JP6556998B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明の一態様は、表示装置に関する。

なお本発明は、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。

カラー表示を行う表示装置は、三原色、すなわちＲＧＢ（赤、緑、青）のカラーフィルタを備えた副画素で画素を構成しているものが実用化されている。各副画素では、バックライト等から照射される光の輝度をそれぞれ調整し、ＲＧＢの加法混色によってカラー表示を実現している。

近年、ＲＧＢに加えて白色光を透過する副画素を備えた画素を構成し、低消費電力化あるいは輝度の向上を図る表示装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開平１１−２９５７１７号公報

特許文献１の構成では、白色光を透過する副画素を設けることで、一画素を構成する副画素の数が増える分、各副画素を制御するための配線が増加する。配線が占める面積が増加することで、副画素をより小さく設計する必要が生じる。副画素を小さく設計する場合、トランジスタや保持容量の大きさが変わらないことを考慮すると、光を透過する領域を小さくせざるを得ないこととなる。そのためバックライト等によって、透過させる光の輝度を高める必要性が生じ、却って消費電力が上昇してしまうといった問題が生じる。

そこで、本発明の一態様は、消費電力を低減できる、新規な構成の表示装置等を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、各副画素を制御するための配線数を少なくできる、新規な構成の表示装置等を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、副画素中の保持容量が占める面積を小さくできる、新規な構成の表示装置等を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、表示品位に優れた、新規な構成の表示装置等を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、新規な表示装置等を提供することを課題の一とする。

なお本発明の課題は、上記列挙した課題に限定されない。上記列挙した課題は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお他の課題は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない課題である。本項目で言及していない課題は、当業者であれば明細書又は図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一態様は、上記列挙した記載、及び／又は他の課題のうち、少なくとも一つの課題を解決するものである。

本発明の一態様は、第１乃至第４の副画素を有する画素が設けられた表示装置において、第１乃至第３の副画素は、赤、緑、又は青のいずれか一の光の透過を制御する副画素であり、第４の副画素は、白色の光の透過を制御する副画素であり、第４の副画素の開口部の面積は、第１乃至第３の副画素の開口部の面積よりも小さい表示装置である。

または本発明の一態様は、第１乃至第４の副画素を有する画素が設けられた表示装置において、第１乃至第４の副画素は、それぞれトランジスタ及び容量素子を有し、トランジスタは、酸化物半導体膜を有し、容量素子は、第１の電極及び第２の電極を有し、第１の電極は、トランジスタ上に設けられた無機絶縁膜に接する金属酸化物膜であり、第２の電極は、無機絶縁膜上に設けられ、且つトランジスタに電気的に接続された、透光性を有する導電膜であり、第１乃至第３の副画素は、赤、緑、又は青のいずれか一の光の透過を制御する副画素であり、第４の副画素は、白色の光の透過を制御する副画素であり、第４の副画素の開口部の面積は、第１乃至第３の副画素の開口部の面積よりも小さい表示装置である。

または本発明の一態様は、第１乃至第４の副画素を有する画素が設けられた表示装置において、第１乃至第４の副画素は、それぞれトランジスタ及び容量素子を有し、トランジスタは、酸化物半導体膜を有し、容量素子は、第１の電極及び第２の電極を有し、第１の電極は、トランジスタ上に設けられた無機絶縁膜に接する金属酸化物膜であり、第２の電極は、無機絶縁膜上に設けられ、且つトランジスタに電気的に接続された、透光性を有する導電膜であり、第１乃至第４の副画素は、画素において２行２列の配置となるよう設けられており、第１乃至第３の副画素は、赤、緑、又は青のいずれか一の光の透過を制御する副画素であり、第４の副画素は、白色の光の透過を制御する副画素であり、第４の副画素の開口部の面積は、第２乃至第４の副画素の開口部の面積よりも小さい表示装置である。

または本発明の一態様は、第１乃至第４の副画素を有する画素が設けられた表示装置において、第１乃至第４の副画素は、それぞれトランジスタ及び容量素子を有し、トランジスタは、酸化物半導体膜を有し、容量素子は、第１の電極及び第２の電極を有し、第１の電極は、トランジスタ上に設けられた無機絶縁膜に接する金属酸化物膜であり、第２の電極は、無機絶縁膜上に設けられ、且つトランジスタに電気的に接続された、透光性を有する導電膜であり、第１乃至第４の副画素は、画素において２行２列の配置となるよう設けられており、第１の副画素及び第２の副画素に第１のデータ信号を与える第１の配線と、第３の副画素及び第４の副画素に第２のデータ信号を与える第２の配線と、第１の副画素及び第３の副画素に、第１のデータ信号または第２のデータ信号の書き込みを制御する信号を与える第３の配線と、第２の副画素及び第４の副画素に、第１のデータ信号または第２のデータ信号の書き込みを制御する信号を与える第４の配線と、容量素子が有する第２の電極に、定電位を与えるための第５の配線と、を有し、第１乃至第３の副画素は、赤、緑、又は青のいずれか一の光の透過を制御する副画素であり、第４の副画素は、白色の光の透過を制御する副画素であり、第４の副画素の開口部の面積は、第１乃至第３の副画素の開口部の面積よりも小さい表示装置である。

本発明の一態様により、消費電力を低減できる、新規な構成の表示装置等を提供することができる。または、本発明の一態様により、各副画素を制御するための配線数を少なくできる、新規な構成の表示装置等を提供することができる。または、本発明の一態様により、副画素中の保持容量が占める面積を小さくできる、新規な構成の表示装置等を提供することができる。または、本発明の一態様により、表示品位に優れた、新規な構成の表示装置等を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な表示装置等を提供することができる。

なお本発明の効果は、上記列挙した効果に限定されない。上記列挙した効果は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお他の効果は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない効果である。本項目で言及していない効果は、当業者であれば明細書又は図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一態様は、上記列挙した効果、及び／又は他の効果のうち、少なくとも一つの効果を有するものである。従って本発明の一態様は、場合によっては、上記列挙した効果を有さない場合もある。

本発明の一態様を説明するためのブロック図である。 本発明の一態様を説明するためのブロック図である。 本発明の一態様を説明するためのブロック図である。 本発明の一態様を説明するためのブロック図及び回路図である。 本発明の一態様を説明するための上面図及び回路図である。 本発明の一態様を説明するための上面図である。 本発明の一態様を説明するための断面図である。 本発明の一態様を説明するための上面図及び断面図である。 本発明の一態様を説明するための上面図及び断面図である。 本発明の一態様を説明するための上面図及び断面図である。 本発明の一態様を説明するための上面図及び断面図である。 本発明の一態様を説明するための断面図である。 本発明の一態様を説明するための断面図である。 本発明の一態様を説明するための断面図である。 本発明の一態様を説明するための断面図である。 本発明の一態様を説明するための断面図である。 本発明の一態様を説明するための断面図である。 本発明の一態様を説明するための断面図である。 本発明の一態様を説明するための断面図である。 本発明の一態様を説明するための断面図である。 本発明の一態様を説明するための断面図である。 本発明の一態様を説明するための断面図である。 本発明の一態様を説明するための断面図である。 本発明の一態様を説明するための断面図である。 本発明の一態様を説明するための断面図である。 酸化物半導体の断面ＴＥＭ像および局所的なフーリエ変換像である。 酸化物半導体膜のナノビーム電子回折パターンを示す図、および透過電子回折測定装置の一例を示す図である。 透過電子回折測定による構造解析の一例を示す図、および平面ＴＥＭ像である。 表示装置の駆動方法の一例を示す概念図である。 表示モジュールを説明する図である。 実施の形態に係る、電子機器の外観図を説明する図である。 実施の形態に係る、電子機器の外観図を説明する図である。 本発明の一態様を説明するためのブロック図である。 抵抗率の温度依存性を説明する図である。

以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、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。なお、以下に説明する発明の構成において、同じ物を指し示す符号は異なる図面間において共通とする。

また、図面において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は、理想的な例を模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。例えば、ノイズによる信号、電圧、若しくは電流のばらつき、又は、タイミングのずれによる信号、電圧、若しくは電流のばらつきなどを含むことが可能である。

また本明細書等において、トランジスタとは、ゲート（ゲート端子又はゲート電極）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、ドレイン領域又はドレイン電極）とソース（ソース端子、ソース領域又はソース電極）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できるものである。

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、いずれがソース又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ず、ソースとドレインとの一方を第１端子と表記し、ソースとドレインとの他方を第２端子と表記する場合がある。

なお本明細書にて用いる「第１」、「第２」、「第３」という序数詞は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではないことを付記する。

なお本明細書において、ＡとＢとが接続されている、とは、ＡとＢとが直接接続されているものの他、電気的に接続されているものを含むものとする。ここで、ＡとＢとが電気的に接続されているとは、ＡとＢとの間で、何らかの電気的作用を有する対象物が存在するとき、ＡとＢとの電気信号の授受を可能とするものをいう。

なお本明細書において、「上に」、「下に」などの配置を示す語句は、構成同士の位置関係を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている。また、構成同士の位置関係は、各構成を描写する方向に応じて適宜変化するものである。従って、明細書で説明した語句に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。

なお図面における各回路ブロックの配置は、説明のため位置関係を特定するものであり、異なる回路ブロックで別々の機能を実現するよう図面で示していても、実際の回路や領域では、同じ回路ブロック内で別々の機能を実現しうるように設けられている場合もある。また図面における各回路ブロックの機能は、説明のため機能を特定するものであり、一つの回路ブロックとして示していても、実際の回路や領域では、一つの回路ブロックで行う処理を複数の回路ブロックで行うよう設けられている場合もある。

なお電圧とは、ある電位と、基準電位（例えばグラウンド電位）との電位差のことを示す場合が多い。よって、電圧、電位、電位差を、各々、電位、電圧、電圧差と言い換えることが可能である。なお電圧とは２点間における電位差のことをいい、電位とはある一点における静電場の中にある単位電荷が持つ静電エネルギー（電気的な位置エネルギー）のことをいう。

なお、一般に、電位や電圧は、相対的なものである。したがって、グラウンド電位は、必ずしも、０ボルトであるとは限定されない。

また本明細書等において、「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。従って、−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。従って、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。

また本明細書等において、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。

（実施の形態１）
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、図面を用いて説明する。

＜画素が有する副画素の構成について＞
図１（Ａ）に、表示装置が有する画素部及び該画素部の駆動するための回路のブロック図を示す。

図１（Ａ）に示す表示装置１００は、画素部１０、回路１１及び回路１２を有する。また、画素部１０は画素１３を有する。画素１３は、副画素１４Ｒ、副画素１４Ｇ、副画素１４Ｂ及び副画素１４Ｗを有する。

また図１（Ｂ）には、図１（Ａ）における画素１３の詳細を説明するためのブロック図を示す。図１（Ｂ）では、画素１３が有する副画素１４Ｒ、副画素１４Ｇ、副画素１４Ｂ及び副画素１４Ｗの他、第１の配線Ｌ１乃至第５の配線Ｌ５を図示している。

画素１３が有する副画素１４Ｒ、副画素１４Ｇ、副画素１４Ｂ及び副画素１４Ｗは、トランジスタ及び容量素子（共に図示せず）を有する。このトランジスタ及び容量素子に対し、第１の配線Ｌ１乃至第５の配線Ｌ５は、制御するための信号あるいは定電位を与える機能を有する。

画素１３は、ＲＧＢ（赤、緑、青）の３原色にＷ（白）を加えた４色の光の透過を副画素にて制御し、これらの光の加法混色に従ってカラー表示を行う機能を有する。ＲＧＢの光の透過を制御する副画素は、光源の光を、各色を呈する光にするための、着色層としてカラーフィルタを有する。なおＷの光の透過を制御する副画素は、光源の光が白色であれば、カラーフィルタを透過せずに透過させる。なお白色とは、ＲＧＢの加法混色で得られる白色の他、補色の関係の色の混色で得られる白色でもよい。

なお、画素１３は、ＲＧＢＷの副画素という４種類の副画素を有していればよいが、本発明の一態様は、これに限定されない。１つの画素は、４種類の副画素のうち、少なくとも、２つの副画素を有していればよい。また、それぞれの画素が有する副画素は、画素によって、異なっていてもよい。

例えば、第１の画素は、Ｒの副画素、Ｇの副画素、Ｂの副画素を有し、第２の画素は、Ｒの副画素と、Ｇの副画素と、Ｂの副画素と、Ｗの副画素を有してもよい。

副画素１４Ｒは、第１の走査信号を与えてトランジスタの導通状態を制御し、容量素子によって第１のデータ信号を保持し、第１のデータ信号によって与えられた電荷量に従って表示素子を駆動することで、赤色の光の透過を制御する機能を有する。また副画素１４Ｇは、第２の走査信号を与えてトランジスタの導通状態を制御し、容量素子によって第１のデータ信号を保持し、第１のデータ信号によって与えられた電荷量に従って表示素子を駆動することで、緑色の光の透過を制御する機能を有する。また副画素１４Ｂは、第１の走査信号を与えてトランジスタの導通状態を制御し、容量素子によって第２のデータ信号を保持し、第２のデータ信号によって与えられた電荷量に従って表示素子を駆動することで、青色の光の透過を制御する機能を有する。また副画素１４Ｗは、第２の走査信号を与えてトランジスタの導通状態を制御し、容量素子によって第２のデータ信号を保持し、第２のデータ信号によって与えられた電荷量に従って表示素子を駆動することで、白色の光の透過を制御する機能を有する。

なお副画素１４Ｒは、第１の副画素という場合がある。なお副画素１４Ｇは、第２の副画素という場合がある。なお副画素１４Ｂは、第３の副画素という場合がある。なお副画素１４Ｗは、第４の副画素という場合がある。

図１（Ｂ）において、第１の配線Ｌ１は、一例として、副画素１４Ｒ、副画素１４Ｇに第１のデータ信号を与えるための信号線としての機能を有する。また第２の配線Ｌ２は、一例として、副画素１４Ｂ、副画素１４Ｗに第２のデータ信号を与えるための信号線としての機能を有する。また第３の配線Ｌ３は、一例として、副画素１４Ｒ、副画素１４Ｂに第１の選択信号を与えるための走査線としての機能を有する。また第４の配線Ｌ４は、一例として、副画素１４Ｇ、副画素１４Ｗに第２の選択信号を与えるための走査線としての機能を有する。また第５の配線Ｌ５は、一例として、副画素１４Ｒ、副画素１４Ｇ、副画素１４Ｂ及び副画素１４Ｗに定電位を与えるための容量線としての機能を有する。

図１（Ａ）で図示した回路１１は、走査線駆動回路としての機能を有する。具体的に図１（Ｂ）は、前述した第１の配線Ｌ１及び第２の配線Ｌ２に、第１の走査信号及び第２の走査信号を順次出力する機能を有する。また図１（Ａ）で図示した回路１２は、信号線駆動回路としての機能を有する。具体的に図１（Ｂ）は、前述した第３の配線Ｌ３及び第４の配線Ｌ４に、第１のデータ信号及び第２のデータ信号を順次出力する機能を有する。回路１１及び回路１２は、シフトレジスタ等の回路を備え、順に信号を出力する機能を有する。

なお図１（Ａ）では、説明のため、Ｘ方向及びＹ方向を図示している。Ｘ方向は、第３の配線Ｌ３及び第４の配線Ｌ４が延設された方向、すなわち画素の行方向（図１（Ａ）中、紙面水平方向）をＸ方向として示している。Ｙ方向は、第１の配線Ｌ１及び第２の配線Ｌ２が延設された方向、すなわち画素の列方向（図１（Ａ）中、紙面垂直方向）をＹ方向として示している。

本発明の一態様である図１（Ａ）、（Ｂ）の構成では、副画素１４Ｗが占める面積を、副画素１４Ｒ、副画素１４Ｇ及び副画素１４Ｂが占める面積よりも小さくすることを特徴の一つとするものである。なお副画素が占める面積とは、各副画素が有するトランジスタ及び容量素子のサイズが同じ場合、開口部の面積に置き換えることができる。

なお以下の説明において副画素１４Ｗを、Ｗの副画素と略して説明する場合がある。また副画素１４Ｒを、Ｒの副画素と略して説明する場合がある。また副画素１４Ｇを、Ｇの副画素と略して説明する場合がある。また副画素１４Ｂを、Ｂの副画素と略して説明する場合がある。また副画素１４Ｒ、副画素１４Ｇ及び副画素１４Ｂを、ＲＧＢの副画素と略して説明する場合がある。また副画素１４Ｒ、副画素１４Ｇ、副画素１４Ｂ及び副画素１４Ｗを、ＲＧＢＷ（赤、緑、青、白）の副画素と略して説明する場合がある。

Ｗの副画素が占める面積を、ＲＧＢの各副画素が占める面積よりも小さくすることで、相対的にＲＧＢの各副画素を大きくすることができ、ＲＧＢの副画素の開口部の面積を大きくすることができる。そのため、ＲＧＢの副画素の画素を用いてカラー表示を行う場合、色の彩度を低減することなく、カラー表示を行うことができる。

加えてＷの副画素では、ＲＧＢの副画素に設けた、所定の色を呈するためのカラーフィルタを備えていない。そのため、Ｗの副画素を透過する光の強度は、ＲＧＢの各副画素を透過する光の強度より大きい。そのため、Ｗの副画素の面積を他に比べて小さくしても、光の強度のバランスを保つことができる。その結果、Ｗの副画素の面積を小さくしても、カラー表示で得られる画像のホワイトバランス等を著しく変化させることなく、Ｗの副画素が占める面積を、ＲＧＢの各副画素が占める面積よりも小さくした画素とすることができる。

ＲＧＢの副画素を透過して得られる白色は、カラーフィルタを透過した光であるため、光源より射出された光の強度より小さくなって得られる白色である。本発明の一態様のように、光源の光がカラーフィルタを透過せずにＷの副画素から得られる白色は、光源より射出される光の強度と同程度の光の強度を有する白色である。そのため本発明の一態様で得られるＲＧＢＷの副画素から得られる白色は、ＲＧＢの副画素から得られる白色に比べ、光の強度が大きい白色である。言い換えればＲＧＢＷの副画素から得られる白色は、光の強度の低下が抑えられた白色である。そのためＲＧＢＷの副画素を用いる本発明の一態様による構成では、カラーフィルタを透過させることなく得られる白色のため、光源から同じ強度の光を射出して白色を得る場合に、ＲＧＢの副画素を用いて加法混色で白色を得る場合に比べて光源の光を弱めることができる。その結果、表示装置は、消費電力の低減を図ることができる。

なおＷの副画素が占める面積の大きさは、ＲＧＢの各副画素が有するカラーフィルタでの光の減衰量にもよるが、他のＲＧＢの各副画素の１／３以上、等倍未満の面積とすればよい。好ましくは、Ｗの副画素が占める面積の大きさは、他のＲＧＢの各副画素の１／２以上、等倍未満の面積とすればよい。

また、本発明の一態様である図１（Ａ）、（Ｂ）の構成では、副画素１４Ｒ、副画素１４Ｇ、副画素１４Ｂ及び副画素１４Ｗの配置を、２行２列に配置となるよう設けることを特徴の一つとするものである。２行２列に配置する副画素の位置は、一例であり、例えば副画素１４Ｒと副画素１４Ｇの位置を入れ替える等、適宜変更することができる。

画素内のＲＧＢＷの副画素を図１（Ａ）、（Ｂ）のように配置することで、ＲＧＢＷの副画素をストライプ配置する場合と比べて、データ線、走査線及び容量線等の配線数を削減することができる。

例えば表示装置は液晶表示装置で、ＲＧＢＷの４つの副画素をストライプ配置とする場合、データ線の数が４本、走査線の数が１本、容量線の数が１本で、計６本の配線を用いて画素の制御を行う必要がある。

一方、本発明の一態様である図１（Ａ）、（Ｂ）の構成では、データ線の数が２本、走査線の数が２本、容量線の数が１本で、計５本の配線を用いて画素の制御を行うことができる。そのため、ＲＧＢＷの副画素を有する画素に接続する配線が占める面積を削減することができる。配線が占める面積を削減した分、ＲＧＢの副画素を大きくすることができるため、ＲＧＢの各副画素の開口部の面積を大きくすることができる。そのため、光源から同じ強度の光を射出して白色を得る場合に、光源の光を弱めることができるため、消費電力の低減を図ることができる。

なお本発明の一態様における表示装置において、ＲＧＢＷの副画素は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す構成であれば、図２（Ａ）に示すように、Ｘ方向Ｙ方向にマトリクス状に配置すればよい。図２（Ａ）に示す構成に限らず、副画素の配置は適宜変更することができる。例えば、図２（Ｂ）に示すＲＧＢＷの副画素の配置とすることもできる。

なお本発明の一態様における構成では、副画素１４Ｗが占める面積を、副画素１４Ｒ、副画素１４Ｇ及び副画素１４Ｂが占める面積よりも小さくすればよく、この場合、図３（Ａ）に示すようにＲＧＢＷの副画素をストライプ配列とすることができる。あるいは、図３（Ｂ）に示すように、副画素１４Ｒ、副画素１４Ｇ及び副画素１４Ｂをさらに分割した副画素とすることもできる。あるいは、図３（Ａ）、（Ｂ）では、Ｙ方向にストライプ配列とする構成としたが、図３（Ｃ）に示すようにＸ方向にストライプ配列となるよう、画素１３内のＲＧＢＷの副画素を配置する構成としてもよい。

＜画素に与えるデータ信号について＞
画素が有するＲＧＢＷの各副画素に与える、第１のデータ信号及び第２のデータ信号は、ＲＧＢの３原色にＷを加えたＲＧＢＷのデータ信号である。第１のデータ信号及び第２のデータ信号は、ＲＧＢの３原色のデータ信号をもとに、生成すればよい。一例として第１のデータ信号及び第２のデータ信号は、図３３に示すブロック図の構成を用いて生成すればよい。

一例として示した図３３（Ａ）は、表示装置１００に加えて、表示コントローラ２００、信号変換回路２１０及びバックライトユニット２３０を示している。信号変換回路２１０は、データ信号演算回路２２０を有する。なお図３３（Ａ）は、表示装置１００が液晶表示装置である例を示しており、光源であるバックライトユニット２３０を示している。

表示コントローラ２００は、ＲＧＢのデータ信号（図中、ＲＧＢ＿ｄａｔａ）を生成し、出力する機能を有する。信号変換回路２１０は、ＲＧＢのデータ信号をＲＧＢＷのデータ信号（図中、ＲＧＢＷ＿ｄａｔａ）に変換して、表示装置１００に出力する機能を有する回路である。また信号変換回路２１０は、ＲＧＢＷのデータ信号をもとに、バックライトユニット２３０のバックライト（図中、ｂａｃｋ ｌｉｇｈｔ）の光の強度を制御するためのバックライト制御信号ＢＬ＿ｃｏｎｔを生成する機能を有する。バックライトユニット２３０は、バックライト制御信号ＢＬ＿ｃｏｎｔをもとに、表示装置１００の光源となる、バックライトの光の強度の強弱を制御する機能を有する。なおバックライトユニット２３０は、複数の副画素に対応して分割して制御できる複数の光源を有し、各光源で個別に光の強度の強弱を制御できる構成としてもよい。該構成により、ＲＧＢＷのデータ信号に従って光の強度の強弱をつけることができ、より低消費電力化を図ることができる。

信号変換回路２１０が有するデータ信号演算回路２２０は、ルックアップテーブルを有し、該ルックアップテーブルをもとにＲＧＢのデータ信号をＲＧＢＷのデータ信号に変換して出力する機能を有する構成としてもよい。該構成により、複雑な演算処理をすることなく、ＲＧＢのデータ信号をＲＧＢＷのデータ信号に変換することができる。あるいは、データ信号演算回路２２０は、ＲＧＢのデータ信号をもとに演算処理を行い、ＲＧＢＷのデータ信号を生成する構成でもよい。

バックライトユニット２３０は、バックライト制御信号ＢＬ＿ｃｏｎｔによって制御される。バックライトユニット２３０は、一例として、Ｗのデータ信号の階調値が、ＲＧＢのデータ信号の階調値よりも大きい場合、すなわちＷの副画素を透過する光の強度がＲＧＢの各副画素を透過する光の強度より大きい場合に、対応する光源の光を弱めるよう制御される。またバックライトユニット２３０は、Ｗのデータ信号の階調値が、ＲＧＢのデータ信号の階調値よりも小さい場合、対応する光源の光を強めるよう制御される。該構成とすることで、Ｗの副画素を透過する光の強度の低下が抑制されることを利用して、光の透過量を適宜調整することができ、消費電力の低減を図ることができる。なおＲＧＢＷのデータ信号による階調値の比較は、全画素での平均値をもとに算出してもよいし、任意の箇所の画素の平均値をもとに算出する構成としてもよい。

なおＷのデータ信号は、図３３（Ｂ）に示すように、ＲＧＢのデータ信号とは別に生成してもよい。該構成の場合、データ信号演算回路２２０は、ＲＧＢのデータ信号を補正する必要がないため、データ信号演算回路２２０の演算量を少なくすることができる。この場合、ＲＧＢのデータ信号を補正しないため、Ｗのデータ信号をもとに、バックライトユニット２３０によって光源の光を調整し、消費電力の低減を図ることができる。

＜表示装置の構成について＞
上述した、Ｗの副画素の開口部の面積を、ＲＧＢの副画素の開口部の面積よりも小さくすること、画素を制御する配線数を削減するよう副画素の配置を２行２列の配置とすることに加えて、本発明の一態様では、各副画素が有するトランジスタの半導体膜を酸化物半導体膜とし、容量素子を構成する電極が、透光性を有する導電膜で構成されるものとする。そこで、図面を用いて副画素が有するトランジスタ及び容量素子の構成について説明する。

まず図４（Ａ）には、図１（Ａ）よりも詳細な表示装置１００のブロック図を示す。図４（Ａ）に示す表示装置１００は、画素部１０と、回路１１と、回路１２と、各々が平行または略平行に配設され、且つ回路１１によって電位が制御されるｍ本（ｍは自然数）の走査線１５と、各々が平行または略平行に配設され、且つ回路１２によって電位が制御されるｎ本（ｎは自然数）の信号線１６と、を有する。さらに、画素部１０はマトリクス状に配設された複数の画素１３を有する。さらに、画素１３は２行２列に配設された副画素１４を有する。また、信号線１６に沿って、各々が平行または略平行に配設された容量線１７を有する。

なお表示装置は、別の基板上に配置された表示コントローラ、信号変換回路、電源回路及びバックライトユニット等を含み、表示モジュールとよばれることもある。

図４（Ｂ）、（Ｃ）は、図４（Ａ）に示す表示装置の副画素１４に用いることができる回路構成の一例を示している。

図４（Ｂ）に一例として示す副画素１４は、液晶表示装置が有する副画素であり、液晶素子２３と、トランジスタ２１と、容量素子２２と、を有する。

液晶素子２３の一対の電極の一方の電位は、副画素１４の仕様に応じて適宜設定される。液晶素子２３は、書き込まれるデータにより配向状態が設定される。また、複数の副画素１４のそれぞれが有する液晶素子２３の一対の電極の一方に共通の電位（コモン電位：Ｖｃｏｍ）を与えてもよい。また、各行の副画素１４毎の液晶素子２３の一対の電極の一方に異なる電位を与えてもよい。

なお、液晶素子２３は、液晶の光学的変調作用によって光の透過または非透過を制御する機能を有する素子である。なお、液晶の光学的変調作用は、液晶にかかる電界（横方向の電界、縦方向の電界又は斜め方向の電界を含む）によって制御される。なお、液晶素子２３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、サーモトロピック液晶、ライオトロピック液晶、強誘電液晶、反強誘電液晶等が挙げられる。

液晶素子２３を有する表示装置の駆動方法としては、例えば、ＴＮモード、ＶＡモード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＭＶＡモード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、またはＴＢＡ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｂｅｎｄ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードなどを用いてもよい。ただし、これに限定されず、液晶素子及びその駆動方式として様々なものを用いることができる。

また、ブルー相（Ｂｌｕｅ Ｐｈａｓｅ）を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物により液晶素子を構成してもよい。ブルー相を示す液晶は、応答速度が１ｍｓｅｃ以下と短い。またブルー相を示す液晶は、光学的等方性であるが故に、配向処理が不要であり、且つ視野角依存性が小さい。

図４（Ｂ）に示す副画素１４の構成において、トランジスタ２１のソース電極及びドレイン電極の一方は、信号線１６に接続され、他方は液晶素子２３の一対の電極の他方に接続される。また、トランジスタ２１のゲート電極は、走査線１５に接続される。トランジスタ２１は、オン状態またはオフ状態になることにより、データ信号の書き込みを制御する機能を有する。

図４（Ｂ）に示す副画素１４の構成において、容量素子２２の一対の電極の一方は、電位が供給される容量線２５に接続され、他方は、液晶素子２３の一対の電極の他方に接続される。なお、容量線１７の電位の値は、副画素１４の仕様に応じて適宜設定される。容量素子２２は、書き込まれたデータを保持する保持容量としての機能を有する。

例えば、図４（Ｂ）の副画素１４を有する表示装置では、回路１１により各行の副画素１４を順次選択し、トランジスタ２１をオン状態にしてデータ信号を書き込む。

データが書き込まれた副画素１４は、トランジスタ２１がオフ状態になることで保持状態になる。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。

また別の例として、図４（Ｃ）に一例として示す副画素１４は、発光表示装置が有する副画素でありトランジスタ３１と、トランジスタ３２と、トランジスタ３４と、容量素子３３と、発光素子３５と、を有する。

トランジスタ３１のソース電極及びドレイン電極の一方は、データ信号が与えられる信号線１６に接続される。さらに、トランジスタ３１のゲート電極は、走査線１５に接続される。

トランジスタ３１は、オン状態またはオフ状態になることにより、データ信号の書き込みを制御する機能を有する。

トランジスタ３４のソース電極及びドレイン電極の一方は、アノード線として機能する配線３７に接続され、トランジスタ３４のソース電極及びドレイン電極の他方は、発光素子３５の一方の電極に接続される。さらに、トランジスタ３４のゲート電極は、トランジスタ３１のソース電極及びドレイン電極の他方、及び容量素子３３の一方の電極に接続される。

トランジスタ３４は、ゲートに保持されたデータによって、発光素子３５に流れる電流量を制御する機能を有する。

トランジスタ３２のソース電極及びドレイン電極の一方はデータの基準電位が与えられる配線３６と接続され、トランジスタ３２のソース電極及びドレイン電極の他方は、発光素子３５の一方の電極、及び容量素子３３の他方の電極に接続される。さらに、トランジスタ３２のゲート電極は、走査線１５に接続される。

トランジスタ３２は、発光素子３５に流れる電流を調整する機能を有する。例えば、発光素子３５が劣化等により、発光素子３５の内部抵抗が上昇した場合、トランジスタ３２のソース電極及びドレイン電極の一方が接続された配線３６に流れる電流をモニタリングすることで、発光素子３５に流れる電流を補正することができる。配線３６に与えられる電位としては、例えば、０Ｖとすることができる。

容量素子３３の一対の電極の一方は、トランジスタ３１のソース電極及びドレイン電極の他方、及びトランジスタ３４のゲート電極に接続され、容量素子３３の一対の電極の他方は、トランジスタ３４のソース電極及びドレイン電極の他方、及び発光素子３５の一方の電極に接続される。

図４（Ｃ）に示す副画素１４の構成において、容量素子３３は、書き込まれたデータを保持する保持容量としての機能を有する。

発光素子３５の一対の電極の一方は、トランジスタ３４のソース電極及びドレイン電極の他方、容量素子３３の他方の電極、及びトランジスタ３２のソース電極及びドレイン電極の他方に接続される。また、発光素子３５の一対の電極の他方は、カソードとして機能する配線３８に接続される。

発光素子３５としては、例えば有機エレクトロルミネセンス素子（有機ＥＬ素子ともいう）などを用いることができる。ただし、発光素子３５としては、これに限定されず、無機材料からなる無機ＥＬ素子を用いても良い。

なお、配線３７及び配線３８の一方には、高電源電位ＶＤＤが与えられ、他方には、低電源電位ＶＳＳが与えられる。図４（Ｃ）に示す構成においては、配線３７に高電源電位ＶＤＤを、配線３８に低電源電位ＶＳＳを、それぞれ与える構成としている。

図４（Ｃ）の副画素１４を有する表示装置では、回路１１により各行の副画素１４を順次選択し、トランジスタ３１をオン状態にしてデータ信号を書き込む。

データが書き込まれた副画素１４は、トランジスタ３１がオフ状態になることで保持状態になる。さらに、トランジスタ３１は、容量素子３３と接続しているため、書き込まれたデータを長時間保持することが可能となる。また、トランジスタ３２により、ソース電極とドレイン電極の間に流れる電流量が制御され、発光素子３５は、流れる電流量に応じた輝度で発光する。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。

なお、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）では、表示素子として、液晶素子２３や発光素子３５を用いた例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。様々な表示素子を用いることも可能である。例えば、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、液晶素子、電子インク、電気泳動素子、グレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）、プラズマディスプレイパネル（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、など、電気磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化する表示媒体を有するものがある。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。

＜素子基板及び対向基板上の構成について＞
次いで、副画素が有するトランジスタ及び容量素子の構成について説明する。特に本発明の一態様では、各副画素が有するトランジスタの半導体膜を酸化物半導体膜とし、容量素子を構成する電極が、透光性を有する導電膜で構成されるものとする特徴を有する。そして本発明の一態様では、容量素子を構成する透光性を有する導電膜は、工程数を増やすことなく、形成可能な材料を用いて作製できるものとする。以下では、素子基板側に設けられるトランジスタ、容量素子等、及び対向基板側に設けられるカラーフィルタ等を有する副画素の構成について詳述する。

なお以下の説明においては、表示装置を液晶表示装置として説明する。図５（Ａ）では、画素１３における素子基板側の部材の配置を表す上面図を示す。また図５（Ｂ）では、上面図に対応する回路構成を示す。また図６では、図５（Ａ）に示す素子基板側の部材の上面図に対応する、対向基板側の部材の配置を表す上面図を示す。また図７では、図５（Ａ）、図６の上面図で示す素子基板側、及び対向基板側における、鎖線Ａ−Ｂ間、及びＣ−Ｄ間の断面図について示す。

図５（Ａ）において、走査線として機能する導電膜１５＿ｍ及び１５＿ｍ＋１は、信号線として機能する導電膜に略直交する方向に延伸して設けられている。信号線として機能する導電膜１６＿ｎ及び１６＿ｎ＋１、及び容量線として機能する導電膜１７ｐは、走査線として機能する導電膜に略直交する方向に延伸して設けられている。なお、走査線として機能する導電膜１５＿ｍ及び１５＿ｍ＋１は、走査線駆動回路として機能する回路１１（図４（Ａ）を参照。）と接続されている。また信号線として機能する導電膜１６＿ｎ及び１６＿ｎ＋１は、信号線駆動回路として機能する回路１２（図４（Ａ）を参照。）に接続されている。また容量線として機能する導電膜１７ｐは、固定電位を与える回路（図示せず）に接続されている。

図５（Ａ）に示す上面図では、画素１３が有する、副画素１４Ｒ、副画素１４Ｇ、副画素１４Ｂ及び副画素１４Ｗの配置例を示している。副画素１４Ｒでは、酸化物半導体膜４１Ｒ、導電膜４５Ｒ、開口部４７Ｒ、導電膜４９Ｒ、金属酸化物膜４３ＲＢ、開口部５０ＲＢを有する。また副画素１４Ｇでは、酸化物半導体膜４１Ｇ、導電膜４５Ｇ、開口部４７Ｇ、導電膜４９Ｇ、金属酸化物膜４３ＧＷ、開口部５０ＧＷを有する。また副画素１４Ｂでは、酸化物半導体膜４１Ｂ、導電膜４５Ｂ、開口部４７Ｂ、導電膜４９Ｂ、金属酸化物膜４３ＲＢ、開口部５０ＲＢを有する。また副画素１４Ｗでは、酸化物半導体膜４１Ｗ、導電膜４５Ｗ、開口部４７Ｗ、導電膜４９Ｗ、金属酸化物膜４３ＧＷ、開口部５０ＧＷを有する。

また図５（Ｂ）では、図５（Ａ）に示す上面図に対応する、画素１３が有する、副画素１４Ｒ、副画素１４Ｇ、副画素１４Ｂ及び副画素１４Ｗでの回路構成例を示している。副画素１４Ｒでは、トランジスタ２１Ｒ、容量素子２２Ｒ及び液晶素子２３Ｒを有する。また副画素１４Ｇでは、トランジスタ２１Ｇ、容量素子２２Ｇ及び液晶素子２３Ｇを有する。また副画素１４Ｂでは、トランジスタ２１Ｂ、容量素子２２Ｂ及び液晶素子２３Ｂを有する。また副画素１４Ｗでは、トランジスタ２１Ｗ、容量素子２２Ｗ及び液晶素子２３Ｗを有する。

図５（Ｂ）に示すトランジスタ２１Ｒ（２１Ｇ、２１Ｂあるいは２１Ｗ）は、走査線として機能する導電膜及び信号線として機能する導電膜が交差する領域に設けられている。トランジスタ２１Ｒ（２１Ｇ、２１Ｂあるいは２１Ｗ）は、ゲート電極として機能する導電膜１５＿ｍ（または１５＿ｍ＋１）、ゲート絶縁膜（図５（Ａ）に図示せず。）、ゲート絶縁膜上に形成されたチャネル領域が形成される酸化物半導体膜（４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂあるいは４１Ｗ）、ソース電極及びドレイン電極として機能する一対の導電膜１６＿ｎ（または１６＿ｎ＋１）、及び導電膜４５Ｒ（４５Ｇ、４５Ｂあるいは４５Ｗ）を有する。

なお、導電膜１５＿ｍ（または１５＿ｍ＋１）は、走査線として機能する導電膜としても機能し、酸化物半導体膜４１Ｒ（４１Ｇ、４１Ｂあるいは４１Ｗ）と重畳する領域がトランジスタ２１Ｒ（２１Ｇ、２１Ｂあるいは２１Ｗ）のゲート電極としての機能を有する。また、導電膜１６＿ｎ（または１６＿ｎ＋１）は、信号線として機能する導電膜としての機能、酸化物半導体膜４１Ｒ（４１Ｇ、４１Ｂあるいは４１Ｗ）と重畳する領域がトランジスタ２１Ｒ（２１Ｇ、２１Ｂあるいは２１Ｗ）のソース電極またはドレイン電極としての機能を有する。また、図５（Ａ）において、走査線として機能する導電膜は、上面形状において端部が酸化物半導体膜４１Ｒ（４１Ｇ、４１Ｂあるいは４１Ｗ）の端部より外側に位置する。このため、走査線として機能する導電膜はバックライトなどの光源からの光を遮る遮光膜としての機能を有する。この結果、トランジスタに含まれる酸化物半導体膜４１Ｒ（４１Ｇ、４１Ｂあるいは４１Ｗ）に光が照射されず、トランジスタの電気特性の変動を抑制することができる。

また、金属酸化物膜４３ＲＢ（または４３ＧＷ）上において、絶縁膜を介して導電膜４９Ｒ（４９Ｇ、４９Ｂあるいは４９Ｗ）が設けられている。なお、金属酸化物膜４３ＲＢ（または４３ＧＷ）上に設けられる絶縁膜において、開口部５０ＲＢ（または５０ＧＷ）が設けられている。該開口部５０ＲＢ（または５０ＧＷ）において、金属酸化物膜４３ＲＢ（または４３ＧＷ）は、絶縁膜に含まれる窒化物絶縁膜（図５に図示せず）と接する。

容量素子２２Ｒ（２２Ｇ、２２Ｂあるいは２２Ｗ）は、金属酸化物膜４３ＲＢ（または４３ＧＷ）、及び導電膜４９Ｒ（４９Ｇ、４９Ｂあるいは４９Ｗ）が重なる領域で形成される。金属酸化物膜４３ＲＢ（または４３ＧＷ）、並びに導電膜４９Ｒ（４９Ｇ、４９Ｂあるいは４９Ｗ）は透光性を有する。即ち、容量素子２２Ｒ（２２Ｇ、２２Ｂあるいは２２Ｗ）は透光性を有する。

導電膜４９Ｒ（４９Ｇ、４９Ｂあるいは４９Ｗ）は、画素電極として機能する。また、導電膜４９Ｒ（４９Ｇ、４９Ｂあるいは４９Ｗ）は、開口部４７Ｒ（４７Ｇ、４７Ｂあるいは４７Ｗ）において、導電膜４５Ｒ（４５Ｇ、４５Ｂあるいは４５Ｗ）と接続する。すなわち、トランジスタ２１Ｒ（２１Ｇ、２１Ｂあるいは２１Ｗ）、容量素子２２Ｒ（２２Ｇ、２２Ｂあるいは２２Ｗ）、及び導電膜４９Ｒ（４９Ｇ、４９Ｂあるいは４９Ｗ）は互いに接続する。

容量素子２２Ｒ（２２Ｇ、２２Ｂあるいは２２Ｗ）は透光性を有するため、副画素１４Ｒ（１４Ｇ、１４Ｂあるいは１４Ｗ）内に容量素子２２Ｒ（２２Ｇ、２２Ｂあるいは２２Ｗ）を大きく（大面積に）形成することができる。従って、開口率を高めつつ、代表的には５０％以上、好ましくは６０％以上とすることが可能であると共に、容量値を増大させた表示装置を得ることができる。例えば、解像度の高い表示装置、例えば液晶表示装置においては、画素の面積が小さくなり、容量素子の面積も小さくなる。このため、解像度の高い表示装置において、容量素子に蓄積される電荷量が小さくなる。しかしながら、本実施の形態に示す容量素子２２Ｒ（２２Ｇ、２２Ｂあるいは２２Ｗ）は透光性を有するため、当該容量素子を画素に設けることで、各画素において十分な容量値を得つつ、開口率を高めることができる。代表的には、画素密度が１００ｐｐｉ以上、さらには２００ｐｐｉ以上、更には３００ｐｐｉ以上である高解像度の表示装置に好適に用いることができる。

また、液晶表示装置において、容量素子の容量値を大きくするほど、電界を加えた状況において、液晶素子の液晶分子の配向を一定に保つことができる期間を長くすることができる。静止画を表示させる場合、当該期間を長くできるため、画像データを書き換える回数を低減することが可能であり、消費電力を低減することができる。また、本実施の形態に示す構造により、高解像度の表示装置においても、開口率を高めることができるため、バックライトなどの光源の光を効率よく利用することができ、表示装置の消費電力を低減することができる。

なお図５（Ｂ）において、トランジスタ２１Ｒ（２１Ｇ、２１Ｂあるいは２１Ｗ）は、ゲートを半導体膜の片側において少なくとも有していれば良いが、半導体膜を間に挟んで存在する一対のゲートを有していても良い。一対のゲートの一方をバックゲートとすると、通常のゲート及びバックゲートに同じ高さの電位が与えられていても良いし、バックゲートにのみ接地電位などの固定の電位が与えられていても良い。バックゲートに与える電位の高さを制御することで、トランジスタの閾値電圧を制御することができる。また、バックゲートを設けることで、チャネル形成領域が増え、ドレイン電流の増加を実現することができる。また、バックゲートを設けることで、半導体膜に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。

また、図５（Ｂ）において、トランジスタ２１Ｒ（２１Ｇ、２１Ｂあるいは２１Ｗ）は、単数のゲートを有することで、単数のチャネル形成領域を有するシングルゲート構造である場合を例示しているが、本発明の一態様はこの構成に限定されない。トランジスタ２１Ｒ（２１Ｇ、２１Ｂあるいは２１Ｗ）のいずれかまたは全てが、接続された複数のゲートを有することで、複数のチャネル形成領域を有する、マルチゲート構造であっても良い。

また図６に示す、図５（Ａ）の上面図に対応する対向基板側の上面図では、画素１３が有する、副画素１４Ｒ、副画素１４Ｇ、副画素１４Ｂ及び副画素１４Ｗの配置例を示している。副画素１４Ｒでは、カラーフィルタ５３Ｒ、開口部５５Ｒを有する。また副画素１４Ｇでは、カラーフィルタ５３Ｇ、開口部５５Ｇを有する。また副画素１４Ｂでは、カラーフィルタ５３Ｂ、開口部５５Ｂを有する。また副画素１４Ｗでは、透光性を有する層５３Ｗ、開口部５５Ｗを有する。

カラーフィルタ５３Ｒ（５３Ｇあるいは５３Ｂ）は、透過する光源の光を所定の色を呈する光にするための層である。開口部５５Ｒ（５５Ｇ、あるいは５５Ｂ）は、カラーフィルタ５３Ｒ（５３Ｇあるいは５３Ｂ）に光を透過させるための開口部である。

透光性を有する層５３Ｗは、光源の光を透過させるための層である。開口部５５Ｗは、透光性を有する層５３Ｗに光を透過させるための開口部である。

次いで、図５（Ａ）、図６の鎖線Ａ−Ｂ間、Ｃ−Ｄ間における断面図を図７に示す。

ここで図７に示す、素子基板となる基板６０と対向基板となる基板９０との間の各部材について、以下に説明する。

まずは、素子基板となる基板６０上の各部材について説明する。

基板６０上には、導電膜６２が形成されている。導電膜６２は、導電膜１５＿ｍであり、トランジスタ２１Ｂのゲート電極として機能する。

基板６０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している必要がある。例えば、ガラス基板、セラミック基板、石英基板、サファイア基板等を、基板６０として用いてもよい。また、シリコンや炭化シリコンを材料とした単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、ＳＯＩ基板等を適用することも可能であり、これらの基板上に半導体素子が設けられたものを、基板６０として用いてもよい。なお、基板６０として、ガラス基板を用いる場合、第６世代（１５００ｍｍ×１８５０ｍｍ）、第７世代（１８７０ｍｍ×２２００ｍｍ）、第８世代（２２００ｍｍ×２４００ｍｍ）、第９世代（２４００ｍｍ×２８００ｍｍ）、第１０世代（２９５０ｍｍ×３４００ｍｍ）等の大面積基板を用いることで、大型の表示装置を作製することができる。

また、基板６０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６０とトランジスタの間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に素子部を一部あるいは全部完成させた後、基板６０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。

導電膜６２としては、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元素、または上述した金属元素を成分とする合金か、上述した金属元素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元素を用いてもよい。また、導電膜６２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、導電膜６２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、上記金属元素の積層構造とすることもできる。

基板６０、及び導電膜６２上には、絶縁膜６４、絶縁膜６６が形成されている。絶縁膜６４、絶縁膜６６は、トランジスタ２１Ｂのゲート絶縁膜としての機能を有する。

絶縁膜６４としては、例えば窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム等の窒化物絶縁膜を用いて形成することが好ましい。

絶縁膜６６としては、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、絶縁膜６６としては、ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯ_ｘ）、窒素が添加されたハフニウムシリケート（ＨｆＳｉ_ｘＯ_ｙＮ_ｚ）、窒素が添加されたハフニウムアルミネート（ＨｆＡｌ_ｘＯ_ｙＮ_ｚ）、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。

絶縁膜６４及び絶縁膜６６の合計の厚さは、５ｎｍ以上４００ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下とするとよい。

絶縁膜６６上には、酸化物半導体膜６８、金属酸化物膜７０が形成されている。酸化物半導体膜６８は、酸化物半導体膜４１Ｂであり、導電膜６２と重畳する位置に形成され、トランジスタ２１Ｂのチャネル領域として機能する。金属酸化物膜７０は、導電膜７６と接続し、且つ容量素子２２Ｇ及び容量素子２２Ｗの電極として機能する。なお導電膜７６は、容量線として機能する導電膜１７ｐである。

酸化物半導体膜６８、及び金属酸化物膜７０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、Ｓｎ、またはＨｆ）がある。なお、酸化物半導体膜６８、及び金属酸化物膜７０は、透光性を有する。

なお、酸化物半導体膜６８、及び金属酸化物膜７０がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物であるとき、ＩｎとＭの原子数比率は、ＺｎおよびＯを除いてのＩｎおよびＭの和を１００ａｔｏｍｉｃ％としたとき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。

酸化物半導体膜６８、及び金属酸化物膜７０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。このように、エネルギーギャップの広い酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。

酸化物半導体膜６８、及び金属酸化物膜７０の厚さは、３ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以上１００ｎｍ以下、さらに好ましくは３ｎｍ以上５０ｎｍ以下とする。

酸化物半導体膜６８、及び金属酸化物膜７０としてＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１．２、または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。なお、酸化物半導体膜６８、及び金属酸化物膜７０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。

また、酸化物半導体膜６８、及び金属酸化物膜７０は、例えば非単結晶構造でもよい。非単結晶構造は、例えば、後述するＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶構造、後述する微結晶構造、または非晶質構造を含む。非単結晶構造において、非晶質構造は最も欠陥準位密度が高く、ＣＡＡＣ−ＯＳは最も欠陥準位密度が低い。なお、酸化物半導体膜６８、及び金属酸化物膜７０は、結晶性が同じである。

なお、酸化物半導体膜６８、及び金属酸化物膜７０が、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、多結晶構造の領域、ＣＡＡＣ−ＯＳの領域、単結晶構造の領域の二種以上を有する混合膜であってもよい。また、混合膜は、例えば、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、多結晶構造の領域、ＣＡＡＣ−ＯＳの領域、単結晶構造の領域のいずれか二種以上の領域の積層構造を有する場合がある。

酸化物半導体膜６８において、第１４族元素の一つであるシリコンや炭素が含まれると、酸化物半導体膜６８において酸素欠損が増加し、ｎ型化してしまう。このため、酸化物半導体膜６８におけるシリコンや炭素の濃度（二次イオン質量分析法により得られる濃度）を、２×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは２×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下とする。

また、酸化物半導体膜６８において、二次イオン質量分析法により得られるアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは２×１０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下にする。アルカリ金属及びアルカリ土類金属は、酸化物半導体と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジスタのオフ電流が増大してしまうことがある。このため、酸化物半導体膜６８のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を低減することが好ましい。

また、酸化物半導体膜６８に窒素が含まれていると、キャリアである電子が生じ、キャリア密度が増加し、ｎ型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。従って、当該酸化物半導体膜において、窒素はできる限り低減されていることが好ましい、例えば、二次イオン質量分析法により得られる窒素濃度は、５×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下にすることが好ましい。

酸化物半導体膜６８としては、キャリア密度の低い酸化物半導体膜を用いる。例えば、酸化物半導体膜６８は、キャリア密度が１×１０^１７個／ｃｍ^３以下、好ましくは１×１０^１５個／ｃｍ^３以下、さらに好ましくは１×１０^１３個／ｃｍ^３以下、特に好ましくは８×１０^１１／ｃｍ^３未満、さらに好ましくは１×１０^１１／ｃｍ^３未満、さらに好ましくは１×１０^１０／ｃｍ^３未満であり、１×１０^−９／ｃｍ^３以上の酸化物半導体膜を用いる。

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、酸化物半導体膜６８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。

酸化物半導体膜６８は、絶縁膜６６及び絶縁膜７８等の、酸化物半導体膜との界面特性を向上させることが可能な材料で形成される膜と接しているため、酸化物半導体膜６８は、半導体として機能し、酸化物半導体膜６８を有するトランジスタは、優れた電気特性を有する。

なお、酸化物半導体膜６８として、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低い酸化物半導体膜を用いることで、優れた電気特性を有するトランジスタを作製することができ好ましい。ここでは、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低い（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よぶ。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場合がある。従って、当該酸化物半導体膜にチャネル領域が形成されるトランジスタは、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場合がある。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、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度も低くなる場合がある。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、オフ電流が著しく小さく、チャネル幅が１×１０^６μｍでチャネル長が１０μｍの素子であっても、ソース電極とドレイン電極間の電圧（ドレイン電圧）が１Ｖから１０Ｖの範囲において、オフ電流が、半導体パラメータアナライザの測定限界以下、すなわち１×１０^−１３Ａ以下という特性を得ることができる。従って、当該酸化物半導体膜にチャネル領域が形成されるトランジスタは、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場合がある。なお、酸化物半導体膜のトラップ準位に捕獲された電荷は、消失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、トラップ準位密度の高い酸化物半導体膜にチャネル領域が形成されるトランジスタは、電気特性が不安定となる場合がある。不純物としては、水素、窒素、アルカリ金属、またはアルカリ土類金属等がある。

金属酸化物膜７０は、酸化物半導体膜６８と同時に形成された酸化物半導体膜を加工して形成される。このため、金属酸化物膜７０は、酸化物半導体膜６８と同様の金属元素を有する膜である。また、酸化物半導体膜６８と同様の結晶構造、または異なる結晶構造を有する膜である。しかしながら金属酸化物膜７０は、酸化物半導体膜６８と同時に形成された酸化物半導体膜に不純物を添加し、酸素欠損を有せしめることで、導電性を有する膜となり、容量素子の電極として機能する。酸化物半導体膜に含まれる不純物としては、水素がある。なお、水素の代わりに不純物として、ホウ素、リン、スズ、アンチモン、希ガス元素、アルカリ金属、アルカリ土類金属等が含まれていてもよい。または、金属酸化物膜７０は、酸化物半導体膜６８と同時に形成された膜であり、プラズマダメージ等により酸素欠損が形成され、導電性が高められた膜である。または、金属酸化物膜７０は、酸化物半導体膜６８と同時に形成された膜であり、且つ不純物を含むと共に、プラズマダメージ等により酸素欠損が形成され、導電性が高められた膜である。

なお酸素欠損が形成された酸化物半導体は、酸素欠損サイトに水素が入ることで伝導帯近傍にドナー準位が形成される。この結果、酸化物半導体は、導電性が高くなり、導電体化する。導電体化された酸化物半導体を金属酸化物膜と呼ぶが、酸化物導電体という場合もある。一般に、酸化物半導体は、エネルギーギャップが大きいため、可視光に対して透光性を有する。一方、酸化物導電体は、伝導帯近傍にドナー準位を有する酸化物半導体である。したがって、該ドナー準位による吸収の影響は小さく、可視光に対して酸化物半導体と同程度の透光性を有する。

このため、酸化物半導体膜６８及び金属酸化物膜７０は共に、絶縁膜６６上に形成されるが、不純物濃度が異なる。具体的に金属酸化物膜７０は、酸化物半導体膜６８と比較して不純物濃度が高い。例えば、酸化物半導体膜６８に含まれる水素濃度は、５×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３未満、好ましくは５×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３未満、好ましくは１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、より好ましくは５×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、さらに好ましくは１×１０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下であり、金属酸化物膜７０に含まれる水素濃度は、８×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上、好ましくは１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上、より好ましくは５×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上である。また、酸化物半導体膜６８と比較して、金属酸化物膜７０に含まれる水素濃度は２倍、好ましくは１０倍以上である。

また、酸化物半導体膜６８と同時に形成された酸化物半導体膜をプラズマに曝すことにより、酸化物半導体膜にダメージを与え、酸素欠損を形成することができる。例えば、酸化物半導体膜上に、プラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法で膜を成膜すると、酸化物半導体膜がプラズマに曝され、酸素欠損が生成される。または、絶縁膜８４を形成するためのエッチング処理において酸化物半導体膜がプラズマに曝されることで、酸素欠損が生成される。または、酸化物半導体膜が水素、希ガス、アンモニア、酸素及び水素の混合ガス等のプラズマに曝されることで、酸素欠損が生成される。この結果、酸化物半導体膜は導電性が高くなり、導電性を有する膜となり、金属酸化物膜７０として機能する。

即ち、金属酸化物膜７０は、導電性の高い酸化物半導体膜で形成されるともいえる。また金属酸化物膜７０は、導電性の高い金属酸化物膜で形成されるともいえる。

また、絶縁膜８４として、窒化シリコン膜を用いる場合、窒化シリコン膜は水素を含む。このため、絶縁膜８４の水素が酸化物半導体膜６８と同時に形成された酸化物半導体膜に拡散すると、該酸化物半導体膜において水素は酸素と結合し、キャリアである電子が生成される。また、窒化シリコン膜をプラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法で成膜すると、酸化物半導体膜がプラズマに曝され、酸素欠損が生成される。当該酸素欠損に、窒化シリコン膜に含まれる水素が入ることで、キャリアである電子が生成される。これらの結果、酸化物半導体膜は導電性が高くなり、金属酸化物膜７０となる。

金属酸化物膜７０は、酸化物半導体膜６８より抵抗率が低い。金属酸化物膜７０の抵抗率が、酸化物半導体膜６８の抵抗率の１×１０^−８倍以上１×１０^−１倍未満であることが好ましく、代表的には１×１０^−３Ωｃｍ以上１×１０^４Ωｃｍ未満、さらに好ましくは、抵抗率が１×１０^−３Ωｃｍ以上１×１０^−１Ωｃｍ未満であるとよい。

ただし、本発明の一態様は、これに限定されず、金属酸化物膜７０は、場合によっては、絶縁膜８４と接していないことも可能である。

また、本発明態の一態様は、これに限定されず、金属酸化物膜７０は、場合によっては、酸化物半導体膜６８と別々の工程で形成されてもよい。その場合には、金属酸化物膜７０は、酸化物半導体膜６８と、異なる材質を有していても良い。例えば、金属酸化物膜７０は、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す。）、または、インジウム亜鉛酸化物等を用いて形成してもよい。

本実施の形態に示す表示装置は、容量素子は、透光性を有する。この結果、副画素内で容量素子が占める領域を光の透過領域とすることができるため、容量素子の占有面積を大きくしつつ、副画素の開口率を高めることができる。

導電膜７２、７４、７６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からなる単体金属、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。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。

絶縁膜６６、酸化物半導体膜６８、金属酸化物膜７０、及び導電膜７２、７４、７６上には、絶縁膜８２及び絶縁膜８４が形成されている。絶縁膜８２は、絶縁膜６６と同様に、酸化物半導体膜との界面特性を向上させることが可能な材料を用いることが好ましく、酸化物絶縁膜を用いて形成することができる。ここでは、絶縁膜８２としては、絶縁膜７８、８０を積層して形成する。

絶縁膜７８は、酸素を透過する酸化物絶縁膜である。なお、絶縁膜７８は、後に形成する絶縁膜８０を形成する際の、酸化物半導体膜６８、及び金属酸化物膜７０へのダメージ緩和膜としても機能する。

絶縁膜７８としては、厚さが５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の酸化シリコン、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。

また、絶縁膜７８は、酸化物絶縁膜であり、該酸化物絶縁膜は、窒素を含み、且つ欠陥量の少ないことが好ましい。

窒素を含み、且つ欠陥量の少ない酸化物絶縁膜の代表例としては、酸化窒化シリコン膜、酸化窒化アルミニウム膜等がある。

欠陥の少ない酸化物絶縁膜は、１００Ｋ以下のＥＳＲで測定して得られたスペクトルにおいてｇ値が２．０３７以上２．０３９以下の第１のシグナル、ｇ値が２．００１以上２．００３以下の第２のシグナル、及びｇ値が１．９６４以上１．９６６以下の第３のシグナルが観測される。なお、第１のシグナル及び第２のシグナルのスプリット幅、並びに第２のシグナル及び第３のシグナルのスプリット幅は、ＸバンドのＥＳＲ測定において約５ｍＴである。また、ｇ値が２．０３７以上２．０３９以下の第１のシグナル、ｇ値が２．００１以上２．００３以下の第２のシグナル、及びｇ値が１．９６４以上１．９６６以下である第３のシグナルのスピンの密度の合計が１×１０^１８ｓｐｉｎｓ／ｃｍ^３未満であり、代表的には１×１０^１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ^３以上１×１０^１８ｓｐｉｎｓ／ｃｍ^３未満である。

なお、１００Ｋ以下のＥＳＲスペクトルにおいてｇ値が２．０３７以上２．０３９以下の第１シグナル、ｇ値が２．００１以上２．００３以下の第２のシグナル、及びｇ値が１．９６４以上１．９６６以下の第３のシグナルは、窒素酸化物（ＮＯｘ、ｘは０以上２以下、好ましくは１以上２以下）起因のシグナルに相当する。窒素酸化物の代表例としては、一酸化窒素、二酸化窒素等がある。即ち、ｇ値が２．０３７以上２．０３９以下の第１のシグナル、ｇ値が２．００１以上２．００３以下の第２のシグナル、及びｇ値が１．９６４以上１．９６６以下である第３のシグナルのスピンの密度の合計が少ないほど、酸化物絶縁膜に含まれる窒素酸化物の含有量が少ないといえる。

絶縁膜７８が、上記のように、窒素酸化物の含有量が少ないと、絶縁膜７８と酸化物半導体膜との界面におけるキャリアのトラップを低減することが可能である。この結果、トランジスタのしきい値電圧のシフトを低減することが可能であり、トランジスタの電気特性の変動を低減することができる。

また、絶縁膜７８は、ＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）で測定される窒素濃度が６×１０^２０／ｃｍ^３以下であることが好ましい。この結果、絶縁膜７８において、窒素酸化物が生成されにくくなり、絶縁膜７８と、酸化物半導体膜６８との界面におけるキャリアのトラップを低減することが可能である。また、トランジスタのしきい値電圧のシフトを低減することが可能であり、トランジスタの電気特性の変動を低減することができる。

なお、絶縁膜７８において、膜中に窒素酸化物及びアンモニアが含まれると、作製工程における加熱処理において、窒素酸化物及びアンモニアが反応し、窒素酸化物が窒素ガスとなって脱離する。この結果、絶縁膜７８の窒素濃度及び窒素酸化物の含有量を低減することができる。また、絶縁膜７８と、酸化物半導体膜６８との界面におけるキャリアのトラップを低減することが可能である。また、トランジスタのしきい値電圧のシフトを低減することが可能であり、トランジスタの電気特性の変動を低減することができる。

なお、絶縁膜７８においては、外部から絶縁膜７８に入った酸素が全て絶縁膜７８の外部に移動せず、絶縁膜７８にとどまる酸素もある。また、絶縁膜７８に酸素が入ると共に、絶縁膜７８に含まれる酸素が絶縁膜７８の外部へ移動することで絶縁膜７８において酸素の移動が生じる場合もある。

絶縁膜７８として酸素を透過する酸化物絶縁膜を形成すると、絶縁膜７８上に設けられる、絶縁膜８０から脱離する酸素を、絶縁膜７８を介して酸化物半導体膜６８に移動させることができる。

絶縁膜７８に接するように絶縁膜８０が形成されている。絶縁膜８０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て形成する。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、加熱により酸素の一部が脱離する。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、ＴＤＳ分析にて、酸素原子に換算しての酸素の脱離量が１．０×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上、好ましくは３．０×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３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。

絶縁膜８０としては、厚さが３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の、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。

また、絶縁膜８０は、欠陥量が少ないことが好ましく、代表的には、ＥＳＲ測定により、シリコンのダングリングボンドに由来するｇ＝２．００１に現れる信号のスピン密度が１．５×１０^１８ｓｐｉｎｓ／ｃｍ^３未満、更には１×１０^１８ｓｐｉｎｓ／ｃｍ^３以下であることが好ましい。なお、絶縁膜８０は、絶縁膜７８と比較して酸化物半導体膜６８から離れているため、絶縁膜７８より、欠陥密度が多くともよい。

絶縁膜８４として、酸素、水素、水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等のブロッキング効果を有する窒化物絶縁膜を設けることで、酸化物半導体膜６８、及び金属酸化物膜７０からの酸素の外部への拡散を防ぐことができる。窒化物絶縁膜としては、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム等がある。

なお、酸素、水素、水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等のブロッキング効果を有する窒化物絶縁膜上に、酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する酸化物絶縁膜を設けてもよい。酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する酸化物絶縁膜としては、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。また、容量素子の容量値を制御するため、酸素、水素、水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等のブロッキング効果を有する窒化物絶縁膜上に窒化物絶縁膜または酸化絶縁膜を適宜設けてもよい。

また、絶縁膜８４上には、導電膜８６が形成されている。導電膜８６は、画素電極、及び容量素子の電極として機能する。導電膜８６は、開口部４７Ｂ（図５（Ａ）参照。）において導電膜７４に接続される。

導電膜８６は、透光性を有する導電性材料を用いて形成することができる。導電膜８６は、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、ＩＴＯ、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等を用いることができる。

また、絶縁膜８４及び導電膜８６上には、配向膜８８が形成されている。配向膜８８としては、透光性を有することが望ましく、代表的には、アクリル樹脂、ポリイミド、エポキシ樹脂等の有機樹脂を用いることができる。

以上が、素子基板となる基板６０上の各部材についての説明である。

続いて、対向基板となる基板９０上の各部材について説明する。

基板９０上には、遮光膜ＢＭが設けられ、該遮光膜に設けられた開口部５５Ｂ、５５Ｇ、５５Ｗに、カラーフィルタ５３Ｂ、５３Ｇ、及び透光性を有する層５３Ｗが形成されている。

カラーフィルタ５３Ｒ（５３Ｇ、５３Ｂ）としては、特定の波長帯域の光を透過するカラーフィルタであればよく、例えば、赤色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、緑色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、青色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタなどを用いることができる。

遮光膜ＢＭとしては、特定の波長帯域の光を遮光する機能を有していればよく、金属膜、または黒色顔料等を含んだ有機絶縁膜などを用いることができる。

透光性を有する層５３Ｗは、透光性を有することが望ましく、代表的には、アクリル樹脂、ポリイミド、エポキシ樹脂等の有機樹脂を用いることができる。あるいは、透光性を有する導電性材料を用いて形成してもよいし、透光性を有する導電性材料と、有機樹脂を積層して設けてもよい。なお有機樹脂は、金属元素を含んでいてもよい。なお透光性を有する層５３Ｗを有する層として、特定の波長の光を吸収する層を設ける構成としてもよい。該構成の場合、例えば、光源の光の波長によって適切な白色が得られなくても、ホワイトバランスを調整するできるため、色純度の高い表示を行うことができる。

また、カラーフィルタ５３Ｒ、５３Ｂ、５３Ｇ、及び透光性を有する層５３Ｗ上には、絶縁膜９２が形成されている。絶縁膜９２は、平坦化層としての機能、またはカラーフィルタ５３Ｒ、５３Ｂ、５３Ｇ、及び透光性を有する層５３Ｗが含有しうる不純物を液晶素子２３Ｂ側へ拡散するのを抑制する機能を有する。なおカラーフィルタ５３Ｒ、５３Ｂ、５３Ｇ、及び透光性を有する層５３Ｗ同士は、遮光膜ＢＭ上で重畳しない構成が好ましい。該構成とすることで、導電膜９４表面の平坦性を向上させることができる。

また、絶縁膜９２上には、導電膜９４が形成されている。導電膜９４は、画素部の液晶素子が有する一対の電極の他方としての機能を有する。なお導電膜９４は、導電膜８６と同じ材料で形成することができる。

また導電膜９４上には、配向膜９６が形成されている。配向膜９６は、配向膜８８と同じ材料で形成することができる。

また、導電膜８６と導電膜９４との間には、液晶層９５が形成されている。また液晶層９５は、シール材（図示しない）を用いて、基板６０と基板９０の間に封止されている。なお、シール材は、外部からの水分等の入り込みを抑制するために、無機材料と接触する構成が好ましい。

また、導電膜８６と導電膜９４との間に液晶層９５の厚さ（セルギャップともいう）を維持するスペーサを設けてもよい。

以上が、対向基板となる基板９０上の各部材についての説明である。

以上説明した、各副画素が有するトランジスタの半導体膜を酸化物半導体膜とし、容量素子を構成する電極が、透光性を有する導電膜で構成される。該構成では、容量素子が光を透過できるため、副画素内で容量素子が占める面積を見かけ上、小さくすることができる。ＲＧＢＷの副画素で画素を構成する場合、副画素一つ当たりの面積が小さくなるが、透光性を有する容量素子のため容量素子が占める面積を大きくとっても開口率を低下させずに、必要な容量値を確保することができる。そのため、開口率を高めつつ、容量値を増大させた副画素とすることができる。その結果、表示装置は、消費電力の低減を図ることができる。

また容量素子を構成する透光性を有する導電膜は、トランジスタの半導体膜と同層に設けられる、金属酸化物膜で形成するため、工程数を増やすことなく形成可能な材料を用いて作製できる。

＜副画素が有するカラーフィルタの変形例について＞
上記説明した図６及び図７では、透光性を有する層５３Ｗを設ける構成について示したが、これに限らず図８（Ａ）に示すように、透光性を有する層５３Ｗを設けない構成としてもよい。この場合、断面構造は、図８（Ａ）の鎖線Ｅ−Ｆ間の断面を例に挙げると、図８（Ｂ）に示すように表すことができる。該構成により、透光性を有する層５３Ｗとなる部材の削減、加えて透光性を有する層５３Ｗを形成する工程の削減を図ることができる。

また上記説明した図６及び図７では、カラーフィルタ５３Ｒ、５３Ｂ、５３Ｇ、及び透光性を有する層５３Ｗ同士を、遮光膜ＢＭ上で重畳しない構成について示したが、これに限らず図９（Ａ）に示すように、重畳させてもよい。この場合、断面構造は、図９（Ａ）の鎖線Ｇ−Ｈ間の断面を例に挙げると、図９（Ｂ）に示すように表すことができる。該構成により、カラーフィルタ５３Ｒ、５３Ｂ、５３Ｇ、及び透光性を有する層５３Ｗを形成する際のマスクずれによる光漏れを抑制できる。

また図９（Ａ）、（Ｂ）では、カラーフィルタ５３Ｒ、５３Ｂ、５３Ｇ、及び透光性を有する層５３Ｗ同士は、遮光膜ＢＭ上で重畳する構成について示したが、これに限らず図１０（Ａ）に示すように、一部を重畳、一部を重畳しない構成としてもよい。この場合、断面構造は、図１０（Ａ）の鎖線Ｇ−Ｈ間、鎖線Ｉ−Ｊ間の断面を例に挙げると、図９（Ｂ）、図１０（Ｂ）に示すように表すことができる。該構成により、カラーフィルタ５３Ｒ、５３Ｂ、５３Ｇ、及び透光性を有する層５３Ｗを形成する際のマスクずれによる光漏れを抑制できる。

また上記説明した図６及び図７では、カラーフィルタ５３Ｒ、５３Ｂ、５３Ｇ、及び透光性を有する層５３Ｗは、各副画素内に区切って設ける構成について示したが、これに限らず図１１（Ａ）に示すように、透光性を有する層５３Ｗを画素１３内全面に重畳させてもよい。この場合、断面構造は、図１１（Ａ）の鎖線Ｋ−Ｌ間の断面を例に挙げると、図１１（Ｂ）に示すように表すことができる。該構成とすることで、マスク数の削減を図ることができる。

＜素子基板側でのトランジスタ及び容量素子の作製方法について＞
次いで素子基板側での各部材の作製方法について説明する。ここでは、上記図７に示す基板６０上に設けられた各部材の作製方法について、図１２乃至図１５を用いて説明する。なお、素子基板である基板６０上に設けられた部材としては、基板６０と配向膜８８に挟まれた領域にある部材のことをさす。なお以下では、素子基板側にある部材の作製方法について、図７で示した図５（Ａ）における鎖線Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄにおける断面構造を用い、説明する。

トランジスタを構成する膜（絶縁膜、酸化物半導体膜、金属酸化物膜、導電膜等）は、スパッタリング法、化学気相堆積（ＣＶＤ）法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ）法を用いて形成することができる。あるいは、塗布法や印刷法で形成することができる。成膜方法としては、スパッタリング法、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）法が代表的であるが、熱ＣＶＤ法でもよい。熱ＣＶＤ法の例として、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学堆積）法やＡＬＤ（原子層成膜）法を使ってもよい。

熱ＣＶＤ法は、チャンバー内を大気圧または減圧下とし、原料ガスと酸化剤を同時にチャンバー内に送り、基板近傍または基板上で反応させて基板上に堆積させることで成膜を行う。このように、熱ＣＶＤ法は、プラズマを発生させない成膜方法であるため、プラズマダメージにより欠陥が生成されることが無いという利点を有する。

また、ＡＬＤ法は、チャンバー内を大気圧または減圧下とし、反応のための原料ガスが順次にチャンバーに導入され、そのガス導入の順序を繰り返すことで成膜を行う。例えば、それぞれのスイッチングバルブ（高速バルブともよぶ）を切り替えて２種類以上の原料ガスを順番にチャンバーに供給し、複数種の原料ガスが混ざらないように第１の原料ガスと同時またはその後に不活性ガス（アルゴン、或いは窒素など）などを導入し、第２の原料ガスを導入する。なお、同時に不活性ガスを導入する場合には、不活性ガスはキャリアガスとなり、また、第２の原料ガスの導入時にも同時に不活性ガスを導入してもよい。また、不活性ガスを導入する代わりに真空排気によって第１の原料ガスを排出した後、第２の原料ガスを導入してもよい。第１の原料ガスが基板の表面に吸着して第１の単原子層を成膜し、後から導入される第２の原料ガスと反応して、第２の単原子層が第１の単原子層上に積層されて薄膜が形成される。

このガス導入順序を制御しつつ所望の厚さになるまで複数回繰り返すことで、段差被覆性に優れた薄膜を形成することができる。薄膜の厚さは、ガス導入順序を繰り返す回数によって調節することができるため、精密な膜厚調節が可能であり、微細なトランジスタを作製する場合に適している。

まず、基板６０を準備する。ここでは、基板６０としてガラス基板を用いる。

次に、基板６０上に導電膜を形成し（図１２（Ａ）参照。）、該導電膜を所望の領域に加工することで、導電膜６２を形成する。なお、導電膜６２は、所望の領域に第１のパターニングによるマスクの形成を行い、該マスクに覆われていない領域をエッチングすることで形成することができる。（図１２（Ｂ）参照。）。

また、導電膜６２は、代表的には、スパッタリング法、真空蒸着法、ＰＬＤ法、熱ＣＶＤ法等を用いて形成することができる。

また、ＡＬＤを利用する成膜装置により導電膜６２としてタングステン膜を成膜することができる。この場合には、ＷＦ_６ガスとＢ_２Ｈ_６ガスを順次繰り返し導入して初期タングステン膜を形成し、その後、ＷＦ_６ガスとＨ_２ガスを同時に導入してタングステン膜を形成する。なお、Ｂ_２Ｈ_６ガスに代えてＳｉＨ_４ガスを用いてもよい。

次に、基板６０、及び導電膜６２上に、絶縁膜６４を形成し、絶縁膜６４上に絶縁膜６６を形成する（図１２（Ｃ）参照。）。

絶縁膜６４及び絶縁膜６６は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、ＰＬＤ法、熱ＣＶＤ法等により形成することができる。なお、絶縁膜６４及び絶縁膜６６は、真空中で連続して形成すると不純物の混入が抑制され好ましい。

絶縁膜６４及び絶縁膜６６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。

また、絶縁膜６４及び絶縁膜６６として酸化ガリウム膜を形成する場合、ＭＯＣＶＤ法を用いて形成することができる。

また、絶縁膜６４及び絶縁膜６６として、ＭＯＣＶＤ法などの熱ＣＶＤ法やＡＬＤ法を用いて、酸化ハフニウム膜を形成する場合には、溶媒とハフニウム前駆体化合物を含む液体（ハフニウムアルコキシド溶液、代表的にはテトラキスジメチルアミドハフニウム（ＴＤＭＡＨ））を気化させた原料ガスと、酸化剤としてオゾン（Ｏ_３）の２種類のガスを用いる。なお、テトラキスジメチルアミドハフニウムの化学式はＨｆ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_４である。また、他の材料液としては、テトラキス（エチルメチルアミド）ハフニウムなどがある。

また、絶縁膜６４及び絶縁膜６６として、ＭＯＣＶＤ法などの熱ＣＶＤ法やＡＬＤ法を用いて、酸化アルミニウム膜を形成する場合には、溶媒とアルミニウム前駆体化合物を含む液体（トリメチルアルミニウムＴＭＡなど）を気化させた原料ガスと、酸化剤としてＨ_２Ｏの２種類のガスを用いる。なお、トリメチルアルミニウムの化学式はＡｌ（ＣＨ_３）_３である。また、他の材料液としては、トリス（ジメチルアミド）アルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、アルミニウムトリス（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナート）などがある。

また、絶縁膜６４及び絶縁膜６６として、ＭＯＣＶＤ法などの熱ＣＶＤ法やＡＬＤ法を用いて、酸化シリコン膜を形成する場合には、ヘキサクロロジシランを被成膜面に吸着させ、吸着物に含まれる塩素を除去し、酸化性ガス（Ｏ_２、一酸化二窒素）のラジカルを供給して吸着物と反応させる。

次に、絶縁膜６６上に酸化物半導体膜６７を形成する（図１２（Ｃ）参照。）。

酸化物半導体膜６７は、スパッタリング法、塗布法、パルスレーザー蒸着法、レーザーアブレーション法、熱ＣＶＤ法等などを用いて形成することができる。

スパッタリングガスは、希ガス（代表的にはアルゴン）、酸素、希ガス及び酸素の混合ガスを適宜用いる。なお、希ガス及び酸素の混合ガスの場合、希ガスに対して酸素のガス比を高めることが好ましい。

また、ターゲットは、形成する酸化物半導体膜の組成にあわせて、適宜選択すればよい。

なお、酸化物半導体膜を形成する際に、例えば、スパッタリング法を用いる場合、基板温度を１５０℃以上７５０℃以下、好ましくは１５０℃以上４５０℃以下、さらに好ましくは２００℃以上３５０℃以下として、酸化物半導体膜を成膜することで、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を形成することができる。

また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜するために、以下の条件を適用することが好ましい。

成膜時の不純物混入を抑制することで、不純物によって結晶状態が崩れることを抑制できる。例えば、成膜室内に存在する不純物濃度（水素、水、二酸化炭素及び窒素など）を低減すればよい。また、成膜ガス中の不純物濃度を低減すればよい。具体的には、露点が−８０℃以下、好ましくは−１００℃以下である成膜ガスを用いる。

ＡＬＤを利用する成膜装置により酸化物半導体膜、例えばＩｎＧａＺｎＯ_Ｘ（Ｘ＞０）膜を成膜する場合には、Ｉｎ（ＣＨ_３）_３ガスとＯ_３ガスを順次繰り返し導入してＩｎＯ_２層を形成し、その後、Ｇａ（ＣＨ_３）_３ガスとＯ_３ガスを同時に導入してＧａＯ層を形成し、更にその後Ｚｎ（ＣＨ_３）_２ガスとＯ_３ガスを同時に導入してＺｎＯ層を形成する。なお、これらの層の順番はこの例に限らない。また、これらのガスを混ぜてＩｎＧａＯ_２層やＩｎＺｎＯ_２層、ＧａＩｎＯ層、ＺｎＩｎＯ層、ＧａＺｎＯ層などの混合化合物層を形成してもよい。なお、Ｏ_３ガスに変えてＡｒ等の不活性ガスでバブリングしたＨ_２Ｏガスを用いてもよいが、Ｈを含まないＯ_３ガスを用いる方が好ましい。また、Ｉｎ（ＣＨ_３）_３ガスにかえて、Ｉｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_３ガスを用いてもよい。また、Ｇａ（ＣＨ_３）_３ガスにかえて、Ｇａ（Ｃ_２Ｈ_５）_３ガスを用いてもよい。また、Ｚｎ（ＣＨ_３）_２ガスを用いてもよい。

次に、酸化物半導体膜６７を所望の領域に加工することで、島状の酸化物半導体膜６８、６９を形成する。なお、酸化物半導体膜６８、６９は、所望の領域に第２のパターニングによるマスクの形成を行い、該マスクに覆われていない領域をエッチングすることで形成することができる。エッチングとしては、ドライエッチング、ウエットエッチング、または双方を組み合わせたエッチングを用いることができる（図１２（Ｄ）参照。）。

なお、この後、加熱処理を行って、酸化物半導体膜６８、６９に含まれる水素、水等を脱離させ、酸化物半導体膜６８、６９に含まれる水素濃度及び水濃度を低減してもよい。この結果、高純度化された酸化物半導体膜６８、６９を形成することができる。該加熱処理の温度は、代表的には、２５０℃以上６５０℃以下、好ましくは３００℃以上５００℃以下とする。なお、該加熱処理の温度を、代表的には、３００℃以上４００℃以下、好ましくは３２０℃以上３７０℃以下とすることで、大面積基板においても基板の反りやシュリンクを低減することが可能であり、歩留まりが向上する。

当該加熱処理は、電気炉、ＲＴＡ装置等を用いることができる。ＲＴＡ装置を用いることで、短時間に限り、基板の歪み点以上の温度で熱処理を行うことができる。そのため加熱処理時間を短縮することが可能であり、加熱処理中の基板の反りを低減することが可能であり、大面積基板において特に好ましい。

また、加熱処理は、窒素、酸素、超乾燥空気（水の含有量が２０ｐｐｍ以下、好ましくは１ｐｐｍ以下、好ましくは１０ｐｐｂ以下の空気）、または希ガス（アルゴン、ヘリウム等）の雰囲気下で行えばよい。なお、上記窒素、酸素、超乾燥空気、または希ガスに水素、水等が含まれないことが好ましい。また、窒素または希ガス雰囲気で加熱処理した後、酸素または超乾燥空気雰囲気で加熱してもよい。この結果、酸化物半導体膜中に含まれる水素、水等を脱離させると共に、酸化物半導体膜中に酸素を供給することができる。この結果、酸化物半導体膜中に含まれる酸素欠損量を低減することができる。

なお、後に形成される絶縁膜７７の成膜温度を２８０℃以上４００℃以下とする場合、酸化物半導体膜６８、６９に含まれる水素、水等を脱離させることが可能であるため、当該加熱処理は不要である。

次に、絶縁膜６６、及び酸化物半導体膜６８、６９上に導電膜７１を形成する（図１３（Ａ）参照。）。

導電膜７１は、スパッタリング法、真空蒸着法、ＰＬＤ法、熱ＣＶＤ法等を用いて形成することができる。

次に、導電膜７１を所望の領域に加工することで、導電膜７２、７４、７６を形成する。なお、導電膜７２、７４、７６は、所望の領域に第３のパターニングによるマスクの形成を行い、該マスクに覆われていない領域をエッチングすることで、形成することができる（図１３（Ｂ）参照。）。

次に、絶縁膜６６、酸化物半導体膜６８、６９、及び導電膜７２、７４、７６上を覆うように、絶縁膜７７、７９が積層された絶縁膜８１を形成する（図１３（Ｃ）参照。）。絶縁膜８１は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等を用いて形成することができる。

なお、絶縁膜７７を形成した後、大気に曝すことなく、連続的に絶縁膜７９を形成することが好ましい。絶縁膜７７を形成した後、大気開放せず、原料ガスの流量、圧力、高周波電力及び基板温度の一以上を調整して、絶縁膜７９を連続的に形成することで、絶縁膜７７、７９における界面の大気成分由来の不純物濃度を低減することができると共に、絶縁膜７９に含まれる酸素を酸化物半導体膜６８、６９に移動させることが可能であり、酸化物半導体膜６８、６９の酸素欠損量を低減することができる。

絶縁膜７７としては、堆積性気体に対する酸化性気体を２０倍より大きく１００倍未満、好ましくは４０以上８０以下とし、処理室内の圧力を１００Ｐａ未満、好ましくは５０Ｐａ以下とするＣＶＤ法を用いることで、窒素を含み、且つ欠陥量の少ない酸化物絶縁膜を形成することができる。

絶縁膜７７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。

上記条件を用いることで、絶縁膜７７として酸素を透過する酸化物絶縁膜を形成することができる。また、絶縁膜７７を設けることで、後に形成する絶縁膜７９の形成工程において、酸化物半導体膜６８、６９へのダメージ低減が可能である。

絶縁膜７９としては、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２８０℃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／ｃｍ^２以上０．５Ｗ／ｃｍ^２以下、さらに好ましくは０．２５Ｗ／ｃｍ^２以上０．３５Ｗ／ｃｍ^２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。

絶縁膜７９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。

絶縁膜７９の成膜条件として、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、絶縁膜７９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、上記絶縁膜７９の成膜温度であると、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、酸化物半導体膜６８、６９上に絶縁膜７７が設けられている。このため、絶縁膜７９の形成工程において、絶縁膜７７が酸化物半導体膜６８、６９の保護膜となる。この結果、酸化物半導体膜６８、６９へのダメージを低減しつつ、高いパワー密度の高周波電力を用いて絶縁膜７９を形成することができる。

なお、絶縁膜７９の成膜条件において、酸化性気体に対するシリコンを含む堆積性気体の流量を増加することで、絶縁膜７９の欠陥量を低減することが可能である。代表的には、ＥＳＲ測定により、シリコンのダングリングボンドに由来するｇ＝２．００１に現れる信号のスピン密度が６×１０^１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ^３未満、好ましくは３×１０^１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは１．５×１０^１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ^３以下である欠陥量の少ない酸化物絶縁膜を形成することができる。この結果トランジスタの信頼性を高めることができる。

次に、加熱処理を行う。該加熱処理の温度は、代表的には、１５０℃以上基板歪み点未満、好ましくは２００℃以上４５０℃以下、更に好ましくは３００℃以上４５０℃以下とする。なお、該加熱処理の温度を、代表的には、３００℃以上４００℃以下、好ましくは３２０℃以上３７０℃以下とすることで、大面積基板においても基板の反りやシュリンクを低減することが可能であり、歩留まりが向上する。

該加熱処理は、電気炉、ＲＴＡ装置等を用いることができる。ＲＴＡ装置を用いることで、短時間に限り、基板の歪み点以上の温度で熱処理を行うことができる。そのため加熱処理時間を短縮することができる。

加熱処理は、窒素、酸素、超乾燥空気（水の含有量が２０ｐｐｍ以下、好ましくは１ｐｐｍ以下、好ましくは１０ｐｐｂ以下の空気）、または希ガス（アルゴン、ヘリウム等）の雰囲気下で行えばよい。なお、上記窒素、酸素、超乾燥空気、または希ガスに水素、水等が含まれないことが好ましい。

当該加熱処理により、絶縁膜７９に含まれる酸素の一部を酸化物半導体膜６８、６９に移動させ、酸化物半導体膜６８、６９に含まれる酸素欠損を低減することが可能である。この結果、酸化物半導体膜６８、６９に含まれる酸素欠損量をさらに低減することができる。

また、絶縁膜７７、７９に水、水素等が含まる場合、水、水素等をブロッキングする機能を有する絶縁膜８３を後に形成し、加熱処理を行うと、絶縁膜７７、７９に含まれる水、水素等が、酸化物半導体膜６８、６９に移動し、酸化物半導体膜６８、６９に欠陥が生じてしまう。しかしながら、当該加熱により、絶縁膜７７、７９に含まれる水、水素等を脱離させることが可能であり、トランジスタの電気特性のばらつきを低減すると共に、しきい値電圧の変動を抑制することができる。

なお、加熱しながら絶縁膜７９を絶縁膜７７上に形成することで、酸化物半導体膜６８、６９に酸素を移動させ、酸化物半導体膜６８、６９に含まれる酸素欠損を低減することが可能であるため、当該加熱処理を行わなくともよい。

また、導電膜７２、７４、７６を形成する際、導電膜のエッチングによって、酸化物半導体膜６８、６９はダメージを受け、酸化物半導体膜６８のバックチャネル（酸化物半導体膜６８において、ゲート電極として機能する導電膜６２と対向する面と反対側の面）側に酸素欠損が生じる。しかし、絶縁膜７９に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適用することで、加熱処理によって当該バックチャネル側に生じた酸素欠損を修復することができる。これにより、酸化物半導体膜６８に含まれる欠陥を低減することができるため、トランジスタの信頼性を向上させることができる。

なお、当該加熱処理は、後に形成される開口部５０ＧＷを形成した後に行ってもよい。

次に、絶縁膜７７、７９を所望の領域に加工することで、絶縁膜７８及び絶縁膜８０が積層された絶縁膜８２、及び開口部５０ＧＷを形成する。なお、絶縁膜８２、及び開口部５０ＧＷは、所望の領域に第４のパターニングによるマスクの形成を行い、該マスクに覆われていない領域をエッチングすることで、形成することができる（図１４（Ａ）参照。）。

なお、開口部５０ＧＷは、酸化物半導体膜６９の表面が露出するように形成する。開口部５０ＧＷの形成方法としては、例えば、ドライエッチング法を用いることができる。ドライエッチング法により、絶縁膜８１をエッチングすることが好ましい。この結果、酸化物半導体膜６９はエッチング処理においてプラズマに曝されるため、酸化物半導体膜６９の酸素欠損を増加させることが可能である。ただし、開口部５０ＧＷの形成方法としては、これに限定されず、ウエットエッチング法、またはドライエッチング法とウエットエッチング法を組み合わせた形成方法としてもよい。

次に、絶縁膜８２及び酸化物半導体膜６９上に絶縁膜８３を形成する（図１４（Ｂ）参照。）。

絶縁膜８３としては、外部からの不純物、例えば、酸素、水素、水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等が、酸化物半導体膜へ拡散するのを防ぐ材料を用いることが好ましく、更には水素を含むことが好ましく、代表的には窒素を含む無機絶縁材料、例えば窒化物絶縁膜を用いることができる。絶縁膜８３としては、例えば、ＣＶＤ法、スパッタリング法を用いて形成することができる。

絶縁膜８３をプラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法で成膜すると、酸化物半導体膜がプラズマに曝され、酸化物半導体膜に酸素欠損が生成される。また、絶縁膜８３は、外部からの不純物、例えば、水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等が、酸化物半導体膜へ拡散するのを防ぐ材料で形成される膜であり、更には水素を含む。このため、絶縁膜８３の水素が酸化物半導体膜６９に拡散すると、該酸化物半導体膜６９において水素は酸素と結合し、キャリアである電子が生成される。または、酸化物半導体膜に含まれる酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される。これらの結果、酸化物半導体膜６９は、導電性が高くなり、金属酸化物膜７０となる。

また、上記窒化シリコン膜は、ブロック性を高めるために、高温で成膜されることが好ましく、例えば基板温度１００℃以上４００℃以下、より好ましくは３００℃以上４００℃以下の温度で加熱して成膜することが好ましい。また高温で成膜する場合は、酸化物半導体膜６８として用いる酸化物半導体から酸素が脱離し、キャリア濃度が上昇する現象が発生することがあるため、このような現象が発生しない温度とする。

次に、絶縁膜８２、８３を所望の領域に加工することで、絶縁膜８２、絶縁膜８４、及び開口部４７Ｂを形成する。なお、絶縁膜８４、及び開口部４７Ｂは、所望の領域に第５のパターニングによるマスクの形成を行い、該マスクに覆われていない領域をエッチングすることで、形成することができる（図１４（Ｃ）参照。）。

次に、導電膜８５を形成する（図１５（Ａ）参照。）。

導電膜８５は、透光性を有する導電性材料を用いて形成することができる。導電膜８５は、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、ＩＴＯ、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等を用いることができる。導電膜８５は、例えば、スパッタリング法を用いて形成することができる。

次に、導電膜８５を所望の領域に加工することで、導電膜８６を形成する。なお、導電膜８６は、所望の領域に第６のパターニングによるマスクの形成を行い、該マスクに覆われていない領域をエッチングすることで形成することができる（図１５（Ｂ）参照。）。

次に、配向膜８８を形成する（図１５（Ｃ）参照。）。

配向膜８８は、ラビング法、光配向法等を用いて形成することができる。

以上の工程により、トランジスタを作製すると共に、容量素子を作製することができる。

一例として示した、本発明の一態様で示す液晶表示装置の素子基板は、トランジスタの酸化物半導体膜と同時に、画素電極が形成されるため、６枚のフォトマスクを用いてトランジスタ及び容量素子を作製することが可能である。画素電極は容量素子の一方の電極として機能する。そのため、容量素子を形成するために、新たに導電膜を形成する工程が不要であり、作製工程を削減できる。また、容量素子は透光性を有する。この結果、容量素子の占有面積を大きくしつつ、画素の開口率を高めることが可能である。

＜対向基板側での遮光膜及びカラーフィルタの作製方法について＞
次いで対向基板側での各部材の作製方法について説明する。ここでは、上記図７に示す基板９０上に設けられた遮光膜及びカラーフィルタの作製方法について、図１６至図１７を用いて説明する。なお、対向基板である基板９０上に設けられた部材としては、基板９０と配向膜９６に挟まれた領域にある部材のことをさす。なお以下では、対向基板側にある部材の作製方法について、図７で示した図６における鎖線Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄにおける断面構造を用い、説明する。

まず、基板９０を準備する。基板９０としては、基板６０に示す材料を援用することができる。次に、基板９０上に遮光膜ＢＭを形成する（図１６（Ａ）参照。）。

遮光膜ＢＭは、金属膜、または黒色顔料等を含んだ有機絶縁膜を用いて、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング方法などでそれぞれ所望の位置に形成する。

次に、遮光膜ＢＭ上に開口部５５Ｂ及び５５Ｗを設け、開口部５５Ｇ、５５Ｂにカラーフィルタ５３Ｇ、５３Ｂを形成する（図１６（Ｂ）参照。）。なお図示していないが開口部５５Ｒにカラーフィルタ５３Ｒを形成する。

次に、開口部５５Ｗに透光性を有する層５３Ｗを形成する（図１６（Ｃ）参照。）。透光性を有する層５３Ｗは、一例として、アクリル樹脂、を用いることができる。

次に、遮光膜ＢＭ、カラーフィルタ５３Ｇ、５３Ｂ上に、絶縁膜９２を形成する（図１７（Ａ）参照。）。

絶縁膜９２としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド等の有機絶縁膜を用いることができる。絶縁膜９２を形成することによって、例えば、カラーフィルタ５３Ｇ、５３Ｂ中に含まれる不純物等を液晶層９５側に拡散することを抑制することができる。ただし、絶縁膜９２は、必ずしも設ける必要はない。

次に、絶縁膜９２上に導電膜９４、導電膜９４上に配向膜９６を形成する（図１７（Ｂ）参照。）。導電膜９４としては、導電膜８６に示す材料を援用することができる。

配向膜９６は、ラビング法、光配向法等を用いて形成することができる。

以上の工程で基板９０上に形成される構造を形成することができる。

その後、基板６０と、基板９０との間に液晶層９５を形成する。液晶層９５の形成方法としては、ディスペンサ法（滴下法）や、基板６０と基板９０とを貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入する注入法を用いることができる。

以上の工程で、図７に示す液晶表示装置を作製することができる。

以上説明した本発明の一態様によると、（１）Ｗの副画素の開口部の面積を、ＲＧＢの副画素の開口部の面積よりも小さくすること、（２）画素を制御する配線数を削減するよう副画素の配置を２行２列の配置とすること、（３）各副画素が有するトランジスタの半導体膜を酸化物半導体膜とし、容量素子を構成する電極が、透光性を有する導電膜で構成すること、の少なくともいずれか一を特徴とする。そのため、（１）彩度を低減することなく、カラー表示を行うことができ、（２）４つの副画素を駆動するための配線数を削減することができ、（３）必要な容量値を削減することなく、開口率を高め、工程数の増加を抑制することができる、表示装置とすることができる。その結果、表示装置は、消費電力の低減を図ることができる。

＜酸化物導電体（金属酸化物膜）について＞
ここで、酸化物半導体で形成される膜（以下、酸化物半導体膜（ＯＳ）という。）及び酸化物導電体で形成される膜（以下、酸化物導電体膜（ＯＣ）という。）それぞれにおける、抵抗率の温度依存性について、図３４を用いて説明する。図３４において、横軸に測定温度を示し、縦軸に抵抗率を示す。また、酸化物半導体膜（ＯＳ）の測定結果を丸印で示し、酸化物導電体膜（ＯＣ）の測定結果を四角印で示す。

なお、酸化物半導体膜（ＯＳ）を含む試料は、ガラス基板上に、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１．２のスパッタリングターゲットを用いたスパッタリング法により厚さ３５ｎｍのＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物膜を形成し、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：４：５のスパッタリングターゲットを用いたスパッタリング法により厚さ２０ｎｍのＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物膜を形成し、４５０℃の窒素雰囲気で加熱処理した後、４５０℃の窒素及び酸素の混合ガス雰囲気で加熱処理し、さらにプラズマＣＶＤ法で酸化窒化シリコン膜を形成して、作製された。

また、酸化物導電体膜（ＯＣ）を含む試料は、ガラス基板上に、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１のスパッタリングターゲットを用いたスパッタリング法により厚さ１００ｎｍのＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物膜を形成し、４５０℃の窒素雰囲気で加熱処理した後、４５０℃の窒素及び酸素の混合ガス雰囲気で加熱処理し、プラズマＣＶＤ法で窒化シリコン膜を形成して、作製された。

図３４からわかるように、酸化物導電体膜（ＯＣ）における抵抗率の温度依存性は、酸化物半導体膜（ＯＳ）における抵抗率の温度依存性より小さい。代表的には、８０Ｋ以上２９０Ｋ以下における酸化物半導体膜（ＯＣ）の抵抗率の変化率は、±２０％未満である。または、１５０Ｋ以上２５０Ｋ以下における抵抗率の変化率は、±１０％未満である。即ち、酸化物導電体は、縮退半導体であり、伝導帯端とフェルミ準位とが一致または略一致していると推定される。このため、酸化物導電体膜を、配線、電極、画素電極等に用いることが可能である。

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２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した素子基板、及び／又は対向基板に形成した部材の変形例について、図１８乃至図２５を用いて説明する。

＜変形例１＞
実施の形態１の図７に示す画素部が有するトランジスタ２１Ｂ（２１Ｒ、２１Ｂあるいは２１Ｗ）の変形例として、図１８に示したように、酸化物半導体膜６８と重なる位置に絶縁膜９８を設ける構成としてもよい。

絶縁膜９８は、厚さが５００ｎｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。

また、絶縁膜９８は、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の有機樹脂で形成される。有機樹脂で構成される絶縁膜９８は、有機絶縁膜という場合がある。

図１８に示すトランジスタ２１Ｂ（２１Ｒ、２１Ｂあるいは２１Ｗ）は、絶縁膜８４上に絶縁膜９８を有する。絶縁膜９８は、５００ｎｍ以上と厚さが厚いため、ゲート電極として機能する導電膜６２に負の電圧が印加されることによって発生する電場の影響が絶縁膜９８の表面にまで影響せず、絶縁膜９８の表面に正の電荷が帯電しにくい。また、空気中に含まれる正の荷電粒子が、絶縁膜９８の表面に吸着しても、絶縁膜９８は、５００ｎｍ以上と厚さが厚いため、絶縁膜９８の表面に吸着した正の荷電粒子の電場は、酸化物半導体膜６８及び絶縁膜８４の界面まで影響しにくい。この結果、酸化物半導体膜６８及び絶縁膜８４の界面において、実質的に正のバイアスが印加された状態とならず、トランジスタのしきい値電圧の変動が少ない。

以上のことから、分離された絶縁膜９８をトランジスタ上に設けることで、トランジスタの電気特性のばらつきを低減することが可能である。また、ノーマリーオフ特性を有し、信頼性の高いトランジスタを作製することができる。また、絶縁膜９８は、印刷法、塗布法等を用いて形成することが可能であるため、作製時間を短縮することが可能である。

なお図示していないが、トランジスタ２１Ｒ、２１Ｂあるいは２１Ｗ上についても図１８と同様に、絶縁膜９８を形成する構成とすることができる。

また図１９に示すように、絶縁膜９８上の配向膜８８と、基板９０上に設けられた素子層に含まれる配向膜９６とが接する構造であってもよい。この場合、絶縁膜９８は、スペーサとして機能するため、液晶表示装置のセルギャップを絶縁膜９８で維持することができる。

＜変形例２＞
実施の形態１の図１２（Ｄ）に示す酸化物半導体膜６８，６９の変形例として、図２０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、酸化物半導体膜を積層構造とすることができる。

図２０（Ａ）に示すトランジスタは、酸化物半導体膜６８が酸化物半導体膜６８Ａ、６８Ｂで形成され、酸化物半導体膜６９が酸化物半導体膜６９Ａ、６９Ｂで形成されている。

酸化物半導体膜６８Ｂ、６９Ｂは、酸化物半導体膜６８Ａ、６９Ａを構成する元素の一種以上から構成される。酸化物半導体膜６８Ｂ、６９Ｂは、酸化物半導体膜６８Ａ、６９Ａを構成する元素の一種以上から構成されるため、酸化物半導体膜６８Ａ、６９Ａと酸化物半導体膜６８Ｂ、６９Ｂとの界面において、界面散乱が起こりにくい。従って、該界面においてはキャリアの動きが阻害されないため、トランジスタの電界効果移動度が高くなる。

例えば、酸化物半導体膜６８Ａ、６９ＡとしてＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１．２、または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、酸化物半導体膜６８Ｂ、６９ＢとしてＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：ｎ（ｎは２以上８以下の整数）、１：６：ｍ（ｍは２以上１０以下の整数）、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。

酸化物半導体膜６８Ｂ、６９Ｂは、後に形成される絶縁膜８０を形成する際の、酸化物半導体膜６８Ａ、６Ａへのダメージ緩和膜としても機能する。

なお、図２０（Ａ）において、酸化物半導体膜６８Ａ、６９Ａ及び酸化物半導体膜６８Ｂ、６９Ｂの２層構造としたが、図２０（Ｂ）に示すように酸化物半導体膜６８Ｃ、６９Ｃを加えた３層構造としてもよい。

＜変形例３＞
実施の形態１の図１３（Ｂ）に示すトランジスタ２１Ｂの変形例として、図２１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、酸化物半導体膜上に保護膜として機能する絶縁膜を設けたチャネル保護構造とすることができる。

図２１（Ａ）に示すトランジスタ２１＿Ａは、酸化物半導体膜６８上に保護膜として機能する絶縁膜１０１が形成されている。絶縁膜１０１は、例えば、絶縁膜８２と同様に形成することができる。

または、図２１（Ｂ）に示すトランジスタ２１＿Ｂのように、酸化物半導体膜６８上に保護膜として機能する絶縁膜に開口部を設けて得られる絶縁膜１０１Ａ乃至１０１Ｅを有する構成としてもよい。

＜変形例４＞
実施の形態１の図１５（Ｂ）に示す導電膜８６の変形例について、図２２（Ａ）乃至（Ｃ）を用いて説明する。

図２２（Ａ）に示す導電膜８６＿Ａは、トランジスタ２１Ｂが有する酸化物半導体膜６８上に設けられるよう形成されている。そのため、トランジスタ２１Ｂは、信頼性が高く、オン電流が大きく、電界効果移動度の高いデュアルゲート構造のトランジスタとすることができ、表示品質の優れた表示装置を作製することができる。

または、図２２（Ｂ）に示すように、トランジスタ２１Ｂが有する酸化物半導体膜６８上に設ける導電膜８６＿Ｂを画素電極として用いる導電膜８６と電気的に別にした構成としてもよい。該構成とすることで、導電膜８６と導電膜８６＿Ｂとを別電位として制御することができる。

または、図２２（Ｃ）に示すように、導電膜７６を境に分離される導電膜８６＿Ｃを導電膜７６と重なる領域を境に分離する構成としてもよい。

＜変形例５＞
実施の形態１の図７のＡ−Ｂにおける断面図の変形例について、図２３（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。

図２３（Ａ）に示すように、導電膜８６を櫛歯状（図２３（Ａ）では断面の形状を示す）となるよう電極を形成し、対になる電極を平面状に形成する構成としてもよい。この場合、画素電極として機能する導電膜８６と対になるコモン電極を金属酸化物膜７０Ｆで構成すればよい。

あるいは図２３（Ｂ）に示すように、導電膜８６を櫛歯状（図２３（Ｂ）では断面の形状を示す）となるよう電極を形成し、コモン電極とする構成としてもよい。この場合、トランジスタ２１Ｂが有する導電膜７４を金属酸化物膜７０Ｆに接続し、金属酸化物膜７０Ｇを画素電極として用いる構成とすればよい。

＜変形例６＞
実施の形態１の図７のＡ−Ｂにおける断面図の変形例について、図２４を用いて説明する。特に基板９０側に設けた遮光膜ＢＭ及びカラーフィルタ５３Ｒ及び５３Ｂを基板６０側に設けた変形例について説明する。

該構成とすることで基板９０側の構造を簡単にでき、基板９０にタッチパネルの電極等の形成を行いやすくすることができる。

＜変形例７＞
実施の形態１の図７のＡ−Ｂにおける断面図の変形例について、図２５（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。

図２５（Ａ）は、表示素子としてＥＬ素子１１３を有する副画素の断面図の構成例を示している。ＥＬ素子１１３は、ＥＬ素子１１３を設ける面の平坦性を向上させるための絶縁膜１１０を形成した後に、形成する。絶縁膜１１０上では、隔壁層としての機能を有する絶縁膜１１４を形成する。そして一方の電極として機能する導電膜８６上にＥＬ層１１１及び他方の電極として機能する導電層１１２を形成する。

図２５（Ａ）の構成の場合、図２４の構成を組み合わせることで、図２５（Ｂ）のようにすることができる。なお図２５（Ａ）、（Ｂ）中、矢印は光の射出を表している。

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３）
実施の形態では、上記実施の形態で説明した表示装置に含まれているトランジスタにおいて、酸化物半導体膜に適用可能な一態様について説明する。

酸化物半導体膜は、単結晶構造の酸化物半導体（以下、単結晶酸化物半導体という。）、多結晶構造の酸化物半導体（以下、多結晶酸化物半導体という。）、微結晶構造の酸化物半導体（以下、微結晶酸化物半導体という。）、及び非晶質構造の酸化物半導体（以下、非晶質酸化物半導体という。）の一以上で構成されてもよい。また、酸化物半導体膜は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜で構成されていてもよい。また、酸化物半導体膜は、非晶質酸化物半導体及び結晶粒を有する酸化物半導体で構成されていてもよい。以下に、代表例として、ＣＡＡＣ−ＯＳ及び微結晶酸化物半導体について説明する。

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。

ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）によって観察すると、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。

ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を、試料面と概略平行な方向からＴＥＭによって観察（断面ＴＥＭ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、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を、試料面と概略垂直な方向からＴＥＭによって観察（平面ＴＥＭ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。

図２６（ａ）は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の断面ＴＥＭ像である。また、図２６（ｂ）は、図２６（ａ）をさらに拡大した断面ＴＥＭ像であり、理解を容易にするために原子配列を強調表示している。

図２６（ｃ）は、図２６（ａ）のＡ−Ｏ−Ａ’間において、丸で囲んだ領域（直径約４ｎｍ）の局所的なフーリエ変換像である。図２６（ｃ）より、各領域においてｃ軸配向性が確認できる。また、Ａ−Ｏ間とＯ−Ａ’間とでは、ｃ軸の向きが異なるため、異なるグレインであることが示唆される。また、Ａ−Ｏ間では、ｃ軸の角度が１４．３°、１６．６°、２６．４°のように少しずつ連続的に変化していることがわかる。同様に、Ｏ−Ａ’間では、ｃ軸の角度が−１８．３°、−１７．６°、−１５．９°と少しずつ連続的に変化していることがわかる。

なお、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に対し、電子回折を行うと、配向性を示すスポット（輝点）が観測される。例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の上面に対し、例えば１ｎｍ以上３０ｎｍ以下の電子線を用いる電子回折（ナノビーム電子回折ともいう。）を行うと、スポットが観測される（図２７（Ａ）参照。）。

断面ＴＥＭ観察および平面ＴＥＭ観察より、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の結晶部は配向性を有していることがわかる。

なお、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれるほとんどの結晶部は、一辺が１００ｎｍ未満の立方体内に収まる大きさである。従って、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部は、一辺が１０ｎｍ未満、５ｎｍ未満または３ｎｍ未満の立方体内に収まる大きさの場合も含まれる。ただし、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる複数の結晶部が連結することで、一つの大きな結晶領域を形成する場合がある。例えば、平面ＴＥＭ像において、２５００ｎｍ^２以上、５μｍ^２以上または１０００μｍ^２以上となる結晶領域が観察される場合がある。

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ＩｎＧａＺｎＯ_４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、ＩｎＧａＺｎＯ_４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。

一方、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に対し、ｃ軸に概略垂直な方向からＸ線を入射させるｉｎ−ｐｌａｎｅ法による解析では、２θが５６°近傍にピークが現れる場合がある。このピークは、ＩｎＧａＺｎＯ_４の結晶の（１１０）面に帰属される。ＩｎＧａＺｎＯ_４の単結晶酸化物半導体膜であれば、２θを５６°近傍に固定し、試料面の法線ベクトルを軸（φ軸）として試料を回転させながら分析（φスキャン）を行うと、（１１０）面と等価な結晶面に帰属されるピークが６本観察される。これに対し、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の場合は、２θを５６°近傍に固定してφスキャンした場合でも、明瞭なピークが現れない。

以上のことから、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜では、異なる結晶部間ではａ軸およびｂ軸の配向は不規則であるが、ｃ軸配向性を有し、かつｃ軸が被形成面または上面の法線ベクトルに平行な方向を向いていることがわかる。従って、前述の断面ＴＥＭ観察で確認された層状に配列した金属原子の各層は、結晶のａｂ面に平行な面である。

なお、結晶部は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜した際、または加熱処理などの結晶化処理を行った際に形成される。上述したように、結晶のｃ軸は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面または上面の法線ベクトルに平行な方向に配向する。従って、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の形状をエッチングなどによって変化させた場合、結晶のｃ軸がＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面または上面の法線ベクトルと平行にならないこともある。

また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜中において、ｃ軸配向した結晶部の分布が均一でなくてもよい。例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の結晶部が、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の上面近傍からの結晶成長によって形成される場合、上面近傍の領域は、被形成面近傍の領域よりもｃ軸配向した結晶部の割合が高くなることがある。また、不純物の添加されたＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、不純物が添加された領域が変質し、部分的にｃ軸配向した結晶部の割合の異なる領域が形成されることもある。

なお、ＩｎＧａＺｎＯ_４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。従って、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、ＴＥＭによる観察像では、明確に結晶部を確認することができない場合がある。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、ＴＥＭによる観察像では、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。従って、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（図２７（Ｂ）参照。）。

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。

なお、酸化物半導体膜は、例えば、非晶質酸化物半導体膜、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。

酸化物半導体膜が複数の構造を有する場合、ナノビーム電子回折を用いることで構造解析が可能となる場合がある。

図２７（Ｃ）に、電子銃室１７０と、電子銃室１７０の下の光学系１７２と、光学系１７２の下の試料室１７４と、試料室１７４の下の光学系１７６と、光学系１７６の下の観察室１８０と、観察室１８０に設置されたカメラ１７８と、観察室１８０の下のフィルム室１８２と、を有する透過電子回折測定装置を示す。カメラ１７８は、観察室１８０内部に向けて設置される。なお、フィルム室１８２を有さなくても構わない。

また、図２７（Ｄ）に、図２７（Ｃ）で示した透過電子回折測定装置内部の構造を示す。透過電子回折測定装置内部では、電子銃室１７０に設置された電子銃から放出された電子が、光学系１７２を介して試料室１７４に配置された物質１８８に照射される。物質１８８を通過した電子は、光学系１７６を介して観察室１８０内部に設置された蛍光板１９２に入射する。蛍光板１９２では、入射した電子の強度に応じたパターンが現れることで透過電子回折パターンを測定することができる。

カメラ１７８は、蛍光板１９２を向いて設置されており、蛍光板１９２に現れたパターンを撮影することが可能である。カメラ１７８のレンズの中央、および蛍光板１９２の中央を通る直線と、蛍光板１９２の上面と、の為す角度は、例えば、１５°以上８０°以下、３０°以上７５°以下、または４５°以上７０°以下とする。該角度が小さいほど、カメラ１７８で撮影される透過電子回折パターンは歪みが大きくなる。ただし、あらかじめ該角度がわかっていれば、得られた透過電子回折パターンの歪みを補正することも可能である。なお、カメラ１７８をフィルム室１８２に設置しても構わない場合がある。例えば、カメラ１７８をフィルム室１８２に、電子１８４の入射方向と対向するように設置してもよい。この場合、蛍光板１９２の裏面から歪みの少ない透過電子回折パターンを撮影することができる。

試料室１７４には、試料である物質１８８を固定するためのホルダが設置されている。ホルダは、物質１８８を通過する電子を透過するような構造をしている。ホルダは、例えば、物質１８８をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸などに移動させる機能を有していてもよい。ホルダの移動機能は、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、１００ｎｍ以上１μｍ以下などの範囲で移動させる精度を有すればよい。これらの範囲は、物質１８８の構造によって最適な範囲を設定すればよい。

次に、上述した透過電子回折測定装置を用いて、物質の透過電子回折パターンを測定する方法について説明する。

例えば、図２７（Ｄ）に示すように物質におけるナノビームである電子１８４の照射位置を変化させる（スキャンする）ことで、物質の構造が変化していく様子を確認することができる。このとき、物質１８８がＣＡＡＣ−ＯＳ膜であれば、図２７（Ａ）に示したような回折パターンが観測される。または、物質１８８がｎｃ−ＯＳ膜であれば、図２７（Ｂ）に示したような回折パターンが観測される。

ところで、物質１８８がＣＡＡＣ−ＯＳ膜であったとしても、部分的にｎｃ−ＯＳ膜などと同様の回折パターンが観測される場合がある。したがって、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の良否は、一定の範囲におけるＣＡＡＣ−ＯＳ膜の回折パターンが観測される領域の割合（ＣＡＡＣ化率ともいう。）で表すことができる場合がある。例えば、良質なＣＡＡＣ−ＯＳ膜であれば、ＣＡＡＣ化率は、５０％以上、好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上となる。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜と異なる回折パターンが観測される領域の割合を非ＣＡＡＣ化率と表記する。

一例として、成膜直後（ａｓ−ｓｐｕｔｔｅｒｅｄと表記。）、または酸素を含む雰囲気における４５０℃加熱処理後のＣＡＡＣ−ＯＳ膜を有する各試料の上面に対し、スキャンしながら透過電子回折パターンを取得した。ここでは、５ｎｍ／秒の速度で６０秒間スキャンしながら回折パターンを観測し、観測された回折パターンを０．５秒ごとに静止画に変換することで、ＣＡＡＣ化率を導出した。なお、電子線としては、プローブ径が１ｎｍのナノビームを用いた。なお、同様の測定は６試料に対して行った。そしてＣＡＡＣ化率の算出には、６試料における平均値を用いた。

各試料におけるＣＡＡＣ化率を図２８（Ａ）に示す。成膜直後のＣＡＡＣ−ＯＳ膜のＣＡＡＣ化率は７５．７％（非ＣＡＡＣ化率は２４．３％）であった。また、４５０℃加熱処理後のＣＡＡＣ−ＯＳ膜のＣＡＡＣ化率は８５．３％（非ＣＡＡＣ化率は１４．７％）であった。成膜直後と比べて、４５０℃加熱処理後のＣＡＡＣ化率が高いことがわかる。即ち、高い温度（例えば４００℃以上）における加熱処理によって、非ＣＡＡＣ化率が低くなる（ＣＡＡＣ化率が高くなる）ことがわかる。また、５００℃未満の加熱処理においても高いＣＡＡＣ化率を有するＣＡＡＣ−ＯＳ膜が得られることがわかる。

ここで、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜と異なる回折パターンのほとんどはｎｃ−ＯＳ膜と同様の回折パターンであった。また、測定領域において非晶質酸化物半導体膜は、確認することができなかった。したがって、加熱処理によって、ｎｃ−ＯＳ膜と同様の構造を有する領域が、隣接する領域の構造の影響を受けて再配列し、ＣＡＡＣ化していることが示唆される。

図２８（Ｂ）および図２８（Ｃ）は、成膜直後および４５０℃加熱処理後のＣＡＡＣ−ＯＳ膜の平面ＴＥＭ像である。図２８（Ｂ）と図２８（Ｃ）とを比較することにより、４５０℃加熱処理後のＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、膜質がより均質であることがわかる。即ち、高い温度における加熱処理によって、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の膜質が向上することがわかる。

このような測定方法を用いれば、複数の構造を有する酸化物半導体膜の構造解析が可能となる場合がある。

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４）
実施の形態１で述べたように、酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、オフ状態における電流値（オフ電流値）を低く制御することができる。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、書き込み間隔も長く設定できる。

本実施の形態の表示装置は、オフ電流値の低いトランジスタを適用することで、少なくとも２つの駆動方法（モード）で表示を行う表示装置とすることができる。第１の駆動モードは、従来の表示装置の駆動方法であり、１フレームごとにデータを逐次書き換える駆動方法である。第２の駆動モードは、データの書き込み処理を実行した後、データの書き換えを停止する駆動方法である。すなわち、リフレッシュレートを低減した駆動モードである。

動画の表示は、第１の駆動モードにより行われる。静止画の表示は、フレームごとの画像データに変化がないため、１フレームごとにデータの書き換えを行う必要がない。そこで、静止画を表示する際は、第２の駆動モードで動作させると、画面のちらつきをなくすとともに、電力消費を削減することができる。

また、本実施の形態の表示装置に適用される画素の容量素子は、容量素子で蓄積する電荷量が大きい。このため、画素電極の電位を保持する時間を長くすることが可能であり、リフレッシュレートを低減する駆動モードを適用できる。さらに、表示装置においてリフレッシュレートを低減する駆動モードを適用した場合であっても、画素で保持する電圧の変化を長期間抑制することが可能であるため、使用者による画像のちらつきの知覚をより防止することができる。したがって、低消費電力化と表示品質の向上を図ることができる。

ここで、リフレッシュレートを低減する効果に関して説明する。

目の疲労には、神経系の疲労と、筋肉系の疲労の２種類がある。神経系の疲労は、長時間、表示装置の発光、点滅画面を見続けることで、その明るさが眼の網膜や神経、脳を刺激して疲れさせるものである。筋肉系の疲労は、ピント調節のときに使用する毛様体の筋肉を酷使することにより疲れさせるものである。

図２９（Ａ）に、従来の表示装置の表示を表す模式図を示す。図２９（Ａ）に示すように、従来の表示装置の表示では、１秒間に６０回の画像の書き換えが行われている。このような画面を長時間見続けることにより、使用者の眼の網膜や神経、脳を刺激して眼の疲労が引き起こされるおそれがあった。

本発明の一態様では、表示装置の画素部に、オフ電流の極めて低いトランジスタ、例えば酸化物半導体を用いたトランジスタを適用する。また、表示装置の画素が有する容量素子は、面積の大きい容量素子とすることができる。これらによって、容量素子に蓄積された電荷のリークを抑制するとともに、電位の変化がゆるやかにすることが可能となるため、フレーム周波数を下げても、表示装置の輝度を抑制することが可能となる。

つまり、図２９（Ｂ）に示すように、例えば、５秒間に１回の画像の書き換えが可能となるため、極力同じ映像を見ることが可能となり、使用者に視認される画面のちらつきが低減される。これにより、使用者の眼の網膜や神経、脳の刺激が低減され、神経系の疲労が軽減される。

本発明の一態様によれば、目に優しい表示装置を提供することができる。

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）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置が適用された電子機器の構成例について説明する。また、本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を適用した表示モジュールについて、図３０を用いて説明を行う。

図３０に示す表示モジュール８０００は、上部カバー８００１と下部カバー８００２との間に、ＦＰＣ８００３に接続されたタッチパネル８００４、ＦＰＣ８００５に接続された表示パネル８００６、バックライトユニット８００７、フレーム８００９、プリント基板８０１０、バッテリー８０１１を有する。なお、バックライトユニット８００７、バッテリー８０１１、タッチパネル８００４などは、設けられない場合もある。

本発明の一態様の表示装置は、例えば、表示パネル８００６に用いることができる。

上部カバー８００１及び下部カバー８００２は、タッチパネル８００４及び表示パネル８００６のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。

タッチパネル８００４は、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルを表示パネル８００６に重畳して用いることができる。また、表示パネル８００６の対向基板（封止基板）に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。または、表示パネル８００６の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチパネルとすることも可能である。または、表示パネル８００６の各画素内にタッチセンサ用電極を設け、容量型式のタッチパネルとすることも可能である。

バックライトユニット８００７は、光源８００８を有する。光源８００８をバックライトユニット８００７の端部に設け、光拡散板を用いる構成としてもよい。

フレーム８００９は、表示パネル８００６の保護機能の他、プリント基板８０１０の動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム８００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。

プリント基板８０１０は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリー８０１１による電源であってもよい。バッテリー８０１１は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。

また、表示モジュール８０００には、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加して設けてもよい。

図３１（Ａ）乃至図３１（Ｈ）、図３２（Ａ）乃至図３２（Ｄ）は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐体５０００、表示部５００１、スピーカー５００３、ＬＥＤランプ５００４、操作キー５００５（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子５００６、センサ５００７（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、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン５００８、等を有することができる。

図３１（Ａ）はモバイルコンピュータであり、上述したものの他に、スイッチ５００９、赤外線ポート５０１０、等を有することができる。図３１（Ｂ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（たとえば、ＤＶＤ再生装置）であり、上述したものの他に、第２表示部５００２、記録媒体読込部５０１１、等を有することができる。図３１（Ｃ）はゴーグル型ディスプレイであり、上述したものの他に、第２表示部５００２、支持部５０１２、イヤホン５０１３、等を有することができる。図３１（Ｄ）は携帯型遊技機であり、上述したものの他に、記録媒体読込部５０１１、等を有することができる。図３１（Ｅ）はテレビ受像機能付きデジタルカメラであり、上述したものの他に、アンテナ５０１４、シャッターボタン５０１５、受像部５０１６、等を有することができる。図３１（Ｆ）は携帯型遊技機であり、上述したものの他に、第２表示部５００２、記録媒体読込部５０１１、等を有することができる。図３１（Ｇ）はテレビ受像器であり、上述したものの他に、チューナ、画像処理部、等を有することができる。図３１（Ｈ）は持ち運び型テレビ受像器であり、上述したものの他に、信号の送受信が可能な充電器５０１７、等を有することができる。図３２（Ａ）はディスプレイであり、上述したものの他に、支持台５０１８、等を有することができる。図３２（Ｂ）はカメラであり、上述したものの他に、外部接続ポート５０１９、シャッターボタン５０１５、受像部５０１６、等を有することができる。図３２（Ｃ）はコンピュータであり、上述したものの他に、ポインティングデバイス５０２０、外部接続ポート５０１９、リーダ／ライタ５０２１、等を有することができる。図３２（Ｄ）は携帯電話機であり、上述したものの他に、送信部、受信部、携帯電話・移動端末向けの１セグメント部分受信サービス用チューナ、等を有することができる。

図３１（Ａ）乃至図３１（Ｈ）、図３２（Ａ）乃至図３２（Ｄ）に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。さらに、複数の表示部を有する電子機器においては、一つの表示部を主として画像情報を表示し、別の一つの表示部を主として文字情報を表示する機能、または、複数の表示部に視差を考慮した画像を表示することで立体的な画像を表示する機能、等を有することができる。さらに、受像部を有する電子機器においては、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を自動または手動で補正する機能、撮影した画像を記録媒体（外部又はカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図３１（Ａ）乃至図３１（Ｈ）、図３２（Ａ）乃至図３２（Ｄ）に示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有することができる。

本実施の形態において述べた電子機器は、何らかの情報を表示するための表示部を有することを特徴とする。

次に、表示装置の応用例を説明する。

図３２（Ｅ）に、表示装置を、建造物と一体にして設けた例について示す。図３２（Ｅ）は、筐体５０２２、表示部５０２３、操作部であるリモコン装置５０２４、スピーカー５０２５等を含む。表示装置は、壁かけ型として建物と一体となっており、設置するスペースを広く必要とすることなく設置可能である。

図３２（Ｆ）に、建造物内に表示装置を、建造物と一体にして設けた別の例について示す。表示モジュール５０２６は、ユニットバス５０２７と一体に取り付けられており、入浴者は表示モジュール５０２６の視聴が可能になる。

なお、本実施の形態において、建造物として壁、ユニットバスを例としたが、本実施の形態はこれに限定されず、様々な建造物に表示装置を設置することができる。

次に、表示装置を、移動体と一体にして設けた例について示す。

図３２（Ｇ）は、表示装置を、自動車に設けた例について示した図である。表示モジュール５０２８は、自動車の車体５０２９に取り付けられており、車体の動作又は車体内外から入力される情報をオンデマンドに表示することができる。なお、ナビゲーション機能を有していてもよい。

図３２（Ｈ）は、表示装置を、旅客用飛行機と一体にして設けた例について示した図である。図３２（Ｈ）は、旅客用飛行機の座席上部の天井５０３０に表示モジュール５０３１を設けたときの、使用時の形状について示した図である。表示モジュール５０３１は、天井５０３０とヒンジ部５０３２を介して一体に取り付けられており、ヒンジ部５０３２の伸縮により乗客は表示モジュール５０３１の視聴が可能になる。表示モジュール５０３１は乗客が操作することで情報を表示する機能を有する。

なお、本実施の形態において、移動体としては自動車車体、飛行機機体について例示したがこれに限定されず、自動二輪車、自動四輪車（自動車、バス等を含む）、電車（モノレール、鉄道等を含む）、船舶等、様々なものに設置することができる。

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又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。

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。

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。

Ｌ１ 配線
Ｌ２ 配線
Ｌ３ 配線
Ｌ４ 配線
Ｌ５ 配線
１０ 画素部
１１ 回路
１２ 回路
１３ 画素
１４ 副画素
１４Ｂ 副画素
１４Ｇ 副画素
１４Ｒ 副画素
１４Ｗ 副画素
１５ 走査線
１５＿ｍ 導電膜
１６ 信号線
１６＿ｎ 導電膜
１７ 容量線
１７ｐ 導電膜
２１ トランジスタ
２１＿Ａ トランジスタ
２１＿Ｂ トランジスタ
２１Ｂ トランジスタ
２１Ｇ トランジスタ
２１Ｒ トランジスタ
２１Ｗ トランジスタ
２２ 容量素子
２２Ｂ 容量素子
２２Ｇ 容量素子
２２Ｒ 容量素子
２２Ｗ 容量素子
２３ 液晶素子
２３Ｂ 液晶素子
２３Ｇ 液晶素子
２３Ｒ 液晶素子
２３Ｗ 液晶素子
２５ 容量線
３１ トランジスタ
３２ トランジスタ
３３ 容量素子
３４ トランジスタ
３５ 発光素子
３６ 配線
３７ 配線
３８ 配線
４１Ｂ 酸化物半導体膜
４１Ｇ 酸化物半導体膜
４１Ｒ 酸化物半導体膜
４１Ｗ 酸化物半導体膜
４３ＲＢ 金属酸化物膜
４３ＧＷ 金属酸化物膜
４５Ｂ 導電膜
４５Ｇ 導電膜
４５Ｒ 導電膜
４５Ｗ 導電膜
４７Ｂ 開口部
４７Ｇ 開口部
４７Ｒ 開口部
４７Ｗ 開口部
４９Ｂ 導電膜
４９Ｇ 導電膜
４９Ｒ 導電膜
４９Ｗ 導電膜
５０ＲＢ 開口部
５０ＧＷ 開口部
５３Ｂ カラーフィルタ
５３Ｇ カラーフィルタ
５３Ｒ カラーフィルタ
５３Ｗ 透光性を有する層
５５Ｂ 開口部
５５Ｇ 開口部
５５Ｒ 開口部
５５Ｗ 開口部
６０ 基板
６２ 導電膜
６４ 絶縁膜
６６ 絶縁膜
６７ 酸化物半導体膜
６８ 酸化物半導体膜
６８Ａ 酸化物半導体膜
６８Ｂ 酸化物半導体膜
６８Ｃ 酸化物半導体膜
６９ 酸化物半導体膜
６９Ａ 酸化物半導体膜
６９Ｂ 酸化物半導体膜
６９Ｃ 酸化物半導体膜
７０ 金属酸化物膜
１７０ 電子銃室
７０Ｆ 金属酸化物膜
７０Ｇ 金属酸化物膜
７１ 導電膜
１７２ 光学系
７２ 導電膜
１７４ 試料室
７４ 導電膜
１７６ 光学系
７６ 導電膜
７７ 絶縁膜
１７８ カメラ
７８ 絶縁膜
７９ 絶縁膜
１８０ 観察室
８０ 絶縁膜
８１ 絶縁膜
１８２ フィルム室
８２ 絶縁膜
８３ 絶縁膜
８４ 絶縁膜
１８４ 電子
８５ 導電膜
８６ 導電膜
８６＿Ａ 導電膜
８６＿Ｂ 導電膜
８６＿Ｃ 導電膜
８８ 配向膜
１８８ 物質
９０ 基板
１９２ 蛍光板
９２ 絶縁膜
９４ 導電膜
９５ 液晶層
９６ 配向膜
９８ 絶縁膜
１００ 表示装置
１０１ 絶縁膜
１０１Ａ 絶縁膜
１０１Ｅ 絶縁膜
１１０ 絶縁膜
１１１ ＥＬ層
１１２ 導電層
１１３ ＥＬ素子
１１４ 絶縁膜
２００ 表示コントローラ
２１０ 信号変換回路
２２０ データ信号演算回路
２３０ バックライトユニット
５０００ 筐体
５００１ 表示部
５００２ 表示部
５００３ スピーカー
５００４ ＬＥＤランプ
５００５ 操作キー
５００６ 接続端子
５００７ センサ
５００８ マイクロフォン
５００９ スイッチ
５０１０ 赤外線ポート
５０１１ 記録媒体読込部
５０１２ 支持部
５０１３ イヤホン
５０１４ アンテナ
５０１５ シャッターボタン
５０１６ 受像部
５０１７ 充電器
５０１８ 支持台
５０１９ 外部接続ポート
５０２０ ポインティングデバイス
５０２１ リーダ／ライタ
５０２２ 筐体
５０２３ 表示部
５０２４ リモコン装置
５０２５ スピーカー
５０２６ 表示モジュール
５０２７ ユニットバス
５０２８ 表示モジュール
５０２９ 車体
５０３０ 天井
５０３１ 表示モジュール
５０３２ ヒンジ部
８０００ 表示モジュール
８００１ 上部カバー
８００２ 下部カバー
８００３ ＦＰＣ
８００４ タッチパネル
８００５ ＦＰＣ
８００６ 表示パネル
８００７ バックライトユニット
８００８ 光源
８００９ フレーム
８０１０ プリント基板
８０１１ バッテリー

Claims (4)

1. 第１乃至第４の副画素を有し、
   前記第１乃至第３の副画素は、赤、緑、又は青のいずれか一の光の透過を制御する機能を有し、
   前記第４の副画素は、白色の光の透過を制御する機能を有し、
   前記第４の副画素の開口部の面積は、前記第１乃至第３の副画素の開口部の面積よりも小さく、
   前記第１乃至第４の副画素は、トランジスタ及び容量素子をそれぞれ有し、
   前記トランジスタは、酸化物半導体を含む半導体膜を有し、
   前記容量素子は、第１の電極及び第２の電極を有し、
   前記第１の電極は、金属酸化物を含み、
   前記第１の電極は、前記トランジスタ上に設けられた窒化物絶縁膜に接する領域を有し、
   前記トランジスタと前記窒化物絶縁膜との間に、前記半導体膜上面に接する領域を有する酸化物絶縁膜を有し、
   前記第２の電極は、前記窒化物絶縁膜上に設けられ、且つ前記酸化物絶縁膜及び前記窒化物絶縁膜に設けられた第１の開口を介して、前記トランジスタと電気的に接続されており、
   前記第２の電極は、前記酸化物絶縁膜に設けられた第２の開口において、前記窒化物絶縁膜を介して前記第１の電極と重なる領域を有することを特徴とする表示装置。
2. 第１乃至第４の副画素を有し、
   前記第１乃至第３の副画素は、赤、緑、又は青のいずれか一の光の透過を制御する機能を有し、
   前記第４の副画素は、白色の光の透過を制御する機能を有し、
   前記第４の副画素の開口部の面積は、前記第１乃至第３の副画素の開口部の面積よりも小さく、
   前記第１乃至第４の副画素は、トランジスタ及び容量素子をそれぞれ有し、
   前記トランジスタは、酸化物半導体を含む半導体膜を有し、
   前記容量素子は、第１の電極及び第２の電極を有し、
   前記第１の電極は、金属酸化物を含み、
   前記第１の電極は、前記トランジスタ上に設けられた窒化物絶縁膜に接する領域を有し、
   前記トランジスタと前記窒化物絶縁膜との間に、前記半導体膜上面に接する領域を有する酸化物絶縁膜を有し、
   前記第２の電極は、前記窒化物絶縁膜上に設けられ、且つ前記酸化物絶縁膜及び前記窒化物絶縁膜に設けられた第１の開口を介して、前記トランジスタと電気的に接続されており、
   前記第２の電極は、前記酸化物絶縁膜に設けられた第２の開口において、前記窒化物絶縁膜を介して前記第１の電極と重なる領域を有し、
   前記第１の電極は、前記第１の電極上の配線と電気的に接続されており、
   前記トランジスタのソース電極またはドレイン電極と、前記配線とは、同一の層上に位置することを特徴とする表示装置。
3. 請求項１又は２において、
   平面視において、前記第１の副画素は、前記配線を介して前記第２の副画素と隣り合うように配置されていることを特徴とする表示装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一において、
   前記酸化物半導体及び前記金属酸化物は、Ｉｎ、Ｇａ、及びＺｎを含むことを特徴とする表示装置。