JP6239683B2

JP6239683B2 - 表示装置

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Publication number: JP6239683B2
Application number: JP2016092860A
Authority: JP
Inventors: 秀貴魚地; 大輔河江
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2016-05-03
Publication date: 2017-11-29
Anticipated expiration: 2030-03-16
Also published as: TWI619220B; US9184189B2; TW201717347A; US8253135B2; JP2015062229A; JP2010251721A; CN101847631A; JP5933885B2; KR101722905B1; US8759829B2; US20100244021A1; TW201044538A; KR101681884B1; CN105870128B; KR20150035928A; US20140302639A1; JP5629102B2; TWI570867B; CN105870127B; CN105870128A

Description

半導体装置に関する。また、表示装置に関する。また、表示装置を表示部に有する電子機
器に関する。

金属酸化物は多様に存在しさまざまな用途に用いられている。例えば酸化インジウムはよ
く知られた材料であり、液晶ディスプレイなどで必要とされる透明電極材料として用いら
れている。

金属酸化物の中には半導体特性を示すものがある。半導体特性を示す金属酸化物としては
、例えば、酸化タングステン、酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛などがあり、このよう
な半導体特性を示す金属酸化物をチャネル形成領域とする薄膜トランジスタが既に知られ
ている（特許文献１乃至４、非特許文献１）。

ところで、金属酸化物は一元系酸化物のみでなく多元系酸化物も知られている。例えば、
ホモロガス相を有するＩｎＧａＯ_３（ＺｎＯ）_ｍ（ｍ：自然数）は、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎ
を有する多元系酸化物半導体として知られている（非特許文献２乃至４）。

そして、上記のようなＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物で構成される酸化物半導体を薄膜トラン
ジスタのチャネル層として適用可能であることが確認されている（特許文献５、非特許文
献５及び６）。

酸化物半導体をチャネル形成層として用いたＴＦＴは、アモルファスシリコンを用いたＴ
ＦＴよりも高い電界効果移動度が得られている。

このような酸化物半導体を用いたＴＦＴをガラス基板、プラスチック基板などに形成し、
液晶ディスプレイ、エレクトロルミネセンスディスプレイ（ＥＬディスプレイともいう）
または電子ペーパなどの表示装置への応用が期待されている。

ところで表示装置などの半導体装置では、ノイズにより、誤動作や、表示装置内の回路が
破壊されるといった問題がある。

上記ノイズとしては、例えば伝導性ノイズや放射性ノイズなどがあり、伝導性ノイズとし
ては、例えば高速バースト波などがあり、放射性ノイズとしては、例えば静電気放電など
がある。

上記ノイズによる影響を低減するため、現在ノイズに対する様々な保護手段が設けられた
表示装置が提案されている。（特許文献６）

特開昭６０−１９８８６１号公報特開平８−２６４７９４号公報特表平１１−５０５３７７号公報特開２０００−１５０９００号公報特開２００４−１０３９５７号公報特開平１１−１５０２７５号公報

Ｍ．Ｗ．Ｐｒｉｎｓ，Ｋ．Ｏ．Ｇｒｏｓｓｅ−Ｈｏｌｚ，Ｇ．Ｍｕｌｌｅｒ，Ｊ．Ｆ．Ｍ．Ｃｉｌｌｅｓｓｅｎ，Ｊ．Ｂ．Ｇｉｅｓｂｅｒｓ，Ｒ．Ｐ．Ｗｅｅｎｉｎｇ，ａｎｄＲ．Ｍ．Ｗｏｌｆ、「Ａｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ」、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、１７Ｊｕｎｅ１９９６、Ｖｏｌ．６８ｐ．３６５０−３６５２Ｍ．Ｎａｋａｍｕｒａ，Ｎ．Ｋｉｍｉｚｕｋａ，ａｎｄＴ．Ｍｏｈｒｉ、「ＴｈｅＰｈａｓｅＲｅｌａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅＩｎ２Ｏ３−Ｇａ２ＺｎＯ４−ＺｎＯＳｙｓｔｅｍａｔ１３５０℃」、Ｊ．ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＣｈｅｍ．、１９９１、Ｖｏｌ．９３，ｐ．２９８−３１５Ｎ．Ｋｉｍｉｚｕｋａ，Ｍ．Ｉｓｏｂｅ，ａｎｄＭ．Ｎａｋａｍｕｒａ、「ＳｙｎｔｈｅｓｅｓａｎｄＳｉｎｇｌｅ−ＣｒｙｓｔａｌＤａｔａｏｆＨｏｍｏｌｏｇｏｕｓＣｏｍｐｏｕｎｄｓ，Ｉｎ２Ｏ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＝３，４，ａｎｄ５），ＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）３，ａｎｄＧａ２Ｏ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＝７，８，９，ａｎｄ１６）ｉｎｔｈｅＩｎ２Ｏ３−ＺｎＧａ２Ｏ４−ＺｎＯＳｙｓｔｅｍ」、Ｊ．ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＣｈｅｍ．、１９９５、Ｖｏｌ．１１６，ｐ．１７０−１７８中村真佐樹、君塚昇、毛利尚彦、磯部光正、「ホモロガス相、ＩｎＦｅＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ：自然数）とその同型化合物の合成および結晶構造」、固体物理、１９９３年、Ｖｏｌ．２８、Ｎｏ．５、ｐ．３１７−３２７Ｋ．Ｎｏｍｕｒａ，Ｈ．Ｏｈｔａ，Ｋ．Ｕｅｄａ，Ｔ．Ｋａｍｉｙａ，Ｍ．Ｈｉｒａｎｏ，ａｎｄＨ．Ｈｏｓｏｎｏ、「Ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｆａｂｒｉｃａｔｅｄｉｎｓｉｎｇｌｅ−ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔｏｘｉｄｅｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ」、ＳＣＩＥＮＣＥ、２００３、Ｖｏｌ．３００、ｐ．１２６９−１２７２Ｋ．Ｎｏｍｕｒａ，Ｈ．Ｏｈｔａ，Ａ．Ｔａｋａｇｉ，Ｔ．Ｋａｍｉｙａ，Ｍ．Ｈｉｒａｎｏ，ａｎｄＨ．Ｈｏｓｏｎｏ、「Ｒｏｏｍ−ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔｆｌｅｘｉｂｌｅｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓｕｓｉｎｇａｍｏｒｐｈｏｕｓｏｘｉｄｅｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ」、ＮＡＴＵＲＥ、２００４、Ｖｏｌ．４３２ｐ．４８８−４９２

本発明の一態様では、実動作の阻害を低減し、ノイズによる影響を低減することを課題の
一つとする。

本発明の一態様は、端子電極または配線となる導電層と、酸化物半導体層と、絶縁層と、
を用いて構成される容量素子を有するものであり、また、該容量素子と抵抗素子によりフ
ィルタ回路を構成することによりフィルタリングを行いノイズによる影響を低減するとい
うものである。

本発明の一態様は、端子電極と、端子電極に電気的に接続された配線と、平面視において
端子電極と重なる酸化物半導体層と、断面視において端子電極と酸化物半導体層の間に設
けられた絶縁層と、配線を介して端子電極から信号が入力され、入力された信号に応じて
動作が制御される機能回路と、を有する半導体装置である。

本発明の一態様は、端子電極と、端子電極に電気的に接続された配線と、平面視において
配線と重なる酸化物半導体層と、断面視において配線と酸化物半導体層の間に設けられた
絶縁層と、配線を介して端子電極から信号が入力され、入力された信号に応じて動作が制
御される機能回路と、を有する半導体装置である。

なお、本発明の一態様において、酸化物半導体層は、電源電圧が与えられる構成とするこ
ともできる。

本発明の一態様は、端子電極と、第１の配線と、端子電極に電気的に接続された第２の配
線と、第２の配線に電気的に接続され、平面視において第１の配線と重なる酸化物半導体
層と、断面視において第１の配線と酸化物半導体層の間に設けられた絶縁層と、第２の配
線を介して端子電極から信号が入力され、入力された信号に応じて動作が制御される機能
回路と、を有する半導体装置である。

なお、本発明の一態様において、第１の配線は、電源電圧が与えられる構成とすることも
できる。

また、本発明の一態様において、機能回路は、酸化物半導体層を用いた半導体素子を有す
る構成とすることもできる。

本発明の一態様は、基板と、基板上に設けられた配線と、配線を挟んで基板上に設けられ
た第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に設けられた第１の酸化物半導体層と、酸化物半導体
層を挟んで第１の絶縁層上に設けられた第２の絶縁層と、第２の絶縁層上に設けられ、第
１の絶縁層及び第２の絶縁層に設けられた開口部を介して配線に電気的に接続された端子
電極と、配線を介して端子電極から信号が入力され、入力された信号に応じて動作が制御
される駆動回路と、駆動回路により動作が制御される画素と、を有し、駆動回路及び画素
は、トランジスタを有し、トランジスタは、基板上に設けられたゲート電極と、ゲート電
極を挟んで基板上に設けられたゲート絶縁層と、ゲート絶縁層上に設けられたソース電極
及びドレイン電極と、ゲート絶縁層を挟んでゲート電極上に設けられ、且つソース電極及
びドレイン電極を挟んでゲート絶縁層上に設けられた第２の酸化物半導体層と、ソース電
極及びドレイン電極、並びに第２の酸化物半導体層を挟んでゲート絶縁層上に設けられた
保護層と、保護層上に設けられ、保護層に設けられた開口部を介してソース電極及びドレ
イン電極の一方に電気的に接続された電極と、を有する表示装置である。

なお、本発明の一態様において、第１の酸化物半導体層は、第１の絶縁層を挟んで配線上
に設けられる構成とすることもできる。

また、本発明の一態様において、端子電極は、第２の絶縁層を挟んで第１の酸化物半導体
層上に設けられる構成とすることもできる。

また、本発明の一態様において、第１の絶縁層は、ゲート絶縁層と同一層であり、第２の
絶縁層は、保護層と同一層である構成とすることもできる。

本発明の一態様は、上記記載の表示装置を表示部に有する電子機器である。

本発明の一態様は、基板上に第１の導電膜を形成し、第１の導電膜を選択的にエッチング
することにより、第１の導電層及び第２の導電層を形成し、第１の導電層及び第２の導電
層を挟んで基板上に第１の絶縁層を形成し、第１の絶縁層を選択的にエッチングすること
により、第１の導電層の一部を露出させ、第１の絶縁層上に第２の導電膜を形成し、第２
の導電膜を選択的にエッチングすることにより、第３の導電層及び第４の導電層を形成し
、第３の導電層及び第４の導電層を挟んで第１の絶縁層上に酸化物半導体膜を形成し、酸
化物半導体膜を選択的にエッチングすることにより、第１の絶縁層上に第１の酸化物半導
体層を形成し、第２の導電層、並びに第３の導電層及び第４の導電層を挟んで第２の導電
層上に第２の酸化物半導体層を形成し、第３の導電層及び第４の導電層、並びに第１の酸
化物半導体層及び第２の酸化物半導体層を挟んで第１の絶縁層上に第２の絶縁層を形成し
、第２の絶縁層を選択的にエッチングすることにより、第１の導電層の一部及び第４の導
電層の一部を露出させ、露出した第１の導電層の一部の上、露出した第４の導電層の一部
の上、及び第２の絶縁層上に第３の導電膜を形成し、第３の導電膜を選択的にエッチング
することにより、第１の導電層に電気的に接続され、端子電極としての機能を有する第５
の導電層と、第４の導電層に電気的に接続された第６の導電層と、を形成する表示装置の
作製方法である。

なお、本発明の一態様において、第１の絶縁層を挟んで配線上に第１の酸化物半導体層を
形成することもできる。

また、本発明の一態様において、第２の絶縁層を挟んで酸化物半導体層上に端子電極を形
成することもできる。

本発明の一態様により、実動作の阻害を低減し、ノイズによる影響を低減することができ
る。

実施の形態１における半導体装置の構造の一例を示す図である。実施の形態１における半導体装置の構造の一例を示す図である。実施の形態１における半導体装置の構造の一例を示す図である。実施の形態１における半導体装置の構造の一例を示す図である。実施の形態１における半導体装置の構造の一例を示す図である。実施の形態１における半導体装置の構造の一例を示す図である。実施の形態１における半導体装置の構造の一例を示す図である。図１乃至図７にそれぞれ示す半導体装置の等価回路を示す回路図である。実施の形態１における容量素子の電圧―容量特性の検証結果を示す図である。実施の形態１における機能検証を行うフィルタ回路の回路モデルを示す回路図である。図１０に示す回路モデルの計算による検証における第１のデジタル信号が入力される場合の入出力特性を示す図である。図１０に示す回路モデルの計算による検証における第２のデジタル信号が入力される場合の入出力特性を示す図である。図１０に示す回路モデルの計算による検証における第３のデジタル信号が入力される場合の入出力特性を示す図である。実施の形態２における表示装置の構成の一例を示す図である。図１４に示す表示装置の画素の回路構成の一例を示す回路図である。図１４に示す表示装置の画素におけるトランジスタの構造の一例を示す断面図である。図１４に示す表示装置の画素におけるトランジスタの構造の一例を示す断面図である。図１４に示す表示装置の駆動回路の構成を示すブロック図である。図１４に示す表示装置の端子部の構造の一例を示す図である。実施の形態３における表示装置の端子部及び半導体素子部の作製方法の一例を示す断面図である。実施の形態３における表示装置の端子部及び半導体素子部の作製方法の一例を示す断面図である。実施の形態３における表示装置の端子部及び半導体素子部の作製方法の一例を示す断面図である。実施の形態４における発光パネルの構造の一例を示す図である。実施の形態４における液晶パネルの構造の一例を示す図である。実施の形態４における液晶表示モジュールの一例を示す図である。実施の形態５における電子ペーパの構造の一例を示す断面図である。実施の形態５における電子書籍の構成の一例を示す図である。実施の形態６における電子機器の構成の一例を示す図である。実施の形態６における電子機器の構成の一例を示す図である。実施の形態６における電子機器の構成の一例を示す図である。

本発明の実施の形態例について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下の説
明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様
々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実
施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではないとする。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である半導体装置について説明する。

本実施の形態における半導体装置の構造の一例について図１を用いて説明する。図１は本
実施の形態における半導体装置の構造の一例を示す図であり、図１（Ａ）は上面図であり
、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の線分Ａ１−Ａ２における断面図である。

図１に示す半導体装置は、図１（Ａ）に示すように、基板１００と、電極１０１と、配線
１０２と、機能回路１０３と、酸化物半導体層１０４と、を有し、さらに図１（Ｂ）に示
すように、絶縁層１０６と、絶縁層１０７と、を有する。

また、図１（Ｂ）に示すように、配線１０２は基板１００上に設けられ、絶縁層１０６は
配線１０２を挟んで基板１００上に設けられ、酸化物半導体層１０４は絶縁層１０６上に
設けられ、絶縁層１０７は酸化物半導体層１０４を挟んで絶縁層１０６上に設けられる。

なお、本明細書において、特に指定する場合を除き、ＡはＢ上に設けられる、またはＡは
Ｂの上に設けられると記載した場合、Ｂは必ずしもＡの上に直接接して設けられる必要は
なく、例えば断面視において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、膜、層、な
ど）であるとする。

また、ＡはＢの下に設けられると記載した場合も同様に、Ａは必ずしもＢの下に直接接し
て設けられる必要はなく、例えば断面視において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。

電極１０１は、絶縁層１０６及び絶縁層１０７に設けられた開口部１０５を介して配線１
０２に電気的に接続される。電極１０１は、半導体装置の端子電極としての機能を有する
。端子電極は、例えば外部から信号が入力される端子（信号入力端子ともいう）、電源が
与えられる端子（電源端子ともいう）、または他の素子または回路などとの接続部として
用いられる端子（接続端子ともいう）としての機能を有することができる。電極１０１と
しては、例えば導電材料を用いることができる。

配線１０２としては、例えば導電材料を用いることができる。

機能回路１０３は、所定の機能を有する回路であり、例えば電極１０１及び配線１０２を
介して信号が入力され、入力された信号に応じて動作が制御される。例えば機能回路１０
３は、例えば電極１０１及び配線１０２を介して電圧が与えられる。機能回路１０３は、
例えば半導体素子を有する電子回路を用いて構成することができ、さらに半導体素子は、
例えば酸化物半導体材料を用いて構成することができる。酸化物半導体材料は、一部に透
光性を有するものがあり、また例えば非晶質シリコンなどより高い移動度を有する。

なお、一般的に電圧とは、２点間における電位の差（電位差ともいう）のことをいい、電
位とは、ある基準点から電場内の別の一点へ単位電荷を運ぶために必要な仕事量のことを
いう。しかし、電子回路では、回路図などにおいて、一点のみであっても、例えば該一点
の電位と基準となる電位（基準電位ともいう）との電位差を値として用いることがあり、
また、電圧と電位の値は、回路図などにおいていずれもボルト（Ｖ）で表されることがあ
るため、区別が困難である。そこで、本願の書類（明細書及び特許請求の範囲）では、あ
る一点の電圧と示す場合、特に指定する場合を除き、ある一点の電圧とは、該一点の電位
と基準電位との電位差を示すものとする。

電源電圧としては、例えば相対的に高電圧側の電圧または低電圧側の電圧を用いることが
できる。高電圧側の電源電圧を高電源電圧（Ｖ_ｄｄともいう）といい、低電圧側の電源電
圧を低電源電圧（Ｖ_ｓｓともいう）という。また、接地電位を高電源電圧または低電源電
圧として用いることもできる。例えば高電源電圧が接地電位の場合には、低電源電圧は接
地電位より低い電圧であり、低電源電圧が接地電位の場合には、高電源電圧は接地電位よ
り高い電圧である。

酸化物半導体層１０４としては、例えば酸化物半導体材料を用いることができる。よって
例えば機能回路１０３に酸化物半導体材料を用いた半導体素子を適用する場合には、機能
回路１０３の半導体素子に用いられる半導体層と、酸化物半導体層１０４を同一層とし、
同一の酸化物半導体材料からなる半導体膜（酸化物半導体膜ともいう）を選択的にエッチ
ングして、機能回路１０３の半導体素子に用いられる半導体層と、酸化物半導体層１０４
と、を形成することもできるため、工程数を増やさずに酸化物半導体層１０４を形成する
ことができる。

酸化物半導体膜としては、例えばＳｎ、Ｉｎ、及びＺｎのいずれかを含む酸化物半導体膜
などを用いることができる。また、酸化物半導体膜を用いる場合、酸化物半導体膜にアモ
ルファス成分を含むものを用いることもできる。また、酸化物半導体膜の中に結晶粒（ナ
ノクリスタルともいう）を含むものを用いることもできる。このとき、酸化物半導体膜中
の結晶粒（ナノクリスタルともいう）は直径１ｎｍ〜１０ｎｍ、代表的には２ｎｍ〜４ｎ
ｍ程度である。

また、酸化物半導体としては、例えば、ＩｎＭＯ_３（ＺｎＯ）_ｍ（ｍ＞０）で表記される
構造の酸化物半導体を用いることもできる。なお、Ｍは、ガリウム（Ｇａ）、鉄（Ｆｅ）
、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）及びコバルト（Ｃｏ）から選ばれた一の金属元素
または複数の金属元素を示す。例えばＭとして、Ｇａの場合があることの他、ＧａとＮｉ
またはＧａとＦｅなど、Ｇａ以外の上記金属元素が含まれる場合がある。また、上記酸化
物半導体において、Ｍとして含まれる金属元素の他に、不純物元素としてＦｅ、Ｎｉその
他の遷移金属元素、または該遷移金属の酸化物が含まれているものがある。本明細書にお
いては、ＩｎＭＯ_３（ＺｎＯ）_ｍ（ｍ＞０）で表記される構造の酸化物半導体のうち、Ｍ
として少なくともＧａを含む構造の酸化物半導体をＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体
と呼び、該薄膜をＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非単結晶膜ともいう。

また、酸化物半導体膜として上記の他にも、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ａｌ−Ｉｎ−Ｚｎ
−Ｏ系、Ｇａ−Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系、Ａｌ−Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系、
Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｏ系、Ｚ
ｎ−Ｏ系の酸化物半導体膜を用いることができる。

図１に一例として示すように、本実施の形態の半導体装置は、酸化物半導体層と、配線ま
たは電極を形成する導電層と、酸化物半導体層と導電層との間に設けられた絶縁層により
形成された容量素子を有する。この容量素子は保護回路の一部としての機能を有する。ま
た、この容量素子は、ノイズによる影響を低減するためのフィルタ回路の一部としての機
能を有する。

なお、図１では、一例として、平面視において、酸化物半導体層１０４と電極１０１が重
なり、且つ酸化物半導体層１０４と配線１０２が重なる構造の半導体装置について説明し
ているが、図１に示す半導体装置の構造に限定されず、本実施の形態の半導体装置では、
他の構造も適用することができる。本実施の形態における半導体装置の構造の他の一例に
ついて図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態における半導体装置の構造の一例を
模式的に示す図であり、図２（Ａ）は上面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の線分Ａ１
−Ａ２における断面図である。

図２に示す半導体装置は、図２（Ａ）に示すように電極１０１と、配線１０２と、機能回
路１０３と、酸化物半導体層１０４と、配線１０８と、を有し、さらに図２（Ｂ）に示す
ように、絶縁層１０６と、絶縁層１０７と、を有する。

また、図２（Ｂ）に示すように、配線１０２は基板１００上に設けられ、絶縁層１０６は
配線１０２を挟んで基板１００上に設けられ、酸化物半導体層１０４は絶縁層１０６上に
設けられ、配線１０８は絶縁層１０６上に設けられ、絶縁層１０７は酸化物半導体層１０
４及び配線１０８を挟んで絶縁層１０６上に設けられ、電極１０１は絶縁層１０７上に設
けられる。すなわち図２（Ａ）に示すように、平面視において、酸化物半導体層１０４と
配線１０２が重なる構造である。

配線１０８は、酸化物半導体層１０４に電気的に接続され、電極１０１は、配線１０８に
電気的に接続される。

機能回路１０３は、電極１０１及び配線１０８を介して信号が入力され、入力された信号
に応じて動作が制御される。または電極１０１及び配線１０８を介して電圧が与えられる
。

なお、その他の図２に示す半導体装置の各構造の説明は、図１に示す半導体装置の各構造
の説明と同じであるため、図１に示す半導体装置の各構造の説明を適宜援用する。

さらに、本実施の形態における半導体装置の構造の他の一例について図３を用いて説明す
る。図３は、本実施の形態における半導体装置の構造の一例を模式的に示す図であり、図
３（Ａ）は上面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の線分Ａ１−Ａ２における断面図であ
る。

図３に示す半導体装置は、図３（Ａ）に示すように電極１０１と、配線１０２と、機能回
路１０３と、酸化物半導体層１０４と、を有し、さらに図３（Ｂ）に示すように、絶縁層
１０６と、絶縁層１０７と、を有する。

また、図３（Ｂ）に示すように絶縁層１０６は配線１０２を挟んで基板１００上に設けら
れ、酸化物半導体層１０４は絶縁層１０６上に設けられ、絶縁層１０７は酸化物半導体層
１０４を挟んで絶縁層１０６上に設けられ、電極１０１は絶縁層１０７を挟んで酸化物半
導体層１０４上に設けられる。すなわち図３（Ａ）に示すように、平面視において、酸化
物半導体層１０４と電極１０１が重なり、酸化物半導体層１０４と配線１０２が重ならな
い構造である。なお、その他の図３に示す半導体装置の各構造の説明は、図１に示す半導
体装置の各構造の説明と同じであるため、図１に示す半導体装置の各構造の説明を適宜援
用する。

さらに、本実施の形態における半導体装置の構造の他の一例について図４を用いて説明す
る。図４は、本実施の形態における半導体装置の構造の一例を模式的に示す図であり、図
４（Ａ）は上面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の線分Ａ１−Ａ２及びＡ３−Ａ４にお
ける断面図である。

図４に示す半導体装置は、図４（Ａ）に示すように電極１０１と、配線１０２と、機能回
路１０３と、酸化物半導体層１０４と、を有し、さらに図４（Ｂ）に示すように、絶縁層
１０６と、絶縁層１０７と、を有する。

また、図４（Ｂ）に示すように、絶縁層１０６は配線１０２を挟んで基板１００上に設け
られ、酸化物半導体層１０４は絶縁層１０６を挟んで配線１０２上に設けられ、絶縁層１
０７は酸化物半導体層１０４を挟んで絶縁層１０６上に設けられ、電極１０１は絶縁層１
０７上に設けられる。すなわち図４（Ａ）に示すように、平面視において、酸化物半導体
層１０４と配線１０２が重なり、酸化物半導体層１０４と電極１０１が重ならない構造で
ある。なお、その他の図４に示す半導体装置の各構造の説明は、図１に示す半導体装置の
各構造の説明と同じであるため、図１に示す半導体装置の各構造の説明を適宜援用する。

なお、図１、図２、及び図４に示す半導体装置は、平面視において、配線１０２と酸化物
半導体層１０４が重なる構造である。本実施の形態の半導体装置を必ずしも配線と酸化物
半導体層を重ねて設ける構造にする必要はないが、配線と酸化物半導体層とが重なる構造
にすることにより、光の入射による酸化物半導体層の劣化を抑えることができる。

さらに、本実施の形態における半導体装置の構造の他の一例について図５を用いて説明す
る。図５は、本実施の形態における半導体装置の構造の一例を模式的に示す図であり、図
５（Ａ）は上面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の線分Ａ１−Ａ２における断面図であ
る。

図５に示す半導体装置は、図５（Ａ）に示すように電極１０１と、配線１０２と、機能回
路１０３と、酸化物半導体層１０４１と、酸化物半導体層１０４２と、配線１０８と、を
有し、さらに図５（Ｂ）に示すように、絶縁層１０６と、絶縁層１０７と、を有する。

また、図５（Ｂ）に示すように、配線１０２は基板１００上に設けられ、絶縁層１０６は
配線１０２を挟んで基板１００上に設けられ、配線１０８は、絶縁層１０６上に設けられ
、酸化物半導体層１０４１は、絶縁層１０６を挟んで配線１０２上に設けられ、酸化物半
導体層１０４２は、絶縁層１０６及び配線１０８を挟んで配線１０２上に設けられ、絶縁
層１０７は、酸化物半導体層１０４１及び酸化物半導体層１０４２並びに配線１０８を挟
んで絶縁層１０６上に設けられ、電極１０１は、絶縁層１０７上に設けられる。すなわち
図５（Ａ）に示すように、平面視において、酸化物半導体層１０４１と電極１０１及び配
線１０２が重なり、酸化物半導体層１０４２と配線１０２及び電極１０１が重なる構造で
ある。

電極１０１は、絶縁層１０６及び絶縁層１０７に設けられた開口部１０５１を介して配線
１０２に電気的に接続される。また、電極１０１は、絶縁層１０７に設けられた開口部１
０５２を介して配線１０８に電気的に接続される。

酸化物半導体層１０４１及び酸化物半導体層１０４２としては、例えば図１に示す酸化物
半導体層１０４に適用可能な材料を用いることができる。

なお、その他の図５に示す半導体装置の各構造の説明は、図１に示す半導体装置の各構造
の説明と同じであるため、図１に示す半導体装置の各構造の説明を適宜援用する。

図５に一例として示すように、本実施の形態の半導体装置は、酸化物半導体層を複数有し
、複数の酸化物半導体層と、配線または電極を形成する導電層と、酸化物半導体層と導電
層との間に設けられた絶縁層により形成された容量素子を複数有する構造とすることもで
きる。この容量素子のそれぞれは、保護回路の一部としての機能を有する。また、この容
量素子は、ノイズによる影響を低減するためのフィルタ回路の一部としての機能を有する
。例えば一方の容量素子を正電圧の信号が入力、または正電圧が与えられる場合に機能す
るフィルタ回路の一部とし、他方の容量素子を負電圧の信号が入力、または負電圧が与え
られる場合に機能するフィルタ回路の一部とすることもできる。また図５に示す半導体装
置では、複数の酸化物半導体層をそれぞれ同じ導電型にすることができるため、工程数の
増加を防ぐことができる。

さらに、本実施の形態における半導体装置の構造の他の一例について図６を用いて説明す
る。図６は、本実施の形態における半導体装置の構造の一例を模式的に示す図であり、図
６（Ａ）は上面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の線分Ａ１−Ａ２における断面図であ
る。

図６に示す半導体装置は、図６（Ａ）に示すように電極１０１と、配線１０２と、機能回
路１０３と、酸化物半導体層１０４１と、酸化物半導体層１０４２と、を有し、さらに図
６（Ｂ）に示すように、絶縁層１０６と、絶縁層１０７と、を有する。

また、図６（Ｂ）に示すように、配線１０２は基板１００上に設けられ、絶縁層１０６は
配線１０２を挟んで基板１００上に設けられ、酸化物半導体層１０４１及び酸化物半導体
層１０４２は絶縁層１０６を挟んで配線１０２上に設けられ、絶縁層１０７は、酸化物半
導体層１０４１及び酸化物半導体層１０４２を挟んで絶縁層１０６上に設けられ、電極１
０１は、絶縁層１０７上に設けられる。すなわち図６（Ａ）に示すように、図６に示す半
導体装置は、平面視において、酸化物半導体層１０４１及び酸化物半導体層１０４２と配
線１０２が重なり、酸化物半導体層１０４１及び酸化物半導体層１０４２と電極１０１が
重ならない構造である。なお、図６（Ｂ）に示す酸化物半導体層１０４１と酸化物半導体
層１０４２の平面視における間隔は、適宜設定することができる。また、本実施の形態の
半導体装置は、必ずしも配線と酸化物半導体層を重ねて設ける必要はないが、配線と酸化
物半導体層とが重なる構造にすることにより、光の入射による酸化物半導体層の劣化を抑
えることができるため、好ましい。

なお、その他の図６に示す半導体装置の各構造の説明は、図１に示す半導体装置の各構造
の説明と同じであるため、図１に示す半導体装置の各構造の説明を適宜援用する。

図６に一例として示すように、本実施の形態の半導体装置は、酸化物半導体層を複数有し
、複数の酸化物半導体層と、配線または電極を形成する導電層と、酸化物半導体層と導電
層との間に設けられた絶縁層により形成された容量素子を複数有する構造とすることもで
きる。この容量素子はそれぞれ保護回路の一部としての機能を有する。また、この容量素
子は、ノイズによる影響を低減するためのフィルタ回路の一部としての機能を有する。例
えば一方の容量素子は正電圧の信号が入力、または正電圧が与えられる場合に機能するフ
ィルタ回路の一部とし、他方の容量素子を負電圧の信号が入力または負電圧が与えられる
場合に機能するフィルタ回路の一部とすることもできる。

さらに、本実施の形態における半導体装置の構造の他の一例について図７を用いて説明す
る。図７は、本実施の形態における半導体装置の構造の一例を模式的に示す図であり、図
７（Ａ）は上面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の線分Ａ１−Ａ２における断面図であ
る。

図７に示す半導体装置は、図７（Ａ）に示すように電極１０１と、配線１０２と、機能回
路１０３と、酸化物半導体層１０４と、を有し、さらに図７（Ｂ）に示すように、絶縁層
１０６と、絶縁層１０７と、を有する。

また、図７（Ｂ）に示すように、酸化物半導体層１０４は基板１００上に設けられ、絶縁
層１０６は酸化物半導体層１０４を挟んで基板１００上に設けられ、配線１０２は絶縁層
１０６を挟んで酸化物半導体層１０４上に設けられ、絶縁層１０７は配線１０２上に設け
られ、電極１０１は、配線１０２及び絶縁層１０７上に設けられる。すなわち図７（Ａ）
に示すように、平面視において、酸化物半導体層１０４と配線１０２が重なり、酸化物半
導体層１０４と電極１０１が重なる構造である。なお、その他の図７に示す半導体装置の
各構造の説明は、図１に示す半導体装置の各構造の説明と同じであるため、図１に示す半
導体装置の各構造の説明を適宜援用する。

なお、図７に示す半導体装置は、平面視において、酸化物半導体層１０４と配線１０２が
重なり、酸化物半導体層１０４と電極１０１が重なる構造であるが、本実施の形態の半導
体装置は、これに限定されず、配線１０２と酸化物半導体層１０４が重なり、電極１０１
と酸化物半導体層１０４が重ならない構造、または電極１０１と酸化物半導体層１０４が
重なり、配線１０２と酸化物半導体層１０４が重ならない構造とすることもできる。

さらに図１乃至図７のそれぞれに示す半導体装置の等価回路について図８を用いて説明す
る。図８は、図１乃至図７のそれぞれに示す半導体装置の等価回路を示す回路図であり、
図８（Ａ）は、図１、図２、図３、図４、及び図７のそれぞれに示す半導体装置の等価回
路を示し、図８（Ｂ）は、図５及び図６のそれぞれに示す半導体装置の等価回路を示す。

図８（Ａ）に示す等価回路は、端子１１１と、抵抗素子１１２と、容量素子１１３と、機
能回路１１４と、を有する。

端子１１１は電極１０１を一部に含み、端子１１１を介して信号が入力、または電圧が与
えられる。

抵抗素子１１２は、例えば配線１０２の配線抵抗を利用して形成することができる。また
これに限定されず、本実施の形態の半導体装置では、例えば半導体材料などを用いて別途
抵抗素子を形成することもできる。

容量素子１１３は、第１端子及び第２端子を有し、第１端子が抵抗素子１１２を介して端
子１１１に電気的に接続され、且つ第１端子が機能回路１１４に電気的に接続され、第２
端子には端子１１５を介して所定の電圧が与えられる。容量素子１１３の第１端子は、例
えば、導電層及び半導体層の一方により構成される。また、容量素子１１３の第２端子は
、導電層及び半導体層の他方により構成される。導電層としては、例えば電極１０１、配
線１０２、また配線１０８などを用いることができ、半導体層としては、例えば酸化物半
導体層１０４を用いることができる。また、容量素子１１３の第２端子に所定の電圧が与
えられる。所定の電圧としては、例えば電源電圧が挙げられる。電源電圧の値は、入力さ
れる信号に応じて所望の機能が得られるように適宜設定することができる。ただし、これ
に限定されず、容量素子１１３の第２端子を浮遊状態とすることもできる。容量素子１１
３は、可変容量としての機能を有する。

図８（Ａ）に示すように、図１、図２、図３、図４、及び図７のそれぞれに示す半導体装
置は、抵抗素子及び容量素子を用いたフィルタ回路を有する構成である。

次に本実施の形態の半導体装置の動作の一例として等価回路が図８（Ａ）に示す構成であ
る半導体装置の動作について説明する。ここでは、入力信号の電圧の絶対値が一定値以下
の場合と、一定値より大きい場合に分けて説明する。なお、一定値は、例えば機能回路の
仕様などを考慮して適宜設定することができる。

容量素子１１３は、入力信号の電圧に応じて容量値が変化する。入力信号の電圧の絶対値
が一定値以下の場合、容量素子１１３の端子間に印加される電圧の絶対値は一定値より小
さく、容量素子１１３の容量は一定値より小さいため、フィルタ回路の入力信号に対する
出力信号の遅延時間は一定値より小さい。よってフィルタリング効果が小さくなる。なお
、容量素子に印加される電圧、容量素子の容量、及び遅延時間は、半導体装置の仕様に応
じて適宜設定することができる。

また、入力信号の電圧の絶対値が一定値より大きい場合、容量素子１１３の端子間に印加
される電圧の絶対値は一定値より大きく、入力信号に応じて容量素子１１３の容量が一定
値より大きくなるため、フィルタ回路の入力信号に対する出力信号の遅延が大きくなる。
これにより入力信号の電圧の絶対値が一定値以下の場合よりノイズに対するフィルタリン
グの効果が大きくなる。以上が、等価回路が図８（Ａ）に示す構成である半導体装置の動
作である。

図８（Ｂ）に示す等価回路は、端子１１１と、抵抗素子１１２と、容量素子１１３１と、
容量素子１１３２と、機能回路１１４と、を有する。

容量素子１１３１は、第１端子及び第２端子を有し、第１端子が抵抗素子１１２を介して
端子１１１に電気的に接続され、且つ第１端子が機能回路１１４に電気的に接続され、第
２端子には端子１１５１を介して高電源電圧が与えられる。容量素子１１３１の第１端子
は、例えば導電層により構成される。また、容量素子１１３１の第２端子は、例えば半導
体層により構成される。導電層としては、例えば電極１０１、配線１０２、また配線１０
８などを用いることができ、半導体層としては、例えば酸化物半導体層１０４１を用いる
ことができる。容量素子１１３１は、可変容量としての機能を有する。

容量素子１１３２は、第１端子及び第２端子を有し、第１端子が抵抗素子１１２を介して
端子１１１に電気的に接続され、且つ第１端子が機能回路１１４に電気的に接続され、第
２端子には端子１１５２を介して低電源電圧が与えられる。容量素子１１３２の第１端子
は、例えば半導体層により構成される。また、容量素子１１３２の第２端子は、例えば導
電層により構成される。導電層としては、例えば電極１０１、配線１０２、また配線１０
８などを用いることができ、半導体層としては、例えば酸化物半導体層１０４２を用いる
ことができる。容量素子１１３２は、可変容量としての機能を有する。

図８（Ｂ）に示すように、図５及び図６に示す半導体装置は、抵抗素子及び２つの容量素
子を用いたフィルタ回路を有する構成である。

次に本実施の形態の半導体装置の動作の一例として等価回路が図８（Ｂ）に示す構成であ
る半導体装置の動作について説明する。ここでは、一例として端子１１１を介して信号が
入力される場合について説明し、また入力信号の電圧の絶対値が一定値以下の場合と、一
定値より大きい場合に分けて説明する。なお、一定値は、例えば機能回路の仕様などを考
慮して適宜設定することができる。

容量素子１１３１及び容量素子１１３２は、入力信号の電圧に応じて容量値が変化する。
入力信号の電圧の絶対値が一定値以下の場合、容量素子１１３１及び容量素子１１３２の
端子間に印加される電圧は一定値より小さく、容量素子１１３１及び容量素子１１３２の
容量は一定値より小さいため、フィルタ回路の入力信号に対する出力信号の遅延時間は一
定値より小さい。よってフィルタリング効果が小さくなる。なお、容量素子に印加される
電圧、容量素子の容量、及び遅延時間は、半導体装置の仕様に応じて適宜設定することが
できる。

また、入力信号の電圧が一定の正の値より大きい場合、容量素子１１３１の端子間に印加
される電圧は一定の正の値より大きく、入力信号に応じて容量素子１１３１の容量が一定
値より大きくなるため、フィルタ回路の入力信号に対する出力信号の遅延が大きくなる。
これにより入力信号の電圧が一定の正の値以下または一定の負の値以上の場合よりノイズ
に対するフィルタリングの効果が大きくなる。

また、入力信号の電圧が一定の負の値より小さい場合、容量素子１１３２の端子間に印加
される電圧は一定の負の値より小さく、入力信号に応じて容量素子１１３２の容量が一定
値より大きくなるため、フィルタ回路の入力信号に対する出力信号の遅延が大きくなる。
これにより入力信号の電圧が一定の正の値以下または一定の負の値以上の場合よりノイズ
に対するフィルタリングの効果が大きくなる。以上が、等価回路が図８（Ｂ）に示す構成
である半導体装置の動作である。

以上のように、電圧の絶対値が一定値以下の信号が入力された場合に容量素子の容量を小
さくし、機能回路に入力される信号の遅延を小さくし、電圧の絶対値が一定値より大きい
信号が入力された場合に容量素子の容量を大きくし、機能回路に入力される信号の遅延を
大きくすることにより、実動作の阻害を低減し、例えばノイズが生じた場合には、入力信
号のノイズによる影響を低減することができる。なお、信号に限定されず、端子電極を介
して電圧が与えられる場合であっても電圧のノイズによる影響を低減することができる。

また、酸化物半導体を用いた半導体素子を有する機能回路は、例えば多結晶半導体を用い
た半導体素子を有する機能回路と比較して比較的高い動作電圧を必要とすることが多いた
め、入力信号の電圧の絶対値が高い傾向にある。しかしながら本実施の形態の半導体装置
のように、容量素子を用いたフィルタ回路を機能回路と端子電極との電気的接続間に設け
ることにより、酸化物半導体を用いた半導体素子を有する機能回路であってもノイズによ
る影響を低減することができる。

さらに、半導体層を用いた容量素子の電圧−容量特性について計算により検証を行った。
なお計算には、シミュレータとしてＳｉｌｖａｃｏ社製ＴＣＡＤソフトウェアＡＴＬＡＳ
を用いた。また、計算では、容量素子を一例として半導体層を用いたＭＩＳ容量とした。
また計算に使用した主なパラメータについて表１に示す。

表１に示すように、バンドギャップ（Ｅ_ｇともいう）は３．０ｅＶ、１．１ｅＶの２とお
りとした。Ｅ_ｇ＝３．０ｅＶは半導体層に酸化物半導体の一つとして非晶質酸化物半導体
を用いた場合のバンドギャップの一例であり、Ｅ_ｇ＝１．１ｅＶは、比較例として半導体
層にシリコン半導体を用いた場合のバンドギャップの一例である。また、測定周波数は１
×１０^６ｋＨｚとした。また、半導体層はｎ型とした。

容量素子の電圧―容量特性の検証結果について図９を用いて説明する。図９は、本実施の
形態における容量素子の電圧−容量特性の計算結果を示す図であり、横軸が容量素子に印
加される電圧（Ｖ_ｃともいう）であり、縦軸が全体の容量Ｃを絶縁層の容量Ｃ_ｏｘで割っ
たものである。

図９に示すように、電圧−容量特性は、上記パラメータなどにより設計されたデバイスで
想定される特性を示した。例えば−１Ｖ以下の負電圧側において、Ｅ_ｇ＝３．０ｅＶのと
きのＣ／Ｃ_ｏｘは約０．１３に収束し、Ｅ_ｇ＝１．１ｅＶのときのＣ／Ｃ_ｏｘは約０．２
４に収束し、Ｅ_ｇ＝３．０ｅＶのときの容量がＥ_ｇ＝１．１ｅＶのときの容量より小さく
なる。また、正電圧側では、Ｅ＝３．０ｅＶ及びＥ_ｇ＝１．１ｅＶのときのいずれも電圧
が高くなるにつれて容量が大きくなり、Ｃ／Ｃ_ｏｘ＝１に収束する。このことから、半導
体層を用いた容量素子は、いずれも蓄積状態のときに容量が大きくなり、反転状態のとき
に容量が小さくなる特性を有し、さらに反転状態のときにＥ_ｇ＝３．０ｅＶの半導体を用
いた場合の容量は、Ｅ_ｇ＝１．１ｅＶの半導体を用いた場合の容量より小さくなることが
わかる。反転状態のときの容量素子の容量は、絶縁層の容量と半導体層の空乏層容量とが
直列接続されたものと等しくなる。

このことから、半導体層を用いた容量素子をフィルタ回路に用いる場合、電圧の絶対値が
一定値以下である通常の信号が入力される場合には、容量素子を反転状態にすることが好
ましく、電圧の絶対値が一定値より大きい信号が入力される場合には、容量素子を蓄積状
態にすることが好ましいことがわかる。ただし必ずしもこれに限定されるものではない。

さらに、半導体層を有する容量素子を用いたフィルタ回路について、計算による機能検証
を行った。まず本計算に用いたフィルタ回路の回路モデルについて図１０を用いて説明す
る。図１０は、本実施の形態における機能検証を行うフィルタ回路の回路モデルを示す回
路図である。

図１０に示す回路モデルは端子２０１と、抵抗素子２０２と、容量素子２０３と、端子２
０４と、容量素子２０５と、端子２０６と、端子２０７と、を有する。

図１０に示す回路モデルでは、端子２０１を介して入力信号（ＩＮともいう）が入力され
る。入力信号は、抵抗素子２０２、容量素子２０３、及び容量素子２０５により構成され
るフィルタ回路に入力され、フィルタ回路の出力信号（ＯＵＴともいう）が端子２０７を
介して出力される。

さらに図１０に示す回路モデルでは、端子２０４を介して高電源電圧が与えられ、端子２
０６を介して低電源電圧が与えられるものとする。

上記図１０に示す回路モデルを用いて検証を行った。なお本計算には、Ｓｉｌｖａｃｏ社
製ＴＣＡＤソフトウェアＡＴＬＡＳを用いた。また、本計算では、容量素子を一例として
半導体層を用いたＭＩＳ容量とした。また、本計算では、表１に示すパラメータを適宜使
用した。

さらに本計算は、入力信号として、ハイ状態（Ｈともいう）の電圧が５Ｖ、ロウ状態（Ｌ
ともいう）の電圧が０Ｖである（Ｈ＝５Ｖ、Ｌ＝０Ｖ）第１のデジタル信号（ＤＳ１とも
いう）、Ｈ＝１５Ｖ、Ｌ＝１０Ｖの第２のデジタル信号（ＤＳ２ともいう）、またはＨ＝
−５Ｖ、Ｌ＝−１０Ｖの第３のデジタル信号（ＤＳ３ともいう）が入力される場合につい
てそれぞれ行った。また、本計算では、第１のデジタル信号が入力される場合には容量素
子２０３及び容量素子２０５が反転状態になり、第２のデジタル信号が入力される場合に
容量素子２０５が蓄積状態になり、第３のデジタル信号が入力される場合に容量素子２０
３が蓄積状態になるようにＶ_ｄｄ＝８Ｖとし、Ｖ_ｓｓ＝−３Ｖとした。また、本計算では
、反転状態時において、Ｅ_ｇ＝３．０ｅＶのときのＣ／Ｃ_ｏｘを０．１３とし、Ｅ_ｇ＝１
．１ｅＶのときのＣ／Ｃ_ｏｘを０．２４となるように半導体層の厚さ及び半導体層のキャ
リア密度などを設定した。また半導体層はｎ型とした。

計算結果について図１１乃至図１３を用いて説明する。図１１乃至図１３は、図１０に示
す回路モデルの計算による検証における入出力特性を示す図である。

図１１（Ａ）は第１のデジタル信号が入力される場合の入出力特性を示す図であり、横軸
が時間を抵抗素子２０２の抵抗（Ｒともいう）×絶縁層の容量Ｃ_ｏｘで割ったものであり
、縦軸が信号電圧（Ｖ_ｓｉｇともいう）である。また、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のＴ
１−Ｔ２間の拡大図である。なお、本計算では、ＲＣ_ｏｘ＝２．８３μｓとなるように抵
抗素子２０２の抵抗と絶縁層の容量面積を設定した。

図１２（Ａ）は第２のデジタル信号が入力される場合の入出力特性を示す図であり、横軸
が時間を抵抗素子２０２の抵抗×絶縁層の容量Ｃ_ｏｘで割ったものであり、縦軸が電圧で
ある。また、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）のＴ１−Ｔ２間の拡大図である。

図１３（Ａ）は第３のデジタル信号が入力される場合の入出力特性を示す図であり、横軸
が時間を抵抗素子２０２の抵抗×絶縁層の容量Ｃ_ｏｘで割ったものであり、縦軸が電圧で
ある。また、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）のＴ１−Ｔ２間の拡大図である。

なお、図１１（Ａ）、図１２（Ａ）、及び図１３（Ａ）において、横軸の各目盛間の値は
同じである。また、図１１（Ｂ）、図１２（Ｂ）、及び図１３（Ｂ）において、横軸の各
目盛間の値は同じである。

第１のデジタル信号が入力される場合、図１１に示すように、Ｅ_ｇ＝３．０ｅＶの場合の
出力信号（ＯＵＴともいう）の立ち上がり時間または立ち下がり時間の遅延がＥ_ｇ＝１．
１ｅＶの場合の出力信号の立ち上がり時間または立ち下がり時間の遅延より小さくなる。
これは、上記図９に示すように、反転状態において、Ｅ_ｇ＝３．０ｅＶのときの容量がＥ
_ｇ＝１．１ｅＶのときの容量より小さくなるためである。

また、第２のデジタル信号が入力される場合、図１２に示すように、Ｅ_ｇ＝３．０ｅＶの
場合の出力信号及びＥ_ｇ＝１．１ｅＶの場合の出力信号の立ち上がり時間の遅延が第１の
デジタル信号が入力される場合に比べて大きくなる。これは、上記図９に示すように、蓄
積状態において、Ｅ_ｇ＝３．０ｅＶのときの容量及びＥ_ｇ＝１．１ｅＶのときの容量とも
電圧が高くなるにつれて一定値まで大きくなるためである。

また、第３のデジタル信号が入力される場合、図１３に示すように、Ｅ_ｇ＝３．０ｅＶの
ときの出力信号及びＥ_ｇ＝１．１ｅＶのときの出力信号の立ち下がり時間の遅延が第１の
デジタル信号が入力される場合に比べて大きくなる。これは、上記図９に示すように、蓄
積状態において、Ｅ_ｇ＝３．０ｅＶのときの容量及びＥ_ｇ＝１．１ｅＶのときの容量のい
ずれの容量とも電圧が高くなるにつれて一定値まで大きくなるためである。

さらに第１のデジタル信号乃至第３のデジタル信号のそれぞれが入力される場合の出力信
号の遅延時間について表２にまとめた。なお、表２において、ｔｆは立ち下がり時間を示
し、ｔｒは立ち上がり時間を示し、さらに（ｔｆ＋ｔｒ）／２より平均遅延時間について
も示した。なお、遅延時間は、ここでは、出力信号が入力信号の振幅の１０％から９０％
まで変化するのに要する時間と定義した。さらに表２に示す値は各遅延時間をＲＣ_ｏｘで
割ったものである。

表２に示すように、平均遅延時間は、第２のデジタル信号（ＤＳ２）及び第３のデジタル
信号（ＤＳ３）が入力される場合より第１のデジタル信号（ＤＳ１）が入力される場合の
方が小さくなる。また、第１のデジタル信号が入力される場合、Ｅ_ｇ＝３．０ｅＶのとき
の平均遅延時間は、Ｅ_ｇ＝１．１ｅＶのときの出力信号の平均遅延時間より小さくなる。

上記検証結果により酸化物半導体層を有する容量素子を用いたフィルタ回路は、絶対値が
一定の範囲内である電圧の信号が入力された場合には、出力信号の遅延を少なくすること
ができ、また絶対値が一定の範囲外である電圧の信号が入力された場合には、出力信号を
遅延させることができることがわかる。これにより実動作の阻害を低減し、例えばノイズ
などにより一定値より高い絶対値の電圧である信号が入力される場合にノイズによる影響
を低減することができることがわかる。

なお、例えば酸化物半導体層に熱処理を施した場合であっても上記特性と同様の検証結果
を得ることは当然可能である。

また、遅延時間は、上記に示すように抵抗及び容量の値によって決まるため、例えば機能
回路の仕様に応じて入力信号、高電源電圧、低電源電圧の値を適宜設定することにより、
本計算で用いられたフィルタ回路と同等のフィルタ特性を得ることも当然可能である。

（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様である表示装置について説明する。

本実施の形態の表示装置の構成について図１４を用いて説明する。図１４は本実施の形態
の表示装置の構成の一例を示す図である。

図１４に示す表示装置は、端子電極５０１と、配線５０２と、走査線駆動回路５０３と、
走査線５０３１と、信号線駆動回路５０４と、信号線５０４１と、画素部５０５と、を有
する。

端子電極５０１は、端子部５０６に設けられ、例えば走査信号及び映像信号などが入力さ
れる信号入力端子の一部、及び電源電圧が印加される電源端子の一部としての機能を有す
る。

走査線駆動回路５０３は、配線５０２を介して端子電極５０１に電気的に接続される。走
査線駆動回路５０３は、端子部５０６から例えば制御信号などの信号が入力、または電源
電圧が与えられ、入力された信号に応じたタイミングで走査線５０３１を介して走査信号
を出力する。

信号線駆動回路５０４は、配線５０２を介して端子電極５０１に電気的に接続される。信
号線駆動回路５０４は、端子部５０６から例えば制御信号及び映像信号などの信号が入力
、または電源電圧が与えられ、入力された信号に応じたタイミングで信号線５０４１を介
して映像信号を出力する。

画素部５０５は、複数の画素５０５１を有し、それぞれの画素５０５１は、走査線５０３
１のいずれか及び信号線５０４１のいずれかに電気的に接続され、走査信号及び映像信号
が入力される。

次に画素５０５１の回路構成の一例について図１５を用いて説明する。図１５は画素５０
５１の回路構成の一例を示す図である。

図１５（Ａ）に示す画素は、トランジスタ６１１と、液晶素子６１２と、容量素子６１３
と、を有する。

トランジスタ６１１は、ゲート端子、ソース端子、及びドレイン端子の少なくとも３つの
端子を有する。

なお、本明細書において、ゲート端子とは、ゲート電極及びゲート電極に電気的に接続さ
れる配線（ゲート配線ともいう）となる導電層の一部または全部のことをいう。また、ソ
ース端子とは、ソース電極及びソース電極に電気的に接続される配線（ソース配線ともい
う）となる層（導電層などを含む）の一部または全部のことをいう。また、ドレイン端子
とは、ドレイン電極及びドレイン電極に電気的に接続される配線（ドレイン配線ともいう
）となる層（導電層などを含む）の一部または全部のことをいう。

また、本明細書において、トランジスタのソース端子とドレイン端子は、トランジスタの
構造や動作条件などによって互いに入れ替わる可能性があり、ゲート端子以外のトランジ
スタの端子のいずれがソース端子またはドレイン端子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、複数の端子のうち、ソース端子及びドレイン端子のい
ずれか一方となる端子をソース端子及びドレイン端子の一方と表し、ソース端子及びドレ
イン端子の他方となる端子をソース端子及びドレイン端子の他方と表す。

トランジスタ６１１は、選択スイッチとしての機能を有する。また、トランジスタ６１１
は、ゲート端子が図１５に示す走査線５０３１に電気的に接続され、ソース端子及びドレ
イン端子の一方が信号線５０４１に電気的に接続される。

液晶素子６１２は、第１端子及び第２端子を有し、第１端子がトランジスタ６１１のソー
ス端子及びドレイン端子の他方に電気的に接続され、第２端子に所定の値の電圧が与えら
れる。液晶素子６１２は、例えば第１端子の一部または全部となる第１の電極と、第２端
子の一部または全部となる第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に電圧が印加さ
れることにより透過率が変化する液晶分子を有する層（液晶層という）と、により構成す
ることができる。

液晶層の一例、液晶層に適用可能な液晶材料の一例、または液晶層を含む液晶素子６１２
に適用可能な液晶モードの一例としては、ネマチック液晶、コレステリック液晶、スメク
チック液晶、ディスコチック液晶、サーモトロピック液晶、リオトロピック液晶、低分子
液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）、強誘電液晶、反強誘電液晶、主鎖型
液晶、側鎖型高分子液晶、プラズマアドレス液晶（ＰＡＬＣ）、バナナ型液晶、ＴＮ（Ｔ
ｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）モード、ＳＴＮ（ＳｕｐｅｒＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍ
ａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（
ＦｒｉｎｇｅＦｉｅｌｄＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍ
ａｉｎＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ
ＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）、ＡＳＶ（ＡｄｖａｎｃｅｄＳｕｐｅｒ
Ｖｉｅｗ）モード、ＡＳＭ（ＡｘｉａｌｌｙＳｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｉｇｎｅｄＭ
ｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（ＯｐｔｉｃａｌＣｏｍｐｅｎｓａｔｅｄＢｉ
ｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＥＣＢ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＣｏｎｔｒｏｌ
ｌｅｄＢｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ
ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉ
ｃＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ）モード、ＰＤＬＣ（ＰｏｌｙｍｅｒＤｉｓｐｅｒ
ｓｅｄＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ）モード、ゲストホストモード、ブルー相（Ｂｌ
ｕｅＰｈａｓｅ）モードなどがある。

容量素子６１３は、第１端子及び第２端子を有し、第１端子がトランジスタ６１１のソー
ス端子及びドレイン端子の他方に電気的に接続され、第２端子に所定の電圧が与えられる
。容量素子６１３は、第１端子の一部または全部となる第１の電極と、第２端子の一部ま
たは全部となる第２の電極と、絶縁層と、を有する構成である。容量素子６１３は保持容
量としての機能を有する。なお、容量素子６１３は必ずしも設ける必要はないが、容量素
子６１３を設けることにより、トランジスタ６１１のリーク電流による影響を抑制するこ
とができる。

次に図１５（Ａ）に示す画素の動作について説明する。

まず図１４に示す走査線駆動回路５０３により走査線５０３１が選択されると、走査線駆
動回路５０３から入力される走査信号によりトランジスタ６１１がオン状態になる。

このとき液晶素子６１２の第１端子及び容量素子６１３の第１端子の電位が信号線駆動回
路５０４により入力される映像信号に応じた電位となり、液晶素子６１２は、第１端子と
第２端子の間に印加される電圧に応じて配向が制御され、画素は、液晶素子６１２の透過
率に応じて表示を行う。上記動作を走査線５０３１毎に順次行うことにより、すべての画
素においてデータが書き込まれる。以上が図１５（Ａ）に示す画素の動作である。

なお、本実施の形態の表示装置における画素の回路構成は、図１５（Ａ）に示す画素の回
路構成に限定されず、例えば図１５（Ａ）に示す画素の回路構成に別のスイッチング素子
（トランジスタを含む）、抵抗素子、または容量素子などを設ける構成とすることもでき
る。

また、本実施の形態の表示装置における画素の回路構成は、図１５（Ａ）に示す画素の回
路構成に限定されず、他の回路構成とすることもできる。本実施の形態の表示装置におけ
る画素の回路構成の他の一例について図１５（Ｂ）を用いて説明する。図１５（Ｂ）は、
本実施の形態の表示装置における画素の回路構成の一例を示す回路図である。

図１５（Ｂ）に示す画素は、トランジスタ６１１と、容量素子６１３と、トランジスタ６
１４と、発光素子６１５と、を有する。

トランジスタ６１１は、ゲート端子が走査線５０３１に電気的に接続され、ソース端子及
びドレイン端子の一方が信号線５０４１に電気的に接続される。

容量素子６１３は、第１端子及び第２端子を有し、第１端子がトランジスタ６１１のソー
ス端子及びドレイン端子の他方に電気的に接続され、第２端子に第１の電圧が与えられる
。容量素子６１３は保持容量としての機能を有する。なお容量素子６１３は必ずしも設け
る必要はないが、容量素子６１３を設けることにより、一定期間トランジスタ６１４のオ
ン状態を維持することができる。

トランジスタ６１４は、ゲート端子がトランジスタ６１１のソース端子及びドレイン端子
の他方に電気的に接続され、ソース端子及びドレイン端子の一方に第１の電圧が与えられ
る。

発光素子６１５は、第１端子及び第２端子を有し、第１端子がトランジスタ６１４のソー
ス端子及びドレイン端子の他方に電気的に接続され、第２端子に第２の電圧が与えられる
。発光素子６１５は、例えば第１端子の一部または全部となる第１の電極と、第２端子の
一部または全部となる第２の電極と、第１の電極と第２の電極の間に電圧が印加されるこ
とにより発光する電界発光層より構成することができる。発光素子６１５としては、例え
ばＥＬ（エレクトロルミネセンスともいう）素子を用いることができ、ＥＬ素子としては
、例えば有機ＥＬ素子または無機ＥＬ素子を用いることができる。

なお第１の電圧は、高電源電圧及び低電源電圧のいずれか一方であり、第２の電圧は高電
源電圧及び低電源電圧の他方である。いずれが高電源電圧か低電源電圧かであるかは例え
ばトランジスタ６１４の極性によって設定され、例えばトランジスタ６１４がＰ型トラン
ジスタであれば、第１の電圧は高電源電圧に設定され、第２の電圧は低電源電圧に設定さ
れることが多く、Ｎ型トランジスタであれば第１の電圧は低電源電圧に設定され、第２の
電圧は高電源電圧に設定されることが多い。

発光素子６１５における第１の電極または第２の電極は、少なくとも一方が透光性を有す
る導電材料を用いて形成されたものであればよい。これにより、基板とは逆側の面から発
光を取り出す上面射出や、基板側の面から発光を取り出す下面射出や、基板側及び基板と
は反対側の面から発光を取り出す両面射出構造の発光素子とすることができる。透光性を
有する導電材料としては、例えば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、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す。）、インジウム亜
鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する導電性材料を
用いることもできる。

電界発光層は、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されてい
てもどちらでも良い。複数の層で構成されている場合、第１の電極上に電子注入層、電子
輸送層、電界発光層、ホール輸送層、ホール注入層の順に積層する。なおこれらの層を全
て設ける必要はない。電界発光層としては有機化合物または無機化合物を用いて形成する
ことができる。

次に図１５（Ｂ）に示す画素の動作について説明する。

このときトランジスタ６１４のゲート端子及び容量素子６１３の第１端子の電位が信号線
駆動回路５０４により入力される映像信号に応じた電位となり、トランジスタ６１４はオ
ン状態になり、トランジスタ６１４のソース端子及びドレイン端子の間に電流が流れる。
さらにトランジスタ６１４に流れる電流に応じて所定の電圧が発光素子６１５の第１端子
及び第２端子の間に印加され、画素は表示を行う。上記動作を走査線５０３１毎に順次行
うことにより、すべての画素においてデータが書き込まれる。以上が図１５（Ｂ）に示す
画素の動作である。

また信号線５０３２から画素に入力されるデータ信号がデジタル形式の場合、画素はトラ
ンジスタのオン状態とオフ状態の切り替えによって、発光もしくは非発光の状態となる。
よって、面積階調法または時間階調法を用いて階調の表示を行うことができる。面積階調
法は、１画素を複数の副画素に分割し、各副画素を図１５（Ｂ）に示す回路構成にして独
立にデータ信号に基づいて駆動させることによって、階調表示を行う駆動法である。また
時間階調法は、画素が発光する期間を制御することによって、階調表示を行う駆動法であ
る。

発光素子６１５は、例えば図１５（Ａ）に示す液晶素子６１２などに比べて応答速度が高
いので、時間階調法に適している。具体的に時間階調法で表示を行なう場合、１フレーム
期間を複数のサブフレーム期間に分割する。そしてビデオ信号に従い、各サブフレーム期
間において画素の発光素子を発光または非発光の状態にする。複数のサブフレーム期間に
分割することによって、１フレーム期間中に画素が実際に発光する期間のトータルの長さ
を、ビデオ信号により制御することができ、階調を表示することができる。

次に図１４に示す表示装置の走査線駆動回路５０３若しくは信号線駆動回路５０４などの
駆動回路、または画素５０５１におけるトランジスタの構造の一例について図１６を用い
て説明する。図１６は図１４に示す表示装置の画素におけるトランジスタの構造の一例を
示す断面図である。

図１６（Ａ）に示すトランジスタは、導電層６０１と、絶縁層６０２と、導電層６０３ａ
及び導電層６０３ｂと、半導体層６０４と、を有する。

導電層６０１は、被形成面（図１６（Ａ）では基板６００）上に設けられる。導電層６０
１はゲート電極としての機能を有する。さらに平面視において、導電層６０１を半導体層
６０４と重ねて配置することにより、半導体層６０４に入射する光を低減する遮光層とし
ての機能を導電層６０１に持たせることもできる。導電層６０１が遮光層としての機能を
有することにより、半導体層６０４の光による劣化を抑制することができる。よって半導
体層６０４に酸化物半導体材料を用いた場合でも所望の機能を有することができる。

絶縁層６０２は、導電層６０１上に設けられる。絶縁層６０２はゲート絶縁層としての機
能を有する。

導電層６０３ａ及び導電層６０３ｂは、絶縁層６０２の一部の上に設けられる。導電層６
０３ａはソース電極及びドレイン電極の一方としての機能を有し、導電層６０３ｂはソー
ス電極及びドレイン電極の他方としての機能を有する。例えば導電層６０３ａがソース電
極としての機能を有する場合には導電層６０３ｂはドレイン電極としての機能を有する。

なお、図１６（Ａ）に示すトランジスタにおいて、導電層６０３ａ及び導電層６０３ｂが
絶縁層６０２を挟んで導電層６０１上に設けられているが、これに限定されず、本実施の
形態の半導体装置は、例えば導電層６０１上以外の部分の絶縁層６０２上に導電層６０３
ａ及び導電層６０３ｂを有する構成とすることもできる。

半導体層６０４は、導電層６０３ａ及び導電層６０３ｂを挟んで絶縁層６０２の上に設け
られる。半導体層６０４は、チャネルが形成される層（チャネル形成層ともいう）である
。

また、図１６（Ａ）に示す構造に限定されず、本実施の形態のトランジスタは、図１６（
Ｂ）に示す構造とすることもできる。

図１６（Ｂ）に示すトランジスタは、導電層６０１と、絶縁層６０２と、導電層６０３ａ
及び導電層６０３ｂと、半導体層６０４と、バッファ層６０５ａ及びバッファ層６０５ｂ
と、を有する。

図１６（Ｂ）に示すトランジスタは、図１６（Ａ）に示すトランジスタの構造にバッファ
層を追加した構造である。よって図１６（Ａ）に示すトランジスタと同じ部分については
、図１６（Ａ）に示すトランジスタの説明を適宜援用し、図１６（Ａ）に示すトランジス
タと異なる部分について以下に説明する。

バッファ層６０５ａは導電層６０３ａ上に設けられ、バッファ層６０５ｂは導電層６０３
ｂ上に設けられる。バッファ層６０５ａ及びバッファ層６０５ｂは、導電層６０３ａまた
は導電層６０３ｂと半導体層６０４との電気的な接続を良好にする層としての機能を有す
る。なおバッファ層６０５ａ及びバッファ層６０５ｂは、必ずしも導電層６０３ａまたは
導電層６０３ｂ上に設ける必要はなく、導電層６０３ａ及び導電層６０３ｂと電気的に接
続されていればよい。

バッファ層６０５ａ及びバッファ層６０５ｂは、例えば半導体層６０４と同じ材料及び同
じ作製方法を用いて形成することができる。また、バッファ層６０５ａ及びバッファ層６
０５ｂは、半導体層６０４と同じ導電率または半導体層６０４より高い導電率であること
が好ましい。バッファ層６０５ａ及びバッファ層６０５ｂは、例えば半導体膜を形成し、
フォトリソグラフィー工程により半導体膜上にレジストマスクを選択的に形成し、半導体
膜をエッチングすることにより形成することができる。

図１６（Ｂ）に示すトランジスタは、ソース電極及びドレイン電極の上層にチャネル形成
層となる半導体層を有する、いわゆるボトムコンタクト構造である。ボトムコンタクト構
造とすることにより、ソース電極及びドレイン電極と半導体層の接触面積を増やすことが
できる。なお、ボトムコンタクト構造に限定されず、本実施の形態のトランジスタは、チ
ャネル形成層となる半導体層上にソース電極及びドレイン電極を有する、いわゆるトップ
コンタクト構造とすることもできる。

図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示すトランジスタは、ゲート電極上にソース電極及びド
レイン電極、並びにチャネル形成層を有する、いわゆるボトムゲート構造である。ボトム
ゲート構造とすることにより、ゲート絶縁層及び半導体層の連続成膜が可能になる。

なお、本実施の形態の半導体装置は、ボトムゲート構造に限定されず、トップゲート構造
とすることもできる。トップゲート構造のトランジスタの構造について図１７を用いて説
明する。図１７は、図１４に示す表示装置の画素におけるトランジスタの構造の一例を示
す断面図である。

図１７に示すトランジスタは、導電層６０１と、絶縁層６０２と、導電層６０３ａ及び導
電層６０３ｂと、半導体層６０４と、を有する。

半導体層６０４は、被形成面（図１７では基板６００）上に設けられる。半導体層６０４
は、チャネルが形成される層（チャネル形成層ともいう）である。

絶縁層６０２は、半導体層６０４を挟んで基板６００上に設けられる。絶縁層６０２はゲ
ート絶縁層としての機能を有する。

導電層６０１は、絶縁層６０２を挟んで半導体層６０４上に設けられる。導電層６０１は
ゲート電極としての機能を有する。

絶縁層６０６は、導電層６０１を挟んで絶縁層６０２上に設けられる。絶縁層６０６は、
導電層６０１を保護する保護層としての機能を有する。

導電層６０３ａ及び導電層６０３ｂは、絶縁層６０６の一部の上に設けられる。導電層６
０３ａは、絶縁層６０２及び絶縁層６０６に設けられた開口部を介して半導体層６０４に
電気的に接続され、導電層６０３ｂは、絶縁層６０２及び絶縁層６０６に設けられた開口
部を介して半導体層６０４に電気的に接続される。導電層６０３ａはソース電極及びドレ
イン電極のいずれか一方としての機能を有し、導電層６０３ｂはソース電極及びドレイン
電極の他方としての機能を有する。例えば導電層６０３ａがソース電極としての機能を有
する場合には導電層６０３ｂはドレイン電極としての機能を有する。

次に図１４に示す表示装置における走査線駆動回路５０３及び信号線駆動回路５０４の構
成の一例について図１８を用いて説明する。図１８は図１４に示す表示装置における駆動
回路の構成の一例を示す図であり、図１８（Ａ）は走査線駆動回路の構成の一例を示すブ
ロック図であり、図１８（Ｂ）は信号線駆動回路の構成の一例を示すブロック図である。

図１８（Ａ）に示す走査線駆動回路５０３は、シフトレジスタ７１１、レベルシフタ７１
２、バッファ回路７１３と、を有する。

シフトレジスタ７１１にはゲートスタートパルス（ＧＳＰ）、ゲートクロック信号（ＧＣ
Ｋ）などの信号が入力される。

レベルシフタ７１２は、入力された信号をもとに用途によって異なる複数の信号を生成す
る機能を有する。

バッファ回路７１３は、入力されたレベルシフタ７１２の出力信号を増幅する機能を有し
、例えばオペアンプなどを有する構成とすることができる。

図１８（Ｂ）に示す信号線駆動回路５０４は、シフトレジスタ７２１、ラッチ回路７２２
、レベルシフタ７２３、バッファ回路７２４、ＤＡ変換回路７２５と、を有する。

シフトレジスタ７２１は、ソーススタートパルス（ＳＳＰ）、ソースクロック信号（ＳＣ
Ｋ）などの信号が入力される。

ラッチ回路７２２は、画像データ信号（ＤＡＴＡ）及びラッチ信号（ＬＡＴ）が入力され
、入力された画像データ信号を一定期間保持し、保持した信号を一斉に図１４における画
素部に出力する。これを線順次駆動と呼ぶ。

レベルシフタ７２３は、入力された信号をもとに用途によって異なる複数の信号を生成す
る機能を有する。

バッファ回路７２４は、入力された信号を増幅させる機能を有し、例えばオペアンプなど
を有する構成とすることができる。

ＤＡ変換回路７２５は、入力された信号がデジタル信号の場合にアナログ信号に変換する
機能を有する。なお、入力される信号がアナログ信号の場合には必ずしも設ける必要はな
い。

上記駆動回路は、例えば酸化物半導体材料を用いた半導体素子を用いて構成することがで
きる。半導体素子としては、例えばトランジスタ、容量素子、または抵抗素子などが挙げ
られる。例えばトランジスタを用いる場合には、画素と同じ構造のトランジスタを用いる
こともできる。

次に端子部５０６の構造の一例について図１９を用いて説明する。図１９は、図１４に示
す表示装置における端子部５０６の構造の一例を示す図であり、図１９（Ａ）は上面図で
あり、図１９（Ｂ）は、図１９（Ａ）の線分Ｂ１−Ｂ２における断面図である。

図１９（Ａ）に示す端子部５０６は、端子９１０ａ、端子９１０ｂ、及び端子９１０ｃを
有する。さらに図１９（Ｂ）に示すように半導体層９０３２と、絶縁層９０５と、絶縁層
９０６と、を有する。

端子９１０ａは導電層９０１ａと、導電層９０２ａと、を有し、端子９１０ｂは導電層９
０１ｂと、導電層９０２ｂと、を有し、端子９１０ｃは、導電層９０１ｃと、導電層９０
２ｃと、を有する。

また、図１９（Ｂ）に示すように、絶縁層９０５は、導電層９０２ａ、導電層９０２ｂ、
及び導電層９０２ｃ上に設けられ、半導体層９０３２は、絶縁層９０５を挟んで導電層９
０２ａ、導電層９０２ｂ、及び導電層９０２ｃ上に設けられ、絶縁層９０６は半導体層９
０３２上に設けられ、導電層９０１ａ、導電層９０１ｂ、及び導電層９０１ｃは、絶縁層
９０６を挟んで半導体層９０３２の上に設けられる。すなわち、平面視において、半導体
層９０３２と導電層９０１ａ、導電層９０１ｂ、及び導電層９０１ｃが重なり、且つ半導
体層９０３２と導電層９０２ａ、導電層９０２ｂ、及び導電層９０２ｃが重なる構造であ
る。

導電層９０１ａ乃至導電層９０１ｃは、それぞれ例えば半導体装置の端子電極としての機
能を有する。導電層９０１ａ乃至導電層９０１ｃとしては、例えば図１６に示す導電層６
０１の形成に用いられる導電膜に適用可能な材料を用いて形成することができる。よって
例えば一つの導電膜を用いて導電層６０１、及び導電層９０１ａ乃至導電層９０１ｃを同
一工程で形成することもできる。

導電層９０２ａは、開口部９０４ａを介して導電層９０１ａに電気的に接続され、導電層
９０２ｂは、開口部９０４ｂを介して導電層９０１ｂに電気的に接続され、導電層９０２
ｃは、開口部９０４ｃを介して導電層９０１ｃに電気的に接続される。導電層９０２ａ乃
至導電層９０２ｃは、それぞれ例えば表示装置の駆動回路や画素部に信号を供給するため
の配線（信号線、ソース線、またはゲート線ともいう）、または電源を供給するための配
線（電源線ともいう）としての機能を有する。導電層９０２ａ乃至導電層９０２ｃとして
は、例えば図１６に示す導電層６０３ａ及び導電層６０３ｂの形成に用いられる導電膜に
適用可能な材料を用いることができる。よって例えば一つの導電膜を用いて導電層６０３
ａ及び導電層６０３ｂ、並びに導電層９０２ａ乃至導電層９０２ｃを同一工程で形成する
こともできる。

半導体層９０３２としては、例えば図１６に示す半導体層６０４の形成に用いられる半導
体膜に適用可能な材料を用いることができる。よって例えば一つの半導体膜を用いて半導
体層６０４及び半導体層９０３２を同一工程で形成することもできる。

絶縁層９０５及び絶縁層９０６としては、例えばシリコンなどを含む絶縁層などを用いる
ことができる。よって例えば同一の絶縁膜を用いて図１６に示すトランジスタのゲート絶
縁層としての機能を有する絶縁層６０２及び誘電体層としての機能を有する絶縁層９０５
を形成することもできる。

図１９に一例として示すように、本実施の形態の半導体装置は、酸化物半導体層と、配線
または電極を形成する導電層と、酸化物半導体層と導電層との間に設けられた絶縁層によ
り形成された容量素子を有する。この容量素子はノイズによる影響を低減するためのフィ
ルタ回路としての機能を有する。

また、本実施の形態の半導体装置は、該酸化物半導体層と、配線または電極を形成する導
電層と、酸化物半導体層と導電層との間に設けられた絶縁層により形成された容量素子を
複数有し、酸化物半導体層が複数の端子間に一続きで設けられた構造である。よって微細
なパターニングを行う必要がなくなるため、製造工程を簡略にすることができる。ただし
図１９に示す構造に限定されず、本実施の形態の表示装置では、端子毎に酸化物半導体層
を設ける構成とすることもできる。

次に本実施の形態の表示装置における端子部の動作について説明する。ここでは、端子部
に信号が入力される場合の動作について説明し、入力信号の電圧の絶対値が一定値以下の
場合と、一定値より大きい場合に分けて説明する。なお、一定値は、例えば機能回路の仕
様などを考慮して適宜設定することができる。

容量素子は、入力信号の電圧に応じて容量値が変化する。入力信号の電圧の絶対値が一定
値以下の場合、容量素子の容量は一定値より小さいため、フィルタ回路の入力信号に対す
る出力信号の遅延は小さい。よってフィルタリング効果が小さくなる。なお、容量素子に
印加される電圧の絶対値の一定値、容量の一定値、及び遅延時間の一定値は、半導体装置
の仕様に応じて適宜設定することができる。

また、入力信号の電圧の絶対値が一定値より大きい場合、容量素子の端子間に印加される
電圧の絶対値は一定値より大きく、入力信号に応じて容量素子の容量が一定値より大きく
なるため、フィルタ回路の入力信号に対する出力信号の遅延が大きくなる。これにより入
力信号の電圧の絶対値が一定値以下の場合よりノイズに対するフィルタリングの効果が大
きくなる。以上が本実施の形態の半導体装置の動作である。

以上のように、電圧の絶対値が一定値以下の信号が入力された場合に容量素子の容量を小
さくし、機能回路に入力される信号の遅延を小さくし、電圧の絶対値が一定値以上の信号
が入力された場合に容量素子の容量を大きくし、機能回路に入力される信号の遅延を大き
くすることにより、実動作の阻害を低減し、例えばノイズが生じた場合には、入力信号の
ノイズによる影響を低減することができる。

また、酸化物半導体を用いた半導体素子を有する駆動回路や画素部は、例えば多結晶半導
体を用いた半導体素子を有する機能回路と比較して比較的高い動作電圧を必要とすること
が多いため、入力信号の振幅が高い傾向にある。しかしながら本実施の形態の半導体装置
のように、容量素子を用いたフィルタ回路を、表示装置の駆動回路や画素部と、端子電極
との電気的接続間に設けることにより、酸化物半導体を用いた半導体素子を有する表示装
置であってもノイズによる影響を低減することができる。

なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様である表示装置の作製方法について説明する。

本実施の形態の表示装置の作製方法の一例として端子部並びに画素及び駆動回路などを構
成する半導体素子部の作製方法について図２０乃至図２２を用いて説明する。図２０乃至
図２２は、本実施の形態における表示装置の端子部及び半導体素子部の作製方法の一例を
示す断面図である。なお、図２０乃至図２２に示す表示装置の端子部及び半導体素子部の
作製方法では、一例として半導体素子としてトランジスタを形成する場合について説明す
る。

まず図２０（Ａ）に示すように、基板１０００を用意し、基板１０００上に導電層１００
１ａ及び導電層１００１ｂを形成する。導電層１００１ａ及び導電層１００１ｂは、例え
ば基板１０００上に導電膜を形成し、該導電膜を選択的にエッチングすることにより形成
することができる。

基板１０００としては、例えばガラス基板、石英基板、セラミック基板、またはサファイ
ア基板などを用いることができる。ガラス基板としては、例えば無アルカリガラス基板な
どを用いることができ、無アルカリガラス基板としては、例えばバリウムホウケイ酸ガラ
ス、アルミノホウケイ酸ガラス、またはアルミノシリケートガラスなどを用いた基板が挙
げられる。また、半導体装置作製に用いられる各処理の温度に耐えうるのであれば、基板
１００としてプラスチック基板を用いることもできる。また、表面に絶縁処理を施すので
あれば、半導体基板、金属基板、またはステンレス基板などを用いることもできる。

導電膜としては、例えばモリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミ
ニウム、銅、ネオジム、またはスカンジウムなどの導電性材料またはこれらを主成分とす
る合金材料を含む導電膜を用いることができる。また導電膜の形成には、例えばスパッタ
法を用いることができる。また、導電層１００１ａ及び導電層１００１ｂは、例えばフォ
トリソグラフィー工程により導電膜上にレジストマスクを形成し、導電膜を選択的にエッ
チングすることにより形成することができる。

なお、スパッタ法としては、スパッタ用電源に高周波電源を用いるＲＦスパッタ法と、Ｄ
Ｃスパッタ法があり、さらにパルス的にバイアスを与えるパルスＤＣスパッタ法もある。

また、材料の異なるターゲットを複数設置できる多元スパッタ装置もある。多元スパッタ
装置は、同一チャンバーで異なる材料膜を積層成膜することも、同一チャンバーで複数種
類の材料を同時に放電させて成膜することもできる。

また、チャンバー内部に磁石機構を備えたマグネトロンスパッタ法を用いるスパッタ装置
や、グロー放電を使わずマイクロ波を用いて発生させたプラズマを用いるＥＣＲスパッタ
法を用いるスパッタ装置がある。

また、スパッタ法を用いる成膜方法として、成膜中にターゲット物質とスパッタガス成分
とを化学反応させてそれらの化合物薄膜を形成するリアクティブスパッタ法や、成膜中に
基板にも電圧をかけるバイアススパッタ法もある。

また、エッチングとしては、ドライエッチングまたはウェットエッチングを用いることが
できる。ドライエッチングに用いるエッチング装置としては、反応性イオンエッチング法
（ＲＩＥ法）を用いたエッチング装置や、ＥＣＲ（ＥｌｅｃｔｒｏｎＣｙｃｌｏｔｒｏ
ｎＲｅｓｏｎａｎｃｅ）やＩＣＰ（ＩｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＰｌａ
ｓｍａ）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を用いることができる。
また、ＩＣＰエッチング装置と比べて広い面積に渡って一様な放電が得られやすいドライ
エッチング装置としては、上部電極を接地させ、下部電極に１３．５６ＭＨｚの周波数の
電源を接続し、さらに下部電極に３．２ＭＨｚの周波数の電源を接続したＥＣＣＰ（Ｅｎ
ｈａｎｃｅｄＣａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＰｌａｓｍａ）モードのエ
ッチング装置がある。このＥＣＣＰモードのエッチング装置であれば、例えば基板として
、第１０世代の３ｍを超えるサイズの基板を用いる場合にも対応することができる。

また、導電膜としては、上記に挙げた材料を含む導電膜を積層させた積層膜を用いること
もできる。例えば導電膜の一つとしてアルミニウム膜を用いて導電層１００１ａ及び導電
層１００１ｂを形成する場合、アルミニウム膜のみでは耐熱性が低く、腐蝕しやすい等の
問題点があるため、耐熱性導電膜との積層膜を用いて形成することにより、アルミニウム
膜のみの導電膜より耐熱性、耐蝕性などを高めることができるため、好ましい。耐熱性導
電膜の材料としては、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
、及びスカンジウムから選ばれた元素、上述した元素を成分とする合金、上述した元素を
組み合わせた合金膜、または上述した元素を成分とする窒化物を用いることができる。

積層構造の導電膜としては、例えばアルミニウム膜上にモリブデン膜を積層した導電膜、
銅膜上にモリブデン膜を積層した導電膜、銅膜上に窒化チタン膜もしくは窒化タンタル膜
を積層した導電膜、または窒化チタン膜とモリブデン膜とを積層した導電膜などが挙げら
れる。

次に図２０（Ｂ）に示すように、基板１０００、導電層１００１ａ、及び導電層１００１
ｂ上に絶縁層１００２を形成する。さらに、絶縁層１００２を選択的にエッチングするこ
とにより、絶縁層１００２に開口部を形成し、導電層１００１ａの一部を露出させる。

絶縁層１００２としては、例えばシリコン、アルミニウム、イットリウム、タンタル、及
びハフニウムのいずれかの酸化物、窒化物、酸化窒化物、若しくは窒化酸化物、またはそ
れらの化合物を少なくとも２種以上含む化合物からなる絶縁膜を用いることもできる。

次に図２１（Ａ）に示すように、絶縁層１００２を挟んで導電層１００１ｂの一部の上に
導電層１００３ａ及び導電層１００３ｂを形成する。導電層１００３ａ及び導電層１００
３ｂは、例えば絶縁層１００２上に導電膜を形成し、該導電膜を選択的にエッチングする
ことにより形成することができる。

導電層１００３ａ及び導電層１００３ｂの形成に用いることができる導電膜としては、例
えばスパッタ法や真空蒸着法等を用いて、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、チタン（
Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）
、Ｎｄ（ネオジム）、スカンジウム（Ｓｃ）から選ばれた元素を含む金属、上述の元素を
成分とする合金、または、上述の元素を成分とする窒化物等からなる材料で形成すること
ができる。導電層１００３ａ及び導電層１００３ｂは、例えばフォトリソグラフィー工程
により導電膜上に選択的にレジストマスクを形成し、その後導電膜をエッチングすること
により形成することができる。

例えば、モリブデン膜やチタン膜の単層膜を導電膜とすることができる。また積層膜を導
電膜とすることもでき、例えば、アルミニウム膜とチタン膜を積層して導電膜とすること
もできる。また、チタン膜と、アルミニウム膜と、チタン膜とを順に積層した３層構造と
してもよい。また、モリブデン膜とアルミニウム膜とモリブデン膜とを順に積層した３層
構造としてもよい。また、これらの積層構造に用いるアルミニウム膜として、ネオジムを
含むアルミニウム（Ａｌ−Ｎｄ）膜を用いてもよい。さらに、シリコンを含むアルミニウ
ム膜を導電膜とすることもできる。

また、導電膜として、透光性を有し且つ導電性が高い材料を用いて形成してもよい。この
ような材料として、例えば、インジウム錫酸化物（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ：
ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、有機インジウム、有機スズ
、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を用いることができる。

次に図２１（Ｂ）に示すように、絶縁層１００２を挟んで導電層１００１ａ上に半導体層
１００５ａを形成し、導電層１００３ａ及び導電層１００３ｂ上、並びに絶縁層１００２
を挟んで導電層１００１ｂ上に半導体層１００５ｂを形成する。半導体層１００５ａ及び
半導体層１００５ｂは、例えば絶縁層１００２上に半導体膜を形成し、半導体膜を選択的
にエッチングすることにより形成することができる。

半導体層１００５ａ及び半導体層１００５ｂの形成に用いることができる半導体膜として
は、例えば酸化物半導体膜などを用いることができる。酸化物半導体膜としては、例えば
Ｓｎ、Ｉｎ、及びＺｎのいずれかを含む酸化物半導体膜などが挙げられる。また、酸化物
半導体膜を用いる場合、酸化物半導体膜にアモルファス成分を含むものを用いることもで
きる。また、酸化物半導体膜の中に結晶粒（ナノクリスタル）を含むものを用いることも
できる。このとき、酸化物半導体膜中の結晶粒（ナノクリスタル）は直径１ｎｍ〜１０ｎ
ｍ、代表的には２ｎｍ〜４ｎｍ程度である。

また、酸化物半導体としては、例えば、ＩｎＭＯ_３（ＺｎＯ）_ｍ（ｍ＞０）で表記される
構造の酸化物半導体を用いることもでき、ＩｎＭＯ_３（ＺｎＯ）_ｍ（ｍ＞０）で表記され
る構造の酸化物半導体の中では、特にＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体を用いるのが
好ましい。なお、Ｍは、ガリウム（Ｇａ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（
Ｍｎ）及びコバルト（Ｃｏ）から選ばれた一の金属元素または複数の金属元素を示す。例
えばＭとして、Ｇａの場合があることの他、ＧａとＮｉまたはＧａとＦｅなど、Ｇａ以外
の上記金属元素が含まれる場合がある。また、上記酸化物半導体において、Ｍとして含ま
れる金属元素の他に、不純物元素としてＦｅ、Ｎｉその他の遷移金属元素、または該遷移
金属の酸化物が含まれているものがある。

なお、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非単結晶膜を用いる場合、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非単結
晶膜を形成した後、１００℃〜６００℃、代表的には２００℃〜４００℃の熱処理を行う
と良い。例えば、大気または窒素雰囲気下で３５０℃、１時間の熱処理を行うことにより
半導体膜を構成するＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体膜の原子レベルの再配列が行わ
れる。この熱処理（光アニール等も含む）により、酸化物半導体膜中におけるキャリアの
移動を阻害する歪みを低減することができる。なお、上記の熱処理を行うタイミングは、
酸化物半導体膜の形成後であれば特に限定されない。また、本実施の形態の表示装置にお
ける端子部は、平面視において酸化物半導体層が導電層に重なる構造であるため、熱処理
により酸化物半導体層を効率良く加熱することができる。また、本実施の形態の表示装置
における端子部は、例えば上記実施の形態１の図２に示す半導体装置と同様に、端子部を
酸化物半導体層が導電層と接する構造にすることにより、熱処理により酸化物半導体層を
さらに効率良く加熱することもできる。

Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非単結晶膜は、例えばスパッタ法を用いて成膜した後、２００℃
〜５００℃、代表的には３００〜４００℃で１０分〜１００分の熱処理が行われる。熱処
理後のＸＲＤ（Ｘ線回折）の分析では、熱処理後においてもＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非単
結晶膜の結晶構造としてアモルファス構造が観察される。

なお、半導体層１００５ａ及び半導体層１００５ｂは、例えばフォトリソグラフィー工程
により半導体膜上に選択的にレジストマスクを形成し、その後半導体膜をエッチングする
ことにより形成することができる。

次に図２２（Ａ）に示すように、導電層１００３ａ及び導電層１００３ｂ並びに半導体層
１００５ａ及び半導体層１００５ｂを挟んで絶縁層１００２上に絶縁層１００６を形成す
る。好ましくは、導電層１００３ａ及び導電層１００３ｂの上面及び側面、並びに半導体
層１００５ａ及び半導体層１００５ｂの上面及び側面上に絶縁層１００６を形成する。

絶縁層１００６は、例えば端子部において容量素子の誘電体層としての機能を有し、また
、半導体素子部においてトランジスタの保護層としての機能を有することもできる。絶縁
層１００６としては、例えば絶縁層１００２に適用可能な材料を用いて形成することがで
きる。

次に図２２（Ｂ）に示すように、絶縁層１００２及び絶縁層１００６に設けられた開口部
を介して導電層１００１ａに電気的に接続されるように導電層１００７ａを形成し、絶縁
層１００６に設けられた開口部を介して導電層１００３ｂに電気的に接続されるように導
電層１００７ｂを形成する。導電層１００７ａ及び導電層１００７ｂは、例えば絶縁層１
００６上に導電膜を形成し、該導電膜を選択的にエッチングすることにより形成すること
ができる。

このとき導電層１００７ａは、絶縁層１００６を挟んで半導体層１００５ａ上に形成する
ことが好ましい。絶縁層１００６を挟んで半導体層１００５ａ上に形成することにより半
導体層１００５ａ、絶縁層１００６、及び導電層１００７ａにより容量素子を構成するこ
とができる。

導電層１００７ａ及び導電層１００７ｂとしては、例えば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、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛
酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する導電膜などを用
いて形成することができる。

なお、導電層１００７ａ及び導電層１００７ｂは、例えばフォトリソグラフィー工程によ
り導電膜上に選択的にレジストマスクを形成し、その後導電膜をエッチングすることによ
り形成することができる。

以上の工程により端子部及び半導体素子部を形成することができる。

図２０乃至図２２に一例として示すように、本実施の形態の表示装置の作製方法により端
子部における容量素子、及び画素部などの半導体素子部の半導体素子を同一工程で形成す
ることができるため、製造工程数の増加を防止することができる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様である表示装置の一形態として、発光パネルの外観及
び断面について、図２３を用いて説明する。図２３は、本実施の形態における発光パネル
の構造例を示す図であり、図２３（Ａ）は上面図であり、図２３（Ｂ）は、図２３（Ａ）
の線分Ｈ−Ｉにおける断面を示す断面図である。

図２３に示す発光パネルは、第１の基板６５０１上に画素部６５０２、信号線駆動回路６
５０３ａ、６５０３ｂ、及び走査線駆動回路６５０４ａ、６５０４ｂを有し、画素部６５
０２、信号線駆動回路６５０３ａ、６５０３ｂ、及び走査線駆動回路６５０４ａ、６５０
４ｂを囲むようにシール材６５０５が設けられている。画素部６５０２、信号線駆動回路
６５０３ａ、６５０３ｂ、及び走査線駆動回路６５０４ａ、６５０４ｂの上に第２の基板
６５０６が設けられている。よって画素部６５０２、信号線駆動回路６５０３ａ、６５０
３ｂ、及び走査線駆動回路６５０４ａ、６５０４ｂは、第１の基板６５０１とシール材６
５０５と第２の基板６５０６とによって、充填材６５０７と共に密封されている。このよ
うに外気に曝されないように気密性が高く、脱ガスの少ない保護フィルム（貼り合わせフ
ィルム、紫外線硬化樹脂フィルムなど）やカバー材でパッケージング（封入）することが
好ましい。

また第１の基板６５０１上に設けられた画素部６５０２、信号線駆動回路６５０３ａ、６
５０３ｂ、及び走査線駆動回路６５０４ａ、６５０４ｂは、ＴＦＴを複数有しており、図
２３（Ｂ）では、画素部６５０２に含まれるＴＦＴ６５１０と、信号線駆動回路６５０３
ａに含まれるＴＦＴ６５０９とを例示している。画素部６５０２、信号線駆動回路６５０
３ａ、６５０３ｂ、及び走査線駆動回路６５０４ａ、６５０４ｂのそれぞれが有するＴＦ
Ｔとしては、例えば上記実施の形態に示すトランジスタのいずれかを適用することができ
る。図２３に示す半導体装置では、トランジスタの一例として図１６（Ａ）に示す構造を
適用し、具体的な説明については図１６（Ａ）の説明を適宜援用する。なお図２３におい
て、ＴＦＴ６５０９、６５１０はＮ型ＴＦＴである。

また、図２３に示す発光パネルは、ＴＦＴの表面凹凸を低減するため、及びＴＦＴの信頼
性を向上させるため、ＴＦＴを保護層や平坦化絶縁膜としての機能を有する絶縁層（絶縁
層６５５１、絶縁層６５５２）で覆う構成となっている。

ここでは、保護層として積層構造の絶縁層６５５１を形成する。ここでは、絶縁層６５５
１の一層目として、スパッタ法を用いて酸化珪素膜を形成する。保護層として酸化珪素膜
を用いると、ソース電極及びドレイン電極として用いるアルミニウム膜のヒロック防止に
効果がある。

また、絶縁層６５５１の二層目として、スパッタ法を用いて窒化珪素膜を形成する。保護
層として窒化珪素膜を用いると、ナトリウムなどの可動イオンが半導体領域中に侵入して
、ＴＦＴの電気特性を変化させることを抑制することができる。

また、保護層を形成した後に、半導体層のアニール（２５０℃〜４００℃）を行ってもよ
い。

また、平坦化絶縁膜として絶縁層６５５２を形成する。絶縁層６５５２としては、ポリイ
ミド、アクリル、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、エポキシなどの、耐熱性を有する有
機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料
）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）などを用
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、絶
縁層６５５２を形成してもよい。

なおシロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓ
ｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は置換基としては有機基（例えばアルキ
ル基やアリール基）やフルオロ基を用いても良い。また、有機基はフルオロ基を有してい
ても良い。

絶縁層６５５２の形成法は、特に限定されず、その材料に応じて、スパッタ法、ＳＯＧ法
、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法、スクリーン
印刷、オフセット印刷など）、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナ
イフコーターなどを用いることができる。材料液を用いて絶縁層６５５２を形成する場合
、ベークする工程で同時に、半導体層のアニール（３００℃〜４００℃）を行ってもよい
。絶縁層６５５２の焼成工程と半導体層のアニールを兼ねることで効率よく表示装置を作
製することが可能となる。

またＴＦＴ６５１０上に発光素子６５１１が設けられる。発光素子６５１１は、ＴＦＴ６
５１０のソース電極またはドレイン電極に電気的に接続され、画素電極である第１の電極
６５１７、電界発光層６５１２、第２の電極６５１３の積層構造により構成される。なお
発光素子６５１１は図２３に示す構造に限定されず、本実施の形態の表示装置では、発光
素子６５１１の光を取り出す方向などに合わせて、発光素子６５１１の構造を適宜変える
ことができる。

隔壁６５２０は、第１の電極６５１７上に設けられる。さらに図２３に示す発光パネルは
、隔壁６５２０に設けられた開口部を介して第１の電極６５１７に電気的に接続されるよ
うに電界発光層６５１２を有し、電界発光層６５１２上に第２の電極６５１３を有する。
隔壁６５２０としては、感光性の材料を用いることが好ましく、側壁が連続した曲率を持
つ傾斜面となるように該感光性材料層の第１の電極６５１７上に開口部を形成することに
より隔壁６５２０を形成することが好ましい。

電界発光層６５１２としては、例えば図１５（Ｂ）に示す発光素子６１５を構成する電界
発光層と同じ材料を用いることができる。また、電界発光層６５１２は、単数の層で構成
されていても、複数の層の積層で構成されていても良い。

また、図２３に示す発光パネルにおいて、発光素子６５１１に酸素、水素、水分、二酸化
炭素などが侵入しないように、第２の電極６５１３及び隔壁６５２０上に保護層を形成し
てもよい。保護層としては、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、ＤＬＣ膜などを用いることが
できる。

また、信号線駆動回路６５０３ａ、６５０３ｂ、走査線駆動回路６５０４ａ、６５０４ｂ
、または画素部６５０２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ６５１８ａ、６５１８
ｂから供給されている。

また図２３に示す発光パネルでは、接続端子電極６５１５は、発光素子６５１１が有する
第１の電極６５１７と同じ導電膜から形成され、端子電極６５１６は、ＴＦＴ６５０９、
６５１０が有するゲート電極と同じ導電膜から形成される。

また、端子電極６５１６上に半導体層６５５０が設けられている。半導体層６５５０はフ
ィルタ回路を構成する容量素子の電極としての機能を有する。

接続端子電極６５１５は、ＦＰＣ６５１８ａが有する端子と、異方性導電膜６５１９を介
して電気的に接続されている。

発光素子６５１１からの光の取り出し方向に位置する基板としては、透光性を有する基板
を用いることが好ましく、透光性を有する基板としては、ガラス板、プラスチック板、ポ
リエステルフィルムまたはアクリルフィルムのような透光性を有する材料を用いることが
できる。

また、充填材６５０７としては、窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化
樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、アクリル
、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥ
ＶＡ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。図２３に示す表示装置では、
一例として充填材６５０７として窒素を用いる。

また、必要であれば、発光素子６５１１からの光の射出面に偏光板、または円偏光板（楕
円偏光板を含む）、位相差板（λ／４板、λ／２板）、カラーフィルタなどの光学フィル
ムを適宜設けてもよい。また、偏光板または円偏光板に反射防止膜を設けてもよい。例え
ば、表面の凹凸により反射光を拡散し、映り込みを低減できるアンチグレア処理を施すこ
とができる。

信号線駆動回路６５０３ａ、６５０３ｂ、及び走査線駆動回路６５０４ａ、６５０４ｂは
、図２３に示す構造に限定されず、本実施の形態の表示装置では、別途用意された基板上
に単結晶半導体膜または多結晶半導体膜を用いて半導体素子が形成された駆動回路を実装
した構成としてもよい。また、信号線駆動回路６５０３ａ、６５０３ｂのみ、若しくは信
号線駆動回路６５０３ａ、６５０３ｂの一部、または走査線駆動回路６５０４ａ、６５０
４ｂのみ、若しくは走査線駆動回路６５０４ａ、６５０４ｂの一部を別途形成して実装し
ても良い。

以上の工程により、信頼性の高い発光パネルを作製することができる。

次に本実施の形態における表示装置の一形態として、液晶パネルの外観及び断面について
、図２４を用いて説明する。図２４は本実施の形態における液晶パネルの構造例を示す図
であり、図２４（Ａ１）（Ａ２）は上面図であり、図２４（Ｂ）は、図２４（Ａ１）（Ａ
２）のＭ−Ｎにおける断面図である。

図２４に示す液晶パネルは、第１の基板６００１上に画素部６００２と、信号線駆動回路
６００３と、走査線駆動回路６００４と、を有し、画素部６００２、信号線駆動回路６０
０３、及び走査線駆動回路６００４を囲むようにして、シール材６０００及びシール材６
００５が設けられている。また、画素部６００２及び走査線駆動回路６００４上に第２の
基板６００６が設けられ、画素部６００２と、走査線駆動回路６００４とは、第１の基板
６００１とシール材６０００とシール材６００５と第２の基板６００６とによって、液晶
層６００８と共に封止されている。ＴＦＴ６０１０、６０１１、及び液晶素子６０１３を
有し、第１の基板６００１上にＴＦＴ６０１０、６０１１、及び液晶素子６０１３が第１
の基板６００１と第２の基板６００６との間にシール材６０００及びシール材６００５に
よって封止されている。また、第１の基板６００１上のシール材６０００及びシール材６
００５によって囲まれている領域とは異なる領域に、別途用意された基板上に信号線駆動
回路６００３が実装されている。

なお、別途形成した駆動回路の接続方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ方法、
ワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ方法などを用いることができる。図２４（Ａ１）
は、ＣＯＧ方法により信号線駆動回路６００３を実装する例であり、図２４（Ａ２）は、
ＴＡＢ方法により信号線駆動回路６００３を実装する例である。

また第１の基板６００１上に設けられた画素部６００２と、走査線駆動回路６００４は、
ＴＦＴを複数有しており、図２４（Ｂ）では、画素部６００２に含まれるＴＦＴ６０１０
と、走査線駆動回路６００４に含まれるＴＦＴ６０１１とを例示している。

ＴＦＴ６０１０、６０１１としては、上記実施の形態に示す構造のＴＦＴのいずれかを適
用することができる。図２４に示す液晶パネルでは、ＴＦＴの一例として図１６（Ａ）に
示す構造のＴＦＴを適用する。また図２４に示す液晶パネルにおいて、ＴＦＴ６０１０、
６０１１はＮ型ＴＦＴとして説明する。

また、液晶素子６０１３が有する画素電極６０３０は、ＴＦＴ６０１０のソース電極また
はドレイン電極に電気的に接続されている。そして液晶素子６０１３の対向電極６０３１
は第２の基板６００６上に形成されている。画素電極６０３０と対向電極６０３１と液晶
層６００８とが重なっている部分が、液晶素子６０１３に相当する。なお、画素電極６０
３０、対向電極６０３１はそれぞれ配向膜としての機能を有する絶縁層６０３２、６０３
３が設けられ、絶縁層６０３２、６０３３を介して液晶層６００８を挟持している。

またスペーサ６０３５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隔壁で
あり、画素電極６０３０と対向電極６０３１との間の距離（セルギャップ）を制御するた
めに設けられている。なお球状のスペーサを用いても良い。また、対向電極６０３１は、
ＴＦＴ６０１０と同一基板上に設けられる共通電位線と電気的に接続される。共通接続部
を用いて、一対の基板間に配置される導電性粒子を介して対向電極６０３１と共通電位線
とを電気的に接続することができる。なお、導電性粒子はシール材６００５に含有させる
。

なお図２４に示す液晶パネルは、透過型液晶表示パネルの例であるが、これに限定されず
、本実施の形態の液晶表示パネルは、反射型液晶表示パネルまたは半透過型液晶表示パネ
ルとすることもできる。

また、本実施の形態の液晶表示パネルは、基板の外側（視認側）に偏光板を設け、内側に
着色層、表示素子に用いる電極という順に設ける構成、または基板の内側に偏光板を設け
る構成にすることができる。また、偏光板と着色層の積層構造も偏光板及び着色層の材料
や作製工程条件によって適宜設定すればよい。また、ブラックマトリクスとしての機能を
有する遮光膜を設けてもよい。

また、図２４に示す液晶表示パネルは、ＴＦＴの表面凹凸を低減するため、及びＴＦＴの
信頼性を向上させるため、ＴＦＴを保護層や平坦化絶縁膜としての機能を有する絶縁層（
絶縁層６０２０、絶縁層６０２１）で覆う構成となっている。

ここでは、保護層として積層構造の絶縁層６０２０を形成する。ここでは、絶縁層６０２
０の一層目として、スパッタ法を用いて酸化珪素膜を形成する。保護層として酸化珪素膜
を用いると、ソース電極及びドレイン電極として用いるアルミニウム膜のヒロック防止に
効果がある。

さらに、絶縁層６０２０の二層目として、スパッタ法を用いて窒化珪素膜を形成する。保
護層として窒化珪素膜を用いると、ナトリウムなどの可動イオンが半導体領域中に侵入し
て、ＴＦＴの電気特性を変化させることを抑制することができる。

また、平坦化絶縁膜として絶縁層６０２１を形成する。絶縁層６０２１としては、ポリイ
ミド、アクリル、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、エポキシなどの、耐熱性を有する有
機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料
）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）などを用
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、絶
縁層６０２１を形成してもよい。

絶縁層６０２１の形成法は、特に限定されず、その材料に応じて、スパッタ法、ＳＯＧ法
、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法、スクリーン
印刷、オフセット印刷など）、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナ
イフコーターなどを用いることができる。絶縁層６０２１を材料液を用いて形成する場合
、ベークする工程で同時に、半導体層のアニール（３００℃〜４００℃）を行ってもよい
。絶縁層６０２１の焼成工程と半導体層のアニールを兼ねることで効率よく表示装置を作
製することが可能となる。

画素電極６０３０及び対向電極６０３１としては、例えば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、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛
酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する導電性材料を用
いることができる。

また、画素電極６０３０、対向電極６０３１は、導電性高分子（導電性ポリマーともいう
）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性組成物を用いて形成した画
素電極は、シート抵抗が１００００Ω／□以下、波長５５０ｎｍにおける透光率が７０％
以上であることが好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗率が０．
１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。

導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例え
ば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェンま
たはその誘導体、もしくはこれらの２種以上の共重合体などがあげられる。

また別途形成された信号線駆動回路６００３、走査線駆動回路６００４または画素部６０
０２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ６０１８から供給されている。

また、接続端子電極６０１５は、液晶素子６０１３が有する画素電極６０３０と同じ導電
膜から形成され、端子電極６０１６は、ＴＦＴ６０１０、６０１１のゲート電極と同じ導
電膜で形成されている。

また、端子電極６０１６上に半導体層６０５０が設けられている。半導体層６０５０はフ
ィルタ回路を構成する容量素子の電極としての機能を有する。

接続端子電極６０１５は、ＦＰＣ６０１８が有する端子と、異方性導電膜６０１９を介し
て電気的に接続されている。

また図２４に示す液晶パネルは、信号線駆動回路６００３を別途形成し、信号線駆動回路
６００３を第１の基板６００１に実装している構成であるが、これに限定されず、本実施
の形態の液晶パネルは、走査線駆動回路を別途形成して実装しても良いし、信号線駆動回
路の一部または走査線駆動回路の一部のみを別途形成して実装しても良い。

図２４に一例として挙げたように、本発明の一態様である半導体装置を適用した液晶パネ
ルを作製することができる。

さらに上記液晶パネルを用いた液晶表示モジュールの一例について図２５を用いて説明す
る。図２５は本実施の形態の液晶表示モジュールの一例を示す図である。

図２５に示す液晶表示モジュールは、ＴＦＴ基板２６００と対向基板２６０１がシール材
２６０２により固着され、その間にＴＦＴ等を含む画素部２６０３、液晶層を含む表示素
子２６０４、着色層２６０５が設けられることにより表示領域が形成されている構造であ
る。着色層２６０５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。また、ＴＦＴ基板２６
００と対向基板２６０１の外側には偏光板２６０６、偏光板２６０７、拡散板２６１３が
配設されている。また、光源は冷陰極管２６１０と反射板２６１１により構成され、回路
基板２６１２は、フレキシブル配線基板２６０９によりＴＦＴ基板２６００の配線回路部
２６０８と接続され、また、回路基板２６１２には、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。また偏光板と、液晶層との間に位相差板を有した状態で積
層してもよい。

以上のように、本実施の形態の液晶パネルを用いて液晶表示モジュールを構成することが
できる。

なお、本実施の形態の表示装置は、ＦＰＣとの接続部に酸化物半導体層を有する容量素子
を備えたフィルタ回路を有する構成であるため、例えば映像信号にノイズが生じた場合で
あってもノイズによる影響を低減することができる。また、本実施の形態の表示装置では
、基板として例えばガラス基板、またはプラスチック基板などを用いた場合であっても基
板に帯電した電荷の影響を低減することができ、また例えば第１０世代の３ｍを超えるサ
イズの基板を用いる場合にも同様である。

なお、本実施の形態は、他の実施の形態と、適宜組み合わせることができる。

（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様である表示装置の一例として電子ペーパについて説明
する。

本発明の一態様である半導体装置は、電子ペーパに用いることもできる。電子ペーパは、
電気泳動表示装置（電気泳動ディスプレイともいう）とも呼ばれており、紙と同じ読みや
すさ、他の表示装置に比べ低消費電力、薄くて軽い形状とすることが可能という利点を有
している。

電気泳動ディスプレイは、様々な形態が考えられ得るが、プラスの電荷を有する第１の粒
子と、マイナスの電荷を有する第２の粒子とを含むマイクロカプセルが溶媒または溶質に
複数分散されたものであり、マイクロカプセルに電界を印加することによって、マイクロ
カプセル中の粒子を互いに反対方向に移動させて一方側に集合した粒子の色のみを表示す
るものである。なお、第１の粒子または第２の粒子は染料を含み、電界がない場合におい
て移動しないものである。また、第１の粒子の色と第２の粒子の色は異なるもの（無色を
含む）とする。

このように、電気泳動ディスプレイは、誘電定数の高い物質が高い電界領域に移動する、
いわゆる誘電泳動効果を利用したディスプレイである。電気泳動ディスプレイは、液晶表
示装置には必要な偏光板、対向基板も必要なく、厚さや重さが半減する。

上記マイクロカプセルを溶媒中に分散させたものが電子インクと呼ばれるものであり、こ
の電子インクはガラス、プラスチック、布、紙などの表面に印刷することができる。また
、カラーフィルタや色素を有する粒子を用いることによってカラー表示も可能である。

また、アクティブマトリクス基板上に適宜、二つの電極の間に挟まれるように上記マイク
ロカプセルを複数配置すればアクティブマトリクス型の表示装置が完成し、マイクロカプ
セルに電界を印加すれば表示を行うことができる。

なお、マイクロカプセル中の第１の粒子および第２の粒子は、導電体材料、絶縁体材料、
半導体材料、磁性材料、液晶材料、強誘電性材料、エレクトロルミネセント材料、エレク
トロクロミック材料、磁気泳動材料から選ばれた一種の材料、またはこれらの複合材料を
用いればよい。

次に本実施の形態における電子ペーパの構造について図２６を用いて説明する。図２６は
本実施の形態における電子ペーパの構造の一例を示す断面図である。

図２６に示す電子ペーパは、基板５８０上にＴＦＴ５８１と、ＴＦＴ５８１上に積層して
設けられた絶縁層５８２、絶縁層５８３、及び絶縁層５８４と、絶縁層５８２乃至絶縁層
５８４に設けられた開口部を介してＴＦＴ５８１のソース電極またはドレイン電極に接す
る電極５８７と、電極５８８と、電極５８７と基板５９６に設けられた電極５８８との間
に黒色領域５９０ａ及び白色領域５９０ｂと、周りに液体で満たされているキャビティ５
９４を含む球形粒子５８９と、球形粒子５８９の周りに設けられた充填剤５９５と、を有
する。

ＴＦＴ５８１としては、本発明の一態様である半導体装置を用いることができる。図２６
に示す電子ペーパでは、一例として図１（Ａ）に示す構造の半導体装置を適用する。

球形粒子５８９を用いた方式はツイストボール表示方式といい、ツイストボール表示方式
とは、白と黒に塗り分けられた球形粒子を表示素子に用いる電極である第１の電極及び第
２の電極の間に配置し、第１の電極及び第２の電極に電位差を生じさせて球形粒子の向き
を制御することにより、表示を行う方式である。

また、球形素子の代わりに電気泳動素子を用いることも可能である。透明な液体と、正に
帯電した白い微粒子と負に帯電した黒い微粒子とを封入した直径１０μｍ〜２００μｍ程
度のマイクロカプセルを用いる。第１の電極と第２の電極との間に設けられるマイクロカ
プセルは、第１の電極と第２の電極によって、電場が与えられると、白い微粒子と、黒い
微粒子が逆の方向に移動し、白または黒を表示することができる。この原理を応用した表
示素子が電気泳動表示素子である。電気泳動表示素子は、液晶表示素子に比べて反射率が
高いため、補助ライトは不要であり、また消費電力が小さく、薄暗い場所でも表示部を認
識することが可能である。また、表示部に電源が供給されない場合であっても、一度表示
した像を保持することが可能であるため、電波発信源から表示機能付き半導体装置（単に
表示装置、または表示装置を具備する半導体装置ともいう）を遠ざけた場合であっても、
表示された像を保存しておくことが可能となる。

図２６に一例として挙げたように、本実施の形態における電子ペーパは、上記実施の形態
に示す端子部と同様に酸化物半導体層と、配線または電極を形成する導電層と、酸化物半
導体層と導電層との間に設けられた絶縁層により形成された容量素子を有する構成とする
ことができる。この容量素子は保護回路の一部としての機能を有する。また、この容量素
子は、ノイズによる影響を低減するためのフィルタ回路の一部としての機能を有するため
、電子ペーパに用いた場合も同様に実動作の阻害を低減し、ノイズによる影響を低減する
ことができる。

または上記電子ペーパは、情報を表示するものであればあらゆる分野の電子機器に用いる
ことが可能である。例えば、電子ペーパを用いて、電子書籍（電子ブック）、ポスター、
電車などの乗り物の車内広告、クレジットカードなどの各種カードにおける表示などに適
用することができる。電子機器の一例を図２７に示す。図２７は、本実施の形態の電子書
籍の一例を示す図である。

図２７に示すように、電子書籍２７００は、筐体２７０１および筐体２７０３の２つの筐
体で構成されている。筐体２７０１および筐体２７０３は、軸部２７１１により一体とさ
れており、該軸部２７１１を軸として開閉動作を行うことができる。このような構成によ
り、紙の書籍のような動作を行うことが可能となる。

筐体２７０１には表示部２７０５が組み込まれ、筐体２７０３には表示部２７０７が組み
込まれている。表示部２７０５および表示部２７０７は、互いに異なる映像を表示する構
成としてもよく、例えば一続きの映像を表示する構成としてもよい。また、互いに異なる
画面を表示する構成とすることで、例えば右側の表示部（図２７では表示部２７０５）に
文章を表示し、左側の表示部（図２７では表示部２７０７）に画像を表示することができ
る。

また、図２７では、筐体２７０１に操作部などを備えた例を示している。例えば、筐体２
７０１において、電源２７２１、操作キー２７２３、スピーカ２７２５などを備えている
。操作キー２７２３により、頁を送ることができる。なお、筐体の表示部と同一面にキー
ボードやポインティングディバイスなどを備える構成としてもよい。また、筐体の裏面や
側面に、外部接続用端子（イヤホン端子、ＵＳＢ端子、またはＡＣアダプタおよびＵＳＢ
ケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成
としてもよい。さらに、電子書籍２７００は、電子辞書としての機能を持たせた構成とし
てもよい。

また、電子書籍２７００は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、
電子書籍サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロードする構成とすること
も可能である。

（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様である表示装置を表示部に備えた電子機器について説
明する。

本実施の形態の電子機器の構成の一例について図２８乃至図３０を用いて説明する。図２
８乃至図３０は、本実施の形態の電子機器の構成の一例を示す図である。

本発明の一態様である表示装置は、さまざまな電子機器（遊技機も含む）に適用すること
ができる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（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
ラ等のカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう
）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機など
が挙げられる。

図２８（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置９６００は、
筐体９６０１に表示部９６０３が組み込まれている。表示部９６０３により、映像を表示
することが可能である。また、ここでは、スタンド９６０５により筐体９６０１を支持し
た構成を示している。

テレビジョン装置９６００の操作は、筐体９６０１が備える操作スイッチや、別体のリモ
コン操作機９６１０により行うことができる。リモコン操作機９６１０が備える操作キー
９６０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部９６０３に表示され
る映像を操作することができる。また、リモコン操作機９６１０に、当該リモコン操作機
９６１０から出力する情報を表示する表示部９６０７を設ける構成としてもよい。上記実
施の形態の表示装置を表示部９６０３に適用することにより、例えば筐体９６０１が透光
性を有するものであってもよい。

なお、テレビジョン装置９６００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機に
より一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線に
よる通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向
（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。

図２８（Ｂ）は、デジタルフォトフレームの一例を示している。例えば、デジタルフォト
フレーム９７００は、筐体９７０１に表示部９７０３が組み込まれている。表示部９７０
３は、各種画像を表示することが可能であり、例えばデジタルカメラなどで撮影した画像
データを表示させることで、通常の写真立てと同様に機能させることができる。

なお、デジタルフォトフレーム９７００は、操作部、外部接続用端子（ＵＳＢ端子、ＵＳ
Ｂケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構
成とする。これらの構成は、表示部と同一面に組み込まれていてもよいが、側面や裏面に
備えるとデザイン性が向上するため好ましい。例えば、デジタルフォトフレームの記録媒
体挿入部に、デジタルカメラで撮影した画像データを記憶したメモリを挿入して画像デー
タを取り込み、取り込んだ画像データを表示部９７０３に表示させることができる。

また、デジタルフォトフレーム９７００は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい
。無線により、所望の画像データを取り込み、表示させる構成とすることもできる。

図２９（Ａ）は携帯型遊技機であり、筐体９８８１と筐体９８９１の２つの筐体で構成さ
れており、連結部９８９３により、開閉可能に連結されている。筐体９８８１には表示部
９８８２が組み込まれ、筐体９８９１には表示部９８８３が組み込まれている。また、図
２９（Ａ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部９８８４、記録媒体挿入部９８８
６、ＬＥＤランプ９８９０、入力手段（操作キー９８８５、接続端子９８８７、センサ９
８８８（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、
化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振
動、におい、または赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９８８９）など
を備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表
示装置を備えた構成であればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることがで
きる。図２９（Ａ）に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラムまたは
データを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報
を共有する機能を有する。なお、図２９（Ａ）に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに
限定されず、様々な機能を有することができる。

図２９（Ｂ）は大型遊技機であるスロットマシンの一例を示している。スロットマシン９
９００は、筐体９９０１に表示部９９０３が組み込まれている。また、スロットマシン９
９００は、その他、スタートレバーやストップスイッチなどの操作手段、コイン投入口、
スピーカなどを備えている。もちろん、スロットマシン９９００の構成は上述のものに限
定されず、少なくとも本発明に係る表示装置を備えた構成であればよく、その他付属設備
が適宜設けられた構成とすることができる。

図３０（Ａ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機９０００は、筐体９００１
に組み込まれた表示部９００２の他、操作ボタン９００３、外部接続ポート９００４、ス
ピーカ９００５、マイク９００６などを備えている。

図３０（Ａ）に示す携帯電話機９０００は、表示部９００２を指などで触れることで、情
報を入力ことができる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表
示部９００２を指などで触れることにより行うことができる。

表示部９００２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表
示モードであり、第２は、文字などの情報の入力を主とする入力モードである。第３は表
示モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。

例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部９００２を文字の入力を
主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合
、表示部９００２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好
ましい。

また、携帯電話機９０００内部に、ジャイロ、加速度センサなどの傾きを検出するセンサ
を有する検出装置を設けることで、携帯電話機９０００の向き（縦か横か）を判断して、
表示部９００２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。

また、画面モードの切り替えは、表示部９００２を触れること、または筐体９００１の操
作ボタン９００３の操作により行われる。また、表示部９００２に表示される画像の種類
によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画
のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。

また、入力モードにおいて、表示部９００２の光センサで検出される信号を検知し、表示
部９００２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モード
から表示モードに切り替えるように制御してもよい。

表示部９００２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部９０
０２に掌や指を触れることで、掌紋、指紋などを撮像することで、本人認証を行うことが
できる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセン
シング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。

図３０（Ｂ）も携帯電話機の一例である。図３０（Ｂ）の携帯電話機は、筐体９４１１に
、表示部９４１２、及び操作ボタン９４１３を含む表示装置９４１０と、筐体９４０１に
操作ボタン９４０２、外部入力端子９４０３、マイク９４０４、スピーカ９４０５、及び
着信時に発光する発光部９４０６を含む通信装置９４００とを有しており、表示機能を有
する表示装置９４１０は電話機能を有する通信装置９４００と矢印の２方向に脱着可能で
ある。よって、表示装置９４１０と通信装置９４００の短軸同士を取り付けることも、表
示装置９４１０と通信装置９４００の長軸同士を取り付けることもできる。また、表示機
能のみを必要とする場合、通信装置９４００より表示装置９４１０を取り外し、表示装置
９４１０を単独で用いることもできる。通信装置９４００と表示装置９４１０とは無線通
信または有線通信により画像または入力情報を授受することができ、通信装置９４００と
表示装置９４１０とは、それぞれ充電可能なバッテリーを有する。

上記に一例として挙げたように、本発明の一態様である表示装置は、様々な電子機器に適
用することができる。また、本発明の一態様である表示装置を搭載することにより電子機
器の信頼性を向上させることができる。

また、本発明の一態様である表示装置を表示部に適用することにより、例えば筐体を透光
性を有する構成にした場合であっても透光性の低下を抑制することができ、また、筐体を
透光性を有する構成にした場合であっても平面視において導電層と酸化物半導体層とが重
なる場合には光の入射による酸化物半導体層の劣化を抑制することができる。

１００基板
１０１電極
１０２配線
１０３機能回路
１０４酸化物半導体層
１０５開口部
１０６絶縁層
１０７絶縁層
１０８配線
１１１端子
１１２抵抗素子
１１３容量素子
１１４機能回路
１１５端子
２０１端子
２０２抵抗素子
２０３容量素子
２０４端子
２０５容量素子
２０６端子
２０７端子
５０１端子電極
５０２配線
５０３走査線駆動回路
５０４信号線駆動回路
５０５画素部
５０６端子部
５８０基板
５８１ＴＦＴ
５８２絶縁層
５８３絶縁層
５８４絶縁層
５８５絶縁層
５８７電極
５８８電極
５８９球形粒子
５９０ａ黒色領域
５９０ｂ白色領域
５９４キャビティ
５９５充填剤
５９６基板
６００基板
６０１導電層
６０２絶縁層
６０３ａ導電層
６０３ｂ導電層
６０４半導体層
６０５ａバッファ層
６０５ｂバッファ層
６０６絶縁層
６１１トランジスタ
６１２液晶素子
６１３容量素子
６１４トランジスタ
６１５発光素子
７１１シフトレジスタ
７１２レベルシフタ
７１３バッファ回路
７２１シフトレジスタ
７２２ラッチ回路
７２３レベルシフタ
７２４バッファ回路
７２５ＤＡ変換回路
９０１導電層
９０１ａ導電層
９０１ｂ導電層
９０１ｃ導電層
９０２ａ導電層
９０２ｂ導電層
９０２ｃ導電層
９０４ａ開口部
９０４ｂ開口部
９０４ｃ開口部
９０５絶縁層
９０６絶縁層
９１０ａ端子
９１０ｂ端子
９１０ｃ端子
１０００基板
１００１ａ導電層
１００１ｂ導電層
１００２絶縁層
１００３ａ導電層
１００３ｂ導電層
１００５ａ半導体層
１００５ｂ半導体層
１００６絶縁層
１００７ａ導電層
１００７ｂ導電層
１０４１酸化物半導体層
１０４２酸化物半導体層
１０５１開口部
１０５２開口部
１１３１容量素子
１１３２容量素子
１１５１端子
１１５２端子
２６００ＴＦＴ基板
２６０１対向基板
２６０２シール材
２６０３画素部
２６０４表示素子
２６０５着色層
２６０６偏光板
２６０７偏光板
２６０８配線回路部
２６０９フレキシブル配線基板
２６１０冷陰極管
２６１１反射板
２６１２回路基板
２６１３拡散板
２７００電子書籍
２７０１筐体
２７０３筐体
２７０５表示部
２７０７表示部
２７１１軸部
２７２１電源
２７２３操作キー
２７２５スピーカ
５０３１走査線
５０３２信号線
５０４１信号線
５０５１画素
６０００シール材
６００１基板
６００２画素部
６００３信号線駆動回路
６００４走査線駆動回路
６００５シール材
６００６基板
６００８液晶層
６０１０ＴＦＴ
６０１１ＴＦＴ
６０１３液晶素子
６０１５接続端子電極
６０１６端子電極
６０１８ＦＰＣ
６０１９異方性導電膜
６０２０絶縁層
６０２１絶縁層
６０３０画素電極
６０３１対向電極
６０３２絶縁層
６０３５スペーサ
６０５０半導体層
６５０１基板
６５０２画素部
６５０３ａ信号線駆動回路
６５０４ａ走査線駆動回路
６５０５シール材
６５０６基板
６５０７充填材
６５０９ＴＦＴ
６５１０ＴＦＴ
６５１１発光素子
６５１２電界発光層
６５１３電極
６５１５接続端子電極
６５１６端子電極
６５１７電極
６５１８ａＦＰＣ
６５１９異方性導電膜
６５２０隔壁
６５５０半導体層
６５５１絶縁層
６５５２絶縁層
９０００携帯電話機
９００１筐体
９００２表示部
９００３操作ボタン
９００４外部接続ポート
９００５スピーカ
９００６マイク
９０３２半導体層
９４００通信装置
９４０１筐体
９４０２操作ボタン
９４０３外部入力端子
９４０４マイク
９４０５スピーカ
９４０６発光部
９４１０表示装置
９４１１筐体
９４１２表示部
９４１３操作ボタン
９６００テレビジョン装置
９６０１筐体
９６０３表示部
９６０５スタンド
９６０７表示部
９６０９操作キー
９６１０リモコン操作機
９７００デジタルフォトフレーム
９７０１筐体
９７０３表示部
９８８１筐体
９８８２表示部
９８８３表示部
９８８４スピーカ部
９８８５操作キー
９８８６記録媒体挿入部
９８８７接続端子
９８８８センサ
９８８９マイクロフォン
９８９０ＬＥＤランプ
９８９１筐体
９８９３連結部
９９００スロットマシン
９９０１筐体
９９０３表示部

Claims

画素部と、
前記画素部を駆動する駆動回路と、
前記駆動回路と電気的に接続される端子部と、を有し、
前記端子部はフィルタ回路を有し、
前記フィルタ回路は、抵抗と容量素子とを有し、
前記抵抗の第１の端子は、前記容量素子の一方の電極と電気的に接続され、
前記抵抗の前記第１の端子は、前記駆動回路と電気的に接続され、
前記フィルタ回路は、
配線と、
前記配線上の第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上の第１の酸化物半導体層と、
前記第１の酸化物半導体層上の第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層上の端子電極と、を有し、
前記端子電極と前記第１の酸化物半導体層とは、前記第２の絶縁層を介して重なっており、
前記容量素子は、前記端子電極と、前記第２の絶縁層と、前記第１の酸化物半導体層とを有し、
前記端子電極と前記第１の酸化物半導体層とは、前記容量素子の電極としての機能を有することを特徴とする表示装置。
画素部と、
前記画素部を駆動する駆動回路と、
前記駆動回路と電気的に接続される端子部と、を有し、
前記端子部はフィルタ回路を有し、
前記フィルタ回路は、抵抗と容量素子とを有し、
前記抵抗の第１の端子は、前記容量素子の一方の電極と電気的に接続され、
前記抵抗の前記第１の端子は、前記駆動回路と電気的に接続され、
前記フィルタ回路は、
配線と、
前記配線上の第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上の第１の酸化物半導体層と、
前記第１の酸化物半導体層上の第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層上の端子電極と、を有し、
前記抵抗は、前記配線の配線抵抗であり、
前記配線と前記第１の酸化物半導体層とは、前記第１の絶縁層を介して重なっており、
前記容量素子は、前記配線と、前記第１の絶縁層と、前記第１の酸化物半導体層とを有し、
前記配線と前記第１の酸化物半導体層とは、前記容量素子の電極としての機能を有することを特徴とする表示装置。