(57)【要約】【課題】開口率の高い半導体装置を提供することを課題とする。または、開示する発明の一態様は、消費電力の低い半導体装置を提供することを課題とする。または、開示する発明の一態様は、配線抵抗の低い半導体装置を提供することを課題とする。【解決手段】絶縁面を有する基板と、基板上に設けられた透光性を有する第１の電極と、基板上に設けられた透光性を有する第２の電極と、第１の電極および第２の電極と電気的に接続するように設けられた透光性を有する半導体層と、第１の電極と電気的に接続された第１の配線と、少なくとも半導体層を覆うように設けられた絶縁層と、半導体層と重なる領域の絶縁層上に設けられた透光性を有する第３の電極と、第３の電極と電気的に接続された第２の配線と、を有する。【選択図】図１
2019159339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素電極と、
前記画素電極と接する領域を有する第１の導電層と、
前記第１の導電層と接する領域を有する第２の導電層と、
前記第２の導電層と重なる領域を有する第１の酸化物半導体層と、
前記第１の導電層と接する領域を有する第２の酸化物半導体層と、
前記第２の酸化物半導体層と重なる領域を有し、且つ前記第２の導電層と同じ材料を有するゲート電極と、を有し、
前記第２の酸化物半導体層は、前記第１の導電層と同じ材料を有する第１のソース配線と電気的に接続され、
平面視において、前記第１の導電層、前記第２の導電層、前記第１の酸化物半導体層、前記第２の酸化物半導体層、及び前記ゲート電極の各々は、前記第１のソース配線、前記第１のソース配線に隣接する第２のソース配線、第１のゲート配線、及び前記第１のゲート配線に隣接する第２のゲート配線に囲まれた領域に重なる領域を有し、
前記画素電極は、前記第１のソース配線と重なる領域と、前記第１のゲート配線と重なる領域と、前記第１の導電層と重なる領域と、前記第２の導電層と重なる領域と、前記第１の酸化物半導体層と重なる領域と、前記第２の酸化物半導体層と重なる領域と、前記ゲート電極と重なる領域とを有する、表示装置。
【請求項２】
画素電極と、
前記画素電極と接する領域を有する第１の導電層と、
前記第１の導電層と接する領域を有する第２の導電層と、
前記第２の導電層と重なる領域を有する第１の酸化物半導体層と、
前記第１の導電層と接する領域を有する第２の酸化物半導体層と、
前記第２の酸化物半導体層と重なる領域を有し、且つ前記第２の導電層と同じ材料を有するゲート電極と、
前記第２の導電層と重なる領域を有する第３の導電層と、を有し、
前記第２の酸化物半導体層は、前記第１の導電層及び前記第３の導電層と同じ材料を有する第１のソース配線と電気的に接続され、
平面視において、前記第１の導電層、前記第２の導電層、前記第１の酸化物半導体層、前記第２の酸化物半導体層、前記ゲート電極、及び前記第３の導電層の各々は、前記第１のソース配線、前記第１のソース配線に隣接する第２のソース配線、第１のゲート配線、及び前記第１のゲート配線に隣接する第２のゲート配線に囲まれた領域に重なる領域を有し、
前記画素電極は、前記第１のソース配線と重なる領域と、前記第１のゲート配線と重なる領域と、前記第１の導電層と重なる領域と、前記第２の導電層と重なる領域と、前記第１の酸化物半導体層と重なる領域と、前記第２の酸化物半導体層と重なる領域と、前記ゲート電極と重なる領域とを有する、表示装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記第１の酸化物半導体層及び前記第２の酸化物半導体層の各々は、Ｉｎ、Ｇａ、及びＺｎを有する、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野は、半導体装置、表示装置、発光装置、またはそれらの製造方法に関するもので
ある。特に、酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）を有する半
導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、液晶表示装置に代表される表示装置のスイッチング素子として、アモルファスシリ
コン等のシリコン層をチャネル層として用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が広く用いら
れている。アモルファスシリコンを用いた薄膜トランジスタは、電界効果移動度が低いも
ののガラス基板の大面積化に対応することができるという利点を有している。
【０００３】
また、近年、半導体特性を示す金属酸化物を用いて薄膜トランジスタを作製し、電子デバ
イスや光デバイスに応用する技術が注目されている。例えば、金属酸化物の中で、酸化タ
ングステン、酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛などは半導体特性を示すことが知られて
いる。このような金属酸化物で構成される透明半導体層をチャネル形成領域とする薄膜ト
ランジスタが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、トランジスタのチャネル層を、透光性を有する酸化物半導体層で形成すると共に、
ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極も透光性を有する透明導電膜で形成することによ
って、開口率を向上させる技術が検討されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
開口率を向上することにより、光利用効率が向上し、表示装置の省電力化及び小型化を達
成することが可能となる。その一方で、表示装置の大型化や、携帯機器への応用化の観点
からは、開口率の向上と共にさらなる消費電力の低減が求められている。
【０００６】
なお、電気光学素子の透明電極に対する金属補助配線の配線方法として、透明電極の上下
どちらかで、透明電極と導通がとれるように金属補助配線と透明電極が重なるように配線
されるものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
なお、アクティブマトリクス基板に設けられる付加容量電極をＩＴＯ、ＳｎＯ２等の透明
導電膜からなるものとし、付加容量用電極の電気抵抗を小さくするため、金属膜から成る
補助配線を付加容量用電極に接して設ける構成が知られている（例えば、特許文献４参照
）。
【０００８】
なお、非晶質酸化物半導体膜を用いた電界効果型トランジスタにおいて、ゲート電極、ソ
−ス電極及びドレイン電極の各電極を形成する材料は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ），
インジウム亜鉛酸化物，ＺｎＯ，ＳｎＯ２などの透明電極や、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｎｉ，
Ｍｏ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｔａなどの金属電極、または、これらを含む合金の金属電極などを用
いることができ、それらを２層以上積層して接触抵抗を低減し、または、界面強度を向上
させてもよいことは知られている（例えば、特許文献５参照）。
【０００９】
なお、アモルファス酸化物半導体を用いるトランジスタのソース電極、ドレイン電極およ
びゲート電極、補助容量電極の材料として、インジウム（Ｉｎ）、アルミ（Ａｌ）、金（
Ａｕ）、銀（Ａｇ）等の金属や、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）
、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化インジウムカドミウム（ＣｄＩ
ｎ２Ｏ４）、酸化カドミウムスズ（Ｃｄ２ＳｎＯ４）、酸化亜鉛スズ（Ｚｎ２ＳｎＯ４）
等の酸化物材料を用いることができ、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極の材料は
、全て同じでもよく、異なっても良いことが知られている（例えば、特許文献６、７参照
）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−１０３９５７号公報
【特許文献２】特開２００７−８１３６２号公報
【特許文献３】特開平２−８２２２１号公報
【特許文献４】特開平２−３１０５３６号公報
【特許文献５】特開２００８−２４３９２８号公報
【特許文献６】特開２００７−１０９９１８号公報
【特許文献７】特開２００７−１１５８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本明細書等（少なくとも、明細書、特許請求の範囲、および図面を含む）におい
て開示する発明の一態様は、開口率の高い半導体装置を提供することを課題とする。また
は、開示する発明の一態様は、消費電力の低い半導体装置を提供することを課題とする。
または、開示する発明の一態様は、配線抵抗の低い半導体装置を提供することを課題とす
る。または、開示する発明の一態様は、信号波形のなまりを低減する半導体装置を提供す
ることを課題とする。または、開示する発明の一態様は、導電率の高い配線を提供するこ
とを課題とする。または、開示する発明の一態様は、透過率の高い半導体装置を提供する
ことを課題とする。または、開示する発明の一態様は、大画面化された半導体装置を提供
することを課題とする。または、開示する発明の一態様は、プロセス工程数の増加を抑え
た半導体装置を提供することを課題とする。または、開示する発明の一態様は、コントラ
ストが向上した半導体装置を提供することを課題とする。または、開示する発明の一態様
は、レイアウトの自由度が高い半導体装置を提供することを課題とする。または、開示す
る発明の一態様は、Ｓ値（ｓｕｂｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  ｓｗｉｎｇ  ｖａｌｕｅ）の小さ
い半導体装置を提供することを課題とする。なお、これらの課題は、他の課題の存在を妨
げるものではない。また、開示する発明の一態様が、上記の課題の全てを解決する必要は
ないものとする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本明細書等において開示する発明の一態様では、トランジスタを、透光性を有する材料を
用いて形成する。より詳細には、次の通りである。
【００１３】
本明細書等において開示する発明の一態様は、絶縁面を有する基板と、基板上に設けられ
た透光性を有する第１の電極（ソース電極）と、基板上に設けられた透光性を有する第２
の電極（ドレイン電極）と、第１の電極および第２の電極と電気的に接続するように設け
られた透光性を有する半導体層（半導体層）と、第１の電極と電気的に接続された第１の
配線（ソース配線）と、少なくとも半導体層を覆うように設けられた絶縁層（ゲート絶縁
層）と、半導体層と重なる領域の絶縁層上に設けられた透光性を有する第３の電極（ゲー
ト電極）と、第３の電極と電気的に接続された第２の配線（ゲート配線）と、を有するこ
とを特徴とする半導体装置である。
【００１４】
また、本明細書等において開示する発明の別の一態様は、絶縁面を有する基板上に、透光
性を有する第１の導電層と、第２の導電層とを積層して形成し、第２の導電層上に第１の
マスクを形成し、第１のマスクを用いて第１の導電層をエッチングして第１の電極および
第２の電極を形成すると共に、第２の導電層をエッチングして第３の導電層を形成し、第
１のマスクを後退させて、第２のマスクを形成し、第２のマスクを用いて第３の導電層を
エッチングして第１の配線を形成し、第１の電極および第２の電極と電気的に接続する透
光性を有する半導体層を形成し、半導体層を覆うように絶縁層を形成し、絶縁層上に、透
光性を有する第４の導電層と、第５の導電層とを積層して形成し、第５の導電層上に第３
のマスクを形成し、第３のマスクを用いて第４の導電層をエッチングして第３の電極を形
成すると共に、第５の導電層をエッチングして第６の導電層を形成し、第３のマスクを後
退させて、第４のマスクを形成し、第４のマスクを用いて第６の導電層をエッチングして
第２の配線を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００１５】
なお、上記において、第２の電極と電気的に接続された透光性を有する第４の電極（画素
電極）を設けても良い。また、絶縁層を介して第２の電極の一部と重なる領域に設けられ
、かつ第３の電極と同一層でなる第５の電極（容量電極）と、第５の電極と電気的に接続
され、かつ第２の配線と同一層でなる第３の配線（容量配線）と、を設けても良い。
【００１６】
また、上記において、半導体層は、インジウム、ガリウムおよび亜鉛を含む酸化物半導体
からなることが好ましい。また、第１の電極、第２の電極、および第３の電極は、インジ
ウム錫酸化物、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、有機インジウム、有機スズ、酸化亜
鉛、窒化チタン、酸化亜鉛を含むインジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛にガリウムを添加した
材料、酸化スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むイ
ンジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム
錫酸化物、のいずれかからなることが好ましい。
【００１７】
また、上記において、第１の配線および第２の配線は、遮光性を有することが好ましい。
また、第１の配線と第２の配線との交差部分に、半導体層と同一層でなる層を設けること
が好ましい。これにより、配線が交差することに起因して生じる容量を低減することがで
きるため、信号波形のなまりを抑制することができる。特に、大型の半導体装置ではその
効果が著しい。
【００１８】
本明細書等において開示する発明に用いることができる酸化物半導体の一例としては、Ｉ
ｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＞０）で表記されるものがある。ここで、Ｍは、ガリウム（Ｇ
ａ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）及びコバルト（Ｃｏ）から選ば
れた一の金属元素または複数の金属元素を示す。例えば、ＭとしてＧａが選択される場合
には、Ｇａのみの場合の他に、ＧａとＮｉや、ＧａとＦｅなど、Ｇａ以外の上記金属元素
が選択される場合を含む。また、上記酸化物半導体において、Ｍとして含まれる金属元素
の他に、不純物元素としてＦｅ、Ｎｉその他の遷移金属元素、または該遷移金属の酸化物
が含まれているものがある。本明細書等においては、上記酸化物半導体のうち、Ｍとして
少なくともガリウムを含むものをＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体と呼び、当該材料
を用いた薄膜をＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非単結晶膜と呼ぶことがある。
【００１９】
さらに、上記において、多階調マスクを用いることにより、１枚のマスク（レチクル）で
、透光性を有する領域（透過率の高い領域）と、透光性を有しない領域（透過率の低い領
域）とを形成することができる。これにより、マスク数の増加を抑制できる。
【００２０】
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得る装
置全般を指し、半導体回路、表示装置、電気光学装置、発光表示装置、電子機器などは全
て半導体装置に含まれる。
【００２１】
また、本明細書等において表示装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、または光源
（照明装置含む）を指す。ここで、コネクター、例えば、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐ
ｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）やＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉ
ｎｇ）テープ、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）などが取り付けら
れたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線基板が設けられたモジュール
、表示素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接
実装されたモジュールなどは全て表示装置に含まれる。
【００２２】
なお、スイッチは、様々な形態のものを用いることができる。例としては、電気的スイッ
チや機械的なスイッチなどがある。つまり、電流の流れを制御できるものであればよく、
特定のものに限定されない。例えば、スイッチとして、トランジスタ（例えば、バイポー
ラトランジスタ、ＭＯＳトランジスタなど）、ダイオード（例えば、ＰＮダイオード、Ｐ
ＩＮダイオード、ショットキーダイオード、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  
Ｍｅｔａｌ）ダイオード、ＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄ
ｕｃｔｏｒ）ダイオード、ダイオード接続のトランジスタなど）などを用いることが出来
る。または、これらを組み合わせた論理回路をスイッチとして用いることが出来る。
【００２３】
機械的なスイッチの例としては、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）のように、
ＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）技術を用いたスイッチがある
。そのスイッチは、機械的に動かすことが出来る電極を有し、その電極が動くことによっ
て、導通と非導通とを制御して動作する。
【００２４】
スイッチとしてトランジスタを用いる場合、そのトランジスタは、単なるスイッチとして
動作するため、トランジスタの極性（導電型）は特に限定されない。ただし、オフ電流を
抑えたい場合、オフ電流が少ない方の極性のトランジスタを用いることが望ましい。オフ
電流が少ないトランジスタとしては、ＬＤＤ領域を有するトランジスタやマルチゲート構
造を有するトランジスタ等がある。または、スイッチとして動作させるトランジスタのソ
ース端子の電位が、低電位側電源（Ｖｓｓ、ＧＮＤ、０Ｖなど）の電位に近い値で動作す
る場合はＮチャネル型トランジスタを用いることが望ましい。反対に、ソース端子の電位
が、高電位側電源（Ｖｄｄなど）の電位に近い値で動作する場合はＰチャネル型トランジ
スタを用いることが望ましい。なぜなら、Ｎチャネル型トランジスタではソース端子が低
電位側電源の電位に近い値で動作するとき、Ｐチャネル型トランジスタではソース端子が
高電位側電源の電位に近い値で動作するとき、ゲートとソースの間の電圧の絶対値を大き
くできるため、スイッチとして、より正確な動作を行うことができるからである。さらに
、トランジスタがソースフォロワ動作をしてしまうことが少ないため、出力電圧の大きさ
が小さくなってしまうことが少ないからである。
【００２５】
なお、Ｎチャネル型トランジスタとＰチャネル型トランジスタの両方を用いて、ＣＭＯＳ
型のスイッチをスイッチとして用いてもよい。ＣＭＯＳ型のスイッチにすると、Ｐチャネ
ル型トランジスタまたはＮチャネル型トランジスタのどちらか一方のトランジスタが導通
すれば電流が流れるため、スイッチとして機能しやすくなる。例えば、スイッチへの入力
信号の電圧が高い場合でも、低い場合でも、適切に電圧を出力させることが出来る。さら
に、スイッチをオンまたはオフさせるための信号の電圧振幅値を小さくすることが出来る
ので、消費電力を小さくすることも出来る。
【００２６】
なお、スイッチとしてトランジスタを用いる場合、スイッチは、入力端子（ソース端子ま
たはドレイン端子の一方）と、出力端子（ソース端子またはドレイン端子の他方）と、導
通を制御する端子（ゲート端子）とを有している。一方、スイッチとしてダイオードを用
いる場合、スイッチは、導通を制御する端子を有していない場合がある。そのため、トラ
ンジスタよりもダイオードをスイッチとして用いた方が、端子を制御するための配線を少
なくすることが出来る。
【００２７】
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。
【００２８】
例えば、ＡとＢとが電気的に接続されている場合として、ＡとＢとの電気的な接続を可能
とする素子（例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイ
オードなど）が、ＡとＢとの間に１個以上接続されていてもよい。あるいは、ＡとＢとが
機能的に接続されている場合として、ＡとＢとの機能的な接続を可能とする回路（例えば
、論理回路（インバータ、ＮＡＮＤ回路、ＮＯＲ回路など）、信号変換回路（ＤＡ変換回
路、ＡＤ変換回路、ガンマ補正回路など）、電位レベル変換回路（電源回路（昇圧回路、
降圧回路など）、信号の電位レベルを変えるレベルシフタ回路など）、電圧源、電流源、
切り替え回路、増幅回路（信号振幅または電流量などを大きく出来る回路、オペアンプ、
差動増幅回路、ソースフォロワ回路、バッファ回路など）、信号生成回路、記憶回路、制
御回路など）が、ＡとＢとの間に１個以上接続されていてもよい。例えば、ＡとＢとの間
に別の回路を挟んでいても、Ａから出力された信号がＢへ伝達される場合は、ＡとＢとは
機能的に接続されているものとする。
【００２９】
なお、ＡとＢとが電気的に接続されている、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（つまり、ＡとＢとの間に別の素子や別の回路を挟んで接続され
ている場合）と、ＡとＢとが機能的に接続されている場合（つまり、ＡとＢとの間に別の
回路を挟んで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（つ
まり、ＡとＢとの間に別の素子や別の回路を挟まずに接続されている場合）とを含むもの
とする。つまり、電気的に接続されている、と明示的に記載する場合は、単に、接続され
ている、とのみ明示的に記載されている場合と同じであるとする。
【００３０】
なお、表示素子、表示素子を有する装置である表示装置、発光素子、発光素子を有する装
置である発光装置は、様々な形態を用い、また、様々な素子を有することが出来る。例え
ば、表示素子、表示装置、発光素子または発光装置としては、ＥＬ（エレクトロルミネッ
センス）素子（有機物及び無機物を含むＥＬ素子、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子）、ＬＥ
Ｄ（白色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤなど）、トランジスタ（電流に応
じて発光するトランジスタ）、電子放出素子、液晶素子、電子インク、電気泳動素子、グ
レーティングライトバルブ（ＧＬＶ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、デジタ
ルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、圧電セラミックディスプレイ、カーボンナノチュ
ーブ、など、電気磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化す
る表示媒体を有することができる。なお、ＥＬ素子を用いた表示装置としてはＥＬディス
プレイなど、電子放出素子を用いた表示装置としてはフィールドエミッションディスプレ
イ（ＦＥＤ）やＳＥＤ方式平面型ディスプレイ（ＳＥＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ−ｃｏｎｄｕｃ
ｔｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｅｒ  Ｄｉｓｐｌｙ）など、液晶素子を用いた
表示装置としては液晶ディスプレイ（透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレ
イ、反射型液晶ディスプレイ、直視型液晶ディスプレイ、投射型液晶ディスプレイ）など
、電子インクや電気泳動素子を用いた表示装置としては電子ペーパーなどがある。
【００３１】
なお、ＥＬ素子とは、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に挟まれたＥＬ層とを有する素
子である。なお、ＥＬ層としては、１重項励起子からの発光（蛍光）を利用するもの、３
重項励起子からの発光（燐光）を利用するもの、１重項励起子からの発光（蛍光）を利用
するものと３重項励起子からの発光（燐光）を利用するものとを含むもの、有機物によっ
て形成されたもの、無機物によって形成されたもの、有機物によって形成されたものと無
機物によって形成されたものとを含むもの、高分子の材料、低分子の材料、高分子の材料
と低分子の材料とを含むものなどを有することができる。ただし、これに限定されず、Ｅ
Ｌ素子として様々なものを有することができる。
【００３２】
なお、電子放出素子とは、陰極に高電界を集中して電子を引き出す素子である。例えば、
電子放出素子として、スピント型、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）型、金属―絶縁体―
金属を積層したＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）型、金属―絶縁
体―半導体を積層したＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃ
ｔｏｒ）型、ＭＯＳ型、シリコン型、薄膜ダイオード型、ダイヤモンド型、表面伝導エミ
ッタＳＣＤ型、金属―絶縁体―半導体−金属型等の薄膜型、ＨＥＥＤ型、ＥＬ型、ポーラ
スシリコン型、表面伝導（ＳＣＥ）型などを有することができる。ただし、これに限定さ
れず、電子放出素子として様々なものを有することができる。
【００３３】
なお、液晶素子とは、液晶の光学的変調作用によって光の透過または非透過を制御する素
子であり、一対の電極、及び液晶により構成される。なお、液晶の光学的変調作用は、液
晶にかかる電界（横方向の電界、縦方向の電界又は斜め方向の電界を含む）によって制御
される。なお、液晶素子としては、ネマチック液晶、コレステリック液晶、スメクチック
液晶、ディスコチック液晶、サーモトロピック液晶、リオトロピック液晶、低分子液晶、
高分子液晶、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）、強誘電液晶、反強誘電液晶、主鎖型液晶、
側鎖型高分子液晶、プラズマアドレス液晶（ＰＡＬＣ）、バナナ型液晶などを挙げること
ができる。また、液晶の駆動方式としては、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モ
ード、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−
Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉ
ｔｃｈｉｎｇ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉ
ｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍ
ｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｓｕｐｅｒ  Ｖｉｅｗ）モード、ＡＳＭ（
Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード
、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ
）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉ
ｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓ
ｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒ
ｙｓｔａｌ）モード、ＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  
Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ゲストホストモード、ブルー相（Ｂｌｕｅ  Ｐｈａｓｅ）モー
ドなどを用いることができる。ただし、これに限定されず、液晶素子及びその駆動方法と
して様々なものを用いることができる。
【００３４】
なお、電子ペーパーの表示方法としては、分子により表示されるもの（光学異方性、染料
分子配向など）、粒子により表示されるもの（電気泳動、粒子移動、粒子回転、相変化な
ど）、フィルムの一端が移動することにより表示されるもの、分子の発色／相変化により
表示されるもの、分子の光吸収により表示されるもの、電子とホールが結合して自発光に
より表示されるものなどのことをいう。例えば、電子ペーパーとして、マイクロカプセル
型電気泳動、水平移動型電気泳動、垂直移動型電気泳動、球状ツイストボール、磁気ツイ
ストボール、円柱ツイストボール方式、帯電トナー、電子粉流体、磁気泳動型、磁気感熱
式、エレクトロウェッテイング、光散乱（透明／白濁変化）、コレステリック液晶／光導
電層、コレステリック液晶、双安定性ネマチック液晶、強誘電性液晶、２色性色素・液晶
分散型、可動フィルム、ロイコ染料による発消色、フォトクロミック、エレクトロクロミ
ック、エレクトロデポジション、フレキシブル有機ＥＬなどを用いることができる。ただ
し、これに限定されず、電子ペーパー及びその表示方法として様々なものを用いることが
できる。ここで、マイクロカプセル型電気泳動を用いることによって、電気泳動方式の欠
点である泳動粒子の凝集、沈殿を解決することができる。電子粉流体は、高速応答性、高
反射率、広視野角、低消費電力、メモリ性などのメリットを有する。
【００３５】
なお、プラズマディスプレイパネルは、電極を表面に形成した基板と、電極及び微小な溝
を表面に形成し且つ溝内に蛍光体層を形成した基板とを狭い間隔で対向させて、希ガスを
封入した構造を有する。あるいは、プラズマディスプレイパネルは、プラズマチューブを
上下からフィルム状の電極で挟み込んだ構造とすることも可能である。プラズマチューブ
とは、ガラスチューブ内に、放電ガス、ＲＧＢそれぞれの蛍光体などを封止したものであ
る。なお、電極間に電圧をかけることによって紫外線を発生させ、蛍光体を光らせること
で、表示を行うことができる。なお、プラズマディスプレイパネルとしては、ＤＣ型ＰＤ
Ｐ、ＡＣ型ＰＤＰでもよい。ここで、プラズマディスプレイパネルの駆動方法としては、
ＡＷＳ（Ａｄｄｒｅｓｓ  Ｗｈｉｌｅ  Ｓｕｓｔａｉｎ）駆動、サブフレームをリセット
期間、アドレス期間、維持期間に分割するＡＤＳ（Ａｄｄｒｅｓｓ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｓ
ｅｐａｒａｔｅｄ）駆動、ＣＬＥＡＲ（ＨＩ‐ＣＯＮＴＲＡＳＴ＆ＬＯＷ  ＥＮＥＲＧＹ
ＡＤＤＲＥＳＳ＆ＲＥＤＵＣＴＩＯＮ  ＯＦ  ＦＡＬＳＥ  ＣＯＮＴＯＵＲ  ＳＥＱＵ
ＥＮＣＥ）駆動、ＡＬＩＳ（Ａｌｔｅｒｎａｔｅ  Ｌｉｇｈｔｉｎｇ  ｏｆ  Ｓｕｒｆａ
ｃｅｓ）方式、ＴＥＲＥＳ（Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｏｆ  Ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ  Ｓｕ
ｓｔａｉｎｅｒ）駆動などを用いることができる。ただし、これに限定されず、プラズマ
ディスプレイパネルの駆動方法として様々なものを用いることができる。
【００３６】
なお、光源を必要とする表示装置、例えば、液晶ディスプレイ（透過型液晶ディスプレイ
、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディスプレイ、直視型液晶ディスプレイ、投射
型液晶ディスプレイ）、グレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）を用いた表示装置、デジ
タルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いた表示装置などの光源としては、エレクト
ロルミネッセンス、冷陰極管、熱陰極管、ＬＥＤ、レーザー光源、水銀ランプなどを用い
ることができる。ただし、これに限定されず、光源して様々なものを用いることができる
。
【００３７】
なお、トランジスタとして、様々な形態のトランジスタを用いることが出来る。よって、
用いるトランジスタの種類に限定はない。例えば、非晶質シリコン、多結晶シリコン、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）シリコンなど
に代表される非単結晶半導体膜を有する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などを用いることが
出来る。ＴＦＴを用いる場合、様々なメリットがある。例えば、単結晶シリコンの場合よ
りも低い温度で製造できるため、製造コストの削減、又は製造装置の大型化を図ることが
できる。製造装置を大きくできるため、大型基板上に製造できる。これにより、同時に複
数の表示装置を製造できるため、製造コストを抑制できる。さらに、製造温度が低いため
、耐熱性の低い基板を用いることができる。これにより、ガラス基板などの透光性を有す
る基板上にトランジスタを製造できる。そして、透光性を有する基板上のトランジスタを
用いて表示素子での光の透過を制御することが出来る。あるいは、トランジスタの膜厚が
小さいため、トランジスタを構成する膜の一部は、光を透過させることが出来る。そのた
め、開口率が向上させることができる。
【００３８】
なお、多結晶シリコンを製造するときに、触媒（ニッケルなど）を用いることにより、結
晶性をさらに向上させ、電気特性のよいトランジスタを製造することが可能となる。その
結果、ゲートドライバ回路（走査線駆動回路）やソースドライバ回路（信号線駆動回路）
、信号処理回路（信号生成回路、ガンマ補正回路、ＤＡ変換回路など）を基板上に一体形
成することが出来る。
【００３９】
なお、微結晶シリコンを製造するときに、触媒（ニッケルなど）を用いることにより、結
晶性をさらに向上させ、電気特性のよいトランジスタを製造することが可能となる。この
とき、レーザー照射を行うことなく、熱を加えるだけで、結晶性を向上させることも可能
である。その結果、ソースドライバ回路の一部（アナログスイッチなど）およびゲートド
ライバ回路（走査線駆動回路）を基板上に一体形成することが出来る。さらに、結晶化の
ためにレーザー照射を行わない場合は、シリコンの結晶性のムラを抑えることができる。
そのため、質の高い表示が可能である。
【００４０】
ただし、触媒（ニッケルなど）を用いずに、多結晶シリコンや微結晶シリコンを製造する
ことは可能である。
【００４１】
なお、シリコンの結晶性を、多結晶または微結晶などへと向上させることは、パネル全体
で行うことが望ましいが、それに限定されない。パネルの一部の領域のみにおいて、シリ
コンの結晶性を向上させてもよい。選択的に結晶性を向上させることは、レーザー光を選
択的に照射することなどにより可能である。例えば、画素以外の領域である周辺回路領域
にのみ、レーザー光を照射してもよい。または、ゲートドライバ回路、ソースドライバ回
路等の領域にのみ、レーザー光を照射してもよい。あるいは、ソースドライバ回路の一部
（例えば、アナログスイッチ）の領域にのみ、レーザー光を照射してもよい。その結果、
回路を高速に動作させる必要がある領域にのみ、シリコンの結晶性を向上させることがで
きる。画素領域は、高速に動作させる必要性が低いため、結晶性が向上されなくても、問
題なく画素回路を動作させることが出来る。結晶性を向上させる領域が少なくて済むため
、製造工程も短くすることが出来、スループットが向上し、製造コストを低減させること
が出来る。必要とされる製造装置の数も少なくて済むため、製造コストを低減させる（増
大させない）ことが出来る。
【００４２】
または、半導体基板やＳＯＩ基板などを用いてトランジスタを形成することが出来る。こ
れらにより、特性やサイズや形状などのバラツキが少なく、電流供給能力が高く、サイズ
の小さいトランジスタを製造することができる。これらのトランジスタを用いると、回路
の低消費電力化、又は回路の高集積化を図ることができる。
【００４３】
または、ＺｎＯ、ａ−ＩｎＧａＺｎＯ、ＩＺＯ、ＩＴＯ、ＳｎＯ、ＴｉＯ、ＡｌＺｎＳｎ
Ｏ（ＡＺＴＯ）などの化合物半導体または酸化物半導体を有するトランジスタや、さらに
、これらの化合物半導体または酸化物半導体を薄膜化した薄膜トランジスタなどを用いる
ことが出来る。これらにより、製造温度を低くでき、例えば、室温でトランジスタを製造
することが可能となる。その結果、耐熱性の低い基板、例えばプラスチック基板やフィル
ム基板に直接トランジスタを形成することが出来る。なお、これらの化合物半導体または
酸化物半導体を、トランジスタのチャネル部分に用いるだけでなく、それ以外の用途で用
いることも出来る。例えば、これらの化合物半導体または酸化物半導体を抵抗素子、画素
電極、透光性を有する電極として用いることができる。さらに、それらをトランジスタと
同時に成膜又は形成できるため、コストを低減できる。また、ＳｉＧｅ、ＧａＡｓ、など
の半導体を用いても良い。
【００４４】
または、インクジェットや印刷法を用いて形成したトランジスタなどを用いることが出来
る。これらにより、室温で製造、低真空度で製造、又は大型基板上に製造することができ
る。マスク（レチクル）を用いなくても製造することが可能となるため、トランジスタの
レイアウトを容易に変更することが出来る。さらに、レジストを用いる必要がないので、
材料費が安くなり、工程数を削減できる。さらに、必要な部分にのみ膜を付けるため、全
面に成膜した後でエッチングする、という製法よりも、材料が無駄にならず、低コストに
できる。
【００４５】
または、有機半導体やカーボンナノチューブを有するトランジスタ等を用いることができ
る。これらにより、曲げることが可能な基板上にトランジスタを形成することが出来る。
このような基板を用いた半導体装置は、衝撃に強くすることができる。
【００４６】
さらに、様々な構造のトランジスタを用いることができる。例えば、ＭＯＳ型トランジス
タ、接合型トランジスタ、バイポーラトランジスタなどをトランジスタとして用いること
が出来る。ＭＯＳ型トランジスタを用いることにより、トランジスタのサイズを小さくす
ることが出来る。よって、多数のトランジスタを搭載することができる。バイポーラトラ
ンジスタを用いることにより、大きな電流を流すことが出来る。よって、高速に回路を動
作させることができる。
【００４７】
なお、ＭＯＳ型トランジスタ、バイポーラトランジスタなどを１つの基板に混在させて形
成してもよい。これにより、低消費電力、小型化、高速動作などを実現することが出来る
。
【００４８】
その他、様々なトランジスタを用いることができる。
【００４９】
なお、トランジスタは、様々な基板を用いて形成することが出来る。基板の種類は、特定
のものに限定されることはない。その基板としては、例えば、単結晶基板（例えばシリコ
ン基板）、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレ
ス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タング
ステン・ホイルを有する基板、可撓性基板などを用いることが出来る。ガラス基板の一例
としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラスなどがある。可撓性基
板の一例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート
（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に代表されるプラスチック、又はアクリ
ル等の可撓性を有する合成樹脂などがある。他にも、貼り合わせフィルム（ポリプロピレ
ン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなど）、繊維状の材料を含む
紙、基材フィルム（ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、無機蒸着フィルム、紙類等
）などがある。または、ある基板を用いてトランジスタを形成し、その後、別の基板にト
ランジスタを転置し、別の基板上にトランジスタを配置してもよい。トランジスタが転置
される基板としては、単結晶基板、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基
板、紙基板、セロファン基板、石材基板、木材基板、布基板（天然繊維（絹、綿、麻）、
合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテート、キ
ュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、ゴム基板、ステンレス
・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板などを用いることができる。あ
るいは、人などの動物の皮膚（表皮、真皮）又は皮下組織を基板として用いてもよい。ま
たは、ある基板を用いてトランジスタを形成し、その基板を研磨して薄くしてもよい。研
磨される基板としては、単結晶基板、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック
基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板などを用いる
ことができる。これらの基板を用いることにより、特性のよいトランジスタの形成、消費
電力の小さいトランジスタの形成、壊れにくい装置の製造、耐熱性の付与、軽量化、又は
薄型化を図ることができる。
【００５０】
なお、トランジスタの構成は、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。マルチゲ
ート構造にすると、チャネル領域が直列に接続されるため、複数のトランジスタが直列に
接続された構成となる。マルチゲート構造により、オフ電流の低減、トランジスタの耐圧
向上（信頼性の向上）を図ることができる。あるいは、マルチゲート構造により、飽和領
域で動作する時に、ドレイン・ソース間電圧が変化しても、ドレイン・ソース間電流があ
まり変化せず、電圧・電流特性の傾きをフラットにすることができる。電圧・電流特性の
傾きがフラットである特性を利用すると、理想的な電流源回路や、非常に高い抵抗値をも
つ能動負荷を実現することが出来る。その結果、特性のよい差動回路やカレントミラー回
路を実現することが出来る。
【００５１】
別の例として、チャネル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。チャネルの上下にゲート電極が配置されている構造にすることにより、チャネル領域
が増えるため、電流値の増加を図ることができる。または、チャネルの上下にゲート電極
が配置されている構造にすることにより、空乏層ができやすくなるため、Ｓ値の改善を図
ることができる。なお、チャネル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
、複数のトランジスタが並列に接続されたような構成となる。
【００５２】
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。チャネル領域（もしくはその一部）にソース電極やドレ
イン電極が重なる構造にすることによって、チャネル領域の一部に電荷が溜まることによ
り動作が不安定になることを防ぐことができる。あるいは、ＬＤＤ領域を設けた構造を適
用できる。ＬＤＤ領域を設けることにより、オフ電流の低減、又はトランジスタの耐圧向
上（信頼性の向上）を図ることができる。あるいは、ＬＤＤ領域を設けることにより、飽
和領域で動作する時に、ドレイン・ソース間電圧が変化しても、ドレイン・ソース間電流
があまり変化せず、電圧・電流特性の傾きがフラットな特性にすることができる。
【００５３】
なお、トランジスタは、様々なタイプを用いることができ、様々な基板を用いて形成させ
ることができる。したがって、所定の機能を実現させるために必要な回路の全てを、同一
の基板に形成することも可能である。例えば、所定の機能を実現させるために必要な回路
の全てを、ガラス基板、プラスチック基板、単結晶基板、またはＳＯＩ基板などの様々な
基板を用いて形成することも可能である。所定の機能を実現させるために必要な回路の全
てが同じ基板を用いて形成されていることにより、部品点数の削減によるコストの低減、
又は回路部品との接続点数の低減による信頼性の向上を図ることができる。あるいは、所
定の機能を実現させるために必要な回路の一部が、ある基板に形成され、所定の機能を実
現させるために必要な回路の別の一部が、別の基板に形成されていることも可能である。
つまり、所定の機能を実現させるために必要な回路の全てが同じ基板を用いて形成されて
いなくてもよい。例えば、所定の機能を実現させるために必要な回路の一部は、ガラス基
板上にトランジスタにより形成され、所定の機能を実現させるために必要な回路の別の一
部は、単結晶基板に形成され、単結晶基板を用いて形成されたトランジスタで構成された
ＩＣチップをＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）でガラス基板に接続して、ガラス基
板上にそのＩＣチップを配置することも可能である。あるいは、そのＩＣチップをＴＡＢ
（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）やプリント基板を用いてガラス基板
と接続することも可能である。このように、回路の一部が同じ基板に形成されていること
により、部品点数の削減によるコストの低減、又は回路部品との接続点数の低減による信
頼性の向上を図ることができる。あるいは、駆動電圧が高い部分及び駆動周波数が高い部
分の回路は、消費電力が大きくなってしまうので、そのような部分の回路は同じ基板に形
成せず、そのかわりに、例えば、単結晶基板にその部分の回路を形成して、その回路で構
成されたＩＣチップを用いるようにすれば、消費電力の増加を防ぐことができる。
【００５４】
なお、一画素とは、明るさを制御できる要素一つ分を示すものとする。よって、一例とし
ては、一画素とは、一つの色要素を示すものとし、その色要素一つで明るさを表現する。
従って、そのときは、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の色要素からなるカラー表示装置の場合
には、画像の最小単位は、Ｒの画素とＧの画素とＢの画素との三画素から構成されるもの
とする。なお、色要素は、三色に限定されず、三色以上を用いても良いし、ＲＧＢ以外の
色を用いても良い。例えば、白色を加えて、ＲＧＢＷ（Ｗは白）としても可能である。あ
るいは、ＲＧＢに、例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、エメラルドグリーン、朱色な
どを一色以上追加することも可能である。あるいは、例えば、ＲＧＢの中の少なくとも一
色に類似した色を、ＲＧＢに追加することも可能である。例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ１、Ｂ２と
してもよい。Ｂ１とＢ２とは、どちらも青色であるが、少し波長が異なっている。同様に
、Ｒ１、Ｒ２、Ｇ、Ｂとすることも可能である。このような色要素を用いることにより、
より実物に近い表示を行うことができる。このような色要素を用いることにより、消費電
力を低減することが出来る。別の例としては、一つの色要素について、複数の領域を用い
て明るさを制御する場合は、その領域一つ分を一画素とすることも可能である。よって、
一例として、面積階調を行う場合または副画素（サブ画素）を有している場合、一つの色
要素につき、明るさを制御する領域が複数あり、その全体で階調を表現するが、明るさを
制御する領域の一つ分を一画素とすることも可能である。よって、その場合は、一つの色
要素は、複数の画素で構成されることとなる。あるいは、明るさを制御する領域が一つの
色要素の中に複数あっても、それらをまとめて、一つの色要素を１画素としてもよい。よ
って、その場合は、一つの色要素は、一つの画素で構成されることとなる。あるいは、一
つの色要素について、複数の領域を用いて明るさを制御する場合、画素によって、表示に
寄与する領域の大きさが異なっている場合がある。あるいは、一つの色要素につき複数あ
る、明るさを制御する領域において、各々に供給する信号を僅かに異ならせるようにして
、視野角を広げるようにしてもよい。つまり、一つの色要素について、複数個ある領域が
各々有する画素電極の電位が、各々異なっていることも可能である。その結果、液晶分子
に加わる電圧が各画素電極によって各々異なる。よって、視野角を広くすることが出来る
。
【００５５】
なお、一画素（三色分）と明示的に記載する場合は、ＲとＧとＢの三画素分を一画素と考
える場合であるとする。一画素（一色分）と明示的に記載する場合は、一つの色要素につ
き、複数の領域がある場合、それらをまとめて一画素と考える場合であるとする。
【００５６】
なお、画素は、マトリクス状に配置（配列）されている場合がある。ここで、画素がマト
リクスに配置（配列）されているとは、縦方向もしくは横方向において、画素が直線上に
並んで配置されている場合、又はギザギザな線上に配置されている場合を含む。よって、
例えば三色の色要素（例えばＲＧＢ）でフルカラー表示を行う場合に、ストライプ配置さ
れている場合、又は三つの色要素のドットがデルタ配置されている場合も含む。さらに、
ベイヤー配置されている場合も含む。なお、色要素のドット毎にその表示領域の大きさが
異なっていてもよい。これにより、低消費電力化、又は表示素子の長寿命化を図ることが
できる。
【００５７】
なお、画素に能動素子を有するアクティブマトリクス方式、または、画素に能動素子を有
しないパッシブマトリクス方式を用いることが出来る。
【００５８】
アクティブマトリクス方式では、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）として、トラ
ンジスタだけでなく、さまざまな能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いること
が出来る。例えば、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｍｅｔａｌ）やＴＦＤ（
Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｄｉｏｄｅ）などを用いることも可能である。これらの素子は、製
造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。さら
に、素子のサイズが小さいため、開口率を向上させることができ、低消費電力化や高輝度
化をはかることが出来る。
【００５９】
なお、アクティブマトリクス方式以外のものとして、能動素子（アクティブ素子、非線形
素子）を用いないパッシブマトリクス型を用いることも可能である。能動素子（アクティ
ブ素子、非線形素子）を用いないため、製造工程が少なく、製造コストの低減、又は歩留
まりの向上を図ることができる。能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないた
め、開口率を向上させることができ、低消費電力化や高輝度化をはかることが出来る。
【００６０】
なお、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、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。
【００６１】
なお、トランジスタは、ベースとエミッタとコレクタとを含む少なくとも三つの端子を有
する素子であってもよい。この場合も同様に、エミッタとコレクタとを、第１端子、第２
端子などと表記する場合がある。
【００６２】
なお、ゲートとは、ゲート電極とゲート配線（ゲート線、ゲート信号線、走査線、走査信
号線等とも言う）とを含んだ全体、もしくは、それらの一部のことを言う。ゲート電極と
は、チャネル領域を形成する半導体と、ゲート絶縁膜を介してオーバーラップしている部
分の導電膜のことを言う。なお、ゲート電極の一部は、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐ
ｅｄ  Ｄｒａｉｎ）領域またはソース領域（またはドレイン領域）と、ゲート絶縁膜を介
してオーバーラップしている場合もある。ゲート配線とは、各トランジスタのゲート電極
の間を接続するための配線、各画素の有するゲート電極の間を接続するための配線、又は
ゲート電極と別の配線とを接続するための配線のことを言う。
【００６３】
ただし、ゲート電極としても機能し、ゲート配線としても機能するような部分（領域、導
電膜、配線など）も存在する。そのような部分（領域、導電膜、配線など）は、ゲート電
極と呼んでも良いし、ゲート配線と呼んでも良い。つまり、ゲート電極とゲート配線とが
、明確に区別できないような領域も存在する。例えば、延伸して配置されているゲート配
線の一部とチャネル領域がオーバーラップしている場合、その部分（領域、導電膜、配線
など）はゲート配線として機能しているが、ゲート電極としても機能していることになる
。よって、そのような部分（領域、導電膜、配線など）は、ゲート電極と呼んでも良いし
、ゲート配線と呼んでも良い。
【００６４】
なお、ゲート電極と同じ材料で形成され、ゲート電極と同じ島（アイランド）を形成して
つながっている部分（領域、導電膜、配線など）も、ゲート電極と呼んでも良い。同様に
、ゲート配線と同じ材料で形成され、ゲート配線と同じ島（アイランド）を形成してつな
がっている部分（領域、導電膜、配線など）も、ゲート配線と呼んでも良い。このような
部分（領域、導電膜、配線など）は、厳密な意味では、チャネル領域とオーバーラップし
ていない場合、又は別のゲート電極と接続させる機能を有していない場合がある。しかし
、製造時の仕様などの関係で、ゲート電極またはゲート配線と同じ材料で形成され、ゲー
ト電極またはゲート配線と同じ島（アイランド）を形成してつながっている部分（領域、
導電膜、配線など）がある。よって、そのような部分（領域、導電膜、配線など）もゲー
ト電極またはゲート配線と呼んでも良い。
【００６５】
なお、例えば、マルチゲートのトランジスタにおいて、１つのゲート電極と、別のゲート
電極とは、ゲート電極と同じ材料で形成された導電膜で接続される場合が多い。そのよう
な部分（領域、導電膜、配線など）は、ゲート電極とゲート電極とを接続させるための部
分（領域、導電膜、配線など）であるため、ゲート配線と呼んでも良いが、マルチゲート
のトランジスタを１つのトランジスタと見なすことも出来るため、ゲート電極と呼んでも
良い。つまり、ゲート電極またはゲート配線と同じ材料で形成され、ゲート電極またはゲ
ート配線と同じ島（アイランド）を形成してつながっている部分（領域、導電膜、配線な
ど）は、ゲート電極やゲート配線と呼んでも良い。さらに、例えば、ゲート電極とゲート
配線とを接続させている部分の導電膜であって、ゲート電極またはゲート配線とは異なる
材料で形成された導電膜も、ゲート電極と呼んでも良いし、ゲート配線と呼んでも良い。
【００６６】
なお、ゲート端子とは、ゲート電極の部分（領域、導電膜、配線など）または、ゲート電
極と電気的に接続されている部分（領域、導電膜、配線など）について、その一部分のこ
とを言う。
【００６７】
なお、ある配線を、ゲート配線、ゲート線、ゲート信号線、走査線、走査信号線などと呼
ぶ場合、その配線にトランジスタのゲートが接続されていない場合もある。この場合、ゲ
ート配線、ゲート線、ゲート信号線、走査線、走査信号線は、トランジスタのゲートと同
じ層で形成された配線、トランジスタのゲートと同じ材料で形成された配線またはトラン
ジスタのゲートと同時に成膜された配線を意味している場合がある。例としては、保持容
量用配線、電源線、基準電位供給配線などがある。
【００６８】
なお、ソースとは、ソース領域とソース電極とソース配線（ソース線、ソース信号線、デ
ータ線、データ信号線等とも言う）とを含んだ全体、もしくは、それらの一部のことを言
う。ソース領域とは、Ｐ型不純物（ボロンやガリウムなど）やＮ型不純物（リンやヒ素な
ど）が多く含まれる半導体領域のことを言う。従って、少しだけＰ型不純物やＮ型不純物
が含まれる領域、いわゆる、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）領域は
、ソース領域には含まれない。ソース電極とは、ソース領域とは別の材料で形成され、ソ
ース領域と電気的に接続されて配置されている部分の導電層のことを言う。ただし、ソー
ス電極は、ソース領域も含んでソース電極と呼ぶこともある。ソース配線とは、各トラン
ジスタのソース電極の間を接続するための配線、各画素の有するソース電極の間を接続す
るための配線、又はソース電極と別の配線とを接続するための配線のことを言う。
【００６９】
しかしながら、ソース電極としても機能し、ソース配線としても機能するような部分（領
域、導電膜、配線など）も存在する。そのような部分（領域、導電膜、配線など）は、ソ
ース電極と呼んでも良いし、ソース配線と呼んでも良い。つまり、ソース電極とソース配
線とが、明確に区別できないような領域も存在する。例えば、延伸して配置されているソ
ース配線の一部とソース領域とがオーバーラップしている場合、その部分（領域、導電膜
、配線など）はソース配線として機能しているが、ソース電極としても機能していること
になる。よって、そのような部分（領域、導電膜、配線など）は、ソース電極と呼んでも
良いし、ソース配線と呼んでも良い。
【００７０】
なお、ソース電極と同じ材料で形成され、ソース電極と同じ島（アイランド）を形成して
つながっている部分（領域、導電膜、配線など）や、ソース電極とソース電極とを接続す
る部分（領域、導電膜、配線など）も、ソース電極と呼んでも良い。さらに、ソース領域
とオーバーラップしている部分も、ソース電極と呼んでも良い。同様に、ソース配線と同
じ材料で形成され、ソース配線と同じ島（アイランド）を形成してつながっている領域も
、ソース配線と呼んでも良い。このような部分（領域、導電膜、配線など）は、厳密な意
味では、別のソース電極と接続させる機能を有していない場合がある。しかし、製造時の
仕様などの関係で、ソース電極またはソース配線と同じ材料で形成され、ソース電極また
はソース配線とつながっている部分（領域、導電膜、配線など）がある。よって、そのよ
うな部分（領域、導電膜、配線など）もソース電極またはソース配線と呼んでも良い。
【００７１】
なお、例えば、ソース電極とソース配線とを接続させている部分の導電膜であって、ソー
ス電極またはソース配線とは異なる材料で形成された導電膜も、ソース電極と呼んでも良
いし、ソース配線と呼んでも良い。
【００７２】
なお、ソース端子とは、ソース領域や、ソース電極や、ソース電極と電気的に接続されて
いる部分（領域、導電膜、配線など）について、その一部分のことを言う。
【００７３】
なお、ある配線を、ソース配線、ソース線、ソース信号線、データ線、データ信号線など
と呼ぶ場合、その配線にトランジスタのソース（ドレイン）が接続されていない場合もあ
る。この場合、ソース配線、ソース線、ソース信号線、データ線、データ信号線は、トラ
ンジスタのソース（ドレイン）と同じ層で形成された配線、トランジスタのソース（ドレ
イン）と同じ材料で形成された配線またはトランジスタのソース（ドレイン）と同時に成
膜された配線を意味している場合がある。例としては、保持容量用配線、電源線、基準電
位供給配線などがある。
【００７４】
なお、ドレインについては、ソースと同様である。
【００７５】
なお、半導体装置とは半導体素子（トランジスタ、ダイオード、サイリスタなど）を含む
回路を有する装置のことをいう。さらに、半導体特性を利用することで機能しうる装置全
般を半導体装置と呼んでもよい。または、半導体材料を有する装置のことを半導体装置と
言う。
【００７６】
なお、表示装置とは、表示素子を有する装置のことを言う。なお、表示装置は、表示素子
を含む複数の画素を含んでいても良い。なお、表示装置は、複数の画素を駆動させる周辺
駆動回路を含んでいても良い。なお、複数の画素を駆動させる周辺駆動回路は、複数の画
素と同一基板上に形成されてもよい。なお、表示装置は、ワイヤボンディングやバンプな
どによって基板上に配置された周辺駆動回路、いわゆる、チップオングラス（ＣＯＧ）で
接続されたＩＣチップ、または、ＴＡＢなどで接続されたＩＣチップを含んでいても良い
。なお、表示装置は、ＩＣチップ、抵抗素子、容量素子、インダクタ、トランジスタなど
が取り付けられたフレキシブルプリントサーキット（ＦＰＣ）を含んでもよい。なお、表
示装置は、フレキシブルプリントサーキット（ＦＰＣ）などを介して接続され、ＩＣチッ
プ、抵抗素子、容量素子、インダクタ、トランジスタなどが取り付けられたプリント配線
基板（ＰＷＢ）を含んでいても良い。なお、表示装置は、偏光板または位相差板などの光
学シートを含んでいても良い。なお、表示装置は、照明装置、筐体、音声入出力装置、光
センサなどを含んでいても良い。
【００７７】
なお、照明装置は、バックライトユニット、導光板、プリズムシート、拡散シート、反射
シート、光源（ＬＥＤ、冷陰極管など）、冷却装置（水冷式、空冷式）などを有していて
も良い。
【００７８】
なお、発光装置とは、発光素子などを有している装置のことをいう。表示素子として発光
素子を有している場合は、発光装置は、表示装置の具体例の一つである。
【００７９】
なお、反射装置とは、光反射素子、光回折素子、光反射電極などを有している装置のこと
をいう。
【００８０】
なお、液晶表示装置とは、液晶素子を有している表示装置をいう。液晶表示装置には、直
視型、投写型、透過型、反射型、半透過型などがある。
【００８１】
なお、駆動装置とは、半導体素子、電気回路、電子回路を有する装置のことを言う。例え
ば、ソース信号線から画素内への信号の入力を制御するトランジスタ（選択用トランジス
タ、スイッチング用トランジスタなどと呼ぶことがある）、画素電極に電圧または電流を
供給するトランジスタ、発光素子に電圧または電流を供給するトランジスタなどは、駆動
装置の一例である。さらに、ゲート信号線に信号を供給する回路（ゲートドライバ、ゲー
ト線駆動回路などと呼ぶことがある）、ソース信号線に信号を供給する回路（ソースドラ
イバ、ソース線駆動回路などと呼ぶことがある）などは、駆動装置の一例である。
【００８２】
なお、表示装置、半導体装置、照明装置、冷却装置、発光装置、反射装置、駆動装置など
は、互いに重複して有している場合がある。例えば、表示装置が、半導体装置および発光
装置を有している場合がある。あるいは、半導体装置が、表示装置および駆動装置を有し
ている場合がある。
【００８３】
なお、Ａの上にＢが形成されている、あるいは、Ａ上にＢが形成されている、と明示的に
記載する場合は、Ａの上にＢが直接接して形成されていることに限定されない。直接接し
てはいない場合、つまり、ＡとＢと間に別の対象物が介在する場合も含むものとする。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。
【００８４】
従って例えば、層Ａの上に（もしくは層Ａ上に）、層Ｂが形成されている、と明示的に記
載されている場合は、層Ａの上に直接接して層Ｂが形成されている場合と、層Ａの上に直
接接して別の層（例えば層Ｃや層Ｄなど）が形成されていて、その上に直接接して層Ｂが
形成されている場合とを含むものとする。なお、別の層（例えば層Ｃや層Ｄなど）は、単
層でもよいし、複層でもよい。
【００８５】
さらに、Ａの上方にＢが形成されている、と明示的に記載されている場合についても同様
であり、Ａの上にＢが直接接していることに限定されず、ＡとＢとの間に別の対象物が介
在する場合も含むものとする。従って例えば、層Ａの上方に、層Ｂが形成されている、と
いう場合は、層Ａの上に直接接して層Ｂが形成されている場合と、層Ａの上に直接接して
別の層（例えば層Ｃや層Ｄなど）が形成されていて、その上に直接接して層Ｂが形成され
ている場合とを含むものとする。なお、別の層（例えば層Ｃや層Ｄなど）は、単層でもよ
いし、複層でもよい。
【００８６】
なお、Ａの上にＢが形成されている、Ａ上にＢが形成されている、又はＡの上方にＢが形
成されている、と明示的に記載する場合、斜め上にＢが形成される場合も含むこととする
。
【００８７】
なお、Ａの下にＢが、あるいは、Ａの下方にＢが、の場合についても、同様である。
【００８８】
なお、明示的に単数として記載されているものについては、単数であることが望ましい。
ただし、これに限定されず、複数であることも可能である。同様に、明示的に複数として
記載されているものについては、複数であることが望ましい。ただし、これに限定されず
、単数であることも可能である。
【００８９】
なお、図において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、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。
【００９０】
なお、図は、理想的な例を模式的に示したものであり、図に示す形状又は値などに限定さ
れない。例えば、製造技術による形状のばらつき、誤差による形状のばらつき、ノイズに
よる信号、電圧、若しくは電流のばらつき、又は、タイミングのずれによる信号、電圧、
若しくは電流のばらつきなどを含むことが可能である。
【００９１】
なお、専門用語は、特定の実施の形態、又は実施例などを述べる目的で用いられる場合が
多く、これに限定されない。
【００９２】
なお、定義されていない文言（専門用語又は学術用語などの科学技術文言を含む）は、通
常の当業者が理解する一般的な意味と同等の意味として用いることが可能である。辞書等
により定義されている文言は、関連技術の背景と矛盾がないような意味に解釈されること
が好ましい。
【００９３】
なお、第１、第２、第３などの語句は、様々な要素、部材、領域、層、区域を他のものと
区別して記述するために用いられる。よって、第１、第２、第３などの語句は、要素、部
材、領域、層、区域などの数を限定するものではない。さらに、例えば、「第１の」を「
第２の」又は「第３の」などと置き換えることが可能である。
【００９４】
なお、「上に」、「上方に」、「下に」、「下方に」、「横に」、「右に」、「左に」、
「斜めに」、「奥に」、又は、「手前に」、などの空間的配置を示す語句は、ある要素又
は特徴と、他の要素又は特徴との関連を、図によって簡単に示すために用いられる場合が
多い。ただし、これに限定されず、これらの空間的配置を示す語句は、図に描く方向に加
えて、他の方向を含むことが可能である。例えば、Ａの上にＢ、と明示的に示される場合
は、ＢがＡの上にあることに限定されない。図中のデバイスは反転、又は１８０°回転す
ることが可能なので、ＢがＡの下にあることを含むことが可能である。このように、「上
に」という語句は、「上に」の方向に加え、「下に」の方向を含むことが可能である。た
だし、これに限定されず、図中のデバイスは様々な方向に回転することが可能なので、「
上に」という語句は、「上に」、及び「下に」の方向に加え、「横に」、「右に」、「左
に」、「斜めに」、「奥に」、又は、「手前に」などの他の方向を含むことが可能である
。
【発明の効果】
【００９５】
本明細書等により開示される発明の一態様では、トランジスタおよび保持容量の少なくと
も一部に、透光性を有する材料を用いる。これにより、トランジスタや保持容量が存在す
る領域においても光を透過させることが可能になるため、開口率を向上させることができ
る。また、トランジスタと別の素子（例えば、別のトランジスタ）とを接続する配線、ま
たは容量素子と別の素子（例えば、別の容量素子）とを接続する配線を、抵抗率が低い（
導電率が高い）材料を用いて形成する場合には、信号波形のなまりを低減し、配線抵抗に
よる電圧降下を抑制することができる。これにより、半導体装置の消費電力を低減するこ
とができる。また、半導体装置の大型化（大画面化）が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】半導体装置の平面図および断面図である。
【図２】半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
【図３】半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
【図４】半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
【図５】半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
【図６】半導体装置の平面図および断面図である。
【図７】半導体装置の平面図および断面図である。
【図８】半導体装置の平面図および断面図である。
【図９】半導体装置の平面図および断面図である。
【図１０】半導体装置の平面図および断面図である。
【図１１】半導体装置の平面図および断面図である。
【図１２】半導体装置の平面図および断面図である。
【図１３】半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
【図１４】半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
【図１５】半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
【図１６】半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
【図１７】多階調マスクの構成を説明する断面図である。
【図１８】半導体装置の平面図および断面図である。
【図１９】半導体装置の平面図および断面図である。
【図２０】半導体装置の平面図および断面図である。
【図２１】半導体装置の平面図および断面図である。
【図２２】半導体装置を説明する平面図および断面図である。
【図２３】半導体装置を説明する図である。
【図２４】半導体装置を説明する断面図である。
【図２５】半導体装置を説明する断面図である。
【図２６】半導体装置を説明する平面図および断面図である。
【図２７】半導体装置を説明する図である。
【図２８】半導体装置を説明する断面図である。
【図２９】電子ペーパーの使用形態の例を説明する図である。
【図３０】電子書籍の例を示す外観図である。
【図３１】テレビジョン装置およびデジタルフォトフレームの例を示す外観図である。
【図３２】遊技機の例を示す外観図である。
【図３３】携帯電話機の例を示す外観図である。
【図３４】半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
【図３５】半導体装置を説明する断面図である。
【図３６】半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
【図３７】半導体装置を説明する平面図および断面図である。
【図３８】半導体装置を説明する平面図および断面図である。
【図３９】半導体装置を説明する図である。
【図４０】半導体装置を説明する図である。
【図４１】半導体装置を説明する図である。
【図４２】半導体装置を説明する図である。
【図４３】半導体装置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００９７】
以下、実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、発明は以下に示す実施
の形態の記載内容に限定されず、本明細書等において開示する発明の趣旨から逸脱するこ
となく形態および詳細を様々に変更し得ることは当業者にとって自明である。また、異な
る実施の形態に係る構成は、適宜組み合わせて実施することが可能である。なお、以下に
説明する発明の構成において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を
用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００９８】
なお、ある一つの実施の形態の中で述べる内容（一部の内容でもよい）は、その実施の形
態で述べる別の内容（一部の内容でもよい）、及び／又は、一つ若しくは複数の別の実施
の形態で述べる内容（一部の内容でもよい）に対して、適用、組み合わせ、又は置き換え
などを行うことが出来る。
【００９９】
なお、実施の形態の中で述べる内容とは、各々の実施の形態において、様々な図を用いて
述べる内容、又は明細書に記載される文章を用いて述べる内容のことである。
【０１００】
なお、ある一つの実施の形態において述べる図（一部でもよい）は、その図の別の部分、
その実施の形態において述べる別の図（一部でもよい）、及び／又は、一つ若しくは複数
の別の実施の形態において述べる図（一部でもよい）に対して、組み合わせることにより
、さらに多くの図を構成させることが出来る。
【０１０１】
なお、ある一つの実施の形態において述べる図または文章において、その一部分を取り出
して、発明の一態様を構成することは可能である。したがって、ある部分を述べる図また
は文章が記載されている場合、その一部分の図または文章を取り出した内容も、発明の一
態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能であるものと
する。そのため、例えば、能動素子（トランジスタ、ダイオードなど）、配線、受動素子
（容量素子、抵抗素子など）、導電層、絶縁層、半導体層、有機材料、無機材料、部品、
基板、モジュール、装置、固体、液体、気体、動作方法、製造方法などが単数又は複数記
載された図面（断面図、平面図、回路図、ブロック図、フローチャート、工程図、斜視図
、立面図、配置図、タイミングチャート、構造図、模式図、グラフ、表、光路図、ベクト
ル図、状態図、波形図、写真、化学式など）または文章において、その一部分を取り出し
て、発明の一態様を構成することが可能であるものとする。
【０１０２】
（実施の形態１）
本実施の形態では、半導体装置及びその作製方法について、図１乃至図１１を用いて説明
する。
【０１０３】
図１には、本実施の形態に係る半導体装置の構成の一例を示す。本実施の形態では、半導
体装置として、特に液晶表示装置について説明しているが、開示される発明はこれに限定
されない。エレクトロルミネッセンス表示装置（ＥＬ表示装置）や、電気泳動素子を用い
た表示装置（いわゆる電子ペーパー）などへの適用は、もとより可能である。また、表示
装置以外の他の半導体装置への適用も可能である。なお、図１（Ａ）は平面図であり、図
１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ｂにおける断面図である。
【０１０４】
図１（Ａ）に示す半導体装置は、ソース配線として機能する導電層１１２と、導電層１１
２と交差し、ゲート配線として機能する導電層１３２ａおよび容量配線として機能する導
電層１３２ｂと、導電層１３２ａと導電層１１２の交差部付近のトランジスタ１５０と、
導電層１３２ｂと電気的に接続された保持容量１５２と、を有する画素部を備えている（
図１（Ａ）、図１（Ｂ）参照）。なお、本明細書等において、画素部とは、ゲート配線と
して機能する導電層およびソース配線として機能する導電層に囲まれた領域のことを指す
。また、図１（Ａ）において、導電層１１２と、導電層１３２ａおよび導電層１３２ｂと
は９０°の角度で交差しているが、開示する発明は当該構成に限定されない。すなわち、
導電層１１２と、導電層１３２ａおよび導電層１３２ｂとが９０°以外の角度で交差して
いても良い。
【０１０５】
トランジスタ１５０は、ソース電極として機能する導電層１０６ａと、ドレイン電極とし
て機能する導電層１０６ｂと、半導体層１１８ａと、ゲート絶縁層１２０と、ゲート電極
として機能する導電層１２６ａと、で構成されるいわゆるトップゲート型のトランジスタ
である（図１（Ａ）、図１（Ｂ）参照）。また、保持容量１５２は、導電層１０６ｂと、
ゲート絶縁層１２０と、導電層１２６ｂと、導電層１４０とで構成されている。より詳細
には、導電層１０６ｂと導電層１２６ｂとの間、および導電層１２６ｂと導電層１４０と
の間に容量が形成される。なお、トランジスタにおけるソース電極およびドレイン電極は
、キャリアの流れる方向によってその機能が入れ替わることがあるから、ソース電極およ
びドレイン電極の称呼は便宜的なものに過ぎない。つまり、各種導電層の機能が、上記称
呼に限定して解釈されるものではない。
【０１０６】
ここで、トランジスタ１５０を構成する導電層１０６ａ、導電層１０６ｂ、半導体層１１
８ａ、導電層１２６ａ、および保持容量１５２を構成する導電層１２６ｂは、透光性を有
する材料で形成されている。これにより、画素の開口率向上が実現されている。
【０１０７】
また、導電層１０６ａと電気的に接続される導電層１１２、および導電層１２６ａと電気
的に接続される導電層１３２ａは、低抵抗材料で形成されている。このため、配線抵抗を
低減し、消費電力を低減することができる。また、導電層１１２および導電層１３２ａは
遮光性を有する材料で形成されている。このため、画素間を遮光することができる。
【０１０８】
なお、上記において透光性を有するとは、少なくとも、導電層１１２や導電層１３２ａと
比較して、可視域（４００ｎｍ〜８００ｎｍ程度）における光の透過率が高いことを意味
する。
【０１０９】
次に、半導体装置の作製方法の一例について説明する。
【０１１０】
はじめに、絶縁面を有する基板１００上に導電層１０２を形成する（図２（Ａ１）、図２
（Ａ２）参照）。
【０１１１】
絶縁面を有する基板１００としては、例えば、液晶表示装置などに使用される可視光透過
性を有するガラス基板を用いることができる。上記のガラス基板は無アルカリガラス基板
であることが好ましい。無アルカリガラス基板には、例えば、アルミノシリケートガラス
、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラスなどのガラス材料が用いられて
いる。他にも、絶縁面を有する基板１００として、セラミック基板、石英基板、サファイ
ア基板などの絶縁体からなる絶縁性基板、珪素などの半導体材料からなる半導体基板の表
面を絶縁材料で被覆した基板、金属やステンレスなどの導電体からなる導電性基板の表面
を絶縁材料で被覆した基板、などを用いることができる。ポリエチレンテレフタレート（
ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に
代表される可撓性を有する合成樹脂を用いても良い。
【０１１２】
図示しないが、絶縁面を有する基板１００上には下地膜を設けるとよい。下地膜は、基板
１００からのアルカリ金属（Ｌｉ、Ｃｓ、Ｎａ等）やアルカリ土類金属（Ｃａ、Ｍｇ等）
、その他の不純物の拡散を防止する機能を有する。つまり、下地膜を設けることより、半
導体装置の信頼性向上という課題を解決することができる。下地膜は、窒化シリコン膜、
酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化
アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、窒化酸化アルミニウム膜などから選ばれた一
または複数の絶縁層により形成することができる。例えば、基板側から窒化シリコン膜と
酸化シリコン膜を順に積層した構成とすると好ましい。窒化シリコン膜の不純物に対する
ブロッキング効果が高いためである。一方で、窒化シリコン膜が半導体と接する場合には
不具合が発生する可能性もあるため、半導体と接する膜として、酸化シリコン膜を形成す
るのがよい。
【０１１３】
なお、本明細書等において、酸化窒化物とは、その組成において、窒素よりも酸素の含有
量（原子数）が多いものを示し、例えば、酸化窒化シリコンとは、酸素が５０原子％以上
７０原子％以下、窒素が０．５原子％以上１５原子％以下、シリコンが２５原子％以上３
５原子％以下、水素が０．１原子％以上１０原子％以下の範囲で含まれるものをいう。ま
た、窒化酸化物とは、その組成において、酸素よりも窒素の含有量（原子数）が多いもの
を示し、例えば、窒化酸化シリコンとは、酸素が５原子％以上３０原子％以下、窒素が２
０原子％以上５５原子％以下、シリコンが２５原子％以上３５原子％以下、水素が１０原
子％以上２５原子％以下の範囲で含まれるものをいう。但し、上記範囲は、ラザフォード
後方散乱法（ＲＢＳ：Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ  Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｓｐｅｃ
ｔｒｏｍｅｔｒｙ）や、水素前方散乱法（ＨＦＳ：Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｆｏｒｗａｒｄ  
Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）を用いて測定した場合のものである。また、構成元素の含有比率
の合計は１００原子％を超えない。
【０１１４】
導電層１０２は、インジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）、
酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛
（ＺｎＯ）、窒化チタン等の透光性（可視光透過性）を有する材料を用いて形成すると良
い。また、酸化亜鉛を含むインジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ
：ＩＺＯ）、酸化亜鉛にガリウム（Ｇａ）を添加した材料、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化
タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、
酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物などを用いて
もよい。導電層１０２は単層構造としても良いし、積層構造としても良いが、積層構造と
する場合には、光透過率が十分に高くなるように導電層１０２を形成することが望ましい
。なお、導電層１０２の作製方法としてはスパッタリング法を用いることが好ましいが、
これに限る必要はない。
【０１１５】
次に、導電層１０２上にレジストマスク１０４ａおよびレジストマスク１０４ｂを形成し
、当該レジストマスク１０４ａおよびレジストマスク１０４ｂを用いて導電層１０２を選
択的にエッチングして、導電層１０６ａおよび導電層１０６ｂを形成する（図２（Ｂ１）
、図２（Ｂ２）参照）。上記のエッチングとしては、ウエットエッチング、ドライエッチ
ングのいずれを用いても良い。なお、上記エッチングの後にはレジストマスク１０４ａ、
レジストマスク１０４ｂは除去する。導電層１０６ａおよび導電層１０６ｂは、後に形成
される絶縁層などの被覆性を向上し、段切れを防止するために、その端部がテーパー形状
となるように形成することが好ましい。このように、導電層をテーパー形状となるように
形成することで、半導体装置の歩留まり向上という課題を解決することができる。
【０１１６】
導電層１０６ａはトランジスタのソース電極として、導電層１０６ｂはトランジスタのド
レイン電極および保持容量の電極（容量電極）として機能する。なお、各種導電層の機能
は、ソース電極またはドレイン電極の称呼に限定して解釈されるものではない。
【０１１７】
次に、導電層１０６ａおよび導電層１０６ｂを覆うように導電層１０８を形成する（図２
（Ｃ１）、図２（Ｃ２）参照）。なお、ここでは、導電層１０６ａおよび導電層１０６ｂ
を覆うように導電層１０８を形成するが、開示される発明はこれに限定されない。
【０１１８】
導電層１０８は、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタ
ル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（
Ａｕ）、銀（Ａｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ネオジム（Ｎｄ）、ニオブ（Ｎｂ）、クロム（
Ｃｒ）、セリウム（Ｃｅ）などの金属材料、またはこれらの金属材料を主成分とする合金
材料、またはこれらの金属材料を成分とする窒化物を用いて、単層構造または積層構造で
形成することができる。例えば、導電層１０８は、アルミニウムなどの抵抗が低い材料で
形成することが望ましい。
【０１１９】
導電層１０６ａ上に導電層１０８を形成した場合、これらの導電層が反応してしまう場合
がある。例えば、導電層１０６ａにＩＴＯを用い、導電層１０８にアルミニウムを用いた
場合、化学反応が生じ得る。このような反応を避けるために、導電層１０８を、高融点材
料と低抵抗材料との積層構造としても良い。より具体的には、例えば、導電層１０８の導
電層１０６ａと接する領域を高融点材料で形成し、導電層１０８の導電層１０６ａと接触
しない領域を低抵抗材料で形成すると好適である。
【０１２０】
上記高融点材料としては、モリブデン、チタン、タングステン、タンタル、クロムなどが
挙げられる。低抵抗材料としては、アルミニウム、銅、銀などが挙げられる。
【０１２１】
もちろん、導電層１０８を３層以上の積層構造としても良い。この場合、例えば、１層目
がモリブデン、２層目がアルミニウム、３層目がモリブデンの積層構造、または、１層目
がモリブデン、２層目がネオジムを微量に含むアルミニウム、３層目がモリブデンの積層
構造とすることができる。導電層１０８をこのような積層構造とすることにより、ヒロッ
クの発生を防止することができる。これにより、半導体装置の信頼性向上という課題を解
決することができる。
【０１２２】
次に、導電層１０８上にレジストマスク１１０を形成し、当該レジストマスク１１０を用
いて導電層１０８を選択的にエッチングして、導電層１１２を形成する（図２（Ｄ１）、
図２（Ｄ２）参照）。なお、導電層１１２はソース配線としての機能を有する。また、導
電層１１２は遮光性を有する材料を用いて形成されているため、遮光機能を有する。レジ
ストマスク１１０は、導電層１１２の形成後に除去される。
【０１２３】
なお、本実施の形態においては、導電層１０６ａおよび導電層１０６ｂを形成した後、導
電層１１２を形成する工程について説明したが、開示される発明はこれに限定して解釈さ
れない。例えば、導電層１０６ａおよび導電層１０６ｂと、導電層１１２の形成順序を入
れ替えても良い。つまり、ソース配線として機能する導電層１１２を形成した後に、ソー
ス電極として機能する導電層１０６ａおよび導電層１０６ｂを形成することもできる（図
６（Ａ）、図６（Ｂ）参照）。なお、図６においては、導電層１２６ａおよび導電層１２
６ｂと、導電層１３２ａおよび導電層１３２ｂの形成順序は入れ替えていないが、導電層
１２６ａおよび導電層１２６ｂと、導電層１３２ａおよび導電層１３２ｂの形成順序を入
れ替えても良い。
【０１２４】
また、導電層１０８をエッチングして導電層１１２を形成する際に、後にコンタクトホー
ルが形成される領域に導電層１１３を形成しても良い（図７（Ａ）、図７（Ｂ）参照）。
このような構成を採用することで、コンタクトホールが形成される領域を遮光することが
できる。これにより、コンタクト領域における電極（画素電極）の表面凹凸による表示不
具合を低減できるため、コントラスト向上や、光漏れ低減といった効果が得られる。すな
わち、表示特性の向上という課題を解決することができる。なお、当該構成は液晶表示装
置において特に効果的であるが、他の半導体装置に適用しても良いことは言うまでもない
。この場合、遮光が必要な領域に導電層１１３を適宜形成すれば良い。
【０１２５】
次に、少なくとも導電層１０６ａおよび導電層１０６ｂを覆うように半導体層１１４を形
成する（図３（Ａ１）、図３（Ａ２）参照）。本実施の形態では、導電層１０６ａ、導電
層１０６ｂ、導電層１１２を覆うように、基板１００上に半導体層１１４を形成する。
【０１２６】
半導体層１１４は、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の酸化物半導体材料をはじめ、Ｉｎ−Ｓｎ−
Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ
系、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系
、Ｚｎ−Ｏ系など、各種の酸化物半導体材料を用いて形成することができる。また、その
他の材料を用いることも可能である。例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の酸化物半導体材
料による半導体層１１４は、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎを含む酸化物半導体ターゲット（Ｉｎ２Ｏ
３：Ｇａ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：１：１）を用いたスパッタ法で形成することができる。ス
パッタの条件は、例えば、基板１００とターゲットとの距離を３０ｍｍ〜５００ｍｍ、圧
力を０．１Ｐａ〜２．０Ｐａ、直流（ＤＣ）電源を０．２５ｋＷ〜５．０ｋＷ（直径８イ
ンチのターゲット使用時）、雰囲気をアルゴン雰囲気、酸素雰囲気、またはアルゴンと酸
素との混合雰囲気とすることができる。なお、半導体層１１４として、ＺｎＯ系非単結晶
膜を用いても良い。また、半導体層１１４の膜厚は、５ｎｍ〜２００ｎｍ程度とすればよ
い。
【０１２７】
上記のスパッタ法としては、スパッタ用電源に高周波電源を用いるＲＦスパッタ法や、Ｄ
Ｃスパッタ法、パルス的に直流バイアスを加えるパルスＤＣスパッタ法などを用いること
ができる。なお、パルス直流（ＤＣ）電源を用いると、ごみが軽減でき、膜厚分布も均一
となるため好ましい。この場合、半導体装置の歩留まり向上、信頼性向上といった課題を
解決することができる
【０１２８】
また、材料の異なるターゲットを複数設置できる多元スパッタ装置を用いてもよい。多元
スパッタ装置では、同一チャンバーで異なる複数の膜を形成することも、同一チャンバー
で複数種類の材料を同時にスパッタして一の膜を形成することもできる。さらに、チャン
バー内部に磁界発生機構を備えたマグネトロンスパッタ装置を用いる方法（マグネトロン
スパッタ法）や、マイクロ波を用いて発生させたプラズマを用いるＥＣＲスパッタ法等を
用いてもよい。また、成膜中にターゲット物質とスパッタガス成分とを化学反応させてそ
れらの化合物を形成するリアクティブスパッタ法や、成膜中に基板にも電圧を印加するバ
イアススパッタ法等を用いてもよい。
【０１２９】
なお、半導体層１１４を形成する前に、半導体層１１４の被形成面（例えば、導電層１０
６ａおよび導電層１０６ｂの表面、下地膜を形成した場合には下地膜の表面を含む）にプ
ラズマ処理を行ってもよい。プラズマ処理を行うことにより、被形成面に付着しているゴ
ミなどを除去することができる。また、上述のプラズマ処理を行った後、大気に曝すこと
なく半導体層１１４を形成することにより、導電層１０６ａおよび導電層１０６ｂと、半
導体層１１４との電気的接続を良好に行うことができる。つまり、半導体装置の歩留まり
向上、信頼性向上といった課題を解決することが可能である。
【０１３０】
なお、本実施の形態においては、半導体層１１４として酸化物半導体材料を用いる場合に
ついて説明しているが、開示する発明の一態様はこれに限定されない。酸化物半導体材料
以外の半導体材料、化合物半導体材料等であっても、厚みを小さくすることにより、透光
性を確保できる場合がある。このため、酸化物半導体材料に代えて、他の半導体材料を用
いても良い。上記他の半導体材料の一例としては、シリコンやガリウム、ガリウムヒ素な
どの各種無機半導体材料、カーボンナノチューブなどの有機半導体材料、これらの混合材
料などを挙げることができる。これらの材料を、単結晶、多結晶、微結晶（マイクロクリ
スタル、ナノクリスタルを含む）、非晶質といった各種態様で用いて半導体層１１４とす
れば良い。
【０１３１】
次に、半導体層１１４上にレジストマスク１１６ａおよびレジストマスク１１６ｂを形成
し、当該レジストマスク１１６ａおよびレジストマスク１１６ｂを用いて半導体層１１４
を選択的にエッチングして、半導体層１１８ａおよび半導体層１１８ｂを形成する（図３
（Ｂ１）、図３（Ｂ２）参照）。半導体層１１８ａおよび半導体層１１８ｂは島状に形成
される。ここで、半導体層１１８ａはトランジスタの活性層となる。また、半導体層１１
８ｂは、配線間に生じる寄生容量を緩和する役割を果たす。なお、本実施の形態において
は、半導体層１１８ｂを形成する場合について説明しているが、半導体層１１８ｂは必須
の構成要素ではない。
【０１３２】
また、上記のレジストマスクはスピンコート法などの方法を用いて形成しても良いが、液
滴的吐出法やスクリーン印刷法などを用いる場合には、レジストマスクを選択的に形成す
ることができる。この場合、生産性向上という課題を解決することが可能である。
【０１３３】
半導体層１１４のエッチングの方法としては、ウエットエッチングまたはドライエッチン
グを用いることができる。ここでは、酢酸と硝酸と燐酸との混合液を用いたウエットエッ
チングにより、半導体層１１４の不要な部分を除去して、半導体層１１８ａおよび半導体
層１１８ｂを形成する。なお、上記エッチングの後にはレジストマスク１１６ａおよびレ
ジストマスク１１６ｂは除去する。上記のウエットエッチングに用いることができるエッ
チャント（エッチング液）は半導体層１１４をエッチングできるものであればよく、上述
したものに限られない。
【０１３４】
ドライエッチングを行う場合は、例えば、塩素を含有するガス、または塩素を含有するガ
スに酸素が添加されたガスを用いると良い。塩素と酸素を含有するガスを用いることで、
導電層や下地膜と、半導体層１１４とのエッチング選択比がとりやすくなるためである。
【０１３５】
ドライエッチングに用いるエッチング装置としては、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ
法）を用いたエッチング装置や、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅ
ｓｏｎａｎｃｅ）やＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）
などの高密度プラズマ源を用いたドライエッチング装置を用いることができる。また、Ｉ
ＣＰエッチング装置と比べて広い面積に渡って一様な放電が得られるＥＣＣＰ（Ｅｎｈａ
ｎｃｅｄ  Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）モードのエッチ
ング装置を用いても良い。ＥＣＣＰモードのエッチング装置であれば、基板として第１０
世代以降の基板を用いるような場合においても対応が容易である。
【０１３６】
なお、本実施の形態において示すように、トランジスタのソース電極として機能する導電
層１０６ａ、および、トランジスタのドレイン電極として機能する導電層１０６ｂ上に半
導体層１１８ａを形成する場合には、半導体層１１８ａの薄膜化が容易である。半導体層
１１８ａが導電層１０６ａおよび導電層１０６ｂ上に存在する場合には、逆の場合とは異
なり、導電層をエッチングする際のオーバーエッチングによる半導体層１１８ａの消失の
問題が生じないためである。このように、半導体層１１８ａの薄膜化が実現されることで
、電圧印加時の空乏化が容易になり、Ｓ値を小さくすることができる。また、オフ電流を
小さくすることも可能である。つまり、半導体装置の高性能化という課題を解決すること
が可能である。なお、半導体層１１８ａは、ソース配線として機能する導電層１１２や、
ソース電極として機能する導電層１０６ａ、ゲート配線として機能する導電層１３２ａ、
ゲート電極として機能する導電層１２６ａなどと比較して薄く形成されることが好適であ
る。
【０１３７】
その後、２００℃〜６００℃、代表的には３００℃〜５００℃の熱処理を行うと良い。こ
こでは、窒素雰囲気下で３５０℃、１時間の熱処理を行う。この熱処理により半導体層１
１８ａおよび半導体層１１８ｂの半導体特性を向上させることができる。なお、上記熱処
理のタイミングは、半導体層１１８ａおよび半導体層１１８ｂの形成後であれば特に限定
されない。
【０１３８】
なお、本実施の形態においては、導電層１０６ａおよび導電層１０６ｂを形成した後、導
電層１１２を形成し、その後、半導体層１１８ａを形成する工程について説明したが、開
示される発明はこれに限定して解釈されない。例えば、導電層１０６ａおよび導電層１０
６ｂを形成した後、半導体層１１８ａを形成し、その後、導電層１１２を形成する工程を
採用しても良い（図８（Ａ）、図８（Ｂ）参照）。この場合、半導体層１１８ａとのコン
タクト抵抗を低減することができるという効果がある。
【０１３９】
なお、導電層１０６ａおよび導電層１０６ｂは、導電層１１２と比較して薄く形成すると
良い。導電層１０６ａおよび導電層１０６ｂを薄く形成することにより、抵抗は高くなる
が、透過率を一層向上させることができるため有利である。もちろん、開示する発明の一
態様をこれに限定して解釈する必要はない。
【０１４０】
次に、半導体層１１８ａおよび半導体層１１８ｂを覆うように、ゲート絶縁層１２０を形
成する（図３（Ｃ１）、図３（Ｃ２）参照）。
【０１４１】
ゲート絶縁層１２０は、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、窒化酸
化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、窒
化酸化アルミニウム膜、または酸化タンタル膜の単層構造または積層構造とすることがで
きる。例えば、スパッタ法やＣＶＤ法などを用いて、５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の厚さ
で形成すれば良い。ここでは、ゲート絶縁層１２０として、スパッタ法を用いて、酸化シ
リコン膜を１００ｎｍの厚さで形成する。なお、ゲート絶縁層１２０は、透光性を有して
いることが好ましい。
【０１４２】
次に、ゲート絶縁層１２０上に、導電層１２２を形成する（図３（Ｄ１）、図３（Ｄ２）
参照）。導電層１２２は、導電層１０２と同様の材料、作製方法により形成することがで
きる。導電層１２２の詳細については、導電層１０２に係る説明を参照することができる
から、ここでは省略する。なお、導電層１２２は透光性を有することが望ましい。
【０１４３】
なお、導電層１０２と導電層１２２とを同じ材料を用いて形成する場合には、材料および
製造装置を共有することが容易になるため、低コスト化、スループットの向上などに寄与
する。もちろん、同じ材料を用いて導電層１０２および導電層１２２を形成することは、
必須の要件ではない。
【０１４４】
次に、導電層１２２上にレジストマスク１２４ａおよびレジストマスク１２４ｂを形成し
、当該レジストマスク１２４ａおよびレジストマスク１２４ｂを用いて導電層１２２を選
択的にエッチングして、導電層１２６ａおよび導電層１２６ｂを形成する（図４（Ａ１）
、図４（Ａ２）参照）。上記のエッチングとしては、ウエットエッチング、ドライエッチ
ングのいずれを用いても良い。なお、上記エッチングの後にはレジストマスク１２４ａ、
レジストマスク１２４ｂは除去する。導電層１２６ａはトランジスタのゲート電極として
、導電層１２６ｂは保持容量の電極（容量電極）として機能する。
【０１４５】
なお、導電層１０６ｂと導電層１２６ｂとが重畳する領域の面積は適宜変更することがで
きる。本実施の形態において示すように、導電層１０６ｂと導電層１２６ｂとは透光性を
有する材料を用いて形成されているため、重畳する領域の面積を増大させて容量値を増加
させる場合であっても、開口率を低下させずに済むという利点がある。つまり、容量値の
増加という課題を、開口率の低下を伴わずに解決することができる。
【０１４６】
また、本実施の形態においては、ソース電極として機能する導電層１０６ａおよびドレイ
ン電極として機能する導電層１０６ｂと、ゲート電極として機能する導電層１２６ａの一
部が重畳するように導電層１０６ａ、導電層１０６ｂ、導電層１２６ａを形成しているが
、半導体層１１８ａの一部の導電性を高めることができる場合には、導電層１０６ａまた
は導電層１０６ｂと、導電層１２６ａとを重畳させない構成としても良い（図９（Ａ）、
図９（Ｂ）参照）。この場合、少なくとも導電層１０６ａまたは導電層１０６ｂと、導電
層１２６ａとが重畳しない領域１６０の導電性を高めることになる。図９中において、領
域１６０は、半導体層１１８ａの導電層１０６ａと隣接する領域または導電層１０６ｂと
隣接する領域にあたる。なお、領域１６０は、導電層１２６ａと重畳しても良いし、重畳
しなくとも良い。また、領域１６０は、導電層１０６ａまたは導電層１０６ｂと重畳する
領域であることが好ましいが、この限りではない。
【０１４７】
半導体層１１８ａに酸化物半導体材料を用いる場合において、領域１６０の導電性を高め
る方法としては、例えば、水素を選択的に添加する方法がある。半導体層として酸化物半
導体材料を用いない場合には、その材料にあわせて導電性を高める方法を選択すればよい
。例えば、シリコン系の材料を用いて半導体層１１８ａを形成する場合には、リンやボロ
ンなど、所定の導電性を付与する不純物元素を添加すればよい。
【０１４８】
このように、導電層１０６ａまたは導電層１０６ｂと、導電層１２６ａとを重畳させない
構成とすることにより、導電層１０６ａ（または導電層１０６ｂ）と導電層１２６ａとの
重畳に起因する寄生容量を低減することができる。つまり、半導体装置の特性向上という
課題を解決することができる。
【０１４９】
なお、上記水素の添加は、半導体層１１４の形成後、半導体層１１８ａの形成後、絶縁層
１２０の形成後、導電層１２６ａの形成後など、各種工程後のいずれかに行うことができ
る。例えば、半導体層１１８の形成後に水素を添加する場合には、半導体層１１８ａ上に
選択的にレジストマスク１７０を形成して（図３４（Ａ）参照）、水素１９０を添加する
ことにより（図３４（Ｂ）参照）、領域１６０を形成することができる（図３４（Ｃ）参
照）。この場合、半導体装置の構成を図３５（Ａ）や図３５（Ｂ）のようにすることも可
能である。領域１６０では導電性が高められており、別途導電層１０６ｂなどを設ける必
要性が低下するためである。ここで、図３５（Ａ）は導電層１０６ｂを設けない構成を、
図３５（Ｂ）は導電層１０６ａおよび導電層１０６ｂを設けない構成を示している。なお
、導電層１２６ａを形成した後に水素を添加する場合には、導電層１２６ａをマスクとし
て、自己整合的に水素を添加することが可能である。
【０１５０】
次に、導電層１２６ａおよび導電層１２６ｂを覆うように、導電層１２８を形成する（図
４（Ｂ１）、図４（Ｂ２）参照）。導電層１２８は、導電層１０８と同様の材料、作製方
法により形成することができる。導電層１２８の詳細については、導電層１０８に係る説
明を参照することができるから、ここでは省略する。この場合にも、導電層１０８と導電
層１２８とを同じ材料を用いて形成することにより、低コスト化、スループットの向上な
どが実現されるため好ましい。
【０１５１】
次に、導電層１２８上にレジストマスク１３０を形成し、当該レジストマスク１３０を用
いて導電層１２８を選択的にエッチングして、導電層１３２ａおよび導電層１３２ｂを形
成する（図４（Ｃ１）、図４（Ｃ２）参照、導電層１３２ｂについては図１（Ａ）参照）
。なお、導電層１３２ａはゲート配線として、導電層１３２ｂは容量配線として機能する
。また、導電層１３２ａは遮光性を有する材料を用いて形成されているため、遮光機能を
有する。レジストマスク１３０は、導電層１３２ａおよび導電層１３２ｂの形成後に除去
される。
【０１５２】
なお、本実施の形態においては、導電層１２６ａおよび導電層１２６ｂを形成した後、導
電層１３２ａおよび導電層１３２ｂを形成する工程について説明したが、開示される発明
はこれに限定して解釈されない。例えば、導電層１２６ａおよび導電層１２６ｂと、導電
層１３２ａおよび導電層１３２ｂの形成順序を入れ替えても良い。つまり、ゲート配線と
して機能する導電層１３２ａおよび容量配線として機能する導電層１３２ｂを形成した後
に、ゲート電極として機能する導電層１２６ａおよび保持容量の電極として機能する導電
層１２６ｂを形成することもできる（図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）参照）。なお、図１０
においては、導電層１０６ａおよび導電層１０６ｂと、導電層１１２の形成順序は入れ替
えていないが、導電層１０６ａおよび導電層１０６ｂと、導電層１１２の形成順序を入れ
替えても良い。
【０１５３】
なお、導電層１２６ａおよび導電層１２６ｂは、導電層１３２ａなどと比較して薄く形成
すると良い。導電層１２６ａおよび導電層１２６ｂを薄く形成することにより、抵抗は高
くなるが、透過率を一層向上させることができるため有利である。もちろん、開示する発
明の一態様をこれに限定して解釈する必要はない。
【０１５４】
また、導電層１２６ｂ上に残存するように導電層１３２ｂを形成しても良い（図１１（Ａ
）、図１１（Ｂ）参照）。このように、導電層１３２ｂを形成することにより、容量配線
の配線抵抗を低減することができる。なお、導電層１２６ｂ上における導電層１３２ｂの
幅は、導電層１２６ｂと比較して十分に小さくすることが好ましい。このように導電層１
３２ｂを形成することにより、容量配線の配線抵抗を低減するという課題を、実質的な開
口率の低下なしに解決することができる。
【０１５５】
次に、ゲート絶縁層１２０、導電層１２６ａ、導電層１２６ｂ、導電層１３２ａ、導電層
１３２ｂを覆うように絶縁層１３４を形成する（図４（Ｄ１）、図４（Ｄ２）参照）。絶
縁層１３４の表面は、後の電極（画素電極）の被形成面となるため、平坦に形成すること
が好ましい。特に、開示する発明の一態様においては、透光性を有する材料を用いて各種
素子を形成することが可能であるため、これらの素子が形成されている領域をも表示領域
（開口領域）として利用することができる。したがって、素子や配線に起因する凹凸を緩
和するように絶縁層１３４を形成することは極めて有益である。
【０１５６】
絶縁層１３４は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等
の酸素または窒素を含有する材料からなる絶縁膜、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン
）等の炭素を含む膜、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベン
ゾシクロブテン、アクリル等の有機材料またはシロキサン樹脂等のシロキサン材料からな
る膜、などの単層構造または積層構造とすることができる。例えば、窒化シリコンを有す
る膜は、不純物をブロッキングする効果が高いため、素子の信頼性向上に好適である。ま
た、有機材料を有する膜は、凹凸を緩和する機能が高いため、素子の特性向上に好適であ
る。なお、絶縁層１３４を、窒化珪素を有する膜と、有機材料を有する膜との積層構造と
する場合には、図中下側（素子に近い側）に窒化珪素を有する膜を配置し、上側（画素電
極の被形成面側）に有機材料を有する膜を配置することが好適である。絶縁層１３４は、
十分な透光性を有していることが好ましい。
【０１５７】
なお、絶縁層１３４を絶縁層１３４ａと絶縁層１３４ｂの二層構造とする場合には（図３
６（Ａ）参照）、絶縁層１３４ｂの導電層１２６ｂと重畳する領域をエッチングにより除
去することで（図３６（Ｂ）参照）、導電層１２６ｂと、後に形成される導電層１４０と
の間に形成される容量の容量値を増加させることが可能である（図３６（Ｃ）参照）。な
お、開示する発明の一態様は上記に限定されず、絶縁層１３４を三層以上の多層構造とし
ても良い。
【０１５８】
カラーフィルタとしての機能を有するように絶縁層１３４を形成しても良い。このように
、素子を形成する基板にカラーフィルタを形成することにより、対向基板などを貼り合わ
せる際の位置合わせが容易となる。もちろん、絶縁層１３４にカラーフィルタとしての機
能を有せしめることに限定されず、別途カラーフィルタとして機能する層を基板１００上
に形成しても良い。なお、開示する発明の一態様では、遮光性を有する材料を用いてソー
ス配線やゲート配線などを形成している。これにより、ブラックマスク（ブラックマトリ
クス）を別途形成することなく、画素間を遮光することができる。つまり、ブラックマス
クを別途形成する場合と比較して、工程を簡略化しつつ、高性能な半導体装置を提供する
ことができる。もちろん、開示する発明の一態様をこれに限定して解釈する必要はなく、
別途ブラックマスクを形成しても良い。
【０１５９】
なお、絶縁層１３４が無くとも大きな不都合が生じない場合には、絶縁層１３４を形成し
ない構成とすることができる。この場合、工程を簡略化することができるというメリット
がある。
【０１６０】
その後、絶縁層１３４に導電層１０６ｂに達するコンタクトホール１３６を形成し、導電
層１０６ｂの表面の一部を露出させる（図５（Ａ１）、図５（Ａ２）参照）。
【０１６１】
そして、絶縁層１３４を覆うように、導電層１３８を形成する（図５（Ｂ１）、図５（Ｂ
２）参照）。絶縁層１３４にはコンタクトホールが形成されているため、導電層１０６ｂ
と導電層１３８とは電気的に接続されることになる。
【０１６２】
導電層１３８は、導電層１０２や導電層１２２と同様の材料、作製方法により形成するこ
とができる。導電層１３８の詳細については、導電層１０２や導電層１２２に係る説明を
参照することができるから、ここでは省略する。なお、導電層１３８は透光性を有するこ
とが望ましい。この場合にも、導電層１０２や導電層１２２と導電層１３８とを同じ材料
を用いて形成することにより、低コスト化、スループットの向上などが実現されるため好
ましい。
【０１６３】
次に、導電層１３８上にレジストマスクを形成し、当該レジストマスクを用いて導電層１
３８を選択的にエッチングして、導電層１４０を形成する（図５（Ｃ１）、図５（Ｃ２）
参照）。ここで、導電層１４０は、画素電極としての機能を有する。
【０１６４】
なお、導電層１４０は、その端部が、導電層１１２または導電層１３２ａと重なるように
形成することが好ましい。このように導電層１４０を形成することで、画素の開口率を最
大化すると共に不要な光漏れなどを抑制することが可能となる。これにより、コントラス
トが向上するという効果が得られる。つまり、表示装置の特性向上という課題を解決する
ことができる。
【０１６５】
図中には示さないが、導電層１３８から形成される導電層を用いて、ソース配線、ソース
電極、ゲート配線、ゲート電極、容量配線、容量電極、などを互いに接続させることがで
きる。つまり、導電層１３８から形成される導電層を、各種配線として機能させることが
可能である。
【０１６６】
以上により、透光性を有するトランジスタ１５０および透光性を有する保持容量１５２を
備えた半導体装置を作製することができる（図５（Ｃ１）、図５（Ｃ２）参照）。
【０１６７】
このように、透光性を有する材料を用いてトランジスタ１５０および保持容量１５２を形
成することにより、ソース電極やドレイン電極、ゲート電極などが形成された領域におい
ても光を透過させることができるため、画素の開口率を向上させることができる。また、
ソース配線やゲート配線、容量配線として機能する導電層を、低抵抗材料を用いて形成す
ることにより、配線抵抗を低減し、消費電力を低減することができる。また、信号の波形
のなまりを低減し、配線抵抗に起因する電圧降下を抑制することができる。さらに、遮光
性を有する材料を用いてソース配線やゲート配線などを形成することにより、ブラックマ
スク（ブラックマトリクス）を別途形成することなく、画素間を遮光することができる。
つまり、ブラックマスクを別途形成する場合と比較して、工程を簡略化しつつ、高性能な
半導体装置を提供することができる。
【０１６８】
また、透光性を有する材料を用いて容量電極を形成することにより、容量電極の面積を十
分に大きくすることができる。つまり、保持容量の容量値を十分に大きくすることが可能
である。これにより、画素電極の電位保持特性が向上し、表示品質が向上する。また、フ
ィードスルー電位を小さくすることができる。また、クロストークを低減することができ
る。また、ちらつきを低減することができる。
【０１６９】
また、透光性を有する材料を用いてトランジスタ１５０を形成するため、トランジスタ１
５０におけるチャネル長（Ｌ）やチャネル幅（Ｗ）の設計の自由度が極めて高い（レイア
ウトの自由度が高い）。これは、開口率がチャネル長やチャネル幅の影響を受けないため
である。なお、駆動回路などの透光性が不要な対象に対して上記素子を用いる場合には、
透光性を有しない材料を用いて形成しても良い。この場合、画素部に用いる素子と、それ
以外の領域（例えば駆動回路）に用いる素子とを作り分けることができる。
【０１７０】
図３７および図３８に、半導体装置の別の構成例を示す。図３７は、ソース配線として機
能する導電層１１２が、ソース電極としての機能を備え、ゲート配線として機能する導電
層１３２ａが、ゲート電極としての機能を備えた一例である。ここで、導電層１１２およ
び導電層１３２ａは導電性の高い材料を用いて形成することができる。一方で、ドレイン
電極として機能する導電層１０６ｂは、透光性を有する材料を用いて形成されることが好
ましい。なお、容量配線として機能する導電層１８０は、導電性の高い材料を用いて形成
しても良いし、透光性を有する材料を用いて形成しても良い。図３８は、ゲート電極とし
て機能する導電層１２６ａが、保持容量の一方の電極としての機能を備えた一例である。
すなわち、前段または後段のゲート配線として機能する導電層（導電層１３２ａに対応）
が容量配線としての機能を備えていることになる。ここで、導電層１０６ａまたは導電層
１０６ｂと同じ工程で形成される導電層１８２は、保持容量の他方の電極としての機能を
備えている。導電層１８２は、画素部と重畳する領域に形成されるから、透光性を有する
材料を用いて形成されることが好ましい。
【０１７１】
なお、トランジスタにおけるチャネル長（Ｌ）やチャネル幅（Ｗ）は、導電層１３２ａな
どの幅より大きいものとすることが可能である。これは、半導体層１１８ａが光透過性を
有する材料で形成されているため、開口率が半導体層１１８ａの大きさに依存しないこと
による。ただし、開示する発明の一態様がこれに限定して解釈されるものではない。トラ
ンジスタは並列または直列に複数配置しても良い。これにより、トランジスタ数を増加さ
せることができる。
【０１７２】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１７３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、半導体装置の作製方法の他の一例について、図１２乃至図１６を用い
て説明する。なお、本実施の形態に係る半導体装置の作製方法は、多くの部分で実施の形
態１に係る作製方法と共通している。したがって、以下においては、重複する構成、重複
する符号などの説明は省略する。
【０１７４】
図１２に、本実施の形態に係る半導体装置の構成の一例を示す。図１２に係る構成では、
遮光性を有する導電層（例えば、導電層１１２、導電層１３２ａ、導電層１３２ｂなど）
の下層には、透光性を有する導電層（例えば、導電層１０６ａ、導電層１２６ａ、導電層
１２６ｂなど）が存在している（図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）参照）。なお、図１２（Ａ
）は平面図であり、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）のＡ−Ｂにおける断面図である。
【０１７５】
次に、半導体装置の作製方法の一例について説明する。
【０１７６】
はじめに、絶縁面を有する基板１００上に導電層１０２および導電層１０８を順に積層し
て形成する（図１３（Ａ１）、図１３（Ａ２）参照）。絶縁面を有する基板１００、導電
層１０２、導電層１０８の詳細については実施の形態１を参照することができる。
【０１７７】
図示しないが、絶縁面を有する基板１００上には下地膜を設けるとよい。下地膜の詳細に
ついても実施の形態１を参照することができる。なお、開示する発明の一態様は下地膜を
設けることに限定されない。
【０１７８】
次に、導電層１０８上にレジストマスク１０５ａおよびレジストマスク１０５ｂを形成し
、当該レジストマスク１０５ａおよびレジストマスク１０５ｂを用いて導電層１０２およ
び導電層１０８を選択的にエッチングして、導電層１０６ａ、導電層１０６ｂ、導電層１
０９ａ、導電層１０９ｂを形成する（図１３（Ｂ１）、図１３（Ｂ２）参照）。
【０１７９】
本実施の形態に係る半導体装置の作製方法と、実施の形態１に係る半導体装置の作製方法
との相違点の一は、導電層１０２および導電層１０８のエッチング工程にある。本実施の
形態においては、エッチング工程において用いるレジストマスク１０５ａおよびレジスト
マスク１０５ｂを、多階調マスクを用いて形成している。
【０１８０】
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る。多階調マスク
を用いることで、例えば、露光、半露光、未露光といった３段階の光量で露光を行うこと
ができる。つまり、多階調マスクを用いることにより、一度の露光及び現像で、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、フォトマスクの使用数を削減することができる。
【０１８１】
代表的な多階調マスクとしては、グレートーンマスクやハーフトーンマスクがある。グレ
ートーンマスクは、透光性を有する基板上に遮光性を有する材料層により形成された遮光
部と、該遮光性を有する材料層に設けられたスリット部で構成される。スリット部は露光
に用いる光の解像度限界以下の間隔で設けられたスリット（ドットやメッシュなどを含む
）を有することで、光の透過率を制御する機能を有する。なお、スリット部に設けられる
スリットは周期的なものであってもよいし、非周期的なものであってもよい。ハーフトー
ンマスクは、透光性を有する基板上に遮光性を有する材料層により形成された遮光部と、
所定の透光性を有する材料層により形成された半透過部で構成される。半透過部は、その
材料層の材質や厚さに応じた光の透過率を有する。半透過部における透過率は、概ね１０
％〜７０％の範囲となっている。
【０１８２】
図１７に、代表的な多階調マスクの断面を示す。図１７（Ａ１）は、グレートーンマスク
４００を示しており、図１７（Ｂ１）は、ハーフトーンマスク４１０を示している。
【０１８３】
図１７（Ａ１）に示すグレートーンマスク４００は、透光性を有する基板４０１に遮光性
を有する材料層により形成された遮光部４０２、および遮光性を有する材料層のパターン
により形成されたスリット部４０３で構成されている。
【０１８４】
スリット部４０３は、露光に用いる光の解像度限界以下の間隔で設けられたスリットを有
する。透光性を有する基板４０１としては、石英等を用いることができる。遮光部４０２
およびスリット部４０３を構成する遮光層は、金属膜を用いて形成すればよく、好ましく
はクロム又は酸化クロム等により形成される。図１７（Ａ１）に示すグレートーンマスク
４００に光を照射する場合には、図１７（Ａ２）に示される透過率が得られる。
【０１８５】
図１７（Ｂ１）に示すハーフトーンマスク４１０は、透光性を有する基板４１１上に遮光
性を有する材料層により形成された遮光部４１２、および所定の透光性を有する材料層に
より形成された半透過部４１３で構成されている。
【０１８６】
半透過部４１３は、ＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＯ、ＭｏＳｉＯＮ、ＣｒＳｉ等の材
料層を用いて形成することができる。遮光部４１２は、グレートーンマスクの遮光部と同
様の材料を用いて形成すればよい。なお、図１７（Ｂ１）において、遮光部４１２は、所
定の透光性を有する材料層と、遮光性を有する材料層の積層構造で形成されている。図１
７（Ｂ１）に示すハーフトーンマスク４１０に光を照射する場合には、図１７（Ｂ２）に
示される透過率が得られる。
【０１８７】
上記のような多階調マスクを用いて、露光および現像を行うことで、膜厚の異なる領域を
有するレジストマスク１０５ａを形成することができる。
【０１８８】
導電層１０２および導電層１０８のエッチングには、ウエットエッチング、ドライエッチ
ングのいずれを用いても良い。ただし、この段階においては、導電層１０２および導電層
１０８が共にエッチングされることが必要である。当該エッチングにより、トランジスタ
のソース電極として機能する導電層１０６ａと、トランジスタのドレイン電極および保持
容量の電極として機能する導電層１０６ｂの形状が確定する。
【０１８９】
次に、レジストマスク１０５ａを後退させてレジストマスク１１１を形成すると共に、レ
ジストマスク１０５ｂを除去し、レジストマスク１１１を用いて導電層１０９ａを選択的
にエッチングして導電層１１２を形成し、あわせて導電層１０９ｂを除去する（図１３（
Ｃ１）、図１３（Ｃ２）参照）。レジストマスク１０５ａを後退させる手段（およびレジ
ストマスク１０５ｂを除去する手段）としては、例えば、酸素プラズマを用いたアッシン
グ処理などがあるが、上記手段はこれに限定する必要はない。
【０１９０】
導電層１０９ａのエッチングおよび導電層１０９ｂの除去には、ウエットエッチング、ド
ライエッチングのいずれを用いても良い。ただし、この段階においては、導電層１０６ａ
（導電層１０６ｂ）と、導電層１０９ａ（導電層１０９ｂ）との選択比が取れる条件でエ
ッチングを行う。つまり、当該エッチングによって導電層１０６ａおよび導電層１０６ｂ
の形状が大きく変化しないことが重要になる。当該エッチングにより、トランジスタのソ
ース配線として機能する導電層１１２の形状が確定する。ここで、導電層１１２は遮光性
を有する材料を用いて形成されているため、遮光機能を有する。
【０１９１】
なお、上記エッチングの後にはレジストマスク１１１は除去する。上記の各種導電層は、
後に形成される絶縁層などの被覆性を向上し、段切れを防止するために、その端部がテー
パー形状となるように形成することが好ましい。このように、導電層をテーパー形状とな
るように形成することで、半導体装置の歩留まり向上という課題を解決することができる
。ひいては、半導体装置の製造コスト抑制につながる。
【０１９２】
また、導電層１０９ａをエッチングして導電層１１２を形成する際に、後にコンタクトホ
ールが形成される領域に導電層を形成しても良い（実施の形態１における図７（Ａ）、図
７（Ｂ）に対応）。このような構成を採用することで、コンタクトホールが形成される領
域を遮光することができる。これにより、コンタクト領域における電極（画素電極）の表
面凹凸による表示不具合を低減できるため、コントラストが向上する。つまり、表示特性
の向上という課題を解決することができる。なお、当該構成は液晶表示装置において特に
効果的であるが、他の半導体装置に適用しても良いことは言うまでもない。この場合、遮
光が必要な領域に導電層を適宜形成すれば良い。
【０１９３】
次に、少なくとも導電層１０６ａおよび導電層１０６ｂを覆うように半導体層１１４を形
成する（図１３（Ｄ１）、図１３（Ｄ２）参照）。本実施の形態では、導電層１０６ａ、
導電層１０６ｂ、導電層１１２を覆うように、基板１００上に半導体層１１４を形成する
。半導体層１１４の詳細については実施の形態１を参照することができる。
【０１９４】
なお、半導体層１１４を形成する前に、半導体層１１４の被形成面（例えば、導電層１０
６ａおよび導電層１０６ｂの表面、下地膜を形成した場合には下地膜の表面を含む）にプ
ラズマ処理を行ってもよい。プラズマ処理を行うことにより、被形成面に付着しているゴ
ミなどを除去することができる。また、上述のプラズマ処理を行った後、大気に曝すこと
なく半導体層１１４を形成することにより、導電層１０６ａおよび導電層１０６ｂと、半
導体層１１４との電気的接続を良好に行うことができる。つまり、半導体装置の歩留まり
向上、信頼性向上といった課題を解決することが可能である。
【０１９５】
次に、半導体層１１４上にレジストマスク１１６ａおよびレジストマスク１１６ｂを形成
し、当該レジストマスク１１６ａおよびレジストマスク１１６ｂを用いて半導体層１１４
を選択的にエッチングして、半導体層１１８ａおよび半導体層１１８ｂを形成する（図１
４（Ａ１）、図１４（Ａ２）参照）。該工程の詳細についても実施の形態１を参照するこ
とができる。
【０１９６】
その後、２００℃〜６００℃、代表的には３００℃〜５００℃の熱処理を行うと良い。こ
こでは、窒素雰囲気下で３５０℃、１時間の熱処理を行う。この熱処理により半導体層１
１８ａおよび半導体層１１８ｂの半導体特性を向上させることができる。なお、上記熱処
理のタイミングは、半導体層１１８ａおよび半導体層１１８ｂの形成後であれば特に限定
されない。
【０１９７】
次に、半導体層１１８ａおよび半導体層１１８ｂを覆うように、ゲート絶縁層１２０を形
成する（図１４（Ｂ１）、図１４（Ｂ２）参照）。ゲート絶縁層１２０の詳細については
、実施の形態１を参照することができる。
【０１９８】
次に、ゲート絶縁層１２０上に、導電層１２２および導電層１２８を順に積層して形成す
る（図１４（Ｃ１）、図１４（Ｃ２）参照）。導電層１２２、導電層１２８の詳細につい
ては実施の形態１を参照することができる。
【０１９９】
図示しないが、絶縁面を有する基板１００上には下地膜を設けるとよい。下地膜の詳細に
ついても実施の形態１を参照することができる。
【０２００】
次に、導電層１２８上にレジストマスク１１７ａおよびレジストマスク１１７ｂを形成し
、当該レジストマスク１１７ａおよびレジストマスク１１７ｂを用いて導電層１２２およ
び導電層１２８を選択的にエッチングして、導電層１２６ａ、導電層１２６ｂ、導電層１
２９ａ、導電層１２９ｂを形成する（図１５（Ａ１）、図１５（Ａ２）参照）。
【０２０１】
本実施の形態に係る半導体装置の作製方法と、実施の形態１に係る半導体装置の作製方法
との相違点の一は、導電層１２２および導電層１２８のエッチング工程にある。本実施の
形態においては、エッチング工程において用いるレジストマスク１１７ａおよびレジスト
マスク１１７ｂを、多階調マスクを用いて形成している。多階調マスクその他の詳細につ
いては、レジストマスク１０５ａおよびレジストマスク１０５ｂに係る記載を参照すれば
よい。
【０２０２】
多階調マスクを用いて露光および現像を行うことで、膜厚の異なる領域を有するレジスト
マスク１１７ａを形成することができる。
【０２０３】
導電層１２２および導電層１２８のエッチングには、ウエットエッチング、ドライエッチ
ングのいずれを用いても良い。ただし、この段階においては、導電層１２２および導電層
１２８が共にエッチングされることが必要である。当該エッチングにより、トランジスタ
のゲート電極として機能する導電層１２６ａ、および保持容量の電極として機能する導電
層１２６ｂの形状が確定する。
【０２０４】
次に、レジストマスク１１７ａを後退させてレジストマスク１３１を形成すると共に、レ
ジストマスク１１７ｂを除去し、レジストマスク１３１を用いて導電層１２９ａを選択的
にエッチングして導電層１３２ａおよび導電層１３２ｂを形成し、あわせて導電層１２９
ｂを除去する（図１５（Ｂ１）、図１５（Ｂ２）参照、導電層１３２ｂについては図１２
（Ａ）参照）。レジストマスク１１７ａを後退させる手段（およびレジストマスク１１７
ｂを除去する手段）や、導電層１２９ａのエッチング（導電層１２９ｂの除去）の詳細に
ついては、レジストマスク１０５ａを後退させる手段（およびレジストマスク１０５ｂを
除去する手段）や、導電層１０９ａのエッチング（導電層１０９ｂの除去）の記載を参照
することができる。なお、この段階においては、導電層１２６ａ（導電層１２６ｂ）と、
導電層１２９ａ（導電層１２９ｂ）との選択比が取れる条件でエッチングを行う。つまり
、当該エッチングによって導電層１２６ａおよび導電層１２６ｂの形状が大きく変化しな
いことが重要になる。当該エッチングにより、トランジスタのゲート配線として機能する
導電層１３２ａおよび保持容量の配線として機能する導電層１３２ｂの形状が確定する。
ここで、導電層１３２ａは遮光性を有する材料を用いて形成されているため、遮光機能を
有する。
【０２０５】
なお、上記エッチングの後にはレジストマスク１３１は除去する。上記の各種導電層は、
後に形成される絶縁層などの被覆性を向上し、段切れを防止するために、その端部がテー
パー形状となるように形成することが好ましい。このように、導電層をテーパー形状とな
るように形成することで、半導体装置の歩留まり向上という課題を解決することができる
。
【０２０６】
なお、導電層１０６ｂと導電層１２６ｂとが重畳する領域の面積は適宜変更することがで
きる。本実施の形態において示すように、導電層１０６ｂと導電層１２６ｂとは透光性を
有する材料を用いて形成されているため、重畳する領域の面積を増大させて容量値を増加
させる場合であっても、開口率を低下させずに済むという利点がある。つまり、容量値の
増加という課題を、開口率の低下を伴わずに解決することができる。
【０２０７】
また、本実施の形態においては、ソース電極として機能する導電層１０６ａおよびドレイ
ン電極として機能する導電層１０６ｂと、ゲート電極として機能する導電層１２６ａの一
部が重畳するように導電層１０６ａ、導電層１０６ｂ、導電層１２６ａを形成しているが
、半導体層１１８ａの一部の導電性を高めることができる場合には、導電層１０６ａまた
は導電層１０６ｂと、導電層１２６ａとを重畳させない構成としても良い（実施の形態１
における図９（Ａ）、図９（Ｂ）に対応）。詳細については実施の形態１を参照すること
ができる。このように、導電層１０６ａまたは導電層１０６ｂと、導電層１２６ａとを重
畳させない構成とすることにより、導電層１０６ａ（または導電層１０６ｂ）と導電層１
２６ａとの重畳に起因する寄生容量を低減することができる。つまり、半導体装置の特性
向上という課題を解決することができる。
【０２０８】
また、導電層１２６ｂ上に残存するように導電層１３２ｂを形成しても良い（実施の形態
１における図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）に対応）。このように、導電層１３２ｂを形成す
ることにより、容量配線の配線抵抗を低減することができる。なお、導電層１２６ｂ上に
おける導電層１３２ｂの幅は、導電層１２６ｂと比較して十分に小さくすることが好まし
い。このように導電層１３２ｂを形成することにより、容量配線の配線抵抗を低減すると
いう課題を、実質的な開口率の低下なしに解決することができる。
【０２０９】
次に、ゲート絶縁層１２０、導電層１２６ａ、導電層１２６ｂ、導電層１３２ａ、導電層
１３２ｂを覆うように絶縁層１３４を形成する（図１５（Ｃ１）、図１５（Ｃ２）参照）
。絶縁層１３４の詳細については実施の形態１を参照することができる。
【０２１０】
なお、絶縁層１３４が無くとも大きな不都合が生じない場合には、絶縁層１３４を形成し
ない構成とすることができる。この場合、工程を簡略化することができるというメリット
がある。
【０２１１】
その後、絶縁層１３４に導電層１０６ｂに達するコンタクトホール１３６を形成し、導電
層１０６ｂの表面の一部を露出させる（図１６（Ａ１）、図１６（Ａ２）参照）。
【０２１２】
そして、絶縁層１３４を覆うように、導電層１３８を形成する（図１６（Ｂ１）、図１６
（Ｂ２）参照）。絶縁層１３４にはコンタクトホールが形成されているため、導電層１０
６ｂと導電層１３８とは電気的に接続されることになる。導電層１３８の詳細については
実施の形態１を参照することができる。
【０２１３】
次に、導電層１３８上にレジストマスクを形成し、当該レジストマスクを用いて導電層１
３８を選択的にエッチングして、導電層１４０を形成する（図１６（Ｃ１）、図１６（Ｃ
２）参照）。ここで、導電層１４０は、画素電極としての機能を有する。導電層１４０そ
の他の詳細についても実施の形態１を参照することができる。
【０２１４】
以上により、透光性を有するトランジスタ１５０および透光性を有する保持容量１５２を
備えた半導体装置を作製することができる（図１６（Ｃ１）、図１６（Ｃ２）参照）。
【０２１５】
なお、本実施の形態においては、多階調マスクを用いて各種配線や電極を形成しているが
、開示する発明の一態様はこれに限定して解釈されない。導電層１０６ａや導電層１１２
の形成工程、または導電層１２６ａや導電層１３２ａの形成工程のいずれか一方のみを、
多階調マスクを用いる方法で行っても良い。
【０２１６】
本実施の形態では、多階調マスクを用いてレジストマスクを形成し、エッチングを行って
いる。このため、フォトマスクの使用数を抑え、工程数を減少させることができる。つま
り、半導体装置の製造コストを抑制するという課題を解決することが可能である。
【０２１７】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【０２１８】
（実施の形態３）
本実施の形態では、半導体装置の他の例について、図１８乃至図２１を用いて説明する。
なお、本実施の形態に係る半導体装置は、多くの部分で実施の形態１に係る半導体装置と
共通している。したがって、以下においては、重複する構成、重複する符号などの説明は
省略する。
【０２１９】
図１８は、本実施の形態に係る半導体装置の構成の一例である。当該構成は、特に、エレ
クトロルミネッセンス表示装置（ＥＬ表示装置）に用いるのに好適であるが、開示される
発明はこれに限定されない。なお、図１８（Ａ）は平面図であり、図１８（Ｂ）は図１８
（Ａ）のＥ−Ｆにおける断面図である。
【０２２０】
図１８（Ａ）に示す半導体装置は、ソース配線として機能する導電層１１２と、導電層１
１２と同様にして形成された電源配線として機能する導電層１６２と、導電層１１２およ
び導電層１６２と交差し、ゲート配線として機能する導電層１３２ａと、導電層１３２ａ
と導電層１１２の交差部付近のトランジスタ１５０と、導電層１６２と電気的に接続され
たトランジスタ１５４と、導電層１６２と電気的に接続された保持容量１５６と、を有す
る画素部を備えている（図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）参照）。なお、図１８（Ａ）におい
て、導電層１１２および導電層１６２と、導電層１３２ａとは９０°の角度で交差してい
るが、開示する発明は当該構成に限定されない。
【０２２１】
トランジスタ１５０は、ソース電極として機能する導電層１０６ａと、ドレイン電極とし
て機能する導電層１０６ｂと、半導体層１１８ａと、ゲート絶縁層１２０と、ゲート電極
として機能する導電層１２６ａと、で構成されるいわゆるトップゲート型のトランジスタ
である（図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）参照）。同様に、トランジスタ１５４は、ソース電
極として機能する導電層１０６ｃと、ドレイン電極として機能する導電層１０６ｄと、半
導体層１１８ｃと、ゲート絶縁層１２０と、ゲート電極として機能する導電層１２６ｃと
、で構成される。また、保持容量１５６は、導電層１０６ｅと、ゲート絶縁層１２０と、
導電層１２６ｃと、で構成されている。なお、上記においても、ソース電極およびドレイ
ン電極の称呼は便宜的なものに過ぎない。
【０２２２】
ここで、導電層１１２と導電層１０６ａは電気的に接続されており、導電層１０６ｂと導
電層１２６ｃとは、接続部１５８において、導電層１４２を介して電気的に接続されてい
る（図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）参照）。また、導電層１６２と導電層１０６ｃは電気的
に接続されており、導電層１０６ｄと導電層１４０は電気的に接続されており、導電層１
６２と導電層１０６ｅは電気的に接続されている。なお、画素電極として機能する導電層
１４０と導電層１４２とは同一の工程で作製することができる。また、導電層１０６ｄと
導電層１４０とを接続するためのコンタクトホール、導電層１０６ｂと導電層１４２とを
接続するためのコンタクトホール、導電層１２６ｃと導電層１４２とを接続するためのコ
ンタクトホールは、同一の工程で作製することができる。
【０２２３】
トランジスタ１５０を構成する導電層１０６ａ、導電層１０６ｂ、半導体層１１８ａ、導
電層１２６ａ、トランジスタ１５４を構成する導電層１０６ｃ、導電層１０６ｄ、半導体
層１１８ｃ、導電層１２６ｃ、および保持容量１５６を構成する導電層１０６ｅは、透光
性を有する材料で形成されている。これにより、画素の開口率向上が実現されている。
【０２２４】
また、導電層１１２、導電層１３２ａ、および導電層１６２は、低抵抗材料で形成されて
いる。このため、配線抵抗を低減し、消費電力を低減することができる。また、導電層１
１２、導電層１３２ａ、および導電層１６２は、遮光性を有する材料で形成されている。
このため、画素間を遮光することができる。
【０２２５】
なお、上記においては、一つの画素に二つのトランジスタを有する場合について説明して
いるが、開示される発明はこれに限定されない。一つの画素に三つ以上のトランジスタを
設けることもできる。
【０２２６】
図１９は、本実施の形態に係る半導体装置の構成の他の一例である。当該構成は、特に、
エレクトロルミネッセンス表示装置（ＥＬ表示装置）に用いるのに好適であるが、開示さ
れる発明はこれに限定されない。なお、図１９（Ａ）は平面図であり、図１９（Ｂ）は図
１９（Ａ）のＥ−Ｆにおける断面図である。
【０２２７】
図１９に示される構成は、基本的には、図１８に示される構成と同様である。図１８に示
される構成との相違点は接続部１５８にあり、図１８では、導電層１０６ｂと導電層１２
６ｃが導電層１４２を介して接続されているのに対して、図１９では、導電層１０６ｂと
導電層１２６ｃが直接接続されている（図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）参照）。この場合、
導電層１４２が不要となるため、画素電極として機能する導電層１４０をより大きくする
ことが可能であり、図１８に示される構成と比較して開口率を向上させることができる。
なお、導電層１０６ｂと導電層１２６ｃとの電気的接続を実現するためには、導電層１２
６ｃの形成前に、ゲート絶縁層１２０に対してコンタクトホールを形成しておく必要があ
る。
【０２２８】
図２０は、本実施の形態に係る半導体装置の構成の他の一例である。当該構成は、表示装
置に用いるのに好適であるが、開示される発明はこれに限定されない。なお、図２０（Ａ
）は平面図であり、図２０（Ｂ）は図２０（Ａ）のＡ−Ｂにおける断面図である。
【０２２９】
図２０に示される構成は、基本的には、図１に示される構成と同様である。図１に示され
る構成との相違点は、ソース電極として機能する導電層１０６ａとドレイン電極として機
能する導電層１０６ｂの形状にある。より具体的には、図２０に示される構成において、
チャネル形成領域の形状がＵ字型となるように導電層１０６ａと導電層１０６ｂが形成さ
れている（図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）参照）。これにより、同じ面積のトランジスタを
形成する場合でも、チャネル幅（Ｗ）を大きくすることが可能である。なお、チャネル形
成領域の形状はＵ字型に限定されず、求められるチャネル幅に応じて適宜その形状を変更
することができる。
【０２３０】
図２１は、本実施の形態に係る半導体装置の構成の他の一例である。当該構成は、表示装
置に用いるのに好適であるが、開示される発明はこれに限定されない。なお、図２１（Ａ
）は平面図であり、図２１（Ｂ）は図２１（Ａ）のＡ−Ｂにおける断面図である。
【０２３１】
図２１に示される構成は、図１に示される構成と類似している。図１に示される構成との
相違点は、ゲート配線として機能する導電層１３２ａがゲート電極としても機能する点に
ある（図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）参照）。つまり、図２１においては、導電層１２６ａ
に対応する導電層が存在しない。導電層１３２ａは低抵抗材料を用いて形成することがで
きるから、ゲート電極として導電層１２６ａ（透光性材料を用いた導電層）を用いる場合
と比較して、半導体層１１８ａに対する電界を一様なものとすることができる。このため
、トランジスタ１５０の素子特性を向上させることができる。
【０２３２】
なお、図２１においては、導電層１２６ａを設けない構成を採用しているが、開示される
発明はこれに限定されない。導電層１３２ａと電気的に接続された導電層１２６ａを設け
ても良い。また、図２１においては導電層１０６ａを形成しているが、導電層１０６ａを
設けずに、導電層１０６ａの機能を導電層１１２に兼ねさせても良い。これは、ソース電
極の機能を有する導電層が、ゲート配線として機能する導電層の下部に形成されることに
なるため、透光性を有する材料を用いてソース電極として機能する導電層を形成する必要
性が低下することによる。この場合、少なくとも導電層１０６ｂと、導電層１２６ｂとを
、透光性を有する材料によって形成すればよい。
【０２３３】
また、本実施の形態に係る構成を、多階調マスクを用いる場合に採用することができるの
はいうまでもない。多階調マスクを用いる場合には、導電層１２６ａが導電層１３２ａの
下部に形成される。
【０２３４】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【０２３５】
（実施の形態４）
本実施の形態では、薄膜トランジスタを作製し、該薄膜トランジスタを、画素部や周辺回
路部（駆動回路など）に用いて表示機能を有する半導体装置（表示装置）を作製する場合
について説明する。周辺回路部の一部または全部を、画素部と同じ基板上に一体形成する
ことにより、システムオンパネルを形成することができる。
【０２３６】
表示装置は表示素子を含む。表示素子としては液晶素子（液晶表示素子ともいう）や、発
光素子（発光表示素子ともいう）などを用いることができる。発光素子は、電流または電
圧によって輝度が制御される素子をその範疇に含んでおり、具体的には無機ＥＬ（Ｅｌｅ
ｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、有機ＥＬ等が含まれる。また、電子インクなど
、電気的作用によりコントラストが変化する表示媒体を適用しても良い。
【０２３７】
また、表示装置は、表示素子が封止された状態にあるパネルと、該パネルにコントローラ
を含むＩＣ等を実装した状態にあるモジュールとを含む。さらに、表示装置を構成する素
子基板は、電流を表示素子に供給するための手段を各画素に備える。素子基板は、具体的
には、表示素子の画素電極が形成された状態であっても良いし、画素電極となる導電層の
成膜後、エッチング前の状態であっても良い。
【０２３８】
以下、本実施の形態では、液晶表示装置の一例について示す。図２２は、第１の基板４０
０１上に形成された薄膜トランジスタ４０１０、薄膜トランジスタ４０１１および液晶素
子４０１３を、第２の基板４００６とシール材４００５によって封止した、パネルの平面
図および断面図である。ここで、図２２（Ａ１）および図２２（Ａ２）は平面図を示し、
図２２（Ｂ）は、図２２（Ａ１）および図２２（Ａ２）のＭ−Ｎにおける断面図に相当す
る。
【０２３９】
第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２および走査線駆動回路４００４を囲む
ようにして、シール材４００５が設けられている。また、画素部４００２と走査線駆動回
路４００４の上に、第２の基板４００６が設けられている。つまり、画素部４００２と走
査線駆動回路４００４は、第１の基板４００１とシール材４００５と第２の基板４００６
とによって、液晶層４００８と共に封止されている。また、第１の基板４００１上のシー
ル材４００５によって囲まれる領域とは異なる領域に、別途用意された基板上に単結晶半
導体または多結晶半導体で形成された信号線駆動回路４００３が実装されている。
【０２４０】
なお、別途形成した駆動回路の接続方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ法、ワ
イヤボンディング法、ＴＡＢ法などを適宜用いることができる。図２２（Ａ１）は、ＣＯ
Ｇ法により信号線駆動回路４００３を実装する例であり、図２２（Ａ２）は、ＴＡＢ法に
より信号線駆動回路４００３を実装する例である。
【０２４１】
また、第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と走査線駆動回路４００４は、
薄膜トランジスタを複数有しており、図２２（Ｂ）では、画素部４００２に含まれる薄膜
トランジスタ４０１０と、走査線駆動回路４００４に含まれる薄膜トランジスタ４０１１
を例示している。薄膜トランジスタ４０１０、薄膜トランジスタ４０１１上には絶縁層４
０２０が設けられている。
【０２４２】
薄膜トランジスタ４０１０、薄膜トランジスタ４０１１には、先の実施の形態などに示す
トランジスタを適用することができる。なお、本実施の形態において、薄膜トランジスタ
４０１０、薄膜トランジスタ４０１１はｎチャネル型トランジスタとした。
【０２４３】
また、液晶素子４０１３が有する画素電極層４０３０は、薄膜トランジスタ４０１０と電
気的に接続されている。そして、液晶素子４０１３の対向電極層４０３１は第２の基板４
００６上に形成されている。上記の画素電極層４０３０と対向電極層４０３１、液晶層４
００８により、液晶素子４０１３が形成される。なお、画素電極層４０３０、対向電極層
４０３１には、それぞれ配向膜として機能する絶縁層４０３２、絶縁層４０３３が設けら
れ、画素電極層４０３０および対向電極層４０３１は、これらを介して液晶層４００８を
挟持している。
【０２４４】
なお、第１の基板４００１、第２の基板４００６としては、ガラス、金属（代表的にはス
テンレス）、セラミックス、プラスチックなどを用いることができる。プラスチックとし
ては、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）基板
、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、ポリエステルフィルム、アクリル樹脂フ
ィルムなどを用いることができる。また、アルミニウム箔をＰＶＦフィルムやポリエステ
ルフィルムで挟んだ構造のシートを用いることもできる。
【０２４５】
また、画素電極層４０３０と対向電極層４０３１との間の距離（セルギャップ）を制御す
るために、柱状のスペーサ４０３５が設けられている。柱状のスペーサ４０３５は絶縁膜
を選択的にエッチングすることで得られる。なお、柱状のスペーサに代えて球状のスペー
サを用いていても良い。また、対向電極層４０３１は、薄膜トランジスタ４０１０と同一
基板上に設けられる共通電位線と電気的に接続される。例えば、一対の基板間に配置され
る導電性粒子を介して、対向電極層４０３１と共通電位線とを電気的に接続することがで
きる。なお、導電性粒子はシール材４００５に含有させると良い。
【０２４６】
また、配向膜が不要なブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであ
り、昇温によってコレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブル
ー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、５重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶
組成物を用いると良い。これにより、温度範囲を改善することができる。ブルー相を示す
液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答時間が１０μｓ〜１００μｓと短く、光学
的等方性を有するため配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい、といった特徴を有
している。
【０２４７】
なお、本実施の形態では透過型液晶表示装置の一例を示しているが、これに限定されず、
反射型液晶表示装置としても良いし、半透過型液晶表示装置としても良い。
【０２４８】
また、本実施の形態で示す液晶表示装置では、基板の外側（視認側）に偏光板を設け、内
側に着色層、および表示素子に用いる電極層を設ける例について示すが、偏光板は基板の
内側に設けてもよい。また、偏光板と着色層の積層構造も本実施の形態に限定されず、偏
光板及び着色層の材料や作製工程条件によって適宜設定すればよい。また、遮光膜として
、ブラックマスク（ブラックマトリクス）を設けてもよい。
【０２４９】
また、本実施の形態では、薄膜トランジスタの表面凹凸を低減するため、先の実施の形態
で得られた薄膜トランジスタを絶縁層４０２０で覆う構成を採用しているが、開示される
発明はこれに限定されない。
【０２５０】
絶縁層４０２０としては、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、エ
ポキシ等の、耐熱性を有する有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、
低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ
（リンボロンガラス）等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁膜
を複数積層させて、絶縁層４０２０を形成してもよい。
【０２５１】
ここで、シロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ
−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。置換基としては、有機基（例えばアルキル基やアリー
ル基）やフルオロ基を用いても良い。また、有機基はフルオロ基を有していても良い。
【０２５２】
絶縁層４０２０の形成方法は、特に限定されず、その材料に応じて、スパッタ法、ＳＯＧ
法、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法、スクリー
ン印刷、オフセット印刷等）、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナ
イフコーター等を用いることができる。
【０２５３】
画素電極層４０３０、対向電極層４０３１は、酸化タングステンを含むインジウム酸化物
、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、
酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物（ＩＴＯともいう）、インジ
ウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する導電性
材料を用いることができる。
【０２５４】
また、画素電極層４０３０、対向電極層４０３１に、導電性高分子（導電性ポリマーとも
いう）を含む導電性組成物を用いても良い。導電性組成物を用いて形成した画素電極は、
シート抵抗が１．０×１０４Ω／ｓｑ．以下、波長５５０ｎｍにおける透光率が７０％以
上であることが好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗率は０．１
Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【０２５５】
導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例え
ば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェンま
たはその誘導体、若しくはこれらの２種以上の共重合体などがあげられる。
【０２５６】
信号線駆動回路４００３、走査線駆動回路４００４、画素部４００２などに与えられる各
種信号は、ＦＰＣ４０１８から供給されている。
【０２５７】
また、接続端子電極４０１５は、液晶素子４０１３が有する画素電極層４０３０と同じ導
電膜から形成され、端子電極４０１６は、薄膜トランジスタ４０１０、薄膜トランジスタ
４０１１のソース電極層及びドレイン電極層と同じ導電膜で形成されている。
【０２５８】
接続端子電極４０１５は、ＦＰＣ４０１８が有する端子と、異方性導電膜４０１９を介し
て電気的に接続されている。
【０２５９】
なお、図２２においては、信号線駆動回路４００３を別途形成し、第１の基板４００１に
実装する例を示しているが、本実施の形態はこの構成に限定されない。走査線駆動回路を
別途形成して実装しても良いし、信号線駆動回路の一部または走査線駆動回路の一部のみ
を別途形成して実装しても良い。
【０２６０】
図２３は、半導体装置の一形態に相当する液晶表示モジュールに、ＴＦＴ基板２６００を
用いる例を示している。
【０２６１】
図２３では、ＴＦＴ基板２６００と対向基板２６０１がシール材２６０２により固着され
、その間にＴＦＴ等を含む素子層２６０３、配向膜や液晶を含む液晶層２６０４、着色層
２６０５などが設けられることにより表示領域が形成されている。着色層２６０５はカラ
ー表示を行う場合に必要であり、ＲＧＢ方式の場合には、赤、緑、青の各色に対応した着
色層が、各画素に対応して設けられている。ＴＦＴ基板２６００と対向基板２６０１の外
側には偏光板２６０６、偏光板２６０７、拡散板２６１３が配設されている。また、光源
は冷陰極管２６１０と反射板２６１１により構成されている。回路基板２６１２は、フレ
キシブル配線基板２６０９によりＴＦＴ基板２６００の配線回路部２６０８と接続され、
これによって、コントロール回路や電源回路などの外部回路が液晶モジュールに組みこま
れる。また、偏光板と液晶層との間には、位相差板を設けても良い。
【０２６２】
液晶の駆動方式としては、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉ
ｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓ
ｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａ
ｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇ
ｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  
Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂ
ｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉ
ｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑ
ｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モードなどを用いることができる。
【０２６３】
以上の工程により、高性能な液晶表示装置を作製することができる。本実施の形態は、他
の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【０２６４】
（実施の形態５）
本実施の形態では、図２４を参照して半導体装置の一例であるアクティブマトリクス型の
電子ペーパーについて説明する。半導体装置に用いられる薄膜トランジスタ６５０は、先
の実施の形態で示す薄膜トランジスタと同様に作製することができる。
【０２６５】
図２４に示す電子ペーパーは、ツイストボール表示方式を用いたものの一例である。ツイ
ストボール表示方式とは、白と黒に塗り分けられた球形粒子を第１の電極層及び第２の電
極層の間に配置し、第１の電極層及び第２の電極層に電位差を生じさせることによって、
球形粒子の向きを制御して、表示を行う方法である。
【０２６６】
基板６００上に設けられた薄膜トランジスタ６５０は開示する発明の薄膜トランジスタで
あり、半導体層が、その上方のゲート電極層と、その下方のソース電極層またはドレイン
電極層とによって挟まれた構造を有している。なお、ソース電極層またはドレイン電極層
は、絶縁層に形成されたコンタクトホールを介して、第１の電極層６６０と電気的に接続
している。基板６０２には第２の電極層６７０が設けられており、第１の電極層６６０と
第２の電極層６７０との間には、黒色領域６８０ａ及び白色領域６８０ｂを有する球形粒
子６８０が設けられている。また、球形粒子６８０の周囲は樹脂等の充填材６８２で満た
されている（図２４参照）。図２４において、第１の電極層６６０が画素電極に相当し、
第２の電極層６７０が共通電極に相当する。第２の電極層６７０は、薄膜トランジスタ６
５０と同一基板上に設けられる共通電位線と電気的に接続される。
【０２６７】
ツイストボールの代わりに、電気泳動表示素子を用いることも可能である。その場合、例
えば、透明な液体と、正に帯電した白い微粒子と負に帯電した黒い微粒子とを封入した直
径１０μｍ〜２００μｍ程度のマイクロカプセルを用いる。第１の電極層と第２の電極層
によって電場が与えられると、白い微粒子と黒い微粒子が互いに逆方向に移動し、白また
は黒が表示される。電気泳動表示素子は液晶表示素子に比べて反射率が高いため、補助ラ
イトが不要であり、また、明るさが十分ではない場所であっても表示部を認識することが
可能である。また、表示部に電源が供給されない場合であっても、一度表示した像を保持
することが可能であるという利点を有している。
【０２６８】
以上のように、開示する発明を用いることで高性能な電子ペーパーを作製することができ
る。なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【０２６９】
（実施の形態６）
本実施の形態では、半導体装置として発光表示装置の例を示す。表示装置の有する表示素
子としては、ここではエレクトロルミネッセンスを利用する発光素子を用いて示す。エレ
クトロルミネッセンスを利用する発光素子は、発光材料が有機化合物であるか、無機化合
物であるかによって区別され、一般的に、前者は有機ＥＬ素子、後者は無機ＥＬ素子と呼
ばれている。
【０２７０】
有機ＥＬ素子は、発光素子に電圧を印加することにより、一対の電極から電子および正孔
がそれぞれ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして、それらキャ
リア（電子および正孔）が再結合することにより発光する。このようなメカニズムから、
該発光素子は、電流励起型の発光素子と呼ばれる。
【０２７１】
無機ＥＬ素子は、その素子構成により、分散型無機ＥＬ素子と薄膜型無機ＥＬ素子とに分
類される。分散型無機ＥＬ素子は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた発光層を有
するものであり、発光メカニズムはドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー−ア
クセプター再結合型発光である。薄膜型無機ＥＬ素子は、発光層を誘電体層で挟み込み、
さらにそれを電極で挟んだ構造であり、発光メカニズムは金属イオンの内殻電子遷移を利
用する局在型発光である。なお、ここでは、発光素子として有機ＥＬ素子を用いて説明す
る。
【０２７２】
発光素子の構成について、図２５を用いて説明する。ここでは、駆動用ＴＦＴがｎ型の場
合を例に挙げて、画素の断面構造について説明する。図２５（Ａ）、図２５（Ｂ）、図２
５（Ｃ）の半導体装置に用いられるＴＦＴ７０１、ＴＦＴ７１１、ＴＦＴ７２１は、先の
実施の形態で示す薄膜トランジスタと同様に作製することができる。
【０２７３】
発光素子は、光を取り出すために、陽極または陰極の少なくとも一方が透明になっている
。ここで、透明とは、少なくとも発光波長における透過率が十分に高いことを意味する。
光の取り出し方式としては、基板上に薄膜トランジスタ及び発光素子を形成し、該基板と
は反対側の面から光を取り出す上面射出方式（上面取り出し方式）や、基板側の面から光
を取り出す下面射出方式（下面取り出し方式）、基板側およびその反対側の面から光を取
り出す両面射出方式（両面取り出し方式）などがある。
【０２７４】
上面射出方式の発光素子について図２５（Ａ）を参照して説明する。
【０２７５】
図２５（Ａ）は、発光素子７０２から発せられる光が陽極７０５側に抜ける場合の、画素
の断面図を示している。ここでは、駆動用ＴＦＴ７０１と電気的に接続された透光性を有
する導電層７０７上に、発光素子７０２が形成されており、陰極７０３上に発光層７０４
、陽極７０５が順に積層されている。陰極７０３としては、仕事関数が小さく、光を反射
する導電膜を用いることができる。例えば、Ｃａ、Ａｌ、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ等の材料を
用いて陰極７０３を形成することが望ましい。発光層７０４は、単層で構成されていても
、複数の層が積層されるように構成されていても良い。複数の層で構成されている場合、
陰極７０３上に電子注入層、電子輸送層、発光層、ホール輸送層、ホール注入層の順に積
層すると良いが、もちろん、これらの層を全て設ける必要はない。陽極７０５は光を透過
する導電性材料を用いて形成する。例えば、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、
酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸
化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物（ＩＴＯともいう）、インジウ
ム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する導電性材
料を用いれば良い。
【０２７６】
陰極７０３及び陽極７０５で発光層７０４を挟んだ構造を、発光素子７０２と呼ぶことが
できる。図２５（Ａ）に示した画素の場合、発光素子７０２から発せられる光は、矢印で
示すように陽極７０５側に射出される。発光素子７０２の構造は、マイクロキャビティ構
造としても良い。これにより、取り出し波長を選択することが可能となるため、色純度を
向上させることができる。なお、この場合には、取り出し波長にあわせて発光素子７０２
を構成する各層の厚みを設定することになる。また、所定の反射率を有する材料を用いて
電極を形成すると良い。
【０２７７】
陽極７０５の上には、窒化シリコン、酸化シリコンなどを含む絶縁層を形成しても良い。
これにより、発光素子の劣化を抑制することができる。
【０２７８】
次に、下面射出方式の発光素子について図２５（Ｂ）を参照して説明する。
【０２７９】
図２５（Ｂ）は、発光素子７１２から発せられる光が陰極７１３側に抜ける場合の、画素
の断面図を示している。ここでは、駆動用ＴＦＴ７１１と電気的に接続された透光性を有
する導電層７１７上に、発光素子７１２の陰極７１３が形成されており、陰極７１３上に
発光層７１４、陽極７１５が順に積層されている。なお、陽極７１５が透光性を有する場
合、該陽極７１５上を覆うように遮光膜７１６を設けても良い。陰極７１３は、図２５（
Ａ）の場合と同様に、仕事関数が小さい導電性材料を用いることができる。ただしその膜
厚は、光を透過する程度（好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度）とする。例えば２０ｎｍ
程度の膜厚を有するアルミニウム膜を、陰極７１３として用いることができる。発光層７
１４は、図２５（Ａ）と同様に、単層で構成されていても、複数の層が積層されるように
構成されていても良い。陽極７１５は、光を透過する必要はないが、図２５（Ａ）と同様
に、透光性を有する導電性材料を用いて形成しても良い。遮光膜７１６には、光を反射す
る金属等を用いることができるが、これに限定されない。なお、遮光膜７１６に反射機能
を有せしめることにより、光の取り出し効率を向上させることが可能である。
【０２８０】
陰極７１３及び陽極７１５で、発光層７１４を挟んだ構造を発光素子７１２と呼ぶことが
できる。図２５（Ｂ）に示した画素の場合、発光素子７１２から発せられる光は、矢印で
示すように陰極７１３側に射出される。発光素子７１２の構造は、マイクロキャビティ構
造としても良い。また、陽極７１５の上には絶縁層を形成しても良い。
【０２８１】
次に、両面射出方式の発光素子について、図２５（Ｃ）を参照して説明する。
【０２８２】
図２５（Ｃ）は、駆動用ＴＦＴ７２１と電気的に接続された透光性を有する導電層７２７
上に、発光素子７２２の陰極７２３が形成されており、陰極７２３上に発光層７２４、陽
極７２５が順に積層されている。陰極７２３は、図２５（Ａ）の場合と同様に、仕事関数
が小さい導電性材料を用いることができる。ただしその膜厚は、光を透過する程度とする
。例えば２０ｎｍの膜厚を有するアルミニウム膜を、陰極７２３として用いることができ
る。発光層７２４は、図２５（Ａ）と同様に、単層で構成されていても、複数の層が積層
されるように構成されていても良い。陽極７２５は、図２５（Ａ）と同様に、透光性を有
する導電性材料を用いて形成することができる。
【０２８３】
陰極７２３と、発光層７２４と、陽極７２５とが重なった構造を発光素子７２２と呼ぶこ
とができる。図２５（Ｃ）に示した画素の場合、発光素子７２２から発せられる光は、矢
印で示すように陽極７２５側と陰極７２３側の両方に射出される。発光素子７２２の構造
は、マイクロキャビティ構造としても良い。また、陽極７２５の上には絶縁層を形成して
も良い。
【０２８４】
なお、ここでは、発光素子として有機ＥＬ素子について述べたが、発光素子として無機Ｅ
Ｌ素子を設けることも可能である。また、ここでは、発光素子の駆動を制御する薄膜トラ
ンジスタ（駆動用ＴＦＴ）と発光素子が電気的に接続されている例を示したが、駆動用Ｔ
ＦＴと発光素子との間に電流制御用ＴＦＴが接続されている構成であってもよい。
【０２８５】
なお、本実施の形態で示す半導体装置は、図２５に示した構成に限定されるものではなく
、各種の変形が可能である。
【０２８６】
次に、半導体装置の一形態に相当する発光表示パネル（発光パネルともいう）の外観及び
断面について、図２６を参照して説明する。図２６は、第１の基板４５０１上に形成され
た薄膜トランジスタ４５０９、薄膜トランジスタ４５１０および発光素子４５１１を、第
２の基板４５０６とシール材４５０５によって封止したパネルの平面図および断面図であ
る。ここで、図２６（Ａ）は平面図を示し、図２６（Ｂ）は、図２６（Ａ）のＨ−Ｉにお
ける断面図に相当する。
【０２８７】
第１の基板４５０１上に設けられた画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、信号線
駆動回路４５０３ｂ、走査線駆動回路４５０４ａ、走査線駆動回路４５０４ｂを囲むよう
にして、シール材４５０５が設けられている。また、画素部４５０２、信号線駆動回路４
５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、走査線駆動回路４５０４ａ、走査線駆動回路４５
０４ｂの上に第２の基板４５０６が設けられている。つまり、画素部４５０２、信号線駆
動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、走査線駆動回路４５０４ａ、走査線駆動
回路４５０４ｂは、第１の基板４５０１とシール材４５０５と第２の基板４５０６とによ
って、充填材４５０７と共に密封されている。このように、気密性が高く、脱ガスの少な
い保護フィルム（貼り合わせフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム等）やカバー材などを用
いてパッケージング（封入）することが好ましい。
【０２８８】
また、第１の基板４５０１上に設けられた画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、
信号線駆動回路４５０３ｂ、走査線駆動回路４５０４ａ、走査線駆動回路４５０４ｂは、
薄膜トランジスタを複数有しており、図２６（Ｂ）では、画素部４５０２に含まれる薄膜
トランジスタ４５１０と、信号線駆動回路４５０３ａに含まれる薄膜トランジスタ４５０
９を例示している。
【０２８９】
薄膜トランジスタ４５０９、薄膜トランジスタ４５１０は、先の実施の形態において示し
たトランジスタを適用することができる。なお、本実施の形態において、薄膜トランジス
タ４５０９、薄膜トランジスタ４５１０はｎチャネル型トランジスタである。
【０２９０】
また、４５１１は発光素子に相当し、発光素子４５１１が有する画素電極である第１の電
極層４５１７は、薄膜トランジスタ４５１０のソース電極層またはドレイン電極層と電気
的に接続されている。なお、発光素子４５１１の構成は、第１の電極層４５１７、第２の
電極４５１２、電界発光層４５１３、第３の電極層４５１４の積層構造であるが、本実施
の形態に示した構成に限定されない。発光素子４５１１から取り出す光の方向などに合わ
せて、上記構成は適宜変更することができる。
【０２９１】
隔壁４５２０は、有機樹脂膜、無機絶縁膜、有機ポリシロキサンなどを用いて形成する。
特に、感光性を有する材料を用いて第１の電極層４５１７上に開口部を形成し、その開口
部の側壁が、連続した曲率を持つ傾斜面となるようにすることが好ましい。
【０２９２】
電界発光層４５１３は、単層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成され
ていても良い。
【０２９３】
発光素子４５１１に酸素、水素、水、二酸化炭素等が侵入しないように、第３の電極層４
５１４及び隔壁４５２０上に保護膜を形成してもよい。保護膜としては、窒化珪素膜、窒
化酸化珪素膜、ＤＬＣ膜等を形成することができる。
【０２９４】
また、信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、走査線駆動回路４５０４
ａ、走査線駆動回路４５０４ｂ、画素部４５０２などに与えられる各種信号は、ＦＰＣ４
５１８ａ、ＦＰＣ４５１８ｂから供給されている。
【０２９５】
本実施の形態では、接続端子電極４５１５が、発光素子４５１１の第１の電極層４５１７
と同じ導電膜から形成され、端子電極４５１６は、薄膜トランジスタ４５０９や薄膜トラ
ンジスタ４５１０のソース電極層及びドレイン電極層と同じ導電膜から形成される例につ
いて示している。
【０２９６】
接続端子電極４５１５は、ＦＰＣ４５１８ａが有する端子と、異方性導電膜４５１９を介
して電気的に接続されている。
【０２９７】
発光素子４５１１からの光の取り出し方向に位置する基板は、透光性を有さなければなら
ない。透光性を有する基板としては、ガラス板、プラスチック板、ポリエステルフィルム
、アクリルフィルムなどがある。
【０２９８】
充填材４５０７としては、窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化樹脂や
熱硬化樹脂などを用いることができる。例えば、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、アク
リル、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）、Ｅ
ＶＡ（エチレンビニルアセテート）などを用いることができる。本実施の形態では、充填
材として窒素を用いる例について示している。
【０２９９】
必要であれば、発光素子の射出面に偏光板、円偏光板（楕円偏光板を含む）、位相差板（
λ／４板、λ／２板）、カラーフィルタなどの光学フィルムを設けてもよい。また、表面
には反射防止処理を施しても良い。例えば、表面の凹凸により反射光を拡散し、映り込み
を低減できるアンチグレア処理を施すことができる。
【０３００】
信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、走査線駆動回路４５０４ａ、走
査線駆動回路４５０４ｂは、別途用意された基板上の単結晶半導体または多結晶半導体に
よって形成されていても良い。また、信号線駆動回路のみ、若しくはその一部、または走
査線駆動回路のみ、若しくはその一部のみを別途形成して実装しても良く、本実施の形態
は図２６の構成に限定されない。
【０３０１】
以上の工程により、高性能な発光表示装置（表示パネル）を作製することができる。
【０３０２】
次に、デジタル時間階調駆動を適用可能な画素構成およびその動作について説明する。図
３９は、デジタル時間階調駆動を適用可能な画素構成の例を示す図である。ここでは、酸
化物半導体層（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非単結晶膜）をチャネル形成領域に用いるｎチャ
ネル型のトランジスタを１つの画素に２つ用いる例を示す。
【０３０３】
図３９（Ａ）において、画素６４００は、スイッチング用トランジスタ６４０１、駆動用
トランジスタ６４０２、発光素子６４０４および容量素子６４０３を有している。スイッ
チング用トランジスタ６４０１はゲートが走査線６４０６に接続され、第１電極（ソース
電極及びドレイン電極の一方）が信号線６４０５に接続され、第２電極（ソース電極及び
ドレイン電極の他方）が駆動用トランジスタ６４０２のゲートに接続されている。駆動用
トランジスタ６４０２は、ゲートが容量素子６４０３を介して電源線６４０７に接続され
、第１電極が電源線６４０７に接続され、第２電極が発光素子６４０４の第１電極（画素
電極）に接続されている。発光素子６４０４の第２電極は共通電極６４０８に相当する。
【０３０４】
なお、発光素子６４０４の第２電極（共通電極６４０８側）と第１電極（電源線６４０７
側）の電位の関係は、どちらが高電位となるように設定されても良い。発光表示装置では
、高電位と低電位との電位差を発光素子６４０４に印加し、それによって生じる電流で発
光素子６４０４を発光させるため、高電位と低電位との電位差が発光素子６４０４のしき
い値電圧以上となるように、それぞれの電位を設定すれば良い。
【０３０５】
なお、容量素子６４０３は駆動用トランジスタ６４０２のゲート容量を代用して省略する
ことも可能である。駆動用トランジスタ６４０２のゲート容量は、チャネル領域とゲート
電極との間で容量が形成されるものであってもよい。
【０３０６】
ここで、電圧入力電圧駆動方式の場合には、駆動用トランジスタ６４０２のゲートには、
駆動用トランジスタ６４０２がオン状態またはオフ状態となるようなビデオ信号を入力す
る。つまり、駆動用トランジスタ６４０２は線形領域で動作させる。
【０３０７】
また、入力信号を異ならせることで、図３９（Ａ）と同じ画素構成を用いてアナログ階調
駆動が可能である。例えば、ビデオ信号をアナログとすることで、発光素子６４０４にビ
デオ信号に応じた電流を流し、アナログ階調駆動を行うことができる。ビデオ信号は駆動
用トランジスタ６４０２が飽和領域で動作するような信号とすることが好ましい。
【０３０８】
また、電源線６４０７の電位は、パルス状に変化するものであっても良い。この場合、図
３９（Ｂ）のような構成を採用すると好ましい。
【０３０９】
また、図３９（Ａ）の構成において、ある画素の発光素子６４０４の第２電極の電位は、
他の画素の第２電極の電位と共通にすることが多いが（共通電極６４０８の電位）、陰極
を画素ごとにパターニングして、各々駆動トランジスタと接続させる構成としても良い。
【０３１０】
なお、開示する発明の一態様は、図３９に示す画素構成に限定して解釈されない。例えば
、図３９に示す画素に新たにスイッチ、抵抗素子、容量素子、トランジスタ、論理回路な
どを追加してもよい。
【０３１１】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【０３１２】
（実施の形態７）
本実施の形態では、表示装置において、同一基板上に少なくとも駆動回路の一部と、画素
部に配置する薄膜トランジスタを作製する例について以下に説明する。
【０３１３】
表示装置の一例であるアクティブマトリクス型表示装置のブロック図の一例を図２７（Ａ
）に示す。図２７（Ａ）に示す表示装置は、基板５３００上に表示素子を備えた画素を複
数有する画素部５３０１と、各画素を選択する走査線駆動回路５３０２と、選択された画
素へのビデオ信号の入力を制御する信号線駆動回路５３０３とを有する。
【０３１４】
表示装置の一例であるアクティブマトリクス型表示装置のブロック図の別の一例を図２７
（Ｂ）に示す。図２７（Ｂ）に示す表示装置は、基板５４００上に表示素子を備えた画素
を複数有する画素部５４０１と、各画素を選択する第１の走査線駆動回路５４０２及び第
２の走査線駆動回路５４０４と、選択された画素へのビデオ信号の入力を制御する信号線
駆動回路５４０３とを有する。
【０３１５】
図２７（Ｂ）に示す表示装置の画素に入力されるビデオ信号をデジタル形式とする場合、
画素の輝度はトランジスタのオンとオフの切り替えによって制御される。この場合、例え
ば、面積階調法または時間階調法を用いて表示を行うことができる。面積階調法は、１画
素を複数の副画素に分割し、各副画素を独立に駆動させることによって、階調表示を行う
駆動法である。また、時間階調法は、１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割す
る等の方法により、トランジスタがオン状態となる期間（またはオフ状態となる期間）を
制御することによって、階調表示を行う駆動法である。なお、発光素子は、液晶素子など
に比べて応答速度が高いので、時間階調法に適している。
【０３１６】
図２７（Ｂ）に示す表示装置は、一つの画素に二つのスイッチング用ＴＦＴを配置する場
合であって、一方のスイッチング用ＴＦＴのゲート配線である第１の走査線に入力される
信号を第１走査線駆動回路５４０２で生成し、他方のスイッチング用ＴＦＴのゲート配線
である第２の走査線に入力される信号を第２の走査線駆動回路５４０４で生成する例であ
る。なお、開示する発明の一態様はこれに限定されず、第１の走査線に入力される信号と
、第２の走査線に入力される信号とを、共に１つの走査線駆動回路で生成する構成として
も良い。また、例えば、１つの画素が有するスイッチング用ＴＦＴの数によっては、スイ
ッチング素子の動作を制御するために用いられる走査線の数が増加することもあるが、こ
の場合においても、複数の走査線に入力される信号を全て１つの走査線駆動回路で生成し
ても良いし、複数の走査線駆動回路で生成しても良い。
【０３１７】
表示装置の画素部に配置する薄膜トランジスタは、先の実施の形態に従って形成すること
ができる。また、駆動回路に用いる薄膜トランジスタの一部または全部を、画素部の薄膜
トランジスタと同一基板上に形成することができる。
【０３１８】
なお、保護回路やゲートドライバ、ソースドライバなどの周辺駆動回路部分では、透光性
を有するトランジスタを形成する必要がない。このため、画素部分では光を透過させて、
周辺駆動回路部分では、光を透過させない構成としても良い。
【０３１９】
図２８に、上記薄膜トランジスタを示す。図２８（Ａ）は、多階調マスクを用いずに形成
した場合、図２８（Ｂ）は、多階調マスクを用いて形成した場合である。図中、左側は駆
動回路部のトランジスタを表しており、右側は画素部のトランジスタを表している。
【０３２０】
多階調マスクを用いずに上記駆動回路部の薄膜トランジスタを形成する場合は、ゲート配
線として機能する導電層１３２ａを形成する際に、ゲート電極として機能する導電層２８
００を形成し、ソース配線として機能する導電層１１２を形成する際に、ソース電極（ま
たはドレイン電極）として機能する導電層２８０２ａ、導電層２８０２ｂを形成する（図
２８（Ａ）、図１等参照）。この場合、画素部のトランジスタにおける、ゲート電極とし
て機能する導電層１２６ａや、ソース電極として機能する導電層１０６ａ、ドレイン電極
として機能する導電層１０６ｂに対応する層を設ける必要はないが、開示する発明の一態
様はこれに限定されない。なお、ソース配線とソース電極（ドレイン配線とドレイン電極
）は一体に形成しても良い。本明細書中において、配線と電極の区別は便宜的なものにす
ぎないから、構造上可能な場合には、配線と電極を一体に形成しても良いし、分離して形
成しても良い。
【０３２１】
多階調マスクを用いて上記の薄膜トランジスタを形成する場合には、配線または電極は、
透光性を有する材料を用いて形成される導電層と、低抵抗材料を用いて形成される導電層
との積層構造となる。例えば、ゲート電極は、透光性を有する材料を用いて形成される導
電層２８１０と、低抵抗材料を用いて形成される導電層２８１２との積層構造となる（図
２８（Ｂ）参照）。また、ソース電極またはドレイン電極は、透光性を有する材料を用い
て形成される導電層２８１４ａ（または導電層２８１４ｂ）と、低抵抗材料を用いて形成
される導電層２８１６ａ（または導電層２８１６ｂ）との積層構造となる（図２８（Ｂ）
参照）。なお、低抵抗材料は遮光性を伴うことが多いため、形成される薄膜トランジスタ
は光を透過しない構成となるが、完全な遮光性（例えば、光の透過率が１０％以下）を有
している必要はない。
【０３２２】
このように、周辺回路部分に光を透過させない構成の薄膜トランジスタを形成することに
より、電極等に起因する抵抗を低減して薄膜トランジスタの特性を向上させることができ
る。これにより、画素部において開口率を向上させつつ、周辺回路の性能を向上させた半
導体装置を提供することができる。つまり、半導体装置の特性向上という課題を解決する
ことができる。
【０３２３】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【０３２４】
（実施の形態８）
半導体装置は、電子ペーパーとして適用することができる。電子ペーパーは、情報を表示
する、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。例えば、電子ペーパーを、電
子書籍（電子ブック）、ポスター、電車などの乗り物の車内広告、クレジットカード等の
各種カードにおける表示部分などに適用することができる。電子機器の一例を図２９、図
３０に示す。
【０３２５】
図２９（Ａ）は、電子ペーパーで作られたポスター２６３１を示している。広告媒体が紙
の印刷物である場合には、広告の交換は人手によって行われるが、電子ペーパーを用いれ
ば短時間で広告の表示を変えることができる。また、表示も崩れることなく安定した画像
が得られる。なお、ポスターは無線で情報を送受信できる構成としてもよい。
【０３２６】
また、図２９（Ｂ）は、電車などの乗り物の車内広告２６３２を示している。広告媒体が
紙の印刷物である場合には、広告の交換は人手によって行われるが、電子ペーパーを用い
れば人手を多くかけることなく短時間で広告の表示を変えることができる。また表示も崩
れることなく安定した画像が得られる。なお、ポスターは無線で情報を送受信できる構成
としてもよい。
【０３２７】
また、図３０は、電子書籍２７００の一例を示している。例えば、電子書籍２７００は、
筐体２７０１および筐体２７０３の２つの筐体で構成されている。筐体２７０１および筐
体２７０３は、軸部２７１１により一体とされており、該軸部２７１１を軸として開閉動
作を行うことができる。このような構成により、紙の書籍のような動作を行うことが可能
となる。
【０３２８】
筐体２７０１には表示部２７０５が組み込まれ、筐体２７０３には表示部２７０７が組み
込まれている。表示部２７０５および表示部２７０７は、続き画面を表示する構成として
もよいし、異なる画面を表示する構成としてもよい。異なる画面を表示する構成とするこ
とで、例えば右側の表示部（図３０では表示部２７０５）に文章を表示し、左側の表示部
（図３０では表示部２７０７）に画像を表示することができる。
【０３２９】
また、図３０では、筐体２７０１に操作部などを備えた例を示している。例えば、筐体２
７０１において、電源２７２１、操作キー２７２３、スピーカ２７２５などを備えている
。操作キー２７２３により、頁を送ることができる。なお、筐体の表示部と同一面にキー
ボードやポインティングディバイスなどを備える構成としてもよい。また、筐体の裏面や
側面に、外部接続用端子（イヤホン端子、ＵＳＢ端子、またはＡＣアダプタおよびＵＳＢ
ケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成
としてもよい。さらに、電子書籍２７００は、電子辞書としての機能を持たせた構成とし
てもよい。
【０３３０】
また、電子書籍２７００は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、
電子書籍サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロードする構成とすること
も可能である。
【０３３１】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【０３３２】
（実施の形態９）
本実施の形態においては、液晶表示装置に適用できる画素の構成及び画素の動作について
説明する。なお、本実施の形態における液晶素子の動作モードとして、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔ
ｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モー
ド、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌ
ｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔ
ｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌ
ｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏ
ｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、Ｆ
ＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ
（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）などを用いる
ことができる。
【０３３３】
図４０（Ａ）は、液晶表示装置に適用できる画素構成の一例を示す図である。画素５０８
０は、トランジスタ５０８１、液晶素子５０８２及び容量素子５０８３を有している。ト
ランジスタ５０８１のゲートは配線５０８５と電気的に接続される。トランジスタ５０８
１の第１端子は配線５０８４と電気的に接続される。トランジスタ５０８１の第２端子は
液晶素子５０８２の第１端子と電気的に接続される。液晶素子５０８２の第２端子は配線
５０８７と電気的に接続される。容量素子５０８３の第１端子は液晶素子５０８２の第１
端子と電気的に接続される。容量素子５０８３の第２端子は配線５０８６と電気的に接続
される。なお、トランジスタの第１端子とは、ソースまたはドレインのいずれか一方であ
り、トランジスタの第２端子とは、ソースまたはドレインの他方のことである。つまり、
トランジスタの第１端子がソースである場合は、トランジスタの第２端子はドレインとな
る。同様に、トランジスタの第１端子がドレインである場合は、トランジスタの第２端子
はソースとなる。
【０３３４】
配線５０８４は信号線として機能させることができる。信号線は、画素の外部から入力さ
れた信号電圧を画素５０８０に伝達するための配線である。配線５０８５は走査線として
機能させることができる。走査線は、トランジスタ５０８１のオンオフを制御するための
配線である。配線５０８６は容量線として機能させることができる。容量線は、容量素子
５０８３の第２端子に所定の電圧を加えるための配線である。トランジスタ５０８１は、
スイッチとして機能させることができる。容量素子５０８３は、保持容量として機能させ
ることができる。保持容量は、スイッチがオフの状態においても、信号電圧が液晶素子５
０８２に加わり続けるようにするための容量素子である。配線５０８７は、対向電極とし
て機能させることができる。対向電極は、液晶素子５０８２の第２端子に所定の電圧を加
えるための配線である。なお、それぞれの配線が持つことのできる機能はこれに限定され
ず、様々な機能を有することが出来る。例えば、容量線に加える電圧を変化させることで
、液晶素子に加えられる電圧を調整することもできる。なお、トランジスタ５０８１はス
イッチとして機能すればよいため、トランジスタ５０８１の極性はＰチャネル型でもよい
し、Ｎチャネル型でもよい。
【０３３５】
図４０（Ｂ）は、液晶表示装置に適用できる画素構成の一例を示す図である。図４０（Ｂ
）に示す画素構成例は、図４０（Ａ）に示す画素構成例と比較して、配線５０８７が省略
され、かつ、液晶素子５０８２の第２端子と容量素子５０８３の第２端子とが電気的に接
続されている点が異なっている以外は、図４０（Ａ）に示す画素構成例と同様な構成であ
るとしている。図４０（Ｂ）に示す画素構成例は、特に、液晶素子が横電界モード（ＩＰ
Ｓモード、ＦＦＳモードを含む）である場合に適用できる。なぜならば、液晶素子が横電
界モードである場合、液晶素子５０８２の第２端子および容量素子５０８３の第２端子を
同一な基板上に形成させることができるため、液晶素子５０８２の第２端子と容量素子５
０８３の第２端子とを電気的に接続させることが容易であるからである。図４０（Ｂ）に
示すような画素構成とすることで、配線５０８７を省略できるので、製造工程を簡略なも
のとすることができ、製造コストを低減できる。
【０３３６】
図４０（Ａ）または図４０（Ｂ）に示す画素構成は、マトリクス状に複数配置されること
ができる。こうすることで、液晶表示装置の表示部が形成され、様々な画像を表示するこ
とができる。図４０（Ｃ）は、図４０（Ａ）に示す画素構成がマトリクス状に複数配置さ
れている場合の回路構成を示す図である。図４０（Ｃ）に示す回路構成は、表示部が有す
る複数の画素のうち、４つの画素を抜き出して示した図である。そして、ｉ列ｊ行（ｉ，
ｊは自然数）に位置する画素を、画素５０８０＿ｉ，ｊと表記し、画素５０８０＿ｉ，ｊ
には、配線５０８４＿ｉ、配線５０８５＿ｊ、配線５０８６＿ｊが、それぞれ電気的に接
続される。同様に、画素５０８０＿ｉ＋１，ｊについては、配線５０８４＿ｉ＋１、配線
５０８５＿ｊ、配線５０８６＿ｊと電気的に接続される。同様に、画素５０８０＿ｉ，ｊ
＋１については、配線５０８４＿ｉ、配線５０８５＿ｊ＋１、配線５０８６＿ｊ＋１と電
気的に接続される。同様に、画素５０８０＿ｉ＋１，ｊ＋１については、配線５０８４＿
ｉ＋１、配線５０８５＿ｊ＋１、配線５０８６＿ｊ＋１と電気的に接続される。なお、各
配線は、同じ列または行に属する複数の画素によって共有されることができる。なお、図
４０（Ｃ）に示す画素構成において配線５０８７は対向電極であり、対向電極は全ての画
素において共通であることから、配線５０８７については自然数ｉまたはｊによる表記は
行なわないこととする。なお、図４０（Ｂ）に示す画素構成を用いることも可能であるた
め、配線５０８７が記載されている構成であっても配線５０８７は必須ではなく、他の配
線と共有されること等によって省略されることができる。
【０３３７】
図４０（Ｃ）に示す画素構成は、様々な方法によって駆動されることができる。特に、交
流駆動と呼ばれる方法によって駆動されることによって、液晶素子の劣化（焼き付き）を
抑制することができる。図４０（Ｄ）は、交流駆動の１つである、ドット反転駆動が行な
われる場合の、図４０（Ｃ）に示す画素構成における各配線に加えられる電圧のタイミン
グチャートを表す図である。ドット反転駆動が行なわれることによって、交流駆動が行な
われる場合に視認されるフリッカ（ちらつき）を抑制することができる。
【０３３８】
図４０（Ｃ）に示す画素構成において、配線５０８５＿ｊと電気的に接続されている画素
におけるスイッチは、１フレーム期間中の第ｊゲート選択期間において選択状態（オン状
態）となり、それ以外の期間では非選択状態（オフ状態）となる。そして、第ｊゲート選
択期間の後に、第ｊ＋１ゲート選択期間が設けられる。このように順次走査が行なわれる
ことで、１フレーム期間内に全ての画素が順番に選択状態となる。図４０（Ｄ）に示すタ
イミングチャートでは、電圧が高い状態（ハイレベル）となることで、当該画素における
スイッチが選択状態となり、電圧が低い状態（ローレベル）となることで非選択状態とな
る。なお、これは各画素におけるトランジスタがＮチャネル型の場合であり、Ｐチャネル
型のトランジスタが用いられる場合、電圧と選択状態の関係は、Ｎチャネル型の場合とは
逆となる。
【０３３９】
図４０（Ｄ）に示すタイミングチャートでは、第ｋフレーム（ｋは自然数）における第ｊ
ゲート選択期間において、信号線として用いる配線５０８４＿ｉに正の信号電圧が加えら
れ、配線５０８４＿ｉ＋１に負の信号電圧が加えられる。そして、第ｋフレームにおける
第ｊ＋１ゲート選択期間において、配線５０８４＿ｉに負の信号電圧が加えられ、配線５
０８４＿ｉ＋１に正の信号電圧が加えられる。その後も、それぞれの信号線は、ゲート選
択期間ごとに極性が反転した信号が交互に加えられる。その結果、第ｋフレームにおいて
は、画素５０８０＿ｉ，ｊには正の信号電圧、画素５０８０＿ｉ＋１，ｊには負の信号電
圧、画素５０８０＿ｉ，ｊ＋１には負の信号電圧、画素５０８０＿ｉ＋１，ｊ＋１には正
の信号電圧が、それぞれ加えられることとなる。そして、第ｋ＋１フレームにおいては、
それぞれの画素において、第ｋフレームにおいて書き込まれた信号電圧とは逆の極性の信
号電圧が書き込まれる。その結果、第ｋ＋１フレームにおいては、画素５０８０＿ｉ，ｊ
には負の信号電圧、画素５０８０＿ｉ＋１，ｊには正の信号電圧、画素５０８０＿ｉ，ｊ
＋１には正の信号電圧、画素５０８０＿ｉ＋１，ｊ＋１には負の信号電圧が、それぞれ加
えられることとなる。このように、同じフレームにおいては隣接する画素同士で異なる極
性の信号電圧が加えられ、さらに、それぞれの画素においては１フレームごとに信号電圧
の極性が反転される駆動方法が、ドット反転駆動である。ドット反転駆動によって、液晶
素子の劣化を抑制しつつ、表示される画像全体または一部が均一である場合に視認される
フリッカを低減することができる。なお、配線５０８６＿ｊ、配線５０８６＿ｊ＋１を含
む全ての配線５０８６に加えられる電圧は、一定の電圧とされることができる。なお、配
線５０８４のタイミングチャートにおける信号電圧の表記は極性のみとなっているが、実
際は、表示された極性において様々な信号電圧の値をとり得る。なお、ここでは１ドット
（１画素）毎に極性を反転させる場合について述べたが、これに限定されず、複数の画素
毎に極性を反転させることもできる。例えば、２ゲート選択期間毎に書き込む信号電圧の
極性を反転させることで、信号電圧の書き込みにかかる消費電力を低減させることができ
る。他にも、１列毎に極性を反転させること（ソースライン反転）もできるし、１行ごと
に極性を反転させること（ゲートライン反転）もできる。
【０３４０】
なお、画素５０８０における容量素子５０８３の第２端子には、１フレーム期間において
一定の電圧が加えられていれば良い。ここで、走査線として用いる配線５０８５に加えら
れる電圧は１フレーム期間の大半においてローレベルであり、ほぼ一定の電圧が加えられ
ていることから、画素５０８０における容量素子５０８３の第２端子の接続先は、配線５
０８５でも良い。図４０（Ｅ）は、液晶表示装置に適用できる画素構成の一例を示す図で
ある。図４０（Ｅ）に示す画素構成は、図４０（Ｃ）に示す画素構成と比較すると、配線
５０８６が省略され、かつ、画素５０８０内の容量素子５０８３の第２端子と、一つ前の
行における配線５０８５とが電気的に接続されていることを特徴としている。具体的には
、図４０（Ｅ）に表記されている範囲においては、画素５０８０＿ｉ，ｊ＋１および画素
５０８０＿ｉ＋１，ｊ＋１における容量素子５０８３の第２端子は、配線５０８５＿ｊと
電気的に接続される。このように、画素５０８０内の容量素子５０８３の第２端子と、一
つ前の行における配線５０８５とを電気的に接続させることで、配線５０８６を省略する
ことができるので、画素の開口率を向上できる。なお、容量素子５０８３の第２端子の接
続先は、一つ前の行における配線５０８５ではなく、他の行における配線５０８５でも良
い。なお、図４０（Ｅ）に示す画素構成の駆動方法は、図４０（Ｃ）に示す画素構成の駆
動方法と同様のものを用いることができる。
【０３４１】
なお、容量素子５０８３および容量素子５０８３の第２端子に電気的に接続される配線を
用いて、信号線として用いる配線５０８４に加える電圧を小さくすることができる。この
ときの画素構成および駆動方法について、図４０（Ｆ）および図４０（Ｇ）を用いて説明
する。図４０（Ｆ）に示す画素構成は、図４０（Ａ）に示す画素構成と比較して、配線５
０８６を１画素列あたり２本とし、かつ、画素５０８０における容量素子５０８３の第２
端子との電気的な接続を、隣接する画素で交互に行なうことを特徴としている。なお、２
本とした配線５０８６は、それぞれ配線５０８６−１および配線５０８６−２と呼ぶこと
とする。具体的には、図４０（Ｆ）に表記されている範囲においては、画素５０８０＿ｉ
，ｊにおける容量素子５０８３の第２端子は、配線５０８６−１＿ｊと電気的に接続され
、画素５０８０＿ｉ＋１，ｊにおける容量素子５０８３の第２端子は、配線５０８６−２
＿ｊと電気的に接続され、画素５０８０＿ｉ，ｊ＋１における容量素子５０８３の第２端
子は、配線５０８６−２＿ｊ＋１と電気的に接続され、画素５０８０＿ｉ＋１，ｊ＋１に
おける容量素子５０８３の第２端子は、配線５０８６−１＿ｊ＋１と電気的に接続される
。
【０３４２】
そして、例えば、図４０（Ｇ）に示すように、第ｋフレームにおいて画素５０８０＿ｉ，
ｊに正の極性の信号電圧が書き込まれる場合、配線５０８６−１＿ｊは、第ｊゲート選択
期間においてはローレベルとさせ、第ｊゲート選択期間の終了後、ハイレベルに変化させ
る。そして、１フレーム期間中はそのままハイレベルを維持し、第ｋ＋１フレームにおけ
る第ｊゲート選択期間に負の極性の信号電圧が書き込まれた後、ローレベルに変化させる
。このように、正の極性の信号電圧が画素に書き込まれた後に、容量素子５０８３の第２
端子に電気的に接続される配線の電圧を正の方向に変化させることで、液晶素子に加えら
れる電圧を正の方向に所定の量だけ変化させることができる。すなわち、その分画素に書
き込む信号電圧を小さくすることができるため、信号書き込みにかかる消費電力を低減さ
せることができる。なお、第ｊゲート選択期間に負の極性の信号電圧が書き込まれる場合
は、負の極性の信号電圧が画素に書き込まれた後に、容量素子５０８３の第２端子に電気
的に接続される配線の電圧を負の方向に変化させることで、液晶素子に加えられる電圧を
負の方向に所定の量だけ変化させることができるので、正の極性の場合と同様に、画素に
書き込む信号電圧を小さくすることができる。つまり、容量素子５０８３の第２端子に電
気的に接続される配線は、同じフレームの同じ行において、正の極性の信号電圧が加えら
れる画素と、負の極性の信号電圧が加えられる画素とで、それぞれ異なる配線であること
が好ましい。図４０（Ｆ）は、第ｋフレームにおいて正の極性の信号電圧が書き込まれる
画素には配線５０８６−１が電気的に接続され、第ｋフレームにおいて負の極性の信号電
圧が書き込まれる画素には配線５０８６−２が電気的に接続される例である。ただし、こ
れは一例であり、例えば、正の極性の信号電圧が書き込まれる画素と負の極性の信号電圧
が書き込まれる画素が２画素毎に現れるような駆動方法の場合は、配線５０８６−１およ
び配線５０８６−２の電気的接続もそれに合わせて、２画素毎に交互に行なわれることが
好ましい。さらに言えば、１行全ての画素で同じ極性の信号電圧が書き込まれる場合（ゲ
ートライン反転）も考えられるが、その場合は、配線５０８６は１行あたり１本でよい。
つまり、図４０（Ｃ）に示す画素構成においても、図４０（Ｆ）および図４０（Ｇ）を用
いて説明したような、画素に書き込む信号電圧を小さくする駆動方法を用いることができ
る。
【０３４３】
次に、液晶素子が、ＭＶＡモードまたはＰＶＡモード等に代表される、垂直配向（ＶＡ）
モードである場合に特に好ましい画素構成およびその駆動方法について述べる。ＶＡモー
ドは、製造時にラビング工程が不要、黒表示時の光漏れが少ない、駆動電圧が低い等の優
れた特徴を有するが、画面を斜めから見たときに画質が劣化してしまう（視野角が狭い）
という問題点も有する。ＶＡモードの視野角を広くするには、図４１（Ａ）および図４１
（Ｂ）に示すように、１画素に複数の副画素（サブピクセル）を有する画素構成とするこ
とが有効である。図４１（Ａ）および図４１（Ｂ）に示す画素構成は、画素５０８０が２
つの副画素（副画素５０８０−１，副画素５０８０−２）を含む場合の一例を表すもので
ある。なお、１つの画素における副画素の数は２つに限定されず、様々な数の副画素を用
いることができる。副画素の数が大きいほど、より視野角を広くすることができる。複数
の副画素は互いに同一の回路構成とすることができ、ここでは、全ての副画素が図４０（
Ａ）に示す回路構成と同様であるとして説明する。なお、第１の副画素５０８０−１は、
トランジスタ５０８１−１、液晶素子５０８２−１、容量素子５０８３−１を有するもの
とし、それぞれの接続関係は図４０（Ａ）に示す回路構成に準じることとする。同様に、
第２の副画素５０８０−２は、トランジスタ５０８１−２、液晶素子５０８２−２、容量
素子５０８３−２を有するものとし、それぞれの接続関係は図４０（Ａ）に示す回路構成
に準じることとする。
【０３４４】
図４１（Ａ）に示す画素構成は、１画素を構成する２つの副画素に対し、走査線として用
いる配線５０８５を２本（配線５０８５−１，配線５０８５−２）有し、信号線として用
いる配線５０８４を１本有し、容量線として用いる配線５０８６を１本有する構成を表す
ものである。このように、信号線および容量線を２つの副画素で共用することにより、開
口率を向上させることができ、さらに、信号線駆動回路を簡単なものとすることができる
ので製造コストが低減でき、かつ、液晶パネルと駆動回路ＩＣの接続点数を低減できるの
で、歩留まりを向上できる。図４１（Ｂ）に示す画素構成は、１画素を構成する２つの副
画素に対し、走査線として用いる配線５０８５を１本有し、信号線として用いる配線５０
８４を２本（配線５０８４−１，配線５０８４−２）有し、容量線として用いる配線５０
８６を１本有する構成を表すものである。このように、走査線および容量線を２つの副画
素で共用することにより、開口率を向上させることができ、さらに、全体の走査線本数を
低減できるので、高精細な液晶パネルにおいても１つあたりのゲート線選択期間を十分に
長くすることができ、それぞれの画素に適切な信号電圧を書き込むことができる。
【０３４５】
図４１（Ｃ）および図４１（Ｄ）は、図４１（Ｂ）に示す画素構成において、液晶素子を
画素電極の形状に置き換えた上で、各素子の電気的接続状態を模式的に表した例である。
図４１（Ｃ）および図４１（Ｄ）において、電極５０８８−１は第１の画素電極を表し、
電極５０８８−２は第２の画素電極を表すものとする。図４１（Ｃ）において、第１画素
電極５０８８−１は、図４１（Ｂ）における液晶素子５０８２−１の第１端子に相当し、
第２画素電極５０８８−２は、図４１（Ｂ）における液晶素子５０８２−２の第１端子に
相当する。すなわち、第１画素電極５０８８−１は、トランジスタ５０８１−１のソース
またはドレインの一方と電気的に接続され、第２画素電極５０８８−２は、トランジスタ
５０８１−２のソースまたはドレインの一方と電気的に接続される。一方、図４１（Ｄ）
においては、画素電極とトランジスタの接続関係を逆にする。すなわち、第１画素電極５
０８８−１は、トランジスタ５０８１−２のソースまたはドレインの一方と電気的に接続
され、第２画素電極５０８８−２は、トランジスタ５０８１−１のソースまたはドレイン
の一方と電気的に接続されるものとする。
【０３４６】
図４１（Ｃ）および図４１（Ｄ）で示したような画素構成を、マトリクス状に交互に配置
することで、特別な効果を得ることができる。このような画素構成およびその駆動方法の
一例を、図４１（Ｅ）および図４１（Ｆ）に示す。図４１（Ｅ）に示す画素構成は、画素
５０８０＿ｉ，ｊおよび画素５０８０＿ｉ＋１，ｊ＋１に相当する部分を図４１（Ｃ）に
示す構成とし、画素５０８０＿ｉ＋１，ｊおよび画素５０８０＿ｉ，ｊ＋１に相当する部
分を図４１（Ｄ）に示す構成としたものである。この構成において、図４１（Ｆ）に示す
タイミングチャートのように駆動すると、第ｋフレームの第ｊゲート選択期間において、
画素５０８０＿ｉ，ｊの第１画素電極および画素５０８０＿ｉ＋１，ｊの第２画素電極に
正の極性の信号電圧が書き込まれ、画素５０８０＿ｉ，ｊの第２画素電極および画素５０
８０＿ｉ＋１，ｊの第１画素電極に負の極性の信号電圧が書き込まれる。さらに、第ｋフ
レームの第ｊ＋１ゲート選択期間において、画素５０８０＿ｉ，ｊ＋１の第２画素電極お
よび画素５０８０＿ｉ＋１，ｊ＋１の第１画素電極に正の極性の信号電圧が書き込まれ、
画素５０８０＿ｉ，ｊ＋１の第１画素電極および画素５０８０＿ｉ＋１，ｊ＋１の第２画
素電極に負の極性の信号電圧が書き込まれる。第ｋ＋１フレームにおいては、各画素にお
いて信号電圧の極性が反転される。こうすることによって、副画素を含む画素構成におい
てドット反転駆動に相当する駆動を実現しつつ、信号線に加えられる電圧の極性を１フレ
ーム期間内で同一なものとすることができるので、画素の信号電圧書込みにかかる消費電
力を大幅に低減することができる。なお、配線５０８６＿ｊ、配線５０８６＿ｊ＋１を含
む全ての配線５０８６に加えられる電圧は、一定の電圧とされることができる。
【０３４７】
さらに、図４１（Ｇ）および図４１（Ｈ）に示す画素構成およびその駆動方法によって、
画素に書き込まれる信号電圧の大きさを小さくすることができる。これは、それぞれの画
素が有する複数の副画素に電気的に接続される容量線を、副画素毎に異ならせるものであ
る。すなわち、図４１（Ｇ）および図４１（Ｈ）に示す画素構成およびその駆動方法によ
って、同一のフレーム内で同一の極性が書き込まれる副画素については、同一行内で容量
線を共通とし、同一のフレーム内で異なる極性が書き込まれる副画素については、同一行
内で容量線を異ならせる。そして、各行の書き込みが終了した時点で、それぞれの容量線
の電圧を、正の極性の信号電圧が書き込まれた副画素では正の方向、負の極性の信号電圧
が書き込まれた副画素では負の方向に変化させることで、画素に書き込まれる信号電圧の
大きさを小さくすることができる。具体的には、容量線として用いる配線５０８６を各行
で２本（配線５０８６−１，配線５０８６−２）とし、画素５０８０＿ｉ，ｊの第１画素
電極と、配線５０８６−１＿ｊとが、容量素子を介して電気的に接続され、画素５０８０
＿ｉ，ｊの第２画素電極と、配線５０８６−２＿ｊとが、容量素子を介して電気的に接続
され、画素５０８０＿ｉ＋１，ｊの第１画素電極と、配線５０８６−２＿ｊとが、容量素
子を介して電気的に接続され、画素５０８０＿ｉ＋１，ｊの第２画素電極と、配線５０８
６−１＿ｊとが、容量素子を介して電気的に接続され、画素５０８０＿ｉ，ｊ＋１の第１
画素電極と、配線５０８６−２＿ｊ＋１とが、容量素子を介して電気的に接続され、画素
５０８０＿ｉ，ｊ＋１の第２画素電極と、配線５０８６−１＿ｊ＋１とが、容量素子を介
して電気的に接続され、画素５０８０＿ｉ＋１，ｊ＋１の第１画素電極と、配線５０８６
−１＿ｊ＋１とが、容量素子を介して電気的に接続され、画素５０８０＿ｉ＋１，ｊ＋１
の第２画素電極と、配線５０８６−２＿ｊ＋１とが、容量素子を介して電気的に接続され
る。ただし、これは一例であり、例えば、正の極性の信号電圧が書き込まれる画素と負の
極性の信号電圧が書き込まれる画素が２画素毎に現れるような駆動方法の場合は、配線５
０８６−１および配線５０８６−２の電気的接続もそれに合わせて、２画素毎に交互に行
なわれることが好ましい。さらに言えば、１行全ての画素で同じ極性の信号電圧が書き込
まれる場合（ゲートライン反転）も考えられるが、その場合は、配線５０８６は１行あた
り１本でよい。つまり、図４１（Ｅ）に示す画素構成においても、図４１（Ｇ）および図
４１（Ｈ）を用いて説明したような、画素に書き込む信号電圧を小さくする駆動方法を用
いることができる。
【０３４８】
（実施の形態１０）
次に、表示装置の別の構成例およびその駆動方法について説明する。本実施の形態におい
ては、信号書込みに対する輝度の応答が遅い（応答時間が長い）表示素子を用いた表示装
置の場合について述べる。本実施の形態においては、応答時間が長い表示素子として液晶
素子を例として説明するが、本実施の形態における表示素子はこれに限定されず、信号書
込みに対する輝度の応答が遅い様々な表示素子を用いることができる。
【０３４９】
一般的な液晶表示装置の場合、信号書込みに対する輝度の応答が遅く、液晶素子に信号電
圧を加え続けた場合でも、応答が完了するまで１フレーム期間以上の時間がかかることが
ある。このような表示素子で動画を表示しても、動画を忠実に再現することはできない。
さらに、アクティブマトリクス駆動の場合、一つの液晶素子に対する信号書込みの時間は
、通常、信号書込み周期（１フレーム期間または１サブフレーム期間）を走査線数で割っ
た時間（１走査線選択期間）に過ぎず、液晶素子はこのわずかな時間内に応答しきれない
ことが多い。したがって、液晶素子の応答の大半は、信号書込みが行われない期間で行わ
れることになる。ここで、液晶素子の誘電率は、当該液晶素子の透過率に従って変化する
が、信号書込みが行われない期間において液晶素子が応答するということは、液晶素子の
外部と電荷のやり取りが行われない状態（定電荷状態）で液晶素子の誘電率が変化するこ
とを意味する。つまり、（電荷）＝（容量）・（電圧）の式において、電荷が一定の状態
で容量が変化することになるため、液晶素子に加わる電圧は、液晶素子の応答にしたがっ
て、信号書込み時の電圧から変化してしまうことになる。したがって、信号書込みに対す
る輝度の応答が遅い液晶素子をアクティブマトリクスで駆動する場合、液晶素子に加わる
電圧は、信号書込み時の電圧に原理的に到達し得ない。
【０３５０】
本実施の形態における表示装置は、表示素子を信号書込み周期内に所望の輝度まで応答さ
せるために、信号書込み時の信号レベルを予め補正されたもの（補正信号）とすることで
、上記の問題点を解決することができる。さらに、液晶素子の応答時間は信号レベルが大
きいほど短くなるので、補正信号を書き込むことによって、液晶素子の応答時間を短くす
ることもできる。このような補正信号を加える駆動方法は、オーバードライブとも呼ばれ
る。本実施の形態におけるオーバードライブは、信号書込み周期が、表示装置に入力され
る画像信号の周期（入力画像信号周期Ｔｉｎ）よりも短い場合であっても、信号書込み周
期に合わせて信号レベルが補正されることで、信号書込み周期内に表示素子を所望の輝度
まで応答させることができる。信号書込み周期が、入力画像信号周期Ｔｉｎよりも短い場
合とは、例えば、１つの元画像を複数のサブ画像に分割し、当該複数のサブ画像を１フレ
ーム期間内に順次表示させる場合が挙げられる。
【０３５１】
次に、アクティブマトリクス駆動の表示装置において信号書込み時の信号レベルを補正す
る方法の例について、図４２（Ａ）および（Ｂ）を参照して説明する。図４２（Ａ）は、
横軸を時間、縦軸を信号書込み時の信号レベルとし、ある１つの表示素子における信号書
込み時の信号レベルの時間変化を模式的に表したグラフである。図４２（Ｂ）は、横軸を
時間、縦軸を表示レベルとし、ある１つの表示素子における表示レベルの時間変化を模式
的に表したグラフである。なお、表示素子が液晶素子の場合は、信号書込み時の信号レベ
ルは電圧、表示レベルは液晶素子の透過率とすることができる。これ以降は、図４２（Ａ
）の縦軸は電圧、図４２（Ｂ）の縦軸は透過率であるとして説明する。なお、本実施の形
態におけるオーバードライブは、信号レベルが電圧以外（デューティー比、電流等）であ
る場合も含む。なお、本実施の形態におけるオーバードライブは、表示レベルが透過率以
外（輝度、電流等）である場合も含む。なお、液晶素子には、電圧が０である時に黒表示
となるノーマリーブラック型（例：ＶＡモード、ＩＰＳモード等）と、電圧が０である時
に白表示となるノーマリーホワイト型（例：ＴＮモード、ＯＣＢモード等）があるが、図
４２（Ｂ）に示すグラフはどちらにも対応しており、ノーマリーブラック型の場合はグラ
フの上方へ行くほど透過率が大きいものとし、ノーマリーホワイト型の場合はグラフの下
方へ行くほど透過率が大きいものとすればよい。すなわち、本実施の形態における液晶モ
ードは、ノーマリーブラック型でも良いし、ノーマリーホワイト型でも良い。なお、時間
軸には信号書込みタイミングが点線で示されており、信号書込みが行われてから次の信号
書込みが行われるまでの期間を、保持期間Ｆｉと呼ぶこととする。本実施形態においては
、ｉは整数であり、それぞれの保持期間を表すインデックスであるとする。図４２（Ａ）
および（Ｂ）においては、ｉは０から２までとして示しているが、ｉはこれ以外の整数も
取り得る（０から２以外については図示しない）。なお、保持期間Ｆｉにおいて、画像信
号に対応する輝度を実現する透過率をＴｉとし、定常状態において透過率Ｔｉを与える電
圧をＶｉとする。なお、図４２（Ａ）中の破線５１０１は、オーバードライブを行わない
場合の液晶素子にかかる電圧の時間変化を表し、実線５１０２は、本実施の形態における
オーバードライブを行う場合の液晶素子にかかる電圧の時間変化を表している。同様に、
図４２（Ｂ）中の破線５１０３は、オーバードライブを行わない場合の液晶素子の透過率
の時間変化を表し、実線５１０４は、本実施の形態におけるオーバードライブを行う場合
の液晶素子の透過率の時間変化を表している。なお、保持期間Ｆｉの末尾における、所望
の透過率Ｔｉと実際の透過率との差を、誤差αｉと表記することとする。
【０３５２】
図４２（Ａ）に示すグラフにおいて、保持期間Ｆ０においては破線５１０１と実線５１０
２ともに所望の電圧Ｖ０が加えられており、図４２（Ｂ）に示すグラフにおいても、破線
５１０３と実線５１０４ともに所望の透過率Ｔ０が得られているものとする。そして、オ
ーバードライブが行われない場合、破線５１０１に示すように、保持期間Ｆ１の初頭にお
いて所望の電圧Ｖ１が液晶素子に加えられるが、既に述べたように信号が書込まれる期間
は保持期間に比べて極めて短く、保持期間のうちの大半の期間は定電荷状態となるため、
保持期間において液晶素子にかかる電圧は透過率の変化とともに変化していき、保持期間
Ｆ１の末尾においては所望の電圧Ｖ１と大きく異なった電圧となってしまう。このとき、
図４２（Ｂ）に示すグラフにおける破線５１０３も、所望の透過率Ｔ１と大きく異なった
ものとなってしまう。そのため、画像信号に忠実な表示を行うことができず、画質が低下
してしまう。一方、本実施の形態におけるオーバードライブが行われる場合、実線５１０
２に示すように、保持期間Ｆ１の初頭において、所望の電圧Ｖ１よりも大きな電圧Ｖ１´
が液晶素子に加えられるようにする。つまり、保持期間Ｆ１において徐々に液晶素子にか
かる電圧が変化することを見越して、保持期間Ｆ１の末尾において液晶素子にかかる電圧
が所望の電圧Ｖ１近傍の電圧となるように、保持期間Ｆ１の初頭において所望の電圧Ｖ１
から補正された電圧Ｖ１´を液晶素子に加えることで、正確に所望の電圧Ｖ１を液晶素子
にかけることが可能となる。このとき、図４２（Ｂ）に示すグラフにおける実線５１０４
に示すように、保持期間Ｆ１の末尾において所望の透過率Ｔ１が得られる。すなわち、保
持期間のうちの大半の期間において定電荷状態となるにも関わらず、信号書込み周期内で
の液晶素子の応答を実現できる。次に、保持期間Ｆ２においては、所望の電圧Ｖ２がＶ１
よりも小さい場合を示しているが、この場合も保持期間Ｆ１と同様に、保持期間Ｆ２にお
いて徐々に液晶素子にかかる電圧が変化することを見越して、保持期間Ｆ２の末尾におい
て液晶素子にかかる電圧が所望の電圧Ｖ２近傍の電圧となるように、保持期間Ｆ２の初頭
において所望の電圧Ｖ２から補正された電圧Ｖ２´を液晶素子に加えればよい。こうする
ことで、図４２（Ｂ）に示すグラフにおける実線５１０４に示すように、保持期間Ｆ２の
末尾において所望の透過率Ｔ２が得られる。なお、保持期間Ｆ１のように、ＶｉがＶｉ−
１と比べて大きくなる場合は、補正された電圧Ｖｉ´は所望の電圧Ｖｉよりも大きくなる
ように補正されることが好ましい。さらに、保持期間Ｆ２のように、ＶｉがＶｉ−１と比
べて小さくなる場合は、補正された電圧Ｖｉ´は所望の電圧Ｖｉよりも小さくなるように
補正されることが好ましい。なお、具体的な補正値については、予め液晶素子の応答特性
を測定することで導出することができる。装置に実装する方法としては、補正式を定式化
して論理回路に組み込む方法、補正値をルックアップテーブルとしてメモリに保存してお
き、必要に応じて補正値を読み出す方法、等を用いることができる。
【０３５３】
なお、本実施の形態におけるオーバードライブを、実際に装置として実現する場合には、
様々な制約が存在する。例えば、電圧の補正は、ソースドライバの定格電圧の範囲内で行
われなければならない。すなわち、所望の電圧が元々大きな値であって、理想的な補正電
圧がソースドライバの定格電圧を超えてしまう場合は、補正しきれないこととなる。この
ような場合の問題点について、図４２（Ｃ）および（Ｄ）を参照して説明する。図４２（
Ｃ）は、図４２（Ａ）と同じく、横軸を時間、縦軸を電圧とし、ある１つの液晶素子にお
ける電圧の時間変化を実線５１０５として模式的に表したグラフである。図４２（Ｄ）は
、図４２（Ｂ）と同じく、横軸を時間、縦軸を透過率とし、ある１つの液晶素子における
透過率の時間変化を実線５１０６として模式的に表したグラフである。なお、その他の表
記方法については図４２（Ａ）および（Ｂ）と同様であるため、説明を省略する。図４２
（Ｃ）および（Ｄ）は、保持期間Ｆ１における所望の透過率Ｔ１を実現するための補正電
圧Ｖ１´がソースドライバの定格電圧を超えてしまうため、Ｖ１´＝Ｖ１とせざるを得な
くなり、十分な補正ができない状態を表している。このとき、保持期間Ｆ１の末尾におけ
る透過率は、所望の透過率Ｔ１と誤差α１だけ、ずれた値となってしまう。ただし、誤差
α１が大きくなるのは、所望の電圧が元々大きな値であるときに限られるため、誤差α１
の発生による画質低下自体は許容範囲内である場合も多い。しかしながら、誤差α１が大
きくなることによって、電圧補正のアルゴリズム内の誤差も大きくなってしまう。つまり
、電圧補正のアルゴリズムにおいて、保持期間の末尾に所望の透過率が得られていると仮
定している場合、実際は誤差α１が大きくなっているのにも関わらず、誤差α１が小さい
として電圧の補正を行うため、次の保持期間Ｆ２における補正に誤差が含まれることとな
り、その結果、誤差α２までも大きくなってしまう。さらに、誤差α２が大きくなれば、
その次の誤差α３がさらに大きくなってしまうというように、誤差が連鎖的に大きくなっ
ていき、結果的に画質低下が著しいものとなってしまう。本実施の形態におけるオーバー
ドライブにおいては、このように誤差が連鎖的に大きくなってしまうことを抑制するため
、保持期間Ｆｉにおいて補正電圧Ｖｉ´がソースドライバの定格電圧を超えるとき、保持
期間Ｆｉの末尾における誤差αｉを推定し、当該誤差αｉの大きさを考慮して、保持期間
Ｆｉ＋１における補正電圧を調整できる。こうすることで、誤差αｉが大きくなってしま
っても、それが誤差αｉ＋１に与える影響を最小限にすることができるため、誤差が連鎖
的に大きくなってしまうことを抑制できる。本実施の形態におけるオーバードライブにお
いて、誤差α２を最小限にする例について、図４２（Ｅ）および（Ｆ）を参照して説明す
る。図４２（Ｅ）に示すグラフは、図４２（Ｃ）に示すグラフの補正電圧Ｖ２´をさらに
調整し、補正電圧Ｖ２´´とした場合の電圧の時間変化を、実線５１０７として表してい
る。図４２（Ｆ）に示すグラフは、図４２（Ｅ）に示すグラフによって電圧の補正がなさ
れた場合の透過率の時間変化を表している。図４２（Ｄ）に示すグラフにおける実線５１
０６では、補正電圧Ｖ２´によって過剰補正（誤差が大きい状況での補正をいう）が発生
しているが、図４２（Ｆ）に示すグラフにおける実線５１０８では、誤差α１を考慮して
調整された補正電圧Ｖ２´´によって過剰補正を抑制し、誤差α２を最小限にしている。
なお、具体的な補正値については、予め液晶素子の応答特性を測定することで導出するこ
とができる。装置に実装する方法としては、補正式を定式化して論理回路に組み込む方法
、補正値をルックアップテーブルとしてメモリに保存しておき、必要に応じて補正値を読
み出す方法、等を用いることができる。そして、これらの方法を、補正電圧Ｖｉ´を計算
する部分とは別に追加する、または補正電圧Ｖｉ´を計算する部分に組み込むことができ
る。なお、誤差αｉ―１を考慮して調整された補正電圧Ｖｉ´´の補正量（所望の電圧Ｖ
ｉとの差）は、Ｖｉ´の補正量よりも小さいものとすることが好ましい。つまり、｜Ｖｉ
´´−Ｖｉ｜＜｜Ｖｉ´−Ｖｉ｜とすることが好ましい。
【０３５４】
なお、理想的な補正電圧がソースドライバの定格電圧を超えてしまうことによる誤差αｉ
は、信号書込み周期が短いほど大きくなる。なぜならば、信号書込み周期が短いほど液晶
素子の応答時間も短くする必要があり、その結果、より大きな補正電圧が必要となるため
である。さらに、必要とされる補正電圧が大きくなった結果、補正電圧がソースドライバ
の定格電圧を超えてしまう頻度も大きくなるため、大きな誤差αｉが発生する頻度も大き
くなる。したがって、本実施の形態におけるオーバードライブは、信号書込み周期が短い
場合ほど有効であるといえる。具体的には、１つの元画像を複数のサブ画像に分割し、当
該複数のサブ画像を１フレーム期間内に順次表示させる場合、複数の画像から画像に含ま
れる動きを検出して、当該複数の画像の中間状態の画像を生成し、当該複数の画像の間に
挿入して駆動する（いわゆる動き補償倍速駆動）場合、またはこれらを組み合わせる場合
、等の駆動方法が行われる場合に、本実施の形態におけるオーバードライブが用いられる
ことは、格段の効果を奏することになる。
【０３５５】
なお、ソースドライバの定格電圧は、上述した上限の他に、下限も存在する。例えば、電
圧０よりも小さい電圧が加えられない場合が挙げられる。このとき、上述した上限の場合
の同様に、理想的な補正電圧が加えられないこととなるため、誤差αｉが大きくなってし
まう。しかしながら、この場合でも、上述した方法と同様に、保持期間Ｆｉの末尾におけ
る誤差αｉを推定し、当該誤差αｉの大きさを考慮して、保持期間Ｆｉ＋１における補正
電圧を調整することができる。なお、ソースドライバの定格電圧として電圧０よりも小さ
い電圧（負の電圧）を加えることができる場合は、補正電圧として液晶素子に負の電圧を
加えても良い。こうすることで、定電荷状態による電位の変動を見越して、保持期間Ｆｉ
の末尾において液晶素子にかかる電圧が所望の電圧Ｖｉ近傍の電圧となるように調整でき
る。
【０３５６】
なお、液晶素子の劣化を抑制するため、液晶素子に加える電圧の極性を定期的に反転させ
る、いわゆる反転駆動を、オーバードライブと組み合わせて実施することができる。すな
わち、本実施の形態におけるオーバードライブは、反転駆動と同時に行われる場合も含む
。例えば、信号書込み周期が入力画像信号周期Ｔｉｎの１／２である場合に、極性を反転
させる周期と入力画像信号周期Ｔｉｎとが同程度であると、正極性の信号の書込みと負極
性の信号の書込みが、２回毎に交互に行われることになる。このように、極性を反転させ
る周期を信号書込み周期よりも長くすることで、画素の充放電の頻度を低減できるので、
消費電力を低減できる。ただし、極性を反転させる周期をあまり長くすると、極性の違い
による輝度差がフリッカとして認識される不具合が生じることがあるため、極性を反転さ
せる周期は入力画像信号周期Ｔｉｎと同程度か短いことが好ましい。
【０３５７】
（実施の形態１１）
次に、表示装置の別の構成例およびその駆動方法について説明する。本実施の形態におい
ては、表示装置の外部から入力される画像（入力画像）の動きを補間する画像を、複数の
入力画像を基にして表示装置の内部で生成し、当該生成された画像（生成画像）と、入力
画像とを順次表示させる方法について説明する。なお、生成画像を、入力画像の動きを補
間するような画像とすることで、動画の動きを滑らかにすることができ、さらに、ホール
ド駆動による残像等によって動画の品質が低下する問題を改善できる。ここで、動画の補
間について、以下に説明する。動画の表示は、理想的には、個々の画素の輝度をリアルタ
イムに制御することで実現されるものであるが、画素のリアルタイム個別制御は、制御回
路の数が膨大なものとなる問題、配線スペースの問題、および入力画像のデータ量が膨大
なものとなる問題等が存在し、実現が困難である。したがって、表示装置による動画の表
示は、複数の静止画を一定の周期で順次表示することで、表示が動画に見えるようにして
行なわれている。この周期（本実施の形態においては入力画像信号周期と呼び、Ｔｉｎと
表す）は規格化されており、例として、ＮＴＳＣ規格では１／６０秒、ＰＡＬ規格では１
／５０秒である。この程度の周期でも、インパルス型表示装置であるＣＲＴにおいては動
画表示に問題は起こらなかった。しかし、ホールド型表示装置においては、これらの規格
に準じた動画をそのまま表示すると、ホールド型であることに起因する残像等により表示
が不鮮明となる不具合（ホールドぼけ：ｈｏｌｄ  ｂｌｕｒ）が発生してしまう。ホール
ドぼけは、人間の目の追従による無意識的な動きの補間と、ホールド型の表示との不一致
（ｄｉｓｃｒｅｐａｎｃｙ）で認識されるものであるので、従来の規格よりも入力画像信
号周期を短くする（画素のリアルタイム個別制御に近づける）ことで低減させることがで
きるが、入力画像信号周期を短くすることは規格の変更を伴い、さらに、データ量も増大
することになるので、困難である。しかしながら、規格化された入力画像信号を基にして
、入力画像の動きを補間するような画像を表示装置内部で生成し、当該生成画像によって
入力画像を補間して表示することで、規格の変更またはデータ量の増大なしに、ホールド
ぼけを低減できる。このように、入力画像信号を基にして表示装置内部で画像信号を生成
し、入力画像の動きを補間することを、動画の補間と呼ぶこととする。
【０３５８】
本実施の形態における動画の補間方法によって、動画ぼけを低減させることができる。本
実施の形態における動画の補間方法は、画像生成方法と画像表示方法に分けることができ
る。そして、特定のパターンの動きについては別の画像生成方法および／または画像表示
方法を用いることで、効果的に動画ぼけを低減させることができる。図４３（Ａ）および
（Ｂ）は、本実施の形態における動画の補間方法の一例を説明するための模式図である。
図４３（Ａ）および（Ｂ）において、横軸は時間であり、横方向の位置によって、それぞ
れの画像が扱われるタイミングを表している。「入力」と記された部分は、入力画像信号
が入力されるタイミングを表している。ここでは、時間的に隣接する２つの画像として、
画像５１２１および画像５１２２に着目している。入力画像は、周期Ｔｉｎの間隔で入力
される。なお、周期Ｔｉｎ１つ分の長さを、１フレームもしくは１フレーム期間と記すこ
とがある。「生成」と記された部分は、入力画像信号から新しく画像が生成されるタイミ
ングを表している。ここでは、画像５１２１および画像５１２２を基にして生成される生
成画像である、画像５１２３に着目している。「表示」と記された部分は、表示装置に画
像が表示されるタイミングを表している。なお、着目している画像以外の画像については
破線で記しているのみであるが、着目している画像と同様に扱うことによって、本実施の
形態における動画の補間方法の一例を実現できる。
【０３５９】
本実施の形態における動画の補間方法の一例は、図４３（Ａ）に示されるように、時間的
に隣接した２つの入力画像を基にして生成された生成画像を、当該２つの入力画像が表示
されるタイミングの間隙に表示させることで、動画の補間を行うことができる。このとき
、表示画像の表示周期は、入力画像の入力周期の１／２とされることが好ましい。ただし
、これに限定されず、様々な表示周期とすることができる。例えば、表示周期を入力周期
の１／２より短くすることで、動画をより滑らかに表示できる。または、表示周期を入力
周期の１／２より長くすることで、消費電力を低減できる。なお、ここでは、時間的に隣
接した２つの入力画像を基にして画像を生成しているが、基にする入力画像は２つに限定
されず、様々な数を用いることができる。例えば、時間的に隣接した３つ（３つ以上でも
良い）の入力画像を基にして画像を生成すれば、２つの入力画像を基にする場合よりも、
精度の良い生成画像を得ることができる。なお、画像５１２１の表示タイミングを、画像
５１２２の入力タイミングと同時刻、すなわち入力タイミングに対する表示タイミングを
１フレーム遅れとしているが、本実施の形態における動画の補間方法における表示タイミ
ングはこれに限定されず、様々な表示タイミングを用いることができる。例えば、入力タ
イミングに対する表示タイミングを１フレーム以上遅らせることができる。こうすること
で、生成画像である画像５１２３の表示タイミングを遅くすることができるので、画像５
１２３の生成にかかる時間に余裕を持たせることができ、消費電力および製造コストの低
減につながる。なお、入力タイミングに対する表示タイミングをあまりに遅くすると、入
力画像を保持しておく期間が長くなり、保持にかかるメモリ容量が増大してしまうので、
入力タイミングに対する表示タイミングは、１フレーム遅れから２フレーム遅れ程度が好
ましい。
【０３６０】
ここで、画像５１２１および画像５１２２を基にして生成される画像５１２３の、具体的
な生成方法の一例について説明する。動画を補間するためには入力画像の動きを検出する
必要があるが、本実施の形態においては、入力画像の動きの検出のために、ブロックマッ
チング法と呼ばれる方法を用いることができる。ただし、これに限定されず、様々な方法
（画像データの差分をとる方法、フーリエ変換を利用する方法等）を用いることができる
。ブロックマッチング法においては、まず、入力画像１枚分の画像データ（ここでは画像
５１２１の画像データ）を、データ記憶手段（半導体メモリ、ＲＡＭ等の記憶回路等）に
記憶させる。そして、次のフレームにおける画像（ここでは画像５１２２）を、複数の領
域に分割する。なお、分割された領域は、図４３（Ａ）のように、同じ形状の矩形とする
ことができるが、これに限定されず、様々なもの（画像によって形状または大きさを変え
る等）とすることができる。その後、分割された領域毎に、データ記憶手段に記憶させた
前のフレームの画像データ（ここでは画像５１２１の画像データ）とデータの比較を行い
、画像データが似ている領域を探索する。図４３（Ａ）の例においては、画像５１２２に
おける領域５１２４とデータが似ている領域を画像５１２１の中から探索し、領域５１２
６が探索されたものとしている。なお、画像５１２１の中を探索するとき、探索範囲は限
定されることが好ましい。図４３（Ａ）の例においては、探索範囲として、領域５１２４
の面積の４倍程度の大きさである、領域５１２５を設定している。なお、探索範囲をこれ
より大きくすることで、動きの速い動画においても検出精度を高くすることができる。た
だし、あまりに広く探索を行なうと探索時間が膨大なものとなってしまい、動きの検出の
実現が困難となるため、領域５１２５は、領域５１２４の面積の２倍から６倍程度の大き
さであることが好ましい。その後、探索された領域５１２６と、画像５１２２における領
域５１２４との位置の違いを、動きベクトル５１２７として求める。動きベクトル５１２
７は領域５１２４における画像データの１フレーム期間の動きを表すものである。そして
、動きの中間状態を表す画像を生成するため、動きベクトルの向きはそのままで大きさを
変えた画像生成用ベクトル５１２８を作り、画像５１２１における領域５１２６に含まれ
る画像データを、画像生成用ベクトル５１２８に従って移動させることで、画像５１２３
における領域５１２９内の画像データを形成させる。これらの一連の処理を、画像５１２
２における全ての領域について行なうことで、画像５１２３が生成されることができる。
そして、入力画像５１２１、生成画像５１２３、入力画像５１２２を順次表示することで
、動画を補間することができる。なお、画像中の物体５１３０は、画像５１２１および画
像５１２２において位置が異なっている（つまり動いている）が、生成された画像５１２
３は、画像５１２１および画像５１２２における物体の中間点となっている。このような
画像を表示することで、動画の動きを滑らかにすることができ、残像等による動画の不鮮
明さを改善できる。
【０３６１】
なお、画像生成用ベクトル５１２８の大きさは、画像５１２３の表示タイミングに従って
決められることができる。図４３（Ａ）の例においては、画像５１２３の表示タイミング
は画像５１２１および画像５１２２の表示タイミングの中間点（１／２）としているため
、画像生成用ベクトル５１２８の大きさは動きベクトル５１２７の１／２としているが、
他にも、例えば、表示タイミングが１／３の時点であれば、大きさを１／３とし、表示タ
イミングが２／３の時点であれば、大きさを２／３とすることができる。
【０３６２】
なお、このように、様々な動きベクトルを持った複数の領域をそれぞれ動かして新しい画
像を作る場合は、移動先の領域内に他の領域が既に移動している部分（重複）や、どこの
領域からも移動されてこない部分（空白）が生じることもある。これらの部分については
、データを補正することができる。重複部分の補正方法としては、例えば、重複データの
平均をとる方法、動きベクトルの方向等で優先度をつけておき、優先度の高いデータを生
成画像内のデータとする方法、色（または明るさ）はどちらかを優先させるが明るさ（ま
たは色）は平均をとる方法、等を用いることができる。空白部分の補正方法としては、画
像５１２１または画像５１２２の当該位置における画像データをそのまま生成画像内のデ
ータとする方法、画像５１２１または画像５１２２の当該位置における画像データの平均
をとる方法、等を用いることができる。そして、生成された画像５１２３を、画像生成用
ベクトル５１２８の大きさに従ったタイミングで表示させることで、動画の動きを滑らか
にすることができ、さらに、ホールド駆動による残像等によって動画の品質が低下する問
題を改善できる。
【０３６３】
本実施の形態における動画の補間方法の他の例は、図４３（Ｂ）に示されるように、時間
的に隣接した２つの入力画像を基にして生成された生成画像を、当該２つの入力画像が表
示されるタイミングの間隙に表示させる際に、それぞれの表示画像をさらに複数のサブ画
像に分割して表示することで、動画の補間を行うことができる。この場合、画像表示周期
が短くなることによる利点だけでなく、暗い画像が定期的に表示される（表示方法がイン
パルス型に近づく）ことによる利点も得ることができる。つまり、画像表示周期が画像入
力周期に比べて１／２の長さにするだけの場合よりも、残像等による動画の不鮮明さをさ
らに改善できる。図４３（Ｂ）の例においては、「入力」および「生成」については図４
３（Ａ）の例と同様な処理を行なうことができるので、説明を省略する。図４３（Ｂ）の
例における「表示」は、１つの入力画像または／および生成画像を複数のサブ画像に分割
して表示を行うことができる。具体的には、図４３（Ｂ）に示すように、画像５１２１を
サブ画像５１２１ａおよび５１２１ｂに分割して順次表示することで、人間の目には画像
５１２１が表示されたように知覚させ、画像５１２３をサブ画像５１２３ａおよび５１２
３ｂに分割して順次表示することで、人間の目には画像５１２３が表示されたように知覚
させ、画像５１２２をサブ画像５１２２ａおよび５１２２ｂに分割して順次表示すること
で、人間の目には画像５１２２が表示されたように知覚させる。すなわち、人間の目に知
覚される画像としては図４３（Ａ）の例と同様なものとしつつ、表示方法をインパルス型
に近づけることができるので、残像等による動画の不鮮明さをさらに改善できる。なお、
サブ画像の分割数は、図４３（Ｂ）においては２つとしているが、これに限定されず様々
な分割数を用いることができる。なお、サブ画像が表示されるタイミングは、図４３（Ｂ
）においては等間隔（１／２）としているが、これに限定されず様々な表示タイミングを
用いることができる。例えば、暗いサブ画像（５１２１ｂ、５１２２ｂ、５１２３ｂ）の
表示タイミングを早くする（具体的には、１／４から１／２のタイミング）ことで、表示
方法をよりインパルス型に近づけることができるため、残像等による動画の不鮮明さをさ
らに改善できる。または、暗いサブ画像の表示タイミングを遅くする（具体的には、１／
２から３／４のタイミング）ことで、明るい画像の表示期間を長くすることができるので
、表示効率を高めることができ、消費電力を低減できる。
【０３６４】
本実施の形態における動画の補間方法の他の例は、画像内で動いている物体の形状を検出
し、動いている物体の形状によって異なる処理を行なう例である。図４３（Ｃ）に示す例
は、図４３（Ｂ）の例と同様に表示のタイミングを表しているが、表示されている内容が
、動く文字（スクロールテキスト、字幕、テロップ等とも呼ばれる）である場合を示して
いる。なお、「入力」および「生成」については、図４３（Ｂ）と同様としても良いため
、図示していない。ホールド駆動における動画の不鮮明さは、動いているものの性質によ
って程度が異なることがある。特に、文字が動いている場合に顕著に認識されることが多
い。なぜならば、動く文字を読む際にはどうしても視線を文字に追従させてしまうので、
ホールドぼけが発生しやすくなるためである。さらに、文字は輪郭がはっきりしているこ
とが多いため、ホールドぼけによる不鮮明さがさらに強調されてしまうこともある。すな
わち、画像内を動く物体が文字かどうかを判別し、文字である場合はさらに特別な処理を
行なうことは、ホールドぼけの低減のためには有効である。具体的には、画像内を動いて
いる物体に対し、輪郭検出または／およびパターン検出等を行なって、当該物体が文字で
あると判断された場合は、同じ画像から分割されたサブ画像同士であっても動き補間を行
い、動きの中間状態を表示するようにして、動きを滑らかにすることができる。当該物体
が文字ではないと判断された場合は、図４３（Ｂ）に示すように、同じ画像から分割され
たサブ画像であれば動いている物体の位置は変えずに表示することができる。図４３（Ｃ
）の例では、文字であると判断された領域５１３１が、上方向に動いている場合を示して
いるが、画像５１２１ａと画像５１２１ｂとで、領域５１３１の位置を異ならせている。
画像５１２３ａと画像５１２３ｂ、画像５１２２ａと画像５１２２ｂについても同様であ
る。こうすることで、ホールドぼけが特に認識されやすい動く文字については、通常の動
き補償倍速駆動よりもさらに動きを滑らかにすることができるので、残像等による動画の
不鮮明さをさらに改善できる。
【０３６５】
（実施の形態１２）
半導体装置は、さまざまな電子機器（遊技機も含む）に適用することができる。電子機器
としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、
コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォト
フレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報
端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
【０３６６】
図３１（Ａ）は、テレビジョン装置９６００の一例を示している。テレビジョン装置９６
００は、筐体９６０１に表示部９６０３が組み込まれている。表示部９６０３により、映
像を表示することが可能である。また、ここでは、スタンド９６０５により筐体９６０１
を支持した構成を示している。
【０３６７】
テレビジョン装置９６００の操作は、筐体９６０１が備える操作スイッチや、別体のリモ
コン操作機９６１０により行うことができる。リモコン操作機９６１０が備える操作キー
９６０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部９６０３に表示され
る映像を操作することができる。また、リモコン操作機９６１０に、当該リモコン操作機
９６１０から出力する情報を表示する表示部９６０７を設ける構成としてもよい。
【０３６８】
なお、テレビジョン装置９６００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機に
より一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線に
よる通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向
（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０３６９】
図３１（Ｂ）は、デジタルフォトフレーム９７００の一例を示している。例えば、デジタ
ルフォトフレーム９７００は、筐体９７０１に表示部９７０３が組み込まれている。表示
部９７０３は、各種画像を表示することが可能であり、例えばデジタルカメラなどで撮影
した画像データを表示させることで、通常の写真立てと同様に機能させることができる。
【０３７０】
なお、デジタルフォトフレーム９７００は、操作部、外部接続用端子（ＵＳＢ端子、ＵＳ
Ｂケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構
成とする。これらの構成は、表示部と同一面に組み込まれていてもよいが、側面や裏面に
備えるとデザイン性が向上するため好ましい。例えば、デジタルフォトフレームの記録媒
体挿入部に、デジタルカメラで撮影した画像データを記憶したメモリを挿入して画像デー
タを取り込み、取り込んだ画像データを表示部９７０３に表示させることができる。
【０３７１】
また、デジタルフォトフレーム９７００は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい
。無線により、所望の画像データを取り込み、表示させる構成とすることもできる。
【０３７２】
図３２（Ａ）は携帯型遊技機であり、筐体９８８１と筐体９８９１の２つの筐体で構成さ
れており、連結部９８９３により、開閉可能に連結されている。筐体９８８１には表示部
９８８２が組み込まれ、筐体９８９１には表示部９８８３が組み込まれている。また、図
３２（Ａ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部９８８４、記録媒体挿入部９８８
６、ＬＥＤランプ９８９０、入力手段（操作キー９８８５、接続端子９８８７、センサ９
８８８（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、
化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振
動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９８８９）等を備
えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも半導体
装置を備えた構成であればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができ
る。図３２（Ａ）に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラムまたはデ
ータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を
共有する機能を有する。なお、図３２（Ａ）に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限
定されず、様々な機能を有することができる。
【０３７３】
図３２（Ｂ）は大型遊技機であるスロットマシン９９００の一例を示している。スロット
マシン９９００は、筐体９９０１に表示部９９０３が組み込まれている。また、スロット
マシン９９００は、その他、スタートレバーやストップスイッチなどの操作手段、コイン
投入口、スピーカなどを備えている。もちろん、スロットマシン９９００の構成は上述の
ものに限定されず、少なくとも半導体装置を備えた構成であればよく、その他付属設備が
適宜設けられた構成とすることができる。
【０３７４】
図３３（Ａ）は、携帯電話機１０００の一例を示している。携帯電話機１０００は、筐体
１００１に組み込まれた表示部１００２の他、操作ボタン１００３、外部接続ポート１０
０４、スピーカ１００５、マイク１００６などを備えている。
【０３７５】
図３３（Ａ）に示す携帯電話機１０００は、表示部１００２を指などで触れることで、情
報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いはメールを打つなどの操作は、表
示部１００２を指などで触れることにより行うことができる。
【０３７６】
表示部１００２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表
示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示
モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。
【０３７７】
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部１００２を文字の入力を
主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合
、表示部１００２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好
ましい。
【０３７８】
また、携帯電話機１０００内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを
有する検出装置を設けることで、携帯電話機１０００の向き（縦か横か）を判断して、表
示部１００２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
【０３７９】
また、画面モードの切り替えは、表示部１００２を触れること、または筐体１００１の操
作ボタン１００３の操作により行われる。また、表示部１００２に表示される画像の種類
によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画
のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
【０３８０】
また、入力モードにおいて、表示部１００２の光センサで検出される信号を検知し、表示
部１００２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モード
から表示モードに切り替えるように制御してもよい。
【０３８１】
表示部１００２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部１０
０２に掌や指を触れることで、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことがで
きる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシ
ング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
【０３８２】
図３３（Ｂ）も携帯電話機の一例である。図３３（Ｂ）の携帯電話機は、筐体９４１１に
、表示部９４１２、及び操作ボタン９４１３を含む表示装置９４１０と、筐体９４０１に
操作ボタン９４０２、外部入力端子９４０３、マイク９４０４、スピーカ９４０５、及び
着信時に発光する発光部９４０６を含む通信装置９４００とを有しており、表示機能を有
する表示装置９４１０は電話機能を有する通信装置９４００と矢印の２方向に脱着可能で
ある。よって、表示装置９４１０と通信装置９４００の短軸同士を取り付けることも、表
示装置９４１０と通信装置９４００の長軸同士を取り付けることもできる。また、表示機
能のみを必要とする場合、通信装置９４００より表示装置９４１０を取り外し、表示装置
９４１０を単独で用いることもできる。通信装置９４００と表示装置９４１０とは無線通
信または有線通信により画像または入力情報を授受することができ、それぞれ充電可能な
バッテリーを有する。
【０３８３】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【符号の説明】
【０３８４】
１００    基板
１０２    導電層
１０４ａ    レジストマスク
１０４ｂ    レジストマスク
１０５ａ    レジストマスク
１０５ｂ    レジストマスク
１０６ａ    導電層
１０６ｂ    導電層
１０６ｃ    導電層
１０６ｄ    導電層
１０６ｅ    導電層
１０８    導電層
１０９ａ    導電層
１０９ｂ    導電層
１１０    レジストマスク
１１１    レジストマスク
１１２    導電層
１１３    導電層
１１４    半導体層
１１６ａ    レジストマスク
１１６ｂ    レジストマスク
１１７ａ    レジストマスク
１１７ｂ    レジストマスク
１１８    半導体層
１１８ａ    半導体層
１１８ｂ    半導体層
１１８ｃ    半導体層
１２０    絶縁層
１２２    導電層
１２４ａ    レジストマスク
１２４ｂ    レジストマスク
１２６ａ    導電層
１２６ｂ    導電層
１２６ｃ    導電層
１２８    導電層
１２９ａ    導電層
１２９ｂ    導電層
１３０    レジストマスク
１３１    レジストマスク
１３２ａ    導電層
１３２ｂ    導電層
１３４    絶縁層
１３４ａ    絶縁層
１３４ｂ    絶縁層
１３６    コンタクトホール
１３８    導電層
１４０    導電層
１４２    導電層
１５０    トランジスタ
１５２    保持容量
１５４    トランジスタ
１５６    保持容量
１５８    接続部
１６０    領域
１６２    導電層
１７０    レジストマスク
１８０    導電層
１８２    導電層
１９０    水素
４００    グレートーンマスク
４０１    基板
４０２    遮光部
４０３    スリット部
４１０    ハーフトーンマスク
４１１    基板
４１２    遮光部
４１３    半透過部
６００    基板
６０２    基板
６５０    薄膜トランジスタ
６６０    電極層
６７０    電極層
６８０    球形粒子
６８０ａ    黒色領域
６８０ｂ    白色領域
６８２    充填材
７０１    ＴＦＴ
７０２    発光素子
７０３    陰極
７０４    発光層
７０５    陽極
７０７    導電層
７１１    ＴＦＴ
７１２    発光素子
７１３    陰極
７１４    発光層
７１５    陽極
７１６    遮光膜
７１７    導電層
７２１    ＴＦＴ
７２２    発光素子
７２３    陰極
７２４    発光層
７２５    陽極
７２７    導電層
１０００    携帯電話機
１００１    筐体
１００２    表示部
１００３    操作ボタン
１００４    外部接続ポート
１００５    スピーカ
１００６    マイク
２６００    ＴＦＴ基板
２６０１    対向基板
２６０２    シール材
２６０３    素子層
２６０４    液晶層
２６０５    着色層
２６０６    偏光板
２６０７    偏光板
２６０８    配線回路部
２６０９    フレキシブル配線基板
２６１０    冷陰極管
２６１１    反射板
２６１２    回路基板
２６１３    拡散板
２６３１    ポスター
２６３２    車内広告
２７００    電子書籍
２７０１    筐体
２７０３    筐体
２７０５    表示部
２７０７    表示部
２７１１    軸部
２７２１    電源
２７２３    操作キー
２７２５    スピーカ
２８００    導電層
２８０２ａ    導電層
２８０２ｂ    導電層
２８１０    導電層
２８１２    導電層
２８１４ａ    導電層
２８１４ｂ    導電層
２８１６ａ    導電層
２８１６ｂ    導電層
４００１    基板
４００２    画素部
４００３    信号線駆動回路
４００４    走査線駆動回路
４００５    シール材
４００６    基板
４００８    液晶層
４０１０    薄膜トランジスタ
４０１１    薄膜トランジスタ
４０１３    液晶素子
４０１５    接続端子電極
４０１６    端子電極
４０１８    ＦＰＣ
４０１９    異方性導電膜
４０２０    絶縁層
４０３０    画素電極層
４０３１    対向電極層
４０３２    絶縁層
４０３３    絶縁層
４０３５    スペーサ
４５０１    基板
４５０２    画素部
４５０３ａ    信号線駆動回路
４５０３ｂ    信号線駆動回路
４５０４ａ    走査線駆動回路
４５０４ｂ    走査線駆動回路
４５０５    シール材
４５０６    基板
４５０７    充填材
４５０９    薄膜トランジスタ
４５１０    薄膜トランジスタ
４５１１    発光素子
４５１２    電極
４５１３    電界発光層
４５１４    電極層
４５１５    接続端子電極
４５１６    端子電極
４５１７    電極層
４５１８ａ    ＦＰＣ
４５１８ｂ    ＦＰＣ
４５１９    異方性導電膜
４５２０    隔壁
５０８０    画素
５０８１    トランジスタ
５０８２    液晶素子
５０８３    容量素子
５０８４    配線
５０８５    配線
５０８６    配線
５０８７    配線
５０８８    電極
５１０１    破線
５１０２    実線
５１０３    破線
５１０４    実線
５１０５    実線
５１０６    実線
５１０７    実線
５１０８    実線
５１２１    画像
５１２１ａ    画像
５１２１ｂ    画像
５１２２    画像
５１２２ａ    画像
５１２２ｂ    画像
５１２３    画像
５１２３ａ    画像
５１２３ｂ    画像
５１２４    領域
５１２５    領域
５１２６    領域
５１２７    ベクトル
５１２８    画像生成用ベクトル
５１２９    領域
５１３０    物体
５１３１    領域
５３００    基板
５３０１    画素部
５３０２    走査線駆動回路
５３０３    信号線駆動回路
５４００    基板
５４０１    画素部
５４０２    走査線駆動回路
５４０３    信号線駆動回路
５４０４    走査線駆動回路
６４００    画素
６４０１    スイッチング用トランジスタ
６４０２    駆動用トランジスタ
６４０３    容量素子
６４０４    発光素子
６４０５    信号線
６４０６    走査線
６４０７    電源線
６４０８    共通電極
９４００    通信装置
９４０１    筐体
９４０２    操作ボタン
９４０３    外部入力端子
９４０４    マイク
９４０５    スピーカ
９４０６    発光部
９４１０    表示装置
９４１１    筐体
９４１２    表示部
９４１３    操作ボタン
９６００    テレビジョン装置
９６０１    筐体
９６０３    表示部
９６０５    スタンド
９６０７    表示部
９６０９    操作キー
９６１０    リモコン操作機
９７００    デジタルフォトフレーム
９７０１    筐体
９７０３    表示部
９８８１    筐体
９８８２    表示部
９８８３    表示部
９８８４    スピーカ部
９８８５    操作キー
９８８６    記録媒体挿入部
９８８７    接続端子
９８８８    センサ
９８８９    マイクロフォン
９８９０    ＬＥＤランプ
９８９１    筐体
９８９３    連結部
９９００    スロットマシン
９９０１    筐体
９９０３    表示部
【図１】
2019159339.tif 000003
【図２】
2019159339.tif 000004
【図３】
2019159339.tif 000005
【図４】
2019159339.tif 000006
【図５】
2019159339.tif 000007
【図６】
2019159339.tif 000008
【図７】
2019159339.tif 000009
【図８】
2019159339.tif 000010
【図９】
2019159339.tif 000011
【図１０】
2019159339.tif 000012
【図１１】
2019159339.tif 000013
【図１２】
2019159339.tif 000014
【図１３】
2019159339.tif 000015
【図１４】
2019159339.tif 000016
【図１５】
2019159339.tif 000017
【図１６】
2019159339.tif 000018
【図１７】
2019159339.tif 000019
【図１８】
2019159339.tif 000020
【図１９】
2019159339.tif 000021
【図２０】
2019159339.tif 000022
【図２１】
2019159339.tif 000023
【図２２】
2019159339.tif 000024
【図２３】
2019159339.tif 000025
【図２４】
2019159339.tif 000026
【図２５】
2019159339.tif 000027
【図２６】
2019159339.tif 000028
【図２７】
2019159339.tif 000029
【図２８】
2019159339.tif 000030
【図２９】
2019159339.tif 000031
【図３０】
2019159339.tif 000032
【図３１】
2019159339.tif 000033
【図３２】
2019159339.tif 000034
【図３３】
2019159339.tif 000035
【図３４】
2019159339.tif 000036
【図３５】
2019159339.tif 000037
【図３６】
2019159339.tif 000038
【図３７】
2019159339.tif 000039
【図３８】
2019159339.tif 000040
【図３９】
2019159339.tif 000041
【図４０】
2019159339.tif 000042
【図４１】
2019159339.tif 000043
【図４２】
2019159339.tif 000044
【図４３】
2019159339.tif 000045