(57)【要約】狭額縁の表示装置を提供する。または認識性の高い表示装置を提供する。または低消費電力の表示装置を提供する。または新規な表示装置を提供する。第１のトランジスタを有するゲートドライバと、チャネル形成領域に金属酸化物を含む第２のトランジスタを有するコモンドライバとを積層した、スタック構造を有する構成に想到した。ゲートドライバはコモンドライバよりも専有面積が広いため、ゲートドライバの一部を、コモンドライバと同じ平面に形成してもよい。
2018033817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板上の第１の駆動回路及び第１の配線と、
前記第１の駆動回路上の絶縁膜と、
前記絶縁膜上の第２の駆動回路及び第２の配線を有し、
前記第１の駆動回路は第１のトランジスタを有し、
前記第２の駆動回路は第２のトランジスタを有し、
前記第１のトランジスタのソース及びドレインの一つは、前記第１の配線と電気的に接続し、
前記第２のトランジスタのソース及びドレインの一つは、前記第２の配線と電気的に接続し、
前記第２のトランジスタはチャネル形成領域に金属酸化物を含み、
前記第１の基板の表面に垂直な方向において、前記第１の駆動回路と前記第２の駆動回路の少なくとも一部が重なり、
前記第１の駆動回路はゲートドライバを構成し、
前記第２の駆動回路はコモンドライバを構成する表示装置。
【請求項２】
請求項１において、第３の駆動回路を有し、
前記第３の駆動回路は第３のトランジスタを有し、
前記第１の駆動回路と前記第３の駆動回路の少なくとも一部が重なり、
前記第１の駆動回路と前記第３の駆動回路はゲートドライバを構成する表示装置。
【請求項３】
第１の基板上の第１の駆動回路及び第１の配線と、
前記第１の駆動回路上の絶縁膜と、
前記絶縁膜上の第２の駆動回路及び第２の配線を有し、
前記第１の駆動回路は第１のトランジスタを有し、
前記第２の駆動回路は第２のトランジスタを有し、
前記第１のトランジスタのソース及びドレインの一つは、前記第２の配線と電気的に接続し、
前記第２のトランジスタのソース及びドレインの一つは、前記第１の配線と電気的に接続し、
前記第１のトランジスタはチャネル形成領域に金属酸化物を含み、
前記第１の基板の表面に垂直な方向において、
前記第１の駆動回路と前記第２の駆動回路の少なくとも一部が重なり、
前記第１の駆動回路はコモンドライバを構成し、
前記第２の駆動回路はゲートドライバを構成する表示装置。
【請求項４】
請求項３において、第３の駆動回路を有し、
前記第３の駆動回路は第３のトランジスタを有し、
前記第２の駆動回路と前記第３の駆動回路の少なくとも一部が重なり、
前記第２の駆動回路及び前記第３の駆動回路はゲートドライバを構成する表示装置。
【請求項５】
前記第１のトランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を含む、請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第１のトランジスタ及び前記第３のトランジスタは、それぞれチャネル形成領域に金属酸化物を含む、請求項２に記載の表示装置。
【請求項７】
前記第２のトランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を含む、請求項３に記載の表示装置。
【請求項８】
前記第２のトランジスタ及び前記第３のトランジスタは、それぞれチャネル形成領域に金属酸化物を含む、請求項４に記載の表示装置。
【請求項９】
前記第１の駆動回路は、前記第２の駆動回路及び前記第３の駆動回路よりも広い面積を有する、請求項２に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記第２の駆動回路は、前記第１の駆動回路及び前記第３の駆動回路よりも広い面積を有する、請求項４に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタは、前記第１の基板の表面に垂直な方向において、少なくとも一部が重なっている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記第１の配線はゲート線である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、物、方法、または、製造方法に関する。特に、本発明の一態様は、半導体装置、発光装置、表示装置、電子機器、照明装置、それらの駆動方法、またはそれらの作製方法に関する。または、表示装置を備える電子機器、発光装置、照明装置、またはそれらの作製方法に関する。【０００２】なお、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。トランジスタ、半導体回路、演算装置、記憶装置等は半導体装置の一態様である。また、撮発光装置、表示装置、電子機器、照明装置および電子機器は半導体装置を有している場合がある。
【背景技術】
【０００３】ハイエンドのスマートフォン等に使われる高精細パネルは、見た目の印象を良くするために、狭額縁であることが要求されている。例えば、ＬＴＰＳ（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｐｏｌｙ−Ｓｉｌｉｃｏｎ）をバックプレーンに用いた高精細インセルタッチパネル内蔵型液晶表示装置（ＬＣＤ）において、タッチセンサー用のコモンドライバ回路とゲートドライバ回路を、パネル長辺側の両側に配置して額縁幅を狭くする手法が検討されている（特許文献１）。【０００４】しかし、インセルタッチパネル内蔵ＬＣＤにおいて更なる高精細化が進むと、ゲート線の数が増加し、それに伴ってゲートドライバ内部のシフトレジスタやバッファの数が増加してしまうため、ゲートドライバの動作周波数が高くなってしまうという問題が生じる。また、ゲートドライバのレイアウト面積が大きくなり、狭額縁の実現が困難になってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１５２１９１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】そこで、本発明の一態様は、狭額縁の表示装置を提供することを目的の一つとする。または、認識性の高い表示装置を提供することを目的の一つとする。または、低消費電力の表示装置を提供することを目的の一つとする。または、新規な表示装置を提供することを目的の一つとする。または上記表示装置（表示パネル）を備えた電子機器を提供することを目的の一つとする。または、新規な電子機器を提供することを目的の一つとする。【０００７】なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。また、上記以外の課題は、明細書等の記載から自ずと明らかになるものであり、明細書等の記載から上記以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】本発明の一態様は、第１の基板上の第１の駆動回路及び第１の配線と、第１の駆動回路上の絶縁膜と、絶縁膜上の第２の駆動回路及び第２の配線を有し、第１の駆動回路は第１のトランジスタを有し、第２の駆動回路は第２のトランジスタを有し、第１のトランジスタのソース及びドレインの一つは、第１の配線と電気的に接続し、第２のトランジスタのソース及びドレインの一つは第２の配線と電気的に接続し、第２のトランジスタはチャネル形成領域に金属酸化物を含み、第１の基板の表面に垂直な方向において、第１の駆動回路と第２の駆動回路の少なくとも一部が重なり、第１の駆動回路はゲートドライバを構成し、第２の駆動回路はコモンドライバを構成する表示装置である。【０００９】第１のトランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を含んでいてもよい。【００１０】また、本発明の他の一態様は、第１の基板上の第１の駆動回路及び第１の配線と、第１の駆動回路上の絶縁膜と、絶縁膜上の第２の駆動回路、第３の駆動回路、及び第２の配線とを有し、第１の駆動回路は第１のトランジスタを有し、第２の駆動回路は第２のトランジスタを有し、第３の駆動回路は第３のトランジスタを有し、第１のトランジスタのソース及びドレインの一つは、第１の配線と電気的に接続し、第２のトランジスタのソース及びドレインの一つは第２の配線と電気的に接続し、第２のトランジスタはチャネル形成領域に金属酸化物を含み、第１の基板の表面に垂直な方向において、第１の駆動回路と第２の駆動回路の少なくとも一部が重なり、第１の駆動回路と第３の駆動回路の少なくとも一部が重なり、第１の駆動回路と第３の駆動回路はゲートドライバを構成し、第２の駆動回路はコモンドライバを構成する表示装置である。【００１１】第１のトランジスタ及び第３のトランジスタはそれぞれ、チャネル形成領域に金属酸化物を含んでいてもよい。【００１２】第１の駆動回路は、第２の駆動回路及び第３の駆動回路よりも広い面積を有する。【００１３】また、本発明の他の一態様は、第１の基板上の第１の駆動回路及び第１の配線と、第１の駆動回路上の絶縁膜と、絶縁膜上の第２の駆動回路及び第２の配線を有し、第１の駆動回路は第１のトランジスタを有し、第２の駆動回路は第２のトランジスタを有し、第１のトランジスタのソース及びドレインの一つは、第２の配線と電気的に接続し、第２のトランジスタのソース及びドレインの一つは、第１の配線と電気的に接続し、第１のトランジスタはチャネル形成領域に金属酸化物を含み、第１の基板の表面に垂直な方向において、第１の駆動回路と第２の駆動回路の少なくとも一部が重なり、第１の駆動回路はコモンドライバを構成し、第２の駆動回路はゲートドライバを構成する表示装置である。【００１４】第２のトランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を含んでいてもよい。【００１５】また、本発明の他の一態様は、第１の基板上の第１の駆動回路、第３の駆動回路、及び第１の配線と、第１の駆動回路及び第３の駆動回路上の絶縁膜と、絶縁膜上の第２の駆動回路及び第２の配線とを有し、第１の駆動回路は第１のトランジスタを有し、第２の駆動回路は第２のトランジスタを有し、第３の駆動回路は第３のトランジスタを有し、第１のトランジスタのソース及びドレインの一つは、第２の配線と電気的に接続し、第２のトランジスタのソース及びドレインの一つは第１の配線と電気的に接続し、第１のトランジスタはチャネル形成領域に金属酸化物を含み、第１の基板の表面に垂直な方向において、第１の駆動回路と第２の駆動回路の少なくとも一部が重なり、第２の駆動回路と第３の駆動回路の少なくとも一部が重なり、第１の駆動回路はコモンドライバを構成し、第２の駆動回路及び第３の駆動回路はゲートドライバを構成する表示装置である。【００１６】第２のトランジスタ及び第３のトランジスタはそれぞれ、チャネル形成領域に金属酸化物を含んでいてもよい。【００１７】第２の駆動回路は、第１の駆動回路及び第３の駆動回路よりも広い面積を有する。【００１８】第１のトランジスタと第２のトランジスタは、第１の基板の表面に垂直な方向において、少なくとも一部が重なっていてもよい。【００１９】第１の配線はゲート線であり、第２の配線はコモン線である。【００２０】第１のトランジスタは、第１のゲート電極と、第１のゲート電極上の第１のゲート絶縁層と、第１のゲート絶縁層上の半導体層と、半導体層と電気的に接続するソース及びドレインと、ソース及びドレイン上の第２のゲート絶縁層と、第２のゲート絶縁層上の第２のゲート電極とを有し、ソース及びドレインの一方の下面は、ゲート線の上面と接する。【００２１】第２のトランジスタは、第１のゲート電極と、第１のゲート電極上の第１のゲート絶縁層と、第１のゲート絶縁層上の半導体層と、半導体層と電気的に接続するソース及びドレインと、ソース及びドレイン上の第２のゲート絶縁層と、第２のゲート絶縁層上の第２のゲート電極とを有し、ソース及びドレインの一方の上面は、コモン線の下面と接する。【００２２】なお、本明細書中において、表示装置（表示パネル）にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または表示素子が形成された基板に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は、表示装置を含む場合がある。
【発明の効果】
【００２３】本発明の一態様を用いることで、狭額縁の表示装置を提供することができる。または、スタック構造の駆動回路を有する表示装置を提供することができる。または、ゲートドライバとコモンドライバを積層した表示装置を提供することができる。または、認識性の高い表示装置を提供することができる。または、低消費電力の表示装置を提供することができる。または、新規な表示装置を提供することができる。または上記表示装置（表示パネル）を備えた電子機器を提供することができる。または、新規な電子機器を提供することができる。【００２４】なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】表示装置を説明する図。
【図２】駆動回路部を説明する模式図及び断面模式図。
【図３】表示装置及び検知素子を説明する図。
【図４】表示装置を説明する上面図及び断面図。
【図５】検知素子の構成を説明する図。
【図６】表示装置を説明する図。
【図７】表示装置を説明する断面図。
【図８】表示装置を説明する断面図。
【図９】駆動回路部を説明する模式図及び断面模式図。
【図１０】駆動回路部を説明する模式図及び断面模式図。
【図１１】駆動回路部を説明する模式図及び断面模式図。
【図１２】トランジスタの上面図及び断面図。
【図１３】表示装置を説明する断面図。
【図１４】電子機器を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は、以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２７】また、図面において、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。なお図面は、理想的な例を模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。
【００２８】また、本明細書にて用いる「第１」、「第２」、「第３」という序数詞は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではないことを付記する。
【００２９】また、本明細書において、「上に」、「下に」などの配置を示す語句は、構成同士の位置関係を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている。また、構成同士の位置関係は、各構成を描写する方向に応じて適宜変化するものである。従って、明細書で説明した語句に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。
【００３０】また、本明細書等において、トランジスタとは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む少なくとも三つの端子を有する素子である。そして、ドレイン（ドレイン端子、ドレイン領域またはドレイン電極）とソース（ソース端子、ソース領域またはソース電極）の間にチャネル形成領域を有しており、ドレインとチャネル形成領域とソースとを介して電流を流すことができるものである。なお、本明細書等において、チャネル形成領域とは、電流が主として流れる領域をいう。
【００３１】また、ソースやドレインの機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書等においては、ソースやドレインの用語は、入れ替えて用いることができるものとする。
【００３２】また、本明細書等において、「電気的に接続」には、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限を受けない。例えば、「何らかの電気的作用を有するもの」には、電極や配線をはじめ、トランジスタなどのスイッチング素子、抵抗素子、インダクタ、キャパシタ、その他の各種機能を有する素子などが含まれる。
【００３３】また、本明細書等において、「平行」とは、二つの直線が−１０°以上１０°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、−５°以上５°以下の場合も含まれる。また、「垂直」とは、二つの直線が８０°以上１００°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。
【００３４】また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
【００３５】また、本明細書等において、特に断りがない場合、オフ電流とは、トランジスタがオフ状態（非導通状態、遮断状態、ともいう）にあるときのドレイン電流をいう。オフ状態とは、特に断りがない場合、ｎチャネル型トランジスタでは、ゲートとソースの間の電圧Ｖｇｓがしきい値電圧Ｖｔｈよりも低い状態、ｐチャネル型トランジスタでは、ゲートとソースの間の電圧Ｖｇｓがしきい値電圧Ｖｔｈよりも高い状態をいう。例えば、ｎチャネル型のトランジスタのオフ電流とは、ゲートとソースの間の電圧Ｖｇｓがしきい値電圧Ｖｔｈよりも低いときのドレイン電流を言う場合がある。
【００３６】また、本明細書等では、チャネル幅Ｗを有するトランジスタのオフ電流を、チャネル幅Ｗあたりを流れる電流値で表す場合がある。また、所定のチャネル幅（例えば１μｍ）あたりを流れる電流値で表す場合がある。後者の場合、オフ電流の単位は、電流／長さの次元を持つ単位（例えば、Ａ／μｍ）で表される場合がある。
【００３７】本明細書等において、金属酸化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）とは、広い表現での金属の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体（透明酸化物導電体を含む）、酸化物半導体（Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒまたは単にＯＳともいう）などに分類される。例えば、トランジスタの半導体層に金属酸化物を用いた場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、金属酸化物が増幅作用、整流作用、及びスイッチング作用の少なくとも１つを有する場合、当該金属酸化物を、金属酸化物半導体（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、略してＯＳと呼ぶことができる。また、ＯＳ  ＦＥＴと記載する場合においては、金属酸化物または酸化物半導体を有するトランジスタと換言することができる。
【００３８】また、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物も金属酸化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物を、金属酸窒化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）と呼称してもよい。
【００３９】また、本明細書等において、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｒｙｓｔａｌ）、及びＣＡＣ（ｃｌｏｕｄ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ）と記載する場合がある。なお、ＣＡＡＣは結晶構造の一例を表し、ＣＡＣは機能、または材料の構成の一例を表す。
【００４０】また、本明細書等において、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅとは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。なお、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅを、トランジスタの半導体層に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子（またはホール）を流す機能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能である。導電性の機能と、絶縁性の機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅに付与することができる。ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。
【００４１】また、本明細書等において、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、導電性領域、及び絶縁性領域を有する。導電性領域は、上述の導電性の機能を有し、絶縁性領域は、上述の絶縁性の機能を有する。また、材料中において、導電性領域と、絶縁性領域とは、ナノ粒子レベルで分離している場合がある。また、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ材料中に偏在する場合がある。また、導電性領域は、周辺がぼけてクラウド状に連結して観察される場合がある。
【００４２】また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅにおいて、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下のサイズで材料中に分散している場合がある。
【００４３】また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、異なるバンドギャップを有する成分により構成される。例えば、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、絶縁性領域に起因するワイドギャップを有する成分と、導電性領域に起因するナローギャップを有する成分と、により構成される。当該構成の場合、キャリアを流す際に、ナローギャップを有する成分において、主にキャリアが流れる。また、ナローギャップを有する成分が、ワイドギャップを有する成分に相補的に作用し、ナローギャップを有する成分に連動してワイドギャップを有する成分にもキャリアが流れる。このため、上記ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅをトランジスタのチャネル形成領域に用いる場合、トランジスタのオン状態において高い電流駆動力、つまり大きなオン電流、及び高い電界効果移動度を得ることができる。
【００４４】すなわち、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、マトリックス複合材（ｍａｔｒｉｘ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、または金属マトリックス複合材（ｍｅｔａｌ  ｍａｔｒｉｘ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と呼称することもできる。
【００４５】また、本明細書等において、ゲート線とは導電膜であり、たとえば表示装置をはじめとする電子機器が有する複数のトランジスタのゲートと電気的に接続される。またコモン線とは導電膜であり、たとえば表示装置をはじめとする電子機器が有する複数の表示素子の一方の電極と電気的に接続される。またゲートドライバとは、ゲート線に電圧を供給する機能を有する回路である。コモンドライバとは、コモン線に電圧を供給する機能を有する回路である。
【００４６】（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成について、図１乃至図１０を参照しながら説明する。
【００４７】図１（Ａ）は、表示装置７００を上から見たときの模式図である。表示装置７００は、基板７１０上に、表示領域３０５を有し、表示領域の周辺に、ゲートドライバ３０１、ソースドライバ３０２、及びコモンドライバ３０３が配置されている。
【００４８】なお、ゲートドライバ３０１とコモンドライバ３０３は積層して配置されており、ゲートドライバ３０１はコモンドライバ３０３の少なくとも一部が重なる。図１（Ａ）では、ゲートドライバ３０１が、コモンドライバ３０３よりも基板７１０に近い側に形成されている例を示している。
【００４９】図１（Ｂ）は図１（Ａ）を斜め上から眺めた模式図である。図１（Ａ）と同様に、ゲートドライバ３０１が、コモンドライバ３０３よりも基板７１０に近い側に形成されている。
【００５０】図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すようにゲートドライバ３０１とコモンドライバ３０３を積層して形成することで、表示装置７００における駆動回路の占める面積を低減することができ、狭額縁化を達成することができる。
【００５１】図２（Ａ）は、ゲートドライバ３０１とコモンドライバ３０３の位置関係を表した模式図である。ゲートドライバ３０１は第１の配線Ｇ（１）乃至Ｇ（ｍ）と電気的に接続し、コモンドライバ３０３は第１の導電膜Ｃ１（１）乃至Ｃ１（ｐ）と電気的に接続する。
【００５２】図１（Ａ）及び図１（Ｂ）と同様に、ゲートドライバ３０１とコモンドライバ３０３は積層し、さらに、第１の配線Ｇ（１）乃至Ｇ（ｍ）と第１の導電膜Ｃ１（１）乃至Ｃ１（ｐ）も積層している。
【００５３】図２（Ｂ）は、ゲートドライバ３０１とコモンドライバ３０３の位置関係を表した断面模式図である。ゲートドライバ３０１は第１のトランジスタ７８０を有し、コモンドライバ３０３は第２のトランジスタ８８０を有する。
【００５４】第１のトランジスタ７８０は、基板７１０上の導電膜７０４と、導電膜７０４上の絶縁膜７０６と、絶縁膜７０６上の半導体膜７１８と、半導体膜７１８上の導電膜７１２Ａ及び導電膜７１２Ｂと、導電膜７１２Ａ及び導電膜７１２Ｂ上の絶縁膜７２１Ａと、絶縁膜７２１Ａ上の導電膜７２４Ｂとを有する。
【００５５】ここで、導電膜７０４は第１のゲート電極として機能し、絶縁膜７０６は第１のゲート絶縁層として機能し、半導体膜７１８はチャネルを形成可能な半導体層として機能し、導電膜７１２Ａはソース電極及びドレイン電極の一方として機能し、導電膜７１２Ｂはソース電極及びドレイン電極の他方として機能し、絶縁膜７２１Ａは第２のゲート絶縁層として機能し、導電膜７２４Ｂは第２のゲート電極として機能する。
【００５６】第１のトランジスタ７８０の導電膜７１２Ｂは第１の配線Ｇ（ｉ）と電気的に接続をする。なお、第１の配線Ｇ（ｉ）は導電膜７０４と同じ工程で形成されている。また、第１の配線Ｇ（ｉ）はゲート線として機能する。
【００５７】第２のトランジスタ８８０は、絶縁膜７２８上の導電膜８０４と、導電膜８０４上の絶縁膜８０６と、絶縁膜８０６上の半導体膜８１８と、半導体膜８１８上の導電膜８１２Ａ及び導電膜８１２Ｂと、導電膜８１２Ａ及び導電膜８１２Ｂ上の絶縁膜８２１Ａと、絶縁膜８２１Ａ上の導電膜８２４Ｂとを有する。
【００５８】ここで、導電膜８０４は第１のゲート電極として機能し、絶縁膜８０６は第１のゲート絶縁層として機能し、半導体膜８１８はチャネルを形成可能な半導体層として機能し、導電膜８１２Ａはソース電極及びドレイン電極の一方として機能し、導電膜８１２Ｂはソース電極及びドレイン電極の他方として機能し、絶縁膜８２１Ａは第２のゲート絶縁層として機能し、導電膜８２４Ｂは第２のゲート電極として機能する。
【００５９】第２のトランジスタ８８０の導電膜８１２Ｂは第１の導電膜Ｃ１（ｇ）と電気的に接続する。なお、図２（Ｂ）では、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）が導電膜８１２Ｂと直接接する構造となっているが、別の導電体を介して電気的に接続する構成とすることもできる。
【００６０】また、図２（Ｂ）では第１のトランジスタ７８０と第２のトランジスタ８８０とが完全に重なった構造となっているが、必ずしもそのような構造である必要はなく、例えば、第１のトランジスタ７８０と第２のトランジスタ８８０の一部が重なる構造であればよい。
【００６１】また、ゲートドライバ３０１は第１のトランジスタ７８０と直列に接続する第３のトランジスタ７９０を有していてもよい。また、コモンドライバ３０３は、第２のトランジスタ８８０と直列に接続する第４のトランジスタ８９０を有していてもよい。
【００６２】また、第１のトランジスタ７８０、第２のトランジスタ８８０、第３のトランジスタ７９０、及び第４のトランジスタ８９０は図２（Ｂ）に記載の構造に限定されない。例えば、第１乃至第４のトランジスタの構造として、後述のトランジスタ１００の構造やトランジスタＭＤ１の構造を適応することができる。
【００６３】上述のとおり、ゲートドライバ３０１とコモンドライバ３０３を積層して形成することで、表示装置７００における駆動回路の占める面積を低減することができ、狭額縁化を達成することができる。
【００６４】図３は本発明の一態様の表示装置７００の構成を説明する図である。図３（Ａ）は本発明の一態様の表示装置７００の構成を説明するブロック図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）に示す検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）および検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）と重なる画素７０２（ｉ，ｊ）の配置を説明する模式図である。
【００６５】図４は図３に示す本発明の一態様の表示装置７００の検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）の構成を説明する図である。図４（Ａ）は本発明の一態様の検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）の上面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）に示す切断線Ｗ１−Ｗ２における検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）および画素７０２（ｉ，ｊ）の断面図である。
【００６６】図５は本発明の一態様の表示装置７００の検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）の構成を説明する図である。図５（Ａ）は検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）の第２の導電膜Ｃ２（ｈ）の上面図であり、図５（Ｂ）は検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）の第１の導電膜Ｃ１（ｇ）の上面図であり、図５（Ｃ）は本発明の一態様の表示装置７００の第３の導電膜７５１の上面図である。
【００６７】図６は本発明の一態様の表示装置７００の構成を説明する図である。図６（Ａ）は本発明の一態様の表示装置７００の一部の上面図であり、図６（Ｂ）は本発明の一態様の表示装置７００の画素７０２（ｉ，ｊ）の一部の上面図である。
【００６８】図７は本発明の一態様の表示装置７００の構成を説明する図である。図７（Ａ）は図６（Ａ）に示す切断線Ｘ１−Ｘ２、Ｘ３−Ｘ４、Ｘ５−Ｘ６における本発明の一態様の表示装置７００の断面図である。また、図７（Ｂ）は図７（Ａ）に示すトランジスタＭＤ１の詳細を説明する断面図であり、図７（Ｃ）は図７（Ａ）に示すトランジスタＭＡの詳細を説明する断面図である。また、図７（Ｄ）は図７（Ａ）に示す一部の構成の変形例を説明する断面図である。
【００６９】なお、本明細書中において、検知素子、導電膜、画素などの位置を表すために用いられるｇ及びｉは１以上ｐ以下の整数を表し、ｈ及びｊは１以上ｑ以下の整数を表す。例えば、画素７０２（ｉ，ｊ）とは、行方向に１乃至ｐ個、列方向に１乃至ｑ個マトリックス状に配列した画素７０２のうち、ｉ行ｊ列に位置する画素を示す。
【００７０】＜表示装置７００の構成例＞
本実施の形態で説明する表示装置７００は、基板７１０と、画素７０２（ｉ，ｊ）と、表示素子７５０と、検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）と、を有する（図７参照）。
【００７１】基板７１０は透光性を備え、表示素子７５０は基板７１０と重なる領域を備え、検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）は、表示素子７５０と基板７１０の間に配設される。
【００７２】画素７０２（ｉ，ｊ）は、表示素子７５０を備える。
【００７３】表示素子７５０は、基板７１０がある側に表示をする機能を備える。例えば、基板７７０から基板７１０に向かう光ＢＬを射出するように、基板７７０側にバックライトを配置して、表示をすることができる（図４（Ｂ）参照）。
【００７４】検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）は、基板７１０がある側に近接または接触するものを検知する機能を備える（図４（Ｂ）参照）。
【００７５】検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）は、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）と、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）および基板７１０の間に第２の導電膜Ｃ２（ｈ）と、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）および第２の導電膜Ｃ２（ｈ）の間に絶縁膜７２１Ｂと、を備える。
【００７６】また、表示装置７００の表示素子７５０は、液晶材料を含む層７５３と、液晶材料を含む層７５３に含まれる液晶材料の配向を制御する電界を、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）との間に印加することができるように配設された第３の導電膜７５１と、を備える。
【００７７】本実施の形態で説明する表示装置７００は、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）および第２の導電膜Ｃ２（ｈ）を備える検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）と、液晶材料を含む層７５３および液晶材料を含む層７５３に含まれる液晶材料の配向を制御する電界を、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）との間に印加することができるように配置された第３の導電膜７５１を備える表示素子７５０と、を含んで構成される。これにより、検知素子が備える導電膜を、表示素子に用いることができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。
【００７８】また、表示装置７００は、表示素子７５０と電気的に接続されるトランジスタＭＡを有する。そして、第３の導電膜７５１は、トランジスタＭＡのソース電極またはドレイン電極と電気的に接続される。
【００７９】また、表示装置７００のトランジスタＭＡは、半導体膜７１８を備える。そして、絶縁膜７２１Ｂは、液晶材料を含む層７５３および半導体膜７１８の間に挟まれる領域を備える（図７（Ｃ）参照）。
【００８０】また、表示装置７００は、トランジスタＭＡと電気的に接続されるゲート線Ｇ（ｉ）と、トランジスタＭＡと電気的に接続される信号線Ｓ（ｊ）と、ゲート線Ｇ（ｉ）と電気的に接続される複数のトランジスタと、信号線Ｓ（ｊ）と電気的に接続される複数のトランジスタと、を有する（図４（Ａ）参照）。具体的には、トランジスタＭＡのゲート電極として機能する導電膜７０４はゲート線Ｇ（ｉ）と電気的に接続され、ソース電極またはドレイン電極として機能する導電膜７１２Ｂは信号線Ｓ（ｊ）と電気的に接続される（図７（Ｃ）参照）。
【００８１】第１の導電膜Ｃ１（ｇ）または第２の導電膜Ｃ２（ｈ）は、ゲート線Ｇ（ｉ）または信号線Ｓ（ｊ）と重なる開口部を備える（図５（Ａ）または図５（Ｂ）参照）。
【００８２】本実施の形態で説明する表示装置７００は、トランジスタＭＡと電気的に接続されるゲート線Ｇ（ｉ）と、トランジスタと電気的に接続される信号線Ｓ（ｊ）と、を有し、信号線Ｓ（ｊ）またはゲート線Ｇ（ｉ）と重なる開口部を備える第１の導電膜Ｃ１（ｇ）または第２の導電膜Ｃ２（ｈ）を含んで構成される。これにより、第１の導電膜または第２の導電膜の、ゲート線または信号線が重なる領域の面積を小さくし、ゲート線または信号線に寄生する容量を小さくすることができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規なタッチパネルを提供することができる。
【００８３】また、表示装置７００の半導体膜７１８は、インジウム、ガリウム、亜鉛および酸素を含む。
【００８４】また、表示装置７００の第２の導電膜Ｃ２（ｈ）は、インジウム、ガリウム、亜鉛および酸素を含む。
【００８５】本実施の形態で説明する表示装置７００は、インジウム、ガリウム、亜鉛および酸素を含む半導体膜７１８を備えるトランジスタＭＡと、インジウム、ガリウム、亜鉛および酸素を含む第２の導電膜Ｃ２（ｈ）を備える検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）と、を含んで構成される。これにより、インジウム、ガリウム、亜鉛および酸素を含む膜を、同一の工程で形成することができる。また、同一の工程で形成されたインジウム、ガリウム、亜鉛および酸素を含む膜を、半導体膜または第２の導電膜に用いることができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規なタッチパネルを提供することができる。
【００８６】上記の構成のほか、表示装置７００は、ゲートドライバ３０１、ソースドライバ３０２、コモンドライバ３０３を有することができる（図３（Ａ）参照）。
【００８７】ゲートドライバ３０１は、ゲート線Ｇ（１）乃至Ｇ（ｍ）と電気的に接続され、例えば選択信号を供給する機能を備える。例えば、トランジスタＭＤ１をゲートドライバ３０１に用いることができる（図７（Ａ）参照）。
【００８８】ソースドライバ３０２は、信号線Ｓ（１）乃至Ｓ（ｎ）と電気的に接続され、例えば画像信号を供給する機能を備える。また、ソースドライバ３０２は第２の導電膜Ｃ２（１）乃至Ｃ２（ｑ）と電気的に接続され、例えば駆動用信号および静電容量に基づいて変化する第２の導電膜Ｃ２（１）乃至Ｃ２（ｑ）の電位を検知して、検知信号を供給する機能を備える。
【００８９】コモンドライバ３０３は、第１の導電膜Ｃ１（１）乃至Ｃ１（ｐ）と電気的に接続され、例えば矩形波等を含む駆動用信号を供給する機能を備える。例えば、トランジスタＭＤ２をコモンドライバ３０３に用いることができる（図７（Ａ）参照）。
【００９０】図３（Ａ）及び図７（Ａ）に示すように、コモンドライバ３０３とゲートドライバ３０１を重ねて形成することで、駆動回路部の面積を低減することができる。
【００９１】なお、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）において、ｍ、ｎ、ｐおよびｑは２以上の整数であり、ｇは１以上ｐ以下の整数であり、ｈは１以上ｑ以下の整数である。
【００９２】また、表示装置７００は、ｐ行ｑ列の行列状に検知素子を有することができる。なお、検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）は、ｇ行目の第１の導電膜Ｃ１（ｇ）と、ｈ列目の第２の導電膜Ｃ２（ｈ）を含む。
【００９３】また、表示装置７００は、ｍ行ｎ列の行列状に表示素子を有することができる。なお、画素７０２（ｉ，ｊ）は、表示素子７５０を備える。また、画素７０２（ｉ，ｊ）は、ｉ行目のゲート線Ｇ（ｉ）と電気的に接続され、ｊ列目の信号線Ｓ（ｊ）と電気的に接続される。
【００９４】また、表示装置７００は、検知素子に重なる領域を備える単数または複数の画素を有することができる。例えば、検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）に重なる画素７０２（ｉ，ｊ）およびその他に画素を有することができる（図３（Ｂ）および図４（Ｂ）参照）。
【００９５】また、表示装置７００は、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）に沿って配設される複数のゲート線を有することができる。例えば、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）に沿って配設されるゲート線Ｇ（ｉ−１）およびゲート線Ｇ（ｉ）を有することができる（図４（Ａ）参照）。なお、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）に他の導電膜を電気的に接続してもよい。例えば、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）に導電膜７０４Ｓを接続してもよい（図７（Ｄ）参照）。これにより、電気抵抗を低減することができる。
【００９６】また、表示装置７００は、第２の導電膜に沿って配設される複数の信号線を有することができる。例えば、第２の導電膜Ｃ２（ｈ）に沿って配設される信号線Ｓ（ｊ）乃至Ｓ（ｊ＋９）を有することができる（図４（Ａ）参照）。
【００９７】また、表示装置７００は、開口部を備える第１の導電膜Ｃ１（ｇ）を有することができる。例えば、ゲート線Ｇ（ｉ−１）と重なる開口部およびゲート線Ｇ（ｉ）と重なる開口部を備える導電膜を第１の導電膜Ｃ１（ｇ）に用いることができる（図５（Ｂ）参照）。
【００９８】また、表示装置７００は、開口部を備える第２の導電膜を有することができる。例えば、信号線Ｓ（ｊ）と重なる開口部乃至信号線（ｊ＋９）と重なる開口部を備える導電膜を第２の導電膜Ｃ２（ｈ）に用いることができる（図５（Ａ）参照）。
【００９９】また、表示装置７００は、液晶材料を含む層７５３の厚み方向と交差する方向に向かう電界（横電界ともいう）を印加するように配設された第３の導電膜７５１を用いることができる。例えば、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）と重なる領域を備える櫛歯状の第３の導電膜７５１を用いることができる（図４（Ｂ）および図５（Ｃ）参照）。または、液晶材料を含む層７５３の厚み方向に向かう電界（縦電界ともいう）を印加するように配設された第３の導電膜７５１を用いることができる。
【０１００】以下に、本発明の一態様の表示装置を構成する個々の要素について説明する。なお、これらの構成は明確に分離できず、一つの構成が他の構成を兼ねる場合や他の構成の一部を含む場合がある。
【０１０１】例えば、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）は、検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）の一部であるとともに表示素子７５０の一部でもある。
【０１０２】また、表示装置７００は、基板７１０と重なる領域を備える基板７７０と、基板７１０および基板７７０を貼り合わせる機能を備える封止材７３０と、を有することができる。これにより、例えば、基板７１０、基板７７０および封止材７３０に囲まれた領域に表示素子７５０を配設することができる。
【０１０３】また、表示装置７００は、基板７１０および基板７７０の間に構造体ＫＢを有することができる。これにより、所定の間隔を基板７１０および基板７７０の間に設けることができる。
【０１０４】また、表示装置７００は、表示素子７５０と重なる領域を備える着色膜ＣＦを有することができる。また、表示素子７５０と重なる領域に開口部を備える遮光膜ＢＭを有することができる。
【０１０５】また、表示装置７００は、着色膜ＣＦおよび液晶材料を含む層７５３の間に絶縁膜７７１を有することができる。また、遮光膜ＢＭおよび液晶材料を含む層７５３の間に絶縁膜７７１を有することができる。これにより、着色膜ＣＦの厚さに由来して生じる凹凸を平坦にすること、または、着色膜ＣＦまたは遮光膜ＢＭから液晶材料を含む層７５３への不純物の拡散を抑制できる。
【０１０６】また、表示装置７００は、液晶材料を含む層７５３および基板７１０の間に配向膜ＡＦ１を有することができる。また、液晶材料を含む層７５３および基板７７０の間に配向膜ＡＦ２を有することができる。
【０１０７】また、表示装置７００は、光学フィルム７１０Ｐまたは光学フィルム７７０Ｐを有することができる。例えば、液晶材料を含む層７５３との間に基板７１０を挟むように、光学フィルム７１０Ｐを配設することができる。または、液晶材料を含む層７５３との間に基板７７０を挟むように、光学フィルム７７０Ｐを配設することができる。
【０１０８】例えば偏光板を光学フィルム７１０Ｐおよび光学フィルム７７０Ｐに用いることができる。一方の偏光方向に対して他方の偏光方向が所定の方向になるように、偏光板を用いることができる。具体的には、２枚の直線偏光板をクロスニコルの関係になるように配置して用いることができる。
【０１０９】また、表示装置７００は、トランジスタＭＤ１の半導体膜７１８と重なる領域を備える導電膜７２４を有することができる。例えば、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）と同一の工程で形成できる材料を導電膜７２４に用いることができる（図７（Ｂ）参照）。
【０１１０】また、表示装置７００は、トランジスタＭＡおよび基板７１０の間に絶縁膜７０１を有することができる。また、液晶材料を含む層７５３および半導体膜７１８の間に絶縁膜７２１Ｂまたは絶縁膜７２８を有することができる。また、絶縁膜７２１Ｂおよび半導体膜７１８の間に絶縁膜７２１Ａを有することができる。
【０１１１】例えば、絶縁膜７０１は基板７１０からトランジスタＭＡへの不純物の拡散を抑制する機能を備え、絶縁膜７２１Ｂまたは絶縁膜７２１Ａは、半導体膜７１８への不純物の拡散を抑制する機能を備える。
【０１１２】例えば、絶縁膜７２８は、絶縁膜７２８と重なるトランジスタＭＡ等の構造に由来する段差を平坦化する機能を備える。
【０１１３】また、表示装置７００は、導電膜７０４および半導体膜７１８の間に絶縁膜７０６を有することができる。例えば、絶縁膜７０６はゲート絶縁膜の機能を備える。
【０１１４】また、表示装置７００は、表示素子７５０または検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）と電気的に接続する配線７１１を有することができる。
【０１１５】また、表示装置７００は、配線７１１と電気的に接続する端子７１９を有することができる。例えば、フレキシブルプリント基板ＦＰＣ１を、導電部材ＡＣＦ１を用いて端子７１９に電気的に接続できる。
【０１１６】《構成》
表示装置７００は、基板７１０、表示素子７５０または検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）を有する。
【０１１７】また、表示装置７００は、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）、第２の導電膜Ｃ２（ｈ）、絶縁膜７２１Ｂ、液晶材料を含む層７５３または第３の導電膜７５１を備える。
【０１１８】また、表示装置７００は、トランジスタＭＡ、半導体膜７１８、ゲート線Ｇ（ｉ）または信号線Ｓ（ｊ）を備える。
【０１１９】また、表示装置７００は、コモンドライバ、ゲートドライバ、及びソースドライバを有することができる。
【０１２０】《基板７１０》
基板７１０は、作製工程中の熱処理に耐えうる耐熱性を有する材料で作製されていればよく、例えば、ガラス基板を用いることができる。
【０１２１】具体的には、無アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリガラス、クリスタルガラス、石英またはサファイア等を、基板７１０に用いることができる。また、ＳＵＳまたはアルミニウム等の金属基板、シリコンや炭化シリコンからなる単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、ＳＯＩ基板等を基板７１０に用いることができる。
【０１２２】その他、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル等を用いた樹脂フィルムまたは樹脂板を、基板７１０に用いてもよい。
【０１２３】《基板７７０》
基板７７０は、基板７１０に用いることができる材料を用いることができる。
【０１２４】《導電膜７０４、導電膜７１２Ａ、導電膜７１２Ｂ、配線７１１、端子７１９》
導電性を備える材料を導電膜７０４、導電膜７１２Ａ、導電膜７１２Ｂ、配線７１１または端子７１９に用いることができる。
【０１２５】例えば、無機導電性材料、有機導電性材料、金属または導電性セラミックスなどを導電膜７０４、導電膜７１２Ａ、導電膜７１２Ｂ、配線７１１または端子７１９に用いることができる。
【０１２６】具体的には、アルミニウム、金、白金、銀、銅、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン、ニッケル、鉄、コバルト、パラジウムまたはマンガンから選ばれた金属元素などを、導電膜７０４、導電膜７１２Ａ、導電膜７１２Ｂ、配線７１１または端子７１９に用いることができる。または、上述した金属元素を含む合金などを、導電膜７０４、導電膜７１２Ａ、導電膜７１２Ｂ、配線７１１または端子７１９に用いることができる。特に、銅とマンガンの合金がウエットエッチング法を用いた微細加工に好適である。
【０１２７】また、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、窒化タンタル膜または窒化タングステン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、チタン膜と、そのチタン膜上にアルミニウム膜を積層し、さらにその上にチタン膜を形成する三層構造等を導電膜７０４、導電膜７１２Ａ、導電膜７１２Ｂ、配線７１１または端子７１９に用いることができる。
【０１２８】その他、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物、グラフェンまたはグラファイトを含む膜などを導電膜７０４、導電膜７１２Ａ、導電膜７１２Ｂ、配線７１１または端子７１９に用いることができる。
【０１２９】《ゲート線Ｇ（ｉ）、信号線Ｓ（ｊ）》
導電性を備える材料をゲート線Ｇ（ｉ）または信号線Ｓ（ｊ）に用いることができる。例えば、配線７１１に用いることができる材料をゲート線Ｇ（ｉ）または信号線Ｓ（ｊ）に用いることができる。
【０１３０】《検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）》
検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）は、静電容量、照度、磁力、電波または圧力等を検知して、検知した物理量に基づく信号を供給する機能を備える。
【０１３１】例えば、容量素子、光電変換素子、磁気検知素子、圧電素子または共振器等を検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）に用いることができる。
【０１３２】例えば、静電容量の変化に基づいて変化する信号を供給する機能を備える検知素子を検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）に用いることができる。具体的には、相互容量方式または自己容量方式を用いることができる。
【０１３３】例えば、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）および第２の導電膜Ｃ２（ｈ）を含む容量素子を検知素子Ｃ（ｇ，ｈ）に用いることができる。
【０１３４】大気より大きな誘電率を備える指などのものが、大気中で第２の導電膜Ｃ２（ｈ）に近接すると、指と第２の導電膜Ｃ２（ｈ）の間の静電容量が変化する。この静電容量の変化に基づいて信号を供給することができる。
【０１３５】具体的には、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）に駆動用信号を供給し、駆動用信号および静電容量に基づいて変化する第２の導電膜Ｃ２（ｈ）の電位を検知して、検知信号に用いることができる。
【０１３６】《第１の導電膜Ｃ１（ｇ）》
導電性を備える材料を第１の導電膜Ｃ１（ｇ）に用いることができる。例えば、配線７１１に用いることができる材料を第１の導電膜Ｃ１（ｇ）に用いることができる。
【０１３７】具体的には、導電性および透光性を有する材料を第１の導電膜Ｃ１（ｇ）に用いることができる。例えば、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる。これにより、表示素子７５０の表示を遮ることなく、均一な電界を供給できる。
【０１３８】《第２の導電膜Ｃ２（ｈ）》
導電性を備える材料を第２の導電膜Ｃ２（ｈ）に用いることができる。例えば、導電性および透光性を有する材料を第２の導電膜Ｃ２（ｈ）に用いることができる。具体的には、導電性酸化物または酸化物半導体を用いることができる。例えば、インジウム、ガリウム、亜鉛および酸素を含む材料を用いることができる。
【０１３９】一例を挙げれば、酸化物半導体の抵抗率を制御する方法を用いて導電性が高められた、半導体膜７１８と同一の工程で形成された酸化物半導体を、第２の導電膜Ｃ２（ｈ）に用いることができる。これにより、第２の導電膜Ｃ２（ｈ）を簡便な工程を用いて作製することができる。
【０１４０】《絶縁膜７０１、絶縁膜７０６、絶縁膜７２１Ａ、絶縁膜７２１Ｂ、絶縁膜７２８、絶縁膜７７１》
例えば、絶縁性の無機材料、絶縁性の有機材料または無機材料と有機材料を含む絶縁性の複合材料を、絶縁膜７０１、絶縁膜７０６、絶縁膜７２１Ａ、絶縁膜７２１Ｂ、絶縁膜７２８または絶縁膜７７１に用いることができる。
【０１４１】具体的には、無機酸化物膜、無機窒化物膜または無機酸化窒化物膜またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を、絶縁膜７０１、絶縁膜７０６、絶縁膜７２１Ａ、絶縁膜７２１Ｂ、絶縁膜７２８または絶縁膜７７１に用いることができる。例えば、酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を用いることができる。
【０１４２】具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリシロキサン若しくはアクリル樹脂等またはこれらから選択された複数の樹脂の積層材料もしくは複合材料などを絶縁膜７２１Ａ、絶縁膜７２１Ｂ、絶縁膜７２８、絶縁膜７７１に用いることができる。また、感光性を有する材料を用いて形成してもよい。例えば、ポリイミド、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を絶縁膜７７１に用いることができる。
【０１４３】《表示素子７５０》
例えば、光の反射または透過を制御する機能を備える表示素子を、表示素子７５０に用いることができる。例えば、液晶素子と偏光板を組み合わせた構成またはシャッター方式のＭＥＭＳ表示素子等を用いることができる。
【０１４４】具体的には、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モードなどの駆動方法を用いて駆動することができる液晶素子を用いることができる。
【０１４５】また、例えば垂直配向（ＶＡ）モード、具体的には、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶモードなどの駆動方法を用いて駆動することができる液晶素子を表示素子７５０に用いることができる。
【０１４６】例えば、液晶材料を含む層７５３、液晶材料の配向を制御する電界を印加できるように配置された第１の導電膜Ｃ１（ｇ）および第３の導電膜７５１を表示素子７５０に用いることができる。
【０１４７】《液晶材料を含む層７５３》
例えば、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。これらの液晶材料は、条件により、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す液晶材料を用いることができる。または、ブルー相を示す液晶材料を、液晶材料を含む層７５３に用いることができる。
【０１４８】《第３の導電膜７５１》
導電性を備える材料を第３の導電膜７５１に用いることができる。
【０１４９】例えば、配線７１１に用いることができる材料を第３の導電膜７５１に用いることができる。具体的には、透光性を有する材料を第３の導電膜７５１に用いることができる。例えば、櫛歯状の形状を第３の導電膜７５１に用いることができる。
【０１５０】《トランジスタＭＡ》
例えば、ボトムゲート型またはトップゲート型等のトランジスタをトランジスタＭＡに用いることができる。
【０１５１】一例を挙げれば、アモルファスシリコンを半導体膜に用いたトランジスタと比較して、オフ状態におけるリーク電流が小さいトランジスタをトランジスタＭＡに用いることができる。具体的には、酸化物半導体を半導体膜７１８に用いたトランジスタをトランジスタＭＡに用いることができる。
【０１５２】これにより、アモルファスシリコンを半導体膜に用いたトランジスタを利用する画素回路と比較して、画素回路が画像信号を保持することができる時間を長くすることができる。具体的には、フリッカーの発生を抑制しながら、選択信号を３０Ｈｚ未満、好ましくは１Ｈｚ未満より好ましくは一分に一回未満の頻度で供給することができる。その結果、情報処理装置の使用者に蓄積する疲労を低減することができる。また、駆動に伴う消費電力を低減することができる。
【０１５３】トランジスタＭＡは、半導体膜７１８および半導体膜７１８と重なる領域を備える導電膜７０４を備える（図７（Ｃ）参照）。また、トランジスタＭＡは、導電膜７１２Ａおよび導電膜７１２Ｂを備える。
【０１５４】なお、導電膜７０４はゲート電極の機能を備え、絶縁膜７０６はゲート絶縁膜の機能を備える。また、導電膜７１２Ａはソース電極の機能またはドレイン電極の機能の一方を備え、導電膜７１２Ｂはソース電極の機能またはドレイン電極の機能の他方を備える。
【０１５５】《半導体膜７１８》
【０１５６】例えば、酸化物半導体を半導体膜７１８に用いることができる。具体的には、インジウムを含む酸化物半導体またはインジウムとガリウムと亜鉛を含む酸化物半導体を半導体膜に用いることができる。
【０１５７】《ゲートドライバ３０１》
シフトレジスタ等のさまざまな順序回路等をゲートドライバ３０１に用いることができる。例えば、トランジスタＭＤ１、容量素子等をゲートドライバ３０１に用いることができる。
【０１５８】例えば、第１のゲート電極の機能を備える導電膜７０４と重なる領域を備える導電膜７２４を有するトランジスタを、トランジスタＭＤ１に用いることができる。トランジスタＭＤ１は、絶縁膜７２１Ａおよび絶縁膜７２１Ｂが積層された積層膜を導電膜７２４および半導体膜７１８の間に有する。また、導電膜７０４に供給する電位と同じ電位を供給する配線に導電膜７２４を電気的に接続してもよい。
【０１５９】ゲートドライバ３０１は、コモンドライバ３０３と積層して配置することができる。例えば、図７（Ａ）に示すように、ゲートドライバ３０１に含まれるトランジスタＭＤ１の上にコモンドライバ３０３に含まれるトランジスタＭＤ２を形成するとよい。
【０１６０】《ソースドライバ３０２》
例えば、集積回路をソースドライバに用いることができる。具体的には、シリコン基板上に形成された集積回路を用いることができる。
【０１６１】例えば、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  ｇｌａｓｓ）法を用いてソースドライバを実装できる。具体的には、異方性導電膜を用いて、信号線Ｓ（ｊ）と電気的に接続されたパッドに実装できる。
【０１６２】ソースドライバは、第２の導電膜Ｃ２（１）乃至Ｃ２（ｑ）と電気的に接続し、第２の導電膜Ｃ２（１）乃至Ｃ２（ｑ）が受信する信号を、分離して増幅する機能等を備える。
【０１６３】《コモンドライバ３０３》
コモンドライバは、第１の導電膜Ｃ１（１）乃至Ｃ１（ｐ）と電気的に接続し、第１の導電膜Ｃ１（１）乃至Ｃ１（ｐ）に信号を供給する機能等を備える（図３Ａ参照）。
【０１６４】《封止材７３０》
例えば、無機材料、有機材料または無機材料と有機材料の複合材料等を封止材７３０に用いることができる。
【０１６５】例えば、熱溶融性の樹脂または硬化性の樹脂等の有機材料、反応硬化型接着剤、光硬化型接着剤、熱硬化型接着剤または／および嫌気型接着剤等の有機材料を封止材７３０に用いることができる。
【０１６６】具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等を含む接着剤を封止材７３０に用いることができる。
【０１６７】《着色膜ＣＦ》
所定の色の光を透過する材料を着色膜ＣＦに用いることができる。これにより、例えば着色膜ＣＦをカラーフィルターに用いることができる。
【０１６８】例えば、青色の光を透過する材料、緑色の光を透過する材料、赤色の光を透過する材料、黄色の光を透過する材料または白色の光を透過する材料などを着色膜ＣＦに用いることができる。
【０１６９】《遮光膜ＢＭ》
光の透過を妨げる材料を遮光膜ＢＭに用いることができる。これにより、例えば遮光膜ＢＭをブラックマトリクスに用いることができる。
【０１７０】《構造体ＫＢ》
例えば、有機材料、無機材料または有機材料と無機材料の複合材料を構造体ＫＢに用いることができる。これにより、構造体ＫＢを挟む構成の間に所定の間隔を設けることができる。
【０１７１】具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリシロキサン若しくはアクリル樹脂等またはこれらから選択された複数の樹脂の複合材料などを構造体ＫＢに用いることができる。また、感光性を有する材料を用いて形成してもよい。
【０１７２】また、図８に示すように、ゲートドライバ３０１とコモンドライバ３０３を積層させた領域にある構造体ＫＢ１を表示領域にある構造体ＫＢ２と比べて小さくしてもよい。このような構造にすることで、ゲートドライバ３０１とコモンドライバ３０３の積層と、表示装置７００全体の厚さ増加の抑制を両立することができる。
【０１７３】《配向膜ＡＦ１、配向膜ＡＦ２》
例えば、ポリイミド等を配向膜ＡＦ１または配向膜ＡＦ２に用いることができる。具体的には、所定の方向に配向するようにラビング処理または光配向技術を用いて形成された配向膜を用いることができる。
【０１７４】《光学フィルム７１０Ｐ、光学フィルム７７０Ｐ》
例えば、偏光板、位相差板、拡散フィルム、反射防止膜または集光フィルム等を光学フィルム７１０Ｐまたは光学フィルム７７０Ｐに用いることができる。または、２色性色素を含む偏光板を光学フィルム７１０Ｐに用いることができる。
【０１７５】また、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れの付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜などを、光学フィルム７１０Ｐに用いることができる。
【０１７６】＜酸化物半導体の抵抗率を制御する方法＞
酸化物半導体を含む膜の抵抗率を制御する方法について説明する。
【０１７７】所定の抵抗率を備える酸化物半導体を含む膜を、第２の導電膜Ｃ２（ｈ）（図７（Ａ）参照）に用いることができる。
【０１７８】例えば、酸化物半導体膜に含まれる水素、水等の不純物の濃度及び／又は膜中の酸素欠損を制御する方法を、酸化物半導体の抵抗率を制御する方法に用いることができる。
【０１７９】具体的には、プラズマ処理を水素、水等の不純物濃度及び／又は膜中の酸素欠損を増加または低減する方法に用いることができる。
【０１８０】具体的には、希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ）、水素、ボロン、リン及び窒素の中から選ばれた一種以上を含むガスを用いて行うプラズマ処理を適用できる。例えば、Ａｒ雰囲気下でのプラズマ処理、Ａｒと水素の混合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、アンモニア雰囲気下でのプラズマ処理、Ａｒとアンモニアの混合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、または窒素雰囲気下でのプラズマ処理などを適用できる。これにより、キャリア密度が高く、抵抗率が低い酸化物半導体膜にすることができる。
【０１８１】または、イオン注入法、イオンドーピング法またはプラズマイマージョンイオンインプランテーション法などを用いて、水素、ボロン、リンまたは窒素を酸化物半導体膜に注入して、抵抗率が低い酸化物半導体膜にすることができる。
【０１８２】または、水素を含む絶縁膜を酸化物半導体膜に接して形成し、絶縁膜から酸化物半導体膜に水素を拡散させる方法を用いることができる。これにより、酸化物半導体膜のキャリア密度を高め、抵抗率を低くすることができる。
【０１８３】例えば、膜中の含有水素濃度が１×１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の絶縁膜を酸化物半導体膜に接して形成することで、効果的に水素を酸化物半導体膜に含有させることができる。具体的には、窒化シリコン膜を酸化物半導体膜に接して形成する絶縁膜に用いることができる。
【０１８４】酸化物半導体膜に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になると共に、酸素が脱離した格子（または酸素が脱離した部分）に酸素欠損を形成する。該酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸素と結合することで、キャリアである電子を生成する場合がある。これにより、キャリア密度が高く、抵抗率が低い酸化物半導体膜にすることができる。
【０１８５】なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０１８６】（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置に用いることができるトランジスタの構成について、図１２を参照しながら説明する。
【０１８７】＜半導体装置の構成例＞
図１２（Ａ）は、トランジスタ１００の上面図であり、図１２（Ｃ）は、図１２（Ａ）に示す切断線Ｘ１−Ｘ２間における切断面の断面図に相当し、図１２（Ｄ）は、図１２（Ａ）に示す切断線Ｙ１−Ｙ２間における切断面の断面図に相当する。なお、図１２（Ａ）において、煩雑になることを避けるため、トランジスタ１００の構成要素の一部（ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜等）を省略して図示している。また、切断線Ｘ１−Ｘ２方向をチャネル長方向、切断線Ｙ１−Ｙ２方向をチャネル幅方向と呼称する場合がある。なお、トランジスタの上面図においては、以降の図面においても図１２（Ａ）と同様に、構成要素の一部を省略して図示する場合がある。
【０１８８】なお、トランジスタ１００を実施の形態１で説明する表示装置に用いることができる。
【０１８９】例えば、トランジスタ１００をトランジスタＭＡに用いる場合は、基板１０２を基板７１０および絶縁膜７０１の積層材料に、導電膜１０４を導電膜７０４に、絶縁膜１０６および絶縁膜１０７の積層膜を７０６に、酸化物半導体膜１０８を半導体膜７１８に、導電膜１１２ａを導電膜７１２Ａに、導電膜１１２ｂを導電膜７１２Ｂに、絶縁膜１１４および絶縁膜１１６の積層膜を絶縁膜７２１Ａに、絶縁膜１１８を絶縁膜７２１Ｂに、それぞれ読み替えることができる。
【０１９０】トランジスタ１００は、基板１０２上のゲート電極として機能する導電膜１０４と、基板１０２及び導電膜１０４上の絶縁膜１０６と、絶縁膜１０６上の絶縁膜１０７と、絶縁膜１０７上の酸化物半導体膜１０８と、酸化物半導体膜１０８に電気的に接続されるソース電極として機能する導電膜１１２ａと、酸化物半導体膜１０８に電気的に接続されるドレイン電極として機能する導電膜１１２ｂと、を有する。また、トランジスタ１００上、より詳しくは、導電膜１１２ａ、１１２ｂ及び酸化物半導体膜１０８上には絶縁膜１１４、１１６、及び絶縁膜１１８が設けられる。絶縁膜１１４、１１６、１１８は、トランジスタ１００の保護絶縁膜としての機能を有する。
【０１９１】また、酸化物半導体膜１０８は、ゲート電極として機能する導電膜１０４側の第１の酸化物半導体膜１０８ａと、第１の酸化物半導体膜１０８ａ上の第２の酸化物半導体膜１０８ｂと、を有する。また、絶縁膜１０６及び絶縁膜１０７は、トランジスタ１００のゲート絶縁膜としての機能を有する。
【０１９２】酸化物半導体膜１０８としては、Ｉｎ−Ｍ（Ｍは、Ｔｉ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、またはＨｆを表す）酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を用いることができる。とくに、酸化物半導体膜１０８としては、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を用いると好ましい。
【０１９３】また、第１の酸化物半導体膜１０８ａは、Ｉｎの原子数比がＭの原子数比より多い第１の領域を有する。また、第２の酸化物半導体膜１０８ｂは、第１の酸化物半導体膜１０８ａよりもＩｎの原子数比が少ない第２の領域を有する。また、第２の領域は、第１の領域よりも薄い部分を有する。
【０１９４】第１の酸化物半導体膜１０８ａにＩｎの原子数比がＭの原子数比より多い第１の領域を有することで、トランジスタ１００の電界効果移動度（単に移動度、またはμＦＥという場合がある）を高くすることができる。具体的には、トランジスタ１００の電界効果移動度が１０ｃｍ２／Ｖｓを超えることが可能となる。
【０１９５】例えば、上記の電界効果移動度が高いトランジスタを、ゲート信号を生成するゲートドライバ（とくに、ゲートドライバが有するシフトレジスタの出力端子に接続されるデマルチプレクサ）に用いることで、額縁幅の狭い（狭額縁ともいう）半導体装置または表示装置を提供することができる。
【０１９６】一方で、Ｉｎの原子数比がＭの原子数比より多い第１の領域を有する第１の酸化物半導体膜１０８ａとすることで、光照射時にトランジスタ１００の電気特性が変動しやすくなる。しかしながら、本発明の一態様の半導体装置においては、第１の酸化物半導体膜１０８ａ上に第２の酸化物半導体膜１０８ｂが形成されている。また、第２の酸化物半導体膜１０８ｂのチャネル形成領域の膜厚が第１の酸化物半導体膜１０８ａの膜厚よりも小さい。
【０１９７】また、第２の酸化物半導体膜１０８ｂは、第１の酸化物半導体膜１０８ａよりもＩｎの原子数比が少ない第２の領域を有するため、第１の酸化物半導体膜１０８ａよりもＥｇが大きくなる。したがって、第１の酸化物半導体膜１０８ａと、第２の酸化物半導体膜１０８ｂとの積層構造である酸化物半導体膜１０８は、光負バイアスストレス試験による耐性が高くなる。
【０１９８】上記構成の酸化物半導体膜とすることで、光照射時における酸化物半導体膜１０８の光吸収量を低減させることができる。したがって、光照射時におけるトランジスタ１００の電気特性の変動を抑制することができる。また、本発明の一態様の半導体装置においては、絶縁膜１１４または絶縁膜１１６中に過剰の酸素を含有する構成のため、光照射におけるトランジスタ１００の電気特性の変動をさらに、抑制することができる。
【０１９９】ここで、酸化物半導体膜１０８について、図１２（Ｂ）を用いて詳細に説明する。
【０２００】図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）を用いて示すトランジスタ１００の断面の、酸化物半導体膜１０８の近傍を拡大した断面図である。
【０２０１】図１２（Ｂ）において、第１の酸化物半導体膜１０８ａの膜厚をｔ１として、第２の酸化物半導体膜１０８ｂの膜厚をｔ２−１、及びｔ２−２として、それぞれ示している。第１の酸化物半導体膜１０８ａ上には、第２の酸化物半導体膜１０８ｂが設けられているため、導電膜１１２ａ、１１２ｂの形成時において、第１の酸化物半導体膜１０８ａがエッチングガスまたはエッチング溶液等に曝されることがない。したがって、第１の酸化物半導体膜１０８ａにおいては、膜減りがない、または極めて少ない。一方で、第２の酸化物半導体膜１０８ｂにおいては、導電膜１１２ａ、１１２ｂの形成時において、第２の酸化物半導体膜１０８ｂの導電膜１１２ａ、１１２ｂと重ならない部分がエッチングされ、凹部が形成される。すなわち、第２の酸化物半導体膜１０８ｂの導電膜１１２ａ、１１２ｂと重なる領域の膜厚がｔ２−１となり、第２の酸化物半導体膜１０８ｂの導電膜１１２ａ、１１２ｂと重ならない領域の膜厚がｔ２−２となる。
【０２０２】第１の酸化物半導体膜１０８ａと第２の酸化物半導体膜１０８ｂの膜厚の関係は、ｔ２−１＞ｔ１＞ｔ２−２となると好ましい。このような膜厚の関係とすることによって、高い電界効果移動度を有し、且つ光照射時における、しきい値電圧の変動量が少ないトランジスタとすることが可能となる。
【０２０３】また、トランジスタ１００が有する酸化物半導体膜１０８は、酸素欠損が形成されるとキャリアである電子が生じ、ノーマリーオン特性になりやすい。したがって、酸化物半導体膜１０８中の酸素欠損、とくに第１の酸化物半導体膜１０８ａ中の酸素欠損を減らすことが、安定したトランジスタ特性を得る上でも重要となる。そこで、本発明の一態様のトランジスタの構成においては、酸化物半導体膜１０８上の絶縁膜、ここでは、酸化物半導体膜１０８上の絶縁膜１１４及び／又は絶縁膜１１６に過剰な酸素を導入することで、絶縁膜１１４及び／又は絶縁膜１１６から酸化物半導体膜１０８中に酸素を移動させ、酸化物半導体膜１０８中、とくに第１の酸化物半導体膜１０８ａ中の酸素欠損を補填することを特徴とする。
【０２０４】なお、絶縁膜１１４、１１６としては、化学量論的組成よりも過剰に酸素を含有する領域（酸素過剰領域）を有することがより好ましい。別言すると、絶縁膜１１４、１１６は、酸素を放出することが可能な絶縁膜である。なお、絶縁膜１１４、１１６に酸素過剰領域を設けるには、例えば、成膜後の絶縁膜１１４、１１６に酸素を導入して、酸素過剰領域を形成する。酸素の導入方法としては、イオン注入法、イオンドーピング法、プラズマイマージョンイオン注入法、プラズマ処理等を用いることができる。
【０２０５】また、第１の酸化物半導体膜１０８ａ中の酸素欠損を補填するためには、第２の酸化物半導体膜１０８ｂのチャネル形成領域近傍の膜厚を薄くした方が好適である。したがって、ｔ２−２＜ｔ１の関係を満たせばよい。例えば、第２の酸化物半導体膜１０８ｂのチャネル形成領域近傍の膜厚としては、好ましくは１ｎｍ以上２０ｎｍ以下、さらに好ましくは、３ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。
【０２０６】以下に、本実施の形態の半導体装置に含まれるその他の構成要素について、詳細に説明する。
【０２０７】《基板》
基板１０２の材質などに大きな制限はないが、少なくとも、後の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有している必要がある。例えば、ガラス基板、セラミック基板、石英基板、サファイア基板等を、基板１０２として用いてもよい。また、シリコンや炭化シリコンを材料とした単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、ＳＯＩ基板等を適用することも可能であり、これらの基板上に半導体素子が設けられたものを、基板１０２として用いてもよい。
【０２０８】《ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極として機能する導電膜》
ゲート電極として機能する導電膜１０４、及びソース電極として機能する導電膜１１２ａ、及びドレイン電極として機能する導電膜１１２ｂとしては、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）から選ばれた金属元素、または上述した金属元素を成分とする合金か、上述した金属元素を組み合わせた合金等を用いてそれぞれ形成することができる。
【０２０９】また、導電膜１０４、１１２ａ、１１２ｂは、単層構造でも、二層以上の積層構造としてもよい。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、窒化タンタル膜または窒化タングステン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、チタン膜と、そのチタン膜上にアルミニウム膜を積層し、さらにその上にチタン膜を形成する三層構造等がある。また、アルミニウムに、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウムから選ばれた一または複数を組み合わせた合金膜、もしくは窒化膜を用いてもよい。
【０２１０】また、導電膜１０４、１１２ａ、１１２ｂには、インジウム錫酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化シリコンを添加したインジウム錫酸化物等の透光性を有する導電性材料を適用することもできる。
【０２１１】また、導電膜１０４、１１２ａ、１１２ｂには、Ｃｕ−Ｘ合金膜（Ｘは、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔａ、またはＴｉ）を適用してもよい。Ｃｕ−Ｘ合金膜を用いることで、ウエットエッチングプロセスで加工できるため、製造コストを抑制することが可能となる。
【０２１２】《ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜》
トランジスタ１００のゲート絶縁膜として機能する絶縁膜１０６、１０７としては、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ：（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ））法、スパッタリング法等により、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜および酸化ネオジム膜を一種以上含む絶縁膜を、それぞれ用いることができる。なお、絶縁膜１０６、１０７の積層構造とせずに、上述の材料から選択された単層の絶縁膜、または３層以上の絶縁膜を用いてもよい。
【０２１３】また、絶縁膜１０６は、酸素の透過を抑制するブロッキング膜としての機能を有する。例えば、絶縁膜１０７、１１４、１１６及び／または酸化物半導体膜１０８中に過剰の酸素を供給する場合において、絶縁膜１０６は酸素の透過を抑制することができる。
【０２１４】なお、トランジスタ１００のチャネル形成領域として機能する酸化物半導体膜１０８と接する絶縁膜１０７は、酸化物絶縁膜であることが好ましく、化学量論的組成よりも過剰に酸素を含有する領域（酸素過剰領域）を有することがより好ましい。別言すると、絶縁膜１０７は、酸素を放出することが可能な絶縁膜である。なお、絶縁膜１０７に酸素過剰領域を設けるには、例えば、酸素雰囲気下にて絶縁膜１０７を形成すればよい。または、成膜後の絶縁膜１０７に酸素を導入して、酸素過剰領域を形成してもよい。酸素の導入方法としては、イオン注入法、イオンドーピング法、プラズマイマージョンイオン注入法、プラズマ処理等を用いることができる。
【０２１５】なお、本実施の形態では、絶縁膜１０６として窒化シリコン膜を形成し、絶縁膜１０７として酸化シリコン膜を形成する。窒化シリコン膜は、酸化シリコン膜と比較して比誘電率が高く、酸化シリコン膜と同等の静電容量を得るのに必要な膜厚が大きいため、トランジスタ１５０のゲート絶縁膜として、窒化シリコン膜を含むことで絶縁膜を物理的に厚膜化することができる。よって、トランジスタ１００の絶縁耐圧の低下を抑制、さらには絶縁耐圧を向上させて、トランジスタ１００の静電破壊を抑制することができる。
【０２１６】《酸化物半導体膜》
酸化物半導体膜１０８としては、先に示す材料を用いることができる。
【０２１７】酸化物半導体膜１０８がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の場合、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ≧Ｍ、Ｚｎ≧Ｍを満たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝２：１：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１が好ましい。
【０２１８】また、酸化物半導体膜１０８がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の場合、スパッタリングターゲットとしては、多結晶のＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を含むターゲットを用いると好ましい。多結晶のＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を含むターゲットを用いることで、結晶性を有する酸化物半導体膜１０８を形成しやすくなる。なお、成膜される酸化物半導体膜１０８の原子数比はそれぞれ、誤差として上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス４０％の変動を含む。例えば、スパッタリングターゲットとして、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：４．１を用いる場合、成膜される酸化物半導体膜１０８の原子数比は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３近傍となる場合がある。
【０２１９】例えば、第１の酸化物半導体膜１０８ａとしては、上述のＩｎ：Ｍ：Ｚｎ＝２：１：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１等のスパッタリングターゲットを用いて形成すればよい。また、第２の酸化物半導体膜１０８ｂとしては、上述のＩｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２等を用いて形成すればよい。なお、第２の酸化物半導体膜１０８ｂに用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比としては、Ｉｎ≧Ｍ、Ｚｎ≧Ｍを満たす必要はなく、Ｉｎ≧Ｍ、Ｚｎ＜Ｍを満たす組成でもよい。具体的には、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：３：２等が挙げられる。
【０２２０】また、酸化物半導体膜１０８は、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上である。このように、エネルギーギャップの広い酸化物半導体を用いることで、トランジスタ１００のオフ電流を低減することができる。とくに、第１の酸化物半導体膜１０８ａには、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２ｅＶ以上３．０ｅＶ以下の酸化物半導体膜を用い、第２の酸化物半導体膜１０８ｂには、エネルギーギャップが２．５ｅＶ以上３．５ｅＶ以下の酸化物半導体膜を用いると、好適である。また、第１の酸化物半導体膜１０８ａよりも第２の酸化物半導体膜１０８ｂのエネルギーギャップが大きい方が好ましい。
【０２２１】また、第１の酸化物半導体膜１０８ａ、及び第２の酸化物半導体膜１０８ｂの厚さは、それぞれ３ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以上１００ｎｍ以下、さらに好ましくは３ｎｍ以上５０ｎｍ以下とする。なお、先に記載の膜厚の関係を満たすと好ましい。
【０２２２】また、第２の酸化物半導体膜１０８ｂとしては、キャリア密度の低い酸化物半導体膜を用いる。例えば、第２の酸化物半導体膜１０８ｂは、キャリア密度が１×１０１７／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１５／ｃｍ３以下、さらに好ましくは１×１０１３／ｃｍ３以下、より好ましくは１×１０１１／ｃｍ３以下とする。
【０２２３】酸化物半導体膜に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になると共に、酸素が脱離した格子（または酸素が脱離した部分）に酸素欠損を形成する。該酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸素と結合して、キャリアである電子を生成することがある。従って、水素が含まれている酸化物半導体膜を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、酸化物半導体膜１０８は水素ができる限り低減されていることが好ましい。具体的には、酸化物半導体膜１０８において、ＳＩＭＳ分析により得られる水素濃度を、２×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、より好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、より好ましくは５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、さらに好ましくは１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。
【０２２４】また、第１の酸化物半導体膜１０８ａは、第２の酸化物半導体膜１０８ｂよりも水素濃度が少ない部分を有すると好ましい。第１の酸化物半導体膜１０８ａの方が、第２の酸化物半導体膜１０８ｂよりも水素濃度が少ない部分を有すことにより、信頼性の高い半導体装置とすることができる。
【０２２５】また、第１酸化物半導体膜１０８ａにおいて、第１４族元素の一つであるシリコンや炭素が含まれると、第１の酸化物半導体膜１０８ａにおいて酸素欠損が増加し、ｎ型化してしまう。このため、第１の酸化物半導体膜１０８ａにおけるシリコンや炭素の濃度と、第１の酸化物半導体膜１０８ａとの界面近傍のシリコンや炭素の濃度（ＳＩＭＳ分析により得られる濃度）を、２×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。
【０２２６】また、第１の酸化物半導体膜１０８ａにおいて、ＳＩＭＳ分析により得られるアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。アルカリ金属及びアルカリ土類金属は、酸化物半導体と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジスタのオフ電流が増大してしまうことがある。このため、第１の酸化物半導体膜１０８ａのアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を低減することが好ましい。
【０２２７】また、第１の酸化物半導体膜１０８ａに窒素が含まれていると、キャリアである電子が生じ、キャリア密度が増加し、ｎ型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体膜を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。従って、該酸化物半導体膜において、窒素はできる限り低減されていることが好ましい、例えば、ＳＩＭＳ分析により得られる窒素濃度は、５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にすることが好ましい。
【０２２８】《トランジスタの保護絶縁膜として機能する絶縁膜》
絶縁膜１１４、１１６は、酸化物半導体膜１０８に酸素を供給する機能を有する。また、絶縁膜１１８は、トランジスタ１００の保護絶縁膜としての機能を有する。また、絶縁膜１１４、１１６は、酸素を有する。また、絶縁膜１１４は、酸素を透過することのできる絶縁膜である。なお、絶縁膜１１４は、後に形成する絶縁膜１１６を形成する際の、酸化物半導体膜１０８へのダメージ緩和膜としても機能する。
【０２２９】絶縁膜１１４としては、厚さが５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の酸化シリコン、酸化窒化シリコン等を用いることができる。
【０２３０】また、絶縁膜１１４は、欠陥量が少ないことが好ましく、代表的には、ＥＳＲ測定により、シリコンのダングリングボンドに由来するｇ＝２．００１に現れる信号のスピン密度が３×１０１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以下であることが好ましい。これは、絶縁膜１１４に含まれる欠陥密度が多いと、該欠陥に酸素が結合してしまい、絶縁膜１１４における酸素の透過量が減少してしまう。
【０２３１】なお、絶縁膜１１４においては、外部から絶縁膜１１４に入った酸素が全て絶縁膜１１４の外部に移動せず、絶縁膜１１４にとどまる酸素もある。また、絶縁膜１１４に酸素が入ると共に、絶縁膜１１４に含まれる酸素が絶縁膜１１４の外部へ移動することで、絶縁膜１１４において酸素の移動が生じる場合もある。絶縁膜１１４として酸素を透過することができる酸化物絶縁膜を形成すると、絶縁膜１１４上に設けられる、絶縁膜１１６から脱離する酸素を、絶縁膜１１４を介して酸化物半導体膜１０８に移動させることができる。
【０２３２】また、絶縁膜１１４は、窒素酸化物に起因する準位密度が低い酸化物絶縁膜を用いて形成することができる。なお、当該窒素酸化物に起因する準位密度は、酸化物半導体膜の価電子帯の上端のエネルギー（Ｅｖ＿ｏｓ）と酸化物半導体膜の伝導帯の下端のエネルギー（Ｅｃ＿ｏｓ）の間に形成され得る場合がある。上記酸化物絶縁膜として、窒素酸化物の放出量が少ない酸化窒化シリコン膜、または窒素酸化物の放出量が少ない酸化窒化アルミニウム膜等を用いることができる。
【０２３３】なお、窒素酸化物の放出量の少ない酸化窒化シリコン膜は、昇温脱離ガス分析法において、窒素酸化物の放出量よりアンモニアの放出量が多い膜であり、代表的にはアンモニアの放出量が１×１０１８個／ｃｍ３以上５×１０１９個／ｃｍ３以下である。なお、アンモニアの放出量は、膜の表面温度が５０℃以上６５０℃以下、好ましくは５０℃以上５５０℃以下の加熱処理による放出量とする。
【０２３４】絶縁膜１１６は、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜を用いて形成する。化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜は、加熱により酸素の一部が脱離する。化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜は、昇温脱離ガス分析（ＴＤＳ）にて、酸素原子に換算しての酸素の脱離量が１．０×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、好ましくは３．０×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上である酸化物絶縁膜である。なお、上記ＴＤＳにおける膜の表面温度としては１００℃以上７００℃以下、または１００℃以上５００℃以下の範囲が好ましい。
【０２３５】絶縁膜１１６としては、厚さが３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の、酸化シリコン、酸化窒化シリコン等を用いることができる。
【０２３６】また、絶縁膜１１４、１１６は、同種の材料の絶縁膜を用いることができるため、絶縁膜１１４と絶縁膜１１６の界面が明確に確認できない場合がある。したがって、本実施の形態においては、絶縁膜１１４と絶縁膜１１６の界面は、破線で図示している。なお、本実施の形態においては、絶縁膜１１４と絶縁膜１１６の２層構造について説明したが、これに限定されず、例えば、絶縁膜１１４の単層構造としてもよい。
【０２３７】絶縁膜１１８は、窒素を有する。また、絶縁膜１１８は、窒素及びシリコンを有する。また、絶縁膜１１８は、酸素、水素、水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等のブロッキングできる機能を有する。絶縁膜１１８を設けることで、酸化物半導体膜１０８からの酸素の外部への拡散と、絶縁膜１１４、１１６に含まれる酸素の外部への拡散と、外部から酸化物半導体膜１０８への水素、水等の入り込みを防ぐことができる。絶縁膜１１８としては、例えば、窒化物絶縁膜を用いることができる。該窒化物絶縁膜としては、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム等がある。なお、酸素、水素、水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等のブロッキング効果を有する窒化物絶縁膜の代わりに、酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する酸化物絶縁膜を設けてもよい。酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する酸化物絶縁膜としては、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化窒化ガリウム、酸化イットリウム、酸化窒化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化窒化ハフニウム等がある。
【０２３８】なお、上記記載の、導電膜、絶縁膜、酸化物半導体膜などの様々な膜は、スパッタリング法やＰＥＣＶＤ法により形成することができるが、他の方法、例えば、熱ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成してもよい。熱ＣＶＤ法の例としてＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いても良い。
【０２３９】熱ＣＶＤ法は、原料ガスと酸化剤を同時にチャンバー内に送り、チャンバー内を大気圧または減圧下とし、基板近傍または基板上で反応させて基板上に堆積させることで成膜を行ってもよい。
【０２４０】また、ＡＬＤ法は、チャンバー内を大気圧または減圧下とし、反応のための原料ガスが順次チャンバーに導入され、そのガス導入の順序を繰り返すことで成膜を行ってもよい。例えば、それぞれのスイッチングバルブ（高速バルブとも呼ぶ）を切り替えて２種類以上の原料ガスを順番にチャンバーに供給し、複数種の原料ガスが混ざらないように第１の原料ガスと同時またはその後に不活性ガス（アルゴン、或いは窒素など）などを導入し、第２の原料ガスを導入する。なお、同時に不活性ガスを導入する場合には、不活性ガスはキャリアガスとなり、また、第２の原料ガスの導入時にも同時に不活性ガスを導入してもよい。また、不活性ガスを導入する代わりに真空排気によって第１の原料ガスを排出した後、第２の原料ガスを導入してもよい。第１の原料ガスが基板の表面に吸着して第１の層を成膜し、後から導入される第２の原料ガスと反応して、第２の層が第１の層上に積層されて薄膜が形成される。このガス導入順序を制御しつつ所望の厚さになるまで複数回繰り返すことで、段差被覆性に優れた薄膜を形成することができる。薄膜の厚さは、ガス導入順序を繰り返す回数によって調節することができるため、精密な膜厚調節が可能であり、微細なＦＥＴを作製する場合に適している。
【０２４１】ＭＯＣＶＤ法やＡＬＤ法などの熱ＣＶＤ法は、上記実施形態の導電膜、絶縁膜、酸化物半導体膜、金属酸化膜などの様々な膜を形成することができ、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−ＺｎＯ膜を成膜する場合には、トリメチルインジウム、トリメチルガリウム、及びジメチル亜鉛を用いる。なお、トリメチルインジウムの化学式は、Ｉｎ（ＣＨ３）３である。また、トリメチルガリウムの化学式は、Ｇａ（ＣＨ３）３である。また、ジメチル亜鉛の化学式は、Ｚｎ（ＣＨ３）２である。また、これらの組み合わせに限定されず、トリメチルガリウムに代えてトリエチルガリウム（化学式Ｇａ（Ｃ２Ｈ５）３）を用いることもでき、ジメチル亜鉛に代えてジエチル亜鉛（化学式Ｚｎ（Ｃ２Ｈ５）２）を用いることもできる。
【０２４２】例えば、ＡＬＤを利用する成膜装置により酸化アルミニウム膜を形成する場合には、溶媒とアルミニウム前駆体化合物を含む液体（トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）など）を気化させた原料ガスと、酸化剤としてＨ２Ｏの２種類のガスを用いる。なお、トリメチルアルミニウムの化学式はＡｌ（ＣＨ３）３である。また、他の材料液としては、トリス（ジメチルアミド）アルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、アルミニウムトリス（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナート）などがある。
【０２４３】なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０２４４】（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を有する別の構成について、図９を用いて説明する。
【０２４５】図９（Ａ）は、ゲートドライバ３０１、ゲートドライバ３０１（２）及びコモンドライバ３０３の位置関係を表した模式図である。ここで、ゲートドライバ３０１（２）はゲートドライバ３０１の機能の一部を分離したものである。ゲートドライバ３０１（２）とコモンドライバ３０３は、ゲートドライバ３０１上に形成され、ゲートドライバ３０１（２）の少なくとも一部とコモンドライバ３０３の少なくもと一部は、ゲートドライバ３０１と重なる。
【０２４６】ゲートドライバ３０１は第１の配線Ｇ（１）乃至Ｇ（ｍ）及びゲートドライバ３０１（２）と電気的に接続し、コモンドライバ３０３は第１の導電膜Ｃ１（１）乃至Ｃ１（ｐ）と電気的に接続する。
【０２４７】ゲートドライバはコモンドライバと比べて占有面積が広いため、ゲートドライバ全体の機能をゲートドライバ３０１とゲートドライバ３０１（２）に分離し、且つ積層させることで、占有面積を低減することができる。ここで、ゲートドライバ３０１（２）とコモンドライバ３０３は、同一平面上に形成することが好ましい。
【０２４８】図９（Ｂ）は、ゲートドライバ３０１、ゲートドライバ３０１（２）及びコモンドライバ３０３の位置関係を表した断面模式図である。図９（Ｂ）の右側の領域ではゲートドライバ３０１上にコモンドライバ３０３が形成されており、図９（Ｂ）の左側の領域ではゲートドライバ３０１上にゲートドライバ３０１（２）が形成されている。
【０２４９】ここで、ゲートドライバ３０１に含まれるトランジスタ７９１とゲートドライバ３０１（２）に含まれるトランジスタ８９１とは、導電膜８３０を用いて電気的に接続されていてもよい。
【０２５０】なお、図９の他の部分の説明については、上述の実施の形態の説明、例えば図２の説明から理解することができるため、ここでは説明を省略する。
【０２５１】（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を有する別の構成について、図１０を用いて説明する。
【０２５２】図１０（Ａ）は、ゲートドライバ３０１とコモンドライバ３０３の位置関係を表した模式図である。ゲートドライバ３０１は、コモンドライバ３０３上に形成されている。そして、ゲートドライバ３０１は第１の配線Ｇ（１）乃至Ｇ（ｍ）と電気的に接続し、コモンドライバ３０３は第１の導電膜Ｃ１（１）乃至Ｃ１（ｐ）と電気的に接続する。
【０２５３】図１０（Ｂ）は、コモンドライバ３０３と第１の導電膜Ｃ１（１）乃至Ｃ１（ｐ）とが電気的に接続する位置での、断面模式図である。図１０（Ｃ）は、ゲートドライバ３０１と第１の配線Ｇ（１）乃至Ｇ（ｍ）とが電気的に接続する位置での、断面模式図である。
【０２５４】図１０（Ａ）に示したように、ゲートドライバ３０１とコモンドライバ３０３の積層順と、第１の配線Ｇ（１）乃至Ｇ（ｍ）と第１の導電膜Ｃ１（１）乃至Ｃ１（ｐ）の積層順が逆になっている。
【０２５５】そこで、コモンドライバ３０３と第１の導電膜Ｃ１（１）乃至Ｃ１（ｐ）とが電気的に接続するために、ゲートドライバ３０１の一部に開口部を設ける必要がある。例えば、図１０（Ｂ）に示すように、絶縁膜８２８、絶縁膜８１２Ｂ、及び絶縁膜７２８の一部に開口部を設け、第１の導電膜Ｃ１（ｇ）を形成することで、導電膜７１２Ｂと第１の導電膜Ｃ１（ｇ）を電気的に接続することができる。
【０２５６】同様に、ゲートドライバ３０１と第１の配線Ｇ（１）乃至Ｇ（ｍ）とが電気的に接続するために、コモンドライバ３０３の一部に開口部を設ける必要がある。図１０（Ｂ）と異なる位置の断面模式図の例を図１０（Ｃ）に示す。図１０（Ｃ）に示すように、絶縁膜８０６、絶縁膜７２８、絶縁膜７２１Ａ、及び絶縁膜７０６の一部に開口部を設け、導電膜８１２Ｂを形成することで、導電膜８１２Ｂと第１の配線Ｇ（ｉ）を電気的に接続することができる。
【０２５７】なお、図１０の他の部分の説明については、上述の実施の形態の説明、例えば図２の説明から理解することができるため、ここでは説明を省略する。
【０２５８】（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を有する別の構成について、図１１を用いて説明する。
【０２５９】図１１（Ａ）は、ゲートドライバ３０１、ゲートドライバ３０１（２）及びコモンドライバ３０３の位置関係を表した模式図である。ここで、ゲートドライバ３０１（２）はゲートドライバ３０１の機能の一部を分離したものである。ゲートドライバ３０１は、ゲートドライバ３０１（２）及びコモンドライバ３０３上に形成され、ゲートドライバ３０１（２）の少なくとも一部とコモンドライバ３０３の少なくもと一部は、ゲートドライバ３０１と重なる。
【０２６０】ゲートドライバ３０１は第１の配線Ｇ（１）乃至Ｇ（ｍ）及びゲートドライバ３０１（２）と電気的に接続し、コモンドライバ３０３は第１の導電膜Ｃ１（１）乃至Ｃ１（ｐ）と電気的に接続する。
【０２６１】ゲートドライバはコモンドライバと比べて占有面積が広いため、ゲートドライバ全体の機能をゲートドライバ３０１とゲートドライバ３０１（２）に分離し、且つ積層させることで、占有面積を低減することができる。ここで、ゲートドライバ３０１（２）とコモンドライバ３０３は、同一平面上に形成することが好ましい。
【０２６２】図１１（Ｂ）は、コモンドライバ３０３と第１の導電膜Ｃ１（１）乃至Ｃ１（ｐ）とが電気的に接続する位置での、断面模式図である。
【０２６３】図１１（Ａ）に示したように、ゲートドライバ３０１とコモンドライバ３０３の積層順と、第１の配線Ｇ（１）乃至Ｇ（ｍ）と第１の導電膜Ｃ１（１）乃至Ｃ１（ｐ）の積層順が逆になっている。
【０２６４】そこで、コモンドライバ３０３と第１の導電膜Ｃ１（１）乃至Ｃ１（ｐ）とが電気的に接続するために、ゲートドライバ３０１の一部に開口部を設ける必要がある。例えば、図１１（Ｂ）に示すような構成とすることで、導電膜７１２Ｂと第１の導電膜Ｃ１（ｇ）を電気的に接続することができる。
【０２６５】なお、図１１の他の部分の説明については、上述の実施の形態の説明、例えば図２、図９、及び図１０の説明から理解することができるため、ここでは説明を省略する。
【０２６６】（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を有する別の構成について、図１３を用いて説明する。なお、実施の形態１乃至実施の形態５と同じ構成に関しては、詳細な説明を省略する。
【０２６７】図１３は本発明の一態様の表示装置６００の構成を説明する断面図である。表示装置６００は、表示素子７５７と、表示素子７５７と電気的に接続するトランジスタＭＡ、トランジスタＭＤ１及びトランジスタＭＤ２を有する。また、表示装置６００は、表示素子６１５と、表示素子６１５と電気的に接続するトランジスタＭＥ１、トランジスタＭＥ２及びトランジスタＭＥ３を有する。
【０２６８】表示素子７５７には反射型の液晶素子を用いることができる。
【０２６９】表示素子６１５は、光を発する機能、すなわち発光する機能を有する。よって、表示素子６１５を、発光素子として読み替えてもよい。例えば、表示素子６１５としては、エレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子ともいう）を用いる構成、または発光ダイオードを用いる構成等とすればよい。
【０２７０】このように、表示素子７５７及び表示素子６１５に異なる機能を有する表示素子を用いる。例えば、表示素子の一つを反射型の液晶素子とし、他方を透過型のＥＬ素子とすることで、利便性に優れた表示装置とすることができる。また、外光が明るい環境下においては、反射型の液晶素子を利用し、外光が暗い環境下においては、透過型のＥＬ素子を用いることで、消費電力が低く、表示品位の高い表示装置とすることができる。
【０２７１】図１３に示す表示装置６００は、基板７１０と基板７７０の間に、トランジスタＭＡ、トランジスタＭＤ１、トランジスタＭＤ２、トランジスタＭＥ１、トランジスタＭＥ２、トランジスタＭＥ３、表示素子７５７、表示素子６１５、絶縁膜７０１、着色層６１３及び着色層ＣＦ等を有する。基板７７０と絶縁膜７０１は封止材７３０を介して接着されている。基板７１０と絶縁膜７０１は接着層６１９を介して接着されている。
【０２７２】表示素子７５７は、電極として機能する導電膜７５１、液晶材料を含む層７５３及び導電膜７５５が積層された積層構造を有する。導電膜７５１と液晶材料を含む層７５３の間に配向膜ＡＦ１が設けられている。液晶材料を含む層７５３と絶縁膜７０１の間に配向膜ＡＦ２が設けられている。
【０２７３】表示素子７５７において、導電膜７５５は可視光を反射する機能を有する。基板７７０側から入射した光は、光学フィルム７１０Ｐにより偏光され、液晶材料を含む層７５３を透過し、導電膜７５５で反射する。そして液晶材料を含む層７５３及び着色層ＣＦを再度透過して、光学フィルム７１０Ｐに達する。このとき、電極７５１に与える電圧によって液晶の配向を制御し、光の光学変調を制御することができる。すなわち、光学フィルム７１０Ｐを介して射出される光の強度を制御することができる。また光は着色層ＣＦによって特定の波長領域以外の光が吸収されることにより、取り出される光は、例えば赤色を呈する光となる。
【０２７４】また、表示素子６１５と重なる領域の遮光層ＢＭには、開口７６１が設けられる。
【０２７５】表示素子６１５と、トランジスタＭＥ１、トランジスタＭＥ２、トランジスタＭＥ３は電気的に接続する。トランジスタＭＥ１は、表示素子６１５を含む画素の選択、非選択状態を制御するトランジスタであり、スイッチングトランジスタ又は選択トランジスタと呼ばれる場合がある。トランジスタＭＥ２は、表示素子６１５に流れる電流を制御するトランジスタであり、駆動トランジスタと呼ばれる場合がある。トランジスタＭＥ３はゲートドライバの機能を有する。
【０２７６】トランジスタＭＥ３が有する導電膜と電気的に接続する端子６１７を有することができる。例えば、フレキシブルプリント基板ＦＰＣ２と、導電部材ＡＣＦ２とを用いて端子６１７に電気的に接続できる。表示素子６１５に、接続されたＦＰＣ２から入力される信号または電位を、端子６１７を介して供給することができる。
【０２７７】また、トランジスタＭＥ１の構造として、前述のトランジスタＭＡの構造を適用することができる。例えば、トランジスタＭＥ２及びトランジスタＭＥ３の構造として、前述のトランジスタＭＤ１の構造を適用することができる。
【０２７８】表示素子６１５は、トップエミッション型の発光素子である。表示素子６１５は、画素電極として機能する導電膜６０１、ＥＬ層６０５、及び共通電極として機能する導電膜６０７の順に積層された積層構造を有する。導電膜６０１は、トランジスタＭＥ２が有する導電膜と接続されている。トランジスタＭＥ２は、表示素子６１５の駆動を制御する機能を有する。絶縁膜６０３が導電膜６０１の端部を覆っている。導電膜６０１は、可視光を反射する材料を含み、導電膜６０７は可視光を透過する材料を含む。導電膜６０７を覆って絶縁膜６０９が設けられている。
【０２７９】絶縁膜６０９を覆って、絶縁膜６１１が設けられている。絶縁膜６１１は、平坦化層としての機能を有する。なお、絶縁膜の数は限定されず、単層であっても２層以上であってもよい。絶縁層６１１に接して着色層６１３が設けられている。
【０２８０】表示素子６１５が発する光は、着色層６１３、絶縁膜７０１、開口７６１等を介して、基板７７０側に射出される。
【０２８１】表示素子７５７及び表示素子６１５は、画素によって着色層の色を変えることで、様々な色を呈することができる。表示装置６００は、表示素子７５７を用いて、カラー表示を行うことができる。表示装置６００は、表示素子６１５を用いて、カラー表示を行うことができる。
【０２８２】表示装置６００は、表示素子７５７を駆動するトランジスタＭＡと、表示素子６１５を駆動するトランジスタＭＥ２とを、異なる面上に形成するため、それぞれの表示素子を駆動するために適した構造、材料を用いて形成することが容易である。
【０２８３】発光素子、トランジスタ、絶縁層、導電層、接着層、接続層等に用いることができる材料については、それぞれ、実施の形態１乃至実施の形態５の説明を参照できる。
【０２８４】（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を有する表示モジュール及び電子機器について、図１４を用いて説明する。
【０２８５】図１４（Ａ）乃至図１４（Ｇ）は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐体５０００、表示部５００１、スピーカ５００３、ＬＥＤランプ５００４、操作キー５００５（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子５００６、センサ５００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン５００８、等を有することができる。
【０２８６】図１４（Ａ）はモバイルコンピュータであり、上述したものの他に、スイッチ５００９、赤外線ポート５０１０、等を有することができる。図１４（Ｂ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（たとえば、ＤＶＤ再生装置）であり、上述したものの他に、第２表示部５００２、記録媒体読込部５０１１、等を有することができる。図１４（Ｃ）はゴーグル型ディスプレイであり、上述したものの他に、第２表示部５００２、支持部５０１２、イヤホン５０１３、等を有することができる。図１４（Ｄ）は携帯型遊技機であり、上述したものの他に、記録媒体読込部５０１１、等を有することができる。図１４（Ｅ）はテレビ受像機能付きデジタルカメラであり、上述したものの他に、アンテナ５０１４、シャッターボタン５０１５、受像部５０１６、等を有することができる。図１４（Ｆ）は携帯型遊技機であり、上述したものの他に、第２表示部５００２、記録媒体読込部５０１１、等を有することができる。図１４（Ｇ）は持ち運び型テレビ受像器であり、上述したものの他に、信号の送受信が可能な充電器５０１７、等を有することができる。
【０２８７】図１４（Ａ）乃至図１４（Ｇ）に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。さらに、複数の表示部を有する電子機器においては、一つの表示部を主として画像情報を表示し、別の一つの表示部を主として文字情報を表示する機能、または、複数の表示部に視差を考慮した画像を表示することで立体的な画像を表示する機能、等を有することができる。さらに、受像部を有する電子機器においては、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を自動または手動で補正する機能、撮影した画像を記録媒体（外部又はカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図１４（Ａ）乃至図１４（Ｇ）に示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０２８８】図１４（Ｈ）は、スマートウオッチであり、筐体７３０２、表示パネル７３０４、操作ボタン７３１１、７３１２、接続端子７３１３、バンド７３２１、留め金７３２２、等を有する。
【０２８９】ベゼル部分を兼ねる筐体７３０２に搭載された表示パネル７３０４は、非矩形状の表示領域を有している。なお、表示パネル７３０４としては、矩形状の表示領域としてもよい。表示パネル７３０４は、時刻を表すアイコン７３０５、その他のアイコン７３０６等を表示することができる。
【０２９０】なお、図１４（Ｈ）に示すスマートウオッチは、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。
【０２９１】また、筐体７３０２の内部に、スピーカ、センサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン等を有することができる。なお、スマートウオッチは、発光素子をその表示パネル７３０４に用いることにより作製することができる。
【０２９２】なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０２９３】ＡＦ１    配向膜
ＡＦ２    配向膜
ＢＭ    遮光膜
Ｃ    検知素子
Ｃ１    導電膜
Ｃ２    導電膜
ＣＦ    着色膜
Ｇ    ゲート線
ＫＢ    構造体
ＭＡ    トランジスタ
ＭＥ    トランジスタ
ＭＤ    トランジスタ
Ｓ    信号線
１００    トランジスタ
１０２    基板
１０４    導電膜
１０６    絶縁膜
１０７    絶縁膜
１０８    酸化物半導体膜
１１２ａ    導電膜
１１２ｂ    導電膜
１１４    絶縁膜
１１６    絶縁膜
１１８    絶縁膜
３０１    ゲートドライバ
３０２    ソースドライバ
３０３    コモンドライバ
３０５    表示領域
６００    表示装置
６０１    導電膜
６０３    絶縁膜
６０５    ＥＬ層
６０７    導電膜
６０９    絶縁膜
６１１    絶縁膜
６１３    着色層
６１５    表示素子
６１７    端子
６１９    接着層
７００    表示装置
７０１    絶縁膜
７０２    画素
７０４    導電膜
７０６    絶縁膜
７１０    基板
７１０Ｐ    光学フィルム
７１１    配線
７１２    導電膜
７１８    半導体膜
７１９    端子
７２１Ａ    絶縁膜
７２１Ｂ    絶縁膜
７２４    導電膜
７２８    絶縁膜
７３０    封止材
７５０    表示素子
７５１    導電膜
７５３    液晶材料を含む層
７５５    導電膜
７５７    表示素子
７６１    開口
７７０    基板
７７０Ｐ    光学フィルム
７７１    絶縁膜
７８０    トランジスタ
７９０    トランジスタ
８０４    導電膜
８０６    絶縁膜
８１２    導電膜
８１８    半導体膜
８２１Ａ    絶縁膜
８２１Ｂ    絶縁膜
８２４Ｂ    導電膜
８２８    絶縁膜
８３０    導電膜
８８０    トランジスタ
８９０    トランジスタ
８９１    トランジスタ
５０００    筐体
５００１    表示部
５００２    表示部
５００３    スピーカ
５００４    ＬＥＤランプ
５００５    操作キー
５００６    接続端子
５００７    センサ
５００８    マイクロフォン
５００９    スイッチ
５０１０    赤外線ポート
５０１１    記録媒体読込部
５０１２    支持部
５０１３    イヤホン
５０１４    アンテナ
５０１５    シャッターボタン
５０１６    受像部
５０１７    充電器
７３０２    筐体
７３０４    表示パネル
７３０５    アイコン
７３０６    アイコン
７３１１    操作ボタン
７３１２    操作ボタン
７３１３    接続端子
７３２１    バンド
７３２２    留め金
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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