JP6995481B2 - ソースドライバ - Google Patents
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Description
本実施の形態では、ソースドライバICとしての機能を有する半導体装置の一例について説明する。
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した、ソースドライバICとして機能する半導体装置と、当該半導体装置によって動作する表示パネル、およびその変形例について説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様に係る半導体装置の断面構造の一例について、図23乃至図35を参照して説明する。
図23には、半導体装置の層構造の模式図を示す。トランジスタ層10、配線層20、トランジスタ層30、および配線層40が順に重なって設けられる。一例として示す配線層20は、配線層20A、配線層20Bを有する。また配線層40は、複数の配線層40A、配線層40Bを有する。配線層20および/または配線層40は、絶縁体を挟んで導電体を配置することでキャパシタを形成することができる。
半導体装置の断面図の一例を図24(A)に示す。図24(B)は、図24(A)を構成の一部を拡大したものである。
以下では、上記構成例で示した半導体装置の作製方法の一例について、図29乃至図35を用いて説明する。
本実施の形態では、上述の実施の形態で説明した半導体装置を用いた応用例として、表示パネルに適用する例、該表示パネルを表示モジュールに適用する例、該表示モジュールの応用例、及び電子機器への応用例について、図36乃至図38を用いて説明する。
ソースドライバICとして機能する半導体装置を、表示パネルに適用する例について、図36(A)、(B)を用いて説明する。
次いで図36(A)、(B)の表示パネルを用いた表示モジュールの応用例について、図37を用いて説明を行う。
次いで、コンピュータ、携帯情報端末(携帯電話、携帯型ゲーム機、音響再生装置なども含む)、電子ペーパー、テレビジョン装置(テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう)、デジタルビデオカメラなどの電子機器の表示パネルを、上述の表示モジュールを適用した表示パネルとする場合について説明する。
以上の実施の形態、及び実施の形態における各構成の説明について、以下に付記する。
各実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて、本発明の一態様とすることができる。1つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、互い構成例を適宜組み合わせることが可能である。
本明細書等において、「上に」、「下に」などの配置を示す語句は、構成同士の位置関係を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている。構成同士の位置関係は、各構成を描写する方向に応じて適宜変化する。そのため、配置を示す語句は、明細書で説明した記載に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。
本明細書等において、トランジスタの接続関係を説明する際、ソースとドレインとの一方を、「ソース又はドレインの一方」(又は第1電極、又は第1端子)と表記し、ソースとドレインとの他方を「ソース又はドレインの他方」(又は第2電極、又は第2端子)と表記している。これは、トランジスタのソースとドレインは、トランジスタの構造又は動作条件等によって変わるためである。なおトランジスタのソースとドレインの呼称については、ソース(ドレイン)端子、またはソース(ドレイン)電極等、状況に応じて適切に言い換えることができる。
以下では、上記実施の形態中で言及した語句の定義について説明する。
本明細書等において、スイッチとは、導通状態(オン状態)、または、非導通状態(オフ状態)になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有するものをいう。または、スイッチとは、電流を流す経路を選択して切り替える機能を有するものをいう。
本明細書等において、画素とは、例えば、明るさを制御できる要素一つ分を示すものとする。よって、一例としては、一画素とは、一つの色要素を示すものとし、その色要素一つで明るさを表現する。従って、そのときは、R(赤)G(緑)B(青)の色要素からなるカラー表示装置の場合には、画像の最小単位は、Rの画素とGの画素とBの画素との三画素から構成されるものとする。
本明細書等において、表示素子とは、電気的作用または磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化する表示媒体を有するものである。表示素子の一例としては、EL(エレクトロルミネッセンス)素子、LEDチップ(白色LEDチップ、赤色LEDチップ、緑色LEDチップ、青色LEDチップなど)、トランジスタ(電流に応じて発光するトランジスタ)、電子放出素子、カーボンナノチューブを用いた表示素子、液晶素子、電子インク、エレクトロウェッティング素子、電気泳動素子、プラズマディスプレイパネル(PDP)、MEMS(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム)を用いた表示素子(例えば、グレーティングライトバルブ(GLV)、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、DMS(デジタル・マイクロ・シャッター)、MIRASOL(登録商標)、IMOD(インターフェロメトリック・モジュレーション)素子、シャッター方式のMEMS表示素子、光干渉方式のMEMS表示素子、圧電セラミックディスプレイなど)、カーボンナノチューブ、または、量子ドットなど、がある。EL素子を用いた表示装置の一例としては、ELディスプレイなどがある。電子放出素子を用いた表示装置の一例としては、フィールドエミッションディスプレイ(FED)又はSED方式平面型ディスプレイ(SED:Surface-conduction Electron-emitter Display)などがある。液晶素子を用いた表示装置の一例としては、液晶ディスプレイ(透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディスプレイ、直視型液晶ディスプレイ、投射型液晶ディスプレイ)などがある。電子インク、電子粉流体(登録商標)、又は電気泳動素子を用いた表示装置の一例としては、電子ペーパーなどがある。量子ドットを各画素に用いた表示装置の一例としては、量子ドットディスプレイなどがある。なお、量子ドットは、表示素子としてではなく、バックライトの一部に設けてもよい。量子ドットを用いることにより、色純度の高い表示を行うことができる。なお、半透過型液晶ディスプレイまたは反射型液晶ディスプレイを実現する場合には、画素電極の一部、または、全部が、反射電極としての機能を有するようにすればよい。例えば、画素電極の一部、または、全部が、アルミニウム、銀、などを有するようにすればよい。さらに、その場合、反射電極の下に、SRAMなどの記憶回路を設けることも可能である。これにより、さらに、消費電力を低減することができる。なお、LEDチップを用いる場合、LEDチップの電極または窒化物半導体の下に、グラフェンまたはグラファイトを配置してもよい。グラフェンまたはグラファイトは、複数の層を重ねて、多層膜としてもよい。このように、グラフェンまたはグラファイトを設けることにより、その上に、窒化物半導体、例えば、結晶を有するn型GaN半導体層などを容易に成膜することができる。さらに、その上に、結晶を有するp型GaN半導体層などを設けて、LEDチップを構成することができる。なお、グラフェンまたはグラファイトと、結晶を有するn型GaN半導体層との間に、AlN層を設けてもよい。なお、LEDチップが有するGaN半導体層は、MOCVDで成膜してもよい。ただし、グラフェンを設けることにより、LEDチップが有するGaN半導体層は、スパッタ法で成膜することも可能である。MEMS(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム)を用いた表示素子においては、表示素子が封止されている空間(例えば、表示素子が配置されている素子基板と、素子基板に対向して配置されている対向基板との間)に、乾燥剤を配置してもよい。乾燥剤を配置することにより、MEMSなどが水分によって動きにくくなること、および/または、劣化しやすくなることを防止すること、ができる。
本明細書等において、AとBとが接続されている、とは、AとBとが直接接続されているものの他、電気的に接続されているものを含むものとする。ここで、AとBとが電気的に接続されているとは、AとBとの間で、何らかの電気的作用を有する対象物が存在するとき、AとBとの電気信号の授受を可能とするものをいう。
110 ホストプロセッサ
120 表示装置
101 インターフェース
102 ロジック回路
103 ラッチ回路
104 デジタルアナログ変換回路
105 フレームメモリ
106 バッファ回路
121 画素
140 メモリセル
140A メモリセル
140B メモリセル
140C メモリセル
140D メモリセル
140E メモリセル
140F メモリセル
140G メモリセル
140H メモリセル
141 第1の層
142 第2の層
131 サンプルホールド回路
132 補正回路
133 ソースフォロワ回路
M1 トランジスタ
M2 トランジスタ
M3 トランジスタ
M4 トランジスタ
M5 トランジスタ
M6 トランジスタ
M7 トランジスタ
M8 トランジスタ
ND1 ノード
ND2 ノード
C1 容量素子
C2 容量素子
C3 容量素子
P1 期間
P2 期間
P3 期間
143 駆動回路
144 切り替え回路
EN1 制御信号
EN2 制御信号
EN3 制御信号
EN2_B 制御信号
150 ゲートドライバ
160 タッチセンサ
181 タッチセンサ駆動回路
100A 半導体装置
100B 半導体装置
100C 半導体装置
182 演算装置
183 FPGA
184 切り替えスイッチ
185 ロジックエレメント
186 コンフィギュレーションメモリ
187 トランジスタ
188 トランジスタ
162A 画素
162B 画素
XL 走査線
YL 信号線
ZL 電流供給線
191 トランジスタ
192 キャパシタ
193 液晶素子
194 トランジスタ
195 トランジスタ
196 EL素子
10 トランジスタ層
12 トランジスタ
14 半導体層
16 ゲート電極
20 配線層
22 配線
24 絶縁層
20A 配線層
20B 配線層
30 トランジスタ層
32 トランジスタ
34 半導体層
36 ゲート電極
40 配線層
40A 配線層
40B 配線層
42 配線
44 絶縁層
300 キャパシタ
602 絶縁体
604 導電体
604A 導電体
612 絶縁体
616 導電体
620 絶縁体
622 絶縁体
624 導電体
624a 導電体
624b 導電体
624c 導電体
626 導電体
626a 導電体
626b 導電体
626c 導電体
626d 導電体
628 導電体
628a 導電体
628b 導電体
628c 導電体
628d 導電体
690 レジストマスク
400 トランジスタ
205 導電体
210 絶縁体
212 絶縁体
214 絶縁体
216 絶縁体
218 導電体
218a 導電体
218b 導電体
218c 導電体
220 絶縁体
222 絶縁体
224 絶縁体
230 酸化物
230a 酸化物
230b 酸化物
230c 酸化物
240a 導電体
240b 導電体
244 導電体
244a 導電体
244b 導電体
244c 導電体
246a 導電体
246b 導電体
250 絶縁体
260 導電体
270 絶縁体
280 絶縁体
282 絶縁体
284 絶縁体
500 トランジスタ
500A トランジスタ
301 基板
302 半導体領域
304 絶縁体
306 導電体
308a 低抵抗領域
308b 低抵抗領域
320 絶縁体
322 絶縁体
324 絶縁体
326 絶縁体
328 導電体
330 導電体
350 絶縁体
352 絶縁体
354 絶縁体
356 導電体
358 導電体
358a 導電体
358b 導電体
358c 導電体
711 表示部
712 ソースドライバ
712A ゲートドライバ
712B ゲートドライバ
713 基板
714 ソースドライバIC
715 FPC
716 外部回路基板
901 筐体
902 筐体
903a 表示部
903b 表示部
904 選択ボタン
905 キーボード
910 電子書籍端末
911 筐体
912 筐体
913 表示部
914 表示部
915 軸部
916 電源
917 操作キー
918 スピーカー
920 テレビジョン装置
921 筐体
922 表示部
923 スタンド
924 リモコン操作機
930 本体
931 表示部
932 スピーカー
933 マイク
934 操作ボタン
941 本体
942 表示部
943 操作スイッチ
8000 表示モジュール
8001 上部カバー
8002 下部カバー
8003 FPC
8004 タッチパネル
8005 FPC
8006 表示パネル
8009 フレーム
8010 プリント基板
8011 バッテリー
Claims (4)
- 表示パネルの画素部を駆動するソースドライバであって、
前記ソースドライバは、デジタルアナログ変換回路と、フレームメモリと、を有し、
前記フレームメモリは、サンプルホールド回路と、補正回路と、ソースフォロワ回路と、を有し、
前記サンプルホールド回路は、前記デジタルアナログ変換回路が出力するアナログ電圧を保持する機能を有し、
前記補正回路は、前記サンプルホールド回路に保持された前記アナログ電圧を補正する機能を有し、
前記ソースフォロワ回路は、補正された前記アナログ電圧を出力する機能を有し、
前記サンプルホールド回路は、第1のトランジスタを有し、
前記補正回路は、第2のトランジスタを有し、
前記ソースフォロワ回路は、第3のトランジスタを有し、
前記第1乃至第3のトランジスタは、半導体層に酸化物半導体層を有するソースドライバ。 - 表示パネルの画素部を駆動するソースドライバであって、
前記ソースドライバは、デジタルアナログ変換回路と、フレームメモリと、バッファ回路と、を有し、
前記フレームメモリは、サンプルホールド回路と、補正回路と、ソースフォロワ回路と、を有し、
前記サンプルホールド回路は、前記デジタルアナログ変換回路が出力するアナログ電圧を保持する機能を有し、
前記補正回路は、前記サンプルホールド回路に保持された前記アナログ電圧を補正する機能を有し、
前記ソースフォロワ回路は、補正された前記アナログ電圧を前記バッファ回路に出力する機能を有し、
前記サンプルホールド回路は、第1のトランジスタを有し、
前記補正回路は、第2のトランジスタを有し、
前記ソースフォロワ回路は、第3のトランジスタを有し、
前記第1乃至第3のトランジスタは、半導体層に酸化物半導体層を有するソースドライバ。 - 表示パネルの画素部を駆動するソースドライバであって、
前記ソースドライバは、デジタルアナログ変換回路と、フレームメモリと、バッファ回路と、を有し、
前記フレームメモリは、サンプルホールド回路と、補正回路と、ソースフォロワ回路と、を有し、
前記サンプルホールド回路は、前記デジタルアナログ変換回路が出力するアナログ電圧を保持する機能を有し、
前記補正回路は、前記サンプルホールド回路に保持された前記アナログ電圧を補正する機能を有し、
前記ソースフォロワ回路は、補正された前記アナログ電圧を前記バッファ回路に出力する機能を有し、
前記サンプルホールド回路は、第1のトランジスタを有し、
前記補正回路は、第2のトランジスタを有し、
前記ソースフォロワ回路は、第3のトランジスタを有し、
前記デジタルアナログ変換回路は、第4のトランジスタを有し、
前記バッファ回路は、第5のトランジスタを有し、
前記第1乃至第3のトランジスタは、半導体層に酸化物半導体層を有し、
前記第4及び第5のトランジスタは、半導体層にシリコンを有するソースドライバ。 - 請求項3において、
前記第1乃至第3のトランジスタを有する層は、前記第4及び第5のトランジスタを有する層の上層に設けられるソースドライバ。
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