露光時間を従来よりも短くすることなどにより、最少加工寸法よりも微細なレジストパターンを形成することができる。または、最少加工寸法以上のパターン幅のフォトマスクを用いて、露光時間を従来よりも長くすることなどにより、最少加工寸法よりも微細なレジストパターンを形成してもよい。
【０２６１】
または、導電膜１１２ｆ上に形成するレジストマスクに対して、スリミング処理を施すことでレジストマスクの幅を縮小させ、加工後の導電層１１２のチャネル長方向の幅を縮小してもよい。または、ハードマスクを用いて導電膜１１２ｆ等をエッチングする場合には、ハードマスクを加工する際に用いるレジストマスクに対してスリミング処理を施すことができる。スリミング処理としては、例えばレジストマスクを形成した後に、酸素を含む雰囲気下でのプラズマ処理もしくは加熱処理、またはオゾン雰囲気下に曝した状態で紫外光を照射する処理などにより、レジストマスクのパターン幅を縮小することができる。
【０２６２】
上述の方法により、最小加工寸法よりも小さい幅のレジストパターンを形成することが可能となる。例えばパターン幅の最少加工寸法が２．０μｍ程度または１．５μｍ程度である装置を用いた場合でも、パターン幅を１．５μｍ未満、好ましくは１．０μｍ未満、さらに好ましくは０．５μｍ未満にまで縮小することが可能となる。
【０２６３】
〔第１の層１１６の形成〕
続いて、第１の層１１６を形成する。
【０２６４】
ここでは、第１の層１１６として、絶縁性を有する膜または導電性を有する膜を成膜することができる。
【０２６５】
第１の層１１６として、アルミニウム、チタン、タンタル、タングステン、クロム、及びルテニウムなどの金属元素の少なくとも一を含む膜を成膜する。特に、アルミニウム、チタン、タンタル、及びタングステンの少なくとも一を含むことが好ましい。また特に、これら金属元素を少なくとも一を含む窒化物、またはこれら金属元素の少なくとも一を含む酸化物を好適に用いることができる。絶縁性を有する膜として、窒化アルミニウムチタン膜、窒化チタン膜、窒化アルミニウム膜などの窒化物膜、酸化アルミニウムチタン膜などの酸化物膜などを好適に用いることができる。
【０２６６】
また例えば、第１の層１１６として、上記の他にアルミニウム、チタン、タンタル、タングステン、クロム、及びルテニウムなどの金属元素の少なくとも一を含む金属膜または合金膜を成膜することができる。特に、アルミニウム、チタン、タンタル、及びタングステンの少なくとも一を含むことが好ましい。
【０２６７】
ここで、第１の層１１６は、成膜ガスに窒素ガスまたは酸素ガスを用いたスパッタリング法により形成することが好ましい。これにより、スパッタリングターゲットに同じものを用いた場合であっても、成膜ガスの流量を制御することにより、膜質の制御が容易となる。
【０２６８】
〔加熱処理〕
続いて、加熱処理を行う。図９（Ｂ）に示すように、加熱処理により半導体層１０８の第１の層１１６と接する領域が低抵抗化し、半導体層１０８中に低抵抗な領域１０８ｎが形成される。
【０２６９】
加熱処理は、窒素または希ガスなどの不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。加熱処理の温度は高いほど好ましいが、基板１０２、導電層１０６、導電層１１２等の耐熱性を考慮した温度とすることができる。例えば、１２０℃以上５００℃以下、好ましくは１５０℃以上４５０℃以下、より好ましくは２００℃以上４００℃以下、さらに好ましくは２５０℃以上４００℃以下の温度とすることができる。例えば加熱処理の温度を３５０℃程度とすることで、大型のガラス基板を用いた生産設備で歩留り良く半導体装置を生産することができる。
【０２７０】
加熱処理により、半導体層１０８中の酸素が第１の層１１６に引き抜かれることにより酸素欠損が生成される。当該酸素欠損と、半導体層１０８中に含まれる水素とが結合することによりキャリア濃度が高まり、第１の層１１６と接する部分が低抵抗化される。
【０２７１】
または、加熱処理により、第１の層１１６に含まれる金属元素が半導体層１０８中に拡散することにより、半導体層１０８の一部が合金化し、低抵抗化される場合もある。
【０２７２】
または、第１の層１１６に含まれる窒素、若しくは加熱処理の雰囲気に含まれる窒素などが、加熱処理により半導体層１０８中に拡散することで、これらが低抵抗化する場合もある。
【０２７３】
このような複合的な作用により低抵抗化された半導体層１０８の領域１０８ｎは、極めて安定な低抵抗な領域となる。このように形成された領域１０８ｎは、例えば後の工程で酸素が供給される処理が行われたとしても、高抵抗化しにくいといった特徴を有する。
【０２７４】
特に、加熱により水素を放出する膜を半導体層１０８の一部に接して設け、当該水素を半導体層１０８の一部に供給することで低抵抗化させる場合と比較し、水素よりも拡散しにくい金属元素または窒素などの元素を半導体層１０８の一部に供給することで低抵抗化させる方法を用いることが好ましい。これにより、チャネル形成領域として機能する領域１０８ｉのキャリア濃度の上昇を抑制することができる。その結果、トランジスタのチャネル長が極めて短い場合であっても、良好なスイッチング特性を得ることが可能となる。例えばチャネル長が１００ｎｍ以下の微細なトランジスタであっても、良好なスイッチング特性を得ることが可能である。
【０２７５】
〔第１の層１１６の除去〕
続いて、第１の層１１６をエッチングにより除去する。
【０２７６】
第１の層１１６ａのエッチングの際に、導電層１１２、金属酸化物層１１４、絶縁層１１０または絶縁層２１０、半導体層１０８等の一部がエッチングされてしまう場合がある。特に第１の層１１６に金属膜または合金膜を用いた場合、導電層１１２と異なる材料を用い、これらのエッチング速度の選択比が高いエッチング方法を選択することが好ましい。
【０２７７】
なお、第１の層１１６として絶縁性の材料を用いる場合や、上記加熱処理により絶縁化する材料を用いた場合には、第１の層１１６をエッチングせずに残しておいてもよい。
【０２７８】
〔金属酸化物層１１７の形成〕
続いて、第１の層１１６上に金属酸化物層１１７を形成する。金属酸化物層１１７は、上記金属酸化物膜１１４ｆと同様の方法により形成することができる。
【０２７９】
金属酸化物層１１７の形成時に、半導体層１０８の領域１０８ｎに酸素が添加される場合があるが、領域１０８ｎは高抵抗化しにくく、低抵抗な状態が保たれる。
【０２８０】
また、金属酸化物層１１７の成膜時に、ゲート絶縁層として機能する絶縁層１１０または絶縁層２１０の側面から、第１の層１１６を介して酸素を供給することができる。また、半導体層１０８を介して絶縁層１０４に酸素を供給できる場合もある。
【０２８１】
金属酸化物層１１７の形成後に加熱処理を行ってもよい。バリア層として機能する金属酸化物層１１７で半導体層１０８を覆った状態で加熱処理を行うことで、半導体層１０８のチャネル形成領域である領域１０８ｉに、絶縁層１１０または絶縁層２１０や絶縁層１０４から好適に酸素を供給し、キャリア濃度を低減することができる。
【０２８２】
〔絶縁層１１８の形成〕
続いて、金属酸化物層１１７を覆って絶縁層１１８を形成する（図９（Ｃ））。
【０２８３】
絶縁層１１８は、プラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法等により成膜することができる。
【０２８４】
〔開口部１４１ａ、１４１ｂの形成〕
続いて、絶縁層１１８の所望の位置に、リソグラフィによりマスクを形成した後、絶縁層１１８、及び金属酸化物層１１７の一部をエッチングすることで、領域１０８ｎに達する開口部１４１ａ及び開口部１４１ｂを形成する。
【０２８５】
〔導電層１２０ａ、１２０ｂの形成〕
続いて、開口部１４１ａ、開口部１４１ｂ、開口部１４１ｃを覆うように、絶縁層１１８上に導電膜を成膜し、当該導電膜を所望の形状に加工することで、導電層１２０ａ、導電層１２０ｂを形成する（図９（Ｄ））。
【０２８６】
以上の工程により、ゲート絶縁層が薄く、且つ微細なトランジスタ１００と、ゲート絶縁層が厚く耐圧性能の高いトランジスタ１００Ａとを、同時に作製することができる。以降では、さらにトランジスタ１００Ａに電気的に接続される、表示素子の画素電極を形成する工程まで説明する。
【０２８７】
〔絶縁層１１９の形成〕
続いて、導電層１２０ａ、導電層１２０ｂ、及び絶縁層１１８を覆って絶縁層１１９を形成する。
【０２８８】
絶縁層１１９として、有機樹脂を用いると平坦性が高まるため好ましい。代表的には、スピンコート、ディスペンス、スクリーン印刷、スリットコート等の方法により絶縁層１１９を形成することができる。
【０２８９】
なお、絶縁層１１９として無機絶縁材料を用いてもよい。その場合には、絶縁層１１８と同様の方法により形成することができる。
【０２９０】
また、絶縁層１１９に感光性の樹脂材料を用いることで、絶縁層１１９の形成時に導電層１２０ａに達する開口を同時に形成することができる。なお、絶縁層１１９に非感光性材料を用いた場合には、マスクを用いたエッチングにより開口を形成すればよい。
【０２９１】
〔導電層１０９の形成〕
続いて、導電層１０９を形成する（図９（Ｅ））。導電層１０９は、導電層１１２等と同様の方法により形成することができる。
【０２９２】
以上の工程により、トランジスタ１００Ａと電気的に接続された導電層１０９を形成することができる。導電層１０９は、表示素子の画素電極として用いることができる。
【０２９３】
以上が作製方法例についての説明である。
【０２９４】
［作製方法例の変形例］
以下では、上記作製方法例とは異なる例について説明する。なお以下では、上記作製方法例と重複する部分についてはこれを援用し、異なる部分について主に説明する。
【０２９５】
まず、上記と同様に基板１０２上に絶縁層１０４、半導体層１０８を形成する。
【０２９６】
続いて、半導体層１０８を覆う絶縁膜１１０ｇを形成する（図１０（Ａ））。絶縁膜１１０ｇは、後にトランジスタ１００Ｄのゲート絶縁層の一部となる膜である。絶縁膜１１０ｇは、上記絶縁膜１１０ｆと同様の方法により形成することができる。
【０２９７】
続いて、絶縁膜１１０ｇの一部をエッチングにより除去する（図１０（Ｂ））。より具体的には、図１０（Ｂ）に示すように、トランジスタ１００の半導体層１０８上に位置する絶縁膜１１０ｇの一部をエッチングにより除去する。なお、絶縁膜１１０ｇのエッチングの際に、半導体層１０８の一部もエッチングされ、薄膜化する場合がある。
【０２９８】
続いて、絶縁膜１１０ｇ及び露出した半導体層１０８の一部を覆って絶縁膜１１０ｈを形成する（図１０（Ｃ））。ここで絶縁膜１１０ｈは、後にトランジスタ１００の絶縁層１１０、及びトランジスタ１００のゲート絶縁層の一部となる膜である。
【０２９９】
なお、絶縁膜１１０ｈの形成前に、露出した半導体層１０８の上面、及び絶縁膜１１０ｇの上面を洗浄することが好ましい。
【０３００】
続いて、絶縁膜１１０ｈ上に、金属酸化物膜１１４ｆ及び導電膜１１２ｆを積層して形成する（図１０（Ｄ））。
【０３０１】
その後、導電膜１１２ｆ、金属酸化物膜１１４ｆ、絶縁膜１１０ｇ、及び絶縁膜１１０ｈの一部をエッチングし、半導体層１０８の一部を露出させる（図１０（Ｅ））。
【０３０２】
これにより、トランジスタ１００のゲート絶縁層として機能する絶縁層１１０と、後のトランジスタ１００Ｄのゲート絶縁層として機能する絶縁層２１０ａと絶縁層２１０ｂとの積層膜を、同時に形成することができる。
【０３０３】
続いて、上記作製方法例と同様の方法により、第１の層１１６の形成、加熱処理、第１の層１１６の除去、金属酸化物層１１７の形成、絶縁層１１８の形成、及び導電層１２０ａ及び導電層１２０ｂの形成を順に行うことで、トランジスタ１００と、トランジスタ１００Ｄとを同時に形成することができる（図１０（Ｆ））。
【０３０４】
図１０（Ｆ）に示すトランジスタ１００Ｄは、ゲート絶縁層が絶縁層２１０ａと絶縁層２１０ｂとが積層された積層構造を有する。ここで、絶縁層２１０ｂは、トランジスタ１００が有する絶縁層１１０と同じ厚さを有する。そのため、絶縁層２１０ａとなる絶縁膜１１０ｇの厚さによって、トランジスタ１００Ｄのゲート絶縁層の厚さを任意に決定することができる。
【０３０５】
ここで例示した方法によれば、上記作製方法例における絶縁膜１１０ｆの一部をエッチングにより薄膜化する工程を省略することができる。そのため、それぞれのトランジスタのゲート絶縁層の厚さの制御性を高めることができ、各トランジスタの電気特性のばらつきを低減することができる。
【０３０６】
以上が変形例についての説明である。
【０３０７】
［表示パネルの断面構成例］
以下では、表示パネルの断面構成の例について、図面を参照して説明する。
【０３０８】
図１１に、カラーフィルタ方式が適用されたトップエミッション構造の発光表示パネルの断面図を示す。
【０３０９】
図１１に示す表示パネルは、表示部５６２及び駆動回路５６４を有する。駆動回路５６４は、信号線駆動回路または走査線駆動回路として機能する回路である。
【０３１０】
また、図１１に示すように、表示パネルは、表示部５６２を挟んで駆動回路５６４とは反対側に、領域５６０を有する。領域５６０は、遮光性の部材が設けられない領域であり、可視光を透過する領域として機能する。
【０３１１】
表示パネルは、それぞれ可撓性を有する基板２６１と基板２７１の間に、駆動回路５６４を構成するトランジスタ２０１ａ、並びに表示部５６２を構成するトランジスタ２０１ｂ、トランジスタ２５１、及び発光素子２９０が挟持された構成を有する。
【０３１２】
基板２６１は、接着層２６２を介して絶縁層２６３に貼り付けられ、基板２７１は、接着層２７２を介して絶縁層２７３に貼り付けられている。絶縁層２６３と絶縁層２７３は、それぞれ無機絶縁材料を含み、水分の浸入を防ぐためのバリア層として機能する。
【０３１３】
表示部５６２において、基板２６１上には、トランジスタ２５１、トランジスタ２０１ｂａ、及び発光素子２９０等が設けられている。駆動回路５６４において、基板２６１上には、トランジスタ２０１ａ等が設けられている。
【０３１４】
トランジスタ２５１は、発光素子２９０に流れる電流を制御するトランジスタであり、耐圧性能の高いトランジスタを用いることができる。トランジスタ２５１には、トランジスタ２０１ａよりもゲート絶縁層の厚いトランジスタを適用できる。例えばトランジスタ２５１には、上記で例示したトランジスタ１００Ａ、トランジスタ１００Ｃ、またはトランジスタ１００Ｄ等を適用することができる。
【０３１５】
一方、トランジスタ２０１ａは、駆動回路５６４を構成するトランジスタのうち、高速動作が要求されるトランジスタである。トランジスタ２０１ａには、トランジスタ２５１よりもゲート絶縁層が薄く、チャネル長の短いトランジスタを適用することができる。例えばトランジスタ２０１ａには、上記で例示したトランジスタ１００、トランジスタ１００Ｂ等を適用することができる。
【０３１６】
なお、図１１では、画素の選択状態を制御するトランジスタ２０１ｂに、トランジスタ２０１ａと同様のトランジスタを適用した場合の例を示している。
【０３１７】
絶縁層２１１は、トランジスタ２５１及びトランジスタ２０１ａの他方のゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１２及び絶縁層２１３は、各トランジスタを覆って設けられる。
【０３１８】
トランジスタ２０１ｂは、絶縁層２１５を介して、発光素子２９０と重なる。トランジスタ、容量素子、及び配線等を、発光素子２９０の発光領域と重ねて配置することで、表示部５６２の開口率を高めることができる。
【０３１９】
発光素子２９０は、画素電極２９１、ＥＬ層２９２、及び共通電極２９３を有する。発光素子２９０は、着色層２８１側に光を射出する。
【０３２０】
画素電極２９１及び共通電極２９３のうち、一方は、陽極として機能し、他方は、陰極として機能する。またＥＬ層２９２は、発光性の物質を含む層である。画素電極２９１及び共通電極２９３の間に、発光素子２９０の閾値電圧より高い電圧を印加すると、ＥＬ層２９２に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はＥＬ層２９２において再結合し、ＥＬ層２９２に含まれる発光物質が発光する。
【０３２１】
画素電極２９１は、トランジスタ２５１が有する導電層２２２ｂと電気的に接続される。これらは、直接接続されてもよいし、他の導電層を介して接続されてもよい。画素電極２９１は、画素電極として機能し、発光素子２９０ごとに設けられている。隣り合う２つの画素電極２９１は、絶縁層２１６によって電気的に絶縁されている。
【０３２２】
共通電極２９３は、共通電極として機能し、複数の発光素子２９０にわたって設けられている。共通電極２９３には、定電位が供給される。
【０３２３】
発光素子２９０は、接着層２９４を介して着色層２８１と重なる。絶縁層２１６は、接着層２９４を介して遮光層２８２と重なる。
【０３２４】
発光素子２９０には、マイクロキャビティ構造を採用してもよい。カラーフィルタ（着色層２８１）とマイクロキャビティ構造との組み合わせにより、表示パネルからは、色純度の高い光を取り出すことができる。
【０３２５】
着色層２８１は特定の波長域の光を透過する有色層である。例えば、赤色、緑色、青色、又は黄色の波長域の光を透過するカラーフィルタなどを用いることができる。着色層２８１に用いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、顔料又は染料が含まれた樹脂材料などが挙げられる。
【０３２６】
なお、本発明の一態様は、カラーフィルタ方式に限られず、塗り分け方式、色変換方式、又は量子ドット方式等を適用してもよい。
【０３２７】
遮光層２８２は、隣接する着色層２８１の間に設けられている。遮光層２８２は隣接する発光素子２９０からの光を遮光し、隣接する発光素子２９０間における混色を抑制する。ここで、着色層２８１の端部を、遮光層２８２と重なるように設けることにより、光漏れを抑制することができる。遮光層２８２としては、発光素子２９０からの発光を遮る材料を用いることができ、例えば、金属材料、又は、顔料もしくは染料を含む樹脂材料等を用いてブラックマトリクスを形成することができる。なお、遮光層２８２は、駆動回路５６４などの表示部５６２以外の領域に設けると、導波光などによる意図しない光漏れを抑制できるため好ましい。
【０３２８】
基板１１１と基板１１３は、接着層２９４によって貼り合わされている。
【０３２９】
導電層５６５は、導電層２５５及び接続体２４２を介して、ＦＰＣ２８５と電気的に接続される。導電層５６５は、トランジスタが有する導電層と同一の材料及び同一の工程で形成されることが好ましい。本実施の形態では、導電層５６５が、ソース及びドレインとして機能する導電層と同一の材料及び同一の工程で形成される例を示す。
【０３３０】
接続体２４２としては、様々な異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）及び異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
【０３３１】
図１２に、塗り分け方式が適用された発光表示パネルの断面図を示す。
【０３３２】
図１２に示す表示パネルは、主に発光素子２９０の構成、及び基板２７１側の構成が、図１１で例示した表示パネルと相違している。
【０３３３】
図１２に示す発光素子２９０は、ＥＬ層２９２が画素毎に作り分けられた素子である。ＥＬ層２９２は、隣接する２つ画素間において、端部が共通電極２９３に覆われた構成を有する。なお、図１２ではＥＬ層２９２の全てが作り分けられているように図示しているが、ＥＬ層２９２を構成する積層構造のうち、発光層以外の層のうち、一以上の層を作り分けない構成としてもよい。
【０３３４】
また、発光素子２９０を覆って絶縁層２１９が設けられている。絶縁層２１９は、発光素子２９０等に水分が浸入することを防ぐバリア膜として機能する層である。絶縁層２１９を、少なくとも一以上の無機絶縁膜が含まれる構成とすると、バリア性が向上するため好ましい。絶縁層２１９として、有機絶縁膜と無機絶縁膜の積層構造を有する構成とすることが好ましい。より具体的には、発光素子２９０側から、有機絶縁膜、無機絶縁膜、有機絶縁膜が順に積層された積層構造を有することが好ましい。
【０３３５】
以上が、表示パネルの構成例についての説明である。
【０３３６】
［付記］
本明細書等において、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る。そして、ドレイン（ドレイン端子、ドレイン領域またはドレイン電極）とソース（ソース端子、ソース領域またはソース電極）の間にチャネル形成領域を有しており、チャネル形成領域を介してソースとドレインとの間に電流を流すことができるものである。なお、本明細書等において、チャネル形成領域とは、電流が主として流れる領域をいう。
【０３３７】
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、本明細書等においては、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。
【０３３８】
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、インダクタ、キャパシタ、その他の各種機能を有する素子などが含まれる。
【０３３９】
また、本明細書等において、「平行」とは、二つの直線が−１０°以上１０°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、−５°以上５°以下の場合も含まれる。また、「垂直」とは、二つの直線が８０°以上１００°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。
【０３４０】
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。
【０３４１】
本明細書等において、特に断りがない場合、オフ電流とは、トランジスタがオフ状態（非導通状態、遮断状態、ともいう）にあるときのドレイン電流をいう。オフ状態とは、特に断りがない場合、ｎチャネル型トランジスタでは、ゲートとソースの間の電圧Ｖｇｓがしきい値電圧Ｖｔｈよりも低い状態、ｐチャネル型トランジスタでは、ゲートとソースの間の電圧Ｖｇｓがしきい値電圧Ｖｔｈよりも高い状態をいう。
【０３４２】
トランジスタのオフ電流は、Ｖｇｓに依存する場合がある。従って、トランジスタのオフ電流がＩ以下である、とは、トランジスタのオフ電流がＩ以下となるＶｇｓの値が存在することを言う場合がある。トランジスタのオフ電流は、所定のＶｇｓにおけるオフ状態、所定の範囲内のＶｇｓにおけるオフ状態、または、十分に低減されたオフ電流が得られるＶｇｓにおけるオフ状態、等におけるオフ電流を指す場合がある。
【０３４３】
一例として、しきい値電圧Ｖｔｈが０．５Ｖであり、Ｖｇｓが０．５Ｖにおけるドレイン電流が１×１０−９Ａであり、Ｖｇｓが０．１Ｖにおけるドレイン電流が１×１０−１３Ａであり、Ｖｇｓが−０．５Ｖにおけるドレイン電流が１×１０−１９Ａであり、Ｖｇｓが−０．８Ｖにおけるドレイン電流が１×１０−２２Ａであるようなｎチャネル型トランジスタを想定する。当該トランジスタのドレイン電流は、Ｖｇｓが−０．５Ｖにおいて、または、Ｖｇｓが−０．５Ｖ乃至−０．８Ｖの範囲において、１×１０−１９Ａ以下であるから、当該トランジスタのオフ電流は１×１０−１９Ａ以下である、と言う場合がある。当該トランジスタのドレイン電流が１×１０−２２Ａ以下となるＶｇｓが存在するため、当該トランジスタのオフ電流は１×１０−２２Ａ以下である、と言う場合がある。
【０３４４】
また、本明細書等では、チャネル幅Ｗを有するトランジスタのオフ電流を、チャネル幅Ｗあたりを流れる電流値で表す場合がある。また、所定のチャネル幅（例えば１μｍ）あたりを流れる電流値で表す場合がある。後者の場合、オフ電流の単位は、電流／長さの次元を持つ単位（例えば、Ａ／μｍ）で表される場合がある。
【０３４５】
トランジスタのオフ電流は、温度に依存する場合がある。本明細書において、オフ電流は、特に記載がない場合、室温、６０℃、８５℃、９５℃、または１２５℃におけるオフ電流を表す場合がある。または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等の信頼性が保証される温度、または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等が使用される温度（例えば、５℃乃至３５℃のいずれか一の温度）におけるオフ電流、を表す場合がある。トランジスタのオフ電流がＩ以下である、とは、室温、６０℃、８５℃、９５℃、１２５℃、当該トランジスタが含まれる半導体装置の信頼性が保証される温度、または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等が使用される温度（例えば、５℃乃至３５℃のいずれか一の温度）、におけるトランジスタのオフ電流がＩ以下となるＶｇｓの値が存在することを指す場合がある。
【０３４６】
トランジスタのオフ電流は、ドレインとソースの間の電圧Ｖｄｓに依存する場合がある。本明細書において、オフ電流は、特に記載がない場合、Ｖｄｓが０．１Ｖ、０．８Ｖ、１Ｖ、１．２Ｖ、１．８Ｖ、２．５Ｖ，３Ｖ、３．３Ｖ、１０Ｖ、１２Ｖ、１６Ｖ、または２０Ｖにおけるオフ電流を表す場合がある。または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等の信頼性が保証されるＶｄｓ、または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等において使用されるＶｄｓにおけるオフ電流、を表す場合がある。トランジスタのオフ電流がＩ以下である、とは、Ｖｄｓが０．１Ｖ、０．８Ｖ、１Ｖ、１．２Ｖ、１．８Ｖ、２．５Ｖ，３Ｖ、３．３Ｖ、１０Ｖ、１２Ｖ、１６Ｖ、２０Ｖ、当該トランジスタが含まれる半導体装置の信頼性が保証されるＶｄｓ、または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等において使用されるＶｄｓ、におけるトランジスタのオフ電流がＩ以下となるＶｇｓの値が存在することを指す場合がある。
【０３４７】
上記オフ電流の説明において、ドレインをソースと読み替えてもよい。つまり、オフ電流は、トランジスタがオフ状態にあるときのソースを流れる電流を言う場合もある。
【０３４８】
また、本明細書等では、オフ電流と同じ意味で、リーク電流と記載する場合がある。また、本明細書等において、オフ電流とは、例えば、トランジスタがオフ状態にあるときに、ソースとドレインとの間に流れる電流を指す場合がある。
【０３４９】
また、本明細書等において、トランジスタのしきい値電圧とは、トランジスタにチャネルが形成されたときのゲート電圧（Ｖｇ）を指す。具体的には、トランジスタのしきい値電圧とは、ゲート電圧（Ｖｇ）を横軸に、ドレイン電流（Ｉｄ）の平方根を縦軸にプロットした曲線（Ｖｇ−√Ｉｄ特性）において、最大傾きである接線を外挿したときの直線と、ドレイン電流（Ｉｄ）の平方根が０（Ｉｄが０Ａ）との交点におけるゲート電圧（Ｖｇ）を指す場合がある。あるいは、トランジスタのしきい値電圧とは、チャネル長をＬ、チャネル幅をＷとし、Ｉｄ［Ａ］×Ｌ［μｍ］／Ｗ［μｍ］の値が１×１０−９［Ａ］となるゲート電圧（Ｖｇ）を指す場合がある。
【０３５０】
また、本明細書等において、「半導体」と表記した場合であっても、例えば、導電性が十分に低い場合は、「絶縁体」としての特性を有する場合がある。また、「半導体」と「絶縁体」とは境界が曖昧であり、厳密に区別できない場合がある。したがって、本明細書等に記載の「半導体」と、「絶縁体」とは、互いに言い換えることが可能な場合がある。
【０３５１】
また、本明細書等において、「半導体」と表記した場合であっても、例えば、導電性が十分に高い場合は、「導電体」としての特性を有する場合がある。また、「半導体」と「導電体」とは境界が曖昧であり、厳密に区別できない場合がある。したがって、本明細書等に記載の「半導体」と、「導電体」とは、互いに言い換えることが可能な場合がある。
【０３５２】
また、本明細書等において、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３またはその近傍であるとは、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎの原子数の総和に対するＩｎの比を４としたときに、Ｇａの比が１以上３以下であり、Ｚｎの比が２以上４以下であるとする。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝５：１：６またはその近傍であるとは、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎの原子数の総和に対するＩｎの比を５としたときに、Ｇａの比が０．１より大きく２以下であり、Ｚｎの比が５以上７以下であるとする。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１またはその近傍であるとは、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎの原子数の総和に対するＩｎの比を１としたときに、Ｇａの比が０．１より大きく２以下であり、Ｚｎの比が０．１より大きく２以下であるとする。
【０３５３】
本明細書等において、金属酸化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）とは、広い表現での金属の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体（透明酸化物導電体を含む）、酸化物半導体（Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒまたは単にＯＳともいう）などに分類される。例えば、トランジスタの活性層に金属酸化物を用いた場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。また、「ＯＳ  ＦＥＴ」と記載する場合においては、金属酸化物または酸化物半導体を有するトランジスタと換言することができる。
【０３５４】
また、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物も金属酸化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物を、金属酸窒化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）と呼称してもよい。
【０３５５】
また、本明細書等において、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｒｙｓｔａｌ）、及びＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と記載する場合がある。なお、ＣＡＡＣは結晶構造の一例を表し、ＣＡＣは機能、または材料の構成の一例を表す。
【０３５６】
また、本明細書等において、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅとは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。なお、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅを、トランジスタの活性層に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子（またはホール）を流す機能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能である。導電性の機能と、絶縁性の機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅに付与することができる。ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。
【０３５７】
また、本明細書等において、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、導電性領域、及び絶縁性領域を有する。導電性領域は、上述の導電性の機能を有し、絶縁性領域は、上述の絶縁性の機能を有する。また、材料中において、導電性領域と、絶縁性領域とは、ナノ粒子レベルで分離している場合がある。また、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ材料中に偏在する場合がある。また、導電性領域は、周辺がぼけてクラウド状に連結して観察される場合がある。
【０３５８】
また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅにおいて、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下のサイズで材料中に分散している場合がある。
【０３５９】
また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、異なるバンドギャップを有する成分により構成される。例えば、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、絶縁性領域に起因するワイドギャップを有する成分と、導電性領域に起因するナローギャップを有する成分と、により構成される。当該構成の場合、キャリアを流す際に、ナローギャップを有する成分において、主にキャリアが流れる。また、ナローギャップを有する成分が、ワイドギャップを有する成分に相補的に作用し、ナローギャップを有する成分に連動してワイドギャップを有する成分にもキャリアが流れる。このため、上記ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅをトランジスタのチャネル領域に用いる場合、トランジスタのオン状態において高い電流駆動力、つまり大きなオン電流、及び高い電界効果移動度を得ることができる。
【０３６０】
すなわち、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、マトリックス複合材（ｍａｔｒｉｘ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、または金属マトリックス複合材（ｍｅｔａｌ  ｍａｔｒｉｘ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と呼称することもできる。
【０３６１】
金属酸化物の結晶構造の一例について説明する。なお、以下では、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物ターゲット（Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：４．１［原子数比］）を用いて、スパッタリング法にて成膜された金属酸化物を一例として説明する。上記ターゲットを用いて、基板温度を１００℃以上１３０℃以下として、スパッタリング法により形成した金属酸化物をｓＩＧＺＯと呼称し、上記ターゲットを用いて、基板温度を室温（Ｒ．Ｔ．）として、スパッタリング法により形成した金属酸化物をｔＩＧＺＯと呼称する。例えば、ｓＩＧＺＯは、ｎｃ（ｎａｎｏ  ｃｒｙｓｔａｌ）及びＣＡＡＣのいずれか一方または双方の結晶構造を有する。また、ｔＩＧＺＯは、ｎｃの結晶構造を有する。なお、ここでいう室温（Ｒ．Ｔ．）とは、基板を意図的に加熱しない場合の温度を含む。
【０３６２】
なお、ＣＡＡＣ構造とは、複数のナノ結晶（最大径が１０ｎｍ未満である結晶領域）を有する薄膜などの結晶構造の一つであり、各ナノ結晶はｃ軸が特定の方向に配向し、かつａ軸及びｂ軸は配向性を有さずに、ナノ結晶同士が粒界を形成することなく連続的に連結しているといった特徴を有する結晶構造である。特にＣＡＡＣ構造を有する薄膜は、各ナノ結晶のｃ軸が、薄膜の厚さ方向、被形成面の法線方向、または薄膜の表面の法線方向に配向しやすいといった特徴を有する。
【０３６３】
ここで、結晶学において、単位格子を構成するａ軸、ｂ軸、及びｃ軸の３つの軸（結晶軸）について、特異的な軸をｃ軸とした単位格子を取ることが一般的である。特に層状構造を有する結晶では、層の面方向に平行な２つの軸をａ軸及びｂ軸とし、層に交差する軸をｃ軸とすることが一般的である。このような層状構造を有する結晶の代表的な例として、六方晶系に分類されるグラファイトがあり、その単位格子のａ軸及びｂ軸は劈開面に平行であり、ｃ軸は劈開面に直交する。例えばＹｂＦｅ２Ｏ４型の結晶構造をとるＩｎＧａＺｎＯ４の結晶は六方晶系に分類することができ、その単位格子のａ軸及びｂ軸は層の面方向に平行となり、ｃ軸は層（すなわちａ軸及びｂ軸）に直交する。
【０３６４】
本実施の形態で例示した構成例、作製方法例、及びそれらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、作製方法例、または図面等と適宜組み合わせて実施することができる。
【０３６５】
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。
【０３６６】
（実施の形態２）
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１３及び図１４を用いて説明する。
【０３６７】
本実施の形態の電子機器は、本発明の一態様の表示パネルまたは表示装置を有する。これにより、電子機器の表示部は、高品質な映像を表示することができる。
【０３６８】
本実施の形態の電子機器の表示部には、例えばフルハイビジョン、２Ｋ、４Ｋ、８Ｋ、１６Ｋ、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は、対角２０インチ以上、対角３０インチ以上、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ができる。
【０３６９】
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備える電子機器の他、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。
【０３７０】
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及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。
【０３７１】
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。
【０３７２】
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。
【０３７３】
図１３（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。
【０３７４】
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。
【０３７５】
図１３（Ａ）に示すテレビジョン装置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。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が備える操作キーまたはタッチパネルにより、チャンネル及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。
【０３７６】
なお、テレビジョン装置７１００は、受信機及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。
【０３７７】
図１３（Ｂ）に、ノート型パーソナルコンピュータの一例を示す。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。
【０３７８】
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。
【０３７９】
図１３（Ｃ）、（Ｄ）に、デジタルサイネージの一例を示す。
【０３８０】
図１３（Ｃ）に示すデジタルサイネージ７３００は、筐体７３０１、表示部７０００、及びスピーカ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。
【０３８１】
図１３（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。
【０３８２】
図１３（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。
【０３８３】
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。
【０３８４】
表示部７０００にタッチパネルを適用することで、表示部７０００に静止画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。
【０３８５】
また、図１３（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、ユーザー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。
【０３８６】
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ーが同時にゲームに参加し、楽しむことができる。
【０３８７】
本発明の一態様の表示システムは、家屋もしくはビルの内壁もしくは外壁、または、車両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。
【０３８８】
図１４（Ａ）、（Ｂ）を用いて、本発明の一態様の表示システムの車両への搭載例について説明する。
【０３８９】
図１４（Ａ）に、車両５０００の外観の一例を示す。車両５０００は、複数のカメラ５００５（図１４（Ａ）では、カメラ５００５ａ、カメラ５００５ｂ、カメラ５００５ｃ、カメラ５００５ｄ、カメラ５００５ｄ、カメラ５００５ｅ、及びカメラ５００５ｆ）を有する。例えば、カメラ５００５ａは、前方の状況を撮像する機能を有し、カメラ５００５ｂは、後方の状況を撮像する機能を有し、カメラ５００５ｃは、右前方の状況を撮像する機能を有し、カメラ５００５ｄは、左前方の状況を撮像する機能を有し、カメラ５００５ｅは、右後方の状況を撮像する機能を有し、カメラ５００５ｆは、左後方の状況を撮像する機能を有する。ただし、車両の周囲を撮像するカメラの数及び機能は、上記構成に限定されない。例えば、車両の前方に、車両の後方を撮像するカメラなどを設けてもよい。
【０３９０】
図１４（Ｂ）に、車両５０００の室内の一例を示す。車両５０００は、表示部５００１、表示パネル５００８ａ、表示パネル５００８ｂ、及び表示パネル５００９を有する。表示部５００１、表示パネル５００８ａ、表示パネル５００８ｂ、及び表示パネル５００９の一つまたは複数に、本発明の一態様の表示システムの表示部を用いることができる。なお、図１４（Ｂ）には表示部５００１が右ハンドルの車両に搭載された例を示すが、特に限定されず、左ハンドルの車両に搭載することもできる。この場合、図１４（Ｂ）に示す構成の左右の配置が替わる。
【０３９１】
図１４（Ｂ）には、運転席と助手席の周辺に配置されるダッシュボード５００２、ハンドル５００３、フロントガラス５００４などを示している。表示部５００１は、ダッシュボード５００２の所定の位置、具体的には運転者の回りに配置され、概略Ｔ字形状を有する。図１４（Ｂ）には、複数の表示パネル５００７（表示パネル５００７ａ、５００７ｂ、５００７ｃ、５００７ｄ）を用いて形成される１つの表示部５００１を、ダッシュボード５００２に沿って設けた例を示しているが、表示部５００１は複数箇所に分けて配置してもよい。
【０３９２】
なお、複数の表示パネル５００７は可撓性を有していてもよい。この場合、表示部５００１を複雑な形状に加工することができ、表示部５００１をダッシュボード５００２などの曲面に沿って設ける構成や、ハンドルの接続部分、計器の表示部、送風口５００６などに表示部５００１の表示領域を設けない構成などを容易に実現することができる。
【０３９３】
表示パネル５００８ａ、５００８ｂは、それぞれ、ピラー部分に設けられている。車体に設けられた撮像手段（例えば、図１４（Ａ）で示したカメラ５００５）からの映像を、表示パネル５００８ａ、５００８ｂに表示することで、ピラーで遮られた視界を補完することができる。例えば、表示パネル５００８ａに、カメラ５００５ｄで撮像した映像を、映像５００８ｃとして表示することができる。同様に、表示パネル５００８ｂに、カメラ５００５ｃで撮像した映像を、表示することが好ましい。
【０３９４】
表示パネル５００９は、後方の撮像手段（例えば、カメラ５００５ｂ）からの映像を表示する機能を有していてもよい。
【０３９５】
また、表示パネル５００７、５００８ａ、５００８ｂ、５００９は、法定速度や、交通情報などを表示する機能を有していてもよい。
【０３９６】
表示パネル５００８ａ、５００８ｂは、それぞれ、可撓性を有することが好ましい。これにより、ピラー部分の曲面に沿って、表示パネル５００８ａ、５００８ｂを設けることが容易となる。
【０３９７】
また、運転席から、曲面に設けられた表示パネルを見る際に、映像が歪んで見える恐れがある。そのため、表示パネルは、映像の歪みが低減されるように補正された画像を表示できる機能を有することが好ましい。当該画像の補正には、ニューラルネットワークを用いた画像処理が好適である。
【０３９８】
なお、図１４（Ａ）、（Ｂ）においてはサイドミラーの代わりにカメラ５００５ｃ、５００５ｄを設置する例を示しているが、サイドミラーとカメラの両方を設置してもよい。
【０３９９】
カメラ５００５としては、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどを用いることができる。また、これらのカメラに加えて、赤外線カメラを組み合わせて用いてもよい。赤外線カメラは、被写体の温度が高いほど出力レベルが高くなるため、人や動物等の生体を検知または抽出することができる。
【０４００】
カメラ５００５で撮像された画像は、それぞれ、表示パネル５００７、表示パネル５００８ａ、表示パネル５００８ｂ、及び表示パネル５００９のいずれか一または複数に出力することができる。この表示部５００１、表示パネル５００８ａ、表示パネル５００８ｂ、及び表示パネル５００９を用いて主に車両の運転を支援する。カメラ５００５によって車両の周囲の状況を幅広い画角で撮影し、その画像を表示パネル５００７、表示パネル５００８ａ、表示パネル５００８ｂ、及び表示パネル５００９に表示することで、運転者の死角領域の視認が可能となり、事故の発生を防止することができる。
【０４０１】
また、本発明の一態様の表示システムを用いることにより、表示パネル５００７ａ、５００７ｂ、５００７ｃ、及び５００７ｄのつなぎ目における映像の不連続性を補正することができる。これにより、つなぎ目が目立たない映像の表示が可能となり、運転時における表示部５００１の視認性を向上させることができる。
【０４０２】
また、車のルーフ上などに距離画像センサを設け、距離画像センサによって得られた画像を表示部５００１に表示してもよい。距離画像センサとしては、イメージセンサやライダー（ＬＩＤＡＲ：Ｌｉｇｈｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｒａｎｇｉｎｇ）などを用いることができる。イメージセンサによって得られた画像と、距離画像センサによって得られた画像とを表示部５００１に表示することにより、より多くの情報を運転手に提供し、運転を支援することができる。
【０４０３】
また、表示部５００１は、地図情報、交通情報、テレビ映像、ＤＶＤ映像などを表示する機能を有していてもよい。例えば、表示パネル５００７ａ、５００７ｂ、５００７ｃ、及び５００７ｄを１つの表示画面として、地図情報を大きく表示することができる。なお、表示パネル５００７の数は、表示される映像に応じて増やすことができる。
【０４０４】
また、表示パネル５００７ａ、５００７ｂ、５００７ｃ、及び５００７ｄに表示される映像は、運転手の好みによって自由に設定することができる。例えば、テレビ映像、ＤＶＤ映像を左側の表示パネル５００７ｄに表示し、地図情報を中央部の表示パネル５００７ｂに表示し、計器類を右側の表示パネル５００７ｃに表示し、オーディオ類を変速ギア近傍（運転席と助手席の間）の表示パネル５００７ａに表示することができる。また、複数の表示パネル５００７を組み合わせることにより、表示部５００１にフェールセーフの機能を付加することができる。例えば、ある表示パネル５００７が何らかの原因で故障したとしても、表示領域を変更し、他の表示パネル５００７を用いて表示を行うことができる。
【０４０５】
また、フロントガラス５００４は、表示パネル５００４ａを有する。表示パネル５００４ａは、可視光を透過する機能を有する。運転手は、表示パネル５００４ａを介して、背景を視認することができる。なお、表示パネル５００４ａは、運転手に対して注意喚起を促す表示などを行う機能を有する。また、図１４（Ｂ）では、フロントガラス５００４に表示パネル５００４ａを設ける構成について例示したが、これに限定されない。例えば、フロントガラス５００４を表示パネル５００４ａに置き換えてもよい。
【０４０６】
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。
【０４０７】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置を有する表示装置を適用することのできるテレビジョン装置の例について、図面を参照して説明する。
【０４０８】
図１５（Ａ）に、テレビジョン装置６００のブロック図を示す。
【０４０９】
なお、本明細書に添付した図面では、構成要素を機能ごとに分類し、互いに独立したブロックとしてブロック図を示しているが、実際の構成要素は機能ごとに完全に切り分けることが難しく、一つの構成要素が複数の機能に係わることもあり得る。
【０４１０】
テレビジョン装置６００は、制御部６０１、記憶部６０２、通信制御部６０３、画像処理回路６０４、デコーダ回路６０５、映像信号受信部６０６、タイミングコントローラ６０７、ソースドライバ６０８、ゲートドライバ６０９、表示パネル６２０等を有する。
【０４１１】
上記実施の形態で例示した表示装置は、図１５（Ａ）における表示パネル６２０に適用することができる。これにより、大型且つ高解像度であって、視認性に優れたテレビジョン装置６００を実現できる。
【０４１２】
制御部６０１は、例えば中央演算装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）として機能することができる。例えば制御部６０１は、システムバス６３０を介して記憶部６０２、通信制御部６０３、画像処理回路６０４、デコーダ回路６０５及び映像信号受信部６０６等のコンポーネントを制御する機能を有する。
【０４１３】
制御部６０１と各コンポーネントとは、システムバス６３０を介して信号の伝達が行われる。また制御部６０１は、システムバス６３０を介して接続された各コンポーネントから入力される信号を処理する機能、各コンポーネントへ出力する信号を生成する機能等を有し、これによりシステムバス６３０に接続された各コンポーネントを統括的に制御することができる。
【０４１４】
記憶部６０２は、制御部６０１及び画像処理回路６０４がアクセス可能なレジスタ、キャッシュメモリ、メインメモリ、二次メモリなどとして機能する。
【０４１５】
二次メモリとして用いることのできる記憶装置としては、例えば書き換え可能な不揮発性の記憶素子が適用された記憶装置を用いることができる。例えば、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭ（Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＰＲＡＭ（Ｐｈａｓｅ  ｃｈａｎｇｅ  ＲＡＭ）、ＲｅＲＡＭ（Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  ＲＡＭ）、ＦｅＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  ＲＡＭ）などを用いることができる。
【０４１６】
また、レジスタ、キャッシュメモリ、メインメモリなどの一時メモリとして用いることのできる記憶装置としては、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  ＲＡＭ）や、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性の記憶素子を用いてもよい。
【０４１７】
例えば、メインメモリに設けられるＲＡＭとしては、例えばＤＲＡＭが用いられ、制御部６０１の作業空間として仮想的にメモリ空間が割り当てられ利用される。記憶部６０２に格納されたオペレーティングシステム、アプリケーションプログラム、プログラムモジュール、プログラムデータ等は、実行のためにＲＡＭにロードされる。ＲＡＭにロードされたこれらのデータやプログラム、プログラムモジュールは、制御部６０１に直接アクセスされ、操作される。
【０４１８】
一方、ＲＯＭには書き換えを必要としないＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ  Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）やファームウェア等を格納することができる。ＲＯＭとしては、マスクＲＯＭや、ＯＴＰＲＯＭ（Ｏｎｅ  Ｔｉｍｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を用いることができる。ＥＰＲＯＭとしては、紫外線照射により記憶データの消去を可能とするＵＶ−ＥＰＲＯＭ（Ｕｌｔｒａ−Ｖｉｏｌｅｔ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリなどが挙げられる。
【０４１９】
また、記憶部６０２の他に、取り外し可能な記憶装置を接続可能な構成としてもよい。例えばストレージデバイスとして機能するハードディスクドライブ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ：ＨＤＤ）やソリッドステートドライブ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ：ＳＳＤ）などの記録メディアドライブ、フラッシュメモリ、ブルーレイディスク、ＤＶＤなどの記録媒体と接続する端子を有することが好ましい。これにより、映像を記録することができる。
【０４２０】
通信制御部６０３は、コンピュータネットワークを介して行われる通信を制御する機能を有する。例えば、制御部６０１からの命令に応じてコンピュータネットワークに接続するための制御信号を制御し、当該信号をコンピュータネットワークに発信する。これによって、Ｗｏｒｌｄ  Ｗｉｄｅ  Ｗｅｂ（ＷＷＷ）の基盤であるインターネット、イントラネット、エクストラネット、ＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＣＡＮ（Ｃａｍｐｕｓ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＭＡＮ（Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＧＡＮ（Ｇｌｏｂａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のコンピュータネットワークに接続し、通信を行うことができる。
【０４２１】
また、通信制御部６０３は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等の通信規格を用いてコンピュータネットワークまたは他の電子機器と通信する機能を有していてもよい。
【０４２２】
通信制御部６０３は、無線により通信する機能を有していてもよい。例えばアンテナと高周波回路（ＲＦ回路）を設け、ＲＦ信号の送受信を行えばよい。高周波回路は、各国法制により定められた周波数帯域の電磁信号と電気信号とを相互に変換し、当該電磁信号を用いて無線で他の通信機器との間で通信を行うための回路である。実用的な周波数帯域として数１０ｋＨｚ〜数１０ＧＨｚが一般に用いられている。アンテナと接続される高周波回路には、複数の周波数帯域に対応した高周波回路部を有し、高周波回路部は、増幅器（アンプ）、ミキサ、フィルタ、ＤＳＰ、ＲＦトランシーバ等を有する構成とすることができる。
【０４２３】
映像信号受信部６０６は、例えばアンテナ、復調回路、及びＡ−Ｄ変換回路（アナログ−デジタル変換回路）等を有する。復調回路は、アンテナから入力した信号を復調する機能を有する。またＡ−Ｄ変換回路は、復調されたアナログ信号をデジタル信号に変換する機能を有する。映像信号受信部６０６で処理された信号は、デコーダ回路６０５に送られる。
【０４２４】
デコーダ回路６０５は、映像信号受信部６０６から入力されるデジタル信号に含まれる映像データを、送信される放送規格の仕様に従ってデコードし、画像処理回路に送信する信号を生成する機能を有する。例えば８Ｋ放送における放送規格としては、Ｈ．２６５  ｜  ＭＰＥＧ−Ｈ  Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ（略称：ＨＥＶＣ）などがある。
【０４２５】
映像信号受信部６０６が有するアンテナにより受信できる放送電波としては、地上波、または衛星から送信される電波などが挙げられる。またアンテナにより受信できる放送電波として、アナログ放送、デジタル放送などがあり、また映像及び音声、または音声のみの放送などがある。例えばＵＨＦ帯（約３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）またはＶＨＦ帯（３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）のうちの特定の周波数帯域で送信される放送電波を受信することができる。また例えば、複数の周波数帯域で受信した複数のデータを用いることで、転送レートを高くすることができ、より多くの情報を得ることができる。これによりフルハイビジョンを超える解像度を有する映像を、表示パネル６２０に表示させることができる。例えば、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。
【０４２６】
また、映像信号受信部６０６及びデコーダ回路６０５は、コンピュータネットワークを介したデータ伝送技術により送信された放送のデータを用いて、画像処理回路６０４に送信する信号を生成する構成としてもよい。このとき、受信する信号がデジタル信号の場合には、映像信号受信部６０６は復調回路及びＡ−Ｄ変換回路等を有していなくてもよい。
【０４２７】
画像処理回路６０４は、デコーダ回路６０５から入力される映像信号に基づいて、タイミングコントローラ６０７に出力する映像信号を生成する機能を有する。
【０４２８】
またタイミングコントローラ６０７は、画像処理回路６０４が処理を施した映像信号等に含まれる同期信号を基に、ゲートドライバ６０９及びソースドライバ６０８に出力する信号（クロック信号、スタートパルス信号などの信号）を生成する機能を有する。また、タイミングコントローラ６０７は、上記信号に加え、ソースドライバ６０８に出力するビデオ信号を生成する機能を有する。
【０４２９】
表示パネル６２０は、複数の画素６２１を有する。各画素６２１は、ゲートドライバ６０９及びソースドライバ６０８から供給される信号により駆動される。ここでは、画素数が７６８０×４３２０である、８Ｋ４Ｋ規格に応じた解像度を有する表示パネルの例を示している。なお、表示パネル６２０の解像度はこれに限られず、フルハイビジョン（画素数１９２０×１０８０）または４Ｋ２Ｋ（画素数３８４０×２１６０）等の規格に応じた解像度であってもよい。
【０４３０】
図１５（Ａ）に示す制御部６０１や画像処理回路６０４としては、例えばプロセッサを有する構成とすることができる。例えば、制御部６０１は、中央演算装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）として機能するプロセッサを用いることができる。また、画像処理回路６０４として、例えばＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の他のプロセッサを用いることができる。また制御部６０１や画像処理回路６０４に、上記プロセッサをＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）やＦＰＡＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ａｎａｌｏｇ  Ａｒｒａｙ）といったＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）によって実現した構成としてもよい。
【０４３１】
プロセッサは、種々のプログラムからの命令を解釈し実行することで、各種のデータ処理やプログラム制御を行う。プロセッサにより実行しうるプログラムは、プロセッサが有するメモリ領域に格納されていてもよいし、別途設けられる記憶装置に格納されていてもよい。
【０４３２】
また、制御部６０１、記憶部６０２、通信制御部６０３、画像処理回路６０４、デコーダ回路６０５、及び映像信号受信部６０６、及びタイミングコントローラ６０７のそれぞれが有する機能のうち、２つ以上の機能を１つのＩＣチップに集約させ、システムＬＳＩを構成してもよい。例えば、プロセッサ、デコーダ回路、チューナ回路、Ａ−Ｄ変換回路、ＤＲＡＭ、及びＳＲＡＭ等を有するシステムＬＳＩとしてもよい。
【０４３３】
なお、制御部６０１や、他のコンポーネントが有するＩＣ等に、チャネル形成領域に酸化物半導体を用い、極めて低いオフ電流が実現されたトランジスタを利用することもできる。当該トランジスタは、オフ電流が極めて低いため、当該トランジスタを記憶素子として機能する容量素子に流入した電荷（データ）を保持するためのスイッチとして用いることで、データの保持期間を長期にわたり確保することができる。この特性を制御部６０１等のレジスタやキャッシュメモリに用いることで、必要なときだけ制御部６０１を動作させ、他の場合には直前の処理の情報を当該記憶素子に待避させることにより、ノーマリーオフコンピューティングが可能となる。これにより、テレビジョン装置６００の低消費電力化を図ることができる。
【０４３４】
なお、図１５（Ａ）で例示するテレビジョン装置６００の構成は一例であり、全ての構成要素を含む必要はない。テレビジョン装置６００は、図１５（Ａ）に示す構成要素のうち必要な構成要素を有していればよい。また、テレビジョン装置６００は、図１５（Ａ）に示す構成要素以外の構成要素を有していてもよい。
【０４３５】
例えば、テレビジョン装置６００は、図１５（Ａ）に示す構成のほか、外部インターフェース、音声出力部、タッチパネルユニット、センサユニット、カメラユニットなどを有していてもよい。例えば外部インターフェースとしては、例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）端子、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）接続用端子、電源受給用端子、音声出力用端子、音声入力用端子、映像出力用端子、映像入力用端子などの外部接続端子、赤外線、可視光、紫外線などを用いた光通信用の送受信機、筐体に設けられた物理ボタンなどがある。また、例えば音声入出力部としては、サウンドコントローラ、マイクロフォン、スピーカなどがある。
【０４３６】
以下では、画像処理回路６０４についてより詳細な説明を行う。
【０４３７】
画像処理回路６０４は、デコーダ回路６０５から入力される映像信号に基づいて、画像処理を実行する機能を有することが好ましい。
【０４３８】
画像処理としては、例えばノイズ除去処理、階調変換処理、色調補正処理、輝度補正処理などが挙げられる。色調補正処理や輝度調整処理としては、例えばガンマ補正などがある。
【０４３９】
また、画像処理回路６０４は、解像度のアップコンバートに伴う画素間補間処理や、フレーム周波数のアップコンバートに伴うフレーム間補間などの処理などの処理を実行する機能を有していることが好ましい。
【０４４０】
例えば、ノイズ除去処理としては、文字などの輪郭の周辺に生じるモスキートノイズ、高速の動画で生じるブロックノイズ、ちらつきを生じるランダムノイズ、解像度のアップコンバートにより生じるドットノイズなどのさまざまなノイズを除去する。
【０４４１】
階調変換処理は、画像の階調を表示パネル６２０の出力特性に対応した階調へ変換する処理である。例えば階調数を大きくする場合、小さい階調数で入力された画像に対して、各画素に対応する階調値を補間して割り当てることで、ヒストグラムを平滑化する処理を行うことができる。また、ダイナミックレンジを広げる、ハイダミックレンジ（ＨＤＲ）処理も、階調変換処理に含まれる。
【０４４２】
また、画素間補間処理は、解像度をアップコンバートした際に、本来存在しないデータを補間する。例えば、目的の画素の周囲の画素を参照し、それらの中間色を表示するようにデータを補間する。
【０４４３】
また、色調補正処理は、画像の色調を補正する処理である。また輝度補正処理は、画像の明るさ（輝度コントラスト）を補正する処理である。例えば、テレビジョン装置６００が設けられる空間に配置された照明の種類や輝度、または色純度などを検知し、それに応じて表示パネル６２０に表示する画像の輝度や色調が最適となるように補正する。または、表示する画像と、あらかじめ保存してある画像リスト内の様々な場面の画像と、を照合し、最も近い場面の画像に適した輝度や色調に表示する画像を補正する機能を有していてもよい。
【０４４４】
フレーム間補間は、表示する映像のフレーム周波数を増大させる場合に、本来存在しないフレーム（補間フレーム）の画像を生成する。例えば、ある２枚の画像の差分から２枚の画像の間に挿入する補間フレームの画像を生成する。または２枚の画像の間に複数枚の補間フレームの画像を生成することもできる。例えばデコーダ回路６０５から入力される映像信号のフレーム周波数が６０Ｈｚであったとき、複数枚の補間フレームを生成することで、タイミングコントローラ６０７に出力する映像信号のフレーム周波数を、２倍の１２０Ｈｚ、または４倍の２４０Ｈｚ、または８倍の４８０Ｈｚなどに増大させることができる。
【０４４５】
また、画像処理回路６０４は、ニューラルネットワークを利用して、画像処理を実行する機能を有していることが好ましい。図１５（Ａ）では、画像処理回路６０４がニューラルネットワーク６１０を有している例を示している。
【０４４６】
例えば、ニューラルネットワーク６１０により、例えば映像に含まれる画像データから特徴抽出を行うことができる。また画像処理回路６０４は、抽出された特徴に応じて最適な補正方法を選択することや、または補正に用いるパラメータを選択することができる。
【０４４７】
または、ニューラルネットワーク６１０自体に画像処理を行う機能を持たせてもよい。すなわち、画像処理を施す前の画像データをニューラルネットワーク６１０に入力することで、画像処理が施された画像データを出力させる構成としてもよい。
【０４４８】
また、ニューラルネットワーク６１０に用いる重み係数のデータは、データテーブルとして記憶部６０２に格納される。当該重み係数を含むデータテーブルは、例えば通信制御部６０３により、コンピュータネットワークを介して最新のものに更新することができる。または、画像処理回路６０４が学習機能を有し、重み係数を含むデータテーブルを更新可能な構成としてもよい。
【０４４９】
図１５（Ｂ）に、画像処理回路６０４が有するニューラルネットワーク６１０の概略図を示す。
【０４５０】
なお、本明細書等においてニューラルネットワークとは、生物の神経回路網を模し、学習によってニューロンどうしの結合強度を決定し、問題解決能力を持たせるモデル全般を指す。ニューラルネットワークは入力層、中間層（隠れ層ともいう）、出力層を有する。ニューラルネットワークのうち、２層以上の中間層を有するものをディープラーニング（またはディープニューラルネットワーク（ＤＮＮ））という。
【０４５１】
また、本明細書等において、ニューラルネットワークについて述べる際に、既にある情報からニューロンとニューロンの結合強度（重み係数とも言う）を決定することを「学習」と呼ぶ場合がある。また、本明細書等において、学習によって得られた結合強度を用いてニューラルネットワークを構成し、そこから新たな結論を導くことを「推論」と呼ぶ場合がある。
【０４５２】
ニューラルネットワーク６１０は、入力層６１１、１つ以上の中間層６１２、及び出力層６１３を有する。入力層６１１には入力データが入力される。出力層６１３からは出力データが出力される。
【０４５３】
入力層６１１、中間層６１２、及び出力層６１３には、それぞれニューロン６１５を有する。ここでニューロン６１５は、積和演算を実現しうる回路素子（積和演算素子）を指す。図１５では、２つの層が有する２つのニューロン６１５間におけるデータの入出力方向を矢印で示している。
【０４５４】
それぞれの層における演算処理は、前層が有するニューロン６１５の出力と重み係数との積和演算により実行される。例えば、入力層の第ｉ番目のニューロンの出力をｘｉとし、出力ｘｉと次の中間層６１２の第ｊ番目のニューロンとの結合強度（重み係数）をｗｊｉとすると、当該中間層の第ｊ番目のニューロンの出力ｙｊは、ｙｊ＝ｆ（Σｗｊｉ・ｘｉ）となる。なお、ｉ、ｊは１以上の整数とする。ここで、ｆ（ｘ）は活性化関数でシグモイド関数、閾値関数などを用いることができる。以下同様に、各層のニューロン６１５の出力は、前段層のニューロン６１５の出力と重み係数の積和演算結果に活性化関数を演算した値となる。また、層と層との結合は、全てのニューロン同士が結合する全結合としてもよいし、一部のニューロン同士が結合する部分結合としてもよい。図１５（Ｂ）では全結合である場合を示している。
【０４５５】
図１５（Ｂ）では、３つの中間層６１２を有する例を示している。なお、中間層６１２の数はこれに限られず、１つ以上の中間層を有していればよい。また、１つの中間層６１２が有するニューロンの数も、仕様に応じて適宜変更すればよい。例えば１つの中間層６１２が有するニューロン６１５の数は、入力層６１１または出力層６１３が有するニューロン６１５の数よりも多くてもよいし、少なくてもよい。
【０４５６】
ニューロン６１５同士の結合強度の指標となる重み係数は、学習によって決定される。学習は、テレビジョン装置６００が有するプロセッサにより実行してもよいが、専用サーバーやクラウドなどの演算処理能力の優れた計算機で実行することが好ましい。学習により決定された重み係数は、テーブルとして上記記憶部６０２に格納され、画像処理回路６０４により読み出されることにより使用される。また、当該テーブルは、必要に応じてコンピュータネットワークを介して更新することができる。
【０４５７】
以上がニューラルネットワークについての説明である。
【０４５８】
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】
【０４５９】
１０    表示パネル
１０ａ    表示パネル
１０ｂ    表示パネル
１０ｃ    表示パネル
１０ｄ    表示パネル
１１    表示部
１１ａ    表示部
１１ｂ    表示部
１１ｃ    表示部
１１ｄ    表示部
１２    駆動回路
１２ａ    駆動回路
１２ｂ    駆動回路
１３    駆動回路
１４    領域
１４ｂ    領域
１４ｃ    領域
１４ｄ    領域
１５    端子部
１５ａ    端子部
２０    表示装置
２１    ＦＰＣ
２１ａ    ＦＰＣ
２１ｂ    ＦＰＣ
２５    表示領域
３１    シフトレジスタ回路
３２    ラッチ回路
３３    ラッチ回路
３４    レベルシフタ回路
３５    ＤＡＣ回路
３６    アナログバッファ回路
３７    ソースフォロア回路
３８    サンプリング回路
４１    ラッチ回路部
４２    レベルシフタ回路部
４３    Ｄ−Ａ変換部
４４    アナログバッファ回路部
４５    ソースフォロア回路部
４６    デマルチプレクサ回路
５１    トランジスタ
５２    トランジスタ
５３    容量素子
５４    発光素子
１００    トランジスタ
１００Ａ    トランジスタ
１００Ｂ    トランジスタ
１００Ｃ    トランジスタ
１００Ｄ    トランジスタ
１０２    基板
１０４    絶縁層
１０６    導電層
１０８    半導体層
１０８ｆ    金属酸化物膜
１０８ｉ    領域
１０８ｎ    領域
１０９    導電層
１１０    絶縁層
１１０ｆ    絶縁膜
１１０ｇ    絶縁膜
１１０ｈ    絶縁膜
１１１    基板
１１２    導電層
１１２ｆ    導電膜
１１３    基板
１１４    金属酸化物層
１１４ｆ    金属酸化物膜
１１６    第１の層
１１６ａ    第１の層
１１７    金属酸化物層
１１８    絶縁層
１１９    絶縁層
１２０ａ    導電層
１２０ｂ    導電層
１４１ａ    開口部
１４１ｂ    開口部
１４１ｃ    開口部
１４２    開口部
１５１    レジストマスク
２０１ａ    トランジスタ
２０１ｂ    トランジスタ
２０１ｂａ    トランジスタ
２１０    絶縁層
２１０ａ    絶縁層
２１０ｂ    絶縁層
２１１    絶縁層
２１２    絶縁層
２１３    絶縁層
２１５    絶縁層
２１６    絶縁層
２１９    絶縁層
２２２ｂ    導電層
２４２    接続体
２５１    トランジスタ
２５５    導電層
２６１    基板
２６２    接着層
２６３    絶縁層
２７１    基板
２７２    接着層
２７３    絶縁層
２８１    着色層
２８２    遮光層
２８５    ＦＰＣ
２９０    発光素子
２９１    画素電極
２９２    ＥＬ層
２９３    共通電極
２９４    接着層
５６０    領域
５６２    表示部
５６４    駆動回路
５６５    導電層
６００    テレビジョン装置
６０１    制御部
６０２    記憶部
６０３    通信制御部
６０４    画像処理回路
６０５    デコーダ回路
６０６    映像信号受信部
６０７    タイミングコントローラ
６０８    ソースドライバ
６０９    ゲートドライバ
６１０    ニューラルネットワーク
６１１    入力層
６１２    中間層
６１３    出力層
６１５    ニューロン
６２０    表示パネル
６２１    画素
６３０    システムバス
５０００    車両
５００１    表示部
５００２    ダッシュボード
５００３    ハンドル
５００４    フロントガラス
５００４ａ    表示パネル
５００５    カメラ
５００５ａ    カメラ
５００５ｂ    カメラ
５００５ｃ    カメラ
５００５ｄ    カメラ
５００５ｅ    カメラ
５００５ｆ    カメラ
５００６    送風口
５００７    表示パネル
５００７ａ    表示パネル
５００７ｂ    表示パネル
５００７ｃ    表示パネル
５００７ｄ    表示パネル
５００８ａ    表示パネル
５００８ｂ    表示パネル
５００８ｃ    映像
５００９    表示パネル
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】
2019028169.tif 000003
【図２】
2019028169.tif 000004
【図３】
2019028169.tif 000005
【図４】
2019028169.tif 000006
【図５】
2019028169.tif 000007
【図６】
2019028169.tif 000008
【図７】
2019028169.tif 000009
【図８】
2019028169.tif 000010
【図９】
2019028169.tif 000011
【図１０】
2019028169.tif 000012
【図１１】
2019028169.tif 000013
【図１２】
2019028169.tif 000014
【図１３】
2019028169.tif 000015
【図１４】
2019028169.tif 000016
【図１５】
2019028169.tif 000017