JP7072705B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
光装置等の半導体装置、そのための駆動方法、およびそのための作製方法等に関する。
提案されている。一般的に、画素には、発光素子、画素へのデータ信号の入力を制御する
トランジスタ、および発光素子に供給する電流を制御するトランジスタ(駆動トランジス
タ)が少なくとも設けられている。駆動トランジスタを流れるドレイン電流を発光素子に
供給することで、ドレイン電流の値に応じた輝度で発光素子を発光させている。駆動トラ
ンジスタのドレイン電流は、データ信号の電圧により制御される。
値電圧、電界効果移動度等)にばらつきがあると、同じ電圧のデータ信号を供給しても、
発光素子の輝度にばらつきが生じてしまう。複数の画素間での駆動トランジスタの電気特
性のばらつきは、表示装置の表示品位を低下させしまう原因の1つである。
り、1つの表示装置に数十万乃至数千万もの画素が設けられている。例えば、画素数は、
解像度がFull-HDであれば、1366×768×3(RGB)=1,049,08
8であり、8K4K(スーパーハイビジョン)であれば、7,680×4,320×3(
RGB)=33,177,600である。多数の画素同士で駆動トランジスタの電気特性
を完全に一致させるのは非常に困難である。そこで、駆動トランジスタの電気特性を取得
し、発光素子の輝度を補正することが提案されている(例えば、特許文献1)。
像信号からデータ信号を生成するためのソースドライバ回路には、専用のIC(ドライバ
IC)が採用されている(例えば、特許文献2を参照)。
ICに、動作を検証するためのテスト回路を組み込む場合、このテスト回路のサイズも増
大してしまう。
乃至数百nA程度の非常に小さな電流の信号を扱う。そのため、この回路の動作を検証す
る場合は、このような微小な電流信号によって検証することが望ましい。
供することを課題の一つとする。本発明の一形態は、半導体装置を小型化すること、また
は、精度の高い動作検証を行うことができる半導体装置を提供することを課題とする。
形態は、これらの課題の全て解決する必要はない。また、列記した以外の課題が、明細書
、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、これらの課題も、本発
明の一形態の課題となり得る。
チプレクサと、を有し、デマルチプレクサはパストランジスタロジック回路(パストラン
ジスタロジック)であり、デマルチプレクサのr個の出力端子は互いに異なる回路と電気
的に接続されている半導体装置である。
、r個の回路と、r個の出力端子を有するデマルチプレクサと、スイッチ回路とを有し、
デマルチプレクサはパストランジスタロジック回路であり、デマルチプレクサのr個の出
力端子は互いに異なる回路の入力端子と電気的に接続され、デマルチプレクサの入力端子
は第2入力端子と電気的に接続され、r個の回路の入力端子は互いに異なる第1入力端子
と電気的に接続され、かつスイッチ回路によって、対応する第1入力端子との導通状態が
制御される半導体装置である。
けるために付す場合があり、その場合は数的に限定するものではなく、また順序を限定す
るものでもない。
トランジスタ、ダイオード等)を含む回路、同回路を有する装置等をいう。また、半導体
特性を利用することで機能しうる装置全般をいう。例えば、集積回路、集積回路を備えた
チップは、半導体装置の一例である。また、記憶装置、表示装置、発光装置、照明装置及
び電子機器等は、それ自体が半導体装置であり、半導体装置を有している場合がある。
トは、トランジスタの導通状態を制御する制御端子として機能する端子である。ソースま
たはドレインとして機能する2つの入出力端子は、トランジスタの導電型及び各端子に与
えられる電位の高低によって、一方がソースとなり他方がドレインとなる。このため、本
明細書等においては、ソースやドレインの用語は、入れ替えて用いることができるものと
する。また、本明細書等では、ゲート以外の2つの端子を第1端子、第2端子と呼ぶ場合
がある。
等と言い換えることが可能である。また、端子等をノードと言い換えることが可能である
。
位差のことを示す場合が多い。よって、電圧を電位と言い換えることが可能である。なお
、電位とは、相対的なものである。よって、接地電位と記載されていても、必ずしも、0
Vを意味しない場合もある。
は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語
を「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。例えば、「絶縁膜」という
用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
ることができる。または、本発明の一形態により、半導体装置を小型化すること、または
、精度の高い動作検証を行うことが可能となる。
必ずしも、例示した効果の全てを有する必要はない。また、本発明の一形態について、上
記以外の課題、効果、および新規な特徴については、本明細書の記載および図面から自ず
と明らかになるものである。
されず、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に
変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明の一形態は、
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。
同時に形成される要素等には同一の符号を付す場合があり、その繰り返しの説明は省略す
る場合がある。
_1”、“_2”、“[n]”、“[m、n]”等の識別用の符号を付記して記載する場
合がある。例えば、画素部の複数の配線SLを個々に区別する場合、画素部の列番号を利
用して、2列目の配線SLを配線SL[2]と記載する場合がある。
載する場合がある。これは、他の構成要素(例えば、信号、電圧、電位、回路、素子、電
極、配線等)についても同様である。
る回路ブロックで別々の機能を実現するよう図面で示していても、実際の回路や領域では
、同じ回路ブロックで別々の機能を実現しうるように設けられている場合もある。また図
面における各回路ブロックの機能は、説明のため機能を特定するものであり、一つの回路
ブロックとして示していても、実際の回路や領域では、一つの回路ブロックでおこなう処
理を複数の回路ブロックでおこなうように設けられている場合もある。
は、XとYとが電気的に接続されている場合と、XとYとが機能的に接続されている場合
と、XとYとが直接接続されている場合とが、本明細書等に開示されているものとする。
したがって、所定の接続関係、例えば、図または文章に示された接続関係に限定されず、
図または文章に示された接続関係以外のものも、図または文章に記載されているものとす
る。X、Yは、対象物(例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、な
ど)であるとする。
合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は、理想的な例を模
式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。例えば、ノイズに
よる信号、電圧、若しくは電流のばらつき、又は、タイミングのずれによる信号、電圧、
若しくは電流のばらつきなどを含むことが可能である。
また、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、互いの構成例を適宜組
み合わせることが可能である。
パストランジスタロジック回路を有する半導体装置について説明する。ここでは、パスト
ランジスタ回路を回路の動作を検証するためのテスト回路に適用する例を示す。
路(LGC)120、ロジック回路(LGC)121、スイッチ回路123、読み出し回
路(READ)124、およびパストランジスタロジック回路(PTL)130を有する
。回路110は、K段(Kは2以上の整数)の回路111を有する。また、半導体装置1
00は、K個の入力端子、および信号CMOUTを出力する出力端子を有する。K個の入
力端子には、それぞれ、信号MI[1]-MI[K]が入力される。
能を有する。スイッチ回路123はK個のスイッチを有する。各スイッチは、半導体装置
100の何れか1つの入力端子と回路110との導通状態を制御する。スイッチの導通状
態は信号TCMによって制御される。
する。回路110の各回路111は、LGC120で生成される信号に従って、入力信号
を処理する。READ124は、回路110を駆動するための回路である。READ12
4は、LGC120で生成される信号に従って、信号を出力させる回路111[1]-1
11[K]を選択する機能を有する。回路111およびREAD124の動作に必要な信
号は、半導体装置100の外部の回路から入力されてもよい。
GC121はPTL130を制御する機能を有する。LGC121は、信号S[h-1:
0]および信号SB[h-1:0]を生成する。信号SB[h-1:0]は、信号S[h
-1:0]の反転信号である。PTL130は1の入力信号TIREFをK本の出力配線
(K個の出力端子)の何れか1つに分配する機能を有する。つまり、PTL130はデマ
ルチプレクサ(DEMUX)の機能を有している。PTL130は、信号S[h-1:0
]、および信号SB[h-1:0]に従い、信号TIREFを出力する配線を選択する。
信号S[h-1:0]、信号SB[h-1:0]でなるデータは、信号TIREFが入力
される回路111[1]-111[K]を表している。
半導体装置100の通常動作時は、スイッチ回路123のK個のスイッチが導通状態にさ
れる。回路110で、信号MI[1]―MI[K]が処理される。READ124によっ
て、回路111[1]-111[K]の何れか1つが選択され、選択された回路111で
処理された1又は複数の信号が配線112に出力される。配線112は、出力端子113
と電気的に接続されている。出力端子113から取り出される信号CMOUTは、半導体
装置100の外部の回路で処理される。なお、信号CMOUTが複数の信号でなる信号群
の場合、信号CMOUTの信号数に応じて複数の配線112および出力端子113が設け
られる。
回路110の検証動作では、スイッチ回路123のK個のスイッチは非導通状態にされる
。PTL130よって、信号S[h-1:0]および信号SB[h-1:0]が指定する
何れか1つの回路111に信号TIREFが入力される。例えば、全ての回路111を検
証する場合、PTL130によって、信号TIREFが回路111[1]から回路111
[K]に順次入力される。READ124によって、回路111[1]から回路111[
K]まで、処理した信号が配線112に順次出力される。K個の回路111で同じ信号T
IREFを処理させているので、信号CMOUTを解析することで、各回路111の不具
合の判定、性能の検証等を行うことができる。
る例である。半導体装置100の構成はこれに限定されない。例えば、回路111[1]
-111[K]の後段に、それぞれ、他の回路が電気的に接続されていてもよい。
図1に示すPTL130に適用可能な半導体装置について説明する。図2に示すPTL1
31は信号経路がツリー構造を成す回路であり、複数のトランジスタが二分木構造をなす
ように直列に接続されている。ここでは、トランジスタはn型である。PTL131は、
2h出力DEMUXを成しており、入力端子と各出力端子との間には、h個のトランジス
タが直列に電気的に接続されている。出力端子側を基準にした場合、第q段(qは1以上
h以下の整数)には、2(h+1-q)個のトランジスタがあり、ソースが同じノードに
接続されている2(h-q)個のトランジスタ対がある。トランジスタ対において、一方
のトランジスタのゲートにはSB[q-1]が入力され、他方のトランジスタのゲートに
はS[q-1]が入力される。
DEMUXを成す。ここでは、理解を容易にするため、信号S[3:0]がデジタル信号
であるとする。データ値が“1”の場合、信号S[q-1]、信号SB[q-1]は高レ
ベル(Hレベル)であって、トランジスタをオンにできる電圧であり、データ値が“0”
の場合、信号S[q-1]、信号SB[q-1]が低レベル(Lレベル)であって、トラ
ンジスタをオフにできる電圧であることとする。例えば、信号S[3:0]が“0000
”であれば、端子OUT[1]から信号が出力される。信号S[3:0]が“0111”
であれば、端子OUT[8]から信号が出力される。
ばよい。この場合、各出力端子に接続されているトランジスタの段数が等しくなるように
することが好ましい。例えば、図3に示すPTL132のような回路構成とすることがで
きる。図3に示すPTL132は28出力DEMUXを成す。PTL132には、信号S
[4:0]および信号SB[4:0]が入力される。図4は論理記号で表したPTL13
2を示している。PTL132は、1個のDEMUX141、2個のDEMUX142(
142_1、142_2)、2個のDEMUX143(143_1、143_2)を有す
る。DEMUX141は4出力であり、DEMUX142は8出力であり、DEMUX1
43は6出力である。図3に示すように、DEMUX143は、DEMUX142から3
個のトランジスタを省いた回路に相当する。
る。
と、直列に接続されているパストランジスタの段数に対して、出力の数を多くすることが
できる。例えば、パストランジスタの段数が10の場合、デマルチプレクサの出力数は最
大で210=1024とすることができる。PTLは、少ない素子数で、多数の出力を有
する回路とすることが可能である。テスト回路は通常動作時には動作させる必要がない回
路であるので、回路規模の小さなPTL130でテスト回路を構成することは、テスト回
路を組み込むことで生ずる面積オーバヘッドを小さくするために非常に有効である。この
ことは、半導体装置100に10段のパストランジスタロジック回路の代わりに、102
4段のシフトレジスタを設けることを想定することで、理解できる。
、特にアナログ電流信号の場合、PTL130で信号TIREFを複数の回路111に分
配することは、検証精度を向上するのに効果的である。例えば、検証時に端子OUT[1
]が選択されている場合、信号SB[h-1:0]が入力されるトランジスタがオンであ
り、他のトランジスタはオフ状態である。そのため、端子OUT[1]から出力される信
号は、オフ状態のトランジスタのリーク電流の影響を少なからず受ける。PTL130で
は、出力端子の数に比較して直列に接続されているトランジスタの段数を少なくすること
ができるので、アナログ電流の電流値の変動が抑えられ、回路111の検証誤差を抑える
ことが可能である。
ここでは、パストランジスタロジック回路を有する半導体装置の一例として、表示装置に
ついて説明する。ここでは、実施の形態1に係る半導体装置がドライバ回路に設けられて
いる例を説明する。
図5は表示装置の構成例を示すブロック図である。表示装置200は、画素部210、周
辺回路220、CPU230、制御回路231、電源回路232、画像処理回路233、
および、メモリ234を有する。
CPU230が実行する命令は、外部から入力される命令、および内部メモリに格納され
た命令である。CPU230は、制御回路231、画像処理回路233を制御する信号を
生成する。CPU230の制御信号に基づき、制御回路231は、表示装置200の動作
を制御する。制御回路231は、CPU230が決定した処理が実行されるように、周辺
回路220、電源回路232、画像処理回路233およびメモリ234を制御する。制御
回路231には、例えば、画面の書き換えのタイミングを決定する各種の同期信号が入力
される。同期信号としては、例えば水平同期信号、垂直同期信号、および基準クロック信
号等があり、制御回路231は、これらの信号から周辺回路220の制御信号を生成する
。電源回路232は、画素部210、周辺回路220に電源電圧を供給する機能を有する
。
線MLを有する。複数の画素211はアレイ状に配列されている。複数の配線GL、SL
、MLは、複数の画素211の配列に応じて設けられている。配線GLは垂直方向に配列
されている。配線SL、MLは水平方向に配列されている。配線GLはゲート線、走査線
、選択信号線等と呼ばれることがある。配線SLは、ソース線、データ線等と呼ばれるこ
とがある。配線MLは、画素211をモニタするために設けられた配線であり、例えば、
モニタ配線と呼ぶことができる。
タ回路223およびアナログーデジタル変換回路(ADC)224を有する。
信号を生成する機能を有する。ソースドライバ回路222は配線SLを駆動するための回
路であり、配線SLに供給する信号を生成する機能を有する。モニタ回路223は配線M
Lを流れるアナログ信号を検出する機能を有する。ADC224はモニタ回路223から
出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するための回路である。信号CMOUTは
、ADC224の出力信号であり、デジタル信号である。信号CMOUTは画像処理回路
233に入力される。ここでは、ADC224に実施の形態1の半導体装置が適用されて
いる。
生成する機能を有する。データ信号VDATAは階調を表すデジタル信号である。また、
画像処理回路233は、信号CMOUTを用いて、データ信号VDATAを補正する機能
を有する。ソースドライバ回路222は、データ信号VDATAを処理して、各配線SL
に供給するデータ信号を生成する機能を有する。メモリ234は、画像処理回路233が
処理を行うために必要なデータを格納するために設けられている。メモリ234には、例
えば、信号CMOUT、データ信号VDATA、または外部から入力される映像信号が格
納される。
と下部カバー258-2との間に、FPC256が接続されているタッチパネルユニット
252、FPC255が接続されている表示パネル250、フレーム259、プリント基
板251、およびバッテリ253を有する。バッテリ253、およびタッチパネルユニッ
ト252等は設けられていない場合もある。また、必要に応じて表示パネルを照明するバ
ックライトユニットを設けてもよい。
び表示パネル250のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。フレ
ーム259は、表示パネル250の保護機能の他、プリント基板251の動作により発生
する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム259は
、放熱板の機能を有していてもよい。
34を有する。電源回路232に電力を供給する電源は、外部の商用電源であっても良い
し、別途設けたバッテリ253であってもよい。バッテリ253は、商用電源を用いる場
合には、省略可能である。また、表示装置200には、偏光板、位相差板、プリズムシー
トなどの部材を追加して設けてもよい。
ネル250に重畳して用いることができる。また、表示パネル250の対向基板(封止基
板)に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。または、表示パネル
250の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチパネルとすることも可能である。ま
たは、表示パネル250の各画素内にタッチセンサ用電極を設け、静電容量方式のタッチ
パネルとすることも可能である。
60には、画素部210、および周辺回路220が設けられている。画素部210等の回
路が設けられている基板260を素子基板(バックプレーン)と呼ぶ場合がある。周辺回
路220の一部、または全てを、画素部210と同じ作製工程で基板260に設けてもよ
い。図6の例では、IC263に、周辺回路220の一部の回路が設けられている。IC
263はCOG(Chip on Glass)方式で基板260に実装されている。
図7は、表示パネル250の素子基板の構成例を示す平面図である。ここでは、図7を基
準に、左右上下という位置関係を示す用語を使用することとする。
られている。周辺回路のうち、ゲートドライバ回路221およびモニタ回路223は、画
素部210と同じ作製工程で基板260上に形成される回路である。ゲートドライバ回路
221は2つの回路(GDL、GDR)に分割されて、画素部210の左右に設けられて
いる。例えば、GDRは奇数行の配線GLが電気的に接続され、GDLには偶数行の配線
GLが電気的に接続されている。この場合、GDLとGDRとが交互に配線GLを駆動す
る。
の例では、ソースドライバ回路222およびADC224は、6つのドライバIC10で
構成されている。ドライバIC10の数はこれに限定されるものではない。領域262に
は複数の端子(図示せず)が形成されており、これらにドライバIC10が電気的に接続
されている。
像度がmであるとして、表示装置200について説明する。n、mは、2以上の整数であ
る。RGB(赤緑青)は、画素211が表示する色を表している。ここでは、3(RGB
)の画素211(サブ画素)で、1の単位画素が構成される。
び単位画素内におけるサブ画素の配列等は、適宜設定することが可能である。例えば、1
個の単位画素が4個のサブ画素でなる場合、表示する色の組み合わせは、[赤(R)、緑
(G)、青(B)、黄(Y)]、または[赤(R)、緑(G)、青(B)、白(W)]等
とすることができる。本明細書等では、画素で表示される色を用いて構成要素を区別する
場合、_R、[R]、R[1]等の識別記号を付すことにする。例えば、画素211_R
は赤色の画素211を表す。配線SL_G[2]は、画素211_Gに電気的に接続され
る第2列の配線SLを表している。
図8Aは画素211の一例を示す回路図であり、図8Bは図8Aに示す画素211の動作
例を示すタイミングチャートである。
される画素211を示している。画素211は、配線GL、SL、ML、およびANLと
電気的に接続されている。画素211は、トランジスタM1-M3、容量素子C1、およ
び発光素子EL1を有する。
ては、電流または電圧によって輝度を制御することが可能な素子を用いることができる。
発光素子EL1としては、LED(発光ダイオード)やOLED(有機発光ダイオード)
などが代表的である。例えば、OLEDの場合、発光素子EL1は、EL(エレクトロル
ミネセンス)層を有する。EL層は陽極と陰極の間に設けられており、単層または複数の
層で構成される。EL層は、発光性の物質を含む層(発光層)を少なくとも含む。EL層
を発光に利用する発光素子をEL素子と呼ぶ場合がある。EL素子を画素に適用した表示
装置をEL表示装置と呼ぶ場合がある。特に、有機EL層を有する発光素子を有機EL素
子と呼び、有機EL素子が用いられた表示装置は、有機EL表示装置(OLED)と呼ぶ
場合がある。もちろん、発光素子EL1を有機EL素子とすることができる。
てをp型トランジスタとしてもよい。トランジスタM1-M3はゲートに電気的に接続さ
れているバックゲートを有する。このようなデバイス構造とすることで、トランジスタM
1-M3の電流駆動能力を向上させることができる。トランジスタM1-M3の一部また
は全てがバックゲートを有しないトランジスタでもよい。
するパストランジスタである。トランジスタM3は、配線MLと発光素子EL1のアノー
ド(ノードN1)との間を接続するパストランジスタである。トランジスタM2は駆動ト
ランジスタであり、発光素子EL1に供給される電流の電流源として機能する。トランジ
スタM2のドレイン電流の大きさによって、発光素子EL1の輝度が調節される。容量素
子C1は、ノードN1とノードN2間の電圧を保持する保持容量である。
配線SLにはデータ信号Vdaが入力される。データ信号Vdaの電圧は映像信号の階調
に対応する値を持つ。図8BのVda[k]、Vda[k+1]は、それぞれ、第k行、
第k+1行の画素211に入力されるデータ信号Vdaであることを表している。
電圧Vanoが与えられ、発光素子EL1のカソードには電圧Vcatが与えられる。配
線MLは電圧V0を供給する電源線と電気的に接続される。配線GLを高レベルにして、
トランジスタM1、M3をオン状態にする。ノードN2に、配線SLの電圧が与えられる
ため、この電圧に対応する大きさのドレイン電流がトランジスタM2に流れる。
たすように設定することが好ましい。下記式において、電圧VthEは発光素子EL1の
閾値電圧であり、電圧Vth2はトランジスタM2の閾値電圧である。
V0<Vcat+VthE ・・・(b1)
Vano>V0+VthE ・・・(b2)
Vano>Vcat+VthE+Vth2 ・・・(b3)
3をオンにすることで、トランジスタM2のドレイン電流を発光素子EL1ではなく配線
MLに優先的に流すことができる。式(b3)を満たすことで、期間P2(発光期間)で
、配線ANLと発光素子EL1のカソードとの間に電位差が生じるため、トランジスタM
2のドレイン電流が発光素子EL1に供給され、発光素子EL1を発光させることができ
る。期間P2では、トランジスタM1およびトランジスタM3をオフにする。
タM1およびトランジスタM3をオンにする。また、配線MLと電圧V0を供給する電源
線との電気的な接続が遮断される。配線SLには、ノードN2の電圧が電圧Vth2より
も高くなるような電圧を与える。配線ANLには電圧Vanoを与え、発光素子EL1の
カソードには電圧Vcatを与える。このように配線SL等を駆動することで、トランジ
スタM2のドレイン電流を発光素子EL1ではなく配線MLの方に優先的に流すことがで
きる。
タM2に流れるドレイン電流に相当する。電流IMONを解析し、解析結果に基づき、デ
ータ信号Vdaの電圧を補正することで、画素211の輝度のずれを補正することができ
る。
の書き込み動作と発光動作のサイクルを複数回繰り返した後に、モニタ動作を行うように
することができる。また、モニタ動作させた後、最小の階調値0に対応するデータ信号を
画素211に書き込むことで、発光素子EL1を非発光状態にするようにしてもよい。
れない。例えば、本明細書等において、表示素子、表示素子を有する装置である表示装置
、発光素子、及び発光素子を有する装置である発光装置は、様々な形態を用いること、又
は様々な素子を有することが出来る。表示素子、表示装置、発光素子又は発光装置は、例
えば、EL素子(有機物及び無機物を含むEL素子、有機EL素子、無機EL素子)、L
ED(白色LED、赤色LED、緑色LED、青色LEDなど)、トランジスタ(電流に
応じて発光するトランジスタ)、電子放出素子、液晶素子、電子インク、電気泳動素子、
グレーティングライトバルブ(GLV)、プラズマディスプレイ(PDP)、MEMS(
マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム)を用いた表示素子、デジタルマイクロミ
ラーデバイス(DMD)、DMS(デジタル・マイクロ・シャッター)、MIRASOL
(登録商標)、IMOD(インターフェアレンス・モジュレーション)素子、シャッター
方式のMEMS表示素子、光干渉方式のMEMS表示素子、エレクトロウェッティング素
子、圧電セラミックディスプレイ、カーボンナノチューブを用いた表示素子などの少なく
とも1つを有している。電気的または磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、
透過率などが変化する表示媒体を有していてもよい。EL素子を用いた表示装置の一例と
しては、ELディスプレイなどがある。電子放出素子を用いた表示装置の一例としては、
フィールドエミッションディスプレイ(FED)又はSED方式平面型ディスプレイ(S
ED:Surface-conduction Electron-emitter D
isplay)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。なお、半透過型液晶ディスプレイや反射型液晶ディスプレイを実現する場合には、
画素電極の一部、または、全部が、反射電極としての機能を有するようにすればよい。例
えば、画素電極の一部、または、全部が、アルミニウム、銀、などを有するようにすれば
よい。さらに、その場合、反射電極の下に、SRAMなどの記憶回路を設けることも可能
である。これにより、さらに、消費電力を低減することができる。なお、LEDを用いる
場合、LEDの電極や窒化物半導体の下に、グラフェンやグラファイトを配置してもよい
。グラフェンやグラファイトは、複数の層を重ねて、多層膜としてもよい。このように、
グラフェンやグラファイトを設けることにより、その上に、窒化物半導体、例えば、結晶
を有するn型GaN半導体層などを容易に成膜することができる。さらに、その上に、結
晶を有するp型GaN半導体層などを設けて、LEDを構成することができる。なお、グ
ラフェンやグラファイトと、結晶を有するn型GaN半導体層との間に、AlN層を設け
てもよい。なお、LEDが有するGaN半導体層は、MOCVD(有機金属化学気相成長
)法で成膜してもよい。ただし、グラフェンを設けることにより、LEDが有するGaN
半導体層は、スパッタ法で成膜することも可能である。
電流IMONはモニタ回路223に入力される。モニタ回路223は、電流IMONのA
DC224への出力を制御する機能を有する。図9Aはモニタ回路223の構成例を示す
。モニタ回路223は信号V0_SW、信号MSEL[3:1]により制御され、m段の
回路MONIを有する。図9Bは回路MONI[j]の構成例を示す回路図である。例え
ば、表示パネル250の解像度が8K4K(4320×RGB(H)×7680(V))
である場合、モニタ回路223は4320個の回路MONIを有する。
_R、ML_G、ML_B)が電気的に接続され、同出力端子が端子MOUTであり、A
DC224に電気的に接続される。回路MONIは、6のトランジスタ(Msw1―Ms
w3、MS1―MS3)を有する。トランジスタMsw1―Msw3、MS1―MS3は
スイッチの機能を有する。トランジスタMsw1は電源線215と配線ML_Rとの導通
状態を制御し、トランジスタMsw2は電源線215と配線ML_Gとの導通状態を制御
し、トランジスタMsw3は電源線215と配線ML_Bとの導通状態を制御する。トラ
ンジスタMS1は端子MOUTと配線ML_Rとの導通状態を制御し、トランジスタMS
2は端子MOUTと配線ML_Gとの導通状態を制御し、トランジスタMS3は端子MO
UTと配線ML_Bとの導通状態を制御する。電源線215は電圧V0の供給用配線であ
る。
タMS1、MS2、MS3のゲートには信号MSEL[1]、MSEL[2]、MSEL
[3]が入力される。書き込み期間(図8Bの期間P1)、および発光期間(図8Bの期
間P2)では、トランジスタMsw1―Msw3をオンにし、トランジスタMS1-MS
3をオフにする。モニタ期間(図8Bの期間P3)では、トランジスタMsw1―Msw
3をオフにする。トランジスタMS1-MS3は何れか1がオンになるように制御される
。モニタ期間では、ML_R[j]、ML_G[j]、ML_B[j]を流れる電流信号
IMON_R[j]、IMON_G[j]、IMON_B[j]が、順次、端子MOUT
[j]から出力される。
いるが、これらの一部または全てをp型トランジスタとしてもよい。また、トランジスタ
Msw1―Msw3、MS1-MS3はバックゲートを有しているが、これらの一部また
は全てがバックゲートを有さないトランジスタでもよい。
回路GDR、および回路GDLは、それぞれ、m/2段のシフトレジスタとすればよい。
図8Aに示す画素211、および図9Bに示す回路MONIは、それぞれ単一導電型のト
ランジスタでなる回路である。そのため、表示パネル250のコスト削減等のため、回路
GDR、および回路GDLもトランジスタはn型トランジスタのみで作製することが好ま
しい。
図10にドライバICの構成例を示す。図10に示すドライバIC10は、回路(SD)
20、テスト回路21、アナログ-デジタル変換回路(ADC)30、ロジック回路(L
GC)31、読み出し回路32、スイッチ回路33、パストランジスタロジック回路(P
TL)34、ロジック回路(LGC)35、複数の端子50、3r(rは2以上n以下の
整数)個の端子51、複数の端子52、端子60、r個の端子61、および複数の端子6
2を有する。端子50は入力端子であり、端子51、52は出力端子である。端子60、
61は入力端子であり、端子62は出力端子である。なお、図10には、ドライバIC1
0の一部の端子を図示している。また、端子50のように、図面では1の端子として図示
されているものでも、入力信号または出力信号の数に応じた複数の端子でなる端子群であ
る場合がある。これは他の図面でも同様である。
SD20はソースドライバ回路222に対応する回路であり、3r個の端子51と電気的
に接続されている。図10は、単位画素が3(RGB)の画素211でなる場合の例を示
している。単位画素が4(RGBY)の画素211の場合は、端子51の数は4rである
。
50はnAビットのデータ信号VDATAの入力端子である。データ信号VDATAは、
画像処理回路233で処理された映像信号である。SD20はデータ信号VDATAを処
理し、3r個のデータ信号(アナログ電圧信号)Vda[1]-Vda[3r]を生成す
る。また、SD20は制御回路231が指定するタイミングでデータ信号Vda[1]-
Vda[3r]を端子51[1]-51[3r]に出力する。SD20で行う処理は、例
えば、パラレルーシリアル変換、デジタルーアナログ変換、信号の増幅などである。各処
理に対応して複数種類の機能回路がSD20に設けられている。
D20と端子51との導通状態を制御するスイッチ回路を含む。SD20の検証時には、
テスト回路21はSD20と端子51[1]-51[3r]との間を非導通状態にする。
テスト回路21の制御に従い、SD20は1又は複数のデータ信号Vdaを端子52から
出力する。ここでは、端子52の出力信号を信号TSDと呼ぶ。端子52から出力される
信号TSDを解析することで、SD20の不具合の判定、性能の検証等を行うことができ
る。
ドライバIC10は、モニタ回路223の出力信号(IMON)の電流値を取得するため
の電流検出部を有する。電流検出部に図1の半導体装置100が適用されている。電流検
出部は、ADC30、LGC31、読み出し回路32、スイッチ回路33、PTL34、
LGC35、端子60、r個の端子61、および複数の端子62を有する。端子60、6
1は入力端子であり、端子62は出力端子である。
気的に接続される。ADC30は、端子61[1]-61[r]から入力される信号をそ
れぞれデジタル信号に変換するための回路であり、r個の回路ADC_CMを有する。回
路ADC_CMは、入力信号をnBビットのデジタル信号に変換するアナログーデジタル
変換回路である。LGC31は、ADC30、読み出し回路32を制御する制御信号を生
成するための回路である。
[r]との導通状態を制御する機能を有する。スイッチ回路33はr個のスイッチSW3
を有する。スイッチSW3[j]は、端子61[j]とADC30の入力端子との間の導
通状態を制御する(jは1以上r以下の整数)。スイッチSW3は、例えば、トランジス
タで構成すればよい。ADC30を検証する場合は、ADC_CM[1]-ADC_CM
[r]にアナログ電流信号TIREFを入力する。通常動作時、つまり表示パネル250
で表示を行っている時に、画素211のモニタ期間では、ADC_CM[1]-ADC_
CM[r]に、電流信号IMON[1]-IMON[r]を入力する。
み出し回路32にシフトレジスタを設け、シフトレジスタからADC_CM[1]-AD
C_CM[r]に順次制御信号を出力して、信号を読み出せばよい。複数の端子62は読
み出し回路32の出力信号CMOUT用の端子である。
の制御信号を生成するための回路である。PTL34はr出力DEMUXとして機能させ
ることができる。PTL34は、1の端子PINから入力される信号TIREFをr個の
端子POUT[1]―POUT[r]に分配することができる。端子60は信号TIRE
Fの入力用の端子である。
Quad Full HD、3840×RGB(H)×2160)の場合、端子61の数
は640であり、端子51の数は1920(3×640)である。解像度が8K4K(4
320×RGB(H)×7680(V))の場合、端子61の数は720であり、端子5
1の数は2160(3×720)である。
図11に、PTL34、LGC35の構成の一例を示す。LGC35は、PTL34のパ
ストランジスタの導通状態を制御する信号を生成する機能を有する。図11には、画素部
210の解像度が8K4K(4320×RGB(H)×7680(V))の例を示す。
2を有する。端子66―69は、ドライバIC10の端子である。端子66はクロック信
号TMCLK用の入力端子であり、端子67は信号TCMの入力端子である。端子68は
電源電圧VDDSの入力端子であり、端子69は電源電圧VSSの入力端子である。
301のカウント値の桁数は、PTL34の構成によって決定すればよい。カウンタ回路
301は信号TMCLKの立ち上がり(あるいは立下り)をカウントする。カウンタ回路
301は、カウント値を表す信号TC_CNT[9:0]、とその反転信号TC_CNT
B[9:0]を出力する。信号TCMは、カウント値のリセット用の信号である。例えば
、信号TCMを高レベルにすると、カウント値が1023(210-1)となり、信号T
C_CNT[9:0]が高レベルになる。
スイッチング動作とを連動させる。そのため、信号TCMは、直接、あるいはレベルシフ
タ(LS)を介してスイッチ回路33に入力される。信号TCMによりスイッチSW3の
オンオフが制御される。
]を生成する。LS302-2は、信号TC_CNTB[9:0]をレベルシフトし、信
号CNTB[9:0]を生成する。信号CNT[9:0]および信号CNTB[9:0]
はPTL34に入力される。信号CNT[9:0]および信号CNTB[9:0]により
PTL34のパストランジスタのオン、オフが制御される。
構造を成すように、複数のn型またはp型のパストランジスタを接続すればよい。図11
に示すPTL34は、1個のDEMUX311、2個のDEMUX312、および2個の
DEMUX313を有する。DEMUX311には信号CNT、CNTBそれぞれの上位
2ビットが入力され、DEMUX312、313には、信号CNT、CNTBそれぞれの
下位7ビットが入力される。
DEMUX313は104出力の回路である。DEMUX312_1は端子POUT[1
]-POUT[256]と電気的に接続され、DEMUX312_2は端子POUT[2
57]-POUT[512]と電気的に接続されている。DEMUX313_1は端子P
OUT[513]-POUT[616]と電気的に接続され、DEMUX313_2は端
子POUT[617]-POUT[720]と電気的に接続されている。
た例を示している。図12の点線で囲まれているパストランジスタを除いた回路がDEM
UX313に相当する。
は、カウンタ回路301は、0から615までをカウントした後は、768から871ま
でをカウントする。カウント値が615のとき、端子POUT[616]が選択される。
カウント値が768のとき、端子POUT[617]が選択され、カウント値が871の
とき、端子POUT[720]が選択される。また、カウンタ回路301がリセットされ
カウント値が1023になっているときは、PTL34に信号経路が形成されないため、
いずれの端子POUTも端子PINと電気的に接続されない。信号IMONを画素部21
0からADC30に入力する場合は、カウンタ回路301のカウント値がリセットされる
。
図13にADC30および読み出し回路32の構成例を示す。ADC_CMは、積分回路
321、コンパレータ322およびカウンタ回路323を有する。ADC30を制御する
ために、ドライバIC10の外部、LGC31、シフトレジスタ(SR)332から信号
が入力される。例えば、ADC30には、SR332の最終段の信号CMSROUTが入
力される。
、ADC_CM[j]から端子62への信号の出力を制御する機能を有する。回路331
は、例えば、1または複数のトライステートバッファ回路(TRIBUF)で構成するこ
とができる。SR332は、回路331の制御信号を生成する機能を有する。ここでは、
SR332は、TRIBUFのイネーブル信号を生成する。SR332は、複数のTRI
BUFのうちの1つを選択し、端子62と接続させ、他のTRIBUFの出力をハイイン
ピーダンス状態にする。
図14は、ADC_CMおよび読み出し回路32の構成例を示す。図14に示すADC_
CMは、積分回路321、コンパレータ322、カウンタ回路323、および回路324
を有する。ADC_CMは信号Iaの値を検出する機能を有しており、信号Iaの値を表
すデジタル信号を生成する機能を有する。別言すると、ADC_CMは、電流積分型のA
DCであり、アナログ電流信号をデジタル信号に変換する機能を有している。信号Iaは
、検証時ではアナログ電流信号TIREFであり、通常動作時では回路MONIの出力信
号IMONである。
。オペアンプ350の反転入力端子(端子(-))には信号Iaが入力され、非反転入力
端子(端子(+))には参照電圧VREF1が入力される。スイッチSW50は、信号C
MSETにより制御される。信号CMSETはセット用信号であり、オペアンプ350の
出力端子の電圧を初期値にする機能を有する。この例では、セット動作により、オペアン
プ350の出力端子の電圧はVREF1になる。信号CMSETは、ドライバIC10の
端子63から入力される。
比較する機能を有する。図14の例では、コンパレータ322には、ヒステリシスコンパ
レータが用いられている。端子(+)の入力信号の電圧が端子(-)の入力信号の電圧を
超えると、信号VCMPは高レベルとなる。電圧VREF1および電圧VREF2は、ド
ライバIC10内部の電源生成回路で生成される。ここでは、VREF1>VREF2で
ある。
チSW51、SW52は信号CMPOLにより制御され、スイッチSW53、SW54は
信号CMPOLBにより制御される。回路324によって、コンパレータ322の端子(
+)、端子(-)への入力が信号VAMPと電圧VREF2とで切り替えられる。つまり
、回路324は、ADC_CMの動作モードを電流シンクモードと電流ソースモードとに
切り替える機能を有している。信号CMPOLはモードを設定するための信号であり、信
号CMPOLは、ドライバIC10の端子64から入力される。インバータ352により
信号CMPOLの反転信号CMPOLBが生成される。
。カウンタ回路323は、ラッチ回路(LAT)353を有する。カウンタ回路323に
は、クロック信号CMCLK、信号VCMP、信号SRESET、信号CMSROUTが
入力される。クロック信号CMCLKはドライバIC10の端子65に入力される。信号
SRESETは、LGC35で生成される信号であり、SR332にも入力される。カウ
ンタ回路323は、信号CMCLKの立ち上がり(または立ち下り)の回数をカウントす
る機能を有する。LAT353は、カウント値を保持するための回路である。信号VCM
Pは、カウンタ回路323のカウント動作を停止する機能を有する。例えば、信号VCM
Pが低レベルから高レベルになると、カウンタ回路323は、LAT353の書き換えを
停止する。これにより、LAT353で格納されているカウント値が確定する。信号SR
ESETはLAT353のカウント値をリセットするための信号である。信号CMSRO
UTは、LAT353からカウント値を出力させるための信号である。LAT353は、
カウント値を表すデジタル信号CNTAを出力する。図14には、カウンタ回路323は
2進法で12桁のカウント値を得る機能を有する例を示している。
図15は、ADC_CMの動作例を示すタイミングチャートである。図15は、コンパレ
ータ322の端子(+)に電圧VREF2が入力され、端子(-)に信号VAMPが入力
されている場合の動作例を示している。
SETにより、SR332もリセットされる。信号VAMPの電圧は電圧VREF1とな
り、LAT353で保持しているカウント値が0となる。カウンタ回路323は、信号C
MCLKの立ち上がりの回数をカウントし、LAT353のカウント値が1ずつ増加する
。信号CMSETが低レベルになりスイッチSW50がオフになると、信号Iaによって
信号VAMPの電圧はVREF1から下降する。やがて、信号VAMPの電圧が電圧VR
EF2未満となると信号VCMPが高レベルとなる。カウンタ回路323は、高レベルの
信号VCMPの入力により、LAT353のカウント値の更新を停止し、カウント値を確
定する。確定したカウント値が信号Iaの電流の大きさを表している。ここでは、カウン
ト値は218で確定されている。カウンタ回路323は、高レベルの信号CMSROUT
の入力で、カウント値が“218”の信号CNTAを出力する。
回路331のTRIBUFの数に応じて、信号CNTAが1または複数ビットに分配され
て、TRIBUFに入力される。図14の例では、回路331は3のTRIBUFを有し
ているため、信号CNTA[11:0]は、4ビットに分割され回路331に入力される
。TRIBUF_1には信号CNTA[3:0]が入力され、TRIBUF_2には信号
CNTA[7:4]が入力され、TRIBUF_3には信号CNTA[11:8]が入力
される。
イネーブル信号を生成する。SRESETはSR332のリセット用信号である。SRS
Pはスタートパルス信号である。MCLKはクロック信号である。
ネーブル信号が入力され、信号CNTA[3:0]、信号CNTA[7:4]、信号CN
TA[11:8]の順で、ADC_CMから信号が端子62に出力される。つまり、図1
4の例では、回路331により信号CNTA[11:0]が4ビット毎に読み出される。
読み出された信号は、端子62から出力される。4ビットの信号CMOUT[3:0]は
端子62の出力信号である。
OUTを解析し、データ信号VDATAを補正する。データ信号VDATAを補正するた
めに用いられる電流信号IMONは、微弱な信号であり、例えば110pA乃至10nA
程度である。よって、ADC30の検証に用いる電流信号TIREFも、信号IMONと
同程度の電流値とすることが求められる。
ランジスタでPTL34を構成することができる。よって、テスト回路の回路規模を小さ
くすることができるため、ドライバIC10を小型にすることができる。また、PTL3
4のパストランジスタのリーク電流による信号TIREFの変動を抑えることができる。
例えば、図11の例では、780個のADC_CMを検証するのに、10段のパストラン
ジスタでなるPTL34を設ければよい。このようにPTL34をテスト回路に適用する
ことは、規模の小さなテスト回路で多数の回路を検証することを可能にし、また、誤差の
少ない検証を可能にする。特に、1nA乃至10nA程度の電流信号を処理する機能回路
を検証するために、PTLをテスト回路に設けることは、検証誤差を抑えるのに効果的で
ある。検証対象の回路の数が多いほど、PTL34によるリーク電流の削減効果が顕著に
なる。検証対象の回路の数は、例えば、2k以上(例えば、kは8以上19以下)とする
ことができる。例えば、回路の数の上限は2kより大きく、1×104、または1×10
6 、または1×107程度とすることができる。
図16に、表示パネル250のデバイス構造の一例を示す。図16は、表示パネル250
の積層構造を示している。なお、図16は、画素部210と画素部210と共に形成され
る周辺回路220a(図7の例ではGDR、GDL、モニタ回路223)のデバイス構造
を説明するための図であり、表示パネル250の特定の部位の断面図ではない。図16に
は、表示パネル250が、発光素子EL1から取り出される光555を基板261側から
取り出すトップエミッション構造の例を示している。
い。画素部210および周辺回路220aのそれぞれの機能に適したデバイス構造を選択
すればよい。例えば、トランジスタのデバイス構造としては、トップゲート型、ボトムゲ
ート型、およびゲート(フロントゲート)とボトムゲート双方を備えたデュアルゲート型
、1つの半導体層に対して複数のゲート電極を有するマルチゲート型が挙げられる。トラ
ンジスタのチャネルが形成される半導体層も特段の制約はない。半導体層を構成する半導
体としては、単結晶半導体、非単結晶半導体に大別される。非単結晶としては、多結晶半
導体、微結晶半導体、非晶質半導体などが挙げられる。半導体材料には、Si、Ge、C
等の第14族元素を1種または複数種含む第14族半導体(例えば、シリコン、シリコン
ゲルマニウム、炭化シリコン等)、酸化物半導体(例えば、In-Ga―Zn酸化物、I
n-Sn―Zn酸化物等)、化合物半導体等が挙げられる。
されている例を説明する。素子基板のトランジスタが、酸化物半導体層にチャネルが形成
されるトランジスタ(以下、OSトランジスタと呼ぶ場合がある。)である例を示す。図
16には、トランジスタM3、容量素子C1、発光素子EL1、および周辺回路220a
のトランジスタM10を示している。トランジスタM3、M10はデュアルゲート構造で
あり、基板260側にゲート電極を有する。
表示パネル250の素子基板は、基板260に、酸化物半導体(OS)層、複数の絶縁層
、複数の導電層等を積層することで構成されている。
ができる。このような導電膜としては、アルミニウム、クロム、銅、銀、金、白金、タン
タル、ニッケル、チタン、モリブデン、タングステン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ
、マンガン、マグネシウム、ジルコニウム、ベリリウム等の金属膜を用いることができる
。また、これら金属を成分とする合金膜および化合物膜、リン等の不純物元素を含有させ
た多結晶シリコン膜、シリサイド膜等を用いることができる。また、素子基板を構成する
導電膜として、透光性導電膜を用いることができる。透光性導電膜としては、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(ITOと呼ばれる)、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウ
ム錫酸化物等の金属酸化物を含む膜を挙げることができる。
ができる。無機絶縁膜としては、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化シリコン、
酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化ガリウム、酸化ゲルマニウム
、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化ハフニウム
および酸化タンタル等でなる膜があげられる。また、樹脂膜としては、アクリル樹脂、ポ
リイミド樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、シロキサン系樹脂、ポリアミド樹脂、エポキ
シ樹脂等の樹脂膜がある。なお、本明細書において、酸化窒化物とは、窒素よりも酸素の
含有量が多い化合物をいい、窒化酸化物とは、酸素よりも窒素の含有量が多い化合物をい
う。
電層に設けられた導電層511―513、第2導電層に設けられた導電層521-524
、第3導電層に設けられた導電層531-533、第4導電層に設けられた導電層541
-544、第5導電層に設けられた導電層550、第6導電層に設けられた導電層551
、第7導電層に設けられた導電層552、EL層553、絶縁層571-576を有する
。絶縁層571は、トランジスタM3、トランジスタM10のゲート絶縁層、および容量
素子C1の誘電体を構成する。絶縁層572は、容量素子C1の誘電体を構成する。絶縁
層576は基板260と基板261との間の空間を維持するためのスペーサとして機能す
る。
トランジスタM10は、OS層501、並びに導電層511、521、522、531を
有する。導電層531はバックゲートを構成し、導電層511と電気的に接続されている
。導電層541はGDR、GDLに設けられる素子を配線するための電極あるいは配線で
ある。
トランジスタM3は、OS層502、並びに導電層512、523、524、532を有
する。導電層532はバックゲートを構成し、導電層512と電気的に接続されている。
導電層512は配線GLを構成し、導電層523は配線MLを構成する。導電層524は
容量素子C1と共有されている。図16の例では、導電層512は、トランジスタM3の
遮光層として機能することができる。OS層502の下面全体は絶縁層571を介して導
電層512と重なっている。容量素子C1はMIM型であり、導電層513、絶縁層57
1、導電層524、絶縁層572、および導電層533の積層でなる。導電層542は配
線ANLであり、導電層543は配線SLであり、導電層544は発光素子EL1をトラ
ンジスタM3および容量素子C1に電気的に接続するための電極である。
553が積層している部分が発光素子EL1として機能する。導電層550、551は発
光素子EL1のアノード電極、カソード電極である。導電層550、551は画素211
毎に設けられている。導電層552、EL層553は、画素部210に対して1または複
数設けられている。
くとも有する。EL層553には、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層な
どの機能層を必要に応じて形成してもよい。ここでは、白色光を発するEL層553が設
けられている。導電層551は、発光素子EL1をマイクロキャビティ構造とするために
設けられる。例えば、導電層551は、酸化シリコンを含む酸化インジウムスズ膜で形成
することができる。導電層551によって導電層550と導電層552との間の光路長が
調節される。導電層551の厚さは、画素211から取り出す光の波長に対応して、その
厚さが調節される。例えば、導電層551の厚さは5nm乃至100nmの範囲で調節す
ればよい。導電層551は、光555の波長が長いほど厚くする。よって導電層551の
厚さは、画素211_R>画素211_G>画素211_Bとなる。
シール部材(図示せず)により、基板260と対向するように対向基板が固定される。図
16に示す表示パネル250の対向基板は、基板261、遮光層580、カラーフィルタ
層581、オーバーコート層582を有する。カラーフィルタ層581は画素211に対
応した色で着色されている。カラーフィルタ層581は素子基板に設けてもよいし、ある
いは省略してもよい。周辺回路220aは遮光層580で遮光されている。画素部210
には、表示に寄与しない領域を遮光するように、遮光層580が設けられている。オーバ
ーコート層582は、対向基板表面の平坦化と不純物(代表的には水および/または酸素
)の拡散を防ぐ機能を有する。オーバーコート層582は、例えば、ポリイミド樹脂、エ
ポキシ樹脂、アクリル樹脂等で形成することができる。
基板260、261に適用可能な基板としては、例えば、ガラス基板、石英基板、プラス
チック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する
基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせ
フィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどが挙げられる。ガラス基板の一
例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライム
ガラスなどがある。可撓性基板の一例としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)
、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)に代表され
るプラスチック、又はアクリル等の可撓性を有する合成樹脂などがある。貼り合わせフィ
ルムには、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニル等からな
るフィルム、または無機蒸着フィルムなどを用いることもできる。基材フィルムの一例と
しては、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィル
ム、又は紙類などがある。なお、図16の例では、基板261は光555(可視光)を透
過する。
ス基板など)でなくてよい。画素部210、周辺回路220aの完成後、または作製工程
途中に、支持基板を剥離して、接着層により可撓性基板を取り付けてもよい。また、同様
に、基板261もカラーフィルタ層581等の作製に使用される支持基板(ガラス基板等
)でなくてもよく、オーバーコート層582の形成後、支持基板を剥離して、接着層によ
り可撓性基板を取り付けてもよい。
また、可撓性の表示装置を組み込むことで、可撓性の半導体装置を提供することが可能で
ある。
本実施の形態では、半導体装置に適用されるトランジスタについて説明する。
図17にOSトランジスタの構成例を示す。図17A、BはトランジスタTA1、TA2
の上面図(レイアウト図)である。図17Cは、トランジスタTA1、TA2のx1-x
2線断面図を示し、図17DはトランジスタTA1、TA2のy1-y2線断面図を示す
。つまり、図17CはトランジスタTA1、TA2のチャネル長方向の断面図を示し、図
17DはトランジスタTA1、TA2のチャネル幅方向の断面図を示す。
、およびドレインへ信号や電位を供給するための配線は省略している。また、図17の例
ではチャネル長はソース電極とドレイン電極間の距離とし、チャネル幅は酸化物半導体層
とゲート電極が重なる領域でのソース電極またはドレイン電極の幅とする。トランジスタ
TA1、TA2のチャネル長はLa1、La2であり、チャネル幅はWa1、Wa2であ
る。
ンジスタTA1、TA2は同一の工程で作製することが可能である。トランジスタTA1
、TA2は、ゲートとバックゲートとを有するトランジスタである。トランジスタTA1
、TA2では、バックゲートがゲートと接続されている。なお、トランジスタTA1、T
A2にバックゲートを設けないようにすることもできる。
トランジスタTA1は基板600上に形成されており、電極GE1、電極SE1、電極D
E1、電極BGE1、および層OS1を有する。電極GE1はゲート電極であり、電極S
E1はソース電極であり、電極DE1はドレイン電極であり、電極BGE1はバックゲー
ト電極である。層OS1は、酸化物半導体層である。
面に接して一対の電極(SE1、DE1)が形成されている。図17Aに示すように、層
OS1は、電極GE1および一対の電極(SE1、DE1)と重ならない部分を有してい
る。層OS1は、チャネル長方向の長さがチャネル長La1よりも長く、かつチャネル幅
方向の長さがチャネル幅Wa1よりも長い。
層623が形成されている。絶縁層623上に電極BGE1が形成されている。電極BG
E1は、層OS1および電極GE1と重なるように設けられている。ここでは、電極GE
1と同じ形状で、同じ位置に配置されるように電極BGE1を設けている。電極BGE1
は、絶縁層621-623を貫通する開口CG1において、電極GE1に接している。
GE1で囲まれているデバイス構造を有する。そのため、トランジスタTA1のチャネル
領域には、電極GE1だけでなく電極BGE1により形成される電場の影響を受けること
になる。そのため、電極BGE1を電極GE1に接続することで、トランジスタTA1の
オン電流を増加させることができる。また、トランジスタTA1の電界効果移動度を向上
させることができる。また、トランジスタTA1のしきい値電圧などの電気特性の変動を
抑えることができる。また、電極BGE1を設けることで、トランジスタTA1の強度を
向上させることができる。基板600の曲げ等の変形に対して、電極BGE1が補強部材
となってトランジスタTA1を壊れにくくすることができる。
体膜(631、632、633)でなる3層構造としている。層OS1を構成する酸化物
半導体は、少なくとも1つ同じ金属元素を含む金属酸化物であることが好ましく、Inを
含むことが特に好ましい。トランジスタの半導体層を構成することが可能なInを含む金
属酸化物としては、In-Ga酸化物、In-M-Zn酸化物(MはAl、Ga、Y、Z
r、La、Ce、またはNd)が代表的である。また、このような金属酸化物に他の元素
や材料を添加した材料を用いることができる。
た、酸化物半導体膜633は、後述するトランジスタTA2では、チャネル領域を構成す
る膜である。そのため、トランジスタTA1では酸化物半導体膜632に、トランジスタ
TA2では酸化物半導体膜633にチャネルが形成されるように、酸化物半導体膜631
-633の主成分である金属元素の原子数比を調節することが好ましい。
ことで、チャネル領域が絶縁層621、絶縁層622に接しないようにすることができる
。また、酸化物半導体膜631-633を少なくとも1つ同じ金属元素を含む金属酸化物
膜とすることで、酸化物半導体膜632と酸化物半導体膜631の界面、および酸化物半
導体膜632と酸化物半導体膜633の界面において、界面散乱が起こりにくくすること
ができる。これにより、トランジスタTA1の電界効果移動度をトランジスタTA2より
も高くすることができる、また、オン電流を増加させることができる。
トランジスタTA2は、トランジスタTA1の変形例であり、層OS2が酸化物半導体膜
633でなる単層構造である点でトランジスタTA1と異なり、その他については同様で
ある。ここでは、トランジスタTA2のチャネル長La2はトランジスタTA1のチャネ
ル長La1と等しく、チャネル幅Wa2はチャネル幅Wa1と等しくなるようにしている
。トランジスタTA2は、電極GE2、電極SE2、電極DE2、電極BGE2、および
層OS2を有する。電極BGE2は、絶縁層621-623を貫通する開口GC2におい
て電極GE2に接している。電極GE2はゲート電極であり、電極SE2はソース電極で
あり、電極DE2はドレイン電極であり、電極BGE2はバックゲート電極である。層O
S2は酸化物半導体層である。
絶縁層621―623は、トランジスタTA1、TA2が形成される領域全体に形成され
る膜である。絶縁層621―623は、単層あるいは複数層の絶縁膜で形成される。絶縁
層621は、トランジスタTA1、TA2のゲート絶縁層を構成する膜である。絶縁層6
22、623は、トランジスタTA1、TA2のバックチャネル側のゲート絶縁層を構成
する膜である。また、最上面の絶縁層623は、基板600に形成されるトランジスタの
保護膜として機能するような材料で形成することが好ましい。絶縁層623は適宜設けれ
ばよい。3層目の電極BGE1と2層目の電極SE1、DE1を絶縁するために、これら
の間に少なくとも1層絶縁膜が存在していればよい。
層OS1のように半導体層を多層構造とする場合、これらを構成する酸化物半導体膜は、
少なくとも1つ同じ金属元素を含むことが好ましく、Inを含むことが好ましい。
子数比よりも小さくする。In-M-Zn酸化物膜(MはAl、Ga、Y、Zr、La、
Ce、またはNd)の場合、Inの原子数比をMの原子数比よりも小さくする。この場合
、Znの原子数比が最も大きくなるようにすることができる。
子数比よりも大きくする。In-M-Zn酸化物膜の場合、Inの原子数比をMの原子数
比よりも大きくする。In-M-Zn酸化物膜では、Inの原子数比がMおよびZnの原
子数比よりも大きくすることが好ましい。
子数比と同じにする、または小さくする。In-M-Zn酸化物膜の場合、Inの原子数
比をMの原子数比と同じにする。この場合、Znの原子数比が、InおよびMよりも大き
くすることができる。ここでは、酸化物半導体膜633は、トランジスタTA2のチャネ
ル領域を構成する膜でもある。
ゲットの構成材料の原子数比等を調節することで可能である。また、CVD法で成膜する
場合は、原料ガスの流量比などを調節することで可能である。以下、酸化物半導体膜63
1-633として、スパッタリング法でIn-M-Zn酸化物膜を形成する場合を例に、
成膜に使用されるターゲットについて述べる。
:z1とすると、x1/y1は、1/6以上1未満であることが好ましい。また、z1/
y1は、1/3以上6以下、さらには1以上6以下であることが好ましい。
:M:Zn=1:3:4、In:M:Zn=1:3:6、In:M:Zn=1:3:8、
In:M:Zn=1:4:4、In:M:Zn=1:4:5、In:M:Zn=1:4:
6、In:M:Zn=1:4:7、In:M:Zn=1:4:8、In:M:Zn=1:
5:5、In:M:Zn=1:5:6、In:M:Zn=1:5:7、In:M:Zn=
1:5:8、In:M:Zn=1:6:8等がある。
:z2とすると、x2/y2は、1より大きく6以下であることが好ましい。また、z2
/y2は1より大きく6以下であることが好ましい。ターゲットの金属元素の原子数比の
代表例としては、In:M:Zn=2:1:1.5、In:M:Zn=2:1:2.3、
In:M:Zn=2:1:3、In:M:Zn=3:1:2、In:M:Zn=3:1:
3、In:M:Zn=3:1:4等がある。
:z3とすると、x3/y3は、1/6以上1以下であることが好ましい。また、z3/
y3は、1/3以上6以下、さらには1以上6以下であることが好ましい。ターゲットの
金属元素の原子数比の代表例としては、In:M:Zn=1:1:1、In:M:Zn=
1:1:1.2、In:M:Zn=1:3:2、In:M:Zn=1:3:4、In:M
:Zn=1:3:6、In:M:Zn=1:3:8、In:M:Zn=1:4:4、In
:M:Zn=1:4:5、In:M:Zn=1:4:6、In:M:Zn=1:4:7、
In:M:Zn=1:4:8、In:M:Zn=1:5:5、In:M:Zn=1:5:
6、In:M:Zn=1:5:7、In:M:Zn=1:5:8、In:M:Zn=1:
6:8等がある。
例えば、酸化物半導体膜631-633として、キャリア密度が1×1017個/cm3
以下、好ましくは1×1015個/cm3以下、さらに好ましくは1×1013個/cm
3以下、より好ましくは1×1011個/cm3以下の酸化物半導体膜を用いる。
導体膜を用いることで、さらに優れた電気特性を有するトランジスタを作製することがで
きる。ここでは、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低い(酸素欠損の少ない)ことを高
純度真性または実質的に高純度真性とよぶ。高純度真性または実質的に高純度真性である
酸化物半導体は、キャリア発生源が少ないため、キャリア密度を低くすることができる場
合がある。従って、当該酸化物半導体膜にチャネル領域が形成されるトランジスタは、し
きい値電圧がマイナスとなる電気特性(ノーマリーオンともいう。)になることが少ない
。また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、欠陥準位密度が
低いため、トラップ準位密度も低くなる場合がある。また、高純度真性または実質的に高
純度真性である酸化物半導体膜は、オフ電流が著しく小さく、チャネル幅が1×106μ
mでチャネル長Lが10μmの素子であっても、ソース電極とドレイン電極間の電圧(ド
レイン電圧)が1Vから10Vの範囲において、オフ電流が、半導体パラメータアナライ
ザの測定限界以下、すなわち1×10-13A以下という特性を得ることができる。従っ
て、当該酸化物半導体膜にチャネル領域が形成されるトランジスタは、電気特性の変動が
小さく、信頼性の高いトランジスタとなる。不純物としては、水素、窒素、アルカリ金属
、またはアルカリ土類金属等がある。
素が脱離した格子(または酸素が脱離した部分)に酸素欠損が形成される。当該酸素欠損
に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が
金属原子と結合する酸素と結合することで、キャリアである電子を生成する場合がある。
従って、水素が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性と
なりやすい。
ていることが好ましい。具体的には、酸化物半導体膜631-633において、二次イオ
ン質量分析法(SIMS:Secondary Ion Mass Spectrome
try)により得られる水素濃度を、5×1019atoms/cm3以下、より好まし
くは1×1019atoms/cm3以下、5×1018atoms/cm3未満、好ま
しくは1×1018atoms/cm3以下、より好ましくは5×1017atoms/
cm3以下、さらに好ましくは1×1016atoms/cm3以下とする。
、膜中の酸素欠損が増加し、これらの膜がn型化してしまう。このため、酸化物半導体膜
631-633におけるシリコンや炭素の濃度(二次イオン質量分析法により得られる濃
度)を、2×1018atoms/cm3以下、好ましくは2×1017atoms/c
m3以下とする。
ルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、1×1018atoms/cm3以下、好
ましくは2×1016atoms/cm3以下にする。アルカリ金属およびアルカリ土類
金属は、酸化物半導体と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジスタのオフ
電流が増大してしまうことがある。このため、酸化物半導体膜631-633のアルカリ
金属またはアルカリ土類金属の濃度を低減することが好ましい。
ャリア密度が増加し、n型化しやすい。そのため窒素が含まれている酸化物半導体を用い
たトランジスタはノーマリーオン特性となりやすいので、酸化物半導体膜631-633
の窒素含有量はできる限り低減されていることが好ましい、例えば、二次イオン質量分析
法により得られる窒素濃度を5×1018atoms/cm3以下にすることが好ましい
。
電気特性(電界効果移動度、しきい値電圧等)に応じて適切な組成の酸化物半導体膜を用
いればよい。また、必要とする電気特性を得るために、酸化物半導体膜631-633の
キャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等
を適切なものとすることが好ましい。
ランジスタの半導体特性および電気特性に応じて、トランジスタの構成を変更すればよい
。例えば、バックゲート電極の有無、酸化物半導体層の積層構造、酸化物半導体層、ゲー
ト電極、ソース電極およびドレイン電極の形状や配置等を適宜変更することができる。
図18に、トップゲート構造のOSトランジスタの構成の一例を示す。図18A、Bはト
ランジスタTA3、TA4の上面図(レイアウト図)を示す。図18Cは、トランジスタ
TA3、TA4のx5-x6線による断面図であり、チャネル長方向の断面構造を示す。
図18Dは、トランジスタTA3、TA4のy5-y6線による断面図であり、チャネル
幅方向の断面構造を示す。
、電極BGE3、絶縁層651上の層OS3、電極SE3、電極DE3、絶縁層652、
および電極GE3を有する。トランジスタTA4は、層OS4、電極SE4、電極DE4
、絶縁層653、および電極GE4を有する。なお、トランジスタTA3、TA4は絶縁
層654に覆われている。絶縁層653および絶縁層652はゲート絶縁膜として機能す
る。電極GE3、GE4はゲート電極であり、電極SE3、SE4はソース電極であり、
電極DE3、DE4はドレイン電極であり、電極BGE3はバックゲート電極である。層
OS3および層OS4は、酸化物半導体層であり、単層の酸化物半導体膜、または酸化物
半導体膜の積層膜で形成されている。
とに同じ電位を印加することで、オン電流の増加、初期特性バラつきの低減、-GBTス
トレス試験の劣化の抑制、および異なるドレイン電圧におけるオン電流の立ち上がり電圧
の変動の抑制が可能である。あるいは、電極GE3と電極BGE3を接続せず、それぞれ
異なる電位を印加することで、トランジスタTA3のしきい値電圧を制御することができ
る。
び電極DE4とが重ならないことで、電極GE4と、電極SE4および電極DE4との間
の寄生容量を低減することが可能である。また、電極GE3と、電極SE3および電極D
E3とが重ならないことで、電極GE3と、電極SE3および電極DE3との間の寄生容
量を低減することが可能である。この結果、基板650として大面積基板を用いた場合、
電極SE4、DE4、GE4、SE3、DE3、GE3における信号遅延を低減すること
が可能である。
元素を層OS3に添加することで、酸素欠損を有する領域が形成される。トランジスタT
A4において、電極SE4、DE4およびGE4をマスクとして、希ガス元素を層OS4
に添加することで、酸素欠損を有する領域が形成される。水素を含む絶縁膜で絶縁層65
4を形成する場合、トランジスタTA3、TA4においては、酸素欠損を有する領域が、
水素を含む絶縁層654と接するため、絶縁層654に含まれる水素が酸素欠損を有する
領域に拡散することで、低抵抗領域が形成される。すなわち、セルフアラインで低抵抗領
域を形成することができる。
酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体とに分けられ
る。非単結晶酸化物半導体としては、CAAC-OS(C Axis Aligned
Crystalline Oxide Semiconductor)、多結晶酸化物半
導体、微結晶酸化物半導体、非晶質酸化物半導体などがある。
導体とに分けられる。結晶性酸化物半導体としては、単結晶酸化物半導体、CAAC-O
S、多結晶酸化物半導体、微結晶酸化物半導体などがある。
れている状態をいう。したがって、-5°以上5°以下の場合も含まれる。また、「略平
行」とは、二つの直線が-30°以上30°以下の角度で配置されている状態をいう。ま
た、「垂直」とは、二つの直線が80°以上100°以下の角度で配置されている状態を
いう。したがって、85°以上95°以下の場合も含まれる。また、「略垂直」とは、二
つの直線が60°以上120°以下の角度で配置されている状態をいう。また、本明細書
において、結晶が三方晶または菱面体晶である場合、六方晶系として表す。
CAAC-OSは、c軸配向した複数の結晶部(ペレットともいう。)を有する酸化物半
導体の一つである。CAAC-OSを、CANC(C-Axis Aligned na
nocrystals)を有する酸化物半導体と呼ぶこともできる。
scope)によって、CAAC-OSの明視野像と回折パターンとの複合解析像(高分
解能TEM像ともいう。)を観察すると、複数のペレットを確認することができる。一方
、高分解能TEM像ではペレット同士の境界、即ち結晶粒界(グレインバウンダリーとも
いう。)を明確に確認することができない。そのため、CAAC-OSは、結晶粒界に起
因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。
ピークの他に、2θが36°近傍にもピークが現れる場合がある。2θが36°近傍のピ
ークは、CAAC-OS中の一部に、c軸配向性を有さない結晶が含まれることを示して
いる。より好ましいCAAC-OSは、out-of-plane法による構造解析では
、2θが31°近傍にピークを示し、2θが36°近傍にピークを示さない。CAAC-
OSに対し、c軸に略垂直な方向からX線を入射させるin-plane法による構造解
析を行うと、2θが56°近傍にピークが現れる。したがって、XRDを用いた構造解析
から、CAAC-OSは、a軸およびb軸の配向が不規則であることが確認できる。
形成面または上面に略垂直な方向を向いていることを確認することができる。
は、例えば、不純物に起因する欠陥や、酸素欠損などがある。したがって、CAAC-O
Sは、不純物濃度の低い酸化物半導体ということもできる。また、CAAC-OSは、酸
素欠損の少ない酸化物半導体ということもできる。
る場合がある。また、酸化物半導体中の酸素欠損は、キャリアトラップとなる場合や、水
素を捕獲することによってキャリア発生源となる場合がある。
元素などがある。例えば、シリコンなどの、酸化物半導体を構成する金属元素よりも酸素
との結合力の強い元素は、酸化物半導体から酸素を奪うことで酸化物半導体の原子配列を
乱し、結晶性を低下させる要因となる。また、鉄やニッケルなどの重金属、アルゴン、二
酸化炭素などは、原子半径(または分子半径)が大きいため、酸化物半導体の原子配列を
乱し、結晶性を低下させる要因となる。
ることができる。そのような酸化物半導体を、高純度真性または実質的に高純度真性な酸
化物半導体と呼ぶ。CAAC-OSは、不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低い。即ち、
高純度真性または実質的に高純度真性な酸化物半導体となりやすい。したがって、CAA
C-OSを用いたトランジスタは、しきい値電圧がマイナスとなる電気特性(ノーマリー
オンともいう。)になることが少ない。また、高純度真性または実質的に高純度真性な酸
化物半導体は、キャリアトラップが少ない。酸化物半導体のキャリアトラップに捕獲され
た電荷は、放出するまでに要する時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことが
ある。そのため、不純物濃度が高く、欠陥準位密度が高い酸化物半導体を用いたトランジ
スタは、電気特性が不安定となる場合がある。これに対して、CAAC-OSを用いたト
ランジスタは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとなる。また、CA
AC-OSは欠陥準位密度が低いため、光の照射などによって生成されたキャリアが、欠
陥準位に捕獲されることが少ない。したがって、CAAC-OSを用いたトランジスタは
、可視光や紫外光の照射による電気特性の変動が小さい。
微結晶酸化物半導体は、高分解能TEM像において、結晶部を確認することのできる領域
と、明確な結晶部を確認することのできない領域と、を有する。微結晶酸化物半導体に含
まれる結晶部は、1nm以上100nm以下、または1nm以上10nm以下の大きさで
あることが多い。特に、1nm以上10nm以下、または1nm以上3nm以下の微結晶
であるナノ結晶を有する酸化物半導体を、nc-OS(nanocrystalline
Oxide Semiconductor)と呼ぶ。nc-OSは、例えば、高分解能
TEM像では、結晶粒界を明確に確認できない場合がある。なお、ナノ結晶は、CAAC
-OSにおけるペレットと起源を同じくする可能性がある。そのため、以下ではnc-O
Sの結晶部をペレットと呼ぶ場合がある。
nm以下の領域)において原子配列に周期性を有する。また、nc-OSは、異なるペレ
ット間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。した
がって、nc-OSは、分析方法によっては、非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合
がある。例えば、nc-OSに対し、ペレットよりも大きい径のX線を用いるXRD装置
を用いて構造解析を行うと、out-of-plane法による解析では、結晶面を示す
ピークが検出されない。また、nc-OSに対し、ペレットよりも大きいプローブ径(例
えば50nm以上)の電子線を用いる電子回折(制限視野電子回折ともいう。)を行うと
、ハローパターンのような回折パターンが観測される。一方、nc-OSに対し、ペレッ
トの大きさと近いかペレットより小さいプローブ径の電子線を用いるナノビーム電子回折
を行うと、スポットが観測される。また、nc-OSに対しナノビーム電子回折を行うと
、円を描くように(リング状に)輝度の高い領域が観測される場合がある。さらに、リン
グ状の領域内に複数のスポットが観測される場合がある。
OSを、RANC(Random Aligned nanocrystals)を有す
る酸化物半導体、またはNANC(Non-Aligned nanocrystals
)を有する酸化物半導体と呼ぶこともできる。
nc-OSは、非晶質酸化物半導体よりも欠陥準位密度が低くなる。ただし、nc-OS
は、異なるペレット間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、nc-OSは、CA
AC-OSと比べて欠陥準位密度が高くなる。
ここでは、シリコン膜で半導体層が形成されている例を示す。
A5はn型トランジスタであり、トランジスタTA6はp型のトランジスタである。トラ
ンジスタTA5、TA6は、絶縁表面を有する基板671上に形成されている。
電層667、絶縁層672、絶縁層673、絶縁層674、絶縁層675、および半導体
層680を有する。トランジスタTA6は、導電層661、導電層663、導電層665
、導電層668、導電層669、絶縁層672、絶縁層673、絶縁層674、絶縁層6
75、および半導体層681を有する。
プラズマCVD法などの気相成長法若しくはスパッタリング法で成膜される非晶質シリコ
ンで形成することができる。また、このような非晶質シリコンをレーザーアニールなどの
処理により結晶化させた多結晶シリコンで形成することができる。また、単結晶シリコン
ウェハに水素イオン等を注入して表層部を剥離した単結晶シリコン層で形成することがで
きる。
、触媒元素を用いる結晶化法がある。或いは、触媒元素を用いる結晶化法とレーザ結晶化
法とを組み合わせて用いることもできる。また、基板671として石英のような耐熱性に
優れている基板を用いる場合、電熱炉を使用した熱結晶化法、赤外光を用いたランプアニ
ール結晶化法、触媒元素を用いる結晶化法、950℃程度の高温アニールを組み合わせた
結晶法を用いてもよい。
領域を含む。半導体層680は、チャネル領域682、一対のLDD(Light Do
ped Drain)領域683、並びに一対の不純物領域684を有する。チャネル領
域682は、半導体層680の導電層664と重畳する領域である。一対の不純物領域6
84はソース領域およびドレイン領域として機能する。n型の導電型を付与するために、
LDD領域683および不純物領域684にはボロン(B)、アルミニウム(Al)、ガ
リウム(Ga)等の不純物元素が添加されている。半導体層681はチャネル領域685
、および一対の不純物領域686を有する。チャネル領域685は、半導体層681の導
電層665と重なる領域である。一対の不純物領域686はソース領域およびドレイン領
域として機能する。p型の導電型を付与するため、不純物領域686にはリン(P)、ヒ
素(As)等不純物元素が添加されている。
TA5のバックゲート電極として機能する領域を含み、導電層661は、トランジスタT
A6のバックゲート電極として機能する領域を含む。導電層662、導電層663は、第
2層の導電層であり、導電層664、導電層665は第3層の導電層である。導電層66
4は、チャネル長方向における幅が導電層662よりも短く、導電層665は、チャネル
長方向における幅が導電層663よりも短い。導電層662および導電層664において
、絶縁層673を介して半導体層680と重なる領域は、トランジスタTA5のゲート電
極として機能する。
トランジスタTA5のソース電極およびドレイン電極として機能する領域を含み、絶縁層
673および絶縁層674に設けられた開口において半導体層680に接している。導電
層668および導電層669は、トランジスタTA6のソース電極およびドレイン電極と
して機能する領域を含み、絶縁層673および絶縁層674に設けられた開口において半
導体層681に接している。
本実施の形態では、表示装置、および表示装置を有する半導体装置について説明する。
置等の半導体装置を提供することが可能である。表示部に可撓性の表示装置を組み込むこ
とで、信頼性が高く、繰り返しの曲げに対して強い電子機器や照明装置を提供することが
できる。
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。可撓性
の電子機器は、家屋やビルの内壁もしくは外壁、又は、自動車の内装もしくは外装の曲面
に沿って組み込むことも可能である。図20に電子機器の構成例を示す。図20に示す電
子機器の表示部には、例えば実施の形態2の表示装置を組み込むことができる。
か、操作ボタン7403、外部接続ポート7404、スピーカ7405、マイクロフォン
7406などを備えている。なお、携帯電話機7400は、本発明の一態様の入出力装置
を表示部7402に用いることにより作製される。本発明の一態様により、湾曲した表示
部を備え、且つ信頼性の高い携帯電話機を歩留まりよく提供できる。携帯電話機7400
は、指などで表示部7402に触れることで、情報を入力することができる。また、電話
を掛ける、或いは文字を入力するなどのあらゆる操作は、指などで表示部7402に触れ
ることにより行うことができる。また、操作ボタン7403の操作により、電源のオン、
オフ動作や、表示部7402に表示される画像の種類を切り替えることができる。例えば
、メール作成画面から、メインメニュー画面に切り替えることができる。
7100は、筐体7101、表示部7102、バンド7103、バックル7104、操作
ボタン7105、入出力端子7106などを備える。携帯情報端末7100は、移動電話
、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲーム
などの種々のアプリケーションを実行することができる。表示部7102はその表示面が
湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、表示部71
02はタッチセンサを備え、指やスタイラスなどで画面に触れることで操作することがで
きる。例えば、表示部7102に表示されたアイコン7107に触れることで、アプリケ
ーションを起動することができる。
動作、マナーモードの実行及び解除、省電力モードの実行及び解除など、様々な機能を持
たせることができる。例えば、携帯情報端末7100に組み込まれたオペレーティングシ
ステムにより、操作ボタン7105の機能を自由に設定することもできる。携帯情報端末
7100は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通
信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもでき
る。また、携帯情報端末7100は入出力端子7106を備え、他の情報端末とコネクタ
ーを介して直接データのやりとりを行うことができる。また入出力端子7106を介して
充電を行うこともできる。なお、充電動作は入出力端子7106を介さずに無線給電によ
り行ってもよい。
示パネルは、発光パネル、光源パネルと呼ぶことが適切である。このような発光パネルを
光源に備えた電子機器の一例を図20Cに示す。図20Cに示す照明装置7210は、そ
れぞれ、操作スイッチ7203を備える台部7201と、台部7201に支持される発光
部を有する。発光部に表示パネルが組み込まれている。発光部を可塑性の部材や可動なフ
レームなどの部材で固定し、用途に合わせて発光部の発光面を自在に湾曲可能な構成とし
てもよい。図20Cには、台部によって発光部が支持された照明装置について例示したが
、発光部を備える筐体を天井に固定する、又は天井からつり下げて用いることもできる。
発光面を湾曲させることができるため、発光面を凹状に湾曲させて特定の領域を明るく照
らす、又は発光面を凸状に湾曲させて部屋全体を明るく照らすこともできる。
ない。図20Dにそのような電子機器の例を示す。図20Dに示す表示装置7000は、
筐体7001、表示部7002、支持台7003等を有する。
、筐体7301、表示部7302、操作ボタン7303、引き出し部材7304、制御部
7305を備える。タッチパネル7300は、筒状の筐体7301内にロール状に巻かれ
たフレキシブルな表示部7302を備える。タッチパネル7300は制御部7305によ
って映像信号を受信可能で、受信した映像を表示部7302に表示することができる。ま
た、制御部7305にはバッテリを備える。また、制御部7305にコネクターを接続す
る端子部を備え、映像信号や電力を有線により外部から直接供給する構成としてもよい。
また、操作ボタン7303によって、電源のオン、オフ動作や表示する映像の切り替え等
を行うことができる。
ネル7300を示す。この状態で表示部7302に映像を表示することができる。また、
筐体7301の表面に配置された操作ボタン7303によって、片手で容易に操作するこ
とができる。また、図20Eのように操作ボタン7303を筐体7301の中央でなく片
側に寄せて配置することで、片手で容易に操作することができる。表示部7302を引き
出した際に表示部7302の表示面が平面状となるように固定するため、表示部7302
の側部に補強のためのフレームを設けていてもよい。また、筐体7301にスピーカを組
み込み、映像信号と共に受信した音声信号によって音声を出力する構成としてもよい。
展開した状態の携帯情報端末810を示す。図21Bに展開した状態又は折りたたんだ状
態の一方から他方に変化する途中の状態の携帯情報端末810を示す。図21Cに折りた
たんだ状態の携帯情報端末810を示す。携帯情報端末810は、折りたたんだ状態では
可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れ
る。
。ヒンジ818を介して2つの筐体815間を屈曲させることにより、携帯情報端末81
0を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。表示パネル
816によって、例えば、曲率半径1mm以上150mm以下で曲げることができるタッ
チパネル付き表示パネルを提供できる。表示パネル816が折りたたまれた状態又は展開
された状態であることを検知して、検知情報を供給するセンサを備える構成としてもよい
。表示パネル816が折りたたまれた状態であることを示す情報を取得して、折りたたま
れた部分(又は折りたたまれて使用者から視認できなくなった部分)の動作を停止するよ
うな制御を行ってもよい。具体的には、表示を停止してもよい。また、タッチセンサによ
る検知を停止してもよい。また、表示パネル816が展開された状態であることを示す情
報を取得して、表示やタッチセンサによる検知を再開するような制御を行ってもよい。
822が外側になるように折りたたんだ状態の携帯情報端末820を示す。図21Eに、
表示部822が内側になるように折りたたんだ状態の携帯情報端末820を示す。携帯情
報端末820を使用しない際に、非表示部825を外側に折りたたむことで、表示部82
2の汚れや傷つきを抑制できる。本発明の一態様の入出力装置を表示部822に用いるこ
とができる。
末880の上面図である。図21Hは携帯情報端末840の外形を説明する斜視図である
。
つ又は複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとしてそれぞれ用いることがで
きる。携帯情報端末880、840は、文字や画像情報をその複数の面に表示することが
できる。例えば、3つの操作ボタン889を一の面に表示することができる(図21F、
図21H)。また、破線の矩形で示す情報887を他の面に表示することができる(図2
1G、図21H)。なお、情報887の例としては、SNS(ソーシャル・ネットワーキ
ング・サービス)の通知、電子メールや電話などの着信を知らせる表示、電子メールなど
の題名、電子メールなどの送信者名、日付、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度
などがある。または、情報887が表示されている位置に、情報887の代わりに、操作
ボタン889、アイコンなどを表示してもよい。
。例えば、図21Hに示す携帯情報端末840のように、横側に表示されていてもよい。
例えば、携帯情報端末880の使用者は、衣服の胸ポケットに携帯情報端末880を収納
した状態で、その表示(ここでは情報887)を確認することができる。具体的には、着
信した電話の発信者の電話番号又は氏名等を、携帯情報端末880の上方から観察できる
位置に表示する。使用者は、携帯情報端末880をポケットから取り出すことなく、表示
を確認し、電話を受けるか否かを判断できる。また、図21Iに示す携帯情報端末845
のように、3面以上に情報を表示してもよい。ここでは、情報855、情報856、情報
857がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。
、C1:容量素子、CG1:開口、CG3:開口、DE1:電極、DE2:電極、DE3
:電極、DE4:電極、EL1:発光素子、GC2:開口、GDL:回路、GDR:回路
、GE1:電極、GE2:電極、GE3:電極、GE4:電極、GL:配線、M1:トラ
ンジスタ、M10:トランジスタ、M2:トランジスタ、M3:トランジスタ、ML:配
線、MONI:回路、MOUT:端子、MS1:トランジスタ、MS2:トランジスタ、
MS3:トランジスタ、Msw1:トランジスタ、Msw2:トランジスタ、Msw3:
トランジスタ、N1:ノード、N2:ノード、OS1:層、OS2:層、OS3:層、O
S4:層、OUT:端子、PIN:端子、POUT:端子、SE1:電極、SE2:電極
、SE3:電極、SE4:電極、SL:配線、SW3:スイッチ、SW50:スイッチ、
SW51:スイッチ、SW52:スイッチ、SW53:スイッチ、SW54:スイッチ、
TA1:トランジスタ、TA2:トランジスタ、TA3:トランジスタ、TA4:トラン
ジスタ、TA5:トランジスタ、TA6:トランジスタ、
10:ドライバIC、20:回路(SD)、21:テスト回路、30:アナログーデジタ
ル変換回路(ADC)、31:ロジック回路(LGC)、32:回路、33:スイッチ回
路、34:パストランジスタロジック回路(PTL)、35:ロジック回路(LGC)、
50:端子、51:端子、52:端子、60:端子、61:端子、62:端子、63:端
子、64:端子、65:端子、66:端子、67:端子、68:端子、69:端子、
100:半導体装置、110:回路、111:回路、112:配線、113:出力端子、
120:ロジック回路(LGC)、121:ロジック回路(LGC)、123:スイッチ
回路、124:読み出し回路(READ)、130:パストランジスタロジック回路(P
TL)、131:パストランジスタロジック回路(PTL)、132:パストランジスタ
ロジック回路(PTL)、141:デマルチプレクサ(DEMUX)、142:デマルチ
プレクサ(DEMUX)、143:デマルチプレクサ(DEMUX)、
200:表示装置、210:画素部、211_B:画素、211_G:画素、211_R
:画素、211:画素、215:電源線、220a:周辺回路、220:周辺回路、22
1:ゲートドライバ回路、222:ソースドライバ回路、223:モニタ回路、224:
アナログーデジタル変換回路(ADC)、230:CPU、231:制御回路、232:
電源回路、233:画像処理回路、234:メモリ、250:表示パネル、251:プリ
ント基板、252:タッチパネルユニット、253:バッテリ、255:FPC、256
:FPC、258-1:上部カバー、258-2:下部カバー、259:フレーム、26
0:基板、261:基板、262:領域、263:IC、
301:カウンタ回路、302:レベルシフト回路(LS)、311:DEMUX、31
2_1:DEMUX、312_2:DEMUX、312:DEMUX、313_1:DE
MUX、313:DEMUX、321:積分回路、322:コンパレータ、323:カウ
ンタ回路、324:回路、331:回路、350:オペアンプ、351:容量素子、35
2:インバータ、353:ラッチ回路(LAT)、
501:酸化物半導体(OS)層、502:OS層、511:導電層、512:導電層、
513:導電層、521:導電層、522:導電層、523:導電層、524:導電層、
531:導電層、532:導電層、533:導電層、541:導電層、542:導電層、
543:導電層、544:導電層、550:導電層、551:導電層、552:導電層、
553:EL層、555:光、571:絶縁層、572:絶縁層、573:絶縁層、57
4:絶縁層、575:絶縁層、576:絶縁層、580:遮光層、581:カラーフィル
タ層、582:オーバーコート層、600:基板、621:絶縁層、622:絶縁層、6
23:絶縁層、631:酸化物半導体膜、632:酸化物半導体膜、633:酸化物半導
体膜、650:基板、651:絶縁層、652:絶縁層、653:絶縁層、654:絶縁
層、660:導電層、661:導電層、662:導電層、663:導電層、664:導電
層、665:導電層、666:導電層、667:導電層、668:導電層、669:導電
層、671:基板、672:絶縁層、673:絶縁層、674:絶縁層、675:絶縁層
、680:半導体層、681:半導体層、682:チャネル領域、683:LDD領域、
684:不純物領域、685:チャネル領域、686:不純物領域、810:携帯情報端
末、815:筐体、816:表示パネル、818:ヒンジ、820:携帯情報端末、82
2:表示部、825:非表示部、840:携帯情報端末、845:携帯情報端末、855
:情報、856:情報、857:情報、880:携帯情報端末、887:情報、889:
操作ボタン、
7000:表示装置、7001:筐体、7002:表示部、7003:支持台、7100
:携帯情報端末、7101:筐体、7102:表示部、7103:バンド、7104:バ
ックル、7105:操作ボタン、7106:入出力端子、7107:アイコン、7201
:台部、7203:操作スイッチ、7210:照明装置、7300:タッチパネル、73
01:筐体、7302:表示部、7303:操作ボタン、7304:部材、7305:制
御部、7400:携帯電話機、7401:筐体、7402:表示部、7403:操作ボタ
ン、7404:外部接続ポート、7405:スピーカ、7406:マイクロフォン、
Claims (5)
- 発光素子と、第1のトランジスタ乃至第3のトランジスタと、容量素子と、を画素に有し、
前記第1のトランジスタは、ソースまたはドレインの一方が前記発光素子の画素電極と電気的に接続され、ソースまたはドレインの他方が配線と電気的に接続され、かつ、前記画素に入力された画像信号に従って、前記発光素子への電流の供給を制御する機能を有し、
前記第2のトランジスタは、ソースまたはドレインの一方が前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、かつ、前記第1のトランジスタのゲートに入力された前記画像信号に応じた電位を保持する機能を有し、
前記第3のトランジスタは、互いに電気的に接続された第1のゲート及び第2のゲートを有し、ソースまたはドレインの一方が前記発光素子の画素電極と電気的に接続され、かつ、前記第1のトランジスタのソースまたはドレインの一方への電位の供給を制御する機能を有し、
前記容量素子は、前記第1のトランジスタのゲートと前記発光素子の画素電極との間の電圧を保持する機能を有する発光装置であって、
前記第3のトランジスタの前記第1のゲートとしての機能を有する第1の導電層上に、前記第3のトランジスタのチャネル形成領域を有する半導体層が配置され、
前記半導体層上に、前記半導体層と電気的に接続された第2の導電層及び第3の導電層が配置され、
前記半導体層上に、第1の絶縁層が配置され、
前記第1の絶縁層上に、前記第3のトランジスタの前記第2のゲートとしての機能を有する第4の導電層と、前記容量素子の電極としての機能を有する第5の導電層と、が配置され、
前記第4の導電層上、及び前記第5の導電層上に、第2の絶縁層が配置され、
前記第2の絶縁層上に、前記配線としての機能を有する第6の導電層と、第7の導電層と、が配置され、
前記第6の導電層上、及び前記第7の導電層上に、前記発光素子の画素電極が配置され、
前記発光素子の画素電極上に、開口部を有する第3の絶縁層が配置され、
前記発光素子の画素電極上、及び前記第3の絶縁層上に、前記発光素子のEL層が配置され、
前記発光素子の画素電極は、前記第7の導電層を介して前記第3の導電層と電気的に接続され、
前記発光素子の画素電極は、前記第4の導電層と重なる領域を有し、
前記発光素子の画素電極は、前記第5の導電層と重なる領域を有し、
前記開口部は、前記第4の導電層と重なる領域を有し、
前記開口部は、前記第5の導電層と重なる領域を有する発光装置。 - 発光素子と、第1のトランジスタ乃至第3のトランジスタと、容量素子と、を画素に有し、
前記第1のトランジスタは、ソースまたはドレインの一方が前記発光素子の画素電極と電気的に接続され、ソースまたはドレインの他方が配線と電気的に接続され、かつ、前記画素に入力された画像信号に従って、前記発光素子への電流の供給を制御する機能を有し、
前記第2のトランジスタは、ソースまたはドレインの一方が前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、かつ、前記第1のトランジスタのゲートに入力された前記画像信号に応じた電位を保持する機能を有し、
前記第3のトランジスタは、互いに電気的に接続された第1のゲート及び第2のゲートを有し、ソースまたはドレインの一方が前記発光素子の画素電極と電気的に接続され、かつ、前記第1のトランジスタのソースまたはドレインの一方への電位の供給を制御する機能を有し、
前記容量素子は、前記第1のトランジスタのゲートと前記発光素子の画素電極との間の電圧を保持する機能を有する発光装置であって、
前記第3のトランジスタの前記第1のゲートとしての機能を有する第1の導電層上に、前記第3のトランジスタのチャネル形成領域を有する半導体層が配置され、
前記半導体層上に、前記半導体層と電気的に接続された第2の導電層及び第3の導電層が配置され、
前記半導体層上に、第1の絶縁層が配置され、
前記第1の絶縁層上に、前記第3のトランジスタの前記第2のゲートとしての機能を有する第4の導電層と、前記容量素子の電極としての機能を有する第5の導電層と、が配置され、
前記第4の導電層上、及び前記第5の導電層上に、第2の絶縁層が配置され、
前記第2の絶縁層上に、前記配線としての機能を有する第6の導電層と、第7の導電層と、が配置され、
前記第6の導電層上、及び前記第7の導電層上に、前記発光素子の画素電極が配置され、
前記発光素子の画素電極上に、開口部を有する第3の絶縁層が配置され、
前記発光素子の画素電極上、及び前記第3の絶縁層上に、前記発光素子のEL層が配置され、
前記発光素子の画素電極は、前記第7の導電層を介して前記第3の導電層と電気的に接続され、
前記発光素子の画素電極は、前記第4の導電層と重なる領域を有し、
前記発光素子の画素電極は、前記第5の導電層と重なる領域を有し、
前記開口部は、前記第4の導電層と重なる領域を有し、
前記開口部は、前記第5の導電層と重なる領域を有し、
前記第4の導電層及び前記第5の導電層は、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンから選ばれた一の金属元素を少なくとも含む発光装置。 - 発光素子と、第1のトランジスタ乃至第3のトランジスタと、容量素子と、を画素に有し、
前記第1のトランジスタは、ソースまたはドレインの一方が前記発光素子の画素電極と電気的に接続され、ソースまたはドレインの他方が配線と電気的に接続され、かつ、前記画素に入力された画像信号に従って、前記発光素子への電流の供給を制御する機能を有し、
前記第2のトランジスタは、ソースまたはドレインの一方が前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、かつ、前記第1のトランジスタのゲートに入力された前記画像信号に応じた電位を保持する機能を有し、
前記第3のトランジスタは、互いに電気的に接続された第1のゲート及び第2のゲートを有し、ソースまたはドレインの一方が前記発光素子の画素電極と電気的に接続され、かつ、前記第1のトランジスタのソースまたはドレインの一方への電位の供給を制御する機能を有し、
前記容量素子は、前記第1のトランジスタのゲートと前記発光素子の画素電極との間の電圧を保持する機能を有する発光装置であって、
前記第3のトランジスタの前記第1のゲートとしての機能を有する第1の導電層上に、前記第3のトランジスタのチャネル形成領域を有する半導体層が配置され、
前記半導体層上に、前記半導体層と電気的に接続された第2の導電層及び第3の導電層が配置され、
前記半導体層上に、第1の絶縁層が配置され、
前記第1の絶縁層上に、前記第3のトランジスタの前記第2のゲートとしての機能を有する第4の導電層と、前記容量素子の電極としての機能を有する第5の導電層と、が配置され、
前記第4の導電層上、及び前記第5の導電層上に、第2の絶縁層が配置され、
前記第2の絶縁層上に、前記配線としての機能を有する第6の導電層と、第7の導電層と、が配置され、
前記第6の導電層上、及び前記第7の導電層上に、前記発光素子の画素電極が配置され、
前記発光素子の画素電極上に、開口部を有する第3の絶縁層が配置され、
前記発光素子の画素電極上、及び前記第3の絶縁層上に、前記発光素子のEL層が配置され、
前記発光素子の画素電極は、前記第7の導電層を介して前記第3の導電層と電気的に接続され、
前記発光素子の画素電極は、前記第4の導電層と重なる領域を有し、
前記発光素子の画素電極は、前記第5の導電層と重なる領域を有し、
前記開口部は、前記第4の導電層と重なる領域を有し、
前記開口部は、前記第5の導電層と重なる領域を有し、
前記第4の導電層及び前記第5の導電層は、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンから選ばれた一の金属元素を少なくとも含み、
前記第6の導電層は、前記第1の導電層と重なり、かつ、前記第4の導電層と重なる領域を有する発光装置。 - 発光素子と、第1のトランジスタ乃至第3のトランジスタと、容量素子と、を画素に有し、
前記第1のトランジスタは、ソースまたはドレインの一方が前記発光素子の画素電極と電気的に接続され、ソースまたはドレインの他方が配線と電気的に接続され、かつ、前記画素に入力された画像信号に従って、前記発光素子への電流の供給を制御する機能を有し、
前記第2のトランジスタは、ソースまたはドレインの一方が前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、かつ、前記第1のトランジスタのゲートに入力された前記画像信号に応じた電位を保持する機能を有し、
前記第3のトランジスタは、互いに電気的に接続された第1のゲート及び第2のゲートを有し、ソースまたはドレインの一方が前記発光素子の画素電極と電気的に接続され、かつ、前記第1のトランジスタのソースまたはドレインの一方への電位の供給を制御する機能を有し、
前記容量素子は、前記第1のトランジスタのゲートと前記発光素子の画素電極との間の電圧を保持する機能を有する発光装置であって、
前記第3のトランジスタの前記第1のゲートとしての機能を有する第1の導電層上に、前記第3のトランジスタのチャネル形成領域を有する半導体層が配置され、
前記半導体層上に、前記半導体層と電気的に接続された第2の導電層及び第3の導電層が配置され、
前記半導体層上に、第1の絶縁層が配置され、
前記第1の絶縁層上に、前記第3のトランジスタの前記第2のゲートとしての機能を有する第4の導電層と、前記容量素子の電極としての機能を有する第5の導電層と、が配置され、
前記第4の導電層上、及び前記第5の導電層上に、第2の絶縁層が配置され、
前記第2の絶縁層上に、前記配線としての機能を有する第6の導電層と、第7の導電層と、が配置され、
前記第6の導電層上、及び前記第7の導電層上に、前記発光素子の画素電極が配置され、
前記発光素子の画素電極上に、開口部を有する第3の絶縁層が配置され、
前記発光素子の画素電極上、及び前記第3の絶縁層上に、前記発光素子のEL層が配置され、
前記発光素子の画素電極は、前記第7の導電層を介して前記第3の導電層と電気的に接続され、
前記発光素子の画素電極は、前記第4の導電層と重なる領域を有し、
前記発光素子の画素電極は、前記第5の導電層と重なる領域を有し、
前記開口部は、前記第4の導電層と重なる領域を有し、
前記開口部は、前記第5の導電層と重なる領域を有し、
前記第4の導電層及び前記第5の導電層は、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンから選ばれた一の金属元素を少なくとも含み、
前記第6の導電層は、前記第1の導電層と重なり、かつ、前記第4の導電層と重なる領域を有し、
前記第6の導電層は、前記開口部と重なる領域を有する発光装置。 - 発光素子と、第1のトランジスタ乃至第3のトランジスタと、容量素子と、を画素に有し、
前記第1のトランジスタは、ソースまたはドレインの一方が前記発光素子の画素電極と電気的に接続され、ソースまたはドレインの他方が配線と電気的に接続され、かつ、前記画素に入力された画像信号に従って、前記発光素子への電流の供給を制御する機能を有し、
前記第2のトランジスタは、ソースまたはドレインの一方が前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、かつ、前記第1のトランジスタのゲートに入力された前記画像信号に応じた電位を保持する機能を有し、
前記第3のトランジスタは、互いに電気的に接続された第1のゲート及び第2のゲートを有し、ソースまたはドレインの一方が前記発光素子の画素電極と電気的に接続され、かつ、前記第1のトランジスタのソースまたはドレインの一方への電位の供給を制御する機能を有し、
前記容量素子は、前記第1のトランジスタのゲートと前記発光素子の画素電極との間の電圧を保持する機能を有する発光装置であって、
前記第3のトランジスタの前記第1のゲートとしての機能を有する第1の導電層上に、前記第3のトランジスタのチャネル形成領域を有する半導体層が配置され、
前記半導体層上に、前記半導体層と電気的に接続された第2の導電層及び第3の導電層が配置され、
前記半導体層上に、第1の絶縁層が配置され、
前記第1の絶縁層上に、前記第3のトランジスタの前記第2のゲートとしての機能を有する第4の導電層と、前記容量素子の電極としての機能を有する第5の導電層と、が配置され、
前記第4の導電層上、及び前記第5の導電層上に、第2の絶縁層が配置され、
前記第2の絶縁層上に、前記配線としての機能を有する第6の導電層と、第7の導電層と、が配置され、
前記第6の導電層上、及び前記第7の導電層上に、前記発光素子の画素電極が配置され、
前記発光素子の画素電極上に、開口部を有する第3の絶縁層が配置され、
前記発光素子の画素電極上、及び前記第3の絶縁層上に、前記発光素子のEL層が配置され、
前記発光素子の画素電極は、前記第7の導電層を介して前記第3の導電層と電気的に接続され、
前記発光素子の画素電極は、前記第4の導電層と重なる領域を有し、
前記発光素子の画素電極は、前記第5の導電層と重なる領域を有し、
前記開口部は、前記第4の導電層と重なる領域を有し、
前記開口部は、前記第5の導電層と重なる領域を有し、
前記第4の導電層及び前記第5の導電層は、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンから選ばれた一の金属元素を少なくとも含み、
前記第3の導電層は、前記第5の導電層と重なる領域を有し、
前記第6の導電層は、前記第1の導電層と重なり、かつ、前記第4の導電層と重なる領域を有し、
前記第6の導電層は、前記開口部と重なる領域を有する発光装置。
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