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Definitions
- the present invention relates to a display device.
- Patent Document 1 discloses a semiconductor circuit including a transistor including a silicon semiconductor layer and a transistor including an oxide semiconductor layer, which are formed on the same substrate.
- the display device has a crystalline silicon semiconductor layer, a first gate insulating film, a first gate electrode, a first interlayer insulating film, a lower metal layer, an oxide semiconductor layer, and a second gate on a substrate.
- An insulating film, a second gate electrode, a second interlayer insulating film, and an upper metal layer are provided in this order, and includes one or more first conductors including the crystalline silicon semiconductor layer and one including the oxide semiconductor layer.
- the crystalline silicon semiconductor layer includes a first channel region and a first conductor region
- the oxide semiconductor layer includes a second channel region and a second conductor region.
- a first contact hole that exposes the first conductor region to the first gate insulating film and the first interlayer insulating film, and electrically connects the first conductor region and the second conductor region.
- the lower metal layer includes the contact wiring in contact with the second conductor region
- the upper metal layer includes the upper layer wiring
- the upper layer wiring and the contact wiring are superimposed on the second interlayer insulating film.
- a second contact hole is provided, and the second conductor region and the upper layer wiring are electrically connected via the contact wiring.
- the contact resistance between the second conductor region of the oxide semiconductor layer and the upper layer wiring can be reduced.
- FIG. 1A is a schematic plan view showing the configuration of the display device of the present embodiment
- FIG. 1B is a cross-sectional view showing the configuration of the display device.
- It is a circuit diagram which shows an example of a pixel circuit.
- It is a top view which shows the structural example of the pixel circuit of the display device of Embodiment 1.
- FIG. 4 (a) is a sectional view taken along the line aa of FIG. 3
- FIG. 4 (b) is a sectional view taken along the line bb of FIG. 3
- FIG. 4 (c) is a sectional view taken along the line cc of FIG. It is a figure.
- FIG. 5 is a flowchart showing a manufacturing method of the display device of the first embodiment.
- FIG. 5 is a flowchart showing a manufacturing method of the display device of the first embodiment.
- FIG. 6 is a cross-sectional view showing a modified example of the first embodiment. It is sectional drawing which shows the structure of Embodiment 2. It is a flowchart which shows the manufacturing method of the display device of Embodiment 2. It is sectional drawing which shows the structure of Embodiment 3.
- FIG. 1 (a) is a schematic plan view showing the configuration of the display device of the present embodiment
- FIG. 1 (b) is a cross-sectional view showing the configuration of the display device.
- the base coat film 3, the thin film transistor (TFT) layer 4, the top emission (light emitting to the upper layer side) type light emitting element layer 5, and the sealing layer 6 are formed on the substrate 12. It is formed in this order, and a plurality of sub-pixel SPs, each including a self-luminous element X, are formed in the display area DA.
- a terminal portion TA is provided in the frame area NA surrounding the display area DA.
- the substrate 12 is a glass substrate or a flexible base material containing a resin such as polyimide as a main component.
- the substrate 12 can be composed of two layers of polyimide films and an inorganic film sandwiched between them. ..
- the base coat film (undercoat layer) 3 is an inorganic insulating layer that prevents foreign substances such as water and oxygen from entering, and can be formed by using, for example, silicon nitride, silicon oxide, or the like.
- the thin film layer 4 includes a crystalline silicon semiconductor layer PS above the base coat film 3, a first gate insulating film 15 above the crystalline silicon semiconductor layer PS, and a first single.
- the first metal layer M1 (including the gate electrode GE) above the gate insulating film 15, the first interlayer insulating film 16 above the first metal layer, and the second interlayer above the first interlayer insulating film 16.
- the metal layer M2 (including the lower metal layer and the contact wiring CW), the oxide semiconductor layer SS above the second metal layer, the second gate insulating film 18 above the oxide semiconductor layer SS, and the second gate.
- a third metal layer M3 (including the gate electrode GT) above the insulating film 18, a second interlayer insulating film 20 above the third metal layer, and a fourth metal above the second interlayer insulating film 20.
- the layer M4 (including the upper metal layer and the data signal line DL) and the flattening film 21 above the fourth metal layer M4 are included.
- the crystalline silicon semiconductor layer PS is composed of, for example, low temperature polysilicon (LTPS).
- the oxide semiconductor layer contains, for example, at least one element selected from indium (In), gallium (Ga), tin (Sn), hafnium (Hf), zirconium (Zr), and zinc (Zn) and oxygen. Consists of. Specifically, indium (In), gallium (Ga), oxide semiconductor containing zinc (Zn) and oxygen (InGaZnO), indium (In), tin (Sn), oxide containing zinc (Zn) and oxygen.
- Oxygen containing semiconductor indium (In), gallium (Zr), zinc (Zn) and oxygen Semiconductor (InZrZnO), indium (In), hafnium (Hf), oxide containing zinc (Zn) and oxygen A semiconductor (InHfZnO) or the like can be used.
- the first transistor TRp is configured to include the gate electrode GE and the crystalline silicon semiconductor layer PS
- the second transistor TRs is configured to include the gate electrode GT and the oxide semiconductor layer SS. Will be done.
- the first metal layer M1, the third metal layer M3, and the fourth metal layer M4 are single-layer or multi-layer films of metals containing at least one of, for example, aluminum, tungsten, molybdenum, tantalum, chromium, titanium, and copper. Consists of.
- the second metal layer M2 is composed of, for example, a metal film made of tungsten, molybdenum, or titanium.
- the first interlayer insulating film 16, the first gate insulating film 15, the second gate insulating film 18, and the second interlayer insulating film 20 are, for example, silicon oxide (SiOx) film or silicon nitride (SiNx) formed by a CVD method. It can be composed of a film or a laminated film thereof.
- the flattening film 21 can be made of a coatable organic material such as polyimide or acrylic resin.
- the light emitting element layer 5 includes a first electrode (lower electrode) 22 above the flattening film 21, an insulating edge cover film 23 covering the edge of the first electrode 22, and an EL layer above the edge cover film 23. It includes a (electroluminescence) layer 24 and a second electrode (upper electrode) 25 above the EL layer 24.
- the edge cover film 23 is formed by applying an organic material such as polyimide or acrylic resin and then patterning by photolithography.
- a light emitting element Xr red
- a light emitting element Xg green
- a light emitting element Xb blue
- each light emitting element has an island-shaped first. It includes an electrode 22, an EL layer 24 (including a light emitting layer EK), and a second electrode 25.
- the second electrode 25 is a solid common electrode common to a plurality of light emitting elements.
- the light emitting elements Xr, Xg, and Xb may be, for example, an OLED (organic light emitting diode) including an organic layer as a light emitting layer, or a QLED (quantum dot light emitting diode) including a quantum dot layer as a light emitting layer. Good.
- OLED organic light emitting diode
- QLED quantum dot light emitting diode
- the EL layer 24 is composed of, for example, laminating a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer EK, an electron transport layer, and an electron injection layer in this order from the lower layer side.
- the light emitting layer is formed in an island shape at the opening (for each sub-pixel) of the edge cover film 23 by a vapor deposition method, an inkjet method, or a photolithography method.
- the other layers are formed in an island shape or a solid shape (common layer). Further, the hole injection layer, the hole transport layer, the electron transport layer, and the electron injection layer may not form one or more layers.
- the first electrode 22 is a light-reflecting electrode composed of, for example, a laminate of ITO (Indium Tin Oxide) and an alloy containing Ag (silver) or Ag.
- the second electrode 25 is made of a metal thin film such as a magnesium-silver alloy and has light transmittance.
- the light emitting elements Xr, Xg, and Xb are OLEDs, holes and electrons are recombined in the light emitting layer EK by the driving current between the first electrode 22 and the second electrode 25, and the excitons generated thereby become the ground state. Light is emitted in the process of transition.
- the light emitting elements Xr, Xg, and Xb are QLEDs, holes and electrons are recombined in the light emitting layer EK by the driving current between the first electrode 22 and the second electrode 25, and the resulting exciton is a quantum dot. Light is emitted in the process of transitioning from the conduction band to the valence band.
- the sealing layer 6 covering the light emitting element layer 5 is a layer that prevents foreign substances such as water and oxygen from penetrating into the light emitting element layer 5.
- the two-layer inorganic sealing film 26 can be composed of 28 and an organic film 27 formed between them.
- FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a pixel circuit.
- a light emitting element X and a pixel circuit PK thereof are provided for each sub-pixel SP in the display area DA of FIG. 1, and the pixel circuit PK and wiring connected to the pixel circuit PK are formed in the thin film transistor layer 4.
- the capacitor Cp, the first initialization transistor TR1 whose gate terminal is connected to the scanning signal line Gn-1 of the previous stage (n-1 stage), and the gate terminal are its own stage (n stage).
- the threshold control transistor TR2 connected to the scanning signal line Gn of the above, the writing control transistor TR3 whose gate terminal is connected to the scanning signal line Gn of its own stage (n stage), and the drive transistor TR4 for controlling the current of the light emitting element X.
- the power supply transistor TR5 whose gate terminal is connected to the light emission control line EM (n stages), the light emission control transistor TR6 whose gate terminal is connected to the light emission control line EM (n stages), and the gate terminal are its own stages (
- the second initialization transistor TR7 connected to the scanning signal line Gn of n stages) is included.
- the gate terminal of the drive transistor TR4 is connected to the anode of the light emitting element X via the capacitor Cp, and is also connected to the high voltage side power supply line (and the first initialization power supply line) PL via the first initialization transistor TR1. Will be done.
- the source terminal of the drive transistor TR4 is connected to the data signal line DL via the write control transistor TR3, and is also connected to the anode of the light emitting element X via the light emission control transistor TR6.
- the drain terminal of the drive transistor TR4 is connected to the gate terminal of the drive transistor TR4 via the threshold control transistor TR2, and is also connected to the high voltage side power supply line PL via the power supply transistor TR5.
- the anode of the light emitting element X is connected to the second initialization power supply line IL via the second initialization transistor TR7.
- the same low voltage side power supply (ELVSS) is supplied to the cathode 25 (common electrode) of the second initialization power supply line IL and the light emitting element X.
- FIG. 3 is a plan view showing a configuration example of a pixel circuit of the display device of the first embodiment.
- 4 (a) is a cross-sectional view taken along the line aa of FIG. 3
- FIG. 4 (b) is a cross-sectional view taken along the line bb of FIG. 3
- FIG. 4 (c) is a cross-sectional view taken along the line cc of FIG. It is a figure.
- the first metal including the base coat film 3, the crystalline silicon semiconductor layer PS, the first gate insulating film 15, and the first gate electrodes GE3 to GE6 is formed on the substrate 12.
- a third metal layer M3 including a layer M1, a first interlayer insulating film 16, a second metal layer M2 which is a lower metal layer, an oxide semiconductor layer SS, a second gate insulating film 18, and a second gate electrodes GT1, GT2, and GT7.
- the second interlayer insulating film 20, and the fourth metal layer M4, which is the upper metal layer, are provided in this order.
- the light emission control line EM, the first gate electrode GE4, and the lower scanning signal lines Gn-1 and Gn are included in the first metal layer M1.
- the contact wiring CW, the counter electrode TE, and the lower layer wiring UW are included in the second metal layer M2.
- the upper scanning signal line gn-1 ⁇ gn (denoted as Gn-1 ⁇ Gn in FIG. 2) is included in the third metal layer M3.
- the first gate electrode GE3 is a part of the lower scanning signal line Gn
- the second gate electrode GT2 is a part of the upper scanning signal line gn.
- the electrode wiring EW, upper layer wiring JW (including the second initialization power supply line IL), metal wiring FW (including the high voltage side power supply line PL, data signal line DL) and gate connection wiring GW are the fourth metal layer (upper layer metal). Layer) Included in M4.
- the pixel circuit PK includes a first transistor including a crystalline silicon semiconductor layer PS, a write control transistor TR3, a drive transistor TR4, a power supply transistor TR5, a light emission control transistor TR6, and an oxide semiconductor layered SS.
- the first initialization transistor TR1, the threshold control transistor TR2, and the second initialization transistor TR7 which are two transistors, are provided. These transistors are, for example, n-channel transistors. In this way, by using n-channel transistors, as will be described later, for example, a common scanning signal is input to the control terminals of the threshold control transistor TR2, the write control transistor TR3, and the second initialization transistor TR7, and these transistors are used. Can be turned ON and OFF.
- the transistor is not limited to the n-channel transistor, and for example, the transistor including the crystalline silicon semiconductor layer PS may be a p-channel, and is not limited to the pixel circuit shown in FIG.
- the present invention can be applied to various pixel circuits.
- the crystalline silicon semiconductor layer PS includes the first channel region Pc3, Pc4, Pc5, Pc6 and the first conductor region Pz (source region / drain region), and the oxide semiconductor layer SS includes the second channel region Sc1, Sc2, etc. Includes Sc7 and a second conductor region Sz (source region / drain region).
- the first initialization transistor TR1 includes a second channel region Sc1 and two second conductor regions Sz (source region / drain region) sandwiching the second channel region Sc1 and a second gate electrode GT1 (control terminal).
- the threshold control transistor TR2 includes a second channel region Sc2, two second conductor regions Sz (source region / drain region) sandwiching the second channel region Sc2, and a second gate electrode GT2 (control terminal).
- the write control transistor TR3 includes a first channel region Pc3, two first conductor regions Pz (source region / drain region) sandwiching the first channel region Pc3, and a first gate electrode GE3 (control terminal).
- the drive transistor TR4 includes a first channel region Pc4, two first conductor regions Pz (source region / drain region) sandwiching the first channel region Pc4, and a first gate electrode GE4 (control terminal).
- the power supply transistor TR5 includes a first channel region Pc5, two first conductor regions Pz (source region / drain region) sandwiching the first channel region Pc5, and a first gate electrode GE5 (control terminal).
- the light emission control transistor TR6 includes a first channel region Pc6, two first conductor regions Pz (source region / drain region) sandwiching the first channel region Pc6, and a first gate electrode GE6 (control terminal).
- the second initialization transistor TR7 includes a second channel region Sc7, two second conductor regions Sz (source region / drain region) sandwiching the second channel region Sc7, and a second gate electrode GT7 (control terminal).
- the second conductor region Sz covers the upper surface and the side surface of the contact wiring CW, the counter electrode TE, and the lower layer wiring UW, which are included in the second metal layer (lower metal layer) M2.
- the second gate insulating film 18 is aligned with the third metal layer M3. ⁇ 1st contact hole>
- the first gate insulating film 15 and the first interlayer insulating film 16 are provided with a first contact hole CH1 that exposes the first conductor region Pz and electrically connects the first conductor region Pz and the second conductor region Sz. Be done.
- the lower layer wiring UW is in contact with the first conductor region Pz in the first contact hole CH1, and the first conductor region Pz and the second conductor region Sz are electrically connected via the lower layer wiring UW.
- the lower layer wiring UW is provided in an island shape so that its upper surface and side surfaces are covered with the second conductor region Sz.
- ⁇ Second contact hole> The second interlayer insulating film 20 is provided with a second contact hole CH2 for electrically connecting the wiring of the second conductor region Sz and the fourth metal layer M4 (for example, the upper layer wiring JW).
- the contact wiring CW is provided in an island shape so that its upper surface and side surfaces are covered with the second conductor region Sz. As shown in FIGS.
- an opening Sk communicating with the second contact hole CH2 of the second interlayer insulating film 20 is formed in the second conductor region Sz, and the contact wiring CW is formed in the opening Sk. It is exposed, the upper layer wiring JW is in contact with the contact wiring CW, and the second conductor region Sz and the upper layer wiring JW are electrically connected via the contact wiring CW. In the second contact hole CH2, the upper layer wiring JW and the contact wiring CW are superimposed.
- the second conductor region Sz covers the contact wiring CW, and the second initialization wiring IL comes into contact with the contact wiring CW at the opening of the second conductor region Sz, so that the second conductor The region Sz and the second initialization wiring IL are electrically connected.
- ⁇ Third contact hole> The first gate insulating film 15, the first interlayer insulating film 16, and the second interlayer insulating film 20 are exposed to the first conductor region Pz, and the wiring of the first conductor region Pz and the fourth metal layer M4 (for example, A third contact hole CH3 for electrically connecting the metal wiring FW and the electrode wiring EW) is provided. As shown in FIGS.
- the metal wiring FW or the electrode wiring EW is in contact with the first conductor region Pz.
- the wiring of the first metal layer M1 (for example, the first gate electrode GE4) and the wiring of the fourth metal layer M4 (for example, the gate connection wiring GW) are electrically connected to the first interlayer insulating film 16 and the second interlayer insulating film 20.
- a fourth contact hole CH4 for connecting is provided. As shown in FIG. 4A, in the fourth contact hole CH4, the first gate electrode GE4 is exposed, and the gate connection wiring GW is in contact with the first gate electrode GE4.
- a fifth contact hole CH5 that electrically connects the wiring of the second metal layer M2 (for example, the counter electrode TE) and the wiring of the fourth metal layer M4 (for example, the electrode wiring EW) is provided in the second interlayer insulating film 20. It is provided.
- a second conductor region Sz is provided so as to protect the counter electrode TE, and the fifth contact is provided in the second conductor region Sz as in the second contact hole CH2.
- An opening Sk connected to the hole CH5 is formed. At the opening Sk, the counter electrode TE is exposed, and the counter electrode TE and the electrode wiring EW are in contact with each other.
- the capacitor Cp is formed by the counter electrode TE and the first gate electrode GE4 facing each other with the first interlayer insulating film 16 interposed therebetween.
- the second conductor region Sz superposed on the first contact hole CH1 and the second conductor region Sz superposed on the second contact hole CH2 are the same second channel region Sc2 (threshold control transistor TR2). Corresponding) or separate conductor regions sandwiching the same second channel region Sc1 (corresponding to the first initialization transistor TR1), that is, one is a source region and the other is a drain region.
- the first conductor region Pz superimposed on the first contact hole CH1 and the first conductor region Pz superimposed on the third contact hole CH3 are separate conductors sandwiching the same first channel region Pc5 (corresponding to the power supply transistor TR5).
- the first gate electrode GE3 corresponding to the write control transistor TR3 is a part of the lower scanning signal line Gn
- the second gate electrode GT2 corresponding to the threshold control transistor TR2 is the upper scanning signal. It is part of the line gn.
- the first gate electrode GE5 corresponding to the power supply transistor TR5 and the first gate electrode GE6 corresponding to the light emission control transistor TR6 are a part of the light emission control line EM to which the light emission control signal common to them is input.
- the second gate electrode Gt1 corresponding to (displayed as (n + 1)) is a part of the upper scanning signal line gn to which the scanning signal common to them is input.
- the first initialization power supply line connected to the conduction electrode of the first initialization transistor TR1 may be shared with the high power supply voltage line PL.
- the same voltage as the second electrode (cathode) of the light emitting element X is input to the second initialization power supply line IL connected to the conduction electrode of the second initialization transistor TR7.
- FIG. 5 is a flowchart showing a manufacturing method of the display device of the first embodiment.
- step S1 the base coat film 3 is formed on the substrate 12, and then the amorphous semiconductor layer is formed.
- step S2 dehydrogenation treatment is performed.
- step S3 laser annealing is performed to form a crystalline silicon semiconductor film.
- step S4 photolithography is performed.
- step S5 the crystalline silicon semiconductor film is patterned to form the crystalline silicon semiconductor layer PS.
- the first gate insulating film 15 is formed.
- the first metal layer M1 is formed.
- step S8 photolithography is performed.
- step S9 the first metal layer M1 is patterned to form the first gate electrodes GE3 to GE6, the lower scanning signal line Gn, and the like.
- step S10 impurity doping is performed on the crystalline silicon semiconductor layer PS.
- a portion that does not face the pattern (first gate electrode or the like) of the first metal layer M1 is doped to form a conductor (formation of the first conductor region Pz).
- step S11 the first interlayer insulating film 16 is formed.
- step S12 photolithography is performed.
- step S13 the first interlayer insulating film 16 and the first gate insulating film 15 are patterned to form the first contact hole CH1.
- step S14 the second metal layer M2, which is the lower metal layer, is formed.
- a metal material for example, molybdenum, tungsten, titanium
- step S15 photolithography is performed.
- step S16 the second metal layer M2 is patterned to form the contact wiring CW, the counter electrode TE, and the like.
- step S17 the oxide semiconductor layer SS is formed.
- step S18 photolithography is performed.
- step S19 the oxide semiconductor layer SS is patterned.
- step S20 the second gate insulating film 18 is formed.
- step S21 the third metal layer M3 is formed.
- step S22 photolithography is performed.
- step S23 the third metal layer M3 is patterned to form the second gate electrodes GT1, GT2, GT7, the upper scanning signal line gn, and the like.
- step S24 photolithography is performed.
- step S25 the second gate insulating film 18 is patterned.
- the photolithography step can be performed once by etching the third metal layer M3 and the second gate insulating film 18 using the resist mask for the third metal layer. ..
- step S26 the oxide semiconductor layer SS is subjected to hydrogen plasma treatment.
- a portion of the oxide semiconductor layer SS that does not face the pattern of the third metal layer M3 (second gate electrode or the like) is reduced to form a conductor (formation of the second conductor region Sz).
- step S27 the second interlayer insulating film 20 is formed.
- step S28 the second interlayer insulating film 20, the oxide semiconductor layer SS, the first interlayer insulating film 16, and the first gate insulating film 15 are patterned to form contact holes CH2 to CH5.
- step S29 hydrofluoric acid treatment (removal of the surface oxide film of the crystalline silicon layer PS) is performed.
- the oxide semiconductor layer SS second conductor region Sz
- the second metal layer M2 CW, TE, etc.
- step S30 a fourth metal layer M4, which is an upper metal layer, is formed.
- step S31 photolithography is performed.
- step S32 the fourth metal layer M4 is patterned to form the upper layer wiring JW, the electrode wiring EW, the metal wiring FW, the gate connection wiring GW, and the like.
- the contact wiring CW in contact with the second conductor region Sz is provided so as to overlap with the second contact hole CH2
- the contact holes CH2 to CH5 can be formed in the same step in step S28. it can. Therefore, the manufacturing process can be simplified as compared with the case where CH2 is formed in a separate process.
- the second conductor region Sz is etched in the hydrofluoric acid treatment in step S29, so that the contact resistance in the contact hole CH2 May rise or become electrically disconnected.
- the opening Sk of the second conductor region Sz communicates with the second contact hole CH2 by the hydrofluoric acid treatment in step S29, and is generally larger than the second contact hole CH2 in a plan view. Depending on the time of hydrofluoric acid treatment and the position in the substrate, it may be smaller than the opening of the second contact hole CH2.
- step S29 an opening is formed in the second conductor region Sz under the fifth contact hole CH5, and the same applies to this.
- the first conductor region Pz and the second conductor region Sz are included in the second metal layer M2. Since they are connected via the above, the contact resistance can be stabilized as compared with the case where the first conductor region Pz and the second conductor region Sz are in direct contact with each other. Further, the pixel circuit area can be reduced as compared with the case where the contact hole superposed on the first conductor region Pz and the contact hole superposed on the second conductor region Sz are separately arranged.
- FIG. 6 is a cross-sectional view showing a modified example of the first embodiment.
- the second conductor region Sz overlaps with two edges of the lower layer wiring UW facing each other with the first contact hole CH1 in between, but the present invention is not limited to this.
- the second conductor region Sz is in contact with only one of the two edges of the lower layer wiring UW facing each other across the first contact hole CH1, and the lower layer wiring UW is the first contact hole.
- the configuration may be such that it follows the inner wall and the bottom surface of CH1 (does not fill the first contact hole CH1).
- the second conductor region Sz overlaps with two edges of the contact wiring CW facing each other across the second contact hole CH2, but the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 6B, the second conductor region Sz may be in contact with only one of the two edges of the contact wiring CW facing each other across the second contact hole CH2.
- a relay wiring RW is provided in the second metal layer M2 (lower metal layer) around the third contact hole CH3 in FIGS. 3 and 4, and the first gate insulating film 15 and the first gate insulating film 15 and the first are provided.
- the first conductor region Pz and the relay wiring RW are electrically connected by the contact hole CH3a penetrating the one interlayer insulating film 16, and the relay wiring RW and the metal wiring FW are connected by the contact hole CH3b penetrating the second interlayer insulating film 20. It may be configured to be electrically connected.
- a second conductor region Sz covering the counter electrode TE is provided around the fifth contact hole CH5 in FIGS. 3 and 4, but is not limited to this. As shown in FIG. 6D, the counter electrode TE connected to the electrode wiring EW via the fifth contact hole CH5 may not be covered with the second conductor region Sz.
- FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the second embodiment.
- FIG. 8 is a flowchart showing a manufacturing method of the display device of the second embodiment.
- the pattern of the second gate insulating film 18 matches the pattern of the third metal layer M3, but the present invention is not limited to this.
- the second gate insulating film 18 may be formed on the entire surface (excluding the region corresponding to the contact holes CH2 to CH5), and the second gate insulating film 18 may cover the second conductor region Sz. ..
- step S20 photolithography is performed in step S20'following steps S1 to S19 of FIG.
- step S21' a resist pattern is formed.
- step S22' hydrogen plasma treatment (formation of the second conductor region) is performed.
- step S23' the second gate insulating film 18 is formed.
- step S24' the third metal layer M3 is formed into a film.
- step S25' photolithography is performed.
- step S26' the third metal layer M3 is patterned (formation of the second gate electrode and the like).
- step S27' the second interlayer insulating film 20 is formed.
- step S28' the second interlayer insulating film 20, the second gate insulating film 18, the first interlayer insulating film 16, and the first gate insulating film 15 are patterned.
- Steps S29 to S32 are the same as in FIG. In the second embodiment, there is an advantage that step S25 of FIG. 5 is not required.
- FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of the third embodiment.
- 9 (a) corresponds to the aa cross section of FIG. 3
- FIG. 9 (b) corresponds to the bb cross section of FIG. 3
- FIG. 9 (c) corresponds to the cc cross section of FIG. ..
- the third metal layer M2 including the lower layer wiring UW, the contact wiring CW, and the counter electrode TE
- the oxide semiconductor layer SS including the second conductor region Sz
- An interlayer insulating film 17 is provided.
- the second conductor region Sz and the lower layer wiring UW are in contact with each other at the opening of the third interlayer insulating film 17.
- the lower layer wiring UW is in contact with the first conductor region Pz in the first contact hole CH1 penetrating the first gate insulating film 15 and the first interlayer insulating film 16, and the first conductor region Pz and the second conductor region Sz are in contact with each other. It is electrically connected via the lower layer wiring UW.
- the second conductor region Sz is superimposed only on one of the two edges of the lower layer wiring UW facing each other across the first contact hole CH1 (not superimposed on the other), and the lower layer wiring UW is superimposed on the first contact hole CH1. It is formed along the inner wall and bottom surface of the (do not fill the first contact hole CH1).
- the second interlayer insulating film 20 and the third interlayer insulating film 17 are provided with a second contact hole CH2 for exposing the contact wiring CW.
- the upper layer wiring JW is in contact with the contact wiring CW, and the second conductor region Sz and the upper layer wiring JW are electrically connected via the contact wiring CW.
- the second conductor region Sz is superimposed only on one of the two edges of the contact wiring CW facing each other across the second contact hole CH2 (not superimposed on the other).
- a relay wiring RW is provided in the second metal layer M2 (lower metal layer), and the first conductor region Pz is provided by the contact hole CH3a penetrating the first gate insulating film 15 and the first interlayer insulating film 16.
- the relay wiring RW and the metal wiring FW are electrically connected by the contact hole CH3b penetrating the third interlayer insulating film 17 and the second interlayer insulating film 20 while electrically connecting the relay wiring RW.
- the second interlayer insulating film 20 and the third interlayer insulating film 17 are provided with a fifth contact hole CH5 that exposes the counter electrode TE.
- the electrode wiring EW and the counter electrode TE are in contact with each other, and both are electrically connected.
- the insulating film and the upper metal layer are provided in this order, A first transistor containing the crystalline silicon semiconductor layer and a second transistor containing the oxide semiconductor layer are formed.
- the crystalline silicon semiconductor layer includes a first channel region and a first conductor region.
- the oxide semiconductor layer is a display device including a second channel region and a second conductor region.
- the first gate insulating film and the first interlayer insulating film are provided with a first contact hole for exposing the first conductor region and electrically connecting the first conductor region and the second conductor region.
- the lower metal layer includes contact wiring in contact with the second conductor region.
- the upper metal layer includes upper layer wiring and includes The second interlayer insulating film is provided with a second contact hole that overlaps with the upper layer wiring and the contact wiring.
- a display device in which the second conductor region and the upper layer wiring are electrically connected via the contact wiring.
- the second conductor region is provided with an opening that communicates with the second contact hole.
- the display device according to, for example, the first aspect, wherein the upper layer wiring and the contact wiring are in contact with each other at the opening of the second conductor region.
- Aspect 7 The display device according to any one of, for example, Aspects 1 to 6, wherein the second gate insulating film is provided so as to cover the second conductor region.
- the lower metal layer includes lower layer wiring.
- the lower layer wiring is in contact with the first conductor region.
- the display device according to any one of aspects 1 to 7, for example, wherein the first conductor region and the second conductor region are electrically connected via the lower layer wiring.
- the upper metal layer includes metal wiring and contains metal wiring.
- a third that exposes the first conductor region to the first gate insulating film, the first interlayer insulating film, and the second interlayer insulating film, and electrically connects the first conductor region and the metal wiring.
- a contact hole is provided, The display device according to any one of aspects 1 to 9, for example, in which the metal wiring is in contact with the first conductor region in the third contact hole.
- the upper metal layer includes a gate connection wiring.
- the first interlayer insulating film and the second interlayer insulating film are provided with a fourth contact hole that exposes the first gate electrode and electrically connects the first gate electrode and the gate connection wiring.
- the display device according to any one of aspects 1 to 10, for example, in which the gate connection wiring is in contact with the first gate electrode in the fourth contact hole.
- the lower metal layer includes a counter electrode and The upper metal layer includes electrode wiring and contains A fifth contact hole is provided in the second conductor region and the second interlayer insulating film to expose the counter electrode and electrically connect the counter electrode and the electrode wiring.
- the display device according to any one of aspects 1 to 11, for example, in which the counter electrode and the electrode wiring are in contact with each other in the fifth contact hole.
- Aspect 13 The first conductor region superimposed on the first contact hole and the second conductor region superimposed on the second contact hole are separate conductor regions sandwiching the same second channel region, for example, Aspects 1 to 1.
- the first conductor region superimposed on the first contact hole and the first conductor region superimposed on the third contact hole are separate conductor regions sandwiching the same first channel region, for example, the aspect 10. Display device.
- a light emitting element and a pixel circuit for controlling the light emitting element are provided corresponding to the sub-pixels.
- the pixel circuit includes a drive transistor that controls the current of the light emitting element, a first initialization transistor connected between a first initialization power supply line and a control terminal of the drive transistor, and a drain region and control of the drive transistor.
- a threshold control transistor connected between the terminals, a write control transistor connected between the data signal line and the source region of the drive transistor, and a power supply line on the high voltage side and a drain region of the drive transistor.
- the display device according to any one of aspects 1 to 14, for example, comprising a second initialization transistor and a capacitor connected to a control terminal of the drive transistor and holding a data signal.
- the lower metal layer includes a counter electrode and The display device according to any one of aspects 1 to 11, for example, wherein the first gate electrode and the counter electrode, which are superposed via the first interlayer insulating film, constitute a capacitor.
- the threshold control transistor comprises the second transistor.
- the write control transistor comprises the first transistor.
- the first gate electrode corresponding to the write control transistor is a part of the lower scanning signal line
- the second gate electrode corresponding to the threshold control transistor is a part of the upper scanning signal line.
- Each of the power supply transistor and the light emission control transistor comprises the first transistor.
- the first gate electrode corresponding to the power supply transistor and the first gate electrode corresponding to the light emission control transistor are a part of a light emission control line into which a light emission control signal common to these is input, for example, embodiment 15.
- the second initialization transistor of the pixel circuit in its own stage and the first initialization transistor of the pixel circuit in the subsequent stage each consist of the second transistor.
- a scanning signal common to these is input to the second gate electrode corresponding to the second initialization transistor of the pixel circuit of the own stage and the second gate electrode corresponding to the first initialization transistor of the pixel circuit in the subsequent stage.
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Abstract
酸化物半導体層(SS)は、第2チャネル領域(Sc2)および第2導体領域(Sz)を含み、下層金属層(M2)は、第2導体領域と接するコンタクト配線(CW)を含み、上層金属層は上層配線(JW)を含み、第2層間絶縁膜に、上層配線およびコンタクト配線と重畳する第2コンタクトホール(CH2)が設けられ、第2導体領域(Sz)と上層配線(JW)とが、コンタクト配線(CW)を介して電気的に接続する。
Description
本発明は、表示装置に関する。
特許文献1には、同一基板上に形成された、シリコン半導体層を含むトランジスタおよび酸化物半導体層を含むトランジスタを備える半導体回路が開示されている。
酸化物半導体層の導体領域と金属層とを、コンタクトホールを介して電気的に接続する場合に、両者間のコンタクト抵抗が大きくなり易いという問題がある。
本発明の一態様にかかる表示装置は、基板上に、結晶性シリコン半導体層、第1ゲート絶縁膜、第1ゲート電極、第1層間絶縁膜、下層金属層 、酸化物半導体層、第2ゲート絶縁膜、第2ゲート電極、第2層間絶縁膜、および上層金属層 がこの順に設けられ、前記結晶性シリコン半導体層を含む、1以上の第1トランジスタと、前記酸化物半導体層を含む、1以上の第2トランジスタとが形成され、前記結晶性シリコン半導体層は、第1チャネル領域および第1導体領域 を含み、前記酸化物半導体層は、第2チャネル領域および第2導体領域 を含む表示装置であって、前記第1ゲート絶縁膜および前記第1層間絶縁膜に、前記第1導体領域を露出させるとともに、前記第1導体領域および前記第2導体領域を電気的に接続する第1コンタクトホールが設けられ、前記下層金属層は、前記第2導体領域と接するコンタクト配線を含み、前記上層金属層は上層配線を含み、前記第2層間絶縁膜に、前記上層配線および前記コンタクト配線と重畳する第2コンタクトホールが設けられ、前記第2導体領域と前記上層配線とが、前記コンタクト配線を介して電気的に接続する。
本発明の一態様によれば、酸化物半導体層の第2導体領域および上層配線間のコンタクト抵抗を低減することができる。
図1(a)は、本実施形態の表示装置の構成を示す模式的平面図であり、図1(b)は、表示装置の構成を示す断面図である。
図1に示すように、表示装置2では、基板12上に、ベースコート膜3、薄膜トランジスタ(TFT)層4、トップエミッション(上層側へ発光する)タイプの発光素子層5、および封止層6がこの順に形成され、表示領域DAに、それぞれが自発光素子Xを含む複数のサブ画素SPが形成される。表示領域DAを取り囲む額縁領域NAには端子部TAが設けられる。
基板12は、ガラス基板、あるいは、ポリイミド等の樹脂を主成分とする可撓性基材であり、例えば、2層のポリイミド膜およびこれらに挟まれた無機膜によって基板12を構成することもできる。ベースコート膜(アンダーコート層)3は、水、酸素等の異物の侵入を防ぐ無機絶縁層であり、例えば、窒化シリコン、酸化シリコン等を用いて構成することができる。
図1(b)に示すように、薄膜トランジスタ層4は、ベースコート膜3よりも上層の結晶性シリコン半導体層PSと、結晶性シリコン半導体層PSよりも上層の第1ゲート絶縁膜15と、第1ゲート絶縁膜15よりも上層の第1金属層M1(ゲート電極GEを含む)と、第1金属層よりも上層の第1層間絶縁膜16と、第1層間絶縁膜16よりも上層の第2金属層M2(下層金属層、コンタクト配線CW含む)と、第2金属層よりも上層の酸化物半導体層SSと、酸化物半導体層SSよりも上層の第2ゲート絶縁膜18と、第2ゲート絶縁膜18よりも上層の第3金属層M3(ゲート電極GTを含む)と、第3金属層よりも上層の第2層間絶縁膜20と、第2層間絶縁膜20よりも上層の第4金属層M4(上層金属層、データ信号線DLを含む)と、第4金属層M4よりも上層の平坦化膜21とを含む。
結晶性シリコン半導体層PSは、例えば低温形成のポリシリコン(LTPS)で構成される。酸化物半導体層は、例えば、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、スズ(Sn)、ハフニウム(Hf)、ジルコニウム(Zr)、亜鉛(Zn)から選ばれた少なくとも一種の元素と酸素とを含んで構成される。具体的には、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)と酸素を含む酸化物半導体(InGaZnO)、インジウム(In)、スズ(Sn)、亜鉛(Zn)と酸素を含む酸化物半導体(InSnZnO)、インジウム(In)、ジルコニウム(Zr)、亜鉛(Zn)と酸素を含む酸化物半導体(InZrZnO)、インジウム(In)、ハフニウム(Hf)、亜鉛(Zn)と酸素を含む酸化物半導体(InHfZnO)等を用いることができる。
図1(b)では、ゲート電極GEおよび結晶性シリコン半導体層PSを含むように、第1トランジスタTRpが構成され、ゲート電極GTおよび酸化物半導体層SSを含むように、第2トランジスタTRsが構成される。
第1金属層M1、第3金属層M3および第4金属層M4は、例えば、アルミニウム、タングステン、モリブデン、タンタル、クロム、チタン、および銅の少なくとも1つを含む金属の単層膜あるいは複層膜によって構成される。第2金属層M2は、例えば、タングステン、モリブデン、あるいはチタンからなる金属膜によって構成される。
第1層間絶縁膜16、第1ゲート絶縁膜15、第2ゲート絶縁膜18、第2層間絶縁膜20は、例えば、CVD法によって形成された、酸化シリコン(SiOx)膜あるいは窒化シリコン(SiNx)膜またはこれらの積層膜によって構成することができる。平坦化膜21は、例えば、ポリイミド、アクリル樹脂等の塗布可能な有機材料によって構成することができる。
発光素子層5は、平坦化膜21よりも上層の第1電極(下部電極)22と、第1電極22のエッジを覆う絶縁性のエッジカバー膜23と、エッジカバー膜23よりも上層のEL(エレクトロルミネッセンス)層24と、EL層24よりも上層の第2電極(上部電極)25とを含む。エッジカバー膜23は、例えば、ポリイミド、アクリル樹脂等の有機材料を塗布した後にフォトリソグラフィよってパターニングすることで形成される。
図1に示すように、発光素子層5には、例えば、発光素子Xr(赤色)、発光素子Xg(緑色)および発光素子Xb(青色)が形成され、各発光素子が、島状の第1電極22、EL層24(発光層EKを含む)、および第2電極25を含む。第2電極25は、複数の発光素子で共通する、ベタ状の共通電極である。
発光素子Xr・Xg・Xbは、例えば、発光層として有機層を含むOLED(有機発光ダイオード)であってもよいし、発光層として量子ドット層を含むQLED(量子ドット発光ダイオード)であってもよい。
EL層24は、例えば、下層側から順に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層EK、電子輸送層、電子注入層を積層することで構成される。発光層は、蒸着法あるいはインクジェット法、フォトリソグラフィ法によって、エッジカバー膜23の開口(サブ画素ごと)に、島状に形成される。他の層は、島状あるいはベタ状(共通層)に形成する。また、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層のうち1以上の層を形成しない構成とすることもできる。
第1電極22(陽極)は、例えばITO(Indium Tin Oxide)とAg(銀)あるいはAgを含む合金との積層によって構成される、光反射電極である。第2電極25(陰極)は、例えばマグネシウム銀合金等の金属薄膜で構成され、光透過性を有する。
発光素子Xr・Xg・XbがOLEDである場合、第1電極22および第2電極25間の駆動電流によって正孔と電子が発光層EK内で再結合し、これによって生じたエキシトンが基底状態に遷移する過程で光が放出される。発光素子Xr・Xg・XbがQLEDである場合、第1電極22および第2電極25間の駆動電流によって正孔と電子が発光層EK内で再結合し、これによって生じたエキシトンが、量子ドットの伝導帯準位(conduction band)から価電子帯準位(valence band)に遷移する過程で光が放出される。
図1(b)において、発光素子層5を覆う封止層6は、水、酸素等の異物の発光素子層5への浸透を防ぐ層であり、例えば、2層の無機封止膜26・28とこれら間に形成される有機膜27とで構成することができる。
図2は画素回路の一例を示す回路図である。図1の表示領域DAには、サブ画素SPごとに発光素子Xおよびその画素回路PKが設けられ、薄膜トランジスタ層4には、この画素回路PKおよびこれに接続する配線が形成される。
図2の画素回路PKは、コンデンサCpと、ゲート端子が前段(n-1段)の走査信号線Gn-1に接続される第1初期化トランジスタTR1と、ゲート端子が自段(n段)の走査信号線Gnに接続される閾値制御トランジスタTR2と、ゲート端子が自段(n段)の走査信号線Gnに接続される書き込み制御トランジスタTR3と、発光素子Xの電流を制御する駆動トランジスタTR4と、ゲート端子が発光制御線EM(n段)に接続される電源供給トランジスタTR5と、ゲート端子が発光制御線EM(n段)に接続される発光制御トランジスタTR6と、ゲート端子が自段(n段)の走査信号線Gnに接続される第2初期化トランジスタTR7と、を含む。
駆動トランジスタTR4のゲート端子は、コンデンサCpを介して発光素子Xのアノードに接続されるとともに、第1初期化トランジスタTR1を介して高電圧側電源線(兼第1初期化電源線)PLに接続される。駆動トランジスタTR4のソース端子は、書き込み制御トランジスタTR3を介してデータ信号線DLに接続されるとともに、発光制御トランジスタTR6を介して発光素子Xのアノードに接続される。駆動トランジスタTR4のドレイン端子は、閾値制御トランジスタTR2を介して駆動トランジスタTR4のゲート端子に接続されるとともに、電源供給トランジスタTR5を介して高電圧側電源線PLに接続される。発光素子Xのアノードは、第2初期化トランジスタTR7を介して第2初期化電源線ILに接続される。第2初期化電源線ILおよび発光素子Xのカソード25(共通電極)には、例えば同一の低電圧側電源(ELVSS)が供給される。
〔実施形態1〕
図3は、実施形態1の表示装置の画素回路の構成例を示す平面図である。図4(a)は、図3のa-a断面図であり、図4(b)は、図3のb-b断面図であり、図4(c)は、図3のc-c断面図である。図3および図4に示すように、実施形態1では、基板12上に、ベースコート膜3、結晶性シリコン半導体層PS、第1ゲート絶縁膜15、第1ゲート電極GE3~GE6を含む第1金属層M1、第1層間絶縁膜16、下層金属層である第2金属層M2、酸化物半導体層SS、第2ゲート絶縁膜18、第2ゲート電極GT1・GT2・GT7を含む第3金属層M3、第2層間絶縁膜20、および上層金属層である第4金属層M4がこの順に設けられている。
図3は、実施形態1の表示装置の画素回路の構成例を示す平面図である。図4(a)は、図3のa-a断面図であり、図4(b)は、図3のb-b断面図であり、図4(c)は、図3のc-c断面図である。図3および図4に示すように、実施形態1では、基板12上に、ベースコート膜3、結晶性シリコン半導体層PS、第1ゲート絶縁膜15、第1ゲート電極GE3~GE6を含む第1金属層M1、第1層間絶縁膜16、下層金属層である第2金属層M2、酸化物半導体層SS、第2ゲート絶縁膜18、第2ゲート電極GT1・GT2・GT7を含む第3金属層M3、第2層間絶縁膜20、および上層金属層である第4金属層M4がこの順に設けられている。
発光制御線EM、第1ゲート電極GE4および下側走査信号線Gn-1・Gnは第1金属層M1に含まれる。コンタクト配線CW、対向電極TEおよび下層配線UWは第2金属層M2に含まれる。上側走査信号線gn-1・gn(図2ではGn-1・Gnと記載)は第3金属層M3に含まれる。第1ゲート電極GE3は下側走査信号線Gnの一部であり、第2ゲート電極GT2は上側走査信号線gnの一部である。電極配線EW、上層配線JW(第2初期化電源線ILを含む)、金属配線FW(高電圧側電源線PL、データ信号線DLを含む)及びゲート接続配線GWは第4金属層(上層金属層)M4に含まれる。
画素回路PKには、結晶性シリコン半導体層PSを含む第1トランジスタである、書き込み制御トランジスタTR3、駆動トランジスタTR4、電源供給トランジスタTR5、および発光制御トランジスタTR6と、酸化物半導体層結SSを含む第2トランジスタである、第1初期化トランジスタTR1、閾値制御トランジスタTR2、および第2初期化トランジスタTR7とが設けられる。これらトランジスタは、例えばnチャネルのトランジスタである。このように、nチャネルのトランジスタとすることで、後述するように、たとえば、閾値制御トランジスタTR2、書き込み制御トランジスタTR3、第2初期化トランジスタTR7の制御端子に共通の走査信号を入力し、これらトランジスタをON、OFFすることができる。但し、nチャネルのトランジスタに限定するものではなく、例えば、結晶性シリコン半導体層PSを含むトランジスタはpチャネルでもよく、さらには、図2に記載の画素回路に限定されるものではなく、一般的な画素回路にも本発明は適用できる。
結晶性シリコン半導体層PSは、第1チャネル領域Pc3・Pc4・Pc5・Pc6および第1導体領域Pz(ソース領域・ドレイン領域)を含み、酸化物半導体層SSは、第2チャネル領域Sc1・Sc2・Sc7および第2導体領域Sz(ソース領域・ドレイン領域)を含む。
第1初期化トランジスタTR1は、第2チャネル領域Sc1とこれを挟む2つの第2導体領域Sz(ソース領域・ドレイン領域)と第2ゲート電極GT1(制御端子)を含む。閾値制御トランジスタTR2は、第2チャネル領域Sc2とこれを挟む2つの第2導体領域Sz(ソース領域・ドレイン領域)と第2ゲート電極GT2(制御端子)を含む。書き込み制御トランジスタTR3は、第1チャネル領域Pc3と、これを挟む2つの第1導体領域Pz(ソース領域・ドレイン領域)と第1ゲート電極GE3(制御端子)を含む。駆動トランジスタTR4は、第1チャネル領域Pc4と、これを挟む2つの第1導体領域Pz(ソース領域・ドレイン領域)と第1ゲート電極GE4(制御端子)を含む。電源供給トランジスタTR5は、第1チャネル領域Pc5と、これを挟む2つの第1導体領域Pz(ソース領域・ドレイン領域)と第1ゲート電極GE5(制御端子)を含む。発光制御トランジスタTR6は、第1チャネル領域Pc6と、これを挟む2つの第1導体領域Pz(ソース領域・ドレイン領域)と第1ゲート電極GE6(制御端子)を含む。第2初期化トランジスタTR7は、第2チャネル領域Sc7と、これを挟む2つの第2導体領域Sz(ソース領域・ドレイン領域)と第2ゲート電極GT7(制御端子)を含む。
第2導体領域Szは、第2金属層(下層金属層)M2に含まれる、コンタクト配線CW、対向電極TEおよび下層配線UWそれぞれの上面および側面を覆う。第2ゲート絶縁膜18は、第3金属層M3と整合する。
<第1コンタクトホール>
第1ゲート絶縁膜15および第1層間絶縁膜16には、第1導体領域Pzを露出させるとともに、第1導体領域Pzおよび第2導体領域Szを電気的に接続する第1コンタクトホールCH1が設けられる。
<第1コンタクトホール>
第1ゲート絶縁膜15および第1層間絶縁膜16には、第1導体領域Pzを露出させるとともに、第1導体領域Pzおよび第2導体領域Szを電気的に接続する第1コンタクトホールCH1が設けられる。
下層配線UWは、第1コンタクトホールCH1において、第1導体領域Pzと接し、第1導体領域Pzと第2導体領域Szとが、下層配線UWを介して電気的に接続する。下層配線UWは、その上面および側面が、第2導体領域Szに覆われるように島状に設けられる。
<第2コンタクトホール>
第2層間絶縁膜20には、第2導体領域Szおよび第4金属層M4の配線(例えば、上層配線JW)を電気的に接続する第2コンタクトホールCH2が設けられる。コンタクト配線CWは、その上面および側面が、第2導体領域Szに覆われるように島状に設けられる。図3および図4(b)に示すように、第2導体領域Szには、第2層間絶縁膜20の第2コンタクトホールCH2と連通する開口Skが形成され、開口Skにおいて、コンタクト配線CWが露出し、上層配線JWがコンタクト配線CWと接し、第2導体領域Szと上層配線JWとが、コンタクト配線CWを介して電気的に接続する。なお、第2コンタクトホールCH2では、上層配線JWとコンタクト配線CWが重畳している。
<第2コンタクトホール>
第2層間絶縁膜20には、第2導体領域Szおよび第4金属層M4の配線(例えば、上層配線JW)を電気的に接続する第2コンタクトホールCH2が設けられる。コンタクト配線CWは、その上面および側面が、第2導体領域Szに覆われるように島状に設けられる。図3および図4(b)に示すように、第2導体領域Szには、第2層間絶縁膜20の第2コンタクトホールCH2と連通する開口Skが形成され、開口Skにおいて、コンタクト配線CWが露出し、上層配線JWがコンタクト配線CWと接し、第2導体領域Szと上層配線JWとが、コンタクト配線CWを介して電気的に接続する。なお、第2コンタクトホールCH2では、上層配線JWとコンタクト配線CWが重畳している。
図3・図4(b)のように、第2導体領域Szがコンタクト配線CWを覆い、第2導体領域Szの開口において第2初期化配線ILがコンタクト配線CWに接することで、第2導体領域Szと第2初期化配線ILとが電気的に接続する。
<第3コンタクトホール>
第1ゲート絶縁膜15、第1層間絶縁膜16、および第2層間絶縁膜20には、第1導体領域Pzを露出させるともに、第1導体領域Pzおよび第4金属層M4の配線(例えば、金属配線FW、電極配線EW)を電気的に接続する第3コンタクトホールCH3が設けられる。図4(b)、図4(c)に示すように、第3コンタクトホールCH3において、金属配線FW、又は電極配線EWは、第1導体領域Pzと接する。
<第4コンタクトホール>
第1層間絶縁膜16および第2層間絶縁膜20に、第1金属層M1の配線(例えば、第1ゲート電極GE4)と第4金属層M4の配線(例えば、ゲート接続配線GW)とを電気的に接続する第4コンタクトホールCH4が設けられる。図4(a)のように、第4コンタクトホールCH4において、第1ゲート電極GE4が露出され、ゲート接続配線GWは第1ゲート電極GE4と接する。
<第5コンタクトホール>
第2層間絶縁膜20に、第2金属層M2の配線(例えば、対向電極TE)と第4金属層M4の配線(例えば、電極配線EW)とを電気的に接続する第5コンタクトホールCH5が設けられる。
<第3コンタクトホール>
第1ゲート絶縁膜15、第1層間絶縁膜16、および第2層間絶縁膜20には、第1導体領域Pzを露出させるともに、第1導体領域Pzおよび第4金属層M4の配線(例えば、金属配線FW、電極配線EW)を電気的に接続する第3コンタクトホールCH3が設けられる。図4(b)、図4(c)に示すように、第3コンタクトホールCH3において、金属配線FW、又は電極配線EWは、第1導体領域Pzと接する。
<第4コンタクトホール>
第1層間絶縁膜16および第2層間絶縁膜20に、第1金属層M1の配線(例えば、第1ゲート電極GE4)と第4金属層M4の配線(例えば、ゲート接続配線GW)とを電気的に接続する第4コンタクトホールCH4が設けられる。図4(a)のように、第4コンタクトホールCH4において、第1ゲート電極GE4が露出され、ゲート接続配線GWは第1ゲート電極GE4と接する。
<第5コンタクトホール>
第2層間絶縁膜20に、第2金属層M2の配線(例えば、対向電極TE)と第4金属層M4の配線(例えば、電極配線EW)とを電気的に接続する第5コンタクトホールCH5が設けられる。
図4(a)、(b)のように、対向電極TEを保護するように、第2導体領域Szが設けられ、第2コンタクトホールCH2と同様に、第2導体領域Szに、第5コンタクトホールCH5と連結する開口Skが形成される。開口Skにおいて、対向電極TEが露出し、対向電極TEと電極配線EWが接する。
なお、第1層間絶縁膜16を挟んで対向する、対向電極TEおよび第1ゲート電極GE4によってコンデンサCpが形成される。
図3に示すように、第1コンタクトホールCH1に重畳する第2導体領域Sz、および第2コンタクトホールCH2に重畳する第2導体領域Szは、同一の第2チャネル領域Sc2(閾値制御トランジスタTR2に対応)、又は同一の第2チャネル領域Sc1(第1初期化トランジスタTR1に対応)を挟む、別々の導体領域、つまり、一方がソース領域、他方がドレイン領域である。
第1コンタクトホールCH1に重畳する第1導体領域Pz、および第3コンタクトホールCH3に重畳する第1導体領域Pzは、同じ第1チャネル領域Pc5(電源供給トランジスタTR5に対応)を挟む、別々の導体領域、つまり、一方がソース領域、他方がドレイン領域である。
図3・図4では、書き込み制御トランジスタTR3に対応する第1ゲート電極GE3は、下側走査信号線Gnの一部であり、閾値制御トランジスタTR2に対応する第2ゲート電極GT2は、上側走査信号線gnの一部である。
電源供給トランジスタTR5に対応する第1ゲート電極GE5、および発光制御トランジスタTR6に対応する第1ゲート電極GE6は、これらに共通する発光制御信号が入力される発光制御線EMの一部である。
自段(n段)の画素回路PKの第2初期化トランジスタTR7に対応する第2ゲート電極GT7、および、後段(n+1段)の画素回路PKの第1初期化トランジスタTr1(図3において、Tr1(n+1)と表示)に対応する第2ゲート電極Gt1は、これらに共通する走査信号が入力される上側走査信号線gnの一部である。
第1初期化トランジスタTR1の導通電極に接続する第1初期化電源線は、高電源電圧線PLと共通化してもよい。第2初期化トランジスタTR7の導通電極に接続する第2初期化電源線ILには、発光素子Xの第2電極(カソード)と同じ電圧が入力される。
図5は実施形態1の表示装置の製造方法を示すフローチャートである。ステップS1では、基板12上にベースコート膜3を成膜した後に、非晶質半導体層を成膜する。ステップS2では、脱水素化処理を行う。ステップS3では、レーザーアニールを行って結晶性シリコン半導体膜を形成する。ステップS4では、フォトリソグラフィを行う。ステップS5では、結晶性シリコン半導体膜をパターニングして結晶性シリコン半導体層PSを形成する。ステップS6では、第1ゲート絶縁膜15を成膜する。ステップS7では、第1金属層M1を成膜する。ステップS8では、フォトリソグラフィを行う。ステップS9では、第1金属層M1をパターニングし、第1ゲート電極GE3~GE6および下側走査信号線Gn等を形成する。ステップS10では、結晶性シリコン半導体層PSへの不純物ドーピングを行う。ここでは、結晶性シリコン半導体層PSのうち、第1金属層M1のパターン(第1ゲート電極等)と対向しない部分がドーピングされて導体化する(第1導体領域Pzの形成)。
ステップS11では、第1層間絶縁膜16を成膜する。ステップS12では、フォトリソグラフィを行う。ステップS13では、第1層間絶縁膜16および第1ゲート絶縁膜15をパターニングし、第1コンタクトホールCH1を形成する。ステップS14では、下層金属層である第2金属層M2を成膜する。第2金属層M2には、後のフッ化水素酸処理で浸食を受けないメタル材料(例えば、モリブデン、タングステン、チタン)を用いる。ステップS15では、フォトリソグラフィを行う。ステップS16では、第2金属層M2をパターニングし、コンタクト配線CW、対向極TE等を形成する。
ステップS17では、酸化物半導体層SSを成膜する。ステップS18では、フォトリソグラフィを行う。ステップS19では、酸化物半導体層SSをパターニングする。ステップS20では、第2ゲート絶縁膜18を成膜する。ステップS21では、第3金属層M3を成膜する。ステップS22では、フォトリソグラフィを行う。ステップS23では、第3金属層M3をパターニングし、第2ゲート電極GT1・GT2・GT7および上側走査信号線gn等を形成する。ステップS24では、フォトリソグラフィを行う。ステップS25では、第2ゲート絶縁膜18をパターニングする。なお、ステップS22~S25については、第3金属層用のレジストマスクを使って、第3金属層M3および第2ゲート絶縁膜18をエッチングすることで、フォトリソグラフィ工程を1回とすることができる。
ステップS26では、酸化物半導体層SSに水素プラズマ処理を行う。ここでは、酸化物半導体層SSのうち、第3金属層M3のパターン(第2ゲート電極等)と対向しない部分が還元されて導体化する(第2導体領域Szの形成)。ステップS27では、第2層間絶縁膜20を成膜する。ステップS28では、第2層間絶縁膜20、酸化物半導体層SS、第1層間絶縁膜16、および第1ゲート絶縁膜15をパターニングし、コンタクトホールCH2~CH5を形成する。
ステップS29では、フッ化水素酸処理(結晶性シリコン層PSの表面酸化膜の除去)を行う。この工程では、酸化物半導体層SS(第2導体領域Sz)は浸食されるが、第2金属層M2(CW・TE等)は浸食されない。ステップS30では、上層金属層である第4金属層M4を成膜する。ステップS31では、フォトリソグラフィを行う。ステップS32では、第4金属層M4をパターニングし、上層配線JW、電極配線EW、金属配線FW、およびゲート接続配線GW等を形成する。
実施形態1では、第2コンタクトホールCH2と重畳するように、第2導体領域Szと接するコンタクト配線CWを設けているため、ステップS28において、コンタクトホールCH2~CH5を同一工程にて形成することができる。よって、CH2を別工程で形成する場合と比較して製造工程を簡易化することができる。
なお、コンタクト配線CWを設けることなく、コンタクトホールCH2~CH5を同一工程で形成する場合、ステップS29のフッ化水素酸処理において第2導体領域Szがエッチングされるため、コンタクトホールCH2において、コンタクト抵抗が上昇したり、電気的に接続されなくなったりするおそれがある。
なお、第2導体領域Szの開口Skは、ステップS29のフッ化水素酸処理によって第2コンタクトホールCH2と連通し、平面視において、第2コンタクトホールCH2よりも大きいことが一般的であるが、フッ化水素酸処理の時間や、基板内の位置によっては、第2コンタクトホールCH2の開口よりも小さくなる場合がある。ステップS29では、第5コンタクトホールCH5下の第2導体領域Szに開口が形成されるが、これについても同様である。
実施形態1では、第1導体領域Pzおよび第2導体領域Szと重畳する第1コンタクトホールCH1において、第1導体領域Pzおよび第2導体領域Szが、第2金属層M2に含まれる下層配線UWを介して接続されているため、第1導体領域Pzおよび第2導体領域Szをダイレクトに接触させる場合と比較してコンタクト抵抗を安定化させることができる。また、第1導体領域Pzと重畳するコンタクトホールと、第2導体領域Szと重畳するコンタクトホールとを別々に配置する場合と比較して画素回路面積を縮小させることができる。
図6は、実施形態1の変形例を示す断面図である。図3・図4のコンタクトホールCH1周りについて、第2導体領域Szが、下層配線UWの、第1コンタクトホールCH1を挟んで向かい合う2つのエッジと重畳するがこれに限定されない。図6(a)に示すように、第2導体領域Szが、下層配線UWの、第1コンタクトホールCH1を挟んで向かい合う2つのエッジの一方にだけ接し、かつ、下層配線UWが第1コンタクトホールCH1の内壁および底面に沿うような(第1コンタクトホールCH1を埋めない)構成でもよい。
図3・図4の第2コンタクトホールCH2周りについて、第2導体領域Szが、コンタクト配線CWの、第2コンタクトホールCH2を挟んで向かい合う2つのエッジと重畳するがこれに限定されない。図6(b)に示すように、第2導体領域Szが、コンタクト配線CWの、第2コンタクトホールCH2を挟んで向かい合う2つのエッジの一方にだけ接する構成でもよい。
図3・図4の第3コンタクトホールCH3周りについては、図6(c)に示すように、第2金属層M2(下層金属層)に中継配線RWを設け、第1ゲート絶縁膜15および第1層間絶縁膜16を貫通するコンタクトホールCH3aによって第1導体領域Pzおよび中継配線RWを電気的に接続するとともに、第2層間絶縁膜20を貫通するコンタクトホールCH3bによって中継配線RWおよび金属配線FWを電気的に接続する構成でもよい。
図3・図4の第5コンタクトホールCH5周りについて、対向電極TEを覆う第2導体領域Szを設けているがこれに限定されない。図6(d)に示すように、第5コンタクトホールCH5を介して電極配線EWに接続する対向電極TEには、第2導体領域Szを被せない構成でもよい。
〔実施形態2〕
図7は、実施形態2の構成を示す断面図である。図8は実施形態2の表示装置の製造方法を示すフローチャートである。実施形態1(図3・図4)では、第2ゲート絶縁膜18のパターンが第3金属層M3のパターンに整合しているが、これに限定されない。図7のように、第2ゲート絶縁膜18を全面的(コンタクトホールCH2~CH5に対応する領域を除く)に形成するし、第2ゲート絶縁膜18が第2導体領域Szを覆う構成でもよい。
図7は、実施形態2の構成を示す断面図である。図8は実施形態2の表示装置の製造方法を示すフローチャートである。実施形態1(図3・図4)では、第2ゲート絶縁膜18のパターンが第3金属層M3のパターンに整合しているが、これに限定されない。図7のように、第2ゲート絶縁膜18を全面的(コンタクトホールCH2~CH5に対応する領域を除く)に形成するし、第2ゲート絶縁膜18が第2導体領域Szを覆う構成でもよい。
図8では、図5のステップS1~S19に続くステップS20’において、フォトリソグラフィを行う。ステップS21’では、レジストパターンを形成する。ステップS22’では、水素プラズマ処理(第2導体領域の形成)を行う。ステップS23’では、第2ゲート絶縁膜18の成膜を行う。ステップS24’では、第3金属層M3の成膜を行う。ステップS25’では、フォトリソグラフィを行う。ステップS26’では、第3金属層M3のパターニング(第2ゲート電極等の形成)を行う。ステップS27’では、第2層間絶縁膜20の成膜を行う。ステップS28’では、第2層間絶縁膜20、第2ゲート絶縁膜18、第1層間絶縁膜16、および第1ゲート絶縁膜15をパターニングする。ステップS29~S32は、図5と同様である。実施形態2では、図5のステップS25が不要となるメリットがある。
〔実施形態3〕
図9は、実施形態3の構成を示す断面図である。図9(a)は図3のa-a断面に対応し、図9(b)は図3のb-b断面に対応し、図9(c)は図3のc-c断面に対応する。
実施形態3では、第2金属層M2(下層配線UW、コンタクト配線CW、対向電極TEを含む)の上層であり、かつ酸化物半導体層SS(第2導体領域Szを含む)の下層に第3層間絶縁膜17を設ける。
図9は、実施形態3の構成を示す断面図である。図9(a)は図3のa-a断面に対応し、図9(b)は図3のb-b断面に対応し、図9(c)は図3のc-c断面に対応する。
実施形態3では、第2金属層M2(下層配線UW、コンタクト配線CW、対向電極TEを含む)の上層であり、かつ酸化物半導体層SS(第2導体領域Szを含む)の下層に第3層間絶縁膜17を設ける。
図9(a)では、第3層間絶縁膜17の開口において第2導体領域Szと下層配線UWとが接する。下層配線UWは、第1ゲート絶縁膜15および第1層間絶縁膜16を貫通する第1コンタクトホールCH1において、第1導体領域Pzと接し、第1導体領域Pzと第2導体領域Szとが、下層配線UWを介して電気的に接続する。第2導体領域Szは、下層配線UWの、第1コンタクトホールCH1を挟んで向かい合う2つのエッジの一方にだけ重畳し(他方には重畳せず)、かつ、下層配線UWが第1コンタクトホールCH1の内壁および底面に沿う(第1コンタクトホールCH1を埋めない)ように形成される。
図9(b)では、第2層間絶縁膜20および第3層間絶縁膜17に、コンタクト配線CWを露出させる第2コンタクトホールCH2が設けられる。第2コンタクトホールCH2において、上層配線JWはコンタクト配線CWと接し、第2導体領域Szと上層配線JWとが、コンタクト配線CWを介して電気的に接続する。なお、第2導体領域Szは、コンタクト配線CWの、第2コンタクトホールCH2を挟んで向かい合う2つのエッジの一方にだけ重畳する(他方には重畳しない)。
図9(c)では、第2金属層M2(下層金属層)に中継配線RWが設けられ、第1ゲート絶縁膜15および第1層間絶縁膜16を貫通するコンタクトホールCH3aによって第1導体領域Pzおよび中継配線RWを電気的に接続するとともに、第3層間絶縁膜17および第2層間絶縁膜20を貫通するコンタクトホールCH3bによって中継配線RWおよび金属配線FWが電気的に接続される。
図9(d)では、第2層間絶縁膜20および第3層間絶縁膜17に、対向電極TEを露出させる第5コンタクトホールCH5が設けられる。第5コンタクトホールCH5において、電極配線EWおよび対向電極TEが接し、両者が電気的に接続する。
上述の各実施形態は、例示および説明を目的とするものであり、限定を目的とするものではない。これら例示および説明に基づけば、多くの変形形態が可能になることが、当業者には明らかである。
〔態様1〕
基板上に、結晶性シリコン半導体層、第1ゲート絶縁膜、第1ゲート電極、第1層間絶縁膜、下層金属層、酸化物半導体層、第2ゲート絶縁膜、第2ゲート電極、第2層間絶縁膜、および上層金属層がこの順に設けられ、
前記結晶性シリコン半導体層を含む、第1トランジスタと、前記酸化物半導体層を含む、第2トランジスタとが形成され、
前記結晶性シリコン半導体層は、第1チャネル領域および第1導体領域を含み、
前記酸化物半導体層は、第2チャネル領域および第2導体領域を含む表示装置であって、
前記第1ゲート絶縁膜および前記第1層間絶縁膜に、前記第1導体領域を露出させるとともに、前記第1導体領域および前記第2導体領域を電気的に接続する第1コンタクトホールが設けられ、
前記下層金属層は、前記第2導体領域と接するコンタクト配線を含み、
前記上層金属層は上層配線を含み、
前記第2層間絶縁膜に、前記上層配線および前記コンタクト配線と重畳する第2コンタクトホールが設けられ、
前記第2導体領域と前記上層配線とが、前記コンタクト配線を介して電気的に接続する表示装置。
基板上に、結晶性シリコン半導体層、第1ゲート絶縁膜、第1ゲート電極、第1層間絶縁膜、下層金属層、酸化物半導体層、第2ゲート絶縁膜、第2ゲート電極、第2層間絶縁膜、および上層金属層がこの順に設けられ、
前記結晶性シリコン半導体層を含む、第1トランジスタと、前記酸化物半導体層を含む、第2トランジスタとが形成され、
前記結晶性シリコン半導体層は、第1チャネル領域および第1導体領域を含み、
前記酸化物半導体層は、第2チャネル領域および第2導体領域を含む表示装置であって、
前記第1ゲート絶縁膜および前記第1層間絶縁膜に、前記第1導体領域を露出させるとともに、前記第1導体領域および前記第2導体領域を電気的に接続する第1コンタクトホールが設けられ、
前記下層金属層は、前記第2導体領域と接するコンタクト配線を含み、
前記上層金属層は上層配線を含み、
前記第2層間絶縁膜に、前記上層配線および前記コンタクト配線と重畳する第2コンタクトホールが設けられ、
前記第2導体領域と前記上層配線とが、前記コンタクト配線を介して電気的に接続する表示装置。
〔態様2〕
前記第2導体領域には、前記第2コンタクトホールと連通する開口が設けられ、
前記第2導体領域の開口において、前記上層配線と前記コンタクト配線とが接する、例えば態様1に記載の表示装置。
前記第2導体領域には、前記第2コンタクトホールと連通する開口が設けられ、
前記第2導体領域の開口において、前記上層配線と前記コンタクト配線とが接する、例えば態様1に記載の表示装置。
〔態様3〕
平面視において、前記第2導体領域の開口は前記第2コンタクトホールよりも大きい、例えば態様2に記載の表示装置。
平面視において、前記第2導体領域の開口は前記第2コンタクトホールよりも大きい、例えば態様2に記載の表示装置。
〔態様4〕
前記酸化物半導体層は、前記下層金属層の上面および側面を覆う、例えば態様1~3のいずれか1つに記載の表示装置。
前記酸化物半導体層は、前記下層金属層の上面および側面を覆う、例えば態様1~3のいずれか1つに記載の表示装置。
〔態様5〕
前記第2導体領域は、前記下層金属層の上面および側面を覆う、例えば態様1~4のいずれか1つに記載の表示装置。
前記第2導体領域は、前記下層金属層の上面および側面を覆う、例えば態様1~4のいずれか1つに記載の表示装置。
〔態様6〕
前記第2ゲート絶縁膜は、前記第2ゲート電極と整合するように設けられる、例えば態様1~5のいずれか1つに記載の表示装置。
前記第2ゲート絶縁膜は、前記第2ゲート電極と整合するように設けられる、例えば態様1~5のいずれか1つに記載の表示装置。
〔態様7〕
前記第2ゲート絶縁膜は、前記第2導体領域を覆うように設けられる、例えば態様1~6いずれか1つに記載の表示装置。
前記第2ゲート絶縁膜は、前記第2導体領域を覆うように設けられる、例えば態様1~6いずれか1つに記載の表示装置。
〔態様8〕
前記下層金属層は下層配線を含み、
前記第1コンタクトホールにおいて、前記下層配線は前記第1導体領域と接し、
前記第1導体領域と前記第2導体領域とが、前記下層配線を介して電気的に接続する、例えば態様1~7のいずれか1つに記載の表示装置。
前記下層金属層は下層配線を含み、
前記第1コンタクトホールにおいて、前記下層配線は前記第1導体領域と接し、
前記第1導体領域と前記第2導体領域とが、前記下層配線を介して電気的に接続する、例えば態様1~7のいずれか1つに記載の表示装置。
〔態様9〕
前記下層配線は、その上面および側面が前記第2導体領域に覆われるように島状に設けられる、例えば態様8に記載の表示装置。
前記下層配線は、その上面および側面が前記第2導体領域に覆われるように島状に設けられる、例えば態様8に記載の表示装置。
〔態様10〕
前記上層金属層は金属配線を含み、
前記第1ゲート絶縁膜、前記第1層間絶縁膜、および第2層間絶縁膜に、前記第1導体領域を露出させるともに、前記第1導体領域と前記金属配線とを電気的に接続する第3コンタクトホールが設けられ、
前記第3コンタクトホールにおいて、前記金属配線は前記第1導体領域と接する、例えば態様1~9のいずれか1つに記載の表示装置。
前記上層金属層は金属配線を含み、
前記第1ゲート絶縁膜、前記第1層間絶縁膜、および第2層間絶縁膜に、前記第1導体領域を露出させるともに、前記第1導体領域と前記金属配線とを電気的に接続する第3コンタクトホールが設けられ、
前記第3コンタクトホールにおいて、前記金属配線は前記第1導体領域と接する、例えば態様1~9のいずれか1つに記載の表示装置。
〔態様11〕
前記上層金属層は、ゲート接続配線を含み、
前記第1層間絶縁膜および前記第2層間絶縁膜に、前記第1ゲート電極を露出させるとともに、前記第1ゲート電極と前記ゲート接続配線とを電気的に接続する第4コンタクトホールが設けられ、
前記第4コンタクトホールにおいて、前記ゲート接続配線は前記第1ゲート電極と接する、例えば態様1~10のいずれか1つに記載の表示装置。
前記上層金属層は、ゲート接続配線を含み、
前記第1層間絶縁膜および前記第2層間絶縁膜に、前記第1ゲート電極を露出させるとともに、前記第1ゲート電極と前記ゲート接続配線とを電気的に接続する第4コンタクトホールが設けられ、
前記第4コンタクトホールにおいて、前記ゲート接続配線は前記第1ゲート電極と接する、例えば態様1~10のいずれか1つに記載の表示装置。
〔態様12〕
前記下層金属層は対向電極を含み、
前記上層金属層は電極配線を含み、
前記第2導体領域および前記第2層間絶縁膜に、前記対向電極を露出させるとともに、前記対向電極と前記電極配線とを電気的に接続する第5コンタクトホールが設けられ、
前記第5コンタクトホールにおいて、前記対向電極と前記電極配線とが接する、例えば態様1~11のいずれか1つに記載の表示装置。
前記下層金属層は対向電極を含み、
前記上層金属層は電極配線を含み、
前記第2導体領域および前記第2層間絶縁膜に、前記対向電極を露出させるとともに、前記対向電極と前記電極配線とを電気的に接続する第5コンタクトホールが設けられ、
前記第5コンタクトホールにおいて、前記対向電極と前記電極配線とが接する、例えば態様1~11のいずれか1つに記載の表示装置。
〔態様13〕
前記第1コンタクトホールに重畳する前記第1導体領域、および前記第2コンタクトホールに重畳する前記第2導体領域は、同一の第2チャネル領域を挟む、別々の導体領域である、例えば態様1~12のいずれか1つに記載の表示装置。
前記第1コンタクトホールに重畳する前記第1導体領域、および前記第2コンタクトホールに重畳する前記第2導体領域は、同一の第2チャネル領域を挟む、別々の導体領域である、例えば態様1~12のいずれか1つに記載の表示装置。
〔態様14〕
前記第1コンタクトホールに重畳する前記第1導体領域、および前記第3コンタクトホールに重畳する前記第1導体領域は、同じ第1チャネル領域を挟む、別々の導体領域である、例えば態様10に記載の表示装置。
前記第1コンタクトホールに重畳する前記第1導体領域、および前記第3コンタクトホールに重畳する前記第1導体領域は、同じ第1チャネル領域を挟む、別々の導体領域である、例えば態様10に記載の表示装置。
〔態様15〕
サブ画素に対応して、発光素子およびこれを制御する画素回路が設けられ、
前記画素回路は、前記発光素子の電流を制御する駆動トランジスタと、第1初期化電源線および駆動トランジスタの制御端子の間に接続される第1初期化トランジスタと、前記駆動トランジスタのドレイン領域および制御端子の間に接続される閾値制御トランジスタと、データ信号線および前記駆動トランジスタのソース領域の間に接続される書き込み制御トランジスタと、高電圧側電源線と前記駆動トランジスタのドレイン領域の間に接続される電源供給トランジスタと、前記駆動トランジスタのソース領域および前記発光素子の第1電極の間に接続される発光制御トランジスタと、第2初期化電源線および前記発光素子の第1電極の間に接続される第2初期化トランジスタと、前記駆動トランジスタの制御端子に接続され、データ信号を保持するコンデンサとを含む、例えば態様1~14のいずれか1つに記載の表示装置。
サブ画素に対応して、発光素子およびこれを制御する画素回路が設けられ、
前記画素回路は、前記発光素子の電流を制御する駆動トランジスタと、第1初期化電源線および駆動トランジスタの制御端子の間に接続される第1初期化トランジスタと、前記駆動トランジスタのドレイン領域および制御端子の間に接続される閾値制御トランジスタと、データ信号線および前記駆動トランジスタのソース領域の間に接続される書き込み制御トランジスタと、高電圧側電源線と前記駆動トランジスタのドレイン領域の間に接続される電源供給トランジスタと、前記駆動トランジスタのソース領域および前記発光素子の第1電極の間に接続される発光制御トランジスタと、第2初期化電源線および前記発光素子の第1電極の間に接続される第2初期化トランジスタと、前記駆動トランジスタの制御端子に接続され、データ信号を保持するコンデンサとを含む、例えば態様1~14のいずれか1つに記載の表示装置。
〔態様16〕
前記駆動トランジスタは前記第1トランジスタからなる、例えば態様15に記載の表示装置。
前記駆動トランジスタは前記第1トランジスタからなる、例えば態様15に記載の表示装置。
〔態様17〕
前記下層金属層は対向電極を含み、
前記第1層間絶縁膜を介して重畳する、前記第1ゲート電極および前記対向電極が、コンデンサを構成する、例えば態様1~11のいずれか1つに記載の表示装置。
前記下層金属層は対向電極を含み、
前記第1層間絶縁膜を介して重畳する、前記第1ゲート電極および前記対向電極が、コンデンサを構成する、例えば態様1~11のいずれか1つに記載の表示装置。
〔態様18〕
前記第1初期化トランジスタ、前記閾値制御トランジスタ、および第2初期化トランジスタの少なくとも1つは前記第2トランジスタから成る、例えば態様15に記載の表示装置。
前記第1初期化トランジスタ、前記閾値制御トランジスタ、および第2初期化トランジスタの少なくとも1つは前記第2トランジスタから成る、例えば態様15に記載の表示装置。
〔態様19〕
前記閾値制御トランジスタは前記第2トランジスタから成り、
前記書き込み制御トランジスタは前記第1トランジスタから成り、
前記書き込み制御トランジスタに対応する前記第1ゲート電極は、下側走査信号線の一部であり、前記閾値制御トランジスタに対応する前記第2ゲート電極は、上側走査信号線の一部であり、
前記下側走査信号線および上側走査信号線には、共通の走査信号が入力される、例えば態様15に記載の表示装置。
前記閾値制御トランジスタは前記第2トランジスタから成り、
前記書き込み制御トランジスタは前記第1トランジスタから成り、
前記書き込み制御トランジスタに対応する前記第1ゲート電極は、下側走査信号線の一部であり、前記閾値制御トランジスタに対応する前記第2ゲート電極は、上側走査信号線の一部であり、
前記下側走査信号線および上側走査信号線には、共通の走査信号が入力される、例えば態様15に記載の表示装置。
〔態様20〕
電源供給トランジスタおよび発光制御トランジスタそれぞれが前記第1トランジスタから成り、
前記電源供給トランジスタに対応する前記第1ゲート電極、および発光制御トランジスタに対応する前記第1ゲート電極は、これらに共通する発光制御信号が入力される発光制御線の一部である、例えば態様15に記載の表示装置。
電源供給トランジスタおよび発光制御トランジスタそれぞれが前記第1トランジスタから成り、
前記電源供給トランジスタに対応する前記第1ゲート電極、および発光制御トランジスタに対応する前記第1ゲート電極は、これらに共通する発光制御信号が入力される発光制御線の一部である、例えば態様15に記載の表示装置。
〔態様21〕
自段の前記画素回路の第2初期化トランジスタおよび後段の前記画素回路の前記第1初期化トランジスタそれぞれが前記第2トランジスタから成り、
自段の画素回路の第2初期化トランジスタに対応する第2ゲート電極、および後段の前記画素回路の前記第1初期化トランジスタに対応する前記第2ゲート電極は、これらに共通する走査信号が入力される走査信号線の一部である、例えば態様15に記載の表示装置。
自段の前記画素回路の第2初期化トランジスタおよび後段の前記画素回路の前記第1初期化トランジスタそれぞれが前記第2トランジスタから成り、
自段の画素回路の第2初期化トランジスタに対応する第2ゲート電極、および後段の前記画素回路の前記第1初期化トランジスタに対応する前記第2ゲート電極は、これらに共通する走査信号が入力される走査信号線の一部である、例えば態様15に記載の表示装置。
〔態様22〕
前記第1初期化電源線と前記高電圧側電源線は共通の配線である、例えば態様15~21のいずれか1つに記載の表示装置。
前記第1初期化電源線と前記高電圧側電源線は共通の配線である、例えば態様15~21のいずれか1つに記載の表示装置。
〔態様23〕
前記第2初期化電源線には、前記発光素子の第2電極と同じ電圧が入力される、例えば態様15~22のいずれか1つに記載の表示装置。
前記第2初期化電源線には、前記発光素子の第2電極と同じ電圧が入力される、例えば態様15~22のいずれか1つに記載の表示装置。
〔態様24〕
前記下層金属層と前記酸化物半導体層との間に第3層間絶縁膜が設けられる、例えば態様1~23のいずれか1つに記載の表示装置。
前記下層金属層と前記酸化物半導体層との間に第3層間絶縁膜が設けられる、例えば態様1~23のいずれか1つに記載の表示装置。
2 表示装置
4 薄膜トランジスタ層
5 発光素子層
6 封止層
12 基板
15 第1ゲート絶縁膜
16 第1層間絶縁膜
17 第3層間絶縁膜
18 第2ゲート絶縁膜
20 第2層間絶縁膜
21 平坦化膜
22 第1電極
23 エッジカバー膜
24 EL層
25 第2電極
PS 結晶性シリコン半導体層
SS 酸化物半導体層
Pc3、Pc4、Pc5、Pc6 第1チャネル領域
Pz 第1導体領域
Sc1、Sc2、Sc7 第2チャネル領域
Sz 第2導体領域
Sk 開口
GE3、GE4、GE5、GE6 第1ゲート電極
TE 対向電極
GT1、GT2、GT7 第2ゲート電極
CW コンタクト配線
FW 金属配線
JW 上層配線
EW 電極配線
GW ゲート接続配線
UW 下層配線
CH1 第1コンタクトホール
CH2 第2コンタクトホール
CH3 第3コンタクトホール
CH4 第4コンタクトホール
CH5 第5コンタクトホール
4 薄膜トランジスタ層
5 発光素子層
6 封止層
12 基板
15 第1ゲート絶縁膜
16 第1層間絶縁膜
17 第3層間絶縁膜
18 第2ゲート絶縁膜
20 第2層間絶縁膜
21 平坦化膜
22 第1電極
23 エッジカバー膜
24 EL層
25 第2電極
PS 結晶性シリコン半導体層
SS 酸化物半導体層
Pc3、Pc4、Pc5、Pc6 第1チャネル領域
Pz 第1導体領域
Sc1、Sc2、Sc7 第2チャネル領域
Sz 第2導体領域
Sk 開口
GE3、GE4、GE5、GE6 第1ゲート電極
TE 対向電極
GT1、GT2、GT7 第2ゲート電極
CW コンタクト配線
FW 金属配線
JW 上層配線
EW 電極配線
GW ゲート接続配線
UW 下層配線
CH1 第1コンタクトホール
CH2 第2コンタクトホール
CH3 第3コンタクトホール
CH4 第4コンタクトホール
CH5 第5コンタクトホール
Claims (24)
- 基板上に、結晶性シリコン半導体層、第1ゲート絶縁膜、第1ゲート電極、第1層間絶縁膜、下層金属層、酸化物半導体層、第2ゲート絶縁膜、第2ゲート電極、第2層間絶縁膜、および上層金属層がこの順に設けられ、
前記結晶性シリコン半導体層を含む、第1トランジスタと、前記酸化物半導体層を含む、第2トランジスタとが形成され、
前記結晶性シリコン半導体層は、第1チャネル領域および第1導体領域を含み、
前記酸化物半導体層は、第2チャネル領域および第2導体領域を含む表示装置であって、
前記第1ゲート絶縁膜および前記第1層間絶縁膜に、前記第1導体領域を露出させるとともに、前記第1導体領域および前記第2導体領域を電気的に接続する第1コンタクトホールが設けられ、
前記下層金属層は、前記第2導体領域と接するコンタクト配線を含み、
前記上層金属層は上層配線を含み、
前記第2層間絶縁膜に、前記上層配線および前記コンタクト配線と重畳する第2コンタクトホールが設けられ、
前記第2導体領域と前記上層配線とが、前記コンタクト配線を介して電気的に接続する表示装置。 - 前記第2導体領域には、前記第2コンタクトホールと連通する開口が設けられ、
前記第2導体領域の開口において、前記上層配線と前記コンタクト配線とが接する請求項1に記載の表示装置。 - 平面視において、前記第2導体領域の開口は前記第2コンタクトホールよりも大きい請求項2に記載の表示装置。
- 前記酸化物半導体層は、前記下層金属層の上面および側面を覆う請求項1~3のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記第2導体領域は、前記下層金属層の上面および側面を覆う請求項1~4のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記第2ゲート絶縁膜は、前記第2ゲート電極と整合するように設けられる請求項1~5のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記第2ゲート絶縁膜は、前記第2導体領域を覆うように設けられる請求項1~6いずれか1項に記載の表示装置。
- 前記下層金属層は下層配線を含み、
前記第1コンタクトホールにおいて、前記下層配線は前記第1導体領域と接し、
前記第1導体領域と前記第2導体領域とが、前記下層配線を介して電気的に接続する請求項1~7のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記下層配線は、その上面および側面が前記第2導体領域に覆われるように島状に設けられる請求項8に記載の表示装置。
- 前記上層金属層は金属配線を含み、
前記第1ゲート絶縁膜、前記第1層間絶縁膜、および第2層間絶縁膜に、前記第1導体領域を露出させるともに、前記第1導体領域と前記金属配線とを電気的に接続する第3コンタクトホールが設けられ、
前記第3コンタクトホールにおいて、前記金属配線は前記第1導体領域と接する請求項1~9のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記上層金属層は、ゲート接続配線を含み、
前記第1層間絶縁膜および前記第2層間絶縁膜に、前記第1ゲート電極を露出させるとともに、前記第1ゲート電極と前記ゲート接続配線とを電気的に接続する第4コンタクトホールが設けられ、
前記第4コンタクトホールにおいて、前記ゲート接続配線は前記第1ゲート電極と接する請求項1~10のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記下層金属層は対向電極を含み、
前記上層金属層は電極配線を含み、
前記第2導体領域および前記第2層間絶縁膜に、前記対向電極を露出させるとともに、前記対向電極と前記電極配線とを電気的に接続する第5コンタクトホールが設けられ、
前記第5コンタクトホールにおいて、前記対向電極と前記電極配線とが接する請求項1~11のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記第1コンタクトホールに重畳する前記第1導体領域、および前記第2コンタクトホールに重畳する前記第2導体領域は、同一の第2チャネル領域を挟む、別々の導体領域である請求項1~12のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記第1コンタクトホールに重畳する前記第1導体領域、および前記第3コンタクトホールに重畳する前記第1導体領域は、同じ第1チャネル領域を挟む、別々の導体領域である請求項10に記載の表示装置。
- 前記下層金属層は対向電極を含み、
前記第1層間絶縁膜を介して重畳する、前記第1ゲート電極および前記対向電極が、コンデンサを構成する請求項1~11のいずれか1項に記載の表示装置。 - サブ画素に対応して、発光素子およびこれを制御する画素回路が設けられ、
前記画素回路は、前記発光素子の電流を制御する駆動トランジスタと、第1初期化電源線および駆動トランジスタの制御端子の間に接続される第1初期化トランジスタと、前記駆動トランジスタのドレイン領域および制御端子の間に接続される閾値制御トランジスタと、データ信号線および前記駆動トランジスタのソース領域の間に接続される書き込み制御トランジスタと、高電圧側電源線と前記駆動トランジスタのドレイン領域の間に接続される電源供給トランジスタと、前記駆動トランジスタのソース領域および前記発光素子の第1電極の間に接続される発光制御トランジスタと、第2初期化電源線および前記発光素子の第1電極の間に接続される第2初期化トランジスタと、前記駆動トランジスタの制御端子に接続され、データ信号を保持するコンデンサとを含む請求項1~15のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記駆動トランジスタは前記第1トランジスタからなる請求項16に記載の表示装置。
- 前記第1初期化トランジスタ、前記閾値制御トランジスタ、および第2初期化トランジスタの少なくとも1つは前記第2トランジスタから成る請求項16に記載の表示装置。
- 前記閾値制御トランジスタは前記第2トランジスタから成り、
前記書き込み制御トランジスタは前記第1トランジスタから成り、
前記書き込み制御トランジスタに対応する前記第1ゲート電極は、下側走査信号線の一部であり、前記閾値制御トランジスタに対応する前記第2ゲート電極は、上側走査信号線の一部であり、
前記下側走査信号線および上側走査信号線には、共通の走査信号が入力される請求項16に記載の表示装置。 - 電源供給トランジスタおよび発光制御トランジスタそれぞれが前記第1トランジスタから成り、
前記電源供給トランジスタに対応する前記第1ゲート電極、および発光制御トランジスタに対応する前記第1ゲート電極は、これらに共通する発光制御信号が入力される発光制御線の一部である請求項16に記載の表示装置。 - 自段の前記画素回路の第2初期化トランジスタおよび後段の前記画素回路の第1初期化トランジスタそれぞれが前記第2トランジスタから成り、
自段の画素回路の第2初期化トランジスタに対応する第2ゲート電極、および後段の前記画素回路の前記第1初期化トランジスタに対応する前記第2ゲート電極は、これらに共通する走査信号が入力される走査信号線の一部である請求項16に記載の表示装置。 - 前記第1初期化電源線と前記高電圧側電源線は共通の配線である請求項16~21のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記第2初期化電源線には、前記発光素子の第2電極と同じ電圧が入力される請求項16~22のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記下層金属層と前記酸化物半導体層との間に第3層間絶縁膜が設けられる請求項1~23のいずれか1項に記載の表示装置。
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