JP5683179B2 - Method for manufacturing display device - Google Patents

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酸化物半導体を用いる薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタを用いた表示装置およびそれらの作製方法に関する。 The present invention relates to a thin film transistor using an oxide semiconductor, a display device using the thin film transistor, and a manufacturing method thereof.

近年、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜(厚さ数nm以上数百nm以下程度)を用いて薄膜トランジスタ(TFT)を構成する技術が注目されている。薄膜トランジスタはICや電気光学装置のような電子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置のスイッチング素子として開発が急がれている。金属酸化物は多様に存在しさまざまな用途に用いられている。例えば、酸化インジウムはよく知られた材料であり、液晶ディスプレイなどで必要とされる透明電極材料として用いられている。 In recent years, a technique for forming a thin film transistor (TFT) using a semiconductor thin film (having a thickness of about several nanometers to several hundred nanometers or less) formed over a substrate having an insulating surface has attracted attention. Thin film transistors are widely applied to electronic devices such as ICs and electro-optical devices, and development of switching devices for image display devices is urgently required. Various metal oxides exist and are used in various applications. For example, indium oxide is a well-known material and is used as a transparent electrode material required for liquid crystal displays and the like.

金属酸化物の中には半導体特性を示すものがある。半導体特性を示す金属酸化物としては、例えば、酸化タングステン、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛などがあり、このような半導体特性を示す金属酸化物をチャネル形成領域とする薄膜トランジスタが既に知られている(特許文献1及び特許文献2)。 Some metal oxides exhibit semiconductor properties. Examples of metal oxides that exhibit semiconductor characteristics include tungsten oxide, tin oxide, indium oxide, and zinc oxide. Thin film transistors that use such metal oxides that exhibit semiconductor characteristics as a channel formation region are already known. (Patent Document 1 and Patent Document 2).

また、酸化物半導体を適用したTFTは、非晶質としては比較的電界効果移動度が高い。そのため、当該TFTを用いて、表示装置などの駆動回路を構成することもできる。 A TFT using an oxide semiconductor has a relatively high field effect mobility as an amorphous state. Therefore, a driving circuit such as a display device can be formed using the TFT.

特開2007−123861号公報JP 2007-123861 A 特開2007−96055号公報JP 2007-96055 A

現状では、製造プロセスにフォトリソグラフィ法を用いる加工方法が多く用いられている。フォトリソグラフィ法を用いる場合、露光パターン毎にフォトマスクも必要であるため、そのフォトマスクを製造する費用がかかり、製造コストの増大の原因の一つとなっている。また、フォトリソグラフィ法を用いる場合、均一性の向上のため、大量のレジスト材料や、大量の現像液が使用され、余分な材料の消費量が多いことが問題となっている。 At present, a processing method using a photolithography method in a manufacturing process is often used. When the photolithography method is used, a photomask is also required for each exposure pattern. Therefore, a cost for manufacturing the photomask is required, which is one of the causes of an increase in manufacturing cost. Further, when the photolithography method is used, a large amount of resist material or a large amount of developer is used to improve uniformity, and there is a problem that a large amount of extra material is consumed.

また、酸化物半導体を適用したTFTを用いた表示装置は、大型の表示装置に用途が大きく拡大していることから、更に、画面サイズの高精細化、高開口率化、高信頼性、大型化の要求が高まっている。今後、さらに表示装置が大型化していくと、余分な材料の消費量および廃液量が多い点で大量生産上、不利である。 In addition, a display device using a TFT to which an oxide semiconductor is applied has greatly expanded its use to a large display device. Therefore, the screen size is further improved, the aperture ratio is increased, the reliability is increased, and the large size is achieved. There is a growing demand for aging. If the display device is further increased in size in the future, it is disadvantageous in mass production in that the amount of extra material consumed and the amount of waste liquid are large.

本発明の一態様は、作製工程を簡略化し、より低いコストで歩留まりよく作製できる薄膜トランジスタ、とその作製方法を提供することを課題の一とする。また、該薄膜トランジスタを用いた表示装置の作製方法を提供することを課題の一とする。 An object of one embodiment of the present invention is to provide a thin film transistor which can be manufactured with low yield and high yield, and a manufacturing method thereof. Another object is to provide a method for manufacturing a display device using the thin film transistor.

本発明の一態様は、絶縁表面を有する基板上に、透光性を有する第1の導電層を形成し、第1の導電層上に、液滴吐出法を用いて第1のマスクを形成し、第1のマスクを用いて第1の導電層をエッチングすることにより、第1のゲート電極層を形成し、第1のゲート電極層上にゲート絶縁層を形成し、ゲート絶縁層上に酸化物半導体層を形成し、酸化物半導体層を脱水化または脱水素化し、脱水化または脱水素化させた酸化物半導体層上に、液滴吐出法を用いて第2のマスクを形成し、第2のマスクを用いて酸化物半導体層をエッチングすることにより、島状の酸化物半導体層を形成し、島状の酸化物半導体層上に、透光性を有する第2の導電層を形成し、第2の導電層上に、液滴吐出法を用いて第3のマスクを形成し、第3のマスクを用いて第2の導電層をエッチングすることにより、第1のソース電極層及び第1のドレイン電極層を形成し、第1のゲート絶縁層、島状の酸化物半導体層、第1のソース電極層、及び第1のドレイン電極層上に島状の酸化物半導体層の一部と接する保護絶縁層を形成し、保護絶縁層上に第1のソース電極層または第1のドレイン電極層と電気的に接続する透光性を有する画素電極層を、印刷法により形成することを特徴とする表示装置の作製方法である。 In one embodiment of the present invention, a light-transmitting first conductive layer is formed over a substrate having an insulating surface, and a first mask is formed over the first conductive layer by a droplet discharge method. Then, the first conductive layer is etched using the first mask to form a first gate electrode layer, a gate insulating layer is formed over the first gate electrode layer, and the gate insulating layer is formed over the gate insulating layer. Forming an oxide semiconductor layer, dehydrating or dehydrogenating the oxide semiconductor layer, forming a second mask on the dehydrated or dehydrogenated oxide semiconductor layer by a droplet discharge method; The island-shaped oxide semiconductor layer is formed by etching the oxide semiconductor layer using the second mask, and the light-transmitting second conductive layer is formed over the island-shaped oxide semiconductor layer Then, a third mask is formed on the second conductive layer by a droplet discharge method, and the third mask is used. By etching the second conductive layer, a first source electrode layer and a first drain electrode layer are formed, and the first gate insulating layer, the island-shaped oxide semiconductor layer, the first source electrode layer, And a protective insulating layer in contact with part of the island-shaped oxide semiconductor layer is formed over the first drain electrode layer and electrically connected to the first source electrode layer or the first drain electrode layer over the protective insulating layer. A display device manufacturing method is characterized in that a light-transmitting pixel electrode layer to be connected is formed by a printing method.

本発明の一態様は、絶縁表面を有する基板上に、第1の導電層を形成し、第1の導電層上に、液滴吐出法を用いて第1のマスクを形成し、第1のマスクを用いて第1の導電層をエッチングすることにより、第1のゲート電極層を形成し、第1のゲート電極層上にゲート絶縁層を形成し、ゲート絶縁層上に酸化物半導体層を形成し、酸化物半導体層を脱水化または脱水素化し、脱水化または脱水素化させた酸化物半導体層上に、液滴吐出法を用いて第2のマスクを形成し、第2のマスクを用いて酸化物半導体層をエッチングすることにより、島状の酸化物半導体層を形成し、島状の酸化物半導体層上に、第2の導電層を形成し、第2の導電層上に、液滴吐出法を用いて第3のマスクを形成し、第3のマスクを用いて第2の導電層をエッチングすることにより、第1のソース電極層及び第1のドレイン電極層を形成し、第1のゲート絶縁層、島状の酸化物半導体層、第1のソース電極層、及び第1のドレイン電極層上に島状の酸化物半導体層の一部と接する保護絶縁層を形成し、保護絶縁層上に第1のソース電極層または第1のドレイン電極層と電気的に接続する透光性を有する画素電極層を、印刷法により形成することを特徴とする表示装置の作製方法である。 According to one embodiment of the present invention, a first conductive layer is formed over a substrate having an insulating surface, a first mask is formed over the first conductive layer by a droplet discharge method, The first conductive layer is etched using the mask to form a first gate electrode layer, a gate insulating layer is formed over the first gate electrode layer, and an oxide semiconductor layer is formed over the gate insulating layer And the oxide semiconductor layer is dehydrated or dehydrogenated, and a second mask is formed over the dehydrated or dehydrogenated oxide semiconductor layer by a droplet discharge method, and the second mask is formed And etching the oxide semiconductor layer to form an island-shaped oxide semiconductor layer, forming a second conductive layer over the island-shaped oxide semiconductor layer, and over the second conductive layer, A third mask is formed using a droplet discharge method, and the second conductive layer is etched using the third mask. Thus, the first source electrode layer and the first drain electrode layer are formed, and the first gate insulating layer, the island-shaped oxide semiconductor layer, the first source electrode layer, and the first drain electrode layer are formed. A protective insulating layer in contact with part of the island-shaped oxide semiconductor layer is formed on the protective insulating layer, and the pixel having a light-transmitting property is electrically connected to the first source electrode layer or the first drain electrode layer A method for manufacturing a display device is characterized in that an electrode layer is formed by a printing method.

上記構成において、ゲート電極層、ソース電極層及びドレイン電極層は、アルミニウム、銅、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、ネオジム、スカンジウムから選ばれた金属元素を主成分とする膜、若しくはそれらの合金膜とを組み合わせた積層膜を用いる。また、ソース電極層及びドレイン電極層は、上述した元素を含む単層に限定されず、二層以上の積層を用いることができる。 In the above structure, the gate electrode layer, the source electrode layer, and the drain electrode layer are a film containing a metal element as a main component selected from aluminum, copper, molybdenum, titanium, chromium, tantalum, tungsten, neodymium, and scandium, or a film thereof. A laminated film combined with an alloy film is used. Further, the source electrode layer and the drain electrode layer are not limited to a single layer containing any of the above elements, and a stack of two or more layers can be used.

また、上記構成において、酸化インジウム、酸化インジウム酸化スズ合金、酸化インジウム酸化亜鉛合金、酸化亜鉛、酸化亜鉛アルミニウム、酸窒化亜鉛アルミニウム、または酸化亜鉛ガリウム等の透光性を有する酸化物導電層をソース電極層、ドレイン電極層及びゲート電極層に用いることで画素部の透光性を向上させ、開口率を高くすることもできる。 In the above structure, a light-transmitting oxide conductive layer such as indium oxide, indium tin oxide alloy, indium zinc oxide alloy, zinc oxide, zinc aluminum oxide, zinc oxynitride, or zinc gallium oxide is used as a source. By using the electrode layer, the drain electrode layer, and the gate electrode layer, the light-transmitting property of the pixel portion can be improved and the aperture ratio can be increased.

本発明の一態様として、ボトムゲート構造の薄膜トランジスタを用いる。ボトムゲート構造にはソース電極層及びドレイン電極層上に重なる酸化物半導体層を有する逆コプラナ型(ボトムコンタクト型とも呼ぶ)、または、酸化膜半導体層上にソース電極層及びドレイン電極層が重なるチャネルエッチ型及びチャネル保護型があり、いずれも用いることができる。 As one embodiment of the present invention, a thin film transistor having a bottom gate structure is used. In the bottom gate structure, a reverse coplanar type (also referred to as a bottom contact type) having an oxide semiconductor layer overlying a source electrode layer and a drain electrode layer, or a channel in which a source electrode layer and a drain electrode layer overlap with an oxide film semiconductor layer There are an etch type and a channel protection type, both of which can be used.

また、チャネルエッチ型の場合、酸化物半導体層はチャネル形成領域上部において酸化物半導体層の一部がエッチングされている構造と、エッチングされない構造のどちらを用いても良い。 In the case of the channel etch type, the oxide semiconductor layer may have either a structure in which part of the oxide semiconductor layer is etched in the upper portion of the channel formation region or a structure in which the oxide semiconductor layer is not etched.

また、ソース電極層及びドレイン電極層を構成する上記金属元素を主成分とする膜と酸化物半導体層のそれぞれの間に上記酸化物導電層を形成し、接触抵抗を低減した高速動作が可能な薄膜トランジスタを構成することもできる。 Further, the oxide conductive layer is formed between the oxide semiconductor layer and the film containing the metal element as a main component constituting the source electrode layer and the drain electrode layer, and high-speed operation with reduced contact resistance is possible. A thin film transistor can also be formed.

上記構成において、薄膜トランジスタは、酸化物半導体層を有し、該酸化物半導体層上に酸化物絶縁層を有し、酸化物半導体層のチャネル形成領域上に接する酸化物絶縁層は保護絶縁層として機能する。 In the above structure, the thin film transistor includes an oxide semiconductor layer, has an oxide insulating layer over the oxide semiconductor layer, and the oxide insulating layer in contact with the channel formation region of the oxide semiconductor layer serves as a protective insulating layer. Function.

また、上記構成において、薄膜トランジスタの保護絶縁層として機能する酸化物絶縁層はスパッタ法で形成される無機絶縁膜を用い、代表的には酸化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化アルミニウム膜、または酸化窒化アルミニウムなどを用いる。 In the above structure, the oxide insulating layer functioning as a protective insulating layer of the thin film transistor is formed using an inorganic insulating film formed by a sputtering method, and is typically a silicon oxide film, a silicon nitride oxide film, an aluminum oxide film, or an oxide film. Aluminum nitride or the like is used.

なお、酸化物半導体層としては、InMO(ZnO)(m>0)で表記される薄膜を形成し、その薄膜を酸化物半導体層として用いた薄膜トランジスタを作製する。なお、Mは、Ga、Fe、Ni、Mn及びCoから選ばれた一の金属元素または複数の金属元素を示す。例えばMとして、Gaの場合があることの他、GaとNiまたはGaとFeなど、Ga以外の上記金属元素が含まれる場合がある。また、上記酸化物半導体において、Mとして含まれる金属元素の他に、不純物元素としてFe、Niその他の遷移金属元素、または該遷移金属の酸化物が含まれているものがある。本明細書においては、InMO(ZnO)(m>0)で表記される構造の酸化物半導体層のうち、MとしてGaを含む構造の酸化物半導体をIn−Ga−Zn−O系酸化物半導体とよび、その薄膜をIn−Ga−Zn−O系膜とも呼ぶ。 Note that as the oxide semiconductor layer, a thin film represented by InMO 3 (ZnO) m (m> 0) is formed, and a thin film transistor using the thin film as an oxide semiconductor layer is manufactured. Note that M represents one metal element or a plurality of metal elements selected from Ga, Fe, Ni, Mn, and Co. For example, M may be Ga, and may contain the above metal elements other than Ga, such as Ga and Ni or Ga and Fe. In addition to the metal element contained as M, some of the above oxide semiconductors contain Fe, Ni, other transition metal elements, or oxides of the transition metal as impurity elements. In this specification, among oxide semiconductor layers having a structure represented by InMO 3 (ZnO) m (m> 0), an oxide semiconductor having a structure containing Ga as M is represented by In—Ga—Zn—O-based oxidation. It is called a physical semiconductor, and its thin film is also called an In—Ga—Zn—O-based film.

また、酸化物半導体層に適用する金属酸化物として上記の他にも、In−Sn−O系、In−Sn−Zn−O系、In−Al−Zn−O系、Sn−Ga−Zn−O系、Al−Ga−Zn−O系、Sn−Al−Zn−O系、In−Zn−O系、Sn−Zn−O系、Al−Zn−O系、In−O系、Sn−O系、またはZn−O系の金属酸化物を適用することができる。また上記金属酸化物からなる酸化物半導体層中に酸化珪素を含ませてもよい。 In addition to the above, a metal oxide applied to the oxide semiconductor layer includes an In—Sn—O-based material, an In—Sn—Zn—O-based material, an In—Al—Zn—O-based material, a Sn—Ga—Zn— O-based, Al-Ga-Zn-O-based, Sn-Al-Zn-O-based, In-Zn-O-based, Sn-Zn-O-based, Al-Zn-O-based, In-O-based, Sn-O-based A ZnO-based metal oxide can be used. Further, silicon oxide may be included in the oxide semiconductor layer formed of the metal oxide.

また、酸化物半導体層には、RTA法等で高温短時間の脱水または脱水素化処理をしたものを用いる。 For the oxide semiconductor layer, a layer which has been subjected to dehydration or dehydrogenation treatment at high temperature and short time by an RTA method or the like is used.

また、本発明の一態様である薄膜トランジスタを用いて、駆動回路部及び画素部を同一基板上に形成し、EL素子、液晶素子または電気泳動素子などを用いて表示装置を作製することができる。 In addition, a driver circuit portion and a pixel portion can be formed over the same substrate using a thin film transistor which is one embodiment of the present invention, and a display device can be manufactured using an EL element, a liquid crystal element, an electrophoretic element, or the like.

本発明の一態様である表示装置においては、画素部に複数の薄膜トランジスタを有し、画素部においてもある薄膜トランジスタのゲート電極と他の薄膜トランジスタのソース配線、或いはドレイン配線を接続させる箇所を有している。また、本発明の一態様である表示装置の駆動回路においては、薄膜トランジスタのゲート電極とその薄膜トランジスタのソース配線、或いはドレイン配線を接続させる箇所を有している。 In a display device which is one embodiment of the present invention, the pixel portion includes a plurality of thin film transistors, and the gate electrode of the thin film transistor which is also in the pixel portion and a source wiring or drain wiring of another thin film transistor are connected to each other. Yes. In addition, the driver circuit of the display device which is one embodiment of the present invention includes a portion where the gate electrode of the thin film transistor is connected to the source wiring or the drain wiring of the thin film transistor.

本明細書において、可視光に対して透光性を有する膜とは可視光の透過率が75〜100%である膜厚を有する膜を指し、その膜が導電性を有する場合は透明の導電膜とも呼ぶ。また、ゲート電極層、ソース電極層、ドレイン電極層、画素電極層、またはその他の電極層や、その他の配線層に適用する金属酸化物として、可視光に対して半透明の導電膜を用いてもよい。可視光に対して半透明とは可視光の透過率が50〜75%であることを指す。 In this specification, a film having a light-transmitting property with respect to visible light refers to a film having a film thickness with a visible light transmittance of 75% to 100%. When the film has conductivity, a transparent conductive film is used. Also called a membrane. In addition, as a metal oxide applied to a gate electrode layer, a source electrode layer, a drain electrode layer, a pixel electrode layer, other electrode layers, or other wiring layers, a conductive film that is translucent to visible light is used. Also good. Translucent to visible light means that the visible light transmittance is 50 to 75%.

また、薄膜トランジスタは静電気などにより破壊されやすいため、ゲート線またはソース線に対して、画素部の薄膜トランジスタの保護用の保護回路を同一基板上に設けることが好ましい。保護回路は、酸化物半導体層を用いた非線形素子を用いて構成することが好ましい。 In addition, since the thin film transistor is easily broken by static electricity or the like, it is preferable to provide a protective circuit for protecting the thin film transistor in the pixel portion over the same substrate with respect to the gate line or the source line. The protective circuit is preferably formed using a non-linear element using an oxide semiconductor layer.

なお、第1、第2として付される序数詞は便宜上用いるものであり、工程順又は積層順を示すものではない。また、本明細書において発明を特定するための事項として固有の名称を示すものではない。 In addition, the ordinal numbers attached as the first and second are used for convenience and do not indicate the order of steps or the order of lamination. In addition, a specific name is not shown as a matter for specifying the invention in this specification.

なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。 Note that in this specification, a semiconductor device refers to all devices that can function by utilizing semiconductor characteristics, and an electro-optical device, a semiconductor circuit, and an electronic device are all semiconductor devices.

本発明の一態様は、導体パターン(ゲート配線、またはソース配線など)を形成するプロセスにおいて、露光工程や現像工程などが短縮でき、材料の使用量の削減も図れるため大幅なコストダウンが実現できる。また、基板が大型化しても生産性を下げることなく低コストで薄膜トランジスタ及び該薄膜トランジスタを用いた表示装置を提供することができる。 According to one embodiment of the present invention, in a process of forming a conductor pattern (such as a gate wiring or a source wiring), the exposure process, the development process, and the like can be shortened, and the amount of material used can be reduced, so that a significant cost reduction can be realized. . In addition, a thin film transistor and a display device using the thin film transistor can be provided at low cost without reducing productivity even when the substrate is enlarged.

本発明の一態様を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating one embodiment of the present invention. 本発明の一態様を説明する断面図工程図。FIGS. 4A to 4C are cross-sectional process diagrams illustrating one embodiment of the present invention. FIGS. 本発明の一態様を説明する断面図工程図。FIGS. 4A to 4C are cross-sectional process diagrams illustrating one embodiment of the present invention. FIGS. 本発明の一態様を説明する平面図。FIG. 6 is a plan view illustrating one embodiment of the present invention. 本発明の一態様を説明する断面図及び平面図。4A and 4B are a cross-sectional view and a plan view illustrating one embodiment of the present invention. 液滴吐出装置を説明する概要図。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a droplet discharge device. 本発明の一態様を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating one embodiment of the present invention. 本発明の一態様を説明する断面図及び平面図。4A and 4B are a cross-sectional view and a plan view illustrating one embodiment of the present invention. 本発明の一態様を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating one embodiment of the present invention. 半導体装置のブロック図を説明する図。FIG. 10 illustrates a block diagram of a semiconductor device. 信号線駆動回路の構成を説明する図。FIG. 6 illustrates a structure of a signal line driver circuit. シフトレジスタの構成を示す回路図。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration of a shift register. シフトレジスタの構成を示す回路図及び動作を説明するタイミングチャート図。FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a structure of a shift register and a timing chart illustrating an operation. 本発明の一態様を説明する断面図及び平面図。4A and 4B are a cross-sectional view and a plan view illustrating one embodiment of the present invention. 本発明の一態様を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating one embodiment of the present invention. 本発明の一態様を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating one embodiment of the present invention. 半導体装置の画素等価回路を説明する図。6A and 6B illustrate a pixel equivalent circuit of a semiconductor device. 本発明の一態様を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating one embodiment of the present invention. 本発明の一態様を説明する断面図及び平面図。4A and 4B are a cross-sectional view and a plan view illustrating one embodiment of the present invention. 電子ペーパーの使用形態の例を説明する図。8A and 8B illustrate examples of usage forms of electronic paper. 電子書籍の一例を示す外観図。An external view showing an example of an electronic book. テレビジョン装置およびデジタルフォトフレームの例を示す外観図。FIG. 6 is an external view illustrating an example of a television device and a digital photo frame. 遊技機の例を示す外観図。An external view showing an example of a gaming machine. 携帯電話の一例を示す外観図。The external view which shows an example of a mobile telephone.

実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。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。 Embodiments 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 modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below. Note that in structures of the invention described below, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals in different drawings, and description thereof is not repeated.

(実施の形態1)
本実施の形態では、酸化物半導体層を用いた薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタを用いた表示装置およびそれらの作製方法について図1乃至図8を用いて説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment, a thin film transistor using an oxide semiconductor layer, a display device using the thin film transistor, and a manufacturing method thereof will be described with reference to FIGS.

図1に示す薄膜トランジスタは、基板100上にゲート電極層102、ゲート絶縁層105、酸化物半導体層108、ソース電極層112及びドレイン電極層113、保護絶縁層116、画素電極層121が設けられている。 In the thin film transistor illustrated in FIG. 1, a gate electrode layer 102, a gate insulating layer 105, an oxide semiconductor layer 108, a source electrode layer 112 and a drain electrode layer 113, a protective insulating layer 116, and a pixel electrode layer 121 are provided over a substrate 100. Yes.

図1(A)では通常のチャネルエッチ型の薄膜トランジスタとして、ソース電極層112とドレイン電極層113との間で酸化物半導体層108の一部がエッチングされた構造を示したが、図1(B)に示すように酸化物半導体層108がエッチングされない構造としても良い。 FIG. 1A illustrates a structure in which part of the oxide semiconductor layer 108 is etched between the source electrode layer 112 and the drain electrode layer 113 as a normal channel etch thin film transistor. The oxide semiconductor layer 108 may not be etched as shown in FIG.

ゲート電極層102は、アルミニウム、銅、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、ネオジム、スカンジウムなどの金属材料、またはこれらの金属材料を主成分とする合金材料、またはこれらの金属材料を成分とする窒化物を用いて、単層又は積層で形成することができる。好ましくはアルミニウムや銅などの低抵抗金属材料での形成が有効であるが、耐熱性や腐食性の問題から高融点金属材料と組み合わせて用いると良い。高融点金属材料としては、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、ネオジム、スカンジウム等を用いることができる。 The gate electrode layer 102 includes a metal material such as aluminum, copper, molybdenum, titanium, chromium, tantalum, tungsten, neodymium, or scandium, an alloy material containing any of these metal materials as a main component, or any of these metal materials as a component. A single layer or a stacked layer can be formed using nitride. Preferably, formation with a low-resistance metal material such as aluminum or copper is effective, but it may be used in combination with a refractory metal material because of problems of heat resistance and corrosion. As the refractory metal material, molybdenum, titanium, chromium, tantalum, tungsten, neodymium, scandium, or the like can be used.

また、画素部の開口率を向上させる目的として、ゲート電極層102に酸化インジウム、酸化インジウム酸化スズ合金、酸化インジウム酸化亜鉛合金、酸化亜鉛、酸化亜鉛アルミニウム、酸窒化亜鉛アルミニウム、または酸化亜鉛ガリウム等の透光性を有する酸化物導電層を用いることができる。本実施の形態では、透光性を有する酸化物導電層を用いてゲート電極層102を形成する場合について示す。 For the purpose of improving the aperture ratio of the pixel portion, the gate electrode layer 102 may be formed of indium oxide, indium tin oxide alloy, indium zinc oxide alloy, zinc oxide, zinc aluminum oxide, zinc oxynitride, zinc gallium oxide, or the like. A light-transmitting oxide conductive layer can be used. In this embodiment, the case where the gate electrode layer 102 is formed using a light-transmitting oxide conductive layer is described.

ゲート絶縁層105はCVD法やスパッタ法などで形成する酸化シリコン、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、酸化タンタルなどの単層膜または積層膜を用いることができる。 As the gate insulating layer 105, a single-layer film or a stacked film of silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, aluminum oxide, tantalum oxide, or the like formed by a CVD method, a sputtering method, or the like can be used.

酸化物半導体層108は、In、Ga、及びZnを含むIn−Ga−Zn−O系膜を用い、InMO(ZnO)(m>0)で表記される構造とする。なお、Mは、ガリウム(Ga)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)及びコバルト(Co)から選ばれた一の金属元素又は複数の金属元素を示す。例えばMとして、Gaの場合があることの他、GaとNi又はGaとFeなど、Ga以外の上記金属元素が含まれる場合がある。また、上記酸化物半導体において、Mとして含まれる金属元素の他に、不純物元素としてFe、Niその他の遷移金属元素、又は該遷移金属の酸化物が含まれているものがある。 The oxide semiconductor layer 108 uses an In—Ga—Zn—O-based film containing In, Ga, and Zn and has a structure represented by InMO 3 (ZnO) m (m> 0). Note that M represents one metal element or a plurality of metal elements selected from gallium (Ga), iron (Fe), nickel (Ni), manganese (Mn), and cobalt (Co). For example, M may be Ga, and may contain the above metal elements other than Ga, such as Ga and Ni or Ga and Fe. In addition to the metal element contained as M, some of the above oxide semiconductors contain Fe, Ni, other transition metal elements, or oxides of the transition metal as impurity elements.

酸化物半導体層108はスパッタ法を用いて形成する。膜厚は、10nm以上300nm以下とし、好ましくは20nm以上100nm以下とする。ただし、図1のように酸化物半導体層108は、ソース電極層112とドレイン電極層113の間の一部をエッチングした場合は、ソース電極層112又はドレイン電極層113と重なる領域よりも膜厚の薄い領域を有するようになる。 The oxide semiconductor layer 108 is formed by a sputtering method. The film thickness is 10 nm to 300 nm, preferably 20 nm to 100 nm. However, as illustrated in FIG. 1, when part of the oxide semiconductor layer 108 is etched between the source electrode layer 112 and the drain electrode layer 113, the thickness of the oxide semiconductor layer 108 is larger than that of a region overlapping with the source electrode layer 112 or the drain electrode layer 113. It has a thin area.

酸化物半導体層108は、RTA法等で高温短時間の脱水化または脱水素化処理をしたものを用いる。脱水化または脱水素化処理は、高温の窒素、または希ガス等の不活性ガスや光を用いて500℃以上750℃以下(若しくはガラス基板の歪点以下の温度)で1分間以上10分間以下程度、好ましくは650℃、3分間以上6分間以下のRTA(Rapid Thermal Anneal)処理で行うことができる。RTA法を用いれば、短時間に脱水化または脱水素化が行えるため、ガラス基板の歪点を超える温度でも処理することができる。 As the oxide semiconductor layer 108, a layer which has been subjected to dehydration or dehydrogenation treatment at high temperature and short time by an RTA method or the like is used. The dehydration or dehydrogenation treatment is performed at a temperature of 500 ° C. or higher and 750 ° C. or lower (or a temperature lower than the strain point of the glass substrate) for 1 minute or longer and 10 minutes or shorter using high-temperature nitrogen, inert gas such as rare gas, or light. RTA (Rapid Thermal Annealing) treatment at about 650 ° C., preferably 3 minutes or more and 6 minutes or less. When the RTA method is used, dehydration or dehydrogenation can be performed in a short time, so that the treatment can be performed at a temperature exceeding the strain point of the glass substrate.

酸化物半導体層108は、成膜された段階では多くの未結合手を有する非晶質であるが、上記脱水化または脱水素化処理の加熱工程を行うことで、秩序化された非晶質構造とすることができる。また、秩序化が発展すると、非晶質領域中に微結晶が点在した非晶質と微結晶の混合物、または全体が微結晶群で形成されるようになる。ここで、微結晶の粒子サイズは1nm以上20nm以下の所謂ナノクリスタルであり、一般的にマイクロクリスタルと呼ばれる微結晶粒子よりも小さいサイズである。 The oxide semiconductor layer 108 is amorphous having many dangling bonds at the stage of film formation; however, the oxide semiconductor layer 108 is ordered amorphous by performing the heating step of the dehydration or dehydrogenation treatment. It can be a structure. In addition, when ordering develops, a mixture of amorphous and microcrystals in which microcrystals are scattered in an amorphous region, or the entire crystallite group is formed. Here, the particle size of the microcrystal is a so-called nanocrystal of 1 nm or more and 20 nm or less, which is smaller than the microcrystal particle generally called a microcrystal.

ソース電極層112及びドレイン電極層113は、前述したゲート電極層102と同様の材料を用いることができる。 The source electrode layer 112 and the drain electrode layer 113 can be formed using a material similar to that of the gate electrode layer 102 described above.

また、ゲート電極層102と同様に前述の透光性を有する酸化物導電層をソース電極層112及びドレイン電極層113に用いることで画素部の透光性を向上させ、開口率を高くすることができる。本実施の形態では、透光性を有する酸化物導電層を用いてソース電極層112及びドレイン電極層113を形成する場合について示す。 Further, like the gate electrode layer 102, the above light-transmitting oxide conductive layer is used for the source electrode layer 112 and the drain electrode layer 113, whereby the light-transmitting property of the pixel portion is improved and the aperture ratio is increased. Can do. In this embodiment, the case where the source electrode layer 112 and the drain electrode layer 113 are formed using a light-transmitting oxide conductive layer is described.

また、ソース電極層112及びドレイン電極層113となる前述の金属材料を主成分とする膜と酸化物半導体層108のそれぞれの間に前述の酸化物導電層を形成し、接触抵抗を低減させることもできる。 In addition, the above-described oxide conductive layer is formed between each of the film containing the above-described metal material as a main component and the oxide semiconductor layer 108 to be the source electrode layer 112 and the drain electrode layer 113, so that contact resistance is reduced. You can also.

酸化物半導体層108、ソース電極層112及びドレイン電極層113上には、保護絶縁層116として機能する酸化物絶縁層を有する。酸化物絶縁層にはスパッタ法で形成される無機絶縁膜を用い、代表的には酸化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化アルミニウム膜、または酸化窒化アルミニウムなどを用いる。 An oxide insulating layer functioning as the protective insulating layer 116 is provided over the oxide semiconductor layer 108, the source electrode layer 112, and the drain electrode layer 113. An inorganic insulating film formed by a sputtering method is used for the oxide insulating layer, and a silicon oxide film, a silicon nitride oxide film, an aluminum oxide film, aluminum oxynitride, or the like is typically used.

また、図1(C)に示すように、ソース電極層及びドレイン電極層は、透光性を有する酸化物導電層(ソース電極層112及びドレイン電極層113)及び金属材料を主成分とする膜との積層構造とすることもできる。透光性を有する酸化物導電層及び金属材料を主成分とする膜との積層構造とすることで、接触抵抗を低減させることができる。なお、図1(C)では、ソース電極層112及びドレイン電極層113に、透光性を有する酸化物導電層及び金属材料を主成分とする膜との積層構造を用いる場合について示したが、ゲート電極層102に、透光性を有する酸化物導電層及び金属材料を主成分とする膜との積層構造を用いてもよい。 In addition, as illustrated in FIG. 1C, the source electrode layer and the drain electrode layer are formed using a light-transmitting oxide conductive layer (a source electrode layer 112 and a drain electrode layer 113) and a film containing a metal material as a main component. It is also possible to have a laminated structure. With a stacked structure of a light-transmitting oxide conductive layer and a film containing a metal material as a main component, contact resistance can be reduced. Note that FIG. 1C illustrates the case where a stacked structure of a light-transmitting oxide conductive layer and a film containing a metal material as a main component is used for the source electrode layer 112 and the drain electrode layer 113. The gate electrode layer 102 may have a stacked structure of a light-transmitting oxide conductive layer and a film containing a metal material as a main component.

以上のような構成とすることにより、信頼性が高く、電気特性の向上した薄膜トランジスタを提供することができる。 With the above structure, a thin film transistor with high reliability and improved electrical characteristics can be provided.

次に、図1で示したチャネルエッチ型薄膜トランジスタを含む表示装置の作製工程を例として、図2及び図3を用いて説明する。また、191は画素部、192は保持容量部、193は第1の端子部、194は第2の端子部を指す。 Next, an example of a manufacturing process of a display device including the channel-etched thin film transistor illustrated in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. Reference numeral 191 denotes a pixel portion, 192 denotes a storage capacitor portion, 193 denotes a first terminal portion, and 194 denotes a second terminal portion.

まず、基板100を準備する。基板100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、若しくはアルミノシリケートガラスなど、フュージョン法やフロート法で作製される無アルカリガラス基板、セラミック基板の他、本作製工程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等を用いることができる。また、ステンレス合金などの金属基板の表面に絶縁膜を設けた基板を適用しても良い。なお、上記のガラス基板に代えて、セラミック基板、石英基板、サファイア基板などの絶縁体でなる基板を用いても良い。他にも、結晶化ガラス基板などを用いることができる。 First, the substrate 100 is prepared. The substrate 100 is a heat-resistant material that can withstand the processing temperature of this manufacturing process, in addition to an alkali-free glass substrate, a ceramic substrate, or the like manufactured by a fusion method or a float method, such as barium borosilicate glass, aluminoborosilicate glass, or aluminosilicate glass. A plastic substrate or the like having the above can be used. Alternatively, a substrate in which an insulating film is provided on the surface of a metal substrate such as a stainless alloy may be used. Note that a substrate formed of an insulator such as a ceramic substrate, a quartz substrate, or a sapphire substrate may be used instead of the glass substrate. In addition, a crystallized glass substrate or the like can be used.

また、基板100上に下地膜として絶縁膜を形成してもよい。下地膜としては、CVD法やスパッタ法等を用いて、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、または窒化酸化シリコン膜の単層、又は積層で形成すればよい。基板100としてガラス基板のようにナトリウム等の可動イオンを含有する基板を用いる場合、下地膜として窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜などの窒素を含有する膜を用いることで、可動イオンが酸化物半導体層や半導体層に侵入することを防ぐことができる。 Further, an insulating film may be formed over the substrate 100 as a base film. As the base film, a single layer or a stacked layer of a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or a silicon nitride oxide film may be formed by a CVD method, a sputtering method, or the like. In the case where a substrate containing mobile ions such as sodium is used as the substrate 100 such as a glass substrate, the mobile ions are converted into oxide semiconductors by using a film containing nitrogen such as a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film as a base film. Intrusion into a layer or a semiconductor layer can be prevented.

次に、ゲート電極層102を含むゲート配線、容量配線103、及び第1の端子104を形成するための導電膜をスパッタ法や真空蒸着法で基板100全面に成膜する。次いで、導電膜を基板100全面に成膜した後、インクジェット法、液滴吐出法によりマスク101a、マスク101b、及びマスク101cを形成し、エッチングにより不要な部分を除去して配線及び電極(ゲート電極層102を含むゲート配線、容量配線103、及び第1の端子104)を形成する(図2(A)参照)。このとき段切れ防止のために、少なくともゲート電極層102の端部にテーパー形状が形成されるようにエッチングするのが好ましい。 Next, a conductive film for forming the gate wiring including the gate electrode layer 102, the capacitor wiring 103, and the first terminal 104 is formed over the entire surface of the substrate 100 by a sputtering method or a vacuum evaporation method. Next, after a conductive film is formed over the entire surface of the substrate 100, a mask 101a, a mask 101b, and a mask 101c are formed by an inkjet method or a droplet discharge method, unnecessary portions are removed by etching, and wirings and electrodes (gate electrodes) are formed. A gate wiring including the layer 102, a capacitor wiring 103, and a first terminal 104) are formed (see FIG. 2A). At this time, in order to prevent disconnection, etching is preferably performed so that at least an end portion of the gate electrode layer 102 is tapered.

ここで、液滴吐出法に用いる液滴吐出装置の一態様を図6に示す。液滴吐出手段1403の個々のヘッド1405、ヘッド1412は、制御手段1407に接続され、それをコンピュータ1410で制御することにより予めプログラミングされたパターンに描画することができる。液滴吐出手段とは、組成物の吐出口を有するノズルや、1つ又は複数のノズルを具備したヘッド等の液滴を吐出する手段を有するものの総称とする。描画する位置は、例えば、撮像手段1404、画像処理手段1409、コンピュータ1410を用いて基板1400上に形成されたマーカー1411を認識し、基準点を確定して決定すればよい。或いは、基板1400の縁を基準にして基準点を確定させても良い。 Here, one mode of a droplet discharge apparatus used in the droplet discharge method is shown in FIG. The individual heads 1405 and 1412 of the droplet discharge means 1403 are connected to the control means 1407, and can be drawn in a pre-programmed pattern by being controlled by the computer 1410. The droplet discharge means is a general term for a device having means for discharging droplets such as a nozzle having a composition discharge port and a head having one or a plurality of nozzles. The drawing position may be determined by recognizing the marker 1411 formed on the substrate 1400 using the imaging unit 1404, the image processing unit 1409, and the computer 1410, and determining the reference point. Alternatively, the reference point may be determined based on the edge of the substrate 1400.

撮像手段1404としては、電荷結合素子(CCD)や相補型金属酸化物半導体(CMOS)を利用したイメージセンサなどを用いることができる。勿論、基板1400上に形成されるべきパターンの情報は記憶媒体1408に格納されたものであり、この情報を基にして制御手段1407に制御信号を送り、液滴吐出手段1403の個々のヘッド1405、ヘッド1412を個別に制御することができる。吐出する材料は、材料供給源1413、材料供給源1414より配管を通してヘッド1405、ヘッド1412にそれぞれ供給される。 As the imaging unit 1404, an image sensor using a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) can be used. Of course, the information on the pattern to be formed on the substrate 1400 is stored in the storage medium 1408. Based on this information, a control signal is sent to the control means 1407, and each head 1405 of the droplet discharge means 1403 is sent. The heads 1412 can be individually controlled. The material to be discharged is supplied from the material supply source 1413 and the material supply source 1414 to the head 1405 and the head 1412 through piping.

ヘッド1405内部は、点線1406が示すように液状の材料を充填する空間と、吐出口であるノズルを有する構造となっている。図示しないが、ヘッド1412もヘッド1405と同様な内部構造を有する。ヘッド1405とヘッド1412のノズルを異なるサイズで設けると、異なる材料を異なる幅で同時に描画することができる。一つのヘッドで、複数種の材料などをそれぞれ吐出し、描画することができ、広領域に描画する場合は、スループットを向上させるため複数のノズルより同材料を同時に吐出し、描画することができる。被処理物として、特に大型基板を用いる場合、ヘッド1405、ヘッド1412と被処理物を有するステージとを、矢印の方向に相対的に走査し、描画する領域を自由に設定し、例えば同じパターンを一枚の基板に複数描画することもできる。 The inside of the head 1405 has a structure having a space filled with a liquid material as indicated by a dotted line 1406 and a nozzle that is a discharge port. Although not shown, the head 1412 has the same internal structure as the head 1405. When the nozzles of the head 1405 and the head 1412 are provided in different sizes, different materials can be drawn simultaneously with different widths. A single head can discharge and draw multiple types of materials, etc., and when drawing over a wide area, the same material can be simultaneously discharged from multiple nozzles and drawn to improve throughput. . When a large substrate is used as the object to be processed, the head 1405, the head 1412 and the stage having the object to be processed are scanned relatively in the direction of the arrow, and the drawing area is freely set. A plurality of images can be drawn on a single substrate.

また、組成物を吐出する工程は、減圧下で行ってもよい。吐出時に基板を加熱しておいてもよい。組成物を吐出後、乾燥と焼成の一方又は両方の工程を行う。乾燥と焼成の工程は、両工程とも加熱処理の工程であるが、例えば、乾燥は80℃以上100℃以下で3分間、焼成は200℃以上550℃以下で15分間以上60分間以下行うもので、その目的、温度と時間が異なるものである。乾燥の工程、焼成の工程は、常圧下又は減圧下で、レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱炉などにより行う。なお、この加熱処理を行うタイミング、加熱処理の回数は特に限定されない。乾燥と焼成の工程を良好に行うための温度及び時間などの条件は、基板の材質及び組成物の性質に依存する。 The step of discharging the composition may be performed under reduced pressure. The substrate may be heated at the time of discharge. After discharging the composition, one or both steps of drying and baking are performed. The drying and firing steps are both heat treatment steps. For example, drying is performed at 80 ° C. to 100 ° C. for 3 minutes, and firing is performed at 200 ° C. to 550 ° C. for 15 minutes to 60 minutes. Its purpose, temperature and time are different. The drying process and the firing process are performed under normal pressure or reduced pressure by laser light irradiation, rapid thermal annealing, a heating furnace, or the like. Note that the timing of performing this heat treatment and the number of heat treatments are not particularly limited. Conditions such as temperature and time for performing the drying and firing steps favorably depend on the material of the substrate and the properties of the composition.

本発明の一態様は、マスクの形成はインクジェット法、液滴吐出法を用いて形成するため、材料の利用効率が向上し、コスト削減、廃液処理量の削減が可能となる。また、配線の形成など、エッチングにより除去される領域が80%以上の場合は、液滴吐出法によりマスクを形成することで、無駄になるレジスト液を削減することができるため、好ましい。また、液滴吐出法によりマスクを形成することで、フォトリソグラフィ工程の簡略化を行うことができる。すなわち、フォトマスク形成、露光等が不要となり、設備投資コストが削減でき、製造時間の短縮を図ることができる。液滴吐出法によりマスクを形成する場合、マスクの被形成面に対してプラズマ処理を行って撥液性領域を形成し、撥液性領域にマスクを形成してもよい。更に加えて、選択的にレーザ光を照射することにより親液性領域を形成し、その後親液性領域にマスクを形成してもよい。または、印刷法を用いて、被処理表面に選択的に撥液性領域又は親液性領域を形成し、その後親液性領域にマスクを形成してもよい。その結果、液滴吐出法により形成されたマスクを微細化することができる。 In one embodiment of the present invention, the mask is formed using an ink-jet method or a droplet discharge method, so that the use efficiency of materials is improved, and cost reduction and waste liquid treatment amount can be reduced. In addition, when the region to be removed by etching, such as formation of wiring, is 80% or more, it is preferable to form a mask by a droplet discharge method because wasteful resist solution can be reduced. Further, by forming a mask by a droplet discharge method, the photolithography process can be simplified. That is, photomask formation, exposure, and the like are not necessary, so that the capital investment cost can be reduced and the manufacturing time can be shortened. In the case of forming a mask by a droplet discharge method, plasma treatment may be performed on a surface on which the mask is formed to form a liquid repellent region, and the mask may be formed in the liquid repellent region. In addition, a lyophilic region may be formed by selectively irradiating laser light, and then a mask may be formed in the lyophilic region. Alternatively, a liquid-repellent region or a lyophilic region may be selectively formed on the surface to be processed using a printing method, and then a mask may be formed in the lyophilic region. As a result, the mask formed by the droplet discharge method can be miniaturized.

マスク材料として、無機材料(酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコンなど)、感光性または非感光性の有機材料(ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ポリビニルアルコール、レジストまたはベンゾシクロブテン)を用いることができる。例えばポリイミドを用いてインクジェット法によりマスクを形成する場合、所望箇所にインクジェット法によりポリイミドを吐出した後、焼成するため150℃以上300℃以下で加熱処理を行うとよい。 Inorganic materials (silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, etc.) and photosensitive or non-photosensitive organic materials (polyimide, acrylic, polyamide, polyimide amide, polyvinyl alcohol, resist or benzocyclobutene) are used as mask materials. Can do. For example, in the case where a mask is formed using polyimide by an inkjet method, heat treatment may be performed at 150 ° C. or more and 300 ° C. or less in order to calcinate after discharging polyimide to a desired portion by an inkjet method.

ゲート電極層102を含むゲート配線と容量配線103、端子部の第1の端子104は、アルミニウム、銅、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、ネオジム、スカンジウムなどの金属材料、またはこれらの金属材料を主成分とする合金材料、またはこれらの金属材料を成分とする窒化物を用いて、単層又は積層で形成することができる。好ましくはアルミニウムや銅などの低抵抗金属材料での形成が有効であるが、耐熱性や腐食性の問題から高融点金属材料と組み合わせて用いると良い。高融点金属材料としては、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、ネオジム、スカンジウム等を用いることができる。 The gate wiring and the capacitor wiring 103 including the gate electrode layer 102 and the first terminal 104 in the terminal portion are formed using a metal material such as aluminum, copper, molybdenum, titanium, chromium, tantalum, tungsten, neodymium, or scandium, or these metal materials It is possible to form a single layer or a stacked layer using an alloy material containing as a main component or a nitride containing these metal materials as components. Preferably, formation with a low-resistance metal material such as aluminum or copper is effective, but it may be used in combination with a refractory metal material because of problems of heat resistance and corrosion. As the refractory metal material, molybdenum, titanium, chromium, tantalum, tungsten, neodymium, scandium, or the like can be used.

例えば、ゲート電極層102の積層構造としては、アルミニウム上にモリブデンが積層された二層の積層構造、または銅層上にモリブデンを積層した二層構造、または銅上に窒化チタン若しくは窒化タンタルを積層した二層構造、窒化チタンとモリブデンとを積層した二層構造とすることが好ましい。3層の積層構造としては、アルミニウム、アルミニウムとシリコンの合金、アルミニウムとチタンの合金またはアルミニウムとネオジムの合金を中間層とし、タングステン、窒化タングステン、窒化チタンまたはチタンを上下層として積層した構造とすることが好ましい。 For example, the stacked structure of the gate electrode layer 102 includes a two-layer structure in which molybdenum is stacked on aluminum, a two-layer structure in which molybdenum is stacked on a copper layer, or titanium nitride or tantalum nitride is stacked on copper. A two-layer structure in which titanium nitride and molybdenum are stacked is preferable. The three-layer structure is a structure in which aluminum, an alloy of aluminum and silicon, an alloy of aluminum and titanium, or an alloy of aluminum and neodymium is used as an intermediate layer, and tungsten, tungsten nitride, titanium nitride, or titanium is stacked as upper and lower layers. It is preferable.

また、一部の電極層や配線層に透光性を有する酸化物導電層を用いて開口率を向上させることもできる。例えば、酸化物導電層には酸化インジウム、酸化インジウム酸化スズ合金、酸化インジウム酸化亜鉛合金、酸化亜鉛、酸化亜鉛アルミニウム、酸窒化亜鉛アルミニウム、または酸化亜鉛ガリウム等を用いることができる。図2乃至図4では、透光性を有する酸化物導電層を用いてゲート電極層102、容量配線103、及び第1の端子104を形成する場合について示す。なお、ゲート電極層102、容量配線103、及び第1の端子104は、透光性を有する酸化物導電層及び金属材料を主成分とする膜との積層構造とすることで、接触抵抗を低減させることもできる。 In addition, the aperture ratio can be improved by using a light-transmitting oxide conductive layer for some electrode layers and wiring layers. For example, indium oxide, an indium tin oxide alloy, an indium zinc oxide alloy, zinc oxide, zinc aluminum oxide, aluminum zinc oxynitride, zinc gallium oxide, or the like can be used for the oxide conductive layer. 2A to 4B illustrate the case where the gate electrode layer 102, the capacitor wiring 103, and the first terminal 104 are formed using a light-transmitting oxide conductive layer. Note that the gate electrode layer 102, the capacitor wiring 103, and the first terminal 104 have a stacked structure of a light-transmitting oxide conductive layer and a film containing a metal material as a main component, thereby reducing contact resistance. It can also be made.

次いで、ゲート電極層102を含むゲート配線と容量配線103、及び端子部の第1の端子104上にゲート絶縁層105を全面に成膜する。ゲート絶縁層105はCVD法やスパッタ法などを用い、膜厚を50nm以上250nm以下とする。 Next, a gate insulating layer 105 is formed over the entire surface over the gate wiring and the capacitor wiring 103 including the gate electrode layer 102 and the first terminal 104 in the terminal portion. The gate insulating layer 105 is formed by a CVD method, a sputtering method, or the like with a thickness of 50 nm to 250 nm.

例えば、ゲート絶縁層105としてCVD法やスパッタ法により酸化シリコン膜を用い、100nmの厚さで成膜する。勿論、ゲート絶縁層105はこのような酸化シリコン膜に限定されるものでなく、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化タンタル膜などの他の絶縁膜を用い、これらの材料から成る単層または積層構造として形成しても良い。 For example, a silicon oxide film is used as the gate insulating layer 105 by a CVD method or a sputtering method, and is formed with a thickness of 100 nm. Needless to say, the gate insulating layer 105 is not limited to such a silicon oxide film, and other insulating films such as a silicon oxynitride film, a silicon nitride oxide film, a silicon nitride film, an aluminum oxide film, and a tantalum oxide film are used. Alternatively, it may be formed as a single layer or a laminated structure made of these materials.

また、ゲート絶縁層105として、有機シランガスを用いたCVD法により酸化シリコン層を形成することも可能である。有機シランガスとしては、珪酸エチル(TEOS:化学式Si(OC)、テトラメチルシラン(TMS:化学式Si(CH)、テトラメチルシクロテトラシロキサン(TMCTS)、オクタメチルシクロテトラシロキサン(OMCTS)、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)、トリエトキシシラン(SiH(OC)、トリスジメチルアミノシラン(SiH(N(CH)等のシリコン含有化合物を用いることができる。 As the gate insulating layer 105, a silicon oxide layer can be formed by a CVD method using an organosilane gas. Examples of the organic silane gas include ethyl silicate (TEOS: chemical formula Si (OC 2 H 5 ) 4 ), tetramethylsilane (TMS: chemical formula Si (CH 3 ) 4 ), tetramethylcyclotetrasiloxane (TMCTS), and octamethylcyclotetrasiloxane. It is possible to use a silicon-containing compound such as (OMCTS), hexamethyldisilazane (HMDS), triethoxysilane (SiH (OC 2 H 5 ) 3 ), trisdimethylaminosilane (SiH (N (CH 3 ) 2 ) 3 ). it can.

また、ゲート絶縁層105として、アルミニウム、イットリウム、又はハフニウムの酸化物、窒化物、酸化窒化物、又は窒化酸化物の一種又はそれらの化合物を少なくとも2種以上含む化合物を用いることもできる。 Alternatively, the gate insulating layer 105 can be formed using an oxide, nitride, oxynitride, or nitride oxide of aluminum, yttrium, or hafnium, or a compound containing at least two of these compounds.

なお、本明細書において、酸化窒化物とは、その組成として、窒素原子よりも酸素原子の数が多い物質のことを指し、窒化酸化物とは、その組成として、酸素原子より窒素原子の数が多い物質のことを指す。例えば、酸化窒化シリコン膜とは、その組成として、窒素原子よりも酸素原子の数が多く、ラザフォード後方散乱法(RBS:Rutherford Backscattering Spectrometry)及び水素前方散乱法(HFS:Hydrogen Forward Scattering)を用いて測定した場合に、濃度範囲として酸素が50%以上70原子%以下、窒素が0.5%以上15原子%以下、シリコンが25%以上35原子%以下、水素が0.1%以上10原子%以下の範囲で含まれるものをいう。また、窒化酸化シリコン膜とは、その組成として、酸素原子より窒素原子の数が多く、RBS及びHFSを用いて測定した場合に、濃度範囲として酸素が5%以上30原子%以下、窒素が20%以上55原子%以下、シリコンが25%以上35原子%以下、水素が10%以上30原子%以下の範囲で含まれるものをいう。但し、酸化窒化シリコンまたは窒化酸化シリコンを構成する原子の合計を100原子%としたとき、窒素、酸素、シリコン及び水素の含有比率が上記の範囲内に含まれるものとする。 Note that in this specification, oxynitride refers to a substance having a larger number of oxygen atoms than nitrogen atoms as its composition, and a nitrided oxide refers to the number of nitrogen atoms as compared to oxygen atoms. It refers to substances with a lot of content. For example, a silicon oxynitride film has a larger number of oxygen atoms than nitrogen atoms, and uses Rutherford Backscattering Spectroscopy (RBS) and Hydrogen Forward Scattering (HFS). When measured, oxygen ranges from 50% to 70 atom%, nitrogen from 0.5% to 15 atom%, silicon from 25% to 35 atom%, hydrogen from 0.1% to 10 atom%. Those included in the following ranges. In addition, the composition of the silicon nitride oxide film has a larger number of nitrogen atoms than oxygen atoms, and when measured using RBS and HFS, oxygen has a concentration range of 5% to 30 atomic% and nitrogen has 20%. % To 55 atom%, silicon is contained in the range of 25% to 35 atom%, and hydrogen is contained in the range of 10% to 30 atom%. However, when the total number of atoms constituting silicon oxynitride or silicon nitride oxide is 100 atomic%, the content ratio of nitrogen, oxygen, silicon, and hydrogen is included in the above range.

また、酸化物半導体膜106の成膜を行う前に、アルゴンガスを導入してプラズマを発生させる逆スパッタを行い、ゲート絶縁層105の表面に付着しているゴミを除去することが好ましい。逆スパッタとは、ターゲット側に電圧を印加せずに、アルゴン雰囲気下で基板側にRF電源を用いて電圧を印加して基板にプラズマを形成して表面を改質する方法である。なお、アルゴン雰囲気に代えて窒素、ヘリウムなどを用いてもよい。また、アルゴン雰囲気に酸素、NOなどを加えた雰囲気で行ってもよい。また、アルゴン雰囲気にCl、CFなどを加えた雰囲気で行ってもよい。逆スパッタ処理後、大気に曝すことなく酸化物半導体膜106を成膜することによって、ゲート絶縁層105と酸化物半導体層108の界面にゴミや水分が付着するのを防ぐことができる。 Further, before the oxide semiconductor film 106 is formed, reverse sputtering in which an argon gas is introduced to generate plasma is preferably performed to remove dust attached to the surface of the gate insulating layer 105. Reverse sputtering is a method of modifying the surface by forming a plasma on a substrate by applying a voltage using an RF power source on the substrate side in an argon atmosphere without applying a voltage to the target side. Note that nitrogen, helium, or the like may be used instead of the argon atmosphere. Alternatively, an argon atmosphere may be used in which oxygen, N 2 O, or the like is added. Alternatively, an atmosphere obtained by adding Cl 2 , CF 4, or the like to an argon atmosphere may be used. After the reverse sputtering treatment, the oxide semiconductor film 106 is formed without being exposed to the air, whereby dust and moisture can be prevented from attaching to the interface between the gate insulating layer 105 and the oxide semiconductor layer 108.

次いで、ゲート絶縁層105上に、膜厚5nm以上200nm以下、好ましくは10nm以上40nm以下の酸化物半導体膜106を形成する(図2(B)参照)。 Next, the oxide semiconductor film 106 with a thickness of 5 nm to 200 nm, preferably 10 nm to 40 nm is formed over the gate insulating layer 105 (see FIG. 2B).

酸化物半導体膜106は、In−Ga−Zn−O系、In−Sn−Zn−O系、In−Al−Zn−O系、Sn−Ga−Zn−O系、Al−Ga−Zn−O系、Sn−Al−Zn−O系、In−Zn−O系、Sn−Zn−O系、Al−Zn−O系、In−O系、Sn−O系、またはZn−O系の酸化物半導体膜を用いることができる。また、酸化物半導体膜106は、希ガス(代表的にはアルゴン)雰囲気下、酸素雰囲気下、又は希ガス(代表的にはアルゴン)及び酸素の混合雰囲気下においてスパッタ法により形成することができる。また、スパッタ法を用いる場合、SiOを2重量%以上10重量%以下含むターゲットを用いて成膜を行い、酸化物半導体膜中にSiOx(X>0)を含ませても良い。 The oxide semiconductor film 106 includes In—Ga—Zn—O, In—Sn—Zn—O, In—Al—Zn—O, Sn—Ga—Zn—O, and Al—Ga—Zn—O. -Based, Sn-Al-Zn-O-based, In-Zn-O-based, Sn-Zn-O-based, Al-Zn-O-based, In-O-based, Sn-O-based, or Zn-O-based oxides A semiconductor film can be used. The oxide semiconductor film 106 can be formed by a sputtering method in a rare gas (typically argon) atmosphere, an oxygen atmosphere, or a mixed atmosphere of a rare gas (typically argon) and oxygen. . In the case of using a sputtering method, deposition may be performed using a target containing 2 wt% or more and 10 wt% or less of SiO 2 , and SiO x (X> 0) may be included in the oxide semiconductor film.

ここでは、In、Ga、及びZnを含む酸化物半導体成膜用ターゲット(モル数比がIn:Ga:ZnO=1:1:0.5、In:Ga:ZnO=1:1:1、または、In:Ga:ZnO=1:1:2)を用いて、基板とターゲットの間との距離を100mm、圧力0.6Pa、直流(DC)電源0.5kW、酸素(酸素流量比率100%)雰囲気下で成膜する。なお、パルス直流(DC)電源を用いると、成膜時に発生する粉状物質(パーティクル、ゴミともいう)が軽減でき、膜厚分布も均一となるために好ましい。本実施の形態では、酸化物半導体膜として、In−Ga−Zn−O系酸化物半導体成膜用ターゲットを用いてスパッタ法により膜厚30nmのIn−Ga−Zn−O系膜を成膜する。 Here, a target for forming an oxide semiconductor film containing In, Ga, and Zn (molar ratio is In 2 O 3 : Ga 2 O 3 : ZnO = 1: 1: 0.5, In 2 O 3 : Ga 2 O 3 : ZnO = 1: 1: 1 or In 2 O 3 : Ga 2 O 3 : ZnO = 1: 1: 2), the distance between the substrate and the target is 100 mm, and the pressure is 0.6 Pa. The film is formed in a direct current (DC) power source of 0.5 kW and in an oxygen (oxygen flow rate 100%) atmosphere. Note that a pulse direct current (DC) power source is preferable because powder substances (also referred to as particles or dust) generated in film formation can be reduced and the film thickness can be uniform. In this embodiment, as the oxide semiconductor film, an In—Ga—Zn—O-based film with a thickness of 30 nm is formed by a sputtering method using an In—Ga—Zn—O-based oxide semiconductor deposition target. .

また、酸化物半導体成膜用ターゲットの充填率は80%以上、好ましくは95%以上、さらに好ましくは99.9%以上とするのが好ましい。これにより形成される酸化物半導体膜中の不純物濃度を低減することができ、電気特性または信頼性の高い薄膜トランジスタを得ることができる。 The filling rate of the oxide semiconductor target for film formation is preferably 80% or higher, preferably 95% or higher, more preferably 99.9% or higher. Accordingly, the impurity concentration in the formed oxide semiconductor film can be reduced, and a thin film transistor with high electrical characteristics or high reliability can be obtained.

スパッタ法には、スパッタ用電源に高周波電源を用いるRFスパッタ法、直流電流を用いるDCスパッタ法、パルス的にバイアスを与えるパルスDCスパッタ法などがある。RFスパッタ法は主に絶縁膜を成膜する場合に用いられ、DCスパッタ法は主に金属膜を成膜する場合に用いられる。 Examples of the sputtering method include an RF sputtering method using a high frequency power source as a sputtering power source, a DC sputtering method using a direct current, and a pulsed DC sputtering method that applies a bias in a pulsed manner. The RF sputtering method is mainly used when an insulating film is formed, and the DC sputtering method is mainly used when a metal film is formed.

また、材料の異なるターゲットを複数設置できる多元スパッタ装置もある。多元スパッタ装置は、同一チャンバーで異なる材料膜を積層成膜することも、同一チャンバーで複数種類の材料を同時に放電させて成膜することもできる。 There is also a multi-source sputtering apparatus in which a plurality of targets of different materials can be installed. The multi-source sputtering apparatus can be formed by stacking different material films in the same chamber, or by simultaneously discharging a plurality of types of materials in the same chamber.

また、チャンバー内部に磁石機構を備えたマグネトロンスパッタ法を用いるスパッタ装置や、グロー放電を使わずマイクロ波を用いて発生させたプラズマを用いるECRスパッタ法を用いるスパッタ装置がある。 Further, there is a sputtering apparatus using a magnetron sputtering method having a magnet mechanism inside a chamber, and a sputtering apparatus using an ECR sputtering method using plasma generated using microwaves without using glow discharge.

また、スパッタ法を用いる成膜方法として、成膜中にターゲット物質とスパッタガス成分とを化学反応させてそれらの化合物薄膜を形成するリアクティブスパッタ法や、成膜中に基板にも電圧をかけるバイアススパッタ法もある。 In addition, as a film formation method using a sputtering method, a reactive sputtering method in which a target material and a sputtering gas component are chemically reacted during film formation to form a compound thin film thereof, or a voltage is applied to the substrate during film formation. There is also a bias sputtering method.

また、スパッタ法による成膜中に光やヒータによって基板を400℃以上700℃以下に加熱してもよい。成膜中に加熱することで、成膜と同時にスパッタによる損傷を修復させる。 Further, the substrate may be heated to 400 ° C. or higher and 700 ° C. or lower with light or a heater during film formation by sputtering. By heating during film formation, damage caused by sputtering is repaired simultaneously with film formation.

また、酸化物半導体膜106の成膜を行う前に、スパッタ装置内壁や、ターゲット表面やターゲット材料中に残存している水分または水素を除去するためにプレヒート処理を行うと良い。プレヒート処理としては成膜チャンバー内を減圧下で200℃以上600℃以下に加熱する方法や、加熱しながら窒素や不活性ガスの導入と排気を繰り返す方法等がある。プレヒート処理を終えたら、基板またはスパッタ装置を冷却した後大気にふれることなく酸化物半導体膜の成膜を行う。この場合のターゲット冷却液は、水ではなく油脂等を用いるとよい。加熱せずに窒素の導入と排気を繰り返しても一定の効果が得られるが、加熱しながら行うとなお良い。 Further, before the oxide semiconductor film 106 is formed, preheating treatment is preferably performed in order to remove moisture or hydrogen remaining on the inner wall of the sputtering apparatus, the target surface, and the target material. As the preheating treatment, there are a method in which the inside of the film forming chamber is heated to 200 ° C. or higher and 600 ° C. or lower under reduced pressure, a method in which introduction and exhaust of nitrogen and inert gas are repeated while heating, and the like. After completion of the preheating treatment, the oxide semiconductor film is formed without being exposed to the air after the substrate or the sputtering apparatus is cooled. In this case, the target coolant may be oil or fat instead of water. Even if the introduction and exhaust of nitrogen are repeated without heating, a certain effect can be obtained.

また、酸化物半導体膜106の成膜を行う前、または成膜中、または成膜後に、スパッタ装置内をクライオポンプを用いて中に残存している水分などを除去することが好ましい。 In addition, before the oxide semiconductor film 106 is formed, during the film formation, or after the film formation, moisture remaining in the sputtering apparatus is preferably removed using a cryopump.

次に、インクジェット法、液滴吐出法によりマスク107を形成し、酸化物半導体膜106をエッチングする(図2(C)参照)。エッチングには、クエン酸やシュウ酸などの有機酸をエッチャントとして用いることが出来る。ここでは、ITO07N(関東化学社製)を用いたウェットエッチングにより、不要な部分を除去してIn−Ga−Zn−O系膜を島状にし、酸化物半導体層108を形成する。酸化物半導体層108の端部をテーパー状にエッチングすることで、段差形状による配線の段切れを防ぐことができる。なお、ここでのエッチングは、ウェットエッチングに限定されずドライエッチングを用いてもよい。 Next, a mask 107 is formed by an inkjet method or a droplet discharge method, and the oxide semiconductor film 106 is etched (see FIG. 2C). For etching, an organic acid such as citric acid or oxalic acid can be used as an etchant. Here, unnecessary portions are removed by wet etching using ITO07N (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.), the In—Ga—Zn—O-based film is formed into an island shape, and the oxide semiconductor layer 108 is formed. By etching the end portion of the oxide semiconductor layer 108 in a tapered shape, disconnection of a wiring due to a step shape can be prevented. Note that the etching here is not limited to wet etching, and dry etching may be used.

本発明の一態様は、マスクの形成はインクジェット法、液滴吐出法を用いて形成するため、材料の利用効率が向上し、コスト削減、廃液処理量の削減が可能となる。また、島状の酸化物半導体層の形成など、エッチングにより除去される領域が80%以上の場合は、液滴吐出法によりマスクを形成することで、無駄になるレジスト液を削減することができるため、好ましい。また、液滴吐出法によりマスクを形成することで、フォトリソグラフィ工程の簡略化を行うことができる。すなわち、フォトマスク形成、露光等が不要となり、設備投資コストの削減を達成でき、製造時間の短縮を図ることができる。液滴吐出法によりマスクを形成する場合、マスクの被形成面に対してプラズマ処理を行って撥液性領域を形成し、撥液性領域にマスクを形成してもよい。更に加えて、選択的にレーザ光を照射することにより親液性領域を形成し、その後親液性領域にマスクを形成してもよい。または、印刷法を用いて、被処理表面に選択的に撥液性領域又は親液性領域を形成し、その後親液性領域にマスクを形成してもよい。その結果、液滴吐出法により形成されたマスクを微細化することができる。 In one embodiment of the present invention, the mask is formed using an ink-jet method or a droplet discharge method, so that the use efficiency of materials is improved, and cost reduction and waste liquid treatment amount can be reduced. In addition, when the region to be removed by etching, such as the formation of an island-shaped oxide semiconductor layer, is 80% or more, a resist solution that is wasted can be reduced by forming a mask by a droplet discharge method. Therefore, it is preferable. Further, by forming a mask by a droplet discharge method, the photolithography process can be simplified. That is, photomask formation, exposure, and the like are not necessary, and the capital investment cost can be reduced, and the manufacturing time can be shortened. In the case of forming a mask by a droplet discharge method, plasma treatment may be performed on a surface on which the mask is formed to form a liquid repellent region, and the mask may be formed in the liquid repellent region. In addition, a lyophilic region may be formed by selectively irradiating laser light, and then a mask may be formed in the lyophilic region. Alternatively, a liquid-repellent region or a lyophilic region may be selectively formed on the surface to be processed using a printing method, and then a mask may be formed in the lyophilic region. As a result, the mask formed by the droplet discharge method can be miniaturized.

次いで、酸化物半導体層108の脱水化または脱水素化を行う。この脱水化または脱水素化を行う第1の加熱処理は、高温の窒素、または希ガス等の不活性ガスや光を用いて500℃以上750℃以下(若しくはガラス基板の歪点以下の温度)で1分間以上10分間以下程度、好ましくは650℃、3分間以上6分間以下程度のRTA(Rapid Thermal Anneal)処理で行うことができる。RTA法を用いれば、短時間に脱水化または脱水素化が行えるため、ガラス基板の歪点を超える温度でも処理することができる。 Next, the oxide semiconductor layer 108 is dehydrated or dehydrogenated. The first heat treatment for performing dehydration or dehydrogenation is performed at a temperature of 500 ° C. or higher and 750 ° C. or lower (or a temperature below the strain point of the glass substrate) using high-temperature nitrogen, an inert gas such as a rare gas, or light. And RTA (Rapid Thermal Annealing) treatment at about 650 ° C. for about 3 minutes to 6 minutes. When the RTA method is used, dehydration or dehydrogenation can be performed in a short time, so that the treatment can be performed at a temperature exceeding the strain point of the glass substrate.

また、第1の加熱処理の条件、または酸化物半導体層108の材料によっては、酸化物半導体層が結晶化し、微結晶膜または多結晶膜となる場合もある。また、微結晶膜の場合は、結晶成分の全体に占める割合が80%以上(好ましくは90%以上)であって、隣接する微結晶粒同士が接するように充填されているものが好ましい。また、酸化物半導体層108の全てが非晶質状態となる場合もある。 Further, depending on the conditions of the first heat treatment or the material of the oxide semiconductor layer 108, the oxide semiconductor layer may be crystallized to be a microcrystalline film or a polycrystalline film. In the case of a microcrystalline film, it is preferable that the ratio of the crystal component to the whole is 80% or more (preferably 90% or more) and that the adjacent microcrystalline grains are in contact with each other. In some cases, the entire oxide semiconductor layer 108 is in an amorphous state.

なお、本明細書では、窒素、または希ガス等の不活性気体雰囲気下での加熱処理を脱水化または脱水素化のための加熱処理と呼ぶ。本明細書では、この加熱処理によってHとして脱離させていることのみを脱水素化と呼んでいるわけではなく、H、OHなどを脱離することを含めて脱水化または脱水素化と便宜上呼ぶこととする。 Note that in this specification, heat treatment in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or a rare gas is referred to as heat treatment for dehydration or dehydrogenation. In this specification, it is not called dehydrogenation only that it is desorbed as H 2 by this heat treatment, and dehydration or dehydrogenation including desorption of H, OH, etc. It will be called for convenience.

酸化物半導体層108に対して脱水化または脱水素化を行う加熱温度に昇温した後、脱水化または脱水素化を行った同じ炉で大気に触れさせることなく、水または水素を再び混入させないことが重要である。脱水化または脱水素化を行い、i型の酸化物半導体層108をn型化(n、nなど)、即ち低抵抗化させた後、i型化させて再び高抵抗化とした酸化物半導体層108を用いて薄膜トランジスタを作製すると、薄膜トランジスタのしきい値電圧値をプラスとすることができ、所謂ノーマリーオフ特性のスイッチング素子を実現できる。薄膜トランジスタのゲート電圧が0Vにできるだけ近い正のしきい値電圧でチャネルが形成されることが表示装置には望ましい。なお、薄膜トランジスタのしきい値電圧値がマイナスであると、ゲート電圧が0Vでもソース電極とドレイン電極の間に電流が流れる、所謂ノーマリーオン特性となりやすい。アクティブマトリクス型の表示装置においては、回路を構成する薄膜トランジスタの電気特性が重要であり、この電気特性が表示装置の性能を左右する。特に、薄膜トランジスタの電気特性のうち、しきい値電圧(Vth)が重要である。電界効果移動度が高くともしきい値電圧値が高い、或いはしきい値電圧値がマイナスであると、回路として制御することが困難である。しきい値電圧値が高く、しきい値電圧の絶対値が大きい薄膜トランジスタの場合には、駆動電圧が低い状態では薄膜トランジスタとしてのスイッチング機能を果たすことができず、負荷となる恐れがある。nチャネル型の薄膜トランジスタの場合、ゲート電圧に正の電圧を印加してはじめてチャネルが形成されて、ドレイン電流が流れ出すトランジスタが望ましい。駆動電圧を高くしないとチャネルが形成されないトランジスタや、負の電圧状態でもチャネルが形成されてドレイン電流が流れるトランジスタは、回路に用いる薄膜トランジスタとしては不向きである。 After the oxide semiconductor layer 108 is heated to a heating temperature at which dehydration or dehydrogenation is performed, water or hydrogen is not mixed again without being exposed to the atmosphere in the same furnace where dehydration or dehydrogenation is performed. This is very important. After dehydration or dehydrogenation, the i-type oxide semiconductor layer 108 is changed to n-type (n , n +, etc.), that is, reduced in resistance, and then converted into i-type to increase resistance again. When a thin film transistor is manufactured using the physical semiconductor layer 108, a threshold voltage value of the thin film transistor can be positive, and a switching element having a so-called normally-off characteristic can be realized. It is desirable for the display device that the channel is formed with a positive threshold voltage as close as possible to 0 V as the gate voltage of the thin film transistor. Note that when the threshold voltage value of the thin film transistor is negative, a so-called normally-on characteristic is easily obtained in which a current flows between the source electrode and the drain electrode even when the gate voltage is 0V. In an active matrix display device, the electrical characteristics of the thin film transistors constituting the circuit are important, and the electrical characteristics affect the performance of the display device. In particular, the threshold voltage (Vth) is important among the electrical characteristics of thin film transistors. Even if the field effect mobility is high, if the threshold voltage value is high or the threshold voltage value is negative, it is difficult to control the circuit. In the case of a thin film transistor having a high threshold voltage value and a large absolute value of the threshold voltage, the switching function as the thin film transistor cannot be achieved in a state where the drive voltage is low, which may cause a load. In the case of an n-channel thin film transistor, a transistor in which a channel is formed and drain current flows only after a positive voltage is applied to the gate voltage is desirable. A transistor in which a channel is not formed unless the driving voltage is increased or a transistor in which a channel is formed and a drain current flows even in a negative voltage state is not suitable as a thin film transistor used in a circuit.

また、加熱温度から降温するガス雰囲気は、加熱温度まで昇温したガス雰囲気と異なるガス雰囲気に切り替えてもよい。例えば、脱水化または脱水素化を行った同じ炉で大気に触れさせることなく、炉の中を高純度の酸素ガスまたはNOガス、超乾燥エア(露点が−40℃以下、好ましくは−60℃以下)で満たして冷却を行う。 Further, the gas atmosphere that is lowered from the heating temperature may be switched to a gas atmosphere that is different from the gas atmosphere that is heated up to the heating temperature. For example, without exposing to the atmosphere in the same furnace where dehydration or dehydrogenation is performed, the inside of the furnace is highly purified oxygen gas or N 2 O gas, ultra-dry air (dew point is −40 ° C. or lower, preferably − 60 ° C. or less) and cooling is performed.

なお、第1の加熱処理においては、雰囲気中に、水、水素などが含まれないことが好ましい。または、加熱処理装置に導入する不活性ガスの純度を、6N(99.9999%)以上、好ましくは7N(99.99999%)以上、(即ち不純物濃度を1ppm以下、好ましくは0.1ppm以下)とすることが好ましい。 Note that in the first heat treatment, it is preferable that water, hydrogen, and the like be not contained in the atmosphere. Alternatively, the purity of the inert gas introduced into the heat treatment apparatus is 6N (99.9999%) or more, preferably 7N (99.99999%) or more (that is, the impurity concentration is 1 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less). It is preferable that

上記、不活性気体雰囲気下での加熱処理を行った場合、i型であった酸化物半導体層108は加熱処理により酸素欠乏型となってn型化、即ち低抵抗化する。その後、酸化物半導体層108に接する保護絶縁層として機能する酸化物絶縁層の形成を行うことにより酸化物半導体層108を酸素過剰な状態とすることでi型化、即ち高抵抗化させているとも言える。これにより、電気特性が良好で信頼性のよい薄膜トランジスタを作製することができる。 In the case where the heat treatment is performed in an inert gas atmosphere, the i-type oxide semiconductor layer 108 becomes oxygen-deficient due to the heat treatment and becomes n-type, that is, has a low resistance. After that, an oxide insulating layer functioning as a protective insulating layer in contact with the oxide semiconductor layer 108 is formed, so that the oxide semiconductor layer 108 is in an oxygen-excess state, which is i-type, that is, the resistance is increased. It can also be said. Accordingly, a thin film transistor with favorable electric characteristics and high reliability can be manufactured.

また、第1の加熱処理の条件、または酸化物半導体層の材料によっては、酸化物半導体層108の一部が結晶化することがある。第1の加熱処理後は、酸素欠乏型となって低抵抗化した酸化物半導体層108となる。第1の加熱処理後は、成膜直後の酸化物半導体膜106よりもキャリア濃度が高まり、好ましくは1×1018/cm以上のキャリア濃度を有するようになる。 Depending on the conditions of the first heat treatment or the material of the oxide semiconductor layer, part of the oxide semiconductor layer 108 may be crystallized. After the first heat treatment, the oxide semiconductor layer 108 becomes an oxygen-deficient type and has low resistance. After the first heat treatment, the carrier concentration is higher than that of the oxide semiconductor film 106 immediately after deposition, and preferably has a carrier concentration of 1 × 10 18 / cm 3 or more.

また、酸化物半導体層108の第1の加熱処理は、島状の酸化物半導体層に加工する前の酸化物半導体膜106に行うこともできる。その場合には、第1の加熱処理後に、加熱装置から基板を取り出し、島状の酸化物半導体層に加工する。 The first heat treatment of the oxide semiconductor layer 108 can be performed on the oxide semiconductor film 106 before being processed into the island-shaped oxide semiconductor layer. In that case, after the first heat treatment, the substrate is taken out from the heating apparatus and processed into an island-shaped oxide semiconductor layer.

次いで、フォトリソグラフィ工程を行い、レジストマスクを形成し、エッチングにより不要な部分を除去してゲート電極層102と同じ材料の配線や電極層に達するコンタクトホール109を形成する。このコンタクトホール109は後に形成する導電膜と直接接続するために設ける。例えば、駆動回路部において、ゲート電極層とソース電極層或いはドレイン電極層と直接接する薄膜トランジスタや、端子部のゲート配線と電気的に接続する端子を形成する場合にコンタクトホールを形成する。 Next, a photolithography process is performed, a resist mask is formed, unnecessary portions are removed by etching, and a contact hole 109 reaching the wiring and electrode layer of the same material as the gate electrode layer 102 is formed. This contact hole 109 is provided for direct connection to a conductive film to be formed later. For example, a contact hole is formed when a thin film transistor directly in contact with a gate electrode layer and a source electrode layer or a drain electrode layer or a terminal electrically connected to a gate wiring in a terminal portion is formed in a driver circuit portion.

次に、酸化物半導体層108上に導電層をスパッタ法や真空蒸着法で成膜する。導電層の材料としては、前述したゲート電極層102と同様の材料を用いることができる。 Next, a conductive layer is formed over the oxide semiconductor layer 108 by a sputtering method or a vacuum evaporation method. As a material for the conductive layer, a material similar to that of the gate electrode layer 102 described above can be used.

次に、インクジェット法、液滴吐出法によりマスク110a、マスク110b、マスク110c、マスク110dを形成し、エッチングにより不要な部分を除去してソース電極層112、ドレイン電極層113、接続電極114及びコンタクト115を形成する(図3(A)参照)。この際のエッチング方法としてウェットエッチングまたはドライエッチングを用いる。 Next, a mask 110a, a mask 110b, a mask 110c, and a mask 110d are formed by an inkjet method or a droplet discharge method, unnecessary portions are removed by etching, and the source electrode layer 112, the drain electrode layer 113, the connection electrode 114, and the contact are removed. 115 is formed (see FIG. 3A). As an etching method at this time, wet etching or dry etching is used.

本発明の一態様は、マスクの形成はインクジェット法、液滴吐出法を用いて形成するため、材料の利用効率が向上し、コスト削減、廃液処理量の削減が可能となる。また、配線の形成など、エッチングにより除去される領域が80%以上の場合は、液滴吐出法によりマスクを形成することで、無駄になるレジスト液を削減することができるため、好ましい。また、液滴吐出法によりマスクを形成することで、フォトリソグラフィ工程の簡略化を行うことができる。すなわち、フォトマスク形成、露光等が不要となり、設備投資コストの削減を達成でき、製造時間の短縮を図ることができる。液滴吐出法によりマスクを形成する場合、マスクの被形成面に対してプラズマ処理を行って撥液性領域を形成し、撥液性領域にマスクを形成してもよい。更に加えて、選択的にレーザ光を照射することにより親液性領域を形成し、その後親液性領域にマスクを形成してもよい。または、印刷法を用いて、被処理表面に選択的に撥液性領域又は親液性領域を形成し、その後親液性領域にマスクを形成してもよい。その結果、液滴吐出法により形成されたマスクを微細化することができる。 In one embodiment of the present invention, the mask is formed using an ink-jet method or a droplet discharge method, so that the use efficiency of materials is improved, and cost reduction and waste liquid treatment amount can be reduced. In addition, when the region to be removed by etching, such as formation of wiring, is 80% or more, it is preferable to form a mask by a droplet discharge method because wasteful resist solution can be reduced. Further, by forming a mask by a droplet discharge method, the photolithography process can be simplified. That is, photomask formation, exposure, and the like are not necessary, and the capital investment cost can be reduced, and the manufacturing time can be shortened. In the case of forming a mask by a droplet discharge method, plasma treatment may be performed on a surface on which the mask is formed to form a liquid repellent region, and the mask may be formed in the liquid repellent region. In addition, a lyophilic region may be formed by selectively irradiating laser light, and then a mask may be formed in the lyophilic region. Alternatively, a liquid-repellent region or a lyophilic region may be selectively formed on the surface to be processed using a printing method, and then a mask may be formed in the lyophilic region. As a result, the mask formed by the droplet discharge method can be miniaturized.

以上の工程で酸化物半導体層108をチャネル形成領域とする薄膜トランジスタ150が作製できる。 Through the above process, the thin film transistor 150 using the oxide semiconductor layer 108 as a channel formation region can be manufactured.

ここで、ゲート電極層102と同様に、ソース電極層112及びドレイン電極層113に透光性を有する酸化物導電層を用いることで画素部の透光性を向上させ、開口率を高くすることができる。また、ゲート電極層102と同様に、透光性を有する酸化物導電層及び金属材料を主成分とする膜との積層構造とすることで、接触抵抗を低減させることもできる。なお、図1乃至図4においては、導電層(ソース電極層112、ドレイン電極層113及び接続電極114)は、透光性を有する導電層を用いて形成する場合について示している。 Here, as in the gate electrode layer 102, the light-transmitting oxide conductive layer is used for the source electrode layer 112 and the drain electrode layer 113, whereby the light-transmitting property of the pixel portion is improved and the aperture ratio is increased. Can do. Further, as with the gate electrode layer 102, contact resistance can be reduced by using a stacked structure of a light-transmitting oxide conductive layer and a film containing a metal material as a main component. Note that FIGS. 1 to 4 illustrate the case where the conductive layers (the source electrode layer 112, the drain electrode layer 113, and the connection electrode 114) are formed using a light-transmitting conductive layer.

また、ソース電極層112及びドレイン電極層113が形成される際に、ソース電極層112及びドレイン電極層113と同じ材料である第2の端子111を有する端子部が形成される。なお、第2の端子111はソース配線(ソース電極層112又はドレイン電極層113を含むソース配線)と電気的に接続されている。 Further, when the source electrode layer 112 and the drain electrode layer 113 are formed, a terminal portion including the second terminal 111 which is the same material as the source electrode layer 112 and the drain electrode layer 113 is formed. Note that the second terminal 111 is electrically connected to a source wiring (a source wiring including the source electrode layer 112 or the drain electrode layer 113).

また、端子部において、接続電極114は、ゲート絶縁膜に形成されたコンタクトホール109を介して端子部の第1の端子104と直接接続される。なお、ここでは図示しないが、上述した工程と同じ工程を経て駆動回路の薄膜トランジスタのソース配線あるいはドレイン配線とゲート電極が直接接続される。 In the terminal portion, the connection electrode 114 is directly connected to the first terminal 104 in the terminal portion through a contact hole 109 formed in the gate insulating film. Although not shown here, the source wiring or drain wiring of the thin film transistor of the driver circuit and the gate electrode are directly connected through the same process as described above.

次いで、マスク110a、マスク110b、マスク110c、及びマスク110dを除去し、薄膜トランジスタ150を覆う保護絶縁層116を形成する。保護絶縁層116はスパッタ法などを用いて得られる酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化タンタル膜などの酸化物絶縁膜を用いることができる。 Next, the mask 110a, the mask 110b, the mask 110c, and the mask 110d are removed, and the protective insulating layer 116 that covers the thin film transistor 150 is formed. As the protective insulating layer 116, an oxide insulating film such as a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, or a tantalum oxide film obtained by a sputtering method or the like can be used.

保護絶縁層116は、スパッタ法など、保護絶縁層116に水、水素等の不純物を混入させない方法を適宜用いて形成することができる。本実施の形態では、保護絶縁層116として酸化珪素膜をスパッタ法を用いて成膜する。成膜時の基板温度は、室温以上300℃以下とすればよく、本実施の形態では100℃とする。ここで、成膜時に水、水素等の不純物を混入させない方法として、成膜前に減圧下で150℃以上350℃以下の温度で2分間以上10分間以下のプリベークを行い、大気に触れることなく保護絶縁層116を形成することが望ましい。酸化珪素膜のスパッタ法による成膜は、希ガス(代表的にはアルゴン)雰囲気下、酸素雰囲気下、または希ガス(代表的にはアルゴン)及び酸素の混合雰囲気下において行うことができる。また、ターゲットとして酸化珪素ターゲットまたは珪素ターゲットを用いることができる。例えば、珪素ターゲットを用いて、酸素、及び希ガス雰囲気下でスパッタ法により酸化珪素を形成することができる。低抵抗化した酸化物半導体層108に接して形成する保護絶縁層116は、水分や、水素イオンや、OHなどの不純物を含まず、これらが外部から侵入することをブロックする無機絶縁膜が好ましい。 The protective insulating layer 116 can be formed as appropriate by a method such as sputtering, in which an impurity such as water or hydrogen is not mixed into the protective insulating layer 116. In this embodiment, a silicon oxide film is formed as the protective insulating layer 116 by a sputtering method. The substrate temperature at the time of film formation may be from room temperature to 300 ° C., and is 100 ° C. in this embodiment. Here, as a method for preventing impurities such as water and hydrogen from being mixed at the time of film formation, pre-baking is performed at a temperature of 150 ° C. to 350 ° C. for 2 minutes to 10 minutes under reduced pressure before film formation without touching the atmosphere. It is preferable to form the protective insulating layer 116. The silicon oxide film can be formed by a sputtering method in a rare gas (typically argon) atmosphere, an oxygen atmosphere, or a mixed atmosphere of a rare gas (typically argon) and oxygen. Further, a silicon oxide target or a silicon target can be used as the target. For example, using a silicon target, silicon oxide can be formed by a sputtering method in an atmosphere containing oxygen and a rare gas. The protective insulating layer 116 formed in contact with the low-resistance oxide semiconductor layer 108 does not include impurities such as moisture, hydrogen ions, and OH −, and an inorganic insulating film that blocks entry of these from the outside. preferable.

本実施の形態では、純度が6Nであり、柱状多結晶Bドープの珪素ターゲット(抵抗値0.01Ωcm)を用い、基板とターゲットの間との距離(T−S間距離)を89mm、圧力0.4Pa、直流(DC)電源6kW、酸素(酸素流量比率100%)雰囲気下でパルスDCスパッタ法により成膜する。膜厚は300nmとする。 In this embodiment, the purity is 6N, a columnar polycrystalline B-doped silicon target (resistance value 0.01 Ωcm) is used, the distance between the substrate and the target (T-S distance) is 89 mm, and the pressure is 0 The film is formed by pulsed DC sputtering in an atmosphere of 4 Pa, direct current (DC) power supply 6 kW, and oxygen (oxygen flow rate 100%). The film thickness is 300 nm.

次いで、不活性ガス雰囲気下、または窒素ガス雰囲気下で第2の加熱処理(好ましくは200℃以上400℃以下、例えば250℃以上350℃以下)を行う。例えば、窒素雰囲気下で250℃、1時間の第2の加熱処理を行う。または、第1の加熱処理と同様に高温短時間のRTA処理を行っても良い。第2の加熱処理を行うと、保護絶縁層116と重なる酸化物半導体層108が接した状態で加熱される。なお、第2の加熱処理を行うと、第1の加熱処理で低抵抗化された酸化物半導体層108が酸素過剰な状態となり、i型化(高抵抗化)することができる。 Next, second heat treatment (preferably 200 ° C. to 400 ° C., for example, 250 ° C. to 350 ° C.) is performed in an inert gas atmosphere or a nitrogen gas atmosphere. For example, the second heat treatment is performed at 250 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. Alternatively, high temperature and short time RTA treatment may be performed as in the first heat treatment. When the second heat treatment is performed, the oxide semiconductor layer 108 which overlaps with the protective insulating layer 116 is heated. Note that when the second heat treatment is performed, the oxide semiconductor layer 108 whose resistance is reduced by the first heat treatment is in an oxygen-excess state and can be i-type (high resistance).

本実施の形態では、保護絶縁層116成膜後に第2の加熱処理を行ったが、加熱処理のタイミングは保護絶縁層116成膜以降であれば問題なく、保護絶縁層116成膜直後に限定されるものではない。 In this embodiment, the second heat treatment is performed after the protective insulating layer 116 is formed. However, there is no problem as long as the timing of the heat treatment is after the protective insulating layer 116 is formed, and it is limited to immediately after the protective insulating layer 116 is formed. Is not to be done.

また、ソース電極層112及びドレイン電極層113に耐熱性のある材料を用いる場合には、第2の加熱処理のタイミングで、第1の加熱処理条件を用いた工程を行うことができる。この場合、加熱処理は保護絶縁層116成膜後の1回のみとすることも可能である。 In the case where a heat-resistant material is used for the source electrode layer 112 and the drain electrode layer 113, a process using the first heat treatment condition can be performed at the timing of the second heat treatment. In this case, the heat treatment can be performed only once after the protective insulating layer 116 is formed.

次に、フォトリソグラフィ工程を行い、レジストマスクを形成し、保護絶縁層116のエッチングによりドレイン電極層113に達するコンタクトホール118を形成する。また、ここでのエッチングにより第2の端子111に達するコンタクトホール117、接続電極114に達するコンタクトホール119も形成する(図3(B)参照)。なお、コンタクトホール117、118、119の形成は、フォトリソグラフィ工程に代えてインクジェット法、液滴吐出法によりマスクパターンを形成し、エッチングを組み合わせて形成してもよい。 Next, a photolithography step is performed to form a resist mask, and a contact hole 118 reaching the drain electrode layer 113 is formed by etching the protective insulating layer 116. Further, a contact hole 117 reaching the second terminal 111 and a contact hole 119 reaching the connection electrode 114 are also formed by the etching here (see FIG. 3B). Note that the contact holes 117, 118, and 119 may be formed by forming a mask pattern by an ink jet method or a droplet discharge method instead of the photolithography process and combining etching.

次いで、レジストマスクを除去した後、画素電極層121及び透明導電膜120、122を形成する。画素電極層121及び透明導電膜120、122は、透光性を有する材料を含む液体、又は、ペーストを用いたスクリーン印刷、オフセット印刷等の印刷法により、インジウム錫酸化物(ITO)、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)などを含む組成物からなる所定のパターンを形成し、焼成して形成する。印刷法を用いることにより、所定の領域に形成することができるため、エッチング工程により除去する領域が少なく、原料を削減することが可能である。他の方法としては、スパッタ法により透明導電膜、若しくは光反射性の導電膜を形成して、インクジェット法、液滴吐出法によりマスクパターンを形成し、エッチングを組み合わせて画素電極層121及び透明導電膜120、121を形成しても良い。 Next, after removing the resist mask, the pixel electrode layer 121 and the transparent conductive films 120 and 122 are formed. The pixel electrode layer 121 and the transparent conductive films 120 and 122 are formed of indium tin oxide (ITO) or silicon oxide by a printing method such as screen printing or offset printing using a liquid containing a light-transmitting material or paste. A predetermined pattern made of a composition containing indium tin oxide (ITSO) containing zinc, zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ), and the like is formed and baked. By using a printing method, a predetermined region can be formed; therefore, there are few regions to be removed by the etching step, and the raw materials can be reduced. As another method, a transparent conductive film or a light reflective conductive film is formed by a sputtering method, a mask pattern is formed by an inkjet method or a droplet discharge method, and etching is combined to form the pixel electrode layer 121 and the transparent conductive film. The films 120 and 121 may be formed.

また、このとき、保持容量部192におけるゲート絶縁層105及び保護絶縁層116を誘電体として、容量配線103と画素電極層121とで保持容量が形成される。 At this time, a storage capacitor is formed by the capacitor wiring 103 and the pixel electrode layer 121 using the gate insulating layer 105 and the protective insulating layer 116 in the storage capacitor portion 192 as dielectrics.

また、透明導電膜120、122はFPCとの接続に用いられる電極または配線となる。第1の端子104と直接接続された接続電極114上に形成された透明導電膜122は、ゲート配線の入力端子として機能する接続用の端子電極となる。第2の端子111上に形成された透明導電膜120は、ソース配線の入力端子として機能する接続用の端子電極である。 The transparent conductive films 120 and 122 serve as electrodes or wirings used for connection with the FPC. The transparent conductive film 122 formed over the connection electrode 114 directly connected to the first terminal 104 serves as a connection terminal electrode that functions as an input terminal of the gate wiring. The transparent conductive film 120 formed over the second terminal 111 is a connection terminal electrode that functions as an input terminal of the source wiring.

この段階での断面図を図3(C)に示す。また、図3(C)は、図4のA1−A2、及びB1−B2の断面図に相当する。 A cross-sectional view at this stage is illustrated in FIG. 3C corresponds to a cross-sectional view taken along lines A1-A2 and B1-B2 in FIG.

また、図5(A1)、図5(A2)は、この段階でのゲート配線端子部の断面図及び平面図をそれぞれ図示している。図5(A1)は図5(A2)中のC1−C2線に沿った断面図に相当する。図5(A1)において、保護絶縁層154上に形成される透明導電膜155は、入力端子として機能する接続用の端子電極である。また、図5(A1)において、端子部では、ゲート配線と同じ材料で形成される第1の端子151と、ソース配線と同じ材料で形成される接続電極153とがゲート絶縁層152を介して重なり、開口部を介して導通させている。また、接続電極153と透明導電膜155が保護絶縁層154に設けられたコンタクトホールを介して直接接して導通させている。 5A1 and 5A2 are a cross-sectional view and a plan view of the gate wiring terminal portion at this stage, respectively. FIG. 5A1 corresponds to a cross-sectional view taken along line C1-C2 in FIG. In FIG. 5A1, a transparent conductive film 155 formed over the protective insulating layer 154 is a connection terminal electrode that functions as an input terminal. In FIG. 5A1, in the terminal portion, the first terminal 151 formed of the same material as the gate wiring and the connection electrode 153 formed of the same material as the source wiring are provided with the gate insulating layer 152 interposed therebetween. Overlap and conduct through the opening. Further, the connection electrode 153 and the transparent conductive film 155 are in direct contact with each other through a contact hole provided in the protective insulating layer 154 to be conducted.

また、図5(B1)、及び図5(B2)は、ソース配線端子部の断面図及び平面図をそれぞれ図示している。また、図5(B1)は図5(B2)中のD1−D2線に沿った断面図に相当する。図5(B1)において、保護絶縁層154上に形成される透明導電膜155は、入力端子として機能する接続用の端子電極である。また、図5(B1)において、端子部では、ゲート配線と同じ材料で形成される電極156が、ソース配線と電気的に接続される第2の端子180の下方にゲート絶縁層152を介して重なる。電極156は第2の端子180とは電気的に接続しておらず、電極156を第2の端子180と異なる電位、例えばフローティング、GND、0Vなどに設定すれば、ノイズ対策のための容量または静電気対策のための容量を形成することができる。また、第2の端子180は、保護絶縁層154を介して透明導電膜155と電気的に接続している。 5B1 and 5B2 are a cross-sectional view and a plan view of the source wiring terminal portion, respectively. 5B1 corresponds to a cross-sectional view taken along line D1-D2 in FIG. 5B2. In FIG. 5B1, a transparent conductive film 155 formed over the protective insulating layer 154 is a connection terminal electrode that functions as an input terminal. 5B1, in the terminal portion, an electrode 156 formed of the same material as the gate wiring is provided below the second terminal 180 electrically connected to the source wiring with the gate insulating layer 152 interposed therebetween. Overlap. The electrode 156 is not electrically connected to the second terminal 180. If the electrode 156 is set to a potential different from that of the second terminal 180, for example, floating, GND, 0V, etc. Capacitance for static electricity countermeasures can be formed. In addition, the second terminal 180 is electrically connected to the transparent conductive film 155 through the protective insulating layer 154.

ゲート配線、ソース配線、及び容量配線は画素密度に応じて複数本設けられるものである。また、端子部においては、ゲート配線と同電位の第1の端子、ソース配線と同電位の第2の端子、容量配線と同電位の第3の端子などが複数並べられて配置される。それぞれの端子の数は、それぞれ任意な数で設ければ良いものとし、実施者が適宣決定すれば良い。 A plurality of gate wirings, source wirings, and capacitor wirings are provided depending on the pixel density. In the terminal portion, a plurality of first terminals having the same potential as the gate wiring, second terminals having the same potential as the source wiring, third terminals having the same potential as the capacitor wiring, and the like are arranged. Any number of terminals may be provided, and the practitioner may determine the number appropriately.

こうして、チャネルエッチ型の薄膜トランジスタ150及び保持容量部192を完成させることができる。そして、これらを個々の画素に対応してマトリクス状に配置し、画素部を構成することによりアクティブマトリクス型の表示装置を作製するための一方の基板とすることができる。本明細書では便宜上このような基板をアクティブマトリクス基板と呼ぶ。 In this manner, the channel etch type thin film transistor 150 and the storage capacitor portion 192 can be completed. These can be arranged in a matrix corresponding to each pixel, and a pixel portion can be formed to form one substrate for manufacturing an active matrix display device. In this specification, such a substrate is referred to as an active matrix substrate for convenience.

アクティブマトリクス型の液晶表示装置を作製する場合には、アクティブマトリクス基板と、対向電極が設けられた対向基板との間に液晶層を設け、アクティブマトリクス基板と対向基板とを固定する。なお、対向基板に設けられた対向電極と電気的に接続する共通電極をアクティブマトリクス基板上に設け、共通電極と電気的に接続する第4の端子を端子部に設ける。この第4の端子は、共通電極を固定電位、例えばGND、0Vなどに設定するための端子である。 In the case of manufacturing an active matrix liquid crystal display device, a liquid crystal layer is provided between an active matrix substrate and a counter substrate provided with a counter electrode, and the active matrix substrate and the counter substrate are fixed. Note that a common electrode electrically connected to the counter electrode provided on the counter substrate is provided over the active matrix substrate, and a fourth terminal electrically connected to the common electrode is provided in the terminal portion. The fourth terminal is a terminal for setting the common electrode to a fixed potential such as GND or 0V.

また、本実施の形態では、画素構成において容量配線を設ける例について示したが、本発明の一態様はこれに限定されず、容量配線を設けず、画素電極を隣り合う画素のゲート配線と保護絶縁層及びゲート絶縁層を介して重ねて保持容量を形成することもできる。この場合、容量配線及び容量配線と接続する第3の端子は省略することができる。 In this embodiment, an example in which the capacitor wiring is provided in the pixel structure is described; however, one embodiment of the present invention is not limited thereto, and the capacitor electrode is not provided, and the pixel electrode is protected from the gate wiring of an adjacent pixel. A storage capacitor can be formed so as to overlap with each other with the insulating layer and the gate insulating layer interposed therebetween. In this case, the capacitor wiring and the third terminal connected to the capacitor wiring can be omitted.

アクティブマトリクス型の液晶表示装置においては、マトリクス状に配置された画素電極を駆動することによって、画面上に表示パターンが形成される。詳しくは選択された画素電極と該画素電極に対応する対向電極との間に電圧が印加されることによって、画素電極と対向電極との間に配置された液晶層の光学変調が行われ、この光学変調が表示パターンとして観察者に認識される。 In an active matrix liquid crystal display device, a display pattern is formed on a screen by driving pixel electrodes arranged in a matrix. Specifically, by applying a voltage between the selected pixel electrode and the counter electrode corresponding to the pixel electrode, optical modulation of the liquid crystal layer disposed between the pixel electrode and the counter electrode is performed. The optical modulation is recognized by the observer as a display pattern.

液晶表示装置の動画表示において、液晶分子自体の応答が遅いため、残像が生じる、または動画のぼけが生じるという問題がある。液晶表示装置の動画特性を改善するため、全面黒表示を1フレームおきに行う、所謂、黒挿入と呼ばれる駆動技術がある。 In moving image display of a liquid crystal display device, there is a problem that an afterimage is generated or a moving image is blurred because the response of the liquid crystal molecules themselves is slow. In order to improve the moving image characteristics of a liquid crystal display device, there is a so-called black insertion driving technique in which black display is performed every other frame.

また、垂直周期を1.5倍、好ましくは2倍以上にすることで応答速度を改善するとともに各フレーム内の分割された複数フィールド毎に書き込む階調を選択する、所謂、倍速駆動と呼ばれる駆動技術もある。 Further, the so-called double speed drive, which improves the response speed by setting the vertical period to 1.5 times, preferably 2 times or more, and selects the gradation to be written for each of a plurality of divided fields in each frame. There is also technology.

また、液晶表示装置の動画特性を改善するため、バックライトとして複数のLED(発光ダイオード)光源または複数のEL光源などを用いて面光源を構成し、面光源を構成している各光源を独立して1フレーム期間内で間欠点灯駆動する駆動技術もある。面光源として、3種類以上のLEDを用いてもよいし、白色発光のLEDを用いてもよい。独立して複数のLEDを制御できるため、液晶層の光学変調の切り替えタイミングに合わせてLEDの発光タイミングを同期させることもできる。この駆動技術は、LEDを部分的に消灯することができるため、特に一画面を占める黒い表示領域の割合が多い映像表示の場合には、消費電力の低減効果が図れる。 In addition, in order to improve the moving image characteristics of the liquid crystal display device, a surface light source is configured using a plurality of LED (light emitting diode) light sources or a plurality of EL light sources as a backlight, and each light source constituting the surface light source is independent. There is also a driving technique that performs intermittent lighting driving within one frame period. As the surface light source, three or more kinds of LEDs may be used, or white light emitting LEDs may be used. Since a plurality of LEDs can be controlled independently, the light emission timings of the LEDs can be synchronized with the optical modulation switching timing of the liquid crystal layer. Since this driving technique can partially turn off the LED, an effect of reducing power consumption can be achieved particularly in the case of video display in which the ratio of the black display area occupying one screen is large.

これらの駆動技術を組み合わせることによって、液晶表示装置の動画特性などの表示特性を従来よりも改善することができる。 By combining these driving techniques, the display characteristics such as the moving picture characteristics of the liquid crystal display device can be improved as compared with the related art.

本実施の形態で得られるnチャネル型のトランジスタは、In−Ga−Zn−O系膜をチャネル形成領域に用いており、良好な動特性を有するため、これらの駆動技術を組み合わせることができる。 The n-channel transistor obtained in this embodiment uses an In—Ga—Zn—O-based film for a channel formation region and has favorable dynamic characteristics; thus, these driving techniques can be combined.

また、発光表示装置を作製する場合、有機発光素子の一方の電極(カソードとも呼ぶ)は、低電源電位、例えばGND、0Vなどに設定するため、端子部に、カソードを低電源電位、例えばGND、0Vなどに設定するための第4の端子が設ける。また、発光表示装置を作製する場合には、ソース配線、及びゲート配線に加えて電源供給線を設ける。従って、端子部には、電源供給線と電気的に接続する第5の端子を設ける。 In the case of manufacturing a light-emitting display device, one electrode (also referred to as a cathode) of an organic light-emitting element is set to a low power supply potential, for example, GND, 0 V, and the like. A fourth terminal is provided for setting to 0V or the like. In the case of manufacturing a light-emitting display device, a power supply line is provided in addition to a source wiring and a gate wiring. Therefore, the terminal portion is provided with a fifth terminal that is electrically connected to the power supply line.

なお、図2乃至図4においては、ゲート電極層102、ソース電極層112及びドレイン電極層113に、透光性を有する酸化物導電層を用いて形成したが、本発明の一態様はこれに限定されない。図7に示すように、金属材料を主成分とする膜を用いてゲート電極層202、ソース電極層222及びドレイン電極層223を形成することができる。また、図2乃至図4において、容量配線103及び第1の端子104は、透光性を有する導電層で形成する場合について示しているが、図7に示すように、透光性を有する導電層に代えて、金属材料を主成分とする膜を用いて形成することもできる。 Note that in FIGS. 2 to 4, the gate electrode layer 102, the source electrode layer 112, and the drain electrode layer 113 are formed using a light-transmitting oxide conductive layer; It is not limited. As illustrated in FIG. 7, the gate electrode layer 202, the source electrode layer 222, and the drain electrode layer 223 can be formed using a film containing a metal material as a main component. 2 to 4 illustrate the case where the capacitor wiring 103 and the first terminal 104 are formed using a light-transmitting conductive layer; however, as illustrated in FIG. 7, the light-transmitting conductive layer is used. Instead of the layer, a film containing a metal material as a main component can be used.

ゲート電極層202、容量配線203、第1の端子204、ソース電極層212及びドレイン電極層213は、金属材料を主成分とする膜を用いて単層構造又は積層構造で形成することができる。例えば、ゲート電極層202、容量配線203及び第1の端子204として、アルミニウム層上にモリブデン層が積層された2層の積層構造、または銅層上にモリブデン層を積層した2層構造、または銅層上に窒化チタン層若しくは窒化タンタル層を積層した2層構造、窒化チタン層とモリブデン層とを積層した構造とすることができる。また、3層構造としては、タングステン層または窒化タングステン層と、アルミニウムと珪素の合金層またはアルミニウムとチタンの合金層と、窒化チタン層またはチタン層とを積層した構造とすることができる。また、ソース電極層212及びドレイン電極層213を3層構造で形成する場合には、一層目及び3層目の導電層として、耐熱性導電性材料であるチタン層を用い、2層目の導電層としてネオジムを含むアルミニウム合金層を用いる。このような構成にすることで、アルミニウムの低抵抗性を活かしつつ、ヒロックの発生を低減することができる。 The gate electrode layer 202, the capacitor wiring 203, the first terminal 204, the source electrode layer 212, and the drain electrode layer 213 can be formed with a single-layer structure or a stacked structure using a film containing a metal material as a main component. For example, as the gate electrode layer 202, the capacitor wiring 203, and the first terminal 204, a two-layer structure in which a molybdenum layer is stacked over an aluminum layer, or a two-layer structure in which a molybdenum layer is stacked over a copper layer, or copper A two-layer structure in which a titanium nitride layer or a tantalum nitride layer is stacked over the layer, or a structure in which a titanium nitride layer and a molybdenum layer are stacked can be employed. The three-layer structure can be a structure in which a tungsten layer or a tungsten nitride layer, an aluminum / silicon alloy layer or an aluminum / titanium alloy layer, and a titanium nitride layer or a titanium layer are stacked. When the source electrode layer 212 and the drain electrode layer 213 are formed in a three-layer structure, a titanium layer that is a heat-resistant conductive material is used as the first and third conductive layers, and the second conductive layer is formed. An aluminum alloy layer containing neodymium is used as the layer. With such a configuration, generation of hillocks can be reduced while taking advantage of the low resistance of aluminum.

なお、本実施の形態はチャネルエッチ型の薄膜トランジスタを例として作製方法を説明したが、工程の順序を入れ替えることにより、ボトムコンタクト構造の薄膜トランジスタを作製することも可能である。また、図8(A)は平面図であり、図8(B)は、図8(A)におけるA1−A2で切断した断面図である。 Although this embodiment mode describes a manufacturing method using a channel-etched thin film transistor as an example, a bottom contact thin film transistor can also be manufactured by changing the order of steps. 8A is a plan view, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along A1-A2 in FIG. 8A.

図8に示す薄膜トランジスタ150は、基板100上にゲート電極層102、ゲート絶縁層105、ソース電極層112及びドレイン電極層113、酸化物半導体層108を含む。また、ゲート絶縁層105、ソース電極層112及びドレイン電極層113、酸化物半導体層108上に保護絶縁層116が設けられている。 A thin film transistor 150 illustrated in FIG. 8 includes a gate electrode layer 102, a gate insulating layer 105, a source electrode layer 112 and a drain electrode layer 113, and an oxide semiconductor layer 108 over a substrate 100. The protective insulating layer 116 is provided over the gate insulating layer 105, the source electrode layer 112, the drain electrode layer 113, and the oxide semiconductor layer 108.

以上の工程により、電気特性が良好で信頼性の高い薄膜トランジスタ及び該薄膜トランジスタを用いた表示装置を提供することができる。 Through the above steps, a thin film transistor with favorable electric characteristics and high reliability and a display device using the thin film transistor can be provided.

上記構成を有する本発明の一態様は、スループットや材料の利用効率を向上させた上で高い信頼性を備えた配線、導電層を形成することができる。従って、基板が大型化しても生産性を下げることなく低コストで薄膜トランジスタ及び該薄膜トランジスタを用いた表示装置を提供することができる。 According to one embodiment of the present invention having the above structure, a highly reliable wiring and conductive layer can be formed while improving throughput and material utilization efficiency. Accordingly, a thin film transistor and a display device using the thin film transistor can be provided at low cost without reducing productivity even when the substrate is enlarged.

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成を適宜組み合わせて用いることができることとする。 Note that the structure described in this embodiment can be combined with any of the structures described in the other embodiments as appropriate.

(実施の形態2)
本実施の形態では、実施の形態1に示したアクティブマトリクス基板を用いて、アクティブマトリクス型の液晶表示装置を作製する一例を示す。なお、本実施の形態は、他の実施の形態で示すアクティブマトリクス基板にも適用することができる。
(Embodiment 2)
In this embodiment, an example of manufacturing an active matrix liquid crystal display device using the active matrix substrate described in Embodiment 1 is described. Note that this embodiment can also be applied to active matrix substrates described in other embodiments.

また、本実施の形態では、液晶表示パネルのサイズが10インチを超え、60インチ、さらには120インチとする場合には透光性を有する配線の配線抵抗が問題となるおそれがあるため、ゲート配線の一部を金属配線として配線抵抗を低減する例を示す。 In this embodiment, when the size of the liquid crystal display panel exceeds 10 inches, 60 inches, or 120 inches, the wiring resistance of the light-transmitting wiring may become a problem. An example of reducing the wiring resistance by using a part of the wiring as a metal wiring will be described.

アクティブマトリクス基板の断面構造の一例を図9(A)に示す。実施の形態1では、画素部の薄膜トランジスタと保持容量部を図示したが、本実施の形態では、画素部の薄膜トランジスタ150と保持容量部とに加え、駆動回路部の薄膜トランジスタ160も図示して説明する。また、保持容量部、ゲート配線の端子部及びソース配線の端子部は、実施の形態1とは異なる構造を示す。また、画素部の表示領域となる部分において、ゲート配線、ソース配線、及び容量配線は、透光性を有する導電膜で形成されており、高い開口率を実現している。また、表示領域でない部分のソース配線層は、配線抵抗を低抵抗とするため金属配線を用いることができる。 An example of a cross-sectional structure of the active matrix substrate is shown in FIG. Although the thin film transistor and the storage capacitor portion in the pixel portion are illustrated in Embodiment Mode 1, in this embodiment mode, the thin film transistor 160 in the driver circuit portion is also illustrated and described in addition to the thin film transistor 150 and the storage capacitor portion in the pixel portion. . In addition, the storage capacitor portion, the terminal portion of the gate wiring, and the terminal portion of the source wiring have structures different from those of the first embodiment. In addition, in a portion serving as a display region of the pixel portion, a gate wiring, a source wiring, and a capacitor wiring are formed using a light-transmitting conductive film, thereby realizing a high aperture ratio. Further, a metal wiring can be used for the source wiring layer in a portion other than the display region in order to reduce the wiring resistance.

容量配線103が、誘電体となるゲート絶縁層105a、105bを介して容量電極層231と重なり、保持容量部を形成している。なお、容量電極層231は、薄膜トランジスタ150のソース電極層112又はドレイン電極層113と同じ透光性を有する材料、及び同じ工程で形成される。従って、薄膜トランジスタ150が透光性を有していることに加え、保持容量部も透光性を有するため、開口率を向上させることができる。なお、保持容量部は、画素電極層121の下方に設けられ、容量電極層231が画素電極層121と電気的に接続される。 The capacitor wiring 103 overlaps with the capacitor electrode layer 231 through gate insulating layers 105a and 105b serving as dielectrics to form a storage capacitor portion. Note that the capacitor electrode layer 231 is formed using the same light-transmitting material and the same step as the source electrode layer 112 or the drain electrode layer 113 of the thin film transistor 150. Therefore, in addition to the light-transmitting property of the thin film transistor 150, the storage capacitor portion is also light-transmitting, so that the aperture ratio can be improved. Note that the storage capacitor portion is provided below the pixel electrode layer 121, and the capacitor electrode layer 231 is electrically connected to the pixel electrode layer 121.

また、駆動回路部の薄膜トランジスタ160は、ソース電極層、ドレイン電極層及び導電層以外は、画素部の薄膜トランジスタ150の構造と同様である。駆動回路部の薄膜トランジスタ160のソース電極層及びドレイン電極層は、透光性を有する酸化物導電層と金属材料を主成分とする膜との積層構造で形成されている。 The thin film transistor 160 in the driver circuit portion has the same structure as the thin film transistor 150 in the pixel portion except for the source electrode layer, the drain electrode layer, and the conductive layer. The source electrode layer and the drain electrode layer of the thin film transistor 160 in the driver circuit portion are formed using a stacked structure of a light-transmitting oxide conductive layer and a film containing a metal material as a main component.

また、駆動回路部の薄膜トランジスタ160上に、酸化物半導体層と重畳し、導電層(以下、バックゲート電極層320と示す)が設けられている。バックゲート電極層320をゲート電極層302と電気的に接続し、同電位とすることで、ゲート電極層302とバックゲート電極層320の間に配置された酸化物半導体層308に上下からゲート電圧を印加することができる。また、ゲート電極層302とバックゲート電極層320を異なる電位、例えば固定電位、GND、0Vとする場合には、TFTの電気特性、例えばしきい値電圧などを制御することができる。なお、本明細書中では、酸化物半導体層308の上方に重なって形成される導電層を、その電位にかかわらずバックゲート電極層320と呼ぶ。したがって、バックゲート電極層320はフローティング状態であってもよい。なお、駆動回路部の薄膜トランジスタ160を構成する材料は、透光性を有する材料に限定されない。 A conductive layer (hereinafter referred to as a back gate electrode layer 320) is provided over the thin film transistor 160 in the driver circuit portion so as to overlap with the oxide semiconductor layer. When the back gate electrode layer 320 is electrically connected to the gate electrode layer 302 and has the same potential, the gate voltage is applied to the oxide semiconductor layer 308 provided between the gate electrode layer 302 and the back gate electrode layer 320 from above and below. Can be applied. In addition, when the gate electrode layer 302 and the back gate electrode layer 320 are set to different potentials, for example, a fixed potential, GND, or 0 V, the electrical characteristics of the TFT, such as a threshold voltage, can be controlled. Note that in this specification, a conductive layer formed over the oxide semiconductor layer 308 is referred to as a back gate electrode layer 320 regardless of its potential. Therefore, the back gate electrode layer 320 may be in a floating state. Note that a material forming the thin film transistor 160 in the driver circuit portion is not limited to a light-transmitting material.

また、駆動回路の薄膜トランジスタ160のゲート電極層302は、酸化物半導体層308の上方に設けられたバックゲート電極層320と電気的に接続させる構造としてもよい。その場合には、薄膜トランジスタ150のドレイン電極層と、画素電極層121とを電気的に接続するためのコンタクトホールと同じフォトマスクを用い(実施の形態1(図3(C))参照)、平坦化絶縁層234、保護絶縁層116a、116b、ゲート絶縁層105a、105bを選択的にエッチングしてコンタクトホールを形成する。このコンタクトホールを介してバックゲート電極層320と駆動回路の薄膜トランジスタ160のゲート電極層302とを電気的に接続する。 The gate electrode layer 302 of the thin film transistor 160 in the driver circuit may be electrically connected to the back gate electrode layer 320 provided over the oxide semiconductor layer 308. In that case, the same photomask as the contact hole for electrically connecting the drain electrode layer of the thin film transistor 150 and the pixel electrode layer 121 is used (see Embodiment Mode 1 (FIG. 3C)) and is flat. The contact insulating layer 234, the protective insulating layers 116a and 116b, and the gate insulating layers 105a and 105b are selectively etched to form contact holes. Through this contact hole, the back gate electrode layer 320 and the gate electrode layer 302 of the thin film transistor 160 of the driver circuit are electrically connected.

また、本実施の形態では、保護絶縁層116b上に平坦化絶縁層234を形成した後、フォトマスクを用いて端子部の平坦化絶縁層234を選択的に除去する例を示す。端子部においては、平坦化絶縁層234が存在しないほうが、FPCとの良好な接続を行う上で好ましい。 In this embodiment, the planarization insulating layer 234 is formed over the protective insulating layer 116b, and then the planarization insulating layer 234 in the terminal portion is selectively removed using a photomask. In the terminal portion, it is preferable that the planarization insulating layer 234 is not present in order to achieve good connection with the FPC.

また、端子部において、ゲート配線と同電位の第1の端子電極は、保護絶縁層116a上に形成され、第2の金属配線層237と電気的に接続する。端子部から引き回す配線も金属配線で形成する。図9(A)では、第2の金属配線層237の一部と重なるゲート配線層238を示したが、第1の金属配線層236及び第2の金属配線層237の全部を覆うゲート配線層としてもよい。即ち、第1の金属配線層236及び第2の金属配線層237は、ゲート配線層238を低抵抗化するための補助配線と呼ぶことができる。 In the terminal portion, the first terminal electrode having the same potential as that of the gate wiring is formed over the protective insulating layer 116 a and is electrically connected to the second metal wiring layer 237. The wiring routed from the terminal portion is also formed of metal wiring. In FIG. 9A, the gate wiring layer 238 that overlaps part of the second metal wiring layer 237 is shown; however, the gate wiring layer that covers all of the first metal wiring layer 236 and the second metal wiring layer 237 is shown. It is good. That is, the first metal wiring layer 236 and the second metal wiring layer 237 can be called auxiliary wirings for reducing the resistance of the gate wiring layer 238.

図9(A)では、駆動回路のソース配線300と同電位の第2の端子電極235は、保護絶縁層116a上に形成される。 In FIG. 9A, the second terminal electrode 235 having the same potential as the source wiring 300 of the driver circuit is formed over the protective insulating layer 116a.

また、表示領域でない部分のゲート配線層、容量配線層は、配線抵抗を低抵抗とするため金属配線、即ち、第1の金属配線層236及び第2の金属配線層237を補助配線として用いることもできる。 In addition, the gate wiring layer and the capacitor wiring layer in a portion other than the display area use metal wiring, that is, the first metal wiring layer 236 and the second metal wiring layer 237 as auxiliary wiring in order to reduce wiring resistance. You can also.

また、アクティブマトリクス型の液晶表示装置を作製する場合には、アクティブマトリクス基板と、対向電極が設けられた対向基板との間に液晶層を設け、アクティブマトリクス基板と対向基板とを固定する。なお、対向基板に設けられた対向電極と電気的に接続する共通電極をアクティブマトリクス基板上に設け、共通電極と電気的に接続する第4の端子電極を端子部に設ける。この第4の端子電極は、共通電極を固定電位、例えばGND、0Vなどに設定するための端子である。第4の端子電極は、画素電極層121と同じ透光性を有する材料で形成することができる。 In the case of manufacturing an active matrix liquid crystal display device, a liquid crystal layer is provided between an active matrix substrate and a counter substrate provided with a counter electrode, and the active matrix substrate and the counter substrate are fixed. Note that a common electrode electrically connected to the counter electrode provided on the counter substrate is provided over the active matrix substrate, and a fourth terminal electrode electrically connected to the common electrode is provided in the terminal portion. The fourth terminal electrode is a terminal for setting the common electrode to a fixed potential such as GND or 0V. The fourth terminal electrode can be formed using the same light-transmitting material as the pixel electrode layer 121.

また、図9(B)に、図9(A)とは一部異なる断面構造を示す。図9(B)は、図9(A)と駆動回路の薄膜トランジスタのゲート電極層の材料が異なる点以外は同じであるため、同じ箇所には同じ符号を用い、同じ箇所の詳細な説明は省略する。 FIG. 9B illustrates a cross-sectional structure that is partly different from that in FIG. FIG. 9B is the same as FIG. 9A except that the material of the gate electrode layer of the thin film transistor of the driver circuit is different; therefore, the same portions are denoted by the same reference numerals and detailed description of the same portions is omitted. To do.

図9(B)は、駆動回路の薄膜トランジスタ160のゲート電極層を金属配線とする例である。駆動回路においては、ゲート電極層は透光性を有する材料に限定されない。 FIG. 9B illustrates an example in which the gate electrode layer of the thin film transistor 160 of the driver circuit is a metal wiring. In the driver circuit, the gate electrode layer is not limited to a light-transmitting material.

図9(B)において、駆動回路の薄膜トランジスタ160は第1の金属配線層241上に第2の金属配線層242が積層されたゲート電極層とする。なお、第1の金属配線層241は、第1の金属配線層236と同じ材料、同じ工程で形成することができる。また、第2の金属配線層242は、第2の金属配線層237と同じ材料、同じ工程で形成することができる。 In FIG. 9B, a thin film transistor 160 in the driver circuit is a gate electrode layer in which a second metal wiring layer 242 is stacked over a first metal wiring layer 241. Note that the first metal wiring layer 241 can be formed using the same material and the same process as the first metal wiring layer 236. The second metal wiring layer 242 can be formed using the same material and the same process as the second metal wiring layer 237.

また、第1の金属配線層241をバックゲート電極層320と電気的に接続する場合、第1の金属配線層241の酸化を防ぐための第2の金属配線層242が窒化金属膜であることが好ましい。 In addition, when the first metal wiring layer 241 is electrically connected to the back gate electrode layer 320, the second metal wiring layer 242 for preventing oxidation of the first metal wiring layer 241 is a metal nitride film. Is preferred.

以上の工程により、電気特性が良好で信頼性の高い薄膜トランジスタ及び該薄膜トランジスタを用いた表示装置を提供することができる。 Through the above steps, a thin film transistor with favorable electric characteristics and high reliability and a display device using the thin film transistor can be provided.

上記構成を有する本発明の一態様は、金属配線を一部用いて配線抵抗を低減し、液晶表示パネルのサイズが10インチを超え、60インチ、さらには120インチとする場合であっても表示画像の高精細化を図り、高い開口率を実現することができる。 In one embodiment of the present invention having the above structure, even when metal wiring is partially used to reduce wiring resistance and the size of a liquid crystal display panel exceeds 10 inches, 60 inches, or 120 inches, display is performed. High definition of the image can be achieved and a high aperture ratio can be realized.

上記構成を有する本発明の一態様は、スループットや材料の利用効率を向上させた上で高い信頼性を備えた配線、導電層を形成することができる。従って、基板が大型化しても生産性を下げることなく低コストで薄膜トランジスタ及び該薄膜トランジスタを用いた表示装置を提供することができる。 According to one embodiment of the present invention having the above structure, a highly reliable wiring and conductive layer can be formed while improving throughput and material utilization efficiency. Accordingly, a thin film transistor and a display device using the thin film transistor can be provided at low cost without reducing productivity even when the substrate is enlarged.

本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。 This embodiment can be freely combined with any of the other embodiments.

(実施の形態3)
本実施の形態では、同一基板上に少なくとも駆動回路の一部と、画素部に配置する薄膜トランジスタを作製する例について以下に説明する。
(Embodiment 3)
In this embodiment, an example in which at least part of a driver circuit and a thin film transistor placed in a pixel portion are formed over the same substrate will be described below.

画素部に配置する薄膜トランジスタは、実施の形態1及び実施の形態2に従って形成する。また、実施の形態1及び実施の形態2に示す薄膜トランジスタはnチャネル型TFTであるため、駆動回路のうち、nチャネル型TFTで構成することができる駆動回路の一部を画素部の薄膜トランジスタと同一基板上に形成する。 The thin film transistor to be arranged in the pixel portion is formed in accordance with Embodiment Mode 1 and Embodiment Mode 2. In addition, since the thin film transistor described in any of Embodiments 1 and 2 is an n-channel TFT, a part of the driver circuit that can be formed using the n-channel TFT in the driver circuit is the same as the thin film transistor in the pixel portion. Form on the substrate.

アクティブマトリクス型表示装置のブロック図の一例を図10(A)に示す。表示装置の基板5300上には、画素部5301、第1の走査線駆動回路5302、第2の走査線駆動回路5303、信号線駆動回路5304を有する。画素部5301には、複数の信号線が信号線駆動回路5304から延伸して配置され、複数の走査線が第1の走査線駆動回路5302、及び走査線駆動回路5303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配置されている。また、表示装置の基板5300はFPC(Flexible Printed Circuit)等の接続部を介して、タイミング制御回路5305(コントローラ、制御ICともいう)に接続されている。 An example of a block diagram of an active matrix display device is illustrated in FIG. A pixel portion 5301, a first scan line driver circuit 5302, a second scan line driver circuit 5303, and a signal line driver circuit 5304 are provided over the substrate 5300 of the display device. In the pixel portion 5301, a plurality of signal lines are extended from the signal line driver circuit 5304, and a plurality of scan lines are extended from the first scan line driver circuit 5302 and the scan line driver circuit 5303. Yes. Note that pixels each having a display element are arranged in a matrix in the intersection region between the scanning line and the signal line. Further, the substrate 5300 of the display device is connected to a timing control circuit 5305 (also referred to as a controller or a control IC) through a connection portion such as an FPC (Flexible Printed Circuit).

図10(A)では、第1の走査線駆動回路5302、第2の走査線駆動回路5303、及び信号線駆動回路5304は、画素部5301と同じ基板5300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5300外部に駆動回路を設けた場合の配線を延伸させることによる接続部での接続数を減らすことができ、信頼性の向上、又は歩留まりの向上を図ることができる。 In FIG. 10A, the first scan line driver circuit 5302, the second scan line driver circuit 5303, and the signal line driver circuit 5304 are formed over the same substrate 5300 as the pixel portion 5301. For this reason, the number of components such as a drive circuit provided outside is reduced, so that cost can be reduced. In addition, when the driver circuit is provided outside the substrate 5300, the number of connections in the connection portion by extending the wiring can be reduced, so that the reliability or the yield can be improved.

なお、タイミング制御回路5305は、第1の走査線駆動回路5302に対し、一例として、第1の走査線駆動回路用スタート信号(GSP1)、走査線駆動回路用クロック信号(GCKL1)を供給する。また、タイミング制御回路5305は、第1の走査線駆動回路5302に対し、一例として、第2の走査線駆動回路用スタート信号(GSP2)(スタートパルスともいう)、走査線駆動回路用クロック信号(GCLK2)を供給する。信号線駆動回路5304に、信号線駆動回路用スタート信号(SSP)、信号線駆動回路用クロック信号(SCLK)、ビデオ信号用データ(DATA)(単にビデオ信号ともいう)、ラッチ信号(LAT)を供給するものとする。なお各クロック信号は、周期のずれた複数のクロック信号でもよいし、クロック信号を反転させた信号(CKB)とともに供給されるものであってもよい。なお、第1の走査線駆動回路5302と第2の走査線駆動回路5303との一方を省略することが可能である。 Note that the timing control circuit 5305 supplies, for example, a first scan line driver circuit start signal (GSP1) and a scan line driver circuit clock signal (GCKL1) to the first scan line driver circuit 5302. For example, the timing control circuit 5305 outputs, to the first scan line driver circuit 5302, a second scan line driver circuit start signal (GSP2) (also referred to as a start pulse), a scan line driver circuit clock signal ( GCLK2) is supplied. The signal line driver circuit 5304 receives a signal line driver circuit start signal (SSP), a signal line driver circuit clock signal (SCLK), video signal data (DATA) (also simply referred to as a video signal), and a latch signal (LAT). Shall be supplied. Each clock signal may be a plurality of clock signals with shifted periods, or may be supplied together with a signal (CKB) obtained by inverting the clock signal. Note that one of the first scan line driver circuit 5302 and the second scan line driver circuit 5303 can be omitted.

図10(B)では、駆動周波数が低い回路(例えば、第1の走査線駆動回路5302、第2の走査線駆動回路5303)を画素部5301と同じ基板5300に形成し、信号線駆動回路5304を画素部5301とは別の基板に形成する構成について示している。当該構成により、単結晶半導体を用いたトランジスタと比較すると電界効果移動度が小さい薄膜トランジスタによって、基板5300に形成する駆動回路を構成することができる。したがって、表示装置の大型化、工程数の削減、コストの低減、又は歩留まりの向上などを図ることができる。 In FIG. 10B, circuits with low driving frequencies (for example, the first scan line driver circuit 5302 and the second scan line driver circuit 5303) are formed over the same substrate 5300 as the pixel portion 5301, and the signal line driver circuit 5304 is formed. Is formed on a different substrate from the pixel portion 5301. With this structure, a driver circuit formed over the substrate 5300 can be formed using a thin film transistor whose field-effect mobility is lower than that of a transistor including a single crystal semiconductor. Therefore, an increase in the size of the display device, a reduction in the number of steps, a reduction in cost, an improvement in yield, or the like can be achieved.

また、実施の形態1及び実施の形態2に示す薄膜トランジスタは、nチャネル型TFTである。図11(A)、図11(B)ではnチャネル型TFTで構成する信号線駆動回路の構成、動作について一例を示し説明する。 The thin film transistors described in Embodiments 1 and 2 are n-channel TFTs. 11A and 11B illustrate an example of a structure and operation of a signal line driver circuit including n-channel TFTs.

信号線駆動回路は、シフトレジスタ5601、及びスイッチング回路5602を有する。スイッチング回路5602は、スイッチング回路5602_1〜5602_N(Nは自然数)という複数の回路を有する。スイッチング回路5602_1〜5602_Nは、各々、薄膜トランジスタ5603_1〜5603_k(kは自然数)という複数のトランジスタを有する。薄膜トランジスタ5603_1〜5603_kは、nチャネル型TFTである例を説明する。 The signal line driver circuit includes a shift register 5601 and a switching circuit 5602. The switching circuit 5602 includes a plurality of circuits called switching circuits 5602_1 to 5602_N (N is a natural number). The switching circuits 5602_1 to 5602_N each include a plurality of transistors called thin film transistors 5603_1 to 5603_k (k is a natural number). An example in which the thin film transistors 5603_1 to 5603_k are n-channel TFTs will be described.

信号線駆動回路の接続関係について、スイッチング回路5602_1を例にして説明する。薄膜トランジスタ5603_1〜5603_kの第1端子は、各々、配線5604_1〜5604_kと接続される。薄膜トランジスタ5603_1〜5603_kの第2端子は、各々、信号線S1〜Skと接続される。薄膜トランジスタ5603_1〜5603_kのゲートは、配線5605_1と接続される。 A connection relation of the signal line driver circuit is described by using the switching circuit 5602 1 as an example. First terminals of the thin film transistors 5603_1 to 5603_k are connected to wirings 5604_1 to 5604_k, respectively. Second terminals of the thin film transistors 5603_1 to 5603_k are connected to signal lines S1 to Sk, respectively. The gates of the thin film transistors 5603_1 to 5603_k are connected to the wiring 5605_1.

シフトレジスタ5601は、配線5605_1〜5605_Nに順番にHレベル(H信号、高電源電位レベル、ともいう)の信号を出力し、スイッチング回路5602_1〜5602_Nを順番に選択する機能を有する。 The shift register 5601 has a function of sequentially outputting H-level signals (also referred to as an H signal and a high power supply potential level) to the wirings 5605_1 to 5605_N and sequentially selecting the switching circuits 5602_1 to 5602_N.

スイッチング回路5602_1は、配線5604_1〜5604_kと信号線S1〜Skとの導通状態(第1端子と第2端子との間の導通)に制御する機能、即ち配線5604_1〜5604_kの電位を信号線S1〜Skに供給するか否かを制御する機能を有する。このように、スイッチング回路5602_1は、セレクタとしての機能を有する。また薄膜トランジスタ5603_1〜5603_Nは、各々、配線5604_1〜5604_kと信号線S1〜Skとの導通状態を制御する機能、即ち配線5604_1〜5604_kの電位を信号線S1〜Skに供給する機能を有する。このように、薄膜トランジスタ5603_1〜5603_Nは、各々、スイッチとしての機能を有する。 The switching circuit 5602_1 has a function of controlling electrical connection between the wirings 5604_1 to 5604_k and the signal lines S1 to Sk (conduction between the first terminal and the second terminal), that is, the potential of the wirings 5604_1 to 5604_k is changed to the signal lines S1 to S604. It has a function of controlling whether or not to supply to Sk. As described above, the switching circuit 5602 1 has a function as a selector. The thin film transistors 5603_1 to 5603_N each have a function of controlling electrical continuity between the wirings 5604_1 to 5604_k and the signal lines S1 to Sk, that is, a function of supplying the potentials of the wirings 5604_1 to 5604_k to the signal lines S1 to Sk. As described above, the thin film transistors 5603_1 to 5603_N each have a function as a switch.

なお、配線5604_1〜5604_kには、各々、ビデオ信号用データ(DATA)が入力される。ビデオ信号用データ(DATA)は、画像情報又は画像信号に応じたアナログ信号である場合が多い。 Note that video signal data (DATA) is input to each of the wirings 5604_1 to 5604_k. The video signal data (DATA) is often an image signal or an analog signal corresponding to the image signal.

次に、図11(A)の信号線駆動回路の動作について、図11(B)のタイミングチャートを参照して説明する。図11(B)には、信号Sout_1〜Sout_N、及び信号Vdata_1〜Vdata_kの一例を示す。信号Sout_1〜Sout_Nは、各々、シフトレジスタ5601の出力信号の一例であり、信号Vdata_1〜Vdata_kは、各々、配線5604_1〜5604_kに入力される信号の一例である。なお、信号線駆動回路の1動作期間は、表示装置における1ゲート選択期間に対応する。1ゲート選択期間は、一例として、期間T1〜期間TNに分割される。期間T1〜TNは、各々、選択された行に属する画素にビデオ信号用データ(DATA)を書き込むための期間である。 Next, operation of the signal line driver circuit in FIG. 11A is described with reference to a timing chart in FIG. FIG. 11B illustrates an example of the signals Sout_1 to Sout_N and the signals Vdata_1 to Vdata_k. The signals Sout_1 to Sout_N are examples of output signals of the shift register 5601, and the signals Vdata_1 to Vdata_k are examples of signals input to the wirings 5604_1 to 5604_k, respectively. Note that one operation period of the signal line driver circuit corresponds to one gate selection period in the display device. As an example, one gate selection period is divided into a period T1 to a period TN. The periods T1 to TN are periods for writing video signal data (DATA) to the pixels belonging to the selected row.

なお、本実施の形態の図面等において示す各構成の、信号波形のなまり等は、明瞭化のために誇張して表記している場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されないものであることを付記する。 Note that signal waveform rounding and the like in each structure illustrated in the drawings and the like in this embodiment are exaggerated for simplicity in some cases. Therefore, it is added that it is not necessarily limited to the scale.

期間T1〜期間TNにおいて、シフトレジスタ5601は、Hレベルの信号を配線5605_1〜5605_Nに順番に出力する。例えば、期間T1において、シフトレジスタ5601は、ハイレベルの信号を配線5605_1に出力する。すると、薄膜トランジスタ5603_1〜5603_kはオンになるので、配線5604_1〜5604_kと、信号線S1〜Skとが導通状態になる。このとき、配線5604_1〜5604_kには、Data(S1)〜Data(Sk)が入力される。Data(S1)〜Data(Sk)は、各々、薄膜トランジスタ5603_1〜5603_kを介して、選択される行に属する画素のうち、1列目〜k列目の画素に書き込まれる。こうして、期間T1〜TNにおいて、選択された行に属する画素に、k列ずつ順番にビデオ信号用データ(DATA)が書き込まれる。 In the periods T1 to TN, the shift register 5601 sequentially outputs H-level signals to the wirings 5605_1 to 5605_N. For example, in the period T1, the shift register 5601 outputs a high-level signal to the wiring 5605_1. Then, the thin film transistors 5603_1 to 5603_k are turned on, so that the wirings 5604_1 to 5604_k and the signal lines S1 to Sk are brought into conduction. At this time, Data (S1) to Data (Sk) are input to the wirings 5604_1 to 5604_k. Data (S1) to Data (Sk) are written to the pixels in the first to kth columns among the pixels belonging to the selected row through the thin film transistors 5603_1 to 5603_k, respectively. Thus, in the periods T1 to TN, video signal data (DATA) is sequentially written to the pixels belonging to the selected row by k columns.

以上のように、ビデオ信号用データ(DATA)が複数の列ずつ画素に書き込まれることによって、ビデオ信号用データ(DATA)の数、又は配線の数を減らすことができる。よって、外部回路との接続数を減らすことができる。また、ビデオ信号が複数の列ずつ画素に書き込まれることによって、書き込み時間を長くすることができ、ビデオ信号の書き込み不足を防止することができる。 As described above, the number of video signal data (DATA) or the number of wirings can be reduced by writing video signal data (DATA) to pixels by a plurality of columns. Therefore, the number of connections with external circuits can be reduced. In addition, since the video signal is written to the pixels in a plurality of columns, the writing time can be extended and insufficient writing of the video signal can be prevented.

なお、シフトレジスタ5601及びスイッチング回路5602としては、実施の形態1及び実施の形態2に示す薄膜トランジスタで構成される回路を用いることが可能である。この場合、シフトレジスタ5601が有する全てのトランジスタの極性をnチャネル型、又はpチャネル型のいずれかの極性のみで構成することができる。 Note that as the shift register 5601 and the switching circuit 5602, a circuit including the thin film transistor described in any of Embodiments 1 and 2 can be used. In this case, the polarity of all the transistors included in the shift register 5601 can be configured with only an n-channel or p-channel polarity.

なお、走査線駆動回路の構成について説明する。走査線駆動回路は、シフトレジスタ、バッファを有している。また場合によってはレベルシフタを有していても良い。走査線駆動回路において、シフトレジスタにクロック信号(CLK)及びスタートパルス信号(SP)が入力されることによって、選択信号が生成される。生成された選択信号はバッファにおいて緩衝増幅され、対応する走査線に供給される。走査線には、1ライン分の画素のトランジスタのゲート電極が接続されている。そして、1ライン分の画素のトランジスタを一斉にONにしなくてはならないので、バッファは大きな電流を流すことが可能なものが用いられる。 Note that the structure of the scan line driver circuit is described. The scan line driver circuit includes a shift register and a buffer. In some cases, a level shifter may be provided. In the scan line driver circuit, when a clock signal (CLK) and a start pulse signal (SP) are input to the shift register, a selection signal is generated. The generated selection signal is buffered and amplified in the buffer and supplied to the corresponding scanning line. A gate electrode of a transistor of a pixel for one line is connected to the scanning line. Since the transistors of pixels for one line must be turned on all at once, a buffer that can flow a large current is used.

走査線駆動回路及び/または信号線駆動回路の一部に用いるシフトレジスタの一形態について図12及び図13を用いて説明する。 One mode of a shift register used for part of the scan line driver circuit and / or the signal line driver circuit is described with reference to FIGS.

走査線駆動回路、信号線駆動回路のシフトレジスタについて、図12及び図13を参照して説明する。シフトレジスタは、第1のパルス出力回路10_1乃至第Nのパルス出力回路10_N(Nは3以上の自然数)を有している(図12(A)参照)。図12(A)に示すシフトレジスタの第1のパルス出力回路10_1乃至第Nのパルス出力回路10_Nには、第1の配線11より第1のクロック信号CK1、第2の配線12より第2のクロック信号CK2、第3の配線13より第3のクロック信号CK3、第4の配線14より第4のクロック信号CK4が供給される。また第1のパルス出力回路10_1では、第5の配線15からのスタートパルスSP1(第1のスタートパルス)が入力される。また2段目以降の第nのパルス出力回路10_n(nは、2以上N以下の自然数)では、一段前段のパルス出力回路からの信号(前段信号OUT(n−1)という)(nは2以上の自然数)が入力される。または2段目以降の第nのパルス出力回路10_nでは、2段後段の第(n+2)のパルス出力回路10_(n+2)からの信号(後段信号OUT(n+2)という)が入力される。また各段のパルス出力回路からは、前段及び/または後段のパルス出力回路に入力するための第1の出力信号OUT(1)(SR)、別の配線等に電気的に接続される第2の出力信号OUT(1)が出力される。なお、図12(A)に示すように、シフトレジスタの最終段の2つの段には、後段信号OUT(n+2)が入力されないため、一例としては、別途第2のスタートパルスSP2、第3のスタートパルスSP3をそれぞれ入力する構成とすればよい。 A shift register of the scan line driver circuit and the signal line driver circuit is described with reference to FIGS. The shift register includes the first pulse output circuit 10_1 to the Nth pulse output circuit 10_N (N is a natural number of 3 or more) (see FIG. 12A). In the first pulse output circuit 10_1 to the Nth pulse output circuit 10_N of the shift register illustrated in FIG. 12A, the first clock signal CK1 from the first wiring 11 and the second pulse output circuit 10_N from the second wiring 12 are connected. The third clock signal CK3 is supplied from the clock signal CK2, the third wiring 13, and the fourth clock signal CK4 is supplied from the fourth wiring 14. In the first pulse output circuit 10_1, the start pulse SP1 (first start pulse) from the fifth wiring 15 is input. In the second and subsequent nth pulse output circuits 10_n (n is a natural number of 2 or more and N or less), a signal (referred to as the previous stage signal OUT (n-1)) from the previous stage pulse output circuit (n is 2). The above natural number) is input. Alternatively, a signal from the (n + 2) th pulse output circuit 10_ (n + 2) in the second stage and the subsequent stage is input to the nth pulse output circuit 10_n in the second and subsequent stages (referred to as a subsequent stage signal OUT (n + 2)). Further, the pulse output circuit at each stage is connected to a first output signal OUT (1) (SR) for input to the preceding stage and / or the subsequent stage pulse output circuit, another wiring, etc. Output signal OUT (1) is output. Note that as shown in FIG. 12A, since the latter stage signal OUT (n + 2) is not input to the last two stages of the shift register, as an example, the second start pulse SP2 and the third stage are separately provided. The start pulse SP3 may be input.

なお、クロック信号(CK)は、一定の間隔でHレベルとLレベル(L信号、低電源電位レベル、ともいう)を繰り返す信号である。ここで、第1のクロック信号(CK1)〜第4のクロック信号(CK4)は、順に1/4周期分遅延している。本実施の形態では、第1のクロック信号(CK1)〜第4のクロック信号(CK4)を利用して、パルス出力回路の駆動の制御等を行う。なお、クロック信号は、入力される駆動回路に応じて、GCK、SCKということもあるが、ここではCKとして説明を行う。 Note that the clock signal (CK) is a signal that repeats an H level and an L level (also referred to as an L signal or a low power supply potential level) at regular intervals. Here, the first clock signal (CK1) to the fourth clock signal (CK4) are sequentially delayed by ¼ period. In this embodiment, driving of the pulse output circuit is controlled by using the first clock signal (CK1) to the fourth clock signal (CK4). Note that although the clock signal is sometimes referred to as GCK or SCK depending on the input driving circuit, it is described here as CK.

第1の入力端子21、第2の入力端子22及び第3の入力端子23は、第1の配線11〜第4の配線14のいずれかと電気的に接続されている。例えば、図12(A)において、第1のパルス出力回路10_1は、第1の入力端子21が第1の配線11と電気的に接続され、第2の入力端子22が第2の配線12と電気的に接続され、第3の入力端子23が第3の配線13と電気的に接続されている。また、第2のパルス出力回路10_2は、第1の入力端子21が第2の配線12と電気的に接続され、第2の入力端子22が第3の配線13と電気的に接続され、第3の入力端子23が第4の配線14と電気的に接続されている。 The first input terminal 21, the second input terminal 22, and the third input terminal 23 are electrically connected to any one of the first wiring 11 to the fourth wiring 14. For example, in FIG. 12A, in the first pulse output circuit 10_1, the first input terminal 21 is electrically connected to the first wiring 11, and the second input terminal 22 is connected to the second wiring 12. The third input terminal 23 is electrically connected to the third wiring 13. In the second pulse output circuit 10_2, the first input terminal 21 is electrically connected to the second wiring 12, the second input terminal 22 is electrically connected to the third wiring 13, and the second pulse output circuit 10_2 is electrically connected to the third wiring 13. 3 input terminals 23 are electrically connected to the fourth wiring 14.

第1のパルス出力回路10_1〜第Nのパルス出力回路10_Nの各々は、第1の入力端子21、第2の入力端子22、第3の入力端子23、第4の入力端子24、第5の入力端子25、第1の出力端子26、第2の出力端子27を有しているとする(図12(B)参照)。第1のパルス出力回路10_1において、第1の入力端子21に第1のクロック信号CK1が入力され、第2の入力端子22に第2のクロック信号CK2が入力され、第3の入力端子23に第3のクロック信号CK3が入力され、第4の入力端子24にスタートパルスが入力され、第5の入力端子25に後段信号OUT(3)が入力され、第1の出力端子26より第1の出力信号OUT(1)(SR)が出力され、第2の出力端子27より第2の出力信号OUT(1)が出力されていることとなる。 Each of the first pulse output circuit 10_1 to the Nth pulse output circuit 10_N includes a first input terminal 21, a second input terminal 22, a third input terminal 23, a fourth input terminal 24, and a fifth input terminal. An input terminal 25, a first output terminal 26, and a second output terminal 27 are provided (see FIG. 12B). In the first pulse output circuit 10_1, the first clock signal CK1 is input to the first input terminal 21, the second clock signal CK2 is input to the second input terminal 22, and the third input terminal 23 is input. The third clock signal CK3 is input, the start pulse is input to the fourth input terminal 24, the post-stage signal OUT (3) is input to the fifth input terminal 25, and the first output terminal 26 The output signal OUT (1) (SR) is output, and the second output signal OUT (1) is output from the second output terminal 27.

なお第1のパルス出力回路10_1〜第Nのパルス出力回路10_Nは、3端子の薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistorともいう)の他に、上記実施の形態で説明した4端子の薄膜トランジスタを用いることができる。図12(C)に上記実施の形態で説明した4端子の薄膜トランジスタ28のシンボルについて示す。薄膜トランジスタ28は、第1のゲート電極に入力される第1の制御信号G1及び第2のゲート電極に入力される第2の制御信号G2によって、In端子とOut端子間の電気的な制御を行うことのできる素子である。 Note that each of the first pulse output circuit 10_1 to the Nth pulse output circuit 10_N uses the four-terminal thin film transistor described in the above embodiment in addition to a three-terminal thin film transistor (also referred to as a thin film transistor). it can. FIG. 12C illustrates a symbol of the thin film transistor 28 having four terminals described in the above embodiment mode. The thin film transistor 28 performs electrical control between the In terminal and the Out terminal by the first control signal G1 input to the first gate electrode and the second control signal G2 input to the second gate electrode. It is an element that can.

酸化物半導体を薄膜トランジスタのチャネル層に用いた場合、製造工程により、しきい値電圧がマイナス側、或いはプラス側にシフトすることがある。そのため、チャネル層に酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタでは、しきい値電圧の制御を行うことのできる構成が好適である。図12(C)に示す薄膜トランジスタ28のしきい値電圧は、薄膜トランジスタ28のチャネル形成領域の上下にゲート絶縁膜を介してゲート電極を設け、上部及び/または下部のゲート電極の電位を制御することにより所望の値に制御することができる。 In the case where an oxide semiconductor is used for a channel layer of a thin film transistor, the threshold voltage may shift to the negative side or the positive side depending on the manufacturing process. Therefore, a structure in which threshold voltage can be controlled is preferable for a thin film transistor in which an oxide semiconductor is used for a channel layer. The threshold voltage of the thin film transistor 28 illustrated in FIG. 12C is that a gate electrode is provided above and below a channel formation region of the thin film transistor 28 through a gate insulating film, and the potential of the upper and / or lower gate electrode is controlled. Thus, the desired value can be controlled.

次に、図12(B)に示したパルス出力回路の具体的な回路構成の一例について、図12(D)で説明する。 Next, an example of a specific circuit configuration of the pulse output circuit illustrated in FIG. 12B will be described with reference to FIG.

図12(D)に示したパルス出力回路は、第1のトランジスタ31〜第13のトランジスタ43を有している。また、上述した第1の入力端子21〜第5の入力端子25、及び第1の出力端子26、第2の出力端子27に加え、第1の高電源電位VDDが供給される電源線51、第2の高電源電位VCCが供給される電源線52、低電源電位VSSが供給される電源線53から、第1のトランジスタ31〜第13のトランジスタ43に信号、または電源電位が供給される。ここで図12(D)における各電源線の電源電位の大小関係は、第1の電源電位VDDは第2の電源電位VCC以上の電位とし、第2の電源電位VCCは第3の電源電位VSSより大きい電位とする。なお、第1のクロック信号(CK1)〜第4のクロック信号(CK4)は、一定の間隔でHレベルとLレベルを繰り返す信号であるが、HレベルのときVDD、LレベルのときVSSであるとする。なお電源線51の電位VDDを、電源線52の電位VCCより高くすることにより、動作に影響を与えることなく、トランジスタのゲート電極に印加される電位を低く抑えることができ、トランジスタのしきい値のシフトを低減し、劣化を抑制することができる。なお、第1のトランジスタ31〜第13のトランジスタ43のうち、第1のトランジスタ31、第6のトランジスタ36乃至第9のトランジスタ39には、4端子の薄膜トランジスタを用いることが好ましい。第1のトランジスタ31、第6のトランジスタ36乃至第9のトランジスタ39の動作は、ソースまたはドレインとなる電極の一方が接続されたノードの電位を、ゲート電極の制御信号によって切り替えることが求められるトランジスタであり、ゲート電極に入力される制御信号に対する応答が速い(オン電流の立ち上がりが急峻)ことでよりパルス出力回路の誤動作を低減することができるトランジスタである。そのため、4端子の薄膜トランジスタを用いることによりしきい値電圧を制御することができ、誤動作がより低減できるパルス出力回路とすることができる。 The pulse output circuit illustrated in FIG. 12D includes a first transistor 31 to a thirteenth transistor 43. In addition to the first input terminal 21 to the fifth input terminal 25, the first output terminal 26, and the second output terminal 27 described above, the power supply line 51 to which the first high power supply potential VDD is supplied, A signal or power supply potential is supplied to the first transistor 31 to the thirteenth transistor 43 from the power supply line 52 to which the second high power supply potential VCC is supplied and the power supply line 53 to which the low power supply potential VSS is supplied. Here, the magnitude relationship between the power supply potentials of the power supply lines in FIG. 12D is that the first power supply potential VDD is equal to or higher than the second power supply potential VCC, and the second power supply potential VCC is the third power supply potential VSS. Use a higher potential. Note that the first clock signal (CK1) to the fourth clock signal (CK4) are signals that repeat the H level and the L level at regular intervals, and are VDD when the level is H and VSS when the level is the L level. And Note that by making the potential VDD of the power supply line 51 higher than the potential VCC of the power supply line 52, the potential applied to the gate electrode of the transistor can be kept low without affecting the operation, and the threshold value of the transistor Shift can be reduced and deterioration can be suppressed. Note that among the first transistor 31 to the thirteenth transistor 43, a four-terminal thin film transistor is preferably used for the first transistor 31 and the sixth transistor 36 to the ninth transistor 39. The operation of the first transistor 31 and the sixth transistor 36 to the ninth transistor 39 is a transistor in which the potential of a node to which one of the source and drain electrodes is connected is switched by a control signal of the gate electrode. In this transistor, the response to the control signal input to the gate electrode is fast (the on-state current rises sharply), so that the malfunction of the pulse output circuit can be reduced. Therefore, a threshold voltage can be controlled by using a four-terminal thin film transistor, and a pulse output circuit that can reduce malfunctions can be obtained.

図12(D)において、第1端子が電源線51に電気的に接続され、第2端子が第9のトランジスタ39の第1端子に電気的に接続され、ゲート電極(第1のゲート電極及び第2のゲート電極)が第4の入力端子24に電気的に接続されている。第2のトランジスタ32は、第1端子が電源線53に電気的に接続され、第2端子が第9のトランジスタ39の第1端子に電気的に接続され、ゲート電極が第4のトランジスタ34のゲート電極に電気的に接続されている。第3のトランジスタ33は、第1端子が第1の入力端子21に電気的に接続され、第2端子が第1の出力端子26に電気的に接続されている。第4のトランジスタ34は、第1端子が電源線53に電気的に接続され、第2端子が第1の出力端子26に電気的に接続されている。第5のトランジスタ35は、第1端子が電源線53に電気的に接続され、第2端子が第2のトランジスタ32のゲート電極及び第4のトランジスタ34のゲート電極に電気的に接続され、ゲート電極が第4の入力端子24に電気的に接続されている。第6のトランジスタ36は、第1端子が電源線52に電気的に接続され、第2端子が第2のトランジスタ32のゲート電極及び第4のトランジスタ34のゲート電極に電気的に接続され、ゲート電極(第1のゲート電極及び第2のゲート電極)が第5の入力端子25に電気的に接続されている。第7のトランジスタ37は、第1端子が電源線52に電気的に接続され、第2端子が第8のトランジスタ38の第2端子に電気的に接続され、ゲート電極(第1のゲート電極及び第2のゲート電極)が第3の入力端子23に電気的に接続されている。第8のトランジスタ38は、第1端子が第2のトランジスタ32のゲート電極及び第4のトランジスタ34のゲート電極に電気的に接続され、ゲート電極(第1のゲート電極及び第2のゲート電極)が第2の入力端子22に電気的に接続されている。第9のトランジスタ39は、第1端子が第1のトランジスタ31の第2端子及び第2のトランジスタ32の第2端子に電気的に接続され、第2端子が第3のトランジスタ33のゲート電極及び第10のトランジスタ40のゲート電極に電気的に接続され、ゲート電極(第1のゲート電極及び第2のゲート電極)が電源線52に電気的に接続されている。第10のトランジスタ40は、第1端子が第1の入力端子21に電気的に接続され、第2端子が第2の出力端子27に電気的に接続され、ゲート電極が第9のトランジスタ39の第2端子に電気的に接続されている。第11のトランジスタ41は、第1端子が電源線53に電気的に接続され、第2端子が第2の出力端子27に電気的に接続され、ゲート電極が第2のトランジスタ32のゲート電極及び第4のトランジスタ34のゲート電極に電気的に接続されている。第12のトランジスタ42は、第1端子が電源線53に電気的に接続され、第2端子が第2の出力端子27に電気的に接続され、ゲート電極が第7のトランジスタ37のゲート電極(第1のゲート電極及び第2のゲート電極)に電気的に接続されている。第13のトランジスタ43は、第1端子が電源線53に電気的に接続され、第2端子が第1の出力端子26に電気的に接続され、ゲート電極が第7のトランジスタ37のゲート電極(第1のゲート電極及び第2のゲート電極)に電気的に接続されている。 In FIG. 12D, the first terminal is electrically connected to the power supply line 51, the second terminal is electrically connected to the first terminal of the ninth transistor 39, and the gate electrode (first gate electrode and The second gate electrode) is electrically connected to the fourth input terminal 24. The second transistor 32 has a first terminal electrically connected to the power supply line 53, a second terminal electrically connected to the first terminal of the ninth transistor 39, and a gate electrode connected to the fourth transistor 34. It is electrically connected to the gate electrode. The third transistor 33 has a first terminal electrically connected to the first input terminal 21 and a second terminal electrically connected to the first output terminal 26. The fourth transistor 34 has a first terminal electrically connected to the power supply line 53 and a second terminal electrically connected to the first output terminal 26. The fifth transistor 35 has a first terminal electrically connected to the power supply line 53, a second terminal electrically connected to the gate electrode of the second transistor 32 and the gate electrode of the fourth transistor 34, and a gate The electrode is electrically connected to the fourth input terminal 24. The sixth transistor 36 has a first terminal electrically connected to the power supply line 52, a second terminal electrically connected to the gate electrode of the second transistor 32 and the gate electrode of the fourth transistor 34, and a gate The electrodes (first gate electrode and second gate electrode) are electrically connected to the fifth input terminal 25. The seventh transistor 37 has a first terminal electrically connected to the power supply line 52, a second terminal electrically connected to the second terminal of the eighth transistor 38, and a gate electrode (first gate electrode and The second gate electrode) is electrically connected to the third input terminal 23. The eighth transistor 38 has a first terminal electrically connected to the gate electrode of the second transistor 32 and the gate electrode of the fourth transistor 34, and a gate electrode (first gate electrode and second gate electrode). Are electrically connected to the second input terminal 22. The ninth transistor 39 has a first terminal electrically connected to the second terminal of the first transistor 31 and the second terminal of the second transistor 32, and a second terminal connected to the gate electrode of the third transistor 33 and The gate electrode (first gate electrode and second gate electrode) of the tenth transistor 40 is electrically connected to the power supply line 52. The tenth transistor 40 has a first terminal electrically connected to the first input terminal 21, a second terminal electrically connected to the second output terminal 27, and a gate electrode connected to the ninth transistor 39. It is electrically connected to the second terminal. The eleventh transistor 41 has a first terminal electrically connected to the power supply line 53, a second terminal electrically connected to the second output terminal 27, and a gate electrode connected to the gate electrode of the second transistor 32 and The fourth transistor 34 is electrically connected to the gate electrode. The twelfth transistor 42 has a first terminal electrically connected to the power supply line 53, a second terminal electrically connected to the second output terminal 27, and a gate electrode of the seventh transistor 37 ( The first gate electrode and the second gate electrode). The thirteenth transistor 43 has a first terminal electrically connected to the power supply line 53, a second terminal electrically connected to the first output terminal 26, and a gate electrode of the seventh transistor 37 ( The first gate electrode and the second gate electrode).

図12(D)において、第3のトランジスタ33のゲート電極、第10のトランジスタ40のゲート電極、及び第9のトランジスタ39の第2端子の接続箇所をノードAとする。また、第2のトランジスタ32のゲート電極、第4のトランジスタ34のゲート電極、第5のトランジスタ35の第2端子、第6のトランジスタ36の第2端子、第8のトランジスタ38の第1端子、及び第11のトランジスタ41のゲート電極の接続箇所をノードBとする(図13(A)参照)。 In FIG. 12D, a connection point between the gate electrode of the third transistor 33, the gate electrode of the tenth transistor 40, and the second terminal of the ninth transistor 39 is a node A. In addition, the gate electrode of the second transistor 32, the gate electrode of the fourth transistor 34, the second terminal of the fifth transistor 35, the second terminal of the sixth transistor 36, the first terminal of the eighth transistor 38, A connection point of the gate electrode of the eleventh transistor 41 is a node B (see FIG. 13A).

なお、薄膜トランジスタとは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む少なくとも三つの端子を有する素子であり、ドレイン領域とソース領域の間にチャネル領域を有しており、ドレイン領域とチャネル領域とソース領域とを介して電流を流すことが出来る。ここで、ソースとドレインとは、薄膜トランジスタの構造や動作条件等によって変わるため、いずれがソースまた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、ソース及びドレインとして機能する領域を、ソースもしくはドレインと呼ばない場合がある。その場合、一例としては、それぞれを第1端子、第2端子と表記する場合がある。 Note that a thin film transistor is an element having at least three terminals including a gate, a drain, and a source, has a channel region between the drain region and the source region, and the drain region, the channel region, and the source region. A current can be passed through. Here, since the source and the drain vary depending on the structure and operating conditions of the thin film transistor, it is difficult to limit which is the source or the drain. Thus, a region functioning as a source and a drain may not be referred to as a source or a drain. In that case, as an example, there are cases where they are referred to as a first terminal and a second terminal, respectively.

なお図12(D)、図13(A)において、ノードAを浮遊状態とすることによりブートストラップ動作を行うための、容量素子を別途設けても良い。またノードBの電位を保持するため、一方の電極をノードBに電気的に接続した容量素子を別途設けてもよい。 Note that in FIGS. 12D and 13A, a capacitor for performing a bootstrap operation by bringing the node A into a floating state may be additionally provided. Further, in order to hold the potential of the node B, a capacitor in which one electrode is electrically connected to the node B may be separately provided.

ここで、図13(A)に示したパルス出力回路を複数具備するシフトレジスタのタイミングチャートについて図13(B)に示す。なおシフトレジスタが走査線駆動回路である場合、図13(B)中の期間61は垂直帰線期間であり、期間62はゲート選択期間に相当する。 Here, FIG. 13B shows a timing chart of a shift register including a plurality of pulse output circuits shown in FIG. Note that in the case where the shift register is a scan line driver circuit, a period 61 in FIG. 13B corresponds to a vertical blanking period, and a period 62 corresponds to a gate selection period.

なお、図13(A)に示すように、ゲートに第2の電源電位VCCが印加される第9のトランジスタ39を設けておくことにより、ブートストラップ動作の前後において、以下のような利点がある。 As shown in FIG. 13A, by providing the ninth transistor 39 to which the second power supply potential VCC is applied at the gate, the following advantages are obtained before and after the bootstrap operation. .

ゲート電極に第2の電位VCCが印加される第9のトランジスタ39がない場合、ブートストラップ動作によりノードAの電位が上昇すると、第1のトランジスタ31の第2端子であるソースの電位が上昇していき、第1の電源電位VDDより大きくなる。そして、第1のトランジスタ31のソースが第1端子側、即ち電源線51側に切り替わる。そのため、第1のトランジスタ31においては、ゲートとソースの間、ゲートとドレインの間ともに、大きなバイアス電圧が印加されるために大きなストレスがかかり、トランジスタの劣化の要因となりうる。そこで、ゲート電極に第2の電源電位VCCが印加される第9のトランジスタ39を設けておくことにより、ブートストラップ動作によりノードAの電位は上昇するものの、第1のトランジスタ31の第2端子の電位の上昇を生じないようにすることができる。つまり、第9のトランジスタ39を設けることにより、第1のトランジスタ31のゲートとソースの間に印加される負のバイアス電圧の値を小さくすることができる。よって、本実施の形態の回路構成とすることにより、第1のトランジスタ31のゲートとソースの間に印加される負のバイアス電圧も小さくできるため、ストレスによる第1のトランジスタ31の劣化を抑制することができる。 When there is no ninth transistor 39 to which the second potential VCC is applied to the gate electrode, when the potential of the node A is increased by the bootstrap operation, the potential of the source that is the second terminal of the first transistor 31 is increased. As a result, the potential becomes higher than the first power supply potential VDD. Then, the source of the first transistor 31 is switched to the first terminal side, that is, the power supply line 51 side. Therefore, in the first transistor 31, a large bias voltage is applied between the gate and the source and between the gate and the drain, so that a large stress is applied, which can cause deterioration of the transistor. Therefore, by providing the ninth transistor 39 to which the second power supply potential VCC is applied to the gate electrode, the potential of the node A rises by the bootstrap operation, but the second terminal of the first transistor 31 It is possible to prevent the potential from increasing. That is, by providing the ninth transistor 39, the value of the negative bias voltage applied between the gate and the source of the first transistor 31 can be reduced. Therefore, with the circuit configuration of this embodiment, the negative bias voltage applied between the gate and the source of the first transistor 31 can be reduced, so that deterioration of the first transistor 31 due to stress is suppressed. be able to.

なお、第9のトランジスタ39を設ける箇所については、第1のトランジスタ31の第2端子と第3のトランジスタ33のゲートとの間に第1端子と第2端子を介して接続されるように設ける構成であればよい。なお、本実施形態でのパルス出力回路を複数具備するシフトレジスタの場合、走査線駆動回路より段数の多い信号線駆動回路では、第9のトランジスタ39を省略してもよく、トランジスタ数を削減することが利点がある。 Note that the ninth transistor 39 is provided so as to be connected between the second terminal of the first transistor 31 and the gate of the third transistor 33 via the first terminal and the second terminal. Any configuration may be used. Note that in the case of a shift register including a plurality of pulse output circuits in this embodiment, the ninth transistor 39 may be omitted in a signal line driver circuit having more stages than a scanning line driver circuit, and the number of transistors is reduced. There are advantages.

なお、第1のトランジスタ31乃至第13のトランジスタ43の半導体層として、酸化物半導体を用いることにより、薄膜トランジスタのオフ電流を低減すると共に、オン電流及び電界効果移動度を高めることが出来ると共に、劣化の度合いを低減することが出来るため、回路内の誤動作を低減することができる。また酸化物半導体を用いたトランジスタは、アモルファスシリコンを用いたトランジスタに比べ、ゲート電極に高電位が印加されることによるトランジスタの劣化の程度が小さい。そのため、第2の電源電位VCCを供給する電源線に、第1の電源電位VDDを供給しても同様の動作が得られ、且つ回路間を引き回す電源線の数を低減することができるため、回路の小型化を図ることが出来る。 Note that by using an oxide semiconductor as the semiconductor layers of the first transistor 31 to the thirteenth transistor 43, off-state current of the thin film transistor can be reduced, on-state current and field-effect mobility can be increased, and deterioration can be achieved. Therefore, malfunctions in the circuit can be reduced. In addition, a transistor using an oxide semiconductor is less deteriorated when a high potential is applied to a gate electrode than a transistor using amorphous silicon. Therefore, even if the first power supply potential VDD is supplied to the power supply line that supplies the second power supply potential VCC, the same operation can be obtained, and the number of power supply lines routed between the circuits can be reduced. The circuit can be reduced in size.

なお、第7のトランジスタ37のゲート電極(第1のゲート電極及び第2のゲート電極)に第3の入力端子23によって供給されるクロック信号、第8のトランジスタ38のゲート電極(第1のゲート電極及び第2のゲート電極)に第2の入力端子22によって供給されるクロック信号は、第7のトランジスタ37のゲート電極(第1のゲート電極及び第2のゲート電極)に第2の入力端子22によって供給されるクロック信号、第8のトランジスタ38のゲート電極(第1のゲート電極及び第2のゲート電極)に第3の入力端子23によって供給されるクロック信号となるように、結線関係を入れ替えても同様の作用を奏する。この時、図13(A)に示すシフトレジスタにおいて、第7のトランジスタ37及び第8のトランジスタ38が共にオンの状態から、第7のトランジスタ37がオフ、第8のトランジスタ38がオンの状態、次いで第7のトランジスタ37がオフ、第8のトランジスタ38がオフの状態とすることによって、第2の入力端子22及び第3の入力端子23の電位が低下することで生じるノードBの電位の低下が、第7のトランジスタ37のゲート電極の電位の低下、及び第8のトランジスタ38のゲート電極の電位の低下に起因して2回生じることとなる。一方、図13(A)に示すシフトレジスタを図13(B)の期間のように、第7のトランジスタ37及び第8のトランジスタ38が共にオンの状態から、第7のトランジスタ37がオン、第8のトランジスタ38がオフの状態、次いで、第7のトランジスタ37がオフ、第8のトランジスタ38がオフの状態とすることによって、第2の入力端子22及び第3の入力端子23の電位が低下することで生じるノードBの電位の低下を、第8のトランジスタ38のゲート電極の電位の低下による一回に低減することができる。そのため、第7のトランジスタ37のゲート電極(第1のゲート電極及び第2のゲート電極)に第3の入力端子23からクロック信号が供給され、第8のトランジスタ38のゲート電極(第1のゲート電極及び第2のゲート電極)に第2の入力端子22からクロック信号が供給される結線関係とすることが好適である。なぜなら、ノードBの電位の変動回数が低減され、またノイズを低減することが出来るからである。 Note that the clock signal supplied from the third input terminal 23 to the gate electrode (first gate electrode and second gate electrode) of the seventh transistor 37, and the gate electrode (first gate) of the eighth transistor 38. The clock signal supplied to the second input terminal 22 by the second input terminal 22 is connected to the second input terminal to the gate electrode (first gate electrode and second gate electrode) of the seventh transistor 37. 22 and the gate signal (first gate electrode and second gate electrode) of the eighth transistor 38 are connected to each other so that the clock signal is supplied from the third input terminal 23. Even if it is replaced, the same effect is obtained. At this time, in the shift register illustrated in FIG. 13A, the seventh transistor 37 and the eighth transistor 38 are turned off, and the seventh transistor 37 and the eighth transistor 38 are turned on. Next, when the seventh transistor 37 is turned off and the eighth transistor 38 is turned off, the potential of the node B is lowered by the potential of the second input terminal 22 and the third input terminal 23 being lowered. However, this occurs twice due to a decrease in the potential of the gate electrode of the seventh transistor 37 and a decrease in the potential of the gate electrode of the eighth transistor 38. On the other hand, in the shift register shown in FIG. 13A, the seventh transistor 37 is turned on, the seventh transistor 37 is turned on, and the seventh transistor 37 and the eighth transistor 38 are turned on, as in the period of FIG. 13B. 8 transistor 38 is turned off, then the seventh transistor 37 is turned off and the eighth transistor 38 is turned off, so that the potentials of the second input terminal 22 and the third input terminal 23 are lowered. Thus, the decrease in the potential of the node B can be reduced at a time due to the decrease in the potential of the gate electrode of the eighth transistor 38. Therefore, the clock signal is supplied from the third input terminal 23 to the gate electrode (first gate electrode and second gate electrode) of the seventh transistor 37, and the gate electrode (first gate) of the eighth transistor 38 is supplied. It is preferable that the clock signal is supplied from the second input terminal 22 to the electrode and the second gate electrode). This is because the number of fluctuations in the potential of the node B is reduced and noise can be reduced.

このように、第1の出力端子26及び第2の出力端子27の電位をLレベルに保持する期間に、ノードBに定期的にHレベルの信号が供給される構成とすることにより、パルス出力回路の誤動作を抑制することができる。 As described above, by setting the signal to be periodically supplied to the node B during the period in which the potentials of the first output terminal 26 and the second output terminal 27 are held at the L level, the pulse output is performed. A malfunction of the circuit can be suppressed.

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成を適宜組み合わせて用いることができることとする。 Note that the structure described in this embodiment can be combined with any of the structures described in the other embodiments as appropriate.

(実施の形態4)
実施の形態1及び2に示す薄膜トランジスタを作製し、該薄膜トランジスタを画素部、さらには駆動回路に用いて表示機能を有する半導体装置(表示装置ともいう)を作製することができる。また、実施の形態1及び2に示す薄膜トランジスタを駆動回路の一部または全体を、画素部と同じ基板上に一体形成し、システムオンパネルを形成することができる。
(Embodiment 4)
A thin film transistor described in any of Embodiments 1 and 2 is manufactured, and a semiconductor device having a display function (also referred to as a display device) can be manufactured using the thin film transistor in a pixel portion and further in a driver circuit. In addition, the thin film transistor described in any of Embodiments 1 and 2 can be partly or wholly formed over the same substrate as the pixel portion to form a system-on-panel.

表示装置は表示素子を含む。表示素子としては液晶素子(液晶表示素子ともいう)、発光素子(発光表示素子ともいう)を用いることができる。発光素子は、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おり、具体的には無機EL(Electro Luminescence)、有機EL等が含まれる。また、電子インクなど、電気的作用によりコントラストが変化する表示媒体も適用することができる。 The display device includes a display element. As the display element, a liquid crystal element (also referred to as a liquid crystal display element) or a light-emitting element (also referred to as a light-emitting display element) can be used. The light-emitting element includes, in its category, an element whose luminance is controlled by current or voltage, and specifically includes inorganic EL (Electro Luminescence), organic EL, and the like. In addition, a display medium whose contrast is changed by an electric effect, such as electronic ink, can be used.

また、表示装置は、表示素子が封止された状態にあるパネルと、該パネルにコントローラを含むIC等を実装した状態にあるモジュールと、を含む。さらに、該表示装置を作製する過程における、表示素子が完成する前の一形態に相当する素子基板に関し、該素子基板は、電流を表示素子に供給するための手段を複数の各画素に備える。素子基板は、具体的には、表示素子の画素電極のみが形成された状態であっても良いし、画素電極となる導電膜を成膜した後であって、エッチングして画素電極を形成する前の状態であっても良いし、あらゆる形態があてはまる。 The display device includes a panel in which the display element is sealed, and a module in which an IC or the like including a controller is mounted on the panel. Further, in the process of manufacturing the display device, the element substrate which corresponds to one embodiment before the display element is completed is provided with a means for supplying current to the display element in each of the plurality of pixels. Specifically, the element substrate may be in a state where only the pixel electrode of the display element is formed, or after the conductive film to be the pixel electrode is formed, the pixel electrode is formed by etching. The previous state may be used, and all forms are applicable.

なお、本明細書中における表示装置とは、画像表示デバイス、表示デバイス、もしくは光源(照明装置含む)を指す。また、コネクター、例えばFPC(Flexible printed circuit)もしくはTAB(Tape Automated Bonding)テープもしくはTCP(Tape Carrier Package)が取り付けられたモジュール、TABテープやTCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または表示素子にCOG(Chip On Glass)方式によりIC(集積回路)が直接実装されたモジュールも全て表示装置に含むものとする。 Note that a display device in this specification means an image display device, a display device, or a light source (including a lighting device). Also, a connector, for example, a module with a FPC (Flexible printed circuit) or TAB (Tape Automated Bonding) tape or TCP (Tape Carrier Package), a module with a printed wiring board at the end of a TAB tape or TCP, or a display It is assumed that the display device includes all modules in which an IC (integrated circuit) is directly mounted on the element by a COG (Chip On Glass) method.

半導体装置の一形態に相当する液晶表示パネルについて、図14を用いて説明する。図14(A1)、(A2)は、液晶表示パネルの上面図であり、図14(B)は、図14(A1)、(A2)のM−Nにおける断面に相当する。図14に示す液晶パネルは実施の形態1及び2で示したIn−Ga−Zn−O系膜を酸化物半導体層として含む信頼性の高い薄膜トランジスタ4010及び4011(図14(B)参照)を有している。また、図14に示す液晶パネルは、第1の基板4001上に形成された薄膜トランジスタ4010、4011、及び液晶素子4013を、第2の基板4006との間にシール材4005によって封止された構造である。 A liquid crystal display panel, which is one embodiment of a semiconductor device, will be described with reference to FIGS. 14A1 and 14A2 are top views of the liquid crystal display panel, and FIG 14B corresponds to a cross section taken along line MN in FIGS 14A1 and 14A2. The liquid crystal panel illustrated in FIG. 14 includes the highly reliable thin film transistors 4010 and 4011 (see FIG. 14B) each including the In—Ga—Zn—O-based film described in Embodiments 1 and 2 as an oxide semiconductor layer. doing. 14 has a structure in which the thin film transistors 4010 and 4011 and the liquid crystal element 4013 formed over the first substrate 4001 are sealed with a sealant 4005 between the second substrate 4006 and the liquid crystal panel. is there.

第1の基板4001上に設けられた画素部4002と、走査線駆動回路4004とを囲むようにして、シール材4005が設けられている。また画素部4002と、走査線駆動回路4004の上に第2の基板4006が設けられている。よって画素部4002と、走査線駆動回路4004とは、第1の基板4001とシール材4005と第2の基板4006とによって、液晶層4008と共に封止されている。また第1の基板4001上のシール材4005によって囲まれている領域とは異なる領域に、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜で形成された信号線駆動回路4003が実装されている。 A sealant 4005 is provided so as to surround the pixel portion 4002 provided over the first substrate 4001 and the scan line driver circuit 4004. A second substrate 4006 is provided over the pixel portion 4002 and the scan line driver circuit 4004. Therefore, the pixel portion 4002 and the scan line driver circuit 4004 are sealed together with the liquid crystal layer 4008 by the first substrate 4001, the sealant 4005, and the second substrate 4006. A signal line driver circuit 4003 formed of a single crystal semiconductor film or a polycrystalline semiconductor film is mounted over a separately prepared substrate in a region different from the region surrounded by the sealant 4005 over the first substrate 4001. Has been.

なお、別途形成した駆動回路の接続方法は、特に限定されるものではなく、COG法、ワイヤボンディング法、或いはTAB法などを用いることができる。図14(A1)は、COG法により信号線駆動回路4003を実装する例であり、図14(A2)は、TAB法により信号線駆動回路4003を実装する例である。 Note that a connection method of a driver circuit which is separately formed is not particularly limited, and a COG method, a wire bonding method, a TAB method, or the like can be used. 14A1 illustrates an example in which the signal line driver circuit 4003 is mounted by a COG method, and FIG. 14A2 illustrates an example in which the signal line driver circuit 4003 is mounted by a TAB method.

また、第1の基板4001上に設けられた画素部4002と走査線駆動回路4004は、薄膜トランジスタを複数有しており、図14(B)では、画素部4002に含まれる薄膜トランジスタ4010と、走査線駆動回路4004に含まれる薄膜トランジスタ4011とを例示している。薄膜トランジスタ4010、4011上には絶縁層4020、4021が設けられている。 In addition, the pixel portion 4002 and the scan line driver circuit 4004 provided over the first substrate 4001 include a plurality of thin film transistors. In FIG. 14B, the thin film transistor 4010 included in the pixel portion 4002 and the scan line A thin film transistor 4011 included in the driver circuit 4004 is illustrated. Insulating layers 4020 and 4021 are provided over the thin film transistors 4010 and 4011.

薄膜トランジスタ4010、4011は、In−Ga−Zn−O系膜を酸化物半導体層として含む信頼性の高い実施の形態1及び2に示す薄膜トランジスタを適用することができる。本実施の形態において、薄膜トランジスタ4010、4011はnチャネル型薄膜トランジスタである。 As the thin film transistors 4010 and 4011, the highly reliable thin film transistor described in Embodiments 1 and 2 including an In—Ga—Zn—O-based film as an oxide semiconductor layer can be used. In this embodiment mode, the thin film transistors 4010 and 4011 are n-channel thin film transistors.

絶縁層4021上において駆動回路用の薄膜トランジスタ4011の酸化物半導体層のチャネル形成領域と重なる位置に導電層4040が設けられている。導電層4040を酸化物半導体層のチャネル形成領域と重なる位置に設けることによって、BT試験前後における薄膜トランジスタ4011のしきい値電圧の変化量を低減することができる。また、導電層4040は、電位が薄膜トランジスタ4011のゲート電極層と同じでもよいし、異なっていても良く、第2のゲート電極層として機能させることもできる。また、導電層4040の電位がGND、0V、或いはフローティング状態であってもよい。 A conductive layer 4040 is provided over the insulating layer 4021 so as to overlap with a channel formation region of the oxide semiconductor layer of the thin film transistor 4011 for the driver circuit. By providing the conductive layer 4040 so as to overlap with the channel formation region of the oxide semiconductor layer, the amount of change in the threshold voltage of the thin film transistor 4011 before and after the BT test can be reduced. The conductive layer 4040 may have the same potential as or different from the gate electrode layer of the thin film transistor 4011, and can function as a second gate electrode layer. Further, the potential of the conductive layer 4040 may be GND, 0 V, or a floating state.

また、液晶素子4013が有する画素電極層4030は、薄膜トランジスタ4010と電気的に接続されている。そして、液晶素子4013の対向電極層4031は、第2の基板4006上に形成されている。また、液晶素子4013は、画素電極層4030と、対向電極層4031と、液晶層4008と、が重なっている部分に相当する。なお、画素電極層4030及び対向電極層4031は、それぞれ配向膜として機能する絶縁層4032及び4033が設けられ、絶縁層4032及び絶縁層4033を介して液晶層4008を挟持している。なお、図示はしていないが、カラーフィルタは第1の基板4001または第2の基板4006のどちら側に設けても良い。 In addition, the pixel electrode layer 4030 included in the liquid crystal element 4013 is electrically connected to the thin film transistor 4010. The counter electrode layer 4031 of the liquid crystal element 4013 is formed over the second substrate 4006. The liquid crystal element 4013 corresponds to a portion where the pixel electrode layer 4030, the counter electrode layer 4031, and the liquid crystal layer 4008 overlap. Note that the pixel electrode layer 4030 and the counter electrode layer 4031 are each provided with insulating layers 4032 and 4033 which function as alignment films, and sandwich the liquid crystal layer 4008 with the insulating layers 4032 and 4033 interposed therebetween. Note that although not illustrated, the color filter may be provided on either the first substrate 4001 or the second substrate 4006 side.

なお、第1の基板4001、第2の基板4006としては、ガラス、金属(代表的にはステンレス)、セラミックス、プラスチック等を用いることができる。プラスチックとしては、例えば、FRP(Fiberglass−Reinforced Plastics)板、PVF(ポリビニルフルオライド)フィルム、ポリエステルフィルム、アクリル樹脂フィルムを用いることができる。また、アルミニウムホイルをPVFフィルムやポリエステルフィルムで挟んだ構造のシートを用いることもできる。 Note that as the first substrate 4001 and the second substrate 4006, glass, metal (typically stainless steel), ceramic, plastic, or the like can be used. As the plastic, for example, an FRP (Fiberglass-Reinforced Plastics) plate, a PVF (polyvinyl fluoride) film, a polyester film, and an acrylic resin film can be used. A sheet having a structure in which an aluminum foil is sandwiched between PVF films or polyester films can also be used.

また、スペーサ4035は絶縁膜を選択的にエッチングすることで得られ、画素電極層4030と対向電極層4031との間の距離(セルギャップ)を制御するために設けられている。なお球状のスペーサを用いていても良い。また、対向電極層4031は、薄膜トランジスタ4010と同一基板上に設けられる共通電位線と電気的に接続される。共通接続部を用いて、一対の基板間に配置される導電性粒子を介して対向電極層4031と共通電位線とを電気的に接続することができる。なお、導電性粒子はシール材4005に含有させる。 The spacer 4035 is obtained by selectively etching the insulating film and is provided to control the distance (cell gap) between the pixel electrode layer 4030 and the counter electrode layer 4031. A spherical spacer may be used. The counter electrode layer 4031 is electrically connected to a common potential line provided over the same substrate as the thin film transistor 4010. Using the common connection portion, the counter electrode layer 4031 and the common potential line can be electrically connected to each other through conductive particles disposed between the pair of substrates. Note that the conductive particles are included in the sealant 4005.

また、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために5重量%以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を用いて液晶層4008に用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が10μsec以上100μsec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。 Alternatively, a liquid crystal exhibiting a blue phase for which an alignment film is unnecessary may be used. The blue phase is one of the liquid crystal phases. When the temperature of the cholesteric liquid crystal is increased, the blue phase appears immediately before the transition from the cholesteric phase to the isotropic phase. Since the blue phase appears only in a narrow temperature range, a liquid crystal composition mixed with 5% by weight or more of a chiral agent is used for the liquid crystal layer 4008 in order to improve the temperature range. A liquid crystal composition including a liquid crystal exhibiting a blue phase and a chiral agent has a response speed as short as 10 μsec or more and 100 μsec or less, and is optically isotropic, so that alignment treatment is unnecessary and viewing angle dependency is small.

なお、本実施の形態は透過型液晶表示装置の例であるが、本発明は反射型液晶表示装置でも半透過型液晶表示装置でも適用できる。 Note that although this embodiment is an example of a transmissive liquid crystal display device, the present invention can be applied to a reflective liquid crystal display device or a transflective liquid crystal display device.

また、本実施の形態の液晶表示装置では、基板の外側(視認側)に偏光板を設け、内側に着色層、表示素子に用いる電極層という順に設ける例を示すが、偏光板は基板の内側に設けてもよい。また、偏光板と着色層の積層構造も本実施の形態に限定されず、偏光板及び着色層の材料や作製工程条件によって適宜設定すればよい。また、ブラックマトリクスとして機能する遮光膜を設けてもよい。 In the liquid crystal display device of this embodiment, a polarizing plate is provided on the outer side (viewing side) of the substrate, a colored layer is provided on the inner side, and an electrode layer used for the display element is provided in this order. May be provided. In addition, the stacked structure of the polarizing plate and the colored layer is not limited to this embodiment mode, and may be set as appropriate depending on the material and manufacturing process conditions of the polarizing plate and the colored layer. Further, a light shielding film functioning as a black matrix may be provided.

また、本実施の形態では、薄膜トランジスタ起因の表面凹凸を低減するため、及び薄膜トランジスタの信頼性を向上させるため、実施の形態2で得られた薄膜トランジスタを保護膜や平坦化絶縁膜として機能する絶縁層(絶縁層4020、絶縁層4021)で覆う構成となっている。なお、保護膜は、大気中に浮遊する有機物や金属物、水蒸気などの汚染不純物の侵入を防ぐためのものであり、緻密な膜が好ましい。保護膜は、例えば、スパッタ法を用いて、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、又は窒化酸化アルミニウム膜の単層、又は積層で形成すればよい。本実施の形態では保護膜をスパッタ法で形成する例を示すが、特に限定されず種々の方法で形成すればよい。 In this embodiment mode, the thin film transistor obtained in Embodiment Mode 2 is used as a protective film or a planarization insulating film in order to reduce surface roughness due to the thin film transistor and to improve the reliability of the thin film transistor. The insulating layer 4020 is covered with the insulating layer 4021. Note that the protective film is for preventing entry of contaminant impurities such as organic substances, metal substances, and water vapor floating in the atmosphere, and a dense film is preferable. The protective film is formed of, for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, a silicon nitride oxide film, an aluminum oxide film, an aluminum nitride film, an aluminum oxynitride film, or an aluminum nitride oxide film by a sputtering method. What is necessary is just to form by a layer or lamination | stacking. Although an example in which the protective film is formed by a sputtering method is described in this embodiment mode, the method is not particularly limited and may be formed by various methods.

ここでは、保護膜として積層構造の絶縁層4020を形成する。ここでは、絶縁層4020の一層目として、スパッタ法を用いて酸化シリコン膜を形成する。保護膜として酸化シリコン膜を用いると、ソース電極層及びドレイン電極層として用いるアルミニウム膜のヒロック防止に効果がある。 Here, an insulating layer 4020 having a stacked structure is formed as the protective film. Here, as the first layer of the insulating layer 4020, a silicon oxide film is formed by a sputtering method. The use of a silicon oxide film as the protective film is effective in preventing hillocks of the aluminum film used as the source electrode layer and the drain electrode layer.

また、保護膜の二層目として絶縁層を形成する。ここでは、絶縁層4020の二層目として、スパッタ法を用いて窒化シリコン膜を形成する。保護膜として窒化シリコン膜を用いると、ナトリウム等の可動イオンが半導体領域中に侵入して、TFTの電気特性を変化させることを抑制することができる。 In addition, an insulating layer is formed as a second layer of the protective film. Here, as the second layer of the insulating layer 4020, a silicon nitride film is formed by a sputtering method. When a silicon nitride film is used as the protective film, it is possible to prevent mobile ions such as sodium from entering the semiconductor region and changing the electrical characteristics of the TFT.

また、保護膜を形成した後に、酸化物半導体層のアニール(300℃以上400℃以下)を行ってもよい。 Further, after the protective film is formed, the oxide semiconductor layer may be annealed (300 ° C. or higher and 400 ° C. or lower).

また、平坦化絶縁膜として絶縁層4021を形成する。絶縁層4021としては、アクリル、ポリイミド、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、エポキシ等の、耐熱性を有する有機材料を用いることができる。また、上記有機材料の他に、低誘電率材料(low−k材料)、シロキサン系樹脂、PSG(リンガラス)、BPSG(リンボロンガラス)等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、絶縁層4021を形成してもよい。 In addition, the insulating layer 4021 is formed as the planarization insulating film. As the insulating layer 4021, an organic material having heat resistance such as acrylic, polyimide, benzocyclobutene, polyamide, or epoxy can be used. In addition to the organic material, a low dielectric constant material (low-k material), a siloxane-based resin, PSG (phosphorus glass), BPSG (phosphorus glass), or the like can be used. Note that the insulating layer 4021 may be formed by stacking a plurality of insulating films formed using these materials.

なお、シロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたSi−O−Si結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は置換基としては有機基(例えばアルキル基やアリール基)やフルオロ基を用いても良い。また、有機基はフルオロ基を有していても良い。 Note that the siloxane-based resin corresponds to a resin including a Si—O—Si bond formed using a siloxane-based material as a starting material. Siloxane resins may use organic groups (for example, alkyl groups and aryl groups) and fluoro groups as substituents. The organic group may have a fluoro group.

絶縁層4021の形成方法は特に限定されず、その材料に応じて、スパッタ法、SOG法、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法(インクジェット法、スクリーン印刷、オフセット印刷等)、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコーター等を用いることができる。絶縁層4021を材料液を用いて形成する場合、ベークする工程で、同時に酸化物半導体層のアニール(300℃以上400℃以下)を行ってもよい。また、絶縁層4021の焼成工程と酸化物半導体層のアニールを兼ねることで、効率よく半導体装置を作製することが可能となる。 The formation method of the insulating layer 4021 is not particularly limited, and depending on the material, sputtering, SOG, spin coating, dip, spray coating, droplet discharge (inkjet method, screen printing, offset printing, etc.), doctor knife A roll coater, a curtain coater, a knife coater or the like can be used. In the case where the insulating layer 4021 is formed using a material solution, annealing (300 ° C. to 400 ° C.) of the oxide semiconductor layer may be performed at the same time as the baking step. Further, by combining the baking process of the insulating layer 4021 and annealing of the oxide semiconductor layer, a semiconductor device can be efficiently manufactured.

画素電極層4030及び対向電極層4031は、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物(以下、ITOと示す。)、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する導電性材料を用いることができる。 The pixel electrode layer 4030 and the counter electrode layer 4031 include indium oxide containing tungsten oxide, indium zinc oxide containing tungsten oxide, indium oxide containing titanium oxide, indium tin oxide containing titanium oxide, and indium tin oxide ( Hereinafter, it is referred to as ITO), and a light-transmitting conductive material such as indium zinc oxide or indium tin oxide to which silicon oxide is added can be used.

また、画素電極層4030及び対向電極層4031として、導電性高分子(導電性ポリマーともいう)を含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性組成物を用いて形成した画素電極は、シート抵抗が10000Ω/□以下、波長550nmにおける透光率が70%以上であることが好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗率が0.1Ω・cm以下であることが好ましい。 The pixel electrode layer 4030 and the counter electrode layer 4031 can be formed using a conductive composition including a conductive high molecule (also referred to as a conductive polymer). The pixel electrode formed using the conductive composition preferably has a sheet resistance of 10,000 Ω / □ or less and a light transmittance of 70% or more at a wavelength of 550 nm. Moreover, it is preferable that the resistivity of the conductive polymer contained in the conductive composition is 0.1 Ω · cm or less.

導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子を用いることができる。例えば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェンまたはその誘導体、若しくはこれらの2種以上の共重合体などがあげられる。 As the conductive polymer, a so-called π-electron conjugated conductive polymer can be used. For example, polyaniline or a derivative thereof, polypyrrole or a derivative thereof, polythiophene or a derivative thereof, or a copolymer of two or more kinds thereof can be given.

また、別途形成された信号線駆動回路4003と、走査線駆動回路4004または画素部4002に与えられる各種信号及び電位は、FPC4018から供給されている。 In addition, a variety of signals and potentials are supplied to the signal line driver circuit 4003 which is formed separately, the scan line driver circuit 4004, or the pixel portion 4002 from an FPC 4018.

本実施の形態では、接続端子電極4015が、液晶素子4013が有する画素電極層4030と同じ導電膜から形成され、端子電極4016は、薄膜トランジスタ4010、4011のソース電極層及びドレイン電極層と同じ導電膜で形成されている。 In this embodiment, the connection terminal electrode 4015 is formed using the same conductive film as the pixel electrode layer 4030 included in the liquid crystal element 4013, and the terminal electrode 4016 is the same conductive film as the source and drain electrode layers of the thin film transistors 4010 and 4011. It is formed with.

接続端子電極4015は、FPC4018が有する端子と、異方性導電膜4019を介して電気的に接続されている。 The connection terminal electrode 4015 is electrically connected to a terminal included in the FPC 4018 through an anisotropic conductive film 4019.

また、図14においては、信号線駆動回路4003を別途形成し、第1の基板4001に実装している例を示しているが、本実施の形態はこの構成に限定されない。走査線駆動回路を別途形成して実装しても良いし、信号線駆動回路の一部または走査線駆動回路の一部のみを別途形成して実装しても良い。 FIG. 14 illustrates an example in which the signal line driver circuit 4003 is formed separately and mounted on the first substrate 4001; however, this embodiment is not limited to this structure. The scan line driver circuit may be separately formed and mounted, or only part of the signal line driver circuit or only part of the scan line driver circuit may be separately formed and mounted.

次に、実施の形態1及び2に示すTFTを適用して作製された液晶表示モジュールの構成例について、図15を用いて説明する。 Next, a structural example of a liquid crystal display module manufactured by applying the TFT described in any of Embodiments 1 and 2 is described with reference to FIGS.

図15に示す液晶表示モジュールは、TFT基板2600と対向基板2601がシール材2602により固着され、その間にTFT等を含む画素部2603、液晶層を含む表示素子2604、着色層2605、偏光板2606が設けられ表示領域を形成している。着色層2605はカラー表示を行う場合に必要であり、RGB方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した着色層が各画素に対応して設けられている。TFT基板2600と対向基板2601の外側には、偏光板2606、偏光板2607、及び拡散板2613が配設されている。光源は冷陰極管2610と反射板2611により構成され、回路基板2612は、フレキシブル配線基板2609によりTFT基板2600の配線回路部2608と接続され、コントロール回路や電源回路などの外部回路が組みこまれている。また、偏光板と、液晶層との間に位相差板を有した状態で積層してもよい。 In the liquid crystal display module illustrated in FIG. 15, a TFT substrate 2600 and a counter substrate 2601 are fixed by a sealant 2602, and a pixel portion 2603 including a TFT or the like, a display element 2604 including a liquid crystal layer, a colored layer 2605, and a polarizing plate 2606 are interposed therebetween. A display area is provided. The colored layer 2605 is necessary for color display. In the case of the RGB method, a colored layer corresponding to each color of red, green, and blue is provided corresponding to each pixel. A polarizing plate 2606, a polarizing plate 2607, and a diffusion plate 2613 are disposed outside the TFT substrate 2600 and the counter substrate 2601. The light source is composed of a cold cathode tube 2610 and a reflector 2611. The circuit board 2612 is connected to the wiring circuit portion 2608 of the TFT substrate 2600 by a flexible wiring board 2609, and an external circuit such as a control circuit or a power circuit is incorporated. Yes. Moreover, you may laminate | stack in the state which had the phase difference plate between the polarizing plate and the liquid-crystal layer.

液晶表示モジュールには、TN(Twisted Nematic)モード、IPS(In−Plane−Switching)モード、FFS(Fringe Field Switching)モード、MVA(Multi−domain Vertical Alignment)モード、PVA(Patterned Vertical Alignment)モード、ASM(Axially Symmetric aligned Micro−cell)モード、OCB(Optically Compensated Birefringence)モード、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)モード、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal)モードなどを用いることができる。 The liquid crystal display modules include TN (Twisted Nematic) mode, IPS (In-Plane-Switching) mode, FFS (Fringe Field Switching) mode, MVA (Multi-domain Vertical Alignment) mode, PVA (Pattern Attached Pattern) (Axial Symmetrically Aligned Micro-cell) mode, OCB (Optically Compensated Birefringence) mode, FLC (Ferroelectric Liquid Crystal) mode, AFLC (Anti-Ferroelectric Liquid mode) It can be used.

以上の工程により、半導体装置として信頼性の高い液晶表示パネルを作製することができる。 Through the above process, a highly reliable liquid crystal display panel as a semiconductor device can be manufactured.

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成を適宜組み合わせて用いることができることとする。 Note that the structure described in this embodiment can be combined with any of the structures described in the other embodiments as appropriate.

(実施の形態5)
本実施の形態では、実施の形態1及び2に示す薄膜トランジスタを適用した半導体装置として電子ペーパーの例を示す。
(Embodiment 5)
In this embodiment, an example of electronic paper is described as a semiconductor device to which the thin film transistor described in any of Embodiments 1 and 2 is applied.

図16に、アクティブマトリクス型の電子ペーパーの例を示す。半導体装置に用いられる薄膜トランジスタ581としては、実施の形態1及び2で示す薄膜トランジスタを適用することができる。 FIG. 16 illustrates an example of active matrix electronic paper. As the thin film transistor 581 used for the semiconductor device, the thin film transistor described in any of Embodiments 1 and 2 can be used.

図16の電子ペーパーは、ツイストボール表示方式を用いた表示装置の例である。ツイストボール表示方式とは、白と黒に塗り分けられた球形粒子を表示素子に用いる電極層である第1の電極層及び第2の電極層の間に配置し、第1の電極層及び第2の電極層に電位差を生じさせて、球形粒子の向きを制御することにより、表示を行う方法である。 The electronic paper in FIG. 16 is an example of a display device using a twisting ball display system. The twist ball display method is a method in which spherical particles separately painted in white and black are arranged between a first electrode layer and a second electrode layer which are electrode layers used for a display element, and the first electrode layer and the second electrode layer are arranged. In this method, a potential difference is generated in the two electrode layers to control the orientation of the spherical particles.

基板580と基板596との間に封止される薄膜トランジスタ581はボトムゲート構造の薄膜トランジスタであり、ソース電極層又はドレイン電極層によって第1の電極層587と、絶縁層585に形成する開口で接しており電気的に接続している。第1の電極層587と第2の電極層588との間には黒色領域590a及び白色領域590bを有し、周りに液体で満たされているキャビティ594を含む球形粒子589が設けられており、球形粒子589の周囲は樹脂等の充填材595で充填されている(図16参照)。本実施の形態においては、第1の電極層587が画素電極に相当し、第2の電極層588が共通電極に相当する。第2の電極層588は、薄膜トランジスタ581と同一基板上に設けられる共通電位線と電気的に接続される。また、共通接続部を用いて、一対の基板間に配置される導電性粒子を介して第2の電極層588と共通電位線とを電気的に接続することができる。 A thin film transistor 581 sealed between the substrate 580 and the substrate 596 is a bottom-gate thin film transistor, and is in contact with the first electrode layer 587 and an opening formed in the insulating layer 585 with a source electrode layer or a drain electrode layer. Are electrically connected. Between the first electrode layer 587 and the second electrode layer 588, spherical particles 589 including a cavity 594 having a black region 590a and a white region 590b and being filled with a liquid are provided. The periphery of the spherical particles 589 is filled with a filler 595 such as resin (see FIG. 16). In this embodiment mode, the first electrode layer 587 corresponds to a pixel electrode, and the second electrode layer 588 corresponds to a common electrode. The second electrode layer 588 is electrically connected to a common potential line provided over the same substrate as the thin film transistor 581. In addition, with the use of the common connection portion, the second electrode layer 588 and the common potential line can be electrically connected to each other through conductive particles disposed between the pair of substrates.

また、ツイストボールの代わりに、電気泳動素子を用いることも可能である。透明な液体と、正に帯電した白い微粒子と負に帯電した黒い微粒子とを封入した直径10μm以上200μm以下程度のマイクロカプセルを用いる。第1の電極層と第2の電極層との間に設けられるマイクロカプセルは、第1の電極層と第2の電極層によって、電場が与えられると、白い微粒子と、黒い微粒子が互いに逆の方向に移動し、白または黒を表示することができる。この原理を応用した表示素子が電気泳動表示素子であり、一般的に電子ペーパーとよばれている。電気泳動表示素子は、液晶表示素子に比べて反射率が高いため、補助ライトは不要であり、また消費電力が小さく、薄暗い場所でも表示部を認識することが可能である。また、表示部に電源が供給されない場合であっても、一度表示した像を保持することが可能であるため、電波発信源から表示機能付き半導体装置(単に表示装置、又は表示装置を具備する半導体装置ともいう)を遠ざけた場合であっても、表示された像を保存しておくことが可能となる。 Further, instead of the twisting ball, an electrophoretic element can be used. A microcapsule having a diameter of about 10 μm or more and 200 μm or less in which transparent liquid, positively charged white fine particles, and negatively charged black fine particles are enclosed is used. In the microcapsule provided between the first electrode layer and the second electrode layer, when an electric field is applied by the first electrode layer and the second electrode layer, the white particles and the black particles are opposite to each other. Move in the direction and can display white or black. A display element using this principle is an electrophoretic display element, and is generally called electronic paper. Since the electrophoretic display element has higher reflectance than the liquid crystal display element, an auxiliary light is unnecessary, power consumption is small, and the display portion can be recognized even in a dim place. Further, even when power is not supplied to the display portion, an image once displayed can be held; therefore, a semiconductor device with a display function from a radio wave source (simply a display device or a semiconductor having a display device) Even when the device is also moved away, the displayed image can be stored.

以上の工程により、半導体装置として信頼性の高い電子ペーパーを作製することができる。 Through the above steps, highly reliable electronic paper as a semiconductor device can be manufactured.

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成を適宜組み合わせて用いることができることとする。 Note that the structure described in this embodiment can be combined with any of the structures described in the other embodiments as appropriate.

(実施の形態6)
本実施の形態では、実施の形態1及び2に示す薄膜トランジスタを適用した半導体装置として発光表示装置の例を示す。表示装置の有する表示素子としては、ここではエレクトロルミネッセンスを利用する発光素子を用いて示す。エレクトロルミネッセンスを利用する発光素子は、発光材料が有機化合物であるか、無機化合物であるかによって区別され、一般的に、前者は有機EL素子、後者は無機EL素子と呼ばれている。
(Embodiment 6)
In this embodiment, an example of a light-emitting display device is described as a semiconductor device to which the thin film transistor described in any of Embodiments 1 and 2 is applied. As a display element included in the display device, a light-emitting element utilizing electroluminescence is used here. A light-emitting element using electroluminescence is distinguished depending on whether the light-emitting material is an organic compound or an inorganic compound. Generally, the former is called an organic EL element and the latter is called an inorganic EL element.

有機EL素子は、発光素子に電圧を印加することにより、一対の電極から電子および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、それらキャリア(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。 In the organic EL element, by applying a voltage to the light emitting element, electrons and holes are respectively injected from the pair of electrodes into the layer containing the light emitting organic compound, and a current flows. Then, these carriers (electrons and holes) recombine, whereby the light-emitting organic compound forms an excited state, and emits light when the excited state returns to the ground state. Due to such a mechanism, such a light-emitting element is referred to as a current-excitation light-emitting element.

無機EL素子は、その素子構成により、分散型無機EL素子と薄膜型無機EL素子とに分類される。分散型無機EL素子は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた発光層を有するものであり、発光メカニズムはドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー−アクセプター再結合型発光である。薄膜型無機EL素子は、発光層を誘電体層で挟み込み、さらにそれを電極で挟んだ構造であり、発光メカニズムは金属イオンの内殻電子遷移を利用する局在型発光である。なお、ここでは、発光素子として有機EL素子を用いて説明する。 Inorganic EL elements are classified into a dispersion-type inorganic EL element and a thin-film inorganic EL element depending on the element structure. The dispersion-type inorganic EL element has a light-emitting layer in which particles of a light-emitting material are dispersed in a binder, and the light emission mechanism is donor-acceptor recombination light emission using a donor level and an acceptor level. The thin-film inorganic EL element has a structure in which a light emitting layer is sandwiched between dielectric layers and further sandwiched between electrodes, and the light emission mechanism is localized light emission utilizing inner-shell electron transition of metal ions. Note that description is made here using an organic EL element as a light-emitting element.

図17に、本発明を適用した半導体装置の例として、デジタル時間階調駆動を適用可能な画素構成の一例を示す。 FIG. 17 illustrates an example of a pixel structure to which digital time grayscale driving can be applied as an example of a semiconductor device to which the present invention is applied.

デジタル時間階調駆動を適用可能な画素の構成及び画素の動作について説明する。ここでは、実施の形態1及び2で示した酸化物半導体層(In−Ga−Zn−O系膜)を、チャネル形成領域に用いるnチャネル型のトランジスタとして、1つの画素に2つ用いる例を示す。 A structure and operation of a pixel to which digital time gray scale driving can be applied will be described. Here, two oxide semiconductor layers (In—Ga—Zn—O-based films) described in Embodiments 1 and 2 are used for one pixel as n-channel transistors used for a channel formation region. Show.

画素6400は、スイッチング用トランジスタ6401、駆動用トランジスタ6402、発光素子6404、及び容量素子6403を有している。スイッチング用トランジスタ6401はゲートが走査線6406に接続され、第1電極(ソース電極及びドレイン電極の一方)が信号線6405に接続され、第2電極(ソース電極及びドレイン電極の他方)が駆動用トランジスタ6402のゲートに接続されている。駆動用トランジスタ6402は、ゲートが容量素子6403を介して電源線6407に接続され、第1電極が電源線6407に接続され、第2電極が発光素子6404の第1電極(画素電極)に接続されている。発光素子6404の第2電極は共通電極6408に相当する。共通電極6408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。 The pixel 6400 includes a switching transistor 6401, a driving transistor 6402, a light-emitting element 6404, and a capacitor 6403. The switching transistor 6401 has a gate connected to the scanning line 6406, a first electrode (one of the source electrode and the drain electrode) connected to the signal line 6405, and a second electrode (the other of the source electrode and the drain electrode) connected to the driving transistor. 6402 is connected to the gate. The driving transistor 6402 has a gate connected to the power supply line 6407 through the capacitor 6403, a first electrode connected to the power supply line 6407, and a second electrode connected to the first electrode (pixel electrode) of the light emitting element 6404. ing. The second electrode of the light emitting element 6404 corresponds to the common electrode 6408. The common electrode 6408 is electrically connected to a common potential line formed over the same substrate.

なお、発光素子6404の第2電極(共通電極6408)には低電源電位が設定されている。なお、低電源電位とは、電源線6407に設定される高電源電位を基準にして低電源電位<高電源電位を満たす電位であり、低電源電位としては、例えば、GND、0Vなどが設定されていても良い。この高電源電位と低電源電位との電位差を発光素子6404に印加して、発光素子6404に電流を流して発光素子6404を発光させるため、高電源電位と低電源電位との電位差が発光素子6404の順方向しきい値電圧以上となるようにそれぞれの電位を設定する。なお、以下順方向電圧とは、所望の輝度とする場合の電圧を指すこととする。 Note that a low power supply potential is set for the second electrode (the common electrode 6408) of the light-emitting element 6404. Note that the low power supply potential is a potential satisfying the low power supply potential <the high power supply potential with reference to the high power supply potential set in the power supply line 6407. For example, GND, 0V, or the like is set as the low power supply potential. May be. The potential difference between the high power supply potential and the low power supply potential is applied to the light emitting element 6404 and a current is caused to flow through the light emitting element 6404 so that the light emitting element 6404 emits light. Each potential is set to be equal to or higher than the forward threshold voltage. Hereinafter, the forward voltage refers to a voltage in a case where desired luminance is obtained.

また、容量素子6403は駆動用トランジスタ6402のゲート容量を代用して省略することも可能である。駆動用トランジスタ6402のゲート容量については、チャネル領域とゲート電極との間で容量が形成されていてもよい。 Further, the capacitor 6403 can be omitted by using the gate capacitance of the driving transistor 6402 instead. As for the gate capacitance of the driving transistor 6402, a capacitance may be formed between the channel region and the gate electrode.

電圧入力電圧駆動方式の場合、駆動用トランジスタ6402のゲートには、駆動用トランジスタ6402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入力する。つまり、駆動用トランジスタ6402は線形領域で動作させる。駆動用トランジスタ6402は線形領域で動作させるため、電源線6407の電圧よりも高い電圧を駆動用トランジスタ6402のゲートにかける。なお、信号線6405には、(電源線電圧+駆動用トランジスタ6402のVth)以上の電圧をかける。 In the case of the voltage input voltage driving method, a video signal is input to the gate of the driving transistor 6402 so that the driving transistor 6402 is sufficiently turned on or off. That is, the driving transistor 6402 is operated in a linear region. Since the driving transistor 6402 operates in a linear region, a voltage higher than the voltage of the power supply line 6407 is applied to the gate of the driving transistor 6402. Note that a voltage equal to or higher than (power supply line voltage + Vth of the driving transistor 6402) is applied to the signal line 6405.

また、デジタル時間階調駆動に代えて、アナログ階調駆動を行う場合も信号の入力を異ならせることで、図17と同じ画素構成を用いることができる。 Further, in the case of performing analog grayscale driving instead of digital time grayscale driving, the same pixel configuration as that in FIG. 17 can be used by changing signal input.

アナログ階調駆動を行う場合、駆動用トランジスタ6402のゲートに発光素子6404の順方向電圧+駆動用トランジスタ6402のVth以上の電圧をかける。発光素子6404の順方向電圧は、少なくとも順方向しきい値電圧を含む。なお、駆動用トランジスタ6402が飽和領域で動作するようなビデオ信号を入力することで、発光素子6404に電流を流すことができる。駆動用トランジスタ6402を飽和領域で動作させるため、電源線6407の電位は、駆動用トランジスタ6402のゲート電位よりも高くする。ビデオ信号をアナログとすることで、発光素子6404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。 In the case of performing analog gradation driving, a voltage equal to or higher than the forward voltage of the light emitting element 6404 + Vth of the driving transistor 6402 is applied to the gate of the driving transistor 6402. The forward voltage of the light-emitting element 6404 includes at least a forward threshold voltage. Note that when a video signal that causes the driving transistor 6402 to operate in a saturation region is input, a current can flow through the light-emitting element 6404. In order to operate the driving transistor 6402 in the saturation region, the potential of the power supply line 6407 is set higher than the gate potential of the driving transistor 6402. By making the video signal analog, current corresponding to the video signal can be supplied to the light-emitting element 6404 to perform analog gradation driving.

なお、図17に示す画素構成は、これに限定されない。例えば、図17に示す画素に新たにスイッチ、抵抗素子、容量素子、トランジスタ又は論理回路などを追加してもよい。 Note that the pixel structure illustrated in FIG. 17 is not limited thereto. For example, a switch, a resistor, a capacitor, a transistor, a logic circuit, or the like may be newly added to the pixel illustrated in FIG.

次に、発光素子の構成について、図18を用いて説明する。ここでは、駆動用TFTがn型の場合を例に挙げて、画素の断面構造について説明する。図18(A)、(B)、(C)の半導体装置に用いられる駆動用TFTであるTFT7011、7021、7001は、実施の形態1及び2で示す薄膜トランジスタと同様に作製でき、In−Ga−Zn−O系膜を酸化物半導体層として含む信頼性の高い薄膜トランジスタである。 Next, the structure of the light-emitting element is described with reference to FIG. Here, the cross-sectional structure of the pixel will be described with an example in which the driving TFT is an n-type. TFTs 7011, 7021, and 7001 which are driving TFTs used in the semiconductor devices in FIGS. 18A, 18B, and 18C can be manufactured in a manner similar to the thin film transistors described in Embodiments 1 and 2, and In—Ga— It is a highly reliable thin film transistor including a Zn—O-based film as an oxide semiconductor layer.

発光素子は光を取り出すために少なくとも陽極又は陰極の一方が透明であればよい。そして、基板上に薄膜トランジスタ及び発光素子を形成し、基板とは逆側の面から光を取り出す上面射出や、基板側の面から光を取り出す下面射出や、基板側及び基板とは反対側の面から光を取り出す両面射出構造の発光素子があり、本発明の一態様の画素構成はどの射出構造の発光素子にも適用することができる。 In order to extract light from the light-emitting element, at least one of the anode and the cathode may be transparent. Then, a thin film transistor and a light emitting element are formed on the substrate, and a top emission that extracts light from the surface opposite to the substrate, a bottom emission that extracts light from the surface on the substrate side, and a surface opposite to the substrate side and the substrate The pixel structure of one embodiment of the present invention can be applied to any light-emitting element having an emission structure.

下面射出構造の発光素子について、図18(A)を用いて説明する。 A light-emitting element having a bottom emission structure will be described with reference to FIG.

駆動用TFT7011がn型で、発光素子7012から発せられる光が第1の電極7013側に射出する場合の、画素の断面図を示す。図18(A)では、駆動用TFT7011のドレイン電極層と電気的に接続された透光性を有する導電膜7017上に、発光素子7012の第1の電極7013が形成されており、第1の電極7013上にEL層7014、第2の電極7015が順に積層されている。 A cross-sectional view of a pixel in the case where the driving TFT 7011 is n-type and light emitted from the light-emitting element 7012 is emitted to the first electrode 7013 side is shown. In FIG. 18A, the first electrode 7013 of the light-emitting element 7012 is formed over the light-transmitting conductive film 7017 electrically connected to the drain electrode layer of the driving TFT 7011. An EL layer 7014 and a second electrode 7015 are stacked over the electrode 7013 in this order.

透光性を有する導電膜7017としては、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する導電性導電膜を用いることができる。 As the light-transmitting conductive film 7017, indium oxide containing tungsten oxide, indium zinc oxide containing tungsten oxide, indium oxide containing titanium oxide, indium tin oxide containing titanium oxide, indium tin oxide, A light-transmitting conductive conductive film such as indium zinc oxide or indium tin oxide to which silicon oxide is added can be used.

また、発光素子の第1の電極7013は様々な材料を用いることができる。例えば、第1の電極7013を陰極として用いる場合には、仕事関数が小さい材料、具体的には、例えば、LiやCs等のアルカリ金属、およびMg、Ca、Sr等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金(Mg:Ag、Al:Liなど)の他、YbやEr等の希土類金属等が好ましい。図18(A)では、第1の電極7013の膜厚は、光を透過する程度(好ましくは、5nm〜30nm程度)とする。例えば20nmの膜厚を有するアルミニウム膜を、第1の電極7013として用いる。 In addition, various materials can be used for the first electrode 7013 of the light-emitting element. For example, when the first electrode 7013 is used as a cathode, a material having a low work function, specifically, an alkali metal such as Li or Cs, and an alkaline earth metal such as Mg, Ca, or Sr, and In addition to alloys containing these (Mg: Ag, Al: Li, etc.), rare earth metals such as Yb and Er are preferred. In FIG. 18A, the thickness of the first electrode 7013 is set so as to transmit light (preferably, about 5 nm to 30 nm). For example, an aluminum film having a thickness of 20 nm is used as the first electrode 7013.

なお、透光性を有する導電膜とアルミニウム膜を積層成膜した後、選択的にエッチングして透光性を有する導電膜7017と第1の電極7013を形成してもよく、この場合、同じマスクを用いてエッチングすることができるため、好ましい。 Note that after the light-transmitting conductive film and the aluminum film are stacked, the light-transmitting conductive film 7017 and the first electrode 7013 may be formed by selective etching. Since it can etch using a mask, it is preferable.

また、第1の電極7013の周縁部は、隔壁7019で覆う。隔壁7019は、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、エポキシ等の有機樹脂膜、無機絶縁膜または有機ポリシロキサンを用いて形成する。隔壁7019は、特に感光性の樹脂材料を用い、第1の電極7013上に開口部を形成し、その開口部の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。隔壁7019として感光性の樹脂材料を用いる場合、レジストマスクを形成する工程を省略することができる。 In addition, the periphery of the first electrode 7013 is covered with a partition wall 7019. A partition 7019 is formed using an organic resin film such as polyimide, acrylic, polyamide, or epoxy, an inorganic insulating film, or organic polysiloxane. The partition wall 7019 is formed using an especially photosensitive resin material so that an opening is formed over the first electrode 7013 and the side wall of the opening has an inclined surface formed with a continuous curvature. Is preferred. In the case where a photosensitive resin material is used for the partition 7019, a step of forming a resist mask can be omitted.

また、第1の電極7013及び隔壁7019上に形成するEL層7014は、少なくとも発光層を含めば良く、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。EL層7014が複数の層で構成されている場合、陰極として機能する第1の電極7013上に電子注入層、電子輸送層、発光層、ホール輸送層、ホール注入層の順に積層する。なおこれらの内、発光層以外の層を全て設ける必要はない。 In addition, the EL layer 7014 formed over the first electrode 7013 and the partition wall 7019 may include at least a light-emitting layer, and may be formed using a single layer or a plurality of layers. Can be either. In the case where the EL layer 7014 includes a plurality of layers, an electron injection layer, an electron transport layer, a light-emitting layer, a hole transport layer, and a hole injection layer are stacked in this order over the first electrode 7013 functioning as a cathode. Of these, it is not necessary to provide all layers other than the light emitting layer.

また、上記積層順に限定されず、第1の電極7013を陽極として機能させ、第1の電極7013上にホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の順に積層してもよい。ただし、消費電力を比較する場合、第1の電極7013を陰極として機能させ、第1の電極7013上に電子注入層、電子輸送層、発光層、ホール輸送層、ホール注入層の順に積層するほうが、駆動回路部の電圧上昇を抑制でき、消費電力を少なくできるため、好ましい。 The first electrode 7013 functions as an anode, and the hole injection layer, the hole transport layer, the light emitting layer, the electron transport layer, and the electron injection layer are stacked in this order on the first electrode 7013. Also good. However, when comparing power consumption, the first electrode 7013 functions as a cathode, and the electron injection layer, the electron transport layer, the light-emitting layer, the hole transport layer, and the hole injection layer are stacked in this order on the first electrode 7013. This is preferable because it is possible to suppress an increase in voltage of the drive circuit portion and reduce power consumption.

また、EL層7014上に形成する第2の電極7015としては、様々な材料を用いることができる。例えば、第2の電極7015を陽極として用いる場合、仕事関数が大きい材料、例えば、ZrN、Ti、W、Ni、Pt、Cr等や、ITO、IZO、ZnOなどの透明導電性材料が好ましい。また、第2の電極7015上に遮蔽膜7016、例えば光を遮光する金属、光を反射する金属等を用いる。本実施の形態では、第2の電極7015としてITO膜を用い、遮蔽膜7016としてTi膜を用いる。 For the second electrode 7015 formed over the EL layer 7014, various materials can be used. For example, when the second electrode 7015 is used as an anode, a material having a high work function, such as ZrN, Ti, W, Ni, Pt, or Cr, or a transparent conductive material such as ITO, IZO, or ZnO is preferable. Further, a shielding film 7016 such as a metal that blocks light, a metal that reflects light, or the like is used over the second electrode 7015. In this embodiment, an ITO film is used as the second electrode 7015 and a Ti film is used as the shielding film 7016.

第1の電極7013及び第2の電極7015で、発光層を含むEL層7014を挟んでいる領域が発光素子7012に相当する。図18(A)に示した素子構造の場合、発光素子7012から発せられる光は、矢印で示すように第1の電極7013側に射出する。 A region where the EL layer 7014 including the light-emitting layer is sandwiched between the first electrode 7013 and the second electrode 7015 corresponds to the light-emitting element 7012. In the case of the element structure illustrated in FIG. 18A, light emitted from the light-emitting element 7012 is emitted to the first electrode 7013 side as indicated by an arrow.

なお、図18(A)において、発光素子7012から発せられる光は、カラーフィルタ層7033を通過し、絶縁層7032、酸化膜絶縁層7031、ゲート絶縁層7030、及び基板7010を通過して射出させる。 Note that in FIG. 18A, light emitted from the light-emitting element 7012 passes through the color filter layer 7033 and is emitted through the insulating layer 7032, the oxide film insulating layer 7031, the gate insulating layer 7030, and the substrate 7010. .

カラーフィルタ層7033はインクジェット法などの液滴吐出法や、印刷法、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形成する。 The color filter layer 7033 is formed by a droplet discharge method such as an inkjet method, a printing method, an etching method using a photolithography technique, or the like.

また、カラーフィルタ層7033はオーバーコート層7034で覆われ、さらに保護絶縁層7035によって覆う。なお、図18(A)ではオーバーコート層7034は薄い膜厚で図示したが、オーバーコート層7034は、アクリル樹脂などの樹脂材料を用い、カラーフィルタ層7033に起因する凹凸を平坦化する機能を有している。 The color filter layer 7033 is covered with an overcoat layer 7034 and further covered with a protective insulating layer 7035. Note that although the overcoat layer 7034 is illustrated with a thin film thickness in FIG. 18A, the overcoat layer 7034 uses a resin material such as an acrylic resin and has a function of flattening unevenness caused by the color filter layer 7033. Have.

また、ドレイン電極層に達するコンタクトホールは、隔壁7019と重なる位置に配置する。 In addition, the contact hole reaching the drain electrode layer is disposed so as to overlap with the partition wall 7019.

次に、両面射出構造の発光素子について、図18(B)を用いて説明する。 Next, a light-emitting element having a dual emission structure will be described with reference to FIG.

図18(B)では、駆動用TFT7021のドレイン電極層と電気的に接続された透光性を有する導電膜7027上に、発光素子7022の第1の電極7023が形成されており、第1の電極7023上にEL層7024、第2の電極7025が順に積層されている。 In FIG. 18B, the first electrode 7023 of the light-emitting element 7022 is formed over the light-transmitting conductive film 7027 which is electrically connected to the drain electrode layer of the driver TFT 7021. An EL layer 7024 and a second electrode 7025 are sequentially stacked over the electrode 7023.

透光性を有する導電膜7027としては、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する導電性導電膜を用いることができる。 As the light-transmitting conductive film 7027, indium oxide containing tungsten oxide, indium zinc oxide containing tungsten oxide, indium oxide containing titanium oxide, indium tin oxide containing titanium oxide, indium tin oxide, A light-transmitting conductive conductive film such as indium zinc oxide or indium tin oxide to which silicon oxide is added can be used.

また、第1の電極7023は様々な材料を用いることができる。例えば、第1の電極7023を陰極として用いる場合、仕事関数が小さい材料、具体的には、例えば、LiやCs等のアルカリ金属、およびMg、Ca、Sr等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金(Mg:Ag、Al:Liなど)の他、YbやEr等の希土類金属等が好ましい。本実施の形態では、第1の電極7023を陰極として用い、その膜厚は、光を透過する程度(好ましくは、5nm以上30nm以下)とする。例えば20nmの膜厚を有するアルミニウム膜を、陰極として用いる。 The first electrode 7023 can be formed using various materials. For example, when the first electrode 7023 is used as a cathode, a material having a low work function, specifically, an alkali metal such as Li or Cs, an alkaline earth metal such as Mg, Ca, or Sr, and these are used. In addition to alloys (Mg: Ag, Al: Li, etc.), rare earth metals such as Yb and Er are preferred. In this embodiment, the first electrode 7023 is used as a cathode, and the thickness thereof is set so as to transmit light (preferably, 5 nm to 30 nm). For example, an aluminum film having a thickness of 20 nm is used as the cathode.

なお、透光性を有する導電膜とアルミニウム膜を積層成膜した後、選択的にエッチングして透光性を有する導電膜7027と第1の電極7023を形成してもよく、この場合、同じマスクを用いてエッチングすることができ、好ましい。 Note that after the light-transmitting conductive film and the aluminum film are stacked, the light-transmitting conductive film 7027 and the first electrode 7023 may be selectively etched to form the same. Etching can be performed using a mask, which is preferable.

また、第1の電極7023の周縁部は、隔壁7029で覆う。隔壁7029は、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、エポキシ等の有機樹脂膜、無機絶縁膜または有機ポリシロキサンを用いて形成する。隔壁7029は、特に感光性の樹脂材料を用い、電極7023上に開口部を形成し、その開口部の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。隔壁7029として感光性の樹脂材料を用いる場合、レジストマスクを形成する工程を省略することができる。 In addition, the peripheral edge portion of the first electrode 7023 is covered with a partition wall 7029. A partition 7029 is formed using an organic resin film such as polyimide, acrylic, polyamide, or epoxy, an inorganic insulating film, or organic polysiloxane. The partition wall 7029 is preferably formed using a photosensitive resin material so that an opening is formed on the electrode 7023 and the side wall of the opening has an inclined surface formed with a continuous curvature. In the case where a photosensitive resin material is used for the partition wall 7029, a step of forming a resist mask can be omitted.

また、第1の電極7023及び隔壁7029上に形成するEL層7024は、発光層を含めば良く、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。EL層7024が複数の層で構成されている場合、陰極として機能する第1の電極7023上に電子注入層、電子輸送層、発光層、ホール輸送層、ホール注入層の順に積層する。なおこれらの内、発光層以外の層を全て設ける必要はない。 In addition, the EL layer 7024 formed over the first electrode 7023 and the partition wall 7029 may include a light-emitting layer, and may be a single layer or a stack of a plurality of layers. both are fine. In the case where the EL layer 7024 includes a plurality of layers, an electron injection layer, an electron transport layer, a light-emitting layer, a hole transport layer, and a hole injection layer are stacked in this order over the first electrode 7023 functioning as a cathode. Of these, it is not necessary to provide all layers other than the light emitting layer.

また、上記積層順に限定されず、第1の電極7023を陽極として用い、陽極上にホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の順に積層してもよい。ただし、消費電力を比較する場合、第1の電極7023を陰極として用い、陰極上に電子注入層、電子輸送層、発光層、ホール輸送層、ホール注入層の順に積層するほうが消費電力は少ないため、好ましい。 The first electrode 7023 may be used as an anode, and a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer may be stacked in that order on the anode. However, when power consumption is compared, power consumption is lower when the first electrode 7023 is used as the cathode and the electron injection layer, the electron transport layer, the light emitting layer, the hole transport layer, and the hole injection layer are stacked in this order on the cathode. ,preferable.

また、EL層7024上に形成する第2の電極7025としては、様々な材料を用いることができる。例えば、第2の電極7025を陽極として用いる場合、仕事関数が大きい材料、例えば、ITO、IZO、ZnOなどの透明導電性材料を用いることが好ましい。本実施の形態では、第2の電極7025を陽極として用い、酸化珪素を含むITO膜を形成する。 For the second electrode 7025 formed over the EL layer 7024, various materials can be used. For example, in the case where the second electrode 7025 is used as an anode, a material having a high work function, for example, a transparent conductive material such as ITO, IZO, or ZnO is preferably used. In this embodiment, an ITO film containing silicon oxide is formed using the second electrode 7025 as an anode.

第1の電極7023及び第2の電極7025で、発光層を含むEL層7024を挟んでいる領域が発光素子7022に相当する。図18(B)に示した素子構造の場合、発光素子7022から発せられる光は、矢印で示すように第2の電極7025側と第1の電極7023側の両方に射出する。 A region where the EL layer 7024 including the light-emitting layer is sandwiched between the first electrode 7023 and the second electrode 7025 corresponds to the light-emitting element 7022. In the case of the element structure illustrated in FIG. 18B, light emitted from the light-emitting element 7022 is emitted to both the second electrode 7025 side and the first electrode 7023 side as indicated by arrows.

なお、図18(B)において、発光素子7022から第1の電極7023側に発せられる一方の光は、カラーフィルタ層7043を通過し、絶縁層7042、酸化膜絶縁層7041、ゲート絶縁層7040、及び基板7020を通過して射出させる。 Note that in FIG. 18B, one light emitted from the light-emitting element 7022 to the first electrode 7023 side passes through the color filter layer 7043, and the insulating layer 7042, the oxide film insulating layer 7041, the gate insulating layer 7040, And the substrate 7020 is ejected.

カラーフィルタ層7043はインクジェット法などの液滴吐出法や、印刷法、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形成する。 The color filter layer 7043 is formed by a droplet discharge method such as an inkjet method, a printing method, an etching method using a photolithography technique, or the like.

また、カラーフィルタ層7043はオーバーコート層7044で覆われ、さらに保護絶縁層7045によって覆う。 The color filter layer 7043 is covered with an overcoat layer 7044 and further covered with a protective insulating layer 7045.

また、ドレイン電極層に達するコンタクトホールは、隔壁7029と重なる位置に配置する。 In addition, the contact hole reaching the drain electrode layer is disposed so as to overlap with the partition wall 7029.

ただし、両面射出構造の発光素子を用い、どちらの表示面もフルカラー表示とする場合、第2の電極7025側からの光はカラーフィルタ層7043を通過しないため、別途カラーフィルタ層を備えた封止基板を第2の電極7025上方に設けることが好ましい。 However, in the case where a light emitting element having a dual emission structure is used and both display surfaces are displayed in full color, light from the second electrode 7025 side does not pass through the color filter layer 7043; A substrate is preferably provided above the second electrode 7025.

次に、上面射出構造の発光素子について、図18(C)を用いて説明する。 Next, a light-emitting element having a top emission structure will be described with reference to FIG.

図18(C)に、駆動用TFT7001がn型で、発光素子7002から発せられる光が第2の電極7005側に抜ける場合の、画素の断面図を示す。図18(C)では、駆動用TFT7001のドレイン電極層と電気的に接続された発光素子7002の第1の電極7003が形成されており、第1の電極7003上にEL層7004、第2の電極7005が順に積層されている。 FIG. 18C is a cross-sectional view of a pixel in the case where the driving TFT 7001 is n-type and light emitted from the light-emitting element 7002 is emitted to the second electrode 7005 side. In FIG. 18C, the first electrode 7003 of the light-emitting element 7002 electrically connected to the drain electrode layer of the driving TFT 7001 is formed, and the EL layer 7004 and the second electrode 7003 are formed over the first electrode 7003. Electrodes 7005 are sequentially stacked.

また、第1の電極7003は様々な材料を用いることができる。例えば、第1の電極7003を陰極として用いる場合、仕事関数が小さい材料、具体的には、例えば、LiやCs等のアルカリ金属、およびMg、Ca、Sr等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金(Mg:Ag、Al:Liなど)の他、YbやEr等の希土類金属等が好ましい。 The first electrode 7003 can be formed using various materials. For example, when the first electrode 7003 is used as a cathode, a material having a low work function, specifically, an alkali metal such as Li or Cs, an alkaline earth metal such as Mg, Ca, or Sr, and these are used. In addition to alloys (Mg: Ag, Al: Li, etc.), rare earth metals such as Yb and Er are preferred.

また、第1の電極7003の周縁部は、隔壁7009で覆う。隔壁7009は、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、エポキシ等の有機樹脂膜、無機絶縁膜または有機ポリシロキサンを用いて形成する。隔壁7009は、特に感光性の樹脂材料を用い、第1の電極7003上に開口部を形成し、その開口部の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。隔壁7009として感光性の樹脂材料を用いる場合、レジストマスクを形成する工程を省略することができる。 In addition, the periphery of the first electrode 7003 is covered with a partition 7009. A partition 7009 is formed using an organic resin film such as polyimide, acrylic, polyamide, or epoxy, an inorganic insulating film, or organic polysiloxane. The partition wall 7009 is formed using an especially photosensitive resin material so that an opening is formed over the first electrode 7003 and the side wall of the opening has an inclined surface formed with a continuous curvature. Is preferred. In the case where a photosensitive resin material is used for the partition 7009, a step of forming a resist mask can be omitted.

また、第1の電極7003及び隔壁7009上に形成するEL層7004は、少なくとも発光層を含めば良く、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。EL層7004が複数の層で構成されている場合、陰極として用いる第1の電極7003上に電子注入層、電子輸送層、発光層、ホール輸送層、ホール注入層の順に積層する。なおこれらの内、発光層以外の層を全て設ける必要はない。 In addition, the EL layer 7004 formed over the first electrode 7003 and the partition wall 7009 only needs to include at least a light-emitting layer, and even though it is formed of a single layer, a plurality of layers are stacked. Can be either. In the case where the EL layer 7004 includes a plurality of layers, an electron injection layer, an electron transport layer, a light-emitting layer, a hole transport layer, and a hole injection layer are stacked in this order over the first electrode 7003 used as the cathode. Of these, it is not necessary to provide all layers other than the light emitting layer.

また、上記積層順に限定されず、陽極として用いる第1の電極7003上にホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の順に積層してもよい。 The order of stacking is not limited, and a hole injection layer, a hole transport layer, a light-emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer may be stacked in this order over the first electrode 7003 used as the anode.

図18(C)ではTi膜、アルミニウム膜、Ti膜の順に積層した積層膜上に、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の順に積層し、その上にMg:Ag合金薄膜とITOとの積層を形成する。 In FIG. 18C, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer are stacked in this order on a stacked film in which a Ti film, an aluminum film, and a Ti film are stacked in this order, and Mg is formed thereon. : A laminate of an Ag alloy thin film and ITO is formed.

ただし、駆動用TFT7001がn型の場合、第1の電極7003上に電子注入層、電子輸送層、発光層、ホール輸送層、ホール注入層の順に積層するほうが、駆動回路における電圧上昇を抑制することができ、消費電力を少なくできるため、好ましい。 However, in the case where the driving TFT 7001 is an n-type, it is more preferable to stack an electron injection layer, an electron transport layer, a light emitting layer, a hole transport layer, and a hole injection layer in this order on the first electrode 7003 in order to suppress a voltage increase in the driver circuit. This is preferable because power consumption can be reduced.

第2の電極7005は光を透過する透光性を有する導電性材料を用いて形成し、例えば、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する導電性導電膜を用いても良い。 The second electrode 7005 is formed using a light-transmitting conductive material, for example, indium oxide containing tungsten oxide, indium zinc oxide containing tungsten oxide, or indium oxide containing titanium oxide. Alternatively, a light-transmitting conductive conductive film such as indium tin oxide containing titanium oxide, indium tin oxide, indium zinc oxide, or indium tin oxide added with silicon oxide may be used.

第1の電極7003及び第2の電極7005で発光層を含むEL層7004を挟んでいる領域が発光素子7002に相当する。図18(C)に示した場合、発光素子7002から発せられる光は、矢印で示すように第2の電極7005側に射出する。 A region where the EL layer 7004 including the light-emitting layer is sandwiched between the first electrode 7003 and the second electrode 7005 corresponds to the light-emitting element 7002. In the case illustrated in FIG. 18C, light emitted from the light-emitting element 7002 is emitted to the second electrode 7005 side as indicated by an arrow.

また、図18(C)において、駆動用TFT7001のドレイン電極層は、酸化膜絶縁層7051、保護絶縁層7052及び絶縁層7055に設けられたコンタクトホールを介して第1の電極7003と電気的に接続する。平坦化絶縁層7053は、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、エポキシ等の樹脂材料を用いることができる。また上記樹脂材料の他に、低誘電率材料(low−k材料)、シロキサン系樹脂、PSG(リンガラス)、BPSG(リンボロンガラス)等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、平坦化絶縁層7053を形成してもよい。平坦化絶縁層7053の形成法は、特に限定されず、その材料に応じて、スパッタ法、SOG法、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法(インクジェット法、スクリーン印刷、オフセット印刷等)、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコーター等を用いることができる。 In FIG. 18C, the drain electrode layer of the driving TFT 7001 is electrically connected to the first electrode 7003 through contact holes provided in the oxide film insulating layer 7051, the protective insulating layer 7052, and the insulating layer 7055. Connecting. The planarization insulating layer 7053 can be formed using a resin material such as polyimide, acrylic, benzocyclobutene, polyamide, or epoxy. In addition to the resin material, a low dielectric constant material (low-k material), a siloxane resin, PSG (phosphorus glass), BPSG (phosphorus boron glass), or the like can be used. Note that the planarization insulating layer 7053 may be formed by stacking a plurality of insulating films formed using these materials. There is no particular limitation on the formation method of the planarization insulating layer 7053, and a sputtering method, an SOG method, spin coating, dip coating, spray coating, a droplet discharge method (inkjet method, screen printing, offset printing, or the like) is used depending on the material. A doctor knife, a roll coater, a curtain coater, a knife coater, or the like can be used.

また、隔壁7009は、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、エポキシ等の有機樹脂膜、無機絶縁膜または有機ポリシロキサンを用いて形成する。隔壁7009は、特に感光性の樹脂材料を用い、第1の電極7003上に開口部を形成し、その開口部の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。隔壁7009として感光性の樹脂材料を用いる場合、レジストマスクを形成する工程を省略することができる。 The partition 7009 is formed using an organic resin film such as polyimide, acrylic, polyamide, or epoxy, an inorganic insulating film, or organic polysiloxane. The partition wall 7009 is formed using an especially photosensitive resin material so that an opening is formed over the first electrode 7003 and the side wall of the opening has an inclined surface formed with a continuous curvature. Is preferred. In the case where a photosensitive resin material is used for the partition 7009, a step of forming a resist mask can be omitted.

また、図18(C)の構造においては、フルカラー表示を行う場合、例えば発光素子7002として緑色発光素子とし、隣り合う一方の発光素子を赤色発光素子とし、もう一方の発光素子を青色発光素子とする。また、3種類の発光素子だけでなく白色素子を加えた4種類の発光素子でフルカラー表示ができる発光表示装置を作製してもよい。 In the structure of FIG. 18C, when full-color display is performed, for example, the light-emitting element 7002 is a green light-emitting element, one adjacent light-emitting element is a red light-emitting element, and the other light-emitting element is a blue light-emitting element. To do. Alternatively, a light-emitting display device capable of full color display may be manufactured using not only three types of light-emitting elements but also four types of light-emitting elements including white elements.

また、図18(C)の構造においては、配置する複数の発光素子を全て白色発光素子として、発光素子7002上方にカラーフィルタなどを有する封止基板を配置する構成とし、フルカラー表示ができる発光表示装置を作製してもよい。白色などの単色の発光を示す材料を形成し、カラーフィルタや色変換層を組み合わせることによりフルカラー表示を行うことができる。 In the structure of FIG. 18C, a light-emitting display capable of full-color display is provided in which a plurality of light-emitting elements to be arranged are all white light-emitting elements and a sealing substrate having a color filter or the like is provided above the light-emitting elements 7002. A device may be made. A full-color display can be performed by forming a material that emits monochromatic light such as white and combining a color filter and a color conversion layer.

もちろん単色発光の表示を行ってもよい。例えば、白色発光を用いて照明装置を形成してもよいし、単色発光を用いてエリアカラータイプの発光装置を形成してもよい。 Of course, monochromatic light emission may be displayed. For example, a lighting device may be formed using white light emission, or an area color type light emitting device may be formed using monochromatic light emission.

また、必要があれば、円偏光板などの偏光フィルムなどの光学フィルムを設けてもよい。 If necessary, an optical film such as a polarizing film such as a circularly polarizing plate may be provided.

なお、ここでは、発光素子として有機EL素子について述べたが、発光素子として無機EL素子を設けることも可能である。 Note that although an organic EL element is described here as a light-emitting element, an inorganic EL element can also be provided as a light-emitting element.

なお、発光素子の駆動を制御する薄膜トランジスタ(駆動用TFT7001)と発光素子7002が電気的に接続されている例を示したが、駆動用TFT7001と発光素子7002との間に電流制御用TFTが接続されている構成であってもよい。 Note that although the thin film transistor (driving TFT 7001) for controlling the driving of the light emitting element is electrically connected to the light emitting element 7002, the current controlling TFT is connected between the driving TFT 7001 and the light emitting element 7002. It may be configured.

なお、本実施の形態で示す半導体装置は、図18に示した構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。 Note that the semiconductor device described in this embodiment is not limited to the structure illustrated in FIG. 18 and can be modified in various ways based on the technical idea of the present invention.

次に、実施の形態1及び2に示す薄膜トランジスタを適用した半導体装置の一形態に相当する発光表示パネル(発光パネルともいう)の外観図及び断面図について、図19を用いて説明する。図19(A)は、第1の基板上に形成された薄膜トランジスタ及び発光素子を、第2の基板との間にシール材によって封止した、パネルの上面図であり、図19(B)は、図19(A)のH−Iにおける断面図に相当する。 Next, an external view and a cross-sectional view of a light-emitting display panel (also referred to as a light-emitting panel) which corresponds to one mode of a semiconductor device to which the thin film transistor described in any of Embodiments 1 and 2 is applied will be described with reference to FIGS. FIG. 19A is a top view of a panel in which a thin film transistor and a light-emitting element formed over a first substrate are sealed with a sealant between the second substrate and FIG. 19B. FIG. 19A corresponds to a cross-sectional view taken along line HI in FIG.

第1の基板4501上に設けられた画素部4502、信号線駆動回路4503a、4503b、及び走査線駆動回路4504a、4504bを囲むようにして、シール材4505が設けられている。また画素部4502、信号線駆動回路4503a、4503b、及び走査線駆動回路4504a、4504bの上に第2の基板4506が設けられている。よって画素部4502、信号線駆動回路4503a、4503b、及び走査線駆動回路4504a、4504bは、第1の基板4501とシール材4505と第2の基板4506とによって、充填材4507と共に密封されている。このように外気に曝されないように気密性が高く、脱ガスの少ない保護フィルム(貼り合わせフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム等)やカバー材でパッケージング(封入)することが好ましい。 A sealant 4505 is provided so as to surround the pixel portion 4502, the signal line driver circuits 4503a and 4503b, and the scan line driver circuits 4504a and 4504b which are provided over the first substrate 4501. A second substrate 4506 is provided over the pixel portion 4502, the signal line driver circuits 4503a and 4503b, and the scan line driver circuits 4504a and 4504b. Therefore, the pixel portion 4502, the signal line driver circuits 4503a and 4503b, and the scan line driver circuits 4504a and 4504b are sealed together with the filler 4507 by the first substrate 4501, the sealant 4505, and the second substrate 4506. Thus, it is preferable to package (enclose) with a protective film (bonded film, ultraviolet curable resin film, etc.) or a cover material that has high air tightness and little degassing so as not to be exposed to the outside air.

また、第1の基板4501上に設けられた画素部4502、信号線駆動回路4503a、4503b、及び走査線駆動回路4504a、4504bは、薄膜トランジスタを複数有しており、図19(B)では、画素部4502に含まれる薄膜トランジスタ4510と、信号線駆動回路4503aに含まれる薄膜トランジスタ4509と、を例示している。 The pixel portion 4502, the signal line driver circuits 4503a and 4503b, and the scan line driver circuits 4504a and 4504b provided over the first substrate 4501 include a plurality of thin film transistors. In FIG. A thin film transistor 4510 included in the portion 4502 and a thin film transistor 4509 included in the signal line driver circuit 4503a are illustrated.

薄膜トランジスタ4509、4510は、In−Ga−Zn−O系膜を酸化物半導体層として含む信頼性の高い実施の形態1及び2に示す薄膜トランジスタを適用することができる。本実施の形態において、薄膜トランジスタ4509、4510はnチャネル型薄膜トランジスタである。 As the thin film transistors 4509 and 4510, the highly reliable thin film transistor described in Embodiments 1 and 2 including an In—Ga—Zn—O-based film as an oxide semiconductor layer can be used. In this embodiment mode, the thin film transistors 4509 and 4510 are n-channel thin film transistors.

絶縁層4544上において駆動回路用の薄膜トランジスタ4509の酸化物半導体層のチャネル形成領域と重なる位置に導電層4540が設けられている。導電層4540を酸化物半導体層のチャネル形成領域と重なる位置に設けることによって、BT試験前後における薄膜トランジスタ4509のしきい値電圧の変化量を低減することができる。また、導電層4540は、電位が薄膜トランジスタ4509のゲート電極層と同じでもよいし、異なっていても良く、第2のゲート電極層として機能させることもできる。また、導電層4540の電位がGND、0V、或いはフローティング状態であってもよい。 A conductive layer 4540 is provided over the insulating layer 4544 so as to overlap with a channel formation region of the oxide semiconductor layer of the thin film transistor 4509 for the driver circuit. By providing the conductive layer 4540 so as to overlap with the channel formation region of the oxide semiconductor layer, the amount of change in the threshold voltage of the thin film transistor 4509 before and after the BT test can be reduced. In addition, the potential of the conductive layer 4540 may be the same as or different from that of the gate electrode layer of the thin film transistor 4509, and can function as a second gate electrode layer. Further, the potential of the conductive layer 4540 may be GND, 0 V, or a floating state.

また、発光素子4511が有する画素電極である第1の電極層4517は、薄膜トランジスタ4510のソース電極層またはドレイン電極層と電気的に接続されている。なお、発光素子4511の構成は、第1の電極層4517、電界発光層4512、第2の電極層4513の積層構造であるが、本実施の形態に示した構成に限定されない。発光素子4511から取り出す光の方向などに合わせて、発光素子4511の構成は適宜変えることができる。 A first electrode layer 4517 that is a pixel electrode included in the light-emitting element 4511 is electrically connected to a source electrode layer or a drain electrode layer of the thin film transistor 4510. Note that the structure of the light-emitting element 4511 is a stacked structure of the first electrode layer 4517, the electroluminescent layer 4512, and the second electrode layer 4513; however, the structure is not limited to the structure described in this embodiment. The structure of the light-emitting element 4511 can be changed as appropriate depending on the direction of light extracted from the light-emitting element 4511 or the like.

隔壁4520は、有機樹脂膜、無機絶縁膜または有機ポリシロキサンを用いて形成する。特に感光性の材料を用い、第1の電極層4517上に開口部を形成し、その開口部の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。 A partition 4520 is formed using an organic resin film, an inorganic insulating film, or organic polysiloxane. In particular, a photosensitive material is preferably used so that an opening is formed over the first electrode layer 4517 and the side wall of the opening has an inclined surface formed with a continuous curvature.

電界発光層4512は、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。 The electroluminescent layer 4512 may be composed of a single layer or a plurality of layers stacked.

発光素子4511に酸素、水素、水分、二酸化炭素等が侵入しないように、第2の電極層4513及び隔壁4520上に保護膜を形成してもよい。保護膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、DLC膜等を形成することができる。 A protective film may be formed over the second electrode layer 4513 and the partition 4520 so that oxygen, hydrogen, moisture, carbon dioxide, or the like does not enter the light-emitting element 4511. As the protective film, a silicon nitride film, a silicon nitride oxide film, a DLC film, or the like can be formed.

また、信号線駆動回路4503a、4503b、走査線駆動回路4504a、4504b、または画素部4502に与えられる各種信号及び電位は、FPC4518a、4518bから供給されている。 In addition, a variety of signals and potentials are supplied to the signal line driver circuits 4503a and 4503b, the scan line driver circuits 4504a and 4504b, or the pixel portion 4502 from FPCs 4518a and 4518b.

本実施の形態では、接続端子電極4515が、発光素子4511が有する第1の電極層4517と同じ導電膜から形成され、端子電極4516は、薄膜トランジスタ4509、4510が有するソース電極層及びドレイン電極層と同じ導電膜から形成されている。 In this embodiment, the connection terminal electrode 4515 is formed using the same conductive film as the first electrode layer 4517 included in the light-emitting element 4511. The terminal electrode 4516 includes source and drain electrode layers included in the thin film transistors 4509 and 4510. It is formed from the same conductive film.

接続端子電極4515は、FPC4518aが有する端子と、異方性導電膜4519を介して電気的に接続されている。 The connection terminal electrode 4515 is electrically connected to a terminal included in the FPC 4518a through an anisotropic conductive film 4519.

発光素子4511からの光の取り出し方向に位置する基板には、第2の基板は透光性でなければならない。その場合には、ガラス板、プラスチック板、ポリエステルフィルムまたはアクリルフィルムのような透光性を有する材料を用いる。 For the substrate positioned in the direction in which light is extracted from the light-emitting element 4511, the second substrate must be light-transmitting. In that case, a light-transmitting material such as a glass plate, a plastic plate, a polyester film, or an acrylic film is used.

また、充填材4507としては窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、PVC(ポリビニルクロライド)、アクリル、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)またはEVA(エチレンビニルアセテート)を用いることができる。本実施の形態は充填材として窒素を用いる。 In addition to inert gas such as nitrogen and argon, an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin can be used as the filler 4507. PVC (polyvinyl chloride), acrylic, polyimide, epoxy resin, silicone resin, PVB (Polyvinyl butyral) or EVA (ethylene vinyl acetate) can be used. In this embodiment, nitrogen is used as a filler.

また、必要であれば、発光素子の射出面に偏光板、又は円偏光板(楕円偏光板を含む)、位相差板(λ/4板、λ/2板)、カラーフィルタなどの光学フィルムを適宜設けてもよい。また、偏光板又は円偏光板に反射防止膜を設けてもよい。例えば、表面の凹凸により反射光を拡散し、映り込みを低減できるアンチグレア処理を施すことができる。 If necessary, an optical film such as a polarizing plate, a circular polarizing plate (including an elliptical polarizing plate), a retardation plate (λ / 4 plate, λ / 2 plate), a color filter, or the like is provided on the light emitting element exit surface. You may provide suitably. Further, an antireflection film may be provided on the polarizing plate or the circularly polarizing plate. For example, anti-glare treatment can be performed that diffuses reflected light due to surface irregularities and reduces reflection.

信号線駆動回路4503a、4503b、及び走査線駆動回路4504a、4504bは、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜によって形成された駆動回路で実装されていてもよい。また、信号線駆動回路のみ、或いは一部、又は走査線駆動回路のみ、或いは一部のみを別途形成して実装しても良く、本実施の形態は図19の構成に限定されない。 The signal line driver circuits 4503a and 4503b and the scan line driver circuits 4504a and 4504b may be mounted with a driver circuit formed using a single crystal semiconductor film or a polycrystalline semiconductor film over a separately prepared substrate. Further, only the signal line driver circuit, or a part thereof, or only the scanning line driver circuit or only part thereof may be separately formed and mounted, and this embodiment mode is not limited to the structure in FIG.

以上の工程により、半導体装置として信頼性の高い発光表示装置(表示パネル)を作製することができる。 Through the above process, a highly reliable light-emitting display device (display panel) as a semiconductor device can be manufactured.

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成を適宜組み合わせて用いることができることとする。 Note that the structure described in this embodiment can be combined with any of the structures described in the other embodiments as appropriate.

(実施の形態7)
実施の形態1及び2に示す薄膜トランジスタを適用した半導体装置は、電子ペーパーとして適用することができる。電子ペーパーは、情報を表示するものであればあらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。例えば、電子ペーパーを用いて、電子書籍(電子ブック)、ポスター、電車などの乗り物の車内広告、クレジットカード等の各種カードにおける表示等に適用することができる。電子機器の一例を図20、図21に示す。
(Embodiment 7)
The semiconductor device to which the thin film transistor described in any of Embodiments 1 and 2 is applied can be used as electronic paper. Electronic paper can be used for electronic devices in various fields as long as they display information. For example, the electronic paper can be applied to an electronic book (electronic book), a poster, an advertisement in a vehicle such as a train, and a display on various cards such as a credit card. Examples of electronic devices are illustrated in FIGS.

図20(A)は、電子ペーパーで作られたポスター2631を示している。広告媒体が紙の印刷物である場合には、広告の交換は人手によって行われるが、電子ペーパーを用いれば短時間で広告の表示を変えることができる。また、表示も崩れることなく安定した画像が得られる。なお、ポスターは無線で情報を送受信できる構成としてもよい。 FIG. 20A illustrates a poster 2631 made of electronic paper. When the advertisement medium is a printed matter of paper, the advertisement is exchanged manually. However, if electronic paper is used, the display of the advertisement can be changed in a short time. In addition, a stable image can be obtained without losing the display. Note that the poster may be configured to transmit and receive information wirelessly.

また、図20(B)は、電車などの乗り物の車内広告2632を示している。広告媒体が紙の印刷物である場合には、広告の交換は人手によって行われるが、電子ペーパーを用いれば人手を多くかけることなく短時間で広告の表示を変えることができる。また表示も崩れることなく安定した画像が得られる。なお、車内広告は無線で情報を送受信できる構成としてもよい。 FIG. 20B illustrates an advertisement 2632 in a vehicle such as a train. When the advertisement medium is a printed matter of paper, the advertisement is exchanged manually. However, if electronic paper is used, the display of the advertisement can be changed in a short time without much labor. In addition, a stable image can be obtained without distorting the display. The in-vehicle advertisement may be configured to transmit and receive information wirelessly.

また、図21は、電子書籍2700の一例を示している。例えば、電子書籍2700は、筐体2701および筐体2703の2つの筐体で構成されている。筐体2701および筐体2703は、軸部2711により一体とされており、該軸部2711を軸として開閉動作を行うことができる。このような構成により、紙の書籍のような動作を行うことが可能となる。 FIG. 21 illustrates an example of an e-book reader 2700. For example, the electronic book 2700 includes two housings, a housing 2701 and a housing 2703. The housing 2701 and the housing 2703 are integrated with a shaft portion 2711 and can be opened / closed using the shaft portion 2711 as an axis. With such a configuration, an operation like a paper book can be performed.

筐体2701には表示部2705が組み込まれ、筐体2703には表示部2707が組み込まれている。表示部2705および表示部2707は、続き画面を表示する構成としてもよいし、異なる画面を表示する構成としてもよい。異なる画面を表示する構成とすることで、例えば右側の表示部(図21では表示部2705)に文章を表示し、左側の表示部(図21では表示部2707)に画像を表示することができる。 A display portion 2705 and a display portion 2707 are incorporated in the housing 2701 and the housing 2703, respectively. The display unit 2705 and the display unit 2707 may be configured to display a continuous screen or may be configured to display different screens. By adopting a configuration in which different screens are displayed, for example, a sentence can be displayed on the right display unit (display unit 2705 in FIG. 21) and an image can be displayed on the left display unit (display unit 2707 in FIG. 21). .

また、図21では、筐体2701に操作部などを備えた例を示している。例えば、筐体2701において、電源2721、操作キー2723、スピーカ2725などを備えている。操作キー2723により、頁を送ることができる。なお、筐体の表示部と同一面にキーボードやポインティングディバイスなどを備える構成としてもよい。また、筐体の裏面や側面に、外部接続用端子(イヤホン端子、USB端子、またはACアダプタおよびUSBケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など)、記録媒体挿入部などを備える構成としてもよい。さらに、電子書籍2700は、電子辞書としての機能を持たせた構成としてもよい。 FIG. 21 illustrates an example in which the housing 2701 is provided with an operation unit and the like. For example, the housing 2701 is provided with a power supply 2721, operation keys 2723, a speaker 2725, and the like. Pages can be turned with the operation keys 2723. Note that a keyboard, a pointing device, or the like may be provided on the same surface as the display portion of the housing. In addition, an external connection terminal (such as an earphone terminal, a USB terminal, or a terminal that can be connected to various cables such as an AC adapter and a USB cable), a recording medium insertion unit, and the like may be provided on the back and side surfaces of the housing. . Further, the e-book reader 2700 may have a structure having a function as an electronic dictionary.

また、電子書籍2700は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、電子書籍サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロードする構成とすることも可能である。 Further, the e-book reader 2700 may have a configuration capable of transmitting and receiving information wirelessly. It is also possible to adopt a configuration in which desired book data or the like is purchased and downloaded from an electronic book server wirelessly.

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成を適宜組み合わせて用いることができることとする。 Note that the structure described in this embodiment can be combined with any of the structures described in the other embodiments as appropriate.

(実施の形態8)
実施の形態1及び2に示す薄膜トランジスタを用いた半導体装置は、さまざまな電子機器(遊技機も含む)に適用することができる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置(テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、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。
(Embodiment 8)
The semiconductor device including the thin film transistor described in any of Embodiments 1 and 2 can be applied to a variety of electronic devices (including game machines). Examples of the electronic device include a television device (also referred to as a television or a television receiver), a monitor for a computer, a digital camera, a digital video camera, a digital photo frame, a mobile phone (also referred to as a mobile phone or a mobile phone device). ), Large game machines such as portable game machines, portable information terminals, sound reproducing devices, and pachinko machines.

図22(A)は、テレビジョン装置9600の一例を示している。テレビジョン装置9600は、筐体9601に表示部9603が組み込まれている。表示部9603により、映像を表示することが可能である。また、ここでは、スタンド9605により筐体9601を支持した構成を示している。 FIG. 22A illustrates an example of a television device 9600. In the television device 9600, a display portion 9603 is incorporated in a housing 9601. Images can be displayed on the display portion 9603. Here, a structure in which the housing 9601 is supported by a stand 9605 is illustrated.

テレビジョン装置9600の操作は、筐体9601が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機9610により行うことができる。リモコン操作機9610が備える操作キー9609により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部9603に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機9610に、当該リモコン操作機9610から出力する情報を表示する表示部9607を設ける構成としてもよい。 The television device 9600 can be operated with an operation switch provided in the housing 9601 or a separate remote controller 9610. Channels and volume can be operated with operation keys 9609 provided in the remote controller 9610, and an image displayed on the display portion 9603 can be operated. The remote controller 9610 may be provided with a display portion 9607 for displaying information output from the remote controller 9610.

なお、テレビジョン装置9600は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)または双方向(送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能である。 Note that the television set 9600 is provided with a receiver, a modem, and the like. General TV broadcasts can be received by a receiver, and connected to a wired or wireless communication network via a modem, so that it can be unidirectional (sender to receiver) or bidirectional (sender and receiver). It is also possible to perform information communication between each other or between recipients).

図22(B)は、デジタルフォトフレーム9700の一例を示している。例えば、デジタルフォトフレーム9700は、筐体9701に表示部9703が組み込まれている。表示部9703は、各種画像を表示することが可能であり、例えばデジタルカメラなどで撮影した画像データを表示させることで、通常の写真立てと同様に機能させることができる。 FIG. 22B illustrates an example of a digital photo frame 9700. For example, a digital photo frame 9700 has a display portion 9703 incorporated in a housing 9701. The display portion 9703 can display various images. For example, by displaying image data captured by a digital camera or the like, the display portion 9703 can function in the same manner as a normal photo frame.

なお、デジタルフォトフレーム9700は、操作部、外部接続用端子(USB端子、USBケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など)、記録媒体挿入部などを備える構成とする。これらの構成は、表示部と同一面に組み込まれていてもよいが、側面や裏面に備えるとデザイン性が向上するため好ましい。例えば、デジタルフォトフレームの記録媒体挿入部に、デジタルカメラで撮影した画像データを記憶したメモリを挿入して画像データを取り込み、取り込んだ画像データを表示部9703に表示させることができる。 Note that the digital photo frame 9700 includes an operation portion, an external connection terminal (a terminal that can be connected to various types of cables such as a USB terminal and a USB cable), a recording medium insertion portion, and the like. These configurations may be incorporated on the same surface as the display portion, but it is preferable to provide them on the side surface or the back surface because the design is improved. For example, a memory storing image data captured by a digital camera can be inserted into the recording medium insertion portion of the digital photo frame to capture the image data, and the captured image data can be displayed on the display portion 9703.

また、デジタルフォトフレーム9700は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、所望の画像データを取り込み、表示させる構成とすることもできる。 Further, the digital photo frame 9700 may be configured to transmit and receive information wirelessly. A configuration may be employed in which desired image data is captured and displayed wirelessly.

図23(A)は携帯型遊技機であり、筐体9881と筐体9891の2つの筐体で構成されており、連結部9893により、開閉可能に連結されている。筐体9881には表示部9882が組み込まれ、筐体9891には表示部9883が組み込まれている。また、図23(A)に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部9884、記録媒体挿入部9886、LEDランプ9890、入力手段(操作キー9885、接続端子9887、センサ9888(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9889)等を備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも本発明の一態様に係る半導体装置を備えた構成であればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。図23(A)に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図23(A)に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。 FIG. 23A illustrates a portable game machine including two housings, a housing 9881 and a housing 9891, which are connected with a joint portion 9893 so that the portable game machine can be opened or folded. A display portion 9882 is incorporated in the housing 9881, and a display portion 9883 is incorporated in the housing 9891. In addition, the portable game machine shown in FIG. 23A includes a speaker portion 9884, a recording medium insertion portion 9886, an LED lamp 9890, input means (operation keys 9885, a connection terminal 9887, a sensor 9888 (force, displacement, position). , Speed, acceleration, angular velocity, number of revolutions, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical, sound, time, hardness, electric field, current, voltage, power, radiation, flow rate, humidity, gradient, vibration, smell or infrared A microphone 9889) and the like. Needless to say, the structure of the portable game machine is not limited to that described above, and may be any structure as long as it includes at least the semiconductor device according to one embodiment of the present invention, and can be provided with any other appropriate facilities. . The portable game machine shown in FIG. 23A reads out a program or data recorded in a recording medium and displays the program or data on a display unit, or performs wireless communication with another portable game machine to share information. It has a function. Note that the function of the portable game machine illustrated in FIG. 23A is not limited to this, and the portable game machine can have a variety of functions.

図23(B)は大型遊技機であるスロットマシン9900の一例を示している。スロットマシン9900は、筐体9901に表示部9903が組み込まれている。また、スロットマシン9900は、その他、スタートレバーやストップスイッチなどの操作手段、コイン投入口、スピーカなどを備えている。もちろん、スロットマシン9900の構成は上述のものに限定されず、少なくとも本発明の一態様に係る半導体装置を備えた構成であればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。 FIG. 23B illustrates an example of a slot machine 9900 which is a large-sized game machine. In the slot machine 9900, a display portion 9903 is incorporated in a housing 9901. In addition, the slot machine 9900 includes operation means such as a start lever and a stop switch, a coin slot, a speaker, and the like. Needless to say, the structure of the slot machine 9900 is not limited to the above structure, and may be any structure as long as it includes at least the semiconductor device according to one embodiment of the present invention, and can have other attached facilities as appropriate.

図24(A)は、携帯電話機1000の一例を示している。携帯電話機1000は、筐体1001に組み込まれた表示部1002の他、操作ボタン1003、外部接続ポート1004、スピーカ1005、マイク1006などを備えている。 FIG. 24A illustrates an example of a mobile phone 1000. A cellular phone 1000 includes a display portion 1002 incorporated in a housing 1001, operation buttons 1003, an external connection port 1004, a speaker 1005, a microphone 1006, and the like.

図24(A)に示す携帯電話機1000は、表示部1002を指などで触れることで、情報を入力ことができる。また、電話を掛ける、或いはメールを打つなどの操作は、表示部1002を指などで触れることにより行うことができる。 Information can be input to the cellular phone 1000 illustrated in FIG. 24A by touching the display portion 1002 with a finger or the like. In addition, operations such as making a call or typing an e-mail can be performed by touching the display portion 1002 with a finger or the like.

表示部1002の画面は主として3つのモードがある。第1は、画像の表示を主とする表示モードであり、第2は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第3は表示モードと入力モードの2つのモードが混合した表示+入力モードである。 There are mainly three screen modes of the display portion 1002. The first mode is a display mode mainly for displaying images. The first is a display mode mainly for displaying images, and the second is an input mode mainly for inputting information such as characters. The third is a display + input mode in which the display mode and the input mode are mixed.

例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部1002を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部1002の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好ましい。 For example, when making a phone call or creating an e-mail, the display unit 1002 may be set to a character input mode mainly for inputting characters and an operation for inputting characters displayed on the screen may be performed. In this case, it is preferable to display a keyboard or number buttons on most of the screen of the display portion 1002.

また、携帯電話機1000内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、携帯電話機1000の向き(縦か横か)を判断して、表示部1002の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。 Further, by providing a detection device having a sensor for detecting the inclination, such as a gyroscope or an acceleration sensor, in the mobile phone 1000, the orientation (vertical or horizontal) of the mobile phone 1000 is determined, and the screen display of the display unit 1002 Can be switched automatically.

また、画面モードの切り替えは、表示部1002を触れること、又は筐体1001の操作ボタン1003の操作により行われる。また、表示部1002に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。 The screen mode is switched by touching the display portion 1002 or operating the operation button 1003 of the housing 1001. Further, switching can be performed depending on the type of image displayed on the display portion 1002. For example, if the image signal to be displayed on the display unit is moving image data, the mode is switched to the display mode, and if it is text data, the mode is switched to the input mode.

また、入力モードにおいて、表示部1002の光センサで検出される信号を検知し、表示部1002のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。 Further, in the input mode, when a signal detected by the optical sensor of the display unit 1002 is detected and there is no input by a touch operation on the display unit 1002, the screen mode is switched from the input mode to the display mode. You may control.

表示部1002は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部1002に掌や指を触れることで、掌紋、指紋等を撮像し、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。 The display portion 1002 can also function as an image sensor. For example, by touching the display unit 1002 with a palm or a finger, a palm print, a fingerprint, or the like can be imaged to perform personal authentication. In addition, if a backlight that emits near-infrared light or a sensing light source that emits near-infrared light is used for the display portion, finger veins, palm veins, and the like can be imaged.

図24(B)も携帯電話機の一例である。図24(B)の携帯電話機は、筐体9411に、表示部9412、及び操作ボタン9413を含む表示装置9410と、筐体9401に操作ボタン9402、外部入力端子9403、マイク9404、スピーカ9405、及び着信時に発光する発光部9406を含む通信装置9400とを有しており、表示機能を有する表示装置9410は電話機能を有する通信装置9400と矢印の2方向に脱着可能である。よって、表示装置9410と通信装置9400の短軸同士を取り付けることも、表示装置9410と通信装置9400の長軸同士を取り付けることもできる。また、表示機能のみを必要とする場合、通信装置9400より表示装置9410を取り外し、表示装置9410を単独で用いることもできる。通信装置9400と表示装置9410とは無線通信又は有線通信により画像又は入力情報を授受することができ、それぞれ充電可能なバッテリーを有する。 FIG. 24B is also an example of a mobile phone. A mobile phone in FIG. 24B includes a housing 9411, a display device 9410 including a display portion 9412 and operation buttons 9413, an operation button 9402, an external input terminal 9403, a microphone 9404, a speaker 9405, and the like. And a communication device 9400 including a light emitting portion 9406 that emits light when an incoming call is received. A display device 9410 having a display function can be attached to and detached from the communication device 9400 having a telephone function in two directions indicated by arrows. Therefore, the short axes of the display device 9410 and the communication device 9400 can be attached, or the long axes of the display device 9410 and the communication device 9400 can be attached. When only the display function is required, the display device 9410 can be detached from the communication device 9400 and the display device 9410 can be used alone. The communication device 9400 and the display device 9410 can exchange images or input information by wireless communication or wired communication, and each have a rechargeable battery.

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成を適宜組み合わせて用いることができることとする。 Note that the structure described in this embodiment can be combined with any of the structures described in the other embodiments as appropriate.

10 パルス出力回路
11 第1の配線
12 第2の配線
13 第3の配線
14 第4の配線
15 第5の配線
21 第1の入力端子
22 第2の入力端子
23 第3の入力端子
24 第4の入力端子
25 第5の入力端子
26 第1の出力端子
27 第2の出力端子
28 薄膜トランジスタ
31 第1のトランジスタ
32 第2のトランジスタ
33 第3のトランジスタ
34 第4のトランジスタ
35 第5のトランジスタ
36 第6のトランジスタ
37 第7のトランジスタ
38 第8のトランジスタ
39 第9のトランジスタ
40 第10のトランジスタ
41 第11のトランジスタ
42 第12のトランジスタ
43 第13のトランジスタ
51 電源線
52 電源線
53 電源線
61 期間
62 期間
100 基板
101a マスク
101b マスク
101c マスク
102 ゲート電極層
103 容量配線
104 第1の端子
105 ゲート絶縁層
105a ゲート絶縁層
105b ゲート絶縁層
106 酸化物半導体膜
107 マスク
108 酸化物半導体層
109 コンタクトホール
110a マスク
110b マスク
110c マスク
110d マスク
111 第2の端子
112 ソース電極層
113 ドレイン電極層
114 接続電極
115 コンタクト
116 保護絶縁層
116a 保護絶縁層
116b 保護絶縁層
117 コンタクトホール
118 コンタクトホール
119 コンタクトホール
120 透明導電膜
121 画素電極層
122 透明導電膜
150 薄膜トランジスタ
151 第1の端子
152 ゲート絶縁層
153 接続電極
154 保護絶縁層
155 透明導電膜
156 電極
160 薄膜トランジスタ
180 第2の端子
191 画素部
192 保持容量部
193 第1の端子部
194 第2の端子部
202 ゲート電極層
203 容量配線
204 第1の端子
212 ソース電極層
213 ドレイン電極層
222 ソース電極層
223 ドレイン電極層
231 容量電極層
234 平坦化絶縁層
235 第2の端子電極
236 第1の金属配線層
237 第2の金属配線層
238 ゲート配線層
241 第1の金属配線層
242 第2の金属配線層
300 ソース配線
302 ゲート電極層
308 酸化物半導体層
320 バックゲート電極層
580 基板
581 薄膜トランジスタ
585 絶縁層
587 第1の電極層
588 第2の電極層
589 球形粒子
590a 黒色領域
590b 白色領域
594 キャビティ
595 充填材
596 基板
1000 携帯電話機
1001 筐体
1002 表示部
1003 操作ボタン
1004 外部接続ポート
1005 スピーカ
1006 マイク
1400 基板
1403 液滴吐出手段
1404 撮像手段
1405 ヘッド
1406 点線
1407 制御手段
1408 記憶媒体
1409 画像処理手段
1410 コンピュータ
1411 マーカー
1412 ヘッド
1413 材料供給源
1414 材料供給源
2600 TFT基板
2601 対向基板
2602 シール材
2603 画素部
2604 表示素子
2605 着色層
2606 偏光板
2607 偏光板
2608 配線回路部
2609 フレキシブル配線基板
2610 冷陰極管
2611 反射板
2612 回路基板
2613 拡散板
2631 ポスター
2632 車内広告
2700 電子書籍
2701 筐体
2703 筐体
2705 表示部
2707 表示部
2711 軸部
2721 電源
2723 操作キー
2725 スピーカ
4001 第1の基板
4002 画素部
4003 信号線駆動回路
4004 走査線駆動回路
4005 シール材
4006 第2の基板
4008 液晶層
4010 薄膜トランジスタ
4011 薄膜トランジスタ
4013 液晶素子
4015 接続端子電極
4016 端子電極
4018 FPC
4019 異方性導電膜
4020 絶縁層
4021 絶縁層
4030 画素電極層
4031 対向電極層
4032 絶縁層
4033 絶縁層
4035 スペーサ
4040 導電層
4501 第1の基板
4502 画素部
4503a 信号線駆動回路
4503b 信号線駆動回路
4504a 走査線駆動回路
4504b 走査線駆動回路
4505 シール材
4506 第2の基板
4507 充填材
4509 薄膜トランジスタ
4510 薄膜トランジスタ
4511 発光素子
4512 電界発光層
4513 第2の電極層
4515 接続端子電極
4516 端子電極
4517 第1の電極層
4518a FPC
4518b FPC
4519 異方性導電膜
4520 隔壁
4540 導電層
4544 絶縁層
5300 基板
5301 画素部
5302 第1の走査線駆動回路
5303 第2の走査線駆動回路
5304 信号線駆動回路
5305 タイミング制御回路
5601 シフトレジスタ
5602 スイッチング回路
5603 薄膜トランジスタ
5604 配線
5605 配線
6400 画素
6401 スイッチング用トランジスタ
6402 駆動用トランジスタ
6403 容量素子
6404 発光素子
6405 信号線
6406 走査線
6407 電源線
6408 共通電極
7001 駆動用TFT
7002 発光素子
7003 第1の電極
7004 EL層
7005 第2の電極
7009 隔壁
7051 酸化膜絶縁層
7052 保護絶縁層
7053 平坦化絶縁層
7055 絶縁層
7010 基板
7011 駆動用TFT
7012 発光素子
7013 第1の電極
7014 EL層
7015 第2の電極
7016 遮蔽膜
7017 導電膜
7019 隔壁
7020 基板
7021 駆動用TFT
7022 発光素子
7023 第1の電極
7024 EL層
7025 第2の電極
7027 導電膜
7029 隔壁
7030 ゲート絶縁層
7031 酸化膜絶縁層
7032 絶縁層
7033 カラーフィルタ層
7034 オーバーコート層
7035 保護絶縁層
7040 ゲート絶縁層
7041 酸化膜絶縁層
7042 絶縁層
7043 カラーフィルタ層
7044 オーバーコート層
7045 保護絶縁層
9400 通信装置
9401 筐体
9402 操作ボタン
9403 外部入力端子
9404 マイク
9405 スピーカ
9406 発光部
9410 表示装置
9411 筐体
9412 表示部
9413 操作ボタン
9600 テレビジョン装置
9601 筐体
9603 表示部
9605 スタンド
9607 表示部
9609 操作キー
9610 リモコン操作機
9700 デジタルフォトフレーム
9701 筐体
9703 表示部
9881 筐体
9882 表示部
9883 表示部
9884 スピーカ部
9885 操作キー
9886 記録媒体挿入部
9887 接続端子
9888 センサ
9889 マイクロフォン
9890 LEDランプ
9891 筐体
9893 連結部
9900 スロットマシン
9901 筐体
9903 表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Pulse output circuit 11 1st wiring 12 2nd wiring 13 3rd wiring 14 4th wiring 15 5th wiring 21 1st input terminal 22 2nd input terminal 23 3rd input terminal 24 4th Input terminal 25 fifth input terminal 26 first output terminal 27 second output terminal 28 thin film transistor 31 first transistor 32 second transistor 33 third transistor 34 fourth transistor 35 fifth transistor 36 6 transistor 37 7th transistor 38 8th transistor 39 9th transistor 40 10th transistor 41 11th transistor 42 12th transistor 43 13th transistor 51 power supply line 52 power supply line 53 power supply line 61 period 62 Period 100 Substrate 101a Mask 101b Mask 101c Mask 102 Gate electrode Layer 103 capacitor wiring 104 first terminal 105 gate insulating layer 105a gate insulating layer 105b gate insulating layer 106 oxide semiconductor film 107 mask 108 oxide semiconductor layer 109 contact hole 110a mask 110b mask 110c mask 110d mask 111 second terminal 112 Source electrode layer 113 Drain electrode layer 114 Connection electrode 115 Contact 116 Protective insulating layer 116a Protective insulating layer 116b Protective insulating layer 117 Contact hole 118 Contact hole 119 Contact hole 120 Transparent conductive film 121 Pixel electrode layer 122 Transparent conductive film 150 Thin film transistor 151 First Terminal 152 gate insulating layer 153 connection electrode 154 protective insulating layer 155 transparent conductive film 156 electrode 160 thin film transistor 180 second terminal 191 pixel portion 192 Capacitor portion 193 First terminal portion 194 Second terminal portion 202 Gate electrode layer 203 Capacitor wiring 204 First terminal 212 Source electrode layer 213 Drain electrode layer 222 Source electrode layer 223 Drain electrode layer 231 Capacitance electrode layer 234 Flattening insulation Layer 235 Second terminal electrode 236 First metal wiring layer 237 Second metal wiring layer 238 Gate wiring layer 241 First metal wiring layer 242 Second metal wiring layer 300 Source wiring 302 Gate electrode layer 308 Oxide semiconductor Layer 320 Back gate electrode layer 580 Substrate 581 Thin film transistor 585 Insulating layer 587 First electrode layer 588 Second electrode layer 589 Spherical particle 590a Black region 590b White region 594 Cavity 595 Filler 596 Substrate 1000 Mobile phone 1001 Housing 1002 Display portion 1003 Operation button 1004 Outside Connection port 1005 Speaker 1006 Microphone 1400 Substrate 1403 Droplet ejection unit 1404 Imaging unit 1405 Head 1406 Dotted line 1407 Control unit 1408 Storage medium 1409 Image processing unit 1410 Computer 1411 Marker 1412 Head 1413 Material supply source 1414 Material supply source 2600 TFT substrate 2601 Counter substrate 2602 Sealing material 2603 Pixel portion 2604 Display element 2605 Colored layer 2606 Polarizing plate 2607 Polarizing plate 2608 Wiring circuit portion 2609 Flexible wiring board 2610 Cold cathode tube 2611 Reflecting plate 2612 Circuit board 2613 Diffusion plate 2631 Poster 2632 In-car advertisement 2700 Electronic book 2701 Case 2703 Housing 2705 Display unit 2707 Display unit 2711 Shaft unit 2721 Power supply 2723 Operation key 2725 Speaker 4 01 first substrate 4002 pixel portion 4003 signal line driver circuit 4004 scanning line driver circuit 4005 sealant 4006 second substrate 4008 liquid crystal layer 4010 thin film transistors 4011 TFT 4013 liquid crystal element 4015 connection terminal electrode 4016 terminal electrodes 4018 FPC
4019 Anisotropic conductive film 4020 Insulating layer 4021 Insulating layer 4030 Pixel electrode layer 4031 Counter electrode layer 4032 Insulating layer 4033 Insulating layer 4035 Spacer 4040 Conductive layer 4501 First substrate 4502 Pixel portion 4503a Signal line driver circuit 4503b Signal line driver circuit 4504a Scan line driver circuit 4504b Scan line driver circuit 4505 Seal material 4506 Second substrate 4507 Filler 4509 Thin film transistor 4510 Thin film transistor 4511 Light emitting element 4512 Electroluminescent layer 4513 Second electrode layer 4515 Connection terminal electrode 4516 Terminal electrode 4517 First electrode layer 4518a FPC
4518b FPC
4519 Anisotropic conductive film 4520 Partition wall 4540 Conductive layer 4544 Insulating layer 5300 Substrate 5301 Pixel portion 5302 First scan line driver circuit 5303 Second scan line driver circuit 5304 Signal line driver circuit 5305 Timing control circuit 5601 Shift register 5602 Switching circuit 5603 Thin film transistor 5604 Wiring 5605 Wiring 6400 Pixel 6401 Switching transistor 6402 Driving transistor 6403 Capacitance element 6404 Light emitting element 6405 Signal line 6406 Scanning line 6407 Power supply line 6408 Common electrode 7001 Driving TFT
7002 Light-emitting element 7003 First electrode 7004 EL layer 7005 Second electrode 7009 Partition 7051 Oxide insulating layer 7052 Protective insulating layer 7053 Planarizing insulating layer 7055 Insulating layer 7010 Substrate 7011 Driving TFT
7012 Light-emitting element 7013 First electrode 7014 EL layer 7015 Second electrode 7016 Shielding film 7017 Conductive film 7019 Partition 7020 Substrate 7021 Driving TFT
7022 Light-emitting element 7023 First electrode 7024 EL layer 7025 Second electrode 7027 Conductive film 7029 Partition wall 7030 Gate insulating layer 7031 Oxide insulating layer 7032 Insulating layer 7033 Color filter layer 7034 Overcoat layer 7035 Protective insulating layer 7040 Gate insulating layer 7041 Oxide insulating layer 7042 Insulating layer 7043 Color filter layer 7044 Overcoat layer 7045 Protective insulating layer 9400 Communication device 9401 Case 9402 Operation button 9403 External input terminal 9404 Microphone 9405 Speaker 9406 Light emitting unit 9410 Display unit 9411 Case 9412 Display unit 9413 Operation Button 9600 Television apparatus 9601 Housing 9603 Display portion 9605 Stand 9607 Display portion 9609 Operation key 9610 Remote control operation device 9700 Digital photo Frame 9701 Case 9703 Display unit 9881 Case 9882 Display unit 9883 Display unit 9984 Speaker unit 9886 Operation key 9886 Recording medium insertion unit 9887 Connection terminal 9888 Sensor 9889 Microphone 9890 LED lamp 9891 Case 9893 Connection unit 9900 Slot machine 9901 Case 9903 Display section

Claims (3)

絶縁表面を有する基板上に、第1の導電層を形成し、
前記第1の導電層上に、液滴吐出法を用いて第1のマスクを形成し、
前記第1のマスクを用いて前記第1の導電層をエッチングして、ゲート電極層を形成し、
記ゲート電極層上にゲート絶縁層を形成し、
前記ゲート絶縁層の表面に逆スパッタ処理を行い、
前記逆スパッタ処理後、前記ゲート絶縁層上に、パルス直流電源を用いて酸化物半導体層を形成し、
前記酸化物半導体層を脱水化または脱水素化し、
前記脱水化または脱水素化させた酸化物半導体層上に、液滴吐出法を用いて第2のマスクを形成し、
前記第2のマスクを用いて前記酸化物半導体層をエッチングして、島状の酸化物半導体層を形成し、
前記島状の酸化物半導体層上に、第2の導電層を形成し、
前記第2の導電層上に、液滴吐出法を用いて第3のマスクを形成し、
前記第3のマスクを用いて前記第2の導電層をエッチングして、ソース電極層及びドレイン電極層を形成し、
記ゲート絶縁層、前記島状の酸化物半導体層、前記ソース電極層、及び前記ドレイン電極層上に前記島状の酸化物半導体層の一部と接する保護絶縁層を形成し、
前記保護絶縁層上に記ソース電極層または前記ドレイン電極層と電気的に接続され、透光性を有する画素電極層を、印刷法により形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
Forming a first conductive layer over a substrate having an insulating surface;
Forming a first mask on the first conductive layer using a droplet discharge method;
Etching the first conductive layer using the first mask to form a Gate electrode layer,
Forming a gate insulating layer before Kige over gate electrode layer,
Perform reverse sputtering on the surface of the gate insulating layer,
After the reverse sputtering treatment, an oxide semiconductor layer is formed on the gate insulating layer using a pulsed DC power source ,
Dehydrating or dehydrogenating the oxide semiconductor layer;
A second mask is formed over the dehydrated or dehydrogenated oxide semiconductor layer by a droplet discharge method,
The oxide semiconductor layer is etched using the second mask to form an island-shaped oxide semiconductor layer,
Forming a second conductive layer on the island-shaped oxide semiconductor layer;
Forming a third mask on the second conductive layer by a droplet discharge method;
Etching the second conductive layer using the third mask, to form a source over scan electrode layer及beauty drain electrode layer,
Before Kige over gate insulating layer, said island-shaped oxide semiconductor layer, before Kiso over source electrode layer, and before Kido drain electrode layer, a portion of the island-shaped oxide semiconductor layer Forming a protective insulating layer in contact,
Said protective insulating layer, before Kiso over source electrode layer or before Kido drain electrode layer and is electrically connected to the pixel electrode layer having a light-transmitting property, a display device, and forming by printing Manufacturing method.
請求項1において、
前記脱水化又は前記脱水素化を行った後、
前記酸化物半導体層を、大気に触れさせることなく、酸素を含む雰囲気中で冷却することを特徴とする表示装置の作製方法。
In claim 1,
After performing the dehydration or the dehydrogenation,
A manufacturing method of a display device, characterized in that the oxide semiconductor layer is cooled in an atmosphere containing oxygen without being exposed to the air.
請求項1又は請求項2において、
前記基板上に容量部を有し、
前記容量部は、容量配線と、前記容量配線と重なる領域を有する容量電極と、を有し、
前記容量配線は、前記ゲート電極層を形成する工程において、前記第1の導電層上に液滴吐出法を用いて第4のマスクを形成し、前記第4のマスクを用いて前記第1の導電層をエッチングして形成されたものであり、
前記印刷法により形成された画素電極層の一部の領域が、前記容量電極として用いられており、
前記容量配線及び前記容量電極は透光性を有することを特徴とする表示装置の作製方法。
In claim 1 or claim 2,
Having a capacitor on the substrate;
The capacitor section includes a capacitor wiring, and a capacitor electrode having a region overlapping with the capacitor wiring,
For the capacitor wiring, in the step of forming the gate electrode layer, a fourth mask is formed on the first conductive layer by a droplet discharge method, and the first mask is used by using the fourth mask. Formed by etching the conductive layer,
A partial region of the pixel electrode layer formed by the printing method is used as the capacitive electrode,
The capacitor wiring and the capacitor electrode, a method for manufacturing a display device characterized by having a light-transmitting property.
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