(57)【要約】開口率の高い液晶表示装置を提供する。画素に、トランジスタ、第１の絶縁層、第２の絶縁層、第３の絶縁層、第１の導電層、画素電極、共通電極、及び液晶層を有する表示装置である。第１の絶縁層はトランジスタのチャネル形成領域上に位置する。第１の導電層は第１の絶縁層上に位置する。第２の絶縁層は、トランジスタ、第１の絶縁層、及び第１の導電層上に位置する。画素電極は第２の絶縁層上に位置し、第３の絶縁層は画素電極上に位置し、共通電極は第３の絶縁層上に位置し、液晶層は共通電極上に位置する。共通電極は画素電極を介して第１の導電層と重なる領域を有する。画素は、画素電極がトランジスタと電気的に接続される第１の接続部と、第１の導電層が共通電極と電気的に接続される第２の接続部と、を有する。第１の導電層、画素電極、及び共通電極は、それぞれ、可視光を透過する機能を有する。
2019135147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素を有し、
前記画素は、第１のトランジスタ、第１の絶縁層、第２の絶縁層、第３の絶縁層、第１の導電層、画素電極、共通電極、及び液晶層を有し、
前記第１の絶縁層は、前記第１のトランジスタのチャネル形成領域上に位置し、
前記第１の導電層は、前記第１の絶縁層上に位置し、
前記第２の絶縁層は、前記第１のトランジスタ、前記第１の絶縁層、及び前記第１の導電層上に位置し、
前記画素電極は、前記第２の絶縁層上に位置し、
前記第３の絶縁層は、前記画素電極上に位置し、
前記共通電極は、前記第３の絶縁層上に位置し、
前記液晶層は、前記共通電極上に位置し、
前記共通電極は、前記画素電極を介して、前記第１の導電層と重なる領域を有し、
前記画素は、さらに、第１の接続部と、第２の接続部と、を有し、
前記第１の接続部では、前記画素電極が前記第１のトランジスタと電気的に接続され、
前記第２の接続部では、前記第１の導電層が前記共通電極と電気的に接続され、
前記第１の導電層、前記画素電極、及び前記共通電極は、それぞれ、可視光を透過する機能を有する、表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２の接続部では、前記第１の導電層が前記共通電極と接する領域を有する、表示装置。
【請求項３】
画素を有し、
前記画素は、第１のトランジスタ、第２のトランジスタ、第１の絶縁層、第２の絶縁層、第３の絶縁層、第１の導電層、画素電極、共通電極、及び液晶層を有し、
前記第１の絶縁層は、前記第１のトランジスタのチャネル形成領域上に位置し、
前記第１の導電層は、前記第１の絶縁層上に位置し、
前記第２の絶縁層は、前記第１のトランジスタ、前記第２のトランジスタ、前記第１の絶縁層、及び前記第１の導電層上に位置し、
前記画素電極は、前記第２の絶縁層上に位置し、
前記第３の絶縁層は、前記画素電極上に位置し、
前記共通電極は、前記第３の絶縁層上に位置し、
前記液晶層は、前記共通電極上に位置し、
前記共通電極は、前記画素電極を介して、前記第１の導電層と重なる領域を有し、
前記画素は、さらに、第１の接続部と、第２の接続部と、を有し、
前記第１の接続部では、前記画素電極が前記第１のトランジスタと電気的に接続され、
前記第２の接続部では、前記前記第１の導電層が前記第２のトランジスタと電気的に接続され、
前記第１の導電層、前記画素電極、及び前記共通電極は、それぞれ、可視光を透過する機能を有する、表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一において、
前記第１の接続部では、前記第１のトランジスタは、可視光を透過する機能を有する、表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一において、
前記画素は、さらに、第２の導電層を有し、
前記第２の導電層は、前記第１の絶縁層上に位置し、
前記第１の導電層と前記第２の導電層とは、同一の材料を有し、
前記第１の接続部では、前記画素電極が前記第２の導電層と接する領域を有し、前記第２の導電層が前記第１のトランジスタのソースまたはドレインと接する領域を有する、表示装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記第１のトランジスタのソースまたはドレインは、可視光を透過する機能を有する、表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一において、
前記第１のトランジスタは、前記第１の絶縁層上にゲートを有し、
前記第１の絶縁層は、前記第１のトランジスタのゲート絶縁層として機能し、
前記ゲートと前記第１の導電層とは、同一の材料を有する、表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一において、
前記第１の絶縁層は、前記第１のトランジスタ上に位置する、表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一において、
前記画素電極と前記第１の導電層とが重なる領域の面積は、前記画素電極と前記共通電極とが重なる領域の面積より大きい、表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一において、
前記第１の導電層と前記画素電極との間に位置する前記第２の絶縁層の厚さは、前記画素電極と前記共通電極との間に位置する前記第３の絶縁層の厚さよりも薄い、表示装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一において、
フィールドシーケンシャル駆動方式により表示する機能を有する、表示装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記液晶層は、液晶材料を有し、
前記液晶材料の回転粘性係数は、１０ｍＰａ・ｓｅｃ以上１５０ｍＰａ・ｓｅｃ以下である、表示装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一に記載の表示装置と、コネクタ及び集積回路のうち少なくとも一方と、を有する、表示モジュール。
【請求項１４】
請求項１３に記載の表示モジュールと、
アンテナ、バッテリ、筐体、カメラ、スピーカ、マイク、及び操作ボタンのうち少なくとも一つと、を有する、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明の一態様は、液晶表示装置、表示モジュール、及び電子機器に関する。【０００２】なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置（例えば、タッチセンサなど）、入出力装置（例えば、タッチパネルなど）、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法を一例として挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】表示装置として、液晶表示装置や発光表示装置に代表されるフラットパネルディスプレイが広く用いられている。これらの表示装置を構成するトランジスタの半導体材料には主にシリコンが用いられているが、近年、金属酸化物を用いたトランジスタを表示装置の画素に用いる技術も開発されている。【０００４】特許文献１及び特許文献２には、半導体材料に金属酸化物を用いたトランジスタを、表示装置の画素のスイッチング素子などに用いる技術が開示されている。【０００５】また、オフ電流が極めて低いトランジスタをメモリセルに用いる構成の記憶装置が特許文献３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１２３８６１号公報
【特許文献２】特開２００７−９６０５５号公報
【特許文献３】特開２０１１−１１９６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】本発明の一態様は、開口率が高い液晶表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、消費電力の低い液晶表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、高精細な液晶表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、信頼性の高い液晶表示装置を提供することを課題の一とする。または、広い温度範囲で安定した動作が可能な液晶表示装置を提供することを課題の一とする。【０００８】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、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。明細書、図面、請求項の記載から、これら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】
【０００９】本発明の一態様の表示装置は、画素に、第１のトランジスタ、第１の絶縁層、第２の絶縁層、第３の絶縁層、第１の導電層、画素電極、共通電極、及び液晶層を有する。第１の絶縁層は、第１のトランジスタのチャネル形成領域上に位置する。第１の導電層は、第１の絶縁層上に位置する。第２の絶縁層は、第１のトランジスタ、第１の絶縁層、及び第１の導電層上に位置する。画素電極は、第２の絶縁層上に位置する。第３の絶縁層は、画素電極上に位置する。共通電極は、第３の絶縁層上に位置する。液晶層は、共通電極上に位置する。共通電極は、画素電極を介して、第１の導電層と重なる領域を有する。画素は、さらに、第１の接続部と、第２の接続部と、を有する。第１の接続部では、画素電極が第１のトランジスタと電気的に接続される。第２の接続部では、第１の導電層が共通電極と電気的に接続される。第１の導電層、画素電極、及び共通電極は、それぞれ、可視光を透過する機能を有する。第１の接続部では、第１のトランジスタは、可視光を透過する機能を有することが好ましい。【００１０】第２の接続部では、第１の導電層が共通電極と接する領域を有することが好ましい。【００１１】または、本発明の一態様の表示装置は、画素に、第１のトランジスタ、第２のトランジスタ、第１の絶縁層、第２の絶縁層、第３の絶縁層、第１の導電層、画素電極、共通電極、及び液晶層を有する。第１の絶縁層は、第１のトランジスタのチャネル形成領域上に位置する。第１の導電層は、第１の絶縁層上に位置する。第２の絶縁層は、第１のトランジスタ、第２のトランジスタ、第１の絶縁層、及び第１の導電層上に位置する。画素電極は、第２の絶縁層上に位置する。第３の絶縁層は、画素電極上に位置する。共通電極は、第３の絶縁層上に位置する。液晶層は、共通電極上に位置する。共通電極は、画素電極を介して、第１の導電層と重なる領域を有する。画素は、さらに、第１の接続部と、第２の接続部と、を有する。第１の接続部では、画素電極が第１のトランジスタと電気的に接続される。第２の接続部では、第１の導電層が第２のトランジスタと電気的に接続される。第１の導電層、画素電極、及び共通電極は、それぞれ、可視光を透過する機能を有する。第１の接続部では、第１のトランジスタは、可視光を透過する機能を有することが好ましい。【００１２】画素は、さらに、第２の導電層を有していてもよい。第２の導電層は、第１の絶縁層上に位置する。第１の導電層と第２の導電層とは、同一の工程及び同一の材料で形成することができる。第１の接続部では、画素電極が第２の導電層と接する領域を有し、かつ、第２の導電層が第１のトランジスタのソースまたはドレインと接する領域を有することが好ましい。第１のトランジスタのソースまたはドレインは可視光を透過する機能を有することが好ましい。【００１３】第１のトランジスタは、第１の絶縁層上にゲートを有していてもよい。このとき、第１の絶縁層は、第１のトランジスタのゲート絶縁層として機能する。ゲートと第１の導電層とは、同一の工程及び同一の材料で形成することができる。または、第１の絶縁層は、第１のトランジスタ上に位置していてもよい。【００１４】画素電極と第１の導電層とが重なる領域の面積は、画素電極と共通電極とが重なる領域の面積より大きいことが好ましい。【００１５】第１の導電層と画素電極との間に位置する第２の絶縁層の厚さは、画素電極と共通電極との間に位置する第３の絶縁層の厚さよりも薄いことが好ましい。【００１６】本発明の一態様の表示装置は、フィールドシーケンシャル駆動方式により表示する機能を有することが好ましい。このとき、液晶層は、回転粘性係数が１０ｍＰａ・ｓｅｃ以上１５０ｍＰａ・ｓｅｃ以下である液晶材料を有することが好ましい。【００１７】本発明の一態様は、上記いずれかの構成の表示装置を有し、フレキシブルプリント回路基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ、以下、ＦＰＣと記す）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）等のコネクタが取り付けられたモジュール、またはＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式もしくはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）方式等により集積回路（ＩＣ）が実装されたモジュール等のモジュールである。【００１８】本発明の一態様は、上記のモジュールと、アンテナ、バッテリ、筐体、カメラ、スピーカ、マイク、及び操作ボタンのうち少なくとも一つと、を有する電子機器である。
【発明の効果】
【００１９】本発明の一態様により、開口率が高い液晶表示装置を提供できる。または、本発明の一態様により、消費電力の低い液晶表示装置を提供できる。または、本発明の一態様により、高精細な液晶表示装置を提供できる。または、本発明の一態様により、信頼性の高い液晶表示装置を提供できる。または、本発明の一態様により、広い温度範囲で安定した動作が可能な液晶表示装置を提供できる。【００２０】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。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。明細書、図面、請求項の記載から、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】
【００２１】
【図１】表示装置の一例を示す断面図。
【図２】画素の一例を示す回路図。
【図３】表示装置の一例を示す上面図。
【図４】画素の一例を示す上面図。
【図５】表示装置の一例を示す断面図。
【図６】表示装置の一例を示す断面図。
【図７】表示装置の一例を示す断面図。
【図８】（Ａ）画素の一例を示す回路図。（Ｂ）（Ｃ）タイミングチャート。
【図９】画素の一例を示す上面図。
【図１０】表示装置の一例を示す断面図。
【図１１】表示装置の一例を示す断面図。
【図１２】表示装置の一例を示す断面図。
【図１３】画素の一例を示す上面図。
【図１４】表示装置の一例を示す断面図。
【図１５】画素の一例を示す上面図。
【図１６】表示装置の一例を示す断面図。
【図１７】画素の一例を示す上面図。
【図１８】表示装置の一例を示す断面図。
【図１９】画素の一例を示す上面図。
【図２０】表示装置の一例を示す断面図。
【図２１】画素の一例を示す上面図。
【図２２】表示装置の一例を示す断面図。
【図２３】画素の一例を示す上面図。
【図２４】表示装置の一例を示す断面図。
【図２５】電子機器の一例を示す図。
【図２６】電子機器の一例を示す図。
【図２７】実施例の表示装置の表示結果を示す写真。
【発明を実施するための形態】
【００２２】実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２３】なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
【００２４】また、図面において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
【００２５】なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、又は、状況に応じて、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である。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である。
【００２６】（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について図１〜図１２を用いて説明する。
【００２７】＜表示装置の構成例１＞
図１（Ａ）に、透過型の液晶表示装置の断面図を示す。図１（Ａ）に示す液晶表示装置は、基板３１、トランジスタ１０２、絶縁層２１５、導電層４６、絶縁層４４、画素電極４１、絶縁層４５、共通電極４３、液晶層４２、及び基板３２を有する。
【００２８】トランジスタ１０２は、基板３１上に位置する。絶縁層２１５はトランジスタ１０２上に位置する。導電層４６は、絶縁層２１５上に位置する。絶縁層４４は、トランジスタ１０２、絶縁層２１５、及び導電層４６上に位置する。画素電極４１は、絶縁層４４上に位置する。絶縁層４５は、画素電極４１上に位置する。共通電極４３は、絶縁層４５上に位置する。液晶層４２は、共通電極４３上に位置する。共通電極４３は、画素電極４１を介して、導電層４６と重なる領域を有する。画素電極４１はトランジスタ１０２のソースまたはドレインと電気的に接続される。導電層４６、画素電極４１、及び共通電極４３は、それぞれ、可視光を透過する機能を有する。
【００２９】本実施の形態の液晶表示装置は、画素電極４１と共通電極４３とが絶縁層４５を介して積層され、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードで動作する。画素電極４１、液晶層４２、及び共通電極４３は、液晶素子１０６として機能することができる。
【００３０】導電層４６、絶縁層４４、及び画素電極４１は、１つの容量素子１０４として機能することができる。また、画素電極４１、絶縁層４５、及び共通電極４３は、１つの容量素子１０５として機能することができる。このように、本実施の形態の液晶表示装置は、画素に２つの容量素子を有する。したがって、画素の保持容量を大きくすることができる。
【００３１】また、２つの容量素子はいずれも可視光を透過する材料で形成され、かつ、互いに重なる領域を有する。これにより、画素は、高い開口率と、大きな保持容量と、を両立することができる。
【００３２】透過型の液晶表示装置の開口率（画素の開口率ともいえる）を高めることで、液晶表示装置の高精細化が可能となる。また、開口率を高めることで、光取り出し効率（または画素の透過率）を高めることができる。これにより、液晶表示装置の消費電力を低減させることができる。
【００３３】画素の保持容量を大きくすることで、液晶素子等のリーク電流が大きくても安定した表示を行うことができる。また、容量の大きい液晶材料を駆動させることができる。そのため、液晶材料の選択の幅を広げることができる。
【００３４】画素の保持容量を大きくすることで、画素の階調を長時間にわたって保持することができる。具体的には、画素の保持容量を大きくすることで、１フレーム期間ごとに画像信号の書き換えを行わずに前の期間に書きこんだ画像信号を保持させることができ、例えば数フレームまたは数１０フレームの期間にわたって画素の階調を保持することが可能となる。
【００３５】容量素子１０４の容量は、容量素子１０５の容量よりも大きいことが好ましい。例えば、画素電極４１と導電層４６とが重なる領域の面積は、画素電極４１と共通電極４３とが重なる領域の面積より大きいことが好ましい。また、導電層４６と画素電極４１との間に位置する絶縁層４４の厚さＴ１は、画素電極４１と共通電極４３との間に位置する絶縁層４５の厚さＴ２よりも薄いことが好ましい。
【００３６】本実施の形態の表示装置の構成は、タッチパネルに適用することもできる。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す表示装置にタッチセンサＴＣを搭載した例である。タッチセンサＴＣを表示装置の表示面に近い位置に設けることで、タッチセンサＴＣの感度を高めることができる。
【００３７】本発明の一態様のタッチパネルが有する検知素子（センサ素子ともいう）に限定は無い。指やスタイラスなどの被検知体の近接または接触を検知することのできる様々なセンサを、検知素子として適用することができる。
【００３８】センサの方式としては、例えば、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、光学方式、感圧方式など様々な方式を用いることができる。
【００３９】静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。また、投影型静電容量方式としては、自己容量方式、相互容量方式等がある。相互容量方式を用いると、同時多点検知が可能となるため好ましい。
【００４０】本発明の一態様のタッチパネルは、別々に作製された表示装置と検知素子とを貼り合わせる構成、表示素子を支持する基板及び対向基板の一方または双方に検知素子を構成する電極等を設ける構成等、様々な構成を適用することができる。
【００４１】＜表示装置の構成例２＞
図２〜図７を用いて、画素に、１つのトランジスタと、２つの容量素子と、を有する表示装置の構成例について説明する。
【００４２】≪回路≫
図２（Ａ）、（Ｂ）に、画素１１ａの回路図を示す。
【００４３】図２（Ａ）、（Ｂ）に示す画素１１ａは、トランジスタ１０２、容量素子１０４、容量素子１０５、及び液晶素子１０６を有する。また、画素１１ａには、配線１２１及び配線１２４が接続されている。
【００４４】図２（Ａ）では、トランジスタ１０２がバックゲートを有さない例を示し、図２（Ｂ）では、トランジスタ１０２がバックゲートを有する例を示す。図２（Ｂ）では、バックゲートが、ゲートと電気的に接続されている例を示すが、バックゲートの接続はこれに限定されない。
【００４５】トランジスタ１０２のソースまたはドレインの一方は、容量素子１０４の一方の電極、容量素子１０５の一方の電極、及び液晶素子１０６の一方の電極と電気的に接続される。
【００４６】ここで、トランジスタ１０２のソースまたはドレインの一方、容量素子１０４の一方の電極、容量素子１０５の一方の電極、及び液晶素子１０６の一方の電極が接続されるノードをノードＮＡとする。
【００４７】トランジスタ１０２のゲートは、配線１２１と電気的に接続される。トランジスタ１０２のソースまたはドレインの他方は、配線１２４と電気的に接続される。容量素子１０４の他方の電極、容量素子１０５の他方の電極、及び液晶素子１０６の他方の電極は、それぞれ、共通配線ＶＣＯＭと電気的に接続される。共通配線ＶＣＯＭには任意の電位を供給することができる。
【００４８】配線１２１は走査線と呼ぶことができ、トランジスタの動作を制御する機能を有する。配線１２４は、画像信号を供給する信号線としての機能を有する。
【００４９】トランジスタ１０２に極めてオフ電流の低いトランジスタを用いることで、ノードＮＡの電位を長時間保持することができる。当該トランジスタには、例えば、金属酸化物をチャネル形成領域に用いたトランジスタ（以下、ＯＳトランジスタ）を用いることができる。
【００５０】または、画素が有するトランジスタにシリコンをチャネル形成領域に有するトランジスタ（以下、Ｓｉトランジスタ）を適用してもよい。Ｓｉトランジスタとしては、アモルファスシリコンを有するトランジスタ、結晶性のシリコン（代表的には、低温ポリシリコンや、単結晶シリコン）を有するトランジスタなどが挙げられる。
【００５１】例えば、１フレーム期間ごとに画像信号を書き換える場合、ＯＳトランジスタを用いてもよく、Ｓｉトランジスタを用いてもよい。ノードＮＡの電位を長時間保持する必要がある場合、ＳｉトランジスタよりもＯＳトランジスタを用いることが好ましい。
【００５２】≪表示モジュールの上面レイアウト≫
図３に、表示モジュールの上面図を示す。
【００５３】図３に示す表示モジュールは、表示装置と、表示装置に接続された集積回路（ＩＣ）及びフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣａ、ＦＰＣｂ）と、を有する。
【００５４】表示装置は、表示領域１００、ゲートドライバＧＤ＿Ｌ、及びゲートドライバＧＤ＿Ｒを有する。
【００５５】表示領域１００は、複数の画素１１を有し、画像を表示する機能を有する。
【００５６】画素１１は、副画素と呼ぶこともできる。例えば、赤色を呈する副画素、緑色を呈する副画素、及び青色を呈する副画素によって１つの画素ユニットが構成されることで、表示領域１００ではフルカラーの表示を行うことができる。なお、副画素が呈する色は、赤、緑、及び青に限られない。画素ユニットには、例えば、白、黄、マゼンタ、またはシアン等の色を呈する副画素を用いてもよい。なお、本明細書等において、副画素を単に画素と記す場合がある。
【００５７】表示装置は、走査線駆動回路（ゲートドライバ）、信号線駆動回路（ソースドライバ）、及びタッチセンサ用の駆動回路のうち一つまたは複数を内蔵していてもよい。また、これらのうち一つまたは複数が外付けされていてもよい。図３に示す表示装置は、ゲートドライバを内蔵しており、ソースドライバを有するＩＣが外付けされている。
【００５８】ゲートドライバＧＤ＿Ｌ及びゲートドライバＧＤ＿Ｒのうち、一方は奇数行の画素を制御する機能を有し、他方は偶数行の画素を制御する機能を有する。例えば、ｍ行目の画素は走査線ＧＬ＿ｍと接続され、ゲートドライバＧＤ＿Ｌによって制御される。また、ｍ＋１行目の画素は走査線ＧＬ＿ｍ＋１と接続され、ゲートドライバＧＤ＿Ｒによって制御される。ｎ列目の信号線ＳＬ＿ｎには、ゲートドライバＧＤ＿Ｌと電気的に接続される画素１１と、ゲートドライバＧＤ＿Ｒと電気的に接続される画素１１と、が交互に接続される。ゲートドライバを互いに対向する二辺に分けて設けることで、１つのゲートドライバに接続される配線のピッチを広くすることができる。また、ゲートドライバを一辺にのみ設ける場合、当該辺側の非表示領域が広くなってしまう。このことから、ゲートドライバを二辺に分けて設けることで、表示装置の各辺の非表示領域を狭くし、狭額縁化できる。
【００５９】ゲートドライバＧＤ＿Ｌ及びゲートドライバＧＤ＿Ｒには、ＦＰＣａを介して外部から信号及び電力が供給される。ＩＣには、ＦＰＣｂを介して外部から信号及び電力が供給される。
【００６０】≪画素の上面レイアウト≫
図４（Ａ）〜（Ｃ）に、画素の上面図を示す。図４（Ａ）は、ゲート２２１から共通電極４３ａまでの積層構造を共通電極４３ａ側から見た上面図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の積層構造から共通電極４３ａを除いた上面図であり、図４（Ｃ）は、図４（Ａ）の積層構造から共通電極４３ａ及び画素電極４１を除いた上面図である。
【００６１】画素は、接続部７１と接続部７２を有する。接続部７１では、画素電極４１がトランジスタ１０２と電気的に接続されている。具体的には、トランジスタ１０２のソースまたはドレインとして機能する導電層２２２ａが導電層４６ｂと接し、導電層４６ｂが画素電極４１と接している。なお、導電層４６ｂは設けなくてもよく、導電層２２２ａが画素電極４１と接していてもよい。接続部７２では、導電層４６ａが共通電極４３ａと電気的に接続されている。具体的には、導電層４６ａが共通電極４３ａと接している。
【００６２】共通電極４３ａは１つまたは複数のスリットを有してもよく、また櫛歯状の上面形状を有していてもよい。図４（Ａ）に示す共通電極４３ａは、複数のスリットが設けられた上面形状を有する。画素電極４１は、共通電極４３ａと重なる領域と、共通電極４３ａと重ならない領域と、の双方を有する。これら２つの領域はどちらも、着色層３９（図５参照）と重なる位置に設けられる。
【００６３】また、画素電極４１は１つまたは複数のスリットを有してもよく、また櫛歯状の上面形状を有していてもよい。共通電極４３ａと重なる面積を広くできるため、画素電極４１を広い面積で形成することが好ましい。そのため、画素電極４１はスリットを有さない島状に形成されることが好ましい。
【００６４】≪表示モジュールの断面構造≫
図５に、表示モジュールの断面図を示す。なお、画素の断面構造については、図４（Ａ）に示す一点鎖線Ａ１−Ａ２間の断面図に相当する。
【００６５】図５に示す表示モジュールは、表示装置１０、偏光板６１、偏光板６３、バックライトユニット３０、ＦＰＣ１７２等を有する。
【００６６】バックライトユニット３０が有する光源から発せられた光３５は、偏光板６１、表示装置１０、偏光板６３をこの順に透過して、表示モジュールの外部に射出される。光３５が透過するこれらの層の材料には、可視光を透過する材料を用いる。
【００６７】表示装置１０は着色層３９を有するため、カラー画像を表示することができる。バックライトユニット３０が有する光源から発せられた光３５は、着色層３９によって特定の波長領域以外の光が吸収される。これにより、例えば、赤色の画素（副画素）から表示モジュールの外部に射出される光は赤色を呈し、緑色の副画素（副画素）から表示モジュールの外部に射出される光は緑色を呈し、青色の副画素（副画素）から表示モジュールの外部に射出される光は青色を呈する。
【００６８】表示装置１０は、ＦＦＳモードが適用されたアクティブマトリクス型の液晶表示装置である。表示装置１０は、透過型の液晶表示装置である。
【００６９】表示装置１０は、基板３１、基板３２、トランジスタ１０２、導電層４６ａ、導電層４６ｂ、導電層４６ｃ、絶縁層４４、絶縁層４５、画素電極４１、液晶層４２、共通電極４３ａ、導電層４３ｂ、導電層２２２ｅ、配向膜１３３ａ、配向膜１３３ｂ、接着層１４１、オーバーコート１３５、遮光層３８、及び着色層３９等を有する。
【００７０】基板３１上にトランジスタ１０２が位置する。トランジスタ１０２は、ゲート２２１、ゲート絶縁層２１１、半導体層２３１、導電層２２２ａ、導電層２２２ｂ、絶縁層２１７、絶縁層２１８、絶縁層２１５、及びゲート２２３を有する。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂのうち一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。絶縁層２１７、絶縁層２１８、及び絶縁層２１５はゲート絶縁層として機能する。
【００７１】ここでは、半導体層２３１に金属酸化物を用いる場合を例に挙げて説明する。
【００７２】半導体層２３１と接するゲート絶縁層２１１及び絶縁層２１７は酸化物絶縁層であることが好ましい。なお、ゲート絶縁層２１１または絶縁層２１７が積層構造である場合、少なくとも半導体層２３１と接する層が酸化物絶縁層であることが好ましい。これにより、半導体層２３１に酸素欠損が生じることを抑制でき、トランジスタの信頼性を高めることができる。
【００７３】絶縁層２１８は窒化物絶縁層であることが好ましい。これにより、半導体層２３１に不純物が入り込むことを抑制でき、トランジスタの信頼性を高めることができる。
【００７４】絶縁層２１５は、平坦化機能を有することが好ましく、例えば、有機絶縁層であることが好ましい。なお、絶縁層２１５は形成しなくてもよく、絶縁層２１８上に接して導電層４６ａを形成してもよい。
【００７５】絶縁層２１５上に導電層４６ｂが位置し、導電層４６ｂ上に絶縁層４４が位置し、絶縁層４４上に画素電極４１が位置する。画素電極４１は、導電層２２２ａと電気的に接続されている。具体的には、導電層２２２ａは導電層４６ｂと接し、導電層４６ｂは画素電極４１と接している。
【００７６】絶縁層２１５上に導電層４６ａが位置する。導電層４６ａ上に絶縁層４４及び絶縁層４５が位置する。絶縁層４５上に共通電極４３ａが位置する。共通電極４３ａは、導電層４６ａと電気的に接続されている。具体的には、共通電極４３ａは、絶縁層４４及び絶縁層４５に設けられた開口を介して、導電層４６ａと接している。
【００７７】基板３２には、遮光層３８及び着色層３９が設けられ、そして、遮光層３８及び着色層３９を覆うオーバーコート１３５が設けられている。オーバーコート１３５に接して配向膜１３３ｂが設けられている。また、共通電極４３ａ上に配向膜１３３ａが設けられている。配向膜１３３ａと配向膜１３３ｂの間に液晶層４２が挟持されている。オーバーコート１３５は、着色層３９及び遮光層３８等に含まれる不純物が液晶層４２に拡散することを抑制できる。
【００７８】基板３１と基板３２は接着層１４１によって貼り合わされている。
【００７９】ＦＰＣ１７２は、導電層２２２ｅと電気的に接続されている。具体的には、ＦＰＣ１７２は接続体２４２と接し、接続体２４２は導電層４３ｂと接し、導電層４３ｂは導電層４６ｃと接し、導電層４６ｃは導電層２２２ｅと接する。導電層４３ｂは絶縁層４５上に形成され、導電層４６ｃは絶縁層２１５上に形成され、導電層２２２ｅは、ゲート絶縁層２１１上に形成されている。導電層４３ｂは、共通電極４３ａと同一の工程、同一の材料で形成することができる。導電層４６ｃは、ゲート２２３、導電層４６ａ、導電層４６ｂと同一の工程、同一の材料で形成することができる。導電層２２２ｅは、導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂと同一の工程、同一の材料で形成することができる。
【００８０】導電層４６ａ、絶縁層４４、及び画素電極４１は、１つの容量素子１０４として機能することができる。また、画素電極４１、絶縁層４５、及び共通電極４３ａは、１つの容量素子１０５として機能することができる。このように、表示装置１０は、１つの画素に２つの容量素子を有する。したがって、画素の保持容量を大きくすることができる。
【００８１】また、２つの容量素子はいずれも可視光を透過する材料で形成され、かつ、互いに重なる領域を有する。これにより、画素は、高い開口率と、大きな保持容量と、を両立することができる。
【００８２】容量素子１０４の容量は、容量素子１０５の容量よりも大きいことが好ましい。そのため、画素電極４１と導電層４６ａとが重なる領域の面積は、画素電極４１と共通電極４３ａとが重なる領域の面積より大きいことが好ましい。また、導電層４６ａと画素電極４１との間に位置する絶縁層４４の厚さは、画素電極４１と共通電極４３ａとの間に位置する絶縁層４５の厚さよりも薄いことが好ましい。
【００８３】図５では、トランジスタ１０２がバックゲート（図５ではゲート２２３）を有する例を示したが、図６に示すように、トランジスタ１０２はバックゲートを有していなくてもよい。図６に示すトランジスタ１０２は、ゲート２２１、ゲート絶縁層２１１、半導体層２３１、導電層２２２ａ、及び導電層２２２ｂを有する。図６に示すトランジスタ１０２は、絶縁層２１７、絶縁層２１８、及び絶縁層２１５に覆われている。
【００８４】図７に示す表示装置１０は、トランジスタ１０２の構造が図５及び図６とは異なる。
【００８５】図７に示すトランジスタ１０２は、ゲート２２１、ゲート絶縁層２１１、半導体層２３１、導電層２２２ａ、導電層２２２ｂ、絶縁層２１２、絶縁層２１３、ゲート絶縁層２２５、及びゲート２２３を有する。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂのうち一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。トランジスタ１０２は、絶縁層２１４及び絶縁層２１５に覆われている。
【００８６】図７に示すトランジスタ１０２は、チャネルの上下にゲートを有する。２つのゲートは、電気的に接続されていることが好ましい。２つのゲートが電気的に接続されている構成のトランジスタは、他のトランジスタと比較して電界効果移動度を高めることが可能であり、オン電流を増大させることができる。その結果、高速動作が可能な回路を作製することができる。さらには回路部の占有面積を縮小することが可能となる。オン電流の大きなトランジスタを適用することで、表示装置を大型化、または高精細化して配線数が増大したとしても、各配線における信号遅延を低減することが可能であり、表示ムラを抑制することが可能である。また、回路部の占有面積を縮小できるため、表示装置の狭額縁化が可能である。また、このような構成を適用することで、信頼性の高いトランジスタを実現することができる。
【００８７】半導体層２３１は、一対の低抵抗領域２３１ｎと、一対の低抵抗領域２３１ｎの間に挟持されたチャネル形成領域２３１ｉと、を有する。
【００８８】チャネル形成領域２３１ｉは、ゲート絶縁層２１１を介してゲート２２１と重なり、ゲート絶縁層２２５を介してゲート２２３と重なる。
【００８９】ここでは、半導体層２３１に金属酸化物を用いる場合を例に挙げて説明する。
【００９０】チャネル形成領域２３１ｉと接するゲート絶縁層２１１及びゲート絶縁層２２５は酸化物絶縁層であることが好ましい。なお、ゲート絶縁層２１１またはゲート絶縁層２２５が積層構造である場合、少なくともチャネル形成領域２３１ｉと接する層が酸化物絶縁層であることが好ましい。これにより、チャネル形成領域２３１ｉに酸素欠損が生じることを抑制でき、トランジスタの信頼性を高めることができる。
【００９１】絶縁層２１３及び絶縁層２１４のうち一方または双方は窒化物絶縁層であることが好ましい。これにより、半導体層２３１に不純物が入り込むことを抑制でき、トランジスタの信頼性を高めることができる。
【００９２】絶縁層２１５は、平坦化機能を有することが好ましく、例えば、有機絶縁層であることが好ましい。なお、絶縁層２１４及び絶縁層２１５のうち一方または双方は形成しなくてもよい。
【００９３】低抵抗領域２３１ｎは、チャネル形成領域２３１ｉよりも抵抗率が低い。低抵抗領域２３１ｎは半導体層２３１のうち絶縁層２１２と接する領域である。ここで、絶縁層２１２が窒素または水素を有することが好ましい。これにより、絶縁層２１２中の窒素または水素が低抵抗領域２３１ｎに入り込み、低抵抗領域２３１ｎのキャリア濃度を高めることができる。または、ゲート２２３をマスクとして、不純物を添加することで、低抵抗領域２３１ｎを形成してもよい。当該不純物としては、例えば、水素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、フッ素、窒素、リン、ヒ素、アンチモン、ホウ素、アルミニウム、マグネシウム、シリコンなどが挙げられ、当該不純物は、イオン注入法またはイオンドーピング法を用いて添加することができる。また、上記不純物以外にも、半導体層２３１の構成元素の一つである、インジウムなどを添加することで低抵抗領域２３１ｎを形成してもよい。インジウムを添加することで、チャネル形成領域２３１ｉよりも低抵抗領域２３１ｎの方が、インジウムの濃度が高くなる場合がある。
【００９４】また、ゲート絶縁層２３５及びゲート２３３を形成した後に、半導体層２３１の一部の領域に接するように第１の層を形成し、加熱処理を施すことにより、当該領域を低抵抗化させ、低抵抗領域２３１ｎを形成することができる。
【００９５】第１の層としては、アルミニウム、チタン、タンタル、タングステン、クロム、及びルテニウムなどの金属元素の少なくとも一を含む膜を用いることができる。特に、アルミニウム、チタン、タンタル、及びタングステンの少なくとも一を含むことが好ましい。または、これら金属元素の少なくとも一を含む窒化物、またはこれら金属元素の少なくとも一を含む酸化物を好適に用いることができる。特に、タングステン膜、チタン膜などの金属膜、窒化アルミニウムチタン膜、窒化チタン膜、窒化アルミニウム膜などの窒化物膜、酸化アルミニウムチタン膜などの酸化物膜などを好適に用いることができる。
【００９６】第１の層の厚さは、例えば０．５ｎｍ以上２０ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以上１５ｎｍ以下、より好ましくは０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、さらに好ましくは１ｎｍ以上６ｎｍ以下とすることができる。代表的には、５ｎｍ程度、または約２ｎｍ程度とすることができる。第１の層がこのように薄い場合であっても、十分に半導体層２３１を低抵抗化できる。
【００９７】低抵抗領域２３１ｎは、チャネル形成領域２３１ｉよりもキャリア密度の高い領域とすることが重要である。例えば低抵抗領域２３１ｎは、チャネル形成領域２３１ｉよりも水素を多く含む領域、または、チャネル形成領域２３１ｉよりも酸素欠損を多く含む領域とすることができる。酸化物半導体中の酸素欠損と水素原子とが結合すると、キャリアの発生源となる。
【００９８】半導体層２３１の一部の領域に第１の層を接して設けた状態で、加熱処理を行うことで、当該領域中の酸素が第１の層に吸引され、当該領域中に酸素欠損を多く形成することができる。これにより、低抵抗領域２３１ｎを極めて低抵抗な領域とすることができる。
【００９９】このように形成された低抵抗領域２３１ｎは、後の処理で高抵抗化しにくいといった特徴を有する。例えば、酸素を含む雰囲気下での加熱処理や、酸素を含む雰囲気下での成膜処理などを行っても、低抵抗領域２３１ｎの導電性が損なわれる恐れがないため、電気特性が良好で、且つ信頼性の高いトランジスタを実現できる。
【０１００】加熱処理を経た後の第１の層が導電性を有する場合には、加熱処理後に第１の層を除去することが好ましい。一方、第１の層が絶縁性を有する場合には、これを残存させることで第１の層を保護絶縁膜として機能させることができる。
【０１０１】ＦＰＣ１７２は、導電層２２２ｅと電気的に接続されている。具体的には、ＦＰＣ１７２は接続体２４２と接し、接続体２４２は導電層４３ｂと接し、導電層４３ｂは導電層２２２ｅと接する。導電層４３ｂは絶縁層４５上に形成され、導電層２２２ｅは、絶縁層２１４上に形成されている。導電層４３ｂは、共通電極４３ａと同一の工程、同一の材料で形成することができる。導電層２２２ｅは、導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂと同一の工程、同一の材料で形成することができる。
【０１０２】＜表示装置の構成例３＞
図８〜図１２を用いて、画素に、２つのトランジスタと、２つの容量素子と、を有する表示装置の構成例について説明する。
【０１０３】本発明の一態様の表示装置は、画像信号に補正信号を付加するための機能を有する。
【０１０４】当該補正信号は、容量結合によって画像信号に付加され、液晶素子に供給される。したがって、液晶素子では補正された画像を表示することができる。当該補正によって、例えば、液晶素子は、画像信号のみを用いて表現できる階調よりも多くの階調を表現することができる。
【０１０５】また、当該補正によって、ソースドライバの出力電圧よりも高い電圧で、液晶素子を駆動させることができる。画素内で、液晶素子に供給する電圧を所望の値に変えることができるため、既存のソースドライバを転用でき、ソースドライバを新規に設計するコストなどを削減することができる。また、ソースドライバの出力電圧が高くなることを抑制でき、ソースドライバの消費電力を低減することができる。
【０１０６】高い電圧をかけて液晶素子を駆動させることで、表示装置を広い温度範囲で使用することができ、低温環境及び高温環境のいずれにおいても信頼性高く表示を行うことができる。例えば、当該表示装置を車載用またはカメラ用の表示装置として利用することができる。
【０１０７】また、高い電圧をかけて液晶素子を駆動させることができるため、ブルー相を示す液晶など、駆動電圧の高い液晶材料を用いることもでき、液晶材料の選択の幅を広げることができる。
【０１０８】また、高い電圧をかけて液晶素子を駆動させることができるため、液晶素子に印加する電圧を一時的に高くして液晶の配向を速く変化させるオーバードライブ駆動により液晶の応答速度を向上させることもできる。
【０１０９】また、高い電圧をかけて液晶素子を駆動させることで、表示の焼き付きを低減できる。
【０１１０】補正信号は、例えば、外部機器にて生成され、各画素に書き込まれる。補正信号の生成は、外部機器を用いてリアルタイムで行ってもよいし、記録媒体に保存されている補正信号を読み出して画像信号と同期させてもよい。
【０１１１】本発明の一態様の表示装置では、供給する画像信号は変化させず、補正信号を供給した画素で新たな画像信号を生成することができる。外部機器を用いて新しい画像信号そのものを生成する場合に比べて、外部機器にかかる負荷を低減することができる。また、新たな画像信号を画素で生成するための動作は少ないステップで行うことができ、画素数が多く水平期間の短い表示装置でも対応することができる。
【０１１２】≪回路≫
図８（Ａ）に、画素１１ｂの回路図を示す。
【０１１３】画素１１ｂは、トランジスタ１０１、トランジスタ１０２、容量素子１０４、容量素子１０５、及び液晶素子１０６を有する。
【０１１４】トランジスタ１０１のソースまたはドレインの一方は、容量素子１０４の一方の電極と電気的に接続される。容量素子１０４の他方の電極は、トランジスタ１０２のソースまたはドレインの一方、容量素子１０５の一方の電極、及び液晶素子１０６の一方の電極と電気的に接続される。
【０１１５】ここで、トランジスタ１０１のソースまたはドレインの一方及び容量素子１０４の一方の電極が接続されるノードをノードＮＳとする。容量素子１０４の他方の電極、トランジスタ１０２のソースまたはドレインの一方、容量素子１０５の一方の電極、及び液晶素子１０６の一方の電極が接続されるノードをノードＮＡとする。
【０１１６】トランジスタ１０１のゲートは、配線１２２と電気的に接続される。トランジスタ１０２のゲートは、配線１２１と電気的に接続される。トランジスタ１０１のソースまたはドレインの他方は、配線１２５と電気的に接続される。トランジスタ１０２のソースまたはドレインの他方は、配線１２４と電気的に接続される。
【０１１７】容量素子１０５の他方の電極及び液晶素子１０６の他方の電極は、それぞれ、共通配線ＶＣＯＭと電気的に接続される。共通配線ＶＣＯＭには任意の電位を供給することができる。
【０１１８】配線１２１及び配線１２２はそれぞれ走査線と呼ぶことができ、トランジスタの動作を制御する機能を有する。配線１２５は、画像信号を供給する信号線としての機能を有する。配線１２４は、ノードＮＡにデータを書き込むための信号線としての機能を有する。
【０１１９】図８（Ａ）に示す各トランジスタは、ゲートと電気的に接続されたバックゲートを有するが、バックゲートの接続はこれに限定されない。また、トランジスタにバックゲートを設けなくてもよい。
【０１２０】トランジスタ１０１を非導通とすることで、ノードＮＳの電位を保持することができる。また、トランジスタ１０２を非導通とすることで、ノードＮＡの電位を保持することができる。また、トランジスタ１０２を非導通とした状態で、トランジスタ１０１を介してノードＮＳに所定の電位を供給することで、容量素子１０４を介した容量結合により、ノードＮＳの電位の変化に応じてノードＮＡの電位を変化させることができる。
【０１２１】画素１１ｂにおいて、配線１２４からノードＮＡに書き込まれた補正信号は、配線１２５から供給される画像信号と容量結合され、液晶素子１０６に供給される。したがって、液晶素子１０６では補正された画像を表示することができる。
【０１２２】トランジスタ１０１に極めてオフ電流の低いトランジスタを用いることで、ノードＮＳの電位を長時間保持することができる。同様に、トランジスタ１０２に極めてオフ電流の低いトランジスタを用いることで、ノードＮＡの電位を長時間保持することができる。極めてオフ電流の低いトランジスタとして、例えば、ＯＳトランジスタが挙げられる。また、画素が有するトランジスタにＳｉトランジスタを適用してもよい。または、ＯＳトランジスタと、Ｓｉトランジスタとの両方を用いてもよい。
【０１２３】例えば、１フレーム期間ごとに補正信号及び画像信号を書き換える場合、トランジスタ１０１及びトランジスタ１０２には、ＯＳトランジスタを用いてもよく、Ｓｉトランジスタを用いてもよい。ノードＮＳまたはノードＮＡの電位を長時間保持する必要がある場合、トランジスタ１０１及びトランジスタ１０２には、ＳｉトランジスタよりもＯＳトランジスタを用いることが好ましい。
【０１２４】≪タイミングチャート≫
図８（Ｂ）に示すタイミングチャートを用いて、画素１１ｂにおける補正信号（Ｖｐ）をノードＮＭに書き込む動作を説明する。画像信号（Ｖｓ）の補正を目的とする場合、補正信号Ｖｐの書き込みは、フレーム毎に行うことが好ましい。なお、配線１２４に供給される補正信号（Ｖｐ）には正負の任意の信号を用いることができるが、ここでは正の信号が供給される場合を説明する。また、以下の説明においては、高電位を“Ｈ”、低電位を“Ｌ”で表す。
【０１２５】時刻Ｔ１に配線１２１の電位を“Ｈ”、配線１２２の電位を“Ｌ”、配線１２４の電位を“Ｌ”、配線１２５の電位を“Ｌ”とすると、トランジスタ１０２が導通し、ノードＮＡの電位は配線１２４の電位となる。このとき、配線１２４の電位をリセット電位（例えば“Ｌ”）とすることで、液晶素子１０６の動作をリセットすることができる。
【０１２６】なお、時刻Ｔ１より前は、前フレームにおける液晶素子１０６の表示動作が行われている状態である。
【０１２７】時刻Ｔ２に配線１２１の電位を“Ｌ”、配線１２２の電位を“Ｈ”、配線１２４の電位を“Ｖｐ”、配線１２５の電位を“Ｌ”とすると、トランジスタ１０１が導通し、容量素子１０４の他方の電極の電位は“Ｌ”となる。当該動作は、後の容量結合動作を行うためのリセット動作である。
【０１２８】時刻Ｔ３に配線１２１の電位を“Ｈ”、配線１２２の電位を“Ｈ”、配線１２４の電位を“Ｖｐ”、配線１２５の電位を“Ｌ”とすると、ノードＮＡに配線１２４の電位（補正信号（Ｖｐ））が書き込まれる。
【０１２９】時刻Ｔ４に配線１２１の電位を“Ｌ”、配線１２２の電位を“Ｈ”、配線１２４の電位を“Ｖｐ”、配線１２５の電位を“Ｌ”とすると、トランジスタ１０２が非導通となり、ノードＮＡに補正信号（Ｖｐ）が保持される。
【０１３０】時刻Ｔ５に配線１２１の電位を“Ｌ”、配線１２２の電位を“Ｌ”、配線１２５の電位を“Ｌ”、配線１２６の電位を“Ｌ”とすると、トランジスタ１０１が非導通となり、補正信号（Ｖｐ）の書き込み動作が終了する。
【０１３１】次に、図８（Ｃ）に示すタイミングチャートを用いて、画素１１ｂにおける画像信号（Ｖｓ）の補正動作と、液晶素子１０６の表示動作と、を説明する。なお、配線１２５には、適切なタイミングで所望の電位が供給されていることとする。
【０１３２】時刻Ｔ１１に配線１２１の電位を“Ｌ”、配線１２２の電位を“Ｈ”、配線１２４の電位を“Ｌ”とすると、トランジスタ１０１が導通し、容量素子１０４の容量結合によりノードＮＡの電位に配線１２５の電位が付加される。すなわち、ノードＮＡは、画像信号（Ｖｓ）に補正信号（Ｖｐ）が付加された電位（Ｖｓ＋Ｖｐ）’となる。なお、電位（Ｖｓ＋Ｖｐ）’には、配線間容量の容量結合による電位の変動なども含まれる。
【０１３３】時刻Ｔ１２に配線１２１の電位を“Ｌ”、配線１２２の電位を“Ｌ”、配線１２４の電位を“Ｌ”とすると、トランジスタ１０１が非導通となり、ノードＮＭに電位（Ｖｓ＋Ｖｐ）’が保持される。そして、当該電位に応じて液晶素子１０６で表示動作が行われる。
【０１３４】以上が画像信号（Ｖｓ）の補正動作と、液晶素子１０６の表示動作の説明である。なお、先に説明した補正信号（Ｖｐ）の書き込み動作と、画像信号（Ｖｓ）の入力動作は連続して行ってもよく、全ての画素に補正信号（Ｖｐ）を書き込んだのちに画像信号（Ｖｓ）の入力動作を行ってもよい。
【０１３５】なお、補正動作を行わない場合は、画像信号を配線１２４に供給し、トランジスタ１０２の導通、非導通を制御することで液晶素子１０６による表示動作を行ってもよい。このとき、トランジスタ１０１は常時非導通としてもよいし、配線１２５に定電位を供給した状態でトランジスタ１０１を常時導通としてもよい。
【０１３６】≪画素の上面レイアウト≫
図９（Ａ）〜（Ｃ）に、画素の上面図を示す。図９（Ａ）は、ゲート２２１ａ及びゲート２２１ｂから共通電極４３ａまでの積層構造を共通電極４３ａ側から見た上面図である。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の積層構造から共通電極４３ａを除いた上面図であり、図９（Ｃ）は、図９（Ａ）の積層構造から共通電極４３ａ及び画素電極４１を除いた上面図である。
【０１３７】画素は、接続部７３と接続部７４を有する。接続部７３では、画素電極４１がトランジスタ１０２と電気的に接続されている。具体的には、トランジスタ１０２のソースまたはドレインとして機能する導電層２２２ａが導電層４６ｂと接し、かつ、導電層４６ｂが画素電極４１と接している。接続部７４では、導電層４６ａがトランジスタ１０１と電気的に接続されている。具体的には、導電層４６ａがトランジスタ１０１のソースまたはドレインとして機能する導電層２２２ｃと接している。
【０１３８】≪表示モジュールの断面構造≫
図１０に、表示モジュールの断面図を示す。なお、画素の断面構造については、図９（Ａ）に示す一点鎖線Ｂ１−Ｂ２間の断面図に相当する。
【０１３９】図１０に示す表示モジュールは、表示装置１０、偏光板６１、偏光板６３、バックライトユニット３０、ＦＰＣ１７２等を有する。
【０１４０】表示装置１０は、基板３１、基板３２、トランジスタ１０２、導電層４６ａ、導電層４６ｂ、絶縁層４４、絶縁層４５、画素電極４１、液晶層４２、共通電極４３ａ、導電層４３ｂ、導電層２２２ｅ、配向膜１３３ａ、配向膜１３３ｂ、接着層１４１、オーバーコート１３５、遮光層３８、及び着色層３９等を有する。
【０１４１】基板３１上にトランジスタ１０１及びトランジスタ１０２が位置する。トランジスタ１０２は、ゲート２２１ａ、ゲート絶縁層２１１、半導体層２３１ａ、導電層２２２ａ、導電層２２２ｂ、絶縁層２１２、絶縁層２１３、ゲート絶縁層２２５ａ、及びゲート２２３ａを有する。トランジスタ１０１は、ゲート２２１ｂ、ゲート絶縁層２１１、半導体層２３１ｂ、導電層２２２ｃ、導電層２２２ｄ、絶縁層２１２、絶縁層２１３、ゲート絶縁層２２５ｂ、及びゲート２２３ｂを有する。図１０におけるトランジスタ１０１及びトランジスタ１０２の構造は、図７におけるトランジスタ１０２の構造と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１４２】絶縁層２１５上に導電層４６ｂが位置し、導電層４６ｂ上に絶縁層４４が位置し、絶縁層４４上に画素電極４１が位置する。画素電極４１は、導電層２２２ａと電気的に接続されている。具体的には、導電層２２２ａは導電層４６ｂと接し、導電層４６ｂは画素電極４１と接している。
【０１４３】絶縁層２１５上に導電層４６ａが位置する。導電層４６ａは、導電層２２２ｃと電気的に接続されている。具体的には、導電層４６ａは、絶縁層２１４及び絶縁層２１５に設けられた開口を介して、導電層２２２ｃと接している。
【０１４４】基板３２には、遮光層３８及び着色層３９が設けられ、そして、遮光層３８及び着色層３９を覆うオーバーコート１３５が設けられている。オーバーコート１３５に接して配向膜１３３ｂが設けられている。また、共通電極４３ａ上に配向膜１３３ａが設けられている。配向膜１３３ａと配向膜１３３ｂの間に液晶層４２が挟持されている。オーバーコート１３５は、着色層３９及び遮光層３８等に含まれる不純物が液晶層４２に拡散することを抑制できる。
【０１４５】基板３１と基板３２は接着層１４１によって貼り合わされている。
【０１４６】ＦＰＣ１７２は、導電層２２２ｅと電気的に接続されている。具体的には、ＦＰＣ１７２は接続体２４２と接し、接続体２４２は導電層４３ｂと接し、導電層４３ｂは導電層２２２ｅと接する。導電層４３ｂは絶縁層４５上に形成され、導電層２２２ｅは、絶縁層２１４上に形成されている。導電層４３ｂは、共通電極４３ａと同一の工程、同一の材料で形成することができる。導電層２２２ｅは、導電層２２２ａ〜導電層２２２ｄと同一の工程、同一の材料で形成することができる。
【０１４７】導電層４６ａ、絶縁層４４、及び画素電極４１は、１つの容量素子１０４として機能することができる。また、画素電極４１、絶縁層４５、及び共通電極４３ａは、１つの容量素子１０５として機能することができる。このように、表示装置１０は、１つの画素に２つの容量素子を有する。したがって、画素の保持容量を大きくすることができる。
【０１４８】また、２つの容量素子はいずれも可視光を透過する材料で形成され、かつ、互いに重なる領域を有する。これにより、画素は、高い開口率と、大きな保持容量と、を両立することができる。
【０１４９】容量素子１０４の容量は、容量素子１０５の容量よりも大きいことが好ましい。そのため、画素電極４１と導電層４６ａとが重なる領域の面積は、画素電極４１と共通電極４３ａとが重なる領域の面積より大きいことが好ましい。また、導電層４６ａと画素電極４１との間に位置する絶縁層４４の厚さは、画素電極４１と共通電極４３ａとの間に位置する絶縁層４５の厚さよりも薄いことが好ましい。
【０１５０】図１０では、トランジスタ１０１及びトランジスタ１０２の双方がバックゲート（図１０ではゲート２２３ａ、２２３ｂ）を有する例を示したが、トランジスタ１０１及びトランジスタ１０２の一方または双方がバックゲートを有していなくてもよい。
【０１５１】また、図１０では、ゲート絶縁層２２５がチャネル形成領域２３１ｉ上にのみ形成され、低抵抗領域２３１ｎと重ならない例を示したが、ゲート絶縁層２２５は低抵抗領域２３１ｎの少なくとも一部と重なっていてもよい。図１１では、ゲート絶縁層２２５が低抵抗領域２３１ｎ、ゲート絶縁層２１１と接して形成される例を示す。図１１に示すゲート絶縁層２２５は、ゲート２２３をマスクに用いてゲート絶縁層２２５を加工する工程を削減できる、絶縁層２１４の被形成面の段差を低くできる等のメリットを有する。
【０１５２】ゲート絶縁層２２５が加熱により酸素を放出する機能を有する酸化物膜である場合、加熱により低抵抗領域２３１ｎに酸素が供給され、キャリア密度の低減、電気抵抗の上昇が生じる恐れがある。そこで、ゲート絶縁層２２５を介して半導体層２３１の一部に不純物を添加することで低抵抗領域２３１ｎを形成することが好ましい。これにより、ゲート絶縁層２２５中にも不純物が添加される。加熱により酸素を放出する機能を有する酸化物膜に不純物を添加することで、放出される酸素の量を低減することができる。したがって、加熱によりゲート絶縁層２２５から低抵抗領域２３１ｎに酸素が供給されることを抑制でき、低抵抗領域２３１ｎの電気抵抗が低い状態を維持することができる。
【０１５３】図１２に示す表示装置１０は、トランジスタ１０１及びトランジスタ１０２の構造が図１０及び図１１とは異なる。
【０１５４】図１２に示すトランジスタ１０２は、ゲート２２１ａ、ゲート絶縁層２１１、半導体層２３１ａ、導電層２２２ａ、導電層２２２ｂ、絶縁層２１７、絶縁層２１８、絶縁層２１５、及びゲート２２３ａを有する。トランジスタ１０１は、ゲート２２１ｂ、ゲート絶縁層２１１、半導体層２３１ｂ、導電層２２２ｃ、導電層２２２ｄ、絶縁層２１７、絶縁層２１８、絶縁層２１５、及びゲート２２３ｂを有する。図１２におけるトランジスタ１０１及びトランジスタ１０２の構造は、図５におけるトランジスタ１０２の構造と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１５５】≪構成要素の材料≫
次に、本実施の形態の表示装置及び表示モジュールの各構成要素に用いることができる材料等の詳細について、説明を行う。
【０１５６】表示装置が有する基板の材質などに大きな制限はなく、様々な基板を用いることができる。例えば、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、半導体基板、セラミック基板、金属基板、またはプラスチック基板等を用いることができる。
【０１５７】厚さの薄い基板を用いることで、表示装置の軽量化及び薄型化を図ることができる。さらに、可撓性を有する程度の厚さの基板を用いることで、可撓性を有する表示装置を実現できる。
【０１５８】液晶材料には、誘電率の異方性（Δε）が正であるポジ型の液晶材料と、負であるネガ型の液晶材料がある。本発明の一態様では、どちらの材料を用いることもでき、適用するモード及び設計に応じて最適な液晶材料を用いることができる。
【０１５９】本実施の形態の表示装置では、様々なモードが適用された液晶素子を用いることができる。上述したＦＦＳモードのほかに、例えば、ＩＰＳモード、ＴＮモード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＶＡ−ＩＰＳモード、ゲストホストモード等が適用された液晶素子を用いることができる。
【０１６０】なお、液晶素子は、液晶の光学変調作用によって光の透過または非透過を制御する素子である。液晶の光学的変調作用は、液晶にかかる電界（横方向の電界、縦方向の電界または斜め方向の電界を含む）によって制御される。液晶素子に用いる液晶としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）、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。
【０１６１】上述の通り、本実施の形態の表示装置は、高い電圧をかけて液晶素子を駆動させることができるため、ブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために５重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を液晶層に用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が短く、光学的等方性を示す。また、ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要であり、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の表示パネルの不良または破損を軽減することができる。
【０１６２】本実施の形態の表示装置は、透過型の液晶表示装置であるため、一対の電極（画素電極４１及び共通電極４３ａ）の双方に、可視光を透過する導電性材料を用いる。また、導電層４６ｂも可視光を透過する導電性材料を用いて形成することで、容量素子１０４を設けても画素の開口率が低下することを抑制できる。なお、容量素子の誘電体として機能する絶縁層４４及び絶縁層４５には、窒化シリコン膜が好適である。
【０１６３】可視光を透過する導電性材料としては、例えば、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）の中から選ばれた一種以上を含む材料を用いるとよい。具体的には、酸化インジウム、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物、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、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛などが挙げられる。なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。
【０１６４】また、可視光を透過する導電膜は、酸化物半導体を用いて形成することができる（以下、酸化物導電層ともいう）。酸化物導電層は、例えば、インジウムを含むことが好ましく、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、ＳｎまたはＨｆ）を含むことがさらに好ましい。
【０１６５】酸化物半導体は、膜中の酸素欠損、及び膜中の水素、水等の不純物濃度のうち少なくとも一方によって、抵抗を制御することができる半導体材料である。そのため、酸化物半導体層へ酸素欠損及び不純物濃度の少なくとも一方が増加する処理、または酸素欠損及び不純物濃度の少なくとも一方が低減する処理を選択することによって、酸化物導電層の有する抵抗率を制御することができる。
【０１６６】なお、このように、酸化物半導体を用いて形成された酸化物導電層は、キャリア密度が高く低抵抗な酸化物半導体層、導電性を有する酸化物半導体層、または導電性の高い酸化物半導体層ということもできる。
【０１６７】本実施の形態の表示装置が有するトランジスタは、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれの構造としてもよい。または、チャネルの上下にゲート電極が設けられていてもよい。トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されず、例えば、酸化物半導体、シリコン、ゲルマニウム等が挙げられる。
【０１６８】トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
【０１６９】例えば、第１４族の元素、化合物半導体または酸化物半導体を半導体層に用いることができる。代表的には、シリコンを含む半導体、ガリウムヒ素を含む半導体またはインジウムを含む酸化物半導体などを半導体層に適用できる。
【０１７０】トランジスタのチャネルが形成される半導体に、酸化物半導体を適用することが好ましい。特にシリコンよりもバンドギャップの大きな酸化物半導体を適用することが好ましい。シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると、トランジスタのオフ状態における電流を低減できるため好ましい。
【０１７１】酸化物半導体を用いることで、電気特性の変動が抑制され、信頼性の高いトランジスタを実現できる。
【０１７２】また、その低いオフ電流により、トランジスタを介して容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。このようなトランジスタを画素に適用することで、表示した画像の階調を維持しつつ、駆動回路を停止することも可能となる。その結果、極めて消費電力の低減された表示装置を実現できる。
【０１７３】トランジスタは、高純度化し、酸素欠損の形成を抑制した酸化物半導体層を有することが好ましい。これにより、トランジスタのオフ状態における電流値（オフ電流値）を低くすることができる。よって、画像信号等の電気信号の保持時間を長くすることができ、電源オン状態では書き込み間隔も長く設定できる。よって、リフレッシュ動作の頻度を少なくすることができるため、消費電力を抑制する効果を奏する。
【０１７４】また、酸化物半導体を用いたトランジスタは、比較的高い電界効果移動度が得られるため、高速駆動が可能である。このような高速駆動が可能なトランジスタを表示装置に用いることで、表示部のトランジスタと、駆動回路部のトランジスタを同一基板上に形成することができる。すなわち、駆動回路として、別途、シリコンウェハ等により形成された半導体装置を用いる必要がないため、表示装置の部品点数を削減することができる。また、表示部においても、高速駆動が可能なトランジスタを用いることで、高画質な画像を提供することができる。
【０１７５】ゲートドライバＧＤ＿Ｌ、ＧＤ＿Ｒが有するトランジスタと表示領域１００が有するトランジスタは、同じ構造であってもよく、異なる構造であってもよい。ゲートドライバが有するトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、２種類以上の構造が組み合わせて用いられていてもよい。同様に、表示領域１００が有するトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、２種類以上の構造が組み合わせて用いられていてもよい。
【０１７６】表示装置が有する各絶縁層、オーバーコート等に用いることのできる絶縁材料としては、有機絶縁材料または無機絶縁材料を用いることができる。有機絶縁材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、及びフェノール樹脂等が挙げられる。無機絶縁層としては、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、及び酸化ネオジム膜等が挙げられる。
【０１７７】トランジスタのゲート、ソース、ドレインのほか、表示装置が有する各種配線及び電極等の導電層は、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、及びタングステンなどの金属、並びに、当該金属を主成分とする合金のうち一つまたは複数を用いて、単層構造または積層構造で構成することができる。例えば、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、タングステン膜上にチタン膜を積層する二層構造、モリブデン膜上に銅膜を積層した二層構造、モリブデンとタングステンを含む合金膜上に銅膜を積層した二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜または窒化チタン膜と、そのチタン膜または窒化チタン膜上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、そのモリブデン膜または窒化モリブデン膜上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。例えば、導電層を三層構造とする場合、一層目及び三層目には、チタン、窒化チタン、モリブデン、タングステン、モリブデンとタングステンを含む合金、モリブデンとジルコニウムを含む合金、または窒化モリブデンでなる膜を形成し、二層目には、銅、アルミニウム、金または銀、或いは銅とマンガンの合金等の低抵抗材料でなる膜を形成することが好ましい。なお、ＩＴＯ、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、ＩＴＳＯ等の透光性を有する導電性材料を用いてもよい。なお、酸化物半導体の抵抗率を制御することで、酸化物導電層を形成してもよい。
【０１７８】接着層１４１としては、熱硬化樹脂、光硬化樹脂、または２液混合型の硬化性樹脂などの硬化性樹脂を用いることができる。例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、またはシロキサン樹脂などを用いることができる。
【０１７９】接続体２４２としては、例えば、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）、または異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
【０１８０】着色層３９は特定の波長域の光を透過する有色層である。着色層３９に用いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、及び顔料または染料が含まれた樹脂材料などが挙げられる。
【０１８１】遮光層３８は、例えば、隣接する異なる色の着色層３９の間に設けられる。例えば、金属材料、または、顔料もしくは染料を含む樹脂材料を用いて形成されたブラックマトリクスを遮光層３８として用いることができる。なお、遮光層３８は、駆動回路部など、表示部以外の領域にも設けると、導波光などによる光漏れを抑制できるため好ましい。
【０１８２】バックライトユニット３０には、直下型のバックライト、エッジライト型のバックライト等を用いることができる。光源には、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子等を用いることができる。
【０１８３】表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、それぞれ、スパッタリング法、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅｄ  Ｌａｓｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、原子層成膜（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を用いて形成することができる。ＣＶＤ法の例として、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ：Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法及び熱ＣＶＤ法等が挙げられる。熱ＣＶＤ法の例として、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  ＣＶＤ）法が挙げられる。
【０１８４】表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、それぞれ、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット印刷、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等の方法により形成することができる。
【０１８５】表示装置を構成する薄膜は、フォトリソグラフィ法等を用いて加工することができる。または、遮蔽マスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を形成してもよい。または、ナノインプリント法、サンドブラスト法、もしくはリフトオフ法などにより薄膜を加工してもよい。フォトリソグラフィ法としては、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、エッチング等により当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法と、感光性を有する薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法と、がある。
【０１８６】フォトリソグラフィ法において、露光に用いる光としては、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、及びこれらを混合させた光が挙げられる。そのほか、紫外線、ＫｒＦレーザ光、またはＡｒＦレーザ光等を用いることもできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。露光に用いる光としては、極端紫外光（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ−ｖｉｏｌｅｔ）及びＸ線等が挙げられる。また、露光に用いる光に換えて、電子ビームを用いることもできる。極端紫外光、Ｘ線または電子ビームを用いると、極めて微細な加工が可能となるため好ましい。なお、電子ビームなどのビームを走査することにより露光を行う場合には、フォトマスクは不要である。
【０１８７】薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウエットエッチング法、サンドブラスト法などを用いることができる。
【０１８８】［金属酸化物］
本実施の形態の表示装置が有するトランジスタの半導体層には、酸化物半導体として機能する金属酸化物を用いることが好ましい。以下では、半導体層に適用可能な金属酸化物について説明する。
【０１８９】金属酸化物は、少なくともインジウムまたは亜鉛を含むことが好ましい。特に、インジウム及び亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウムまたは錫などが含まれていることが好ましい。また、ホウ素、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。
【０１９０】ここでは、金属酸化物が、インジウム、元素Ｍ、及び亜鉛を有するＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物である場合を考える。なお、元素Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、または錫などとする。そのほかの元素Ｍに適用可能な元素としては、ホウ素、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、マグネシウムなどがある。ただし、元素Ｍとして、前述の元素を複数組み合わせても構わない場合がある。
【０１９１】なお、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。例えば、亜鉛酸窒化物（ＺｎＯＮ）などの窒素を有する金属酸化物を、半導体層に用いてもよい。
【０１９２】なお、本明細書等において、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｒｙｓｔａｌ）、及びＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と記載する場合がある。なお、ＣＡＡＣは結晶構造の一例を表し、ＣＡＣは機能、または材料の構成の一例を表す。
【０１９３】例えば、半導体層にはＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）−ＯＳを用いることができる。
【０１９４】ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅとは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。なお、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅを、トランジスタの活性層に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子（またはホール）を流す機能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能である。導電性の機能と、絶縁性の機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅに付与することができる。ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。
【０１９５】また、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。
【０１９６】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。
【０１９７】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。
【０１９８】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。
【０１９９】酸化物半導体（金属酸化物）は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体と、に分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ（ｃ−ａｘｉｓ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶酸化物半導体、ｎｃ−ＯＳ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、擬似非晶質酸化物半導体（ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、及び非晶質酸化物半導体などがある。
【０２００】ＣＡＡＣ−ＯＳは、ｃ軸配向性を有し、かつａ−ｂ面方向において複数のナノ結晶が連結し、歪みを有した結晶構造となっている。なお、歪みとは、複数のナノ結晶が連結する領域において、格子配列の揃った領域と、別の格子配列の揃った領域と、の間で格子配列の向きが変化している箇所を指す。
【０２０１】ナノ結晶は、六角形を基本とするが、正六角形状とは限らず、非正六角形状である場合がある。また、歪みにおいて、五角形及び七角形などの格子配列を有する場合がある。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳにおいて、歪み近傍においても、明確な結晶粒界（グレインバウンダリーともいう。）を確認することは難しい。すなわち、格子配列の歪みによって、結晶粒界の形成が抑制されていることがわかる。これは、ＣＡＡＣ−ＯＳが、ａ−ｂ面方向において酸素原子の配列が稠密でないことや、金属元素が置換することで原子間の結合距離が変化することなどによって、歪みを許容することができるためである。
【０２０２】また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、インジウム、及び酸素を有する層（以下、Ｉｎ層）と、元素Ｍ、亜鉛、及び酸素を有する層（以下、（Ｍ，Ｚｎ）層）とが積層した、層状の結晶構造（層状構造ともいう）を有する傾向がある。なお、インジウムと元素Ｍは、互いに置換可能であり、（Ｍ，Ｚｎ）層の元素Ｍがインジウムと置換した場合、（Ｉｎ，Ｍ，Ｚｎ）層と表すこともできる。また、Ｉｎ層のインジウムが元素Ｍと置換した場合、（Ｉｎ，Ｍ）層と表すこともできる。
【０２０３】ＣＡＡＣ−ＯＳは結晶性の高い金属酸化物である。一方、ＣＡＡＣ−ＯＳは、明確な結晶粒界を確認することが難しいため、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。また、金属酸化物の結晶性は不純物の混入や欠陥の生成などによって低下する場合があるため、ＣＡＡＣ−ＯＳは不純物や欠陥（酸素欠損（ＶＯ：ｏｘｙｇｅｎ  ｖａｃａｎｃｙともいう。）など）の少ない金属酸化物ともいえる。したがって、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する金属酸化物は、物理的性質が安定する。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する金属酸化物は熱に強く、信頼性が高い。
【０２０４】ｎｃ−ＯＳは、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。また、ｎｃ−ＯＳは、異なるナノ結晶間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。したがって、ｎｃ−ＯＳは、分析方法によっては、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳや非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。
【０２０５】なお、インジウムと、ガリウムと、亜鉛と、を有する金属酸化物の一種である、インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物（以下、ＩＧＺＯ）は、上述のナノ結晶とすることで安定な構造をとる場合がある。特に、ＩＧＺＯは、大気中では結晶成長がし難い傾向があるため、大きな結晶（ここでは、数ｍｍの結晶、または数ｃｍの結晶）よりも小さな結晶（例えば、上述のナノ結晶）とする方が、構造的に安定となる場合がある。
【０２０６】ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳは、ｎｃ−ＯＳと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する金属酸化物である。ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳは、鬆または低密度領域を有する。すなわち、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳは、ｎｃ−ＯＳ及びＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、結晶性が低い。
【０２０７】酸化物半導体（金属酸化物）は、多様な構造をとり、それぞれが異なる特性を有する。本発明の一態様の酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体、多結晶酸化物半導体、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ、ＣＡＡＣ−ＯＳのうち、二種以上を有していてもよい。
【０２０８】半導体層として機能する金属酸化物膜は、不活性ガス及び酸素ガスのいずれか一方または双方を用いて成膜することができる。なお、金属酸化物膜の成膜時における酸素の流量比（酸素分圧）に、特に限定はない。ただし、電界効果移動度が高いトランジスタを得る場合においては、金属酸化物膜の成膜時における酸素の流量比（酸素分圧）は、０％以上３０％以下が好ましく、５％以上３０％以下がより好ましく、７％以上１５％以下がさらに好ましい。
【０２０９】金属酸化物は、エネルギーギャップが２ｅＶ以上であることが好ましく、２．５ｅＶ以上であることがより好ましく、３ｅＶ以上であることがさらに好ましい。このように、エネルギーギャップの広い金属酸化物を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。
【０２１０】金属酸化物膜は、スパッタリング法により形成することができる。そのほか、ＰＬＤ法、ＰＥＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＡＬＤ法、真空蒸着法などを用いてもよい。
【０２１１】以上のように、本発明の一態様の表示装置は、画素に、可視光を透過する２つの容量素子を重ねて有するため、画素が、高い開口率と大きな保持容量とを両立することができる。
【０２１２】また、本発明の一態様の表示装置は、画像信号に補正信号を付加するための機能を有するため、ソースドライバの出力電圧よりも高い電圧で、液晶素子を駆動させることができる。
【０２１３】本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、１つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
【０２１４】（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ついて図１３〜図２４を用いて説明する。本実施の形態で説明する表示装置は、実施の形態１で説明した表示装置の変形例ともいえる。そのため、実施の形態１で説明した部分については詳細な説明を省略することがある。
【０２１５】＜表示装置の構成例３＞
図１３〜図１６を用いて、トランジスタと画素電極とが電気的に接続される接続部が可視光を透過する機能を有する表示装置の構成例について説明する。当該接続部が可視光を透過する機能を有することで、画素の開口部（表示に使用する部分）に当該接続部を設けることができる。これにより、画素の開口率を高め、画素の透過率を高めることができる。画素の透過率を高めることで、バックライトユニットの輝度を低減することができる。したがって、表示装置の消費電力を低減させることができる。また、表示装置の高精細化を実現できる。
【０２１６】≪画素の上面レイアウト≫
図１３（Ａ）〜（Ｃ）に画素の上面図を示す。図１３（Ａ）〜（Ｃ）に示す画素は、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示す画素の変形例である。図１３（Ａ）は、ゲート２２１から共通電極４３ａまでの積層構造を共通電極４３ａ側から見た上面図である。図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）の積層構造から共通電極４３ａを除いた上面図であり、図１３（Ｃ）は、図１３（Ａ）の積層構造から共通電極４３ａ及び画素電極４１を除いた上面図である。
【０２１７】画素は、接続部７１と接続部７２を有する。接続部７１では、画素電極４１がトランジスタ１０２と電気的に接続されている。具体的には、トランジスタ１０２のソースまたはドレインとして機能する導電層２２２ｆが導電層４６ｂと接し、かつ、当該導電層４６ｂが画素電極４１と接している。トランジスタ１０２のソース及びドレインとして機能する導電層２２２ｆ及び導電層２２２ｇ、並びに、導電層４６ｂ、画素電極４１は、それぞれ可視光を透過する機能を有する。つまり、図１３（Ａ）に示す接続部７１は、可視光を透過する機能を有する。なお、導電層４６ｂは設けなくてもよく、導電層２２２ｆが画素電極４１と接していてもよい。接続部７２では、導電層４６ａが共通電極４３ａと電気的に接続されている。具体的には、導電層４６ａが共通電極４３ａと接している。
【０２１８】このように、トランジスタ１０２のソースまたはドレインとして機能する導電層２２２ｆに、可視光を透過する導電性材料を用いることで、接続部７１を、可視光を透過する領域とすることができ、画素の開口率を高めることができる。これにより、表示装置の消費電力を低減することができる。
【０２１９】図１３（Ｂ）等に示すように、信号線として機能する導電層２２２ｂは、導電層２２２ｇを介して半導体層２３１と電気的に接続される。なお、導電層２２２ｇを設けず、導電層２２２ｂと半導体層２３１とが接していてもよい。
【０２２０】トランジスタ１０２のソース及びドレインとして機能する導電層２２２ｆ及び導電層２２２ｇに用いることができる可視光を透過する導電性材料は、実施の形態１を参照することができる。当該可視光を透過する導電性材料は、銅やアルミニウムなどの可視光を遮る導電性材料と比較して抵抗率が大きいことがある。走査線及び信号線などのバスラインは、信号遅延を防ぐため、抵抗率が小さい導電性材料（金属材料）を用いて形成することが好ましい。ただし、画素の大きさや、バスラインの幅、バスラインの厚さなどによっては、バスラインに可視光を透過する導電性材料を用いることができる。
【０２２１】具体的には、信号線として機能する導電層２２２ｂは、抵抗率が小さい導電性材料を用いて形成されることが好ましい。また、ゲート２２１は、走査線として機能する導電層でもあるため、抵抗率が小さい導電性材料を用いて形成されることが好ましい。抵抗率が小さい導電性材料としては、金属、合金等が挙げられる。導電層２２２ｂ及びゲート２２１は、それぞれ、可視光を遮る導電性材料を用いて形成されてもよい。
【０２２２】また、ゲート２２１に可視光を遮る導電層を用いることで、バックライトの光が半導体層２３１のチャネル形成領域に照射されることを抑制できる。このように、半導体層のチャネル形成領域を、可視光を遮る導電層と重ねると、光によるトランジスタの特性変動を抑制できる。これにより、トランジスタの信頼性を高めることができる。
【０２２３】図１３（Ａ）に示す共通電極４３ａは、複数のスリットが設けられた上面形状を有する。図４（Ａ）では、信号線として機能する導電層２２２ｂと概略平行にスリットが設けられる例を示したが、図１３（Ａ）に示すように、導電層２２２ｂに対して斜めにスリットが設けられていてもよい。共通電極４３ａ及び画素電極４１の形状（スリットの有無、並びに、スリットの数、大きさ、及び形状など）は、画素レイアウトに応じて適宜設定することができる。画素の開口率を高めるため、接続部７１及び接続部７２とこれらの近傍の領域をできるだけ広く表示領域として用いることが好ましい。
【０２２４】≪表示モジュールの断面構造≫
図１４に、表示モジュールの断面図を示す。図１４に示す表示モジュールは、図５に示す表示モジュールの変形例である。図１４に示す表示モジュールにおける図５に示す表示モジュールと共通する構成の詳細な説明は、実施の形態１を参照できる。図１４における画素の断面構造については、図１３（Ａ）に示す一点鎖線Ｃ１−Ｃ２間の断面図に相当する。
【０２２５】図１４に示す表示モジュールは、表示装置１０、偏光板６１、偏光板６３、バックライトユニット３０、ＦＰＣ１７２等を有する。
【０２２６】バックライトユニット３０が有する光源から発せられた光３５は、偏光板６１、表示装置１０、偏光板６３をこの順に透過して、表示モジュールの外部に射出される。光３５が透過するこれらの層の材料には、可視光を透過する材料を用いる。
【０２２７】表示装置１０は着色層３９を有するため、カラー画像を表示することができる。バックライトユニット３０が有する光源から発せられた光３５は、着色層３９によって特定の波長領域以外の光が吸収される。これにより、例えば、赤色の画素（副画素）から表示モジュールの外部に射出される光は赤色を呈し、緑色の画素（副画素）から表示モジュールの外部に射出される光は緑色を呈し、青色の画素（副画素）から表示モジュールの外部に射出される光は青色を呈する。
【０２２８】表示装置１０は、基板３１、基板３２、トランジスタ１０２、導電層２２２ｂ、導電層４６ａ、導電層４６ｂ、導電層４６ｃ、絶縁層４４、絶縁層４５、画素電極４１、液晶層４２、共通電極４３ａ、導電層４３ｂ、導電層２２２ｅ、配向膜１３３ａ、配向膜１３３ｂ、接着層１４１、オーバーコート１３５、遮光層３８、及び着色層３９等を有する。
【０２２９】基板３１上にトランジスタ１０２が位置する。トランジスタ１０２は、ゲート２２１、ゲート絶縁層２１１、半導体層２３１、導電層２２２ｆ、導電層２２２ｇ、絶縁層２１７、絶縁層２１８、絶縁層２１５、及びゲート２２３を有する。導電層２２２ｆ及び導電層２２２ｇのうち一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。絶縁層２１７、絶縁層２１８、及び絶縁層２１５はゲート絶縁層として機能する。図１４におけるトランジスタ１０２について、図５におけるトランジスタ１０２と同様の部分の詳細な説明は省略する。
【０２３０】絶縁層２１５上に導電層４６ｂが位置し、導電層４６ｂ上に絶縁層４４が位置し、絶縁層４４上に画素電極４１が位置する。画素電極４１は、導電層２２２ｆと電気的に接続されている。具体的には、導電層２２２ｆは導電層４６ｂと接し、導電層４６ｂは画素電極４１と接している。
【０２３１】導電層２２２ｆ及び導電層２２２ｇは、可視光を透過する材料を用いて形成される。したがって、図１４に示す光３５は、導電層４６ｂと導電層２２２ｆの接続部を透過して、表示モジュールの外部に射出される。これにより、画素の開口率を高め、表示装置の消費電力を低減することができる。導電層２２２ｇは、信号線として機能する導電層２２２ｂと電気的に接続される。
【０２３２】絶縁層２１５上に導電層４６ａが位置する。導電層４６ａ上に絶縁層４４及び絶縁層４５が位置する。絶縁層４５上に共通電極４３ａが位置する。共通電極４３ａは、導電層４６ａと電気的に接続されている。具体的には、共通電極４３ａは、絶縁層４４及び絶縁層４５に設けられた開口を介して、導電層４６ａと接している。
【０２３３】ＦＰＣ１７２は、導電層２２２ｅと電気的に接続されている。導電層２２２ｅは、導電層２２２ｂと同一の工程、同一の材料で形成することができる。
【０２３４】本実施の形態で示す表示装置の各構成例において、導電層４６ａ、絶縁層４４、及び画素電極４１は、１つの容量素子１０４として機能することができる。また、画素電極４１、絶縁層４５、及び共通電極４３ａは、１つの容量素子１０５として機能することができる。このように、表示装置１０は、１つの画素に２つの容量素子を有する。したがって、画素の保持容量を大きくすることができる。また、２つの容量素子はいずれも可視光を透過する材料で形成され、かつ、互いに重なる領域を有する。これにより、画素は、高い開口率と、大きな保持容量と、を両立することができる。
【０２３５】同様に、図６または図７に示す表示モジュールが有する、トランジスタと画素電極とが電気的に接続される接続部に、可視光を透過する機能を有する構成を適用することもできる。
【０２３６】≪画素の上面レイアウト≫
図１５（Ａ）〜（Ｃ）に画素の上面図を示す。図１５（Ａ）〜（Ｃ）に示す画素は、図９（Ａ）〜（Ｃ）に示す画素の変形例である。図１５（Ａ）は、ゲート２２１ａ及びゲート２２１ｂから共通電極４３ａまでの積層構造を共通電極４３ａ側から見た上面図である。図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）の積層構造から共通電極４３ａを除いた上面図であり、図１５（Ｃ）は、図１５（Ａ）の積層構造から共通電極４３ａ及び画素電極４１を除いた上面図である。
【０２３７】画素は、接続部７３と接続部７４を有する。接続部７３では、画素電極４１がトランジスタ１０２と電気的に接続されている。具体的には、トランジスタ１０２の半導体層２３１ａが有する低抵抗領域が導電層４６ｂと接し、かつ、当該導電層４６ｂが画素電極４１と接している。半導体層２３１ａ、導電層４６ｂ、及び画素電極４１は、それぞれ可視光を透過する機能を有する。つまり、図１５（Ａ）に示す接続部７３は、可視光を透過する機能を有する。接続部７４では、導電層４６ａがトランジスタ１０１と電気的に接続されている。具体的には、トランジスタ１０１の半導体層２３１ｂが有する低抵抗領域が導電層４６ａと接している。導電層４６ａ及び半導体層２３１ｂは、それぞれ可視光を透過する機能を有する。図１５（Ａ）に示すように、接続部７４も、可視光を透過する機能を有していてもよい。
【０２３８】トランジスタの半導体層に可視光を透過する材料を用い、当該半導体層の低抵抗領域と、可視光を透過する画素電極と、を、電気的に接続する（可視光を透過する導電層を介してもよい）ことで、接続部７３（及び接続部７４）を、可視光を透過する領域とすることができ、画素の開口率を高めることができる。これにより、表示装置の消費電力を低減することができる。
【０２３９】トランジスタの半導体層に用いる可視光を透過する材料としては、金属酸化物が好適である。金属酸化物の詳細については、実施の形態１を参照できる。
【０２４０】≪表示モジュールの断面構造≫
図１６（Ａ）に、表示モジュールの断面図を示す。図１６（Ａ）に示す表示モジュールは、図１０に示す表示モジュールの変形例である。図１６（Ａ）に示す表示モジュールにおける図１０に示す表示モジュールと共通する構成の詳細な説明は、実施の形態１を参照できる。図１６（Ａ）における画素の断面構造については、図１５（Ａ）に示す一点鎖線Ｄ１−Ｄ２間の断面図に相当する。
【０２４１】図１６（Ａ）に示す表示モジュールは、表示装置１０、偏光板６１、偏光板６３、バックライトユニット３０、ＦＰＣ１７２等を有する。
【０２４２】表示装置１０は、基板３１、基板３２、トランジスタ１０２、導電層４６ａ、導電層４６ｂ、絶縁層４４、絶縁層４５、画素電極４１、液晶層４２、共通電極４３ａ、導電層４３ｂ、導電層２２２ｅ、配向膜１３３ａ、配向膜１３３ｂ、接着層１４１、オーバーコート１３５、遮光層３８、及び着色層３９等を有する。
【０２４３】基板３１上にトランジスタ１０１及びトランジスタ１０２が位置する。トランジスタ１０２は、ゲート２２１ａ、ゲート絶縁層２１１、半導体層２３１ａ、導電層２２２ｂ、絶縁層２１２、絶縁層２１３、ゲート絶縁層２２５ａ、及びゲート２２３ａを有する。トランジスタ１０１は、ゲート２２１ｂ、ゲート絶縁層２１１、半導体層２３１ｂ、導電層２２２ｄ、絶縁層２１２、絶縁層２１３、ゲート絶縁層２２５ｂ、及びゲート２２３ｂを有する。図１６（Ａ）におけるトランジスタ１０１及びトランジスタ１０２について、図７におけるトランジスタ１０２と同様の部分の詳細な説明は省略する。
【０２４４】絶縁層２１５上に導電層４６ｂが位置し、導電層４６ｂ上に絶縁層４４が位置し、絶縁層４４上に画素電極４１が位置する。画素電極４１は、半導体層２３１ａの低抵抗領域２３１ｎの一方と電気的に接続されている。具体的には、半導体層２３１ａの低抵抗領域２３１ｎの一方は導電層４６ｂと接し、導電層４６ｂは画素電極４１と接している。半導体層２３１ａの低抵抗領域２３１ｎの他方は、信号線として機能する導電層２２２ｂと電気的に接続される。
【０２４５】図１６（Ａ）に示す光３５は、導電層４６ｂと低抵抗領域２３１ｎとの接続部を透過して、表示モジュールの外部に射出される。これにより、画素の開口率を高め、表示装置の消費電力を低減することができる。
【０２４６】絶縁層２１５上に導電層４６ａが位置する。図１６（Ａ）では、導電層４６ａは、半導体層２３１ｂの低抵抗領域２３１ｎの一方と電気的に接続されている。具体的には、導電層４６ａは、絶縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１４及び絶縁層２１５に設けられた開口を介して、半導体層２３１ｂの低抵抗領域２３１ｎの一方と接している。半導体層２３１ｂの低抵抗領域２３１ｎの他方は、信号線として機能する導電層２２２ｄと電気的に接続される。
【０２４７】図１６（Ａ）に示す光３５は、導電層４６ａと低抵抗領域２３１ｎとの接続部を透過して、表示モジュールの外部に射出される。これにより、画素の開口率をさらに高め、表示装置の消費電力をさらに低減することができる。
【０２４８】図１６（Ｂ）に示す半導体層２３１ｂと導電層４６ａの接続部（図１５（Ａ）の接続部７４に対応）のように、画素は、遮光層３８と重なる接続部を有していてもよい。つまり、本発明の一態様の表示装置が有する画素が、第１の接続部と第２の接続部を有する場合、当該表示装置は、光３５を、第１の接続部を介して表示モジュールの外部に射出し、かつ、光３５を、第２の接続部を介して表示モジュールの外部に射出しない構成であってもよい。また、図１０に示すように、導電層４６ａは、絶縁層２１４及び絶縁層２１５に設けられた開口を介して、導電層２２２ｃと接していてもよい。
【０２４９】ＦＰＣ１７２は、導電層２２２ｅと電気的に接続されている。導電層２２２ｅは、導電層２２２ｂ、導電層２２２ｄと同一の工程、同一の材料で形成することができる。
【０２５０】同様に、図１１または図１２に示す表示モジュールが有する、トランジスタと画素電極とが電気的に接続される接続部に、可視光を透過する機能を有する構成を適用することもできる。
【０２５１】＜表示装置の構成例４＞
図１７〜図２０を用いて、フィールドシーケンシャル駆動方式により表示する機能を有する表示装置の構成例について説明する。フィールドシーケンシャル駆動方式は、時分割によりカラー表示を行う駆動方式である。具体的には、赤色、緑色、青色等の各色の発光素子を、時間をずらして順次点灯し、これと同期させて画素を駆動し、継時加法混色法に基づいてカラー表示を行う。
【０２５２】フィールドシーケンシャル駆動方式を適用する場合、１つの画素を複数の異なる色の副画素で構成する必要がないため、画素の開口率を大きくすることができる。また、表示装置の高精細化も可能である。また、カラーフィルタなどの着色層を設ける必要がないため、着色層による光の吸収がなく、画素の透過率を向上させることができる。これにより、必要な輝度を少ない電力で得ることができるため、低消費電力化が実現できる。また、表示装置の作製工程を簡略化し、作製コストを低減できる。
【０２５３】フィールドシーケンシャル駆動方式を適用する場合、高いフレーム周波数が求められる。本発明の一態様の表示装置は、１つの画素に２つの容量素子を有するため、画素の保持容量が大きく、液晶素子に高い電圧を供給することができるため、液晶素子の応答速度を向上させることができる。例えば、液晶素子に印加する電圧を一時的に高くして液晶の配向を速く変化させるオーバードライブ駆動により、液晶素子の応答速度を向上させることができる。したがって、本発明の一態様の表示装置は、高いフレーム周波数が求められるフィールドシーケンシャル駆動方式を適用する際に好適な構成であるといえる。
【０２５４】液晶材料の回転粘性係数が小さいと液晶素子の応答を速くできるため、好ましい。具体的には、液晶材料の回転粘性係数が、１０ｍＰａ・ｓｅｃ以上１５０ｍＰａ・ｓｅｃ以下であることが好ましい。
【０２５５】また、本実施の形態の表示装置で用いるＦＦＳモードの場合、ネガ型の液晶材料に比べて、ポジ型の液晶材料を用いる方が液晶の応答を速くすることができ、好ましい。ポジ型の液晶材料を用いる場合、配向膜のラビング角度（スリットの長辺とラビング方向との間の角度）が１５°以上４５°以下であることが好ましい。ラビング角度が大きいと、液晶の応答を速くすることができるが、駆動電圧が上昇することがある。本発明の一態様の表示装置は、液晶素子に高い電圧を供給することができるため、ラビング角度を大きくしても高い表示品位を実現できる。
【０２５６】また、ネガ型の液晶材料を用いる場合、配向膜のラビング角度は４５°以上７５°以下であることが好ましい。
【０２５７】また、液晶層の厚さ（セルギャップ）が小さいほど、液晶の応答を速くすることができ、好ましい。例えば、フィールドシーケンシャル駆動方式を適用する際、セルギャップは１μｍ以上２．５μｍ以下であることが好ましい。例えば、１つの画素において、液晶層の厚さの最小値が１μｍ以上２．５μｍ以下であることが好ましい。または、セルギャップを調整する機能を有する部材（スペーサともいう）の高さが１μｍ以上２．５μｍ以下であることが好ましい。
【０２５８】また、ブルー相を示す液晶は、応答速度が速いため好ましい。本実施の形態の表示装置は、高い電圧をかけて液晶素子を駆動させることができるため、ブルー相を示す液晶を適用する際に構成であるといえる。
【０２５９】≪画素の上面レイアウト≫
図１７（Ａ）〜（Ｃ）に画素の上面図を示す。図１７（Ａ）〜（Ｃ）に示す画素は、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示す画素の変形例である。図１７（Ａ）は、ゲート２２１から共通電極４３ａまでの積層構造を共通電極４３ａ側から見た上面図である。図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）の積層構造から共通電極４３ａを除いた上面図であり、図１７（Ｃ）は、図１７（Ａ）の積層構造から共通電極４３ａ及び画素電極４１を除いた上面図である。
【０２６０】図１７（Ａ）〜（Ｃ）に示す画素は、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示す画素と同様に、接続部７１、接続部７２、トランジスタ１０２、画素電極４１、共通電極４３ａ、及び導電層４６ａ等を有する。図４（Ａ）〜（Ｃ）に示す画素は、画素が有する複数の副画素のうちの１つに相当する。一方、図１７（Ａ）〜（Ｃ）に示す画素は、副画素を有さない１つの画素に相当する。したがって、画素の開口率を高めることができる。
【０２６１】≪表示モジュールの断面構造≫
図１８に、表示モジュールの断面図を示す。図１８に示す表示モジュールは、図５に示す表示モジュールの変形例である。図１８に示す表示モジュールにおける図５に示す表示モジュールと共通する構成の詳細な説明は、実施の形態１を参照できる。図１８における画素の断面構造については、図１７（Ａ）に示す一点鎖線Ｅ１−Ｅ２間、及び一点鎖線Ｅ３−Ｅ４間の断面図に相当する。
【０２６２】図１８に示す表示モジュールは、表示装置１０、偏光板６１、偏光板６３、バックライトユニット３０、ＦＰＣ１７２等を有する。
【０２６３】バックライトユニット３０が有する光源から発せられた光３５は、偏光板６１、表示装置１０、偏光板６３をこの順に透過して、表示モジュールの外部に射出される。光３５が透過するこれらの層の材料には、可視光を透過する材料を用いる。
【０２６４】図１８に示す表示装置１０はフィールドシーケンシャル駆動方式を用いてカラー画像を表示することができる。そのため、図１８に示す表示装置１０は、カラーフィルタなどの着色層を有さない。したがって、画素の透過率を向上させることができる。
【０２６５】バックライトユニット３０として、例えば、赤色、緑色、青色の３色の発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることができる。
【０２６６】表示装置１０は、基板３１、基板３２、トランジスタ１０２、導電層４６ａ、導電層４６ｂ、導電層４６ｃ、絶縁層４４、絶縁層４５、画素電極４１、液晶層４２、共通電極４３ａ、導電層４３ｂ、導電層２２２ｅ、配向膜１３３ａ、配向膜１３３ｂ、接着層１４１、オーバーコート１３５、及び遮光層３８等を有する。
【０２６７】基板３１上にトランジスタ１０２が位置する。トランジスタ１０２の構成は、図５と同様である。
【０２６８】絶縁層２１５上に導電層４６ｂが位置し、導電層４６ｂ上に絶縁層４４が位置し、絶縁層４４上に画素電極４１が位置する。画素電極４１は、導電層２２２ａと電気的に接続されている。具体的には、導電層２２２ａは導電層４６ｂと接し、導電層４６ｂは画素電極４１と接している。
【０２６９】絶縁層２１５上に導電層４６ａが位置する。導電層４６ａ上に絶縁層４４及び絶縁層４５が位置する。絶縁層４５上に共通電極４３ａが位置する。共通電極４３ａは、導電層４６ａと電気的に接続されている。具体的には、共通電極４３ａは、絶縁層４４及び絶縁層４５に設けられた開口を介して、導電層４６ａと接している。
【０２７０】基板３２には、遮光層３８が設けられ、そして、遮光層３８を覆うオーバーコート１３５が設けられている。オーバーコート１３５に接して配向膜１３３ｂが設けられている。また、共通電極４３ａ上に配向膜１３３ａが設けられている。配向膜１３３ａと配向膜１３３ｂの間に液晶層４２が挟持されている。オーバーコート１３５は、遮光層３８等に含まれる不純物が液晶層４２に拡散することを抑制できる。
【０２７１】同様に、図６または図７に示す表示モジュールが有する表示装置に、フィールドシーケンシャル駆動方式により表示する機能を有する構成を適用することもできる。
【０２７２】≪画素の上面レイアウト≫
図１９（Ａ）〜（Ｃ）に画素の上面図を示す。図１９（Ａ）〜（Ｃ）に示す画素は、図９（Ａ）〜（Ｃ）に示す画素の変形例である。図１９（Ａ）は、ゲート２２１ａ及びゲート２２１ｂから共通電極４３ａまでの積層構造を共通電極４３ａ側から見た上面図である。図１９（Ｂ）は、図１９（Ａ）の積層構造から共通電極４３ａを除いた上面図であり、図１９（Ｃ）は、図１９（Ａ）の積層構造から共通電極４３ａ及び画素電極４１を除いた上面図である。
【０２７３】図１９（Ａ）〜（Ｃ）に示す画素は、図９（Ａ）〜（Ｃ）に示す画素と同様に、接続部７３、接続部７４、トランジスタ１０１、トランジスタ１０２、画素電極４１、共通電極４３ａ、及び導電層４６ａ等を有する。図９（Ａ）〜（Ｃ）に示す画素は、画素が有する複数の副画素のうちの１つに相当する。一方、図１９（Ａ）〜（Ｃ）に示す画素は、副画素を有さない１つの画素に相当する。したがって、画素の開口率を高めることができる。
【０２７４】≪表示モジュールの断面構造≫
図２０に、表示モジュールの断面図を示す。図２０に示す表示モジュールは、図１０に示す表示モジュールの変形例である。図２０に示す表示モジュールにおける図１０に示す表示モジュールと共通する構成の詳細な説明は、実施の形態１を参照できる。図２０における画素の断面構造については、図１９（Ａ）に示す一点鎖線Ｆ１−Ｆ２間、及び一点鎖線Ｆ３−Ｆ４間の断面図に相当する。
【０２７５】図２０に示す表示モジュールは、表示装置１０、偏光板６１、偏光板６３、バックライトユニット３０、ＦＰＣ１７２等を有する。
【０２７６】図２０に示す表示装置１０はフィールドシーケンシャル駆動方式を用いてカラー画像を表示することができる。そのため、図２０に示す表示装置１０は、カラーフィルタなどの着色層を有さない。したがって、画素の透過率を向上させることができる。
【０２７７】表示装置１０は、基板３１、基板３２、トランジスタ１０２、導電層４６ａ、導電層４６ｂ、絶縁層４４、絶縁層４５、画素電極４１、液晶層４２、共通電極４３ａ、導電層４３ｂ、導電層２２２ｅ、配向膜１３３ａ、配向膜１３３ｂ、接着層１４１、オーバーコート１３５、及び遮光層３８等を有する。
【０２７８】基板３１上にトランジスタ１０１及びトランジスタ１０２が位置する。トランジスタ１０１及びトランジスタ１０２の構成は、図１０と同様である。
【０２７９】同様に、図１１または図１２に示す表示モジュールが有する表示装置に、フィールドシーケンシャル駆動方式により表示する機能を有する構成を適用することもできる。
【０２８０】＜表示装置の構成例５＞
図２１〜図２４を用いて、フィールドシーケンシャル駆動方式により表示する機能を有し、かつ、トランジスタと画素電極とが電気的に接続される接続部が可視光を透過する機能を有する表示装置の構成例について説明する。
【０２８１】上述の通り、フィールドシーケンシャル駆動方式を適用する場合、画素の開口率を大きくすることや、画素の透過率を向上させることができる。加えて、トランジスタと画素電極とが電気的に接続される接続部を、可視光を透過する構成とすることで、画素の開口率及び画素の透過率をさらに高めることができる。
【０２８２】なお、図２１〜図２４に示す構成のうち、先に説明した図面と共通する構成の詳細な説明は、先の記載を参照できる。
【０２８３】≪画素の上面レイアウト≫
図２１（Ａ）〜（Ｃ）に画素の上面図を示す。図２１（Ａ）〜（Ｃ）に示す画素は、図１７（Ａ）〜（Ｃ）に示す画素の変形例である。図２１（Ａ）は、ゲート２２１から共通電極４３ａまでの積層構造を共通電極４３ａ側から見た上面図である。図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）の積層構造から共通電極４３ａを除いた上面図であり、図２１（Ｃ）は、図２１（Ａ）の積層構造から共通電極４３ａ及び画素電極４１を除いた上面図である。
【０２８４】画素は、接続部７１と接続部７２を有する。接続部７１では、画素電極４１がトランジスタ１０２と電気的に接続されている。具体的には、トランジスタ１０２のソースまたはドレインとして機能する導電層２２２ｆが導電層４６ｂと接し、かつ、当該導電層４６ｂが画素電極４１と接している。導電層２２２ｆ、導電層４６ｂ、及び画素電極４１は、それぞれ可視光を透過する機能を有する。つまり、図２１（Ａ）に示す接続部７１は、可視光を透過する機能を有する。なお、導電層４６ｂは設けなくてもよく、導電層２２２ｆが画素電極４１と接していてもよい。接続部７２では、導電層４６ａが共通電極４３ａと電気的に接続されている。具体的には、導電層４６ａが共通電極４３ａと接している。
【０２８５】トランジスタ１０２のソースまたはドレインとして機能する導電層２２２ｆに、可視光を透過する導電性材料を用いることで、接続部７１を、可視光を透過する領域とすることができ、画素の開口率を高めることができる。これにより、表示装置の消費電力を低減することができる。
【０２８６】なお、図１７（Ａ）〜（Ｃ）では、画素電極４１の接続部７１とその近傍を除くほとんどの領域が、導電層４６ａと重なる例を示したが、図２１（Ａ）〜（Ｃ）では、画素電極４１の一部の領域のみ、導電層４６ａと重なる例を示す。容量素子１０４の保持容量に応じて、導電層４６ａの上面レイアウトを適宜設定することができる。例えば、導電層４６ａはスリットを有していてもよい。同様に、容量素子１０４及び容量素子１０５の保持容量に応じて、画素電極４１の上面レイアウトを適宜設定することができる。例えば、画素電極４１はスリットを有していてもよい。
【０２８７】≪表示モジュールの断面構造≫
図２２に、表示モジュールの断面図を示す。図２２における画素の断面構造については、図２１（Ａ）に示す一点鎖線Ｇ１−Ｇ２間、及び一点鎖線Ｇ３−Ｇ４間の断面図に相当する。
【０２８８】図２２に示す表示モジュールは、表示装置１０、偏光板６１、偏光板６３、バックライトユニット３０、ＦＰＣ１７２等を有する。
【０２８９】バックライトユニット３０が有する光源から発せられた光３５は、偏光板６１、表示装置１０、偏光板６３をこの順に透過して、表示モジュールの外部に射出される。光３５が透過するこれらの層の材料には、可視光を透過する材料を用いる。
【０２９０】図２２に示す表示装置１０はフィールドシーケンシャル駆動方式を用いてカラー画像を表示することができる。そのため、図２２に示す表示装置１０は、カラーフィルタなどの着色層を有さない。したがって、画素の透過率を向上させることができる。
【０２９１】表示装置１０は、基板３１、基板３２、トランジスタ１０２、導電層２２２ｂ、導電層４６ａ、導電層４６ｂ、導電層４６ｃ、絶縁層４４、絶縁層４５、画素電極４１、液晶層４２、共通電極４３ａ、導電層４３ｂ、導電層２２２ｅ、配向膜１３３ａ、配向膜１３３ｂ、接着層１４１、オーバーコート１３５、及び遮光層３８等を有する。
【０２９２】基板３１上にトランジスタ１０２が位置する。トランジスタ１０２の構成は、図１４と同様である。
【０２９３】絶縁層２１５上に導電層４６ｂが位置し、導電層４６ｂ上に絶縁層４４が位置し、絶縁層４４上に画素電極４１が位置する。画素電極４１は、導電層２２２ｆと電気的に接続されている。具体的には、導電層２２２ｆは導電層４６ｂと接し、導電層４６ｂは画素電極４１と接している。
【０２９４】導電層２２２ｆ及び導電層２２２ｇは、可視光を透過する材料を用いて形成される。したがって、図２２に示す光３５は、導電層４６ｂと導電層２２２ｆの接続部を透過して、表示モジュールの外部に射出される。これにより、画素の開口率を高め、表示装置の消費電力を低減することができる。導電層２２２ｇは、信号線として機能する導電層２２２ｂと電気的に接続される。
【０２９５】絶縁層２１５上に導電層４６ａが位置する。導電層４６ａ上に絶縁層４４及び絶縁層４５が位置する。絶縁層４５上に共通電極４３ａが位置する。共通電極４３ａは、導電層４６ａと電気的に接続されている。具体的には、共通電極４３ａは、絶縁層４４及び絶縁層４５に設けられた開口を介して、導電層４６ａと接している。
【０２９６】基板３２には、遮光層３８が設けられ、そして、遮光層３８を覆うオーバーコート１３５が設けられている。オーバーコート１３５に接して配向膜１３３ｂが設けられている。また、共通電極４３ａ上に配向膜１３３ａが設けられている。配向膜１３３ａと配向膜１３３ｂの間に液晶層４２が挟持されている。オーバーコート１３５は、遮光層３８等に含まれる不純物が液晶層４２に拡散することを抑制できる。
【０２９７】ＦＰＣ１７２は、導電層２２２ｅと電気的に接続されている。導電層２２２ｅは、導電層２２２ｂと同一の工程、同一の材料で形成することができる。
【０２９８】≪画素の上面レイアウト≫
図２３（Ａ）〜（Ｃ）に画素の上面図を示す。図２３（Ａ）〜（Ｃ）に示す画素は、図１９（Ａ）〜（Ｃ）に示す画素の変形例である。図２３（Ａ）は、ゲート２２１ａ及びゲート２２１ｂから共通電極４３ａまでの積層構造を共通電極４３ａ側から見た上面図である。図２３（Ｂ）は、図２３（Ａ）の積層構造から共通電極４３ａを除いた上面図であり、図２３（Ｃ）は、図２３（Ａ）の積層構造から共通電極４３ａ及び画素電極４１を除いた上面図である。
【０２９９】画素は、接続部７３と接続部７４を有する。接続部７３では、画素電極４１がトランジスタ１０２と電気的に接続されている。具体的には、トランジスタ１０２の半導体層２３１ａが有する低抵抗領域が導電層４６ｂと接し、かつ、当該導電層４６ｂが画素電極４１と接している。半導体層２３１ａ、導電層４６ｂ、及び画素電極４１は、それぞれ可視光を透過する機能を有する。つまり、図２３（Ａ）に示す接続部７３は、可視光を透過する機能を有する。接続部７４では、導電層４６ａがトランジスタ１０１と電気的に接続されている。具体的には、トランジスタ１０１の半導体層２３１ｂが有する低抵抗領域が導電層４６ａと接している。導電層４６ａ及び半導体層２３１ｂは、それぞれ可視光を透過する機能を有する。図２３（Ａ）に示すように、接続部７４も、可視光を透過する機能を有していてもよい。
【０３００】トランジスタの半導体層に可視光を透過する材料を用い、当該半導体層の低抵抗領域と、可視光を透過する画素電極と、を、電気的に接続する（可視光を透過する導電層を介してもよい）ことで、接続部７３（及び接続部７４）を、可視光を透過する領域とすることができ、画素の開口率を高めることができる。これにより、表示装置の消費電力を低減することができる。
【０３０１】トランジスタの半導体層に用いる可視光を透過する材料としては、金属酸化物が好適である。金属酸化物の詳細については、実施の形態１を参照できる。
【０３０２】≪表示モジュールの断面構造≫
図２４に、表示モジュールの断面図を示す。図２４における画素の断面構造については、図２３（Ａ）に示す一点鎖線Ｈ１−Ｈ２間、及び一点鎖線Ｈ３−Ｈ４間の断面図に相当する。
【０３０３】図２４に示す表示モジュールは、表示装置１０、偏光板６１、偏光板６３、バックライトユニット３０、ＦＰＣ１７２等を有する。
【０３０４】図２４に示す表示装置１０はフィールドシーケンシャル駆動方式を用いてカラー画像を表示することができる。そのため、図２４に示す表示装置１０は、カラーフィルタなどの着色層を有さない。したがって、画素の透過率を向上させることができる。
【０３０５】表示装置１０は、基板３１、基板３２、トランジスタ１０２、導電層４６ａ、導電層４６ｂ、絶縁層４４、絶縁層４５、画素電極４１、液晶層４２、共通電極４３ａ、導電層４３ｂ、導電層２２２ｅ、配向膜１３３ａ、配向膜１３３ｂ、接着層１４１、オーバーコート１３５、及び遮光層３８等を有する。
【０３０６】基板３１上にトランジスタ１０１及びトランジスタ１０２が位置する。トランジスタ１０１及びトランジスタ１０２の構成は、図１６（Ａ）と同様である。
【０３０７】絶縁層２１５上に導電層４６ｂが位置し、導電層４６ｂ上に絶縁層４４が位置し、絶縁層４４上に画素電極４１が位置する。画素電極４１は、半導体層２３１ａの低抵抗領域２３１ｎの一方と電気的に接続されている。具体的には、半導体層２３１ａの低抵抗領域２３１ｎの一方は導電層４６ｂと接し、導電層４６ｂは画素電極４１と接している。半導体層２３１ａの低抵抗領域２３１ｎの他方は、信号線として機能する導電層２２２ｂと電気的に接続される。
【０３０８】図２４に示す光３５は、導電層４６ｂと低抵抗領域２３１ｎとの接続部を透過して、表示モジュールの外部に射出される。これにより、画素の開口率を高め、表示装置の消費電力を低減することができる。
【０３０９】ＦＰＣ１７２は、導電層２２２ｅと電気的に接続されている。導電層２２２ｅは、導電層２２２ｂ、導電層２２２ｄと同一の工程、同一の材料で形成することができる。
【０３１０】以上のように、本発明の一態様の表示装置は、画素に、可視光を透過する２つの容量素子を重ねて有するため、画素が、高い開口率と大きな保持容量とを両立することができる。
【０３１１】また、本発明の一態様の表示装置は、トランジスタと画素電極とが電気的に接続される接続部が、可視光を透過する機能を有するため、画素の開口率をさらに高めることができる。
【０３１２】また、本発明の一態様の表示装置は、画像信号に補正信号を付加するための機能を有するため、ソースドライバの出力電圧よりも高い電圧で、液晶素子を駆動させることができる。
【０３１３】また、本発明の一態様の表示装置は、フィールドシーケンシャル駆動方式により表示する機能を有するため、画素の開口率をさらに高めることができ、また、カラーフィルタ等の着色層を不要にできるため、画素の透過率を高めることができる。
【０３１４】本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０３１５】（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について、図２５及び図２６を用いて説明する。
【０３１６】本実施の形態の電子機器は、表示部に、本発明の一態様の表示装置を有する。これにより、電子機器の表示部は、高品質な映像を表示することができる。また、広い温度範囲で信頼性高く表示を行うことができる。
【０３１７】本実施の形態の電子機器の表示部には、例えばフルハイビジョン、２Ｋ、４Ｋ、８Ｋ、１６Ｋ、またはそれ以上の解像度を有する映像を表示させることができる。また、表示部の画面サイズは、対角２０インチ以上、対角３０インチ以上、対角５０インチ以上、対角６０インチ以上、または対角７０インチ以上とすることができる。
【０３１８】本発明の一態様の表示装置を用い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、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｇｅ：電子看板）、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、などが挙げられる。また、本発明の一態様の表示装置は、携帯型の電子機器、装着型の電子機器（ウェアラブル機器）、ＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｒｅａｌｉｔｙ）機器、ＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  Ｒｅａｌｉｔｙ）機器などにも好適に用いることができる。
【０３１９】本発明の一態様の電子機器は、二次電池を有していてもよく、非接触電力伝送を用いて、二次電池を充電することができると好ましい。
【０３２０】二次電池としては、例えば、ゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池（リチウムイオンポリマー電池）等のリチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛電池などが挙げられる。
【０３２１】本発明の一態様の電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信することで、表示部で映像や情報等の表示を行うことができる。また、電子機器がアンテナ及び二次電池を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。
【０３２２】本発明の一態様の電子機器は、センサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの）を有していてもよい。
【０３２３】本発明の一態様の電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）を実行する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出す機能等を有することができる。
【０３２４】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、静止画または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（外部または電子機器に内蔵）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、本発明の一態様の電子機器が有す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。
【０３２５】図２５（Ａ）に、テレビジョン装置１８１０を示す。テレビジョン装置１８１０は、表示部１８１１、筐体１８１２、スピーカ１８１３等を有する。さらに、ＬＥＤランプ、操作キー（電源スイッチ、または操作スイッチを含む）、接続端子、各種センサ、マイクロフォン等を有することができる。
【０３２６】テレビジョン装置１８１０は、リモコン操作機１８１４により、操作することができる。
【０３２７】テレビジョン装置１８１０が受信できる放送電波としては、地上波、または衛星から送信される電波などが挙げられる。また放送電波として、アナログ放送、デジタル放送などがあり、また映像及び音声、または音声のみの放送などがある。例えばＵＨＦ帯（約３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）またはＶＨＦ帯（３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）のうちの特定の周波数帯域で送信される放送電波を受信することができる。また例えば、複数の周波数帯域で受信した複数のデータを用いることで、転送レートを高くすることができ、より多くの情報を得ることができる。これによりフルハイビジョンを超える解像度を有する映像を、表示部１８１１に表示させることができる。例えば、４Ｋ、８Ｋ、１６Ｋ、またはそれ以上の解像度を有する映像を表示させることができる。
【０３２８】また、インターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）などのコンピュータネットワークを介したデータ伝送技術により送信された放送のデータを用いて、表示部１８１１に表示する画像を生成する構成としてもよい。このとき、テレビジョン装置１８１０にチューナーを有さなくてもよい。
【０３２９】図２５（Ｂ）は円柱状の柱１８２２に取り付けられたデジタルサイネージ１８２０を示している。デジタルサイネージ１８２０は、表示部１８２１を有する。
【０３３０】表示部１８２１が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示部１８２１が広いほど、人の目につきやすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることができる。
【０３３１】表示部１８２１にタッチパネルを適用することで、表示部１８２１に静止画または動画を表示するだけでなく、使用者が直感的に操作することができ、好ましい。また、路線情報もしくは交通情報などの情報を提供するための用途に用いる場合には、直感的な操作によりユーザビリティを高めることができる。
【０３３２】図２５（Ｃ）はノート型のパーソナルコンピュータ１８３０を示している。パーソナルコンピュータ１８３０は、表示部１８３１、筐体１８３２、タッチパッド１８３３、接続ポート１８３４等を有する。
【０３３３】タッチパッド１８３３は、ポインティングデバイスや、ペンタブレット等の入力手段として機能し、指やスタイラス等で操作することができる。
【０３３４】また、タッチパッド１８３３には表示素子が組み込まれている。図２５（Ｃ）に示すように、タッチパッド１８３３の表面に入力キー１８３５を表示することで、タッチパッド１８３３をキーボードとして使用することができる。このとき、入力キー１８３５に触れた際に、振動により触感を実現するため、振動モジュールがタッチパッド１８３３に組み込まれていてもよい。
【０３３５】図２６（Ａ）、（Ｂ）に、携帯情報端末８００を示す。携帯情報端末８００は、筐体８０１、筐体８０２、表示部８０３、表示部８０４、及びヒンジ部８０５等を有する。
【０３３６】筐体８０１と筐体８０２は、ヒンジ部８０５で連結されている。携帯情報端末８００は、図２６（Ａ）に示すように折り畳んだ状態から、図２６（Ｂ）に示すように筐体８０１と筐体８０２を開くことができる。
【０３３７】例えば表示部８０３及び表示部８０４に、文書情報を表示することができ、電子書籍端末としても用いることができる。また、表示部８０３及び表示部８０４に静止画像や動画像を表示することもできる。
【０３３８】このように、携帯情報端末８００は、持ち運ぶ際には折り畳んだ状態にできるため、汎用性に優れる。
【０３３９】なお、筐体８０１及び筐体８０２には、電源ボタン、操作ボタン、外部接続ポート、スピーカ、マイク等を有していてもよい。
【０３４０】図２６（Ｃ）に携帯情報端末の一例を示す。図２６（Ｃ）に示す携帯情報端末８１０は、筐体８１１、表示部８１２、操作ボタン８１３、外部接続ポート８１４、スピーカ８１５、マイク８１６、カメラ８１７等を有する。
【０３４１】携帯情報端末８１０は、表示部８１２にタッチセンサを備える。電話を掛ける、或いは文字を入力するなどのあらゆる操作は、指やスタイラスなどで表示部８１２に触れることで行うことができる。
【０３４２】また、操作ボタン８１３の操作により、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や、表示部８１２に表示される画像の種類を切り替えることができる。例えば、メール作成画面から、メインメニュー画面に切り替えることができる。
【０３４３】また、携帯情報端末８１０の内部に、ジャイロセンサまたは加速度センサ等の検出装置を設けることで、携帯情報端末８１０の向き（縦か横か）を判断して、表示部８１２の画面表示の向きを自動的に切り替えるようにすることができる。また、画面表示の向きの切り替えは、表示部８１２を触れること、操作ボタン８１３の操作、またはマイク８１６を用いた音声入力等により行うこともできる。
【０３４４】携帯情報端末８１０は、例えば、電話機、手帳または情報閲覧装置等から選ばれた一つまたは複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとして用いることができる。携帯情報端末８１０は、例えば、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、動画再生、インターネット通信、ゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。
【０３４５】図２６（Ｄ）に、カメラの一例を示す。カメラ８２０は、筐体８２１、表示部８２２、操作ボタン８２３、シャッターボタン８２４等を有する。またカメラ８２０には、着脱可能なレンズ８２６が取り付けられている。
【０３４６】ここではカメラ８２０として、レンズ８２６を筐体８２１から取り外して交換することが可能な構成としたが、レンズ８２６と筐体が一体となっていてもよい。
【０３４７】カメラ８２０は、シャッターボタン８２４を押すことにより、静止画、または動画を撮像することができる。また、表示部８２２はタッチパネルとしての機能を有し、表示部８２２をタッチすることにより撮像することも可能である。
【０３４８】なお、カメラ８２０は、ストロボ装置や、ビューファインダーなどを別途装着することができる。または、これらが筐体８２１に組み込まれていてもよい。
【０３４９】図２６（Ｅ）に、本発明の一態様の表示装置を車載用ディスプレイとして搭載した一例を示す。表示部８３２及び表示部８３３はナビゲーション情報、スピードメーターやタコメーター、走行距離、燃料計、ギア状態、空調の設定などを表示することで、様々な情報を提供することができる。表示は使用者の好みに合わせて適宜その表示項目やレイアウトを変更することができる。本発明の一態様の表示装置は、広い温度範囲で使用することができ、低温環境及び高温環境のいずれにおいても信頼性高く表示を行うことができる。したがって、本発明の一態様の表示装置を車載用のディスプレイとして利用することで、走行の安全性を高めることができる。
【０３５０】以上示したとおり、本発明の一態様の表示装置を適用して電子機器を得ることができる。表示装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用できる。
【０３５１】本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【実施例】
【０３５２】本実施例では、本発明の一態様の表示装置を作製した結果について説明する。【０３５３】本実施例で作製した表示装置は、画面サイズが対角１０．２インチ、有効画素数が７２０（Ｈ）×ＲＧＢ×１９２０（Ｖ）、画素サイズが４２μｍ（Ｈ）×１２６μｍ（Ｖ）、精細度２０１ｐｐｉ、開口率が４６．２％である、ＦＦＳモードの液晶表示装置である。【０３５４】ゲートドライバは内蔵し、ソースドライバは、外付けのＩＣを用いた。フレーム周波数は、６０Ｈｚである。【０３５５】画素回路の構成は、図８（Ａ）に示す画素１１ｂの回路図と対応する。本実施例の表示装置は、画像信号に補正信号を付加して表示することができる（図８（Ｂ）参照）。画素の上面レイアウトは、図９（Ａ）〜（Ｃ）の構成と対応する。画素の断面構造は、図１０に示す構成と対応する。【０３５６】液晶材料には飽和電圧が約１０Ｖとなるような液晶材料を用いた。ＦＦＳモードの液晶表示装置では、飽和電圧を５Ｖ程度にすることができるが、本実施例では、画像信号に補正信号を付加することで、液晶素子に高電圧の印加が可能であることを確認するため、液晶素子の駆動電圧が高くなるように液晶材料を選定した。【０３５７】図２７（Ａ）に、補正信号を付加せず、画像信号のみを用いて表示した場合の表示結果を示す。図２７（Ｂ）に、画像信号に補正信号を付加して表示した場合の表示結果を示す。図２７（Ａ）に比べて、図２７（Ｂ）は表示が明るい。画像信号のみでは、十分な電圧を液晶素子に印加できておらず、補正信号を付加することで、液晶素子により高い電圧が印加され、表示が明るくなったといえる。図２７（Ａ）、（Ｂ）から、画像信号に補正信号を付加することで、画像信号のみを用いる場合に比べて、高い電圧を液晶素子に印加でき、高輝度で表示できることがわかった。【０３５８】また、補正信号を付加せず、画像信号のみを用いて表示した場合、白表示の輝度は、７６ｃｄ／ｍ２であり、コントラストは３５：１であった。一方、画像信号に補正信号を付加して表示した場合、白表示の輝度は、３４４ｃｄ／ｍ２であり、コントラストは１１４：１であった。このことから、画像信号に補正信号を付加することで、駆動電圧が高い表示装置で、コントラストを高めることができるとわかった。
【符号の説明】
【０３５９】１０：表示装置、１１：画素、１１ａ：画素、１１ｂ：画素、３０：バックライトユニット、３１：基板、３２：基板、３５：光、３８：遮光層、３９：着色層、４１：画素電極、４２：液晶層、４３：共通電極、４３ａ：共通電極、４３ｂ：導電層、４４：絶縁層、４５：絶縁層、４６：導電層、４６ａ：導電層、４６ｂ：導電層、４６ｃ：導電層、６１：偏光板、６３：偏光板、７１：接続部、７２：接続部、７３：接続部、７４：接続部、１００：表示領域、１０１：トランジスタ、１０２：トランジスタ、１０４：容量素子、１０５：容量素子、１０６：液晶素子、１２１：配線、１２２：配線、１２４：配線、１２５：配線、１２６：配線、１３３ａ：配向膜、１３３ｂ：配向膜、１３５：オーバーコート、１４１：接着層、１７２：ＦＰＣ、２１１：ゲート絶縁層、２１２：絶縁層、２１３：絶縁層、２１４：絶縁層、２１５：絶縁層、２１７：絶縁層、２１８：絶縁層、２２１：ゲート、２２１ａ：ゲート、２２１ｂ：ゲート、２２２ａ：導電層、２２２ｂ：導電層、２２２ｃ：導電層、２２２ｄ：導電層、２２２ｅ：導電層、２２２ｆ：導電層、２２２ｇ：導電層、２２３：ゲート、２２３ａ：ゲート、２２３ｂ：ゲート、２２５：ゲート絶縁層、２２５ａ：ゲート絶縁層、２２５ｂ：ゲート絶縁層、２３１：半導体層、２３１ａ：半導体層、２３１ｂ：半導体層、２３１ｉ：チャネル形成領域、２３１ｎ：低抵抗領域、２３３：ゲート、２３５：ゲート絶縁層、２４２：接続体、８００：携帯情報端末、８０１：筐体、８０２：筐体、８０３：表示部、８０４：表示部、８０５：ヒンジ部、８１０：携帯情報端末、８１１：筐体、８１２：表示部、８１３：操作ボタン、８１４：外部接続ポート、８１５：スピーカ、８１６：マイク、８１７：カメラ、８２０：カメラ、８２１：筐体、８２２：表示部、８２３：操作ボタン、８２４：シャッターボタン、８２６：レンズ、８３２：表示部、８３３：表示部、１８１０：テレビジョン装置、１８１１：表示部、１８１２：筐体、１８１３：スピーカ、１８１４：リモコン操作機、１８２０：デジタルサイネージ、１８２１：表示部、１８２２：柱、１８３０：パーソナルコンピュータ、１８３１：表示部、１８３２：筐体、１８３３：タッチパッド、１８３４：接続ポート、１８３５：入力キー
【図１】
2019135147.tif 000003
【図２】
2019135147.tif 000004
【図３】
2019135147.tif 000005
【図４】
2019135147.tif 000006
【図５】
2019135147.tif 000007
【図６】
2019135147.tif 000008
【図７】
2019135147.tif 000009
【図８】
2019135147.tif 000010
【図９】
2019135147.tif 000011
【図１０】
2019135147.tif 000012
【図１１】
2019135147.tif 000013
【図１２】
2019135147.tif 000014
【図１３】
2019135147.tif 000015
【図１４】
2019135147.tif 000016
【図１５】
2019135147.tif 000017
【図１６】
2019135147.tif 000018
【図１７】
2019135147.tif 000019
【図１８】
2019135147.tif 000020
【図１９】
2019135147.tif 000021
【図２０】
2019135147.tif 000022
【図２１】
2019135147.tif 000023
【図２２】
2019135147.tif 000024
【図２３】
2019135147.tif 000025
【図２４】
2019135147.tif 000026
【図２５】
2019135147.tif 000027
【図２６】
2019135147.tif 000028
【図２７】
2019135147.tif 000029
【国際調査報告】
2019135147.tif 000030
2019135147.tif 000031
2019135147.tif 000032
2019135147.tif 000033