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Abstract
【解決手段】同一基板上に第1の回路と第2の回路が設けられた表示装置であって、第1
の回路は、表示を行う機能を有し、第2の回路は、第1の回路を駆動する機能を有し、第
2の回路は、トランジスタと、容量素子と、を有し、トランジスタは、第1の絶縁体層上
に設けられた酸化物半導体層を有し、容量素子は、第1の導電層と、第2の絶縁層と、第
2の導電層と、を有し、第1の導電層は、第1の絶縁体層上に設けられ、トランジスタの
ソースまたはドレインの一方は、第2の導電層と電気的に接続され、第1の導電層は、酸
化物半導体層と同一の金属元素を有する構成とする。
【選択図】図1
Description
術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は
、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物(コンポジション・オブ・マタ
ー)に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の
技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆
動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
。例えば、特許文献1には、酸化物半導体を用いたトランジスタを表示領域および周辺回
路に採用した技術が開示されている。
有した表示装置の作製において、一方の基板と他方の基板を、樹脂を用いて接着が行われ
る。樹脂は、基板に形成後、さまざまな方法で硬化がなされるが、接着させるには、樹脂
の十分な硬化が必要とされる。
一つとする。
ることを課題の一とする。
ができる表示装置等を提供することを課題の一とする。
題の一とする。
態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題
は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図
面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
、第1の回路は、表示を行う機能を有し、第2の回路は、第1の回路を駆動する機能を有
し、第2の回路は、トランジスタと、容量素子と、を有し、トランジスタは、第1の絶縁
体層上に設けられた酸化物半導体層を有し、容量素子は、第1の導電層と、第2の絶縁層
と、第2の導電層と、を有し、第1の導電層は、第1の絶縁体層上に設けられ、トランジ
スタのソースまたはドレインの一方は、第2の導電層と電気的に接続され、第1の導電層
は、酸化物半導体層と同一の金属元素を有することを特徴とする表示装置である。
る。
域を有することができる。
、第1の回路は、表示を行う機能を有し、第2の回路は、第1の回路を駆動する機能を有
し、第2の回路は、トランジスタと、第1の容量素子と、第2の容量素子を有し、トラン
ジスタは、第1の絶縁体層上に設けられた酸化物半導体層を有し、第1の容量素子は、第
1の導電層と、第1の絶縁層と、第2の導電層と、を有し、第2の容量素子は、第2の導
電層と、第2の絶縁層と、第3の導電層と、を有し、第2の導電層は、第1の絶縁層上に
設けられ、トランジスタのソースまたはドレインの一方は、第2の導電層と電気的に接続
され、第1の導電層と、第3の導電層とは、電気的に接続され、第1の導電層は、酸化物
半導体層と同一の金属元素を有することを特徴とする表示装置である。
光性を有することができる。
ント基板を有することを特徴とする表示モジュールである。
図面に記載されている。
。
ることができる。
ができる表示装置等を提供することができる。
きる。
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。
れず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し
得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の
記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において
、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一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。
じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜
」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用
語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
なくとも三つの端子を有する素子である。そして、ドレイン(ドレイン端子、ドレイン領
域又はドレイン電極)とソース(ソース端子、ソース領域又はソース電極)の間にチャネ
ル領域を有しており、ドレインとチャネル領域とソースとを介して電流を流すことができ
るものである。
、いずれがソース又はドレインであるかを限定することが困難である。そこで、ソースと
して機能する部分、及びドレインとして機能する部分を、ソース又はドレインと呼ばず、
ソースとドレインとの一方を第1電極と表記し、ソースとドレインとの他方を第2電極と
表記する場合がある。
を避けるために付したものであり、数的に限定するものではないことを付記する。
るものの他、電気的に接続されているものを含むものとする。ここで、AとBとが電気的
に接続されているとは、AとBとの間で、何らかの電気的作用を有する対象物が存在する
とき、AとBとの電気信号の授受を可能とするものをいう。
さず)、Xと電気的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)が、Z
2を介して(又は介さず)、Yと電気的に接続されている場合や、トランジスタのソース
(又は第1の端子など)が、Z1の一部と直接的に接続され、Z1の別の一部がXと直接
的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)が、Z2の一部と直接的
に接続され、Z2の別の一部がYと直接的に接続されている場合では、以下のように表現
することが出来る。
の端子など)とは、互いに電気的に接続されており、X、トランジスタのソース(又は第
1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yの順序で電気的に
接続されている。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース(又は第
1の端子など)は、Xと電気的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子な
ど)はYと電気的に接続され、X、トランジスタのソース(又は第1の端子など)、トラ
ンジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yは、この順序で電気的に接続されている
」と表現することができる。または、「Xは、トランジスタのソース(又は第1の端子な
ど)とドレイン(又は第2の端子など)とを介して、Yと電気的に接続され、X、トラン
ジスタのソース(又は第1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など
)、Yは、この接続順序で設けられている」と表現することができる。これらの例と同様
な表現方法を用いて、回路構成における接続の順序について規定することにより、トラン
ジスタのソース(又は第1の端子など)と、ドレイン(又は第2の端子など)とを、区別
して、技術的範囲を決定することができる。
は、少なくとも第1の接続経路を介して、Xと電気的に接続され、前記第1の接続経路は
、第2の接続経路を有しておらず、前記第2の接続経路は、トランジスタを介した、トラ
ンジスタのソース(又は第1の端子など)とトランジスタのドレイン(又は第2の端子な
ど)との間の経路であり、前記第1の接続経路は、Z1を介した経路であり、トランジス
タのドレイン(又は第2の端子など)は、少なくとも第3の接続経路を介して、Yと電気
的に接続され、前記第3の接続経路は、前記第2の接続経路を有しておらず、前記第3の
接続経路は、Z2を介した経路である。」と表現することができる。または、「トランジ
スタのソース(又は第1の端子など)は、少なくとも第1の接続経路によって、Z1を介
して、Xと電気的に接続され、前記第1の接続経路は、第2の接続経路を有しておらず、
前記第2の接続経路は、トランジスタを介した接続経路を有し、トランジスタのドレイン
(又は第2の端子など)は、少なくとも第3の接続経路によって、Z2を介して、Yと電
気的に接続され、前記第3の接続経路は、前記第2の接続経路を有していない。」と表現
することができる。または、「トランジスタのソース(又は第1の端子など)は、少なく
とも第1の電気的パスによって、Z1を介して、Xと電気的に接続され、前記第1の電気
的パスは、第2の電気的パスを有しておらず、前記第2の電気的パスは、トランジスタの
ソース(又は第1の端子など)からトランジスタのドレイン(又は第2の端子など)への
電気的パスであり、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)は、少なくとも第3
の電気的パスによって、Z2を介して、Yと電気的に接続され、前記第3の電気的パスは
、第4の電気的パスを有しておらず、前記第4の電気的パスは、トランジスタのドレイン
(又は第2の端子など)からトランジスタのソース(又は第1の端子など)への電気的パ
スである。」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構成
における接続経路について規定することにより、トランジスタのソース(又は第1の端子
など)と、ドレイン(又は第2の端子など)とを、区別して、技術的範囲を決定すること
ができる。
、Y、Z1、Z2は、対象物(例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、
層、など)であるとする。
関係を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている。また、構成同士の位置関係
は、各構成を描写する方向に応じて適宜変化するものである。従って、明細書で説明した
語句に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。
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。
。
本実施の形態では、表示装置の構成例について説明する。
図1(A)に表示装置10を示す。本明細書等において、表示装置10とは、例えば、液
晶素子等の表示素子を有する装置のことをいう。表示装置10は、回路20と、回路30
を同一基板上に有する。回路20は、主に画素を含む表示領域を構成することができる。
回路30は、一例としては、回路20を駆動、制御することができる。または、回路30
は、保護回路または検査回路としての機能を有していてもよい。回路30は、例えば、ゲ
ートドライバ、保護回路、プリチャージ回路、または、検査回路などの少なくとも一つで
ある。回路30は、回路20の片側に配置されていても良いし、両側に配置されていても
よい。また、表示装置10は、同一基板上に回路40を有してもよい。回路40は、回路
30と同様に回路20を駆動、制御することができる。回路40は、例えば、ソースドラ
イバ、または、切り替えスイッチなどの少なくとも一つである。また、表示装置10は、
別の基板上に配置された制御回路、電源回路、信号生成回路、光学シート、タッチセンサ
、タッチセンサ用駆動回路、光センサ、バックライト、または、フレーム等の少なくとも
一つをさらに含み、表示パネル、または、表示モジュール、とよぶこともある。表示装置
10は、同一基板上に回路40を有さない構成とすることもできる。
は、トランジスタ、容量素子、液晶素子を有する。図1(D)に回路20の上面図を示す
。回路20の上面図の一点鎖線A―A’間の断面図を図2(A)に示す。
30の上面図を示す。回路30の上面図の一点鎖線B―B’間の断面図を図2(B)に示
す。なお、図1(C)に示す回路は、例えば、バッファ回路の一部として機能させること
ができ、トランジスタ11、トランジスタ12、トランジスタ13、および容量素子C1
を有する。なお、図1(C)において、容量素子C1は、トランジスタ12のゲートソー
ス間に接続されているが、本発明の一態様は、これに限定されない。容量素子C1は、他
の節点に接続されていてもよい。また、図1(C)において、VDD、VSS、CLKな
どの信号や電位が供給されてい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。別の信号や電位が供給されていてもよい。
表示装置10の断面図について図2を用いて説明する。なお、表示装置10は、主に液晶
を用いた表示パネルを前提として説明する。ただし、表示素子は、液晶を用いた液晶素子
に限定されず、有機EL素子などの、他の表示素子を用いてもよい。
0と基板300との間には、液晶素子330を有する(図2(A)参照)。
接着層400の少なくとも一部は、図1(A)、図2(B)に示すように、回路30の少
なくとも一部の上に、または、回路30が有する素子の少なくとも一部の上に、設けられ
る構成とすることができる。なお、接着層400と、回路30の少なくとも一部とは、重
ならない領域があってもよい。接着層400と、回路30の少なくとも一部とは、近傍に
設けられた構成としてもよい。
まず、回路20が有する画素部の断面構造について、図2(A)を用いて説明する。
トランジスタ60は、絶縁層110と、導電層120と、絶縁層130と、半導体層14
0と、導電層150と、導電層160と、絶縁層170と、絶縁層180を有する。導電
層120は、ゲート電極としての機能を有する。絶縁層130は、ゲート絶縁膜としての
機能を有する。半導体層140は、チャネル形成領域を有する半導体層としての機能を有
する。導電層150は、ソース電極又はドレイン電極の一方としての機能を有する。導電
層160は、ソース電極又はドレイン電極の他方としての機能を有する。導電層160は
、導電層190と接続される。絶縁層170は、チャネル部を保護するために用いること
ができる。絶縁層180は、不純物が拡散することを防ぐ目的として用いることができる
。
、あるいは小さいことが好ましい。
は導電層160は、単層で示したが、2層以上の積層であってもよい。2層以上の積層は
、異なる材料の積層でもよいし、同じ材料の積層であってもよい。
示しているが、これに限らない。図3にトランジスタ60の変形例を示す。図2(A)で
はトランジスタ60はチャネルエッチ型を図示しているが、図3(A)の断面図に示すよ
うに絶縁層165を設けたチャネル保護型でも良いし、図3(B)の断面図に示すように
トップゲート構造のトランジスタにすることもできる。
てリークする電流が極めて小さいトランジスタを用いると、画像信号を保持することがで
きる時間を長くすることができる。例えば、画像信号の書き込みを11.6μHz(1日
に1回)以上0.1Hz(1秒間に0.1回)未満の頻度、好ましくは0.28mHz(
1時間に1回)以上1Hz(1秒間に1回)未満の頻度としても画像を保持することがで
きる。これにより、画像信号の書き込みの頻度を低減することができる。その結果、表示
装置10の消費電力を削減することができる。もちろん、画像信号の書き込みを1Hz以
上、好ましくは30Hz(1秒間に30回)以上、より好ましくは60Hz(1秒間に6
0回)以上960Hz(1秒間に960回)未満の頻度とすることもできる。
半導体を半導体層に用いたトランジスタを用いることができる。具体的には、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材料を含む酸化物半
導体を、好適に半導体層に用いることができる。
圧を0.1V、5V、または、10V程度とした場合に、トランジスタのチャネル幅で規
格化したオフ電流を数yA/μm乃至数zA/μmにまで低減することが可能となる。
上記半導体層140として用いる酸化物半導体として、例えば、In-Ga-Zn系酸化
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、I
n-Gd-Zn系酸化物、In-Tb-Zn系酸化物、In-Dy-Zn系酸化物、In
-Ho-Zn系酸化物、In-Er-Zn系酸化物、In-Tm-Zn系酸化物、In-
Yb-Zn系酸化物、In-Lu-Zn系酸化物、In-Sn-Ga-Zn系酸化物、I
n-Hf-Ga-Zn系酸化物、In-Al-Ga-Zn系酸化物、In-Sn-Al-
Zn系酸化物、In-Sn-Hf-Zn系酸化物、In-Hf-Al-Zn系酸化物、I
n-Ga系酸化物を用いることができる。
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Zn
以外の金属元素が入っていてもよい。
表示装置を作製することができる。
容量素子70は、導電層190と、絶縁層180と、導電層210と、を有する。導電層
190は、容量素子70の一方の電極としての機能を有する。導電層210は、容量素子
70の他方の電極としての機能を有する。導電層190と、導電層210との間には、絶
縁層180が設けられる。導電層190は、トランジスタ60と接続される。
することで、導電層210を絶縁層130上に半導体層140と同じ材料で形成すること
ができる。この場合、導電層210は、半導体層140と同時に形成された膜を加工して
形成される。このため、導電層210は、半導体層140と同様の元素を有する。また、
半導体層140と同様の結晶構造、または異なる結晶構造を有する。また、半導体層14
0と同時に形成された膜に、不純物または酸素欠損を有せしめることで、導電性を付与す
ることが可能となり、導電層210となる。導電層210に含まれる不純物の代表例とし
ては、希ガス、水素、ホウ素、窒素、フッ素、アルミニウム、またはリンがある。希ガス
の代表例としては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトンおよびキセノンがある。な
お、導電層210は、導電性を有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。場合によっては、または、状況に応じて、導電層210は、必ずしも導電性
が付与されなくてもよい。つまり、導電層210は、半導体層140と同様な特性を有し
ていてもよい。
純物濃度が異なる。具体的には、半導体層140と比較して、導電層210の不純物濃度
が高い。例えば、半導体層140において、二次イオン質量分析法により得られる水素濃
度は、5×1019atoms/cm3以下、好ましくは5×1018atoms/cm
3以下、さらに好ましくは1×1018atoms/cm3以下、より好ましくは5×1
017atoms/cm3以下、最も好ましくは1×1016atoms/cm3以下で
ある。一方、導電層210において、二次イオン質量分析法により得られる水素濃度は、
8×1019atoms/cm3以上、好ましくは1×1020atoms/cm3以上
、より好ましくは5×1020atoms/cm3以上である。また、半導体層140と
比較して、導電層210に含まれる水素濃度は2倍、または10倍以上である。
ある電子の生成を抑制することが可能である。
半導体膜にダメージを与え、酸素欠損を形成することができる。例えば、酸化物半導体膜
上に、プラズマCVD法またはスパッタリング法で膜を成膜すると、酸化物半導体膜がプ
ラズマに曝され、酸素欠損が生成される。または、絶縁層170に開口部を形成するため
のエッチング処理において、酸化物半導体膜がプラズマに曝されることで、酸素欠損が生
成される。または、酸化物半導体膜が、酸素及び水素の混合ガス、水素、希ガス、アンモ
ニア等のプラズマに曝されることで、酸素欠損が生成される。また、酸化物半導体膜に不
純物を添加することで、酸素欠損を形成しつつ、当該不純物を酸化物半導体膜に添加する
ことができる。不純物の添加方法としては、イオンドーピング法、イオン注入法、プラズ
マ処理法等がある。プラズマ処理法の場合、添加する不純物を含むガス雰囲気にてプラズ
マを発生させて、プラズマ処理を行うことによって、加速させた不純物イオンを酸化物半
導体膜に衝突させ、酸化物半導体膜に酸素欠損を形成することができる。
が含まれると、酸素欠損サイトに水素が入り伝導帯近傍にドナー準位が形成される。この
結果、酸化物半導体膜は、導電性が高くなり、導電体化する。導電体化された酸化物半導
体膜を酸化物導電体膜ということができる。即ち、半導体層140は、酸化物半導体で形
成され、導電層210は酸化物導電体膜で形成されるといえる。また、導電層210は、
導電性の高い酸化物半導体膜で形成されるともいえる。また、導電層210は、導電性の
高い金属酸化物膜で形成されるともいえる。
しているため、絶縁層180が水素を含むことで、絶縁層180の水素を、半導体層14
0と同時に形成された酸化物半導体膜に拡散させることができる。この結果、半導体層1
40と同時に形成された酸化物半導体膜に不純物を添加することができる。
縁物膜で形成され、絶縁層180が水素を含む絶縁膜で形成されることが好ましい。絶縁
層170に含まれる酸素がトランジスタ60の半導体層140に移動することで、半導体
層140の酸素欠損量を低減でき、トランジスタ60の電気特性の変動を小さくできると
共に、絶縁層180に含まれる水素が導電層210に移動し、導電層210の導電性を高
めることができる。
与する構成とする。該構成とすることで、製造コストの削減を図ることができる。
光性を有する。一方、酸化物導電体膜は、伝導帯近傍にドナー準位を有する酸化物半導体
膜である。したがって、該ドナー準位による吸収の影響は小さく、可視光に対して酸化物
半導体膜と同程度の透光性を有する。
は全体として透光性を有する容量素子とすることができる。
開口率の向上により、バックライトの光を弱めても同じ輝度による表示が得られるため、
低消費電力化を図ることができる。
光に対して透光性のある導電膜を用いて形成される。可視光に対して透光性のある導電膜
としては、例えば、インジウム(In)、亜鉛(Zn)、錫(Sn)の中から選ばれた一
種を含む材料を用いるとよい。または、導電層210を画素電極として用いることができ
る。導電層190は、可視光に対して透光性のある導電膜、または可視光に対して反射性
のある導電膜を用いて形成される。導電層190を、可視光に対して透光性のある導電膜
を用いて形成することで、透過型の表示装置を作製することができる。または、導電層1
90を、可視光に対して反射性のある導電膜を用いて形成することで、反射型または半透
過型の表示装置を作製することができる。
よい。
液晶層200は、導電層190と、基板300に設けられた導電層310の間に挟まれて
おり、導電層190と、導電層310からの電界を受けることで、液晶素子330として
機能を有する。なお、導電層310を設けずに液晶素子330を形成してもよい。
(Axially Symmetric Aligned Micro-cell)モー
ド、OCB(Optically Compensated Birefringenc
e)モード、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)モ
ード、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal
)モード、MVAモード、PVA(Patterned Vertical Align
ment)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(Electrically Control
led Birefringence)モード、PDLC(Polymer Dispe
rsed Liquid Crystal)モード、PNLC(Polymer Net
work 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。
を構成してもよい。この場合、コレステリック相と、または、ブルー相(Blue Ph
ase)となる。ブルー相を示す液晶は、応答速度が1msec以下と短く、また、光学
的等方性であるため、配向処理が不要であり、かつ、視野角依存性が小さい。
て、液晶素子330とすることができる。導電層190と、導電層310からの電界によ
って液晶層200が有する液晶分子の配向を制御することができる。
次いで、表示装置の回路30について説明する。
トランジスタ1060は、絶縁層1110と、導電層1120と、絶縁層1130と、半
導体層1140と、導電層1150と、導電層1160と、絶縁層1170と、絶縁層1
180とを有する。導電層1120は、ゲート電極としての機能を有する。絶縁層113
0は、ゲート絶縁膜としての機能を有する。半導体層1140は、チャネル形成領域を有
する半導体層としての機能を有する。導電層1150は、ソース電極又はドレイン電極の
一方としての機能を有する。導電層1160は、ソース電極又はドレイン電極の他方とし
ての機能を有する。導電層1160は、導電層1190と接続される。絶縁層1170は
、チャネル部を保護するために用いることができる。絶縁層1180は、不純物が拡散す
ることを防ぐ目的として用いることができる。
容量素子1070は、導電層1190と、絶縁層1180と、導電層1210と、を有す
る。導電層1190は、容量素子1070の一方の電極としての機能を有する。導電層1
210は、容量素子1070の他方の電極としての機能を有する。導電層1190と、導
電層1210との間には、絶縁層1180が設けられる。導電層1190は、トランジス
タ1060と接続される。
れてもよい。
のトランジスタを構成する要素は、すべて同じ材料で構成することができる。例えば、絶
縁層110と絶縁層1110は、同一の工程で形成することができる。
素子を構成する要素は、すべて同じ材料で構成することができる。例えば、導電層210
と導電層1210は、同一の工程で形成することのできる導電層である。または、導電層
1210と半導体層1140とを、同じ材料で形成することができる。この場合、導電層
1210は、半導体層1140と同時に形成された膜を加工して形成される。このため、
導電層1210は、半導体層1140と同様の元素を有する。しかしながら、半導体層1
140と同時に形成された膜に、不純物または酸素欠損を有せしめることで、導電性を付
与することが可能となり、導電層1210となる。なお、導電層1210は、導電性を有
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。場合によっては、ま
たは、状況に応じて、導電層1210は、必ずしも導電性が付与されなくてもよい。つま
り、導電層1210は、半導体層1140と同様な特性を有していてもよい。
素子1070は全体として透光性を有する容量素子とすることができる。
接着層400は、基板100と基板300を貼り合わせる機能を有する。
ができる。
剤等の有機材料を接着層400に用いることができる。なお、それぞれの接着剤は、単独
で用いることもできるし、または、組み合わせて用いることもできる。
いう。
ド樹脂、イミド樹脂、PVC(ポリビニルクロライド)樹脂、PVB(ポリビニルブチラ
ル)樹脂、EVA(エチレンビニルアセテート)樹脂、シリカ等、を含む接着剤を接着層
400に用いることができる。
可能である。また、光を照射することで硬化が開始されるため、接着剤が環境起因で意図
せずに硬化してしまうことを抑えることができる。また、低温での硬化が可能であり、作
業環境の制御が容易である。上記により、光硬化型接着剤を用いることで、工程が短縮さ
れ、安価に処理することできる。
00と接する領域に光を吸収、あるいは、反射してしまう材料を用いると、接着層400
に十分な光を照射することができず、接着性が不十分となってしまう可能性がある。しか
しながら、本発明の一態様では、図2(B)において、容量素子1070には導電層11
90および導電層1210ともに透光性を有する材料が用いられているため、容量素子1
070を光が透過する構造となっている。その結果、接着層400を十分に硬化させるこ
とができ、安価に、生産性高く、表示装置を作製することができる。また、上記構造をと
ることで、狭額縁化(基板端から表示領域までの距離を短くすること)も可能となる。な
お、この場合、容量素子1070の少なくとも一部は、接着層400と重なっていない構
成であってもよい。接着層400と重なっていなくても、容量素子1070が接着層40
0の近傍に配置されていれば、容量素子1070を介して、接着層400に光を照射する
ことが出来る。
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。場合によっては、または、
状況に応じて、本発明の一態様は、酸化物半導体とは異なる半導体材料を用いたトランジ
スタを用いてもよい。
ジスタを適用できる。具体的には、シリコンを含む半導体、ガリウムヒ素を含む半導体、
または有機半導体、炭化シリコンを含む半導体、ゲルマニウムを含む半導体、シリコンゲ
ルマニウムを含む半導体、カーボンナノチューブなどを用いるトランジスタを適用できる
。
の半導体層に適用できる。
について述べた。ただし、本発明の一態様は、これらに限定されない。例えば、場合によ
っては、または、状況に応じて、本発明の一態様として、導電層210および半導体層1
40は、互いに異なる材料を有していてもよい。なお、上記については、導電層1210
と、半導体層1140においても同様とすることができる。
場合について述べた。ただし、本発明の一態様は、これらに限定されない。例えば、場合
によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様として、導電層1210および半導
体層1140は、互いに異なる材料を有していてもよい。
成され、二つの容量素子を構成する要素は、すべて同じ材料で構成される場合の例を示し
たが、本発明の一態様は、これに限定されない。例えば、場合によっては、または、状況
に応じて、本発明の一態様として、容量素子1070と、容量素子70とは、少なくとも
一部が、互いに異なる工程で形成されていてもよい。または例えば、場合によっては、ま
たは、状況に応じて、本発明の一態様として、容量素子1070と、容量素子70とは、
少なくとも一部が、互いに異なる材料を有していてもよい。
と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、実施の形態1で説明した表示装置の変形例について説明する。
光性を向上させるために、図5(A)乃至図5(D)に示すような様々な形状を有しても
よい。
透光性を向上させるために、図6(A)、図6(B)に示すような様々な形状を有しても
よい。たとえば、開口部1270の形状を四角い形状としても良いし、丸い形状としても
良い。
)、図6(D)のように、導電層1120、導電層1150などの形状を変更してもよい
。例えば、導電層1120、導電層1150などに開口部1410を設けたり、または、
導電層1120、導電層1150などに開口部1420を設け、導電層1190で接続し
てもよい。このように、開口部1270、開口部1410、開口部1420を接着層40
0と重なるように設けたり、接着層400の近傍に設けることにより、接着層400に光
が照射されやすくすることができる。
る材料を用いても良いし、金属材料を用いてもよい。
生産性良く表示装置を作成することができる。
と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、本発明の一態様である表示装置10の他の形態について、図7を用い
て説明する。
30の上面図の一点鎖線B-B’間の断面図を示す。
成のみが異なり、他の構成が同じである。したがって、トランジスタ等の説明は省略する
。
容量素子1070は、導電層1190と、絶縁層1180と、導電層1210と、を有す
る。導電層1190は、容量素子1070の一方の電極としての機能を有する。導電層1
210は、容量素子1070の他方の電極としての機能を有する。導電層1190と、導
電層1210との間には、絶縁層1180が設けられる。導電層1190は、トランジス
タ1060と接続される。
容量素子1080は、導電層1220と、絶縁層1130と、導電層1210と、を有す
る。導電層1220は、容量素子1080の一方の電極としての機能を有する。導電層1
210は、容量素子1080の他方の電極としての機能を有する。導電層1220と、導
電層1210との間には、絶縁層1130が設けられる。
容量素子1070と容量素子1080は、重ねて配置することができる。導電層1210
は、容量素子1070と、容量素子1080のそれぞれの電極としての機能を有する。導
電層1190と、導電層1220とは、電気的に接続されており、同電位を有することが
できる。
する。該構成とすることで、製造コストの削減を図ることができる。
る。そのため、容量素子1070、及び容量素子1080は、それぞれ透光性を有する容
量素子とすることができる。なお、導電層1220は、導電層1120と同じ材料、同じ
工程で形成してもよい。
接する領域に光を吸収、あるいは、反射してしまう材料を用いると、接着層400に十分
な光を照射することができず、接着性が不十分となってしまう。しかしながら、本発明の
一態様では、図7(C)において、容量素子1070には導電層1190および導電層1
210ともに透光性を有する材料が用いられているため、容量素子1070を光が透過す
る構造となっている。また、容量素子1080には、導電層1210、および導電層12
20、ともに透光性を有する材料が用いられているため、光が透過する構造となっている
。その結果、接着層400を十分に硬化させることができ、安価に、生産性高く、表示装
置を作製することができる。
を作製することができる。また、回路構成上、容量素子の面積を十分確保できない場合に
、容量素子の面積を大きくすることなく、容量を増やすことができる。
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。場合によっては、または、
状況に応じて、本発明の一態様は、酸化物半導体とは異なる半導体材料を用いたトランジ
スタを用いてもよい。
ジスタを適用できる。具体的には、シリコンを含む半導体、ガリウムヒ素を含む半導体、
または、有機半導体、などを用いるトランジスタを適用できる。
の半導体層に適用できる。
材料等も有することができる。
記構造を適用してもよい。これにより、容量素子の面積を削減することができ、画素の面
積の縮小、さらには画素密度を高め、高精細の表示装置を作製することが可能となる。ま
た、回路40が有する容量素子に上記構造を適用してもよい。
。
本実施の形態では、実施の形態1乃至3で説明した表示装置の詳細について図8を用いて
説明する。
A)では回路20(表示領域)、回路30(駆動回路ゲートドライバ)、回路40(駆動
回路ソースドライバ)、およびフレキシブルプリント回路(FPC:Flexible
printed circuit)900、それぞれを有する代表的な構成の一部を図示
している。図8(B)に回路20が有する画素回路の上面図の一例を示す。図8(C)に
回路30が有する一部の回路の上面図の一例を示す。
’間の断面図、図8(C)の一点鎖線A-A’間の断面図を示す。回路20が設けられる
領域では、基板100と、表示素子(例えば液晶層200を含む液晶素子330)と、基
板300が、上記順序で積層されている。また、回路30が設けられる領域では、基板1
00と基板300が、接着層400によって接着されている。また、図8(D)には、基
板300に重ねてタッチセンサ500を設けた例を図示しているが、タッチセンサ500
を設けない構成としてもよい。
基板100、300の材質などに大きな制限はないが、少なくとも、後の熱処理に耐えう
る程度の耐熱性を有している必要がある。透光性が高いことが望ましい。
ができる。例えば、ガラス、セラミックス、金属等の無機材料を基板100に用いること
ができる。
等を、基板100に用いることができる。具体的には、無機酸化物膜、無機窒化物膜また
は無機酸窒化物膜等を、基板100に用いることができる。例えば、酸化シリコン、窒化
シリコン、酸窒化シリコン、アルミナ等を、基板100に用いることができる。ステンレ
ス鋼またはアルミニウム等を、基板100に用いることができる。
ができる。具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリ
カーボネートまたはアクリル樹脂等の樹脂フィルムまたは樹脂板を、基板100に用いる
ことができる。
た複合材料を基板100に用いることができる。例えば、繊維状または粒子状の金属、ガ
ラスもしくは無機材料等を樹脂フィルムに分散した複合材料を、基板100に用いること
ができる。例えば、繊維状または粒子状の樹脂もしくは有機材料等を無機材料に分散した
複合材料を、基板100に用いることができる。
。例えば、基材と基材に含まれる不純物の拡散を防ぐ絶縁膜等が積層された材料を、基板
100に用いることができる。具体的には、ガラスとガラスに含まれる不純物の拡散を防
ぐ酸化シリコン層、窒化シリコン層または酸化窒化シリコン層等から選ばれた一または複
数の膜が積層された材料を、基板100に適用できる。または、樹脂と樹脂を透過する不
純物の拡散を防ぐ酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜等が積層さ
れた材料を、基板100に適用できる。
なお、下地膜としての機能を有する絶縁層110、1110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を用いて形成される。なお、絶縁
層110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100から不純物、代表的にはアルカリ金属、水
、水素等の酸化物半導体層240への拡散を抑制することができる。絶縁層110は基板
100上に形成される。また、絶縁層110は形成されなくてもよい。絶縁層1110は
、絶縁層110と同じ組成の膜で構成されている。
ゲート電極としての機能を有する導電層120、1120は、アルミニウム、クロム、銅
、タンタル、チタン、モリブデン、ニッケル、鉄、コバルト、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される。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形成されてもよい。また、導電層120は、単層構造でも
、二層以上の積層構造としてもよい。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造
、マンガンを含む銅膜の単層構造、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒
化チタン膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にタングステン膜を積層す
る二層構造、窒化タンタル膜または窒化タングステン膜上にタングステン膜を積層する二
層構造、マンガンを含む銅膜上に銅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、マンガンを含
む銅膜上に銅膜を積層し、さらにその上にマンガンを含む銅膜を形成する三層構造等があ
る。また、アルミニウムに、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネ
オジム、スカンジウムから選ばれた一または複数を組み合わせた合金膜、もしくは窒化膜
を用いてもよい。導電層1120は、導電層120と同じ組成の膜を用いることができる
。
また、絶縁層130、1130は、ゲート絶縁膜としての機能を有する。絶縁層130に
は、例えば、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
を一種以上含む絶縁膜を用いることができる。また、絶縁層130は上記材料の積層であ
ってもよい。なお、絶縁層130に、ランタン(La)、窒素、ジルコニウム(Zr)な
どを、不純物として含んでいてもよい。絶縁層1130は、同時に形成され、絶縁層13
0と同じ組成の膜を用いる。
酸化物半導体層240、1240は、少なくともIn若しくはZnを含む金属酸化物で形
成され、代表的には、In-Ga酸化物、In-Zn酸化物、In-M-Zn酸化物(M
はAl、Ga、Y、Zr、La、Ce、またはNd)等で形成される。なお、酸化物半導
体層1240は、同時に形成され、酸化物半導体層240と同じ組成の膜で構成されてい
る。
およびMの和を100atomic%としたとき、InとMの原子数比率は、好ましくは
Inが25atomic%より高く、Mが75atomic%未満、さらに好ましくはI
nが34atomic%より高く、Mが66atomic%未満とする。
5eV以上、より好ましくは3eV以上である。このように、エネルギーギャップの広い
酸化物半導体を用いることで、トランジスタ60のオフ電流を低減することができる。
m以上100nm以下、さらに好ましくは3nm以上50nm以下とする。
La、Ce、またはNd)を用いて形成される場合、In-M-Zn酸化物を形成するた
めに用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、In≧M、Zn≧Mを満
たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として
、In:M:Zn=1:1:1、In:M:Zn=1:1:1.2、In:M:Zn=3
:1:2、In:M:Zn=4:1:4.1が好ましい。なお、形成される酸化物半導体
層240、1240の金属元素の原子数比はそれぞれ、誤差として上記のスパッタリング
ターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス40%の変動を含む。なお、
In-Ga-Zn酸化物を含むターゲット、好ましくはIn-Ga-Zn酸化物を含む多
結晶ターゲットを用いることで、後述するCAAC-OS(C Axis Aligne
d Crystalline Oxide Semiconductor)膜および微結
晶酸化物半導体膜を形成することが可能である。
素が脱離した格子(または酸素が脱離した部分)に酸素欠損を形成する。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ーオン特性とな
りやすい。
れていることが好ましい。具体的には、酸化物半導体層240、1240において、二次
イオン質量分析法(SIMS:Secondary Ion Mass Spectro
metry)により得られる水素濃度を、5×1019atoms/cm3以下、より好
ましくは1×1019atoms/cm3以下、5×1018atoms/cm3以下、
好ましくは1×1018atoms/cm3以下、より好ましくは5×1017atom
s/cm3以下、さらに好ましくは1×1016atoms/cm3以下とする。この結
果、トランジスタ60は、しきい値電圧がプラスとなる電気特性(ノーマリーオフ特性と
もいう。)を有する。
炭素が含まれると、酸化物半導体層240、1240において酸素欠損が増加し、n型化
してしまう。このため、酸化物半導体層240、1240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/cm3以下
、好ましくは2×1017atoms/cm3以下とする。この結果、トランジスタ60
は、しきい値電圧がプラスとなる電気特性(ノーマリーオフ特性ともいう。)を有する。
アルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、1×1018atoms/cm3以下、
好ましくは2×1016atoms/cm3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、酸化物半導体層240、1240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。この結果、トランジス
タ60は、しきい値電圧がプラスとなる電気特性(ノーマリーオフ特性ともいう。)を有
する。
生じ、キャリア密度が増加し、n型化しやすい。この結果、トランジスタはノーマリーオ
ン特性となりやすい。従って、酸化物半導体層240、1240において、窒素はできる
限り低減されていることが好ましい、例えば、二次イオン質量分析法により得られる窒素
濃度は、5×1018atoms/cm3以下にすることが好ましい。
1240のキャリア密度を低減することができる。このため、酸化物半導体層240、1
240は、キャリア密度が1×1015個/cm3以下、好ましくは1×1013個/c
m3以下、さらに好ましくは8×1011個/cm3未満、より好ましくは1×1011
個/cm3未満、最も好ましくは1×1010個/cm3未満であり、1×10-9個/
cm3以上とする。
膜が複数積層されていてもよい。例えば、図9(A)に示すように、絶縁層130上に酸
化物半導体層240、241が順に積層されてもよい。または、図9(B)に示すように
、絶縁層130上に酸化物半導体層242、240、241が順に積層されてもよい。酸
化物半導体層241、242は、酸化物半導体層240と金属元素の原子数比が異なる。
また、酸化物半導体層1240においても同様の形態としても良い。
いることで、さらに優れた電気特性を有するトランジスタを作製することができる。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、当該酸化物半導体を用いて形成された酸化物半導体層240にチャネル領域が形
成されるトランジスタは、しきい値電圧がプラスとなる電気特性(ノーマリーオフ特性と
もいう。)になりやすい。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を用いて酸化物半導体層240が形成
されたトランジスタは、オフ電流が著しく小さく、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、当該酸化物半導体層240にチャネル領域が形成されるトランジスタは、電気特性
の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとなる場合がある。
とができ、大面積の表示装置としても用いることができる。
れる半導体層を形成してもよい。シリコンまたはシリコンゲルマニウムで形成される半導
体層は、適宜非晶質構造、多結晶構造、単結晶構造とすることができる。
一対の導電層150、160は、ソース電極及びドレイン電極としての機能を有する。一
対の導電層150、160、および1150、1160、および導電層2150は、アル
ミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、ニッケル、鉄、コバルト、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される。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形成されてもよい。また、導電層1
50、160、1150、1160、2150は、単層構造でも、二層以上の積層構造と
してもよい。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、マンガンを含む銅膜の
単層構造、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にチタン膜
を積層する二層構造、窒化チタン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、窒化タンタ
ル膜または窒化タングステン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、マンガンを含む
銅膜上に銅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、マンガンを含む銅膜上に銅膜を積層し
、さらにその上にマンガンを含む銅膜を形成する三層構造等がある。また、アルミニウム
に、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウムか
ら選ばれた一または複数を組み合わせた合金膜、もしくは窒化膜を用いてもよい。一対の
導電層1150、1160、及び導電層2150は、導電層150、160と同じ組成の
膜で構成されている。
絶縁層170は、トランジスタのチャネル領域を保護する機能を有する。絶縁層170は
、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化ガ
リウム、酸化窒化ガリウム、酸化イットリウム、酸化窒化イットリウム、酸化ハフニウム
、酸化窒化ハフニウム等の酸化物絶縁膜、窒化シリコン、窒化アルミニウム等の窒化物絶
縁膜を用いて形成される。絶縁層170は、単層構造または積層構造とすることができる
。また、絶縁層1170と、絶縁層2170は、絶縁層170と同じ組成の膜で構成され
ている。
膜を用いて形成されることが好ましい。化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を
含む酸化物絶縁膜は、加熱により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(Thermal Desorption
Spectroscopy)分析において、膜の表面温度が100℃以上700℃以下
、または100℃以上500℃以下の範囲における酸素原子の脱離量が1.0×1018
atoms/cm3以上、好ましくは3.0×1020atoms/cm3以上である酸
化物絶縁膜である。加熱処理により絶縁層170に含まれる酸素を酸化物半導体層240
に移動させることが可能であり、酸化物半導体層240の酸素欠損を低減することが可能
である。
絶縁層180として、酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する絶縁膜を設けること
で、酸化物半導体層240からの酸素の外部への拡散と、外部から酸化物半導体層240
への水素、水等の侵入を防ぐことができる。例えば、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を一種以上含む絶縁膜を用いることができる。ま
た、絶縁層180は上記材料の積層であってもよい。なお、絶縁層180に、ランタン(
La)、窒素、ジルコニウム(Zr)などを、不純物として含んでいてもよい。また、絶
縁層1180、絶縁層2180は180と同じ組成の膜で構成されている。
導電層190は、可視光に対して透光性のある導電膜を用いて形成される。可視光に対し
て透光性のある導電膜としては、例えば、インジウム(In)、亜鉛(Zn)、錫(Sn
)の中から選ばれた一種を含む材料を用いるとよい。また、可視光に対して透光性のある
導電膜としては、代表的には、インジウム錫酸化物、酸化タングステンを含むインジウム
酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸
化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化シリコンを含
むインジウム錫酸化物などの導電性酸化物を用いることができる。また、導電層1190
、2190は、導電層190と同じ組成の膜で構成されている。
導電層250は、酸化物半導体層240と同じく絶縁層130上に形成される。また、導
電層1250は、酸化物半導体層1240と同じく、絶縁層1130上に形成される。導
電層1250は、導電層250と同時に、また同一の材料で形成することができる。
で、導電層250を絶縁層130上に酸化物半導体層240と同じ材料で形成することが
できる。この場合、導電層250は、酸化物半導体層240と同時に形成された膜を加工
して形成される。このため、導電層250は、酸化物半導体層240と同様の元素を有す
る。また、酸化物半導体層240と同様の結晶構造、または異なる結晶構造を有する。し
かしながら、酸化物半導体層240と同時に形成された膜に、不純物または酸素欠損を有
せしめることで、導電性を付与することが可能となり、導電層250となる。導電層25
0に含まれる不純物の代表例としては、希ガス、水素、ホウ素、窒素、フッ素、アルミニ
ウム、およびリンがある。希ガスの代表例としては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリ
プトンおよびキセノンがある。なお、導電層250は、導電性を有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。場合によっては、または、状況に応じて、
導電層250は、必ずしも導電性が付与されなくてもよい。つまり、導電層250は、酸
化物半導体層240と同様な特性を有していてもよい。
が、不純物濃度が異なる。具体的には、酸化物半導体層240と比較して、導電層250
の不純物濃度が高い。例えば、酸化物半導体層240において、二次イオン質量分析法に
より得られる水素濃度は、5×1019atoms/cm3以下、好ましくは5×101
8atoms/cm3以下、さらに好ましくは1×1018atoms/cm3以下、よ
り好ましくは5×1017atoms/cm3以下、好ましくは1×1016atoms
/cm3以下である。一方、導電層250において、二次イオン質量分析法により得られ
る水素濃度は、8×1019atoms/cm3以上、好ましくは1×1020atom
s/cm3以上、より好ましくは5×1020atoms/cm3以上である。また、酸
化物半導体層240と比較して、導電層250に含まれる水素濃度は2倍、または10倍
以上である。
が、酸化物半導体層240の抵抗率の1×10-8倍以上1×10-1倍未満であること
が好ましく、代表的には1×10-3Ωcm以上1×104Ωcm未満、または抵抗率が
1×10-3Ωcm以上1×10-1Ωcm未満であるとよい。
酸化物半導体膜にダメージを与え、酸素欠損を形成することができる。例えば、酸化物半
導体膜上に、プラズマCVD法またはスパッタリング法で膜を成膜すると、酸化物半導体
膜がプラズマに曝され、酸素欠損が生成される。または、絶縁層170に開口部を形成す
るためのエッチング処理において、酸化物半導体膜がプラズマに曝されることで、酸素欠
損が生成される。または、酸化物半導体膜が、酸素及び水素の混合ガス、水素、希ガス、
アンモニア等のプラズマに曝されることで、酸素欠損が生成される。また、酸化物半導体
膜に不純物を添加することで、酸素欠損を形成しつつ、不純物を酸化物半導体膜に添加す
ることができる。不純物の添加方法としては、イオンドーピング法、イオン注入法、プラ
ズマ処理法等がある。プラズマ処理法の場合、添加する不純物を含むガス雰囲気にてプラ
ズマを発生させて、プラズマ処理を行うことによって、加速させた不純物イオンを酸化物
半導体膜に衝突させ、酸化物半導体膜に酸素欠損を形成することができる。
が含まれると、酸素欠損サイトに水素が入り伝導帯近傍にドナー準位が形成される。この
結果、酸化物半導体膜は、導電性が高くなり、導電体化する。導電体化された酸化物半導
体膜を酸化物導電体膜ということができる。即ち、酸化物半導体層240は、酸化物半導
体で形成され、導電層250は酸化物導電体膜で形成されるといえる。また、導電層25
0は、導電性の高い酸化物半導体膜で形成されるともいえる。また、導電層250は、導
電性の高い金属酸化物膜で形成されるともいえる。
しているため、絶縁層180が水素を含むことで、絶縁層180の水素を酸化物半導体層
240と同時に形成された酸化物半導体膜に拡散させることができる。この結果、酸化物
半導体層240と同時に形成された酸化物半導体膜に不純物を添加することができる。
縁物膜で形成され、絶縁層180が水素を含む絶縁膜で形成されることが好ましい。絶縁
層170に含まれる酸素がトランジスタ60の酸化物半導体層240に移動することで、
酸化物半導体層240の酸素欠損量を低減でき、トランジスタ60の電気特性の変動を小
さくできると共に、絶縁層180に含まれる水素が導電層250に移動し、導電層250
の導電性を高めることができる。
性を付与する構成とする。該構成とすることで、製造コストの削減を図ることができる。
とする。該構成とすることで、製造コストの削減を図ることができる。
また、絶縁層600は、平坦化膜としての機能を有する。絶縁層600は、ポリイミド樹
脂、アクリル樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリアミド樹脂、
エポキシ樹脂等の耐熱性を有する有機材料を用いて形成される。なお、これらの材料で形
成される絶縁膜を複数積層させることで、絶縁層600を形成してもよい。また、絶縁層
600を設けない構成としてもよい。
遮光性を有する材料を遮光層630に用いることができる。例えば、顔料を分散した樹脂
、染料を含む樹脂の他、黒色クロム膜等の無機膜を遮光層630に用いることができる。
カーボンブラック、無機酸化物、複数の無機酸化物の固溶体を含む複合酸化物等を遮光層
630に用いることができる。
着色層650は、特定の波長帯域の光を透過する有色層である。例えば、赤色、緑色、青
色、又は黄色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタなどを用いることができる。各着
色層は、様々な材料を用いて、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ法を用い
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。また、白色の画素では、発光素
子と重ねて透明又は白色等の樹脂を配置してもよい。
絶縁性の材料をスペーサー350に用いることができる。例えば、無機材料、有機材料ま
たは無機材料と有機材料が積層された材料などを用いることができる。具体的には、酸化
シリコンまたは窒化シリコン等を含む膜、アクリルまたはポリイミド等もしくは感光性樹
脂等を適用できる。
FPC900は、異方性導電膜910を介して導電層2190と電気的に接続される。ま
た、導電層2190は、トランジスタ1060等の電極層を形成する工程で形成すること
ができる。画像信号等は、FPC900からトランジスタ1060および容量素子107
0等を有する回路30(駆動回路)に供給することができる。
トランジスタ1060の変形例を、図10を用いて説明する。図10に示すトランジスタ
は、デュアルゲート構造であることを特徴とする。
び断面図を示す。図10(A)はトランジスタ1060の上面図であり、図10(B)は
、図10(A)の一点鎖線B-B’間の断面図であり、図10(C)は、図10(A)の
一点鎖線C-C’間の断面図である。なお、図10(A)では、明瞭化のため、基板10
0、絶縁層110、絶縁層1130、絶縁層1170、絶縁層1180、接着層400な
どを省略している。
電極としての機能を有する導電層1120と、導電層1120上であってゲート絶縁膜と
しての機能を有する絶縁層1130と、絶縁層1130を介して、導電層1120と重な
る酸化物半導体層1240と、酸化物半導体層1240に接する一対の導電層1150、
1160と、酸化物半導体層1240、一対の導電層1150、1160上の絶縁層11
70と、絶縁層1170上の絶縁層1180と、絶縁層1180上であって、バックゲー
ト電極としての機能を有する導電層1230とを有する。導電層1120は、絶縁層11
30、1170、1180の開口部1260において、導電層1230と接続する構成と
することもできる。
導電層1230は、可視光に対して透光性のある導電膜、または可視光に対して反射性の
ある導電膜を用いて形成される。可視光に対して透光性のある導電膜としては、例えば、
インジウム(In)、亜鉛(Zn)、錫(Sn)の中から選ばれた一種を含む材料を用い
るとよい。また、可視光に対して透光性のある導電膜としては、代表的には、インジウム
錫酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウ
ム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化
物、インジウム亜鉛酸化物、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物などの導電性酸化物
を用いることができる。可視光に対して反射性のある導電膜としては、例えば、アルミニ
ウム、または銀を含む材料を用いることができる。
面と導電層1230とが対向することで、酸化物半導体層1240において、絶縁層11
70及び絶縁層1130と半導体層1140界面のみでなく、半導体層1140の内部に
おいてもキャリアが流れるため、トランジスタ1060におけるキャリアの移動量が増加
する。この結果、トランジスタ1060のオン電流が大きくなる共に、電界効果移動度が
高くなる。また、導電層1230の電界が半導体層1140の側面、または側面及びその
近傍を含む端部に影響するため、半導体層1140の側面または端部における寄生チャネ
ルの発生を抑制することができる。
効果移動度が高く、オン電流が大きい。このため、回路30(ゲートドライバ)に設けら
れるトランジスタとして、図10に示す構造のトランジスタを用いることで、高速動作が
可能な駆動回路部を作製することができる。また、回路30の占有面積を小さくすること
が可能であり、回路20(画素部)の面積を増大させることができる。
ン電流の大きいトランジスタを回路20(画素部)に設けることで、大型の表示装置や、
高精細な表示装置において配線数が増大しても、各配線における信号遅延を低減すること
が可能であり、表示ムラ等の表示不良を抑えることが可能である。
あってもよく、二種以上の構造であってもよい。また、回路(画素部)が有する複数のト
ランジスタ60は、すべて同じ構造であってもよく、二種以上の構造であってもよい。
用いた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。場合によっては、
または、状況に応じて、本発明の一態様は、酸化物半導体とは異なる半導体材料を用いた
トランジスタを用いてもよい。
ジスタを適用できる。具体的には、シリコンを含む半導体、ガリウムヒ素を含む半導体、
または、有機半導体、などを用いるトランジスタを適用できる。
の半導体層に適用できる。
。
以下では、酸化物半導体膜の構造について説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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略
垂直な方向を向いていることが確認できる。
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。
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。
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。
の変動が小さい。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
EM像を用いて行うことができる。例えば、InGaZnO4の結晶は層状構造を有し、
In-O層の間に、Ga-Zn-O層を2層有する。InGaZnO4の結晶の単位格子
は、In-O層を3層有し、またGa-Zn-O層を6層有する、計9層がc軸方向に層
状に重なった構造を有する。よって、これらの近接する層同士の間隔は、(009)面の
格子面間隔(d値ともいう。)と同程度であり、結晶構造解析からその値は0.29nm
と求められている。そのため、高分解能TEM像における格子縞に着目し、格子縞の間隔
が0.28nm以上0.30nm以下である箇所においては、それぞれの格子縞がInG
aZnO4の結晶のa-b面に対応する。
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。
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InGaZnO4
の密度は6.357g/cm3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
/cm3以上5.9g/cm3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/cm3以上6.3g/cm3未満となる。
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。
晶酸化物半導体膜、CAAC-OS膜のうち、二種以上を有する積層膜であってもよい。
。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成例について図11を用いて説明する
。
図11(A)は、本発明の一態様の表示装置の上面図であり、図11(B)は、本発明の
一態様の表示装置の画素に液晶素子を適用する場合に用いることができる画素回路を説明
するための回路図である。また、図11(C)は、本発明の一態様の表示装置の画素に有
機EL素子を適用する場合に用いることができる画素回路を説明するための回路図である
。
、当該トランジスタはnチャネル型とすることが容易なので、駆動回路のうち、nチャネ
ル型トランジスタで構成することができる駆動回路の一部を画素部のトランジスタと同一
基板上に形成する。このように、画素部や駆動回路に上記実施の形態に示すトランジスタ
を用いることにより、信頼性の高い表示装置を提供することができる。
700上には、画素部701、走査線駆動回路702、走査線駆動回路703、信号線駆
動回路704を有する。画素部701には、複数の信号線が信号線駆動回路704から延
伸して配置され、複数の走査線が走査線駆動回路702、および走査線駆動回路703か
ら延伸して配置されている。なお走査線と信号線との交差領域には、各々、表示素子を有
する画素がマトリクス状に設けられている。また、表示装置の基板700はFPC等の接
続部を介して、タイミング制御回路(コントローラ、制御ICともいう)に接続されてい
る。
4は、画素部701と同じ基板700上に形成される。そのため、外部に設ける駆動回路
等の部品の数が減るので、コストの低減を図ることができる。また、基板700外部に駆
動回路を設けた場合、配線を延伸させる必要が生じ、配線間の接続数が増える。同じ基板
700上に駆動回路を設けた場合、その配線間の接続数を減らすことができ、信頼性の向
上、または歩留まりの向上を図ることができる。
また、画素の回路構成の一例を図11(B)に示す。ここでは、一例としてVA型液晶表
示装置の画素に適用することができる画素回路を示す。
画素電極層は異なるトランジスタに接続され、各トランジスタは異なるゲート信号で駆動
できるように構成されている。これにより、マルチドメイン設計された画素の個々の画素
電極層に印加する信号を、独立して制御できる。
、異なるゲート信号を与えることができるように分離されている。一方、データ線714
は、トランジスタ716とトランジスタ717で共通に用いられている。トランジスタ7
16とトランジスタ717は上記実施の形態で説明するトランジスタを適宜用いることが
できる。これにより、信頼性の高い液晶表示装置を提供することができる。
17には、第2の画素電極層が電気的に接続される。第1の画素電極層と第2の画素電極
層とは、分離されている。なお、第1の画素電極層及び第2の画素電極層の形状としては
、特に限定は無い。例えば、第1の画素電極層は、V字状とすればよい。
ゲート電極はゲート配線713と接続されている。ゲート配線712とゲート配線713
に異なるゲート信号を与えてトランジスタ716とトランジスタ717の動作タイミング
を異ならせ、液晶の配向を制御できる。
は第2の画素電極層と電気的に接続する容量電極とで保持容量を形成してもよい。
。第1の液晶素子718は第1の画素電極層と対向電極層とその間の液晶層とで構成され
、第2の液晶素子719は第2の画素電極層と対向電極層とその間の液晶層とで構成され
る。
す画素に新たにスイッチ、抵抗素子、容量素子、トランジスタ、センサ、または論理回路
などを追加してもよい。
画素の回路構成の他の一例を図11(C)に示す。ここでは、有機EL素子を用いた表示
装置の画素構造を示す。
他方から正孔がそれぞれ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして
、電子および正孔が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成し、そ
の励起状態が基底状態に戻る際に発光する。このようなメカニズムから、このような発光
素子は、電流励起型の発光素子と呼ばれる。
ランジスタを1つの画素に2つ用いる例を示す。なお、本発明の一態様の金属酸化物膜は
、nチャネル型のトランジスタのチャネル形成領域に用いることができる。また、当該画
素回路は、デジタル時間階調駆動を適用することができる。
いて説明する。
子724および容量素子723を有している。スイッチング用トランジスタ721は、ゲ
ート電極層が走査線726に接続され、第1電極(ソース電極層およびドレイン電極層の
一方)が信号線725に接続され、第2電極(ソース電極層およびドレイン電極層の他方
)が駆動用トランジスタ722のゲート電極層に接続されている。駆動用トランジスタ7
22は、ゲート電極層が容量素子723を介して電源線727に接続され、第1電極が電
源線727に接続され、第2電極が発光素子724の第1電極(画素電極)に接続されて
いる。発光素子724の第2電極は共通電極728に相当する。共通電極728は、同一
基板上に形成される共通電位線と電気的に接続される。
で説明するトランジスタを適宜用いることができる。これにより、信頼性の高い有機EL
表示装置を提供することができる。
電源電位とは、電源線727に供給される高電源電位より低い電位であり、例えばGND
、0Vなどを低電源電位として設定することができる。発光素子724の順方向のしきい
値電圧以上となるように高電源電位と低電源電位を設定し、その電位差を発光素子724
に印加することにより、発光素子724に電流を流して発光させる。なお、発光素子72
4の順方向電圧とは、所望の輝度とする場合の電圧を指しており、少なくとも順方向しき
い値電圧を含む。
略できる。駆動用トランジスタ722のゲート容量については、チャネル形成領域とゲー
ト電極層との間で容量が形成されていてもよい。
式の場合、駆動用トランジスタ722が十分にオンするか、オフするかの二つの状態とな
るようなビデオ信号を、駆動用トランジスタ722に入力する。なお、駆動用トランジス
タ722を線形領域で動作させるために、電源線727の電圧よりも高い電圧を駆動用ト
ランジスタ722のゲート電極層にかける。また、信号線725には、電源線電圧に駆動
用トランジスタ722の閾値電圧Vthを加えた値以上の電圧をかける。
4の順方向電圧に駆動用トランジスタ722の閾値電圧Vthを加えた値以上の電圧をか
ける。なお、駆動用トランジスタ722が飽和領域で動作するようにビデオ信号を入力し
、発光素子724に電流を流す。また、駆動用トランジスタ722を飽和領域で動作させ
るために、電源線727の電位を、駆動用トランジスタ722のゲート電位より高くする
。ビデオ信号をアナログとすることで、発光素子724にビデオ信号に応じた電流を流し
、アナログ階調駆動を行うことができる。
(C)に示す画素回路にスイッチ、抵抗素子、容量素子、センサ、トランジスタまたは論
理回路などを追加してもよい。
側にソース電極(第1の電極)、高電位側にドレイン電極(第2の電極)がそれぞれ電気
的に接続される構成とする。さらに、制御回路等により第1のゲート電極の電位を制御し
、第2のゲート電極には図示しない配線によりソース電極に与える電位よりも低い電位な
ど、上記で例示した電位を入力可能な構成とすればよい。
子、および発光素子を有する装置である発光装置は、様々な形態を用いること、または様
々な素子を有することができる。表示素子、表示装置、発光素子または発光装置は、例え
ば、EL(エレクトロルミネッセンス)素子(有機物および無機物を含むEL素子、有機
EL素子、無機EL素子)、LED(白色LED、赤色LED、緑色LED、青色LED
など)、トランジスタ(電流に応じて発光するトランジスタ)、電子放出素子、液晶素子
、電子インク、電気泳動素子、グレーティングライトバルブ(GLV)、プラズマディス
プレイ(PDP)、MEMS(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム)を用いた
表示素子、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、DMS(デジタル・マイクロ・
シャッター)、MIRASOL(登録商標)、IMOD(インターフェアレンス・モジュ
レーション)素子、シャッターボタン方式のMEMS表示素子、光干渉方式のMEMS表
示素子、エレクトロウェッティング素子、圧電セラミックディスプレイ、カーボンナノチ
ューブを用いた表示素子などの少なくとも一つを有している。これらの他にも、電気的ま
たは磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化する表示媒体を
有していてもよい。EL素子を用いた表示装置の一例としては、ELディスプレイなどが
ある。電子放出素子を用いた表示装置の一例としては、フィールドエミッションディスプ
レイ(FED)またはSED方式平面型ディスプレイ(SED:Surface-con
duction Electron-emitter Display)などがある。液
晶素子を用いた表示装置の一例としては、液晶ディスプレイ(透過型液晶ディスプレイ、
半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディスプレイ、直視型液晶ディスプレイ、投射型
液晶ディスプレイ)などがある。電子インク、電子粉流体(登録商標)、または電気泳動
素子を用いた表示装置の一例としては、電子ペーパーなどがある。なお、半透過型液晶デ
ィスプレイや反射型液晶ディスプレイを実現する場合には、画素電極の一部、または、全
部が、反射電極としての機能を有するようにすればよい。例えば、画素電極の一部、また
は、全部が、アルミニウム、銀、などを有するようにすればよい。さらに、その場合、反
射電極の下に、SRAMなどの記憶回路を設けることも可能である。これにより、さらに
、消費電力を低減することができる。なお、LEDを用いる場合、LEDの電極や窒化物
半導体の下に、グラフェンやグラファイトを配置してもよい。グラフェンやグラファイト
は、複数の層を重ねて、多層膜としてもよい。このように、グラフェンやグラファイトを
設けることにより、その上に、窒化物半導体、例えば、結晶を有するn型GaN半導体層
などを容易に成膜することができる。さらに、その上に、結晶を有するp型GaN半導体
層などを設けて、LEDを構成することができる。なお、グラフェンやグラファイトと、
結晶を有するn型GaN半導体層との間に、AlN層を設けてもよい。なお、LEDが有
するGaN半導体層は、MOCVDで成膜してもよい。ただし、グラフェンを設けること
により、LEDが有するGaN半導体層は、スパッタ法で成膜することも可能である。
。
本実施の形態では、本発明の一態様である表示装置を適用することのできる電子機器の一
例について、図12を用いて説明する。
ョン受信機ともいう)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオ
カメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう)、携
帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げ
られる。これらの電子機器の具体例を図12に示す。
表示部7104、マイク7105、スピーカー7106、操作キー7107、スタイラス
7108等を有する。本発明の一態様に係る表示装置は、表示部7103または表示部7
104に用いることができる。表示部7103または表示部7104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12(A)に示した携帯型ゲーム機は、2
つの表示部7103と表示部7104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。
7311、7312、接続端子7313、バンド7321、留め金7322、等を有する
。本発明の一態様に係る表示装置は、表示部7304に用いることができる。
、操作ボタン7503、外部接続ポート7504、スピーカー7505、マイク7506
などを備えている。本発明の一態様に係る表示装置は、表示部7502に用いることがで
きる。
03、操作キー7704、レンズ7705、接続部7706等を有する。操作キー770
4およびレンズ7705は第1筐体7701に設けられており、表示部7703は第2筐
体7702に設けられている。そして、第1筐体7701と第2筐体7702とは、接続
部7706により接続されており、第1筐体7701と第2筐体7702の間の角度は、
接続部7706により変更が可能である。表示部7703における映像を、接続部770
6における第1筐体7701と第2筐体7702との間の角度に従って切り替える構成と
しても良い。本発明の一態様に係る表示装置は、表示部7703に用いることができる。
。
10 表示装置
11 トランジスタ
12 トランジスタ
13 トランジスタ
20 回路
30 回路
40 回路
60 トランジスタ
70 容量素子
100 基板
110 絶縁層
120 導電層
130 絶縁層
140 半導体層
150 導電層
160 導電層
165 絶縁層
170 絶縁層
180 絶縁層
190 導電層
200 液晶層
210 導電層
240 酸化物半導体層
241 酸化物半導体層
242 酸化物半導体層
250 導電層
300 基板
310 導電層
330 液晶素子
350 スペーサー
400 接着層
500 タッチセンサ
600 絶縁層
630 遮光層
650 着色層
700 基板
701 画素部
702 走査線駆動回路
703 走査線駆動回路
704 信号線駆動回路
710 容量配線
712 ゲート配線
713 ゲート配線
714 データ線
716 トランジスタ
717 トランジスタ
718 液晶素子
719 液晶素子
720 画素
721 スイッチング用トランジスタ
722 駆動用トランジスタ
723 容量素子
724 発光素子
725 信号線
726 走査線
727 電源線
728 共通電極
900 FPC
910 異方性導電膜
1060 トランジスタ
1070 容量素子
1080 容量素子
1100 絶縁層
1110 絶縁層
1120 導電層
1130 絶縁層
1140 半導体層
1150 導電層
1160 導電層
1170 絶縁層
1180 絶縁層
1190 導電層
1210 導電層
1220 導電層
1230 導電層
1240 酸化物半導体層
1250 導電層
1260 開口部
1270 開口部
1410 開口部
1420 開口部
2150 導電層
2170 絶縁層
2180 絶縁層
2190 導電層
7101 筐体
7102 筐体
7103 表示部
7104 表示部
7105 マイク
7106 スピーカー
7107 操作キー
7108 スタイラス
7302 筐体
7304 表示部
7311 操作ボタン
7312 操作ボタン
7313 接続端子
7321 バンド
7322 留め金
7501 筐体
7502 表示部
7503 操作ボタン
7504 外部接続ポート
7505 スピーカー
7506 マイク
7701 筐体
7702 筐体
7703 表示部
7704 操作キー
7705 レンズ
7706 接続部
Claims (4)
- 画素と、ゲートドライバと、を有する表示装置であって、
前記ゲートドライバは、酸化物半導体層を有するトランジスタと、容量素子と、接着層と、を有し、
前記容量素子は、前記酸化物半導体層と同一の金属元素を有する第1の導電層と、絶縁層と、前記接着層と接する領域を有する第2の導電層と、を有する表示装置。 - 請求項1において、
前記第1及び第2の導電層は、透光性を有している表示装置。 - 請求項1または2において、
前記第1の導電層は、前記酸化物半導体層よりも水素濃度が高い領域を有する表示装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項において、
前記絶縁層は、窒化珪素膜である表示装置。
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