JP6994493B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
界を生じさせて、液晶分子を制御する半導体装置及び液晶表示装置に関する。
現する技術として、基板に平行(すなわち水平な方向)な電界を生じさせて、基板と平行
な面内で液晶分子を動かして、階調を制御する方式が用いられている。
Fringe-field switching)とがある。
や櫛型電極ともいう)を二つ配置する。そして、これらの電極(櫛状の電極の一方が画素
電極で他方が共通電極)間の電位差により発生する横方向の電界により、基板と平行な面
内で液晶分子を動かしている。
画素電極)を配置し、さらにその開口の下方に第1の電極(例えば全画素に共通の電圧が
供給される共通電極)を配置するものがある。画素電極と共通電極との間に電界が加わり
、液晶が制御される。液晶には水平方向の電界が加わるため、その電界を用いて液晶分子
を制御できる。つまり、基板と平行に配向している液晶分子(いわゆるホモジニアス配向
)を、基板と平行な方向で制御できるため、視野角が広くなる。
電極を透光性を有する導電膜、例えばインジウム錫酸化物(Indium Tin Ox
ide(ITO))で形成していた(例えば特許文献1参照)。
していた。透過型の液晶分子を制御する半導体装置及び透過型液晶表示装置を作製するに
は、画素電極及び共通電極を透光性を有する導電膜で形成しなくてはならない。従来は、
透光性を有する導電膜を成膜後、エッチング等によって成形して画素電極及び共通電極を
形成してきた。このため、製造工程数やマスク数が多くなり、製造コストが高くなってい
た。
ストが低い半導体装置及び液晶表示装置並びに電子機器を提供することを課題とする。
導電膜」と呼ぶ)を成膜して成形を行わずにそのまま電極として用いる。これにより透光
性導電膜をエッチング等で成形する必要がなく、製造工程数やフォトマスク数を少なくす
ることができ、製造コストを抑えることができる。
の電位差により生ずる横方向の電界により、光量を制御する液晶分子の分子配列を基板に
対して概ね水平方向に回転させることができればよい。
成された第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜上に形成された薄膜トランジスタと、前記薄
膜トランジスタ上に形成された第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜上に形成され、複数の
開口を有する第2の電極と、前記前記第1の電極と前記第2の電極との間に液晶とを有し
、前記第1の電極と前記第2の電極との間の電界によって、前記液晶を制御することを特
徴とする液晶表示装置に関するものである。
あり、前記第1の電極または第2の電極の一方は、反射性を有する導電膜である。
のである。
のものを用いることができる。例としては、電気的スイッチや機械的なスイッチなどがあ
る。つまり、電流の流れを制御できるものであればよく、特定のものに限定されない。例
えば、スイッチとして、トランジスタ(例えば、バイポーラトランジスタ、MOSトラン
ジスタなど)、ダイオード(例えば、PNダイオード、PINダイオード、ショットキー
ダイオード、MIM(Metal Insulator Metal)ダイオード、MI
S(Metal Insulator Semiconductor)ダイオード、ダイ
オード接続のトランジスタなど)、サイリスタなどを用いることが出来る。または、これ
らを組み合わせた論理回路をスイッチとして用いることが出来る。
て動作するため、トランジスタの極性(導電型)は特に限定されない。ただし、オフ電流
を抑えたい場合、オフ電流が少ない方の極性のトランジスタを用いることが望ましい。オ
フ電流が少ないトランジスタとしては、LDD領域を有するトランジスタやマルチゲート
構造を有するトランジスタ等がある。または、スイッチとして動作させるトランジスタの
ソース端子の電位が、低電位側電源(Vss、GND、0Vなど)に近い状態で動作する
場合はNチャネル型トランジスタを用いることが望ましい。反対に、ソース端子の電位が
、高電位側電源(Vddなど)に近い状態で動作する場合はPチャネル型トランジスタを
用いることが望ましい。なぜなら、Nチャネル型トランジスタではソース端子が低電位側
電源に近い状態で動作するとき、Pチャネル型トランジスタではソース端子が高電位側電
源に近い状態で動作するとき、ゲートソース間電圧の絶対値を大きくできるため、スイッ
チとして、動作しやすいからである。また、ソースフォロワ動作をしてしまうことが少な
いため、出力電圧の大きさが小さくなってしまうことが少ないからである。
S型のスイッチをスイッチとして用いてもよい。CMOS型のスイッチにすると、Pチャ
ネル型トランジスタまたはNチャネル型トランジスタのどちらか一方のトランジスタが導
通すれば電流が流れるため、スイッチとして機能しやすくなる。例えば、スイッチへの入
力信号の電圧が高い場合でも、低い場合でも、適切に電圧を出力させることが出来る。さ
らに、スイッチをオン・オフさせるための信号の電圧振幅値を小さくすることが出来るの
で、消費電力を小さくすることも出来る。
またはドレイン端子の一方)と、出力端子(ソース端子またはドレイン端子の他方)と、
導通を制御する端子(ゲート端子)とを有している。一方、スイッチとしてダイオードを
用いる場合、スイッチは、導通を制御する端子を有していない場合がある。そのため、ト
ランジスタよりもダイオードをスイッチとして用いた方が、端子を制御するための配線を
少なくすることが出来る。
ている、と明示的に記載する場合は、AとBとが電気的に接続されている場合と、AとB
とが機能的に接続されている場合と、AとBとが直接接続されている場合とを含むものと
する。ここで、A、B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。したがって、本書類(明細書、特許請求の範囲又は図面な
ど)が開示する構成において、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含むものとする。
能とする素子(例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダ
イオードなど)が、AとBとの間に1個以上配置されていてもよい。あるいは、AとBと
が機能的に接続されている場合として、AとBとの機能的な接続を可能とする回路(例え
ば、論理回路(インバータ、NAND回路、NOR回路など)、信号変換回路(DA変換
回路、AD変換回路、ガンマ補正回路など)、電位レベル変換回路(電源回路(昇圧回路
、降圧回路など)、信号の電位レベルを変えるレベルシフタ回路など)、電圧源、電流源
、切り替え回路、増幅回路(信号振幅または電流量などを大きく出来る回路、オペアンプ
、差動増幅回路、ソースフォロワ回路、バッファ回路など)、信号生成回路、記憶回路、
制御回路など)が、AとBとの間に1個以上配置されていてもよい。あるいは、AとBと
が直接接続されている場合として、AとBとの間に他の素子や他の回路を挟まずに、Aと
Bとが直接接続されていてもよい。
続されている場合(つまり、AとBとの間に他の素子や他の回路を間に介さずに接続され
ている場合)と、AとBとが電気的に接続されている場合(つまり、AとBとの間に別の
素子や別の回路を挟んで接続されている場合)とを含むものとする。
気的に接続されている場合(つまり、AとBとの間に別の素子や別の回路を挟んで接続さ
れている場合)と、AとBとが機能的に接続されている場合(つまり、AとBとの間に別
の回路を挟んで機能的に接続されている場合)と、AとBとが直接接続されている場合(
つまり、AとBとの間に別の素子や別の回路を挟まずに接続されている場合)とを含むも
のとする。つまり、電気的に接続されている、と明示的に記載する場合は、単に、接続さ
れている、とのみ明示的に記載されている場合と同じであるとする。
装置である発光装置は、様々な形態を用いたり、様々な素子を有することが出来る。例え
ば、表示素子、表示装置、発光素子または発光装置としては、EL素子(有機EL素子、
無機EL素子又は有機物及び無機物を含むEL素子)、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)、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、圧電セラミックディスプレイ、
カーボンナノチューブ、など、電気磁気的作用により、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用いることができる。なお、EL素子を用いた表示装置と
してはELディスプレイ、電子放出素子を用いた表示装置としてはフィールドエミッショ
ンディスプレイ(FED)やSED方式平面型ディスプレイ(SED:Surface-
conduction Electron-emitter Disply)など、液晶
素子を用いた表示装置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)、電子インクや電気泳動素子を用いた表示装置としては電子ペーパーがある。
て、様々な形態のトランジスタを用いることが出来る。よって、用いるトランジスタの種
類に限定はない。例えば、非晶質シリコン、多結晶シリコン、微結晶(マイクロクリスタ
ル、セミアモルファスとも言う)シリコンなどに代表される非単結晶半導体膜を有する薄
膜トランジスタ(TFT)などを用いることが出来る。TFTを用いる場合、様々なメリ
ットがある。例えば、単結晶シリコンの場合よりも低い温度で製造できるため、製造コス
トの削減、又は製造装置の大型化を図ることができる。製造装置を大きくできるため、大
型基板上に製造できる。そのため、同時に多くの個数の表示装置を製造できるため、低コ
ストで製造できる。さらに、製造温度が低いため、耐熱性の弱い基板を用いることができ
る。そのため、透明基板上にトランジスタを製造できる。そして、透明な基板上のトラン
ジスタを用いて表示素子での光の透過を制御することが出来る。あるいは、トランジスタ
の膜厚が薄いため、トランジスタを構成する膜の一部は、光を透過させることが出来る。
そのため、開口率が向上させることができる。
結晶性をさらに向上させ、電気特性のよいトランジスタを製造することが可能となる。そ
の結果、ゲートドライバ回路(走査線駆動回路)やソースドライバ回路(信号線駆動回路
)、信号処理回路(信号生成回路、ガンマ補正回路、DA変換回路など)を基板上に一体
形成することが出来る。
結晶性をさらに向上させ、電気特性のよいトランジスタを製造することが可能となる。こ
のとき、レーザーを用いず、熱処理を加えるだけで、結晶性を向上させることができる。
その結果、ゲートドライバ回路(走査線駆動回路)やソースドライバ回路の一部(アナロ
グスイッチなど)を基板上に一体形成することが出来る。さらに、結晶化のためにレーザ
ーを用いない場合は、シリコンの結晶性のムラを抑えることができる。そのため、綺麗な
画像を表示することが出来る。
ることは可能である。
その場合、MOS型トランジスタ、接合型トランジスタ、バイポーラトランジスタなどを
本明細書に記載されたトランジスタとして用いることが出来る。これらにより、特性やサ
イズや形状などのバラツキが少なく、電流供給能力が高く、サイズの小さいトランジスタ
を製造することができる。これらのトランジスタを用いると、回路の低消費電力化、又は
回路の高集積化を図ることができる。
などの化合物半導体または酸化物半導体を有するトランジスタや、さらに、これらの化合
物半導体または酸化物半導体を薄膜化した薄膜トランジスタなどを用いることが出来る。
これらにより、製造温度を低くでき、例えば、室温でトランジスタを製造することが可能
となる。その結果、耐熱性の低い基板、例えばプラスチック基板やフィルム基板に直接ト
ランジスタを形成することが出来る。なお、これらの化合物半導体または酸化物半導体を
、トランジスタのチャネル部分に用いるだけでなく、それ以外の用途で用いることも出来
る。例えば、これらの化合物半導体または酸化物半導体を抵抗素子、画素電極、透明電極
として用いることができる。さらに、それらをトランジスタと同時に成膜又は形成できる
ため、コストを低減できる。
来る。これらにより、室温で製造、低真空度で製造、又は大型基板上に製造することがで
きる。また、マスク(レチクル)を用いなくても製造することが可能となるため、トラン
ジスタのレイアウトを容易に変更することが出来る。さらに、レジストを用いる必要がな
いので、材料費が安くなり、工程数を削減できる。さらに、必要な部分にのみ膜を付ける
ため、全面に成膜した後でエッチングする、という製法よりも、材料が無駄にならず、低
コストにできる。
きる。これらにより、曲げることが可能な基板上にトランジスタを形成することが出来る
。そのため、衝撃に強くできる。
特定のものに限定されることはない。トランジスタが形成される基板としては、例えば、
単結晶基板、SOI基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、紙基板、セロファ
ン基板、石材基板、木材基板、布基板(天然繊維(絹、綿、麻)、合成繊維(ナイロン、
ポリウレタン、ポリエステル)若しくは再生繊維(アセテート、キュプラ、レーヨン、再
生ポリエステル)などを含む)、皮革基板、ゴム基板、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などを用いることが出来る。または、ある基板でトラ
ンジスタを形成し、その後、別の基板にトランジスタを転置し、別の基板上にトランジス
タを配置してもよい。トランジスタが転置される基板としては、単結晶基板、SOI基板
、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、紙基板、セロファン基板、石材基板、、木
材基板、布基板(天然繊維(絹、綿、麻)、合成繊維(ナイロン、ポリウレタン、ポリエ
ステル)若しくは再生繊維(アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル)など
を含む)、皮革基板、ゴム基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイル
を有する基板などを用いることができる。あるいは、人などの動物の皮膚(皮表、真皮)
又は皮下組織を基板として用いてもよい。これらの基板を用いることにより、特性のよい
トランジスタの形成、消費電力の小さいトランジスタの形成、壊れにくい装置の製造、耐
熱性の付与、又は軽量化を図ることができる。
ない。例えば、ゲート電極が2個以上のマルチゲート構造を用いてもよい。マルチゲート
構造にすると、チャネル領域が直列に接続されるため、複数のトランジスタが直列に接続
された構成となる。マルチゲート構造により、オフ電流の低減、トランジスタの耐圧向上
による信頼性の向上を図ることができる。あるいは、マルチゲート構造により、飽和領域
で動作する時に、ドレイン・ソース間電圧が変化しても、ドレイン・ソース間電流があま
り変化せず、電圧・電流特性の傾きがフラットな特性にすることができる。電圧・電流特
性の傾きがフラットである特性を利用すると、理想的な電流源回路や、非常に高い抵抗値
をもつ能動負荷を実現することが出来る。その結果、特性のよい差動回路やカレントミラ
ー回路を実現することが出来る。また、チャネルの上下にゲート電極が配置されている構
造でもよい。チャネルの上下にゲート電極が配置されている構造にすることにより、チャ
ネル領域が増えるため、電流値の増加、又は空乏層ができやすくなることによるS値の低
減を図ることができる。チャネルの上下にゲート電極が配置されると、複数のトランジス
タが並列に接続されたような構成となる。
領域の下にゲート電極が配置されている構造でもよい。あるいは、正スタガ構造または逆
スタガ構造でもよいし、チャネル領域が複数の領域に分かれていてもよいし、チャネル領
域が並列に接続されていてもよいし、チャネル領域が直列に接続されていてもよい。また
、チャネル領域(もしくはその一部)にソース電極やドレイン電極が重なっていてもよい
。チャネル領域(もしくはその一部)にソース電極やドレイン電極が重なる構造にするこ
とにより、チャネル領域の一部に電荷がたまって、動作が不安定になることを防ぐことが
できる。また、LDD領域を設けても良い。LDD領域を設けることにより、オフ電流の
低減、又はトランジスタの耐圧向上による信頼性の向上を図ることができる。あるいは、
LDD領域を設けることにより、飽和領域で動作する時に、ドレイン・ソース間電圧が変
化しても、ドレイン・ソース間電流があまり変化せず、電圧・電流特性の傾きがフラット
な特性にすることができる。
なタイプを用いることができ、様々な基板上に形成させることができる。したがって、所
定の機能を実現させるために必要な回路の全てが、同一の基板に形成されていてもよい。
例えば、所定の機能を実現させるために必要な回路の全てが、ガラス基板、プラスチック
基板、単結晶基板、またはSOI基板上に形成されていてもよく、さまざまな基板上に形
成されていてもよい。所定の機能を実現させるために必要な回路の全てが同じ基板上に形
成されていることにより、部品点数の削減によるコストの低減、又は回路部品との接続点
数の低減による信頼性の向上を図ることができる。あるいは、所定の機能を実現させるた
めに必要な回路の一部が、ある基板に形成されており、所定の機能を実現させるために必
要な回路の別の一部が、別の基板に形成されていてもよい。つまり、所定の機能を実現さ
せるために必要な回路の全てが同じ基板上に形成されていなくてもよい。例えば、所定の
機能を実現させるために必要な回路の一部は、ガラス基板上にトランジスタを用いて形成
され、所定の機能を実現させるために必要な回路の別の一部は、単結晶基板上に形成され
、単結晶基板上のトランジスタで構成されたICチップをCOG(Chip On Gl
ass)でガラス基板に接続して、ガラス基板上にそのICチップを配置してもよい。あ
るいは、そのICチップをTAB(Tape Automated Bonding)や
プリント基板を用いてガラス基板と接続してもよい。このように、回路の一部が同じ基板
に形成されていることにより、部品点数の削減によるコストの低減、又は回路部品との接
続点数の低減による信頼性の向上を図ることができる。また、駆動電圧が高い部分や駆動
周波数が高い部分の回路は、消費電力が大きくなってしまうので、そのような部分の回路
は同じ基板に形成せず、そのかわりに、例えば、単結晶基板上にその部分の回路を形成し
て、その回路で構成されたICチップを用いるようにすれば、消費電力の増加を防ぐこと
ができる。
最小単位を示すものとする。よって、R(赤)G(緑)B(青)の色要素からなるフルカ
ラー表示装置の場合には、一画素とはRの色要素のドットとGの色要素のドットとBの色
要素のドットとから構成されるものとする。なお、色要素は、三色に限定されず、三色以
上を用いても良いし、RGB以外の色を用いても良い。例えば、白色を加えて、RGBW
(Wは白)としてもよい。また、RGBに、例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、エメ
ラルドグリーン、朱色などを一色以上追加してもよい。または、例えば、RGBの中の少
なくとも一色に類似した色を、RGBに追加してもよい。例えば、R、G、B1、B2と
してもよい。B1とB2とは、どちらも青色であるが、少し周波数が異なっている。同様
に、R1、R2、G、Bとしてもよい。このような色要素を用いることにより、より実物
に近い表示を行うことができる。あるいは、このような色要素を用いることにより、消費
電力を低減することが出来る。なお、一画素に、同じ色の色要素のドットが複数個あって
もよい。そのとき、その複数の色要素は、各々、表示に寄与する領域の大きさが異なって
いても良い。また、複数個ある、同じ色の色要素のドットを各々制御することによって、
階調を表現してもよい。これを、面積階調方式と呼ぶ。あるいは、複数個ある、同じ色の
色要素のドットを用いて、各々のドットに供給する信号を僅かに異ならせるようにして、
視野角を広げるようにしてもよい。つまり、複数個ある、同じ色の色要素が各々有する画
素電極の電位が、各々異なっていてもよい。その結果、液晶分子に加わる電圧が各画素電
極によって各々異なる。よって、視野角を広くすることが出来る。
さを制御できる要素一つ分を示すものとする。よって、一例としては、一画素とは、一つ
の色要素を示すものとし、その色要素一つで明るさを表現する。従って、そのときは、R
(赤)G(緑)B(青)の色要素からなるカラー表示装置の場合には、画像の最小単位は
、Rの画素とGの画素とBの画素との三画素から構成されるものとする。なお、色要素は
、三色に限定されず、三色以上を用いても良いし、RGB以外の色を用いても良い。例え
ば、白色を加えて、RGBW(Wは白)としてもよい。また、RGBに、例えば、イエロ
ー、シアン、マゼンタ、エメラルドグリーン、朱色などを一色以上追加してもよい。また
、例えば、RGBの中の少なくとも一色に類似した色を、RGBに追加してもよい。例え
ば、R、G、B1、B2としてもよい。B1とB2とは、どちらも青色であるが、少し周
波数が異なっている。同様に、R1、R2、G、Bとしてもよい。このような色要素を用
いることにより、より実物に近い表示を行うことができる。あるいは、このような色要素
を用いることにより、消費電力を低減することが出来る。また、別の例としては、1つの
色要素について、複数の領域を用いて明るさを制御する場合は、その領域一つ分を一画素
としてもよい。よって、一例として、面積階調を行う場合または副画素(サブ画素)を有
している場合、一つの色要素につき、明るさを制御する領域が複数あり、その全体で階調
を表現するわけであるが、明るさを制御する領域の一つ分を一画素としてもよい。よって
、その場合は、一つの色要素は、複数の画素で構成されることとなる。あるいは、明るさ
を制御する領域が1つの色要素の中に複数あっても、それらをまとめて、1つの色要素を
1画素としてもよい。よって、その場合は、一つの色要素は、一つの画素で構成されるこ
ととなる。また、1つの色要素について、複数の領域を用いて明るさを制御する場合、画
素によって、表示に寄与する領域の大きさが異なっている場合がある。また、一つの色要
素につき複数ある、明るさを制御する領域において、各々に供給する信号を僅かに異なら
せるようにして、視野角を広げるようにしてもよい。つまり、1つの色要素について、複
数個ある領域が各々有する画素電極の電位が、各々異なっていてもよい。その結果、液晶
分子に加わる電圧が各画素電極によって各々異なる。よって、視野角を広くすることが出
来る。
考える場合であるとする。一画素(一色分)と明示的に記載する場合は、一つの色要素に
つき、複数の領域がある場合、それらをまとめて一画素と考える場合であるとする。
状に配置(配列)されている場合がある。ここで、画素がマトリクスに配置(配列)され
ているとは、縦方向もしくは横方向において、画素が直線上に並んで配置されている場合
や、ギザギザな線上に配置されている場合を含む。よって、例えば三色の色要素(例えば
RGB)でフルカラー表示を行う場合に、ストライプ配置されている場合や、三つの色要
素のドットがデルタ配置されている場合も含む。さらに、ベイヤー配置されている場合も
含む。なお、色要素は、三色に限定されず、それ以上でもよく、例えば、RGBW(Wは
白)や、RGBに、イエロー、シアン、マゼンタなどを一色以上追加したものなどがある
。また、色要素のドット毎にその表示領域の大きさが異なっていてもよい。これにより、
低消費電力化、又は表示素子の長寿命化を図ることができる。
するアクティブマトリクス方式、または、画素に能動素子を有しないパッシブマトリクス
方式を用いることが出来る。
ランジスタだけでなく、さまざまな能動素子(アクティブ素子、非線形素子)を用いるこ
とが出来る。例えば、MIM(Metal Insulator Metal)やTFD
(Thin Film Diode)などを用いることも可能である。これらの素子は、
製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。さ
らに、素子のサイズが小さいため、開口率を向上させることができ、低消費電力化や高輝
度化をはかることが出来る。
形素子)を用いないパッシブマトリクス型を用いることも可能である。能動素子(アクテ
ィブ素子、非線形素子)を用いないため、製造工程が少なく、製造コストの低減、又は歩
留まりの向上を図ることができる。また、能動素子(アクティブ素子、非線形素子)を用
いないため、開口率を向上させることができ、低消費電力化や高輝度化をはかることが出
来る。
子を有する素子であり、ドレイン領域とソース領域の間にチャネル領域を有しており、ド
レイン領域とチャネル領域とソース領域とを介して電流を流すことが出来る。ここで、ソ
ースとドレインとは、トランジスタの構造や動作条件等によって変わるため、いずれがソ
ースまたはドレインであるかを限定することが困難である。そこで、本書類(明細書、特
許請求の範囲又は図面など)においては、ソース及びドレインとして機能する領域を、ソ
ースもしくはドレインと呼ばない場合がある。その場合、一例としては、それぞれを第1
端子、第2端子と表記する場合がある。あるいは、それぞれを第1の電極、第2の電極と
表記する場合がある。あるいは、ソース領域、ドレイン領域と表記する場合がある。
有する素子であってもよい。この場合も同様に、エミッタとコレクタとを、第1端子、第
2端子と表記する場合がある。
信号線等とも言う)とを含んだ全体、もしくは、それらの一部のことを言う。ゲート電極
とは、チャネル領域を形成する半導体と、ゲート絶縁膜を介してオーバーラップしている
部分の導電膜のことを言う。なお、ゲート電極の一部は、LDD(Lightly Do
ped Drain)領域またはソース・ドレイン領域と、ゲート絶縁膜を介してオーバ
ーラップしている場合もある。ゲート配線とは、各トランジスタのゲート電極の間を接続
するための配線、各画素の有するゲート電極の間を接続するための配線、又はゲート電極
と別の配線とを接続するための配線のことを言う。
導電膜、配線など)も存在する。そのような部分(領域、導電膜、配線など)は、ゲート
電極と呼んでも良いし、ゲート配線と呼んでも良い。つまり、ゲート電極とゲート配線と
が、明確に区別できないような領域も存在する。例えば、延伸して配置されているゲート
配線の一部とチャネル領域がオーバーラップしている場合、その部分(領域、導電膜、配
線など)はゲート配線として機能しているが、ゲート電極としても機能していることにな
る。よって、そのような部分(領域、導電膜、配線など)は、ゲート電極と呼んでも良い
し、ゲート配線と呼んでも良い。
てつながっている部分(領域、導電膜、配線など)も、ゲート電極と呼んでも良い。同様
に、ゲート配線と同じ材料で形成され、ゲート配線と同じ島(アイランド)を形成してつ
ながっている部分(領域、導電膜、配線など)も、ゲート配線と呼んでも良い。このよう
な部分(領域、導電膜、配線など)は、厳密な意味では、チャネル領域とオーバーラップ
していない場合、又は別のゲート電極と接続させる機能を有していない場合がある。しか
し、製造マージンなどの関係で、ゲート電極またはゲート配線と同じ材料で形成され、ゲ
ート電極またはゲート配線と同じ島(アイランド)を形成してつながっている部分(領域
、導電膜、配線など)がある。よって、そのような部分(領域、導電膜、配線など)もゲ
ート電極またはゲート配線と呼んでも良い。
ト電極とは、ゲート電極と同じ材料で形成された導電膜で接続される場合が多い。そのよ
うな部分(領域、導電膜、配線など)は、ゲート電極とゲート電極とを接続させるための
部分(領域、導電膜、配線など)であるため、ゲート配線と呼んでも良いが、マルチゲー
トのトランジスタを1つのトランジスタと見なすことも出来るため、ゲート電極と呼んで
も良い。つまり、ゲート電極またはゲート配線と同じ材料で形成され、ゲート電極または
ゲート配線と同じ島(アイランド)を形成してつながっている部分(領域、導電膜、配線
など)は、ゲート電極やゲート配線と呼んでも良い。さらに、例えば、ゲート電極とゲー
ト配線とを接続させている部分の導電膜であって、ゲート電極またはゲート配線とは異な
る材料で形成された導電膜も、ゲート電極と呼んでも良いし、ゲート配線と呼んでも良い
。
電極と電気的に接続されている部分(領域、導電膜、配線など)について、その一部分の
ことを言う。
線にトランジスタのゲートが接続されていない場合もある。この場合、ゲート配線、ゲー
ト線、ゲート信号線、走査線、走査信号線は、トランジスタのゲートと同じ層で形成され
た配線、トランジスタのゲートと同じ材料で形成された配線またはトランジスタのゲート
と同時に成膜された配線を意味している場合がある。例としては、保持容量用配線、電源
線、基準電位供給配線などがある。
データ線、データ信号線等とも言う)とを含んだ全体、もしくは、それらの一部のことを
言う。ソース領域とは、P型不純物(ボロンやガリウムなど)やN型不純物(リンやヒ素
など)が多く含まれる半導体領域のことを言う。従って、少しだけP型不純物やN型不純
物が含まれる領域、いわゆる、LDD(Lightly Doped Drain)領域
は、ソース領域には含まれない。ソース電極とは、ソース領域とは別の材料で形成され、
ソース領域と電気的に接続されている部分の導電層のことを言う。ただし、ソース電極は
、ソース領域も含んでソース電極と呼ぶこともある。ソース配線とは、各トランジスタの
ソース電極の間を接続するための配線、各画素の有するソース電極の間を接続するための
配線、又はソース電極と別の配線とを接続するための配線のことを言う。
領域、導電膜、配線など)も存在する。そのような部分(領域、導電膜、配線など)は、
ソース電極と呼んでも良いし、ソース配線と呼んでも良い。つまり、ソース電極とソース
配線とが、明確に区別できないような領域も存在する。例えば、延伸して配置されている
ソース配線の一部とソース領域とがオーバーラップしている場合、その部分(領域、導電
膜、配線など)はソース配線として機能しているが、ソース電極としても機能しているこ
とになる。よって、そのような部分(領域、導電膜、配線など)は、ソース電極と呼んで
も良いし、ソース配線と呼んでも良い。
てつながっている部分(領域、導電膜、配線など)や、ソース電極とソース電極とを接続
する部分(領域、導電膜、配線など)も、ソース電極と呼んでも良い。さらに、ソース領
域とオーバーラップしている部分も、ソース電極と呼んでも良い。同様に、ソース配線と
同じ材料で形成され、ソース配線と同じ島(アイランド)を形成してつながっている領域
も、ソース配線と呼んでも良い。このような部分(領域、導電膜、配線など)は、厳密な
意味では、別のソース電極と接続させる機能を有していない場合がある。しかし、製造マ
ージンなどの関係で、ソース電極またはソース配線と同じ材料で形成され、ソース電極ま
たはソース配線とつながっている部分(領域、導電膜、配線など)がある。よって、その
ような部分(領域、導電膜、配線など)もソース電極またはソース配線と呼んでも良い。
ース電極またはソース配線とは異なる材料で形成された導電膜も、ソース電極と呼んでも
良いし、ソース配線と呼んでも良い。
続されている部分(領域、導電膜、配線など)について、その一部分のことを言う。
、配線にトランジスタのソース(ドレイン)が接続されていない場合もある。この場合、
ソース配線、ソース線、ソース信号線、データ線、データ信号線は、トランジスタのソー
ス(ドレイン)と同じ層で形成された配線、トランジスタのソース(ドレイン)と同じ材
料で形成された配線またはトランジスタのソース(ドレイン)と同時に成膜された配線を
意味している場合がある。例としては、保持容量用配線、電源線、基準電位供給配線など
がある。
む回路を有する装置のことをいう。さらに、半導体特性を利用することで機能しうる装置
全般を半導体装置と呼んでもよい。
無機EL素子又は有機物及び無機物を含むEL素子)、電子放出素子、電気泳動素子、放
電素子、光反射素子、光回折素子、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、などの
ことを言う。ただし、これに限定されない。
素子を含む複数の画素またはそれらの画素を駆動させる周辺駆動回路が同一基板上に形成
された表示パネル本体のことでもよい。なお、表示装置は、ワイヤボンディングやバンプ
などによって基板上に配置された周辺駆動回路、いわゆる、チップオングラス(COG)
で接続されたICチップ、または、TABなどで接続されたICチップを含んでいても良
い。なお、表示装置は、ICチップ、抵抗素子、容量素子、インダクタ、トランジスタな
どが取り付けられたフレキシブルプリントサーキット(FPC)を含んでもよい。なお、
表示装置は、フレキシブルプリントサーキット(FPC)などを介して接続され、ICチ
ップ、抵抗素子、容量素子、インダクタ、トランジスタなどが取り付けられたプリント配
線基盤(PWB)を含んでいても良い。なお、表示装置は、偏光板または位相差板などの
光学シートを含んでいても良い。なお、表示装置は、照明装置、筐体、音声入出力装置、
光センサなどを含んでいても良い。ここで、バックライトユニットのような照明装置は、
導光板、プリズムシート、拡散シート、反射シート、光源(LED、冷陰極管など)、冷
却装置(水冷式、空冷式)などを含んでいても良い。
射シート、光源(LED、冷陰極管、熱陰極管など)、冷却装置などを有している装置の
ことをいう。
とをいう。
直視型、投写型、透過型、反射型、半透過型などがある。
えば、ソース信号線から画素内への信号の入力を制御するトランジスタ(選択用トランジ
スタ、スイッチング用トランジスタなどと呼ぶことがある)、画素電極に電圧または電流
を供給するトランジスタ、発光素子に電圧または電流を供給するトランジスタなどは、駆
動装置の一例である。さらに、ゲート信号線に信号を供給する回路(ゲートドライバ、ゲ
ート線駆動回路などと呼ぶことがある)、ソース信号線に信号を供給する回路(ソースド
ライバ、ソース線駆動回路などと呼ぶことがある)などは、駆動装置の一例である。
どは、互いに重複して有している場合がある。例えば、表示装置が、半導体装置および発
光装置を有している場合がある。あるいは、半導体装置が、表示装置および駆動装置を有
している場合がある。
れている、あるいは、A上にBが形成されている、と明示的に記載する場合は、Aの上に
Bが直接接して形成されていることに限定されない。直接接してはいない場合、つまり、
AとBと間に別の対象物が介在する場合も含むものとする。ここで、A、B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。
記載されている場合は、層Aの上に直接接して層Bが形成されている場合と、層Aの上に
直接接して別の層(例えば層Cや層Dなど)が形成されていて、その上に直接接して層B
が形成されている場合とを含むものとする。なお、別の層(例えば層Cや層Dなど)は、
単層でもよいし、複層でもよい。
様であり、Aの上にBが直接接していることに限定されず、AとBとの間に別の対象物が
介在する場合も含むものとする。従って例えば、層Aの上方に、層Bが形成されている、
という場合は、層Aの上に直接接して層Bが形成されている場合と、層Aの上に直接接し
て別の層(例えば層Cや層Dなど)が形成されていて、その上に直接接して層Bが形成さ
れている場合とを含むものとする。なお、別の層(例えば層Cや層Dなど)は、単層でも
よいし、複層でもよい。
直接接してBが形成されている場合を含み、AとBと間に別の対象物が介在する場合は含
まないものとする。
。
装置を提供することができる。
るのを防ぐことができる。これにより信頼性の高い半導体装置を得ることが可能となる。
た場合、バックゲートの電位が安定するので、信頼性の高い半導体装置を得ることができ
る。
異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することな
くその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って
、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に示す図面に
おいて、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説
明は省略する。
本実施の形態を、図1、図3、図4、図5を用いて説明する。
n Film Transistor(TFT))を用いた例である。基板101の一方
の表面の全面に、FFS(Fringe-field switching)駆動におけ
る第1の電極となる導電膜115が形成されている。
。このような透光性導電膜として、インジウム錫酸化物(Indium Tin Oxi
de(ITO))膜、インジウム亜鉛酸化物(Indium Zinc Oxide(I
ZO))膜、酸化珪素を添加したインジウム錫酸化物(ITSOともいう)膜、酸化亜鉛
(ZnO)膜、酸化スズカドミウム(CTO)膜、酸化スズ(SnO)膜などを用いれば
よい。
Film Transistor(TFT))121が形成されている。TFT121
は、ソース領域またはドレイン領域の一方である領域131a、ソース領域またはドレイ
ン領域の他方である領域131b、チャネル形成領域132を含む活性層103、ゲート
絶縁膜104、ゲート電極105を有している。なお図1ではゲート絶縁膜104は、チ
ャネル形成領域132上部のみに形成されているが、チャネル形成領域132上部以外に
も形成されていてもよい。
106上には、層間絶縁膜106中のコンタクトホールを介して、ソース領域またはドレ
イン領域の一方に電気的に接続される電極107、ソース領域またはドレイン領域の他方
に電気的に接続される電極108が形成されている。
らに層間絶縁膜111上に、層間絶縁膜111中に形成されたコンタクトホールを介して
、電極108に電気的に接続される画素電極113及び114a~114cが形成されて
いる。なお画素電極113は電極108ではなく、電極107に電気的に接続されていて
もよい。また層間絶縁膜106及び111は、いずれか一方のみを形成してもよい。
に電界125が発生する。後述するが、この電界125により液晶分子が駆動される。
タクトホールを介して、接続電極109と電気的に接続されており、接続電極109は配
線119と電気的に接続されている。なお配線119はゲート電極105と同じ材料、同
じ工程により作製されており、接続電極109は、電極107及び電極108と同じ材料
、同じ工程により作製されている。このように作製工程を追加せずに形成することができ
るため、フォトマスク数を低減させることができる。なお図3と図1に示す構成では同じ
ものは同じ符号で示している。
配線105に平行に配置すると、開口率の低下が小さくなる。
くさせることができる。さらにこの場合は、波形なまりを低減させることができる。
にわたって配置しても構わない。そのときは接続電極109をソース線107と平行に配
置させることが好ましい。
り、図1は図4のA-A’の断面図である。画素電極113及び114a、114b、1
14c、等には、溝(「開口」、「スリット」、「隙間」、「間隙」、「スペース」とも
いう)117が形成されている。
互いに離間した状態で配置されている。複数のゲート配線105は、ソース配線107に
略直交する方向(図中左右方向)に延伸し、かつ互いに離間するように配置されている。
配線119は、複数のゲート配線105それぞれに隣接する位置に配置されており、ゲー
ト配線105に平行な方向、つまり、ソース配線107に直交する方向(図中左右方向)
に延伸している。このように配置することにより、開口率を向上させることができる。ソ
ース配線107と、配線119及びゲート配線105とによって、略長方形の空間が囲ま
れているが、この空間に液晶表示装置の画素電極113が配置されている。画素電極11
3を駆動する薄膜トランジスタ121は、図中左上の角に配置されている。画素電極及び
薄膜トランジスタは、マトリクス状に複数配置されている。
とに接続されているが、これに限定されない。
)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、ネ
オジウム(Nd)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、金(Au)、銀
(Ag)、銅(Cu)、マグネシウム(Mg)、スカンジウム(Sc)、コバルト(Co
)、亜鉛(Zn)、ニオブ(Nb)、シリコン(Si)、リン(P)、ボロン(B)、ヒ
素(As)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、錫(Sn)、酸素(O)で構成さ
れた群から選ばれた一つもしくは複数の元素、または、前記群から選ばれた一つもしくは
複数の元素を成分とする化合物、合金材料(例えば、インジウム錫酸化物(Indium
Tin Oxide(ITO))、インジウム亜鉛酸化物(Indium Zinc
Oxide(IZO))、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)、酸化亜鉛(
ZnO)、酸化錫(SnO)、酸化錫カドミウム(CTO)、アルミネオジウム(Al-
Nd)、マグネシウム銀(Mg-Ag)、モリブデンニオブ(Mo-Nb)など)で形成
されることが望ましい。または、配線、電極、導電層、導電膜、端子などは、これらの化
合物を組み合わせた物質などを有して形成されることが望ましい。もしくは、前記群から
選ばれた一つもしくは複数の元素とシリコンの化合物(シリサイド)(例えば、アルミシ
リコン、モリブデンシリコン、ニッケルシリサイドなど)、前記群から選ばれた一つもし
くは複数の元素と窒素の化合物(例えば、窒化チタン、窒化タンタル、窒化モリブデン等
)を有して形成されることが望ましい。
)を含んでいてもよい。シリコンが不純物を含むことにより、導電率が向上したり、通常
の導体と同様な振る舞いをすることが可能となる。従って、配線、電極などとして利用し
やすくなる。
リコン)など、様々な結晶性を有するシリコンを用いることが出来る。あるいは、シリコ
ンは非晶質(アモルファスシリコン)などの結晶性を有さないシリコンを用いることが出
来る。単結晶シリコンまたは多結晶シリコンを用いることにより、配線、電極、導電層、
導電膜、端子などの抵抗を小さくすることが出来る。非晶質シリコンまたは微結晶シリコ
ンを用いることにより、簡単な工程で配線などを形成することが出来る。
。さらに、エッチングしやすいので、パターニングしやすく、微細加工を行うことが出来
る。
、密着性を向上させるため、積層構造にすることが望ましい。
ンと接触しても、不良を起こさない、エッチングしやすい、耐熱性が高いなどの利点を有
するため、望ましい。
ウムとアルミニウムとの合金にすると、耐熱性が向上し、アルミニウムがヒロックをおこ
しにくくなる。
などの利点を有するため、望ましい。
SnO)、酸化錫カドミウム(CTO)は、透光性を有しているため、光を透過させる部
分に用いることができる。たとえば、画素電極や共通電極として用いることができる。
チングしたときに、残渣が残ってしまう、ということも起こりにくい。したがって、画素
電極としてIZOを用いると、液晶素子や発光素子に不具合(ショート、配向乱れなど)
をもたらすことを低減出来る。
っていてもよい。単層構造にすることにより、配線、電極、導電層、導電膜、端子などの
製造工程を簡略化することができ、工程日数を少なくでき、コストを低減することが出来
る。あるいは、多層構造にすることにより、それぞれの材料のメリットを生かしつつ、デ
メリットを低減させ、性能の良い配線、電極などを形成することが出来る。たとえば、低
抵抗材料(アルミニウムなど)を多層構造の中に含むことにより、配線の低抵抗化を図る
ことができる。また、低耐熱性の材料を、高耐熱性の材料で挟む積層構造にすることによ
り、低耐熱性の材料の持つメリットを生かしつつ、配線、電極などの耐熱性を高くするこ
とが出来る。例えば、アルミニウムを含む層を、モリブデン、チタン、ネオジウムなどを
含む層で挟む積層構造にすると望ましい。
えば、一方の配線、電極などが他方の配線、電極など材料の中に入っていって、性質を変
えてしまい、本来の目的を果たせなくなる。別の例として、高抵抗な部分を形成又は製造
するときに、問題が生じて、正常に製造できなくなったりすることがある。そのような場
合、積層構造により反応しやすい材料を、反応しにくい材料で挟んだり、覆ったりすると
よい。例えば、ITOとアルミニウムとを接続させる場合は、ITOとアルミニウムとの
間に、チタン、モリブデン、ネオジウム合金を挟むことが望ましい。また、シリコンとア
ルミニウムとを接続させる場合は、ITOとアルミニウムとの間に、チタン、モリブデン
、ネオジウム合金を挟むことが望ましい。
びずに短く配置されていてもよい。したがって、電極は、配線に含まれている。
とが望ましい。なぜなら、ゲート配線105の方が、製造工程の過程で、高い温度状態に
配置されることが多いからである。
とが望ましい。なぜなら、ゲート配線105には、H信号とL信号の2値の信号を与える
だけであるが、ソース配線107には、アナログの信号を与え、それが表示に寄与するか
らである。よって、ソース配線107には、正確な大きさの信号を供給できるようにする
ため、抵抗の低い材料を用いることが望ましい。
ける共通電極の電位を安定化させることができる。なお、図4では、配線119は、ゲー
ト線と平行には配置されているが、これに限定されない。ソース配線107と平行に配置
されていてもよい。その時は、ソース配線107と同じ材質で形成されることが望ましい
。
ができ、効率的にレイアウトできるため、好適である。
の処理温度に耐え得る耐熱性を有するプラスチック基板、単結晶基板(単結晶シリコン基
板)、SOI基板、または金属板である。また、多結晶珪素であってもよい。
とが望ましい。
ndium Tin Oxide(ITO)膜、インジウム亜鉛酸化物(Indium
Zinc Oxide(IZOともいう))、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)
、若しくは不純物が導入された多結晶珪素膜又は非晶質珪素膜)から形成されている。
基板101から不純物が拡散することを防止する膜であり、下地膜として機能する。絶縁
膜102は、例えば、酸化珪素(SiOx)、窒化珪素(SiNx)、窒素を含む酸化珪
素(SiOxNy:x>y)、酸素を含む窒化珪素(SiNxOy:x>y)など、酸素
又は窒素を有する絶縁物質から形成される。また、これらの膜を複数積層した積層膜であ
ってもよい。なお、基板101と導電膜115の間に絶縁膜102と同じ機能を有する絶
縁膜があってもよい。
素膜の単層膜でもよい。酸化珪素膜を下地膜102として用いた場合は、ゲート絶縁膜1
04よりも厚くすると、ゲート配線105との容量カップリングを低減できるので有用で
ある。そのため下地膜102は、ゲート絶縁膜104より厚く、望ましくはゲート絶縁膜
104の3倍以上の厚さがあるとよい。
ンジスタ121のソース領域またはドレイン領域の一方となる領域131a、及びソース
領域またはドレイン領域の他方となる領域131bが形成されている。領域131a、1
31bは、例えばn型の不純物領域であるが、p型の不純物領域であってもよい。n型を
付与する不純物としては、例えばリン(P)及びヒ素(As)があり、p型を付与する不
純物としては、例えばボロン(B)及びガリウム(Ga)がある。また領域131aと1
31bとの間にチャネル形成領域132が形成される。
域132との間に、低濃度不純物領域を形成してもよい。
7と、配線119及びゲート配線105とによって囲まれている長方形状の領域には、そ
れぞれ薄膜トランジスタ121が配置されている。すなわち第1の配線としてゲート線1
03、第2の配線としてソース線107、第3の配線として配線119が形成されている
。薄膜トランジスタ121を配置することにより、画素内における表示に有効な領域を、
より効率的に形成することができる。つまり、開口率の向上につながる。なお、半導体膜
103は、例えば多結晶珪素膜であるが、他の半導体膜(例えば非晶質珪素膜、単結晶珪
素膜、有機半導体膜、又はカーボンナノチューブ)、微結晶珪素膜(マイクロクリスタル
シリコン膜、あるいはセミアモルファスシリコン膜ともいう)であってもよい。
晶質半導体と結晶構造を有する半導体(単結晶、多結晶を含む)膜の中間的な構造の半導
体を含む膜である。このセミアモルファス半導体膜は、自由エネルギー的に安定な第3の
状態を有する半導体膜であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質なものであり
、その粒径を0.5~20nmとして非単結晶半導体膜中に分散させて存在せしめること
が可能である。セミアモルファス半導体膜は、そのラマンスペクトルが520cm-1よ
りも低波数側にシフトしており、またX線回折ではSi結晶格子に由来するとされる(1
11)、(220)の回折ピークが観測される。また、未結合手(ダングリングボンド)
を終端化させるために水素またはハロゲンを少なくとも1原子%またはそれ以上含ませて
いる。本明細書では便宜上、このような半導体膜をセミアモルファス半導体(SAS)膜
と呼ぶ。さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて
格子歪みをさらに助長させることで安定性が増し良好なセミアモルファス半導体膜が得ら
れる。
ができる。代表的な珪素(シリコン)を含む気体としては、SiH4であり、その他にも
Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4などを用いることが
できる。また水素や、水素にヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種
または複数種の希ガス元素を加えたガスで、この珪素(シリコン)を含む気体を希釈して
用いることで、SAS膜の形成を容易なものとすることができる。希釈率は2倍~100
0倍の範囲で珪素(シリコン)を含む気体を希釈することが好ましい。またさらに、珪素
(シリコン)を含む気体中に、CH4、C2H6などの炭化物気体、GeH4、GeF4
などのゲルマニウム化気体、F2などを混入させて、エネルギーバンド幅を1.5~2.
4eV、若しくは0.9~1.1eVに調節しても良い。
ゲート線105との容量カップリングを低減することができる。そのためゲート線105
の充電及び放電が素早くでき、波形なまりを抑制することができる。
形成されている。
は、配置されていない場合もある。また、場所によって厚さや積層構造や厚さが異なる場
合がある。例えば、チャネル近傍のみ厚かったり、層の数が多かったりして、それ以外の
場所では、膜厚が薄かったり、層の数が少ない場合もある。このようにすることにより、
ソース領域やドレイン領域への不純物の添加が制御しやすくなる。また、チャネル近傍の
ゲート絶縁膜104の厚さや層の数を変えることにより、半導体膜への不純物の添加量が
場所によって変わるようにして、LDD領域を形成することが出来る。LDD領域を形成
することにより、漏れ電流を低減したり、ホットキャリアの発生を抑えて信頼性を向上さ
せたりすることが出来る。
い。画素電極113と導電膜113との間の距離を小さくでき、電界制御がしやすくなる
。
を含む酸化珪素(SiOxNy:x>y)、酸素を含む窒化珪素(SiNxOy:x>y
)など、酸素又は窒素を有する絶縁物質から形成される。また、これらの膜を複数積層し
た積層膜であってもよい。ゲート絶縁膜104上には半導体膜103の上方に位置するゲ
ート電極105が形成されている。
層である
ている。第1層間絶縁膜106には、無機材料又は有機材料を用いることができる。有機
材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト、シロ
キサン、又はポリシラザンなどを用いることができる。無機材料としては、酸化珪素(S
iOx)、窒化珪素(SiNx)、窒素を含む酸化珪素(SiOxNy:x>y)、酸素
を含む窒化珪素(SiNxOy:x>y)など、酸素又は窒素を有する絶縁物質から形成
される。また、これらの膜を複数積層した積層膜であってもよい。また、有機材料と無機
材料を組み合わせて積層膜にしてもよい。
に位置するコンタクトホール、領域131b上に位置するコンタクトホール、導電膜11
5上に位置するコンタクトホール、及び配線119上に位置するコンタクトホールが形成
されている。第1層間絶縁膜106上には、ソース配線107、電極108、及び接続用
電極109が形成されている。
出来る。特に、窒素を含む層を用いると、水分や不純物をブロックする機能が高い。
のため、その上の層に対して、よい効果をもたらすことが出来る。例えば、有機材料の上
に形成する層も平坦にすることが出来るため、液晶の配向の乱れを防いだりすることが出
来る。
域131aに電気的に接続している。したがって、電極108は、コンタクトホールを介
して領域131bに電気的に接続している。
接続してもよい。この場合、画素電極113と、領域131bとを接続するためのコンタ
クトホールは、深く開ける必要が出てくるが、接続用導電膜が必要ないため、その領域を
開口領域として画像表示に利用できる。そのため、開口率が向上し、低消費電力化をはか
ることが出来る。
れぞれに電気的に接続している。このように、導電膜115は、接続用電極109を介し
て配線119に電気的に接続している。なお、接続用電極109は複数設けられていても
よい。このようにすると、導電膜115の電位が安定化する。また、接続用電極109を
介して導電膜115と配線119を接続することにより、コンタクトホールを形成する回
数を減らすことが出来るので、プロセス工程を簡略化することが出来る。
、これに限定されない。画素電極113と同時に、同じ材料を用いて形成してもよい。
、第2層間絶縁膜111が形成されている。なお、第2層間絶縁膜111を形成しない構
成としても良い(図28参照)。第2層間絶縁膜111には、無機材料又は有機材料を用
いることができる。有機材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミド
アミド、レジスト、又はシロキサン、ポリシラザンなどを用いることができる。無機材料
としては、酸化珪素(SiOx)、窒化珪素(SiNx)、窒素を含む酸化珪素(SiO
xNy:x>y)、酸素を含む窒化珪素(SiNxOy:x>y)など、酸素又は窒素を
有する絶縁物質から形成される。また、これらの膜を複数積層した積層膜であってもよい
。また、有機材料と無機材料を組み合わせて積層膜にしてもよい。
、図3と同じものは同じ符号で示している。電極108が形成されないので、画素電極1
13が島状半導体膜103に直接接続されている。ソース配線107、画素電極113及
び画素電極114、並びに接続用電極109は、同じ材料、同じ工程で形成される。図2
8に示す構成では、画素電極113と導電膜105との間隔が小さくでき、電界制御がし
やすくなる。
a、114b、114c、等が形成されている。なお断面図である図1及び図3では便宜
上画素電極113と画素電極114(114a、114b、114c、等)を分けている
が、上面図である図4を見れば分かるように、画素電極は、同一材料、同一工程で形成さ
れた導電膜に、溝(「開口」、「スリット」、「隙間」、「間隙」、「スペース」ともい
う)117(117a、117b、117c、等)が形成されているものである。よって
以下の記載においては、画素電極113、114(114a、114b、114c、等)
を、まとめて画素電極113として説明することもある。
(酸化インジウム酸化スズ合金)、ZnO(酸化亜鉛)、酸化インジウムに2~20wt
%のZnOを交合したターゲットを用いて形成されたIZO(インジウム亜鉛酸化物)、
酸化スズ(SnO)などによって形成されている。画素電極113は、一部が電極108
の上方に位置しており、電極108に電気的に接続している。このように、画素電極11
3は、電極108を介して薄膜トランジスタ121の領域131bに電気的に接続してい
る。
領域131bに直接接続している。
17b、117c、等を有している。溝117a、117b、117c、等の例としては
、スリット状で互いに平行であるものを多く含む。
に対して斜めであるが、画素の図中上半分に位置する溝と、下半分に位置する溝の向きは
互いに異なる。溝117a、117b、117c、…が形成されることにより、導電膜1
15と画素電極113の間で基板に平行な成分を有する電界が、画素電極114のそれぞ
れから導電膜115に向かって生じる。このため、画素電極113及び114の電位を制
御することにより、後述する液晶の配向方向を制御することができる。
きが異なるものを配置されている。これによって、液晶分子の動く方向が異なる領域を複
数設けることが出来る。つまり、マルチドメイン構造にすることが出来る。マルチドメイ
ン構造にすることにより、ある特定の方向から見たとき、画像の表示が正しくなくなって
しまうことを防ぐことができ、その結果、視野角を向上させることが出来る。
電極における櫛歯部分の相互間のスペース等、導電体が形成されていないスペースを含ま
れるものとする。
膜厚が厚い方が好ましい。さらに、より好ましくは導電膜115の方が画素電極113よ
りも1.5倍以上、その膜厚が厚い方が好ましい。こうすることにより、抵抗を低減させ
ることができる。
が積層されている。液晶116としては、強誘電性液晶(FLC)、双安定性液晶、ネマ
ティック液晶、スメクティック液晶、高分子分散型液晶、ホモジニアス配向になるような
液晶、ホメオトロピック配向になるような液晶などを用いることができる。また液晶以外
を用いてもよく、例えば電気映像素子等を用いても構わない。液晶116上には、第2配
向膜123及びカラーフィルタ122を介して対向基板120が配置されている。なお、
基板101及び対向基板120それぞれには、偏光板126、124が設けられている。
ない部分、及びこれらの相互間に位置する各絶縁膜によって、容量が形成される。この容
量が形成されることにより保持容量が大きくなる。
基板101上に透光性を有する導電膜115(例えばインジウム錫酸化物(ITO)、イ
ンジウム亜鉛酸化物(IZO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)、又は珪素(
Si))を基板全面に形成する。
は、ゲート絶縁膜104、下地膜102を除去しても構わない。すなわち、開口部で絶縁
膜106を除去した半導体装置、開口部で絶縁膜106及びゲート絶縁膜104を除去し
た半導体装置、開口部で絶縁膜106、ゲート絶縁膜104、下地膜102を除去した半
導体装置を作製することが可能である。これにより画素電極114と導電膜115との間
隔dを小さくすることができ、その結果、電界制御をしやすくなる。
102は、後述するゲート絶縁膜104より厚く形成されることが望ましい。次いで、絶
縁膜102上に半導体膜(例えば多結晶珪素膜)を形成し、この半導体膜を、レジストを
用いたエッチングにより選択的に除去する。これにより、絶縁膜102上には島状の半導
体膜103が形成される。
もよい。また珪素に限定されず、ZnO、a-InGaZnO、SiGe、GaAsなど
の化合物半導体を用いてもよい。
tor)基板を用いて、島状の半導体膜103を形成してもよい。
ート絶縁膜104は例えば窒素を含む酸化珪素膜又は酸化珪素膜であり、プラズマCVD
法により形成される。なお、ゲート絶縁膜104を窒化珪素膜、若しくは窒化珪素及び酸
化珪素を有する多層膜により形成してもよい。次いで、ゲート絶縁膜104上に導電膜を
形成し、この導電膜に、エッチングを行うことにより、選択的に除去する。これにより、
半導体膜103上に位置するゲート絶縁膜104上には、ゲート電極105が形成される
。また、本工程により、ゲート配線105及び配線119が形成される。
電位を安定化させることができる。また、配線119を形成しなくてもよい。また、配線
119を他の層(例えばソース配線107と同一の層、又は導電膜115と同一の層、又
は画素電極113と同一の層)に設けてもよく、複数の層に分けて形成してもよい。また
、本図において配線119は、ソース配線107に直交する方向に延伸しているが、ソー
ス配線107と同一方向に延伸する構成であってもよい。
ンタル(Ta)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、ネオジウ
ム(Nd)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、金(Au)、銀(Ag
)、銅(Cu)、マグネシウム(Mg)、スカンジウム(Sc)、コバルト(Co)、亜
鉛(Zn)、ニオブ(Nb)、シリコン(Si)、リン(P)、ボロン(B)、ヒ素(A
s)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、錫(Sn)、酸素(O)で構成された群
から選ばれた一つもしくは複数の元素、または、前記群から選ばれた一つもしくは複数の
元素を成分とする化合物、合金材料(例えば、インジウム錫酸化物(ITO)、インジウ
ム亜鉛酸化物(IZO)、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)、酸化亜鉛(
ZnO)、酸化錫(SnO)、酸化錫カドミウム(CTO)、アルミネオジウム(Al-
Nd)、マグネシウム銀(Mg-Ag)、モリブデンニオブ(Mo-Nb)など)で形成
されることが望ましい。または、ゲート電極105、配線119を構成する導電膜は、こ
れらの化合物を組み合わせた物質などを有して形成されることが望ましい。もしくは、前
記群から選ばれた一つもしくは複数の元素とシリコンの化合物(シリサイド)(例えば、
アルミシリコン、モリブデンシリコン、ニッケルシリサイドなど)、前記群から選ばれた
一つもしくは複数の元素と窒素の化合物(例えば、窒化チタン、窒化タンタル、窒化モリ
ブデン等)を有して形成されることが望ましい。
)を含んでいてもよい。シリコンが不純物を含むことにより、導電率が向上したり、通常
の導体と同様な振る舞いをすることが可能となる。従って、配線、電極などとして利用し
やすくなる。
リコン)など、様々な結晶性を有するシリコンを用いることが出来る。あるいは、シリコ
ンは非晶質(アモルファスシリコン)などの結晶性を有さないシリコンを用いることが出
来る。単結晶シリコンまたは多結晶シリコンを用いることにより、配線、電極、導電層、
導電膜、端子などの抵抗を小さくすることが出来る。非晶質シリコンまたは微結晶シリコ
ンを用いることにより、簡単な工程で配線などを形成することが出来る。
。さらに、エッチングしやすいので、パターニングしやすく、微細加工を行うことが出来
る。
、密着性を向上させるため、積層構造にすることが望ましい。
ンと接触しても、不良を起こさない、エッチングしやすい、耐熱性が高いなどの利点を有
するため、望ましい。
ウムとアルミニウムとの合金にすると、耐熱性が向上し、アルミニウムがヒロックをおこ
しにくくなる。
などの利点を有するため、望ましい。
SnO)、酸化錫カドミウム(CTO)は、透光性を有しているため、光を透過させる部
分に用いることができる。たとえば、画素電極や共通電極として用いることができる。
チングしたときに、残渣が残ってしまう、ということも起こりにくい。したがって、画素
電極としてIZOを用いると、液晶素子や発光素子に不具合(ショート、配向乱れなど)
をもたらすことを低減出来る。
構造になっていてもよい。単層構造にすることにより、ゲート電極105、配線119を
構成する導電膜の製造工程を簡略化することができ、工程日数を少なくでき、コストを低
減することが出来る。あるいは、多層構造にすることにより、それぞれの材料のメリット
を生かしつつ、デメリットを低減させ、性能の良い配線、電極などを形成することが出来
る。たとえば、低抵抗材料(アルミニウムなど)を多層構造の中に含むことにより、配線
の低抵抗化を図ることができる。また、低耐熱性の材料を、高耐熱性の材料で挟む積層構
造にすることにより、低耐熱性の材料の持つメリットを生かしつつ、配線、電極などの耐
熱性を高くすることが出来る。例えば、アルミニウムを含む層を、モリブデン、チタン、
ネオジウムなどを含む層で挟む積層構造にすると望ましい。
えば、一方の配線、電極などが他方の配線、電極など材料の中に入っていって、性質を変
えてしまい、本来の目的を果たせなくなる。別の例として、高抵抗な部分を形成又は製造
するときに、問題が生じて、正常に製造できなくなったりすることがある。そのような場
合、積層構造により反応しやすい材料を、反応しにくい材料で挟んだり、覆ったりすると
よい。例えば、ITOとアルミニウムとを接続させる場合は、ITOとアルミニウムとの
間に、チタン、モリブデン、ネオジウム合金を挟むことが望ましい。また、シリコンとア
ルミニウムとを接続させる場合は、ITOとアルミニウムとの間に、チタン、モリブデン
、ネオジウム合金を挟むことが望ましい。
びずに短く配置されていてもよい。したがって、電極は、配線に含まれている。
により、半導体膜103には、ソース領域またはドレイン領域の一方である領域131a
、ソース領域またはドレイン領域の他方である131b、及びチャネル形成領域132が
形成される。なお、n型、p型の不純物元素を個別に注入してもよいし、特定の領域には
n型の不純物元素及びp型の不純物元素を共に注入してもよい。ただし後者の場合には、
n型の不純物元素又はp型の不純物元素のどちらか一方の注入量が多くなるようにする。
なお、本工程において、レジストをマスクとして用いてもよい。
域を形成してもよい。LDD領域を形成したい部分は、ゲート絶縁膜104を厚くしたり
、層の数を増やしたりすればよい。その結果、不純物の注入量が減るため、LDD領域を
容易に形成することが出来る。
ば、ゲート絶縁膜104を成膜する前や、成膜した後に行っても良い。その場合は、レジ
ストをマスクとして用いて、形成する。これにより、ゲートと同じレイヤの電極と、不純
物が注入された半導体膜との間で、容量を形成することが出来る。ゲートと同じレイヤの
電極と、不純物が注入された半導体膜との間には、ゲート絶縁膜が配置されているので、
膜厚がうすく、大きな容量を形成することが出来る。
、第1層間絶縁膜106上に導電膜(例えば金属膜)を形成し、この導電膜を、マスクを
用いたエッチングにより選択的に除去する。これにより、ソース配線107、電極108
、及び接続電極109が形成される。
、第2層間絶縁膜111上に透光性を有する導電膜(インジウム錫酸化物(ITO)、イ
ンジウム亜鉛酸化物(IZO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)、又は珪素(
Si))を形成し、この導電膜を、レジストを用いたエッチングにより選択的に除去する
。これにより、画素電極113が形成される。
されているコンタクトホールとは位置が同じである場合、1つの場所に収めることが出来
るため、効率的にレイアウトすることが出来る。そのため、画素の開口率を向上させるこ
とができる。
が充填されているコンタクトホールとは位置が互いに異なっていてもよい。このようにす
ることにより、電極108及び画素電極113のうち、コンタクトホール上に位置する部
分が窪んでも、この窪みが重なることはない。このため、画素電極113に深く窪む部分
が形成されず、上記したレジストのつきまわり不良が発生することを抑制できる。その後
、レジストを除去する。
された対向基板120との間に液晶116を封止する。その後、液晶116と接しない側
の対向基板120や基板101に、偏光板126、124、位相差板(図示せず)、λ/
4板等の光学フィルム(図示せず)、拡散板やプリズムシート等の光学フィルム等を設け
る。さらに、バックライトやフロントライトを設ける。バックライトとしては、直下型や
サイドライト型を用いることが出来る。光源としては、冷陰極管やLED(発光ダイオー
ド)を用いることができる。LEDとしては、白色LEDや、色ごとのLED(例えば、
白、赤、青、緑、シアン、マゼンダ、イエローなど)のを組み合わせて用いればよい。L
EDを用いると、光の波長が鋭いため、色純度を上げることが出来る。サイドライト型の
場合は、導光板を配置し、均一な面光源を実現する。このようにして、液晶表示装置が形
成される。
も良い。さらに、液晶表示装置とは、偏光板や位相差板などの光学フィルムを配置したも
のまで含む場合もあり、その他にも、拡散板やプリズムシートや光源(冷陰極管やLED
など)や導光板などを含めてもよい。
ゲート型の薄膜トランジスタについて説明をしたが、本発明は特にこれに限定されるもの
ではない。チャネル領域の下方にゲート電極が配置された、いわゆるボトムゲート型の薄
膜トランジスタにしてもよいし、チャネル領域の上下にゲート電極が配置された構造を有
するトランジスタを形成してもよい。
Tについて説明したが、ゲート電極が2つ以上形成される、いわゆるマルチゲート型TF
Tを形成してもよい。
。反射型の液晶表示装置は、例えば導電膜115を光透過性の膜(例えば、インジウム錫
酸化物(ITO)膜、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、酸化亜鉛(ZnO)、若しくは
不純物が導入された多結晶珪素膜又は非晶質珪素膜)により形成し、画素電極113を反
射性のある導電膜、例えば金属膜により形成することにより実現できる。また、画素電極
113を光透過性の膜により形成し、かつ導電膜115の一部を反射性のある導電膜、例
えば金属膜により形成して残りを光透過性の膜により形成しても、半透過型の液晶表示装
置を実現できる。
属膜にすることで、導電膜115に反射板の機能を持たせることができる。画素電極11
3と導電膜115を、両方とも反射性の導電膜を用いることも可能であるし、いずれか一
方を反射性の導電膜にすることも可能である。また基板101と導電膜115の間に絶縁
膜(例えば酸化珪素膜)を設け、この絶縁膜中に反射膜としての金属膜を形成することも
できる。さらに、基板101の外側の面に、反射膜としての反射シート(例えばアルミニ
ウム膜)を設けることもできる。なお、ここで述べた内容は、後述する各実施形態におい
ても同様に適用できる。
晶表示装置を提供することができる。
に混入されるのを防ぐことができる。これにより信頼性の高い半導体装置を得ることが可
能となる。
るため、バックゲートの電位が安定し、信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
本実施の形態では、画素部のスイッチング素子として、ボトムゲート型TFTを作製し
た例を、図2を用いて説明する。
3、活性層となる島状半導体膜206、ソース領域またはドレイン領域の一方である領域
208a、ソース領域またはドレイン領域の他方である領域208b、ソース電極または
ドレイン電極の一方である電極207a、ソース電極またはドレイン電極の他方である電
極207a、画素電極209及び214(214a、214b、214c、等)が形成さ
れている。ゲート電極204、ゲート絶縁膜213、島状半導体膜206、領域208a
、領域208bにより、TFT212が構成されている。
が駆動される。
05が配置されている。絶縁膜210上に形成され、電極209と同じ材料、同じ工程で
形成された電極211が配置されている。電極211は、下地膜203、ゲート絶縁膜2
13、絶縁膜210に形成されたコンタクトホールを介して、導電膜202と電極205
に電気的に接続している。
用いて形成すればよい。ゲート絶縁膜213は、ゲート絶縁膜104あるいは絶縁膜10
6と同様の材料で、基板201全面に形成する。
Tについて説明するが、ゲート電極が2つ以上形成される、いわゆるマルチゲート型TF
Tを形成してもよい。
い。好ましくは、アモルファス半導体膜、マイクロクリスタル半導体膜(セミアモルファ
ス半導体膜)が好ましい。その場合は、真性半導体膜(島状半導体膜206)を形成後、
一導電性を付与する不純物を含む半導体膜を形成する。一導電型を付与する不純物は、例
えばn型を付与する不純物であれば、リン(P)、ヒ素(As)等を用いればよく、p型
を付与する不純物としては、ホウ素(B)を用いればよい。本実施の形態のボトムゲート
型TFTはチャネルエッチ型を採用するので、島状半導体膜、ソース電極、ドレイン電極
を形成後、チャネル形成領域の一部にエッチングが必要となる。
電性を付与する不純物を含む半導体膜の一部をエッチングして、領域208a及び208
bを形成する。エッチングにより領域207a及び領域207bを形成する
は、絶縁膜210が形成される、絶縁膜210は、絶縁膜106あるいは絶縁膜111と
同様の材料、同様の工程を用いて形成すればよい。ただし絶縁膜210として、有機材料
を用いないと、画素電極214と導電膜202との間隔dを小さくすることができ、電界
制御がしやすくなる。
、電極211を形成する。画素電極209及び214は、画素電極113及び114と同
様に、導電膜に溝が形成されたものである。
介して、電極205に電気的に接続されている。かつ、下地膜203、ゲート絶縁膜21
3及び絶縁膜210に形成されたコンタクトホールを介して、導電膜202に電気的に接
続されている。
。配向膜215は、配向膜112と同様の材料を用いて形成すればよい。
基板221、カラーフィルタ222、配向膜223は、それぞれ対向基板120、カラー
フィルタ122、配向膜123と同様の材料を用いればよい。
その空隙に液晶216を注入する。
17、位相差板(図示せず)、λ/4板等の光学フィルム(図示せず)、拡散板やプリズ
ムシート等の光学フィルム等を設ける。さらに、バックライトやフロントライトを設ける
。バックライトとしては、直下型やサイドライト型を用いることが出来る。光源としては
、冷陰極管やLED(発光ダイオード)を用いることができる。LEDとしては、白色L
EDや、色ごとのLED(例えば、白、赤、青、緑、シアン、マゼンダ、イエローなど)
のを組み合わせて用いればよい。LEDを用いると、光の波長が鋭いため、色純度を上げ
ることが出来る。サイドライト型の場合は、導光板を配置し、均一な面光源を実現する。
このようにして、液晶表示装置が形成される。
26では、図2と同じものは同じ符号で示している。図26では、TFT212は結晶性
島状半導体膜253を活性層として有しており、結晶性島状半導体膜253は、チャネル
形成領域256、ソース領域またはドレイン領域の一方である領域258a、ソース領域
またはドレイン領域の他方である領域258bを有している。
207a及びソース電極またはドレイン電極の他方である電極207bと同じ材料、同じ
工程で形成された電極251を用いる。
変えただけであるので、その他の構成における作製材料や作製工程は、実施の形態1で述
べたものを参照すればよい。
晶表示装置を提供することができる。
るのを防ぐことができる。これにより信頼性の高い液晶表示装置を得ることが可能となる
。
本実施の形態は、実施の形態1の電極108を形成せず、画素電極113を直接領域1
31bに接続されるように形成した例を、図6に示す。図6中の符号は実施の形態1のも
のを援用している。その他の構成における作製材料や作製工程は、実施の形態1で述べた
ものを参照すればよい。本実施の形態は、電極108を形成しないので、開口率が高くな
るという利点がある。
晶表示装置を提供することができる。
るのを防ぐことができる。これにより信頼性の高い液晶表示装置を得ることが可能となる
。
した場合、バックゲートの電位が安定するので、信頼性の高い液晶表示装置を得ることが
できる。
本実施の形態を、図10、図11、図12、図13を用いて説明する。図10、図11
、図12、図13中の符号は実施の形態1のものを援用している。その他の構成における
作製材料や作製工程は、実施の形態1で述べたものを参照すればよい。
を用いてもよい。
工程で形成された電極141を用いる。配線119及び導電膜115は、電極141を介
して電気的に接続されている。
じ符号で示されている。図11中C-C’及びD-D’の断面図が図10である。
同様の工程で形成された電極141、かつ、電極107及び電極108と同様の材料及び
同様の工程で形成された電極142を用いる。配線119及び導電膜115は、電極14
1かつ電極142を介して電気的に接続されている。
じ符号で示されている。図13中C-C’及びE-E’の断面図が図12である。
晶表示装置を提供することができる。
るのを防ぐことができる。これにより信頼性の高い液晶表示装置を得ることが可能となる
。
した場合、バックゲートの電位が安定するので、信頼性の高い液晶表示装置を得ることが
できる。
本実施の形態では、画素電極を様々な形状に形成した例を、図7、図8(A)~図8(
D)、図9(A)~図9(D)に示す。図7、図8(A)~図8(D)、図9(A)~図
9(D)中の符号は実施の形態1のものを援用している。その他の構成における作製材料
や作製工程は、実施の形態1で述べたものを参照すればよい。
を用いてもよい。
。
B’の断面図は図3と同じである。また図8(A)~図8(B)では、図面の見やすさを
考慮して、画素電極113と導電膜115のみを示している。
いる。スリット状の開口はソース配線に対して斜めである。かつ、画素電極113の上半
分に形成されているスリット状の開口と、画素電極113の下半分に形成されているスリ
ット状の開口は、画素電極113の中心線に対して互いの角度が異なる。画素電極113
の上半分に形成されているスリット状の開口と、画素電極113の下半分に形成されてい
るスリット状の開口は、中心線に対して線対称であってもよい。
が異なる複数の電極を同心に配置し、これらを接続した形状である。そして、各電極の相
互間のスペースが、開口の役割を果たしている。
が互い違いになるように配置したものである。そして櫛歯部分の相互間に位置するスペー
スが開口の役割を果たしている。
に位置するスペースが開口の役割を果たしている。
状部分の相互間に位置するスペースが開口の役割を果たしている。
状である開口部が形成されている。
。
装置を提供することができる。
るのを防ぐことができる。これにより信頼性の高い液晶表示装置を得ることが可能となる
。
した場合、バックゲートの電位が安定するので、信頼性の高い液晶表示装置を得ることが
できる。
本実施の形態では、実施の形態1と異なる場所にカラーフィルタを設けた例について、
図22、図23(A)~図23(B)、図24を用いて説明する。
の断面図である。本実施の形態に係る液晶表示装置の画素部は、対向基板120側にカラ
ーフィルタを配置せず、層間絶縁膜106の代わりにカラーフィルタ241(赤色のカラ
ーフィルタ241R、青色のカラーフィルタ241B、及び緑色のカラーフィルタ241
G)を配置した点を除いて、実施の形態1に示した液晶表示装置と同様の構成である。
用できる。以下、実施の形態1と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略す
る。
てもよい。無機材料としては、酸化珪素、窒化珪素、窒素を含む酸化珪素、酸素を含む窒
化珪素など、酸素又は窒素を有する絶縁物質から形成される。不純物の侵入をブロックす
るためには、窒素を多く含む材料にすることが望ましい。また、カラーフィルタ241上
に、平坦化膜を形成してもよい。
、例えば、4色や6色でもよい。例えば、イエローやシアンやマゼンダや白が追加されて
よい。また、カラーフィルタだけでなく、ブラックマトリックスも配置してもよい。さら
に、ブラックマトリクスは、樹脂材料で形成しても、金属膜で形成しても構わない。さら
にブラックマトリクスは、カーボンブラックを用いて形成しても構わない。
20との位置合わせを正確にやる必要がないため、容易に製造することが可能となり、コ
ストが低減し、製造歩留まりが向上する。
わりにカラーフィルタ241(241R、241G、241B)を形成する工程が入る点
を除いて、実施の形態1に係る液晶表示装置の製造方法と同様である。
カラーフィルタ層上にレジストを形成する工程、及びレジストをマスクとしてカラーフィ
ルタ層を選択的にドライエッチングする工程を3回繰り返すことにより形成される。
ラーフィルタ層相互間にスペースが生じるが、このスペースには層間絶縁膜111が埋め
込まれる。あるいは、さらに無機材料や有機材料が、積層される。あるいは、ブラックマ
トリックスなどが積層される。また、カラーフィルタ241R、241G、241Bやブ
ラックマトリックスは液滴吐出法(例えばインクジェット法)を用いても形成することが
できる。
ラーフィルタを設けているため、対向基板120にカラーフィルタを設ける場合と比較し
て、対向基板120との間に位置ずれが生じても開口率が低下することを抑制できる。す
なわち対向基板120の位置ずれに対するマージンが大きくなる。
うに、本実施の形態の液晶表示装置は、画素部150の周囲に、周辺駆動回路であるソー
ス線駆動回路152及びゲート線駆動回路154が設けられている。
ィルタ241Rが設けられていてもよい。カラーフィルタ241Rが設けられることによ
り、ソース線駆動回路152及びゲート線駆動回路154が有する薄膜トランジスタの活
性層の光劣化が防止され、かつ平坦化が図られている。
る。画素部150には、赤色のカラーフィルタ241R、青色のカラーフィルタ241B
、及び緑色のカラーフィルタ241Gがストライプ状に交互に配置されている。また、各
画素が有する薄膜トランジスタ上には赤色のカラーフィルタ241Rが配置されている。
互間のスペースと重なるように配置されているため、光漏れが生じることが抑制される。
必要であったブラックマトリックスの形成工程を省略することも可能である。
、層間絶縁膜106の代わりにカラーフィルタ241R、241G、241Bを設けたた
め、液晶表示装置の製造工程数を減らすことができる。また、対向基板120にカラーフ
ィルタを設ける場合と比較して、対向基板120との間に位置ずれが生じても、開口率の
低下が抑制できる。すなわち対向基板120の位置ずれに対するマージンが大きくなる。
様に、層間絶縁膜106や、あるいは第2層間絶縁膜111の代わりに(図24参照)、
カラーフィルタ241(241R、241G、241B)を設けてもよい。この場合にお
いても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
本実施形態においては、表示装置の表示パネル構成、および周辺構成について説明する
。特に、液晶表示装置の表示パネル(液晶パネルとも記す)構成、および周辺構成につい
て説明する。
29(A)は、液晶パネルの上面図である。
入力端子20103及び信号線側入力端子20104が形成されている。走査線側入力端
子20103から走査線が行方向に延在して基板20100上に形成され、信号線入力端
子20104から信号線が列方向に延在して基板20100上に形成されている。また、
画素部20101には、画素20102が走査線と、信号線とが交差するところで、マト
リクス上に配置されている。また、画素20102には、スイッチング素子と画素電極層
とが配置されている。
00の行方向の両側に形成されている。信号線入力端子20103は、基板20100の
列方向のうち一方に形成されている。また、一方の走査線側入力端子20103から延在
する走査線と、他方の走査線側入力端子20103から延在する走査線とは、交互に形成
されている。
が信号線に接続され、第2端子が画素電極層に接続されることによって、個々の画素20
102を外部から入力する信号によって独立して制御することができる。なお、スイッチ
ング素子のオン・オフは走査線に供給されている信号によって制御されている。
とで、画素20102を高密度に配置することができる。また、信号線側入力端子201
03を基板20100の列方向のうち一方に配置することで、液晶パネルの狭額縁化、又
は画素20101の領域の拡大を図ることができる。
板、石英基板、プラスチック基板、紙基板、セロファン基板、石材基板、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などを用いることができる。
ば、PNダイオード、PINダイオード、ショットキーダイオード、ダイオード接続のト
ランジスタなど)、サイリスタ、それらを組み合わせた論理回路などを用いることができ
る。
され、第1端子が信号線に接続され、第2端子が画素電極層に接続されることにより、個
々の画素20102を外部から入力する信号によって独立して制御することができる。
よい。走査線側入力端子20103を基板20100の行方向のうち一方に配置すること
で、液晶パネルの狭額縁化、画素20101の領域の拡大を図ることができる。
端子20103から延在する走査線とは、共通にしてもよい。
よい。信号線側入力端子20103を基板20100の列方向のうち両方に配置すること
で、画素20102を高密度に配置できる。
素子を設ける場合、基板20100上に、容量線を形成してもよい。基板20100上に
容量線を形成する場合、容量素子の第1電極が容量線に接続され、第2端子が画素電極層
に接続されるようにする。また、基板20100上に容量線を形成しない場合、容量素子
の第1電極がこの容量素子が配置されている画素20102とは別の走査線に接続され、
第2端子が画素電極層に接続されているようにする。
けの駆動回路によって制御する構成を示しているが、図30(A)に示すように、COG
(Chip on Glass)方式によりドライバIC20201を基板20100上
に実装してもよい。また、別の構成として、図30(B)に示すように、TAB(Tap
e Automated Bonding)方式によりドライバIC20201をFPC
(Flexible Printed Circuit)20200上に実装してもよい
。また、図30において、ドライバIC20201は、FPC20200と接続されてい
る。
ラス基板上にTFTで回路を形成したものでもよい。
路20105を基板20100上に形成してもよい。また、図29(C)に示すように、
走査線駆動回路20105及び信号線駆動回路20106を基板20100上に形成して
もよい。
型及び多数のPチャネル型のトランジスタから構成されている。ただし、多数のNチャネ
ル型のトランジスタのみで構成されていてもよいし、多数のPチャネル型のトランジスタ
のみで構成されていてもよい。
る。
容量素子20303を有している。トランジスタ20301のゲートが配線20305に
接続され、第1端子が配線20304に接続されている。液晶素子20302の第1電極
が対向電極20307に接続され、第2電極がトランジスタ20301の第2端子に接続
されている。容量素子20303の第1電極が配線20306に接続され、第2電極がト
ランジスタ20301の第2端子に接続されている。
6は容量線である。また、トランジスタ20301は、スイッチングトランジスタであり
、Pチャネル型トランジスタでもNチャネル型トランジスタでもよい。また、液晶素子2
0307は、動作モードとしてTN(Twisted Nematic)モード、IPS
(In-Plane-Switching)モード、FFS(Fringe Field
Switching)モード、MVA(Multi-domain Vertical
Alignment)モード、PVA(Patterned Vertical Al
ignment)、ASM(Axially Symmetric aligned M
icro-cell)モード、OCB(Optical Compensated Bi
refringence)モード、FLC(Ferroelectric Liquid
Crystal)モード、AFLC(AntiFerroelectric Liqu
id Crystal)などを用いることができる。
いる。ビデオ信号はアナログの電圧信号であり、走査信号はHレベル又はLレベルのデジ
タルの電圧信号である。ただし、ビデオ信号は電流信号でもよいし、デジタル信号でもよ
い。また、走査信号のHレベル及びLレベルは、トランジスタ20301のオン・オフを
制御できる電位であればよい。
供給されていてもよい。
ベルになると、トランジスタ20301がオンし、ビデオ信号が配線20304からオン
したトランジスタ20301を介して液晶素子20302の第2電極及び容量素子203
03の第2電極に供給される。そして、容量素子20303は配線203076の電位と
ビデオ信号の電位との電位差を保持する。
0304と、液晶素子20302の第2電極及び容量素子20303の第2電極とは、電
気的に遮断される。しかし、容量素子20303が配線203076の電位とビデオ信号
の電位との電位差を保持しているため、容量素子20302の第2電極の電位はビデオ信
号と同様な電位を維持することができる。
ビデオ信号と同電位に維持でき、液晶素子20302をビデオ信号に応じた透過率に維持
できる。
を有していれば、容量素子20303は必ずしも必要ではない。
続されていてもよい。例えば、液晶素子20302の液晶モードがFFSモードのときな
どに、液晶素子20302は図31(B)の構成を用いる。
続されていてもよい。なお、配線20305aをn行目(nは正の整数)の走査線とした
とき、配線20305bはn+1行目の走査線である。同様に、トランジスタ20301
a、画素20102a、容量素子20303aをn行目の素子としたとき、トランジスタ
20301b、画素20102b、容量素子20303bはn+1行目の素子である。こ
のように、容量素子20303bの第1電極が前列の配線20305aに接続されること
で、配線を少なくすることができる。よって、図32の画素20102aおよび2010
2bは、開口率を大きくすることができる。
ル22607、第1の偏光子を含む層22608、第2の偏光子を含む層22609が設
けられている。
できる。また、本実施形態の液晶パネルは、各画素にスイッチング素子が設けられたアク
ティブ型の構造について説明してきたが、図33の液晶パネルはパッシブ型の構造でもよ
い。
601は、拡散板22602、導光板22603、反射板22604、ランプリフレクタ
22605、光源22606を有するように構成されている。光源22606としては冷
陰極管、熱陰極管、発光ダイオード、無機EL又は有機ELなどが用いられ、光源226
06は必要に応じて発光する機能を有する。ランプリフレクタ22605は、光源226
06からの蛍光を効率よく導光板22603に導く機能を有する。導光板22603は、
蛍光を全反射させて、全面に光を導く機能を有する。拡散板22602は、明度のムラを
低減する機能を有する。反射板22604は、導光板22603から下方向(液晶パネル
22607と反対方向)に漏れた光を反射して再利用する機能を有する。
を配置することで、本実施形態の液晶表示装置は液晶パネルの画面の明るさを向上させる
ことができる。
路が接続されている。制御回路からの信号供給によって、光源22606の輝度を調整す
ることができる。
む層22609が設けれ、バックライトユニット22601とは反対方向の液晶パネル2
2607にも第1の偏光子を含む層22608が設けられている。
パネル22607の液晶素子がTNモードで駆動する場合、クロスニコルになるように配
置される。また、第1の偏光子を含む層22608と第2の偏光子を含む層22609と
は、液晶パネル22607の液晶素子がVAモードで駆動する場合、クロスニコルになる
ように配置される。また、第1の偏光子を含む層22608と第2の偏光子を含む層22
609とは、液晶パネル22607の液晶素子がIPSモード及びFFSモードで駆動す
る場合、クロスニコルになるように配置されていてもよいし、パラレルニコルになるよう
に配置されていてもよい。
と、液晶パネル22607との間に位相差板を有していてもよい。
22601との間に、スリット(格子)22610を配置することで、本実施形態の液晶
表示装置は3次元表示を行うことができる。
射された光をストライプ状にして透過し、表示装置へ入射させる。このスリット2261
0によって、視認側にいる視認者の両目に視差を作ることができ、視認者は右目では右目
用の画素だけを、左目では左目用の画素だけを同時に見ることになる。よって、視認者は
、3次元表示を見ることができる。つまり、スリット22610によって特定の視野角を
与えられた光が右目用画像及び左目用画像のそれぞれに対応する画素を通過することで、
右目用画像と左目用画像とが異なる視野角に分離され、3次元表示が行われる。
れば、3次元表示を行うことができる高機能でかつ高画質の電子機器を提供することがで
きる。
トは光源を有するバックライトユニットとして液晶表示装置に設けられ、バックライトユ
ニットは効率よく光を散乱させるため、光源は反射板により囲まれている。
22801を用いることができる。また、冷陰極管22801からの光を効率よく反射さ
せるため、ランプリフレクタ22832を設けることができる。冷陰極管22801は、
大型表示装置に用いることが多い。これは冷陰極管からの輝度の強度のためである。その
ため、冷陰極管を有するバックライトユニットは、パーソナルコンピュータのディスプレ
イに用いることができる。
オード(LED)22802を用いることができる。例えば、白色に発する発光ダイオー
ド(W)22802を所定の間隔に配置する。また、発光ダイオード(W)22802か
らの光を効率よく反射させるため、ランプリフレクタ22832を設けることができる。
RGBの発光ダイオード(LED)22803、22804、22805を用いることが
できる。各色RGBの発光ダイオード(LED)22803、22804、22805を
用いることにより、白色を発する発光ダイオード(W)22802のみと比較して、色再
現性を高くすることができる。また、発光ダイオードからの光を効率よく反射させるため
、ランプリフレクタ22832を設けることができる。
D)22803、22804、22805を用いる場合、それらの数や配置を同じとする
必要はない。例えば、発光強度の低い色(例えば緑)を複数配置してもよい。
D)22803、22804、22805とを組み合わせて用いてもよい。
すると、時間に応じてRGBの発光ダイオードを順次点灯させることによりカラー表示を
行うことができる。
色の色純度が良いため冷陰極管と比べて色再現性に優れており、配置面積を小さくするこ
とができるため、小型表示装置に適応すると、狭額縁化を図ることができる。
例えば、大型表示装置に発光ダイオードを有するバックライトを搭載する場合、発光ダイ
オードは該基板の背面に配置することができる。このとき発光ダイオードは、所定の間隔
を維持し、各色の発光ダイオードを順に配置させることができる。発光ダイオードの配置
により、色再現性を高めることができる。
を参照して説明する。
02、PVA偏光フィルム23003、基板フィルム23004、粘着剤層23005及
び離型フィルム23006を有するように構成されている。
を有する。具体的には、PVA偏光フィルム23003は、電子の密度が縦と横で大きく
異なる分子(偏光子)を含んでいる。PVA偏光フィルム23003は、この電子の密度
が縦と横で大きく異なる分子の方向を揃えることで、直線偏光を作り出すことができる。
Vinyl Alcohol)の高分子フィルムに、ヨウ素化合物をドープし、PVAフ
ィルムをある方向に引っ張ることで、一定方向にヨウ素分子の並んだフィルムを得ること
ができる。そして、ヨウ素分子の長軸と平行な光は、ヨウ素分子に吸収される。また、高
耐久用途及び高耐熱用途として、ヨウ素の代わりに2色性の染料が用いてもよい。なお、
染料は、車載用LCDやプロジェクタ用LCDなどの耐久性、耐熱性が求められる液晶表
示装置に用いられることが望ましい。
2及び基板フィルム3604)で挟むことで、信頼性を増すことができる。また、PVA
偏光フィルム23003は、高透明性、高耐久性のトリアセチルロース(TAC)フィル
ムによって挟まれていてもよい。なお、基板フィルム及びTACフィルムは、PVA偏光
フィルム23003が有する偏光子の保護層として機能する。
ための粘着剤層23005が貼られている。なお、粘着剤層23005は、粘着剤を片側
の基板フィルム(基板フィルム23004)に塗布することで形成される。また、粘着剤
層23005には、離形フィルム23005(セパレートフィルム)が備えられている。
。
られていてもよい。ハードコート散乱層は、AG処理によって表面に微細な凹凸が形成さ
れており、外光を散乱させる防眩機能を有するため、液晶パネルへの外光の映り込みや表
面反射を防ぐことができる。
ンチリフレクション処理、若しくはAR処理ともいう)してもよい。多層化された複数の
屈折率のことなる光学薄膜層は、光の干渉効果によって表面の反射率を低減することがで
きる。
ク図を示す。
2710との交差領域には、スイッチング素子が設けられている。スイッチング素子によ
り液晶分子の傾きを制御するための電圧の印加を制御することができる。このように各交
差領域にスイッチング素子が設けられた構造をアクティブ型と呼ぶ。本実施の形態の表示
装置の画素部は、このようなアクティブ型に限定されず、パッシブ型の構成を有してもよ
い。パッシブ型は、各画素にスイッチング素子がないため、工程が簡便である。
動回路22704を有する。映像信号22701が入力される制御回路22702は、画
素部22705の表示内容に応じて、階調制御を行う機能を有する。そのため、制御回路
22702は、生成された信号を信号線駆動回路22703及び走査線駆動回路2270
4に入力する。そして、走査線駆動回路22704に基づき、走査線22710を介して
スイッチング素子が選択されると、選択された交差領域の画素電極に電圧が印加される。
この電圧の値は、信号線駆動回路22703から信号線を介して入力される信号に基づき
決定される。
が生成され、該信号は、照明手段22706の電源22707に入力される。照明手段に
は、上記実施の形態で示したバックライトユニットを用いることができる。なお照明手段
はバックライト以外にフロントライトもある。フロントライトとは、画素部の前面側に取
りつけ、全体を照らす発光体および導光体で構成された板状のライトユニットである。こ
のような照明手段により、低消費電力で、均等に画素部を照らすことができる。
レベルシフタ22742、バッファ22743として機能する回路を有する。シフトレジ
スタ22741にはゲートスタートパルス(GSP)、ゲートクロック信号(GCK)等
の信号が入力される。なお、本実施の形態の表示装置の走査線駆動回路は、図34(B)
に示す構成に限定されない。
1、第1のラッチ22732、第2のラッチ22733、レベルシフタ22734、バッ
ファ22735として機能する回路を有する。バッファ22735として機能する回路と
は、弱い信号を増幅させる機能を有する回路であり、オペアンプ等を有する。レベルシフ
タ22734には、スタートパルス(SSP)等の信号が、第1のラッチ22732には
ビデオ信号等のデータ(DATA)が入力される。第2のラッチ22733にはラッチ(
LAT)信号を一時保持することができ、一斉に画素部22705へ入力させる。これを
線順次駆動と呼ぶ。そのため、線順次駆動ではなく、点順次駆動を行う画素であれば、第
2のラッチは不要とすることができる。このように、本実施の形態の表示装置の信号線駆
動回路は図34(C)に示す構成に限定されない。
は、同一基板状に設けられた半導体素子によって形成することができる。半導体素子は、
ガラス基板に設けられた薄膜トランジスタを用いて形成することができる。この場合、半
導体素子には結晶性半導体膜を適用するとよい。結晶性半導体膜は、電気特性、特に移動
度が高いため、駆動回路部が有する回路を構成することができる。また、信号線駆動回路
22703や走査線駆動回路22704は、IC(Integrated Circui
t)チップを用いて、基板上に実装することもできる。この場合、画素部の半導体素子に
は非晶質半導体膜を適用することができる。
明する。
3101がシール材23102により固着され、その間にTFT等を含む画素部2310
3と液晶層23104が設けられ表示領域を形成している。着色層23105はカラー表
示を行う場合に必要であり、RGB方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した着色層が
各画素に対応して設けられている。TFT基板23100と対向基板23101の外側に
は第1の偏光子を含む層23106、第2の偏光子を含む層23107、拡散板2311
3が配設されている。光源は冷陰極管23110と反射板23111により構成され、回
路基板23112は、フレキシブル配線基板23109によりTFT基板23100と接
続され、コントロール回路や電源回路などの外部回路が組みこまれている。
07が積層して設けられ、対向基板23101にも第1の偏光子を含む層23106が積
層して設けられている。一方、第2の偏光子を含む層23107の吸収軸と、視認側に設
けられた第1の偏光子を含む層23106の吸収軸とは、クロスニコルになるように配置
される。
06は、TFT基板23100、対向基板23101に接着されている。また積層された
偏光子を含む層と、基板との間に位相差板を有した状態で積層してもよい。また、必要に
応じて、視認側である第1の偏光子を含む層23106には反射防止処理を施してもよい
。
In-Plane-Switching)モード、FFS(Fringe Field
Switching)モード、MVA(Multi-domain Vertical
Alignment)モード、PVA(Patterned Vertical Ali
gnment)、ASM(Axially Symmetric aligned Mi
cro-cell)モード、OCB(Optical Compensated Bir
efringence)モード、FLC(Ferroelectric Liquid
Crystal)モード、AFLC(AntiFerroelectric Liqui
d Crystal)、PDLC(Polymer Dispersed Liquid
Crystal)モードなどを用いることができる。
り、FS-LCD(Field sequential-LCD)となっている。FS-
LCDは、1フレーム期間に赤色発光と緑色発光と青色発光をそれぞれ行うものであり、
時間分割を用いて画像を合成しカラー表示を行うことが可能である。また、各発光を発光
ダイオードまたは冷陰極管等で行うので、カラーフィルターが不要である。よって、3原
色のカラーフィルターを並べ、各色の表示領域を限定する必要がなく、どの領域でも3色
全ての表示を行うことができる。一方、1フレーム期間に3色の発光を行うため、液晶の
高速な応答が求められる。本実施の形態の表示装置に、FS方式を用いたFLCモード及
びOCBモードを適用し、高性能で高画質な表示装置、また液晶テレビジョン装置を完成
させることができる。
子のプレチルト角がアクティブマトリクス基板と対向基板との基板間の中心面に対して面
対称の関係で配向された構造である。πセル構造の配向状態は、基板間に電圧が印加され
ていない時はスプレイ配向となり、電圧を印加するとベンド配向に移行する。このベンド
配向が白表示となる。さらに電圧を印加するとベンド配向の液晶分子が両基板と垂直に配
向し、光が透過しない状態となる。なお、OCBモードにすると、従来のTNモードより
約10倍速い高速応答性を実現できる。
erroelectric Liquid Crystal)を用いたHV(Half
V)-FLC、SS(Surface Stabilized)-FLCなども用いるこ
とができる。
応答速度を高速化することができる。また、液晶材料の粘度を下げることでも高速化でき
る。高速化は、TNモードの液晶表示モジュールの画素領域の画素ピッチが30μm以下
の場合に、より効果的である。また、液晶層にかける印加電圧を本来の電圧よりも一瞬だ
け高く(または低く)するオーバードライブを用いることで、高速化を行なってもよい。
として赤色光源23190a、緑色光源23190b、青色光源23190cが設けられ
ている。光源は赤色光源23190a、緑色光源23190b、青色光源23190cの
それぞれオンオフを制御するために、制御部23199が設置されている。制御部231
99によって、各色の発光は制御され、液晶に光は入射し、時間分割を用いて画像を合成
し、カラー表示が行われる。
(一部でもよい)は、別の図で述べた内容(一部でもよい)に対して、適用、組み合わせ
、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、これまでに述べた図において、
各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させる
ことが出来る。
で述べた内容(一部でもよい)対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行
うことが出来る。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の
形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。
場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例
、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを
示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み
合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。
本実施形態においては、表示装置の駆動方法について説明する。特に、液晶表示装置の
駆動方法について説明する。
、表示素子の、入力電圧に対する出力輝度の時間変化を表したものである。破線で表した
入力電圧30121に対する表示素子の出力輝度の時間変化は、同じく破線で表した出力
輝度30123のようになる。すなわち、目的の出力輝度Loを得るための電圧はViで
あるが、入力電圧としてViをそのまま入力した場合は、目的の出力輝度Loに達するま
でに、素子の応答速度に対応した時間を要してしまう。
、Viよりも大きい電圧であるVoを素子に一定時間与えることで出力輝度の応答速度を
高めて、目的の出力輝度Loに近づけた後に、入力電圧をViに戻す、という方法である
。このときの入力電圧は入力電圧30122、出力輝度は出力輝度30124に表したよ
うになる。出力輝度30124のグラフは、目的の輝度Loに至るまでの時間が、出力輝
度30123のグラフよりも短くなっている。
いて述べたが、入力電圧に対し出力輝度が負の変化をする場合も、本実施の形態は含んで
いる。
を参照して説明する。まず、図39の(B)を参照して、入力映像信号30131がアナ
ログ値(離散値でもよい)をとる信号であり、出力映像信号30132もアナログ値をと
る信号である場合について説明する。図39の(B)に示すオーバードライブ回路は、符
号化回路30101、フレームメモリ30102、補正回路30103、DA変換回路3
0104、を備える。
つまり、アナログ信号から、適切なビット数のデジタル信号に変換される。その後、変換
されたデジタル信号は、フレームメモリ30102と、補正回路30103と、にそれぞ
れ入力される。補正回路30103には、フレームメモリ30102に保持されていた前
フレームの映像信号も、同時に入力される。そして、補正回路30103において、当該
フレームの映像信号と、前フレームの映像信号から、あらかじめ用意された数値テーブル
にしたがって、補正された映像信号を出力する。このとき、補正回路30103に出力切
替信号30133を入力し、補正された映像信号と、当該フレームの映像信号を切替えて
出力できるようにしてもよい。次に、補正された映像信号または当該フレームの映像信号
は、DA変換回路30104に入力される。そして、補正された映像信号または当該フレ
ームの映像信号にしたがった値のアナログ信号である出力映像信号30132が出力され
る。このようにして、オーバードライブ駆動が実現できる。
あり、出力映像信号30132もデジタル値をとる信号である場合について説明する。図
39の(C)に示すオーバードライブ回路は、フレームメモリ30112、補正回路30
113、を備える。
、補正回路30113にそれぞれ入力される。補正回路30113には、フレームメモリ
30112に保持されていた前フレームの映像信号も、同時に入力される。そして、補正
回路30113において、当該フレームの映像信号と、前フレームの映像信号から、あら
かじめ用意された数値テーブルにしたがって、補正された映像信号を出力する。このとき
、補正回路30113に出力切替信号30133を入力し、補正された映像信号と、当該
フレームの映像信号を切替えて出力できるようにしてもよい。このようにして、オーバー
ドライブ駆動が実現できる。
ログ信号であり、出力映像信号30132がデジタル信号である場合も含む。このときは
、図39の(B)に示した回路から、DA変換回路30104を省略すればよい。また、
本実施の形態におけるオーバードライブ回路は、入力映像信号30131がデジタル信号
であり、出力映像信号30132がアナログ信号である場合も含む。このときは、図39
の(B)に示した回路から、符号化回路30101を省略すればよい。
(A)は、液晶素子のような容量的な性質を持つ表示素子を用いた表示装置において、走
査線1本に対し、コモン線が1本配置されているときの、複数の画素回路を表した図であ
る。図40の(A)に示す画素回路は、トランジスタ30201、補助容量30202、
表示素子30203、映像信号線30204、走査線30205、コモン線30206、
を備えている。
ンジスタ30201のソースまたはドレイン電極の一方は、映像信号線30204に電気
的に接続され、トランジスタ30201のソースまたはドレイン電極の他方は、補助容量
30202の一方の電極、および表示素子30203の一方の電極に電気的に接続されて
いる。
また、補助容量30202の他方の電極は、コモン線30206に電気的に接続されてい
る。
なるため、それぞれ、映像信号線30204を介して、表示素子30203および補助容
量30202に映像信号に対応した電圧がかかる。このとき、その映像信号が、コモン線
30206に接続された全ての画素に対して最低階調を表示させるものだった場合、また
は、コモン線30206に接続された全ての画素に対して最高階調を表示させるものだっ
た場合は、画素にそれぞれ映像信号線30204を介して映像信号を書き込む必要はない
。映像信号線30204を介して映像信号を書き込む代わりに、コモン線30206の電
位を動かすことで、表示素子30203にかかる電圧を変えることができる。
装置において、走査線1本に対し、コモン線が2本配置されているときの、複数の画素回
路を表した図である。図40の(B)に示す画素回路は、トランジスタ30211、補助
容量30212、表示素子30213、映像信号線30214、走査線30215、第1
のコモン線30216、第2のコモン線30217、を備えている。
ンジスタ30211のソースまたはドレイン電極の一方は、映像信号線30214に電気
的に接続され、トランジスタ30211のソースまたはドレイン電極の他方は、補助容量
30212の一方の電極、および表示素子30213の一方の電極に電気的に接続されて
いる。
また、補助容量30212の他方の電極は、第1のコモン線30216に電気的に接続さ
れている。
また、当該画素と隣接する画素においては、補助容量30212の他方の電極は、第2の
コモン線30217に電気的に接続されている。
少ないため、映像信号線30214を介して映像信号を書き込む代わりに、第1のコモン
線30216または第2のコモン線30217の電位を動かすことで、表示素子3021
3にかかる電圧を変えることができる頻度が、顕著に大きくなる。また、ソース反転駆動
またはドット反転駆動が可能になる。ソース反転駆動またはドット反転駆動により、素子
の信頼性を向上させつつ、フリッカを抑えることができる。
冷陰極管を並置した走査型バックライトを示す図である。図41の(A)に示す走査型バ
ックライトは、拡散板30301と、N個の冷陰極管30302―1から30302―N
と、を備える。N個の冷陰極管30302―1から30302―Nを、拡散板30301
の後ろに並置することで、N個の冷陰極管30302―1から30302―Nは、その輝
度を変化させて走査することができる。
冷陰極管30302―1の輝度を、一定時間変化させる。そして、その後に、冷陰極管3
0302―1の隣に配置された冷陰極管30302―2の輝度を、同じ時間だけ変化させ
る。このように、冷陰極管30302―1から30302―Nまで、輝度を順に変化させ
る。なお、図41の(C)においては、一定時間変化させる輝度は、元の輝度より小さい
ものとしたが、元の輝度より大きくてもよい。また、冷陰極管30302―1から303
02―Nまで走査するとしたが、逆方向に冷陰極管30302―Nから30302―1ま
で走査してもよい。
したがって、液晶表示装置の消費電力の大部分を占める、バックライトの消費電力を低減
することができる。
ックライトは、図41の(B)のようになる。図41の(B)に示す走査型バックライト
は、拡散板30311と、LEDを並置した光源30312―1から30312―Nと、
を備える。走査型バックライトの光源として、LEDを用いた場合、バックライトを薄く
、軽くできる利点がある。また、色再現範囲を広げることができるという利点がある。さ
らに、LEDを並置した光源30312―1から30312―Nのそれぞれに並置したL
EDも、同様に走査することができるので、点走査型のバックライトとすることもできる
。点走査型とすれば、動画像の画質をさらに向上させることができる。
輝度を変化させて駆動することができる。
ム期間30400に1つの画像および1つの中間画像を表示するときの図である。304
01は当該フレームの画像、30402は当該フレームの中間画像、30403は次フレ
ームの画像、30404は次フレームの中間画像である。
号を元に作成された画像であってもよい。また、当該フレームの中間画像30402は、
当該フレームの画像30401から作成された画像であってもよい。また、当該フレーム
の中間画像30402は、黒画像であってもよい。こうすることで、ホールド型表示装置
の動画像の画質を向上できる。また、1フレーム期間30400に1つの画像および1つ
の中間画像を表示する場合は、映像信号のフレームレートと整合性が取り易く、画像処理
回路が複雑にならないという利点がある。
に1つの画像および2つの中間画像を表示するときの図である。30411は当該フレー
ムの画像、30412は当該フレームの中間画像、30413は次フレームの中間画像、
30414は次々フレームの画像である。
当該フレーム、次フレーム、次々フレームの映像信号を元に作成された画像であってもよ
い。また、当該フレームの中間画像30412および次フレームの中間画像30413は
、黒画像であってもよい。2フレーム期間に1つの画像および2つの中間画像を表示する
場合は、周辺駆動回路の動作周波数をそれほど高速化することなく、効果的に動画像の画
質を向上できるという利点がある。
(一部でもよい)は、別の図で述べた内容(一部でもよい)に対して、適用、組み合わせ
、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、これまでに述べた図において、
各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させる
ことが出来る。
図で述べた内容(一部でもよい)対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に
行うことが出来る。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施
の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。
場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例
、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを
示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み
合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。
本実施形態においては、本発明を適用できる半導体装置が薄膜トランジスタ(TFT)
を素子として有する場合の半導体装置の作製方法について、図面を参照して説明する。
造プロセスの例を示す図である。図43(A)は、本発明を適用できる半導体装置が有す
ることのできるTFTの構造の例を示す図である。また、図43(B)乃至(G)は、本
発明を適用できる半導体装置が有することのできるTFTの製造プロセスの例を示す図で
ある。
ロセスは、図43に示すものに限定されず、様々な構造および製造プロセスを用いること
ができる。
FTの構造の例について説明する。図43(A)は複数の異なる構造を有するTFTの断
面図である。ここで、図43(A)においては、複数の異なる構造を有するTFTを並置
して示しているが、これは、発明を適用できる半導体装置が有することのできるTFTの
構造を説明するための表現であり、発明を適用できる半導体装置が有することのできるT
FTが、実際に図43(A)のように並置されている必要はなく、必要に応じてつくり分
けることができる。
徴について説明する。
ラス基板、石英基板、セラミック基板またはステンレスを含む金属基板等を用いることが
できる。他にも、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からなる基板を用いることも可能である。可撓性を有する基板
を用いることによって、折り曲げが可能である半導体装置を作製することが可能となる。
また、可撓性を有す基板であれば、基板の面積及び基板の形状に大きな制限はないため、
基板110111として、例えば、1辺が1メートル以上であって、矩形状のものを用い
れば、生産性を格段に向上させることができる。このような利点は、円形のシリコン基板
を用いる場合と比較すると、大きな優位点である。
カリ金属又はアルカリ土類金属が、半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐために設
ける。絶縁膜110112としては、酸化珪素(SiOx)、窒化珪素(SiNx)、酸
化窒化珪素(SiOxNy)(x>y)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y)等の
酸素又は窒素を有する絶縁膜の単層構造若しくはこれらの積層構造で設けることができる
。例えば、絶縁膜110112を2層構造で設ける場合、1層目の絶縁膜として窒化酸化
珪素膜を設け、2層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設けるとよい。また、絶縁膜11
0112を3層構造で設ける場合、1層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設け、2層目
の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を設け、3層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設けると
よい。
として機能する場合がある。
体またはセミアモルファス半導体(SAS)で形成することができる。あるいは、多結晶
半導体膜を用いても良い。SASは、非晶質と結晶構造(単結晶、多結晶を含む)の中間
的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第3の状態を有する半導体であって、短距離
秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいる。少なくとも膜中の一部の領域に
は、0.5~20nmの結晶領域を観測することができ、珪素を主成分とする場合にはラ
マンスペクトルが520cm-1よりも低波数側にシフトしている。X線回折では珪素結
晶格子に由来するとされる(111)、(220)の回折ピークが観測される。未結合手
(ダングリングボンド)の中和剤として水素またはハロゲンを少なくとも1原子%または
それ以上含ませている。SASは、珪化物気体をグロー放電分解(プラズマCVD)して
形成する。珪化物気体としては、SiH4、その他にもSi2H6、SiH2Cl2、S
iHCl3、SiCl4、SiF4などを用いることが可能である。あるいは、GeF4
を混合させても良い。この珪化物気体をH2、または、H2とHe、Ar、Kr、Neか
ら選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈してもよい。希釈率は2~1000倍の
範囲。圧力は概略0.1Pa~133Paの範囲、電源周波数は1MHz~120MHz
、好ましくは13MHz~60MHz。基板加熱温度は300℃以下でよい。膜中の不純
物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は1×1020cmー1以下と
することが望ましく、特に、酸素濃度は5×1019/cm3以下、好ましくは1×10
19/cm3以下とする。ここでは、公知の手段(スパッタ法、LPCVD法、プラズマ
CVD法等)を用いてシリコン(Si)を主成分とする材料(例えばSixGe1-x等
)で非晶質半導体膜を形成し、当該非晶質半導体膜をレーザ結晶化法、RTA又はファー
ネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法など
の公知の結晶化法により結晶化させる。
(SiOxNy)(x>y)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y)等の酸素または
窒素を有する絶縁膜の単層構造、若しくはこれらの積層構造で設けることができる。
ることができる。ゲート電極110117の材料としては、公知の導電膜を用いることが
できる。たとえば、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、タングス
テン(W)、クロム(Cr)、シリコン(Si)などの元素の単体膜、または、前記元素
の窒化膜(代表的には窒化タンタル膜、窒化タングステン膜、窒化チタン膜)、または、
前記元素を組み合わせた合金膜(代表的にはMo-W合金、Mo-Ta合金)、または、
前記元素のシリサイド膜(代表的にはタングステンシリサイド膜、チタンシリサイド膜)
などを用いることができる。なお、上述した単体膜、窒化膜、合金膜、シリサイド膜など
は、単層で用いてもよいし、積層して用いてもよい。
化珪素(SiOx)、窒化珪素(SiNx)、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y)
、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y)等の酸素または窒素を有する絶縁膜やDLC
(ダイヤモンドライクカーボン)等の炭素を含む膜の単層構造、若しくはこれらの積層構
造で設けることができる。
SiNx)、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y)、窒化酸化珪素(SiNxOy)
(x>y)等の酸素または窒素を有する絶縁膜やDLC(ダイヤモンドライクカーボン)
等の炭素を含む膜、または、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール
、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料、からなる単層若しくは積層構造で設ける
ことができる。なお、シロキサン樹脂とは、Si-O-Si結合を含む樹脂に相当する。
シロキサンは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成される。置換基
として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)が用いられ
る。置換基として、フルオロ基を用いることもできる。あるいは、置換基として、少なく
とも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。なお、本発明に適応できる半導
体装置において、絶縁膜110118を設けずにゲート電極110117を覆うように直
接絶縁膜110119を設けることも可能である。
Mnなどの元素の単体膜、または、前記元素の窒化膜、または、前記元素を組み合わせた
合金膜、または、前記元素のシリサイド膜などを用いることができる。例えば、前記元素
を複数含む合金として、C及びTiを含有したAl合金、Niを含有したAl合金、C及
びNiを含有したAl合金、C及びMnを含有したAl合金等を用いることができる。ま
た、積層構造で設ける場合、AlをMoまたはTiなどで挟み込んだ構造とすることがで
きる。こうすることで、Alの熱や化学反応に対する耐性を向上することができる。
各々の構造の特徴について説明する。
コストが低く、歩留まりを高く製造できる利点がある。ここで、半導体膜110113、
110115は、それぞれ不純物の濃度が異なり、半導体膜110113はチャネル領域
、半導体膜110115はソースおよびドレイン領域として用いる。このように、不純物
の量を制御することで、半導体膜の抵抗率を制御できる。また、半導体膜と導電膜110
123との電気的な接続状態を、オーミック接続に近づけることができる。なお、不純物
の量の異なる半導体膜を作り分ける方法としては、ゲート電極110117をマスクとし
て半導体膜に不純物をドーピングする方法を用いることができる。
り、簡便な方法で製造できるため、製造コストが低く、歩留まりを高く製造できる利点が
ある。ここで、半導体膜110113、110114、110115は、それぞれ不純物
濃度が異なり、半導体膜110113はチャネル領域、半導体膜110114は低濃度ド
レイン(Lightly Doped Drain:LDD)領域、半導体膜11011
5はソースおよびドレイン領域として用いる。このように、不純物の量を制御することで
、半導体膜の抵抗率を制御できる。また、半導体膜と導電膜110123との電気的な接
続状態を、オーミック接続に近づけることができる。また、LDD領域を有するため、T
FT内部に高電界がかかりにくく、ホットキャリアによる素子の劣化を抑制することがで
きる。なお、不純物の量の異なる半導体膜を作り分ける方法としては、ゲート電極110
117をマスクとして半導体膜に不純物をドーピングする方法を用いることができる。1
10102においては、ゲート電極110117が一定以上のテーパー角を有しているた
め、ゲート電極110117を通過して半導体膜にドーピングされる不純物の濃度に勾配
を持たせることができ、簡便にLDD領域を形成することができる。
電極が上層のゲート電極よりも長い形状を有するTFTである。本明細書中においては、
上層のゲート電極及び下層のゲート電極の形状を、ハットシェイプ型と呼ぶ。ゲート電極
110117の形状がハットシェイプ型であることによって、フォトマスクを追加するこ
となく、LDD領域を形成することができる。なお、110103のように、LDD領域
がゲート電極110117と重なっている構造を、特にGOLD構造(Gate Ove
rlapped LDD)と呼ぶ。なお、ゲート電極110117の形状をハットシェイ
プ型とする方法としては、次のような方法を用いてもよい。
層のゲート電極及び上層のゲート電極をエッチングして側面に傾斜(テーパー)のある形
状にする。続いて、異方性エッチングにより上層のゲート電極の傾斜を垂直に近くなるよ
うに加工する。これにより、断面形状がハットシェイプ型のゲート電極が形成される。そ
の後、2回、不純物元素をドーピングすることによって、チャネル領域として用いる半導
体膜110113、LDD領域として用いる半導体膜110114、ソースおよびドレイ
ン電極として用いる半導体膜110115が形成される。
10117と重なっていないLDD領域をLoff領域と呼ぶことにする。ここで、Lo
ff領域はオフ電流値を抑える効果は高いが、ドレイン近傍の電界を緩和してホットキャ
リアによるオン電流値の劣化を防ぐ効果は低い。一方、Lov領域はドレイン近傍の電界
を緩和し、オン電流値の劣化の防止には有効であるが、オフ電流値を抑える効果は低い。
よって、種々の回路毎に、求められる特性に応じた構造のTFTを作製することが好まし
い。たとえば、本発明に適応できる半導体装置を表示装置として用いる場合、画素TFT
は、オフ電流値を抑えるために、Loff領域を有するTFTを用いることが好適である
。一方、周辺回路におけるTFTは、ドレイン近傍の電界を緩和し、オン電流値の劣化を
防止するために、Lov領域を有するTFTを用いることが好適である。
1を有するTFTである。サイドウォール110121を有することによって、サイドウ
ォール110121と重なる領域をLDD領域とすることができる。
f)領域を形成したTFTである。こうすることにより、確実にLDD領域を形成するこ
とができ、TFTのオフ電流値を低減することができる。
v)領域を形成したTFTである。こうすることにより、確実にLDD領域を形成するこ
とができ、TFTのドレイン近傍の電界を緩和し、オン電流値の劣化を低減することがで
きる。
とのできるTFTの製造プロセスの例を説明する。
なお、本発明を適用できる半導体装置が有することのできるTFTの構造および製造プロ
セスは、図43に示すものに限定されず、様々な構造および製造プロセスを用いることが
できる。
半導体膜110113の表面に、110114の表面に、110115の表面に、絶縁膜
110116の表面に、絶縁膜110118の表面に、または絶縁膜110119の表面
に、プラズマ処理を用いて酸化または窒化を行うことにより、半導体膜または絶縁膜を酸
化または窒化することができる。このように、プラズマ処理を用いて半導体膜または絶縁
膜を酸化または窒化することによって、当該半導体膜または当該絶縁膜の表面を改質し、
CVD法やスパッタ法により形成した絶縁膜と比較してより緻密な絶縁膜を形成すること
ができるため、ピンホール等の欠陥を抑制し半導体装置の特性等を向上させることが可能
となる。
る。基板110111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などの
ガラス基板、石英基板、セラミック基板またはステンレスを含む金属基板等を用いること
ができる。他にも、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や、アクリル
等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いることも可能である。なお、ここでは基
板110111としてガラス基板を用いる場合を示す。
面を酸化または窒化することによって、基板110111の表面に酸化膜または窒化膜を
形成してもよい(図43(B))。表面にプラズマ処理を行うことで形成された酸化膜ま
たは窒化膜などの絶縁膜を、以下では、プラズマ処理絶縁膜とも記す。図43(B)にお
いては、絶縁膜131がプラズマ処理絶縁膜である。一般的に、ガラス又はプラスチック
等の基板上に薄膜トランジスタ等の半導体素子を設ける場合、ガラス又はプラスチック等
に含まれるNaなどの、アルカリ金属又はアルカリ土類金属等の不純物元素が半導体素子
に混入して汚染することによって、半導体素子の特性に影響を及ぼす恐れがある。しかし
、ガラス又はプラスチック等からなる基板の表面を窒化することにより、基板に含まれる
Naなどの、アルカリ金属又はアルカリ土類金属等の不純物元素が半導体素子に混入する
のを防止することができる。
2)と希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)雰囲気下、また
は、酸素と水素(H2)と希ガス雰囲気下、または、一酸化二窒素と希ガス雰囲気下)で
プラズマ処理を行う。一方、プラズマ処理により半導体膜を窒化する場合には、窒素雰囲
気下(例えば、窒素(N2)と希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つ
を含む)雰囲気下、または、窒素と水素と希ガス雰囲気下、または、NH3と希ガス雰囲
気下)でプラズマ処理を行う。希ガスとしては、例えばArを用いることができる。ある
いは、ArとKrを混合したガスを用いてもよい。そのため、プラズマ処理絶縁膜は、プ
ラズマ処理に用いた希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)を
含んでいる。たとえば、Arを用いた場合にはプラズマ処理絶縁膜にArが含まれている
。
3以上1×1013cm-3以下であり、プラズマの電子温度が0.5ev以上1.5e
V以下で行うことが好適である。プラズマの電子密度が高密度であり、被処理物付近での
電子温度が低いため、被処理物に対するプラズマによる損傷を防止することができる。ま
た、プラズマの電子密度が1×1011cm-3以上と高密度であるため、プラズマ処理
を用いて、被照射物を酸化または窒化することよって形成される酸化物または窒化膜は、
CVD法やスパッタ法等により形成された膜と比較して膜厚等が均一性に優れ、且つ緻密
な膜を形成することができる。あるいは、プラズマの電子温度が1eV以下と低いため、
従来のプラズマ処理や熱酸化法と比較して低温度で酸化または窒化処理を行うことができ
る。たとえば、ガラス基板の歪点温度よりも100度以上低い温度でプラズマ処理を行っ
ても十分に酸化または窒化処理を行うことができる。なお、プラズマを形成するための周
波数としては、マイクロ波(2.45GHz)等の高周波を用いることができる。なお、
以下に特に断らない場合は、プラズマ処理として上記条件を用いて行うものとする。
ってプラズマ処理絶縁膜を形成する場合を示しているが、本実施の形態は、基板1101
11の表面にプラズマ処理絶縁膜を形成しない場合も含む。
よって形成されるプラズマ処理絶縁膜を図示しないが、本実施の形態においては、基板1
10111、絶縁膜110112、半導体膜110113、110114、110115
、絶縁膜110116、絶縁膜110118、または絶縁膜110119の表面に、プラ
ズマ処理を行なうことによって形成されるプラズマ処理絶縁膜が存在する場合も含む。
法等)を用いて絶縁膜110112を形成する(図43(C))。絶縁膜110112と
しては、酸化珪素(SiOx)または酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y)を用いる
ことができる。
または窒化することによって、絶縁膜110112の表面にプラズマ処理絶縁膜を形成し
てもよい。絶縁膜110112の表面を酸化することによって、絶縁膜110112の表
面を改質しピンホール等の欠陥の少ない緻密な膜を得ることができる。また、絶縁膜11
0112の表面を酸化することによって、N原子の含有率が低いプラズマ処理絶縁膜を形
成することができるため、プラズマ処理絶縁膜に半導体膜を設けた場合にプラズマ処理絶
縁膜と半導体膜界面特性が向上する。また、プラズマ処理絶縁膜は、プラズマ処理に用い
た希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)を含んでいる。なお
、プラズマ処理は上述した条件下で同様に行うことができる。
(図43(D))。島状の半導体膜110113、110114は、絶縁膜110112
上に公知の手段(スパッタ法、LPCVD法、プラズマCVD法等)を用いてシリコン(
Si)を主成分とする材料(例えばSixGe1-x等)等を用いて非晶質半導体膜を形
成し、当該非晶質半導体膜を結晶化させ、半導体膜を選択的にエッチングすることにより
設けることができる。なお、非晶質半導体膜の結晶化は、レーザ結晶化法、RTA又はフ
ァーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法
またはこれら方法を組み合わせた方法等の公知の結晶化法により行うことができる。なお
、ここでは、島状の半導体膜の端部を直角に近い形状(θ=85~100°)で設ける。
あるいは、低濃度ドレイン領域となる半導体膜110114は、マスクを用いて不純物を
ドーピングすることによって形成されてもよい。
110113、110114の表面を酸化または窒化することによって、半導体膜110
113、110114の表面にプラズマ処理絶縁膜を形成してもよい。例えば、半導体膜
110113、110114としてSiを用いた場合、プラズマ処理絶縁膜として、酸化
珪素(SiOx)または窒化珪素(SiNx)が形成される。あるいは、プラズマ処理に
より半導体膜110113、110114を酸化させた後に、再度プラズマ処理を行うこ
とによって窒化させてもよい。この場合、半導体膜110113、110114に接して
酸化珪素(SiOx)が形成され、当該酸化珪素の表面に窒化酸化珪素(SiNxOy)
(x>y)が形成される。なお、プラズマ処理により半導体膜を酸化する場合には、酸素
雰囲気下(例えば、酸素(O2)と希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも
一つを含む)雰囲気下、または、酸素と水素(H2)と希ガス雰囲気下または一酸化二窒
素と希ガス雰囲気下)、でプラズマ処理を行う。一方、プラズマ処理により半導体膜を窒
化する場合には、窒素雰囲気下(例えば、窒素(N2)と希ガス(He、Ne、Ar、K
r、Xeの少なくとも一つを含む)雰囲気下、または、窒素と水素と希ガス雰囲気下また
はNH3と希ガス雰囲気下)、でプラズマ処理を行う。希ガスとしては、例えばArを用
いることができる。また、ArとKrを混合したガスを用いてもよい。そのため、プラズ
マ処理絶縁膜は、プラズマ処理に用いた希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なく
とも一つを含む)を含んでいる。たとえば、Arを用いた場合にはプラズマ処理絶縁膜に
Arが含まれている。
の手段(スパッタ法、LPCVD法、プラズマCVD法等)を用いて、酸化珪素(SiO
x)、窒化珪素(SiNx)、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y)、窒化酸化珪素
(SiNxOy)(x>y)等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれ
らの積層構造で設けることができる。なお、半導体膜110113、110114の表面
をプラズマ処理することにより、半導体膜110113、110114の表面にプラズマ
処理絶縁膜を形成した場合には、プラズマ処理絶縁膜を絶縁膜110116として用いる
ことも可能である。
を酸化または窒化することによって、絶縁膜110116の表面にプラズマ処理絶縁膜を
形成してもよい。なお、プラズマ処理絶縁膜は、プラズマ処理に用いた希ガス(He、N
e、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)を含んでいる。また、プラズマ処理は上
述した条件下で同様に行うことができる。
化させた後に、再度窒素雰囲気下でプラズマ処理を行うことにより窒化させてもよい。こ
のように、絶縁膜110116にプラズマ処理を行い、絶縁膜110116の表面を酸化
または窒化することによって、絶縁膜110116の表面を改質し緻密な膜を形成するこ
とができる。プラズマ処理を行うことによって得られた絶縁膜は、CVD法やスパッタ法
で形成された絶縁膜と比較して緻密でピンホール等の欠陥も少ないため、薄膜トランジス
タの特性を向上させることができる。
は、公知の手段(スパッタ法、LPCVD法、プラズマCVD法等)を用いて形成するこ
とができる。
行なうことで、ソースおよびドレイン領域として用いる半導体膜110115を形成する
ことができる。
行なうことで、LDD領域として用いる110114と、半導体膜ソースおよびドレイン
領域として用いる半導体膜110115を形成することができる。
行なうことで、LDD領域として用いる110114と、半導体膜ソースおよびドレイン
領域として用いる半導体膜110115を形成することができる。
1を形成した後、不純物ドーピングを行なうことで、LDD領域として用いる11011
4と、半導体膜ソースおよびドレイン領域として用いる半導体膜110115を形成する
ことができる。
x)を用いることができる。サイドウォール110121をゲート電極110117の側
面に形成する方法としては、たとえば、ゲート電極110117を形成した後に、酸化珪
素(SiOx)または窒化珪素(SiNx)を公知の方法で成膜した後に、異方性エッチ
ングによって酸化珪素(SiOx)または窒化珪素(SiNx)膜をエッチングする方法
を用いることができる。こうすることで、ゲート電極110117の側面にのみ酸化珪素
(SiOx)または窒化珪素(SiNx)膜を残すことができるので、ゲート電極110
117の側面にサイドウォール110121を形成することができる。
形成した後、不純物ドーピングを行なうことで、LDD(Loff)領域として用いる1
10114と、半導体膜ソースおよびドレイン領域として用いる半導体膜110115を
形成することができる。
行なうことで、LDD(Lov)領域として用いる110114と、半導体膜ソースおよ
びドレイン領域として用いる半導体膜110115を形成することができる。
の手段(スパッタ法やプラズマCVD法等)により、酸化珪素(SiOx)、窒化珪素(
SiNx)、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y)、窒化酸化珪素(SiNxOy)
(x>y)等の酸素または窒素を有する絶縁膜やDLC(ダイヤモンドライクカーボン)
等の炭素を含む膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。
を酸化または窒化することによって、絶縁膜110118の表面にプラズマ処理絶縁膜を
形成してもよい。なお、プラズマ処理絶縁膜は、プラズマ処理に用いた希ガス(He、N
e、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)を含んでいる。また、プラズマ処理は上
述した条件下で同様に行うことができる。
法やプラズマCVD法等)により、酸化珪素(SiOx)、窒化珪素(SiNx)、酸化
窒化珪素(SiOxNy)(x>y)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y)等の酸
素または窒素を有する絶縁膜やDLC(ダイヤモンドライクカーボン)等の炭素を含む膜
を用いることができる他に、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール
、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料やシロキサン樹脂の単層構造、またはこれ
らの積層構造で設けることができる。なお、シロキサン樹脂とは、Si-O-Si結合を
含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造
が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族
炭化水素)が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いることもできる。あるいは、
置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。また、プ
ラズマ処理絶縁膜には、プラズマ処理に用いた希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの
少なくとも一つを含む)が含まれており、例えばArを用いた場合にはプラズマ処理絶縁
膜中にArが含まれている。
クロブテン、アクリル等の有機材料やシロキサン樹脂等を用いた場合、絶縁膜11011
9の表面をプラズマ処理により酸化または窒化することにより、当該絶縁膜の表面を改質
することができる。表面を改質することによって、絶縁膜110119の強度が向上し開
口部形成時等におけるクラックの発生やエッチング時の膜減り等の物理的ダメージを低減
することが可能となる。また、絶縁膜110119の表面が改質されることによって、絶
縁膜110119上に導電膜110123を形成する場合に導電膜との密着性が向上する
。例えば、絶縁膜110119としてシロキサン樹脂を用いてプラズマ処理を用いて窒化
を行った場合、シロキサン樹脂の表面が窒化されることにより窒素または希ガスを含むプ
ラズマ処理絶縁膜が形成され、物理的強度が向上する。
、絶縁膜110119、絶縁膜110118、絶縁膜110116にコンタクトホールを
形成する。なお、コンタクトホールの形状はテーパー状であってもよい。こうすることで
、導電膜110123のカバレッジを向上させることができる。
(一部でもよい)は、別の図で述べた内容(一部でもよい)に対して、適用、組み合わせ
、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、これまでに述べた図において、
各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させる
ことが出来る。
図で述べた内容(一部でもよい)対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に
行うことが出来る。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施
の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。
場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例
、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを
示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み
合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。
本実施形態においては、表示装置の一例、特に光学的な取り扱いを行なう場合について
説明する。
ット130111、ミラー130112、スクリーンパネル130101を備えている。
その他に、スピーカ130102、操作スイッチ類130104を備えていてもよい。こ
のプロジェクタユニット130111は、背面投影型表示装置130100の筐体130
110の下部に配設され、映像信号に基づいて映像を映し出す投射光をミラー13011
2に向けて投射する。背面投影型表示装置130100はスクリーンパネル130101
の背面から投影される映像を表示する構成となっている。
30200は、プロジェクタユニット130111と投射光学系130201を備えてい
る。この前面投影光学系130200は前面に配設するスクリーン等に映像を投影する構
成となっている。
0200に適用されるプロジェクタユニット130111の構成を以下に説明する。
クタユニット130111は、光源ユニット130301及び変調ユニット130304
を備えている。光源ユニット130301は、レンズ類を含んで構成される光源光学系1
30303と、光源ランプ130302を備えている。光源ランプ130302は迷光が
拡散しないように筐体内に収納されている。光源ランプ130302としては、大光量の
光を放射可能な、例えば、高圧水銀ランプやキセノンランプなどが用いられる。光源光学
系130303は、光学レンズ、偏光機能を有するフィルム、位相差を調節するためのフ
ィルム、IRフィルム等を適宜設けて構成される。そして、光源ユニット130301は
、放射光が変調ユニット130304に入射するように配設されている。変調ユニット1
30304は、複数の表示パネル130308、カラーフィルター、ダイクロイックミラ
ー130305、全反射ミラー130306、プリズム130309、投射光学系130
310を備えている。光源ユニット130301から放射された光は、ダイクロイックミ
ラー130305で複数の光路に分離される。
ル130308が備えられている。透過型である表示パネル130308は映像信号に基
づいて透過光を変調する。表示パネル130308を透過した各色の光は、プリズム13
0309に入射し投射光学系130310を通して、スクリーン上に映像を表示する。な
お、フレネルレンズがミラー及びスクリーンの間に配設されていてもよい。そして、プロ
ジェクタユニット130111によって投射されミラーで反射される投影光は、フレネル
レンズによって概略平行光に変換され、スクリーンに投影される。
、130408、130409を備えた構成を示している。
ユニット130400を備えている。光源ユニット130301は、図46と同様の構成
であってもよい。光源ユニット130301からの光は、ダイクロイックミラー1304
01、130402、全反射ミラー130403により、複数の光路に分けられて、偏光
ビームスプリッタ130404、130405、130406に入射する。偏光ビームス
プリッタ130404、130405、130406は、各色に対応する反射型表示パネ
ル130407、130408、130409に対応して設けられている。反射型表示パ
ネル130407、130408、130409は、映像信号に基づいて反射光を変調す
る。反射型表示パネル130407、130408、130409で反射された各色の光
は、プリズム130309に入射することで合成されて、投射光学系130411を通し
て投射される。
赤の波長領域の光のみを透過し、緑および青の波長領域の光を反射する。さらに、ダイク
ロイックミラー130402では、緑の波長領域の光のみが反射される。ダイクロイック
ミラー130401を透過した赤の波長領域の光は、全反射ミラー130403で反射さ
れ、偏光ビームスプリッタ130404へ入射する、また、青の波長領域の光は偏光ビー
ムスプリッタ130405へ入射し、緑の波長領域の光は偏光ビームスプリッタ1304
06に入射する。偏光ビームスプリッタ130404、130405、130406は、
入射光をP偏光とS偏光とに分離する機能を有し、且つP偏光のみを透過させる機能を有
している。反射型表示パネル130407、130408、130409は、映像信号に
基づいて、入射した光を偏光する。
に対応するS偏光のみが入射する。なお、反射型表示パネル130407、130408
、130409は液晶パネルであってもよい。このとき、液晶パネルは電界制御複屈折モ
ード(ECB)で動作する。また、液晶分子は基板に対してある角度をもって垂直配向し
ている。よって、反射型表示パネル130407、130408、130409は画素が
オフ状態にある時は入射光の偏光状態を変化させないで反射させるように表示分子が配向
している。また、画素がオン状態にある時は表示分子の配向状態が変化し、入射光の偏光
状態が変化する。
130100及び、図45に示す前面投影型表示装置130200に適用することができ
る。
たプロジェクタユニット130111は、光源ユニット130301、表示パネル130
507、投射光学系130511、位相差板130504を備えている。投射光学系13
0511は一つ又は複数のレンズにより構成されている。表示パネル130507にはカ
ラーフィルターが備えられていてもよい。
0111の構成を示している。フィールドシーケンシャル方式は、赤、緑、青などの各色
の光を時間的にずらせて順次表示パネルに入射させて、カラーフィルター無しでカラー表
示を行う方式である。特に、入力信号変化に対する応答速度の大きい表示パネルと組み合
わせると、高精細な映像を表示することができる。図48(B)では、光源ユニット13
0301と表示パネル130508の間に、赤、緑、青などの複数のカラーフィルターが
備えられた回動式のカラーフィルター板130505を備えている。
マクロレンズを使った色分離方式の構成を示している。この方式は、マイクロレンズアレ
イ130506を表示パネル130509の光入射側に備え、各色の光をそれぞれの方向
から照明することでカラー表示を実現する方式である。この方式を採用するプロジェクタ
ユニット130111は、カラーフィルターによる光の損失が少ないので、光源ユニット
130301からの光を有効に利用することができるという特徴を有している。図48(
C)に示すプロジェクタユニット130111は、表示パネル130509に対して各色
の光をそれぞれの方向から照明するように、ダイクロイックミラー130501、ダイク
ロイックミラー130502、赤色光用ダイクロイックミラー130503を備えている
。
(一部でもよい)は、別の図で述べた内容(一部でもよい)に対して、適用、組み合わせ
、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、これまでに述べた図において、
各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させる
ことが出来る。
図で述べた内容(一部でもよい)対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に
行うことが出来る。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施
の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。
場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例
、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを
示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み
合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。
本実施形態においては、本発明に係る電子機器の例について説明する。
モジュールを示している。表示パネル900101は画素部900102、走査線駆動回
路900103及び信号線駆動回路900104を有している。回路基板900111に
は、例えば、コントロール回路900112及び信号分割回路900113などが形成さ
れている。表示パネル900101と回路基板900111とは接続配線900114に
よって接続されている。接続配線にはFPC等を用いることができる。
路のうち動作周波数の低い駆動回路)を基板上にTFTを用いて一体形成し、一部の周辺
駆動回路(複数の駆動回路のうち動作周波数の高い駆動回路)をICチップ上に形成し、
そのICチップをCOG(Chip On Glass)などで表示パネル900101
に実装してもよい。こうすることで、回路基板900111の面積を削減でき、小型の表
示装置を得ることができる。あるいは、そのICチップをTAB(Tape Auto
Bonding)やプリント基板を用いて表示パネル900101に実装してもよい。こ
うすることで、表示パネル900101の面積を小さくできるので、額縁サイズの小さい
表示装置を得ることができる。
全ての周辺駆動回路をICチップ上に形成し、そのICチップをCOGまたはTABで表
示パネルに実装してもよい。
る。図50は、テレビ受像機の主要な構成を示すブロック図である。チューナ90020
1は映像信号と音声信号を受信する。映像信号は、映像信号増幅回路900202と、映
像信号増幅回路900202から出力される信号を赤、緑、青の各色に対応した色信号に
変換する映像信号処理回路900203と、その映像信号を駆動回路の入力仕様に変換す
るためのコントロール回路900212により処理される。コントロール回路90021
2は、走査線側と信号線側にそれぞれ信号を出力する。デジタル駆動する場合には、信号
線側に信号分割回路900213を設け、入力デジタル信号をm個(mは正の整数)に分
割して供給する構成としても良い。
5に送られ、その出力は音声信号処理回路900206を経てスピーカー900207に
供給される。制御回路900208は受信局(受信周波数)及び音量の制御情報を入力部
900209から受け、チューナ900201や音声信号処理回路900206に信号を
送出する。
図51(A)に示す。図51(A)において、筐体900301内に収められた表示画面
900302は、表示パネルモジュールで形成される。なお、スピーカー900303、
操作スイッチ900304などが適宜備えられていてもよい。
を示す。筐体900312にはバッテリー及び信号受信器が内蔵されており、そのバッテ
リーで表示部900313やスピーカー部900317を駆動させる。バッテリーは充電
器900310で繰り返し充電が可能となっている。また、充電器900310は映像信
号を送受信することが可能で、その映像信号をディスプレイの信号受信器に送信すること
ができる。筐体900312は操作キー900316によって制御する。あるいは、図5
1(B)に示す装置は、操作キー900316を操作することによって、筐体90031
2から充電器900310に信号を送ることが可能である、映像音声双方向通信装置であ
ってもよい。あるいは、操作キー900316を操作することによって、筐体90031
2から充電器900310に信号を送り、さらに充電器900310が送信できる信号を
他の電子機器に受信させることによって、他の電子機器の通信制御も可能である、汎用遠
隔制御装置であってもよい。本発明を表示部900313に適用することができる。
せたモジュールを示している。表示パネル900401は、複数の画素が設けられた画素
部900403と、第1の走査線駆動回路900404、第2の走査線駆動回路9004
05と、選択された画素にビデオ信号を供給する信号線駆動回路900406を備えてい
てもよい。
U)900408、メモリ900409、電源回路900410、音声処理回路9004
11及び送受信回路900412などが備えられている。プリント配線基板900402
と表示パネル900401は、フレキシブル配線基板(FPC)900413により接続
されている。プリント配線基板900413には、保持容量、バッファ回路などを設け、
電源電圧や信号にノイズの発生、及び信号の立ち上がり時間の増大を防ぐ構成としても良
い。また、コントローラ900407、音声処理回路900411、メモリ900409
、CPU900408、電源回路900410などは、COG(Chip On Gla
ss)方式を用いて表示パネル900401に実装することもできる。COG方式により
、プリント配線基板900402の規模を縮小することができる。
4を介して、各種制御信号の入出力が行われる。また、アンテナとの間の信号の送受信を
行うためのアンテナ用ポート900415が、プリント配線基板900402に設けられ
ている。
ルは、メモリ900409としてVRAM900416、DRAM900417、フラッ
シュメモリ900418などが含まれている。VRAM900416にはパネルに表示す
る画像のデータが、DRAM900417には画像データまたは音声データが、フラッシ
ュメモリには各種プログラムが記憶されている。
U900408、音声処理回路900411、メモリ900409、送受信回路9004
12を動作させる電力を供給する。またパネルの仕様によっては、電源回路900410
に電流源が備えられている場合もある。
スタ900422、演算回路900423、RAM900424、CPU900408用
のインターフェース900419などを有している。インターフェース900419を介
してCPU900408に入力された各種信号は、一旦レジスタ900422に保持され
た後、演算回路900423、デコーダ900421などに入力される。演算回路900
423では、入力された信号に基づき演算を行い、各種命令を送る場所を指定する。一方
デコーダ900421に入力された信号はデコードされ、制御信号生成回路900420
に入力される。制御信号生成回路900420は入力された信号に基づき、各種命令を含
む信号を生成し、演算回路900423において指定された場所、具体的にはメモリ90
0409、送受信回路900412、音声処理回路900411、コントローラ9004
07などに送る。
ーラ900407は、それぞれ受けた命令に従って動作する。以下その動作について簡単
に説明する。
プリント配線基板900402に実装されたCPU900408に送られる。制御信号生
成回路900420は、ポインティングデバイスやキーボードなどの入力手段90042
5から送られてきた信号に従い、VRAM900416に格納してある画像データを所定
のフォーマットに変換し、コントローラ900407に送付する。
てきた画像データを含む信号にデータ処理を施し、表示パネル900401に供給する。
またコントローラ900407は、電源回路900410から入力された電源電圧やCP
U900408から入力された各種信号をもとに、Hsync信号、Vsync信号、ク
ロック信号CLK、交流電圧(AC Cont)、切り替え信号L/Rを生成し、表示パ
ネル900401に供給する。
信号が処理されており、具体的にはアイソレータ、バンドパスフィルタ、VCO(Vol
tage Controlled Oscillator)、LPF(Low Pass
Filter)、カプラ、バランなどの高周波回路を含んでいてもよい。送受信回路9
00412において送受信される信号のうち音声情報を含む信号が、CPU900408
からの命令に従って、音声処理回路900411に送られる。
900411において音声信号に復調され、スピーカー900427に送られる。またマ
イク900426から送られてきた音声信号は、音声処理回路900411において変調
され、CPU900408からの命令に従って、送受信回路900412に送られる。
路900411、メモリ900409を、本実施形態のパッケージとして実装することが
できる。
はじめ、鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など特に大
面積の表示媒体として様々な用途に適用することができる。
ング900530は表示パネル900501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。表示パネル900501を固定したハウジング900530はプリン
ト基板900531に嵌入されモジュールとして組み立てられる。
続される。プリント基板900531には、スピーカー900532、マイクロフォン9
00533、送受信回路900534、CPU及びコントローラなどを含む信号処理回路
900535が形成されている。このようなモジュールと、入力手段900536、バッ
テリー900537を組み合わせ、筐体900539に収納する。表示パネル90050
1の画素部は筐体900539に形成された開口窓から視認できように配置する。
周波数の低い駆動回路)を基板上にTFTを用いて一体形成し、一部の周辺駆動回路(複
数の駆動回路のうち動作周波数の高い駆動回路)をICチップ上に形成し、そのICチッ
プをCOG(Chip On Glass)で表示パネル900501に実装しても良い
。あるいは、そのICチップをTAB(Tape Auto Bonding)やプリン
ト基板を用いてガラス基板と接続してもよい。このような構成とすることで、表示装置の
低消費電力化を図り、携帯電話機の一回の充電による使用時間を長くすることができる。
また、携帯電話機の低コスト化を図ることができる。
0605などが備えられた本体(A)900601と、表示パネル(A)900608、
表示パネル(B)900609、スピーカー900606などが備えられた本体(B)9
00602とが、蝶番900610で開閉可能に連結されている。表示パネル(A)90
0608と表示パネル(B)900609は、回路基板900607と共に本体(B)9
00602の筐体900603の中に収納される。表示パネル(A)900608及び表
示パネル(B)900609の画素部は筐体900603に形成された開口窓から視認で
きるように配置される。
00600の機能に応じて画素数などの仕様を適宜設定することができる。例えば、表示
パネル(A)900608を主画面とし、表示パネル(B)900609を副画面として
組み合わせることができる。
。例えば、蝶番900610の部位に撮像素子を組み込んで、カメラ付きの携帯電話機と
しても良い。また、操作スイッチ類900604、表示パネル(A)900608、表示
パネル(B)900609を一つの筐体内に納めた構成としても、上記した作用効果を奏
することができる。また、表示部を複数個そなえた情報表示端末に本実施形態の構成を適
用しても、同様な効果を得ることができる。
用することができる。そのような電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴー
グル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、オーデ
ィオコンポ等)、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携
帯電話、携帯型ゲーム機又は電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的には
Digital Versatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、その
画像を表示しうるディスプレイを備えた装置)などが挙げられる。
900713等を含む。
723、操作キー900724、外部接続ポート900725、シャッター900726
等を含む。
00733、キーボード900734、外部接続ポート900735、ポインティングデ
バイス900736等を含む。
、スイッチ900743、操作キー900744、赤外線ポート900745等を含む。
であり、本体900751、筐体900752、表示部A900753、表示部B900
754、記録媒体(DVD等)読み込み部900755、操作キー900756、スピー
カー部900757等を含む。表示部A900753は主として画像情報を表示し、表示
部B900754は主として文字情報を表示することができる。
2、イヤホン900763、支持部900764を含む。
カー部900773、操作キー900774、記憶媒体挿入部900775等を含む。本
発明の表示装置を表示部900772に用いた携帯型遊技機は、鮮やかな色彩を表現する
ことができる。
900782、操作キー900783、スピーカー900784、シャッター90078
5、受像部900786、アンテナ900787等を含む。
示するための表示部を有することを特徴とする。また、本発明に係る電子機器は、広い視
野角を有しており、かつ従来と比べて製造コストが低い液晶表示装置を有している。
6は、筐体900810、表示部900811、操作部であるリモコン装置900812
、スピーカー部900813等を含む。本発明に係る半導体装置は、壁かけ型として建物
と一体となっており、設置するスペースを広く必要とすることなく設置可能である。
ついて示す。表示パネル900901は、ユニットバス900902と一体に取り付けら
れており、入浴者は表示パネル900901の視聴が可能になる。表示パネル90090
1は入浴者が操作することで情報を表示したり、広告や娯楽手段として利用できる機能を
有する。
けではなく、様々な場所に設置することができる。たとえば、鏡面の一部や浴槽自体と一
体にするなどとしてもよい。このとき、表示パネル900901の形状は、鏡面や浴槽の
形状に合わせたものとなっていてもよい。
。表示パネル901002は、柱状体901001の曲面に合わせて湾曲させて取り付け
られている。なお、ここでは柱状体901001を電柱として説明する。
電柱のように屋外で繰り返し林立している建造物に表示パネル901002を設置するこ
とで、不特定多数の視認者に広告を行なうことができる。ここで、表示パネル90100
2は、外部からの制御により、同じ画像を表示させること、また、瞬時に画像を切替える
ことが容易であるため、極めて効率的な情報表示、及び広告効果が期待できる。また、表
示パネル901002に自発光型の表示素子を設けることで、夜間であっても、視認性の
高い表示媒体として有用であるといえる。また、電柱に設置することで、表示パネル90
1002の電力供給手段の確保が容易である。また、災害発生時などの非常事態の際には
、被災者に素早く正確な情報を伝達する手段ともなり得る。
スタなどのスイッチング素子を設けて表示素子を駆動することにより画像の表示を行なう
表示パネルを用いることができる。
実施形態はこれに限定されず、様々な建造物に本発明に係る半導体装置を設置することが
できる。
である。表示パネル901102は、自動車の車体901101と一体に取り付けられて
おり、車体の動作や車体内外から入力される情報をオンデマンドに表示することができる
。また、ナビゲーション機能を有していてもよい。
々な場所に設置することができる。たとえば、ガラス窓、ドア、ハンドル、シフトレバー
、座席シート、ルームミラー等と一体にしてもよい。このとき、表示パネル901102
の形状は、設置するもの形状に合わせたものとなっていてもよい。
図である。
けた例について示した図である。従来の紙による広告に比べて、広告切替えの際に必要と
なる人件費がかからないという利点がある。また、表示パネル901202は、外部から
の信号により表示部で表示される画像の切り替えを瞬時に行なうことが可能であるため、
たとえば、電車の乗降客の客層が入れ替わる時間帯ごとに表示パネルの画像を切り替える
ことができ、より効果的な広告効果が期待できる。
、及び天井901204に表示パネル901202を設けた例について示した図である。
このように、本発明に係る半導体装置は、従来では設置が困難であった場所に容易に設置
することが可能であるため、効果的な広告効果を得ることができる。また、本発明に係る
半導体装置は、外部からの信号により表示部で表示される画像の切り替えを瞬時に行なう
ことが可能であるため、広告切替え時のコストおよび時間が削減でき、より柔軟な広告の
運用および情報伝達が可能となる。
203、及び天井901204だけではなく、様々な場所に設置することができる。たと
えば、つり革、座席シート、てすり、床等と一体にしてもよい。このとき、表示パネル9
01202の形状は、設置するもの形状に合わせたものとなっていてもよい。
した図である。
2を設けたときの、使用時の形状について示した図である。表示パネル901302は、
天井901301とヒンジ部901303を介して一体に取り付けられており、ヒンジ部
901303の伸縮により乗客は表示パネル901302の視聴が可能になる。表示パネ
ル901302は乗客が操作することで情報を表示したり、広告や娯楽手段として利用で
きる機能を有する。また、図61(b)に示すように、ヒンジ部を折り曲げて天井901
301に格納することにより、離着陸時の安全に配慮することができる。なお、緊急時に
表示パネルの表示素子を点灯させることで、情報伝達手段および誘導灯としても利用可能
である。
々な場所に設置することができる。たとえば、座席シート、座席テーブル、肘掛、窓等と
一体にしてもよい。また、多数の人が同時に視聴できる大型の表示パネルを、機体の壁に
設置してもよい。このとき、表示パネル901302の形状は、設置するもの形状に合わ
せたものとなっていてもよい。
ついて例示したがこれに限定されず、自動二輪車、自動四輪車(自動車、バス等を含む)
、電車(モノレール、鉄道等を含む)、船舶等、様々なものに設置することができる。本
発明に係る半導体装置は、外部からの信号により、移動体内における表示パネルの表示を
瞬時に切り替えることが可能であるため、移動体に本発明に係る半導体装置を設置するこ
とにより、移動体を不特定多数の顧客を対象とした広告表示板、災害発生時の情報表示板
、等の用途に用いることが可能となる。
(一部でもよい)は、別の図で述べた内容(一部でもよい)に対して、適用、組み合わせ
、又は置き換えなどを自由に行うことが出来る。さらに、これまでに述べた図において、
各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させる
ことが出来る。
図で述べた内容(一部でもよい)対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に
行うことが出来る。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施
の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。
場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例
、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを
示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み
合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。
て、図14(A)~図14(B)、図15(A)~図15(D)、図16(A)~図16
(C)、図17(A)~図17(C)、図18を用いて説明する。ただし基本の構成は実
施の形態1で述べられて構成のみならず、実施の形態2の構成、実施の形態3の構成、実
施の形態4の構成、実施の形態5の構成、実施の形態6の構成のそれぞれの部分を援用し
て、本実施例を完成させることは可能である。
極を直接島状半導体膜に接続させる構成、実施の形態4に述べた電極接続構成、実施の形
態5の画素電極形状、実施の形態6で述べたカラーフィルタなどを、必要に応じて本実施
例に組み合わせることができるのは言うまでもない。
本実施の形態は、実施の形態1に示した構造を有する液晶表示装置の製造方法の一例であ
る。このため、共通電極(図1の導電膜115に相当)と画素電極(図1の画素電極11
3及び114に相当)の間隔の自由度が向上する。画素電極が有する開口(図3の溝11
7に相当)の配置間隔や開口の幅は、画素電極と共通電極との間の距離によって、最適値
が変わってくるため、開口の大きさや幅や間隔も自由に配置することができる。そして、
電極間に加わる電界の勾配を制御することができるようになり、例えば基板と平行方向の
電界を増やすこと等を容易に行うことができる。すなわち、液晶を用いた表示装置におい
ては、基板と平行に配向している液晶分子(いわゆるホモジニアス配向)を、基板と平行
な方向で制御できるため、最適な電界を加えることで、視野角が広くなる。
成する。基板800は、ガラス基板、石英基板、アルミナなど絶縁物で形成される基板、
後工程の処理温度に耐え得る耐熱性を有するプラスチック基板、シリコン基板、または金
属板である。また、基板100は、ステンレスなどの金属または半導体基板などの表面に
酸化珪素や窒化珪素などの絶縁膜を形成した基板であってもよい。なお、基板800にプ
ラスチック基板を用いる場合、PC(ポリカーボネート)、PES(ポリエーテルサルフ
ォン)、PET(ポリエチレンテレフタレート)もしくはPEN(ポリエチレンナフタレ
ート)等のガラス転移点が比較的高いものを用いることが好ましい。
e(ITO))膜、Si元素を含むインジウム錫酸化物膜、酸化インジウムにさらに2~
20wt%の酸化亜鉛(ZnO)を混合したターゲットを用いて形成された材料(本明細
書では「IZO(Indium Zinc Oxide」ともいう)を用いた膜である。
縁膜802は、例えば窒化珪素膜上に酸化珪素膜を積層したものであるが、他の絶縁物(
例えば窒素を含む酸化珪素膜、または酸素を含む窒化珪素膜であってもよい。
プラズマによる窒化処理を行うことによって、絶縁膜802の表面に窒化珪素膜を形成し
てもよい。
、電子密度が1×1011~1×1013/cm3かつ電子温度が2eV以下、イオンエ
ネルギーが5eV以下のものであるとする。このような高密度プラズマは活性種の運動エ
ネルギーが低く、従来のプラズマ処理と比較してプラズマによるダメージが少なく、欠陥
の少ない膜を形成することができる。マイクロ波を発生するアンテナから絶縁膜802ま
での距離は20~80mm、好ましくは20~60mmとするとよい。
囲気下、またはアンモニアと希ガスを含む雰囲気下において、上記高密度プラズマ処理を
行うことによって絶縁膜802の表面を窒化することができる。
ラズマ処理によって極めて薄く形成できるため、その上に形成される半導体膜への応力の
影響を少なくできる。
性半導体膜(例えば多結晶珪素膜)を形成する。結晶性半導体膜の形成方法としては、絶
縁膜802上に直接結晶性半導体膜を形成する方法、及び、絶縁膜802上に非晶質半導
体膜を形成した後に結晶化させる方法が挙げられる。
結晶化を助長させる元素(例えばニッケル等の金属元素)を用いて加熱して結晶化させる
方法、又は、半導体膜の結晶化を助長させる元素を用いて加熱して結晶化させた後、レー
ザー光を照射する方法を用いることができる。もちろん前記元素を用いずに非晶質半導体
膜を熱結晶化させる方法を用いることもできる。ただし基板が石英基板、シリコンウエハ
など高温に耐えられるものに限られる。
ルス発振型のレーザービーム(パルスレーザービーム)を用いることができる。ここで用
いることができるレーザービームは、Arレーザー、Krレーザー、エキシマレーザーな
どの気体レーザー、単結晶のYAG、YVO4、フォルステライト(Mg2SiO4)、
YAlO3、GdVO4、若しくは多結晶(セラミック)のYAG、Y2O3、YVO4
、YAlO3、GdVO4に、ドーパントとしてNd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、
Tm、Taのうち1種または複数種添加されているものを媒質とするレーザー、ガラスレ
ーザー、ルビーレーザー、アレキサンドライトレーザー、Ti:サファイアレーザー、銅
蒸気レーザーまたは金蒸気レーザーのうち一種または複数種から発振されるものを用いる
ことができる。このようなレーザービームの基本波、及びこれらの基本波の第2高調波か
ら第4高調波のレーザービームを照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例
えば、Nd:YVO4レーザー(基本波1064nm)の第2高調波(532nm)や第
3高調波(355nm)を用いることができる。このときレーザーのエネルギー密度は0
.01~100MW/cm2程度(好ましくは0.1~10MW/cm2)が必要である
。そして、走査速度を10~2000cm/sec程度として照射する。
、GdVO4、若しくは多結晶(セラミック)のYAG、Y2O3、YVO4、YAlO
3、GdVO4に、ドーパントとしてNd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm、Ta
のうち1種または複数種添加されているものを媒質とするレーザー、Arイオンレーザー
、またはTi:サファイアレーザーは、連続発振をさせることが可能であり、Qスイッチ
動作やモード同期などを行うことによって10MHz以上の発振周波数でパルス発振をさ
せることも可能である。10MHz以上の発振周波数でレーザービームを発振させると、
半導体膜がレーザーによって溶融してから固化するまでの間に、次のパルスが半導体膜に
照射される。従って、発振周波数が低いパルスレーザーを用いる場合と異なり、半導体膜
中において固液界面を連続的に移動させることができるため、走査方向に向かって連続的
に成長した結晶粒を得ることができる。
を形成することが可能である。単結晶を用いる場合、通常、直径数mm、長さ数十mmの
円柱状の媒質が用いられているが、セラミックを用いる場合はさらに大きいものを作るこ
とが可能である。
晶中でも大きくは変えられないため、濃度を増加させることによるレーザーの出力向上に
はある程度限界がある。しかしながら、セラミックの場合、単結晶と比較して媒質の大き
さを著しく大きくすることができるため大幅な出力を向上させることが可能となる。
ことが可能である。このような形状の媒質を用いて、発振光を媒質の内部でジグザグに進
行させると、発振光路を長くとることができる。そのため、増幅が大きくなり、大出力で
発振させることが可能になる。また、このような形状の媒質から射出されるレーザービー
ムは射出時の断面形状が四角形状であるため、丸状のビームと比較すると、線状ビームに
整形するのに有利である。このように射出されたレーザービームを、光学系を用いて整形
することによって、短手の長さ1mm以下、長手の長さ数mm~数mの線状ビームを容易
に得ることが可能となる。また、励起光を媒質に均一に照射することにより、線状ビーム
は長手方向にエネルギー分布の均一なものとなる。
ールすることが可能になる。線状ビームの両端まで均一なアニールが必要な場合は、その
両端にスリットを配置し、エネルギーの減衰部を遮光するなどの工夫が必要となる。
半導体膜を用いて電子機器を作製すると、その電子機器の特性は、良好かつ均一である。
、非晶質半導体膜(アモルファスシリコン膜とも呼ばれる)に対して結晶化を助長する金
属元素を添加し、加熱処理を行うことで添加領域を起点として非晶質半導体膜を結晶化さ
せるものである。
うこともできる。この場合、赤外光、可視光、または紫外光のいずれか一またはそれらの
組み合わせを用いることが可能であるが、代表的には、ハロゲンランプ、メタルハライド
ランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウムランプ、または
高圧水銀ランプから射出された光を用いる。ランプ光源を1~60秒、好ましくは30~
60秒点灯させ、それを1回~10回、好ましくは2~6回繰り返す。ランプ光源の発光
強度は任意なものとするが、半導体膜が瞬間的に600~1000℃程度にまで加熱され
るようにする。なお、必要であれば、強光を照射する前に非晶質構造を有する非晶質半導
体膜に含有する水素を放出させる熱処理を行ってもよい。また、加熱処理と強光の照射の
双方を行うことにより結晶化を行ってもよい。
、結晶粒内に残される欠陥を補修するために、結晶性半導体膜に対してレーザー光を大気
または酸素雰囲気で照射してもよい。レーザー光としては、上述したものを用いることが
可能である。
下に説明する。
により、結晶性半導体膜の表面に酸化膜(ケミカルオキサイドと呼ばれる)からなるバリ
ア層を1nm~10nmの厚さで形成する。バリア層は、後の工程でゲッタリング層のみ
を選択的に除去する際にエッチングストッパーとして機能する。
成する。ここでは、CVD法又はスパッタリング法により希ガス元素を含む半導体膜をゲ
ッタリング層として形成する。ゲッタリング層を形成するときには、希ガス元素がゲッタ
リング層に添加されるようにスパッタリング条件を適宜調節する。希ガス元素としては、
ヘリウム(He)、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、キセノン
(Xe)から選ばれた一種または複数種を用いる。
いてゲッタリング層を形成した場合、希ガス元素によるゲッタリングに加え、リンのクー
ロン力を利用してゲッタリングを行うことができる。
また、ゲッタリングの際、金属元素(例えばニッケル)は酸素濃度の高い領域に移動し
やすい傾向があるため、ゲッタリング層に含まれる酸素濃度は、例えば5×1018cm
-3以上とすることが望ましい。
は強光を照射する処理)を行って、金属元素(例えばニッケル)のゲッタリングを行い、
結晶性半導体膜中における金属元素を低濃度化し、又は除去する。
ング層のみを選択的に除去する。その後酸化膜からなるバリア層を、例えばフッ酸を含む
エッチャントにより除去する。
よい。
のフォトレジスト膜を露光及び現像する。塗布法とはスピンコート法、スプレー法、スク
リーン印刷法、ペイント法などのことである。これにより、半導体膜803上にはレジス
トが形成される。次いで、このレジストをマスクとして半導体膜803をエッチングする
。これにより、絶縁膜802上には、薄膜トランジスタが形成される島状半導体膜872
、873、874が形成される。
後、島状半導体膜872~874上にゲート絶縁膜804を10nm~200nmの厚さ
で形成する。ゲート絶縁膜804は、珪素を主成分とする絶縁膜、例えば酸化珪素膜、窒
化珪素膜、窒素を含む酸化珪素膜、酸素を含む窒化珪素膜などで形成される。また単層で
あっても積層膜であってもよい。なお、絶縁膜802上にもゲート絶縁膜804が形成さ
れる。
69の形成、並びに、不純物領域807a、807b、808a、808b、809a、
809b、810a、810b、813a、813b、813c、814a、814b、
814c、814d、チャネル形成領域895、896、897(897a、897b)
の形成を行う(図15(C)参照)。
6aを有している。TFT829のゲート電極866は、下層ゲート電極805b及び上
層ゲート電極806bを有している。TFT825のゲート電極867は、下層ゲート電
極805c及び上層ゲート電極806cを有しており、ゲート電極868は、下層ゲート
電極805d及び上層ゲート電極806dを有している。
イン領域であり、不純物領域808a及び808bは、TFT827の低濃度不純物領域
である。不純物領域808a及び808bの間にはチャネル形成領域895が位置してい
る。
イン領域であり、不純物領域810a及び810bは、TFT829の低濃度不純物領域
である。不純物領域810a及び810bの間にはチャネル形成領域896が位置してい
る。
イン領域であり、不純物領域813は、不純物領域813a及び813cのそれぞれと同
じ工程で形成されている。不純物領域814a、814b、814c、814dは、TF
T825の低濃度不純物領域である。不純物領域814a及び814bの間にはチャネル
形成領域897a、不純物領域814c及び814dの間にはチャネル形成領域897b
が位置している。
813c、814a~814dは、n型不純物領域であり、n型を付与する不純物元素、
例えばリン(P)やヒ素(As)を含んでいる。不純物領域809a~809b、813
a~813cは高濃度不純物領域でもあり、それぞれ、低濃度不純物領域である不純物領
域810a~810b、814a~814dそれぞれよりも不純物濃度が高い。
不純物領域であり、p型を付与する不純物元素、例えばホウ素(B)を含んでいる。不純
物領域807a~807bは高濃度不純物領域でもあり、それぞれ、低濃度不純物領域で
ある不純物領域808a~808bそれぞれよりも不純物濃度が高い。
ャネル型TFTである。
04上に、第1の導電膜及び第2の導電膜を、この順に形成する。第1の導電膜は、例え
ばタングステン膜であり、第2の導電膜は窒化タンタル膜である。
び現像する。これにより、第2の導電膜上にはレジストが形成される。次いで、このレジ
ストをマスクとして、第1の導電膜及び第2の導電膜を第1の条件でエッチングし、さら
に、第2の導電膜を第2の条件でエッチングする。これにより、島状半導体膜872上に
は下層ゲート電極805a及び上層ゲート電極806a、島状半導体膜873上には下層
ゲート電極805b及び上層ゲート電極806b、島状半導体膜874上には下層ゲート
電極805c及び上層ゲート電極806c、並びに下層ゲート電極805d及び上層ゲー
ト電極806dが形成される。
a~806dそれぞれの側面の傾斜角より緩やかである。
、810b、813a、813b、813c、814a、814b、814c、814d
は、ゲート電極865~868をマスクとして自己整合的に不純物を導入して形成しても
よいし、レジストマスクを用いて不純物元素を導入して形成してもよい。
素膜であり、プラズマCVD法により形成される。
た不純物元素を活性化する。この熱処理は、ランプ光源を用いたラピッドサーマルアニー
ル法(RTA法)、或いはYAGレーザーまたはエキシマレーザーを裏面から照射する方
法、或いは炉を用いた熱処理、或いはこれらの方法を複数組み合わせた方法による処理で
ある。
4を結晶化する際に触媒として使用した元素(例えばニッケル等の金属元素)が、高濃度
の不純物(例えばリン)を含む不純物領域809a~809b、813a~813cにゲ
ッタリングされ、島状半導体膜873、874のうち主にチャネル形成領域896、89
7a~897bとなる部分中のニッケル濃度が低減する。その結果、チャネル形成領域の
結晶性がよくなる。従って、TFTのオフ電流値は下がり、かつ高い電界効果移動度が得
られる。このようにして、良好な特性を有するTFTが得られる。
。絶縁膜815は、例えば窒化珪素膜であり、プラズマCVD法により形成される。
816としては、透光性を有する無機材料(酸化珪素、窒化珪素、酸素を含む窒化珪素な
ど)、感光性または非感光性の有機材料(ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミ
ドアミド、レジストまたはベンゾシクロブテン)、またはこれらの積層などを用いる。ま
た、平坦化膜に用いる他の透光性を有する膜としては、塗布法によって得られるアルキル
基を含むSiOx膜からなる絶縁膜、例えばシリカガラス、アルキルシロキサンポリマー
、アルキルシルセスキオキサンポリマー、水素化シルセスキオキサンポリマー、水素化ア
ルキルシルセスキオキサンポリマーなどを用いて形成された絶縁膜を用いることができる
。シロキサン系ポリマーの一例としては、東レ製塗布絶縁膜材料であるPSB-K1、P
SB-K31や触媒化成製塗布絶縁膜材料であるZRS-5PHが挙げられる。層間絶縁
膜816は単層膜であっても多層膜であってもよい。
ジスト膜を露光及び現像する。これにより、層間絶縁膜816上にはレジストが形成され
る。次いで、このレジストをマスクとして層間絶縁膜816、絶縁膜815、及びゲート
絶縁膜804をエッチングする。これにより、層間絶縁膜816、絶縁膜815、及びゲ
ート絶縁膜804には、コンタクトホール817a、817b、817c、817d、8
17e、817f、817g、817hが形成される(図16(A)参照)。
ル817bは、不純物領域807b上に位置している。コンタクトホール817cは、不
純物領域809a上に位置しており、コンタクトホール817dは、不純物領域809b
上に位置している。コンタクトホール817eは、不純物領域813a上に位置しており
、コンタクトホール817fは、不純物領域813c上に位置している。コンタクトホー
ル817gは導電膜801上に位置しており、コンタクトホール817hは電極869上
に位置している。
中、及び層間絶縁膜816上に、第1の導電膜875を形成する。第1の導電膜875は
透光性を有する導電膜であり、例えばインジウム錫酸化物膜、珪素を含むインジウム錫酸
化物や、酸化インジウムに更に2~20wt%の酸化亜鉛を混合したターゲットを用いて
形成された導電膜である。次いで、第1の導電膜875上に第2の導電膜876を形成す
る。第2の導電膜876は例えば金属膜である。
レジスト膜820の上方に、レチクル840を配置する。レチクル840は、ガラス基板
上に半透膜842a、842b、842c、842d、842e、842f、842gを
形成し、さらに半透膜842a~842gそれぞれの上に、遮光841a、841b、8
41c、841d、841e、841f、841gを形成したものである。半透膜842
a及び遮光841aはコンタクトホール817aの上方に位置し、半透膜842b及び遮
光841bはコンタクトホール817b及びコンタクトホール817cの上方に位置し、
半透膜842c及び遮光841cはコンタクトホール817cの上方に位置し、半透膜8
42d及び遮光841dはコンタクトホール817dの上方に位置し、半透膜842e及
び遮光841eはコンタクトホール817eの上方に位置し、半透膜842f及び遮光8
41fはコンタクトホール817fの上方に位置し、半透膜842g及び遮光841gは
コンタクトホール817g及び817hの上方に位置している。
より、フォトレジスト膜820は、遮光841a~841gの下方に位置する部分、及び
半透膜842a~842gの下方に位置する部分の下層を除いて感光する。なお、領域8
21a、821b、821c、821d、821e、821f、821gは、感光してい
ない領域を示している。
、フォトレジスト膜820のうち感光している部分が除去され、レジスト822a、82
2b、822c、822d、822e、822f、822gが形成される。レジスト82
2aはコンタクトホール817aの上方に位置している。レジスト822bはコンタクト
ホール817bの上方に位置している。レジスト822cはコンタクトホール817cの
上方に位置している。レジスト822dはコンタクトホール817dの上方に位置してい
る。レジスト822eはコンタクトホール817eの上方に位置している。レジスト82
2fはコンタクトホール817fの上方に位置している。レジスト822gはコンタクト
ホール817g及び817hの上方に位置している。
の導電膜875及び第2の導電膜876をエッチングする。これにより、レジスト822
a~822gに覆われていない領域からは、第1の導電膜875及び第2の導電膜876
が除去される。
a及び上層電極823aを有する電極881、下層電極824b及び上層電極823bを
有する電極882、下層電極824c及び上層電極823cを有する電極883、下層電
極824d及び上層電極823dを有する電極884、下層電極824e及び上層電極8
23eを有する電極885、下層電極824f及び上層電極823fを有する電極886
、下層電極863及び上層電極864を有する電極887が形成される。
形成してもよい。その場合は配線881~887となる。
純物領域809a、電極884は不純物領域809b、電極885は不純物領域813a
、電極886は不純物領域813cと電気的に接続されている。また電極887は、導電
膜801と電極869を電気的に接続している。
図17(C)参照)。層間絶縁膜845は層間絶縁膜816と同様の材料で形成すればよ
い。
タクトホールを介して電極886に電気的に接続する、画素電極891(891a、89
1b、891c、891d、…)を形成する(図18参照)。画素電極891は透光性を
有する材料で形成すればよく、導電膜875と同様の材料を用いればよい。画素電極89
1には溝892(892a、892b、892c、…)が形成されており、画素電極89
1及び溝892の形状は、図4、図7、図8(A)~図8(D)、図9(A)~図9(D
)を参考にすればよい。
が形成される。
14(B)ではそれぞれ独立したTFTで示されているが、電極882と883を電気的
に接続して、TFT827及び829をCMOS回路として形成してもよい。
の端子電極838b(図14(B)に図示)が形成される。
ィブマトリクス基板上にアクリル樹脂膜等の有機樹脂膜を形成し、この有機樹脂膜を、マ
スク膜を用いたエッチングにより選択的に除去する。これにより、アクティブマトリクス
基板上には、柱状のスペーサ833が形成される。次いで、封止領域853にシール材8
34を形成した後、アクティブマトリクス基板上に液晶を滴下する。液晶を滴下する前に
、シール材上に、シール材と液晶が反応することを防ぐ保護膜を形成してもよい。
の配向膜831が形成された対向基板830を配置し、これら2つの基板をシール材83
4で張り合わせる。このとき、スペーサ833によって、アクティブマトリクス基板と対
向基板830は、均一な間隔を持って貼り合わせられる。次いで、封止材(図示せず)を
用いて、両基板の間を完全に封止する。このようにしてアクティブマトリクス基板と対向
基板の間には液晶846が封止される。
を、所望の形状に分断する。さらに、偏光板835a、835bを設ける。なお基板80
0と偏光板835aとの間、並びに、対向基板830と偏光板835bとの間に位相差板
を設けてもよい。さらに位相差板は、基板と偏光板との間ではなく、偏光板835a及び
835bの、基板と接している面とは逆側の面に配置してもよい。
:以下FPCと記載)837を、異方性導電膜836を介して、外部端子接続領域852
に配置された第2の端子電極838bに接続する。
板の中央には、画素領域856が配置されている。画素領域856には複数の画素が形成
されている。図14(A)において、画素領域856の上下それぞれには、ゲート信号線
を駆動するためのゲート信号線駆動回路854が配置されている。また、画素領域856
とFPC837の間に位置する領域には、ソース信号線を駆動するためのソース信号線駆
動回路857が配置されている。ゲート信号線駆動回路854は片側のみの配置でも良く
、液晶モジュールにおける基板サイズ等を考慮して、設計者が適宜選択すれば良い。ただ
し、回路の動作信頼性や駆動効率等を考えると、画素領域856を挟んで対称に配置され
るのが望ましい。そして各駆動回路への信号の入力は、FPC837から行われる。
(A)~図20(B)の各図を用いて説明する。各図において、画素部930の構成は、
実施例1で示した画素領域856の構成と同様であり、基板100上に複数の画素が形成
されている。
ソース信号線駆動回路ともいう)910の回路構成を説明する為の図である。図19(A
)に示すようにゲートドライバ(ゲート信号線駆動回路ともいう)920及びソースドラ
イバ910の双方が、画素部930と同一の基板100上に一体的に形成されている。ソ
ースドライバ910は、図19(B)に示すように、入力されたビデオ信号をいずれのソ
ース信号線に伝達するかを制御する複数の薄膜トランジスタ912と、複数の薄膜トラン
ジスタ912を制御するシフトレジスタ911とを有している。
イッチTFT940の回路構成を説明する為の図である。図20(A)に示すように、基
板100上に形成された複数のアナログスイッチTFT940と、基板100とは別体の
IC950とで構成されている。IC950と複数のアナログスイッチTFT940とは
、例えばFPC960で電気的に接続されている。
チTFT940を制御し、かつ複数のアナログスイッチTFT940にビデオ信号を入力
する。複数のアナログスイッチTFT940は、ICからの制御信号に基づいて、いずれ
のソース信号線にビデオ信号を伝達するかを制御する。
装置を提供することができる。
るのを防ぐことができる。これにより信頼性の高い液晶表示装置を得ることが可能となる
。
した場合、バックゲートの電位が安定するので、信頼性の高い液晶表示装置を得ることが
できる。
明する。この電子機器は、上記したいずれかの実施形態及び実施例で示した表示装置又は
表示モジュールを搭載したものである。
ドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオコ
ンポ等)、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話
、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDi
gital Versatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像
を表示しうるディスプレイを備えた装置)などが挙げられる。それらの電子機器の具体例
を図21(A)~図21(H)に示す。
01、支持台2002、表示部2003、スピーカ部2004、ビデオ入力端子2005
等を含む。表示部2003には、上記したいずれかの実施の形態または実施例で示した表
示装置又は表示モジュールが用いられている。本発明のモニターは、広い視野角を有して
おり、かつ従来と比べて製造コストを低くすることができる。また本発明のモニターの表
示部では、導電膜を基板全面に形成するので、基板からの不純物が活性層に混入されるの
を防ぐことができる。これにより信頼性の高いモニターを得ることが可能となる。また本
発明のモニターにおいては、トップゲート型薄膜トランジスタを有する表示部を作製した
場合、バックゲートの電位が安定するので、信頼性の高いモニターを得ることができる。
設けられており、本体2101の上面部分にはシャッター2106が設けられている。ま
た、本体2101の背面部分には、表示部2102、操作キー2104、及び外部接続ポ
ート2105が設けられている。表示部2102には、上記したいずれかの実施の形態ま
たは実施例で示した表示装置又は表示モジュールが用いられている。本発明のデジタルカ
メラは、広い視野角を有しており、かつ従来と比べて製造コストを低くすることができる
。また本発明のデジタルカメラの表示部では、導電膜を基板全面に形成するので、基板か
らの不純物が活性層に混入されるのを防ぐことができる。これにより信頼性の高いデジタ
ルカメラを得ることが可能となる。また本発明のデジタルカメラにおいては、トップゲー
ト型薄膜トランジスタを有する表示部を作製した場合、バックゲートの電位が安定するの
で、信頼性の高いデジタルカメラを得ることができる。
ド2204、外部接続ポート2205、ポインティングマウス2206が設けられている
。また、本体2201には、表示部2203を有する筐体2202が取り付けられている
。表示部2203には、上記したいずれかの実施の形態または実施例で示した表示装置又
は表示モジュールが用いられている。本発明のコンピュータは、広い視野角を有しており
、かつ従来と比べて製造コストを低くすることができる。また本発明のコンピュータの表
示部では、導電膜を基板全面に形成するので、基板からの不純物が活性層に混入されるの
を防ぐことができる。これにより信頼性の高いコンピュータを得ることが可能となる。ま
た本発明のコンピュータにおいては、トップゲート型薄膜トランジスタを有する表示部を
作製した場合、バックゲートの電位が安定するので、信頼性の高いコンピュータを得るこ
とができる。
チ2303、操作キー2304、赤外線ポート2305等を含む。表示部2302にはア
クティブマトリクス表示装置が設けられている。表示部2302には、上記したいずれか
の実施の形態または実施例で示した表示装置又は表示モジュールが用いられている。本発
明のコンピュータは、広い視野角を有しており、かつ従来と比べて製造コストを低くする
ことができる。また本発明のコンピュータの表示部では、導電膜を基板全面に形成するの
で、基板からの不純物が活性層に混入されるのを防ぐことができる。これにより信頼性の
高いコンピュータを得ることが可能となる。また本発明のコンピュータにおいては、トッ
プゲート型薄膜トランジスタを有する表示部を作製した場合、バックゲートの電位が安定
するので、信頼性の高いコンピュータを得ることができる。
読み込み部2405及び操作キー2406が設けられている。また、本体2401には、
スピーカ部2407及び表示部A2403それぞれを有する筐体2402が取り付けられ
ている。表示部A2403及び表示部B2404それぞれには、上記したいずれかの実施
の形態または実施例で示した表示装置又は表示モジュールが用いられている。本発明の画
像再生装置は、広い視野角を有しており、かつ従来と比べて製造コストを低くすることが
できる。また本発明の画像再生装置の表示部では、導電膜を基板全面に形成するので、基
板からの不純物が活性層に混入されるのを防ぐことができる。これにより信頼性の高い画
像再生装置を得ることが可能となる。また本発明の画像再生装置においては、トップゲー
ト型薄膜トランジスタを有する表示部を作製した場合、バックゲートの電位が安定するの
で、信頼性の高い画像再生装置を得ることができる。
。また、本体2501には複数の表示部2502が取り付けられている。表示部2502
には、上記したいずれかの実施の形態または実施例で示した表示装置又は表示モジュール
が用いられている。本発明の電子書籍は、広い視野角を有しており、かつ従来と比べて製
造コストを低くすることができる。また本発明の電子書籍の表示部では、導電膜を基板全
面に形成するので、基板からの不純物が活性層に混入されるのを防ぐことができる。これ
により信頼性の高い電子書籍を得ることが可能となる。また本発明の電子書籍においては
、トップゲート型薄膜トランジスタを有する表示部を作製した場合、バックゲートの電位
が安定するので、信頼性の高い電子書籍を得ることができる。
コン受信部2605、受像部2606、バッテリー2607、音声入力部2608、操作
キー2609、及び接眼部2610が設けられている、また、本体2601には、表示部
2602を有する筐体2603が取り付けられている。表示部2602には、上記したい
ずれかの実施の形態または実施例で示した表示装置又は表示モジュールが用いられている
。本発明のビデオカメラは、広い視野角を有しており、かつ従来と比べて製造コストを低
くすることができる。また本発明のビデオカメラの表示部では、導電膜を基板全面に形成
するので、基板からの不純物が活性層に混入されるのを防ぐことができる。これにより信
頼性の高いビデオカメラを得ることが可能となる。また本発明のビデオカメラにおいては
、トップゲート型薄膜トランジスタを有する表示部を作製した場合、バックゲートの電位
が安定するので、信頼性の高いビデオカメラを得ることができる。
入力部2704、音声出力部2705、操作キー2706、外部接続ポート2707、ア
ンテナ2708等を含む。表示部2703には、上記したいずれかの実施の形態または実
施例で示した表示装置又は表示モジュールが用いられている。本発明のビデオカメラは、
広い視野角を有しており、かつ従来と比べて製造コストを低くすることができる。また本
発明の携帯電話の表示部では、導電膜を基板全面に形成するので、基板からの不純物が活
性層に混入されるのを防ぐことができる。これにより信頼性の高い携帯電話を得ることが
可能となる。また本発明の携帯電話においては、トップゲート型薄膜トランジスタを有す
る表示部を作製した場合、バックゲートの電位が安定するので、信頼性の高い携帯電話を
得ることができる。
101 基板
102 下地膜
103 半導体膜
104 ゲート絶縁膜
105 ゲート電極
106 層間絶縁膜
107 電極
108 電極
109 電極
111 層間絶縁膜
112 配向膜
113 画素電極
114 画素電極
114a 画素電極
114b 画素電極
114c 画素電極
115 導電膜
116 液晶
117 溝
117a 溝
117b 溝
117c 溝
119 配線
120 対向基板
121 TFT
122 カラーフィルタ
123 配向膜
124 偏光板
125 電界
126 偏光板
131a 領域
131b 領域
132 チャネル形成領域
141 電極
142 電極
150 画素部
152 ソース線駆動回路
154 ゲート線駆動回路
161 配線
162 コンタクトホール
201 基板
202 導電膜
203 下地膜
204 ゲート電極
205 電極
206 島状半導体膜
207a 電極
207b 電極
208a 領域
208b 領域
209 電極
210 絶縁膜
211 電極
212 TFT
213 ゲート絶縁膜
214 電極
214a 電極
214b 電極
214c 電極
215 配向膜
216 液晶
217 偏光板
221 対向基板
222 カラーフィルタ
223 配向膜
224 偏光板
225 横方向電界
241 カラーフィルタ
241B カラーフィルタ
241G カラーフィルタ
241R カラーフィルタ
251 電極
253 島状半導体膜
256 チャネル形成領域
258a 領域
258b 領域
800 基板
801 導電膜
802 絶縁膜
803 半導体膜
804 ゲート絶縁膜
805a 下層ゲート電極
805b 下層ゲート電極
805c 下層ゲート電極
805d 下層ゲート電極
806a 上層ゲート電極
806b 上層ゲート電極
806c 上層ゲート電極
806d 上層ゲート電極
807a 不純物領域
807b 不純物領域
808a 不純物領域
808b 不純物領域
809a 不純物領域
809b 不純物領域
810a 不純物領域
810b 不純物領域
813 不純物領域
813a 不純物領域
813b 不純物領域
813c 不純物領域
814a 不純物領域
814b 不純物領域
814c 不純物領域
814d 不純物領域
815 絶縁膜
816 層間絶縁膜
817a コンタクトホール
817b コンタクトホール
817c コンタクトホール
817d コンタクトホール
817e コンタクトホール
817f コンタクトホール
817g コンタクトホール
817h コンタクトホール
820 フォトレジスト膜
821a 領域
821b 領域
821c 領域
821d 領域
821e 領域
821f 領域
821g 領域
821h 領域
822a レジスト
822b レジスト
822c レジスト
822d レジスト
822e レジスト
822f レジスト
822g レジスト
823a 上層電極
823b 上層電極
823c 上層電極
823d 上層電極
823e 上層電極
823f 上層電極
824a 下層電極
824b 下層電極
824c 下層電極
824d 下層電極
824e 下層電極
824f 下層電極
825 TFT
826 配向膜
827 TFT
829 TFT
830 対向基板
831 配向膜
832 カラーフィルタ
833 スペーサ
834 シール材
835a 偏光板
835b 偏光板
836 異方性導電膜
837 FPC
838a 端子電極
838b 端子電極
840 レチクル
841a 遮光
841b 遮光
841c 遮光
841d 遮光
841e 遮光
841f 遮光
841g 遮光
842a 半透膜
842b 半透膜
842c 半透膜
842d 半透膜
842e 半透膜
842f 半透膜
842g 半透膜
845 層間絶縁膜
846 液晶
852 外部端子接続領域
853 封止領域
854 ゲート信号線駆動回路
856 画素領域
857 ソース信号線駆動回路
861 下層電極
862 上層電極
863 下層電極
864 上層電極
865 ゲート電極
866 ゲート電極
867 ゲート電極
868 ゲート電極
869 電極
872 島状半導体膜
873 島状半導体膜
874 島状半導体膜
875 導電膜
876 導電膜
881 電極
882 電極
883 電極
884 電極
885 電極
886 電極
887 電極
891 画素電極
891a 画素電極
891b 画素電極
891c 画素電極
891d 画素電極
892 溝
892a 溝
892b 溝
892c 溝
895 チャネル形成領域
896 チャネル形成領域
897a チャネル形成領域
897b チャネル形成領域
910 ソースドライバ
911 シフトレジスタ
912 薄膜トランジスタ
920 ゲートドライバ
930 画素部
940 アナログスイッチTFT
950 IC
960 FPC
2001 筺体
2002 支持台
2003 表示部
2004 スピーカ部
2005 ビデオ入力端子
2101 本体
2102 表示部
2103 受像部
2104 操作キー
2105 外部接続ポート
2106 シャッター
2201 本体
2202 筐体
2203 表示部
2204 キーボード
2205 外部接続ポート
2206 ポインティングマウス
2301 本体
2302 表示部
2303 スイッチ
2304 操作キー
2305 赤外線ポート
2401 本体
2402 筐体
2403 表示部A
2404 表示部B
2405 部
2406 操作キー
2407 スピーカ部
2501 本体
2502 表示部
2503 操作キー
2601 本体
2602 表示部
2603 筐体
2604 外部接続ポート
2605 リモコン受信部
2606 受像部
2607 バッテリー
2608 音声入力部
2609 操作キー
2610 接眼部
2701 本体
2702 筐体
2703 表示部
2704 音声入力部
2705 音声出力部
2706 操作キー
2707 外部接続ポート
2708 アンテナ
Claims (2)
- トランジスタを有する半導体装置であって、
基板上の第1の電極と、
前記第1の電極上の第1の絶縁膜と、
前記第1の絶縁膜上の半導体膜と、
前記半導体膜上の第2の絶縁膜と、
前記第2の絶縁膜上に設けられ、前記半導体膜と電気的に接続された第2の電極と、
第1の導電層および第2の導電層を介して、前記第1の電極と電気的に接続された配線と、を有し、
前記第1の導電層は、前記第2の電極と同じ材料を有し、
前記第2の導電層は、前記トランジスタが電気的に接続するソース配線と同じ材料を有し、
断面視において、前記半導体膜は、前記第1の電極と前記第2の電極との間に設けられ、
前記第2の電極は、前記第1の電極と重なる領域を有する、半導体装置。 - 請求項1において、
前記第1の導電層は、前記第1の電極と接する領域と、前記第2の導電層と接する領域とを有する半導体装置。
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