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Abstract
Description
ラットパネルディスプレイが広く普及してきている。フラットパネルディスプレイなどの
表示装置において、行方向及び列方向に配設された画素内には、スイッチング素子である
トランジスタと、該トランジスタと電気的に接続された液晶素子と、該液晶素子と並列に
接続された容量素子とが設けられている。
シリコン又はポリ(多結晶)シリコンなどのシリコン半導体が汎用されている。
の半導体膜に適用できる半導体材料である。例えば、酸化亜鉛又はIn−Ga−Zn系酸
化物半導体を用いて、トランジスタを作製する技術が開示されている(特許文献1及び特
許文献2参照)。
該配向不良は、例えば、トランジスタと接続する走査線及びデータ線と、画素電極の近傍
の段差部の辺に沿って発生しやすい。そのため、表示領域として使用できる画素の開口の
一部を遮光膜(所謂ブラックマトリクス、BMともいう)で覆う必要がある。そのため、
画素の開口率が低減し、画像の表示品位が低下する。
機樹脂等によって平坦化処理されることが多い。
有機樹脂に含まれる不純物(代表的には水分など)が、該酸化物半導体に取り込まれると
半導体特性に悪影響を与えるため、可能な限り有機樹脂を用いない構成で半導体装置を作
製したいといった課題があった。
おり、一対の電極のうち、少なくとも一方の電極は、トランジスタを構成するゲート電極
、ソース電極またはドレイン電極などの導電膜で形成されていることが多い。
晶分子の配向を一定に保つことができる期間を長くすることができる。静止画を表示させ
る表示装置において、該期間を長くできることは、画像データを書き換える回数を低減す
ることができ、消費電力の低減が望める。
には一対の電極が重畳している面積を大きくするという手段がある。しかしながら、上記
表示装置において、一対の電極が重畳している面積を大きくするために導電膜の面積を大
きくすると、画素の開口率が低減し、画像の表示品位が低下する。
有機樹脂等によって平坦化処理を行わなければ、該凹部の影響により液晶の配向不良が発
生してしまう。
課題の一つとする。また、本発明の一態様は、開口率が高く、且つ電荷容量を増大させた
容量素子を有する表示装置を提供することを課題の一つとする。また、本発明の一態様は
、開口率が高く、電荷容量が大きい容量素子を有し、且つ配向不良が低減された表示装置
を提供することを課題の一つとする。
トランジスタと、トランジスタに接続された容量素子、走査線、及びデータ線と、を有し
、トランジスタは、走査線と重畳する位置に配置され、容量素子の一方の電極は、半導体
層と同一表面に形成され、且つ走査線とデータ線に区画された領域に形成され、容量素子
の他方の電極は、画素電極であり、画素電極が、走査線と交差するように延伸して配置さ
れることを特徴とする表示装置である。
の画素の略半分を走査線とデータ線に区画された領域に位置させ、もう略半分を隣接する
走査線とデータ線に区画された領域に位置させることができる。このような配置とするこ
とよって、画素電極の端部が、走査線から離れて位置するため、液晶層が走査線に起因す
る段差の影響を受けることがない、または極めて影響を受けにくい。したがって、走査線
に起因する液晶層の配向不良を低減することができる。
含まれる。
、開口率が高く、且つ電荷容量を増大させた容量素子を有する表示装置を提供することが
できる。また、開口率が高く、電荷容量が大きい容量素子を有し、且つ配向不良が低減さ
れた表示装置を提供することができる。
は以下の説明に限定されず、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。また、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。
の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機
能を有する部分を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合が
ある。
ために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。
、工程順又は積層順を示すものではない。そのため、例えば、「第1の」を「第2の」又
は「第3の」などと適宜置き換えて説明することができる。また、本明細書等に記載され
ている序数詞と、本発明の一態様を特定するために用いられる序数詞は一致しない場合が
ある。
方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書においては、「
ソース」及び「ドレイン」の用語は、入れ替えて用いることができるものとする。
本実施の形態においては、本発明の一態様の表示装置について、図1乃至図8を用いて
以下説明を行う。
図1は、表示装置における画素周辺の上面図を示している。なお、図1に示す上面図に
おいて、図面の煩雑を避けるために、構成要素の一部を省略して図示している。
延伸して設けられている。データ線109は、走査線107に略直交する方向(図中上下
方向)に延伸して設けられている。容量線115は、データ線109と略平行方向に延伸
して設けられている。
タ線109が交差する領域近傍に設けられている。トランジスタ103は、少なくとも、
チャネル形成領域を有する半導体層111と、ゲート電極と、ゲート絶縁層(図1に図示
せず)と、ソース電極と、ドレイン電極と、を含む。
09はトランジスタ103のソース電極としても機能する。導電層113は、トランジス
タ103のドレイン電極として機能し、開口117を通じて画素電極121と電気的に接
続されている。また、以下において、トランジスタ103のゲート電極を指し示す場合に
も走査線107と記載し、トランジスタ103のソース電極を指し示す場合にもデータ線
109と記載する場合がある。
する半導体層111よりも導電率が高い半導体層119と、透光性を有する画素電極12
1と、誘電体層として、トランジスタ103に含まれ、透光性を有する絶縁層(図1に図
示せず)とで構成されている。すなわち、容量素子105は透光性を有する。また、容量
線115は、半導体層119上に接するように設けられており、容量線115と半導体層
119は電気的に接続されている。
おり、走査線107とデータ線109に区画された領域には、異なる2つの画素の略半分
が形成されている。なお、容量素子105の一方の電極である半導体層119は、トラン
ジスタ103を構成する半導体層111と同一表面に形成され、且つ走査線107とデー
タ線109で区画された領域に形成されている。容量素子105の他方の電極である画素
電極121は、走査線107と交差するように延伸して設けられている。
、一点鎖線X3−X4間、及び一点鎖線X5−X6間における断面図を図2に示す。また
、画素101の短辺方向の断面形状について、図1に示す一点鎖線Y1−Y2間における
断面図を図4に示す。また、画素101が有するトランジスタ103及び画素101周辺
の断面形状について、図1に示す一点鎖線A1−A2間、一点鎖線A3−A4間、及び一
点鎖線A5−A6間における断面図を図5に示す。
られている。絶縁層127上に一対の半導体層119が設けられている。また、絶縁層1
27上の走査線107と重畳する位置に導電層113が設けられている。また、絶縁層1
27、半導体層119、及び導電層113上に絶縁層129、131が設けられている。
なお、絶縁層129、131は、半導体層119の一方の端部を覆うように形成されてい
る。また、半導体層119、及び絶縁層131を覆うように、絶縁層133が設けられて
いる。また、絶縁層133上の半導体層119と重畳する位置に画素電極121が設けら
れている。また、絶縁層133及び画素電極121上に配向膜135が設けられている。
9、及び半導体層119が設けられている。また、絶縁層127及び半導体層119上に
容量線115が設けられている。また、絶縁層127、データ線109、容量線115、
半導体層119上に絶縁層129、131が設けられている。なお、絶縁層129、13
1は半導体層119の端部を覆うように形成されている。また、半導体層119及び絶縁
層131を覆うように、絶縁層133が設けられている。また、絶縁層133上の半導体
層119と重畳する位置に画素電極121が設けられている。また、絶縁層133及び画
素電極121上に配向膜135が設けられている。
れている。走査線107上にトランジスタ103のゲート絶縁層として機能する絶縁層1
27が設けられている。絶縁層127上の走査線107と重畳する位置に半導体層111
が設けられており、半導体層111がトランジスタ103の半導体層として機能する。ま
た、絶縁層127上には半導体層111と同一工程で形成された半導体層119が設けら
れている。また、半導体層111及び絶縁層127上には、トランジスタ103のソース
電極として機能するデータ線109と、トランジスタ103のドレイン電極として機能す
る導電層113が設けられている。また、半導体層119上には、容量線115が設けら
れている。また、データ線109、半導体層111、半導体層119、及び絶縁層127
上にはトランジスタ103の保護絶縁層として機能する絶縁層129、131が設けられ
ている。なお、絶縁層129、131の端部の一部が、半導体層119の端部を覆うよう
に形成されている。また、絶縁層131、半導体層119、及び容量線115を覆うよう
に絶縁層133が形成されている。また、絶縁層129、131、133には導電層11
3に達する開口117が設けられており、開口117、及び絶縁層133上に画素電極1
21が設けられている。また、絶縁層133及び画素電極121上に配向膜135が設け
られている。
けられている。基板102と基板152の間には、液晶層164が挟持されている。また
、基板152の下方には、遮光層154、有色層156、絶縁層158、導電層160、
及び配向膜162が、形成されている。なお、有色層156が形成された領域は、表示領
域として機能する。
って、液晶素子170が構成されている。画素電極121及び導電層160に電圧を印加
することによって、液晶層164の配向状態を制御することができる。なお、配向膜13
5、162は、必ずしも設ける必要はなく、液晶層164に用いる材料によっては、配向
膜135、162は設けなくても良い。
形成されている。半導体層119は、容量素子105の一方の電極として機能し、隣接す
る容量素子の一方の電極と共通して用いることができる。また、画素電極121は、容量
素子105の他方の電極として機能し、隣接する容量素子の他方の電極とは、分離して形
成されている。
を模式的に表している。具体的には、液晶層164は、容量線115に起因する段差、デ
ータ線109に起因する段差、並びに走査線107及び導電層113に起因する段差の影
響を受ける。したがって、液晶層164は、3方向からの段差の影響を受けて配向するこ
とになる。
う。
図9は表示装置における画素周辺の上面図を示している。
延伸して設けられている。データ線509は、走査線507に略直交する方向(図中上下
方向)に延伸して設けられている。容量線515は、走査線507と略平行方向に延伸し
て設けられている。
。
域に設けられている。トランジスタ503は、少なくとも、チャネル形成領域を有する半
導体層511と、ゲート電極と、ゲート絶縁層(図9に図示せず)と、ソース電極及びド
レイン電極と、を含む。
09はトランジスタ503のソース電極としても機能する。導電層513は、トランジス
タ503のドレイン電極として機能し、開口517を通じて画素電極521と電気的に接
続されている。また、以下において、トランジスタのゲート電極を指し示す場合にも走査
線507と記載し、トランジスタのソース電極を指し示す場合にもデータ線509と記載
する場合がある。
で区画された領域に設けられている。容量素子505は、開口523に設けられた導電層
525を通じて容量線515と電気的に接続されている。容量素子505は、透光性を有
する酸化物半導体で形成され、半導体層511よりも導電率が高い半導体層519と、透
光性を有する画素電極521と、誘電体層として、トランジスタ503に含まれ、透光性
を有する絶縁層(図9に図示せず)とで構成されている。すなわち、容量素子505は透
光性を有する。
、及び一点鎖線X9−X10間における断面図を図10に示す。また、画素501の短辺
方向の断面形状について、図9に示す一点鎖線Y3−Y4間における断面図を図11に示
す。また、画素501が有するトランジスタ503周辺及び画素501の端部の断面形状
について、図9に示す一点鎖線B1−B2間及び一点鎖線B3−B4間における断面図を
図12に示す。
量線515上に絶縁層527が設けられている。絶縁層527上の容量線515と重畳す
る位置に導電層513が設けられている。また、絶縁層527上に半導体層519が設け
られている。また、絶縁層527、導電層513、及び半導体層519上に絶縁層529
、531が設けられている。なお、絶縁層529、531は、半導体層519の端部を覆
うように形成されている。また、半導体層519、及び絶縁層531を覆うように、絶縁
層533が設けられている。また、絶縁層533上の半導体層519と重畳する位置に画
素電極521が設けられている。また、絶縁層533及び画素電極521上に配向膜53
5が設けられている。
9が設けられている。また、絶縁層527上のデータ線509の間に半導体層519が設
けられている。また、絶縁層527、データ線509、及び半導体層519上に絶縁層5
29、531が設けられている。なお、絶縁層529、531は、半導体層519の端部
を覆うように形成されている。また、半導体層519及び絶縁層531を覆うように、絶
縁層533が設けられている。また、絶縁層533上の半導体層519と重畳する位置に
画素電極521が設けられている。また、絶縁層533及び画素電極521上に配向膜5
35が設けられている。
査線507と同一表面上に形成された容量線515とが設けられている。走査線507及
び容量線515上に絶縁層527が設けられている。絶縁層527の走査線507と重畳
する領域上に半導体層511が設けられており、絶縁層527上に半導体層519が設け
られている。半導体層511上、及び絶縁層527上にトランジスタ503のソース電極
として機能するデータ線509と、トランジスタ503のドレイン電極として機能する導
電層513とが設けられている。絶縁層527には容量線515に達する開口523が設
けられており、開口523、絶縁層527、及び半導体層519上に導電層525が設け
られている。絶縁層527、データ線509、半導体層511、導電層513、導電層5
25、及び半導体層519上にトランジスタ503の保護絶縁層として機能する絶縁層5
29、531が設けられている。なお、絶縁層529、531の一部は除去され、半導体
層519の一部の上に開口部が設けられている。また、絶縁層531及び半導体層519
上に絶縁層533が設けられている。また、絶縁層529、531、533には導電層5
13に達する開口517が設けられており、開口517及び絶縁層533上に画素電極5
21が設けられている。
れている。基板502と基板152の間には、液晶層164が挟持されている。また、基
板152の下方には、遮光層154、有色層156、絶縁層158、導電層160、及び
配向膜162が、形成されている。なお、有色層156が形成された領域が表示領域とし
て機能する。
って、液晶素子570が構成されている。画素電極521及び導電層160に電圧を印加
することによって、液晶層164の配向状態を制御することができる。
形成されている。半導体層519は、容量素子505の一方の電極として機能する。また
、画素電極521は、容量素子505の他方の電極として機能する。なお、半導体層51
9及び画素電極521は、隣接する画素とそれぞれ分離して形成されている。
影響を模式的に表している。具体的には、液晶層164は、容量線515及び導電層51
3に起因する段差、走査線507に起因する段差、及び一対のデータ線509に起因する
段差の影響を受ける。したがって、液晶層164は、4方向からの段差の影響を受けて配
向することになる。
響を受けるため液晶層164が配向欠陥を生じる可能性が極めて高い構造である。とくに
、画素501の中央近傍において、液晶層164の配向不良が発生しやすい。
較して、以下の優れた効果を有する。
107とデータ線109に区画された領域内の中央近傍に位置する。このような配置とす
ることよって、画素電極121の端部が走査線107から離れて位置するため、走査線1
07に起因する段差の影響を受けることがない、または極めて影響を受けにくい。
部を設けることによって、一方向(本実施の形態においては、走査線107)の段差の影
響を受けることが無い、あるいは軽減されるため、段差に起因する液晶層164の配向不
良を低減することができる。
低減のために、有機樹脂等の平坦化膜を用いていない。したがって、該トランジスタの半
導体層として、例えば酸化物半導体層を用いた場合においても、該酸化物半導体層に混入
しうる不純物(例えば、有機樹脂中に含まれる水など)が低減されているため、信頼性の
高い表示装置とすることができる。よって、本発明の一態様の表示装置を用いることによ
り、配向不良が低減され、且つ信頼性の高いトランジスタが適用されるため、表示品位の
高い表示装置とすることができる。
に、画素電極121が延伸している構成であるため、略半分の画素電極121上の液晶層
164と、もう略半分の画素電極121上の液晶層164の配向方向を異ならせることが
できる。別言すると、本発明の一態様の表示装置は、一つの画素内で異なる配向状態を有
することができるため、所謂MVA(Multidomain Vertical Al
ignment)型の表示装置とすることができる。
げられる。なお、図3は、図2に示す断面図の液晶層164のハッチングのみを変更した
断面図である。
的に表している。
て、段差部がない左方向へ配向することができる。また、図3において、右側の画素電極
121上の液晶層164は、走査線107の段差によって、段差部がない右方向へ配向す
ることができる。
を別途形成せずに、走査線107の段差を利用し走査線107の上方に配置された図3に
おいて左側の画素電極121上の液晶層164の配向方向と、走査線107の上方に配置
された図3において右側の画素電極121上の液晶層164の配向方向を変えることが可
能である。よって、視野角依存性も良好となり、より優れた表示装置とすることができる
。
す表示装置の作製方法において詳細に説明する。
図1乃至図5に示す表示装置の作製方法について、図6乃至図8を用いて以下説明を行
う。なお、図6乃至図8においては、図5に示す表示装置の断面構造を例に説明する。
ミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラスなどのガラス材料を用いる。量産する
上では、基板102は、第8世代(2160mm×2460mm)、第9世代(2400
mm×2800mm、または2450mm×3050mm)、第10世代(2950mm
×3400mm)等のマザーガラスを用いることが好ましい。マザーガラスは、処理温度
が高く、処理時間が長いと大幅に収縮するため、マザーガラスを使用して量産を行う場合
、作製工程の加熱処理は、好ましくは600℃以下、さらに好ましくは450℃以下、さ
らに好ましくは350℃以下とすることが望ましい。
線107を形成する。その後、基板102及び走査線107上に絶縁層127を形成する
(図6(A)参照)。
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、走査線107は、単
層構造でも、二層以上の積層構造としてもよい。例えば、アルミニウム膜上にチタン膜を
積層する二層構造、窒化チタン膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にタ
ングステン膜を積層する二層構造、窒化タンタル膜または窒化タングステン膜上にタング
ステン膜を積層する二層構造、チタン膜と、そのチタン膜上にアルミニウム膜を積層し、
さらにその上にチタン膜を形成する三層構造等がある。また、アルミニウムに、チタン、
タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウムから選ばれた元
素の膜、または複数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、走査線
107は、例えば、スパッタリング法を用いて形成することができる。
ウム膜などを用いればよく、PE−CVD装置を用いて積層または単層で設ける。また、
絶縁層127を積層構造とした場合、第1の窒化シリコン膜として、欠陥が少ない窒化シ
リコン膜とし、第1の窒化シリコン膜上に、第2の窒化シリコン膜として、水素放出量及
びアンモニア放出量の少ない窒化シリコン膜を設けると好適である。この結果、絶縁層1
27に含まれる水素及び窒素が、後に形成される半導体層111へ移動または拡散するこ
とを抑制できる。
E−CVD装置を用いて積層または単層で設ける。
厚さ50nmの酸化窒化シリコン膜を形成する積層構造を用いることができる。該窒化シ
リコン膜と、該酸化窒化シリコン膜は、真空中で連続して形成すると不純物の混入が抑制
され好ましい。なお、走査線107と重畳する位置の絶縁層127は、トランジスタ10
3のゲート絶縁層として機能する。なお、窒化酸化シリコンとは、窒素の含有量が酸素の
含有量より大きい絶縁材料であり、他方、酸化窒化シリコンとは、酸素の含有量が窒素の
含有量より大きな絶縁材料のことをいう。
ことができる。窒化シリコン膜は、酸化シリコン膜と比較して比誘電率が高く、同等の静
電容量を得るのに必要な膜厚が大きいため、ゲート絶縁膜を厚膜化することができる。よ
って、トランジスタ103の絶縁耐圧の低下を抑制、さらには絶縁耐圧を向上させて、ト
ランジスタ103の静電破壊を抑制することができる。
、半導体層111、119を形成する(図6(B)参照)。
は、少なくともインジウム(In)、亜鉛(Zn)及びM(Al、Ga、Ge、Y、Zr
、Sn、La、CeまたはHf等の金属)を含むIn−M−Zn酸化物で表記される膜を
含むことが好ましい。または、InとZnの双方を含むことが好ましい。また、該酸化物
半導体を用いたトランジスタの電気特性のばらつきを減らすため、それらと共に、スタビ
ライザーを含むことが好ましい。
ルミニウム(Al)、またはジルコニウム(Zr)等がある。また、他のスタビライザー
としては、ランタノイドである、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム(
Pr)、ネオジム(Nd)、サマリウム(Sm)、ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム
(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビ
ウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、ルテチウム(Lu)等があ
る。
酸化物、In−Al−Zn系酸化物、In−Sn−Zn系酸化物、In−Hf−Zn系酸
化物、In−La−Zn系酸化物、In−Ce−Zn系酸化物、In−Pr−Zn系酸化
物、In−Nd−Zn系酸化物、In−Sm−Zn系酸化物、In−Eu−Zn系酸化物
、In−Gd−Zn系酸化物、In−Tb−Zn系酸化物、In−Dy−Zn系酸化物、
In−Ho−Zn系酸化物、In−Er−Zn系酸化物、In−Tm−Zn系酸化物、I
n−Yb−Zn系酸化物、In−Lu−Zn系酸化物、In−Sn−Ga−Zn系酸化物
、In−Hf−Ga−Zn系酸化物、In−Al−Ga−Zn系酸化物、In−Sn−A
l−Zn系酸化物、In−Sn−Hf−Zn系酸化物、In−Hf−Al−Zn系酸化物
を用いることができる。
る酸化物という意味であり、InとGaとZnの比率は問わない。また、InとGaとZ
n以外の金属元素が入っていてもよい。
r Beam Epitaxy)法、CVD法、パルスレーザ堆積法、ALD(Atom
ic Layer Deposition)法等を適宜用いることができる。
れる水素濃度を低減させることが好ましい。水素濃度を低減させるには、例えば、スパッ
タリング法を用いて成膜を行う場合には、成膜室内を高真空排気するのみならずスパッタ
ガスの高純度化も必要である。スパッタガスとして用いる酸素ガスやアルゴンガスは、露
点が−40℃以下、好ましくは−80℃以下、より好ましくは−100℃以下、より好ま
しくは−120℃以下にまで高純度化したガスを用いることで酸化物半導体膜に水分等が
取り込まれることを可能な限り防ぐことができる。
オポンプ、イオンポンプ、チタンサブリメーションポンプを用いることが好ましい。また
、ターボ分子ポンプにコールドトラップを加えたものであってもよい。クライオポンプは
、例えば、水素分子、水(H2O)など水素原子を含む化合物(より好ましくは炭素原子
を含む化合物も)等の排気能力が高いため、クライオポンプを用いて排気した成膜室で成
膜した膜中に含まれる不純物の濃度を低減できる。
場合、成膜に用いる金属酸化物ターゲットの相対密度(充填率)は90%以上100%以
下、好ましくは95%以上100%以下とする。相対密度の高い金属酸化物ターゲットを
用いることにより、成膜される膜を緻密な膜とすることができる。
体膜を形成することも、酸化物半導体膜中に含まれうる不純物濃度を低減するのに有効で
ある。基板102を加熱する温度としては、150℃以上450℃以下とすればよく、好
ましくは基板温度が200℃以上350℃以下とすればよい。
℃以下、好ましくは300℃以上500℃以下の温度で、不活性ガス雰囲気、酸化性ガス
を10ppm以上含む雰囲気、または減圧状態で行えばよい。また、第1の加熱処理の雰
囲気は、不活性ガス雰囲気で加熱処理した後に、脱離した酸素を補うために酸化性ガスを
10ppm以上含む雰囲気で行ってもよい。第1の加熱処理によって、半導体層111、
119に用いる酸化物半導体の結晶性を高め、さらに絶縁層127及び半導体層111、
119から水素や水などの不純物を除去することができる。なお、半導体層111、11
9を島状に加工する前に第1の加熱工程を行ってもよい。
の領域に加工することで、データ線109、導電層113、及び容量線115を形成する
。なお、この段階でトランジスタ103が形成される(図6(C)参照)。
としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム
、モリブデン、銀、タンタル、またはタングステンからなる単体金属、またはこれを主成
分とする合金を単層構造または積層構造として用いることができる。例えば、アルミニウ
ム膜上にチタン膜を積層する二層構造、タングステン膜上にチタン膜を積層する二層構造
、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜または
窒化チタン膜と、そのチタン膜または窒化チタン膜上に重ねてアルミニウム膜または銅膜
を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン
膜または窒化モリブデン膜と、そのモリブデン膜または窒化モリブデン膜上に重ねてアル
ミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を
形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛を含む透明導
電材料を用いてもよい。また、導電膜は、例えば、スパッタリング法を用いて形成するこ
とができる。
容量線115上に絶縁層129、131を形成する(図7(A)参照)。
の界面特性を向上させるため、酸素を含む無機絶縁材料を用いることができる。また、絶
縁層129、131としては、例えば、PE−CVD法を用いて形成することができる。
下、好ましくは10nm以上30nm以下とすることができる。絶縁層131の厚さは、
30nm以上500nm以下、好ましくは150nm以上400nm以下とすることがで
きる。
層129と絶縁層131の界面が明確に確認できない場合がある。したがって、本実施の
形態においては、絶縁層129と絶縁層131の界面は、破線で図示している。なお、本
実施の形態においては、絶縁層129と絶縁層131の2層構造について、説明したが、
これに限定されず、例えば、絶縁層129の単層構造、絶縁層131の単層構造、または
3層以上の積層構造としてもよい。
図7(B)参照)。
形態においては、開口140によって、半導体層119及び容量線115が露出している
。開口140の形成方法としては、例えば、ドライエッチング法を用いることができる。
ただし、開口140の形成方法としては、これに限定されず、ウェットエッチング法、ま
たはドライエッチング法とウェットエッチング法を組み合わせた形成方法としてもよい。
(図7(C)参照)。
が、酸化物半導体層へ拡散するのを防ぐ材料で形成される膜であり、更には水素を含む。
このため、絶縁層131の水素が半導体層119に拡散すると、半導体層119において
水素は酸素と結合する、または水素は酸素欠損と結合しキャリアである電子が生成される
。この結果、半導体層119は、導電性が高くなり透光性を有する導電層となる。
入する方法について、例示したがこれに限定されない。例えば、トランジスタ103のチ
ャネルとして機能する半導体層111上にマスクを設け、該マスクに覆われていない領域
に、水素を導入してもよい。例えば、イオンドーピング装置等を用いて、半導体層119
に水素を導入することができる。また、半導体層119にあらかじめ、透光性を有する導
電膜、例えば、ITO等を形成しておいてもよい。
窒化酸化シリコン膜等を用いることができる。本実施の形態においては、絶縁層133と
して、厚さ150nmの窒化シリコン膜を用いる。
ましく、例えば基板温度100℃以上基板の歪み点以下、より好ましくは300℃以上4
00℃以下の温度で加熱して成膜することが好ましい。また高温で成膜する場合は、半導
体層111として用いる酸化物半導体から酸素が脱離し、キャリア濃度が上昇する現象が
発生することがあるため、このような現象が発生しない温度とする。
成する(図8(A)参照)。
成方法としては、例えば、ドライエッチング法を用いることができる。ただし、開口11
7の形成方法としては、これに限定されず、ウェットエッチング法、またはドライエッチ
ング法とウェットエッチング法を組み合わせた形成方法としてもよい。
に加工することで画素電極121を形成する。なお、この段階で容量素子105が形成さ
れる(図8(B)参照)。
ウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウ
ム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物(以下、ITOと
も示す。)、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透
光性を有する導電性材料を用いることができる。また、画素電極121に用いることので
きる導電層としては、例えば、スパッタリング法を用いて形成することができる。
程で形成された半導体層119であり、半導体層119は、透光性を有する半導体膜であ
る。また、容量素子105の誘電体膜は、トランジスタ103の半導体層111の上方に
設けられる透光性を有する絶縁膜である。また、容量素子105の他方の電極は、トラン
ジスタ103と電気的に接続される透光性を有する画素電極121である。このように、
容量素子105は、トランジスタ103と同一の工程で形成することができる。
れる箇所以外の領域に大きく(大面積に)形成することができる。したがって、本発明の
一態様によって、開口率を高めつつ、電荷容量を増大させた半導体装置を得ることができ
る。また、開口率を向上することによって表示品位の優れた半導体装置を得ることができ
る。
明を行う。
ことができる。次に、基板152に接して遮光層154、及び有色層156を形成する。
膜または黒色顔料等を含んだ有機絶縁膜などを用いることができる。
赤色の波長帯域の光を透過する赤色(R)のカラーフィルタ、緑色の波長帯域の光を透過
する緑色(G)のカラーフィルタ、青色の波長帯域の光を透過する青色(B)のカラーフ
ィルタなどを用いることができる。各カラーフィルタは、様様な材料を用いて、印刷法、
インクジェット法、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング方法などでそれぞれ所望
の位置に形成する。
。絶縁層158を形成することによって、例えば、有色層156中に含まれる不純物等を
液晶層164側に拡散することを抑制することができる。ただし、絶縁層158は、必ず
しも形成する必要はなく、絶縁層158を形成しない構造としてもよい。
極121に用いることのできる材料を援用することができる。
層160と接して配向膜162を形成する。配向膜135、162は、ラビング法、光配
向法等を用いて形成することができる。その後、基板102と、基板152との間に液晶
層164を形成する。液晶層164の形成方法としては、ディスペンサ法(滴下法)や、
基板102と基板152とを貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入する注入法
を用いることができる。
る。
本実施の形態では、実施の形態1に示す表示装置のトランジスタ及び容量素子に適用可
能な酸化物半導体層の一例について説明する。
以下では、酸化物半導体層の構造について説明する。
非単結晶酸化物半導体層とは、CAAC−OS(C Axis Aligned Cry
stalline Oxide Semiconductor)膜、多結晶酸化物半導体
層、微結晶酸化物半導体層、非晶質酸化物半導体層などをいう。
結晶部は、一辺が100nm未満の立方体内に収まる大きさである。従って、CAAC−
OS膜に含まれる結晶部は、一辺が10nm未満、5nm未満または3nm未満の立方体
内に収まる大きさの場合も含まれる。
tron Microscope)によって観察すると、明確な結晶部同士の境界、即ち
結晶粒界(グレインバウンダリーともいう。)を確認することができない。そのため、C
AAC−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。
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。
で配置されている状態をいう。従って、−5°以上5°以下の場合も含まれる。また、「
垂直」とは、二つの直線が80°以上100°以下の角度で配置されている状態をいう。
従って、85°以上95°以下の場合も含まれる。
EM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。
ていることがわかる。
装置を用いて構造解析を行うと、例えばInGaZnO4の結晶を有するCAAC−OS
膜のout−of−plane法による解析では、回折角(2θ)が31°近傍にピーク
が現れる場合がある。このピークは、InGaZnO4の結晶の(009)面に帰属され
ることから、CAAC−OS膜の結晶がc軸配向性を有し、c軸が被形成面または上面に
概略垂直な方向を向いていることが確認できる。
lane法による解析では、2θが56°近傍にピークが現れる場合がある。このピーク
は、InGaZnO4の結晶の(110)面に帰属される。InGaZnO4の単結晶酸
化物半導体膜であれば、2θを56°近傍に固定し、試料面の法線ベクトルを軸(φ軸)
として試料を回転させながら分析(φスキャン)を行うと、(110)面と等価な結晶面
に帰属されるピークが6本観察される。これに対し、CAAC−OS膜の場合は、2θを
56°近傍に固定してφスキャンした場合でも、明瞭なピークが現れない。
不規則であるが、c軸配向性を有し、かつc軸が被形成面または上面の法線ベクトルに平
行な方向を向いていることがわかる。従って、前述の断面TEM観察で確認された層状に
配列した金属原子の各層は、結晶のab面に平行な面である。
行った際に形成される。上述したように、結晶のc軸は、CAAC−OS膜の被形成面ま
たは上面の法線ベクトルに平行な方向に配向する。従って、例えば、CAAC−OS膜の
形状をエッチングなどによって変化させた場合、結晶のc軸がCAAC−OS膜の被形成
面または上面の法線ベクトルと平行にならないこともある。
膜の結晶部が、CAAC−OS膜の上面近傍からの結晶成長によって形成される場合、上
面近傍の領域は、被形成面近傍の領域よりも結晶化度が高くなることがある。また、CA
AC−OS膜に不純物を添加する場合、不純物が添加された領域の結晶化度が変化し、部
分的に結晶化度の異なる領域が形成されることもある。
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。
、シリコン、遷移金属元素などの酸化物半導体層の主成分以外の元素である。特に、シリ
コンなどの、酸化物半導体層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
化物半導体層から酸素を奪うことで酸化物半導体層の原子配列を乱し、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、酸化物半導体層内部に含まれると、酸化物半導体層
の原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。なお、酸化物半導体層に含まれる不
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。
性の変動が小さい。
きない場合がある。微結晶酸化物半導体層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10n
m以下、または1nm以上3nm以下の微結晶であるナノ結晶(nc:nanocrys
tal)を有する酸化物半導体層を、nc−OS(nanocrystalline O
xide Semiconductor)膜と呼ぶ。また、nc−OS膜は、例えば、T
EMによる観察像では、結晶粒界を明確に確認できない場合がある。
上3nm以下の領域)において原子配列に周期性を有する。また、nc−OS膜は、異な
る結晶部間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。
従って、nc−OS膜は、分析方法によっては、非晶質酸化物半導体層と区別が付かない
場合がある。例えば、nc−OS膜に対し、結晶部よりも大きい径のX線を用いるXRD
装置を用いて構造解析を行うと、out−of−plane法による解析では、結晶面を
示すピークが検出されない。また、nc−OS膜に対し、結晶部よりも大きい径(例えば
50nm以上)の電子線を用いる電子線回折(制限視野電子線回折ともいう。)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径(例えば1nm以上30nm以下)の電子線を用
いる電子線回折(ナノビーム電子線回折ともいう。)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線回折を行うと、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線
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。
のため、nc−OS膜は、非晶質酸化物半導体層よりも欠陥準位密度が低くなる。ただし
、nc−OS膜は、異なる結晶部間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、nc−
OS膜は、CAAC−OS膜と比べて欠陥準位密度が高くなる。
AAC−OS膜のうち、二種以上を有する積層膜であってもよい。
CAAC−OS膜は、例えば、多結晶である酸化物半導体スパッタリング用ターゲット
を用い、スパッタリング法によって成膜する。当該スパッタリング用ターゲットにイオン
が衝突すると、スパッタリング用ターゲットに含まれる結晶領域がa−b面から劈開し、
a−b面に平行な面を有する平板状またはペレット状のスパッタリング粒子として剥離す
ることがある。この場合、当該平板状またはペレット状のスパッタリング粒子が、結晶状
態を維持したまま基板に到達することで、CAAC−OS膜を成膜することができる。
当径が3nm以上10nm以下、厚さ(a−b面に垂直な方向の長さ)が0.7nm以上
1nm未満である。なお、平板状またはペレット状のスパッタリング粒子は、a−b面に
平行な面が正三角形または正六角形であってもよい。ここで、面の円相当径とは、面の面
積と等しい正円の直径をいう。
ンが起こる。具体的には、基板温度を100℃以上740℃以下、好ましくは200℃以
上500℃以下として成膜する。成膜時の基板温度を高めることで、平板状またはペレッ
ト状のスパッタリング粒子が基板に到達した場合、基板上でマイグレーションが起こり、
スパッタリング粒子の平らな面が基板に付着する。このとき、スパッタリング粒子が正に
帯電することで、スパッタリング粒子同士が反発しながら基板に付着するため、スパッタ
リング粒子が偏って不均一に重なることがなく、厚さの均一なCAAC−OS膜を成膜す
ることができる。
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。
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、好ましくは100
体積%とする。
物半導体層はスパッタリング法を用いて成膜する。具体的には、基板温度を100℃以上
500℃以下、好ましくは150℃以上450℃以下とし、成膜ガス中の酸素割合を30
体積%以上、好ましくは100体積%として成膜する。
とする。加熱処理の温度は、350℃以上740℃以下、好ましくは450℃以上650
℃以下とする。また、加熱処理の時間は1分以上24時間以下、好ましくは6分以上4時
間以下とする。また、加熱処理は、不活性雰囲気または酸化性雰囲気で行えばよい。好ま
しくは、不活性雰囲気で加熱処理を行った後、酸化性雰囲気で加熱処理を行う。不活性雰
囲気での加熱処理により、第1の酸化物半導体層の不純物濃度を短時間で低減することが
できる。一方、不活性雰囲気での加熱処理により第1の酸化物半導体層に酸素欠損が生成
されることがある。その場合、酸化性雰囲気での加熱処理によって該酸素欠損を低減する
ことができる。なお、加熱処理は1000Pa以下、100Pa以下、10Pa以下また
は1Pa以下の減圧下で行ってもよい。減圧下では、第1の酸化物半導体層の不純物濃度
をさらに短時間で低減することができる。
0nm以上である場合と比べ、加熱処理によって容易に結晶化させることができる。
0nm以下の厚さで成膜する。第2の酸化物半導体層はスパッタリング法を用いて成膜す
る。具体的には、基板温度を100℃以上500℃以下、好ましくは150℃以上450
℃以下とし、成膜ガス中の酸素割合を30体積%以上、好ましくは100体積%として成
膜する。
させることで、結晶性の高い第2のCAAC−OS膜とする。加熱処理の温度は、350
℃以上740℃以下、好ましくは450℃以上650℃以下とする。また、加熱処理の時
間は1分以上24時間以下、好ましくは6分以上4時間以下とする。また、加熱処理は、
不活性雰囲気または酸化性雰囲気で行えばよい。好ましくは、不活性雰囲気で加熱処理を
行った後、酸化性雰囲気で加熱処理を行う。不活性雰囲気での加熱処理により、第2の酸
化物半導体層の不純物濃度を短時間で低減することができる。一方、不活性雰囲気での加
熱処理により第2の酸化物半導体層に酸素欠損が生成されることがある。その場合、酸化
性雰囲気での加熱処理によって該酸素欠損を低減することができる。なお、加熱処理は1
000Pa以下、100Pa以下、10Pa以下または1Pa以下の減圧下で行ってもよ
い。減圧下では、第2の酸化物半導体層の不純物濃度をさらに短時間で低減することがで
きる。
ができる。当該CAAC−OS膜を、酸化物積層における酸化物半導体層として好適に用
いることができる。
、100℃未満、70℃未満または室温(20℃〜25℃)程度)である場合の酸化物膜
の形成方法について説明する。
、例えば、マイグレーションをしないため、既に他のスパッタ粒子が堆積している領域も
含め、無秩序に堆積していく。即ち、堆積して得られる酸化物膜は、例えば、厚さが均一
でなく、結晶の配向も無秩序になる場合がある。このようにして得られた酸化物膜は、ス
パッタ粒子の結晶性を、ある程度維持するため、結晶部(ナノ結晶)を有する。
の粒子(原子、分子、イオン、ラジカルなど)と衝突する頻度が高まる。スパッタ粒子は
、飛翔中に他の粒子と衝突する(再スパッタされる)ことで、結晶構造が崩れる場合があ
る。例えば、スパッタ粒子は、他の粒子と衝突することで、平板状またはペレット状の形
状を維持することができず、細分化(例えば各原子に分かれた状態)される場合がある。
このとき、スパッタ粒子から分かれた各原子が被形成面に堆積していくことで、非晶質酸
化物膜が形成される場合がある。
液体を用いて成膜する方法の場合、またはターゲットなどの固体を気体化することで成膜
する方法の場合、各原子に分かれた状態で飛翔して被形成面に堆積するため、非晶質酸化
物膜が形成される場合がある。また、例えば、レーザアブレーション法では、ターゲット
から放出された原子、分子、イオン、ラジカル、クラスターなどが飛翔して被形成面に堆
積するため、非晶質酸化物膜が形成される場合がある。
れの結晶状態の酸化物半導体層を適用してもよい。また、積層構造の酸化物半導体層を含
む場合、各酸化物半導体層の結晶状態が異なっていてもよい。但し、トランジスタのチャ
ネルとして機能する酸化物半導体層には、CAAC−OS膜を適用することが好ましい。
また、抵抗素子に含まれる酸化物半導体層は、トランジスタに含まれる酸化物半導体層よ
りも不純物濃度が高いため、結晶性が低減する場合がある。
適宜組み合わせて用いることができる。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について、図13を用いて説明を行う。
なお、実施の形態1に示す機能と同様の箇所については、同様の符号を付し、その詳細な
説明は省略する。
いう)と、画素部302の外側に配置され、画素を駆動するための回路を有する回路部(
以下、駆動回路部304という)と、素子の保護機能を有する回路(以下、保護回路30
6という)と、端子部307と、を有する。なお、保護回路306は、設けない構成とし
てもよい。
ことが望ましい。これにより、部品数や端子数を減らすことが出来る。駆動回路部304
の一部、または全部が、画素部302と同一基板上に形成されていない場合には、駆動回
路部304の一部、または全部は、COGやTABによって、実装することができる。
た複数の表示素子を駆動するための回路(以下、画素101という)を有し、駆動回路部
304は、画素を選択する信号(走査信号)を出力する回路(以下、ゲートドライバ30
4aという)、画素の表示素子を駆動するための信号(データ信号)を供給するための回
路(以下、ソースドライバ304b)などの駆動回路を有する。
端子部307を介して、シフトレジスタを駆動するための信号が入力され、信号を出力す
る。例えば、ゲートドライバ304aは、スタートパルス信号、クロック信号等が入力さ
れ、パルス信号を出力する。ゲートドライバ304aは、走査信号が与えられる配線(以
下、走査線GL_1乃至GL_Xという)の電位を制御する機能を有する。なお、ゲート
ドライバ304aを複数設け、複数のゲートドライバ304aにより、走査線GL_1乃
至GL_Xを分割して制御してもよい。または、ゲートドライバ304aは、初期化信号
を供給することができる機能を有する。ただし、これに限定されず、ゲートドライバ30
4aは、別の信号を供給することも可能である。
端子部307を介して、シフトレジスタを駆動するための信号の他、データ信号の元とな
る信号(画像信号)が入力される。ソースドライバ304bは、画像信号を元に画素10
1に書き込むデータ信号を生成する機能を有する。また、ソースドライバ304bは、ス
タートパルス信号、クロック信号等が入力されて得られるパルス信号に従って、データ信
号の出力を制御する機能を有する。また、ソースドライバ304bは、データ信号が与え
られる配線(以下、データ線DL_1乃至DL_Yという)の電位を制御する機能を有す
る。または、ソースドライバ304bは、初期化信号を供給することができる機能を有す
る。ただし、これに限定されず、ソースドライバ304bは、別の信号を供給することも
可能である。
ソースドライバ304bは、複数のアナログスイッチを順次オン状態にすることにより、
画像信号を時分割した信号をデータ信号として出力できる。
てパルス信号が入力され、データ信号が与えられる複数のデータ線DLの一つを介してデ
ータ信号が入力される。また、複数の画素101のそれぞれは、ゲートドライバ304a
によりデータ信号のデータの書き込み及び保持が制御される。例えば、m行n列目の画素
101は、走査線GL_m(mはX以下の自然数)を介してゲートドライバ304aから
パルス信号が入力され、走査線GL_mの電位に応じてデータ線DL_n(nはY以下の
自然数)を介してソースドライバ304bからデータ信号が入力される。
の間の配線である走査線GLに電気的に接続される。または、保護回路306は、ソース
ドライバ304bと画素101の間の配線であるデータ線DLに電気的に接続される。ま
たは、保護回路306は、ゲートドライバ304aと端子部307との間の配線に電気的
に接続することができる。または、保護回路306は、ソースドライバ304bと端子部
307との間の配線に電気的に接続することができる。なお、端子部307は、外部の回
路から表示装置に電源及び制御信号、及び画像信号を入力するための端子が設けられた部
分をいう。
配線と別の配線とを導通状態にする回路である。
6を設けることにより、ESD(Electro Static Discharge:
静電気放電)などにより発生する過電流に対する表示装置の耐性を高めることができる。
ただし、保護回路306の構成はこれに限定されず、例えば、ゲートドライバ304aに
保護回路306を電気的に接続した構成、またはソースドライバ304bに保護回路30
6を電気的に接続した構成とすることもできる。あるいは、端子部307に保護回路30
6を電気的に接続した構成とすることもできる。
よって駆動回路部304を形成している例を示しているが、この構成に限定されない。例
えば、ゲートドライバ304aのみを形成し、別途用意されたソースドライバ回路が形成
された基板(例えば、単結晶半導体膜、多結晶半導体膜で形成された駆動回路基板)を実
装する構成としても良い。
ることができる。
子105と、を有する。なお、液晶素子170、トランジスタ103、及び容量素子10
5は、実施の形態1に示す図1の構成の表示装置を用いることができる。
る。液晶素子170は、書き込まれるデータにより配向状態が設定される。なお、複数の
画素101のそれぞれが有する液晶素子170の一対の電極の一方に共通の電位(コモン
電位)を与えてもよい。また、各行の画素101の液晶素子170の一対の電極の一方に
異なる電位を与えてもよい。
ード、VAモード、ASM(Axially Symmetric Aligned M
icro−cell)モード、OCB(Optically Compensated
Birefringence)モード、FLC(Ferroelectric Liqu
id Crystal)モード、AFLC(AntiFerroelectric Li
quid Crystal)モード、MVAモード、PVA(Patterned Ve
rtical Alignment)モード、IPSモード、FFSモード、又はTBA
(Transverse Bend Alignment)モードなどを用いてもよい。
また、表示装置の駆動方法としては、上述した駆動方法の他、ECB(Electric
ally Controlled Birefringence)モード、PDLC(P
olymer Dispersed Liquid Crystal)モード、PNLC
(Polymer Network Liquid Crystal)モード、ゲストホ
ストモードなどがある。ただし、これに限定されず、液晶素子及びその駆動方式として様
々なものを用いることができる。
により液晶素子を構成してもよい。ブルー相を示す液晶は、応答速度が1msec以下と
短く、光学的等方性であるため、配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。
、データ線DL_nに電気的に接続され、他方は液晶素子170の一対の電極の他方に電
気的に接続される。また、トランジスタ103のゲートは、走査線GL_mに電気的に接
続される。トランジスタ103は、オン状態又はオフ状態になることにより、データ信号
のデータの書き込みを制御する機能を有する。
)に電気的に接続され、他方は、液晶素子170の一対の電極の他方に電気的に接続され
る。なお、電位供給線VLの電位の値は、画素101の仕様に応じて適宜設定される。容
量素子105は、書き込まれたデータを保持する保持容量としての機能を有する。
より各行の画素101を順次選択し、トランジスタ103をオン状態にしてデータ信号の
データを書き込む。
状態になる。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
ができる。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を用いることのできる表示モジュール及
び電子機器について、図14及び図15を用いて説明を行う。
の間に、FPC8003に接続されたタッチパネル8004、FPC8005に接続され
た表示パネル8006、バックライトユニット8007、フレーム8009、プリント基
板8010、バッテリー8011を有する。
8006のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
8006に重畳して用いることができる。また、表示パネル8006の対向基板(封止基
板)に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。また、表示パネル8
006の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチパネルとすることも可能である。
イトユニット8007の端部に設け、光拡散板を用いる構成としてもよい。
作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレ
ーム8009は、放熱板としての機能を有していてもよい。
号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であって
も良いし、別途設けたバッテリー8011による電源であってもよい。バッテリー801
1は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
加して設けてもよい。
体5000、表示部5001、スピーカ5003、LEDランプ5004、操作キー50
05(電源スイッチ、又は操作スイッチを含む)、接続端子5006、センサ5007(
力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質
、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、にお
い又は赤外線を測定する機能を含むもの)、マイクロフォン5008、等を有することが
できる。
、赤外線ポート5010、等を有することができる。図15(B)は記録媒体を備えた携
帯型の画像再生装置(たとえば、DVD再生装置)であり、上述したものの他に、第2表
示部5002、記録媒体読込部5011、等を有することができる。図15(C)はゴー
グル型ディスプレイであり、上述したものの他に、第2表示部5002、支持部5012
、イヤホン5013、等を有することができる。図15(D)は携帯型遊技機であり、上
述したものの他に、記録媒体読込部5011、等を有することができる。図15(E)は
テレビ受像機能付きデジタルカメラであり、上述したものの他に、アンテナ5014、シ
ャッターボタン5015、受像部5016、等を有することができる。図15(F)は携
帯型遊技機であり、上述したものの他に、第2表示部5002、記録媒体読込部5011
、等を有することができる。図15(G)はテレビ受像器であり、上述したものの他に、
チューナ、画像処理部、等を有することができる。図15(H)は持ち運び型テレビ受像
器であり、上述したものの他に、信号の送受信が可能な充電器5017、等を有すること
ができる。
例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッ
チパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア(プ
ログラム)によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコ
ンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は
受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に
表示する機能、等を有することができる。さらに、複数の表示部を有する電子機器におい
ては、一つの表示部を主として画像情報を表示し、別の一つの表示部を主として文字情報
を表示する機能、または、複数の表示部に視差を考慮した画像を表示することで立体的な
画像を表示する機能、等を有することができる。さらに、受像部を有する電子機器におい
ては、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を自動または手動で補
正する機能、撮影した画像を記録媒体(外部又はカメラに内蔵)に保存する機能、撮影し
た画像を表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図15(A)乃至図1
5(H)に示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を
有することができる。
ることを特徴とする。
ができる。
102 基板
103 トランジスタ
105 容量素子
107 走査線
109 データ線
111 半導体層
113 導電層
115 容量線
117 開口
119 半導体層
121 画素電極
127 絶縁層
129 絶縁層
131 絶縁層
133 絶縁層
135 配向膜
140 開口
152 基板
154 遮光層
156 有色層
158 絶縁層
160 導電層
162 配向膜
164 液晶層
170 液晶素子
302 画素部
304 駆動回路部
304a ゲートドライバ
304b ソースドライバ
306 保護回路
307 端子部
501 画素
502 基板
503 トランジスタ
505 容量素子
507 走査線
509 データ線
511 半導体層
513 導電層
515 容量線
517 開口
519 半導体層
521 画素電極
523 開口
525 導電層
527 絶縁層
529 絶縁層
531 絶縁層
533 絶縁層
535 配向膜
570 液晶素子
5000 筐体
5001 表示部
5002 表示部
5003 スピーカ
5004 LEDランプ
5005 操作キー
5006 接続端子
5007 センサ
5008 マイクロフォン
5009 スイッチ
5010 赤外線ポート
5011 記録媒体読込部
5012 支持部
5013 イヤホン
5014 アンテナ
5015 シャッターボタン
5016 受像部
5017 充電器
8000 表示モジュール
8001 上部カバー
8002 下部カバー
8003 FPC
8004 タッチパネル
8005 FPC
8006 表示パネル
8007 バックライトユニット
8008 光源
8009 フレーム
8010 プリント基板
8011 バッテリー
Claims (5)
- 走査線と、データ線と、トランジスタと、画素電極と、第1の容量素子と、第2の容量素子と、を有する表示装置において、
前記走査線は、前記画素電極と交差するように配置され、
前記データ線は、前記走査線と交差するように配置され、
前記トランジスタは、前記走査線上に配置され、
前記トランジスタのソース電極上及びドレイン電極上に第1の絶縁層を有し、
前記第1の絶縁層上の第2の絶縁層を有し、
前記第1の絶縁層は、第1の開口部及び第2の開口部を有し、
平面視において、前記第1の容量素子は、前記走査線を挟んで、前記第2の容量素子と対向する位置に配置され、
前記第1の容量素子は、前記第1の開口部と重なる領域を有し、
前記第2の容量素子は、前記第2の開口部と重なる領域を有し、
前記第1の容量素子は、第1の電極と、第2の電極と、前記第1の電極と前記第2の電極の間に設けられた前記第2の絶縁層を有し、
前記第1の電極は、前記トランジスタの第1の半導体層と同一表面上の第2の半導体層であり、
前記第2の電極は、前記画素電極であり、
前記第2の容量素子は、第3の電極と、第4の電極と、前記第3の電極と前記第4の電極の間に設けられた前記第2の絶縁層を有し、
前記第3の電極は、前記第1の半導体層と同一表面上の第3の半導体層であり、
前記第4の電極は、前記画素電極であることを特徴とする表示装置。 - 走査線と、データ線と、トランジスタと、画素電極と、第1の容量素子と、第2の容量素子と、を有する表示装置において、
前記走査線は、前記画素電極と交差するように配置され、
前記データ線は、前記走査線と交差するように配置され、
前記トランジスタは、前記走査線上に配置され、
前記トランジスタのソース電極上及びドレイン電極上に第1の絶縁層を有し、
前記第1の絶縁層上の第2の絶縁層を有し、
前記第1の絶縁層は、第1の開口部及び第2の開口部を有し、
平面視において、前記第1の容量素子は、前記走査線を挟んで、前記第2の容量素子と対向する位置に配置され、
前記第1の容量素子は、前記第1の開口部と重なる領域を有し、
前記第2の容量素子は、前記第2の開口部と重なる領域を有し、
前記第1の容量素子は、第1の電極と、第2の電極と、前記第1の電極と前記第2の電極の間に設けられた前記第2の絶縁層を有し、
前記第1の電極は、前記トランジスタの第1の半導体層と同一表面上の第2の半導体層であり、
前記第2の電極は、前記画素電極であり、
前記第2の容量素子は、第3の電極と、第4の電極と、前記第3の電極と前記第4の電極の間に設けられた前記第2の絶縁層を有し、
前記第3の電極は、前記第1の半導体層と同一表面上の第3の半導体層であり、
前記第4の電極は、前記画素電極であり、
前記画素電極は、前記第1の開口部に沿った第1の凹部と、前記第2の開口部に沿った第2の凹部と、を有し、
前記第1の凹部上及び前記第2の凹部上に液晶が設けられることを特徴とする表示装置。 - 走査線と、データ線と、容量線と、トランジスタと、画素電極と、第1の容量素子と、第2の容量素子と、を有する表示装置において、
前記走査線は、前記画素電極と交差するように配置され、
前記データ線及び前記容量線の各々は、前記走査線と交差するように配置され、
平面視に置いて、前記容量線は、前記画素電極を挟んで、前記データ線と対向する位置に配置され、
前記トランジスタは、前記走査線上に配置され、
前記トランジスタのソース電極上及びドレイン電極上に第1の絶縁層を有し、
前記第1の絶縁層上の第2の絶縁層を有し、
前記第1の絶縁層は、第1の開口部及び第2の開口部を有し、
平面視において、前記第1の開口部及び前記第2の開口部の各々は、前記データ線と、前記容量線との間に設けられ、
平面視において、前記第1の容量素子は、前記走査線を挟んで、前記第2の容量素子と対向する位置に配置され、
前記第1の容量素子は、前記第1の開口部と重なる領域を有し、
前記第2の容量素子は、前記第2の開口部と重なる領域を有し、
前記第1の容量素子は、第1の電極と、第2の電極と、前記第1の電極と前記第2の電極の間に設けられた前記第2の絶縁層を有し、
前記第1の電極は、前記トランジスタの第1の半導体層と同一表面上の第2の半導体層であり、
前記第2の電極は、前記画素電極であり、
前記第2の容量素子は、第3の電極と、第4の電極と、前記第3の電極と前記第4の電極の間に設けられた前記第2の絶縁層を有し、
前記第3の電極は、前記第1の半導体層と同一表面上の第3の半導体層であり、
前記第4の電極は、前記画素電極であり、
前記容量線は、前記第2の半導体層と接する領域と、前記第3の半導体層と接する領域と、を有し、
前記画素電極は、前記第1の開口部に沿った第1の凹部と、前記第2の開口部に沿った第2の凹部と、を有し、
前記第1の凹部上及び前記第2の凹部上に液晶が設けられることを特徴とする表示装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一において、
平面視において、前記走査線は、前記画素電極の中央と交差していることを特徴とする表示装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
前記第1の半導体層乃至前記第3の半導体層の各々は、酸化物半導体であることを特徴とする表示装置。
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