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Description
これらの製造方法に関する。
術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は
、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物(コンポジション・オブ・マタ
ー)に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の
技術分野としては、発光装置、蓄電装置、撮像装置、記憶装置、またはこれらの駆動方法
、またはこれらの製造方法を一例として挙げることができる。
ざまな電子機器に表示装置が用いられており、表示装置は、高精細化、および、低消費電
力化など様々な面で高性能化が図られている。
ンジスタを用いて各画素を制御するアクティブマトリクス型の表示装置がよく用いられる
。アクティブマトリクス型の表示装置では、各画素をトランジスタで制御するため、画素
間のトランジスタ特性のばらつき、または、トランジスタ特性の劣化が各画素の表示のば
らつきとなって現れてしまう。そのため、表示にムラが生じることや、焼き付きが生じる
ことがある。
って発光素子に供給する電流を制御する駆動用トランジスタが設けられている。この駆動
用トランジスタのしきい値電圧、移動度、チャネル長、または、チャネル幅などの少なく
とも一つが各画素でばらつくと、各画素の発光素子の輝度がばらつくことになってしまう
。
のしきい値電圧のばらつきを補正する方式(以下、内部補正ともいう)が提案されている
(特許文献1)。
らつきを補正した信号を入力する方式(以下、外部補正ともいう)が提案されている(特
許文献2)。
または、画素の外部に、トランジスタのある端子の電位を出力する場合がある。それに伴
い、表示動作をしながら外部補正を行うと、発光素子に供給される電流が変化してしまう
ことが多い。このため、表示動作をしながら外部補正を行うと、表示が変化してしまう場
合がある。このように、表示装置の表示動作に並行して外部補正を行うのは困難な場合が
ある。または、表示装置の表示動作を行わない期間において、外部補正を行う場合には、
非常に多くの画素に対して補正動作を行う必要があるため、補正を行う期間が長くなって
しまうという課題があった。
または、新規な表示装置の駆動方法等を提供することを課題の一とする。
提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、表示動作に並行して外部補
正を行うことができる表示装置の駆動方法を提供することを課題の一とする。または、本
発明の一態様は、表示ムラの少ない表示装置、および、その駆動方法を提供することを課
題の一とする。または、本発明の一態様は、精細な表示を行うことができる表示装置、お
よび、その駆動方法を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、トラ
ンジスタの特性ばらつきの影響を低減することができる半導体装置、および、その駆動方
法を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、トランジスタのしきい
値電圧のばらつきの影響を低減することができる半導体装置、および、その駆動方法を提
供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、トランジスタの移動度のばら
つきの影響を低減することができる半導体装置、および、その駆動方法を提供することを
課題の一とする。
他の課題の存在を妨げるものではない。なお他の課題は、以下の記載で述べる、本項目で
言及していない課題である。本項目で言及していない課題は、当業者であれば明細書又は
図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。
なお、本発明の一態様は、上記列挙した記載、及び/又は他の課題のうち、少なくとも一
つの課題を解決するものである。
と第1の発光素子とを有し、第2の画素は第2のトランジスタと第2の発光素子とを有し
、第1の発光素子は第1のトランジスタと電気的に接続され、第2の発光素子は第2のト
ランジスタと電気的に接続され、第1の画素に第1のトランジスタの電流特性の情報を読
み出すための信号を入力する第1の動作を行う機能と、第1のトランジスタの電流特性の
情報の読み出しと第2の画素へのデータ信号(映像信号)の入力とを行う第2の動作を行
う機能と、を有する半導体装置である。
は第1のトランジスタと第1の発光素子とを有し、第2の画素は第2のトランジスタと第
2の発光素子とを有し、第3の画素は第3のトランジスタと第3の発光素子と、を有し、
第1の発光素子は第1のトランジスタと電気的に接続され、第2の発光素子は第2のトラ
ンジスタと電気的に接続され、第3の発光素子は第3のトランジスタと電気的に接続され
、第1の画素と第3の画素は同一の選択線と電気的に接続され、第1の画素に第1のトラ
ンジスタの電流特性の情報を読み出すための信号を入力し第3の画素に第3の画素を非表
示とするための信号を入力する第1の動作を行う機能と、第1のトランジスタの電流特性
の情報の読み出しと第2の画素へのデータ信号(映像信号)の入力とを行う第2の動作を
行う機能と、を有する半導体装置である。
タは、同一の配線と電気的に接続され、電流特性の情報の読み出しは、当該配線を介して
行う半導体装置である。
読み出しが行われている期間内に、第2の画素へのデータ信号(映像信号)の入力が行わ
れる半導体装置である。
作を行う期間から、次のフレーム期間において第1の画素が選択されるまで行われる半導
体装置である。
に流れる電流、又は第1のトランジスタのしきい値電圧である半導体装置である。
、を有する表示装置である。
ン、スピーカー、又は操作キーと、を有する電子機器である。
図面に記載されている。
または、新規な表示装置の駆動方法等を提供することができる。
を提供することができる。または、本発明の一態様は、表示動作に並行して外部補正を行
うことができる表示装置の駆動方法を提供することができる。または、本発明の一態様に
よれば、表示ムラの少ない表示装置、および、その駆動方法を提供することができる。ま
たは、本発明の一態様によれば、精細な表示を行うことができる表示装置、および、その
駆動方法を提供することができる。または、本発明の一態様によれば、トランジスタの特
性ばらつきの影響を低減することができる半導体装置、および、その駆動方法を提供する
ことができる。または、本発明の一態様によれば、トランジスタのしきい値電圧のばらつ
きの影響を低減することができる半導体装置、および、その駆動方法を提供することがで
きる。または、本発明の一態様によれば、トランジスタの移動度のばらつきの影響を低減
することができる半導体装置、および、その駆動方法を提供することができる。
他の効果の存在を妨げるものではない。なお他の効果は、以下の記載で述べる、本項目で
言及していない効果である。本項目で言及していない効果は、当業者であれば明細書又は
図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。
なお、本発明の一態様は、上記列挙した効果、及び/又は他の効果のうち、少なくとも一
つの効果を有するものである。従って本発明の一態様は、場合によっては、上記列挙した
効果を有さない場合もある。
る態様で実施することが可能であり、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、本発明は、
以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
同を避けるために付したものである。従って、構成要素の数を限定するものではない。ま
た、構成要素の順序を限定するものではない。また例えば、本明細書等の実施の形態の一
において「第1」に言及された構成要素が、他の実施の形態、あるいは特許請求の範囲に
おいて「第2」に言及された構成要素とすることもありうる。また例えば、本明細書等の
実施の形態の一において「第1」に言及された構成要素を、他の実施の形態、あるいは特
許請求の範囲において省略して言及することもありうる。
いは同時に形成される要素等には同一の符号を付す場合があり、その繰り返しの説明は省
略する場合がある。
は、XとYとが電気的に接続されている場合と、XとYとが機能的に接続されている場合
と、XとYとが直接接続されている場合とが、本明細書等に開示されているものとする。
したがって、所定の接続関係、例えば、図又は文章に示された接続関係に限定されず、図
又は文章に示された接続関係以外のものも、図又は文章に記載されているものとする。
、など)であるとする。
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、表示素子、発光素子、負荷など)が、XとYとの間に接続されていない場合であ
り、XとYとの電気的な接続を可能とする素子(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、表示素子、発光素子、負荷など)を介さずに
、XとYとが、接続されている場合である。
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、表示素子、発光素子、負荷など)が、XとYとの間に1個以上接続されることが
可能である。なお、スイッチは、オンオフが制御される機能を有している。つまり、スイ
ッチは、導通状態(オン状態)、又は、非導通状態(オフ状態)になり、電流を流すか流
さないかを制御する機能を有している。又は、スイッチは、電流を流す経路を選択して切
り替える機能を有している。なお、XとYとが電気的に接続されている場合は、XとYと
が直接的に接続されている場合を含むものとする。
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(信号振幅又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、XとYとの間に1個以上接続されることが可能である
。なお、一例として、XとYとの間に別の回路を挟んでいても、Xから出力された信号が
Yへ伝達される場合は、XとYとは機能的に接続されているものとする。なお、XとYと
が機能的に接続されている場合は、XとYとが直接的に接続されている場合と、XとYと
が電気的に接続されている場合とを含むものとする。
が電気的に接続されている場合(つまり、XとYとの間に別の素子又は別の回路を挟んで
接続されている場合)と、XとYとが機能的に接続されている場合(つまり、XとY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、XとYとが直接接続されている
場合(つまり、XとYとの間に別の素子又は別の回路を挟まずに接続されている場合)と
が、本明細書等に開示されているものとする。つまり、電気的に接続されている、と明示
的に記載されている場合は、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
と同様な内容が、本明細書等に開示されているものとする。
さず)、Xと電気的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)が、Z
2を介して(又は介さず)、Yと電気的に接続されている場合や、トランジスタのソース
(又は第1の端子など)が、Z1の一部と直接的に接続され、Z1の別の一部がXと直接
的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)が、Z2の一部と直接的
に接続され、Z2の別の一部がYと直接的に接続されている場合では、以下のように表現
することが出来る。
の端子など)とは、互いに電気的に接続されており、X、トランジスタのソース(又は第
1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yの順序で電気的に
接続されている。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース(又は第
1の端子など)は、Xと電気的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子な
ど)はYと電気的に接続され、X、トランジスタのソース(又は第1の端子など)、トラ
ンジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yは、この順序で電気的に接続されている
」と表現することができる。または、「Xは、トランジスタのソース(又は第1の端子な
ど)とドレイン(又は第2の端子など)とを介して、Yと電気的に接続され、X、トラン
ジスタのソース(又は第1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など
)、Yは、この接続順序で設けられている」と表現することができる。これらの例と同様
な表現方法を用いて、回路構成における接続の順序について規定することにより、トラン
ジスタのソース(又は第1の端子など)と、ドレイン(又は第2の端子など)とを、区別
して、技術的範囲を決定することができる。
は、少なくとも第1の接続経路を介して、Xと電気的に接続され、前記第1の接続経路は
、第2の接続経路を有しておらず、前記第2の接続経路は、トランジスタを介した、トラ
ンジスタのソース(又は第1の端子など)とトランジスタのドレイン(又は第2の端子な
ど)との間の経路であり、前記第1の接続経路は、Z1を介した経路であり、トランジス
タのドレイン(又は第2の端子など)は、少なくとも第3の接続経路を介して、Yと電気
的に接続され、前記第3の接続経路は、前記第2の接続経路を有しておらず、前記第3の
接続経路は、Z2を介した経路である。」と表現することができる。または、「トランジ
スタのソース(又は第1の端子など)は、少なくとも第1の接続経路によって、Z1を介
して、Xと電気的に接続され、前記第1の接続経路は、第2の接続経路を有しておらず、
前記第2の接続経路は、トランジスタを介した接続経路を有し、トランジスタのドレイン
(又は第2の端子など)は、少なくとも第3の接続経路によって、Z2を介して、Yと電
気的に接続され、前記第3の接続経路は、前記第2の接続経路を有していない。」と表現
することができる。または、「トランジスタのソース(又は第1の端子など)は、少なく
とも第1の電気的パスによって、Z1を介して、Xと電気的に接続され、前記第1の電気
的パスは、第2の電気的パスを有しておらず、前記第2の電気的パスは、トランジスタの
ソース(又は第1の端子など)からトランジスタのドレイン(又は第2の端子など)への
電気的パスであり、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)は、少なくとも第3
の電気的パスによって、Z2を介して、Yと電気的に接続され、前記第3の電気的パスは
、第4の電気的パスを有しておらず、前記第4の電気的パスは、トランジスタのドレイン
(又は第2の端子など)からトランジスタのソース(又は第1の端子など)への電気的パ
スである。」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構成
における接続経路について規定することにより、トランジスタのソース(又は第1の端子
など)と、ドレイン(又は第2の端子など)とを、区別して、技術的範囲を決定すること
ができる。
、Y、Z1、Z2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。
る場合であっても、1つの構成要素が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合もあ
る。例えば配線の一部が電極としても機能する場合は、一の導電膜が、配線の機能、及び
電極の機能の両方の構成要素の機能を併せ持っている。したがって、本明細書における電
気的に接続とは、このような、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場
合も、その範疇に含める。
本実施の形態では、開示する発明の一態様に係る半導体装置の構成および駆動方法につい
て、図1乃至図23を用いて説明する。
本実施の形態で説明する表示装置は、m行n列(m、nともに2以上の整数)のマトリク
ス状に設けられた複数の画素を有する。また、当該画素は、発光素子および当該発光素子
に電流を供給するトランジスタ(以下、駆動用トランジスタともいう)を有する。また、
画素が設けられた画素部の外部に駆動用トランジスタの電流特性の情報を読み出すことが
できる機能を有する回路(以下、読み出し回路ともいう)を有する。電流特性の情報の例
としては、所定の電圧が駆動用トランジスタに供給された場合の電流値、または、駆動用
トランジスタのしきい値電圧、もしくは、しきい値電圧に応じた電圧、などがあげられる
。なお、読み出し回路は、表示装置、表示装置と接続されたFPC(Flexible
Printed Circuit)、または、表示モジュールに設けられている場合があ
る。
どを読み取ることができる機能を有する。ただし、読み出し回路は、例えば、他の機能を
有する場合がある。例えば、読み出し回路は、画素に、所定の電位を供給する機能を有す
る場合がある。または例えば、読み出し回路は、情報を保存する機能を有する場合がある
。または例えば、読み出し回路は、アナログ信号をデジタル信号に変換する機能を有する
場合がある。そのため、読み出し回路を、単に、回路と呼ぶ場合がある。例えば、読み出
し回路を、第1の回路、第2の回路などと呼ぶ場合がある。
動することができる機能を有する。または、駆動用トランジスタなどのトランジスタは、
一例としては、発光素子などの表示素子に流れる電流の大きさを制御することができる機
能を有する。ただし、駆動用トランジスタなどのトランジスタは、例えば、他の機能を有
する場合がある。そのため、駆動用トランジスタなどのトランジスタを、単に、トランジ
スタと呼ぶ場合がある。例えば、駆動用トランジスタなどのトランジスタを、第1のトラ
ンジスタ、第2のトランジスタなどと呼ぶ場合がある。
に画素を走査し、この走査を繰り返すことによって画像を表示する。なお、図1には、2
フレーム期間の表示装置の動作を示す。所定の行の走査を開始してからm行の走査を順次
行って、再度所定の行の走査を行うまでの時間を1フレーム期間と呼ぶ。1フレーム期間
には、画像を表示するための走査が行われない期間(以下、ブランキング期間ともいう)
があってもよい。なお、1行目の走査を開始してからm行目まで走査を行う期間を、アド
レス期間、または、書き込み期間などと呼ぶことがある。つまり、1フレーム期間は、ア
ドレス期間とブランキング期間とから構成されていてもよい。ただし、1フレーム期間が
、複数のサブフレーム期間を有する場合もある。その場合、各サブフレーム期間は、それ
ぞれ、アドレス期間を有する場合がある。また、ある行に属する画素が選択されて、当該
画素における発光素子の発光を制御する信号(以下、データ信号ともいう)が入力され、
次のフレーム期間において、再度、当該画素が選択されて、新たなデータ信号が入力され
るまでの期間を、表示期間と呼ぶことがある。つまり、ある画素について、実質的に1つ
の階調の表示を行っている期間を表示期間と呼ぶことがある。なお、画素の選択は、画素
と接続された配線(以下、選択線ともいう)に、当該画素を選択するための信号(以下、
選択信号ともいう)を供給することにより行うことができる。また、表示期間の長さは、
全ての行で同じであるが、表示期間が始まるタイミングと終わるタイミングは、行によっ
て変わってくることが多い。
うとすると、読み出しのための信号の入力によって画像の表示が乱れてしまう場合がある
。しかしながら、m×n個の全ての画素、m×n個のうちの特定の色の全ての画素、また
は特定の複数の画素が全て黒表示の場合に、当該黒表示の画素を選択して電流特性の情報
の読み出しを行うことで、画素の黒表示を乱すことなく、電流特性の情報の読み出しを行
うことができる。なお、特定の複数の画素が全て黒表示である場合とは、具体的には、同
一の選択線と接続された全ての画素が黒表示である場合、同一の行に配置された全ての画
素が黒表示である場合、または、同一の行に配置された画素のうちの特定の色の全ての画
素が黒表示である場合、などである。一例としては、同一の行に属し、同一の選択線と接
続された全ての画素が黒表示である場合などが挙げられる。
のことを、階調数がゼロの状態、と呼ぶ場合もある。また、黒以外の階調の表示を行って
いる状態のことを、表示の状態、と呼ぶ場合もある。または、黒以外の階調の表示を行っ
ている状態のことを、階調数がゼロより大きい状態、と呼ぶ場合もある。最も明るい階調
の表示を行っている状態のことを、白表示の状態、と呼ぶ場合もある。または、最も明る
い階調の表示を行っている状態のことを、最高階調数での表示の状態、と呼ぶ場合もある
。
間において、当該複数の画素のうち、所定の画素が有する駆動用トランジスタの電流特性
の情報を読み出すことによって、駆動用トランジスタの電流特性のばらつきを補正する表
示装置の駆動方法について説明する。
すように、表示装置の駆動方法をステップS1乃至S6に分けて説明する。
は、ゲート線駆動回路などを用いて行うことができる。ここで、選択された特定の複数の
画素が全て黒表示である場合(ステップS2において「YES」)、特定の複数の画素の
うち、電流特性の情報の読み出しを行う所定の画素(以下、読み出し画素ともいう)に、
電流特性の情報を読み出すための信号(以下、読み出し信号ともいう)が入力される。ま
た、特定の複数の画素のうち、読み出し画素以外の画素には、黒表示を行うための信号が
入力される(ステップS3)。なお、ここでは具体例として、上記特定の複数の画素が、
同一の選択線と接続され、同一の行に属するn個の画素である場合について説明する。こ
のように読み出し画素のみから情報を読み出すことにより、情報が混ざり合ってしまうこ
とを避けることができる。
の電流特性の情報を、読み出し回路を用いて読み出すことができる。なお、電流特性の情
報の読み出しは、ステップS3の動作の期間において行ってもよいし、ステップS3の動
作の期間よりも後に行ってもよい。
ならばどのような情報でもよい。例えば、駆動用トランジスタの電流値でもよいし、駆動
用トランジスタのしきい値電圧でもよい。なお、電流値を読み出せば、その大きさから、
しきい値電圧、移動度、チャネル長、または、チャネル幅などの少なくとも一つが、どの
ようにばらついているのか、または、劣化しているのか、を知ることが出来る。例えば、
読み出す情報が電流値である場合、その電流は、入力された読み出し用の信号の大きさに
応じた大きさを有する。
黒表示を維持できるように、当該発光素子に逆方向のバイアスが印加されることが好まし
い。また、黒表示の状態を維持できるように、順方向のバイアスが印加されるとしても微
弱な電位差に抑えるものとする。微弱な電位差としては、数ボルト程度以下が好ましく、
例えば、2ボルト以下、より好ましくは1ボルト以下とする。または、例えば、発光素子
に電流が流れないような状態となっていることが好ましい。一例としては、発光素子と接
続されているトランジスタがオフ状態となっており、その結果、発光素子に電流が流れな
い状態となっていることが好ましい。
2において「NO」)は、読み出し信号の入力は行わず、n個の画素に所定の階調表示を
行うための信号を入力して、通常の書き込み動作を行う(ステップS4)。
行ごとに順番に走査することができる。また、ゲート線駆動回路として、デコーダ回路な
どが使用されている場合には、任意の順序で、任意の行を選択できる。したがって、その
場合には、ゲート線駆動回路が1行目からm行目まで行ごとに順番に走査する必要はない
。走査せずに、所定の行(黒表示の行)のみをすぐに選択して、読み出し用の信号を画素
に入力してもよい。なお、選択する行は、1行のみでもよいし、複数の行であってもよい
。
素を選択と、読み出し画素が有する駆動用トランジスタの電流特性の情報の読み出しを行
う(ステップS5)。このとき、例えば、読み出し画素では、トランジスタの電流特性を
読み出すためのスイッチまたはトランジスタが、オン状態となっている。なお、次行の書
き込みにおいても、ステップS2のように、特定の画素が黒表示かどうかを判断して、画
素に信号を入力すればよい。
度読み出し画素が選択されるまでの期間であれば、自由に行うことができる。そのため、
ステップS5のように、アドレス期間において行が選択されている際にも電流特性の情報
の読み出しを行うことができる。
表示期間全体にわたって、つまり、1フレーム期間にわたって、読み出し画素が有する駆
動用トランジスタの電流特性の情報を読み出すことができる。また、1フレーム期間より
も短い期間において、読み出し画素が有する駆動用トランジスタの電流特性の情報を読み
出すこともできる。例えば、図1(B)に示すように、読み出し画素が選択された後のア
ドレス期間の一部または全期間において読み出しを行ってもよいし、図1(C)に示すよ
うにブランキング期間の一部または全期間において読み出しを行ってもよいし、図1(D
)に示すように次のアドレス期間において、読み出し画素が選択されるまでの一部または
全期間において読み出しを行ってもよい。なお、i行目の画素において特性の読み出しを
行わない場合には、表示期間全体にわたって、つまり、1フレーム期間にわたって、表示
動作が行われる。
し画素に読み出し信号を入力し続けなくてもよい。
う(ステップS6)。
素の全てが黒表示であるか否かに応じて(ステップS2)、ステップS3乃至ステップS
6の動作が同様に行われる。なお、ステップS3で信号の入力を行った画素が最終行(m
行目)の画素の場合、ステップS3とステップS5の間にブランキング期間があってもよ
く、また、当該ブランキング期間に電流特性の情報の読み出しをおこなってもよい。
フレーム期間中において、複数行において、読み出し動作をおこなってもよい。例えば、
図1におけるi行目と、i+A行目と、i+A+B行目とにおいて、読み出し動作を行っ
てもよい。ここで、AおよびBは、自然数である。従って、ステップS2乃至ステップS
6までの動作は、1フレーム期間中において、行数分だけ繰り返されることとなる。
に従って、電流特性のばらつきを補正した信号を作成し、当該信号を読み出し画素に入力
することができる。
流特性を読み出すためのスイッチまたはトランジスタをオフ状態とすることにより、終了
することができる。
により、表示ムラの少ない表示装置を実現できる。または、これにより、精細な表示を行
うことができる表示装置を実現できる。または、これにより、トランジスタの特性ばらつ
きの影響を低減することができる半導体装置を実現できる。または、これにより、トラン
ジスタのしきい値電圧のばらつきの影響を低減することができる半導体装置を実現できる
。または、これにより、トランジスタの移動度のばらつきの影響を低減することができる
半導体装置を実現できる。
ては、例えば、表示装置の電源が切られる際、表示装置の電源が入力された直後、所定の
期間中に表示装置が使用されていないとき、深夜、または、早朝などの少なくとも一つに
当該行の駆動用トランジスタの電流特性の情報を読み出しておくことが好ましい。また、
あるフレーム期間中またはあるサブフレーム期間中に全ての画素が黒表示になる期間が存
在する場合や、あるフレーム期間と他のフレーム期間との間に全ての画素が黒表示になる
期間が存在する場合や、あるサブフレーム期間と他のサブフレーム期間との間に全ての画
素が黒表示になる期間が存在する場合には、これらの期間中に駆動用トランジスタの電流
特性の情報の読み出しを行うことができる。
補正することができる。この駆動方法においては、表示装置の表示動作と並行して駆動用
トランジスタの電流特性のばらつきを補正することができる。
査を行うとき、製品の表示検査をしながら、製品の画素の発光輝度のばらつきの補正を行
うことができる。よって、製品の出荷前の検査期間を短縮することができるので、製品の
コストダウンを図ることができる。
表示するたびに行われる。よって、製品出荷後の経時的な劣化などによる発光輝度のばら
つきについても、自動的に補正を行うことができる。これにより、製品寿命の延長を図る
ことができる。
性の情報を読み出していたが、本実施の形態に示す表示装置の駆動方法は必ずしもこれに
限られるものではない。例えば、表示画面が暗転して全画素が黒表示となっているとき、
または、動画特性を向上させるために、黒画面挿入を行っているとき、などに電流特性の
情報の読み出しを行ってもよい。
次に、開示する発明の一態様に係る半導体装置の具体的な構成の一例について、図3のブ
ロック図および図4の回路図を用いて説明する。図3は、(m×n)個の画素20を有す
る画素部15と周辺回路のブロック図の一例である。
m個(行)×横n個(列)のマトリクス状に設けられた画素部15と、行方向に延設して
設けられた配線SL_1乃至SL_mと、行方向に延設して設けられた配線GL_1乃至
GL_mと、列方向に延設して設けられた配線DL_1乃至DL_nと、行方向に延設し
て設けられた配線IL_1乃至IL_mと、を有する。このように配線IL_1乃至IL
_mが行方向に延設して設けられているため、各行で、独立して、配線ILを駆動するこ
とができる。そのため、各行で、独立して、電流特性の情報の読み出しを行うことができ
る。したがって、1フレーム期間において、複数行において、電流特性の情報の読み出し
を行うことができる。
る。駆動回路11は、画素または行を選択する機能を有している。または、駆動回路11
は、画素または行を、1行ずつ順次選択する機能を有している。または、駆動回路11は
、特定の画素または行を選択する機能を有している。または、駆動回路11は、画素に、
選択信号または非選択信号を出力する機能を有している。したがって、駆動回路11は、
ゲート線駆動回路、または、スキャン線駆動回路としての機能を有している。
、画素または列に、データ信号を供給する機能を有している。または、駆動回路12は、
画素または列に、読み出し信号を供給する機能を有している。したがって、駆動回路12
は、ソース線駆動回路、データ線駆動回路、または、ビデオ信号線駆動回路としての機能
を有している。なお、データ信号の例としては、画素に表示する映像に対応する信号(以
下、映像信号ともいう)などが挙げられる。
ている。回路部13は、画素から出力される情報を読み取る機能を有している。または、
回路部13は、画素の中の端子の電位を読み取る機能を有している。または、回路部13
は、画素から出力される情報を読み取るか否かを選択する機能を有している。
がある。そのため、駆動回路11、駆動回路12、回路部13などを、単に、回路と呼ぶ
場合がある。例えば、駆動回路11、駆動回路12、回路部13などを、第1の回路、第
2の回路などと呼ぶ場合がある。
20_(i,j)は、トランジスタ21、トランジスタ22、トランジスタ23、発光素
子24および容量素子25を有している。なお、それぞれのトランジスタは、マルチゲー
ト構造、つまり、複数のトランジスタが直列に接続されたような構造を取っていてもよい
。なお、それぞれのトランジスタは、チャネルの上下にゲート電極が設けられているよう
な構造を取っていてもよい。画素20_(i,j)が有するこれらの素子は、配線GL_
i、配線SL_i、配線DL_j、配線CL_jおよび配線IL_iとそれぞれ接続され
ている。なお、配線CL_1乃至配線CL_nについては、図3には示していないが、例
えば、列方向に延設して設けることができる。また、配線CLは図4では列方向に延設し
て設けられているが、これに限られることなく、延設する方向を適宜変えてもよい。例え
ば、列方向に設けた配線と、行方向に設けた配線とを用いて、相互に接続して構成しても
よい。
構成とすることができる。
ートは配線GL_iと接続され、ソースまたはドレインの一方は配線DL_jと接続され
、ソースまたはドレインの他方はトランジスタ22のゲートと接続されている。トランジ
スタ22のソースまたはドレインの一方は配線CL_jと接続され、ソースまたはドレイ
ンの他方はトランジスタ23のソースまたはドレインの一方、および発光素子24の一方
の電極(以下、画素電極ともいう)と接続されている。トランジスタ23のゲートは配線
SL_iと接続され、ソースまたはドレインの他方は配線IL_iと接続されている。発
光素子24の他方の電極(以下、共通電極ともいう)には、所定の電位(以下、共通電位
ともいう)が与えられる。
、配線IL_iは、電流特性の情報の読み出しを行わない期間中、または、ビデオ信号や
読み出し信号が画素に供給されている期間中には、別の回路、例えば、一定の電位を供給
する機能を有する回路と接続されていてもよい。例えば、配線IL_iは、一定の電位が
供給される配線に接続されていてもよい。なお、配線IL_iが、読み出し回路16およ
び別の回路17と接続されている場合には、図5に示すように、配線IL_iと読み出し
回路16の間にスイッチ19aが、配線IL_iと回路17の間にスイッチ19bが、設
けられている。そして、それぞれのスイッチを切り替えて、配線IL_iと、読み出し回
路16または回路17のいずれか一つの回路との間を導通させることができる。なお、回
路17は図3における回路部13の内部に設けられた回路であってもよいし、回路部13
の外部に設けられた回路であってもよい。
よびトランジスタ22のゲートと接続され、他方の電極はトランジスタ22のソースまた
はドレインの他方、トランジスタ23のソースまたはドレインの一方、および発光素子2
4の画素電極と接続されている。このように、容量素子25を設けることで、トランジス
タ22のゲートに多くの電荷を保持することができ、映像情報の保持期間をより長くする
ことができる。
トランジスタ22のソースまたはドレインの他方との間の寄生容量が大きい場合は、当該
寄生容量で容量素子25の代替とすることができる。
とができ、配線SLを介してトランジスタ23のオン状態とオフ状態を制御することがで
きる。
ートに与えることができる。
み出し回路16は、各画素20のトランジスタ22から電流特性の情報を読み出すことが
できる。または、読み出し回路16は、配線IL_1乃至IL_mに、所定の電圧を供給
することができる。
ができる。
はなく、駆動回路11、駆動回路12および回路部13を設ける位置を変えても良いし、
これらのうち複数の駆動回路の機能を一つの駆動回路にまとめる構成としても良い。例え
ば、図3では駆動回路11および回路部13が画素部15の片側だけに設けられているが
、駆動回路11または回路部13を分割し、画素部15の両側に設けるような構成として
もよい。また、図3では、駆動回路11と回路部13を分割して設けているが、これを一
つの駆動回路部としてまとめる構成としてもよい。
のに伴い、配線GL、配線SL、配線DL、配線ILおよび配線CLの延設する方向、本
数などを適宜変更することができる。例えば、配線ILを列方向に延設して設ける構成と
してもよい。また、例えば、配線GLと配線SLを一種類の配線にまとめる構成としても
よい。その場合の回路図を図6に示す。一種類の配線にまとめる場合には、トランジスタ
21とトランジスタ23は同時にオンオフすることになる。したがって、トランジスタ2
1とトランジスタ23とを同時にオンオフするような駆動方法を採用する場合には、配線
GLと配線SLを一種類の配線にまとめることができる。
制御された、トランジスタ22にしたがって制御される。また、発光素子24の輝度は、
画素電極と共通電極の間に流れる電流量によって定まる。例えば、OLED(有機発光ダ
イオード)を発光素子24として用いる場合、アノードとカソードのいずれか一方が画素
電極として機能し、他方が共通電極として機能する。図4では、発光素子24のアノード
を画素電極として用い、発光素子24のカソードを共通電極として用いた画素20の構成
を例示している。
更した回路構成で動作することもできる。一例として、図4を変形した場合の例を図7に
示す。図7では、トランジスタ21乃至トランジスタ23をpチャネル型とし、発光素子
24の向きを図4とは逆にしている。なお、図4に示す画素回路以外にも、同様に回路を
構成することができる。
タの少なくとも一つには、チャネル形成領域に酸化物半導体を含むトランジスタ(以下、
OSトランジスタともいう)を用いることができる。特に、トランジスタ21としてOS
トランジスタを用いることで、トランジスタ21のオフ電流を極めて小さくすることがで
きる。そして、このようなトランジスタ21を画素20に用いることで、通常のシリコン
やゲルマニウムなどの半導体で形成されたトランジスタをトランジスタ21に用いる場合
に比べて、トランジスタ22のゲートまたは容量素子25に蓄積された電荷のリークを防
ぐことができる。
情報を有する映像信号が書き込まれる場合などは、駆動周波数を低くする、言い換えると
一定期間内における画素部15への映像信号の書き込み回数を少なくしても、画像の表示
を維持することができる。例えば、電子供与体(ドナー)となる水分または水素などの不
純物が低減され、なおかつ酸素欠損が低減されることにより高純度化された酸化物半導体
(purified Oxide Semiconductor)をトランジスタ21の
半導体膜に用いることで、映像信号の書き込みの間隔を10秒以上、好ましくは30秒以
上、さらに好ましくは1分以上にすることができる。そして、映像信号が書き込まれる間
隔を長くすればするほど、消費電力をより低減することができる。
22のゲートの電位を保持するための容量素子25を画素20に設けなくとも、表示され
る画質が低下するのを防ぐことができる。
する。
ランジスタに限定されない。例えば、チャネル形成領域が単結晶半導体を有する基板の一
部に形成されるトランジスタを用いることができる。単結晶半導体を有する基板としては
、単結晶シリコン基板や単結晶ゲルマニウム基板などが挙げられる。チャネル形成領域に
単結晶半導体を有するトランジスタは電流供給能力が高いため、このようなトランジスタ
を用いて画素20を構成することにより、画素20の動作速度を向上させることができる
。
ランジスタ以外の、半導体膜にチャネル形成領域が形成されるトランジスタにより構成す
ることもできる。例えば、チャネル形成領域に非単結晶半導体を有するトランジスタによ
って構成することができる。非単結晶半導体としては、非晶質シリコン、微結晶シリコン
、多結晶シリコンなどの非単結晶シリコンや、非晶質ゲルマニウム、微結晶ゲルマニウム
、多結晶ゲルマニウムなどの非単結晶ゲルマニウムなどが挙げられる。特に、結晶性を有
する半導体膜を用いることにより、画素20の動作速度を向上させることができる。
が、半導体膜を間に挟んで存在する一対のゲートを有していても良い。
る場合、一方のゲートには信号Aが、他方のゲートには固定電位Vbが与えられてもよい
。
電位V1、または電位V2(V1>V2とする)の2種類の電位をとるデジタル信号であ
ってもよい。例えば、電位V1を高電源電位とし、電位V2を低電源電位とすることがで
きる。信号Aは、アナログ信号であってもよい。
である。固定電位Vbは、電位V1、または電位V2であってもよい。この場合、固定電
位Vbを生成するための電位発生回路を別途設ける必要がなく好ましい。固定電位Vbは
、電位V1、または電位V2と異なる電位であってもよい。固定電位Vbを低くすること
で、しきい値電圧VthAを高くできる場合がある。その結果、ゲートーソース間電圧V
gsが0Vのときのドレイン電流を低減し、トランジスタTを有する回路のリーク電流を
低減できる場合がある。例えば、固定電位Vbを低電源電位よりも低くしてもよい。固定
電位Vbを高くすることで、しきい値電圧VthAを低くできる場合がある。その結果、
ゲートーソース間電圧VgsがVDDのときのドレイン電流を向上させ、トランジスタT
を有する回路の動作速度を向上できる場合がある。例えば、固定電位Vbを低電源電位よ
りも高くしてもよい。
てもよい。信号Bは、例えば、トランジスタTの導通状態または非導通状態を制御するた
めの信号である。信号Bは、電位V3、または電位V4(V3>V4とする)の2種類の
電位をとるデジタル信号であってもよい。例えば、電位V3を高電源電位とし、電位V4
を低電源電位とすることができる。信号Bは、アナログ信号であってもよい。
つ信号であってもよい。この場合、トランジスタTのオン電流を向上し、トランジスタT
を有する回路の動作速度を向上できる場合がある。このとき、信号Aの電位V1は信号B
の電位V3と異なっていても良い。また、信号Aの電位V2は信号Bの電位V4と異なっ
ていても良い。例えば、信号Bが入力されるゲートに対応するゲート絶縁膜が、信号Aが
入力されるゲートに対応するゲート絶縁膜よりも厚い場合、信号Bの電位振幅(V3-V
4)を、信号Aの電位振幅(V1-V2)より大きくしても良い。そうすることで、トラ
ンジスタTの導通状態または非導通状態に対して、信号Aが与える影響と、信号Bが与え
る影響と、を同程度とすることができる場合がある。
持つ信号であってもよい。この場合、トランジスタTの制御を信号Aと信号Bによって別
々に行うことができ、より高い機能を実現できる場合がある。例えば、トランジスタTが
nチャネル型である場合、信号Aが電位V1であり、かつ、信号Bが電位V3である場合
のみ導通状態となる場合や、信号Aが電位V2であり、かつ、信号Bが電位V4である場
合のみ非導通状態となる場合には、一つのトランジスタでNAND回路やNOR回路等の
機能を実現できる場合がある。また、信号Bは、しきい値電圧VthAを制御するための
信号であってもよい。例えば、信号Bは、トランジスタTを有する回路が動作している期
間と、当該回路が動作していない期間と、で電位が異なる信号であっても良い。信号Bは
、回路の動作モードに合わせて電位が異なる信号であってもよい。この場合、信号Bは信
号Aほど頻繁には電位が切り替わらない場合がある。
信号、信号Aの電位を定数倍したアナログ信号、または、信号Aの電位を定数だけ加算も
しくは減算したアナログ信号等であってもよい。この場合、トランジスタTのオン電流を
向上し、トランジスタTを有する回路の動作速度を向上できる場合がある。信号Bは、信
号Aと異なるアナログ信号であってもよい。この場合、トランジスタTの制御を信号Aと
信号Bによって別々に行うことができ、より高い機能を実現できる場合がある。
信号Bがデジタル信号であってもよい。
bが与えられてもよい。トランジスタTの両方のゲートに固定電位を与える場合、トラン
ジスタTを、抵抗素子と同等の素子として機能させることができる場合がある。例えば、
トランジスタTがnチャネル型である場合、固定電位Vaまたは固定電位Vbを高く(低
く)することで、トランジスタの実効抵抗を低く(高く)することができる場合がある。
固定電位Va及び固定電位Vbを共に高く(低く)することで、一つのゲートしか有さな
いトランジスタによって得られる実効抵抗よりも低い(高い)実効抵抗が得られる場合が
ある。
0内のトランジスタがすべて同じチャネル型である場合、トランジスタの作製工程におい
て、半導体膜に一導電性を付与する不純物元素の添加などの工程を、一部省略することが
できる。ただし、表示装置では、必ずしも画素20内のトランジスタがすべてnチャネル
型である必要はない。例えば、トランジスタ21およびトランジスタ23をpチャネル型
にしてもよい。
イッチ、または、MEMS素子などを用いてもよい。
次に、図3および図4に示す半導体装置の駆動方法の一例について説明する。ここでは特
に、i行j列の画素20_(i,j)を含む9つの画素の動作を、図8乃至図14を参照
しながら説明する。なお、以下においては、図2のステップS1おいて選択される画素が
、同一の配線GL_iおよび同一の配線SL_iと接続された、i行目の画素20である
場合について説明する。また、i行目の画素20がすべて黒表示であり、i行j列の画素
20_(i,j)から電流特性の情報を読み出す場合について説明する。また、配線IL
_i、配線IL_i+1、配線IL_i+2と接続された読み出し回路16を、それぞれ
読み出し回路16_i、読み出し回路16_i+1、読み出し回路16_i+2と表す。
に画素20が走査される。そして、図8に示すように、i行目の画素20が選択されると
、配線SL_iに選択信号が入力され、i行目の画素20においてトランジスタ23がオ
ン状態となる。トランジスタ23がオン状態となると、配線IL_iとトランジスタ22
のソースまたはドレインの他方(以下、トランジスタ22のソース電極ともいう)が導通
し、トランジスタ22のソース電極に配線IL_iの電位が与えられる。なお、配線SL
_iに入力される選択信号としては、トランジスタ23がnチャネル型トランジスタであ
る場合はハイレベルの電位を、トランジスタ23がpチャネル型トランジスタである場合
はローレベルの電位を用いることができる。
である。具体的には、配線IL_iの電位は、発光素子24の共通電位より低い、または
共通電位と同程度とすることが好ましい。このように配線IL_iの電位を設定すること
により、発光素子24に逆方向のバイアスが印加されるか、バイアスが印加されない状態
とすることができ、i行目の画素の黒表示の状態を維持することができる。また、発光素
子24に順方向のバイアスが印加されるとしても、黒表示の状態を維持できるように、配
線IL_iと共通電位の電位差は、微弱な電位差に抑えることが好ましい。微弱な電位差
としては、数ボルト程度以下が好ましく、例えば、2ボルト以下、より好ましくは1ボル
ト以下とする。
入力され、i行目の画素20においてトランジスタ21がオン状態となる(図9)。トラ
ンジスタ21がオン状態となると、配線DLとトランジスタ22のゲート電極が導通状態
となる。ここで、配線DL_j+1、配線DL_j+2にはそれぞれ、画素20_(i,
j+1)、画素20_(i,j+2)の映像信号(ここでは、黒表示の映像信号)が与え
られているため、画素20_(i,j+1)のトランジスタ22のゲート電極に画素20
_(i,j+1)の映像信号に対応する電位が与えられ、画素20_(i,j+2)のト
ランジスタ22のゲート電極に画素20_(i,j+2)の映像信号に対応する電位が与
えられる。つまり、画素20_(i,j+1)のトランジスタ22のゲート―ソース間に
、配線DL_j+1の電位と配線IL_iの電位との間の電圧が供給される。また、画素
20_(i,j+2)のトランジスタ22のゲート―ソース間に、配線DL_j+2の電
位と配線IL_iの電位との間の電圧が供給される。これにより、トランジスタ22のゲ
ート―ソース間の電位差が安定し、トランジスタ22のゲート電極または容量素子25に
保持された映像信号に応じた電流を、配線CL_jから発光素子24に供給することが可
能となる。なお、図9においては、画素20_(i,j+1)、画素20_(i,j+2
)のトランジスタ22のゲートに黒表示に対応する映像信号が与えられるため、トランジ
スタ22はオフ状態となっている。また、配線GL_iに入力される選択信号としては、
トランジスタ21がnチャネル型トランジスタである場合はハイレベルの電位を用いるこ
とができ、トランジスタ21がpチャネル型トランジスタである場合はローレベルの電位
を用いることができる。
択信号が入力されて画素20_(i,j)のトランジスタ21がオン状態となると、トラ
ンジスタ22のゲート電極に読み出し信号が与えられ、トランジスタ22がオン状態とな
る。ここで、配線SL_iには選択信号が入力されており、トランジスタ23はオン状態
であるため、配線IL_iとトランジスタ22のソース電極が導通し、トランジスタ22
のソース電極に配線IL_iの電位が与えられる。よって、配線CL_jがトランジスタ
22およびトランジスタ23を介して読み出し回路16_iと導通状態となる。なお、配
線IL_iの電位は、読み出し回路16_iによって制御される。そのため、発光素子に
は、電流が流れない。従って、画素20_(i,j)において、黒表示の状態を維持しつ
つ、トランジスタ22の電流特性の情報を読み出すことができる。なお、配線IL_iの
電位は、読み出し回路16_iで設定することができる。
の電流特性のばらつきに関する情報ならばどのような情報でもよい。例えば、トランジス
タ22の電流値でもよいし、トランジスタ22のしきい値電圧でもよい。
タ21をオフ状態のままにしておける信号を配線GLに入力しておく。
配線SL_iとが、同時に選択される場合と同様の動作を行うこととなる。
選択が行われる。i+1行目の画素が選択されると、配線GL_i+1および配線SL_
i+1に選択信号が供給される。一方、配線GL_iに入力されていた選択信号が供給さ
れなくなり、配線GL_iには非選択信号が供給される。その結果、トランジスタ21が
オフ状態となる。なお、配線GL_i+1への選択信号の供給と、配線SL_i+1への
選択信号の供給は、図8、9に示すように異なる期間に行ってもよい。
タ22のゲート-ソース間の電位差が維持されているため、画素20_(i,j+1)、
画素20_(i,j+2)におけるトランジスタ22には電流が流れず、発光素子24に
も電流が流れない。その結果、画素20_(i,j+1)、画素20_(i,j+2)の
発光素子24は、黒表示、または、非表示状態に維持される。また、配線CL_j+1と
読み出し回路16_iは非導通状態となり、配線CL_j+2と読み出し回路16_iは
非導通状態となる。
持されているため、トランジスタ22はオン状態に維持されている。また、配線SL_i
には選択信号が供給されているため、トランジスタ23はオン状態に維持されている。従
って、i+1行目の画素20が選択されている期間においても、画素20_(i,j)の
トランジスタ22の電流特性の情報を読み出し回路16_iで読み出すことができる。こ
のとき、配線IL_iの電位は、読み出し回路16_iによって制御される。そのため、
発光素子には、電流が流れない。
終了した後もオン状態とすることが好ましい。これにより、i行目の画素20の選択時の
みでなく、i+1行目の画素20の選択時以降においても電流特性の情報を読み出すこと
ができる。すなわち、i行目の画素20の電流特性の情報を読み出しが行われている期間
内に、i+1行目などの他の画素20へのデータ信号の入力を行うことができる。この場
合、配線SL_iには、i+1行目の画素20の選択時以降も引き続きトランジスタ23
がオン状態となる信号が入力され続ける必要がある。この場合、例えば、配線SLにラッ
チ回路を接続し、i行目の画素20の選択時の入力信号をi+1行目の画素20の選択時
以降も保持できるようにすればよい。
Lにラッチ回路などを接続しなくても、デコーダ回路に入力される信号を制御することに
よって、配線SL_iに、選択信号を供給し続けることは可能である。
(i+1,j+1)、画素20_(i+1,j+2)には、通常の映像信号が供給される
。
0の選択が行われる。i+2行目の画素が選択されると、配線GL_i+2および配線S
L_i+2に選択信号が供給される。そして、画素20_(i+2,j)、画素20_(
i+2,j+1)、画素20_(i+2,j+2)には、映像信号が供給される。一方、
配線GL_i+1および配線SL_i+1に入力されていた選択信号が供給されなくなり
、配線GL_i+2および配線SL_i+2に選択信号が供給される。その結果、i+1
行目の画素20のトランジスタ21およびトランジスタ23がオフ状態となる。そして、
i+1行目の画素20では、映像信号に応じた電流が、発光素子に流れる。つまり、画素
20_(i+1,j)、画素20_(i+1,j+1)、画素20_(i+1,j+2)
において、表示期間が開始されることとなる。なお、配線GL_i+2への選択信号の供
給と、配線SL_i+2への選択信号の供給は、図8、9に示すように異なる期間に行っ
てもよい。
保持されているため、トランジスタ22はオン状態に維持されている。また、配線SL_
iには選択信号が供給されているため、トランジスタ23はオン状態に維持されている。
従って、i+2行目の画素20が選択されている期間や、i+1行目の画素20が表示動
作を行っている期間においても、画素20_(i,j)のトランジスタ22の電流特性の
情報を読み出し回路16_iで読み出すことができる。
20の選択が行われる。さらに次の行の画素が選択されると、同様に、さらに次の行に選
択信号が供給され、映像信号が供給される。一方、配線GL_i+2および配線SL_i
+2に入力されていた選択信号が供給されなくなる。その結果、i+2行目の画素20の
トランジスタ21およびトランジスタ23がオフ状態となる。そして、i+2行目の画素
20では、映像信号に応じた電流が、発光素子に流れる。つまり、画素20_(i+2,
j)、画素20_(i+2,j+1)、画素20_(i+2,j+2)において、表示期
間が開始されることとなる。
の情報の読み出しを行うことができる。そして、最終行の画素20が選択された後、1フ
レーム期間が終了し、次のフレーム期間が開始する。
20_(i,j)から電流特性の情報を続けて読み出す場合は、図9から同様に動作させ
る。ただし、i行目の画素20がすべて黒表示であり、i行j列の画素20_(i,j)
以外の画素、例えば、i行j+1列の画素20_(i,j+1)から電流特性の情報を読
み出す場合には、図9の代わりに、図13のように動作させればよい。つまり、ここで、
配線DL_j、配線DL_j+2にはそれぞれ、画素20_(i,j)、画素20_(i
,j+2)の映像信号(ここでは、黒表示の映像信号)が与えられ、配線DL_j+1お
よび画素20_(i,j+1)には、読み出し信号が与えられる。これにより、i行j+
1列の画素20_(i,j+1)から電流特性の情報を読み出すことができる。さらに次
のフレーム期間においても、別の画素から電流特性の情報を読み出すことができる。この
ような動作を繰り返すことにより、1行分の画素のうちの全ての画素から電流特性の情報
を読み出すことができるができるようになる。
、通常の動作となる。よって、図9の代わりに、図14のように動作させればよい。
のトランジスタ22の電流特性の情報に従って、トランジスタ22の電流特性のばらつき
を補正した映像信号を作成し、これを次以降のフレーム期間において画素20_(i,j
)などに入力することができる。その結果、トランジスタのばらつき、または、劣化の影
響を低減することができる。
た後、次のフレーム期間において再度画素20_(i,j)が選択されるまで行うことが
できる。
り、電流特性の情報の読み出しを行うことができる。
けるi行目の場合と同様に、図10において、i+1行目に対して、読み出し信号と映像
信号を供給してもよい。これにより、i+1行目の画素のうちの一つの画素について、電
流特性の情報を読み出すことができる。または、図9におけるi行目の場合と同様に、図
11において、i+2行目に対して、読み出し信号と映像信号を供給してもよい。これに
より、i+2行目の画素のうちの一つの画素について、電流特性の情報を読み出すことが
できるができる。その結果、複数行に対して、読み出しを実行することができる。
流特性のばらつきを補正することができる。この駆動方法においては、表示装置の表示動
作と並行して駆動用トランジスタの電流特性のばらつきを補正することができる。
とき、製品の表示検査をしながら、製品の画素の発光輝度のばらつきの補正を行うことが
できる。よって、製品の出荷前の検査期間を短縮することができるので、製品のコストダ
ウンを図ることができる。
表示するたびに行われる。よって、製品出荷後の経時的な劣化などによる発光輝度のばら
つきについても、自動的に補正を行うことができる。これにより、製品寿命の延長を図る
ことができる。
ば、図4に示す画素20_(i,j)において、発光素子24とトランジスタ22の間に
スイッチ26を設ける構造としてもよい。その場合の回路図を、図15(A)および図1
5(B)に示す。図15(A)は図4においてスイッチ26を設けた場合を示し、図15
(B)は図6においてスイッチ26を設けた場合を示している。スイッチ26を非導通状
態としておくことにより、例えば読み出し画素において、より確実に発光素子24を非発
光状態のまま維持しておくことができる。
次に、読み出し回路16の具体的な構成の一例について図16(A)乃至図16(D)に
示す回路図を用いて説明する。
ッチ31を有する。オペアンプ30aは、非反転入力端子に参照電位が入力され、反転入
力端子が、配線IL_iと、スイッチ31の一方の端子と、容量素子32の一方の電極と
接続され、出力端子が、スイッチ31の他方の端子と、容量素子32の他方の電極と接続
されている。オペアンプ30aは、非反転入力端子の電位と、反転入力端子の電位とが、
等しくなるように動作する。したがって、配線IL_iの電位は、非反転入力端子の電位
によって制御することができる。したがって、読み出し回路16aは、配線IL_iの電
位を制御することができる機能を有しているとも言える。そのため、アドレス期間中にお
いても、読み出し回路16aによって、配線IL_iの電位を制御してもよい。
を読み出すことができる。
る。オペアンプ30bは、非反転入力端子に参照電位が入力され、反転入力端子が、配線
IL_iと、抵抗素子33の一方の電極と接続され、出力端子が、抵抗素子33の他方の
電極と接続されている。オペアンプ30bは、非反転入力端子の電位と、反転入力端子の
電位とが、等しくなるように動作する。したがって、配線IL_iの電位は、非反転入力
端子の電位によって制御することが出来る。したがって、読み出し回路16bは、配線I
L_iの電位を制御することができる機能を有しているとも言える。そのため、アドレス
期間中においても、読み出し回路16bによって、配線IL_iの電位を制御してもよい
。
値に変換して、読み出すことができる。
cは、非反転入力端子が、配線IL_iと接続され、反転入力端子がオペアンプ30cの
出力端子と接続されている。オペアンプ30cは、非反転入力端子の電位と、反転入力端
子の電位とが、等しくなるように動作する。したがって、配線IL_iの電位を、反転入
力端子の電位、つまり、出力端子の電位として、オペアンプ30cから出力することがで
きる。なお、読み出し回路16cは、配線IL_iの電位を制御する機能を有していない
。そのため、図5に示すように、別の回路を用いて、配線IL_iの電位を制御してもよ
い。
せず、別の配線Vrefに接続してもよい。その結果、コンパレータ回路として動作させ
ることができる。配線Vrefの電位と、反転入力端子の電位とを比較して、大小関係を
出力することができる。また、この回路を利用することにより、AD変換回路を構成する
こともできる。その場合、配線Vrefの電位を変化させることによって、アナログ電位
をデジタル電位に変換することが可能となる。なお、オペアンプを並列に複数設けて、フ
ラッシュ型のAD変換回路としてもよい。
ランジスタ22のしきい値電圧を読み出すことができる。
図8乃至図14においては、配線ILがそれぞれ別の読み出し回路16と接続された構成
を示したが、複数の配線ILが1つの読み出し回路16と接続されていてもよい。このよ
うな構成を有する画素20、読み出し回路16の構成例を図17に示す。
して同一の読み出し回路16と接続されている。具体的には、配線IL_iはスイッチ4
1_iを介して読み出し回路16と接続され、配線IL_i+1はスイッチ41_i+1
を介して読み出し回路16と接続され、配線IL_i+2はスイッチ41_i+2を介し
て読み出し回路16と接続されている。なお、ここでは3本の配線ILが1つの読み出し
回路16と接続された構成を示すが、1つの読み出し回路16と接続される配線ILの数
はこれに限られず、2以上の任意の数とすることができる。
し、スイッチ41_i+1、スイッチ41_i+2をオフ状態とする。これにより、配線
IL_iと読み出し回路16が導通状態となり、配線IL_iと接続された画素20から
電流特性の情報を読み出すことができる。同様に、i+1行目の画素20から電流特性の
情報を読み出す場合は、スイッチ41_i+1をオン状態、スイッチ41_i、スイッチ
41_i+2をオフ状態とし、i+2行目の画素20から電流特性の情報を読み出す場合
は、スイッチ41_i+2をオン状態、スイッチ41_i、スイッチ41_i+1をオフ
状態とすればよい。
と比較して、読み出し回路16の数を削減することができるため、回路部13の占有面積
を低減することができる。
ランジスタのソースまたはドレインの一方が配線ILと接続され、ソースまたはドレイン
の他方が読み出し回路16と接続された構成とすればよい。また、当該トランジスタの材
料としては、上記のトランジスタ21乃至トランジスタ23に用いることができる半導体
材料を用いることができる。ここで、スイッチ41に用いるトランジスタとして、特にO
Sトランジスタを用いることが好ましい。これにより、電流特性の情報の読み出しを行わ
ない行の配線ILの電流が、読み出し回路16に流れることを防止することができ、電流
特性の情報の読み出しをより正確に行うことができる。
に正確に供給されることが好ましい。そのため、スイッチ41として用いるトランジスタ
には、トランジスタ21、トランジスタ22、またはトランジスタ23と比較して大きな
電流供給能力を有することが好ましい。従って、スイッチ41として用いるトランジスタ
のW(チャネル幅)/L(チャネル長)は、トランジスタ21、トランジスタ22、また
はトランジスタ23のW/Lよりも大きくすることが好ましい。
図3等に示す表示装置の駆動方法において、1行目から順番に走査して1行すべてが黒表
示の行を選択して電流特性の情報を読み出した。このような駆動方法を用いる場合、駆動
回路11から出力された信号を制御する出力制御回路を設けるのが好ましい。出力制御回
路の構成の一例について図18(A)および図18(B)を用いて説明する。図18(A
)は表示装置の駆動回路11、出力制御回路14および画素部15を示しており、図18
(B)は、図18(A)中に示されるラッチ回路43の構成の一例を示している。
ける構成となっている。駆動回路11と接続された配線SL_iは、出力制御回路14に
おいて二股に分かれており、一方はラッチ回路43およびスイッチ44を介して行方向に
延設され、他方はスイッチ45を介して行方向に延設されている。配線SL_iはスイッ
チ44およびスイッチ45を介して合流し、画素部15に向かって行方向に延設して設け
られている。
タ48およびインバータ49を有している。スイッチ46は、一方の端子が配線SL_i
と接続され、他方の端子がインバータ47の入力端子、およびインバータ48の出力端子
と接続されている。インバータ47は、出力端子がインバータ48の入力端子、およびイ
ンバータ49の入力端子と接続されている。インバータ49の出力端子はスイッチ44の
一方の端子と接続される。スイッチ46は列方向に延設して設けられた配線SWによって
制御される。
回路11から信号を出力する。一方、電流特性の情報の読み出しを行う行を選択するとき
には、スイッチ44を導通状態、スイッチ45を非導通状態として駆動回路11から信号
を出力する。
る。これにより、配線SL_iに入力された信号をラッチ回路43に保持することができ
る。よって、i+1行目が選択されて駆動回路11から配線SL_iに入力される信号が
途切れても、ラッチ回路43に保持された信号によって配線SL_iを介してトランジス
タ23をオン状態にしておくことができる。
力する例を示したが、本実施の形態に示す表示装置はこれに限られるものではない。例え
ば、配線SLに加えて配線GLも出力制御回路14を介して出力できるようにしてもよい
。
いて信号を保持しなくても上記の駆動方法を用いることができるので、ラッチ回路43を
用いない構成としてもよい。
えば、デコーダなどを用いて駆動回路11の信号を好きな行に選択的に出力できる場合、
出力制御回路14を用いない構成とすることができる。
の形態で示す構成、方法は、他の実施の形態で示す構成、方法と適宜組み合わせることが
できる。
〈半導体装置の変形例〉
本実施の形態では、実施の形態1とは異なる態様の半導体装置の構成および駆動方法につ
いて、図19および図20を用いて説明する。
す表示装置は、図3で示す表示装置と同様に、(m×n)個の画素70を有する画素部1
5、各種周辺回路、および各種配線を有しており、周辺回路および配線などの符号は共通
のものを用いる。
ンジスタ71、pチャネル型のトランジスタ72、トランジスタ73、発光素子74およ
び容量素子75を有している。画素70_(i,j)が有するこれらの素子は、配線GL
_i、配線SL_i、配線DL_j、配線CL_jおよび配線IL_iとそれぞれ接続さ
れている。
ートは配線GL_iと接続され、ソースまたはドレインの一方は配線DL_jと接続され
、ソースまたはドレインの他方はトランジスタ72のゲートと接続されている。トランジ
スタ72のソースまたはドレインの一方はトランジスタ73のソースまたはドレインの一
方、および発光素子74の電極の一方(以下、画素電極ともいう)と接続され、ソースま
たはドレインの他方(トランジスタ72のソース電極ともいう)は配線CL_jと接続さ
れている。トランジスタ73のゲートは配線SL_iと接続され、ソースまたはドレイン
の他方は配線IL_iと接続されている。発光素子74の他方の電極(以下、共通電極と
もいう)には、所定の電位(以下、共通電位ともいう)が与えられる。
よびトランジスタ72のゲートと接続され、他方の電極はトランジスタ72のソースまた
はドレインの他方と接続されている。このように容量素子75を設けることで、トランジ
スタ72のゲート電極に多くの電荷を保持することができ、映像情報の保持期間をより長
くすることができる。
トランジスタ72のソースまたはドレインの他方との間の寄生容量が大きい場合は、当該
寄生容量で容量素子75の代替とすることができる。
よびトランジスタ23についての記載を参酌することができる。また、発光素子74につ
いては、発光素子24の記載を参酌することができる。
容量素子75の接続関係が異なっている点において、図4に示す画素構造と異なっている
。図19に示す表示装置の駆動方法については、トランジスタ72のスイッチングの電位
がトランジスタ22と逆になっている点を考慮して、実施の形態1に記載の表示装置の駆
動方法を参酌することができる。なお、トランジスタ72に用いることができる半導体の
材料に関しては、トランジスタ22についての記載を参酌することができる。
線CLが行方向に延設して設けられている点において、図19に示す画素構造とは異なり
、他の構成については同様である。
GLおよび配線SLの電位の変化に合わせて配線CLの電位を調節することができる。例
えば、図8において、配線CL_jの電位を、共通電位より低く、または共通電位と同程
度にすることができる。このように配線CL_jの電位を設定することにより、発光素子
74に逆方向のバイアスが印加されるか、バイアスが印加されない状態とすることができ
、i行目の画素の黒表示の状態を維持することができる。また、黒表示の状態を維持でき
るように、発光素子74に順方向のバイアスが印加されるとしても、配線CL_jと共通
電位の電位差を、微弱な電位差に抑えることができる。微弱な電位差としては、数ボルト
程度以下が好ましく、例えば、2ボルト以下、より好ましくは1ボルト以下とする。
流特性のばらつきを補正することができる。この駆動方法においては、表示装置の表示動
作と並行して駆動用トランジスタの電流特性のばらつきを補正することができる。
ではない。例えば、図19および図20に示す画素70_(i,j)において、発光素子
74とトランジスタ72の間にスイッチ76を設ける構造としてもよい。その場合の回路
図を、図21および図22に示す。図21は図19においてスイッチ76を設けた場合を
示し、図22は図20においてスイッチ76を設けた場合を示している。図10、11に
おける画素20_(i,j)などにおいて、当該スイッチ76を非導通状態としておくこ
とにより、より確実に発光素子74を非発光状態のまま維持しておくことができる。
応用、上位概念化、又は、下位概念化したものに相当する。したがって、本実施の形態で
示す構成、方法は、他の実施の形態で示す構成、方法と適宜組み合わせることができる。
〈画素の構成例〉
上記実施の形態で用いることができる画素のレイアウトの例を、図23に示す。なお、図
23において、同一のハッチパターンで表す配線、導電層、半導体層などは、同一の材料
を用いて同一の工程で形成することができる。また、ここでは画素20の構成例を示すが
、画素70にも同様の構成を適用することができる。
3、容量素子25を有する。また、発光素子24の画素電極としての機能を有する導電層
406を有する。各素子の接続関係については、図4の説明を参酌することができる。な
お、図中の丸印はコンタクトホールを表す。
トランジスタ23は半導体層413を有する。半導体層411は、導電層401aおよび
導電層401bと接続されている。半導体層412は、導電層403aおよび導電層40
3bと接続されている。半導体層413は導電層403bおよび導電層403cと接続さ
れている。
として用いてもよい。導電層401bは導電層402と接続されている。導電層403a
は、配線CLと接続されている。なお、配線CLの一部を導電層403aとして用いても
よい。導電層403bは、発光素子24の一方の電極としての機能を有する導電層406
と接続されている。なお、導電層403bの一部を導電層406として用いてもよい。導
電層403cは、配線ILと接続されている。なお、配線ILの一部を導電層403cと
して用いてもよい。導電層405は導電層404と接続され、導電層404は配線SLと
接続されている。なお、導電層404の一部を導電層405として用いてもよいし、配線
SLの一部を導電層404および導電層405として用いてもよい。
。導電層401bはトランジスタ21のソースまたはドレインの他方としての機能を有す
る。導電層402はトランジスタ22のゲートおよび容量素子25の一方の電極としての
機能を有する。導電層403aはトランジスタ22のソースまたはドレインの一方として
の機能を有する。導電層403bは、トランジスタ22のソースまたはドレインの他方、
トランジスタ23のソースまたはドレインの一方、および容量素子25の他方の電極とし
ての機能を有する。導電層403cは、トランジスタ23のソースまたはドレインの他方
としての機能を有する。導電層405は、トランジスタ23のゲートとしての機能を有す
る。なお、半導体層411、半導体層412、半導体層413には、酸化物半導体を含む
半導体層を用いることができる。または、非晶質、微結晶、多結晶、又は単結晶の、シリ
コン、又はゲルマニウムなどの半導体を含む半導体層を用いることができる。
ランジスタ21乃至23はそれぞれボトムゲート型であってもトップゲート型であっても
よい。
23(A)において、配線ILを配線GLまたは配線SLとは別の層に形成し、配線GL
または配線SLと重なる領域を有するように配置することができる。これにより、画素2
0の面積の増加を抑えつつ、電流特性の情報の読み出しに用いる配線ILを設けることが
できる。なお、配線ILは、導電層401乃至406のいずれか一以上、または半導体層
411乃至413のいずれか一以上と重なる領域を有するように設けられていてもよい。
たが、図20に示すように、配線CLは行方向に延設して設けられていてもよい。このよ
うな画素20の構成例を、図23(B)に示す。
けられている。また、配線CLは配線SLおよび配線GLと同一の層に設けられ、且つ、
配線SLと配線GLとの間に設けられている。また、導電層403aは導電層407と接
続され、導電層407は配線CLと接続されている。
、配線CLは、配線SL、配線GLと異なる層に設けられていてもよい。この場合、配線
CLを配線SLまたは配線GLと重なる領域を有する位置に配置することができる。また
、配線CLと配線GLとの間に配線SLが設けられていてもよいし、配線CLと配線SL
との間に配線GLが設けられていてもよい。
応用、上位概念化、又は、下位概念化したものに相当する。したがって、本実施の形態で
示す構成、方法は、他の実施の形態で示す構成、方法と適宜組み合わせることができる。
〈表示装置の構成例〉
表示装置の構成の一例について説明する。図24に、表示装置80の構成を、ブロック図
で示す。なお、ブロック図では、構成要素を機能ごとに分類し、互いに独立したブロック
として示しているが、実際の構成要素は機能ごとに切り分けることが難しく、一つの構成
要素が複数の機能に係わることもあり得る。
ローラ86と、CPU83と、画像処理回路82と、画像メモリ87と、メモリ88と、
補正回路81とを有する。また、パネル85は、駆動回路11、駆動回路12および回路
部13を有する。なお、駆動回路11、駆動回路12、回路部13、画素部15および画
素20については先の実施の形態の記載を参酌することができる。
されている命令をデコードし、表示装置80が有する各種回路の動作を統括的に制御する
ことで、当該命令を実行する機能を有する。
動用トランジスタの電流特性の情報をもとに電流特性を補正するデータを生成する。メモ
リ88は、電流特性を補正するデータを記憶する機能を有する。
なお、図24では、画像メモリ87を1つだけ表示装置80に設ける場合を例示している
が、複数の画像メモリ87が表示装置80に設けられていても良い。例えば、赤、青、緑
などの色相にそれぞれ対応する3つの画像データ89により、画素部15にフルカラーの
画像が表示される場合、各画像データ89に対応した画像メモリ87を、それぞれ設ける
ようにしても良い。
Memory)、SRAM(Static Random Access Memory
)等の記憶回路を用いることができる。或いは、画像メモリ87に、VRAM(Vide
o RAM)を用いても良い。
7への書き込みと、画像データ89の画像メモリ87からの読み出しをおこない、画像デ
ータ89から映像信号を生成する機能を有する。また、画像処理回路82は、CPU83
からの命令にしたがい、メモリ88に記憶されているデータを読み出し、当該データを用
いて、映像信号の補正をおこなう機能を有する。
信号処理を施した後、パネル85に供給する機能を有する。
駆動信号を、パネル85に供給する機能を有する。駆動信号には、駆動回路12の動作を
制御するスタートパルス信号SSP、クロック信号SCK、ラッチ信号LP、駆動回路1
1の動作を制御するスタートパルス信号GSP、クロック信号GCKなどが含まれる。
能を有する入力装置を、有していても良い。入力装置として、キーボード、ポインティン
グデバイス、タッチパネル、センサなどを用いることができる。
図25、図30に、表示装置に含まれるトランジスタの一例として、トップゲート構造の
トランジスタを示す。
ジスタ100Aの上面図を示し、図25にトランジスタ100B及びトランジスタ100
Aの断面図を示す。図30(A)はトランジスタ100Bの上面図であり、図30(B)
はトランジスタ100Aの上面図である。図25(A)は、図30(A)の一点鎖線X1
-X2間の断面図、及び図30(B)の一点鎖線X3-X4間の断面図である。図25(
B)は、図30(A)の一点鎖線Y1-Y2間の断面図、及び図30(B)の一点鎖線Y
3-Y4間の断面図である。また、図25(A)は、トランジスタ100Aおよびトラン
ジスタ100Bのチャネル長方向の断面図である。また、図25(B)は、トランジスタ
100Aおよびトランジスタ100Bのチャネル幅方向の断面図である。
びトランジスタ100Bと同様に、構成要素の一部を省略して図示する場合がある。また
、一点鎖線X1-X2方向及び一点鎖線X3-X4方向をチャネル長方向、一点鎖線Y1
-Y2方向及び一点鎖線Y3-Y4方向をチャネル幅方向と呼称する場合がある。
物半導体膜112と、酸化物半導体膜112に接する導電膜114、導電膜116及び絶
縁膜117と、絶縁膜117を介して酸化物半導体膜112と重なる導電膜118とを有
する。なお、トランジスタ100A上に絶縁膜120が設けられている。
物半導体膜103と、酸化物半導体膜103に接する導電膜104、導電膜105及び絶
縁膜106と、絶縁膜106を介して酸化物半導体膜103と重なる導電膜107とを有
する。なお、トランジスタ100B上に絶縁膜120が設けられている。
02を有する。すなわち、導電膜102は、ゲート電極として機能する。また、トランジ
スタ100Bは、デュアルゲート構造のトランジスタである。その他の構成は、トランジ
スタ100Aと同様であり、同様の効果を奏する。
00Bのしきい値電圧を制御することができる。又は、図25(B)に示すように、導電
膜102及び導電膜107に同じ電位を印加することで、オン電流の増加、初期特性バラ
つきの低減、-GBTストレス試験の劣化の抑制、及び異なるドレイン電圧におけるオン
電流の立ち上がり電圧の変動の抑制が可能である。
て、トランジスタの構造が異なる。駆動回路部に含まれるトランジスタは、デュアルゲー
ト構造である。即ち、画素部15と比較して、オン電流の高いトランジスタを駆動回路部
に有する。
、又は1.45μm以上2.2μm以下とすることができる。一方、画素部15に含まれ
るトランジスタ100Aのチャネル長を2.5μm以上、又は2.5μm以上20μm以
下とすることができる。
は1.45μm以上2.2μm以下とすることで、画素部15に含まれるトランジスタ1
00Aと比較して、オン電流を増大させることができる。この結果、高速動作が可能な駆
動回路部を作製することができる。
ない領域には、酸素欠損を形成する元素を有する。また、酸化物半導体膜103において
、導電膜104、導電膜105及び導電膜107と重ならない領域には、酸素欠損を形成
する元素を有する。以下、酸素欠損を形成する元素を、不純物元素として説明する。不純
物元素の代表例としては、水素、希ガス元素等がある。希ガス元素の代表例としては、ヘ
リウム、ネオン、アルゴン、クリプトン及びキセノンがある。さらに、不純物元素としホ
ウ素、炭素、窒素、フッ素、アルミニウム、シリコン、リン、塩素等が酸化物半導体膜1
12及び酸化物半導体膜103に含まれてもよい。
0が酸化物半導体膜112及び酸化物半導体膜103に接することで、絶縁膜120に含
まれる水素が酸化物半導体膜112及び酸化物半導体膜103に拡散する。この結果、酸
化物半導体膜112及び酸化物半導体膜103が絶縁膜120と接する領域において、水
素が多く含まれる。
属元素及び酸素の結合が切断され、酸素欠損が形成される。酸化物半導体膜に含まれる酸
素欠損と水素の相互作用により、酸化物半導体膜は導電率が高くなる。具体的には、酸化
物半導体膜に含まれる酸素欠損に水素が入ることで、キャリア(電子)が生成される。こ
の結果、導電率が高くなる。
ンジスタ100Aに含まれる酸化物半導体膜112の部分拡大図を用いて説明する。図2
6に示すように、酸化物半導体膜112は、導電膜114又は導電膜116と接する領域
112aと、絶縁膜120と接する領域112bと、絶縁膜117と接する領域112d
とを有する。なお、導電膜118の側面がテーパ形状を有する場合、導電膜118のテー
パ部と重なる領域112cを有してもよい。
116がタングステン、チタン、アルミニウム、銅、モリブデン、クロム、又はタンタル
単体若しくは合金等の酸素と結合しやすい導電材料を用いて形成される場合、酸化物半導
体膜に含まれる酸素と導電膜114及び導電膜116に含まれる導電材料とが結合し、酸
化物半導体膜において、酸素欠損が形成される。また、酸化物半導体膜に導電膜114及
び導電膜116を形成する導電材料の構成元素の一部が混入する場合もある。これらの結
果、導電膜114又は導電膜116と接する領域112aは、導電性が高まり、ソース領
域及びドレイン領域として機能する。
とも希ガス元素及び水素が含まれる。なお、導電膜118の側面がテーパ形状を有する場
合、不純物元素は導電膜118のテーパ部を通過して領域112cに添加されるため、領
域112cは、領域112bと比較して不純物元素の一例である希ガス元素の濃度が低い
が、不純物元素が含まれる。領域112cを有することで、トランジスタのソース-ドレ
イン耐圧を高めることができる。
2dはそれぞれ希ガス元素を含み、且つ領域112a及び領域112dと比較して、領域
112b及び領域112cの方が希ガス元素の濃度が高い。これは、酸化物半導体膜11
2がスパッタリング法で形成される場合、スパッタリングガスとして希ガス元素を用いる
ため、酸化物半導体膜112に希ガス元素が含まれること、並びに領域112b及び領域
112cにおいて、酸素欠損を形成するために、意図的に希ガス元素が添加されることが
原因である。なお、領域112b及び領域112cにおいて、領域112a及び領域11
2dと異なる希ガス元素が添加されていてもよい。
して、領域112bの方が水素の濃度が高い。また、領域112bから領域112cに水
素が拡散する場合、領域112cは、領域112a及び領域112dと比較して水素濃度
が高い。但し、領域112cより領域112bの方が、水素濃度が高い。
dary Ion Mass Spectrometry)により得られる水素の濃度は
、8×1019atoms/cm3以上、又は1×1020atoms/cm3以上、又
は5×1020atoms/cm3以上とすることができる。なお、領域112a及び領
域112dの二次イオン質量分析法により得られる水素濃度は、5×1019atoms
/cm3以下、又は1×1019atoms/cm3以下、又は5×1018atoms
/cm3以下、又は1×1018atoms/cm3以下、又は5×1017atoms
/cm3以下、又は1×1016atoms/cm3以下とすることができる。
、又は塩素が酸化物半導体膜112に添加される場合、領域112b及び領域112cに
のみ不純物元素を有する。このため、領域112a及び領域112dと比較して、領域1
12b及び領域112cの方が不純物元素の濃度が高い。なお、領域112b及び領域1
12cにおいて、二次イオン質量分析法により得られる不純物元素の濃度は、1×101
8atoms/cm3以上1×1022atoms/cm3以下、又は1×1019at
oms/cm3以上1×1021atoms/cm3以下、又は5×1019atoms
/cm3以上5×1020atoms/cm3以下とすることができる。
ス元素の添加による酸素欠損量が多い。このため、導電性が高くなり、低抵抗領域として
機能する。代表的には、領域112b及び領域112cの抵抗率として、1×10-3Ω
cm以上1×104Ωcm未満、又は1×10-3Ωcm以上1×10-1Ωcm未満と
することができる。
いと、水素が酸素欠損に捕獲されやすく、チャネルである領域112dに拡散しにくい。
この結果、ノーマリーオフ特性のトランジスタを作製することができる。
2に不純物元素を添加した後、導電膜118の上面形状における面積を縮小してもよい。
これは、導電膜118の形成工程において、導電膜118上のマスクに対してスリミング
処理をおこない、より微細な構造のマスクを形成することによって行うことができる。次
に、該マスクを用いて導電膜118および絶縁膜117をエッチングすることで、図26
(B)に示す導電膜118aおよび絶縁膜117aを形成することができる。スリミング
処理としては、例えば、酸素ラジカルなどを用いるアッシング処理を適用することができ
る。
dの間に、オフセット領域112eが形成される。なお、チャネル長方向におけるオフセ
ット領域112eの長さは、0.1μm未満とすることで、トランジスタのオン電流の低
下を低減することが可能である。
びドレイン電極として機能する。
機能する領域112dと、ソース領域及びドレイン領域として機能する領域112aとの
間に、低抵抗領域として機能する領域112b及び/又は領域112cを有する。チャネ
ルとソース領域及びドレイン領域との間の抵抗を低減することが可能であり、トランジス
タ100A及びトランジスタ100Bは、オン電流が大きく、電界効果移動度が高い。
膜114及び導電膜116とが重ならないことで、導電膜118と、導電膜114及び導
電膜116との間の寄生容量を低減することが可能である。また、導電膜107と、導電
膜104及び導電膜105とが重ならないことで、導電膜107と、導電膜104及び導
電膜105との間の寄生容量を低減することが可能である。この結果、基板101として
大面積基板を用いた場合、導電膜114、導電膜116及び導電膜118、並びに導電膜
104及び導電膜105及び導電膜107における信号遅延を低減することが可能である
。
マスクとして、希ガス元素を酸化物半導体膜112に添加することで、酸素欠損を有する
領域が形成される。また、トランジスタ100Bにおいて、導電膜104、導電膜105
及び導電膜107をマスクとして、不純物元素が酸化物半導体膜103に添加することで
、酸素欠損を有する領域が形成される。さらに、酸素欠損を有する領域が、水素を含む絶
縁膜120と接するため、絶縁膜120に含まれる水素が酸素欠損を有する領域に拡散す
ることで、低抵抗領域が形成される。すなわち、セルフアラインで低抵抗領域を形成する
ことができる。
2bに、希ガス元素を添加することで、酸素欠損を形成するとともに、水素を添加してい
る。このため、領域112bにおける導電率を高めることが可能であるとともに、トラン
ジスタごとの領域112bの導電率のばらつきを低減することが可能である。すなわち、
領域112bに希ガス元素及び水素を添加することで、領域112bの導電率の制御が可
能である。
い。基板の一例としては、半導体基板(例えば単結晶基板又はシリコン基板)、SOI基
板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ス
テンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有
する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルム
などがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ
酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材
フィルムなどの一例としては、以下のものがあげられる。例えば、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(P
ES)に代表されるプラスチックがある。又は、一例としては、アクリル等の合成樹脂な
どがある。又は、一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又
はポリ塩化ビニルなどがある。又は、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド
、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。特に、半導体基板、単結晶基板、
又はSOI基板などを用いてトランジスタを製造することによって、特性、サイズ、又は
形状などのばらつきが少なく、電流能力が高く、サイズの小さいトランジスタを製造する
ことができる。このようなトランジスタによって回路を構成すると、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。
してもよい。又は、基板101とトランジスタの間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、
その上に半導体装置を一部あるいは全部完成させた後、基板101より分離し、他の基板
に転載するのに用いることができる。その際、トランジスタは耐熱性の劣る基板や可撓性
の基板にも転載できる。なお、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコ
ン膜との無機膜の積層構造の構成や、基板上にポリイミド等の有機樹脂膜が形成された構
成等を用いることができる。
可能な基板に加え、紙基板、セロファン基板、アラミドフィルム基板、ポリイミドフィル
ム基板、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、又はゴム基板などがある。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、軽量化、又は薄型化を図ることができる。
る。なお、酸化物半導体膜103及び酸化物半導体膜112との界面特性を向上させるた
め、絶縁膜111において少なくとも酸化物半導体膜103及び酸化物半導体膜112と
接する領域は酸化物絶縁膜で形成することが好ましい。また、絶縁膜111として加熱に
より酸素を放出する酸化物絶縁膜を用いることで、加熱処理により絶縁膜111に含まれ
る酸素を、酸化物半導体膜103及び酸化物半導体膜112に移動させることが可能であ
る。
0nm以上1000nm以下とすることができる。絶縁膜111を厚くすることで、絶縁
膜111の酸素放出量を増加させることができると共に、絶縁膜111と酸化物半導体膜
103及び酸化物半導体膜112との界面における界面準位、並びに酸化物半導体膜10
3及び酸化物半導体膜112の領域112dに含まれる酸素欠損を低減することが可能で
ある。
シリコン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化ガリウム又はGa-Zn酸化物など
を用いればよく、単層又は積層で設けることができる。
n-Zn酸化物、In-M-Zn酸化物(Mは、Mg、Al、Ti、Ga、Y、Zr、L
a、Ce、Nd、又はHf)等の金属酸化物で形成される。なお、酸化物半導体膜112
及び酸化物半導体膜103は、透光性を有する。
ZnおよびOを除いてのInおよびMの原子数比率は、In及びMの和を100atom
ic%としたときInが25atomic%以上、Mが75atomic%未満、又はI
nが34atomic%以上、Mが66atomic%未満とする。
又は2.5eV以上、又は3eV以上である。
又は3nm以上100nm以下、又は3nm以上50nm以下とすることができる。
Al、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、Nd、又はHf)の場合、In-M-Zn酸
化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、In≧
M、Zn≧Mを満たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素
の原子数比として、In:M:Zn=1:1:1、In:M:Zn=1:1:1.2、I
n:M:Zn=2:1:1.5、In:M:Zn=2:1:2.3、In:M:Zn=2
:1:3、In:M:Zn=3:1:2等が好ましい。なお、成膜される酸化物半導体膜
112及び酸化物半導体膜103の原子数比はそれぞれ、誤差として上記のスパッタリン
グターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス40%の変動を含む。
あるシリコンや炭素が含まれると、酸化物半導体膜112及び酸化物半導体膜103にお
いて、酸素欠損が増加し、n型化してしまう。このため、酸化物半導体膜112及び酸化
物半導体膜103であって、特に領域112dにおいて、シリコンや炭素の濃度(二次イ
オン質量分析法により得られる濃度)を、2×1018atoms/cm3以下、又は2
×1017atoms/cm3以下とすることができる。この結果、トランジスタは、し
きい値電圧がプラスとなる電気特性(ノーマリーオフ特性ともいう。)を有する。
いて、二次イオン質量分析法により得られるアルカリ金属又はアルカリ土類金属の濃度を
、1×1018atoms/cm3以下、又は2×1016atoms/cm3以下とす
ることができる。アルカリ金属及びアルカリ土類金属は、酸化物半導体と結合するとキャ
リアを生成する場合があり、トランジスタのオフ電流が増大してしまうことがある。この
ため、領域112dのアルカリ金属又はアルカリ土類金属の濃度を低減することが好まし
い。この結果、トランジスタは、しきい値電圧がプラスとなる電気特性(ノーマリーオフ
特性ともいう。)を有する。
素が含まれていると、キャリアである電子が生じ、キャリア密度が増加し、n型化となる
場合がある。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体膜を用いたトランジスタはノー
マリーオン特性となりやすい。したがって、当該酸化物半導体膜であって、特に領域11
2dにおいて、窒素はできる限り低減されていることが好ましい。例えば、二次イオン質
量分析法により得られる窒素濃度を、5×1018atoms/cm3以下にすることが
できる。
不純物元素を低減することで、酸化物半導体膜のキャリア密度を低減することができる。
このため、酸化物半導体膜112及び酸化物半導体膜103であって、特に領域112d
においては、キャリア密度を8×1011個/cm3未満、好ましくは1×1011個/
cm3未満、さらに好ましくは1×1010個/cm3未満であり、且つ、1×10-9
個/cm3以上とすることができる。
度の低い酸化物半導体膜を用いることで、さらに優れた電気特性を有するトランジスタを
作製することができる。ここでは、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低い(酸素欠損の
少ない)ことを高純度真性又は実質的に高純度真性とよぶ。高純度真性又は実質的に高純
度真性である酸化物半導体は、キャリア発生源が少ないため、キャリア密度を低くするこ
とができる場合がある。したがって、当該酸化物半導体膜にチャネル領域が形成されるト
ランジスタは、しきい値電圧がプラスとなる電気特性(ノーマリーオフ特性ともいう。)
になりやすい。また、高純度真性又は実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、欠陥
準位密度が低いため、トラップ準位密度も低くなる場合がある。また、高純度真性又は実
質的に高純度真性である酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、オフ電流が著しく小さ
く、ソース電極とドレイン電極間の電圧(ドレイン電圧)が1Vから10Vの範囲におい
て、オフ電流が、半導体パラメータアナライザの測定限界以下、すなわち1×10-13
A以下という特性を得ることができる。したがって、当該酸化物半導体膜にチャネル領域
が形成されるトランジスタは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとな
る場合がある。
。非単結晶構造は、例えば、後述するCAAC-OS(C Axis Aligned
Crystalline Oxide Semiconductor)、多結晶構造、後
述する微結晶構造、又は非晶質構造を含む。非単結晶構造において、非晶質構造は最も欠
陥準位密度が高く、CAAC-OSは最も欠陥準位密度が低い。
造の領域、多結晶構造の領域、CAAC-OSの領域、単結晶構造の領域の二種以上を有
する混合膜であってもよい。混合膜は、例えば、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、
多結晶構造の領域、CAAC-OSの領域、単結晶構造の領域のいずれか二種以上の領域
を有する単層構造の場合がある。また、混合膜は、例えば、非晶質構造の領域、微結晶構
造の領域、多結晶構造の領域、CAAC-OSの領域、単結晶構造の領域のいずれか二種
以上が積層された構造の場合がある。
112dとの結晶性が異なる場合がある。また、酸化物半導体膜112及び酸化物半導体
膜103において、領域112cと、領域112dとの結晶性が異なる場合がある。これ
は、領域112b又は領域112cに不純物元素が添加された際に、領域112b又は領
域112cにダメージが入ってしまい、結晶性が低減するためである。
成することができる。なお、酸化物半導体膜112及び酸化物半導体膜103との界面特
性を向上させるため、絶縁膜106及び絶縁膜117において少なくとも酸化物半導体膜
112及び酸化物半導体膜103と接する領域は酸化物絶縁膜を用いて形成することが好
ましい。絶縁膜106及び絶縁膜117として、例えば酸化シリコン、酸化窒化シリコン
、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化ガリウム
又はGa-Zn酸化物などを用いればよく、単層又は積層で設けることができる。
する絶縁膜を設けることで、酸化物半導体膜112及び酸化物半導体膜103からの酸素
の外部への拡散と、外部から酸化物半導体膜112及び酸化物半導体膜103への水素、
水等の侵入を防ぐことができる。酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する絶縁膜と
しては、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化窒化ガリウム、
酸化イットリウム、酸化窒化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化窒化ハフニウム等があ
る。
窒素が添加されたハフニウムシリケート(HfSixOyNz)、窒素が添加されたハフ
ニウムアルミネート(HfAlxOyNz)、酸化ハフニウム、酸化イットリウムなどの
high-k材料を用いることでトランジスタのゲートリークを低減できる。
用いることで、加熱処理により絶縁膜106及び絶縁膜117に含まれる酸素を、酸化物
半導体膜112及び酸化物半導体膜103に移動させることが可能である。
ことができる。欠陥の少ない酸化窒化シリコン膜は、加熱処理後において、100K以下
のESRで測定して得られたスペクトルにおいてg値が2.037以上2.039以下の
第1のシグナル、g値が2.001以上2.003以下の第2のシグナル、及びg値が1
.964以上1.966以下の第3のシグナルが観測される。なお、第1のシグナル及び
第2のシグナルのスプリット幅、並びに第2のシグナル及び第3のシグナルのスプリット
幅は、XバンドのESR測定において約5mTである。また、g値が2.037以上2.
039以下の第1のシグナル、g値が2.001以上2.003以下の第2のシグナル、
及びg値1.964以上1.966以下である第3のシグナルのスピンの密度の合計が1
×1018spins/cm3未満であり、代表的には1×1017spins/cm3
以上1×1018spins/cm3未満である。
第1シグナル、g値が2.001以上2.003以下の第2のシグナル、及びg値が1.
964以上1.966以下の第3のシグナルは、窒素酸化物(NOx、xは0以上2以下
、又は1以上2以下)起因のシグナルに相当する。即ち、g値が2.037以上2.03
9以下の第1のシグナル、g値が2.001以上2.003以下の第2のシグナル、及び
g値1.964以上1.966以下である第3のシグナルのスピンの密度の合計が低いほ
ど、酸化窒化シリコン膜に含まれる窒素酸化物の含有量が少ないといえる。
が、6×1020atoms/cm3以下である。絶縁膜117として欠陥の少ない酸化
窒化シリコン膜を用いることで、窒素酸化物が生成されにくくなり、酸化物半導体膜11
2及び酸化物半導体膜103及び絶縁膜の界面におけるキャリアのトラップを低減するこ
とが可能である。また、表示装置に含まれるトランジスタのしきい値電圧のシフトを低減
することが可能であり、トランジスタの電気特性の変動を低減することができる。
00nm以下、又は10nm以上250nm以下とすることができる。
電膜102及び導電膜107としては、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、
モリブデン、ニッケル、鉄、コバルト、タングステンから選ばれた金属元素、又は上述し
た金属元素を成分とする合金か、上述した金属元素を組み合わせた合金等を用いて形成す
ることができる。また、マンガン、ジルコニウムのいずれか一又は複数から選択された金
属元素を用いてもよい。また、導電膜114、導電膜116及び導電膜118、並びに導
電膜104、導電膜105、導電膜102及び導電膜107は、単層構造でも、二層以上
の積層構造としてもよい。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、マンガン
を含む銅膜の単層構造、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜
上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にタングステン膜を積層する二層構造
、窒化タンタル膜又は窒化タングステン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、マン
ガンを含む銅膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜と、そのチタン膜上にアルミニウ
ム膜を積層し、さらにその上にチタン膜を形成する三層構造、マンガンを含む銅膜上に銅
膜を積層し、さらにその上にマンガンを含む銅膜を形成する三層構造等がある。また、ア
ルミニウムに、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカ
ンジウムから選ばれた元素の一又は複数組み合わせた合金膜、もしくは窒化膜を用いても
よい。
5、導電膜102及び導電膜107は、インジウム錫酸化物、酸化タングステンを含むイ
ンジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むイン
ジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化シリ
コンを含むインジウム錫酸化物等の透光性を有する導電性材料を適用することもできる。
また、上記透光性を有する導電性材料と、上記金属元素を含む導電性材料の積層構造とす
ることもできる。
導電膜102及び導電膜107の厚さは、30nm以上500nm以下、又は100nm
以上400nm以下とすることができる。
縁膜としては、窒化シリコン、窒化アルミニウム等を用いて形成することができる。
次に、表示装置に含まれるトランジスタの別の構成について、図27を用いて説明する。
ここでは、画素部15に設けられたトランジスタ100Aの変形例としてトランジスタ1
00Cを用いて説明するが、駆動回路部のトランジスタ100Bにトランジスタ100C
の絶縁膜111の構成、又は導電膜114、導電膜116及び導電膜118の構造を適宜
適用することができる。
断面図を示す。図27(A)はトランジスタ100Cの上面図であり、図27(B)は、
図27(A)の一点鎖線Y3-Y4間の断面図であり、図27(C)は、図27(A)の
一点鎖線X3-X4間の断面図である。
、2層又は3層構造で構成されている。また、絶縁膜111が、窒化物絶縁膜111a及
び酸化物絶縁膜111bの積層構造で構成されている。その他の構成は、トランジスタ1
00Aと同様であり、同様の効果を奏する。
ており、且つ導電膜114a及び導電膜114cは導電膜114bの表面を覆っている。
すなわち、導電膜114a及び導電膜114cは、導電膜114bの保護膜として機能す
る。
116cとが順に積層しており、且つ導電膜116a及び導電膜116cは導電膜116
bの表面を覆っている。すなわち、導電膜116a及び導電膜116cは、導電膜116
bの保護膜として機能する。
116b、導電膜118bに含まれる金属元素が酸化物半導体膜112に拡散するのを防
ぐ材料を用いて形成する。導電膜114a、導電膜116a及び導電膜118aとして、
チタン、タンタル、モリブデン、タングステンの単体若しくは合金、又は窒化チタン、窒
化タンタル、窒化モリブデン等を用いて形成することができる。又は、導電膜114a、
導電膜116a及び導電膜118aは、Cu-X合金(Xは、Mn、Ni、Cr、Fe、
Co、Mo、Ta、又はTi)等を用いて形成することができる。
する。導電膜114b、導電膜116b及び導電膜118bとして、銅、アルミニウム、
金、銀等の単体若しくは合金、又はこれを主成分とする化合物等を用いて形成することが
できる。
る金属元素が不動態化された膜を用いて形成することで、導電膜114b、導電膜116
bに含まれる金属元素が、絶縁膜128の形成工程において酸化物半導体膜112に移動
することを防ぐことができる。導電膜114cおよび導電膜116cとして、金属珪素化
物、金属珪素化窒化物等を用いて形成することが可能であり、代表的には、CuSix(
x>0)、CuSixNy(x>0、y>0)等がある。
114b及び導電膜116bは、銅を用いて形成される。また、導電膜114c及び導電
膜116cは、CuSixNy(x>0、y>0)を用いて形成される。
で発生させたプラズマに曝し、導電膜114b及び導電膜116bの表面の酸化物を還元
する。
シランに曝す。この結果、導電膜114b及び導電膜116bに含まれる銅が触媒として
作用し、シランがSiとH2に分解されるとともに、導電膜114b及び導電膜116b
の表面にCuSix(x>0)が形成される。
で発生させたプラズマに曝すことで、導電膜114b及び導電膜116bの表面に形成さ
れたCuSix(x>0)がプラズマに含まれる窒素と反応し、導電膜114c及び導電
膜116cとして、CuSixNy(x>0、y>0)が形成される。
窒素を含む雰囲気で発生させたプラズマに曝した後、200℃以上400℃以下で加熱し
ながら、導電膜114b及び導電膜116bをシランに曝すことで、導電膜114c及び
導電膜116cとして、CuSixNy(x>0、y>0)を形成してもよい。
て説明する。
ム、窒化酸化アルミニウム等を用いて形成することができる。また、酸化物絶縁膜111
bとして、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム等を用いて形成すること
ができる。基板101側に窒化物絶縁膜111aを設けることで、外部からの水素、水等
が酸化物半導体膜112に拡散することを防ぐことが可能である。
次に、表示装置に含まれるトランジスタの別の構成について図28及び図29を用いて説
明する。ここでは、画素部15に設けられたトランジスタ100Aの変形例としてトラン
ジスタ100D及びトランジスタ100Eを用いて説明するが、駆動回路部のトランジス
タ100Bに、トランジスタ100Dに含まれる酸化物半導体膜112の構成、又はトラ
ンジスタ100Eに含まれる酸化物半導体膜112の構成を適宜適用することができる。
断面図を示す。図28(A)はトランジスタ100Dの上面図であり、図28(B)は、
図28(A)の一点鎖線Y3-Y4間の断面図であり、図28(C)は、図28(A)の
一点鎖線X3-X4間の断面図である。
る。具体的には、酸化物半導体膜112は、絶縁膜111と接する酸化物半導体膜113
aと、酸化物半導体膜113aに接する酸化物半導体膜113bと、酸化物半導体膜11
3b、導電膜114、導電膜116、絶縁膜117及び絶縁膜120と接する酸化物半導
体膜113cとを有する。その他の構成は、トランジスタ100Aと同様であり、同様の
効果を奏する。
的には、In-Ga酸化物、In-Zn酸化物、In-M-Zn酸化物(Mは、Mg、A
l、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、Nd、又はHf)等の金属酸化物で形成される
。
酸化物、In-Zn酸化物、In-Mg酸化物、Zn-Mg酸化物、In-M-Zn酸化
物(Mは、Mg、Al、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、Nd、又はHf)であり、
且つ酸化物半導体膜113bよりも伝導帯下端のエネルギーが真空準位に近く、代表的に
は、酸化物半導体膜113a及び酸化物半導体膜113cの伝導帯下端のエネルギーと、
酸化物半導体膜113bの伝導帯下端のエネルギーとの差が、0.05eV以上、0.0
7eV以上、0.1eV以上、又は0.2eV以上、且つ2eV以下、1eV以下、0.
5eV以下、又は0.4eV以下である。なお、真空準位と伝導帯下端のエネルギー差を
電子親和力ともいう。
Zr、La、Ce、Nd、又はHf)の場合、酸化物半導体膜113bを成膜するために
用いるターゲットにおいて、金属元素の原子数比をIn:M:Zn=x1:y1:z1と
すると、x1/y1は、1/3以上6以下、さらには1以上6以下であって、z1/y1
は、1/3以上6以下、さらには1以上6以下であることが好ましい。なお、z1/y1
を1以上6以下とすることで、酸化物半導体膜113bとしてCAAC-OS膜が形成さ
れやすくなる。ターゲットの金属元素の原子数比の代表例としては、In:M:Zn=1
:1:1、In:M:Zn=1:1:1.2、In:M:Zn=2:1:1.5、In:
M:Zn=2:1:2.3、In:M:Zn=2:1:3、In:M:Zn=3:1:2
等がある。
g、Al、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、Nd、又はHf)の場合、酸化物半導体
膜113a及び酸化物半導体膜113cを成膜するために用いるターゲットにおいて、金
属元素の原子数比をIn:M:Zn=x2:y2:z2とすると、x2/y2<x1/y
1であって、z2/y2は、1/3以上6以下、さらには1以上6以下であることが好ま
しい。なお、z2/y2を1以上6以下とすることで、酸化物半導体膜113a及び酸化
物半導体膜113cとしてCAAC-OS膜が形成されやすくなる。ターゲットの金属元
素の原子数比の代表例としては、In:M:Zn=1:3:2、In:M:Zn=1:3
:4、In:M:Zn=1:3:6、In:M:Zn=1:3:8、In:M:Zn=1
:4:3、In:M:Zn=1:4:4、In:M:Zn=1:4:5、In:M:Zn
=1:4:6、In:M:Zn=1:6:3、In:M:Zn=1:6:4、In:M:
Zn=1:6:5、In:M:Zn=1:6:6、In:M:Zn=1:6:7、In:
M:Zn=1:6:8、In:M:Zn=1:6:9等がある。
原子数比はそれぞれ、誤差として上記の原子数比のプラスマイナス40%の変動を含む。
のを用いればよい。
、酸化物半導体膜113a及び酸化物半導体膜113cとしてIn:Ga:Zn=1:3
:2、1:3:4、1:4:5、1:4:6、1:4:7、又は1:4:8の原子数比の
In-Ga-Zn酸化物を用いてもよい。
えば、酸化物半導体膜113aとしてIn:Ga:Zn=1:3:2の原子数比のIn-
Ga-Zn酸化物を用い、酸化物半導体膜113cとしてIn:Ga:Zn=1:3:4
又は1:4:5の原子数比のIn-Ga-Zn酸化物を用いてもよい。
下、又は3nm以上50nm以下とする。酸化物半導体膜113bの厚さは、3nm以上
200nm以下、又は3nm以上100nm以下、又は3nm以上50nm以下とする。
なお、酸化物半導体膜113a及び酸化物半導体膜113cはそれぞれ酸化物半導体膜1
13bより厚さを薄くすることで、トランジスタのしきい値電圧の変動量を低減すること
が可能である。
の界面は、STEM(Scanning Transmission Electron
Microscopy)を用いて観察することができる場合がある。
化物半導体膜113cをそれぞれ酸化物半導体膜113bの上面及び下面に接して設ける
ことで、酸化物半導体膜113bにおける酸素欠損を低減することができる。また、酸化
物半導体膜113bは、酸化物半導体膜113bを構成する金属元素の一以上を有する酸
化物半導体膜113a及び酸化物半導体膜113cと接するため、酸化物半導体膜113
aと酸化物半導体膜113bとの界面、酸化物半導体膜113bと酸化物半導体膜113
cとの界面における界面準位密度が極めて低い。このため、酸化物半導体膜113bに含
まれる酸素欠損を低減することが可能である。
電気特性のばらつきを低減することができる。
cが酸化物半導体膜113bに接して設けられるため、酸化物半導体膜113bと酸化物
半導体膜113cとの界面ではキャリアの散乱が起こりにくく、トランジスタの電界効果
移動度を高くすることができる。
117の構成元素が酸化物半導体膜113bへ混入して、不純物による準位が形成される
ことを抑制するためのバリア膜としても機能する。
らつきが低減されたトランジスタである。このようにしきい値電圧のばらつきが低減され
たトランジスタを用いて先の実施の形態に示す表示装置を構成することにより、より容易
かつ効果的にしきい値電圧のばらつきを補正することができる。
断面図を示す。図29(A)はトランジスタ100Eの上面図であり、図29(B)は、
図29(A)の一点鎖線Y3-Y4間の断面図であり、図29(C)は、図29(A)の
一点鎖線X3-X4間の断面図である。なお、図29(A)では、明瞭化のため、基板1
01、絶縁膜111、絶縁膜117、絶縁膜120などを省略している。また、図29(
B)は、トランジスタ100Eのチャネル幅方向の断面図である。また、図29(C)は
、トランジスタ100Eのチャネル長方向の断面図である。
接する酸化物半導体膜113bと、酸化物半導体膜113b及び絶縁膜117と接する酸
化物半導体膜113cの積層構造であってもよい。
ここで、図28及び図29に示すトランジスタのバンド構造について説明する。なお、図
34(A)は、図28に示すトランジスタ100Dのバンド構造であり、理解を容易にす
るため、絶縁膜111、酸化物半導体膜113a、酸化物半導体膜113b、酸化物半導
体膜113c及び絶縁膜117の伝導帯下端のエネルギー(Ec)を示す。また、図34
(B)は、図29に示すトランジスタ100Eのバンド構造であり、理解を容易にするた
め、絶縁膜111、酸化物半導体膜113b、酸化物半導体膜113c及び絶縁膜117
の伝導帯下端のエネルギー(Ec)を示す。
物半導体膜113cにおいて、伝導帯下端のエネルギーが連続的に変化する。これは、酸
化物半導体膜113a、酸化物半導体膜113b及び酸化物半導体膜113cを構成する
元素が共通することにより、酸素が相互に拡散しやすい点からも理解される。したがって
、酸化物半導体膜113a、酸化物半導体膜113b及び酸化物半導体膜113cは組成
が異なる膜の積層体ではあるが、物性的に連続であるということもできる。
合(ここでは特に伝導帯下端のエネルギーが各層の間で連続的に変化するU字型の井戸(
U Shape Well)構造)が形成されるように作製する。すなわち、各層の界面
に酸化物半導体にとってトラップ中心や再結合中心のような欠陥準位、あるいはキャリア
の流れを阻害する不純物が存在しないように積層構造を形成する。仮に、積層された酸化
物半導体膜の層間に不純物が混在していると、エネルギーバンドの連続性が失われ、界面
でキャリアがトラップあるいは再結合により消滅してしまう。
様である場合について示したが、それぞれが異なっていてもよい。
0Dにおいて、チャネルが酸化物半導体膜113bに形成されることがわかる。なお、酸
化物半導体膜113a、酸化物半導体膜113b及び酸化物半導体膜113cは伝導帯下
端のエネルギーが連続的に変化するため、U字型の井戸構造のチャネルを埋め込みチャネ
ルということもできる。
において、伝導帯下端のエネルギーが連続的に変化してもよい。
0Eにおいて、チャネルが酸化物半導体膜113bに形成されることがわかる。
種以上含んでいる酸化物半導体膜113a及び酸化物半導体膜113cを有しているため
、酸化物半導体膜113aと酸化物半導体膜113bとの界面、及び酸化物半導体膜11
3cと酸化物半導体膜113bとの界面に界面準位を形成しにくくなる。よって、酸化物
半導体膜113a及び酸化物半導体膜113cを設けることにより、トランジスタのしき
い値電圧などの電気特性のばらつきや変動を低減することができる。
種以上含んでいる酸化物半導体膜113cを有しているため、酸化物半導体膜113cと
酸化物半導体膜113bとの界面に界面準位を形成しにくくなる。よって、酸化物半導体
膜113cを設けることにより、トランジスタのしきい値電圧などの電気特性のばらつき
や変動を低減することができる。このようにしきい値電圧のばらつきが低減されたトラン
ジスタを用いて先の実施の形態に示す表示装置を構成することにより、より容易かつ効果
的にしきい値電圧のばらつきを補正することができる。
次に、表示装置に含まれるトランジスタの別の構成について、図31を用いて説明する。
断面図を示す。図31(A)はトランジスタ100Fの上面図であり、図31(B)は、
図31(A)の一点鎖線Y3-Y4間の断面図であり、図31(C)は、図31(A)の
一点鎖線X3-X4間の断面図である。
物半導体膜123と、酸化物半導体膜123に接する絶縁膜124と、絶縁膜124の開
口部130aの一部において酸化物半導体膜123と接する導電膜125と、絶縁膜12
4の開口部130bの一部において酸化物半導体膜123と接する導電膜126と、絶縁
膜124を介して酸化物半導体膜123と重なる導電膜127とを有する。なお、トラン
ジスタ100F上に絶縁膜128及び絶縁膜129が設けられてもよい。
ない領域には、酸素欠損を形成する元素を有する。以下、酸素欠損を形成する元素を、不
純物元素として説明する。不純物元素の代表例としては、水素、ホウ素、炭素、窒素、フ
ッ素、アルミニウム、シリコン、リン、塩素、希ガス元素等がある。希ガス元素の代表例
としては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン及びキセノンがある。
合が切断され、酸素欠損が形成される。又は、不純物元素が酸化物半導体膜に添加される
と、酸化物半導体膜中の金属元素と結合していた酸素が不純物元素と結合し、金属元素か
ら酸素が脱離され、酸素欠損が形成される。これらの結果、酸化物半導体膜においてキャ
リア密度が増加し、導電性が高くなる。
ように、酸化物半導体膜123は、導電膜125及び導電膜126と接する領域123a
と、絶縁膜128と接する領域123bと、絶縁膜124と重なる領域123c及び領域
123dとを有する。
ドレイン領域として機能する。
23cには不純物元素が含まれる。なお、領域123bの方が領域123cより不純物元
素濃度が高い。また、導電膜127の側面がテーパ形状を有する場合、領域123cの一
部が、導電膜127と重なってもよい。
る場合、領域123a乃至領域123dはそれぞれ希ガス元素を含み、且つ領域123a
及び領域123dと比較して、領域123b及び領域123cの方が希ガス元素の濃度が
高い。これは、酸化物半導体膜123がスパッタリング法で形成される場合、スパッタリ
ングガスとして希ガス元素を用いるため、酸化物半導体膜123に希ガス元素が含まれる
こと、並びに領域123b及び領域123cにおいて、酸素欠損を形成するために、意図
的に希ガス元素が添加されることが原因である。なお、領域123b及び領域123cに
おいて、領域123a及び領域123dと異なる希ガス元素が添加されていてもよい。
素の場合、領域123b及び領域123cにのみ不純物元素を有する。このため、領域1
23a及び領域123dと比較して、領域123b及び領域123cの方が不純物元素の
濃度が高い。なお、領域123b及び領域123cにおいて、SIMSにより得られる不
純物元素の濃度は、1×1018atoms/cm3以上1×1022atoms/cm
3以下、又は1×1019atoms/cm3以上1×1021atoms/cm3以下
、又は5×1019atoms/cm3以上5×1020atoms/cm3以下とする
ことができる。
び領域123cの方が不純物元素の濃度が高い。なお、領域123b及び領域123cに
おいて、SIMSにより得られる水素の濃度は、8×1019atoms/cm3以上、
又は1×1020atoms/cm3以上、又は5×1020atoms/cm3以上と
することができる。
密度が増加する。この結果、領域123b及び領域123cは、導電性が高くなり、低抵
抗領域として機能する。このように低抵抗領域を設けることにより、チャネルとソース領
域及びドレイン領域との間の抵抗を低減することが可能であり、トランジスタ100Fは
、オン電流が大きく、電界効果移動度が高い。このため、トランジスタ100Fは、例え
ば先の実施の形態に示す駆動用トランジスタ(トランジスタ22など)に好適に用いるこ
とができる。
ン、又は塩素の一以上と、希ガス元素の一以上の場合であってもよい。この場合、領域1
23b及び領域123cにおいて、希ガス元素により形成された酸素欠損と、且つ該領域
に添加された水素、ホウ素、炭素、窒素、フッ素、アルミニウム、シリコン、リン、又は
塩素の一以上との相互作用により、領域123b及び領域123cは、導電性がさらに高
まる場合がある。
絶縁膜として機能する。また、絶縁膜124において、酸化物半導体膜123と導電膜1
25及び導電膜126とが重なる領域は、層間絶縁膜として機能する。
導電膜127は、ゲート電極として機能する。
機能する導電膜127と、ソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜125及び
導電膜126が同時に形成される。このため、トランジスタ100Fにおいて、導電膜1
27と、導電膜125及び導電膜126とが重ならず、導電膜127と、導電膜125及
び導電膜126との間の寄生容量を低減することが可能である。この結果、基板121と
して大面積基板を用いた場合、導電膜125、導電膜126及び導電膜127における信
号遅延を低減することが可能である。
マスクとして、不純物元素が酸化物半導体膜123に添加される。すなわち、セルフアラ
インで低抵抗領域を形成することができる。
を適宜用いることができる。
。
じ積層構造を有する。
116及び導電膜118、並びに導電膜104、導電膜105、導電膜102及び導電膜
107を適宜用いることができる。
る。なお、酸化物半導体膜123との界面特性を向上させるため、絶縁膜128において
少なくとも酸化物半導体膜123と接する領域は酸化物絶縁膜で形成することが好ましい
。また、絶縁膜128として加熱により酸素を放出する酸化物絶縁膜を用いることで、加
熱処理により絶縁膜128に含まれる酸素を、酸化物半導体膜123に移動させることが
可能である。
シリコン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化ガリウム又はGa-Zn酸化物など
を用いればよく、単層又は積層で設けることができる。
い。絶縁膜129として、例えば窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウムな
どを用いればよく、単層又は積層で設けることができる。
00nm以上400nm以下とすることができる。
22の下に、酸化物半導体膜123と重なるように導電膜を設けて、デュアルゲート構造
にすることができる。
次に、表示装置に含まれるトランジスタの別の構成について、図32及び図33を用いて
説明する。
断面図を示す。図32(A)はトランジスタ100Gの上面図であり、図32(B)は、
図32(A)の一点鎖線Y3-Y4間の断面図であり、図32(C)は、図32(A)の
一点鎖線X3-X4間の断面図である。
物半導体膜133と、酸化物半導体膜133と接する絶縁膜134と、絶縁膜134を介
して酸化物半導体膜133と重なる導電膜137と、酸化物半導体膜133に接する絶縁
膜139と、絶縁膜139上に形成された絶縁膜138と、絶縁膜138及び絶縁膜13
9の開口部140aにおいて酸化物半導体膜133と接する導電膜135と、絶縁膜13
8及び絶縁膜139の開口部140bにおいて酸化物半導体膜133と接する導電膜13
6を有する。
膜135及び導電膜136は、ソース電極及びドレイン電極として機能する。
ない領域には、酸素欠損を形成する元素を有する。以下、酸素欠損を形成する元素を、不
純物元素として説明する。不純物元素の代表例としては、水素、ホウ素、炭素、窒素、フ
ッ素、アルミニウム、シリコン、リン、塩素、希ガス元素等がある。希ガス元素の代表例
としては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン及びキセノンがある。
合が切断され、酸素欠損が形成される。又は、不純物元素が酸化物半導体膜に添加される
と、酸化物半導体膜中の金属元素と結合していた酸素が不純物元素と結合し、金属元素か
ら酸素が脱離され、酸素欠損が形成される。これらの結果、酸化物半導体膜においてキャ
リア密度が増加し、導電性が高くなる。
ように、酸化物半導体膜133は、導電膜135、導電膜136または絶縁膜138と接
する領域133bと、絶縁膜134と接する領域133dとを有する。なお、導電膜13
7の側面がテーパ形状を有する場合、導電膜137のテーパ部と重なる領域133cを有
してもよい。
とも希ガス元素及び水素が含まれる。なお、導電膜137の側面がテーパ形状を有する場
合、不純物元素は導電膜137のテーパ部を通過して領域133cに添加されるため、領
域133cは、領域133bと比較して不純物元素の一例である希ガス元素の濃度が低い
が、不純物元素が含まれる。領域133cを有することで、トランジスタのソース-ドレ
イン耐圧を高めることができる。
3dはそれぞれ希ガス元素を含み、且つ領域133dと比較して、領域133b及び領域
133cの方が希ガス元素の濃度が高い。これは、酸化物半導体膜133がスパッタリン
グ法で形成される場合、スパッタリングガスとして希ガス元素を用いるため、酸化物半導
体膜133に希ガス元素が含まれること、並びに領域133b及び領域133cにおいて
、酸素欠損を形成するために、意図的に希ガス元素が添加されることが原因である。なお
、領域133b及び領域133cにおいて、領域133dと異なる希ガス元素が添加され
ていてもよい。
bの方が水素の濃度が高い。また、領域133bから領域133cに水素が拡散する場合
、領域133cは、領域133dと比較して水素濃度が高い。但し、領域133cより領
域133bの方が、水素濃度が高い。
dary Ion Mass Spectrometry)により得られる水素の濃度は
、8×1019atoms/cm3以上、又は1×1020atoms/cm3以上、又
は5×1020atoms/cm3以上とすることができる。なお、領域133dの二次
イオン質量分析法により得られる水素濃度は、5×1019atoms/cm3以下、又
は1×1019atoms/cm3以下、又は5×1018atoms/cm3以下、又
は1×1018atoms/cm3以下、又は5×1017atoms/cm3以下、又
は1×1016atoms/cm3以下とすることができる。
、又は塩素が酸化物半導体膜133に添加される場合、領域133b及び領域133cに
のみ不純物元素を有する。このため、領域133dと比較して、領域133b及び領域1
33cの方が不純物元素の濃度が高い。なお、領域133b及び領域133cにおいて、
二次イオン質量分析法により得られる不純物元素の濃度は、1×1018atoms/c
m3以上1×1022atoms/cm3以下、又は1×1019atoms/cm3以
上1×1021atoms/cm3以下、又は5×1019atoms/cm3以上5×
1020atoms/cm3以下とすることができる。
ス元素の添加による酸素欠損量が多い。このため、導電性が高くなり、低抵抗領域として
機能する。代表的には、領域133b及び領域133cの抵抗率として、1×10-3Ω
cm以上1×104Ωcm未満、又は1×10-3Ωcm以上1×10-1Ωcm未満と
することができる。
いと、水素が酸素欠損に捕獲されやすく、チャネルである領域133dに拡散しにくい。
この結果、ノーマリーオフ特性のトランジスタを作製することができる。
電膜137それぞれの上面形状における面積を縮小してもよい。これは、導電膜137の
形成工程において、導電膜137上のマスクに対してスリミング処理をおこない、より微
細な構造のマスクを形成することによって行うことができる。次に、該マスクを用いて導
電膜137および絶縁膜134をエッチングすることで、図33(B)に示す導電膜13
7aおよび絶縁膜134aを形成することができる。スリミング処理としては、例えば、
酸素ラジカルなどを用いるアッシング処理を適用することができる。
dの間に、オフセット領域133eが形成される。なお、チャネル長方向におけるオフセ
ット領域133eの長さは、0.1μm未満とすることで、トランジスタのオン電流の低
下を低減することが可能である。
る。
導体膜112を適宜用いることができる。
ことができる。
14、導電膜116及び導電膜118、並びに導電膜104、導電膜105、導電膜10
2及び導電膜107を適宜用いることができる。
00nm以上400nm以下とすることができる。
、導電膜137と、導電膜135及び導電膜136との間の寄生容量を低減することが可
能である。この結果、基板131として大面積基板を用いた場合、導電膜135、導電膜
136及び導電膜137における信号遅延を低減することが可能である。
物半導体膜133に添加される。すなわち、セルフアラインで低抵抗領域を形成すること
ができる。
32の下に、酸化物半導体膜133と重なるように導電膜を設けて、デュアルゲート構造
にすることができる。
以下に、酸化物半導体層520を構成する酸化物半導体膜の構造について説明する。なお
、本明細書において、結晶が三方晶または菱面体晶である場合、六方晶系として表す。
単結晶酸化物半導体膜とは、CAAC-OS膜、多結晶酸化物半導体膜、微結晶酸化物半
導体膜、非晶質酸化物半導体膜などをいう。
CAAC-OS膜は、c軸配向した複数の結晶部を有する酸化物半導体膜の一つである。
scope)によって、CAAC-OS膜の明視野像および回折パターンの複合解析像(
高分解能TEM像ともいう。)を観察することで複数の結晶部を確認することができる。
一方、高分解能TEM像によっても明確な結晶部同士の境界、即ち結晶粒界(グレインバ
ウンダリーともいう。)を確認することができない。そのため、CAAC-OS膜は、結
晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。
結晶部において、金属原子が層状に配列していることを確認できる。金属原子の各層は、
CAAC-OS膜の膜を形成する面(被形成面ともいう。)または上面の凹凸を反映した
形状であり、CAAC-OS膜の被形成面または上面と平行に配列する。
ると、結晶部において、金属原子が三角形状または六角形状に配列していることを確認で
きる。しかしながら、異なる結晶部間で、金属原子の配列に規則性は見られない。
置を用いて構造解析を行うと、例えばInGaZnO4の結晶を有するCAAC-OS膜
のout-of-plane法による解析では、回折角(2θ)が31°近傍にピークが
現れる場合がある。このピークは、InGaZnO4の結晶の(009)面に帰属される
ことから、CAAC-OS膜の結晶がc軸配向性を有し、c軸が被形成面または上面に略
垂直な方向を向いていることが確認できる。
解析では、2θが31°近傍のピークの他に、2θが36°近傍にもピークが現れる場合
がある。2θが36°近傍のピークは、CAAC-OS膜中の一部に、c軸配向性を有さ
ない結晶が含まれることを示している。CAAC-OS膜は、2θが31°近傍にピーク
を示し、2θが36°近傍にピークを示さないことが好ましい。
シリコン、遷移金属元素などの酸化物半導体膜の主成分以外の元素である。特に、シリコ
ンなどの、酸化物半導体膜を構成する金属元素よりも酸素との結合力の強い元素は、酸化
物半導体膜から酸素を奪うことで酸化物半導体膜の原子配列を乱し、結晶性を低下させる
要因となる。また、鉄やニッケルなどの重金属、アルゴン、二酸化炭素などは、原子半径
(または分子半径)が大きいため、酸化物半導体膜内部に含まれると、酸化物半導体膜の
原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。なお、酸化物半導体膜に含まれる不純
物は、キャリアトラップやキャリア発生源となる場合がある。
膜中の酸素欠損は、キャリアトラップとなることや、水素を捕獲することによってキャリ
ア発生源となることがある。
実質的に高純度真性と呼ぶ。高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜
は、キャリア発生源が少ないため、キャリア密度を低くすることができる。したがって、
当該酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、しきい値電圧がマイナスとなる電気特性(
ノーマリーオンともいう。)になることが少ない。また、高純度真性または実質的に高純
度真性である酸化物半導体膜は、キャリアトラップが少ない。そのため、当該酸化物半導
体膜を用いたトランジスタは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとな
る。なお、酸化物半導体膜のキャリアトラップに捕獲された電荷は、放出するまでに要す
る時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、不純物濃度が
高く、欠陥準位密度が高い酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、電気特性が不安定と
なる場合がある。
変動が小さい。
微結晶酸化物半導体膜は、高分解能TEM像において、結晶部を確認することのできる領
域と、明確な結晶部を確認することのできない領域と、を有する。微結晶酸化物半導体膜
に含まれる結晶部は、1nm以上100nm以下、または1nm以上10nm以下の大き
さであることが多い。特に、1nm以上10nm以下、または1nm以上3nm以下の微
結晶であるナノ結晶(nc:nanocrystal)を有する酸化物半導体膜を、nc
-OS(nanocrystalline Oxide Semiconductor)
膜と呼ぶ。また、nc-OS膜は、例えば、高分解能TEM像では、結晶粒界を明確に確
認できない場合がある。
3nm以下の領域)において原子配列に周期性を有する。また、nc-OS膜は、異なる
結晶部間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。し
たがって、nc-OS膜は、分析方法によっては、非晶質酸化物半導体膜と区別が付かな
い場合がある。例えば、nc-OS膜に対し、結晶部よりも大きい径のX線を用いるXR
D装置を用いて構造解析を行うと、out-of-plane法による解析では、結晶面
を示すピークが検出されない。また、nc-OS膜に対し、結晶部よりも大きいプローブ
径(例えば50nm以上)の電子線を用いる電子回折(制限視野電子回折ともいう。)を
行うと、ハローパターンのような回折パターンが観測される。一方、nc-OS膜に対し
、結晶部の大きさと近いか結晶部より小さいプローブ径の電子線を用いるナノビーム電子
回折を行うと、スポットが観測される。また、nc-OS膜に対しナノビーム電子回折を
行うと、円を描くように(リング状に)輝度の高い領域が観測される場合がある。また、
nc-OS膜に対しナノビーム電子回折を行うと、リング状の領域内に複数のスポットが
観測される場合がある。
ため、nc-OS膜は、非晶質酸化物半導体膜よりも欠陥準位密度が低くなる。ただし、
nc-OS膜は、異なる結晶部間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、nc-O
S膜は、CAAC-OS膜と比べて欠陥準位密度が高くなる。
非晶質酸化物半導体膜は、膜中における原子配列が不規則であり、結晶部を有さない酸化
物半導体膜である。石英のような無定形状態を有する酸化物半導体膜が一例である。
非晶質酸化物半導体膜に対し、XRD装置を用いた構造解析を行うと、out-of-p
lane法による解析では、結晶面を示すピークが検出されない。また、非晶質酸化物半
導体膜に対し、電子回折を行うと、ハローパターンが観測される。また、非晶質酸化物半
導体膜に対し、ナノビーム電子回折を行うと、スポットが観測されず、ハローパターンが
観測される。
る場合がある。そのような構造を有する酸化物半導体膜を、特に非晶質ライク酸化物半導
体(a-like OS:amorphous-like Oxide Semicon
ductor)膜と呼ぶ。
る場合がある。また、高分解能TEM像において、明確に結晶部を確認することのできる
領域と、結晶部を確認することのできない領域と、を有する。a-like OS膜は、
TEMによる観察程度の微量な電子照射によって、結晶化が起こり、結晶部の成長が見ら
れる場合がある。一方、良質なnc-OS膜であれば、TEMによる観察程度の微量な電
子照射による結晶化はほとんど見られない。
を用いて行うことができる。例えば、InGaZnO4の結晶は層状構造を有し、In-
O層の間に、Ga-Zn-O層を2層有する。InGaZnO4の結晶の単位格子は、I
n-O層を3層有し、またGa-Zn-O層を6層有する、計9層がc軸方向に層状に重
なった構造を有する。よって、これらの近接する層同士の間隔は、(009)面の格子面
間隔(d値ともいう。)と同程度であり、結晶構造解析からその値は0.29nmと求め
られている。そのため、高分解能TEM像における格子縞に着目し、格子縞の間隔が0.
28nm以上0.30nm以下である箇所においては、それぞれの格子縞がInGaZn
O4の結晶のa-b面に対応する。
の組成がわかれば、該組成と同じ組成における単結晶酸化物半導体膜の膜密度と比較する
ことにより、その酸化物半導体膜の構造を推定することができる。例えば、単結晶酸化物
半導体膜の膜密度に対し、a-like OS膜の膜密度は78.6%以上92.3%未
満となる。また、例えば、単結晶酸化物半導体膜の膜密度に対し、nc-OS膜の膜密度
およびCAAC-OS膜の膜密度は92.3%以上100%未満となる。なお、単結晶酸
化物半導体膜の膜密度に対し膜密度が78%未満となる酸化物半導体膜は、成膜すること
自体が困難である。
数比]を満たす酸化物半導体膜において、菱面体晶構造を有する単結晶InGaZnO4
の膜密度は6.357g/cm3となる。よって、例えば、In:Ga:Zn=1:1:
1[原子数比]を満たす酸化物半導体膜において、a-like OS膜の膜密度は5.
0g/cm3以上5.9g/cm3未満となる。また、例えば、In:Ga:Zn=1:
1:1[原子数比]を満たす酸化物半導体膜において、nc-OS膜の膜密度およびCA
AC-OS膜の膜密度は5.9g/cm3以上6.3g/cm3未満となる。
で組成の異なる単結晶酸化物半導体膜を組み合わせることにより、所望の組成の単結晶酸
化物半導体膜に相当する膜密度を算出することができる。所望の組成の単結晶酸化物半導
体膜の膜密度は、組成の異なる単結晶酸化物半導体膜を組み合わせる割合に対して、加重
平均を用いて算出すればよい。ただし、膜密度は、可能な限り少ない種類の単結晶酸化物
半導体膜を組み合わせて算出することが好ましい。
晶酸化物半導体膜、CAAC-OS膜のうち、二種以上を有する積層膜であってもよい。
本明細書等で開示された、金属膜、半導体膜、無機絶縁膜など様々な膜はスパッタ法やプ
ラズマCVD法により形成することができるが、他の方法、例えば、熱CVD(Chem
ical Vapor Deposition)法により形成してもよい。熱CVD法の
例としてMOCVD(Metal Organic Chemical Vapor D
eposition)法やALD(Atomic Layer Deposition)
法を使っても良い。
されることが無いという利点を有する。
たは減圧下とし、基板近傍または基板上で反応させて基板上に堆積させることで成膜を行
ってもよい。
次にチャンバーに導入され、そのガス導入の順序を繰り返すことで成膜を行ってもよい。
例えば、それぞれのスイッチングバルブ(高速バルブとも呼ぶ)を切り替えて2種類以上
の原料ガスを順番にチャンバーに供給し、複数種の原料ガスが混ざらないように第1の原
料ガスと同時またはその後に不活性ガス(アルゴン、或いは窒素など)などを導入し、第
2の原料ガスを導入する。なお、同時に不活性ガスを導入する場合には、不活性ガスはキ
ャリアガスとなり、また、第2の原料ガスの導入時にも同時に不活性ガスを導入してもよ
い。また、不活性ガスを導入する代わりに真空排気によって第1の原料ガスを排出した後
、第2の原料ガスを導入してもよい。第1の原料ガスが基板の表面に吸着して第1の層を
成膜し、後から導入される第2の原料ガスと反応して、第2の層が第1の層上に積層され
て薄膜が形成される。このガス導入順序を制御しつつ所望の厚さになるまで複数回繰り返
すことで、段差被覆性に優れた薄膜を形成することができる。薄膜の厚さは、ガス導入順
序を繰り返す回数によって調節することができるため、精密な膜厚調節が可能であり、微
細なFET(Field Effect Transistor)を作製する場合に適し
ている。
金属膜、半導体膜、無機絶縁膜など様々な膜を形成することができ、例えば、In-Ga
-Zn-O膜を成膜する場合には、トリメチルインジウム、トリメチルガリウム、及びジ
メチル亜鉛を用いる。なお、トリメチルインジウムの化学式は、In(CH3)3である
。また、トリメチルガリウムの化学式は、Ga(CH3)3である。また、ジメチル亜鉛
の化学式は、Zn(CH3)2である。また、これらの組み合わせに限定されず、トリメ
チルガリウムに代えてトリエチルガリウム(化学式Ga(C2H5)3)を用いることも
でき、ジメチル亜鉛に代えてジエチル亜鉛(化学式Zn(C2H5)2)を用いることも
できる。
ハフニウム前駆体化合物を含む液体(ハフニウムアルコキシドや、テトラキスジメチルア
ミドハフニウム(TDMAH)などのハフニウムアミド)を気化させた原料ガスと、酸化
剤としてオゾン(O3)の2種類のガスを用いる。なお、テトラキスジメチルアミドハフ
ニウムの化学式はHf[N(CH3)2]4である。また、他の材料液としては、テトラ
キス(エチルメチルアミド)ハフニウムなどがある。
とアルミニウム前駆体化合物を含む液体(トリメチルアルミニウム(TMA)など)を気
化させた原料ガスと、酸化剤としてH2Oの2種類のガスを用いる。なお、トリメチルア
ルミニウムの化学式はAl(CH3)3である。また、他の材料液としては、トリス(ジ
メチルアミド)アルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、アルミニウムトリス(2,
2,6,6-テトラメチル-3,5-ヘプタンジオナート)などがある。
ロロジシランを被成膜面に吸着させ、吸着物に含まれる塩素を除去し、酸化性ガス(O2
、一酸化二窒素)のラジカルを供給して吸着物と反応させる。
スとB2H6ガスを順次繰り返し導入して初期タングステン膜を形成し、その後、WF6
ガスとH2ガスを用いてタングステン膜を形成する。なお、B2H6ガスに代えてSiH
4ガスを用いてもよい。
膜を成膜する場合には、In(CH3)3ガスとO3ガスを順次繰り返し導入してIn-
O層を形成し、その後、Ga(CH3)3ガスとO3ガスを用いてGaO層を形成し、更
にその後Zn(CH3)2ガスとO3ガスを用いてZnO層を形成する。なお、これらの
層の順番はこの例に限らない。また、これらのガスを混ぜてIn-Ga-O層やIn-Z
n-O層、Ga-Zn-O層などの混合化合物層を形成しても良い。なお、O3ガスに変
えてAr等の不活性ガスでバブリングして得られたH2Oガスを用いても良いが、Hを含
まないO3ガスを用いる方が好ましい。また、In(CH3)3ガスにかえて、In(C
2H5)3ガスを用いても良い。また、Ga(CH3)3ガスにかえて、Ga(C2H5
)3ガスを用いても良い。
本明細書において、特に断りがない場合、オフ電流とは、トランジスタがオフ状態(非導
通状態、遮断状態、ともいう)にあるときのドレイン電流をいう。オフ状態とは、特に断
りがない場合、nチャネル型トランジスタでは、ゲートとソースの間の電圧Vgsがしき
い値電圧Vthよりも低い状態、pチャネル型トランジスタでは、ゲートとソースの間の
電圧Vgsがしきい値電圧Vthよりも高い状態をいう。例えば、nチャネル型のトラン
ジスタのオフ電流とは、ゲートとソースの間の電圧Vgsがしきい値電圧Vthよりも低
いときのドレイン電流を言う場合がある。
電流がI以下である、とは、トランジスタのオフ電流がI以下となるVgsの値が存在す
ることを言う場合がある。トランジスタのオフ電流は、所定のVgsにおけるオフ状態、
所定の範囲内のVgsにおけるオフ状態、または、十分に低減されたオフ電流が得られる
Vgsにおけるオフ状態、等におけるオフ電流を指す場合がある。
電流が1×10-9Aであり、Vgsが0.1Vにおけるドレイン電流が1×10-13
Aであり、Vgsが-0.5Vにおけるドレイン電流が1×10-19Aであり、Vgs
が-0.8Vにおけるドレイン電流が1×10-22Aであるようなnチャネル型トラン
ジスタを想定する。当該トランジスタのドレイン電流は、Vgsが-0.5Vにおいて、
または、Vgsが-0.5V乃至-0.8Vの範囲において、1×10-19A以下であ
るから、当該トランジスタのオフ電流は1×10-19A以下である、と言う場合がある
。当該トランジスタのドレイン電流が1×10-22A以下となるVgsが存在するため
、当該トランジスタのオフ電流は1×10-22A以下である、と言う場合がある。
流れる電流値で表す場合がある。また、所定のチャネル幅(例えば1μm)あたりを流れ
る電流値で表す場合がある。後者の場合、オフ電流の単位は、電流/長さの次元を持つ単
位(例えば、A/μm)で表される場合がある。
、特に記載がない場合、室温、60℃、85℃、95℃、または125℃におけるオフ電
流を表す場合がある。または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等の信頼性が保証
される温度、または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等が使用される温度(例え
ば、5℃乃至35℃のいずれか一の温度)におけるオフ電流、を表す場合がある。トラン
ジスタのオフ電流がI以下である、とは、室温、60℃、85℃、95℃、125℃、当
該トランジスタが含まれる半導体装置の信頼性が保証される温度、または、当該トランジ
スタが含まれる半導体装置等が使用される温度(例えば、5℃乃至35℃のいずれか一の
温度)、におけるトランジスタのオフ電流がI以下となるVgsの値が存在することを指
す場合がある。
本明細書において、オフ電流は、特に記載がない場合、Vdsが0.1V、0.8V、1
V、1.2V、1.8V,2.5V,3V、3.3V、10V、12V、16V、または
20Vにおけるオフ電流を表す場合がある。または、当該トランジスタが含まれる半導体
装置等の信頼性が保証されるVds、または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等
において使用されるVdsにおけるオフ電流、を表す場合がある。トランジスタのオフ電
流がI以下である、とは、Vdsが0.1V、0.8V、1V、1.2V、1.8V,2
.5V,3V、3.3V、10V、12V、16V、20V、当該トランジスタが含まれ
る半導体装置の信頼性が保証されるVds、または、当該トランジスタが含まれる半導体
装置等において使用されるVds、におけるトランジスタのオフ電流がI以下となるVg
sの値が存在することを指す場合がある。
は、トランジスタがオフ状態にあるときのソースを流れる電流を言う場合もある。
スとドレインとの間に流れる電流を指す場合がある。
ことができる。
本実施の形態では、表示装置の表示画素の断面図の一例について説明する。図35では、
画素20が有する、トランジスタ21、容量素子25、及び発光素子24の、断面構造を
例示している。
トランジスタ21と、容量素子25とを有する。トランジスタ21は、半導体膜204と
、半導体膜204上の絶縁膜215と、絶縁膜215を間に挟んで半導体膜204と重な
り、ゲートとして機能する導電膜203と、半導体膜204と接し、絶縁膜217および
絶縁膜218の開口部に設けられた導電膜205と、同じく半導体膜204と接し、絶縁
膜217および絶縁膜218の開口部に設けられた導電膜206とを有する。なお、導電
膜205および導電膜206は、トランジスタ21のソースおよびドレインとして機能す
る。
5と、絶縁膜215を間に挟んで半導体膜207と重なり、なおかつ電極として機能する
導電膜210とを有する。
酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、窒化珪素、酸化ガリウム、酸化ゲルマニウム、
酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化ハフニウム及
び酸化タンタルを一種以上含む絶縁膜を、単層で、または積層させて用いればよい。なお
、本明細書中において、酸化窒化物は、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い
材料を指し、窒化酸化物は、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を指す
。
素を供給させることが可能な材料を用いることが望ましい。上記材料を絶縁膜216に用
いることで、絶縁膜216に含まれる酸素を半導体膜204に移動させることが可能であ
り、半導体膜204の酸素欠損量を低減することができる。絶縁膜216に含まれる酸素
の半導体膜204への移動は、半導体膜204を形成した後に、加熱処理をおこなうこと
で効率的におこなうことができる。
縁膜217上には絶縁膜218が設けられ、絶縁膜218上には、導電膜205、導電膜
206、導電膜209および絶縁膜219が設けられている。絶縁膜219上には導電膜
201および導電膜212が設けられ、導電膜201は絶縁膜219の開口部において、
導電膜205と接続され、導電膜212は絶縁膜219の開口部において、導電膜209
と接続されている。
ルカリ金属、アルカリ土類金属等のブロッキングできる機能を有することが好ましい。絶
縁膜217を設けることで、半導体膜204からの酸素の外部への拡散と、外部から半導
体膜204への水素、水等の入り込みを防ぐことができる。絶縁膜217としては、例え
ば、窒化物絶縁膜を用いることができる。該窒化物絶縁膜としては、窒化シリコン、窒化
酸化シリコン、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム等がある。なお、酸素、水素、
水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等のブロッキング効果を有する窒化物絶縁膜の代わ
りに、酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する酸化物絶縁膜を設けてもよい。酸素
、水素、水等のブロッキング効果を有する酸化物絶縁膜としては、酸化アルミニウム、酸
化窒化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化窒化ガリウム、酸化イットリウム、酸化窒化イ
ットリウム、酸化ハフニウム、酸化窒化ハフニウム等がある。
3が設けられ、導電膜213は絶縁膜220の開口部において、導電膜212と接続され
ている。
導電膜213と重なる位置に開口部を有する。また、絶縁膜225上において、絶縁膜2
25の開口部とは異なる位置に、絶縁膜226が設けられている。そして、絶縁膜225
及び絶縁膜226上には、EL層227及び導電膜228が、順に積層するように設けら
れている。導電膜213及び導電膜228が、EL層227を間に挟んで重なり合う部分
が、発光素子24として機能する。そして、導電膜213及び導電膜228は、一方がア
ノード、他方がカソードとして機能する。
る。基板230の下、すなわち、基板230の発光素子24に近い側の面上には、光を遮
蔽する機能を有する遮蔽膜231が設けられている。そして、遮蔽膜231は、発光素子
24と重なる領域に開口部を有している。発光素子24に重なる開口部において、基板2
30の下には特定の波長範囲の可視光を透過する着色層232が設けられている。
によっては省略してもよい。
エミッション構造を示したが、発光素子24の光を素子基板側から取り出すボトムエミッ
ション構造、または、発光素子24の光を素子基板側からと、素子基板とは反対の側から
と、取り出すデュアルエミッション構造も一態様となりうる。
ことができる。
本実施の形態においては、本発明の一態様の発光素子を有する表示装置、及び該表示装置
に入力装置を取り付けた電子機器について、図36乃至図38を用いて説明を行う。
なお、本実施の形態において、電子機器の一例として、表示装置と、入力装置とを合わせ
たタッチパネル500について説明する。また、入力装置の一例として、タッチセンサを
用いる場合について説明する。
において、明瞭化のため、タッチパネル500の代表的な構成要素を示す。
参照)。また、タッチパネル500は、基板510、基板570、及び基板590を有す
る。なお、基板510、基板570、及び基板590はいずれも可撓性を有する。ただし
、基板510、基板570、及び基板590のいずれか一つまたは全てが可撓性を有さな
い構成としてもよい。
複数の配線511を有する。複数の配線511は、基板510の外周部にまで引き回され
、その一部が端子519を構成している。端子519はFPC509(1)と接続する。
とを有する。複数の配線598は、基板590の外周部に引き回され、その一部は端子を
構成する。そして、該端子はFPC509(2)と接続される。なお、図36(B)では
明瞭化のため、基板590の裏面側(基板510と対向する面側)に設けられるタッチセ
ンサ595の電極や配線等を実線で示している。
方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。
がある。相互容量方式を用いると同時多点検出が可能となるため好ましい。
適用した構成である。
る、様々なセンサを適用することができる。
591は、複数の配線598のいずれかと接続し、電極592は複数の配線598の他の
いずれかと接続する。
辺形が角部で接続される形状を有する。
れている。
配線594の交差部の面積ができるだけ小さくなる形状が好ましい。これにより、電極が
設けられていない領域の面積を低減でき、透過率のバラツキを低減できる。その結果、タ
ッチセンサ595を透過する光の輝度のバラツキを低減することができる。
えば、複数の電極591をできるだけ隙間が生じないように配置し、絶縁層を介して電極
592を、電極591と重ならない領域ができるように離間して複数設ける構成としても
よい。このとき、隣接する2つの電極592の間に、これらとは電気的に絶縁されたダミ
ー電極を設けると、透過率の異なる領域の面積を低減できるため好ましい。
次に、図37(A)を用いて、表示装置501の詳細について説明する。図37(A)は
、図36(B)に示す一点鎖線X1-X2間の断面図に相当する。
、該表示素子を駆動する画素回路とを有する。
説明するが、表示素子はこれに限定されない。例えば、隣接する画素毎に射出する光の色
が異なるように、発光色が異なる発光素子を適用してもよい。
子、及び発光素子を有する装置である発光装置は、様々な形態を用いること、又は様々な
素子を有することが出来る。表示素子、表示装置、発光素子又は発光装置は、例えば、E
L(エレクトロルミネッセンス)素子(有機物及び無機物を含むEL素子、有機EL素子
、無機EL素子)、LED(白色LED、赤色LED、緑色LED、青色LEDなど)、
トランジスタ(電流に応じて発光するトランジスタ)、電子放出素子、液晶素子、電子イ
ンク、電気泳動素子、グレーティングライトバルブ(GLV)、プラズマディスプレイ(
PDP)、MEMS(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム)を用いた表示素子
、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、DMS(デジタル・マイクロ・シャッタ
ー)、MIRASOL(登録商標)、IMOD(インターフェアレンス・モジュレーショ
ン)素子、シャッター方式のMEMS表示素子、光干渉方式のMEMS表示素子、エレク
トロウェッティング素子、圧電セラミックディスプレイ、または、カーボンナノチューブ
を用いた表示素子、などの少なくとも一つを有している。これらの他にも、表示素子、表
示装置、発光素子又は発光装置は、電気的または磁気的作用により、コントラスト、輝度
、反射率、透過率などが変化する表示媒体を有する場合がある。EL素子を用いた表示装
置の一例としては、ELディスプレイなどがある。電子放出素子を用いた表示装置の一例
としては、フィールドエミッションディスプレイ(FED)又はSED方式平面型ディス
プレイ(SED:Surface-conduction Electron-emit
ter Display)などがある。液晶素子を用いた表示装置の一例としては、液晶
ディスプレイ(透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディス
プレイ、直視型液晶ディスプレイ、投射型液晶ディスプレイ)などがある。電子インク、
電子粉流体(登録商標)、又は電気泳動素子を用いた表示装置の一例としては、電子ペー
パーなどがある。なお、半透過型液晶ディスプレイや反射型液晶ディスプレイを実現する
場合には、画素電極の一部、または、全部が、反射電極としての機能を有するようにすれ
ばよい。例えば、画素電極の一部、または、全部が、アルミニウム、銀、などを有するよ
うにすればよい。さらに、その場合、反射電極の下に、SRAMなどの記憶回路を設ける
ことも可能である。これにより、さらに、消費電力を低減することができる。なお、LE
Dを用いる場合、LEDの電極や窒化物半導体の下に、グラフェンやグラファイトを配置
してもよい。グラフェンやグラファイトは、複数の層を重ねて、多層膜としてもよい。こ
のように、グラフェンやグラファイトを設けることにより、その上に、窒化物半導体、例
えば、結晶を有するn型GaN半導体層などを容易に成膜することができる。さらに、そ
の上に、結晶を有するp型GaN半導体層などを設けて、LEDを構成することができる
。なお、グラフェンやグラファイトと、結晶を有するn型GaN半導体層との間に、Al
N層を設けてもよい。なお、LEDが有するGaN半導体層は、MOCVDで成膜しても
よい。ただし、グラフェンを設けることにより、LEDが有するGaN半導体層は、スパ
ッタ法で成膜することも可能である。
ay)以下、好ましくは10-6g/(m2・day)以下である可撓性を有する材料を
好適に用いることができる。または、基板510の熱膨張率と、基板570の熱膨張率と
が、およそ等しい材料を用いると好適である。例えば、線膨張率が1×10-3/K以下
、好ましくは5×10-5/K以下、より好ましくは1×10-5/K以下である材料を
好適に用いることができる。
10bと、絶縁層510a及び可撓性基板510bを貼り合わせる接着層510cと、を
有する積層体である。また、基板570は、発光素子への不純物の拡散を防ぐ絶縁層57
0aと、可撓性基板570bと、絶縁層570a及び可撓性基板570bを貼り合わせる
接着層570cと、を有する積層体である。
ポリアミド(ナイロン、アラミド等)、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、
アクリル樹脂、エポキシ樹脂、もしくは、シリコーンなどのシロキサン結合を有する樹脂
を含む材料を用いることができる。
り大きい屈折率を有すると好ましい。また、図37(A)に示すように、封止層560側
に光を取り出す場合は、封止層560は封止層560を挟む2つの部材(ここでは基板5
70と基板510)を光学的に接合する層(以下、光学接合層ともいう)としても機能す
る。
より、基板510、基板570、封止層560、及びシール材で囲まれた領域に発光素子
550Rを有する構成とすることができる。なお、封止層560として、不活性気体(窒
素やアルゴン等)を充填してもよい。また、当該不活性気体内に、乾燥材を設けて、水分
等を吸着させる構成としてもよい。また、上述のシール材としては、例えば、エポキシ系
樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。また、シール材に用いる材料としては、水
分や酸素を透過しない材料を用いると好適である。
580Rを有する。
トランジスタ502tとを有する。なお、トランジスタ502tは、画素回路の一部とし
て機能する。また、発光モジュール580Rは、発光素子550Rと、着色層567Rと
を有する。
する。発光素子550Rとして、例えば、先の実施の形態に示す発光素子を適用すること
ができる。
る光強度を増加させてもよい。
550Rと着色層567Rに接する。
Rが発する光の一部は着色層567Rを透過して、図中に示す矢印の方向の発光モジュー
ル580Rの外部に射出される。
567BMは、着色層567Rを囲むように設けられている。
ば、赤色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、緑色の波長帯域の光を透過するカラ
ーフィルタ、青色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、黄色の波長帯域の光を透過
するカラーフィルタなどを用いることができる。各カラーフィルタは、様々な材料を用い
て、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング方法などで
形成することができる。
02tを覆う。なお、絶縁層521は、画素回路に起因する凹凸を平坦化するための機能
を有する。また、絶縁層521に不純物の拡散を抑制できる機能を付与してもよい。これ
により、不純物の拡散によるトランジスタ502t等の信頼性の低下を抑制できる。
が有する下部電極には、該下部電極の端部に重なる隔壁528が設けられる。なお、基板
510と、基板570との間隔を制御するスペーサを、隔壁528上に形成してもよい。
する。なお、駆動回路を画素回路と同一の工程で同一基板上に形成することができる。
配線511上には、端子519が設けられる。また、端子519には、FPC509(1
)が接続される。また、FPC509(1)は、ビデオ信号、クロック信号、スタート信
号、リセット信号等を供給する機能を有する。なお、FPC509(1)にはプリント配
線基板(PWB)が取り付けられていても良い。
(A)においては、ボトムゲート型のトランジスタを適用する場合について、例示してい
るが、これに限定されず、例えば、図37(B)に示す、トップゲート型のトランジスタ
を表示装置501に適用する構成としてもよい。
態の記載を参酌することができる。
次に、図37(C)を用いて、タッチセンサ595の詳細について説明する。図37(C
)は、図36(B)に示す一点鎖線X3-X4間の断面図に相当する。
、電極591及び電極592を覆う絶縁層593と、隣り合う電極591を接続する配線
594とを有する。
る導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、
酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる。なお
、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に形成
された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元する方法としては
、熱を加える方法等を挙げることができる。
、フォトリソグラフィ法等の様々なパターニング技術により、不要な部分を除去して、電
極591及び電極592を形成することができる。
リコーンなどのシロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸
化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることもできる。
91と接続する。透光性の導電性材料は、タッチパネルの開口率を高めることができるた
め、配線594に好適に用いることができる。また、電極591及び電極592より導電
性の高い材料は、電気抵抗を低減できるため配線594に好適に用いることができる。
た、配線594は電極592と交差して設けられている。
極591を接続している。
はなく、0度を超えて90度未満の角度をなすように配置されてもよい。
部は、端子として機能する。配線598としては、例えば、アルミニウム、金、白金、銀
、ニッケル、チタン、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、またはパ
ラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。
てもよい。
ductive Film)や、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic
Conductive Paste)などを用いることができる。
次に、図38(A)を用いて、タッチパネル500の詳細について説明する。図38(A
)は、図36(A)に示す一点鎖線X5-X6間の断面図に相当する。
図37(C)で説明したタッチセンサ595と、を貼り合わせた構成である。
した構成の他、接着層597と、反射防止層567pと、を有する。
595が表示装置501に重なるように、基板590を基板570に貼り合わせている。
また、接着層597は、透光性を有すると好ましい。また、接着層597としては、熱硬
化性樹脂、または紫外線硬化樹脂を用いることができる。例えば、アクリル系樹脂、ウレ
タン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはシロキサン系樹脂を用いることができる。
えば円偏光板を用いることができる。
いて説明する。
600は、図38(A)に示すタッチパネル500と、表示装置501に対するタッチセ
ンサ595の位置が異なる。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同様の構成を用
いることができる部分は、タッチパネル500の説明を援用する。
光素子550Rは、トランジスタ502tが設けられている側に光を射出する。これによ
り、発光素子550Rが発する光の一部は、着色層567Rを透過して、図中に示す矢印
の方向の発光モジュール580Rの外部に射出される。
95を貼り合わせる。
いずれか一方または双方に射出されればよい。
で、表示動作に並行して外部補正を行うことができる。これにより、発光輝度のばらつき
や表示ムラの少ない表示装置および電子機器を実現できる。または、これにより、精細な
表示を行うことができる表示装置および電子機器を実現できる。
できる。
本実施の形態では、上記の実施の形態で例示した表示装置を用いることができる表示モジ
ュール及び電子機器について説明する。
図39は、表示装置の外観の一例を示す、斜視図である。図39に示す表示装置は、パネ
ル251と、コントローラ、電源回路、画像処理回路、画像メモリ、CPUなどが設けら
れた回路基板252と、接続部253とを有している。パネル251は、画素が複数設け
られた画素部254と、複数の画素を行ごとに選択する駆動回路255と、選択された行
内の画素への映像信号の入力を制御する駆動回路256とを有する。
1に入力される。接続部253には、FPC(Flexible Printed Ci
rcuit)などを用いることができる。また、接続部253にCOFテープを用いる場
合、回路基板252内の一部の回路、或いはパネル251が有する駆動回路255や駆動
回路256の一部などを別途用意したチップに形成しておき、COF(Chip On
Film)法を用いて当該チップをCOFテープに接続しておいても良い。
上記の実施の形態で示した表示装置は、表示装置、ノート型パーソナルコンピュータ、記
録媒体を備えた画像再生装置(代表的にはDVD:Digital Versatile
Disc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有する装置)に
用いることができる。その他に、上記の実施の形態で示した表示装置を用いることができ
る電子機器として、携帯電話、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、電子書籍端末、ビデオカ
メラ、デジタルスチルカメラなどのカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントデ
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、デジタルオー
ディオプレイヤー等)、複写機、ファクシミリ、プリンター、プリンター複合機、現金自
動預け入れ払い機(ATM)、自動販売機などが挙げられる。これら電子機器の具体例を
図40に示す。
上記の実施の形態で示した表示装置は、表示部302に用いることができる。なお、表示
装置には、パーソナルコンピュータ用、TV放送受信用、広告表示用などのすべての情報
表示用表示装置が含まれる。
する。上記の実施の形態で示した表示装置は、表示部312に用いることができる。
記の実施の形態で示した表示装置に可撓性を有する基板を用いることで、曲面を有する筐
体341に支持された表示部342に、当該表示装置を用いることができ、フレキシブル
かつ軽くて使い勝手の良い表示装置を提供することができる。
324、マイクロホン325、スピーカー326、操作キー327、スタイラス328等
を有する。上記の実施の形態で示した表示装置は、表示部323または表示部324に用
いることができる。表示部323または表示部324に上記の実施の形態で示した表示装
置を用いることで、ユーザーの使用感に優れ、品質の低下が起こりにくい携帯型ゲーム機
を提供することができる。なお、図40(D)に示した携帯型ゲーム機は、2つの表示部
323と表示部324とを有しているが、携帯型ゲーム機が有する表示部の数は、これに
限定されない。
の形態で示した表示装置は、表示部332に用いることができる。そして、可撓性を有す
る基板を用いることで、表示装置に可撓性を持たせることができるので、フレキシブルか
つ軽くて使い勝手の良い電子書籍端末を提供することができる。
ー354、カメラ353、外部接続部356、操作用のボタン355が設けられている。
表示部352に、上記の実施の形態で示した表示装置を用いることできる。また、上記の
実施の形態で示した表示装置を、可撓性を有する基板に形成した場合、図40(F)に示
すような曲面を有する表示部352に当該表示装置を適用することが可能である。
作に並行して外部補正を行うことができる。これにより、発光輝度のばらつきや表示ムラ
の少ない電子機器を実現できる。または、これにより、精細な表示を行うことができる電
子機器を実現できる。
ことができる。
以上の実施の形態、及び実施の形態における各構成の説明について、以下に付記する。
各実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて、本発明の一
態様とすることができる。また、1つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合
は、互い構成例を適宜組み合わせることが可能である。
態で述べる別の内容(一部の内容でもよい)、及び/又は、一つ若しくは複数の別の実施
の形態で述べる内容(一部の内容でもよい)に対して、適用、組み合わせ、又は置き換え
などを行うことが出来る。
述べる内容、又は明細書に記載される文章を用いて述べる内容のことである。
その実施の形態において述べる別の図(一部でもよい)、及び/又は、一つ若しくは複数
の別の実施の形態において述べる図(一部でもよい)に対して、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。
定されない。例えば、本発明の一態様として、先の実施の形態では表示素子の一例として
発光素子を用いる構成について説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。状況
に応じて、他の表示素子、例えば液晶素子などを用いる構成としてもよい。また、先の実
施の形態ではブランキング期間中にしきい値電圧の情報を読み出す構成について説明した
が、本発明の一態様はこれに限定されない。状況に応じて、例えばブランキング期間以外
においてトランジスタの情報を読み出す構成としてもよい。また、先の実施の形態では主
に画素の駆動用トランジスタの電流特性の情報を読み出す構成について説明したが、本発
明の一態様はこれに限定されない。状況に応じて、例えば駆動用トランジスタ以外のトラ
ンジスタの電流特性の情報を読み出す構成としてもよい。または、場合によっては、また
は、状況に応じて、トランジスタの電流特性の情報を読み出さなくてもよい。または、場
合によっては、または、状況に応じて、外部補正を行わなくてもよい。
を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている。構成同士の位置関係は、各構成
を描写する方向に応じて適宜変化する。そのため、配置を示す語句は、明細書で説明した
記載に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。
していることを限定するものではない。例えば、「絶縁層A上の電極B」の表現であれば
、絶縁層Aの上に電極Bが直接接して形成されている必要はなく、絶縁層Aと電極Bとの
間に他の構成要素を含むものを除外しない。
ブロックとして示している。しかしながら実際の回路等においては、構成要素を機能毎に
切り分けることが難しく、一つの回路に複数の機能が係わる場合や、複数の回路にわたっ
て一つの機能が関わる場合があり得る。そのため、ブロック図のブロックは、明細書で説
明した構成要素に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。
たものである。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は明確性を期す
ために模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。例えば、
ノイズによる信号、電圧、若しくは電流のばらつき、又は、タイミングのずれによる信号
、電圧、若しくは電流のばらつきなどを含むことが可能である。
図面の明確性を期すために、一部の構成要素の記載を省略している場合がある。
を、「ソース又はドレインの一方」(又は第1電極、又は第1端子)と表記し、ソースと
ドレインとの他方を「ソース又はドレインの他方」(又は第2電極、又は第2端子)と表
記している。これは、トランジスタのソースとドレインは、トランジスタの構造又は動作
条件等によって変わるためである。なおトランジスタのソースとドレインの呼称について
は、ソース(ドレイン)端子や、ソース(ドレイン)電極等、状況に応じて適切に言い換
えることができる。
定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、
その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「配
線」が一体となって形成されている場合なども含む。
となる電位からの電位差のことであり、例えば基準となる電位をグラウンド電位(接地電
位)とすると、電圧を電位に言い換えることができる。グラウンド電位は必ずしも0Vを
意味するとは限らない。なお電位は相対的なものであり、基準となる電位によっては、配
線等に与える電位を変化させる場合がある。
に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導
電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」とい
う用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
以下では、上記実施の形態中で言及しなかった語句の定義について説明する。
本明細書等において、スイッチとは、導通状態(オン状態)、または、非導通状態(オフ
状態)になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有するものをいう。または、ス
イッチとは、電流を流す経路を選択して切り替える機能を有するものをいう。
、スイッチは、電流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。
OS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、MIS(Metal Insulator Semiconductor)ダイオ
ード、ダイオード接続のトランジスタなど)、又はこれらを組み合わせた論理回路などが
ある。
ランジスタのソースとドレインが電気的に短絡されているとみなせる状態をいう。また、
トランジスタの「非導通状態」とは、トランジスタのソースとドレインが電気的に遮断さ
れているとみなせる状態をいう。なおトランジスタを単なるスイッチとして動作させる場
合には、トランジスタの極性(導電型)は特に限定されない。
、MEMS(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム)技術を用いたスイッチがあ
る。そのスイッチは、機械的に動かすことが可能な電極を有し、その電極が動くことによ
って、導通と非導通とを制御して動作する。
本明細書等において、チャネル長とは、例えば、トランジスタの上面図において、半導体
(またはトランジスタがオン状態のときに半導体の中で電流の流れる部分)とゲートとが
重なる領域、またはチャネルが形成される領域における、ソースとドレインとの間の距離
をいう。
い。即ち、一つのトランジスタのチャネル長は、一つの値に定まらない場合がある。その
ため、本明細書では、チャネル長は、チャネルの形成される領域における、いずれか一の
値、最大値、最小値または平均値とする。
本明細書等において、チャネル幅とは、例えば、半導体(またはトランジスタがオン状態
のときに半導体の中で電流の流れる部分)とゲート電極とが重なる領域、またはチャネル
が形成される領域における、ソースとドレインとが向かい合っている部分の長さをいう。
ない。即ち、一つのトランジスタのチャネル幅は、一つの値に定まらない場合がある。そ
のため、本明細書では、チャネル幅は、チャネルの形成される領域における、いずれか一
の値、最大値、最小値または平均値とする。
本明細書等において、画素とは、例えば、明るさを制御できる要素一つ分を示すものとす
る。よって、一例としては、一画素とは、一つの色要素を示すものとし、その色要素一つ
で明るさを表現する。従って、そのときは、R(赤)G(緑)B(青)の色要素からなる
カラー表示装置の場合には、画像の最小単位は、Rの画素とGの画素とBの画素との三画
素から構成されるものとする。
、RGBに、イエロー、シアン、マゼンタを追加したものなどがある。
12 駆動回路
13 回路部
14 出力制御回路
15 画素部
16 回路
17 回路
19a スイッチ
19b スイッチ
20 画素
21 トランジスタ
22 トランジスタ
23 トランジスタ
24 発光素子
25 容量素子
26 スイッチ
30a オペアンプ
30b オペアンプ
30c オペアンプ
31 スイッチ
32 容量素子
33 抵抗素子
41 スイッチ
43 ラッチ回路
44 スイッチ
45 スイッチ
46 スイッチ
47 インバータ
48 インバータ
49 インバータ
70 画素
71 トランジスタ
72 トランジスタ
73 トランジスタ
74 発光素子
75 容量素子
76 スイッチ
80 表示装置
81 補正回路
82 画像処理回路
83 CPU
85 パネル
86 コントローラ
87 画像メモリ
88 メモリ
89 画像データ
100A トランジスタ
100B トランジスタ
100C トランジスタ
100D トランジスタ
100E トランジスタ
100F トランジスタ
100G トランジスタ
101 基板
102 導電膜
103 酸化物半導体膜
104 導電膜
105 導電膜
106 絶縁膜
107 導電膜
111 絶縁膜
111a 窒化物絶縁膜
111b 酸化物絶縁膜
112 酸化物半導体膜
112a 領域
112b 領域
112c 領域
112d 領域
112e オフセット領域
113a 酸化物半導体膜
113b 酸化物半導体膜
113c 酸化物半導体膜
114 導電膜
114a 導電膜
114b 導電膜
114c 導電膜
116 導電膜
116a 導電膜
116b 導電膜
116c 導電膜
117 絶縁膜
117a 絶縁膜
118 導電膜
118a 導電膜
118b 導電膜
120 絶縁膜
121 基板
122 絶縁膜
123 酸化物半導体膜
123a 領域
123b 領域
123c 領域
123d 領域
124 絶縁膜
125 導電膜
126 導電膜
127 導電膜
128 絶縁膜
129 絶縁膜
130a 開口部
130b 開口部
131 基板
132 絶縁膜
133 酸化物半導体膜
133b 領域
133c 領域
133d 領域
133e オフセット領域
134 絶縁膜
134a 絶縁膜
135 導電膜
136 導電膜
137 導電膜
137a 導電膜
138 絶縁膜
139 絶縁膜
140a 開口部
140b 開口部
200 基板
201 導電膜
203 導電膜
204 半導体膜
205 導電膜
206 導電膜
207 半導体膜
209 導電膜
210 導電膜
212 導電膜
213 導電膜
215 絶縁膜
216 絶縁膜
217 絶縁膜
218 絶縁膜
219 絶縁膜
220 絶縁膜
225 絶縁膜
226 絶縁膜
227 EL層
228 導電膜
230 基板
231 遮蔽膜
232 着色層
251 パネル
252 回路基板
253 接続部
254 画素部
255 駆動回路
256 駆動回路
301 筐体
302 表示部
303 支持台
311 筐体
312 表示部
313 操作キー
321 筐体
322 筐体
323 表示部
324 表示部
325 マイクロホン
326 スピーカー
327 操作キー
328 スタイラス
331 筐体
332 表示部
341 筐体
342 表示部
351 筐体
352 表示部
353 カメラ
354 スピーカー
355 ボタン
356 外部接続部
357 マイク
401 導電層
401a 導電層
401b 導電層
402 導電層
403a 導電層
403b 導電層
403c 導電層
404 導電層
405 導電層
406 導電層
407 導電層
411 半導体層
412 半導体層
413 半導体層
500 タッチパネル
501 表示装置
502R 画素
502t トランジスタ
503c 容量素子
503g ゲート線駆動回路
503t トランジスタ
509 FPC
510 基板
510a 絶縁層
510b 可撓性基板
510c 接着層
511 配線
519 端子
520 酸化物半導体層
521 絶縁層
528 隔壁
550R 発光素子
560 封止層
567BM 遮光層
567p 反射防止層
567R 着色層
570 基板
570a 絶縁層
570b 可撓性基板
570c 接着層
580R 発光モジュール
590 基板
591 電極
592 電極
593 絶縁層
594 配線
595 タッチセンサ
597 接着層
598 配線
599 接続層
600 タッチパネル
Claims (3)
- トランジスタと、容量素子と、を有する表示装置であって、
前記トランジスタのチャネル形成領域を有する酸化物半導体膜と、
前記酸化物半導体膜上のゲート絶縁膜として機能する領域を有する第1の絶縁膜と、
前記第1の絶縁膜上の前記トランジスタのゲート電極として機能する領域を有する第1の導電膜と、
前記酸化物半導体膜上の前記トランジスタのソース電極として機能する領域を有する第2の導電膜と、
前記酸化物半導体膜上の前記トランジスタのドレイン電極として機能する領域を有する第3の導電膜と、
前記第1の導電膜上、前記第2の導電膜上、および前記第3の導電膜上の第2の絶縁膜と、を有し、
前記第2の絶縁膜は、前記酸化物半導体膜の上面と接する領域と、前記第1の絶縁膜の上面と接する領域と、前記第1の導電膜の上面と接する領域と、前記第2の導電膜の上面と接する領域と、前記第3の導電膜の上面と接する領域と、を有し、
前記第1の導電膜は、前記チャネル形成領域と重なる領域を有し、
前記第2の導電膜は、前記酸化物半導体膜と接する領域を有し、
前記第2の導電膜は、前記酸化物半導体膜上において前記第1の導電膜と重なる領域を有しておらず、
前記第3の導電膜は、前記酸化物半導体膜と接する領域を有し、
前記第3の導電膜は、前記酸化物半導体膜上において前記第1の導電膜と重なる領域を有しておらず、
前記第1の導電膜、前記第2の導電膜、および前記第3の導電膜は、互いに同一の金属材料を有し、
前記第1の絶縁膜は、前記トランジスタのチャネル長方向の断面視において前記第1の導電膜の端部よりも突出した領域を有し、
前記容量素子の一方の電極は、前記酸化物半導体膜と同一層、かつ同一材料であり、
前記容量素子の他方の電極は、コンタクトホールを介して前記第2の導電膜または前記第3の導電膜の一方と電気的に接続されている表示装置。 - 請求項1において、
前記第1の導電膜、前記第2の導電膜、および前記第3の導電膜の各々は、第1の層と、前記第1の層上の第2の層と、を有し、
前記第1の層は、モリブデンとチタンとの合金を有し、
前記第2の層は、銅を有する表示装置。 - 請求項1または請求項2において、
カラーフィルタと、発光素子と、を有し、
前記カラーフィルタは、前記トランジスタ上に設けられ、
前記発光素子は、前記カラーフィルタ上に設けられている表示装置。
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