(57)【要約】  本発明は、消費電力量が小さい薄膜トランジスタアレイを提供する。薄膜トランジスタアレイは、列配線および行配線と、薄膜トランジスタを含む画素とを含み、薄膜トランジスタは、ソース電極は、平面視で、一定の幅の線状であって、ドレイン電極は、平面視で、所定の距離の隙間を介してソース電極を囲むＵ字部を有し、半導体パターンは、少なくともソース電極およびドレイン電極間にいてチャネル領域をなし、ゲート電極は、ゲート絶縁膜を介してチャネル領域と重なり、平面視でチャネル領域を含み、ソース電極は列配線に接続され、ゲート電極はゲート接続配線によって行配線に接続され、ドレイン電極はドレイン接続配線によって画素電極に接続されている。
2020045296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
前記絶縁基板上において、第１の方向に延伸する複数の列配線および前記第１の方向に直交する第２の方向に延伸する複数の行配線と、
前記列配線と前記行配線とが交差する位置に対応して前記絶縁基板上に設けられた、薄膜トランジスタおよび画素電極を有する複数の画素とを含む薄膜トランジスタアレイであって、
前記薄膜トランジスタは、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、および半導体パターンを有し、
前記ソース電極は、平面視で、一定の幅の線状であって、
前記ドレイン電極は、平面視で、所定の距離の隙間を介して前記ソース電極を囲むＵ字状のＵ字部を有し、
前記半導体パターンは、少なくとも前記ソース電極および前記ドレイン電極間をつないでチャネル領域をなし、
前記ゲート電極は、ゲート絶縁膜を介して前記チャネル領域と重なり、平面視で前記チャネル領域を含み、
前記ソース電極は前記列配線に接続され、前記ゲート電極はゲート接続配線によって前記行配線に接続され、前記ドレイン電極はドレイン接続配線によって前記画素電極に接続されている、
薄膜トランジスタアレイ。
【請求項２】
前記ソース電極は、平面視で、先端が丸く形成された一定の幅の線状である、
請求項１記載の薄膜トランジスタアレイ。
【請求項３】
平面視で、前記ゲート接続配線が前記ドレイン電極および前記ドレイン接続配線の少なくともいずれかと重ならないように形成されている、
請求項１または２記載の薄膜トランジスタアレイ。
【請求項４】
平面視で、前記ゲート電極の外形線の少なくとも一部が前記ドレイン電極のＵ字部に重なるように形成されている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタアレイ。
【請求項５】
平面視で、前記ゲート電極の外形線の少なくとも一部が前記半導体パターンに重なるとともに、前記ドレイン電極のＵ字部の開口よりも外方に形成され、
前記半導体パターンの外形線の少なくとも一部が前記ゲート電極の外形線よりも内方に形成されている、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタアレイ。
【請求項６】
平面視で、前記ゲート電極の外形線の少なくとも一部が前記半導体パターンの外形線よりも外方に形成され、
前記ゲート電極および前記半導体パターンの両方について、外形線の少なくとも一部が前記ドレイン電極のＵ字部の開口よりも外方に形成されている、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタアレイ。
【請求項７】
前記半導体パターンの上層かつ前記ソース電極および前記ドレイン電極の下層に、絶縁性のエッチングストッパ層を有し、
前記エッチングストッパ層は、平面視で一定幅を有するＵ字形状であって前記所定の距離の隙間を含むように形成されることにより前記チャネル領域を規定し、
平面視で、前記ゲート電極の外形線の少なくとも一部が前記ドレイン電極のＵ字部に重なり、かつ前記エッチングストッパ層の外縁より外方に形成されている、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタアレイ。
【請求項８】
平面視で、前記ソース電極の幅が前記列配線の幅以下である、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタアレイ。
【請求項９】
前記ソース電極と前記列配線の間をつなぐソース接続配線を有し、平面視で、前記ソース接続配線の幅が前記ソース電極の幅より小さい、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタアレイ。
【請求項１０】
前記画素は、キャパシタ電極をさらに有し、
前記キャパシタ電極は前記画素電極との間に静電容量を有することができ、
前記キャパシタ電極はキャパシタ配線に接続されている、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタアレイ。
【請求項１１】
前記ゲート電極および前記行配線を有する層と、
前記ゲート絶縁膜と、
前記ソース電極、前記列配線、および前記ドレイン電極を有する層と、
層間絶縁膜と、
前記キャパシタ電極および前記キャパシタ配線を有する層と、
キャパシタ絶縁膜と、
前記画素電極を有する層を少なくともこの順に有し、
平面視で、
前記列配線が前記キャパシタ電極および前記キャパシタ配線の少なくともいずれかと重ならない、
請求項１０記載の薄膜トランジスタアレイ。
【請求項１２】
前記ソース電極、前記列配線、および前記ドレイン電極を有する層と、
前記ゲート絶縁膜と、
前記ゲート電極および前記行配線を有する層と、
層間絶縁膜と、
前記キャパシタ電極および前記キャパシタ配線を有する層と、
キャパシタ絶縁膜と、
前記画素電極を有する層を少なくともこの順に有し、
平面視で、
前記列配線が前記キャパシタ電極および前記キャパシタ配線の少なくともいずれかと重ならない、
請求項１０記載の薄膜トランジスタアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタアレイに関する。本発明の薄膜トランジスタアレイは、表示装置に用いることができる。また、本発明の薄膜トランジスタアレイは、低消費電力用途に適している。
【背景技術】
【０００２】
半導体自体を基板としたトランジスタや集積回路技術を基礎として、ガラス基板上にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）やポリシリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）の薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）アレイが製造され、液晶ディスプレイなどに応用されている。ＴＦＴはスイッチの役割を果たしており、行配線（ゲート配線）に与えられた選択電圧によってＴＦＴをオンにした時に、列配線（ソース配線）に与えられた信号電圧をドレイン電極に接続された画素電極に書き込む。書き込まれた電圧は、ドレイン電極または画素電極と、キャパシタ電極との間に設けられた蓄積キャパシタに保持される。（ＴＦＴアレイの場合、ソースとドレインの働きは書き込む電圧の極性によって変わるため、動作で名称を決められない。そこで、便宜的に一方をソース、他方をドレインと、呼び方を統一しておく。本発明では、配線に接続されている方をソース、画素電極に接続されている方をドレインと呼ぶ。）【０００３】
ＴＦＴアレイには、ゲート電位をオンからオフに切替える際に画素電位が変化するゲートフィードスルーという現象がある。画素電位は、ゲートフィードスルー電圧Ｖｇｆ＝ΔＶｇ・Ｃｇｄ／（Ｃｇｄ＋Ｃｓ＋Ｃｐ）だけ変化する。ΔＶｇはゲート電位変化量、Ｃｇｄはゲート・ドレイン間容量、Ｃｓは蓄積容量（画素電極・キャパシタ間容量）、Ｃｐは表示媒体の容量である。Ｃｐが大きければ蓄積容量Ｃｓを省略できる。Ｃｐが小さければＣｓが必要になり、ＣｐがＣｓに比べてずっと小さければＣｐを無視できる。従来は、ゲートフィードスルー電圧を小さくする目的で、Ｃｇｄを小さくする工夫をしてきた（特許文献１）。図２１に示すように、ドレイン電極を一定幅の線状かつ先端を丸め、ソース電極をＵ字状にしてドレイン電極を囲む形状にすることで、ゲート電極・ドレイン電極の重なり面積Ｓｇｄを小さくし、Ｃｇｄを小さくした。一方、ゲート・ソース間容量Ｃｇｓが重視されることはなかった。【０００４】
近年、薄膜トランジスタアレイと電気泳動媒体を組合せた電子ペーパー表示装置が開発され、液晶よりも低消費電力な表示装置として期待されている。なぜなら、一般的な液晶表示装置は駆動を行っている間しか表示できず、表示を保つためには駆動を続ける必要があるのに対し、電気泳動タイプの電子ペーパーは駆動終了後にも表示を保つので、駆動を続ける必要がないからである。【０００５】
さらに、電子ペーパーを個体認識技術であるＲＦＩＤと組合せて、コンテナの表示部とする技術が開示された（特許文献２）。ＲＦＩＤに保存された内容物データを表示部に表示させることで、目視でもデータを確認できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１８７０９３号公報
【特許文献２】特開２００３−２３３７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような表示装置には、内蔵する電池の電力を使って書替を行うタイプと、ＲＦＩＤの書替を行うリーダライタの電波を電力に変換し、その電力を用いて書替を行うタイプがある。いずれのタイプにおいても、書替時の消費電力量の低減が課題である。電池を内蔵する表示装置では、消費電力量が大きいと頻繁に電池交換を行う必要がある。ＲＦ電波の電力を用いる表示装置では、消費電力量が大きいと電波が強い近距離でしか書替を行うことができない。このため、書替時の消費電力量を抑制できる、薄膜トランジスタアレイが求められている。【０００８】
本発明は、係る従来技術の状況に鑑みてなされたもので、消費電力量を小さくした薄膜トランジスタアレイを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の一局面は、絶縁基板と、絶縁基板上において、第１の方向に延伸する複数の列配線および第１の方向に直交する第２の方向に延伸する複数の行配線と、列配線と行配線とが交差する位置に対応して絶縁基板上に設けられた、薄膜トランジスタおよび画素電極を有する複数の画素とを含む薄膜トランジスタアレイであって、薄膜トランジスタは、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、および半導体パターンを有し、ソース電極は、平面視で、一定の幅の線状であって、ドレイン電極は、平面視で、所定の距離の隙間を介してソース電極を囲むＵ字状のＵ字部を有し、半導体パターンは、少なくともソース電極およびドレイン電極間においてチャネル領域をなし、ゲート電極は、ゲート絶縁膜を介してチャネル領域と重なり、平面視でチャネル領域を含み、ソース電極は列配線に接続され、ゲート電極はゲート接続配線によって行配線に接続され、ドレイン電極はドレイン接続配線によって画素電極に接続されている、薄膜トランジスタアレイである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、消費電力量が小さい、薄膜トランジスタアレイを提供できる。すなわち、本発明は、表示装置に用いることにより表示装置の書替時の消費電力量を低減することができ、電池内蔵タイプの表示装置の電池交換頻度を減らすことができる。また、ＲＦ電波から電力変換するタイプの表示装置の書替可能距離を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る薄膜トランジスタアレイの製造途中の一例を示す平面図および断面図である。
【図２】図２は、変形例に係る薄膜トランジスタアレイの製造途中の一例を示す平面図および断面図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態に係る薄膜トランジスタアレイの製造途中の一例を示す平面図および断面図である。
【図４】図４は、変形例に係る薄膜トランジスタアレイの製造途中の一例を示す平面図および断面図である。
【図５】図５は、本発明の第３の実施形態に係る薄膜トランジスタアレイの製造途中の一例を示す平面図および断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、Ｕ字部、先端部、Ｕ字領域、開口領域を示す平面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、ドレイン電極を示す平面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、Ｕ字部、先端部、Ｕ字領域、開口領域を示す平面図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、ドレイン電極を示す平面図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、Ｕ字部、先端部、Ｕ字領域、開口領域を示す平面図である。
【図６Ｆ】図６Ｆは、ドレイン電極を示す平面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図１の薄膜トランジスタの拡大平面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図１の薄膜トランジスタの変形例の拡大平面図である。
【図８】図８は、図３の薄膜トランジスタの拡大平面図である。
【図９】図９は、ソース電極、ソース接続配線を示す平面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、変形例に係る薄膜トランジスタアレイの製造途中の一例を示す平面図と断面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０Ａの製造工程の続きを示す平面図と断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、図１０Ｂの製造工程の続きを示す平面図と断面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、変形例に係る薄膜トランジスタアレイの製造途中の一例を示す平面図と断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１１Ａの製造工程の続きを示す平面図と断面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、図１１Ｂの製造工程の続きを示す平面図と断面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、変形例に係る薄膜トランジスタアレイの製造途中の一例を示す平面図と断面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１２Ａの製造工程の続きを示す平面図と断面図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、変形例に係る薄膜トランジスタアレイの製造途中の一例を示す平面図と断面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１３Ａの製造工程の続きを示す平面図と断面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、変形例に係る薄膜トランジスタアレイの製造途中の一例を示す平面図と断面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、図１４Ａの製造工程の続きを示す平面図と断面図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、図１４Ｂの製造工程の続きを示す平面図と断面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、変形例に係る薄膜トランジスタアレイの製造途中の一例を示す平面図と断面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１５Ａの製造工程の続きを示す平面図と断面図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、図１５Ｂの製造工程の続きを示す平面図と断面図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、変形例に係る薄膜トランジスタアレイの製造途中の一例を示す平面図と断面図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、図１６Ａの製造工程の続きを示す平面図と断面図である。
【図１６Ｃ】図１６Ｃは、図１６Ｂの製造工程の続きを示す平面図と断面図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、変形例に係る薄膜トランジスタアレイの製造途中の一例を示す平面図と断面図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、図１７Ａの製造工程の続きを示す平面図と断面図である。
【図１７Ｃ】図１７Ｃは、図１７Ｂの製造工程の続きを示す平面図と断面図である。
【図１８】図１８は、列配線での電圧波形、電流波形、電力量の計算を示す図である。
【図１９】図１９は、行配線での電圧波形、電流波形、電力量の計算を示す図である。
【図２０】図２０は、画素ＴＦＴでの電圧波形、電流波形、電力量の計算を示す図である。
【図２１】図２１は、従来の薄膜トランジスタアレイの一例を示す平面図および断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態について、以下に図面を使用して詳細に説明する。なお、以下に使用する図面では、説明を判り易くするために縮尺は正確には描かれていない。また、各実施形態および変形例間で同一または対応する構成については、同じ参照符号を付して説明を省略する。
【００１３】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係わる薄膜トランジスタアレイの一部を図１に、変形例に係る薄膜トランジスタアレイの一部を図２に示す。図１の（ａ）と図２の（ａ）は特徴をわかりやすく示すための製造途中図であり、図１の（ｂ）と図２の（ｂ）は完成図である。図１や図２の薄膜トランジスタアレイは、縦方向（第１の方向）に延伸する複数の列配線４Ｌと、これに直交する横方向（第２の方向）に延伸する複数の行配線２Ｌと、列配線４Ｌと行配線２Ｌとが交差する位置に対応して設けられた複数の画素を有する。
【００１４】
画素は、薄膜トランジスタと画素電極１０を少なくとも有し、薄膜トランジスタはゲート電極２、ソース電極４、ドレイン電極５を有する。平面視で、ソース電極４は、一定の幅の線状であって、ドレイン電極５は、所定の距離の隙間を介してソース電極４を囲むＵ字状のＵ字部５Ｕを有し、半導体パターン６は、少なくとも一部がソース電極４およびドレイン電極５間をつないでチャネル領域６Ｃをなす。ここでＵ字形状とは、２本の平行な直線部と各々の直線の一方の先端同士を繋いだ形状である。先端同士を繋ぐ部分（Ｕ字の底）は直線でもよいし、丸みを帯びていてもよい。ゲート電極２はゲート絶縁膜３を介して少なくとも一部がチャネル領域６Ｃと重なり、ソース電極４は列配線４Ｌに接続され、ゲート電極２はゲート接続配線２Ｃを介して行配線２Ｌに接続され、ドレイン電極５は少なくともドレイン接続配線５Ｃを介して画素電極１０に接続されている。
【００１５】
図１〜図２の場合、ソース電極４の先端は丸く形成されている。また、ドレイン電極５のＵ字形状の底も丸みを帯びている。そして、ソース電極４の直線部から所定のチャネル長だけ離れた位置にドレイン電極５のＵ字形状の直線部があり、ソース電極４の先端の丸い部分から所定のチャネル長だけ離れた位置にドレイン電極５の丸みを帯びたＵ字の底がある。この構造では、ソース電極４の両側の縁および先端の縁を全てチャネル領域６Ｃの形成に用いることができて、必要なオン電流を得るためのチャネル幅Ｗを充分に確保しながらソース電極４の面積を小さくでき、ゲート電極・ソース電極の重なり面積Ｓｇｓを小さくし、Ｃｇｓを小さくできる。
【００１６】
また、ゲート接続配線２Ｃは、ゲート電極２より細く、ドレイン電極５およびドレイン接続配線５Ｃの少なくともいずれかと重なりを有しない。それにより、ゲート・ドレイン間容量Ｃｇｄを小さく保つことができる。
【００１７】
図６Ａに示すように、ドレイン電極５は、ソース電極４に一定間隔（所定の距離の隙間）で近接するＵ字部５Ｕと、ソース電極４から離れていく２つの先端部５Ｔからなる。先端部５Ｔは、丸くてもよい。また、先端部５Ｔがなくてもよい。ドレイン電極５のＵ字部５Ｕとソース電極４の間の一定間隔部分が、チャネルのＵ字領域６Ｕである。図６Ａでは、ドレイン電極５のＵ字形状の底が丸みを有し、半円状であり、ソース電極４の先端の丸みと同心円状であり、ソース電極４の直線部の両側だけでなく、ソース電極４の先端部においても、ソース電極４・ドレイン電極５間の間隔（即ちチャネルのＵ字領域６Ｕの幅）が一定である。よって、ソース電極４の直線部の両側だけでなく、ソース電極４の先端部においても、トランジスタとして有効に機能する。なお、ここで「ソース電極４・ドレイン電極５の間隔（チャネルのＵ字領域６Ｕの幅）が一定」とは実質的に一定であればよく、設計上のわずかな違いや、プロセスに起因するわずかな変形があっても、本発明の範囲に含まれる。例えばソース電極４の先端およびドレイン電極５のＵ字の底は完全な同心円でなくてもよく、両者の中心点が少しずれていてもよい。さらには、ソース電極４の先端およびドレイン電極５のＵ字の底の丸みは、正確な円でなくてもよい。
【００１８】
図６Ｃは図６Ａの変形例である。図６Ｃに示すように、ドレイン電極５は、ソース電極４に一定間隔（所定の距離の隙間）で近接するＵ字部５Ｕと、ソース電極４から離れていく２つの先端部５Ｔからなる。ドレイン電極５の先端部５Ｔは、丸くてもよい。また、先端部５Ｔがなくてもよい。ドレイン電極５のＵ字部５Ｕとソース電極４の間の一定間隔部分が、チャネルのＵ字領域６Ｕである。図６Ｃでは、ドレイン電極５のＵ字形状の底の少なくともソース電極４の先端と対向する部分が丸みを有さず、ソース電極４の先端は矩形であり、ソース電極４の直線部の両側だけでなく、ソース電極４の先端部の辺においても、ソース電極４・ドレイン電極５間の間隔（即ちチャネルのＵ字領域６Ｕの幅）が一定である。よって、ソース電極４の直線部の両側だけでなく、ソース電極４の先端部の辺においても、トランジスタとして有効に機能する。なお、ここで「ソース電極４・ドレイン電極５の間隔（チャネルのＵ字領域６Ｕの幅）が一定」とは実質的に一定であればよく、設計上のわずかな違いや、プロセスによるわずかな変形があっても、本発明の範囲に含まれる。また、ドレイン電極５のＵ字形状の底のうちソース電極４の先端部と対向する部分以外については、丸みを帯びていてもよい。
【００１９】
図６Ｅは図６Ｃの特別な例である。図６Ｅに示すように、ドレイン電極５は、ソース電極４に一定間隔（所定の距離の隙間）で近接するＵ字部５Ｕと、ソース電極４から離れていく２つの先端部５Ｔからなる。ドレイン電極５の先端部５Ｔは、丸くてもよい。また、先端部５Ｔがなくてもよい。ドレイン電極５のＵ字部５Ｕとソース電極４の間の一定間隔部分が、チャネルのＵ字領域６Ｕである。図６Ｅでは、ドレイン電極５のＵ字形状の底の中央は直線であるが両脇に丸みを有し、ソース電極４の先端は矩形であり、ドレイン電極５のＵ字の底の丸みの中心はソース電極４の頂点に一致し、ソース電極４の直線部の両側とドレイン電極５の直線部の間隔だけでなく、ソース電極４の先端部の辺とドレイン電極５のＵ字の底の直線部、およびソース電極４の先端の２つの頂点とドレイン電極５のＵ字の２つの丸み部分においても、ソース電極４・ドレイン電極５間の間隔（即ちチャネルのＵ字領域６Ｕの幅）が一定である。よって、ソース電極４の直線部の両側だけでなく、ソース電極４の先端の辺においても、トランジスタとして有効に機能し、さらにソース電極４の頂点においても有効に機能する。なお、ここで「ソース電極４・ドレイン電極５の間隔（チャネルのＵ字領域６Ｕの幅）が一定」とは実質的に一定であればよく、設計上のわずかな違いや、プロセスによるわずかな変形があっても、本発明の範囲に含まれる。
【００２０】
図６Ａ、図６Ｃ、図６Ｅにおいて、ドレイン電極５のＵ字部５Ｕと先端部５Ｔを分ける直線を境界として、Ｕ字部５Ｕ側をＴＦＴのＵ字領域と呼び、Ｕ字部５Ｕが開口した側であって先端部５Ｔを含む側をＴＦＴの開口領域と呼ぶ。
【００２１】
図６Ｂ、図６Ｄ、図６Ｆに示すように、ドレイン電極５の外縁とはＵ字部５Ｕの外縁５ＵＯであり、ドレイン電極５の内縁とはＵ字部５Ｕの内縁５ＵＩである。
【００２２】
図１、図２では図７Ａのように、平面視でゲート電極２の外形がＵ字領域においてドレイン電極５の外縁５ＵＯより小さく内縁５ＵＩより大きい。すなわち、平面視において、ゲート電極２の外形線（平面視における輪郭線）の少なくとも一部が、Ｕ字領域においてドレイン電極５のＵ字部５Ｕに重なるように形成されている。ゲート電極２の外形がドレイン電極５の外縁５ＵＯより小さいので、ゲート電極・ドレイン電極の重なり面積Ｓｇｄが小さく、ゲート・ドレイン間容量Ｃｇｄも小さい。また、ゲート電極２の外形がドレイン電極５の内縁５ＵＩより大きいので、チャネル領域６Ｃの電流を確実に制御できる。
【００２３】
図１の（ａ）、図２の（ａ）では図７Ａのように、平面視でゲート電極２の外形がＵ字領域において半導体パターン６の外形より小さく、ゲート電極２が開口領域に突出し、半導体パターン６が開口領域に突出していない。すなわち、平面視において、ゲート電極２の外形線の少なくとも一部が、Ｕ字領域において半導体パターン６に重なるとともに、Ｕ字部５Ｕの開口よりも外方に形成され、かつ半導体パターン６の外形線の少なくとも一部がＵ字部５Ｕの開口よりも内方に形成されている。ゲート電極２の外形がＵ字領域において半導体パターン６の外形より小さいことにより、ゲート電極・ドレイン電極の重なり面積Ｓｇｄが小さく、Ｃｇｄも小さい。また、ゲート電極２が開口領域に突出し、半導体パターン６が開口領域に突出していないことにより、チャネル領域６Ｃの電流を確実に制御できる。なお、ゲート電極２が開口領域に突出する部分の形状は、図７Ａ上のように丸くてもよいし、図７Ａ下のようにまっすぐでもよい。チャネル領域６Ｃは、チャネルのＵ字領域６Ｕと一致する。この場合、半導体パターン６の縁に起因する寄生トランジスタの影響でＶｇ−Ｉｄ特性が少し変形することがあるが、電子ペーパーの駆動では精密な電流制御が不要なので問題ない。
【００２４】
あるいは図７Ｂのように、平面視でゲート電極２の外形がＵ字領域において半導体パターン６の外形より小さく、ゲート電極２が開口領域に突出し、半導体パターン６が開口領域に突出するものの、開口領域において半導体パターン６の外形の一部がゲート電極２の外形よりも内方に形成されていてもよい。すなわち、平面視において、ゲート電極２の外形線の少なくとも一部が、Ｕ字領域において半導体パターン６に重なるとともに、開口領域においてドレイン電極のＵ字部５Ｕの開口よりも外方に形成され、かつ半導体パターン６の外形線の少なくとも一部がＵ字部５Ｕの開口よりも外方に形成され、かつゲート電極２の外形よりも内方に形成されている。ゲート電極２の外形がＵ字領域において半導体パターン６の外形より小さいことにより、ゲート電極・ドレイン電極の重なり面積Ｓｇｄが小さく、Ｃｇｄも小さい。また、ゲート電極２が開口領域に突出し、半導体パターン６が開口領域に突出するものの、ゲート電極２の外形よりも内方に形成されていることにより、チャネル領域６Ｃの電流を確実に制御できる。なお、ゲート電極２が開口領域に突出する部分の形状は、図７Ｂ上のように丸くてもよいし、図７Ｂ下のようにまっすぐでもよい。チャネル領域６Ｃは、チャネルのＵ字領域６Ｕからなる主部分と、開口側に少しはみでた副部分の２領域からなる。
【００２５】
図１の（ａ）では、平面視で半導体パターン６の外形がＵ字領域においてドレイン電極５の外縁５ＵＯより小さい。これにより、Ｕ字領域においてチャネル領域６Ｃ以外の半導体パターンを全てソース電極４とドレイン電極５で覆うことができ、ＴＦＴ上を後述するキャパシタ電極８が覆う場合にはドレイン電極５・キャパシタ電極８の重なり面積Ｓｄｃを確定できて、特性が安定する。図２では、平面視で半導体パターン６の外形がＵ字領域においてドレイン電極５の外縁５ＵＯより大きい。この場合、ドレイン電極５の周囲に半導体パターン６があることにより、チャネル領域６Ｃのエッチング時に被エッチング物の量が多いことによってエッチレートが均一となる利点がある。
【００２６】
なお、図１の（ｂ）、図２の（ｂ）は、蓄積容量を有しない例である。表示媒体の静電容量が大きい場合には、表示媒体の静電容量に電荷が蓄積されて電位が保たれるので、蓄積容量をＴＦＴアレイ内に用意する必要がない。表示媒体が液晶の場合や、表示媒体の厚さが小さい場合が、これに該当する。一方、表示媒体の静電容量が充分に大きくない場合には、蓄積容量Ｃｓを用いる。
【００２７】
図１０Ａ〜図１３Ｂは、蓄積容量Ｃｓを有する例である。図１０Ａ〜図１０Ｃは、ゲート電極２・行配線２Ｌを有する第１導電層と、ゲート絶縁膜３と、ソース電極４・列配線４Ｌ・ドレイン電極５を有する第２導電層と、層間絶縁膜７と、キャパシタ電極８・キャパシタ配線８Ｌを有する第３導電層と、キャパシタ絶縁膜９と、画素電極１０を有する第４導電層を少なくともこの順に積層した変形例に係る薄膜トランジスタアレイの製造工程を示している。なお、具体的な製造方法については、後述する実施例において説明する。
【００２８】
製造された薄膜トランジスタアレイにおいて、半導体パターン６は、ソース電極４・ドレイン電極５に隣接し、チャネルのＵ字領域６Ｕをなす。ソース電極４が一定の幅の線状であることにより、解像限界近くまでソース電極４の幅を狭くすることができ、ソース電極４の面積が小さいのでゲート電極２・ソース電極４の重なり面積Ｓｇｓが小さく、ゲート・ソース間容量Ｃｇｓが小さい。ゲート絶縁膜３の誘電率をεｇｉ、膜厚をＤｇｉとすると、Ｃｇｓ＝εｇｉ・Ｓｇｓ／Ｄｇｉである。ただし、行配線２Ｌ・列配線４Ｌの重なり面積Ｓｇｓｌを無視できず、その分が加算されてＣｇｓ＝εｇｉ・（Ｓｇｓ＋Ｓｇｓｌ）／Ｄｇｉである。
【００２９】
また、平面視で、列配線４Ｌがキャパシタ電極８やキャパシタ配線８Ｌと重ならない。列配線４Ｌ・キャパシタ電極８の重なりをなくすことで、ソース・キャパシタ間容量Ｃｓｃを小さくできる。ＴＦＴをキャパシタ電極８で覆う場合、ソース電極４が一定の幅の線状であることにより、解像限界近くまでソース電極４の幅を狭くすることができ、ソース電極４の面積が小さいのでソース電極４・キャパシタ電極８の重なり面積Ｓｓｃが小さく、ソース・キャパシタ間容量Ｃｓｃが小さい。層間絶縁膜７の誘電率をεｉｌ、膜厚をＤｉｌとすると、Ｃｓｃ＝εｉｌ・Ｓｓｃ／Ｄｉｌである。（図１０Ｂの（ｄ）の変形例としてＴＦＴをキャパシタ電極８で覆わない場合、ソース電極４・キャパシタ電極８の重なり面積Ｓｓｃはほぼ０であり、ソース・キャパシタ間容量Ｃｓｃはほぼ０である。）
【００３０】
画素電極１０がドレイン電極５とは別の層に属し、画素電極１０・ドレイン電極５間にキャパシタ絶縁膜９と層間絶縁膜７を有するので、ドレイン電極５は、ドレイン接続配線５Ｃ、ドレインパッド５Ｐ、層間絶縁膜７の開口、キャパシタ絶縁膜９の開口を介して、画素電極１０に接続される。平面視で、列配線４Ｌの大部分が画素電極１０と重なることが望ましい。列配線４Ｌの大部分が画素電極１０と重なることによって、列配線４Ｌの電位が表示媒体の色に影響しない。列配線４Ｌ・画素電極１０の重なりによる容量Ｃｓｐが発生するものの、キャパシタ絶縁膜９と層間絶縁膜７の２層を挟んでいるので容量Ｃｓｐはあまり大きくない。キャパシタ絶縁膜９の誘電率をεｃｉ、膜厚をＤｃｉとすると、Ｃｓｐ＝Ｓｓｐ／（Ｄｃｉ／εｃｉ＋Ｄｉｌ／εｉｌ）である。
【００３１】
図１１Ａ〜図１１Ｃは、ソース電極４・列配線４Ｌ・ドレイン電極５を有する第１導電層と、ゲート絶縁膜３と、ゲート電極２・行配線２Ｌを有する第２導電層と、層間絶縁膜７と、キャパシタ電極８・キャパシタ配線８Ｌを有する第３導電層と、キャパシタ絶縁膜９と、画素電極１０を有する第４導電層を少なくともこの順に積層した変形例に係る薄膜トランジスタアレイの製造工程を示している。
【００３２】
図１１Ａ〜図１１Ｃの薄膜トランジスタアレイにおいても、図１０Ａ〜図１０Ｃと同様にゲート・ソース間容量Ｃｇｓが小さい。
【００３３】
また、平面視で、列配線４Ｌがキャパシタ電極８やキャパシタ配線８Ｌと重ならない。列配線４Ｌ・キャパシタ電極８の重なりをなくすことで、ソース・キャパシタ間容量Ｃｓｃを小さくできる。ソース電極４の大部分はゲート電極２に覆われているため、ソース電極４・キャパシタ電極８の重なり面積Ｓｓｃは小さく、ソース・キャパシタ間容量Ｃｓｃも小さい。層間絶縁膜７の誘電率をεｉｌ、膜厚をＤｉｌとすると、Ｃｓｃ＝Ｓｓｃ／（Ｄｉｌ／εｉｌ＋Ｄｇｉ／εｇｉ）である。ＴＦＴをキャパシタ電極８で覆う場合、ゲート電極２・キャパシタ電極８の重なり面積Ｓｇｃが発生する。層間絶縁膜７の誘電率をεｉｌ、膜厚をＤｉｌとすると、Ｃｇｃ＝εｉｌ・Ｓｇｃ／Ｄｉｌである。（図１１Ｂの（ｄ）の変形例としてＴＦＴをキャパシタ電極８で覆わない場合、ゲート電極２・キャパシタ電極８の重なり面積Ｓｇｃはほぼ０であるが、行配線２Ｌ・キャパシタ配線８Ｌの重なり面積Ｓｇｃｌを無視できず、ゲート・キャパシタ間容量Ｃｇｃ＝εｉｌ・Ｓｇｃｌ／Ｄｉｌである。）
【００３４】
画素電極１０がドレイン電極５とは別の層に属し、画素電極１０・ドレイン電極５間にキャパシタ絶縁膜９、層間絶縁膜７、ゲート絶縁膜３を有するので、ドレイン電極５は、ドレイン接続配線５Ｃ、ドレインパッド５Ｐ、ゲート絶縁膜３の開口、層間絶縁膜７の開口、キャパシタ絶縁膜９の開口を介して、画素電極１０に接続される。平面視で、列配線４Ｌの大部分が画素電極１０と重なることが望ましい。列配線４Ｌの大部分が画素電極１０と重なることによって、列配線４Ｌの電位が表示媒体の色に影響しない。列配線４Ｌ・画素電極１０の重なりによる容量Ｃｓｐが発生するものの、キャパシタ絶縁膜９と層間絶縁膜７とゲート絶縁膜３の３層を挟んでいるので容量Ｃｓｐはあまり大きくない。キャパシタ絶縁膜９の誘電率をεｃｉ、膜厚をＤｃｉとすると、Ｃｓｐ＝Ｓｓｐ／（Ｄｃｉ／εｃｉ＋Ｄｉｌ／εｉｌ＋Ｄｇｉ／εｇｉ）である。
【００３５】
図１２Ａ〜図１２Ｂは、ゲート電極２・行配線２Ｌ・ドレイン副電極５Ｓを有する第１導電層と、ゲート絶縁膜３と、ソース電極４・列配線４Ｌ・ドレイン電極５・キャパシタ電極８・キャパシタ配線８Ｌを有する第２導電層と、層間絶縁膜７と、画素電極１０を有する第３導電層を少なくともこの順に積層した変形例に係る薄膜トランジスタアレイの製造工程を示している。
【００３６】
図１２Ａ〜図１２Ｂの薄膜トランジスタアレイにおいても、図１０Ａ〜図１０Ｃと同様にゲート・ソース間容量Ｃｇｓが小さい。
【００３７】
列配線４Ｌ・キャパシタ電極８の重なり面積は０であり、ソース・キャパシタ間容量Ｃｓｃはほぼ０である。画素電極１０がドレイン電極５とは別の層に属し、画素電極１０・ドレイン電極５間に層間絶縁膜７を有するので、ドレイン電極５は、ドレイン接続配線５Ｃ、ドレインパッド５Ｐ、層間絶縁膜７の開口を介して、画素電極１０に接続される。平面視で、列配線４Ｌの大部分が画素電極１０と重なることが望ましい。列配線４Ｌの大部分が画素電極１０と重なることによって、列配線４Ｌの電位が表示媒体の色に影響しない。列配線４Ｌ・画素電極１０の重なりによる容量Ｃｓｐが発生するものの、層間絶縁膜７が厚いので容量Ｃｓｐはあまり大きくない。Ｃｓｐ＝εｉｌ・Ｓｓｐ／Ｄｉｌである。
【００３８】
図１３Ａ〜図１３Ｂは、ゲート電極２・行配線２Ｌ・キャパシタ電極８・キャパシタ配線８Ｌを有する第１導電層と、ゲート絶縁膜３と、ソース電極４・列配線４Ｌ・ドレイン電極５・画素電極１０を有する第２導電層と、層間絶縁膜７を少なくともこの順に積層した変形例に係る薄膜トランジスタアレイの製造工程を示している。
【００３９】
図１３Ａ〜図１３Ｂの薄膜トランジスタアレイにおいても、図１０Ａ〜図１０Ｃと同様にゲート・ソース間容量Ｃｇｓが小さい。
【００４０】
ソース電極４・キャパシタ電極８は重なりを有しないが、列配線４Ｌ・キャパシタ配線８Ｌは重なり面積Ｓｓｃｌを有し、ソース・キャパシタ間容量はＣｓｃ＝εｇｉ・Ｓｓｃｌ／Ｄｇｉである。画素電極１０がドレイン電極５と同層であり、ドレイン電極５は、ドレイン接続配線５Ｃを介して、画素電極１０に接続される。層間絶縁膜７は、少なくともソース電極４・列配線４Ｌ・半導体パターン６を覆い、画素電極１０を覆わない。列配線４Ｌ・画素電極１０は同層なので重なり面積Ｓｓｐは０であり、ソース・画素間容量Ｃｓｐはほぼ０である。
【００４１】
図１４Ａ〜図１４Ｃは、図２の変形例である。図１４Ａ〜図１４Ｃは、ゲート電極２・行配線２Ｌを有する第１導電層と、ゲート絶縁膜３と、ソース電極４・列配線４Ｌ・ドレイン電極５を有する第２導電層と、層間絶縁膜７と、キャパシタ電極８・キャパシタ配線８Ｌを有する第３導電層と、キャパシタ絶縁膜９と、画素電極１０を有する第４導電層を少なくともこの順に積層した変形例に係る薄膜トランジスタアレイの製造工程を示している。
【００４２】
図１４Ａ〜図１４Ｃの薄膜トランジスタアレイにおいても、図１０Ａ〜図１０Ｃと同様にゲート・ソース間容量Ｃｇｓが小さい。
【００４３】
また、平面視で、列配線４Ｌがキャパシタ電極８やキャパシタ配線８Ｌと重ならない。列配線４Ｌ・キャパシタ電極８の重なりをなくすことで、ソース・キャパシタ間容量Ｃｓｃを小さくできる。ＴＦＴをキャパシタ電極８で覆う場合、ソース電極４が一定の幅の線状であることにより、解像限界近くまでソース電極４の幅を狭くすることができ、ソース電極４・キャパシタ電極８の重なり面積Ｓｓｃが小さく、ソース・キャパシタ間容量Ｃｓｃが小さい。層間絶縁膜７の誘電率をεｉｌ、膜厚をＤｉｌとすると、Ｃｓｃ＝εｉｌ・Ｓｓｃ／Ｄｉｌである。（図１４Ｂの（ｄ）の変形例としてＴＦＴをキャパシタ電極８で覆わない場合、ソース電極４・キャパシタ電極８の重なり面積Ｓｓｃはほぼ０であり、ソース・キャパシタ間容量Ｃｓｃはほぼ０である。）
【００４４】
画素電極１０がドレイン電極５とは別の層に属し、画素電極１０・ドレイン電極５間にキャパシタ絶縁膜９と層間絶縁膜７を有するので、ドレイン電極５は、ドレイン接続配線５Ｃ、ドレインパッド５Ｐ、層間絶縁膜７の開口、キャパシタ絶縁膜９の開口を介して、画素電極１０に接続される。平面視で、列配線４Ｌの大部分が画素電極１０と重なることが望ましい。列配線４Ｌの大部分が画素電極１０と重なることによって、列配線４Ｌの電位が表示媒体の色に影響しない。列配線４Ｌ・画素電極１０の重なりによる容量Ｃｓｐが発生するものの、キャパシタ絶縁膜９と層間絶縁膜７の２層を挟んでいるので容量Ｃｓｐはあまり大きくない。キャパシタ絶縁膜９の誘電率をεｃｉ、膜厚をＤｃｉとすると、Ｃｓｐ＝Ｓｓｐ／（Ｄｃｉ／εｃｉ＋Ｄｉｌ／εｉｌ）である。
【００４５】
図２の変形例として、図１の変形例である図１１Ａ〜図１３Ｂと似た構造もあり得る。
【００４６】
ここで、Ｃｇｓ、Ｃｓｃ、Ｃｓｐを小さくすることの重要性について説明する。ＴＦＴアレイにはゲート電極２、ソース電極４、ドレイン電極５、キャパシタ電極８、画素電極１０の５種の電極があるが、画素電極１０はドレイン電極５に接続されているので実質４種である。その間の容量は４Ｃ２＝６種であり、Ｃｇｓ、Ｃｓｃ、Ｃｓｐ、Ｃｇｄ、Ｃｇｃ、Ｃｓである。蓄積容量Ｃｓはある程度の大きさを持つことが望ましいが、他は小さい方が望ましい。
【００４７】
列配線４ＬがＭ本、行配線２ＬがＮ本とする。列配線４Ｌに接続されているのは、Ｃｇｓ、Ｃｓｃ、Ｃｓｐ／／Ｃｓである。ここで／／は、容量の直列回路を意味し、例えばＣｓｐ／／Ｃｓ＝１／（１／Ｃｓｐ＋１／Ｃｓ）である。ただしＣｓｐ＜＜Ｃｓであるから、Ｃｓｐ／／Ｃｓ≒Ｃｓｐである。１本の列配線４Ｌに接続された画素はＮ個であるから、静電容量はＣ＝Ｎ（Ｃｇｓ＋Ｃｓｃ＋Ｃｓｐ／／Ｃｓ）である。
【００４８】
列配線４Ｌは、各行のデータに合わせて電圧を変更するので、最も多く充放電されるのは１行毎に逆極性を書込む場合である。１本の列配線４Ｌで１フレーム中に消費される電力量は図１８のように計算できる。ただし、列配線４Ｌの電圧波形がＶ４、白書込と黒書込の電圧が±Ｖｓ、列配線抵抗（厳密には列配線抵抗と直列抵抗（ソースドライバの出力抵抗等）の和）がＲである。図１８で、横軸は時間ｔである。ソースドライバの正電源の電圧がＶｐ、電流がＩｐ、負電源の電圧がＶｎ、電流がＩｎ、ＧＮＤ線の電圧がＶ０＝０、電流がＩ０である。正電源の消費電力がＰｐ、負電源の消費電力がＰｎ、ＧＮＤ線の消費電力Ｐ０＝０である。式を簡単にするために各充電波形の積分範囲をｔ＝０〜∞として表記しているが、時定数ＣＲより充分大きければよく、例えばｔ＝０〜３ＣＲでも電力量の９５％をカバーして近似的には同等である。１本の列配線で１フレームに消費される電力量は、（２Ｎ−１）Ｃ（Ｖｓ）２である。よって、Ｍ本の列配線で１フレーム中に消費される電力量は、Ｍ×（２Ｎ−１）×Ｎ（Ｃｇｓ＋Ｃｓｃ＋Ｃｓｐ／／Ｃｓ）×（Ｖｓ）２＝ＭＮ（２Ｎ−１）（Ｃｇｓ＋Ｃｓｃ＋Ｃｓｐ／／Ｃｓ）（Ｖｓ）２であり、Ｎが１より充分大きい場合には２Ｍ（Ｎ２）（Ｃｇｓ＋Ｃｓｃ＋Ｃｓｐ／／Ｃｓ）（Ｖｓ）２とみなせる。最も消費される電力量が小さいのは列配線の電圧を変えない場合であり、１フレーム中に消費される電力量は０である。
【００４９】
行配線２Ｌに接続されているのはＣｇｓ、Ｃｇｃ、Ｃｇｄ／／Ｃｓである。１本の行配線２Ｌに接続された画素はＭ個であるから、静電容量はＣ＝Ｍ（Ｃｇｓ＋Ｃｇｃ＋Ｃｇｄ／／Ｃｓ）である。ただしＣｇｄ＜＜Ｃｓであるから、Ｃｇｄ／／Ｃｓ≒Ｃｇｄである。１フレームでゲート電圧は、オフ→オンの１回と、オン→オフの１回の、計２回変化する。ゲート電圧変化量をΔＶｇとすると、１本の行配線で１フレーム中に消費される電力量は図１９のように計算できる。行配線２Ｌの電圧波形がＶ２である。ただし、図１９はＴＦＴがｐチャネルの場合であり、ｎチャネルの場合は電圧の正負が逆になるが、消費電力量の式は同じである。ゲートの正電圧がＶｐ、負電圧がＶｎ、行配線抵抗（厳密には行配線抵抗と直列抵抗（ゲートドライバの出力抵抗等）の和）がＲである。図１９で、横軸は時間ｔである。ゲートドライバ１４の正電源の電圧がＶｐ、電流がＩｐ、負電源の電圧がＶｎ、電流がＩｎである。正電源の消費電力がＰｐ、負電源の消費電力がＰｎである。式を簡単にするために各充電波形の積分範囲をｔ＝０〜∞として表記しているが、時定数ＣＲより充分大きければよく、例えばｔ＝０〜３ＣＲでも電力量の９５％をカバーして近似的には同等である。１本の行配線で１フレームに消費される電力量は、Ｃ（ΔＶｇ）２である。Ｎ本の行配線で１フレーム中に消費される電力量は、Ｎ×Ｍ（Ｃｇｓ＋Ｃｇｃ＋Ｃｇｄ／／Ｃｓ）×（ΔＶｇ）２＝ＭＮ（Ｃｇｓ＋Ｃｇｃ＋Ｃｇｄ／／Ｃｓ）（ΔＶｇ）２である。
【００５０】
ＴＦＴに接続されているのはＣｇｄ、Ｃｓである。静電容量はＣ＝Ｃｇｄ＋Ｃｓである。１フレームで画素電圧は、画素が前回と異なる表示を行う場合に１回変化する。最も多く充電されるのは全画素の表示を変更する場合である。その場合、列配線の電圧変化量をＶｓとすると、１フレーム中に消費される電力量は図２０のように計算できる。画素の電圧波形がＶｐｉｘｅｌである。ＴＦＴ抵抗（厳密にはＴＦＴ抵抗と直列抵抗（列配線抵抗等）の和）がＲである。図２０で、横軸は時間ｔである。ドレイン電圧Ｖｄ＝Ｖｓを書込んだ時、電流がＩｔｆｔ、消費電力がＰｔｆｔである。式を簡単にするために充電波形の積分範囲をｔ＝０〜∞として表記しているが、時定数ＣＲより充分大きければよく、例えばｔ＝０〜３ＣＲでも電力量の９５％をカバーして近似的には同等である。１個のＴＦＴで１フレームに消費される電力量は（Ｃｓ＋Ｃｇｄ）（Ｖｓ）２であり、ＭＮ個ではＭＮ（Ｃｓ＋Ｃｇｄ）（Ｖｓ）２である。Ｖｄ＝−Ｖｓの場合も同じ値である。最も消費電力量が小さいのは画素電位を変えない場合であり、１フレーム中に消費される電力量は０である。
【００５１】
以上のように消費される電力量の係数は、列配線でＭＮ２、行配線でＭＮ、画素でＭＮである。通常、ＭやＮは数十〜数百である。また一般的に、Ｃｇｓ、Ｃｓｃ、Ｃｓｐ、Ｃｇｃ、Ｃｇｄは、Ｃｓに比べて小さく、大まかに言って２桁程度小さい。すると、列配線で１フレーム中に消費される最大電力量は、画素で１フレームに消費される最大電力量と同等であり、行配線で１フレーム中に消費される電力量はそれらより２桁小さい。
【００５２】
また、電子ペーパーでは同画像を数フレーム（１０フレーム程度）に亘って描くことが多い。この場合、第１フレームでの書替に電力量を消費するが、第２〜１０フレームでは同電位なのでほとんど消費しない。すると、列配線で約１０フレーム中に消費される最大電力量は大きく、画素で約１０フレーム中に消費される最大電力量は列配線で約１０フレーム中に消費される最大電力量より１桁小さく、行配線で約１０フレーム中に消費される電力量は画素で約１０フレーム中に消費される最大電力量よりさらに１桁小さい。従って、列配線に接続された容量（Ｃｇｓ、Ｃｓｃ、Ｃｓｐ）を小さくすることが、消費電力量を減らすために重要である。
【００５３】
よって、図１、図２、図１０Ａ〜図１４Ｃに示す構造は、消費電力量を減らす効果がある。すなわち、上記の薄膜トランジスタアレイを表示装置に用いることにより、表示装置の書替時の消費電力量を低減することができ、電池内蔵タイプの表示装置の電池交換頻度を減らすことができる。また、ＲＦ電波から電力変換するタイプの表示装置の場合は、書替可能距離を長くすることができる。
【００５４】
なお、ドレイン電極５のＵ字部５Ｕの幅は一定であってもよいが、そうでなくてもよい。内縁５ＵＩはＵ字線である必要があるが、外縁５ＵＯはＵ字線でなくてもよい。
【００５５】
また、図９上に示すように、ソース電極４の幅は、列配線４Ｌの幅以下であることが望ましい。ソース電極４の面積はＣｇｓに影響し、キャパシタ電極８がソース電極４を覆う場合にはＣｓｃにも影響し、列配線での消費電力量に大きく影響する。従って、ソース電極４の幅はなるべく細い方がよい。一方、列配線４Ｌの面積はＣｓｐに影響するものの、Ｃｓｐをなす絶縁膜厚は大きいので列配線での消費電力量への影響は限定的である。列配線４Ｌは長いので、その電気抵抗が信号の応答を遅くして表示を悪化させる恐れがあり、また、仮に列配線４Ｌが断線すると影響はその先全ての画素に及ぶ。そのため、列配線４Ｌはソース電極４より太くてもよい。
【００５６】
さらに、ソース電極４が一定の幅で延びて列配線４Ｌに直接接続するのでなく、図９下に示すように、ソース電極４よりも細いソース接続配線４Ｃがソース電極４と列配線４Ｌをつないでもよい。ソース電極４をあまり細くできない場合でも、ＴＦＴと列配線４Ｌの間であるソース接続配線４Ｃを細くすることによって、ＣｇｓやＣｓｃを小さくすることができる。
【００５７】
絶縁基板１の材料としては、ガラスなどの無機物や、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ナイロン（Ｎｙ）、エポキシなどの有機物を用いることができる。
【００５８】
第１導電層、第２導電層、第３導電層、第４導電層の材料としては、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｂ等の金属やそれらの合金、ＩＴＯ等の導電性酸化物、カーボン、導電性高分子等を用いることができる。第１導電層、第２導電層、第３導電層、第４導電層の製法としては、インクを印刷・焼成してもよいし、スパッタ等で全面成膜後にフォトリソ・エッチング・レジスト剥離によって形成してもよい。あるいは、スパッタ等で全面成膜後にレジスト印刷・エッチング・レジスト剥離によって形成してもよい。
【００５９】
ゲート絶縁膜３、層間絶縁膜７、キャパシタ絶縁膜９の材料としては、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ等の無機物や、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）、エポキシ等の有機物を用いることができる。ゲート絶縁膜３、層間絶縁膜７、キャパシタ絶縁膜９の製法としては、スパッタ、ＣＶＤ等の真空成膜や、溶液の塗布・焼成によって得られる。
【００６０】
半導体パターン６の材料としては、アモルファスＳｉ、ｐｏｌｙ−Ｓｉ等の無機半導体や、ポリチオフェン系、アセン系、アリルアミン系などの有機半導体や、Ｉｎ２Ｏ３系、Ｇａ２Ｏ３系、ＺｎＯ系、ＳｎＯ２系、ＩｎＧａＺｎＯ系、ＩｎＧａＳｎＯ系、ＩｎＳｎＺｎＯ系などの酸化物半導体を用いることができる。半導体パターン６の製法としては、プラズマＣＶＤ等で成膜後にフォトリソ・エッチング・レジスト剥離によって形成してもよい。あるいは、溶液をインクジェット、ディスペンサ、凸版印刷等で印刷・焼成する方法もある。半導体パターン６の上部には、ソース電極４やドレイン電極５との電気的接触を改善するためのコンタクト層を有してもよい。チャネル上のコンタクト層は、ソース電極４・ドレイン電極５を形成後にエッチング除去してもよい。
【００６１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係わる薄膜トランジスタアレイについて第１の実施形態に係わる薄膜トランジスタアレイとの相違を中心に説明する。本発明の第２の実施形態に係わる薄膜トランジスタアレイの一部を、図３に、変形例に係る薄膜トランジスタアレイの一部を図４に示す。図３の（ａ）と図４の（ａ）は特徴をわかりやすく示すための製造途中図であり、図３の（ｂ）と図４の（ｂ）は完成図である。図３や図４の薄膜トランジスタアレイは、縦方向（第１の方向）に延伸する複数の列配線４Ｌと、これに直交する横方向（第２の方向）に延伸する複数の行配線２Ｌと、列配線４Ｌと行配線２Ｌとが交差する位置に対応して設けられた画素を有する。
【００６２】
図３、図４の場合、ソース電極４の先端は丸く形成されている。また、ドレイン電極５のＵ字形状の底も丸みを帯びている。この構造では、ソース電極４の両側の縁および先端の縁を全てチャネル領域６Ｃの形成に用いることができて、必要なオン電流を得るためのチャネル幅Ｗを充分に確保しながらソース電極４の面積を小さくでき、ゲート電極・ソース電極の重なり面積Ｓｇｓを小さくし、Ｃｇｓを小さくできる。
【００６３】
図３の（ａ）では図８のように、平面視でゲート電極２の外形がＵ字領域においてドレイン電極５の外縁５ＵＯより小さく内縁５ＵＩより大きい。すなわち、平面視において、ゲート電極２の外形線の少なくとも一部が、Ｕ字領域においてドレイン電極５のＵ字部５Ｕに重なるように形成されている。ゲート電極２の外形がＵ字領域においてドレイン電極５の外縁５ＵＯより小さいので、ゲート電極・ドレイン電極の重なり面積Ｓｇｄが小さく、ゲート・ドレイン間容量Ｃｇｄも小さい。また、ゲート電極２の外形がドレイン電極５の内縁５ＵＩより大きいので、チャネル領域６Ｃの電流を確実に制御できる。
【００６４】
図４の（ａ）では、平面視でゲート電極２の外形がＵ字領域においてドレイン電極５の外縁５ＵＯより大きい。この場合、ドレイン接続配線５Ｃとゲート電極２が重なり５ＣＸを有し、その分だけゲート・ドレイン間容量Ｃｇｄが大きくなってしまう。
【００６５】
図３の（ａ）、図４の（ａ）では図８のように、平面視でゲート電極２の外形が半導体パターン６の外形より大きく、ゲート電極２および半導体パターン６が開口領域に突出している。すなわち、平面視において、Ｕ字領域ではゲート電極２の外形線の少なくとも一部が、半導体パターン６の外形よりも外方に形成され、ゲート電極２および半導体パターン６の両方について、開口領域では外形線の少なくとも一部がＵ字部５Ｕの開口よりも外方に形成されている。ゲート電極２の外形が半導体パターン６の外形より大きいことにより、ゲート電極２が裏面入射光を遮光して半導体パターン６に当てない。これにより、外光による誤動作を抑制できる。特に図４の（ａ）ではゲート電極２の外形が図３の（ａ）よりも大きいので、誤動作防止効果が大きい。また、ゲート電極２および半導体パターン６が開口領域に突出することで、半導体パターン６の縁に起因する寄生トランジスタの影響を低減できる。なお、ゲート電極２や半導体パターン６が開口領域に突出する部分の形状は、図８上のように丸くてもよいし、図８下のようにまっすぐでもよい。チャネル領域６Ｃは、チャネルのＵ字領域６Ｕからなる主部分と、開口側に少しはみでた副部分の２領域からなる。
【００６６】
なお、図３の（ｂ）、図４の（ｂ）は、蓄積容量を有しない例である。表示媒体の静電容量が大きい場合には、表示媒体の静電容量に電荷が蓄積されて電位が保たれるので、蓄積容量をＴＦＴアレイ内に用意する必要がない。表示媒体が液晶の場合や、表示媒体の厚さが小さい場合が、これに該当する。一方、表示媒体の静電容量が充分に大きくない場合には、蓄積容量Ｃｓを用いる。
【００６７】
図１５Ａ〜図１５Ｃは、図３に蓄積容量Ｃｓを設けた例である。また、図１６Ａ〜図１６Ｃは、図４に蓄積容量Ｃｓを設けた例である。図１５Ａ〜図１５Ｃおよび図１６Ａ〜図１６Ｃはいずれも、ゲート電極２・行配線２Ｌを有する第１導電層と、ゲート絶縁膜３と、ソース電極４・列配線４Ｌ・ドレイン電極５を有する第２導電層と、層間絶縁膜７と、キャパシタ電極８・キャパシタ配線８Ｌを有する第３導電層と、キャパシタ絶縁膜９と、画素電極１０を有する第４導電層を少なくともこの順に積層した変形例に係る薄膜トランジスタアレイの製造工程を示している。
【００６８】
図１５Ａ〜図１５Ｃおよび図１６Ａ〜図１６Ｃに示した薄膜トランジスタアレイにおいても、図１０Ａ〜図１０Ｃと同様の理由から、ゲート・ソース間容量Ｃｇｓ、ソース・キャパシタ間容量Ｃｓｃ、列配線４Ｌ・画素電極１０の重なりによる容量Ｃｓｐを小さくすることができる。
【００６９】
図３の変形例として、図１の変形例である図１１Ａ〜図１３Ｂと似た構造もあり得る。
【００７０】
図４の変形例として、図１の変形例である図１１Ａ〜図１３Ｂと似た構造もあり得る。
【００７１】
また、上述した理由によって、図３〜図４、図１５Ａ〜図１６Ｃに示す構造は、消費電力量を減らす効果がある。
【００７２】
なお、図３の（ａ）の場合、ドレイン電極５のＵ字部５Ｕの幅は一定であってもよいが、そうでなくてもよい。内縁５ＵＩはＵ字線である必要があるが、外縁５ＵＯはＵ字線でなくてもよい。図４の（ａ）の場合、ドレイン電極５のＵ字部５Ｕの幅は一定で細い方がよい。図４の（ａ）でドレイン電極５の外縁５ＵＯが大きいと、ゲート電極・ドレイン電極間重なり面積Ｓｇｄが大きくなって、ゲート・ドレイン間容量Ｃｇｄが大きくなってしまう。
【００７３】
また、ソース電極４および列配線４Ｌの幅は、第１の実施形態に係る薄膜トランジスタアレイと同様の形状とすることができる。
【００７４】
また、第２の実施形態に係る薄膜トランジスタアレイの製造には、第１の実施形態に係る薄膜トランジスタアレイと同様の材料を用いることができる。
【００７５】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係わる薄膜トランジスタアレイについて第１の実施形態に係わる薄膜トランジスタアレイとの相違を中心に説明する。本発明の第３の実施形態に係わる薄膜トランジスタアレイの一部を、図５に示す。図５の（ａ）は特徴をわかりやすく示すための製造途中図であり、図５の（ｂ）は完成図である。図５の薄膜トランジスタアレイは、縦方向（第１の方向）に延伸する複数の列配線４Ｌと、これに直交する横方向（第２の方向）に延伸する複数の行配線２Ｌと、列配線４Ｌと行配線２Ｌとが交差する位置に対応して設けられた画素を有する。
【００７６】
画素は、薄膜トランジスタと画素電極１０を少なくとも有し、薄膜トランジスタはゲート電極２、ソース電極４、ドレイン電極５を有する。平面視で、ソース電極４は、先端が丸く形成された一定の幅の線状であって、ドレイン電極５は、所定の距離の隙間を介してソース電極４を囲むＵ字状のＵ字部５Ｕを有し、半導体パターン６は、少なくとも一部がソース電極４およびドレイン電極５間をつないでチャネル領域６Ｃをなす。その際、半導体パターン６の上にはＵ字状の絶縁性のエッチングストッパ層６Ｓが所定の距離の隙間を含むように形成され、半導体パターン６はエッチングストッパ層６Ｓの下およびソース電極４およびドレイン電極５の下においてチャネル領域６Ｃとなる。ゲート電極２はゲート絶縁膜３を介して少なくとも一部がチャネル領域６Ｃと重なり、ソース電極４は列配線４Ｌに接続され、ゲート電極２はゲート接続配線２Ｃを介して行配線２Ｌに接続され、ドレイン電極５は少なくともドレイン接続配線５Ｃを介して画素電極１０に接続されている。なお、図６に示すドレイン電極５のＵ字部５Ｕの外縁５ＵＯと内縁５ＵＩと同様に、エッチングストッパ層６ＳのＵ字形状の外側の線を外縁６ＳＯ、内側の線を内縁６ＳＩと呼ぶ。
【００７７】
この構造では、ソース電極４の両側の縁および先端の縁に近い、エッチングストッパ層６Ｓの内縁６ＳＩをチャネル領域６Ｃの形成に用いることができて、必要なオン電流を得るためのチャネル幅Ｗを充分に確保しながらソース電極４の面積を小さくでき、ゲート電極・ソース電極の重なり面積Ｓｇｓを小さくし、Ｃｇｓを小さくできる。
【００７８】
また、ゲート接続配線２Ｃは、ゲート電極２より細く、ドレイン電極５およびドレイン接続配線５Ｃの少なくともいずれかと重なりを有しない。それにより、ゲート・ドレイン間容量Ｃｇｄを小さく保つことができる。
【００７９】
図５の（ａ）では図９のように、平面視でゲート電極２の外形がＵ字領域においてドレイン電極５の外縁５ＵＯより小さくエッチングストッパ層６Ｓの外縁６ＳＯより大きい。すなわち、平面視において、ゲート電極２の外形線の少なくとも一部が、Ｕ字領域においてドレイン電極５のＵ字部５Ｕに重なり、かつエッチングストッパ層６Ｓの外縁６ＳＯより外方に形成されている。ゲート電極２の外形がＵ字領域においてドレイン電極５の外縁５ＵＯより小さいので、ゲート電極・ドレイン電極の重なり面積Ｓｇｄが小さく、ゲート・ドレイン間容量Ｃｇｄも小さい。また、ゲート電極２の外形がエッチングストッパ層６Ｓの外縁６ＳＯより大きいので、ゲート電極２は平面視でエッチングストッパ層６Ｓを含むことになり、チャネル領域６Ｃの電流を確実に制御できる。
【００８０】
なお、図５の（ｂ）は、蓄積容量を有しない例である。表示媒体の静電容量が大きい場合には、表示媒体の静電容量に電荷が蓄積されて電位が保たれるので、蓄積容量をＴＦＴアレイ内に用意する必要がない。表示媒体が液晶の場合や、表示媒体の厚さが小さい場合が、これに該当する。一方、表示媒体の静電容量が充分に大きくない場合には、蓄積容量Ｃｓを用いる。
【００８１】
図１７Ａ〜図１７Ｃは、蓄積容量Ｃｓを有する例である。図１７Ａ〜図１７ＣのＴＦＴは、ゲート電極２・行配線２Ｌを有する第１導電層と、ゲート絶縁膜３と、ソース電極４・列配線４Ｌ・ドレイン電極５を有する第２導電層と、層間絶縁膜７と、キャパシタ電極８・キャパシタ配線８Ｌを有する第３導電層と、キャパシタ絶縁膜９と、画素電極１０を有する第４導電層を少なくともこの順に積層した変形例に係る薄膜トランジスタアレイの製造工程を示している。
【００８２】
製造された薄膜トランジスタアレイにおいて、半導体パターン６の上には、Ｕ字形状のエッチングストッパ層６Ｓが形成され、半導体パターン６は、平面視でエッチングストッパ層６Ｓの内縁６ＳＩより内側においてソース電極４に接触し、エッチングストッパ層６ＳのＵ字の外縁６ＳＯより外側においてドレイン電極５に接触し、エッチングストッパ層６Ｓの直下の半導体パターン６がチャネルのＵ字領域６Ｕをなす。平面視でソース電極４は一定の幅の線状であるが、エッチングストッパ層６Ｓの内縁６ＳＩがソース電極４の内部にあるようにする必要があり、解像限界近くまではソース電極４の幅を狭くすることができないが、ある程度は細くすることができる。そのため、ソース電極４の面積が小さいのでゲート電極２・ソース電極４の重なり面積Ｓｇｓが小さく、ゲート・ソース間容量Ｃｇｓが小さい。ゲート絶縁膜３の誘電率をεｇｉ、膜厚をＤｇｉとすると、Ｃｇｓ＝εｇｉ・Ｓｇｓ／Ｄｇｉである。ただし、行配線２Ｌ・列配線４Ｌの重なり面積Ｓｇｓｌを無視できず、その分が加算されてＣｇｓ＝εｇｉ・（Ｓｇｓ＋Ｓｇｓｌ）／Ｄｇｉである。
【００８３】
また、平面視で、列配線４Ｌがキャパシタ電極８やキャパシタ配線８Ｌと重ならない。列配線４Ｌ・キャパシタ電極８の重なりをなくすことで、ソース・キャパシタ間容量Ｃｓｃを小さくできる。ＴＦＴをキャパシタ電極８で覆う場合、ソース電極４がある程度細いことにより、ソース電極４の面積が小さいのでソース電極４・キャパシタ電極８の重なり面積Ｓｓｃが小さく、ソース・キャパシタ間容量Ｃｓｃが小さい。層間絶縁膜７の誘電率をεｉｌ、膜厚をＤｉｌとすると、Ｃｓｃ＝εｉｌ・Ｓｓｃ／Ｄｉｌである。（図１７Ｂの（ｄ）の変形例としてＴＦＴをキャパシタ電極８で覆わない場合、ソース電極４・キャパシタ電極８の重なり面積Ｓｓｃはほぼ０であり、ソース・キャパシタ間容量Ｃｓｃはほぼ０である。）
【００８４】
画素電極１０がドレイン電極５とは別の層に属し、画素電極１０・ドレイン電極５間にキャパシタ絶縁膜９と層間絶縁膜７を有するので、ドレイン電極５は、ドレイン接続配線５Ｃ、ドレインパッド５Ｐ、層間絶縁膜７の開口、キャパシタ絶縁膜９の開口を介して、画素電極１０に接続される。平面視で、列配線４Ｌの大部分が画素電極１０と重なることが望ましい。列配線４Ｌの大部分が画素電極１０と重なることによって、列配線４Ｌの電位が表示媒体の色に影響しない。列配線４Ｌ・画素電極１０の重なりによる容量Ｃｓｐが発生するものの、キャパシタ絶縁膜９と層間絶縁膜７の２層を挟んでいるので容量Ｃｓｐはあまり大きくない。キャパシタ絶縁膜９の誘電率をεｃｉ、膜厚をＤｃｉとすると、Ｃｓｐ＝Ｓｓｐ／（Ｄｃｉ／εｃｉ＋Ｄｉｌ／εｉｌ）である。
【００８５】
図５の変形例として、図１の変形例である図１１Ａ〜図１３Ｂと似た構造もあり得る。
【００８６】
また、第１の実施形態に記した理由によって、図５、図１７Ａ〜図１７Ｃに示す構造は、消費電力量を減らす効果がある。
【００８７】
なお、図５の（ａ）の場合、ドレイン電極５のＵ字部５Ｕの幅は一定であってもよいが、そうでなくてもよい。内縁５ＵＩはＵ字線である必要があるが、外縁５ＵＯはＵ字線でなくてもよい。また、エッチングストッパ層６Ｓの幅も一定であってよいし、そうでなくてもよい。
【００８８】
また、ソース電極４および列配線４Ｌの幅は、第１の実施形態に係る薄膜トランジスタアレイと同様の形状とすることができる。
【００８９】
また、第３の実施形態に係る薄膜トランジスタアレイの製造には、第１の実施形態に係る薄膜トランジスタアレイと同様の材料を用いることができる。
【実施例】
【００９０】
（実施例１）
図１０Ａの（ａ）〜図１０Ｃの（ｅ）に示すＴＦＴアレイを作製した。絶縁基板（ガラス基板）１上に第１導電層としてＭｏをスパッタ成膜し、フォトレジスト塗布・Ｍｏエッチング・レジスト除去によりゲート電極２、行配線２Ｌを形成した（図１０Ａの（ａ））。次に、ゲート絶縁膜３としてＳｉＮ、半導体としてアモルファスＳｉ、コンタクト層としてｎ＋アモルファスＳｉを成膜し、レジスト塗布・Ｓｉエッチング・レジスト除去により半導体パターン６を形成した（図１０Ａの（ｂ））。さらに、第２導電層としてＭｏを成膜し、レジスト塗布・Ｍｏエッチング・レジスト除去によってソース電極４、列配線４Ｌ、ドレイン電極５、ドレイン接続配線５Ｃ、ドレインパッド５Ｐを形成し、短時間のＳｉエッチングでチャネル領域６Ｃ上のコンタクト層を除去した（図１０Ｂの（ｃ））。【００９１】
層間絶縁膜７としてＳｉＮ、第３導電層としてＭｏを成膜し、レジスト塗布・Ｍｏエッチング・レジスト除去によってキャパシタ電極８、キャパシタ配線８Ｌを形成した（図１０Ｂの（ｄ））。次にキャパシタ絶縁膜９としてＳｉＮを成膜し、レジスト塗布・ＳｉＮエッチング・レジスト除去によってキャパシタ絶縁膜９および層間絶縁膜７に開口を形成した後、第４導電層としてＭｏを成膜し、レジスト塗布・Ｍｏエッチング・レジスト除去によって画素電極１０を形成した（図１０Ｃの（ｅ））。【００９２】
ゲート電極・ソース電極の重なり面積Ｓｇｓ＝１２６μｍ２、ソース電極・キャパシタ電極の重なり面積Ｓｓｃ＝１６６μｍ２、列配線・画素電極の重なり面積Ｓｓｐ＝１０１６μｍ２、ゲート絶縁膜３の膜厚Ｄｇｉ＝０．５μｍ、層間絶縁膜７の膜厚Ｄｉｌ＝１μｍ、キャパシタ絶縁膜９の膜厚Ｄｃｉ＝０．５μｍ、ＳｉＮの比誘電率＝７より、Ｃｇｓ＝１６ｆＦ、Ｃｓｃ＝１０ｆＦ、Ｃｓｐ＝４２ｆＦである。列数Ｍ＝６４０、行数Ｎ＝４８０、Ｖｓ＝１５Ｖのとき、列配線による消費電力量は１フレーム当たり４．５ｍＪであった。【００９３】
（実施例２）
図１４Ａの（ａ）〜図１４Ｃの（ｅ）に示すＴＦＴアレイを作製した。各部の形成方法および用いた材料は実施例１と同じとした。【００９４】
ゲート電極・ソース電極の重なり面積Ｓｇｓ＝１２６μｍ２、ソース電極・キャパシタ電極の重なり面積Ｓｓｃ＝１６６μｍ２、列配線・画素電極の重なり面積Ｓｓｐ＝１０１６μｍ２、ゲート絶縁膜３の膜厚Ｄｇｉ＝０．５μｍ、層間絶縁膜７の膜厚Ｄｉｌ＝１μｍ、キャパシタ絶縁膜９の膜厚Ｄｃｉ＝０．５μｍ、ＳｉＮの比誘電率＝７より、Ｃｇｓ＝１６ｆＦ、Ｃｓｃ＝１０ｆＦ、Ｃｓｐ＝４２ｆＦである。列数Ｍ＝６４０、行数Ｎ＝４８０、Ｖｓ＝１５Ｖのとき、列配線による消費電力量は１フレーム当たり４．５ｍＪであった。【００９５】
（実施例３）
図１５Ａの（ａ）〜図１５Ｃの（ｅ）に示すＴＦＴアレイを作製した。各部の形成方法および用いた材料は実施例１と同じとした。【００９６】
ゲート電極・ソース電極の重なり面積Ｓｇｓ＝１４２μｍ２、ソース電極・キャパシタ電極の重なり面積Ｓｓｃ＝１６６μｍ２、列配線・画素電極の重なり面積Ｓｓｐ＝１０１６μｍ２、ゲート絶縁膜３の膜厚Ｄｇｉ＝０．５μｍ、層間絶縁膜７の膜厚Ｄｉｌ＝１μｍ、キャパシタ絶縁膜９の膜厚Ｄｃｉ＝０．５μｍ、ＳｉＮの比誘電率＝７より、Ｃｇｓ＝１８ｆＦ、Ｃｓｃ＝１０ｆＦ、Ｃｓｐ＝４２ｆＦである。列数Ｍ＝６４０、行数Ｎ＝４８０、Ｖｓ＝１５Ｖのとき、列配線による消費電力量は１フレーム当たり４．６ｍＪであった。【００９７】
（実施例４）
図１６Ａの（ａ）〜図１６Ｃの（ｅ）に示すＴＦＴアレイを作製した。各部の形成方法および用いた材料は実施例１と同じとした。【００９８】
ゲート電極・ソース電極の重なり面積Ｓｇｓ＝１５８μｍ２、ソース電極・キャパシタ電極の重なり面積Ｓｓｃ＝１６６μｍ２、列配線・画素電極の重なり面積Ｓｓｐ＝１０１６μｍ２、ゲート絶縁膜３の膜厚Ｄｇｉ＝０．５μｍ、層間絶縁膜７の膜厚Ｄｉｌ＝１μｍ、キャパシタ絶縁膜９の膜厚Ｄｃｉ＝０．５μｍ、ＳｉＮの比誘電率＝７より、Ｃｇｓ＝２０ｆＦ、Ｃｓｃ＝１０ｆＦ、Ｃｓｐ＝４２ｆＦである。列数Ｍ＝６４０、行数Ｎ＝４８０、Ｖｓ＝１５Ｖのとき、列配線による消費電力量は１フレーム当たり４．８ｍＪであった。【００９９】
（実施例５）
図１７Ａの（ａ）〜図１７Ｃの（ｅ）に示すＴＦＴアレイを作製した。絶縁基板（ガラス基板）１上に第１導電層としてＭｏをスパッタ成膜し、フォトレジスト塗布・Ｍｏエッチング・レジスト除去によりゲート電極２、行配線２Ｌを形成した（図１７Ａの（ａ））。次に、ゲート絶縁膜３としてＳｉＮ、半導体としてアモルファスＳｉ、エッチングストッパ層としてＳｉＮ、を成膜し、レジスト塗布・ＳｉＮエッチング・レジスト除去によりエッチングストッパ層６Ｓを形成した（図１７Ａの（ｂ））。さらに、コンタクト層としてｎ＋アモルファスＳｉを、第２導電層としてＭｏを成膜し、レジスト塗布・Ｍｏエッチング・Ｓｉエッチング、レジスト除去によってソース電極４、ソース接続配線４Ｃ、列配線４Ｌ、ドレイン電極５、ドレイン接続配線５Ｃ、ドレインパッド５Ｐを形成し、かつ、エッチングストッパ層６Ｓ、ソース電極４、ソース接続配線４Ｃ、列配線４Ｌ、ドレイン電極５、ドレイン接続配線５Ｃ以外の部分の半導体を除去して半導体パターン６とした（図１７Ｂの（ｃ））。【０１００】
層間絶縁膜７以降の各部の形成方法および用いた材料は実施例１と同じとした。【０１０１】
ゲート電極・ソース電極の重なり面積Ｓｇｓ＝２３３μｍ２、ソース電極・キャパシタ電極の重なり面積Ｓｓｃ＝２７３μｍ２、列配線・画素電極の重なり面積Ｓｓｐ＝１０１６μｍ２、ゲート絶縁膜３の膜厚Ｄｇｉ＝０．５μｍ、層間絶縁膜７の膜厚Ｄｉｌ＝１μｍ、キャパシタ絶縁膜９の膜厚Ｄｃｉ＝０．５μｍ、ＳｉＮの比誘電率＝７より、Ｃｇｓ＝２９ｆＦ、Ｃｓｃ＝１７ｆＦ、Ｃｓｐ＝４２ｆＦである。列数Ｍ＝６４０、行数Ｎ＝４８０、Ｖｓ＝１５Ｖのとき、列配線による消費電力量は１フレーム当たり５．８ｍＪであった。【０１０２】
以上では、ドレイン電極のＵ字形状の底が丸みを有し、半円状であり、ソース電極の先端の丸みと同心円状であり、ソース電極の直線部の両側だけでなく、ソース電極の先端部においても、ソース電極・ドレイン電極間の間隔が実質的に一定である実施例を用いて各測定を行った。しかし、ソース電極・ドレイン電極間の間隔が実質的に一定であれば、図６Ｃ、図６Ｅで示した、ドレイン電極のＵ字形状の底の少なくともソース電極の先端と対向する部分が丸みを有さず、ソース電極の先端が矩形である実施形態においても同様の結果が得られる。【０１０３】
（比較例）
図１のＴＦＴアレイを、図２１に示すＴＦＴアレイのようにドレイン電極５を線状、ソース電極４をＵ字状に変えたものを、実施例１と同様の方法で作製した。【０１０４】
ゲート電極・ソース電極の重なり面積Ｓｇｓ＝２９３μｍ２、ソース電極・キャパシタ電極の重なり面積Ｓｓｃ＝３１７μｍ２、列配線・画素電極の重なり面積Ｓｓｐ＝１０１６μｍ２、ゲート絶縁膜３の膜厚Ｄｇｉ＝０．５μｍ、層間絶縁膜７の膜厚Ｄｉｌ＝１μｍ、キャパシタ絶縁膜９の膜厚Ｄｃｉ＝０．５μｍ、ＳｉＮの比誘電率＝７より、Ｃｇｓ＝３６ｆＦ、Ｃｓｃ＝２０ｆＦ、Ｃｓｐ＝４２ｆＦである。列数Ｍ＝６４０、行数Ｎ＝４８０、Ｖｓ＝１５Ｖのとき、列配線による消費電力量は１フレーム当たり６．５ｍＪであった。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、電子ペーパー等の表示装置に用いることができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１    …  絶縁基板
２    …  ゲート電極
２Ｃ  …  ゲート接続配線
２Ｌ  …  行配線
３    …  ゲート絶縁膜
４    …  ソース電極
４Ｃ  …  ソース接続配線
４Ｌ  …  列配線
５    …  ドレイン電極
５Ｕ  …  ドレイン電極のＵ字部
５ＵＩ  …  ドレイン電極の内縁
５ＵＯ  …  ドレイン電極の外縁
５Ｃ  …  ドレイン接続配線
５Ｐ  …  ドレインパッド
５Ｓ  …  ドレイン副電極
６    …  半導体パターン
６Ｃ  …  チャネル
６Ｕ  …  チャネルのＵ字領域
６Ｓ  …  エッチングストッパ層
６ＳＩ  …  エッチングストッパ層の内縁
６ＳＯ  …  エッチングストッパ層の外縁
７    …  層間絶縁膜
８    …  キャパシタ電極
８Ｌ  …  キャパシタ配線
９    …  キャパシタ絶縁膜
１０    …  画素電極
【図１】
2020045296.tif 000003
【図２】
2020045296.tif 000004
【図３】
2020045296.tif 000005
【図４】
2020045296.tif 000006
【図５】
2020045296.tif 000007
【図６Ａ】
2020045296.tif 000008
【図６Ｂ】
2020045296.tif 000009
【図６Ｃ】
2020045296.tif 000010
【図６Ｄ】
2020045296.tif 000011
【図６Ｅ】
2020045296.tif 000012
【図６Ｆ】
2020045296.tif 000013
【図７Ａ】
2020045296.tif 000014
【図７Ｂ】
2020045296.tif 000015
【図８】
2020045296.tif 000016
【図９】
2020045296.tif 000017
【図１０Ａ】
2020045296.tif 000018
【図１０Ｂ】
2020045296.tif 000019
【図１０Ｃ】
2020045296.tif 000020
【図１１Ａ】
2020045296.tif 000021
【図１１Ｂ】
2020045296.tif 000022
【図１１Ｃ】
2020045296.tif 000023
【図１２Ａ】
2020045296.tif 000024
【図１２Ｂ】
2020045296.tif 000025
【図１３Ａ】
2020045296.tif 000026
【図１３Ｂ】
2020045296.tif 000027
【図１４Ａ】
2020045296.tif 000028
【図１４Ｂ】
2020045296.tif 000029
【図１４Ｃ】
2020045296.tif 000030
【図１５Ａ】
2020045296.tif 000031
【図１５Ｂ】
2020045296.tif 000032
【図１５Ｃ】
2020045296.tif 000033
【図１６Ａ】
2020045296.tif 000034
【図１６Ｂ】
2020045296.tif 000035
【図１６Ｃ】
2020045296.tif 000036
【図１７Ａ】
2020045296.tif 000037
【図１７Ｂ】
2020045296.tif 000038
【図１７Ｃ】
2020045296.tif 000039
【図１８】
2020045296.tif 000040
【図１９】
2020045296.tif 000041
【図２０】
2020045296.tif 000042
【図２１】
2020045296.tif 000043
【国際調査報告】
2020045296.tif 000044
2020045296.tif 000045
2020045296.tif 000046
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