JP2015215937A - 半導体装置、表示モジュール及び電子機器 - Google Patents

半導体装置、表示モジュール及び電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】同じ導電型のトランジスタによって構成された双方向シフトレジスタを提供する。【解決手段】第１のフリップフロップは第１のクロック信号に同期した第１の信号を出力し、第２のフリップフロップは第２のクロック信号に同期した第２の信号を出力し、第３のフリップフロップは第３のクロック信号に同期した第３の信号を出力する。そして、第２のフリップフロップは、第１乃至第３のトランジスタを有する。第１のトランジスタは、第１の端子に第２のクロック信号が入力され、第２の端子から第２の信号が出力される。第２のトランジスタは、第１の端子に第１の信号が入力され、第２の端子が第１のトランジスタのゲートと電気的に接続され、ゲートに第１のクロック信号が入力される。第３のトランジスタは、第１の端子に第３の信号が入力され、第２の端子が第１のトランジスタのゲートと電気的に接続され、ゲートに第３のクロック信号が入力される。【選択図】図４

Description

本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、表示モジュール及び電子機器に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
シフトレジスタは、記憶装置、イメージセンサ又は表示装置等の駆動回路として採用される。特に、同じ極性のトランジスタによって構成されるシフトレジスタの開発が進められている。そのようなシフトレジスタに関する技術について、特許文献１及び特許文献２に開示されている。
特許文献１及び２に開示されるシフトレジスタのシフト方向は、一方の方向のみである。
特開２００４−１０３２２６号公報 特開２００５−０５０５０２号公報
本発明の一態様は、新規の回路又はその駆動方法を提供することを課題の一とする。特に、シフト方向を切り替えることができるシフトレジスタの少なくとも一部に適用可能な新規の回路又はその駆動方法を提供することを課題の一とする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様に係る発明は、シフトレジスタを有する半導体装置である。シフトレジスタは、第１乃至第３のフリップフロップを有する。第１のフリップフロップは、第１の配線に第１の信号を出力することができる機能を有する。第２のフリップフロップは、第２の配線に第２の信号を出力することができる機能を有する。第３のフリップフロップは、第３の配線に第３の信号を出力することができる機能を有する。第１の信号は、第１のクロック信号に同期する値を有する。第２の信号は、第２のクロック信号に同期する値を有する。第３の信号は、第３のクロック信号に同期する値を有する。第２のフリップフロップは、第１乃至第３のトランジスタを有する。第１のトランジスタのソース又はドレインの一方は、第４の配線と電気的に接続される。第１のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第２の配線と電気的に接続される。第２のトランジスタのソース又はドレインの一方は、第１の配線と電気的に接続される。第２のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第１のトランジスタのゲートと電気的に接続される。第２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。第３のトランジスタのソース又はドレインの一方は、第３の配線と電気的に接続される。第３のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第１のトランジスタのゲートと電気的に接続される。第３のトランジスタのゲートは、第６の配線と電気的に接続される。第４の配線は、第２のクロック信号を伝達することができる機能を有する。第５の配線は、第１のクロック信号を伝達することができる機能を有する。第６の配線は、第３のクロック信号を伝達することができる機能を有する。
本発明の一態様に係る発明は、シフトレジスタを有する半導体装置である。シフトレジスタは、第１乃至第３のフリップフロップを有する。第１のフリップフロップは、第１の配線に第１の信号を出力することができる機能を有する。第２のフリップフロップは、第２の配線に第２の信号を出力することができる機能を有する。第３のフリップフロップは、第３の配線に第３の信号を出力することができる機能を有する。第１の信号は、第１のクロック信号に同期する値を有する。第２の信号は、第２のクロック信号に同期する値を有する。第３の信号は、第３のクロック信号に同期する値を有する。第２のフリップフロップは、第１乃至第３のトランジスタを有する。第１のトランジスタのソース又はドレインの一方は、第４の配線と電気的に接続される。第１のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第２の配線と電気的に接続される。第２のトランジスタのソース又はドレインの一方は、第５の配線と電気的に接続される。第２のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第１のトランジスタのゲートと電気的に接続される。第２のトランジスタのゲートは、第１の配線と電気的に接続される。第３のトランジスタのソース又はドレインの一方は、第６の配線と電気的に接続される。第３のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第１のトランジスタのゲートと電気的に接続される。第３のトランジスタのゲートは、第３の配線と電気的に接続される。第４の配線は、第２のクロック信号を伝達することができる機能を有する。第５の配線は、第１のクロック信号を伝達することができる機能を有する。第６の配線は、第３のクロック信号を伝達することができる機能を有する。
本発明の一態様に係る発明は、シフトレジスタを有する半導体装置である。シフトレジスタは、第１乃至第５のフリップフロップを有する。第１のフリップフロップは、第１の配線に第１の信号を出力することができる機能を有する。第２のフリップフロップは、第２の配線に第２の信号を出力することができる機能を有する。第３のフリップフロップは、第３の配線に第３の信号を出力することができる機能を有する。第４のフリップフロップは、第４の配線に第４の信号を出力することができる機能を有する。第５のフリップフロップは、第５の配線に第５の信号を出力することができる機能を有する。第１の信号は、第１のクロック信号に同期する値を有する。第２の信号は、第２のクロック信号に同期する値を有する。第３の信号は、第３のクロック信号に同期する値を有する。第４の信号は、第４のクロック信号に同期する値を有する。第５の信号は、第１のクロック信号に同期する値を有する。第３のフリップフロップは、第１乃至第５のトランジスタを有する。第１のトランジスタのソース又はドレインの一方は、第６の配線と電気的に接続される。第１のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第３の配線と電気的に接続される。第２のトランジスタのソース又はドレインの一方は、第２の配線と電気的に接続される。第２のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第１のトランジスタのゲートと電気的に接続される。第３のトランジスタのソース又はドレインの一方は、第４の配線と電気的に接続される。第３のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第１のトランジスタのゲートと電気的に接続される。第４のトランジスタのソース又はドレインの一方と第４のトランジスタのゲートとの少なくとも一は、第１の配線と電気的に接続される。第４のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第２のトランジスタのゲートと電気的に接続される。第５のトランジスタのソース又はドレインの一方と第５のトランジスタのゲートとの少なくとも一は、第５の配線と電気的に接続される。第５のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第３のトランジスタのゲートと電気的に接続される。第６の配線は、第３のクロック信号を伝達することができる機能を有する。
本発明の一態様に係る発明は、シフトレジスタを有する半導体装置である。シフトレジスタは、第１乃至第３のフリップフロップを有する。第１のフリップフロップは、第１の配線に第１の信号を出力することができる機能を有する。第２のフリップフロップは、第２の配線に第２の信号を出力することができる機能を有する。第３のフリップフロップは、第３の配線に第３の信号を出力することができる機能を有する。第１の信号は、第１のクロック信号に同期する値を有する。第２の信号は、第２のクロック信号に同期する値を有する。第３の信号は、第３のクロック信号に同期する値を有する。第２のフリップフロップは、第１乃至第５のトランジスタを有する。第１のトランジスタのソース又はドレインの一方は、第４の配線と電気的に接続される。第１のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第２の配線と電気的に接続される。第２のトランジスタのソース又はドレインの一方は、第１の配線と電気的に接続される。第２のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第１のトランジスタのゲートと電気的に接続される。第３のトランジスタのソース又はドレインの一方は、第３の配線と電気的に接続される。第３のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第１のトランジスタのゲートと電気的に接続される。第４のトランジスタのソース又はドレインの一方と第４のトランジスタのゲートとの少なくとも一方は、第１の配線と電気的に接続される。第４のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第２のトランジスタのゲートと電気的に接続される。第５のトランジスタのソース又はドレインの一方と第５のトランジスタのゲートとの少なくとも一方は、第３の配線と電気的に接続される。第５のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第３のトランジスタのゲートと電気的に接続される。第４の配線は、第２のクロック信号を伝達することができる機能を有する。
なお、第４のトランジスタのＷ（Ｗはチャネル幅）／Ｌ（Ｌはチャネル長）は、第５のトランジスタのＷ／Ｌの０．８倍以上且つ１．２倍以下であることが好ましい。
なお、第２のトランジスタのＷ（Ｗはチャネル幅）／Ｌ（Ｌはチャネル長）は、第３のトランジスタのＷ／Ｌの０．８倍以上且つ１．２倍以下であることが好ましい。
なお、第１のトランジスタは、チャネル形成領域に酸化物半導体を有することが好ましい。
本発明の一態様に係る発明は、上記半導体装置と、ＦＰＣと、を有する表示モジュールである。
本発明の一態様に係る発明は、上記半導体装置又は上記表示モジュールと、スピーカー、操作ボタン、及び／又はアンテナと、を有する電子機器である。
本発明の一態様は、新規の回路又はその駆動方法を提供することができる。特に、シフト方向を切り替えることができるシフトレジスタの少なくとも一部に適用可能な新規の回路又はその駆動方法を提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
本発明の一態様に係る装置を説明する回路図。 本発明の一態様に係る装置の動作を説明するタイミングチャート。 本発明の一態様に係る装置の動作を説明するタイミングチャート。 本発明の一態様に係る装置を説明する回路図。 本発明の一態様に係る装置の動作を説明するタイミングチャート。 本発明の一態様に係る装置を説明する模式図。 本発明の一態様に係る装置を説明する模式図。 本発明の一態様に係る装置を説明する模式図。 本発明の一態様に係る装置を説明する模式図。 本発明の一態様に係る装置の動作を説明するタイミングチャート。 本発明の一態様に係る装置を説明する回路図。 本発明の一態様に係る装置を説明する回路図。 本発明の一態様に係る装置を説明する回路図。 本発明の一態様に係る装置を説明する回路図。 本発明の一態様に係る装置を説明する回路図。 本発明の一態様に係る装置を説明する回路図。 本発明の一態様に係る装置を説明する回路図。 本発明の一態様に係る装置を説明する回路図。 本発明の一態様に係る装置を説明する回路図。 本発明の一態様に係る装置を説明する回路図。 本発明の一態様に係る装置を説明する回路図。 本発明の一態様に係る装置を説明する回路図。 本発明の一態様に係る装置を説明する回路図。 本発明の一態様に係る装置を説明する回路図。 本発明の一態様に係る装置を説明する回路図。 本発明の一態様に係る装置を説明する回路図。 本発明の一態様に係る装置を説明する回路図。 本発明の一態様に係る表示装置を説明する回路図。 本発明の一態様に係るトランジスタの構成例を説明する図。 本発明の一態様に係るトランジスタの作製方法例を説明する図。 本発明の一態様に係るトランジスタの構成例を説明する図。 本発明の一態様に係るトランジスタの構成例を説明する図。 表示装置の一態様を示す上面図。 表示装置の一態様を示す断面図。 実施の形態に係る入出力装置の構成を説明する投影図。 実施の形態に係る入出力装置の構成を説明する断面図。 本発明の一態様に係る、電子機器を説明する図。 本発明の一態様に係る装置を説明する回路図。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施の形態における説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は、以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
また、本発明の一態様は、集積回路、表示装置、ＲＦタグを含むあらゆる装置が、その範疇に含まれる。また、表示装置には、液晶表示装置、有機発光素子に代表される発光素子を各画素に備えた発光装置、電子ペーパー、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）など、集積回路を回路に有している表示装置が、その範疇に含まれる。
なお、図面を用いて発明の構成を説明するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用いる。
また、本明細書等においては、ある一つの実施の形態において述べる図または文章において、その一部分を取り出して、発明の一態様を構成することは可能である。したがって、ある部分を述べる図または文章が記載されている場合、その一部分の図または文章を取り出した内容も、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能であるものとする。そして、その発明の一態様は明確であると言える。そのため、例えば、能動素子（トランジスタなど）、配線、受動素子（容量素子など）、導電層、絶縁層、半導体層、部品、装置、動作方法、製造方法などが単数もしくは複数記載された図面または文章において、その一部分を取り出して、発明の一態様を構成することが可能であるものとする。例えば、Ｎ個（Ｎは整数）の回路素子（トランジスタ、容量素子等）を有して構成される回路図から、Ｍ個（Ｍは整数で、Ｍ＜Ｎ）の回路素子（トランジスタ、容量素子等）を抜き出して、発明の一態様を構成することは可能である。別の例としては、「Ａは、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、または、Ｆを有する」と記載されている文章から、一部の要素を任意に抜き出して、「Ａは、ＢとＥとを有する」、「Ａは、ＥとＦとを有する」、「Ａは、ＣとＥとＦとを有する」、または、「Ａは、ＢとＣとＤとＥとを有する」などの発明の一態様を構成することは可能である。
また、本明細書等においては、ある一つの実施の形態において述べる図または文章において、少なくとも一つの具体例が記載される場合、その具体例の上位概念を導き出すことは、当業者であれば容易に理解される。したがって、ある一つの実施の形態において述べる図または文章において、少なくとも一つの具体例が記載される場合、その具体例の上位概念も、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能である。そして、その発明の一態様は、明確であると言える。
また、本明細書等においては、少なくとも図に記載した内容（図の中の一部でもよい）は、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能である。したがって、ある内容について、図に記載されていれば、文章を用いて述べていなくても、その内容は、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能である。同様に、図の一部を取り出した図についても、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能である。そして、その発明の一態様は明確であると言える。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る装置について説明する。
図１に例示する本発明の一態様に係る装置は、回路１００を有する。回路１００は、配線ＣＫ１、配線ＣＫ２、配線ＣＫ３、配線ＣＫ４、配線ＳＰ１、配線ＳＰ２及びＮ（Ｎは３以上の自然数）本の配線ＯＵＴ（配線ＯＵＴ［１］乃至［Ｎ］ともいう）と接続される。
配線ＣＫ１、配線ＣＫ２、配線ＣＫ３、配線ＣＫ４、配線ＳＰ１、配線ＳＰ２及び配線ＯＵＴ［１］乃至［Ｎ］のそれぞれは、信号、電位又は電流等を伝達する機能を有する。つまり、配線ＣＫ１、配線ＣＫ２、配線ＣＫ３、配線ＣＫ４、配線ＳＰ１、配線ＳＰ２及び配線ＯＵＴ［１］乃至［Ｎ］のそれぞれは、信号線、電源線又は電流供給線としての機能を有する。例えば、配線ＣＫ１、配線ＣＫ２、配線ＣＫ３及び配線ＣＫ４のそれぞれには信号が入力される。配線ＣＫ１に入力される信号（信号ＶＣＫ１ともいう）、配線ＣＫ２に入力される信号（信号ＶＣＫ２ともいう）、配線ＣＫ３に入力される信号（信号ＶＣＫ３ともいう）、及び配線ＣＫ４に入力される信号（信号ＶＣＫ４ともいう）としては、クロック信号がある。ただし、信号ＶＣＫ１乃至信号ＶＣＫ４は、互いに位相が異なることが好ましい。例えば、配線ＳＰ１及び配線ＳＰ２のそれぞれには信号が入力される。配線ＳＰ１に入力される信号（信号ＶＳＰ１ともいう）及び配線ＳＰ２に入力される信号（信号ＶＳＰ２ともいう）としては、スタートパルスがある。後述するとおり、信号ＶＳＰ１及び信号ＶＳＰ２によって、データのシフト方向を制御することができる。例えば、配線ＯＵＴ［１］乃至［Ｎ］のそれぞれには回路１００から信号が出力される。配線ＯＵＴ［１］乃至［Ｎ］のそれぞれに出力される信号（信号ＶＯＵＴ［１］乃至［Ｎ］ともいう）としては、回路１００の出力信号がある。後述するとおり、信号ＶＯＵＴ［１］乃至［Ｎ］は、信号ＶＳＰ１又は信号ＶＳＰ２に対して遅延する信号である。
回路１００は、配線ＯＵＴ［１］乃至［Ｎ］の電位を制御する機能を有する。具体的には、回路１００は、信号ＶＳＰ１をシフトする機能及び信号ＶＳＰ２をシフトする機能を有する。そして、回路１００は、信号ＶＳＰ１に対して遅延する信号ＶＯＵＴ［１］乃至［Ｎ］を配線ＯＵＴ［１］乃至［Ｎ］のそれぞれに出力する機能及び信号ＶＳＰ２に対して遅延する信号ＶＯＵＴ［１］乃至［Ｎ］を配線ＯＵＴ［１］乃至［Ｎ］のそれぞれに出力する機能を有する。図２に例示するように、信号ＶＳＰ１がハイレベル（アクティブ）になると、信号ＶＳＰ１が配線ＯＵＴ［１］から配線ＯＵＴ［Ｎ］に向かう方向にシフトされる。よって、信号ＶＯＵＴ［１］は信号ＶＳＰ１に対して遅延し、信号ＶＯＵＴ［ｉ］（ｉは２乃至Ｎ−１のいずれか一）は信号ＶＯＵＴ［ｉ−１］に対して遅延し、信号ＶＯＵＴ［Ｎ］は信号ＶＯＵＴ［Ｎ−１］に対して遅延する。また、図３に例示するように、信号ＶＳＰ２がハイレベル（アクティブ）になると、信号ＶＳＰ２が配線ＯＵＴ［Ｎ］から配線ＯＵＴ［１］に向かう方向にシフトされる。よって、信号ＶＯＵＴ［Ｎ］は信号ＶＳＰ２に対して遅延し、信号ＶＯＵＴ［ｉ］は信号ＶＯＵＴ［ｉ＋１］に対して遅延し、信号ＶＯＵＴ［１］は信号ＶＯＵＴ［２］に対して遅延する。このように、回路１００は、シフトレジスタ、特に双方向シフトレジスタとしての機能を有する。そして、データのシフト方向は、信号ＶＳＰ１又は信号ＶＳＰ２のどちらがシフトされるのかによって選択される。また、信号ＶＳＰ１又は信号ＶＳＰ２のどちらがシフトされるのかは、信号ＶＳＰ１又は信号ＶＳＰ２のどちらがアクティブになるのかによって選択される。ただし、回路１００が有する機能は、これに限定されない。
次に、回路１００の構成例について、図１を参照して説明する。回路１００は、Ｎ個の回路ＳＲ（回路ＳＲ［１］乃至［Ｎ］ともいう）を有する。図１には、回路ＳＲ［１］乃至［５］、及び回路ＳＲ［Ｎ］を示す。回路ＳＲ［１］は、端子Ｃ１が配線ＣＫ１乃至配線ＣＫ４のうち対応する１本の配線と接続され、端子Ｃ２が配線ＣＫ１乃至配線ＣＫ４のうち対応する１本の配線と接続され、端子Ｃ３が配線ＣＫ１乃至配線ＣＫ４のうち対応する１本の配線と接続され、端子Ｓ１が配線ＳＰ１と接続され、端子Ｓ２が配線ＯＵＴ［２］と接続され、端子Ｏが配線ＯＵＴ［１］と接続される。回路ＳＲ［ｉ］は、端子Ｓ１が配線ＯＵＴ［ｉ−１］と接続される点で、回路ＳＲ［１］と異なる。回路ＳＲ［Ｎ］は、端子Ｓ１が配線ＯＵＴ［Ｎ−１］と接続される点、及び端子Ｓ２が配線ＳＰ２と接続される点で、回路ＳＲ［１］と異なる。なお、回路ＳＲ［４ｍ＋１］（ｍは０又は正の整数）において、端子Ｃ１が配線ＣＫ１と接続され、端子Ｃ２が配線ＣＫ４と接続され、端子Ｃ３が配線ＣＫ２と接続される。回路ＳＲ［４ｍ＋２］において、端子Ｃ１が配線ＣＫ２と接続され、端子Ｃ２が配線ＣＫ１と接続され、端子Ｃ３が配線ＣＫ３と接続される。回路ＳＲ［４ｍ＋３］において、端子Ｃ１が配線ＣＫ３と接続され、端子Ｃ２が配線ＣＫ２と接続され、端子Ｃ３が配線ＣＫ４と接続される。回路ＳＲ［４ｍ＋４］（４ｍ＋４≦Ｎ）において、端子Ｃ１が配線ＣＫ４と接続され、端子Ｃ２が配線ＣＫ３と接続され、端子Ｃ３が配線ＣＫ１と接続される。
回路ＳＲは、端子Ｏの電位を制御する機能を有する。具体的には、回路ＳＲは、端子Ｓ１の信号をシフトする機能及び端子Ｓ２の信号をシフトする機能を有する。そして、回路ＳＲは、端子Ｓ１の信号に対して遅延する信号を端子Ｏから出力する機能及び端子Ｓ２の信号に対して遅延する信号を端子Ｏから出力する機能を有する。図２に例示するように、信号ＶＳＰ１がシフトされる場合、端子Ｓ１に入力される信号に対して遅延する信号が端子Ｏから出力される。例えば、回路ＳＲ［ｉ］において、端子Ｓ１に入力される信号ＶＯＵＴ［ｉ−１］に対して遅延する信号ＶＯＵＴ［ｉ］が端子Ｏから出力される。一方、図３に例示するように、信号ＶＳＰ２がシフトされる場合、端子Ｓ２に入力される信号に対して遅延する信号が端子Ｏから出力される。例えば、回路ＳＲ［ｉ］において、端子Ｓ２に入力される信号ＶＯＵＴ［ｉ＋１］に対して遅延する信号ＶＯＵＴ［ｉ］が端子Ｏから出力される。このように、回路ＳＲは、順序回路、フリップフロップ、又はシフトレジスタのステージとしての機能を有する。ただし、回路ＳＲが有する機能は、これに限定されない。
次に、回路ＳＲの具体例について、図４を参照して説明する。回路ＳＲは、トランジスタ１０１、トランジスタ１０２、トランジスタ１０３、トランジスタ１０４及びトランジスタ１０５を有する。トランジスタ１０１は、第１の端子が端子Ｃ１と接続され、第２の端子が端子Ｏと接続される。トランジスタ１０２は、第１の端子が配線ＶＳＳ１と接続され、第２の端子が端子Ｏと接続される。トランジスタ１０３は、第１の端子が配線ＶＳＳ２と接続され、第２の端子がトランジスタ１０１のゲートと接続される。トランジスタ１０４は、第１の端子が端子Ｓ１と接続され、第２の端子がトランジスタ１０１のゲートと接続され、ゲートが端子Ｃ２と接続される。トランジスタ１０５は、第１の端子が端子Ｓ２と接続され、第２の端子がトランジスタ１０１のゲートと接続され、ゲートが端子Ｃ３と接続される。なお、トランジスタ１０１のゲート、トランジスタ１０３の第２の端子、トランジスタ１０４の第２の端子又はトランジスタ１０５の第２の端子をノードＮＤ１と示す。
トランジスタ１０１乃至トランジスタ１０５のそれぞれは、第１の端子（ソース又はドレインの一方ともいう）の接続先と第２の端子（ソース又はドレインの他方ともいう）の接続先との導通又は非導通を制御する機能を有する。つまり、トランジスタ１０１乃至トランジスタ１０５のそれぞれは、スイッチとしての機能を有する。ただし、トランジスタ１０１乃至トランジスタ１０５が有する機能は、これに限定されない。
配線ＶＳＳ１及び配線ＶＳＳ２のそれぞれは、信号、電位又は電流を伝達する機能を有する。つまり、配線ＶＳＳ１及び配線ＶＳＳ２のそれぞれは、信号線、電源線又は電流供給線としての機能を有する。例えば、配線ＶＳＳ１及び配線ＶＳＳ２のそれぞれには電位が入力される。配線ＶＳＳ１及び配線ＶＳＳ２に入力される電位としては、信号ＶＣＫ１、信号ＶＣＫ２、信号ＶＣＫ３、又は信号ＶＣＫ４のローレベル又はハイレベルに対応する電位がある。特に、トランジスタ１０１がＮチャネル型であれば、配線ＶＳＳ１及び配線ＶＳＳ２には、信号ＶＣＫ１、信号ＶＣＫ２、信号ＶＣＫ３、又は信号ＶＣＫ４のローレベルに対応する電位が入力されることが好ましい。一方、トランジスタ１０１がＰチャネル型であれば、配線ＶＳＳ１及び配線ＶＳＳ２には、信号ＶＣＫ１、信号ＶＣＫ２、信号ＶＣＫ３、又は信号ＶＣＫ４のハイレベルに対応する電位が入力されることが好ましい。
なお、信号のローレベルに対応する電位は、信号のローレベルと等しい又は概略等しい電位である。ただし、信号のローレベルに対応する電位は、信号のハイレベルよりも低い電位、又は信号のハイレベルとローレベルとの中間電位よりも低い電位であってもよい。同様に、信号のハイレベルに対応する電位は、信号のハイレベルと等しい又は概略等しい電位である。ただし、信号のハイレベルに対応する電位は、信号のローレベルよりも高い電位、又は信号のハイレベルとローレベルとの中間電位よりも高い電位であってもよい。
なお、配線ＶＳＳ１と配線ＶＳＳ２とに同じ電位を入力する場合、配線ＶＳＳ１と配線ＶＳＳ２とを１本の配線にまとめてもよい。つまり、トランジスタ１０２の第１の端子とトランジスタ１０３の第１の端子とは同じ配線と接続されてもよい。
次に、図４に例示する回路ＳＲの動作の一例について回路ＳＲ［ｉ］を例にして説明する。便宜上、回路ＳＲ［ｉ］は端子Ｃ１が配線ＣＫ２と接続され、端子Ｃ２が配線ＣＫ１と接続され、端子Ｃ３が配線ＣＫ３と接続されるものとする。また、便宜上、少なくともトランジスタ１０１、トランジスタ１０４及びトランジスタ１０５がＮチャネル型であるものとする。
端子Ｓ１の信号に対して遅延する信号を端子Ｏから出力する場合と端子Ｓ２の信号に対して遅延する信号を端子Ｏから出力する場合に分けて説明する。
まず、端子Ｓ１の信号に対して遅延する信号を端子Ｏから出力する場合の動作の一例について図５を参照して説明する。
期間Ａにおける回路ＳＲの動作の一例について説明する。図６（Ａ）は、期間Ａにおける動作の模式図の一例である。
端子Ｃ２の信号（信号ＶＣＫ１）がハイレベルになるため、トランジスタ１０４はオンになる。端子Ｃ３の信号（信号ＶＣＫ３）がローレベルになるため、トランジスタ１０５はオフになる。また、トランジスタ１０３はオフになる。よって、端子Ｓ１の信号（ハイレベルの信号ＶＯＵＴ［ｉ−１］）がノードＮＤ１に供給されるため、ノードＮＤ１の電位が上昇する。その後、ノードＮＤ１の電位がトランジスタ１０４のゲートの電位（端子Ｃ２の信号（ハイレベルの信号ＶＣＫ１））からトランジスタ１０４の閾値電圧を引いた値と等しく又は概略等しくなると、トランジスタ１０４はオフになる。そして、ノードＮＤ１は浮遊状態になる。
ノードＮＤ１の電位が高い値になるため、トランジスタ１０１はオンになる。また、トランジスタ１０２はオンになる。よって、端子Ｃ１の信号（ローレベルの信号ＶＣＫ２）及び配線ＶＳＳ１の電位が端子Ｏに供給されるため、端子Ｏの信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ］）はローレベルになる。
なお、ノードＮＤ１の電位の高い値とは、トランジスタ１０１がオンになる値のことをいう。具体的には、トランジスタ１０１の第１の端子又は第２の端子との電位とトランジスタ１０１の閾値電圧との和よりも高い値である。
なお、期間Ａにおいて、トランジスタ１０２はオフでもよい。
期間Ｂにおける回路ＳＲの動作の一例について説明する。図６（Ｂ）は、期間Ｂにおける動作の模式図の一例である。
端子Ｃ２の信号（信号ＶＣＫ１）がローレベルになるため、トランジスタ１０４はオフになる。端子Ｃ３の信号（信号ＶＣＫ３）がローレベルになるため、トランジスタ１０５はオフになる。また、トランジスタ１０３はオフになる。よって、ノードＮＤ１は浮遊状態になるため、ノードＮＤ１の電位は高い値を維持する。
ノードＮＤ１の電位が高い値になるため、トランジスタ１０１はオンになる。また、トランジスタ１０２はオフになる。よって、端子Ｃ１の信号（ハイレベルの信号ＶＣＫ２）が端子Ｏに供給されるため、端子Ｏの電位が上昇する。端子ＯとノードＮＤ１との電位差はトランジスタ１０１のゲートと第２の端子との間の寄生容量によって保持されており、且つノードＮＤ１は浮遊状態である。よって、端子Ｏの電位が上昇すると、ノードＮＤ１の電位も上昇する。ノードＮＤ１の電位がトランジスタ１０１の第１の端子の電位（端子Ｃ１の信号（ハイレベルの信号ＶＣＫ２））とトランジスタ１０１の閾値電圧との和よりも高くなると、端子Ｏの電位は端子Ｃ１の信号（ハイレベルの信号ＶＣＫ２）と同じ値まで上昇する。こうして、端子Ｏの信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ］）はハイレベルになる。
期間Ｃにおける回路ＳＲの動作の一例について説明する。図７（Ａ）は、期間Ｃにおける動作の模式図の一例である。
端子Ｃ２の信号（信号ＶＣＫ１）がローレベルになるため、トランジスタ１０４はオフになる。端子Ｃ３の信号（信号ＶＣＫ３）がハイレベルになるため、トランジスタ１０５はオンになる。また、トランジスタ１０３はオフになる。よって、端子Ｓ２の信号（ハイレベルの信号ＶＯＵＴ［ｉ＋１］）がノードＮＤ１に供給されるため、ノードＮＤ１の電位が上昇する。その後、ノードＮＤ１の電位がトランジスタ１０５のゲートの電位（端子Ｃ３の信号（ハイレベルの信号ＶＣＫ３））からトランジスタ１０５の閾値電圧を引いた値と等しく又は概略等しくなると、トランジスタ１０５はオフになる。そして、ノードＮＤ１は浮遊状態になる。
ノードＮＤ１の電位が高い値になるため、トランジスタ１０１はオンになる。また、トランジスタ１０２はオンになる。よって、端子Ｃ１の信号（ローレベルの信号ＶＣＫ２）及び配線ＶＳＳ１の電位が端子Ｏに供給されるため、端子Ｏの信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ］）はローレベルになる。
期間Ｃでは、トランジスタ１０１を介して端子Ｃ１の信号（ローレベルの信号ＶＣＫ２）が端子Ｏに供給される。また、トランジスタ１０１の電流供給能力は大きい場合が多い。よって、端子Ｏの信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ］）の立下り時間を短くすることができる。
なお、端子Ｃ１の信号（ローレベルの信号ＶＣＫ２）及び配線ＶＳＳ１の電位が端子Ｏに供給されることにより、端子Ｏの電位が下降すると、ノードＮＤ１の電位も下降する。ノードＮＤ１の電位がトランジスタ１０５のゲートの電位（端子Ｃ３の信号（ハイレベルの信号ＶＣＫ３））からトランジスタ１０５の閾値電圧を引いた値よりも低ければ、上述するようにトランジスタ１０５はオンになる。ただし、ノードＮＤ１の電位がトランジスタ１０５のゲートの電位（端子Ｃ３の信号（ハイレベルの信号ＶＣＫ３））からトランジスタ１０５の閾値電圧を引いた値よりも高ければ、トランジスタ１０５はオンにならない。
なお、期間Ｃにおいて、トランジスタ１０２はオフでもよい。
期間Ｄにおける回路ＳＲの動作の一例について説明する。図７（Ｂ）は、期間Ｄにおける動作の模式図の一例である。
端子Ｃ２の信号（信号ＶＣＫ１）がローレベルになるため、トランジスタ１０４はオフになる。端子Ｃ３の信号（信号ＶＣＫ３）がローレベルになるため、トランジスタ１０５はオフになる。また、トランジスタ１０３はオンになる。よって、配線ＶＳＳ２の電位がノードＮＤ１に供給されるため、ノードＮＤ１の電位が下降する。
ノードＮＤ１の電位が低い値になるため、トランジスタ１０１はオフになる。また、トランジスタ１０２はオンになる。よって、配線ＶＳＳ１の電位が端子Ｏに供給されるため、端子Ｏの信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ］）はローレベルになる。
なお、ノードＮＤ１の電位の低い値とは、トランジスタ１０１がオフになる値のことをいう。具体的には、トランジスタ１０１の第１の端子又は第２の端子との電位とトランジスタ１０１の閾値電圧との和よりも低い値である。
なお、期間Ｄにおいて、トランジスタ１０２はオフでもよい。そのような場合、端子Ｏが浮遊状態になるため、端子Ｏの信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ］）はローレベルを維持する。
なお、期間Ｄにおいて、トランジスタ１０３はオフでもよい。そのような場合、ノードＮＤ１は浮遊状態になるため、ノードＮＤ１の電位は高い値を維持する。ノードＮＤ１の電位が高い値になるため、トランジスタ１０１はオンになる。よって、ローレベルの信号ＶＣＫ２が端子Ｏに供給される。
期間Ｅにおける回路ＳＲの動作の一例について説明する。図８（Ａ）は、期間Ｅにおける動作の模式図の一例である。
端子Ｃ２の信号（信号ＶＣＫ１）がハイレベルになるため、トランジスタ１０４はオンになる。端子Ｃ３の信号（信号ＶＣＫ３）がローレベルになるため、トランジスタ１０５はオフになる。また、トランジスタ１０３はオンになる。よって、端子Ｓ１の信号（ローレベルの信号ＶＯＵＴ［ｉ−１］）及び配線ＶＳＳ２の電位がノードＮＤ１に供給されるため、ノードＮＤ１の電位が低い値になる。
ノードＮＤ１の電位が低い値になるため、トランジスタ１０１はオフになる。また、トランジスタ１０２はオンになる。よって、配線ＶＳＳ１の電位が端子Ｏに供給されるため、端子Ｏの信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ］）はローレベルになる。
期間Ｅでは、配線ＶＳＳ２と端子Ｓ１とがトランジスタ１０３及びトランジスタ１０４を介して導通状態になる。よって、配線ＶＳＳ２の電位が配線ＯＵＴ［ｉ−１］に供給されるため、配線ＯＵＴ［ｉ−１］に生じるノイズを低減することができる。
なお、期間Ｅにおいて、トランジスタ１０２はオフでもよい。そのような場合、端子Ｏが浮遊状態になるため、端子Ｏの信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ］）はローレベルを維持する。
なお、期間Ｅにおいて、トランジスタ１０３はオフでもよい。
期間Ｆにおける回路ＳＲの動作の一例について説明する。図８（Ｂ）は、期間Ｆにおける動作の模式図の一例である。
端子Ｃ２の信号（信号ＶＣＫ１）がローレベルになるため、トランジスタ１０４はオフになる。端子Ｃ３の信号（信号ＶＣＫ３）がローレベルになるため、トランジスタ１０５はオフになる。また、トランジスタ１０３はオンになる。よって、配線ＶＳＳ２の電位がノードＮＤ１に供給されるため、ノードＮＤ１の電位が低い値になる。
ノードＮＤ１の電位が低い値になるため、トランジスタ１０１はオフになる。また、トランジスタ１０２はオンになる。よって、配線ＶＳＳ１の電位が端子Ｏに供給されるため、端子Ｏの信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ］）はローレベルになる。
なお、期間Ｆにおいて、トランジスタ１０２はオフでもよい。そのような場合、端子Ｏが浮遊状態になるため、端子Ｏの信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ］）はローレベルを維持する。
なお、期間Ｆにおいて、トランジスタ１０３はオフでもよい。そのような場合、ノードＮＤ１は浮遊状態になるため、ノードＮＤ１の電位は低い値を維持する。
期間Ｇにおける回路ＳＲの動作の一例について説明する。図９（Ａ）は、期間Ｇにおける動作の模式図の一例である。
端子Ｃ２の信号（信号ＶＣＫ１）がローレベルになるため、トランジスタ１０４はオフになる。端子Ｃ３の信号（信号ＶＣＫ３）がハイレベルになるため、トランジスタ１０５はオンになる。また、トランジスタ１０３はオンになる。よって、端子Ｓ２の信号（ローレベルの信号ＶＯＵＴ［ｉ＋１］）及び配線ＶＳＳ２の電位がノードＮＤ１に供給されるため、ノードＮＤ１の電位が低い値になる。
ノードＮＤ１の電位が低い値になるため、トランジスタ１０１はオフになる。また、トランジスタ１０２はオンになる。よって、配線ＶＳＳ１の電位が端子Ｏに供給されるため、端子Ｏの信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ］）はローレベルになる。
期間Ｇでは、配線ＶＳＳ２と端子Ｓ２とがトランジスタ１０３及びトランジスタ１０５を介して導通状態になる。よって、配線ＶＳＳ２の電位が配線ＯＵＴ［ｉ＋１］に供給されるため、配線ＯＵＴ［ｉ＋１］に生じるノイズを低減することができる。
なお、期間Ｇにおいて、トランジスタ１０２はオフでもよい。そのような場合、端子Ｏが浮遊状態になるため、端子Ｏの信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ］）はローレベルを維持する。
なお、期間Ｇにおいて、トランジスタ１０３はオフでもよい。
期間Ｈにおける回路ＳＲの動作の一例について説明する。図９（Ｂ）は、期間Ｈにおける動作の模式図の一例である。
端子Ｃ２の信号（信号ＶＣＫ１）がローレベルになるため、トランジスタ１０４はオフになる。端子Ｃ３の信号（信号ＶＣＫ３）がローレベルになるため、トランジスタ１０５はオフになる。また、トランジスタ１０３はオンになる。よって、配線ＶＳＳ２の電位がノードＮＤ１に供給されるため、ノードＮＤ１の電位が低い値になる。
ノードＮＤ１の電位が低い値になるため、トランジスタ１０１はオフになる。トランジスタ１０２はオンになる。よって、配線ＶＳＳ１の電位が端子Ｏに供給されるため、端子Ｏの信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ］）はローレベルになる。
なお、期間Ｈにおいて、トランジスタ１０２はオフでもよい。そのような場合、端子Ｏが浮遊状態になるため、端子Ｏの信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ］）はローレベルを維持する。
なお、期間Ｈにおいて、トランジスタ１０３はオフでもよい。そのような場合、ノードＮＤ１は浮遊状態になるため、ノードＮＤ１の電位は低い値を維持する。
次に、端子Ｓ２の信号に対して遅延する信号を端子Ｏから出力する場合の動作の一例について図１０を参照して説明する。図１０に例示するタイミングチャートは、端子Ｓ１の信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ−１］）が期間Ｃにおいてハイレベルになる点、端子Ｓ２の信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ＋１］）が期間Ａにおいてハイレベルになる点で、図５に例示するタイミングチャートと異なる。また、図１０に例示するタイミングチャートは、端子Ｃ２の信号（信号ＶＣＫ１）が期間Ｃ及び期間Ｇにおいてハイレベルになる点、端子Ｃ３の信号（信号ＶＣＫ３）が期間Ａ及び期間Ｅにおいてハイレベルになる点で、図５に例示するタイミングチャートと異なる。ただし、端子Ｓ１の信号に対して遅延する信号を端子Ｏから出力する場合の動作と共通するところはその説明を省略する。
期間Ａにおける回路ＳＲの動作の一例について説明する。
端子Ｃ２の信号（信号ＶＣＫ１）がローレベルになるため、トランジスタ１０４はオフになる。端子Ｃ３の信号（信号ＶＣＫ３）がハイレベルになるため、トランジスタ１０５はオンになる。また、トランジスタ１０３はオフになる。よって、端子Ｓ２の信号（ハイレベルの信号ＶＯＵＴ［ｉ＋１］）がノードＮＤ１に供給されるため、ノードＮＤ１の電位が上昇する。その後、ノードＮＤ１の電位がトランジスタ１０５のゲートの電位（端子Ｃ３の信号（ハイレベルの信号ＶＣＫ３））からトランジスタ１０５の閾値電圧を引いた値と等しく又は概略等しくなると、トランジスタ１０５はオフになる。そして、ノードＮＤ１は浮遊状態になる。
ノードＮＤ１の電位が高い値になるため、トランジスタ１０１はオンになる。また、トランジスタ１０２はオンになる。よって、端子Ｃ１の信号（ローレベルの信号ＶＣＫ２）及び配線ＶＳＳ１の電位が端子Ｏに供給されるため、端子Ｏの信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ］）はローレベルになる。
なお、期間Ａにおいて、トランジスタ１０２はオフでもよい。
期間Ｂにおける回路ＳＲの動作は、端子Ｓ１の信号に対して遅延する信号を端子Ｏから出力する場合の期間Ｂにおける動作と同様である。
期間Ｃにおける回路ＳＲの動作の一例について説明する。
端子Ｃ２の信号（信号ＶＣＫ１）がハイレベルになるため、トランジスタ１０４はオンになる。端子Ｃ３の信号（信号ＶＣＫ３）がローレベルになるため、トランジスタ１０５はオフになる。また、トランジスタ１０３はオフになる。よって、端子Ｓ１の信号（ハイレベルの信号ＶＯＵＴ［ｉ−１］）がノードＮＤ１に供給されるため、ノードＮＤ１の電位が上昇する。その後、ノードＮＤ１の電位がトランジスタ１０４のゲートの電位（端子Ｃ２の信号（ハイレベルの信号ＶＣＫ１））からトランジスタ１０４の閾値電圧を引いた値と等しく又は概略等しくなると、トランジスタ１０４はオフになる。そして、ノードＮＤ１は浮遊状態になる。
ノードＮＤ１の電位が高い値になるため、トランジスタ１０１はオンになる。また、トランジスタ１０２はオンになる。よって、端子Ｃ１の信号（ローレベルの信号ＶＣＫ２）及び配線ＶＳＳ１の電位が端子Ｏに供給されるため、端子Ｏの信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ］）はローレベルになる。
なお、端子Ｃ１の信号（ローレベルの信号ＶＣＫ２）及び配線ＶＳＳ１の電位が端子Ｏに供給されることにより、端子Ｏの電位が下降すると、ノードＮＤ１の電位も下降する。ノードＮＤ１の電位がトランジスタ１０４のゲートの電位（端子Ｃ２の信号（ハイレベルの信号ＶＣＫ１））からトランジスタ１０４の閾値電圧を引いた値よりも低ければ、上述するようにトランジスタ１０４はオンになる。ただし、ノードＮＤ１の電位がトランジスタ１０４のゲートの電位（端子Ｃ２の信号（ハイレベルの信号ＶＣＫ１））からトランジスタ１０４の閾値電圧を引いた値よりも高ければ、トランジスタ１０４はオンにならない。
なお、期間Ｃにおいて、トランジスタ１０２はオフでもよい。
期間Ｄにおける回路ＳＲの動作は、端子Ｓ１の信号に対して遅延する信号を端子Ｏから出力する場合の期間Ｄにおける動作と同様である。
期間Ｅにおける回路ＳＲの動作は、端子Ｓ１の信号に対して遅延する信号を端子Ｏから出力する場合の期間Ｇにおける動作と同様である。
期間Ｆにおける回路ＳＲの動作は、端子Ｓ１の信号に対して遅延する信号を端子Ｏから出力する場合の期間Ｆ又は期間Ｈにおける動作と同様である。
期間Ｇにおける回路ＳＲの動作は、端子Ｓ１の信号に対して遅延する信号を端子Ｏから出力する場合の期間Ｅにおける動作と同様である。
期間Ｈにおける回路ＳＲの動作は、端子Ｓ１の信号に対して遅延する信号を端子Ｏから出力する場合の期間Ｆ又は期間Ｈにおける動作と同様である。
次に、本発明の一態様に係る装置の好ましい態様の一例について説明する。
トランジスタ１０１乃至トランジスタ１０５は、同じ極性であることが好ましい。つまり、トランジスタ１０１乃至トランジスタ１０５はＮチャネル型であることが好ましい。或いは、トランジスタ１０１乃至トランジスタ１０５はＰチャネル型であることが好ましい。これにより、製造工程の簡略化を図ることができるため、歩留まりの向上、及び／又はコストの削減を図ることができる。特に、トランジスタ１０１乃至トランジスタ１０５がＮチャネル型である場合は、トランジスタ１０１乃至トランジスタ１０５としてチャネル形成領域に酸化物半導体を有するトランジスタ（ＯＳトランジスタともいう）をそれぞれ採用することができる。ＯＳトランジスタは、チャネル形成領域にアモルファスシリコンを有するトランジスタよりも移動度が高く、且つオフ電流が極めて小さい。そのため、トランジスタ１０１乃至トランジスタ１０５のサイズを小さくすることができる。
第１の導電体（導電膜又は導電層ともいう）は、トランジスタ１０１の端子Ｃ１側の第１の端子（ソース電極又はドレイン電極の一方）となる領域を有する。第２の導電体は、トランジスタ１０１の端子Ｏ側の第２の端子（ソース電極又はドレイン電極の他方）となる領域を有する。第３の導電体は、トランジスタ１０１のゲート（ゲート電極）となる領域を有する。そして、第３の導電体は、第１の導電体と重なる第１の領域と、第２の導電体と重なる第２の領域と、を有する。このような場合、第２の領域の面積は、第１の領域の面積よりも大きいことが好ましい。これにより、トランジスタ１０１の第２の端子とゲートとの間の容量値を大きくすることができるため、期間ＢにおいてノードＮＤ１の電位の上昇幅を大きくすることができる。
なお、第１の領域は第３の導電体と第１の導電体とが半導体層を介さずに重なる面積であり、第２の領域は第３の導電体と第２の導電体とが半導体層を介さずに重なる面積でもよい。半導体層は、トランジスタ１０１のチャネル形成領域を有する半導体層である。
トランジスタ１０１のＷ（チャネル幅）／Ｌ（チャネル長）は、トランジスタ１０２のＷ／Ｌよりも大きいことが好ましい。トランジスタ１０１のＷ／Ｌはトランジスタ１０３のＷ／Ｌよりも大きいことが好ましい。トランジスタ１０１のＷ／Ｌはトランジスタ１０４のＷ／Ｌよりも大きいことが好ましい。トランジスタ１０１のＷ／Ｌはトランジスタ１０５のＷ／Ｌよりも大きいことが好ましい。つまり、トランジスタ１０１乃至トランジスタ１０５の中で、トランジスタ１０１のＷ／Ｌが一番大きいことが好ましい。これにより、トランジスタ１０１の電流供給能力を大きくすることができるため、端子Ｏの信号の立ち上がり時間及び立ち下がり時間を短くすることができる。
なお、トランジスタが複数のトランジスタによって構成される場合、トランジスタのＷ／Ｌとは、複数のトランジスタのＷ／Ｌのそれぞれを合計した値である。例えば、複数のトランジスタが並列接続される場合、Ｗは複数のトランジスタのＷの和であり、Ｌは複数のトランジスタのＬの平均値となる。
トランジスタ１０４のＷ／Ｌは、トランジスタ１０５のＷ／Ｌと等しい又は概ね等しいことが好ましい。トランジスタ１０４のＷ／Ｌがトランジスタ１０５のＷ／Ｌと概ね等しいとは、トランジスタ１０４のＷ／Ｌがトランジスタ１０５のＷ／Ｌの０．８倍以上、１．２倍以下のことをいう。より好ましくは、０．９倍以上、１．１倍以下である。これにより、回路ＳＲは、端子Ｓ１の信号をシフトする場合でも端子Ｓ２の信号をシフトする場合でも、同様の動作を行うことができる。
ここで、回路ＳＲは図４に例示する構成に限定されない。図４に例示する回路ＳＲの変形例について説明する。ただし、図４と共通するところは同じ符号を示し、その説明を省略する。
図４等に図示して述べる、又は図示せずに述べる本実施の形態の回路ＳＲにおいて、トランジスタ１０３の第１の端子は、配線ＶＳＳ１、端子Ｓ１、端子Ｓ２、端子Ｃ１、端子Ｃ２、端子Ｃ３、端子Ｃ４、端子Ｓ３、端子Ｓ４又は端子Ｏと接続されてもよい。端子Ｃ４、端子Ｓ３及び端子Ｓ４については後述する。図１１（Ａ）には、図４において、トランジスタ１０３の第１の端子が配線ＶＳＳ１と接続される構成を例示する。図１１（Ｂ）には、図４において、トランジスタ１０３の第１の端子が端子Ｓ２と接続される構成を例示する。図１２（Ａ）には、図４において、トランジスタ１０３の第１の端子が端子Ｓ１と接続される構成を例示する。
図４、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）及び図１２（Ａ）等に図示して述べる、又は図示せずに述べる本実施の形態の回路ＳＲにおいて、トランジスタ１０４の第１の端子は、配線ＶＳＳ２、端子Ｓ１、端子Ｓ２、端子Ｃ１、端子Ｃ２、端子Ｃ３、端子Ｃ４、端子Ｓ３又は端子Ｓ４と接続されてもよい。図１２（Ｂ）には、図４において、トランジスタ１０２の第１の端子が端子Ｓ２と接続される構成を例示する。図１３（Ａ）には、図４において、トランジスタ１０２の第１の端子が端子Ｓ１と接続される構成を例示する。
図４、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）及び図１３（Ａ）等に図示して述べる、又は図示せずに述べる本実施の形態の回路ＳＲにおいて、トランジスタ１０２のゲートは、トランジスタ１０３のゲートと接続されてもよい。図１３（Ｂ）には、図４において、トランジスタ１０２のゲートがトランジスタ１０３のゲートと接続される構成を例示する。
図４、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）等に図示して述べる、又は図示せずに述べる本実施の形態の回路ＳＲにおいて、トランジスタ１０４は、第１の端子又はゲートの少なくとも一方が端子Ｓ１と接続されていればよい。また、トランジスタ１０５は、第１の端子又はゲートの少なくとも一方が端子Ｓ２と接続されていればよい。図１４（Ａ）には、図４において、トランジスタ１０４のゲートが端子Ｓ１と接続され、トランジスタ１０５のゲートが端子Ｓ２と接続される構成を例示する。図１４（Ｂ）には、図４において、トランジスタ１０４の第１の端子が端子Ｃ２と接続され、トランジスタ１０４のゲートが端子Ｓ１と接続され、トランジスタ１０５の第１の端子が端子Ｃ３と接続され、トランジスタ１０５のゲートが端子Ｓ２と接続される構成を例示する。
図４、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）、図１３（Ａ）、及び図１３（Ｂ）等に図示して述べる、又は図示せずに述べる本実施の形態の回路ＳＲにおいて、トランジスタ１０４のゲートの電位を制御するための構成を追加してもよい。また、トランジスタ１０５のゲートの電位を制御するための構成を追加してもよい。図１５（Ａ）には、図４において、トランジスタ１０６、トランジスタ１０７、トランジスタ１０８及びトランジスタ１０９が追加される構成を例示する。トランジスタ１０６は、第１の端子が端子Ｃ４と接続され、第２の端子がトランジスタ１０４のゲートと接続され、ゲートが端子Ｓ３と接続される。トランジスタ１０７は、第１の端子が配線ＶＳＳ３と接続され、第２の端子がトランジスタ１０４のゲートと接続され、ゲートが端子Ｃ１と接続される。トランジスタ１０８は、第１の端子が端子Ｃ４と接続され、第２の端子がトランジスタ１０５のゲートと接続され、ゲートが端子Ｓ４と接続される。トランジスタ１０９は、第１の端子が配線ＶＳＳ４と接続され、第２の端子がトランジスタ１０５のゲートと接続され、ゲートが端子Ｃ１と接続される。
配線ＶＳＳ３及び配線ＶＳＳ４のそれぞれは、信号、電位又は電流を伝達する機能を有する。つまり、配線ＶＳＳ３及び配線ＶＳＳ４のそれぞれは、信号線、電源線又は電流供給線としての機能を有する。例えば、配線ＶＳＳ３及び配線ＶＳＳ４のそれぞれには電位が入力される。配線ＶＳＳ３及び配線ＶＳＳ４に入力される電位としては、信号ＶＣＫ１、信号ＶＣＫ２、信号ＶＣＫ３、又は信号ＶＣＫ４のローレベル又はハイレベルに対応する電位がある。特に、トランジスタ１０４及びトランジスタ１０５がＮチャネル型であれば、配線ＶＳＳ３及び配線ＶＳＳ４には、信号ＶＣＫ１、信号ＶＣＫ２、信号ＶＣＫ３、又は信号ＶＣＫ４のローレベルに対応する電位が入力されることが好ましい。また、トランジスタ１０４及びトランジスタ１０５がＰチャネル型であれば、配線ＶＳＳ３及び配線ＶＳＳ４には、信号ＶＣＫ１、信号ＶＣＫ２、信号ＶＣＫ３、又は信号ＶＣＫ４のハイレベルに対応する電位が入力されることが好ましい。
端子Ｓ３は配線ＯＵＴ［ｉ−２］と接続されることが好ましい。端子Ｓ４は配線ＯＵＴ［ｉ＋２］と接続される好ましい。端子Ｃ４は、配線ＣＫ１乃至配線ＣＫ４のうち対応する１本の配線と接続されることが好ましい。具体的には、回路ＳＲ［４ｍ＋１］の端子Ｃ４は配線ＣＫ３と接続され、回路ＳＲ［４ｍ＋２］の端子Ｃ４は配線ＣＫ４と接続され、回路ＳＲ［４ｍ＋３］の端子Ｃ４は配線ＣＫ１と接続され、回路ＳＲ［４ｍ＋４］の端子Ｃ４は配線ＣＫ２と接続される。例えば、端子Ｃ１が配線ＣＫ２と接続され、端子Ｃ２が配線ＣＫ１と接続され、端子Ｃ３が配線ＣＫ３と接続される場合、端子Ｃ４は配線ＣＫ４と接続される。
図１５（Ａ）に例示する回路ＳＲの動作の一例について説明する。ただし、端子Ｓ１の信号に対して遅延する信号を端子Ｏから出力する場合の動作の一例のみを説明する。
期間Ａの直前の期間Ｈにおける回路ＳＲの動作の一例について説明する。
端子Ｓ３の信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ−２］）がハイレベルになるため、トランジスタ１０６はオンになる。また、端子Ｃ１の信号（信号ＶＣＫ２）がローレベルになるため、トランジスタ１０７はオフになる。よって、端子Ｃ４の信号（ハイレベルの信号ＶＣＫ４）がトランジスタ１０４のゲートに供給されるため、トランジスタ１０４のゲートの電位が上昇する。トランジスタ１０４のゲートの電位がトランジスタ１０６のゲートの電位（端子Ｓ３の信号（ハイレベルの信号ＶＯＵＴ［ｉ−２］））からトランジスタ１０６の閾値電圧を引いた値になると、トランジスタ１０６がオフになる。そして、トランジスタ１０４のゲートが浮遊状態になる。
端子Ｓ４の信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ＋２］）がローレベルになるため、トランジスタ１０８はオフになる。また、端子Ｃ１の信号（信号ＶＣＫ２）がローレベルになるため、トランジスタ１０９はオフになる。よって、トランジスタ１０５のゲートは浮遊状態になる。トランジスタ１０５のゲートの電位の初期値が低い値である場合、トランジスタ１０５のゲートの電位は低い値を維持する。
トランジスタ１０４のゲートの電位が高い値になるため、トランジスタ１０４はオンになる。また、トランジスタ１０５のゲートの電位が低い値になるため、トランジスタ１０５はオフになる。よって、端子Ｓ１の信号（ローレベルの信号ＶＯＵＴ［ｉ−１］）がノードＮＤ１に供給される。
期間Ａにおける回路ＳＲの動作の一例について説明する。
端子Ｓ３の信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ−２］）がローレベルになるため、トランジスタ１０６はオフになる。また、端子Ｃ１の信号（信号ＶＣＫ２）がローレベルになるため、トランジスタ１０７はオフになる。よって、トランジスタ１０４のゲートは浮遊状態になるため、トランジスタ１０４のゲートの電位は高い値を維持する。
端子Ｓ４の信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ＋２］）がローレベルになるため、トランジスタ１０８はオフになる。端子Ｃ１の信号（信号ＶＣＫ２）がローレベルになるため、トランジスタ１０９はオフになる。よって、トランジスタ１０５のゲートは浮遊状態になるため、トランジスタ１０５のゲートの電位は低い値を維持する。
トランジスタ１０４のゲートの電位が高い値になるため、トランジスタ１０４はオンになる。また、トランジスタ１０５のゲートの電位が低い値になるため、トランジスタ１０５はオフになる。よって、端子Ｓ１の信号（ハイレベルの信号ＶＯＵＴ［ｉ−１］）がノードＮＤ１に供給され、ノードＮＤ１の電位は上昇する。トランジスタ１０４のゲートと第２の端子との電位差はトランジスタ１０４のゲートと第２の端子との間の寄生容量によって保持されており、且つトランジスタ１０４のゲートは浮遊状態である。よって、ノードＮＤ１の電位が上昇すると、トランジスタ１０４のゲートの電位も上昇する。トランジスタ１０４のゲートの電位がトランジスタ１０４の第１の端子の電位（端子Ｓ１の信号（ハイレベルの信号ＶＯＵＴ［ｉ−１］））とトランジスタ１０４の閾値電圧との和よりも高くなると、ノードＮＤ１の電位はハイレベルの信号ＶＯＵＴ［ｉ−１］と同じ値まで上昇する。こうして、トランジスタ１０４のゲートと第２の端子との間の電位差を大きくすることができるため、トランジスタ１０４のドレイン電流を大きくすることができる。よって、ノードＮＤ１の電位の立ち上がり時間を短くすることができる。或いは、トランジスタ１０４のサイズを小さくすることができるため、レイアウト面積の縮小を図ることができる。
期間Ｂにおける回路ＳＲの動作の一例について説明する。
端子Ｓ３の信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ−２］）がローレベルになるため、トランジスタ１０６はオフになる。端子Ｃ１の信号（信号ＶＣＫ２）がハイレベルになるため、トランジスタ１０７はオンになる。よって、配線ＶＳＳ３の電位がトランジスタ１０４のゲートに供給されるため、トランジスタ１０４のゲートの電位は下降する。
端子Ｓ４の信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ＋２］）がローレベルになるため、トランジスタ１０８はオフになる。端子Ｃ１の信号（信号ＶＣＫ２）がハイレベルになるため、トランジスタ１０９はオンになる。よって、配線ＶＳＳ４の電位がトランジスタ１０５のゲートに供給されるため、トランジスタ１０５のゲートの電位は低い値になる。
トランジスタ１０４のゲートの電位が低い値になるため、トランジスタ１０４はオフになる。トランジスタ１０５のゲートの電位が低い値になるため、トランジスタ１０５はオフになる。
期間Ｃにおける回路ＳＲの動作の一例について説明する。
端子Ｓ３の信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ−２］）がローレベルになるため、トランジスタ１０６はオフになる。端子Ｃ１の信号（信号ＶＣＫ２）がローレベルになるため、トランジスタ１０７はオフになる。よって、トランジスタ１０４のゲートが浮遊状態になるため、トランジスタ１０４のゲートの電位は低い値を維持する。
端子Ｓ４の信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ＋２］）がローレベルになるため、トランジスタ１０８はオフになる。端子Ｃ１の信号（信号ＶＣＫ２）がローレベルになるため、トランジスタ１０９はオフになる。よって、トランジスタ１０５のゲートが浮遊状態になるため、トランジスタ１０５のゲートの電位は低い値を維持する。
トランジスタ１０４のゲートの電位が低い値になるため、トランジスタ１０４はオフになる。トランジスタ１０５のゲートの電位が低い値になるため、トランジスタ１０５はオフになる。
期間Ｄにおける回路ＳＲの動作の一例について説明する。
端子Ｓ３の信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ−２］）がローレベルになるため、トランジスタ１０６はオフになる。端子Ｃ１の信号（信号ＶＣＫ２）がローレベルになるため、トランジスタ１０７はオフになる。よって、トランジスタ１０４のゲートが浮遊状態になるため、トランジスタ１０４のゲートの電位は低い値を維持する。
端子Ｓ４の信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ＋２］）がハイレベルになるため、トランジスタ１０８はオンになる。端子Ｃ１の信号（信号ＶＣＫ２）がローレベルになるため、トランジスタ１０９はオフになる。よって、端子Ｃ４の信号（ハイレベルの信号ＶＣＫ４）がトランジスタ１０５のゲートに供給されるため、トランジスタ１０５のゲートの電位が上昇する。
トランジスタ１０４のゲートの電位が低い値になるため、トランジスタ１０４はオフになる。トランジスタ１０５のゲートの電位が高い値になるため、トランジスタ１０５はオンになる。よって、端子Ｓ２の信号（ローレベルの信号ＶＯＵＴ［ｉ＋１］）がノードＮＤ１に供給される。
期間Ｄの直後の期間Ｅの動作の一例について説明する。
端子Ｓ３の信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ−２］）がローレベルになるため、トランジスタ１０６はオフになる。端子Ｃ１の信号（信号ＶＣＫ２）がローレベルになるため、トランジスタ１０７はオフになる。よって、トランジスタ１０４のゲートが浮遊状態になるため、トランジスタ１０４のゲートの電位は低い値を維持する。
端子Ｓ４の信号（信号ＶＯＵＴ［ｉ＋２］）がローレベルになるため、トランジスタ１０８はオフになる。端子Ｃ１の信号（信号ＶＣＫ２）がローレベルになるため、トランジスタ１０９はオフになる。よって、トランジスタ１０５のゲートが浮遊状態になるため、トランジスタ１０５のゲートの電位は高い値を維持する。
トランジスタ１０４のゲートの電位が低い値になるため、トランジスタ１０４はオフになる。トランジスタ１０５のゲートの電位が高い値になるため、トランジスタ１０５はオンになる。よって、端子Ｓ２の信号（ローレベルの信号ＶＯＵＴ［ｉ＋１］）がノードＮＤ１に供給される。
期間Ｄの直後を除く期間Ｅにおける動作は、期間Ｃにおける動作と同様である。
期間Ｆにおける動作は、期間Ｂにおける動作と同様である。
期間Ｇにおける動作は、期間Ｃにおける動作と同様である。
期間Ａの直前を除く期間Ｈにおける動作は、期間Ｃにおける動作と同様である。
なお、トランジスタ１０６は、第１の端子又はゲートの少なくとも一方が端子Ｓ３と接続されていればよい。また、トランジスタ１０８は、第１の端子又はゲートの少なくとも一方が端子Ｓ４と接続されていればよい。図１５（Ｂ）には、図１５（Ａ）において、トランジスタ１０６の第１の端子が端子Ｓ３と接続され、トランジスタ１０８の第１の端子が端子Ｓ４と接続される構成を例示する。図１６（Ａ）には、図４において、トランジスタ１０６の第１の端子が端子Ｓ３と接続され、トランジスタ１０６のゲートが端子Ｃ４と接続され、トランジスタ１０８の第１の端子が端子Ｓ４と接続され、トランジスタ１０８のゲートが端子Ｃ４と接続される構成を例示する。
なお、トランジスタ１０６の第１の端子又はゲートの少なくとも一方を端子Ｓ１と接続してもよい。また、トランジスタ１０８の第１の端子又はゲートの少なくとも一方を端子Ｓ２と接続してもよい。図１６（Ｂ）には、図１５（Ａ）において、トランジスタ１０６の第１の端子が端子Ｃ２と接続され、トランジスタ１０６のゲートが端子Ｓ１と接続され、トランジスタ１０８の第１の端子が端子Ｃ３と接続され、トランジスタ１０８のゲートが端子Ｓ２と接続される構成を例示する。図１７（Ａ）には、図１５（Ａ）において、トランジスタ１０６の第１の端子が端子Ｓ１と接続され、トランジスタ１０６のゲートが端子Ｓ１と接続され、トランジスタ１０８の第１の端子が端子Ｓ２と接続され、トランジスタ１０８のゲートが端子Ｓ２と接続される構成を例示する。図１７（Ｂ）には、図１５（Ａ）において、トランジスタ１０６の第１の端子が端子Ｓ１と接続され、トランジスタ１０６のゲートが端子Ｃ２と接続され、トランジスタ１０８の第１の端子が端子Ｓ２と接続され、トランジスタ１０８のゲートが端子Ｃ３と接続される構成を例示する。
なお、トランジスタ１０７の第１の端子は、配線ＶＳＳ１、配線ＶＳＳ２、配線ＶＳＳ４、端子Ｓ１、端子Ｓ２、端子Ｓ３、端子Ｓ４、端子Ｃ２、端子Ｃ３又は端子Ｃ４と接続されてもよい。また、トランジスタ１０９の第１の端子は、配線ＶＳＳ１、配線ＶＳＳ２、配線ＶＳＳ３、端子Ｓ１、端子Ｓ２、端子Ｓ３、端子Ｓ４、端子Ｃ２、端子Ｃ３又は端子Ｃ４と接続されてもよい。図１８（Ａ）には、図１５（Ａ）において、トランジスタ１０７の第１の端子が端子Ｓ３と接続され、トランジスタ１０９の第１の端子が端子Ｓ４と接続される構成を例示する。図１８（Ｂ）には、図１５（Ａ）において、トランジスタ１０７の第１の端子が配線ＶＳＳ１と接続され、トランジスタ１０９の第１の端子が配線ＶＳＳ１と接続される構成を例示する。
なお、トランジスタ１０６のＷ／Ｌはトランジスタ１０８のＷ／Ｌと等しい又は概ね等しいことが好ましい。トランジスタ１０６のＷ／Ｌがトランジスタ１０８のＷ／Ｌと概ね等しいとは、トランジスタ１０６のＷ／Ｌがトランジスタ１０８のＷ／Ｌの０．８倍以上、１．２倍以下のことをいう。より好ましくは、０．９倍以上、１．１倍以下である。
なお、トランジスタ１０７のＷ／Ｌはトランジスタ１０９のＷ／Ｌと等しい又は概ね等しいことが好ましい。トランジスタ１０７のＷ／Ｌがトランジスタ１０９のＷ／Ｌと概ね等しいとは、トランジスタ１０７のＷ／Ｌがトランジスタ１０９のＷ／Ｌと概ね等しいとは、トランジスタ１０７のＷ／Ｌがトランジスタ１０９のＷ／Ｌの０．８倍以上、１．２倍以下のことをいう。より好ましくは、０．９倍以上、１．１倍以下である。
なお、トランジスタ１０６乃至トランジスタ１０９は、トランジスタ１０１と同じ極性であることが好ましい。
図４、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）、図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）、図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）、図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）、図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）等に図示して述べる、又は図示せずに述べる本実施の形態の回路ＳＲにおいて、端子ＯとノードＮＤ１との間にトランジスタを追加してもよい。図１９（Ａ）には、図４において、トランジスタ１１０を追加する構成を例示する。トランジスタ１１０は、第１の端子が端子Ｏと接続され、第２の端子がノードＮＤ１と接続され、ゲートが端子Ｃ１と接続される。
なお、トランジスタ１１０は、トランジスタ１０１と同じ極性であることが好ましい。
図４、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）、図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）、図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）、図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）、図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）及び図１９（Ａ）等に図示して述べる、又は図示せずに述べる本実施の形態の回路ＳＲにおいて、端子Ｃ１とノードＮＤ１との間にトランジスタを追加してもよい。図１９（Ｂ）には、図４において、トランジスタ１１１を追加する構成を例示する。トランジスタ１１１は、第１の端子が端子Ｃ１と接続され、第２の端子がノードＮＤ１と接続される。
なお、トランジスタ１１１は、トランジスタ１０１と同じ極性であることが好ましい。
なお、トランジスタ１１１のゲートに信号を入力し、当該信号によってトランジスタ１１１のオン又はオフを制御してもよい。
なお、トランジスタ１１１のゲートは、トランジスタ１０２のゲートと接続されてもよい。或いは、トランジスタ１１１のゲートは、トランジスタ１０３のゲートと接続されてもよい。或いは、トランジスタ１１１のゲートは、トランジスタ１０２のゲート及びトランジスタ１０３のゲートと接続されてもよい。
図４、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）、図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）、図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）、図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）、図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）、図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）等に図示して述べる、又は図示せずに述べる本実施の形態の回路ＳＲにおいて、トランジスタ１０３と直列に接続されるトランジスタを追加してもよい。図２０（Ａ）には、図４において、トランジスタ１１２を追加する構成を例示する。トランジスタ１１２は、第１の端子がトランジスタ１０３の第２の端子と接続され、第２の端子がノードＮＤ１と接続される。
なお、トランジスタ１１２は、トランジスタ１０１と同じ極性であることが好ましい。
なお、トランジスタ１１２のゲートに信号を入力し、当該信号によってトランジスタ１１２のオン又はオフを制御してもよい。
なお、トランジスタ１１２は、トランジスタ１０１の第１の端子と配線ＶＳＳ１との間に接続されてもよい。
図４、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）、図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）、図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）、図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）、図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）、図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）及び図２０（Ａ）等に図示して述べる、又は図示せずに述べる本実施の形態の回路ＳＲにおいて、トランジスタ１０２と直列に接続されるトランジスタを追加してもよい。図２０（Ｂ）には、図４において、トランジスタ１１３を追加する構成を例示する。トランジスタ１１３は、第１の端子がトランジスタ１０２の第２の端子と接続され、第２の端子が端子Ｏと接続される。
なお、トランジスタ１１３は、トランジスタ１０１と同じ極性であることが好ましい。
なお、トランジスタ１１３のゲートに信号を入力し、当該信号によってトランジスタ１１３のオン又はオフを制御してもよい。
図４、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）、図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）、図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）、図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）、図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）、図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）、図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）等に図示して述べる、又は図示せずに述べる本実施の形態の回路ＳＲにおいて、トランジスタ１０１のゲートとトランジスタ１０４の第２の端子及びトランジスタ１０５の第２の端子の接続点との間に接続されるトランジスタを追加してもよい。図２１（Ａ）には、図４において、トランジスタ１１４を追加する構成を例示する。トランジスタ１１４は、第１の端子がトランジスタ１０１のゲートと接続され、第２の端子がトランジスタ１０４の第２の端子、トランジスタ１０５の第２の端子及びトランジスタ１０３の第２の端子と接続される。
なお、トランジスタ１１４は、トランジスタ１０１と同じ極性であることが好ましい。
なお、図２１（Ｂ）に例示するように、トランジスタ１０３の第２の端子をトランジスタ１１４の第１の端子と接続してもよい。
なお、トランジスタ１１４のゲートは、端子Ｃ１と接続されてもよい。或いは、トランジスタ１１４のゲートに、端子Ｃ１の信号のハイレベルに対応する電位を入力してもよい。
図４、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）、図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）、図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）、図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）、図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）、図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）、図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）、図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）等に図示して述べる、又は図示せずに述べる本実施の形態の回路ＳＲにおいて、トランジスタ１０３のゲートは、端子Ｓ３、端子Ｓ４、又は端子Ｃ４と接続されてもよい。図２２（Ａ）には、図４において、トランジスタ１０３のゲートが端子Ｃ４と接続される構成を例示する。
図４、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）、図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）、図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）、図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）、図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）、図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）、図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）、図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）及び図２２（Ａ）等に図示して述べる、又は図示せずに述べる本実施の形態の回路ＳＲにおいて、トランジスタ１０３のゲートの電位を制御するための構成を追加してよい。図２２（Ｂ）には、図４において、トランジスタ１１５及びトランジスタ１１６を追加する構成を例示する。トランジスタ１１５は、第１の端子が端子Ｃ４と接続され、第２の端子がトランジスタ１０３のゲートと接続され、ゲートが端子Ｃ４と接続される。トランジスタ１１６は、第１の端子が配線ＶＳＳ２と接続され、第２の端子がトランジスタ１０３のゲートと接続され、ゲートがノードＮＤ１と接続される。
期間Ａ、期間Ｂ及び期間Ｃにおいて、端子Ｃ４の信号（信号ＶＣＫ４）がローレベルになるため、トランジスタ１１５はオフになる。ノードＮＤ１の電位が高い値になるため、トランジスタ１１６がオンになる。よって、配線ＶＳＳ２の電位がトランジスタ１０３のゲートに供給されるため、トランジスタ１０３のゲートの電位は低い値になる。トランジスタ１０３のゲートの電位が低い値になるため、トランジスタ１０３はオフになる。
期間Ｄにおいて、端子Ｃ４の信号（信号ＶＣＫ４）がハイレベルになるため、トランジスタ１１５はオンになる。ノードＮＤ１の電位が低い値になるため、トランジスタ１１６がオフになる。よって、端子Ｃ４の信号（ハイレベルの信号ＶＣＫ４）がトランジスタ１０３のゲートに供給されるため、トランジスタ１０３のゲートの電位が高い値になる。トランジスタ１０３のゲートの電位が高い値になるため、トランジスタ１０３はオンになる。
期間Ｅ、期間Ｆ及び期間Ｇにおいて、端子Ｃ４の信号（信号ＶＣＫ４）がローレベルになるため、トランジスタ１１５はオフになる。ノードＮＤ１の電位が低い値になるため、トランジスタ１１６がオフになる。よって、トランジスタ１０３のゲートは浮遊状態になるため、トランジスタ１０３のゲートの電位は高い値に維持される。トランジスタ１０３のゲートの電位が高い値になるため、トランジスタ１０３はオンになる。
期間Ｈにおいて、端子Ｃ４の信号（信号ＶＣＫ４）がハイレベルになるため、トランジスタ１１５はオンになる。ノードＮＤ１の電位が低い値になるため、トランジスタ１１６がオフになる。よって、端子Ｃ４の信号（ハイレベルの信号ＶＣＫ４）がトランジスタ１０３のゲートに供給されるため、トランジスタ１０３のゲートの電位が高い値になる。トランジスタ１０３のゲートの電位が高い値になるため、トランジスタ１０３はオンになる。
なお、トランジスタ１１５は、第１の端子又はゲートの少なくとも一方が端子Ｃ４と接続されていればよい。例えば、トランジスタ１１５の第１の端子が端子Ｃ４と接続され、トランジスタ１１５のゲートが信号ＶＣＫ１、信号ＶＣＫ２、信号ＶＣＫ３、又は信号ＶＣＫ４のハイレベルに対応する電位が入力される配線（図示せず）と接続されてもよい。
なお、トランジスタ１１６のゲートは、端子Ｃ１、端子Ｃ２、端子Ｃ３、端子Ｓ１、端子Ｓ２又は端子Ｏと接続されてもよい。図２３（Ａ）には、図２２（Ｂ）において、トランジスタ１１６のゲートが端子Ｓ１と接続される構成を例示する。図２３（Ｂ）には、図２２（Ｂ）において、トランジスタ１１６のゲートが端子Ｃ１と接続される構成を例示する。
なお、トランジスタ１１６の第１の端子は、配線ＶＳＳ１、配線ＶＳＳ３、配線ＶＳＳ４、端子Ｓ３、端子Ｓ４又は端子Ｃ４と接続されてもよい。
なお、トランジスタ１１５及びトランジスタ１１６は、トランジスタ１０１と同じ極性であることが好ましい。
図４、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）、図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）、図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）、図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）、図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）、図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）、図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）、図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）、図２２（Ａ）、図２２（Ｂ）、図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）等に図示して述べる、又は図示せずに述べる本実施の形態の回路ＳＲにおいて、トランジスタ１０２のゲートは、端子Ｓ１、端子Ｓ２、端子Ｓ３、端子Ｓ４、端子Ｃ２、端子Ｃ３又は端子Ｃ４と接続されてもよい。図２４（Ａ）には、図４において、トランジスタ１０２のゲートが端子Ｃ４と接続される構成を例示する。図２４（Ｂ）には、図４において、トランジスタ１０２のゲートが端子Ｓ１と接続される構成を例示する。
図４、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）、図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）、図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）、図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）、図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）、図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）、図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）、図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）、図２２（Ａ）、図２２（Ｂ）、図２３（Ａ）、図２３（Ｂ）、図２４（Ａ）及び図２４（Ｂ）等に図示して述べる、又は図示せずに述べる本実施の形態の回路ＳＲにおいて、各トランジスタに複数の構成の適用が可能である場合、複数の構成のいずれか２つ以上に対応する構成のトランジスタを設けてもよい。つまり、あるトランジスタに第１の構成、第２の構成及び第３の構成の適用が可能である場合、第１の構成に対応するトランジスタ、第２の構成に対応するトランジスタ、及び第３の構成に対応するトランジスタのうち２つ以上のトランジスタを設けてもよい。
例えば、トランジスタ１０３の第１の端子については、配線ＶＳＳ２と接続される構成（図４参照）、配線ＶＳＳ１と接続される構成（図１１（Ａ）参照）、端子Ｓ２と接続される構成（図１１（Ｂ）参照）、端子Ｓ１と接続される構成（図１２（Ａ）参照）、端子Ｃ１と接続される構成、端子Ｃ２と接続される構成、端子Ｃ３と接続される構成、端子Ｃ４と接続される構成、端子Ｓ３と接続される構成、端子Ｓ４と接続される構成、端子Ｏと接続される構成という構成がある。図２５（Ａ）には、図４に例示する回路ＳＲにおいて、第１の端子が端子Ｓ２と接続されるトランジスタ１０３に対応するトランジスタ１０３Ａ、及び第１の端子が端子Ｓ１と接続されるトランジスタ１０３に対応するトランジスタ１０３Ｂが設けられる構成を例示する。
例えば、トランジスタ１０３のゲートについては、端子Ｓ３と接続される構成、端子Ｓ４と接続される構成、端子Ｃ２と接続される構成、端子Ｃ３と接続される構成、及び端子Ｃ４と接続される構成（図２２（Ａ）参照）がある。図２５（Ｂ）には、図４に例示する回路ＳＲにおいて、ゲートが端子Ｓ２と接続されるトランジスタ１０３に対応するトランジスタ１０３Ｃ、及びゲートが端子Ｓ１と接続されるトランジスタ１０３に対応するトランジスタ１０３Ｄが設けられる構成を例示する。
例えば、トランジスタ１１６のゲートについては、ノードＮＤ１と接続される構成（図２２（Ｂ）参照）、端子Ｃ１と接続される構成（図２３（Ｂ）参照）、端子Ｃ２と接続される構成、端子Ｃ３と接続される構成、端子Ｓ１と接続される構成（図２３（Ａ）参照）、端子Ｓ２と接続される構成、端子Ｏと接続される構成がある。図２６（Ａ）には、図２２（Ｂ）に例示する回路ＳＲにおいて、ゲートが端子Ｓ１と接続されるトランジスタ１１６に対応するトランジスタ１１６Ａ、及びゲートが端子Ｓ２と接続されるトランジスタ１１６に対応するトランジスタ１１６Ｂが設けられる構成を例示する。
図４、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）、図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）、図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）、図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）、図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）、図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）、図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）、図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）、図２２（Ａ）、図２２（Ｂ）、図２３（Ａ）、図２３（Ｂ）、図２４（Ａ）、図２４（Ｂ）、図２５（Ａ）、図２５（Ｂ）及び図２６（Ａ）等に図示して述べる、又は図示せずに述べる本実施の形態の回路ＳＲの全て又は一部を組み合わせることができる。
例えば、図２６（Ｂ）には、図４において、図１１（Ａ）のようにトランジスタ１０３の第１の端子が配線ＶＳＳ１と接続され、図１５（Ａ）のようにトランジスタ１０６乃至トランジスタ１０９が追加され、図１８（Ｂ）のようにトランジスタ１０７の第１の端子が配線ＶＳＳ１と接続され、図１８（Ｂ）のようにトランジスタ１０９の第１の端子が配線ＶＳＳ１と接続される構成を例示する。
例えば、図２７（Ａ）には、図４において、図１９（Ａ）のようにトランジスタ１１０が追加され、図１９（Ｂ）のようにトランジスタ１１１が追加される構成を例示する。
例えば、図２７（Ｂ）には、図４において、図１４（Ａ）のようにトランジスタ１０４のゲートが端子Ｓ１と接続され、図１４（Ａ）のようにトランジスタ１０５のゲートが端子Ｓ２と接続され、図２５（Ａ）のようにトランジスタ１０３Ａが設けられ、図２５（Ａ）のようにトランジスタ１０３Ｂが設けられる構成を例示する。
図４、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）、図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）、図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）、図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）、図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）、図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）、図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）、図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）、図２２（Ａ）、図２２（Ｂ）、図２３（Ａ）、図２３（Ｂ）、図２４（Ａ）、図２４（Ｂ）、図２５（Ａ）、図２５（Ｂ）、図２６（Ａ）、図２６（Ｂ）、図２７（Ａ）及び図２７（Ｂ）等に図示して述べる、又は図示せずに述べる本実施の形態の回路ＳＲにおいて、複数のトランジスタの全て又は少なくとも一は、ダブルゲート構造としてもよい。ダブルゲート構造のトランジスタは、第１のゲートと第２のゲートとを有する。そして、ダブルゲート構造のトランジスタのチャネル形成領域又はチャネル形成領域を有する半導体層は、第１のゲートと第２のゲートとに挟まれる領域を有する。第１のゲートは第２のゲートの下方に設けられてもよいし上方に設けられてもよい。第１のゲートとは、上述する「ゲート」に対応し、第１のゲートの接続先は上述する「ゲート」の接続先と同じである。第２のゲートは、第１のゲートと接続されてもよいし、専用の配線と接続されてもよい。第２のゲートが第１のゲートと接続される場合、トランジスタの移動度が高くなり、トランジスタのオン電流が大きくなる。よって、トランジスタのＷ／Ｌを小さくすることができる。第２のゲートが専用の配線と接続される場合、専用の配線の電位又は信号により、トランジスタの電気特性を制御することができる。
例えば、図３８（Ａ）には、図４において、トランジスタ１０１乃至トランジスタ１０５がダブルゲート構造であるとともに、第１のゲートと第２のゲートとが接続される構成を例示する。
例えば、図３８（Ｂ）には、図４において、トランジスタ１０１乃至トランジスタ１０５がダブルゲート構造であるとともに、第２のゲートが配線ＢＧと接続される構成を例示する。
本明細書等において、スイッチとしては、様々な形態のものを用いることができる。スイッチは、導通状態（オン状態）、または、非導通状態（オフ状態）になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有している。または、スイッチは、電流を流す経路を選択して切り替える機能を有し、例えば、経路１に電流を流すことが出来るようにするか、経路２に電流を流すことができるようにするかを選択して切り替える機能を有している。スイッチの一例としては、電気的スイッチ又は機械的なスイッチなどを用いることができる。つまり、スイッチは、電流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。スイッチの一例としては、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（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）ダイオード、ＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ダイオード、ダイオード接続のトランジスタなど）、又はこれらを組み合わせた論理回路などがある。機械的なスイッチの一例としては、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）のように、ＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）技術を用いたスイッチがある。そのスイッチは、機械的に動かすことが可能な電極を有し、その電極が動くことによって、導通と非導通とを制御して動作する。
なお、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の一例としては、ＬＤＤ領域を有するトランジスタ、又はマルチゲート構造を有するトランジスタなどがある。
なお、スイッチとしてトランジスタを用いる場合、スイッチとして動作させるトランジスタのソースの電位が、低電位側電源（Ｖｓｓ、ＧＮＤ、０Ｖなど）の電位に近い値で動作する場合は、スイッチとしてＮチャネル型トランジスタを用いることが望ましい。反対に、ソースの電位が、高電位側電源（Ｖｄｄなど）の電位に近い値で動作する場合は、スイッチとしてＰチャネル型トランジスタを用いることが望ましい。なぜなら、Ｎチャネル型トランジスタではソースが低電位側電源の電位に近い値で動作するとき、Ｐチャネル型トランジスタではソースが高電位側電源の電位に近い値で動作するとき、ゲートとソースとの間の電圧の絶対値を大きくできるからである。そのため、スイッチとして、より正確な動作を行うことができるからである。または、トランジスタがソースフォロワ動作をしてしまうことが少ないため、出力電圧の大きさが小さくなってしまうことが少ないからである。
なお、スイッチとして、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との両方を用いて、ＣＭＯＳ型のスイッチを用いてもよい。ＣＭＯＳ型のスイッチにすると、Ｐチャネル型トランジスタとＮチャネル型トランジスタとのどちらか一方が導通すれば、電流が流れるため、スイッチとして機能しやすくなる。よって、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できる。または、スイッチをオン又はオフさせるための信号の電圧振幅値を小さくすることが出来るので、消費電力を小さくすることができる。
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（ソースまたはドレインの一方）と、出力端子（ソースまたはドレインの他方）と、導通を制御する端子（ゲート）とを有している場合がある。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。したがって、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。
例えば、本明細書等において、トランジスタとして、様々な構造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。トランジスタの一例としては、単結晶シリコンを有するトランジスタ、または、非晶質シリコン、多結晶シリコン、微結晶（マイクロクリスタル、ナノクリスタル、セミアモルファスとも言う）シリコンなどに代表される非単結晶半導体膜を有するトランジスタなどを用いることが出来る。または、それらの半導体を薄膜化した薄膜トランジスタ（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。または、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、透光性を有する基板上にトランジスタを製造できる。または、透光性を有する基板上のトランジスタを用いて表示素子での光の透過を制御することが出来る。または、トランジスタの膜厚が薄いため、トランジスタを形成する膜の一部は、光を透過させることが出来る。そのため、開口率を向上させることができる。
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）、ソースドライバ回路（信号線駆動回路）、及び信号処理回路（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。
なお、微結晶シリコンを製造するときに、触媒（ニッケルなど）を用いることにより、結晶性をさらに向上させ、電気特性のよいトランジスタを製造することが可能となる。このとき、レーザー照射を行うことなく、熱処理を加えるだけで、結晶性を向上させることも可能である。その結果、ソースドライバ回路の一部（アナログスイッチなど）及びゲートドライバ回路（走査線駆動回路）を基板上に一体形成することが出来る。なお、結晶化のためにレーザー照射を行わない場合は、シリコンの結晶性のムラを抑えることができる。そのため、画質の向上した画像を表示することが出来る。ただし、触媒（ニッケルなど）を用いずに、多結晶シリコン又は微結晶シリコンを製造することは可能である。
なお、シリコンの結晶性を、多結晶又は微結晶などへと向上させることは、パネル全体で行うことが望ましいが、それに限定されない。パネルの一部の領域のみにおいて、シリコンの結晶性を向上させてもよい。選択的に結晶性を向上させることは、レーザー光を選択的に照射することなどにより可能である。例えば、画素以外の領域である周辺回路領域にのみ、ゲートドライバ回路及びソースドライバ回路などの領域にのみ、又はソースドライバ回路の一部（例えば、アナログスイッチ）の領域にのみ、にレーザー光を照射してもよい。その結果、回路を高速に動作させる必要がある領域にのみ、シリコンの結晶化を向上させることができる。画素領域は、高速に動作させる必要性が低いため、結晶性が向上されなくても、問題なく画素回路を動作させることが出来る。こうすることによって、結晶性を向上させる領域が少なくて済むため、製造工程も短くすることが出来る。そのため、スループットが向上し、製造コストを低減させることが出来る。または、必要とされる製造装置の数も少ない数で製造できるため、製造コストを低減させることが出来る。
なお、トランジスタの一例としては、化合物半導体（例えば、ＳｉＧｅ、ＧａＡｓなど）、又は酸化物半導体（例えば、Ｚｎ−Ｏ、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｏ（ＩＴＯ）、Ｓｎ−Ｏ、Ｔｉ−Ｏ、Ａｌ−Ｚｎ−Ｓｎ−Ｏ（ＡＺＴＯ）、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏなど）などを有するトランジスタを用いることが出来る。または、これらの化合物半導体、又は、これらの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るので、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又はフィルム基板など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又は酸化物半導体を、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又は酸化物半導体を配線、抵抗素子、画素電極、又は透光性を有する電極などとして用いることができる。それらをトランジスタと同時に成膜又は形成することが可能なため、コストを低減できる。
なお、トランジスタの一例としては、インクジェット法又は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。よって、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。または、レジストを用いらずに製造することが可能なので、材料費が安くなり、工程数を削減できる。または、必要な部分にのみ膜を付けることが可能なので、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。
なお、トランジスタの一例としては、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。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を用いた装置は、衝撃に強くすることができる。
なお、トランジスタとしては、他にも様々な構造のトランジスタを用いることができる。例えば、トランジスタとして、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用いることが出来る。トランジスタとしてＭＯＳ型トランジスタを用いることにより、トランジスタのサイズを小さくすることが出来る。よって、多数のトランジスタを搭載することができる。トランジスタとしてバイポーラトランジスタを用いることにより、大きな電流を流すことが出来る。よって、高速に回路を動作させることができる。なお、ＭＯＳ型トランジスタとバイポーラトランジスタとを１つの基板に混在させて形成してもよい。これにより、低消費電力、小型化、高速動作などを実現することが出来る。
例えば、本明細書等において、トランジスタの一例としては、ゲート電極が２個以上のマルチゲート構造のトランジスタを用いることができる。マルチゲート構造にすると、チャネル領域が直列に接続されるため、複数のトランジスタが直列に接続された構造となる。よって、マルチゲート構造により、オフ電流の低減、トランジスタの耐圧向上（信頼性の向上）を図ることができる。または、マルチゲート構造により、飽和領域で動作する時に、ドレインとソースとの間の電圧が変化しても、ドレインとソースとの間の電流があまり変化せず、傾きがフラットである電圧・電流特性を得ることができる。傾きがフラットである電圧・電流特性を利用すると、理想的な電流源回路、又は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又はカレントミラー回路などを実現することが出来る。
なお、トランジスタの一例としては、チャネルの上下にゲート電極が配置されている構造のトランジスタを適用することができる。チャネルの上下にゲート電極が配置される構造にすることにより、複数のトランジスタが並列に接続されたような回路構成となる。よって、チャネル領域が増えるため、電流値の増加を図ることができる。または、チャネルの上下にゲート電極が配置されている構造にすることにより、空乏層ができやすくなるため、Ｓ値の改善を図ることができる。
なお、トランジスタの一例としては、チャネル領域の上にゲート電極が配置されている構造、チャネル領域の下にゲート電極が配置されている構造、正スタガ構造、逆スタガ構造、チャネル領域を複数の領域に分けた構造、チャネル領域を並列に接続した構造、又はチャネル領域が直列に接続する構造などのトランジスタを用いることができる。または、トランジスタとして、プレーナ型、ＦＩＮ型（フィン型）、ＴＲＩ−ＧＡＴＥ型（トライゲート型）、トップゲート型、ボトムゲート型、ダブルゲート型（チャネルの上下にゲートが配置されている）、など、様々な構成をとることが出来る。
なお、トランジスタの一例としては、チャネル領域（もしくはその一部）にソース電極やドレイン電極が重なっている構造のトランジスタを用いることができる。チャネル領域（もしくはその一部）にソース電極やドレイン電極が重なる構造にすることによって、チャネル領域の一部に電荷が溜まることにより動作が不安定になることを防ぐことができる。
なお、トランジスタの一例としては、ＬＤＤ領域を設けた構造を適用できる。ＬＤＤ領域を設けることにより、オフ電流の低減、又はトランジスタの耐圧向上（信頼性の向上）を図ることができる。または、ＬＤＤ領域を設けることにより、飽和領域で動作する時に、ドレインとソースとの間の電圧が変化しても、ドレイン電流があまり変化せず、傾きがフラットな電圧・電流特性を得ることができる。
例えば、本明細書等において、様々な基板を用いて、トランジスタを形成することが出来る。基板の種類は、特定のものに限定されることはない。その基板の一例としては、半導体基板（例えば単結晶基板又はシリコン基板）、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、以下のものがあげられる。例えば、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がある。または、一例としては、アクリル等の合成樹脂などがある。または、一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどがある。または、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。特に、半導体基板、単結晶基板、又はＳＯＩ基板などを用いてトランジスタを製造することによって、特性、サイズ、又は形状などのばらつきが少なく、電流能力が高く、サイズの小さいトランジスタを製造することができる。このようなトランジスタによって回路を構成すると、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。
また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、トランジスタを形成してもよい。または、基板とトランジスタの間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に半導体装置を一部あるいは全部完成させた後、基板より分離し、他の基板に転載するために用いることができる。その際、トランジスタは耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも転載できる。なお、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造の構成や、基板上にポリイミド等の有機樹脂膜が形成された構成等を用いることができる。
つまり、ある基板を用いてトランジスタを形成し、その後、別の基板にトランジスタを転置し、別の基板上にトランジスタを配置してもよい。トランジスタが転置される基板の一例としては、上述したトランジスタを形成することが可能な基板に加え、紙基板、セロファン基板、アラミドフィルム基板、ポリイミドフィルム基板、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、又はゴム基板などがある。これらの基板を用いることにより、特性のよいトランジスタの形成、消費電力の小さいトランジスタの形成、壊れにくい装置の製造、耐熱性の付与、軽量化、又は薄型化を図ることができる。
なお、所定の機能を実現させるために必要な回路の全てを、同一の基板（例えば、ガラス基板、プラスチック基板、単結晶基板、又はＳＯＩ基板など）に形成することが可能である。こうして、部品点数の削減によるコストの低減、又は回路部品との接続点数の低減による信頼性の向上を図ることができる。
なお、所定の機能を実現させるために必要な回路の全てを同じ基板に形成しないことが可能である。つまり、所定の機能を実現させるために必要な回路の一部は、ある基板に形成され、所定の機能を実現させるために必要な回路の別の一部は、別の基板に形成されていることが可能である。例えば、所定の機能を実現させるために必要な回路の一部は、ガラス基板に形成され、所定の機能を実現させるために必要な回路の別の一部は、単結晶基板（又はＳＯＩ基板）に形成されることが可能である。そして、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形成される単結晶基板（ＩＣチップともいう）を、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）によって、ガラス基板に接続して、ガラス基板にそのＩＣチップを配置することが可能である。または、ＩＣチップを、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）、ＳＭＴ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、又はプリント基板などを用いてガラス基板と接続することが可能である。このように、回路の一部が画素部と同じ基板に形成されていることにより、部品点数の削減によるコストの低減、又は回路部品との接続点数の低減による信頼性の向上を図ることができる。特に、駆動電圧が大きい部分の回路、又は駆動周波数が高い部分の回路などは、消費電力が大きくなってしまう場合が多い。そこで、このような回路を、画素部とは別の基板（例えば単結晶基板）に形成して、ＩＣチップを構成する。このＩＣチップを用いることによって、消費電力の増加を防ぐことができる。
例えば、本明細書等において、トランジスタとは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む少なくとも三つの端子を有する素子である。そして、ドレイン（ドレイン端子、ドレイン領域またはドレイン電極）とソース（ソース端子、ソース領域またはソース電極）の間にチャネル領域を有しており、ドレインとチャネル領域とソースとを介して電流を流すことが出来るものである。ここで、ソースとドレインとは、トランジスタの構造又は動作条件等によって変わるため、いずれがソースまたはドレインであるかを限定することが困難である。そこで、ソースとして機能する部分、及びドレインとして機能する部分を、ソース又はドレインと呼ばない場合がある。その場合、一例として、ソースとドレインとの一方を、第１端子、第１電極、又は第１領域と表記し、ソースとドレインとの他方を、第２端子、第２電極、又は第２領域と表記する場合がある。
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、一例として、エミッタとコレクタとの一方を、第１端子、第１電極、又は第１領域と表記し、エミッタとコレクタとの他方を、第２端子、第２電極、又は第２領域と表記する場合がある。なお、トランジスタとしてバイポーラトランジスタが用いられる場合、ゲートという表記をベースと言い換えることが可能である。
例えば、本明細書等において、ＸとＹとが接続されている、と明示的に記載する場合は、ＸとＹとが電気的に接続されている場合と、ＸとＹとが機能的に接続されている場合と、ＸとＹとが直接接続されている場合とを含むものとする。したがって、所定の接続関係、例えば、図または文章に示された接続関係に限定されず、図または文章に示された接続関係以外のものも含むものとする。
ここで、Ｘ、Ｙ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。
ＸとＹとが電気的に接続されている場合の一例としては、ＸとＹ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、表示素子、発光素子、負荷など）が、ＸとＹとの間に１個以上接続されることが可能である。なお、スイッチは、オンオフが制御される機能を有している。つまり、スイッチは、導通状態（オン状態）、または、非導通状態（オフ状態）になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有している。または、スイッチは、電流を流す経路を選択して切り替える機能を有している。
ＸとＹとが機能的に接続されている場合の一例としては、ＸとＹ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、ＸとＹとの間に１個以上接続されることが可能である。なお、一例として、ＸとＹとの間に別の回路を挟んでいても、Ｘから出力された信号がＹへ伝達される場合は、ＸとＹとは機能的に接続されているものとする。
なお、ＸとＹとが接続されている、と明示的に記載する場合は、ＸとＹとが電気的に接続されている場合（つまり、ＸとＹとの間に別の素子又は別の回路を挟んで接続されている場合）と、ＸとＹとが機能的に接続されている場合（つまり、ＸとＹとの間に別の素子又は別の回路を挟んで機能的に接続されている場合）と、ＸとＹとが直接接続されている場合（つまり、ＸとＹとの間に別の素子又は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。
なお、例えば、トランジスタのソース（又は第１の端子など）が、Ｚ１を介して（又は介さず）、Ｘと電気的に接続され、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）が、Ｚ２を介して（又は介さず）、Ｙと電気的に接続されている場合や、トランジスタのソース（又は第１の端子など）が、Ｚ１の一部と直接的に接続され、Ｚ１の別の一部がＸと直接的に接続され、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）が、Ｚ２の一部と直接的に接続され、Ｚ２の別の一部がＹと直接的に接続されている場合では、以下のように表現することが出来る。
例えば、「ＸとＹとトランジスタのソース（又は第１の端子など）とドレイン（又は第２の端子など）とは、互いに電気的に接続されており、Ｘ、トランジスタのソース（又は第１の端子など）、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）、Ｙの順序で電気的に接続されている。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース（又は第１の端子など）は、Ｘと電気的に接続され、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）はＹと電気的に接続され、Ｘ、トランジスタのソース（又は第１の端子など）、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）、Ｙは、この順序で電気的に接続されている」と表現することができる。または、「Ｘは、トランジスタのソース（又は第１の端子など）とドレイン（又は第２の端子など）とを介して、Ｙと電気的に接続され、Ｘ、トランジスタのソース（又は第１の端子など）、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）、Ｙは、この接続順序で設けられている」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構成における接続の順序について規定することにより、トランジスタのソース（又は第１の端子など）と、ドレイン（又は第２の端子など）とを、区別して、技術的範囲を決定することができる。なお、これらの表現方法は、一例であり、これらの表現方法に限定されない。ここで、Ｘ、Ｙ、Ｚ１、Ｚ２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。
なお、回路図上は独立している構成要素同士が電気的に接続しているように図示されている場合であっても、１つの構成要素が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合もある。例えば配線の一部が電極としても機能する場合は、一の導電膜が、配線の機能、及び電極の機能の両方の構成要素の機能を併せ持っている。したがって、本明細書における電気的に接続とは、このような、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合も、その範疇に含める。
なお、本実施の形態は他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。よって、本実施の形態の中で述べる内容（一部の内容でもよい）は、その実施の形態で述べる別の内容（一部の内容でもよい）、及び／又は、一つ若しくは複数の別の実施の形態で述べる内容（一部の内容でもよい）に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを行うことが出来る。なお、実施の形態の中で述べる内容とは、各々の実施の形態において、様々な図を用いて述べる内容、又は明細書に記載される文章を用いて述べる内容のことである。また、ある一つの実施の形態において述べる図（一部でもよい）は、その図の別の部分、その実施の形態において述べる別の図（一部でもよい）、及び／又は、一つ若しくは複数の別の実施の形態において述べる図（一部でもよい）に対して、組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることができる。これは、以下の実施の形態においても同様である。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る装置を有する表示装置について説明する。
図２８（Ａ）に例示する表示装置は、回路１００及び画素部１３０を有する。画素部１３０には、Ｎ（Ｎは３以上の自然数）本の配線ＯＵＴ及びＭ（Ｍは自然数）本の配線ＳＬ（配線ＳＬ［１］乃至ＳＬ［Ｍ］とも示す）が設けられる。そして、Ｎ本の配線ＯＵＴ及びＭ本の配線ＳＬに対応して画素１３１が設けられる。回路１００は、ゲートドライバ（ゲート線駆動回路、ゲート信号線駆動回路、走査線駆動回路ともいう）としての機能を有する。Ｎ本の配線ＯＵＴは、ゲート線（ゲート信号線、走査線ともいう）としての機能を有する。Ｍ本の配線ＳＬは、ビデオ信号を伝達する機能を有する。つまり、Ｍ本の配線ＳＬは、ソース線（ソース信号線、信号線ともいう）としての機能を有する。また、Ｍ本の配線ＳＬは、ソースドライバ（ソース線駆動回路、ソース信号線駆動回路又は信号線駆動回路ともいう）としての機能を有する回路と接続される。
画素１３１の選択又は非選択は配線ＯＵＴの電位に基づいて制御される。つまり、画素１３１の選択又は非選択は回路１００によって制御される。画素１３１が選択されると、ビデオ信号が配線ＳＬから画素１３１に書き込まれる。そして、ビデオ信号が画素１３１に保持されるとともに、画素１３１がビデオ信号に応じた表示を行う。その後、画素１３１が非選択になると、画素１３１は保持したビデオ信号に応じた表示を続ける。
次に、画素１３１の具体的な構成例について説明する。
図２８（Ｂ）に例示する画素１３１は、トランジスタ１３２、液晶素子１３３及び容量素子１３４を有する。トランジスタ１３２は、第１の端子が配線ＳＬと接続され、第２の端子が液晶素子１３３の第１の電極及び容量素子１３４の第１の電極（画素電極ともいう）と電気的に接続され、ゲートが配線ＯＵＴと接続される。液晶素子１３３の第２の電極（コモン電極ともいう）は、複数の画素１３１の全て又は２つ以上において共通である。つまり、第１の画素１３１の液晶素子１３３の第２の電極となる領域を有する導電体は、第２の画素１３１の液晶素子１３３の第２の電極となる領域を有する。容量素子１３４の第２の電極は、容量線としての機能を有する配線と接続される。容量素子１３４の第２の電極は、複数の画素１３１の全て又は２つ以上において同じ配線と接続される。ただし、容量素子１３４の第２の電極は、液晶素子１３３の第２の電極と接続されてもよい。トランジスタ１３２は、配線ＯＵＴの電位によってオン又はオフが制御される。トランジスタ１３２がオンになると、配線ＳＬのビデオ信号が画素１３１に入力される。液晶素子１３３は、液晶材料を有する。液晶材料の配向は、液晶素子１３３の第１の電極と液晶素子１３３の第２の電極との電位差によって制御される。容量素子１３４は、ビデオ信号に応じた電荷を蓄積する機能を有する。つまり、容量素子１３４は、液晶素子１３３の第１の電極の電位をビデオ信号に応じた値に維持する機能を有する。
図２８（Ｃ）に例示する画素１３１は、トランジスタ１３５、トランジスタ１３６、ＥＬ素子１３７を有する。トランジスタ１３５は、第１の端子が配線ＳＬと接続され、第２の端子がトランジスタ１３６のゲートと接続され、ゲートが配線ＯＵＴと接続される。トランジスタ１３６は、第１の端子がＥＬ素子１３７に流れる電流を供給する機能を有する配線と接続され、第２の端子がＥＬ素子１３７の第１の電極（画素電極ともいう）と接続される。ＥＬ素子１３７の第２の電極（共通電極ともいう）は、複数の画素１３１の全て又は２つ以上において共通である。つまり、第１の画素１３１のＥＬ素子１３７の第２の電極となる領域を有する導電体は、第２の画素１３１のＥＬ素子１３７の第２の電極となる領域を有する。トランジスタ１３５は、配線ＯＵＴの電位によってオン又はオフが制御される。トランジスタ１３５がオンになると、配線ＳＬのビデオ信号が画素１３１に入力される。トランジスタ１３６は、ＥＬ素子１３７に電流を供給する機能を有する。トランジスタ１３６がＥＬ素子１３７に供給する電流は、ビデオ信号に応じた値になる。ＥＬ素子１３７は、トランジスタ１３６から供給される電流に応じて発光する機能を有する。
画素１３１の構成は、図２８（Ｂ）及び図２８（Ｃ）に限定されない。画素１３１は、ゲートが配線ＯＵＴと接続され、第１の端子が配線ＳＬと接続されるトランジスタと、当該トランジスタを介して入力されるビデオ信号に基づいて表示を行う表示素子と、を有していればよい。或いは、画素１３１は、ゲートが配線ＯＵＴと接続され、第１の端子が配線ＳＬと接続されるトランジスタと、当該トランジスタを介して入力されるビデオ信号に基づいた電位又は電流が供給される画素電極と、を有していればよい。或いは、画素１３１は、ゲートが配線ＯＵＴと接続され、第１の端子が配線ＳＬと接続されるトランジスタと、当該トランジスタを介して入力されるビデオ信号に基づいた電流を表示素子又は画素電極に供給するトランジスタと、を有していればよい。
本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、トランジスタの構成例について、図面を参照して説明する。本実施の形態で述べるトランジスタは、実施の形態１で述べるトランジスタ１０１乃至１１６、実施の形態２で述べるトランジスタ１３２、トランジスタ１３５、トランジスタ１３６に採用することが可能である。
＜トランジスタの構成例＞
図２９（Ａ）に、以下で例示するトランジスタ６００の上面概略図を示す。また図２９（Ｂ）に図２９（Ａ）中に示す切断線Ａ−Ｂにおけるトランジスタ６００の断面概略図を示す。図２９（Ａ）（Ｂ）で例示するトランジスタ６００はボトムゲート型のトランジスタである。
トランジスタ６００は、基板６０１上に設けられるゲート電極６０２と、基板６０１及びゲート電極６０２上に設けられる絶縁層６０３と、絶縁層６０３上にゲート電極６０２と重なるように設けられる酸化物半導体層６０４と、酸化物半導体層６０４の上面に接する一対の電極６０５ａ、６０５ｂとを有する。また、絶縁層６０３、酸化物半導体層６０４、一対の電極６０５ａ、６０５ｂを覆う絶縁層６０６と、絶縁層６０６上に絶縁層６０７が設けられている。
基板６０１の材質などに大きな制限はないが、少なくとも、後の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する材料を用いる。例えば、ガラス基板、セラミック基板、石英基板、サファイヤ基板、ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）基板等を、基板６０１として用いてもよい。また、シリコンや炭化シリコンを有する単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウムを有する化合物半導体基板、ＳＯＩ基板等を適用することも可能である。また、これらの基板上に半導体素子が設けられたものを、基板６０１として用いてもよい。
また、基板６０１として、プラスチックなどの可撓性基板を用い、該可撓性基板上に直接、トランジスタ６００を形成してもよい。または、基板６０１とトランジスタ６００の間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上層にトランジスタの一部あるいは全部を形成した後、基板６０１より分離し、他の基板に転載するのに用いることができる。その結果、トランジスタ６００は耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも転載できる。
ゲート電極６０２は、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンから選ばれた金属、または上述した金属を成分とする合金か、上述した金属を組み合わせた合金等を用いて形成することができる。また、マンガン、ジルコニウムのいずれか一または複数から選択された金属を用いてもよい。また、ゲート電極６０２は、単層構造でも、二層以上の積層構造としてもよい。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、窒化タンタル膜または窒化タングステン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、チタン膜と、そのチタン膜上にアルミニウム膜を積層し、さらにその上にチタン膜を形成する三層構造等がある。また、アルミニウムに、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウムから選ばれた一または複数を組み合わせた合金膜、もしくは窒化膜を用いてもよい。
また、ゲート電極６０２は、インジウム錫酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化シリコンを添加したインジウム錫酸化物等の透光性を有する導電性材料を適用することもできる。また、上記透光性を有する導電性材料と、上記金属の積層構造とすることもできる。
また、ゲート電極６０２と絶縁層６０３との間に、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸窒化物半導体膜、Ｉｎ−Ｓｎ系酸窒化物半導体膜、Ｉｎ−Ｇａ系酸窒化物半導体膜、Ｉｎ−Ｚｎ系酸窒化物半導体膜、Ｓｎ系酸窒化物半導体膜、Ｉｎ系酸窒化物半導体膜、金属窒化膜（ＩｎＮ、ＺｎＮ等）等を設けてもよい。これらの膜は５ｅＶ以上、好ましくは５．５ｅＶ以上の仕事関数を有し、酸化物半導体の電子親和力よりも大きい値であるため、酸化物半導体を用いたトランジスタのしきい値電圧をプラスにシフトすることができ、所謂ノーマリーオフ特性のスイッチング素子を実現できる。例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸窒化物半導体膜を用いる場合、少なくとも酸化物半導体層６０４より高い窒素濃度、具体的には７原子％以上のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸窒化物半導体膜を用いる。
絶縁層６０３は、ゲート絶縁膜として機能する。酸化物半導体層６０４の下面と接する絶縁層６０３は、酸化物絶縁膜であることが好ましい。
絶縁層６０３は、例えば酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化ガリウムまたはＧａ−Ｚｎ系金属酸化物などを用いればよく、積層または単層で設ける。
また、絶縁層６０３として、ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯｘ）、窒素が添加されたハフニウムシリケート（ＨｆＳｉｘＯｙＮｚ）、窒素が添加されたハフニウムアルミネート（ＨｆＡｌｘＯｙＮｚ）、酸化ハフニウム、酸化イットリウムなどのｈｉｇｈ−ｋ材料を用いることでトランジスタのゲートリークを低減できる。
一対の電極６０５ａ及び６０５ｂは、トランジスタのソース電極またはドレイン電極として機能する。
一対の電極６０５ａ、６０５ｂは、導電材料として、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、またはタングステンなどの金属、またはこれを主成分とする合金を単層構造または積層構造として用いることができる。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、タングステン膜上にチタン膜を積層する二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜または窒化チタン膜と、そのチタン膜または窒化チタン膜上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、そのモリブデン膜または窒化モリブデン膜上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛を含む透明導電材料を用いてもよい。
絶縁層６０６は、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜は、加熱により一部の酸素が脱離する。化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜は、昇温脱離ガス分光法（ＴＤＳ：Ｔｈｅｒｍａｌ Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析にて、酸素原子に換算しての酸素の脱離量が１．０×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、好ましくは３．０×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上である酸化物絶縁膜である。なお、上記ＴＤＳ分析時における膜の表面温度としては１００℃以上７００℃以下、または１００℃以上５００℃以下の範囲が好ましい。
絶縁層６０６としては、酸化シリコン、酸化窒化シリコン等を用いることができる。
なお、絶縁層６０６は、後に形成する絶縁層６０７を形成する際の、酸化物半導体層６０４へのダメージ緩和膜としても機能する。
また、絶縁層６０６と酸化物半導体層６０４の間に、酸素を透過する酸化物膜を設けてもよい。
酸素を透過する酸化物膜としては、酸化シリコン、酸化窒化シリコン等を用いることができる。なお、本明細書中において、酸化窒化シリコン膜とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い膜を指し、窒化酸化シリコン膜とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い膜を指す。
絶縁層６０７は、酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する絶縁膜を用いることができる。絶縁層６０６上に絶縁層６０７を設けることで、酸化物半導体層６０４からの酸素の外部への拡散と、外部から酸化物半導体層６０４への水素、水等の侵入を防ぐことができる。酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する絶縁膜としては、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化窒化ガリウム、酸化イットリウム、酸化窒化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化窒化ハフニウム等がある。
＜トランジスタの作製方法例＞
続いて、図２９に例示するトランジスタ６００の作製方法の一例について説明する。
まず、図３０（Ａ）に示すように、基板６０１上にゲート電極６０２を形成し、ゲート電極６０２上に絶縁層６０３を形成する。
ここでは、基板６０１としてガラス基板を用いる。
ゲート電極６０２の形成方法を以下に示す。はじめに、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等により導電膜を形成し、導電膜上に第１のフォトマスクを用いてフォトリソグラフィ工程によりレジストマスクを形成する。次に、該レジストマスクを用いて導電膜の一部をエッチングして、ゲート電極６０２を形成する。その後、レジストマスクを除去する。
なお、ゲート電極６０２は、上記形成方法の代わりに、電解メッキ法、印刷法、インクジェット法等で形成してもよい。
絶縁層６０３は、スパッタリング法、ＰＥＣＶＤ法、蒸着法等で形成する。
絶縁層６０３として酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、または窒化酸化シリコン膜を形成する場合、原料ガスとしては、シリコンを含む堆積性気体及び酸化性気体を用いることが好ましい。シリコンを含む堆積性気体の代表例としては、シラン、ジシラン、トリシラン、フッ化シラン等がある。酸化性気体としては、酸素、オゾン、一酸化二窒素、二酸化窒素等がある。
また、絶縁層６０３として窒化シリコン膜を形成する場合、２段階の形成方法を用いることが好ましい。はじめに、シラン、窒素、及びアンモニアの混合ガスを原料ガスとして用いたプラズマＣＶＤ法により、欠陥の少ない第１の窒化シリコン膜を形成する。次に、原料ガスを、シラン及び窒素の混合ガスに切り替えて、水素濃度が少なく、且つ水素をブロッキングすることが可能な第２の窒化シリコン膜を成膜する。このような形成方法により、絶縁層６０３として、欠陥が少なく、且つ水素ブロッキング性を有する窒化シリコン膜を形成することができる。
また、絶縁層６０３として酸化ガリウム膜を形成する場合、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて形成することができる。
次に、図３０（Ｂ）に示すように、絶縁層６０３上に酸化物半導体層６０４を形成する。
酸化物半導体層６０４の形成方法を以下に示す。はじめに、酸化物半導体膜を形成する。続いて、酸化物半導体膜上に第２のフォトマスクを用いてフォトリソグラフィ工程によりレジストマスクを形成する。次に、該レジストマスクを用いて酸化物半導体膜の一部をエッチングして、酸化物半導体層６０４を形成する。その後、レジストマスクを除去する。
この後、加熱処理を行ってもよい。加熱処理を行う場合には、酸素を含む雰囲気下で行うことが好ましい。また、上記加熱処理の温度としては、例えば、１５０℃以上６００℃以下、好ましくは２００℃以上５００℃以下とすればよい。
次に、図３０（Ｃ）に示すように、一対の電極６０５ａ、６０５ｂを形成する。
一対の電極６０５ａ、６０５ｂの形成方法を以下に示す。はじめに、スパッタリング法、ＰＥＣＶＤ法、蒸着法等で導電膜を形成する。次に、該導電膜上に第３のフォトマスクを用いてフォトリソグラフィ工程によりレジストマスクを形成する。次に、該レジストマスクを用いて導電膜の一部をエッチングして、一対の電極６０５ａ、６０５ｂを形成する。その後、レジストマスクを除去する。
なお、図３０（Ｃ）に示すように、導電膜のエッチングの際に酸化物半導体層６０４の上部の一部がエッチングされ、薄膜化することがある。そのため、酸化物半導体層６０４の形成時、酸化物半導体膜の厚さを予め厚く設定しておくことが好ましい。
次に、図３０（Ｄ）に示すように、酸化物半導体層６０４及び一対の電極６０５ａ、６０５ｂ上に、絶縁層６０６を形成し、続いて絶縁層６０６上に絶縁層６０７を形成する。
絶縁層６０６として酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を形成する場合、原料ガスとしては、シリコンを含む堆積性気体及び酸化性気体を用いることが好ましい。シリコンを含む堆積性気体の代表例としては、シラン、ジシラン、トリシラン、フッ化シラン等がある。酸化性気体としては、酸素、オゾン、一酸化二窒素、二酸化窒素等がある。
例えば、プラズマＣＶＤ装置の真空排気された処理室内に載置された基板を１８０℃以上２６０℃以下、さらに好ましくは２００℃以上２４０℃以下に保持し、処理室に原料ガスを導入して処理室内における圧力を１００Ｐａ以上２５０Ｐａ以下、さらに好ましくは１００Ｐａ以上２００Ｐａ以下とし、処理室内に設けられる電極に０．１７Ｗ／ｃｍ２以上０．５Ｗ／ｃｍ２以下、さらに好ましくは０．２５Ｗ／ｃｍ２以上０．３５Ｗ／ｃｍ２以下の高周波電力を供給する条件により、酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を形成する。
成膜条件として、上記圧力の処理室において上記パワー密度の高周波電力を供給することで、プラズマ中で原料ガスの分解効率が高まり、酸素ラジカルが増加し、原料ガスの酸化が進むため、酸化物絶縁膜中における酸素含有量が化学量論比よりも多くなる。しかしながら、基板温度が、上記温度であると、シリコンと酸素の結合力が弱いため、加熱により酸素の一部が脱離する。この結果、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含み、加熱により酸素の一部が脱離する酸化物絶縁膜を形成することができる。
また、酸化物半導体層６０４と絶縁層６０６の間に酸化物絶縁膜を設ける場合には、絶縁層６０６の形成工程において、該酸化物絶縁膜が酸化物半導体層６０４の保護膜となる。この結果、酸化物半導体層６０４へのダメージを低減しつつ、パワー密度の高い高周波電力を用いて絶縁層６０６を形成することができる。
例えば、ＰＥＣＶＤ装置の真空排気された処理室内に載置された基板を１８０℃以上４００℃以下、さらに好ましくは２００℃以上３７０℃以下に保持し、処理室に原料ガスを導入して処理室内における圧力を２０Ｐａ以上２５０Ｐａ以下、さらに好ましくは１００Ｐａ以上２５０Ｐａ以下とし、処理室内に設けられる電極に高周波電力を供給する条件により、酸化物絶縁膜として酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を形成することができる。また、処理室の圧力を１００Ｐａ以上２５０Ｐａ以下とすることで、該酸化物絶縁膜を成膜する際に、酸化物半導体層６０４へのダメージを低減することが可能である。
酸化物絶縁膜の原料ガスとしては、シリコンを含む堆積性気体及び酸化性気体を用いることが好ましい。シリコンを含む堆積性気体の代表例としては、シラン、ジシラン、トリシラン、フッ化シラン等がある。酸化性気体としては、酸素、オゾン、一酸化二窒素、二酸化窒素等がある。
絶縁層６０７は、スパッタリング法、ＰＥＣＶＤ法等で形成することができる。
絶縁層６０７として窒化シリコン膜、または窒化酸化シリコン膜を形成する場合、原料ガスとしては、シリコンを含む堆積性気体、酸化性気体、及び窒素を含む気体を用いることが好ましい。シリコンを含む堆積性気体の代表例としては、シラン、ジシラン、トリシラン、フッ化シラン等がある。酸化性気体としては、酸素、オゾン、一酸化二窒素、二酸化窒素等がある。窒素を含む気体としては、窒素、アンモニア等がある。
以上の工程により、トランジスタ６００を形成することができる。
＜トランジスタの変形例＞
以下では、トランジスタ６００と一部が異なるトランジスタの構成例について説明する。
図３１（Ａ）に、以下で例示するトランジスタ６１０の断面概略図を示す。トランジスタ６１０は、酸化物半導体層の構成が異なる点で、トランジスタ６００と相違している。
トランジスタ６１０が有する酸化物半導体層６１４は、酸化物半導体層６１４ａと酸化物半導体層６１４ｂとが積層されて構成される。
なお、酸化物半導体層６１４ａと酸化物半導体層６１４ｂの境界は不明瞭である場合があるため、図３１（Ａ）等の図中には、これらの境界を破線で示している。
酸化物半導体層６１４ａは、代表的にはＩｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、またはＨｆ）を用いる。また、酸化物半導体層６１４ａがＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物であるとき、ＺｎおよびＯを除いてのＩｎおよびＭの原子数比率は、好ましくは、Ｉｎが５０ａｔｏｍｉｃ％未満、Ｍが５０ａｔｏｍｉｃ％以上、さらに好ましくは、Ｉｎが２５ａｔｏｍｉｃ％未満、Ｍが７５ａｔｏｍｉｃ％以上とする。また例えば、酸化物半導体層６１４ａは、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上である材料を用いる。
酸化物半導体層６１４ｂはＩｎ若しくはＧａを含み、代表的には、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆ）であり、且つ酸化物半導体層６１４ａよりも伝導帯の下端のエネルギーが真空準位に近く、代表的には、酸化物半導体層６１４ｂの伝導帯の下端のエネルギーと、酸化物半導体層６１４ａの伝導帯の下端のエネルギーとの差が、０．０５ｅＶ以上、０．０７ｅＶ以上、０．１ｅＶ以上、または０．１５ｅＶ以上、且つ２ｅＶ以下、１ｅＶ以下、０．５ｅＶ以下、または０．４ｅＶ以下とすることが好ましい。
また、酸化物半導体層６１４ｂがＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物であるとき、Ｚｎ及びＯを除いてのＩｎとＭの原子数比率は、好ましくは、Ｉｎが２５ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｍが７５ａｔｏｍｉｃ％未満、さらに好ましくは、Ｉｎが３４ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｍが６６ａｔｏｍｉｃ％未満とする。
例えば、酸化物半導体層６１４ａとしてＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１．２、またはＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝３：１：２の原子数比のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を用いることができる。また、酸化物半導体層６１４ｂとしてＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：２、１：６：４、または１：９：６の原子数比のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を用いることができる。なお、酸化物半導体層６１４ａ、及び酸化物半導体層６１４ｂの原子数比はそれぞれ、誤差として上記の原子数比のプラスマイナス２０％の変動を含む。
上層に設けられる酸化物半導体層６１４ｂに、スタビライザーとして機能するＧａの含有量の多い酸化物を用いることにより、酸化物半導体層６１４ａ、及び酸化物半導体層６１４ｂからの酸素の放出を抑制することができる。
なお、これらに限られず、必要とするトランジスタの半導体特性及び電気特性（電界効果移動度、しきい値電圧等）に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とするトランジスタの半導体特性を得るために、酸化物半導体層６１４ａ、酸化物半導体層６１４ｂのキャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。
なお、上記では酸化物半導体層６１４として、２つの酸化物半導体層が積層された構成を例示したが、３つ以上の酸化物半導体層を積層する構成としてもよい。
図３１（Ｂ）に、以下で例示するトランジスタ６２０の断面概略図を示す。トランジスタ６２０は、酸化物半導体層の構成が異なる点で、トランジスタ６００及びトランジスタ６１０と相違している。
トランジスタ６２０が有する酸化物半導体層６２４は、酸化物半導体層６２４ａ、酸化物半導体層６２４ｂ、酸化物半導体層６２４ｃが順に積層されて構成される。
酸化物半導体層６２４ａ及び酸化物半導体層６２４ｂは、絶縁層６０３上に積層して設けられる。また酸化物半導体層６２４ｃは、酸化物半導体層６２４ｂの上面、並びに一対の電極６０５ａ、６０５ｂの上面及び側面に接して設けられる。
例えば、酸化物半導体層６２４ｂとして、上記変形例１で例示した酸化物半導体層６１４ａと同様の構成を用いることができる。また例えば、酸化物半導体層６２４ａ、６２４ｃとして、上記変形例１で例示した酸化物半導体層６１４ｂと同様の構成を用いることができる。
例えば、酸化物半導体層６２４ｂの下層に設けられる酸化物半導体層６２４ａ、及び上層に設けられる酸化物半導体層６２４ｃに、スタビライザーとして機能するＧａの含有量の多い酸化物を用いることにより、酸化物半導体層６２４ａ、酸化物半導体層６２４ｂ、及び酸化物半導体層６２４ｃからの酸素の放出を抑制することができる。
また、例えば酸化物半導体層６２４ｂに主としてチャネルが形成される場合に、酸化物半導体層６２４ｂにＩｎの含有量の多い酸化物を用い、酸化物半導体層６２４ｂと接して一対の電極６０５ａ、６０５ｂを設けることにより、トランジスタ６２０のオン電流を増大させることができる。
＜トランジスタの他の構成例＞
以下では、本発明の一態様の酸化物半導体膜を適用可能な、トップゲート型のトランジスタの構成例について説明する。
なお、以下では、上記と同様の構成、または同様の機能を有する構成要素においては、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図３２（Ａ）に、以下で例示するトップゲート型のトランジスタ６５０の断面概略図を示す。
トランジスタ６５０は、絶縁層６５１が設けられた基板６０１上に設けられる酸化物半導体層６０４と、酸化物半導体層６０４の上面に接する一対の電極６０５ａ、６０５ｂと、酸化物半導体層６０４、一対の電極６０５ａ、６０５ｂ上に設けられる絶縁層６０３と、絶縁層６０３上に酸化物半導体層６０４と重なるように設けられるゲート電極６０２とを有する。また、絶縁層６０３及びゲート電極６０２を覆って絶縁層６５２が設けられている。
絶縁層６５１は、基板６０１から酸化物半導体層６０４への不純物の拡散を抑制する機能を有する。例えば、上記絶縁層６０７と同様の構成を用いることができる。なお、絶縁層６５１は、不要であれば設けなくてもよい。
絶縁層６５２には、上記絶縁層６０７と同様、酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する絶縁膜を適用することができる。なお、絶縁層６０７は不要であれば設けなくてもよい。
以下では、トランジスタ６５０と一部が異なるトランジスタの構成例について説明する。
図３２（Ｂ）に、以下で例示するトランジスタ６６０の断面概略図を示す。トランジスタ６６０は、酸化物半導体層の構成が異なる点で、トランジスタ６５０と相違している。
トランジスタ６６０が有する酸化物半導体層６６４は、酸化物半導体層６６４ａ、酸化物半導体層６６４ｂ、及び酸化物半導体層６６４ｃが順に積層されて構成されている。
酸化物半導体層６６４ａ、酸化物半導体層６６４ｂ、酸化物半導体層６６４ｃのうち、いずれか一、またはいずれか二、または全部に、先に説明した酸化物半導体膜を適用することができる。
例えば、酸化物半導体層６６４ｂとして、上記変形例１で例示した酸化物半導体層６１４ａと同様の構成を用いることができる。また例えば、酸化物半導体層６６４ａ、６６４ｃとして、上記変形例１で例示した酸化物半導体層６１４ｂと同様の構成を用いることができる。
また、酸化物半導体層６６４ｂの下層に設けられる酸化物半導体層６６４ａ、及び上層に設けられる酸化物半導体層６６４ｃに、スタビライザーとして機能するＧａの含有量の多い酸化物を用いることにより、酸化物半導体層６６４ａ、酸化物半導体層６６４ｂ、酸化物半導体層６６４ｃからの酸素の放出を抑制することができる。
以下では、トランジスタ６５０と一部が異なるトランジスタの構成例について説明する。
図３２（Ｃ）に、以下で例示するトランジスタ６７０の断面概略図を示す。トランジスタ６７０は、酸化物半導体層６０４に接する一対の電極６０５ａ、６０５ｂの形状、及びゲート電極６０２の形状等で、トランジスタ６５０と相違している。
トランジスタ６７０は、絶縁層６５１が設けられた基板６０１上に設けられる酸化物半導体層６０４と、酸化物半導体層６０４上の絶縁層６０３と、絶縁層６０３上のゲート電極６０２と、絶縁層６５１及び酸化物半導体層６０４上の絶縁層６５４と、絶縁層６５４上の絶縁層６５６と、絶縁層６５４、６５６に設けられる開口部を介して酸化物半導体層６０４に電気的に接続される一対の電極６０５ａ、６０５ｂと、絶縁層６５６及び一対の電極６０５ａ、６０５ｂ上の絶縁層６５２と、を有する。
絶縁層６５４としては、例えば水素を含む絶縁膜で形成される。該水素を含む絶縁膜としては、窒化シリコン膜等が挙げられる。絶縁層６５４に含まれる水素は、酸化物半導体層６０４中の酸素欠損と結合することで、酸化物半導体層６０４中でキャリアとなる。したがって、図３２（Ｃ）に示す構成においては、酸化物半導体層６０４と絶縁層６５４が接する領域をｎ型領域６０４ｂ及びｎ型領域６０４ｃとして表している。なお、ｎ型領域６０４ｂとｎ型領域６０４ｃに挟まれる領域は、チャネル領域６０４ａとなる。
酸化物半導体層６０４中にｎ型領域６０４ｂ、６０４ｃを設けることで、一対の電極６０５ａ、６０５ｂとの接触抵抗を低減させることができる。なお、ｎ型領域６０４ｂ、６０４ｃとしては、ゲート電極６０２の形成時、及びゲート電極６０２を覆う絶縁層６５４を用いて自己整合的に形成することができる。図３２（Ｃ）に示すトランジスタ６７０は、所謂セルフアライン型のトップゲート型のトランジスタである。セルフアライン型のトップゲート型のトランジスタ構造とすることで、ゲート電極６０２と、ソース電極及びドレイン電極として機能する一対の電極６０５ａ、６０５ｂと、の重なりが生じないため、電極間に生じる寄生容量を低減することができる。
また、トランジスタ６７０が有する絶縁層６５６としては、例えば、酸化窒化シリコン膜等により形成することができる。
本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態で説明したオフ電流の低いトランジスタの半導体層に用いることのできる酸化物半導体層について説明する。
トランジスタの半導体層中のチャネル形成領域に用いる酸化物半導体としては、少なくともインジウム（Ｉｎ）又は亜鉛（Ｚｎ）を含むことが好ましい。特にＩｎ及びＺｎを含むことが好ましい。また、それらに加えて、酸素を強く結びつけるスタビライザーを有することが好ましい。スタビライザーとしては、ガリウム（Ｇａ）、スズ（Ｓｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくともいずれかを有すればよい。
また、他のスタビライザーとして、ランタノイドである、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）のいずれか一種又は複数種を有してもよい。
トランジスタの半導体層として用いられる酸化物半導体としては、例えば、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、Ｉｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｚｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｓｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｇａ系酸化物、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物（ＩＧＺＯとも表記する）、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｚｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｉ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｃ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｇｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｏ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物等がある。
例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝３：１：２、あるいはＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：１：３の原子数比のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物やその組成の近傍の酸化物を用いるとよい。
半導体層を構成する酸化物半導体膜に水素が多量に含まれると、酸化物半導体と結合することによって、水素の一部がドナーとなり、キャリアである電子を生じてしまう。これにより、トランジスタの閾値電圧がマイナス方向にシフトしてしまう。そのため、酸化物半導体膜の形成後において、脱水化処理（脱水素化処理）を行い酸化物半導体膜から、水素、又は水分を除去して不純物が極力含まれないように高純度化することが好ましい。
なお、酸化物半導体膜への脱水化処理（脱水素化処理）によって、酸化物半導体膜から酸素が減少してしまうことがある。よって、酸化物半導体膜への脱水化処理（脱水素化処理）によって増加した酸素欠損を補填するため酸素を酸化物半導体膜に加える処理を行うことが好ましい。本明細書等において、酸化物半導体膜に酸素を供給する場合を、加酸素化処理と記す場合がある、または酸化物半導体膜に含まれる酸素を化学量論的組成よりも多くする場合を過酸素化処理と記す場合がある。
このように、酸化物半導体膜は、脱水化処理（脱水素化処理）により、水素又は水分が除去され、加酸素化処理により酸素欠損を補填することによって、ｉ型（真性）化又はｉ型に限りなく近く実質的にｉ型（真性）である酸化物半導体膜とすることができる。なお、実質的に真性とは、酸化物半導体膜中にドナーに由来するキャリアが極めて少なく（ゼロに近く）、キャリア密度が１×１０１７／ｃｍ３以下、１×１０１６／ｃｍ３以下、１×１０１５／ｃｍ３以下、１×１０１４／ｃｍ３以下、１×１０１３／ｃｍ３以下であることをいう。
また、このように、ｉ型又は実質的にｉ型である酸化物半導体膜を備えるトランジスタは、極めて優れたオフ電流特性を実現できる。例えば、酸化物半導体膜を用いたトランジスタがオフ状態のときのドレイン電流を、室温（２５℃程度）にて１×１０−１８Ａ以下、好ましくは１×１０−２１Ａ以下、更に好ましくは１×１０−２４Ａ以下、又は８５℃にて１×１０−１５Ａ以下、好ましくは１×１０−１８Ａ以下、更に好ましくは１×１０−２１Ａ以下とすることができる。なお、トランジスタがオフ状態とは、ｎチャネル型のトランジスタの場合、ゲート電圧が閾値電圧よりも十分小さい状態をいう。具体的には、ゲート電圧が閾値電圧よりも１Ｖ以上、２Ｖ以上又は３Ｖ以上小さければ、トランジスタはオフ状態となる。
以下では、酸化物半導体膜の構造について説明する。
酸化物半導体膜は、非単結晶酸化物半導体膜と単結晶酸化物半導体膜とに大別される。非単結晶酸化物半導体膜とは、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）膜、多結晶酸化物半導体膜、微結晶酸化物半導体膜、非晶質酸化物半導体膜などをいう。
まずは、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜について説明する。
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、ｃ軸配向した複数の結晶部を有する酸化物半導体膜の一つである。
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）によって、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の明視野像および回折パターンの複合解析像（高分解能ＴＥＭ像ともいう。）を観察することで複数の結晶部を確認することができる。一方、高分解能ＴＥＭ像によっても明確な結晶部同士の境界、即ち結晶粒界（グレインバウンダリーともいう。）を確認することができない。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。
試料面と概略平行な方向から、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の断面の高分解能ＴＥＭ像を観察すると、結晶部において、金属原子が層状に配列していることを確認できる。金属原子の各層は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の膜を形成する面（被形成面ともいう。）または上面の凹凸を反映した形状であり、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面または上面と平行に配列する。
一方、試料面と概略垂直な方向から、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の平面の高分解能ＴＥＭ像を観察すると、結晶部において、金属原子が三角形状または六角形状に配列していることを確認できる。しかしながら、異なる結晶部間で、金属原子の配列に規則性は見られない。
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に対し、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）装置を用いて構造解析を行うと、例えばＩｎＧａＺｎＯ４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ膜のｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、回折角（２θ）が３１°近傍にピークが現れる場合がある。このピークは、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の（００９）面に帰属されることから、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の結晶がｃ軸配向性を有し、ｃ軸が被形成面または上面に概略垂直な方向を向いていることが確認できる。
なお、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ膜のｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、２θが３１°近傍のピークの他に、２θが３６°近傍にもピークが現れる場合がある。２θが３６°近傍のピークは、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜中の一部に、ｃ軸配向性を有さない結晶が含まれることを示している。ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、２θが３１°近傍にピークを示し、２θが３６°近傍にピークを示さないことが好ましい。
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、不純物濃度の低い酸化物半導体膜である。不純物は、水素、炭素、シリコン、遷移金属元素などの酸化物半導体膜の主成分以外の元素である。特に、シリコンなどの、酸化物半導体膜を構成する金属元素よりも酸素との結合力の強い元素は、酸化物半導体膜から酸素を奪うことで酸化物半導体膜の原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。また、鉄やニッケルなどの重金属、アルゴン、二酸化炭素などは、原子半径（または分子半径）が大きいため、酸化物半導体膜内部に含まれると、酸化物半導体膜の原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。なお、酸化物半導体膜に含まれる不純物は、キャリアトラップやキャリア発生源となる場合がある。
また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、欠陥準位密度の低い酸化物半導体膜である。例えば、酸化物半導体膜中の酸素欠損は、キャリアトラップとなることや、水素を捕獲することによってキャリア発生源となることがある。
不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低い（酸素欠損の少ない）ことを、高純度真性または実質的に高純度真性と呼ぶ。高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、キャリア発生源が少ないため、キャリア密度を低くすることができる。したがって、当該酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、しきい値電圧がマイナスとなる電気特性（ノーマリーオンともいう。）になることが少ない。また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、キャリアトラップが少ない。そのため、当該酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとなる。なお、酸化物半導体膜のキャリアトラップに捕獲された電荷は、放出するまでに要する時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、不純物濃度が高く、欠陥準位密度が高い酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、電気特性が不安定となる場合がある。
また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を用いたトランジスタは、可視光や紫外光の照射による電気特性の変動が小さい。
次に、微結晶酸化物半導体膜について説明する。
微結晶酸化物半導体膜は、高分解能ＴＥＭ像において、結晶部を確認することのできる領域と、明確な結晶部を確認することのできない領域と、を有する。微結晶酸化物半導体膜に含まれる結晶部は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、または１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の大きさであることが多い。特に、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、または１ｎｍ以上３ｎｍ以下の微結晶であるナノ結晶（ｎｃ：ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌ）を有する酸化物半導体膜を、ｎｃ−ＯＳ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）膜と呼ぶ。また、ｎｃ−ＯＳ膜は、例えば、高分解能ＴＥＭ像では、結晶粒界を明確に確認できない場合がある。
ｎｃ−ＯＳ膜は、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。また、ｎｃ−ＯＳ膜は、異なる結晶部間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。したがって、ｎｃ−ＯＳ膜は、分析方法によっては、非晶質酸化物半導体膜と区別が付かない場合がある。例えば、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、結晶部よりも大きい径のＸ線を用いるＸＲＤ装置を用いて構造解析を行うと、ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、結晶面を示すピークが検出されない。また、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、結晶部よりも大きいプローブ径（例えば５０ｎｍ以上）の電子線を用いる電子回折（制限視野電子回折ともいう。）を行うと、ハローパターンのような回折パターンが観測される。一方、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、結晶部の大きさと近いか結晶部より小さいプローブ径の電子線を用いるナノビーム電子回折を行うと、スポットが観測される。また、ｎｃ−ＯＳ膜に対しナノビーム電子回折を行うと、円を描くように（リング状に）輝度の高い領域が観測される場合がある。また、ｎｃ−ＯＳ膜に対しナノビーム電子回折を行うと、リング状の領域内に複数のスポットが観測される場合がある。
ｎｃ−ＯＳ膜は、非晶質酸化物半導体膜よりも規則性の高い酸化物半導体膜である。そのため、ｎｃ−ＯＳ膜は、非晶質酸化物半導体膜よりも欠陥準位密度が低くなる。ただし、ｎｃ−ＯＳ膜は、異なる結晶部間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、ｎｃ−ＯＳ膜は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜と比べて欠陥準位密度が高くなる。
次に、非晶質酸化物半導体膜について説明する。
非晶質酸化物半導体膜は、膜中における原子配列が不規則であり、結晶部を有さない酸化物半導体膜である。石英のような無定形状態を有する酸化物半導体膜が一例である。
非晶質酸化物半導体膜は、高分解能ＴＥＭ像において結晶部を確認することができない。
非晶質酸化物半導体膜に対し、ＸＲＤ装置を用いた構造解析を行うと、ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、結晶面を示すピークが検出されない。また、非晶質酸化物半導体膜に対し、電子回折を行うと、ハローパターンが観測される。また、非晶質酸化物半導体膜に対し、ナノビーム電子回折を行うと、スポットが観測されず、ハローパターンが観測される。
なお、酸化物半導体膜は、ｎｃ−ＯＳ膜と非晶質酸化物半導体膜との間の物性を示す構造を有する場合がある。そのような構造を有する酸化物半導体膜を、特に非晶質ライク酸化物半導体（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）膜と呼ぶ。
ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ ＯＳ膜は、高分解能ＴＥＭ像において鬆（ボイドともいう。）が観察される場合がある。また、高分解能ＴＥＭ像において、明確に結晶部を確認することのできる領域と、結晶部を確認することのできない領域と、を有する。ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ ＯＳ膜は、ＴＥＭによる観察程度の微量な電子照射によって、結晶化が起こり、結晶部の成長が見られる場合がある。一方、良質なｎｃ−ＯＳ膜であれば、ＴＥＭによる観察程度の微量な電子照射による結晶化はほとんど見られない。
なお、ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ ＯＳ膜およびｎｃ−ＯＳ膜の結晶部の大きさの計測は、高分解能ＴＥＭ像を用いて行うことができる。例えば、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶は層状構造を有し、Ｉｎ−Ｏ層の間に、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ層を２層有する。ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の単位格子は、Ｉｎ−Ｏ層を３層有し、またＧａ−Ｚｎ−Ｏ層を６層有する、計９層がｃ軸方向に層状に重なった構造を有する。よって、これらの近接する層同士の間隔は、（００９）面の格子面間隔（ｄ値ともいう。）と同程度であり、結晶構造解析からその値は０．２９ｎｍと求められている。そのため、高分解能ＴＥＭ像における格子縞に着目し、格子縞の間隔が０．２８ｎｍ以上０．３０ｎｍ以下である箇所においては、それぞれの格子縞がＩｎＧａＺｎＯ４の結晶のａ−ｂ面に対応する。
なお、酸化物半導体膜は、例えば、非晶質酸化物半導体膜、ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ ＯＳ膜、微結晶酸化物半導体膜、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜のうち、二種以上を有する積層膜であってもよい。
本明細書において、「平行」とは、二つの直線が−１０°以上１０°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、−５°以上５°以下の場合も含まれる。また、「垂直」とは、二つの直線が８０°以上１００°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。
また、本明細書において、結晶が三方晶または菱面体晶である場合、六方晶系として表す。
なお、本実施の形態に示す構成及び方法などは、他の実施の形態に示す構成及び方法などと適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態においては、表示モジュールの一例について、図３３及び図３４を用いて以下説明を行う。
図３３は、表示モジュールの一例を示す上面図である。図３３示す表示モジュール７００は、第１の基板７０１上に設けられた画素部７０２と、第１の基板７０１に設けられたソースドライバ回路部７０４及びゲートドライバ回路部７０６と、画素部７０２、ソースドライバ回路部７０４、及びゲートドライバ回路部７０６を囲むように配置されるシール材７１２と、第１の基板７０１に対向するように設けられる第２の基板７０５と、を有する。なお、第１の基板７０１と第２の基板７０５は、シール材７１２によって封止されている。すなわち、画素部７０２、ソースドライバ回路部７０４、及びゲートドライバ回路部７０６は、第１の基板７０１とシール材７１２と第２の基板７０５によって封止されている。なお、図３３には図示しないが、第１の基板７０１と第２の基板７０５の間には表示素子が設けられる。
また、表示モジュール７００は、第１の基板７０１上のシール材７１２によって囲まれている領域とは異なる領域に、画素部７０２、ソースドライバ回路部７０４、及びゲートドライバ回路部７０６と電気的に接続されるＦＰＣ端子部７０８（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）が設けられる。また、ＦＰＣ端子部７０８には、ＦＰＣ７１６が接続され、ＦＰＣ７１６によって画素部７０２、ソースドライバ回路部７０４、及びゲートドライバ回路部７０６に各種信号等が供給される。また、画素部７０２、ソースドライバ回路部７０４、ゲートドライバ回路部７０６、及びＦＰＣ端子部７０８には、信号線７１０が各々接続されている。ＦＰＣ７１６により供給される各種信号等は、信号線７１０を介して、画素部７０２、ソースドライバ回路部７０４、ゲートドライバ回路部７０６、及びＦＰＣ端子部７０８に与えられる。
また、表示モジュール７００にゲートドライバ回路部７０６を複数設けてもよい。また、表示モジュール７００としては、ソースドライバ回路部７０４、及びゲートドライバ回路部７０６を画素部７０２と同じ第１の基板７０１に形成している例を示しているが、この構成に限定されない。例えば、ゲートドライバ回路部７０６のみを第１の基板７０１に形成しても良い、またはソースドライバ回路部７０４のみを第１の基板７０１に形成しても良い。この場合、ソースドライバ回路またはゲートドライバ回路等が形成された基板（例えば、単結晶半導体膜、多結晶半導体膜で形成された駆動回路基板）を、第１の基板７０１に実装する構成としても良い。なお、別途形成した駆動回路基板の接続方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方法、ワイヤボンディング方法などを用いることができる。
また、表示モジュール７００が有する画素部７０２、ソースドライバ回路部７０４及びゲートドライバ回路部７０６は、複数のトランジスタを有している。該複数のトランジスタとしては、先の実施の形態で説明したトランジスタを適用することができる。
また、表示モジュール７００は、様々な素子を有することが出来る。該素子の一例としては、液晶素子、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子（有機物及び無機物を含むＥＬ素子、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子）、ＬＥＤ（白色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤなど）、トランジスタ（電流に応じて発光するトランジスタ）、電子放出素子、電子インク、電気泳動素子、グレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、ＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）を用いた表示素子、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、ＤＭＳ（デジタル・マイクロ・シャッター）、ＩＭＯＤ（インターフェアレンス・モジュレーション）素子、シャッター方式のＭＥＭＳ表示素子、光干渉方式のＭＥＭＳ表示素子、エレクトロウェッティング素子、圧電セラミックディスプレイ、カーボンナノチューブを用いた表示素子などの少なくとも一つを有している。これらの他にも、電気的または磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化する表示媒体を有していても良い。ＥＬ素子を用いた表示装置の一例としては、ＥＬディスプレイなどがある。電子放出素子を用いた表示装置の一例としては、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）又はＳＥＤ方式平面型ディスプレイ（ＳＥＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｅｒ Ｄｉｓｐｌａｙ）などがある。液晶素子を用いた表示装置の一例としては、液晶ディスプレイ（透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディスプレイ、直視型液晶ディスプレイ、投射型液晶ディスプレイ）などがある。電子インク又は電気泳動素子を用いた表示装置の一例としては、電子ペーパーなどがある。なお、半透過型液晶ディスプレイや反射型液晶ディスプレイを実現する場合には、画素電極の一部、または、全部が、反射電極としての機能を有するようにすればよい。例えば、画素電極の一部、または、全部が、アルミニウム、銀、などを有するようにすればよい。さらに、その場合、反射電極の下に、ＳＲＡＭなどの記憶回路を設けることも可能である。これにより、さらに、消費電力を低減することができる。なお、本実施の形態においては、表示素子として液晶素子を用いる構成について、以下説明を行う。
なお、表示モジュール７００における表示方式は、プログレッシブ方式やインターレース方式等を用いることができる。また、カラー表示する際に画素で制御する色要素としては、ＲＧＢ（Ｒは赤、Ｇは緑、Ｂは青を表す）の三色に限定されない。例えば、Ｒの画素とＧの画素とＢの画素とＷ（白）の画素の四画素から構成されてもよい。または、ペンタイル配列のように、ＲＧＢのうちの２色分で一つの色要素を構成し、色要素によって、異なる２色を選択して構成してもよい。またはＲＧＢに、イエロー、シアン、マゼンタ等を一色以上追加してもよい。なお、色要素のドット毎にその表示領域の大きさが異なっていてもよい。ただし、開示する発明はカラー表示の表示装置に限定されるものではなく、モノクロ表示の表示装置に適用することもできる。
また、バックライト（有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子、ＬＥＤ、蛍光灯など）に白色光（Ｗ）を用いて表示装置をフルカラー表示させるために、着色層（カラーフィルタともいう。）を用いてもよい。着色層は、例えば、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）、イエロー（Ｙ）などを適宜組み合わせて用いることができる。着色層を用いることで、着色層を用いない場合と比べて色の再現性を高くすることができる。このとき、着色層を有する領域と、着色層を有さない領域と、を配置することによって、着色層を有さない領域における白色光を直接表示に利用しても構わない。一部に着色層を有さない領域を配置することで、明るい表示の際に、着色層による輝度の低下を少なくでき、消費電力を２割から３割程度低減できる場合がある。ただし、有機ＥＬ素子や無機ＥＬ素子などの自発光素子を用いてフルカラー表示する場合、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙ、ホワイト（Ｗ）を、それぞれの発光色を有する素子から発光させても構わない。自発光素子を用いることで、着色層を用いた場合よりも、さらに消費電力を低減できる場合がある。なお、本実施の形態においては、バックライト等を設けない構成、所謂反射型の液晶表示モジュールについて、以下説明を行う。
図３３に示す一点鎖線Ｑ−Ｒにおける断面図を図３４に示す。図３４に示す表示モジュールの詳細について、以下説明を行う。
＜表示モジュールに関する説明＞
図３４に示す表示モジュール７００は、引き回し配線部７１１と、画素部７０２と、ソースドライバ回路部７０４と、ＦＰＣ端子部７０８と、を有する。また、引き回し配線部７１１は、信号線７１０を有する。また、画素部７０２は、トランジスタ７５０及び容量素子７９０を有する。また、ソースドライバ回路部７０４は、トランジスタ７５２を有する。
トランジスタ７５０及びトランジスタ７５２は、先に示すトランジスタを用いることができる。
本実施の形態で用いるトランジスタは、高純度化し、酸素欠損の形成を抑制した酸化物半導体膜を有する。該トランジスタは、オフ状態における電流値（オフ電流値）を低くすることができる。よって、画像信号等の電気信号の保持時間を長くすることができ、電源オン状態では書き込み間隔も長く設定できる。よって、リフレッシュ動作の頻度を少なくすることができるため、消費電力を抑制する効果を奏する。
また、本実施の形態で用いるトランジスタは、比較的高い電界効果移動度が得られるため、高速駆動が可能である。例えば、このような高速駆動が可能なトランジスタを表示装置に用いることで、画素部のスイッチングトランジスタと、駆動回路部に使用するドライバトランジスタを同一基板上に形成することができる。すなわち、別途駆動回路として、シリコンウェハ等により形成された半導体装置を用いる必要がないため、半導体装置の部品点数を削減することができる。また、画素部においても、高速駆動が可能なトランジスタを用いることで、高画質な画像を提供することができる。
容量素子７９０は、一対の電極間に誘電体を有する構造である。より詳しくは、容量素子７９０の一方の電極としては、トランジスタ７５０のゲート電極として機能する導電膜と同一工程で形成された導電膜を用い、容量素子７９０の他方の電極としては、トランジスタ７５０のソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜を用いる。また、一対の電極間に挟持される誘電体としては、トランジスタ７５０のゲート絶縁膜として機能する絶縁膜を用いる。
また、図３４において、トランジスタ７５０、トランジスタ７５２、及び容量素子７９０上に、絶縁膜７６４、７６８及び平坦化絶縁膜７７０が設けられている。
絶縁膜７６４としては、例えば、ＰＥＣＶＤ装置を用いて、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜等を形成すればよい。また、絶縁膜７６８としては、例えば、ＰＥＣＶＤ装置を用いて、窒化シリコン膜等を形成すればよい。また、平坦化絶縁膜７７０としては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等の耐熱性を有する有機材料を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、平坦化絶縁膜７７０を形成してもよい。また、平坦化絶縁膜７７０を設けない構成としてもよい。
また、信号線７１０は、トランジスタ７５０、７５２のソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜と同じ工程で形成される。なお、信号線７１０は、トランジスタ７５０、７５２のソース電極及びドレイン電極と異なる工程で形成された導電膜、例えばゲート電極として機能する導電膜と同じ工程で形成される導電膜としてもよい。信号線７１０として、例えば、銅元素を含む材料を用いた場合、配線抵抗に起因する信号遅延等が少なく、大画面での表示が可能となる。
また、ＦＰＣ端子部７０８は、接続電極７６０、異方性導電膜７８０、及びＦＰＣ７１６を有する。なお、接続電極７６０は、トランジスタ７５０、７５２のソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜と同じ工程で形成される。また、接続電極７６０は、ＦＰＣ７１６が有する端子と異方性導電膜７８０を介して、電気的に接続される。
また、第１の基板７０１及び第２の基板７０５としては、例えばガラス基板を用いることができる。また、第１の基板７０１及び第２の基板７０５として、可撓性を有する基板を用いてもよい。該可撓性を有する基板としては、例えばプラスチック基板等が挙げられる。
また、第１の基板７０１と第２の基板７０５の間には、構造体７７８が設けられる。構造体７７８は、絶縁膜を選択的にエッチングすることで得られる柱状のスペーサであり、第１の基板７０１と第２の基板７０５の間の距離（セルギャップ）を制御するために設けられる。なお、構造体７７８として、球状のスペーサを用いていても良い。また、本実施の形態においては、構造体７７８を第１の基板７０１側に設ける構成について例示したが、これに限定されない。例えば、第２の基板７０５側に構造体７７８を設ける構成、または第１の基板７０１及び第２の基板７０５双方に構造体７７８を設ける構成としてもよい。
また、第２の基板７０５側には、ブラックマトリクスとして機能する遮光膜７３８と、カラーフィルタとして機能する着色膜７３６と、遮光膜７３８及び着色膜７３６に接する絶縁膜７３４が設けられる。
＜表示素子として液晶素子を用いる構成例＞
図３４に示す表示モジュール７００は、液晶素子７７５を有する。液晶素子７７５は、導電膜７７２、導電膜７７４、及び液晶層７７６を有する。液晶層７７６としては、先に説明した誘電率の異方性が２以上３．８以下である液晶材料を用いる。導電膜７７４は、第２の基板７０５側に設けられ、対向電極としての機能を有する。図３４に示す表示モジュール７００は、導電膜７７２と導電膜７７４に印加される電圧によって、液晶層７７６の配向状態が変わることによって光の透過、非透過が制御され画像を表示することができる。
また、導電膜７７２は、トランジスタ７５０が有するソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜に接続される。導電膜７７２は、平坦化絶縁膜７７０上に形成され画素電極、すなわち表示素子の一方の電極として機能する。また、導電膜７７２は、反射電極としての機能を有する。図３４に示す表示モジュール７００は、外光を利用し導電膜７７２で光を反射して着色膜７３６を介して表示する、所謂反射型のカラー液晶表示装置である。
導電膜７７２としては、可視光において透光性のある導電膜、または可視光において反射性のある導電膜を用いることができる。可視光において透光性のある導電膜としては、例えば、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）の中から選ばれた一種を含む材料を用いるとよい。可視光において反射性のある導電膜としては、例えば、アルミニウム、または銀を含む材料を用いるとよい。本実施の形態においては、導電膜７７２として、可視光において、反射性のある導電膜を用いる。
また、導電膜７７２として、可視光において反射性のある導電膜を用いる場合、該導電膜を積層構造としてもよい。例えば、下層に膜厚１００ｎｍのアルミニウム膜を形成し、上層に厚さ３０ｎｍの銀合金膜（例えば、銀、パラジウム、及び銅を含む合金膜）を形成する。上述の構造とすることで、以下の優れた効果を奏する。
（１）下地膜と導電膜７７２との密着性を向上させることができる。（２）薬液によってアルミニウム膜と、銀合金膜とを一括してエッチングすることが可能である。（３）導電膜７７２の断面形状を良好な形状（例えば、テーパー形状）とすることができる。（３）の理由としては、アルミニウム膜は、銀合金膜よりも薬液によるエッチング速度が遅い、または上層の銀合金膜のエッチング後、下層のアルミニウム膜が露出した場合に、銀合金膜よりも卑な金属、別言するとイオン化傾向の高い金属であるアルミニウムから電子を引き抜くため、銀合金膜のエッチングが抑制され、下層のアルミニウム膜のエッチングの進行が速くなるためである。
また、図３４に示す表示モジュール７００においては、画素部７０２の平坦化絶縁膜７７０の一部に凹凸が設けられている。該凹凸は、例えば、平坦化絶縁膜７７０を有機樹脂膜等で形成し、該有機樹脂膜の表面に凹凸を設けることで形成することができる。また、反射電極として機能する導電膜７７２は、上記凹凸に沿って形成される。したがって、外光が導電膜７７２に入射した場合において、導電膜７７２の表面で光を乱反射することが可能となり、視認性を向上させることができる。図３４に示すように、反射型のカラー液晶表示装置とすることで、バックライトを用いずに表示することが可能となるため、消費電力を低減することができる。
なお、図３４に示す表示モジュール７００は、反射型のカラー液晶表示モジュールついて例示したが、これに限定されない。例えば、導電膜７７２を可視光において、透光性のある導電膜を用いることで透過型のカラー液晶表示モジュールとしてもよい。透過型のカラー液晶表示モジュールの場合、平坦化絶縁膜７７０に設けられる凹凸については、設けない構成としてもよい。
なお、図３４において図示しないが、導電膜７７２、７７４の液晶層７７６と接する側に、それぞれ配向膜を設ける構成としてもよい。また、図３４において図示しないが、偏光部材、位相差部材、反射防止部材などの光学部材（光学基板）などは適宜設けてもよい。例えば、偏光基板及び位相差基板による円偏光を用いてもよい。また、透過型の表示モジュール、または半透過型の表示モジュールの場合、光源としてバックライト、サイドライトなどを設けてもよい。
液晶素子としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。これらの液晶材料は、条件により、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。
また、横電界方式を採用する場合、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために数重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を用いて液晶層に用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が短く、光学的等方性であるため、配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となるため、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる。
また、表示素子として液晶素子を用いる場合、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、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）モードなどを用いることができる。
また、ノーマリーブラック型の液晶表示装置、例えば垂直配向（ＶＡ）モードを採用した透過型の液晶表示装置としてもよい。垂直配向モードとしては、いくつか挙げられるが、例えば、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶモードなどを用いることができる。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態６）
本実施の形態においては、先の実施の形態で説明した表示モジュールに、タッチセンサ（接触検出装置）を設けることで、入出力装置（タッチパネルともいう）として機能させることができる構成について、図３５及び図３６を用いて説明する。以下において、上記実施の形態と重複する部分については、説明を省略する場合がある。
図３５は、入出力装置の構成を説明する投影図である。
図３５（Ａ）は、入出力装置８００の投影図であり、図３５（Ｂ）は入出力装置８００が備える検知ユニット８２０Ｕの構成を説明する投影図である。
図３６は、図３５（Ａ）に示す入出力装置８００のＺ１−Ｚ２における断面図である。
＜入出力装置の構成例１＞
本実施の形態で説明する入出力装置８００は、可視光を透過する窓部８３４を具備し且つマトリクス状に配設される複数の検知ユニット８２０Ｕ、行方向（図中に矢印Ｒｘで示す）に配置される複数の検知ユニット８２０Ｕと電気的に接続する走査線Ｇ１、列方向（図中に矢印Ｒｙで示す）に配置される複数の検知ユニット８２０Ｕと電気的に接続する信号線ＤＬならびに、検知ユニット８２０Ｕ、走査線Ｇ１および信号線ＤＬを支持する第１の基材８３６を備える入力装置８５０と、窓部８３４に重なり且つマトリクス状に配設される複数の画素８０２および画素８０２を支持する第２の基材８１０を備える表示モジュール８０１と、を有する（図３５（Ａ）乃至図３５（Ｃ）参照）。
検知ユニット８２０Ｕは、窓部８３４に重なる検知素子Ｃａおよび検知素子Ｃａと電気的に接続される検知回路８３９を備える（図３５（Ｂ）参照）。
検知素子Ｃａは、絶縁層８２３、絶縁層８２３（図３５（Ｂ）には図示せず）を挟持する第１の電極８２１および第２の電極８２２を備える（図３５（Ｂ）参照）。
検知回路８３９は、選択信号を供給され且つ検知素子Ｃａの容量の変化に基づいて検知信号ＤＡＴＡを供給する。
走査線Ｇ１は、選択信号を供給することができ、信号線ＤＬは、検知信号ＤＡＴＡを供給することができ、検知回路８３９は、複数の窓部８３４の間隙に重なるように配置される。
また、本実施の形態で説明する入出力装置８００は、検知ユニット８２０Ｕおよび検知ユニット８２０Ｕの窓部８３４と重なる画素８０２の間に、着色層を備える。
本実施の形態で説明する入出力装置８００は、可視光を透過する窓部８３４を具備する検知ユニット８２０Ｕを複数備える入力装置８５０と、窓部８３４に重なる画素８０２を複数備える表示モジュール８０１と、を有し、窓部８３４と画素８０２の間に着色層を含んで構成される。
これにより、入出力装置は容量の変化に基づく検知信号およびそれを供給する検知ユニットの位置情報を供給すること、ならびに検知ユニットの位置情報と関連付けられた画像情報を表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な入出力装置を提供することができる。
また、入出力装置８００は、入力装置８５０が供給する信号を供給されるフレキシブル基板ＦＰＣ１または／および画像情報を含む信号を表示モジュール８０１に供給するフレキシブル基板ＦＰＣ２を備えていてもよい。
また、傷の発生を防いで入出力装置８００を保護する、保護基材８３７、保護層８３７ｐまたは／および入出力装置８００が反射する外光の強度を弱める反射防止層８６７ｐを備えていてもよい。
また、入出力装置８００は、表示モジュール８０１の走査線に選択信号を供給する走査線駆動回路８０３ｇ、信号を供給する配線８１１およびフレキシブル基板ＦＰＣ２と電気的に接続される端子８１９を有する。
以下に、入出力装置８００を構成する個々の要素について説明する。なお、これらの構成は明確に分離できず、一つの構成が他の構成を兼ねる場合や他の構成の一部を含む場合がある。例えば、複数の窓部８３４に重なる位置に着色層を備える入力装置８５０は、入力装置８５０であるとともにカラーフィルタでもある。
入出力装置８００は、入力装置８５０と、表示モジュール８０１と、を備える（図３５（Ａ）参照）。
入力装置８５０は、複数の検知ユニット８２０Ｕおよび検知ユニット８２０Ｕを支持する第１の基材８３６を備える。例えば、４０行１５列のマトリクス状に複数の検知ユニット８２０Ｕを第１の基材８３６に配設する。
窓部８３４は可視光を透過する。
窓部８３４に重なる位置に所定の色の光を透過する着色層を備える。例えば、青色の光を透過する着色層ＣＦＢ、緑色の光を透過する着色層ＣＦＧまたは赤色の光を透過する着色層ＣＦＲを備える（図３５（Ｂ）参照）。
なお、青色、緑色または／および赤色に加えて、白色の光を透過する着色層または黄色の光を透過する着色層などさまざまな色の光を透過する着色層を備えることができる。
着色層に金属材料、顔料または染料等を用いることができる。
窓部８３４を囲むように遮光性の層ＢＭを備える。遮光性の層ＢＭは窓部８３４より光を透過しにくい。
カーボンブラック、金属酸化物、複数の金属酸化物の固溶体を含む複合酸化物等を遮光性の層ＢＭに用いることができる。
遮光性の層ＢＭと重なる位置に走査線Ｇ１、信号線ＤＬ、配線ＶＰＩ、配線ＲＥＳおよび配線ＶＲＥＳならびに検知回路８３９を備える。
なお、着色層および遮光性の層ＢＭを覆う透光性のオーバーコート層を備えることができる。
検知素子Ｃａは、第１の電極８２１、第２の電極８２２および第１の電極８２１と第２の電極８２２の間に絶縁層８２３を有する（図３６参照）。
第１の電極８２１は他の領域から分離されるように、例えば島状に形成される。特に、入出力装置８００の使用者に第１の電極８２１が識別されないように、第１の電極８２１と同一の工程で作製することができる層を第１の電極８２１に近接して配置する構成が好ましい。より好ましくは、第１の電極８２１および第１の電極８２１に近接して配置する層の間隙に配置する窓部８３４の数をできるだけ少なくするとよい。特に、当該間隙に窓部８３４を配置しない構成が好ましい。
例えば、大気中に置かれた検知素子Ｃａの第１の電極８２１または第２の電極８２２に、大気と異なる誘電率を有するものが近づくと、検知素子Ｃａの容量が変化する。具体的には、指などのものが検知素子Ｃａに近づくと、検知素子Ｃａの容量が変化する。これにより、近接検知器に用いることができる。
第１の電極８２１および第２の電極８２２は、導電性の材料を含む。
例えば、無機導電性材料、有機導電性材料、金属または導電性セラミックスなどを第１の電極８２１および第２の電極８２２に用いることができる。
具体的には、第１の電極８２１及び第２の電極８２２として、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン、ニッケル、銀またはマンガンから選ばれた金属元素、上述した金属元素を成分とする合金または上述した金属元素を組み合わせた合金などを用いることができる。
または、第１の電極８２１及び第２の電極８２２として、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる。
または、第１の電極８２１及び第２の電極８２２として、グラフェンまたはグラファイトを用いることができる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元する方法としては、熱を加える方法や還元剤を用いる方法等を挙げることができる。
または、第１の電極８２１及び第２の電極８２２として、導電性高分子を用いることができる。
検知回路８３９は例えばトランジスタＭ１乃至トランジスタＭ３を含む。また、検知回路８３９は電源電位および信号を供給する配線を含む。例えば、信号線ＤＬ、配線ＶＰＩ、配線ＣＳ、走査線Ｇ１、配線ＲＥＳおよび配線ＶＲＥＳなどを含む。
なお、検知回路８３９を窓部８３４と重ならない領域に配置してもよい。
導電性を有する材料を配線（例えば、信号線ＤＬ、配線ＶＰＩ、配線ＣＳ、走査線Ｇ１、配線ＲＥＳおよび配線ＶＲＥＳなど）に適用できる。例えば、無機導電性材料、有機導電性材料、金属または導電性セラミックスなどを配線に用いることができる。または、第１の電極８２１および第２の電極８２２に用いることができる材料と同一の材料を配線として適用してもよい。
また、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、チタン、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、又はパラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を走査線Ｇ１、信号線ＤＬ、配線ＶＰＩ、配線ＲＥＳおよび配線ＶＲＥＳに用いることができる。
また、第１の基材８３６に検知回路８３９を形成してもよい。または、他の基材に形成された検知回路８３９を第１の基材８３６に転置してもよい。
第１の基材８３６及び第２の基材８１０としては、ガラス基板、または可撓性の材料（例えば、樹脂、樹脂フィルムまたはプラスチックフィルム等）を用いることができる。
より具体的には、第１の基材８３６及び第２の基材８１０としては、無アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリガラス若しくはクリスタルガラス等を用いることができる。または、第１の基材８３６としては、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート若しくはアクリル樹脂等の樹脂フィルムまたは樹脂板を用いることができる。
保護基材８３７または／および保護層８３７ｐとしては、例えば、ガラス、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート若しくはアクリル樹脂等の樹脂フィルム、樹脂板または積層体等を用いることができる。
保護層８３７ｐとしては、例えば、ハードコート層またはセラミックコート層を用いることができる。具体的には、ＵＶ硬化樹脂または酸化アルミニウムを含む層を第２の電極８２２に重なる位置に形成してもよい。
表示モジュール８０１は、マトリクス状に配置された複数の画素８０２を備える（図３５（Ｃ）参照）。
例えば、画素８０２は副画素８０２Ｂ、副画素８０２Ｇおよび副画素８０２Ｒを含み、それぞれの副画素は表示素子と表示素子を駆動する画素回路を備える。
なお、画素８０２の副画素８０２Ｂは着色層ＣＦＢと重なる位置に配置され、副画素８０２Ｇは着色層ＣＦＧと重なる位置に配置され、副画素８０２Ｒは着色層ＣＦＲと重なる位置に配置される。
着色層ＣＦＲは液晶素子８８０と重なる位置にある。なお、液晶素子８８０は、一方の電極として反射電極８７２を有する（図３６参照）。これにより、反射電極８７２で反射された外光の一部は着色層ＣＦＲを透過して、図中に示す矢印の方向に射出される。反射電極８７２としては、先の実施の形態に示す反射電極として機能する導電膜７７２と同様の構成とすることができる。また、液晶素子８８０は、誘電率の異方性が２以上３．８以下である液晶層を有する。
また、着色層（例えば着色層ＣＦＲ）を囲むように遮光性の層ＢＭがある。
走査線駆動回路８０３ｇは、トランジスタ８０３ｔおよび容量８０３ｃを含む（図３６参照）。
検知ユニット８２０Ｕが供給する検知信号ＤＡＴＡを変換してフレキシブル基板ＦＰＣ１に供給することができるさまざまな回路を、変換器ＣＯＮＶに用いることができる（図３５（Ａ）および図３６参照）。
例えば、トランジスタＭ４を変換器ＣＯＮＶに用いることができる。
表示モジュール８０１は、反射防止層８６７ｐを画素に重なる位置に備える。反射防止層８６７ｐとして、例えば円偏光板を用いることができる。
図３５（Ａ）に示すように、表示モジュール８０１は、信号を供給することができる配線８１１を備え、端子８１９が配線８１１に設けられている。なお、画像信号および同期信号等の信号を供給することができるフレキシブル基板ＦＰＣ２が端子８１９に電気的に接続されている。
なお、フレキシブル基板ＦＰＣ２にはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。
表示モジュール８０１は、走査線、信号線および電源線等の配線を有する。様々な導電膜を配線に用いることができる。
表示モジュール８０１が有する配線としては、例えば、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン、ニッケル、イットリウム、ジルコニウム、銀またはマンガンから選ばれた金属元素、上述した金属元素を成分とする合金または上述した金属元素を組み合わせた合金等を用いることができる。特に、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンの中から選択される一以上の元素を含むと好ましい。特に、銅とマンガンの合金がウエットエッチング法を用いた微細加工に好適である。
表示モジュール８０１が有する配線の具体的な構成としては、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、窒化タンタル膜または窒化タングステン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、チタン膜と、そのチタン膜上にアルミニウム膜を積層し、さらにその上にチタン膜を形成する三層構造等を用いることができる。または、アルミニウム膜上にチタン、タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウムから選ばれた一または複数組み合わせた合金膜、もしくは窒化膜を積層する積層構造を用いることができる。または、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛を含む透光性を有する導電材料を用いてもよい。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態７）
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した液晶表示装置を用いて作製される電子機器の具体例について、図３７を用いて説明する。
本発明を適用可能な電子機器の一例として、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音楽再生装置、遊技機（パチンコ機、スロットマシン等）、ゲーム筐体が挙げられる。これらの電子機器の具体例を図３７に示す。
図３７（Ａ）は、表示部を有する携帯情報端末１４００を示している。携帯情報端末１４００は、筐体１４０１に表示部１４０２及び操作ボタン１４０３が組み込まれている。本発明の一態様の液晶表示装置は、表示部１４０２に用いることができる。
図３７（Ｂ）は、携帯電話機１４１０を示している。携帯電話機１４１０は、筐体１４１１に表示部１４１２、操作ボタン１４１３、スピーカー１４１４、及びマイク１４１５が組み込まれている。本発明の一態様の液晶表示装置は、表示部１４１２に用いることができる。
図３７（Ｃ）は、音楽再生装置１４２０を示している。音楽再生装置１４２０は、筐体１４２１に表示部１４２２、操作ボタン１４２３、アンテナ１４２４が組み込まれている。またアンテナ１４２４からは、無線信号により情報を送受信することができる。本発明の一態様の液晶表示装置は、表示部１４２２に用いることができる。
表示部１４０２、表示部１４１２及び表示部１４２２は、タッチ入力機能を有しており、表示部１４０２、表示部１４１２及び表示部１４２２に表示された表示ボタン（図示せず）を指などで触れることで、画面操作や、情報を入力することができる。
先の実施の形態に示した液晶表示装置を表示部１４０２、表示部１４１２及び表示部１４２２に用いることで、表示品位の向上が図られた表示部１４０２、表示部１４１２及び表示部１４２２とすることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
なお、明細書の中の図面や文章において規定されていない内容について、その内容を除くことを規定した発明の一態様を構成することが出来る。または、ある値について、上限値と下限値などで示される数値範囲が記載されている場合、その範囲を任意に狭めることで、または、その範囲の中の一点を除くことで、その範囲を一部除いた発明の一態様を規定することができる。これらにより、例えば、従来技術が本発明の一態様の技術的範囲内に入らないことを規定することができる。
具体例としては、ある回路において、第１乃至第５のトランジスタを用いている回路図が記載されているとする。その場合、その回路が、第６のトランジスタを有していないことを発明として規定することが可能である。または、その回路が、容量素子を有していないことを規定することが可能である。さらに、その回路が、ある特定の接続構造をとっているような第６のトランジスタを有していない、と規定して発明を構成することができる。または、その回路が、ある特定の接続構造をとっている容量素子を有していない、と規定して発明を構成することができる。例えば、ゲートが第３のトランジスタのゲートと接続されている第６のトランジスタを有していない、と発明を規定することが可能である。または、例えば、第１の電極が第３のトランジスタのゲートと接続されている容量素子を有していない、と発明を規定することが可能である。
別の具体例としては、ある値について、例えば、「ある電圧が、３Ｖ以上１０Ｖ以下であることが好適である」と記載されているとする。その場合、例えば、ある電圧が、−２Ｖ以上１Ｖ以下である場合を除く、と発明の一態様を規定することが可能である。または、例えば、ある電圧が、１３Ｖ以上である場合を除く、と発明の一態様を規定することが可能である。なお、例えば、その電圧が、５Ｖ以上８Ｖ以下であると発明を規定することも可能である。なお、例えば、その電圧が、概略９Ｖであると発明を規定することも可能である。なお、例えば、その電圧が、３Ｖ以上１０Ｖ以下であるが、９Ｖである場合を除くと発明を規定することも可能である。なお、ある値について、「このような範囲であることが好ましい」、「これらを満たすことが好適である」となどと記載されていたとしても、ある値は、それらの記載に限定されない。つまり、「好ましい」、「好適である」などと記載されていたとしても、必ずしも、それらの記載には、限定されない。
別の具体例としては、ある値について、例えば、「ある電圧が、１０Ｖであることが好適である」と記載されているとする。その場合、例えば、ある電圧が、−２Ｖ以上１Ｖ以下である場合を除く、と発明の一態様を規定することが可能である。または、例えば、ある電圧が、１３Ｖ以上である場合を除く、と発明の一態様を規定することが可能である。
別の具体例としては、ある物質の性質について、例えば、「ある膜は、絶縁膜である」と記載されているとする。その場合、例えば、その絶縁膜が、有機絶縁膜である場合を除く、と発明の一態様を規定することが可能である。または、例えば、その絶縁膜が、無機絶縁膜である場合を除く、と発明の一態様を規定することが可能である。または、例えば、その膜が、導電膜である場合を除く、と発明の一態様を規定することが可能である。または、例えば、その膜が、半導体膜である場合を除く、と発明の一態様を規定することが可能である。
別の具体例としては、ある積層構造について、例えば、「Ａ膜とＢ膜との間に、ある膜が設けられている」と記載されているとする。その場合、例えば、その膜が、４層以上の積層膜である場合を除く、と発明を規定することが可能である。または、例えば、Ａ膜とその膜との間に、導電膜が設けられている場合を除く、と発明を規定することが可能である。
なお、本明細書等において記載されている発明の一態様は、さまざまな人が実施することが出来る。しかしながら、その実施は、複数の人にまたがって実施される場合がある。例えば、送受信システムの場合において、Ａ社が送信機を製造および販売し、Ｂ社が受信機を製造および販売する場合がある。別の例としては、ＴＦＴおよび発光素子を有する発光装置の場合において、ＴＦＴが形成された半導体装置は、Ａ社が製造および販売する。そして、Ｂ社がその半導体装置を購入して、その半導体装置に発光素子を成膜して、発光装置として完成させる、という場合がある。
このような場合、Ａ社またはＢ社のいずれに対しても、特許侵害を主張できるような発明の一態様を、構成することが出来る。つまり、Ａ社のみが実施するような発明の一態様を構成することが可能であり、別の発明の一態様として、Ｂ社のみが実施するような発明の一態様を構成することが可能である。また、Ａ社またはＢ社に対して、特許侵害を主張できるような発明の一態様は、明確であり、本明細書等に記載されていると判断する事が出来る。例えば、送受信システムの場合において、送信機のみの場合の記載や、受信機のみの場合の記載が本明細書等になかったとしても、送信機のみで発明の一態様を構成することができ、受信機のみで別の発明の一態様を構成することができ、それらの発明の一態様は、明確であり、本明細書等に記載されていると判断することが出来る。別の例としては、ＴＦＴおよび発光素子を有する発光装置の場合において、ＴＦＴが形成された半導体装置のみの場合の記載や、発光素子を有する発光装置のみの場合の記載が本明細書等になかったとしても、ＴＦＴが形成された半導体装置のみで発明の一態様を構成することができ、発光素子を有する発光装置のみで発明の一態様を構成することができ、それらの発明の一態様は、明確であり、本明細書等に記載されていると判断することが出来る。
なお、本明細書等においては、能動素子（トランジスタ、ダイオードなど）、受動素子（容量素子、抵抗素子など）などが有するすべての端子について、その接続先を特定しなくても、当業者であれば、発明の一態様を構成することは可能な場合がある。つまり、接続先を特定しなくても、発明の一態様が明確であると言える。そして、接続先が特定された内容が、本明細書等に記載されている場合、接続先を特定しない発明の一態様が、本明細書等に記載されていると判断することが可能な場合がある。特に、端子の接続先が複数のケース考えられる場合には、その端子の接続先を特定の箇所に限定する必要はない。したがって、能動素子（トランジスタ、ダイオードなど）、受動素子（容量素子、抵抗素子など）などが有する一部の端子についてのみ、その接続先を特定することによって、発明の一態様を構成することが可能な場合がある。
なお、本明細書等においては、ある回路について、少なくとも接続先を特定すれば、当業者であれば、発明を特定することが可能な場合がある。または、ある回路について、少なくとも機能を特定すれば、当業者であれば、発明を特定することが可能な場合がある。つまり、機能を特定すれば、発明の一態様が明確であると言える。そして、機能が特定された発明の一態様が、本明細書等に記載されていると判断することが可能な場合がある。したがって、ある回路について、機能を特定しなくても、接続先を特定すれば、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能である。または、ある回路について、接続先を特定しなくても、機能を特定すれば、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能である。
なお、本明細書等においては、ある一つの実施の形態において述べる図または文章において、その一部分を取り出して、発明の一態様を構成することは可能である。したがって、ある部分を述べる図または文章が記載されている場合、その一部分の図または文章を取り出した内容も、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能であるものとする。そして、その発明の一態様は明確であると言える。そのため、例えば、能動素子（トランジスタ、ダイオードなど）、配線、受動素子（容量素子、抵抗素子など）、導電層、絶縁層、半導体層、有機材料、無機材料、部品、装置、動作方法、製造方法などが単数もしくは複数記載された図面または文章において、その一部分を取り出して、発明の一態様を構成することが可能であるものとする。例えば、Ｎ個（Ｎは整数）の回路素子（トランジスタ、容量素子等）を有して構成される回路図から、Ｍ個（Ｍは整数で、Ｍ＜Ｎ）の回路素子（トランジスタ、容量素子等）を抜き出して、発明の一態様を構成することは可能である。別の例としては、Ｎ個（Ｎは整数）の層を有して構成される断面図から、Ｍ個（Ｍは整数で、Ｍ＜Ｎ）の層を抜き出して、発明の一態様を構成することは可能である。さらに別の例としては、Ｎ個（Ｎは整数）の要素を有して構成されるフローチャートから、Ｍ個（Ｍは整数で、Ｍ＜Ｎ）の要素を抜き出して、発明の一態様を構成することは可能である。さらに別の例としては、「Ａは、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、または、Ｆを有する」と記載されている文章から、一部の要素を任意に抜き出して、「Ａは、ＢとＥとを有する」、「Ａは、ＥとＦとを有する」、「Ａは、ＣとＥとＦとを有する」、または、「Ａは、ＢとＣとＤとＥとを有する」などの発明の一態様を構成することは可能である。
なお、本明細書等においては、ある一つの実施の形態において述べる図または文章において、少なくとも一つの具体例が記載される場合、その具体例の上位概念を導き出すことは、当業者であれば容易に理解される。したがって、ある一つの実施の形態において述べる図または文章において、少なくとも一つの具体例が記載される場合、その具体例の上位概念も、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能である。そして、その発明の一態様は、明確であると言える。
なお、本明細書等においては、少なくとも図に記載した内容（図の中の一部でもよい）は、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能である。したがって、ある内容について、図に記載されていれば、文章を用いて述べていなくても、その内容は、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能である。同様に、図の一部を取り出した図についても、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能である。そして、その発明の一態様は明確であると言える。
Ｃ１ 端子
Ｃ２ 端子
Ｃ３ 端子
Ｃ４ 端子
ＣＫ１ 配線
ＣＫ２ 配線
ＣＫ３ 配線
ＣＫ４ 配線
Ｇ１ 走査線
Ｍ１ トランジスタ
Ｍ３ トランジスタ
Ｍ４ トランジスタ
ＮＤ１ ノード
Ｓ１ 端子
Ｓ２ 端子
Ｓ３ 端子
Ｓ４ 端子
ＳＰ１ 配線
ＳＰ２ 配線
ＶＳＳ１ 配線
ＶＳＳ２ 配線
ＶＳＳ３ 配線
ＶＳＳ４ 配線
ＦＰＣ１ フレキシブル基板
ＦＰＣ２ フレキシブル基板
ＳＲ 回路
Ａ 期間
Ｂ 期間
Ｃ 期間
Ｄ 期間
Ｅ 期間
Ｆ 期間
Ｇ 期間
Ｈ 期間
ＯＵＴ 配線
Ｏ 端子
ＳＬ 配線
ＤＬ 信号線
ＣＳ 配線
ＲＥＳ 配線
ＶＰＩ 配線
ＶＲＥＳ 配線
Ｃａ 検知素子
ＢＧ 配線
１００ 回路
１０１ トランジスタ
１０２ トランジスタ
１０３ トランジスタ
１０３Ａ トランジスタ
１０３Ｂ トランジスタ
１０３Ｃ トランジスタ
１０３Ｄ トランジスタ
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
１１１ トランジスタ
１１２ トランジスタ
１１３ トランジスタ
１１４ トランジスタ
１１５ トランジスタ
１１６ トランジスタ
１１６Ａ トランジスタ
１１６Ｂ トランジスタ
１３０ 画素部
１３１ 画素
１３２ トランジスタ
１３３ 液晶素子
１３４ 容量素子
１３５ トランジスタ
１３６ トランジスタ
１３７ ＥＬ素子
６００ トランジスタ
６０１ 基板
６０２ ゲート電極
６０３ 絶縁層
６０４ 酸化物半導体層
６０４ａ チャネル領域
６０４ｂ ｎ型領域
６０４ｃ ｎ型領域
６０５ａ 電極
６０５ｂ 電極
６０６ 絶縁層
６０７ 絶縁層
６１０ トランジスタ
６１４ 酸化物半導体層
６１４ａ 酸化物半導体層
６１４ｂ 酸化物半導体層
６２０ トランジスタ
６２４ 酸化物半導体層
６２４ａ 酸化物半導体層
６２４ｂ 酸化物半導体層
６２４ｃ 酸化物半導体層
６５０ トランジスタ
６５１ 絶縁層
６５２ 絶縁層
６５４ 絶縁層
６５６ 絶縁層
６６０ トランジスタ
６６４ 酸化物半導体層
６６４ａ 酸化物半導体層
６６４ｂ 酸化物半導体層
６６４ｃ 酸化物半導体層
６７０ トランジスタ
７００ 表示モジュール
７０１ 基板
７０２ 画素部
７０４ ソースドライバ回路部
７０５ 基板
７０６ ゲートドライバ回路部
７０８ ＦＰＣ端子部
７１０ 信号線
７１１ 配線部
７１２ シール材
７１６ ＦＰＣ
７３４ 絶縁膜
７３６ 着色膜
７３８ 遮光膜
７５０ トランジスタ
７５２ トランジスタ
７６０ 接続電極
７６４ 絶縁膜
７６８ 絶縁膜
７７０ 平坦化絶縁膜
７７２ 導電膜
７７４ 導電膜
７７５ 液晶素子
７７６ 液晶層
７７８ 構造体
７８０ 異方性導電膜
７９０ 容量素子
８００ 入出力装置
８０１ 表示モジュール
８０２ 画素
８０２Ｂ 副画素
８０２Ｇ 副画素
８０２Ｒ 副画素
８０３ｃ 容量
８０３ｇ 走査線駆動回路
８０３ｔ トランジスタ
８１０ 基材
８１１ 配線
８１９ 端子
８２０Ｕ 検知ユニット
８２１ 電極
８２２ 電極
８２３ 絶縁層
８３４ 窓部
８３６ 基材
８３７ 保護基材
８３７ｐ 保護層
８３９ 検知回路
８５０ 入力装置
８６７ｐ 反射防止層
８７２ 反射電極
８８０ 液晶素子
１４００ 携帯情報端末
１４０１ 筐体
１４０２ 表示部
１４０３ 操作ボタン
１４１０ 携帯電話機
１４１１ 筐体
１４１２ 表示部
１４１３ 操作ボタン
１４１４ スピーカー
１４１５ マイク
１４２０ 音楽再生装置
１４２１ 筐体
１４２２ 表示部
１４２３ 操作ボタン
１４２４ アンテナ

Claims (9)

  1. シフトレジスタを有し、
    前記シフトレジスタは、第１乃至第３のフリップフロップを有し、
    前記第１のフリップフロップは、第１の配線に第１の信号を出力することができる機能を有し、
    前記第２のフリップフロップは、第２の配線に第２の信号を出力することができる機能を有し、
    前記第３のフリップフロップは、第３の配線に第３の信号を出力することができる機能を有し、
    前記第１の信号は、第１のクロック信号に同期する値を有し、
    前記第２の信号は、第２のクロック信号に同期する値を有し、
    前記第３の信号は、第３のクロック信号に同期する値を有し、
    前記第２のフリップフロップは、第１乃至第３のトランジスタを有し、
    前記第１のトランジスタのソース又はドレインの一方は、第４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又はドレインの他方は、前記第２の配線と電気的に接続され、
    前記第２のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第１の配線と電気的に接続され、
    前記第２のトランジスタのソース又はドレインの他方は、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２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、
    前記第３のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第３の配線と電気的に接続され、
    前記第３のトランジスタのソース又はドレインの他方は、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３のトランジスタのゲートは、第６の配線と電気的に接続され、
    前記第４の配線は、前記第２のクロック信号を伝達することができる機能を有し、
    前記第５の配線は、前記第１のクロック信号を伝達することができる機能を有し、
    前記第６の配線は、前記第３のクロック信号を伝達することができる機能を有することを特徴とする半導体装置。
  2. シフトレジスタを有し、
    前記シフトレジスタは、第１乃至第３のフリップフロップを有し、
    前記第１のフリップフロップは、第１の配線に第１の信号を出力することができる機能を有し、
    前記第２のフリップフロップは、第２の配線に第２の信号を出力することができる機能を有し、
    前記第３のフリップフロップは、第３の配線に第３の信号を出力することができる機能を有し、
    前記第１の信号は、第１のクロック信号に同期する値を有し、
    前記第２の信号は、第２のクロック信号に同期する値を有し、
    前記第３の信号は、第３のクロック信号に同期する値を有し、
    前記第２のフリップフロップは、第１乃至第３のトランジスタを有し、
    前記第１のトランジスタのソース又はドレインの一方は、第４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又はドレインの他方は、前記第２の配線と電気的に接続され、
    前記第２のトランジスタのソース又はドレインの一方は、第５の配線と電気的に接続され、
    前記第２のトランジスタのソース又はドレインの他方は、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２のトランジスタのゲートは、前記第１の配線と電気的に接続され、
    前記第３のトランジスタのソース又はドレインの一方は、第６の配線と電気的に接続され、
    前記第３のトランジスタのソース又はドレインの他方は、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３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、
    前記第４の配線は、前記第２のクロック信号を伝達することができる機能を有し、
    前記第５の配線は、前記第１のクロック信号を伝達することができる機能を有し、
    前記第６の配線は、前記第３のクロック信号を伝達することができる機能を有することを特徴とする半導体装置。
  3. シフトレジスタを有し、
    前記シフトレジスタは、第１乃至第５のフリップフロップを有し、
    前記第１のフリップフロップは、第１の配線に第１の信号を出力することができる機能を有し、
    前記第２のフリップフロップは、第２の配線に第２の信号を出力することができる機能を有し、
    前記第３のフリップフロップは、第３の配線に第３の信号を出力することができる機能を有し、
    前記第４のフリップフロップは、第４の配線に第４の信号を出力することができる機能を有し、
    前記第５のフリップフロップは、第５の配線に第５の信号を出力することができる機能を有し、
    前記第１の信号は、第１のクロック信号に同期する値を有し、
    前記第２の信号は、第２のクロック信号に同期する値を有し、
    前記第３の信号は、第３のクロック信号に同期する値を有し、
    前記第４の信号は、第４のクロック信号に同期する値を有し、
    前記第５の信号は、前記第１のクロック信号に同期する値を有し、
    前記第３のフリップフロップは、第１乃至第５のトランジスタを有し、
    前記第１のトランジスタのソース又はドレインの一方は、第６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又はドレインの他方は、前記第３の配線と電気的に接続され、
    前記第２のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第２の配線と電気的に接続され、
    前記第２のトランジスタのソース又はドレインの他方は、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３のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第４の配線と電気的に接続され、
    前記第３のトランジスタのソース又はドレインの他方は、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４のトランジスタのソース又はドレインの一方と前記第４のトランジスタのゲートとの少なくとも一は、前記第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又はドレインの他方は、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又はドレインの一方と前記第５のトランジスタのゲートとの少なくとも一は、前記第５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又はドレインの他方は、前記第３のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第６の配線は、前記第３のクロック信号を伝達することができる機能を有することを特徴とする半導体装置。
  4. シフトレジスタを有し、
    前記シフトレジスタは、第１乃至第３のフリップフロップを有し、
    前記第１のフリップフロップは、第１の配線に第１の信号を出力することができる機能を有し、
    前記第２のフリップフロップは、第２の配線に第２の信号を出力することができる機能を有し、
    前記第３のフリップフロップは、第３の配線に第３の信号を出力することができる機能を有し、
    前記第１の信号は、第１のクロック信号に同期する値を有し、
    前記第２の信号は、第２のクロック信号に同期する値を有し、
    前記第３の信号は、第３のクロック信号に同期する値を有し、
    前記第２のフリップフロップは、第１乃至第５のトランジスタを有し、
    前記第１のトランジスタのソース又はドレインの一方は、第４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又はドレインの他方は、前記第２の配線と電気的に接続され、
    前記第２のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第１の配線と電気的に接続され、
    前記第２のトランジスタのソース又はドレインの他方は、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３のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第３の配線と電気的に接続され、
    前記第３のトランジスタのソース又はドレインの他方は、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４のトランジスタのソース又はドレインの一方と前記第４のトランジスタのゲートとの少なくとも一方は、前記第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又はドレインの他方は、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又はドレインの一方と前記第５のトランジスタのゲートとの少なくとも一方は、前記第３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又はドレインの他方は、前記第３のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第４の配線は、前記第２のクロック信号を伝達することができる機能を有することを特徴とする半導体装置。
  5. 請求項３又は請求項４において、
    前記第４のトランジスタのＷ（Ｗはチャネル幅）／Ｌ（Ｌはチャネル長）は、前記第５のトランジスタのＷ／Ｌの０．８倍以上且つ１．２倍以下であることを特徴とする半導体装置。
  6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
    前記第２のトランジスタのＷ（Ｗはチャネル幅）／Ｌ（Ｌはチャネル長）は、前記第３のトランジスタのＷ／Ｌの０．８倍以上且つ１．２倍以下であることを特徴とする半導体装置。
  7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
    前記第１のトランジスタは、チャネル形成領域に酸化物半導体を有することを特徴とする半導体装置。
  8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の半導体装置と、
    ＦＰＣと、
    を有する表示モジュール。
  9. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の半導体装置、又は請求項８に記載の表示モジュールと、
    スピーカー、操作ボタン、及び／又はアンテナと、
    を有する電子機器。
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