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Abstract
【解決手段】第1のゲート電極と、第1のゲート電極の上に設けられた第1のゲート絶縁膜と、第1のゲート絶縁膜の上に設けられた酸化物半導体膜と、酸化物半導体膜の上に設けられたソース電極及びドレイン電極と、ソース電極、ドレイン電極及び酸化物半導体膜の上に設けられた第2のゲート絶縁膜と、第2のゲート絶縁膜の上に設けられた第2のゲート電極と、第2のゲート絶縁膜の上に設けられた平坦性を有する有機樹脂膜と、平坦性を有する有機樹脂膜の上に設けられた画素電極と、を有し、酸化物半導体膜は二次イオン質量分析法で検出される水素原子の濃度が1×1016cm−3未満である表示装置である。
【選択図】図5
Description
図1に試作した酸化物半導体膜(非晶質In−Ga−Zn−O膜、本実験ではa−IGZOともいう)を有するトランジスタの模式図とそのトランジスタの特性を示す。図1(a)は層間膜にプラズマCVD法により作製したSiOx(PECVD−SiOxともいう)を用いた場合、図1(b)は層間膜にスパッタ法により作製したSiOx(Sputtered−SiOx又はSputtering−SiOxともいう)を用いた場合である。その他の作製方法は同じである。プラズマCVD法によるSiOx場合はノーマリ・オンのトランジスタ特性が得られた。また測定温度によるトランジスタ特性の変化が大きかった。一方、スパッタ法によるSiOxの場合は、ノーマリ・オフのトランジスタ特性が得られ、測定温度によるトランジスタ特性の変化は小さかった。この二つのトランジスタの水素濃度を二次イオン質量分析法で測定したところ、プラズマCVD SiOxの場合はトランジスタの中に水素を多量に含むが、スパッタSiOxの場合は水素が少ないことが明らかになった(図2)。
本実施形態は、第1のゲート電極と、第1のゲート電極の上に設けられた第1のゲート絶縁膜と、第1のゲート絶縁膜の上に設けられた酸化物半導体膜と、酸化物半導体膜の上に設けられたソース電極及びドレイン電極と、を有し、ソース電極及びドレイン電極は酸化物半導体膜に電気的に接続され、ソース電極、ドレイン電極及び酸化物半導体膜の上に設けられた第2のゲート絶縁膜と、第2のゲート絶縁膜の上に設けられた第2のゲート電極と、を有し、第2のゲート電極は第1のゲート電極に電気的に接続され、第2のゲート絶縁膜の上に設けられた平坦性を有する有機樹脂膜と、平坦性を有する有機樹脂膜の上に設けられた画素電極と、を有し、画素電極はソース電極及びドレイン電極の一方と電気的に接続され、第2のゲート電極及び画素電極の上に接して設けられた表示媒体を有する表示装置を開示する。
酸化物半導体膜5としては、四元系金属酸化物であるIn−Sn−Ga−Zn−Oや、三元系金属酸化物であるIn−Ga−Zn−O、In−Sn−Zn−O、In−Al−Zn−O、Sn−Ga−Zn−O、Al−Ga−Zn−O、Sn−Al−Zn−Oや、二元系金属酸化物であるIn−Zn−O、Sn−Zn−O、Al−Zn−O、Zn−Mg−O、Sn−Mg−O、In−Mg−Oや、In−O、Sn−O、Zn−Oなどの酸化物半導体を用いることができる。また、上記酸化物半導体はSiO2を含んでもよい。
酸化物半導体膜5では、二次イオン質量分析法で検出される水素濃度が1×1016cm−3未満である。好ましくは1×1014cm−3未満である。上記のように水素が低減された酸化物半導体膜5は真性又は実質的に真性な半導体となる。なお酸化物半導体膜5はドナー準位、アクセプタ準位を形成する不純物元素を含まないことが好ましい。
上記水素原子濃度を有する酸化物半導体膜5のキャリア密度は300Kにおいて1×1012cm−3未満となる。酸化物半導体膜5のキャリア密度は300Kにおいて1×1012cm−3未満がよい。好ましくは酸化物半導体膜5のキャリア密度は300Kにおいて1×1010cm−3未満である。キャリア密度はホール測定等により見積もることができるが、ここで用いた測定方法については実施例にて説明する。
図14(A)は表示媒体が液晶の場合を示す。画素電極10の上に第1の配向膜22が設けられる。第1の配向膜22は第2のゲート電極8、第2のゲート絶縁膜7の上にも接して設けられる。第1の配向膜22の上には液晶層23が設けられる。液晶層23の上には第2の配向膜24が設けられる。液晶層23は第1の配向膜22及び第2の配向膜24に挟持される。第2の配向膜24の上には対向電極となる電極25が設けられ、電極25の上には対向基板となる基板26が設けられる。第1の配向膜22及び第2の配向膜24を設けなくても液晶層23が配向されるのであれば、第1の配向膜22及び第2の配向膜24を設けなくてもよい。セルギャップを維持するためにスペーサを設けてもよい。
図15(A)は表示媒体がELの場合を示す。画素電極10の上にEL層31が設けられる。EL層31の上には対向電極として電極32が設けられる。EL層31及び電極32は第2のゲート電極8及び第2のゲート絶縁膜7の上には設けなくてよい。第2のゲート電極8、第2のゲート絶縁膜7及び電極32の上には封止材33が接して設けられる。封止材33の上には封止基板として基板34が設けられる。
図16(A)は表示媒体が電子ペーパーの場合を示す。図16(A)では、ツイストボール表示方式を用いている。ツイストボール表示方式とは、白と黒に塗り分けられた球形粒子を表示素子に用い、画素電極10及び電極44の間に配置し、画素電極10及び電極44に電位差を生じさせての球形粒子の向きを制御することにより、表示を行う方法である。
2 絶縁膜
3 第1のゲート電極
4 第1のゲート絶縁膜
5 酸化物半導体膜
6A 電極(ソース電極及びドレイン電極の一方)
6B 電極(ソース電極及びドレイン電極の他方)
7 第2のゲート絶縁膜
8 第2のゲート電極
9 有機樹脂膜
10 画素電極
15 トランジスタ
20 画素
21 絶縁膜
22 第1の配向膜
23 液晶層
24 第2の配向膜
25 電極
26 基板
31 EL層
32 電極
33 封止材
34 基板
40 白色領域
41 黒色領域
42 キャビティ
43 充填材
44 電極
45 基板
51 電子インク層
52 マイクロカプセル
53 電極
54 基板
501 ガラス基板
503 チタン膜
505 窒化チタン膜
507 酸化物半導体膜
509 酸化窒化シリコン膜
511 銀膜
601 基板
603 In−Ga−Zn−O膜
605 酸化物半導体膜
1100 携帯電話機
1101 筐体
1102 表示部
1103 操作ボタン
1104 外部接続ポート
1105 スピーカ
1106 マイク
2700 電子書籍
2701 筐体
2703 筐体
2705 表示部
2707 表示部
2711 軸部
2721 電源
2723 操作キー
2725 スピーカ
2800 筐体
2801 筐体
2802 表示パネル
2803 スピーカ
2804 マイクロフォン
2806 ポインティングデバイス
2807 カメラ用レンズ
2808 外部接続端子
2810 キーボード
2811 外部メモリスロット
9600 テレビジョン装置
9601 筐体
9603 表示部
9605 スタンド
9607 表示部
9609 操作キー
9610 リモコン操作機
9700 デジタルフォトフレーム
9701 筐体
9703 表示部
9881 筐体
9891 筐体
9893 連結部
9882 表示部
9883 表示部
Claims (4)
- 第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極の上に設けられた第1のゲート絶縁膜と、
前記第1のゲート絶縁膜の上に設けられた酸化物半導体膜と、
前記酸化物半導体膜の上に設けられたソース電極及びドレイン電極と、を有し、前記ソース電極及び前記ドレイン電極は前記酸化物半導体膜に電気的に接続され、
前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記酸化物半導体膜の上に設けられた第2のゲート絶縁膜と、
前記第2のゲート絶縁膜の上に設けられた第2のゲート電極と、を有し、
前記第2のゲート絶縁膜の上に設けられた平坦性を有する有機樹脂膜と、
前記平坦性を有する有機樹脂膜の上に設けられた画素電極と、を有し、前記画素電極は前記ソース電極及び前記ドレイン電極の一方と電気的に接続され、
前記第2のゲート電極及び前記画素電極の上に接して設けられた第1の配向膜と、
前記第1の配向膜の上に設けられた液晶層と、
前記液晶層の上に設けられた第2の配向膜と、
前記第2の配向膜の上に設けられた対向電極と、
前記対向電極の上に設けられた対向基板と、を有し、
前記酸化物半導体膜は二次イオン質量分析法で検出される水素原子の濃度が1×1016cm−3未満であることを特徴とする表示装置。 - 第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極の上に設けられた第1のゲート絶縁膜と、
前記第1のゲート絶縁膜の上に設けられた酸化物半導体膜と、
前記酸化物半導体膜の上に設けられたソース電極及びドレイン電極と、を有し、前記ソース電極及び前記ドレイン電極は前記酸化物半導体膜に電気的に接続され、
前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記酸化物半導体膜の上に設けられた第2のゲート絶縁膜と、
前記第2のゲート絶縁膜の上に設けられた第2のゲート電極と、を有し、
前記第2のゲート絶縁膜の上に設けられた平坦性を有する有機樹脂膜と、
前記平坦性を有する有機樹脂膜の上に設けられた画素電極と、を有し、前記画素電極は前記ソース電極及び前記ドレイン電極の一方と電気的に接続され、
前記画素電極上に設けられたEL層と、
前記EL層の上に設けられた対向電極と、
前記第2のゲート電極及び前記対向電極の上に接して設けられた封止材と、
前記封止材の上に設けられた対向基板と、を有し、
前記酸化物半導体膜は二次イオン質量分析法で検出される水素原子の濃度が1×1016cm−3未満であることを特徴とする表示装置。 - 第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極の上に設けられた第1のゲート絶縁膜と、
前記第1のゲート絶縁膜の上に設けられた酸化物半導体膜と、
前記酸化物半導体膜の上に設けられたソース電極及びドレイン電極と、を有し、前記ソース電極及び前記ドレイン電極は前記酸化物半導体膜に電気的に接続され、
前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記酸化物半導体膜の上に設けられた第2のゲート絶縁膜と、
前記第2のゲート絶縁膜の上に設けられた第2のゲート電極と、を有し、
前記第2のゲート絶縁膜の上に設けられた平坦性を有する有機樹脂膜と、
前記平坦性を有する有機樹脂膜の上に設けられた画素電極と、を有し、前記画素電極は前記ソース電極及び前記ドレイン電極の一方と電気的に接続され、
前記第2のゲート電極及び前記画素電極の上に接して設けられた充填材と、を有し、前記充填材にはキャビティを含む球形粒子が設けられ、前記キャビティは黒色領域及び白色領域を有し、前記キャビティの周囲は液体で満たされ、
前記酸化物半導体膜は二次イオン質量分析法で検出される水素原子の濃度が1×1016cm−3未満であることを特徴とする表示装置。 - 第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極の上に設けられた第1のゲート絶縁膜と、
前記第1のゲート絶縁膜の上に設けられた酸化物半導体膜と、
前記酸化物半導体膜の上に設けられたソース電極及びドレイン電極と、を有し、前記ソース電極及び前記ドレイン電極は前記酸化物半導体膜に電気的に接続され、
前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記酸化物半導体膜の上に設けられた第2のゲート絶縁膜と、
前記第2のゲート絶縁膜の上に設けられた第2のゲート電極と、を有し、
前記第2のゲート絶縁膜の上に設けられた平坦性を有する有機樹脂膜と、
前記平坦性を有する有機樹脂膜の上に設けられた画素電極と、を有し、前記画素電極は前記ソース電極及び前記ドレイン電極の一方と電気的に接続され、
前記第2のゲート電極及び前記画素電極の上に接して設けられた電子インク層と、を有し、前記電子インク層には、正に帯電した白い微粒子と負に帯電した黒い微粒子とが封入されたマイクロカプセルが設けられ、
前記酸化物半導体膜は二次イオン質量分析法で検出される水素原子の濃度が1×1016cm−3未満であることを特徴とする表示装置。
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