JP2012099213A - Semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce power consumption of a display device and increase the size and definition of the display device, by suppressing the variation in threshold voltage of a transistor and reducing the number of contacts of a driver IC mounted on a display panel.SOLUTION: A gate electrode of a transistor which easily deteriorates is connected to a wire to which a high potential is supplied via a first switching transistor and to a wire to which a low potential is supplied via a second switching transistor. By inputting a clock signal to a gate electrode of the first switching transistor and inputting an inversion clock signal to a gate electrode of the second switching transistor, the high potential and the low potential are alternately supplied to the gate electrode of the transistor which easily deteriorates.

Description

本発明はトランジスタを用いて構成された回路を有する表示装置に関する。特に液晶等の電気光学素子若しくは発光素子等を表示媒体として用いる表示装置及びその駆動方法に関する。 The present invention relates to a display device having a circuit formed using a transistor. In particular, the present invention relates to a display device using an electro-optic element such as liquid crystal or a light emitting element as a display medium, and a driving method thereof.

近年、表示装置は、液晶テレビなどの大型表示装置の増加から、活発に開発が進められている。特に、絶縁基板上に非結晶半導体(以下、アモルファスシリコンともいう)によって構成されたトランジスタを用いて、画素回路及びシフトレジスタ等を含む駆動回路(以下、内部回路ともいう)を一体形成する技術は、低消費電力化、低コスト化に大きく貢献するため、活発に開発が進められている。絶縁体上に形成された内部回路は、FPC等を介してコントローラIC等(以下、外部回路ともいう)に接続され、その動作が制御される。 In recent years, display devices have been actively developed due to an increase in large display devices such as liquid crystal televisions. In particular, a technique for integrally forming a driver circuit (hereinafter also referred to as an internal circuit) including a pixel circuit and a shift register using a transistor formed of an amorphous semiconductor (hereinafter also referred to as amorphous silicon) on an insulating substrate is described. In order to greatly contribute to the reduction of power consumption and cost, development is being actively promoted. An internal circuit formed on the insulator is connected to a controller IC or the like (hereinafter also referred to as an external circuit) via an FPC or the like, and its operation is controlled.

上記示した内部回路の中でも、非結晶半導体によって構成されたトランジスタ(以下、アモルファスシリコントランジスタともいう)を用いたシフトレジスタが考案されている。従来のシフトレジスタが有するフリップフロップの構成を図30(A)に示す(特許文献1)。図30(A)のフリップフロップは、トランジスタ11、トランジスタ12、トランジスタ13、トランジスタ14、トランジスタ15及びトランジスタ17を有し、信号線21、信号線22、配線23、信号線24、電源線25、電源線26に接続されている。信号線21、信号線22、信号線24、電源線25、電源線26には、それぞれスタート信号、リセット信号、クロック信号、電源電位VDD、電源電位VSSが入力される。図30(A)のフリップフロップの動作期間は、図30(B)のタイミングチャートに示すように、セット期間、選択期間、リセット期間、非選択期間に分割され、動作期間のうちのほとんどが非選択期間となる。 Among the internal circuits shown above, a shift register using a transistor formed of an amorphous semiconductor (hereinafter also referred to as an amorphous silicon transistor) has been devised. A structure of a flip-flop included in a conventional shift register is illustrated in FIG. The flip-flop in FIG. 30A includes a transistor 11, a transistor 12, a transistor 13, a transistor 14, a transistor 15, and a transistor 17, and includes a signal line 21, a signal line 22, a wiring 23, a signal line 24, a power supply line 25, The power supply line 26 is connected. A start signal, a reset signal, a clock signal, a power supply potential VDD, and a power supply potential VSS are input to the signal line 21, the signal line 22, the signal line 24, the power supply line 25, and the power supply line 26, respectively. The operation period of the flip-flop in FIG. 30A is divided into a set period, a selection period, a reset period, and a non-selection period as shown in the timing chart of FIG. Selection period.

ここで、非選択期間においてトランジスタ12及びトランジスタ16がオンしている。よって、トランジスタ12及びトランジスタ16の半導体層にアモルファスシリコンを用いているので、劣化等によりしきい値電圧(Vth)に変動が生じる。より具体的には、しきい値電圧が上昇する。つまり、従来のシフトレジスタは、トランジスタ12及びトランジスタ16のしきい値電圧が上昇してオンできなくなるため、ノード41及び配線23にVSSを供給することができずに誤動作を起こす。 Here, the transistor 12 and the transistor 16 are on in the non-selection period. Therefore, since amorphous silicon is used for the semiconductor layers of the transistors 12 and 16, the threshold voltage (Vth) varies due to deterioration or the like. More specifically, the threshold voltage increases. That is, the conventional shift register cannot be turned on because the threshold voltages of the transistors 12 and 16 are increased, so that VSS cannot be supplied to the node 41 and the wiring 23 and malfunction occurs.

この問題を解決すべく、非特許文献1、非特許文献2及び非特許文献3において、トランジスタ12のしきい値電圧のシフトを抑制できるシフトレジスタが考案されている。非特許文献1、非特許文献2及び非特許文献3では、新たなトランジスタ(第1のトランジスタとする)をトランジスタ12(第2のトランジスタとする)と並列に配置し、非選択期間において、第1のトランジスタのゲート電極及び第2のトランジスタのゲート電極にそれぞれ反転した信号を入力することで、第1のトランジスタ及び第2のトランジスタのしきい値電圧のシフトを抑制している。 In order to solve this problem, Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2, and Non-Patent Document 3 devise shift registers that can suppress the shift of the threshold voltage of the transistor 12. In Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2, and Non-Patent Document 3, a new transistor (referred to as a first transistor) is arranged in parallel with a transistor 12 (referred to as a second transistor). By inputting inverted signals to the gate electrode of the first transistor and the gate electrode of the second transistor, the threshold voltage shift of the first transistor and the second transistor is suppressed.

さらに、非特許文献4では、トランジスタ12だけでなく、トランジスタ16のしきい値電圧のシフトも抑制できるシフトレジスタが考案されている。非特許文献4では、新たなトランジスタ(第1のトランジスタとする)をトランジスタ12(第2のトランジスタとする)と並列に配置し、さらに別の新たなトランジスタ(第3のトランジスタとする)をトランジスタ16(第4のトランジスタとする)と並列に配置する。そして、非選択期間において、第1のトランジスタのゲート電極及び第2のトランジスタのゲート電極にそれ
ぞれ反転した信号を入力し、第3のトランジスタのゲート電極及び第4のトランジスタのゲート電極にそれぞれ反転した信号を入力することで、第1のトランジスタ、第2のトランジスタ、第3のトランジスタ及び第4のトランジスタのしきい値電圧のシフトを抑制している。
Further, Non-Patent Document 4 devises a shift register that can suppress the shift of the threshold voltage of the transistor 16 as well as the transistor 12. In Non-Patent Document 4, a new transistor (referred to as a first transistor) is arranged in parallel with a transistor 12 (referred to as a second transistor), and another new transistor (referred to as a third transistor) is provided as a transistor. 16 (referred to as a fourth transistor) is arranged in parallel. In the non-selection period, inverted signals are input to the gate electrode of the first transistor and the gate electrode of the second transistor, respectively, and inverted to the gate electrode of the third transistor and the gate electrode of the fourth transistor, respectively. By inputting a signal, a shift in threshold voltage of the first transistor, the second transistor, the third transistor, and the fourth transistor is suppressed.

さらに、非特許文献5では、トランジスタ12のゲート電極に交流パルスを印加することで、トランジスタ12のしきい値電圧のシフトを抑制している。 Further, in Non-Patent Document 5, the shift of the threshold voltage of the transistor 12 is suppressed by applying an AC pulse to the gate electrode of the transistor 12.

なお、非特許文献6及び非特許文献7の表示装置は、アモルファスシリコントランジスタで構成されるシフトレジスタを走査線駆動回路として用いて、さらにR、G、Bのサブ画素に1つの信号線からビデオ信号を入力することで、信号線の数を1/3に減らしている。こうして、非特許文献6及び非特許文献7の表示装置は、表示パネルとドライバICとの接続数を減らしている。 Note that the display devices of Non-Patent Document 6 and Non-Patent Document 7 use a shift register formed of an amorphous silicon transistor as a scanning line driving circuit, and further video from one signal line to R, G, and B subpixels. By inputting signals, the number of signal lines is reduced to 1/3. Thus, the display devices of Non-Patent Document 6 and Non-Patent Document 7 reduce the number of connections between the display panel and the driver IC.

特開2004−157508号公報JP 2004-157508 A

Soo Young Yoon, et al., ”Highly Stable Integrated Gate Driver Circuit using a−Si TFT with Dual Pull−down Structure”, SOCIETY FOR INFORMATION DISPLAY 2005 INTERNATIONAL SYMPOSIUM DIGEST OF TECHNICAL PAPERS, Volume XXXVI, p.348−351Soo Young Yoon, et al. , "Highly Stable Integrated Gate Driver A-Si TFT with Dual Pull-down STRUCTURE", SICIETY FOR INFORMATION DISPLAY. 348-351 Binn Kim, et al., ”a−Si Gate Driver Integration with Time Shared Data Driving”, Proceedings of The 12th International Display Workshops in conjunction with Asia Display 2005, p.1073−1076Binn Kim, et al. , "A-Si Gate Driver Integration with Time Shared Data Driving", Proceedings of The 12th International Display Workshops in Conjunction. 1073-1076 Mindoo Chun, et al., ”Integrated Gate Driver Using Highly Stable a−Si TFT’s”, Proceedings of The 12th International Display Workshops in conjunction with Asia Display 2005, p.1077−1080Mindoo Chun, et al. , "Integrated Gate Driver Using Highly Stable a-Si TFT's", Proceedings of The 12th International Display Workshops in junction with Asp. 1077-1080 Chun−Ching, et al., ”Integrated Gate Driver Circuit Using a−Si TFT”, Proceedings of The 12th International Display Workshops in conjunction with Asia Display 2005, p.1023−1026Chun-Ching, et al. , “Integrated Gate Driver Using a-Si TFT”, Processeds of The 12th International Display Workshops in junction with Asia Disp. 5, 1023-1026 Yong Ho Jang, et al., ”A−Si TFT lntegrated Gate Driver with AC−Driven Single Pull−down Structure”, SOCIETY FOR INFORMATION DISPLAY 2006 INTERNATIONAL SYMPOSIUM DIGEST OF TECHNICAL PAPERS, Volume XXXVII, p.208−211Yong Ho Jang, et al. , “A-Si TFT Integrated Gate Driver with AC-Driving Single Pull-Down Structure X, SOCIETY FOR INFORMATION DISPLAY TECHNO TECHNO TECHNO TECHN 208-211 Jin Young Choi, et al., ”A Compact and Cost−efficient TFT−LCD through the Triple−Gate Pixcel Structure”, SOCIETY FOR INFORMATION DISPLAY 2006 INTERNATIONAL SYMPOSIUM DIGEST OF TECHNICAL PAPERS, Volume XXXVII, p.274−276Jin Young Choi, et al. , “A Compact and Cost-Efficient TFT-LCD through the Triple-Gate Pixel Structure II XOPIC TECHN TECHN TECHNO TECHN TECHN 274-276 Yong Soon Lee, et al., ”Advanced TFT−LCD Data Line Reduction Method”, SOCIETY FOR INFORMATION DISPLAY 2006 INTERNATIONAL SYMPOSIUM DIGEST OF TECHNICAL PAPERS, Volume XXXVII, p.1083−1086Yong Soon Lee, et al. , "Advanced TFT-LCD Data Line Reduction Method", SOCIETY FOR INFORMATION DISPLAY 2006 INTERNIONAL SYMPOSIUM DIGITAL OF TECHNICAL PAPERS, X. 1083-1086

従来の技術によれば、劣化しやすいトランジスタのゲートに交流パルスを印加することで、当該トランジスタのしきい値電圧のシフトを抑制している。しかしながら、トランジスタの半導体層としてアモルファスシリコンを用いた場合、当然、交流パルスを生成する回路を構成するトランジスタも、しきい値電圧のシフトを生じてしまうことが問題となる。 According to the conventional technique, the shift of the threshold voltage of the transistor is suppressed by applying an AC pulse to the gate of the transistor that is easily deteriorated. However, when amorphous silicon is used as the semiconductor layer of the transistor, it is a problem that the transistor constituting the circuit that generates the AC pulse also causes a threshold voltage shift.

また、信号線の数を1/3に減らして表示パネルとドライバICとの接点の数を削減することが提案されているが(非特許文献6及び非特許文献7)、実用的にはドライバICの接点の数をより削減することが求められている。 In addition, it has been proposed to reduce the number of contact points between the display panel and the driver IC by reducing the number of signal lines to 1/3 (Non-Patent Document 6 and Non-Patent Document 7). There is a need to further reduce the number of IC contacts.

すなわち従来の技術で解決されないものとして、トランジスタのしきい値電圧の変動を抑制する回路技術が課題として残されている。表示パネルに実装するドライバICの接点数を削減する技術が課題として残されている。表示装置の低消費電力化が課題として残されている。表示装置の大型化又は高精細化が課題として残されている。 That is, as a problem that cannot be solved by the conventional technique, a circuit technique that suppresses the fluctuation of the threshold voltage of the transistor remains as a problem. A technique for reducing the number of contact points of a driver IC mounted on a display panel remains as a problem. Lowering power consumption of display devices remains a problem. There remains a problem of enlargement or high definition of the display device.

本明細書で開示する発明は、このような課題の一又は複数を解決することにより産業上有益な技術を提供することを目的としている。 An object of the invention disclosed in this specification is to provide an industrially useful technique by solving one or more of the above problems.

本発明に係わる表示装置は、劣化しやすいトランジスタのゲート電極に、正電源、及び負電源を交互に印加することによって、当該トランジスタのしきい値電圧のシフトを抑制できる。 The display device according to the present invention can suppress a shift in threshold voltage of a transistor by alternately applying a positive power source and a negative power source to a gate electrode of a transistor that is likely to deteriorate.

さらに、本発明に係わる表示装置は、劣化しやすいトランジスタのゲート電極に、スイッチを介して高電位(VDD)、またはスイッチを介して低電位(VSS)を、交互に供給することで、当該トランジスタのしきい値電圧のシフトを抑制できる。 Further, the display device according to the present invention alternately supplies a high potential (VDD) or a low potential (VSS) through a switch to a gate electrode of a transistor that is likely to deteriorate, whereby the transistor The threshold voltage shift can be suppressed.

具体的には、劣化しやすいトランジスタのゲート電極を、第1のスイッチングトランジスタを介して高電位が供給される配線、及び第2のスイッチングトランジスタを介して低電位が供給される配線に接続し、第1のスイッチングトランジスタのゲート電極にクロック信号を入力し、第2のスイッチングトランジスタのゲート電極に反転クロック信号を入力することで、劣化しやすいトランジスタのゲート電極に高電位、又は低電位を交互に供給する。 Specifically, the gate electrode of the transistor that is easily deteriorated is connected to a wiring to which a high potential is supplied via the first switching transistor and a wiring to which a low potential is supplied via the second switching transistor, By inputting a clock signal to the gate electrode of the first switching transistor and inputting an inverted clock signal to the gate electrode of the second switching transistor, a high potential or a low potential is alternately applied to the gate electrode of the transistor that is likely to deteriorate. Supply.

なお、本書類(明細書、特許請求の範囲又は図面など)に示すスイッチは、様々な形態のものを用いることができる。例としては、電気的スイッチや機械的なスイッチなどがある。つまり、電流の流れを制御できるものであればよく、特定のものに限定されない。例えば、スイッチとして、トランジスタ(例えば、バイポーラトランジスタ、MOSトランジスタなど)、ダイオード(例えば、PNダイオード、PINダイオード、ショットキーダイオード、MIM(MetalInsulatorMetal)ダイオード、MIS(MetalInsulatorSemiconductor)ダイオード、ダイオード接続
のトランジスタなど)、サイリスタなどを用いることが出来る。または、これらを組み合わせた論理回路をスイッチとして用いることが出来る。
Note that a variety of switches can be used as a switch described in this document (specification, claims, drawings, or the like). Examples include electrical switches and mechanical switches. That is, it is only necessary to be able to control the current flow, and is not limited to a specific one. For example, as a switch, a transistor (for example, a bipolar transistor, a MOS transistor, etc.), a diode (for example, a PN diode, a PIN diode, a Schottky diode, a MIM (Metal Insulator Semiconductor) diode, a MIS (Metal Insulator Semiconductor) diode, a diode-connected transistor, etc.), A thyristor or the like can be used. Alternatively, a logic circuit combining these can be used as a switch.

スイッチとしてトランジスタを用いる場合、そのトランジスタは、単なるスイッチとして動作するため、トランジスタの極性(導電型)は特に限定されない。ただし、オフ電流を抑えたい場合、オフ電流が少ない方の極性のトランジスタを用いることが望ましい。オフ電流が少ないトランジスタとしては、LDD領域を有するトランジスタやマルチゲート構造を有するトランジスタ等がある。または、スイッチとして動作させるトランジスタのソース端子の電位が、低電位側電源(Vss、GND、0Vなど)に近い状態で動作する場合はNチャネル型トランジスタを用いることが望ましい。反対に、ソース端子の電位が、高電位側電源(Vddなど)に近い状態で動作する場合はPチャネル型トランジスタを用いることが望ましい。なぜなら、Nチャネル型トランジスタではソース端子が低電位側電源に近い状態で動作するとき、Pチャネル型トランジスタではソース端子が高電位側電源に近い状態で動作するとき、ゲートソース間電圧の絶対値を大きくできるため、スイッチとして、より確実に動作するからである。また、ソースフォロワ動作をしてしまうことが少ないため、出力電圧の大きさが小さくなってしまうことが少ないからである。 In the case where a transistor is used as a switch, the transistor operates as a mere switch, and thus the polarity (conductivity type) of the transistor is not particularly limited. However, when it is desired to suppress off-state current, it is desirable to use a transistor having a polarity with smaller off-state current. As a transistor with low off-state current, a transistor having an LDD region, a transistor having a multi-gate structure, and the like can be given. Alternatively, an N-channel transistor is preferably used in the case where the transistor operates as a switch when the potential of the source terminal of the transistor is close to a low potential power source (Vss, GND, 0 V, or the like). On the other hand, it is desirable to use a P-channel transistor when operating in a state where the potential of the source terminal is close to a high potential side power supply (Vdd or the like). This is because when the N-channel transistor operates with the source terminal close to the low-potential side power supply, and the P-channel transistor operates with the source terminal close to the high-potential side power supply, the absolute value of the gate-source voltage is This is because it can be made larger, so that it operates more reliably as a switch. Moreover, since the source follower operation is rarely performed, the output voltage is rarely reduced.

なお、Nチャネル型トランジスタとPチャネル型トランジスタの両方を用いて、CMOS型のスイッチをスイッチとして用いてもよい。CMOS型のスイッチにすると、Pチャネル型トランジスタまたはNチャネル型トランジスタのどちらか一方のトランジスタが導通すれば電流が流れるため、スイッチとして機能しやすくなる。例えば、スイッチへの入力信号の電圧が高い場合でも、低い場合でも、適切に電圧を出力させることが出来る。さらに、スイッチをオン・オフさせるための信号の電圧振幅値を小さくすることが出来るので、消費電力を小さくすることも出来る。 Note that a CMOS switch may be used as a switch by using both an N-channel transistor and a P-channel transistor. When a CMOS switch is used, a current flows when one of the P-channel transistor and the N-channel transistor is turned on, so that the switch can easily function as a switch. For example, the voltage can be appropriately output regardless of whether the voltage of the input signal to the switch is high or low. Furthermore, since the voltage amplitude value of the signal for turning on / off the switch can be reduced, the power consumption can be reduced.

なお、スイッチとしてトランジスタを用いる場合、スイッチは、入力端子(ソース端子またはドレイン端子の一方)と、出力端子(ソース端子またはドレイン端子の他方)と、導通を制御する端子(ゲート端子)とを有している。一方、スイッチとしてダイオードを用いる場合、スイッチは、導通を制御する端子を有していない場合がある。そのため、トランジスタよりもダイオードをスイッチとして用いた方が、端子を制御するための配線を少なくすることが出来る。 Note that when a transistor is used as a switch, the switch has an input terminal (one of a source terminal or a drain terminal), an output terminal (the other of the source terminal or the drain terminal), and a terminal for controlling conduction (a gate terminal). is doing. On the other hand, when a diode is used as the switch, the switch may not have a terminal for controlling conduction. Therefore, the use of a diode as a switch rather than a transistor can reduce the wiring for controlling the terminal.

なお、本明細書において、AとBとが接続されている、と明示的に記載する場合は、AとBとが電気的に接続されている場合と、AとBとが機能的に接続されている場合と、AとBとが直接接続されている場合とを含むものとする。ここで、A、Bは、対象物(例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など)であるとする。したがって、本明細書が開示する構成において、所定の接続関係、例えば、図または文章に示された接続関係に限定されず、図または文章に示された接続関係以外のものも含むものとする。 In this specification, when A and B are explicitly described as being connected, A and B are electrically connected and A and B are functionally connected. And the case where A and B are directly connected. Here, A and B are objects (for example, devices, elements, circuits, wirings, electrodes, terminals, conductive films, layers, etc.). Therefore, the configuration disclosed in this specification is not limited to a predetermined connection relationship, for example, the connection relationship illustrated in the drawing or text, and includes other than the connection relationship illustrated in the drawing or text.

例えば、AとBとが電気的に接続されている場合として、AとBとの電気的な接続を可能とする素子(例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオードなど)が、AとBとの間に1個以上配置されていてもよい。あるいは、AとBとが機能的に接続されている場合として、AとBとの機能的な接続を可能とする回路(例えば、論理回路(インバータ、NAND回路、NOR回路など)、信号変換回路(DA変換回路、AD変換回路、ガンマ補正回路など)、電位レベル変換回路(電源回路(昇圧回路、降圧回路など)、信号の電位レベルを変えるレベルシフタ回路など)、電圧源、電流源、切り替え回路、増幅回路(信号振幅または電流量などを大きく出来る回路、オペアンプ、差動増幅回路、ソースフォロワ回路、バッファ回路など)、信号生成回路、記憶回路、制御回路など)が、AとBとの間に1個以上配置されていてもよい。あるいは、AとBとが直接接続されている場合として、AとBとの間に他の素子や他の回路を挟まずに、AとB
とが直接接続されていてもよい。
For example, when A and B are electrically connected, an element (for example, a switch, a transistor, a capacitor, an inductor, a resistance element, a diode, or the like) that enables electrical connection between A and B is provided. 1 or more may be arranged between A and B. Alternatively, when A and B are functionally connected, a circuit (for example, a logic circuit (an inverter, a NAND circuit, a NOR circuit, etc.), a signal conversion circuit that enables functional connection between A and B (DA conversion circuit, AD conversion circuit, gamma correction circuit, etc.), potential level conversion circuit (power supply circuit (boost circuit, step-down circuit, etc.), level shifter circuit that changes signal potential level, etc.), voltage source, current source, switching circuit , Amplifier circuits (circuits that can increase signal amplitude or current amount, operational amplifiers, differential amplifier circuits, source follower circuits, buffer circuits, etc.), signal generation circuits, memory circuits, control circuits, etc.) between A and B One or more of them may be arranged. Alternatively, when A and B are directly connected, A and B without interposing other elements or other circuits between A and B.
And may be directly connected.

なお、AとBとが直接接続されている、と明示的に記載する場合は、AとBとが直接接続されている場合(つまり、AとBとの間に他の素子や他の回路を間に介さずに接続されている場合)と、AとBとが電気的に接続されている場合(つまり、AとBとの間に別の素子や別の回路を挟んで接続されている場合)とを含むものとする。 Note that in the case where it is explicitly described that A and B are directly connected, when A and B are directly connected (that is, another element or other circuit between A and B). And A and B are electrically connected (that is, they are connected with another element or circuit between A and B). ).

なお、AとBとが電気的に接続されている、と明示的に記載する場合は、AとBとが電気的に接続されている場合(つまり、AとBとの間に別の素子や別の回路を挟んで接続されている場合)と、AとBとが機能的に接続されている場合(つまり、AとBとの間に別の回路を挟んで機能的に接続されている場合)と、AとBとが直接接続されている場合(つまり、AとBとの間に別の素子や別の回路を挟まずに接続されている場合)とを含むものとする。つまり、電気的に接続されている、と明示的に記載する場合は、単に、接続されている、とのみ明示的に記載されている場合と同じであるとする。 Note that in the case where it is explicitly described that A and B are electrically connected, another element is connected between A and B (that is, between A and B). Or when A and B are functionally connected (that is, they are functionally connected with another circuit between A and B). And a case where A and B are directly connected (that is, a case where another element or another circuit is not connected between A and B). That is, when it is explicitly described that it is electrically connected, it is the same as when it is explicitly only described that it is connected.

なお、表示素子、表示素子を有する装置である表示装置、発光素子、発光素子を有する装置である発光装置は、様々な形態を用いたり、様々な素子を有することが出来る。例えば、表示素子、表示装置、発光素子または発光装置としては、EL素子(有機EL素子、無機EL素子又は有機物及び無機物を含むEL素子)、電子放出素子、液晶素子、電子インク、電気泳動素子、グレーティングライトバルブ(GLV)、プラズマディスプレイ(PDP)、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、圧電セラミックディスプレイ、カーボンナノチューブ、など、電気磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化する表示媒体を用いることができる。なお、EL素子を用いた表示装置としてはELディスプレイ、電子放出素子を用いた表示装置としてはフィールドエミッションディスプレイ(FED)やSED方式平面型ディスプレイ(SED:Surface−conductionElectron−emitterDisply)など、液晶素子を用いた表示装置としては液晶ディスプレイ(透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディスプレイ、直視型液晶ディスプレイ、投射型液晶ディスプレイ)、電子インクや電気泳動素子を用いた表示装置としては電子ペーパーがある。 Note that a display element, a display device that is a device including a display element, a light-emitting element, and a light-emitting device that is a device including a light-emitting element can have various modes or have various elements. For example, as a display element, a display device, a light-emitting element, or a light-emitting device, an EL element (an organic EL element, an inorganic EL element, or an EL element including an organic substance and an inorganic substance), an electron-emitting element, a liquid crystal element, electronic ink, an electrophoretic element, Grating light valve (GLV), plasma display (PDP), digital micromirror device (DMD), piezoelectric ceramic display, carbon nanotube, and other displays that change contrast, brightness, reflectivity, transmittance, etc. due to electromagnetic action Media can be used. Note that an EL display is used as a display device using an EL element, and a liquid crystal device such as a field emission display (FED) or an SED type flat display (SED: Surface-conduction Electron-emitter Display) is used as a display device using an electron-emitting device. The display device used is a liquid crystal display (transmission type liquid crystal display, transflective type liquid crystal display, reflection type liquid crystal display, direct view type liquid crystal display, projection type liquid crystal display), and a display device using electronic ink or electrophoretic elements is an electronic device. There is paper.

なお、本書類(明細書、特許請求の範囲又は図面など)に記載されたトランジスタとして、様々な形態のトランジスタを用いることが出来る。よって、用いるトランジスタの種類に限定はない。例えば、非晶質シリコン、多結晶シリコン、微結晶(マイクロクリスタル、セミアモルファスとも言う)シリコンなどに代表される非単結晶半導体膜を有する薄膜トランジスタ(TFT)などを用いることが出来る。TFTを用いる場合、様々なメリットがある。例えば、単結晶シリコンの場合よりも低い温度で製造できるため、製造コストの削減、又は製造装置の大型化を図ることができる。製造装置を大きくできるため、大型基板上に製造できる。そのため、同時に多くの個数の表示装置を製造できるため、低コストで製造できる。さらに、製造温度が低いため、耐熱性の弱い基板を用いることができる。そのため、透明基板上にトランジスタを製造できる。そして、透明な基板上のトランジスタを用いて表示素子での光の透過を制御することが出来る。あるいは、トランジスタの膜厚が薄いため、トランジスタを構成する膜の一部は、光を透過させることが出来る。そのため、開口率が向上させることができる。 Note that various types of transistors can be used as the transistor described in this document (the specification, the claims, the drawings, or the like). Thus, there is no limitation on the type of transistor used. For example, a thin film transistor (TFT) including a non-single-crystal semiconductor film typified by amorphous silicon, polycrystalline silicon, microcrystalline (also referred to as semi-amorphous) silicon, or the like can be used. When using TFT, there are various advantages. For example, since manufacturing can be performed at a lower temperature than that of single crystal silicon, manufacturing cost can be reduced or a manufacturing apparatus can be increased in size. Since the manufacturing apparatus can be enlarged, it can be manufactured on a large substrate. Therefore, since a large number of display devices can be manufactured at the same time, it can be manufactured at low cost. Furthermore, since the manufacturing temperature is low, a substrate with low heat resistance can be used. Therefore, a transistor can be manufactured on a transparent substrate. Then, light transmission through the display element can be controlled using a transistor over a transparent substrate. Alternatively, since the thickness of the transistor is small, part of the film included in the transistor can transmit light. Therefore, the aperture ratio can be improved.

なお、多結晶シリコンを製造するときに、触媒(ニッケルなど)を用いることにより、結晶性をさらに向上させ、電気特性のよいトランジスタを製造することが可能となる。その結果、ゲートドライバ回路(走査線駆動回路)やソースドライバ回路(信号線駆動回路)、信号処理回路(信号生成回路、ガンマ補正回路、DA変換回路など)を基板上に一体形成することが出来る。 Note that by using a catalyst (such as nickel) when manufacturing polycrystalline silicon, it is possible to further improve crystallinity and to manufacture a transistor with favorable electrical characteristics. As a result, a gate driver circuit (scanning line driving circuit), a source driver circuit (signal line driving circuit), and a signal processing circuit (signal generation circuit, gamma correction circuit, DA conversion circuit, etc.) can be integrally formed on the substrate. .

なお、微結晶シリコンを製造するときに、触媒(ニッケルなど)を用いることにより、結晶性をさらに向上させ、電気特性のよいトランジスタを製造することが可能となる。このとき、レーザーを用いず、熱処理を加えるだけで、結晶性を向上させることができる。その結果、ゲートドライバ回路(走査線駆動回路)やソースドライバ回路の一部(アナログスイッチなど)を基板上に一体形成することが出来る。さらに、結晶化のためにレーザーを用いない場合は、シリコンの結晶性のムラを抑えることができる。そのため、綺麗な画像を表示することが出来る。 Note that when a microcrystalline silicon is manufactured, by using a catalyst (such as nickel), crystallinity can be further improved and a transistor with favorable electrical characteristics can be manufactured. At this time, crystallinity can be improved only by applying heat treatment without using a laser. As a result, part of the gate driver circuit (scanning line driver circuit) and the source driver circuit (analog switch, etc.) can be formed integrally on the substrate. Further, when a laser is not used for crystallization, unevenness in crystallinity of silicon can be suppressed. Therefore, a beautiful image can be displayed.

ただし、触媒(ニッケルなど)を用いずに、多結晶シリコンや微結晶シリコンを製造することは可能である。 However, it is possible to produce polycrystalline silicon or microcrystalline silicon without using a catalyst (such as nickel).

または、半導体基板やSOI基板などを用いてトランジスタを形成することが出来る。その場合、MOS型トランジスタ、接合型トランジスタ、バイポーラトランジスタなどを本明細書に記載されたトランジスタとして用いることが出来る。これらにより、特性やサイズや形状などのバラツキが少なく、電流供給能力が高く、サイズの小さいトランジスタを製造することができる。これらのトランジスタを用いると、回路の低消費電力化、又は回路の高集積化を図ることができる。 Alternatively, a transistor can be formed using a semiconductor substrate, an SOI substrate, or the like. In that case, a MOS transistor, a junction transistor, a bipolar transistor, or the like can be used as the transistor described in this specification. Accordingly, a transistor with small variations in characteristics, size, shape, and the like, high current supply capability, and small size can be manufactured. When these transistors are used, low power consumption of the circuit or high integration of the circuit can be achieved.

または、ZnO、a−InGaZnO、SiGe、GaAs、IZO、ITO、SnOなどの化合物半導体または酸化物半導体を有するトランジスタや、さらに、これらの化合物半導体または酸化物半導体を薄膜化した薄膜トランジスタなどを用いることが出来る。これらにより、製造温度を低くでき、例えば、室温でトランジスタを製造することが可能となる。その結果、耐熱性の低い基板、例えばプラスチック基板やフィルム基板に直接トランジスタを形成することが出来る。なお、これらの化合物半導体または酸化物半導体を、トランジスタのチャネル部分に用いるだけでなく、それ以外の用途で用いることも出来る。例えば、これらの化合物半導体または酸化物半導体を抵抗素子、画素電極、透明電極として用いることができる。さらに、それらをトランジスタと同時に成膜又は形成できるため、コストを低減できる。 Alternatively, a transistor having a compound semiconductor or an oxide semiconductor such as ZnO, a-InGaZnO, SiGe, GaAs, IZO, ITO, or SnO, or a thin film transistor in which these compound semiconductor or oxide semiconductor is thinned can be used. I can do it. Accordingly, the manufacturing temperature can be lowered, and for example, the transistor can be manufactured at room temperature. As a result, the transistor can be formed directly on a substrate having low heat resistance, such as a plastic substrate or a film substrate. Note that these compound semiconductors or oxide semiconductors can be used not only for a channel portion of a transistor but also for other purposes. For example, these compound semiconductors or oxide semiconductors can be used as resistance elements, pixel electrodes, and transparent electrodes. Furthermore, since these can be formed or formed simultaneously with the transistor, cost can be reduced.

または、インクジェットや印刷法を用いて形成したトランジスタなどを用いることが出来る。これらにより、室温で製造、低真空度で製造、又は大型基板上に製造することができる。また、マスク(レチクル)を用いなくても製造することが可能となるため、トランジスタのレイアウトを容易に変更することが出来る。さらに、レジストを用いる必要がないので、材料費が安くなり、工程数を削減できる。さらに、必要な部分にのみ膜を付けるため、全面に成膜した後でエッチングする、という製法よりも、材料が無駄にならず、低コストにできる。 Alternatively, a transistor formed using an inkjet method or a printing method can be used. By these, it can manufacture at room temperature, manufacture at a low vacuum degree, or can manufacture on a large sized board | substrate. Further, since the transistor can be manufactured without using a mask (reticle), the layout of the transistor can be easily changed. Furthermore, since it is not necessary to use a resist, the material cost is reduced and the number of processes can be reduced. Further, since a film is formed only on a necessary portion, the material is not wasted and cost can be reduced as compared with a manufacturing method in which etching is performed after film formation on the entire surface.

または、有機半導体やカーボンナノチューブを有するトランジスタ等を用いることができる。これらにより、曲げることが可能な基板上にトランジスタを形成することが出来る。そのため、衝撃に強くできる。 Alternatively, a transistor including an organic semiconductor or a carbon nanotube can be used. Thus, a transistor can be formed over a substrate that can be bent. Therefore, it can be strong against impact.

その他、様々なトランジスタを用いることができる。 In addition, various transistors can be used.

なお、トランジスタが形成されている基板の種類は、様々なものを用いることができ、特定のものに限定されることはない。トランジスタが形成される基板としては、例えば、単結晶基板、SOI基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、紙基板、セロファン基板、石材基板、木材基板、布基板(天然繊維(絹、綿、麻)、合成繊維(ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル)若しくは再生繊維(アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル)などを含む)、皮革基板、ゴム基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板などを用いることが出来る。あるいは、人などの動物の
皮膚(皮表、真皮)又は皮下組織を基板として用いてもよい。または、ある基板でトランジスタを形成し、その後、別の基板にトランジスタを転置し、別の基板上にトランジスタを配置してもよい。トランジスタが転置される基板としては、単結晶基板、SOI基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、紙基板、セロファン基板、石材基板、、木材基板、布基板(天然繊維(絹、綿、麻)、合成繊維(ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル)若しくは再生繊維(アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル)などを含む)、皮革基板、ゴム基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板などを用いることができる。あるいは、人などの動物の皮膚(皮表、真皮)又は皮下組織を基板として用いてもよい。これらの基板を用いることにより、特性のよいトランジスタの形成、消費電力の小さいトランジスタの形成、壊れにくい装置の製造、耐熱性の付与、又は軽量化を図ることができる。
Note that various types of substrates on which transistors are formed can be used and are not limited to specific types. As a substrate on which a transistor is formed, for example, a single crystal substrate, an SOI substrate, a glass substrate, a quartz substrate, a plastic substrate, a paper substrate, a cellophane substrate, a stone substrate, a wood substrate, a cloth substrate (natural fiber (silk, cotton, hemp) ), Synthetic fibers (nylon, polyurethane, polyester) or recycled fibers (including acetate, cupra, rayon, recycled polyester), leather substrates, rubber substrates, stainless steel substrates, substrates with stainless steel foil, etc. Can be used. Alternatively, the skin (skin surface, dermis) or subcutaneous tissue of an animal such as a human may be used as the substrate. Alternatively, a transistor may be formed over a certain substrate, and then the transistor may be transferred to another substrate, and the transistor may be disposed over another substrate. The substrate to which the transistor is transferred is a single crystal substrate, SOI substrate, glass substrate, quartz substrate, plastic substrate, paper substrate, cellophane substrate, stone substrate, wood substrate, cloth substrate (natural fiber (silk, cotton, hemp) , Synthetic fibers (including nylon, polyurethane, polyester) or recycled fibers (including acetate, cupra, rayon, recycled polyester), leather substrates, rubber substrates, stainless steel substrates, substrates with stainless steel foil, etc. be able to. Alternatively, the skin (skin surface, dermis) or subcutaneous tissue of an animal such as a human may be used as the substrate. By using these substrates, it is possible to form a transistor with good characteristics, a transistor with low power consumption, manufacture a device that is not easily broken, impart heat resistance, or reduce weight.

なお、トランジスタの構成は、様々な形態をとることができる。特定の構成に限定されない。例えば、ゲート電極が2個以上のマルチゲート構造を用いてもよい。マルチゲート構造にすると、チャネル領域が直列に接続されるため、複数のトランジスタが直列に接続された構成となる。マルチゲート構造により、オフ電流の低減、トランジスタの耐圧向上による信頼性の向上を図ることができる。あるいは、マルチゲート構造により、飽和領域で動作する時に、ドレイン・ソース間電圧が変化しても、ドレイン・ソース間電流があまり変化せず、電圧・電流特性の傾きがフラットな特性にすることができる。電圧・電流特性の傾きがフラットである特性を利用すると、理想的な電流源回路や、非常に高い抵抗値をもつ能動負荷を実現することが出来る。その結果、特性のよい差動回路やカレントミラー回路を実現することが出来る。また、チャネルの上下にゲート電極が配置されている構造でもよい。チャネルの上下にゲート電極が配置されている構造にすることにより、チャネル領域が増えるため、電流値の増加、、又は空乏層ができやすくなることによるS値の低減を図ることができる。チャネルの上下にゲート電極が配置されると、複数のトランジスタが並列に接続されたような構成となる。 Note that the structure of the transistor can take a variety of forms. It is not limited to a specific configuration. For example, a multi-gate structure having two or more gate electrodes may be used. When the multi-gate structure is employed, the channel regions are connected in series, so that a plurality of transistors are connected in series. With the multi-gate structure, the off-state current can be reduced and the reliability can be improved by improving the withstand voltage of the transistor. Or, when operating in the saturation region, the drain-source current does not change much even when the drain-source voltage changes, and the slope of the voltage / current characteristic is flat due to the multi-gate structure. it can. By using the characteristic that the slope of the voltage / current characteristic is flat, an ideal current source circuit and an active load having a very high resistance value can be realized. As a result, a differential circuit or a current mirror circuit with good characteristics can be realized. Alternatively, a structure in which gate electrodes are arranged above and below the channel may be employed. With the structure in which the gate electrodes are arranged above and below the channel, the channel region increases, so that the current value can be increased or the S value can be reduced due to the easy formation of a depletion layer. When gate electrodes are provided above and below a channel, a structure in which a plurality of transistors are connected in parallel is obtained.

あるいは、チャネル領域の上にゲート電極が配置されている構造でもよいし、チャネル領域の下にゲート電極が配置されている構造でもよい。あるいは、正スタガ構造または逆スタガ構造でもよいし、チャネル領域が複数の領域に分かれていてもよいし、チャネル領域が並列に接続されていてもよいし、チャネル領域が直列に接続されていてもよい。また、チャネル領域(もしくはその一部)にソース電極やドレイン電極が重なっていてもよい。チャネル領域(もしくはその一部)にソース電極やドレイン電極が重なる構造にすることにより、チャネル領域の一部に電荷がたまって、動作が不安定になることを防ぐことができる。また、LDD領域を設けても良い。LDD領域を設けることにより、オフ電流の低減、又はトランジスタの耐圧向上による信頼性の向上を図ることができる。あるいは、LDD領域を設けることにより、、飽和領域で動作する時に、ドレイン・ソース間電圧が変化しても、ドレイン・ソース間電流があまり変化せず、電圧・電流特性の傾きがフラットな特性にすることができる。 Alternatively, a structure in which a gate electrode is disposed over a channel region may be employed, or a structure in which a gate electrode is disposed under a channel region may be employed. Alternatively, a normal stagger structure or an inverted stagger structure may be used, the channel region may be divided into a plurality of regions, the channel regions may be connected in parallel, or the channel regions may be connected in series. Good. In addition, a source electrode or a drain electrode may overlap with the channel region (or a part thereof). With the structure in which the source electrode or the drain electrode overlaps with the channel region (or part thereof), it is possible to prevent electric charges from being accumulated in part of the channel region and unstable operation. Further, an LDD region may be provided. By providing the LDD region, the off-state current can be reduced or the reliability can be improved by improving the withstand voltage of the transistor. Alternatively, by providing the LDD region, when operating in the saturation region, even if the drain-source voltage changes, the drain-source current does not change so much, and the slope of the voltage / current characteristic is flat. can do.

なお、本明細書におけるトランジスタは、様々なタイプを用いることができ、様々な基板上に形成させることができる。したがって、所定の機能を実現させるために必要な回路の全てが、同一の基板に形成されていてもよい。例えば、所定の機能を実現させるために必要な回路の全てが、ガラス基板、プラスチック基板、単結晶基板、またはSOI基板上に形成されていてもよく、さまざまな基板上に形成されていてもよい。所定の機能を実現させるために必要な回路の全てが同じ基板上に形成されていることにより、部品点数を減らしてコストを低減し、回路部品との接続点数を減らして信頼性を向上させたりすることができる。あるいは、所定の機能を実現させるために必要な回路の一部が、ある基板に形成されており、所定の機能を実現させるために必要な回路の別の一部が、別の基板に形成されていてもよい。つまり、所定の機能を実現させるために必要な回路の全てが同じ基板上
に形成されていなくてもよい。例えば、所定の機能を実現させるために必要な回路の一部は、ガラス基板上にトランジスタを用いて形成され、所定の機能を実現させるために必要な回路の別の一部は、単結晶基板上に形成され、単結晶基板上のトランジスタで構成されたICチップをCOG(ChipOnGlass)でガラス基板に接続して、ガラス基板上にそのICチップを配置してもよい。あるいは、そのICチップをTAB(TapeAutomatedBonding)やプリント基板を用いてガラス基板と接続してもよい。このように、回路の一部が同じ基板に形成されていることにより、部品点数を減らしてコストを低減し、回路部品との接続点数を減らして信頼性を向上させたりすることができる。また、駆動電圧が高い部分や駆動周波数が高い部分の回路は、消費電力が大きくなってしまうので、そのような部分の回路は同じ基板に形成せず、そのかわりに、例えば、単結晶基板上にその部分の回路を形成して、その回路で構成されたICチップを用いるようにすれば、消費電力の増加を防ぐことができる。
Note that various types of transistors can be used in this specification, and the transistor can be formed over various substrates. Therefore, all of the circuits necessary for realizing a predetermined function may be formed on the same substrate. For example, all circuits necessary for realizing a predetermined function may be formed over a glass substrate, a plastic substrate, a single crystal substrate, or an SOI substrate, or may be formed over various substrates. . Since all the circuits necessary to realize a given function are formed on the same board, the number of parts can be reduced to reduce costs, and the number of connection points with circuit parts can be reduced to improve reliability. can do. Alternatively, a part of the circuit necessary for realizing the predetermined function is formed on a certain substrate, and another part of the circuit necessary for realizing the predetermined function is formed on another substrate. It may be. That is, not all of the circuits necessary for realizing a predetermined function may be formed on the same substrate. For example, a part of a circuit necessary for realizing a predetermined function is formed using a transistor over a glass substrate, and another part of a circuit required for realizing a predetermined function is a single crystal substrate. The IC chip formed on the single crystal substrate and formed of a transistor may be connected to the glass substrate by COG (Chip On Glass), and the IC chip may be arranged on the glass substrate. Alternatively, the IC chip may be connected to the glass substrate using TAB (Tape Automated Bonding) or a printed board. As described above, since a part of the circuit is formed on the same substrate, the number of parts can be reduced to reduce the cost, and the number of connection points with the circuit parts can be reduced to improve the reliability. In addition, since the power consumption of a circuit having a high driving voltage or a high driving frequency is large, such a circuit is not formed on the same substrate. Instead, for example, on a single crystal substrate. If the circuit of that portion is formed and an IC chip constituted by the circuit is used, an increase in power consumption can be prevented.

なお、本明細書においては、一画素とは、明るさを制御できる要素一つ分を示すものとする。よって、一例としては、一画素とは、一つの色要素を示すものとし、その色要素一つで明るさを表現する。従って、そのときは、R(赤)G(緑)B(青)の色要素からなるカラー表示装置の場合には、画像の最小単位は、Rの画素とGの画素とBの画素との三画素から構成されるものとする。なお、色要素は、三色に限定されず、三色以上を用いても良いし、RGB以外の色を用いても良い。例えば、白色を加えて、RGBW(Wは白)としてもよい。また、RGBに、例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、エメラルドグリーン、朱色などを一色以上追加してもよい。また、例えば、RGBの中の少なくとも一色に類似した色を、RGBに追加してもよい。例えば、R、G、B1、B2としてもよい。B1とB2とは、どちらも青色であるが、少し周波数が異なっている。同様に、R1、R2、G、Bとしてもよい。このような色要素を用いることにより、より実物に近い表示を行うことができたり、消費電力を低減することが出来る。また、別の例としては、1つの色要素について、複数の領域を用いて明るさを制御する場合は、その領域一つ分を一画素としてもよい。よって、一例として、面積階調を行う場合または副画素(サブ画素)を有している場合、一つの色要素につき、明るさを制御する領域が複数あり、その全体で階調を表現するわけであるが、明るさを制御する領域の一つ分を一画素としてもよい。よって、その場合は、一つの色要素は、複数の画素で構成されることとなる。あるいは、明るさを制御する領域が1つの色要素の中に複数あっても、それらをまとめて、1つの色要素を1画素としてもよい。よって、その場合は、一つの色要素は、一つの画素で構成されることとなる。また、1つの色要素について、複数の領域を用いて明るさを制御する場合、画素によって、表示に寄与する領域の大きさが異なっている場合がある。また、一つの色要素につき複数ある、明るさを制御する領域において、各々に供給する信号を僅かに異ならせるようにして、視野角を広げるようにしてもよい。つまり、1つの色要素について、複数個ある領域が各々有する画素電極の電位が、各々異なっていてもよい。その結果、液晶分子に加わる電圧が各画素電極によって各々異なる。よって、視野角を広くすることが出来る。 Note that in this specification, one pixel represents one element whose brightness can be controlled. Therefore, as an example, one pixel represents one color element, and brightness is expressed by one color element. Therefore, at that time, in the case of a color display device composed of R (red), G (green), and B (blue) color elements, the minimum unit of an image is an R pixel, a G pixel, and a B pixel. It is assumed to be composed of three pixels. Note that the color elements are not limited to three colors, and three or more colors may be used, or colors other than RGB may be used. For example, RGBW (W is white) may be added by adding white. Further, one or more colors such as yellow, cyan, magenta, emerald green, vermilion, and the like may be added to RGB. Further, for example, a color similar to at least one of RGB may be added to RGB. For example, R, G, B1, and B2 may be used. B1 and B2 are both blue, but have slightly different frequencies. Similarly, R1, R2, G, and B may be used. By using such color elements, it is possible to perform display closer to the real thing or to reduce power consumption. As another example, when brightness is controlled using a plurality of areas for one color element, one area may be used as one pixel. Therefore, as an example, when area gradation is performed or when sub-pixels (sub-pixels) are provided, there are a plurality of brightness control areas for one color element, and the gradation is expressed as a whole. However, one pixel for controlling the brightness may be one pixel. Therefore, in that case, one color element is composed of a plurality of pixels. Alternatively, even if there are a plurality of areas for controlling the brightness in one color element, they may be combined into one pixel. Therefore, in that case, one color element is composed of one pixel. When brightness is controlled using a plurality of areas for one color element, the size of the area contributing to display may be different depending on the pixel. In addition, in a plurality of brightness control areas for one color element, a signal supplied to each may be slightly different to widen the viewing angle. That is, for one color element, the potentials of the pixel electrodes in each of a plurality of regions may be different from each other. As a result, the voltage applied to the liquid crystal molecules is different for each pixel electrode. Therefore, the viewing angle can be widened.

なお、一画素(三色分)と明示的に記載する場合は、RとGとBの三画素分を一画素と考える場合であるとする。一画素(一色分)と明示的に記載する場合は、一つの色要素につき、複数の領域がある場合、それらをまとめて一画素と考える場合であるとする。 In addition, when it is explicitly described as one pixel (for three colors), it is assumed that three pixels of R, G, and B are considered as one pixel. When it is explicitly described as one pixel (for one color), it is assumed that when there are a plurality of areas for one color element, they are considered as one pixel.

なお、本書類(明細書、特許請求の範囲又は図面など)において、画素は、マトリクス状に配置(配列)されている場合がある。ここで、画素がマトリクスに配置(配列)されているとは、縦方向もしくは横方向において、画素が直線上に並んで配置されている場合や、ギザギザな線上に配置されている場合を含む。よって、例えば三色の色要素(例えばRGB)でフルカラー表示を行う場合に、ストライプ配置されている場合や、三つの色要素のドットがデルタ配置されている場合も含む。さらに、ベイヤー配置されている場合も含
む。なお、色要素は、三色に限定されず、それ以上でもよく、例えば、RGBW(Wは白)や、RGBに、イエロー、シアン、マゼンタなどを一色以上追加したものなどがある。また、色要素のドット毎にその表示領域の大きさが異なっていてもよい。これにより、低消費電力化、又は表示素子の長寿命化を図ることができる。
Note that in this document (the specification, the claims, the drawings, or the like), the pixels may be arranged (arranged) in a matrix. Here, the pixel being arranged (arranged) in the matrix includes a case where the pixels are arranged in a straight line or a jagged line in the vertical direction or the horizontal direction. Therefore, for example, when full color display is performed with three color elements (for example, RGB), the case where stripes are arranged and the case where dots of three color elements are arranged in delta are included. Furthermore, the case where a Bayer is arranged is included. Note that the color elements are not limited to three colors, and may be more than that, for example, RGBW (W is white) or RGB in which one or more colors of yellow, cyan, magenta, etc. are added. Further, the size of the display area may be different for each dot of the color element. Thereby, it is possible to reduce power consumption or extend the life of the display element.

なお、本書類(明細書、特許請求の範囲又は図面など)において、画素に能動素子を有するアクティブマトリクス方式、または、画素に能動素子を有しないパッシブマトリクス方式を用いることが出来る。 Note that in this document (the specification, the claims, the drawings, or the like), an active matrix method in which an active element is included in a pixel or a passive matrix method in which an active element is not included in a pixel can be used.

アクティブマトリクス方式では、能動素子(アクティブ素子、非線形素子)として、トランジスタだけでなく、さまざまな能動素子(アクティブ素子、非線形素子)を用いることが出来る。例えば、MIM(MetalInsulatorMetal)やTFD(ThinFilmDiode)などを用いることも可能である。これらの素子は、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。さらに、素子のサイズが小さいため、開口率を向上させることができ、低消費電力化や高輝度化をはかることが出来る。 In the active matrix system, not only transistors but also various active elements (active elements and nonlinear elements) can be used as active elements (active elements and nonlinear elements). For example, MIM (Metal Insulator Metal) or TFD (Thin Film Diode) can be used. Since these elements have few manufacturing steps, manufacturing cost can be reduced or yield can be improved. Furthermore, since the size of the element is small, the aperture ratio can be improved, and low power consumption and high luminance can be achieved.

なお、アクティブマトリクス方式以外のものとして、能動素子(アクティブ素子、非線形素子)を用いないパッシブマトリクス型を用いることも可能である。能動素子(アクティブ素子、非線形素子)を用いないため、製造工程が少なく、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。また、能動素子(アクティブ素子、非線形素子)を用いないため、開口率を向上させることができ、低消費電力化や高輝度化をはかることが出来る。 Note that as a method other than the active matrix method, a passive matrix type that does not use active elements (active elements, nonlinear elements) can be used. Since no active element (active element or nonlinear element) is used, the number of manufacturing steps is small, and manufacturing cost can be reduced or yield can be improved. In addition, since an active element (an active element or a non-linear element) is not used, the aperture ratio can be improved, and low power consumption and high luminance can be achieved.

なお、トランジスタとは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む少なくとも三つの端子を有する素子であり、ドレイン領域とソース領域の間にチャネル領域を有しており、ドレイン領域とチャネル領域とソース領域とを介して電流を流すことが出来る。ここで、ソースとドレインとは、トランジスタの構造や動作条件等によって変わるため、いずれがソースまたはドレインであるかを限定することが困難である。そこで、本明細書においては、ソース及びドレインとして機能する領域を、ソースもしくはドレインと呼ばない場合がある。その場合、一例としては、それぞれを第1端子、第2端子と表記する場合がある。あるいは、それぞれを第1の電極、第2の電極と表記する場合がある。あるいは、ソース領域、ドレイン領域と表記する場合がある。 Note that a transistor is an element having at least three terminals including a gate, a drain, and a source. The transistor has a channel region between the drain region and the source region, and the drain region, the channel region, and the source region. A current can be passed through. Here, since the source and the drain vary depending on the structure and operating conditions of the transistor, it is difficult to limit which is the source or the drain. Therefore, in this specification, a region functioning as a source and a drain may not be referred to as a source or a drain. In that case, as an example, there are cases where they are referred to as a first terminal and a second terminal, respectively. Alternatively, they may be referred to as a first electrode and a second electrode, respectively. Alternatively, they may be referred to as a source region and a drain region.

なお、トランジスタは、ベースとエミッタとコレクタとを含む少なくとも三つの端子を有する素子であってもよい。この場合も同様に、エミッタとコレクタとを、第1端子、第2端子と表記する場合がある。 Note that the transistor may be an element having at least three terminals including a base, an emitter, and a collector. Similarly in this case, the emitter and the collector may be referred to as a first terminal and a second terminal.

なお、ゲートとは、ゲート電極とゲート配線(ゲート線、ゲート信号線、走査線、走査信号線等とも言う)とを含んだ全体、もしくは、それらの一部のことを言う。ゲート電極とは、チャネル領域を形成する半導体と、ゲート絶縁膜を介してオーバーラップしている部分の導電膜のことを言う。なお、ゲート電極の一部は、LDD(LightlyDopedDrain)領域またはソース領域とドレイン領域と、ゲート絶縁膜を介してオーバーラップしている場合もある。ゲート配線とは、各トランジスタのゲート電極の間を接続するための配線、各画素の有するゲート電極の間を接続するための配線、又はゲート電極と別の配線とを接続するための配線のことを言う。 Note that a gate refers to the whole or part of a gate electrode and a gate wiring (also referred to as a gate line, a gate signal line, a scan line, a scan signal line, or the like). A gate electrode refers to a portion of a conductive film that overlaps with a semiconductor forming a channel region with a gate insulating film interposed therebetween. Note that a part of the gate electrode may overlap an LDD (Lightly Doped Drain) region or a source region and a drain region with a gate insulating film interposed therebetween. A gate wiring is a wiring for connecting the gate electrodes of each transistor, a wiring for connecting the gate electrodes of each pixel, or a wiring for connecting the gate electrode to another wiring. Say.

ただし、ゲート電極としても機能し、ゲート配線としても機能するような部分(領域、導電膜、配線など)も存在する。そのような部分(領域、導電膜、配線など)は、ゲート電極と呼んでも良いし、ゲート配線と呼んでも良い。つまり、ゲート電極とゲート配線とが
、明確に区別できないような領域も存在する。例えば、延伸して配置されているゲート配線の一部とチャネル領域がオーバーラップしている場合、その部分(領域、導電膜、配線など)はゲート配線として機能しているが、ゲート電極としても機能していることになる。よって、そのような部分(領域、導電膜、配線など)は、ゲート電極と呼んでも良いし、ゲート配線と呼んでも良い。
However, there are portions (regions, conductive films, wirings, etc.) that also function as gate electrodes and function as gate wirings. Such a portion (region, conductive film, wiring, or the like) may be called a gate electrode or a gate wiring. That is, there is a region where the gate electrode and the gate wiring cannot be clearly distinguished. For example, when a part of the gate wiring extended and the channel region overlap, the portion (region, conductive film, wiring, etc.) functions as the gate wiring, but also as the gate electrode It is functioning. Therefore, such a portion (region, conductive film, wiring, or the like) may be called a gate electrode or a gate wiring.

なお、ゲート電極と同じ材料で形成され、ゲート電極と同じ島(アイランド)を形成してつながっている部分(領域、導電膜、配線など)も、ゲート電極と呼んでも良い。同様に、ゲート配線と同じ材料で形成され、ゲート配線と同じ島(アイランド)を形成してつながっている部分(領域、導電膜、配線など)も、ゲート配線と呼んでも良い。このような部分(領域、導電膜、配線など)は、厳密な意味では、チャネル領域とオーバーラップしていない場合、又は別のゲート電極と接続させる機能を有していない場合がある。しかし、製造工程における条件などの関係で、ゲート電極またはゲート配線と同じ材料で形成され、ゲート電極またはゲート配線と同じ島(アイランド)を形成してつながっている部分(領域、導電膜、配線など)がある。よって、そのような部分(領域、導電膜、配線など)もゲート電極またはゲート配線と呼んでも良い。 Note that a portion (a region, a conductive film, a wiring, or the like) formed using the same material as the gate electrode and connected to form the same island (island) as the gate electrode may be called a gate electrode. Similarly, a portion (a region, a conductive film, a wiring, or the like) formed using the same material as the gate wiring and connected by forming the same island (island) as the gate wiring may be referred to as a gate wiring. In a strict sense, such a portion (region, conductive film, wiring, or the like) may not overlap with the channel region or may not have a function of being connected to another gate electrode. However, due to conditions in the manufacturing process, etc., a portion (region, conductive film, wiring, etc.) that is formed of the same material as the gate electrode or gate wiring and forms the same island (island) as the gate electrode or gate wiring. ) Therefore, such a portion (region, conductive film, wiring, or the like) may also be referred to as a gate electrode or a gate wiring.

なお、例えば、マルチゲートのトランジスタにおいて、1つのゲート電極と、別のゲート電極とは、ゲート電極と同じ材料で形成された導電膜で接続される場合が多い。そのような部分(領域、導電膜、配線など)は、ゲート電極とゲート電極とを接続させるための部分(領域、導電膜、配線など)であるため、ゲート配線と呼んでも良いが、マルチゲートのトランジスタを1つのトランジスタと見なすことも出来るため、ゲート電極と呼んでも良い。つまり、ゲート電極またはゲート配線と同じ材料で形成され、ゲート電極またはゲート配線と同じ島(アイランド)を形成してつながっている部分(領域、導電膜、配線など)は、ゲート電極やゲート配線と呼んでも良い。さらに、例えば、ゲート電極とゲート配線とを接続させている部分の導電膜であって、ゲート電極またはゲート配線とは異なる材料で形成された導電膜も、ゲート電極と呼んでも良いし、ゲート配線と呼んでも良い。 Note that, for example, in a multi-gate transistor, one gate electrode and another gate electrode are often connected to each other with a conductive film formed using the same material as the gate electrode. Such a portion (region, conductive film, wiring, or the like) is a portion (region, conductive film, wiring, or the like) for connecting the gate electrode to the gate electrode, and may be called a gate wiring. These transistors can be regarded as a single transistor, and may be referred to as a gate electrode. That is, a portion (region, conductive film, wiring, or the like) that is formed using the same material as the gate electrode or gate wiring and is connected to form the same island (island) as the gate electrode or gate wiring is connected to the gate electrode or gate wiring. You can call it. Further, for example, a conductive film in a portion where the gate electrode and the gate wiring are connected and formed of a material different from the gate electrode or the gate wiring may be referred to as a gate electrode. You may call it.

なお、ゲート端子とは、ゲート電極の部分(領域、導電膜、配線など)または、ゲート電極と電気的に接続されている部分(領域、導電膜、配線など)について、その一部分のことを言う。 Note that a gate terminal means a part of a part of a gate electrode (a region, a conductive film, a wiring, or the like) or a part electrically connected to the gate electrode (a region, a conductive film, a wiring, or the like). .

なお、ゲート配線、ゲート線、ゲート信号線、走査線、走査信号線などと呼ぶ場合、配線にトランジスタのゲートが接続されていない場合もある。この場合、ゲート配線、ゲート線、ゲート信号線、走査線、走査信号線は、トランジスタのゲートと同じ層で形成された配線、トランジスタのゲートと同じ材料で形成された配線またはトランジスタのゲートと同時に成膜された配線を意味している場合がある。例としては、保持容量用配線、電源線、基準電位供給配線などがある。 Note that in the case of calling a gate wiring, a gate line, a gate signal line, a scanning line, a scanning signal line, or the like, the gate of the transistor may not be connected to the wiring. In this case, the gate wiring, the gate line, the gate signal line, the scanning line, and the scanning signal line are formed at the same time as the wiring formed in the same layer as the gate of the transistor, the wiring formed of the same material as the gate of the transistor, or the gate of the transistor. It may mean a deposited wiring. Examples include a storage capacitor wiring, a power supply line, a reference potential supply wiring, and the like.

なお、ソースとは、ソース領域とソース電極とソース配線(ソース線、ソース信号線、データ線、データ信号線等とも言う)とを含んだ全体、もしくは、それらの一部のことを言う。ソース領域とは、P型不純物(ボロンやガリウムなど)やN型不純物(リンやヒ素など)が多く含まれる半導体領域のことを言う。従って、少しだけP型不純物やN型不純物が含まれる領域、いわゆる、LDD(LightlyDopedDrain)領域は、ソース領域には含まれない。ソース電極とは、ソース領域とは別の材料で形成され、ソース領域と電気的に接続されて配置されている部分の導電層のことを言う。ただし、ソース電極は、ソース領域も含んでソース電極と呼ぶこともある。ソース配線とは、各トランジスタのソース電極の間を接続するための配線、各画素の有するソース電極の間を接続するための配線、又はソース電極と別の配線とを接続するための配線のことを言う。 Note that a source refers to the whole or part of a source region, a source electrode, and a source wiring (also referred to as a source line, a source signal line, a data line, a data signal line, or the like). The source region refers to a semiconductor region containing a large amount of P-type impurities (such as boron and gallium) and N-type impurities (such as phosphorus and arsenic). Therefore, a region containing a little P-type impurity or N-type impurity, that is, a so-called LDD (Lightly Doped Drain) region is not included in the source region. A source electrode refers to a portion of a conductive layer which is formed using a material different from that of a source region and is electrically connected to the source region. However, the source electrode may be referred to as a source electrode including the source region. The source wiring is a wiring for connecting the source electrodes of the transistors, a wiring for connecting the source electrodes of each pixel, or a wiring for connecting the source electrode to another wiring. Say.

しかしながら、ソース電極としても機能し、ソース配線としても機能するような部分(領域、導電膜、配線など)も存在する。そのような部分(領域、導電膜、配線など)は、ソース電極と呼んでも良いし、ソース配線と呼んでも良い。つまり、ソース電極とソース配線とが、明確に区別できないような領域も存在する。例えば、延伸して配置されているソース配線の一部とソース領域とがオーバーラップしている場合、その部分(領域、導電膜、配線など)はソース配線として機能しているが、ソース電極としても機能していることになる。よって、そのような部分(領域、導電膜、配線など)は、ソース電極と呼んでも良いし、ソース配線と呼んでも良い。 However, there are portions (regions, conductive films, wirings, and the like) that also function as source electrodes and function as source wirings. Such a portion (region, conductive film, wiring, or the like) may be called a source electrode or a source wiring. That is, there is a region where the source electrode and the source wiring cannot be clearly distinguished. For example, in the case where a part of a source wiring that is extended and the source region overlap with each other, the portion (region, conductive film, wiring, etc.) functions as a source wiring, but as a source electrode Will also work. Thus, such a portion (region, conductive film, wiring, or the like) may be called a source electrode or a source wiring.

なお、ソース電極と同じ材料で形成され、ソース電極と同じ島(アイランド)を形成してつながっている部分(領域、導電膜、配線など)や、ソース電極とソース電極とを接続する部分(領域、導電膜、配線など)も、ソース電極と呼んでも良い。さらに、ソース領域とオーバーラップしている部分も、ソース電極と呼んでも良い。同様に、ソース配線と同じ材料で形成され、ソース配線と同じ島(アイランド)を形成してつながっている領域も、ソース配線と呼んでも良い。このような部分(領域、導電膜、配線など)は、厳密な意味では、別のソース電極と接続させる機能を有していない場合がある。しかし、製造工程における条件などの関係で、ソース電極またはソース配線と同じ材料で形成され、ソース電極またはソース配線とつながっている部分(領域、導電膜、配線など)がある。よって、そのような部分(領域、導電膜、配線など)もソース電極またはソース配線と呼んでも良い。 Note that a portion (region, conductive film, wiring, or the like) that is formed using the same material as the source electrode and forms the same island (island) as the source electrode, or a portion (region) that connects the source electrode and the source electrode , Conductive film, wiring, etc.) may also be referred to as source electrodes. Further, a portion overlapping with the source region may be called a source electrode. Similarly, a region formed of the same material as the source wiring and connected by forming the same island as the source wiring may be called a source wiring. Such a portion (region, conductive film, wiring, or the like) may not have a function of connecting to another source electrode in a strict sense. However, there is a portion (a region, a conductive film, a wiring, or the like) that is formed using the same material as the source electrode or the source wiring and connected to the source electrode or the source wiring because of conditions such as manufacturing conditions. Therefore, such a portion (region, conductive film, wiring, or the like) may also be referred to as a source electrode or a source wiring.

なお、例えば、ソース電極とソース配線とを接続させている部分の導電膜であって、ソース電極またはソース配線とは異なる材料で形成された導電膜も、ソース電極と呼んでも良いし、ソース配線と呼んでも良い。 Note that, for example, a conductive film in a portion where the source electrode and the source wiring are connected and formed using a material different from that of the source electrode or the source wiring may be referred to as a source electrode or a source wiring. You may call it.

なお、ソース端子とは、ソース領域の領域や、ソース電極や、ソース電極と電気的に接続されている部分(領域、導電膜、配線など)について、その一部分のことを言う。 Note that a source terminal refers to a part of a source region, a source electrode, or a portion (region, conductive film, wiring, or the like) electrically connected to the source electrode.

なお、ソース配線、ソース線、ソース信号線、データ線、データ信号線などと呼ぶ場合、配線にトランジスタのソース(ドレイン)が接続されていない場合もある。この場合、ソース配線、ソース線、ソース信号線、データ線、データ信号線は、トランジスタのソース(ドレイン)と同じ層で形成された配線、トランジスタのソース(ドレイン)と同じ材料で形成された配線またはトランジスタのソース(ドレイン)と同時に成膜された配線を意味している場合がある。例としては、保持容量用配線、電源線、基準電位供給配線などがある。 Note that in the case of calling a source wiring, a source line, a source signal line, a data line, a data signal line, or the like, the source (drain) of the transistor may not be connected to the wiring. In this case, the source wiring, the source line, the source signal line, the data line, and the data signal line are the wiring formed in the same layer as the source (drain) of the transistor and the wiring formed of the same material as the source (drain) of the transistor. Alternatively, it may mean a wiring formed simultaneously with the source (drain) of the transistor. Examples include a storage capacitor wiring, a power supply line, a reference potential supply wiring, and the like.

なお、ドレインについては、ソースと同様である。 The drain is the same as the source.

なお、半導体装置とは半導体素子(トランジスタ、ダイオード、サイリスタなど)を含む回路を有する装置のことをいう。さらに、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を半導体装置と呼んでもよい。 Note that a semiconductor device refers to a device having a circuit including a semiconductor element (a transistor, a diode, a thyristor, or the like). Furthermore, a device that can function by utilizing semiconductor characteristics may be called a semiconductor device.

なお、表示素子とは、光学変調素子、液晶素子、発光素子、EL素子(有機EL素子、無機EL素子又は有機物及び無機物を含むEL素子)、電子放出素子、電気泳動素子、放電素子、光反射素子、光回折素子、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、などのことを言う。ただし、これに限定されない。 Note that a display element means an optical modulation element, a liquid crystal element, a light emitting element, an EL element (an organic EL element, an inorganic EL element or an EL element containing an organic substance and an inorganic substance), an electron-emitting element, an electrophoretic element, a discharge element, and a light reflection element. An element, a light diffraction element, a digital micromirror device (DMD), etc. are said. However, it is not limited to this.

なお、表示装置とは、表示素子を有する装置のことを言う。なお、表示装置とは、表示素子を含む複数の画素またはそれらの画素を駆動させる周辺駆動回路が同一基板上に形成された表示パネル本体のことでもよい。なお、表示装置は、ワイヤボンディングやバンプな
どによって基板上に配置された周辺駆動回路、いわゆる、チップオングラス(COG)で接続されたICチップ、または、TABなどで接続されたICチップを含んでいても良い。なお、表示装置は、ICチップ、抵抗素子、容量素子、インダクタ、トランジスタなどが取り付けられたフレキシブルプリントサーキット(FPC)を含んでもよい。なお、表示装置は、フレキシブルプリントサーキット(FPC)などを介して接続され、ICチップ、抵抗素子、容量素子、インダクタ、トランジスタなどが取り付けられたプリント配線基盤(PWB)を含んでいても良い。なお、表示装置は、偏光板または位相差板などの光学シートを含んでいても良い。なお、表示装置は、照明装置、筐体、音声入出力装置、光センサなどを含んでいても良い。ここで、バックライトユニットのような照明装置は、導光板、プリズムシート、拡散シート、反射シート、光源(LED、冷陰極管など)、冷却装置(水冷式、空冷式)などを含んでいても良い。
Note that a display device refers to a device having a display element. Note that the display device may be a display panel body in which a plurality of pixels including display elements or a peripheral drive circuit for driving the pixels is formed over the same substrate. Note that the display device includes a peripheral drive circuit arranged on the substrate by wire bonding or bumps, an IC chip connected by so-called chip on glass (COG), or an IC chip connected by TAB or the like. May be. Note that the display device may include a flexible printed circuit (FPC) to which an IC chip, a resistor element, a capacitor element, an inductor, a transistor, and the like are attached. Note that the display device may include a printed wiring board (PWB) connected via a flexible printed circuit (FPC) or the like to which an IC chip, a resistor element, a capacitor element, an inductor, a transistor, or the like is attached. Note that the display device may include an optical sheet such as a polarizing plate or a retardation plate. Note that the display device may include a lighting device, a housing, a voice input / output device, an optical sensor, and the like. Here, the illumination device such as the backlight unit may include a light guide plate, a prism sheet, a diffusion sheet, a reflection sheet, a light source (LED, cold cathode tube, etc.), a cooling device (water cooling type, air cooling type) and the like. good.

なお、照明装置は、バックライトユニット、導光板、プリズムシート、拡散シート、反射シート、光源(LED、冷陰極管、熱陰極管など)、冷却装置などを有している装置のことをいう。 Note that the lighting device refers to a device including a backlight unit, a light guide plate, a prism sheet, a diffusion sheet, a reflective sheet, a light source (such as an LED, a cold cathode tube, a hot cathode tube), a cooling device, and the like.

なお、発光装置とは、発光素子などを有している装置のことをいう。 Note that a light-emitting device refers to a device having a light-emitting element or the like.

なお、反射装置とは、光反射素子、光回折素子、光反射電極などを有している装置のことをいう。 In addition, a reflection apparatus means the apparatus which has a light reflection element, a light diffraction element, a light reflection electrode, etc.

なお、液晶表示装置とは、液晶素子を有している表示装置をいう。液晶表示装置には、直視型、投写型、透過型、反射型、半透過型などがある。 Note that a liquid crystal display device refers to a display device having a liquid crystal element. Liquid crystal display devices include direct view type, projection type, transmission type, reflection type, and transflective type.

なお、駆動装置とは、半導体素子、電気回路、電子回路を有する装置のことを言う。例えば、ソース信号線から画素内への信号の入力を制御するトランジスタ(選択用トランジスタ、スイッチング用トランジスタなどと呼ぶことがある)、画素電極に電圧または電流を供給するトランジスタ、発光素子に電圧または電流を供給するトランジスタなどは、駆動装置の一例である。さらに、ゲート信号線に信号を供給する回路(ゲートドライバ、ゲート線駆動回路などと呼ぶことがある)、ソース信号線に信号を供給する回路(ソースドライバ、ソース線駆動回路などと呼ぶことがある)などは、駆動装置の一例である。 Note that a driving device refers to a device having a semiconductor element, an electric circuit, and an electronic circuit. For example, a transistor that controls input of a signal from a source signal line into a pixel (sometimes referred to as a selection transistor or a switching transistor), a transistor that supplies voltage or current to a pixel electrode, or a voltage or current to a light-emitting element A transistor that supplies the voltage is an example of a driving device. Further, a circuit for supplying a signal to the gate signal line (sometimes referred to as a gate driver or a gate line driver circuit) and a circuit for supplying a signal to the source signal line (sometimes referred to as a source driver or source line driver circuit). ) Is an example of a driving device.

なお、表示装置、半導体装置、照明装置、冷却装置、発光装置、反射装置、駆動装置などは、互いに重複して有している場合がある。例えば、表示装置が、半導体装置および発光装置を有している場合がある。あるいは、半導体装置が、表示装置および駆動装置を有している場合がある。 Note that a display device, a semiconductor device, a lighting device, a cooling device, a light-emitting device, a reflecting device, a driving device, and the like may overlap with each other. For example, the display device may include a semiconductor device and a light-emitting device. Alternatively, the semiconductor device may include a display device and a driving device.

なお、本書類(明細書、特許請求の範囲又は図面など)において、Aの上にBが形成されている、あるいは、A上にBが形成されている、と明示的に記載する場合は、Aの上にBが直接接して形成されていることに限定されない。直接接してはいない場合、つまり、AとBと間に別の対象物が介在する場合も含むものとする。ここで、A、Bは、対象物(例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など)であるとする。 In addition, in this document (specifications, claims or drawings, etc.), if it is explicitly stated that B is formed on A or B is formed on A, It is not limited that B is formed in direct contact with A. The case where it is not in direct contact, that is, the case where another object is interposed between A and B is also included. Here, A and B are objects (for example, devices, elements, circuits, wirings, electrodes, terminals, conductive films, layers, etc.).

従って例えば、層Aの上に(もしくは層A上に)、層Bが形成されている、と明示的に記載されている場合は、層Aの上に直接接して層Bが形成されている場合と、層Aの上に直接接して別の層(例えば層Cや層Dなど)が形成されていて、その上に直接接して層Bが形成されている場合とを含むものとする。なお、別の層(例えば層Cや層Dなど)は、単層でもよいし、複層でもよい。 Therefore, for example, when it is explicitly described that the layer B is formed on the layer A (or on the layer A), the layer B is formed in direct contact with the layer A. And the case where another layer (for example, layer C or layer D) is formed in direct contact with the layer A, and the layer B is formed in direct contact therewith. Note that another layer (for example, the layer C or the layer D) may be a single layer or a multilayer.

さらに、Aの上方にBが形成されている、と明示的に記載されている場合についても同様
であり、Aの上にBが直接接していることに限定されず、AとBとの間に別の対象物が介在する場合も含むものとする。従って例えば、層Aの上方に、層Bが形成されている、という場合は、層Aの上に直接接して層Bが形成されている場合と、層Aの上に直接接して別の層(例えば層Cや層Dなど)が形成されていて、その上に直接接して層Bが形成されている場合とを含むものとする。なお、別の層(例えば層Cや層Dなど)は、単層でもよいし、複層でもよい。
Furthermore, the same applies to the case where B is explicitly described as being formed above A, and is not limited to the direct contact of B on A. This includes the case where another object is interposed in. Therefore, for example, when the layer B is formed above the layer A, the case where the layer B is formed in direct contact with the layer A and the case where another layer is formed in direct contact with the layer A. (For example, the layer C or the layer D) is formed, and the layer B is formed in direct contact therewith. Note that another layer (for example, the layer C or the layer D) may be a single layer or a multilayer.

なお、Aの上にBが直接接して形成されている、と明示的に記載する場合は、Aの上に直接接してBが形成されている場合を含み、AとBと間に別の対象物が介在する場合は含まないものとする。 In addition, when it is explicitly described that B is formed in direct contact with A, it includes a case in which B is formed in direct contact with A. It shall not be included when an object is present.

なお、Aの下にBが、あるいは、Aの下方にBが、の場合についても、同様である。 The same applies to the case where B is below A or B is below A.

本明細書によって、シフトレジスタが有する全てのトランジスタの特性劣化を抑制することができる。そのため、液晶表示装置をはじめとする当該シフトレジスタを適用した半導体装置の誤動作を抑制することができる。 According to this specification, deterioration of characteristics of all transistors included in the shift register can be suppressed. Therefore, malfunction of a semiconductor device to which the shift register such as a liquid crystal display device is applied can be suppressed.

実施の形態1に示すフリップフロップの構造を説明する図。3A and 3B illustrate a structure of a flip-flop described in Embodiment 1. 図1で示したフリップフロップの動作を説明するタイミングチャート。2 is a timing chart illustrating the operation of the flip-flop illustrated in FIG. 1. 図1で示したフリップフロップの動作を説明する図。3A and 3B illustrate operation of the flip-flop illustrated in FIG. 1. 図1で示したフリップフロップの動作を説明する図。3A and 3B illustrate operation of the flip-flop illustrated in FIG. 1. 実施の形態1に示すフリップフロップの構造を説明する図。3A and 3B illustrate a structure of a flip-flop described in Embodiment 1. 実施の形態1に示すフリップフロップの動作を説明するタイミングチャート。3 is a timing chart illustrating operation of the flip-flop described in Embodiment 1; 実施の形態1に示すフリップフロップの構造を説明する図。3A and 3B illustrate a structure of a flip-flop described in Embodiment 1. 実施の形態1に示すフリップフロップの構造を説明する図。3A and 3B illustrate a structure of a flip-flop described in Embodiment 1. 実施の形態1に示すフリップフロップの構造を説明する図。3A and 3B illustrate a structure of a flip-flop described in Embodiment 1. 実施の形態1に示すフリップフロップの構造を説明する図。3A and 3B illustrate a structure of a flip-flop described in Embodiment 1. 実施の形態1に示すシフトレジスタの構造を説明する図。3A and 3B illustrate a structure of a shift register described in Embodiment 1. 図11で示したシフトレジスタの動作を説明するタイミングチャート。12 is a timing chart illustrating operation of the shift register illustrated in FIG. 11. 図11で示したシフトレジスタの動作を説明するタイミングチャート。12 is a timing chart illustrating operation of the shift register illustrated in FIG. 11. 実施の形態1に示すシフトレジスタの構造を説明する図。3A and 3B illustrate a structure of a shift register described in Embodiment 1. 図14で示したバッファの構成を説明する図。FIG. 15 is a diagram illustrating the configuration of the buffer illustrated in FIG. 14. 図14で示したバッファの構成を説明する図。FIG. 15 is a diagram illustrating the configuration of the buffer illustrated in FIG. 14. 実施の形態1に示す表示装置の構造を説明する図。3A and 3B illustrate a structure of a display device described in Embodiment 1. 図17で示した表示装置の書き込み動作を説明するタイミングチャート。18 is a timing chart illustrating a writing operation of the display device illustrated in FIG. 実施の形態1に示す表示装置の構造を説明する図。3A and 3B illustrate a structure of a display device described in Embodiment 1. 実施の形態1に示す表示装置の構造を説明する図。3A and 3B illustrate a structure of a display device described in Embodiment 1. 図20で示した表示装置の書き込み動作を説明するタイミングチャート。FIG. 21 is a timing chart illustrating a writing operation of the display device illustrated in FIG. 20. 実施の形態2に示すフリップフロップの動作を説明するタイミングチャート。6 is a timing chart illustrating operation of the flip-flop described in Embodiment 2. 実施の形態2に示すフリップフロップの動作を説明するタイミングチャート。6 is a timing chart illustrating operation of the flip-flop described in Embodiment 2. 実施の形態2に示すシフトレジスタの構造を説明する図。FIG. 5 illustrates a structure of a shift register shown in Embodiment 2; 図24で示したシフトレジスタの動作を説明するタイミングチャート。25 is a timing chart illustrating operation of the shift register illustrated in FIG. 図24で示したシフトレジスタの動作を説明するタイミングチャート。25 is a timing chart illustrating operation of the shift register illustrated in FIG. 実施の形態2に示す表示装置の構造を説明する図。3A and 3B illustrate a structure of a display device described in Embodiment 2. 実施の形態2に示す表示装置の構造を説明する図。3A and 3B illustrate a structure of a display device described in Embodiment 2. 図7(A)のフリップフロップの上面図。FIG. 8 is a top view of the flip-flop in FIG. 従来のフリップフロップの構造を示す図。The figure which shows the structure of the conventional flip-flop. 実施の形態5に示す信号線駆動回路の構成を説明する図。7A and 7B illustrate a structure of a signal line driver circuit described in Embodiment 5. 図31で示した信号線駆動回路の動作を説明するタイミングチャート。FIG. 32 is a timing chart illustrating operation of the signal line driver circuit illustrated in FIG. 31. FIG. 実施の形態5に示す信号線駆動回路の構成を説明する図。7A and 7B illustrate a structure of a signal line driver circuit described in Embodiment 5. 図33で示した信号線駆動回路の動作を説明するタイミングチャート。34 is a timing chart illustrating operation of the signal line driver circuit illustrated in FIG. 実施の形態5に示す信号線駆動回路の構成を説明する図。7A and 7B illustrate a structure of a signal line driver circuit described in Embodiment 5. 実施の形態6に示す保護ダイオードの構成を説明する図。7A and 7B illustrate a structure of a protection diode described in Embodiment 6. 実施の形態6に示す保護ダイオードの構成を説明する図。7A and 7B illustrate a structure of a protection diode described in Embodiment 6. 実施の形態6に示す保護ダイオードの構成を説明する図。7A and 7B illustrate a structure of a protection diode described in Embodiment 6. 実施の形態7に示す表示装置の構成を説明する図。8A and 8B illustrate a structure of a display device described in Embodiment 7. 実施の形態3に示すフリップフロップの構造を説明する図。FIG. 5 illustrates a structure of a flip-flop shown in Embodiment 3; 図40で示したフリップフロップの動作を説明するタイミングチャート。41 is a timing chart illustrating operation of the flip-flop illustrated in FIG. 実施の形態3に示すシフトレジスタの構造を説明する図。FIG. 5 illustrates a structure of a shift register shown in Embodiment 3; 図42で示したシフトレジスタの動作を説明するタイミングチャート。43 is a timing chart illustrating operation of the shift register illustrated in FIG. 実施の形態4に示すフリップフロップの構造を説明する図。FIG. 5 illustrates a structure of a flip-flop shown in Embodiment 4; 図44で示したフリップフロップの動作を説明するタイミングチャート。45 is a timing chart illustrating operation of the flip-flop illustrated in FIG. 本発明に係る半導体装置の画素レイアウト例と断面図。4A and 4B are a pixel layout example and a cross-sectional view of a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置の画素レイアウト例と断面図。4A and 4B are a pixel layout example and a cross-sectional view of a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置の画素レイアウト例と断面図。4A and 4B are a pixel layout example and a cross-sectional view of a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置の画素レイアウト例と断面図。4A and 4B are a pixel layout example and a cross-sectional view of a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置の画素レイアウト例と断面図。4A and 4B are a pixel layout example and a cross-sectional view of a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置の表示素子の断面図。Sectional drawing of the display element of the semiconductor device which concerns on this invention. 本発明に係る半導体装置の表示素子の断面図。Sectional drawing of the display element of the semiconductor device which concerns on this invention. 本発明に係る半導体装置の表示素子の断面図。Sectional drawing of the display element of the semiconductor device which concerns on this invention. 本発明に係る半導体装置の表示素子の上面図。FIG. 6 is a top view of a display element of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の表示素子の上面図。FIG. 6 is a top view of a display element of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の表示素子の上面図。FIG. 6 is a top view of a display element of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の周辺回路構成を説明する図。FIG. 6 illustrates a peripheral circuit configuration of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の周辺回路構成を説明する図。FIG. 6 illustrates a peripheral circuit configuration of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置のパネル回路構成を説明する図。4A and 4B illustrate a panel circuit configuration of a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置のパネル回路構成を説明する図。4A and 4B illustrate a panel circuit configuration of a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の周辺回路構成を説明する図。FIG. 6 illustrates a peripheral circuit configuration of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の周辺構成部材を説明する図。8A and 8B illustrate a peripheral component member of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の周辺回路構成を説明する図。FIG. 6 illustrates a peripheral circuit configuration of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の周辺構成部材を説明する図。8A and 8B illustrate a peripheral component member of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の周辺構成部材を説明する図。8A and 8B illustrate a peripheral component member of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の周辺構成部材を説明する図。8A and 8B illustrate a peripheral component member of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置を説明する図。6A and 6B illustrate a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の駆動方法の一を説明する図。8A and 8B illustrate one method for driving a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の駆動方法の一を説明する図。8A and 8B illustrate one method for driving a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の駆動方法の一を説明する図。8A and 8B illustrate one method for driving a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の駆動方法の一を説明する図。8A and 8B illustrate one method for driving a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の画素レイアウト例と断面図。4A and 4B are a pixel layout example and a cross-sectional view of a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置の画素レイアウト例と断面図。4A and 4B are a pixel layout example and a cross-sectional view of a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置の画素レイアウト例と断面図。4A and 4B are a pixel layout example and a cross-sectional view of a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置の表示素子の断面図。Sectional drawing of the display element of the semiconductor device which concerns on this invention. 本発明に係る半導体装置の表示素子を形成する装置を説明する図。8A and 8B illustrate a device for forming a display element of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の表示素子を形成する装置を説明する図。8A and 8B illustrate a device for forming a display element of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の駆動方法の一を説明する図。8A and 8B illustrate one method for driving a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の駆動方法の一を説明する図。8A and 8B illustrate one method for driving a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の画素回路の一を説明する図。6A and 6B illustrate one pixel circuit of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の画素回路の一を説明する図。6A and 6B illustrate one pixel circuit of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置を製造するプロセスを説明する図。8A and 8B illustrate a process for manufacturing a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の表示素子を説明する図。8A and 8B illustrate a display element of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の表示素子を説明する図。8A and 8B illustrate a display element of a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る半導体装置の構造を説明する図。6A and 6B illustrate a structure of a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置の構造を説明する図。6A and 6B illustrate a structure of a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置の構造を説明する図。6A and 6B illustrate a structure of a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置の構造を説明する図。6A and 6B illustrate a structure of a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置の構造を説明する図。6A and 6B illustrate a structure of a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置の構造を説明する図。6A and 6B illustrate a structure of a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置の構造を説明する図。6A and 6B illustrate a structure of a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置の構造を説明する図。6A and 6B illustrate a structure of a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置の構造を説明する図。6A and 6B illustrate a structure of a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置の構造を説明する図。6A and 6B illustrate a structure of a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置の構造を説明する図。6A and 6B illustrate a structure of a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置を用いた電子機器を説明する図。4A and 4B each illustrate an electronic device including a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置を用いた電子機器を説明する図。4A and 4B each illustrate an electronic device including a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置を用いた電子機器を説明する図。4A and 4B each illustrate an electronic device including a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置を用いた電子機器を説明する図。4A and 4B each illustrate an electronic device including a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置を用いた電子機器を説明する図。4A and 4B each illustrate an electronic device including a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置を用いた電子機器を説明する図。4A and 4B each illustrate an electronic device including a semiconductor device according to the invention. 本発明に係る半導体装置を用いた電子機器を説明する図。4A and 4B each illustrate an electronic device including a semiconductor device according to the invention.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention can be implemented in many different modes, and those skilled in the art can easily understand that the modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Is done. Therefore, the present invention is not construed as being limited to the description of this embodiment mode.

(実施の形態1)
本実施の形態では、フリップフロップ、当該フリップフロップを有する駆動回路、及び当該駆動回路を有する表示装置の構成並びに駆動方法について説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment, a structure and a driving method of a flip-flop, a driver circuit including the flip-flop, and a display device including the driver circuit are described.

本実施の形態のフリップフロップの基本構成について、図1(A)を参照して説明する。図1(A)に示すフリップフロップは、第1のトランジスタ101、第2のトランジスタ102、第3のトランジスタ103、第4のトランジスタ104、第5のトランジスタ105、第6のトランジスタ106、第7のトランジスタ107及び第8のトランジスタ108を有する。本実施の形態において、第1のトランジスタ101〜第8のトランジスタ108は、Nチャネル型トランジスタとし、ゲートとソース間電圧(Vgs)がしきい値電圧(Vth)を上回ったとき導通状態になるものとする。 A basic structure of the flip-flop of this embodiment is described with reference to FIG. The flip-flop illustrated in FIG. 1A includes a first transistor 101, a second transistor 102, a third transistor 103, a fourth transistor 104, a fifth transistor 105, a sixth transistor 106, and a seventh transistor. A transistor 107 and an eighth transistor 108 are included. In this embodiment, the first transistor 101 to the eighth transistor 108 are N-channel transistors and are turned on when a gate-source voltage (Vgs) exceeds a threshold voltage (Vth). And

なお、本実施の形態のフリップフロップは、第1のトランジスタ101〜第8のトランジスタ108が全てNチャネル型トランジスタで構成されていることを特徴とする。したがって、本実施の形態のフリップフロップは、トランジスタの半導体層として、アモルファスシリコンを用いることができるため、製造工程の簡略化を図ることができ、製造コストの削減や歩留まりの向上を図ることができる。ただし、トランジスタの半導体層として、ポリシリコンや多結晶シリコンを用いても製造工程の簡略化を図ることができる。 Note that the flip-flop of this embodiment is characterized in that the first transistor 101 to the eighth transistor 108 are all N-channel transistors. Therefore, in the flip-flop of this embodiment, amorphous silicon can be used as a semiconductor layer of a transistor, so that a manufacturing process can be simplified, and manufacturing cost can be reduced and yield can be improved. . However, the manufacturing process can be simplified even if polysilicon or polycrystalline silicon is used for the semiconductor layer of the transistor.

図1(A)のフリップフリップフロップの接続関係について説明する。第1のトランジスタ101の第1の電極(ソース電極及びドレイン電極の一方)が第5の配線125に接続され、第1のトランジスタ101の第2の電極(ソース電極及びドレイン電極の他方)が第3の配線123に接続される。第2のトランジスタ102の第1の電極が第4の配線124に接続され、第2のトランジスタ102第2の電極が第3の配線123に接続され、第2のトランジスタ102のゲート電極が第8の配線128に接続される。第3のトランジスタ103の第1の電極が第6の配線126に接続され、第3のトランジスタ103の第2の電極が第6のトランジスタ106のゲート電極に接続され、第3のトランジスタ103のゲート電極が第7の配線127に接続される。第4のトランジスタ104の第1の電極が第10の配線130に接続され、第4のトランジスタ104の第2の電極が第6のトランジスタ106のゲート電極に接続され、第4のトランジスタ104のゲート電極が第8の配線128に接続される。第5のトランジスタ105の第1の電極が第9の配線129に接続され、第5のトランジスタ105の第2の電極が第1のトランジスタ101のゲート電極に接続され、第5のトランジスタ105のゲート電極が第1の配線121に接続される。第6のトランジスタ106の第1の電極が第12の配線132に接続され、第6のトランジスタ106の第2の電極が第1のトランジスタ101のゲート電極に接続される。第7のトランジスタ107の第1の電極が第13の配線133に接続され、第7のトランジスタ107の第2の電極が第1のトランジスタ101のゲート電極に接続され、第7のトランジスタ107のゲート電極が第2の配線122に接続される。第8のトランジスタ108の第1の電極が第11の配線131に接続され、第8のトランジスタ108の第2の電極が第6のトランジスタ106のゲート電極に接続され、第8のトランジスタ108のゲート電極が第1のトランジスタ101のゲート電極に接続される。 A connection relation of the flip-flop of FIG. The first electrode (one of the source electrode and the drain electrode) of the first transistor 101 is connected to the fifth wiring 125, and the second electrode (the other of the source electrode and the drain electrode) of the first transistor 101 is the first electrode. 3 wiring 123. The first electrode of the second transistor 102 is connected to the fourth wiring 124, the second electrode of the second transistor 102 is connected to the third wiring 123, and the gate electrode of the second transistor 102 is the eighth wiring. The wiring 128 is connected. The first electrode of the third transistor 103 is connected to the sixth wiring 126, the second electrode of the third transistor 103 is connected to the gate electrode of the sixth transistor 106, and the gate of the third transistor 103 The electrode is connected to the seventh wiring 127. The first electrode of the fourth transistor 104 is connected to the tenth wiring 130, the second electrode of the fourth transistor 104 is connected to the gate electrode of the sixth transistor 106, and the gate of the fourth transistor 104 The electrode is connected to the eighth wiring 128. The first electrode of the fifth transistor 105 is connected to the ninth wiring 129, the second electrode of the fifth transistor 105 is connected to the gate electrode of the first transistor 101, and the gate of the fifth transistor 105 The electrode is connected to the first wiring 121. The first electrode of the sixth transistor 106 is connected to the twelfth wiring 132, and the second electrode of the sixth transistor 106 is connected to the gate electrode of the first transistor 101. The first electrode of the seventh transistor 107 is connected to the thirteenth wiring 133, the second electrode of the seventh transistor 107 is connected to the gate electrode of the first transistor 101, and the gate of the seventh transistor 107 The electrode is connected to the second wiring 122. The first electrode of the eighth transistor 108 is connected to the eleventh wiring 131, the second electrode of the eighth transistor 108 is connected to the gate electrode of the sixth transistor 106, and the gate of the eighth transistor 108 The electrode is connected to the gate electrode of the first transistor 101.

なお、第1のトランジスタ101のゲート電極、第6のトランジスタ106の第2の電極、第7のトランジスタ107の第2の電極及び第8のトランジスタ108のゲート電極の接続箇所をノード141とする。さらに、第3のトランジスタ103の第2の電極、第4のトランジスタ104の第2の電極、第6のトランジスタ106のゲート電極及び第8のトランジスタ108の第2の電極の接続箇所をノード142とする。 Note that a connection position of the gate electrode of the first transistor 101, the second electrode of the sixth transistor 106, the second electrode of the seventh transistor 107, and the gate electrode of the eighth transistor 108 is a node 141. Further, a connection portion of the second electrode of the third transistor 103, the second electrode of the fourth transistor 104, the gate electrode of the sixth transistor 106, and the second electrode of the eighth transistor 108 is connected to the node 142. To do.

なお、第1の配線121、第2の配線122、第3の配線123、第5の配線125、第
7の配線127及び第8の配線128を、それぞれ第1の信号線、第2の信号線、第3の信号線、第4の信号線、第5の信号線、第6の信号線と呼んでもよい。さらに、第4の配線124、第6の配線126、第9の配線129、第10の配線130、第11の配線131、第12の配線132及び第13の配線133を、それぞれ第1の電源線、第2の電源線、第3の電源線、第4の電源線、第5の電源線、第6の電源線、第7の電源線と呼んでもよい。
Note that the first wiring 121, the second wiring 122, the third wiring 123, the fifth wiring 125, the seventh wiring 127, and the eighth wiring 128 are respectively connected to the first signal line and the second signal 128. May be called a line, a third signal line, a fourth signal line, a fifth signal line, or a sixth signal line. Further, the fourth wiring 124, the sixth wiring 126, the ninth wiring 129, the tenth wiring 130, the eleventh wiring 131, the twelfth wiring 132, and the thirteenth wiring 133 are respectively connected to the first power supply. May be referred to as a line, a second power line, a third power line, a fourth power line, a fifth power line, a sixth power line, and a seventh power line.

次に、図1(A)に示したフリップフロップの動作について、図2のタイミングチャート、図3及び図4を参照して説明する。さらに、図2のタイミングチャートをセット期間、選択期間、リセット期間、第1の非選択期間、第2の非選択期間に分割して説明する。ただし、セット期間、リセット期間、第1の非選択期間及び第2の非選択期間を合わせて非選択期間と呼ぶこともある。 Next, operation of the flip-flop illustrated in FIG. 1A is described with reference to a timing chart of FIG. 2 and FIGS. 3 and 4. Further, the timing chart of FIG. 2 will be described by being divided into a set period, a selection period, a reset period, a first non-selection period, and a second non-selection period. However, the set period, the reset period, the first non-selection period, and the second non-selection period may be collectively referred to as a non-selection period.

なお、第6の配線126及び第9の配線129にはV1の電位が供給され、第4の配線124、第10の配線130、第11の配線131、第12の配線132及び第13の配線133にはV2の電位が供給される。ここで、V1>V2である。 Note that the potential of V1 is supplied to the sixth wiring 126 and the ninth wiring 129, and the fourth wiring 124, the tenth wiring 130, the eleventh wiring 131, the twelfth wiring 132, and the thirteenth wiring. 133 is supplied with the potential of V2. Here, V1> V2.

なお、第1の配線121、第5の配線125、第8の配線128、第7の配線127及び第2の配線122には、それぞれ図2に示す信号221、信号225、信号228、信号227、信号222が入力される。そして、第3の配線123からは、図2に示す信号223が出力される。ここで、信号221、信号225、信号228、信号227、信号222及び信号223は、H信号の電位がV1(以下、Hレベルともいう)、L信号の電位がV2(以下、Lレベルともいう)のデジタル信号である。さらに、信号221、信号225、信号228、信号227、信号222及び信号223を、それぞれスタート信号、パワークロック信号(PCK)、第1の制御クロック信号(CCK1)、第2の制御クロック信号(CCK2)、リセット信号、出力信号と呼んでもよい。 Note that the first wiring 121, the fifth wiring 125, the eighth wiring 128, the seventh wiring 127, and the second wiring 122 are respectively provided with a signal 221, a signal 225, a signal 228, and a signal 227 shown in FIG. , A signal 222 is input. A signal 223 shown in FIG. 2 is output from the third wiring 123. Here, in the signal 221, the signal 225, the signal 228, the signal 227, the signal 222, and the signal 223, the potential of the H signal is V1 (hereinafter also referred to as H level) and the potential of the L signal is V2 (hereinafter also referred to as L level). ) Digital signal. Further, the signal 221, the signal 225, the signal 228, the signal 227, the signal 222, and the signal 223 are respectively converted into a start signal, a power clock signal (PCK), a first control clock signal (CCK1), and a second control clock signal (CCK2). ), May be called a reset signal or an output signal.

ただし、第1の配線121、第2の配線122、第4の配線124〜第13の配線133には、それぞれ様々な信号、電位及び電流が入力されてもよい。 Note that various signals, potentials, and currents may be input to the first wiring 121, the second wiring 122, and the fourth wiring 124 to the thirteenth wiring 133, respectively.

まず、図2(A)及び図3(A)に示すセット期間において、信号221がHレベルとなり第5のトランジスタ105がオンし、信号222がLレベルなので第7のトランジスタ107がオフし、信号228がHレベルとなり第2のトランジスタ102及び第4のトランジスタ104がオンし、信号227がLレベルとなり第3のトランジスタ103がオフする。このときのノード141の電位(電位241)は、第5のトランジスタ105の第2の電極がソース電極となって、第9の配線129の電位から第5のトランジスタ105のしきい値電圧を引いた値となるためV1−Vth105(Vth105:第5のトランジスタ105のしきい値電圧)となる。よって、第1のトランジスタ101及び第8のトランジスタ108がオンし、第5のトランジスタ105がオフする。このときのノード142の電位(電位242)は、V2となって、第6のトランジスタ106がオフする。このように、セット期間では、第3の配線123はL信号が入力される第5の配線125及びV2が供給される第4の配線124と導通するため、第3の配線123の電位がV2となる。したがって、L信号が第3の配線123から出力される。さらに、ノード141は、電位をV1−Vth105に維持したまま浮遊状態となる。 First, in the set period shown in FIGS. 2A and 3A, the signal 221 becomes H level, the fifth transistor 105 is turned on, and the signal 222 is L level, so that the seventh transistor 107 is turned off. 228 becomes H level, the second transistor 102 and the fourth transistor 104 are turned on, the signal 227 becomes L level, and the third transistor 103 is turned off. At this time, the potential of the node 141 (the potential 241) is obtained by subtracting the threshold voltage of the fifth transistor 105 from the potential of the ninth wiring 129 with the second electrode of the fifth transistor 105 serving as a source electrode. Therefore, V1−Vth105 (Vth105: threshold voltage of the fifth transistor 105). Accordingly, the first transistor 101 and the eighth transistor 108 are turned on, and the fifth transistor 105 is turned off. At this time, the potential of the node 142 (the potential 242) is V2, and the sixth transistor 106 is turned off. In this manner, in the set period, the third wiring 123 is electrically connected to the fifth wiring 125 to which the L signal is input and the fourth wiring 124 to which V2 is supplied, so that the potential of the third wiring 123 is V2. It becomes. Therefore, the L signal is output from the third wiring 123. Further, the node 141 is in a floating state with the potential maintained at V1−Vth105.

なお、本実施の形態のフリップフロップは、図5(A)に示すように、第5のトランジスタ105の第1の電極が第1の配線121に接続されても、上記説明したセット期間と同様な動作を行うことができる。図5(A)のフリップフロップは、第9の配線129が不要となるため、歩留まりの向上を図ることができる。さらに、図5(A)のフリップフロップは、レイアウト面積の縮小を図ることができる。 Note that in the flip-flop of this embodiment, as shown in FIG. 5A, even when the first electrode of the fifth transistor 105 is connected to the first wiring 121, the flip-flop is similar to the set period described above. Operation can be performed. In the flip-flop in FIG. 5A, the ninth wiring 129 is unnecessary, so that the yield can be improved. Further, the flip-flop in FIG. 5A can reduce the layout area.

なお、本実施の形態のフリップフロップは、図5(C)に示すように、トランジスタ501を新たに配置してもよい。トランジスタ501は第1の電極がV2が供給されている配線511に接続され、第2の電極がノード141に接続され、ゲート電極が第1の配線121に接続される。図5(C)のフリップフロップは、トランジスタ501によって、ノード142の電位が下がる時間を短くできるので、第6のトランジスタ106を早くオフできる。したがって、図5(C)のフリップフロップは、ノード141の電位がV1−Vth105となるまでの時間を短くできるため、高速動作が可能となり、より大型の表示装置又はより高精細な表示装置に適用できる。 Note that in the flip-flop of this embodiment, a transistor 501 may be newly provided as illustrated in FIG. The transistor 501 has a first electrode connected to the wiring 511 to which V 2 is supplied, a second electrode connected to the node 141, and a gate electrode connected to the first wiring 121. In the flip-flop in FIG. 5C, the time during which the potential of the node 142 is decreased by the transistor 501 can be shortened, so that the sixth transistor 106 can be quickly turned off. Therefore, the flip-flop in FIG. 5C can shorten the time until the potential of the node 141 becomes V1-Vth105, and thus can operate at high speed and is applied to a larger display device or a higher definition display device. it can.

図2(B)及び図3(B)に示す選択期間では、信号221がLレベルとなり第5のトランジスタ105がオフし、信号222がLレベルのままなので第7のトランジスタ107がオフのままであり、信号228がLレベルとなり第2のトランジスタ102及び第4のトランジスタ104がオフし、信号227がHレベルとなり第3のトランジスタ103がオンする。このときのノード141は電位をV1−Vth105に維持している。よって、第1のトランジスタ101及び第8のトランジスタ108はオンのままである。このときのノード142の電位は、第11の配線131の電位(V2)と第6の配線126の電位(V1)との電位差(V1−V2)が第3のトランジスタ103及び第8のトランジスタ108によって分圧され、V2+β(β:任意の正の数)となる。さらに、β<Vth106(第6のトランジスタ106のしきい値電圧)とする。よって第6のトランジスタ106がオフのままである。ここで、第5の配線125にH信号が入力されるので、第3の配線123の電位が上昇し始める。すると、ノード141の電位は、ブートストラップ動作によってV1−Vth105から上昇し、V1+Vth101+α(Vth101:第1のトランジスタ101のしきい値電圧、α:任意の正の数)となる。したがって、第3の配線123の電位は、第5の配線125と等しい電位となるのでV1となる。このように、選択期間では、第3の配線123はH信号が入力されている第5の配線125と導通するため、第3の配線123の電位がV1となる。したがって、H信号が第3の配線123から出力される。 In the selection period shown in FIGS. 2B and 3B, the signal 221 becomes L level, the fifth transistor 105 is turned off, and the signal 222 remains L level, so that the seventh transistor 107 remains off. The signal 228 becomes L level, the second transistor 102 and the fourth transistor 104 are turned off, the signal 227 becomes H level, and the third transistor 103 is turned on. At this time, the node 141 maintains the potential at V1−Vth105. Therefore, the first transistor 101 and the eighth transistor 108 are kept on. At this time, the potential of the node 142 is such that the potential difference (V1−V2) between the potential (V2) of the eleventh wiring 131 and the potential (V1) of the sixth wiring 126 is the third transistor 103 and the eighth transistor 108. Is divided into V2 + β (β: an arbitrary positive number). Further, β <Vth106 (the threshold voltage of the sixth transistor 106). Accordingly, the sixth transistor 106 remains off. Here, since the H signal is input to the fifth wiring 125, the potential of the third wiring 123 starts to increase. Then, the potential of the node 141 rises from V1−Vth105 by the bootstrap operation, and becomes V1 + Vth101 + α (Vth101: threshold voltage of the first transistor 101, α: any positive number). Therefore, the potential of the third wiring 123 is equal to that of the fifth wiring 125 and thus becomes V1. In this manner, in the selection period, the third wiring 123 is electrically connected to the fifth wiring 125 to which the H signal is input, so that the potential of the third wiring 123 is V1. Therefore, the H signal is output from the third wiring 123.

なお、このブートストラップ動作は、第1のトランジスタ101のゲート電極と第2の電極との間の寄生容量の容量結合によって行われる。ただし、図1(B)に示すように、第1のトランジスタ101のゲート電極と第2の電極との間に容量素子151を配置することで、安定してブートストラップ動作を行うことができ、第1のトランジスタ101の寄生容量を小さくできる。ここで、容量素子151は、絶縁層としてゲート絶縁膜を用いて導電層としてゲート電極層及び配線層を用いてもよいし、絶縁層としてゲート絶縁膜を用いて導電層としてゲート電極層及び不純物が添加された半導体層を用いてもよいし、絶縁層として層間膜(絶縁膜)を用いて導電層として配線層及び透明電極層を用いてもよい。ただし、容量素子151は、導電膜としてゲート電極層及び配線層を用いる場合、ゲート電極層を第1のトランジスタ101のゲート電極と接続し、配線層を第1のトランジスタ101の第2の電極と接続するとよい。より望ましくは、導電膜としてゲート電極層及び配線層を用いる場合、ゲート電極層を第1のトランジスタ101のゲート電極と直接接続し、配線層を第1のトランジスタ101の第2の電極と直接接続するとよい。なぜなら、容量素子151の配置によるフリップフロップのレイアウト面積の増加が小さくなるからである。 Note that this bootstrap operation is performed by capacitive coupling of parasitic capacitance between the gate electrode and the second electrode of the first transistor 101. However, as shown in FIG. 1B, by disposing the capacitor 151 between the gate electrode and the second electrode of the first transistor 101, a bootstrap operation can be stably performed. The parasitic capacitance of the first transistor 101 can be reduced. Here, the capacitor 151 may use a gate insulating film as an insulating layer and a gate electrode layer and a wiring layer as a conductive layer, or use a gate insulating film as an insulating layer and a gate electrode layer and an impurity as a conductive layer. May be used, or an interlayer film (insulating film) may be used as an insulating layer, and a wiring layer and a transparent electrode layer may be used as a conductive layer. However, in the capacitor 151, when a gate electrode layer and a wiring layer are used as the conductive film, the gate electrode layer is connected to the gate electrode of the first transistor 101, and the wiring layer is connected to the second electrode of the first transistor 101. It is good to connect. More preferably, when a gate electrode layer and a wiring layer are used as the conductive film, the gate electrode layer is directly connected to the gate electrode of the first transistor 101, and the wiring layer is directly connected to the second electrode of the first transistor 101. Good. This is because the increase in the layout area of the flip-flop due to the arrangement of the capacitor 151 is reduced.

さらに、図1(C)に示すように、容量素子151としてトランジスタ152を用いてもよい。トランジスタ152は、ゲート電極がノード141に接続され、第1の電極及び第2の電極が第3の配線123に接続されることで、大きな容量成分を持つ容量素子として機能することができる。ただし、トランジスタ152は、第1の電極及び第2の電極のうちどちらか一方を浮遊としても容量素子として機能できる。 Further, a transistor 152 may be used as the capacitor 151 as illustrated in FIG. The transistor 152 can function as a capacitor having a large capacitance component by connecting the gate electrode to the node 141 and connecting the first electrode and the second electrode to the third wiring 123. Note that the transistor 152 can function as a capacitor even when one of the first electrode and the second electrode is floating.

なお、第1のトランジスタ101は、第3の配線123にH信号を供給しなければならない。したがって、信号223の立ち下がり時間及び立ち上がり時間を短くするために、第1のトランジスタ101のW/Lの値は、第1のトランジスタ101〜第8のトランジスタ108のそれぞれのW/Lの値の中で最大とすることが望ましい。 Note that the first transistor 101 must supply an H signal to the third wiring 123. Therefore, in order to shorten the fall time and the rise time of the signal 223, the W / L value of the first transistor 101 is set to the W / L value of each of the first transistor 101 to the eighth transistor 108. It is desirable to maximize it.

さらに、第5のトランジスタ105は、セット期間において、ノード142(第1のトランジスタ101のゲート電極)の電位をV1−Vth105としなれければならないため、第5のトランジスタ105のW/Lの値は第1のトランジスタ101のW/Lの値よりも1/2倍〜1/5倍、より望ましくは1/3倍〜1/4倍とする。 Further, in the fifth transistor 105, the potential of the node 142 (the gate electrode of the first transistor 101) must be V1−Vth105 in the set period. Therefore, the value of W / L of the fifth transistor 105 is The W / L value of the first transistor 101 is ½ times to 5 times, more preferably 1 / times to ¼ times.

なお、ノード142の電位をV2+βとするために、第8のトランジスタ108のチャネル幅Wとチャネル長Lとの比W/Lの値は、第3のトランジスタ103のW/Lの値よりも、少なくとも10倍以上にすることが好ましい。したがって、第8のトランジスタ108のトランジスタサイズ(W×L)が大きくなってしまう。ここで、第3のトランジスタ103のチャネル長Lの値を第8のトランジスタ108のチャネル長Lの値よりも大きく、より好ましくは2倍〜3倍とすることで、第8のトランジスタ108のトランジスタサイズを小さくできるため、レイアウト面積の縮小を図ることができる。 Note that in order to set the potential of the node 142 to V2 + β, the ratio W / L of the channel width W to the channel length L of the eighth transistor 108 is larger than the value of W / L of the third transistor 103. It is preferable to make it at least 10 times or more. Therefore, the transistor size (W × L) of the eighth transistor 108 is increased. Here, the value of the channel length L of the third transistor 103 is larger than the value of the channel length L of the eighth transistor 108, more preferably 2 to 3 times, so that the transistor of the eighth transistor 108 Since the size can be reduced, the layout area can be reduced.

図2(C)及び図3(C)に示すリセット期間では、信号221がLレベルのままなので第5のトランジスタ105がオフのままであり、信号222がHレベルとなり第7のトランジスタ107がオンし、信号228がHレベルとなり第2のトランジスタ102及び第4のトランジスタ104がオンし、信号227がLレベルとなり第3のトランジスタ103がオフする。このときのノード141の電位は、第13の配線133の電位(V2)が第7のトランジスタ107を介して供給されるためV2となる。よって、第1のトランジスタ101及び第8のトランジスタ108がオフする。このときのノード142の電位は、第4のトランジスタ104がオンするので、V2となる。よって、第6のトランジスタ106がオフする。このように、リセット期間では、第3の配線123はV2が供給されている第4の配線124と導通するため、第3の配線123の電位がV2となる。したがって、L信号が第3の配線123から出力される。 In the reset period illustrated in FIGS. 2C and 3C, since the signal 221 remains at the L level, the fifth transistor 105 remains off, the signal 222 becomes the H level, and the seventh transistor 107 is turned on. Then, the signal 228 becomes H level, the second transistor 102 and the fourth transistor 104 are turned on, the signal 227 becomes L level, and the third transistor 103 is turned off. The potential of the node 141 at this time is V 2 because the potential (V 2) of the thirteenth wiring 133 is supplied through the seventh transistor 107. Accordingly, the first transistor 101 and the eighth transistor 108 are turned off. The potential of the node 142 at this time is V2 because the fourth transistor 104 is turned on. Accordingly, the sixth transistor 106 is turned off. Thus, in the reset period, the third wiring 123 is electrically connected to the fourth wiring 124 to which V2 is supplied, so that the potential of the third wiring 123 becomes V2. Therefore, the L signal is output from the third wiring 123.

なお、第7のトランジスタ107がオンするタイミングを遅延させることで、信号223の立ち下がり時間を短くできる。なぜなら、第5の配線125に入力されるL信号が、W/Lの値が大きい第1のトランジスタ101を介して第3の配線123に供給できるからである。 Note that the fall time of the signal 223 can be shortened by delaying the timing at which the seventh transistor 107 is turned on. This is because the L signal input to the fifth wiring 125 can be supplied to the third wiring 123 through the first transistor 101 having a large W / L value.

あるいは、第7のトランジスタ107のW/Lの値を小さくして、ノード141の電位がV2となるまでの立ち下がり時間を長くしても、信号223の立ち下がり時間を短くできる。この場合は、第7のトランジスタW/Lの値を第1のトランジスタ101のW/Lの値よりも1/10〜1/40倍、より好ましくは1/20〜1/30倍とする。 Alternatively, even if the W / L value of the seventh transistor 107 is reduced and the fall time until the potential of the node 141 becomes V2 is increased, the fall time of the signal 223 can be shortened. In this case, the value of the seventh transistor W / L is set to 1/10 to 1/40 times, more preferably 1/20 to 1/30 times the value of W / L of the first transistor 101.

なお、図5(B)に示すように、第7のトランジスタ107をなくても、上記説明したセット期間と同様な動作を行うことができる。図5(B)のフリップフロップは、トランジスタ及び配線を少なくできるため、レイアウト面積の縮小を図ることができる。 Note that as shown in FIG. 5B, the operation similar to that in the set period described above can be performed without the seventh transistor 107. In the flip-flop in FIG. 5B, the number of transistors and wirings can be reduced, so that the layout area can be reduced.

図2(D)及び図4(D)に示す第1の非選択期間において、信号221がLレベルのままなので第5のトランジスタ105がオフのままであり、信号222がLレベルとなり第7のトランジスタ107がオフし、信号228がLレベルとなり第2のトランジスタ102及び第4のトランジスタ104がオフし、信号227がHレベルとなり第3のトランジスタ103がオンする。このときのノード142の電位は、第3のトランジスタ103の
第2の電極がソース電極となって、第7の配線127の電位(V1)から第3のトランジスタ103のしきい値電圧を引いた値となるためV1−Vth103(Vth103:第3のトランジスタ103のしきい値電圧)となる。よって、第6のトランジスタ106がオンする。このときのノード141の電位は第6のトランジスタ106がオンするので、V2となる。よって、第1のトランジスタ101及び第8のトランジスタ108はオフのままである。このように、第1の非選択期間では、第3の配線123は浮遊状態となって、電位をV2に維持する。
In the first non-selection period shown in FIGS. 2D and 4D, since the signal 221 remains at the L level, the fifth transistor 105 remains off, and the signal 222 becomes the L level. The transistor 107 is turned off, the signal 228 becomes L level, the second transistor 102 and the fourth transistor 104 are turned off, the signal 227 becomes H level, and the third transistor 103 is turned on. The potential of the node 142 at this time is obtained by subtracting the threshold voltage of the third transistor 103 from the potential (V1) of the seventh wiring 127 with the second electrode of the third transistor 103 serving as a source electrode. Therefore, V1−Vth103 (Vth103: threshold voltage of the third transistor 103). Accordingly, the sixth transistor 106 is turned on. At this time, the potential of the node 141 is V2 because the sixth transistor 106 is turned on. Accordingly, the first transistor 101 and the eighth transistor 108 remain off. Thus, in the first non-selection period, the third wiring 123 is in a floating state and maintains the potential at V2.

なお、本実施の形態のフリップフロップは、第2のトランジスタ102をオフすることによって、第2のトランジスタ102のしきい値電圧のシフトを抑制できる。 Note that the flip-flop of this embodiment can suppress a shift in threshold voltage of the second transistor 102 by turning off the second transistor 102.

なお、信号227の電位をV1以下にして、第3のトランジスタ103のゲート電極の電位を下げることで、第3のトランジスタ103のしきい値電圧のシフトを抑制できる。さらに、信号228の電位をV2以下にして、第4のトランジスタ104及び第2のトランジスタ102に逆バイアスを印加することで、第4のトランジスタ104及び第2のトランジスタ102のしきい値電圧のシフトを抑制できる。 Note that the threshold voltage shift of the third transistor 103 can be suppressed by setting the potential of the signal 227 to be equal to or lower than V1 and decreasing the potential of the gate electrode of the third transistor 103. Further, the threshold voltage of the fourth transistor 104 and the second transistor 102 is shifted by applying a reverse bias to the fourth transistor 104 and the second transistor 102 by setting the potential of the signal 228 to V2 or less. Can be suppressed.

なお、図9(A)に示すように、トランジスタ901を新たに配置することで、第3の配線123にV2を供給できる。トランジスタ901は、第1の電極が第4の配線124に接続され、トランジスタ901の第2の電極が第3の配線123に接続され、ゲート電極がノード142に接続されるため、第6のトランジスタ106と同じタイミングでオン・オフが制御される。したがって、図9(A)のフリップフロップは、第3の配線123が浮遊状態にならないため、ノイズに強くできる。さらに、図9(B)に示すように、第2のトランジスタ102の代わりに、トランジスタ901を配置することもできる。 Note that as illustrated in FIG. 9A, V2 can be supplied to the third wiring 123 by newly arranging the transistor 901. Since the transistor 901 has a first electrode connected to the fourth wiring 124, a second electrode of the transistor 901 connected to the third wiring 123, and a gate electrode connected to the node 142, the sixth transistor On / off is controlled at the same timing as 106. Therefore, the flip-flop in FIG. 9A can be resistant to noise because the third wiring 123 does not enter a floating state. Further, as illustrated in FIG. 9B, a transistor 901 can be provided instead of the second transistor 102.

図2(E)及び図4(E)に示す第2の非選択期間において、信号221がLレベルのままなので第5のトランジスタ105がオフのままであり、信号222がLレベルのままなので第7のトランジスタ107がオフのままであり、信号228がHレベルとなり第2のトランジスタ102及び第4のトランジスタ104がオンし、信号227がLレベルとなり第3のトランジスタ103がオフする。このときノード142の電位が第4のトランジスタ104がオンするのでV2となる。よって、第6のトランジスタ106がオフする。このときのノード141は浮遊状態となるため電位をV2に維持する。よって、第1のトランジスタ101及び第8のトランジスタ108はオフのままである。このように、第2の非選択期間では、第3の配線123はV2が供給されている第4の配線124と導通するため、第3の配線123の電位がV2となる。したがって、L信号が第3の配線123から出力される。 In the second non-selection period shown in FIGS. 2E and 4E, since the signal 221 remains at the L level, the fifth transistor 105 remains off and the signal 222 remains at the L level. 7 transistor 107 remains off, the signal 228 becomes H level, the second transistor 102 and the fourth transistor 104 are turned on, the signal 227 becomes L level, and the third transistor 103 is turned off. At this time, the potential of the node 142 is V2 because the fourth transistor 104 is turned on. Accordingly, the sixth transistor 106 is turned off. Since the node 141 at this time is in a floating state, the potential is maintained at V2. Accordingly, the first transistor 101 and the eighth transistor 108 remain off. In this manner, in the second non-selection period, the third wiring 123 is electrically connected to the fourth wiring 124 to which V2 is supplied, so that the potential of the third wiring 123 becomes V2. Therefore, the L signal is output from the third wiring 123.

なお、本実施の形態のフリップフロップは、第6のトランジスタ106をオフすることによって、第6のトランジスタ106のしきい値電圧のシフトを抑制できる。 Note that the flip-flop in this embodiment can suppress a shift in threshold voltage of the sixth transistor 106 by turning off the sixth transistor 106.

なお、本実施の形態のフリップフロップは、第2の非選択期間において、第3の配線123の電位がノイズによって変動しても、第3の配線123の電位をV2とすることができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップは、ノード141の電位がノイズによって変動しても、第1の非選択期間においてノード141の電位をV2とすることができる。 Note that the flip-flop of this embodiment can set the potential of the third wiring 123 to V2 even if the potential of the third wiring 123 fluctuates due to noise in the second non-selection period. Further, in the flip-flop of this embodiment, even when the potential of the node 141 varies due to noise, the potential of the node 141 can be set to V2 in the first non-selection period.

なお、信号227の電位をV2以下にして、第3のトランジスタ103に逆バイアスを印加することで、第3のトランジスタ103のしきい値電圧のシフトを抑制できる。さらに、信号228の電位をV1以下にして、第4のトランジスタ104のゲート電極及び第2のトランジスタ102の電極の電位を下げることで、第4のトランジスタ104及び第2のトランジスタ102のしきい値電圧のシフトを抑制できる。 Note that the threshold voltage shift of the third transistor 103 can be suppressed by setting the potential of the signal 227 to V2 or less and applying a reverse bias to the third transistor 103. Further, the threshold value of the fourth transistor 104 and the second transistor 102 is reduced by setting the potential of the signal 228 to V1 or less and lowering the potential of the gate electrode of the fourth transistor 104 and the electrode of the second transistor 102. Voltage shift can be suppressed.

以上のことから、本実施の形態のフリップフロップは、第2のトランジスタ102及び第6のトランジスタ106のしきい値シフトを抑制できるため、長寿命化を図ることができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップは、全てのトランジスタのしきい値電圧のシフトを抑制できるため、長寿命化を図ることができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップは、ノイズに強いため、信頼性の向上を図ることができる。 From the above, the flip-flop of this embodiment can suppress a threshold shift of the second transistor 102 and the sixth transistor 106, and thus can have a long lifetime. Further, the flip-flop of this embodiment can suppress a shift in threshold voltage of all transistors, so that the lifetime can be extended. Further, since the flip-flop of this embodiment is resistant to noise, reliability can be improved.

ここで、第1のトランジスタ101乃至第8のトランジスタ108が有する機能を説明する。第1のトランジスタ101は、第5の配線125の電位を第3の配線123に供給するタイミングを選択し、ノード141の電位をブートストラップ動作によって上昇させる機能を有し、ブートストラップ用トランジスタとして機能する。第2のトランジスタ102は、第4の配線124の電位を第3の配線123に供給するタイミングを選択する機能を有し、スイッチングトランジスタとして機能する。第3のトランジスタ103は、第6の配線126の電位をノード142に供給するタイミングを選択する機能を有し、スイッチングトランジスタとして機能する。第4のトランジスタ104は、第10の配線130の電位をノード124に供給するタイミングを選択する機能を有し、スイッチングトランジスタとして機能する。第5のトランジスタ105は、第9の配線129の電位をノード141に供給するタイミングを選択する機能を有し、入力用トランジスタとして機能する。第6のトランジスタ106は、第12の配線132の電位をノード141に供給するタイミングを選択する機能を有し、スイッチングトランジスタとして機能する。第7のトランジスタ107は、第13の配線133の電位をノード141に供給するタイミングを選択する機能を有し、スイッチングトランジスタとして機能する。第8のトランジスタ108は、第11の配線131の電位をノード142に供給するタイミングを選択する機能を有し、スイッチングトランジスタとして機能する。 Here, functions of the first transistor 101 to the eighth transistor 108 are described. The first transistor 101 has a function of selecting the timing at which the potential of the fifth wiring 125 is supplied to the third wiring 123 and increasing the potential of the node 141 by a bootstrap operation, and functions as a bootstrap transistor. To do. The second transistor 102 has a function of selecting timing for supplying the potential of the fourth wiring 124 to the third wiring 123 and functions as a switching transistor. The third transistor 103 has a function of selecting timing for supplying the potential of the sixth wiring 126 to the node 142 and functions as a switching transistor. The fourth transistor 104 has a function of selecting timing for supplying the potential of the tenth wiring 130 to the node 124 and functions as a switching transistor. The fifth transistor 105 has a function of selecting timing for supplying the potential of the ninth wiring 129 to the node 141 and functions as an input transistor. The sixth transistor 106 has a function of selecting timing for supplying the potential of the twelfth wiring 132 to the node 141 and functions as a switching transistor. The seventh transistor 107 has a function of selecting timing for supplying the potential of the thirteenth wiring 133 to the node 141 and functions as a switching transistor. The eighth transistor 108 has a function of selecting timing for supplying the potential of the eleventh wiring 131 to the node 142 and functions as a switching transistor.

ただし、第1のトランジスタ101乃至第8のトランジスタ108は上記説明した機能を有していれば、トランジスタとは限定されない。例えば、スイッチングトランジスタとして機能する第2のトランジスタ102、第4のトランジスタ104、第3のトランジスタ103、第4のトランジスタ104、第6のトランジスタ106、第7のトランジスタ107及び第8のトランジスタ108は、スイッチング機能を有する素子であれば、ダイオード、CMOSアナログスイッチ又は様々な論理回路などを適用してもよい。さらに、入力用トランジスタとして機能する第5のトランジスタ105は、ノード141の電位を上昇させてオフするタイミングを選択する機能有していればよく、PN接合ダイオード又はダイオード接続したトランジスタなどを適用してもよい。 Note that the first transistor 101 to the eighth transistor 108 are not limited to transistors as long as they have the functions described above. For example, the second transistor 102, the fourth transistor 104, the third transistor 103, the fourth transistor 104, the sixth transistor 106, the seventh transistor 107, and the eighth transistor 108 that function as switching transistors are: As long as the element has a switching function, a diode, a CMOS analog switch, or various logic circuits may be applied. Further, the fifth transistor 105 functioning as an input transistor only needs to have a function of selecting the timing at which the node 141 is turned off by increasing the potential of the node 141. Also good.

なお、図1と同様の動作を行うものであれば、各トランジスタの配置及び数などは図1に限定されない。図1のフリップフロップの動作を説明した図3及び図4から分かるように、本実施の形態では、セット期間、選択期間、リセット期間、第1の非選択期間、第2の非選択期間は、それぞれ図3(A)乃至(C)、図4(D)、図4(E)に示す実線のように導通がとれていればよい。よって、これを満たすようにトランジスタ等を配置し、動作させうる構成であれば、トランジスタ、その他の素子(抵抗素子、容量素子など)、ダイオード、スイッチ、様々な論理回路などを新たに配置してもよい。 Note that the arrangement and the number of the transistors are not limited to those in FIG. 1 as long as the operation similar to that in FIG. 1 is performed. As can be seen from FIGS. 3 and 4 describing the operation of the flip-flop of FIG. 1, in this embodiment, the set period, the selection period, the reset period, the first non-selection period, and the second non-selection period are: It suffices that the continuity is taken as indicated by the solid lines in FIGS. 3A to 3C, 4D, and 4E, respectively. Therefore, transistors, other elements (resistive elements, capacitive elements, etc.), diodes, switches, various logic circuits, etc. are newly arranged if the transistor can be arranged and operated to satisfy this requirement. Also good.

例えば、ノード142の電位は、第3のトランジスタ103をオンするか、第4のトランジスタ104をオンするかによって、決定される。しかし、図10(A)に示すように、第7の配線127と第8の配線128との間に、抵抗素子1011及び抵抗素子1012を接続しても、図1(A)と同様の動作が可能である。図10(A)のフリップフロップは、トランジスタ数及び配線数を減らすことができるため、レイアウト面積の縮小、歩留まりの向上などを図ることができる。 For example, the potential of the node 142 is determined depending on whether the third transistor 103 is turned on or the fourth transistor 104 is turned on. However, as shown in FIG. 10A, even when the resistance element 1011 and the resistance element 1012 are connected between the seventh wiring 127 and the eighth wiring 128, the same operation as that in FIG. Is possible. The flip-flop in FIG. 10A can reduce the number of transistors and the number of wirings, so that the layout area can be reduced, the yield can be improved, and the like.

さらに、図10(B)に示すように、第7の配線127とノード142との間に抵抗素子1011の代わりにダイオード接続のトランジスタ1021及びダイオード接続のトランジスタ1022を配置し、第8の配線128とノード142との間に抵抗素子1012の代わりにダイオード接続のトランジスタ1023及びダイオード接続のトランジスタ1024を配置してもよい。第7の配線127には、トランジスタ1021の第1の電極、トランジスタ1021のゲート電極及びトランジスタ1022の第1の電極が接続され、第8の配線128にはトランジスタ1023の第1の電極、トランジスタ1024の第1の電極及びトランジスタ1024のゲート電極が接続され、ノード142にはトランジスタ1021の第2の電極、トランジスタ1022の第2の電極、トランジスタ1022のゲート電極、トランジスタ1023の第2の電極、トランジスタ1023のゲート電極及びトランジスタ1024の第2の電極が接続される。つまり、第7の配線127とノード142との間、及び第8の配線128とノード142との間に、それぞれ2つのダイオードが逆向きに、かつ、並列に接続される。 Further, as shown in FIG. 10B, a diode-connected transistor 1021 and a diode-connected transistor 1022 are arranged between the seventh wiring 127 and the node 142 instead of the resistance element 1011, and the eighth wiring 128. Instead of the resistance element 1012, a diode-connected transistor 1023 and a diode-connected transistor 1024 may be provided between the node 142 and the node 142. The seventh wiring 127 is connected to the first electrode of the transistor 1021, the gate electrode of the transistor 1021, and the first electrode of the transistor 1022. The eighth wiring 128 is connected to the first electrode of the transistor 1023 and the transistor 1024. And the gate electrode of the transistor 1024 are connected to each other. The node 142 has a second electrode of the transistor 1021, a second electrode of the transistor 1022, a gate electrode of the transistor 1022, a second electrode of the transistor 1023, and a transistor The gate electrode of 1023 and the second electrode of the transistor 1024 are connected. That is, two diodes are connected in reverse and in parallel between the seventh wiring 127 and the node 142 and between the eighth wiring 128 and the node 142, respectively.

なお、図1と同様の動作を行うものであれば、本実施の形態のフリップフロップの駆動タイミングは、図2のタイミングチャートに限定されない。 Note that as long as the operation similar to that in FIG. 1 is performed, the driving timing of the flip-flop of this embodiment is not limited to the timing chart in FIG.

例えば、図6のタイミングチャートに示すように、第1の配線121、第2の配線122、第5の配線125、第7の配線127、第8の配線128にH信号を入力する期間を短くしてもよい。図6は、図2のタイミングチャートと比較して、信号がLレベルからHレベルに切り替わるタイミングが期間Ta1だけ遅延し、信号がHレベルからLレベルに切り替わるタイミングが期間Ta2だけ早くなっている。したがって、図6のタイミングチャートを適用したフリップフロップは、各配線の瞬間電流が小さくなるため、省電力化、誤動作の抑制、動作する条件の範囲の向上などを図ることができる。さらに、図6のタイミングチャートを適用したフリップフロップは、リセット期間において、第3の配線123から出力される信号の立ち下がり時間を短くできる。なぜなら、ノード141の電位がLレベルとなるタイミングが期間Ta1+期間Ta2だけ遅延するので、第5の配線125に入力されているL信号が電流能力の大きい(チャネル幅が大きい)第1のトランジスタ101を介して第3の配線123に供給されるからである。なお、図2のタイミングチャートと共通するところは共通の符号を用いてその説明を省略する。 For example, as illustrated in the timing chart of FIG. 6, the period during which an H signal is input to the first wiring 121, the second wiring 122, the fifth wiring 125, the seventh wiring 127, and the eighth wiring 128 is shortened. May be. In FIG. 6, the timing at which the signal switches from the L level to the H level is delayed by the period Ta1, and the timing at which the signal switches from the H level to the L level is advanced by the period Ta2, as compared with the timing chart of FIG. Therefore, in the flip-flop to which the timing chart of FIG. 6 is applied, the instantaneous current of each wiring becomes small, so that it is possible to save power, suppress malfunction, improve the range of operating conditions, and the like. Further, the flip-flop to which the timing chart of FIG. 6 is applied can shorten the fall time of the signal output from the third wiring 123 in the reset period. This is because the timing at which the potential of the node 141 becomes the L level is delayed by the period Ta1 + the period Ta2, so that the L signal input to the fifth wiring 125 has a large current capability (a channel width is large). This is because the voltage is supplied to the third wiring 123 via the. Note that portions common to the timing chart of FIG. 2 are denoted by common reference numerals, and description thereof is omitted.

なお、期間Ta1、期間Ta2及び期間Tbの関係は、((Ta1+Tb)/(Ta1+Ta2+Tb))×100<10[%]とすることが望ましい。より望ましくは、((Ta1+Tb)/(Ta1+Ta2+Tb))×100<5[%]とすることが望ましい。さらに、期間Ta1≒期間Ta2とすることが望ましい。 Note that the relationship between the period Ta1, the period Ta2, and the period Tb is preferably ((Ta1 + Tb) / (Ta1 + Ta2 + Tb)) × 100 <10 [%]. More desirably, ((Ta1 + Tb) / (Ta1 + Ta2 + Tb)) × 100 <5 [%] is desirable. Further, it is desirable that the period Ta1≈the period Ta2.

なお、図1と同様の動作を行うものであれば、第1の配線121〜第13の配線131は自由に接続することができる。例えば、図7(A)に示すように、第2のトランジスタ102の第1の電極、第4のトランジスタ104の第1の電極、第6のトランジスタ106の第1の電極、第7のトランジスタ107の第1の電極及び第8のトランジスタ108の第1の電極が第7の配線707に接続されてもよい。さらに、第5のトランジスタ105の第1の電極及び第3のトランジスタ103の第1の電極が第6の配線706に接続されてもよい。さらに、第1のトランジスタ101の第1の電極及び第3のトランジスタ103のゲート電極が第4の配線704に接続されてもよい。ただし、図7(B)に示すように、第1のトランジスタ101の第1の電極が第8の配線708に接続されてもよい。さらに、図8(A)に示すように、第3のトランジスタ103の第1の電極が第9の配線709に接続されてもよい。さらに、図8(B)に示すように、第4のトランジスタ104の第1の電極が第10の配線710に接続されてもよい。なお、図1の構成と共通するところは共通の符号を用いてその説明を省略する。 Note that the first wiring 121 to the thirteenth wiring 131 can be freely connected as long as the operation similar to that in FIG. 1 is performed. For example, as illustrated in FIG. 7A, the first electrode of the second transistor 102, the first electrode of the fourth transistor 104, the first electrode of the sixth transistor 106, and the seventh transistor 107 The first electrode of the eighth transistor 108 and the first electrode of the eighth transistor 108 may be connected to the seventh wiring 707. Further, the first electrode of the fifth transistor 105 and the first electrode of the third transistor 103 may be connected to the sixth wiring 706. Further, the first electrode of the first transistor 101 and the gate electrode of the third transistor 103 may be connected to the fourth wiring 704. Note that the first electrode of the first transistor 101 may be connected to the eighth wiring 708 as illustrated in FIG. Further, as illustrated in FIG. 8A, the first electrode of the third transistor 103 may be connected to the ninth wiring 709. Further, as illustrated in FIG. 8B, the first electrode of the fourth transistor 104 may be connected to the tenth wiring 710. Note that portions common to the configuration in FIG. 1 are denoted by common reference numerals and description thereof is omitted.

図7(A)のフリップフロップは、配線数を削減できるため、歩留まりの向上、レイアウト面積の縮小、信頼性の向上、又は動作する条件の範囲の向上を図ることができる。さらに、図7(B)のフリップフロップは、第3のトランジスタ103に印加する電位を小さくし、逆バイアスを印加できるので第3のトランジスタ103のしきい値電圧のシフトをさらに抑制できる。さらに、図8(A)のフリップフロップは、第9の配線709に供給する電位を小さくできるため、第7のトランジスタ107のしきい値電圧のシフトをさらに抑制できる。さらに、図8(B)のフリップフロップは、第3のトランジスタ103及び第4のトランジスタ104に流れる電流が他のトランジスタの動作にしないようにできるため、動作する条件の範囲の向上を図ることができる。 In the flip-flop in FIG. 7A, the number of wirings can be reduced; thus, yield, reduction in layout area, improvement in reliability, or improvement in a range of operating conditions can be achieved. Further, since the flip-flop in FIG. 7B can reduce the potential applied to the third transistor 103 and apply a reverse bias, the shift of the threshold voltage of the third transistor 103 can be further suppressed. Further, since the potential supplied to the ninth wiring 709 can be reduced in the flip-flop in FIG. 8A, the shift of the threshold voltage of the seventh transistor 107 can be further suppressed. Further, since the flip-flop in FIG. 8B can prevent the current flowing through the third transistor 103 and the fourth transistor 104 from operating as other transistors, the range of operating conditions can be improved. it can.

図7(A)に示したフリップフロップの上面図の一例を図29に示す。導電層2901は、第1のトランジスタ101の第1の電極として機能する部分を含み、配線2951を介して第4の配線704に接続される。導電層2902は、第1のトランジスタ101の第2の電極としての機能を含み、配線2952を介して第3の配線703に接続される。導電層2903は、第1のトランジスタ101のゲート電極、及び第8のトランジスタ108のゲート電極としての機能を含む。導電層2904は、第2のトランジスタ102の第2の電極として機能する部分を含み、配線2952を介して第3の配線703に接続される。導電層2905は、第2のトランジスタ102の第1の電極、第4のトランジスタ104の第1の電極、及び第8のトランジスタ108の第1の電極としての機能を含み、第7の配線707と接続される。導電層2906は第2のトランジスタ102のゲート電極、及び第4のトランジスタ104のゲート電極としての機能を含み、配線2953を介して第5の配線705と接続される。導電層2907は、第3のトランジスタ103の第1の電極としての機能を含み、配線2954を介して第6の配線706と接続される。導電層2908は、第3のトランジスタ103の第2の電極、第4のトランジスタ104の第2の電極、及び第8のトランジスタ108の第2の電極としての機能を含む。導電層2909は、第3のトランジスタ103のゲート電極としての機能を含み、配線2955を介して第4の配線704と接続される。導電層2910は、第5のトランジスタ105の第1の電極としての機能を含み、配線2956を介して第6の配線706と接続される。導電層2911は、第5のトランジスタ105の第2の電極、第7のトランジスタ107の第2の電極としての機能を含み、配線2957を介して導電層2903と接続される。導電層2912は、第5のトランジスタ105のゲート電極としての機能を含み、配線2958を介して第1の配線701に接続される。導電層2913は、第6のトランジスタ106の第2の電極としての機能を含み、配線2595を介して導電層2903と接続される。導電層2914は、第6のトランジスタ106のゲート電極としての機能を含み、配線2954を介して導電層2908と接続される。導電層2915は、第7のトランジスタ107の第2の電極としての機能を含み、配線707と接続される。導電層2916は、第7のトランジスタ107のゲート電極としての機能を含み、配線2960を介して第2の配線702と接続される。 FIG. 29 illustrates an example of a top view of the flip-flop illustrated in FIG. The conductive layer 2901 includes a portion functioning as the first electrode of the first transistor 101 and is connected to the fourth wiring 704 through the wiring 2951. The conductive layer 2902 functions as the second electrode of the first transistor 101 and is connected to the third wiring 703 through the wiring 2952. The conductive layer 2903 includes a function as a gate electrode of the first transistor 101 and a gate electrode of the eighth transistor 108. The conductive layer 2904 includes a portion functioning as the second electrode of the second transistor 102 and is connected to the third wiring 703 through the wiring 2952. The conductive layer 2905 functions as the first electrode of the second transistor 102, the first electrode of the fourth transistor 104, and the first electrode of the eighth transistor 108, and the seventh wiring 707 Connected. The conductive layer 2906 functions as the gate electrode of the second transistor 102 and the gate electrode of the fourth transistor 104 and is connected to the fifth wiring 705 through the wiring 2953. The conductive layer 2907 functions as the first electrode of the third transistor 103 and is connected to the sixth wiring 706 through the wiring 2954. The conductive layer 2908 functions as the second electrode of the third transistor 103, the second electrode of the fourth transistor 104, and the second electrode of the eighth transistor 108. The conductive layer 2909 includes a function as a gate electrode of the third transistor 103 and is connected to the fourth wiring 704 through the wiring 2955. The conductive layer 2910 functions as the first electrode of the fifth transistor 105 and is connected to the sixth wiring 706 through the wiring 2956. The conductive layer 2911 functions as the second electrode of the fifth transistor 105 and the second electrode of the seventh transistor 107 and is connected to the conductive layer 2903 through the wiring 2957. The conductive layer 2912 includes a function as a gate electrode of the fifth transistor 105 and is connected to the first wiring 701 through the wiring 2958. The conductive layer 2913 includes a function as the second electrode of the sixth transistor 106 and is connected to the conductive layer 2903 through the wiring 2595. The conductive layer 2914 includes a function as a gate electrode of the sixth transistor 106 and is connected to the conductive layer 2908 through a wiring 2954. The conductive layer 2915 has a function as the second electrode of the seventh transistor 107 and is connected to the wiring 707. The conductive layer 2916 includes a function as the gate electrode of the seventh transistor 107 and is connected to the second wiring 702 through the wiring 2960.

なお、第1のトランジスタ101のゲート電極、第1の電極及び第2の電極として機能する部分は、それぞれを含む導電層と半導体層2981とが重なって形成される部分である。第2のトランジスタ102のゲート電極、第1の電極及び第2の電極として機能する部分は、それぞれを含む導電層と半導体層2982とが重なって形成される部分である。第3のトランジスタ103のゲート電極、第1の電極及び第2の電極として機能する部分は、それぞれを含む導電層と半導体層2983とが重なって形成される部分である。第4のトランジスタ104のゲート電極、第1の電極及び第2の電極として機能する部分は、それぞれを含む導電層と半導体層2984とが重なって形成される部分である。第5のトランジスタ105のゲート電極、第1の電極及び第2の電極として機能する部分は、それぞれを含む導電層と半導体層2985とが重なって形成される部分である。第6のトランジスタ106のゲート電極、第1の電極及び第2の電極として機能する部分は、それぞれを
含む導電層と半導体層2986とが重なって形成される部分である。第7のトランジスタ107のゲート電極、第1の電極及び第2の電極として機能する部分は、それぞれを含む導電層と半導体層2987とが重なって形成される部分である。第8のトランジスタ108のゲート電極、第1の電極及び第2の電極として機能する部分は、それぞれを含む導電層と半導体層2988とが重なって形成される部分である。
Note that portions functioning as the gate electrode, the first electrode, and the second electrode of the first transistor 101 are portions where a conductive layer including each of them overlaps with the semiconductor layer 2981. The portions functioning as the gate electrode, the first electrode, and the second electrode of the second transistor 102 are portions where a conductive layer including each of them overlaps with the semiconductor layer 2982. The portions functioning as the gate electrode, the first electrode, and the second electrode of the third transistor 103 are portions where a conductive layer including each of them overlaps with the semiconductor layer 2983. The portions functioning as the gate electrode, the first electrode, and the second electrode of the fourth transistor 104 are portions where a conductive layer including each of them overlaps with the semiconductor layer 2984. The portion functioning as the gate electrode, the first electrode, and the second electrode of the fifth transistor 105 is a portion where the conductive layer including each of them overlaps with the semiconductor layer 2985. The portion functioning as the gate electrode, the first electrode, and the second electrode of the sixth transistor 106 is a portion where the conductive layer including each of them overlaps with the semiconductor layer 2986. The portions functioning as the gate electrode, the first electrode, and the second electrode of the seventh transistor 107 are portions where a conductive layer including each of them overlaps with the semiconductor layer 2987. The portions functioning as the gate electrode, the first electrode, and the second electrode of the eighth transistor 108 are portions where a conductive layer including each of them overlaps with the semiconductor layer 2988.

続いて、上述した本実施の形態のフリップフロップを有するシフトレジスタの構成及び駆動方法について説明する。 Next, a structure and driving method of the shift register including the flip-flop of this embodiment described above will be described.

本実施の形態のシフトレジスタの構成について図11を参照して説明する。図11のシフトレジスタは、n個のフリップフロップ(フリップフロップ1101_1〜フリップフロップ1101_n)を有する。 A structure of the shift register of this embodiment is described with reference to FIG. The shift register in FIG. 11 includes n flip-flops (flip-flops 1101_1 to 1101_n).

図11のシフトレジスタの接続関係について説明する。図11のシフトレジスタは、i段目のフリップフロップ1101_i(フリップフロップ1101_1〜1101_nのうちいずれか一)は、図1(A)に示した第1の配線121が第7の配線1117_i−1に接続され、図1(A)に示した第2の配線122が第7の配線1117_i+1に接続され、図1(A)に示した第3の配線123が第7の配線1117_iに接続され、図1(A)に示した第4の配線124、第10の配線130、第11の配線131、第12の配線132及び第13の配線133が第5の配線1115に接続され、図1(A)に示した第5の配線125及び第7の配線127が奇数段目のフリップフロップでは第2の配線1112に接続され、偶数段目のフリップフロップでは第3の配線1113に接続され、図1(A)に示した第8の配線128が奇数段目のフリップフロップでは第3の配線1113に接続され、偶数段目のフリップフロップでは第2の配線1112に接続され、図1(A)に示した第6の配線126及び第9の配線129が第4の配線1114に接続される。ただし、1段目のフリップフリップ1101_1の図1(A)に示す第1の配線121は第1の配線1111に接続され、n段目のフリップフロップ1101_nの図1(A)に示す第2の配線122は第6の配線1116に接続される。 Connection relations of the shift register in FIG. 11 are described. In the shift register in FIG. 11, the i-th flip-flop 1101_i (any one of the flip-flops 1101_1 to 1101_n) has the first wiring 121 illustrated in FIG. The second wiring 122 illustrated in FIG. 1A is connected to the seventh wiring 1117_i + 1, and the third wiring 123 illustrated in FIG. 1A is connected to the seventh wiring 1117_i. 1A, the fourth wiring 124, the tenth wiring 130, the eleventh wiring 131, the twelfth wiring 132, and the thirteenth wiring 133 are connected to the fifth wiring 1115, and FIG. ) Are connected to the second wiring 1112 in the odd-numbered flip-flops, and are connected to the third wiring 1113 in the even-numbered flip-flops. The eighth wiring 128 illustrated in FIG. 1A is connected to the third wiring 1113 in the odd-numbered flip-flops, and is connected to the second wiring 1112 in the even-numbered flip-flops. The sixth wiring 126 and the ninth wiring 129 shown in A) are connected to the fourth wiring 1114. Note that the first wiring 121 illustrated in FIG. 1A of the first-stage flip-flop 1101_1 is connected to the first wiring 1111 and the second-stage flip-flop 1101_n illustrated in FIG. The wiring 122 is connected to the sixth wiring 1116.

なお、第1の配線1111、第2の配線1112、第3の配線1113、第6の配線1116を、それぞれ第1の信号線、第2の信号線、第3の信号線、第4の信号線と呼んでもよい。さらに、第4の配線1114、第5の配線1115を、それぞれ第1の電源線、第2の電源線と呼んでもよい。 Note that the first wiring 1111, the second wiring 1112, the third wiring 1113, and the sixth wiring 1116 are respectively connected to the first signal line, the second signal line, the third signal line, and the fourth signal. You may call it a line. Further, the fourth wiring 1114 and the fifth wiring 1115 may be referred to as a first power supply line and a second power supply line, respectively.

次に、図11に示したシフトレジスタの動作について、図12のタイミングチャート及び図13のタイミングチャートを参照して説明する。ここで、図12のタイミングチャートは、走査期間と帰線期間とに分割されている。走査期間は、第7の配線1117_1からの選択信号の出力が開始されて第7の配線1117_nからの選択信号の出力が終了するまでの期間である。帰線期間は、第7の配線1117_nからの選択信号の出力が終了して第7の配線1117_1からの選択信号の出力が開始されるまでの期間である。 Next, operation of the shift register illustrated in FIG. 11 is described with reference to a timing chart of FIG. 12 and a timing chart of FIG. Here, the timing chart of FIG. 12 is divided into a scanning period and a blanking period. The scan period is a period from when the selection signal is output from the seventh wiring 1117_1 to when the selection signal is output from the seventh wiring 1117_n. The blanking period is a period from when the output of the selection signal from the seventh wiring 1117 — n is finished until the output of the selection signal from the seventh wiring 1117 — 1 is started.

なお、第4の配線1114にはV1の電位が供給され、第5の配線1115にはV2の電位が供給される。 Note that the potential of V 1 is supplied to the fourth wiring 1114 and the potential of V 2 is supplied to the fifth wiring 1115.

なお、第1の配線1111、第2の配線1112、第3の配線1113、第6の配線1116には、それぞれ図12に示す信号1211、信号1212、信号1213、信号1216が入力される。ここで、信号1211、信号1212、信号1213、信号1216は、H信号の電位がV1(以下、Hレベルともいう)、L信号の電位がV2(以下、Lレベルともいう)のデジタル信号である。さらに、信号1211、信号1212、信号1213、信号1216を、それぞれスタート信号、第1のクロック信号、第2のクロック信
号(反転クロック信号)、リセット信号と呼んでもよい。
Note that the signals 1211, 1212, 1213, and 1216 illustrated in FIG. 12 are input to the first wiring 1111, the second wiring 1112, the third wiring 1113, and the sixth wiring 1116, respectively. Here, the signal 1211, the signal 1212, the signal 1213, and the signal 1216 are digital signals in which the potential of the H signal is V1 (hereinafter also referred to as H level) and the potential of the L signal is V2 (hereinafter also referred to as L level). . Further, the signal 1211, the signal 1212, the signal 1213, and the signal 1216 may be referred to as a start signal, a first clock signal, a second clock signal (inverted clock signal), and a reset signal, respectively.

ただし、第1の配線1111〜第6の配線1116にはそれぞれ様々な信号、電位及び電流が入力されてもよい。 Note that various signals, potentials, and currents may be input to the first wiring 1111 to the sixth wiring 1116, respectively.

なお、第7の配線1117_1〜第7の配線1117_nからは、それぞれH信号の電位がV1(以下、Hレベルともいう)、L信号の電位がV2(以下、Lレベルともいう)のデジタル信号が出力される。ただし、図14に示すように、第7の配線1117_1〜第7の配線1117_nからそれぞれバッファ1401_1〜バッファ1401_nを介して信号が出力され、シフトレジスタの出力信号と各フリップフロップの転送信号とを分割できるので、動作する条件の範囲を大きくすることができる。 Note that from the seventh wiring 1117_1 to the seventh wiring 1117_n, digital signals having an H signal potential of V1 (hereinafter also referred to as H level) and an L signal potential of V2 (hereinafter also referred to as L level) are received. Is output. However, as shown in FIG. 14, signals are output from the seventh wiring 1117_1 to the seventh wiring 1117_n through the buffers 1401_1 to 1401_n, respectively, and the output signal of the shift register and the transfer signal of each flip-flop are divided. As a result, the range of operating conditions can be increased.

ここで、図14に示すシフトレジスタが有するバッファ1401_1〜バッファ1401_nの一例について図15(A)及び図15(B)を参照して説明する。図15(A)に示すバッファ8000は、配線8011と配線8012と間にインバータ8001a、インバータ8001b、インバータ8001cが接続されることで、配線8011に入力される信号の反転信号が配線8012から出力される。ただし、配線8011と配線8012と間に接続されるインバータの数に限定はなく、例えば配線8011と配線8012と間に偶数個のインバータが接続される場合は、配線8011に入力される信号と同じ極性の信号が配線8012から出力される。さらに、図15(B)のバッファ8100に示すように、直列に接続されたインバータ8002a、インバータ8002b及びインバータ8002cと、直列に配置されたインバータ8003a、インバータ8003b及びインバータ8003cとが並列に接続されてもよい。図15(B)のバッファ8100は、トランジスタの特性のバラツキを平均化できるため、配線8012から出力される信号の遅延及びなまりを低減できる。さらに、インバータ8002a及びインバータ8002aの出力、並びにインバータ8002b及びインバータ8002bの出力は、接続されてもよい。 Here, an example of the buffers 1401_1 to 1401_n included in the shift register illustrated in FIG. 14 is described with reference to FIGS. In the buffer 8000 illustrated in FIG. 15A, an inverter 8001a, an inverter 8001b, and an inverter 8001c are connected between the wiring 8011 and the wiring 8012, so that an inverted signal of the signal input to the wiring 8011 is output from the wiring 8012. The However, the number of inverters connected between the wiring 8011 and the wiring 8012 is not limited. For example, when an even number of inverters are connected between the wiring 8011 and the wiring 8012, the same signal as the signal input to the wiring 8011 is used. A polarity signal is output from the wiring 8012. Further, as shown in a buffer 8100 in FIG. 15B, an inverter 8002a, an inverter 8002b, and an inverter 8002c connected in series, and an inverter 8003a, an inverter 8003b, and an inverter 8003c arranged in series are connected in parallel. Also good. The buffer 8100 in FIG. 15B can average variation in transistor characteristics, so that delay and rounding of a signal output from the wiring 8012 can be reduced. Further, the outputs of the inverter 8002a and the inverter 8002a and the outputs of the inverter 8002b and the inverter 8002b may be connected.

なお、図15(A)において、インバータ8001aが有するトランジスタのW<インバータ8001bが有するトランジスタのW<インバータ8001cが有するトランジスタのWとすることが好ましい。なぜなら、インバータ8001aのWが小さいことで、フリップフロップの駆動能力(具体的には図1のトランジスタ101のW/Lの値)を小さくできるので、本発明のシフトレジスタは、レイアウト面積を小さくできる。同様に、図15(B)において、インバータ8002aが有するトランジスタのW<インバータ8002bが有するトランジスタのW<インバータ8002cが有するトランジスタのWとすることが好ましい。同様に、図15(B)において、インバータ8003aが有するトランジスタのW<インバータ8003bが有するトランジスタのW<インバータ8003cが有するトランジスタのWとすることが好ましい。さらに、インバータ8002aが有するトランジスタのW=インバータ8003aが有するトランジスタのW、インバータ8002bが有するトランジスタのW=インバータ8003bが有するトランジスタのW、インバータ8002cが有するトランジスタのW=インバータ8003cが有するトランジスタのWとすることが好ましい。 Note that in FIG. 15A, it is preferable that W of a transistor included in the inverter 8001a <W of a transistor included in the inverter 8001b <W of a transistor included in the inverter 8001c. This is because when the inverter 8001a has a small W, the driving capability of the flip-flop (specifically, the W / L value of the transistor 101 in FIG. 1) can be reduced, so that the shift register of the present invention can reduce the layout area. . Similarly, in FIG. 15B, it is preferable that W of the transistor included in the inverter 8002a <W of the transistor included in the inverter 8002b <W of the transistor included in the inverter 8002c. Similarly, in FIG. 15B, it is preferable that W of the transistor included in the inverter 8003a <W of the transistor included in the inverter 8003b <W of the transistor included in the inverter 8003c. Further, W of the transistor included in the inverter 8002a = W of the transistor included in the inverter 8003a, W of the transistor included in the inverter 8002b = W of the transistor included in the inverter 8003b, W of the transistor included in the inverter 8002c = W of the transistor included in the inverter 8003c It is preferable to do.

なお、図15(A)及び図15(B)に示すインバータとしては、入力された信号を反転して出力できるものであれば特に限定されない。例えば、図15(C)に示すように、第1のトランジスタ8201及び第2のトランジスタ8202によってインバータを構成してもよい。さらに、第1の配線には信号が入力され、第2の配線8212からは信号が出力され、第3の配線8213にはV1が供給され、第4の配線8214にはV2が供給される。図15(C)のインバータは、第1の配線8211にH信号を入力すると、V1−V2を第1のトランジスタ8201と第2のトランジスタ8202で分割した電位(第1
のトランジスタ8201のW/L<第2のトランジスタ8202のW/L)を、第2の配線8212から出力する。さらに、図15(C)のインバータは、第1の配線8211にL信号を入力すると、V1−Vth8201(Vth8201:第1のトランジスタ8201のしきい値電圧)を第2の配線8212から出力する。さらに、第1のトランジスタ8201は抵抗成分を有する素子であればPN接合ダイオードでもよいし、単に抵抗素子としてもよい。
Note that there is no particular limitation on the inverter illustrated in FIGS. 15A and 15B as long as it can output an inverted signal. For example, an inverter may be formed using the first transistor 8201 and the second transistor 8202 as illustrated in FIG. Further, a signal is input to the first wiring, a signal is output from the second wiring 8212, V 1 is supplied to the third wiring 8213, and V 2 is supplied to the fourth wiring 8214. In the inverter illustrated in FIG. 15C, when an H signal is input to the first wiring 8211, a potential obtained by dividing V 1 −V 2 by the first transistor 8201 and the second transistor 8202 (first
(W / L of the transistor 8201 <W / L of the second transistor 8202) is output from the second wiring 8212. Further, when the L signal is input to the first wiring 8211, the inverter in FIG. 15C outputs V1−Vth8201 (Vth8201: the threshold voltage of the first transistor 8201) from the second wiring 8212. Further, the first transistor 8201 may be a PN junction diode as long as it is an element having a resistance component, or may simply be a resistance element.

さらに、図15(D)に示すように、第1のトランジスタ8301、第2のトランジスタ8302、第3のトランジスタ8303及び第4のトランジスタ8304によってインバータを構成してもよい。さらに、第1の配線8311には信号が入力され、第2の配線8312からは信号が出力され、第3の配線8313及び第5の配線8315にはV1が供給され、第4の配線8314及び第6の配線8316にはV2が供給される。図15(D)のインバータは、第1の配線8311にH信号を入力すると、V2を第2の配線8312から出力する。このとき、ノード8341は電位をLレベルとするため第1のトランジスタ8301はオフする。さらに、図15(D)のインバータは、第1の配線8311にL信号を入力すると、V1を第2の配線8312から出力する。このとき、ノード8341の電位がV1−Vth8303(Vth8303:第3のトランジスタ8303のしきい値電圧)となると、ノード8341が浮遊状態となり、ノード8341の電位がブートストラップ動作によってV1+Vth8301(Vth8301:第1のトランジスタ8301のしきい値電圧)よりも高くなるので、第1のトランジスタ8301はオンする。さらに、第1のトランジスタ8301はブートストラップ用トランジスタとして機能するため、第2の電極とゲート電極との間に容量素子が配置されてもよい。 Further, as illustrated in FIG. 15D, an inverter may be formed using the first transistor 8301, the second transistor 8302, the third transistor 8303, and the fourth transistor 8304. Further, a signal is input to the first wiring 8311, a signal is output from the second wiring 8312, V1 is supplied to the third wiring 8313 and the fifth wiring 8315, and the fourth wiring 8314 and V2 is supplied to the sixth wiring 8316. The inverter in FIG. 15D outputs V 2 from the second wiring 8312 when an H signal is input to the first wiring 8311. At this time, since the potential of the node 8341 is set to the L level, the first transistor 8301 is turned off. Further, when the L signal is input to the first wiring 8311, the inverter in FIG. 15D outputs V1 from the second wiring 8312. At this time, when the potential of the node 8341 becomes V1−Vth8303 (Vth8303: threshold voltage of the third transistor 8303), the node 8341 is in a floating state, and the potential of the node 8341 is V1 + Vth8301 (Vth8301: first) by the bootstrap operation. The first transistor 8301 is turned on. Further, since the first transistor 8301 functions as a bootstrap transistor, a capacitor may be provided between the second electrode and the gate electrode.

さらに、図16(A)に示すように、第1のトランジスタ8401、第2のトランジスタ8402、第3のトランジスタ8403及び第4のトランジスタ8404によってインバータを構成してもよい。図16(A)のインバータは、2入力型のインバータであり、ブートストラップ動作が可能である。さらに、第1の配線8411には信号が入力され、第2の配線8412には反転信号が入力され、第3の配線8413からは信号が出力され、第4の配線8414及び第6の配線8416にはV1が供給され、第5の配線8415及び第7の配線8417にはV2が供給される。図16(A)のインバータは、第1の配線8411にL信号、第2の配線8412にH信号を入力すると、V2を第3の配線8413から出力する。このとき、ノード8441の電位はV2となるため、第1のトランジスタ8401はオフする。さらに、図16(A)のインバータは、第1の配線8411にH信号、第2の配線8412にL信号を入力すると、V1を第3の配線8413から出力する。このとき、ノード8441の電位がV1−Vth8403(Vth8403:第3のトランジスタ8403のしきい値電圧)となると、ノード8441が浮遊状態となり、ノード8441の電位がブートストラップ動作によってV1+Vth8401(Vth8401:第1のトランジスタ8401のしきい値電圧)よりも高くなるので、第1のトランジスタ8401はオンする。さらに、第1のトランジスタ8401はブートストラップ用トランジスタとして機能するため、第2の電極とゲート電極との間に容量素子が配置されてもよい。さらに、第1の配線8411及び第2の配線8412のうち一方には、図1(A)に示す第3の配線123を接続し、他方には図1(A)に示すノード142を接続するとよい。 Further, as illustrated in FIG. 16A, an inverter may be formed using the first transistor 8401, the second transistor 8402, the third transistor 8403, and the fourth transistor 8404. The inverter in FIG. 16A is a two-input inverter and can perform a bootstrap operation. Further, a signal is input to the first wiring 8411, an inverted signal is input to the second wiring 8412, a signal is output from the third wiring 8413, and the fourth wiring 8414 and the sixth wiring 8416 are output. Is supplied with V1, and V5 is supplied to the fifth wiring 8415 and the seventh wiring 8417. When an L signal is input to the first wiring 8411 and an H signal is input to the second wiring 8412, the inverter in FIG. 16A outputs V 2 from the third wiring 8413. At this time, since the potential of the node 8441 is V2, the first transistor 8401 is turned off. Further, when the H signal is input to the first wiring 8411 and the L signal is input to the second wiring 8412, the inverter in FIG. 16A outputs V1 from the third wiring 8413. At this time, when the potential of the node 8441 becomes V1−Vth8403 (Vth8403: threshold voltage of the third transistor 8403), the node 8441 is in a floating state, and the potential of the node 8441 is V1 + Vth8401 (Vth8401: first) by the bootstrap operation. , The first transistor 8401 is turned on. Further, since the first transistor 8401 functions as a bootstrap transistor, a capacitor may be provided between the second electrode and the gate electrode. Further, when one of the first wiring 8411 and the second wiring 8412 is connected to the third wiring 123 illustrated in FIG. 1A and the other is connected to the node 142 illustrated in FIG. Good.

さらに、図16(B)に示すように、第1のトランジスタ8501、第2のトランジスタ8502及び第3のトランジスタ8503によって、インバータを構成してもよい。図16(B)のインバータは、2入力型のインバータであり、ブートストラップ動作が可能である。さらに、第1の配線8511には信号が入力され、第2の配線8512には反転信号が入力され、第3の配線8513からは信号が出力され、第4の配線8514及び第6の配線8516にはV2が供給され、第5の配線8515にはV2が供給される。図16
(B)のインバータは、第1の配線8511にL信号、第2の配線8512にH信号を入力すると、V2を第3の配線8513から出力する。このとき、ノード8541の電位はV2となるため、第1のトランジスタ8501はオフする。さらに、図16(B)のインバータは、第1の配線8511にH信号、第2の配線8512にL信号を入力すると、V1を第3の配線8513から出力する。このとき、ノード8541の電位がV1−Vth8503(Vth8503:第3のトランジスタ8503のしきい値電圧)となると、ノード8541が浮遊状態となり、ノード8541の電位がブートストラップ動作によってV1+Vth8501(Vth8501:第1のトランジスタ8501のしきい値電圧)よりも高くなるので、第1のトランジスタ8501はオンする。さらに、第1のトランジスタ8501はブートストラップ用トランジスタとして機能するため、第2の電極とゲート電極との間に容量素子が配置されてもよい。さらに、第1の配線8511及び第2の配線8512のうち一方には、図1(A)に示す第3の配線123を接続し、他方には図1(A)に示すノード142を接続するとよい。
Further, as illustrated in FIG. 16B, an inverter may be formed using the first transistor 8501, the second transistor 8502, and the third transistor 8503. The inverter in FIG. 16B is a two-input inverter and can perform a bootstrap operation. Further, a signal is input to the first wiring 8511, an inverted signal is input to the second wiring 8512, a signal is output from the third wiring 8513, and the fourth wiring 8514 and the sixth wiring 8516 are output. Is supplied with V2, and the fifth wiring 8515 is supplied with V2. FIG.
When an L signal is input to the first wiring 8511 and an H signal is input to the second wiring 8512, the inverter of FIG. 5B outputs V2 from the third wiring 8513. At this time, since the potential of the node 8541 is V2, the first transistor 8501 is turned off. Further, when the H signal is input to the first wiring 8511 and the L signal is input to the second wiring 8512, the inverter in FIG. 16B outputs V1 from the third wiring 8513. At this time, when the potential of the node 8541 becomes V1−Vth8503 (Vth8503: the threshold voltage of the third transistor 8503), the node 8541 enters a floating state, and the potential of the node 8541 becomes V1 + Vth8501 (Vth8501: first) by the bootstrap operation. The first transistor 8501 is turned on. Further, since the first transistor 8501 functions as a bootstrap transistor, a capacitor may be provided between the second electrode and the gate electrode. Further, when one of the first wiring 8511 and the second wiring 8512 is connected to the third wiring 123 illustrated in FIG. 1A and the other is connected to the node 142 illustrated in FIG. Good.

さらに、図16(C)に示すように、第1のトランジスタ8601、第2のトランジスタ8602、第3のトランジスタ8603及び第4のトランジスタ8604によってインバータを構成してもよい。図16(C)のインバータは、2入力型のインバータであり、ブートストラップ動作が可能である。さらに、第1の配線8611には信号が入力され、第2の配線8612には反転信号が入力され、第3の配線8613からは信号が出力され、第4の配線8614にはV1が供給され、第5の配線8615及び第6の配線8616にはV2が供給される。図16(A)のインバータは、第1の配線8611にL信号、第2の配線8612にH信号を入力すると、V2を第3の配線8613から出力する。このとき、ノード8641の電位はV2となるため、第1のトランジスタ8601はオフする。さらに、図16(C)のインバータは、第1の配線8611にH信号、第2の配線8612にL信号を入力すると、V1を第3の配線8613から出力する。このとき、ノード8641の電位がV1−Vth8603(Vth8603:第3のトランジスタ8603のしきい値電圧)となると、ノード8641が浮遊状態となり、ノード8641の電位がブートストラップ動作によってV1+Vth8601(Vth8601:第1のトランジスタ8601のしきい値電圧)よりも高くなるので、第1のトランジスタ8601はオンする。さらに、第1のトランジスタ8601はブートストラップ用トランジスタとして機能するため、第2の電極とゲート電極との間に容量素子が配置されてもよい。さらに、第1の配線8611及び第2の配線8612のうち一方には、図1(A)に示す第3の配線123を接続し、他方には図1(A)に示すノード142を接続するとよい。 Further, as illustrated in FIG. 16C, an inverter may be formed using the first transistor 8601, the second transistor 8602, the third transistor 8603, and the fourth transistor 8604. The inverter in FIG. 16C is a two-input inverter and can perform a bootstrap operation. Further, a signal is input to the first wiring 8611, an inverted signal is input to the second wiring 8612, a signal is output from the third wiring 8613, and V1 is supplied to the fourth wiring 8614. The fifth wiring 8615 and the sixth wiring 8616 are supplied with V2. When an L signal is input to the first wiring 8611 and an H signal is input to the second wiring 8612, the inverter in FIG. 16A outputs V2 from the third wiring 8613. At this time, since the potential of the node 8641 becomes V2, the first transistor 8601 is turned off. Further, when an H signal is input to the first wiring 8611 and an L signal is input to the second wiring 8612, the inverter in FIG. 16C outputs V 1 from the third wiring 8613. At this time, when the potential of the node 8641 becomes V1−Vth8603 (Vth8603: the threshold voltage of the third transistor 8603), the node 8641 becomes in a floating state, and the potential of the node 8641 becomes V1 + Vth8601 (Vth8601: first) by the bootstrap operation. , The first transistor 8601 is turned on. Further, since the first transistor 8601 functions as a bootstrap transistor, a capacitor may be provided between the second electrode and the gate electrode. Further, when one of the first wiring 8611 and the second wiring 8612 is connected to the third wiring 123 illustrated in FIG. 1A and the other is connected to the node 142 illustrated in FIG. Good.

なお、フリップフロップ1101_iのスタート信号として第7の配線1117_i−1から出力される信号を用い、リセット信号として第7の配線1117_i+1から出力される信号を用いる。ここで、フリップフロップ1101_1のスタート信号は第1の配線1111から入力され、フリップフロップ1101_nのリセット信号は第6の配線1116から入力される。ただし、フリップフロップ1101_nのリセット信号として、第7の配線1117_1から出力される信号を用いてもよいし、第7の配線1117_2から出力される信号を用いてもよい。あるいは、ダミーのフリップフロップを新たに配置して、ダミーのフリップフロップの出力信号を用いてもよい。こうすることで、配線数及び信号数を減らすことができる。 Note that a signal output from the seventh wiring 1117_i-1 is used as a start signal of the flip-flop 1101_i, and a signal output from the seventh wiring 1117_i + 1 is used as a reset signal. Here, a start signal of the flip-flop 1101_1 is input from the first wiring 1111 and a reset signal of the flip-flop 1101_n is input from the sixth wiring 1116. Note that as the reset signal of the flip-flop 1101_n, a signal output from the seventh wiring 1117_1 or a signal output from the seventh wiring 1117_2 may be used. Alternatively, a dummy flip-flop may be newly disposed and the output signal of the dummy flip-flop may be used. By doing so, the number of wirings and the number of signals can be reduced.

図13に示すように、例えば、フリップフロップ1101_iが選択期間となると、第7の配線1117_iからH信号(選択信号)が出力される。このとき、フリップフロップ1101_i+1はセット期間となる。その後、フリップフロップ1101_iがリセット期間となって、第7の配線1117_iからL信号が出力される。このとき、フリップフロップ1101_i+1は選択期間となる。その後、フリップフロップ1101_iが第1の非選択期間となって、第7の配線1117_iが浮遊となり電位をV2に維持する
。このとき、フリップフロップ1101_i+1はリセット期間となる。その後、フリップフロップ1101_iが第2の非選択期間となって、第7の配線1117_iからL信号が出力される。このとき、フリップフロップ1101_i+1は第1の非選択期間期間となる。
As illustrated in FIG. 13, for example, when the flip-flop 1101_i enters a selection period, an H signal (selection signal) is output from the seventh wiring 1117_i. At this time, the flip-flop 1101_i + 1 is in the set period. After that, the flip-flop 1101_i enters a reset period, and an L signal is output from the seventh wiring 1117_i. At this time, the flip-flop 1101_i + 1 is in a selection period. After that, the flip-flop 1101_i enters the first non-selection period, the seventh wiring 1117_i becomes floating, and the potential is maintained at V2. At this time, the flip-flop 1101_i + 1 is in the reset period. After that, the flip-flop 1101_i enters the second non-selection period, and the L signal is output from the seventh wiring 1117_i. At this time, the flip-flop 1101_i + 1 is in the first non-selection period.

こうして、図11のシフトレジスタは、選択信号を第7の配線1117_1から順に第7の配線1117_nまで出力できる。つまり、図11のシフトレジスタは、第7の配線1117_1〜第7の配線717_nを走査できる。 In this manner, the shift register in FIG. 11 can output a selection signal from the seventh wiring 1117_1 to the seventh wiring 1117_n in order. That is, the shift register in FIG. 11 can scan the seventh wiring 1117_1 to the seventh wiring 717_n.

さらに、本実施の形態のフリップフロップを適用したシフトレジスタは、トランジスタのしきい値電圧のシフトを抑制できるので、長寿命化を図ることができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップを適用したシフトレジスタは、信頼性の向上を図ることができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップを適用したシフトレジスタは、誤動作の抑制を図ることができる。 Further, the shift register to which the flip-flop of this embodiment is applied can suppress a shift in threshold voltage of the transistor, so that the lifetime can be extended. Further, the shift register to which the flip-flop of this embodiment is applied can improve reliability. Further, the shift register to which the flip-flop of this embodiment is applied can suppress malfunction.

さらに、本実施の形態のフリップフロップを適用したシフトレジスタは、高速に動作できるので、より高精細な表示装置、又はより大型の表示装置に適用できる。さらに、本実施の形態のフリップフロップを適用したシフトレジスタは、工程の簡略化を図ることができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップを適用したシフトレジスタは、製造コストの削減を図ることができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップを適用したシフトレジスタは、歩留まりの向上を図ることができる。 Further, the shift register to which the flip-flop of this embodiment is applied can operate at high speed, and thus can be applied to a higher-definition display device or a larger display device. Further, the shift register to which the flip-flop of this embodiment is applied can simplify the process. Further, a shift register to which the flip-flop of this embodiment is applied can reduce manufacturing costs. Further, the shift register to which the flip-flop of this embodiment is applied can improve yield.

続いて、上述した本実施の形態のシフトレジスタを有する表示装置の構造及び駆動方法について説明する。ただし、本実施の形態の表示装置は、少なくとも本実施の形態のフリップフロップを有していればよい。 Next, a structure and driving method of the display device including the shift register of this embodiment described above will be described. Note that the display device of this embodiment mode includes at least the flip-flop of this embodiment mode.

本実施の形態の表示装置の構成について図17を参照して説明する。図17の表示装置は、信号線駆動回路1701、走査線駆動回路1702及び画素部1704を有し、画素部1704には、信号線駆動回路1701から列方向に伸張して配置された複数の信号線S1〜Sm、走査線駆動回路1702から行方向に伸張して配置された複数の走査線G1〜Gn及び信号線S1〜Sm並びに走査線G1〜Gnに対応してマトリクス状に配置された複数の画素1703を有する。そして、各画素1703は、信号線Sj(信号線S1〜Smのうちいずれか一)、走査線Gi(走査線G1〜Gnのうちいずれか一)と接続される。さらに、走査線駆動回路1702を駆動回路と呼んでもよい。 The structure of the display device of this embodiment will be described with reference to FIG. The display device in FIG. 17 includes a signal line driver circuit 1701, a scan line driver circuit 1702, and a pixel portion 1704, and the pixel portion 1704 includes a plurality of signals that extend from the signal line driver circuit 1701 in the column direction. A plurality of scanning lines G1 to Gn, signal lines S1 to Sm, and a plurality of scanning lines G1 to Gn arranged in a matrix corresponding to the lines S1 to Sm and the scanning line driving circuit 1702 extending in the row direction. Pixels 1703. Each pixel 1703 is connected to a signal line Sj (any one of the signal lines S1 to Sm) and a scanning line Gi (any one of the scanning lines G1 to Gn). Further, the scan line driver circuit 1702 may be referred to as a driver circuit.

なお、走査線駆動回路1702として、本実施の形態のシフトレジスタを適用することができる。もちろん、信号線駆動回路1701にも本実施の形態のシフトレジスタを用いてもよい。 Note that as the scan line driver circuit 1702, the shift register of this embodiment can be used. Needless to say, the shift register of this embodiment may also be used for the signal line driver circuit 1701.

なお、走査線G1〜Gnは、図11及び図14に示した第7の配線1117_1〜第7の配線1117_nに接続される。 Note that the scan lines G1 to Gn are connected to the seventh wiring 1117_1 to the seventh wiring 1117_n illustrated in FIGS.

なお、信号線及び走査線は、単に配線と呼んでもよい。さらに、信号線駆動回路1701及び走査線駆動回路1702は、それぞれを駆動回路と呼んでもよい。 Note that the signal line and the scanning line may be simply referred to as wiring. Further, each of the signal line driver circuit 1701 and the scan line driver circuit 1702 may be referred to as a driver circuit.

なお、画素1703は、少なくとも1つのスイッチング素子、1つの容量素子及び画素電極を有している。ただし、画素1703は、複数のスイッチング素子又は複数の容量素子を有していてもよい。さらに、容量素子は必ずしも必要ではない。さらに、画素1703は、さらに飽和領域で動作するトランジスタを有していてもよい。さらに、画素1703は、液晶素子又はEL素子などの表示素子を有していてもよい。ここで、スイッチング素
子として、トランジスタ及びPN接合ダイオードを用いることができる。ただし、スイッチング素子としてトランジスタを用いる場合は、トランジスタが線形領域で動作することが望ましい。さらに、走査線駆動回路1702がNチャネル型のトランジスタのみで構成される場合は、スイッチング素子としてNチャネル型トランジスタを用いることが望ましい。さらに、走査線駆動回路1702がPチャネル型のトランジスタのみで構成される場合は、スイッチング素子としてPチャネル型トランジスタを用いることが望ましい。
Note that the pixel 1703 includes at least one switching element, one capacitor element, and a pixel electrode. Note that the pixel 1703 may include a plurality of switching elements or a plurality of capacitor elements. Furthermore, a capacitive element is not always necessary. Further, the pixel 1703 may further include a transistor that operates in a saturation region. Further, the pixel 1703 may include a display element such as a liquid crystal element or an EL element. Here, a transistor and a PN junction diode can be used as the switching element. However, when a transistor is used as the switching element, it is preferable that the transistor operates in a linear region. Further, in the case where the scan line driver circuit 1702 includes only N-channel transistors, it is preferable to use N-channel transistors as switching elements. Further, in the case where the scan line driver circuit 1702 includes only P-channel transistors, it is preferable to use P-channel transistors as switching elements.

なお、走査線駆動回路1702及び画素部1704は絶縁基板1705上に形成され、信号線駆動回路1701は絶縁基板1705上に形成されない。信号線駆動回路1701は、単結晶基板上、SOI基板上又は絶縁基板1705とは別の絶縁基板上に形成されている。そして、信号線駆動回路1701は、FPCなどのプリント基板を介して、信号線S1〜Smと接続される。ただし、信号線駆動回路1701は絶縁基板1705上に形成されていてもよいし、信号線駆動回路1701の一部の機能を構成する回路が絶縁基板1705上に形成されてもよい。
なお、配線、電極、導電層、導電膜、端子などは、アルミニウム(Al)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、ネオジウム(Nd)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、マグネシウム(Mg)、スカンジウム(Sc)、コバルト(Co)、亜鉛(Zn)、ニオブ(Nb)、シリコン(Si)、リン(P)、ボロン(B)、ヒ素(As)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、錫(Sn)、酸素(O)で構成された群から選ばれた一つもしくは複数の元素、または、前記群から選ばれた一つもしくは複数の元素を成分とする化合物、合金材料(例えば、インジウム錫酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化錫(SnO)、酸化錫カドミウム(CTO)、アルミネオジウム(Al−Nd)、マグネシウム銀(Mg−Ag)、モリブデンニオブ(Mo−Nb)など)で形成されることが望ましい。または、配線、電極、導電層、導電膜、端子などは、これらの化合物を組み合わせた物質などを有して形成されることが望ましい。もしくは、前記群から選ばれた一つもしくは複数の元素とシリコンの化合物(シリサイド)(例えば、アルミシリコン、モリブデンシリコン、ニッケルシリサイドなど)、前記群から選ばれた一つもしくは複数の元素と窒素の化合物(例えば、窒化チタン、窒化タンタル、窒化モリブデン等)を有して形成されることが望ましい。
Note that the scan line driver circuit 1702 and the pixel portion 1704 are formed over the insulating substrate 1705, and the signal line driver circuit 1701 is not formed over the insulating substrate 1705. The signal line driver circuit 1701 is formed over a single crystal substrate, an SOI substrate, or an insulating substrate different from the insulating substrate 1705. The signal line driver circuit 1701 is connected to the signal lines S1 to Sm via a printed circuit board such as an FPC. Note that the signal line driver circuit 1701 may be formed over the insulating substrate 1705, or a circuit that constitutes part of the function of the signal line driver circuit 1701 may be formed over the insulating substrate 1705.
Note that wiring, electrodes, conductive layers, conductive films, terminals, etc. are made of aluminum (Al), tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tungsten (W), neodymium (Nd), chromium (Cr). Nickel (Ni), Platinum (Pt), Gold (Au), Silver (Ag), Copper (Cu), Magnesium (Mg), Scandium (Sc), Cobalt (Co), Zinc (Zn), Niobium (Nb) , Silicon (Si), phosphorus (P), boron (B), arsenic (As), gallium (Ga), indium (In), tin (Sn), and oxygen (O). One or a plurality of elements, or a compound, an alloy material (for example, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), silicon oxide) containing one or more elements selected from the above group as a component Including Indium tin oxide (ITSO), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO), tin cadmium oxide (CTO), aluminum neodymium (Al-Nd), magnesium silver (Mg-Ag), molybdenum niobium (Mo-Nb) Etc.). Alternatively, the wiring, the electrode, the conductive layer, the conductive film, the terminal, and the like are preferably formed using a substance in which these compounds are combined. Or one or more elements selected from the group and a silicon compound (silicide) (for example, aluminum silicon, molybdenum silicon, nickel silicide, etc.), one or more elements selected from the group and nitrogen It is desirable to form with a compound (eg, titanium nitride, tantalum nitride, molybdenum nitride, or the like).

なお、シリコン(Si)には、n型不純物(リンなど)またはp型不純物(ボロンなど)を含んでいてもよい。シリコンが不純物を含むことにより、導電率が向上し、通常の導体と同様な振る舞いをすることが可能となる。従って、配線、電極などとして利用しやすくなる。 Note that silicon (Si) may contain an n-type impurity (such as phosphorus) or a p-type impurity (such as boron). When silicon contains impurities, the conductivity is improved and the same behavior as a normal conductor can be achieved. Therefore, it becomes easy to use as wiring, electrodes, and the like.

なお、シリコンは、単結晶、多結晶(ポリシリコン)、非晶質(アモルファスシリコン)、微結晶(マイクロクリスタルシリコン)など、様々な結晶性を有するシリコンを用いることが出来る。単結晶シリコンまたは多結晶シリコンを用いることにより、配線、電極、導電層、導電膜、端子などの抵抗を小さくすることが出来る。非晶質シリコンまたは微結晶シリコンを用いることにより、簡単な工程で配線などを形成することが出来る。 Note that silicon having various crystallinity such as single crystal, polycrystal (polysilicon), amorphous (amorphous silicon), and microcrystal (microcrystal silicon) can be used. By using single crystal silicon or polycrystalline silicon, resistance of a wiring, an electrode, a conductive layer, a conductive film, a terminal, or the like can be reduced. By using amorphous silicon or microcrystalline silicon, a wiring or the like can be formed by a simple process.

なお、アルミニウムまたは銀は、導電率が高いため、信号遅延を低減することができる。さらに、エッチングしやすいので、パターニングしやすく、微細加工を行うことが出来る。 Note that since aluminum or silver has high conductivity, signal delay can be reduced. Further, since etching is easy, patterning is easy and fine processing can be performed.

なお、銅は、導電率が高いため、信号遅延を低減することが出来る。銅を用いる場合は、密着性を向上させるため、積層構造にすることが望ましい。 Note that since copper has high conductivity, signal delay can be reduced. When copper is used, it is desirable to have a laminated structure in order to improve adhesion.

なお、モリブデンまたはチタンは、酸化物半導体(ITO、IZOなど)またはシリコンと接触しても、不良を起こさない、エッチングしやすい、耐熱性が高いなどの利点を有するため、望ましい。 Molybdenum or titanium is preferable because it has advantages such as no defects, easy etching, and high heat resistance even when in contact with an oxide semiconductor (ITO, IZO, or the like) or silicon.

なお、タングステンは、耐熱性が高いなどの利点を有するため、望ましい。 Tungsten is desirable because it has advantages such as high heat resistance.

なお、ネオジウムは、耐熱性が高いなどの利点を有するため、望ましい。特に、ネオジウムとアルミニウムとの合金にすると、耐熱性が向上し、アルミニウムがヒロックをおこしにくくなる。 Neodymium is desirable because it has advantages such as high heat resistance. In particular, when an alloy of neodymium and aluminum is used, the heat resistance is improved, and aluminum does not easily cause hillocks.

なお、シリコンは、トランジスタが有する半導体層と同時に形成できる、耐熱性が高いなどの利点を有するため、望ましい。 Silicon is preferable because it can be formed at the same time as a semiconductor layer included in a transistor and has high heat resistance.

なお、ITO、IZO、ITSO、酸化亜鉛(ZnO)、シリコン(Si)、酸化錫(SnO)、酸化錫カドミウム(CTO)は、透光性を有しているため、光を透過させる部分に用いることができる。たとえば、画素電極や共通電極として用いることができる。 Note that ITO, IZO, ITSO, zinc oxide (ZnO), silicon (Si), tin oxide (SnO), and tin cadmium oxide (CTO) have a light-transmitting property and are used for a portion that transmits light. be able to. For example, it can be used as a pixel electrode or a common electrode.

なお、IZOは、エッチングしやすく、加工しやすいため、望ましい。IZOは、エッチングしたときに、残渣が残ってしまう、ということも起こりにくい。したがって、画素電極としてIZOを用いると、液晶素子や発光素子に不具合(ショート、配向乱れなど)をもたらすことを低減出来る。 Note that IZO is desirable because it is easy to etch and process. It is difficult for IZO to leave a residue when it is etched. Therefore, when IZO is used as the pixel electrode, it is possible to reduce the occurrence of defects (short circuit, alignment disorder, etc.) in the liquid crystal element and the light emitting element.

なお、配線、電極、導電層、導電膜、端子などは、単層構造でもよいし、多層構造になっていてもよい。単層構造にすることにより、配線、電極、導電層、導電膜、端子などの製造工程を簡略化することができ、工程日数を少なくでき、コストを低減することが出来る。あるいは、多層構造にすることにより、それぞれの材料のメリットを生かしつつ、デメリットを低減させ、性能の良い配線、電極などを形成することが出来る。たとえば、低抵抗材料(アルミニウムなど)を多層構造の中に含むことにより、配線の低抵抗化を図ることができる。また、低耐熱性の材料を、高耐熱性の材料で挟む積層構造にすることにより、低耐熱性の材料の持つメリットを生かしつつ、配線、電極などの耐熱性を高くすることが出来る。例えば、アルミニウムを含む層を、モリブデン、チタン、ネオジウムなどを含む層で挟む積層構造にすると望ましい。 Note that a wiring, an electrode, a conductive layer, a conductive film, a terminal, or the like may have a single-layer structure or a multilayer structure. With a single-layer structure, a manufacturing process of wiring, electrodes, conductive layers, conductive films, terminals, and the like can be simplified, the number of process days can be reduced, and cost can be reduced. Alternatively, by using a multilayer structure, it is possible to reduce the demerits while making use of the merits of each material, and to form wirings, electrodes, and the like with good performance. For example, by including a low resistance material (such as aluminum) in the multilayer structure, the resistance of the wiring can be reduced. In addition, by using a laminated structure in which a low heat resistant material is sandwiched between high heat resistant materials, the heat resistance of a wiring, an electrode, or the like can be increased while taking advantage of the low heat resistant material. For example, a layered structure in which a layer containing aluminum is sandwiched between layers containing molybdenum, titanium, neodymium, or the like is preferable.

また、配線、電極など同士が直接接する場合、お互いに悪影響を及ぼすことがある。例えば、一方の配線、電極などが他方の配線、電極など材料の中に入っていって、性質を変えてしまい、本来の目的を果たせなくなったり、高抵抗な部分の形成を行ったり、製造するときに、問題が生じて、正常に製造できなくなったりすることがある。そのような場合、積層構造により反応しやすい材料を、反応しにくい材料で挟んだり、覆ったりするとよい。例えば、ITOとアルミニウムとを接続させる場合は、ITOとアルミニウムとの間に、チタン、モリブデン、ネオジウム合金を挟むことが望ましい。また、シリコンとアルミニウムとを接続させる場合は、ITOとアルミニウムとの間に、チタン、モリブデン、ネオジウム合金を挟むことが望ましい。 In addition, when wires, electrodes, etc. are in direct contact with each other, they may adversely affect each other. For example, one wiring, electrode, etc. is contained in the other wiring, electrode, etc. material, changing its properties, making it impossible to achieve its original purpose, forming a high resistance part, and manufacturing Occasionally, problems may occur that prevent successful manufacture. In such a case, it is preferable to sandwich or cover a material that reacts more easily by a laminated structure with a material that does not react easily. For example, when ITO and aluminum are connected, it is desirable to sandwich titanium, molybdenum, or a neodymium alloy between ITO and aluminum. When silicon and aluminum are connected, it is desirable to sandwich titanium, molybdenum, or a neodymium alloy between ITO and aluminum.

なお、配線とは、導電体が配置されているものを言う。線状に伸びていても良いし、伸びずに短く配置されていてもよい。したがって、電極は、配線に含まれている。 In addition, wiring means what the conductor is arrange | positioned. It may extend linearly or may be arranged short without extending. Therefore, the electrode is included in the wiring.

なお、上記説明した配線や電極は、他の表示装置、シフトレジスタ及び画素にも適用することができる。 Note that the wirings and electrodes described above can also be applied to other display devices, shift registers, and pixels.

なお、信号線駆動回路1701は、信号線S1〜Smにビデオ信号として電圧又は電流を
入力する。ただし、ビデオ信号はデジタル信号でもよいし、アナログ信号でもよい。さらに、ビデオ信号は、1フレームごとに正極・負極が反転してもよいし(フレーム反転駆動)、1行毎に正極・負極が反転してもよいし(ゲートライン反転駆動)、1列毎に正極・負極が反転してもよいし(ソースライン反転駆動)、1行及び1列毎に正極・負極が反転してもよい(ドットライン反転駆動)。さらに、ビデオ信号は、信号線S1〜Smに点順次駆動で入力されてもよいし、線順次駆動で入力されてもよい。さらに、信号線駆動回路1701は、ビデオ信号だけでなくプリチャージ電圧などの一定電圧を信号線S1〜Smに入力してもよい。プリチャージ電圧などの一定電圧は、1ゲート選択期間毎、1フレーム毎に入力することが望ましい。
Note that the signal line driver circuit 1701 inputs voltage or current as video signals to the signal lines S1 to Sm. However, the video signal may be a digital signal or an analog signal. Further, the positive / negative polarity of the video signal may be inverted every frame (frame inversion driving), or the positive / negative polarity may be inverted every row (gate line inversion driving). The positive and negative electrodes may be inverted (source line inversion driving), and the positive and negative electrodes may be inverted every row and column (dot line inversion driving). Further, the video signal may be input to the signal lines S1 to Sm by dot sequential driving or may be input by line sequential driving. Further, the signal line driver circuit 1701 may input not only a video signal but also a constant voltage such as a precharge voltage to the signal lines S1 to Sm. It is desirable to input a constant voltage such as a precharge voltage for each gate selection period and for each frame.

なお、走査線駆動回路1702は、走査線G1〜Gnに信号を入力し、走査線G1〜Gnを1行目から順に選択(以下、走査するともいう)する。そして、走査線駆動回路1702は、選択された走査線に接続される複数の画素1703を選択する。ここで、1つの走査線が選択されている期間を1ゲート選択期間と呼び、当該走査線が選択されていない期間を非選択期間と呼ぶ。さらに、走査線駆動回路1702が走査線に出力する信号を走査信号と呼ぶ。さらに、走査信号の最大値はビデオ信号の最大値又は信号線の最大電圧よりも大きく、走査信号の最小値はビデオ信号の最小値又は信号線の最小電圧よりも小さいことを特徴とする。 Note that the scanning line driver circuit 1702 inputs signals to the scanning lines G1 to Gn, and selects the scanning lines G1 to Gn in order from the first row (hereinafter also referred to as scanning). Then, the scan line driver circuit 1702 selects a plurality of pixels 1703 connected to the selected scan line. Here, a period in which one scanning line is selected is referred to as one gate selection period, and a period in which the scanning line is not selected is referred to as a non-selection period. Further, a signal output from the scanning line driver circuit 1702 to the scanning line is referred to as a scanning signal. Further, the maximum value of the scanning signal is larger than the maximum value of the video signal or the maximum voltage of the signal line, and the minimum value of the scanning signal is smaller than the minimum value of the video signal or the minimum voltage of the signal line.

なお、画素1703が選択されている場合には、信号線駆動回路1701から信号線を介して画素1703にビデオ信号が入力される。さらに、画素1703が選択されない場合には、画素1703は選択期間に入力されたビデオ信号(ビデオ信号に対応した電位)を保持している。 Note that when the pixel 1703 is selected, a video signal is input from the signal line driver circuit 1701 to the pixel 1703 through the signal line. Further, when the pixel 1703 is not selected, the pixel 1703 holds a video signal (a potential corresponding to the video signal) input in the selection period.

なお、図示はしないが、信号線駆動回路1701及び走査線駆動回路1702には、複数の電位及び複数の信号が供給されている。 Note that although not illustrated, the signal line driver circuit 1701 and the scan line driver circuit 1702 are supplied with a plurality of potentials and a plurality of signals.

次に、図17に示した表示装置の動作について、図18のタイミングチャートを参照して説明する。さらに、図18において、1画面分の画像を表示する期間に相当する1フレーム期間を示す。ただし、1フレーム期間は特に限定はしないが、画像を見る人がちらつき(フリッカー)を感じないように少なくとも1/60秒以下とすることが好ましい。 Next, operation of the display device illustrated in FIG. 17 will be described with reference to a timing chart of FIG. Further, FIG. 18 shows one frame period corresponding to a period for displaying an image for one screen. However, the period of one frame is not particularly limited, but is preferably set to at least 1/60 second or less so that a person viewing the image does not feel flicker.

なお、図18のタイミングチャートでは、1行目の走査線G1、i行目の走査線Gi、i+1行目の走査線Gi+1及びn行目の走査線Gnがそれぞれ選択されるタイミングを示している。 The timing chart of FIG. 18 shows the timing at which the first scanning line G1, the i-th scanning line Gi, the i + 1-th scanning line Gi + 1, and the n-th scanning line Gn are selected. .

図18において、例えばi行目の走査線Giが選択され、走査線Giに接続される複数の画素1703が選択される。そして、走査線Giに接続される複数の画素1703は、それぞれビデオ信号を入力し、ビデオ信号に応じた電位を保持する。その後、i行目の走査線Giが非選択になって、i+1行目の走査線Gi+1が選択され、走査線Gi+1に接続される複数の画素1703が選択される。そして、走査線Gi+1に接続される複数の画素1703は、それぞれビデオ信号を入力し、ビデオ信号に応じた電位を保持する。このように、1フレーム期間において、走査線G1から走査線Gnまで順に選択され、各々の走査線に接続される画素1703も順に選択される。そして、各々の走査線に接続される複数の画素1703は、それぞれビデオ信号を入力し、ビデオ信号に応じた電位を保持する。 In FIG. 18, for example, the i-th scanning line Gi is selected, and a plurality of pixels 1703 connected to the scanning line Gi are selected. The plurality of pixels 1703 connected to the scanning line Gi each input a video signal and hold a potential corresponding to the video signal. Thereafter, the i-th scanning line Gi is deselected, the i + 1-th scanning line Gi + 1 is selected, and the plurality of pixels 1703 connected to the scanning line Gi + 1 are selected. The plurality of pixels 1703 connected to the scanning line Gi + 1 each input a video signal and hold a potential corresponding to the video signal. Thus, in one frame period, the scanning lines G1 to Gn are sequentially selected, and the pixels 1703 connected to the respective scanning lines are also selected in order. A plurality of pixels 1703 connected to each scanning line each input a video signal and hold a potential corresponding to the video signal.

さらに、本実施の形態のシフトレジスタを走査線駆動回路1702として用いた表示装置は、高速動作が可能となるので、より高精細、又はより大型化を図ることができる。さらに、本実施の形態の表示装置は、工程の簡略化を図ることができる。さらに、本実施の形
態の表示装置は、製造コストの削減を図ることができる。さらに、本実施の形態の表示装置は、歩留まりの向上を図ることができる。
Further, a display device using the shift register of this embodiment as the scan line driver circuit 1702 can operate at high speed, and thus can have higher definition or larger size. Further, the display device of this embodiment can simplify the process. Furthermore, the display device of this embodiment can reduce manufacturing costs. Further, the display device in this embodiment can improve yield.

さらに、図17の表示装置は、高速動作が必要な信号線駆動回路1701と、走査線駆動回路1702及び画素部1703とを別々の基板上に形成するため、走査線駆動回路1702が有するトランジスタの半導体層及び画素1703が有するトランジスタの半導体層として、アモルファスシリコンを用いることができる。したがって、図17の表示装置は、製造工程の簡略化を図ることができる。さらに、図17の表示装置は、製造コストの削減を図ることができる。さらに、図17の表示装置は、歩留まりの向上を図ることができる。さらに、図17の表示装置は、大型化を図ることができる。あるいは、図17の表示装置は、トランジスタの半導体層として、ポリシリコンや多結晶シリコンを用いても製造工程の簡略化を図ることができる。 Further, in the display device in FIG. 17, since the signal line driver circuit 1701 that requires high-speed operation, the scan line driver circuit 1702, and the pixel portion 1703 are formed over different substrates, transistors of the scan line driver circuit 1702 are included. As the semiconductor layer and the semiconductor layer of the transistor included in the pixel 1703, amorphous silicon can be used. Accordingly, the display device of FIG. 17 can simplify the manufacturing process. Further, the display device of FIG. 17 can reduce the manufacturing cost. Further, the display device in FIG. 17 can improve yield. Furthermore, the display device in FIG. 17 can be increased in size. Alternatively, the display device in FIG. 17 can simplify the manufacturing process even when polysilicon or polycrystalline silicon is used for the semiconductor layer of the transistor.

なお、信号線駆動回路1701と、走査線駆動回路1702及び画素1703とを同一基板上に形成する場合は、走査線駆動回路1702が有するトランジスタの半導体層及び画素1703が有するトランジスタの半導体層としてポリシリコン又は多結晶シリコンを用いるとよい。 Note that in the case where the signal line driver circuit 1701, the scan line driver circuit 1702, and the pixel 1703 are formed over the same substrate, a semiconductor layer of a transistor included in the scan line driver circuit 1702 and a semiconductor layer of a transistor included in the pixel 1703 are used as a polycrystal. Silicon or polycrystalline silicon may be used.

なお、図17のように、画素を選択し、画素に独立してビデオ信号を書き込むことができれば、各駆動回路の数や配置などは図17に限定されない。 Note that as shown in FIG. 17, the number and arrangement of the driver circuits are not limited to those in FIG. 17 as long as a pixel can be selected and a video signal can be written to the pixel independently.

例えば、図19に示すように、走査線G1〜走査線Gnが第1の走査線駆動回路1902a及び第2の走査線駆動回路1902bによって走査されてもよい。第1の走査線駆動回路1902a及び第2の駆動回路1902bは、図17に示した走査線駆動回路1702と同様の構成であり、同じタイミングで走査線G1〜走査線Gnを走査する。さらに、第1の走査線駆動回路1902a及び第2の駆動回路1902bを、それぞれ第1の駆動回路、第2の駆動回路と呼んでもよい。 For example, as shown in FIG. 19, the scanning lines G1 to Gn may be scanned by the first scanning line driving circuit 1902a and the second scanning line driving circuit 1902b. The first scan line driver circuit 1902a and the second drive circuit 1902b have the same configuration as the scan line driver circuit 1702 shown in FIG. 17, and scan the scan lines G1 to Gn at the same timing. Further, the first scan line driver circuit 1902a and the second driver circuit 1902b may be referred to as a first driver circuit and a second driver circuit, respectively.

図19の表示装置は、第1の走査線駆動回路1902a及び第2の走査線駆動回路1902bのうち一方に不良が生じても、走査線駆動回路1902a及び第2の走査線駆動回路1902bのうち他方が走査線G1〜走査線Gnを走査できるため、冗長性を持つことができる。さらに、図19の表示装置は、第1の走査線駆動回路1902aの負荷(走査線の配線抵抗及び走査線の寄生容量)及び第2の走査線駆動回路1902bの負荷を図17に比べ半分程度にできるため、走査線G1〜走査線Gnに入力される信号(第1の走査線駆動回路1902a及び第2の駆動回路1902bの出力信号)の遅延及びなまりを低減できる。さらに、図19の表示装置は、第1の走査線駆動回路1902aの負荷及び第2の走査線駆動回路1902bの負荷が低減されるので、走査線G1〜走査線Gnを高速に走査することができる。さらに、走査線G1〜走査線Gnを高速に走査することができるので、パネルの大型化又はパネルの高精細化を可能にできる。なお、図17の構成と共通するところは共通の符号を用いてその説明を省略する。 In the display device in FIG. 19, even when one of the first scan line driver circuit 1902a and the second scan line driver circuit 1902b is defective, the scan line driver circuit 1902a and the second scan line driver circuit 1902b Since the other can scan the scanning lines G1 to Gn, it can have redundancy. Further, in the display device of FIG. 19, the load of the first scan line driver circuit 1902a (the wiring resistance of the scan line and the parasitic capacitance of the scan line) and the load of the second scan line driver circuit 1902b are about half that of FIG. Therefore, the delay and rounding of signals (output signals of the first scan line driver circuit 1902a and the second drive circuit 1902b) input to the scan lines G1 to Gn can be reduced. Further, since the load on the first scan line driver circuit 1902a and the load on the second scan line driver circuit 1902b are reduced, the display device in FIG. 19 can scan the scan lines G1 to Gn at high speed. it can. Furthermore, since the scanning lines G1 to Gn can be scanned at high speed, the panel can be enlarged or the panel can be made high definition. Note that portions common to the configuration in FIG.

別の例として、図20は、画素にビデオ信号を高速に書き込むことができる表示装置である。図20の表示装置は、奇数行目の画素1703には奇数列目の信号線からビデオ信号を入力し、偶数行目の画素1703には偶数列目の信号線からビデオ信号を入力する。さらに、図20の表示装置は、走査線G1〜走査線Gnのうち奇数段目の走査線が第1の走査線駆動回路2002aによって走査され、走査線G1〜走査線Gnのうち偶数段目の走査線が第2の走査線駆動回路2002bによって走査される。さらに、第1の走査線駆動回路2002bに入力されるスタート信号は、第1の走査線駆動回路2002a入力されるスタート信号よりもクロック信号の1/4周期分遅延して入力される。 As another example, FIG. 20 illustrates a display device capable of writing video signals to pixels at high speed. In the display device of FIG. 20, a video signal is input to the odd-numbered pixel 1703 from the odd-numbered signal line, and a video signal is input to the even-numbered pixel 1703 from the even-numbered signal line. Further, in the display device of FIG. 20, the odd-numbered scanning lines among the scanning lines G1 to Gn are scanned by the first scanning line drive circuit 2002a, and the even-numbered scanning lines G1 to Gn. The scan line is scanned by the second scan line driver circuit 2002b. Further, the start signal input to the first scan line driver circuit 2002b is input with a delay of ¼ period of the clock signal from the start signal input to the first scan line driver circuit 2002a.

なお、図20の表示装置は、1フレーム期間において各信号線に1列毎に正極のビデオ信号と負極のビデオ信号とを入力するだけで、ドット反転駆動をすることができる。さらに、図20の表示装置は、1フレーム期間毎に、各信号線に入力するビデオ信号の極性を反転することでフレーム反転駆動をすることができる。 Note that the display device in FIG. 20 can perform dot inversion driving only by inputting a positive video signal and a negative video signal for each column to each signal line in one frame period. Furthermore, the display device in FIG. 20 can perform frame inversion driving by inverting the polarity of a video signal input to each signal line for each frame period.

図20の表示装置の動作について、図21のタイミングチャートを参照して説明する。図21のタイミングチャートでは、1行目の走査線G1、i−1行目の走査線Gi−1、i行目の走査線Gi、i+1行目の走査線Gi+1及びn行目の走査線Gnがそれぞれ選択されるタイミングを示している。さらに、図21のタイミングチャートでは、1つの選択期間を選択期間aと選択期間bとに分割している。さらに、図21のタイミングチャートでは、図20の表示装置がドット反転駆動及びフレーム反転駆動を行う場合について説明する。 The operation of the display device in FIG. 20 will be described with reference to the timing chart in FIG. In the timing chart of FIG. 21, the first scanning line G1, the i-1th scanning line Gi-1, the ith scanning line Gi, the i + 1th scanning line Gi + 1, and the nth scanning line Gn. Indicates the timing of selection. Furthermore, in the timing chart of FIG. 21, one selection period is divided into a selection period a and a selection period b. Further, in the timing chart of FIG. 21, a case where the display device of FIG. 20 performs dot inversion driving and frame inversion driving will be described.

図21において、例えばi行目の走査線Giの選択期間aは、i−1行目の走査線Gi−1の選択期間bと重なっており、i行目の走査線Giの選択期間Tbは、i+1行目の走査線Gi+1の選択期間aと重なっている。したがって、選択期間aにおいて、i−1行・j+1列目の画素1703に入力されるビデオ信号と同様なものが、i行j列目の画素1703に入力される。さらに、選択期間bにおいて、i行j列目の画素1703に入力されるビデオ信号と同様なものが、i+1行・j+1列目の画素1703に入力される。なお、選択期間bにおいて画素1703に入力されるビデオ信号が本来のビデオ信号であり、選択期間aにおいて画素1703に入力されるビデオ信号が画素1703のプリチャージ用のビデオ信号である。したがって、画素1703それぞれは、選択期間aにおいてi−1行・j+1列目の画素1703に入力されるビデオ信号によってプリチャージしたあとに、選択期間bにおいて本来(i行・j列目)のビデオ信号を入力する。 In FIG. 21, for example, the selection period a of the i-th scanning line Gi overlaps the selection period b of the i-1th scanning line Gi-1, and the selection period Tb of the i-th scanning line Gi is , The selection period a of the scanning line Gi + 1 in the (i + 1) th row overlaps. Therefore, in the selection period a, the same video signal input to the pixel 1703 in the i−1 row and j + 1 column is input to the pixel 1703 in the i row j column. Further, in the selection period b, the same video signal input to the pixel 1703 in the i row and j column is input to the pixel 1703 in the i + 1 row and j + 1 column. Note that a video signal input to the pixel 1703 in the selection period b is an original video signal, and a video signal input to the pixel 1703 in the selection period a is a video signal for precharging the pixel 1703. Accordingly, each pixel 1703 is precharged by the video signal input to the pixel 1703 in the (i−1) th row and the (j + 1) th column in the selection period “a”, and then the original (i th row and the jth column) video in the selection period “b”. Input the signal.

以上のことから、図20の表示装置は、画素1703に高速にビデオ信号を書き込むことができるため、大型化、又は高精細化を容易に実現することができる。さらに、図20の表示装置は、1フレーム期間において信号線各々は同じ極性のビデオ信号が入力されるため、各信号線の充放電が少なく、低消費電力化を実現できる。さらに、図20の表示装置は、ビデオ信号を入力するためのICの負荷が大幅に低減されるため、ICの発熱及びICの消費電力などを低減することができる。さらに、図20の表示装置は、第1の走査線駆動回路2002a及び第2の走査線駆動回路2002bの駆動周波数を約半分にできるため、省電力化を図ることができる。 From the above, the display device in FIG. 20 can write a video signal to the pixel 1703 at high speed, and thus can easily be increased in size or increased in definition. Furthermore, since the video signal having the same polarity is input to each of the signal lines in one frame period, the display device in FIG. 20 can realize low power consumption with less charge / discharge of each signal line. Further, in the display device of FIG. 20, since the load on the IC for inputting the video signal is significantly reduced, the heat generation of the IC and the power consumption of the IC can be reduced. Further, the display device in FIG. 20 can reduce the driving frequency of the first scan line driver circuit 2002a and the second scan line driver circuit 2002b by about half, so that power saving can be achieved.

なお、本実施の形態の表示装置は、画素1703の構成及び駆動方法によって、様々な駆動方法を行うことができる。例えば、1フレーム期間において、走査線駆動回路は、走査線を複数回走査してもよい。 Note that the display device of this embodiment can perform various driving methods depending on the structure and driving method of the pixel 1703. For example, in one frame period, the scan line driver circuit may scan the scan line a plurality of times.

なお、図17、図19及び図20の表示装置は、画素1703の構成によって別の配線などを追加してもよい。例えば、一定の電位に保たれている電源線、容量線及び新たな走査線などを追加してもよい。ただし、新たに走査線を追加する場合には、本実施の形態のシフトレジスタを適用した走査線駆動回路を新たに追加してもよい。別の例として、ダミーの走査線、信号線、電源線又は容量線が画素部に配置されていてもよい。 17, 19, and 20, another wiring or the like may be added depending on the configuration of the pixel 1703. For example, a power supply line, a capacitor line, a new scanning line, or the like maintained at a constant potential may be added. However, when a scan line is newly added, a scan line driver circuit to which the shift register of this embodiment is applied may be newly added. As another example, dummy scanning lines, signal lines, power supply lines, or capacitor lines may be arranged in the pixel portion.

なお、本実施の形態において、様々な図を用いて述べてきたが、各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の図で述べた内容(一部でもよい)に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、これまでに述べた図において、各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Note that in this embodiment mode, description has been made using various drawings. However, the contents (or part of the contents) described in each figure may be different from the contents (or part of the contents) described in another figure. , Application, combination, or replacement can be performed freely. Further, in the drawings described so far, more parts can be formed by combining each part with another part.

同様に、本実施の形態の各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の実施の形態の図で述べた内容(一部でもよい)対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Similarly, the contents (may be a part) described in each drawing of this embodiment are applied, combined, or replaced with the contents (may be a part) described in the figure of another embodiment. Can be done freely. Further, in the drawings of this embodiment mode, more drawings can be formed by combining each portion with a portion of another embodiment.

なお、本実施の形態は、他の実施の形態で述べた内容(一部でもよい)を、具現化した場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。 Note that the present embodiment is an example in which the contents (may be part) described in other embodiments are embodied, an example in which the content is slightly modified, an example in which a part is changed, and an improvement. An example of a case, an example of a case where it is described in detail, an example of a case where it is applied, an example of a related part, and the like are shown. Therefore, the contents described in other embodiments can be freely applied to, combined with, or replaced with this embodiment.

(実施の形態2)
本実施の形態では、実施の形態1とは別のフリップフロップ、当該フリップフロップを有する駆動回路、及び当該駆動回路を有する表示装置の構成並びに駆動方法について説明する。なお、実施の形態1と同様なものに関しては共通の符号を用いて示し、同一部分又は同様な機能を有する部分の詳細な説明は省略する。
(Embodiment 2)
In this embodiment, a structure and a driving method of a flip-flop different from that in Embodiment 1, a driver circuit including the flip-flop, and a display device including the driver circuit will be described. Note that components similar to those in Embodiment 1 are denoted by common reference numerals, and detailed description of the same portions or portions having similar functions is omitted.

本実施の形態のフリップフロップの構成は、実施の形態1と同様のフリップフロップの構成を用いることができる。ただ、フリップフロップを駆動するタイミングが実施の形態1とは異なる。よって、本実施の形態では、フリップフロップの構成の説明を省略する。 As the structure of the flip-flop in this embodiment, the same flip-flop structure as in Embodiment 1 can be used. However, the timing for driving the flip-flop is different from that of the first embodiment. Therefore, in this embodiment mode, description of the structure of the flip-flop is omitted.

なお、本実施の形態の駆動タイミングを図1(A)に適用した場合について説明するが、本実施の形態の駆動タイミングを図1(B)、図1(C)、図5(A)、図5(B)、図5(C)、図7(A)、図7(B)、図8(A)、図8(B)、図9(A)、図9(B)、図10(A)及び図10(B)のフリップフロップと自由に組み合わせて実施することもできる。さらに、本実施の形態の駆動タイミングは、実施の形態1に記載の駆動タイミングと自由に組み合わせて実施するこもできる。 Note that the case where the drive timing of this embodiment is applied to FIG. 1A will be described; however, the drive timing of this embodiment is illustrated in FIG. 1B, FIG. 1C, FIG. 5B, FIG. 5C, FIG. 7A, FIG. 7B, FIG. 8A, FIG. 8B, FIG. 9A, FIG. 9B, FIG. It can also be implemented by freely combining with the flip-flops of (A) and FIG. 10 (B). Furthermore, the drive timing of this embodiment can be implemented by freely combining with the drive timing described in Embodiment 1.

本実施の形態のフリップフロップの動作について、図1(A)のフリップフロップ及び図22のタイミングチャートを参照して説明する。さらに、図22のタイミングチャートをセット期間、選択期間、リセット期間、第1の非選択期間、第2の非選択期間に分割して説明する。ただし、セット期間は、第1のセット期間及び第2のセット期間に分割され、選択期間は第1の選択期間及び第2の選択期間に分割される。 The operation of the flip-flop of this embodiment is described with reference to the flip-flop in FIG. 1A and the timing chart in FIG. Further, the timing chart of FIG. 22 will be described by being divided into a set period, a selection period, a reset period, a first non-selection period, and a second non-selection period. However, the set period is divided into a first set period and a second set period, and the selection period is divided into a first selection period and a second selection period.

なお、第1の配線121、第5の配線125、第8の配線128、第7の配線127及び第2の配線122には、それぞれ図22に示す信号2221、信号2225、信号2228、信号2227、信号2222が入力される。そして、第3の配線123からは、図22に示す信号2223が出力される。ここで、信号2221、信号2225、信号2228、信号2227、信号2222及び信号2223は、H信号の電位がV1(以下、Hレベルともいう)、L信号の電位がV2(以下、Lレベルともいう)のデジタル信号である。さらに、信号2221、信号2225、信号2228、信号2227、信号2222及び信号2223を、それぞれスタート信号、パワークロック信号(PCK)、第1の制御クロック信号(CCK1)、第2の制御クロック信号(CCK2)、リセット信号、出力信号と呼んでもよい。 Note that the first wiring 121, the fifth wiring 125, the eighth wiring 128, the seventh wiring 127, and the second wiring 122 are respectively provided with a signal 2221, a signal 2225, a signal 2228, and a signal 2227 shown in FIG. , A signal 2222 is input. A signal 2223 shown in FIG. 22 is output from the third wiring 123. Here, in the signal 2221, the signal 2225, the signal 2228, the signal 2227, the signal 2222, and the signal 2223, the potential of the H signal is V 1 (hereinafter also referred to as H level) and the potential of the L signal is V 2 (hereinafter also referred to as L level). ) Digital signal. Further, the signal 2221, the signal 2225, the signal 2228, the signal 2227, the signal 2222, and the signal 2223 are respectively converted into a start signal, a power clock signal (PCK), a first control clock signal (CCK1), and a second control clock signal (CCK2). ), May be called a reset signal or an output signal.

なお、本実施の形態のフリップフロップは、基本的には実施の形態1で説明したフリップフロップと同様の動作を行う。ただし、本実施の形態のフリップフロップは、第1の配線121にH信号が入力されるタイミングがクロック信号の1/4周期分遅延しているところが、実施の形態1のフリップフロップと異なる。 Note that the flip-flop of this embodiment basically performs the same operation as the flip-flop described in Embodiment 1. However, the flip-flop of this embodiment is different from the flip-flop of Embodiment 1 in that the timing at which the H signal is input to the first wiring 121 is delayed by ¼ period of the clock signal.

なお、本実施の形態のフリップフロップは、図22に示す第1のセット期間(A1)、第2のセット期間(A2)、リセット期間(C)、第1の非選択期間(D)、第2の非選択期間では、それぞれ図2に示した第2の非選択期間(E)、セット期間(A)、リセット期間(C)、第1の非選択期間(D)、第2の非選択期間と同様の動作を行うので説明を省略する。 Note that the flip-flop of this embodiment includes the first set period (A1), the second set period (A2), the reset period (C), the first non-selection period (D), and the first In the two non-selection periods, the second non-selection period (E), the set period (A), the reset period (C), the first non-selection period (D), and the second non-selection shown in FIG. Since the same operation as that of the period is performed, the description is omitted.

本実施の形態のフリップフロップは、図22(B1)に示す第1の選択期間において、第1の配線121にH信号が入力されたまま、ブートストラップ動作によってノード141の電位がV1+Vth101+αとなって、H信号が第3の配線123から出力される。そして、本実施の形態のフリップフロップは、図22(B2)に示す第2の選択期間において、第1の配線121に入力される信号がLレベルとなるが、ノード141は電位をV1+Vth101+αに維持し、H信号が第3の配線123から出力されたままである。 In the flip-flop of this embodiment, the potential of the node 141 becomes V1 + Vth101 + α by the bootstrap operation while the H signal is input to the first wiring 121 in the first selection period illustrated in FIG. , H signals are output from the third wiring 123. In the flip-flop of this embodiment, the signal input to the first wiring 121 is in an L level in the second selection period illustrated in FIG. 22B2, but the potential of the node 141 is maintained at V1 + Vth101 + α. However, the H signal is still output from the third wiring 123.

なお、図23に示すように、本実施の形態のフリップフロップは、第2の配線122にH信号を入力するタイミングがクロック信号の1/4周期分遅延させることで、出力信号の立ち下がり時間を大幅に短くすることができる。つまり、図22を適用した本実施の形態のフリップフロップは、図22(C1)に示す第1のリセット期間において、第5の配線125にL信号が入力され、ノード141の電位がおおむねV1+Vth101まで下がる。したがって、第1のトランジスタ101はオンのままであり、L信号が第3の配線123から出力される。第3の123にはW/Lの値が大きい第1のトランジスタ101を介してL信号が入力されるため、第3の配線123の電位がHレベルからLレベルになるまでの時間を大幅に短くできる。その後、図22を適用した本実施の形態のフリップフロップは、図22(C2)に示す第2のリセット期間において、第7のトランジスタ107がオンして、ノード141の電位がV2となる。このときのノード142の電位はV1−Vth103となって第3のトランジスタ103がオンするため、L信号が第3の配線103から出力される。 Note that as shown in FIG. 23, in the flip-flop of this embodiment, the timing of inputting the H signal to the second wiring 122 is delayed by ¼ period of the clock signal, so that the fall time of the output signal Can be significantly shortened. That is, in the flip-flop of this embodiment to which FIG. 22 is applied, the L signal is input to the fifth wiring 125 in the first reset period illustrated in FIG. 22C1, and the potential of the node 141 is approximately V1 + Vth101. Go down. Accordingly, the first transistor 101 remains on and the L signal is output from the third wiring 123. Since the L signal is input to the third 123 through the first transistor 101 having a large W / L value, the time until the potential of the third wiring 123 changes from the H level to the L level is significantly increased. Can be shortened. After that, in the flip-flop of this embodiment to which FIG. 22 is applied, the seventh transistor 107 is turned on and the potential of the node 141 becomes V2 in the second reset period illustrated in FIG. 22C2. At this time, the potential of the node 142 is V 1 −Vth 103 and the third transistor 103 is turned on, so that the L signal is output from the third wiring 103.

なお、本実施の形態のフリップフロップは、実施の形態1に示したフリップフロップと同様に、トランジスタのしきい値電圧のシフトを抑制できるので、長寿命化を図ることができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップは、ノイズに強いため、信頼性の向上、又は誤動作の抑制を図ることができる。 Note that the flip-flop of this embodiment can suppress a shift in threshold voltage of a transistor as in the flip-flop described in Embodiment 1, and thus can have a long lifetime. Further, since the flip-flop of this embodiment is resistant to noise, reliability can be improved or malfunction can be suppressed.

さらに、本実施の形態のフリップフロップは、高速に動作できるので、より高精細な表示装置、又はより大型の表示装置に適用できる。さらに、本実施の形態のフリップフロップは、工程の簡略化を図ることができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップは、製造コストの削減を図ることができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップは、歩留まりの向上を図ることができる。 Furthermore, since the flip-flop of this embodiment can operate at high speed, it can be applied to a higher-definition display device or a larger display device. Further, the flip-flop of this embodiment can simplify the process. Further, the flip-flop of this embodiment can reduce manufacturing costs. Further, the flip-flop of this embodiment can improve yield.

続いて、上述した本実施の形態のフリップフロップを有するシフトレジスタの構成及び駆動方法について説明する。 Next, a structure and driving method of the shift register including the flip-flop of this embodiment described above will be described.

本実施の形態のシフトレジスタの構成について図24を参照して説明する。図24のシフトレジスタは、n個のフリップフロップ(フリップフロップ2401_1〜フリップフロップ2401_n)を有する。 A structure of the shift register of this embodiment is described with reference to FIG. The shift register in FIG. 24 includes n flip-flops (flip-flops 2401_1 to 2401_n).

図24のシフトレジスタの接続関係について説明する。図24のシフトレジスタは、i段目のフリップフロップ2401_i(フリップフロップ2401_1〜2401_nのうちいずれか一)は、図1(A)に示した第1の配線121が第10の配線2420_i−1に接続され、図1(A)に示した第2の配線122が第10の配線2420_i+2に接続され、図1(A)に示した第3の配線123が第10の配線2420_iに接続され
、図1(A)に示した第4の配線124、第10の配線130、第11の配線131、第12の配線132及び第13の配線133が第7の配線2417に接続され、図1(A)に示した第5の配線125及び第7の配線127が4N−3(Nは1以上の自然数)段目のフリップフロップでは第2の配線2412に接続され、4N−2段目のフリップフロップでは第3の配線2413に接続され、4N−1段目のフリップフロップでは第4の配線2414に接続され、4N段目のフリップフロップでは第5の配線2415に接続され、図1(A)に示した第8の配線128が4N−3段目のフリップフロップでは第4の配線2414に接続され、4N−2段目のフリップフロップでは第5の配線2415に接続され、4N−1段目のフリップフロップでは第2の配線2412に接続され、4N段目のフリップフロップでは第3の配線2413に接続され、図1(A)に示す第6の配線126及び第9の配線129が第6の配線2416に接続される。ただし、1段目のフリップフロップ2401_1の図1(A)に示す第1の配線121が第1の配線2411に接続され、n−1段目のフリップフロップ2401_n−1の図1(A)に示す第2の配線122が第9の配線2419に接続され、n段目のフリップフロップ2401_nの図1(A)に示す第2の配線122が第8の配線2418に接続される。
Connection relations of the shift register in FIG. 24 are described. In the shift register in FIG. 24, the i-th flip-flop 2401_i (any one of the flip-flops 2401_1 to 2401_n) has the first wiring 121 illustrated in FIG. 1A as the tenth wiring 2420_i-1. 1A, the second wiring 122 illustrated in FIG. 1A is connected to the tenth wiring 2420_i + 2, and the third wiring 123 illustrated in FIG. 1A is connected to the tenth wiring 2420_i. The fourth wiring 124, the tenth wiring 130, the eleventh wiring 131, the twelfth wiring 132, and the thirteenth wiring 133 illustrated in FIG. 1A are connected to the seventh wiring 2417, and FIG. ) Is connected to the second wiring 2412 in the 4N-3 (N is a natural number of 1 or more) stage flip-flop, and the 4N-2 stage flip-flop is connected to the second wiring 2412. Is connected to the third wiring 2413, the 4N-1 flip-flop is connected to the fourth wiring 2414, and the 4N-stage flip-flop is connected to the fifth wiring 2415. FIG. ) Is connected to the fourth wiring 2414 in the 4N-3 stage flip-flop, and is connected to the fifth wiring 2415 in the 4N-2 stage flip-flop. The flip-flop of the eye is connected to the second wiring 2412, the flip-flop of the 4Nth stage is connected to the third wiring 2413, and the sixth wiring 126 and the ninth wiring 129 shown in FIG. 6 wiring 2416. Note that the first wiring 121 illustrated in FIG. 1A of the first-stage flip-flop 2401_1 is connected to the first wiring 2411, and the first-stage flip-flop 2401_n−1 illustrated in FIG. The second wiring 122 illustrated in FIG. 1A is connected to the ninth wiring 2419, and the second wiring 122 illustrated in FIG. 1A of the n-th flip-flop 2401_n is connected to the eighth wiring 2418.

ただし、本実施の形態のフリップフロップに図23のタイミングチャートを適用した場合は、i段目のフリップフロップ2401_iの図1(A)に示す第2の配線122は、第10の配線2420_i+3と接続される。したがって、n−3段目のフリップフロップ1801_n−3の図1(A)に示す第2の配線122には、新たに追加した配線と接続される。 Note that in the case where the timing chart in FIG. 23 is applied to the flip-flop of this embodiment, the second wiring 122 illustrated in FIG. 1A of the i-th flip-flop 2401_i is connected to the tenth wiring 2420_i + 3. Is done. Therefore, the second wiring 122 illustrated in FIG. 1A of the n-3th flip-flop 1801_n-3 is connected to the newly added wiring.

なお、第1の配線2411、第2の配線2412、第3の配線2413、第4の配線1914、第5の配線2415、第8の配線2424、第9の配線2419を、それぞれ第1の信号線、第2の信号線、第3の信号線、第4の信号線、第5の信号線、第6の信号線、第7の配線と呼んでもよい。さらに、第6の配線2416、第7の配線2417を、それぞれ第1の電源線、第2の電源線と呼んでもよい。 Note that the first wiring 2411, the second wiring 2412, the third wiring 2413, the fourth wiring 1914, the fifth wiring 2415, the eighth wiring 2424, and the ninth wiring 2419 are respectively connected to the first signal. May be called a line, a second signal line, a third signal line, a fourth signal line, a fifth signal line, a sixth signal line, or a seventh wiring. Further, the sixth wiring 2416 and the seventh wiring 2417 may be referred to as a first power supply line and a second power supply line, respectively.

次に、図18に示したシフトレジスタの動作について、図25のタイミングチャート及び図26のタイミングチャートを参照して説明する。ここで、図25のタイミングチャートは、走査期間と帰線期間とに分割されている。 Next, operation of the shift register illustrated in FIG. 18 is described with reference to a timing chart in FIG. 25 and a timing chart in FIG. Here, the timing chart of FIG. 25 is divided into a scanning period and a blanking period.

なお、第4の配線2416にはV1の電位が供給され、第5の配線2417にはV2の電位が供給される。 Note that the potential of V 1 is supplied to the fourth wiring 2416 and the potential of V 2 is supplied to the fifth wiring 2417.

なお、第1の配線2411、第2の配線2412、第3の配線2413、第4の配線2514、第5の配線2415、第8の配線2418、第9の配線2419には、それぞれ図25に示す信号2511、信号2512、信号2513、信号2514、信号2515、信号2518、信号2519が入力される。ここで、信号2511、信号2512、信号2513、信号2514、信号2515、信号2518、信号2519は、H信号の電位がV1(以下、Hレベルともいう)、L信号の電位がV2(以下、Lレベルともいう)のデジタル信号である。さらに、信号2511、信号2512、信号2513、信号2514、信号2515、信号2518、信号2519を、それぞれスタート信号、第1のクロック信号、第2のクロック信号、第3のクロック信号、第4のクロック信号、第1のリセット信号、第2のリセット信号と呼んでもよい。 Note that the first wiring 2411, the second wiring 2412, the third wiring 2413, the fourth wiring 2514, the fifth wiring 2415, the eighth wiring 2418, and the ninth wiring 2419 are illustrated in FIG. A signal 2511, a signal 2512, a signal 2513, a signal 2514, a signal 2515, a signal 2518, and a signal 2519 are input. Here, in the signal 2511, the signal 2512, the signal 2513, the signal 2514, the signal 2515, the signal 2518, and the signal 2519, the potential of the H signal is V1 (hereinafter also referred to as H level), and the potential of the L signal is V2 (hereinafter referred to as L). Digital signal). Further, the signal 2511, the signal 2512, the signal 2513, the signal 2514, the signal 2515, the signal 2518, and the signal 2519 are respectively converted into a start signal, a first clock signal, a second clock signal, a third clock signal, and a fourth clock. You may call a signal, a 1st reset signal, and a 2nd reset signal.

ただし、第1の配線2411〜第9の配線2419にはそれぞれ様々な信号、電位及び電流が入力されてもよい。 Note that various signals, potentials, and currents may be input to the first wiring 2411 to the ninth wiring 2419, respectively.

なお、第10の配線2420_1〜第10の配線2420_nからは、それぞれH信号の
電位がV1(以下、Hレベルともいう)、L信号の電位がV2(以下、Lレベルともいう)のデジタル信号が出力される。さらに、実施の形態1と同様に、第10の配線2420_1〜第10の配線2420_nにそれぞれバッファ接続することで、動作する条件の範囲を大きくすることができる。
Note that the tenth wiring 2420_1 to the tenth wiring 2420_n each receive a digital signal with an H signal potential of V1 (hereinafter also referred to as an H level) and an L signal potential of V2 (hereinafter also referred to as an L level). Is output. Further, as in Embodiment 1, the range of operating conditions can be increased by buffer connection to the tenth wiring 2420_1 to the tenth wiring 2420_n.

なお、フリップフロップ2401_iのスタート信号として第10の配線2420_i−1から出力される信号を用い、リセット信号として第10の配線2420_i+2から出力される信号を用いる。ここで、フリップフロップ2401_1のスタート信号は第1の配線2411から入力され、フリップフロップ2401_n−1の第2のリセット信号は第9の配線2419から入力され、フリップフロップ2401_nの第1のリセット信号は第8の配線2418から入力される。ただし、フリップフロップ2401_n−1の第2のリセット信号として、第10の配線2420_1から出力される信号を用い、フリップフロップ2401_nの第1のリセット信号として、第10の配線2420_2から出力される信号を用いてもよい。あるいは、フリップフロップ2401_n−1の第2のリセット信号として、第10の配線2420_2から出力される信号を用い、フリップフロップ2401_nの第1のリセット信号として、第10の配線2420_3から出力される信号を用いてもよい。あるいは、第1のダミーのフリップフロップ及び第2のダミーのフリップフロップを新たに配置して、第1のダミーのフリップフロップの出力信号及び第2のダミーのフリップフロップの出力信号を、それぞれ第1のリセット信号、第2のリセット信号として用いてもよい。こうすることで、配線数及び信号数を減らすことができる。 Note that a signal output from the tenth wiring 2420_i-1 is used as a start signal of the flip-flop 2401_i, and a signal output from the tenth wiring 2420_i + 2 is used as a reset signal. Here, the start signal of the flip-flop 2401_1 is input from the first wiring 2411, the second reset signal of the flip-flop 2401_n−1 is input from the ninth wiring 2419, and the first reset signal of the flip-flop 2401_n is Input from the eighth wiring 2418. Note that a signal output from the tenth wiring 2420_1 is used as the second reset signal of the flip-flop 2401_n-1, and a signal output from the tenth wiring 2420_2 is used as the first reset signal of the flip-flop 2401_n. It may be used. Alternatively, a signal output from the tenth wiring 2420_2 is used as the second reset signal of the flip-flop 2401_n-1, and a signal output from the tenth wiring 2420_3 is used as the first reset signal of the flip-flop 2401_n. It may be used. Alternatively, a first dummy flip-flop and a second dummy flip-flop are newly arranged, and an output signal of the first dummy flip-flop and an output signal of the second dummy flip-flop are respectively set to the first dummy flip-flop and the second dummy flip-flop. The reset signal and the second reset signal may be used. By doing so, the number of wirings and the number of signals can be reduced.

図26に示すように、例えば、フリップフロップ2401_iが第1の選択期間となると、第10の配線2420_iからH信号(選択信号)が出力される。このとき、フリップフロップ2401_i+1は第2のセット期間となる。その後、フリップフロップ2401_iが第2の選択期間となると、配線10の配線2420_iからH信号が出力されたままである。このとき、フリップフロップ2401_i+1は第1の選択期間となる。その後、フリップフロップ2401_iがリセット期間となると、第10の配線2420_iからL信号が出力される。このとき、フリップフロップ2401_i+1は第2の選択期間となる。その後、フリップフロップ2401_iが第1の非選択期間となると、第10の配線2420_iは浮遊状態となり電位をV2に維持する。このとき、フリップフロップ2401_i+1はリセット期間となる。その後、フリップフロップ2401_iが第2の非選択期間となると、第10の配線2420_iからL信号が出力される。このとき、フリップフロップ2401_i+1は第2の非選択期間となる。 As illustrated in FIG. 26, for example, when the flip-flop 2401_i enters the first selection period, an H signal (selection signal) is output from the tenth wiring 2420_i. At this time, the flip-flop 2401_i + 1 is in the second set period. After that, when the flip-flop 2401_i enters the second selection period, the H signal is still output from the wiring 2420_i of the wiring 10. At this time, the flip-flop 2401_i + 1 is in the first selection period. After that, when the flip-flop 2401_i enters a reset period, an L signal is output from the tenth wiring 2420_i. At this time, the flip-flop 2401_i + 1 is in the second selection period. After that, when the flip-flop 2401_i enters the first non-selection period, the tenth wiring 2420_i enters a floating state and maintains the potential at V2. At this time, the flip-flop 2401_i + 1 is in a reset period. After that, when the flip-flop 2401_i enters the second non-selection period, an L signal is output from the tenth wiring 2420_i. At this time, the flip-flop 2401_i + 1 is in the second non-selection period.

こうして、図24のシフトレジスタは、選択信号を第10の配線2420_1から順に第10の配線2420_nまで出力できる。さらに、図24のシフトレジスタは、フリップフロップ2401_iの第2の選択期間と、フリップフリップ2402_i+1の第1の選択期間とが同一の期間となるため、同じ期間に第10の配線2420_iと第10の配線2420_i+1から選択信号を出力できる。 In this manner, the shift register in FIG. 24 can output selection signals from the tenth wiring 2420_1 to the tenth wiring 2420_n in order. Further, in the shift register in FIG. 24, the second selection period of the flip-flop 2401_i and the first selection period of the flip-flop 2402_i + 1 are the same period; therefore, the tenth wiring 2420_i and the tenth selection period are the same. A selection signal can be output from the wiring 2420 — i + 1.

さらに、本実施の形態のフリップフロップを適用したシフトレジスタは、トランジスタのしきい値電圧のシフトを抑制できるので、長寿命化を図ることができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップを適用したシフトレジスタは、ノイズに強いため、信頼性の向上をを図ることができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップを適用したシフトレジスタは、誤動作の抑制を図ることができる。 Further, the shift register to which the flip-flop of this embodiment is applied can suppress a shift in threshold voltage of the transistor, so that the lifetime can be extended. Furthermore, since the shift register to which the flip-flop of this embodiment is applied is resistant to noise, reliability can be improved. Further, the shift register to which the flip-flop of this embodiment is applied can suppress malfunction.

さらに、本実施の形態のフリップフロップを適用したシフトレジスタは、高速に動作できるので、より高精細な表示装置、又はより大型の表示装置に適用できる。さらに、本実施の形態のフリップフロップを工程の簡略化を図ることができる。さらに、本実施の形態の
フリップフロップを適用したシフトレジスタは、製造コストの削減を図ることができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップを適用したシフトレジスタは、歩留まりの向上を図ることができる。
Further, the shift register to which the flip-flop of this embodiment is applied can operate at high speed, and thus can be applied to a higher-definition display device or a larger display device. Further, the process of the flip-flop of this embodiment can be simplified. Further, a shift register to which the flip-flop of this embodiment is applied can reduce manufacturing costs. Further, the shift register to which the flip-flop of this embodiment is applied can improve yield.

続いて、上述した本実施の形態のシフトレジスタを有する表示装置の構成及び駆動方法について説明する。ただし、本実施の形態の表示装置は、少なくとも本実施の形態のフリップフロップを有していればよい。 Next, a structure and driving method of the display device including the shift register of this embodiment described above will be described. Note that the display device of this embodiment mode includes at least the flip-flop of this embodiment mode.

本実施の形態の表示装置の構成について図27を参照して説明する。図27の表示装置は、走査線G1〜走査線Gnが走査線駆動回路2702によって走査される。さらに、図27の表示装置は、奇数行目の画素1703には奇数行目の信号線からビデオ信号を入力し、偶数行目の画素1703には偶数行目の信号線からビデオ信号を入力する。なお、図17の構成と共通するところは共通の符号を用いてその説明を省略する。 A structure of the display device of this embodiment is described with reference to FIG. In the display device of FIG. 27, the scanning lines G1 to Gn are scanned by the scanning line driving circuit 2702. Further, in the display device in FIG. 27, video signals are input from odd-numbered signal lines to odd-numbered pixels 1703, and video signals are input to even-numbered pixels 1703 from even-numbered signal lines. . Note that portions common to the configuration in FIG.

なお、図27の表示装置は、走査線駆動回路2702に本実施の形態のシフトレジスタを適用することによって、図20の表示装置と同様の動作を1つの走査線駆動回路によって行うことができる。したがって、図27の表示装置は、画素にビデオ信号を高速に書き込むことができる。さらに、図27の表示装置は、長寿命化を図ることができる。さらに、図27の表示装置は、大型化を図ることができる。さらに、図27の表示装置は、高精細化を図ることができる。さらに、図27の表示装置は、省電力化を図ることができる。さらに、図27の表示装置は、ICの発熱の抑制を図ることができる。さらに、図27の表示装置は、ICの省電力化を図ることができる。 Note that the display device in FIG. 27 can perform the same operation as the display device in FIG. 20 with one scan line driver circuit by applying the shift register of this embodiment to the scan line driver circuit 2702. Therefore, the display device in FIG. 27 can write a video signal to a pixel at high speed. Further, the display device in FIG. 27 can have a long lifetime. Further, the display device in FIG. 27 can be increased in size. Further, the display device in FIG. 27 can achieve higher definition. Further, the display device in FIG. 27 can save power. Further, the display device of FIG. 27 can suppress the heat generation of the IC. Further, the display device in FIG. 27 can save power in the IC.

なお、図28に示すように、走査線G1〜走査線Gnが第1の走査線駆動回路2802a及び第2の走査線駆動回路2802bによって走査されてもよい。第1の走査線駆動回路2802a及び第2の駆動回路2802bは、図27に示した走査線駆動回路2702と同様の構成であり、同じタイミングで走査線G1〜走査線Gnを走査する。さらに、第1の走査線駆動回路2802a及び第2の駆動回路2802bを、それぞれ第1の駆動回路、第2の駆動回路と呼んでもよい。 Note that as shown in FIG. 28, the scanning lines G1 to Gn may be scanned by the first scanning line driving circuit 2802a and the second scanning line driving circuit 2802b. The first scan line driver circuit 2802a and the second drive circuit 2802b have the same configuration as the scan line driver circuit 2702 shown in FIG. 27, and scan the scan lines G1 to Gn at the same timing. Further, the first scan line driver circuit 2802a and the second driver circuit 2802b may be referred to as a first driver circuit and a second driver circuit, respectively.

図28の表示装置は、第1の走査線駆動回路2802a及び第2の走査線駆動回路2802bのうち一方に不良が生じても、走査線駆動回路2802a及び第2の走査線駆動回路2802bのうち他方が走査線G1〜走査線Gnを走査できるため、冗長性を持つことができる。さらに、図28の表示装置は、第1の走査線駆動回路2802a及び第2の走査線駆動回路2802bが走査線G1〜走査線Gnを走査するため、第1の走査線駆動回路2802aの負荷(走査線の配線抵抗及び走査線の寄生容量)及び第2の走査線駆動回路2802bの負荷を図27に比べ半分にすることができる。したがって、図28の表示装置は、第1の走査線駆動回路2802aの負荷及び第2の走査線駆動回路2802bの負荷が低減されるので、走査線G1〜走査線Gnに入力される信号(第1の走査線駆動回路2802a及び第2の駆動回路2802bの出力信号)の遅延及びなまりを低減することができる。さらに、図28の表示装置は、第1の走査線駆動回路2802aの負荷及び第2の走査線駆動回路2802bの負荷が低減されるので、走査線G1〜走査線Gnを高速に走査することができる。さらに、走査線G1〜走査線Gnを高速に走査することができるので、パネルの大型化又はパネルの高精細化を可能にできる。なお、図17の構成と共通するところは共通の符号を用いてその説明を省略する。 In the display device in FIG. 28, even if one of the first scan line driver circuit 2802a and the second scan line driver circuit 2802b is defective, the scan line driver circuit 2802a and the second scan line driver circuit 2802b are Since the other can scan the scanning lines G1 to Gn, it can have redundancy. Further, in the display device in FIG. 28, since the first scan line driver circuit 2802a and the second scan line driver circuit 2802b scan the scan lines G1 to Gn, the load on the first scan line driver circuit 2802a ( The wiring resistance of the scanning line and the parasitic capacitance of the scanning line) and the load of the second scanning line driver circuit 2802b can be halved compared to FIG. Accordingly, in the display device in FIG. 28, the load on the first scan line driver circuit 2802a and the load on the second scan line driver circuit 2802b are reduced, and thus signals (first signals) input to the scan lines G1 to Gn. Delay and rounding of output signals of one scan line driver circuit 2802a and second driver circuit 2802b can be reduced. Further, since the load on the first scan line driver circuit 2802a and the load on the second scan line driver circuit 2802b are reduced, the display device in FIG. 28 can scan the scan lines G1 to Gn at high speed. it can. Furthermore, since the scanning lines G1 to Gn can be scanned at high speed, the panel can be enlarged or the panel can be made high definition. Note that portions common to the configuration in FIG.

なお、本実施の形態において、様々な図を用いて述べてきたが、各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の図で述べた内容(一部でもよい)に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、これまでに述べた図において、各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させるこ
とが出来る。
Note that in this embodiment mode, description has been made using various drawings. However, the contents (or part of the contents) described in each figure may be different from the contents (or part of the contents) described in another figure. , Application, combination, or replacement can be performed freely. Further, in the drawings described so far, more parts can be formed by combining each part with another part.

同様に、本実施の形態の各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の実施の形態の図で述べた内容(一部でもよい)対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Similarly, the contents (may be a part) described in each drawing of this embodiment are applied, combined, or replaced with the contents (may be a part) described in the figure of another embodiment. Can be done freely. Further, in the drawings of this embodiment mode, more drawings can be formed by combining each portion with a portion of another embodiment.

なお、本実施の形態は、他の実施の形態で述べた内容(一部でもよい)を、具現化した場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。 Note that the present embodiment is an example in which the contents (may be part) described in other embodiments are embodied, an example in which the content is slightly modified, an example in which a part is changed, and an improvement. An example of a case, an example of a case where it is described in detail, an example of a case where it is applied, an example of a related part, and the like are shown. Therefore, the contents described in other embodiments can be freely applied to, combined with, or replaced with this embodiment.

(実施の形態3)
本実施の形態では、実施の形態1及び実施の形態2とは別のフリップフロップ、当該フリップフロップを有する駆動回路、及び当該駆動回路を有する表示装置の構成並びに駆動方法について説明する。本実施の形態のフリップフロップは、フリップフロップの出力信号と、フリップフロップの転送信号とを、別々のトランジスタによって別々の配線から出力することを特徴とする。なお、実施の形態1及び実施の形態2と同様なものに関しては共通の符号を用いて示し、同一部分又は同様な機能を有する部分の詳細な説明は省略する。
(Embodiment 3)
In this embodiment, a structure and a driving method of a flip-flop different from those in Embodiments 1 and 2, a driving circuit including the flip-flop, and a display device including the driving circuit will be described. The flip-flop of this embodiment is characterized in that the output signal of the flip-flop and the transfer signal of the flip-flop are output from different wirings by different transistors. Note that components similar to those in Embodiments 1 and 2 are denoted by common reference numerals, and detailed description of the same portions or portions having similar functions is omitted.

本実施の形態のフリップフロップの基本構成について、図40を参照して説明する。図40に示すフリップフロップは、第1のトランジスタ101、第2のトランジスタ102、第3のトランジスタ103、第4のトランジスタ104、第5のトランジスタ105、第6のトランジスタ106、第7のトランジスタ107、第8のトランジスタ108、第9のトランジスタ109及び第10のトランジスタ110を有する。本実施の形態において、第9のトランジスタ109及び第10のトランジスタ110は、Nチャネル型トランジスタとし、ゲート・ソース間電圧(Vgs)がしきい値電圧(Vth)を上回ったとき導通状態になるものとする。 A basic structure of the flip-flop of this embodiment is described with reference to FIG. 40 includes a first transistor 101, a second transistor 102, a third transistor 103, a fourth transistor 104, a fifth transistor 105, a sixth transistor 106, a seventh transistor 107, An eighth transistor 108, a ninth transistor 109, and a tenth transistor 110 are included. In this embodiment, the ninth transistor 109 and the tenth transistor 110 are N-channel transistors and are turned on when a gate-source voltage (Vgs) exceeds a threshold voltage (Vth). And

なお、図40のフリップフロップは、図1(A)のフリップフロップに第9のトランジスタ109及び第10のトランジスタ110を追加したものと同様である。したがって、第1のトランジスタ101、第2のトランジスタ102、第3のトランジスタ103、第4のトランジスタ104、第5のトランジスタ105、第6のトランジスタ106、7のトランジスタ107及び第8のトランジスタ108は、図1と同様のものを用いることができる。 Note that the flip-flop in FIG. 40 is similar to the flip-flop in FIG. 1A in which a ninth transistor 109 and a tenth transistor 110 are added. Therefore, the first transistor 101, the second transistor 102, the third transistor 103, the fourth transistor 104, the fifth transistor 105, the sixth transistor 106, the transistor 107 of the seventh transistor, and the eighth transistor 108 are The thing similar to FIG. 1 can be used.

図40のフリップフリップフロップの接続関係について説明する。第1のトランジスタ101の第1の電極(ソース電極およびドレイン電極の一方)が第5の配線125に接続され、第1のトランジスタ101の第2の電極(ソース電極およびドレイン電極の他方)が第3の配線123に接続される。第2のトランジスタ102の第1の電極が第4の配線124に接続され、第2のトランジスタ102の第2の電極が第3の配線123に接続され、第2のトランジスタ102のゲート電極が第8の配線128に接続される。第3のトランジスタ103の第1の電極が第6の配線126に接続され、第3のトランジスタ103の第2の電極が第6のトランジスタ106のゲート電極に接続され、第3のトランジスタ103のゲート電極が第7の配線127に接続される。第4のトランジスタ104の第1の電極が第10の配線130に接続され、第4のトランジスタ104の第2の電極が第6のトランジスタ106のゲート電極に接続され、第4のトランジスタ104のゲート電極が第8の配線128に接続される。第5のトランジスタ105の第1の電極が第9の配線129に接続され、第5のトランジスタ105の第2の電極が第1のトランジスタ101
のゲート電極に接続され、第5のトランジスタ105のゲート電極が第1の配線121に接続される。第6のトランジスタ106の第1の電極が第12の配線132に接続され、第6のトランジスタ106の第2の電極が第1のトランジスタ101のゲート電極に接続される。第7のトランジスタ107の第1の電極が第13の配線133に接続され、第7のトランジスタ107の第2の電極が第1のトランジスタ101のゲート電極に接続され、第7のトランジスタ107のゲート電極が第2の配線122に接続される。第8のトランジスタ108の第1の電極が第11の配線131に接続され、第8のトランジスタ108の第2の電極が第6のトランジスタ106のゲート電極に接続され、第8のトランジスタ108のゲート電極が第1のトランジスタ101のゲート電極に接続される。第9のトランジスタ109の第1の電極が第15の配線135に接続され、第9のトランジスタ109の第2の電極が第14の配線134に接続され、第9のトランジスタ109のゲート電極が第1のトランジスタ101のゲート電極に接続される。第10のトランジスタ110の第1の電極が第16の配線136に接続され、第10のトランジスタ110の第2の電極が第14の配線134に接続され、第10のトランジスタ110のゲート電極が第8の配線128に接続される。
Connection relations of the flip-flop of FIG. 40 will be described. The first electrode (one of the source electrode and the drain electrode) of the first transistor 101 is connected to the fifth wiring 125, and the second electrode (the other of the source electrode and the drain electrode) of the first transistor 101 is the first electrode. 3 wiring 123. The first electrode of the second transistor 102 is connected to the fourth wiring 124, the second electrode of the second transistor 102 is connected to the third wiring 123, and the gate electrode of the second transistor 102 is connected to the first wiring 124. 8 wiring 128. The first electrode of the third transistor 103 is connected to the sixth wiring 126, the second electrode of the third transistor 103 is connected to the gate electrode of the sixth transistor 106, and the gate of the third transistor 103 The electrode is connected to the seventh wiring 127. The first electrode of the fourth transistor 104 is connected to the tenth wiring 130, the second electrode of the fourth transistor 104 is connected to the gate electrode of the sixth transistor 106, and the gate of the fourth transistor 104 The electrode is connected to the eighth wiring 128. The first electrode of the fifth transistor 105 is connected to the ninth wiring 129, and the second electrode of the fifth transistor 105 is connected to the first transistor 101.
The gate electrode of the fifth transistor 105 is connected to the first wiring 121. The first electrode of the sixth transistor 106 is connected to the twelfth wiring 132, and the second electrode of the sixth transistor 106 is connected to the gate electrode of the first transistor 101. The first electrode of the seventh transistor 107 is connected to the thirteenth wiring 133, the second electrode of the seventh transistor 107 is connected to the gate electrode of the first transistor 101, and the gate of the seventh transistor 107 The electrode is connected to the second wiring 122. The first electrode of the eighth transistor 108 is connected to the eleventh wiring 131, the second electrode of the eighth transistor 108 is connected to the gate electrode of the sixth transistor 106, and the gate of the eighth transistor 108 The electrode is connected to the gate electrode of the first transistor 101. The first electrode of the ninth transistor 109 is connected to the fifteenth wiring 135, the second electrode of the ninth transistor 109 is connected to the fourteenth wiring 134, and the gate electrode of the ninth transistor 109 is connected to the first wiring 135. 1 is connected to the gate electrode of one transistor 101. The first electrode of the tenth transistor 110 is connected to the sixteenth wiring 136, the second electrode of the tenth transistor 110 is connected to the fourteenth wiring 134, and the gate electrode of the tenth transistor 110 is connected to the first wiring 136. 8 wiring 128.

なお、第1の配線121、第2の配線122、第3の配線123、第5の配線125、第7の配線127、第8の配線128、第14の配線134及び第15の配線135を、それぞれ第1の信号線、第2の信号、第3の信号線、第4の信号線、第5の信号線、第6の信号線、第7の信号線、第8の信号線と呼んでもよい。さらに、第4の配線124、第6の配線126、第9の配線129、第10の配線130、11の配線131、第12の配線132、第13の配線133及び第16の配線136を、それぞれ第1の電源線、第2の電源線、第3の電源線、第4の電源線、第5の電源線、第6の電源線、第7の電源線、第8の電源線と呼んでもよい。 Note that the first wiring 121, the second wiring 122, the third wiring 123, the fifth wiring 125, the seventh wiring 127, the eighth wiring 128, the fourteenth wiring 134, and the fifteenth wiring 135 are connected. , Called a first signal line, a second signal, a third signal line, a fourth signal line, a fifth signal line, a sixth signal line, a seventh signal line, and an eighth signal line, respectively. But you can. Further, the fourth wiring 124, the sixth wiring 126, the ninth wiring 129, the tenth wiring 130, the wiring 131, the twelfth wiring 132, the thirteenth wiring 133, and the sixteenth wiring 136, These are called a first power line, a second power line, a third power line, a fourth power line, a fifth power line, a sixth power line, a seventh power line, and an eighth power line, respectively. But you can.

次に、図40に示したフリップフロップの動作について、図41のタイミングチャートを参照して説明する。さらに、図41のタイミングチャートをセット期間、選択期間、リセット期間、第1の非選択期間、第2の非選択期間に分割して説明する。ただし、セット期間、リセット期間、第1の非選択期間及び第2の非選択期間を合わせて非選択期間と呼ぶこともある。 Next, the operation of the flip-flop shown in FIG. 40 will be described with reference to the timing chart of FIG. Further, the timing chart of FIG. 41 will be described by being divided into a set period, a selection period, a reset period, a first non-selection period, and a second non-selection period. However, the set period, the reset period, the first non-selection period, and the second non-selection period may be collectively referred to as a non-selection period.

なお、第6の配線126及び第9の配線129にはV1の電位が供給され、第4の配線124、第10の配線130、第11の配線131、第12の配線132、第13の配線133及び第16の配線136にはV2の電位が供給される。ここで、V1>V2である。 Note that the potential of V1 is supplied to the sixth wiring 126 and the ninth wiring 129, and the fourth wiring 124, the tenth wiring 130, the eleventh wiring 131, the twelfth wiring 132, and the thirteenth wiring. The potential of V2 is supplied to the 133th and 16th wirings 136. Here, V1> V2.

なお、第1の配線121、第5の配線125、第8の配線128、第7の配線127及び第2の配線122には、それぞれ図24に示す信号221、信号225、信号228、信号227、信号222が入力される。さらに、第15の配線135には図24に示す信号225が入力される。ここで、信号221、信号225、信号228、信号227、信号222は、図2又は図6と同様なものを用いることができる。 Note that the first wiring 121, the fifth wiring 125, the eighth wiring 128, the seventh wiring 127, and the second wiring 122 are respectively provided with a signal 221, a signal 225, a signal 228, and a signal 227 illustrated in FIG. , A signal 222 is input. Further, a signal 225 shown in FIG. 24 is input to the fifteenth wiring 135. Here, as the signal 221, the signal 225, the signal 228, the signal 227, and the signal 222, the same signals as in FIG. 2 or FIG. 6 can be used.

ただし、第1の配線121、第2の配線122、第4の配線124〜第13の配線133、第15の配線135、第16の配線136には、それぞれ様々な信号、電位及び電流が入力されてもよい。 However, various signals, potentials, and currents are input to the first wiring 121, the second wiring 122, the fourth wiring 124 to the thirteenth wiring 133, the fifteenth wiring 135, and the sixteenth wiring 136, respectively. May be.

なお、第3の配線123及び第14の配線134からは、それぞれ信号223、信号234が出力される。信号234はフリップフロップの出力信号であり、信号223はフリップフロップの転送信号である。ただし、信号223をフリップフロップの出力信号、信号234をフリップフロップの転送信号としてもよい。 Note that a signal 223 and a signal 234 are output from the third wiring 123 and the fourteenth wiring 134, respectively. Signal 234 is an output signal of the flip-flop, and signal 223 is a transfer signal of the flip-flop. However, the signal 223 may be the output signal of the flip-flop, and the signal 234 may be the transfer signal of the flip-flop.

したがって、信号234をフリップフロップの出力信号、信号223をフリップフロップの転送信号として用いる場合は、第9のトランジスタ109のW/Lの値を第1のトランジスタ101〜第10のトランジスタ110のW/Lの中で最大とするとよい。ただし、信号223をフリップフロップの出力信号、信号234をフリップフロップの転送信号として用いる場合は、第1のトランジスタ101のW/Lの値を第1のトランジスタ101〜第10のトランジスタ110のW/Lの中で最大とする。 Therefore, when the signal 234 is used as an output signal of the flip-flop and the signal 223 is used as a transfer signal of the flip-flop, the value of W / L of the ninth transistor 109 is set to W / L of the first transistor 101 to the tenth transistor 110. It is good to make it the maximum in L. However, in the case where the signal 223 is used as an output signal of the flip-flop and the signal 234 is used as a transfer signal of the flip-flop, the value of W / L of the first transistor 101 is set to W / L of the first transistor 101 to the tenth transistor 110. The largest among L.

本実施の形態では、すでに述べたように、フリップフロップの出力信号と、フリップフロップの転送信号とを、別々のトランジスタによって別々の配線から出力することを特徴とする。つまり、図40のフリップフロップは、第1のトランジスタ101及び第2のトランジスタ102によって第3の配線123から信号を出力し、第9のトランジスタ109及び第10のトランジスタ110によって第14の配線134から信号を出力する。さらに、第9のトランジスタ109及び第10のトランジスタ110は第1のトランジスタ101及び第2のトランジスタ102と同じように接続されるため、図41に示すように第14の配線134から出力される信号(信号234)は第3の配線123から出力される信号(信号223)とおおむね同じ波形である。 In this embodiment mode, as described above, the output signal of the flip-flop and the transfer signal of the flip-flop are output from different wirings by different transistors. That is, the flip-flop in FIG. 40 outputs a signal from the third wiring 123 by the first transistor 101 and the second transistor 102, and from the fourteenth wiring 134 by the ninth transistor 109 and the tenth transistor 110. Output a signal. Further, since the ninth transistor 109 and the tenth transistor 110 are connected in the same manner as the first transistor 101 and the second transistor 102, a signal output from the fourteenth wiring 134 as shown in FIG. (Signal 234) has substantially the same waveform as the signal (signal 223) output from the third wiring 123.

なお、第1のトランジスタ101は、次の段の第5のトランジスタ105のゲート電極に電荷を供給できればよいので、第1のトランジスタ101のW/Lの値は、第5のトランジスタ105のW/Lの値の2倍以下とすることが好ましく、より好ましくは第5のトランジスタ105のW/Lの値以下とする。 Note that the first transistor 101 only needs to supply electric charge to the gate electrode of the fifth transistor 105 in the next stage. Therefore, the value of W / L of the first transistor 101 is set to W / L of the fifth transistor 105. It is preferable that the value be equal to or less than twice the value of L, and more preferably, be equal to or less than the value of W / L of the fifth transistor 105.

なお、第9のトランジスタ109及び第10のトランジスタ110は、それぞれ第1のトランジスタ101、第2のトランジスタ102と同様の機能を有する。さらに、第9のトランジスタ109及び第10のトランジスタ110をバッファ部と呼んでもよい。 Note that the ninth transistor 109 and the tenth transistor 110 have functions similar to those of the first transistor 101 and the second transistor 102, respectively. Further, the ninth transistor 109 and the tenth transistor 110 may be referred to as a buffer portion.

以上のことから、図40のフリップフロップは、第14の配線134に大きな負荷が接続され、信号234に遅延、なまりなどが生じても、誤動作を防止することができる。なぜなら、図40のフリップフロップは、フリップフロップの出力信号と、フリップフロップの転送信号とを、別々のトランジスタによって別々の配線から出力することによって、出力信号の遅延、なまりなどの影響を受けないからである。 As described above, the flip-flop in FIG. 40 can prevent malfunction even when a large load is connected to the fourteenth wiring 134 and a delay or a rounding occurs in the signal 234. This is because the flip-flop in FIG. 40 is not affected by delay or rounding of the output signal by outputting the output signal of the flip-flop and the transfer signal of the flip-flop from different wirings by different transistors. It is.

さらに、本実施の形態のフリップフロップは、高速に動作できるので、より高精細な表示装置、又はより大型の表示装置に適用できる。さらに、本実施の形態のフリップフロップは、工程の簡略化を図ることができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップは、製造コストの削減を図ることができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップは、歩留まりの向上を図ることができる。 Furthermore, since the flip-flop of this embodiment can operate at high speed, it can be applied to a higher-definition display device or a larger display device. Further, the flip-flop of this embodiment can simplify the process. Further, the flip-flop of this embodiment can reduce manufacturing costs. Further, the flip-flop of this embodiment can improve yield.

なお、本実施の形態のフリップフロップは、図1(B)、図1(C)、図5(A)、図5(B)、図5(C)、図7(A)、図7(B)、図8(A)、図8(B)、図9(A)、図9(B)、図10(A)及び図10(B)と自由に組み合わせて実施することができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップは、実施の形態1に記載の駆動タイミング及び実施の形態2に記載の駆動タイミングと自由に組み合わせて実施することができる。 Note that the flip-flop of this embodiment includes the flip-flops illustrated in FIGS. 1B, 1C, 5A, 5B, 5C, 7A, and 7C. B), FIG. 8A, FIG. 8B, FIG. 9A, FIG. 9B, FIG. 10A, and FIG. 10B can be freely combined. Further, the flip-flop of this embodiment can be implemented by being freely combined with the driving timing described in Embodiment 1 and the driving timing described in Embodiment 2.

続いて、上述した本実施の形態のフリップフロップを有するシフトレジスタの構成及び駆動方法について説明する。 Next, a structure and driving method of the shift register including the flip-flop of this embodiment described above will be described.

本実施の形態のシフトレジスタの構成について図42を参照して説明する。図42のシフトレジスタは、n個のフリップフロップ(フリップフロップ4201_1〜フリップフロップ4201_n)を有する。 The structure of the shift register of this embodiment is described with reference to FIG. The shift register in FIG. 42 includes n flip-flops (flip-flop 4201_1 to flip-flop 4201_n).

図42のシフトレジスタの接続関係について説明する。図42のシフトレジスタは、i段目のフリップフロップ4201_i(フリップフロップ4201_1〜4201_nのうちいずれか一)は、図40に示した第1の配線121が第7の配線4217_i−1に接続され、図40に示した第2の配線122が第7の配線4217_i+1に接続され、図40に示した第3の配線123が第7の配線4217_iに接続され、図40に示した第4の配線124、第10の配線130、第11の配線131、第12の配線132、第13の配線133及び第16の配線136が第5の配線4215に接続され、図40に示した第5の配線125、第7の配線127及び第15の配線135が奇数段目のフリップフロップでは第2の配線4212に接続され、偶数段目のフリップフロップでは第3の配線4213に接続され、図40に示した第8の配線128が奇数段目のフリップフロップでは第3の配線4213に接続され、偶数段目のフリップフロップでは第2の配線4212に接続され、図40に示した第6の配線126及び第9の配線129が第4の配線4214に接続され、図40に示した第14の配線134が第8の配線4218_iに接続される。ただし、1段目のフリップフリップ4201_1の図40に示す第1の配線121は第1の配線4211に接続され、n段目のフリップフロップ4201_nの図40に示す第2の配線122は第6の配線4216に接続される。 Connection relations of the shift register in FIG. 42 are described. In the shift register in FIG. 42, the i-th flip-flop 4201_i (any one of the flip-flops 4201_1 to 4201_n) has the first wiring 121 illustrated in FIG. 40 connected to the seventh wiring 4217_i−1. The second wiring 122 illustrated in FIG. 40 is connected to the seventh wiring 4217_i + 1, the third wiring 123 illustrated in FIG. 40 is connected to the seventh wiring 4217_i, and the fourth wiring 124 illustrated in FIG. The tenth wiring 130, the eleventh wiring 131, the twelfth wiring 132, the thirteenth wiring 133, and the sixteenth wiring 136 are connected to the fifth wiring 4215, and the fifth wiring 125 shown in FIG. The seventh wiring 127 and the fifteenth wiring 135 are connected to the second wiring 4212 in the odd-numbered flip-flop, and the third wiring in the even-numbered flip-flop. The eighth wiring 128 shown in FIG. 40 is connected to the third wiring 4213 in the odd-numbered flip-flops, and is connected to the second wiring 4212 in the even-numbered flip-flops. The sixth wiring 126 and the ninth wiring 129 shown in FIG. 40 are connected to the fourth wiring 4214, and the fourteenth wiring 134 shown in FIG. 40 is connected to the eighth wiring 4218_i. Note that the first wiring 121 illustrated in FIG. 40 of the first flip-flop 4201_1 is connected to the first wiring 4211, and the second wiring 122 illustrated in FIG. 40 of the n-th flip-flop 4201_n is the sixth wiring. Connected to the wiring 4216.

なお、第1の配線4211、第2の配線4212、第3の配線4213、第6の配線4216を、それぞれ第1の信号線、第2の信号線、第3の信号線、第4の信号線と呼んでもよい。さらに、第4の配線4214、第5の配線4215を、それぞれ第1の電源線、第2の電源線と呼んでもよい。 Note that the first wiring 4211, the second wiring 4212, the third wiring 4213, and the sixth wiring 4216 are respectively connected to the first signal line, the second signal line, the third signal line, and the fourth signal. You may call it a line. Further, the fourth wiring 4214 and the fifth wiring 4215 may be referred to as a first power supply line and a second power supply line, respectively.

次に、図42に示したシフトレジスタの動作について、図43のタイミングチャートを参照して説明する。 Next, operation of the shift register illustrated in FIG. 42 is described with reference to a timing chart in FIG.

なお、第1の配線4211、第2の配線4212、第3の配線4213、第4の配線4214、第5の配線4215、第6の配線4216には、信号4311、信号4312、信号4313、信号4314、信号4315、信号4216が入力される。信号4311、信号4312、信号4313、信号4314、信号4315及び信号4216は、それぞれ信号211、信号212、信号213、信号214、信号215、信号216に相当する。 Note that the first wiring 4211, the second wiring 4212, the third wiring 4213, the fourth wiring 4214, the fifth wiring 4215, and the sixth wiring 4216 include a signal 4311, a signal 4312, a signal 4313, and a signal. 4314, a signal 4315, and a signal 4216 are input. The signal 4311, the signal 4312, the signal 4313, the signal 4314, the signal 4315, and the signal 4216 correspond to the signal 211, the signal 212, the signal 213, the signal 214, the signal 215, and the signal 216, respectively.

なお、第7の配線4217_1〜第7の配線4217_n、及び第8の配線4218_1〜第8の配線4218_nからはそれぞれH信号の電位がV1(以下、Hレベルともいう)、L信号の電位がV2(以下、Lレベルともいう)のデジタル信号が出力される。 Note that the potential of the H signal is V1 (hereinafter also referred to as H level) and the potential of the L signal is V2 from the seventh wiring 4217_1 to the seventh wiring 4217_n and the eighth wiring 4218_1 to the eighth wiring 4218_n, respectively. A digital signal (hereinafter also referred to as L level) is output.

図43に示すように、例えば、フリップフロップ4201_iが選択期間となると、第7の配線4217_i及び第8の配線4218_iからH信号(選択信号)が出力される。このとき、フリップフロップ4201_i+1はセット期間となる。その後、フリップフロップ4201_iがリセット期間となって、第7の配線4217_i及び第8の配線4218_iからL信号が出力される。このとき、フリップフロップ4201_i+1は選択期間となる。その後、フリップフロップ4201_iが第1の非選択期間となって、第7の配線4217_i及び第8の配線4218_iは浮遊状態となり電位をV2に維持する。このとき、フリップフロップ4201_i+1はリセット期間となる。その後、フリップフロップ4201_iが第2の非選択期間となって、第7の配線4217_i及び第8の配線4218_iからL信号が出力される。このとき、フリップフロップ4201_i+1は第1の非選択期間となる。 As illustrated in FIG. 43, for example, when the flip-flop 4201_i enters the selection period, an H signal (selection signal) is output from the seventh wiring 4217_i and the eighth wiring 4218_i. At this time, the flip-flop 4201_i + 1 is in the set period. After that, the flip-flop 4201_i enters a reset period, and an L signal is output from the seventh wiring 4217_i and the eighth wiring 4218_i. At this time, the flip-flop 4201_i + 1 is in a selection period. After that, the flip-flop 4201_i enters the first non-selection period, and the seventh wiring 4217_i and the eighth wiring 4218_i are in a floating state and maintain the potential at V2. At this time, the flip-flop 4201_i + 1 is in a reset period. After that, the flip-flop 4201_i enters the second non-selection period, and an L signal is output from the seventh wiring 4217_i and the eighth wiring 4218_i. At this time, the flip-flop 4201_i + 1 is in the first non-selection period.

こうして、図42のシフトレジスタは、転送信号を第7の配線4217_1から順に第7
の配線4217_nまで出力できる。さらに、図42のシフトレジスタは、選択信号を第8の配線4218_1から順に第8の配線4218_nまで出力できる。つまり、図42のシフトレジスタは、第8の配線4218_1〜第8の配線4218_nを走査することができる。したがって、図42のシフトレジスタは、シフトレジスタとしての機能を十分得ることができる。
In this manner, the shift register in FIG. 42 transmits transfer signals to the seventh wiring 4217_1 in order from the seventh wiring 4217_1.
The wiring 4217_n can be output. Further, the shift register in FIG. 42 can output selection signals from the eighth wiring 4218_1 to the eighth wiring 4218_n in order. That is, the shift register in FIG. 42 can scan the eighth wiring 4218_1 to the eighth wiring 4218_n. Therefore, the shift register in FIG. 42 can sufficiently obtain a function as a shift register.

さらに、図42のシフトレジスタは、第8の配線4218_1〜第8の配線4218_nに大きな負荷(抵抗及び容量など)が接続されも、負荷の影響を受けずに動作することができる。さらに、図42のシフトレジスタは、第8の配線4218_1〜第8の配線4218_nのいずれかが電源線又は信号線とショートしても、正常動作を続けることができる。したがって、図42のシフトレジスタは、動作する条件の範囲の向上を図ることができる。さらに、図42のシフトレジスタは、信頼性の向上を図ることができる。さらに、図42のシフトレジスタは、歩留まりの向上を図ることができる。なぜなら、図42のシフトレジスタは、各フリップフロップの転送信号と、各フリップフロップの出力信号とを分割しているからである。 Further, the shift register in FIG. 42 can operate without being affected by the load even when a large load (such as a resistor or a capacitor) is connected to the eighth wiring 4218_1 to the eighth wiring 4218_n. Further, the shift register in FIG. 42 can continue normal operation even when any of the eighth wiring 4218_1 to the eighth wiring 4218_n is short-circuited to a power supply line or a signal line. Therefore, the shift register of FIG. 42 can improve the range of operating conditions. Further, the shift register in FIG. 42 can improve reliability. Further, the shift register in FIG. 42 can improve yield. This is because the shift register of FIG. 42 divides the transfer signal of each flip-flop and the output signal of each flip-flop.

さらに、本実施の形態のフリップフロップを適用したシフトレジスタは、トランジスタのしきい値電圧のシフトを抑制できる。さらに、本実施の形態のフリップフロップを適用したシフトレジスタは、長寿命化を図ることができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップを適用したシフトレジスタは、信頼性の向上を図ることができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップを適用したシフトレジスタは、誤動作の抑制を図ることができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップを適用したシフトレジスタは、より高精細な表示装置、又はより大型の表示装置に適用できる。さらに、本実施の形態のフリップフロップを適用したシフトレジスタは、工程の簡略化を図ることができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップを適用したシフトレジスタは、製造コストの削減を図ることができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップを適用したシフトレジスタは、歩留まりの向上を図ることができる。 Further, the shift register to which the flip-flop of this embodiment is applied can suppress a shift in threshold voltage of the transistor. Further, the life of the shift register to which the flip-flop of this embodiment is applied can be extended. Further, the shift register to which the flip-flop of this embodiment is applied can improve reliability. Further, the shift register to which the flip-flop of this embodiment is applied can suppress malfunction. Further, the shift register to which the flip-flop of this embodiment is applied can be applied to a higher-definition display device or a larger display device. Further, the shift register to which the flip-flop of this embodiment is applied can simplify the process. Further, a shift register to which the flip-flop of this embodiment is applied can reduce manufacturing costs. Further, the shift register to which the flip-flop of this embodiment is applied can improve yield.

本実施の形態の表示装置として、図17、図19、図20、図27、図28の表示装置を用いることができる。したがって、走査線駆動回路として本実施の形態のシフトレジスタ用いた表示装置は、トランジスタのしきい値電圧のシフトを抑制できる。さらに、本実施の形態の表示装置は、長寿命化を図ることができる。さらに、本実施の形態の表示装置は、信頼性の向上を図ることができる。さらに、本実施の形態の表示装置は、誤動作の抑制を図ることができる。さらに、本実施の形態の表示装置は、より高精細、又はより大型化を図ることができる。さらに、本実施の形態の表示装置は、工程の簡略化を図ることができる。さらに、本実施の形態の表示装置は、製造コストの削減を図ることができる。さらに、本実施の形態の表示装置は、歩留まりの向上を図ることができる。さらに、本実施の形態の表示装置は、ドライバICの省電力化を図ることができる。さらに、本実施の形態の表示装置は、ドライバICの発熱の抑制を図ることができる。 As the display device in this embodiment, the display devices in FIGS. 17, 19, 20, 27, and 28 can be used. Therefore, the display device using the shift register of this embodiment as the scan line driver circuit can suppress a shift in the threshold voltage of the transistor. Furthermore, the display device of this embodiment can have a long lifetime. Furthermore, the display device of this embodiment can improve reliability. Furthermore, the display device in this embodiment can suppress malfunction. Furthermore, the display device in this embodiment can have higher definition or larger size. Further, the display device of this embodiment can simplify the process. Furthermore, the display device of this embodiment can reduce manufacturing costs. Further, the display device in this embodiment can improve yield. Furthermore, the display device of this embodiment can save power in the driver IC. Furthermore, the display device of this embodiment can suppress the heat generation of the driver IC.

なお、本実施の形態において、様々な図を用いて述べてきたが、各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の図で述べた内容(一部でもよい)に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、これまでに述べた図において、各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Note that in this embodiment mode, description has been made using various drawings. However, the contents (or part of the contents) described in each figure may be different from the contents (or part of the contents) described in another figure. , Application, combination, or replacement can be performed freely. Further, in the drawings described so far, more parts can be formed by combining each part with another part.

同様に、本実施の形態の各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の実施の形態の図で述べた内容(一部でもよい)対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Similarly, the contents (may be a part) described in each drawing of this embodiment are applied, combined, or replaced with the contents (may be a part) described in the figure of another embodiment. Can be done freely. Further, in the drawings of this embodiment mode, more drawings can be formed by combining each portion with a portion of another embodiment.

なお、本実施の形態は、他の実施の形態で述べた内容(一部でもよい)を、具現化した場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。 Note that the present embodiment is an example in which the contents (may be part) described in other embodiments are embodied, an example in which the content is slightly modified, an example in which a part is changed, and an improvement. An example of a case, an example of a case where it is described in detail, an example of a case where it is applied, an example of a related part, and the like are shown. Therefore, the contents described in other embodiments can be freely applied to, combined with, or replaced with this embodiment.

(実施の形態4)
本実施の形態では、本明細書のフリップフロップが有するトランジスタにPチャネル型トランジスタを適用した場合について説明する。さらに、当該フリップフロップを有する駆動回路、及び当該駆動回路を有する表示装置の構成並びに駆動方法について説明する。
(Embodiment 4)
In this embodiment, the case where a p-channel transistor is used as a transistor included in the flip-flop of this specification will be described. Further, a structure and a driving method of a driver circuit including the flip-flop and a display device including the driver circuit are described.

本実施の形態のフリップフロップは、図1(A)のフリップフロップが有するトランジスタの極性をPチャネル型とした場合について説明する。ただし、図1(B)、図1(C)、図5(A)、図5(B)、図5(C)、図7(A)、図7(B)、図8(A)、図8(B)、図9(A)、図9(B)、図10(A)、図10(B)又は図40に示したフリップフロップが有すトランジスタの極性をPチャネル型とすることもできる。さらに、本実施の形態のフリップフロップは、実施の形態1乃至実施の形態3の記載と自由に組み合わせて実施することもできる。 In the flip-flop of this embodiment, the case where the polarity of the transistor included in the flip-flop in FIG. However, FIG. 1 (B), FIG. 1 (C), FIG. 5 (A), FIG. 5 (B), FIG. 5 (C), FIG. 7 (A), FIG. 7 (B), FIG. The polarity of the transistor included in the flip-flop illustrated in FIG. 8B, FIG. 9A, FIG. 9B, FIG. 10A, FIG. 10B, or FIG. You can also. Further, the flip-flop of this embodiment can be implemented by being freely combined with the description in Embodiments 1 to 3.

本実施の形態のフリップフロップの基本構成について、図44を参照して説明する。図44に示すフリップフロップは、第1のトランジスタ4401、第2のトランジスタ4402、第3のトランジスタ4403、第4のトランジスタ4404、第5のトランジスタ4405、第6のトランジスタ4406、第7のトランジスタ4407及び第8のトランジスタ4408を有する。本実施の形態において、第1のトランジスタ4401、第2のトランジスタ4402、第3のトランジスタ4403、第4のトランジスタ4404、第5のトランジスタ4405、第6のトランジスタ4406、第7のトランジスタ4407及びトランジスタ4408は、Pチャネル型トランジスタとし、ゲート・ソース間電圧の絶対値(|Vgs|)がしきい値電圧の絶対値(|Vth|)を上回ったとき(VgsがVthを下回ったとき)導通状態になるものとする。 A basic structure of the flip-flop of this embodiment is described with reference to FIG. 44 includes a first transistor 4401, a second transistor 4402, a third transistor 4403, a fourth transistor 4404, a fifth transistor 4405, a sixth transistor 4406, a seventh transistor 4407, and the like. An eighth transistor 4408 is included. In this embodiment, the first transistor 4401, the second transistor 4402, the third transistor 4403, the fourth transistor 4404, the fifth transistor 4405, the sixth transistor 4406, the seventh transistor 4407, and the transistor 4408 are used. Is a P-channel transistor, and becomes conductive when the absolute value of the gate-source voltage (| Vgs |) exceeds the absolute value of the threshold voltage (| Vth |) (when Vgs falls below Vth). Shall be.

なお、本実施の形態のフリップフロップは、第1のトランジスタ4401〜第8のトランジスタ4408が全てPチャネル型トランジスタで構成されていることを特徴とする。したがって、本実施の形態のフリップフロップは、製造工程の簡略化を図ることができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップは、製造コストの削減を図ることができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップは、歩留まりの向上を図ることができる。 Note that the flip-flop of this embodiment is characterized in that the first transistor 4401 to the eighth transistor 4408 are all P-channel transistors. Therefore, the flip-flop of this embodiment can simplify the manufacturing process. Further, the flip-flop of this embodiment can reduce manufacturing costs. Further, the flip-flop of this embodiment can improve yield.

図44のフリップフリップフロップの接続関係について説明する。第1のトランジスタ4401の第1の電極(ソース電極およびドレイン電極の一方)が第5の配線4425に接続され、第1のトランジスタ4401の第2の電極(ソース電極およびドレイン電極の他方)が第3の配線4423に接続される。第2のトランジスタ4402の第1の電極が第4の配線4424に接続され、第2のトランジスタ4402第2の電極が第3の配線4423に接続され、第2のトランジスタ4402のゲート電極が第8の配線4428に接続される。第3のトランジスタ4403の第1の電極が第6の配線4426に接続され、第3のトランジスタ4403の第2の電極が第6のトランジスタ4406のゲート電極に接続され、第3のトランジスタ4403のゲート電極が第7の配線4427に接続される。第4のトランジスタ4404の第1の電極が第10の配線4430に接続され、第4のトランジスタ4404の第2の電極が第6のトランジスタ4406のゲート電極に接続され、第4のトランジスタ4404のゲート電極が第8の配線4428に接続される。第5のトランジスタ4405の第1の電極が第9の配線4429に接続され、第5のトランジス
タ4405の第2の電極が第1のトランジスタ4401のゲート電極に接続され、第5のトランジスタ4405のゲート電極が第1の配線4421に接続される。第6のトランジスタ4406の第1の電極が第12の配線4432に接続され、第6のトランジスタ4406の第2の電極が第1のトランジスタ4401のゲート電極に接続される。第7のトランジスタ4407の第1の電極が第13の配線4433に接続され、第7のトランジスタ4407の第2の電極が第1のトランジスタ4401のゲート電極に接続され、第7のトランジスタ4407のゲート電極が第2の配線4422に接続される。第8のトランジスタ4408の第1の電極が第11の配線4431に接続され、第8のトランジスタ4408の第2の電極が第6のトランジスタ4406のゲート電極に接続され、第8のトランジスタ4408のゲート電極が第1のトランジスタ4401のゲート電極に接続される。
A connection relation of the flip-flop of FIG. 44 will be described. A first electrode (one of a source electrode and a drain electrode) of the first transistor 4401 is connected to a fifth wiring 4425, and a second electrode (the other of the source electrode and the drain electrode) of the first transistor 4401 is connected to a first wiring. 3 wiring 4423. A second electrode of the second transistor 4402 is connected to the fourth wiring 4424, a second electrode of the second transistor 4402 is connected to the third wiring 4423, and a gate electrode of the second transistor 4402 is connected to the eighth wiring 4423. Is connected to the wiring 4428. The first electrode of the third transistor 4403 is connected to the sixth wiring 4426, the second electrode of the third transistor 4403 is connected to the gate electrode of the sixth transistor 4406, and the gate of the third transistor 4403 The electrode is connected to the seventh wiring 4427. The first electrode of the fourth transistor 4404 is connected to the tenth wiring 4430, the second electrode of the fourth transistor 4404 is connected to the gate electrode of the sixth transistor 4406, and the gate of the fourth transistor 4404 The electrode is connected to the eighth wiring 4428. A first electrode of the fifth transistor 4405 is connected to the ninth wiring 4429, a second electrode of the fifth transistor 4405 is connected to a gate electrode of the first transistor 4401, and a gate of the fifth transistor 4405 The electrode is connected to the first wiring 4421. A first electrode of the sixth transistor 4406 is connected to the twelfth wiring 4432, and a second electrode of the sixth transistor 4406 is connected to a gate electrode of the first transistor 4401. The first electrode of the seventh transistor 4407 is connected to the thirteenth wiring 4433, the second electrode of the seventh transistor 4407 is connected to the gate electrode of the first transistor 4401, and the gate of the seventh transistor 4407 The electrode is connected to the second wiring 4422. The first electrode of the eighth transistor 4408 is connected to the eleventh wiring 4431, the second electrode of the eighth transistor 4408 is connected to the gate electrode of the sixth transistor 4406, and the gate of the eighth transistor 4408 The electrode is connected to the gate electrode of the first transistor 4401.

なお、第1のトランジスタ4401のゲート電極、第5のトランジスタ4405の第2の電極、第6のトランジスタ4406の第2の電極、第7のトランジスタ4407の第2の電極及び第8のトランジスタ4408のゲート電極の接続箇所をノード4441とする。さらに、第3のトランジスタ4403の第2の電極、第4のトランジスタ4404の第2の電極、第6のトランジスタ4406のゲート電極及び第8のトランジスタ4408の第2の電極の接続箇所をノード4442とする。 Note that the gate electrode of the first transistor 4401, the second electrode of the fifth transistor 4405, the second electrode of the sixth transistor 4406, the second electrode of the seventh transistor 4407, and the eighth transistor 4408 A connection position of the gate electrode is a node 4441. Further, a connection position of the second electrode of the third transistor 4403, the second electrode of the fourth transistor 4404, the gate electrode of the sixth transistor 4406, and the second electrode of the eighth transistor 4408 is connected to the node 4442. To do.

なお、第1の配線4421、第2の配線4422、第3の配線4423、第5の配線4425、第7の配線4427及び第8の配線4428を、それぞれ第1の信号線、第2の信号、第3の信号線、第4の信号線、第5の信号線、第6の信号線と呼んでもよい。さらに、第4の配線4424、第6の配線4426、第9の配線4429、第10の配線4430、11の配線4431、第12の配線4432及び第13の配線4433を、それぞれ第1の電源線、第2の電源線、第3の電源線、第4の電源線、第5の電源線、第6の電源線、第7の電源線と呼んでもよい。 Note that the first wiring 4421, the second wiring 4422, the third wiring 4423, the fifth wiring 4425, the seventh wiring 4427, and the eighth wiring 4428 are respectively connected to the first signal line and the second signal 4428. , A third signal line, a fourth signal line, a fifth signal line, and a sixth signal line. Further, the fourth wiring 4424, the sixth wiring 4426, the ninth wiring 4429, the tenth wiring 4430, the wiring 4431 of the eleventh, the twelfth wiring 4432, and the thirteenth wiring 4433 are respectively connected to the first power supply line. , The second power line, the third power line, the fourth power line, the fifth power line, the sixth power line, and the seventh power line.

次に、図44に示したフリップフロップの動作について、図45のタイミングチャートを参照して説明する。さらに、図45のタイミングチャートをセット期間、選択期間、リセット期間、第1の非選択期間、第2の非選択期間に分割して説明する。ただし、セット期間、リセット期間、第1の非選択期間及び第2の非選択期間を合わせて非選択期間と呼ぶこともある。 Next, the operation of the flip-flop shown in FIG. 44 will be described with reference to the timing chart of FIG. Further, the timing chart of FIG. 45 will be described by being divided into a set period, a selection period, a reset period, a first non-selection period, and a second non-selection period. However, the set period, the reset period, the first non-selection period, and the second non-selection period may be collectively referred to as a non-selection period.

なお、図45のタイミングチャートは、図2のタイミングチャートのHレベル・Lレベルを反転したものと同様である。 Note that the timing chart of FIG. 45 is the same as that obtained by inverting the H level and L level of the timing chart of FIG.

なお、第6の配線4426及び第9の配線4429にはV2の電位が供給され、第4の配線4424、第10の配線4430、第11の配線4431、第12の配線4432及び第13の配線4433にはV1の電位が供給される。ここで、V1>V2である。 Note that the potential of V2 is supplied to the sixth wiring 4426 and the ninth wiring 4429, and the fourth wiring 4424, the tenth wiring 4430, the eleventh wiring 4431, the twelfth wiring 4432, and the thirteenth wiring. 4433 is supplied with the potential of V1. Here, V1> V2.

なお、第1の配線4421、第5の配線4425、第8の配線4428、第7の配線4427及び第2の配線4422には、それぞれ図45に示す信号4521、信号4525、信号4528、信号4527、信号4522が入力される。そして、第3の配線4423からは、図45に示す信号4423が出力される。ここで、信号4421、信号4425、信号4428、信号4427、信号4422及び信号4423は、H信号の電位がV1(以下、Hレベルともいう)、L信号の電位がV2(以下、Lレベルともいう)のデジタル信号である。さらに、信号4421、信号4425、信号4428、信号4427、信号4422及び信号4423を、それぞれスタート信号、パワークロック信号(PCK)、第1の制御クロック信号(CCK1)、第2の制御クロック信号(CCK2)、リセット信号、出力信号と呼んでもよい。 Note that the first wiring 4421, the fifth wiring 4425, the eighth wiring 4428, the seventh wiring 4427, and the second wiring 4422 are a signal 4521, a signal 4525, a signal 4528, and a signal 4527 shown in FIG. , A signal 4522 is input. A signal 4423 shown in FIG. 45 is output from the third wiring 4423. Here, in the signal 4421, the signal 4425, the signal 4428, the signal 4427, the signal 4422, and the signal 4423, the potential of the H signal is V1 (hereinafter also referred to as H level) and the potential of the L signal is V2 (hereinafter also referred to as L level). ) Digital signal. Further, the signal 4421, the signal 4425, the signal 4428, the signal 4427, the signal 4422, and the signal 4423 are respectively converted into a start signal, a power clock signal (PCK), a first control clock signal (CCK1), and a second control clock signal (CCK2). ), May be called a reset signal or an output signal.

ただし、第1の配線4421、第2の配線4422、第4の配線4424〜第13の配線4433には、それぞれ様々な信号、電位及び電流が入力されてもよい。 Note that various signals, potentials, and currents may be input to the first wiring 4421, the second wiring 4422, and the fourth wiring 4424 to the thirteenth wiring 4433, respectively.

まず、図45(A)に示すセット期間において、信号4521がLレベルとなり第5のトランジスタ4405がオンし、信号4422がHレベルなので第7のトランジスタ4407がオフし、信号4528がLレベルとなり第2のトランジスタ4402及び第4のトランジスタ4404がオンし、信号4527がHレベルとなり第3のトランジスタ4403がオフする。このときのノード4441の電位(電位4541)は、第5のトランジスタ4405の第2の電極がソース電極となって、第9の配線4429の電位と第5のトランジスタ4405のしきい値電圧の絶対値との和となるためV2+|Vth4405|(Vth4405:第5のトランジスタ4405のしきい値電圧)となる。よって、第1のトランジスタ4401及び第8のトランジスタ4408がオンし、第5のトランジスタ4405がオフする。このときのノード4442の電位(電位4542)は、V1となって、第6のトランジスタ4406がオフする。このように、セット期間では、第3の配線4423はH信号が入力されている第5の配線4425及び第4の配線4424と導通するため、第3の配線4423の電位がV1となる。したがって、H信号が第3の配線4423から出力される。さらに、ノード4441は、電位をV2+|Vth4405|に維持したまま浮遊状態となる。 First, in the set period illustrated in FIG. 45A, the signal 4521 is L level and the fifth transistor 4405 is turned on. Since the signal 4422 is H level, the seventh transistor 4407 is turned off and the signal 4528 is L level. The second transistor 4402 and the fourth transistor 4404 are turned on, so that the signal 4527 becomes an H level and the third transistor 4403 is turned off. At this time, the potential of the node 4441 (the potential 4541) is the absolute value of the potential of the ninth wiring 4429 and the threshold voltage of the fifth transistor 4405 with the second electrode of the fifth transistor 4405 serving as a source electrode. Therefore, V2 + | Vth4405 | (Vth4405: threshold voltage of the fifth transistor 4405) is obtained. Accordingly, the first transistor 4401 and the eighth transistor 4408 are turned on, and the fifth transistor 4405 is turned off. At this time, the potential of the node 4442 (the potential 4542) is V1, and the sixth transistor 4406 is turned off. In this manner, in the set period, the third wiring 4423 is electrically connected to the fifth wiring 4425 and the fourth wiring 4424 to which the H signal is input, so that the potential of the third wiring 4423 becomes V1. Accordingly, the H signal is output from the third wiring 4423. Further, the node 4441 is in a floating state with the potential maintained at V2 + | Vth4405 |.

図45(B)に示す選択期間では、信号4521がHレベルとなり第5のトランジスタ4405がオフし、信号4522がHレベルのままなので第7のトランジスタ4407がオフのままであり、信号4528がHレベルとなり第2のトランジスタ4402及び第4のトランジスタ4404がオフし、信号4527がLレベルとなり第3のトランジスタ4503がオンする。このときのノード4441は電位をV1+|Vth4405|に維持している。よって、第1のトランジスタ4401及び第8のトランジスタ4408はオンのままである。このときのノード4442の電位は、第11の配線4431の電位(V1)と第6の配線4426の電位(V2)との電位差(V1−V2)が第3のトランジスタ4403及び第8のトランジスタ4408によって分圧され、V1−θ(θ:任意の正の数)となる。さらに、θ<|Vth4406|(第6のトランジスタ4406のしきい値電圧)とする。よって、第6のトランジスタ4406がオフのままである。ここで、第5の配線4425にL信号が入力されるので、第3の配線4423の電位が下がり始める。すると、ノード4441の電位は、ブートストラップ動作によってV2+|Vth4405|から下がり、V2−|Vth4401|−γ(Vth4401:第1のトランジスタ4401のしきい値電圧、γ:任意の正の数)となる。したがって、第3の配線4423の電位は、第5の配線4425と等しい電位となるのでV2となる。このように、選択期間では、第3の配線4423はL信号が入力されている第5の配線4425と導通するため、第3の配線4423の電位がV2となる。したがって、L信号が第3の配線4423から出力される。 In the selection period shown in FIG. 45B, the signal 4521 is at the H level, the fifth transistor 4405 is turned off, and the signal 4522 remains at the H level, so the seventh transistor 4407 is kept off and the signal 4528 is at the H level. The second transistor 4402 and the fourth transistor 4404 are turned off, and the signal 4527 becomes the L level, and the third transistor 4503 is turned on. At this time, the potential of the node 4441 is maintained at V1 + | Vth4405 |. Accordingly, the first transistor 4401 and the eighth transistor 4408 remain on. At this time, the potential of the node 4442 is such that the potential difference (V1−V2) between the potential (V1) of the eleventh wiring 4431 and the potential (V2) of the sixth wiring 4426 is the third transistor 4403 and the eighth transistor 4408. Is divided into V1−θ (θ is an arbitrary positive number). Further, θ <| Vth4406 | (the threshold voltage of the sixth transistor 4406). Accordingly, the sixth transistor 4406 remains off. Here, since an L signal is input to the fifth wiring 4425, the potential of the third wiring 4423 starts to decrease. Then, the potential of the node 4441 decreases from V2 + | Vth4405 | by the bootstrap operation, and becomes V2− | Vth4401 | −γ (Vth4401: threshold voltage of the first transistor 4401, γ: any positive number). . Accordingly, the potential of the third wiring 4423 is equal to that of the fifth wiring 4425 and thus becomes V2. In this manner, in the selection period, the third wiring 4423 is electrically connected to the fifth wiring 4425 to which the L signal is input, so that the potential of the third wiring 4423 becomes V2. Accordingly, the L signal is output from the third wiring 4423.

図45(C)に示すリセット期間では、信号4521がHレベルのままなので第5のトランジスタ4405がオフのままであり、信号4522がLレベルとなり第7のトランジスタ4407がオンし、信号4528がLレベルとなり第2のトランジスタ4402及び第4のトランジスタ4404がオンし、信号4527がHレベルとなり第3のトランジスタ4403がオフする。このときのノード4441の電位は、第13の配線4433の電位(V1)が第7のトランジスタ4407を介して供給されるためV1となる。よって、第1のトランジスタ4401及び第8のトランジスタ4408がオフする。このときのノード4442の電位は、第4のトランジスタ4404がオンするのでV1となる。よって、第6のトランジスタ4406がオフする。このように、リセット期間では、第3の配線4423はV1が供給されている第4の配線4424と導通するため、第3の配線4423の電位がV1となる。したがって、H信号が第3の配線4423から出力される。 In the reset period illustrated in FIG. 45C, since the signal 4521 remains at H level, the fifth transistor 4405 remains off, the signal 4522 becomes L level, the seventh transistor 4407 turns on, and the signal 4528 becomes L The second transistor 4402 and the fourth transistor 4404 are turned on, and the signal 4527 becomes the H level, and the third transistor 4403 is turned off. The potential of the node 4441 at this time is V1 because the potential (V1) of the thirteenth wiring 4433 is supplied through the seventh transistor 4407. Accordingly, the first transistor 4401 and the eighth transistor 4408 are turned off. At this time, the potential of the node 4442 becomes V1 because the fourth transistor 4404 is turned on. Accordingly, the sixth transistor 4406 is turned off. In this manner, in the reset period, the third wiring 4423 is electrically connected to the fourth wiring 4424 to which V1 is supplied, so that the potential of the third wiring 4423 becomes V1. Accordingly, the H signal is output from the third wiring 4423.

図45(D)に示す第1の非選択期間において、信号4521がHレベルのままなので第5のトランジスタ4405がオフのままであり、信号4522がHレベルとなり第7のトランジスタ4407がオフし、信号4528がHレベルとなり第2のトランジスタ4402及び第4のトランジスタ4404がオフし、信号4527がLレベルとなり第3のトランジスタ4403がオンする。このときのノード4442の電位は、第3のトランジスタ4403の第2の電極がソース電極となって、第7の配線4427の電位(V2)と第3のトランジスタ4403のしきい値電圧の絶対値との和となるためV2+|Vth4403|(Vth4403:第3のトランジスタ4403のしきい値電圧)となる。よって、第6のトランジスタ4406がオンする。このときのノード4441の電位は第6のトランジスタ4406がオンするのでV1となる。よって、第1のトランジスタ4401及び第8のトランジスタ4408はオフのままである。このように、第1の非選択期間では、第3の配線4423は浮遊状態となって、電位をV1に維持する。 In the first non-selection period illustrated in FIG. 45D, since the signal 4521 remains at the H level, the fifth transistor 4405 remains off, the signal 4522 becomes the H level, and the seventh transistor 4407 is turned off. The signal 4528 becomes H level, the second transistor 4402 and the fourth transistor 4404 are turned off, the signal 4527 becomes L level, and the third transistor 4403 is turned on. At this time, the potential of the node 4442 is the absolute value of the potential (V2) of the seventh wiring 4427 and the threshold voltage of the third transistor 4403 with the second electrode of the third transistor 4403 serving as a source electrode. Therefore, V2 + | Vth4403 | (Vth4403: threshold voltage of the third transistor 4403). Accordingly, the sixth transistor 4406 is turned on. At this time, the potential of the node 4441 becomes V1 because the sixth transistor 4406 is turned on. Accordingly, the first transistor 4401 and the eighth transistor 4408 remain off. As described above, in the first non-selection period, the third wiring 4423 is in a floating state, and the potential is maintained at V1.

なお、本実施の形態のフリップフロップは、第2のトランジスタ4402をオフすることによって、第2のトランジスタ4402のしきい値電圧のシフトを抑制できる。 Note that the flip-flop of this embodiment can suppress a shift in threshold voltage of the second transistor 4402 by turning off the second transistor 4402.

図45(E)に示す第2の非選択期間において、信号4521がHレベルのままなので第5のトランジスタ4405がオフのままであり、信号4522がHレベルのままなので第7のトランジスタ4407がオフのままであり、信号4528がLレベルとなり第2のトランジスタ4402及び第4のトランジスタ4404がオンし、信号4527がHレベルとなり第3のトランジスタ4403がオフする。このときノード4442の電位がV1となって第6のトランジスタ4406がオフする。このときのノード4441は浮遊状態となるため電位をV1に維持する。よって、第1のトランジスタ4401及び第8のトランジスタ4408はオフのままである。このように、第2の非選択期間では、第3の配線4423はV1が供給されている第4の配線4424と導通するため、第3の配線4423の電位がV1となる。したがって、H信号が第3の配線4423から出力される。 In the second non-selection period shown in FIG. 45E, since the signal 4521 remains at the H level, the fifth transistor 4405 remains off, and since the signal 4522 remains at the H level, the seventh transistor 4407 is off. Thus, the signal 4528 becomes L level, the second transistor 4402 and the fourth transistor 4404 are turned on, the signal 4527 becomes H level, and the third transistor 4403 is turned off. At this time, the potential of the node 4442 becomes V1 and the sixth transistor 4406 is turned off. Since the node 4441 at this time is in a floating state, the potential is maintained at V1. Accordingly, the first transistor 4401 and the eighth transistor 4408 remain off. In this manner, in the second non-selection period, the third wiring 4423 is electrically connected to the fourth wiring 4424 to which V1 is supplied, so that the potential of the third wiring 4423 becomes V1. Accordingly, the H signal is output from the third wiring 4423.

なお、本実施の形態のフリップフロップは、第6のトランジスタ4406をオフすることによって、第6のトランジスタ4406のしきい値電圧のシフトを抑制できる。 Note that the flip-flop of this embodiment can suppress a shift in threshold voltage of the sixth transistor 4406 by turning off the sixth transistor 4406.

以上のことから、本実施の形態のフリップフロップは、第2のトランジスタ4402及び第6のトランジスタ4406のしきい値電圧のシフトを抑制できるため、長寿命化を図ることができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップは、全てのトランジスタのしきい値電圧のシフトを抑制できるため、長寿命化を図ることができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップは、信頼性を向上するこができる。さらに、本実施の形態のフリップフロップは誤動作の抑制を図ることができる。 From the above, the flip-flop of this embodiment can suppress a shift in threshold voltage of the second transistor 4402 and the sixth transistor 4406, and thus can have a long lifetime. Further, the flip-flop of this embodiment can suppress a shift in threshold voltage of all transistors, so that the lifetime can be extended. Further, the flip-flop of this embodiment can improve reliability. Further, the flip-flop of this embodiment can suppress malfunction.

なお、本実施の形態のシフトレジスタは、本実施の形態のフリップフロップを実施の形態1乃至実施の形態3に記載のシフトレジスタと自由に組み合わせて実施することができる。例えば、本実施の形態のシフトレジスタは、本実施の形態のフリップフロップを図11、図14、図24及び図42のシフトレジスタと自由に組み合わせて実施することができる。ただし、本実施の形態のシフトレジスタは、実施の形態1乃至実施の形態3に記載のシフトレジスタと比較して、Hレベル・Lレベルが反転している。 Note that the shift register of this embodiment can be implemented by freely combining the flip-flop of this embodiment with the shift register described in any of Embodiments 1 to 3. For example, the shift register of this embodiment mode can be implemented by freely combining the flip-flops of this embodiment mode with the shift registers of FIGS. 11, 14, 24, and 42. However, in the shift register of this embodiment, the H level and the L level are inverted as compared with the shift register described in any of Embodiments 1 to 3.

なお、本実施の形態の表示装置は、本実施の形態のシフトレジスタを実施の形態1乃至実施の形態3に記載の表示装置と自由に組み合わせて実施することができる。例えば、本実施の形態の表示装置は、図17、図19、図20、図27、図28の表示装置と自由に組み合わせて実施することができる。ただし、本実施の形態の表示装置は、実施の形態1乃至実施の形態3に記載の表示装置と比較して、Hレベル・Lレベルが反転している。 Note that the display device of this embodiment can be implemented by freely combining the shift register of this embodiment with the display device described in any of Embodiments 1 to 3. For example, the display device of this embodiment mode can be implemented in combination with the display devices of FIGS. 17, 19, 20, 27, and 28 freely. However, in the display device of this embodiment, the H level and the L level are inverted as compared with the display devices described in Embodiments 1 to 3.

なお、本実施の形態において、様々な図を用いて述べてきたが、各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の図で述べた内容(一部でもよい)に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、これまでに述べた図において、各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Note that in this embodiment mode, description has been made using various drawings. However, the contents (or part of the contents) described in each figure may be different from the contents (or part of the contents) described in another figure. , Application, combination, or replacement can be performed freely. Further, in the drawings described so far, more parts can be formed by combining each part with another part.

同様に、本実施の形態の各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の実施の形態の図で述べた内容(一部でもよい)対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Similarly, the contents (may be a part) described in each drawing of this embodiment are applied, combined, or replaced with the contents (may be a part) described in the figure of another embodiment. Can be done freely. Further, in the drawings of this embodiment mode, more drawings can be formed by combining each portion with a portion of another embodiment.

なお、本実施の形態は、他の実施の形態で述べた内容(一部でもよい)を、具現化した場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。 Note that the present embodiment is an example in which the contents (may be part) described in other embodiments are embodied, an example in which the content is slightly modified, an example in which a part is changed, and an improvement. An example of a case, an example of a case where it is described in detail, an example of a case where it is applied, an example of a related part, and the like are shown. Therefore, the contents described in other embodiments can be freely applied to, combined with, or replaced with this embodiment.

(実施の形態5)
本実施の形態では、実施の形態1乃至実施の形態4に示した表示装置が有する信号線駆動回路について説明する。
(Embodiment 5)
In this embodiment, a signal line driver circuit included in the display device described in any of Embodiments 1 to 4 is described.

図31の信号線駆動回路について説明する。図31に示す信号線駆動回路は、ドライバIC5601、スイッチ群5602_1〜5602_M、第1の配線5611、第2の配線5612、第3の配線5613及び配線5621_1〜5621_Mを有する。スイッチ群5602_1〜5602_Mそれぞれは、第1のスイッチ5603a、第2のスイッチ5603b及び第3のスイッチ5603cを有する。 The signal line driver circuit of FIG. 31 will be described. The signal line driver circuit illustrated in FIG. 31 includes a driver IC 5601, switch groups 5602_1 to 5602_M, a first wiring 5611, a second wiring 5612, a third wiring 5613, and wirings 5621_1 to 5621_M. Each of the switch groups 5602_1 to 5602_M includes a first switch 5603a, a second switch 5603b, and a third switch 5603c.

ドライバIC5601は第1の配線5611、第2の配線5612、第3の配線5613及び配線5621_1〜5621_Mに接続される。そして、スイッチ群5602_1〜5602_Mそれぞれは、第1の配線5611、第2の配線5612、第3の配線5613及びスイッチ群5602_1〜5602_Mそれぞれに対応した配線5621_1〜5621_Mのうちいずれかに接続される。そして、配線5621_1〜5621_Mそれぞれは、第1のスイッチ5603a、第2のスイッチ5603b及び第3のスイッチ5603cを介して、3つの信号線に接続される。例えば、J列目の配線5621_J(配線5621_1〜配線5621_Mのうちいずれか一)は、スイッチ群5602_Jが有する第1のスイッチ5603a、第2のスイッチ5603b及び第3のスイッチ5603cを介して、信号線Sj−1、信号線Sj、信号線Sj+1に接続される。 The driver IC 5601 is connected to the first wiring 5611, the second wiring 5612, the third wiring 5613, and the wirings 5621_1 to 5621_M. Each of the switch groups 5602_1 to 5602_M is connected to any of the first wiring 5611, the second wiring 5612, the third wiring 5613, and the wirings 5621_1 to 5621_M corresponding to the switch groups 5602_1 to 5602_M. Each of the wirings 5621_1 to 5621_M is connected to three signal lines through the first switch 5603a, the second switch 5603b, and the third switch 5603c. For example, the wiring 5621_J (any one of the wirings 5621_1 to 5621_M) in the J-th column is connected to the signal line through the first switch 5603a, the second switch 5603b, and the third switch 5603c included in the switch group 5602_J. Sj−1, signal line Sj, and signal line Sj + 1 are connected.

なお、第1の配線5611、第2の配線5612、第3の配線5613には、それぞれ信号が入力される。 Note that a signal is input to each of the first wiring 5611, the second wiring 5612, and the third wiring 5613.

なお、ドライバIC5601は、単結晶基板若しくは多結晶半導体を用いたガラス基板上に形成されていることが望ましい。さらに、スイッチ群5602は、実施の形態1乃至実施の形態4に示した画素部と同一基板上に形成されていることが望ましい。したがって、ドライバIC5601とスイッチ群5602とはFPCなどを介して接続するとよい。 Note that the driver IC 5601 is preferably formed over a single crystal substrate or a glass substrate using a polycrystalline semiconductor. Further, the switch group 5602 is preferably formed over the same substrate as the pixel portion described in Embodiments 1 to 4. Therefore, the driver IC 5601 and the switch group 5602 are preferably connected via an FPC or the like.

次に、図31に示した信号線駆動回路の動作について、図32のタイミングチャートを参照して説明する。なお、図32のタイミングチャートは、i行目の走査線Giが選択されている場合のタイミングチャートを示している。さらに、i行目の走査線Giの選択期間
は、第1のサブ選択期間T1、第2のサブ選択期間T2及び第3のサブ選択期間T3に分割されている。さらに、図31の信号線駆動回路は、他の行の走査線が選択されている場合でも図32と同様の動作をする。
Next, operation of the signal line driver circuit illustrated in FIG. 31 is described with reference to a timing chart of FIG. Note that the timing chart of FIG. 32 shows the timing chart when the i-th scanning line Gi is selected. Further, the selection period of the i-th scanning line Gi is divided into a first sub-selection period T1, a second sub-selection period T2, and a third sub-selection period T3. Further, the signal line driver circuit in FIG. 31 operates in the same manner as in FIG. 32 even when a scan line in another row is selected.

なお、図32のタイミングチャートは、J列目の配線5621_Jが第1のスイッチ5603a、第2のスイッチ5603b及び第3のスイッチ5603cを介して、信号線Sj−1、信号線Sj、信号線Sj+1に接続される場合について示している。 Note that in the timing chart of FIG. 32, the wiring 5621_J in the J-th column is connected to the signal line Sj−1, the signal line Sj, and the signal line Sj + 1 through the first switch 5603a, the second switch 5603b, and the third switch 5603c. It shows the case of being connected to.

なお、図32のタイミングチャートは、i行目の走査線Giが選択されるタイミング、第1のスイッチ5603aのオン・オフのタイミング5703a、第2のスイッチ5603bのオン・オフのタイミング5703b、第3のスイッチ5603cのオン・オフのタイミング5703c及びJ列目の配線5621_Jに入力される信号5721_Jを示している。 Note that in the timing chart of FIG. 32, the timing at which the i-th scanning line Gi is selected, the on / off timing 5703a of the first switch 5603a, the on / off timing 5703b of the second switch 5603b, The on / off timing 5703c of the switch 5603c and the signal 5721_J input to the wiring 5621_J in the J-th column are shown.

なお、配線5621_1〜配線5621_Mには第1のサブ選択期間T1、第2のサブ選択期間T2及び第3のサブ選択期間T3において、それぞれ別のビデオ信号が入力される。例えば、第1のサブ選択期間T1において配線5621_Jに入力されるビデオ信号は信号線Sj−1に入力され、第2のサブ選択期間T2において配線5621_Jに入力されるビデオ信号は信号線Sjに入力され、第3のサブ選択期間T3において配線5621_Jに入力されるビデオ信号は信号線Sj+1に入力される。さらに、選択期間T1、第2のサブ選択期間T2及び第3のサブ選択期間T3において、配線5621_Jに入力されるビデオ信号をそれぞれDataj−1、Dataj、Dataj+1とする。 Note that different video signals are input to the wirings 5621_1 to 5621_M in the first sub-selection period T1, the second sub-selection period T2, and the third sub-selection period T3. For example, a video signal input to the wiring 5621_J in the first sub-selection period T1 is input to the signal line Sj-1, and a video signal input to the wiring 5621_J in the second sub-selection period T2 is input to the signal line Sj. Then, the video signal input to the wiring 5621_J in the third sub-selection period T3 is input to the signal line Sj + 1. Further, in the selection period T1, the second sub-selection period T2, and the third sub-selection period T3, video signals input to the wiring 5621_J are Dataj-1, Dataj, and Dataj + 1, respectively.

図32に示すように、第1のサブ選択期間T1において第1のスイッチ5603aがオンし、第2のスイッチ5603b及び第3のスイッチ5603cがオフする。このとき、配線5621_Jに入力されるDataj−1が、第1のスイッチ5603aを介して信号線Sj−1に入力される。第2のサブ選択期間T2では、第2のスイッチ5603bがオンし、第1のスイッチ5603a及び第3のスイッチ5603cがオフする。このとき、配線5621_Jに入力されるDatajが、第2のスイッチ5603bを介して信号線Sjに入力される。第3のサブ選択期間T3では、第3のスイッチ5603cがオンし、第1のスイッチ5603a及び第2のスイッチ5603bがオフする。このとき、配線5621_Jに入力されるDataj+1が、第3のスイッチ5603cを介して信号線Sj+1に入力される。 As shown in FIG. 32, in the first sub-selection period T1, the first switch 5603a is turned on, and the second switch 5603b and the third switch 5603c are turned off. At this time, Dataj-1 input to the wiring 5621_J is input to the signal line Sj-1 through the first switch 5603a. In the second sub-selection period T2, the second switch 5603b is turned on, and the first switch 5603a and the third switch 5603c are turned off. At this time, Dataj input to the wiring 5621_J is input to the signal line Sj through the second switch 5603b. In the third sub-selection period T3, the third switch 5603c is turned on, and the first switch 5603a and the second switch 5603b are turned off. At this time, Dataj + 1 input to the wiring 5621_J is input to the signal line Sj + 1 through the third switch 5603c.

以上のことから、図31の信号線駆動回路は、1ゲート選択期間を3つに分割することで、1ゲート選択期間中に1つの配線5621から3つの信号線にビデオ信号を入力することができる。したがって、図31の信号線駆動回路は、ドライバIC5601が形成される基盤と、画素部が形成されている基盤との接続数を信号線の数に比べて約1/3にすることができる。接続数が約1/3になることによって、図31の信号線駆動回路は、信頼性、歩留まりなどを向上できる。 From the above, the signal line driver circuit in FIG. 31 can divide one gate selection period into three to input video signals from one wiring 5621 to three signal lines during one gate selection period. it can. Therefore, the signal line driver circuit in FIG. 31 can reduce the number of connections between the substrate on which the driver IC 5601 is formed and the substrate on which the pixel portion is formed to about 1/3 of the number of signal lines. When the number of connections is about 3, the signal line driver circuit in FIG. 31 can improve reliability, yield, and the like.

なお、本実施形態の信号線駆動回路を実施形態1乃至実施形態4に示した表示装置に適用することによって、さらに画素部が形成されている基盤と外部基盤との接続数を減らすことができる。したがって、本発明の表示装置は、信頼性の向上を図ることができる。さらに、本発明の表示装置は、歩留まりを高くすることができる。 Note that the number of connections between the substrate on which the pixel portion is formed and the external substrate can be further reduced by applying the signal line driver circuit of this embodiment to the display device described in Embodiments 1 to 4. . Therefore, the display device of the present invention can improve reliability. Furthermore, the display device of the present invention can increase the yield.

次に、第1のスイッチ5603a、第2のスイッチ5603b及び第3のスイッチ5603cにNチャネル型のトランジスタを適用した場合について図33を参照して説明する。なお、図31と同様なものに関しては共通の符号を用いて示し、同一部分又は同様な機能を有する部分の詳細な説明は省略する。 Next, the case where N-channel transistors are used for the first switch 5603a, the second switch 5603b, and the third switch 5603c will be described with reference to FIGS. Note that components similar to those in FIG. 31 are denoted by common reference numerals, and detailed description of the same portions or portions having similar functions is omitted.

第1のトランジスタ5903aが第1のスイッチ5603aに相当し、第2のトランジスタ5903bが第2のスイッチ5603bに相当し、第3のトランジスタ5903cが第3のスイッチ5603cに相当する。 The first transistor 5903a corresponds to the first switch 5603a, the second transistor 5903b corresponds to the second switch 5603b, and the third transistor 5903c corresponds to the third switch 5603c.

例えば、スイッチ群5602_Jの場合、第1のトランジスタ5903aは、第1の電極が配線5621_Jに接続され、第2の電極が信号線Sj−1に接続され、ゲート電極が第1の配線5611に接続される。第2のトランジスタ5903bは、第1の電極が配線5621_Jに接続され、第2の電極が信号線Sjに接続され、ゲート電極が第2の配線5612に接続される。第3のトランジスタ5903cは、第1の電極が配線5621_Jに接続され、第2の電極が信号線Sj+1に接続され、ゲート電極が第3の配線5613に接続される。 For example, in the case of the switch group 5602_J, the first transistor 5903a includes a first electrode connected to the wiring 5621_J, a second electrode connected to the signal line Sj-1, and a gate electrode connected to the first wiring 5611. Is done. In the second transistor 5903b, the first electrode is connected to the wiring 5621_J, the second electrode is connected to the signal line Sj, and the gate electrode is connected to the second wiring 5612. In the third transistor 5903c, the first electrode is connected to the wiring 5621_J, the second electrode is connected to the signal line Sj + 1, and the gate electrode is connected to the third wiring 5613.

なお、第1のトランジスタ5903a、第2のトランジスタ5903b、第3のトランジスタ5903cは、それぞれスイッチングトランジスタとして機能する。さらに、第1のトランジスタ5903a、第2のトランジスタ5903b、第3のトランジスタ5903cは、それぞれゲート電極に入力される信号がHレベルのときにオンとなり、ゲート電極に入力される信号がLレベルのときにオフとなる。 Note that the first transistor 5903a, the second transistor 5903b, and the third transistor 5903c each function as a switching transistor. Further, the first transistor 5903a, the second transistor 5903b, and the third transistor 5903c are turned on when a signal input to the gate electrode is at an H level, and when the signal input to the gate electrode is at an L level. Turned off.

なお、第1のスイッチ5603a、第2のスイッチ5603b及び第3のスイッチ5603cとしてNチャネル型のトランジスタを用いることによって、トランジスタの半導体層として、アモルファスシリコンを用いることができるため、製造工程の簡略化を図ることができ、製造コストの削減や歩留まりの向上を図ることができるからである。さらに、大型の表示パネルなどの半導体装置を作製することも可能となるからである。また、トランジスタの半導体層として、ポリシリコンや多結晶シリコンを用いても製造工程の簡略化を図ることができる。 Note that by using N-channel transistors as the first switch 5603a, the second switch 5603b, and the third switch 5603c, amorphous silicon can be used as a semiconductor layer of the transistor, so that the manufacturing process is simplified. This is because the manufacturing cost can be reduced and the yield can be improved. Further, it is possible to manufacture a semiconductor device such as a large display panel. In addition, the manufacturing process can be simplified even if polysilicon or polycrystalline silicon is used as the semiconductor layer of the transistor.

図33の信号線駆動回路では、第1のトランジスタ5903a、第2のトランジスタ5903b、第3のトランジスタ5903cとしてNチャネル型のトランジスタを用いた場合について説明したが、第1のトランジスタ5903a、第2のトランジスタ5903b、第3のトランジスタ5903cとしてPチャネル型のトランジスタを用いてもよい。このとき、トランジスタはゲート電極に入力される信号がLレベルのときにオンとなり、ゲート電極に入力される信号がHレベルのときにオフとなる。 In the signal line driver circuit in FIG. 33, the case where N-channel transistors are used as the first transistor 5903a, the second transistor 5903b, and the third transistor 5903c has been described; however, the first transistor 5903a, P-channel transistors may be used as the transistor 5903b and the third transistor 5903c. At this time, the transistor is turned on when the signal input to the gate electrode is at L level, and is turned off when the signal input to the gate electrode is at H level.

なお、図31のように、1ゲート選択期間を複数のサブ選択期間に分割し、複数のサブ選択期間それぞれにおいてある1つの配線から複数の信号線それぞれにビデオ信号を入力することができれば、スイッチの配置や数、駆動方法などは限定されない。 As shown in FIG. 31, if one gate selection period is divided into a plurality of sub-selection periods and a video signal can be input to each of a plurality of signal lines from one wiring in each of the plurality of sub-selection periods, There are no restrictions on the arrangement, number, or driving method.

例えば、3つ以上のサブ選択期間それぞれにおいて1つの配線から3つ以上の信号線それぞれにビデオ信号を入力する場合は、スイッチ及びスイッチを制御するための配線を追加すればよい。ただし、1ゲート選択期間を4つ以上のサブ選択期間に分割すると、1つのサブ選択期間が短くなる。したがって、1ゲート選択期間は、2つ又は3つのサブ選択期間に分割されることが望ましい。 For example, when a video signal is input from one wiring to each of three or more signal lines in each of three or more sub-selection periods, a switch and a wiring for controlling the switch may be added. However, if one gate selection period is divided into four or more sub selection periods, one sub selection period is shortened. Therefore, it is desirable that one gate selection period is divided into two or three sub selection periods.

別の例として、図34のタイミングチャートに示すように、1つの選択期間をプリチャージ期間Tp、第1のサブ選択期間T1、第2のサブ選択期間T2、第3の選択期間T3に分割してもよい。さらに、図34のタイミングチャートは、i行目の走査線Giが選択されるタイミング、第1のスイッチ5603aのオン・オフのタイミング5803a、第2のスイッチ5603bのオン・オフのタイミング5803b、第3のスイッチ5603cのオン・オフのタイミング5803c及びJ列目の配線5621_Jに入力される信号5
821_Jを示している。図34に示すように、プリチャージ期間Tpにおいて第1のスイッチ5603a、第2のスイッチ5603b及び第3のスイッチ5603cがオンする。このとき、配線5621_Jに入力されるプリチャージ電圧Vpが第1のスイッチ5603a、第2のスイッチ5603b及び第3のスイッチ5603cを介してそれぞれ信号線Sj−1、信号線Sj、信号線Sj+1に入力される。第1のサブ選択期間T1において第1のスイッチ5603aがオンし、第2のスイッチ5603b及び第3のスイッチ5603cがオフする。このとき、配線5621_Jに入力されるDataj−1が、第1のスイッチ5603aを介して信号線Sj−1に入力される。第2のサブ選択期間T2では、第2のスイッチ5603bがオンし、第1のスイッチ5603a及び第3のスイッチ5603cがオフする。このとき、配線5621_Jに入力されるDatajが、第2のスイッチ5603bを介して信号線Sjに入力される。第3のサブ選択期間T3では、第3のスイッチ5603cがオンし、第1のスイッチ5603a及び第2のスイッチ5603bがオフする。このとき、配線5621_Jに入力されるDataj+1が、第3のスイッチ5603cを介して信号線Sj+1に入力される。
As another example, as shown in the timing chart of FIG. 34, one selection period is divided into a precharge period Tp, a first sub selection period T1, a second sub selection period T2, and a third selection period T3. May be. Further, in the timing chart of FIG. 34, the timing at which the i-th scanning line Gi is selected, the on / off timing 5803a of the first switch 5603a, the on / off timing 5803b of the second switch 5603b, ON / OFF timing 5803c of the switch 5603c and signal 5 input to the wiring 5621_J of the J-th column
821_J is shown. As shown in FIG. 34, the first switch 5603a, the second switch 5603b, and the third switch 5603c are turned on in the precharge period Tp. At this time, the precharge voltage Vp input to the wiring 5621_J is input to the signal line Sj−1, the signal line Sj, and the signal line Sj + 1 through the first switch 5603a, the second switch 5603b, and the third switch 5603c, respectively. Is done. In the first sub-selection period T1, the first switch 5603a is turned on, and the second switch 5603b and the third switch 5603c are turned off. At this time, Dataj-1 input to the wiring 5621_J is input to the signal line Sj-1 through the first switch 5603a. In the second sub-selection period T2, the second switch 5603b is turned on, and the first switch 5603a and the third switch 5603c are turned off. At this time, Dataj input to the wiring 5621_J is input to the signal line Sj through the second switch 5603b. In the third sub-selection period T3, the third switch 5603c is turned on, and the first switch 5603a and the second switch 5603b are turned off. At this time, Dataj + 1 input to the wiring 5621_J is input to the signal line Sj + 1 through the third switch 5603c.

以上のことから、図34のタイミングチャートを適用した図31の信号線駆動回路は、サブ選択期間の前にプリチャージ選択期間を設けることによって、信号線をプリチャージできるため、画素へのビデオ信号の書き込みを高速に行うことができる。なお、図32と同様なものに関しては共通の符号を用いて示し、同一部分又は同様な機能を有する部分の詳細な説明は省略する。 From the above, the signal line driver circuit in FIG. 31 to which the timing chart in FIG. 34 is applied can precharge the signal line by providing the precharge selection period before the sub selection period. Can be written at high speed. Note that components similar to those in FIG. 32 are denoted by common reference numerals, and detailed description of the same portions or portions having similar functions is omitted.

図35においても、図31のように、1ゲート選択期間を複数のサブ選択期間に分割し、複数のサブ選択期間それぞれにおいてある1つの配線から複数の信号線それぞれにビデオ信号を入力することができる。なお、図35は、信号線駆動回路のうちJ列目のスイッチ群6022_Jのみを示している。スイッチ群6022_Jは、第1のトランジスタ6001、第2のトランジスタ6002、第3のトランジスタ6003、第4のトランジスタ6004、第5のトランジスタ6005、第6のトランジスタ6006を有している。第1のトランジスタ6001、第2のトランジスタ6002、第3のトランジスタ6003、第4のトランジスタ6004、第5のトランジスタ6005、第6のトランジスタ6006はNチャネル型のトランジスタである。スイッチ群6022_Jは、第1の配線6011、第2の配線6012、第3の配線6013、第4の配線6014、第5の配線6015、第6の配線6016、配線5621_J、信号線Sj−1、信号線Sj、信号線Sj+1に接続される。 Also in FIG. 35, as shown in FIG. 31, one gate selection period is divided into a plurality of sub-selection periods, and a video signal is input to each of a plurality of signal lines from one wiring in each of the plurality of sub-selection periods. it can. Note that FIG. 35 illustrates only the switch group 6022 </ b> _J in the J column in the signal line driver circuit. The switch group 6022_J includes a first transistor 6001, a second transistor 6002, a third transistor 6003, a fourth transistor 6004, a fifth transistor 6005, and a sixth transistor 6006. The first transistor 6001, the second transistor 6002, the third transistor 6003, the fourth transistor 6004, the fifth transistor 6005, and the sixth transistor 6006 are N-channel transistors. The switch group 6022_J includes a first wiring 6011, a second wiring 6012, a third wiring 6013, a fourth wiring 6014, a fifth wiring 6015, a sixth wiring 6016, a wiring 5621_J, a signal line Sj-1, The signal line Sj is connected to the signal line Sj + 1.

第1のトランジスタ6001の第1の電極は配線5621_Jに接続され、第2の電極は信号線Sj−1に接続され、ゲート電極は第1の配線6011に接続される。第2のトランジスタ6002の第1の電極は配線5621_Jに接続され、第2の電極は信号線Sj−1に接続され、ゲート電極は第2の配線6012に接続される。第3のトランジスタ6003の第1の電極は配線5621_Jに接続され、第2の電極は信号線Sjに接続され、ゲート電極は第3の配線6013に接続される。第4のトランジスタ6004の第1の電極は配線5621_Jに接続され、第2の電極は信号線Sjに接続され、ゲート電極は第4の配線6014に接続される。第5のトランジスタ6005の第1の電極は配線5621_Jに接続され、第2の電極は信号線Sj+1に接続され、ゲート電極は第5の配線6015に接続される。第6のトランジスタ6006の第1の電極は配線5621_Jに接続され、第2の電極は信号線Sj+1に接続され、ゲート電極は第6の配線6016に接続される。 The first electrode of the first transistor 6001 is connected to the wiring 5621_J, the second electrode is connected to the signal line Sj-1, and the gate electrode is connected to the first wiring 6011. A first electrode of the second transistor 6002 is connected to the wiring 5621_J, a second electrode is connected to the signal line Sj-1, and a gate electrode is connected to the second wiring 6012. A first electrode of the third transistor 6003 is connected to the wiring 5621_J, a second electrode is connected to the signal line Sj, and a gate electrode is connected to the third wiring 6013. A first electrode of the fourth transistor 6004 is connected to the wiring 5621_J, a second electrode is connected to the signal line Sj, and a gate electrode is connected to the fourth wiring 6014. A first electrode of the fifth transistor 6005 is connected to the wiring 5621_J, a second electrode is connected to the signal line Sj + 1, and a gate electrode is connected to the fifth wiring 6015. A first electrode of the sixth transistor 6006 is connected to the wiring 5621_J, a second electrode is connected to the signal line Sj + 1, and a gate electrode is connected to the sixth wiring 6016.

なお、第1のトランジスタ6001、第2のトランジスタ6002、第3のトランジスタ6003、第4のトランジスタ6004、第5のトランジスタ6005、第6のトランジスタ6006は、それぞれスイッチングトランジスタとして機能する。さらに、第1のト
ランジスタ6001、第2のトランジスタ6002、第3のトランジスタ6003、第4のトランジスタ6004、第5のトランジスタ6005、第6のトランジスタ6006は、それぞれゲート電極に入力される信号がHレベルのときにオンとなり、ゲート電極に入力される信号がLレベルのときにオフとなる。
Note that the first transistor 6001, the second transistor 6002, the third transistor 6003, the fourth transistor 6004, the fifth transistor 6005, and the sixth transistor 6006 each function as a switching transistor. Further, in each of the first transistor 6001, the second transistor 6002, the third transistor 6003, the fourth transistor 6004, the fifth transistor 6005, and the sixth transistor 6006, a signal input to the gate electrode is H level. Is turned on when the signal is input, and is turned off when the signal input to the gate electrode is at the L level.

なお、第1の配線6011及び第2の配線6012は、図33の第1の配線5911に相当する。第3の配線6013及び第4の配線6014は、図33の第2の配線5912に相当する。第5の配線6015及び第6の配線6016は、図33の第3の配線5913に相当する。なお、第1のトランジスタ6001及び第2のトランジスタ6002は、図33の第1のトランジスタ5903aに相当する。第3のトランジスタ6003及び第4のトランジスタ6004は、図33の第2のトランジスタ5903bに相当する。第5のトランジスタ6005及び第6のトランジスタ6006は、図33の第3のトランジスタ5903cに相当する。 Note that the first wiring 6011 and the second wiring 6012 correspond to the first wiring 5911 in FIG. The third wiring 6013 and the fourth wiring 6014 correspond to the second wiring 5912 in FIG. The fifth wiring 6015 and the sixth wiring 6016 correspond to the third wiring 5913 in FIG. Note that the first transistor 6001 and the second transistor 6002 correspond to the first transistor 5903a in FIG. The third transistor 6003 and the fourth transistor 6004 correspond to the second transistor 5903b in FIG. The fifth transistor 6005 and the sixth transistor 6006 correspond to the third transistor 5903c in FIG.

図35では、図32に示した第1のサブ選択期間T1において第1のトランジスタ6001又は第2のトランジスタ6002のどちらかがオンする。第2のサブ選択期間T2において第3のトランジスタ6003又は第4のトランジスタ6004のどちらかがオンする。第3のサブ選択期間T3において第5のトランジスタ6005又は第6のトランジスタ6006のどちらかがオンする。さらに、図34に示したプリチャージ期間Tpにおいて第1のトランジスタ6001、第3のトランジスタ6003及び第5のトランジスタ6005か、第2のトランジスタ6002、第4のトランジスタ6004及び第6のトランジスタ6006のどちらかがオンする。 35, either the first transistor 6001 or the second transistor 6002 is turned on in the first sub-selection period T1 shown in FIG. In the second sub-selection period T2, either the third transistor 6003 or the fourth transistor 6004 is turned on. In the third sub-selection period T3, either the fifth transistor 6005 or the sixth transistor 6006 is turned on. Further, any of the first transistor 6001, the third transistor 6003, and the fifth transistor 6005, the second transistor 6002, the fourth transistor 6004, and the sixth transistor 6006 in the precharge period Tp shown in FIG. Turns on.

したがって、図35では、各トランジスタのオン時間を短くすることができるため、各トランジスタの特性劣化を抑制することができる。なぜなら、例えば図32に示した第1のサブ選択期間T1においては、第1のトランジスタ6001又は第2のトランジスタ6002のどちらかがオンしていればビデオ信号を信号線Sj−1に入力することができるからである。なお、例えば図32に示した第1のサブ選択期間T1において、第1のトランジスタ6001及び第2のトランジスタ6002を同時にオンすることによって、高速にビデオ信号を信号線Sj−1に入力することもできる。 Therefore, in FIG. 35, since the on-time of each transistor can be shortened, deterioration of characteristics of each transistor can be suppressed. This is because, for example, in the first sub-selection period T1 shown in FIG. 32, if either the first transistor 6001 or the second transistor 6002 is on, a video signal is input to the signal line Sj-1. Because you can. Note that, for example, in the first sub-selection period T1 illustrated in FIG. 32, the first transistor 6001 and the second transistor 6002 are simultaneously turned on, so that a video signal can be input to the signal line Sj-1 at high speed. it can.

なお、図35では、2つのトランジスタを配線5621と信号線との間に並列に接続する場合について説明した。しかし、これに限定されず、3つ以上のトランジスタを配線5621と信号線との間に並列に接続してもよい。こうすることで、さらに各トランジスタの特性劣化を抑制することができる。 Note that FIG. 35 illustrates the case where two transistors are connected in parallel between the wiring 5621 and the signal line. However, the invention is not limited to this, and three or more transistors may be connected in parallel between the wiring 5621 and the signal line. By doing so, it is possible to further suppress the characteristic deterioration of each transistor.

なお、本実施の形態において、様々な図を用いて述べてきたが、各々の図で述べた内容または内容の一部を、別の図で述べた内容または内容の一部にも適用できる。あるいは、組み合わせることが出来る。さらに、これまでに述べた図において、各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Note that although various drawings are used in this embodiment mode, the contents or part of the contents described in each figure can be applied to the contents or part of the contents described in another figure. Or they can be combined. Further, in the drawings described so far, more parts can be formed by combining each part with another part.

同様に、本実施の形態の各々の図で述べた内容または内容の一部を、別の実施の形態の図で述べた内容または内容の一部にも適用できる。あるいは、組み合わせることが出来る。。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Similarly, the contents or part of the contents described in each drawing in this embodiment mode can be applied to the contents or a part of the contents described in the drawing in another embodiment mode. Or they can be combined. . Further, in the drawings of this embodiment mode, more drawings can be formed by combining each portion with a portion of another embodiment.

なお、本実施の形態は、他の実施の形態で述べた内容を、具現化した場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態にも適用できる。あるいは、組み合
わせることが出来る。。
Note that this embodiment is an example in which the content described in the other embodiments is embodied, an example in which the content is slightly modified, an example in which a part is changed, an example in which the content is improved, and details An example of the case described, an example of application, an example of a related part, and the like are shown. Therefore, the contents described in other embodiments can be applied to this embodiment. Or they can be combined. .

(実施の形態6)
本実施の形態では、実施の形態1乃至実施の形態4に示した表示装置の静電破壊による不良を防止するための構成について説明する。
(Embodiment 6)
In this embodiment, a structure for preventing a defect due to electrostatic breakdown of the display device described in any of Embodiments 1 to 4 will be described.

なお、静電破壊とは、人体又は物体に蓄積された、正又は負の電荷が半導体デバイスに触れた時にデバイスの入出力端子を介して瞬時に放電されることで、デバイス内部に大電流が流れて発生する破壊のことである。 Note that electrostatic breakdown means that when a positive or negative charge accumulated in a human body or object is instantaneously discharged through the input / output terminals of the device when a semiconductor device is touched, a large current is generated inside the device. It is the destruction that occurs by flowing.

図36(A)は、保護ダイオードによって走査線に発生する静電破壊を防止するための構成を示す。図36(A)は、保護ダイオードを配線6111と走査線との間に配置した構成である。なお、図示はしないが、i行目の走査線Giには複数の画素が接続される。なお、保護ダイオードとしては、トランジスタ6101を用いる。なお、トランジスタ6101はNチャネル型のトランジスタである。ただし、Pチャネル型のトランジスタを用いてもよく、トランジスタ6101の極性は走査線駆動回路や画素が有するトランジスタの極性と同様なものを用いればよい。 FIG. 36A shows a structure for preventing electrostatic breakdown generated in the scanning line by the protective diode. FIG. 36A illustrates a structure in which the protective diode is provided between the wiring 6111 and the scan line. Although not shown, a plurality of pixels are connected to the i-th scanning line Gi. Note that a transistor 6101 is used as the protective diode. Note that the transistor 6101 is an N-channel transistor. Note that a p-channel transistor may be used, and the transistor 6101 may have a polarity similar to that of the transistor included in the scan line driver circuit or the pixel.

なお、保護ダイオードは1つだけ配置されているが、複数個の保護ダイオードが直列に配置されていてもよいし、並列に配置されていてもよいし、直並列に配置されていてもよい。 Although only one protective diode is arranged, a plurality of protective diodes may be arranged in series, may be arranged in parallel, or may be arranged in series-parallel.

トランジスタ6101は第1の電極がi行目の走査線Giに接続され、第2の電極が配線6111に接続され、ゲート電極がi行目の走査線Giに接続される。 The transistor 6101 has a first electrode connected to the i-th scanning line Gi, a second electrode connected to the wiring 6111, and a gate electrode connected to the i-th scanning line Gi.

図36(A)の動作について説明する。配線6111にはある電位が入力されており、その電位は、i行目の走査線Giに入力される信号のLレベルよりも低い電位である。正又は負の電荷がi行目の走査線Giに放電されていない場合、i行目の走査線Giの電位はHレベル若しくはLレベルであるため、トランジスタ6101はオフしている。一方、負の電荷がi行目の走査線Giに放電された場合、i行目の走査線Giの電位は瞬間的に下がる。このとき、i行目の走査線Giの電位が配線6111の電位からトランジスタ6101のしきい値電圧を引いた値よりも低くなると、トランジスタ6101がオンして、電流がトランジスタ6101を介して配線6111に流れる。したがって、図36(A)に示した構成によって、大電流が画素に流れ込むことを防ぐことができるため、画素の静電破壊を防止することができる。 The operation of FIG. 36A will be described. A certain potential is input to the wiring 6111, and the potential is lower than the L level of the signal input to the i-th scanning line Gi. When positive or negative charges are not discharged to the i-th scanning line Gi, the transistor 6101 is off because the potential of the i-th scanning line Gi is at the H level or the L level. On the other hand, when negative charges are discharged to the i-th scanning line Gi, the potential of the i-th scanning line Gi drops instantaneously. At this time, when the potential of the i-th scanning line Gi becomes lower than the value obtained by subtracting the threshold voltage of the transistor 6101 from the potential of the wiring 6111, the transistor 6101 is turned on and current flows through the transistor 6101. Flowing into. Therefore, with the structure illustrated in FIG. 36A, a large current can be prevented from flowing into the pixel, so that electrostatic breakdown of the pixel can be prevented.

なお、図36(B)は、正の電荷がi行目の走査線Giに放電された場合に静電破壊を防止するための構成である。保護ダイオードとして機能するトランジスタ6102が走査線と配線6112との間に配置されている。なお、保護ダイオードは1つだけ配置されているが、複数個の保護ダイオードが直列に配置されていてもよいし、並列に配置されていてもよいし、直並列に配置されていてもよい。なお、トランジスタ6102はNチャネル型のトランジスタである。ただし、Pチャネル型のトランジスタを用いてもよく、トランジスタ6102の極性は走査線駆動回路や画素が有するトランジスタの極性と同様なものを用いればよい。トランジスタ6102は第1の電極がi行目の走査線Giに接続され、第2の電極が配線6112に接続され、ゲート電極が配線6112に接続される。なお、配線6112には、i行目の走査線Giに入力される信号のHレベルよりも高い電位が入力されている。したがって、トランジスタ6102は、電荷がi行目の走査線Giに放電されていない場合ときには、オフしている。一方、正の電荷がi行目の走査線Giに放電された場合、i行目の走査線Giの電位は瞬間的に上昇する。このとき、i行目の走査線Giの電位が配線6112の電位とトランジスタ6102のしきい値電圧との和よりも高く
なると、トランジスタ6102がオンして、電流がトランジスタ6102を介して配線6112に流れる。したがって、図36(B)に示した構成によって、大電流が画素に流れ込むことを防ぐことができるため、画素の静電破壊を防止することができる。
Note that FIG. 36B illustrates a structure for preventing electrostatic breakdown when positive charges are discharged to the i-th scanning line Gi. A transistor 6102 functioning as a protective diode is provided between the scan line and the wiring 6112. Although only one protective diode is arranged, a plurality of protective diodes may be arranged in series, may be arranged in parallel, or may be arranged in series-parallel. Note that the transistor 6102 is an N-channel transistor. Note that a p-channel transistor may be used, and the transistor 6102 may have a polarity similar to that of the transistor included in the scan line driver circuit or the pixel. The transistor 6102 has a first electrode connected to the i-th scanning line Gi, a second electrode connected to the wiring 6112, and a gate electrode connected to the wiring 6112. Note that a potential higher than the H level of the signal input to the i-th scanning line Gi is input to the wiring 6112. Accordingly, the transistor 6102 is off when the electric charge is not discharged to the i-th scanning line Gi. On the other hand, when positive charges are discharged to the i-th scanning line Gi, the potential of the i-th scanning line Gi rises instantaneously. At this time, when the potential of the i-th scanning line Gi becomes higher than the sum of the potential of the wiring 6112 and the threshold voltage of the transistor 6102, the transistor 6102 is turned on, and current flows to the wiring 6112 through the transistor 6102. Flowing. Therefore, the structure illustrated in FIG. 36B can prevent a large current from flowing into the pixel, so that electrostatic breakdown of the pixel can be prevented.

なお、図36(C)に示すように、図36(A)と図36(B)とを組み合わせた構成にすることで、正の電荷がi行目の走査線Giに放電された場合でも、負の電荷がi行目の走査線Giに放電された場合でも、画素の静電破壊を防止することができる。なお、図36(A)、(B)と同様なものに関しては共通の符号を用いて示し、同一部分又は同様な機能を有する部分の詳細な説明は省略する。 Note that as shown in FIG. 36C, by combining FIGS. 36A and 36B, even when positive charges are discharged to the i-th scanning line Gi. Even when negative charges are discharged to the i-th scanning line Gi, electrostatic breakdown of the pixels can be prevented. Note that components similar to those in FIGS. 36A and 36B are denoted by common reference numerals, and detailed description of the same portions or portions having similar functions is omitted.

図37(A)は、保護ダイオードとして機能するトランジスタ6201を走査線と保持容量線との間に接続した場合の構成を示す。なお、保護ダイオードは1つだけ配置されいるが、複数個の保護ダイオードが直列に配置されていてもよいし、並列に配置されていてもよいし、直並列に配置されていてもよい。なお、トランジスタ6201はNチャネル型のトランジスタである。ただし、Pチャネル型のトランジスタを用いてもよく、トランジスタ6201の極性は走査線駆動回路や画素が有するトランジスタの極性と同様なものを用いればよい。なお、配線6211は、保持容量線として機能する。トランジスタ6201の第1の電極はi行目の走査線Giに接続され、第2の電極は配線6211に接続され、ゲート電極はi行目の走査線Giに接続される。なお、配線6211には、i行目の走査線Giに入力される信号のLレベルよりも低い電位が入力されている。したがって、トランジスタ6201は、電荷がi行目の走査線Giに放電されていない場合ときには、オフしている。一方、負の電荷がi行目の走査線Giに放電された場合、i行目の走査線Giの電位は瞬間的に下がる。このとき、i行目の走査線Giの電位が配線6211の電位からトランジスタ6201のしきい値電圧を引いた値よりも低くなると、トランジスタ6201がオンして、電流がトランジスタ6201を介して配線6211に流れる。したがって、図37(A)に示した構成によって、大電流が画素に流れ込むことを防ぐことができるため、画素の静電破壊を防止することができる。さらに、図37(A)に示した構成では、保持容量線を電荷を逃がす配線として利用しているので、新たに配線を追加する必要がない。 FIG. 37A illustrates a structure in the case where a transistor 6201 functioning as a protection diode is connected between a scan line and a storage capacitor line. Although only one protective diode is arranged, a plurality of protective diodes may be arranged in series, may be arranged in parallel, or may be arranged in series-parallel. Note that the transistor 6201 is an N-channel transistor. Note that a p-channel transistor may be used, and the transistor 6201 may have a polarity similar to that of the transistor included in the scan line driver circuit or the pixel. Note that the wiring 6211 functions as a storage capacitor line. A first electrode of the transistor 6201 is connected to the i-th scanning line Gi, a second electrode is connected to the wiring 6211, and a gate electrode is connected to the i-th scanning line Gi. Note that a potential lower than an L level of a signal input to the i-th scanning line Gi is input to the wiring 6211. Accordingly, the transistor 6201 is turned off when the electric charge is not discharged to the i-th scanning line Gi. On the other hand, when negative charges are discharged to the i-th scanning line Gi, the potential of the i-th scanning line Gi drops instantaneously. At this time, when the potential of the i-th scanning line Gi is lower than a value obtained by subtracting the threshold voltage of the transistor 6201 from the potential of the wiring 6211, the transistor 6201 is turned on and current flows through the transistor 6201. Flowing into. Therefore, the structure illustrated in FIG. 37A can prevent a large current from flowing into the pixel, so that electrostatic breakdown of the pixel can be prevented. Further, in the structure illustrated in FIG. 37A, since the storage capacitor line is used as a wiring for releasing charge, it is not necessary to add a new wiring.

なお、図37(B)は、正の電荷がi行目の走査線Giに放電された場合に静電破壊を防止するための構成である。ここでは、配線6211には、i行目の走査線Giに入力される信号のHレベルよりも高い電位が入力されている。したがって、トランジスタ6201は、電荷がi行目の走査線Giに放電されていない場合ときには、オフしている。一方、正の電荷がi行目の走査線Giに放電された場合、i行目の走査線Giの電位は瞬間的に上昇する。このとき、i行目の走査線Giの電位が配線6211の電位とトランジスタ6201のしきい値電圧との和よりも高くなると、トランジスタ6201がオンして、電流がトランジスタ6201を介して配線6211に流れる。したがって、図37(B)に示した構成によって、大電流が画素に流れ込むことを防ぐことができるため、画素の静電破壊を防止することができる。さらに、図37(B)に示した構成では、保持容量線を電荷を逃がす配線として利用しているので、新たに配線を追加する必要がない。なお、図37(B)と同様なものに関しては共通の符号を用いて示し、同一部分又は同様な機能を有する部分の詳細な説明は省略する。 Note that FIG. 37B illustrates a structure for preventing electrostatic breakdown when positive charges are discharged to the i-th scanning line Gi. Here, a potential higher than the H level of the signal input to the i-th scanning line Gi is input to the wiring 6211. Accordingly, the transistor 6201 is turned off when the electric charge is not discharged to the i-th scanning line Gi. On the other hand, when positive charges are discharged to the i-th scanning line Gi, the potential of the i-th scanning line Gi rises instantaneously. At this time, when the potential of the i-th scanning line Gi becomes higher than the sum of the potential of the wiring 6211 and the threshold voltage of the transistor 6201, the transistor 6201 is turned on and current flows to the wiring 6211 through the transistor 6201. Flowing. Therefore, the structure illustrated in FIG. 37B can prevent a large current from flowing into the pixel, so that electrostatic breakdown of the pixel can be prevented. Further, in the structure illustrated in FIG. 37B, since the storage capacitor line is used as a wiring for releasing charge, it is not necessary to add a new wiring. Note that components similar to those in FIG. 37B are denoted by common reference numerals, and detailed description of the same portions or portions having similar functions is omitted.

次に、保護ダイオードによって信号線に発生する静電破壊を防止するための構成を図38(A)に示す。図38(A)は、保護ダイオードを配線6411と信号線との間に配置した場合の構成である。なお、図示はしないがj列目の信号線Sjには複数の画素が接続される。なお、保護ダイオードとしては、トランジスタ6401を用いる。なお、なお、トランジスタ6401はNチャネル型のトランジスタである。ただし、Pチャネル型のトランジスタを用いてもよく、トランジスタ6401の極性は信号線駆動回路や画素が有する
トランジスタの極性と同様なものを用いればよい。
Next, FIG. 38A shows a structure for preventing electrostatic breakdown generated in the signal line by the protective diode. FIG. 38A illustrates a structure in the case where a protective diode is provided between the wiring 6411 and the signal line. Although not shown, a plurality of pixels are connected to the signal line Sj in the j-th column. Note that a transistor 6401 is used as the protective diode. Note that the transistor 6401 is an N-channel transistor. Note that a p-channel transistor may be used, and the transistor 6401 may have a polarity similar to that of the signal line driver circuit or the transistor included in the pixel.

なお、保護ダイオードは1つだけ配置されているが、複数個の保護ダイオードが直列に配置されていてもよいし、並列に配置されていてもよいし、直並列に配置されていてもよい。 Although only one protective diode is arranged, a plurality of protective diodes may be arranged in series, may be arranged in parallel, or may be arranged in series-parallel.

トランジスタ6401は第1の電極がj行目の信号線Sjに接続され、第2の電極が配線6411に接続され、ゲート電極がj行目の信号線Sjに接続される。 The transistor 6401 has a first electrode connected to the j-th signal line Sj, a second electrode connected to the wiring 6411, and a gate electrode connected to the j-th signal line Sj.

図38(A)の動作について説明する。配線6411にはある電位が入力されており、その電位は、j行目の信号線Sjに入力されるビデオ信号の最小値も低い電位である。正又は負の電荷がj行目の信号線Sjに放電されていない場合、j行目の信号線Sjの電位はビデオ信号と同電位であるため、トランジスタ6401はオフしている。一方、負の電荷がj行目の信号線Sjに放電された場合、j行目の信号線Sjの電位は瞬間的に下がる。このとき、j行目の信号線Sjの電位が配線6411の電位からトランジスタ6401のしきい値電圧を引いた値よりも低くなると、トランジスタ6401がオンして、電流がトランジスタ6401を介して配線6411に流れる。したがって、図38(A)に示した構成によって、大電流が画素に流れ込むことを防ぐことができるため、画素の静電破壊を防止することができる。 The operation of FIG. 38A will be described. A certain potential is input to the wiring 6411, and the potential is also a potential at which the minimum value of the video signal input to the signal line Sj in the j-th row is low. When positive or negative charges are not discharged to the j-th signal line Sj, the potential of the j-th signal line Sj is the same as that of the video signal, so that the transistor 6401 is off. On the other hand, when negative charges are discharged to the j-th signal line Sj, the potential of the j-th signal line Sj drops instantaneously. At this time, when the potential of the signal line Sj in the j-th row is lower than a value obtained by subtracting the threshold voltage of the transistor 6401 from the potential of the wiring 6411, the transistor 6401 is turned on and current flows through the transistor 6401. Flowing into. Therefore, with the structure illustrated in FIG. 38A, a large current can be prevented from flowing into the pixel, so that electrostatic breakdown of the pixel can be prevented.

なお、図38(B)は、正の電荷がj行目の信号線Sjに放電された場合に静電破壊を防止するための構成である。保護ダイオードとして機能するトランジスタ6402が走査線と配線6412との間に配置されている。なお、保護ダイオードは1つだけ配置されているが、複数個の保護ダイオードが直列に配置されていてもよいし、並列に配置されていてもよいし、直並列に配置されていてもよい。なお、トランジスタ6402はNチャネル型のトランジスタである。ただし、Pチャネル型のトランジスタを用いてもよく、トランジスタ6402の極性は走査線駆動回路や画素が有するトランジスタの極性と同様なものを用いればよい。トランジスタ6402は第1の電極がj行目の信号線Sjに接続され、第2の電極が配線6412に接続され、ゲート電極が配線6412に接続される。なお、配線6412には、j行目の信号線Sjに入力されるビデオ信号の最大値よりも高い電位が入力されている。したがって、トランジスタ6402は、電荷がj行目の信号線Sjに放電されていない場合ときには、オフしている。一方、正の電荷がj行目の信号線Sjに放電された場合、j行目の信号線Sjの電位は瞬間的に上昇する。このとき、j行目の信号線Sjの電位が配線6412の電位とトランジスタ6402のしきい値電圧との和よりも高くなると、トランジスタ6402がオンして、電流がトランジスタ6402を介して配線6412に流れる。したがって、図38(B)に示した構成によって、大電流が画素に流れ込むことを防ぐことができるため、画素の静電破壊を防止することができる。 Note that FIG. 38B illustrates a structure for preventing electrostatic breakdown when positive charges are discharged to the signal line Sj in the j-th row. A transistor 6402 functioning as a protective diode is provided between the scan line and the wiring 6412. Although only one protective diode is arranged, a plurality of protective diodes may be arranged in series, may be arranged in parallel, or may be arranged in series-parallel. Note that the transistor 6402 is an N-channel transistor. Note that a p-channel transistor may be used, and the transistor 6402 may have a polarity similar to that of the transistor included in the scan line driver circuit or the pixel. The transistor 6402 has a first electrode connected to the signal line Sj in the j-th row, a second electrode connected to the wiring 6412, and a gate electrode connected to the wiring 6412. Note that a potential higher than the maximum value of the video signal input to the j-th signal line Sj is input to the wiring 6412. Accordingly, the transistor 6402 is off when the electric charge is not discharged to the signal line Sj in the j-th row. On the other hand, when positive charges are discharged to the j-th signal line Sj, the potential of the j-th signal line Sj rises instantaneously. At this time, when the potential of the signal line Sj in the j-th row becomes higher than the sum of the potential of the wiring 6412 and the threshold voltage of the transistor 6402, the transistor 6402 is turned on and current flows to the wiring 6412 through the transistor 6402. Flowing. Therefore, with the structure illustrated in FIG. 38B, a large current can be prevented from flowing into the pixel, so that electrostatic breakdown of the pixel can be prevented.

なお、図38(C)に示すように、図38(A)と図38(B)とを組み合わせた構成にすることで、正の電荷がj行目の信号線Sjに放電された場合でも、負の電荷がj行目の信号線Sjに放電された場合でも、画素の静電破壊を防止することができる。なお、図38(A)、(B)と同様なものに関しては共通の符号を用いて示し、同一部分又は同様な機能を有する部分の詳細な説明は省略する。 Note that as shown in FIG. 38C, by combining FIGS. 38A and 38B, even when positive charges are discharged to the signal line Sj in the j-th row. Even when negative charges are discharged to the signal line Sj in the j-th row, the electrostatic breakdown of the pixel can be prevented. Note that components similar to those in FIGS. 38A and 38B are denoted by common reference numerals, and detailed description of the same portions or portions having similar functions is omitted.

本実施の形態では、走査線及び信号線に接続された画素の静電破壊を防止するための構成を説明した。しかし、本実施の形態の構成は、走査線及び信号線に接続された画素の静電破壊の防止だけに適用されるものではない。例えば、実施の形態1乃至実施の形態4に示した走査線駆動回路及び信号線駆動回路に接続される信号又は電位が入力された配線に本実施の形態を適用する場合は、走査線駆動回路及び信号線駆動回路の静電破壊を防止することができる。 In this embodiment mode, a configuration for preventing electrostatic breakdown of pixels connected to a scan line and a signal line has been described. However, the configuration of this embodiment is not applied only to prevention of electrostatic breakdown of pixels connected to the scanning line and the signal line. For example, in the case where this embodiment is applied to the scan line driver circuit described in Embodiments 1 to 4 and a wiring to which a signal or a potential connected to the signal line driver circuit is input, the scan line driver circuit In addition, electrostatic breakdown of the signal line driver circuit can be prevented.

なお、本実施の形態において、様々な図を用いて述べてきたが、各々の図で述べた内容または内容の一部を、別の図で述べた内容または内容の一部にも適用できる。あるいは、組み合わせることが出来る。さらに、これまでに述べた図において、各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Note that although various drawings are used in this embodiment mode, the contents or part of the contents described in each figure can be applied to the contents or part of the contents described in another figure. Or they can be combined. Further, in the drawings described so far, more parts can be formed by combining each part with another part.

同様に、本実施の形態の各々の図で述べた内容または内容の一部を、別の実施の形態の図で述べた内容または内容の一部にも適用できる。あるいは、組み合わせることが出来る。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Similarly, the contents or part of the contents described in each drawing in this embodiment mode can be applied to the contents or a part of the contents described in the drawing in another embodiment mode. Or they can be combined. Further, in the drawings of this embodiment mode, more drawings can be formed by combining each portion with a portion of another embodiment.

なお、本実施の形態は、他の実施の形態で述べた内容を、具現化した場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態にも適用できる。あるいは、組み合わせることが出来る。 Note that this embodiment is an example in which the content described in the other embodiments is embodied, an example in which the content is slightly modified, an example in which a part is changed, an example in which the content is improved, and details An example of the case described, an example of application, an example of a related part, and the like are shown. Therefore, the contents described in other embodiments can be applied to this embodiment. Or they can be combined.

(実施の形態7)
本実施の形態では、実施の形態1乃至実施の形態4に示した表示装置に適用できる表示装置の新たな構成について説明する。
(Embodiment 7)
In this embodiment, a new structure of a display device which can be applied to the display devices described in Embodiments 1 to 4 will be described.

図39(A)は、ダイオード接続されたトランジスタをある走査線と別の走査線との間に配置した場合の構成である。図39(A)では、i−1行目の走査線Gi−1とi行目の走査線Giとの間にダイオード接続されたトランジスタ6301aを配置し、i行目の走査線Giとi+1行目の走査線Gi+1との間にダイオード接続されたトランジスタ6301bを配置した場合の構成を示している。なお、トランジスタ6301a及びトランジスタ6301bはNチャネル型のトランジスタである。ただし、Pチャネル型のトランジスタを用いてもよく、トランジスタ6301a及びトランジスタ6301bの極性は走査線駆動回路や画素が有するトランジスタの極性と同様なものを用いればよい。 FIG. 39A illustrates a structure in which a diode-connected transistor is provided between one scan line and another scan line. In FIG. 39A, a diode-connected transistor 6301a is arranged between the (i-1) th scanning line Gi-1 and the ith scanning line Gi, and the ith scanning line Gi and the (i + 1) th row are arranged. A configuration in which a diode-connected transistor 6301b is arranged between the scanning line Gi + 1 of the eye is shown. Note that the transistors 6301a and 6301b are N-channel transistors. Note that a p-channel transistor may be used, and the transistors 6301a and 6301b may have the same polarity as that of the transistor included in the scan line driver circuit or the pixel.

なお、図39(A)では、代表してi−1行目の走査線Gi−1、i行目の走査線Gi及びi+1行目の走査線Gi+1を示しているが、他の走査線も同様にダイオード接続されたトランジスタが配置されている。 In FIG. 39A, the i-1th scanning line Gi-1, the ith scanning line Gi, and the i + 1th scanning line Gi + 1 are representatively shown, but other scanning lines are also shown. Similarly, diode-connected transistors are arranged.

トランジスタ6301aの第1の電極はi行目の走査線Giに接続され、第2の電極はi−1行目の走査線Gi−1に接続され、ゲート電極はGi−1行目の走査線Gi−1に接続される。トランジスタ6301bの第1の電極はi+1行目の走査線Gi+1に接続され、第2の電極はi行目の走査線Giに接続され、ゲート電極はi行目の走査線Giに接続される。 The first electrode of the transistor 6301 a is connected to the i-th scanning line Gi, the second electrode is connected to the i−1-th scanning line Gi−1, and the gate electrode is the Gi−1-th scanning line. Connected to Gi-1. The first electrode of the transistor 6301b is connected to the (i + 1) th scanning line Gi + 1, the second electrode is connected to the ith scanning line Gi, and the gate electrode is connected to the ith scanning line Gi.

図39(A)の動作について説明する。実施の形態1乃至実施の形態4に示した走査線駆動回路では、非選択期間において、i−1行目の走査線Gi−1、i行目の走査線Gi及びi+1行目の走査線Gi+1はLレベルを維持していてる。したがって、トランジスタ6301a及びトランジスタ6301bはオフしている。しかしながら、例えばノイズなどによってi行目の走査線Giの電位が上昇した場合、i行目の走査線Giが画素を選択しまい、画素に不正なビデオ信号が書き込まれてしまう。そこで、図39(A)のようにダイオード接続したトランジスタを走査線間に配置しておくことで、画素に不正なビデオ信号が書き込まれることを防止することができる。なぜなら、i行目の走査線Giの電位がi−1行目の走査線Gi−1の電位とトランジスタ6301aのしきい値電圧との和以上に上昇すると、トランジスタ6301aがオンして、i行目の走査線Giの電位が下が
る。したがって、i行目の走査線Giによって画素が選択されることはないからである。
The operation of FIG. 39A will be described. In the scanning line driver circuit described in any of Embodiments 1 to 4, in the non-selection period, the i−1th scanning line Gi−1, the ith scanning line Gi, and the i + 1th scanning line Gi + 1. Maintains the L level. Accordingly, the transistor 6301a and the transistor 6301b are off. However, for example, when the potential of the i-th scanning line Gi increases due to noise or the like, the i-th scanning line Gi selects a pixel, and an invalid video signal is written to the pixel. Thus, by arranging diode-connected transistors as shown in FIG. 39A between scan lines, it is possible to prevent an illegal video signal from being written to a pixel. This is because when the potential of the i-th scanning line Gi rises to the sum of the potential of the (i-1) -th scanning line Gi-1 and the threshold voltage of the transistor 6301a, the transistor 6301a is turned on. The potential of the scanning line Gi of the eye is lowered. Therefore, no pixel is selected by the i-th scanning line Gi.

なお、図39(A)の構成は、特に走査線駆動回路と画素部とを同一基板上に一体形成した場合に有利である。なぜなら、Nチャネル型のトランジスタ、又はPチャネル型のトランジスタだけで構成されている走査線駆動回路では、走査線が浮遊状態になることがあり、走査線にノイズが発生しやすいからである。 Note that the structure in FIG. 39A is particularly advantageous when the scan line driver circuit and the pixel portion are formed over the same substrate. This is because in a scan line driver circuit including only an N-channel transistor or a P-channel transistor, the scan line may be in a floating state, and noise is easily generated in the scan line.

なお、図39(B)は、走査線間に配置するダイオード接続されたトランジスタの向きを逆にした場合の構成である。なお、トランジスタ6302a及びトランジスタ6302bはNチャネル型のトランジスタである。ただし、Pチャネル型のトランジスタを用いてもよく、トランジスタ6302a及びトランジスタ6302bの極性は走査線駆動回路や画素が有するトランジスタの極性と同様なものを用いればよい。図39(B)では、トランジスタ6302aの第1の電極がi行目の走査線Giに接続され、第2の電極がi−1行目の走査線Gi−1に接続され、ゲート電極がi行目の走査線Giに接続される。トランジスタ6302bの第1の電極がi+1行目の走査線Gi+1に接続され、第2の電極がi行目の走査線Giに接続され、ゲート電極がi+1行目の走査線Gi+1に接続される。図39(B)は、図38(A)と同様に、i行目の走査線Giの電位がi−1行目の走査線Gi+1の電位とトランジスタ6302bのしきい値電圧との和以上に上昇すると、トランジスタ6302bがオンして、i行目の走査線Giの電位が下がる。したがって、i行目の走査線Giによって画素が選択されることはなく、画素に不正なビデオ信号が書き込まれることを防止することができる。 Note that FIG. 39B illustrates a structure in which the direction of a diode-connected transistor provided between scan lines is reversed. Note that the transistors 6302a and 6302b are N-channel transistors. Note that a p-channel transistor may be used, and the transistors 6302a and 6302b may have the same polarity as that of the transistor included in the scan line driver circuit or the pixel. In FIG. 39B, the first electrode of the transistor 6302a is connected to the i-th scanning line Gi, the second electrode is connected to the (i-1) th scanning line Gi-1, and the gate electrode is i. Connected to the scanning line Gi of the row. The first electrode of the transistor 6302b is connected to the (i + 1) th scanning line Gi + 1, the second electrode is connected to the ith scanning line Gi, and the gate electrode is connected to the i + 1th scanning line Gi + 1. In FIG. 39B, similarly to FIG. 38A, the potential of the i-th scanning line Gi is equal to or higher than the sum of the potential of the (i−1) -th scanning line Gi + 1 and the threshold voltage of the transistor 6302b. When it rises, the transistor 6302b is turned on, and the potential of the i-th scanning line Gi is lowered. Therefore, the pixel is not selected by the i-th scanning line Gi, and an illegal video signal can be prevented from being written to the pixel.

なお、図39(C)に示すように、図39(A)と図39(B)とを組み合わせた構成にすることで、i行目の走査線Giの電位が上昇しても、トランジスタ6301a及びトランジスタ6302bがオンするので、i行目の走査線Giの電位が下がる。なお、図39(C)では、電流が2つのトランジスタを介して流れるので、より大きいノイズを除去することが可能である。なお、図39(A)、(B)と同様なものに関しては共通の符号を用いて示し、同一部分又は同様な機能を有する部分の詳細な説明は省略する。 Note that as shown in FIG. 39C, by combining FIGS. 39A and 39B, the transistor 6301a can be used even when the potential of the i-th scanning line Gi rises. Since the transistor 6302b is turned on, the potential of the i-th scanning line Gi is lowered. Note that in FIG. 39C, current flows through two transistors, so that larger noise can be removed. Note that components similar to those in FIGS. 39A and 39B are denoted by common reference numerals, and detailed description of the same portions or portions having similar functions is omitted.

なお、図37(A)及び(B)に示すように、走査線と保持容量線との間にダイオード接続したトランジスタを配置しても図39(A)、(B)、(C)と同様の効果を得ることができる。 Note that as shown in FIGS. 37A and 37B, a diode-connected transistor is arranged between the scanning line and the storage capacitor line as in FIGS. 39A, 39B, and 39C. The effect of can be obtained.

なお、本実施の形態において、様々な図を用いて述べてきたが、各々の図で述べた内容または内容の一部を、別の図で述べた内容または内容の一部にも適用できる。あるいは、組み合わせることが出来る。さらに、これまでに述べた図において、各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Note that although various drawings are used in this embodiment mode, the contents or part of the contents described in each figure can be applied to the contents or part of the contents described in another figure. Or they can be combined. Further, in the drawings described so far, more parts can be formed by combining each part with another part.

同様に、本実施の形態の各々の図で述べた内容または内容の一部を、別の実施の形態の図で述べた内容または内容の一部にも適用できる。あるいは、組み合わせることが出来る。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Similarly, the contents or part of the contents described in each drawing in this embodiment mode can be applied to the contents or a part of the contents described in the drawing in another embodiment mode. Or they can be combined. Further, in the drawings of this embodiment mode, more drawings can be formed by combining each portion with a portion of another embodiment.

なお、本実施の形態は、他の実施の形態で述べた内容を、具現化した場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態にも適用できる。あるいは、組み合わせることが出来る。 Note that this embodiment is an example in which the content described in the other embodiments is embodied, an example in which the content is slightly modified, an example in which a part is changed, an example in which the content is improved, and details An example of the case described, an example of application, an example of a related part, and the like are shown. Therefore, the contents described in other embodiments can be applied to this embodiment. Or they can be combined.

(実施の形態8)
本実施形態においては、表示装置の画素構造について説明する。特に、液晶表示装置の画素構造について説明する。
(Embodiment 8)
In this embodiment, a pixel structure of a display device will be described. In particular, a pixel structure of a liquid crystal display device will be described.

図46は、液晶表示装置の画素構造のうち、TN方式と呼ばれるものに、薄膜トランジスタ(TFT)を組み合わせた場合の画素の断面図と上面図である。図46の(A)は、画素の断面図であり、図46の(B)は、画素の上面図である。また、図46の(A)に示す画素の断面図は、図46の(B)に示す画素の上面図における線分a−a’に対応している。図46に示す画素構造の液晶表示装置に本実施の形態の表示装置を適用することによって、安価に液晶表示装置を製造することができる。 FIG. 46 is a cross-sectional view and a top view of a pixel in the case where a thin film transistor (TFT) is combined with a so-called TN mode of a pixel structure of a liquid crystal display device. 46A is a cross-sectional view of a pixel, and FIG. 46B is a top view of the pixel. A cross-sectional view of the pixel shown in FIG. 46A corresponds to a line segment a-a ′ in the top view of the pixel shown in FIG. By applying the display device of this embodiment mode to the liquid crystal display device having the pixel structure shown in FIG. 46, the liquid crystal display device can be manufactured at low cost.

図46の(A)を参照して、TN方式の液晶表示装置の画素構造について説明する。液晶表示装置は、液晶パネルと呼ばれる、画像を表示する基幹部分を有する。液晶パネルは、加工を施した2枚の基板を、数μmのギャップを持たせて貼り合わせ、2枚の基板間に液晶材料を注入することで作製される。図46の(A)において、2枚の基板は、第1の基板10101および第2の基板10116である。第1の基板には、TFTおよび画素電極を作製し、第2の基板には、遮光膜10114、カラーフィルタ10115、第4の導電層10113、スペーサ10117、および第2の配向膜10112を作製してもよい。 A pixel structure of a TN liquid crystal display device is described with reference to FIG. The liquid crystal display device has a basic part that displays an image, called a liquid crystal panel. A liquid crystal panel is manufactured by bonding two processed substrates together with a gap of several μm and injecting a liquid crystal material between the two substrates. In FIG. 46A, the two substrates are a first substrate 10101 and a second substrate 10116. A TFT and a pixel electrode are formed over the first substrate, and a light shielding film 10114, a color filter 10115, a fourth conductive layer 10113, a spacer 10117, and a second alignment film 10112 are formed over the second substrate. May be.

なお、本実施の形態の表示装置は、第1の基板10101にTFTを作製しなくとも実施可能である。TFTを作製しない場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。さらに、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、TFTを作製する場合は、より大型の表示装置を得ることができる。 Note that the display device of this embodiment can be implemented without forming a TFT over the first substrate 10101. When the TFT is not manufactured, the number of steps is reduced, so that the manufacturing cost can be reduced. Furthermore, since the structure is simple, the yield can be improved. On the other hand, when a TFT is manufactured, a larger display device can be obtained.

なお、図46に示すTFTは、非晶質半導体を用いたボトムゲート型のTFTである。非結晶半導体を用いたTFTを適応した液晶パネルは、大面積の基板を用いて、安価に作製できるという利点がある。しかし、本実施の形態の表示装置はこれに限定されるものではない。使用できるTFTの構造は、ボトムゲート型のTFTではチャネルエッチ型、チャネル保護型などがある。また、トップゲート型でもよい。さらに、非晶質半導体だけではなく、多結晶半導体も用いることができる。 Note that the TFT illustrated in FIG. 46 is a bottom-gate TFT using an amorphous semiconductor. A liquid crystal panel to which a TFT using an amorphous semiconductor is applied has an advantage that it can be manufactured at low cost using a large-area substrate. However, the display device of the present embodiment is not limited to this. TFT structures that can be used include a channel etch type, a channel protection type, and the like for bottom-gate TFTs. A top gate type may also be used. Furthermore, not only an amorphous semiconductor but also a polycrystalline semiconductor can be used.

なお、本実施の形態の表示装置は、第2の基板10116に遮光膜10114を作製しなくとも実施可能である。遮光膜10114を作製しない場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、遮光膜10114を作製する場合は、黒表示時に光漏れの少ない表示装置を得ることができる。 Note that the display device of this embodiment can be implemented without forming the light-blocking film 10114 over the second substrate 10116. In the case where the light-blocking film 10114 is not manufactured, the number of steps is reduced, so that manufacturing cost can be reduced. In addition, since the structure is simple, the yield can be improved. On the other hand, when the light-shielding film 10114 is formed, a display device with little light leakage at the time of black display can be obtained.

なお、本実施の形態の表示装置は、第2の基板10116にカラーフィルタ10115を作製しなくとも実施可能である。カラーフィルタ10115を作製しない場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。ただし、カラーフィルタ10115を作製しない場合でも、フィールドシーケンシャル駆動によってカラー表示ができる表示装置を得ることができる。一方、カラーフィルタ10115を作製する場合は、カラー表示ができる表示装置を得ることができる。 Note that the display device of this embodiment can be implemented without forming the color filter 10115 over the second substrate 10116. In the case where the color filter 10115 is not manufactured, the number of steps is reduced, so that the manufacturing cost can be reduced. In addition, since the structure is simple, the yield can be improved. Note that a display device capable of color display by field sequential driving can be obtained even when the color filter 10115 is not manufactured. On the other hand, when the color filter 10115 is manufactured, a display device capable of color display can be obtained.

なお、本実施の形態の表示装置は、第2の基板10116にスペーサ10117を作製せず、球状のスペーサを散布することでも実施可能である。球状のスペーサを散布する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、スペーサ10117を作製する場合は、スペーサの位置がばらつかないため、2枚の基板間の距離を一様にすることができ、
表示ムラの少ない表示装置を得ることができる。
Note that the display device in this embodiment can be implemented by spraying spherical spacers without forming the spacers 10117 over the second substrate 10116. When the spherical spacers are dispersed, the number of steps is reduced, so that the manufacturing cost can be reduced. In addition, since the structure is simple, the yield can be improved. On the other hand, in the case of manufacturing the spacer 10117, since the position of the spacer does not vary, the distance between the two substrates can be made uniform,
A display device with little display unevenness can be obtained.

次に、第1の基板10101に施す加工について説明する。第1の基板10101は透光性を有する基板が好適であり、例えば石英基板、ガラス基板またはプラスチック基板でもよい。なお、第1の基板10101は遮光性の基板でもよく、半導体基板又はSOI(Silicon on Insulator)基板でもよい。 Next, processing performed on the first substrate 10101 will be described. The first substrate 10101 is preferably a light-transmitting substrate, and may be a quartz substrate, a glass substrate, or a plastic substrate, for example. Note that the first substrate 10101 may be a light-shielding substrate, a semiconductor substrate, or an SOI (Silicon on Insulator) substrate.

まず、第1の基板10101に第1の絶縁膜10102を成膜してもよい。第1の絶縁膜10102は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜(SiOxNy)等の絶縁膜であってもよい。あるいは、第1の絶縁膜10102は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜(SiOxNy)等のうちの2つ以上の膜を組み合わせた積層構造の絶縁膜を用いてもよい。第1の絶縁膜10102を成膜する場合は、基板からの不純物が半導体層に影響を及ぼし、TFTの性質が変化してしまうのを防ぐことができる。また、TFTの性質の変化を抑制できるので、信頼性の高い表示装置を得ることができる。なお、第1の絶縁膜10102を成膜しない場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。 First, the first insulating film 10102 may be formed over the first substrate 10101. The first insulating film 10102 may be an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film (SiOxNy). Alternatively, the first insulating film 10102 may be an insulating film having a stacked structure in which two or more films of a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film (SiOxNy), and the like are combined. In the case where the first insulating film 10102 is formed, impurities from the substrate can be prevented from affecting the semiconductor layer and changing the properties of the TFT. In addition, since a change in properties of the TFT can be suppressed, a highly reliable display device can be obtained. Note that in the case where the first insulating film 10102 is not formed, the number of steps is reduced, so that manufacturing cost can be reduced. In addition, since the structure is simple, the yield can be improved.

次に、第1の基板10101または第1の絶縁膜10102上に、第1の導電層10103を形成する。なお、第1の導電層10103は、形状を加工して形成してもよい。形状を加工する工程は、次のようなものであることが好適である。まず、第1の導電層10103を全面に成膜する。このとき、第1の導電層10103は、スパッタ装置、またはCVD装置などの成膜装置を用いて成膜されてもよい。次に、全面に成膜した第1の導電層上に、感光性のレジスト材料を全面に形成する。次に、フォトリソグラフィ法やレーザー直描法などによって、形成したい形状に従ってレジスト材料を感光させる。次に、感光させたレジスト材料、または感光させなかったレジスト材料のうち、どちらか一方を、エッチングによって除去することで、第1の導電層10103を形状加工するためのマスクを得ることができる。その後、形成したマスクパターンに従って、第1の導電層10103をエッチングにより除去することで、所望のパターンに第1の導電層10103を形状加工することができる。なお、第1の導電層10103をエッチングする方法には、化学的な方法(ウェットエッチング)と、物理的な方法(ドライエッチング)があるが、第1の導電層10103の材料や、第1の導電層10103の下層にある材料の性質などを勘案し、適宜選択する。なお、第1の導電層10103に使用する材料は、Mo、Ti、Al、Nd、Crなどが好適である。あるいは、Mo、Ti、Al、Nd、Crなどのうちの2つ以上を組み合わせた積層構造であってもよい。 Next, a first conductive layer 10103 is formed over the first substrate 10101 or the first insulating film 10102. Note that the first conductive layer 10103 may be formed by processing a shape. The step of processing the shape is preferably as follows. First, the first conductive layer 10103 is formed over the entire surface. At this time, the first conductive layer 10103 may be formed using a film formation apparatus such as a sputtering apparatus or a CVD apparatus. Next, a photosensitive resist material is formed over the entire surface over the first conductive layer formed over the entire surface. Next, the resist material is exposed according to the shape to be formed by a photolithography method, a laser direct drawing method, or the like. Next, either one of the resist material that has been exposed or the resist material that has not been exposed is removed by etching, whereby a mask for processing the shape of the first conductive layer 10103 can be obtained. After that, the first conductive layer 10103 can be processed into a desired pattern by removing the first conductive layer 10103 by etching according to the formed mask pattern. Note that there are a chemical method (wet etching) and a physical method (dry etching) as a method for etching the first conductive layer 10103. The material of the first conductive layer 10103, the first conductive layer 10103, The material is selected as appropriate in consideration of the properties of the material under the conductive layer 10103 and the like. Note that the material used for the first conductive layer 10103 is preferably Mo, Ti, Al, Nd, Cr, or the like. Or the laminated structure which combined 2 or more of Mo, Ti, Al, Nd, Cr etc. may be sufficient.

次に、第2の絶縁膜10104を形成する。このとき、第2の絶縁膜10104は、スパッタ装置またはCVD装置などの成膜装置を用いて成膜されてもよい。なお、第2の絶縁膜10104に使用する材料は、熱酸化膜、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などが好適である。あるいは、熱酸化膜、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などのうち2以上を組み合わせた積層構造であってもよい。なお、第1の半導体層10105に接する部分の第2の絶縁膜10104は、酸化シリコン膜であることが、特に好適である。なぜならば、酸化シリコン膜にすると半導体層10105との界面におけるトラップ準位が少なくなるからである。なお、第1の導電層10103をMoで形成するときは、第1の導電層10103と接する部分の第2の絶縁膜10104は窒化シリコン膜が好ましい。なぜならば、窒化シリコン膜はMoを酸化させないからである。 Next, a second insulating film 10104 is formed. At this time, the second insulating film 10104 may be formed using a film formation apparatus such as a sputtering apparatus or a CVD apparatus. Note that a material used for the second insulating film 10104 is preferably a thermal oxide film, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or the like. Alternatively, a stacked structure in which two or more of a thermal oxide film, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, and the like are combined may be used. Note that the second insulating film 10104 in contact with the first semiconductor layer 10105 is particularly preferably a silicon oxide film. This is because the trap level at the interface with the semiconductor layer 10105 is reduced when a silicon oxide film is used. Note that when the first conductive layer 10103 is formed using Mo, the second insulating film 10104 in contact with the first conductive layer 10103 is preferably a silicon nitride film. This is because the silicon nitride film does not oxidize Mo.

次に、第1の半導体層10105を形成する。その後、第2の半導体層10106を連続して形成するのが好適である。なお、第1の半導体層10105および第2の半導体層1
0106は、形状を加工して形成してもよい。形状を加工する工程は、前述したフォトリソグラフィ法等の方法であることが好適である。なお、第1の半導体層10105に使用する材料は、シリコンまたはシリコンゲルマニウム(SiGe)などが好適である。また、第2の半導体層10106に使用する材料は、リン等を含んだシリコン等が好適である。
Next, a first semiconductor layer 10105 is formed. After that, the second semiconductor layer 10106 is preferably formed continuously. Note that the first semiconductor layer 10105 and the second semiconductor layer 1
0106 may be formed by processing the shape. The step of processing the shape is preferably a method such as the photolithography method described above. Note that a material used for the first semiconductor layer 10105 is preferably silicon, silicon germanium (SiGe), or the like. The material used for the second semiconductor layer 10106 is preferably silicon containing phosphorus or the like.

次に、第2の導電層10107を形成する。このとき、第2の導電層10107の形成方法としては、スパッタ法または印刷法を用いるのが好適である。なお、第2の導電層10107に使用する材料は、透明性を有していても、反射性を有していてもよい。透明性を有する場合は、例えば、酸化インジウムに酸化スズを混ぜたインジウムスズ酸化物(ITO)膜、インジウムスズ酸化物(ITO)に酸化珪素を混ぜたインジウムスズ珪素酸化物(ITSO)膜、酸化インジウムに酸化亜鉛を混ぜたインジウム亜鉛酸化物(IZO)膜、酸化亜鉛膜または酸化スズ膜を用いることができる。なお、IZOとは、ITOに2〜20wt%の酸化亜鉛(ZnO)を混合させたターゲットを用いてスパッタリングにより形成される透明導電材料である。一方、反射性を有する場合は、Ti、Mo、Ta、Cr、W、Alなどを用いることができる。また、Ti、Mo、Ta、Cr、WとAlを積層させた2層構造、AlをTi、Mo、Ta、Cr、Wなどの金属で挟んだ3層積層構造としてもよい。なお、第2の導電層10107は、形状を加工して形成されてもよい。形状を加工する方法は、前述したフォトリソグラフィ法等の方法であることが好適である。なお、エッチング方法は、ドライエッチングで行なうのが好適である。ドライエッチングはECR(Electron Cycrotron Resonance)やICP(Inductive Coupled Plazma)などの高密度プラズマ源を用いたドライエッチング装置によって行われてもよい。 Next, a second conductive layer 10107 is formed. At this time, as a formation method of the second conductive layer 10107, it is preferable to use a sputtering method or a printing method. Note that the material used for the second conductive layer 10107 may have transparency or reflectivity. In the case of transparency, for example, an indium tin oxide (ITO) film in which tin oxide is mixed with tin oxide, an indium tin silicon oxide (ITSO) film in which indium tin oxide (ITO) is mixed with silicon oxide, oxidation An indium zinc oxide (IZO) film in which zinc oxide is mixed with indium, a zinc oxide film, or a tin oxide film can be used. Note that IZO is a transparent conductive material formed by sputtering using a target in which 2 to 20 wt% of zinc oxide (ZnO) is mixed with ITO. On the other hand, when it has reflectivity, Ti, Mo, Ta, Cr, W, Al, etc. can be used. Alternatively, a two-layer structure in which Ti, Mo, Ta, Cr, W and Al are stacked, or a three-layer structure in which Al is sandwiched between metals such as Ti, Mo, Ta, Cr, and W may be used. Note that the second conductive layer 10107 may be formed by processing a shape. The method of processing the shape is preferably a method such as the photolithography method described above. Note that the etching method is preferably dry etching. The dry etching may be performed by a dry etching apparatus using a high-density plasma source such as ECR (Electron Cyclotron Resonance) or ICP (Inductive Coupled Plasma).

次に、TFTのチャネル領域を形成する。このとき、第2の半導体層10106をエッチングするためのマスクとしては、第2の導電層10107を用いてもよいし、第2の導電層10107をエッチングするためのマスク(レジスト)を用いてもよい。こうすることで、マスク枚数を減らすことができるので、製造コストを低減することができる。導電性をもつ第2の半導体層10106のエッチングを行なうことで、除去された部分がTFTのチャネル領域となる。なお、第1の半導体層10105と第2の半導体層10106を連続で形成せずに、第1の半導体層10105の形成のあと、TFTのチャネル領域となる部分にストッパーとなる膜を成膜およびパターン加工し、その後、第2の半導体層10106を形成してもよい。なお、第1の半導体層10105と第2の半導体層10106は、第2の導電層10107を前述したフォトリソグラフィ法等の方法で形状を加工するときに、同じマスクを用いてエッチングされる。こうすることで、第2の導電層10107をマスクとして用いないで、TFTのチャネル領域を形成することができるので、レイアウトパターンの自由度が大きくなる利点がある。また、第2の半導体層10106のエッチング時に第1の半導体層10105までエッチングしてしまわないため、エッチング不良を起こすことなく、確実にTFTのチャネル領域が形成できる利点がある。 Next, a channel region of the TFT is formed. At this time, as a mask for etching the second semiconductor layer 10106, the second conductive layer 10107 may be used, or a mask (resist) for etching the second conductive layer 10107 may be used. Good. By doing so, the number of masks can be reduced, so that the manufacturing cost can be reduced. By etching the conductive second semiconductor layer 10106, the removed portion becomes a channel region of the TFT. Note that without forming the first semiconductor layer 10105 and the second semiconductor layer 10106 in succession, after the formation of the first semiconductor layer 10105, a film serving as a stopper is formed in a portion to be a channel region of the TFT. After patterning, the second semiconductor layer 10106 may be formed. Note that the first semiconductor layer 10105 and the second semiconductor layer 10106 are etched using the same mask when the shape of the second conductive layer 10107 is processed by a method such as the photolithography method described above. By doing so, the channel region of the TFT can be formed without using the second conductive layer 10107 as a mask, so that there is an advantage that the degree of freedom of the layout pattern is increased. In addition, since the first semiconductor layer 10105 is not etched when the second semiconductor layer 10106 is etched, there is an advantage that the channel region of the TFT can be surely formed without causing etching failure.

次に、第3の絶縁膜10108を形成する。第3の絶縁膜は、透明性を有していることが好適である。なお、第3の絶縁膜10108に用いる材料は、無機材料(酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコンなど)または、低誘電率の有機化合物材料(感光性又は非感光性の有機樹脂材料)などが好適である。また、シロキサンを含む材料を用いてもよい。シロキサンは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成される材料である。置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)が用いられる。あるいは、置換基としてフルオロ基を用いてもよい。あるいは、置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。なお、第3の絶縁膜10108には、をエッチングによって、選択的にコンタクトホールが形成される。また、コンタクトホールは少なくとも第2の導電層10107上に形成される。なお、
第3の絶縁膜10108をエッチングすると同時に第2の絶縁膜10104もエッチングすることで、第2の導電層10107だけではなく、第1の導電層10103とのコンタクトホールを形成することができる。なお、第3の絶縁膜10108の表面は、できるだけ平坦であることが好適である。なぜならば、液晶が接する面の凹凸により、液晶分子の配向が影響を受けてしまうからである。
Next, a third insulating film 10108 is formed. It is preferable that the third insulating film has transparency. Note that the material used for the third insulating film 10108 is an inorganic material (silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or the like), a low dielectric constant organic compound material (photosensitive or non-photosensitive organic resin material), or the like. Is preferred. Further, a material containing siloxane may be used. Siloxane is a material in which a skeleton structure is formed by a bond of silicon (Si) and oxygen (O). As a substituent, an organic group containing at least hydrogen (for example, an alkyl group or an aromatic hydrocarbon) is used. Alternatively, a fluoro group may be used as a substituent. Alternatively, an organic group containing at least hydrogen and a fluoro group may be used as a substituent. Note that a contact hole is selectively formed in the third insulating film 10108 by etching. The contact hole is formed at least over the second conductive layer 10107. In addition,
By etching the second insulating film 10104 at the same time as etching the third insulating film 10108, a contact hole can be formed not only with the second conductive layer 10107 but also with the first conductive layer 10103. Note that the surface of the third insulating film 10108 is preferably as flat as possible. This is because the alignment of liquid crystal molecules is affected by the unevenness of the surface in contact with the liquid crystal.

次に、第3の導電層10109を形成する。このとき、第3の導電層10109の形成方法としては、スパッタ法または印刷法を用いるのが好適である。なお、第3の導電層10109に使用する材料は、第2の導電層10107と同じく、透明性を有していても、反射性を有していてもよい。なお、第3の導電層10109として使用できる材料は、第2の導電層10107と同様でもよい。また、第3の導電層10109は、形状を加工して形成してもよい。形状を加工する方法は、第2の導電層10107と同様でもよい。 Next, a third conductive layer 10109 is formed. At this time, as a formation method of the third conductive layer 10109, a sputtering method or a printing method is preferably used. Note that the material used for the third conductive layer 10109 may be transparent or reflective, like the second conductive layer 10107. Note that a material that can be used for the third conductive layer 10109 may be the same as that of the second conductive layer 10107. Further, the third conductive layer 10109 may be formed by processing a shape. A method for processing the shape may be the same as that of the second conductive layer 10107.

次に、第1の配向膜10110を形成する。配向膜10110には、ポリイミドなどの高分子膜を用いることができる。なお、第1の配向膜10110を形成後、液晶分子の配向を制御するために、ラビングを行なってもよい。ラビングは、布で配向膜をこすることによって、配向膜にスジをつける工程である。ラビングを行なうことによって、配向膜に配向性を持たせることができる。 Next, a first alignment film 10110 is formed. As the alignment film 10110, a polymer film such as polyimide can be used. Note that after the first alignment film 10110 is formed, rubbing may be performed in order to control the alignment of liquid crystal molecules. The rubbing is a process of streaking the alignment film by rubbing the alignment film with a cloth. By performing rubbing, the alignment film can be provided with orientation.

以上のように作製した第1の基板10101と、遮光膜10114、カラーフィルタ10115、第4の導電層10113、スペーサ10117および第2の配向膜10112を作製した第2の基板10116とは、シール材によって数μmのギャップを持たせて貼り合わせられる。そして、2枚の基板間に液晶材料を注入することで、液晶パネルが作製できる。なお、図46に示すようなTN方式の液晶パネルにおいては、第4の導電層10113は、第2の基板10116の全面に作製されていてもよい。 The first substrate 10101 manufactured as described above and the second substrate 10116 on which the light shielding film 10114, the color filter 10115, the fourth conductive layer 10113, the spacer 10117, and the second alignment film 10112 are manufactured include a sealing material. Is bonded with a gap of several μm. A liquid crystal panel can be manufactured by injecting a liquid crystal material between two substrates. Note that in the TN liquid crystal panel as illustrated in FIG. 46, the fourth conductive layer 10113 may be formed over the entire surface of the second substrate 10116.

次に、図46に示す、TN方式の液晶パネルの画素構造の特徴について説明する。図46の(A)に示した液晶分子10118は、長軸と短軸を持った細長い分子である。液晶分子10118の向きを示すため、図46の(A)においては、その長さによって表現している。すなわち、長く表現された液晶分子10118は、その長軸の向きが紙面に平行であり、短く表現された液晶分子10118ほど、その長軸の向きが紙面の法線方向に近くなっているとする。つまり、図46の(A)に示した液晶分子10118は、第1の基板10101に近いものと、第2の基板10116に近いものとでは、その長軸の向きが90度異なっており、これらの中間に位置する液晶分子10118の長軸の向きは、これらを滑らかにつなぐような向きとなる。すなわち、図46の(A)に示した液晶分子10118は、第1の基板10101と第2の基板10116の間で、90度ねじれているような配向状態となっている。 Next, features of the pixel structure of the TN liquid crystal panel shown in FIG. 46 will be described. A liquid crystal molecule 10118 shown in FIG. 46A is an elongated molecule having a major axis and a minor axis. In order to show the direction of the liquid crystal molecules 10118, the length is expressed in FIG. That is, the longer expressed liquid crystal molecule 10118 has a long axis direction parallel to the paper surface, and the shorter expressed liquid crystal molecule 10118 has a longer axis direction closer to the normal direction of the paper surface. . That is, the liquid crystal molecule 10118 shown in FIG. 46A has a major axis direction of 90 degrees different between the one close to the first substrate 10101 and the one close to the second substrate 10116. The orientation of the major axis of the liquid crystal molecules 10118 located in the middle of the orientation is such that they are smoothly connected. That is, the liquid crystal molecules 10118 illustrated in FIG. 46A are aligned with each other by 90 degrees between the first substrate 10101 and the second substrate 10116.

次に、図46の(B)を参照して、TN方式の液晶表示装置に本実施の形態の表示装置を適用した場合の、画素のレイアウトの一例について説明する。本実施の形態の表示装置を適用したTN方式の液晶表示装置の画素は、走査線10121と、映像信号線10122と、容量線10123と、TFT10124と、画素電極10125と、画素容量10126と、を備えていてもよい。 Next, an example of a pixel layout in the case where the display device of this embodiment is applied to a TN liquid crystal display device will be described with reference to FIG. A pixel of a TN liquid crystal display device to which the display device of this embodiment is applied includes a scan line 10121, a video signal line 10122, a capacitor line 10123, a TFT 10124, a pixel electrode 10125, and a pixel capacitor 10126. You may have.

走査線10121は、TFT10124のゲート電極と電気的に接続されるため、第1の導電層10103で構成されているのが好適である。 The scan line 10121 is preferably formed using the first conductive layer 10103 because it is electrically connected to the gate electrode of the TFT 10124.

映像信号線10122は、TFT10124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ため、第2の導電層10107で構成されているのが好適である。また、走査線10121と映像信号線10122はマトリックス状に配置されるため、少なくとも、
異なる層の導電層で形成されるのが好適である。
The video signal line 10122 is preferably formed of the second conductive layer 10107 because it is electrically connected to the source electrode or the drain electrode of the TFT 10124. In addition, since the scanning lines 10121 and the video signal lines 10122 are arranged in a matrix, at least
It is preferable that the conductive layers are formed of different layers.

容量線10123は、画素電極10125と平行に配置されることで、画素容量10126を形成するための配線であり、第1の導電層10103で構成されているのが好適である。なお、図46の(B)に示すように、容量線10123は、映像信号線10122に沿って、映像信号線10122を囲むように延設されていてもよい。こうすることで、映像信号線10122の電位変化に伴って、電位を保持するべき電極の電位が変化してしまう現象、いわゆるクロストークを低減することができる。なお、映像信号線10122との交差容量を低減させるため、図46の(B)に示すように、第1の半導体層10105を容量線10123と映像信号線10122の交差領域に設けてもよい。 The capacitor line 10123 is a wiring for forming the pixel capacitor 10126 by being arranged in parallel with the pixel electrode 10125 and is preferably formed using the first conductive layer 10103. Note that as illustrated in FIG. 46B, the capacitor line 10123 may extend along the video signal line 10122 so as to surround the video signal line 10122. By doing so, it is possible to reduce a phenomenon in which the potential of the electrode that should hold the potential changes, so-called crosstalk, in accordance with the potential change of the video signal line 10122. Note that in order to reduce cross capacitance with the video signal line 10122, the first semiconductor layer 10105 may be provided in a cross region of the capacitor line 10123 and the video signal line 10122 as illustrated in FIG.

TFT10124は、映像信号線10122と画素電極10125を導通させるスイッチとして動作する。なお、図46の(B)に示すように、TFT10124のソース領域またはドレイン領域のどちらか一方を、ソース領域またはドレイン領域の他方を囲むように配置してもよい。こうすることで、小さい面積で大きなチャネル幅を得ることができ、スイッチング能力を大きくすることができる。なお、図46の(B)に示すように、TFT10124のゲート電極は、第1の半導体層10105を囲むように配置してもよい。 The TFT 10124 operates as a switch for electrically connecting the video signal line 10122 and the pixel electrode 10125. Note that as illustrated in FIG. 46B, either the source region or the drain region of the TFT 10124 may be disposed so as to surround the other of the source region or the drain region. By doing so, a large channel width can be obtained with a small area, and the switching capability can be increased. Note that as illustrated in FIG. 46B, the gate electrode of the TFT 10124 may be disposed so as to surround the first semiconductor layer 10105.

画素電極10125は、TFT10124のソース電極またはドレイン電極の一方に電気的に接続される。画素電極10125は、映像信号線10122によって伝達された信号電圧を液晶素子に与えるための電極である。また、容量線10123を配置することで、画素容量10126を形成してもよい。こうすることで、画素電極10125は、映像信号線10122によって伝達された信号電圧を保持しやすくなる。なお、画素電極10125は、図46の(B)に示すように、矩形であってもよい。こうすることで、画素の開口率を大きくすることができるので、液晶表示装置の効率が向上する。また、画素電極10125を、透明性をもつ材料で作製した場合は、透過型の液晶表示装置を得ることができる。透過型の液晶表示装置は、色の再現性が高く、高い画質を持った映像を表示することができる。また、画素電極10125を、反射性をもつ材料で作製した場合は、反射型の液晶表示装置を得ることができる。反射型の液晶表示装置は、屋外などの明るい環境下における視認性が高く、また、バックライトが不要なので、消費電力を非常に小さくすることができる。なお、画素電極10125を、透明性をもつ材料および反射性をもつ材料の両方を用いて作成した場合は、両者の利点を併せ持つ、半透過型の液晶表示装置を得ることができる。なお、画素電極10125を、反射性をもつ材料で作製した場合は、画素電極10125の表面に凹凸を持たせてもよい。あるいは、第3の絶縁膜10108の表面に凹凸を持たせることで、画素電極10125を凹凸にすることもできる。こうすることで、反射光が乱反射するので、反射光の強度分布の角度依存性が小さくなる利点がある。つまり、どの角度で見ても、一定の明るさを持った反射型の液晶表示装置を得ることができる。 The pixel electrode 10125 is electrically connected to one of the source electrode and the drain electrode of the TFT 10124. The pixel electrode 10125 is an electrode for applying a signal voltage transmitted through the video signal line 10122 to the liquid crystal element. Alternatively, the pixel capacitor 10126 may be formed by arranging the capacitor line 10123. Thus, the pixel electrode 10125 can easily hold the signal voltage transmitted through the video signal line 10122. Note that the pixel electrode 10125 may have a rectangular shape as illustrated in FIG. By doing so, the aperture ratio of the pixel can be increased, so that the efficiency of the liquid crystal display device is improved. In the case where the pixel electrode 10125 is formed using a material having transparency, a transmissive liquid crystal display device can be obtained. A transmissive liquid crystal display device has high color reproducibility and can display an image with high image quality. In the case where the pixel electrode 10125 is formed using a reflective material, a reflective liquid crystal display device can be obtained. The reflective liquid crystal display device has high visibility in a bright environment such as outdoors and does not require a backlight, so that power consumption can be extremely reduced. Note that in the case where the pixel electrode 10125 is formed using both a transparent material and a reflective material, a transflective liquid crystal display device having both advantages can be obtained. Note that in the case where the pixel electrode 10125 is formed using a reflective material, the surface of the pixel electrode 10125 may have unevenness. Alternatively, the surface of the third insulating film 10108 can be uneven so that the pixel electrode 10125 can be uneven. By doing so, since the reflected light is irregularly reflected, there is an advantage that the angle dependence of the intensity distribution of the reflected light is reduced. That is, it is possible to obtain a reflective liquid crystal display device having a certain brightness at any angle.

次に、図47を参照して、VA(Vertical Alignment)モードの液晶表示装置に、本実施の形態の表示装置を適用した場合を説明する。図47は、VAモードの液晶表示装置の画素構造のうち、配向制御用突起を用いることで、液晶分子が様々な向きを持つように制御し、視野角を大きくした、いわゆるMVA(Multi−domain Vertical Alignment)方式に、本実施の形態の表示装置を適用した場合の、画素の断面図と上面図である。図47の(A)は、画素の断面図であり、図47の(B)は、画素の上面図である。また、図47の(A)に示す画素の断面図は、図47の(B)に示す画素の上面図における線分a−a’に対応している。図47に示す画素構造の液晶表示装置に本実施の形態の表示装置を適用することによって、視野角が大きく、応答速度が速く、コントラストの大きい液晶表示装置を得ることができる。 Next, a case where the display device of this embodiment is applied to a VA (Vertical Alignment) mode liquid crystal display device will be described with reference to FIG. FIG. 47 shows a so-called MVA (Multi-domain) in which liquid crystal molecules are controlled to have various orientations by using alignment control protrusions in the pixel structure of the VA mode liquid crystal display device, and the viewing angle is increased. FIGS. 7A and 7B are a cross-sectional view and a top view of a pixel in the case where the display device of this embodiment is applied to a vertical alignment (vertical alignment) method. FIGS. 47A is a cross-sectional view of a pixel, and FIG. 47B is a top view of the pixel. In addition, the cross-sectional view of the pixel shown in FIG. 47A corresponds to a line segment a-a ′ in the top view of the pixel shown in FIG. By applying the display device of this embodiment mode to the liquid crystal display device having the pixel structure shown in FIG. 47, a liquid crystal display device with a wide viewing angle, a high response speed, and a high contrast can be obtained.

図47の(A)を参照して、MVA方式の液晶表示装置の画素構造について説明する。液晶表示装置は、液晶パネルと呼ばれる、画像を表示する基幹部分を有する。液晶パネルは、加工を施した2枚の基板を、数μmのギャップを持たせて貼り合わせ、2枚の基板間に液晶材料を注入することで作製される。図47の(A)において、2枚の基板は、第1の基板10201および第2の基板10216である。第1の基板には、TFTおよび画素電極を作製し、第2の基板には、遮光膜10214、カラーフィルタ10215、第4の導電層10213、スペーサ10217、第2の配向膜10212、および配向制御用突起10219を作製してもよい。 The pixel structure of the MVA liquid crystal display device is described with reference to FIG. The liquid crystal display device has a basic part that displays an image, called a liquid crystal panel. A liquid crystal panel is manufactured by bonding two processed substrates together with a gap of several μm and injecting a liquid crystal material between the two substrates. In FIG. 47A, the two substrates are a first substrate 10201 and a second substrate 10216. A TFT and a pixel electrode are formed over the first substrate, and a light shielding film 10214, a color filter 10215, a fourth conductive layer 10213, a spacer 10217, a second alignment film 10212, and an alignment control are formed over the second substrate. The protrusion 10219 for use may be produced.

なお、本実施の形態の表示装置は、第1の基板10201にTFTを作製しなくとも実施可能である。TFTを作製しない場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。さらに、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、TFTを作製する場合は、より大型の表示装置を得ることができる。 Note that the display device of this embodiment can be implemented without forming a TFT over the first substrate 10201. When the TFT is not manufactured, the number of steps is reduced, so that the manufacturing cost can be reduced. Furthermore, since the structure is simple, the yield can be improved. On the other hand, when a TFT is manufactured, a larger display device can be obtained.

なお、図47に示すTFTは、非晶質半導体を用いたボトムゲート型のTFTである。非結晶半導体を用いたTFTを適応した液晶パネルは、大面積の基板を用いて、安価に作製できるという利点がある。しかし、本実施の形態の表示装置はこれに限定されるものではない。使用できるTFTの構造は、ボトムゲート型のTFTではチャネルエッチ型、チャネル保護型などがある。また、トップゲート型でもよい。さらに、非晶質半導体だけではなく、多結晶半導体も用いることができる。 Note that the TFT illustrated in FIG. 47 is a bottom-gate TFT using an amorphous semiconductor. A liquid crystal panel to which a TFT using an amorphous semiconductor is applied has an advantage that it can be manufactured at low cost using a large-area substrate. However, the display device of the present embodiment is not limited to this. TFT structures that can be used include a channel etch type, a channel protection type, and the like for bottom-gate TFTs. A top gate type may also be used. Furthermore, not only an amorphous semiconductor but also a polycrystalline semiconductor can be used.

なお、本実施の形態の表示装置は、第2の基板10216に遮光膜10214を作製しなくとも実施可能である。遮光膜10214を作製しない場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、遮光膜10214を作製する場合は、黒表示時に光漏れの少ない表示装置を得ることができる。 Note that the display device of this embodiment can be implemented without forming the light-blocking film 10214 over the second substrate 10216. In the case where the light-blocking film 10214 is not manufactured, the number of steps is reduced, so that manufacturing cost can be reduced. In addition, since the structure is simple, the yield can be improved. On the other hand, when the light-blocking film 10214 is formed, a display device with little light leakage at the time of black display can be obtained.

なお、本実施の形態の表示装置は、第2の基板10216にカラーフィルタ10215を作製しなくとも実施可能である。カラーフィルタ10215を作製しない場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。ただし、カラーフィルタ10215を作製しない場合でも、フィールドシーケンシャル駆動によってカラー表示ができる表示装置を得ることができる。一方、カラーフィルタ10215を作製する場合は、カラー表示ができる表示装置を得ることができる。 Note that the display device of this embodiment can be implemented without forming the color filter 10215 over the second substrate 10216. In the case where the color filter 10215 is not manufactured, the number of steps is reduced, so that manufacturing cost can be reduced. In addition, since the structure is simple, the yield can be improved. However, even when the color filter 10215 is not manufactured, a display device capable of color display by field sequential driving can be obtained. On the other hand, when the color filter 10215 is manufactured, a display device capable of color display can be obtained.

なお、本実施の形態の表示装置は、第2の基板10216にスペーサ10217を作製せず、球状のスペーサを散布することでも実施可能である。球状のスペーサを散布する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、スペーサ10217を作製する場合は、スペーサの位置がばらつかないため、2枚の基板間の距離を一様にすることができ、表示ムラの少ない表示装置を得ることができる。 Note that the display device in this embodiment can be implemented by spraying spherical spacers without forming the spacers 10217 over the second substrate 10216. When the spherical spacers are dispersed, the number of steps is reduced, so that the manufacturing cost can be reduced. In addition, since the structure is simple, the yield can be improved. On the other hand, in the case of manufacturing the spacer 10217, since the position of the spacer does not vary, the distance between the two substrates can be made uniform, and a display device with little display unevenness can be obtained.

次に、第1の基板10201に施す加工については、図46で説明した方法を用いてもよいため、省略する。ここで、第1の基板10201、第1の絶縁膜10202、第1の導電層10203、第2の絶縁膜10204、第1の半導体層10205、第2の半導体層10206、第2の導電層10207、第3の絶縁膜10208、第3の導電層10209、第1の配向膜10210が、それぞれ、図46における第1の基板10101、第1の絶縁膜10102、第1の導電層10103、第2の絶縁膜10104、第1の半導体層10105、第2の半導体層10106、第2の導電層10107、第3の絶縁膜10108、第3の導電層10109、第1の配向膜10110、と対応する。なお、図示は
しないが、第1の基板側にも、配向制御用突起を設けてもよい。こうすることで、より確実に液晶分子の配向を制御することができる。また、第1の配向膜10210および第2の配向膜10212は、垂直配向膜でもよい。こうすることで、液晶分子10218を垂直に配向することができる。
Next, processing performed on the first substrate 10201 may be omitted because the method described in FIG. 46 may be used. Here, the first substrate 10201, the first insulating film 10202, the first conductive layer 10203, the second insulating film 10204, the first semiconductor layer 10205, the second semiconductor layer 10206, and the second conductive layer 10207 are used. , The third insulating film 10208, the third conductive layer 10209, and the first alignment film 10210 are respectively the first substrate 10101, the first insulating film 10102, the first conductive layer 10103, and the second alignment film in FIG. Corresponding to the first insulating film 10104, the first semiconductor layer 10105, the second semiconductor layer 10106, the second conductive layer 10107, the third insulating film 10108, the third conductive layer 10109, and the first alignment film 10110. . Although not shown, an alignment control protrusion may be provided also on the first substrate side. By doing so, the orientation of the liquid crystal molecules can be controlled more reliably. Further, the first alignment film 10210 and the second alignment film 10212 may be vertical alignment films. By doing so, the liquid crystal molecules 10218 can be vertically aligned.

以上のように作製した第1の基板10201と、遮光膜10214、カラーフィルタ10215、第4の導電層10213、スペーサ10217、および第2の配向膜10212を作製した第2の基板10216を、シール材によって数μmのギャップを持たせて貼り合わせ、2枚の基板間に液晶材料を注入することで、液晶パネルが作製できる。なお、図47に示すようなMVA方式の液晶パネルにおいては、第4の導電層10213は、第2の基板10216の全面に作製されていてもよい。また、第4の導電層10213に接して、配向制御用突起10219を作製してもよい。なお、配向制御用突起10219の形状に限定はないが、滑らかな曲面を持った形状であるのが好適である。こうすることで、近接する液晶分子10218の配向が極近いものとなるため、配向不良が低減する。また、第2の配向膜10212が、配向制御用突起10219によって段切れを起こしてしまうことによる、配向膜の不良も低減することができる。 The first substrate 10201 manufactured as described above, the light-shielding film 10214, the color filter 10215, the fourth conductive layer 10213, the spacer 10217, and the second substrate 10216 from which the second alignment film 10212 is manufactured are used as a sealing material. Is bonded with a gap of several μm, and a liquid crystal material is injected between the two substrates, whereby a liquid crystal panel can be manufactured. Note that in the MVA liquid crystal panel illustrated in FIG. 47, the fourth conductive layer 10213 may be formed over the entire surface of the second substrate 10216. Alternatively, the alignment control protrusion 10219 may be formed in contact with the fourth conductive layer 10213. The shape of the orientation control protrusion 10219 is not limited, but is preferably a shape having a smooth curved surface. By doing so, the alignment of the adjacent liquid crystal molecules 10218 becomes very close, and alignment defects are reduced. In addition, defects in the alignment film due to the second alignment film 10212 being stepped by the alignment control protrusion 10219 can be reduced.

次に、図47に示す、MVA方式の液晶パネルの画素構造の特徴について説明する。図47の(A)に示した液晶分子10218は、長軸と短軸を持った細長い分子である。液晶分子10218の向きを示すため、図47の(A)においては、その長さによって表現している。すなわち、長く表現された液晶分子10218は、その長軸の向きが紙面に平行であり、短く表現された液晶分子10218ほど、その長軸の向きが紙面の法線方向に近くなっているとする。つまり、図47の(A)に示した液晶分子10218は、その長軸の向きが配向膜の法線方向を向くように配向している。よって、配向制御用突起10219のある部分の液晶分子10218は、配向制御用突起10219を中心として放射状に配向する。この状態となることによって、視野角の大きい液晶表示装置を得ることができる。 Next, features of the pixel structure of the MVA liquid crystal panel illustrated in FIG. 47 will be described. A liquid crystal molecule 10218 shown in FIG. 47A is an elongated molecule having a major axis and a minor axis. In order to show the direction of the liquid crystal molecules 10218, the length is expressed in FIG. That is, the longer expressed liquid crystal molecules 10218 are parallel to the paper surface, and the shorter expressed liquid crystal molecules 10218 are closer to the normal direction of the paper surface. . That is, the liquid crystal molecules 10218 shown in FIG. 47A are aligned so that the direction of the major axis is the normal direction of the alignment film. Therefore, the liquid crystal molecules 10218 in a portion where the alignment control protrusion 10219 is located are aligned radially with the alignment control protrusion 10219 as the center. In this state, a liquid crystal display device with a large viewing angle can be obtained.

次に、図47の(B)を参照して、MVA方式の液晶表示装置に本実施の形態の表示装置を適用した場合の、画素のレイアウトの一例について説明する。本実施の形態の表示装置を適用したMVA方式の液晶表示装置の画素は、走査線10221と、映像信号線10222と、容量線10223と、TFT10224と、画素電極10225と、画素容量10226と、配向制御用突起10219と、を備えていてもよい。 Next, an example of a pixel layout in the case where the display device of this embodiment is applied to an MVA liquid crystal display device will be described with reference to FIG. A pixel of an MVA liquid crystal display device to which the display device of this embodiment is applied includes a scan line 10221, a video signal line 10222, a capacitor line 10223, a TFT 10224, a pixel electrode 10225, a pixel capacitor 10226, and an orientation. And a control projection 10219.

走査線10221は、TFT10224のゲート電極と電気的に接続されるため、第1の導電層10203で構成されているのが好適である。 The scan line 10221 is preferably formed using the first conductive layer 10203 because it is electrically connected to the gate electrode of the TFT 10224.

映像信号線10222は、TFT10224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ため、第2の導電層10207で構成されているのが好適である。また、走査線10221と映像信号線10222はマトリックス状に配置されるため、少なくとも、異なる層の導電層で形成されるのが好適である。 The video signal line 10222 is preferably formed using the second conductive layer 10207 because it is electrically connected to the source electrode or the drain electrode of the TFT 10224. In addition, since the scan lines 10221 and the video signal lines 10222 are arranged in a matrix, it is preferable to form at least different conductive layers.

容量線10223は、画素電極10225と平行に配置されることで、画素容量10226を形成するための配線であり、第1の導電層10203で構成されているのが好適である。なお、図47の(B)に示すように、容量線10223は、映像信号線10222に沿って、映像信号線10222を囲むように延設されていてもよい。こうすることで、映像信号線10222の電位変化に伴って、電位を保持するべき電極の電位が変化してしまう現象、いわゆるクロストークを低減することができる。なお、映像信号線10222との交差容量を低減させるため、図47の(B)に示すように、第1の半導体層10205を容量線10223と映像信号線10222の交差領域に設けてもよい。 The capacitor line 10223 is a wiring for forming the pixel capacitor 10226 by being arranged in parallel with the pixel electrode 10225 and is preferably formed using the first conductive layer 10203. Note that as illustrated in FIG. 47B, the capacitor line 10223 may be extended along the video signal line 10222 so as to surround the video signal line 10222. By doing so, it is possible to reduce a phenomenon in which the potential of the electrode that should hold the potential changes, that is, so-called crosstalk, with the change in the potential of the video signal line 10222. Note that in order to reduce cross capacitance with the video signal line 10222, a first semiconductor layer 10205 may be provided in a cross region of the capacitor line 10223 and the video signal line 10222 as illustrated in FIG.

TFT10224は、映像信号線10222と画素電極10225を導通させるスイッチとして動作する。なお、図47の(B)に示すように、TFT10224のソース領域またはドレイン領域のどちらか一方を、ソース領域またはドレイン領域の他方を囲むように配置してもよい。こうすることで、小さい面積で大きなチャネル幅を得ることができ、スイッチング能力を大きくすることができる。なお、図47の(B)に示すように、TFT10224のゲート電極は、第1の半導体層10205を囲むように配置してもよい。 The TFT 10224 operates as a switch for electrically connecting the video signal line 10222 and the pixel electrode 10225. Note that as shown in FIG. 47B, either the source region or the drain region of the TFT 10224 may be arranged so as to surround the other of the source region or the drain region. By doing so, a large channel width can be obtained with a small area, and the switching capability can be increased. Note that as illustrated in FIG. 47B, the gate electrode of the TFT 10224 may be disposed so as to surround the first semiconductor layer 10205.

画素電極10225は、TFT10224のソース電極またはドレイン電極の一方に電気的に接続される。画素電極10225は、映像信号線10222によって伝達された信号電圧を液晶素子に与えるための電極である。また、容量線10223を配置することで、画素容量10226を形成してもよい。こうすることで、画素電極10225は、映像信号線10222によって伝達された信号電圧を保持しやすくなる。なお、画素電極10225は、図47の(B)に示すように、矩形であってもよい。こうすることで、画素の開口率を大きくすることができるので、液晶表示装置の効率が向上する。また、画素電極10225を、透明性をもつ材料で作製した場合は、透過型の液晶表示装置を得ることができる。透過型の液晶表示装置は、色の再現性が高く、高い画質を持った映像を表示することができる。また、画素電極10225を、反射性をもつ材料で作製した場合は、反射型の液晶表示装置を得ることができる。反射型の液晶表示装置は、屋外などの明るい環境下における視認性が高く、また、バックライトが不要なので、消費電力を非常に小さくすることができる。なお、画素電極10225を、透明性をもつ材料および反射性をもつ材料の両方を用いて作成した場合は、両者の利点を併せ持つ、半透過型の液晶表示装置を得ることができる。なお、画素電極10225を、反射性をもつ材料で作製した場合は、画素電極10225の表面に凹凸を持たせてもよい。あるいは、第3の絶縁膜10208の表面に凹凸を持たせることで、画素電極10225を凹凸にすることもできる。こうすることで、反射光が乱反射するので、反射光の強度分布の角度依存性が小さくなる利点がある。つまり、どの角度で見ても、一定の明るさを持った反射型の液晶表示装置を得ることができる。 The pixel electrode 10225 is electrically connected to one of a source electrode and a drain electrode of the TFT 10224. The pixel electrode 10225 is an electrode for applying a signal voltage transmitted through the video signal line 10222 to the liquid crystal element. Alternatively, the pixel capacitor 10226 may be formed by disposing the capacitor line 10223. Thus, the pixel electrode 10225 can easily hold the signal voltage transmitted through the video signal line 10222. Note that the pixel electrode 10225 may have a rectangular shape as illustrated in FIG. By doing so, the aperture ratio of the pixel can be increased, so that the efficiency of the liquid crystal display device is improved. In the case where the pixel electrode 10225 is formed using a transparent material, a transmissive liquid crystal display device can be obtained. A transmissive liquid crystal display device has high color reproducibility and can display an image with high image quality. In the case where the pixel electrode 10225 is formed using a reflective material, a reflective liquid crystal display device can be obtained. The reflective liquid crystal display device has high visibility in a bright environment such as outdoors and does not require a backlight, so that power consumption can be extremely reduced. Note that in the case where the pixel electrode 10225 is formed using both a transparent material and a reflective material, a transflective liquid crystal display device having both advantages can be obtained. Note that in the case where the pixel electrode 10225 is formed using a reflective material, the surface of the pixel electrode 10225 may be uneven. Alternatively, when the surface of the third insulating film 10208 is uneven, the pixel electrode 10225 can be uneven. By doing so, since the reflected light is irregularly reflected, there is an advantage that the angle dependence of the intensity distribution of the reflected light is reduced. That is, it is possible to obtain a reflective liquid crystal display device having a certain brightness at any angle.

次に、図48を参照して、VA(Vertical Alignment)モードの液晶表示装置に、本実施の形態の表示装置を適用した場合の、別の例を説明する。図48は、VAモードの液晶表示装置の画素構造のうち、第4の導電層10313にパターン加工を施すことで、液晶分子が様々な向きを持つように制御し、視野角を大きくした、いわゆるPVA(Paterned Vertical Alignment)方式に、本実施の形態の表示装置を適用した場合の、画素の断面図と上面図である。図48の(A)は、画素の断面図であり、図48の(B)は、画素の上面図である。また、図48の(A)に示す画素の断面図は、図48の(B)に示す画素の上面図における線分a−a’に対応している。図48に示す画素構造の液晶表示装置に本実施の形態の表示装置を適用することによって、視野角が大きく、応答速度が速く、コントラストの大きい液晶表示装置を得ることができる。 Next, another example in which the display device of this embodiment is applied to a VA (Vertical Alignment) mode liquid crystal display device will be described with reference to FIG. FIG. 48 illustrates a so-called pixel structure of a VA mode liquid crystal display device in which the fourth conductive layer 10313 is patterned so that liquid crystal molecules are controlled in various directions to increase the viewing angle. FIGS. 2A and 2B are a cross-sectional view and a top view of a pixel when the display device of this embodiment is applied to a PVA (Patterned Vertical Alignment) method. 48A is a cross-sectional view of a pixel, and FIG. 48B is a top view of the pixel. Further, the cross-sectional view of the pixel shown in FIG. 48A corresponds to a line segment a-a ′ in the top view of the pixel shown in FIG. By applying the display device of this embodiment mode to the pixel structure liquid crystal display device shown in FIG. 48, a liquid crystal display device with a wide viewing angle, a high response speed, and a high contrast can be obtained.

図48の(A)を参照して、PVA方式の液晶表示装置の画素構造について説明する。液晶表示装置は、液晶パネルと呼ばれる、画像を表示する基幹部分を有する。液晶パネルは、加工を施した2枚の基板を、数μmのギャップを持たせて貼り合わせ、2枚の基板間に液晶材料を注入することで作製される。図48の(A)において、2枚の基板は、第1の基板10301、および第2の基板10316である。第1の基板には、TFTおよび画素電極を作製し、また、第2の基板には、遮光膜10314、カラーフィルタ10315、第4の導電層10313、スペーサ10317、および第2の配向膜10312を作製してもよい。 A pixel structure of a PVA liquid crystal display device will be described with reference to FIG. The liquid crystal display device has a basic part that displays an image, called a liquid crystal panel. A liquid crystal panel is manufactured by bonding two processed substrates together with a gap of several μm and injecting a liquid crystal material between the two substrates. In FIG. 48A, the two substrates are a first substrate 10301 and a second substrate 10316. A TFT and a pixel electrode are formed on the first substrate, and a light shielding film 10314, a color filter 10315, a fourth conductive layer 10313, a spacer 10317, and a second alignment film 10312 are formed on the second substrate. It may be produced.

なお、本実施の形態の表示装置は、第1の基板10301にTFTを作製しなくとも実施可能である。TFTを作製しない場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。さらに、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、TFTを作製する場合は、より大型の表示装置を得ることができる。 Note that the display device of this embodiment can be implemented without forming a TFT over the first substrate 10301. When the TFT is not manufactured, the number of steps is reduced, so that the manufacturing cost can be reduced. Furthermore, since the structure is simple, the yield can be improved. On the other hand, when a TFT is manufactured, a larger display device can be obtained.

なお、図48に示すTFTは、非晶質半導体を用いたボトムゲート型のTFTである。非結晶半導体を用いたTFTを適応した液晶パネルは、大面積の基板を用いて、安価に作製できるという利点がある。しかし、本実施の形態の表示装置はこれに限定されるものではない。使用できるTFTの構造は、ボトムゲート型のTFTではチャネルエッチ型、チャネル保護型などがある。また、トップゲート型でもよい。さらに、非晶質半導体だけではなく、多結晶半導体も用いることができる。 Note that the TFT illustrated in FIG. 48 is a bottom-gate TFT using an amorphous semiconductor. A liquid crystal panel to which a TFT using an amorphous semiconductor is applied has an advantage that it can be manufactured at low cost using a large-area substrate. However, the display device of the present embodiment is not limited to this. TFT structures that can be used include a channel etch type, a channel protection type, and the like for bottom-gate TFTs. A top gate type may also be used. Furthermore, not only an amorphous semiconductor but also a polycrystalline semiconductor can be used.

なお、本実施の形態の表示装置は、第2の基板10316に遮光膜10314を作製しなくとも実施可能である。遮光膜10314を作製しない場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、遮光膜10314を作製する場合は、黒表示時に光漏れの少ない表示装置を得ることができる。 Note that the display device of this embodiment can be implemented without forming the light-blocking film 10314 over the second substrate 10316. In the case where the light-blocking film 10314 is not manufactured, the number of steps is reduced, so that manufacturing cost can be reduced. In addition, since the structure is simple, the yield can be improved. On the other hand, in the case of manufacturing the light-blocking film 10314, a display device with little light leakage during black display can be obtained.

なお、本実施の形態の表示装置は、第2の基板10316にカラーフィルタ10315を作製しなくとも実施可能である。カラーフィルタ10315を作製せしない場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。ただし、カラーフィルタ10315を作製しない場合でも、フィールドシーケンシャル駆動によってカラー表示ができる表示装置を得ることができる。一方、カラーフィルタ10315を作製する場合は、カラー表示ができる表示装置を得ることができる。 Note that the display device of this embodiment can be implemented without forming the color filter 10315 over the second substrate 10316. In the case where the color filter 10315 is not manufactured, the number of steps is reduced, so that manufacturing cost can be reduced. In addition, since the structure is simple, the yield can be improved. Note that a display device capable of color display by field sequential driving can be obtained even when the color filter 10315 is not manufactured. On the other hand, when the color filter 10315 is manufactured, a display device capable of color display can be obtained.

なお、本実施の形態の表示装置は、第2の基板10316にスペーサ10317を作製せず、球状のスペーサを散布することでも実施可能である。球状のスペーサを散布する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、スペーサ10317を作製する場合は、スペーサの位置がばらつかないため、2枚の基板間の距離を一様にすることができ、表示ムラの少ない表示装置を得ることができる。 Note that the display device of this embodiment can also be implemented by spraying spherical spacers without forming the spacers 10317 over the second substrate 10316. When the spherical spacers are dispersed, the number of steps is reduced, so that the manufacturing cost can be reduced. In addition, since the structure is simple, the yield can be improved. On the other hand, in the case of manufacturing the spacer 10317, since the position of the spacer does not vary, the distance between the two substrates can be made uniform, and a display device with little display unevenness can be obtained.

次に、第1の基板10301に施す加工については、図46で説明した方法を用いてもよいため、省略する。ここで、第1の基板10301、第1の絶縁膜10302、第1の導電層10303、第2の絶縁膜10304、第1の半導体層10305、第2の半導体層10306、第2の導電層10307、第3の絶縁膜10308、第3の導電層10309、第1の配向膜10310が、それぞれ、図46における第1の基板10101、第1の絶縁膜10102、第1の導電層10103、第2の絶縁膜10104、第1の半導体層10105、第2の半導体層10106、第2の導電層10107、第3の絶縁膜10108、第3の導電層10109、第1の配向膜10110、と対応する。なお、第1の基板10301側の第3の導電層10309に、電極切り欠き部を設けてもよい。こうすることで、より確実に液晶分子の配向を制御することができる。また、第1の配向膜10310および第2の配向膜10312は、垂直配向膜でもよい。こうすることで、液晶分子10318を垂直に配向することができる。 Next, processing performed on the first substrate 10301 may be omitted because the method described in FIG. 46 may be used. Here, the first substrate 10301, the first insulating film 10302, the first conductive layer 10303, the second insulating film 10304, the first semiconductor layer 10305, the second semiconductor layer 10306, and the second conductive layer 10307 , The third insulating film 10308, the third conductive layer 10309, and the first alignment film 10310 are respectively the first substrate 10101, the first insulating film 10102, the first conductive layer 10103, and the second alignment film 10310 in FIG. Corresponding to the first insulating film 10104, the first semiconductor layer 10105, the second semiconductor layer 10106, the second conductive layer 10107, the third insulating film 10108, the third conductive layer 10109, and the first alignment film 10110. . Note that an electrode notch portion may be provided in the third conductive layer 10309 on the first substrate 10301 side. By doing so, the orientation of the liquid crystal molecules can be controlled more reliably. Further, the first alignment film 10310 and the second alignment film 10312 may be vertical alignment films. By doing so, the liquid crystal molecules 10318 can be vertically aligned.

以上のように作製した第1の基板10301と、遮光膜10314、カラーフィルタ10315、第4の導電層10313、スペーサ10317、および第2の配向膜10312を作製した第2の基板10316を、シール材によって数μmのギャップを持たせて貼り合わせ、2枚の基板間に液晶材料を注入することで、液晶パネルが作製できる。なお、図
48に示すようなPVA方式の液晶パネルにおいては、第4の導電層10313は、パターン加工を施して、電極切り欠き部10319を作製してもよい。なお、電極切り欠き部10319の形状に限定はないが、異なる向きを持った複数の矩形を組み合わせた形状であるのが好適である。こうすることで、配向の異なる複数の領域が形成できるので、視野角の大きな液晶表示装置を得ることができる。また、電極切り欠き部10319と第4の導電層10313の境界における第4の導電層10313の形状は、滑らかな曲線であることが好適である。こうすることで、近接する液晶分子10318の配向が極近いものとなるため、配向不良が低減する。また、第2の配向膜10312が、電極切り欠き部10319によって段切れを起こしてしまうことによる、配向膜の不良も低減することができる。
The first substrate 10301 manufactured as described above and the second substrate 10316 on which the light-shielding film 10314, the color filter 10315, the fourth conductive layer 10313, the spacer 10317, and the second alignment film 10312 are manufactured are used as a sealing material. Is bonded with a gap of several μm, and a liquid crystal material is injected between the two substrates, whereby a liquid crystal panel can be manufactured. Note that in the PVA liquid crystal panel as illustrated in FIG. 48, the fourth conductive layer 10313 may be subjected to patterning to form the electrode notch portion 10319. Note that the shape of the electrode notch 10319 is not limited, but a shape in which a plurality of rectangles having different directions are combined is preferable. By doing so, a plurality of regions having different orientations can be formed, so that a liquid crystal display device with a large viewing angle can be obtained. In addition, the shape of the fourth conductive layer 10313 at the boundary between the electrode notch 10319 and the fourth conductive layer 10313 is preferably a smooth curve. By doing so, the alignment of the liquid crystal molecules 10318 that are close to each other becomes extremely close, so that alignment defects are reduced. In addition, defects in the alignment film due to the second alignment film 10312 being stepped by the electrode notch 10319 can be reduced.

次に、図48に示す、PVA方式の液晶パネルの画素構造の特徴について説明する。図48の(A)に示した液晶分子10318は、長軸と短軸を持った細長い分子である。液晶分子10318の向きを示すため、図48の(A)においては、その長さによって表現している。すなわち、長く表現された液晶分子10318は、その長軸の向きが紙面に平行であり、短く表現された液晶分子10318ほど、その長軸の向きが紙面の法線方向に近くなっているとする。つまり、図48の(A)に示した液晶分子10318は、その長軸の向きが配向膜の法線方向を向くように配向している。よって、電極切り欠き部10319のある部分の液晶分子10318は、電極切り欠き部10319と第4の導電層10313の境界を中心として放射状に配向する。この状態となることによって、視野角の大きい液晶表示装置を得ることができる。 Next, characteristics of the pixel structure of the PVA liquid crystal panel shown in FIG. 48 will be described. Liquid crystal molecules 10318 shown in FIG. 48A are elongated molecules having a major axis and a minor axis. In order to show the direction of the liquid crystal molecules 10318, the length is expressed in FIG. In other words, the liquid crystal molecule 10318 expressed in a long direction has a long axis direction parallel to the paper surface, and the liquid crystal molecule 10318 expressed in a short direction has a long axis direction closer to the normal direction of the paper surface. . That is, the liquid crystal molecules 10318 shown in FIG. 48A are aligned so that the direction of the long axis is in the normal direction of the alignment film. Therefore, the liquid crystal molecules 10318 in the portion where the electrode cutout portion 10319 exists is aligned radially with the boundary between the electrode cutout portion 10319 and the fourth conductive layer 10313 as the center. In this state, a liquid crystal display device with a large viewing angle can be obtained.

次に、図48の(B)を参照して、PVA方式の液晶表示装置に本実施の形態の表示装置を適用した場合の、画素のレイアウトの一例について説明する。本実施の形態の表示装置を適用したPVA方式の液晶表示装置の画素は、走査線10321と、映像信号線10322と、容量線10323と、TFT10324と、画素電極10325と、画素容量10326と、電極切り欠き部10319と、を備えていてもよい。 Next, an example of a pixel layout in the case where the display device of this embodiment is applied to a PVA liquid crystal display device will be described with reference to FIG. A pixel of a PVA liquid crystal display device to which the display device of this embodiment is applied includes a scan line 10321, a video signal line 10322, a capacitor line 10323, a TFT 10324, a pixel electrode 10325, a pixel capacitor 10326, and an electrode A notch 10319 may be provided.

走査線10321は、TFT10324のゲート電極と電気的に接続されるため、第1の導電層10303で構成されているのが好適である。 Since the scan line 10321 is electrically connected to the gate electrode of the TFT 10324, the scan line 10321 is preferably formed using the first conductive layer 10303.

映像信号線10322は、TFT10324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ため、第2の導電層10307で構成されているのが好適である。また、走査線10321と映像信号線10322はマトリックス状に配置されるため、少なくとも、異なる層の導電層で形成されるのが好適である。 Since the video signal line 10322 is electrically connected to the source electrode or the drain electrode of the TFT 10324, the video signal line 10322 is preferably formed using the second conductive layer 10307. In addition, since the scan lines 10321 and the video signal lines 10322 are arranged in a matrix, it is preferable to form at least different conductive layers.

容量線10323は、画素電極10325と平行に配置されることで、画素容量10326を形成するための配線であり、第1の導電層10303で構成されているのが好適である。なお、図48の(B)に示すように、容量線10323は、映像信号線10322に沿って、映像信号線10322を囲むように延設されていてもよい。こうすることで、映像信号線10322の電位変化に伴って、電位を保持するべき電極の電位が変化してしまう現象、いわゆるクロストークを低減することができる。なお、映像信号線10322との交差容量を低減させるため、図48の(B)に示すように、第1の半導体層10305を容量線10323と映像信号線10322の交差領域に設けてもよい。 The capacitor line 10323 is a wiring for forming the pixel capacitor 10326 by being arranged in parallel with the pixel electrode 10325 and is preferably formed using the first conductive layer 10303. Note that as illustrated in FIG. 48B, the capacitor line 10323 may be extended along the video signal line 10322 so as to surround the video signal line 10322. By doing so, it is possible to reduce a phenomenon in which the potential of the electrode that should hold the potential changes, so-called crosstalk, in accordance with the potential change of the video signal line 10322. Note that in order to reduce cross capacitance with the video signal line 10322, a first semiconductor layer 10305 may be provided in a cross region of the capacitor line 10323 and the video signal line 10322 as illustrated in FIG.

TFT10324は、映像信号線10322と画素電極10325を導通させるスイッチとして動作する。なお、図48の(B)に示すように、TFT10324のソース領域またはドレイン領域のどちらか一方を、ソース領域またはドレイン領域の他方を囲むように配置してもよい。こうすることで、小さい面積で大きなチャネル幅を得ることができ、スイッチング能力を大きくすることができる。なお、図48の(B)に示すように、TFT
10324のゲート電極は、第1の半導体層10305を囲むように配置してもよい。
The TFT 10324 operates as a switch for electrically connecting the video signal line 10322 and the pixel electrode 10325. Note that as shown in FIG. 48B, either the source region or the drain region of the TFT 10324 may be disposed so as to surround the other of the source region or the drain region. By doing so, a large channel width can be obtained with a small area, and the switching capability can be increased. As shown in FIG. 48B, the TFT
The gate electrode 10324 may be disposed so as to surround the first semiconductor layer 10305.

画素電極10325は、TFT10324のソース電極またはドレイン電極の一方に電気的に接続される。画素電極10325は、映像信号線10322によって伝達された信号電圧を液晶素子に与えるための電極である。また、容量線10323を配置することで、画素容量10326を形成してもよい。こうすることで、画素電極10325は、映像信号線10322によって伝達された信号電圧を保持しやすくなる。なお、画素電極10325は、図48の(B)に示すように、第4の導電層10313に設けた電極切り欠き部10319の形状に合わせて、電極切り欠き部10319のない部分に、画素電極10325を切り欠いた部分を形成するのが好適である。こうすることで、液晶分子10318の配向が異なる複数の領域を形成することができるので、視野角の大きな液晶表示装置を得ることができる。また、画素電極10325を、透明性をもつ材料で作製した場合は、透過型の液晶表示装置を得ることができる。透過型の液晶表示装置は、色の再現性が高く、高い画質を持った映像を表示することができる。また、画素電極10325を、反射性をもつ材料で作製した場合は、反射型の液晶表示装置を得ることができる。反射型の液晶表示装置は、屋外などの明るい環境下における視認性が高く、また、バックライトが不要なので、消費電力を非常に小さくすることができる。なお、画素電極10325を、透明性をもつ材料および反射性をもつ材料の両方を用いて作成した場合は、両者の利点を併せ持つ、半透過型の液晶表示装置を得ることができる。なお、画素電極10325を、反射性をもつ材料で作製した場合は、画素電極10325の表面に凹凸を持たせてもよい。あるいは、第3の絶縁膜10308の表面に凹凸を持たせることで、画素電極10325を凹凸にすることもできる。こうすることで、反射光が乱反射するので、反射光の強度分布の角度依存性が小さくなる利点がある。つまり、どの角度で見ても、一定の明るさを持った反射型の液晶表示装置を得ることができる。 The pixel electrode 10325 is electrically connected to one of the source electrode and the drain electrode of the TFT 10324. The pixel electrode 10325 is an electrode for applying a signal voltage transmitted through the video signal line 10322 to the liquid crystal element. Further, the pixel capacitor 10326 may be formed by providing the capacitor line 10323. Thus, the pixel electrode 10325 can easily hold the signal voltage transmitted through the video signal line 10322. Note that as illustrated in FIG. 48B, the pixel electrode 10325 is formed on a portion where the electrode notch portion 10319 is not provided in accordance with the shape of the electrode notch portion 10319 provided in the fourth conductive layer 10313. It is preferable to form a portion where 10325 is cut out. Thus, a plurality of regions with different alignment of the liquid crystal molecules 10318 can be formed, so that a liquid crystal display device with a wide viewing angle can be obtained. In the case where the pixel electrode 10325 is formed using a material having transparency, a transmissive liquid crystal display device can be obtained. A transmissive liquid crystal display device has high color reproducibility and can display an image with high image quality. In the case where the pixel electrode 10325 is formed using a reflective material, a reflective liquid crystal display device can be obtained. The reflective liquid crystal display device has high visibility in a bright environment such as outdoors and does not require a backlight, so that power consumption can be extremely reduced. Note that in the case where the pixel electrode 10325 is formed using both a transparent material and a reflective material, a transflective liquid crystal display device having both advantages can be obtained. Note that in the case where the pixel electrode 10325 is formed using a reflective material, the surface of the pixel electrode 10325 may have unevenness. Alternatively, when the surface of the third insulating film 10308 is uneven, the pixel electrode 10325 can be uneven. By doing so, since the reflected light is irregularly reflected, there is an advantage that the angle dependence of the intensity distribution of the reflected light is reduced. That is, it is possible to obtain a reflective liquid crystal display device having a certain brightness at any angle.

次に、図49を参照して、横電界方式の液晶表示装置に、本実施の形態の表示装置を適用した場合を説明する。図49は、液晶分子の配向が基板に対して常に水平であるようにスイッチングを行なうために、横方向に電界をかける方式の液晶表示装置の画素構造のうち、画素電極10425と共通電極10423に櫛歯状のパターン加工を施すことで、横方向に電界をかける方式、いわゆるIPS(In−Plane−Switching)方式に、本実施の形態の表示装置を適用した場合の、画素の断面図と上面図である。図49の(A)は、画素の断面図であり、図49の(B)は、画素の上面図である。また、図49の(A)に示す画素の断面図は、図49の(B)に示す画素の上面図における線分a−a’に対応している。図49に示す画素構造の液晶表示装置に本実施の形態の表示装置を適用することによって、原理的に視野角が大きく、応答速度の階調依存性の小さい液晶表示装置を得ることができる。 Next, a case where the display device of this embodiment is applied to a horizontal electric field type liquid crystal display device will be described with reference to FIG. FIG. 49 shows the pixel electrode 10425 and the common electrode 10423 in the pixel structure of a liquid crystal display device in which an electric field is applied in the lateral direction in order to perform switching so that the alignment of liquid crystal molecules is always horizontal with respect to the substrate. Cross-sectional view and upper surface of a pixel when the display device of this embodiment is applied to a method of applying an electric field in a lateral direction by performing comb-like pattern processing, that is, a so-called IPS (In-Plane-Switching) method FIG. 49A is a cross-sectional view of a pixel, and FIG. 49B is a top view of the pixel. A cross-sectional view of the pixel shown in FIG. 49A corresponds to a line segment a-a ′ in the top view of the pixel shown in FIG. By applying the display device of this embodiment to the liquid crystal display device having the pixel structure shown in FIG. 49, a liquid crystal display device having a large viewing angle in principle and a small dependence of response speed on gray scale can be obtained.

図49の(A)を参照して、IPS方式の液晶表示装置の画素構造について説明する。液晶表示装置は、液晶パネルと呼ばれる、画像を表示する基幹部分を有する。液晶パネルは、加工を施した2枚の基板を、数μmのギャップを持たせて貼り合わせ、2枚の基板間に液晶材料を注入することで作製される。図49の(A)において、2枚の基板は、第1の基板10401、および第2の基板10416である。第1の基板には、TFTおよび画素電極を作製し、また、第2の基板には、遮光膜10414、カラーフィルタ10415、スペーサ10417、および第2の配向膜10412を作製してもよい。 A pixel structure of an IPS liquid crystal display device is described with reference to FIG. The liquid crystal display device has a basic part that displays an image, called a liquid crystal panel. A liquid crystal panel is manufactured by bonding two processed substrates together with a gap of several μm and injecting a liquid crystal material between the two substrates. In FIG. 49A, the two substrates are a first substrate 10401 and a second substrate 10416. A TFT and a pixel electrode may be manufactured over the first substrate, and a light-blocking film 10414, a color filter 10415, a spacer 10417, and a second alignment film 10412 may be manufactured over the second substrate.

なお、本実施の形態の表示装置は、第1の基板10401にTFTを作製しなくとも実施可能である。TFTを作製しない場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。さらに、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、TFTを作製する場合は、より大型の表示装置を得ることができる。 Note that the display device of this embodiment can be implemented without forming a TFT over the first substrate 10401. When the TFT is not manufactured, the number of steps is reduced, so that the manufacturing cost can be reduced. Furthermore, since the structure is simple, the yield can be improved. On the other hand, when a TFT is manufactured, a larger display device can be obtained.

なお、図49に示すTFTは、非晶質半導体を用いたボトムゲート型のTFTである。非結晶半導体を用いたTFTを適応した液晶パネルは、大面積の基板を用いて、安価に作製できるという利点がある。しかし、本実施の形態の表示装置はこれに限定されるものではない。使用できるTFTの構造は、ボトムゲート型のTFTではチャネルエッチ型、チャネル保護型などがある。また、トップゲート型でもよい。さらに、非晶質半導体だけではなく、多結晶半導体も用いることができる。 Note that the TFT illustrated in FIG. 49 is a bottom-gate TFT using an amorphous semiconductor. A liquid crystal panel to which a TFT using an amorphous semiconductor is applied has an advantage that it can be manufactured at low cost using a large-area substrate. However, the display device of the present embodiment is not limited to this. TFT structures that can be used include a channel etch type, a channel protection type, and the like for bottom-gate TFTs. A top gate type may also be used. Furthermore, not only an amorphous semiconductor but also a polycrystalline semiconductor can be used.

なお、本実施の形態の表示装置は、第2の基板10416に遮光膜10414を作製しなくとも実施可能である。遮光膜10414を作製しない場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、遮光膜10414を作製する場合は、黒表示時に光漏れの少ない表示装置を得ることができる。 Note that the display device of this embodiment can be implemented without forming the light-blocking film 10414 over the second substrate 10416. In the case where the light-blocking film 10414 is not manufactured, the number of steps is reduced, so that manufacturing cost can be reduced. In addition, since the structure is simple, the yield can be improved. On the other hand, in the case of manufacturing the light-blocking film 10414, a display device with little light leakage during black display can be obtained.

なお、本実施の形態の表示装置は、第2の基板10416にカラーフィルタ10415を作製しなくとも実施可能である。カラーフィルタ10415を作製しない場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。ただし、カラーフィルタ10415を作製しない場合でも、フィールドシーケンシャル駆動によってカラー表示ができる表示装置を得ることができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、カラーフィルタ10415を作製する場合は、カラー表示ができる表示装置を得ることができる。 Note that the display device of this embodiment can be implemented without forming the color filter 10415 over the second substrate 10416. In the case where the color filter 10415 is not manufactured, the number of steps is reduced, so that manufacturing cost can be reduced. Note that a display device capable of color display by field sequential driving can be obtained even when the color filter 10415 is not manufactured. In addition, since the structure is simple, the yield can be improved. On the other hand, when the color filter 10415 is manufactured, a display device capable of color display can be obtained.

なお、本実施の形態の表示装置は、第2の基板10416にスペーサ10417を作製せず、球状のスペーサを散布することでも実施可能である。球状のスペーサを散布する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、スペーサ10417を作製する場合は、スペーサの位置がばらつかないため、2枚の基板間の距離を一様にすることができ、表示ムラの少ない表示装置を得ることができる。 Note that the display device of this embodiment can also be implemented by spraying spherical spacers without forming the spacers 10417 over the second substrate 10416. When the spherical spacers are dispersed, the number of steps is reduced, so that the manufacturing cost can be reduced. In addition, since the structure is simple, the yield can be improved. On the other hand, in the case of manufacturing the spacer 10417, since the position of the spacer does not vary, the distance between the two substrates can be made uniform, and a display device with little display unevenness can be obtained.

次に、第1の基板10401に施す加工については、図46で説明した方法を用いてもよいため、省略する。ここで、第1の基板10401、第1の絶縁膜10402、第1の導電層10403、第2の絶縁膜10404、第1の半導体層10405、第2の半導体層10406、第2の導電層10407、第3の絶縁膜10408、第3の導電層10409、第1の配向膜10410が、それぞれ、図46における第1の基板10101、第1の絶縁膜10102、第1の導電層10103、第2の絶縁膜10104、第1の半導体層10105、第2の半導体層10106、第2の導電層10107、第3の絶縁膜10108、第3の導電層10109、第1の配向膜10110、と対応する。なお、第1の基板10401側の第3の導電層10409にパターン加工を施し、互いにかみ合った2つの櫛歯状の形状に形成してもよい。また、一方の櫛歯状の電極は、TFT10424のソース電極またはドレイン電極の一方と電気的に接続され、他方の櫛歯状の電極は、共通電極10423と電気的に接続されていてもよい。こうすることで、液晶分子10418に効果的に横方向の電界をかけることができる。 Next, processing performed on the first substrate 10401 may be omitted because the method described in FIG. 46 may be used. Here, the first substrate 10401, the first insulating film 10402, the first conductive layer 10403, the second insulating film 10404, the first semiconductor layer 10405, the second semiconductor layer 10406, and the second conductive layer 10407 are used. , The third insulating film 10408, the third conductive layer 10409, and the first alignment film 10410 are respectively the first substrate 10101, the first insulating film 10102, the first conductive layer 10103, and the second alignment film in FIG. Corresponding to the first insulating film 10104, the first semiconductor layer 10105, the second semiconductor layer 10106, the second conductive layer 10107, the third insulating film 10108, the third conductive layer 10109, and the first alignment film 10110. . Note that pattern processing may be performed on the third conductive layer 10409 on the first substrate 10401 side to form two comb-like shapes that are meshed with each other. One comb-like electrode may be electrically connected to one of a source electrode or a drain electrode of the TFT 10424, and the other comb-like electrode may be electrically connected to the common electrode 10423. Thus, a horizontal electric field can be effectively applied to the liquid crystal molecules 10418.

以上のように作製した第1の基板10401と、遮光膜10414、カラーフィルタ10415、スペーサ10417、および第2の配向膜10412を作製した第2の基板10416を、シール材によって数μmのギャップを持たせて貼り合わせ、2枚の基板間に液晶材料を注入することで、液晶パネルが作製できる。なお、図示しないが、第2の基板10416側に、導電層を形成してもよい。第2の基板10416側に導電層を形成することで、外部からの電磁波ノイズの影響を受けにくくすることができる。 The first substrate 10401 manufactured as described above and the second substrate 10416 on which the light shielding film 10414, the color filter 10415, the spacer 10417, and the second alignment film 10412 are formed have a gap of several μm by a sealant. The liquid crystal panel can be manufactured by laminating and injecting a liquid crystal material between the two substrates. Note that although not illustrated, a conductive layer may be formed on the second substrate 10416 side. By forming the conductive layer on the second substrate 10416 side, it is possible to reduce the influence of electromagnetic wave noise from the outside.

次に、図49に示す、IPS方式の液晶パネルの画素構造の特徴について説明する。図4
9の(A)に示した液晶分子10418は、長軸と短軸を持った細長い分子である。液晶分子10418の向きを示すため、図49の(A)においては、その長さによって表現している。すなわち、長く表現された液晶分子10418は、その長軸の向きが紙面に平行であり、短く表現された液晶分子10418ほど、その長軸の向きが紙面の法線方向に近くなっているとする。つまり、図49の(A)に示した液晶分子10418は、その長軸の向きが常に基板と水平の方向を向くように配向している。図49の(A)においては、電界のない状態における配向を表しているが、液晶分子10418に電界がかかったときは、その長軸の向きが常に基板と水平の方向を保ったまま、水平面内で回転する。この状態となることによって、視野角の大きい液晶表示装置を得ることができる。
Next, features of the pixel structure of the IPS liquid crystal panel shown in FIG. 49 will be described. FIG.
A liquid crystal molecule 10418 shown in 9A is an elongated molecule having a major axis and a minor axis. In order to show the direction of the liquid crystal molecules 10418, the length is expressed in FIG. In other words, the liquid crystal molecule 10418 expressed in a long direction has a long axis direction parallel to the paper surface, and the liquid crystal molecule 10418 expressed in a short direction has a long axis direction closer to the normal direction of the paper surface. . That is, the liquid crystal molecules 10418 shown in FIG. 49A are aligned so that the major axis is always in the horizontal direction to the substrate. In FIG. 49A, the alignment is shown in the absence of an electric field. However, when an electric field is applied to the liquid crystal molecules 10418, the orientation of the major axis always remains horizontal with the substrate. Rotate within. In this state, a liquid crystal display device with a large viewing angle can be obtained.

次に、図49の(B)を参照して、IPS方式の液晶表示装置に本実施の形態の表示装置を適用した場合の、画素のレイアウトの一例について説明する。本実施の形態の表示装置を適用したIPS方式の液晶表示装置の画素は、走査線10421と、映像信号線10422と、共通電極10423と、TFT10424と、画素電極10425と、を備えていてもよい。 Next, an example of a pixel layout in the case where the display device of this embodiment is applied to an IPS liquid crystal display device will be described with reference to FIG. A pixel of an IPS liquid crystal display device to which the display device of this embodiment is applied may include a scanning line 10421, a video signal line 10422, a common electrode 10423, a TFT 10424, and a pixel electrode 10425. .

走査線10421は、TFT10424のゲート電極と電気的に接続されるため、第1の導電層10403で構成されているのが好適である。 Since the scan line 10421 is electrically connected to the gate electrode of the TFT 10424, the scan line 10421 is preferably formed using the first conductive layer 10403.

映像信号線10422は、TFT10424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ため、第2の導電層10407で構成されているのが好適である。また、走査線10421と映像信号線10422はマトリックス状に配置されるため、少なくとも、異なる層の導電層で形成されるのが好適である。なお、図49の(B)に示すように、映像信号線10422は、画素電極10425および共通電極10423の形状に合わせるように、画素内で屈曲して形成されていてもよい。こうすることで、画素の開口率を大きくすることができるため、液晶表示装置の効率を向上させることができる。 Since the video signal line 10422 is electrically connected to the source electrode or the drain electrode of the TFT 10424, the video signal line 10422 is preferably formed using the second conductive layer 10407. In addition, since the scan lines 10421 and the video signal lines 10422 are arranged in a matrix, it is preferable to form at least different conductive layers. Note that as illustrated in FIG. 49B, the video signal line 10422 may be formed to be bent in the pixel so as to match the shape of the pixel electrode 10425 and the common electrode 10423. By doing so, the aperture ratio of the pixel can be increased, so that the efficiency of the liquid crystal display device can be improved.

共通電極10423は、画素電極10425と平行に配置されることで、横方向の電界を発生させるための電極であり、第1の導電層10403および第3の導電層10409で構成されているのが好適である。なお、図49の(B)に示すように、共通電極10423は、映像信号線10422に沿って、映像信号線10422を囲むように延設されていてもよい。こうすることで、映像信号線10422の電位変化に伴って、電位を保持するべき電極の電位が変化してしまう現象、いわゆるクロストークを低減することができる。なお、映像信号線10422との交差容量を低減させるため、図49の(B)に示すように、第1の半導体層10405を共通電極10423と映像信号線10422の交差領域に設けてもよい。 The common electrode 10423 is an electrode for generating a horizontal electric field by being arranged in parallel with the pixel electrode 10425, and includes the first conductive layer 10403 and the third conductive layer 10409. Is preferred. Note that, as illustrated in FIG. 49B, the common electrode 10423 may extend along the video signal line 10422 so as to surround the video signal line 10422. By doing so, it is possible to reduce a phenomenon in which the potential of the electrode that should hold the potential changes, so-called crosstalk, in accordance with the potential change of the video signal line 10422. Note that in order to reduce cross capacitance with the video signal line 10422, a first semiconductor layer 10405 may be provided in a cross region of the common electrode 10423 and the video signal line 10422 as illustrated in FIG.

TFT10424は、映像信号線10422と画素電極10425を導通させるスイッチとして動作する。なお、図49の(B)に示すように、TFT10424のソース領域またはドレイン領域のどちらか一方を、ソース領域またはドレイン領域の他方を囲むように配置してもよい。こうすることで、小さい面積で大きなチャネル幅を得ることができ、スイッチング能力を大きくすることができる。なお、図49の(B)に示すように、TFT10424のゲート電極は、第1の半導体層10405を囲むように配置してもよい。 The TFT 10424 operates as a switch for electrically connecting the video signal line 10422 and the pixel electrode 10425. Note that as illustrated in FIG. 49B, either the source region or the drain region of the TFT 10424 may be disposed so as to surround the other of the source region or the drain region. By doing so, a large channel width can be obtained with a small area, and the switching capability can be increased. Note that as illustrated in FIG. 49B, the gate electrode of the TFT 10424 may be disposed so as to surround the first semiconductor layer 10405.

画素電極10425は、TFT10424のソース電極またはドレイン電極の一方に電気的に接続される。画素電極10425は、映像信号線10422によって伝達された信号電圧を液晶素子に与えるための電極である。また、共通電極10423を配置することで、画素容量を形成してもよい。こうすることで、画素電極10325は、映像信号線10422によって伝達された信号電圧を保持しやすくなる。なお、画素電極10425および櫛歯状の共通電極10423は、図49の(B)に示すように、屈曲した櫛歯状の形状
として形成するのが好適である。こうすることで、液晶分子10418の配向が異なる複数の領域を形成することができるので、視野角の大きな液晶表示装置を得ることができる。また、画素電極10425および櫛歯状の共通電極10423を、透明性をもつ材料で作製した場合は、透過型の液晶表示装置を得ることができる。透過型の液晶表示装置は、色の再現性が高く、高い画質を持った映像を表示することができる。さらに、透過型の液晶表示装置は、画素が高開口率となって、光効率を向上することができる。ただし、画素電極10425および櫛歯状の共通電極10423を透明性をもたず、かつ、反射性をもたいない材料で作製した場合でも、透過型の液晶表示装置を得ることができる。当該透過型の液晶表示装置は、横電界が存在する部分の液晶分子10418のみを光が透過するため、色の再現性が高く、高い画質を持った映像を表示することができる。また、画素電極10425および櫛歯状の共通電極10423を、反射性をもつ材料で作製した場合は、半透過型の液晶表示装置を得ることができる。半透過型の液晶表示装置は、屋外などの明るい環境下における視認性が高く、消費電力を非常に小さくすることができる。さらに、半透過型の液晶表示装置は、色の再現性が高く、高い画質を持った映像を表示することができる。ただし、画素電極10425および櫛歯状の共通電極10423を、透明性をもつ材料および反射性をもつ材料の両方を用いて作成した場合でもは半透過型の液晶表示装置を得ることができる。なお、画素電極10425および櫛歯状の共通電極10423を、反射性をもつ材料で作製した場合は、画素電極10425および櫛歯状の共通電極10423の表面に凹凸を持たせてもよい。あるいは、第3の絶縁膜10408の表面に凹凸を持たせることで、画素電極10425および櫛歯状の共通電極10423を凹凸にすることもできる。こうすることで、反射光が乱反射するので、反射光の強度分布の角度依存性が小さくなる利点がある。つまり、どの角度で見ても、一定の明るさを持った反射型の液晶表示装置を得ることができる。
The pixel electrode 10425 is electrically connected to one of a source electrode and a drain electrode of the TFT 10424. The pixel electrode 10425 is an electrode for applying a signal voltage transmitted through the video signal line 10422 to the liquid crystal element. Further, a pixel capacitor may be formed by providing the common electrode 10423. Thus, the pixel electrode 10325 can easily hold the signal voltage transmitted through the video signal line 10422. Note that the pixel electrode 10425 and the comb-like common electrode 10423 are preferably formed in a bent comb-like shape as illustrated in FIG. Thus, a plurality of regions with different alignment of the liquid crystal molecules 10418 can be formed, so that a liquid crystal display device with a wide viewing angle can be obtained. In the case where the pixel electrode 10425 and the comb-like common electrode 10423 are formed using a transparent material, a transmissive liquid crystal display device can be obtained. A transmissive liquid crystal display device has high color reproducibility and can display an image with high image quality. Further, in the transmissive liquid crystal display device, the pixel has a high aperture ratio, and light efficiency can be improved. Note that a transmissive liquid crystal display device can be obtained even when the pixel electrode 10425 and the comb-like common electrode 10423 are formed using a material that is not transparent and does not have reflectivity. In the transmissive liquid crystal display device, light is transmitted through only the liquid crystal molecules 10418 in a portion where a lateral electric field exists, so that an image with high color reproducibility and high image quality can be displayed. In the case where the pixel electrode 10425 and the comb-like common electrode 10423 are formed using a reflective material, a transflective liquid crystal display device can be obtained. The transflective liquid crystal display device has high visibility in a bright environment such as outdoors, and can greatly reduce power consumption. Further, the transflective liquid crystal display device has high color reproducibility and can display an image with high image quality. Note that a transflective liquid crystal display device can be obtained even when the pixel electrode 10425 and the comb-like common electrode 10423 are formed using both a transparent material and a reflective material. Note that in the case where the pixel electrode 10425 and the comb-shaped common electrode 10423 are formed using a reflective material, the surface of the pixel electrode 10425 and the comb-shaped common electrode 10423 may be uneven. Alternatively, the surface of the third insulating film 10408 can be uneven so that the pixel electrode 10425 and the comb-shaped common electrode 10423 can be uneven. By doing so, since the reflected light is irregularly reflected, there is an advantage that the angle dependence of the intensity distribution of the reflected light is reduced. That is, it is possible to obtain a reflective liquid crystal display device having a certain brightness at any angle.

なお、櫛歯状の画素電極10425と、櫛歯状の共通電極10423は、ともに第3の導電層10409で形成されるとしたが、本実施の形態の表示装置が適用できる画素構成は、これに限定されず、適宜選択することができる。たとえば、櫛歯状の画素電極10425と、櫛歯状の共通電極10423を、ともに第2の導電層10407で形成してもよいし、ともに第1の導電層10403で形成してもよいし、どちらか一方を第3の導電層10409で形成し、他方を第2の導電層10407で形成してもよいし、どちらか一方を第3の導電層10409で形成し、他方を第1の導電層10407で形成してもよいし、どちらか一方を第2の導電層10409で形成し、他方を第1の導電層10407で形成してもよい。 Note that the comb-like pixel electrode 10425 and the comb-like common electrode 10423 are both formed using the third conductive layer 10409; however, the pixel structure to which the display device in this embodiment can be applied is described here. It is not limited to, It can select suitably. For example, both the comb-like pixel electrode 10425 and the comb-like common electrode 10423 may be formed using the second conductive layer 10407, or both may be formed using the first conductive layer 10403. Either one may be formed of the third conductive layer 10409 and the other may be formed of the second conductive layer 10407, or one of them may be formed of the third conductive layer 10409 and the other is formed of the first conductive layer 10409. The layer 10407 may be formed, or one of them may be formed using the second conductive layer 10409 and the other may be formed using the first conductive layer 10407.

次に、図50を参照して、別の横電界方式の液晶表示装置に、本実施の形態の表示装置を適用した場合を説明する。図50は、液晶分子の配向が基板に対して常に水平であるようにスイッチングを行なうために、横方向に電界をかける方式の液晶表示装置の別の画素構造を示す図である。より詳細には、画素電極10525と共通電極10523のうち、どちらか一方に櫛歯状のパターン加工を施し、他方は櫛歯状の形状に重なる領域に一様に電極を形成することで、横方向に電界をかける方式、いわゆるFFS(Fringe Field Switching)方式に、本実施の形態の表示装置を適用した場合の、画素の断面図と上面図である。図50の(A)は、画素の断面図であり、図50の(B)は、画素の上面図である。また、図50の(A)に示す画素の断面図は、図50の(B)に示す画素の上面図における線分a−a’に対応している。図50に示す画素構造の液晶表示装置に本実施の形態の表示装置を適用することによって、原理的に視野角が大きく、応答速度の階調依存性の小さい液晶表示装置を得ることができる。 Next, a case where the display device of this embodiment is applied to another horizontal electric field type liquid crystal display device will be described with reference to FIG. FIG. 50 is a diagram showing another pixel structure of a liquid crystal display device of a system in which an electric field is applied in the lateral direction in order to perform switching so that the alignment of liquid crystal molecules is always horizontal with respect to the substrate. More specifically, one of the pixel electrode 10525 and the common electrode 10523 is subjected to comb-like pattern processing, and the other is formed by uniformly forming an electrode in a region overlapping the comb-like shape. 2A and 2B are a cross-sectional view and a top view of a pixel in the case where the display device of this embodiment is applied to a method in which an electric field is applied in a direction, a so-called FFS (Fringe Field Switching) method. 50A is a cross-sectional view of a pixel, and FIG. 50B is a top view of the pixel. Further, the cross-sectional view of the pixel shown in FIG. 50A corresponds to a line segment a-a ′ in the top view of the pixel shown in FIG. By applying the display device of this embodiment to the liquid crystal display device having the pixel structure shown in FIG. 50, a liquid crystal display device having a large viewing angle in principle and a small dependence of response speed on gray scale can be obtained.

図50の(A)を参照して、FFS方式の液晶表示装置の画素構造について説明する。液晶表示装置は、液晶パネルと呼ばれる、画像を表示する基幹部分を有する。液晶パネルは、加工を施した2枚の基板を、数μmのギャップを持たせて貼り合わせ、2枚の基板間に
液晶材料を注入することで作製される。図50の(A)において、2枚の基板は、第1の基板10501および第2の基板10516である。第1の基板には、TFTおよび画素電極を作製し、第2の基板には、遮光膜10514、カラーフィルタ10515、スペーサ10517、および第2の配向膜10512を作製してもよい。
A pixel structure of an FFS liquid crystal display device is described with reference to FIG. The liquid crystal display device has a basic part that displays an image, called a liquid crystal panel. A liquid crystal panel is manufactured by bonding two processed substrates together with a gap of several μm and injecting a liquid crystal material between the two substrates. In FIG. 50A, the two substrates are a first substrate 10501 and a second substrate 10516. A TFT and a pixel electrode may be formed over the first substrate, and a light-shielding film 10514, a color filter 10515, a spacer 10517, and a second alignment film 10512 may be formed over the second substrate.

なお、本実施の形態の表示装置は、第1の基板10501にTFTを作製しなくとも実施可能である。TFTを作製しない場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、TFTを作製する場合は、より大型の表示装置を得ることができる。 Note that the display device of this embodiment can be implemented without forming a TFT over the first substrate 10501. When the TFT is not manufactured, the number of steps is reduced, so that the manufacturing cost can be reduced. In addition, since the structure is simple, the yield can be improved. On the other hand, when a TFT is manufactured, a larger display device can be obtained.

なお、図50に示すTFTは、非晶質半導体を用いたボトムゲート型のTFTである。非結晶半導体を用いたTFTを適応した液晶パネルは、大面積の基板を用いて、安価に作製できるという利点がある。しかし、本実施の形態の表示装置はこれに限定されるものではない。使用できるTFTの構造は、ボトムゲート型のTFTではチャネルエッチ型、チャネル保護型などがある。また、トップゲート型でもよい。さらに、非晶質半導体だけではなく、多結晶半導体も用いることができる。 Note that the TFT illustrated in FIG. 50 is a bottom-gate TFT using an amorphous semiconductor. A liquid crystal panel to which a TFT using an amorphous semiconductor is applied has an advantage that it can be manufactured at low cost using a large-area substrate. However, the display device of the present embodiment is not limited to this. TFT structures that can be used include a channel etch type, a channel protection type, and the like for bottom-gate TFTs. A top gate type may also be used. Furthermore, not only an amorphous semiconductor but also a polycrystalline semiconductor can be used.

なお、本実施の形態の表示装置は、第2の基板10516に遮光膜10514を作製しなくとも実施可能である。遮光膜10514を作製しない場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、遮光膜10514を作製する場合は、黒表示時に光漏れの少ない表示装置を得ることができる。 Note that the display device of this embodiment can be implemented without forming the light-blocking film 10514 over the second substrate 10516. In the case where the light-blocking film 10514 is not manufactured, the number of steps is reduced, so that manufacturing cost can be reduced. In addition, since the structure is simple, the yield can be improved. On the other hand, when the light-shielding film 10514 is manufactured, a display device with little light leakage at the time of black display can be obtained.

なお、本実施の形態の表示装置は、第2の基板10516にカラーフィルタ10515を作製しなくとも実施可能である。カラーフィルタ10515を作製しない場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。ただし、カラーフィルタ10515を作製しない場合でも、フィールドシーケンシャル駆動によってカラー表示ができる表示装置を得ることができる。一方、カラーフィルタ10515を作製する場合は、カラー表示ができる表示装置を得ることができる。 Note that the display device of this embodiment can be implemented without forming the color filter 10515 over the second substrate 10516. In the case where the color filter 10515 is not manufactured, the number of steps is reduced, so that the manufacturing cost can be reduced. In addition, since the structure is simple, the yield can be improved. Note that a display device capable of color display by field sequential driving can be obtained even when the color filter 10515 is not manufactured. On the other hand, when the color filter 10515 is manufactured, a display device capable of color display can be obtained.

なお、本実施の形態の表示装置は、第2の基板10516にスペーサ10517を作製せず、球状のスペーサを散布することでも実施可能である。球状のスペーサを散布する場合は、工程数が減少するため、製造コストを低減することができる。また、構造が簡単であるので、歩留まりを向上させることができる。一方、スペーサ10517を作製本実施の形態の表示装置する場合は、スペーサの位置がばらつかないため、2枚の基板間の距離を一様にすることができ、表示ムラの少ない表示装置を得ることができる。 Note that the display device in this embodiment can be implemented by spraying spherical spacers without forming the spacer 10517 over the second substrate 10516. When the spherical spacers are dispersed, the number of steps is reduced, so that the manufacturing cost can be reduced. In addition, since the structure is simple, the yield can be improved. On the other hand, in the case where the spacer 10517 is manufactured and the display device of this embodiment is used, the distance between the two substrates can be made uniform because the spacer position does not vary, and a display device with little display unevenness is obtained. be able to.

次に、第1の基板10501に施す加工については、図46で説明した方法を用いてもよいため、省略する。ここで、第1の基板10501、第1の絶縁膜10502、第1の導電層10503、第2の絶縁膜10504、第1の半導体層10505、第2の半導体層10506、第2の導電層10507、第3の絶縁膜10508、第3の導電層10509、第1の配向膜10510が、それぞれ、図46における第1の基板10101、第1の絶縁膜10102、第1の導電層10103、第2の絶縁膜10104、第1の半導体層10105、第2の半導体層10106、第2の導電層10107、第3の絶縁膜10108、第3の導電層10109、第1の配向膜10110、と対応する。 Next, processing performed on the first substrate 10501 may be performed by using the method described with reference to FIG. Here, the first substrate 10501, the first insulating film 10502, the first conductive layer 10503, the second insulating film 10504, the first semiconductor layer 10505, the second semiconductor layer 10506, and the second conductive layer 10507 are used. , The third insulating film 10508, the third conductive layer 10509, and the first alignment film 10510 are respectively the first substrate 10101, the first insulating film 10102, the first conductive layer 10103, and the second alignment film in FIG. Corresponding to the first insulating film 10104, the first semiconductor layer 10105, the second semiconductor layer 10106, the second conductive layer 10107, the third insulating film 10108, the third conductive layer 10109, and the first alignment film 10110. .

ただし、図46と異なる点は、第1の基板10501側に、第4の絶縁膜10519および第4の導電層10513を形成してもよいという点である。より詳細には、第3の導電層10509にパターン加工を施したあと、第4の絶縁膜10519を成膜し、パターン
加工を施してコンタクトホールを形成した後、第4の導電層10513を成膜し、同様にパターン加工を施した後、第1の配向膜10510を形成してもよい。なお、第4の絶縁膜10519および第4の導電層10513に使用できる材料および加工方法は、第3の絶縁膜10508および第3の導電層10509に用いるものと同様のものを用いることができる。また、一方の櫛歯状の電極は、TFT10524のソース電極またはドレイン電極の一方と電気的に接続され、他方の一様な電極は、共通電極10523と電気的に接続されていてもよい。こうすることで、液晶分子10518に効果的に横方向の電界をかけることができる。
46 differs from FIG. 46 in that a fourth insulating film 10519 and a fourth conductive layer 10513 may be formed on the first substrate 10501 side. More specifically, after pattern processing is performed on the third conductive layer 10509, a fourth insulating film 10519 is formed, and after pattern processing is performed to form a contact hole, the fourth conductive layer 10513 is formed. The first alignment film 10510 may be formed after film formation and patterning in the same manner. Note that materials and processing methods that can be used for the fourth insulating film 10519 and the fourth conductive layer 10513 can be the same as those used for the third insulating film 10508 and the third conductive layer 10509. One comb-like electrode may be electrically connected to one of a source electrode and a drain electrode of the TFT 10524, and the other uniform electrode may be electrically connected to the common electrode 10523. Thus, a horizontal electric field can be effectively applied to the liquid crystal molecules 10518.

以上のように作製した第1の基板10501と、遮光膜10514、カラーフィルタ10515、スペーサ10517、および第2の配向膜10512を作製した第2の基板10516を、シール材によって数μmのギャップを持たせて貼り合わせ、2枚の基板間に液晶材料を注入することで、液晶パネルが作製できる。なお、図示しないが、第2の基板10516側に、導電層を形成してもよい。第2の基板10516側に導電層を形成することで、外部からの電磁波ノイズの影響を受けにくくすることができる。 The first substrate 10501 manufactured as described above and the second substrate 10516 on which the light shielding film 10514, the color filter 10515, the spacer 10517, and the second alignment film 10512 are formed have a gap of several μm by a sealant. The liquid crystal panel can be manufactured by laminating and injecting a liquid crystal material between the two substrates. Note that although not illustrated, a conductive layer may be formed on the second substrate 10516 side. By forming the conductive layer on the second substrate 10516 side, the influence of electromagnetic noise from the outside can be reduced.

次に、図50に示す、FFS方式の液晶パネルの画素構造の特徴について説明する。図50の(A)に示した液晶分子10518は、長軸と短軸を持った細長い分子である。液晶分子10518の向きを示すため、図50の(A)においては、その長さによって表現している。すなわち、長く表現された液晶分子10518は、その長軸の向きが紙面に平行であり、短く表現された液晶分子10518ほど、その長軸の向きが紙面の法線方向に近くなっているとする。つまり、図50の(A)に示した液晶分子10518は、その長軸の向きが常に基板と水平の方向を向くように配向している。図50の(A)においては、電界のない状態における配向を表しているが、液晶分子10518に電界がかかったときは、その長軸の向きが常に基板と水平の方向を保ったまま、水平面内で回転する。この状態となることによって、視野角の大きい液晶表示装置を得ることができる。 Next, features of the pixel structure of the FFS mode liquid crystal panel illustrated in FIG. 50 will be described. A liquid crystal molecule 10518 shown in FIG. 50A is an elongated molecule having a major axis and a minor axis. In order to show the direction of the liquid crystal molecules 10518, the length is expressed in FIG. In other words, the longer expressed liquid crystal molecule 10518 has a major axis direction parallel to the paper surface, and the shorter expressed liquid crystal molecule 10518 has a longer axis direction closer to the normal direction of the paper surface. . That is, the liquid crystal molecules 10518 shown in FIG. 50A are aligned so that the major axis is always in the horizontal direction to the substrate. In FIG. 50A, the alignment is shown in the absence of an electric field. However, when an electric field is applied to the liquid crystal molecules 10518, the orientation of the major axis always maintains the horizontal direction with respect to the substrate. Rotate within. In this state, a liquid crystal display device with a large viewing angle can be obtained.

次に、図50の(B)を参照して、FFS方式の液晶表示装置に本実施の形態の表示装置を適用した場合の、画素のレイアウトの一例について説明する。本実施の形態の表示装置を適用したFFS方式の液晶表示装置の画素は、走査線10521と、映像信号線10522と、共通電極10523と、TFT10524と、画素電極10525と、を備えていてもよい。 Next, an example of a pixel layout in the case where the display device of this embodiment is applied to an FFS liquid crystal display device will be described with reference to FIG. A pixel of an FFS liquid crystal display device to which the display device of this embodiment is applied may include a scanning line 10521, a video signal line 10522, a common electrode 10523, a TFT 10524, and a pixel electrode 10525. .

走査線10521は、TFT10524のゲート電極と電気的に接続されるため、第1の導電層10503で構成されているのが好適である。 Since the scan line 10521 is electrically connected to the gate electrode of the TFT 10524, the scan line 10521 is preferably formed using the first conductive layer 10503.

映像信号線10522は、TFT10524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ため、第2の導電層10507で構成されているのが好適である。また、走査線10521と映像信号線10522はマトリックス状に配置されるため、少なくとも、異なる層の導電層で形成されるのが好適である。なお、図50の(B)に示すように、映像信号線10522は、画素電極10525の形状に合わせるように、画素内で屈曲して形成されていてもよい。こうすることで、画素の開口率を大きくすることができるため、液晶表示装置の効率を向上させることができる。 Since the video signal line 10522 is electrically connected to the source electrode or the drain electrode of the TFT 10524, the video signal line 10522 is preferably formed using the second conductive layer 10507. In addition, since the scan lines 10521 and the video signal lines 10522 are arranged in a matrix, it is preferable to form at least different conductive layers. Note that as shown in FIG. 50B, the video signal line 10522 may be bent in the pixel so as to match the shape of the pixel electrode 10525. By doing so, the aperture ratio of the pixel can be increased, so that the efficiency of the liquid crystal display device can be improved.

共通電極10523は、第1の導電層10503および第3の導電層10509で構成されているのが好適である。なお、映像信号線10522との交差容量を低減させるため、図50の(B)に示すように、第1の半導体層10505を共通電極10523と映像信号線10522の交差領域に設けてもよい。 The common electrode 10523 is preferably formed using a first conductive layer 10503 and a third conductive layer 10509. Note that in order to reduce cross capacitance with the video signal line 10522, the first semiconductor layer 10505 may be provided in a cross region of the common electrode 10523 and the video signal line 10522 as illustrated in FIG.

TFT10524は、映像信号線10522と画素電極10525を導通させるスイッチ
として動作する。なお、図50の(B)に示すように、TFT10524のソース領域またはドレイン領域のどちらか一方を、ソース領域またはドレイン領域の他方を囲むように配置してもよい。こうすることで、小さい面積で大きなチャネル幅を得ることができ、スイッチング能力を大きくすることができる。なお、図50の(B)に示すように、TFT10524のゲート電極は、第1の半導体層10505を囲むように配置してもよい。
The TFT 10524 operates as a switch for electrically connecting the video signal line 10522 and the pixel electrode 10525. Note that as illustrated in FIG. 50B, either the source region or the drain region of the TFT 10524 may be arranged so as to surround the other of the source region or the drain region. By doing so, a large channel width can be obtained with a small area, and the switching capability can be increased. Note that as illustrated in FIG. 50B, the gate electrode of the TFT 10524 may be disposed so as to surround the first semiconductor layer 10505.

画素電極10525は、TFT10524のソース電極またはドレイン電極の一方に電気的に接続される。画素電極10525は、映像信号線10522によって伝達された信号電圧を液晶素子に与えるための電極である。また、共通電極10523を配置することで、画素容量を形成してもよい。こうすることで、画素電極10525は、映像信号線10522によって伝達された信号電圧を保持しやすくなる。なお、画素電極10525は、図50の(B)に示すように、屈曲した櫛歯状の形状として形成するのが好適である。こうすることで、液晶分子10518の配向が異なる複数の領域を形成することができるので、視野角の大きな液晶表示装置を得ることができる。また、櫛歯状の画素電極10525および共通電極10523を、透明性をもつ材料で作製した場合は、透過型の液晶表示装置を得ることができる。ただし、櫛歯状の画素電極10525を反射性をもたない材料で作製し、かつ、共通電極10523を透明性をもつ材料で作製した場合でも、透過型の液晶表示装置を得ることができる。透過型の液晶表示装置は、色の再現性が高く、高い画質を持った映像を表示することができる。また、櫛歯状の画素電極10525および共通電極10523を、反射性をもつ材料で作製した場合は、反射型の液晶表示装置を得ることができる。ただし、すくなくとも共通電極10523を反射性をもつ材料で作製すれば、反射型の液晶表示装置を得ることができる。反射型の液晶表示装置は、屋外などの明るい環境下における視認性が高く、また、バックライトが不要なので、消費電力を非常に小さくすることができる。なお、櫛歯状の画素電極10525および共通電極10523を、透明性をもつ材料および反射性をもつ材料の両方を用いて作成した場合は、両者の利点を併せ持つ、半透過型の液晶表示装置を得ることができる。ただし、櫛歯状の画素電極10525を反射性をもつ材料で作製し、画素電極10525を透過性を持つ材料で作製した場合でも、半透過型の液晶表示装置を得ることができる。なお、画素電極10525および櫛歯状の共通電極10523を、反射性をもつ材料で作製した場合は、櫛歯状の画素電極10525および共通電極10523の表面に凹凸を持たせてもよい。あるいは、第3の絶縁膜10508の表面に凹凸を持たせることで、櫛歯状の画素電極10525および共通電極10523を凹凸にすることもできる。こうすることで、反射光が乱反射するので、反射光の強度分布の角度依存性が小さくなる利点がある。つまり、どの角度で見ても、一定の明るさを持った反射型の液晶表示装置を得ることができる。 The pixel electrode 10525 is electrically connected to one of the source electrode and the drain electrode of the TFT 10524. The pixel electrode 10525 is an electrode for applying a signal voltage transmitted through the video signal line 10522 to the liquid crystal element. Further, a pixel capacitor may be formed by disposing the common electrode 10523. Thus, the pixel electrode 10525 can easily hold the signal voltage transmitted through the video signal line 10522. Note that the pixel electrode 10525 is preferably formed in a bent comb-like shape as illustrated in FIG. Thus, a plurality of regions with different alignment of the liquid crystal molecules 10518 can be formed, so that a liquid crystal display device with a wide viewing angle can be obtained. In the case where the comb-like pixel electrode 10525 and the common electrode 10523 are formed using a transparent material, a transmissive liquid crystal display device can be obtained. Note that a transmissive liquid crystal display device can be obtained even when the comb-like pixel electrode 10525 is formed using a non-reflective material and the common electrode 10523 is formed using a transparent material. A transmissive liquid crystal display device has high color reproducibility and can display an image with high image quality. In the case where the comb-like pixel electrode 10525 and the common electrode 10523 are formed using a reflective material, a reflective liquid crystal display device can be obtained. However, if at least the common electrode 10523 is made of a reflective material, a reflective liquid crystal display device can be obtained. The reflective liquid crystal display device has high visibility in a bright environment such as outdoors and does not require a backlight, so that power consumption can be extremely reduced. Note that in the case where the comb-like pixel electrode 10525 and the common electrode 10523 are formed using both a transparent material and a reflective material, a transflective liquid crystal display device having both advantages is obtained. Obtainable. However, even when the comb-like pixel electrode 10525 is formed using a reflective material and the pixel electrode 10525 is formed using a transmissive material, a transflective liquid crystal display device can be obtained. Note that in the case where the pixel electrode 10525 and the comb-shaped common electrode 10523 are formed using a reflective material, the surfaces of the comb-shaped pixel electrode 10525 and the common electrode 10523 may be uneven. Alternatively, the surface of the third insulating film 10508 can be uneven so that the comb-like pixel electrode 10525 and the common electrode 10523 can be uneven. By doing so, since the reflected light is irregularly reflected, there is an advantage that the angle dependence of the intensity distribution of the reflected light is reduced. That is, it is possible to obtain a reflective liquid crystal display device having a certain brightness at any angle.

なお、櫛歯状の画素電極10525は、第4の導電層10513で形成され、一様な共通電極10523は、第3の導電層10509で形成されるとしたが、本実施の形態の表示装置が適用できる画素構成は、これに限定されず、ある条件を満たしていれば、適宜選択することができる。より詳細には、第1の基板10501から見て、櫛歯状の電極が、一様な電極より液晶に近いほうに位置していればよい。なぜならば、横方向の電界は、櫛歯状の電極から見た場合、常に、一様な電極とは逆方向に発生するからである。つまり、液晶に横電界をかけるためには、櫛歯状の電極は、一様な電極よりも液晶よりに位置していなければならないからである。 Note that although the comb-like pixel electrode 10525 is formed using the fourth conductive layer 10513 and the uniform common electrode 10523 is formed using the third conductive layer 10509, the display device of this embodiment The pixel configuration to which can be applied is not limited to this, and can be appropriately selected as long as a certain condition is satisfied. More specifically, it is only necessary that the comb-like electrode is positioned closer to the liquid crystal than the uniform electrode when viewed from the first substrate 10501. This is because the horizontal electric field is always generated in the opposite direction to the uniform electrode when viewed from the comb-like electrode. That is, in order to apply a lateral electric field to the liquid crystal, the comb-like electrode must be positioned closer to the liquid crystal than the uniform electrode.

この条件を満たすには、たとえば、櫛歯状の電極を第4の導電層10513で形成し、一様な電極を第3の導電層10509で形成してもよいし、櫛歯状の電極を第4の導電層10513で形成し、一様な電極を第2の導電層10507で形成してもよいし、櫛歯状の電極を第4の導電層10513で形成し、一様な電極を第1の導電層10503で形成してもよいし、櫛歯状の電極を第3の導電層10509で形成し、一様な電極を第2の導電層10507で形成してもよいし、櫛歯状の電極を第3の導電層10509で形成し、一
様な電極を第1の導電層10503で形成してもよいし、櫛歯状の電極を第2の導電層10507で形成し、一様な電極を第1の導電層10503で形成してもよい。なお、櫛歯状の電極は、TFT10524のソース領域またはドレイン領域の一方と電気的に接続され、一様な電極は、共通電極10523と電気的に接続されるとしたが、この接続は、逆でもよい。その場合は、一様な電極が画素ごとに独立して形成されていてもよい。
In order to satisfy this condition, for example, a comb-like electrode may be formed of the fourth conductive layer 10513, a uniform electrode may be formed of the third conductive layer 10509, or a comb-like electrode may be formed. The fourth conductive layer 10513 may be used, and a uniform electrode may be formed using the second conductive layer 10507. Alternatively, a comb-like electrode may be formed using the fourth conductive layer 10513 and a uniform electrode may be formed. The first conductive layer 10503 may be formed, a comb-like electrode may be formed of the third conductive layer 10509, a uniform electrode may be formed of the second conductive layer 10507, or a comb A tooth-like electrode may be formed of the third conductive layer 10509, a uniform electrode may be formed of the first conductive layer 10503, or a comb-like electrode may be formed of the second conductive layer 10507, A uniform electrode may be formed using the first conductive layer 10503. Note that the comb-like electrode is electrically connected to one of the source region and the drain region of the TFT 10524, and the uniform electrode is electrically connected to the common electrode 10523, but this connection is reversed. But you can. In that case, a uniform electrode may be formed independently for each pixel.

続いて、本実施形態の液晶表示装置に適応しうる各種液晶モードについて、説明する。 Next, various liquid crystal modes applicable to the liquid crystal display device of this embodiment will be described.

まず図51(A1)(A2)にはTNモードの液晶表示装置の模式図を示す。 First, FIGS. 51A1 and 51A2 are schematic views of a TN mode liquid crystal display device.

上記実施の形態と同様に、互いに対向するように配置された第1の基板10601及び第2の基板10602に、液晶層10600が挟持されている。そして、第1の基板10601側には、第1の偏光子を含む層10603が積層され、第2の基板10602側には、第2の偏光子を含む層10604が配置されている。なお、第1の偏光子を含む層10603と、第2の偏光子を含む層10604とは、クロスニコルになるように配置されている。 As in the above embodiment mode, the liquid crystal layer 10600 is sandwiched between the first substrate 10601 and the second substrate 10602 which are arranged to face each other. A layer 10603 including a first polarizer is stacked on the first substrate 10601 side, and a layer 10604 including a second polarizer is disposed on the second substrate 10602 side. Note that the layer 10603 including the first polarizer and the layer 10604 including the second polarizer are arranged so as to be crossed Nicols.

なお、図示しないが、バックライト等は、第2の偏光子を含む層の外側に配置される。第1の基板10601、及び第2の基板10602上には、それぞれ第1の電極10605、第2の電極10606が設けられている。そして、バックライトと反対側、つまり視認側の電極である第1の電極10605は、少なくとも透光性を有するように形成する。 Although not shown, the backlight or the like is disposed outside the layer including the second polarizer. A first electrode 10605 and a second electrode 10606 are provided over the first substrate 10601 and the second substrate 10602, respectively. The first electrode 10605 which is the electrode on the side opposite to the backlight, that is, the viewing side is formed so as to have at least translucency.

図51(A1)(A2)のような構成を有する液晶表示装置において、ノーマリホワイトモードの場合、第1の電極10605及び第2の電極10606に電圧が印加(縦電界方式と呼ぶ)されると、図51(A1)に示すように黒色表示が行われる。このとき液晶分子は縦に並んだ状態となる。すると、バックライトからの光は、基板を通過することができず黒色表示となる。 In the liquid crystal display device having the structure as illustrated in FIGS. 51A1 and 51A, in the normally white mode, voltage is applied to the first electrode 10605 and the second electrode 10606 (referred to as a vertical electric field mode). Then, black display is performed as shown in FIG. At this time, the liquid crystal molecules are aligned vertically. As a result, the light from the backlight cannot pass through the substrate, resulting in a black display.

そして、図51(A2)に示すように、第1の電極10605及び第2の電極10606の間に電圧が印加されていないときは白色表示となる。このとき、液晶分子は横に並び、平面内で回転している状態となる。その結果、バックライトからの光は、クロスニコルになるように配置された一対の偏光子を含む層(第1の偏光子を含む層10603、及び第2の偏光子を含む層10604)を通過することができ、所定の映像表示が行われる。 Then, as shown in FIG. 51A2, when a voltage is not applied between the first electrode 10605 and the second electrode 10606, white display is performed. At this time, the liquid crystal molecules are aligned horizontally and are rotated in a plane. As a result, light from the backlight passes through a layer including a pair of polarizers (a layer including a first polarizer 10603 and a layer 10604 including a second polarizer) arranged to be crossed Nicols. And a predetermined video display is performed.

図51(A1)(A2)のような構成を有する液晶表示装置は、カラーフィルタを設けることによって、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルタは、第1の基板10601側、又は第2の基板10602側のいずれかに設けることができる。ただし、図51(A1)(A2)のような構成を有する液晶表示装置は、カラーフィルタを設けなくてもバックライトからの光が経時的に変化すれば、フィールドシーケンシャル駆動によってフルカラー表示を行うことができる。 A liquid crystal display device having a structure illustrated in FIGS. 51A1 and 51A2 can perform full-color display by being provided with a color filter. The color filter can be provided on either the first substrate 10601 side or the second substrate 10602 side. However, the liquid crystal display device having the configuration shown in FIGS. 51A1 and 51A2 performs full color display by field sequential driving if the light from the backlight changes with time without providing a color filter. Can do.

TNモードに使用される液晶材料は、公知のものを使用すればよい。 A known liquid crystal material may be used for the TN mode.

図51(B1)にはVAモードの液晶表示装置の模式図を示す。VAモードは、無電界の時に液晶分子が基板に垂直となるように配向されているモードである。 FIG. 51B1 is a schematic view of a VA mode liquid crystal display device. The VA mode is a mode in which liquid crystal molecules are aligned so as to be perpendicular to the substrate when there is no electric field.

図51(A1)(A2)と同様に、第1の基板10601、及び第2の基板10602上には、それぞれ第1の電極10605、第2の電極10606が設けられている。そして、バックライトと反対側、つまり視認側の電極である第1の電極10605は、少なくとも透光性を有するように形成する。そして、第1の基板10601側には、第1の偏光子
を含む層10603が積層され、第2の基板10602側には、第2の偏光子を含む層10604が配置されている。なお、第1の偏光子を含む層10603と、第2の偏光子を含む層10604とは、クロスニコルになるように配置されている。
Similarly to FIGS. 51A1 and 51A2, a first electrode 10605 and a second electrode 10606 are provided over the first substrate 10601 and the second substrate 10602, respectively. The first electrode 10605 which is the electrode on the side opposite to the backlight, that is, the viewing side is formed so as to have at least translucency. A layer 10603 including a first polarizer is stacked on the first substrate 10601 side, and a layer 10604 including a second polarizer is disposed on the second substrate 10602 side. Note that the layer 10603 including the first polarizer and the layer 10604 including the second polarizer are arranged so as to be crossed Nicols.

図51(A1)(A2)のような構成を有する液晶表示装置において、第1の電極10605、及び第2の電極10606に電圧が印加される(縦電界方式)と、図51(B1)に示すように白色表示が行われるオン状態となる。このとき液晶分子は横に並んだ状態となる。すると、バックライトからの光は、クロスニコルになるように配置された一対の偏光子を含む層(第1の偏光子を含む層10603、及び第2の偏光子を含む層10604)を通過することができ、所定の映像表示が行われる。このとき、カラーフィルタを設けることにより、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルタは、第1の基板10601側、又は第2の基板10602側のいずれかに設けることができる。 In the liquid crystal display device having the structure illustrated in FIGS. 51A1 and 51A2, voltage is applied to the first electrode 10605 and the second electrode 10606 (vertical electric field mode), and FIG. As shown, a white display is performed. At this time, the liquid crystal molecules are arranged side by side. Then, light from the backlight passes through a layer including a pair of polarizers (a layer 10603 including a first polarizer and a layer 10604 including a second polarizer) which are arranged to be crossed Nicols. And a predetermined video display is performed. At this time, a full color display can be performed by providing a color filter. The color filter can be provided on either the first substrate 10601 side or the second substrate 10602 side.

そして、図51(B2)に示すように、第1の電極10605及び第2の電極10606の間に電圧が印加されていないときは黒色表示、つまりオフ状態とする。このとき、液晶分子は縦に並んだ状態となる。その結果、バックライトからの光は基板を通過することができず、黒色表示となる。 As shown in FIG. 51B2, when no voltage is applied between the first electrode 10605 and the second electrode 10606, black display is performed, that is, an off state is obtained. At this time, the liquid crystal molecules are aligned vertically. As a result, the light from the backlight cannot pass through the substrate, resulting in a black display.

オフ状態では、液晶分子が基板に対して垂直に立ち上がって、黒表示となり、オン状態では液晶分子が基板に対して水平に倒れて白表示となる。オフ状態では液晶分子が立ち上がっているため、偏光されたバックライトからの光は、液晶分子の複屈折の影響を受けることなくセル内を通過し、対向基板側の偏光子を含む層で遮断することができる。 In the off state, the liquid crystal molecules rise perpendicularly to the substrate and display black, and in the on state, the liquid crystal molecules tilt horizontally with respect to the substrate and display white. Since the liquid crystal molecules are standing up in the off state, the light from the polarized backlight passes through the cell without being affected by the birefringence of the liquid crystal molecules and is blocked by the layer containing the polarizer on the counter substrate side. be able to.

ここで、液晶の配向が分割されたMVAモードに、本実施の形態の表示装置の積層された偏光子を含む層を適用する例を図51(C1)(C2)に示す。MVAモードは、それぞれの部分の視野角依存性を互いに補償する方法である。図51(C1)に示すように、MVAモードでは、第1の電極10605、及び第2の電極10606上に配向制御用に断面が三角の突起物10607、及び10608が設けられている。第1の電極10605、及び第2の電極10606に電圧が印加される(縦電界方式)と、図51(C1)に示すように白色表示が行われるオン状態となる。このとき液晶分子は突起物10607、及び10608に対して倒れて並んだ状態となる。すると、バックライトからの光は、クロスニコルになるように配置された一対の偏光子を含む層(第1の偏光子を含む層10603、及び第2の偏光子を含む層10604)を通過することができ、所定の映像表示が行われる。なお、図51(C1)(C2)のような構成を有する液晶表示装置は、カラーフィルタを設けることによって、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルタは、第1の基板10601側、又は第2の基板10602側のいずれかに設けることができる。もちろん、図51(C1)(C2)のような構成を有する液晶表示装置は、カラーフィルタを設けなくても、フィールドシーケンシャル駆動によってフルカラー表示を行うことができる。 Here, FIGS. 51C1 and 51C2 illustrate examples in which the layer including the stacked polarizers of the display device of this embodiment is applied to the MVA mode in which the alignment of the liquid crystal is divided. The MVA mode is a method for mutually compensating the viewing angle dependency of each part. As shown in FIG. 51C1, in the MVA mode, protrusions 10607 and 10608 having a triangular cross section are provided on the first electrode 10605 and the second electrode 10606 for alignment control. When voltage is applied to the first electrode 10605 and the second electrode 10606 (vertical electric field mode), white display is performed as illustrated in FIG. 51C1. At this time, the liquid crystal molecules are tilted with respect to the protrusions 10607 and 10608. Then, light from the backlight passes through a layer including a pair of polarizers (a layer 10603 including a first polarizer and a layer 10604 including a second polarizer) which are arranged to be crossed Nicols. And a predetermined video display is performed. Note that a liquid crystal display device having a structure illustrated in FIGS. 51C1 and 51C2 can perform full-color display by being provided with a color filter. The color filter can be provided on either the first substrate 10601 side or the second substrate 10602 side. Needless to say, the liquid crystal display device having the structure shown in FIGS. 51C1 and 51C2 can perform full-color display by field sequential driving without providing a color filter.

そして、図51(C2)に示すように、第1の電極10605、及び第2の電極10606の間に電圧が印加されていないときは黒色表示、つまりオフ状態とする。このとき、液晶分子は縦に並んだ状態となる。その結果、バックライトからの光は基板を通過することができず、黒色表示となる。 Then, as shown in FIG. 51C2, when voltage is not applied between the first electrode 10605 and the second electrode 10606, black display is performed, that is, an off state is obtained. At this time, the liquid crystal molecules are aligned vertically. As a result, the light from the backlight cannot pass through the substrate, resulting in a black display.

MVAモードの他の例を上面図、及び断面図を図54に示す。図54(A)のように、第2の電極10606a、10606b、10606cは、くの字型のように屈曲したパターンに形成されていてもよい。また、液晶層10600に近接して、絶縁層10901および10902が形成されている。なお、絶縁層10901および10902は、配向膜であってもよい。図54(B)で示すように第1の電極10605に近接して、突起物1
0607が第2の電極10606a、10606b、10606cと対応して形成されていてもよい。突起物10607を第2の電極10606a、10606b、10606cと対応して形成することによって、第2の電極10606a、10606b、10606cの開口部が、突起物のように機能し、液晶分子を効果的に配向させることができる。なお、第1の電極10605と突起物10607が形成される順番は、図54(B)と逆であってもよい。
FIG. 54 shows a top view and a cross-sectional view of another example of the MVA mode. As shown in FIG. 54A, the second electrodes 10606a, 10606b, and 10606c may be formed in a bent pattern like a dogleg shape. In addition, insulating layers 10901 and 10902 are formed in the vicinity of the liquid crystal layer 10600. Note that the insulating layers 10901 and 10902 may be alignment films. As shown in FIG. 54B, in the vicinity of the first electrode 10605, the protrusion 1
0607 may be formed corresponding to the second electrodes 10606a, 10606b, and 10606c. By forming the protrusion 10607 corresponding to the second electrodes 10606a, 10606b, and 10606c, the openings of the second electrodes 10606a, 10606b, and 10606c function like protrusions, and the liquid crystal molecules are effectively used. Can be oriented. Note that the order in which the first electrode 10605 and the protrusion 10607 are formed may be opposite to that in FIG.

図52(A1)(A2)にはOCBモードの液晶表示装置の模式図を示す。OCBモードは、液晶層内で液晶分子の配列が光学的に補償状態を形成しており、これはベンド配向と呼ばれる。 52A1 and 52A2 are schematic views of an OCB mode liquid crystal display device. In the OCB mode, the alignment of liquid crystal molecules forms an optically compensated state in the liquid crystal layer, which is called bend alignment.

図51と同様に、第1の基板10601、及び第2の基板10602上には、それぞれ第1の電極10605、第2の電極10606が設けられている。また、図示しないが、バックライト等は第2の偏光子を含む層10604の外側に配置される。そして、バックライトと反対側、つまり視認側の電極である第1の電極10605は、少なくとも透光性を有するように形成する。そして、第1の基板10601側には、第1の偏光子を含む層10603が積層され、第2の基板10602側には、第2の偏光子を含む層10604が配置されている。なお、第1の偏光子を含む層10603と、第2の偏光子を含む層10604とは、クロスニコルになるように配置されている。 As in FIG. 51, a first electrode 10605 and a second electrode 10606 are provided over the first substrate 10601 and the second substrate 10602, respectively. Although not illustrated, the backlight or the like is disposed outside the layer 10604 including the second polarizer. The first electrode 10605 which is the electrode on the side opposite to the backlight, that is, the viewing side is formed so as to have at least translucency. A layer 10603 including a first polarizer is stacked on the first substrate 10601 side, and a layer 10604 including a second polarizer is disposed on the second substrate 10602 side. Note that the layer 10603 including the first polarizer and the layer 10604 including the second polarizer are arranged so as to be crossed Nicols.

図52(A1)(A2)のような構成を有する液晶表示装置において、第1の電極10605、及び第2の電極10606に一定のオン電圧が印加される(縦電界方式)と、図52(A1)に示すように黒色表示が行われる。このとき液晶分子は縦に並んだ状態となる。すると、バックライトからの光は、基板を通過することができず、黒色表示となる。 In a liquid crystal display device having a structure as illustrated in FIGS. 52A1 and 52A, when a certain on-voltage is applied to the first electrode 10605 and the second electrode 10606 (vertical electric field mode), FIG. Black display is performed as shown in A1). At this time, the liquid crystal molecules are aligned vertically. Then, the light from the backlight cannot pass through the substrate, and a black display is obtained.

そして、図52(A2)に示すように、第1の電極10605、及び第2の電極10606の間に一定のオフ電圧が印加されるときは白色表示となる。このとき、液晶分子はベンド配向の状態となる。その結果、バックライトからの光は、クロスニコルになるように配置された一対の偏光子を含む層(第1の偏光子を含む層10603、及び第2の偏光子を含む層10604)を通過することができ、所定の映像表示が行われる。なお、図52(A1)(A2)のような構成を有する液晶表示装置は、カラーフィルタを設けることによって、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルタは、第1の基板10601側、又は第2の基板10602側のいずれかに設けることができる。もちろん、図52(A1)(A2)のような構成を有する液晶表示装置は、カラーフィルタを設けなくても、フィールドシーケンシャル駆動によってフルカラー表示を行うことができる。 Then, as shown in FIG. 52A2, when a constant off voltage is applied between the first electrode 10605 and the second electrode 10606, white display is performed. At this time, the liquid crystal molecules are in a bend alignment state. As a result, light from the backlight passes through a layer including a pair of polarizers (a layer including a first polarizer 10603 and a layer 10604 including a second polarizer) arranged to be crossed Nicols. And a predetermined video display is performed. Note that a liquid crystal display device having a structure illustrated in FIGS. 52A1 and 52A2 can perform full-color display by being provided with a color filter. The color filter can be provided on either the first substrate 10601 side or the second substrate 10602 side. Needless to say, a liquid crystal display device having a structure as shown in FIGS. 52A1 and 52A2 can perform full-color display by field sequential driving without providing a color filter.

図52(A1)(A2)のようなOCBモードでは、液晶層内で液晶分子の配列が光学的に補償できるため視野角依存が少なく、さらに、一対の積層された偏光子を含む層によりコントラスト比を高めることができる。 In the OCB mode as shown in FIGS. 52A1 and 52A, the alignment of the liquid crystal molecules can be optically compensated in the liquid crystal layer, so that the viewing angle dependency is small, and the contrast is increased by the layer including a pair of stacked polarizers. The ratio can be increased.

図52(B1)(B2)には、FLCモード及びAFLCモードの液晶の模式図を示す。 52B1 and 52B are schematic views of liquid crystals in the FLC mode and the AFLC mode.

図51と同様に、第1の基板10601、及び第2の基板10602上には、それぞれ第1の電極10605、第2の電極10606が設けられている。そして、バックライトと反対側、つまり視認側の電極である第1の電極10605は、少なくとも透光性を有するように形成する。そして第1の基板10601側には、第1の偏光子を含む層10603が積層され、第2の基板10602側には、第2の偏光子を含む層10604が配置されている。なお、第1の偏光子を含む層10603と、第2の偏光子を含む層10604とは、クロスニコルになるように配置されている。 As in FIG. 51, a first electrode 10605 and a second electrode 10606 are provided over the first substrate 10601 and the second substrate 10602, respectively. The first electrode 10605 which is the electrode on the side opposite to the backlight, that is, the viewing side is formed so as to have at least translucency. A layer 10603 including a first polarizer is stacked on the first substrate 10601 side, and a layer 10604 including a second polarizer is disposed on the second substrate 10602 side. Note that the layer 10603 including the first polarizer and the layer 10604 including the second polarizer are arranged so as to be crossed Nicols.

図52(B1)(B2)のような構成を有する液晶表示装置において、第1の電極10605及び第2の電極10606に電圧が印加(縦電界方式と呼ぶ)されると、図52(B1)に示すように、白色表示となる。このときの液晶分子はラビング方向からずれた方向で横に並んでいる状態となる。よって、バックライトからの光は、クロスニコルになるように配置された一対の偏光子を含む層(第1の偏光子を含む層10603、及び第2の偏光子を含む層10604)を通過することができ、所定の映像表示が行われる。 In the liquid crystal display device having the structure illustrated in FIGS. 52B1 and 52B, when voltage is applied to the first electrode 10605 and the second electrode 10606 (referred to as a vertical electric field mode), FIG. As shown in FIG. At this time, the liquid crystal molecules are arranged side by side in a direction shifted from the rubbing direction. Therefore, light from the backlight passes through a layer including a pair of polarizers (a layer 10603 including a first polarizer and a layer 10604 including a second polarizer) which are arranged to be crossed Nicols. And a predetermined video display is performed.

そして、図52(B2)に示すように、第1の電極10605、及び第2の電極10606の間に電圧が印加されていないときは、黒色表示が行われる。このときの液晶分子はラビング方向に沿って横に並んだ状態となる。すると、バックライトからの光は、基板を通過することができず黒色表示となる。 Then, as shown in FIG. 52B2, when no voltage is applied between the first electrode 10605 and the second electrode 10606, black display is performed. At this time, the liquid crystal molecules are arranged side by side along the rubbing direction. As a result, the light from the backlight cannot pass through the substrate, resulting in a black display.

なお、図52(B1)(B2)のような構成を有する液晶表示装置は、カラーフィルタを設けることによって、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルタは、第1の基板10601側、又は第2の基板10602側のいずれかに設けることができる。もちろん、図52(B1)(B2)のような構成を有する液晶表示装置は、カラーフィルタを設けなくても、フィールドシーケンシャル駆動によってフルカラー表示を行うことができる。 Note that a liquid crystal display device having a structure illustrated in FIGS. 52B1 and 52B2 can perform full-color display by being provided with a color filter. The color filter can be provided on either the first substrate 10601 side or the second substrate 10602 side. Needless to say, a liquid crystal display device having a structure as shown in FIGS. 52B1 and 52B2 can perform full-color display by field sequential driving without providing a color filter.

FLCモード及びAFLCモードに使用される液晶材料は、公知のものを使用すればよい。 As the liquid crystal material used in the FLC mode and the AFLC mode, a known material may be used.

図53(A1)(A2)にはIPSモードの液晶表示装置の模式図を示す。IPSモードは、液晶分子を基板に対して常に平面内で回転させるモードであり、電極は一方の基板側のみに設けた横電界方式をとる。 53A1 and 53A2 are schematic views of an IPS mode liquid crystal display device. The IPS mode is a mode in which liquid crystal molecules are always rotated in a plane with respect to a substrate, and an electrode adopts a horizontal electric field method provided only on one substrate side.

IPSモードは一方の基板に設けられた対となる電極により液晶を制御することを特徴とする。そのため、第2の基板10602上に対となる電極10801、10802が設けられている。対となる電極10801、10802は、それぞれ遮光性を有していてもよい。そして、第1の基板10601側には、第1の偏光子を含む層10603が積層され、第2の基板10602側には、第2の偏光子を含む層10604が配置されている。なお、第1の偏光子を含む層10603と、第2の偏光子を含む層10604とは、クロスニコルになるように配置されていてもよい。 The IPS mode is characterized in that the liquid crystal is controlled by a pair of electrodes provided on one substrate. Therefore, a pair of electrodes 10801 and 10802 is provided over the second substrate 10602. The pair of electrodes 10801 and 10802 may each have a light shielding property. A layer 10603 including a first polarizer is stacked on the first substrate 10601 side, and a layer 10604 including a second polarizer is disposed on the second substrate 10602 side. Note that the layer 10603 including the first polarizer and the layer 10604 including the second polarizer may be arranged so as to be crossed Nicols.

図53(A1)(A2)のような構成を有する液晶表示装置において、対となる電極10801、10802に電圧が印加されると、図53(A1)に示すように液晶分子はラビング方向からずれた電気力線に沿って配向し白色表示が行われるオン状態となる。すると、バックライトからの光は、クロスニコルになるように配置された一対の偏光子を含む層(第1の偏光子を含む層10603、及び第2の偏光子を含む層10604)を通過することができ、所定の映像表示が行われる。 In a liquid crystal display device having a structure as shown in FIGS. 53A1 and 53A, when voltage is applied to the pair of electrodes 10801 and 10802, liquid crystal molecules are displaced from the rubbing direction as shown in FIG. It is aligned along the electric lines of force and is turned on so that white display is performed. Then, light from the backlight passes through a layer including a pair of polarizers (a layer 10603 including a first polarizer and a layer 10604 including a second polarizer) which are arranged to be crossed Nicols. And a predetermined video display is performed.

なお、図53(A1)(A2)のような構成を有する液晶表示装置は、カラーフィルタを設けることにより、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルタは、第1の基板10601側、又は第2の基板10602側のいずれかに設けることができる。もちろん、図53(A1)(A2)のような構成を有する液晶表示装置は、カラーフィルタを設けなくても、フィールドシーケンシャル駆動によってフルカラー表示を行うことができる。 Note that a liquid crystal display device having a structure illustrated in FIGS. 53A1 and 53A2 can perform full-color display by being provided with a color filter. The color filter can be provided on either the first substrate 10601 side or the second substrate 10602 side. Needless to say, the liquid crystal display device having the structure illustrated in FIGS. 53A1 and 53A2 can perform full-color display by field sequential driving without a color filter.

そして、図53(A2)に示すように、一対の電極10604、10602の間に電圧が印加されていないとき黒表示、つまりオフ状態とする。このとき、液晶分子は、ラビング方向に沿って横に並んだ状態となる。その結果、バックライトからの光は基板を通過する
ことができず、黒色表示となる。
Then, as shown in FIG. 53A2, when no voltage is applied between the pair of electrodes 10604 and 10602, black display, that is, an off state is obtained. At this time, the liquid crystal molecules are arranged side by side along the rubbing direction. As a result, the light from the backlight cannot pass through the substrate, resulting in a black display.

IPSモードで用いることできる対となる電極10801、10802の例を図55に示す。図55(A)乃至(D)においては、電極10801は電極10801a、電極10801b、電極10801cおよび電極10801dと対応する。また、電極10802は電極10802a、電極10802b、電極10802cおよび電極10802dと対応する。図55(A)では電極10801a、及び電極10802aはうねりを有する波状形状であり、図55(B)では電極10801b、及び電極10802bは同心円状の開口部を有する形状であり、図55(C)では電極10801c、及び電極10802cは櫛場状であり一部重なっている形状であり、図55(D)では電極10801d、及び電極10802dは櫛場状であり電極同士がかみ合うような形状である。 An example of a pair of electrodes 10801 and 10802 that can be used in the IPS mode is shown in FIG. In FIGS. 55A to 55D, the electrode 10801 corresponds to the electrode 10801a, the electrode 10801b, the electrode 10801c, and the electrode 10801d. The electrode 10802 corresponds to the electrode 10802a, the electrode 10802b, the electrode 10802c, and the electrode 10802d. In FIG. 55A, the electrode 10801a and the electrode 10802a are wavy shapes having waviness, and in FIG. 55B, the electrode 10801b and the electrode 10802b are shapes having concentric openings, and FIG. In FIG. 55D, the electrode 10801c and the electrode 10802c are comb-like and partly overlapped. In FIG. 55D, the electrode 10801d and the electrode 10802d are comb-like and have a shape in which the electrodes are engaged with each other.

IPSモードのほかにFFSモードも用いることができる。IPSモードは、対となる電極が同一の絶縁膜上に形成されているのに対し、FFSモードは、図53(B1)、(B2)に示すように、対となる電極10803、10804が、それぞれ異なる層の絶縁膜上に形成されていてもよい。 In addition to the IPS mode, an FFS mode can also be used. In the IPS mode, the pair of electrodes are formed on the same insulating film, whereas in the FFS mode, as shown in FIGS. 53 (B1) and (B2), the pair of electrodes 10803 and 10804 are They may be formed on different layers of insulating films.

図53(B1)、(B2)に示すような構成を有する液晶表示装置において、対となる電極10803、10804に電圧が印加されると、図53(B1)に示すように白色表示が行われるオン状態となる。すると、バックライトからの光は、クロスニコルになるように配置された一対の偏光子を含む層(第1の偏光子を含む層10603、及び第2の偏光子を含む層10604)を通過することができ、所定の映像表示が行われる。 When a voltage is applied to the pair of electrodes 10803 and 10804 in the liquid crystal display device having the structure illustrated in FIGS. 53B1 and 53B, white display is performed as illustrated in FIG. 53B1. Turns on. Then, light from the backlight passes through a layer including a pair of polarizers (a layer 10603 including a first polarizer and a layer 10604 including a second polarizer) which are arranged to be crossed Nicols. And a predetermined video display is performed.

なお、図53(B1)、(B2)のような構成を有する液晶表示装置は、カラーフィルタを設けることにより、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルタは、第1の基板10601側、又は第2の基板10602側のいずれかに設けることができる。もちろん、図53(B1)、(B2)のような構成を有する液晶表示装置は、カラーフィルタを設けなくても、フィールドシーケンシャル駆動によってフルカラー表示を行うことができる。 Note that a liquid crystal display device having a structure illustrated in FIGS. 53B1 and 53B2 can perform full-color display by being provided with a color filter. The color filter can be provided on either the first substrate 10601 side or the second substrate 10602 side. Needless to say, the liquid crystal display device having the structure shown in FIGS. 53B1 and 53B2 can perform full-color display by field sequential driving without providing a color filter.

そして、図53(B2)に示すように、対となる電極10803、10804の間に電圧が印加されていないとき黒表示、つまりオフ状態とする。このとき、液晶分子は、横に並び、且つ平面内で回転した状態となる。その結果、バックライトからの光は基板を通過することができず、黒色表示となる。 Then, as shown in FIG. 53B2, when no voltage is applied between the pair of electrodes 10803 and 10804, black display, that is, an off state is obtained. At this time, the liquid crystal molecules are arranged side by side and rotated in a plane. As a result, the light from the backlight cannot pass through the substrate, resulting in a black display.

FFSモードで用いることできる対となる電極10803、10804の例を図56に示す。図56(A)乃至(D)においては、電極10803は電極10803a、電極10803b、電極10803cおよび電極10803dと対応する。また、電極10804は電極10804a、電極10804b、電極10804cおよび電極10804dと対応する。図56(A)では電極10803aは屈曲したくの字形状であり、電極10804aは画素領域内ではパターン形成されていなくてもよい。図56(B)では電極10803bは同心円状の形状であり、電極10804bは画素領域内ではパターン形成されていなくてもよい。図56(C)では電極10803cは櫛場状で電極同士がかみ合うような形状であり、電極10804cは画素領域内ではパターン形成されていなくてもよい。図56(D)では電極10803dは櫛場状の形状であり、電極10804dは画素領域内ではパターン形成されていなくてもよい。 An example of a pair of electrodes 10803 and 10804 that can be used in the FFS mode is shown in FIG. In FIGS. 56A to 56D, the electrode 10803 corresponds to the electrode 10803a, the electrode 10803b, the electrode 10803c, and the electrode 10803d. The electrode 10804 corresponds to the electrode 10804a, the electrode 10804b, the electrode 10804c, and the electrode 10804d. In FIG. 56A, the electrode 10803a has a bent shape, and the electrode 10804a may not be patterned in the pixel region. In FIG. 56B, the electrode 10803b has a concentric shape, and the electrode 10804b may not be patterned in the pixel region. In FIG. 56C, the electrode 10803c has a comb-like shape and the electrodes are engaged with each other, and the electrode 10804c is not necessarily patterned in the pixel region. In FIG. 56D, the electrode 10803d has a comb-like shape, and the electrode 10804d may not be patterned in the pixel region.

なお、電極10803(10803a、10803b、10803c、10803d)および電極10804(10804a、10804b、10804c、10804d)は、透光性を有していてもよい。透光性を有することで、開口率の大きい透過型の表示装置を
得ることができる。
Note that the electrode 10803 (10803a, 10803b, 10803c, 10803d) and the electrode 10804 (10804a, 10804b, 10804c, 10804d) may have a light-transmitting property. With the light-transmitting property, a transmissive display device with a high aperture ratio can be obtained.

なお、電極10803(10803a、10803b、10803c、10803d)および電極10804(10804a、10804b、10804c、10804d)は、遮光性または反射性を有していてもよい。遮光性または反射性を有することで、バックライトが不要で消費電力の小さい反射型の表示装置を得ることができる。 Note that the electrode 10803 (10803a, 10803b, 10803c, 10803d) and the electrode 10804 (10804a, 10804b, 10804c, 10804d) may have a light-blocking property or a reflective property. With the light-shielding property or the reflective property, a reflective display device with low power consumption and no backlight can be obtained.

なお、電極10803(10803a、10803b、10803c、10803d)および電極10804(10804a、10804b、10804c、10804d)は、透光性を有する領域と、遮光性または反射性を有する領域と、双方の領域を有していてもよい。双方の領域を有することで、屋内のような暗い環境下では表示品質の高い透過型の表示を行い、屋外のような明るい環境下ではバックライトが不要で消費電力の小さい反射型の表示を行う、半透過型の表示装置を得ることができる。 Note that the electrode 10803 (10803a, 10803b, 10803c, and 10803d) and the electrode 10804 (10804a, 10804b, 10804c, and 10804d) each include a light-transmitting region and a light-blocking or reflective region. You may do it. By having both areas, a transmissive display with high display quality is displayed in a dark environment such as indoors, and a reflective display with low power consumption is unnecessary in a bright environment such as outdoors. Thus, a transflective display device can be obtained.

IPSモード及びFFSモードに使用される液晶材料は、公知のものを使用すればよい。 As the liquid crystal material used for the IPS mode and the FFS mode, a known material may be used.

なお、本実施の形態の液晶表示装置に適応しうる液晶モードとして、上述した液晶モードの他に、ASM(Axially Symmetric aligned Micro−cell)モード、PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)モードなどがある。 Note that as liquid crystal modes applicable to the liquid crystal display device of this embodiment, there are an ASM (Axial Symmetric Aligned Micro-cell) mode, a PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal) mode, and the like in addition to the above-described liquid crystal mode.

なお、本実施の形態において、様々な図を用いて述べてきたが、各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の図で述べた内容(一部でもよい)に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、これまでに述べた図において、各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Note that in this embodiment mode, description has been made using various drawings. However, the contents (or part of the contents) described in each figure may be different from the contents (or part of the contents) described in another figure. , Application, combination, or replacement can be performed freely. Further, in the drawings described so far, more parts can be formed by combining each part with another part.

同様に、本実施の形態の各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の実施の形態の図で述べた内容(一部でもよい)対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Similarly, the contents (may be a part) described in each drawing of this embodiment are applied, combined, or replaced with the contents (may be a part) described in the figure of another embodiment. Can be done freely. Further, in the drawings of this embodiment mode, more drawings can be formed by combining each portion with a portion of another embodiment.

なお、本実施の形態は、他の実施の形態で述べた内容(一部でもよい)を、具現化した場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。 Note that the present embodiment is an example in which the contents (may be part) described in other embodiments are embodied, an example in which the content is slightly modified, an example in which a part is changed, and an improvement. An example of a case, an example of a case where it is described in detail, an example of a case where it is applied, an example of a related part, and the like are shown. Therefore, the contents described in other embodiments can be freely applied to, combined with, or replaced with this embodiment.

(実施の形態9)
本実施形態においては、表示装置の表示パネル構成、および周辺構成について説明する。特に、液晶表示装置の表示パネル(液晶パネルとも記す)構成、および周辺構成について説明する。
(Embodiment 9)
In the present embodiment, a display panel configuration and a peripheral configuration of the display device will be described. In particular, a display panel (also referred to as a liquid crystal panel) configuration and a peripheral configuration of a liquid crystal display device will be described.

まず、液晶パネルの簡単な構成について、図57(A)を参照して説明する。また、図57(A)は、液晶パネルの上面図である。 First, a simple structure of the liquid crystal panel will be described with reference to FIG. FIG. 57A is a top view of the liquid crystal panel.

図57(A)に示す液晶パネルは、基板20100上に、画素部20101、走査線側入力端子20103及び信号線側入力端子20104が形成されている。走査線側入力端子20103から走査線が行方向に延在して基板20100上に形成され、信号線入力端子20104から信号線が列方向に延在して基板20100上に形成されている。また、画
素部20101には、画素20102が走査線と、信号線とが交差するところで、マトリクス上に配置されている。また、画素20102には、スイッチング素子と画素電極層とが配置されている。
In the liquid crystal panel illustrated in FIG. 57A, a pixel portion 20101, a scan line side input terminal 20103, and a signal line side input terminal 20104 are formed over a substrate 20100. A scanning line extends from the scanning line side input terminal 20103 in the row direction and is formed on the substrate 20100, and a signal line extends from the signal line input terminal 20104 in the column direction and is formed on the substrate 20100. In the pixel portion 20101, the pixels 20102 are arranged on the matrix where the scanning lines and the signal lines intersect. In addition, in the pixel 20102, a switching element and a pixel electrode layer are arranged.

図57(A)の液晶パネルに示すように、走査線側入力端子20103は、基板20100の行方向の両側に形成されている。信号線入力端子20103は、基板20100の列方向のうち一方に形成されている。また、一方の走査線側入力端子20103から延在する走査線と、他方の走査線側入力端子20103から延在する走査線とは、交互に形成されている。 As shown in the liquid crystal panel in FIG. 57A, the scanning line side input terminals 20103 are formed on both sides of the substrate 20100 in the row direction. The signal line input terminal 20103 is formed on one side in the column direction of the substrate 20100. The scanning lines extending from one scanning line side input terminal 20103 and the scanning lines extending from the other scanning line side input terminal 20103 are alternately formed.

また、画素部20101の画素20102それぞれでは、スイッチング素子の第1端子が信号線に接続され、第2端子が画素電極層に接続されることによって、個々の画素20102を外部から入力する信号によって独立して制御することができる。なお、スイッチング素子のオン・オフは走査線に供給されている信号によって制御されている。 In each pixel 20102 of the pixel portion 20101, the first terminal of the switching element is connected to the signal line, and the second terminal is connected to the pixel electrode layer, so that each pixel 20102 is independent by a signal input from the outside. Can be controlled. Note that on / off of the switching element is controlled by a signal supplied to the scanning line.

なお、走査線側入力端子20103を基板20100の行方向のうち両方に配置することで、画素20102を高密度に配置することができる。また、信号線側入力端子20103を基板20100の列方向のうち一方に配置することで、液晶パネルの狭額縁化、又は画素20101の領域の拡大を図ることができる。 Note that the pixels 20102 can be arranged with high density by arranging the scan line side input terminals 20103 in both of the row directions of the substrate 20100. In addition, by arranging the signal line side input terminal 20103 in one of the column directions of the substrate 20100, the frame of the liquid crystal panel can be narrowed or the region of the pixel 20101 can be enlarged.

なお、基板20100には、すでに述べたように、単結晶基板、SOI基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、紙基板、セロファン基板、石材基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板などを用いることができる。 Note that as described above, the substrate 20100 includes a single crystal substrate, an SOI substrate, a glass substrate, a quartz substrate, a plastic substrate, a paper substrate, a cellophane substrate, a stone substrate, a stainless steel substrate, and a stainless steel foil. A substrate or the like can be used.

なお、スイッチング素子には、すでに述べたように、トランジスタ、ダイオード(例えば、PNダイオード、PINダイオード、ショットキーダイオード、ダイオード接続のトランジスタなど)、サイリスタ、それらを組み合わせた論理回路などを用いることができる。 Note that as described above, a transistor, a diode (for example, a PN diode, a PIN diode, a Schottky diode, a diode-connected transistor, or the like), a thyristor, or a logic circuit combining them can be used as the switching element. .

なお、スイッチング素子として、TFTを用いた場合、TFTのゲートが走査線に接続され、第1端子が信号線に接続され、第2端子が画素電極層に接続されることにより、個々の画素20102を外部から入力する信号によって独立して制御することができる。 Note that in the case where a TFT is used as the switching element, the gate of the TFT is connected to the scanning line, the first terminal is connected to the signal line, and the second terminal is connected to the pixel electrode layer. Can be controlled independently by an externally input signal.

なお、走査線側入力端子20103を基板20100の行方向のうち一方に配置してもよい。走査線側入力端子20103を基板20100の行方向のうち一方に配置することで、液晶パネルの狭額縁化、画素20101の領域の拡大を図ることができる。 Note that the scan line side input terminal 20103 may be arranged in one of the row directions of the substrate 20100. By arranging the scan line side input terminal 20103 in one of the row directions of the substrate 20100, the frame of the liquid crystal panel can be narrowed and the region of the pixel 20101 can be enlarged.

なお、一方の走査線側入力端子20103から延在する走査線と、他方の走査線側入力端子20103から延在する走査線とは、共通にしてもよい。 Note that the scanning line extending from one scanning line side input terminal 20103 and the scanning line extending from the other scanning line side input terminal 20103 may be shared.

なお、信号線側入力端子20103を基板20100の列方向のうち両方に配置してもよい。信号線側入力端子20103を基板20100の列方向のうち両方に配置することで、画素20102を高密度に配置できる。 Note that the signal line side input terminals 20103 may be arranged in both of the column directions of the substrate 20100. By arranging the signal line side input terminals 20103 in both the column directions of the substrate 20100, the pixels 20102 can be arranged with high density.

なお、画素20102には、さらに容量素子を形成してもよい。画素20102に容量素子を設ける場合、基板20100上に、容量線を形成してもよい。基板20100上に容量線を形成する場合、容量素子の第1電極が容量線に接続され、第2端子が画素電極層に接続されるようにする。また、基板20100上に容量線を形成しない場合、容量素子の第1電極がこの容量素子が配置されている画素20102とは別の走査線に接続され、第2端子が画素電極層に接続されているようにする。 Note that a capacitor may be further formed in the pixel 20102. In the case where a capacitor is provided in the pixel 20102, a capacitor line may be formed over the substrate 20100. In the case where a capacitor line is formed over the substrate 20100, the first electrode of the capacitor is connected to the capacitor line and the second terminal is connected to the pixel electrode layer. In the case where a capacitor line is not formed over the substrate 20100, the first electrode of the capacitor is connected to a different scan line from the pixel 20102 in which the capacitor is arranged, and the second terminal is connected to the pixel electrode layer. To be.

ここで、図57(A)に示した液晶パネルは、走査線及び信号線に供給する信号を外付けの駆動回路によって制御する構成を示しているが、図58(A)に示すように、COG(Chip on Glass)方式によりドライバIC20201を基板20100上に実装してもよい。また、別の構成として、図58(B)に示すように、TAB(Tape
Automated Bonding)方式によりドライバIC20201をFPC(Flexible Printed Circuit)20200上に実装してもよい。また、図58において、ドライバIC20201は、FPC20200と接続されている。
Here, the liquid crystal panel illustrated in FIG. 57A has a structure in which signals supplied to the scan lines and the signal lines are controlled by an external driver circuit. As illustrated in FIG. The driver IC 20201 may be mounted on the substrate 20100 by a COG (Chip on Glass) method. As another structure, as shown in FIG. 58B, TAB (Tape
The driver IC 20201 may be mounted on an FPC (Flexible Printed Circuit) 20200 by an Automated Bonding method. In FIG. 58, the driver IC 20201 is connected to the FPC 20200.

なお、ドライバIC20201は単結晶半導体基板上に形成されたものでもよいし、ガラス基板上にTFTで回路を形成したものでもよい。 Note that the driver IC 20201 may be formed over a single crystal semiconductor substrate or a circuit formed with TFTs over a glass substrate.

なお、図57(A)に示した液晶パネルは、図57(B)に示すように、走査線駆動回路20105を基板20100上に形成してもよい。また、図57(C)に示すように、走査線駆動回路20105及び信号線駆動回路20106を基板20100上に形成してもよい。 Note that in the liquid crystal panel illustrated in FIG. 57A, the scan line driver circuit 20105 may be formed over the substrate 20100 as illustrated in FIG. In addition, as illustrated in FIG. 57C, the scan line driver circuit 20105 and the signal line driver circuit 20106 may be formed over the substrate 20100.

なお、走査線駆動回路20105及び走査線駆動回路20106は、多数のNチャネル型及び多数のPチャネル型のトランジスタから構成されている。ただし、多数のNチャネル型のトランジスタのみで構成されていてもよいし、多数のPチャネル型のトランジスタのみで構成されていてもよい。 Note that the scan line driver circuit 20105 and the scan line driver circuit 2010 are each formed using a large number of N-channel transistors and a large number of P-channel transistors. However, it may be composed of only a large number of N-channel transistors or only a large number of P-channel transistors.

続いて、画素20102の詳細について、図59及び図60の回路図を参照して説明する。 Next, details of the pixel 20102 will be described with reference to circuit diagrams of FIGS.

図59(A)の画素20102は、トランジスタ20301、液晶素子20302及び容量素子20303を有している。トランジスタ20301のゲートが配線20305に接続され、第1端子が配線20304に接続されている。液晶素子20302の第1電極が対向電極20307に接続され、第2電極がトランジスタ20301の第2端子に接続されている。容量素子20303の第1電極が配線20306に接続され、第2電極がトランジスタ20301の第2端子に接続されている。 A pixel 20102 in FIG. 59A includes a transistor 20301, a liquid crystal element 20302, and a capacitor 20303. A gate of the transistor 20301 is connected to the wiring 20305 and a first terminal is connected to the wiring 20304. A first electrode of the liquid crystal element 20302 is connected to the counter electrode 20307, and a second electrode is connected to the second terminal of the transistor 20301. A first electrode of the capacitor 20303 is connected to the wiring 20306, and a second electrode is connected to the second terminal of the transistor 20301.

なお、配線20304は信号線であり、配線20305は走査線であり、配線20306は容量線である。また、トランジスタ20301は、スイッチングトランジスタであり、Pチャネル型トランジスタでもNチャネル型トランジスタでもよい。また、液晶素子20307は、動作モードとしてTN(Twisted Nematic)モード、IPS(In−Plane−Switching)モード、FFS(Fringe Field Switching)モード、MVA(Multi−domain Vertical Alignment)モード、PVA(Patterned Vertical Alignment)、ASM(Axially Symmetric aligned Micro−cell)モード、OCB(Optical Compensated Birefringence)モード、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)モード、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal)などを用いることができる。 Note that the wiring 20304 is a signal line, the wiring 20305 is a scanning line, and the wiring 20306 is a capacitor line. The transistor 20301 is a switching transistor and may be a P-channel transistor or an N-channel transistor. In addition, the liquid crystal element 20307 includes, as operation modes, a TN (Twisted Nematic) mode, an IPS (In-Plane-Switching) mode, an FFS (Fringe Field Switching) mode, an MVA (Multi-domain Vertical Alignment), PVA ), ASM (Axial Symmetrical Aligned Micro-cell) mode, OCB (Optically Compensated Birefringence) mode, FLC (Ferroelectric Liquid Crystal) mode, AFLC (Antiferrorefractive Liquid) Or the like can be used.

配線20304及び配線20305には、それぞれビデオ信号、走査信号が入力されている。ビデオ信号はアナログの電圧信号であり、走査信号はHレベル又はLレベルのデジタルの電圧信号である。ただし、ビデオ信号は電流信号でもよいし、デジタル信号でもよい。また、走査信号のHレベル及びLレベルは、トランジスタ20301のオン・オフを制
御できる電位であればよい。
A video signal and a scanning signal are input to the wiring 20304 and the wiring 20305, respectively. The video signal is an analog voltage signal, and the scanning signal is an H level or L level digital voltage signal. However, the video signal may be a current signal or a digital signal. In addition, the H level and the L level of the scanning signal may be any potential that can control on / off of the transistor 20301.

容量線20306には、一定の電源電圧が供給されている。ただし、パルス状の信号が供給されていてもよい。 A constant power supply voltage is supplied to the capacitor line 20306. However, a pulsed signal may be supplied.

図59(A)の画素20102の動作について説明する。まず、配線20305がHレベルになると、トランジスタ20301がオンし、ビデオ信号が配線20304からオンしたトランジスタ20301を介して液晶素子20302の第2電極及び容量素子20303の第2電極に供給される。そして、容量素子20303は配線203076の電位とビデオ信号の電位との電位差を保持する。 An operation of the pixel 20102 in FIG. 59A is described. First, when the wiring 20305 becomes an H level, the transistor 20301 is turned on, and a video signal is supplied from the wiring 20304 to the second electrode of the liquid crystal element 20302 and the second electrode of the capacitor 20303 through the transistor 20301. The capacitor 20303 holds a potential difference between the potential of the wiring 203076 and the potential of the video signal.

次に、配線20305がLレベルになると、トランジスタ20301がオフし、配線20304と、液晶素子20302の第2電極及び容量素子20303の第2電極とは、電気的に遮断される。しかし、容量素子20303が配線203076の電位とビデオ信号の電位との電位差を保持しているため、容量素子20302の第2電極の電位はビデオ信号と同様な電位を維持することができる。 Next, when the wiring 20305 is at an L level, the transistor 20301 is turned off, and the wiring 20304 is electrically disconnected from the second electrode of the liquid crystal element 20302 and the second electrode of the capacitor 20303. However, since the capacitor 20303 holds a potential difference between the potential of the wiring 203076 and the potential of the video signal, the potential of the second electrode of the capacitor 20302 can be maintained at the same potential as the video signal.

こうして、図59(A)の画素20102は、液晶素子20302の第2電極の電位をビデオ信号と同電位に維持でき、液晶素子20302をビデオ信号に応じた透過率に維持できる。 In this manner, the pixel 20102 in FIG. 59A can maintain the potential of the second electrode of the liquid crystal element 20302 at the same potential as the video signal, and can maintain the transmittance of the liquid crystal element 20302 according to the video signal.

なお、図示はしないが、液晶素子20302がビデオ信号を保持できるたけの容量成分を有していれば、容量素子20303は必ずしも必要ではない。 Note that although not illustrated, the capacitor 20303 is not necessarily required as long as the liquid crystal element 20302 has a capacitance component that can hold a video signal.

なお、図59(B)のように、液晶素子20302の第1電極は、配線20306と接続されていてもよい。例えば、液晶素子20302の液晶モードがFFSモードのときなどに、液晶素子20302は図59(B)の構成を用いる。 Note that the first electrode of the liquid crystal element 20302 may be connected to the wiring 20306 as illustrated in FIG. For example, when the liquid crystal mode of the liquid crystal element 20302 is the FFS mode, the liquid crystal element 20302 uses the structure in FIG.

なお、図60のように、容量素子20303の第1電極は前行の配線20305aに接続されていてもよい。なお、配線20305aをn行目(nは正の整数)の走査線としたとき、配線20305bはn+1行目の走査線である。同様に、トランジスタ20301a、画素20102a、容量素子20303aをn行目の素子としたとき、トランジスタ20301b、画素20102b、容量素子20303bはn+1行目の素子である。このように、容量素子20303bの第1電極が前列の配線20305aに接続されることで、配線を少なくすることができる。よって、図60の画素20102aおよび20102bは、開口率を大きくすることができる。 Note that as illustrated in FIG. 60, the first electrode of the capacitor 20303 may be connected to the wiring 20305a in the previous row. Note that when the wiring 20305a is an n-th scanning line (n is a positive integer), the wiring 20305b is an n + 1-th scanning line. Similarly, when the transistor 20301a, the pixel 20102a, and the capacitor 20303a are elements in the n-th row, the transistor 20301b, the pixel 20102b, and the capacitor 20303b are elements in the n + 1-th row. In this manner, the number of wirings can be reduced by connecting the first electrode of the capacitor 20303b to the wiring 20305a in the previous row. Therefore, the aperture ratio of the pixels 20102a and 20102b in FIG. 60 can be increased.

次に、図57及び図58を参照して説明した液晶パネルの構成よりも、詳細な液晶パネルの構成について、図61を参照して説明する。具体的には、TFT基板と、対向基板と、対向基板とTFT基板との間に挟持された液晶層とを有する液晶パネルの構成について説明する。また、図61(A)は、液晶パネルの上面図である。図61(B)は、図61(A)の線C−Dにおける断面図である。なお、図61(B)は、基板20100上に、半導体膜として結晶性半導体膜(ポリシリコン膜)を用いた場合のトップゲート型のトランジスタを形成した場合の断面図である。 Next, a more detailed configuration of the liquid crystal panel than the configuration of the liquid crystal panel described with reference to FIGS. 57 and 58 will be described with reference to FIG. Specifically, a configuration of a liquid crystal panel including a TFT substrate, a counter substrate, and a liquid crystal layer sandwiched between the counter substrate and the TFT substrate will be described. FIG. 61A is a top view of the liquid crystal panel. FIG. 61B is a cross-sectional view taken along line CD in FIG. FIG. 61B is a cross-sectional view in the case where a top-gate transistor in which a crystalline semiconductor film (polysilicon film) is used as a semiconductor film over a substrate 20100 is formed.

図61(A)に示す液晶パネルは、基板20100上に、画素部20101、走査線駆動回路20105a、走査線駆動回路20105b及び信号線駆動回路20106が形成されている。画素部20101、走査線駆動回路20105a、走査線駆動回路20105b及び信号線駆動回路20106は、シール材20516によって、基板20100と対向基板20515との間に封止されている。また、TAB方式によって、FPC2051
8及びICチップ20530が基板20100上に配置されている。
In a liquid crystal panel illustrated in FIG. 61A, a pixel portion 20101, a scan line driver circuit 20105a, a scan line driver circuit 20105b, and a signal line driver circuit 2010 are formed over a substrate 20100. The pixel portion 20101, the scan line driver circuit 20105a, the scan line driver circuit 20105b, and the signal line driver circuit 2010 are sealed between the substrate 20100 and the counter substrate 20515 with a sealant 20516. In addition, by the TAB method, FPC2051
8 and the IC chip 20530 are arranged on the substrate 20100.

図61(A)の線C−Dにおける断面構造について、図61(B)を参照して説明する。基板20100上に、画素部20101と、その周辺駆動回路部(走査線回路20105a及び走査線回路20105b及び信号線駆動回路20106)が形成されているが、ここでは、駆動回路領域20525(走査線駆動回路20105a及び走査線駆動回路20105b)と、画素領域20526(画素部20101)とが示されている。 A cross-sectional structure taken along line CD in FIG. 61A is described with reference to FIG. A pixel portion 20101 and its peripheral driver circuit portions (a scan line circuit 20105a, a scan line circuit 20105b, and a signal line driver circuit 20106) are formed over a substrate 20100. Here, a driver circuit region 20525 (a scan line driver) A circuit 20105a and a scan line driver circuit 20105b) and a pixel region 20526 (pixel portion 20101) are shown.

まず、基板20100上に、下地膜として、絶縁膜20501が成膜されている。絶縁膜20501としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜(SiOxNy)等の絶縁膜の単層、或いはこれらの膜の少なくとも2つの膜を有する積層構造を用いてもよい。 First, an insulating film 20501 is formed over the substrate 20100 as a base film. As the insulating film 20501, a single layer of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film (SiOxNy), or a stacked structure including at least two of these films may be used.

なお、半導体と接する部分では、酸化シリコン膜を用いる方がよい。その結果、下地膜における電子のトラップやトランジスタ特性のヒステリシスを抑えることが出来る。また、下地膜として、窒素を多く含む膜を少なくとも1つ配置することが望ましい。それにより、ガラスからの不純物を低減することが出来る。 Note that a silicon oxide film is preferably used in a portion in contact with the semiconductor. As a result, electron trapping in the base film and hysteresis of transistor characteristics can be suppressed. Further, it is desirable to dispose at least one film containing a large amount of nitrogen as the base film. Thereby, impurities from the glass can be reduced.

次に、絶縁膜20501上に、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、半導体膜20502が形成されている。 Next, a semiconductor film 20502 is formed over the insulating film 20501 by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like.

次に、絶縁膜20501上及び半導体膜20502上に、ゲート絶縁膜として、絶縁膜20503が形成されている。 Next, an insulating film 20503 is formed over the insulating film 20501 and the semiconductor film 20502 as a gate insulating film.

なお、絶縁膜20503としては、熱酸化膜、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの単層または積層構造を用いることができる。半導体膜20503と接する絶縁膜20503は酸化珪素膜が好ましい。それは、酸化珪素膜にすると半導体膜20503との界面におけるトラップ準位が少なくなるからである。また、ゲート電極をMoで形成するときは、ゲート電極と接するゲート絶縁膜は窒化シリコン膜が好ましい。それは、窒化シリコン膜はMoを酸化させないからである。ここでは絶縁膜20503として、プラズマCVD法により厚さ115nmの酸化窒化シリコン膜(組成比Si=32%、O=59%、N=7%、H=2%)を形成する。 Note that as the insulating film 20503, a single-layer structure or a stacked structure such as a thermal oxide film, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film can be used. The insulating film 20503 in contact with the semiconductor film 20503 is preferably a silicon oxide film. This is because a trap level at the interface with the semiconductor film 20503 decreases when a silicon oxide film is used. When the gate electrode is formed of Mo, the gate insulating film in contact with the gate electrode is preferably a silicon nitride film. This is because the silicon nitride film does not oxidize Mo. Here, a 115-nm-thick silicon oxynitride film (composition ratio: Si = 32%, O = 59%, N = 7%, H = 2%) is formed as the insulating film 20503 by a plasma CVD method.

次に、絶縁膜20503上に、ゲート電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜20504が形成されている。 Next, a conductive film 20504 is formed as a gate electrode over the insulating film 20503 by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like.

なお、導電膜20504としては、Ti、Mo、Ta、Cr、W、Al、Nd、Cu、Ag、Au、Pt、Nb、Si、Zn、Fe、Ba、Geなどや、これら元素の合金等がある。もしくは、これら元素またはこれら元素の合金の積層により構成してもよい。ここではMoによりゲート電極を形成する。Moは、エッチングしやすく、熱に強いので好適である。 Note that as the conductive film 20504, Ti, Mo, Ta, Cr, W, Al, Nd, Cu, Ag, Au, Pt, Nb, Si, Zn, Fe, Ba, Ge, and alloys of these elements are used. is there. Or you may comprise by lamination | stacking of these elements or the alloy of these elements. Here, the gate electrode is formed of Mo. Mo is suitable because it is easy to etch and is resistant to heat.

なお、半導体膜20502には、導電膜20504又はレジストをマスクとして半導体膜20502に不純物元素がドーピングされており、チャネル形成領域と、ソース領域及びドレイン領域となる不純物領域とが形成されている。 Note that the semiconductor film 20502 is formed by doping the semiconductor film 20502 with an impurity element using the conductive film 20504 or a resist as a mask to form a channel formation region and impurity regions to be a source region and a drain region.

なお、不純物領域は、不純物濃度を制御して高濃度領域と低濃度領域とを形成されていてもよい。 The impurity region may be formed as a high concentration region and a low concentration region by controlling the impurity concentration.

なお、トランジスタ20521の導電膜20504は、デュアルゲート構造としている。
トランジスタ20531は、デュアルゲート構造にすることで、トランジスタ20531のオフ電流を小さくすることができる。なお、デュアルゲート構造とは、2つのゲート電極を有している構造である。ただし、トランジスタのチャネル領域上に、複数のゲート電極を有していてもよい。
Note that the conductive film 20504 of the transistor 20521 has a dual gate structure.
When the transistor 20531 has a dual-gate structure, the off-state current of the transistor 20531 can be reduced. Note that the dual gate structure is a structure having two gate electrodes. Note that a plurality of gate electrodes may be provided over the channel region of the transistor.

次に、絶縁膜20503上及び導電膜20504上に、層間膜として、絶縁膜20505が形成されている。 Next, an insulating film 20505 is formed as an interlayer film over the insulating film 20503 and the conductive film 20504.

なお、絶縁膜20505としては、有機材料又は無機材料、若しくはそれらの積層構造を用いることができる。例えば酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン(DLC)、ポリシラザン、窒素含有炭素(CN)、PSG(リンガラス)、BPSG(リンボロンガラス)、アルミナ、その他の無機絶縁性材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、有機絶縁性材料を用いてもよく、有機材料としては、感光性、非感光性どちらでも良く、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、シロキサン樹脂などを用いることができる。なお、シロキサン樹脂とは、Si−O−Si結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。 Note that as the insulating film 20505, an organic material, an inorganic material, or a stacked structure thereof can be used. For example, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, aluminum nitride, aluminum oxynitride, aluminum nitride oxide or aluminum oxide whose nitrogen content is higher than oxygen content, diamond like carbon (DLC), polysilazane, nitrogen content It can be formed of a material selected from carbon (CN), PSG (phosphorus glass), BPSG (phosphorus boron glass), alumina, and other inorganic insulating materials. An organic insulating material may be used, and the organic material may be either photosensitive or non-photosensitive, and polyimide, acrylic, polyamide, polyimide amide, resist, benzocyclobutene, siloxane resin, or the like can be used. . Note that a siloxane resin corresponds to a resin including a Si—O—Si bond. Siloxane has a skeleton structure formed of a bond of silicon (Si) and oxygen (O). As a substituent, an organic group containing at least hydrogen (for example, an alkyl group or an aromatic hydrocarbon) is used. A fluoro group may be used as a substituent. Alternatively, an organic group containing at least hydrogen and a fluoro group may be used as a substituent.

なお、絶縁膜20503及び絶縁膜20505には、コンタクトホールが選択的に形成されている。例えば、コンタクトホールは、各トランジスタの不純物領域の上面に形成されている。 Note that a contact hole is selectively formed in the insulating film 20503 and the insulating film 20505. For example, the contact hole is formed on the upper surface of the impurity region of each transistor.

次に、絶縁膜20505上に、ドレイン電極、ソース電極及び配線として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜20506が形成されている。 Next, a conductive film 20506 is formed over the insulating film 20505 as a drain electrode, a source electrode, and a wiring by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like.

なお、導電膜20506としては、材料としてはTi、Mo、Ta、Cr、W、Al、Nd、Cu、Ag、Au、Pt、Nb、Si、Zn、Fe、Ba、Geなどや、これら元素の合金等がある。もしくは、これら元素またはこれら元素の合金の積層構造を用いることができる。 Note that the conductive film 20506 includes Ti, Mo, Ta, Cr, W, Al, Nd, Cu, Ag, Au, Pt, Nb, Si, Zn, Fe, Ba, Ge, and the like. There are alloys. Alternatively, a stacked structure of these elements or an alloy of these elements can be used.

なお、絶縁膜20503及び絶縁膜20504のコンタクトホールが形成されている部分では、導電膜20506とトランジスタの半導体膜20502の不純物領域とが接続されている。 Note that the conductive film 20506 and the impurity region of the semiconductor film 20502 of the transistor are connected to each other in a portion where the insulating film 20503 and the contact hole of the insulating film 20504 are formed.

次に、絶縁膜20505及び絶縁膜20505上に形成された導電膜20506上に、平坦化膜として、絶縁膜20507が形成されている。 Next, an insulating film 20507 is formed as a planarization film over the insulating film 20505 and the conductive film 20506 formed over the insulating film 20505.

なお、絶縁膜20507としては、平坦性や被覆性がよいことが望ましいため、有機材料を用いて形成されることが多い。なお、絶縁膜20507としては多層構造になっていてもよく、無機材料(酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン)の上に有機材料が形成されていてもよい。 Note that the insulating film 20507 is preferably formed using an organic material because the insulating film 20507 preferably has good flatness and coverage. Note that the insulating film 20507 may have a multilayer structure, and an organic material may be formed over an inorganic material (silicon oxide, silicon nitride, or silicon oxynitride).

なお、絶縁膜20507には、コンタクトホールが選択的に形成されている。例えば、コンタクトホールは、トランジスタ20521のドレイン電極の上面に形成されている。 Note that a contact hole is selectively formed in the insulating film 20507. For example, the contact hole is formed on the upper surface of the drain electrode of the transistor 20521.

次に、絶縁膜20507上に、画素電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜20508が形成されている。 Next, a conductive film 20508 is formed as a pixel electrode over the insulating film 20507 by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like.

なお、導電膜20508としては、光を透過する透明電極及び光を反射する反射電極を用いることができる。 Note that as the conductive film 20508, a transparent electrode that transmits light and a reflective electrode that reflects light can be used.

透明電極の場合は、例えば、酸化インジウムに酸化スズを混ぜたインジウムスズ酸化物(ITO)膜、インジウムスズ酸化物(ITO)に酸化珪素を混ぜたインジウムスズ珪素酸化物(ITSO)膜、酸化インジウムに酸化亜鉛を混ぜたインジウム亜鉛酸化物(IZO)膜、酸化亜鉛膜、または酸化スズ膜などを用いることができる。なお、IZOとは、ITOに2〜20wt%の酸化亜鉛(ZnO)を混合させたターゲットを用いてスパッタリングにより形成される透明導電材料であるが、これに限定されない。 In the case of a transparent electrode, for example, an indium tin oxide (ITO) film in which tin oxide is mixed with tin oxide, an indium tin silicon oxide (ITSO) film in which silicon oxide is mixed in indium tin oxide (ITO), indium oxide An indium zinc oxide (IZO) film, a zinc oxide film, a tin oxide film, or the like in which zinc oxide is mixed can be used. Note that IZO is a transparent conductive material formed by sputtering using a target in which 2 to 20 wt% of zinc oxide (ZnO) is mixed with ITO, but is not limited thereto.

反射電極の場合は、例えば、Ti、Mo、Ta、Cr、W、Al、Nd、Cu、Ag、Au、Pt、Nb、Si、Zn、Fe、Ba、Geなどやそれらの合金などを用いることができる。また、Ti、Mo、Ta、Cr、WとAlを積層させた2層構造、AlをTi、Mo、Ta、Cr、Wなどの金属で挟んだ3層積層構造としてもよい。 In the case of a reflective electrode, for example, Ti, Mo, Ta, Cr, W, Al, Nd, Cu, Ag, Au, Pt, Nb, Si, Zn, Fe, Ba, Ge, or an alloy thereof is used. Can do. Alternatively, a two-layer structure in which Ti, Mo, Ta, Cr, W and Al are stacked, or a three-layer structure in which Al is sandwiched between metals such as Ti, Mo, Ta, Cr, and W may be used.

次に、絶縁膜20507上及び絶縁膜20507上に形成された導電膜20508上に、配向膜として、絶縁膜20509が形成されている。 Next, an insulating film 20509 is formed as an alignment film over the insulating film 20507 and the conductive film 20508 formed over the insulating film 20507.

次に、画素部20101の周辺部、若しくは画素部20101の周辺部とその周辺駆動回路部の周辺部に、インクジェット法などにより、シール材20516が形成される。 Next, a sealant 20516 is formed on the periphery of the pixel portion 20101, or the periphery of the pixel portion 20101 and the periphery of the peripheral driver circuit portion by an inkjet method or the like.

次に、絶縁膜20514、絶縁膜20513、導電膜20512及び絶縁膜20511などが形成された基板20515と、基板20100とがスペーサ20531を介して貼り合わされており、その隙間に、液晶層20510が配置されている。 Next, the substrate 20515 over which the insulating film 20514, the insulating film 20513, the conductive film 20512, the insulating film 20511, and the like are formed is attached to the substrate 20100 with the spacer 20511 interposed therebetween, and the liquid crystal layer 20510 is disposed in the gap. Has been.

なお、基板20115は、対向基板として機能してもよい。また、絶縁膜20514は、ブラックマトリックス(遮光膜)として機能してもよい。また、絶縁膜20513は、カラーフィルターとして機能してもよい。また、スペーサ20531は、数μmの粒子を散布して設ける方法でもよいし、基板全面に樹脂膜を形成した後に、樹脂膜をエッチング加工して形成する方法でもよい。また、導電膜20512は、対向電極として機能してもよい。導電膜20512としては、導電膜20508と同様なものを用いることができる。また、絶縁膜20511は、配向膜として機能してもよい。 Note that the substrate 20115 may function as a counter substrate. The insulating film 20514 may function as a black matrix (light shielding film). The insulating film 20513 may function as a color filter. Alternatively, the spacer 20531 may be provided by dispersing particles of several μm, or may be formed by etching the resin film after forming the resin film on the entire surface of the substrate. Further, the conductive film 20512 may function as a counter electrode. The conductive film 20512 can be similar to the conductive film 20508. The insulating film 20511 may function as an alignment film.

なお、絶縁膜20513及び絶縁膜20514と導電膜20512との間には、平坦化膜として絶縁膜20532を形成してもよい。ただし、図61では、絶縁膜20532を図示していない。 Note that the insulating film 20532 may be formed between the insulating film 20513 and the insulating film 20514 and the conductive film 20512 as a planarization film. Note that the insulating film 20532 is not illustrated in FIG.

なお、液晶層20510としては公知の液晶を自由に用いることができる。例えば、液晶20510として強誘電性の液晶を用いてもよいし、反強誘電性の液晶を用いてもよい。また、液晶の駆動方式は、TN(Twisted Nematic)モード、IPS(In−Plane−Switching)モード、FFS(Fringe Field Switching)モード、MVA(Multi−domain Vertical Alignment)モード、PVA(Patterned Vertical Alignment)、ASM(Axially Symmetric aligned Micro−cell)モード、OCB(Optical Compensated Birefringence)モード、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)モード、AFLC(AntiFerroelectric Liquid
Crystal)等を自由に用いることができる。
Note that a known liquid crystal can be used freely as the liquid crystal layer 20510. For example, a ferroelectric liquid crystal or an anti-ferroelectric liquid crystal may be used as the liquid crystal 20510. In addition, the driving method of the liquid crystal includes a TN (Twisted Nematic) mode, an IPS (In-Plane-Switching) mode, an FFS (Fringe Field Switching) mode, an MVA (Multi-domain Vertical Alignment) mode, and a PVA (Vertinal Pattern). ASM (Axial Symmetrical Aligned Micro-cell) mode, OCB (Optically Compensated Birefringence) mode, FLC (Ferroelectric Liquid Crystal) mode, AFLC (Anti-Ferroelectric Liquid)
Crystal) etc. can be used freely.

次に、画素部20101と、その周辺駆動回路部と電気的に接続されている導電膜20531上に、異方性導電体層20517を介して、FPC20200が配置されている。また、FPC20200上に、異方性導電体層20517を介して、ICチップが配置されている。つまり、FPC20200、導電膜20531及びICチップ20530は、電気的に接続されている。 Next, the FPC 20200 is provided over the conductive film 20531 electrically connected to the pixel portion 20101 and its peripheral driver circuit portion with an anisotropic conductive layer 20517 interposed therebetween. In addition, an IC chip is provided over the FPC 20200 with an anisotropic conductive layer 20517 interposed therebetween. That is, the FPC 20200, the conductive film 20531, and the IC chip 20530 are electrically connected.

なお、導電膜20531は、FPC20200から入力される信号及び電位を、画素や周辺回路に伝達する機能を有している。導電膜20531としては、導電膜20506と同様なものを用いてもよいし、導電膜20504と同様なものを用いてもよいし、半導体膜20502の不純物領域と同様なものを用いてもよいし、これらを少なくとも2層以上組み合わせたものを用いてもよい。 Note that the conductive film 20531 has a function of transmitting a signal and a potential input from the FPC 20200 to a pixel or a peripheral circuit. As the conductive film 20531, the same film as the conductive film 20506, the same film as the conductive film 20504, or the same impurity region as the semiconductor film 20502 may be used. A combination of at least two layers may be used.

なお、ICチップ20530は、機能回路(メモリやバッファ)を形成することで、基板面積を有効利用することができる。 Note that the IC chip 20530 can effectively use the substrate area by forming a functional circuit (memory or buffer).

図61(A)、(B)の液晶パネルは、走査線駆動回路20105a、走査線駆動回路20105b及び信号線駆動回路20106を基板20100上に形成した場合の構成について説明したが、図62(A)の液晶パネルに示すように、信号線駆動回路20106に相当する駆動回路をドライバIC20601に形成して、COG方式などで液晶パネルに実装した構成としてもよい。信号線駆動回路20106をドライバIC20601に形成することで、省電力化を図ることができる。また、ドライバIC20601はシリコンウエハ等の半導体チップとすることで、図62(A)の液晶パネルはより高速、且つ低消費電力化を図ることができる。 In the liquid crystal panel in FIGS. 61A and 61B, the structure in the case where the scan line driver circuit 20105a, the scan line driver circuit 20105b, and the signal line driver circuit 20106 are formed over the substrate 20100 has been described. ), A driver circuit corresponding to the signal line driver circuit 20106 may be formed in the driver IC 20601 and mounted on the liquid crystal panel by a COG method or the like. By forming the signal line driver circuit 20106 in the driver IC 20601, power saving can be achieved. In addition, when the driver IC 20601 is a semiconductor chip such as a silicon wafer, the liquid crystal panel in FIG. 62A can achieve higher speed and lower power consumption.

同様に、図62(B)の液晶パネルに示すように、走査線駆動回路20105a、走査線駆動回路20105b及び信号線駆動回路20106に相当する駆動回路を、それぞれドライバIC20602a、ドライバIC20602b及びドライバIC20601に形成して、COG方式などで液晶パネルに実装した構成としてもよい。また、走査線駆動回路20105a、走査線駆動回路20105b及び信号線駆動回路20106に相当する駆動回路を、それぞれドライバIC20602a、ドライバIC20602b及びドライバIC20601に形成することで、低コスト化が図れる。 Similarly, as illustrated in the liquid crystal panel in FIG. 62B, driver circuits corresponding to the scan line driver circuit 20105a, the scan line driver circuit 20105b, and the signal line driver circuit 2010 are assigned to a driver IC 20602a, a driver IC 20602b, and a driver IC 20601, respectively. It may be formed and mounted on a liquid crystal panel by a COG method or the like. In addition, by forming driver circuits corresponding to the scan line driver circuit 20105a, the scan line driver circuit 20105b, and the signal line driver circuit 2010 in the driver IC 20602a, the driver IC 20602b, and the driver IC 20601, cost reduction can be achieved.

なお、トランジスタ20521はデュアルゲート構造としたが、図63の画素部20526に示すように、トランジスタ20521はシングルゲート構造としてもよい。ただし、図63は、画素部20526のみを示している。 Note that although the transistor 20521 has a dual gate structure, the transistor 20521 may have a single gate structure as shown in a pixel portion 20526 in FIG. Note that FIG. 63 illustrates only the pixel portion 20526.

次に、基板20100上にボトムゲート型トランジスタを形成した場合の断面図について、図64を参照して説明する。ただし、図64は、画素領域20526のみを示している。 Next, a cross-sectional view in the case where a bottom-gate transistor is formed over the substrate 20100 is described with reference to FIGS. However, FIG. 64 shows only the pixel region 20526.

まず、基板20100上に、下地膜として、絶縁膜20501が成膜されている。次に、絶縁膜20501上に、ゲート電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜20504が形成されている。なお、トランジスタ20521の導電膜20504は、デュアルゲート構造としている。なぜなら、すでに述べたように、トランジスタ20521はデュアルゲート構造にすることで、トランジスタ20521のオフ電流を小さくできる。次に、絶縁膜20501上及び導電膜20504上に、ゲート絶縁膜として、絶縁膜20503が形成されている。次に、絶縁膜20503上に、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、半導体膜20502が
形成されている。なお、半導体膜20502には、レジストをマスクとして半導体膜20502に不純物元素がドーピングされており、チャネル形成領域と、ソース領域及びドレイン領域となる不純物領域とが形成されている。なお、不純物領域は、不純物濃度を制御して高濃度領域と低濃度領域とを形成されていてもよい。次に、絶縁膜20503上及び半導体層20502上に、層間膜として、絶縁膜20505が形成されている。なお、絶縁膜20505には、コンタクトホールが選択的に形成されている。例えば、コンタクトホールは、各トランジスタの不純物領域の上面に形成されている。次に、絶縁膜20505上に、ドレイン電極、ソース電極及び配線として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜20506が形成されている。なお、絶縁膜20505のコンタクトホールが形成されている部分では、導電膜20506とトランジスタの半導体膜20502の不純物領域とが接続されている。次に、絶縁膜20505上及びた導電膜20506上に、平坦化膜として、絶縁膜20507が形成されている。なお、絶縁膜20507には、コンタクトホールが選択的に形成されている。例えば、コンタクトホールは、トランジスタ20521のドレイン電極の上面に形成されている。次に、絶縁膜20507上に、画素電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜20508が形成されている。次に、絶縁膜20507上及び導電膜20508上に、配向膜として、絶縁膜20509が形成されている。次に、絶縁膜20514、絶縁膜20513、導電膜20512及び絶縁膜20511などが形成された基板20515と、基板20100との隙間に、液晶層20510が配置されている。
First, an insulating film 20501 is formed over the substrate 20100 as a base film. Next, a conductive film 20504 is formed over the insulating film 20501 as a gate electrode by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. Note that the conductive film 20504 of the transistor 20521 has a dual gate structure. This is because, as described above, the transistor 20521 can have a dual-gate structure, whereby the off-state current of the transistor 20521 can be reduced. Next, an insulating film 20503 is formed over the insulating film 20501 and the conductive film 20504 as a gate insulating film. Next, a semiconductor film 20502 is formed over the insulating film 20503 by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. Note that in the semiconductor film 20502, an impurity element is doped into the semiconductor film 20502 using a resist as a mask, so that a channel formation region and impurity regions to be a source region and a drain region are formed. The impurity region may be formed as a high concentration region and a low concentration region by controlling the impurity concentration. Next, an insulating film 20505 is formed over the insulating film 20503 and the semiconductor layer 20502 as an interlayer film. Note that a contact hole is selectively formed in the insulating film 20505. For example, the contact hole is formed on the upper surface of the impurity region of each transistor. Next, a conductive film 20506 is formed over the insulating film 20505 as a drain electrode, a source electrode, and a wiring by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. Note that the conductive film 20506 is connected to the impurity region of the semiconductor film 20502 of the transistor in a portion where the contact hole of the insulating film 20505 is formed. Next, an insulating film 20507 is formed as a planarization film over the insulating film 20505 and the conductive film 20506. Note that a contact hole is selectively formed in the insulating film 20507. For example, the contact hole is formed on the upper surface of the drain electrode of the transistor 20521. Next, a conductive film 20508 is formed as a pixel electrode over the insulating film 20507 by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. Next, an insulating film 20509 is formed as an alignment film over the insulating film 20507 and the conductive film 20508. Next, a liquid crystal layer 20510 is provided in a gap between the substrate 20515 and the substrate 20100 over which the insulating film 20514, the insulating film 20513, the conductive film 20512, the insulating film 20511, and the like are formed.

なお、図64では、トランジスタ20521をデュアルゲート構造とした。ただし、図65の画素部20526に示すように、トランジスタ20521はシングルゲート構造としてもよい。 In FIG. 64, the transistor 20521 has a dual gate structure. Note that as illustrated in the pixel portion 20526 in FIG. 65, the transistor 20521 may have a single gate structure.

次に、基板20100上に、ダブルゲート型のトランジスタを形成した場合の断面図について、図66を参照して説明する。ただし、図66は、画素領域20526のみを示している。 Next, a cross-sectional view in the case where a double-gate transistor is formed over the substrate 20100 is described with reference to FIGS. However, FIG. 66 shows only the pixel region 20526.

なお、ダブルゲート型のトランジスタとは、半導体膜の上下にゲート電極が、それぞれ配置されている構造のことをいう。また、ダブルゲート型のトランジスタは、トップゲート型トランジスタ及びボトムゲート型トランジスタに比べて、同様のサイズ及び同様の印加電圧であれば流れる電流が2倍になる。つまり、ダブルゲート型のトランジスタは、小さいトランジスタサイズでより多くの電流を流すことができる。 Note that a double-gate transistor refers to a structure in which gate electrodes are provided above and below a semiconductor film, respectively. In addition, a double-gate transistor has twice the current flowing if it has the same size and the same applied voltage as the top-gate transistor and the bottom-gate transistor. In other words, the double gate transistor can flow more current with a small transistor size.

まず、基板20100上に、下地膜として、絶縁膜20501が成膜されている。次に、絶縁膜20501上に、第1のゲート電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜20504aが形成されている。なお、導電膜20504aは、導電膜20504と同様な材料及び構造のものを用いることができる。次に、絶縁膜20501上及び導電膜20504a上に、第1のゲート絶縁膜として、絶縁膜20503aが形成されている。なお、絶縁膜20503aは、絶縁膜20503と同様な材料及び構造のものを用いることができる。次に、絶縁膜20503a上に、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、半導体膜20502が形成されている。次に、絶縁膜20503a上及び半導体膜20502上に、第2のゲート絶縁膜として、絶縁膜20503bが形成されている。なお、導電膜20503bは、導電膜20503と同様な材料及び構造のものを用いることができる。次に、絶縁膜20504b上に、第2のゲート電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜20504bが形成されている。なお、導電膜20504bは、導電膜20504と同様な材料及び構造のものを用いることができる。なお、半導体膜20502には、導電膜20504b又はレジストをマスクとして半導体膜20502に不純物元素がドーピングされており、チャネル形成領域と、ソース領域及びドレイン領域となる不純
物領域とが形成されている。なお、不純物領域は、不純物濃度を制御して高濃度領域と低濃度領域とを形成されていてもよい。なお、半導体膜20502には、絶縁膜20503b及び導電膜20504bが形成される前に、レジストをマスクとして半導体膜20502に不純物元素がドーピングされ、チャネル形成領域と、ソース領域及びドレイン領域となる不純物領域とが形成されていてもよい。次に、絶縁膜20503b上及び導電膜20504b上に、層間膜として、絶縁膜20505が形成されている。なお、絶縁膜20503b及び絶縁膜20505には、コンタクトホールが選択的に形成されている。例えば、コンタクトホールは、各トランジスタの不純物領域の上面に形成されている。次に、絶縁膜20505上に、ドレイン電極、ソース電極及び配線として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜20506が形成されている。なお、絶縁膜20503及び絶縁膜20504のコンタクトホールが形成されている部分では、導電膜20506とトランジスタの半導体膜20502の不純物領域とが接続されている。次に、絶縁膜20505上及び導電膜20506上に、平坦化膜として、絶縁膜20507が形成されている。なお、絶縁膜20507には、コンタクトホールが選択的に形成されている。例えば、コンタクトホールは、トランジスタ20521のドレイン電極の上面に形成されている。次に、絶縁膜20507上に、画素電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜20508が形成されている。次に、絶縁膜20507上及び導電膜20508上に、配向膜として、絶縁膜20509が形成されている。次に、絶縁膜20514、絶縁膜20513、導電膜20512及び絶縁膜20511などが形成された基板20515と、基板20100との隙間に、液晶層20510が配置されている。
First, an insulating film 20501 is formed over the substrate 20100 as a base film. Next, a conductive film 20504a is formed as a first gate electrode over the insulating film 20501 by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. Note that the conductive film 20504a can be formed using a material and a structure similar to those of the conductive film 20504. Next, an insulating film 20503a is formed as a first gate insulating film over the insulating film 20501 and the conductive film 20504a. Note that the insulating film 20503a can be formed using a material and a structure similar to those of the insulating film 20503. Next, a semiconductor film 20502 is formed over the insulating film 20503a by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. Next, an insulating film 20503b is formed as a second gate insulating film over the insulating film 20503a and the semiconductor film 20502. Note that the conductive film 20503b can be formed using a material and a structure similar to those of the conductive film 20503. Next, a conductive film 20504b is formed as a second gate electrode over the insulating film 20504b by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. Note that the conductive film 20504b can be formed using a material and a structure similar to those of the conductive film 20504. Note that in the semiconductor film 20502, the conductive film 20504b or the resist is used as a mask and the semiconductor film 20502 is doped with an impurity element, so that a channel formation region and impurity regions to be a source region and a drain region are formed. The impurity region may be formed as a high concentration region and a low concentration region by controlling the impurity concentration. Note that before the insulating film 20503b and the conductive film 20504b are formed in the semiconductor film 20502, an impurity element is doped into the semiconductor film 20502 using a resist as a mask so that a channel formation region and an impurity region which serves as a source region and a drain region are formed. And may be formed. Next, an insulating film 20505 is formed as an interlayer film over the insulating film 20503b and the conductive film 20504b. Note that a contact hole is selectively formed in the insulating film 20503b and the insulating film 20505. For example, the contact hole is formed on the upper surface of the impurity region of each transistor. Next, a conductive film 20506 is formed over the insulating film 20505 as a drain electrode, a source electrode, and a wiring by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. Note that the conductive film 20506 and the impurity region of the semiconductor film 20502 of the transistor are connected to each other in a portion where the insulating film 20503 and the contact hole of the insulating film 20504 are formed. Next, an insulating film 20507 is formed over the insulating film 20505 and the conductive film 20506 as a planarization film. Note that a contact hole is selectively formed in the insulating film 20507. For example, the contact hole is formed on the upper surface of the drain electrode of the transistor 20521. Next, a conductive film 20508 is formed as a pixel electrode over the insulating film 20507 by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. Next, an insulating film 20509 is formed as an alignment film over the insulating film 20507 and the conductive film 20508. Next, a liquid crystal layer 20510 is provided in a gap between the substrate 20515 and the substrate 20100 over which the insulating film 20514, the insulating film 20513, the conductive film 20512, the insulating film 20511, and the like are formed.

なお、図61及び図63〜図66では、絶縁膜20505上及び絶縁膜20505上に形成された導電膜20506上に、平坦膜として、絶縁膜20507が形成されている場合の断面図について説明した。ただし、絶縁膜20507は、図67に示すように、必ずしも必要ではない。 Note that FIGS. 61 and 63 to 66 illustrate cross-sectional views in the case where the insulating film 20507 is formed as a flat film over the insulating film 20505 and the conductive film 20506 formed over the insulating film 20505. . However, the insulating film 20507 is not necessarily required as shown in FIG.

なお、図67に示す断面図は、トップゲート型のトランジスタの場合について示しているが、ボトムゲート型のトランジスタ及びダブルゲート型のトランジスタの場合についても同様である。 Note that the cross-sectional view in FIG. 67 illustrates the case of a top-gate transistor, but the same applies to the case of a bottom-gate transistor and a double-gate transistor.

次に、基板20100上に、半導体膜として非結晶半導体膜(アモルファスシリコン膜)を用いたトランジスタを形成した場合の断面図について、図68を参照して説明する。図68に示す断面図は、逆スタガ型のチャネルエッチ構造のトランジスタの断面図である。 Next, a cross-sectional view in the case where a transistor using an amorphous semiconductor film (amorphous silicon film) as a semiconductor film is formed over the substrate 20100 will be described with reference to FIGS. The cross-sectional view in FIG. 68 is a cross-sectional view of an inverted staggered channel-etched transistor.

まず、基板20100上に、下地膜として、絶縁膜20501が成膜されている。次に、絶縁膜20501上に、ゲート電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜20504が形成されている。次に、絶縁膜20501及び導電膜20504上に、ゲート絶縁膜として、絶縁膜20503が形成されている。次に、絶縁膜20503上に、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、半導体膜20502が形成されている。なお、半導体膜20502は第1の半導体膜及び第2の半導体膜を有しており、第1の半導体膜の上に第2の半導体膜が形成されている。また、第1の半導体膜及び第2の半導体膜は連続して成膜され、同時にフォトリソグラフィ法によってパターニングされてもよい。また、第2の半導体膜は不純物元素を含んでいる。次に、絶縁膜20503上及び半導体膜20502上に、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜20506が形成されている。なお、半導体膜20502は、導電膜20506をマスクとしてエッチングをすることによって、チャネル形成領域と、ソース領域及びドレイン領域となる不純物領域とが形成されている。つまり、チャネル領域では、不純物元素を含む第2の半導体膜が除去される。ただし、半導体膜20502は、導電膜20506をエッチングするためのレジストをマスクに
して、エッチングされてもよい。次に、絶縁膜20503上、半導体膜20502上及び導電膜20506上に、平坦化膜として、絶縁膜20507が形成されている。なお、絶縁膜20507には、コンタクトホールが選択的に形成されている。例えば、コンタクトホールは、トランジスタ20521のドレイン電極の上面に形成されている。次に、絶縁膜20507上に、画素電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜20508が形成されている。次に、絶縁膜20507上及び導電膜20508上に、配向膜として、絶縁膜20509が形成されている。次に、絶縁膜20514、絶縁膜20513、導電膜20512及び絶縁膜20511などが形成された基板20515と、基板20100との隙間に、液晶層20510が配置されている。
First, an insulating film 20501 is formed over the substrate 20100 as a base film. Next, a conductive film 20504 is formed over the insulating film 20501 as a gate electrode by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. Next, an insulating film 20503 is formed over the insulating film 20501 and the conductive film 20504 as a gate insulating film. Next, a semiconductor film 20502 is formed over the insulating film 20503 by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. Note that the semiconductor film 20502 includes a first semiconductor film and a second semiconductor film, and the second semiconductor film is formed over the first semiconductor film. In addition, the first semiconductor film and the second semiconductor film may be successively formed and simultaneously patterned by a photolithography method. The second semiconductor film contains an impurity element. Next, a conductive film 20506 is formed over the insulating film 20503 and the semiconductor film 20502 by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. Note that the semiconductor film 20502 is etched using the conductive film 20506 as a mask, so that a channel formation region and impurity regions to be a source region and a drain region are formed. That is, in the channel region, the second semiconductor film containing the impurity element is removed. Note that the semiconductor film 20502 may be etched using a resist for etching the conductive film 20506 as a mask. Next, an insulating film 20507 is formed as a planarization film over the insulating film 20503, the semiconductor film 20502, and the conductive film 20506. Note that a contact hole is selectively formed in the insulating film 20507. For example, the contact hole is formed on the upper surface of the drain electrode of the transistor 20521. Next, a conductive film 20508 is formed as a pixel electrode over the insulating film 20507 by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. Next, an insulating film 20509 is formed as an alignment film over the insulating film 20507 and the conductive film 20508. Next, a liquid crystal layer 20510 is provided in a gap between the substrate 20515 and the substrate 20100 over which the insulating film 20514, the insulating film 20513, the conductive film 20512, the insulating film 20511, and the like are formed.

なお、チャネルエッチ構造のトランジスタについて説明したが、図69に示すように、半導体膜20502上に絶縁膜21301を設けてもよい。絶縁膜21301は、第1の半導体膜と第2の半導体膜との間に形成される。また、半導体膜20502は、導電膜20506を形成するときに、同時にエッチングされる。 Note that although a channel-etched transistor is described, an insulating film 21301 may be provided over the semiconductor film 20502 as illustrated in FIG. The insulating film 21301 is formed between the first semiconductor film and the second semiconductor film. In addition, the semiconductor film 20502 is etched at the same time as the conductive film 20506 is formed.

なお、図68のトランジスタ20521をチャネルエッチ構造と呼び、図69のトランジスタ20521をチャネル保護構造と呼ぶ。 Note that the transistor 20521 in FIG. 68 is referred to as a channel etch structure, and the transistor 20521 in FIG. 69 is referred to as a channel protection structure.

次に、基板20100上に、半導体膜として非結晶半導体膜を用いたトップゲート型のトランジスタを形成した場合の断面図について、図70を参照して説明する。 Next, a cross-sectional view in the case where a top-gate transistor using an amorphous semiconductor film as a semiconductor film is formed over the substrate 20100 is described with reference to FIGS.

まず、基板20100上に、下地膜として、絶縁膜20501が成膜されている。次に、絶縁膜20501上に、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜20506が形成されている。次に、導電膜20506上に、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、半導体膜20502aが形成されている。なお、半導体膜20502aは、半導体膜20502と同様な材料及び構造のものを用いることができる。また、半導体膜20502aは、不純物元素を含んでいる。次に、絶縁膜20501上及び半導体膜20502a上に、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、半導体膜20502bが形成されている。なお、半導体膜20502bは、半導体膜20502と同様な材料及び構造のものを用いることができる。次に、絶縁膜20501上、半導体膜20502b上及び導電膜20506上に、ゲート絶縁膜として、絶縁膜20503が形成されている。次に、絶縁膜20503上に、ゲート電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜20504が形成されている。次に、絶縁膜20503上及び絶縁膜20503上に形成された導電膜20504上に、平坦化膜として、絶縁膜20507が形成されている。なお、絶縁膜20507には、コンタクトホールが選択的に形成されている。例えば、コンタクトホールは、トランジスタ20521のドレイン電極の上面に形成されている。次に、絶縁膜20507上に、画素電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜20508が形成されている。次に、絶縁膜20507上及び導電膜20508上に、配向膜として、絶縁膜20509が形成されている。次に、絶縁膜20514、絶縁膜20513、導電膜20512及び絶縁膜20511などが形成された基板20515と、基板20100との隙間に、液晶層20510が配置されている。 First, an insulating film 20501 is formed over the substrate 20100 as a base film. Next, a conductive film 20506 is formed over the insulating film 20501 by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. Next, a semiconductor film 20502a is formed over the conductive film 20506 by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. Note that the semiconductor film 20502a can be formed using a material and a structure similar to those of the semiconductor film 20502. The semiconductor film 20502a contains an impurity element. Next, a semiconductor film 20502b is formed over the insulating film 20501 and the semiconductor film 20502a by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. Note that the semiconductor film 20502b can be formed using a material and a structure similar to those of the semiconductor film 20502. Next, an insulating film 20503 is formed as a gate insulating film over the insulating film 20501, the semiconductor film 20502b, and the conductive film 20506. Next, a conductive film 20504 is formed as a gate electrode over the insulating film 20503 by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. Next, an insulating film 20507 is formed as a planarization film over the insulating film 20503 and the conductive film 20504 formed over the insulating film 20503. Note that a contact hole is selectively formed in the insulating film 20507. For example, the contact hole is formed on the upper surface of the drain electrode of the transistor 20521. Next, a conductive film 20508 is formed as a pixel electrode over the insulating film 20507 by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. Next, an insulating film 20509 is formed as an alignment film over the insulating film 20507 and the conductive film 20508. Next, a liquid crystal layer 20510 is provided in a gap between the substrate 20515 and the substrate 20100 over which the insulating film 20514, the insulating film 20513, the conductive film 20512, the insulating film 20511, and the like are formed.

なお、図69及び図70では、絶縁膜20505上及び絶縁膜20505上に形成された導電膜20506上に、平坦膜として、絶縁膜20507が形成されている場合の断面図について説明した。ただし、絶縁膜20507は、図71に示すように、必ずしも必要ではない。 69 and 70, the cross-sectional views in the case where the insulating film 20507 is formed as a flat film over the insulating film 20505 and the conductive film 20506 formed over the insulating film 20505 are described. However, the insulating film 20507 is not necessarily required as shown in FIG.

なお、図71に示す断面図は、逆スタガ型のチャネルエッチ構造のトランジスタの場合に
ついて示しているが、逆スタガ型のチャネル保護構造のトランジスタの場合についても同様である。また、図71では、逆スタガ型のトランジスタの場合について示しているが、トップゲート型トランジスタとしてもよい。トップゲート型トランジスタのトランジスタの場合の断面図を図72及び図73に示す。
Note that the cross-sectional view in FIG. 71 illustrates the case of an inverted staggered channel etch transistor, but the same applies to an inverted staggered channel protection transistor. 71 shows the case of an inverted staggered transistor, a top gate transistor may be used. 72 and 73 are cross-sectional views in the case of a top-gate transistor.

なお、図72に示す断面図の場合、絶縁膜20501上及び導電膜20506上に、画素電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜20508が形成されている。また、導電膜20508は、導電膜20506を形成してから絶縁膜20503を形成するまでに、形成される。 72, a conductive film 20508 is formed as a pixel electrode over the insulating film 20501 and the conductive film 20506 by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. The conductive film 20508 is formed after the conductive film 20506 is formed and before the insulating film 20503 is formed.

なお、図73に示す断面図の場合、絶縁膜20501上に、画素電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜20508が形成されている。また、導電膜20508は、絶縁膜20501の形成後、形成される。 Note that in the cross-sectional view in FIG. 73, a conductive film 20508 is formed over the insulating film 20501 as a pixel electrode by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. The conductive film 20508 is formed after the insulating film 20501 is formed.

次に、半透過型の液晶パネルの断面図について、図74を参照して説明する。 Next, a cross-sectional view of the transflective liquid crystal panel will be described with reference to FIG.

なお、図74の断面図は、トランジスタが半導体膜として多結晶半導体を用いた場合の液晶パネルの断面図である。ただし、トランジスタはボトムゲート型でもよいし、ダブルゲート型でもよい。また、トランジスタのゲート電極は、シングルゲート構造でもよいし、デュアルゲート構造でもよい。 Note that the cross-sectional view of FIG. 74 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel in which a transistor uses a polycrystalline semiconductor as a semiconductor film. However, the transistor may be a bottom gate type or a double gate type. The gate electrode of the transistor may have a single gate structure or a dual gate structure.

なお、図74は、導電膜20506が形成されるまでは、図63と同様である。したがって、導電膜20506が形成された後の工程及び構造について説明する。 Note that FIG. 74 is similar to FIG. 63 until the conductive film 20506 is formed. Accordingly, a process and structure after the conductive film 20506 is formed will be described.

まず、絶縁膜20505及び絶縁膜20505上に形成された導電膜20506上に、液晶層20510の厚さ(いわいるセルギャップ)を薄くするための膜として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、絶縁膜21801が形成されている。なお、絶縁膜21801としては、平坦性や被覆性がよいことが望ましいため、有機材料を用いて形成されることが多い。なお、無機材料(酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン)の上に、有機材料が形成され、多層構造になっていてもよい。なお、絶縁膜21801には、コンタクトホールが選択的に形成されている。例えば、コンタクトホールは、トランジスタ20521のドレイン電極の上面に形成されている。次に、絶縁膜20505上及び絶縁膜20507上に、第1の画素電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜20508aが形成されている。なお、導電膜20508aとしては、導電膜20508と同様な光を透過する透明電極を用いることができる。次に、導電膜20508a上に、第2の画素電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜20508bが形成されている。なお、導電膜20508bとしては、導電膜20508と同様な光を反射する反射電極を用いることができる。なお、導電膜20508bが形成される領域を反射領域という。また、導電膜20508aが形成されている領域のうち、導電膜20508a上に導電膜20508bが形成されていない領域を透過領域という。次に、絶縁膜21801上、導電膜20508a及び導電膜20508b上に、配向膜として、絶縁膜20509が形成されている。次に、絶縁膜20514、絶縁膜20513、導電膜20512及び絶縁膜20511などが形成された基板20515と、基板20100との隙間に、液晶層20510が配置されている。 First, over the insulating film 20505 and the conductive film 20506 formed over the insulating film 20505, a film for reducing the thickness (a so-called cell gap) of the liquid crystal layer 20510 is a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. Thus, an insulating film 21801 is formed. Note that the insulating film 21801 is preferably formed using an organic material because it is desirable that the insulating film 21801 has good flatness and coverage. Note that an organic material may be formed over an inorganic material (silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride) to have a multilayer structure. Note that a contact hole is selectively formed in the insulating film 21801. For example, the contact hole is formed on the upper surface of the drain electrode of the transistor 20521. Next, a conductive film 20508a is formed as a first pixel electrode over the insulating film 20505 and the insulating film 20507 by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. Note that as the conductive film 20508a, a transparent electrode that transmits light similar to the conductive film 20508 can be used. Next, a conductive film 20508b is formed as a second pixel electrode over the conductive film 20508a by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. Note that as the conductive film 20508b, a reflective electrode that reflects light similar to the conductive film 20508 can be used. Note that a region where the conductive film 20508b is formed is referred to as a reflective region. In addition, among regions where the conductive film 20508a is formed, a region where the conductive film 20508b is not formed over the conductive film 20508a is referred to as a transmission region. Next, an insulating film 20509 is formed as an alignment film over the insulating film 21801 and over the conductive films 20508a and 20508b. Next, a liquid crystal layer 20510 is provided in a gap between the substrate 20515 and the substrate 20100 over which the insulating film 20514, the insulating film 20513, the conductive film 20512, the insulating film 20511, and the like are formed.

なお、図74では、導電膜20508aが形成された後に導電膜20508bが形成されているが、図75に示すように、導電膜20508bが形成された後に導電膜20508aが形成されていてもよい。 In FIG. 74, the conductive film 20508b is formed after the conductive film 20508a is formed. However, as shown in FIG. 75, the conductive film 20508a may be formed after the conductive film 20508b is formed.

なお、図74及び図75では、液晶層20510(セルギャップ)を調整するための絶縁膜が導電膜20508aの下及び導電膜20508bの下に、形成されている。しかし、図76のように絶縁膜22001が基板20515側に形成されていてもよい。絶縁膜22001は、絶縁膜21801と同様に、液晶層20510(セルギャップ)を調整するための絶縁膜である。 74 and 75, an insulating film for adjusting the liquid crystal layer 20510 (cell gap) is formed under the conductive film 20508a and the conductive film 20508b. However, the insulating film 22001 may be formed on the substrate 20515 side as shown in FIG. The insulating film 22001 is an insulating film for adjusting the liquid crystal layer 20510 (cell gap), like the insulating film 21801.

なお、図76では、平坦化膜として絶縁膜20507が形成されている場合について説明したが、図77に示すように、絶縁膜20507が形成されていなくてもよい。図77の場合は、反射画素電極として導電膜20506を用いることができる。もちろん、反射画素電極として、別の導電膜が形成されていてもよい。 Note that FIG. 76 illustrates the case where the insulating film 20507 is formed as the planarization film, but the insulating film 20507 may not be formed as illustrated in FIG. 77. In the case of FIG. 77, a conductive film 20506 can be used as the reflective pixel electrode. Of course, another conductive film may be formed as the reflective pixel electrode.

なお、絶縁膜22001は、導電膜20512と絶縁膜20511との間に形成されていてもよいし、絶縁膜20511と液晶層20510との間に形成されていてもよい。 Note that the insulating film 22001 may be formed between the conductive film 20512 and the insulating film 20511, or may be formed between the insulating film 20511 and the liquid crystal layer 20510.

次に、半透過型の液晶パネルにおいて、トランジスタの半導体膜として多結晶半導体を用いられている場合の液晶パネルの断面図を図78に示す。 Next, FIG. 78 shows a cross-sectional view of a liquid crystal panel in the case where a polycrystalline semiconductor is used as a semiconductor film of a transistor in a transflective liquid crystal panel.

なお、図78の断面図は、逆スタガ型のチャネルエッチ構造を用いたトランジスタを有する液晶パネルの断面図である。ただし、トランジスタは、トップゲート型でもよいし、逆スタガ型のチャネル保護構造を用いてもよい。 Note that the cross-sectional view of FIG. 78 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel including a transistor using an inverted staggered channel etch structure. However, the transistor may be a top gate type or an inverted stagger type channel protection structure.

なお、図78は、導電膜20506が形成されるまでは、図78と同様である。したがって、導電膜20506が形成された後の工程及び構造について説明する。 Note that FIG. 78 is similar to FIG. 78 until the conductive film 20506 is formed. Accordingly, a process and structure after the conductive film 20506 is formed will be described.

まず、半導体膜20502上、絶縁膜20503及び導電膜20506上に、液晶層20510の厚さ(いわいるセルギャップ)を薄くするための層として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、絶縁膜22201が形成されている。なお、絶縁膜22201としては、平坦性や被覆性がよいことが望ましいため、有機材料を用いて形成されることが多い。なお、無機材料(酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン)の上に、有機材料が形成され、多層構造になっていてもよい。なお、絶縁膜22201には、コンタクトホールが選択的に形成されている。例えば、コンタクトホールは、トランジスタ20521のドレイン電極の上面に形成されている。次に、絶縁膜20503上及び絶縁膜22201上に、第1の画素電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜20508aが形成されている。次に、導電膜20508a上に、第2の画素電極として、フォトリソグラフィ法、インクジェット法又は印刷法などにより、導電膜20508bが形成されている。なお、導電膜20508bが形成される領域を反射領域という。また、導電膜20508aが形成されている領域のうち、導電膜20508a上に導電膜20508bが形成されていない領域を透過領域という。次に、絶縁膜22201上、導電膜20508a及び導電膜20508b上に、配向膜として、絶縁膜20509が形成されている。次に、絶縁膜20514、絶縁膜20513、導電膜20512及び絶縁膜20511などが形成された基板20515と、基板20100との隙間に、液晶層20510が配置されている。 First, over the semiconductor film 20502, the insulating film 20503, and the conductive film 20506, a layer for reducing the thickness (a so-called cell gap) of the liquid crystal layer 20510 is insulated by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. A film 22201 is formed. Note that the insulating film 22201 is preferably formed using an organic material because the insulating film 22201 preferably has good flatness and coverage. Note that an organic material may be formed over an inorganic material (silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride) to have a multilayer structure. Note that a contact hole is selectively formed in the insulating film 22201. For example, the contact hole is formed on the upper surface of the drain electrode of the transistor 20521. Next, a conductive film 20508a is formed as a first pixel electrode over the insulating film 20503 and the insulating film 22201 by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. Next, a conductive film 20508b is formed as a second pixel electrode over the conductive film 20508a by a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like. Note that a region where the conductive film 20508b is formed is referred to as a reflective region. In addition, among regions where the conductive film 20508a is formed, a region where the conductive film 20508b is not formed over the conductive film 20508a is referred to as a transmission region. Next, an insulating film 20509 is formed as an alignment film over the insulating film 22201 and over the conductive films 20508a and 20508b. Next, a liquid crystal layer 20510 is provided in a gap between the substrate 20515 and the substrate 20100 over which the insulating film 20514, the insulating film 20513, the conductive film 20512, the insulating film 20511, and the like are formed.

なお、図78では、導電膜20508aが形成された後に導電膜20508bが形成されているが、図79に示すように、導電膜20508bが形成された後に導電膜20508aが形成されていてもよい。 In FIG. 78, the conductive film 20508b is formed after the conductive film 20508a is formed. However, as shown in FIG. 79, the conductive film 20508a may be formed after the conductive film 20508b is formed.

なお、図78及び図79では、液晶層20510(セルギャップ)を調整するための絶縁膜が導電膜20508aの下及び導電膜20508bの下に、形成されている。しかし、図80のように絶縁膜22001が基板20515側に形成されていてもよい。絶縁膜2
2001は、絶縁膜22201と同様に、液晶層20510(セルギャップ)を調整するための絶縁膜である。
78 and 79, an insulating film for adjusting the liquid crystal layer 20510 (cell gap) is formed under the conductive film 20508a and the conductive film 20508b. However, the insulating film 22001 may be formed on the substrate 20515 side as shown in FIG. Insulating film 2
Reference numeral 2001 denotes an insulating film for adjusting the liquid crystal layer 20510 (cell gap) similarly to the insulating film 22201.

なお、図79及び図80では、平坦化膜として絶縁膜20507が形成されている場合について説明したが、図81に示すように、絶縁膜20507が形成されていなくてもよい。図81の場合は、反射画素電極として導電膜20506を用いることができる。もちろん、反射画素電極として、別の導電膜が形成されていてもよい。 Note that FIGS. 79 and 80 illustrate the case where the insulating film 20507 is formed as the planarization film, but the insulating film 20507 may not be formed as illustrated in FIG. 81. In the case of FIG. 81, a conductive film 20506 can be used as the reflective pixel electrode. Of course, another conductive film may be formed as the reflective pixel electrode.

なお、図61及び図63〜図81では、液晶層20510に電圧を印加する一対の電極(導電膜20508及び導電膜20512)を異なる基板上に形成した例を示した。しかし、導電膜20512が基板20100上に設けられていてもよい。こうして、液晶の駆動方式として、IPS(In−Plane−Switching)モードを用いることができる。また、液晶層20510によっては、2つの配向膜(絶縁膜20509及び絶縁膜20511)の一方又は両方が無い構造としてもよい。 Note that FIGS. 61 and 63 to 81 show examples in which a pair of electrodes (a conductive film 20508 and a conductive film 20512) for applying a voltage to the liquid crystal layer 20510 are formed over different substrates. However, the conductive film 20512 may be provided over the substrate 20100. Thus, an IPS (In-Plane-Switching) mode can be used as a liquid crystal driving method. Further, depending on the liquid crystal layer 20510, one or both of the two alignment films (the insulating film 20509 and the insulating film 20511) may be omitted.

なお、図61及び図63〜図81において、反射画素電極として、導電膜20508(導電膜20508b)が形成されているが、導電膜20508の形状は凹凸となっていることが望ましい。なぜなら、反射画素電極は、外光を反射させて、表示を行うためのものである。反射電極に入ってきた外光を効率的に活用し、表示輝度を高めるために、反射電極で乱反射させることができるからである。なお、導電膜20508の下の膜(絶縁膜20505、絶縁膜20507、絶縁膜21801又は絶縁膜22201など)の形状を凹凸にすることで、導電膜20508の形状が凹凸になる。 In FIGS. 61 and 63 to 81, the conductive film 20508 (conductive film 20508b) is formed as the reflective pixel electrode, but the conductive film 20508 is preferably uneven. This is because the reflective pixel electrode is used for display by reflecting external light. This is because in order to efficiently use the external light that has entered the reflective electrode and increase the display luminance, it can be diffusely reflected by the reflective electrode. Note that when the shape of the film (the insulating film 20505, the insulating film 20507, the insulating film 21801, or the insulating film 22201) under the conductive film 20508 is uneven, the shape of the conductive film 20508 becomes uneven.

続いて、図61〜図81で説明した液晶パネルを有する液晶表示装置について、図82を参照して説明する。 Subsequently, a liquid crystal display device having the liquid crystal panel described in FIGS. 61 to 81 will be described with reference to FIG.

まず、図82に示した液晶表示装置には、バックライトユニット22601、液晶パネル22607、第1の偏光子を含む層22608、第2の偏光子を含む層22609が設けられている。 First, the liquid crystal display device illustrated in FIG. 82 is provided with a backlight unit 22601, a liquid crystal panel 22607, a layer 22608 including a first polarizer, and a layer 22609 including a second polarizer.

なお、液晶パネル22607は、本実施形態で説明したものと同様なものとすることができる。また、本実施形態の液晶パネルは、各画素にスイッチング素子が設けられたアクティブ型の構造について説明してきたが、図82の液晶パネルはパッシブ型の構造でもよい。 Note that the liquid crystal panel 22607 can be the same as that described in this embodiment. In addition, although the liquid crystal panel of this embodiment has been described with respect to an active structure in which a switching element is provided in each pixel, the liquid crystal panel in FIG. 82 may have a passive structure.

バックライトユニット22601の構造について説明する。バックライトユニット22601は、拡散板22602、導光板22603、反射板22604、ランプリフレクタ22605、光源22606を有するように構成されている。光源22606としては冷陰極管、熱陰極管、発光ダイオード、無機EL又は有機ELなどが用いられ、光源22606は必要に応じて発光する機能を有する。ランプリフレクタ22605は、光源22606からの蛍光を効率よく導光板22603に導く機能を有する。導光板22603は、蛍光を全反射させて、全面に光を導く機能を有する。拡散板22602は、明度のムラを低減する機能を有する。反射板22604は、導光板22603から下方向(液晶パネル22607と反対方向)に漏れた光を反射して再利用する機能を有する。 The structure of the backlight unit 22601 will be described. The backlight unit 22601 is configured to include a diffusion plate 22602, a light guide plate 22603, a reflection plate 22604, a lamp reflector 22605, and a light source 22606. As the light source 22606, a cold cathode tube, a hot cathode tube, a light emitting diode, an inorganic EL, an organic EL, or the like is used. The light source 22606 has a function of emitting light as necessary. The lamp reflector 22605 has a function of efficiently guiding fluorescence from the light source 22606 to the light guide plate 22603. The light guide plate 22603 has a function of totally reflecting fluorescence and guiding light to the entire surface. The diffusion plate 22602 has a function of reducing brightness unevenness. The reflective plate 22604 has a function of reflecting and reusing light leaked downward from the light guide plate 22603 (the direction opposite to the liquid crystal panel 22607).

なお、拡散板22602と第2の偏光子を含む層22609との間に、プリズムシートを配置することで、本実施形態の液晶表示装置は液晶パネルの画面の明るさを向上させることができる。 In addition, the liquid crystal display device of this embodiment can improve the brightness of the screen of a liquid crystal panel by arrange | positioning a prism sheet between the diffuser plate 22602 and the layer 22609 containing a 2nd polarizer.

バックライトユニット22601には、光源22606の輝度を調整するための制御回路
が接続されている。制御回路からの信号供給によって、光源22606の輝度を調整することができる。
A control circuit for adjusting the luminance of the light source 22606 is connected to the backlight unit 22601. The luminance of the light source 22606 can be adjusted by supplying a signal from the control circuit.

液晶パネル22607とバックライトユニット22601との間には第2の偏光子を含む層22609が設けれ、バックライトユニット22601とは反対方向の液晶パネル22607にも第1の偏光子を含む層22608が設けられている。 A layer 22609 including a second polarizer is provided between the liquid crystal panel 22607 and the backlight unit 22601, and a layer 22608 including the first polarizer is also provided on the liquid crystal panel 22607 in the direction opposite to the backlight unit 22601. Is provided.

なお、第1の偏光子を含む層22608と第2の偏光子を含む層22609とは、液晶パネル22607の液晶素子がTNモードで駆動する場合、クロスニコルになるように配置される。また、第1の偏光子を含む層22608と第2の偏光子を含む層22609とは、液晶パネル22607の液晶素子がVAモードで駆動する場合、クロスニコルになるように配置される。また、第1の偏光子を含む層22608と第2の偏光子を含む層22609とは、液晶パネル22607の液晶素子がIPSモード及びFFSモードで駆動する場合、クロスニコルになるように配置されていてもよいし、パラレルニコルになるように配置されていてもよい。 Note that the layer 22608 including the first polarizer and the layer 22609 including the second polarizer are arranged so as to be in a crossed Nicol state when the liquid crystal element of the liquid crystal panel 22607 is driven in the TN mode. In addition, the layer 22608 including the first polarizer and the layer 22609 including the second polarizer are arranged so as to be in a crossed Nicol state when the liquid crystal element of the liquid crystal panel 22607 is driven in the VA mode. Further, the layer 22608 including the first polarizer and the layer 22609 including the second polarizer are arranged so as to be in a crossed Nicols state when the liquid crystal element of the liquid crystal panel 22607 is driven in the IPS mode and the FFS mode. It may be arranged so as to be parallel Nicols.

第1の偏光子を含む層22608及び第2の偏光子を含む層22609の両方又は一方と、液晶パネル22607との間に位相差板を有していてもよい。 A retardation plate may be provided between both or one of the layer 22608 including the first polarizer and the layer 22609 including the second polarizer and the liquid crystal panel 22607.

なお、図85に示すように、第2の偏光子を含む層22609とバックライトユニット22601との間に、スリット(格子)22610を配置することで、本実施形態の液晶表示装置は3次元表示を行うことができる。 As shown in FIG. 85, the slit (grating) 22610 is disposed between the layer 22609 containing the second polarizer and the backlight unit 22601, so that the liquid crystal display device of this embodiment has a three-dimensional display. It can be performed.

バックライトユニット側に配置された開口部を有するスリット22610は、光源より入射された光をストライプ状にして透過し、表示装置へ入射させる。このスリット22610によって、視認側にいる視認者の両目に視差を作ることができ、視認者は右目では右目用の画素だけを、左目では左目用の画素だけを同時に見ることになる。よって、視認者は、3次元表示を見ることができる。つまり、スリット22610によって特定の視野角を与えられた光が右目用画像及び左目用画像のそれぞれに対応する画素を通過することで、右目用画像と左目用画像とが異なる視野角に分離され、3次元表示が行われる。 A slit 22610 having an opening disposed on the backlight unit side transmits light incident from the light source in a stripe shape and allows the light to enter the display device. With this slit 22610, parallax can be created in both eyes of the viewer on the viewer side, and the viewer sees only the pixels for the right eye in the right eye and only the pixels for the left eye in the left eye at the same time. Therefore, the viewer can see the three-dimensional display. That is, the light given a specific viewing angle by the slit 22610 passes through pixels corresponding to the right-eye image and the left-eye image, so that the right-eye image and the left-eye image are separated into different viewing angles, Three-dimensional display is performed.

図85の液晶表示装置を用いて、テレビジョン装置、携帯電話などの電子機器を作製すれば、3次元表示を行うことができる高機能でかつ高画質の電子機器を提供することができる。 If an electronic device such as a television device or a mobile phone is manufactured using the liquid crystal display device in FIG. 85, an electronic device with high functionality and high image quality capable of three-dimensional display can be provided.

続いて、バックライトの詳細な構成について、図84を参照して説明する。バックライトは光源を有するバックライトユニットとして液晶表示装置に設けられ、バックライトユニットは効率よく光を散乱させるため、光源は反射板により囲まれている。 Next, a detailed configuration of the backlight will be described with reference to FIG. The backlight is provided in a liquid crystal display device as a backlight unit having a light source, and the light source is surrounded by a reflector so that the backlight unit efficiently scatters light.

図84(A)に示すように、バックライトユニット22852は、光源として冷陰極管22801を用いることができる。また、冷陰極管22801からの光を効率よく反射させるため、ランプリフレクタ22832を設けることができる。冷陰極管22801は、大型表示装置に用いることが多い。これは冷陰極管からの輝度の強度のためである。そのため、冷陰極管を有するバックライトユニットは、パーソナルコンピュータのディスプレイに用いることができる。 As shown in FIG. 84A, the backlight unit 22852 can use a cold cathode tube 22801 as a light source. In addition, a lamp reflector 22832 can be provided in order to efficiently reflect light from the cold cathode tube 22801. The cold cathode tube 22801 is often used for a large display device. This is due to the intensity of the luminance from the cold cathode tube. Therefore, a backlight unit having a cold cathode tube can be used for a display of a personal computer.

図84(B)に示すように、バックライトユニット22852は、光源として発光ダイオード(LED)22802を用いることができる。例えば、白色に発する発光ダイオード(W)22802を所定の間隔に配置する。また、発光ダイオード(W)22802からの光を効率よく反射させるため、ランプリフレクタ22832を設けることができる。 As shown in FIG. 84B, the backlight unit 22852 can use a light emitting diode (LED) 22802 as a light source. For example, white light emitting diodes (W) 22802 are arranged at predetermined intervals. In addition, a lamp reflector 22832 can be provided in order to efficiently reflect light from the light emitting diode (W) 22802.

また図84(C)に示すように、バックライトユニット22852は、光源として各色RGBの発光ダイオード(LED)22803、22804、22805を用いることができる。各色RGBの発光ダイオード(LED)22803、22804、22805を用いることにより、白色を発する発光ダイオード(W)22802のみと比較して、色再現性を高くすることができる。また、発光ダイオードからの光を効率よく反射させるため、ランプリフレクタ22832を設けることができる。 As shown in FIG. 84C, the backlight unit 22852 can use light emitting diodes (LEDs) 22803, 22804, and 22805 for each color RGB as light sources. By using the light emitting diodes (LEDs) 22803, 22804, and 22805 for each color RGB, color reproducibility can be enhanced as compared with only the light emitting diode (W) 22802 that emits white. In addition, a lamp reflector 22832 can be provided to efficiently reflect light from the light emitting diode.

またさらに図84(D)に示すように、光源として各色RGBの発光ダイオード(LED)22803、22804、22805を用いる場合、それらの数や配置を同じとする必要はない。例えば、発光強度の低い色(例えば緑)を複数配置してもよい。 Furthermore, as shown in FIG. 84D, when light-emitting diodes (LEDs) 22803, 22804, and 22805 of each color RGB are used as the light source, it is not necessary to have the same number and arrangement. For example, a plurality of colors with low emission intensity (for example, green) may be arranged.

さらに白色を発する発光ダイオード22802と、各色RGBの発光ダイオード(LED)22803、22804、22805とを組み合わせて用いてもよい。 Furthermore, a light emitting diode 22802 that emits white and a light emitting diode (LED) 22803, 22804, and 22805 of each color RGB may be used in combination.

なお、RGBの発光ダイオードを有する場合、フィールドシーケンシャルモードを適用すると、時間に応じてRGBの発光ダイオードを順次点灯させることによりカラー表示を行うことができる。 Note that in the case of having RGB light emitting diodes, when the field sequential mode is applied, color display can be performed by sequentially turning on the RGB light emitting diodes according to time.

発光ダイオードを用いると、輝度が高いため、大型表示装置に適する。また、RGB各色の色純度が良いため冷陰極管と比べて色再現性に優れており、配置面積を小さくすることができるため、小型表示装置に適応すると、狭額縁化を図ることができる。 When a light-emitting diode is used, it has high luminance and is suitable for a large display device. Further, since the color purity of each of the RGB colors is good, the color reproducibility is superior to that of the cold cathode tube, and the arrangement area can be reduced. Therefore, when the display is adapted to a small display device, the frame can be narrowed.

また、光源を必ずしも図84に示すバックライトユニットとして配置する必要はない。例えば、大型表示装置に発光ダイオードを有するバックライトを搭載する場合、発光ダイオードは該基板の背面に配置することができる。このとき発光ダイオードは、所定の間隔を維持し、各色の発光ダイオードを順に配置させることができる。発光ダイオードの配置により、色再現性を高めることができる。 Further, the light source is not necessarily arranged as the backlight unit shown in FIG. For example, when a backlight having a light emitting diode is mounted on a large display device, the light emitting diode can be disposed on the back surface of the substrate. At this time, the light emitting diodes can maintain predetermined intervals, and the light emitting diodes of the respective colors can be arranged in order. The color reproducibility can be improved by the arrangement of the light emitting diodes.

続いて、偏光子を含む層(偏光板又は偏光フィルムともいう)の一例について、図86を参照して説明する。 Next, an example of a layer including a polarizer (also referred to as a polarizing plate or a polarizing film) is described with reference to FIG.

図86の偏光子を含む層23000は、保護フィルム23001、基板フィルム23002、PVA偏光フィルム23003、基板フィルム23004、粘着剤層23005及び離型フィルム23006を有するように構成されている。 86 includes a protective film 23001, a substrate film 23002, a PVA polarizing film 23003, a substrate film 23004, an adhesive layer 23005, and a release film 23006.

PVA偏光フィルム23003は、ある振動方向だけの光(直線偏光)を作り出す機能を有する。具体的には、PVA偏光フィルム23003は、電子の密度が縦と横で大きく異なる分子(偏光子)を含んでいる。PVA偏光フィルム23003は、この電子の密度が縦と横で大きく異なる分子の方向を揃えることで、直線偏光を作り出すことができる。 The PVA polarizing film 23003 has a function of generating light only in a certain vibration direction (linearly polarized light). Specifically, the PVA polarizing film 23003 includes molecules (polarizers) in which the electron density differs greatly in the vertical and horizontal directions. The PVA polarizing film 23003 can produce linearly polarized light by aligning the directions of molecules in which the electron density is greatly different in the vertical and horizontal directions.

一例として、PVA偏光フィルム23003は、ポリビニールアルコール(Poly Vinyl Alcohol)の高分子フィルムに、ヨウ素化合物をドープし、PVAフィルムをある方向に引っ張ることで、一定方向にヨウ素分子の並んだフィルムを得ることができる。そして、ヨウ素分子の長軸と平行な光は、ヨウ素分子に吸収される。また、高耐久用途及び高耐熱用途として、ヨウ素の代わりに2色性の染料が用いてもよい。なお、染料は、車載用LCDやプロジェクタ用LCDなどの耐久性、耐熱性が求められる液晶表示装置に用いられることが望ましい。 As an example, the PVA polarizing film 23003 is obtained by doping a polymer film of polyvinyl alcohol (Poly Vinyl Alcohol) with an iodine compound and pulling the PVA film in a certain direction to obtain a film in which iodine molecules are arranged in a certain direction. be able to. And the light parallel to the long axis of an iodine molecule is absorbed by the iodine molecule. In addition, a dichroic dye may be used in place of iodine for high durability use and high heat resistance use. The dye is preferably used in liquid crystal display devices that require durability and heat resistance, such as in-vehicle LCDs and projector LCDs.

PVA偏光フィルム23003は、両側を基材となるフィルム(基板フィルム23002
及び基板フィルム3604)で挟むことで、信頼性を増すことができる。また、PVA偏光フィルム23003は、高透明性、高耐久性のトリアセチルロース(TAC)フィルムによって挟まれていてもよい。なお、基板フィルム及びTACフィルムは、PVA偏光フィルム23003が有する偏光子の保護層として機能する。
The PVA polarizing film 23003 is a film (substrate film 23002 which is a base material on both sides).
And the substrate film 3604), the reliability can be increased. The PVA polarizing film 23003 may be sandwiched between highly transparent and highly durable triacetylrose (TAC) films. In addition, a board | substrate film and a TAC film function as a protective layer of the polarizer which PVA polarizing film 23003 has.

一方の基板フィルム(基板フィルム23004)には、液晶パネルのガラス基板に貼るための粘着剤層23005が貼られている。なお、粘着剤層23005は、粘着剤を片側の基板フィルム(基板フィルム23004)に塗布することで形成される。また、粘着剤層23005には、離形フィルム23005(セパレートフィルム)が備えられている。 One substrate film (substrate film 23004) has an adhesive layer 23005 attached to a glass substrate of a liquid crystal panel. Note that the pressure-sensitive adhesive layer 23005 is formed by applying a pressure-sensitive adhesive to a substrate film (substrate film 23004) on one side. The pressure-sensitive adhesive layer 23005 is provided with a release film 23005 (separate film).

他方の基板フィルム(基板フィルム23002)には、保護フィルムが備えられている。 The other substrate film (substrate film 23002) is provided with a protective film.

なお、偏光フィルム23000表面に、ハードコート散乱層(アンチグレア層)が備えられていてもよい。ハードコート散乱層は、AG処理によって表面に微細な凹凸が形成されており、外光を散乱させる防眩機能を有するため、液晶パネルへの外光の映り込みや表面反射を防ぐことができる。 A hard coat scattering layer (anti-glare layer) may be provided on the surface of the polarizing film 23000. Since the hard coat scattering layer has fine irregularities formed on the surface by AG treatment and has an antiglare function for scattering external light, reflection of external light on the liquid crystal panel and surface reflection can be prevented.

また、偏光フィルム23000表面に、複数の屈折率の異なる光学薄膜層を多層化(アンチリフレクション処理、若しくはAR処理ともいう)してもよい。多層化された複数の屈折率のことなる光学薄膜層は、光の干渉効果によって表面の反射率を低減することができる。 Further, a plurality of optical thin film layers having different refractive indexes may be formed on the surface of the polarizing film 23000 (also referred to as anti-reflection treatment or AR treatment). The multilayered optical thin film layer having a plurality of refractive indexes can reduce the reflectance of the surface due to the light interference effect.

続いて、液晶表示装置が有する各回路の動作について、図83を参照して説明する。 Next, the operation of each circuit included in the liquid crystal display device will be described with reference to FIG.

図83には、表示装置の画素部22705及び駆動回路部22708のシステムブロック図を示す。 FIG. 83 shows a system block diagram of the pixel portion 22705 and the driver circuit portion 22708 of the display device.

画素部22705は、複数の画素を有し、各画素となる信号線22712と、走査線22710との交差領域には、スイッチング素子が設けられている。スイッチング素子により液晶分子の傾きを制御するための電圧の印加を制御することができる。このように各交差領域にスイッチング素子が設けられた構造をアクティブ型と呼ぶ。本実施の形態の表示装置の画素部は、このようなアクティブ型に限定されず、パッシブ型の構成を有してもよい。パッシブ型は、各画素にスイッチング素子がないため、工程が簡便である。 The pixel portion 22705 includes a plurality of pixels, and a switching element is provided in an intersection region between the signal line 22712 and the scanning line 22710 which are pixels. Application of a voltage for controlling the tilt of liquid crystal molecules can be controlled by the switching element. A structure in which switching elements are provided in each intersection region in this way is called an active type. The pixel portion of the display device in this embodiment is not limited to such an active type and may have a passive structure. Since the passive type has no switching element in each pixel, the process is simple.

駆動回路部22708は、制御回路22702、信号線駆動回路22703、走査線駆動回路22704を有する。映像信号22701が入力される制御回路22702は、画素部22705の表示内容に応じて、階調制御を行う機能を有する。そのため、制御回路22702は、生成された信号を信号線駆動回路22703及び走査線駆動回路22704に入力する。そして、走査線駆動回路22704に基づき、走査線22710を介してスイッチング素子が選択されると、選択された交差領域の画素電極に電圧が印加される。この電圧の値は、信号線駆動回路22703から信号線を介して入力される信号に基づき決定される。 The driver circuit portion 22708 includes a control circuit 22702, a signal line driver circuit 22703, and a scanning line driver circuit 22704. A control circuit 22702 to which the video signal 22701 is input has a function of performing gradation control in accordance with display contents of the pixel portion 22705. Therefore, the control circuit 22702 inputs the generated signal to the signal line driver circuit 22703 and the scan line driver circuit 22704. When a switching element is selected via the scanning line 22710 based on the scanning line driver circuit 22704, a voltage is applied to the pixel electrode in the selected intersection region. The value of this voltage is determined based on a signal input from the signal line driver circuit 22703 via the signal line.

さらに、制御回路22702では、照明手段22706へ供給する電力を制御する信号が生成され、該信号は、照明手段22706の電源22707に入力される。照明手段には、上記実施の形態で示したバックライトユニットを用いることができる。なお照明手段はバックライト以外にフロントライトもある。フロントライトとは、画素部の前面側に取りつけ、全体を照らす発光体および導光体で構成された板状のライトユニットである。このような照明手段により、低消費電力で、均等に画素部を照らすことができる。 Further, the control circuit 22702 generates a signal for controlling the power supplied to the lighting unit 22706, and the signal is input to the power source 22707 of the lighting unit 22706. The backlight unit described in the above embodiment can be used as the illumination unit. The illumination means includes a front light in addition to the backlight. The front light is a plate-like light unit that is mounted on the front side of the pixel portion and is composed of a light emitter and a light guide that illuminate the whole. Such illumination means can illuminate the pixel portion evenly with low power consumption.

図83(B)に示すように走査線駆動回路22704は、シフトレジスタ22741、レベルシフタ22742、バッファ22743として機能する回路を有する。シフトレジスタ22741にはゲートスタートパルス(GSP)、ゲートクロック信号(GCK)等の信号が入力される。なお、本実施の形態の表示装置の走査線駆動回路は、図83(B)に示す構成に限定されない。 As illustrated in FIG. 83B, the scan line driver circuit 22704 includes circuits that function as a shift register 22741, a level shifter 22742, and a buffer 22743. Signals such as a gate start pulse (GSP) and a gate clock signal (GCK) are input to the shift register 22741. Note that the scan line driver circuit of the display device in this embodiment is not limited to the structure illustrated in FIG.

また図83(C)に示すように信号線駆動回路22703は、シフトレジスタ22731、第1のラッチ22732、第2のラッチ22733、レベルシフタ22734、バッファ22735として機能する回路を有する。バッファ22735として機能する回路とは、弱い信号を増幅させる機能を有する回路であり、オペアンプ等を有する。レベルシフタ22734には、スタートパルス(SSP)等の信号が、第1のラッチ22732にはビデオ信号等のデータ(DATA)が入力される。第2のラッチ22733にはラッチ(LAT)信号を一時保持することができ、一斉に画素部22705へ入力させる。これを線順次駆動と呼ぶ。そのため、線順次駆動ではなく、点順次駆動を行う画素であれば、第2のラッチは不要とすることができる。このように、本実施の形態の表示装置の信号線駆動回路は図83(C)に示す構成に限定されない。 As shown in FIG. 83C, the signal line driver circuit 22703 includes circuits that function as a shift register 22931, a first latch 22732, a second latch 22733, a level shifter 22734, and a buffer 22735. A circuit functioning as the buffer 22735 is a circuit having a function of amplifying a weak signal and includes an operational amplifier and the like. A signal such as a start pulse (SSP) is input to the level shifter 22734, and data (DATA) such as a video signal is input to the first latch 22732. The second latch 22733 can temporarily hold a latch (LAT) signal and is input to the pixel portion 22705 all at once. This is called line sequential driving. Therefore, the second latch can be omitted if the pixel performs dot sequential driving instead of line sequential driving. As described above, the signal line driver circuit of the display device in this embodiment is not limited to the structure illustrated in FIG.

このような信号線駆動回路22703、走査線駆動回路22704、画素部22705は、同一基板状に設けられた半導体素子によって形成することができる。半導体素子は、ガラス基板に設けられた薄膜トランジスタを用いて形成することができる。この場合、半導体素子には結晶性半導体膜を適用するとよい。結晶性半導体膜は、電気特性、特に移動度が高いため、駆動回路部が有する回路を構成することができる。また、信号線駆動回路22703や走査線駆動回路22704は、IC(Integrated Circuit)チップを用いて、基板上に実装することもできる。この場合、画素部の半導体素子には非晶質半導体膜を適用することができる。 Such a signal line driver circuit 22703, a scan line driver circuit 22704, and a pixel portion 22705 can be formed using semiconductor elements provided over the same substrate. The semiconductor element can be formed using a thin film transistor provided over a glass substrate. In this case, a crystalline semiconductor film is preferably applied to the semiconductor element. Since the crystalline semiconductor film has high electrical characteristics, particularly mobility, a circuit included in the driver circuit portion can be formed. In addition, the signal line driver circuit 22703 and the scan line driver circuit 22704 can be mounted on a substrate by using an IC (Integrated Circuit) chip. In this case, an amorphous semiconductor film can be applied to the semiconductor element in the pixel portion.

ここで、本実施形態の液晶表示モジュールを図87(A)及び図87(B)を用いて説明する。 Here, the liquid crystal display module of this embodiment will be described with reference to FIGS. 87 (A) and 87 (B).

図87(A)は液晶表示モジュールの一例であり、TFT基板23100と対向基板23101がシール材23102により固着され、その間にTFT等を含む画素部23103と液晶層23104が設けられ表示領域を形成している。着色層23105はカラー表示を行う場合に必要であり、RGB方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した着色層が各画素に対応して設けられている。TFT基板23100と対向基板23101の外側には第1の偏光子を含む層23106、第2の偏光子を含む層23107、拡散板23113が配設されている。光源は冷陰極管23110と反射板23111により構成され、回路基板23112は、フレキシブル配線基板23109によりTFT基板23100と接続され、コントロール回路や電源回路などの外部回路が組みこまれている。 FIG. 87A illustrates an example of a liquid crystal display module. A TFT substrate 23100 and a counter substrate 23101 are fixed to each other with a sealant 23102, and a pixel portion 23103 including a TFT and the like and a liquid crystal layer 23104 are provided therebetween to form a display region. ing. The colored layer 23105 is necessary for color display. In the case of the RGB method, a colored layer corresponding to each color of red, green, and blue is provided corresponding to each pixel. A layer 23106 including a first polarizer, a layer 23107 including a second polarizer, and a diffusion plate 23113 are disposed outside the TFT substrate 23100 and the counter substrate 23101. The light source is composed of a cold cathode tube 23110 and a reflection plate 23111. The circuit board 23112 is connected to the TFT substrate 23100 by a flexible wiring board 23109, and an external circuit such as a control circuit or a power supply circuit is incorporated.

TFT基板23100と光源であるバックライトの間には第2の偏光子を含む層23107が積層して設けられ、対向基板23101にも第1の偏光子を含む層23106が積層して設けられている。一方、第2の偏光子を含む層23107の吸収軸と、視認側に設けられた第1の偏光子を含む層23106の吸収軸とは、クロスニコルになるように配置される。 A layer 23107 including a second polarizer is provided between the TFT substrate 23100 and a backlight as a light source, and a layer 23106 including the first polarizer is provided also on the counter substrate 23101. Yes. On the other hand, the absorption axis of the layer 23107 including the second polarizer and the absorption axis of the layer 23106 including the first polarizer provided on the viewing side are arranged to be crossed Nicols.

積層された第2の偏光子を含む層23107や積層された第1の偏光子を含む層23106は、TFT基板23100、対向基板23101に接着されている。また積層された偏光子を含む層と、基板との間に位相差板を有した状態で積層してもよい。また、必要に応じて、視認側である第1の偏光子を含む層23106には反射防止処理を施してもよい。 The layer 23107 including the second polarizer and the layer 23106 including the first polarizer are bonded to the TFT substrate 23100 and the counter substrate 23101. Moreover, you may laminate | stack in the state which had the phase difference plate between the layer containing the laminated | stacked polarizer, and a board | substrate. Further, if necessary, the layer 23106 including the first polarizer on the viewing side may be subjected to an antireflection treatment.

液晶表示モジュールには、TN(Twisted Nematic)モード、IPS(In−Plane−Switching)モード、FFS(Fringe Field Switching)モード、MVA(Multi−domain Vertical Alignment)モード、PVA(Patterned Vertical Alignment)、ASM(Axially Symmetric aligned Micro−cell)モード、OCB(Optical Compensated Birefringence)モード、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)モード、AFLC(AntiFerroelectric Liquid
Crystal)、PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)モードなどを用いることができる。
The liquid crystal display module includes a TN (Twisted Nematic) mode, an IPS (In-Plane-Switching) mode, an FFS (Fringe Field Switching) mode, an MVA (Multi-domain Vertical Alignment) mode, and a PVA (SMB). Axially Symmetrical Aligned Micro-cell (OCB) mode, OCB (Optical Compensated Birefringence) mode, FLC (Ferroelectric Liquid Crystal) mode, AFLC (Anti-Ferroelectric Liquid)
Crystal), PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal) mode, and the like can be used.

図87(B)は図87(A)の液晶表示モジュールにOCBモードを適用した一例であり、FS−LCD(Field sequential−LCD)となっている。FS−LCDは、1フレーム期間に赤色発光と緑色発光と青色発光をそれぞれ行うものであり、時間分割を用いて画像を合成しカラー表示を行うことが可能である。また、各発光を発光ダイオードまたは冷陰極管等で行うので、カラーフィルターが不要である。よって、3原色のカラーフィルターを並べ、各色の表示領域を限定する必要がなく、どの領域でも3色全ての表示を行うことができる。一方、1フレーム期間に3色の発光を行うため、液晶の高速な応答が求められる。本実施の形態の表示装置に、FS方式を用いたFLCモード及びOCBモードを適用し、高性能で高画質な表示装置、また液晶テレビジョン装置を完成させることができる。 87B is an example in which the OCB mode is applied to the liquid crystal display module of FIG. 87A, and is an FS-LCD (Field sequential-LCD). The FS-LCD emits red light, green light, and blue light in one frame period, and can perform color display by combining images using time division. Further, since each light emission is performed by a light emitting diode or a cold cathode tube, a color filter is unnecessary. Therefore, it is not necessary to arrange the color filters of the three primary colors and limit the display area of each color, and it is possible to display all three colors in any area. On the other hand, since three colors of light are emitted in one frame period, a high-speed response of the liquid crystal is required. By applying the FLC mode and the OCB mode using the FS method to the display device of this embodiment mode, a high-performance and high-quality display device or a liquid crystal television device can be completed.

OCBモードの液晶層は、いわゆるπセル構造を有している。πセル構造とは、液晶分子のプレチルト角がアクティブマトリクス基板と対向基板との基板間の中心面に対して面対称の関係で配向された構造である。πセル構造の配向状態は、基板間に電圧が印加されていない時はスプレイ配向となり、電圧を印加するとベンド配向に移行する。このベンド配向が白表示となる。さらに電圧を印加するとベンド配向の液晶分子が両基板と垂直に配向し、光が透過しない状態となる。なお、OCBモードにすると、従来のTNモードより約10倍速い高速応答性を実現できる。 The liquid crystal layer in the OCB mode has a so-called π cell structure. The π cell structure is a structure in which the pretilt angles of liquid crystal molecules are aligned in a plane-symmetric relationship with respect to the center plane between the active matrix substrate and the counter substrate. The alignment state of the π cell structure is splay alignment when no voltage is applied between the substrates, and shifts to bend alignment when a voltage is applied. This bend orientation is white. When a voltage is further applied, the bend-aligned liquid crystal molecules are aligned perpendicularly to both substrates, and light is not transmitted. In the OCB mode, high-speed response that is about 10 times faster than the conventional TN mode can be realized.

また、FS方式に対応するモードとして、高速動作が可能な強誘電性液晶(FLC:Ferroelectric Liquid Crystal)を用いたHV(Half V)−FLC、SS(Surface Stabilized)−FLCなども用いることができる。 Further, as a mode corresponding to the FS method, HV (Half V) -FLC using a ferroelectric liquid crystal (FLC) capable of high-speed operation, SS (Surface Stabilized) -FLC, or the like can be used. .

また、液晶表示モジュールのセルギャップを狭くすることで、液晶表示モジュールの光学応答速度を高速化することができる。また、液晶材料の粘度を下げることでも高速化できる。高速化は、TNモードの液晶表示モジュールの画素領域の画素ピッチが30μm以下の場合に、より効果的である。また、液晶層にかける印加電圧を本来の電圧よりも一瞬だけ高く(または低く)するオーバードライブを用いることで、高速化を行なってもよい。 Further, by narrowing the cell gap of the liquid crystal display module, the optical response speed of the liquid crystal display module can be increased. The speed can also be increased by reducing the viscosity of the liquid crystal material. The increase in speed is more effective when the pixel pitch of the pixel area of the TN mode liquid crystal display module is 30 μm or less. In addition, the speed may be increased by using an overdrive that increases (or lowers) the applied voltage applied to the liquid crystal layer for a moment from the original voltage.

図87(B)の液晶表示モジュールは透過型の液晶表示モジュールを示しており、光源として赤色光源23190a、緑色光源23190b、青色光源23190cが設けられている。光源は赤色光源23190a、緑色光源23190b、青色光源23190cのそれぞれオンオフを制御するために、制御部23199が設置されている。制御部23199によって、各色の発光は制御され、液晶に光は入射し、時間分割を用いて画像を合成し、カラー表示が行われる。 The liquid crystal display module in FIG. 87B is a transmissive liquid crystal display module, and is provided with a red light source 23190a, a green light source 23190b, and a blue light source 23190c as light sources. The light source is provided with a control unit 23199 for controlling on / off of the red light source 23190a, the green light source 23190b, and the blue light source 23190c. The light emission of each color is controlled by the control unit 23199, light enters the liquid crystal, an image is synthesized using time division, and color display is performed.

なお、本実施の形態において、様々な図を用いて述べてきたが、各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の図で述べた内容(一部でもよい)に対して、適用、組み合わせ、
又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、これまでに述べた図において、各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。
Note that in this embodiment mode, description has been made using various drawings. However, the contents (or part of the contents) described in each figure may be different from the contents (or part of the contents) described in another figure. , Application, combination,
Alternatively, replacement can be performed freely. Further, in the drawings described so far, more parts can be formed by combining each part with another part.

同様に、本実施の形態の各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の実施の形態の図で述べた内容(一部でもよい)対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Similarly, the contents (may be a part) described in each drawing of this embodiment are applied, combined, or replaced with the contents (may be a part) described in the figure of another embodiment. Can be done freely. Further, in the drawings of this embodiment mode, more drawings can be formed by combining each portion with a portion of another embodiment.

なお、本実施の形態は、他の実施の形態で述べた内容(一部でもよい)を、具現化した場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。 Note that the present embodiment is an example in which the contents (may be part) described in other embodiments are embodied, an example in which the content is slightly modified, an example in which a part is changed, and an improvement. An example of a case, an example of a case where it is described in detail, an example of a case where it is applied, an example of a related part, and the like are shown. Therefore, the contents described in other embodiments can be freely applied to, combined with, or replaced with this embodiment.

(実施の形態10)
本実施形態においては、表示装置の駆動方法について説明する。特に、液晶表示装置の駆動方法について説明する。
(Embodiment 10)
In this embodiment, a method for driving a display device will be described. In particular, a method for driving a liquid crystal display device will be described.

まず、オーバードライブ駆動について、図88を参照して説明する。図88の(A)は、表示素子の、入力電圧に対する出力輝度の時間変化を表したものである。破線で表した入力電圧30121に対する表示素子の出力輝度の時間変化は、同じく破線で表した出力輝度30123のようになる。すなわち、目的の出力輝度Lowを得るための電圧はViであるが、入力電圧としてViをそのまま入力した場合は、目的の出力輝度Lowに達するまでに、素子の応答速度に対応した時間を要してしまう。 First, overdrive driving will be described with reference to FIG. FIG. 88A shows the change over time of the output luminance with respect to the input voltage of the display element. The time change of the output luminance of the display element with respect to the input voltage 30121 represented by the broken line is the same as the output luminance 30123 similarly represented by the broken line. That is, the voltage for obtaining the target output luminance Low is Vi, but when Vi is input as it is as the input voltage, it takes time corresponding to the response speed of the element to reach the target output luminance Low. End up.

オーバードライブ駆動は、この応答速度を速めるための技術である。具体的には、まず、Viよりも大きい電圧であるVoを素子に一定時間与えることで出力輝度の応答速度を高めて、目的の出力輝度Lowに近づけた後に、入力電圧をViに戻す、という方法である。このときの入力電圧は入力電圧30122、出力輝度は出力輝度30124に表したようになる。出力輝度30124のグラフは、目的の輝度Lowに至るまでの時間が、出力輝度30123のグラフよりも短くなっている。 Overdrive drive is a technique for increasing the response speed. Specifically, first, Vo, which is a voltage higher than Vi, is given to the element for a certain period of time to increase the response speed of the output luminance, approach the target output luminance Low, and then return the input voltage to Vi. Is the method. At this time, the input voltage is represented as an input voltage 30122, and the output luminance is represented as an output luminance 30124. In the graph of the output luminance 30124, the time to reach the target luminance Low is shorter than that of the graph of the output luminance 30123.

なお、図88の(A)においては、入力電圧に対し出力輝度が正の変化をする場合について述べたが、入力電圧に対し出力輝度が負の変化をする場合も、本実施の形態は含んでいる。 In FIG. 88A, the case where the output luminance changes positively with respect to the input voltage has been described. However, the present embodiment includes the case where the output luminance changes negatively with respect to the input voltage. It is out.

このような駆動を実現するための回路について、図88の(B)および図88の(C)を参照して説明する。まず、図88の(B)を参照して、入力映像信号30131がアナログ値(離散値でもよい)をとる信号であり、出力映像信号30132もアナログ値をとる信号である場合について説明する。図88の(B)に示すオーバードライブ回路は、符号化回路30101、フレームメモリ30102、補正回路30103、DA変換回路30104、を備える。 A circuit for realizing such driving will be described with reference to FIGS. 88B and 88C. First, the case where the input video signal 30131 is an analog value (may be a discrete value) and the output video signal 30132 is an analog value signal will be described with reference to FIG. The overdrive circuit shown in FIG. 88B includes an encoding circuit 30101, a frame memory 30102, a correction circuit 30103, and a DA conversion circuit 30104.

入力映像信号30131は、まず、符号化回路30101に入力され、符号化される。つまり、アナログ信号から、適切なビット数のデジタル信号に変換される。その後、変換されたデジタル信号は、フレームメモリ30102と、補正回路30103と、にそれぞれ入力される。補正回路30103には、フレームメモリ30102に保持されていた前フレームの映像信号も、同時に入力される。そして、補正回路30103において、当該フレームの映像信号と、前フレームの映像信号から、あらかじめ用意された数値テーブルに
したがって、補正された映像信号を出力する。このとき、補正回路30103に出力切替信号30133を入力し、補正された映像信号と、当該フレームの映像信号を切替えて出力できるようにしてもよい。次に、補正された映像信号または当該フレームの映像信号は、DA変換回路30104に入力される。そして、補正された映像信号または当該フレームの映像信号にしたがった値のアナログ信号である出力映像信号30132が出力される。このようにして、オーバードライブ駆動が実現できる。
The input video signal 30131 is first input to the encoding circuit 30101 and encoded. That is, the analog signal is converted into a digital signal having an appropriate number of bits. Thereafter, the converted digital signal is input to the frame memory 30102 and the correction circuit 30103, respectively. The video signal of the previous frame held in the frame memory 30102 is also input to the correction circuit 30103 at the same time. Then, the correction circuit 30103 outputs a corrected video signal according to a numerical table prepared in advance from the video signal of the frame and the video signal of the previous frame. At this time, an output switching signal 30133 may be input to the correction circuit 30103 so that the corrected video signal and the video signal of the frame can be switched and output. Next, the corrected video signal or the video signal of the frame is input to the DA conversion circuit 30104. Then, an output video signal 30132 which is an analog signal having a value according to the corrected video signal or the video signal of the frame is output. In this way, overdrive driving can be realized.

次に、図88の(C)を参照して、入力映像信号30131がデジタル値をとる信号であり、出力映像信号30132もデジタル値をとる信号である場合について説明する。図88の(C)に示すオーバードライブ回路は、フレームメモリ30112、補正回路30113、を備える。 Next, a case where the input video signal 30131 takes a digital value and the output video signal 30132 also takes a digital value will be described with reference to FIG. The overdrive circuit shown in FIG. 88C includes a frame memory 30112 and a correction circuit 30113.

入力映像信号30131は、デジタル信号であり、まず、フレームメモリ30112と、補正回路30113と、にそれぞれ入力される。補正回路30113には、フレームメモリ30112に保持されていた前フレームの映像信号も、同時に入力される。そして、補正回路30113において、当該フレームの映像信号と、前フレームの映像信号から、あらかじめ用意された数値テーブルにしたがって、補正された映像信号を出力する。このとき、補正回路30113に出力切替信号30133を入力し、補正された映像信号と、当該フレームの映像信号を切替えて出力できるようにしてもよい。このようにして、オーバードライブ駆動が実現できる。 The input video signal 30131 is a digital signal and is first input to the frame memory 30112 and the correction circuit 30113, respectively. The video signal of the previous frame held in the frame memory 30112 is also input to the correction circuit 30113 at the same time. Then, the correction circuit 30113 outputs a corrected video signal according to a numerical table prepared in advance from the video signal of the frame and the video signal of the previous frame. At this time, an output switching signal 30133 may be input to the correction circuit 30113 so that the corrected video signal and the video signal of the frame can be switched and output. In this way, overdrive driving can be realized.

なお、本実施の形態におけるオーバードライブ回路は、入力映像信号30131がアナログ信号であり、出力映像信号30132がデジタル信号である場合も含む。このときは、図88の(B)に示した回路から、DA変換回路30104を省略すればよい。また、本実施の形態におけるオーバードライブ回路は、入力映像信号30131がデジタル信号であり、出力映像信号30132がアナログ信号である場合も含む。このときは、図88の(B)に示した回路から、符号化回路30101を省略すればよい。 Note that the overdrive circuit in this embodiment includes a case where the input video signal 30131 is an analog signal and the output video signal 30132 is a digital signal. At this time, the DA converter circuit 30104 may be omitted from the circuit shown in FIG. The overdrive circuit in this embodiment includes a case where the input video signal 30131 is a digital signal and the output video signal 30132 is an analog signal. At this time, the encoding circuit 30101 may be omitted from the circuit shown in FIG.

次に、コモン線の電位を操作する駆動について、図89を参照して説明する。図89の(A)は、液晶素子のような容量的な性質を持つ表示素子を用いた表示装置において、走査線1本に対し、コモン線が1本配置されているときの、複数の画素回路を表した図である。図89の(A)に示す画素回路は、トランジスタ30201、補助容量30202、表示素子30203、映像信号線30204、走査線30205、コモン線30206、を備えている。 Next, driving for manipulating the potential of the common line will be described with reference to FIG. FIG. 89A illustrates a plurality of pixels when one common line is arranged for one scanning line in a display device using a display element having a capacitive property such as a liquid crystal element. It is a figure showing a circuit. The pixel circuit illustrated in FIG. 89A includes a transistor 30201, an auxiliary capacitor 30202, a display element 30203, a video signal line 30204, a scanning line 30205, and a common line 30206.

トランジスタ30201のゲート電極は、走査線30205に電気的に接続され、トランジスタ30201のソース電極またはドレイン電極の一方は、映像信号線30204に電気的に接続され、トランジスタ30201のソース電極またはドレイン電極の他方は、補助容量30202の一方の電極、および表示素子30203の一方の電極に電気的に接続されている。
また、補助容量30202の他方の電極は、コモン線30206に電気的に接続されている。
The gate electrode of the transistor 30201 is electrically connected to the scan line 30205, one of the source electrode and the drain electrode of the transistor 30201 is electrically connected to the video signal line 30204, and the other of the source electrode and the drain electrode of the transistor 30201 Are electrically connected to one electrode of the auxiliary capacitor 30202 and one electrode of the display element 30203.
The other electrode of the auxiliary capacitor 30202 is electrically connected to the common line 30206.

まず、走査線30205によって選択された画素は、トランジスタ30201がオンとなるため、それぞれ、映像信号線30204を介して、表示素子30203および補助容量30202に映像信号に対応した電圧がかかる。このとき、その映像信号が、コモン線30206に接続された全ての画素に対して最低階調を表示させるものだった場合、または、コモン線30206に接続された全ての画素に対して最高階調を表示させるものだった場合は、画素にそれぞれ映像信号線30204を介して映像信号を書き込む必要はない。映像信号線30204を介して映像信号を書き込む代わりに、コモン線30206の電位
を動かすことで、表示素子30203にかかる電圧を変えることができる。
First, since the transistor 30201 is turned on in the pixel selected by the scanning line 30205, a voltage corresponding to the video signal is applied to the display element 30203 and the auxiliary capacitor 30202 through the video signal line 30204, respectively. At this time, when the video signal is to display the lowest gradation for all the pixels connected to the common line 30206, or the highest gradation for all the pixels connected to the common line 30206. Is displayed, it is not necessary to write a video signal to each pixel via the video signal line 30204. Instead of writing a video signal through the video signal line 30204, the voltage applied to the display element 30203 can be changed by moving the potential of the common line 30206.

次に、図89の(B)は、液晶素子のような容量的な性質を持つ表示素子を用いた表示装置において、走査線1本に対し、コモン線が2本配置されているときの、複数の画素回路を表した図である。図89の(B)に示す画素回路は、トランジスタ30211、補助容量30212、表示素子30213、映像信号線30214、走査線30215、第1のコモン線30216、第2のコモン線30217、を備えている。 Next, FIG. 89B shows a display device using a display element having a capacitive property such as a liquid crystal element when two common lines are arranged for one scanning line. It is a figure showing a plurality of pixel circuits. The pixel circuit illustrated in FIG. 89B includes a transistor 30211, an auxiliary capacitor 30212, a display element 30213, a video signal line 30214, a scanning line 30215, a first common line 30216, and a second common line 30217. .

トランジスタ30211のゲート電極は、走査線30215に電気的に接続され、トランジスタ30211のソース電極またはドレイン電極の一方は、映像信号線30214に電気的に接続され、トランジスタ30211のソース電極またはドレイン電極の他方は、補助容量30212の一方の電極、および表示素子30213の一方の電極に電気的に接続されている。
また、補助容量30212の他方の電極は、第1のコモン線30216に電気的に接続されている。
また、当該画素と隣接する画素においては、補助容量30212の他方の電極は、第2のコモン線30217に電気的に接続されている。
The gate electrode of the transistor 30211 is electrically connected to the scan line 30215, one of the source electrode and the drain electrode of the transistor 30211 is electrically connected to the video signal line 30214, and the other of the source electrode and the drain electrode of the transistor 30211 Is electrically connected to one electrode of the auxiliary capacitor 30212 and one electrode of the display element 30213.
In addition, the other electrode of the auxiliary capacitor 30212 is electrically connected to the first common line 30216.
In the pixel adjacent to the pixel, the other electrode of the auxiliary capacitor 30212 is electrically connected to the second common line 30217.

図89の(B)に示す画素回路は、コモン線1本に対し電気的に接続されている画素が少ないため、映像信号線30214を介して映像信号を書き込む代わりに、第1のコモン線30216または第2のコモン線30217の電位を動かすことで、表示素子30213にかかる電圧を変えることができる頻度が、顕著に大きくなる。また、ソース反転駆動またはドット反転駆動が可能になる。ソース反転駆動またはドット反転駆動により、素子の信頼性を向上させつつ、フリッカを抑えることができる。 The pixel circuit illustrated in FIG. 89B has few pixels electrically connected to one common line; therefore, instead of writing a video signal through the video signal line 30214, the first common line 30216 is used. Alternatively, the frequency at which the voltage applied to the display element 30213 can be changed by moving the potential of the second common line 30217 is significantly increased. Further, source inversion driving or dot inversion driving is possible. By source inversion driving or dot inversion driving, flicker can be suppressed while improving the reliability of the element.

次に、走査型バックライトについて、図90を参照して説明する。図90の(A)は、冷陰極管を並置した走査型バックライトを示す図である。図90の(A)に示す走査型バックライトは、拡散板30301と、N個の冷陰極管30302―1から30302―Nと、を備える。N個の冷陰極管30302―1から30302―Nを、拡散板30301の後ろに並置することで、N個の冷陰極管30302―1から30302―Nは、その輝度を変化させて走査することができる。 Next, the scanning backlight will be described with reference to FIG. FIG. 90A is a diagram showing a scanning backlight in which cold cathode fluorescent lamps are juxtaposed. The scanning backlight shown in FIG. 90A includes a diffusion plate 30301 and N cold cathode fluorescent lamps 30302-1 to 30302-N. N cold cathode tubes 30302-1 to 30302 -N are juxtaposed behind the diffuser plate 30301, so that the N cold cathode tubes 30302-1 to 30302 -N scan with varying luminance. Can do.

走査するときの各冷陰極管の輝度の変化を、図90の(C)を用いて説明する。まず、冷陰極管30302―1の輝度を、一定時間変化させる。そして、その後に、冷陰極管30302―1の隣に配置された冷陰極管30302―2の輝度を、同じ時間だけ変化させる。このように、冷陰極管30302―1から30302―Nまで、輝度を順に変化させる。なお、図90の(C)においては、一定時間変化させる輝度は、元の輝度より小さいものとしたが、元の輝度より大きくてもよい。また、冷陰極管30302―1から30302―Nまで走査するとしたが、逆方向に冷陰極管30302―Nから30302―1まで走査してもよい。 A change in luminance of each cold cathode tube during scanning will be described with reference to FIG. First, the luminance of the cold cathode fluorescent lamp 30302-1 is changed for a certain time. After that, the luminance of the cold cathode tube 30302-2 arranged next to the cold cathode tube 30302-1 is changed for the same time. In this way, the luminance is changed in order from the cold cathode fluorescent lamps 30302-1 to 30302-N. In FIG. 90C, the luminance to be changed for a certain time is smaller than the original luminance, but may be larger than the original luminance. Further, although the cold cathode fluorescent lamps 30302-1 to 30302-N are scanned, the cold cathode fluorescent lamps 30302-N to 30302-1 may be scanned in the reverse direction.

図90のように駆動することで、バックライトの平均輝度を小さくすることができる。したがって、液晶表示装置の消費電力の大部分を占める、バックライトの消費電力を低減することができる。 By driving as shown in FIG. 90, the average luminance of the backlight can be reduced. Therefore, the power consumption of the backlight, which accounts for most of the power consumption of the liquid crystal display device, can be reduced.

なお、走査型バックライトの光源として、LEDを用いてもよい。その場合の走査型バックライトは、図90の(B)のようになる。図90の(B)に示す走査型バックライトは、拡散板30311と、LEDを並置した光源30312―1から30312―Nと、を備える。走査型バックライトの光源として、LEDを用いた場合、バックライトを薄く、軽くできる利点がある。また、色再現範囲を広げることができるという利点がある。さら
に、LEDを並置した光源30312―1から30312―Nのそれぞれに並置したLEDも、同様に走査することができるので、点走査型のバックライトとすることもできる。点走査型とすれば、動画像の画質をさらに向上させることができる。
An LED may be used as the light source of the scanning backlight. The scanning backlight in that case is as shown in FIG. The scanning backlight shown in FIG. 90B includes a diffusion plate 30311 and light sources 30312-1 to 30312 -N in which LEDs are juxtaposed. When an LED is used as the light source of the scanning backlight, there is an advantage that the backlight can be made thin and light. Further, there is an advantage that the color reproduction range can be expanded. Furthermore, since the LEDs juxtaposed in each of the light sources 30312-1 to 30312 -N in which the LEDs are juxtaposed can also be scanned in the same manner, a point scanning backlight can also be obtained. If the point scanning type is adopted, the image quality of the moving image can be further improved.

なお、バックライトの光源としてLEDを用いた場合も、図90の(C)に示すように輝度を変化させて駆動することができる。 Note that even when an LED is used as the light source of the backlight, it can be driven with the luminance changed as shown in FIG.

次に、高周波駆動について、図91を参照して説明する。図91の(A)は、1フレーム期間30400に1つの画像および1つの中間画像を表示するときの図である。30401は当該フレームの画像、30402は当該フレームの中間画像、30403は次フレームの画像、30404は次フレームの中間画像である。 Next, high frequency driving will be described with reference to FIG. 91A is a diagram when one image and one intermediate image are displayed in one frame period 30400. FIG. 30401 is an image of the frame, 30402 is an intermediate image of the frame, 30403 is an image of the next frame, and 30404 is an intermediate image of the next frame.

なお、当該フレームの中間画像30402は、当該フレームおよび次フレームの映像信号を元に作成された画像であってもよい。また、当該フレームの中間画像30402は、当該フレームの画像30401から作成された画像であってもよい。また、当該フレームの中間画像30402は、黒画像であってもよい。こうすることで、ホールド型表示装置の動画像の画質を向上できる。また、1フレーム期間30400に1つの画像および1つの中間画像を表示する場合は、映像信号のフレームレートと整合性が取り易く、画像処理回路が複雑にならないという利点がある。 Note that the intermediate image 30402 of the frame may be an image created based on the video signals of the frame and the next frame. Further, the intermediate image 30402 of the frame may be an image created from the image 30401 of the frame. Further, the intermediate image 30402 of the frame may be a black image. By doing so, the image quality of the moving image of the hold type display device can be improved. In the case where one image and one intermediate image are displayed in one frame period 30400, there is an advantage that consistency with the frame rate of the video signal can be easily obtained and the image processing circuit is not complicated.

図91の(B)は、1フレーム期間30400が2つ連続する期間(2フレーム期間)に1つの画像および2つの中間画像を表示するときの図である。30411は当該フレームの画像、30412は当該フレームの中間画像、30413は次フレームの中間画像、30414は次々フレームの画像である。 FIG. 91B is a diagram when one image and two intermediate images are displayed in a period in which two one-frame periods 30400 are continuous (two-frame periods). Reference numeral 30411 denotes an image of the frame, 30412 denotes an intermediate image of the frame, 30413 denotes an intermediate image of the next frame, and 30414 denotes an image of the next frame.

なお、当該フレームの中間画像30412および次フレームの中間画像30413は、当該フレーム、次フレーム、次々フレームの映像信号を元に作成された画像であってもよい。また、当該フレームの中間画像30412および次フレームの中間画像30413は、黒画像であってもよい。2フレーム期間に1つの画像および2つの中間画像を表示する場合は、周辺駆動回路の動作周波数をそれほど高速化することなく、効果的に動画像の画質を向上できるという利点がある。 Note that the intermediate image 30412 of the frame and the intermediate image 30413 of the next frame may be images created based on the video signals of the frame, the next frame, and the next frame. Further, the intermediate image 30412 of the frame and the intermediate image 30413 of the next frame may be black images. When one image and two intermediate images are displayed in two frame periods, there is an advantage that the image quality of the moving image can be effectively improved without significantly increasing the operating frequency of the peripheral drive circuit.

なお、本実施の形態において、様々な図を用いて述べてきたが、各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の図で述べた内容(一部でもよい)に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、これまでに述べた図において、各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Note that in this embodiment mode, description has been made using various drawings. However, the contents (or part of the contents) described in each figure may be different from the contents (or part of the contents) described in another figure. , Application, combination, or replacement can be performed freely. Further, in the drawings described so far, more parts can be formed by combining each part with another part.

同様に、本実施の形態の各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の実施の形態の図で述べた内容(一部でもよい)対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Similarly, the contents (may be a part) described in each drawing of this embodiment are applied, combined, or replaced with the contents (may be a part) described in the figure of another embodiment. Can be done freely. Further, in the drawings of this embodiment mode, more drawings can be formed by combining each portion with a portion of another embodiment.

なお、本実施の形態は、他の実施の形態で述べた内容(一部でもよい)を、具現化した場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。 Note that the present embodiment is an example in which the contents (may be part) described in other embodiments are embodied, an example in which the content is slightly modified, an example in which a part is changed, and an improvement. An example of a case, an example of a case where it is described in detail, an example of a case where it is applied, an example of a related part, and the like are shown. Therefore, the contents described in other embodiments can be freely applied to, combined with, or replaced with this embodiment.

(実施の形態11)
本実施形態においては、表示装置の画素構造について説明する。特に、有機EL素子を用いた表示装置の画素構造について説明する。
(Embodiment 11)
In this embodiment, a pixel structure of a display device will be described. In particular, a pixel structure of a display device using an organic EL element will be described.

図92(A)に、1つの画素に2つのTFTを有する画素の素子のレイアウト例を示す。また、図92(A)において、X−X’で示される部分の断面図を図92(B)に示す。 FIG. 92A shows a layout example of an element of a pixel having two TFTs in one pixel. FIG. 92B shows a cross-sectional view of a portion indicated by X-X ′ in FIG.

図92(A)に示すように、本実施の形態における画素は、第1のTFT60105、第1の配線60106、第2の配線60107、第2のTFT60108、第3の配線60111、対向電極60112、コンデンサ60113、画素電極60115、隔壁60116、有機導電体膜60117、有機薄膜60118、基板60119を有していてもよい。なお、第1のTFT60105はスイッチング用TFTとして、第1の配線60106はゲート信号線として、第2の配線60107はソース信号線として、第2のTFT60108は駆動用TFTとして、第3の配線60111は電流供給線として、それぞれ用いられるのが好適である。   As shown in FIG. 92A, the pixel in this embodiment includes a first TFT 60105, a first wiring 60106, a second wiring 60107, a second TFT 60108, a third wiring 60111, a counter electrode 60112, A capacitor 60113, a pixel electrode 60115, a partition wall 60116, an organic conductor film 60117, an organic thin film 60118, and a substrate 60119 may be included. Note that the first TFT 60105 is a switching TFT, the first wiring 60106 is a gate signal line, the second wiring 60107 is a source signal line, the second TFT 60108 is a driving TFT, and the third wiring 60111 is Each is preferably used as a current supply line.

図92(A)に示すように、第1のTFT60105のゲート電極は、第1の配線60106と電気的に接続され、第1のTFT60105のソース電極またはドレイン電極の一方は、第2の配線60107と電気的に接続され、第1のTFT60105のソース電極またはドレイン電極の他方は、第2のTFT60108のゲート電極およびコンデンサ60113の一方の電極と電気的に接続されているのが好適である。なお、第1のTFT60105のゲート電極は、図92(A)に示すように、複数のゲート電極によって構成されていても良い。こうすることで、第1のTFT60105のオフ状態におけるリーク電流を低減することができる。   As shown in FIG. 92A, the gate electrode of the first TFT 60105 is electrically connected to the first wiring 60106, and one of the source electrode and the drain electrode of the first TFT 60105 is connected to the second wiring 60107. The other of the source electrode and the drain electrode of the first TFT 60105 is preferably electrically connected to the gate electrode of the second TFT 60108 and one electrode of the capacitor 60113. Note that the gate electrode of the first TFT 60105 may include a plurality of gate electrodes as illustrated in FIG. Thus, leakage current in the off state of the first TFT 60105 can be reduced.

また、第2のTFT60108のソース電極またはドレイン電極の一方は、第3の配線60111と電気的に接続され、第2のTFT60108のソース電極またはドレイン電極の他方は、画素電極60115と電気的に接続されているのが好適である。こうすることで、画素電極60115に流れる電流を、第2のTFT60108によって制御することができる。 One of a source electrode and a drain electrode of the second TFT 60108 is electrically connected to the third wiring 60111, and the other of the source electrode and the drain electrode of the second TFT 60108 is electrically connected to the pixel electrode 60115. It is preferred that Thus, the current flowing through the pixel electrode 60115 can be controlled by the second TFT 60108.

画素電極60115上には、有機導電体膜60117が設けられ、さらに有機薄膜(有機化合物層)60118が設けられていてもよい。有機薄膜(有機化合物層)60118上には、対向電極60112が設けられていてもよい。なお、対向電極60112は、全ての画素で共通に接続されるように、ベタ付けの形で形成されていてもよく、シャドーマスクなどを用いてパターン形成されていてもよい。 An organic conductor film 60117 may be provided over the pixel electrode 60115, and an organic thin film (organic compound layer) 60118 may be further provided. A counter electrode 60112 may be provided over the organic thin film (organic compound layer) 60118. Note that the counter electrode 60112 may be formed in a solid form so as to be commonly connected to all the pixels, or may be formed in a pattern using a shadow mask or the like.

有機薄膜(有機化合物層)60118から発せられた光は、画素電極60115もしくは対向電極60112のうちいずれかを透過して発せられる。このとき、図92(B)において、画素電極側、すなわちTFT等が形成されている側に光が発せられる場合を下面射出、対向電極側に光が発せられる場合を上面射出と呼ぶ。   Light emitted from the organic thin film (organic compound layer) 60118 is transmitted through either the pixel electrode 60115 or the counter electrode 60112. At this time, in FIG. 92B, a case where light is emitted to the pixel electrode side, that is, a side where a TFT or the like is formed is referred to as bottom emission, and a case where light is emitted to the counter electrode side is referred to as top emission.

下面射出の場合、画素電極60115は透明導電膜によって形成されるのが好適である。逆に、上面射出の場合、対向電極60112は透明導電膜によって形成されるのが好適である。   In the case of bottom emission, the pixel electrode 60115 is preferably formed using a transparent conductive film. On the other hand, in the case of top emission, the counter electrode 60112 is preferably formed using a transparent conductive film.

また、カラー表示の発光装置においては、R・G・Bそれぞれの発光色を持つEL素子を塗り分けても良いし、単色のEL素子をベタ付けの形で塗り、カラーフィルタによってR・G・Bの発光を得るようにしても良い。   In a light emitting device for color display, EL elements having emission colors of R, G, and B may be separately applied, or a monochrome EL element is applied in a solid form, and R, G, and B are applied by a color filter. B light emission may be obtained.

なお、図92に示した構成はあくまで一例であり、画素レイアウト、断面構成、EL素
子の電極の積層順等に関して、図92に示した構成以外にも、様々な構成をとることができる。また、発光層は、図示した有機薄膜で構成される素子の他に、LEDのような結晶性の素子、無機薄膜で構成される素子など、様々な素子を用いることができる。
Note that the configuration illustrated in FIG. 92 is merely an example, and various configurations other than the configuration illustrated in FIG. 92 can be taken with respect to the pixel layout, the cross-sectional configuration, the stacking order of the electrodes of the EL element, and the like. For the light emitting layer, various elements such as a crystalline element such as an LED and an element composed of an inorganic thin film can be used in addition to the element composed of the illustrated organic thin film.

次に、図93(A)を参照して、1つの画素に3つのTFTを有する画素の素子のレイアウト例について説明する。また、図93(A)において、X−X’で示される部分の断面図を図93(B)に示す。 Next, a layout example of a pixel element having three TFTs in one pixel will be described with reference to FIG. FIG. 93B is a cross-sectional view of a portion indicated by X-X ′ in FIG.

図93(A)に示すように、本実施の形態における画素は、基板60200、第1の配線60201、第2の配線60202、第3の配線60203、第4の配線60204、第1のTFT60205、第2のTFT60206、第3のTFT60207、画素電極60208、隔壁60211、有機導電体膜60212、有機薄膜60213、対向電極60214、を有していてもよい。なお、第1の配線60201はソース信号線として、第2の配線60202は書込用ゲート信号線として、第3の配線60203は消去用ゲート信号線として、第4の配線60204は電流供給線として、第1のTFT60205はスイッチング用TFTとして、第2のTFT60206は消去用TFTとして、第3のTFT60207は駆動用TFTとして、それぞれ用いられるのが好適である。   93A, the pixel in this embodiment includes a substrate 60200, a first wiring 60201, a second wiring 60202, a third wiring 60203, a fourth wiring 60204, a first TFT 60205, The pixel may include a second TFT 60206, a third TFT 60207, a pixel electrode 60208, a partition wall 60211, an organic conductor film 60212, an organic thin film 60213, and a counter electrode 60214. Note that the first wiring 60201 is a source signal line, the second wiring 60202 is a writing gate signal line, the third wiring 60203 is an erasing gate signal line, and the fourth wiring 60204 is a current supply line. The first TFT 60205 is preferably used as a switching TFT, the second TFT 60206 is used as an erasing TFT, and the third TFT 60207 is preferably used as a driving TFT.

図93(A)に示すように、第1のTFT60205のゲート電極は、第2の配線60202と電気的に接続され、第1のTFT60205のソース電極またはドレイン電極の一方は、第1の配線60201と電気的に接続され、第1のTFT60205のソース電極またはドレイン電極の他方は、第3のTFT60207のゲート電極と電気的に接続されているのが好適である。なお、第1のTFT60205のゲート電極は、図93(A)に示すように、複数のゲート電極によって構成されていても良い。こうすることで、第1のTFT60205のオフ状態におけるリーク電流を低減することができる。   93A, the gate electrode of the first TFT 60205 is electrically connected to the second wiring 60202, and one of the source electrode and the drain electrode of the first TFT 60205 is the first wiring 60201. It is preferable that the other of the source electrode and the drain electrode of the first TFT 60205 is electrically connected to the gate electrode of the third TFT 60207. Note that the gate electrode of the first TFT 60205 may include a plurality of gate electrodes as illustrated in FIG. Thus, leakage current in the off state of the first TFT 60205 can be reduced.

また、第2のTFT60206のゲート電極は、第3の配線60203と電気的に接続され、第2のTFT60206のソース電極またはドレイン電極の一方は、第4の配線60204と電気的に接続され、第2のTFT60206のソース電極またはドレイン電極の他方は、第3のTFT60207のゲート電極と電気的に接続されているのが好適である。なお、第2のTFT60206のゲート電極は、図93(A)に示すように、複数のゲート電極によって構成されていても良い。こうすることで、第2のTFT60206のオフ状態におけるリーク電流を低減することができる。   In addition, the gate electrode of the second TFT 60206 is electrically connected to the third wiring 60203, and one of the source electrode and the drain electrode of the second TFT 60206 is electrically connected to the fourth wiring 60204, and The other of the source electrode and the drain electrode of the second TFT 60206 is preferably electrically connected to the gate electrode of the third TFT 60207. Note that the gate electrode of the second TFT 60206 may include a plurality of gate electrodes as illustrated in FIG. Thus, leakage current in the off state of the second TFT 60206 can be reduced.

また、第3のTFT60207のソース電極またはドレイン電極の一方は、第4の配線60204と電気的に接続され、第3のTFT60207のソース電極またはドレイン電極の他方は、画素電極60208と電気的に接続されているのが好適である。こうすることで、画素電極60208に流れる電流を、第3のTFT60207によって制御することができる。 One of the source electrode and the drain electrode of the third TFT 60207 is electrically connected to the fourth wiring 60204, and the other of the source electrode and the drain electrode of the third TFT 60207 is electrically connected to the pixel electrode 60208. It is preferred that Thus, the current flowing through the pixel electrode 60208 can be controlled by the third TFT 60207.

画素電極60208上には、有機導電体膜60212が設けられ、さらに有機薄膜(有機化合物層)60213が設けられていてもよい。有機薄膜(有機化合物層)60213上には、対向電極60214が設けられていてもよい。なお、対向電極60214は、全ての画素で共通に接続されるように、ベタ付けの形で形成されていてもよく、シャドーマスクなどを用いてパターン形成されていてもよい。 An organic conductor film 60212 may be provided over the pixel electrode 60208, and an organic thin film (organic compound layer) 60213 may be further provided. A counter electrode 60214 may be provided over the organic thin film (organic compound layer) 60213. Note that the counter electrode 60214 may be formed in a solid form so as to be commonly connected to all pixels, or may be formed in a pattern using a shadow mask or the like.

有機薄膜(有機化合物層)60213から発せられた光は、画素電極60208もしくは対向電極60214のうちいずれかを透過して発せられる。このとき、図93(B)において、画素電極側、すなわちTFT等が形成されている側に光が発せられる場合を下面射出、対向電極側に光が発せられる場合を上面射出と呼ぶ。   Light emitted from the organic thin film (organic compound layer) 60213 is emitted through either the pixel electrode 60208 or the counter electrode 60214. In this case, in FIG. 93B, a case where light is emitted to the pixel electrode side, that is, a side where a TFT or the like is formed is referred to as bottom emission, and a case where light is emitted to the counter electrode side is referred to as top emission.

下面射出の場合、画素電極60208は透明導電膜によって形成されるのが好適である。逆に、上面射出の場合、対向電極60214は透明導電膜によって形成されるのが好適である。   In the case of bottom emission, the pixel electrode 60208 is preferably formed using a transparent conductive film. Conversely, in the case of top emission, the counter electrode 60214 is preferably formed using a transparent conductive film.

また、カラー表示の発光装置においては、R・G・Bそれぞれの発光色を持つEL素子を塗り分けても良いし、単色のEL素子をベタ付けの形で塗り、カラーフィルタによってR・G・Bの発光を得るようにしても良い。   In a light emitting device for color display, EL elements having emission colors of R, G, and B may be separately applied, or a monochrome EL element is applied in a solid form, and R, G, and B are applied by a color filter. B light emission may be obtained.

なお、図93に示した構成はあくまで一例であり、画素レイアウト、断面構成、EL素子の電極の積層順等に関して、図93に示した構成以外にも、様々な構成をとることができる。また、発光層は、図示した有機薄膜で構成される素子の他に、LEDのような結晶性の素子、無機薄膜で構成される素子など、様々な素子を用いることができる。   Note that the configuration illustrated in FIG. 93 is merely an example, and various configurations other than the configuration illustrated in FIG. 93 can be employed with respect to the pixel layout, the cross-sectional configuration, the stacking order of the electrodes of the EL element, and the like. For the light emitting layer, various elements such as a crystalline element such as an LED and an element composed of an inorganic thin film can be used in addition to the element composed of the illustrated organic thin film.

次に、図94(A)を参照して、1つの画素に4つのTFTを有する画素の素子のレイアウト例について説明する。また、図94(A)において、X−X’で示される部分の断面図を図94(B)に示す。 Next, a layout example of a pixel element having four TFTs in one pixel will be described with reference to FIG. Further, FIG. 94B shows a cross-sectional view of a portion indicated by X-X ′ in FIG.

図94(A)に示すように、本実施の形態における画素は、基板60300、第1の配線60301、第2の配線60302、第3の配線60303、第4の配線60304、第1のTFT60305、第2のTFT60306、第3のTFT60307、第4のTFT60308、画素電極60309、第5の配線60311、第6の配線60312、隔壁60321、有機導電体膜60322、有機薄膜60323、対向電極60324、を有していてもよい。なお、第1の配線60301はソース信号線として、第2の配線60302は書込用ゲート信号線として、第3の配線60303は消去用ゲート信号線として、第4の配線60304は逆方向バイアス用信号線として、第1のTFT60305はスイッチング用TFTとして、第2のTFT60306は消去用TFTとして、第3のTFT60307は駆動用TFTとして、第4のTFT60308は逆方向バイアス用TFTとして、第5の配線60311は電流供給線として、第6の配線60312は逆方向バイアス用電源線として、それぞれ用いられるのが好適である。   As shown in FIG. 94A, a pixel in this embodiment includes a substrate 60300, a first wiring 60301, a second wiring 60302, a third wiring 60303, a fourth wiring 60304, a first TFT 60305, The second TFT 60306, the third TFT 60307, the fourth TFT 60308, the pixel electrode 60309, the fifth wiring 60311, the sixth wiring 60312, the partition wall 60321, the organic conductor film 60322, the organic thin film 60323, and the counter electrode 60324 are provided. You may do it. Note that the first wiring 60301 is a source signal line, the second wiring 60302 is a writing gate signal line, the third wiring 60303 is an erasing gate signal line, and the fourth wiring 60304 is a reverse bias. As signal lines, the first TFT 60305 is a switching TFT, the second TFT 60306 is an erasing TFT, the third TFT 60307 is a driving TFT, the fourth TFT 60308 is a reverse bias TFT, and a fifth wiring. 60311 is preferably used as a current supply line, and the sixth wiring 60312 is preferably used as a reverse bias power supply line.

図94(A)に示すように、第1のTFT60305のゲート電極は、第2の配線60302と電気的に接続され、第1のTFT60305のソース電極またはドレイン電極の一方は、第1の配線60301と電気的に接続され、第1のTFT60305のソース電極またはドレイン電極の他方は、第3のTFT60307のゲート電極と電気的に接続されているのが好適である。なお、第1のTFT60305のゲート電極は、図94(A)に示すように、複数のゲート電極によって構成されていても良い。こうすることで、第1のTFT60305のオフ状態におけるリーク電流を低減することができる。   As shown in FIG. 94A, the gate electrode of the first TFT 60305 is electrically connected to the second wiring 60302, and one of the source electrode and the drain electrode of the first TFT 60305 is the first wiring 60301. The other of the source electrode and the drain electrode of the first TFT 60305 is preferably electrically connected to the gate electrode of the third TFT 60307. Note that the gate electrode of the first TFT 60305 may include a plurality of gate electrodes as illustrated in FIG. Thus, leakage current in the off state of the first TFT 60305 can be reduced.

また、第2のTFT60306のゲート電極は、第3の配線60303と電気的に接続され、第2のTFT60306のソース電極またはドレイン電極の一方は、第5の配線60311と電気的に接続され、第2のTFT60306のソース電極またはドレイン電極の他方は、第3のTFT60307のゲート電極と電気的に接続されているのが好適である。なお、第2のTFT60306のゲート電極は、図94(A)に示すように、複数のゲート電極によって構成されていても良い。こうすることで、第2のTFT60306のオフ状態におけるリーク電流を低減することができる。   The gate electrode of the second TFT 60306 is electrically connected to the third wiring 60303, and one of the source electrode and the drain electrode of the second TFT 60306 is electrically connected to the fifth wiring 60311, and The other of the source electrode and the drain electrode of the second TFT 60306 is preferably electrically connected to the gate electrode of the third TFT 60307. Note that the gate electrode of the second TFT 60306 may include a plurality of gate electrodes as illustrated in FIG. Thus, leakage current in the off state of the second TFT 60306 can be reduced.

また、第3のTFT60307のソース電極またはドレイン電極の一方は、第5の配線60311と電気的に接続され、第3のTFT60307のソース電極またはドレイン電極の他方は、画素電極60309と電気的に接続されているのが好適である。こうすること
で、画素電極60309に流れる電流を、第3のTFT60307によって制御することができる。
In addition, one of the source electrode and the drain electrode of the third TFT 60307 is electrically connected to the fifth wiring 60311, and the other of the source electrode and the drain electrode of the third TFT 60307 is electrically connected to the pixel electrode 60309. It is preferred that Thus, the current flowing through the pixel electrode 60309 can be controlled by the third TFT 60307.

また、第4のTFT60308のゲート電極は、第4の配線60304と電気的に接続され、第4のTFT60308のソース電極またはドレイン電極の一方は、第6の配線60312と電気的に接続され、第4のTFT60308のソース電極またはドレイン電極の他方は、画素電極60309と電気的に接続されているのが好適である。こうすることで、画素電極60309の電位を、第4のTFT60308によって制御することができるので、有機導電体膜60322および有機薄膜60323に、逆方向のバイアスを印加することができる。有機導電体膜60322および有機薄膜60323などで構成される発光素子に逆方向のバイアスを印加することによって、発光素子の信頼性を大きく向上させることができる。 In addition, the gate electrode of the fourth TFT 60308 is electrically connected to the fourth wiring 60304, and one of the source electrode and the drain electrode of the fourth TFT 60308 is electrically connected to the sixth wiring 60312, and The other of the source electrode and the drain electrode of the fourth TFT 60308 is preferably electrically connected to the pixel electrode 60309. By doing so, the potential of the pixel electrode 60309 can be controlled by the fourth TFT 60308, so that a reverse bias can be applied to the organic conductor film 60322 and the organic thin film 60323. By applying a reverse bias to a light-emitting element including the organic conductor film 60322 and the organic thin film 60323, the reliability of the light-emitting element can be greatly improved.

たとえば、直流電圧(3.65V)で駆動した場合の輝度半減時間が400時間程度である発光素子を、交流電圧(順方向バイアス:3.7V、逆方向バイアス:1.7V、デューティ50%、交流周波数60Hz)で駆動すると、輝度半減時間は700時間以上となることがわかっている。 For example, a light-emitting element whose luminance half-life is about 400 hours when driven by a DC voltage (3.65 V) is an AC voltage (forward bias: 3.7 V, reverse bias: 1.7 V, duty 50%, It is known that when driven at an AC frequency of 60 Hz, the luminance half-life is 700 hours or more.

次に、画素電極60309上には、有機導電体膜60322が設けられ、さらに有機薄膜(有機化合物層)60323が設けられていてもよい。有機薄膜(有機化合物層)60323上には、対向電極60324が設けられていてもよい。なお、対向電極60324は、全ての画素で共通に接続されるように、ベタ付けの形で形成されていてもよく、シャドーマスクなどを用いてパターン形成されていてもよい。 Next, an organic conductor film 60322 may be provided over the pixel electrode 60309, and an organic thin film (organic compound layer) 60323 may be further provided. A counter electrode 60324 may be provided over the organic thin film (organic compound layer) 60323. Note that the counter electrode 60324 may be formed in a solid form so as to be commonly connected to all the pixels, or may be patterned using a shadow mask or the like.

有機薄膜(有機化合物層)60323から発せられた光は、画素電極60309もしくは対向電極60324のうちいずれかを透過して発せられる。このとき、図94(B)において、画素電極側、すなわちTFT等が形成されている側に光が発せられる場合を下面射出、対向電極側に光が発せられる場合を上面射出と呼ぶ。   Light emitted from the organic thin film (organic compound layer) 60323 is emitted through either the pixel electrode 60309 or the counter electrode 60324. In this case, in FIG. 94B, a case where light is emitted to the pixel electrode side, that is, a side where a TFT or the like is formed is referred to as bottom emission, and a case where light is emitted to the counter electrode side is referred to as top emission.

下面射出の場合、画素電極60309は透明導電膜によって形成されるのが好適である。逆に、上面射出の場合、対向電極60324は透明導電膜によって形成されるのが好適である。   In the case of bottom emission, the pixel electrode 60309 is preferably formed using a transparent conductive film. Conversely, in the case of top emission, the counter electrode 60324 is preferably formed of a transparent conductive film.

また、カラー表示の発光装置においては、R・G・Bそれぞれの発光色を持つEL素子を塗り分けても良いし、単色のEL素子をベタ付けの形で塗り、カラーフィルタによってR・G・Bの発光を得るようにしても良い。   In a light emitting device for color display, EL elements having emission colors of R, G, and B may be separately applied, or a monochrome EL element is applied in a solid form, and R, G, and B are applied by a color filter. B light emission may be obtained.

なお、図94に示した構成はあくまで一例であり、画素レイアウト、断面構成、EL素子の電極の積層順等に関して、図94に示した構成以外にも、様々な構成をとることができる。また、発光層は、図示した有機薄膜で構成される素子の他に、LEDのような結晶性の素子、無機薄膜で構成される素子など、様々な素子を用いることができる。   The configuration illustrated in FIG. 94 is merely an example, and various configurations other than the configuration illustrated in FIG. 94 can be taken with respect to the pixel layout, the cross-sectional configuration, the stacking order of the electrodes of the EL element, and the like. For the light emitting layer, various elements such as a crystalline element such as an LED and an element composed of an inorganic thin film can be used in addition to the element composed of the illustrated organic thin film.

次に、本発明に適用できるEL素子の構造について説明する。   Next, the structure of an EL element applicable to the present invention will be described.

本発明に適用できるEL素子は、正孔注入材料からなる正孔注入層、正孔輸送材料からなる正孔輸送層、発光材料からなる発光層、電子輸送材料からなる電子輸送層、電子注入材料からなる電子注入層等が、明確に区別されるような積層構造ではなく、正孔注入材料、正孔輸送材料、発光材料、電子輸送材料、電子注入材料等の材料のうち、複数の材料が混合された層(混合層)を有する構成(以下、混合接合型のEL素子と表記する)でもよい。   The EL device applicable to the present invention includes a hole injection layer made of a hole injection material, a hole transport layer made of a hole transport material, a light emitting layer made of a light emitting material, an electron transport layer made of an electron transport material, and an electron injection material The electron injection layer is not a layered structure that is clearly distinguished, but a plurality of materials among hole injection material, hole transport material, light emitting material, electron transport material, electron injection material, etc. A structure having a mixed layer (mixed layer) (hereinafter referred to as a mixed junction type EL element) may be used.

混合接合型のEL素子の構造を示す模式図を、図95に示す。図95において、60401はEL素子の陽極である。60402はEL素子の陰極である。陽極60401と陰極60402の間に挟まれた層が、EL層に相当する。   A schematic diagram showing the structure of a mixed junction type EL element is shown in FIG. In FIG. 95, reference numeral 60401 denotes an anode of an EL element. Reference numeral 60402 denotes a cathode of the EL element. A layer sandwiched between the anode 60401 and the cathode 60402 corresponds to an EL layer.

図95(A)において、EL層は、正孔輸送材料からなる正孔輸送領域60403と、電子輸送材料からなる電子輸送領域60404とを含み、前記正孔輸送領域60403は前記電子輸送領域60404よりも陽極側に位置し、且つ、前記正孔輸送領域60403と、前記電子輸送領域60404の間に、前記正孔輸送材料及び前記電子輸送材料の両方を含む混合領域60405が設けられた構成とすることができる。   95A, the EL layer includes a hole transport region 60403 made of a hole transport material and an electron transport region 60404 made of an electron transport material. The hole transport region 60403 is formed by the electron transport region 60404. And a mixed region 60405 including both the hole transporting material and the electron transporting material is provided between the hole transporting region 60403 and the electron transporting region 60404. be able to.

なお、このとき、陽極60401から陰極60402の方向に、前記混合領域60405内の前記正孔輸送材料の濃度は減少し、前記混合領域60405内の電子輸送材料の濃度は増加することを特徴としても良い。   At this time, the concentration of the hole transport material in the mixed region 60405 decreases and the concentration of the electron transport material in the mixed region 60405 increases in the direction from the anode 60401 to the cathode 60402. good.

なお、上記構成において、正孔輸送材料のみからなる正孔輸送領域60403が存在せず、正孔輸送材料及び電子輸送材料の両方を含む混合領域60405内部で各機能材料の濃度の割合が変化する(濃度勾配を有する)構成であってもよい。また、正孔輸送材料のみからなる正孔輸送領域60403及び電子輸送材料のみからなる電子輸送領域60404が存在せず、正孔輸送材料及び電子輸送材料の両方を含む混合領域60405内部で各機能材料の濃度の割合が変化する(濃度勾配を有する)構成であってもよい。また、前記濃度の割合は、陽極や陰極からの距離に依存して変化する構成であってもよい。更に、前記濃度の割合の変化は連続的であってもよい。濃度勾配の設定の仕方は、自由に設定することが可能である。   Note that in the above structure, the hole transport region 60403 made of only the hole transport material does not exist, and the concentration ratio of each functional material changes in the mixed region 60405 including both the hole transport material and the electron transport material. It may be configured (having a concentration gradient). Further, there is no hole transport region 60403 made of only the hole transport material and no electron transport region 60404 made of only the electron transport material, and each functional material is contained in the mixed region 60405 including both the hole transport material and the electron transport material. A configuration in which the ratio of the concentration of (having a concentration gradient) may be employed. The concentration ratio may be changed depending on the distance from the anode or the cathode. Further, the change in the concentration ratio may be continuous. The method of setting the concentration gradient can be set freely.

前記混合領域60405内に、発光材料が添加された領域60406を有する。発光材料によって、EL素子の発光色を制御することができる。また、発光材料によって、キャリアをトラップすることができる。発光材料としては、キノリン骨格を含む金属錯体、ベンゾオキサドール骨格を含む金属錯体、ベンゾチアゾ−ル骨格を含む金属錯体等の他、各種蛍光色素を用いることができる。これらの発光材料を添加することによって、EL素子の発光色を制御することができる。   A region 60406 to which a light emitting material is added is provided in the mixed region 60405. The emission color of the EL element can be controlled by the light emitting material. Further, carriers can be trapped by the light emitting material. As the light emitting material, various fluorescent dyes can be used in addition to a metal complex including a quinoline skeleton, a metal complex including a benzoxador skeleton, a metal complex including a benzothiazol skeleton, and the like. By adding these light emitting materials, the light emission color of the EL element can be controlled.

陽極60401としては、効率よく正孔を注入するため、仕事関数の大きな電極材料を用いることが好ましい。例えば、錫ドープ酸化インジウム(ITO)や、亜鉛ドープ酸化インジウム(IZO)、ZnO、SnO、In等の透明電極を用いることができる。また、透光性を有する必要が無いならば、陽極60401は、不透明の金属材料でもよい。 As the anode 60401, an electrode material having a high work function is preferably used in order to inject holes efficiently. For example, a transparent electrode such as tin-doped indium oxide (ITO), zinc-doped indium oxide (IZO), ZnO, SnO 2 , or In 2 O 3 can be used. Further, the anode 60401 may be an opaque metal material if it is not necessary to have translucency.

また、正孔輸送材料としては、芳香族アミン系の化合物等を用いることができる。   As the hole transport material, an aromatic amine compound or the like can be used.

また、電子輸送材料としては、キノリン誘導体、8−キノリノールまたはその誘導体を配位子とする金属錯体(特に、トリス(8−キノリノライト)アルミニウム(Alq))等を用いることができる。 As the electron transporting material, a quinoline derivative, a metal complex having 8-quinolinol or a derivative thereof as a ligand (particularly tris (8-quinolinolite) aluminum (Alq 3 )) or the like can be used.

陰極60402としては、効率よく電子を注入するため、仕事関数の小さな電極材料を用いることが好ましい。アルミニウム、インジウム、マグネシウム、銀、カルシウム、バリウム、リチウム等の金属を単体で用いることができる。また、これらの金属の合金であっても良いし、これらの金属と他の金属との合金であっても良い。   As the cathode 60402, an electrode material having a low work function is preferably used in order to inject electrons efficiently. A single metal such as aluminum, indium, magnesium, silver, calcium, barium, or lithium can be used. Moreover, the alloy of these metals may be sufficient and the alloy of these metals and another metal may be sufficient.

図95(A)とは異なる構成のEL素子の模式図を図95(B)に示す。なお、図95
(A)と同じ部分は同じ符号を用いて示し、説明は省略する。
FIG. 95B is a schematic diagram of an EL element having a structure different from that in FIG. Note that FIG.
The same parts as those shown in FIG.

図95(B)では、発光材料が添加された領域を有さない。しかし、電子輸送領域60404に添加する材料として、電子輸送性及び発光性の両方を有する材料(電子輸送発光材料)、例えば、トリス(8−キノリノライト)アルミニウム(Alq)を用いる構成とし、発光を行うことができる。 In FIG. 95B, there is no region to which the light-emitting material is added. However, as a material to be added to the electron transporting region 60404, a material having both electron transporting property and light emitting property (electron transporting light emitting material), for example, tris (8-quinolinolite) aluminum (Alq 3 ) is used, and light emission is performed. It can be carried out.

または、正孔輸送領域60403に添加する材料として、正孔輸送性及び発光性の両方を有する材料(正孔輸送発光材料)を用いてもよい。   Alternatively, as a material added to the hole-transport region 60403, a material having both hole-transport property and light-emitting property (hole-transport light-emitting material) may be used.

図95(A)及び図95(B)とは異なる構成のEL素子の模式図を図95(C)に示す。なお、図95(A)及び図95(B)と同じ部分は同じ符号を用いて示し、説明は省略する。   FIG. 95C is a schematic diagram of an EL element having a structure different from those in FIGS. 95A and 95B. Note that the same portions as those in FIGS. 95A and 95B are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図95(C)において、正孔輸送材料に比べて最高被占分子軌道と最低被占分子軌道とのエネルギー差が大きい正孔ブロッキング性材料が、混合領域60405内に添加された領域60407を有する。正孔ブロッキング性材料が添加された領域60407を、混合領域60405内の発光材料が添加された領域60406より陰極60402側に配置することによって、キャリアの再結合率を上げ、発光効率を上げることができる。上記、正孔ブロッキング性材料が添加された領域60407を設ける構成は、特に、三重光励起子のよる発光(燐光)を利用するEL素子において有効である。   In FIG. 95C, a hole blocking material having a large energy difference between the highest occupied molecular orbital and the lowest occupied molecular orbital compared to the hole transporting material has a region 60407 added in the mixed region 60405. . The region 60407 to which the hole blocking material is added is arranged closer to the cathode 60402 than the region 60406 to which the light emitting material is added in the mixed region 60405, so that the carrier recombination rate can be increased and the light emission efficiency can be increased. it can. The above-described structure in which the region 60407 to which a hole blocking material is added is provided is particularly effective in an EL element using light emission (phosphorescence) by triple photoexcitons.

図95(A)、図95(B)及び図95(C)とは異なる構成のEL素子の模式図を図95(D)に示す。なお、図95(A)、図95(B)及び図95(C)と同じ部分は同じ符号を用いて示し、説明は省略する。   FIG. 95D is a schematic diagram of an EL element having a structure different from those in FIGS. 95A, 95B, and 95C. Note that the same portions as those in FIGS. 95A, 95B, and 95C are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図95(D)において、電子輸送材料に比べて最高被占分子軌道と最低被占分子軌道とのエネルギー差が大きい電子ブロッキング性材料が、混合領域60405内に添加された領域60408を有する。電子ブロッキング性材料が添加された領域60408を、混合領域60405内の発光材料が添加された領域60406より陽極60401側に配置することによって、キャリアの再結合率を上げ、発光効率を上げることができる。上記、電子ブロッキング性材料が添加された領域60408を設ける構成は、特に、三重光励起子のよる発光(燐光)を利用するEL素子において有効である。   In FIG. 95D, an electron blocking material having a larger energy difference between the highest occupied molecular orbital and the lowest occupied molecular orbital than the electron transporting material has a region 60408 added in the mixed region 60405. By disposing the region 60408 to which the electron blocking material is added closer to the anode 60401 than the region 60406 to which the light emitting material is added in the mixed region 60405, the carrier recombination rate can be increased and the light emission efficiency can be increased. . The structure provided with the region 60408 to which the electron blocking material is added is particularly effective in an EL element using light emission (phosphorescence) by triple photoexcitons.

図95(E)は、図95(A)、図95(B)、図95(C)および図95(D)とは異なる混合接合型のEL素子の構成を示す模式図である。図95(E)では、EL素子の電極に接するEL層の部分に、金属材料を添加した領域60409を有する構成の例を示す。図95(E)において、図95(A)〜図95(D)と同じ部分は同じ符号を用いて示し説明は省略する。図95(E)に示す構成は、たとえば、陰極60401としてMgAg(Mg―Ag合金)を用い、電子輸送材料が添加された領域60404の、陰極60402に接する領域にAl(アルミニウム)合金を添加した領域60409を有する構成であってもよい。上記構成によって、陰極の酸化を防止し、且つ、陰極からの電子の注入効率を高めることができる。こうして、混合接合型のEL素子では、その寿命を長くすることができる。また、駆動電圧も低くすることができる。   FIG. 95E is a schematic diagram illustrating a structure of a mixed-junction EL element different from those in FIGS. 95A, 95B, 95C, and 95D. FIG. 95E illustrates an example of a structure including a region 60409 to which a metal material is added in the portion of the EL layer in contact with the electrode of the EL element. In FIG. 95E, the same portions as those in FIGS. 95A to 95D are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the structure shown in FIG. 95E, for example, MgAg (Mg—Ag alloy) is used as the cathode 60401, and an Al (aluminum) alloy is added to a region in contact with the cathode 60402 in the region 60404 to which the electron transport material is added. A configuration including the region 60409 may be employed. With the above structure, oxidation of the cathode can be prevented and the efficiency of electron injection from the cathode can be increased. Thus, the life of the mixed junction type EL element can be extended. Further, the drive voltage can be lowered.

上記混合接合型のEL素子を作製する手法としては、共蒸着法等を用いることができる。   As a method of manufacturing the mixed junction type EL element, a co-evaporation method or the like can be used.

図95(A)〜図95(E)に示したような混合接合型のEL素子では、明確な層の界面が存在せず、電荷の蓄積を低減することができる。こうして、その寿命を長くすること
ができる。また、駆動電圧も低くすることができる。
In the mixed junction EL element as shown in FIGS. 95A to 95E, there is no clear layer interface, and charge accumulation can be reduced. In this way, the lifetime can be extended. Further, the drive voltage can be lowered.

なお、図95(A)〜図95(E)に示した構成は、自由に組み合わせて実施することが可能である。   Note that the structures shown in FIGS. 95A to 95E can be implemented in any combination.

なお、混合接合型のEL素子の構成は、これに限定されない。公知の構成を自由に用いることができる。   Note that the structure of the mixed junction EL element is not limited thereto. A known configuration can be used freely.

なお、EL素子のEL層を構成する有機材料としては、低分子材料でも高分子材料でもよい。また、これらの材料を両方用いてもよい。有機化合物材料として低分子材料を用いる場合は、蒸着法によって成膜することができる。一方、EL層として高分子材料を用いる場合では、高分子材料を溶媒に溶かし、スピン塗布法やインクジェット方式で成膜することができる。 Note that the organic material constituting the EL layer of the EL element may be a low molecular material or a high molecular material. Moreover, you may use both of these materials. When a low molecular material is used as the organic compound material, the film can be formed by an evaporation method. On the other hand, in the case where a polymer material is used for the EL layer, the polymer material can be dissolved in a solvent and formed into a film by a spin coating method or an inkjet method.

また、EL層は、中分子材料によって構成されていても良い。本明細書中において、中分子系有機発光材料とは、昇華性を有さず、かつ、重合度が20程度以下の有機発光材料を示すものとする。EL層として中分子材料を用いる場合では、インクジェット方式等で成膜することができる。   The EL layer may be made of a medium molecular material. In the present specification, the medium molecular organic light-emitting material refers to an organic light-emitting material having no sublimation property and having a degree of polymerization of about 20 or less. In the case where a medium molecular material is used for the EL layer, it can be formed by an inkjet method or the like.

なお、低分子材料と、高分子材料と、中分子材料とを組み合わせて用いても良い。   Note that a low molecular material, a high molecular material, and a medium molecular material may be used in combination.

また、EL素子は、一重項励起子からの発光(蛍光)を利用するものでも、三重項励起子からの発光(燐光)を利用するものでも、どちらでも良い。   The EL element may be either one that uses light emission (fluorescence) from singlet excitons or one that uses light emission (phosphorescence) from triplet excitons.

次に、本発明に適用できる表示装置を製造するための蒸着装置について、図面を参照して説明する。   Next, a vapor deposition apparatus for manufacturing a display device applicable to the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明に適用できる表示装置は、EL層を形成して製造されてもよい。EL層は、エレクトロルミネセンスを発現する材料を少なくとも一部に含んで形成される。EL層は機能の異なる複数の層で構成されても良い。その場合、EL層は、正孔注入輸送層、発光層、電子注入輸送層などとも呼ばれる機能の異なる層が組み合わさって構成されていてもよい。   A display device applicable to the present invention may be manufactured by forming an EL layer. The EL layer is formed including at least part of a material that exhibits electroluminescence. The EL layer may be composed of a plurality of layers having different functions. In that case, the EL layer may be configured by combining layers having different functions called a hole injecting and transporting layer, a light emitting layer, and an electron injecting and transporting layer.

トランジスタが形成された素子基板に、EL層を形成するための蒸着装置の構成を図96に示す。この蒸着装置は、搬送室60560、60561に複数の処理室を連結している。処理室には、基板を供給するロード室60562、基板を回収するアンロード室60563、その他、加熱処理室60568、プラズマ処理室60572、EL材料を蒸着する成膜処理室60569〜60575、EL素子の一方の電極として、アルミニウム若しくはアルミニウムを主成分とする導電膜を形成する成膜処理室60576を含んでいる。また、搬送室と各処理室の間にはゲートバルブ60577a〜60577mが設けられていて、各処理室の圧力は独立して制御可能とされており、処理室間の相互汚染を防いでいる。   FIG. 96 shows a structure of a vapor deposition apparatus for forming an EL layer on an element substrate over which a transistor is formed. In this vapor deposition apparatus, a plurality of processing chambers are connected to transfer chambers 60560 and 60561. The processing chamber includes a load chamber 60562 for supplying a substrate, an unload chamber 60563 for recovering the substrate, a heat processing chamber 60568, a plasma processing chamber 60572, a film formation processing chamber 60569 to 60575 for depositing an EL material, and an EL element. One electrode includes a deposition treatment chamber 60576 in which aluminum or a conductive film containing aluminum as a main component is formed. In addition, gate valves 60577a to 60577m are provided between the transfer chamber and each processing chamber, and the pressure in each processing chamber can be independently controlled to prevent cross-contamination between the processing chambers.

ロード室60562から搬送室60560に導入された基板は、回転自在に設けられたアーム方式の搬送手段60566により、所定の処理室へ搬入される。また、基板は搬送手段60566により、ある処理室から他の処理室へ搬送される。搬送室60560と搬送室60561とは成膜処理室60570で連結され、ここで搬送手段60566と搬送手段60567により基板の受け渡しが行う。   The substrate introduced into the transfer chamber 60560 from the load chamber 60562 is carried into a predetermined processing chamber by an arm-type transfer means 60566 that is rotatably provided. Further, the substrate is transported from one processing chamber to another processing chamber by the transporting means 60566. The transfer chamber 60560 and the transfer chamber 60561 are connected to each other through a film formation treatment chamber 60570, and the substrate is transferred by the transfer unit 60566 and the transfer unit 60567.

搬送室60560及び搬送室60561に連結する各処理室は減圧状態に保持されてい
る。従って、この蒸着装置では、基板は大気に触れることなく連続してEL層の成膜処理が行われる。EL層の成膜処理が終わった表示パネルは、水蒸気などにより劣化する場合があるので、この蒸着装置では、品質を保持するために大気に触れさせる前に封止処理を行うための封止処理室60565が搬送室60561に連結されている。封止処理室60565は大気圧若しくはそれに近い減圧下におかれているので、搬送室60561と封止処理室60565の間にも中間処理室60564が備えられている。中間処理室60564は基板の受け渡しと、室間の圧力を緩衝するために設けられている。
Each processing chamber connected to the transfer chamber 60560 and the transfer chamber 60561 is kept in a reduced pressure state. Therefore, in this vapor deposition apparatus, the substrate is continuously subjected to film formation of the EL layer without being exposed to the atmosphere. Since the display panel after the EL layer deposition process may be deteriorated by water vapor or the like, in this vapor deposition apparatus, a sealing process for performing a sealing process before exposure to the atmosphere in order to maintain the quality. A chamber 60565 is connected to the transfer chamber 60561. Since the sealing treatment chamber 60565 is placed under atmospheric pressure or a reduced pressure close thereto, an intermediate treatment chamber 60564 is also provided between the transfer chamber 60561 and the sealing treatment chamber 60565. The intermediate processing chamber 60564 is provided for transferring the substrate and buffering the pressure between the chambers.

ロード室、アンロード室、搬送室及び成膜処理室には室内を減圧に保持するための排気手段が備えられている。排気手段としては、ドライポンプ、ターボ分子ポンプ、拡散ポンプなど各種の真空ポンプを用いることができる。   The load chamber, the unload chamber, the transfer chamber, and the film forming chamber are provided with exhaust means for maintaining the chamber at a reduced pressure. As the exhaust means, various vacuum pumps such as a dry pump, a turbo molecular pump, and a diffusion pump can be used.

図96の蒸着装置において、搬送室60560及び搬送室60561に連結される処理室の数やその構成は、EL素子の積層構造に応じて適宜組み合わせることができる。以下に、その組み合わせの一例を示す。   In the vapor deposition apparatus in FIG. 96, the number of treatment chambers connected to the transfer chamber 60560 and the transfer chamber 60561 and the structure thereof can be combined as appropriate depending on the stacked structure of the EL elements. An example of the combination is shown below.

加熱処理室60568は、最初に下部電極や絶縁隔壁等が形成された基板を加熱して脱ガス処理を行う。プラズマ処理室60572は、下地電極表面を希ガスや酸素プラズマ処理を行う。このプラズマ処理は、表面を清浄化、表面状態の安定化、表面の物理的若しくは化学的状態(例えば、仕事関数など)を安定化させるために行う。   In the heat treatment chamber 60568, degassing treatment is performed by first heating the substrate on which the lower electrode, the insulating partition wall, and the like are formed. The plasma treatment chamber 60572 performs rare gas or oxygen plasma treatment on the surface of the base electrode. This plasma treatment is performed to clean the surface, stabilize the surface state, and stabilize the physical or chemical state (eg, work function) of the surface.

成膜処理室60569は、EL素子の一方の電極と接触する電極バッファ層を形成する処理室である。電極バッファ層はキャリア注入性(正孔注入若しくは電子注入)があり、EL素子の短絡や暗点欠陥の発生を抑制する層である。代表的には、電極バッファ層は、有機無機混合材料であって、抵抗率が5×104〜1×106Ωcmであり、30〜300nmの厚さに形成される。また、成膜室60571は正孔輸送層を成膜する処理室である。   The film formation treatment chamber 60569 is a treatment chamber for forming an electrode buffer layer in contact with one electrode of the EL element. The electrode buffer layer has carrier injection properties (hole injection or electron injection), and is a layer that suppresses the occurrence of short circuits and dark spot defects in EL elements. Typically, the electrode buffer layer is an organic / inorganic mixed material having a resistivity of 5 × 10 4 to 1 × 10 6 Ωcm and a thickness of 30 to 300 nm. A film formation chamber 60571 is a treatment chamber for forming a hole transport layer.

EL素子における発光層は、単色発光をする場合と白色発光をする場合とで、その構成が異なる。蒸着装置において成膜処理室もそれに応じて配置することが好ましい。例えば、表示パネルに発光色が異なる三種類のEL素子を形成する場合には、各発光色に対応した発光層を成膜する必要がある。この場合、成膜処理室60570を第1の発光層の成膜用として、成膜処理室60573を第2の発光層の成膜用として、成膜処理室60574を第3の発光層の成膜用として用いることができる。発光層ごとに成膜処理室を分けることで、異なる発光材料による相互汚染を防止することが出来、成膜処理のスループットを向上させることが出来る。   The structure of the light emitting layer in the EL element differs depending on whether the light emission is monochromatic or white. In the vapor deposition apparatus, it is preferable to arrange the film forming treatment chamber accordingly. For example, when three types of EL elements having different emission colors are formed on the display panel, it is necessary to form a light emitting layer corresponding to each emission color. In this case, the film formation chamber 60570 is used for forming the first light-emitting layer, the film formation chamber 60573 is used for forming the second light-emitting layer, and the film formation chamber 60574 is used for forming the third light-emitting layer. It can be used for membranes. By separating the film formation chamber for each light emitting layer, mutual contamination by different light emitting materials can be prevented, and the throughput of the film formation process can be improved.

また、成膜処理室60570、成膜処理室60573、成膜処理室60574のそれそれで、発光色が異なる三種類のEL材料を順次蒸着しても良い。この場合、シャドーマスクを使い、蒸着する領域に応じて当該マスクをずらして蒸着を行うことになる。   Alternatively, three types of EL materials having different emission colors may be sequentially deposited in the film formation chamber 60570, the film formation chamber 60573, and the film formation chamber 60574. In this case, a shadow mask is used, and vapor deposition is performed by shifting the mask in accordance with the region to be vapor deposited.

白色発光するEL素子を形成する場合には、異なる発光色の発光層を縦積みにして形成する。その場合にも、素子基板が成膜処理室を順次移動して、発光層ごとに成膜することができる。また、同じ成膜処理室で異なる発光層を連続して成膜することもできる。   In the case of forming an EL element that emits white light, light emitting layers having different light emission colors are stacked vertically. Also in that case, the element substrate can be sequentially moved through the film formation chamber to form a film for each light emitting layer. In addition, different light emitting layers can be successively formed in the same film formation chamber.

成膜処理室60576では、EL層の上に電極を成膜する。電極の形成は、電子ビーム蒸着法やスパッタリング法を適用することもできるが、好ましくは抵抗加熱蒸着法を用いることが好ましい。   In the deposition treatment chamber 60576, an electrode is deposited over the EL layer. The electrode can be formed by electron beam evaporation or sputtering, but resistance heating evaporation is preferably used.

電極の形成まで終了した素子基板は、中間処理室60564を経て封止処理室6056
5に搬入される。封止処理室60565は、ヘリウム、アルゴン、ネオン、若しくは窒素などの不活性な気体が充填されており、その雰囲気下で素子基板のEL層が形成された側に封止板を貼り付けて封止する。封止された状態において、素子基板と封止板との間には、不活性気体が充填されていても良いし、樹脂材料を充填しておいても良い。封止処理室60565には、シール材を描画するディスペンサーや、素子基板に対向して封止板を固定する固定ステージやアームなどの機械的要素、樹脂材料を充填するディスペンサー若しくはスピンコーターなどが備えられている。
After the formation of the electrodes, the element substrate passes through the intermediate processing chamber 60564 and the sealing processing chamber 6056.
5 is carried in. The sealing treatment chamber 60565 is filled with an inert gas such as helium, argon, neon, or nitrogen, and a sealing plate is attached to the element substrate on the side where the EL layer is formed in the atmosphere. Stop. In a sealed state, an inert gas may be filled between the element substrate and the sealing plate, or a resin material may be filled. The sealing processing chamber 60565 includes a dispenser for drawing a sealing material, a mechanical element such as a fixed stage and an arm for fixing a sealing plate facing the element substrate, a dispenser for filling a resin material, a spin coater, and the like. It has been.

図97は、成膜処理室の内部構成を示す。成膜処理室は減圧下に保たれていて、図97では天板60691と底板60692で挟まれる内側が室内であり、減圧状態に保たれる室内を示している。   FIG. 97 shows the internal configuration of the film forming chamber. The film formation chamber is kept under reduced pressure. In FIG. 97, the inside between the top plate 60691 and the bottom plate 60692 is a room, and the room is kept under a reduced pressure.

処理室内には、一つ又は複数個の蒸発源が備えられている。組成の異なる複数の層を成膜する場合や、異なる材料を共蒸着する場合は、複数個の蒸発源を設けることが好ましいからである。図97では、蒸発源60681a、60681b、60681cが蒸発源ホルダ60680に装着されている。蒸発源ホルダ60680は多関節アーム60683によって保持されている。多関節アーム60683は関節の伸縮によって、蒸発源ホルダ60680の位置をその可動範囲内で自在に移動可能としている。また、蒸発源ホルダ60680に距離センサー60682を設け、蒸発源60681a〜60681cと基板60689との間隔をモニターして、蒸着時における最適な間隔を制御しても良い。その場合には、多関節アームに上下方向(Z方向)にも変位する多関節アームとしても良い。   One or a plurality of evaporation sources are provided in the processing chamber. This is because it is preferable to provide a plurality of evaporation sources when a plurality of layers having different compositions are formed or when different materials are co-evaporated. In FIG. 97, the evaporation sources 60681a, 60681b, and 60681c are attached to the evaporation source holder 60680. The evaporation source holder 60680 is held by an articulated arm 60683. The articulated arm 60683 can move the position of the evaporation source holder 60680 freely within the movable range by expansion and contraction of the joint. Further, a distance sensor 60682 may be provided in the evaporation source holder 60680, and the distance between the evaporation sources 60681a to 60681c and the substrate 60689 may be monitored to control the optimum distance during vapor deposition. In that case, it is good also as an articulated arm which displaces to an articulated arm also in the up-down direction (Z direction).

基板ステージ60686と基板チャック60687は一対となって基板60689を固定する。基板ステージ60686はヒータを内蔵させて基板60689を加熱できるように構成しても良い。基板60689は、基板チャック60687の禁緩により、基板ステージ60686に固定されまた搬出入される。蒸着に際しては、必要に応じて蒸着するパターンに対応して開口部を備えたシャドーマスク60690を用いることもできる。その場合、シャドーマスク60690は、基板60689と蒸発源60681a〜60681cの間に配置されるようにする。シャドーマスク60690はマスクチャック60688により、基板60689と密着若しくは一定の間隔を持って固定される。シャドーマスク60690のアライメントが必要な場合には、処理室内にカメラを配置し、マスクチャック60688にX−Y−θ方向に微動する位置決め手段を備えることで、その位置合わせを行う。   The substrate stage 60686 and the substrate chuck 60687 are paired to fix the substrate 60689. The substrate stage 60686 may be configured to heat the substrate 60689 by incorporating a heater. The substrate 60689 is fixed to the substrate stage 60686 and carried in / out by the forcible relaxation of the substrate chuck 60687. In vapor deposition, a shadow mask 60690 having an opening corresponding to a vapor deposition pattern can be used as necessary. In that case, the shadow mask 60690 is arranged between the substrate 60689 and the evaporation sources 60681a to 60681c. The shadow mask 60690 is fixed to the substrate 60689 with a mask chuck 60688 in close contact with or at a constant interval. When the shadow mask 60690 needs to be aligned, the camera is arranged in the processing chamber, and the mask chuck 60688 is provided with positioning means that finely moves in the XY-θ direction, thereby aligning the shadow mask 60690.

蒸発源60681には、蒸着材料を蒸発源に連続して供給する蒸着材料供給手段が付加されている。蒸着材料供給手段は、蒸発源60681と離れた位置に配置される蒸着材料供給源60685a、60685b、60685cと、その両者の間を繋ぐ材料供給管60684を有している。典型的には、材料供給源60685a、60685b、60685cは蒸発源60681に対応して設けられている。図97の場合は、材料供給源60685aと606蒸発源81aが対応している。材料供給源60685bと蒸発源60681b、材料供給源60685cと蒸発源60681cについても同様である。   The evaporation source 60681 is provided with a deposition material supply means for continuously supplying the deposition material to the evaporation source. The vapor deposition material supply means includes vapor deposition material supply sources 60685a, 60685b, and 60685c arranged at positions distant from the evaporation source 60681, and a material supply pipe 60684 connecting the two. Typically, the material supply sources 60685a, 60685b, and 60685c are provided corresponding to the evaporation source 60681. In the case of FIG. 97, the material supply source 60685a corresponds to the 606 evaporation source 81a. The same applies to the material supply source 60685b and the evaporation source 60681b, and the material supply source 60685c and the evaporation source 60681c.

蒸着材料の供給方式には、気流搬送方式、エアロゾル方式などが適用できる。気流搬送方式は、蒸着材料の微粉末を気流に乗せて搬送するもので、不活性ガスなどを用いて蒸発源60681に搬送する。エアロゾル方式は、蒸着材料を溶剤中に溶解または分散させた原料液を搬送し、噴霧器によりエアロゾル化し、エアロゾル中の溶媒を気化させながら行う蒸着である。いずれの場合にも、蒸発源60681には加熱手段が設けられ、搬送された蒸着材料を蒸発させて基板60689に成膜する。図97の場合、材料供給管60684は柔軟に曲げることができ、減圧状態下においても変形しない程度の剛性を持った細管で構成されている。   As an evaporation material supply method, an air current conveyance method, an aerosol method, or the like can be applied. In the air current conveyance method, fine powder of vapor deposition material is carried on an air current and is conveyed to the evaporation source 60681 using an inert gas or the like. The aerosol method is vapor deposition performed by conveying a raw material solution in which a vapor deposition material is dissolved or dispersed in a solvent, aerosolizing it with a sprayer, and vaporizing the solvent in the aerosol. In any case, the evaporation source 60681 is provided with a heating unit, and the conveyed vapor deposition material is evaporated to form a film on the substrate 60689. In the case of FIG. 97, the material supply pipe 60684 is formed of a thin tube that can be flexibly bent and has a rigidity that does not deform even under reduced pressure.

気流搬送方式やエアロゾル方式を適用する場合には、成膜処理室内を大気圧若しくはそれ以下であって、好ましくは133Pa〜13300Paの減圧下で成膜を行えば良い。成膜処理室内にはヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノン、若しくは窒素などの不活性気体を充填し、または当該気体を供給しながら(同時に排気しながら)、圧力の調節を行うことができる。また、酸化膜を形成する成膜処理室では、酸素、亜酸化窒素などの気体を導入して酸化雰囲気としておいても良い。また、有機材料を蒸着する成膜処理室内には水素などの気体を導入して還元雰囲気にしておいても良い。   In the case of applying an air current conveyance method or an aerosol method, the film formation may be performed under a reduced pressure of 133 Pa to 13300 Pa in the film formation treatment chamber at atmospheric pressure or lower. The film formation chamber can be filled with an inert gas such as helium, argon, neon, krypton, xenon, or nitrogen, or the pressure can be adjusted while supplying the gas (while exhausting the gas). Further, in the film formation treatment chamber in which an oxide film is formed, a gas such as oxygen or nitrous oxide may be introduced to form an oxidizing atmosphere. Alternatively, a reducing atmosphere may be formed by introducing a gas such as hydrogen into a film formation chamber in which an organic material is deposited.

その他の蒸着材料の供給方法として、材料供給管60684の中にスクリューを設け蒸着材料を蒸発源に向けて連続的に押し出す構成としても良い。   As another vapor deposition material supply method, a screw may be provided in the material supply pipe 60684 to continuously extrude the vapor deposition material toward the evaporation source.

この蒸着装置によれば、大画面の表示パネルであっても、均一性良く、連続して成膜することができる。また、蒸発源に蒸着材料が無くなる度に、その都度蒸着材料を補給する必要がないので、スループットを向上することができる。   According to this vapor deposition apparatus, even a large-screen display panel can be continuously formed with good uniformity. Further, it is not necessary to replenish the vapor deposition material each time the vapor deposition material runs out of the evaporation source, so that the throughput can be improved.

なお、本実施の形態において、様々な図を用いて述べてきたが、各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の図で述べた内容(一部でもよい)に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、これまでに述べた図において、各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Note that in this embodiment mode, description has been made using various drawings. However, the contents (or part of the contents) described in each figure may be different from the contents (or part of the contents) described in another figure. , Application, combination, or replacement can be performed freely. Further, in the drawings described so far, more parts can be formed by combining each part with another part.

同様に、本実施の形態の各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の実施の形態の図で述べた内容(一部でもよい)対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Similarly, the contents (may be a part) described in each drawing of this embodiment are applied, combined, or replaced with the contents (may be a part) described in the figure of another embodiment. Can be done freely. Further, in the drawings of this embodiment mode, more drawings can be formed by combining each portion with a portion of another embodiment.

なお、本実施の形態は、他の実施の形態で述べた内容(一部でもよい)を、具現化した場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。 Note that the present embodiment is an example in which the contents (may be part) described in other embodiments are embodied, an example in which the content is slightly modified, an example in which a part is changed, and an improvement. An example of a case, an example of a case where it is described in detail, an example of a case where it is applied, an example of a related part, and the like are shown. Therefore, the contents described in other embodiments can be freely applied to, combined with, or replaced with this embodiment.

(実施の形態12)
本実施形態においては、表示装置の画素回路及び駆動方法について説明する。
(Embodiment 12)
In this embodiment, a pixel circuit and a driving method of a display device will be described.

まず、本発明に適応可能なデジタル時間階調駆動について説明する。まず、画素への信号書き込み期間(アドレス期間)と発光期間(サステイン期間)とが分離されている場合の駆動方法について、図98(A)を参照して説明する。ここでは、一例として4ビットのデジタル時間階調の場合について説明する。 First, digital time gray scale driving applicable to the present invention will be described. First, a driving method in the case where the signal writing period (address period) to the pixel and the light emission period (sustain period) are separated will be described with reference to FIG. Here, as an example, a case of 4-bit digital time gradation will be described.

なお、1表示領域分の画像を完全に表示するための期間を1フレーム期間という。1フレーム期間は複数のサブフレーム期間を有し、1サブフレーム期間はアドレス期間とサステイン期間とを有する。アドレス期間Ta1〜Ta4は、全行分の画素への信号書き込みにかかかる時間を示し、期間Tb1〜Tb4は一行分の画素(又は一画素分)への信号書き込みにかかる時間を示している。また、サスティン期間Ts1〜Ts4は、画素へ書き込まれたビデオ信号にしたがって点灯又は非点灯状態を維持する時間を示し、その長さの比をTs1:Ts2:Ts3:Ts4=23:22:21:20=8:4:2:1としている。どのサスティン期間で発光するかによって階調を表現している。 Note that a period for completely displaying an image for one display area is referred to as one frame period. One frame period has a plurality of subframe periods, and one subframe period has an address period and a sustain period. The address periods Ta1 to Ta4 indicate the time required for signal writing to pixels for all rows, and the periods Tb1 to Tb4 indicate the time required for signal writing to pixels for one row (or for one pixel). Further, the sustain periods Ts1 to Ts4 indicate the time during which the lighting or non-lighting state is maintained according to the video signal written to the pixels, and the ratio of the lengths is Ts1: Ts2: Ts3: Ts4 = 23: 22: 21: 20 = 8: 4: 2: 1. The gradation is expressed by the sustain period during which light is emitted.

動作について説明する。まず、アドレス期間Ta1において、1行目から順に走査線に画素選択信号が入力され、画素が選択される。そして、画素が選択されているときに、信号線から画素へビデオ信号が入力される。そして、画素にビデオ信号が書き込まれると、画素は再び信号が入力されるまでその信号を保持する。この書き込まれたビデオ信号によってサスティン期間Ts1における各画素の点灯、非点灯が制御される。同様に、アドレス期間Ta2、Ta3、Ta4において画素へビデオ信号が入力され、そのビデオ信号によってサスティン期間Ts2、Ts3、Ts4における各画素の点灯、非点灯が制御される。そして、それぞれのサブフレーム期間において、アドレス期間中は点灯せず、アドレス期間が終了した後、サスティン期間が始まり、点灯させるための信号が書き込まれている画素が点灯する。 The operation will be described. First, in the address period Ta1, pixel selection signals are input to the scanning lines in order from the first row, and pixels are selected. When a pixel is selected, a video signal is input from the signal line to the pixel. When a video signal is written to the pixel, the pixel holds the signal until the signal is input again. Lighting and non-lighting of each pixel in the sustain period Ts1 are controlled by the written video signal. Similarly, video signals are input to the pixels in the address periods Ta2, Ta3, and Ta4, and lighting and non-lighting of each pixel in the sustain periods Ts2, Ts3, and Ts4 are controlled by the video signals. In each subframe period, the pixel is not lit during the address period, and after the address period ends, the sustain period starts, and the pixel in which a signal for lighting is written is lit.

ここで、図98(B)を参照して、i行目の画素行に着目して説明する。まず、アドレス期間Ta1において、1行目から順に走査線に画素選択信号が入力され、アドレス期間Ta1のうち期間Tb1(i)においてi行目の画素が選択される。そして、i行目の画素が選択されているときに、信号線からi行目の画素へビデオ信号が入力される。そして、i行目の画素にビデオ信号が書き込まれると、i行目の画素は再び信号が入力されるまでその信号を保持する。この書き込まれたビデオ信号によってサステイン期間Ts1におけるi行目の画素の点灯、非点灯が制御される。同様に、アドレス期間Ta2、Ta3、Ta4においてi行目の画素へビデオ信号が入力され、そのビデオ信号によってサスティン期間Ts2、Ts3、Ts4におけるi行目の画素の点灯、非点灯が制御される。そして、それぞれのサブフレーム期間において、アドレス期間中は点灯せず、アドレス期間が終了した後、サスティン期間が始まり、点灯させるための信号が書き込まれている画素が点灯する。 Here, the i-th pixel row will be described with reference to FIG. First, in the address period Ta1, pixel selection signals are sequentially input to the scanning lines from the first row, and the i-th row pixel is selected in the address period Ta1 in the period Tb1 (i). Then, when the i-th row pixel is selected, a video signal is input from the signal line to the i-th row pixel. When a video signal is written to the i-th row pixel, the i-th row pixel holds the signal until the signal is input again. Lighting and non-lighting of the i-th row pixel in the sustain period Ts1 are controlled by the written video signal. Similarly, a video signal is input to the i-th row pixel in the address periods Ta2, Ta3, and Ta4, and lighting and non-lighting of the i-th row pixel in the sustain periods Ts2, Ts3, and Ts4 are controlled by the video signal. In each subframe period, the pixel is not lit during the address period, and after the address period ends, the sustain period starts, and the pixel in which a signal for lighting is written is lit.

なお、ここでは4ビット階調を表現する場合について説明したが、ビット数及び階調数はこれに限定されない。また、点灯の順番はTs1、Ts2、Ts3、Ts4である必要はなく、ランダムでもよいし、複数に分割して発光をさせてもよい。また、Ts1、Ts2、Ts3、Ts4の点灯時間は、2のべき乗にする必要はなく、同じ長さの点灯時間にしてもよいし、2のべき乗からすこしだけずらしてもよい。 Although the case where a 4-bit gradation is expressed has been described here, the number of bits and the number of gradations are not limited thereto. Moreover, the order of lighting does not need to be Ts1, Ts2, Ts3, and Ts4, and may be random or may be divided into a plurality of portions to emit light. The lighting times of Ts1, Ts2, Ts3, and Ts4 do not have to be a power of 2, but may be the same lighting time, or may be slightly shifted from the power of 2.

続いて、画素への信号書き込み期間(アドレス期間)と発光期間(サスティン期間)とが分離されていない場合の駆動方法について説明する。つまり、ビデオ信号の書き込み動作が完了した行の画素は、次に画素へ信号の書き込み(又は消去)が行われるまで、信号を保持する。書き込み動作から次にこの画素へ信号の書き込みが行われるまでの期間をデータ保持時間という。そして、このデータ保持時間中は画素に書き込まれたビデオ信号に従って、画素が点灯又は非点灯となる。同じ動作が、最終行まで行われ、アドレス期間が終了する。そして、データ保持時間が終了した行から順に次のサブフレーム期間の信号書き込み動作へ移る。 Next, a driving method in the case where the signal writing period (address period) to the pixel and the light emission period (sustain period) are not separated will be described. That is, the pixel in the row where the video signal writing operation is completed holds the signal until the signal is written (or erased) to the pixel next time. A period from writing operation to next signal writing to this pixel is referred to as data holding time. During this data retention time, the pixel is turned on or off according to the video signal written to the pixel. The same operation is performed up to the last line, and the address period ends. Then, the signal writing operation in the next subframe period is started in order from the row where the data holding time has ended.

このように、信号書き込み動作が完了しデータ保持時間となると、直ちに画素へ書き込まれたビデオ信号に従って画素が点灯又は非点灯となる駆動方法の場合には、データ保持時間をアドレス期間より短くしようとしても、同時に2行に信号を入力できないため、アドレス期間を重ならないようにしなければならないので、データ保持時間を短くすることができない。よって、その結果、高階調表示を行うことが困難になる。 As described above, when the signal writing operation is completed and the data holding time is reached, in the driving method in which the pixel is turned on or off in accordance with the video signal written to the pixel immediately, the data holding time is attempted to be shorter than the address period. However, since signals cannot be input to two rows at the same time, it is necessary to prevent the address periods from overlapping, and therefore the data holding time cannot be shortened. As a result, it becomes difficult to perform high gradation display.

よって、消去期間を設けることによって、アドレス期間より短いデータ保持時間を設定する。消去期間を設けアドレス期間より短いデータ保持時間を設定する場合の駆動方法について図99(A)を用いて説明する。 Therefore, a data holding time shorter than the address period is set by providing an erasing period. A driving method in the case where an erasing period is provided and a data holding time shorter than the address period is set will be described with reference to FIG.

まず、アドレス期間Ta1において、1行目から順に走査線に画素走査信号が入力され、
画素が選択される。そして、画素が選択されているときに、信号線から画素へビデオ信号が入力される。そして、画素にビデオ信号が書き込まれると、画素は再び信号が入力されるまでその信号を保持する。この書き込まれたビデオ信号によってサスティン期間Ts1における各画素の点灯、非点灯が制御される。ビデオ信号の書き込み動作が完了した行においては、直ちに書き込まれたビデオ信号にしたがって、画素が点灯又は非点灯の状態となる。同じ動作が、最終行まで行われ、アドレス期間Ta1が終了する。そして、データ保持時間が終了した行から順に次のサブフレーム期間の信号書き込み動作へ移る。同様に、アドレス期間Ta2、Ta3、Ta4において画素へビデオ信号が入力され、そのビデオ信号によってサスティン期間Ts2、Ts3、Ts4における各画素の点灯、非点灯が制御される。そして、サスティン期間TS4はその終期を消去動作の開始によって設定される。なぜなら、各行の消去時間Teに画素に書き込まれた信号の消去が行われると、次の画素への信号の書き込みが行われるまでは、アドレス期間に画素に書き込まれたビデオ信号に関わらず、強制的に非点灯となるからである。つまり、消去時間Teが始まった行の画素からデータ保持時間が終了する。
First, in the address period Ta1, pixel scanning signals are input to the scanning lines in order from the first row,
A pixel is selected. When a pixel is selected, a video signal is input from the signal line to the pixel. When a video signal is written to the pixel, the pixel holds the signal until the signal is input again. Lighting and non-lighting of each pixel in the sustain period Ts1 are controlled by the written video signal. In the row where the video signal writing operation is completed, the pixels are turned on or off in accordance with the video signal written immediately. The same operation is performed up to the last row, and the address period Ta1 ends. Then, the signal writing operation in the next subframe period is started in order from the row where the data holding time has ended. Similarly, video signals are input to the pixels in the address periods Ta2, Ta3, and Ta4, and lighting and non-lighting of each pixel in the sustain periods Ts2, Ts3, and Ts4 are controlled by the video signals. The end of the sustain period TS4 is set by the start of the erase operation. This is because if the signal written to the pixel is erased at the erase time Te of each row, the signal is forced regardless of the video signal written to the pixel in the address period until the signal is written to the next pixel. This is because the light is not turned on. That is, the data holding time ends from the pixel in the row where the erasing time Te has started.

ここで、図99(B)を参照して、i行目の画素行に着目して説明する。i行目の画素行において、アドレス期間Ta1において、1行目から順に走査線に画素走査信号が入力され、画素が選択される。そして、期間Tb1(i)においてi行目の画素が選択されているときに、i行目の画素にビデオ信号が入力される。そして、i行目の画素にビデオ信号が書き込まれると、i行目の画素は再び信号が入力されるまでその信号を保持する。この書き込まれたビデオ信号によって、サスティン期間Ts1(i)におけるi行目の画素の点灯、非点灯が制御される。つまり、i行目にビデオ信号の書き込み動作が完了したら、直ちに書き込まれたビデオ信号にしたがって、i行目の画素が点灯又は非点灯の状態となる。同様に、アドレス期間Ta2、Ta3、Ta4においてi行目の画素へビデオ信号が入力され、そのビデオ信号によってサスティン期間Ts2、Ts3、Ts4におけるi行目の画素の点灯、非点灯が制御される。そして、サスティン期間Ts4(i)はその終期を消去動作の開始によって設定される。なぜなら、i行目の消去時間Ts(i)にi行目の画素に書き込まれたビデオ信号に関わらず、強制的に非点灯となるからである。つまり、消去時間Te(i)が始まるとi行目の画素のデータ保持時間が終了する。 Here, with reference to FIG. 99B, description will be given focusing on the i-th pixel row. In the i-th pixel row, in the address period Ta1, pixel scanning signals are sequentially input to the scanning lines from the first row, and pixels are selected. Then, when the i-th row pixel is selected in the period Tb1 (i), a video signal is input to the i-th row pixel. When a video signal is written to the i-th row pixel, the i-th row pixel holds the signal until the signal is input again. By the written video signal, lighting and non-lighting of the pixel in the i-th row in the sustain period Ts1 (i) are controlled. That is, when the video signal writing operation is completed in the i-th row, the pixel in the i-th row is turned on or off in accordance with the written video signal. Similarly, a video signal is input to the i-th row pixel in the address periods Ta2, Ta3, and Ta4, and lighting and non-lighting of the i-th row pixel in the sustain periods Ts2, Ts3, and Ts4 are controlled by the video signal. The end of the sustain period Ts4 (i) is set by starting the erase operation. This is because the light is forcibly turned off regardless of the video signal written to the pixel in the i-th row during the erasing time Ts (i) in the i-th row. That is, when the erasing time Te (i) starts, the data holding time of the pixel in the i-th row ends.

よって、アドレス期間とサスティン期間とを分離せずに、アドレス期間より短い高階調且つデューティー比(1フレーム期間中の点灯期間の割合)の高い表示装置を提供することができる。また、瞬間輝度を低くすることが可能であるため表示素子の信頼性の向上を図ることが可能である。 Therefore, a display device with a high gradation and a high duty ratio (ratio of lighting period in one frame period) shorter than the address period can be provided without separating the address period and the sustain period. In addition, since the instantaneous luminance can be reduced, the reliability of the display element can be improved.

なお、ここでは4ビット階調を表現する場合について説明したが、ビット数及び階調数はこれに限定されない。また、点灯の順番はTs1、Ts2、Ts3、Ts4である必要はなく、ランダムでもよいし、複数に分割して発光をしてもよい。また、Ts1、Ts2、Ts3、Ts4の点灯時間は、2のべき乗にする必要はなく、同じ長さの点灯時間にしてもよいし、2のべき乗からすこしだけずらしてもよい。 Although the case where a 4-bit gradation is expressed has been described here, the number of bits and the number of gradations are not limited thereto. Further, the lighting order need not be Ts1, Ts2, Ts3, and Ts4, and may be random or may be divided into a plurality of light emission. The lighting times of Ts1, Ts2, Ts3, and Ts4 do not have to be a power of 2, but may be the same lighting time, or may be slightly shifted from the power of 2.

ここで、図98(A)及び図99(A)で説明したデジタル時間階調駆動を可能な画素構成について図100(A)、(B)、(C)、(D)及び(E)を参照して説明する。なお、図100(A)、(B)、(C)、(D)及び(E)に示す表示素子としては、EL素子(有機EL素子、無機EL素子又は有機物及び無機物を含むEL素子)、電子放出素子、液晶素子、電子インク、グレーティングライトバルブ(GLV)、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、カーボンナノチューブ、など、電気磁気的作用によりコントラストが変化する表示媒体を適応することができる。また、図100(A)、(B)、(C)、(D)及び(E)に示す画素は、表示素子としてEL素子などのような自発光型の素子が適している。なお、図100(A)、(B)、(C)、(D)及び(E)は1画素
のみを図示しているが、表示装置の画素部には行方向と列方向にマトリクス状に複数の画素が配置されている。
Here, FIGS. 100A, 100B, 100C, 100D, and 100E are used for the pixel structure capable of digital time gray scale driving described in FIGS. 98A and 99A. The description will be given with reference. Note that as the display element illustrated in FIGS. 100A, 100B, 100C, 100D, and 100E, an EL element (an organic EL element, an inorganic EL element, or an EL element including an organic substance and an inorganic substance), A display medium whose contrast is changed by an electromagnetic action, such as an electron emitting element, a liquid crystal element, electronic ink, a grating light valve (GLV), a digital micromirror device (DMD), or a carbon nanotube, can be applied. In addition, as the display element, a self-luminous element such as an EL element is suitable for the pixels illustrated in FIGS. 100A, 100B, 100C, 100D, and 100E. Note that FIGS. 100A, 100B, 100C, 100D, and 100E illustrate only one pixel, but the pixel portion of the display device is arranged in a matrix in the row direction and the column direction. A plurality of pixels are arranged.

図100(A)に示す画素は、スイッチング用トランジスタ80301a、駆動用トランジスタ80302a、容量素子80304aを有している。スイッチング用トランジスタ80301aは、ゲート端子が走査線80312aに接続され、第1端子(ソース端子又はドレイン端子)が信号線80311aに接続され、第2端子(ソース端子又はドレイン端子)が駆動用トランジスタ80302aのゲート端子と接続されている。また、スイッチング用トランジスタ80301aの第2端子は容量素子80304aを介して電源線80313aに接続されている。さらに、駆動用トランジスタ80302aは第1端子が電源線80313aに接続され、第2端子が表示素子80320aの第1の電極に接続されている。表示素子80320aの第2の電極80321aには低電源電位が設定されている。なお、低電源電位とは、電源線80313aに設定される高電源電位を基準にして低電源電位<高電源電位を満たす電位であり、低電源電位としては例えばGND、0Vなどが設定されていても良い。この高電源電位と低電源電位との電位差を表示素子80320aに印加して、表示素子80320aに電流を流して表示素子80320aを発光させるため、高電源電位と低電源電位との電位差が表示素子80320aの順方向しきい値電圧以上となるようにそれぞれの電位を設定する。なお、容量素子80304aは駆動用トランジスタ80302aのゲート容量を代用して省略することも可能である。駆動用トランジスタ80302aのゲート容量については、ソース領域やドレイン領域やLDD領域などとゲート電極とが重なってオーバーラップしているような領域で容量が形成されていてもよいし、チャネル領域とゲート電極との間で容量が形成されていてもよい。 A pixel illustrated in FIG. 100A includes a switching transistor 80301a, a driving transistor 80302a, and a capacitor 80304a. The switching transistor 80301a has a gate terminal connected to the scan line 8031a, a first terminal (source terminal or drain terminal) connected to the signal line 80311a, and a second terminal (source terminal or drain terminal) connected to the driving transistor 80302a. Connected to the gate terminal. The second terminal of the switching transistor 80301a is connected to the power supply line 80313a through the capacitor 80304a. Further, the driving transistor 80302a has a first terminal connected to the power supply line 80313a and a second terminal connected to the first electrode of the display element 80320a. A low power supply potential is set to the second electrode 80321a of the display element 80320a. Note that the low power supply potential is a potential that satisfies the low power supply potential <high power supply potential with reference to the high power supply potential set in the power supply line 80313a. For example, GND, 0V, or the like is set as the low power supply potential. Also good. The potential difference between the high power supply potential and the low power supply potential is applied to the display element 80320a and current is caused to flow through the display element 80320a to cause the display element 80320a to emit light. Each potential is set to be equal to or higher than the forward threshold voltage. Note that the capacitor 80304a can be omitted instead of the gate capacitance of the driving transistor 80302a. With respect to the gate capacitance of the driving transistor 80302a, the capacitance may be formed in a region where the source electrode, the drain region, the LDD region, and the like overlap with the gate electrode, or the channel region and the gate electrode. A capacitance may be formed between the two.

走査線80312aで画素が選択されているとき、つまりスイッチング用トランジスタ80301aがオンになっているときに信号線80311aから画素にビデオ信号が入力される。そして、ビデオ信号に相当する電圧分の電荷が容量素子80304aに蓄積され、容量素子80304aはその電圧を保持する。この電圧は駆動用トランジスタ80302aのゲート端子と第1端子間の電圧であり、駆動用トランジスタ80302aのゲートソース間電圧Vgsに相当する。 When a pixel is selected by the scan line 8031a, that is, when the switching transistor 80301a is turned on, a video signal is input from the signal line 80311a to the pixel. Then, charge for a voltage corresponding to the video signal is accumulated in the capacitor 80304a, and the capacitor 80304a holds the voltage. This voltage is a voltage between the gate terminal and the first terminal of the driving transistor 80302a, and corresponds to the gate-source voltage Vgs of the driving transistor 80302a.

一般に、トランジスタの動作領域は、線形領域と飽和領域とに分けることが出来る。その境目は、ドレインソース間電圧をVds、ゲートソース間電圧をVgs、しきい値電圧をVthとすると、(Vgs−Vth)=Vdsの時になる。(Vgs−Vth)>Vdsの場合は、線形領域であり、Vds、Vgsの大きさによって電流値が決まる。一方、(Vgs−Vth)<Vdsの場合は飽和領域になり、理想的には、Vdsが変化しても、電流値はほとんど変わらない。つまり、Vgsの大きさだけによって電流値が決まる。 In general, the operation region of a transistor can be divided into a linear region and a saturation region. The boundary is when (Vgs−Vth) = Vds, where Vds is the drain-source voltage, Vgs is the gate-source voltage, and Vth is the threshold voltage. When (Vgs−Vth)> Vds, it is a linear region, and the current value is determined by the magnitudes of Vds and Vgs. On the other hand, when (Vgs−Vth) <Vds, a saturation region is reached, and ideally, even if Vds changes, the current value hardly changes. That is, the current value is determined only by the magnitude of Vgs.

ここで、電圧入力電圧駆動方式の場合には、駆動用トランジスタ80302aのゲート端子には、駆動用トランジスタ80302aが十分にオンするか、オフするかの二つの状態となるようなビデオ信号を入力する。つまり、駆動用トランジスタ80302aは線形領域で動作させる。 Here, in the case of the voltage input voltage driving method, a video signal is input to the gate terminal of the driving transistor 80302a so that the driving transistor 80302a is sufficiently turned on or off. . That is, the driving transistor 80302a is operated in a linear region.

よって、駆動用トランジスタ80302aがオンするビデオ信号であるときには、理想的には電源線80313aに設定されている電源電位Vddをそのまま表示素子80320aの第1の電極に設定する。 Therefore, in the case of a video signal for turning on the driving transistor 80302a, ideally, the power supply potential Vdd set to the power supply line 80313a is set as it is to the first electrode of the display element 80320a.

つまり、理想的には表示素子80320aに印加する電圧を一定にし、表示素子80320aから得られる輝度を一定にする。そして、1フレーム期間内に複数のサブフレーム期間を設け、サブフレーム期間毎に画素へのビデオ信号の書き込みを行い、サブフレーム期間毎に画素の点灯又は非点灯を制御し、その点灯しているサブフレーム期間の合計によっ
て、階調を表現する。
That is, ideally, the voltage applied to the display element 80320a is made constant, and the luminance obtained from the display element 80320a is made constant. A plurality of subframe periods are provided within one frame period, video signals are written to the pixels for each subframe period, and lighting or non-lighting of the pixels is controlled for each subframe period. The gradation is expressed by the sum of the subframe periods.

次に、図100(B)の画素構成について説明する。図100(B)に示す画素は、スイッチングトランジスタ80301a、駆動用トランジスタ80302a、整流素子80306a、容量素子80304a、表示素子80320bを有している。スイッチング用トランジスタ80301bは、ゲート端子が第1の走査線80312bに接続され、第1端子(ソース端子又はドレイン端子)が信号線80311bに接続され、第2端子(ソース端子又はドレイン端子)が駆動用トランジスタ80302bのゲート端子と接続されている。さらに、駆動用トランジスタ80302のゲート端子は整流素子80306aを介して第2の走査線80313bに接続されている。また、スイッチング用トランジスタ80301bの第2端子は容量素子80304bを介して電源線80313bに接続されている。さらに、駆動用トランジスタ80302bは第1端子が電源線80313bに接続され、第2端子が表示素子80320bの第1の電極に接続されている。表示素子80320bの第2の電極80321bには低電源電位が設定されている。なお、低電源電位とは、電源線80313bに設定される高電源電位を基準にして低電源電位<高電源電位を満たす電位であり、低電源電位としては例えばGND、0Vなどが設定されていても良い。この高電源電位と低電源電位との電位差を表示素子80320bに印加して、表示素子80320bに電流を流して表示素子80320bを発光させるため、高電源電位と低電源電位との電位差が表示素子80320bの順方向しきい値電圧以上となるようにそれぞれの電位を設定する。なお、容量素子80304bは駆動用トランジスタ80302bのゲート容量を代用して省略することも可能である。駆動用トランジスタ80302bのゲート容量については、ソース領域やドレイン領域やLDD領域などとゲート電極とが重なってオーバーラップしているような領域で容量が形成されていてもよいし、チャネル領域とゲート電極との間で容量が形成されていてもよい。 Next, the pixel structure in FIG. 100B is described. A pixel illustrated in FIG. 100B includes a switching transistor 80301a, a driving transistor 80302a, a rectifier element 80306a, a capacitor element 80304a, and a display element 80320b. The switching transistor 80301b has a gate terminal connected to the first scan line 8031b, a first terminal (source terminal or drain terminal) connected to the signal line 80311b, and a second terminal (source terminal or drain terminal) for driving. It is connected to the gate terminal of the transistor 80302b. Further, the gate terminal of the driving transistor 80302 is connected to the second scanning line 80313b through the rectifying element 80306a. The second terminal of the switching transistor 80301b is connected to the power supply line 80313b through the capacitor 80304b. Further, the driving transistor 80302b has a first terminal connected to the power supply line 80313b and a second terminal connected to the first electrode of the display element 80320b. A low power supply potential is set to the second electrode 80321b of the display element 80320b. Note that the low power supply potential is a potential that satisfies the low power supply potential <the high power supply potential with reference to the high power supply potential set in the power supply line 80313b. For example, GND, 0 V, or the like is set as the low power supply potential. Also good. The potential difference between the high power supply potential and the low power supply potential is applied to the display element 80320b and current is caused to flow through the display element 80320b to cause the display element 80320b to emit light. Each potential is set to be equal to or higher than the forward threshold voltage. Note that the capacitor 80304b can be omitted instead of the gate capacitor of the driving transistor 80302b. As for the gate capacitance of the driving transistor 80302b, the capacitance may be formed in a region where the source region, the drain region, the LDD region, and the like overlap with the gate electrode, or the channel region and the gate electrode. A capacitance may be formed between the two.

本画素構成は、図100(A)の画素に、整流素子80306aと第2の走査線80313bを追加したものである。よって、スイッチング用トランジスタ80301b、駆動用トランジスタ80302b、容量素子80304b、信号線80311b、第1の走査線80312b、電源線80313bは、それぞれスイッチング用トランジスタ80301a、駆動用トランジスタ80302a、容量素子80304a、信号線80311a、走査線80312a、電源線80313aに相当し、書き込みの動作や発光の動作は同様であるためここではその説明を省略する。 This pixel configuration is obtained by adding a rectifying element 80306a and a second scan line 80313b to the pixel in FIG. Therefore, the switching transistor 80301b, the driving transistor 80302b, the capacitor 80304b, the signal line 80311b, the first scan line 8031b, and the power supply line 80313b are respectively the switching transistor 80301a, the driving transistor 80302a, the capacitor 80304a, and the signal line 80311a. , Which correspond to the scanning line 8031a and the power supply line 80313a, and the writing operation and the light emitting operation are the same, and thus the description thereof is omitted here.

消去動作について説明する。消去動作時には、第2の走査線80313bにHレベルの信号を入力する。すると、整流素子80306aに電流が流れ、容量素子80304bによって保持されていた駆動用トランジスタ80302bのゲート電位をある電位に設定することができる。つまり、駆動用トランジスタ80302bのゲート端子の電位を、ある電位に設定し、画素へ書き込まれたビデオ信号に関わらず、駆動用トランジスタ80302bを強制的にオフさせることができる。 The erase operation will be described. At the time of erasing operation, an H level signal is input to the second scan line 80313b. Then, current flows through the rectifying element 80306a, and the gate potential of the driving transistor 80302b held by the capacitor 80304b can be set to a certain potential. That is, the potential of the gate terminal of the driving transistor 80302b can be set to a certain potential, and the driving transistor 80302b can be forcibly turned off regardless of the video signal written to the pixel.

なお、第2の走査線80313bに入力するLレベルの信号は、画素に非点灯となるビデオ信号が書き込まれているときに整流素子80306aに電流が流れないような電位とする。また、第2の走査線80313bに入力するHレベルの信号は、画素に書き込まれたビデオ信号に関わらず、駆動用トランジスタ80302bがオフするような電位をゲート端子に設定することができるような電位とする。 Note that the L-level signal input to the second scan line 80313b has a potential such that no current flows through the rectifier element 80306a when a video signal that is not lit is written to the pixel. Further, an H-level signal input to the second scan line 80313b is a potential at which the gate terminal can be set to a potential at which the driving transistor 80302b is turned off regardless of the video signal written to the pixel. And

なお、整流素子80306aには、ダイオード接続したトランジスタを用いることが可能である。さらに、ダイオード接続したトランジスタの他にも、PN接合やPIN接合のダイオードやショットキー型のダイオードやカーボンナノチューブで形成されたダイオードなどを用いてもよい。ダイオード接続したNチャネル型トランジスタを適用した場合を図
100(C)に示す。ダイオード接続トランジスタ80303cの第1端子(ソース端子又はドレイン端子)を駆動用トランジスタ80302cのゲート端子と接続する。また、ダイオード接続トランジスタ80303cの第2端子(ソース端子又はドレイン端子)をゲート端子と接続するとともに、第2の走査線80313cに接続する。すると、第2の走査線80313cがLレベルのときにはダイオード接続トランジスタ80303cはゲート端子とソース端子が接続されているため電流が流れないが、第2の走査線80313cにHレベルの信号を入力したときにダイオード接続トランジスタ80303cの第2端子はドレイン端子となるためダイオード接続トランジスタ80303cに電流が流れる。よって、ダイオード接続トランジスタ80303cは整流作用を奏する。
Note that a diode-connected transistor can be used for the rectifying element 80306a. In addition to a diode-connected transistor, a PN junction or PIN junction diode, a Schottky diode, a diode formed of carbon nanotubes, or the like may be used. FIG. 100C illustrates the case where a diode-connected N-channel transistor is used. The first terminal (source terminal or drain terminal) of the diode-connected transistor 80303c is connected to the gate terminal of the driving transistor 80302c. In addition, the second terminal (source terminal or drain terminal) of the diode-connected transistor 80303c is connected to the gate terminal and also connected to the second scanning line 80313c. Then, when the second scanning line 80313c is at the L level, no current flows through the diode-connected transistor 80303c because the gate terminal and the source terminal are connected, but when an H level signal is input to the second scanning line 80313c. Since the second terminal of the diode-connected transistor 80303c serves as the drain terminal, a current flows through the diode-connected transistor 80303c. Therefore, the diode-connected transistor 80303c has a rectifying action.

なお、スイッチング用トランジスタ80301c、駆動用トランジスタ80302c、容量素子80304c、信号線80311c、第1の走査線80312c、電源線80313cは、それぞれ図100(A)のスイッチング用トランジスタ80301a、駆動用トランジスタ80302a、容量素子80304a、信号線80311a、走査線80312a、電源線80313aに相当する。また、第2の走査線80312cは、図100(B)の第2の走査線80312dに相当する。 Note that the switching transistor 80301c, the driving transistor 80302c, the capacitor 80304c, the signal line 80311c, the first scan line 8031c, and the power supply line 80313c are respectively the switching transistor 80301a, the driving transistor 80302a, and the capacitor in FIG. It corresponds to the element 80304a, the signal line 80311a, the scanning line 80312a, and the power supply line 80313a. Further, the second scan line 8031c corresponds to the second scan line 8031d in FIG.

また、ダイオード接続したPチャネル型トランジスタを適用した場合は図100(D)に示す。ダイオード接続トランジスタ80303dの第1端子(ソース端子又はドレイン端子)を第2の走査線80313dに接続する。また、ダイオード接続トランジスタ80303dの第2端子(ソース端子又はドレイン端子)をゲート端子と接続するとともに、駆動用トランジスタ80302dのゲート端子と接続する。すると、第2の走査線80313dがLレベルのときにはダイオード接続トランジスタ80303dはゲート端子とソース端子が接続されているため電流が流れないが、第2の走査線80313dにHレベルの信号を入力したときにダイオード接続トランジスタ80303dの第2端子はドレイン端子となるためダイオード接続トランジスタ80303dに電流が流れる。よって、ダイオード接続トランジスタ80303dは整流作用を奏する。 FIG. 100D illustrates the case where a diode-connected P-channel transistor is used. A first terminal (source terminal or drain terminal) of the diode-connected transistor 80303d is connected to the second scanning line 80313d. In addition, the second terminal (source terminal or drain terminal) of the diode-connected transistor 80303d is connected to the gate terminal, and is also connected to the gate terminal of the driving transistor 80302d. Then, when the second scanning line 80313d is at the L level, the diode-connected transistor 80303d is connected to the gate terminal and the source terminal, so that no current flows, but when the H-level signal is input to the second scanning line 80313d. Since the second terminal of the diode-connected transistor 80303d serves as the drain terminal, a current flows through the diode-connected transistor 80303d. Therefore, the diode-connected transistor 80303d has a rectifying action.

なお、スイッチング用トランジスタ80301d、駆動用トランジスタ80302d、容量素子80304d、信号線80311d、第1の走査線80312d、電源線80313dは、それぞれ図100(A)のスイッチング用トランジスタ80301a、駆動用トランジスタ80302a、容量素子80304a、信号線80311a、走査線80312a、電源線80313aに相当する。また、第2の走査線80312dは、図100(B)の第2の走査線80312dに相当する。 Note that the switching transistor 80301d, the driving transistor 80302d, the capacitor 80304d, the signal line 80311d, the first scan line 80312d, and the power supply line 80313d are respectively the switching transistor 80301a, the driving transistor 80302a, and the capacitor in FIG. It corresponds to the element 80304a, the signal line 80311a, the scanning line 80312a, and the power supply line 80313a. The second scanning line 8031d corresponds to the second scanning line 8031d in FIG.

また、画素へ書き込まれた信号を消去させるために消去用トランジスタを設けてもよい。図100(E)に示す画素は、図100(A)の画素に消去用トランジスタ80303eと第2の走査線80312eを追加したものである。よって、スイッチング用トランジスタ80301e、駆動用トランジスタ80302e、容量素子80304e、信号線80311e、第1の走査線80312e、電源線80313eは、それぞれ図100(A)のスイッチング用トランジスタ80301a、駆動用トランジスタ80302a、容量素子80304a、信号線80311a、走査線80312a、電源線80313aに相当し、書き込みの動作や発光の動作は同様であるためここではその説明を省略する。 Further, an erasing transistor may be provided in order to erase a signal written to the pixel. A pixel illustrated in FIG. 100E is obtained by adding an erasing transistor 80303e and a second scan line 8031e to the pixel in FIG. Therefore, the switching transistor 80301e, the driving transistor 80302e, the capacitor 80304e, the signal line 80311e, the first scan line 8031e, and the power supply line 80313e are respectively the switching transistor 80301a, the driving transistor 80302a, and the capacitor in FIG. It corresponds to the element 80304a, the signal line 80311a, the scanning line 80312a, and the power supply line 80313a, and the writing operation and the light emitting operation are the same, and thus the description thereof is omitted here.

消去動作について説明する。消去動作時には、第2の走査線80312eにHレベルの信号を入力する。すると、消去用トランジスタ80303eがオンし、駆動用トランジスタ80302eのゲート端子と第1端子を同電位にすることができる。つまり、駆動用トランジスタ80302eのゲートとソース間電圧を0Vにすることができる。なお、第2の走査線80312eのHレベルの電位は、電源線80313eの電位よりも消去用トランジスタ80303eのしきい値電圧Vth以上高いことが望ましい。こうして、駆動用ト
ランジスタ80302eを強制的にオフさせることができる。
The erase operation will be described. In the erasing operation, an H level signal is input to the second scan line 8031e. Then, the erasing transistor 80303e is turned on, and the gate terminal and the first terminal of the driving transistor 80302e can be set to the same potential. That is, the gate-source voltage of the driving transistor 80302e can be set to 0V. Note that the H-level potential of the second scan line 8031e is preferably higher than the potential of the power supply line 80313e by the threshold voltage Vth of the erasing transistor 80303e. Thus, the driving transistor 80302e can be forcibly turned off.

続いて、本発明に適応可能なしきい値電圧補正型の画素回路及び駆動方法の一例について、図101(A)を参照して説明する。 Next, an example of a threshold voltage correction pixel circuit and a driving method which can be applied to the present invention will be described with reference to FIG.

図101(A)に示す画素は、駆動用トランジスタ80400、第1のスイッチ80401、第2のスイッチ80402、第3のスイッチ80403、第1の容量素子80404、第2の容量素子80405及び表示素子80420を有している。駆動用トランジスタ80400は、ゲート端子が第1の容量素子80404と第1のスイッチ80401とを順に介して信号線80411と接続され、第1端子が電源線80412と接続され、第2端子が第3のスイッチ80403を介して表示素子80420の第1の電極に接続されている。さらに、駆動用トランジスタ80400のゲート端子が第2の容量素子80405を介して電源線80412と接続されている。また、駆動用トランジスタ80400のゲート端子が第2のスイッチ80402を介して駆動用トランジスタ80400の第2端子と接続されている。また、表示素子80420の第2の電極80421には低電源電位が設定されている。なお、低電源電位とは、電源線80412に設定される高電源電位を基準にして低電源電位<高電源電位を満たす電位であり、低電源電位としては例えばGND、0Vなどが設定されていても良い。この高電源電位と低電源電位との電位差を表示素子80420に印加して、表示素子80420に電流を流して表示素子80420を発光させるため、高電源電位と低電源電位との電位差が表示素子80420の順方向しきい値電圧以上となるようにそれぞれの電位を設定する。なお、第2の容量素子80405は駆動用トランジスタ80400のゲート容量を代用して省略することも可能である。駆動用トランジスタ80400のゲート容量については、ソース領域やドレイン領域やLDD領域などとゲート電極とが重なってオーバーラップしているような領域で容量が形成されていてもよいし、チャネル領域とゲート電極との間で容量が形成されていてもよい。なお、第1のスイッチ80401、第2のスイッチ80402、第3のスイッチ80403は、それぞれ第1の走査線80413、第2の走査線80414、第3の走査線80414によってオン・オフが制御される。 A pixel illustrated in FIG. 101A includes a driving transistor 80400, a first switch 80401, a second switch 80402, a third switch 80403, a first capacitor 80404, a second capacitor 80405, and a display element 80420. have. The driving transistor 80400 has a gate terminal connected to the signal line 80411 through the first capacitor 80404 and the first switch 80401 in order, a first terminal connected to the power supply line 80412, and a second terminal connected to the third terminal. The switch 80403 is connected to the first electrode of the display element 80420. Further, the gate terminal of the driving transistor 80400 is connected to the power supply line 80412 through the second capacitor element 80405. Further, the gate terminal of the driving transistor 80400 is connected to the second terminal of the driving transistor 80400 through the second switch 80402. In addition, a low power supply potential is set for the second electrode 80421 of the display element 80420. Note that the low power supply potential is a potential that satisfies the low power supply potential <the high power supply potential with reference to the high power supply potential set in the power supply line 80412. For example, GND, 0V, or the like is set as the low power supply potential. Also good. The potential difference between the high power supply potential and the low power supply potential is applied to the display element 80420 and current is supplied to the display element 80420 to cause the display element 80420 to emit light. Each potential is set to be equal to or higher than the forward threshold voltage. Note that the second capacitor 80405 can be omitted by using the gate capacitor of the driving transistor 80400 instead. As for the gate capacitance of the driving transistor 80400, the capacitance may be formed in a region where the source electrode, the drain region, the LDD region, and the like overlap with the gate electrode, or the channel region and the gate electrode. A capacitance may be formed between the two. Note that the first switch 80401, the second switch 80402, and the third switch 80403 are controlled to be turned on / off by the first scan line 80413, the second scan line 80414, and the third scan line 80414, respectively. .

図101(A)に示す画素の駆動方法は、初期化期間、データ書き込み期間、しきい値取得期間、発光期間に分割することができる。 A driving method of the pixel illustrated in FIG. 101A can be divided into an initialization period, a data writing period, a threshold value acquisition period, and a light emission period.

初期化期間では、第2のスイッチ80402及び第3のスイッチ80403がオンして、駆動用トランジスタ80400のゲート端子の電位が少なくとも電源線80412の電位よりも低くなる。なお、このとき、第1のスイッチ80401は、オンしていてもオフしていてもよい。なお、初期化期間は必ずしも必要ではない。 In the initialization period, the second switch 80402 and the third switch 80403 are turned on, so that the potential of the gate terminal of the driving transistor 80400 is at least lower than the potential of the power supply line 80412. At this time, the first switch 80401 may be turned on or off. Note that the initialization period is not necessarily required.

しきい値取得期間では、第1の走査線80413によって画素が選択される。つまり、第1のスイッチ80401がオンし、信号線80411からある一定電圧が入力される。このとき、第2のスイッチ80402がオンしており、駆動用トランジスタ80400がダイオード接続される。また、第3のスイッチ80403はオフしている。したがって、駆動用トランジスタ80400のゲート端子の電位は、電源線80412の電位から駆動用トランジスタ80400のしきい値電圧を引いた値となる。第1の容量素子80404には駆動用トランジスタ80400のしきい値電圧が保持される。また、第2の容量素子80405には、駆動用トランジスタ80400のゲート端子の電位と信号線80411から入力されている一定電圧との電位差が保持される。 In the threshold acquisition period, a pixel is selected by the first scan line 80413. That is, the first switch 80401 is turned on and a certain voltage is input from the signal line 80411. At this time, the second switch 80402 is on, and the driving transistor 80400 is diode-connected. Further, the third switch 80403 is off. Therefore, the potential of the gate terminal of the driving transistor 80400 is a value obtained by subtracting the threshold voltage of the driving transistor 80400 from the potential of the power supply line 80412. The first capacitor element 80404 holds the threshold voltage of the driving transistor 80400. The second capacitor element 80405 holds a potential difference between the potential of the gate terminal of the driving transistor 80400 and a constant voltage input from the signal line 80411.

データ書き込み期間では、信号線80411からビデオ信号(電圧)が入力される。このとき、第1のスイッチ80401がオンのままであり、第2のスイッチ80402がオフし、第2のスイッチ80402がオフのままである。また、駆動用トランジスタ8040
0のゲート端子は浮遊状態となっている。よって、駆動用トランジスタ80400のゲート端子の電位は、しきい値取得期間において信号線80411入力される一定電圧と、データ書き込み期間において信号線80411入力されるビデオ信号と、の電位差に応じて変化する。例えば、第1の容量素子80404の容量値<<第2の容量素子80405の容量値であれば、データ書き込み期間における駆動用トランジスタ80400のゲート端子の電位は、しきい値取得期間において信号線80411入力される一定電圧とデータ書き込み期間において信号線80411入力されるビデオ信号との電位差を、電源線80412の電位から駆動用トランジスタ80400のしきい値電圧を引いた値に足した値とおおむね等しくなる。つまり、駆動用トランジスタ80400のゲート端子の電位は、駆動トランジスタ80400のしきい値電圧を補正した電位となる。
In the data writing period, a video signal (voltage) is input from the signal line 80411. At this time, the first switch 80401 remains on, the second switch 80402 is turned off, and the second switch 80402 remains off. Further, the driving transistor 8040
The gate terminal of 0 is in a floating state. Therefore, the potential of the gate terminal of the driving transistor 80400 changes in accordance with the potential difference between the constant voltage input to the signal line 80411 in the threshold acquisition period and the video signal input to the signal line 80411 in the data writing period. . For example, if the capacitance value of the first capacitor element 80404 << the capacitance value of the second capacitor element 80405, the potential of the gate terminal of the driving transistor 80400 in the data writing period is the signal line 80411 in the threshold value acquisition period. The potential difference between the input constant voltage and the video signal input to the signal line 80411 in the data writing period is approximately equal to the value obtained by subtracting the threshold voltage of the driving transistor 80400 from the potential of the power supply line 80412. . That is, the potential of the gate terminal of the driving transistor 80400 is a potential obtained by correcting the threshold voltage of the driving transistor 80400.

発光期間では、駆動用トランジスタ80400のゲート端子の電位と電源線80412との電位差(Vgs)に応じた電流が表示素子80420に流れる。このとき、第1のスイッチ80401がオフし、第2のスイッチ80402がオフのままであり、第3のスイッチ80403がオンする。なお、表示素子80420に流れる電流は、駆動用トランジスタ80400のしきい値電圧によらず一定である。 In the light-emitting period, current corresponding to the potential difference (Vgs) between the gate terminal of the driving transistor 80400 and the power supply line 80412 flows to the display element 80420. At this time, the first switch 80401 is turned off, the second switch 80402 is kept off, and the third switch 80403 is turned on. Note that the current flowing through the display element 80420 is constant regardless of the threshold voltage of the driving transistor 80400.

なお、図101(A)に示す画素構成は、図101(A)に限定されない。例えば、図101(A)に示す画素に新たにスイッチ、抵抗素子、容量素子、トランジスタ又は論理回路などを追加してもよい。また、例えば、第2のスイッチ80402をPチャネル型トランジスタ又はNチャネル型トランジスタで構成し、第3のスイッチ80403を第2のスイッチ80402とは別の極性のトランジスタで構成し、第2のスイッチ80402及び第3のスイッチ80403を同じ走査線で制御してもよい。 Note that the pixel structure illustrated in FIG. 101A is not limited to FIG. For example, a switch, a resistor, a capacitor, a transistor, a logic circuit, or the like may be newly added to the pixel illustrated in FIG. For example, the second switch 80402 is a P-channel transistor or an N-channel transistor, the third switch 80403 is a transistor having a polarity different from that of the second switch 80402, and the second switch 80402 The third switch 80403 may be controlled by the same scanning line.

続いて、本発明に適応可能な電流入力型の画素回路及び駆動方法の一例について、図101(B)を参照して説明する。 Next, an example of a current input pixel circuit and a driving method which can be applied to the present invention will be described with reference to FIG.

図101(B)に示す画素は、駆動用トランジスタ80430、第1のスイッチ80431、第2のスイッチ80432、第3のスイッチ80433、容量素子80434及び表示素子80450を有している。駆動用トランジスタ80430は、ゲート端子が第2のスイッチ80432と第1のスイッチ80431とを順に介して信号線80441に接続され、第1端子が電源線80442と接続され、第2端子が第3のスイッチ80433を介して表示素子80450の第1の電極に接続されている。さらに、駆動用トランジスタ80430のゲート端子が容量素子80434を介して電源線80442と接続されている。また、駆動用トランジスタ80430のゲート端子が第2のスイッチ80432を介して駆動用トランジスタ80430の第2端子と接続されている。また、表示素子80450の第2の電極80451には低電源電位が設定されている。なお、低電源電位とは、電源線80442に設定される高電源電位を基準にして低電源電位<高電源電位を満たす電位であり、低電源電位としては例えばGND、0Vなどが設定されていても良い。この高電源電位と低電源電位との電位差を表示素子80450に印加して、表示素子80450に電流を流して表示素子80450を発光させるため、高電源電位と低電源電位との電位差が表示素子80450の順方向しきい値電圧以上となるようにそれぞれの電位を設定する。なお、容量素子80434は駆動用トランジスタ80430のゲート容量を代用して省略することも可能である。駆動用トランジスタ80430のゲート容量については、ソース領域やドレイン領域やLDD領域などとゲート電極とが重なってオーバーラップしているような領域で容量が形成されていてもよいし、チャネル領域とゲート電極との間で容量が形成されていてもよい。なお、第1のスイッチ80431、第2のスイッチ80432、第3のスイッチ80433は、それぞれ第1の走査線80443、第2の走査線80444、第3の走査線80454によってオン・オフが制御される。 A pixel illustrated in FIG. 101B includes a driving transistor 80430, a first switch 80431, a second switch 80432, a third switch 80433, a capacitor 80434, and a display element 80450. The driving transistor 80430 has a gate terminal connected to the signal line 80441 through the second switch 80432 and the first switch 80431 in order, a first terminal connected to the power supply line 80442, and a second terminal connected to the third terminal. It is connected to the first electrode of the display element 80450 through the switch 80433. Further, the gate terminal of the driving transistor 80430 is connected to the power supply line 80442 through the capacitor 80434. The gate terminal of the driving transistor 80430 is connected to the second terminal of the driving transistor 80430 through the second switch 80432. In addition, a low power supply potential is set for the second electrode 80451 of the display element 80450. Note that the low power supply potential is a potential that satisfies the low power supply potential <the high power supply potential with reference to the high power supply potential set in the power supply line 80442. For example, GND, 0V, or the like is set as the low power supply potential. Also good. The potential difference between the high power supply potential and the low power supply potential is applied to the display element 80450 and a current is passed through the display element 80450 to cause the display element 80450 to emit light. Each potential is set to be equal to or higher than the forward threshold voltage. Note that the capacitor 80434 can be omitted by using the gate capacitor of the driving transistor 80430 instead. Regarding the gate capacitance of the driving transistor 80430, the capacitance may be formed in a region where the source electrode, the drain region, the LDD region, and the like overlap with the gate electrode, or the channel region and the gate electrode. A capacitance may be formed between the two. Note that the first switch 80431, the second switch 80432, and the third switch 80433 are controlled to be turned on / off by a first scan line 80443, a second scan line 80444, and a third scan line 80454, respectively. .

図101(B)に示す画素の駆動方法は、データ書き込み期間、発光期間に分割することができる。 The driving method of the pixel illustrated in FIG. 101B can be divided into a data writing period and a light emission period.

データ書き込み期間では、第1の走査線80443によって画素が選択される。つまり、第1のスイッチ80431がオンし、信号線80431からビデオ信号として電流が入力される。このとき、第2のスイッチ80432がオンし、第3のスイッチ80433がオフする。したがって、駆動用トランジスタ80430のゲート端子の電位は、ビデオ信号に応じた電位となる。つまり、容量素子80434には、駆動用トランジスタ80430がビデオ信号と同じ電流を流すような駆動用トランジスタ80430のゲート・ソース間電圧が保持される。 In the data writing period, a pixel is selected by the first scan line 80443. That is, the first switch 80431 is turned on, and a current is input from the signal line 80431 as a video signal. At this time, the second switch 80432 is turned on and the third switch 80433 is turned off. Accordingly, the potential of the gate terminal of the driving transistor 80430 becomes a potential corresponding to the video signal. That is, the capacitor 80434 holds a gate-source voltage of the driving transistor 80430 that causes the driving transistor 80430 to pass the same current as the video signal.

次に、発光期間では、第1のスイッチ80431及び第2のスイッチ80432がオフし、第3のスイッチ80433がオンする。したがって、表示素子80450にはビデオ信号と同じ値の電流が流れる。 Next, in the light emission period, the first switch 80431 and the second switch 80432 are turned off, and the third switch 80433 is turned on. Therefore, a current having the same value as the video signal flows through the display element 80450.

なお、図101(B)に示す画素構成は、図101(B)に限定されない。例えば、図101(B)に示す画素に新たにスイッチ、抵抗素子、容量素子、トランジスタ又は論理回路などを追加してもよい。また、例えば、第1のスイッチ80431をPチャネル型トランジスタ又はNチャネル型トランジスタで構成し、第2のスイッチ80432を第1のスイッチ80431と同じ極性のトランジスタで構成し、第1のスイッチ80431及び第2のスイッチ80432を同じ走査線で制御してもよい。また、第2のスイッチ80432は駆動用トランジスタ80430のゲート端子と信号線80431との間に配置されていてもよい。 Note that the pixel structure illustrated in FIG. 101B is not limited to FIG. For example, a switch, a resistor, a capacitor, a transistor, a logic circuit, or the like may be newly added to the pixel illustrated in FIG. In addition, for example, the first switch 80431 is formed of a P-channel transistor or an N-channel transistor, the second switch 80432 is formed of a transistor having the same polarity as the first switch 80431, and the first switch 80431 and the first switch 80431 Two switches 80432 may be controlled by the same scanning line. The second switch 80432 may be provided between the gate terminal of the driving transistor 80430 and the signal line 80431.

なお、本実施の形態において、様々な図を用いて述べてきたが、各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の図で述べた内容(一部でもよい)に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、これまでに述べた図において、各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Note that in this embodiment mode, description has been made using various drawings. However, the contents (or part of the contents) described in each figure may be different from the contents (or part of the contents) described in another figure. , Application, combination, or replacement can be performed freely. Further, in the drawings described so far, more parts can be formed by combining each part with another part.

同様に、本実施の形態の各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の実施の形態の図で述べた内容(一部でもよい)対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Similarly, the contents (may be a part) described in each drawing of this embodiment are applied, combined, or replaced with the contents (may be a part) described in the figure of another embodiment. Can be done freely. Further, in the drawings of this embodiment mode, more drawings can be formed by combining each portion with a portion of another embodiment.

なお、本実施の形態は、他の実施の形態で述べた内容(一部でもよい)を、具現化した場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。 Note that the present embodiment is an example in which the contents (may be part) described in other embodiments are embodied, an example in which the content is slightly modified, an example in which a part is changed, and an improvement. An example of a case, an example of a case where it is described in detail, an example of a case where it is applied, an example of a related part, and the like are shown. Therefore, the contents described in other embodiments can be freely applied to, combined with, or replaced with this embodiment.

(実施の形態13)
本実施形態においては、本発明を適用できる半導体装置が薄膜トランジスタ(TFT)を素子として有する場合の半導体装置の作製方法について、図面を参照して説明する。
(Embodiment 13)
In this embodiment mode, a method for manufacturing a semiconductor device in the case where the semiconductor device to which the present invention can be applied has a thin film transistor (TFT) as an element will be described with reference to drawings.

図102は、本発明を適用できる半導体装置が有することのできるTFTの構造および製造プロセスの例を示す図である。図102(A)は、本発明を適用できる半導体装置が有することのできるTFTの構造の例を示す図である。また、図102(B)乃至(G)は、本発明を適用できる半導体装置が有することのできるTFTの製造プロセスの例を示す図である。 FIG. 102 is a diagram showing an example of a structure and manufacturing process of a TFT that can be included in a semiconductor device to which the present invention can be applied. FIG. 102A illustrates an example of a structure of a TFT that can be included in a semiconductor device to which the present invention can be applied. 102B to 102G are diagrams illustrating an example of a manufacturing process of a TFT which can be included in a semiconductor device to which the present invention can be applied.

なお、本発明を適用できる半導体装置が有することのできるTFTの構造および製造プロセスは、図102に示すものに限定されず、様々な構造および製造プロセスを用いることができる。 Note that the structure and manufacturing process of a TFT which can be included in a semiconductor device to which the present invention can be applied are not limited to those shown in FIG. 102, and various structures and manufacturing processes can be used.

まず、図102(A)を参照し、本発明を適用できる半導体装置が有することのできるTFTの構造の例について説明する。図102(A)は複数の異なる構造を有するTFTの断面図である。ここで、図102(A)においては、複数の異なる構造を有するTFTを並置して示しているが、これは、発明を適用できる半導体装置が有することのできるTFTの構造を説明するための表現であり、発明を適用できる半導体装置が有することのできるTFTが、実際に図102(A)のように並置されている必要はなく、必要に応じてつくり分けることができる。 First, an example of a structure of a TFT that can be included in a semiconductor device to which the present invention can be applied will be described with reference to FIG. FIG. 102A is a cross-sectional view of a TFT having a plurality of different structures. Here, in FIG. 102A, a plurality of TFTs having different structures are shown side by side, but this is an expression for explaining a structure of a TFT that can be included in a semiconductor device to which the invention can be applied. Therefore, the TFTs that can be included in the semiconductor device to which the invention can be applied do not have to be actually juxtaposed as shown in FIG. 102A, and can be manufactured as needed.

次に、本発明を適用できる半導体装置が有することのできるTFTを構成する各層の特徴について説明する。 Next, characteristics of each layer constituting a TFT that can be included in a semiconductor device to which the present invention can be applied will be described.

基板110111は、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板またはステンレスを含む金属基板等を用いることができる。他にも、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)に代表されるプラスチック又はアクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いることも可能である。可撓性を有する基板を用いることによって、折り曲げが可能である半導体装置を作製することが可能となる。また、可撓性を有す基板であれば、基板の面積及び基板の形状に大きな制限はないため、基板110111として、例えば、1辺が1メートル以上であって、矩形状のものを用いれば、生産性を格段に向上させることができる。このような利点は、円形のシリコン基板を用いる場合と比較すると、大きな優位点である。 As the substrate 110111, a glass substrate such as barium borosilicate glass or alumino borosilicate glass, a quartz substrate, a ceramic substrate, a metal substrate including stainless steel, or the like can be used. In addition, it is also possible to use a substrate made of a flexible synthetic resin such as plastic or acrylic such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), and polyethersulfone (PES). . By using a flexible substrate, a semiconductor device that can be bent can be manufactured. In addition, since there is no great limitation on the area of the substrate and the shape of the substrate as long as the substrate has flexibility, for example, if the substrate 110111 has a rectangular shape with one side being 1 meter or more, , Productivity can be significantly improved. Such an advantage is a great advantage compared to the case of using a circular silicon substrate.

絶縁膜110112は、下地膜として機能する。基板110111からNaなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属が、半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐために設ける。絶縁膜110112としては、酸化珪素(SiOx)、窒化珪素(SiNx)、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y)等の酸素又は窒素を有する絶縁膜の単層構造若しくはこれらの積層構造で設けることができる。例えば、絶縁膜110112を2層構造で設ける場合、1層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を設け、2層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設けるとよい。また、絶縁膜110112を3層構造で設ける場合、1層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設け、2層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を設け、3層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設けるとよい。 The insulating film 110112 functions as a base film. An alkali metal or alkaline earth metal such as Na is provided from the substrate 110111 in order to prevent adverse effects on the characteristics of the semiconductor element. As the insulating film 110112, an insulating film containing oxygen or nitrogen, such as silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiOxNy) (x> y), or silicon nitride oxide (SiNxOy) (x> y) It is possible to provide a single layer structure or a laminated structure thereof. For example, in the case where the insulating film 110112 is provided with a two-layer structure, a silicon nitride oxide film may be provided as a first insulating film and a silicon oxynitride film may be provided as a second insulating film. In the case where the insulating film 110112 is provided with a three-layer structure, a silicon oxynitride film is provided as a first insulating film, a silicon nitride oxide film is provided as a second insulating film, and an oxynitriding film is used as a third insulating film. A silicon film may be provided.

半導体膜110113、110114、110115は、非晶質(アモルファス)半導体またはセミアモルファス半導体(SAS)で形成することができる。あるいは、多結晶半導体膜を用いても良い。SASは、非晶質と結晶構造(単結晶、多結晶を含む)の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第3の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいる。少なくとも膜中の一部の領域には、0.5〜20nmの結晶領域を観測することができ、珪素を主成分とする場合にはラマンスペクトルが520cm−1よりも低波数側にシフトしている。X線回折では珪素結晶格子に由来するとされる(111)、(220)の回折ピークが観測される。未結合手(ダングリングボンド)の終端として水素またはハロゲンを少なくとも1原子%またはそれ以上含ませている。SASは、珪化を含む気体をグロー放電分解(プラズマCVD)して形成する。珪化を含む気体としては、SiH、その他にもSi、SiHCl、SiHCl、SiCl、SiFなどを用いることが可能である。あるいは、Ge
を混合させても良い。この珪化を含む気体をH、または、HとHe、Ar、Kr、Neから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈してもよい。希釈率は2〜1000倍の範囲。圧力は概略0.1Pa〜133Paの範囲、電源周波数は1MHz〜120MHz、好ましくは13MHz〜60MHz。基板加熱温度は300℃以下でよい。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は1×1020cm−1以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は5×1019/cm以下、好ましくは1×1019/cm以下とする。ここでは、公知の手段(スパッタ法、LPCVD法、プラズマCVD法等)を用いてシリコン(Si)を主成分とする材料(例えばSixGe1−x等)で非晶質半導体膜を形成し、当該非晶質半導体膜をレーザ結晶化法、RTA又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法などの公知の結晶化法により結晶化させる。
The semiconductor films 110113, 110114, and 110115 can be formed using an amorphous semiconductor or a semi-amorphous semiconductor (SAS). Alternatively, a polycrystalline semiconductor film may be used. SAS is a semiconductor having an intermediate structure between amorphous and crystalline structures (including single crystal and polycrystal) and having a third state that is stable in terms of free energy and has a short-range order and a lattice. It includes a crystalline region with strain. A crystal region of 0.5 to 20 nm can be observed in at least a part of the film, and when silicon is a main component, the Raman spectrum is shifted to a lower wave number side than 520 cm −1. Yes. In X-ray diffraction, diffraction peaks of (111) and (220) that are derived from the silicon crystal lattice are observed. At least 1 atom% or more of hydrogen or halogen is contained as a terminal of dangling bonds (dangling bonds). The SAS is formed by glow discharge decomposition (plasma CVD) of a gas containing silicidation. As the gas containing silicidation, SiH 4 , Si 2 H 6 , SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3 , SiCl 4 , SiF 4, or the like can be used. Or Ge
F 4 may be mixed. The gas containing silicification may be diluted with H 2 , or H 2 and one or more kinds of rare gas elements selected from He, Ar, Kr, and Ne. The dilution rate is in the range of 2 to 1000 times. The pressure is generally in the range of 0.1 Pa to 133 Pa, and the power supply frequency is 1 MHz to 120 MHz, preferably 13 MHz to 60 MHz. The substrate heating temperature may be 300 ° C. or less. As an impurity element in the film, impurities of atmospheric components such as oxygen, nitrogen, and carbon are desirably 1 × 10 20 cm −1 or less, and in particular, the oxygen concentration is 5 × 10 19 / cm 3 or less, preferably 1 × 10 19 / cm 3 or less. Here, an amorphous semiconductor film is formed using a known material (a sputtering method, an LPCVD method, a plasma CVD method, or the like) with a material (eg, SixGe1-x) containing silicon (Si) as a main component. The crystalline semiconductor film is crystallized by a known crystallization method such as a laser crystallization method, a thermal crystallization method using an RTA or furnace annealing furnace, or a thermal crystallization method using a metal element that promotes crystallization.

絶縁膜110116は、酸化珪素(SiOx)、窒化珪素(SiNx)、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y)等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、若しくはこれらの積層構造で設けることができる。 The insulating film 110116 is an insulating film containing oxygen or nitrogen, such as silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiOxNy) (x> y), or silicon nitride oxide (SiNxOy) (x> y). A single-layer structure or a stacked structure thereof can be used.

ゲート電極110117は、単層の導電膜、または二層、三層の導電膜の積層構造とすることができる。ゲート電極110117の材料としては、公知の導電膜を用いることができる。たとえば、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、クロム(Cr)、シリコン(Si)などの元素の単体膜、または、前記元素の窒化膜(代表的には窒化タンタル膜、窒化タングステン膜、窒化チタン膜)、または、前記元素を組み合わせた合金膜(代表的にはMo−W合金、Mo−Ta合金)、または、前記元素のシリサイド膜(代表的にはタングステンシリサイド膜、チタンシリサイド膜)などを用いることができる。なお、上述した単体膜、窒化膜、合金膜、シリサイド膜などは、単層で用いてもよいし、積層して用いてもよい。 The gate electrode 110117 can have a single-layer conductive film or a stacked structure of two-layer or three-layer conductive films. As a material of the gate electrode 110117, a known conductive film can be used. For example, a simple film of an element such as tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tungsten (W), chromium (Cr), silicon (Si), or a nitride film of the element (typically A tantalum nitride film, a tungsten nitride film, a titanium nitride film), an alloy film combining the above elements (typically, a Mo—W alloy or a Mo—Ta alloy), or a silicide film of the above elements (typically, (Tungsten silicide film, titanium silicide film) or the like can be used. Note that the single film, nitride film, alloy film, silicide film, and the like described above may be used as a single layer or may be stacked.

絶縁膜110118は、公知の手段(スパッタ法やプラズマCVD法等)によって、酸化珪素(SiOx)、窒化珪素(SiNx)、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y)等の酸素または窒素を有する絶縁膜やDLC(ダイヤモンドライクカーボン)等の炭素を含む膜の単層構造、若しくはこれらの積層構造で設けることができる。 The insulating film 110118 is formed by known means (sputtering method, plasma CVD method, or the like) using silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiOxNy) (x> y), silicon nitride oxide (SiNxOy) ( It can be provided in a single layer structure of an insulating film containing oxygen or nitrogen such as x> y) or a film containing carbon such as DLC (diamond-like carbon), or a laminated structure thereof.

絶縁膜110119は、シロキサン樹脂、または、酸化珪素(SiOx)、窒化珪素(SiNx)、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y)等の酸素または窒素を有する絶縁膜やDLC(ダイヤモンドライクカーボン)等の炭素を含む膜、または、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料、からなる単層若しくは積層構造で設けることができる。なお、シロキサン樹脂とは、Si−O−Si結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いることもできる。あるいは、置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。なお、本発明に適応できる半導体装置において、絶縁膜110118を設けずにゲート電極110117を覆うように直接絶縁膜110119を設けることも可能である。 The insulating film 110119 is formed using siloxane resin, oxygen such as silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiOxNy) (x> y), or silicon nitride oxide (SiNxOy) (x> y). A single-layer structure or a multilayer structure made of an insulating film having carbon, a film containing carbon such as DLC (diamond-like carbon), or an organic material such as epoxy, polyimide, polyamide, polyvinylphenol, benzocyclobutene, or acrylic. it can. Note that a siloxane resin corresponds to a resin including a Si—O—Si bond. Siloxane has a skeleton structure formed of a bond of silicon (Si) and oxygen (O). As a substituent, an organic group containing at least hydrogen (for example, an alkyl group or an aromatic hydrocarbon) is used. A fluoro group can also be used as a substituent. Alternatively, an organic group containing at least hydrogen and a fluoro group may be used as a substituent. Note that in the semiconductor device applicable to the present invention, the insulating film 110119 can be provided directly so as to cover the gate electrode 110117 without providing the insulating film 110118.

導電膜110123は、Al、Ni、C、W、Mo、Ti、Pt、Cu、Ta、Au、Mnなどの元素の単体膜、または、前記元素の窒化膜、または、前記元素を組み合わせた合金膜、または、前記元素のシリサイド膜などを用いることができる。例えば、前記元素を複数含む合金として、C及びTiを含有したAl合金、Niを含有したAl合金、C及びNiを含有したAl合金、C及びMnを含有したAl合金等を用いることができる。また
、積層構造で設ける場合、AlをMoまたはTiなどで挟み込んだ構造とすることができる。こうすることで、Alの熱や化学反応に対する耐性を向上することができる。
The conductive film 110123 is a single film of an element such as Al, Ni, C, W, Mo, Ti, Pt, Cu, Ta, Au, or Mn, a nitride film of the element, or an alloy film in which the elements are combined. Alternatively, a silicide film of the above element or the like can be used. For example, as an alloy containing a plurality of the elements, an Al alloy containing C and Ti, an Al alloy containing Ni, an Al alloy containing C and Ni, an Al alloy containing C and Mn, and the like can be used. Further, in the case of providing a stacked structure, a structure in which Al is sandwiched between Mo or Ti can be employed. By carrying out like this, the tolerance with respect to the heat | fever and chemical reaction of Al can be improved.

次に、図102(A)に示した、複数の異なる構造を有するTFTの断面図を参照して、各々の構造の特徴について説明する。 Next, features of each structure will be described with reference to cross-sectional views of TFTs having a plurality of different structures shown in FIG.

110101は、シングルドレインTFTであり、簡便な方法で製造できるため、製造コストが低く、歩留まりを高く製造できる利点がある。ここで、半導体膜110113、110115は、それぞれ不純物の濃度が異なり、半導体膜110113はチャネル領域、半導体膜110115はソース領域およびドレイン領域として用いる。このように、不純物の量を制御することで、半導体膜の抵抗率を制御できる。また、半導体膜と導電膜110123との電気的な接続状態を、オーミック接続に近づけることができる。なお、不純物の量の異なる半導体膜を作り分ける方法としては、ゲート電極110117をマスクとして半導体膜に不純物をドーピングする方法を用いることができる。 Reference numeral 110101 denotes a single drain TFT, which can be manufactured by a simple method, and thus has an advantage that a manufacturing cost is low and a yield is high. Here, the semiconductor films 110113 and 110115 have different impurity concentrations, the semiconductor film 110113 is used as a channel region, and the semiconductor film 110115 is used as a source region and a drain region. Thus, the resistivity of the semiconductor film can be controlled by controlling the amount of impurities. Further, the electrical connection state between the semiconductor film and the conductive film 110123 can be made close to ohmic connection. Note that as a method of separately forming semiconductor films having different amounts of impurities, a method of doping impurities into the semiconductor film using the gate electrode 110117 as a mask can be used.

110102は、ゲート電極110117に一定以上のテーパー角を有するTFTであり、簡便な方法で製造できるため、製造コストが低く、歩留まりを高く製造できる利点がある。ここで、半導体膜110113、110114、110115は、それぞれ不純物濃度が異なり、半導体膜110113はチャネル領域、半導体膜110114は低濃度ドレイン(Lightly Doped Drain:LDD)領域、半導体膜110115はソース領域およびドレイン領域として用いる。このように、不純物の量を制御することで、半導体膜の抵抗率を制御できる。また、半導体膜と導電膜110123との電気的な接続状態を、オーミック接続に近づけることができる。また、LDD領域を有するため、TFT内部に高電界がかかりにくく、ホットキャリアによる素子の劣化を抑制することができる。なお、不純物の量の異なる半導体膜を作り分ける方法としては、ゲート電極110117をマスクとして半導体膜に不純物をドーピングする方法を用いることができる。110102においては、ゲート電極110117が一定以上のテーパー角を有しているため、ゲート電極110117を通過して半導体膜にドーピングされる不純物の濃度に勾配を持たせることができ、簡便にLDD領域を形成することができる。 Reference numeral 110102 denotes a TFT having a taper angle of a certain level or more on the gate electrode 110117, which can be manufactured by a simple method, and thus has an advantage that the manufacturing cost is low and the yield is high. Here, the semiconductor films 110113, 110114, and 110115 have different impurity concentrations, the semiconductor film 110113 is a channel region, the semiconductor film 110114 is a lightly doped drain (LDD) region, and the semiconductor film 110115 is a source region and a drain region. Used as Thus, the resistivity of the semiconductor film can be controlled by controlling the amount of impurities. Further, the electrical connection state between the semiconductor film and the conductive film 110123 can be made close to ohmic connection. In addition, since the LDD region is included, a high electric field is not easily applied to the inside of the TFT, and deterioration of the element due to hot carriers can be suppressed. Note that as a method of separately forming semiconductor films having different amounts of impurities, a method of doping impurities into the semiconductor film using the gate electrode 110117 as a mask can be used. In 110102, since the gate electrode 110117 has a certain taper angle or more, the concentration of the impurity doped into the semiconductor film through the gate electrode 110117 can be given a gradient, and the LDD region can be easily formed. Can be formed.

110103は、ゲート電極110117が少なくとも2層で構成され、下層のゲート電極が上層のゲート電極よりも長い形状を有するTFTである。ゲート電極110117の形状が2層で構成され、下層のゲート電極が上層のゲート電極よりも長い形状であることによって、フォトマスクを追加することなく、LDD領域を形成することができる。なお、110103のように、LDD領域がゲート電極110117と重なっている構造を、特にGOLD構造(Gate Overlapped LDD)と呼ぶ。なお、ゲート電極110117の形状を2層で構成され、下層のゲート電極が上層のゲート電極よりも長い形状とする方法としては、次のような方法を用いてもよい。 Reference numeral 110103 denotes a TFT in which the gate electrode 110117 is composed of at least two layers, and the lower gate electrode is longer than the upper gate electrode. Since the gate electrode 110117 has two layers and the lower gate electrode is longer than the upper gate electrode, an LDD region can be formed without adding a photomask. Note that a structure in which the LDD region overlaps with the gate electrode 110117 like 110103 is particularly referred to as a GOLD structure (Gate Overlapped LDD). Note that the following method may be used as a method of forming the gate electrode 110117 in two layers and forming the lower gate electrode longer than the upper gate electrode.

まず、ゲート電極110117をパターニングする際に、ドライエッチングにより、下層のゲート電極及び上層のゲート電極をエッチングして側面に傾斜(テーパー)のある形状にする。続いて、異方性エッチングにより上層のゲート電極の傾斜を垂直に近くなるように加工する。これにより、断面形状が下層のゲート電極が上層のゲート電極よりも長い形状のゲート電極が形成される。その後、2回、不純物元素をドーピングすることによって、チャネル領域として用いる半導体膜110113、LDD領域として用いる半導体膜110114、ソース電極およびドレイン電極として用いる半導体膜110115が形成される。 First, when the gate electrode 110117 is patterned, the lower gate electrode and the upper gate electrode are etched by dry etching so that the side surfaces are inclined (tapered). Subsequently, the upper-layer gate electrode is processed to be nearly vertical by anisotropic etching. Thereby, a gate electrode whose cross-sectional shape is longer than that of the upper gate electrode is formed. After that, by doping the impurity element twice, a semiconductor film 110113 used as a channel region, a semiconductor film 110114 used as an LDD region, and a semiconductor film 110115 used as a source electrode and a drain electrode are formed.

なお、ゲート電極110117と重なっているLDD領域をLov領域、ゲート電極110117と重なっていないLDD領域をLoff領域と呼ぶことにする。ここで、Lof
f領域はオフ電流値を抑える効果は高いが、ドレイン近傍の電界を緩和してホットキャリアによるオン電流値の劣化を防ぐ効果は低い。一方、Lov領域はドレイン近傍の電界を緩和し、オン電流値の劣化の防止には有効であるが、オフ電流値を抑える効果は低い。よって、種々の回路毎に、求められる特性に応じた構造のTFTを作製することが好ましい。たとえば、本発明に適応できる半導体装置を表示装置として用いる場合、画素TFTは、オフ電流値を抑えるために、Loff領域を有するTFTを用いることが好適である。一方、周辺回路におけるTFTは、ドレイン近傍の電界を緩和し、オン電流値の劣化を防止するために、Lov領域を有するTFTを用いることが好適である。
Note that an LDD region overlapping with the gate electrode 110117 is referred to as a Lov region, and an LDD region not overlapping with the gate electrode 110117 is referred to as a Loff region. Where Lof
The f region has a high effect of suppressing the off-current value, but has a low effect of relaxing the electric field near the drain and preventing the deterioration of the on-current value due to hot carriers. On the other hand, the Lov region relaxes the electric field near the drain and is effective in preventing deterioration of the on-current value, but has a low effect of suppressing the off-current value. Therefore, it is preferable to manufacture a TFT having a structure corresponding to required characteristics for each of various circuits. For example, when a semiconductor device applicable to the present invention is used as a display device, it is preferable to use a TFT having a Loff region as the pixel TFT in order to suppress an off-current value. On the other hand, as the TFT in the peripheral circuit, it is preferable to use a TFT having a Lov region in order to relax the electric field in the vicinity of the drain and prevent deterioration of the on-current value.

110104は、ゲート電極110117の側面に接して、サイドウォール110121を有するTFTである。サイドウォール110121を有することによって、サイドウォール110121と重なる領域をLDD領域とすることができる。 Reference numeral 110104 denotes a TFT having a sidewall 110121 in contact with the side surface of the gate electrode 110117. By including the sidewall 110121, a region overlapping with the sidewall 110121 can be an LDD region.

110105は、半導体膜にマスクを用いてドーピングすることにより、LDD(Loff)領域を形成したTFTである。こうすることにより、確実にLDD領域を形成することができ、TFTのオフ電流値を低減することができる。 Reference numeral 110105 denotes a TFT in which an LDD (Loff) region is formed by doping a semiconductor film using a mask. By so doing, the LDD region can be formed reliably, and the off-current value of the TFT can be reduced.

110106は、半導体膜にマスクを用いてドーピングすることにより、LDD(Lov)領域を形成したTFTである。こうすることにより、確実にLDD領域を形成することができ、TFTのドレイン近傍の電界を緩和し、オン電流値の劣化を低減することができる。 Reference numeral 110106 denotes a TFT in which an LDD (Lov) region is formed by doping a semiconductor film using a mask. By doing so, the LDD region can be formed reliably, the electric field in the vicinity of the drain of the TFT can be relaxed, and the deterioration of the on-current value can be reduced.

次に、図102(B)乃至(G)を参照して、本発明を適用できる半導体装置が有することのできるTFTの製造プロセスの例を説明する。
なお、本発明を適用できる半導体装置が有することのできるTFTの構造および製造プロセスは、図102に示すものに限定されず、様々な構造および製造プロセスを用いることができる。
Next, an example of a manufacturing process of a TFT that can be included in a semiconductor device to which the present invention can be applied will be described with reference to FIGS.
Note that the structure and manufacturing process of a TFT which can be included in a semiconductor device to which the present invention can be applied are not limited to those shown in FIG. 102, and various structures and manufacturing processes can be used.

本実施の形態においては、基板110111の表面に、絶縁膜110112の表面に、半導体膜110113の表面に、110114の表面に、110115の表面に、絶縁膜110116の表面に、絶縁膜110118の表面に、または絶縁膜110119の表面に、プラズマ処理を用いて酸化または窒化を行うことにより、半導体膜または絶縁膜を酸化または窒化することができる。このように、プラズマ処理を用いて半導体膜または絶縁膜を酸化または窒化することによって、当該半導体膜または当該絶縁膜の表面を改質し、CVD法やスパッタ法により形成した絶縁膜と比較してより緻密な絶縁膜を形成することができるため、ピンホール等の欠陥を抑制し半導体装置の特性等を向上させることが可能となる。 In this embodiment, on the surface of the substrate 110111, on the surface of the insulating film 110112, on the surface of the semiconductor film 110113, on the surface of 110114, on the surface of 110115, on the surface of the insulating film 110116, and on the surface of the insulating film 110118 Alternatively, the semiconductor film or the insulating film can be oxidized or nitrided by performing oxidation or nitridation on the surface of the insulating film 110119 using plasma treatment. In this manner, the surface of the semiconductor film or the insulating film is modified by oxidizing or nitriding the semiconductor film or the insulating film using plasma treatment, and compared with an insulating film formed by a CVD method or a sputtering method. Since a denser insulating film can be formed, defects such as pinholes can be suppressed and characteristics and the like of the semiconductor device can be improved.

まず、基板110111の表面をフッ酸(HF)、アルカリまたは純水を用いて洗浄する。基板110111は、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板またはステンレスを含む金属基板等を用いることができる。他にも、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)に代表されるプラスチックや、アクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いることも可能である。なお、ここでは基板110111としてガラス基板を用いる場合を示す。 First, the surface of the substrate 110111 is cleaned using hydrofluoric acid (HF), alkali, or pure water. As the substrate 110111, a glass substrate such as barium borosilicate glass or alumino borosilicate glass, a quartz substrate, a ceramic substrate, a metal substrate including stainless steel, or the like can be used. In addition, it is also possible to use a substrate made of a plastic such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), or polyethersulfone (PES), or a flexible synthetic resin such as acrylic. is there. Note that here, a case where a glass substrate is used as the substrate 110111 is described.

ここで、基板110111の表面にプラズマ処理を行うことで、基板110111の表面を酸化または窒化することによって、基板110111の表面に酸化膜または窒化膜を形成してもよい(図102(B))。表面にプラズマ処理を行うことで形成された酸化膜または窒化膜などの絶縁膜を、以下では、プラズマ処理絶縁膜とも記す。図102(B)に
おいては、絶縁膜131がプラズマ処理絶縁膜である。一般的に、ガラス又はプラスチック等の基板上に薄膜トランジスタ等の半導体素子を設ける場合、ガラス又はプラスチック等に含まれるNaなどの、アルカリ金属又はアルカリ土類金属等の不純物元素が半導体素子に混入して汚染することによって、半導体素子の特性に影響を及ぼす恐れがある。しかし、ガラス又はプラスチック等からなる基板の表面を窒化することにより、基板に含まれるNaなどの、アルカリ金属又はアルカリ土類金属等の不純物元素が半導体素子に混入するのを防止することができる。
Here, an oxide film or a nitride film may be formed on the surface of the substrate 110111 by performing plasma treatment on the surface of the substrate 110111 to oxidize or nitride the surface of the substrate 110111 (FIG. 102B). . Hereinafter, an insulating film such as an oxide film or a nitride film formed by performing plasma processing on the surface is also referred to as a plasma processing insulating film. In FIG. 102B, the insulating film 131 is a plasma processing insulating film. In general, when a semiconductor element such as a thin film transistor is provided on a substrate such as glass or plastic, an impurity element such as alkali metal or alkaline earth metal such as Na contained in glass or plastic is mixed in the semiconductor element. Contamination may affect the characteristics of the semiconductor element. However, by nitriding the surface of a substrate made of glass or plastic, it is possible to prevent an impurity element such as an alkali metal or an alkaline earth metal such as Na contained in the substrate from entering the semiconductor element.

なお、プラズマ処理により表面を酸化する場合には、酸素雰囲気下(例えば、酸素(O)と希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)雰囲気下、または、酸素と水素(H)と希ガス雰囲気下、または、一酸化二窒素と希ガス雰囲気下)でプラズマ処理を行う。一方、プラズマ処理により半導体膜を窒化する場合には、窒素雰囲気下(例えば、窒素(N)と希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)雰囲気下、または、窒素と水素と希ガス雰囲気下、または、NHと希ガス雰囲気下)でプラズマ処理を行う。希ガスとしては、例えばArを用いることができる。あるいは、ArとKrを混合したガスを用いてもよい。そのため、プラズマ処理絶縁膜は、プラズマ処理に用いた希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)を含んでいる。たとえば、Arを用いた場合にはプラズマ処理絶縁膜にArが含まれている。 Note that in the case of oxidizing the surface by plasma treatment, an oxygen atmosphere (eg, oxygen (O 2 ) and a rare gas (including at least one of He, Ne, Ar, Kr, and Xe) atmosphere, or an oxygen And hydrogen (H 2 ) and a rare gas atmosphere or dinitrogen monoxide and a rare gas atmosphere). On the other hand, in the case of nitriding a semiconductor film by plasma treatment, in a nitrogen atmosphere (for example, an atmosphere containing nitrogen (N 2 ) and a rare gas (including at least one of He, Ne, Ar, Kr, and Xe), or Plasma treatment is performed in an atmosphere of nitrogen, hydrogen, and a rare gas, or NH 3 and a rare gas. As the rare gas, for example, Ar can be used. Alternatively, a gas in which Ar and Kr are mixed may be used. Therefore, the plasma processing insulating film includes a rare gas (including at least one of He, Ne, Ar, Kr, and Xe) used for the plasma processing. For example, when Ar is used, Ar is contained in the plasma processing insulating film.

また、プラズマ処理は、上記ガスの雰囲気中において、電子密度が1×1011cm−3以上1×1013cm−3以下であり、プラズマの電子温度が0.5ev以上1.5eV以下で行うことが好適である。プラズマの電子密度が高密度であり、被処理物付近での電子温度が低いため、被処理物に対するプラズマによる損傷を防止することができる。また、プラズマの電子密度が1×1011cm−3以上と高密度であるため、プラズマ処理を用いて、被照射物を酸化または窒化することよって形成される酸化物または窒化膜は、CVD法やスパッタ法等により形成された膜と比較して膜厚等が均一性に優れ、且つ緻密な膜を形成することができる。あるいは、プラズマの電子温度が1eV以下と低いため、従来のプラズマ処理や熱酸化法と比較して低温度で酸化または窒化処理を行うことができる。たとえば、ガラス基板の歪点温度よりも100度以上低い温度でプラズマ処理を行っても十分に酸化または窒化処理を行うことができる。なお、プラズマを形成するための周波数としては、マイクロ波(2.45GHz)等の高周波を用いることができる。なお、以下に特に断らない場合は、プラズマ処理として上記条件を用いて行うものとする。 In addition, the plasma treatment is performed in the above gas atmosphere at an electron density of 1 × 10 11 cm −3 or more and 1 × 10 13 cm −3 or less and an electron temperature of plasma of 0.5 ev or more and 1.5 eV or less. Is preferred. Since the electron density of the plasma is high and the electron temperature in the vicinity of the object to be processed is low, damage to the object to be processed by the plasma can be prevented. In addition, since the electron density of plasma is as high as 1 × 10 11 cm −3 or more, an oxide or a nitride film formed by oxidizing or nitriding an irradiation object using plasma treatment is a CVD method. Compared with a film formed by sputtering or the like, a film having excellent uniformity in film thickness and the like and a dense film can be formed. Alternatively, since the electron temperature of plasma is as low as 1 eV or less, oxidation or nitridation can be performed at a lower temperature than conventional plasma treatment or thermal oxidation. For example, even if the plasma treatment is performed at a temperature that is 100 degrees or more lower than the strain point temperature of the glass substrate, the oxidation or nitridation treatment can be sufficiently performed. Note that a high frequency such as a microwave (2.45 GHz) can be used as a frequency for forming plasma. Note that the plasma treatment is performed using the above conditions unless otherwise specified.

なお、図102(B)においては、基板110111の表面をプラズマ処理することによってプラズマ処理絶縁膜を形成する場合を示しているが、本実施の形態は、基板110111の表面にプラズマ処理絶縁膜を形成しない場合も含む。 Note that FIG. 102B illustrates the case where a plasma treatment insulating film is formed by performing plasma treatment on the surface of the substrate 110111; however, in this embodiment, a plasma treatment insulating film is formed on the surface of the substrate 110111. This includes cases where it is not formed.

なお、図102(C)乃至(G)においては、被処理物の表面をプラズマ処理することによって形成されるプラズマ処理絶縁膜を図示しないが、本実施の形態においては、基板110111、絶縁膜110112、半導体膜110113、110114、110115、絶縁膜110116、絶縁膜110118、または絶縁膜110119の表面に、プラズマ処理を行なうことによって形成されるプラズマ処理絶縁膜が存在する場合も含む。 Note that in FIGS. 102C to 102G, a plasma treatment insulating film formed by performing plasma treatment on the surface of an object to be processed is not illustrated; however, in this embodiment, the substrate 110111 and the insulating film 110112 are not illustrated. In some cases, the surface of the semiconductor films 110113, 110114, 110115, the insulating film 110116, the insulating film 110118, or the insulating film 110119 includes a plasma treatment insulating film formed by performing plasma treatment.

次に、基板110111上に公知の手段(スパッタ法、LPCVD法、プラズマCVD法等)を用いて絶縁膜110112を形成する(図102(C))。絶縁膜110112としては、酸化珪素(SiOx)または酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y)を用いることができる。 Next, an insulating film 110112 is formed over the substrate 110111 by a known means (a sputtering method, an LPCVD method, a plasma CVD method, or the like) (FIG. 102C). As the insulating film 110112, silicon oxide (SiOx) or silicon oxynitride (SiOxNy) (x> y) can be used.

ここで、絶縁膜110112の表面にプラズマ処理を行い、絶縁膜110112を酸化または窒化することによって、絶縁膜110112の表面にプラズマ処理絶縁膜を形成して
もよい。絶縁膜110112の表面を酸化することによって、絶縁膜110112の表面を改質しピンホール等の欠陥の少ない緻密な膜を得ることができる。また、絶縁膜110112の表面を酸化することによって、N原子の含有率が低いプラズマ処理絶縁膜を形成することができるため、プラズマ処理絶縁膜に半導体膜を設けた場合にプラズマ処理絶縁膜と半導体膜界面特性が向上する。また、プラズマ処理絶縁膜は、プラズマ処理に用いた希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)を含んでいる。なお、プラズマ処理は上述した条件下で同様に行うことができる。
Here, the plasma treatment insulating film may be formed on the surface of the insulating film 110112 by performing plasma treatment on the surface of the insulating film 110112 and oxidizing or nitriding the insulating film 110112. By oxidizing the surface of the insulating film 110112, the surface of the insulating film 110112 can be modified to obtain a dense film with few defects such as pinholes. Further, by oxidizing the surface of the insulating film 110112, a plasma processing insulating film with a low N atom content can be formed. Therefore, when a semiconductor film is provided in the plasma processing insulating film, the plasma processing insulating film and the semiconductor The film interface characteristics are improved. The plasma processing insulating film contains a rare gas (including at least one of He, Ne, Ar, Kr, and Xe) used for the plasma processing. Note that the plasma treatment can be similarly performed under the above-described conditions.

次に、絶縁膜110112上に島状の半導体膜110113、110114を形成する(図102(D))。島状の半導体膜110113、110114は、絶縁膜110112上に公知の手段(スパッタ法、LPCVD法、プラズマCVD法等)を用いてシリコン(Si)を主成分とする材料(例えばSiGe1−x等)等を用いて非晶質半導体膜を形成し、当該非晶質半導体膜を結晶化させ、半導体膜を選択的にエッチングすることにより設けることができる。なお、非晶質半導体膜の結晶化は、レーザ結晶化法、RTA又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法またはこれら方法を組み合わせた方法等の公知の結晶化法により行うことができる。なお、ここでは、島状の半導体膜の端部を直角に近い形状(θ=85〜100°)で設ける。あるいは、低濃度ドレイン領域となる半導体膜110114は、マスクを用いて不純物をドーピングすることによって形成されてもよい。 Next, island-shaped semiconductor films 110113 and 110114 are formed over the insulating film 110112 (FIG. 102D). The island-shaped semiconductor films 110113 and 110114 are formed of a material (for example, Si x Ge 1− ) containing silicon (Si) as a main component on the insulating film 110112 using a known means (a sputtering method, an LPCVD method, a plasma CVD method, or the like). x ) or the like is used to form an amorphous semiconductor film, the amorphous semiconductor film is crystallized, and the semiconductor film is selectively etched. The crystallization of the amorphous semiconductor film may be performed by laser crystallization, thermal crystallization using an RTA or furnace annealing furnace, thermal crystallization using a metal element that promotes crystallization, or a combination of these methods. It can carry out by the well-known crystallization method. Note that here, the end portion of the island-shaped semiconductor film is provided in a shape close to a right angle (θ = 85 to 100 °). Alternatively, the semiconductor film 110114 serving as a low-concentration drain region may be formed by doping impurities using a mask.

ここで、半導体膜110113、110114の表面にプラズマ処理を行い、半導体膜110113、110114の表面を酸化または窒化することによって、半導体膜110113、110114の表面にプラズマ処理絶縁膜を形成してもよい。例えば、半導体膜110113、110114としてSiを用いた場合、プラズマ処理絶縁膜として、酸化珪素(SiOx)または窒化珪素(SiNx)が形成される。あるいは、プラズマ処理により半導体膜110113、110114を酸化させた後に、再度プラズマ処理を行うことによって窒化させてもよい。この場合、半導体膜110113、110114に接して酸化珪素(SiOx)が形成され、当該酸化珪素の表面に窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y)が形成される。なお、プラズマ処理により半導体膜を酸化する場合には、酸素雰囲気下(例えば、酸素(O)と希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)雰囲気下、または、酸素と水素(H)と希ガス雰囲気下または一酸化二窒素と希ガス雰囲気下)、でプラズマ処理を行う。一方、プラズマ処理により半導体膜を窒化する場合には、窒素雰囲気下(例えば、窒素(N)と希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)雰囲気下、または、窒素と水素と希ガス雰囲気下またはNHと希ガス雰囲気下)、でプラズマ処理を行う。希ガスとしては、例えばArを用いることができる。また、ArとKrを混合したガスを用いてもよい。そのため、プラズマ処理絶縁膜は、プラズマ処理に用いた希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)を含んでいる。たとえば、Arを用いた場合にはプラズマ処理絶縁膜にArが含まれている。 Here, a plasma treatment insulating film may be formed on the surfaces of the semiconductor films 110113 and 110114 by performing plasma treatment on the surfaces of the semiconductor films 110113 and 110114 and oxidizing or nitriding the surfaces of the semiconductor films 110113 and 110114. For example, when Si is used for the semiconductor films 110113 and 110114, silicon oxide (SiOx) or silicon nitride (SiNx) is formed as the plasma processing insulating film. Alternatively, the semiconductor films 110113 and 110114 may be oxidized by plasma treatment and then nitrided by performing plasma treatment again. In this case, silicon oxide (SiOx) is formed in contact with the semiconductor films 110113 and 110114, and silicon nitride oxide (SiNxOy) (x> y) is formed on the surface of the silicon oxide. Note that in the case where the semiconductor film is oxidized by plasma treatment, in an oxygen atmosphere (for example, an atmosphere of oxygen (O 2 ) and a rare gas (including at least one of He, Ne, Ar, Kr, and Xe), or Plasma treatment is performed with oxygen and hydrogen (H 2 ) in a rare gas atmosphere or dinitrogen monoxide and a rare gas atmosphere. On the other hand, in the case of nitriding a semiconductor film by plasma treatment, in a nitrogen atmosphere (for example, an atmosphere containing nitrogen (N 2 ) and a rare gas (including at least one of He, Ne, Ar, Kr, and Xe), or Plasma treatment is performed under nitrogen, hydrogen, and a rare gas atmosphere or NH 3 and a rare gas atmosphere. As the rare gas, for example, Ar can be used. A gas in which Ar and Kr are mixed may be used. Therefore, the plasma processing insulating film includes a rare gas (including at least one of He, Ne, Ar, Kr, and Xe) used for the plasma processing. For example, when Ar is used, Ar is contained in the plasma processing insulating film.

次に、絶縁膜110116を形成する(図102(E))。絶縁膜110116は、公知の手段(スパッタ法、LPCVD法、プラズマCVD法等)を用いて、酸化珪素(SiOx)、窒化珪素(SiNx)、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y)等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。なお、半導体膜110113、110114の表面をプラズマ処理することにより、半導体膜110113、110114の表面にプラズマ処理絶縁膜を形成した場合には、プラズマ処理絶縁膜を絶縁膜110116として用いることも可能である。 Next, an insulating film 110116 is formed (FIG. 102E). The insulating film 110116 is formed using silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiOxNy) (x> y), oxynitride using a known means (sputtering method, LPCVD method, plasma CVD method, or the like). A single-layer structure of an insulating film containing oxygen or nitrogen such as silicon (SiNxOy) (x> y) or a stacked structure thereof can be used. Note that in the case where a plasma treatment insulating film is formed on the surfaces of the semiconductor films 110113 and 110114 by performing plasma treatment on the surfaces of the semiconductor films 110113 and 110114, the plasma treatment insulating film can be used as the insulating film 110116. .

ここで、絶縁膜110116の表面にプラズマ処理を行い、絶縁膜110116の表面を
酸化または窒化することによって、絶縁膜110116の表面にプラズマ処理絶縁膜を形成してもよい。なお、プラズマ処理絶縁膜は、プラズマ処理に用いた希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)を含んでいる。また、プラズマ処理は上述した条件下で同様に行うことができる。
Here, the plasma treatment insulating film may be formed on the surface of the insulating film 110116 by performing plasma treatment on the surface of the insulating film 110116 and oxidizing or nitriding the surface of the insulating film 110116. Note that the plasma treatment insulating film contains a rare gas (including at least one of He, Ne, Ar, Kr, and Xe) used for the plasma treatment. Further, the plasma treatment can be similarly performed under the above-described conditions.

あるいは、一旦酸素雰囲気下でプラズマ処理を行うことにより絶縁膜110116を酸化させた後に、再度窒素雰囲気下でプラズマ処理を行うことにより窒化させてもよい。このように、絶縁膜110116にプラズマ処理を行い、絶縁膜110116の表面を酸化または窒化することによって、絶縁膜110116の表面を改質し緻密な膜を形成することができる。プラズマ処理を行うことによって得られた絶縁膜は、CVD法やスパッタ法で形成された絶縁膜と比較して緻密でピンホール等の欠陥も少ないため、薄膜トランジスタの特性を向上させることができる。 Alternatively, the insulating film 110116 may be oxidized by performing plasma treatment once in an oxygen atmosphere and then nitrided by performing plasma treatment again in a nitrogen atmosphere. In this manner, by performing plasma treatment on the insulating film 110116 and oxidizing or nitriding the surface of the insulating film 110116, the surface of the insulating film 110116 can be modified and a dense film can be formed. An insulating film obtained by performing plasma treatment is denser and has fewer defects such as pinholes than an insulating film formed by a CVD method or a sputtering method, so that characteristics of the thin film transistor can be improved.

次に、ゲート電極110117を形成する(図102(F))。ゲート電極110117は、公知の手段(スパッタ法、LPCVD法、プラズマCVD法等)を用いて形成することができる。 Next, the gate electrode 110117 is formed (FIG. 102F). The gate electrode 110117 can be formed by a known means (a sputtering method, an LPCVD method, a plasma CVD method, or the like).

110101においては、ゲート電極110117を形成した後に不純物ドーピングを行なうことで、ソース領域およびドレイン領域として用いる半導体膜110115を形成することができる。 In 110101, by performing impurity doping after forming the gate electrode 110117, the semiconductor film 110115 used as a source region and a drain region can be formed.

110102においては、ゲート電極110117を形成した後に不純物ドーピングを行なうことで、LDD領域として用いる110114と、半導体膜ソース領域およびドレイン領域として用いる半導体膜110115を形成することができる。 In 110102, by performing impurity doping after the gate electrode 110117 is formed, a semiconductor film 110115 used as an LDD region and a semiconductor film 110115 used as a semiconductor film source region and a drain region can be formed.

110103においては、ゲート電極110117を形成した後に不純物ドーピングを行なうことで、LDD領域として用いる110114と、半導体膜ソース領域およびドレイン領域として用いる半導体膜110115を形成することができる。 In 110103, impurity doping is performed after the gate electrode 110117 is formed, so that a semiconductor film 110115 used as an LDD region and a semiconductor film 110115 used as a semiconductor film source region and a drain region can be formed.

110104においては、ゲート電極110117の側面にサイドウォール110121を形成した後、不純物ドーピングを行なうことで、LDD領域として用いる110114と、半導体膜ソース領域およびドレイン領域として用いる半導体膜110115を形成することができる。 In 110104, a sidewall 110121 is formed on the side surface of the gate electrode 110117 and then impurity doping is performed, whereby a semiconductor film 110115 used as an LDD region and a semiconductor film 110115 used as a semiconductor film source region and a drain region can be formed. .

なお、サイドウォール110121は、酸化珪素(SiOx)または窒化珪素(SiNx)を用いることができる。サイドウォール110121をゲート電極110117の側面に形成する方法としては、たとえば、ゲート電極110117を形成した後に、酸化珪素(SiOx)または窒化珪素(SiNx)を公知の方法で成膜した後に、異方性エッチングによって酸化珪素(SiOx)または窒化珪素(SiNx)膜をエッチングする方法を用いることができる。こうすることで、ゲート電極110117の側面にのみ酸化珪素(SiOx)または窒化珪素(SiNx)膜を残すことができるので、ゲート電極110117の側面にサイドウォール110121を形成することができる。 Note that the sidewall 110121 can be formed using silicon oxide (SiOx) or silicon nitride (SiNx). As a method of forming the side wall 110121 on the side surface of the gate electrode 110117, for example, after forming the gate electrode 110117, a silicon oxide (SiOx) or silicon nitride (SiNx) film is formed by a known method, and then anisotropic. A method of etching a silicon oxide (SiOx) or silicon nitride (SiNx) film by etching can be used. Thus, a silicon oxide (SiO x) or silicon nitride (SiN x) film can be left only on the side surface of the gate electrode 110117, so that the sidewall 110121 can be formed on the side surface of the gate electrode 110117.

110105においては、ゲート電極110117を覆うようにマスク110122を形成した後、不純物ドーピングを行なうことで、LDD(Loff)領域として用いる110114と、半導体膜ソース領域およびドレイン領域として用いる半導体膜110115を形成することができる。 In 110105, a mask 110122 is formed so as to cover the gate electrode 110117, and then impurity doping is performed to form a semiconductor film 110115 used as an LDD (Loff) region and a semiconductor film 110115 used as a semiconductor film source region and a drain region. be able to.

110106においては、ゲート電極110117を形成した後に不純物ドーピングを行なうことで、LDD(Lov)領域として用いる110114と、半導体膜ソース領域お
よびドレイン領域として用いる半導体膜110115を形成することができる。
In 110106, by performing impurity doping after forming the gate electrode 110117, a semiconductor film 110115 used as an LDD (Lov) region and a semiconductor film 110115 used as a semiconductor film source region and a drain region can be formed.

次に、絶縁膜110118を形成する(図102(G))。絶縁膜110118は、公知の手段(スパッタ法やプラズマCVD法等)により、酸化珪素(SiOx)、窒化珪素(SiNx)、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y)等の酸素または窒素を有する絶縁膜やDLC(ダイヤモンドライクカーボン)等の炭素を含む膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。 Next, an insulating film 110118 is formed (FIG. 102G). The insulating film 110118 is formed by known means (sputtering method, plasma CVD method, or the like) using silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiOxNy) (x> y), silicon nitride oxide (SiNxOy) ( It can be provided with a single layer structure of an insulating film containing oxygen or nitrogen such as x> y) or a film containing carbon such as DLC (diamond-like carbon), or a laminated structure thereof.

ここで、絶縁膜110118の表面にプラズマ処理を行い、絶縁膜110118の表面を酸化または窒化することによって、絶縁膜110118の表面にプラズマ処理絶縁膜を形成してもよい。なお、プラズマ処理絶縁膜は、プラズマ処理に用いた希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)を含んでいる。また、プラズマ処理は上述した条件下で同様に行うことができる。 Here, a plasma treatment insulating film may be formed on the surface of the insulating film 110118 by performing plasma treatment on the surface of the insulating film 110118 and oxidizing or nitriding the surface of the insulating film 110118. Note that the plasma treatment insulating film contains a rare gas (including at least one of He, Ne, Ar, Kr, and Xe) used for the plasma treatment. Further, the plasma treatment can be similarly performed under the above-described conditions.

次に、絶縁膜110119を形成する。絶縁膜110119は、公知の手段(スパッタ法やプラズマCVD法等)により、酸化珪素(SiOx)、窒化珪素(SiNx)、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y)等の酸素または窒素を有する絶縁膜やDLC(ダイヤモンドライクカーボン)等の炭素を含む膜を用いることができる他に、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料やシロキサン樹脂の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。なお、シロキサン樹脂とは、Si−O−Si結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いることもできる。あるいは、置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。また、プラズマ処理絶縁膜には、プラズマ処理に用いた希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)が含まれており、例えばArを用いた場合にはプラズマ処理絶縁膜中にArが含まれている。 Next, an insulating film 110119 is formed. The insulating film 110119 is formed by a known means (sputtering method, plasma CVD method, or the like) using silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiOxNy) (x> y), silicon nitride oxide (SiNxOy) ( In addition to an insulating film having oxygen or nitrogen such as x> y) or a film containing carbon such as DLC (diamond-like carbon), epoxy, polyimide, polyamide, polyvinylphenol, benzocyclobutene, acrylic, etc. A single layer structure of an organic material or a siloxane resin, or a stacked structure thereof can be used. Note that a siloxane resin corresponds to a resin including a Si—O—Si bond. Siloxane has a skeleton structure formed of a bond of silicon (Si) and oxygen (O). As a substituent, an organic group containing at least hydrogen (for example, an alkyl group or an aromatic hydrocarbon) is used. A fluoro group can also be used as a substituent. Alternatively, an organic group containing at least hydrogen and a fluoro group may be used as a substituent. The plasma processing insulating film contains a rare gas (including at least one of He, Ne, Ar, Kr, and Xe) used for the plasma processing. For example, when Ar is used, the plasma processing insulating film is used. Ar is contained in the film.

絶縁膜110119としてポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料やシロキサン樹脂等を用いた場合、絶縁膜110119の表面をプラズマ処理により酸化または窒化することにより、当該絶縁膜の表面を改質することができる。表面を改質することによって、絶縁膜110119の強度が向上し開口部形成時等におけるクラックの発生やエッチング時の膜減り等の物理的ダメージを低減することが可能となる。また、絶縁膜110119の表面が改質されることによって、絶縁膜110119上に導電膜110123を形成する場合に導電膜との密着性が向上する。例えば、絶縁膜110119としてシロキサン樹脂を用いてプラズマ処理を用いて窒化を行った場合、シロキサン樹脂の表面が窒化されることにより窒素または希ガスを含むプラズマ処理絶縁膜が形成され、物理的強度が向上する。 In the case where an organic material such as polyimide, polyamide, polyvinylphenol, benzocyclobutene, or acrylic, or a siloxane resin is used as the insulating film 110119, the surface of the insulating film 110119 is oxidized or nitrided by plasma treatment. Can be modified. By modifying the surface, the strength of the insulating film 110119 is improved, and it is possible to reduce physical damage such as generation of cracks at the time of opening formation and the like and film reduction at the time of etching. In addition, when the surface of the insulating film 110119 is modified, adhesion with the conductive film is improved when the conductive film 110123 is formed over the insulating film 110119. For example, in the case where siloxane resin is used as the insulating film 110119 and nitridation is performed using plasma treatment, the surface of the siloxane resin is nitrided, so that a plasma treatment insulating film containing nitrogen or a rare gas is formed, and the physical strength is increased. improves.

次に、半導体膜110115と電気的に接続された導電膜110123を形成するため、絶縁膜110119、絶縁膜110118、絶縁膜110116にコンタクトホールを形成する。なお、コンタクトホールの形状はテーパー状であってもよい。こうすることで、導電膜110123のカバレッジを向上させることができる。 Next, contact holes are formed in the insulating film 110119, the insulating film 110118, and the insulating film 110116 in order to form the conductive film 110123 electrically connected to the semiconductor film 110115. Note that the shape of the contact hole may be tapered. Thus, the coverage of the conductive film 110123 can be improved.

なお、本実施の形態において、様々な図を用いて述べてきたが、各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の図で述べた内容(一部でもよい)に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、これまでに述べた図において、各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Note that in this embodiment mode, description has been made using various drawings. However, the contents (or part of the contents) described in each figure may be different from the contents (or part of the contents) described in another figure. , Application, combination, or replacement can be performed freely. Further, in the drawings described so far, more parts can be formed by combining each part with another part.

同様に、本実施の形態の各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の実施の形態の図で述べた内容(一部でもよい)対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Similarly, the contents (may be a part) described in each drawing of this embodiment are applied, combined, or replaced with the contents (may be a part) described in the figure of another embodiment. Can be done freely. Further, in the drawings of this embodiment mode, more drawings can be formed by combining each portion with a portion of another embodiment.

なお、本実施の形態は、他の実施の形態で述べた内容(一部でもよい)を、具現化した場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。 Note that the present embodiment is an example in which the contents (may be part) described in other embodiments are embodied, an example in which the content is slightly modified, an example in which a part is changed, and an improvement. An example of a case, an example of a case where it is described in detail, an example of a case where it is applied, an example of a related part, and the like are shown. Therefore, the contents described in other embodiments can be freely applied to, combined with, or replaced with this embodiment.

(実施の形態14)
本実施形態においては、表示装置に適用できる発光素子の詳細な構成について説明する。
(Embodiment 14)
In the present embodiment, a detailed configuration of a light-emitting element that can be applied to a display device will be described.

エレクトロルミネセンスを利用する発光素子は、発光材料が有機化合物であるか、無機化合物であるかによって区別され、一般的に、前者は有機EL素子、後者は無機EL素子と呼ばれている。 A light-emitting element utilizing electroluminescence is distinguished depending on whether the light-emitting material is an organic compound or an inorganic compound. Generally, the former is called an organic EL element and the latter is called an inorganic EL element.

無機EL素子は、その素子構成により、分散型無機EL素子と薄膜型無機EL素子とに分類される。前者は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた電界発光層を有し、後者は、発光材料の薄膜からなる電界発光層を有している点に違いはあるが、高電界で加速された電子を必要とする点では共通である。なお、得られる発光のメカニズムとしては、ドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー−アクセプター再結合型発光と、金属イオンの内殻電子遷移を利用する局在型発光とがある。一般的に、分散型無機ELではドナー−アクセプター再結合型発光、薄膜型無機EL素子では局在型発光である場合が多い。 Inorganic EL elements are classified into a dispersion-type inorganic EL element and a thin-film inorganic EL element depending on the element structure. The former has an electroluminescent layer in which particles of a luminescent material are dispersed in a binder, and the latter has an electroluminescent layer made of a thin film of luminescent material, but is accelerated by a high electric field. This is common in that it requires more electrons. Note that the obtained light emission mechanism includes donor-acceptor recombination light emission using a donor level and an acceptor level, and localized light emission using inner-shell electron transition of a metal ion. In general, the dispersion-type inorganic EL often has donor-acceptor recombination light emission, and the thin-film inorganic EL element often has localized light emission.

本発明に適用できる発光材料は、母体材料と発光中心となる不純物元素とで構成される。含有させる不純物元素を変化させることで、様々な色の発光を得ることができる。発光材料の作製方法としては、固相法や液相法(共沈法)などの様々な方法を用いることができる。あるいは、噴霧熱分解法、複分解法、プレカーサーの熱分解反応による方法、逆ミセル法やこれらの方法と高温焼成を組み合わせた方法、凍結乾燥法などの液相法なども用いることができる。 A light-emitting material that can be applied to the present invention includes a base material and an impurity element serving as a light emission center. By changing the impurity element to be contained, light emission of various colors can be obtained. As a method for manufacturing the light-emitting material, various methods such as a solid phase method and a liquid phase method (coprecipitation method) can be used. Alternatively, a spray pyrolysis method, a metathesis method, a precursor thermal decomposition method, a reverse micelle method, a method combining these methods with high-temperature firing, a liquid phase method such as a freeze-drying method, or the like can also be used.

固相法は、母体材料と、不純物元素又は不純物元素を含む化合物を秤量し、乳鉢で混合、電気炉で加熱、焼成を行い反応させ、母体材料に不純物元素を含有させる方法である。焼成温度は、700〜1500℃が好ましい。温度が低すぎる場合は固相反応が進まず、温度が高すぎる場合は母体材料が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。比較的高温での焼成を必要とするが、簡単な方法であるため、生産性がよく大量生産に適している。 The solid phase method is a method in which a base material and an impurity element or a compound containing the impurity element are weighed, mixed in a mortar, heated and fired in an electric furnace, reacted, and the base material contains the impurity element. The firing temperature is preferably 700 to 1500 ° C. This is because the solid phase reaction does not proceed when the temperature is too low, and the base material is decomposed when the temperature is too high. In addition, although baking may be performed in a powder state, it is preferable to perform baking in a pellet state. Although firing at a relatively high temperature is required, it is a simple method, so it has high productivity and is suitable for mass production.

液相法(共沈法)は、母体材料又は母体材料を含む化合物と、不純物元素又は不純物元素を含む化合物を溶液中で反応させ、乾燥させた後、焼成を行う方法である。発光材料の粒子が均一に分布し、粒径が小さく低い焼成温度でも反応が進むことができる。 The liquid phase method (coprecipitation method) is a method in which a base material or a compound containing the base material and an impurity element or a compound containing the impurity element are reacted in a solution, dried, and then fired. The particles of the luminescent material are uniformly distributed, and the reaction can proceed even at a low firing temperature with a small particle size.

発光材料に用いる母体材料としては、硫化物、酸化物、窒化物を用いることができる。硫化物としては、例えば、硫化亜鉛(ZnS)、硫化カドミウム(CdS)、硫化カルシウム(CaS)、硫化イットリウム(Y)、硫化ガリウム(Ga)、硫化ストロンチウム(SrS)、硫化バリウム(BaS)等を用いることができる。また、酸化物としては、例えば、酸化亜鉛(ZnO)、酸化イットリウム(Y)等を用いるこ
とができる。また、窒化物としては、例えば、窒化アルミニウム(AlN)、窒化ガリウム(GaN)、窒化インジウム(InN)等を用いることができる。さらに、セレン化亜鉛(ZnSe)、テルル化亜鉛(ZnTe)等も用いることができ、硫化カルシウム−ガリウム(CaGa)、硫化ストロンチウム−ガリウム(SrGa)、硫化バリウム−ガリウム(BaGa)、等の3元系の混晶であってもよい。
As a base material used for the light-emitting material, sulfide, oxide, or nitride can be used. Examples of the sulfide include zinc sulfide (ZnS), cadmium sulfide (CdS), calcium sulfide (CaS), yttrium sulfide (Y 2 S 3 ), gallium sulfide (Ga 2 S 3 ), strontium sulfide (SrS), sulfide. Barium (BaS) or the like can be used. As the oxide, for example, zinc oxide (ZnO), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), or the like can be used. As the nitride, for example, aluminum nitride (AlN), gallium nitride (GaN), indium nitride (InN), or the like can be used. Furthermore, zinc selenide (ZnSe), zinc telluride (ZnTe), and the like can also be used, such as calcium sulfide-gallium sulfide (CaGa 2 S 4 ), strontium sulfide-gallium (SrGa 2 S 4 ), barium sulfide-gallium (BaGa). It may be a ternary mixed crystal such as 2 S 4 ).

局在型発光の発光中心として、マンガン(Mn)、銅(Cu)、サマリウム(Sm)、テルビウム(Tb)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、ユーロピウム(Eu)、セリウム(Ce)、プラセオジウム(Pr)などを用いることができる。なお、電荷補償として、フッ素(F)、塩素(Cl)などのハロゲン元素が添加されていてもよい。 As the emission center of localized emission, manganese (Mn), copper (Cu), samarium (Sm), terbium (Tb), erbium (Er), thulium (Tm), europium (Eu), cerium (Ce), praseodymium (Pr) or the like can be used. Note that a halogen element such as fluorine (F) or chlorine (Cl) may be added as charge compensation.

一方、ドナー−アクセプター再結合型発光の発光中心として、ドナー準位を形成する第1の不純物元素及びアクセプター準位を形成する第2の不純物元素を含む発光材料を用いることができる。第1の不純物元素は、例えば、フッ素(F)、塩素(Cl)、アルミニウム(Al)等を用いることができる。第2の不純物元素としては、例えば、銅(Cu)、銀(Ag)等を用いることができる。 On the other hand, a light-emitting material containing a first impurity element that forms a donor level and a second impurity element that forms an acceptor level can be used as the emission center of donor-acceptor recombination light emission. As the first impurity element, for example, fluorine (F), chlorine (Cl), aluminum (Al), or the like can be used. For example, copper (Cu), silver (Ag), or the like can be used as the second impurity element.

ドナー−アクセプター再結合型発光の発光材料を固相法を用いて合成する場合、母体材料と、第1の不純物元素又は第1の不純物元素を含む化合物と、第2の不純物元素又は第2の不純物元素を含む化合物をそれぞれ秤量し、乳鉢で混合した後、電気炉で加熱、焼成を行う。母体材料としては、上述した母体材料を用いることができ、第1の不純物元素又は第1の不純物元素を含む化合物としては、例えば、フッ素(F)、塩素(Cl)、硫化アルミニウム(Al)等を用いることができ、第2の不純物元素又は第2の不純物元素を含む化合物としては、例えば、銅(Cu)、銀(Ag)、硫化銅(CuS)、硫化銀(AgS)等を用いることができる。焼成温度は、700〜1500℃が好ましい。温度が低すぎる場合は固相反応が進まず、温度が高すぎる場合は母体材料が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。 In the case where a light-emitting material for donor-acceptor recombination light emission is synthesized using a solid-phase method, a base material, a first impurity element or a compound containing the first impurity element, a second impurity element, or a second impurity element Each compound containing an impurity element is weighed and mixed in a mortar, and then heated and fired in an electric furnace. As the base material, the above-described base material can be used, and examples of the first impurity element or the compound containing the first impurity element include fluorine (F), chlorine (Cl), and aluminum sulfide (Al 2 S). 3 ) or the like, and examples of the second impurity element or the compound containing the second impurity element include copper (Cu), silver (Ag), copper sulfide (Cu 2 S), and silver sulfide (Ag). 2 S) or the like can be used. The firing temperature is preferably 700 to 1500 ° C. This is because the solid phase reaction does not proceed when the temperature is too low, and the base material is decomposed when the temperature is too high. In addition, although baking may be performed in a powder state, it is preferable to perform baking in a pellet state.

また、固相反応を利用する場合の不純物元素として、第1の不純物元素と第2の不純物元素で構成される化合物を組み合わせて用いてもよい。この場合、不純物元素が拡散されやすく、固相反応が進みやすくなるため、均一な発光材料を得ることができる。さらに、余分な不純物元素が入らないため、純度の高い発光材料が得ることができる。第1の不純物元素と第2の不純物元素で構成される化合物としては、例えば、塩化銅(CuCl)、塩化銀(AgCl)等を用いることができる。 In addition, as an impurity element in the case of using a solid phase reaction, a compound including a first impurity element and a second impurity element may be used in combination. In this case, since the impurity element is easily diffused and the solid-phase reaction easily proceeds, a uniform light emitting material can be obtained. Further, since no extra impurity element is contained, a light-emitting material with high purity can be obtained. As the compound including the first impurity element and the second impurity element, for example, copper chloride (CuCl), silver chloride (AgCl), or the like can be used.

なお、これらの不純物元素の濃度は、母体材料に対して0.01〜10atom%であればよく、好ましくは0.05〜5atom%の範囲である。 Note that the concentration of these impurity elements may be 0.01 to 10 atom% with respect to the base material, and is preferably in the range of 0.05 to 5 atom%.

薄膜型無機ELの場合、電界発光層は、上記発光材料を含む層であり、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着(EB蒸着)法等の真空蒸着法、スパッタリング法等の物理気相成長法(PVD)、有機金属CVD法、ハイドライド輸送減圧CVD法等の化学気相成長法(CVD)、原子エピタキシ法(ALE)等を用いて形成することができる。 In the case of a thin-film inorganic EL, the electroluminescent layer is a layer containing the above-described luminescent material, and is a physical vapor deposition method such as a resistance heating vapor deposition method, a vacuum vapor deposition method such as an electron beam vapor deposition (EB vapor deposition) method, a sputtering method, PVD), metal organic chemical vapor deposition (CVD), chemical vapor deposition (CVD) such as hydride transport low pressure CVD, atomic epitaxy (ALE), or the like.

図103(A)乃至(C)に発光素子として用いることのできる薄膜型無機EL素子の一例を示す。図103(A)乃至(C)において、発光素子は、第1の電極層120100、電界発光層120102、第2の電極層120103を含む。 FIGS. 103A to 103C illustrate an example of a thin-film inorganic EL element that can be used as a light-emitting element. 103A to 103C, the light-emitting element includes a first electrode layer 120100, an electroluminescent layer 120102, and a second electrode layer 120103.

図103(B)及び図103(C)に示す発光素子は、図103(A)の発光素子において、電極層と電界発光層間に絶縁層を設ける構造である。図103(B)に示す発光素子
は、第1の電極層120100と電界発光層120102との間に絶縁層120104を有し、図103(C)に示す発光素子は、第1の電極層120100と電界発光層120102との間に絶縁層120105、第2の電極層120103と電界発光層120102との間に絶縁層120106とを有している。このように絶縁層は電界発光層を挟持する一対の電極層のうち一方の間にのみ設けてもよいし、両方の間に設けてもよい。また、絶縁層は単層でもよいし複数層を有する積層でもよい。
A light-emitting element illustrated in FIGS. 103B and 103C has a structure in which an insulating layer is provided between the electrode layer and the electroluminescent layer in the light-emitting element in FIG. 103A. A light-emitting element illustrated in FIG. 103B includes an insulating layer 120104 between the first electrode layer 120100 and the electroluminescent layer 120102, and the light-emitting element illustrated in FIG. 103C includes the first electrode layer 120100. And an electroluminescent layer 120102, and an insulating layer 120105 is provided between the second electrode layer 120103 and the electroluminescent layer 120102. Thus, the insulating layer may be provided only between one of the pair of electrode layers sandwiching the electroluminescent layer, or may be provided between both. The insulating layer may be a single layer or a stacked layer including a plurality of layers.

なお、図103(B)では第1の電極層120100に接するように絶縁層120104が設けられているが、絶縁層と電界発光層の順番を逆にして、第2の電極層120103に接するように絶縁層120104を設けてもよい。 Note that in FIG 103B, the insulating layer 120104 is provided so as to be in contact with the first electrode layer 120100; however, the order of the insulating layer and the electroluminescent layer is reversed so as to be in contact with the second electrode layer 120103. An insulating layer 120104 may be provided.

分散型無機ELの場合、粒子状の発光材料をバインダ中に分散させ膜状の電界発光層を形成する。粒子状に加工する。発光材料の作製方法によって、十分に所望の大きさの粒子が得られない場合は、乳鉢等で粉砕などによって粒子状に加工すればよい。バインダとは、粒状の発光材料を分散した状態で固定し、電界発光層としての形状に保持するための物質である。発光材料は、バインダによって電界発光層中に均一に分散し固定される。 In the case of a dispersion-type inorganic EL, a particulate luminescent material is dispersed in a binder to form a film-like electroluminescent layer. Process into particles. When particles having a desired size cannot be obtained sufficiently by the method for manufacturing a light emitting material, the particles may be processed into particles by pulverization or the like in a mortar or the like. A binder is a substance for fixing a granular light emitting material in a dispersed state and maintaining the shape as an electroluminescent layer. The light emitting material is uniformly dispersed and fixed in the electroluminescent layer by the binder.

分散型無機ELの場合、電界発光層の形成方法は、選択的に電界発光層を形成できる液滴吐出法や、印刷法(スクリーン印刷やオフセット印刷など)、スピンコート法などの塗布法、ディッピング法、ディスペンサー法などを用いることもできる。膜厚は特に限定されることはないが、好ましくは、10〜1000nmの範囲である。また、発光材料及びバインダを含む電界発光層において、発光材料の割合は50wt%以上80wt%以下とするよい。 In the case of the dispersion type inorganic EL, the electroluminescent layer can be formed by a droplet discharge method capable of selectively forming an electroluminescent layer, a printing method (screen printing, offset printing, etc.), a coating method such as a spin coating method, dipping, etc. The method, the dispenser method, etc. can also be used. The film thickness is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 1000 nm. In the electroluminescent layer including the light emitting material and the binder, the ratio of the light emitting material may be 50 wt% or more and 80 wt% or less.

図104(A)乃至(C)に発光素子として用いることのできる分散型無機EL素子の一例を示す。図104(A)における発光素子は、第1の電極層120200、電界発光層120202、第2の電極層120203の積層構造を有し、電界発光層120202中にバインダによって保持された発光材料120201を含む。 104A to 104C illustrate an example of a dispersion-type inorganic EL element that can be used as a light-emitting element. A light-emitting element in FIG. 104A has a stacked structure of a first electrode layer 120200, an electroluminescent layer 120202, and a second electrode layer 120203, and a light-emitting material 120201 held by a binder in the electroluminescent layer 120202. Including.

本実施の形態に用いることのできるバインダは、絶縁材料を用いることができる。絶縁材料としては、有機材料および無機材料を用いることができる。あるいは、有機材料及び無機材料の混合材料を用いてもよい。有機絶縁材料としては、シアノエチルセルロース系樹脂のように、比較的誘電率の高いポリマーや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ化ビニリデンなどの樹脂を用いることができる。あるいは、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール(polybenzimidazole)などの耐熱性高分子、又はシロキサン樹脂を用いてもよい。なお、シロキサン樹脂とは、Si−O−Si結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。あるいは、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、オキサゾール樹脂(ポリベンゾオキサゾール)等の樹脂材料を用いてもよい。これらの樹脂に、チタン酸バリウム(BaTiO)やチタン酸ストロンチウム(SrTiO)などの高誘電率の微粒子を適度に混合して誘電率を調整することもできる。 As a binder that can be used in this embodiment mode, an insulating material can be used. As the insulating material, an organic material and an inorganic material can be used. Alternatively, a mixed material of an organic material and an inorganic material may be used. As the organic insulating material, a polymer having a relatively high dielectric constant such as a cyanoethyl cellulose resin, or a resin such as polyethylene, polypropylene, polystyrene resin, silicone resin, epoxy resin, or vinylidene fluoride can be used. Alternatively, a heat resistant polymer such as aromatic polyamide, polybenzimidazole, or siloxane resin may be used. Note that a siloxane resin corresponds to a resin including a Si—O—Si bond. Siloxane has a skeleton structure formed of a bond of silicon (Si) and oxygen (O). As a substituent, an organic group containing at least hydrogen (for example, an alkyl group or an aromatic hydrocarbon) is used. A fluoro group may be used as a substituent. Alternatively, an organic group containing at least hydrogen and a fluoro group may be used as a substituent. Alternatively, a resin material such as a vinyl resin such as polyvinyl alcohol or polyvinyl butyral, a phenol resin, a novolac resin, an acrylic resin, a melamine resin, a urethane resin, or an oxazole resin (polybenzoxazole) may be used. The dielectric constant can be adjusted by appropriately mixing fine particles of high dielectric constant such as barium titanate (BaTiO 3 ) and strontium titanate (SrTiO 3 ) with these resins.

バインダに含まれる無機絶縁材料としては、酸化珪素(SiOx)、窒化珪素(SiNx)、酸素及び窒素を含む珪素、窒化アルミニウム(AlN)、酸素及び窒素を含むアルミニウム、酸素及び窒素を含む酸化アルミニウム(Al)、酸化チタン(TiO)、BaTiO、SrTiO、チタン酸鉛(PbTiO)、ニオブ酸カリウム(KN
bO)、ニオブ酸鉛(PbNbO)、酸化タンタル(Ta)、タンタル酸バリウム(BaTa)、タンタル酸リチウム(LiTaO)、酸化イットリウム(Y)、酸化ジルコニウム(ZrO)、ZnSその他の無機絶縁性材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。有機材料に、誘電率の高い無機材料を含ませる(添加等によって)ことによって、発光材料及びバインダよりなる電界発光層の誘電率をより制御することができ、より誘電率を大きくすることができる。
Examples of the inorganic insulating material included in the binder include silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx), silicon containing oxygen and nitrogen, aluminum nitride (AlN), aluminum containing oxygen and nitrogen, and aluminum oxide containing oxygen and nitrogen ( Al 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), BaTiO 3 , SrTiO 3 , lead titanate (PbTiO 3 ), potassium niobate (KN)
bO 3 ), lead niobate (PbNbO 3 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), barium tantalate (BaTa 2 O 6 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), zirconium oxide It can be formed of a material selected from substances including (ZrO 2 ), ZnS and other inorganic insulating materials. By including an inorganic material having a high dielectric constant in the organic material (by addition or the like), the dielectric constant of the electroluminescent layer made of the light emitting material and the binder can be further controlled, and the dielectric constant can be further increased. .

作製工程において、発光材料はバインダを含む溶液中に分散される。本実施の形態に用いることのできるバインダを含む溶液の溶媒としては、バインダ材料が溶解し、電界発光層を形成する方法(各種ウエットプロセス)及び所望の膜厚に適した粘度の溶液を作製できるような溶媒を適宜選択すればよい。たとえば、溶媒として有機溶媒等を用いることができる。バインダとしてシロキサン樹脂を用いる場合は、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEAともいう)、3−メトシキ−3メチル−1−ブタノール(MMBともいう)などを溶媒として用いることができる。 In the manufacturing process, the light-emitting material is dispersed in a solution containing a binder. As a solvent of a solution containing a binder that can be used in this embodiment mode, a method of forming an electroluminescent layer by dissolving a binder material (various wet processes) and a solution having a viscosity suitable for a desired film thickness can be manufactured. Such a solvent may be appropriately selected. For example, an organic solvent or the like can be used as the solvent. When a siloxane resin is used as the binder, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate (also referred to as PGMEA), 3-methoxy-3-methyl-1-butanol (also referred to as MMB), or the like can be used as a solvent.

図104(B)及び図104(C)に示す発光素子は、図104(A)の発光素子において、電極層と電界発光層間に絶縁層を設ける構造である。図104(B)に示す発光素子は、第1の電極層120200と電界発光層120202との間に絶縁層120204を有し、図104(C)に示す発光素子は、第1の電極層120200と電界発光層120202との間に絶縁層120205、第2の電極層120203と電界発光層120202との間に絶縁層120206とを有している。このように絶縁層は電界発光層を挟持する一対の電極層のうち一方の間にのみ設けてもよいし、両方の間に設けてもよい。また絶縁層は単層でもよいし複数層を有する積層でもよい。 104B and 104C each have a structure in which an insulating layer is provided between the electrode layer and the electroluminescent layer in the light-emitting element in FIG. 104A. 104B includes an insulating layer 120204 between the first electrode layer 120200 and the electroluminescent layer 120202. The light-emitting element illustrated in FIG. 104C includes the first electrode layer 120200. And an electroluminescent layer 120202, and an insulating layer 120205 is provided between the second electrode layer 120203 and the electroluminescent layer 120202. Thus, the insulating layer may be provided only between one of the pair of electrode layers sandwiching the electroluminescent layer, or may be provided between both. The insulating layer may be a single layer or a stacked layer having a plurality of layers.

また、図104(B)では第1の電極層120200に接するように絶縁層120204が設けられているが、絶縁層と電界発光層の順番を逆にして、第2の電極層120203に接するように絶縁層120204を設けてもよい。 104B, the insulating layer 120204 is provided so as to be in contact with the first electrode layer 120200; however, the order of the insulating layer and the electroluminescent layer is reversed so as to be in contact with the second electrode layer 120203. An insulating layer 120204 may be provided.

図103における絶縁層120104、図104における絶縁層120204のような絶縁層に用いることのできる材料は、絶縁耐性が高く、緻密な膜質であることが好ましい。さらには、誘電率が高いことが好ましい。例えば、酸化シリコン(SiO)、酸化イットリウム(Y)、酸化チタン(TiO)、酸化アルミニウム(Al)、酸化ハフニウム(HfO)、酸化タンタル(Ta)、チタン酸バリウム(BaTiO)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO)、チタン酸鉛(PbTiO)、窒化シリコン(Si)、酸化ジルコニウム(ZrO)等やこれらの混合膜又は2種以上の積層膜を用いることができる。これらの絶縁膜は、スパッタリング、蒸着、CVD等により成膜することができる。また、絶縁層はこれら絶縁材料の粒子をバインダ中に分散して成膜してもよい。バインダ材料は、電界発光層に含まれるバインダと同様な材料、方法を用いて形成すればよい。膜厚は特に限定されることはないが、好ましくは10〜1000nmの範囲である。 A material that can be used for the insulating layers such as the insulating layer 120104 in FIG. 103 and the insulating layer 120204 in FIG. 104 preferably has high insulation resistance and a dense film quality. Furthermore, it is preferable that the dielectric constant is high. For example, silicon oxide (SiO 2 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), hafnium oxide (HfO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), Barium titanate (BaTiO 3 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), lead titanate (PbTiO 3 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), etc., a mixed film thereof, or two or more kinds thereof A laminated film can be used. These insulating films can be formed by sputtering, vapor deposition, CVD, or the like. The insulating layer may be formed by dispersing particles of these insulating materials in a binder. The binder material may be formed using the same material and method as the binder contained in the electroluminescent layer. The film thickness is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 1000 nm.

本実施の形態で示す発光素子は、電界発光層を挟持する一対の電極層間に電圧を印加することで発光が得られるが、直流駆動又は交流駆動のいずれにおいても動作することができる。 The light-emitting element described in this embodiment can emit light by applying a voltage between a pair of electrode layers sandwiching an electroluminescent layer, but can operate in either direct current drive or alternating current drive.

なお、本実施の形態において、様々な図を用いて述べてきたが、各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の図で述べた内容(一部でもよい)に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、これまでに述べた図において、各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させるこ
とが出来る。
Note that in this embodiment mode, description has been made using various drawings. However, the contents (or part of the contents) described in each figure may be different from the contents (or part of the contents) described in another figure. , Application, combination, or replacement can be performed freely. Further, in the drawings described so far, more parts can be formed by combining each part with another part.

同様に、本実施の形態の各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の実施の形態の図で述べた内容(一部でもよい)対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Similarly, the contents (may be a part) described in each drawing of this embodiment are applied, combined, or replaced with the contents (may be a part) described in the figure of another embodiment. Can be done freely. Further, in the drawings of this embodiment mode, more drawings can be formed by combining each portion with a portion of another embodiment.

なお、本実施の形態は、他の実施の形態で述べた内容(一部でもよい)を、具現化した場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。 Note that the present embodiment is an example in which the contents (may be part) described in other embodiments are embodied, an example in which the content is slightly modified, an example in which a part is changed, and an improvement. An example of a case, an example of a case where it is described in detail, an example of a case where it is applied, an example of a related part, and the like are shown. Therefore, the contents described in other embodiments can be freely applied to, combined with, or replaced with this embodiment.

(実施の形態15)
本実施形態においては、表示装置の一例、特に光学的な取り扱いを行なう場合について説明する。
(Embodiment 15)
In this embodiment, an example of a display device, particularly a case where optical handling is performed will be described.

図105(A)及び(B)に示す背面投影型表示装置130100は、プロジェクタユニット130111、ミラー130112、スクリーンパネル130101を備えている。その他に、スピーカ130102、操作スイッチ類130104を備えていてもよい。このプロジェクタユニット130111は、背面投影型表示装置130100の筐体130110の下部に配設され、映像信号に基づいて映像を映し出す投射光をミラー130112に向けて投射する。背面投影型表示装置130100はスクリーンパネル130101の背面から投影される映像を表示する構成となっている。 A rear projection display device 130100 shown in FIGS. 105A and 105B includes a projector unit 130111, a mirror 130112, and a screen panel 130101. In addition, a speaker 130102 and operation switches 130104 may be provided. The projector unit 130111 is disposed below the casing 130110 of the rear projection display device 130100, and projects projection light that projects an image based on the image signal toward the mirror 130112. The rear projection display device 130100 is configured to display an image projected from the rear surface of the screen panel 130101.

一方、図106は、前面投影型表示装置130200を示している。前面投影表示装置130200は、プロジェクタユニット130111と投射光学系130201を備えている。この前面投影光学系130200は前面に配設するスクリーン等に映像を投影する構成となっている。   On the other hand, FIG. 106 shows a front projection display device 130200. The front projection display device 130200 includes a projector unit 130111 and a projection optical system 130201. The front projection optical system 130200 is configured to project an image on a screen or the like disposed on the front surface.

図105に示す背面投影型表示装置130100、図106に示す前面投影型表示装置130200に適用されるプロジェクタユニット130111の構成を以下に説明する。   The configuration of the projector unit 130111 applied to the rear projection display device 130100 shown in FIG. 105 and the front projection display device 130200 shown in FIG. 106 will be described below.

図107は、プロジェクタユニット130111の一構成例を示している。このプロジェクタユニット130111は、光源ユニット130301及び変調ユニット130304を備えている。光源ユニット130301は、レンズ類を含んで構成される光源光学系130303と、光源ランプ130302を備えている。光源ランプ130302は迷光が拡散しないように筐体内に収納されている。光源ランプ130302としては、大光量の光を放射可能な、例えば、高圧水銀ランプやキセノンランプなどが用いられる。光源光学系130303は、光学レンズ、偏光機能を有するフィルム、位相差を調節するためのフィルム、IRフィルム等を適宜設けて構成される。そして、光源ユニット130301は、放射光が変調ユニット130304に入射するように配設されている。変調ユニット130304は、複数の表示パネル130308、カラーフィルター、ダイクロイックミラー130305、全反射ミラー130306、プリズム130309、投射光学系130310を備えている。光源ユニット130301から放射された光は、ダイクロイックミラー130305で複数の光路に分離される。   FIG. 107 shows a configuration example of the projector unit 130111. The projector unit 130111 includes a light source unit 130301 and a modulation unit 130304. The light source unit 130301 includes a light source optical system 130303 including lenses and a light source lamp 130302. The light source lamp 130302 is housed in the housing so that stray light does not diffuse. As the light source lamp 130302, for example, a high-pressure mercury lamp or a xenon lamp capable of emitting a large amount of light is used. The light source optical system 130303 is configured by appropriately providing an optical lens, a film having a polarization function, a film for adjusting a phase difference, an IR film, and the like. The light source unit 130301 is disposed so that the emitted light is incident on the modulation unit 130304. The modulation unit 130304 includes a plurality of display panels 130308, a color filter, a dichroic mirror 130305, a total reflection mirror 130306, a prism 130309, and a projection optical system 130310. Light emitted from the light source unit 130301 is separated into a plurality of optical paths by the dichroic mirror 130305.

各光路には、所定の波長若しくは波長帯の光を透過するカラーフィルターと、表示パネル130308が備えられている。透過型である表示パネル130308は映像信号に基づいて透過光を変調する。表示パネル130308を透過した各色の光は、プリズム13
0309に入射し投射光学系130310を通して、スクリーン上に映像を表示する。なお、フレネルレンズがミラー及びスクリーンの間に配設されていてもよい。そして、プロジェクタユニット130111によって投射されミラーで反射される投影光は、フレネルレンズによって概略平行光に変換され、スクリーンに投影される。
Each optical path is provided with a color filter that transmits light of a predetermined wavelength or wavelength band, and a display panel 130308. A transmissive display panel 130308 modulates transmitted light based on a video signal. The light of each color transmitted through the display panel 130308 is reflected by the prism 13.
0309 is entered, and an image is displayed on the screen through the projection optical system 130310. A Fresnel lens may be disposed between the mirror and the screen. The projection light projected by the projector unit 130111 and reflected by the mirror is converted into substantially parallel light by the Fresnel lens and projected onto the screen.

図108で示すプロジェクタユニット130111は、反射型の表示パネル130407、130408、130409を備えた構成を示している。   A projector unit 130111 shown in FIG. 108 has a configuration including reflective display panels 130407, 130408, and 130409.

図108で示すプロジェクタユニット130111は、光源ユニット130301と変調ユニット130400を備えている。光源ユニット130301は、図107と同様の構成であってもよい。光源ユニット130301からの光は、ダイクロイックミラー130401、130402、全反射ミラー130403により、複数の光路に分けられて、偏光ビームスプリッタ130404、130405、130406に入射する。偏光ビームスプリッタ130404、130405、130406は、各色に対応する反射型表示パネル130407、130408、130409に対応して設けられている。反射型表示パネル130407、130408、130409は、映像信号に基づいて反射光を変調する。反射型表示パネル130407、130408、130409で反射された各色の光は、プリズム130309に入射することで合成されて、投射光学系130411を通して投射される。   A projector unit 130111 shown in FIG. 108 includes a light source unit 130301 and a modulation unit 130400. The light source unit 130301 may have the same configuration as that in FIG. Light from the light source unit 130301 is divided into a plurality of optical paths by the dichroic mirrors 130401 and 130402 and the total reflection mirror 130403, and enters the polarization beam splitters 130404, 130405, and 130406. The polarizing beam splitters 130404, 130405, and 130406 are provided corresponding to the reflective display panels 130407, 130408, and 130409 corresponding to the respective colors. The reflective display panels 130407, 130408, and 130409 modulate reflected light based on the video signal. The light beams of the respective colors reflected by the reflective display panels 130407, 130408, and 130409 are combined by being incident on the prism 130309 and projected through the projection optical system 13041.

光源ユニット130301から放射された光は、ダイクロイックミラー130401で赤の波長領域の光のみを透過し、緑および青の波長領域の光を反射する。さらに、ダイクロイックミラー130402では、緑の波長領域の光のみが反射される。ダイクロイックミラー130401を透過した赤の波長領域の光は、全反射ミラー130403で反射され、偏光ビームスプリッタ130404へ入射する、また、青の波長領域の光は偏光ビームスプリッタ130405へ入射し、緑の波長領域の光は偏光ビームスプリッタ130406に入射する。偏光ビームスプリッタ130404、130405、130406は、入射光をP偏光とS偏光とに分離する機能を有し、且つP偏光のみを透過させる機能を有している。反射型表示パネル130407、130408、130409は、映像信号に基づいて、入射した光を偏光する。   Light emitted from the light source unit 130301 is transmitted through the dichroic mirror 130401 only in the red wavelength region and reflects in the green and blue wavelength regions. Further, the dichroic mirror 130402 reflects only light in the green wavelength region. The light in the red wavelength region that has passed through the dichroic mirror 130401 is reflected by the total reflection mirror 130403 and is incident on the polarization beam splitter 130404. The light in the blue wavelength region is incident on the polarization beam splitter 130405, and the green wavelength The light in the region enters the polarization beam splitter 130406. The polarization beam splitters 130404, 130405, and 130406 have a function of separating incident light into P-polarized light and S-polarized light, and have a function of transmitting only P-polarized light. The reflective display panels 130407, 130408, and 130409 polarize incident light based on the video signal.

各色に対応する反射型表示パネル130407、130408、130409には各色に対応するS偏光のみが入射する。なお、反射型表示パネル130407、130408、130409は液晶パネルであってもよい。このとき、液晶パネルは電界制御複屈折モード(ECB)で動作する。また、液晶分子は基板に対してある角度をもって垂直配向している。よって、反射型表示パネル130407、130408、130409は画素がオフ状態にある時は入射光の偏光状態を変化させないで反射させるように表示分子が配向している。また、画素がオン状態にある時は表示分子の配向状態が変化し、入射光の偏光状態が変化する。   Only S-polarized light corresponding to each color is incident on the reflective display panels 130407, 130408, and 130409 corresponding to the respective colors. Note that the reflective display panels 130407, 130408, and 130409 may be liquid crystal panels. At this time, the liquid crystal panel operates in an electric field controlled birefringence mode (ECB). The liquid crystal molecules are vertically aligned with a certain angle with respect to the substrate. Accordingly, the display molecules of the reflective display panels 130407, 130408, and 130409 are oriented so that they are reflected without changing the polarization state of incident light when the pixel is in the off state. Further, when the pixel is in the ON state, the orientation state of the display molecules changes, and the polarization state of incident light changes.

図108に示すプロジェクタユニット130111は、図105に示す背面投影型表示装置130100及び、図106に示す前面投影型表示装置130200に適用することができる。   A projector unit 130111 shown in FIG. 108 can be applied to the rear projection display device 130100 shown in FIG. 105 and the front projection display device 130200 shown in FIG.

図109で示すプロジェクタユニットは単板式の構成を示している。図109(A)に示したプロジェクタユニット130111は、光源ユニット130301、表示パネル130507、投射光学系130511、位相差板130504を備えている。投射光学系130511は一つ又は複数のレンズにより構成されている。表示パネル130507にはカラーフィルターが備えられていてもよい。   The projector unit shown in FIG. 109 has a single-plate configuration. A projector unit 130111 shown in FIG. 109A includes a light source unit 130301, a display panel 130507, a projection optical system 130511, and a phase difference plate 130504. The projection optical system 130511 includes one or a plurality of lenses. The display panel 130507 may be provided with a color filter.

図109(B)は、フィールドシーケンシャル方式で動作するプロジェクタユニット130111の構成を示している。フィールドシーケンシャル方式は、赤、緑、青などの各色の光を時間的にずらせて順次表示パネルに入射させて、カラーフィルター無しでカラー表示を行う方式である。特に、入力信号変化に対する応答速度の大きい表示パネルと組み合わせると、高精細な映像を表示することができる。図109(B)では、光源ユニット130301と表示パネル130508の間に、赤、緑、青などの複数のカラーフィルターが備えられた回動式のカラーフィルター板130505を備えている。   FIG. 109B shows the configuration of a projector unit 130111 that operates in a field sequential manner. The field sequential method is a method in which light of each color such as red, green, and blue is temporally shifted and sequentially incident on a display panel to perform color display without a color filter. In particular, when combined with a display panel having a high response speed with respect to input signal changes, a high-definition image can be displayed. In FIG. 109B, a rotary color filter plate 130505 provided with a plurality of color filters such as red, green, and blue is provided between the light source unit 130301 and the display panel 130508.

図109(C)で示すプロジェクタユニット130111は、カラー表示の方式として、マクロレンズを使った色分離方式の構成を示している。この方式は、マイクロレンズアレイ130506を表示パネル130509の光入射側に備え、各色の光をそれぞれの方向から照明することでカラー表示を実現する方式である。この方式を採用するプロジェクタユニット130111は、カラーフィルターによる光の損失が少ないので、光源ユニット130301からの光を有効に利用することができるという特徴を有している。図109(C)に示すプロジェクタユニット130111は、表示パネル130509に対して各色の光をそれぞれの方向から照明するように、ダイクロイックミラー130501、ダイクロイックミラー130502、赤色光用ダイクロイックミラー130503を備えている。   A projector unit 130111 shown in FIG. 109C shows a configuration of a color separation method using a macro lens as a color display method. In this method, a microlens array 130506 is provided on the light incident side of the display panel 130509, and color display is realized by illuminating light of each color from each direction. The projector unit 130111 that employs this method has a feature that light from the light source unit 130301 can be effectively used because light loss due to the color filter is small. A projector unit 130111 shown in FIG. 109C includes a dichroic mirror 130501, a dichroic mirror 130502, and a dichroic mirror for red light 130503 so as to illuminate the display panel 130509 with light of each color from each direction.

なお、本実施の形態において、様々な図を用いて述べてきたが、各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の図で述べた内容(一部でもよい)に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、これまでに述べた図において、各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Note that in this embodiment mode, description has been made using various drawings. However, the contents (or part of the contents) described in each figure may be different from the contents (or part of the contents) described in another figure. , Application, combination, or replacement can be performed freely. Further, in the drawings described so far, more parts can be formed by combining each part with another part.

同様に、本実施の形態の各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の実施の形態の図で述べた内容(一部でもよい)対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Similarly, the contents (may be a part) described in each drawing of this embodiment are applied, combined, or replaced with the contents (may be a part) described in the figure of another embodiment. Can be done freely. Further, in the drawings of this embodiment mode, more drawings can be formed by combining each portion with a portion of another embodiment.

なお、本実施の形態は、他の実施の形態で述べた内容(一部でもよい)を、具現化した場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。 Note that the present embodiment is an example in which the contents (may be part) described in other embodiments are embodied, an example in which the content is slightly modified, an example in which a part is changed, and an improvement. An example of a case, an example of a case where it is described in detail, an example of a case where it is applied, an example of a related part, and the like are shown. Therefore, the contents described in other embodiments can be freely applied to, combined with, or replaced with this embodiment.

(実施の形態16)
本実施形態においては、本発明に係る電子機器の例について説明する。
(Embodiment 16)
In this embodiment, an example of an electronic apparatus according to the present invention will be described.

図110は表示パネル900101と、回路基板900111を組み合わせた表示パネルモジュールを示している。表示パネル900101は画素部900102、走査線駆動回路900103及び信号線駆動回路900104を有している。回路基板900111には、例えば、コントロール回路900112及び信号分割回路900113などが形成されている。表示パネル900101と回路基板900111とは接続配線900114によって接続されている。接続配線にはFPC等を用いることができる。 FIG. 110 shows a display panel module in which a display panel 900101 and a circuit board 900111 are combined. A display panel 900101 includes a pixel portion 900102, a scan line driver circuit 900103, and a signal line driver circuit 900104. On the circuit board 900111, for example, a control circuit 900112 and a signal dividing circuit 900113 are formed. The display panel 900101 and the circuit board 900111 are connected by a connection wiring 900114. An FPC or the like can be used for the connection wiring.

表示パネル900101は、画素部900102と一部の周辺駆動回路(複数の駆動回路のうち動作周波数の低い駆動回路)を基板上にTFTを用いて一体形成し、一部の周辺駆動回路(複数の駆動回路のうち動作周波数の高い駆動回路)をICチップ上に形成し、そのICチップをCOG(Chip On Glass)などで表示パネル900101に
実装してもよい。こうすることで、回路基板900111の面積を削減でき、小型の表示装置を得ることができる。あるいは、そのICチップをTAB(Tape Auto Bonding)やプリント基板を用いて表示パネル900101に実装してもよい。こうすることで、表示パネル900101の面積を小さくできるので、額縁サイズの小さい表示装置を得ることができる。
In the display panel 900101, a pixel portion 900102 and a part of peripheral driver circuits (a driver circuit having a low operating frequency among a plurality of driver circuits) are integrally formed using a TFT over a substrate, and a part of the peripheral driver circuits (a plurality of peripheral driver circuits) A driver circuit having a high operating frequency among driver circuits) may be formed over an IC chip, and the IC chip may be mounted on the display panel 900101 using COG (Chip On Glass) or the like. Thus, the area of the circuit board 900111 can be reduced, and a small display device can be obtained. Alternatively, the IC chip may be mounted on the display panel 900101 using TAB (Tape Auto Bonding) or a printed board. Thus, the area of the display panel 900101 can be reduced, so that a display device with a small frame size can be obtained.

例えば、消費電力の低減を図るため、ガラス基板上にTFTを用いて画素部を形成し、全ての周辺駆動回路をICチップ上に形成し、そのICチップをCOGまたはTABで表示パネルに実装してもよい。 For example, in order to reduce power consumption, a pixel portion is formed using a TFT on a glass substrate, all peripheral drive circuits are formed on an IC chip, and the IC chip is mounted on a display panel by COG or TAB. May be.

図110に示した表示パネルモジュールによって、テレビ受像機を完成させることができる。図111は、テレビ受像機の主要な構成を示すブロック図である。チューナ900201は映像信号と音声信号を受信する。映像信号は、映像信号増幅回路900202と、映像信号増幅回路900202から出力される信号を赤、緑、青の各色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路900203と、その映像信号を駆動回路の入力仕様に変換するためのコントロール回路900212により処理される。コントロール回路900212は、走査線側と信号線側にそれぞれ信号を出力する。デジタル駆動する場合には、信号線側に信号分割回路900213を設け、入力デジタル信号をm個(mは正の整数)に分割して供給する構成としても良い。 A television receiver can be completed with the display panel module illustrated in FIG. FIG. 111 is a block diagram illustrating a main configuration of a television receiver. A tuner 900201 receives a video signal and an audio signal. The video signal includes a video signal amplifying circuit 900202, a video signal processing circuit 900203 for converting a signal output from the video signal amplifying circuit 900202 into a color signal corresponding to each color of red, green, and blue, and a driving circuit for the video signal. Is processed by a control circuit 900212 for conversion to the input specification of The control circuit 900212 outputs signals to the scanning line side and the signal line side, respectively. In the case of digital driving, a signal dividing circuit 900213 may be provided on the signal line side, and an input digital signal may be divided into m pieces (m is a positive integer) and supplied.

チューナ900201で受信した信号のうち、音声信号は音声信号増幅回路900205に送られ、その出力は音声信号処理回路900206を経てスピーカー900207に供給される。制御回路900208は受信局(受信周波数)及び音量の制御情報を入力部900209から受け、チューナ900201や音声信号処理回路900206に信号を送出する。 Of the signals received by the tuner 900201, the audio signal is sent to the audio signal amplifier circuit 900205, and the output is supplied to the speaker 900207 via the audio signal processing circuit 900206. The control circuit 900208 receives the receiving station (reception frequency) and volume control information from the input unit 9000020, and sends a signal to the tuner 900201 and the audio signal processing circuit 900206.

また、図111とは別の形態の表示パネルモジュールを組み込んだテレビ受像器について図112(A)に示す。図112(A)において、筐体900301内に収められた表示画面900302は、表示パネルモジュールで形成される。なお、スピーカー900303、操作スイッチ900304などが適宜備えられていてもよい。 FIG. 112A illustrates a television receiver in which a display panel module different from that in FIG. 111 is incorporated. In FIG. 112A, a display screen 900302 housed in a housing 900301 is formed using a display panel module. Note that a speaker 900303, an operation switch 900304, and the like may be provided as appropriate.

また、図112(B)に、ワイヤレスでディスプレイのみを持ち運び可能なテレビ受像器を示す。筐体900312にはバッテリー及び信号受信器が内蔵されており、そのバッテリーで表示部900313やスピーカー部900317を駆動させる。バッテリーは充電器900310で繰り返し充電が可能となっている。また、充電器900310は映像信号を送受信することが可能で、その映像信号をディスプレイの信号受信器に送信することができる。筐体900312は操作キー900316によって制御する。あるいは、図112(B)に示す装置は、操作キー900316を操作することによって、筐体900312から充電器900310に信号を送ることが可能である、映像音声双方向通信装置であってもよい。あるいは、操作キー900316を操作することによって、筐体900312から充電器900310に信号を送り、さらに充電器900310が送信できる信号を他の電子機器に受信させることによって、他の電子機器の通信制御も可能である、汎用遠隔制御装置であってもよい。本発明を表示部900313に適用することができる。 FIG. 112B illustrates a television receiver that can carry only a display wirelessly. A housing 900312 includes a battery and a signal receiver, and the display portion 900313 and the speaker portion 900317 are driven by the battery. The battery can be repeatedly charged with a charger 900310. The charger 900310 can transmit and receive a video signal, and can transmit the video signal to a signal receiver of the display. The housing 900312 is controlled by operation keys 900316. Alternatively, the device illustrated in FIG. 112B may be a video / audio bidirectional communication device capable of transmitting a signal from the housing 900312 to the charger 900310 by operating the operation key 900316. Alternatively, by operating the operation key 900316, a signal is transmitted from the housing 900312 to the charger 900310, and further, a signal that can be transmitted by the charger 900310 is received by another electronic device, thereby controlling communication of the other electronic device. It may be a general purpose remote control device. The present invention can be applied to the display portion 900313.

図113(A)は、表示パネル900401とプリント配線基板900402を組み合わせたモジュールを示している。表示パネル900401は、複数の画素が設けられた画素部900403と、第1の走査線駆動回路900404、第2の走査線駆動回路900405と、選択された画素にビデオ信号を供給する信号線駆動回路900406を備えていてもよい。 FIG. 113A illustrates a module in which a display panel 900401 and a printed wiring board 900402 are combined. A display panel 900401 includes a pixel portion 900403 provided with a plurality of pixels, a first scan line driver circuit 900404, a second scan line driver circuit 9000040, and a signal line driver circuit that supplies a video signal to a selected pixel. 900406 may be provided.

プリント配線基板900402には、コントローラ900407、中央処理装置(CPU)900408、メモリ900409、電源回路900410、音声処理回路900411及び送受信回路900412などが備えられている。プリント配線基板900402と表示パネル900401は、フレキシブル配線基板(FPC)900413により接続されている。プリント配線基板900413には、保持容量、バッファ回路などを設け、電源電圧や信号にノイズの発生、及び信号の立ち上がり時間の増大を防ぐ構成としても良い。また、コントローラ900407、音声処理回路900411、メモリ900409、CPU900408、電源回路900410などは、COG(Chip On Glass)方式を用いて表示パネル900401に実装することもできる。COG方式により、プリント配線基板900402の規模を縮小することができる。 The printed wiring board 900402 includes a controller 900407, a central processing unit (CPU) 9000040, a memory 9000040, a power supply circuit 900410, an audio processing circuit 90000411, a transmission / reception circuit 900412, and the like. The printed wiring board 900402 and the display panel 900401 are connected by a flexible wiring board (FPC) 900413. The printed wiring board 900413 may be provided with a storage capacitor, a buffer circuit, and the like to prevent generation of noise in the power supply voltage and signal and increase in signal rise time. The controller 900407, the audio processing circuit 9000041, the memory 900409, the CPU 900408, the power supply circuit 900410, and the like can also be mounted on the display panel 900401 using a COG (Chip On Glass) method. The scale of the printed wiring board 900402 can be reduced by the COG method.

プリント配線基板900402に備えられたインターフェース(I/F)部900414を介して、各種制御信号の入出力が行われる。また、アンテナとの間の信号の送受信を行うためのアンテナ用ポート900415が、プリント配線基板900402に設けられている。 Various control signals are input / output through an interface (I / F) unit 900414 provided in the printed wiring board 900402. Further, an antenna port 900415 for transmitting and receiving signals to and from the antenna is provided on the printed wiring board 900402.

図113(B)は、図113(A)に示したモジュールのブロック図を示す。このモジュールは、メモリ900409としてVRAM900416、DRAM900417、フラッシュメモリ900418などが含まれている。VRAM900416にはパネルに表示する画像のデータが、DRAM900417には画像データまたは音声データが、フラッシュメモリには各種プログラムが記憶されている。 FIG. 113B shows a block diagram of the module shown in FIG. This module includes a VRAM 900416, a DRAM 9000041, a flash memory 900418, and the like as the memory 900409. The VRAM 900416 stores image data to be displayed on the panel, the DRAM 900417 stores image data or audio data, and the flash memory stores various programs.

電源回路900410は、表示パネル900401、コントローラ900407、CPU900408、音声処理回路900411、メモリ900409、送受信回路900412を動作させる電力を供給する。またパネルの仕様によっては、電源回路900410に電流源が備えられている場合もある。 The power supply circuit 900410 supplies power for operating the display panel 900401, the controller 900407, the CPU 9000040, the sound processing circuit 9000041, the memory 900409, and the transmission / reception circuit 9000041. Depending on the panel specifications, the power supply circuit 900410 may be provided with a current source.

CPU900408は、制御信号生成回路900420、デコーダ900421、レジスタ900422、演算回路900423、RAM900424、CPU900408用のインターフェース900419などを有している。インターフェース900419を介してCPU900408に入力された各種信号は、一旦レジスタ900422に保持された後、演算回路900423、デコーダ900421などに入力される。演算回路900423では、入力された信号に基づき演算を行い、各種命令を送る場所を指定する。一方デコーダ900421に入力された信号はデコードされ、制御信号生成回路900420に入力される。制御信号生成回路900420は入力された信号に基づき、各種命令を含む信号を生成し、演算回路900423において指定された場所、具体的にはメモリ900409、送受信回路900412、音声処理回路900411、コントローラ900407などに送る。 The CPU 900408 has a control signal generation circuit 900420, a decoder 900421, a register 900422, an arithmetic circuit 9000042, a RAM 900394, an interface 900419 for the CPU 900408, and the like. Various signals input to the CPU 900408 via the interface 900419 are temporarily held in the register 9000042 and then input to the arithmetic circuit 9000042, the decoder 900421, and the like. The arithmetic circuit 900423 performs an operation based on the input signal and designates a place to send various commands. On the other hand, the signal input to the decoder 900411 is decoded and input to the control signal generation circuit 900420. The control signal generation circuit 900420 generates a signal including various instructions based on the input signal, and a location specified in the arithmetic circuit 9000042, specifically, a memory 9000040, a transmission / reception circuit 90000412, a sound processing circuit 9000041, a controller 900407, and the like. Send to.

メモリ900409、送受信回路900412、音声処理回路900411、コントローラ900407は、それぞれ受けた命令に従って動作する。以下その動作について簡単に説明する。 The memory 9000040, the transmission / reception circuit 9000041, the sound processing circuit 9000041, and the controller 900407 operate according to received commands. The operation will be briefly described below.

入力手段900425から入力された信号は、インターフェイス900414を介してプリント配線基板900402に実装されたCPU900408に送られる。制御信号生成回路900420は、ポインティングデバイスやキーボードなどの入力手段900425から送られてきた信号に従い、VRAM900416に格納してある画像データを所定のフォーマットに変換し、コントローラ900407に送付する。 A signal input from the input unit 9000042 is sent to the CPU 900408 mounted on the printed wiring board 900402 via the interface 9000041. The control signal generation circuit 900420 converts the image data stored in the VRAM 900416 into a predetermined format according to the signal sent from the input means 9000042 such as a pointing device or a keyboard, and sends it to the controller 900407.

コントローラ900407は、パネルの仕様に合わせてCPU900408から送られて
きた画像データを含む信号にデータ処理を施し、表示パネル900401に供給する。またコントローラ900407は、電源回路900410から入力された電源電圧やCPU900408から入力された各種信号をもとに、Hsync信号、Vsync信号、クロック信号CLK、交流電圧(AC Cont)、切り替え信号L/Rを生成し、表示パネル900401に供給する。
The controller 900407 performs data processing on a signal including image data sent from the CPU 900408 in accordance with the panel specification, and supplies the processed signal to the display panel 900401. Further, the controller 900407 receives the Hsync signal, the Vsync signal, the clock signal CLK, the AC voltage (AC Cont), and the switching signal L / R based on the power supply voltage input from the power supply circuit 900410 and various signals input from the CPU 900408. Generated and supplied to the display panel 900401.

送受信回路900412では、アンテナ900428において電波として送受信される信号が処理されており、具体的にはアイソレータ、バンドパスフィルタ、VCO(Voltage Controlled Oscillator)、LPF(Low Pass Filter)、カプラ、バランなどの高周波回路を含んでいてもよい。送受信回路900412において送受信される信号のうち音声情報を含む信号が、CPU900408からの命令に従って、音声処理回路900411に送られる。 In the transmission / reception circuit 9000041, a signal transmitted / received as a radio wave in the antenna 9000042 is processed. Specifically, high-frequency signals such as an isolator, a band pass filter, a VCO (Voltage Controlled Oscillator), an LPF (Low Pass Filter), a coupler, and a balun A circuit may be included. A signal including audio information among signals transmitted and received in the transmission / reception circuit 900412 is transmitted to the audio processing circuit 900411 in accordance with a command from the CPU 900408.

CPU900408の命令に従って送られてきた音声情報を含む信号は、音声処理回路900411において音声信号に復調され、スピーカー900427に送られる。またマイク900426から送られてきた音声信号は、音声処理回路900411において変調され、CPU900408からの命令に従って、送受信回路900412に送られる。 A signal including audio information transmitted in accordance with a command of the CPU 900408 is demodulated into an audio signal in the audio processing circuit 900411 and is transmitted to the speaker 9000042. The audio signal sent from the microphone 9000042 is modulated in the audio processing circuit 9000041 and sent to the transmission / reception circuit 9000041 in accordance with a command from the CPU 900408.

コントローラ900407、CPU900408、電源回路900410、音声処理回路900411、メモリ900409を、本実施形態のパッケージとして実装することができる。 A controller 900407, a CPU 900408, a power supply circuit 900410, an audio processing circuit 90000411, and a memory 9000040 can be mounted as a package of this embodiment.

勿論、本実施の形態はテレビ受像機に限定されず、パーソナルコンピュータのモニタをはじめ、鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など特に大面積の表示媒体として様々な用途に適用することができる。 Needless to say, this embodiment is not limited to a television receiver, and various uses as a display medium of a particularly large area such as a personal computer monitor, an information display board at a railway station or airport, an advertisement display board in a street, etc. Can be applied to.

次に、図114を参照して、本発明に係る携帯電話の構成例について説明する。 Next, a configuration example of the mobile phone according to the present invention will be described with reference to FIG.

表示パネル900501はハウジング900530に脱着自在に組み込まれる。ハウジング900530は表示パネル900501のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。表示パネル900501を固定したハウジング900530はプリント基板900531に嵌入されモジュールとして組み立てられる。 The display panel 900501 is incorporated in a housing 900530 so as to be detachable. The shape and size of the housing 900530 can be changed as appropriate in accordance with the size of the display panel 900501. A housing 900530 to which the display panel 900501 is fixed is fitted into the printed circuit board 900531 and assembled as a module.

表示パネル900501はFPC900513を介してプリント基板900531に接続される。プリント基板900531には、スピーカー900532、マイクロフォン900533、送受信回路900534、CPU及びコントローラなどを含む信号処理回路900535が形成されている。このようなモジュールと、入力手段900536、バッテリー900537を組み合わせ、筐体900539に収納する。表示パネル900501の画素部は筐体900539に形成された開口窓から視認できように配置する。 The display panel 900501 is connected to the printed circuit board 900531 through the FPC 900531. A signal processing circuit 9000053 including a speaker 900532, a microphone 900533, a transmission / reception circuit 90000534, a CPU, a controller, and the like is formed on the printed circuit board 900531. Such a module is combined with the input means 900566 and the battery 900577 and stored in the housing 9000053. The pixel portion of the display panel 900501 is arranged so as to be visible from an opening window formed in the housing 9000053.

表示パネル900501は、画素部と一部の周辺駆動回路(複数の駆動回路のうち動作周波数の低い駆動回路)を基板上にTFTを用いて一体形成し、一部の周辺駆動回路(複数の駆動回路のうち動作周波数の高い駆動回路)をICチップ上に形成し、そのICチップをCOG(Chip On Glass)で表示パネル900501に実装しても良い。あるいは、そのICチップをTAB(Tape Auto Bonding)やプリント基板を用いてガラス基板と接続してもよい。このような構成とすることで、表示装置の低消費電力化を図り、携帯電話機の一回の充電による使用時間を長くすることができる。また、携帯電話機の低コスト化を図ることができる。 In the display panel 900501, a pixel portion and some peripheral driver circuits (a driver circuit having a low operating frequency among a plurality of driver circuits) are integrally formed using a TFT over a substrate, and some peripheral driver circuits (a plurality of driver circuits) are formed. A driving circuit having a high operating frequency among the circuits) may be formed over an IC chip, and the IC chip may be mounted on the display panel 900501 using COG (Chip On Glass). Alternatively, the IC chip may be connected to the glass substrate using TAB (Tape Auto Bonding) or a printed board. With such a structure, the power consumption of the display device can be reduced, and the usage time by one charge of the mobile phone can be extended. In addition, the cost of the mobile phone can be reduced.

また、図115で示す携帯電話機は、操作スイッチ類900604、マイクロフォン90
0605などが備えられた本体(A)900601と、表示パネル(A)900608、表示パネル(B)900609、スピーカー900606などが備えられた本体(B)900602とが、蝶番900610で開閉可能に連結されている。表示パネル(A)900608と表示パネル(B)900609は、回路基板900607と共に本体(B)900602の筐体900603の中に収納される。表示パネル(A)900608及び表示パネル(B)900609の画素部は筐体900603に形成された開口窓から視認できるように配置される。
115 includes an operation switch 9000060, a microphone 90, and the like.
A main body (A) 9000060 provided with 0605 and the like, and a main body (B) 9000060 provided with a display panel (A) 900068, a display panel (B) 9000060, a speaker 9000060, and the like are connected with a hinge 900610 so as to be opened and closed. ing. The display panel (A) 900608 and the display panel (B) 900609 are housed in a housing 900603 of the main body (B) 900602 together with the circuit board 9000060. The pixel portions of the display panel (A) 900608 and the display panel (B) 900609 are arranged so as to be visible from an opening window formed in the housing 900603.

表示パネル(A)900608と表示パネル(B)900609は、その携帯電話機900600の機能に応じて画素数などの仕様を適宜設定することができる。例えば、表示パネル(A)900608を主画面とし、表示パネル(B)900609を副画面として組み合わせることができる。 In the display panel (A) 900608 and the display panel (B) 900609, specifications such as the number of pixels can be set as appropriate depending on the function of the mobile phone 900600. For example, the display panel (A) 900608 can be combined as a main screen and the display panel (B) 900609 can be combined as a sub-screen.

本実施形態に係る携帯電話機は、その機能や用途に応じてさまざまな態様に変容し得る。例えば、蝶番900610の部位に撮像素子を組み込んで、カメラ付きの携帯電話機としても良い。また、操作スイッチ類900604、表示パネル(A)900608、表示パネル(B)900609を一つの筐体内に納めた構成としても、上記した作用効果を奏することができる。また、表示部を複数個そなえた情報表示端末に本実施形態の構成を適用しても、同様な効果を得ることができる。 The mobile phone according to the present embodiment can be transformed into various modes depending on the function and application. For example, a mobile phone with a camera may be provided by incorporating an image sensor at the hinge 900610. In addition, even when the operation switches 9000060, the display panel (A) 900068, and the display panel (B) 900609 are housed in one housing, the above-described effects can be obtained. Further, even when the configuration of the present embodiment is applied to an information display terminal having a plurality of display units, the same effect can be obtained.

本発明を様々な電子機器に適用することができる。具体的には、電子機器の表示部に適用することができる。そのような電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、オーディオコンポ等)、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機又は電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigital Versatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置)などが挙げられる。 The present invention can be applied to various electronic devices. Specifically, it can be applied to a display portion of an electronic device. Such electronic devices include video cameras, digital cameras, goggles-type displays, navigation systems, sound playback devices (car audio, audio components, etc.), computers, game devices, portable information terminals (mobile computers, mobile phones, portable games) Or an image reproducing apparatus (specifically, an apparatus having a display capable of reproducing a recording medium such as a digital versatile disc (DVD) and displaying the image). .

図116(A)はディスプレイであり、筐体900711、支持台900712、表示部900713等を含む。 FIG. 116A shows a display, which includes a housing 900711, a supporting base 900712, a display portion 900713, and the like.

図116(B)はカメラであり、本体900721、表示部900722、受像部900723、操作キー900724、外部接続ポート900725、シャッター900726等を含む。 FIG. 116B shows a camera, which includes a main body 900721, a display portion 900722, an image receiving portion 900723, operation keys 900724, an external connection port 900725, a shutter 900726, and the like.

図116(C)はコンピュータであり、本体900731、筐体900732、表示部900733、キーボード900734、外部接続ポート900735、ポインティングデバイス900736等を含む。   FIG. 116C illustrates a computer, which includes a main body 900731, a housing 900732, a display portion 900733, a keyboard 900734, an external connection port 900735, a pointing device 9000073, and the like.

図116(D)はモバイルコンピュータであり、本体900741、表示部900742、スイッチ900743、操作キー900744、赤外線ポート900745等を含む。   FIG. 116D shows a mobile computer, which includes a main body 900741, a display portion 900742, a switch 900743, operation keys 900744, an infrared port 900745, and the like.

図116(E)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、本体900751、筐体900752、表示部A900753、表示部B900754、記録媒体(DVD等)読み込み部900755、操作キー900756、スピーカー部900757等を含む。表示部A900753は主として画像情報を表示し、表示部B900754は主として文字情報を表示することができる。 FIG. 116E shows a portable image reproducing device (eg, a DVD reproducing device) provided with a recording medium, which includes a main body 900711, a casing 9000075, a display portion A90073, a display portion B90074, and a recording medium (DVD etc.) reading portion. 900755, operation keys 900756, a speaker unit 900777, and the like. The display portion A90073 can mainly display image information, and the display portion B900743 can mainly display character information.

図116(F)はゴーグル型ディスプレイであり、本体900761、表示部90076
2、イヤホン900763、支持部900764を含む。
FIG. 116F illustrates a goggle type display, which includes a main body 900761 and a display portion 90076.
2, including an earphone 900763 and a support portion 900764.

図116(G)は携帯型遊技機であり、筐体900771、表示部900772、スピーカー部900773、操作キー900774、記憶媒体挿入部900775等を含む。本発明の表示装置を表示部900772に用いた携帯型遊技機は、鮮やかな色彩を表現することができる。 FIG. 116G illustrates a portable game machine including a housing 900771, a display portion 900772, a speaker portion 900773, operation keys 900774, a storage medium insertion portion 900775, and the like. A portable game machine in which the display device of the present invention is used for the display portion 900772 can express bright colors.

図116(H)はテレビ受像機能付きデジタルカメラであり、本体900781、表示部900782、操作キー900783、スピーカー900784、シャッター900785、受像部900786、アンテナ900787等を含む。 FIG. 116H illustrates a digital camera with a television receiving function, which includes a main body 900781, a display portion 900782, operation keys 900783, a speaker 900784, a shutter 900785, an image receiving portion 900786, an antenna 900787, and the like.

図116(A)乃至(E)に示したように、本発明に係る電子機器は、何らかの情報を表示するための表示部を有することを特徴とする。 As shown in FIGS. 116A to 116E, an electronic device according to the present invention has a display portion for displaying some information.

次に、本発明に係る半導体装置の応用例を説明する。 Next, application examples of the semiconductor device according to the present invention will be described.

図117に、本発明に係る半導体装置を、建造物に設けた例について示す。図117は、筐体900810、表示部900811、操作部であるリモコン装置900812、スピーカー部900813等を含む。本発明に係る半導体装置は、壁かけ型として建物と一体となっており、設置するスペースを広く必要とすることなく設置可能である。 FIG. 117 shows an example in which a semiconductor device according to the present invention is provided in a building. FIG. 117 includes a housing 900810, a display portion 900811, a remote control device 900812 as an operation portion, a speaker portion 9000081, and the like. The semiconductor device according to the present invention is integrated with a building as a wall-hanging type, and can be installed without requiring a large installation space.

図118に、建造物内に本発明に係る半導体装置を、建造物に設けた別の例について示す。表示パネル900901は、ユニットバス900902と一体に取り付けられており、入浴者は表示パネル900901の視聴が可能になる。表示パネル900901は入浴者が操作することで情報の表示を行ったり、広告や娯楽手段として利用できる機能を有する。 FIG. 118 shows another example in which the semiconductor device according to the present invention is provided in a building. The display panel 900901 is integrally attached to the unit bath 900902, so that the bather can view the display panel 900901. The display panel 900901 has a function of displaying information by being operated by a bather and being used as an advertisement or an entertainment means.

なお、本発明に係る半導体装置は、図118で示したユニットバス900902の側壁だけではなく、様々な場所に設置することができる。たとえば、鏡面の一部や浴槽自体と一体にするなどとしてもよい。このとき、表示パネル900901の形状は、鏡面や浴槽の形状に合わせたものとなっていてもよい。 Note that the semiconductor device according to the present invention can be installed not only on the side wall of the unit bus 900902 shown in FIG. For example, it may be integrated with part of the mirror surface or the bathtub itself. At this time, the shape of the display panel 900901 may be adapted to the shape of a mirror surface or a bathtub.

図119に、本発明に係る半導体装置を、建造物に設けた別の例について示す。表示パネル901002は、柱状体901001の曲面に合わせて湾曲させて取り付けられている。なお、ここでは柱状体901001を電柱として説明する。 FIG. 119 shows another example in which the semiconductor device according to the present invention is provided in a building. The display panel 901002 is attached so as to be curved according to the curved surface of the columnar body 901001. Here, the columnar body 901001 is described as a utility pole.

図119に示す表示パネル901002は、人間の視点より高い位置に設けられている。電柱のように屋外で繰り返し林立している建造物に表示パネル901002を設置することで、不特定多数の視認者に広告を行なうことができる。ここで、表示パネル901002は、外部からの制御により、同じ画像を表示させること、また、瞬時に画像を切替えることが容易であるため、極めて効率的な情報表示、及び広告効果が期待できる。また、表示パネル901002に自発光型の表示素子を設けることで、夜間であっても、視認性の高い表示媒体として有用であるといえる。また、電柱に設置することで、表示パネル901002の電力供給手段の確保が容易である。また、災害発生時などの非常事態の際には、被災者に素早く正確な情報を伝達する手段ともなり得る。 A display panel 901002 illustrated in FIG. 119 is provided at a position higher than the human viewpoint. By installing the display panel 901002 on a building that is repeatedly forested outdoors such as an electric pole, an advertisement can be made to an unspecified number of viewers. Here, since the display panel 901002 can easily display the same image and can switch the image instantly by control from the outside, extremely efficient information display and advertising effect can be expected. Further, it can be said that providing a self-luminous display element in the display panel 901002 is useful as a display medium with high visibility even at night. In addition, it is easy to secure the power supply means of the display panel 901002 by installing the power pole. Also, in the event of an emergency such as the occurrence of a disaster, it can also be a means for quickly and accurately transmitting information to the victims.

なお、表示パネル901002としては、たとえば、フィルム状の基板に有機トランジスタなどのスイッチング素子を設けて表示素子を駆動することにより画像の表示を行なう表示パネルを用いることができる。 Note that as the display panel 901002, for example, a display panel which displays an image by providing a switching element such as an organic transistor on a film-like substrate and driving the display element can be used.

なお、本実施形態において、建造物として壁、柱状体、ユニットバスを例としたが、本実施形態はこれに限定されず、様々な建造物に本発明に係る半導体装置を設置することができる。 In this embodiment, a wall, a columnar body, and a unit bus are taken as an example of a building, but this embodiment is not limited to this, and the semiconductor device according to the present invention can be installed in various buildings. .

次に、本発明に係る半導体装置を、移動体に設けた例について示す。 Next, an example in which the semiconductor device according to the present invention is provided in a moving body is described.

図120は、本発明に係る半導体装置を、自動車に設けた例について示した図である。表示パネル901102は、自動車の車体901101と一体に取り付けられており、車体の動作や車体内外から入力される情報をオンデマンドに表示することができる。また、ナビゲーション機能を有していてもよい。 FIG. 120 is a diagram showing an example in which a semiconductor device according to the present invention is provided in an automobile. A display panel 901102 is attached integrally with a vehicle body 901101 of an automobile, and can display on-demand information on the operation of the vehicle body and information input from inside and outside the vehicle body. Moreover, you may have a navigation function.

なお、本発明に係る半導体装置は、図120で示した車体901101だけではなく、様々な場所に設置することができる。たとえば、ガラス窓、ドア、ハンドル、シフトレバー、座席シート、ルームミラー等と一体にしてもよい。このとき、表示パネル901102の形状は、設置するもの形状に合わせたものとなっていてもよい。 Note that the semiconductor device according to the present invention can be installed not only in the vehicle body 901101 shown in FIG. For example, it may be integrated with a glass window, a door, a handle, a shift lever, a seat, a room mirror, and the like. At this time, the shape of the display panel 901102 may be adapted to the shape of the object to be installed.

図121は、本発明に係る半導体装置を、列車車両に設けた例について示した図である。 FIG. 121 is a diagram showing an example in which a semiconductor device according to the present invention is provided in a train car.

図121(a)は、列車車両のドア901201のガラスに表示パネル901202を設けた例について示した図である。従来の紙による広告に比べて、広告切替えの際に必要となる人件費がかからないという利点がある。また、表示パネル901202は、外部からの信号により表示部で表示される画像の切り替えを瞬時に行なうことが可能であるため、たとえば、電車の乗降客の客層が入れ替わる時間帯ごとに表示パネルの画像を切り替えることができ、より効果的な広告効果が期待できる。 FIG. 121 (a) is a diagram showing an example in which a display panel 901202 is provided on the glass of a door 901201 of a train car. Compared to conventional paper advertisements, there is an advantage that labor costs required for advertisement switching are not incurred. In addition, since the display panel 901202 can instantaneously switch the image displayed on the display unit in response to an external signal, for example, the display panel image is displayed every time when the customer class of passengers on the train changes. Can be switched, and more effective advertising effect can be expected.

図121(b)は、列車車両のドア901201のガラスの他に、ガラス窓901203、及び天井901204に表示パネル901202を設けた例について示した図である。このように、本発明に係る半導体装置は、従来では設置が困難であった場所に容易に設置することが可能であるため、効果的な広告効果を得ることができる。また、本発明に係る半導体装置は、外部からの信号により表示部で表示される画像の切り替えを瞬時に行なうことが可能であるため、広告切替え時のコストおよび時間が削減でき、より柔軟な広告の運用および情報伝達が可能となる。 FIG. 121B is a diagram showing an example in which a display panel 901202 is provided on a glass window 901203 and a ceiling 901204 in addition to the glass of the door 901201 of the train car. As described above, since the semiconductor device according to the present invention can be easily installed in a place where it has been difficult to install conventionally, an effective advertising effect can be obtained. In addition, since the semiconductor device according to the present invention can instantaneously switch the image displayed on the display unit by an external signal, the cost and time at the time of advertisement switching can be reduced, and a more flexible advertisement Operation and information transmission.

なお、本発明に係る半導体装置は、図121で示したドア901201、ガラス窓901203、及び天井901204だけではなく、様々な場所に設置することができる。たとえば、つり革、座席シート、てすり、床等と一体にしてもよい。このとき、表示パネル901202の形状は、設置するもの形状に合わせたものとなっていてもよい。 Note that the semiconductor device according to the present invention can be installed not only in the door 901201, the glass window 901203, and the ceiling 901204 shown in FIG. 121 but also in various places. For example, it may be integrated with a strap, a seat, a rail, a floor or the like. At this time, the shape of the display panel 901202 may be matched with the shape of the display panel.

図122は、本発明に係る半導体装置を、旅客用飛行機に設けた例について示した図である。 FIG. 122 is a diagram showing an example in which the semiconductor device according to the present invention is provided in a passenger airplane.

図122(a)は、旅客用飛行機の座席上部の天井901301に表示パネル901302を設けたときの、使用時の形状について示した図である。表示パネル901302は、天井901301とヒンジ部901303を介して一体に取り付けられており、ヒンジ部901303の伸縮により乗客は表示パネル901302の視聴が可能になる。表示パネル901302は乗客が操作することで情報の表示を行ったり、広告や娯楽手段として利用できる機能を有する。また、図122(b)に示すように、ヒンジ部を折り曲げて天井901301に格納することにより、離着陸時の安全に配慮することができる。なお、緊急時に表示パネルの表示素子を点灯させることで、情報伝達手段および誘導灯としても利用可能である。 FIG. 122A is a diagram showing a shape in use when a display panel 901302 is provided on a ceiling 901301 above a seat of a passenger airplane. The display panel 901302 is integrally attached via a ceiling 901301 and a hinge part 901303, and the passenger can view the display panel 901302 by expansion and contraction of the hinge part 901303. A display panel 901302 has a function of displaying information by being operated by a passenger and being used as an advertisement or an entertainment means. In addition, as shown in FIG. 122 (b), by folding the hinge portion and storing it in the ceiling 901301, safety during takeoff and landing can be considered. In addition, by turning on the display element of the display panel in an emergency, it can be used as an information transmission means and a guide light.

なお、本発明に係る半導体装置は、図122で示した天井901301だけではなく、様々な場所に設置することができる。たとえば、座席シート、座席テーブル、肘掛、窓等と一体にしてもよい。また、多数の人が同時に視聴できる大型の表示パネルを、機体の壁に設置してもよい。このとき、表示パネル901302の形状は、設置するもの形状に合わせたものとなっていてもよい。 Note that the semiconductor device according to the present invention can be installed not only in the ceiling 901301 shown in FIG. 122 but also in various places. For example, it may be integrated with a seat seat, a seat table, an armrest, a window and the like. In addition, a large display panel that can be viewed simultaneously by a large number of people may be installed on the wall of the aircraft. At this time, the shape of the display panel 901302 may be adapted to the shape of the object to be installed.

なお、本実施形態において、移動体としては電車車両本体、自動車車体、飛行機車体について例示したがこれに限定されず、自動二輪車、自動四輪車(自動車、バス等を含む)、電車(モノレール、鉄道等を含む)、船舶等、様々なものに設置することができる。本発明に係る半導体装置は、外部からの信号により、移動体内における表示パネルの表示を瞬時に切り替えることが可能であるため、移動体に本発明に係る半導体装置を設置することにより、移動体を不特定多数の顧客を対象とした広告表示板、災害発生時の情報表示板、等の用途に用いることが可能となる。 In the present embodiment, examples of the moving body include a train car body, an automobile body, and an airplane body. However, the present invention is not limited to this, and a motorcycle, an automobile (including an automobile, a bus, etc.) It can be installed on various things such as railways) and ships. Since the semiconductor device according to the present invention can instantaneously switch the display of the display panel in the moving body by an external signal, the moving body can be mounted by installing the semiconductor device according to the present invention in the moving body. It can be used for applications such as an advertisement display board for an unspecified number of customers and an information display board at the time of disaster.

なお、本実施の形態において、様々な図を用いて述べてきたが、各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の図で述べた内容(一部でもよい)に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、これまでに述べた図において、各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Note that in this embodiment mode, description has been made using various drawings. However, the contents (or part of the contents) described in each figure may be different from the contents (or part of the contents) described in another figure. , Application, combination, or replacement can be performed freely. Further, in the drawings described so far, more parts can be formed by combining each part with another part.

同様に、本実施の形態の各々の図で述べた内容(一部でもよい)は、別の実施の形態の図で述べた内容(一部でもよい)対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。 Similarly, the contents (may be a part) described in each drawing of this embodiment are applied, combined, or replaced with the contents (may be a part) described in the figure of another embodiment. Can be done freely. Further, in the drawings of this embodiment mode, more drawings can be formed by combining each portion with a portion of another embodiment.

なお、本実施の形態は、他の実施の形態で述べた内容(一部でもよい)を、具現化した場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。 Note that the present embodiment is an example in which the contents (may be part) described in other embodiments are embodied, an example in which the content is slightly modified, an example in which a part is changed, and an improvement. An example of a case, an example of a case where it is described in detail, an example of a case where it is applied, an example of a related part, and the like are shown. Therefore, the contents described in other embodiments can be freely applied to, combined with, or replaced with this embodiment.

(実施の形態17)
以上に示したように、本明細書には少なくとも以下の発明が含まれる。
(Embodiment 17)
As described above, the present specification includes at least the following inventions.

液晶素子を有する画素と、駆動回路とを有し、前記駆動回路は、第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第3のトランジスタと、第4のトランジスタと、第5のトランジスタと、第6のトランジスタと、第7のトランジスタと、第8のトランジスタを有し、前記第1のトランジスタの第1の電極が第4の配線に電気的に接続され、前記第1のトランジスタの第2の電極が第3の配線に電気的に接続され、前記第2のトランジスタの第1の電極が第7の配線に電気的に接続され、前記第2のトランジスタの第2の電極が前記第3の配線に電気的に接続され、前記第2のトランジスタのゲート電極が第5の配線に電気的に接続され、前記第3のトランジスタの第1の電極が第6の配線に電気的に接続され、前記第3のトランジスタの第2の電極が前記第6のトランジスタのゲート電極に電気的に接続され、前記第3のトランジスタのゲート電極が前記第4の配線に電気的に接続され、前記第4のトランジスタの第1の電極が前記第7の配線に電気的に接続され、前記第4のトランジスタの第2の電極が前記第6のトランジスタのゲート電極に電気的に接続され、前記第4のトランジスタのゲート電極が前記第5の配線に電気的に接続され、前記第5のトランジスタの第1の電極が前記第6の配線に電気的に接続され、前記第5のトランジスタの第2の電極が前記第1のトランジスタのゲート電極に電気的に接続され、前記第5のト
ランジスタのゲート電極が第1の配線に電気的に接続され、前記第6のトランジスタの第1の電極が前記第7の配線に電気的に接続され、前記第6のトランジスタの第2の電極が前記第1のトランジスタのゲート電極に電気的に接続され、前記第7のトランジスタの第1の電極が前記第7の配線に電気的に接続され、前記第7のトランジスタの第2の電極が前記第1のトランジスタのゲート電極に電気的に接続され、前記第7のトランジスタのゲート電極が第2の配線に電気的に接続され、前記第8のトランジスタの第1の電極が前記第7の配線に電気的に接続され、前記第8のトランジスタの第2の電極が前記第6のトランジスタのゲート電極に電気的に接続され、前記第8のトランジスタのゲート電極が前記第1のトランジスタのゲート電極に電気的に接続されている。
A pixel having a liquid crystal element; and a driver circuit, wherein the driver circuit includes a first transistor, a second transistor, a third transistor, a fourth transistor, a fifth transistor, 6 transistor, the seventh transistor, and the eighth transistor, the first electrode of the first transistor is electrically connected to the fourth wiring, and the second transistor of the first transistor An electrode is electrically connected to a third wiring, a first electrode of the second transistor is electrically connected to a seventh wiring, and a second electrode of the second transistor is connected to the third wiring. Electrically connected to a wiring; a gate electrode of the second transistor is electrically connected to a fifth wiring; a first electrode of the third transistor is electrically connected to a sixth wiring; The second of the third transistor; An electrode is electrically connected to the gate electrode of the sixth transistor, a gate electrode of the third transistor is electrically connected to the fourth wiring, and a first electrode of the fourth transistor is Electrically connected to a seventh wiring; a second electrode of the fourth transistor is electrically connected to a gate electrode of the sixth transistor; and a gate electrode of the fourth transistor is connected to the fifth electrode Electrically connected to the wiring, the first electrode of the fifth transistor is electrically connected to the sixth wiring, and the second electrode of the fifth transistor is the gate electrode of the first transistor. The gate electrode of the fifth transistor is electrically connected to the first wiring, the first electrode of the sixth transistor is electrically connected to the seventh wiring, The sixth A second electrode of the transistor is electrically connected to a gate electrode of the first transistor, a first electrode of the seventh transistor is electrically connected to the seventh wiring, and the seventh transistor The second electrode of the eighth transistor is electrically connected to the gate electrode of the first transistor, the gate electrode of the seventh transistor is electrically connected to the second wiring, and the first electrode of the eighth transistor An electrode is electrically connected to the seventh wiring, a second electrode of the eighth transistor is electrically connected to a gate electrode of the sixth transistor, and a gate electrode of the eighth transistor is It is electrically connected to the gate electrode of the first transistor.

上記構成において前記第1のトランジスタ乃至前記第8のトランジスタのチャネル長Lとチャネル幅Wの比W/Lの値の中で、第1のトランジスタのW/Lの値が最大になるように設けることができる。また、上記構成において、前記第1のトランジスタW/Lの値を、前記第5のトランジスタW/Lの値の2倍〜5倍としてもよい。また、前記第3のトランジスタのチャネル長Lを、前記第8のトランジスタのチャネル長Lよりも大きく設けてもよい。また、前記第1のトランジスタの第2の電極と、前記第1のトランジスタのゲート電極との間に容量素子を設けてもよい。また、前記第1のトランジスタ乃至前記第7のトランジスタは、Nチャネル型トランジスタで設けてもよい。また、前記第1のトランジスタ乃至前記第7のトランジスタを、アモルファスシリコンを用いて形成してもよい。 In the above structure, the first transistor is provided so that the value of W / L of the first transistor is maximized in the ratio W / L of the channel length L to the channel width W of the eighth transistor. be able to. In the above configuration, the value of the first transistor W / L may be 2 to 5 times the value of the fifth transistor W / L. The channel length L of the third transistor may be set larger than the channel length L of the eighth transistor. In addition, a capacitor may be provided between the second electrode of the first transistor and the gate electrode of the first transistor. The first to seventh transistors may be N-channel transistors. In addition, the first to seventh transistors may be formed using amorphous silicon.

液晶素子を有する画素と、第1の駆動回路と、第2の駆動回路を有し、前記第1の駆動回路は、第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第3のトランジスタと、第4のトランジスタと、第5のトランジスタと、第6のトランジスタと、第7のトランジスタと、第8のトランジスタを有し、前記第1のトランジスタの第1の電極が第4の配線に電気的に接続され、前記第1のトランジスタの第2の電極が第3の配線に電気的に接続され、前記第2のトランジスタの第1の電極が第7の配線に電気的に接続され、前記第2のトランジスタの第2の電極が前記第3の配線に電気的に接続され、前記第2のトランジスタのゲート電極が第5の配線に電気的に接続され、前記第3のトランジスタの第1の電極が第6の配線に電気的に接続され、前記第3のトランジスタの第2の電極が前記第6のトランジスタのゲート電極に電気的に接続され、前記第3のトランジスタのゲート電極が前記第4の配線に電気的に接続され、前記第4のトランジスタの第1の電極が前記第7の配線に電気的に接続され、前記第4のトランジスタの第2の電極が前記第6のトランジスタのゲート電極に電気的に接続され、前記第4のトランジスタのゲート電極が前記第5の配線に電気的に接続され、前記第5のトランジスタの第1の電極が前記第6の配線に電気的に接続され、前記第5のトランジスタの第2の電極が前記第1のトランジスタのゲート電極に電気的に接続され、前記第5のトランジスタのゲート電極が第1の配線に電気的に接続され、前記第6のトランジスタの第1の電極が前記第7の配線に電気的に接続され、前記第6のトランジスタの第2の電極が前記第1のトランジスタのゲート電極に電気的に接続され、前記第7のトランジスタの第1の電極が前記第7の配線に電気的に接続され、前記第7のトランジスタの第2の電極が前記第1のトランジスタのゲート電極に電気的に接続され、前記第7のトランジスタのゲート電極が第2の配線に電気的に接続され、前記第8のトランジスタの第1の電極が前記第7の配線に電気的に接続され、前記第8のトランジスタの第2の電極が前記第6のトランジスタのゲート電極に電気的に接続され、前記第8のトランジスタのゲート電極が前記第1のトランジスタのゲート電極に電気的に接続され、前記第2の駆動回路は、第9のトランジスタと、第10のトランジスタと、第11のトランジスタと、第12のトランジスタと、第13のトランジスタと、第14のトランジスタと、第15のトランジスタと、第16のトランジスタを有し、前記第9のトランジスタの第1の電極が第12の配線に電気的に接続され、前記第9のトランジスタの第2の電極が第10の配線に電気的に接続され、前記第10のトランジスタの第1の電極が第14の配線に電気的に接続され、前記第10のトランジスタの第2の電極が前記第10の配線に電気
的に接続され、前記第10のトランジスタのゲート電極が第12の配線に電気的に接続され、前記第11のトランジスタの第1の電極が第13の配線に電気的に接続され、前記第11のトランジスタの第2の電極が前記第14のトランジスタのゲート電極に電気的に接続され、前記第11のトランジスタのゲート電極が前記第11の配線に電気的に接続され、前記第12のトランジスタの第1の電極が前記第14の配線に電気的に接続され、前記第12のトランジスタの第2の電極が前記第14のトランジスタのゲート電極に電気的に接続され、前記第12のトランジスタのゲート電極が前記第12の配線に電気的に接続され、前記第13のトランジスタの第1の電極が前記第13の配線に電気的に接続され、前記第13のトランジスタの第2の電極が前記第9のトランジスタのゲート電極に電気的に接続され、前記第13のトランジスタのゲート電極が第8の配線に電気的に接続され、前記第14のトランジスタの第1の電極が前記第14の配線に電気的に接続され、前記第14のトランジスタの第2の電極が前記第9のトランジスタのゲート電極に電気的に接続され、前記第15のトランジスタの第1の電極が前記第14の配線に電気的に接続され、前記第15のトランジスタの第2の電極が前記第9のトランジスタのゲート電極に電気的に接続され、前記第15のトランジスタのゲート電極が第9の配線に電気的に接続され、前記第16のトランジスタの第1の電極が前記第14の配線に電気的に接続され、前記第16のトランジスタの第2の電極が前記第14のトランジスタのゲート電極に電気的に接続され、前記第16のトランジスタのゲート電極が前記第9のトランジスタのゲート電極に電気的に接続されるている。
A pixel having a liquid crystal element; a first driver circuit; and a second driver circuit, wherein the first driver circuit includes a first transistor, a second transistor, a third transistor, 4 transistor, the fifth transistor, the sixth transistor, the seventh transistor, and the eighth transistor, and the first electrode of the first transistor is electrically connected to the fourth wiring. Connected, a second electrode of the first transistor is electrically connected to a third wiring, a first electrode of the second transistor is electrically connected to a seventh wiring, and the second electrode The second electrode of the transistor is electrically connected to the third wiring, the gate electrode of the second transistor is electrically connected to the fifth wiring, and the first electrode of the third transistor Is electrically connected to the sixth wiring, The second electrode of the third transistor is electrically connected to the gate electrode of the sixth transistor, the gate electrode of the third transistor is electrically connected to the fourth wiring, and the fourth electrode A first electrode of the transistor is electrically connected to the seventh wiring, a second electrode of the fourth transistor is electrically connected to a gate electrode of the sixth transistor, and the fourth electrode A gate electrode of the transistor is electrically connected to the fifth wiring, a first electrode of the fifth transistor is electrically connected to the sixth wiring, and a second electrode of the fifth transistor Is electrically connected to the gate electrode of the first transistor, the gate electrode of the fifth transistor is electrically connected to the first wiring, and the first electrode of the sixth transistor is the seventh electrode. Wiring Electrically connected, the second electrode of the sixth transistor is electrically connected to the gate electrode of the first transistor, and the first electrode of the seventh transistor is electrically connected to the seventh wiring. The second electrode of the seventh transistor is electrically connected to the gate electrode of the first transistor, and the gate electrode of the seventh transistor is electrically connected to the second wiring. The first electrode of the eighth transistor is electrically connected to the seventh wiring, the second electrode of the eighth transistor is electrically connected to the gate electrode of the sixth transistor, The gate electrode of the eighth transistor is electrically connected to the gate electrode of the first transistor, and the second driver circuit includes a ninth transistor, a tenth transistor, and an eleventh transistor. A transistor, a twelfth transistor, a thirteenth transistor, a fourteenth transistor, a fifteenth transistor, and a sixteenth transistor, and the first electrode of the ninth transistor is a twelfth wiring. The second electrode of the ninth transistor is electrically connected to the tenth wiring, and the first electrode of the tenth transistor is electrically connected to the fourteenth wiring. , The second electrode of the tenth transistor is electrically connected to the tenth wiring, the gate electrode of the tenth transistor is electrically connected to the twelfth wiring, The first electrode is electrically connected to the thirteenth wiring, the second electrode of the eleventh transistor is electrically connected to the gate electrode of the fourteenth transistor, and the eleventh transistor is electrically connected. A gate electrode of the transistor is electrically connected to the eleventh wiring, a first electrode of the twelfth transistor is electrically connected to the fourteenth wiring, and a second electrode of the twelfth transistor Is electrically connected to the gate electrode of the fourteenth transistor, the gate electrode of the twelfth transistor is electrically connected to the twelfth wiring, and the first electrode of the thirteenth transistor is connected to the first electrode. 13 is electrically connected, the second electrode of the thirteenth transistor is electrically connected to the gate electrode of the ninth transistor, and the gate electrode of the thirteenth transistor is connected to the eighth wire. Electrically connected, the first electrode of the fourteenth transistor is electrically connected to the fourteenth wiring, and the second electrode of the fourteenth transistor is electrically connected to the ninth transistor. Electrically connected to the gate electrode, the first electrode of the fifteenth transistor is electrically connected to the fourteenth wiring, and the second electrode of the fifteenth transistor is the gate of the ninth transistor; The gate electrode of the fifteenth transistor is electrically connected to the ninth wiring, and the first electrode of the sixteenth transistor is electrically connected to the fourteenth wiring. The second electrode of the sixteenth transistor is electrically connected to the gate electrode of the fourteenth transistor, and the gate electrode of the sixteenth transistor is electrically connected to the gate electrode of the ninth transistor. It is.

また、前記第4の配線と前記第11の配線とを電気的に接続し、前記第5の配線と前記第12の配線とを電気的に接続し、前記第6の配線と前記第13の配線とを電気的に接続し、前記第7の配線と前記第14の配線とを電気的に接続さしてもよい。また、前記第4の配線と前記第11の配線とは同一の配線で設け、前記第5の配線と前記第12の配線とは同一の配線で設け、前記第6の配線と前記第13の配線とは同一の配線で設け、前記第7の配線と前記第14の配線とは同一の配線で設けてもよい。また、前記第3の配線と前記第10の配線とを電気的に接続してもよい。また、前記第3の配線と前記第10の配線とを同一の配線で設けてもよい。また、前記第1のトランジスタ乃至第8のトランジスタのチャネル長Lとチャネル幅Wの比W/Lの値の中で、前記第1のトランジスタのW/Lの値を最大とし、前記第9のトランジスタ乃至前記第16のトランジスタのチャネル長Lとチャネル幅Wの比W/Lの値の中で、第9のトランジスタのW/Lの値が最大としてもよい。また、前記第1のトランジスタW/Lの値を前記第5のトランジスタW/Lの値の2倍〜5倍とし、前記第9のトランジスタW/Lの値を前記第12のトランジスタW/Lの値の2倍〜5倍としてもよい。また、前記第3のトランジスタのチャネル長Lを前記第8のトランジスタのチャネル長Lよりも大きくし、前記第11のトランジスタのチャネル長Lを前記第16のトランジスタのチャネル長Lよりも大きくしてもよい。また、前記第1のトランジスタの第2の電極と、前記第1のトランジスタのゲート電極との間に容量素子を設け、前記第9のトランジスタの第2の電極と、前記第9のトランジスタのゲート電極との間に容量素子を設けてもよい。また、前記第1のトランジスタ乃至前記第16のトランジスタを、Nチャネル型トランジスタで設けてもよい。また、前記第1のトランジスタ乃至前記第16のトランジスタを、半導体層としてアモルファスシリコンを用いて設けてもよい。 In addition, the fourth wiring and the eleventh wiring are electrically connected, the fifth wiring and the twelfth wiring are electrically connected, and the sixth wiring and the thirteenth wiring are electrically connected. A wiring may be electrically connected, and the seventh wiring and the fourteenth wiring may be electrically connected. Further, the fourth wiring and the eleventh wiring are provided by the same wiring, the fifth wiring and the twelfth wiring are provided by the same wiring, the sixth wiring and the thirteenth wiring. The wiring may be the same wiring, and the seventh wiring and the fourteenth wiring may be the same wiring. Further, the third wiring and the tenth wiring may be electrically connected. Further, the third wiring and the tenth wiring may be provided by the same wiring. In addition, among the values of the ratio W / L of the channel length L to the channel width W of the first to eighth transistors, the value of W / L of the first transistor is maximized, and the ninth Among the values of the ratio W / L of the channel length L to the channel width W of the transistor to the sixteenth transistor, the value of W / L of the ninth transistor may be the maximum. The value of the first transistor W / L is set to 2 to 5 times the value of the fifth transistor W / L, and the value of the ninth transistor W / L is set to the twelfth transistor W / L. It is good also as 2-5 times the value of. Further, the channel length L of the third transistor is made larger than the channel length L of the eighth transistor, and the channel length L of the eleventh transistor is made larger than the channel length L of the sixteenth transistor. Also good. In addition, a capacitor is provided between the second electrode of the first transistor and the gate electrode of the first transistor, and the second electrode of the ninth transistor and the gate of the ninth transistor A capacitor may be provided between the electrodes. The first to sixteenth transistors may be N-channel transistors. The first to sixteenth transistors may be provided using amorphous silicon as a semiconductor layer.

本実施の形態で示す液晶表示装置は、本明細書に記載されているものであり、従って他の実施の形態と同様の作用効果を奏する。 The liquid crystal display device described in this embodiment is described in this specification, and thus has the same effects as those of the other embodiments.

10 配線
101 トランジスタ
101 +Vth
101 +α(Vth
102 トランジスタ
103 トランジスタ
103 配線
104 トランジスタ
105 トランジスタ
106 トランジスタ
107 トランジスタ
108 トランジスタ
109 トランジスタ
110 トランジスタ
121 配線
122 配線
123 配線
124 配線
124 ノード
125 配線
126 配線
127 配線
128 配線
129 配線
130 配線
131 配線
132 配線
133 配線
134 配線
135 配線
136 配線
141 ノード
142 ノード
151 容量素子
152 トランジスタ
211 信号
212 信号
213 信号
214 信号
215 信号
216 信号
221 信号
222 信号
223 信号
225 信号
227 信号
228 信号
234 信号
241 電位
242 電位
501 トランジスタ
511 配線
701 配線
702 配線
703 配線
704 配線
705 配線
706 配線
707 配線
708 配線
709 配線
710 配線
717 配線
901 トランジスタ
1011 抵抗素子
1012 抵抗素子
1021 トランジスタ
1022 トランジスタ
1023 トランジスタ
1024 トランジスタ
1101 フリップフリップ
1111 配線
1112 配線
1113 配線
1114 配線
1115 配線
1116 配線
1117 配線
1211 信号
1212 信号
1213 信号
1216 信号
1401 バッファ
1701 信号線駆動回路
1702 走査線駆動回路
1703 画素
1704 画素部
1705 絶縁基板
1801 フリップフロップ
1914 配線
2221 信号
2222 信号
2223 信号
2225 信号
2227 信号
2228 信号
2401 フリップフロップ
2402 フリップフリップ
2411 配線
2412 配線
2413 配線
2414 配線
2415 配線
2416 配線
2417 配線
2418 配線
2419 配線
2420 配線
2424 配線
2511 信号
2512 信号
2513 信号
2514 信号
2515 信号
2518 信号
2519 信号
2595 配線
2702 走査線駆動回路
2901 導電層
2902 導電層
2903 導電層
2904 導電層
2905 導電層
2906 導電層
2907 導電層
2908 導電層
2909 導電層
2910 導電層
2911 導電層
2912 導電層
2913 導電層
2914 導電層
2915 導電層
2916 導電層
2951 配線
2952 配線
2953 配線
2954 配線
2955 配線
2956 配線
2957 配線
2958 配線
2960 配線
2981 半導体層
2982 半導体層
2983 半導体層
2984 半導体層
2985 半導体層
2986 半導体層
2987 半導体層
2988 半導体層
4201 フリップフロップ
4211 配線
4212 配線
4213 配線
4214 配線
4215 配線
4216 配線
4217 配線
4218 配線
4311 信号
4312 信号
4313 信号
4314 信号
4315 信号
4401 トランジスタ
4402 トランジスタ
4403 トランジスタ
4404 トランジスタ
4405 トランジスタ
4406 トランジスタ
4407 トランジスタ
4408 トランジスタ
4421 配線
4421 信号
4422 配線
4422 信号
4423 配線
4423 信号
4424 配線
4425 配線
4425 信号
4426 配線
4427 配線
4427 信号
4428 配線
4428 信号
4429 配線
4430 配線
4431 配線
4432 配線
4433 配線
4441 ノード
4442 ノード
4503 トランジスタ
4521 信号
4522 信号
4525 信号
4527 信号
4528 信号
4541 電位
4542 電位
8000 バッファ
8011 配線
8012 配線
8100 バッファ
8201 トランジスタ
8202 トランジスタ
8211 配線
8212 配線
8213 配線
8214 配線
8301 トランジスタ
8302 トランジスタ
8303 トランジスタ
8304 トランジスタ
8311 配線
8312 配線
8313 配線
8314 配線
8315 配線
8316 配線
8341 ノード
8401 トランジスタ
8402 トランジスタ
8403 トランジスタ
8404 トランジスタ
8411 配線
8412 配線
8413 配線
8414 配線
8415 配線
8416 配線
8417 配線
8441 ノード
8501 トランジスタ
8502 トランジスタ
8503 トランジスタ
8511 配線
8512 配線
8513 配線
8514 配線
8515 配線
8516 配線
8541 ノード
8601 トランジスタ
8602 トランジスタ
8603 トランジスタ
8604 トランジスタ
8611 配線
8612 配線
8613 配線
8614 配線
8615 配線
8616 配線
8641 ノード
1902a 走査線駆動回路
1902b 走査線駆動回路
1902b 駆動回路
2002a 走査線駆動回路
2002b 走査線駆動回路
2802a 走査線駆動回路
2802b 走査線駆動回路
2802b 駆動回路
8001a インバータ
8001b インバータ
8001c インバータ
8002a インバータ
8002b インバータ
8002c インバータ
8003a インバータ
8003b インバータ
8003c インバータ
10 Wiring 101 Transistor 101 + Vth
101 + α (Vth
102 transistor 103 transistor 103 wiring 104 transistor 105 transistor 106 transistor 107 transistor 108 transistor 109 transistor 110 transistor 121 wiring 122 wiring 123 wiring 124 wiring 124 node 125 wiring 126 wiring 127 wiring 128 wiring 129 wiring 130 wiring 131 wiring 132 wiring 133 wiring 134 wiring 135 wiring 136 wiring 141 node 142 node 151 capacitive element 152 transistor 211 signal 212 signal 213 signal 214 signal 215 signal 216 signal 221 signal 222 signal 223 signal 225 signal 227 signal 228 signal 234 signal 241 potential 242 potential 501 transistor 511 wiring 701 wiring 702 Wiring 703 Wiring 704 Wiring 705 Wiring 7 6 wiring 707 wiring 708 wiring 709 wiring 710 wiring 717 wiring 901 transistor 1011 resistance element 1012 resistance element 1021 transistor 1022 transistor 1023 transistor 1024 transistor 1101 flip flip 1111 wiring 1112 wiring 1113 wiring 1114 wiring 1115 wiring 1116 wiring 1117 wiring 1211 signal 1212 signal 1213 Signal 1216 Signal 1401 Buffer 1701 Signal line driver circuit 1702 Scan line driver circuit 1703 Pixel 1704 Pixel unit 1705 Insulating substrate 1801 Flip flop 1914 Wiring 2221 Signal 2222 Signal 2223 Signal 2225 Signal 2227 Signal 2228 Signal 2401 Flip flop 2402 Flip flip 2411 Wiring 2412 Wiring 2413 Wiring 414 wiring 2415 wiring 2416 wiring 2416 wiring 2417 wiring 2418 wiring 2419 wiring 2420 wiring 2424 wiring 2511 signal 2512 signal 2513 signal 2514 signal 2515 signal 2518 signal 2519 signal 2595 wiring 2702 scanning line driver circuit 2901 conductive layer 2902 conductive layer 2903 conductive layer 2904 conductive layer 2905 Conductive layer 2906 Conductive layer 2907 Conductive layer 2908 Conductive layer 2909 Conductive layer 2910 Conductive layer 2911 Conductive layer 2912 Conductive layer 2913 Conductive layer 2914 Conductive layer 2915 Conductive layer 2916 Conductive layer 2951 Wire 2952 Wire 2953 Wire 2954 Wire 2955 Wire 2957 Wire 2957 Wire 2958 Wiring 2960 Wiring 2981 Semiconductor layer 2982 Semiconductor layer 2983 Semiconductor layer 2984 Semiconductor layer 2985 Semiconductor layer 2986 Conductor layer 2987 Semiconductor layer 2988 Semiconductor layer 4201 Flip-flop 4211 wiring 4212 wiring 4213 wiring 4214 wiring 4215 wiring 4216 wiring 4217 wiring 4218 wiring 4311 signal 4312 signal 4313 signal 4314 signal 4315 signal 4401 transistor 4402 transistor 4403 transistor 4404 transistor 4405 transistor 4406 transistor 4407 Transistor 4408 transistor 4421 wiring 4421 signal 4422 wiring 4422 signal 4423 wiring 4423 signal 4424 wiring 4425 wiring 4425 signal 4426 wiring 4427 wiring 4427 signal 4428 wiring 4428 signal 4429 wiring 4430 wiring 4431 wiring 4432 wiring 4433 wiring 4441 node 4442 node 4442 503 Transistor 4521 Signal 4522 Signal 4525 Signal 4527 Signal 4527 Signal 4528 Signal 4541 Potential 4542 Potential 8000 Buffer 8011 Wiring 8012 Wiring 8100 Buffer 8201 Transistor 8202 Transistor 8211 Wiring 8212 Wiring 8213 Wiring 8214 Wiring 8301 Transistor 8302 Transistor 8303 Transistor 8304 Wiring 8383 Wiring 8312 Wiring 8314 wiring 8315 wiring 8316 wiring 8316 node 8401 transistor 8401 transistor 8403 transistor 8403 transistor 8404 transistor 8411 wiring 8412 wiring 8413 wiring 8414 wiring 8415 wiring 8416 wiring 8417 wiring 8441 node 8501 transistor 8502 transistor 8503 Transistor 8511 wiring 8512 wiring 8513 wiring 8514 wiring 8515 wiring 8516 wiring 8541 node 8601 transistor 8602 transistor 8603 transistor 8604 transistor 8611 wiring 8612 wiring 8613 wiring 8614 wiring 8615 wiring 8616 wiring 8641 node 1902a scanning line driving circuit 1902b scanning line driving circuit 1902b driving circuit 2002a scan line driver circuit 2002b scan line driver circuit 2802a scan line driver circuit 2802b scan line driver circuit 2802b drive circuit 8001a inverter 8001b inverter 8001c inverter 8002a inverter 8002b inverter 8002c inverter 8003a inverter 8003b inverter 8003c inverter

Claims (9)

第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第3のトランジスタと、第4のトランジスタと、第5のトランジスタと、第6のトランジスタと、第7のトランジスタと、第8のトランジスタと、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方は、前記第2のトランジスタのソース及びドレインの一方と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのソース及びドレインの一方は、前記第4のトランジスタのソース及びドレインの一方と電気的に接続され、
前記第4のトランジスタのゲートは、前記第2のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第5のトランジスタのソース及びドレインの一方は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第6のトランジスタのソース及びドレインの一方は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第6のトランジスタのゲートは、前記第3のトランジスタのソース及びドレインの一方と電気的に接続され、
前記第7のトランジスタのソース及びドレインの一方は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第8のトランジスタのソース及びドレインの一方は、前記第3のトランジスタのソース及びドレインの一方と電気的に接続され、
前記第8のトランジスタのゲートは、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソース及びドレインの他方は、第1の配線と電気的に接続され、
前記第4のトランジスタのソース及びドレインの他方は、前記第1の配線と電気的に接続され、
前記第6のトランジスタのソース及びドレインの他方は、前記第1の配線と電気的に接続され、
前記第7のトランジスタのソース及びドレインの他方は、前記第1の配線と電気的に接続され、
前記第8のトランジスタのソース及びドレインの他方は、前記第1の配線と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのソース及びドレインの他方は、第2の配線と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのゲートは、前記第2の配線と電気的に接続され、
前記第5のトランジスタのソース及びドレインの他方は、第3の配線と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのゲートは、第4の配線と電気的に接続され、
前記第7のトランジスタのゲートは、第5の配線と電気的に接続されることを特徴とする半導体装置。
Having a first transistor, a second transistor, a third transistor, a fourth transistor, a fifth transistor, a sixth transistor, a seventh transistor, and an eighth transistor; And
One of a source and a drain of the first transistor is electrically connected to one of a source and a drain of the second transistor;
One of a source and a drain of the third transistor is electrically connected to one of a source and a drain of the fourth transistor;
A gate of the fourth transistor is electrically connected to a gate of the second transistor;
One of a source and a drain of the fifth transistor is electrically connected to a gate of the first transistor;
One of a source and a drain of the sixth transistor is electrically connected to a gate of the first transistor;
A gate of the sixth transistor is electrically connected to one of a source and a drain of the third transistor;
One of a source and a drain of the seventh transistor is electrically connected to a gate of the first transistor;
One of a source and a drain of the eighth transistor is electrically connected to one of a source and a drain of the third transistor;
A gate of the eighth transistor is electrically connected to a gate of the first transistor;
The other of the source and the drain of the second transistor is electrically connected to the first wiring;
The other of the source and the drain of the fourth transistor is electrically connected to the first wiring;
The other of the source and the drain of the sixth transistor is electrically connected to the first wiring;
The other of the source and the drain of the seventh transistor is electrically connected to the first wiring;
The other of the source and the drain of the eighth transistor is electrically connected to the first wiring;
The other of the source and the drain of the first transistor is electrically connected to a second wiring;
A gate of the third transistor is electrically connected to the second wiring;
The other of the source and the drain of the fifth transistor is electrically connected to a third wiring;
A gate of the second transistor is electrically connected to a fourth wiring;
The semiconductor device is characterized in that the gate of the seventh transistor is electrically connected to a fifth wiring.
請求項1において、
前記第5のトランジスタのゲートは、前記第3の配線と電気的に接続されることを特徴とする半導体装置。
In claim 1,
The semiconductor device is characterized in that the gate of the fifth transistor is electrically connected to the third wiring.
請求項1において、
前記第3のトランジスタのソース及びドレインの他方は、前記第3の配線と電気的に接続されることを特徴とする半導体装置。
In claim 1,
The semiconductor device is characterized in that the other of the source and the drain of the third transistor is electrically connected to the third wiring.
請求項1乃至請求項3のいずれか一項において、
前記第3のトランジスタのゲートは、前記第2の配線と直接接続されていることを特徴とする半導体装置。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
The semiconductor device, wherein the gate of the third transistor is directly connected to the second wiring.
請求項1乃至請求項4のいずれか一項において、
前記第1の配線は、第1の電位を供給する機能を有し、
前記第2の配線は、第1のクロック信号を供給する機能を有し、
前記第3の配線は、スタートパルス又は第2の電位を供給する機能を有し、
前記第4の配線は、第2のクロック信号を供給する機能を有し、
前記第5の配線は、リセットパルスを供給する機能を有することを特徴とする半導体装置。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
The first wiring has a function of supplying a first potential;
The second wiring has a function of supplying a first clock signal;
The third wiring has a function of supplying a start pulse or a second potential;
The fourth wiring has a function of supplying a second clock signal;
The semiconductor device, wherein the fifth wiring has a function of supplying a reset pulse.
請求項1乃至請求項5のいずれか一項において、
前記第1乃至第8のトランジスタのチャネル領域は、酸化物半導体を含むことを特徴とする半導体装置。
In any one of Claims 1 thru | or 5,
The channel region of the first to eighth transistors includes an oxide semiconductor.
請求項6において、
前記酸化物半導体は、In及びZnを含むことを特徴とする半導体装置。
In claim 6,
The semiconductor device, wherein the oxide semiconductor contains In and Zn.
請求項6において、
前記酸化物半導体は、InGaZnOを含むことを特徴とする半導体装置。
In claim 6,
The semiconductor device, wherein the oxide semiconductor includes InGaZnO.
請求項6において、
前記酸化物半導体は、a−InGaZnOを含むことを特徴とする半導体装置。
In claim 6,
The semiconductor device, wherein the oxide semiconductor includes a-InGaZnO.
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