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JP7586965B2 - Light-emitting device - Google Patents
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Description

本発明は、物、方法、または、製造方法に関する。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。特に
、本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、記憶装置、情報処理装置、それ
らの駆動方法、または、それらの製造方法に関する。特に、本発明の一態様は、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
造方法に関する。
The present invention relates to an object, a method, or a manufacturing method. Alternatively, the present invention relates to a process, a machine, a manufacture, or a composition of matter. In particular, one embodiment of the present invention relates to a semiconductor device, a display device, a light-emitting device, a storage device, a data processing device, a driving method thereof, or a manufacturing method thereof. In particular, one embodiment of the present invention relates to a semiconductor device, a display device, a light-emitting device, a power storage device, a storage device, a driving method thereof, or a manufacturing method thereof.

発光素子を用いたアクティブマトリクス型の表示装置は、具体的に提案されている構成が
メーカーによって異なるが、通常、少なくとも発光素子と、画素へのビデオ信号の入力を
制御するトランジスタ(スイッチング用トランジスタ)と、該発光素子に供給する電流値
を制御するトランジスタ(駆動用トランジスタ)とが、各画素に設けられている。
The specific configurations proposed for active matrix display devices using light-emitting elements vary depending on the manufacturer, but typically, each pixel is provided with at least a light-emitting element, a transistor (switching transistor) that controls the input of a video signal to the pixel, and a transistor (driving transistor) that controls the value of a current supplied to the light-emitting element.

そして、画素に設ける上記トランジスタをすべて同じ極性とすることで、トランジスタの
作製工程において、半導体膜に一導電性を付与する不純物元素の添加などの工程を、一部
省略することができる。下記の特許文献1には、nチャネル型トランジスタのみで画素が
構成されている発光素子型ディスプレイについて、記載されている。
By making all the transistors in a pixel have the same polarity, it is possible to omit a step of adding an impurity element that imparts one conductivity to a semiconductor film in a manufacturing process of the transistors. Patent Document 1 listed below describes a light-emitting device type display in which pixels are composed of only n-channel transistors.

特開2003-195810号公報JP 2003-195810 A

ところで、発光装置では、駆動用トランジスタのドレイン電流が発光素子に供給されるた
め、画素間において駆動用トランジスタの閾値電圧にばらつきが生じると、発光素子の輝
度にもそのばらつきが反映されてしまう。従って、閾値電圧のばらつきを見越して駆動用
トランジスタの電流値を補正することができる画素構成の提案は、発光装置の画質向上を
図る上で、重要な課題である。
In a light-emitting device, the drain current of a driving transistor is supplied to a light-emitting element, so if there is variation in the threshold voltage of the driving transistor between pixels, the variation is reflected in the luminance of the light-emitting element. Therefore, proposing a pixel configuration that can correct the current value of the driving transistor in anticipation of the variation in threshold voltage is an important issue in improving the image quality of a light-emitting device.

上述したような技術的背景のもと、駆動用トランジスタの閾値電圧のばらつきによる画素
間の輝度のばらつきが抑えられる、発光装置の提供を課題の一つとする。
In view of the above technical background, it is an object of the present invention to provide a light-emitting device in which variation in luminance between pixels due to variation in threshold voltage of a driving transistor can be suppressed.

なお、本発明の一態様は、新規な半導体装置などの提供を、課題の一つとする。なお、こ
れらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、
必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。なお、これら以外の課題は、明細
書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求
項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
Note that one object of one embodiment of the present invention is to provide a novel semiconductor device or the like. Note that the description of these objects does not preclude the existence of other objects. Note that one embodiment of the present invention is
It is not necessary to solve all of these problems. Problems other than these will become apparent from the description in the specification, drawings, claims, etc., and it is possible to extract problems other than these from the description in the specification, drawings, claims, etc.

本発明の一態様にかかる発光装置は、半導体膜を介して互いに重畳する第1のゲート及び
第2のゲートを有するトランジスタと、上記トランジスタのソース及びドレインの一方と
、上記第1のゲートとの間の電位差を保持する第1の容量素子と、上記トランジスタのソ
ース及びドレインの一方と、上記第2のゲートとの間の電位差を保持する第2の容量素子
と、上記トランジスタの第2のゲートと、配線との間の導通状態を制御するスイッチと、
上記トランジスタのドレイン電流が供給される発光素子と、を備える。
A light-emitting device according to one embodiment of the present invention includes a transistor having a first gate and a second gate overlapping with each other with a semiconductor film therebetween, a first capacitor that holds a potential difference between one of a source and a drain of the transistor and the first gate, a second capacitor that holds a potential difference between one of the source and a drain of the transistor and the second gate, and a switch that controls electrical continuity between the second gate of the transistor and a wiring;
and a light emitting element to which the drain current of the transistor is supplied.

本発明の一態様により、トランジスタの閾値電圧のばらつきによる画素間の輝度のばらつ
きが抑えられる、発光装置を提供することができる。
According to one embodiment of the present invention, it is possible to provide a light-emitting device in which variation in luminance between pixels due to variation in threshold voltage of a transistor is suppressed.

なお、本発明の一態様により、新規な半導体装置などを提供することができる。なお、こ
れらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、
必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書
、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項
などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
According to one embodiment of the present invention, a novel semiconductor device or the like can be provided. Note that the description of these effects does not preclude the existence of other effects.
It is not necessary for the invention to have all of these effects. Effects other than these will become apparent from the description in the specification, drawings, claims, etc., and it is possible to extract other effects from the description in the specification, drawings, claims, etc.

画素の構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a pixel. 画素の構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a pixel. 画素の構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a pixel. 画素の構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a pixel. 画素の動作を示すタイミングチャート。4 is a timing chart showing the operation of a pixel. 画素の動作を示す図。FIG. 画素の動作を示す図。FIG. 画素の動作を示すタイミングチャート。4 is a timing chart showing the operation of a pixel. VbgとVthの関係を示す図。FIG. 13 is a graph showing the relationship between Vbg and Vth. 画素部の構成を示す図。FIG. 2 shows a configuration of a pixel portion. 画素部と選択回路の構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a pixel portion and a selection circuit. モニター回路の回路図。Schematic diagram of the monitor circuit. 画素の構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a pixel. 画素の構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a pixel. 画素の構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a pixel. 画素の動作を示すタイミングチャート。4 is a timing chart showing the operation of a pixel. 画素の構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a pixel. 画素の構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a pixel. 発光装置の作製方法を説明する断面図。1A to 1C are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a light-emitting device. 発光装置の作製方法を説明する断面図。1A to 1C are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a light-emitting device. 発光装置の作製方法を説明する断面図。1A to 1C are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a light-emitting device. 発光装置の断面図。FIG. パネルの斜視図。FIG. 電子機器の図。Electronic devices illustration. 回路基板の外観を示す図。FIG. 発光装置を用いた情報処理装置の構成を示す図。1A and 1B are diagrams illustrating a configuration of an information processing device using a light-emitting device. トランジスタの構造を示す上面図。FIG. 1 is a top view showing a structure of a transistor. トランジスタの構造を示す断面図。1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a transistor. トランジスタの構造を示す上面図。FIG. 1 is a top view showing a structure of a transistor. トランジスタの構造を示す断面図。1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a transistor. トランジスタの構造を示す上面図。FIG. 1 is a top view showing a structure of a transistor. トランジスタの構造を示す断面図。1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a transistor. 画素の構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a pixel. トランジスタの構造を示す断面図。1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a transistor. 画素の構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a pixel. 画素の構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a pixel. 画素の構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a pixel. 画素の構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a pixel. 画素の構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a pixel. 画素部の構成を示す図。FIG. 2 shows a configuration of a pixel portion. 画素部の構成を示す図。FIG. 2 shows a configuration of a pixel portion. トランジスタの特性を示す図。FIG. 13 shows characteristics of a transistor. 画素の構成および動作を示す図。1A and 1B are diagrams showing the configuration and operation of a pixel. 表示装置の構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a display device. 表示装置の表示写真を示す図。FIG. トランジスタの特性を示す図。FIG. 13 shows characteristics of a transistor.

以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は
以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び
詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明
は、以下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。
Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description, and it is easily understood by those skilled in the art that the form and details of the present invention can be modified in various ways without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be interpreted as being limited to the description of the embodiments shown below.

なお、本明細書において発光装置とは、発光素子が各画素に形成されたパネルと、駆動回
路またはコントローラを含むIC等を当該パネルに実装した状態にあるモジュールとを、
その範疇に含む。さらに、本発明の一態様に係る発光装置は、当該発光装置を作製する過
程における、発光素子が完成する前の一形態に相当する素子基板をその範疇に含み、当該
素子基板は、トランジスタと、トランジスタを介して電圧が供給される画素電極とを、複
数の各画素に備える。
In this specification, a light-emitting device refers to a module in which a panel in which a light-emitting element is formed in each pixel and an IC including a driving circuit or a controller are mounted on the panel.
Furthermore, a light-emitting device according to one embodiment of the present invention includes, in its category, an element substrate corresponding to one form before a light-emitting element is completed in a process of manufacturing the light-emitting device, and the element substrate includes a transistor and a pixel electrode to which a voltage is supplied via the transistor for each of a plurality of pixels.

また、トランジスタのソースとは、活性層として機能する半導体膜の一部であるソース領
域、或いは上記半導体膜に電気的に接続されたソース電極を意味する。同様に、トランジ
スタのドレインとは、上記半導体膜の一部であるドレイン領域、或いは上記半導体膜に電
気的に接続されたドレイン電極を意味する。また、ゲートはゲート電極を意味する。
The source of a transistor means a source region that is a part of the semiconductor film that functions as an active layer, or a source electrode that is electrically connected to the semiconductor film. Similarly, the drain of a transistor means a drain region that is a part of the semiconductor film, or a drain electrode that is electrically connected to the semiconductor film. The gate means a gate electrode.

トランジスタが有するソースとドレインは、トランジスタの導電型及び各端子に与えられ
る電位の高低によって、その呼び方が入れ替わる。一般的に、nチャネル型トランジスタ
では、低い電位が与えられる端子がソースと呼ばれ、高い電位が与えられる端子がドレイ
ンと呼ばれる。また、pチャネル型トランジスタでは、低い電位が与えられる端子がドレ
インと呼ばれ、高い電位が与えられる端子がソースと呼ばれる。本明細書では、便宜上、
ソースとドレインとが固定されているものと仮定して、トランジスタの接続関係を説明す
る場合があるが、実際には上記電位の関係に従ってソースとドレインの呼び方が入れ替わ
る。
The source and drain of a transistor are referred to differently depending on the conductivity type of the transistor and the level of the potential applied to each terminal. In general, in an n-channel transistor, a terminal to which a low potential is applied is called a source, and a terminal to which a high potential is applied is called a drain. In addition, in a p-channel transistor, a terminal to which a low potential is applied is called a drain, and a terminal to which a high potential is applied is called a source. In this specification, for convenience,
The connection relationship of a transistor may be explained on the assumption that the source and drain are fixed, but in reality the names of the source and drain are interchangeable according to the above-mentioned potential relationship.

また、本明細書等において、XとYとが接続されている、と明示的に記載されている場合
は、XとYとが電気的に接続されている場合と、XとYとが機能的に接続されている場合
と、XとYとが直接接続されている場合とが、本明細書等に開示されているものとする。
したがって、所定の接続関係、例えば、図または文章に示された接続関係に限定されず、
図または文章に示された接続関係以外のものも、図または文章に記載されているものとす
る。
Furthermore, in the present specification, etc., when it is explicitly stated that X and Y are connected, the case where X and Y are electrically connected, the case where X and Y are functionally connected, and the case where X and Y are directly connected are also considered to be disclosed in the present specification, etc.
Therefore, the present invention is not limited to a specific connection relationship, for example, a connection relationship shown in a drawing or a sentence.
Connections other than those shown in the drawings or text are also deemed to be described in the drawings or text.

ここで、X、Yは、対象物(例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層
、など)であるとする。
Here, X and Y are objects (for example, a device, an element, a circuit, a wiring, an electrode, a terminal, a conductive film, a layer, etc.).

XとYとが直接的に接続されている場合の一例としては、XとYとの電気的な接続を可能
とする素子(例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイ
オード、表示素子、発光素子、負荷など)が、XとYとの間に接続されていない場合であ
り、XとYとの電気的な接続を可能とする素子(例えば、スイッチ、トランジスタ、容量
素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など)を介さずに
、XとYとが、接続されている場合である。
An example of a case where X and Y are directly connected is a case where an element (e.g., a switch, a transistor, a capacitance element, an inductor, a resistance element, a diode, a display element, a light-emitting element, a load, etc.) that enables an electrical connection between X and Y is not connected between X and Y, and is a case where X and Y are connected without an element (e.g., a switch, a transistor, a capacitance element, an inductor, a resistance element, a diode, a display element, a light-emitting element, a load, etc.) that enables an electrical connection between X and Y.

XとYとが電気的に接続されている場合の一例としては、XとYとの電気的な接続を可能
とする素子(例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイ
オード、表示素子、発光素子、負荷など)が、XとYとの間に1個以上接続されることが
可能である。なお、スイッチは、オンオフが制御される機能を有している。つまり、スイ
ッチは、導通状態(オン状態)、または、非導通状態(オフ状態)になり、電流を流すか
流さないかを制御する機能を有している。または、スイッチは、電流を流す経路を選択し
て切り替える機能を有している。なお、XとYとが電気的に接続されている場合は、Xと
Yとが直接的に接続されている場合を含むものとする。
As an example of a case where X and Y are electrically connected, one or more elements (e.g., a switch, a transistor, a capacitance element, an inductor, a resistance element, a diode, a display element, a light-emitting element, a load, etc.) that enable the electrical connection between X and Y can be connected between X and Y. The switch has a function of controlling on/off. That is, the switch has a function of being in a conductive state (on state) or a non-conductive state (off state) and controlling whether or not a current flows. Alternatively, the switch has a function of selecting and switching a path through which a current flows. The case where X and Y are electrically connected includes the case where X and Y are directly connected.

XとYとが機能的に接続されている場合の一例としては、XとYとの機能的な接続を可能
とする回路(例えば、論理回路(インバータ、NAND回路、NOR回路など)、信号変
換回路(DA変換回路、AD変換回路、ガンマ補正回路など)、電位レベル変換回路(電
源回路(昇圧回路、降圧回路など)、信号の電位レベルを変えるレベルシフタ回路など)
、電圧源、電流源、切り替え回路、増幅回路(信号振幅または電流量などを大きく出来る
回路、オペアンプ、差動増幅回路、ソースフォロワ回路、バッファ回路など)、信号生成
回路、記憶回路、制御回路など)が、XとYとの間に1個以上接続されることが可能であ
る。なお、一例として、XとYとの間に別の回路を挟んでいても、Xから出力された信号
がYへ伝達される場合は、XとYとは機能的に接続されているものとする。なお、XとY
とが機能的に接続されている場合は、XとYとが直接的に接続されている場合と、XとY
とが電気的に接続されている場合とを含むものとする。
An example of a case where X and Y are functionally connected is a circuit that enables the functional connection between X and Y (for example, a logic circuit (an inverter, a NAND circuit, a NOR circuit, etc.), a signal conversion circuit (a DA conversion circuit, an AD conversion circuit, a gamma correction circuit, etc.), a potential level conversion circuit (a power supply circuit (a step-up circuit, a step-down circuit, etc.), a level shifter circuit that changes the potential level of a signal, etc.)
One or more of the following may be connected between X and Y: a voltage source, a current source, a switching circuit, an amplifier circuit (a circuit that can increase the signal amplitude or the amount of current, such as an operational amplifier, a differential amplifier circuit, a source follower circuit, a buffer circuit, etc.), a signal generating circuit, a memory circuit, a control circuit, etc. As an example, even if another circuit is sandwiched between X and Y, if a signal output from X is transmitted to Y, X and Y are considered to be functionally connected.
When X and Y are functionally connected, there are two cases: when X and Y are directly connected, and when X and Y are directly connected.
and the case where they are electrically connected to each other.

なお、XとYとが電気的に接続されている、と明示的に記載されている場合は、XとYと
が電気的に接続されている場合(つまり、XとYとの間に別の素子又は別の回路を挟んで
接続されている場合)と、XとYとが機能的に接続されている場合(つまり、XとYとの
間に別の回路を挟んで機能的に接続されている場合)と、XとYとが直接接続されている
場合(つまり、XとYとの間に別の素子又は別の回路を挟まずに接続されている場合)と
が、本明細書等に開示されているものとする。つまり、電気的に接続されている、と明示
的に記載されている場合は、単に、接続されている、とのみ明示的に記載されている場合
と同様な内容が、本明細書等に開示されているものとする。
In addition, when it is explicitly stated that X and Y are electrically connected, it is assumed that the present specification discloses the following cases: when X and Y are electrically connected (i.e., when they are connected with another element or circuit between X and Y), when X and Y are functionally connected (i.e., when they are functionally connected with another circuit between X and Y), and when X and Y are directly connected (i.e., when they are connected without another element or circuit between X and Y). In other words, when it is explicitly stated that X and Y are electrically connected, it is assumed that the present specification discloses the same content as when it is explicitly stated only that they are connected.

〈画素の構成例〉
図1に、本発明の一態様に係る発光装置の、画素10の構成を一例として示す。図1に示
す画素10は、トランジスタ11と、スイッチ16と、容量素子13と、容量素子18と
、発光素子14とを有する。
Example of pixel configuration
1 illustrates an example of a configuration of a pixel 10 in a light-emitting device according to one embodiment of the present invention. The pixel 10 illustrated in FIG. 1 includes a transistor 11, a switch 16, a capacitor 13, a capacitor 18, and a light-emitting element 14.

発光素子14は、LED(Light Emitting Diode)やOLED(O
rganic Light Emitting Diode)などの、電流または電圧に
よって輝度が制御される素子をその範疇に含んでいる。例えば、OLEDは、EL層と、
陽極と、陰極とを少なくとも有している。EL層は陽極と陰極の間に設けられた単層また
は複数の層で構成されており、これらの層の中に、発光性の物質を含む発光層を少なくと
も含んでいる。EL層は、陰極と陽極間の電位差が、発光素子14の閾値電圧Vthe以
上になったときに供給される電流により、エレクトロルミネッセンスが得られる。エレク
トロルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光(蛍光)と三重項
励起状態から基底状態に戻る際の発光(リン光)とが含まれる。
The light emitting element 14 is a light emitting diode (LED) or an organic light emitting diode (OLED).
The category includes elements whose luminance is controlled by a current or a voltage, such as an organic light emitting diode (OLED). For example, an OLED includes an EL layer and
The light emitting element 14 has at least an anode and a cathode. The EL layer is composed of a single layer or multiple layers provided between the anode and the cathode, and at least a light emitting layer containing a light emitting substance is included among these layers. The EL layer produces electroluminescence by a current supplied when the potential difference between the cathode and the anode becomes equal to or higher than the threshold voltage Vthe of the light emitting element 14. The electroluminescence includes light emission (fluorescence) when returning from a singlet excited state to a ground state and light emission (phosphorescence) when returning from a triplet excited state to a ground state.

また、発光素子14が有する陽極及び陰極は、いずれか一方が画素電極として機能し、他
方が共通電極として機能する。図1では、発光素子14の陽極を画素電極として用い、発
光素子14の陰極を共通電極として用いた画素10の構成を例示している。
In addition, one of the anode and cathode of the light-emitting element 14 functions as a pixel electrode, and the other functions as a common electrode. In Fig. 1, the configuration of the pixel 10 is illustrated in which the anode of the light-emitting element 14 is used as a pixel electrode, and the cathode of the light-emitting element 14 is used as a common electrode.

トランジスタ11は、通常のゲート(第1のゲート)に加えて、半導体膜を間に介して上
記第1のゲートと重畳する第2のゲートを有する。図1では、第1のゲートをG1として
図示し、第2のゲートをG2として図示する。
The transistor 11 has a second gate overlapping the first gate with a semiconductor film interposed therebetween, in addition to a normal gate (first gate). In FIG. 1, the first gate is illustrated as G1, and the second gate is illustrated as G2.

また、トランジスタ11の第1のゲートの電位は、配線SLから供給される画像信号に従
って制御される。スイッチ16は、トランジスタ11が有する第2のゲートへの、配線B
Lの電位の供給を制御する機能を有する。
The potential of the first gate of the transistor 11 is controlled in accordance with an image signal supplied from the wiring SL.
It has a function of controlling the supply of the L potential.

なお、スイッチ16は、トランジスタを単数または複数用いて、それぞれ構成することが
できる。或いは、スイッチ16は、単数または複数のトランジスタに加えて、容量素子を
用いていても良い。
The switch 16 can be configured using a single transistor or a plurality of transistors, or the switch 16 may be configured using a capacitor in addition to a single transistor or a plurality of transistors.

容量素子13は、トランジスタ11の第2のゲートと、トランジスタ11のソース及びド
レインの一方との間の電位差を、保持する機能を有する。容量素子18は、トランジスタ
11の第1のゲートと、トランジスタ11のソース及びドレインの一方との間の電位差を
、保持する機能を有する。
The capacitor 13 has a function of holding a potential difference between the second gate of the transistor 11 and one of the source and drain of the transistor 11. The capacitor 18 has a function of holding a potential difference between the first gate of the transistor 11 and one of the source and drain of the transistor 11.

図1では、トランジスタ11がnチャネル型である場合を例示しているが、この場合、ト
ランジスタ11のソース及びドレインの一方は、発光素子14のアノードに電気的に接続
されている。そして、トランジスタ11のソース及びドレインの他方は、配線VLに電気
的に接続されており、発光素子14のカソードは、配線CLに電気的に接続されている。
また、配線VLの電位は、配線CLの電位に発光素子14の閾値電圧Vtheと、トラン
ジスタ11の閾値電圧Vthとを加算した電位よりも、高いものとする。よって、画像信
号に従ってトランジスタ11のドレイン電流の値が定まると、上記ドレイン電流が発光素
子14に供給されることで、発光素子14は発光の状態となる。
1 illustrates an example in which the transistor 11 is an n-channel type, in which one of the source and the drain of the transistor 11 is electrically connected to the anode of the light-emitting element 14. The other of the source and the drain of the transistor 11 is electrically connected to a wiring VL, and the cathode of the light-emitting element 14 is electrically connected to a wiring CL.
The potential of the wiring VL is higher than the potential of the wiring CL plus the threshold voltage Vthe of the light-emitting element 14 and the threshold voltage Vth of the transistor 11. Thus, when the value of the drain current of the transistor 11 is determined in accordance with an image signal, the drain current is supplied to the light-emitting element 14, causing the light-emitting element 14 to emit light.

トランジスタ11がpチャネル型である場合は、図35に示すように、トランジスタ11
のソース及びドレインの一方は、発光素子14のカソードに電気的に接続されている。そ
して、トランジスタ11のソース及びドレインの他方は配線VLに電気的に接続されてお
り、発光素子14のアノードは、配線CLに電気的に接続されている。また、配線CLの
電位は、配線VLの電位に発光素子14の閾値電圧Vtheと、トランジスタ11の閾値
電圧Vthとを加算した電位よりも、高いものとする。そして、トランジスタ11がnチ
ャネル型である場合と同様に、トランジスタ11がpチャネル型である場合も、画像信号
に従ってトランジスタ11のドレイン電流の値が定まると、上記ドレイン電流が発光素子
14に供給されることで、発光素子14は発光の状態となる。
When the transistor 11 is a p-channel type, as shown in FIG.
One of the source and drain of the transistor 11 is electrically connected to the cathode of the light-emitting element 14. The other of the source and drain of the transistor 11 is electrically connected to a wiring VL, and the anode of the light-emitting element 14 is electrically connected to a wiring CL. The potential of the wiring CL is higher than the potential of the wiring VL plus the threshold voltage Vthe of the light-emitting element 14 and the threshold voltage Vth of the transistor 11. Similarly to the case where the transistor 11 is an n-channel type, when the transistor 11 is a p-channel type, when the value of the drain current of the transistor 11 is determined according to an image signal, the drain current is supplied to the light-emitting element 14, causing the light-emitting element 14 to emit light.

そして、本発明の一態様では、画像信号に従ってトランジスタ11のドレイン電流の値を
定める前に、トランジスタ11のソース及びドレインの一方と、第2のゲートとの間の電
圧Vbgを制御することで、トランジスタ11の閾値電圧Vthを補正し、画素10間で
トランジスタ11の閾値電圧Vthにばらつきが生じるのを防ぐ。
In one embodiment of the present invention, before determining the value of the drain current of the transistor 11 in accordance with an image signal, the threshold voltage Vth of the transistor 11 is corrected by controlling the voltage Vbg between one of the source and drain of the transistor 11 and the second gate, thereby preventing variation in the threshold voltage Vth of the transistor 11 between pixels 10.

具体的には、スイッチ16を介してトランジスタ11の第2のゲートに配線BLの電位を
供給することで、トランジスタ11をノーマリオンとする。例えば、トランジスタ11が
nチャネル型である場合、電圧Vbgを高くすると閾値電圧Vthはマイナス方向にシフ
トし、トランジスタ11はノーマリオンとなる。また、トランジスタ11がpチャネル型
である場合、電圧Vbgを低くすると閾値電圧Vthはプラス方向にシフトし、トランジ
スタ11はノーマリオンとなる。
Specifically, the transistor 11 is made normally on by supplying the potential of the wiring BL to the second gate of the transistor 11 via the switch 16. For example, if the transistor 11 is an n-channel type, increasing the voltage Vbg shifts the threshold voltage Vth in the negative direction, and the transistor 11 is made normally on. On the other hand, if the transistor 11 is a p-channel type, decreasing the voltage Vbg shifts the threshold voltage Vth in the positive direction, and the transistor 11 is made normally on.

図9に、トランジスタ11がnチャネル型である場合の、電圧Vbgと閾値電圧Vthの
関係を示す。電圧Vbgが0のときのトランジスタ11の閾値電圧VthをVth0とす
る。そして、電圧Vbgを0からプラス方向にシフトさせてVbg1とすると、閾値電圧
VthはVth0からマイナス方向にシフトし、Vth1(Vth1<0)となる。
9 shows the relationship between the voltage Vbg and the threshold voltage Vth when the transistor 11 is an n-channel type. The threshold voltage Vth of the transistor 11 when the voltage Vbg is 0 is set to Vth0. When the voltage Vbg is shifted from 0 in the positive direction to Vbg1, the threshold voltage Vth shifts from Vth0 in the negative direction to Vth1 (Vth1<0).

そして、トランジスタ11がノーマリオンの状態で、トランジスタ11の第1のゲートと
ソース及びドレインの一方との電位差であるゲート電圧Vgsを一定の値に保ち、なおか
つ、トランジスタ11のドレイン電流がトランジスタ11の第2のゲート及び容量素子1
3に流れる構成とする。
When the transistor 11 is in a normally-on state, the gate voltage Vgs, which is the potential difference between the first gate of the transistor 11 and one of the source and drain, is kept at a constant value, and the drain current of the transistor 11 is
The configuration is as follows:

上記構成により、トランジスタ11の第2のゲート及び容量素子13に蓄積されている電
荷が移動し、トランジスタ11のソース及びドレインの一方の電位がシフトする。そして
、トランジスタ11のソース及びドレインの一方の電位がシフトするのに伴い、電圧Vb
gが変化するため、トランジスタ11の閾値電圧は、ノーマリオフとなる方向にシフトす
る。例えば、トランジスタ11がnチャネル型である場合、電圧Vbgがマイナス方向に
シフトするため、閾値電圧Vthはプラス方向にシフトする。また、トランジスタ11が
pチャネル型である場合、電圧Vbgがプラス方向にシフトするため、閾値電圧Vthは
マイナス方向にシフトする。
With the above configuration, the charge stored in the second gate of the transistor 11 and the capacitor 13 is transferred, and the potential of one of the source and drain of the transistor 11 is shifted. As the potential of one of the source and drain of the transistor 11 is shifted, the voltage Vb
As g changes, the threshold voltage of the transistor 11 shifts in the direction toward normally-off. For example, if the transistor 11 is an n-channel type, the voltage Vbg shifts in the negative direction, and the threshold voltage Vth shifts in the positive direction. Also, if the transistor 11 is a p-channel type, the voltage Vbg shifts in the positive direction, and the threshold voltage Vth shifts in the negative direction.

そして、最終的に、トランジスタ11の閾値電圧Vthが、一定の値に保たれたゲート電
圧Vgsに限りなく近づくと、ドレイン電流が0に収束し、トランジスタ11はオフする
。このときの、トランジスタ11の閾値電圧VthをVth2とする。図9に示すように
、電圧VbgがVbg2となると、ゲート電圧Vgsが一定の値に保たれたトランジスタ
11のドレイン電流が0に収束する。これにより、閾値電圧VthがVth2に補正され
ることとなる。上記電位差ΔV0は、容量素子13に保持される。
Finally, when the threshold voltage Vth of the transistor 11 approaches the gate voltage Vgs, which is kept at a constant value, the drain current converges to 0, and the transistor 11 turns off. The threshold voltage Vth of the transistor 11 at this time is Vth2. As shown in Fig. 9, when the voltage Vbg becomes Vbg2, the drain current of the transistor 11, whose gate voltage Vgs is kept at a constant value, converges to 0. As a result, the threshold voltage Vth is corrected to Vth2. The potential difference ΔV0 is held in the capacitance element 13.

本発明の一態様では、上記構成により、画素10間において生じたトランジスタ11の閾
値電圧のばらつきが、トランジスタ11のドレイン電流の値に影響を及ぼすのを防ぐこと
ができる。その結果、画素間の輝度のばらつきを抑えることができる。
In one embodiment of the present invention, the above structure can prevent variation in the threshold voltage of the transistor 11 among the pixels 10 from affecting the value of the drain current of the transistor 11. As a result, variation in luminance among the pixels can be suppressed.

なお、図1では、トランジスタ11のソース及びドレインの一方と、第2のゲートとの間
の電圧Vbgを制御することで、トランジスタ11の閾値電圧Vthを補正することがで
きる画素10の構成について示したが、トランジスタ11のソース及びドレインの一方と
、第1のゲートとの間の電圧Vgsを制御することで、トランジスタ11の閾値電圧Vt
hを補正できるようにしても良い。
FIG. 1 illustrates a configuration of the pixel 10 in which the threshold voltage Vth of the transistor 11 can be corrected by controlling the voltage Vbg between one of the source or drain of the transistor 11 and the second gate. However, the threshold voltage Vt of the transistor 11 can be corrected by controlling the voltage Vgs between the one of the source or drain of the transistor 11 and the first gate.
It is also possible to make it possible to correct h.

図33に、電圧Vgsを制御することで、トランジスタ11の閾値電圧Vthを補正でき
る画素10の構成を、一例として示す。図33に示す画素10では、トランジスタ11の
第2のゲートの電位は、配線SLから供給される画像信号に従って制御される。スイッチ
16は、トランジスタ11が有する第1のゲートへの、配線BLの電位の供給を制御する
機能を有する。容量素子13は、トランジスタ11の第1のゲートと、トランジスタ11
のソース及びドレインの一方との間の電位差を、保持する機能を有する。容量素子18は
、トランジスタ11の第2のゲートと、トランジスタ11のソース及びドレインの一方と
の間の電位差を、保持する機能を有する。本発明の一態様では、上記構成により、画像信
号に従ってトランジスタ11のドレイン電流の値を定める前に、トランジスタ11のソー
ス及びドレインの一方と、第1のゲートとの間の電圧Vgsを制御することで、トランジ
スタ11の閾値電圧Vthを補正し、画素10間でトランジスタ11の閾値電圧Vthに
ばらつきが生じるのを防ぐことができる。
33 shows an example of the configuration of a pixel 10 in which the threshold voltage Vth of a transistor 11 can be corrected by controlling the voltage Vgs. In the pixel 10 shown in FIG. 33, the potential of the second gate of the transistor 11 is controlled in accordance with an image signal supplied from a wiring SL. The switch 16 has a function of controlling the supply of the potential of the wiring BL to the first gate of the transistor 11. The capacitor 13 is connected between the first gate of the transistor 11 and the
The capacitor 18 has a function of holding a potential difference between the second gate of the transistor 11 and one of the source and drain of the transistor 11. In one embodiment of the present invention, with the above structure, before the value of the drain current of the transistor 11 is determined in accordance with an image signal, a voltage Vgs between the first gate and one of the source and drain of the transistor 11 is controlled to correct the threshold voltage Vth of the transistor 11, thereby preventing variation in the threshold voltage Vth of the transistor 11 among pixels 10.

〈画素の具体的な構成例1〉
図2(A)に、図1に示した画素10の、具体的な構成を一例として示す。
Specific pixel configuration example 1
FIG. 2A shows an example of a specific configuration of the pixel 10 shown in FIG.

図2(A)に示す画素10は、トランジスタ11、スイッチ12、容量素子13、及び発
光素子14に加えて、スイッチ15乃至スイッチ17と、容量素子18とを有する。
A pixel 10 shown in FIG. 2A includes switches 15 to 17 and a capacitor 18 in addition to a transistor 11, a switch 12, a capacitor 13, and a light-emitting element 14.

具体的に、図2(A)に示す画素10では、配線SLは、スイッチ15を介してトランジ
スタ11の第1のゲートに電気的に接続されている。また、配線SLは、スイッチ15及
びスイッチ12を介して、発光素子14が有する画素電極に電気的に接続されている。ト
ランジスタ11は、ソース及びドレインの一方が、発光素子14の画素電極に電気的に接
続されており、ソース及びドレインの他方が、配線VLに電気的に接続されている。トラ
ンジスタ11の第2のゲートは、スイッチ16を介して配線BLに電気的に接続されてい
る。発光素子14が有する画素電極は、スイッチ17を介して配線ILに電気的に接続さ
れている。容量素子13が有する一対の電極は、一方がトランジスタ11の第2のゲート
に電気的に接続されており、他方が発光素子14の画素電極に電気的に接続されている。
容量素子18が有する一対の電極は、一方がトランジスタ11の第1のゲートに電気的に
接続されており、他方が発光素子14の画素電極に電気的に接続されている。発光素子1
4の共通電極は、配線CLに電気的に接続されている。
Specifically, in the pixel 10 shown in FIG. 2A , the wiring SL is electrically connected to a first gate of the transistor 11 through the switch 15. The wiring SL is also electrically connected to a pixel electrode of the light-emitting element 14 through the switches 15 and 12. One of the source and drain of the transistor 11 is electrically connected to the pixel electrode of the light-emitting element 14, and the other of the source and drain is electrically connected to a wiring VL. A second gate of the transistor 11 is electrically connected to a wiring BL through a switch 16. The pixel electrode of the light-emitting element 14 is electrically connected to a wiring IL through a switch 17. One of a pair of electrodes of the capacitor 13 is electrically connected to the second gate of the transistor 11, and the other is electrically connected to the pixel electrode of the light-emitting element 14.
One of a pair of electrodes of the capacitor 18 is electrically connected to the first gate of the transistor 11, and the other is electrically connected to a pixel electrode of the light-emitting element 14.
The common electrode of the pixel 4 is electrically connected to a wiring CL.

次いで、図2(B)に、図1に示した画素10の、別の具体的な構成を一例として示す。 Next, FIG. 2(B) shows, as an example, another specific configuration of the pixel 10 shown in FIG. 1.

図2(B)に示す画素10は、スイッチ19をさらに有する点において、図2(A)に示
す画素10と構成が異なる。
The pixel 10 shown in FIG. 2B has a different configuration from the pixel 10 shown in FIG. 2A in that the pixel 10 further includes a switch 19 .

具体的に、図2(B)に示す画素10では、配線SLは、スイッチ15を介してトランジ
スタ11の第1のゲートに電気的に接続されている。また、配線SLは、スイッチ15、
スイッチ12、及びスイッチ19を介して、発光素子14が有する画素電極に電気的に接
続されている。トランジスタ11は、ソース及びドレインの一方が、スイッチ19を介し
て発光素子14の画素電極に電気的に接続されており、ソース及びドレインの他方が、配
線VLに電気的に接続されている。トランジスタ11の第2のゲートは、スイッチ16を
介して配線BLに電気的に接続されている。発光素子14が有する画素電極は、スイッチ
17及びスイッチ19を介して配線ILに電気的に接続されている。容量素子13が有す
る一対の電極は、一方がトランジスタ11の第2のゲートに電気的に接続されており、他
方がスイッチ19を介して発光素子14の画素電極に電気的に接続されている。容量素子
18が有する一対の電極は、一方がトランジスタ11の第1のゲートに電気的に接続され
ており、他方がスイッチ19を介して発光素子14の画素電極に電気的に接続されている
。発光素子14の共通電極は、配線CLに電気的に接続されている。
Specifically, in the pixel 10 shown in FIG. 2B, the wiring SL is electrically connected to the first gate of the transistor 11 through the switch 15.
The transistor 11 is electrically connected to a pixel electrode of the light-emitting element 14 through the switch 12 and the switch 19. One of the source and drain of the transistor 11 is electrically connected to the pixel electrode of the light-emitting element 14 through the switch 19, and the other of the source and drain is electrically connected to the wiring VL. The second gate of the transistor 11 is electrically connected to the wiring BL through the switch 16. The pixel electrode of the light-emitting element 14 is electrically connected to the wiring IL through the switches 17 and 19. One of a pair of electrodes of the capacitor 13 is electrically connected to the second gate of the transistor 11, and the other is electrically connected to the pixel electrode of the light-emitting element 14 through the switch 19. One of a pair of electrodes of the capacitor 18 is electrically connected to the first gate of the transistor 11, and the other is electrically connected to the pixel electrode of the light-emitting element 14 through the switch 19. The common electrode of the light-emitting element 14 is electrically connected to the wiring CL.

次いで、図2(A)に示す画素10において、各スイッチにトランジスタを用いた場合の
、画素の構成例について説明する。図2(A)に示す画素10の、スイッチ12と、スイ
ッチ15乃至スイッチ17としてそれぞれトランジスタを用いた場合の、画素10の構成
例を図3(A)に示す。
Next, a configuration example of the pixel 10 shown in Fig. 2A in the case where transistors are used as the switches in the pixel 10 will be described. Fig. 3A shows a configuration example of the pixel 10 in the case where transistors are used as the switch 12 and the switches 15 to 17 in the pixel 10 shown in Fig. 2A.

図3(A)に示す画素10は、トランジスタ11と、スイッチ12としての機能を有する
トランジスタ12tと、スイッチ15乃至スイッチ17としての機能をそれぞれ有するト
ランジスタ15t乃至トランジスタ17tと、容量素子13、容量素子18、及び発光素
子14とを有する。
A pixel 10 shown in FIG. 3A includes a transistor 11, a transistor 12t functioning as a switch 12, transistors 15t to 17t functioning as switches 15 to 17, respectively, a capacitor 13, a capacitor 18, and a light-emitting element 14.

具体的に、トランジスタ15tは、ゲートが配線GLaに、ソース及びドレインの一方が
配線SLに、ソース及びドレインの他方がトランジスタ11の第1のゲートに、それぞれ
電気的に接続されている。トランジスタ12tは、ゲートが配線GLbに、ソース及びド
レインの一方が発光素子14の画素電極に、ソース及びドレインの他方がトランジスタ1
1の第1のゲートに、それぞれ電気的に接続されている。トランジスタ11は、ソース及
びドレインの一方が発光素子14の画素電極に、ソース及びドレインの他方が配線VLに
、それぞれ電気的に接続されている。トランジスタ16tは、ゲートが配線GLbに、ソ
ース及びドレインの一方が配線BLに、ソース及びドレインの他方がトランジスタ11の
第2のゲートに、それぞれ電気的に接続されている。トランジスタ17tは、ゲートが配
線GLdに、ソース及びドレインの一方が配線ILに、ソース及びドレインの他方が発光
素子14の画素電極に、それぞれ電気的に接続されている。
Specifically, the transistor 15t has a gate electrically connected to the wiring GLa, one of a source and a drain electrically connected to the wiring SL, and the other of the source and the drain electrically connected to the first gate of the transistor 11. The transistor 12t has a gate electrically connected to the wiring GLb, one of a source and a drain electrically connected to the pixel electrode of the light-emitting element 14, and the other of the source and the drain electrically connected to the first gate of the transistor 11.
The transistor 11 has a source and a drain electrically connected to a pixel electrode of the light-emitting element 14, and the other of the source and drain electrically connected to a wiring VL. The transistor 16t has a gate electrically connected to a wiring GLb, one of a source and a drain electrically connected to a wiring BL, and the other of the source and drain electrically connected to a second gate of the transistor 11. The transistor 17t has a gate electrically connected to a wiring GLd, one of a source and a drain electrically connected to a wiring IL, and the other of the source and drain electrically connected to the pixel electrode of the light-emitting element 14.

また、容量素子13が有する一対の電極は、一方がトランジスタ11の第2のゲートに電
気的に接続されており、他方が発光素子14の画素電極に電気的に接続されている。容量
素子18が有する一対の電極は、一方がトランジスタ11の第1のゲートに電気的に接続
されており、他方が発光素子14の画素電極に電気的に接続されている。発光素子14の
共通電極は、配線CLに電気的に接続されている。
One of a pair of electrodes of the capacitor 13 is electrically connected to the second gate of the transistor 11, and the other is electrically connected to a pixel electrode of the light-emitting element 14. One of a pair of electrodes of the capacitor 18 is electrically connected to the first gate of the transistor 11, and the other is electrically connected to a pixel electrode of the light-emitting element 14. A common electrode of the light-emitting element 14 is electrically connected to the wiring CL.

次いで、図2(B)に示す画素10において、各スイッチにトランジスタを用いた場合の
、画素の構成例について説明する。図2(B)に示す画素10の、スイッチ12と、スイ
ッチ15乃至スイッチ17と、スイッチ19として、それぞれトランジスタを用いた場合
の、画素10の構成例を図3(B)に示す。
Next, a configuration example of the pixel 10 shown in Fig. 2B in the case where a transistor is used as each switch in the pixel 10 will be described. Fig. 3B shows a configuration example of the pixel 10 in the case where a transistor is used as each of the switch 12, the switches 15 to 17, and the switch 19 in the pixel 10 shown in Fig. 2B.

図3(B)に示す画素10は、トランジスタ11と、スイッチ12としての機能を有する
トランジスタ12tと、スイッチ15乃至スイッチ17としての機能をそれぞれ有するト
ランジスタ15t乃至トランジスタ17tと、スイッチ19としての機能を有するトラン
ジスタ19tと、容量素子13、容量素子18、及び発光素子14とを有する。
A pixel 10 shown in Figure 3 (B) includes a transistor 11, a transistor 12t functioning as a switch 12, transistors 15t to 17t functioning as switches 15 to 17, respectively, a transistor 19t functioning as a switch 19, a capacitor 13, a capacitor 18, and a light-emitting element 14.

具体的に、トランジスタ15tは、ゲートが配線GLaに、ソース及びドレインの一方が
配線SLに、ソース及びドレインの他方がトランジスタ11の第1のゲートに、それぞれ
電気的に接続されている。トランジスタ12tは、ゲートが配線GLbに、ソース及びド
レインの一方がトランジスタ19tのソース及びドレインの一方に、ソース及びドレイン
の他方がトランジスタ11の第1のゲートに、それぞれ電気的に接続されている。トラン
ジスタ11は、ソース及びドレインの一方がトランジスタ19tのソース及びドレインの
一方に、ソース及びドレインの他方が配線VLに、それぞれ電気的に接続されている。ト
ランジスタ16tは、ゲートが配線GLbに、ソース及びドレインの一方が配線BLに、
ソース及びドレインの他方がトランジスタ11の第2のゲートに、それぞれ電気的に接続
されている。トランジスタ17tは、ゲートが配線GLdに、ソース及びドレインの一方
が配線ILに、ソース及びドレインの他方がトランジスタ19tのソース及びドレインの
一方に、それぞれ電気的に接続されている。トランジスタ19tは、ゲートが配線GLc
に、ソース及びドレインの他方が発光素子14の画素電極に、それぞれ電気的に接続され
ている。
Specifically, the transistor 15t has a gate electrically connected to a wiring GLa, one of its source and drain electrically connected to a wiring SL, and the other of its source and drain electrically connected to a first gate of the transistor 11. The transistor 12t has a gate electrically connected to a wiring GLb, one of its source and drain electrically connected to one of the source and drain of the transistor 19t, and the other of its source and drain electrically connected to a first gate of the transistor 11. The transistor 11 has one of its source and drain electrically connected to one of the source and drain of the transistor 19t, and the other of its source and drain electrically connected to a wiring VL. The transistor 16t has a gate electrically connected to a wiring GLb, one of its source and drain electrically connected to a wiring BL,
The other of the source and the drain is electrically connected to a second gate of the transistor 11. The gate of the transistor 17t is electrically connected to a wiring GLd, one of the source and the drain is electrically connected to a wiring IL, and the other of the source and the drain is electrically connected to one of the source and the drain of the transistor 19t.
The other of the source and drain is electrically connected to a pixel electrode of the light emitting element 14 .

また、容量素子13が有する一対の電極は、一方がトランジスタ11の第2のゲートに電
気的に接続されており、他方がトランジスタ19tのソース及びドレインの一方に電気的
に接続されている。容量素子18が有する一対の電極は、一方がトランジスタ11の第1
のゲートに電気的に接続されており、他方がトランジスタ19tのソース及びドレインの
一方に電気的に接続されている。発光素子14の共通電極は、配線CLに電気的に接続さ
れている。
One of a pair of electrodes of the capacitor 13 is electrically connected to the second gate of the transistor 11, and the other is electrically connected to one of the source and drain of the transistor 19t.
and the other is electrically connected to one of the source and drain of the transistor 19t. The common electrode of the light-emitting element 14 is electrically connected to the wiring CL.

次いで、図2(B)に示す画素10の、スイッチ12と、スイッチ15乃至スイッチ17
としてそれぞれトランジスタを用いた場合の、画素10の別の構成例を図4(A)に示す
Next, the switch 12 and the switches 15 to 17 of the pixel 10 shown in FIG.
FIG. 4A shows another example of the configuration of the pixel 10 in the case where transistors are used as the drain and drain electrodes.

図4(A)に示す画素10は、トランジスタ16tのソース及びドレインの一方が、配線
BLではなく、配線VLに電気的に接続されている点において、図3(B)に示す画素1
0と構成が異なる。
The pixel 10 shown in FIG. 4A is different from the pixel 1 shown in FIG. 3B in that one of the source and the drain of the transistor 16t is electrically connected to the wiring VL instead of the wiring BL.
The configuration is different from 0.

次いで、図2(B)に示す画素10の、スイッチ12と、スイッチ15乃至スイッチ17
と、スイッチ19として、それぞれトランジスタを用いた場合の、画素10の別の構成例
を図4(B)に示す。
Next, the switch 12 and the switches 15 to 17 of the pixel 10 shown in FIG.
FIG. 4B shows another example of the configuration of the pixel 10 in which transistors are used as the gate electrode 14 and the switch 19.

図4(B)に示す画素10は、トランジスタ17tのゲートが、配線GLdではなく、配
線GLaに電気的に接続されている点において、図3(B)に示す画素10と構成が異な
る。
The pixel 10 illustrated in FIG. 4B has a different configuration from the pixel 10 illustrated in FIG. 3B in that a gate of a transistor 17t is electrically connected to a wiring GLa instead of a wiring GLd.

〈画素の具体的な動作例1〉
次いで、図3(B)に示す画素10を例に挙げて、本発明の一態様にかかる発光装置の画
素の動作について説明する。
<Specific pixel operation example 1>
Next, the operation of a pixel of a light-emitting device according to one embodiment of the present invention will be described using the pixel 10 illustrated in FIG. 3B as an example.

図5に、配線GLa乃至配線GLdに入力される電位のタイミングチャートと、配線SL
に入力される画像信号Vdataの、電位のタイミングチャートとを示す。なお、図5に
示すタイミングチャートは、図3(B)に示す画素10に含まれるトランジスタが全てn
チャネル型である場合を例示するものである。また、図6及び図7に、各期間における画
素10の動作を模式的に示す。ただし、図6及び図7では、画素10の動作を分かりやす
く示すために、トランジスタ11以外のトランジスタを、スイッチとして図示する。
FIG. 5 is a timing chart of potentials input to the wirings GLa to GLd and
5 is a timing chart of the potential of the image signal Vdata input to the pixel 10 shown in FIG.
6 and 7 are schematic diagrams showing the operation of the pixel 10 in each period. However, in order to easily show the operation of the pixel 10, transistors other than the transistor 11 are illustrated as switches in FIG. 6 and FIG. 7.

まず、期間t1では、配線GLaにローレベルの電位が与えられ、配線GLbにハイレベ
ルの電位が与えられ、配線GLcにローレベルの電位が与えられ、配線GLdにハイレベ
ルの電位が与えられる。よって、図6(A)に示すように、トランジスタ12t、トラン
ジスタ16t、及びトランジスタ17tがオンとなり、トランジスタ15t、及びトラン
ジスタ19tはオフとなる。
First, in a period t1, a low-level potential is applied to the wiring GLa, a high-level potential is applied to the wiring GLb, a low-level potential is applied to the wiring GLc, and a high-level potential is applied to the wiring GLd. Therefore, as shown in FIG 6A, the transistors 12t, 16t, and 17t are turned on, and the transistors 15t and 19t are turned off.

また、配線VLには電位Vanoが、配線BLには電位V0が、配線ILには電位V1が
、発光素子14の共通電極に電気的に接続された配線CLには電位Vcatが、それぞれ
与えられている。よって、トランジスタ11の第1のゲート(ノードAと示す)には電位
V1が与えられ、トランジスタ11の第2のゲート(ノードBと示す)には電位V0が与
えられ、トランジスタ11のソース及びドレインの一方(ノードCと示す)には電位V1
が与えられる。
A potential Vano is applied to the wiring VL, a potential V0 is applied to the wiring BL, a potential V1 is applied to the wiring IL, and a potential Vcat is applied to the wiring CL electrically connected to the common electrode of the light-emitting element 14. Thus, a potential V1 is applied to the first gate (denoted as node A) of the transistor 11, a potential V0 is applied to the second gate (denoted as node B) of the transistor 11, and a potential V1 is applied to one of the source and drain (denoted as node C) of the transistor 11.
is given.

電位Vanoは、電位Vcatに発光素子14の閾値電圧Vtheと、トランジスタ11
の閾値電圧Vthとを加算した電位よりも、高くすることが望ましい。そして、電位V0
は、トランジスタ11の閾値電圧Vthをマイナス方向にシフトさせる程度に、ノードC
に対して十分高い電位であることが望ましい。具体的には、図9に示すように、電圧Vb
gが0であるときのトランジスタ11の閾値電圧VthがVth0であるとし、ノードB
とノードCの電位差に相当する電圧VbgをVbg1とする。これにより、期間t1では
、トランジスタ11の閾値電圧VthはVth1となる。上記構成により、トランジスタ
11はノーマリオンとなるため、ノードAとノードCの電位差、すなわち、トランジスタ
11のゲート電圧が0であっても、トランジスタ11をオンにすることができる。
The potential Vano is a potential Vcat multiplied by the threshold voltage Vthe of the light emitting element 14 and the potential Vt of the transistor 11.
It is desirable to set the potential higher than the sum of the threshold voltage Vth of the potential V0
is set to a value at node C to shift the threshold voltage Vth of the transistor 11 in the negative direction.
Specifically, as shown in FIG.
When g is 0, the threshold voltage Vth of the transistor 11 is Vth0.
The voltage Vbg corresponding to the potential difference between node A and node C is set to Vbg1. As a result, in period t1, the threshold voltage Vth of transistor 11 becomes Vth1. With the above configuration, transistor 11 is normally on, so that even if the potential difference between node A and node C, i.e., the gate voltage of transistor 11, is zero, transistor 11 can be turned on.

なお、トランジスタ11がpチャネル型である場合、電位V0は、トランジスタ11の閾
値電圧Vthをプラス方向にシフトさせる程度に、ノードCに対して十分低い電位である
ことが望ましい。上記構成により、トランジスタ11はノーマリオンとなるため、ノード
AとノードCの電位差、すなわち、トランジスタ11のゲート電圧が0であっても、トラ
ンジスタ11をオンにすることができる。
In addition, when the transistor 11 is a p-channel type, it is desirable that the potential V0 is sufficiently low with respect to the node C so as to shift the threshold voltage Vth of the transistor 11 in the positive direction. With the above configuration, the transistor 11 is normally on, so that the transistor 11 can be turned on even if the potential difference between the nodes A and C, i.e., the gate voltage of the transistor 11, is zero.

次いで、期間t2では、配線GLaにローレベルの電位が与えられ、配線GLbにハイレ
ベルの電位が与えられ、配線GLcにローレベルの電位が与えられ、配線GLdにローレ
ベルの電位が与えられる。よって、図6(B)に示すように、トランジスタ12t及びト
ランジスタ16tがオンとなり、トランジスタ15t、トランジスタ17t、及びトラン
ジスタ19tはオフとなる。
Next, in a period t2, a low-level potential is applied to the wiring GLa, a high-level potential is applied to the wiring GLb, a low-level potential is applied to the wiring GLc, and a low-level potential is applied to the wiring GLd. Therefore, as shown in FIG. 6B, the transistors 12t and 16t are turned on, and the transistors 15t, 17t, and 19t are turned off.

また、配線VLには電位Vanoが、配線BLには電位V0が、それぞれ与えられている
。よって、ノードBに電位V0が与えられた状態が維持されており、期間t2の開始時に
はトランジスタ11の閾値電圧VthはVth1とマイナス方向にシフトしたままなので
、トランジスタ11はオンである。そして、期間t2では、配線VLと配線ILの間の電
流の経路は、スイッチ17により遮断されるので、トランジスタ11のドレイン電流によ
りノードA及びノードCの電位は上昇を始める。ノードCの電位が上昇すると、ノードB
とノードCの電位差に相当する電圧Vbgが低くなり、トランジスタ11の閾値電圧Vt
hはプラス方向にシフトしていく。そして、最終的に、トランジスタ11の閾値電圧Vt
hが0に限りなく近づくと、トランジスタ11はオフする。トランジスタ11の閾値電圧
Vthが0であるときの、ノードBとノードCの電位差はV0-V2とする。
A potential Vano is applied to the wiring VL, and a potential V0 is applied to the wiring BL. Thus, the state in which the potential V0 is applied to the node B is maintained, and at the start of the period t2, the threshold voltage Vth of the transistor 11 remains shifted in the negative direction from Vth1, so that the transistor 11 is on. During the period t2, the current path between the wiring VL and the wiring IL is blocked by the switch 17, so that the potentials of the nodes A and C start to rise due to the drain current of the transistor 11. When the potential of the node C rises, the potential of the node B
The voltage Vbg corresponding to the potential difference between node A and node B becomes lower, and the threshold voltage Vt
h shifts in the positive direction. Finally, the threshold voltage Vt
When h approaches 0, the transistor 11 turns off. When the threshold voltage Vth of the transistor 11 is 0, the potential difference between the node B and the node C is V0-V2.

すなわち、トランジスタ11は、ノードBとノードCの電位差がV0-V2であるときに
、ゲート電圧0に対してドレイン電流が0に収束するように、その閾値電圧Vthが0に
補正されることとなる。ノードBとノードCの電位差V0-V2は、容量素子13に印加
される。
That is, when the potential difference between nodes B and C is V0-V2, the threshold voltage Vth of transistor 11 is corrected to 0 so that the drain current converges to 0 for a gate voltage of 0. The potential difference V0-V2 between nodes B and C is applied to capacitive element 13.

次いで、期間t3では、配線GLaにハイレベルの電位が与えられ、配線GLbにローレ
ベルの電位が与えられ、配線GLcにローレベルの電位が与えられ、配線GLdにハイレ
ベルの電位が与えられる。よって、図7(A)に示すように、トランジスタ15t及びト
ランジスタ17tがオンとなり、トランジスタ12t、トランジスタ16t、及びトラン
ジスタ19tはオフとなる。
Next, in a period t3, a high-level potential is applied to the wiring GLa, a low-level potential is applied to the wiring GLb, a low-level potential is applied to the wiring GLc, and a high-level potential is applied to the wiring GLd. Therefore, as shown in FIG. 7A, the transistors 15t and 17t are turned on, and the transistors 12t, 16t, and 19t are turned off.

また、配線VLには電位Vanoが、配線SLには、画像情報が含まれる電位Vdata
が、配線ILには電位V1がそれぞれ与えられている。そして、ノードBはフローティン
グの状態にあるので、ノードCが電位V2から電位V1に変化することで、容量素子13
によりノードBは電位V0から電位V0+V1-V2に変化する。そして、容量素子13
には電位差V0-V2が保持されているため、トランジスタ11の閾値電圧Vthは0に
維持されている。また、ノードAに電位Vdataが与えられ、トランジスタ11のゲー
ト電圧はVdata-V1となる。
The wiring VL is connected to a potential Vano, and the wiring SL is connected to a potential Vdata
The wiring IL is applied with a potential V1. Since the node B is in a floating state, the potential of the node C changes from the potential V2 to the potential V1, so that the capacitance element 13
As a result, the potential of node B changes from V0 to V0+V1-V2.
Since a potential difference V0-V2 is held at node A, the threshold voltage Vth of the transistor 11 is maintained at 0. In addition, a potential Vdata is applied to node A, and the gate voltage of the transistor 11 becomes Vdata-V1.

次いで、期間t4では、配線GLaにローレベルの電位が与えられ、配線GLbにローレ
ベルの電位が与えられ、配線GLcにハイレベルの電位が与えられ、配線GLdにローレ
ベルの電位が与えられる。よって、図7(B)に示すように、トランジスタ19tがオン
となり、トランジスタ12t、トランジスタ15t、トランジスタ16t、及びトランジ
スタ17tはオフとなる。
Next, in a period t4, a low-level potential is applied to the wiring GLa, a low-level potential is applied to the wiring GLb, a high-level potential is applied to the wiring GLc, and a low-level potential is applied to the wiring GLd. Therefore, as shown in FIG. 7B, the transistor 19t is turned on, and the transistors 12t, 15t, 16t, and 17t are turned off.

また、配線VLには電位Vanoが、発光素子14の共通電極に電気的に接続された配線
CLには電位Vcatが、それぞれ与えられている。期間t4では、トランジスタ19t
がオンになることで、ノードCの電位が変動し、電位V3になると、ノードAは電位Vd
ata+V3-V1、ノードBは電位V0-V2+V3となる。ノードA、ノードB、及
びノードCの電位が変化しても、容量素子13には電位差V0-V2が保持されており、
容量素子18には電位差Vdata-V1が保持されている。そして、配線VLと配線C
Lの間には、トランジスタ11のゲート電圧に対応する値のドレイン電流が流れる。発光
素子14の輝度は、上記ドレイン電流の値に従って定まる。
In addition, a potential Vano is applied to the wiring VL, and a potential Vcat is applied to the wiring CL electrically connected to the common electrode of the light-emitting element 14.
When the potential of node C changes to V3, node A becomes Vd
The potential of the node A is V0-V2+V3, and the potential of the node B is V0-V2+V3. Even if the potentials of the nodes A, B, and C change, the potential difference V0-V2 is held in the capacitor 13.
The capacitance element 18 holds a potential difference Vdata-V1.
A drain current flows between the gate and drain electrodes L, the value of which corresponds to the gate voltage of the transistor 11. The luminance of the light-emitting element 14 is determined according to the value of the drain current.

なお、図3(B)に示した画素10を有する発光装置では、トランジスタ11のソース及
びドレインの他方と、トランジスタ11の第2のゲートとが電気的に分離しているので、
それぞれの電位を個別に制御することができる。そのため、トランジスタ11がノーマリ
オンである場合に、すなわちトランジスタ11の元の閾値電圧Vth0がマイナスの値を
有している場合に、期間t2においてトランジスタ11のソース及びドレインの一方の電
位が第2のゲートの電位V0よりも高くなるまで、容量素子13に電荷を蓄積することが
できる。よって、本発明の一態様に係る発光装置では、トランジスタ11がノーマリオン
であっても、期間t2において、ゲート電圧0に対してドレイン電流が0に収束するよう
に、その閾値電圧Vthを0に補正することができる。
In the light-emitting device having the pixel 10 shown in FIG. 3B, the other of the source and the drain of the transistor 11 is electrically separated from the second gate of the transistor 11.
The potentials of the transistors 11 and 12 can be controlled individually. Therefore, when the transistor 11 is normally on, that is, when the original threshold voltage Vth0 of the transistor 11 has a negative value, charge can be accumulated in the capacitor 13 until the potential of one of the source and drain of the transistor 11 becomes higher than the potential V0 of the second gate in the period t2. Therefore, in the light-emitting device according to one embodiment of the present invention, even if the transistor 11 is normally on, the threshold voltage Vth can be corrected to 0 in the period t2 so that the drain current converges to 0 for a gate voltage of 0.

したがって、トランジスタ11のソース及びドレインの他方と、トランジスタ11の第2
のゲートとが電気的に分離している、図3(A)、図3(B)、図4(B)に示す画素1
0を有する発光装置では、例えばトランジスタ11の半導体膜に酸化物半導体を用いた場
合などに、トランジスタ11がノーマリオンとなっても、表示ムラを低減でき、高い画質
の表示を行うことができる。
Therefore, the other of the source and drain of the transistor 11 and the second
The gates of the pixels 1 and 2 shown in FIGS. 3A, 3B, and 4B are electrically isolated from each other.
In a light-emitting device having the above-mentioned GaN-type GaN layer, even if the transistor 11 is normally on, for example, when an oxide semiconductor is used for the semiconductor film of the transistor 11, display unevenness can be reduced and high-quality display can be performed.

なお、回路構成の例として、図2(A)、図2(B)などを示したが、本発明の一態様は
、これに限定されない。例えば、スイッチは、様々な箇所に配置することができる。例え
ば、図6(A)の場合には、図36(A)のような構成となっており、図6(B)の場合
には、図36(B)のような構成となっており、図7(A)の場合には、図37(A)の
ような構成となっており、図7(B)の場合には、図37(B)のような構成となってい
ればよい。それぞれの場合において、このような構成となるように、スイッチを適切な場
所に配置すればよい。
Note that, although examples of the circuit configuration are shown in FIG. 2A and FIG. 2B, one embodiment of the present invention is not limited thereto. For example, the switch can be arranged in various locations. For example, in the case of FIG. 6A, the configuration is as shown in FIG. 36A, in the case of FIG. 6B, the configuration is as shown in FIG. 36B, in the case of FIG. 7A, the configuration is as shown in FIG. 37A, and in the case of FIG. 7B, the configuration is as shown in FIG. 37B. In each case, the switch may be arranged in an appropriate location so as to achieve such a configuration.

以上が、画素10内における閾値電圧の補正(以下、内部補正と呼ぶ)を含んだ、画素1
0の動作例に相当する。次いで、内部補正に加えて、閾値電圧のばらつきに起因する画素
10間の輝度のばらつきを、画像信号の補正(以下、外部補正と呼ぶ)により抑える場合
の、画素10の動作について説明する。
The above is the correction of the threshold voltage in the pixel 10 (hereinafter referred to as internal correction).
Next, the operation of the pixel 10 will be described in a case where, in addition to the internal correction, the luminance variation among the pixels 10 caused by the variation in the threshold voltage is suppressed by the correction of the image signal (hereinafter, referred to as external correction).

図3(B)に示す画素10を例に挙げて、内部補正に加えて外部補正を行う場合の、配線
GLa乃至配線GLdに入力される電位のタイミングチャートと、配線SLに入力される
画像信号Vdataの、電位のタイミングチャートとを図8に示す。なお、図8に示すタ
イミングチャートは、図3(B)に示す画素10に含まれるトランジスタが全てnチャネ
ル型である場合を例示するものである。
8 shows a timing chart of potentials input to the wirings GLa to GLd and a timing chart of the potential of the image signal Vdata input to the wiring SL when external correction is performed in addition to internal correction, taking the pixel 10 shown in FIG 3B as an example. Note that the timing chart shown in FIG 8 illustrates a case where all the transistors included in the pixel 10 shown in FIG 3B are n-channel transistors.

まず、期間t1乃至期間t4までは、図5に示すタイミングチャートと同様に、上述した
説明に従って画素10は動作する。
First, from period t1 to period t4, the pixel 10 operates in accordance with the above description, similarly to the timing chart shown in FIG.

次いで、期間t5では、配線GLaにローレベルの電位が与えられ、配線GLbにローレ
ベルの電位が与えられ、配線GLcにローレベルの電位が与えられ、配線GLdにハイレ
ベルの電位が与えられる。よって、トランジスタ17tがオンとなり、トランジスタ12
t、トランジスタ15t、トランジスタ16t、及びトランジスタ19tはオフとなる。
Next, in a period t5, a low-level potential is applied to the wiring GLa, a low-level potential is applied to the wiring GLb, a low-level potential is applied to the wiring GLc, and a high-level potential is applied to the wiring GLd. Therefore, the transistor 17t is turned on, and the transistor 12
t, transistor 15t, transistor 16t, and transistor 19t are turned off.

また、配線VLには電位Vanoが、配線ILには電位V1がそれぞれ与えられている。
さらに、配線ILは、モニター回路に電気的に接続される。
A potential Vano is applied to the wiring VL, and a potential V1 is applied to the wiring IL.
Furthermore, the wiring IL is electrically connected to a monitor circuit.

上記動作により、トランジスタ11のドレイン電流は、トランジスタ17t及び配線IL
を介して、モニター回路に供給される。モニター回路は、配線ILに流れたドレイン電流
を用いて、当該ドレイン電流の値を情報として含む信号を生成する。そして、本発明の一
態様にかかる発光装置では、上記信号を用いて、画素10に供給される画像信号の電位V
dataの値を、補正することができる。
By the above operation, the drain current of the transistor 11 is
The drain current flowing through the wiring IL is supplied to a monitor circuit via the wiring IL. The monitor circuit generates a signal including a value of the drain current as information, using the drain current flowing through the wiring IL. In the light-emitting device according to one embodiment of the present invention, the potential V
The value of data can be corrected.

なお、期間t5において行われる外部補正の動作は、期間t4の後、常に行う必要はない
。例えば、発光装置において、期間t1乃至期間t4の動作を複数回繰り返した後に、期
間t5の動作を行うようにしても良い。また、一行の画素10において期間t5の動作を
行った後、最小の階調値0に対応する画像信号を、当該動作を行った一行の画素10に書
き込むことで、発光素子14を非発光の状態にした後、次の行の画素10において、期間
t5の動作を行うようにしても良い。
It is not necessary that the external correction operation performed in the period t5 is always performed after the period t4. For example, in a light emitting device, the operation in the period t5 may be performed after the operations in the periods t1 to t4 are repeated a number of times. Also, after the operation in the period t5 is performed in one row of pixels 10, an image signal corresponding to the minimum gradation value 0 may be written to the row of pixels 10 in which the operation was performed, thereby putting the light emitting elements 14 into a non-emitting state, and then the operation in the period t5 may be performed in the pixels 10 in the next row.

なお、内部補正を行わずに外部補正を行う場合でも、画素10間に存在するトランジスタ
11の閾値電圧のばらつきのみならず、移動度など、閾値電圧以外のトランジスタ11の
電気的特性のばらつきをも補正することができる。ただし、外部補正に加えて内部補正も
行う場合、閾値電圧のマイナスシフト或いはプラスシフトの補正は、内部補正によって行
われる。よって、外部補正では、移動度などの、トランジスタ11における閾値電圧以外
の電気的特性のばらつきを補正すればよい。したがって、外部補正に加えて内部補正も行
う場合、外部補正だけを行う場合にくらべて、補正後における画像信号の電位の振幅を、
小さく抑えることができる。よって、画像信号の電位の振幅が大きすぎるために、階調値
間における画像信号の電位差が大きくなり、画像内の輝度の変化をなめらかなグラデーシ
ョンで表現することが難しくなる、という事態が生じるのを防ぐことができ、画質が低下
するのを防ぐことができる。
It should be noted that even when external correction is performed without internal correction, it is possible to correct not only the variation in the threshold voltage of the transistor 11 present between the pixels 10, but also the variation in the electrical characteristics of the transistor 11 other than the threshold voltage, such as mobility. However, when internal correction is performed in addition to external correction, the correction of the negative or positive shift in the threshold voltage is performed by internal correction. Therefore, external correction only needs to correct the variation in the electrical characteristics of the transistor 11 other than the threshold voltage, such as mobility. Therefore, when internal correction is performed in addition to external correction, the amplitude of the potential of the image signal after correction is
This makes it possible to prevent a situation in which the potential difference of the image signal between gradation values becomes large due to the potential amplitude of the image signal being too large, making it difficult to express changes in luminance in an image with a smooth gradation, and thus prevents deterioration in image quality.

なお、図3(A)に示す画素10の場合も、図5または図8に示す配線GLa、配線GL
b、配線GLd、及び配線SLに与えられる電位のタイミングチャートに従って、同様に
動作させることができる。ただし、図3(A)に示す画素10の場合、期間t2において
、トランジスタ11のドレイン電流が発光素子14に流れないように、電位V0を、発光
素子14の閾値電圧Vthe、及びトランジスタ15tの閾値電圧Vthを、電位Vca
tに加算した電位よりも低くすることが望ましい。
In the case of the pixel 10 shown in FIG. 3A, the wiring GLa and the wiring GL shown in FIG.
3A, in order to prevent the drain current of the transistor 11 from flowing to the light-emitting element 14, the threshold voltage Vthe of the light-emitting element 14 and the threshold voltage Vth of the transistor 15t are set to Vca, Vb, and Vc in the period t2.
It is desirable to make it lower than the potential added to t.

また、図4(A)に示す画素10の場合も、図5または図8に示す配線GLa、配線GL
b、配線GLc、配線GLd、及び配線SLに与えられる電位のタイミングチャートに従
って、同様に動作させることができる。
In the case of the pixel 10 shown in FIG. 4A, the wiring GLa and the wiring GL shown in FIG.
The operation can be performed in the same manner according to the timing chart of potentials applied to the wirings GLb, GLc, GLd, and SL.

また、図4(B)に示す画素10の場合も、図5または図8に示す配線GLa、配線GL
b、配線GLc、及び配線SLに与えられる電位のタイミングチャートに従って、同様に
動作させることができる。
In the case of the pixel 10 shown in FIG. 4B, the wiring GLa and the wiring GL shown in FIG.
The operation can be performed in the same manner according to a timing chart of potentials applied to the wirings GLb, GLc, and SL.

なお、例えば、外部補正を行わないような場合には、配線ILは、配線CLと接続しても
よい。または、配線ILと配線CLとを1本にまとめることによって、配線ILを省略し
てもよい。これにより、配線数を減らすことができる。一例として、図2(A)において
、配線ILを省略した場合の例を、図38(A)に示す。同様に、図2(B)に適用した
場合の例を、図38(B)に示す。他の図面において、同様に適用することが出来る。
For example, when external correction is not performed, the wiring IL may be connected to the wiring CL. Alternatively, the wiring IL and the wiring CL may be combined into one wiring, and the wiring IL may be omitted. This allows the number of wirings to be reduced. As an example, FIG. 38A shows an example in which the wiring IL is omitted in FIG. 2A. Similarly, FIG. 38B shows an example in which the present invention is applied to FIG. 2B. The same can be applied to other drawings.

〈画素部と選択回路の構成例〉
次いで、図10に、本発明の一態様に係る発光装置の、画素部の構成を一例として示す。
図10では、画素部40が、マトリクス状に配列された複数の画素10を有している。ま
た、画素部40は、配線GL、配線SL、配線VL、配線BL、配線IL、及び配線CL
(図示しない)を少なくとも有する。複数の各画素10は、配線GLの少なくとも一つと
、配線SLの少なくとも一つと、配線VLの少なくとも一つと、配線BLの少なくとも一
つと、配線ILの少なくとも一つと、配線CLとに、それぞれ電気的に接続されている。
Example of pixel section and selection circuit configuration
Next, FIG. 10 illustrates an example of a structure of a pixel portion of a light-emitting device according to one embodiment of the present invention.
10, the pixel section 40 has a plurality of pixels 10 arranged in a matrix. The pixel section 40 includes a wiring GL, a wiring SL, a wiring VL, a wiring BL, a wiring IL, and a wiring CL.
Each of the pixels 10 is electrically connected to at least one of the wirings GL, at least one of the wirings SL, at least one of the wirings VL, at least one of the wirings BL, at least one of the wirings IL, and a wiring CL.

なお、上記配線の種類及びその数は、画素10の構成、数及び配置によって決めることが
できる。具体的に、図10に示す画素部40の場合、x列×y行の画素10がマトリクス
状に電気的に接続されている。そして、配線GL1乃至配線GLyで示す複数の配線GL
と、配線SL1乃至配線SLxで示す複数の配線SLと、配線VL1乃至配線VLxで示
す複数の配線VLと、配線BL1乃至配線BLxで示す複数の配線BLと、配線IL1乃
至配線ILxで示す複数の配線ILと、一の配線CLとが、画素部40内に配置されてい
る場合を例示している。
The type and number of the wirings can be determined depending on the configuration, number and arrangement of the pixels 10. Specifically, in the case of the pixel section 40 shown in FIG. 10, the pixels 10 in x columns and y rows are electrically connected in a matrix shape.
This illustrates an example in which a plurality of wirings SL indicated by wirings SL1 to SLx, a plurality of wirings VL indicated by wirings VL1 to VLx, a plurality of wirings BL indicated by wirings BL1 to BLx, a plurality of wirings IL indicated by wirings IL1 to ILx, and one wiring CL are arranged within a pixel portion 40.

そして、図10に示す各配線GLは、配線GLa、配線GLb、配線GLc、または配線
GLdの全て、またはいずれか複数をそれぞれ含むものとする。
Each wiring GL shown in FIG. 10 includes all or a plurality of wirings GLa, GLb, GLc, and GLd.

なお、図10に示すように、画素10がマトリクス状に接続されている場合、ある行にお
いて、例えば、図6(A)、図6(B)、図7(B)などの動作が行われている場合、別
の行において、例えば、図7(A)の動作を行うことが出来る。したがって、図6(A)
や図6(B)などの動作を、十分に長い期間にわたって、実行することができる。そのた
め、精度よく補正することが出来る。
In addition, as shown in Fig. 10, when the pixels 10 are connected in a matrix, for example, when the operation of Fig. 6(A), Fig. 6(B), Fig. 7(B), etc. is performed in one row, for example, the operation of Fig. 7(A) can be performed in another row.
6B can be executed for a sufficiently long period of time, so that the correction can be performed with high accuracy.

なお、図6(A)、図6(B)などの動作と、図7(A)などの動作とを、別の行で同時
に行わない場合には、例えば、配線BLは、配線SLと接続してもよい。または、例えば
、配線BLと配線SLとを1本にまとめることによって、配線BLを省略してもよい。こ
れにより、配線数を減らすことができる。一例として、図2(A)において、配線BLを
省略した場合の例を、図39(A)に示す。同様に、図2(B)に適用した場合の例を、
図39(B)に示す。他の図面において、同様に適用することが出来る。
Note that, when the operations of FIG. 6A, FIG. 6B, etc. and the operation of FIG. 7A, etc. are not performed simultaneously in different rows, for example, the wiring BL may be connected to the wiring SL. Alternatively, for example, the wiring BL and the wiring SL may be combined into one wiring, and the wiring BL may be omitted. This makes it possible to reduce the number of wirings. As an example, FIG. 39A shows a case where the wiring BL is omitted in FIG. 2A. Similarly, an example of the case where the wiring BL is applied to FIG. 2B is as follows:
This is shown in Fig. 39(B). The same can be applied to other figures.

また、図7(A)などにおいて、画像信号の電位Vdataを入力する期間において、図
6(B)に示すような、ノードBとノードCの電位差V0-V2を容量素子13に印加す
る動作を行わないため、図7(A)などにおいて、画像信号の電位Vdataを、点順次
で画素に入力させることができる。その場合の例を図40に示す。スイッチ60A、スイ
ッチ60B、スイッチ60Cなどが、回路61によって制御されながら、順にオンしてい
く。その結果、点順次駆動を行うことが出来る。ここで、回路61は、1個ずつシフトし
た波形を出力することが出来る機能を有している。例えば、回路61は、シフトレジスタ
としての機能を有している。したがって、スイッチ60A、スイッチ60B、スイッチ6
0C、回路61は、ソース線駆動回路としての機能を有しているということもできる。
In addition, in FIG. 7A and the like, during the period in which the potential Vdata of the image signal is input, the operation of applying the potential difference V0-V2 between the nodes B and C to the capacitor 13 as shown in FIG. 6B is not performed, so that in FIG. 7A and the like, the potential Vdata of the image signal can be input to the pixels in a dot sequential manner. An example of this case is shown in FIG. 40. The switches 60A, 60B, 60C, and the like are turned on in sequence while being controlled by the circuit 61. As a result, dot sequential driving can be performed. Here, the circuit 61 has a function of being able to output a waveform that is shifted one by one. For example, the circuit 61 has a function as a shift register. Therefore, the switches 60A, 60B, 6
0C, the circuit 61 can also be said to have a function as a source line driver circuit.

または、別の例として、配線SL1乃至配線SLxで示す複数の配線SLにおいて、その
中の複数の配線において、どれか一つの配線を選択して、画像信号の電位Vdataを入
力していくようにしてもよい。例えば、配線SL1と配線SL2とを、スイッチ62Aと
スイッチ62Bとで選択し、配線SL3と配線SL4とを、スイッチ62Cとスイッチ6
2Dとで選択する場合の例を、図41に示す。図41では、配線63Aが選択されること
によって、スイッチ62Aとスイッチ62Cがオン状態になり、配線63Bが選択される
ことによって、スイッチ62Bとスイッチ62Dなどがオン状態になる。ここでは、2本
の配線SLの中から1本を選択する場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定
されない。さらに多くの配線SLの中から、1本を選択するようにしてもよい。
Alternatively, as another example, among the multiple wirings SL indicated by the wirings SL1 to SLx, one of the multiple wirings may be selected to input the potential Vdata of the image signal. For example, the wirings SL1 and SL2 may be selected by the switches 62A and 62B, and the wirings SL3 and SL4 may be selected by the switches 62C and 62D.
An example of the case where the wiring 63A is selected from the wiring 63B and the wiring 63C is selected from the wiring 63D is shown in Fig. 41. In Fig. 41, when the wiring 63A is selected, the switches 62A and 62C are turned on, and when the wiring 63B is selected, the switches 62B and 62D are turned on. Here, an example is shown in which one of two wirings SL is selected, but one embodiment of the present invention is not limited to this. One of more wirings SL may be selected.

次いで、外部補正を行う機能を有する発光装置の、画素部40と選択回路41の、接続構
成の一例を図11に示す。選択回路41は、電位V1が与えられる配線42と、モニター
回路との接続端子TERのいずれか一方を選択する機能を有する。選択された配線42及
び接続端子TERのいずれか一方と、配線ILとの間を、導通状態にすることができる。
11 shows an example of a connection configuration between a pixel portion 40 and a selection circuit 41 of a light-emitting device having a function of performing external correction. The selection circuit 41 has a function of selecting either a wiring 42 to which a potential V1 is applied or a connection terminal TER with a monitor circuit. The selection circuit 41 can bring the wiring IL into electrical continuity with either the selected wiring 42 or the connection terminal TER.

具体的に、図11に示す選択回路41は、配線42の電位V1の、一の配線ILへの供給
を制御するスイッチ43と、上記一の配線ILと接続端子TERとの間の導通状態を制御
するスイッチ44とを有する。
Specifically, the selection circuit 41 illustrated in FIG. 11 includes a switch 43 that controls the supply of the potential V1 of the wiring 42 to one wiring IL, and a switch 44 that controls electrical continuity between the one wiring IL and a connection terminal TER.

〈モニター回路の構成例〉
次いで、モニター回路45の構成例を図12に示す。図12に示すモニター回路45は、
オペアンプ46と、容量素子47と、スイッチ48とを有する。
<Monitor circuit configuration example>
Next, a configuration example of the monitor circuit 45 is shown in FIG. 12. The monitor circuit 45 shown in FIG.
The circuit includes an operational amplifier 46 , a capacitance element 47 , and a switch 48 .

容量素子47が有する一対の電極の一方は、オペアンプ46の反転入力端子(-)に接続
され、容量素子47が有する一対の電極の他方は、オペアンプ46の出力端子に接続され
ている。スイッチ48は、容量素子47に蓄積されている電荷を放出させる機能を有して
おり、具体的には、容量素子47が有する一対の電極間の電気的な導通状態を制御する機
能を有する。オペアンプ46の非反転入力端子(+)は配線49に接続されており、配線
49には電位V1が供給される。
One of a pair of electrodes of the capacitor 47 is connected to the inverting input terminal (−) of the operational amplifier 46, and the other of the pair of electrodes of the capacitor 47 is connected to the output terminal of the operational amplifier 46. The switch 48 has a function of discharging charges stored in the capacitor 47, and specifically, has a function of controlling the electrical conduction state between the pair of electrodes of the capacitor 47. A non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 46 is connected to a wiring 49, and a potential V1 is supplied to the wiring 49.

本発明の一態様では、内部補正を行うために、画素10の配線ILに電位V1を供給する
際には、モニター回路45をボルテージフォロワとして機能させる。具体的には、スイッ
チ48をオンにすることで、配線49に供給される電位V1を、モニター回路45を介し
て配線ILに供給することができる。
In one embodiment of the present invention, in order to perform internal correction, the monitor circuit 45 functions as a voltage follower when the potential V1 is supplied to the wiring IL of the pixel 10. Specifically, by turning on the switch 48, the potential V1 supplied to the wiring 49 can be supplied to the wiring IL through the monitor circuit 45.

また、外部補正を行うために、画素10から配線ILを介して電流を取り出す際には、ま
ず、モニター回路45をボルテージフォロワとして機能させることで、配線ILに電位V
1を供給した後、モニター回路45を積分回路として機能させることで、画素10から取
り出した電流を電圧に変換する。具体的には、スイッチ48をオンにすることで、配線4
9に供給された電位V1を、モニター回路45を介して配線ILに供給した後、スイッチ
48をオフにする。スイッチ48がオフの状態において、画素10から取り出されたドレ
イン電流が配線TERに供給されると、容量素子47に電荷が蓄積され、容量素子47が
有する一対の電極間に電圧が生じる。上記電圧は、配線TERに供給されたドレイン電流
の総量に比例するので、オペアンプ46の出力端子に接続された配線OUTには、所定の
期間内におけるドレイン電流の総量に対応した電位が、与えられる。
In addition, when a current is extracted from the pixel 10 through the wiring IL in order to perform external correction, the monitor circuit 45 is first made to function as a voltage follower to apply a potential V
After supplying the current from the pixel 10, the monitor circuit 45 is made to function as an integrating circuit to convert the current taken out from the pixel 10 into a voltage.
The potential V1 supplied to the switch 48 is supplied to the wiring IL via the monitor circuit 45, and then the switch 48 is turned off. When the drain current extracted from the pixel 10 is supplied to the wiring TER while the switch 48 is in the off state, charge is accumulated in the capacitor 47, and a voltage is generated between a pair of electrodes of the capacitor 47. Since the voltage is proportional to the total amount of the drain current supplied to the wiring TER, a potential corresponding to the total amount of the drain current within a predetermined period is applied to the wiring OUT connected to the output terminal of the operational amplifier 46.

〈画素の具体的な構成例2〉
図13(A)に、図1に示した画素10の、具体的な構成を一例として示す。
Specific pixel configuration example 2
FIG. 13A shows an example of a specific configuration of the pixel 10 shown in FIG.

図13(A)に示す画素10は、トランジスタ11、容量素子13、及び発光素子14に
加えて、スイッチ15乃至スイッチ17と、容量素子18とを有する。
A pixel 10 shown in FIG. 13A includes switches 15 to 17 and a capacitor 18 in addition to a transistor 11, a capacitor 13, and a light-emitting element 14.

具体的に、図13(A)に示す画素10では、配線SLは、スイッチ15を介してトラン
ジスタ11の第1のゲートに電気的に接続されている。トランジスタ11は、ソース及び
ドレインの一方が、発光素子14の画素電極に電気的に接続されており、ソース及びドレ
インの他方が、配線VLに電気的に接続されている。トランジスタ11の第2のゲートは
、スイッチ16を介して配線BLに電気的に接続されている。発光素子14が有する画素
電極は、スイッチ17を介して配線ILに電気的に接続されている。容量素子13が有す
る一対の電極は、一方がトランジスタ11の第2のゲートに電気的に接続されており、他
方が発光素子14の画素電極に電気的に接続されている。容量素子18が有する一対の電
極は、一方がトランジスタ11の第1のゲートに電気的に接続されており、他方が発光素
子14の画素電極に電気的に接続されている。発光素子14の共通電極は、配線CLに電
気的に接続されている。
Specifically, in the pixel 10 shown in FIG. 13A, the wiring SL is electrically connected to the first gate of the transistor 11 through the switch 15. One of the source and drain of the transistor 11 is electrically connected to the pixel electrode of the light-emitting element 14, and the other of the source and drain is electrically connected to the wiring VL. The second gate of the transistor 11 is electrically connected to the wiring BL through the switch 16. The pixel electrode of the light-emitting element 14 is electrically connected to the wiring IL through the switch 17. One of a pair of electrodes of the capacitor 13 is electrically connected to the second gate of the transistor 11, and the other is electrically connected to the pixel electrode of the light-emitting element 14. One of a pair of electrodes of the capacitor 18 is electrically connected to the first gate of the transistor 11, and the other is electrically connected to the pixel electrode of the light-emitting element 14. The common electrode of the light-emitting element 14 is electrically connected to the wiring CL.

次いで、図13(B)に、図1に示した画素10の、別の具体的な構成を一例として示す
Next, FIG. 13B shows, as an example, another specific configuration of the pixel 10 shown in FIG.

図13(B)に示す画素10は、スイッチ19をさらに有する点において、図13(A)
に示す画素10と構成が異なる。
The pixel 10 shown in FIG. 13B is similar to the pixel 10 shown in FIG. 13A in that it further includes a switch 19.
1. The pixel 10 shown in FIG.

具体的に、図13(B)に示す画素10では、配線SLは、スイッチ15を介してトラン
ジスタ11の第1のゲートに電気的に接続されている。トランジスタ11は、ソース及び
ドレインの一方が、スイッチ19を介して発光素子14の画素電極に電気的に接続されて
おり、ソース及びドレインの他方が、配線VLに電気的に接続されている。トランジスタ
11の第2のゲートは、スイッチ16を介して配線BLに電気的に接続されている。発光
素子14が有する画素電極は、スイッチ17及びスイッチ19を介して配線ILに電気的
に接続されている。容量素子13が有する一対の電極は、一方がトランジスタ11の第2
のゲートに電気的に接続されており、他方がスイッチ19を介して発光素子14の画素電
極に電気的に接続されている。容量素子18が有する一対の電極は、一方がトランジスタ
11の第1のゲートに電気的に接続されており、他方がスイッチ19を介して発光素子1
4の画素電極に電気的に接続されている。発光素子14の共通電極は、配線CLに電気的
に接続されている。
Specifically, in the pixel 10 shown in FIG. 13B, the wiring SL is electrically connected to the first gate of the transistor 11 through the switch 15. One of the source and drain of the transistor 11 is electrically connected to a pixel electrode of the light-emitting element 14 through the switch 19, and the other of the source and drain is electrically connected to the wiring VL. A second gate of the transistor 11 is electrically connected to the wiring BL through the switch 16. A pixel electrode of the light-emitting element 14 is electrically connected to the wiring IL through the switches 17 and 19. One of a pair of electrodes of the capacitor 13 is the second gate of the transistor 11.
One of a pair of electrodes of the capacitor 18 is electrically connected to the first gate of the transistor 11, and the other is electrically connected to the pixel electrode of the light-emitting element 14 via the switch 19.
The common electrode of the light-emitting element 14 is electrically connected to the pixel electrode of the light-emitting element 14. The common electrode of the light-emitting element 14 is electrically connected to the wiring CL.

次いで、図13(A)に示す画素10において、各スイッチにトランジスタを用いた場合
の、画素の構成例について説明する。図13(A)に示す画素10の、スイッチ15乃至
スイッチ17としてそれぞれトランジスタを用いた場合の、画素10の構成例を図14(
A)に示す。
Next, a configuration example of the pixel 10 shown in FIG. 13A in the case where transistors are used as the switches is described. A configuration example of the pixel 10 shown in FIG. 13A in the case where transistors are used as the switches 15 to 17 is described.
As shown in A).

図14(A)に示す画素10は、トランジスタ11と、スイッチ15乃至スイッチ17と
しての機能をそれぞれ有するトランジスタ15t乃至トランジスタ17tと、容量素子1
3、容量素子18、及び発光素子14とを有する。
A pixel 10 shown in FIG. 14A includes a transistor 11, transistors 15t to 17t each functioning as a switch 15 to a switch 17, and a capacitor 1
3, a capacitance element 18, and a light-emitting element 14.

具体的に、トランジスタ15tは、ゲートが配線GLaに、ソース及びドレインの一方が
配線SLに、ソース及びドレインの他方がトランジスタ11の第1のゲートに、それぞれ
電気的に接続されている。トランジスタ11は、ソース及びドレインの一方が発光素子1
4の画素電極に、ソース及びドレインの他方が配線VLに、それぞれ電気的に接続されて
いる。トランジスタ16tは、ゲートが配線GLbに、ソース及びドレインの一方が配線
BLに、ソース及びドレインの他方がトランジスタ11の第2のゲートに、それぞれ電気
的に接続されている。トランジスタ17tは、ゲートが配線GLdに、ソース及びドレイ
ンの一方が配線ILに、ソース及びドレインの他方が発光素子14の画素電極に、それぞ
れ電気的に接続されている。
Specifically, the transistor 15t has a gate electrically connected to the wiring GLa, one of a source and a drain electrically connected to the wiring SL, and the other of the source and the drain electrically connected to the first gate of the transistor 11.
The other of the source and drain is electrically connected to the pixel electrode of the light-emitting element 14 and to the wiring VL. The gate of the transistor 16t is electrically connected to the wiring GLb, one of the source and drain is electrically connected to the wiring BL, and the other of the source and drain is electrically connected to the second gate of the transistor 11. The gate of the transistor 17t is electrically connected to the wiring GLd, one of the source and drain is electrically connected to the wiring IL, and the other of the source and drain is electrically connected to the pixel electrode of the light-emitting element 14.

また、容量素子13が有する一対の電極は、一方がトランジスタ11の第2のゲートに電
気的に接続されており、他方が発光素子14の画素電極に電気的に接続されている。容量
素子18が有する一対の電極は、一方がトランジスタ11の第1のゲートに電気的に接続
されており、他方が発光素子14の画素電極に電気的に接続されている。発光素子14の
共通電極は、配線CLに電気的に接続されている。
One of a pair of electrodes of the capacitor 13 is electrically connected to the second gate of the transistor 11, and the other is electrically connected to a pixel electrode of the light-emitting element 14. One of a pair of electrodes of the capacitor 18 is electrically connected to the first gate of the transistor 11, and the other is electrically connected to a pixel electrode of the light-emitting element 14. A common electrode of the light-emitting element 14 is electrically connected to the wiring CL.

次いで、図13(B)に示す画素10において、各スイッチにトランジスタを用いた場合
の、画素の構成例について説明する。図13(B)に示す画素10の、スイッチ15乃至
スイッチ17と、スイッチ19として、それぞれトランジスタを用いた場合の、画素10
の構成例を図14(B)に示す。
Next, a configuration example of the pixel 10 shown in FIG. 13B in the case where transistors are used as the switches is described.
A configuration example is shown in FIG.

図14(B)に示す画素10は、トランジスタ11と、スイッチ15乃至スイッチ17と
しての機能をそれぞれ有するトランジスタ15t乃至トランジスタ17tと、スイッチ1
9としての機能を有するトランジスタ19tと、容量素子13、容量素子18、及び発光
素子14とを有する。
The pixel 10 shown in FIG. 14B includes a transistor 11, transistors 15t to 17t each functioning as a switch 15 to a switch 17, and a switch 1
The pixel includes a transistor 19t having the functions of the pixel 9, a capacitor 13, a capacitor 18, and a light-emitting element 14.

具体的に、トランジスタ15tは、ゲートが配線GLaに、ソース及びドレインの一方が
配線SLに、ソース及びドレインの他方がトランジスタ11の第1のゲートに、それぞれ
電気的に接続されている。トランジスタ11は、ソース及びドレインの一方がトランジス
タ19tのソース及びドレインの一方に、ソース及びドレインの他方が配線VLに、それ
ぞれ電気的に接続されている。トランジスタ16tは、ゲートが配線GLbに、ソース及
びドレインの一方が配線BLに、ソース及びドレインの他方がトランジスタ11の第2の
ゲートに、それぞれ電気的に接続されている。トランジスタ17tは、ゲートが配線GL
dに、ソース及びドレインの一方が配線ILに、ソース及びドレインの他方がトランジス
タ19tのソース及びドレインの一方に、それぞれ電気的に接続されている。トランジス
タ19tは、ゲートが配線GLcに、ソース及びドレインの他方が発光素子14の画素電
極に、それぞれ電気的に接続されている。
Specifically, the transistor 15t has a gate electrically connected to a wiring GLa, one of its source and drain electrically connected to a wiring SL, and the other of its source and drain electrically connected to a first gate of the transistor 11. The transistor 11 has one of its source and drain electrically connected to one of the source and drain of the transistor 19t, and the other of its source and drain electrically connected to a wiring VL. The transistor 16t has a gate electrically connected to a wiring GLb, one of its source and drain electrically connected to a wiring BL, and the other of its source and drain electrically connected to a second gate of the transistor 11. The transistor 17t has a gate electrically connected to a wiring GL
In the pixel 19d, one of the source and the drain is electrically connected to the wiring IL, and the other of the source and the drain is electrically connected to one of the source and the drain of a transistor 19t. The transistor 19t has a gate electrically connected to the wiring GLc and the other of the source and the drain electrically connected to a pixel electrode of the light-emitting element 14.

また、容量素子13が有する一対の電極は、一方がトランジスタ11の第2のゲートに電
気的に接続されており、他方がトランジスタ19tのソース及びドレインの一方に電気的
に接続されている。容量素子18が有する一対の電極は、一方がトランジスタ11の第1
のゲートに電気的に接続されており、他方がトランジスタ19tのソース及びドレインの
一方に電気的に接続されている。発光素子14の共通電極は、配線CLに電気的に接続さ
れている。
One of a pair of electrodes of the capacitor 13 is electrically connected to the second gate of the transistor 11, and the other is electrically connected to one of the source and drain of the transistor 19t.
and the other is electrically connected to one of the source and drain of the transistor 19t. The common electrode of the light-emitting element 14 is electrically connected to the wiring CL.

次いで、図13(B)に示す画素10の、スイッチ15乃至スイッチ17としてそれぞれ
トランジスタを用いた場合の、画素10の別の構成例を図15(A)に示す。
Next, FIG. 15A shows another example of the configuration of the pixel 10 in the case where transistors are used as the switches 15 to 17 of the pixel 10 shown in FIG. 13B.

図15(A)に示す画素10は、トランジスタ16tのソース及びドレインの一方が、配
線BLではなく、配線VLに電気的に接続されている点において、図14(B)に示す画
素10と構成が異なる。
The pixel 10 illustrated in FIG. 15A has a different configuration from the pixel 10 illustrated in FIG. 14B in that one of a source and a drain of a transistor 16t is electrically connected to a wiring VL rather than to a wiring BL.

次いで、図13(B)に示す画素10の、スイッチ15乃至スイッチ17と、スイッチ1
9として、それぞれトランジスタを用いた場合の、画素10の別の構成例を図15(B)
に示す。
Next, the switches 15 to 17 and the switch 1 of the pixel 10 shown in FIG.
FIG. 15B shows another example of the configuration of the pixel 10 when transistors 9 and 10 are used.
As shown in.

図15(B)に示す画素10は、トランジスタ17tのゲートが、配線GLdではなく、
配線GLaに電気的に接続されている点において、図14(B)に示す画素10と構成が
異なる。
In the pixel 10 shown in FIG. 15B, the gate of the transistor 17t is connected to the wiring
The pixel 10 in FIG. 14B has a different configuration from the pixel 10 in FIG. 14B in that the pixel 10 is electrically connected to the wiring GLa.

〈画素の具体的な動作例2〉
次いで、図14(B)に示す画素10を例に挙げて、本発明の一態様にかかる発光装置の
画素の動作について説明する。
<Specific pixel operation example 2>
Next, the operation of a pixel of a light-emitting device according to one embodiment of the present invention will be described using the pixel 10 illustrated in FIG. 14B as an example.

図16に、配線GLa乃至配線GLdに入力される電位のタイミングチャートと、配線S
Lに入力される画像信号Vdataの、電位のタイミングチャートとを示す。なお、図1
6に示すタイミングチャートは、図14(B)に示す画素10に含まれるトランジスタが
全てnチャネル型である場合を例示するものである。
FIG. 16 is a timing chart of potentials input to the wirings GLa to GLd and
1 and a timing chart of the potential of the image signal Vdata input to the input terminal L.
The timing chart shown in FIG. 6 illustrates a case where all the transistors included in the pixel 10 shown in FIG. 14B are n-channel transistors.

まず、期間t1では、配線GLaにハイレベルの電位が与えられ、配線GLbにハイレベ
ルの電位が与えられ、配線GLcにローレベルの電位が与えられ、配線GLdにハイレベ
ルの電位が与えられる。よって、トランジスタ15t、トランジスタ16t、及びトラン
ジスタ17tがオンとなり、トランジスタ19tはオフとなる。
First, in a period t1, a high-level potential is applied to the wiring GLa, a high-level potential is applied to the wiring GLb, a low-level potential is applied to the wiring GLc, and a high-level potential is applied to the wiring GLd, so that the transistors 15t, 16t, and 17t are turned on and the transistor 19t is turned off.

また、配線SLには電位V4が、配線VLには電位Vanoが、配線BLには電位V0が
、配線ILには電位V1が、発光素子14の共通電極に電気的に接続された配線CLには
電位Vcatが、それぞれ与えられている。よって、トランジスタ11の第1のゲート(
ノードAと示す)には電位V4が与えられ、トランジスタ11の第2のゲート(ノードB
と示す)には電位V0が与えられ、トランジスタ11のソース及びドレインの一方(ノー
ドCと示す)には電位V1が与えられる。
A potential V4 is applied to the wiring SL, a potential Vano is applied to the wiring VL, a potential V0 is applied to the wiring BL, a potential V1 is applied to the wiring IL, and a potential Vcat is applied to the wiring CL electrically connected to the common electrode of the light-emitting element 14.
A potential V4 is applied to the second gate of the transistor 11 (denoted as node B)
A potential V0 is applied to one of the source and drain of the transistor 11 (denoted as a node C), and a potential V1 is applied to one of the source and drain of the transistor 11 (denoted as a node C).

電位Vanoは、電位Vcatに発光素子14の閾値電圧Vtheと、トランジスタ11
の閾値電圧Vthとを加算した電位よりも、高くすることが望ましい。そして、電位V0
は、トランジスタ11の閾値電圧Vthをマイナス方向にシフトさせる程度に、ノードC
に対して十分高い電位であることが望ましい。具体的には、図9に示すように、電圧Vb
gが0であるときのトランジスタ11の閾値電圧VthがVth0であるとすると、期間
t1では、ノードBとノードCの電位差に相当する電圧VbgをVbg1とし、それによ
って、トランジスタ11の閾値電圧VthをVth1とする。上記構成により、トランジ
スタ11はノーマリオンとなるため、ノードAとノードCの電位差、すなわち、トランジ
スタ11のゲート電圧がV4-V1であっても、トランジスタ11をオンにすることがで
きる。
The potential Vano is a potential Vcat multiplied by the threshold voltage Vthe of the light emitting element 14 and the potential Vt of the transistor 11.
It is desirable to set the potential higher than the sum of the threshold voltage Vth of the potential V0
is set to a value at node C to shift the threshold voltage Vth of the transistor 11 in the negative direction.
Specifically, as shown in FIG.
If the threshold voltage Vth of transistor 11 is Vth0 when g is 0, then in period t1, the voltage Vbg corresponding to the potential difference between node B and node C is set to Vbg1, thereby setting the threshold voltage Vth of transistor 11 to Vth1. With the above configuration, transistor 11 is normally on, so that even if the potential difference between node A and node C, i.e., the gate voltage of transistor 11, is V4-V1, transistor 11 can be turned on.

なお、トランジスタ11がpチャネル型である場合、電位V0は、トランジスタ11の閾
値電圧Vthをプラス方向にシフトさせる程度に、ノードCに対して十分低い電位である
ことが望ましい。上記構成により、トランジスタ11はノーマリオンとなるため、ノード
AとノードCの電位差、すなわち、トランジスタ11のゲート電圧がV4-V1であって
も、トランジスタ11をオンにすることができる。
In addition, when the transistor 11 is a p-channel type, it is desirable that the potential V0 is sufficiently low with respect to the node C so as to shift the threshold voltage Vth of the transistor 11 in the positive direction. With the above configuration, the transistor 11 is normally on, so that the transistor 11 can be turned on even if the potential difference between the nodes A and C, that is, the gate voltage of the transistor 11, is V4-V1.

次いで、期間t2では、配線GLaにローレベルの電位が与えられ、配線GLbにハイレ
ベルの電位が与えられ、配線GLcにローレベルの電位が与えられ、配線GLdにローレ
ベルの電位が与えられる。よって、トランジスタ16tがオンとなり、トランジスタ15
t、トランジスタ17t、及びトランジスタ19tはオフとなる。
Next, in a period t2, a low-level potential is applied to the wiring GLa, a high-level potential is applied to the wiring GLb, a low-level potential is applied to the wiring GLc, and a low-level potential is applied to the wiring GLd. Therefore, the transistor 16t is turned on, and the transistor 15
t, transistor 17t, and transistor 19t are turned off.

また、配線VLには電位Vanoが、配線BLには電位V0が、それぞれ与えられている
。よって、ノードBに電位V0が与えられた状態が維持されており、期間t2の開始時に
はトランジスタ11の閾値電圧VthはVth1とマイナス方向にシフトしたままなので
、トランジスタ11はオンである。そして、期間t2では、配線VLと配線ILの間の電
流の経路は、スイッチ17により遮断されるので、トランジスタ11のドレイン電流によ
りノードA及びノードCの電位は上昇を始める。ノードCの電位が上昇すると、ノードB
とノードCの電位差に相当する電圧Vbgが低くなり、トランジスタ11の閾値電圧Vt
hはプラス方向にシフトしていく。そして、最終的に、トランジスタ11の閾値電圧Vt
hがトランジスタ11のゲート電圧V4-V1に限りなく近づくと、トランジスタ11は
オフする。トランジスタ11の閾値電圧VthがV4-V1であるときの、ノードBとノ
ードCの電位差はV0-V2とする。
A potential Vano is applied to the wiring VL, and a potential V0 is applied to the wiring BL. Thus, the state in which the potential V0 is applied to the node B is maintained, and at the start of the period t2, the threshold voltage Vth of the transistor 11 remains shifted in the negative direction from Vth1, so that the transistor 11 is on. During the period t2, the current path between the wiring VL and the wiring IL is blocked by the switch 17, so that the potentials of the nodes A and C start to rise due to the drain current of the transistor 11. When the potential of the node C rises, the potential of the node B
The voltage Vbg corresponding to the potential difference between node A and node B becomes lower, and the threshold voltage Vt
h shifts in the positive direction. Finally, the threshold voltage Vt
The transistor 11 turns off when h approaches the gate voltage V4-V1 of the transistor 11. When the threshold voltage Vth of the transistor 11 is V4-V1, the potential difference between the nodes B and C is V0-V2.

すなわち、トランジスタ11は、ノードBとノードCの電位差がV0-V2であるときに
、ゲート電圧V4-V1に対してドレイン電流が0に収束するように、その閾値電圧Vt
hがV4-V1に補正されることとなる。ノードBとノードCの電位差V0-V2は、容
量素子13に印加される。
That is, when the potential difference between the nodes B and C is V0-V2, the transistor 11 has its threshold voltage Vt
The potential difference V0-V2 between the nodes B and C is applied to the capacitive element 13.

次いで、期間t3では、配線GLaにハイレベルの電位が与えられ、配線GLbにローレ
ベルの電位が与えられ、配線GLcにローレベルの電位が与えられ、配線GLdにハイレ
ベルの電位が与えられる。よって、トランジスタ15t及びトランジスタ17tがオンと
なり、トランジスタ16t、及びトランジスタ19tはオフとなる。
Next, in a period t3, a high-level potential is applied to the wiring GLa, a low-level potential is applied to the wiring GLb, a low-level potential is applied to the wiring GLc, and a high-level potential is applied to the wiring GLd. Therefore, the transistors 15t and 17t are turned on, and the transistors 16t and 19t are turned off.

また、配線VLには電位Vanoが、配線SLには、画像情報が含まれる電位Vdata
が、配線ILには電位V1がそれぞれ与えられている。そして、ノードBはフローティン
グの状態にあるので、ノードCが電位V2から電位V1に変化することで、容量素子13
によりノードBは電位V0から電位V0+V1-V2に変化する。そして、容量素子13
には電位差V0-V2が保持されているため、トランジスタ11の閾値電圧VthはV4
-V1に維持されている。また、ノードAに電位Vdataが与えられ、トランジスタ1
1のゲート電圧はVdata-V1となる。
The wiring VL is connected to a potential Vano, and the wiring SL is connected to a potential Vdata
The wiring IL is applied with a potential V1. Since the node B is in a floating state, the potential of the node C changes from the potential V2 to the potential V1, so that the capacitance element 13
As a result, the potential of node B changes from V0 to V0+V1-V2.
Since the potential difference V0-V2 is held in the
The potential Vdata is applied to the node A, and the potential Vdata is maintained at −V1.
The gate voltage of 1 is Vdata-V1.

次いで、期間t4では、配線GLaにローレベルの電位が与えられ、配線GLbにローレ
ベルの電位が与えられ、配線GLcにハイレベルの電位が与えられ、配線GLdにローレ
ベルの電位が与えられる。よって、トランジスタ19tがオンとなり、トランジスタ15
t、トランジスタ16t、及びトランジスタ17tはオフとなる。
Next, in a period t4, a low-level potential is applied to the wiring GLa, a low-level potential is applied to the wiring GLb, a high-level potential is applied to the wiring GLc, and a low-level potential is applied to the wiring GLd. Therefore, the transistor 19t is turned on, and the transistor 15
t, transistor 16t, and transistor 17t are turned off.

また、配線VLには電位Vanoが、発光素子14の共通電極に電気的に接続された配線
CLには電位Vcatが、それぞれ与えられている。期間t4では、トランジスタ19t
がオンになることで、ノードCの電位が変動し、電位V3になると、ノードAは電位Vd
ata+V3-V1、ノードBは電位V0-V2+V3となる。ノードA、ノードB、及
びノードCの電位が変化しても、容量素子13には電位差V0-V2が保持されており、
容量素子18には電位差Vdata-V1が保持されている。そして、配線VLと配線C
Lの間には、トランジスタ11のゲート電圧に対応する値のドレイン電流が流れる。発光
素子14の輝度は、上記ドレイン電流の値に従って定まる。
In addition, a potential Vano is applied to the wiring VL, and a potential Vcat is applied to the wiring CL electrically connected to the common electrode of the light-emitting element 14.
When the potential of node C changes to V3, node A becomes Vd
The potential of the node A is V0-V2+V3, and the potential of the node B is V0-V2+V3. Even if the potentials of the nodes A, B, and C change, the potential difference V0-V2 is held in the capacitor 13.
The capacitance element 18 holds a potential difference Vdata-V1.
A drain current flows between the gate and drain electrodes L, the value of which corresponds to the gate voltage of the transistor 11. The luminance of the light-emitting element 14 is determined according to the value of the drain current.

なお、図14(B)に示した画素10を有する発光装置では、トランジスタ11のソース
及びドレインの他方と、トランジスタ11の第2のゲートとが電気的に分離しているので
、それぞれの電位を個別に制御することができる。そのため、トランジスタ11がノーマ
リオンである場合に、すなわちトランジスタ11の元の閾値電圧Vth0がマイナスの値
を有している場合に、期間t2においてトランジスタ11のソース及びドレインの一方の
電位が第2のゲートの電位V0よりも高くなるまで、容量素子13に電荷を蓄積すること
ができる。よって、本発明の一態様に係る発光装置では、トランジスタ11がノーマリオ
ンであっても、期間t2において、ゲート電圧V4-V1に対してドレイン電流が0に収
束するように、その閾値電圧VthをV4-V1に補正することができる。
14B, the other of the source and drain of the transistor 11 and the second gate of the transistor 11 are electrically separated, and therefore the potentials of the source and drain of the transistor 11 and the second gate of the transistor 11 can be controlled individually. Therefore, when the transistor 11 is normally on, that is, when the original threshold voltage Vth0 of the transistor 11 has a negative value, charge can be accumulated in the capacitor 13 until the potential of one of the source and drain of the transistor 11 becomes higher than the potential V0 of the second gate in the period t2. Therefore, in the light-emitting device according to one embodiment of the present invention, even if the transistor 11 is normally on, the threshold voltage Vth can be corrected to V4-V1 so that the drain current converges to 0 with respect to the gate voltage V4-V1 in the period t2.

したがって、トランジスタ11のソース及びドレインの他方と、トランジスタ11の第2
のゲートとが電気的に分離している、図14(A)、図14(B)、図15(B)に示す
画素10を有する発光装置では、例えばトランジスタ11の半導体膜に酸化物半導体を用
いた場合などに、トランジスタ11がノーマリオンとなっても、表示ムラを低減でき、高
い画質の表示を行うことができる。
Therefore, the other of the source and drain of the transistor 11 and the second
In a light-emitting device having the pixel 10 shown in FIGS. 14A, 14B, and 15B in which the gate of the transistor 11 is electrically separated from the gate of the transistor 11, for example, when an oxide semiconductor is used for the semiconductor film of the transistor 11, even if the transistor 11 is normally on, display unevenness can be reduced and high-quality display can be performed.

以上が、内部補正を含んだ、画素10の動作例に相当する。次いで、内部補正に加えて、
閾値電圧のばらつきに起因する画素10間の輝度のばらつきを、外部補正により抑える場
合の、画素10の動作について説明する。
The above corresponds to an example of the operation of the pixel 10 including the internal correction. Next, in addition to the internal correction,
The operation of the pixel 10 in the case where the luminance variation among the pixels 10 caused by the variation in the threshold voltage is suppressed by external correction will be described.

図14(B)に示す画素10を例に挙げて、内部補正に加えて外部補正を行う場合、期間
t1乃至期間t4までは、図16に示すタイミングチャートと同様に、上述した説明に従
って画素10は動作する。
Taking the pixel 10 shown in Figure 14 (B) as an example, when external correction is performed in addition to internal correction, the pixel 10 operates in accordance with the above-mentioned description from period t1 to period t4, similar to the timing chart shown in Figure 16.

次いで、期間t4後の期間t5では、配線GLaにローレベルの電位が与えられ、配線G
Lbにローレベルの電位が与えられ、配線GLcにローレベルの電位が与えられ、配線G
Ldにハイレベルの電位が与えられる。よって、トランジスタ17tがオンとなり、トラ
ンジスタ15t、トランジスタ16t、及びトランジスタ19tはオフとなる。
Next, in a period t5 after the period t4, a low-level potential is applied to the wiring GLa.
A low-level potential is applied to the wiring GLb, a low-level potential is applied to the wiring GLc, and a low-level potential is applied to the wiring G
A high-level potential is applied to Ld, so that the transistor 17t is turned on and the transistors 15t, 16t, and 19t are turned off.

また、配線VLには電位Vanoが、配線ILには電位V1がそれぞれ与えられている。
さらに、配線ILは、モニター回路に電気的に接続される。
A potential Vano is applied to the wiring VL, and a potential V1 is applied to the wiring IL.
Furthermore, the wiring IL is electrically connected to a monitor circuit.

上記動作により、トランジスタ11のドレイン電流は、トランジスタ17t及び配線IL
を介して、モニター回路に供給される。モニター回路は、配線ILに流れたドレイン電流
を用いて、当該ドレイン電流の値を情報として含む信号を生成する。そして、本発明の一
態様にかかる発光装置では、上記信号を用いて、画素10に供給される画像信号の電位V
dataの値を、補正することができる。
By the above operation, the drain current of the transistor 11 is
The drain current flowing through the wiring IL is supplied to a monitor circuit via the wiring IL. The monitor circuit generates a signal including a value of the drain current as information, using the drain current flowing through the wiring IL. In the light-emitting device according to one embodiment of the present invention, the potential V
The value of data can be corrected.

なお、期間t5において行われる外部補正の動作は、期間t4の後、常に行う必要はない
。例えば、発光装置において、期間t1乃至期間t4の動作を複数回繰り返した後に、期
間t5の動作を行うようにしても良い。また、一行の画素10において期間t5の動作を
行った後、最小の階調値0に対応する画像信号を、当該動作を行った一行の画素10に書
き込むことで、発光素子14を非発光の状態にした後、次の行の画素10において、期間
t5の動作を行うようにしても良い。
It is not necessary that the external correction operation performed in the period t5 is always performed after the period t4. For example, in a light emitting device, the operation in the period t5 may be performed after the operations in the periods t1 to t4 are repeated a number of times. Also, after the operation in the period t5 is performed in one row of pixels 10, an image signal corresponding to the minimum gradation value 0 may be written to the row of pixels 10 in which the operation was performed, thereby putting the light emitting elements 14 into a non-emitting state, and then the operation in the period t5 may be performed in the pixels 10 in the next row.

なお、図14(A)に示す画素10の場合も、図16に示す配線GLa、配線GLb、配
線GLd、及び配線SLに与えられる電位のタイミングチャートに従って、同様に動作さ
せることができる。また、外部補正の動作も、図14(B)に示す画素と同様に行うこと
ができる。ただし、図14(A)に示す画素10の場合、期間t2において、トランジス
タ11のドレイン電流が発光素子14に流れないように、電位V0を、発光素子14の閾
値電圧Vthe、及びトランジスタ15tの閾値電圧Vthを、電位Vcatに加算した
電位よりも低くすることが望ましい。
Note that the pixel 10 shown in Fig. 14A can also be operated in the same manner according to the timing chart of potentials applied to the wirings GLa, GLb, GLd, and SL shown in Fig. 16. The external correction operation can also be performed in the same manner as the pixel shown in Fig. 14B. However, in the case of the pixel 10 shown in Fig. 14A, it is preferable to set the potential V0 lower than the potential obtained by adding the threshold voltage Vthe of the light-emitting element 14 and the threshold voltage Vth of the transistor 15t to the potential Vcat so that the drain current of the transistor 11 does not flow to the light-emitting element 14 during the period t2.

また、図15(A)に示す画素10の場合も、図16に示す配線GLa、配線GLb、配
線GLc、配線GLd、及び配線SLに与えられる電位のタイミングチャートに従って、
同様に動作させることができる。また、外部補正の動作も、図14(B)に示す画素と同
様に行うことができる。
In the case of the pixel 10 illustrated in FIG. 15A , potentials are applied to the wirings GLa, GLb, GLc, GLd, and SL according to the timing chart illustrated in FIG.
In addition, the operation of external correction can be performed in the same manner as in the pixel shown in FIG.

また、図15(B)に示す画素10の場合も、図16に示す配線GLa、配線GLb、配
線GLc、及び配線SLに与えられる電位のタイミングチャートに従って、同様に動作さ
せることができる。また、外部補正の動作も、図14(B)に示す画素と同様に行うこと
ができる。
15B can be operated in a similar manner in accordance with the timing chart of potentials applied to the wirings GLa, GLb, GLc, and SL shown in Fig. 16. The external correction operation can also be performed in a similar manner to the pixel shown in Fig. 14B.

〈トランジスタの構成例1〉
次いで、チャネル形成領域が酸化物半導体膜で形成されているトランジスタ(OSトラン
ジスタ)について説明する。
<Transistor Configuration Example 1>
Next, a transistor in which a channel formation region is formed using an oxide semiconductor film (OS transistor) will be described.

図27(A)、図27(B)および図27(C)に、デバイス構造の異なる3つのトラン
ジスタ(TA1、TA2、TB1)の上面図(レイアウト図)と、それぞれの回路記号を
示す。図28は、トランジスタ(TA1、TA2、TB1)の断面図である。トランジス
タTA1のa1-a2線およびb1-b2線による断面図、トランジスタTA2のa3-
a4線およびb3-b4線による断面図、ならびにトランジスタTB1のa5-a6線、
b5-b6線による断面図を、図28(A)、図28(B)に示す。これらトランジスタ
のチャネル長方向の断面構造が、図28(A)に示され、同チャネル幅方向の断面構造が
図28(B)に示されている。
27A, 27B, and 27C show top views (layout diagrams) of three transistors (TA1, TA2, and TB1) with different device structures and their respective circuit symbols. FIG. 28 is a cross-sectional view of the transistors (TA1, TA2, and TB1). It shows a cross-sectional view of the transistor TA1 taken along the lines a1-a2 and b1-b2, and a cross-sectional view of the transistor TA2 taken along the lines a3-
Cross-sectional views taken along lines a4 and b3-b4, and lines a5-a6 of transistor TB1;
The cross-sectional views taken along the line b5-b6 are shown in Fig. 28(A) and Fig. 28(B). The cross-sectional structures of these transistors in the channel length direction are shown in Fig. 28(A), and the cross-sectional structures in the channel width direction are shown in Fig. 28(B).

図28(A)、図28(B)に示すように、トランジスタ(TA1、TA2、TB1)は
、同一絶縁表面上に集積されており、これらのトランジスタは、同一の作製工程で作成す
ることが可能である。なお、ここでは、デバイス構造の明瞭化のため、各トランジスタの
ゲート(G)、ソース(S)、およびドレイン(D)への電位や電源の供給するための配
線との電気的な接続は省略している。
As shown in Figures 28A and 28B, the transistors (TA1, TA2, and TB1) are integrated on the same insulating surface, and these transistors can be fabricated in the same fabrication process. Note that, in order to clarify the device structure, electrical connections between the gate (G), source (S), and drain (D) of each transistor and wiring for supplying potential and power are omitted here.

トランジスタTA1(図27(A))、トランジスタTA2(図27(B))は、ゲート
(G)とバックゲート(BG)を有するトランジスタである。ゲート(G)及びバックゲ
ート(BG)は、いずれか一方が第1のゲートに相当し、他方が第2のゲートに相当する
。トランジスタTA1、トランジスタTA2はバックゲートをゲートに接続した構造とし
ている。トランジスタTB1(図27(C))は、BGを有さないトランジスタである。
図28に示すように、これらのトランジスタ(TA1、TA2、TB1)は、基板30に
形成されている。以下、図27、図28を参照して、これらのトランジスタの構成を説明
する。
Transistor TA1 ( FIG. 27A ) and transistor TA2 ( FIG. 27B ) are transistors having a gate (G) and a back gate (BG). One of the gate (G) and the back gate (BG) corresponds to a first gate, and the other corresponds to a second gate. Transistors TA1 and TA2 have a structure in which the back gate is connected to the gate. Transistor TB1 ( FIG. 27C ) is a transistor that does not have a BG.
As shown in Fig. 28, these transistors (TA1, TA2, TB1) are formed on a substrate 30. The configurations of these transistors will be described below with reference to Figs.

(トランジスタTA1)
トランジスタTA1は、ゲート電極GE1、ソース電極SE1、ドレイン電極DE1、バ
ックゲート電極BGE1、および酸化物半導体膜OS1を有する。
(Transistor TA1)
The transistor TA1 includes a gate electrode GE1, a source electrode SE1, a drain electrode DE1, a backgate electrode BGE1, and an oxide semiconductor film OS1.

以下の説明において、トランジスタTA1をTA1と呼ぶ、バックゲートをBGと呼ぶ、
酸化物半導体膜OS1をOS1や膜OS1と呼ぶなど、素子や素子の構成要素を省略して
呼ぶ場合がある。また、信号、電位、回路などについても同様に省略する場合がある。
In the following description, the transistor TA1 is referred to as TA1, and the back gate is referred to as BG.
An element or a component of an element may be abbreviated to OS1 or OS1 film, for example, by referring to the oxide semiconductor film OS1. Signals, potentials, circuits, and the like may also be abbreviated in the same manner.

また、本実施の形態では、OSトランジスタのチャネル長は、ソース電極とドレイン電極
間の距離とする。また、OSトランジスタのチャネル幅は、酸化物半導体膜とゲート電極
が重なる領域でのソース電極またはドレイン電極の幅とする。トランジスタTA1のチャ
ネル長は、La1であり、チャネル幅はWa1である。
In this embodiment, the channel length of an OS transistor is the distance between a source electrode and a drain electrode. The channel width of an OS transistor is the width of the source electrode or the drain electrode in a region where the oxide semiconductor film overlaps with the gate electrode. The channel length of transistor TA1 is La1, and the channel width is Wa1.

膜OS1は、絶縁膜34を介して電極GE1と重なっている。膜OS1の上面および側面
に接して一対の電極(SE1、DE1)が形成されている。図27(A)に示すように、
膜OS1は、電極GE1および一対の電極(SE1、DE1)と重ならない部分を有して
いる。膜OS1は、チャネル長方向の長さがチャネル長La1よりも長く、かつチャネル
幅方向の長さがチャネル幅Wa1よりも長い。
The film OS1 overlaps with the electrode GE1 via the insulating film 34. A pair of electrodes (SE1, DE1) are formed in contact with the upper surface and side surfaces of the film OS1. As shown in FIG.
The film OS1 has a portion that does not overlap with the electrode GE1 and the pair of electrodes (SE1, DE1). The length of the film OS1 in the channel length direction is longer than the channel length La1, and the length of the film OS1 in the channel width direction is longer than the channel width Wa1.

膜OS1、電極GE1、電極SE1および電極DE1を覆って、絶縁膜35が形成されて
いる。絶縁膜35上に電極BGE1が形成されている。電極BGE1は、膜OS1および
電極GE1と重なるように設けられている。ここでは、一例として、電極GE1と同じ形
状で、同じ位置に配置されるように電極BGE1を設けている。電極BGE1は、絶縁膜
34絶縁膜35および絶縁膜36を貫通する開口CG1において、電極GE1に接してい
る。この構造により、トランジスタTA1のゲートとバックゲートが電気的に接続される
An insulating film 35 is formed to cover the film OS1, the electrode GE1, the electrode SE1, and the electrode DE1. An electrode BGE1 is formed on the insulating film 35. The electrode BGE1 is provided so as to overlap the film OS1 and the electrode GE1. Here, as an example, the electrode BGE1 is provided so as to have the same shape as the electrode GE1 and to be disposed at the same position as the electrode GE1. The electrode BGE1 contacts the electrode GE1 at an opening CG1 penetrating the insulating films 34, 35, and 36. With this structure, the gate and backgate of the transistor TA1 are electrically connected.

バックゲート電極BGE1をゲート電極GE1に接続することで、トランジスタTA1の
オン電流を増加させることができる。バックゲートBGE1を設けることで、トランジス
タTA1の強度を向上させることができる。基板30の曲げ等の変形に対して、電極BG
E1が補強部材となってトランジスタTA1を壊れにくくすることができる。
By connecting the back gate electrode BGE1 to the gate electrode GE1, the on-current of the transistor TA1 can be increased. By providing the back gate BGE1, the strength of the transistor TA1 can be improved.
E1 acts as a reinforcing member to make the transistor TA1 less likely to break.

チャネル形成領域を含む膜OS1は多層構造であり、ここでは、一例として3つの酸化物
半導体膜(31、32、33)でなる3層構造としている。膜OS1を構成する酸化物半
導体膜は、少なくとも1つ同じ金属元素を含む金属酸化物膜であることが好ましく、In
を含むことが特に好ましい。トランジスタの半導体膜を構成することが可能なInを含む
金属酸化物としては、In-Ga酸化物膜、In-M-Zn酸化物膜(MはAl、Ga、
Y、Zr、La、Ce、またはNd)が代表的である。また、このような金属酸化物膜に
他の元素や材料を添加した膜を用いることもできる。
The film OS1 including the channel formation region has a multi-layer structure, and here, as an example, a three-layer structure including three oxide semiconductor films (31, 32, and 33). The oxide semiconductor films constituting the film OS1 are preferably metal oxide films containing at least one of the same metal element, and preferably In
Examples of metal oxides containing In that can form a semiconductor film of a transistor include an In-Ga oxide film and an In-M-Zn oxide film (wherein M is Al, Ga,
Representative examples of the metal oxide film include Y, Zr, La, Ce, and Nd. Films in which other elements or materials are added to such metal oxide films can also be used.

『32』は、トランジスタTA1のチャネル形成領域を構成する膜である。また、『33
』は、後述するトランジスタTA2およびトランジスタTB1のチャネル形成領域を構成
する膜でもある。そのため、トランジスタTA2およびトランジスタTB1に要求される
電気的特性(例えば、電界効果移動度、しきい値電圧など)に応じて、適切な組成の酸化
物半導体膜を用いればよい。例えば、『33』にチャネルが形成されるように、酸化物半
導体膜31-32の主成分である金属元素の組成を調節することが好ましい。
"32" is a film that constitutes the channel forming region of the transistor TA1.
"33" also constitutes a channel formation region of a transistor TA2 and a transistor TB1, which will be described later. Therefore, an oxide semiconductor film having an appropriate composition may be used depending on the electrical characteristics (e.g., field-effect mobility, threshold voltage, etc.) required for the transistor TA2 and the transistor TB1. For example, it is preferable to adjust the composition of a metal element that is a main component of the oxide semiconductor films 31 and 32 so that a channel is formed at "33".

トランジスタTA1において、『32』にチャネルが形成されるようにすることで、チャ
ネル形成領域が絶縁膜34、35に接しないようにすることができる。また、酸化物半導
体膜31-32を少なくとも1つ同じ金属元素を含む金属酸化物膜とすることで、『32
』と『31』の界面、および『32』と『33』の界面において、界面散乱が起こりにく
くすることができる。これにより、トランジスタTA1の電界効果移動度をトランジスタ
TA2やトランジスタTB1よりも高くすることができる、また、オン状態でのドレイン
電流(オン電流)を増加させることができる。
In the transistor TA1, by forming a channel in the region “32”, the channel formation region can be prevented from being in contact with the insulating films 34 and 35. In addition, by forming the oxide semiconductor films 31 and 32 as metal oxide films containing at least one of the same metal elements, the region “32” can be prevented from being in contact with the insulating films 34 and 35.
It is possible to make it difficult for interface scattering to occur at the interface between "31" and "32" and at the interface between "33" and "33". This makes it possible to make the field effect mobility of transistor TA1 higher than that of transistor TA2 and transistor TB1, and also to increase the drain current (on-current) in the on-state.

(トランジスタTA2)
トランジスタTA2は、ゲート電極GE2、ソース電極SE2、ドレイン電極DE2、バ
ックゲート電極BGE2、および酸化物半導体膜OS2を有する。電極BGE2は、絶縁
膜34乃至絶縁膜36を貫通する開口CG2において電極GE2に接している。トランジ
スタTA2は、トランジスタTA1の変形例であり、膜OS2が酸化物半導体膜33でな
る単層構造である点でトランジスタTA1と異なり、その他については同様である。ここ
では、トランジスタTA2のチャネル長La2、チャネル幅Wa2は、トランジスタTA
1のチャネル長La1、チャネル幅Wa1と等しくなるようにしている。
(Transistor TA2)
The transistor TA2 has a gate electrode GE2, a source electrode SE2, a drain electrode DE2, a backgate electrode BGE2, and an oxide semiconductor film OS2. The electrode BGE2 is in contact with the electrode GE2 through an opening CG2 penetrating the insulating films 34 to 36. The transistor TA2 is a modified example of the transistor TA1, and differs from the transistor TA1 in that the film OS2 has a single-layer structure formed of the oxide semiconductor film 33, but is otherwise similar to the transistor TA1. Here, the channel length La2 and the channel width Wa2 of the transistor TA2 are
The channel length La1 and the channel width Wa1 of the first transistor are set to be equal to those of the first transistor.

(トランジスタTB1)
トランジスタTB1は、ゲート電極GE3、ソース電極SE3、ドレイン電極DE3およ
び酸化物半導体膜OS3を有する。トランジスタTB1は、トランジスタTA2の変形例
である。トランジスタTA2と同様に、膜OS3が酸化物半導体膜33でなる単層構造で
ある。トランジスタTA2とは、バックゲート電極を有していない点で異なる。また、膜
OS3および電極(GE3、SE3、DE3)のレイアウトが異なる。図27(C)に示
すように、膜OS3は、電極GE3と重なっていない領域は、電極SE3または電極DE
3の何れかと重なっている。そのため、トランジスタTB1のチャネル幅Wb1は、膜O
S3の幅で決定されている。チャネル長Lb1は、トランジスタTA2と同様、電極SE
3と電極DE3間の距離で決定され、ここでは、トランジスタTA2のチャネル長La2
よりも長くしている。
(Transistor TB1)
The transistor TB1 has a gate electrode GE3, a source electrode SE3, a drain electrode DE3, and an oxide semiconductor film OS3. The transistor TB1 is a modified example of the transistor TA2. Like the transistor TA2, the film OS3 has a single-layer structure made of an oxide semiconductor film 33. The transistor TB1 differs from the transistor TA2 in that it does not have a back gate electrode. The layout of the film OS3 and the electrodes (GE3, SE3, DE3) is also different. As shown in FIG. 27C , the region of the film OS3 that does not overlap with the electrode GE3 is the electrode SE3 or the electrode DE3.
3. Therefore, the channel width Wb1 of the transistor TB1 is
The channel length Lb1 is determined by the width of the electrode SE, like the transistor TA2.
3 and the electrode DE3, and here, the channel length La2 of the transistor TA2
It's longer than that.

[絶縁膜]
絶縁膜34、絶縁膜35および絶縁膜36は、基板30のトランジスタ(TA1、TA2
、TB1)が形成される領域全体に形成される膜である。絶縁膜34、絶縁膜35、及び
絶縁膜36は、単層あるいは複数層の絶縁膜で形成される。絶縁膜34は、トランジスタ
(TA1、TA2、TB1)のゲート絶縁膜を構成する膜である。また、絶縁膜35およ
び絶縁膜36は、トランジスタ(TA1、TA2、TB1)のバックチャネル側のゲート
絶縁膜を構成する膜である。また、最上面の絶縁膜36は、基板30に形成されるトラン
ジスタの保護膜として機能するような材料で形成することが好ましい。絶縁膜36は適宜
設ければよい。3層目の電極BGE1と2層目の電極(SE1、DE1)を絶縁するため
に、これらの間に少なくとも1層絶縁膜が存在していればよい。
[Insulating film]
The insulating films 34, 35 and 36 are formed on the transistors (TA1, TA2
, TB1) are formed. The insulating films 34, 35, and 36 are formed of a single layer or multiple layers of insulating films. The insulating film 34 is a film that constitutes the gate insulating film of the transistors (TA1, TA2, TB1). The insulating films 35 and 36 are films that constitute the gate insulating film on the back channel side of the transistors (TA1, TA2, TB1). The insulating film 36 on the top surface is preferably formed of a material that functions as a protective film for the transistors formed on the substrate 30. The insulating film 36 may be provided as appropriate. In order to insulate the third-layer electrode BGE1 from the second-layer electrodes (SE1, DE1), it is sufficient that at least one insulating film layer exists between them.

絶縁膜34乃至絶縁膜36は、単層の絶縁膜で、または2層以上の多層の絶縁膜で形成す
ることができる。これら絶縁膜34乃至絶縁膜36を構成する絶縁膜としては、酸化アル
ミニウム、酸化マグネシウム、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、酸化ガリウム、酸化ゲルマニウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、
酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化ハフニウムおよび酸化タンタル等でなる膜があげられ
る。また、これらの絶縁膜は、スパッタリング法、CVD法、MBE法、ALD法または
PLD法を用いて形成することができる。
The insulating films 34 to 36 can be formed of a single layer insulating film or a multilayer insulating film having two or more layers. Examples of insulating films constituting the insulating films 34 to 36 include aluminum oxide, magnesium oxide, silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, gallium oxide, germanium oxide, yttrium oxide, zirconium oxide,
Examples of the insulating film include films made of lanthanum oxide, neodymium oxide, hafnium oxide, tantalum oxide, etc. Furthermore, these insulating films can be formed by using a sputtering method, a CVD method, an MBE method, an ALD method, or a PLD method.

[酸化物半導体膜]
ここでは、OSトランジスタの半導体膜を構成する酸化物半導体膜について説明する。膜
OS1にように半導体膜を多層構造とする場合、これらを構成する酸化物半導体膜は、少
なくとも1つ同じ金属元素を含む金属酸化物膜であることが好ましく、Inを含むことが
好ましい。
[Oxide Semiconductor Film]
Here, an oxide semiconductor film that constitutes a semiconductor film of an OS transistor is described. When a semiconductor film has a multilayer structure like the film OS1, the oxide semiconductor films that constitute the multilayer structure are preferably metal oxide films that contain at least one of the same metal element, and preferably contain In.

例えば、『31』がIn-Ga酸化物膜の場合、Inの原子数比をGaの原子数比よりも
小さくする。In-M-Zn酸化物膜(MはAl、Ga、Y、Zr、La、Ce、または
Nd)の場合、Inの原子数比をMの原子数比よりも小さくする。この場合、Znの原子
数比が最も大きくなるようにすることができる。
For example, when "31" is an In-Ga oxide film, the atomic ratio of In is made smaller than the atomic ratio of Ga. When it is an In-M-Zn oxide film (M is Al, Ga, Y, Zr, La, Ce, or Nd), the atomic ratio of In is made smaller than the atomic ratio of M. In this case, it is possible to make the atomic ratio of Zn the largest.

例えば、『32』がIn-Ga酸化物膜の場合、Inの原子数比をGaの原子数比よりも
大きくする。In-M-Zn酸化物膜の場合、Inの原子数比をMの原子数比よりも大き
くする。In-M-Zn酸化物膜では、Inの原子数比がMおよびZnの原子数比よりも
大きくすることが好ましい。
For example, when "32" is an In-Ga oxide film, the atomic ratio of In is made larger than the atomic ratio of Ga. When it is an In-M-Zn oxide film, the atomic ratio of In is made larger than the atomic ratio of M. In the In-M-Zn oxide film, it is preferable that the atomic ratio of In is made larger than the atomic ratios of M and Zn.

例えば、『33』がIn-Ga酸化物膜の場合、Inの原子数比をGaの原子数比と同じ
にする、または小さくする。In-M-Zn酸化物膜の場合、Inの原子数比をMの原子
数比と同じにする。この場合、Znの原子数比が、InおよびMよりも大きくすることが
できる。ここでは、『33』は、後述するトランジスタTA2、トランジスタTB1のチ
ャネル形成領域を構成する膜でもある。
For example, when "33" is an In--Ga oxide film, the atomic ratio of In is made the same as or smaller than the atomic ratio of Ga. When it is an In-M-Zn oxide film, the atomic ratio of In is made the same as the atomic ratio of M. In this case, the atomic ratio of Zn can be made larger than those of In and M. Here, "33" is also a film that constitutes the channel formation regions of transistors TA2 and TB1, which will be described later.

酸化物半導体膜31乃至酸化物半導体膜33の原子数比は、スパッタリング法で成膜する
場合は、ターゲットの構成材料の原子数比等を調節することで可能である。また、CVD
法で成膜する場合は、原料ガスの流量比などを調節することで可能である。以下、酸化物
半導体膜31乃至酸化物半導体膜33として、スパッタリング法でIn-M-Zn酸化物
膜を形成する場合を例に、成膜に使用されるターゲットについて述べる。これらの膜を成
膜するために、In-M-Zn酸化物でなるターゲットが用いられる。
The atomic ratio of the oxide semiconductor films 31 to 33 can be adjusted by adjusting the atomic ratio of constituent materials of a target when the films are formed by a sputtering method.
When the oxide semiconductor films 31 to 33 are formed by a sputtering method, the flow rate ratio of source gases or the like can be adjusted. Hereinafter, a target used for film formation will be described taking as an example a case where In-M-Zn oxide films are formed by a sputtering method as the oxide semiconductor films 31 to 33. A target made of In-M-Zn oxide is used to form these films.

『31』のターゲットの金属元素の原子数比をIn:M:Zn=x1:y1:z1とする
x1/y1は、1/6以上1未満であることが好ましい。また、z1/y1は、1/
3以上6以下、さらには1以上6以下であることが好ましい。
If the atomic ratio of the metal elements of the target "31" is In:M:Zn=x1:y1:z1 , it is preferable that x1/y1 is 1/6 or more and less than 1. Also, z1/y1 is 1/
It is preferably 3 or more and 6 or less, and more preferably 1 or more and 6 or less.

ターゲットの金属元素の原子数比の代表例としては、In:M:Zn=1:3:2、In
:M:Zn=1:3:4、In:M:Zn=1:3:6、In:M:Zn=1:3:8、
In:M:Zn=1:4:4、In:M:Zn=1:4:5、In:M:Zn=1:4:
6、In:M:Zn=1:4:7、In:M:Zn=1:4:8、In:M:Zn=1:
5:5、In:M:Zn=1:5:6、In:M:Zn=1:5:7、In:M:Zn=
1:5:8、In:M:Zn=1:6:8等がある。
Representative examples of the atomic ratio of the metal elements in the target are In:M:Zn=1:3:2, In
:M:Zn=1:3:4, In:M:Zn=1:3:6, In:M:Zn=1:3:8,
In:M:Zn=1:4:4, In:M:Zn=1:4:5, In:M:Zn=1:4:
6, In:M:Zn=1:4:7, In:M:Zn=1:4:8, In:M:Zn=1:
5:5, In:M:Zn=1:5:6, In:M:Zn=1:5:7, In:M:Zn=
Examples include In:M:Zn = 1:5:8, In:M:Zn = 1:6:8, etc.

『32』のターゲットの金属元素の原子数比をIn:M:Zn=x2:y2:z2とする
x2/y2は、1より大きく6以下であることが好ましい。また、z2/y2は1よ
り大きく6以下であることが好ましい。ターゲットの金属元素の原子数比の代表例として
は、In:M:Zn=2:1:1.5、In:M:Zn=2:1:2.3、In:M:Z
n=2:1:3、In:M:Zn=3:1:2、In:M:Zn=3:1:3、In:M
:Zn=3:1:4等がある。
If the atomic ratio of the metal elements of the target "32" is In:M:Zn = x2:y2:z2 , then x2/y2 is preferably greater than 1 and equal to or less than 6. Also, z2/y2 is preferably greater than 1 and equal to or less than 6. Representative examples of atomic ratios of the metal elements of the target include In:M:Zn = 2:1:1.5, In:M:Zn = 2:1:2.3, In:M:Z
n=2:1:3, In:M:Zn=3:1:2, In:M:Zn=3:1:3, In:M
:Zn = 3:1:4, etc.

『33』のターゲットの金属元素の原子数比をIn:M:Zn=x3:y3:z3とする
x3/y3は、1/6以上1以下であることが好ましい。また、z3/y3は、1/
3以上6以下、さらには1以上6以下であることが好ましい。ターゲットの金属元素の原
子数比の代表例としては、In:M:Zn=1:1:1、In:M:Zn=1:1:1.
2、In:M:Zn=1:3:2、In:M:Zn=1:3:4、In:M:Zn=1:
3:6、In:M:Zn=1:3:8、In:M:Zn=1:4:4、In:M:Zn=
1:4:5、In:M:Zn=1:4:6、In:M:Zn=1:4:7、In:M:Z
n=1:4:8、In:M:Zn=1:5:5、In:M:Zn=1:5:6、In:M
:Zn=1:5:7、In:M:Zn=1:5:8、In:M:Zn=1:6:8等があ
る。
If the atomic ratio of the metal elements of the target “33” is In:M:Zn=x3:y3:z3 , it is preferable that x3/y3 is 1/6 or more and 1 or less. Also, z3/y3 is 1/
It is preferably 3 or more and 6 or less, and more preferably 1 or more and 6 or less. Representative examples of the atomic ratio of the metal elements in the target include In:M:Zn=1:1:1, In:M:Zn=1:1:1.
2, In:M:Zn=1:3:2, In:M:Zn=1:3:4, In:M:Zn=1:
3:6, In:M:Zn=1:3:8, In:M:Zn=1:4:4, In:M:Zn=
1:4:5, In:M:Zn=1:4:6, In:M:Zn=1:4:7, In:M:Z
n=1:4:8, In:M:Zn=1:5:5, In:M:Zn=1:5:6, In:M
:Zn=1:5:7, In:M:Zn=1:5:8, In:M:Zn=1:6:8, etc.

In-M-Zn酸化物膜の成膜用ターゲットにおいて、金属元素の原子数比をIn:M:
Zn=x:y:zとした場合、1≦z/y≦6とすることで、In-M-Zn酸化物膜と
してCAAC-OS膜が形成されやすくなるため好ましい。なお、CAAC-OS膜につ
いては後述する。
In the target for forming the In-M-Zn oxide film, the atomic ratio of metal elements is In:M:
When Zn=x:y:z, it is preferable that 1≦z/y≦6 be satisfied, because a CAAC-OS film is easily formed as an In-M-Zn oxide film.

酸化物半導体膜31乃至酸化物半導体膜33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31乃至酸化物半導体膜33として、キャリア密度
が1×1017個/cm以下、好ましくは1×1015個/cm以下、さらに好まし
くは1×1013個/cm以下の酸化物半導体膜を用いる。特に、酸化物半導体膜31
乃至酸化物半導体膜33として、キャリア密度が、8×1011個/cm未満、より好
ましくは1×1011個/cm未満、さらに好ましくは1×1010個/cm未満で
あり、且つ、1×10-9個/cm以上の酸化物半導体膜を用いることが好ましい。
As the oxide semiconductor films 31 to 33, oxide semiconductor films with low carrier density are used. For example, oxide semiconductor films with carrier density of 1×10 17 particles/cm 3 or less, preferably 1×10 15 particles/cm 3 or less, further preferably 1×10 13 particles/cm 3 or less are used as the oxide semiconductor films 31 to 33. In particular, the oxide semiconductor film 31
For the oxide semiconductor film 33, an oxide semiconductor film having a carrier density of less than 8×10 11 particles/cm 3 , more preferably less than 1×10 11 particles/cm 3 , further preferably less than 1×10 10 particles/cm 3 and 1×10 −9 particles/cm 3 or more is preferably used.

酸化物半導体膜31乃至酸化物半導体膜33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、さらに優れた電気的特性を有するトランジスタを作
製することができる。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的特性(ノーマリオンともいう。)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、
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1×10μmでチャネル長L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
気的特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとなる。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。
By using an oxide semiconductor film with a low impurity concentration and a low density of defect states as the oxide semiconductor films 31 to 33, a transistor with better electrical characteristics can be manufactured. Here, a high-purity intrinsic or substantially high-purity intrinsic oxide semiconductor has a low impurity concentration and a low density of defect states (few oxygen vacancies). A high-purity intrinsic or substantially high-purity intrinsic oxide semiconductor has a small number of carrier generation sources, and therefore the carrier density can be reduced in some cases. Therefore, a transistor in which a channel region is formed in the oxide semiconductor film rarely has electrical characteristics in which the threshold voltage is negative (also referred to as normally-on). In addition, a high-purity intrinsic or substantially high-purity intrinsic oxide semiconductor film has the following characteristics:
Since the density of defect states is low, the density of trap states may also be low. In addition, a highly pure intrinsic or substantially highly pure intrinsic oxide semiconductor film has a significantly small off-current, and even in an element having a channel width of 1×10 6 μm and a channel length L of 10 μm, the off-current is equal to or less than the measurement limit of a semiconductor parameter analyzer, that is, 1×10 −13 A or less, when the voltage between the source electrode and the drain electrode (drain voltage) is in the range of 1 V to 10 V. Therefore, a transistor in which a channel region is formed in the oxide semiconductor film has small fluctuations in electrical characteristics and is highly reliable. Examples of impurities include hydrogen, nitrogen, an alkali metal, and an alkaline earth metal.

酸化物半導体膜に含まれる水素は金属原子と結合する酸素と反応して水になると共に、酸
素が脱離した格子(または酸素が脱離した部分)に酸素欠損が形成される。当該酸素欠損
に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が
金属原子と結合する酸素と結合することで、キャリアである電子を生成する場合がある。
従って、水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オン特性とな
りやすい。
Hydrogen contained in the oxide semiconductor film reacts with oxygen bonded to metal atoms to form water, and oxygen vacancies are formed in the lattice from which oxygen has been removed (or in the portion from which oxygen has been removed). When hydrogen enters the oxygen vacancies, electrons serving as carriers may be generated. When part of the hydrogen bonds with oxygen bonded to metal atoms, electrons serving as carriers may be generated.
Therefore, a transistor including an oxide semiconductor containing hydrogen tends to have normally-on characteristics.

このため、酸化物半導体膜31乃至酸化物半導体膜33は酸素欠損と共に、水素ができる
限り低減されていることが好ましい。具体的には、酸化物半導体膜31乃至酸化物半導体
膜33において、二次イオン質量分析法(SIMS:Secondary Ion Ma
ss Spectrometry)により得られる水素濃度を、5×1019atoms
/cm以下、より好ましくは1×1019atoms/cm以下、5×1018at
oms/cm未満、好ましくは1×1018atoms/cm以下、より好ましくは
5×1017atoms/cm以下、さらに好ましくは1×1016atoms/cm
以下とする。
For this reason, it is preferable that the oxide semiconductor films 31 to 33 have as little oxygen vacancy as possible and hydrogen as possible reduced.
The hydrogen concentration obtained by SS Spectrometry was set to 5×10 19 atoms.
/cm 3 or less, more preferably 1×10 19 atoms/cm 3 or less, 5×10 18 atoms/cm 3 or less
less than 1×10 18 atoms/cm 3 , preferably 1×10 18 atoms/cm 3 or less, more preferably 5×10 17 atoms/cm 3 or less, and even more preferably 1×10 16 atoms/cm
The number must be 3 or less.

酸化物半導体膜31乃至酸化物半導体膜33に第14族元素の一つであるシリコンや炭素
が含まれると、膜中の酸素欠損が増加し、これらの膜がn型化してしまう。このため、酸
化物半導体膜31乃至酸化物半導体膜33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、2×1018atoms/cm以下、好ましくは2
×1017atoms/cm以下とする。
When the oxide semiconductor films 31 to 33 contain silicon or carbon, which is one of the Group 14 elements, oxygen vacancies in the films are increased, and these films become n-type. For this reason, the concentration of silicon or carbon in the oxide semiconductor films 31 to 33 (concentration obtained by secondary ion mass spectrometry) is set to 2×10 18 atoms/cm 3 or less, preferably 2×10 18 atoms/cm 3 or less.
×10 17 atoms/cm 3 or less.

また、酸化物半導体膜31乃至酸化物半導体膜33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、1×1018atoms/c
以下、好ましくは2×1016atoms/cm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31乃至酸化物
半導体膜33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。
In the oxide semiconductor films 31 to 33, the concentrations of alkali metals or alkaline earth metals measured by secondary ion mass spectrometry were 1×10 18 atoms/cm
The concentration of alkali metal or alkaline earth metal is preferably 2×10 16 atoms/cm 3 or less . When an alkali metal or an alkaline earth metal is bonded to an oxide semiconductor, carriers may be generated, which may increase the off-state current of a transistor. For this reason, it is preferable to reduce the concentration of alkali metal or alkaline earth metal in the oxide semiconductor films 31 to 33.

酸化物半導体膜31乃至酸化物半導体膜33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。そのため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オン特性となりやすいので、酸化物半導体膜31
乃至酸化物半導体膜33の窒素含有量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を5×1018atoms/cm
下にすることが好ましい。
When the oxide semiconductor films 31 to 33 contain nitrogen, electrons that serve as carriers are generated, the carrier density is increased, and the oxide semiconductor films 31 to 33 tend to have n-type conductivity. Therefore, a transistor using an oxide semiconductor that contains nitrogen tends to have normally-on characteristics.
The nitrogen content in the oxide semiconductor film 33 is preferably reduced as much as possible; for example, the nitrogen concentration measured by secondary ion mass spectrometry is preferably 5×10 18 atoms/cm 3 or less.

以上、酸化物半導体膜31乃至酸化物半導体膜33について述べたが、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的特性(電界効果移動度、しきい値電圧
等)に応じて適切な組成の酸化物半導体膜を用いればよい。また、必要とするトランジス
タの半導体特性及び電気的特性を得るために、酸化物半導体膜31乃至酸化物半導体膜3
3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。
The oxide semiconductor films 31 to 33 have been described above; however, the present invention is not limited to these, and oxide semiconductor films having appropriate compositions may be used depending on the semiconductor characteristics and electrical characteristics (field-effect mobility, threshold voltage, etc.) of the transistors required.
It is preferable that the carrier density, impurity concentration, defect density, atomic ratio of metal element to oxygen, interatomic distance, density, etc. of 3 be appropriate.

トランジスタTA1は、GaまたはM(MはAl、Ga、Y、Zr、La、Ce、または
Nd)の原子数比よりもInの原子数比が大きい酸化物半導体膜32でチャネルが形成さ
れるため、電界効果移動度を高くすることができる。代表的には、その電界効果移動度は
、10cm/Vsより大きく60cm/Vs未満、好ましくは15cm/Vs以上
50cm/Vs未満である。そのため、アクティブマトリクス型表示装置の回路にトラ
ンジスタTA1を用いる場合は、高速動作が要求される駆動回路に好適である。
The transistor TA1 can have a high field-effect mobility because a channel is formed in the oxide semiconductor film 32 in which the atomic ratio of In is greater than the atomic ratio of Ga or M (M is Al, Ga, Y, Zr, La, Ce, or Nd). Typically, the field-effect mobility is greater than 10 cm 2 /Vs and less than 60 cm 2 /Vs, and preferably 15 cm 2 /Vs or more and less than 50 cm 2 /Vs. Therefore, when the transistor TA1 is used in a circuit of an active matrix display device, it is suitable for a drive circuit that requires high-speed operation.

また、トランジスタTA1は、遮光された領域に、設けることが好ましい。また高い電界
効果移動度を有するトランジスタTA1を駆動回路に設けることで、駆動周波数を高くす
ることができるため、より高精細な表示装置を実現することができる。
The transistor TA1 is preferably provided in a light-shielded region. By providing the transistor TA1 having high field-effect mobility in a driver circuit, the drive frequency can be increased, thereby achieving a display device with higher resolution.

チャネル形成領域が酸化物半導体膜33で形成されるトランジスタTA2、TB1は、ト
ランジスタTA1よりも電界効果移動度が低く、その大きさは、3cm/Vs以上10
cm/Vs以下程度である。トランジスタTA2、TB1は、酸化物半導体膜32を有
していないため、トランジスタTA1よりも光によって劣化しにくく、光照射によるオフ
電流の増大量が少ない。そのため、チャネル形成領域が酸化物半導体膜33で形成される
トランジスタTA2、TB1は光が照射されるような画素部に好適である。
The transistors TA2 and TB1, whose channel formation regions are formed of the oxide semiconductor film 33, have a lower field effect mobility than the transistor TA1.
The transistors TA2 and TB1 do not have the oxide semiconductor film 32 and are therefore less susceptible to degradation by light than the transistor TA1, and thus have a smaller increase in off-state current due to light irradiation. Therefore, the transistors TA2 and TB1, whose channel formation region is formed using the oxide semiconductor film 33, are suitable for a pixel portion that is irradiated with light.

トランジスタTA1は、酸化物半導体膜32を有しないトランジスタTA2と比較して、
光が照射されるとオフ状態における電流が増大しやすい。トランジスタTA1が画素部の
ように遮光が十分できない画素部よりも光の影響が少ない周辺駆動回路に適している理由
の1つである。また、もちろん、トランジスタTA2、TB1のような構成のトランジス
タも、駆動回路に設けることが可能である。
The transistor TA1 has the following characteristics in comparison with the transistor TA2 that does not include the oxide semiconductor film 32:
When exposed to light, the current in the off state tends to increase. This is one of the reasons why the transistor TA1 is suitable for a peripheral driver circuit that is less affected by light than a pixel section that cannot be sufficiently shielded from light. Of course, transistors with configurations like the transistors TA2 and TB1 can also be provided in the driver circuit.

以上、トランジスタ(TA1、TA2、TB1)と酸化物半導体膜31乃至酸化物半導体
膜33について述べたが、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
電気的特性に応じて、トランジスタの構成を変更すればよい。例えば、バックゲート電極
の有無、酸化物半導体膜の積層構造、酸化物半導体膜、ゲート電極、ソース電極およびド
レイン電極の形状や配置等を適宜変更することができる。
Although the transistors (TA1, TA2, and TB1) and the oxide semiconductor films 31 to 33 have been described above, the present invention is not limited thereto, and the configuration of the transistor may be changed depending on required semiconductor characteristics and electrical characteristics of the transistor. For example, the presence or absence of a backgate electrode, the stacked structure of the oxide semiconductor film, the shapes and arrangements of the oxide semiconductor film, the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode, and the like can be changed as appropriate.

(酸化物半導体の構造)
次に、酸化物半導体の構造について説明する。
(Structure of oxide semiconductor)
Next, the structure of the oxide semiconductor will be described.

なお本明細書において、「平行」とは、二つの直線が-10°以上10°以下の角度で配
置されている状態をいう。したがって、-5°以上5°以下の場合も含まれる。また、「
略平行」とは、二つの直線が-30°以上30°以下の角度で配置されている状態をいう
。また、「垂直」とは、二つの直線が80°以上100°以下の角度で配置されている状
態をいう。したがって、85°以上95°以下の場合も含まれる。また、「略垂直」とは
、二つの直線が60°以上120°以下の角度で配置されている状態をいう。
In this specification, "parallel" refers to a state in which two straight lines are arranged at an angle of -10° or more and 10° or less. Therefore, the angle also includes the case of an angle of -5° or more and 5° or less.
"Substantially parallel" refers to a state in which two straight lines are arranged at an angle of -30° or more and 30° or less. "Perpendicular" refers to a state in which two straight lines are arranged at an angle of 80° or more and 100° or less. Therefore, it also includes cases in which the angle is 85° or more and 95° or less. "Substantially perpendicular" refers to a state in which two straight lines are arranged at an angle of 60° or more and 120° or less.

また、本明細書において、結晶が三方晶または菱面体晶である場合、六方晶系として表す
In addition, in this specification, when the crystal is a trigonal or rhombohedral crystal, it is referred to as a hexagonal crystal system.

酸化物半導体膜は、非単結晶酸化物半導体膜と単結晶酸化物半導体膜とに分けられる。ま
たは、酸化物半導体は、例えば、結晶性酸化物半導体と非晶質酸化物半導体とに分けられ
る。
Oxide semiconductor films are classified into non-single-crystal oxide semiconductor films and single-crystal oxide semiconductor films, or into, for example, crystalline oxide semiconductors and amorphous oxide semiconductors.

なお、非単結晶酸化物半導体としては、CAAC-OS(C Axis Aligned
Crystalline Oxide Semiconductor)、多結晶酸化物
半導体、微結晶酸化物半導体、非晶質酸化物半導体などがある。また、結晶性酸化物半導
体としては、単結晶酸化物半導体、CAAC-OS、多結晶酸化物半導体、微結晶酸化物
半導体などがある。
Note that the non-single-crystal oxide semiconductor can be a CAAC-OS (C Axis Aligned
Examples of crystalline oxide semiconductors include single-crystal oxide semiconductors, CAAC-OS, polycrystalline oxide semiconductors, microcrystalline oxide semiconductors, and amorphous oxide semiconductors. Examples of crystalline oxide semiconductors include single-crystal oxide semiconductors, CAAC-OS, polycrystalline oxide semiconductors, and microcrystalline oxide semiconductors.

まずは、CAAC-OS膜について説明する。 First, we will explain the CAAC-OS film.

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。 The CAAC-OS film is one of the oxide semiconductor films that has multiple crystal parts aligned along the c-axis.

透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Micro
scope)によって、CAAC-OS膜の明視野像および回折パターンの複合解析像(
高分解能TEM像ともいう。)を観察することで複数の結晶部を確認することができる。
一方、高分解能TEM像によっても明確な結晶部同士の境界、即ち結晶粒界(グレインバ
ウンダリーともいう。)を確認することができない。そのため、CAAC-OS膜は、結
晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。
Transmission Electron Microscope (TEM)
A bright-field image and a combined analysis image of the diffraction pattern of the CAAC-OS film (
By observing the TEM image (also called a high-resolution TEM image), multiple crystal regions can be confirmed.
On the other hand, a clear boundary between crystal parts, that is, a grain boundary, cannot be confirmed even in a high-resolution TEM image. Therefore, it can be said that a decrease in electron mobility due to grain boundaries is unlikely to occur in the CAAC-OS film.

試料面と略平行な方向から、CAAC-OS膜の断面の高分解能TEM像を観察すると、
結晶部において、金属原子が層状に配列していることを確認できる。金属原子の各層は、
CAAC-OS膜の膜を形成する面(被形成面ともいう。)または上面の凹凸を反映した
形状であり、CAAC-OS膜の被形成面または上面と平行に配列する。
When a high-resolution TEM image of a cross section of the CAAC-OS film is observed from a direction approximately parallel to the sample surface,
It can be seen that the metal atoms are arranged in layers in the crystal part. Each layer of metal atoms is
The shape of the CAAC-OS film reflects the unevenness of a surface on which the CAAC-OS film is formed (also referred to as a surface on which the CAAC-OS film is formed) or a top surface thereof, and the CAAC-OS film is arranged in parallel to the surface on which the CAAC-OS film is formed or the top surface thereof.

一方、試料面と略垂直な方向から、CAAC-OS膜の平面の高分解能TEM像を観察す
ると、結晶部において、金属原子が三角形状または六角形状に配列していることを確認で
きる。しかしながら、異なる結晶部間で、金属原子の配列に規則性は見られない。
On the other hand, when a high-resolution TEM image of a planar surface of a CAAC-OS film is observed from a direction substantially perpendicular to the sample surface, it can be seen that metal atoms are arranged in a triangular or hexagonal shape in the crystal parts, but no regularity is observed in the arrangement of metal atoms between different crystal parts.

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略
垂直な方向を向いていることが確認できる。
When a CAAC-OS film is subjected to structural analysis using an X-ray diffraction (XRD) apparatus, for example, in an out-of-plane analysis of a CAAC-OS film having InGaZnO 4 crystals, a peak may appear at a diffraction angle (2θ) of about 31°. This peak is attributed to the (009) plane of the InGaZnO 4 crystals, and therefore it can be confirmed that the crystals of the CAAC-OS film have c-axis orientation, and the c-axis faces a direction approximately perpendicular to the surface on which the CAAC-OS film is formed or the top surface.

なお、InGaZnO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。
In addition, in an out-of-plane analysis of a CAAC-OS film containing InGaZnO 4 crystals, a peak may appear at 2θ near 36° in addition to the peak at 2θ near 31°. The peak at 2θ near 36° indicates that crystals without c-axis orientation are contained in part of the CAAC-OS film. It is preferable that the CAAC-OS film shows a peak at 2θ near 31° and does not show a peak at 2θ near 36°.

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。
The CAAC-OS film is an oxide semiconductor film with a low concentration of impurities.
These are elements other than the main components of the oxide semiconductor film, such as silicon and transition metal elements. In particular, elements such as silicon that bond more strongly with oxygen than metal elements constituting the oxide semiconductor film take oxygen from the oxide semiconductor film, thereby disrupting the atomic arrangement of the oxide semiconductor film and causing a decrease in crystallinity. Heavy metals such as iron and nickel, argon, and carbon dioxide have a large atomic radius (or molecular radius), and therefore, when contained inside the oxide semiconductor film, they disrupt the atomic arrangement of the oxide semiconductor film and cause a decrease in crystallinity. Note that impurities contained in the oxide semiconductor film may become carrier traps or carrier generation sources.

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。
The CAAC-OS film is an oxide semiconductor film with a low density of defect states. For example, oxygen vacancies in the oxide semiconductor film can become carrier traps or can trap hydrogen and become a carrier generation source.

不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低い(酸素欠損の少ない)ことを、高純度真性または
実質的に高純度真性と呼ぶ。高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜
は、キャリア発生源が少ないため、キャリア密度を低くすることができる。したがって、
当該酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、しきい値電圧がマイナスとなる電気特性(
ノーマリーオンともいう。)になることが少ない。また、高純度真性または実質的に高純
度真性である酸化物半導体膜は、キャリアトラップが少ない。そのため、当該酸化物半導
体膜を用いたトランジスタは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとな
る。なお、酸化物半導体膜のキャリアトラップに捕獲された電荷は、放出するまでに要す
る時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、不純物濃度が
高く、欠陥準位密度が高い酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、電気特性が不安定と
なる場合がある。
An oxide semiconductor film having a low impurity concentration and a low density of defect states (few oxygen vacancies) is called a highly pure intrinsic film or a substantially highly pure intrinsic film. An oxide semiconductor film that is highly pure intrinsic or substantially highly pure intrinsic can have a low carrier density because it has a small number of carrier generation sources.
The transistor including the oxide semiconductor film has electrical characteristics in which the threshold voltage is negative (
The oxide semiconductor film is also called normally-on. In addition, a highly-purified intrinsic or substantially highly-purified intrinsic oxide semiconductor film has few carrier traps. Therefore, a transistor using the oxide semiconductor film has small fluctuations in electrical characteristics and is highly reliable. Note that charges trapped in carrier traps in the oxide semiconductor film take a long time to be released and may behave as if they are fixed charges. Therefore, a transistor using an oxide semiconductor film with a high impurity concentration and a high density of defect states may have unstable electrical characteristics.

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。
Furthermore, in a transistor using a CAAC-OS film, change in electrical characteristics due to irradiation with visible light or ultraviolet light is small.

次に、微結晶酸化物半導体膜について説明する。 Next, the microcrystalline oxide semiconductor film will be described.

微結晶酸化物半導体膜は、高分解能TEM像において、結晶部を確認することのできる領
域と、明確な結晶部を確認することのできない領域と、を有する。微結晶酸化物半導体膜
に含まれる結晶部は、1nm以上100nm以下、または1nm以上10nm以下の大き
さであることが多い。特に、1nm以上10nm以下、または1nm以上3nm以下の微
結晶であるナノ結晶(nc:nanocrystal)を有する酸化物半導体膜を、nc
-OS(nanocrystalline Oxide Semiconductor)
膜と呼ぶ。また、nc-OS膜は、例えば、高分解能TEM像では、結晶粒界を明確に確
認できない場合がある。
The microcrystalline oxide semiconductor film has a region where a crystal part can be confirmed in a high-resolution TEM image and a region where a clear crystal part cannot be confirmed. The crystal parts contained in the microcrystalline oxide semiconductor film often have a size of 1 nm to 100 nm, or 1 nm to 10 nm. In particular, an oxide semiconductor film having nanocrystals (nc), which are microcrystals having a size of 1 nm to 10 nm, or 1 nm to 3 nm, is referred to as nc
-OS (nanocrystalline oxide semiconductor)
In the nc-OS film, the grain boundaries may not be clearly identified in a high-resolution TEM image, for example.

nc-OS膜は、微小な領域(例えば、1nm以上10nm以下の領域、特に1nm以上
3nm以下の領域)において原子配列に周期性を有する。また、nc-OS膜は、異なる
結晶部間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。し
たがって、nc-OS膜は、分析方法によっては、非晶質酸化物半導体膜と区別が付かな
い場合がある。例えば、nc-OS膜に対し、結晶部よりも大きい径のX線を用いるXR
D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。
The nc-OS film has periodic atomic arrangement in a microscopic region (for example, a region of 1 nm to 10 nm, particularly a region of 1 nm to 3 nm). In addition, the nc-OS film has no regularity in crystal orientation between different crystal parts. Therefore, no orientation is observed in the entire film. Therefore, the nc-OS film may be indistinguishable from an amorphous oxide semiconductor film depending on the analysis method. For example, when an X-ray having a diameter larger than that of a crystal part is used for the nc-OS film, the nc-OS film is subjected to X-ray diffraction (XRD) to obtain a crystal orientation pattern of the nc-OS film.
When a structural analysis is performed using a .D apparatus, no peak indicating a crystal plane is detected in the out-of-plane analysis. When an nc-OS film is subjected to electron diffraction (also referred to as selected area electron diffraction) using an electron beam with a probe diameter larger than the crystal part (for example, 50 nm or more), a diffraction pattern like a halo pattern is observed. On the other hand, when an nc-OS film is subjected to nanobeam electron diffraction using an electron beam with a probe diameter close to or smaller than the size of the crystal part, a spot is observed. When an nc-OS film is subjected to nanobeam electron diffraction, a region of high brightness that draws a circle (ring shape) is sometimes observed. Also,
When nanobeam electron diffraction is performed on the nc-OS film, a plurality of spots are observed within a ring-shaped region in some cases.

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-O
S膜は、CAAC-OS膜と比べて欠陥準位密度が高くなる。
The nc-OS film is an oxide semiconductor film with higher regularity than an amorphous oxide semiconductor film. Therefore, the nc-OS film has a lower density of defect states than an amorphous oxide semiconductor film.
In the nc-OS film, there is no regularity in the crystal orientation between different crystal parts.
The S film has a higher density of defect states than the CAAC-OS film.

次に、非晶質酸化物半導体膜について説明する。 Next, we will explain the amorphous oxide semiconductor film.

非晶質酸化物半導体膜は、膜中における原子配列が不規則であり、結晶部を有さない酸化
物半導体膜である。石英のような無定形状態を有する酸化物半導体膜が一例である。
An amorphous oxide semiconductor film is an oxide semiconductor film in which the atomic arrangement in the film is irregular and which does not have a crystal part, such as an oxide semiconductor film having an amorphous state like quartz.

非晶質酸化物半導体膜は、高分解能TEM像において結晶部を確認することができない。 In amorphous oxide semiconductor films, no crystalline parts can be seen in high-resolution TEM images.

非晶質酸化物半導体膜に対し、XRD装置を用いた構造解析を行うと、out-of-p
lane法による解析では、結晶面を示すピークが検出されない。また、非晶質酸化物半
導体膜に対し、電子回折を行うと、ハローパターンが観測される。また、非晶質酸化物半
導体膜に対し、ナノビーム電子回折を行うと、スポットが観測されず、ハローパターンが
観測される。
When the structure of the amorphous oxide semiconductor film is analyzed using an XRD device, out-of-phase
In the analysis by the Lane method, no peak indicating a crystal plane is detected. In addition, when electron diffraction is performed on the amorphous oxide semiconductor film, a halo pattern is observed. In addition, when nanobeam electron diffraction is performed on the amorphous oxide semiconductor film, no spots are observed, but a halo pattern is observed.

なお、酸化物半導体膜は、nc-OS膜と非晶質酸化物半導体膜との間の物性を示す構造
を有する場合がある。そのような構造を有する酸化物半導体膜を、特に非晶質ライク酸化
物半導体(a-like OS:amorphous-like Oxide Semi
conductor)膜と呼ぶ。
Note that the oxide semiconductor film may have a structure that shows physical properties between an nc-OS film and an amorphous oxide semiconductor film. An oxide semiconductor film having such a structure is particularly referred to as an amorphous-like oxide semiconductor (a-like OS).
The electrode is called a "conductor film."

a-like OS膜は、高分解能TEM像において鬆(ボイドともいう。)が観察され
る場合がある。また、高分解能TEM像において、明確に結晶部を確認することのできる
領域と、結晶部を確認することのできない領域と、を有する。a-like OS膜は、
TEMによる観察程度の微量な電子照射によって、結晶化が起こり、結晶部の成長が見ら
れる場合がある。一方、良質なnc-OS膜であれば、TEMによる観察程度の微量な電
子照射による結晶化はほとんど見られない。
In the a-like OS film, voids may be observed in a high-resolution TEM image. The high-resolution TEM image includes a region where a crystal part can be clearly identified and a region where a crystal part cannot be identified.
In some cases, crystallization occurs due to a small amount of electron irradiation, which is observed in TEM observation, and growth of crystalline parts is observed. On the other hand, in a high-quality nc-OS film, crystallization due to a small amount of electron irradiation, which is observed in TEM observation, is hardly observed.

なお、a-like OS膜およびnc-OS膜の結晶部の大きさの計測は、高分解能T
EM像を用いて行うことができる。例えば、InGaZnOの結晶は層状構造を有し、
In-O層の間に、Ga-Zn-O層を2層有する。InGaZnOの結晶の単位格子
は、In-O層を3層有し、またGa-Zn-O層を6層有する、計9層がc軸方向に層
状に重なった構造を有する。よって、これらの近接する層同士の間隔は、(009)面の
格子面間隔(d値ともいう。)と同程度であり、結晶構造解析からその値は0.29nm
と求められている。そのため、高分解能TEM像における格子縞に着目し、格子縞の間隔
が0.28nm以上0.30nm以下である箇所においては、それぞれの格子縞がInG
aZnOの結晶のa-b面に対応する。
The size of the crystal parts of the a-like OS film and the nc-OS film was measured using a high-resolution T
This can be done using EM images. For example, InGaZnO4 crystals have a layered structure,
Two Ga-Zn-O layers are placed between the In-O layers. The unit lattice of the InGaZnO 4 crystal has a structure in which a total of nine layers, including three In-O layers and six Ga-Zn-O layers, are stacked in the c-axis direction. Therefore, the distance between these adjacent layers is approximately the same as the lattice spacing (also called the d value) of the (009) plane, and the value is 0.29 nm from crystal structure analysis.
Therefore, by focusing on the lattice fringes in the high-resolution TEM image, it is possible to determine that in the area where the spacing between the lattice fringes is 0.28 nm or more and 0.30 nm or less, each lattice fringe is InG
This corresponds to the ab plane of the aZnO4 crystal.

また、酸化物半導体膜は、構造ごとに密度が異なる場合がある。例えば、ある酸化物半導
体膜の組成がわかれば、該組成と同じ組成における単結晶の密度と比較することにより、
その酸化物半導体膜の構造を推定することができる。例えば、単結晶の密度に対し、a-
like OS膜の密度は78.6%以上92.3%未満となる。また、例えば、単結晶
の密度に対し、nc-OS膜の密度およびCAAC-OS膜の密度は92.3%以上10
0%未満となる。なお、単結晶の密度に対し密度が78%未満となる酸化物半導体膜は、
成膜すること自体が困難である。
In addition, the density of an oxide semiconductor film may differ depending on the structure. For example, when the composition of a certain oxide semiconductor film is known, the density of the oxide semiconductor film can be determined by comparing the composition with the density of a single crystal having the same composition.
The structure of the oxide semiconductor film can be estimated.
The density of the like-OS film is 78.6% or more and less than 92.3%. For example, the density of the nc-OS film and the CAAC-OS film is 92.3% or more and less than 10% with respect to the density of a single crystal.
Note that an oxide semiconductor film having a density of less than 78% of the density of a single crystal is
The film formation itself is difficult.

上記について、具体例を用いて説明する。例えば、In:Ga:Zn=1:1:1[原子
数比]を満たす酸化物半導体膜において、菱面体晶構造を有する単結晶InGaZnO
の密度は6.357g/cmとなる。よって、例えば、In:Ga:Zn=1:1:1
[原子数比]を満たす酸化物半導体膜において、a-like OS膜の密度は5.0g
/cm以上5.9g/cm未満となる。また、例えば、In:Ga:Zn=1:1:
1[原子数比]を満たす酸化物半導体膜において、nc-OS膜の密度およびCAAC-
OS膜の密度は5.9g/cm以上6.3g/cm未満となる。
The above will be described using a specific example. For example, in an oxide semiconductor film that satisfies the atomic ratio of In:Ga:Zn=1:1:1, single crystal InGaZnO 4 having a rhombohedral crystal structure is
The density of In is 6.357 g/ cm3 . Therefore, for example, In:Ga:Zn=1:1:1
In the oxide semiconductor film that satisfies the [atomic ratio], the density of the a-like OS film is 5.0 g
/cm 3 or more and less than 5.9 g/cm 3. For example, In:Ga:Zn=1:1:
In the oxide semiconductor film that satisfies the atomic ratio of 1, the density of the nc-OS film and the CAAC-
The density of the OS film is greater than or equal to 5.9 g/cm 3 and less than 6.3 g/cm 3 .

なお、同じ組成の単結晶が存在しない場合がある。その場合、任意の割合で組成の異なる
単結晶を組み合わせることにより、所望の組成の単結晶に相当する密度を算出することが
できる。所望の組成の単結晶の密度は、組成の異なる単結晶を組み合わせる割合に対して
、加重平均を用いて算出すればよい。ただし、密度は、可能な限り少ない種類の単結晶を
組み合わせて算出することが好ましい。
There may be cases where single crystals of the same composition do not exist. In such cases, the density corresponding to a single crystal of a desired composition can be calculated by combining single crystals of different compositions in any ratio. The density of a single crystal of a desired composition may be calculated using a weighted average of the ratio of the single crystals of different compositions combined. However, it is preferable to calculate the density by combining as few types of single crystals as possible.

なお、酸化物半導体膜は、例えば、非晶質酸化物半導体膜、a-like OS膜、微結
晶酸化物半導体膜、CAAC-OS膜のうち、二種以上を有する積層膜であってもよい。
Note that the oxide semiconductor film may be a stacked film including two or more of an amorphous oxide semiconductor film, an a-like OS film, a microcrystalline oxide semiconductor film, and a CAAC-OS film, for example.

以上説明したようにOSトランジスタは、極めて優れたオフ電流特性を実現できる。 As described above, OS transistors can achieve extremely excellent off-state current characteristics.

[基板30]
基板30としては、様々な基板を用いることができ、特定のものに限定されることはない
。基板30の一例としては、半導体基板(例えば単結晶基板又はシリコン基板)、SOI
基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、
ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを
有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィル
ムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケ
イ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基
材フィルムなどの一例としては、以下のものがあげられる。例えば、ポリエチレンテレフ
タレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(
PES)に代表されるプラスチックがある。または、一例としては、アクリル等の合成樹
脂などがある。または、一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニ
ル、又はポリ塩化ビニルなどがある。または、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、
アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。特に、半導体基板、単結
晶基板、又はSOI基板などを用いてトランジスタを製造することによって、特性、サイ
ズ、又は形状などのばらつきが少なく、電流能力が高く、サイズの小さいトランジスタを
製造することができる。このようなトランジスタによって回路を構成すると、回路の低消
費電力化、又は回路の高集積化を図ることができる。
[Substrate 30]
Various substrates can be used as the substrate 30, and there is no particular limitation. Examples of the substrate 30 include a semiconductor substrate (e.g., a single crystal substrate or a silicon substrate), an SOI
Substrate, glass substrate, quartz substrate, plastic substrate, metal substrate, stainless steel substrate,
Examples of the substrate include a substrate having a stainless steel foil, a tungsten substrate, a substrate having a tungsten foil, a flexible substrate, a laminated film, a paper containing a fibrous material, or a base film. An example of a glass substrate is barium borosilicate glass, aluminoborosilicate glass, or soda lime glass. Examples of the flexible substrate, laminated film, base film, or the like are as follows. For example, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (
Examples of the material include plastics such as PE (polyethylene stearate copolymer), synthetic resins such as acrylic, polypropylene, polyester, polyvinyl fluoride, polyvinyl chloride, polyamide, polyimide,
Examples of the substrate include aramid, epoxy, inorganic vapor deposition film, and paper. In particular, by manufacturing a transistor using a semiconductor substrate, a single crystal substrate, an SOI substrate, or the like, it is possible to manufacture a transistor with small variations in characteristics, size, shape, and the like, high current capability, and small size. By configuring a circuit using such transistors, it is possible to reduce the power consumption of the circuit or to increase the integration of the circuit.

ゲート電極(GE1、GE2、GE3)を形成する前に、基板30上に下地絶縁膜を形成
してもよい。下地絶縁膜としては、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコン、窒
化酸化シリコン、酸化ガリウム、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、酸化アルミニウム
、酸化窒化アルミニウム等がある。なお、下地絶縁膜として、窒化シリコン、酸化ガリウ
ム、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、酸化アルミニウム等を用いることで、基板30
から不純物(代表的にはアルカリ金属、水、水素等)が酸化物半導体膜(OS1-OS3
)への拡散を抑制することができる。
Before forming the gate electrodes (GE1, GE2, GE3), a base insulating film may be formed on the substrate 30. Examples of the base insulating film include silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride, silicon nitride oxide, gallium oxide, hafnium oxide, yttrium oxide, aluminum oxide, and aluminum oxynitride. By using silicon nitride, gallium oxide, hafnium oxide, yttrium oxide, aluminum oxide, or the like as the base insulating film, the substrate 30 can be easily formed.
Impurities (typically, alkali metal, water, hydrogen, or the like) are removed from the oxide semiconductor film (OS1-OS3
) can be suppressed.

[ゲート電極(GE1、GE2、GE3)]
ゲート電極(GE1、GE2、GE3)は、単層の導電膜、または2つ以上の導電膜が積
層された多層構造の膜である。ゲート電極(GE1、GE2、GE3)として形成される
導電膜は、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、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、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、酸化シリコンを含む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。
[Gate electrodes (GE1, GE2, GE3)]
The gate electrodes (GE1, GE2, GE3) are single-layer conductive films or multilayer films in which two or more conductive films are stacked. The conductive films formed as the gate electrodes (GE1, GE2, GE3) can be formed using a metal element selected from aluminum, chromium, copper, tantalum, titanium, molybdenum, and tungsten, or an alloy containing the above-mentioned metal element as a component, or an alloy combining the above-mentioned metal elements. A metal element selected from any one or more of manganese and zirconium may also be used. An alloy film combining one or more selected from titanium, tantalum, tungsten, molybdenum, chromium, neodymium, and scandium with aluminum, or a nitride film may also be used. A conductive material having light transmitting properties, such as indium tin oxide, indium oxide containing tungsten oxide, indium zinc oxide containing tungsten oxide, indium oxide containing titanium oxide, indium tin oxide containing titanium oxide, indium zinc oxide, and indium tin oxide containing silicon oxide, can also be applied.

例えば、ゲート電極(GE1、GE2、GE3)として、シリコンを含むアルミニウム膜
を形成することができる。ゲート電極(GE1、GE2、GE3)を2層構造とする場合
は、例えば、アルミニウム膜上にチタン膜を形成する、窒化チタン膜上にチタン膜を形成
する、窒化チタン膜上にタングステン膜を形成する、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形成すればよい。また、ゲート電極(GE1、GE2、GE
3)を3層構造とする場合は、例えば、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ればよい。
For example, an aluminum film containing silicon can be formed as the gate electrodes (GE1, GE2, GE3). When the gate electrodes (GE1, GE2, GE3) have a two-layer structure, for example, a titanium film may be formed on an aluminum film, a titanium film may be formed on a titanium nitride film, a tungsten film may be formed on a titanium nitride film, or a tungsten film may be formed on a tantalum nitride film or a tungsten nitride film.
When 3) is to have a three-layer structure, for example, a titanium film may be formed, an aluminum film may be laminated on the titanium film, and a titanium film may be further formed on the aluminum film.

スパッタリング法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積(PLD)法、熱CVD法等により
ゲート電極(GE1、GE2、GE3)を形成する。
The gate electrodes (GE1, GE2, GE3) are formed by a method such as sputtering, vacuum deposition, pulsed laser deposition (PLD), or thermal CVD.

なお、タングステン膜はALDを利用する成膜装置により成膜することができる。この場
合には、WFガスとB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ガスとH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
ガスに代えてSiHガスを用いてもよい。
The tungsten film can be formed by a film forming apparatus using ALD. In this case , WF6 gas and B2H6 gas are repeatedly introduced in sequence to form an initial tungsten film, and then WF6 gas and H2 gas are simultaneously introduced to form a tungsten film.
SiH4 gas may be used in place of 2H6 gas .

ゲート電極GE1-GE3の形成は、上記形成方法の他に、電解メッキ法、印刷法、イン
クジェット法等で行うことが可能である。
The gate electrodes GE1-GE3 can be formed by the above-mentioned method, as well as by electrolytic plating, printing, ink-jet printing, or the like.

[絶縁膜34(ゲート絶縁膜)]
ゲート電極GE1-GE3を覆って、絶縁膜34を形成する。絶縁膜34は、単層の絶縁
膜あるいは2層以上の多層構造の絶縁膜である。絶縁膜34として形成される絶縁膜は、
酸化物絶縁膜、窒化物絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、および窒化酸化絶縁膜等が挙げられる。
なお、本明細書において、酸化窒化物とは、窒素より酸素の含有量が多い材料であり、窒
化酸化物とは酸素より窒素の含有量が多い材料とする。
[Insulating film 34 (gate insulating film)]
An insulating film 34 is formed to cover the gate electrodes GE1-GE3. The insulating film 34 is a single-layer insulating film or an insulating film having a multi-layer structure of two or more layers. The insulating film formed as the insulating film 34 is
Examples of the insulating film include an oxide insulating film, a nitride insulating film, an oxynitride insulating film, and a nitride oxide insulating film.
In this specification, an oxynitride is a material having a higher oxygen content than nitrogen, and a nitride oxide is a material having a higher nitrogen content than oxygen.

絶縁膜34として形成される絶縁膜としては、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系金属酸化物などでなる絶縁膜を形成することができる。また、このよ
うな絶縁膜として、ハフニウムシリケート(HfSiO)、窒素が添加されたハフニウ
ムシリケート(HfSi)、窒素が添加されたハフニウムアルミネート(Hf
Al)、酸化ハフニウム、酸化イットリウムなどのhigh-k材料でなる膜
を形成することができる。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。
The insulating film formed as the insulating film 34 may be, for example, an insulating film made of silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, aluminum oxide, hafnium oxide, gallium oxide, Ga-Zn-based metal oxide, etc. Examples of such insulating films include hafnium silicate (HfSiO x ), hafnium silicate with nitrogen added (HfSi x O y N z ), hafnium aluminate with nitrogen added (Hf
It is possible to form a film made of a high-k material such as Al x O y N z , hafnium oxide, yttrium oxide, etc. By using a high-k material, it is possible to reduce gate leakage of a transistor.

絶縁膜34はゲート絶縁膜を構成する膜であるため、酸化物半導体膜(OS1、OS2、
OS3)とゲート絶縁膜との界面特性を向上させるため、絶縁膜34においてこれらの層
(OS1、OS2、OS3)と接する領域は酸化物絶縁膜あるいは酸化窒化絶縁膜で形成
することが好ましい。例えば、絶縁膜34の最上層の膜は、酸化シリコン膜あるいは酸化
窒化シリコン膜とすればよい。
The insulating film 34 is a film that constitutes a gate insulating film, and therefore is an oxide semiconductor film (OS1, OS2,
In order to improve the interface characteristics between the layers (OS1, OS2, and OS3) and the gate insulating film, the region of the insulating film 34 in contact with these layers (OS1, OS2, and OS3) is preferably formed of an oxide insulating film or an oxynitride insulating film. For example, the uppermost film of the insulating film 34 may be a silicon oxide film or a silicon oxynitride film.

絶縁膜34の厚さは、例えば5nm以上400nm以下とすればよい。その厚さは、好ま
しくは10nm以上300nm以下であり、より好ましくは50nm以上250nm以下
である。
The thickness of the insulating film 34 may be, for example, 5 nm to 400 nm, preferably 10 nm to 300 nm, and more preferably 50 nm to 250 nm.

スパッタリング法で酸化物半導体膜(OS1、OS2、OS3)を形成する場合、プラズ
マを発生させるための電源装置は、RF電源装置、AC電源装置、DC電源装置等を適宜
用いることができる。
When the oxide semiconductor films (OS1, OS2, and OS3) are formed by a sputtering method, an RF power supply, an AC power supply, a DC power supply, or the like can be used as appropriate as a power supply for generating plasma.

スパッタリングガスは、希ガス(代表的にはアルゴン)雰囲気、酸素雰囲気、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。
The sputtering gas may be a rare gas (typically argon) atmosphere, an oxygen atmosphere, or a mixed gas of rare gas and oxygen. In the case of a mixed gas of rare gas and oxygen, it is preferable to increase the gas ratio of oxygen to rare gas.

また、ターゲットは、形成する酸化物半導体膜(OS1、OS2、OS3)の組成にあわ
せて、適宜選択すればよい。
Further, a target may be appropriately selected depending on the composition of the oxide semiconductor film (OS1, OS2, or OS3) to be formed.

なお、酸化物半導体膜(OS1、OS2、OS3)の形成に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℃以下とすることで、酸化物半導体膜31-32として
、CAAC-OS膜を形成することができる。
When a sputtering method is used to form the oxide semiconductor films (OS1, OS2, and OS3), the substrate temperature is set to 150° C. or higher and 750° C. or lower, preferably 150° C. or higher and 450° C. or lower, further preferably 200° C. or higher and 350° C. or lower, so that a CAAC-OS film can be formed as the oxide semiconductor films 31 and 32.

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。 In addition, it is preferable to apply the following conditions to form a CAAC-OS film.

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。
By suppressing the inclusion of impurities during film formation, it is possible to suppress the destruction of the crystal state due to impurities. For example, this can be achieved by reducing the concentration of impurities (hydrogen, water, carbon dioxide, nitrogen, etc.) present in the film formation chamber. Also, this can be achieved by reducing the concentration of impurities in the film formation gas. Specifically, this can be achieved by reducing the dew point to -
A deposition gas having a temperature of 80° C. or less, preferably −100° C. or less, is used.

また、成膜ガス中の酸素割合を高め、電力を最適化することで成膜時のプラズマダメージ
を軽減すると好ましい。成膜ガス中の酸素割合は、30体積%以上が好ましく、100体
積%がより好ましい。
In addition, it is preferable to reduce plasma damage during film formation by increasing the oxygen ratio in the film formation gas and optimizing the power. The oxygen ratio in the film formation gas is preferably 30 volume % or more, and more preferably 100 volume %.

酸化物半導体膜を加熱しながら成膜することで、あるいは酸化物半導体膜を形成した後、
加熱処理を行うことで、酸化物半導体膜の水素濃度を2×1020atoms/cm
下、好ましくは5×1019atoms/cm以下、より好ましくは1×1019at
oms/cm以下、5×1018atoms/cm未満、好ましくは1×1018
toms/cm以下、より好ましくは5×1017atoms/cm以下、さらに好
ましくは1×1016atoms/cm以下とすることができる。
The oxide semiconductor film is formed while being heated, or after the oxide semiconductor film is formed,
By performing heat treatment, the hydrogen concentration in the oxide semiconductor film can be reduced to 2×10 20 atoms/cm 3 or less, preferably 5×10 19 atoms/cm 3 or less, more preferably 1×10 19 atoms/cm 3 or less.
ms/cm3 or less, less than 5× 1018 atoms/ cm3 , preferably 1× 1018 a
The concentration can be set to 1×10 17 atoms/cm 3 or less, more preferably 5×10 17 atoms/cm 3 or less, and further preferably 1×10 16 atoms/cm 3 or less.

なお、加熱処理は、350℃より高く650℃以下、好ましくは450℃以上600℃以
下で行うことで、後述するCAAC化率が、70%以上100%未満、好ましくは80%
以上100%未満、好ましくは90%以上100%未満、より好ましくは95%以上98
%以下である酸化物半導体膜を得ることができる。また、水素、水等の含有量が低減され
た酸化物半導体膜を得ることが可能である。すなわち、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形成することができる。
The heat treatment is performed at a temperature higher than 350° C. and lower than 650° C., preferably at 450° C. or higher and 600° C. or lower, so that the CAAC conversion rate described later is 70% or higher and lower than 100%, preferably 80%.
or more and less than 100%, preferably 90% or more and less than 100%, more preferably 95% or more and less than 98%.
% or less. In addition, it is possible to obtain an oxide semiconductor film with a reduced content of hydrogen, water, and the like. That is, an oxide semiconductor film with a low impurity concentration and a low density of defect states can be formed.

ALDを利用する成膜装置により酸化物半導体膜を形成することができる。例えばInG
aZnO(X>0)膜を成膜する場合には、In(CHガスとOガスを順次繰
り返し導入してInO層を形成し、その後、Ga(CHガスとOガスを同時に
導入してGaO層を形成し、更にその後Zn(CHガスとO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層やInZnO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ガスに変えてAr等の不活性ガスで
バブリングしたHOガスを用いてもよいが、Hを含まないOガスを用いる方が好まし
い。また、In(CHガスにかえて、In(Cガスを用いてもよい。ま
た、Ga(CHガスにかえて、Ga(Cガスを用いてもよい。また、Z
n(CHガスを用いてもよい。
An oxide semiconductor film can be formed by a film formation apparatus using ALD. For example, InG
When forming aZnOx (X>0) film, In( CH3 ) 3 gas and O3 gas are repeatedly introduced in sequence to form an InO2 layer, then Ga( CH3 ) 3 gas and O3 gas are simultaneously introduced to form a GaO layer, and then Zn( CH3 ) 2 gas and O3 gas are simultaneously introduced to form a ZnO layer. Note that the order of these layers is not limited to this example. Also, by mixing these gases, an InGaO2 layer, an InZnO2 layer, a GaInO layer, a ZnInO layer, a GaZnO layer, etc. may be formed.
A mixed compound layer such as a ZnO layer may be formed. Although H2O gas bubbled with an inert gas such as Ar may be used instead of O3 gas, it is preferable to use O3 gas that does not contain H. In( CH3 ) 3 gas may be used instead of In( C2H5 ) 3 gas. In addition, Ga ( CH3 ) 3 gas may be used instead of Ga( C2H5 ) 3 gas. In addition, Z
Alternatively, n(CH 3 ) 2 gas may be used.

酸化物半導体膜32、および酸化物半導体膜33は、トランジスタのチャネルが形成され
る膜であり、その膜厚を3nm以上200nm以下とすることができる。それらの厚さは
、好ましくは3nm以上100nm以下であり、さらに好ましくは30nm以上50nm
以下である。酸化物半導体膜31の膜厚は例えば、3nm以上100nm以下とすること
ができ、好ましくは3nm以上30nm以下であり、より好ましくは3nm以上15nm
以下である。酸化物半導体膜31は、酸化物半導体膜32、酸化物半導体膜33よりも薄
く形成することが好ましい。
The oxide semiconductor film 32 and the oxide semiconductor film 33 are films in which channels of transistors are formed, and their thicknesses can be set to 3 nm to 200 nm.
The thickness of the oxide semiconductor film 31 can be, for example, 3 nm to 100 nm, preferably 3 nm to 30 nm, and more preferably 3 nm to 15 nm.
The oxide semiconductor film 31 is preferably formed thinner than the oxide semiconductor film 32 and the oxide semiconductor film 33.

ここでは、酸化物半導体膜31、32、33として、In-Ga-Zn膜をスパッタリン
グ法で成膜する。これらの成膜に用いられるターゲットの金属元素の原子数比(In:G
a:Zn)は、例えば、酸化物半導体膜31は1:3:6であり、酸化物半導体膜32は
3:1:2であり、酸化物半導体膜33は、1:1:1.2または1:1:1とすること
ができる。また、酸化物半導体膜31、32、33の厚さは、それぞれ、5nm、35n
m、35nmとすることができる。
Here, the oxide semiconductor films 31, 32, and 33 are formed by sputtering an In—Ga—Zn film.
The ratio of the oxide semiconductor film 31 to the oxide semiconductor film 32 is 3:1:2, and the ratio of the oxide semiconductor film 33 is 1:1:1.2 or 1:1:1. The thicknesses of the oxide semiconductor films 31, 32, and 33 are 5 nm and 35 nm, respectively.
m, 35 nm.

[ソース電極、ドレイン電極]
電極(SE1、DE1、SE2、DE2、SE3、DE3)はゲート電極(GE1、GE
2、GE3)と同様に形成することができる。
[Source electrode, drain electrode]
The electrodes (SE1, DE1, SE2, DE2, SE3, DE3) are gate electrodes (GE1, GE
2, GE3).

例えば、厚さ50nmの銅-マンガン合金膜、厚さ400nmの銅膜、及び厚さ100n
mの銅-マンガン合金膜の順に、これらの膜をスパッタリング法により積層することで、
3層構造の電極(SE1、DE1、SE2、DE2、SE3、DE3)を形成することが
できる。
For example, a copper-manganese alloy film having a thickness of 50 nm, a copper film having a thickness of 400 nm, and a copper film having a thickness of 100 nm
m copper-manganese alloy film, and then stacking these films by a sputtering method.
It is possible to form a three-layered electrode (SE1, DE1, SE2, DE2, SE3, DE3).

発光装置の駆動回路などに用いられるトランジスタのように、高速で動作させるトランジ
スタには、トランジスタ(TA1、TA2)、あるいはトランジスタ(TA3、TA4、
TC1)のように、チャネル長を短くすることが好ましい。このようなトランジスタのチ
ャネル長は、2.5μm未満とすることが好ましい。例えば、2.2μm以下とすればよ
い。本実施の形態のトランジスタでは、チャネル長はソース電極とドレイン電極間の距離
で決定されるため、チャネル長の最小値は、電極(SE1、DE1、SE2、DE2、S
E3、DE3)となる導電膜を加工する精度で制約される。本実施の形態のトランジスタ
では、例えば、チャネル長は0.5μm以上、あるいは1.0μm以上とすることができ
る。
Transistors that operate at high speed, such as transistors used in driving circuits of light-emitting devices, include transistors (TA1, TA2) or transistors (TA3, TA4,
It is preferable to shorten the channel length, such as in the case of the transistor (SE1, DE1, SE2, DE2, STC1). The channel length of such a transistor is preferably less than 2.5 μm. For example, it may be 2.2 μm or less. In the transistor of this embodiment, the channel length is determined by the distance between the source electrode and the drain electrode, so the minimum value of the channel length is determined by the distance between the electrodes (SE1, DE1, SE2, DE2, STC1).
In the transistor of this embodiment, the channel length can be set to, for example, 0.5 μm or more, or 1.0 μm or more.

[絶縁膜35、36]
例えば、『35』としては、2層構造の絶縁膜を形成することができる。ここでは、『3
5』の1層目の膜を絶縁膜35aと呼び、2層目の膜を絶縁膜35bと呼ぶことにする。
[Insulating films 35, 36]
For example, a two-layer insulating film can be formed as "35".
The first layer of the film of ".5" is called insulating film 35a, and the second layer is called insulating film 35b.

絶縁膜35aとしては、例えば酸化シリコンなどでなる酸化物絶縁膜、あるいは窒素を含
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。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。
The insulating film 35a may be an oxide insulating film made of, for example, silicon oxide or an oxide insulating film containing nitrogen and having few defects. Typical examples of the oxide insulating film containing nitrogen and having few defects include a silicon oxynitride film and an aluminum oxynitride film.

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5m
T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2.0
01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1×1018spins/cm未満であり
、代表的には1×1017spins/cm以上1×1018spins/cm未満
である。
An oxide insulating film with few defects has a first signal with a g value of 2.037 or more and 2.039 or less, a second signal with a g value of 2.001 or more and 2.002 or less in a spectrum obtained by ESR measurement at 100K or less, and a third signal with a g value of 2.001 or more and 2.003 or less.
A second signal having a g value of 1.003 or less and a third signal having a g value of 1.964 to 1.966 are observed.
The split width of the first signal and the third signal is about 5 m in the X-band ESR measurement.
The first signal has a g value of 2.037 to 2.039, and the second signal has a g value of 2.0
The sum of the spin densities of the second signal having a g value of 1.01 or more and 2.003 or less and the third signal having a g value of 1.964 or more and 1.966 or less is less than 1×10 18 spins/cm 3 , typically 1×10 17 spins/cm 3 or more and less than 1×10 18 spins/cm 3 .

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1.96
4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。
In the ESR spectrum at 100K or less, a first signal has a g value of 2.037 or more and 2.039 or less, a second signal has a g value of 2.001 or more and 2.003 or less, and a second signal has a g value of 1.
The third signal of 0.964 or more and 1.966 or less corresponds to a signal caused by nitrogen oxides (NOx, x is 0 or more and 2 or less, preferably 1 or more and 2 or less). Representative examples of nitrogen oxides include:
That is, the first signal has a g value of 2.037 to 2.039, the second signal has a g value of 2.001 to 2.003, and the third signal has a g value of 1.96
It can be said that the smaller the total spin density of the third signal is in the range of 4 to 1.966, the smaller the content of nitrogen oxide in the oxide insulating film.

絶縁膜35aが、窒素酸化物の含有量が少ない膜であることで、絶縁膜35aと層(OS
1、OS2、OS3)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
ジスタの電気的特性の変動を低減することができる。
Since the insulating film 35a contains a small amount of nitrogen oxide, the insulating film 35a and the layer (OS
In this case, it is possible to reduce carrier traps at the interface with the silicon oxide (OS1, OS2, or OS3). As a result, a shift in the threshold voltage of the transistor can be reduced, and fluctuations in the electrical characteristics of the transistor can be reduced.

また、トランジスタの信頼性向上のため、絶縁膜35aは、SIMS(Secondar
y Ion Mass Spectrometry)で測定される窒素濃度が6×10
/cm以下であることが好ましい。それは、トランジスタの作製工程中に絶縁膜35
aにおいて、窒素酸化物が生成されにくくなるからである。
In order to improve the reliability of the transistor, the insulating film 35a is formed by SIMS (Secondary Induction Mass Spectroscopy).
The nitrogen concentration measured by ion mass spectrometry was 6× 10
0 / cm3 or less. This is because the insulating film 35 is
This is because nitrogen oxides are less likely to be produced in a.

絶縁膜35aとして、窒素を含み、且つ欠陥量の少ない酸化物絶縁膜の一例として、CV
D法により酸化窒化シリコン膜を形成することができる。この場合、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、一酸化二窒素、二酸化窒素等がある。
As an example of the insulating film 35a, an oxide insulating film containing nitrogen and having a small amount of defects is
A silicon oxynitride film can be formed by the D method. In this case, the source gas is
It is preferable to use a deposition gas containing silicon and an oxidizing gas. Representative examples of deposition gas containing silicon include silane, disilane, trisilane, silane fluoride, etc. Examples of oxidizing gas include dinitrogen monoxide and nitrogen dioxide.

また、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
倍以上80倍以下とし、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、絶縁膜35aとして、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。
The ratio of the oxidizing gas to the deposition gas is more than 20 times and less than 100 times, preferably 40
By using a CVD method with a pressure in the treatment chamber of less than 100 Pa, preferably less than or equal to 50 Pa, an oxide insulating film containing nitrogen and with few defects can be formed as the insulating film 35a.

絶縁膜35bとして、例えば、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ことができる。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1.0×1018atoms/cm以上、好ましくは3.0×1020ato
ms/cm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。
The insulating film 35b can be formed using, for example, an oxide insulating film containing more oxygen than the stoichiometric composition. When the oxide insulating film containing more oxygen than the stoichiometric composition is heated, some of the oxygen is released. When the oxide insulating film containing more oxygen than the stoichiometric composition is heated, the amount of released oxygen, calculated as oxygen atoms, is 1.0×10 18 atoms/cm 3 or more, preferably 3.0×10 20 atoms/cm 3 or more, as determined by TDS analysis.
The oxide insulating film has a resistivity of ms/cm 3 or more. The surface temperature of the film during the TDS analysis is preferably in the range of 100° C. or more and 700° C. or less, or 100° C. or more and 500° C. or less.

絶縁膜35bとしては、厚さが30nm以上500nm以下、好ましくは50nm以上4
00nm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。絶縁膜35
bとして、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
成する場合、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として酸
化窒化シリコン膜をCVD法を用いて形成することができる。
The insulating film 35b has a thickness of 30 nm to 500 nm, preferably 50 nm to 400 nm.
The insulating film 35 may be made of silicon oxide, silicon oxynitride, or the like having a thickness of 00 nm or less.
When b is formed using an oxide insulating film containing more oxygen than the stoichiometric composition, a silicon oxynitride film can be formed by a CVD method as the oxide insulating film containing more oxygen than the stoichiometric composition.

絶縁膜35b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、次のよ
うな条件で成膜を行うことができる。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250P
a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以上0.5W/cm以下、さらに好ましくは0.25W/cm
以上0.35W/cm以下の高周波電力を供給する。
When a silicon oxide film or a silicon oxynitride film is formed as the insulating film 35b, the film can be formed under the following conditions: A substrate placed in an evacuated processing chamber of a plasma CVD apparatus is maintained at 180° C. to 280° C., more preferably 200° C. to 240° C., and a source gas is introduced into the processing chamber to maintain the pressure in the processing chamber at 100 Pa to 250 Pa.
a or less, more preferably 100 Pa or more and 200 Pa or less, and the electrode provided in the processing chamber is provided with a pressure of 0.17 W/cm2 or more and 0.5 W/cm2 or less, more preferably 0.25 W/cm
A high frequency power of 2 or more and 0.35 W/cm2 or less is supplied.

絶縁膜36としては、少なくとも、水素及び酸素のブロッキング効果を有する膜を用いる
。さらに、好ましくは、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。代表的には、窒化シリコンなどの窒化物絶縁膜を形成すればよい。窒
化シリコン膜の他、窒化酸化シリコン膜、窒化アルミニウム膜、窒化酸化アルミニウム膜
等も用いることができる。
The insulating film 36 is a film having a blocking effect against at least hydrogen and oxygen. More preferably, the insulating film 36 has a blocking effect against oxygen, hydrogen, water, alkali metals, alkaline earth metals, and the like. Typically, a nitride insulating film such as silicon nitride may be formed. In addition to a silicon nitride film, a silicon nitride oxide film, an aluminum nitride film, an aluminum nitride oxide film, and the like may also be used.

また、絶縁膜36を構成する膜として酸素、水素、水等に対して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。このような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。
As a film constituting the insulating film 36, an oxide insulating film having a blocking effect against oxygen, hydrogen, water, and the like may be provided. Examples of such an oxide insulating film include aluminum oxide,
Examples of the oxide include aluminum oxide, gallium oxide, gallium oxide nitride, yttrium oxide, yttrium oxynitride, hafnium oxide, and hafnium oxynitride.

また、絶縁膜36の厚さは50nm以上300nm以下とすればよく、好ましくは100
nm以上200nm以下である。酸素、水素、水等に対してブロッキング効果を有する絶
縁膜36を形成することで、酸化物半導体膜31乃至酸化物半導体膜33から外部への酸
素の拡散を防ぎ、また外部から酸化物半導体膜31乃至酸化物半導体膜33への水素、水
等の侵入を防ぐことができる。
The thickness of the insulating film 36 may be set to 50 nm or more and 300 nm or less, and preferably 100
By forming the insulating film 36 having a blocking effect against oxygen, hydrogen, water, and the like, diffusion of oxygen from the oxide semiconductor films 31 to 33 to the outside and entry of hydrogen, water, and the like from the outside into the oxide semiconductor films 31 to 33 can be prevented.

絶縁膜36としてプラズマCVD法により窒化シリコン膜を形成する場合、シリコンを含
む堆積性気体、窒素、及びアンモニアを原料ガスとして用いることが好ましい。これらの
原料ガスを用いることで、プラズマ中でアンモニアが解離し、活性種が発生する。当該活
性種が、シリコンを含む堆積性気体に含まれるシリコン及び水素の結合、及び窒素の三重
結合を切断する。この結果、シリコン及び窒素の結合が促進され、シリコン及び水素の結
合が少なく、欠陥が少なく、緻密な窒化シリコン膜を形成することができる。一方、原料
ガスにおいて、窒素に対するアンモニアの量が多いと、シリコンを含む堆積性気体及び窒
素それぞれの分解が進まず、シリコン及び水素結合が残存してしまい、欠陥が増大した、
且つ粗な窒化シリコン膜が形成されてしまう。これらのため、原料ガスにおいて、アンモ
ニアに対する窒素の流量比を5以上50以下、好ましくは10以上50以下とすることが
好ましい。
When forming a silicon nitride film as the insulating film 36 by plasma CVD, it is preferable to use a deposition gas containing silicon, nitrogen, and ammonia as source gases. By using these source gases, ammonia dissociates in the plasma to generate active species. The active species breaks the bonds between silicon and hydrogen and the triple bonds of nitrogen contained in the deposition gas containing silicon. As a result, the bonds between silicon and nitrogen are promoted, and a dense silicon nitride film with fewer bonds between silicon and hydrogen and fewer defects can be formed. On the other hand, if the amount of ammonia relative to nitrogen in the source gas is large, the decomposition of the deposition gas containing silicon and nitrogen does not proceed, and silicon and hydrogen bonds remain, resulting in increased defects.
In addition, a rough silicon nitride film is formed. For these reasons, it is preferable that the flow rate ratio of nitrogen to ammonia in the source gas is set to 5 or more and 50 or less, and more preferably 10 or more and 50 or less.

絶縁膜35を形成した後、加熱処理を行ってもよい。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3
00℃以上450℃以下とする。当該加熱処理により、絶縁膜35の2層目を構成する酸
化物絶縁膜に含まれる酸素を、酸化物半導体膜31乃至酸化物半導体膜33に移動させて
、これらに含まれる酸素欠損を低減することができる。加熱処理は、例えば、窒素及び酸
素を含む混合ガス雰囲気で、加熱温度350℃、加熱時間1時間とすればよい。
After the insulating film 35 is formed, heat treatment may be performed. The temperature of the heat treatment is typically
150° C. or higher and lower than the substrate distortion point, preferably 200° C. or higher and 450° C. or lower, more preferably 3
The heat treatment is performed at a temperature of 350° C. or higher and 450° C. or lower. By the heat treatment, oxygen contained in the oxide insulating film which constitutes the second layer of the insulating film 35 can be moved to the oxide semiconductor films 31 to 33, thereby reducing oxygen vacancies contained in these films. The heat treatment may be performed in a mixed gas atmosphere containing nitrogen and oxygen at a heating temperature of 350° C. for one hour.

また、絶縁膜36を形成した後、酸化物半導体膜31乃至酸化物半導体膜33から水素等
を放出させることを目的として加熱処理を行ってもよい。この加熱処理は、例えば、窒素
及び酸素を含む混合ガス雰囲気で、加熱温度350℃、加熱時間1時間とすればよい。
After the insulating film 36 is formed, heat treatment may be performed in order to release hydrogen and the like from the oxide semiconductor films 31 to 33. This heat treatment may be performed in a mixed gas atmosphere containing nitrogen and oxygen at a heating temperature of 350° C. for one hour, for example.

[バックゲート電極]
バックゲート電極(BGE1、BGE2)はゲート電極(GE1、GE2、GE3)と同
様に形成することができる。
[Backgate electrode]
The back gate electrodes (BGE1, BGE2) can be formed in the same manner as the gate electrodes (GE1, GE2, GE3).

以下、トランジスタのいくつかの他の構成例を示す。 Below are some other examples of transistor configurations.

(トランジスタTA3、TA4)
図29(A)、図29(B)に、それぞれ、トランジスタTA3、トランジスタTA4の
上面図(レイアウト図)と、その回路記号を示す。図30(A)、図30(B)に、トラ
ンジスタTA3のa7-a8線およびb7-b8線による断面図、並びにトランジスタT
A4のa9-a10線およびb9-b10線による断面図を示す。
(Transistors TA3, TA4)
29A and 29B are top views (layout diagrams) of the transistors TA3 and TA4, respectively, and their circuit symbols.
A cross-sectional view taken along lines a9-a10 and b9-b10 of A4 is shown.

トランジスタTA3は、ゲート電極GE4、酸化物半導体膜OS4、ソース電極SE4、
ドレイン電極DE4、およびバックゲート電極BGE4を有する。トランジスタTA3は
、トランジスタTA1の変形例であり、電極BGE4が、2つの開口CG4、CG5にお
いて、電極GE4と接している点がトランジスタTA1と異なり、他はトランジスタTA
1と同様である。図30(B)に示すように、チャネル幅方向で、膜OS4が電極GE4
と電極BGE4で囲まれており、トランジスタTA3の強度をより向上させることができ
る。
The transistor TA3 includes a gate electrode GE4, an oxide semiconductor film OS4, a source electrode SE4,
The transistor TA3 has a drain electrode DE4 and a back gate electrode BGE4. The transistor TA3 is a modified example of the transistor TA1, and is different from the transistor TA1 in that the electrode BGE4 is in contact with the electrode GE4 at two openings CG4 and CG5.
As shown in FIG. 30B, the film OS4 is disposed between the electrode GE4 and the gate electrode GE4 in the channel width direction.
and electrode BGE4, which can further improve the strength of the transistor TA3.

トランジスタTA4は、ゲート電極GE5、酸化物半導体膜OS5、ソース電極SE5、
ドレイン電極DE5、およびバックゲート電極BGE5を有する。トランジスタTA4は
、トランジスタTA2の変形例であり、電極BGE5を電極GE5と接続せず、電極BG
E5を電極GE5に異なる信号や電位を入力可能としている。例えば、電極GE5にトラ
ンジスタTA4の導通状態を制御する信号を入力し、電極BGE5にトランジスタTA4
のしきい値電圧を補正するような信号や電位を入力することが可能である。
The transistor TA4 includes a gate electrode GE5, an oxide semiconductor film OS5, a source electrode SE5,
The transistor TA4 has a drain electrode DE5 and a back gate electrode BGE5. The transistor TA4 is a modification of the transistor TA2, in which the electrode BGE5 is not connected to the electrode GE5.
For example, a signal for controlling the conductive state of the transistor TA4 is input to the electrode GE5, and a signal for controlling the conductive state of the transistor TA4 is input to the electrode BGE5.
It is possible to input a signal or potential that corrects the threshold voltage of the transistor.

(トランジスタTC1、TB2、TD1)
図31(A)、図31(B)、図31(C)に、それぞれ、トランジスタTC1、トラン
ジスタTB2、およびトランジスタTD1の上面図(レイアウト図)と、その回路記号を
示す。図32(A)、図32(B)に、トランジスタTC1のa11-a12線およびb
11b12線による断面図、トランジスタTB2のa13-a14線およびb13-b1
4線による断面図、並びにトランジスタTD1のa15-a16線およびb15-b16
線による断面図を示す。
(Transistors TC1, TB2, TD1)
31A, 31B, and 31C are top views (layout diagrams) of the transistors TC1, TB2, and TD1, respectively, and their circuit symbols.
11b12 line, a13-a14 line and b13-b1 line of transistor TB2
A cross-sectional view taken along line 4, and lines a15-a16 and b15-b16 of transistor TD1
A cross-sectional view along a line is shown.

トランジスタTC1は、ゲート電極GE6、酸化物半導体膜OS6、ソース電極SE6、
ドレイン電極DE6、およびバックゲート電極BGE6を有する。電極BGE6は開口C
G6において電極GE6に接している。トランジスタTC1は、トランジスタTA1の変
形例であり、膜OS6が2層構造としている。膜OS6は、『32』と『33』とでなる
。トランジスタTC1もトランジスタTA1と同様に、チャネル形成領域が『32』で構
成されるトランジスタである。そのため、トランジスタTC1も、トランジスタTA1と
同程度に高い電界効果移動のトランジスタであり、代表的には、電界効果移動度が10c
/Vsより大きく60cm/Vs未満、好ましくは15cm/Vs以上50cm
/Vs未満のトランジスタである。よって、トランジスタTC1もトランジスタTA1
と同様に、駆動回路のような高速動作させるトランジスタに好適である。
The transistor TC1 includes a gate electrode GE6, an oxide semiconductor film OS6, a source electrode SE6,
The drain electrode DE6 and the back gate electrode BGE6 are provided.
G6 is in contact with the electrode GE6. The transistor TC1 is a modified example of the transistor TA1, and the film OS6 has a two-layer structure. The film OS6 is composed of "32" and "33". The transistor TC1 is also a transistor whose channel formation region is composed of "32" like the transistor TA1. Therefore, the transistor TC1 is also a transistor with a high field effect mobility like the transistor TA1, and typically has a field effect mobility of 10 c
m 2 /Vs or more and less than 60 cm 2 /Vs, preferably 15 cm 2 /Vs or more and 50 cm
2 /Vs. Therefore, the transistor TC1 and the transistor TA1
Similarly, the present invention is suitable for transistors that are operated at high speeds, such as in driving circuits.

トランジスタTB2は、ゲート電極GE7、酸化物半導体膜OS7、ソース電極SE7、
ドレイン電極DE7、およびバックゲート電極BGE7を有する。電極BGE7は開口C
G7において電極GE7に接している。トランジスタTB2は、トランジスタTB1の変
形例であり、電極BGE7を有する点でトランジスタTB2と異なる。トランジスタTB
2は、電極GE7と接続された電極BGE7を有しているため、トランジスタTB1より
もオン電流が高く、また機械的な強度が向上されている。
The transistor TB2 includes a gate electrode GE7, an oxide semiconductor film OS7, a source electrode SE7,
The drain electrode DE7 and the back gate electrode BGE7 are provided.
The transistor TB2 is a modified example of the transistor TB1, and differs from the transistor TB2 in that it has an electrode BGE7.
Since the transistor 2 has an electrode BGE7 connected to the electrode GE7, the transistor 2 has a higher on-state current than the transistor TB1 and has improved mechanical strength.

トランジスタTD1は、ゲート電極GE8、酸化物半導体膜OS8、ソース電極SE8、
およびドレイン電極DE8を有する。トランジスタTD1は、トランジスタTB1の変形
例であり、膜OS8全体が電極GE8に重なっており、電極GE8の端部の外側にある部
分を有していない。このように、トランジスタTD1は、膜OS8がトランジスタTB1
よりも光に曝されにくい構造となっているため、画素部のトランジスタに好適である。
The transistor TD1 includes a gate electrode GE8, an oxide semiconductor film OS8, a source electrode SE8,
and a drain electrode DE8. The transistor TD1 is a modification of the transistor TB1, in which the entire film OS8 overlaps the electrode GE8 and does not have a portion outside the edge of the electrode GE8. In this way, the transistor TD1 has a film OS8 similar to that of the transistor TB1.
Since the SiO 2 film has a structure that is less exposed to light than the SiO 2 film, the SiO 2 film is suitable for use in a pixel portion.

なお、トランジスタTA1、トランジスタTA2およびトランジスタTB1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。
Films (insulating film, oxide semiconductor film, metal oxide film, conductive film, etc.) constituting the transistors TA1, TA2, and TB1 can be formed by sputtering, chemical vapor deposition (CVD), vacuum evaporation, or pulsed laser deposition (PLD). Alternatively, they can be formed by coating or printing. Representative film formation methods include sputtering and plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), but thermal CVD may also be used. Examples of thermal CVD methods include metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) and atomic layer deposition (ALD).

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。
In the thermal CVD method, the pressure in the chamber is set to atmospheric pressure or reduced pressure, and a source gas and an oxidizing agent are simultaneously fed into the chamber, and the gas and the oxidizing agent are reacted near or on the substrate to deposit the film on the substrate. In this way, the thermal CVD method is a film formation method that does not generate plasma, and therefore has the advantage that defects due to plasma damage are not generated.

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。
In the ALD method, the pressure inside the chamber is set to atmospheric pressure or reduced pressure, and source gases for reaction are sequentially introduced into the chamber, and the order of gas introduction is repeated to form a film. For example,
Two or more kinds of source gases are supplied to the chamber in sequence by switching each switching valve (also called high-speed valve), and an inert gas (argon, nitrogen, etc.) is introduced simultaneously with or after the first source gas so that the multiple source gases are not mixed, and then the second source gas is introduced. When the inert gas is introduced simultaneously, the inert gas serves as a carrier gas, and the inert gas may be introduced simultaneously with the introduction of the second source gas. Alternatively, instead of introducing the inert gas, the first source gas may be exhausted by vacuum evacuation, and then the second source gas may be introduced. The first source gas is adsorbed on the surface of the substrate to form a first monoatomic layer, and reacts with the second source gas introduced later, so that the second monoatomic layer is stacked on the first monoatomic layer to form a thin film.

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。
By controlling the gas introduction sequence and repeating the process several times until the desired thickness is achieved, a thin film with excellent step coverage can be formed. The thickness of the thin film can be adjusted by the number of times the gas introduction sequence is repeated, allowing precise film thickness adjustment, which is suitable for the production of fine transistors.

〈画素の具体的な構成例3〉 〈Specific pixel configuration example 3〉

図17に、図1に示した画素10の、具体的な構成を一例として示す。図17に示す画素
10は、図4(A)に示す画素10と、トランジスタ19tの位置が異なる。具体的に、
図17に示す画素10では、トランジスタ19tが配線VLと、トランジスタ11のソー
ス及びドレインの他方、及びトランジスタ16tのソース及びドレインの一方との間に接
続されている点において、図4(A)に示す画素10と構成が異なる。
17 shows an example of a specific configuration of the pixel 10 shown in FIG. 1. The pixel 10 shown in FIG. 17 is different from the pixel 10 shown in FIG. 4A in the position of the transistor 19t. Specifically,
The pixel 10 shown in FIG. 17 has a different configuration from the pixel 10 shown in FIG. 4A in that a transistor 19t is connected between a wiring VL and the other of the source and drain of the transistor 11 and one of the source and drain of the transistor 16t.

図18に、図1に示した画素10の、具体的な構成を一例として示す。図18に示す画素
10は、図15(A)に示す画素10と、トランジスタ19tの位置が異なる。具体的に
、図18に示す画素10では、トランジスタ19tが配線VLと、トランジスタ11のソ
ース及びドレインの他方、及びトランジスタ16tのソース及びドレインの一方との間に
接続されている点において、図15(A)に示す画素10と構成が異なる。
Fig. 18 shows an example of a specific configuration of the pixel 10 shown in Fig. 1. The pixel 10 shown in Fig. 18 differs from the pixel 10 shown in Fig. 15A in the position of a transistor 19t. Specifically, the pixel 10 shown in Fig. 18 differs from the pixel 10 shown in Fig. 15A in that the transistor 19t is connected between the wiring VL and the other of the source and drain of the transistor 11 and between the source and drain of the transistor 16t.

なお、本発明の一態様にかかる発光装置の画素10では、トランジスタ11以外のトラン
ジスタが、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
間に介して当該ゲートと重畳するもう一つのゲートを、さらに有していても良い。トラン
ジスタ11以外のトランジスタが、一対のゲートを有している場合、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。
In the pixel 10 of the light-emitting device according to one embodiment of the present invention, a transistor other than the transistor 11 may have at least a gate on one side of a semiconductor film, but may further have another gate overlapping with the gate via a semiconductor film. When a transistor other than the transistor 11 has a pair of gates, if one of the pair of gates is a back gate, the same potential may be applied to the normal gate and the back gate, or a fixed potential such as a ground potential may be applied only to the back gate.
By controlling the potential applied to the back gate, the threshold voltage of the transistor can be controlled. In addition, by providing the back gate, the channel formation region can be increased, and the drain current can be increased. In addition, by providing the back gate, a depletion layer can be easily formed in the semiconductor film, and therefore the S value can be improved.

〈トランジスタの構成例2〉
本発明の一態様にかかる発光装置に用いられるトランジスタは、非晶質、微結晶、多結晶
または単結晶である、シリコン又はゲルマニウムなどの半導体膜または半導体基板に、チ
ャネル形成領域を有していても良い。シリコンの薄膜を用いてトランジスタを形成する場
合、当該薄膜には、プラズマCVD法などの気相成長法若しくはスパッタリング法で作製
された非晶質シリコン、非晶質シリコンをレーザーアニールなどの処理により結晶化させ
た多結晶シリコン、単結晶シリコンウェハに水素イオン等を注入して表層部を剥離した単
結晶シリコンなどを用いることができる。
<Transistor Configuration Example 2>
The transistor used in the light-emitting device according to one embodiment of the present invention may have a channel formation region in a semiconductor film or a semiconductor substrate of amorphous, microcrystalline, polycrystalline, or single-crystalline silicon or germanium, etc. When a transistor is formed using a thin film of silicon, the thin film may be made of amorphous silicon manufactured by a vapor phase growth method such as a plasma CVD method or a sputtering method, polycrystalline silicon obtained by crystallizing amorphous silicon by a process such as laser annealing, or single-crystalline silicon obtained by injecting hydrogen ions or the like into a single-crystalline silicon wafer to peel off the surface layer.

図34に、本発明の一態様にかかる発光装置に用いることができる、薄膜のシリコン膜を
用いたトランジスタの断面図を例示する。図34では、nチャネル型のトランジスタ70
と、pチャネル型のトランジスタ71とを示す。
34 is a cross-sectional view of a transistor including a thin silicon film that can be used in a light-emitting device according to one embodiment of the present invention. In FIG. 34, an n-channel transistor 70
and a p-channel transistor 71.

トランジスタ70は、絶縁表面を有する基板72上に、ゲートとして機能する導電膜73
と、導電膜73上の絶縁膜74と、絶縁膜74を間に介して導電膜73と重畳する半導体
膜75と、半導体膜75上の絶縁膜76と、絶縁膜76を間に介して半導体膜75と重畳
し、なおかつゲートとして機能する導電膜77a及び導電膜77bと、導電膜77a及び
導電膜77b上の絶縁膜78と、絶縁膜78上の絶縁膜79と、絶縁膜78及び絶縁膜7
9に設けられた開口部において半導体膜75に電気的に接続され、なおかつソースまたは
ドレインとして機能する導電膜80及び導電膜81とを有する。
The transistor 70 is formed by forming a conductive film 73 functioning as a gate on a substrate 72 having an insulating surface.
an insulating film 74 over the conductive film 73; a semiconductor film 75 overlapping with the conductive film 73 with the insulating film 74 interposed therebetween; an insulating film 76 over the semiconductor film 75; conductive films 77a and 77b overlapping with the semiconductor film 75 with the insulating film 76 interposed therebetween and functioning as gates; an insulating film 78 over the conductive films 77a and 77b; an insulating film 79 over the insulating film 78;
9, a conductive film 80 and a conductive film 81 are electrically connected to the semiconductor film 75 and function as a source or a drain.

導電膜77bは、チャネル長方向における幅が導電膜77aよりも短く、導電膜77a及
び導電膜77bは、絶縁膜76側から順に積層されている。また、半導体膜75は、導電
膜77bと重畳する位置にチャネル形成領域82と、チャネル形成領域82を間に挟むよ
うに位置する一対のLDD(Light Doped Drain)領域83と、チャネ
ル形成領域82、LDD領域83を間に挟むように位置する一対の不純物領域84とを有
する。一対の不純物領域84はソース領域またはドレイン領域として機能する。また、L
DD領域83、及び不純物領域84は、n型の導電型を半導体膜75に付与する不純物元
素、例えば、ボロン(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)等が添加されてい
る。
The conductive film 77b has a width in the channel length direction shorter than that of the conductive film 77a, and the conductive films 77a and 77b are stacked in this order from the insulating film 76 side. The semiconductor film 75 has a channel formation region 82 at a position overlapping with the conductive film 77b, a pair of LDD (light doped drain) regions 83 positioned to sandwich the channel formation region 82 therebetween, and a pair of impurity regions 84 positioned to sandwich the channel formation region 82 and the LDD region 83 therebetween. The pair of impurity regions 84 function as a source region or a drain region.
The DD region 83 and the impurity region 84 are doped with an impurity element that imparts n-type conductivity to the semiconductor film 75, such as boron (B), aluminum (Al), or gallium (Ga).

また、トランジスタ71は、絶縁表面を有する基板72上に、ゲートとして機能する導電
膜85と、導電膜85上の絶縁膜74と、絶縁膜74を間に介して導電膜85と重畳する
半導体膜86と、半導体膜86上の絶縁膜76と、絶縁膜76を間に介して半導体膜86
と重畳し、なおかつゲートとして機能する導電膜87a及び導電膜87bと、導電膜87
a及び導電膜87b上の絶縁膜78と、絶縁膜78上の絶縁膜79と、絶縁膜78及び絶
縁膜79に設けられた開口部において半導体膜86に電気的に接続され、なおかつソース
またはドレインとして機能する導電膜88及び導電膜89とを有する。
In addition, the transistor 71 includes a conductive film 85 functioning as a gate, an insulating film 74 over the conductive film 85, a semiconductor film 86 overlapping with the conductive film 85 with the insulating film 74 interposed therebetween, an insulating film 76 over the semiconductor film 86, and a semiconductor film 86 overlapping with the insulating film 76 interposed therebetween, over a substrate 72 having an insulating surface.
A conductive film 87a and a conductive film 87b overlap with each other and function as a gate.
a and the conductive film 87b, an insulating film 79 on the insulating film 78, and a conductive film 88 and a conductive film 89 which are electrically connected to the semiconductor film 86 in openings provided in the insulating film 78 and the insulating film 79 and function as a source or a drain.

導電膜87bは、チャネル長方向における幅が導電膜87aよりも短く、導電膜87a及
び導電膜87bは、絶縁膜76側から順に積層されている。また、半導体膜75は、導電
膜87bと重畳する位置にチャネル形成領域90と、チャネル形成領域90を間に挟むよ
うに位置する一対の不純物領域91とを有する。一対の不純物領域91はソース領域また
はドレイン領域として機能する。また、不純物領域91は、p型の導電型を半導体膜86
に付与する不純物元素、例えば、リン(P)、ヒ素(As)等が添加されている。
The conductive film 87b has a width in the channel length direction shorter than that of the conductive film 87a, and the conductive films 87a and 87b are stacked in this order from the insulating film 76 side. The semiconductor film 75 has a channel formation region 90 at a position overlapping with the conductive film 87b, and a pair of impurity regions 91 positioned to sandwich the channel formation region 90 therebetween. The pair of impurity regions 91 function as a source region or a drain region. The impurity regions 91 impart p-type conductivity to the semiconductor film 86.
Impurity elements such as phosphorus (P) and arsenic (As) are added to the silicon substrate.

なお、半導体膜75または半導体膜86は、様々な技術により結晶化しても良い。様々な
結晶化方法として、レーザ光を用いたレーザ結晶化法、触媒元素を用いる結晶化法がある
。或いは、触媒元素を用いる結晶化法とレーザ結晶化法とを組み合わせて用いることもで
きる。また、基板72として石英のような耐熱性に優れている基板を用いる場合、電熱炉
を使用した熱結晶化方法、赤外光を用いたランプアニール結晶化法、触媒元素を用いる結
晶化法、950℃程度の高温アニールを組み合わせた結晶化法を用いても良い。
The semiconductor film 75 or the semiconductor film 86 may be crystallized by various techniques. Examples of the various crystallization methods include a laser crystallization method using laser light and a crystallization method using a catalytic element. Alternatively, a crystallization method using a catalytic element and a laser crystallization method may be combined. When a substrate having excellent heat resistance such as quartz is used as the substrate 72, a crystallization method that combines a thermal crystallization method using an electric furnace, a lamp annealing crystallization method using infrared light, a crystallization method using a catalytic element, and high-temperature annealing at about 950° C. may be used.

〈発光装置の作製方法1〉
次いで、本発明の一態様にかかる発光装置400の作製方法について、図19及び図20
を用いて説明する。
<Method 1 for manufacturing a light-emitting device>
Next, a method for manufacturing the light-emitting device 400 according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be explained using:

まず、基板462上に絶縁膜420を形成し、絶縁膜420上に第1の素子層410を形
成する(図19(A)参照)。第1の素子層410には、半導体素子が設けられている。
或いは、第1の素子層410には、半導体素子に加え、表示素子、または画素電極などの
表示素子の一部が設けられていても良い。
First, an insulating film 420 is formed over a substrate 462, and a first element layer 410 is formed over the insulating film 420 (see FIG. 19A). The first element layer 410 includes a semiconductor element.
Alternatively, in the first element layer 410, in addition to a semiconductor element, a display element or a part of a display element such as a pixel electrode may be provided.

基板462としては、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4
62として用いてもよい。
The substrate 462 must have at least a heat resistance sufficient to withstand subsequent heat treatments. For example, a glass substrate, a ceramic substrate, a quartz substrate, a sapphire substrate, or the like may be used as the substrate 462.
It may also be used as 62.

基板462にガラス基板を用いる場合、基板462と絶縁膜420との間に、酸化シリコ
ン膜、酸化窒化珪素膜、窒化珪素膜、窒化酸化シリコン膜等の絶縁膜を形成すると、ガラ
ス基板からの汚染を防止でき、好ましい。
When a glass substrate is used as the substrate 462, it is preferable to form an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, a silicon nitride film, or a silicon nitride oxide film between the substrate 462 and the insulating film 420 because contamination from the glass substrate can be prevented.

絶縁膜420には、例えば、エポキシ樹脂、アラミド樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹
脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等の有機樹脂膜を用いることができる。中で
もポリイミド樹脂を用いると耐熱性が高いため好ましい。絶縁膜420として、例えば、
ポリイミド樹脂を用いる場合、該ポリイミド樹脂の膜厚は、3nm以上20μm以下、好
ましくは500nm以上2μm以下である。絶縁膜420として、ポリイミド樹脂を用い
る場合、スピンコート法、ディップコート法、ドクターブレード法等により形成すること
ができる。例えば、絶縁膜420としてポリイミド樹脂を用いる場合、ドクターブレード
法により、当該ポリイミド樹脂を用いた膜の一部を除去することで、所望の厚さを有する
絶縁膜420を得ることができる。
For the insulating film 420, for example, an organic resin film such as an epoxy resin, an aramid resin, an acrylic resin, a polyimide resin, a polyamide resin, or a polyamideimide resin can be used. Among them, it is preferable to use a polyimide resin because of its high heat resistance. For example,
When a polyimide resin is used, the film thickness of the polyimide resin is 3 nm to 20 μm, preferably 500 nm to 2 μm. When a polyimide resin is used as the insulating film 420, it can be formed by a spin coating method, a dip coating method, a doctor blade method, or the like. For example, when a polyimide resin is used as the insulating film 420, a part of the film using the polyimide resin can be removed by a doctor blade method to obtain an insulating film 420 having a desired thickness.

なお、第1の素子層410は、その作製工程における温度が室温以上300℃以下である
と好ましい。例えば、第1の素子層410に含まれる、無機材料を用いた絶縁膜または導
電膜は、成膜温度が150℃以上300℃以下、さらには200℃以上270℃以下で形
成されることが好ましい。また、第1の素子層410に含まれる、有機樹脂材料を用いた
絶縁膜等は、成膜温度が室温以上100℃以下で形成されると好ましい。
Note that the temperature in the manufacturing process of the first element layer 410 is preferably from room temperature to 300° C. For example, the insulating film or conductive film using an inorganic material included in the first element layer 410 is preferably formed at a film formation temperature of from 150° C. to 300° C., further preferably from 200° C. to 270° C. In addition, the insulating film or the like using an organic resin material included in the first element layer 410 is preferably formed at a film formation temperature of from room temperature to 100° C.

また、第1の素子層410に含まれるトランジスタの酸化物半導体膜には、前述したCA
AC-OSを用いることが好ましい。当該トランジスタの酸化物半導体膜にCAAC-O
Sを用いると、例えば、発光装置400を折り曲げる際に、チャネル形成領域にクラック
等が入りづらく、曲げに対する耐性を高めることが可能となる。
In addition, the oxide semiconductor film of the transistor included in the first element layer 410 may be formed using the above-described CA
It is preferable to use AC-OS for the oxide semiconductor film of the transistor.
When S is used, for example, when the light emitting device 400 is bent, cracks or the like are less likely to occur in the channel formation region, and resistance to bending can be increased.

また、第1の素子層410に含まれる導電膜として、酸化シリコンを添加したインジウム
錫酸化物を用いると、発光装置400を折り曲げる際に、当該導電膜にクラック等が入り
づらくなるため、好ましい。
In addition, it is preferable to use indium tin oxide to which silicon oxide is added as the conductive film included in the first element layer 410 because cracks or the like are less likely to occur in the conductive film when the light-emitting device 400 is bent.

次に、第1の素子層410と、仮支持基板466とを、剥離用接着剤464を用いて接着
し、基板462から絶縁膜420と第1の素子層410を剥離する。これにより、絶縁膜
420と第1の素子層410は、仮支持基板466側に設けられる(図19(B)参照)
Next, the first element layer 410 and a temporary support substrate 466 are bonded to each other using a peeling adhesive 464, and the insulating film 420 and the first element layer 410 are peeled off from the substrate 462. As a result, the insulating film 420 and the first element layer 410 are provided on the temporary support substrate 466 side (see FIG. 19B).
.

仮支持基板466としては、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、
金属基板などを用いることができる。また、本実施の形態の処理温度に耐えうる耐熱性を
有するプラスチック基板を用いてもよいし、フィルムのような可撓性基板を用いてもよい
The temporary support substrate 466 may be a glass substrate, a quartz substrate, a sapphire substrate, a ceramic substrate,
A metal substrate or the like can be used. A plastic substrate having heat resistance capable of withstanding the processing temperature of this embodiment mode may be used, or a flexible substrate such as a film may be used.

剥離用接着剤464としては、水や溶媒に可溶なものや、紫外線などの照射により可塑化
させることが可能であるもののように、必要時に仮支持基板466と素子層410とを化
学的もしくは物理的に分離することが可能な接着剤を用いる。
As the peeling adhesive 464, an adhesive that can chemically or physically separate the temporary support substrate 466 and the element layer 410 when necessary, such as an adhesive that is soluble in water or a solvent, or an adhesive that can be plasticized by exposure to ultraviolet light, etc., is used.

なお、仮支持基板466への転置工程は、様々な方法を適宜用いることができる。例えば
、基板462の絶縁膜420が形成されていない側、すなわち図19(B)に示す下方側
より絶縁膜420にレーザ光468を照射することで、絶縁膜420を脆弱化させること
で基板462と絶縁膜420を剥離することができる。また、上記レーザ光468の照射
エネルギー密度を調整することで、基板462と絶縁膜420の密着性が高い領域と、基
板462と絶縁膜420の密着性が低い領域を作り分けてから剥離してもよい。
Note that the transfer step to the temporary support substrate 466 can be performed by using various methods as appropriate. For example, the insulating film 420 can be weakened by irradiating the insulating film 420 with laser light 468 from the side of the substrate 462 where the insulating film 420 is not formed, that is, the lower side shown in FIG. 19B, and then the substrate 462 and the insulating film 420 can be peeled off. In addition, by adjusting the irradiation energy density of the laser light 468, a region where the adhesion between the substrate 462 and the insulating film 420 is high and a region where the adhesion between the substrate 462 and the insulating film 420 is low may be formed separately before peeling.

なお、本実施の形態においては、基板462と絶縁膜420の界面で剥離する方法につい
て例示したが、これに限定されない。例えば、絶縁膜420と第1の素子層410との界
面で剥離してもよい。
Note that, although the method of peeling off at the interface between the substrate 462 and the insulating film 420 is described as an example in this embodiment, the present invention is not limited to this. For example, peeling off at the interface between the insulating film 420 and the first element layer 410 may also be performed.

また、基板462と絶縁膜420との界面に液体を浸透させて基板462から絶縁膜42
0を剥離してもよい。または、絶縁膜420と第1の素子層410との界面に液体を浸透
させて絶縁膜420から第1の素子層410を剥離してもよい。上記液体としては、例え
ば、水、極性溶媒等を用いることができる。絶縁膜420を剥離する界面、具体的には基
板462と絶縁膜420との界面または絶縁膜420と第1の素子層410との界面に液
体を浸透させることによって、第1の素子層410に与えられる剥離に伴い発生する静電
気等の影響を抑制することができる。
In addition, the liquid is allowed to penetrate into the interface between the substrate 462 and the insulating film 420 to remove the insulating film 420 from the substrate 462.
0 may be peeled off. Alternatively, a liquid may be permeated into the interface between the insulating film 420 and the first element layer 410 to peel off the first element layer 410 from the insulating film 420. As the liquid, for example, water, a polar solvent, or the like may be used. By permeating a liquid into the interface at which the insulating film 420 is peeled off, specifically, the interface between the substrate 462 and the insulating film 420 or the interface between the insulating film 420 and the first element layer 410, it is possible to suppress the influence of static electricity and the like that is generated due to peeling and applied to the first element layer 410.

次に、接着層418を用いて、絶縁膜420に第1の基板401を接着させる(図19(
C)参照)。
Next, the first substrate 401 is bonded to the insulating film 420 using the adhesive layer 418 (FIG. 19(
See C).

次に、剥離用接着剤464を溶解または可塑化させて、第1の素子層410から剥離用接
着剤464及び仮支持基板466を取り外す(図19(D)参照)。
Next, the peeling adhesive 464 is dissolved or plasticized, and the peeling adhesive 464 and the temporary supporting substrate 466 are removed from the first element layer 410 (see FIG. 19D).

なお、第1の素子層410の表面が露出するように剥離用接着剤464を水や溶媒などで
除去すると好ましい。
It is preferable to remove the peeling adhesive 464 with water, a solvent, or the like so that the surface of the first element layer 410 is exposed.

以上により、第1の基板401上に第1の素子層410を作製することができる。 By the above steps, the first element layer 410 can be fabricated on the first substrate 401.

次に、図19(A)乃至図19(D)に示す工程と同様の形成方法により、第2の基板4
05と、第2の基板405上の接着層412と、接着層412上の絶縁膜440と、第2
の素子層411と、を形成する(図20(A)参照)。
Next, the second substrate 4 is formed by the same method as the steps shown in FIGS.
05, an adhesive layer 412 on the second substrate 405, an insulating film 440 on the adhesive layer 412, and
Then, an element layer 411 is formed (see FIG. 20A).

第2の素子層411が有する絶縁膜440としては、絶縁膜420と同様の材料、ここで
は有機樹脂を用いて形成することができる。
The insulating film 440 included in the second element layer 411 can be formed using a material similar to that of the insulating film 420, that is, an organic resin here.

次に、第1の素子層410と第2の素子層411の間に、封止層432を充填し、第1の
素子層410と第2の素子層411と、を貼り合わせる(図20(B)参照)。
Next, a sealing layer 432 is filled between the first element layer 410 and the second element layer 411, and the first element layer 410 and the second element layer 411 are attached to each other (see FIG. 20B).

封止層432により、例えば、固体封止させることができる。ただし、封止層432とし
ては、可撓性を有する構成が好ましい。封止層432としては、例えば、ガラスフリット
などのガラス材料や、二液混合型の樹脂などの常温で硬化する硬化樹脂、光硬化性の樹脂
、熱硬化性の樹脂などの樹脂材料を用いることができる。
For example, solid sealing can be achieved by the sealing layer 432. However, a flexible configuration is preferable for the sealing layer 432. For example, a glass material such as glass frit, a curable resin that cures at room temperature such as a two-liquid mixed resin, a photocurable resin, a thermosetting resin, or other resin material can be used for the sealing layer 432.

以上により、発光装置400を作製することができる。 By the above steps, the light emitting device 400 can be produced.

〈発光装置の作製方法2〉
次いで、本発明の一態様にかかる発光装置400の別の作製方法について、図21を用い
て説明する。なお、図21では、絶縁膜420及び絶縁膜440として無機絶縁膜を用い
る構成について説明する。
<Method 2 for manufacturing a light-emitting device>
Next, another method for manufacturing the light-emitting device 400 according to one embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 21. Note that a structure in which inorganic insulating films are used as the insulating films 420 and 440 will be described with reference to Fig. 21.

まず、基板462上に剥離層463を形成する。次に、剥離層463上に絶縁膜420を
形成し、絶縁膜420上に第1の素子層410を形成する(図21(A)参照)。
First, a peeling layer 463 is formed over a substrate 462. Next, an insulating film 420 is formed over the peeling layer 463, and a first element layer 410 is formed over the insulating film 420 (see FIG. 21A).

剥離層463としては、例えば、タングステン、モリブデン、チタン、タンタル、ニオブ
、ニッケル、コバルト、ジルコニウム、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オス
ミウム、イリジウム、シリコンから選択された元素、該元素を含む合金材料、または該元
素を含む化合物材料を含み、単層または積層された構造を用いることができる。また、シ
リコンを含む層の場合、該シリコンを含む層の結晶構造としては、非晶質、微結晶、多結
晶、単結晶のいずれでもよい。
The peeling layer 463 may have a single layer or a stacked structure containing an element selected from tungsten, molybdenum, titanium, tantalum, niobium, nickel, cobalt, zirconium, zinc, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, and silicon, an alloy material containing the element, or a compound material containing the element. In the case of a layer containing silicon, the crystal structure of the layer containing silicon may be any of amorphous, microcrystalline, polycrystalline, and single crystalline.

剥離層463は、スパッタリング法、PECVD法、塗布法、印刷法等により形成できる
。なお、塗布法は、スピンコーティング法、液滴吐出法、ディスペンス法を含む。
The peeling layer 463 can be formed by a sputtering method, a PECVD method, a coating method, a printing method, etc. Note that the coating method includes a spin coating method, a droplet discharging method, and a dispensing method.

剥離層463が単層構造の場合、タングステン、モリブデン、またはタングステンとモリ
ブデンの混合物を含む層を形成することが好ましい。また、タングステンの酸化物もしく
は酸化窒化物を含む層、モリブデンの酸化物もしくは酸化窒化物を含む層、またはタング
ステンとモリブデンの混合物の酸化物もしくは酸化窒化物を含む層を形成してもよい。な
お、タングステンとモリブデンの混合物とは、例えば、タングステンとモリブデンの合金
に相当する。
When the peeling layer 463 has a single-layer structure, it is preferable to form a layer containing tungsten, molybdenum, or a mixture of tungsten and molybdenum. Alternatively, a layer containing an oxide or oxynitride of tungsten, a layer containing an oxide or oxynitride of molybdenum, or a layer containing an oxide or oxynitride of a mixture of tungsten and molybdenum may be formed. Note that the mixture of tungsten and molybdenum corresponds to, for example, an alloy of tungsten and molybdenum.

また、剥離層463として、タングステンを含む層とタングステンの酸化物を含む層の積
層構造を形成する場合、タングステンを含む層を形成し、その上層に酸化物で形成される
絶縁層を形成することで、タングステン層と絶縁層との界面に、タングステンの酸化物を
含む層が形成されることを活用してもよい。また、タングステンを含む層の表面を、熱酸
化処理、酸素プラズマ処理、亜酸化窒素(NO)プラズマ処理、オゾン水等の酸化力の
強い溶液での処理等を行ってタングステンの酸化物を含む層を形成してもよい。またプラ
ズマ処理や加熱処理は、酸素、窒素、亜酸化窒素単独、あるいは該ガスとその他のガスと
の混合気体雰囲気下で行ってもよい。上記プラズマ処理や加熱処理により、剥離層463
の表面状態を変えることにより、剥離層463と後に形成される絶縁膜420との密着性
を制御することが可能である。
In addition, when forming a laminated structure of a layer containing tungsten and a layer containing tungsten oxide as the peeling layer 463, it is possible to utilize the fact that a layer containing tungsten oxide is formed at the interface between the tungsten layer and the insulating layer by forming a layer containing tungsten and forming an insulating layer made of oxide on the layer containing tungsten. In addition, the surface of the layer containing tungsten may be subjected to thermal oxidation treatment, oxygen plasma treatment, nitrous oxide (N 2 O) plasma treatment, treatment with a solution having a strong oxidizing power such as ozone water, or the like to form a layer containing tungsten oxide. In addition, the plasma treatment or heat treatment may be performed in an atmosphere of oxygen, nitrogen, or nitrous oxide alone, or a mixed gas atmosphere of the gas and other gases. The peeling layer 463 may be formed by the above-mentioned plasma treatment or heat treatment.
By changing the surface state of the peeling layer 463, it is possible to control the adhesion between the peeling layer 463 and the insulating film 420 to be formed later.

絶縁膜420には、例えば、酸化シリコン膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化酸化シ
リコン膜、酸化アルミニウム膜などの透湿性の低い無機絶縁膜を用いることができる。上
記無機絶縁膜は、例えば、スパッタリング法、PECVD法等を用いて形成することがで
きる。
For example, an inorganic insulating film having low moisture permeability, such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, a silicon nitride oxide film, or an aluminum oxide film, can be used for the insulating film 420. The inorganic insulating film can be formed by, for example, a sputtering method, a PECVD method, or the like.

次に、第1の素子層410と、仮支持基板466とを、剥離用接着剤464を用いて接着
し、剥離層463から絶縁膜420と第1の素子層410を剥離する。これにより、絶縁
膜420と第1の素子層410は、仮支持基板466側に設けられる(図21(B)参照
)。
Next, the first element layer 410 and a temporary support substrate 466 are bonded to each other using a peeling adhesive 464, and the insulating film 420 and the first element layer 410 are peeled off from the peeling layer 463. As a result, the insulating film 420 and the first element layer 410 are provided on the temporary support substrate 466 side (see FIG. 21B ).

なお、仮支持基板466への転置工程は、様々な方法を適宜用いることができる。例えば
、剥離層463と絶縁膜420との界面に金属酸化膜を含む層を形成した場合は、該金属
酸化膜を結晶化により脆弱化して、剥離層463から絶縁膜420を剥離することができ
る。また、剥離層463をタングステン膜で形成した場合は、アンモニア水と過酸化水素
水の混合溶液によりタングステン膜をエッチングしながら剥離を行ってもよい。
Note that various methods can be appropriately used for the transfer step to the temporary support substrate 466. For example, when a layer including a metal oxide film is formed at the interface between the peeling layer 463 and the insulating film 420, the metal oxide film can be weakened by crystallization, and the insulating film 420 can be peeled off from the peeling layer 463. When the peeling layer 463 is formed of a tungsten film, the tungsten film may be etched with a mixed solution of ammonia water and hydrogen peroxide water to perform peeling.

また、剥離層463と絶縁膜420との界面に液体を浸透させて剥離層463から絶縁膜
420を剥離してもよい。上記液体としては、例えば、水、極性溶媒等を用いることがで
きる。絶縁膜420を剥離する界面、具体的には剥離層463と絶縁膜420との界面に
液体を浸透させることによって、第1の素子層410に与えられる剥離に伴い発生する静
電気等の影響を抑制することができる。
Alternatively, the insulating film 420 may be peeled off from the peeling layer 463 by penetrating a liquid into the interface between the peeling layer 463 and the insulating film 420. As the liquid, for example, water, a polar solvent, or the like can be used. By penetrating a liquid into the interface at which the insulating film 420 is peeled off, specifically, the interface between the peeling layer 463 and the insulating film 420, the influence of static electricity or the like that is generated due to peeling and applied to the first element layer 410 can be suppressed.

次に、絶縁膜420に接着層418を用いて第1の基板401を接着する(図21(C)
参照)。
Next, the first substrate 401 is bonded to the insulating film 420 using an adhesive layer 418 (FIG. 21C).
reference).

次に、剥離用接着剤464を溶解または可塑化させて、第1の素子層410から剥離用接
着剤464と仮支持基板466を取り除く(図21(D)参照)。
Next, the peeling adhesive 464 is dissolved or plasticized, and the peeling adhesive 464 and the temporary support substrate 466 are removed from the first element layer 410 (see FIG. 21D).

なお、第1の素子層410の表面が露出するように剥離用接着剤464を水や溶媒などで
除去すると好ましい。
It is preferable to remove the peeling adhesive 464 with water, a solvent, or the like so that the surface of the first element layer 410 is exposed.

以上により、第1の基板401上に第1の素子層410を作製することができる。 By the above steps, the first element layer 410 can be fabricated on the first substrate 401.

次に、図21(A)乃至図21(D)に示す工程と同様の形成方法により、第2の基板4
05と、第2の基板405上の接着層412と、接着層412上の絶縁膜440と、第2
の素子層411と、を形成する。その後、第1の素子層410と第2の素子層411の間
に、封止層432を充填し、第1の素子層410と第2の素子層411と、を貼り合わせ
る。
Next, the second substrate 4 is formed by the same method as the steps shown in FIGS.
05, an adhesive layer 412 on the second substrate 405, an insulating film 440 on the adhesive layer 412, and
Then, a sealing layer 432 is filled between the first element layer 410 and the second element layer 411, and the first element layer 410 and the second element layer 411 are attached to each other.

最後に、接続電極360に異方性導電膜380とFPC408を貼り付ける。必要があれ
ばICチップなどを実装させてもよい。
Finally, the anisotropic conductive film 380 and the FPC 408 are attached to the connection electrodes 360. If necessary, an IC chip or the like may be mounted.

以上により、発光装置400を作製することができる。 By the above steps, the light emitting device 400 can be produced.

〈発光装置の断面構造〉
図22に、本発明の一態様に係る発光装置の、画素部の断面構造を一例として示す。なお
、図22では、図3(A)に示す画素10が有する、トランジスタ11、容量素子18、
及び発光素子14の、断面構造を例示している。
<Cross-sectional structure of light-emitting device>
22 shows an example of a cross-sectional structure of a pixel portion of a light-emitting device according to one embodiment of the present invention. Note that in FIG. 22, the transistor 11, the capacitor 18, and the like included in the pixel 10 shown in FIG.
1 and 2 show cross-sectional structures of the light-emitting element 14 .

具体的に、図22に示す発光装置は、基板500上にトランジスタ11と、容量素子18
とを有する。トランジスタ11は、第1のゲートとして機能する導電膜501と、導電膜
501上の絶縁膜502と、絶縁膜502を間に介して導電膜501と重畳する半導体膜
503と、半導体膜503に電気的に接続されたソースまたはドレインとして機能する導
電膜504及び導電膜505と、半導体膜503、導電膜504及び導電膜505上の絶
縁膜550と、絶縁膜550を間に介して導電膜501と重畳し、第2のゲートとして機
能する導電膜551と、を有する。
Specifically, the light-emitting device shown in FIG. 22 has a transistor 11 and a capacitor element 18 disposed on a substrate 500.
The transistor 11 includes a conductive film 501 functioning as a first gate, an insulating film 502 over the conductive film 501, a semiconductor film 503 overlapping with the conductive film 501 with the insulating film 502 therebetween, a conductive film 504 and a conductive film 505 functioning as a source or a drain electrically connected to the semiconductor film 503, an insulating film 550 over the semiconductor film 503, the conductive film 504, and the conductive film 505, and a conductive film 551 overlapping with the conductive film 501 with the insulating film 550 therebetween and functioning as a second gate.

容量素子18は、電極として機能する導電膜501と、導電膜501上の絶縁膜502と
、絶縁膜502を間に挟んで導電膜501と重なり、なおかつ電極として機能する導電膜
504とを有する。
The capacitor 18 includes a conductive film 501 which functions as an electrode, an insulating film 502 over the conductive film 501, and a conductive film 504 which overlaps with the conductive film 501 with the insulating film 502 interposed therebetween and which functions as an electrode.

絶縁膜502としては、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化珪素、酸化窒化珪素
、窒化酸化珪素、窒化珪素、酸化ガリウム、酸化ゲルマニウム、酸化イットリウム、酸化
ジルコニウム、酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化ハフニウム及び酸化タンタルを一種以
上含む絶縁膜を、単層で、または積層させて用いればよい。なお、本明細書中において、
酸化窒化物は、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い材料を指し、窒化酸化物
は、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を指す。
The insulating film 502 may be a single layer or a stack of insulating films containing one or more of aluminum oxide, magnesium oxide, silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, gallium oxide, germanium oxide, yttrium oxide, zirconium oxide, lanthanum oxide, neodymium oxide, hafnium oxide, and tantalum oxide.
An oxynitride refers to a material whose composition contains more oxygen than nitrogen, and a nitride oxide refers to a material whose composition contains more nitrogen than oxygen.

また、半導体膜503、導電膜504、及び導電膜505上には絶縁膜511が設けられ
ている。半導体膜503として酸化物半導体を用いる場合、絶縁膜511は、半導体膜5
03に酸素を供給させることが可能な材料を用いることが望ましい。上記材料を絶縁膜5
11に用いることで、絶縁膜511に含まれる酸素を半導体膜503に移動させることが
可能であり、半導体膜503の酸素欠損量を低減することができる。絶縁膜511に含ま
れる酸素の半導体膜503への移動は、絶縁膜511を形成した後に、加熱処理を行うこ
とで効率的に行うことができる。
In addition, an insulating film 511 is provided over the semiconductor film 503, the conductive film 504, and the conductive film 505. When an oxide semiconductor is used for the semiconductor film 503, the insulating film 511 is
It is preferable to use a material capable of supplying oxygen to the insulating film 5.
By using the insulating film 511 as the insulating film 503, oxygen contained in the insulating film 511 can be moved to the semiconductor film 503, thereby reducing the amount of oxygen vacancies in the semiconductor film 503. The oxygen contained in the insulating film 511 can be efficiently moved to the semiconductor film 503 by performing heat treatment after the insulating film 511 is formed.

絶縁膜511上には絶縁膜520が設けられており、絶縁膜520上には導電膜524が
設けられている。導電膜524は、絶縁膜511及び絶縁膜520に設けられた開口部に
おいて、導電膜504に接続されている。
An insulating film 520 is provided over the insulating film 511, and a conductive film 524 is provided over the insulating film 520. The conductive film 524 is connected to the conductive film 504 in an opening provided in the insulating film 511 and the insulating film 520.

絶縁膜520及び導電膜524上には絶縁膜525が設けられている。絶縁膜525は、
導電膜524と重なる位置に開口部を有する。また、絶縁膜525上において、絶縁膜5
25の開口部とは異なる位置に、絶縁膜526が設けられている。そして、絶縁膜525
及び絶縁膜526上には、EL層527及び導電膜528が、順に積層するように設けら
れている。導電膜524及び導電膜528が、EL層527を間に挟んで重なり合う部分
が、発光素子14として機能する。そして、導電膜524及び導電膜528は、一方が陽
極、他方が陰極として機能する。
An insulating film 525 is provided over the insulating film 520 and the conductive film 524. The insulating film 525 is
The insulating film 525 has an opening at a position overlapping with the conductive film 524.
An insulating film 526 is provided at a position different from the opening of the insulating film 525.
An EL layer 527 and a conductive film 528 are stacked in this order over the insulating film 526. A portion where the conductive film 524 and the conductive film 528 overlap with the EL layer 527 sandwiched therebetween functions as the light-emitting element 14. One of the conductive film 524 and the conductive film 528 functions as an anode and the other functions as a cathode.

また、発光装置は、発光素子14を間に挟んで基板500と対峙する、基板530を有す
る。基板530上、すなわち、基板530の発光素子14に近い側の面上には、光を遮蔽
する機能を有する遮蔽膜531が設けられている。そして、遮蔽膜531は、発光素子1
4と重なる領域に開口部を有している。発光素子14に重なる開口部において、基板53
0上には特定の波長範囲の可視光を透過する着色層532が設けられている。
The light emitting device also has a substrate 530 that faces the substrate 500 with the light emitting element 14 sandwiched therebetween. A shielding film 531 having a function of shielding light is provided on the substrate 530, i.e., on the surface of the substrate 530 that is closer to the light emitting element 14. The shielding film 531 is provided on the light emitting element 1.
The substrate 53 has an opening in a region overlapping the light emitting element 14.
A colored layer 532 that transmits visible light in a specific wavelength range is provided on the substrate 530 .

〈発光装置の外観〉
図23(A)は、本発明の一態様に係る発光装置の外観の一例を示す、斜視図である。図
23(A)に示す発光装置は、パネル1601と、コントローラ、電源回路、画像処理回
路、画像メモリ、CPUなどが設けられた回路基板1602と、接続部1603とを有し
ている。パネル1601は、画素が複数設けられた画素部1604と、複数の画素を行ご
とに選択する駆動回路1605と、選択された行内の画素への画像信号Sigの入力を制
御する駆動回路1606とを有する。
<Appearance of the light-emitting device>
23A is a perspective view showing an example of the appearance of a light-emitting device according to one embodiment of the present invention. The light-emitting device shown in Fig. 23A includes a panel 1601, a circuit board 1602 provided with a controller, a power supply circuit, an image processing circuit, an image memory, a CPU, and the like, and a connection portion 1603. The panel 1601 includes a pixel portion 1604 in which a plurality of pixels are provided, a driver circuit 1605 that selects the plurality of pixels for each row, and a driver circuit 1606 that controls input of an image signal Sig to the pixels in the selected row.

回路基板1602から、接続部1603を介して、各種信号と、電源の電位とが、パネル
1601に入力される。接続部1603には、FPC(Flexible Printe
d Circuit)などを用いることができる。FPCにチップを実装したものをCO
Fテープと呼び、COFテープを用いると、より小さい面積でより高密度の実装を行うこ
とができる。また、接続部1603にCOFテープを用いる場合、回路基板1602内の
一部の回路、或いはパネル1601が有する駆動回路1605や駆動回路1606の一部
などを別途用意したチップに形成しておき、COF(Chip On Film)法を用
いて当該チップをCOFテープに接続しておいても良い。
Various signals and a power supply potential are input to the panel 1601 from the circuit board 1602 via the connection portion 1603. The connection portion 1603 is connected to an FPC (Flexible Printed Circuit).
The FPC with the chip mounted on it can be used as a CO
This is called COF tape, and the use of COF tape allows for higher density mounting in a smaller area. When using COF tape for the connection portion 1603, a part of the circuits in the circuit board 1602, or a part of the driver circuit 1605 or 1606 of the panel 1601, may be formed on a separately prepared chip, and the chip may be connected to the COF tape by using a COF (chip on film) method.

また、COFテープ1607を用いた発光装置の外観の一例を示す斜視図を図23(B)
に示す。
FIG. 23B is a perspective view showing an example of the appearance of a light-emitting device using the COF tape 1607.
As shown in.

チップ1608は、バンプなどの端子を表面に有する半導体ベアチップ(IC、LSIな
ど)である。さらに、COFテープ1607に、CR部品も実装でき、回路基板1602
の面積縮小も図れる。フレキシブル基板の配線パターンは、実装するチップの端子に対応
して複数形成される。チップ1608は、ボンダー装置などにより、配線パターンを有す
るフレキシブル基板上に位置決めして配置し、熱圧着することによって実装される。
The chip 1608 is a semiconductor bare chip (IC, LSI, etc.) having terminals such as bumps on its surface. Furthermore, CR parts can also be mounted on the COF tape 1607, and the circuit board 1602
The area of the flexible substrate can be reduced. A plurality of wiring patterns are formed on the flexible substrate in correspondence with the terminals of the chip to be mounted. The chip 1608 is positioned and placed on the flexible substrate having the wiring patterns by a bonder device or the like, and is mounted by thermocompression bonding.

図23(B)には一つのチップ1608を実装した一つのCOFテープ1607の例を示
したが特に限定されない。1つのCOFテープ1607の片面または両面に複数列のチッ
プを実装することができるが、コスト削減のためには、実装するチップ数を少なくするた
め一列とすることが好ましく、さらに好ましくは1個とすることが望ましい。
23B shows an example of one COF tape 1607 on which one chip 1608 is mounted, but this is not particularly limited. Although multiple rows of chips can be mounted on one or both sides of one COF tape 1607, in order to reduce costs, it is preferable to mount one row of chips to reduce the number of chips to be mounted, and more preferably, it is preferable to mount only one chip.

〈回路基板の構成例〉
図25に、回路基板2003の外観図を示す。回路基板2003は、スリット2211を
有するFPC2201上に、Bluetooth(登録商標。IEEE802.15.1
に同じ。)規格の通信装置2101、マイコン2102、記憶装置2103、FPGA2
104、DAコンバータ2105、充電制御IC2106、レベルシフタ2107を設け
た構成を有する。また、回路基板2003は、入出力コネクタ2108を介して本発明の
一態様にかかる発光装置と電気的に接続する。また、FPC2201にスリット2211
を設けることにより、FPC2201を用いた回路基板2003の可撓性を高めている。
<Example of circuit board configuration>
25 shows an external view of the circuit board 2003. The circuit board 2003 has a Bluetooth (registered trademark) compliant IEEE802.15.1 on an FPC 2201 having a slit 2211.
) standard communication device 2101, microcomputer 2102, storage device 2103, FPGA 2
104, a DA converter 2105, a charging control IC 2106, and a level shifter 2107 are provided. The circuit board 2003 is electrically connected to the light-emitting device according to one embodiment of the present invention through an input/output connector 2108. The FPC 2201 has a slit 2211.
By providing the FPC 2201, the flexibility of the circuit board 2003 using the FPC 2201 is increased.

本発明の一態様にかかる発光装置に可撓性を有する基板を用いることで、回路基板200
3と共に発光装置も湾曲させることができる。よって、可撓性を有する基板を用いた発光
装置と、回路基板2003とは、装着部位の形状に合わせて繰り返し変形することができ
るので、腕や足などの身体に装着可能な電子機器に利用するのに適している。
By using a flexible substrate in the light-emitting device according to one embodiment of the present invention, the circuit board 200
The light emitting device can be curved together with the flexible substrate 2003. Therefore, the light emitting device using the flexible substrate and the circuit substrate 2003 can be repeatedly deformed to fit the shape of the part where it is worn, and are therefore suitable for use in electronic devices that can be worn on the body, such as on the arm or leg.

〈情報処理装置の構成例〉
図26(A)は本発明の一態様の情報処理装置1000の外観を説明する模式図であり、
図26(B)は、図26(A)に示す切断線X1-X2における断面の構造を説明する断
面図である。また、図26(C)および図26(D)は本発明の一態様の情報処理装置1
000の外観を説明する模式図であり、図26(E)は、図26(C)および図26(D
)に示す切断線X3-X4における断面の構造を説明する断面図である。図26(C)は
情報処理装置1000の正面を説明する模式図であり。図26(D)は情報処理装置10
00の背面を説明する模式図である。
<Configuration Example of Information Processing Device>
FIG. 26A is a schematic diagram illustrating the appearance of a data processing device 1000 of one embodiment of the present invention.
26B is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional structure taken along line X1-X2 in FIG. 26A. In addition, FIG. 26C and FIG. 26D are cross-sectional views illustrating a cross-sectional structure of the information processing device 1 according to one embodiment of the present invention.
26(D) is a schematic diagram for explaining the appearance of FIG. 26(E) and FIG. 26(C).
26(C) is a schematic diagram illustrating the front of the information processing device 1000. FIG. 26(D) is a schematic diagram illustrating the front of the information processing device 1000.
1 is a schematic diagram illustrating the rear surface of .00.

図26(C)、図26(D)に示すように、位置入力部1001または表示部1002は
、情報処理装置1000の正面だけでなく、側面や背面にも設けられていてもよい。また
、位置入力部1001または表示部1002は、情報処理装置1000の上面に設けられ
ていてもよい。また、位置入力部1001または表示部1002は、情報処理装置100
0の底面に設けられていてもよい。
As shown in Fig. 26(C) and Fig. 26(D), the position input unit 1001 or the display unit 1002 may be provided not only on the front surface of the information processing device 1000, but also on the side surface or rear surface. Also, the position input unit 1001 or the display unit 1002 may be provided on the top surface of the information processing device 1000. Also, the position input unit 1001 or the display unit 1002 may be provided on the front surface of the information processing device 1000.
0 may be provided on the bottom surface.

なお、筐体1003の表面には位置入力部1001のほか、ハードウェアボタンや外部接
続端子等を有していてもよい。
In addition to the position input unit 1001, the surface of the housing 1003 may have hardware buttons, external connection terminals, and the like.

このような構成とすることで、従来の情報処理装置のように筐体1003の正面に平行な
面にのみ表示するのではなく、筐体1003の側面にも表示を行うことが可能となる。特
に、筐体1003の2以上の側面に沿って表示領域を設けると、表示の多様性がより高ま
るため好ましい。
With this configuration, it is possible to display not only on a surface parallel to the front of the housing 1003 as in conventional information processing devices, but also on the side surfaces of the housing 1003. In particular, providing display areas along two or more side surfaces of the housing 1003 is preferable because it further increases the diversity of display.

情報処理装置の正面に沿って配置される表示領域と、側面に沿って配置された各表示領域
は、それぞれ独立な表示領域として用いて異なる画像等を表示してもよいし、いずれか2
つ以上の表示領域にわたって一つの画像等を表示してもよい。例えば、情報処理装置の正
面に沿って配置された表示領域に表示する画像を、情報処理装置の側面に沿って設けられ
る表示領域などに連続して表示してもよい。
The display area arranged along the front surface of the information processing device and the display areas arranged along the sides may be used as independent display areas to display different images, or any two of them ...
For example, an image displayed in a display area arranged along the front surface of the information processing device may be continuously displayed in a display area provided along a side surface of the information processing device.

また、演算装置1005は、筐体1003の内部に設けられている。図26(B)では、
演算装置1005が表示部1002と離隔した位置に設けられている。図26(E)では
、演算装置1005が表示部1002と重なる位置に設けられている。
The arithmetic device 1005 is provided inside the housing 1003.
The arithmetic device 1005 is provided at a position separated from the display portion 1002. In FIG.

位置入力部1001は、一例としては、第1の領域1001(1)と、第1の領域100
1(1)に対向する第2の領域1001(2)と、第1の領域1001(1)および第2
の領域1001(2)の間に第3の領域1001(3)と、が形成されるように折り曲げ
ることができる可撓性を有する(図26(B)参照)。また、他の一例として、第1の領
域1001(1)と、第3の領域1001(3)と、第3の領域1001(3)に対向す
る第4の領域1001(4)と、が形成されるように折り曲げることができる可撓性を有
する(図26(E)参照)。
The position input unit 1001, for example, includes a first area 1001(1) and a second area 100
A second region 1001(2) facing the first region 1001(1) and a second region 1001(2) facing the first region 1001(1) and the second region 1001(2) facing the second region 1001(1)
The insulating film has flexibility that allows it to be folded so as to form a first region 1001(1), a third region 1001(3), and a fourth region 1001(4) opposed to the third region 1001(3) between the first region 1001(2) and the second region 1001(3) (see FIG. 26(B)). As another example, the insulating film has flexibility that allows it to be folded so as to form a first region 1001(1), a third region 1001(3), and a fourth region 1001(4) opposed to the third region 1001(3) (see FIG. 26(E)).

また、他の一例として、第3の領域1001(3)と、第5の領域1001(5)と、第
3の領域1001(3)に対向する第4の領域1001(4)と、が形成されるように折
り曲げることができる可撓性を有していても良い。
As another example, the insulating film 1002 may have flexibility such that it can be bent so as to form a third region 1001(3), a fifth region 1001(5), and a fourth region 1001(4) opposite the third region 1001(3).

なお、第1の領域1001(1)に対向する第2の領域1001(2)の配置は、第1の
領域1001(1)に正対する配置に限られず、第1の領域1001(1)に傾きを持っ
て向き合う配置も含むものとする。また、第3の領域1001(3)に対向する第4の領
域1001(4)の配置は、第3の領域1001(3)に正対する配置に限られず、第3
の領域1001(3)に傾きを持って向き合う配置も含むものとする。
The arrangement of the second region 1001(2) facing the first region 1001(1) is not limited to being directly opposite the first region 1001(1), but may also include an arrangement in which the second region 1001(2) faces the first region 1001(1) at an angle. The arrangement of the fourth region 1001(4) facing the third region 1001(3) is not limited to being directly opposite the third region 1001(3), but may also include an arrangement in which the fourth region 1001(4) faces the third region 1001(3).
This also includes an arrangement in which the area faces the area 1001(3) at an angle.

表示部1002は、少なくとも第1の領域1001(1)、第2の領域1001(2)、
第3の領域1001(3)、または第4の領域1001(4)の一部と重なるように配置
される。
The display unit 1002 includes at least a first area 1001(1), a second area 1001(2),
It is disposed so as to overlap a part of the third region 1001(3) or the fourth region 1001(4).

情報処理装置1000は、近接または接触するものを検知する可撓性の位置入力部100
1を含んで構成される。そして、位置入力部1001は、例えば、第1の領域1001(
1)と、第1の領域に対向する第2の領域1001(2)と、第1の領域1001(1)
および第2の領域1001(2)の間に表示部1002と重なる第3の領域1001(3
)と、が形成されるように折り曲げることができる。これにより、例えば掌もしくは手の
指の何れかが、第1の領域1001(1)または第2の領域1001(2)などの何れか
に近接したのかを知ることができる。その結果、操作性に優れたヒューマンインターフェ
イスを提供できる。または、操作性に優れた新規な情報処理装置を提供できる。
The information processing device 1000 includes a flexible position input unit 100 that detects an object in proximity or in contact with the object.
1. The position input unit 1001 is configured to include, for example, a first area 1001 (
1), a second region 1001(2) facing the first region, and the first region 1001(1).
A third region 1001 (3) overlapping the display unit 1002 is disposed between the second region 1001 (2).
) and can be folded so as to form. This makes it possible to know whether, for example, the palm or any of the fingers of the hand is close to the first region 1001(1) or the second region 1001(2). As a result, a human interface with excellent operability can be provided. Alternatively, a novel information processing device with excellent operability can be provided.

表示部1002に用いられる基板としては、可撓性を有する程度の厚さの樹脂が適用でき
る。樹脂としては、例えばポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ア
ラミド、エポキシ、ポリカーボネート若しくはアクリル樹脂等を挙げることができる。ま
た、可撓性を有さないような通常の基板としては、ガラス基板、石英基板、半導体基板な
どを用いることが出来る。
A resin having a thickness sufficient to provide flexibility can be used as a substrate for the display unit 1002. Examples of the resin include polyester, polyolefin, polyamide, polyimide, aramid, epoxy, polycarbonate, and acrylic resins. Examples of normal substrates that do not have flexibility include glass substrates, quartz substrates, and semiconductor substrates.

〈電子機器の構成例〉
本発明の一態様に係る発光装置は、表示装置、ノート型パーソナルコンピュータ、記録媒
体を備えた画像再生装置(代表的にはDVD:Digital Versatile D
isc等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを有する装置)に用い
ることができる。その他に、本発明の一態様に係る発光装置を用いることができる電子機
器として、携帯電話、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、電子書籍、ビデオカメラ、デジタ
ルスチルカメラなどのカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)
、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、デジタルオーディオプレイ
ヤー等)、複写機、ファクシミリ、プリンター、プリンター複合機、現金自動預け入れ払
い機(ATM)、自動販売機などが挙げられる。これら電子機器の具体例を図24に示す
<Examples of electronic device configurations>
The light-emitting device according to one embodiment of the present invention is applicable to a display device, a notebook personal computer, an image reproducing device including a recording medium (typically, a DVD: Digital Versatile Disc,
Other examples of electronic devices in which the light-emitting device according to one embodiment of the present invention can be used include mobile phones, portable game consoles, portable information terminals, e-books, cameras such as video cameras and digital still cameras, and goggle displays (head-mounted displays).
, navigation systems, audio playback devices (car audio, digital audio players, etc.), copiers, facsimiles, printers, printer-combination machines, automated teller machines (ATMs), vending machines, etc. Specific examples of these electronic devices are shown in FIG.

図24(A)は表示装置であり、筐体5001、表示部5002、支持台5003等を有
する。本発明の一態様に係る発光装置は、表示部5002に用いることができる。なお、
表示装置には、パーソナルコンピュータ用、TV放送受信用、広告表示用などの全ての情
報表示用表示装置が含まれる。
24A shows a display device including a housing 5001, a display portion 5002, a support stand 5003, and the like. A light-emitting device according to one embodiment of the present invention can be used for the display portion 5002.
The display device includes all display devices for displaying information, such as those for personal computers, those for receiving TV broadcasts, and those for displaying advertisements.

図24(B)は携帯情報端末であり、筐体5101、表示部5102、操作キー5103
等を有する。本発明の一態様に係る発光装置は、表示部5102に用いることができる。
FIG. 24B shows a portable information terminal, which includes a housing 5101, a display portion 5102, and operation keys 5103.
The light-emitting device according to one embodiment of the present invention can be used for the display portion 5102.

図24(C)は表示装置であり、曲面を有する筐体5701、表示部5702等を有する
。本発明の一態様に係る発光装置に可撓性を有する基板を用いることで、曲面を有する筐
体5701に支持された表示部5702に、当該発光装置を用いることができ、フレキシ
ブルかつ軽くて使い勝手の良い表示装置を提供することができる。
24C shows a display device including a curved housing 5701, a display portion 5702, and the like. By using a flexible substrate for the light-emitting device according to one embodiment of the present invention, the light-emitting device can be used for the display portion 5702 supported by the curved housing 5701, and a flexible, lightweight, and easy-to-use display device can be provided.

図24(D)は携帯型ゲーム機であり、筐体5301、筐体5302、表示部5303、
表示部5304、マイクロホン5305、スピーカー5306、操作キー5307、スタ
イラス5308等を有する。本発明の一態様に係る発光装置は、表示部5303または表
示部5304に用いることができる。表示部5303または表示部5304に本発明の一
態様に係る発光装置を用いることで、ユーザーの使用感に優れ、品質の低下が起こりにく
い携帯型ゲーム機を提供することができる。なお、図24(D)に示した携帯型ゲーム機
は、2つの表示部5303と表示部5304とを有しているが、携帯型ゲーム機が有する
表示部の数は、これに限定されない。
FIG. 24D shows a portable game machine, which includes a housing 5301, a housing 5302, a display portion 5303,
The display unit 5304 includes a microphone 5305, a speaker 5306, operation keys 5307, a stylus 5308, and the like. The light-emitting device according to one embodiment of the present invention can be used for the display unit 5303 or the display unit 5304. By using the light-emitting device according to one embodiment of the present invention for the display unit 5303 or the display unit 5304, a portable game machine that is comfortable to use and unlikely to deteriorate in quality can be provided. Note that although the portable game machine shown in FIG. 24D includes two display units 5303 and 5304, the number of display units included in the portable game machine is not limited to this.

図24(E)は電子書籍であり、筐体5601、表示部5602等を有する。本発明の一
態様に係る発光装置は、表示部5602に用いることができる。そして、可撓性を有する
基板を用いることで、発光装置に可撓性を持たせることができるので、フレキシブルかつ
軽くて使い勝手の良い電子書籍を提供することができる。
24E shows an e-book reader which includes a housing 5601, a display portion 5602, and the like. The light-emitting device according to one embodiment of the present invention can be used for the display portion 5602. By using a flexible substrate, the light-emitting device can be made flexible; therefore, a flexible, lightweight, and easy-to-use e-book reader can be provided.

図24(F)は携帯電話であり、筐体5901に、表示部5902、マイク5907、ス
ピーカー5904、カメラ5903、外部接続部5906、操作用のボタン5905が設
けられている。表示部5902に、本発明の一態様に係る発光装置を用いることできる。
また、本発明の一態様に係る発光装置を、可撓性を有する基板に形成した場合、図24(
F)に示すような曲面を有する表示部5902に当該発光装置を適用することが可能であ
る。
24F shows a mobile phone, in which a housing 5901 is provided with a display portion 5902, a microphone 5907, a speaker 5904, a camera 5903, an external connection portion 5906, and operation buttons 5905. The light-emitting device according to one embodiment of the present invention can be used for the display portion 5902.
In addition, when the light-emitting device according to one embodiment of the present invention is formed over a flexible substrate,
The light emitting device can be applied to a display portion 5902 having a curved surface as shown in FIG.

〈実施例〉
本実施例では、上記の実施の形態に示す画素を用いて作製した表示装置について説明する
Example
In this embodiment, a display device manufactured using the pixel shown in the above embodiment mode will be described.

まず、画素に用いるトランジスタの特性を測定した。画素に用いるトランジスタは、CA
AC-OS膜を用いて形成したOSトランジスタとし、CAAC-OS膜は、In-Ga
-Zn酸化物を用いて形成した。
First, the characteristics of the transistor used in the pixel were measured.
The OS transistor is formed using an AC-OS film. The CAAC-OS film is an In—Ga
It was formed using Zn oxide.

図42(A)に、OSトランジスタのI-V特性の測定結果を示す。ここでは、ソース-
ドレイン間の電圧(Vds)を0.1Vとした場合と10Vとした場合の測定結果を示し
ている。なお、OSトランジスタのチャネル長Lは6μm、チャネル幅Wは6μmとした
。また、OSトランジスタにはバックゲートを設けており、バックゲート-ソース間の電
圧(Vbgs)が0Vの状態で測定を行った。
FIG. 42A shows the measurement results of the IV characteristics of an OS transistor.
The measurement results are shown when the drain voltage (Vds) was 0.1 V and 10 V. Note that the OS transistor had a channel length L of 6 μm and a channel width W of 6 μm. A backgate was provided in the OS transistor, and the measurement was performed when the backgate-source voltage (Vbgs) was 0 V.

測定は、同一基板内の20点において行った。測定によって得られたOSトランジスタの
閾値電圧の中央値は4.38Vであり、閾値電圧のばらつきは3σ=0.88Vであった
The measurement was performed at 20 points on the same substrate. The median threshold voltage of the OS transistor obtained by the measurement was 4.38 V, and the variation in the threshold voltage was 3σ=0.88 V.

なお、バックゲートを設けることにより、DIBL(Drain Induced Ba
rrier Lowering)効果が減少する。バックゲートを用いないシングルゲー
ト構造の場合、チャネル長変調係数が約0.05V-1であったのに対し、バックゲート
を用いた場合は約0.009V-1となっており、飽和性が向上していた。
By providing a back gate, a drain induced barrier (DIBL) is realized.
In the case of a single gate structure without a back gate, the channel length modulation coefficient was about 0.05 V −1 , whereas in the case of a back gate, it was about 0.009 V −1 , and the saturation property was improved.

次に、OSトランジスタの閾値電圧VthのVbgs依存性の測定結果を、図42(B)
に示す。図42(B)は、OSトランジスタのソース電位を固定した状態で、Vbgsを
変化させてI-V特性を測定し、その測定結果から閾値電圧を算出してプロットしたグラ
フである。なお、図42(B)は、Vds=10Vの場合の測定結果である。
Next, the measurement results of the Vbgs dependence of the threshold voltage Vth of the OS transistor are shown in FIG.
42B is a graph in which the I-V characteristics of an OS transistor are measured while Vbgs is changed with the source potential of the OS transistor being fixed, and the threshold voltage is calculated from the measurement results and plotted. Note that FIG. 42B shows the measurement results when Vds=10 V.

Vbgsがプラス側に変化すると閾値電圧はマイナス側にシフトし、Vbgsがマイナス
側に変化すると閾値電圧はプラス側にシフトしていることがわかる。さらに、VthはV
bgsに対して線形にシフトしていることがわかる。なお、閾値電圧のシフト量は、チャ
ネル部とバックゲート部の間の層間膜の膜厚および層間膜の誘電率にも依存する。層間膜
の膜厚が厚いほど、また、誘電率が低いほど、Vbgsが閾値電圧に与える影響は小さく
なる。
It can be seen that when Vbgs changes to the positive side, the threshold voltage shifts to the negative side, and when Vbgs changes to the negative side, the threshold voltage shifts to the positive side.
It can be seen that the threshold voltage shifts linearly with respect to Vbgs. The amount of shift in threshold voltage also depends on the thickness of the interlayer film between the channel section and the back gate section and the dielectric constant of the interlayer film. The thicker the interlayer film is and the lower the dielectric constant is, the smaller the effect of Vbgs on the threshold voltage becomes.

上記のOSトランジスタを用いて、画素を構成した。図43(A)に、画素の回路構成を
示す。なお、図43(A)に示す画素は、図3(B)、図4(B)に示す画素10に対応
する。そして、図43(A)に示す画素を図43(B)に示すタイミングチャートに従っ
て駆動することにより、閾値電圧の補正を行った。閾値電圧の補正の動作は、上記の実施
の形態の記載を参酌することができる。なお、期間Iにおいて、G3はハイレベルであり
、Tr4はオン状態であり、駆動トランジスタDrTrのソース電位はCATHODE電
位にOLEDの閾値VthOLEDを足した電位となる。
A pixel was constructed using the above OS transistor. FIG. 43A shows a circuit configuration of the pixel. The pixel shown in FIG. 43A corresponds to the pixel 10 shown in FIG. 3B and FIG. 4B. The pixel shown in FIG. 43A was driven according to the timing chart shown in FIG. 43B to correct the threshold voltage. The above embodiment can be referred to for the operation of correcting the threshold voltage. In the period I, G3 is at a high level, Tr4 is in an on state, and the source potential of the driving transistor DrTr is a potential obtained by adding the CATHODE potential to the OLED threshold Vth OLED .

上記の画素を用いて作製した表示装置の仕様を、表1に示す。表示装置の解像度は302
ppiであり、開口率は61%であった。また、スキャンドライバはガラス上に内蔵し、
ソースドライバにはCOFを用いている。
The specifications of the display device manufactured using the above pixels are shown in Table 1. The resolution of the display device is 302.
The aperture ratio was 61%. The scan driver was built into the glass.
The source driver uses a COF.

表示装置は、白色EL素子とカラーフィルター(CF)を用いたトップエミッション型と
した。表示装置の構造を、図44(A)に示す。
The display device was a top-emission type using a white EL element and a color filter (CF). The structure of the display device is shown in FIG.

また、白色EL素子は、図44(B)に示すような積層構造とした。白色EL素子は、青
色の蛍光材料による発光ユニットと、緑色と赤色の燐光材料による発光ユニットを直列に
接続した2層のタンデム素子構造とした。
The white EL element had a layered structure as shown in Fig. 44(B) . The white EL element had a two-layer tandem element structure in which a light-emitting unit made of a blue fluorescent material and a light-emitting unit made of green and red phosphorescent materials were connected in series.

図45に、実際に作製した表示装置の表示写真を示す。表示写真に表示ムラなどはなく、
正常に表示できていることがわかる。
Figure 45 shows a display image of the display device that was actually manufactured. There was no unevenness in the display image.
You can see that it is displayed correctly.

図46に、図43(A)に示す駆動トランジスタDrTrの閾値電圧を変化させた時の計
算結果を示す。ここで、グラフの横軸であるΔVthは、閾値電圧の補正によるVthの
シフト量である。また、グラフの縦軸であるVgs-Vthは、図43(B)の期間IV
の発光期間における駆動トランジスタDrTrのVgsから、閾値電圧の補正後の駆動ト
ランジスタDrTrの閾値電圧を引いた値である。閾値電圧の補正が正常に行われていれ
ば、Vgs-Vthの値は閾値電圧に依存しないため、グラフの傾きは0となる。
46 shows the calculation results when the threshold voltage of the driving transistor DrTr shown in FIG. 43A is changed. Here, ΔVth on the horizontal axis of the graph is the amount of Vth shift due to the correction of the threshold voltage. Also, Vgs-Vth on the vertical axis of the graph is the shift amount of Vth due to the correction of the threshold voltage in the period IV of FIG. 43B.
This is a value obtained by subtracting the threshold voltage of the driving transistor DrTr after the threshold voltage correction from the Vgs of the driving transistor DrTr during the light emission period of . If the threshold voltage correction is performed normally, the value of Vgs-Vth does not depend on the threshold voltage, so the slope of the graph will be 0.

図46に示す計算結果より、ΔVthが-1.5Vから+1.5Vの範囲におけるVgs
-Vthの値のばらつきが、ΔVth=0におけるVgs-Vthの値の10%程度に抑
えられていることがわかる。
From the calculation results shown in FIG. 46, Vgs in the range of ΔVth from −1.5 V to +1.5 V
It can be seen that the variation in the −Vth value is suppressed to about 10% of the value of Vgs−Vth when ΔVth=0.

なお、図43(A)に示す画素において、OLEDの閾値をVthOLEDとすると、駆
動トランジスタDrTrの閾値電圧Vthがプラス値である場合は、Vth=0からV0
-(Cathode+VthOLED)の電位だけプラス側にシフトした範囲までを補正
することができ、駆動トランジスタDrTrの閾値電圧がマイナス値である場合は、Vt
h=0からAnode-V0の電位だけマイナス側にシフトした範囲までの閾値電圧のば
らつきを補正することができる。また、駆動トランジスタDrTrの閾値電圧のばらつき
がプラス値の範囲におさまる場合には、V0の電源をAnodeとすることができる。こ
の場合、画素内の電源線V0を1つ減らすことができる。
In addition, in the pixel shown in FIG. 43A, if the threshold voltage Vth of the OLED is Vth OLED , when the threshold voltage Vth of the driving transistor DrTr is a positive value, Vth=0 to V0
It is possible to correct the range in which the potential of −(Cathode+Vth OLED ) is shifted to the positive side. When the threshold voltage of the driving transistor DrTr is a negative value, Vt
It is possible to correct the variation in threshold voltage from h=0 to a range shifted to the negative side by the potential of Anode-V0. Also, when the variation in the threshold voltage of the driving transistor DrTr falls within a range of positive values, the power supply of V0 can be Anode. In this case, it is possible to reduce the number of power supply lines V0 in the pixel by one.

以上のように、本発明を用いることにより、閾値電圧を補正し、表示ムラを低減した表示
装置を作製することができる。
As described above, by using the present invention, a display device in which the threshold voltage is corrected and display unevenness is reduced can be manufactured.

10 画素
11 トランジスタ
12 スイッチ
12t トランジスタ
13 容量素子
14 発光素子
15 スイッチ
15t トランジスタ
16 スイッチ
16t トランジスタ
17 スイッチ
17t トランジスタ
18 容量素子
19 スイッチ
19t トランジスタ
30 基板
31 酸化物半導体膜
31-32 酸化物半導体膜
32 酸化物半導体膜
33 酸化物半導体膜
34 絶縁膜
35 絶縁膜
35a 絶縁膜
35b 絶縁膜
36 絶縁膜
40 画素部
41 選択回路
42 配線
43 スイッチ
44 スイッチ
45 モニター回路
46 オペアンプ
47 容量素子
48 スイッチ
49 配線
60A スイッチ
60B スイッチ
60C スイッチ
61 回路
62A スイッチ
62B スイッチ
62C スイッチ
63A 配線
63B 配線
70 トランジスタ
71 トランジスタ
72 基板
73 導電膜
74 絶縁膜
75 半導体膜
76 絶縁膜
77a 導電膜
77b 導電膜
78 絶縁膜
79 絶縁膜
80 導電膜
81 導電膜
82 チャネル形成領域
83 LDD領域
84 不純物領域
85 導電膜
86 半導体膜
87a 導電膜
87b 導電膜
88 導電膜
89 導電膜
90 チャネル形成領域
91 不純物領域
360 接続電極
380 異方性導電膜
400 発光装置
401 基板
405 基板
408 FPC
410 素子層
411 素子層
412 接着層
418 接着層
420 絶縁膜
432 封止層
440 絶縁膜
462 基板
463 剥離層
464 剥離用接着剤
466 仮支持基板
468 レーザ光
500 基板
501 導電膜
502 絶縁膜
503 半導体膜
504 導電膜
505 導電膜
511 絶縁膜
520 絶縁膜
524 導電膜
525 絶縁膜
526 絶縁膜
527 EL層
528 導電膜
530 基板
531 遮蔽膜
532 着色層
550 絶縁膜
551 導電膜
802 IEEE
1000 情報処理装置
1001 位置入力部
1001(1) 第1の領域
1001(2) 第2の領域
1001(3) 第3の領域
1001(4) 第4の領域
1002 表示部
1003 筐体
1005 演算装置
1601 パネル
1602 回路基板
1603 接続部
1604 画素部
1605 駆動回路
1606 駆動回路
1607 COFテープ
1608 チップ
2003 回路基板
2101 通信装置
2102 マイコン
2103 記憶装置
2104 FPGA
2105 DAコンバータ
2106 充電制御IC
2107 レベルシフタ
2108 入出力コネクタ
2201 FPC
2211 スリット
5001 筐体
5002 表示部
5003 支持台
5101 筐体
5102 表示部
5103 操作キー
5301 筐体
5302 筐体
5303 表示部
5304 表示部
5305 マイクロホン
5306 スピーカー
5307 操作キー
5308 スタイラス
5601 筐体
5602 表示部
5701 筐体
5702 表示部
5901 筐体
5902 表示部
5903 カメラ
5904 スピーカー
5905 ボタン
5906 外部接続部
5907 マイク
10 Pixel 11 Transistor 12 Switch 12t Transistor 13 Capacitor 14 Light-emitting element 15 Switch 15t Transistor 16 Switch 16t Transistor 17 Switch 17t Transistor 18 Capacitor 19 Switch 19t Transistor 30 Substrate 31 Oxide semiconductor film 31-32 Oxide semiconductor film 32 Oxide semiconductor film 33 Oxide semiconductor film 34 Insulating film 35 Insulating film 35a Insulating film 35b Insulating film 36 Insulating film 40 Pixel portion 41 Selection circuit 42 Wiring 43 Switch 44 Switch 45 Monitor circuit 46 Operational amplifier 47 Capacitor 48 Switch 49 Wiring 60A Switch 60B Switch 60C Switch 61 Circuit 62A Switch 62B Switch 62C Switch 63A Wiring 63B Wiring 70 Transistor 71 Transistor 72 Substrate 73 Conductive film 74 Insulating film 75 Semiconductor film 76 Insulating film 77a Conductive film 77b Conductive film 78 Insulating film 79 Insulating film 80 Conductive film 81 Conductive film 82 Channel formation region 83 LDD region 84 Impurity region 85 Conductive film 86 Semiconductor film 87a Conductive film 87b Conductive film 88 Conductive film 89 Conductive film 90 Channel formation region 91 Impurity region 360 Connection electrode 380 Anisotropic conductive film 400 Light emitting device 401 Substrate 405 Substrate 408 FPC
410 Element layer 411 Element layer 412 Adhesive layer 418 Adhesive layer 420 Insulating film 432 Sealing layer 440 Insulating film 462 Substrate 463 Peeling layer 464 Peeling adhesive 466 Temporary support substrate 468 Laser light 500 Substrate 501 Conductive film 502 Insulating film 503 Semiconductor film 504 Conductive film 505 Conductive film 511 Insulating film 520 Insulating film 524 Conductive film 525 Insulating film 526 Insulating film 527 EL layer 528 Conductive film 530 Substrate 531 Shielding film 532 Coloring layer 550 Insulating film 551 Conductive film 802 IEEE
1000 Information processing device 1001 Position input section 1001 (1) First area 1001 (2) Second area 1001 (3) Third area 1001 (4) Fourth area 1002 Display section 1003 Housing 1005 Arithmetic device 1601 Panel 1602 Circuit board 1603 Connection section 1604 Pixel section 1605 Driver circuit 1606 Driver circuit 1607 COF tape 1608 Chip 2003 Circuit board 2101 Communication device 2102 Microcomputer 2103 Storage device 2104 FPGA
2105 DA converter 2106 Charging control IC
2107 Level shifter 2108 Input/output connector 2201 FPC
2211 Slit 5001 Housing 5002 Display section 5003 Support stand 5101 Housing 5102 Display section 5103 Operation keys 5301 Housing 5302 Housing 5303 Display section 5304 Display section 5305 Microphone 5306 Speaker 5307 Operation keys 5308 Stylus 5601 Housing 5602 Display section 5701 Housing 5702 Display section 5901 Housing 5902 Display section 5903 Camera 5904 Speaker 5905 Button 5906 External connection section 5907 Microphone

Claims (3)

トランジスタと、第1のスイッチ乃至第4のスイッチと、第1の容量素子及び第2の容量素子と、発光素子と、を有する発光装置であって、
前記第1のスイッチは、端子の一方が第1の配線に電気的に接続され、かつ、端子の他方が前記トランジスタの第1のゲートに電気的に接続され、
前記トランジスタは、ソースまたはドレインの一方が第2の配線に電気的に接続され、かつ、ソースまたはドレインの他方が前記発光素子の第1の電極に電気的に接続され、
前記第2のスイッチは、端子の一方が前記トランジスタの第1のゲートに電気的に接続され、かつ、端子の他方が前記発光素子の第1の電極に電気的に接続され、
前記第3のスイッチは、端子の一方が第3の配線に電気的に接続され、かつ、端子の他方が前記トランジスタの第2のゲートに電気的に接続され、
前記第4のスイッチは、端子の一方が第4の配線に電気的に接続され、かつ、端子の他方が前記発光素子の第1の電極に電気的に接続され、
前記第1の容量素子は、第1の電極が前記トランジスタの第1のゲートに電気的に接続され、かつ、第2の電極が前記トランジスタのソースまたはドレインの他方に電気的に接続され、
前記第2の容量素子は、第1の電極が前記トランジスタの第2のゲートに電気的に接続され、かつ、第2の電極が前記トランジスタのソースまたはドレインの他方に電気的に接続され、
前記発光素子は、第2の電極が前記第4の配線に電気的に接続され、
前記第3のスイッチがオン状態となりかつ前記第4のスイッチがオフ状態となる第1の期間と、
前記第3のスイッチがオフ状態となりかつ前記第4のスイッチがオン状態となる第2の期間と、を有し、
前記第1の配線は、画像信号を供給する機能を有し、
前記第2の配線は、第1の電位を供給する機能を有し、
前記第3の配線は、第2の電位を供給する機能を有し、
前記第4の配線は、第3の電位を供給する機能を有する発光装置。
A light-emitting device including a transistor, first to fourth switches, a first capacitor, a second capacitor, and a light-emitting element,
the first switch has one terminal electrically connected to a first wiring and the other terminal electrically connected to a first gate of the transistor;
one of a source and a drain of the transistor is electrically connected to a second wiring, and the other of the source and the drain is electrically connected to a first electrode of the light-emitting element;
the second switch has one terminal electrically connected to the first gate of the transistor and the other terminal electrically connected to the first electrode of the light-emitting element;
the third switch has one terminal electrically connected to a third wiring and the other terminal electrically connected to the second gate of the transistor;
the fourth switch has one terminal electrically connected to a fourth wiring and the other terminal electrically connected to a first electrode of the light-emitting element;
the first capacitance element has a first electrode electrically connected to a first gate of the transistor and a second electrode electrically connected to the other of the source and the drain of the transistor;
the second capacitance element has a first electrode electrically connected to the second gate of the transistor and a second electrode electrically connected to the other of the source and the drain of the transistor;
The light emitting element has a second electrode electrically connected to the fourth wiring,
a first period during which the third switch is in an on state and the fourth switch is in an off state;
a second period during which the third switch is in an off state and the fourth switch is in an on state;
the first wiring has a function of supplying an image signal;
The second wiring has a function of supplying a first potential,
the third wiring has a function of supplying a second potential;
The fourth wiring has a function of supplying a third potential.
トランジスタと、第1のスイッチ乃至第4のスイッチと、第1の容量素子及び第2の容量素子と、発光素子と、を有する発光装置であって、A light-emitting device including a transistor, first to fourth switches, a first capacitor, a second capacitor, and a light-emitting element,
前記第1のスイッチは、端子の一方が第1の配線に電気的に接続され、かつ、端子の他方が前記トランジスタの第1のゲートに電気的に接続され、the first switch has one terminal electrically connected to a first wiring and the other terminal electrically connected to a first gate of the transistor;
前記トランジスタは、ソースまたはドレインの一方が第2の配線に電気的に接続され、かつ、ソースまたはドレインの他方が前記発光素子の第1の電極に電気的に接続され、one of a source and a drain of the transistor is electrically connected to a second wiring, and the other of the source and the drain is electrically connected to a first electrode of the light-emitting element;
前記第2のスイッチは、端子の一方が前記トランジスタの第1のゲートに電気的に接続され、かつ、端子の他方が前記発光素子の第1の電極に電気的に接続され、the second switch has one terminal electrically connected to the first gate of the transistor and the other terminal electrically connected to the first electrode of the light-emitting element;
前記第3のスイッチは、端子の一方が第3の配線に電気的に接続され、かつ、端子の他方が前記トランジスタの第2のゲートに電気的に接続され、the third switch has one terminal electrically connected to a third wiring and the other terminal electrically connected to the second gate of the transistor;
前記第4のスイッチは、端子の一方が第4の配線に電気的に接続され、かつ、端子の他方が前記発光素子の第1の電極に電気的に接続され、the fourth switch has one terminal electrically connected to a fourth wiring and the other terminal electrically connected to a first electrode of the light-emitting element;
前記第1の容量素子は、第1の電極が前記トランジスタの第1のゲートに電気的に接続され、かつ、第2の電極が前記トランジスタのソースまたはドレインの他方に電気的に接続され、the first capacitance element has a first electrode electrically connected to a first gate of the transistor and a second electrode electrically connected to the other of the source and the drain of the transistor;
前記第2の容量素子は、第1の電極が前記トランジスタの第2のゲートに電気的に接続され、かつ、第2の電極が前記トランジスタのソースまたはドレインの他方に電気的に接続され、the second capacitance element has a first electrode electrically connected to a second gate of the transistor and a second electrode electrically connected to the other of the source and the drain of the transistor;
前記発光素子は、第2の電極が前記第4の配線に電気的に接続され、The light emitting element has a second electrode electrically connected to the fourth wiring,
前記第3のスイッチがオン状態となりかつ前記第4のスイッチがオフ状態となる第1の期間と、a first period during which the third switch is in an on state and the fourth switch is in an off state;
前記第3のスイッチがオフ状態となりかつ前記第4のスイッチがオン状態となる第2の期間と、を有し、a second period during which the third switch is in an off state and the fourth switch is in an on state;
前記第1の配線は、画像信号を供給する機能を有し、the first wiring has a function of supplying an image signal;
前記第2の配線は、第1の電位を供給する機能を有し、The second wiring has a function of supplying a first potential,
前記第3の配線は、第2の電位を供給する機能を有し、the third wiring has a function of supplying a second potential;
前記第4の配線は、第3の電位を供給する機能を有し、the fourth wiring has a function of supplying a third potential;
前記トランジスタは、チャネル形成領域に酸化物半導体膜を有する発光装置。The transistor is a light-emitting device having an oxide semiconductor film in a channel formation region.
トランジスタと、第1のスイッチ乃至第4のスイッチと、第1の容量素子及び第2の容量素子と、発光素子と、を有する発光装置であって、A light-emitting device including a transistor, first to fourth switches, a first capacitor, a second capacitor, and a light-emitting element,
前記第1のスイッチは、端子の一方が第1の配線に電気的に接続され、かつ、端子の他方が前記トランジスタの第1のゲートに電気的に接続され、the first switch has one terminal electrically connected to a first wiring and the other terminal electrically connected to a first gate of the transistor;
前記トランジスタは、ソースまたはドレインの一方が第2の配線に電気的に接続され、かつ、ソースまたはドレインの他方が前記発光素子の第1の電極に電気的に接続され、one of a source and a drain of the transistor is electrically connected to a second wiring, and the other of the source and the drain is electrically connected to a first electrode of the light-emitting element;
前記第2のスイッチは、端子の一方が前記トランジスタの第1のゲートに電気的に接続され、かつ、端子の他方が前記発光素子の第1の電極に電気的に接続され、the second switch has one terminal electrically connected to the first gate of the transistor and the other terminal electrically connected to the first electrode of the light-emitting element;
前記第3のスイッチは、端子の一方が第3の配線に電気的に接続され、かつ、端子の他方が前記トランジスタの第2のゲートに電気的に接続され、the third switch has one terminal electrically connected to a third wiring and the other terminal electrically connected to the second gate of the transistor;
前記第4のスイッチは、端子の一方が第4の配線に電気的に接続され、かつ、端子の他方が前記発光素子の第1の電極に電気的に接続され、the fourth switch has one terminal electrically connected to a fourth wiring and the other terminal electrically connected to a first electrode of the light-emitting element;
前記第1の容量素子は、第1の電極が前記トランジスタの第1のゲートに電気的に接続され、かつ、第2の電極が前記トランジスタのソースまたはドレインの他方に電気的に接続され、the first capacitance element has a first electrode electrically connected to a first gate of the transistor and a second electrode electrically connected to the other of the source and the drain of the transistor;
前記第2の容量素子は、第1の電極が前記トランジスタの第2のゲートに電気的に接続され、かつ、第2の電極が前記トランジスタのソースまたはドレインの他方に電気的に接続され、the second capacitance element has a first electrode electrically connected to a second gate of the transistor and a second electrode electrically connected to the other of the source and the drain of the transistor;
前記発光素子は、第2の電極が前記第4の配線に電気的に接続され、The light emitting element has a second electrode electrically connected to the fourth wiring,
前記第3のスイッチがオン状態となりかつ前記第4のスイッチがオフ状態となる第1の期間と、a first period during which the third switch is in an on state and the fourth switch is in an off state;
前記第3のスイッチがオフ状態となりかつ前記第4のスイッチがオン状態となる第2の期間と、を有し、a second period during which the third switch is in an off state and the fourth switch is in an on state;
前記第1の配線は、画像信号を供給する機能を有し、the first wiring has a function of supplying an image signal;
前記第2の配線は、第1の電位を供給する機能を有し、The second wiring has a function of supplying a first potential,
前記第3の配線は、第2の電位を供給する機能を有し、the third wiring has a function of supplying a second potential;
前記第4の配線は、第3の電位を供給する機能を有し、the fourth wiring has a function of supplying a third potential;
前記トランジスタは、チャネル形成領域に酸化物半導体膜を有し、the transistor includes an oxide semiconductor film in a channel formation region,
前記酸化物半導体膜は、Inを含む金属酸化物である発光装置。The light-emitting device, wherein the oxide semiconductor film is a metal oxide containing In.
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