JP7512474B2 - 表示装置、電子機器 - Google Patents
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-
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Description
。
れた材料であり、液晶ディスプレイなどで必要とされる透明電極材料として用いられてい
る。
、例えば、酸化タングステン、酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛などがあり、このよう
な半導体特性を示す金属酸化物をチャネル形成領域とする薄膜トランジスタが既に知られ
ている(特許文献1乃至4、非特許文献1)。
ホモロガス相を有するInGaO3(ZnO)m(m:自然数)は、In、Ga及びZn
を有する多元系酸化物半導体として知られている(非特許文献2乃至4)。
ジスタのチャネル層として適用できることが確認されている(特許文献5、非特許文献5
及び6)。
(TFT)には、アモルファスシリコンや多結晶シリコンが用いられてきたが、これらシ
リコン材料に代わって、上記のような金属酸化物半導体を用いて薄膜トランジスタを作製
する技術が注目されている。例えば、金属酸化物半導体膜として酸化亜鉛、In-Ga-
Zn-O系酸化物半導体を用いて薄膜トランジスタを作製し、画像表示装置のスイッチン
グ素子などに用いる技術が特許文献6乃至特許文献9で開示されている。また、シリコン
以外の14族元素からなる半導体や、上述の酸化物半導体の以外の化合物半導体も、トラ
ンジスタのチャネル層として適用できることが知られている。
能であり、酸化物半導体でチャネル形成領域を設けた薄膜トランジスタを大型基板の広い
範囲に形成することは容易である。従って、アクティブマトリクス型の表示装置への応用
が期待されている。
いる。例えば液晶表示装置では、短いゲートスイッチング時間の間に液晶層への電圧の印
加及び保持容量の充電を行うため、大きい駆動電流が必要とされる。特に、画面を大型化
又は高精細化した液晶表示装置では、より大きい駆動電流が要求される。従って、スイッ
チング素子として用いられる薄膜トランジスタは、電界効果移動度が高いものが好ましく
、また、チャネルが形成される領域を含む半導体層とソース電極層のコンタクト抵抗(接
触抵抗)、及び該半導体層とドレイン電極層のコンタクト抵抗が小さいものが好ましい。
また、同様の理由から、薄膜トランジスタの配線は、電気抵抗が小さいものが好ましい。
部を半導体層が覆う構成において、当該段差の一部を覆う半導体層をキャリアが滞りなく
移動できることが好ましい。加えて、トランジスタ特性のバラツキは表示ムラを引き起こ
すため、トランジスタの電界効果移動度やコンタクト抵抗にバラツキを生じにくい構造や
材料が好ましい。
層と、ソース電極層及びドレイン電極層のコンタクト抵抗(接触抵抗)が小さい薄膜トラ
ンジスタを提供することを課題の一とする。また、配線の電気抵抗が小さい薄膜トランジ
スタを提供することを課題の一とする。また、ソース電極層及びドレイン電極層の端部に
生じる段差の少なくとも一部を覆う半導体層をキャリアが滞りなく移動できる構造を提供
することを課題の一とする。また、チャネルが形成される領域を含む半導体層とソース電
極層のコンタクト抵抗(接触抵抗)、及び該半導体層とドレイン電極層のコンタクト抵抗
にバラツキが生じにくい薄膜トランジスタを提供することを課題の一とする。また、該半
導体を用いた薄膜トランジスタを有する表示装置を提供することを課題の一とする。
上に第2配線層を設け、第1電極層が第1配線層の端部から延在し、第2電極層が第2配
線層の端部から延在し、半導体層が第1電極層の側面及び上面、及び第2電極層の側面及
び上面に電気的に接続するように設ければよい。
膜上でゲート電極層と端部が重畳する第1電極層及び第2電極層と、第1電極層上に第1
配線層と、第2電極層上に第2配線層と、ゲート電極層と重畳する領域に酸化物半導体層
を有し、第1電極層が第1配線層の端部から延在し、第2電極層が第2配線層の端部から
延在し、第1電極層の側面及び上面と第2電極層の側面及び上面に酸化物半導体層が電気
的に接続し、ゲート電極層上のゲート絶縁膜は第1電極層と接する領域と、第2電極層と
接する領域の間に、酸化物半導体層と接する領域を有する半導体装置である。
、第2電極層が第2配線層の端部から延在する幅(d2)が、0.2μm以上5μm以下
である上記半導体装置である。
は20nm以上60nm以下であり、第1電極層、または第2電極層の厚みが5nm以上
200nm以下、好ましくは5nm以上で酸化物半導体層の半分以下である上記半導体装
置である。
、第2電極層上に第2配線層と、第1電極層及び第2電極層上に酸化物半導体層と、酸化
物半導体層上にゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜を介して前記第1電極層及び前記第2
電極層の端部に重畳するゲート電極層を有し、前記第1電極層が前記第1配線層の端部か
ら延在し、前記第2電極層が前記第2配線層の端部から延在し、第1電極層の側面及び上
面と第2電極層の側面及び上面に酸化物半導体層が電気的に接続する半導体装置である。
、第2電極層が第2配線層の端部から延在する幅(d2)が、0.2μm以上5μm以下
である上記半導体装置である。
は20nm以上60nm以下であり、第1電極層、または第2電極層の厚みが5nm以上
200nm以下、好ましくは5nm以上で酸化物半導体層の半分以下である上記半導体装
置である。
縁膜を形成し、ゲート絶縁膜上にゲート電極層と端部が重畳する第1電極層及び第2電極
層を形成し、第1電極層が第1配線層の端部から延在して、第1電極層上に第1配線層と
、第2電極層が第2配線層の端部から延在して、第2電極層上に第2配線層とを形成し、
ゲート電極層と重畳する領域において第1電極層の側面及び上面と第2電極層の側面及び
上面に電気的に接続し、且つ、ゲート電極層上のゲート絶縁膜の第1電極層が接する領域
と、第2電極層が接する領域の間の領域においてゲート絶縁膜に接して、酸化物半導体層
を形成する半導体装置の作製方法である。
第1配線層の端部から延在して、第1電極層上に第1配線層と、第2電極層が第2配線層
の端部から延在して、第2電極層上に第2配線層とを形成し、第1電極層の側面及び上面
と、第2電極層の側面及び上面に電気的に接続する酸化物半導体層を形成し、酸化物半導
体層上にゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜を介して第1電極層及び第2電極層の端部
に重畳するゲート電極層を形成する半導体装置の作製方法である。
示すものではない。また、本明細書において発明を特定するための事項として固有の名称
を示すものではない。
全般を指し、半導体回路並びに半導体特性を利用した電気光学装置及び電子機器は全て半
導体装置である。
け、前記第1電極層が前記第1配線層の端部から延在し、前記第2電極層が前記第2配線
層の端部から延在し、半導体層が第1電極層の側面及び上面に電気的に接続し、また、前
記半導体層が第2電極層の側面及び上面に電気的に接続するように設けることによって、
チャネルが形成される領域を含む半導体層と、ソース電極層及びドレイン電極層のコンタ
クト抵抗(接触抵抗)を小さくできる。また、配線の厚みを厚くできるため配線の電気抵
抗を小さくできる。また、ソース電極層及びドレイン電極層の端部と、当該端部に生じる
段差の少なくとも一部を覆う半導体層をキャリアが滞りなく移動できる。また、チャネル
が形成される領域を含む半導体層と、ソース電極層及びドレイン電極層のコンタクト抵抗
(接触抵抗)にバラツキが生じにくく、特性のバラツキが少ない薄膜トランジスタを提供
できる。
気特性が高く信頼性のよい表示装置を提供することができる。
れず、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、本発明は以下に示す実施の形態の
記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において
、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異なる図面間で共通して用い、
その繰り返しの説明は省略する。
本実施の形態では、半導体装置の一態様である薄膜トランジスタの構造について説明する
。
であり、図1(B)は断面図である。図1(B)は、図1(A)における線A1-A2お
よびB1-B2で切断した断面図である。図1(C)は、図1(B)に示す薄膜トランジ
スタの電極層が半導体層に接する部分を拡大した断面図である。
ゲート電極層111上にゲート絶縁膜102が設けられ、ゲート絶縁膜102上にソース
電極層及びドレイン電極層となる第1電極層114a及び第2電極層114bが、端部を
ゲート電極層111に重畳して設けられている。第1電極層114a上には第1配線層1
15aが設けられ、第2電極層114b上には第2配線層115bが設けられ、第1電極
層114a及び第2電極層114bはそれぞれ第1配線層115aと第2配線層115b
の端部から外側に延在している。半導体層113は、ゲート電極層111と重畳し、第1
電極層114a及び第2電極層114bの側面部と上面部と接するように設けられている
。なお、ゲート電極層111上のゲート絶縁膜102は、第1電極層114aと接する領
域と、第2電極層114bと接する領域の間に、半導体層113と接する領域を有してい
る。
ラス、若しくはアルミノシリケートガラスなど、フュージョン法やフロート法で作製され
る無アルカリガラス基板、セラミック基板の他、本半導体装置の作製工程の処理温度に耐
えうる耐熱性を有するプラスチック基板等を用いることができる。例えば、成分比として
酸化ホウ素(B2O3)よりも酸化バリウム(BaO)を多く含み、歪み点が730℃以
上のガラス基板を用いると好ましい。半導体層を形成する酸化物半導体層を700℃程度
の高温で熱処理する場合でも、ガラス基板が歪まないで済むからである。
板100がマザーガラスの場合、基板の大きさは、第1世代(320mm×400mm)
、第2世代(400mm×500mm)、第3世代(550mm×650mm)、第4世
代(680mm×880mm、または730mm×920mm)、第5世代(1000m
m×1200mmまたは1100mm×1250mm)、第6世代1500mm×180
0mm)、第7世代(1900mm×2200mm)、第8世代(2160mm×246
0mm)、第9世代(2400mm×2800mm、2450mm×3050mm)、第
10世代(2950mm×3400mm)等を用いることができる。
スパッタリング法等を用いて、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜、または窒化酸
化珪素膜の単層、又は積層で形成すればよい。
白金(Pt)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、タンタル(Ta
)、タングステン(W)、ネオジム(Nd)、スカンジウム(Sc)などの金属材料、ま
たはこれらの金属材料を主成分とする合金材料、またはこれらの金属材料を成分とする窒
化物を用いて、単層又は積層で形成する。アルミニウムや銅などの低抵抗導電性材料で形
成するのが望ましいが、耐熱性が低い、または腐食しやすいという問題点があるので耐熱
性導電性材料と組み合わせて用いるのが好ましい。耐熱性導電性材料としては、モリブデ
ン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、ネオジム、スカンジウム等を用いる。
ングステン(W)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、ネオジム(Nd)、スカンジ
ウム(Sc)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)
、マンガン(Mn)、炭素(C)、又はシリコン(Si)などの元素、又はこれらの元素
を主成分とする合金材料もしくは化合物が添加されたアルミニウム合金を用いる方が好ま
しい。
アルミニウム層上にモリブデン層が積層された二層の積層構造、または銅層上にモリブデ
ン層を積層した二層構造、または銅層上に窒化チタン層若しくは窒化タンタル層を積層し
た二層構造、窒化チタン層とモリブデン層とを積層した二層構造とすることが好ましい。
3層の積層構造としては、タングステン層または窒化タングステン層と、アルミニウムと
シリコンの合金層またはアルミニウムとチタンの合金層と、窒化チタン層またはチタン層
とを積層した構造とすることが好ましい。
nO2、ITOと略記する)、珪素もしくは酸化珪素を含有したインジウム錫酸化物、イ
ンジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、アルミニウムやガリウムを添加した酸化亜鉛(AZO、
GZO)などを用いることもできる。
化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、酸化マグネシウ
ム膜、酸化イットリウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化タンタル膜をその例に挙げることが
できる。これらの材料から成る単層または積層構造として形成して用いても良い。
数が多い物質のことを指し、窒化酸化物とは、その組成として、酸素原子より窒素原子の
数が多い物質のことを指す。例えば、酸化窒化珪素膜とは、その組成として、窒素原子よ
りも酸素原子の数が多く、ラザフォード後方散乱法(RBS:Rutherford B
ackscattering Spectrometry)及び水素前方散乱法(HFS
:Hydrogen Forward Scattering)を用いて測定した場合に
、濃度範囲として酸素が50~70原子%、窒素が0.5~15原子%、シリコンが25
~35原子%、水素が0.1~10原子%の範囲で含まれるものをいう。また、窒化酸化
珪素膜とは、その組成として、酸素原子より窒素原子の数が多く、RBS及びHFSを用
いて測定した場合に、濃度範囲として酸素が5~30原子%、窒素が20~55原子%、
シリコンが25~35原子%、水素が10~30原子%の範囲で含まれるものをいう。但
し、酸化窒化シリコンまたは窒化酸化珪素を構成する原子の合計を100原子%としたと
き、窒素、酸素、シリコン及び水素の含有比率が上記の範囲内に含まれるものとする。
ば、基板に接するゲート絶縁膜を窒化珪素膜、または窒化酸化珪素膜を用いて形成するこ
とで、基板とゲート絶縁膜の密着力が高まり、ガラス基板を用いた場合、基板からの不純
物が半導体層に拡散するのを防止することが可能であり、さらにゲート電極層の酸化を防
止できる。即ち、膜剥れを防止することができると共に、後に形成される薄膜トランジス
タの電気特性を向上させることができる。
極層と半導体層の界面に、半導体層113を構成する元素や成膜雰囲気に含まれる元素が
拡散して、混合層が生じる場合、混合層が導電性を示すように導電膜材料と半導体材料の
組み合わせを選ぶのが好ましい。例えば、半導体層として酸化物半導体を用いる場合、第
1電極層114a及び第2電極層114bにモリブデン(Mo)、チタン(Ti)、タン
グステン(W)を用いると、生じる酸化被膜が導電性を有するため好ましい。また、酸化
インジウム酸化スズ合金、珪素もしくは酸化珪素を含有したインジウム錫酸化物、インジ
ウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、アルミニウムやガリウムを添加した酸化亜鉛(AZO、GZ
O)など高い導電性を示す酸化物を用いることもできる。
が好ましく、より好ましくは半導体層113が有する厚みの半分以下にする。第1電極層
114a及び第2電極層114bの厚みが薄いほど、ゲート絶縁膜上に生ずる段差が小さ
くなり、半導体層がゲート絶縁膜の上面と、第1電極層114aの側面、第2電極層11
4bの側面、第1電極層114aの上面、及び第2電極層114bの上面の少なくとも一
つと、に接して段差を乗り越えることが容易になる。その結果、段差部に接する半導体層
に空隙等のキャリアの移動を妨げる構造が生ずることなく、チャネルが形成される領域を
含む半導体層を形成できる。また、第1電極層114a及び第2電極層114bの端部の
断面の形状において、第1電極層114a及び第2電極層114bの端部の厚みが下地か
ら直線的に増す楔形の形状、下に凸の弧を描いて増す形状、上に凸の弧を描いて増す形状
、もしくはS字を描いて増す形状を描くようにすると、第1電極層114a及び第2電極
層114bの端部に生ずる段差がより小さくなり望ましい。一方、電極層は薄すぎると加
工が困難になるだけでなく、電気抵抗が高まり、電極としての機能が損なわれる。なお、
第1電極層114a及び第2電極層114bをソース電極層及びドレイン電極層とする薄
膜トランジスタのチャネル長Lは、第1電極層114aと第2電極層114bの間隔に相
当する。
る部分を拡大した断面図を示す。第1電極層114aが下地(ここでは、ゲート絶縁膜1
02)に接し始める第1電極層114aの端部から、第1配線層115aが電極層114
aに接し始める第1配線層115aの端部までの幅d1または、第2電極層114bが下
地(ここでは、ゲート絶縁膜102)に接し始める第2電極層114bの端部から、第2
配線層115bが第2電極層114bに接し始める第2配線層115bの端部までの幅d
2は、0.2μm以上5μm以下が好ましい。電極層が配線層の端部から外側に延在する
幅(d1または、d2)が狭すぎると、半導体層との接触面積が少なくなり不良の原因と
なり、広すぎると加工が煩雑になってしまう。また、第1配線層115aまたは、第2配
線層115bの端部のテーパー角(θ)は90°未満が好ましいが、90°以上の逆テー
パー形状となっても、電極層が配線層の端部から外側に延在する幅(d1または、d2)
が0.2μm以上あれば、電極層と半導体層が電気的に良好に接続できる。
ることができるが、特にアルミニウムは電気抵抗が低く、加工性に優れ、安価であるため
好ましい。また、第1配線層115a及び第2配線層115bの厚みは5nm以上100
0nm以下が好ましい。配線層は厚いほど配線抵抗が下がるが、厚すぎると成膜に長い時
間要し、また、膜の応力が増大し膜剥がれなど不良の原因になる。なお、半導体層を形成
する酸化物半導体層が配線層の端部を被覆し易いように、配線層の端部の断面の形状を、
下地から厚みが直線的に増す楔形の形状、下に凸の弧を描いて増す形状、上に凸の弧を描
いて増す形状、もしくはS字を描いて増す形状としてもよい。
2電極層114bの端部と第2配線層115bの端部を乗り越える膜は、電極層が配線層
の端部より外側に延在しており段差が緩和されているため、段切れを起こしにくい。
からなる半導体及び、GaAs、InP、ZnSe、CdS、CuAlOS等の化合物半
導体及び、GaN、AlN、InNなどの窒化物半導体及び、ZnO、CuAlO2など
の酸化物半導体をその例に挙げることができる。また、非晶質であっても、微結晶を含ん
でいても、多結晶であっても、単結晶であってもよい。
)m(m>0)で表記される構造の酸化物半導体を用いるのが好ましく、特にIn-Ga
-Zn-O系酸化物半導体を用いるのが好ましい。なお、Mは、ガリウム(Ga)、鉄(
Fe)、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)及びコバルト(Co)から選ばれた一の金
属元素又は複数の金属元素を示す。例えばMとして、Gaの場合があることの他、Gaと
Ni又はGaとFeなど、GaとGa以外の上記金属元素とが含まれる場合がある。また
、上記酸化物半導体において、Mとして含まれる金属元素の他に、不純物元素としてFe
、Niその他の遷移金属元素、又は該遷移金属の酸化物が含まれているものがある。本明
細書においては、InMO3(ZnO)m(m>0)で表記される構造の酸化物半導体の
うち、Mとして少なくともGaを含む構造の酸化物半導体をIn-Ga-Zn-O系酸化
物半導体と呼び、該薄膜をIn-Ga-Zn-O系非単結晶膜とも呼ぶ。
ルファス構造が観察される。なお、In-Ga-Zn-O系非単結晶膜は、スパッタ法で
成膜した後、200℃~500℃、代表的には300~400℃で10分~100分熱処
理を行っている。
で表記される構造の酸化物半導体層に限られるものではない。例えば、酸化インジウム(
InOx)、酸化亜鉛(ZnOx)、酸化錫(SnO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)
、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ(ITSO)、酸
化珪素を含む酸化インジウム亜鉛(SiOxを含むIZO)、酸化珪素を含む酸化亜鉛(
ZSO)、酸化珪素と酸化錫を含む酸化亜鉛(TSZO)、ガリウムを添加した酸化亜鉛
(GZO)等からなる酸化物半導体層を用いてもよい。
以下とする。
1011/cm3以上)が好ましい。半導体層113のキャリア濃度範囲が上記の範囲を
超えると、薄膜トランジスタがノーマリーオンとなる恐れがある。
Sn-Ga-Zn-O系、In-Zn-O系、Sn-Zn-O系、Ga-Zn-O系、I
n-O系、Sn-O系、Zn-O系の酸化物半導体を適用することができる。すなわち、
これらの酸化物半導体に絶縁性の不純物を含ませることにより、該半導体層113の結晶
化を抑制し、薄膜トランジスタの特性を安定化することが可能となる。
酸化ゲルマニウムなどに代表される絶縁性酸化物、窒化シリコンなどに代表される絶縁性
窒化物、若しくは酸窒化シリコンなどの絶縁性酸窒化物が適用される。
濃度で添加される。
制することができる。半導体層113の結晶化を抑制することにより、薄膜トランジスタ
の特性を安定化することが可能となる。
で、300℃乃至600℃の熱処理を行っても、該酸化物半導体の結晶化又は微結晶粒の
生成を防ぐことができる。
過程では、熱処理を行うことでS値(subthreshold swing valu
e)や電界効果移動度を向上させることが可能であるが、そのような場合でも薄膜トラン
ジスタがノーマリーオンになってしまうのを防ぐことができる。また、当該薄膜トランジ
スタに熱ストレス、バイアスストレスが加わった場合であっても、しきい値電圧の変動を
防ぐことができる。
差の少なくとも一部とを覆う半導体層を、キャリアが滞りなく移動できる。また、ソース
電極層及びドレイン電極層と、チャネルが形成される領域を含む半導体層の接触領域が十
分な面積を有するため、コンタクト抵抗(接触抵抗)を小さくできるだけでなく、コンタ
クト抵抗のバラツキが生じにくい。よってコンタクト抵抗のバラツキから生じる特性のバ
ラツキが少ない薄膜トランジスタを提供できる。また、ソース電極層及びドレイン電極層
に接続する配線を厚くできるため配線の電気抵抗を小さくできる。
用いることができることとする。
次に、図1(A)、(B)の薄膜トランジスタ141の作製方法を図2乃至図3を用いて
説明する。具体的には薄膜トランジスタを有する表示装置の画素部の作製工程について説
明する。
明したゲート電極層に用いる導電膜材料をスパッタ法や真空蒸着法で基板100全面に成
膜する。次いで、第1のフォトリソグラフィ工程を行い、レジストマスクを形成し、エッ
チングにより不要な部分を除去して、ゲート電極層111を含むゲート配線、容量配線1
23、及び第1の端子118を形成する。このとき段切れ防止のために、少なくともゲー
ト電極層111の端部にテーパー形状が形成されるようにエッチングするのが好ましい。
02はCVD法やスパッタ法などを用い、膜厚を50~250nmとする。
0nmの厚さで形成する。勿論、ゲート絶縁膜102はこのような酸化珪素膜に限定され
るものでなく、実施の形態1で挙げた種々の材料を単層または積層構造にして用いること
ができる。
形成することも可能である。有機シランガスとしては、珪酸エチル(TEOS:化学式S
i(OC2H5)4)、テトラメチルシラン(TMS:化学式Si(CH3)4)、テト
ラメチルシクロテトラシロキサン(TMCTS)、オクタメチルシクロテトラシロキサン
(OMCTS)、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)、トリエトキシシラン(SiH(
OC2H5)3)、トリスジメチルアミノシラン(SiH(N(CH3)2)3)等のシ
リコン含有化合物を用いることができる。
よりゲート絶縁膜102の不要な部分を除去してゲート電極層111と同じ材料の配線や
電極層に達する図示されていないコンタクトホールを形成する。このコンタクトホールは
後に形成する導電膜とゲート配線や電極層を直接接続するために設ける。例えば、駆動回
路部において、ゲート電極層とソース電極層或いはドレイン電極層と直接接する薄膜トラ
ンジスタや、端子部のゲート配線と電気的に接続する端子を形成する場合にコンタクトホ
ールを形成する。
2上に成膜する。また、前記下部導電膜上に、第1配線層115a及び第2配線層115
bになる上部導電膜を成膜して積層する。なお、下部導電膜及び上部導電膜はスパッタ法
や真空蒸着法で成膜できる。
た導電性材料を用いて形成する。また、第1配線層115a及び第2配線層115bにな
る上部導電膜は、実施の形態1で説明した通り、ゲート電極層111と同様な材料を用い
ることができる。また、下部導電膜も上部導電膜も単層又は積層で形成することができる
。
電極層上に第1配線層と第2電極層上に第2配線層を設け、前記第1電極層を前記第1配
線層の端部から延在し、前記第2電極層を前記第2配線層の端部から延在して形成すると
、工程が簡略化でき好ましい。
導電膜の材料に比べ上部導電膜の材料のエッチングレートが十分大きい条件が見いだせる
組み合わせが好ましい。
て150nmの厚みのアルミニウム膜を用いる。チタンは耐熱性を有するだけでなく、I
n-Ga-Zn-O系酸化物半導体と電気的に良好な接続が可能な導電性材料である。ま
た、アルミニウムは配線抵抗が低い材料である。このような構成により、ゲート絶縁膜上
に生ずる段差を緩和し配線抵抗が抑制された電極層および配線層を形成できるだけでなく
、同じレジストマスクを用いて下部導電膜と上部導電膜の不要な部分を除去できるため、
工程を簡略にできる。
ッチングにより上部導電膜と下部導電膜をエッチングし、第1電極層114aと、第2電
極層114bと、第1配線層115aと、第2配線層115bと、第2の端子部を形成す
る。この際のエッチング方法としてウェットエッチングまたはドライエッチングを用いる
。
素水又は加熱塩酸、またはフッ化アンモニウムを含む硝酸水溶液をエッチャントに用いて
ウェットエッチングすることができる。また、例えば、KSMF―240(関東化学社製
)を用いて、下部導電膜(チタン)と、上部導電膜(アルミニウム)を一括でエッチング
することができる。なお、ドライエッチングを用いて一括でエッチングすることもできる
。
115aの端部は一致し、第2電極層114bと第2配線層115bの端部は一致し、そ
れぞれ連続的な構造とすることができる。またウェットエッチングを用いる場合は、エッ
チングが等方的に行われ、第1配線層115aおよび第2配線層115bの端部はレジス
トマスク131より後退している。なお、この段階での断面図を図2(A)に示し、レジ
ストマスク131を除いた上面図を図4に示す。
極層114aの外周から後退させ、第2配線層115bを第2電極層114bの外周から
後退させる。この際のエッチング方法としてウェットエッチングを用いる。
膜からなる上部導電膜をエッチングして、下部電極の端部から上部導電膜を後退させる場
合、リン酸、酢酸、硝酸、純水を85:5:5:5の体積比で混合した薬液(本明細書で
は、以下混酸アルミ液ともいう)を45℃に加熱した第2のエッチング液を用い、2分間
エッチングする。この第2のエッチングにより、上部導電膜を下部電極の端部から約2μ
m後退させることができる。
部から後退し、第2配線層115bの端部は第2電極層114bの端部から後退する。そ
の結果、第1配線層115aの端部から外側に延在する第1電極層114aと、第2配線
層115bの端部から外側に延在する第2電極層114bを形成できる。なお、工程を簡
略にするため、レジストマスク131を用いて第1のエッチングと第2のエッチングを行
ったが、第2のエッチングのためにレジストマスクを別途作製してもよい。第1電極層1
14a及び第2電極層114bは薄膜トランジスタのソース電極層及びドレイン電極層と
なり、第1配線層115a及び第2配線層115bは信号線となる。この段階での断面図
を図2(B)に示した。なお、この段階での上面図が図5に相当する。
なお、第2の端子122はソース配線の一部を用いて形成され、信号線と電気的に接続さ
れている。
を介して端子部の第1の端子118と接続される。なお、ここでは図示しないが、上述し
た工程と同じ工程を経て駆動回路の薄膜トランジスタのソース電極あるいはドレイン電極
とゲート電極が直接接続される。
0が設置されたチャンバー内にアルゴンガスを導入してプラズマを発生させる逆スパッタ
を行い、ゲート絶縁膜の表面に付着しているゴミを除去することが好ましい。また、逆ス
パッタを行うことにより、ゲート絶縁膜102の表面の平坦性を向上させることもできる
。逆スパッタとは、ターゲット側に電圧を印加せずに、アルゴン雰囲気下で基板側にRF
電源を用いて電圧を印加して基板にプラズマを形成して表面を改質する方法である。なお
、アルゴン雰囲気に代えて窒素、ヘリウムなどを用いてもよい。また、アルゴン雰囲気に
酸素、N2Oなどを加えた雰囲気で行ってもよい。また、アルゴン雰囲気にCl2、CF
4などを加えた雰囲気で行ってもよい。逆スパッタ処理後、大気に曝すことなく酸化物半
導体膜103を成膜することによって、ゲート絶縁膜102と、酸化物半導体膜103と
の界面にゴミや水分が付着するのを防ぐことができる。
半導体膜103を、スパッタ法を用いてアルゴンなどの希ガスと酸素ガスの雰囲気下で成
膜する。酸化物半導体膜103としては、実施の形態1で示した酸化物半導体を用いるこ
とができ、In-Ga-Zn-O系酸化物半導体を用いるのが好ましい。
ゲット(In2O3:Ga2O3:ZnO=1:1:1)を用いて、基板とターゲットの
間との距離を170mm、圧力0.4Pa、直流(DC)電源0.5kW、成膜ガスAr
:O2=50:5(sccm)、成膜温度を室温としてスパッタ成膜を行う。また、ター
ゲットとしては、In2O3を含む直径8インチの円盤上にペレット状のGa2O3とZ
nOを配置するようにしてもよい。なお、パルス直流(DC)電源を用いると、ごみが軽
減でき、膜厚分布も均一となるために好ましい。In-Ga-Zn-O系非単結晶膜の膜
厚は5nm以上200nm以下、好ましくは20nm以上60nm以下とする。この段階
での断面図を図2(C)に示す。
a、及びZnを含む酸化物半導体ターゲットに、絶縁性の不純物を含ませておいても良い
。当該不純物は、酸化シリコン、酸化ゲルマニウムなどに代表される絶縁性酸化物、窒化
シリコンなどに代表される絶縁性窒化物、若しくは酸窒化シリコンなどの絶縁性酸窒化物
などである。例えば、酸化物半導体ターゲットに、SiO2を0.1重量%以上10重量
%以下、好ましくは1重量%以上6重量%以下の割合で含ませておくことが好ましい。
ファス化することが容易となる。また、半導体層113を熱処理した場合に、半導体層1
13が結晶化してしまうのを抑制することができる。
-Zn-O系、In-Zn-O系、Sn-Zn-O系、Ga-Zn-O系、In-O系、
Sn-O系、Zn-O系の酸化物半導体に絶縁性の不純物を含ませることで同様な効果を
得ることができる。
膜する場合には、ターゲットとしてIn2O3、SnO2、ZnO、SiO2を所定の割
合で焼結させたターゲットを用いる。また、酸化シリコンを添加したIn-Zn-O系酸
化物半導体の場合には、ターゲットとしてIn2O3、ZnO、SiO2を所定の割合で
焼結させたターゲットを用いて成膜する。また、酸化シリコンを添加したSn-Zn-O
系酸化物半導体をスパッタ法で成膜する場合には、ターゲットとしてSnO2とZnOを
所定の割合で混合し、SiO2をSnO2とZnOの合計に対し1wt%以上10wt%
以下、好ましくは2wt%以上8wt%以下の割合で添加し、焼結したターゲットを用い
る。
チャンバーを用いてもよいし、先に逆スパッタを行ったチャンバーと異なるチャンバーで
成膜してもよい。
があり、さらにパルス的にバイアスを与えるパルスDCスパッタ法もある。RFスパッタ
法は主に絶縁膜を成膜する場合に用いられ、DCスパッタ法は主に金属膜を成膜する場合
に用いられる。
装置は、同一チャンバーで異なる材料膜を積層成膜することも、同一チャンバーで複数種
類の材料を同時に放電させて成膜することもできる。
や、グロー放電を使わずマイクロ波を用いて発生させたプラズマを用いるECRスパッタ
法を用いるスパッタ装置がある。
とを化学反応させてそれらの化合物薄膜を形成するリアクティブスパッタ法や、成膜中に
基板にも電圧をかけるバイアススパッタ法もある。
a-Zn-O系非単結晶膜をエッチングする。エッチングには、クエン酸やシュウ酸など
の有機酸をエッチャントとして用いることができる。本実施の形態では、ITO07N(
関東化学社製)を用いたウェットエッチングにより、不要な部分を除去してIn-Ga-
Zn-O系非単結晶膜を島状にし、In-Ga-Zn-O系非単結晶膜である半導体層1
13を形成する。半導体層113の端部をテーパー状にエッチングすることで、段差形状
による配線の段切れを防ぐことができる。
てもよい。ドライエッチングに用いるエッチング装置としては、反応性イオンエッチング
法(RIE法)を用いたエッチング装置や、ECR(Electron Cyclotr
on Resonance)やICP(Inductively Coupled Pl
asma)などの高密度プラズマ源を用いたドライエッチング装置を用いることができる
。また、ICPエッチング装置と比べて広い面積に渡って一様な放電が得られやすいドラ
イエッチング装置としては、上部電極を接地させ、下部電極に13.56MHzの高周波
電源を接続し、さらに下部電極に3.2MHzの低周波電源を接続したECCP(Enh
anced Capacitively Coupled Plasma)モードのエッ
チング装置がある。このECCPモードのエッチング装置であれば、例えば基板として、
第10世代の1辺が3mを超えるサイズの基板を用いる場合にも対応することができる。
きる。この段階での断面図を図3(A)に示す。なお、この段階での上面図が図6に相当
する。
℃の熱処理を行うことが好ましい。本実施の形態では炉に入れ、窒素雰囲気下で350℃
、1時間の熱処理を行う。この熱処理によりIn-Ga-Zn-O系非単結晶膜の原子レ
ベルの再配列が行われる。この熱処理によりキャリアの移動を阻害する歪が解放されるた
め、ここでの熱処理(光アニールも含む)は効果的である。なお、熱処理を行うタイミン
グは、In-Ga-Zn-O系非単結晶膜の成膜後であれば特に限定されず、例えば画素
電極形成後に行ってもよい。
に酸素ラジカル処理を行ってもよい。酸素ラジカル処理を行うことにより薄膜トランジス
タをノーマリーオフとすることができる。また、ラジカル処理を行うことにより、半導体
層113の露出している面のダメージを回復することができる。ラジカル処理はO2、N
2O、好ましくは酸素を含むN2、He、Ar雰囲気下で行うことが好ましい。また、上
記雰囲気にCl2、CF4を加えた雰囲気下で行ってもよい。なお、ラジカル処理は、無
バイアスで行うことが好ましい。
はスパッタ法などを用いて得られる窒化珪素膜、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、酸化アル
ミニウム膜、酸化タンタル膜などを用いることができる。
9をエッチングして第2配線層115bに達するコンタクトホール125を形成する。ま
た、ここでのエッチングにより第2の端子122に達するコンタクトホール124、接続
電極120に達するコンタクトホール126も形成する。レジストマスクを除去した後の
断面図を図3(B)に示す。
3)や酸化インジウム酸化スズ合金(In2O3―SnO2、ITOと略記する)などを
スパッタ法や真空蒸着法などを用いて形成する。このような材料のエッチング処理は塩酸
系の溶液により行う。しかし、特にITOのエッチングは残渣が発生しやすいので、エッ
チング加工性を改善するために酸化インジウム酸化亜鉛合金(In2O3―ZnO)を用
いても良い。
り不要な部分を除去して画素電極層128を形成する。
109を誘電体として、容量配線123と画素電極層128とで保持容量が容量部に形成
される。
トマスクで覆い端子部に形成された透明導電膜127、129を残す。透明導電膜127
、129はFPCとの接続に用いられる電極または配線となる。第1の端子118と直接
接続された接続電極120上に形成された透明導電膜129は、ゲート配線の入力端子と
して機能する接続用の端子電極となる。第2の端子122上に形成された透明導電膜12
7は、信号線の入力端子として機能する接続用の端子電極である。
段階での上面図が図7に相当する。
図をそれぞれ図示している。図8(A1)は図8(A2)中のC1-C2線に沿った断面
図に相当する。図8(A1)において、保護絶縁膜154上に形成される透明導電膜15
5は、入力端子として機能する接続用の端子電極である。また、図8(A1)において、
端子部では、ゲート配線と同じ材料で形成される第1の端子151と、信号線と同じ材料
で形成される接続電極153とがゲート絶縁膜152の開口部を介して重なり直接接して
導通させている。また、接続電極153と透明導電膜155が保護絶縁膜154に設けら
れたコンタクトホールを介して直接接して導通させている。
図示している。また、図8(B1)は図8(B2)中のD1-D2線に沿った断面図に相
当する。図8(B1)において、保護絶縁膜154上に形成される透明導電膜155は、
入力端子として機能する接続用の端子電極である。また、図8(B1)において、端子部
では、ゲート配線と同じ材料で形成される電極156が、信号線と電気的に接続される第
2の端子150の下方にゲート絶縁膜152を介して重なる。電極156は第2の端子1
50とは電気的に接続しておらず、電極156を第2の端子150と異なる電位、例えば
フローティング、GND、0Vなどに設定すれば、ノイズ対策のための容量または静電気
対策のための容量を形成することができる。また、第2の端子150は、保護絶縁膜15
4を介して透明導電膜155と電気的に接続している。
た、端子部においては、ゲート配線と同電位の第1の端子、信号線と同電位の第2の端子
、容量配線と同電位の第3の端子などが複数並べられて配置される。それぞれの端子の数
は、それぞれ任意な数で設ければ良いものとし、実施者が適宣決定すれば良い。
ゲート型のnチャネル型薄膜トランジスタである薄膜トランジスタ141を有する画素薄
膜トランジスタ部、保持容量を完成させることができる。そして、画素薄膜トランジスタ
部、保持容量を個々の画素に対応してマトリクス状に配置して画素部を構成することによ
りアクティブマトリクス型の表示装置を作製するための一方の基板とすることができる。
本明細書では便宜上このような基板をアクティブマトリクス基板と呼ぶ。
と、対向電極が設けられた対向基板との間に液晶層を設け、アクティブマトリクス基板と
対向基板とを固定する。なお、対向基板に設けられた対向電極と電気的に接続する共通電
極をアクティブマトリクス基板上に設け、共通電極と電気的に接続する第4の端子を端子
部に設ける。この第4の端子は、共通電極を固定電位、例えばGND、0Vなどに設定す
るための端子である。
に示す。図9では容量配線を設けず、画素電極を隣り合う画素のゲート配線と保護絶縁膜
及びゲート絶縁膜を介して重ねて保持容量を形成する例であり、この場合、容量配線及び
容量配線と接続する第3の端子は省略することができる。なお、図9において、図7と同
じ部分には同じ符号を用いて説明する。
を駆動することによって、画面上に表示パターンが形成される。詳しくは選択された画素
電極と該画素電極に対応する対向電極との間に電圧が印加されることによって、画素電極
と対向電極との間に配置された液晶層の光学変調が行われ、この光学変調が表示パターン
として観察者に認識される。
は動画のぼけが生じるという問題がある。液晶表示装置の動画特性を改善するため、全面
黒表示を1フレームおきに行う、所謂、黒挿入と呼ばれる駆動技術がある。
、所謂、倍速駆動と呼ばれる駆動技術を用いてもよい。
ダイオード)光源または複数のEL光源などを用いて面光源を構成し、面光源を構成して
いる各光源を独立して1フレーム期間内で間欠点灯駆動する駆動技術もある。面光源とし
て、3種類以上のLEDを用いてもよいし、白色発光のLEDを用いてもよい。独立して
複数のLEDを制御できるため、液晶層の光学変調の切り替えタイミングに合わせてLE
Dの発光タイミングを同期させることもできる。この駆動技術は、LEDを部分的に消灯
することができるため、特に一画面を占める黒い表示領域の割合が多い映像表示の場合に
は、消費電力の低減効果が図れる。
を従来の液晶表示装置よりも改善することができる。
、低電源電位、例えばGND、0Vなどに設定するため、端子部に、カソードを低電源電
位、例えばGND、0Vなどに設定するための第4の端子が設けられる。また、発光表示
装置を作製する場合には、信号線、及びゲート配線に加えて電源供給線を設ける。従って
、端子部には、電源供給線と電気的に接続する第5の端子を設ける。
段差の少なくとも一部とを覆う半導体層を、キャリアが滞りなく移動できる。また、ソー
ス電極層及びドレイン電極層と、チャネルが形成される領域を含む半導体層の接触領域が
十分な面積を有するため、コンタクト抵抗(接触抵抗)を小さくできるだけでなく、コン
タクト抵抗のバラツキが生じにくい。よって、コンタクト抵抗のバラツキから生じる特性
のバラツキが少ない薄膜トランジスタを提供できる。また、ソース電極層及びドレイン電
極層に接続する配線を厚くできるため配線の電気抵抗を小さくできる。
置や発光表示装置の画素部及び駆動回路部に用いることができる。また、液晶表示素子や
発光表示素子と組み合わせることで、電気特性が高く信頼性のよい表示装置を提供できる
。
用いることができることとする。
本実施の形態では、半導体装置の薄膜トランジスタについて説明する。具体的にはトップ
ゲート型の薄膜トランジスタを有する表示装置の画素部について説明する。
(B)は図10(A)におけるA1-A2及びB1-B2で切断した断面図である。
及びドレイン電極層となる第1電極層114a及び第2電極層114bが形成されている
。第1電極層114a上には第1配線層115aが設けられ、第2電極層114b上には
第2配線層115bが設けられ、第1電極層114a及び第2電極層114bはそれぞれ
第1配線層115aと第2配線層115bの端部から外側に延在している。また、第1電
極層114a及び第2電極層114bの側面部と上面部に接するように半導体層113が
形成される。また、半導体層113上にゲート絶縁膜102が形成され、ゲート絶縁膜1
02を介して第1電極層114a及び第2電極層114bの端部に重畳してゲート電極層
111が形成されている。
た導電膜を用いて同様に形成する。本実施の形態では、厚み20nmのチタン膜を下部導
電膜として成膜し、第1電極層114a及び第2電極層114bに用いる。
説明した導電膜を用いて同様に形成する。本実施の形態では、厚み150nmのアルミ膜
を上部導電膜として成膜し、第1配線層115a及び第2配線層115bに用いる。
する。本実施の形態では、厚み50nmのIn-Ga-Zn-O系酸化物半導体を用いる
。20nmの厚みを有する第1電極層114a及び第2電極層114bは十分に薄く、基
板上に生じる段差が小さい。また、段差は50nmの厚みを有する半導体層113の厚み
の半分以下であり、半導体層113が第1電極層114a及び第2電極層114bの端部
を良好に覆うことができる。その結果、段差部を乗り越える半導体層113に空隙等のキ
ャリアの移動を妨げる構造が生ずることがない。
極層114a及び第2電極層114bの端部に重畳して形成するゲート電極層111は、
実施の形態1乃至実施の形態2で説明したそれぞれの材料を用いて同様に形成する。
差の少なくとも一部とを覆う半導体層を、キャリアが滞りなく移動できる。また、ソース
電極層及びドレイン電極層と、チャネルが形成される領域を含む半導体層の接触領域が十
分な面積を有するため、コンタクト抵抗(接触抵抗)を小さくできるだけでなく、コンタ
クト抵抗のバラツキが生じにくい。よって、コンタクト抵抗のバラツキから生じる特性の
バラツキが少ない薄膜トランジスタを提供できる。また、ソース電極層及びドレイン電極
層に接続する配線を厚くできるため配線の電気抵抗を小さくできる。なお、本実施の形態
に示す構成は、他の実施の形態に例示される構成を適宜組み合わせて用いることができる
こととする。
本実施の形態では、実施の形態1で説明した薄膜トランジスタを2つ用いたインバータ回
路について説明する。
。2つのnチャネル型TFTを組み合わせてインバータ回路を形成する場合、エンハンス
メント型トランジスタとデプレッション型トランジスタとを組み合わせて形成する場合(
以下、EDMOS回路という)と、エンハンスメント型TFT同士で形成する場合(以下
、EEMOS回路という)がある。なお、nチャネル型TFTのしきい値電圧が正の場合
は、エンハンスメント型トランジスタと定義し、nチャネル型TFTのしきい値電圧が負
の場合は、デプレッション型トランジスタと定義し、本明細書を通してこの定義に従うも
のとする。
エンハンスメント型トランジスタを用いて画素電極への電圧印加のオン・オフを切り替え
る。本実施の形態において、この画素部に配置するエンハンスメント型トランジスタは、
ソース電極層及びドレイン電極層上の段差部においても、キャリアが滞りなく移動できる
構造を有する半導体層が形成され、また、ソース電極層及びドレイン電極層と、チャネル
が形成される領域を含む半導体層の接触領域が十分な面積を有するため、コンタクト抵抗
(接触抵抗)を小さくできるだけでなく、コンタクト抵抗のバラツキが生じにくい。よっ
て、コンタクト抵抗のバラツキから生じる特性のバラツキが少ない薄膜トランジスタを提
供できる。また、ソース電極層及びドレイン電極層に接続する配線を厚くできるため配線
の電気抵抗を小さくでき、その結果、低い消費電力で駆動することができる。
回路接続は、図11(A)に相当し、第1の薄膜トランジスタ430aをエンハンスメン
ト型のnチャネル型トランジスタとし、第2の薄膜トランジスタ430bをデプレッショ
ン型のnチャネル型トランジスタとする例である。
ャネル型トランジスタとを作製する方法は、例えば、第1の半導体層403aと第2の半
導体層403bとを異なる材料や異なる成膜条件を用いて作製する。また、半導体として
酸化物半導体を用い、酸化物半導体層の上下にゲート電極を設けてしきい値制御を行い、
一方のTFTがノーマリーオンとなるようにゲート電極に電圧をかけ、もう一方のTFT
がノーマリーオフとなるようにしてEDMOS回路を構成してもよい。
ランジスタ430bをエンハンスメント型のnチャネル型トランジスタとすることで、E
EMOS回路を作製することもできる。その場合、第2電極層404b及び第2配線層4
05bと、第2のゲート電極層401bを接続する代わりに第3電極層404c及び第3
配線層405cと、第2のゲート電極層401bを接続する。
1-Z2で切断した断面が図11(C)に相当する。なお、図11に示す第1の薄膜トラ
ンジスタ430a及び第2の薄膜トランジスタ430bは、本発明の一態様の逆スタガ型
薄膜トランジスタである。
極層401aが設けられ、第1のゲート電極層401a上にゲート絶縁膜402が設けら
れ、ゲート絶縁膜402上にソース電極層及びドレイン電極層となる第1電極層404a
及び第2電極層404bが形成されている。第1電極層404a上には第1配線層405
aが設けられ、第2電極層404b上には第2配線層405bが設けられ、第1電極層4
04a及び第2電極層404bはそれぞれ第1配線層405aと第2配線層405bの端
部から外側に延在している。半導体層403aは第1電極層404a及び第2電極層40
4bの側面部と上面部に接するように形成されている。
bが設けられ、第2のゲート電極層401b上にゲート絶縁膜402が設けられ、ゲート
絶縁膜402上にソース電極層及びドレイン電極層となる第2電極層404b及び第3電
極層404cが形成されている。第2電極層404b上には第2配線層405bが設けら
れ、第3電極層404c上には第3配線層405cが設けられ、第2電極層404b及び
第3電極層404cはそれぞれ第2配線層405bと第3配線層405cの端部から外側
に延在している。第2の半導体層403bは第2電極層404b及び第3電極層404c
の側面部と上面部に接するように形成されている。
を介して第2のゲート電極層401bと直接接続する。第1の半導体層403a及び第2
の半導体層403bの少なくとも一部は、ゲート絶縁膜402の上面に接して設けられて
いる。なお、各部の構造や材料は実施の形態2の薄膜トランジスタを参照にされたい。
は、負の電圧VDLが印加される電源線(負電源線)としてもよい。第3配線層405c
は、正の電圧VDDが印加される電源線(正電源線)である。
電気的に接続する第2電極層404b及び第2電極層404bは、ゲート絶縁膜402に
形成されたコンタクトホール406を介して第2の薄膜トランジスタ430bの第2のゲ
ート電極層401bと直接接続する。第2電極層404bと第2のゲート電極層401b
を直接接続させることにより、他の導電膜、例えば透明導電膜を介して接続する場合に比
べて接続界面が減り、接続抵抗を低減することができる。また、コンタクトホールの数を
低減できるため、コンタクトホールが占有する面積を縮小できる。
差の少なくとも一部を覆う半導体層をキャリアが滞りなく移動できる。また、ソース電極
層及びドレイン電極層と、チャネルが形成される領域を含む半導体層の接触領域が十分な
面積を有するため、コンタクト抵抗(接触抵抗)を小さくできるだけでなく、バラツキが
生じにくい。よって、コンタクト抵抗のバラツキから生じる特性のバラツキが少ない薄膜
トランジスタを提供できる。また、ソース電極層及びドレイン電極層に接続する配線を厚
くできるため配線の電気抵抗を小さくできる。
、低い消費電力で駆動することができる。
用いることができることとする。
本実施の形態では、半導体装置の一例である表示装置において、同一基板上に少なくとも
駆動回路の一部と、画素部に配置する薄膜トランジスタを作製する例について図12乃至
図17を用いて以下に説明する。
態に例示される方法と同様に駆動回路の少なくとも一部と同一基板上に薄膜トランジスタ
を配置、形成する。駆動回路のうち、nチャネル型TFTで構成できる駆動回路の一部を
画素部の薄膜トランジスタと同一基板上に形成するものとする。
2(A)に示す。図12(A)に示す表示装置は、基板5300上に表示素子を備えた画
素を複数有する画素部5301と、各画素を選択する走査線駆動回路5302と、選択さ
れた画素へのビデオ信号の入力を制御する信号線駆動回路5303とを有する。
線S1~Sm(図示せず)により信号線駆動回路5303と接続され、走査線駆動回路5
302から行方向に伸張して配置された複数の走査線G1~Gn(図示せず)により走査
線駆動回路5302と接続され、信号線S1~Sm並びに走査線G1~Gnに対応してマ
トリクス状に配置された複数の画素(図示せず)を有する。そして、各画素は、信号線S
j(信号線S1~Smのうちいずれか一)、走査線Gi(走査線G1~Gnのうちいずれ
か一)と接続される。
駆動回路について図13を用いて説明する。
02_M、第1の配線5611、第2の配線5612、第3の配線5613及び配線56
21_1~5621_Mを有する。スイッチ群5602_1~5602_Mそれぞれは、
第1の薄膜トランジスタ5603a、第2の薄膜トランジスタ5603b及び第3の薄膜
トランジスタ5603cを有する。
及び配線5621_1~5621_Mに接続される。そして、スイッチ群5602_1~
5602_Mそれぞれは、第1の配線5611、第2の配線5612、第3の配線561
3及びスイッチ群5602_1~5602_Mそれぞれに対応した配線5621_1~5
621_Mに接続される。そして、配線5621_1~5621_Mそれぞれは、第1の
薄膜トランジスタ5603a、第2の薄膜トランジスタ5603b及び第3の薄膜トラン
ジスタ5603cを介して、3つの信号線(信号線Sm-2、信号線Sm-1、信号線S
m(m=3M))に接続される。例えば、J列目の配線5621_J(配線5621_1
~配線5621_Mのうちいずれか一)は、スイッチ群5602_Jが有する第1の薄膜
トランジスタ5603a、第2の薄膜トランジスタ5603b及び第3の薄膜トランジス
タ5603cを介して、信号線Sj-2、信号線Sj―1、信号線Sj(j=3J)に接
続される。
号が入力される。
さらに、スイッチ群5602_1~5602_Mは、画素部と同一基板上に形成されてい
ることが望ましい。したがって、ドライバIC5601とスイッチ群5602_1~56
02_MとはFPCなどを介して接続するとよい。又は画素部と同一の基板上に貼り合わ
せなどによって、単結晶半導体層を設け、ドライバIC5601を形成してもよい。
照して説明する。なお、図14のタイミングチャートは、i行目の走査線Giが選択され
ている場合のタイミングチャートを示している。さらに、i行目の走査線Giの選択期間
は、第1のサブ選択期間T1、第2のサブ選択期間T2及び第3のサブ選択期間T3に分
割されている。さらに、図13の信号線駆動回路は、他の行の走査線が選択されている場
合でも図14と同様の動作をする。
スタ5603a、第2の薄膜トランジスタ5603b及び第3の薄膜トランジスタ560
3cを介して、信号線Sj-2、信号線Sj-1、信号線Sjに接続される場合について
示している。
1の薄膜トランジスタ5603aのオン・オフのタイミング5703a、第2の薄膜トラ
ンジスタ5603bのオン・オフのタイミング5703b、第3の薄膜トランジスタ56
03cのオン・オフのタイミング5703c及びJ列目の配線5621_Jに入力される
信号5721_Jを示している。
択期間T2及び第3のサブ選択期間T3において、それぞれ別のビデオ信号が入力される
。例えば、第1のサブ選択期間T1において配線5621_Jに入力されるビデオ信号は
信号線Sj-2に入力され、第2のサブ選択期間T2において配線5621_Jに入力さ
れるビデオ信号は信号線Sj―1に入力され、第3のサブ選択期間T3において配線56
21_Jに入力されるビデオ信号は信号線Sjに入力される。さらに、第1のサブ選択期
間T1、第2のサブ選択期間T2及び第3のサブ選択期間T3において、配線5621_
Jに入力されるビデオ信号をそれぞれData_j-2、Data_j―1、Data_
jとする。
aがオンし、第2の薄膜トランジスタ5603b及び第3の薄膜トランジスタ5603c
がオフする。このとき、配線5621_Jに入力されるData_j-2が、第1の薄膜
トランジスタ5603aを介して信号線Sj-2に入力される。第2のサブ選択期間T2
では、第2の薄膜トランジスタ5603bがオンし、第1の薄膜トランジスタ5603a
及び第3の薄膜トランジスタ5603cがオフする。このとき、配線5621_Jに入力
されるData_j―1が、第2の薄膜トランジスタ5603bを介して信号線Sj―1
に入力される。第3のサブ選択期間T3では、第3の薄膜トランジスタ5603cがオン
し、第1の薄膜トランジスタ5603a及び第2の薄膜トランジスタ5603bがオフす
る。このとき、配線5621_Jに入力されるData_jが、第3の薄膜トランジスタ
5603cを介して信号線Sjに入力される。
、1ゲート選択期間中に1つの配線5621から3つの信号線にビデオ信号を入力するこ
とができる。したがって、図13の信号線駆動回路は、ドライバIC5601が形成され
る基板と、画素部が形成されている基板との接続数を信号線の数に比べて約1/3にする
ことができる。接続数が約1/3になることによって、図13の信号線駆動回路は、信頼
性、歩留まりなどを向上できる。
択期間それぞれにおいて、ある1つの配線から複数の信号線それぞれにビデオ信号を入力
することができれば、薄膜トランジスタの配置や数、駆動方法などは限定されない。
ぞれにビデオ信号を入力する場合は、薄膜トランジスタ及び薄膜トランジスタを制御する
ための配線を追加すればよい。ただし、1ゲート選択期間を4つ以上のサブ選択期間に分
割すると、1つのサブ選択期間が短くなる。したがって、1ゲート選択期間は、2つ又は
3つのサブ選択期間に分割されることが望ましい。
チャージ期間Tp、第1のサブ選択期間T1、第2のサブ選択期間T2、第3のサブ選択
期間T3に分割してもよい。さらに、図15のタイミングチャートは、i行目の走査線G
iが選択されるタイミング、第1の薄膜トランジスタ5603aのオン・オフのタイミン
グ5803a、第2の薄膜トランジスタ5603bのオン・オフのタイミング5803b
、第3の薄膜トランジスタ5603cのオン・オフのタイミング5803c及びJ列目の
配線5621_Jに入力される信号5821_Jを示している。図15に示すように、プ
リチャージ期間Tpにおいて第1の薄膜トランジスタ5603a、第2の薄膜トランジス
タ5603b及び第3の薄膜トランジスタ5603cがオンする。このとき、配線562
1_Jに入力されるプリチャージ電圧Vpが第1の薄膜トランジスタ5603a、第2の
薄膜トランジスタ5603b及び第3の薄膜トランジスタ5603cを介してそれぞれ信
号線Sj-2、信号線Sj―1、信号線Sjに入力される。第1のサブ選択期間T1にお
いて第1の薄膜トランジスタ5603aがオンし、第2の薄膜トランジスタ5603b及
び第3の薄膜トランジスタ5603cがオフする。このとき、配線5621_Jに入力さ
れるData_j-2が、第1の薄膜トランジスタ5603aを介して信号線Sj-2に
入力される。第2のサブ選択期間T2では、第2の薄膜トランジスタ5603bがオンし
、第1の薄膜トランジスタ5603a及び第3の薄膜トランジスタ5603cがオフする
。このとき、配線5621_Jに入力されるData_j―1が、第2の薄膜トランジス
タ5603bを介して信号線Sj―1に入力される。第3のサブ選択期間T3では、第3
の薄膜トランジスタ5603cがオンし、第1の薄膜トランジスタ5603a及び第2の
薄膜トランジスタ5603bがオフする。このとき、配線5621_Jに入力されるDa
ta_jが、第3の薄膜トランジスタ5603cを介して信号線Sjに入力される。
ブ選択期間の前にプリチャージ期間を設けることによって、信号線をプリチャージできる
ため、画素へのビデオ信号の書き込みを高速に行うことができる。なお、図15において
、図14と同様なものに関しては共通の符号を用いて示し、同一部分又は同様な機能を有
する部分の詳細な説明は省略する。
ッファを有している。また場合によってはレベルシフタを有していても良い。走査線駆動
回路において、シフトレジスタにクロック信号(CLK)及びスタートパルス信号(SP
)が入力されることによって、選択信号が生成される。生成された選択信号はバッファに
おいて緩衝増幅され、対応する走査線に供給される。走査線には、1ライン分の画素のト
ランジスタのゲート電極が接続されている。そして、1ライン分の画素のトランジスタを
一斉にONにしなくてはならないので、バッファは大きな電流を流すことが可能なものが
用いられる。
て説明する。
ロップ5701_1~5701_nという複数のフリップフロップで構成される。また、
第1のクロック信号、第2のクロック信号、スタートパルス信号、リセット信号が入力さ
れて動作する。
1_1は、第1の配線5711、第2の配線5712、第4の配線5714、第5の配線
5715、第7の配線5717_1、及び第7の配線5717_2と接続される。また、
2段目のフリップフロップ5701_2は、第3の配線5713、第4の配線5714、
第5の配線5715、第7の配線5717_1、第7の配線5717_2及び第7の配線
5717_3と接続される。
01_nのうちいずれか一)は、第2の配線5712又は第3の配線5713の一方、第
4の配線5714、第5の配線5715、第7の配線5717_i-1、第7の配線57
17_i、及び第7の配線5717_i+1と接続される。ここで、iが奇数の場合には
、i段目のフリップフロップ5701_iは第2の配線5712と接続され、iが偶数で
ある場合には、i段目のフリップフロップ5701_iは第3の配線5713と接続され
ることになる。
713の一方、第4の配線5714、第5の配線5715、第7の配線5717_n-1
、第7の配線5717_n、及び第6の配線5716と接続される。
16を、それぞれ第1の信号線、第2の信号線、第3の信号線、第4の信号線と呼んでも
よい。さらに、第4の配線5714、第5の配線5715を、それぞれ第1の電源線、第
2の電源線と呼んでもよい。
に示すフリップフロップは、第1の薄膜トランジスタ5571、第2の薄膜トランジスタ
5572、第3の薄膜トランジスタ5573、第4の薄膜トランジスタ5574、第5の
薄膜トランジスタ5575、第6の薄膜トランジスタ5576、第7の薄膜トランジスタ
5577及び第8の薄膜トランジスタ5578を有する。なお、第1の薄膜トランジスタ
5571、第2の薄膜トランジスタ5572、第3の薄膜トランジスタ5573、第4の
薄膜トランジスタ5574、第5の薄膜トランジスタ5575、第6の薄膜トランジスタ
5576、第7の薄膜トランジスタ5577及び第8の薄膜トランジスタ5578は、n
チャネル型トランジスタであり、ゲート・ソース間電圧(Vgs)がしきい値電圧(Vt
h)を上回ったとき導通状態になるものとする。
3の配線5503、第4の配線5504、第5の配線5505、及び第6の配線5506
を有する。
ジスタとする例を示すが、特に限定されず、例えば、デプレッション型のnチャネル型ト
ランジスタを用いても駆動回路を駆動させることもできる。
が第4の配線5504に接続され、第1の薄膜トランジスタ5571の第2の電極(ソー
ス電極またはドレイン電極の他方)が第3の配線5503に接続される。
薄膜トランジスタ5572の第2の電極が第3の配線5503に接続される。
薄膜トランジスタ5573の第2の電極が第2の薄膜トランジスタ5572のゲート電極
に接続され、第3の薄膜トランジスタ5573のゲート電極が第5の配線5505に接続
される。
薄膜トランジスタ5574の第2の電極が第2の薄膜トランジスタ5572のゲート電極
に接続され、第4の薄膜トランジスタ5574のゲート電極が第1の薄膜トランジスタ5
571のゲート電極に接続される。
薄膜トランジスタ5575の第2の電極が第1の薄膜トランジスタ5571のゲート電極
に接続され、第5の薄膜トランジスタ5575のゲート電極が第1の配線5501に接続
される。
薄膜トランジスタ5576の第2の電極が第1の薄膜トランジスタ5571のゲート電極
に接続され、第6の薄膜トランジスタ5576のゲート電極が第2の薄膜トランジスタ5
572のゲート電極に接続される。
薄膜トランジスタ5577の第2の電極が第1の薄膜トランジスタ5571のゲート電極
に接続され、第7の薄膜トランジスタ5577のゲート電極が第2の配線5502に接続
される。
薄膜トランジスタ5578の第2の電極が第2の薄膜トランジスタ5572のゲート電極
に接続され、第8の薄膜トランジスタ5578のゲート電極が第1の配線5501に接続
される。
のゲート電極、第5の薄膜トランジスタ5575の第2の電極、第6の薄膜トランジスタ
5576の第2の電極及び第7の薄膜トランジスタ5577の第2の電極の接続箇所をノ
ード5543とする。さらに、第2の薄膜トランジスタ5572のゲート電極、第3の薄
膜トランジスタ5573の第2の電極、第4の薄膜トランジスタ5574の第2の電極、
第6の薄膜トランジスタ5576のゲート電極及び第8の薄膜トランジスタ5578の第
2の電極の接続箇所をノード5544とする。
504を、それぞれ第1の信号線、第2の信号線、第3の信号線、第4の信号線と呼んで
もよい。さらに、第5の配線5505を第1の電源線、第6の配線5506を第2の電源
線と呼んでもよい。
16中の第7の配線5717_i-1が接続される。また、図17中の第2の配線550
2と、図16中の第7の配線5717_i+1が接続される。また、図17中の第3の配
線5503と、第7の配線5717_iが接続される。さらに、図17中の第6の配線5
506と、第5の配線5715が接続される。
続され、iが偶数の場合、図16中の第3の配線5713と接続される。また、図17中
の第5の配線5505と、図16中の第4の配線5714が接続される。
1は図16中の第1の配線5711に接続される。また、n段目のフリップフロップ57
01_nにおいて、図17中の第2の配線5502は図16中の第6の配線5716に接
続される。
nチャネル型TFTのみで作製することも可能である。実施の形態1乃至実施の形態3に
例示されるnチャネル型TFTはトランジスタの移動度が大きいため、駆動回路の駆動周
波数を高くすることが可能となる。また、実施の形態1乃至実施の形態3に例示されるn
チャネル型TFTはIn-Ga-Zn-O系非単結晶膜であるソース領域又はドレイン領
域により寄生容量が低減されるため、周波数特性(f特性と呼ばれる)が高い。例えば、
実施の形態1乃至実施の形態3に例示されるnチャネル型TFTを用いた走査線駆動回路
は、高速に動作させることができるため、フレーム周波数を高くすること、または、黒画
面挿入などを実現することが出来る。
駆動回路を配置することなどによって、さらに高いフレーム周波数を実現することができ
る。複数の走査線駆動回路を配置する場合は、偶数行の走査線を駆動する為の走査線駆動
回路を片側に配置し、奇数行の走査線を駆動するための走査線駆動回路をその反対側に配
置することにより、フレーム周波数を高くすることを実現することができる。また、複数
の走査線駆動回路により、同じ走査線に信号を出力すると、表示装置の大型化に有利であ
る。
なくとも一つの画素に複数の薄膜トランジスタを配置するため、走査線駆動回路を複数配
置することが好ましい。アクティブマトリクス型発光表示装置のブロック図の一例を図1
2(B)に示す。
る画素部5401と、各画素を選択する第1走査線駆動回路5402及び第2走査線駆動
回路5404と、選択された画素へのビデオ信号の入力を制御する信号線駆動回路540
3とを有する。
合、画素はトランジスタのオンとオフの切り替えによって、発光もしくは非発光の状態と
なる。よって、面積階調法または時間階調法を用いて階調の表示を行うことができる。面
積階調法は、1画素を複数の副画素に分割し、各副画素を独立にビデオ信号に基づいて駆
動させることによって、階調表示を行う駆動法である。また時間階調法は、画素が発光す
る期間を制御することによって、階調表示を行う駆動法である。
している。具体的に時間階調法で表示を行なう場合、1フレーム期間を複数のサブフレー
ム期間に分割する。そしてビデオ信号に従い、各サブフレーム期間において画素の発光素
子を発光または非発光の状態にする。複数のサブフレーム期間に分割することによって、
1フレーム期間中に画素が実際に発光する期間のトータルの長さを、ビデオ信号により制
御することができ、階調を表示することができる。
を配置する場合、一方のスイッチング用TFTのゲート配線である第1の走査線に入力さ
れる信号を第1走査線駆動回路5402で生成し、他方のスイッチング用TFTのゲート
配線である第2の走査線に入力される信号を第2走査線駆動回路5404で生成している
例を示しているが、第1の走査線に入力される信号と、第2の走査線に入力される信号と
を、共に1つの走査線駆動回路で生成するようにしても良い。また、例えば、1つの画素
が有するスイッチング用TFTの数によって、スイッチング素子の動作を制御するのに用
いられる走査線が、各画素に複数設けられることもあり得る。この場合、複数の走査線に
入力される信号を全て、1つの走査線駆動回路で生成しても良いし、複数の各走査線駆動
回路で生成しても良い。
できる駆動回路の一部を画素部の薄膜トランジスタと同一基板上に形成することができる
。また、信号線駆動回路及び走査線駆動回路を実施の形態1乃至実施の形態3に例示され
るnチャネル型TFTのみで作製することも可能である。
電気的に接続する素子を利用して電子インクを駆動させる電子ペーパーに用いてもよい。
電子ペーパーは、電気泳動表示装置(電気泳動ディスプレイ)とも呼ばれており、紙と同
じ読みやすさ、他の表示装置に比べ低消費電力、薄くて軽い形状とすることが可能という
利点を有している。
プラスの電荷を有する第1の粒子と、マイナスの電荷を有する第2の粒子とを含むマイク
ロカプセルが溶媒または溶質に複数分散されており、電気泳動ディスプレイは、マイクロ
カプセルに電界を印加することによって、マイクロカプセル中の粒子を互いに反対方向に
移動させて一方側に集合した粒子の色のみを表示するものである。なお、第1の粒子また
は第2の粒子は染料を含み、電界がない場合において移動しないものである。また、第1
の粒子の色と第2の粒子の色は異なるもの(無色を含む)とする。
いわゆる誘電泳動的効果を利用したディスプレイである。電気泳動ディスプレイは、液晶
表示装置が必要とする偏光板を必要としないため、厚さや重さが半減する。
の電子インクはガラス、プラスチック、布、紙などの表面に印刷することができる。また
、カラーフィルタや色素を有する粒子を用いることによってカラー表示も可能である。
ロカプセルを複数配置すればアクティブマトリクス型の表示装置が完成し、マイクロカプ
セルに電界を印加すれば表示を行うことができる。例えば、他の実施の形態に例示される
方法と同様に形成できる薄膜トランジスタによって得られるアクティブマトリクス基板を
用いることができる。
半導体材料、磁性材料、液晶材料、強誘電性材料、エレクトロルミネセント材料、エレク
トロクロミック材料、磁気泳動材料から選ばれた一種の材料、またはこれらの複合材料を
用いればよい。
ため、消費電力が低く、高速な動作が可能である。
用いることができることとする。
実施の形態1乃至実施の形態3に例示される薄膜トランジスタを作製し、該薄膜トランジ
スタを画素部、さらには駆動回路に用いて、表示機能を有する半導体装置(表示装置とも
いう)を作製することができる。また、実施の形態1乃至実施の形態3に例示される薄膜
トランジスタを用いた駆動回路の一部または全体を、画素部と同じ基板上に一体形成し、
システムオンパネルを形成することができる。
素子(発光表示素子ともいう)を用いることができる。発光素子は、電流または電圧によ
って輝度が制御される素子をその範疇に含んでおり、具体的には無機EL(Electr
o Luminescence)素子、有機EL素子等が含まれる。また、電子インクな
ど、電気的作用によりコントラストが変化する表示媒体も適用することができる。
を含むIC等を実装した状態にあるモジュールとを含む。さらに本発明の一態様は、該表
示装置を作製する過程における、表示素子が完成する前の一形態に相当する素子基板に関
し、該素子基板は、電流を表示素子に供給するための手段を複数の各画素に備える。素子
基板は、具体的には、表示素子の画素電極のみが形成された状態であっても良いし、画素
電極となる導電膜を成膜した後であって、エッチングして画素電極を形成する前の状態で
あっても良いし、あらゆる形態があてはまる。
源(照明装置含む)を指す。また、コネクター、例えばFPC(Flexible pr
inted circuit)もしくはTAB(Tape Automated Bon
ding)テープもしくはTCP(Tape Carrier Package)が取り
付けられたモジュール、TABテープやTCPの先にプリント配線板が設けられたモジュ
ール、または表示素子にCOG(Chip On Glass)方式によりIC(集積回
路)が直接実装されたモジュールも全て表示装置に含むものとする。
て、図18を用いて説明する。図18は、第1の基板4001上に形成された他の実施の
形態に例示されるIn-Ga-Zn-O系非単結晶膜を酸化物半導体層として含む信頼性
の高い薄膜トランジスタ4010、4011、及び液晶素子4013を、第2の基板40
06との間にシール材4005によって封止した、パネルの上面図であり、図18(B)
は、図18(A1)(A2)のM-Nにおける断面図に相当する。
ようにして、シール材4005が設けられている。また画素部4002と、走査線駆動回
路4004の上に第2の基板4006が設けられている。よって画素部4002と、走査
線駆動回路4004とは、第1の基板4001と第2の基板4006によって、液晶層4
008と共に封止されている。また第1の基板4001上のシール材4005によって囲
まれている領域とは異なる領域に、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半
導体膜で形成された信号線駆動回路4003が実装されている。
ワイヤボンディング方法、或いはTAB方法などを用いることができる。図18(A1)
は、COG方法により信号線駆動回路4003を実装する例であり、図18(A2)は、
TAB方法により信号線駆動回路4003を実装する例である。
薄膜トランジスタを複数有しており、図18(B)では、画素部4002に含まれる薄膜
トランジスタ4010と、走査線駆動回路4004に含まれる薄膜トランジスタ4011
とを例示している。薄膜トランジスタ4010、4011上には絶縁層4020、402
1が設けられている。
導体層として含む信頼性の高い、他の実施の形態に例示される薄膜トランジスタを適用す
ることができる。本実施の形態において、薄膜トランジスタ4010、4011はnチャ
ネル型薄膜トランジスタである。
気的に接続されている。そして液晶素子4013の対向電極層4031は第2の基板40
06上に形成されている。画素電極層4030と対向電極層4031と液晶層4008と
が重なっている部分が、液晶素子4013に相当する。なお、画素電極層4030、対向
電極層4031はそれぞれ配向膜として機能する絶縁層4032、4033が設けられ、
絶縁層4032、4033を介して液晶層4008を挟持している。
テンレス)、セラミックス、プラスチックを用いることができる。プラスチックとしては
、FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics)板、PV
F(ポリビニルフルオライド)フィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリル樹脂フィ
ルムを用いることができる。また、アルミニウムホイルをPVFフィルムやポリエステル
フィルムで挟んだ構造のシートを用いることもできる。
画素電極層4030と対向電極層4031との間の距離(セルギャップ)を制御するため
に設けられている。なお球状のスペーサを用いていても良い。また、対向電極層4031
は、薄膜トランジスタ4010と同一基板上に設けられる共通電位線と電気的に接続され
る。共通接続部を用いて、一対の基板間に配置される導電性粒子を介して対向電極層40
31と共通電位線とを電気的に接続することができる。なお、導電性粒子はシール材40
05に含有させる。
あり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直
前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善
するために5重量%以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を用いて液晶層4008を
形成する。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が10μs
~100μsと短く、光学的等方性であるため配向処理が不要であり、視野角依存性が小
さい。
装置でも半透過型液晶表示装置でも適用できる。
着色層、表示素子に用いる電極層という順に設ける例を示すが、偏光板は基板の内側に設
けてもよい。また、偏光板と着色層の積層構造も本実施の形態に限定されず、偏光板及び
着色層の材料や作製工程条件によって適宜設定すればよい。また、ブラックマトリクスと
して機能する遮光膜を設けてもよい。
ジスタの信頼性を向上させるため、他の実施の形態に例示される薄膜トランジスタを保護
膜や平坦化絶縁膜として機能する絶縁層(絶縁層4020、絶縁層4021)で覆う構成
となっている。なお、保護膜は、大気中に浮遊する有機物や金属物、水蒸気などの汚染不
純物の侵入を防ぐためのものであり、緻密な膜が好ましい。保護膜は、スパッタ法を用い
て、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化
アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、又は窒化酸化アルミニ
ウム膜の単層、又は積層で形成すればよい。本実施の形態では保護膜をスパッタ法で形成
する例を示すが、特に限定されず種々の方法で形成すればよい。
は、絶縁層4020の一層目として、スパッタ法を用いて酸化シリコン膜を形成する。保
護膜として酸化シリコン膜を用いると、ソース電極層及びドレイン電極層として用いるア
ルミニウム膜のヒロック防止に効果がある。
保護膜として窒化シリコン膜を用いると、ナトリウム等の可動イオンが半導体領域中に侵
入して、TFTの電気特性を変化させることを抑制することができる。
てもよい。
ミド、アクリル、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、エポキシ等の、耐熱性を有する有機
材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料(low-k材料)
、シロキサン系樹脂、PSG(リンガラス)、BPSG(リンボロンガラス)等を用いる
ことができる。なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、絶縁層
4021を形成してもよい。
i結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は置換基としては有機基(例えばアルキ
ル基やアリール基)やフルオロ基を用いても良い。また、有機基はフルオロ基を有してい
ても良い。
、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法(インクジェット法、スクリーン
印刷、オフセット印刷等)、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイ
フコーター等を用いることができる。材料液を用いて絶縁層4021を形成する場合、ベ
ークする工程で同時に、酸化物半導体層のアニール(300℃~400℃)を行ってもよ
い。絶縁層4021の焼成工程と酸化物半導体層のアニールを兼ねることで効率よく半導
体装置を作製することが可能となる。
、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、
酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物(以下、ITOと示す。)、
インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する
導電性材料を用いることができる。
ともいう)を含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性組成物を用いて形
成した画素電極は、シート抵抗が10000Ω/スクエア以下、波長550nmにおける
透光率が70%以上であることが好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子
の抵抗率が0.1Ω・cm以下であることが好ましい。
ば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェンま
たはその誘導体、若しくはこれらの2種以上の共重合体などがあげられる。
02に与えられる各種信号及び電位は、FPC4018から供給されている。
30と同じ導電膜から形成され、端子電極4016は、薄膜トランジスタ4010、40
11のソース電極層及びドレイン電極層と同じ導電膜で形成されている。
て電気的に接続されている。
装している例を示しているが、本実施の形態はこの構成に限定されない。走査線駆動回路
を別途形成して実装しても良いし、信号線駆動回路の一部または走査線駆動回路の一部の
みを別途形成して実装しても良い。
として液晶表示モジュールを構成する一例を示している。
ール材2602により固着され、その間にTFT等を含む画素部2603、液晶層を含む
表示素子2604、着色層2605が設けられ表示領域を形成している。着色層2605
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2600と対向基板2601の
外側には偏光板2606、偏光板2607、拡散板2613が配設されている。光源は冷
陰極管2610と反射板2611により構成され、回路基板2612は、フレキシブル配
線基板2609によりTFT基板2600の配線回路部2608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。また偏光板と、液晶層との間に位
相差板を有した状態で積層してもよい。
n-Plane-Switching)モード、FFS(Fringe Field S
witching)モード、MVA(Multi-domain Vertical A
lignment)モード、PVA(Patterned Vertical Alig
nment)モード、ASM(Axially Symmetric aligned
Micro-cell)モード、OCB(Optical Compensated B
irefringence)モード、FLC(Ferroelectric Liqui
d Crystal)モード、AFLC(AntiFerroelectric Liq
uid Crystal)モードなどを用いることができる。
ているため、消費電力が低く、高速な動作が可能である。
用いることができることとする。
本実施の形態では、他の実施の形態に例示される薄膜トランジスタを適用した半導体装置
として電子ペーパーの例を示す。
装置に用いられる薄膜トランジスタ581としては、他の実施の形態に例示される薄膜ト
ランジスタを適用することができる。
トボール表示方式とは、白と黒に塗り分けられた球形粒子を表示素子に用いる電極層であ
る第1の電極層及び第2の電極層の間に配置し、第1の電極層及び第2の電極層に電位差
を生じさせての球形粒子の向きを制御することにより、表示を行う方法である。
の薄膜トランジスタであり、ソース電極層又はドレイン電極層によって第1の電極層58
7と、絶縁層583,584、585に形成する開口で接しており電気的に接続している
。第1の電極層587と第2の電極層588との間には黒色領域590a及び白色領域5
90bを有し、周りに液体で満たされているキャビティ594を含む球形粒子589が設
けられており、球形粒子589の周囲は樹脂等の充填材595で充填されている(図20
参照。)。本実施の形態においては、第1の電極層587が画素電極に相当し、第2の電
極層588が共通電極に相当する。第2の電極層588は、薄膜トランジスタ581と同
一基板上に設けられる共通電位線と電気的に接続される。他の実施の形態に例示されるい
ずれか一の共通接続部を用いて、一対の基板間に配置される導電性粒子を介して第2の電
極層588と共通電位線とを電気的に接続することができる。
と、正に帯電した白い微粒子と負に帯電した黒い微粒子とを封入した直径10μm~20
0μm程度のマイクロカプセルを用いる。第1の電極層と第2の電極層との間に設けられ
るマイクロカプセルは、第1の電極層と第2の電極層によって、電場が与えられると、白
い微粒子と、黒い微粒子が逆の方向に移動し、白または黒を表示することができる。この
原理を応用した表示素子が電気泳動表示素子であり、一般的に電子ペーパーとよばれてい
る。電気泳動表示素子は、液晶表示素子に比べて反射率が高いため、補助ライトは不要で
あり、また消費電力が小さく、薄暗い場所でも表示部を認識することが可能である。また
、表示部に電源が供給されない場合であっても、一度表示した像を保持することが可能で
あるため、電波発信源から表示機能付き半導体装置(単に表示装置、又は表示装置を具備
する半導体装置ともいう)を遠ざけた場合であっても、表示された像を保存しておくこと
が可能となる。
いるため、消費電力が低く、高速な動作が可能である。
用いることができることとする。
本実施の形態では、他の実施の形態に例示される薄膜トランジスタを適用した半導体装置
として発光表示装置の例を示す。表示装置の有する表示素子としては、本実施の形態では
エレクトロルミネッセンスを利用する発光素子を用いて示す。エレクトロルミネッセンス
を利用する発光素子は、発光材料が有機化合物であるか、無機化合物であるかによって区
別され、一般的に、前者は有機EL素子、後者は無機EL素子と呼ばれている。
がそれぞれ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして、それらキャ
リア(電子および正孔)が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成
し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。このようなメカニズムから、このよう
な発光素子は、電流励起型の発光素子と呼ばれる。
類される。分散型無機EL素子は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた発光層を有
するものであり、発光メカニズムはドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー-ア
クセプター再結合型発光である。薄膜型無機EL素子は、発光層を誘電体層で挟み込み、
さらにそれを電極で挟んだ構造であり、発光メカニズムは金属イオンの内殻電子遷移を利
用する局在型発光である。なお、本実施の形態では、発光素子として有機EL素子を用い
て説明する。
可能な画素構成の一例を示す図である。
の形態では、実施の形態1乃至実施の形態3に例示される酸化物半導体層(In-Ga-
Zn-O系非単結晶膜)をチャネル形成領域に用いるnチャネル型のトランジスタを、1
つの画素に2つ用いる例を示す。
発光素子6404及び容量素子6403を有している。スイッチング用トランジスタ64
01はゲートが走査線6406に接続され、第1電極(ソース電極及びドレイン電極の一
方)が信号線6405に接続され、第2電極(ソース電極及びドレイン電極の他方)が駆
動用トランジスタ6402のゲートに接続されている。駆動用トランジスタ6402は、
ゲートが容量素子6403を介して電源線6407に接続され、第1電極が電源線640
7に接続され、第2電極が発光素子6404の第1電極(画素電極)に接続されている。
発光素子6404の第2電極は共通電極6408に相当する。共通電極6408は、同一
基板上に形成される共通電位線と電気的に接続され、その接続部分を共通接続部として、
図1(A)、図2(A)、或いは図3(A)に示す構造とすればよい。
る。なお、低電源電位とは、電源線6407に設定される高電源電位を基準にして低電源
電位<高電源電位を満たす電位であり、低電源電位としては例えばGND、0Vなどが設
定されていても良い。この高電源電位と低電源電位との電位差を発光素子6404に印加
して、発光素子6404に電流を流して発光素子6404を発光させるため、高電源電位
と低電源電位との電位差が発光素子6404の順方向しきい値電圧以上となるようにそれ
ぞれの電位を設定する。
ことも可能である。駆動用トランジスタ6402のゲート容量については、チャネル領域
とゲート電極との間で容量が形成されていてもよい。
駆動用トランジスタ6402が十分にオンするか、オフするかの二つの状態となるような
ビデオ信号を入力する。つまり、駆動用トランジスタ6402は線形領域で動作させる。
駆動用トランジスタ6402は線形領域で動作させるため、電源線6407の電圧よりも
高い電圧を駆動用トランジスタ6402のゲートにかける。なお、信号線6405には、
(電源線電圧+駆動用トランジスタ6402のVth)以上の電圧をかける。
らせることで、図21と同じ画素構成を用いることができる。
の順方向電圧+駆動用トランジスタ6402のVth以上の電圧をかける。発光素子64
04の順方向電圧とは、所望の輝度とする場合の電圧を指しており、少なくとも順方向し
きい値電圧を含む。なお、駆動用トランジスタ6402が飽和領域で動作するようなビデ
オ信号を入力することで、発光素子6404に電流を流すことができる。駆動用トランジ
スタ6402を飽和領域で動作させるため、電源線6407の電位は、駆動用トランジス
タ6402のゲート電位よりも高くする。ビデオ信号をアナログとすることで、発光素子
6404にビデオ信号に応じた電流を流し、アナログ階調駆動を行うことができる。
にスイッチ、抵抗素子、容量素子、トランジスタ又は論理回路などを追加してもよい。
FTがn型の場合を例に挙げて、画素の断面構造について説明する。図22(A)(B)
(C)の半導体装置に用いられる駆動用TFT7001、7011、7021は、実施の
形態1乃至3に例示される薄膜トランジスタと同様に作製でき、In-Ga-Zn-O系
非単結晶膜を酸化物半導体層として含む信頼性の高い薄膜トランジスタである。
して、基板上に薄膜トランジスタ及び発光素子を形成し、基板とは逆側の面から発光を取
り出す上面射出や、基板側の面から発光を取り出す下面射出や、基板側の面及び基板とは
反対側の面から発光を取り出す両面射出構造の発光素子があり、本発明の画素構成はどの
射出構造の発光素子にも適用することができる。
発光層7004に対して陽極7005側(基板とは反対側)に透過する場合の、画素の断
面図を示す。図22(A)では、発光素子7002の陰極7003と駆動用TFT700
1が電気的に接続されており、陰極7003上に発光層7004、陽極7005が順に積
層されている。陰極7003は仕事関数が小さく、なおかつ光を反射する導電性材料であ
れば様々の材料を用いることができる。例えば、Ca、Al、MgAg、AlLi等が望
ましい。そして発光層7004は、単数の層で構成されていても、複数の層が積層される
ように構成されていてもどちらでも良い。複数の層で構成されている場合、陰極7003
上に電子注入層、電子輸送層、発光層、ホール輸送層、ホール注入層の順に積層する。な
おこれらの層を全て設ける必要はない。陽極7005は光を透過する透光性を有する導電
性材料を用いて形成し、例えば酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングス
テンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含
むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物(以下、ITOと示す。)、インジウム亜鉛
酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する導電性材料を用
いても良い。
相当する。図22(A)に示した画素の場合、発光素子7002から発せられる光は、矢
印で示すように陽極7005側に射出する。
011がn型で、発光素子7012から発せられる光が発光層に対して陰極7013側(
基板側)に射出する場合の、画素の断面図を示す。図22(B)では、駆動用TFT70
11と電気的に接続された透光性を有する導電膜7017上に、発光素子7012の陰極
7013が成膜されており、陰極7013上に発光層7014、陽極7015が順に積層
されている。なお、陽極7015が透光性を有する場合、陽極上を覆うように、光を反射
または遮蔽するための遮蔽膜7016が成膜されていてもよい。陰極7013は、図22
(A)の場合と同様に、仕事関数が小さい導電性材料であれば様々な材料を用いることが
できる。ただしその膜厚は、光を透過する程度(好ましくは、5nm~30nm程度)と
する。例えば20nmの膜厚を有するアルミニウム膜を、陰極7013として用いること
ができる。そして発光層7014は、図22(A)と同様に、単数の層で構成されていて
も、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。陽極7015は光を
透過する必要はないが、図22(A)と同様に、透光性を有する導電性材料を用いて形成
することができる。そして遮蔽膜7016は、例えば光を反射する金属等を用いることが
できるが、金属膜に限定されない。例えば黒の顔料を添加した樹脂等を用いることもでき
る。
に相当する。図22(B)に示した画素の場合、発光素子7012から発せられる光は、
矢印で示すように陰極7013側に射出する。
では、駆動用TFT7021と電気的に接続された透光性を有する導電膜7027上に、
発光素子7022の陰極7023が成膜されており、陰極7023上に発光層7024、
陽極7025が順に積層されている。陰極7023は、図22(A)の場合と同様に、仕
事関数が小さい導電性材料であれば様々な材料を用いることができる。ただしその膜厚は
、光を透過する程度とする。例えば20nmの膜厚を有するAlを、陰極7023として
用いることができる。そして発光層7024は、図22(A)と同様に、単数の層で構成
されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。陽極70
25は、図22(A)と同様に、光を透過する透光性を有する導電性材料を用いて形成す
ることができる。
22に相当する。図22(C)に示した画素の場合、発光素子7022から発せられる光
は、矢印で示すように陽極7025側と陰極7023側の両方に射出する。
て無機EL素子を設けることも可能である。
発光素子が電気的に接続されている例を示したが、駆動用TFTと発光素子との間に電流
制御用TFTが接続されている構成であってもよい。
本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
当する発光表示パネル(発光パネルともいう)の外観及び断面について、図23を用いて
説明する。図23(A)は、第1の基板上に形成された薄膜トランジスタ及び発光素子を
、第1の基板と第2の基板との間にシール材によって封止した、パネルの上面図であり、
図23(B)は、図23(A)のH-Iにおける断面図に相当する。
3b、及び走査線駆動回路4504a、4504bを囲むようにして、シール材4505
が設けられている。また画素部4502、信号線駆動回路4503a、4503b、及び
走査線駆動回路4504a、4504bの上に第2の基板4506が設けられている。よ
って画素部4502、信号線駆動回路4503a、4503b、及び走査線駆動回路45
04a、4504bは、第1の基板4501とシール材4505と第2の基板4506と
によって、充填材4507と共に密封されている。このように発光表示パネルは外気に曝
されないように気密性が高く、脱ガスの少ない保護フィルム(貼り合わせフィルム、紫外
線硬化樹脂フィルム等)やカバー材でパッケージング(封入)することが好ましい。
503b、及び走査線駆動回路4504a、4504bは、薄膜トランジスタを複数有し
ており、図23(B)では、画素部4502に含まれる薄膜トランジスタ4510と、信
号線駆動回路4503aに含まれる薄膜トランジスタ4509とを例示している。
導体層として含む信頼性の高い、他の実施の形態に例示される薄膜トランジスタを適用す
ることができる。本実施の形態において、薄膜トランジスタ4509、4510はnチャ
ネル型薄膜トランジスタである。
層4517は、薄膜トランジスタ4510のソース電極層またはドレイン電極層と電気的
に接続されている。なお発光素子4511の構成は、第1の電極層4517、電界発光層
4512、第2の電極層4513の積層構造であるが、本実施の形態に示した構成に限定
されない。発光素子4511から取り出す光の方向などに合わせて、発光素子4511の
構成は適宜変えることができる。
特に感光性の材料を用い、第1の電極層4517上に開口部を形成し、その開口部の側壁
が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。
されていてもどちらでも良い。
4513及び隔壁4520上に保護膜を形成してもよい。保護膜としては、窒化シリコン
膜、窒化酸化シリコン膜、DLC膜等を形成することができる。
、または画素部4502に与えられる各種信号及び電位は、FPC4518a、4518
bから供給されている。
517と同じ導電膜から形成され、端子電極4516は、薄膜トランジスタ4509、4
510が有するソース電極層及びドレイン電極層と同じ導電膜から形成されている。
して電気的に接続されている。
ればならない。その場合には、ガラス板、プラスチック板、ポリエステルフィルムまたは
アクリルフィルムのような透光性を有する材料を用いる。
脂または熱硬化樹脂を用いることができ、PVC(ポリビニルクロライド)、アクリル、
ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)またはEV
A(エチレンビニルアセテート)を用いることができる。本実施の形態は充填材4507
として窒素を用いる。
)、位相差板(λ/4板、λ/2板)、カラーフィルタなどの光学フィルムを適宜設けて
もよい。また、偏光板又は円偏光板に反射防止膜を設けてもよい。例えば、表面の凹凸に
より反射光を拡散し、映り込みを低減できるアンチグレア処理を施すことができる。
、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜によって形成された駆動回
路で実装されていてもよい。また、信号線駆動回路のみ、或いは一部、又は走査線駆動回
路のみ、或いは一部のみを別途形成して実装しても良く、本実施の形態は図23の構成に
限定されない。
いるため、消費電力が低く、高速な動作が可能である。
用いることができることとする。
本発明の一態様の表示装置は、電子ペーパーとして適用することができる。電子ペーパー
は、情報を表示するものであればあらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。例
えば、電子ペーパーを用いて、電子書籍(電子ブック)、ポスター、電車などの乗り物の
車内広告、クレジットカード等の各種カードにおける表示等に適用することができる。電
子機器の一例を図24、図25に示す。
の印刷物である場合には、広告の交換は人手によって行われるが、本発明の一態様を適用
した電子ペーパーを用いれば短時間で広告の表示を変えることができる。また、表示も崩
れることなく安定した画像が得られる。なお、ポスターは無線で情報を送受信できる構成
としてもよい。
紙の印刷物である場合には、広告の交換は人手によって行われるが、電子ペーパーを用い
れば人手を多くかけることなく短時間で広告の表示を変えることができる。また表示も崩
れることなく安定した画像が得られる。なお、車内広告は無線で情報を送受信できる構成
としてもよい。
筐体2701および筐体2703の2つの筐体で構成されている。筐体2701および筐
体2703は、軸部2711により一体とされており、該軸部2711を軸として開閉動
作を行うことができる。このような構成により、紙の書籍のような動作を行うことが可能
となる。
込まれている。表示部2705および表示部2707は、続き画面を表示する構成として
もよいし、異なる画面を表示する構成としてもよい。異なる画面を表示する構成とするこ
とで、例えば右側の表示部(図25では表示部2705)に文章を表示し、左側の表示部
(図25では表示部2707)に画像を表示することができる。
701において、電源2721、操作キー2723、スピーカ2725などを備えている
。操作キー2723により、頁を送ることができる。なお、筐体の表示部と同一面にキー
ボードやポインティングディバイスなどを備える構成としてもよい。また、筐体の裏面や
側面に、外部接続用端子(イヤホン端子、USB端子、またはACアダプタおよびUSB
ケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など)、記録媒体挿入部などを備える構成
としてもよい。さらに、電子書籍2700は、電子辞書としての機能を持たせた構成とし
てもよい。
電子書籍サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロードする構成とすること
も可能である。
ため、消費電力が低く、高速な動作が可能である。
用いることができることとする。
本発明の一態様に係る半導体装置は、さまざまな電子機器(遊技機も含む)に適用するこ
とができる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置(テレビ、またはテレビジョ
ン受信機ともいう)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラやデジタルビデオカ
メラなどのカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置とも
いう)、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機
などが挙げられる。
00は、筐体9601に表示部9603が組み込まれている。表示部9603により、映
像を表示することが可能である。また、本実施の形態では、スタンド9605により筐体
9601を支持した構成を示している。
コン操作機9610により行うことができる。リモコン操作機9610が備える操作キー
9609により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部9603に表示され
る映像を操作することができる。また、リモコン操作機9610に、当該リモコン操作機
9610から出力する情報を表示する表示部9607を設ける構成としてもよい。
より一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線に
よる通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)または双方向
(送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能である。
ルフォトフレーム9700は、筐体9701に表示部9703が組み込まれている。表示
部9703は、各種画像を表示することが可能であり、例えばデジタルカメラなどで撮影
した画像データを表示させることで、通常の写真立てと同様に機能させることができる。
Bケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など)、記録媒体挿入部などを備える構
成とする。これらの構成は、表示部と同一面に組み込まれていてもよいが、側面や裏面に
備えるとデザイン性が向上するため好ましい。例えば、デジタルフォトフレームの記録媒
体挿入部に、デジタルカメラで撮影した画像データを記憶したメモリを挿入して画像デー
タを取り込み、取り込んだ画像データを表示部9703に表示させることができる。
。無線により、所望の画像データを取り込み、表示させる構成とすることもできる。
れており、連結部9893により、開閉可能に連結されている。筐体9881には表示部
9882が組み込まれ、筐体9891には表示部9883が組み込まれている。また、図
27(A)に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部9884、記録媒体挿入部988
6、LEDランプ9890、入力手段(操作キー9885、接続端子9887、センサ9
888(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、
化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振
動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの)、マイクロフォン9889)等を備え
ている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも本発明の
一態様に係る半導体装置を備えた構成であればよく、その他付属設備が適宜設けられた構
成とすることができる。図27(A)に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されている
プログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通
信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図27(A)に示す携帯型遊技機が有す
る機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
マシン9900は、筐体9901に表示部9903が組み込まれている。また、スロット
マシン9900は、その他、スタートレバーやストップスイッチなどの操作手段、コイン
投入口、スピーカなどを備えている。もちろん、スロットマシン9900の構成は上述の
ものに限定されず、少なくとも本発明の一態様に係る半導体装置を備えた構成であればよ
く、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。
1に組み込まれた表示部1002の他、操作ボタン1003、外部接続ポート1004、
スピーカ1005、マイク1006などを備えている。
力ことができる。また、電話を掛ける、或いはメールを打つなどの操作は、表示部100
2を指などで触れることにより行うことができる。
示モードであり、第2は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第3は表示
モードと入力モードの2つのモードが混合した表示+入力モードである。
主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合
、表示部1002の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好
ましい。
有する検出装置を設けることで、携帯電話機1000の向き(縦か横か)を判断して、表
示部1002の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
ボタン1003の操作により行われる。また、表示部1002に表示される画像の種類に
よって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画の
データであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
部1002のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モード
から表示モードに切り替えるように制御してもよい。
02に掌や指を触れることで、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことがで
きる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシ
ング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
ため、消費電力が低く、高速な動作が可能である。
用いることができることとする。
102 ゲート絶縁膜
103 半導体膜
109 保護絶縁層
111 ゲート電極層
113 半導体層
114a 電極層
114b 電極層
115a 配線層
115b 配線層
118 端子
120 接続電極
122 端子
123 容量配線
124 コンタクトホール
125 コンタクトホール
126 コンタクトホール
127 透明導電膜
128 画素電極層
129 透明導電膜
131 レジストマスク
132 レジストマスク
141 薄膜トランジスタ
144 薄膜トランジスタ
150 端子
151 端子
152 ゲート絶縁膜
153 接続電極
154 保護絶縁膜
155 透明導電膜
156 電極
400 基板
401a ゲート電極層
401b ゲート電極層
402 ゲート絶縁膜
403a 半導体層
403b 半導体層
404a 電極層
404b 電極層
404c 電極層
405a 配線層
405b 配線層
405c 配線層
406 コンタクトホール
430a 薄膜トランジスタ
430b 薄膜トランジスタ
580 基板
581 薄膜トランジスタ
583 絶縁層
585 絶縁層
587 電極層
588 電極層
589 球形粒子
590a 黒色領域
590b 白色領域
594 キャビティ
595 充填材
596 基板
1000 携帯電話機
1001 筐体
1002 表示部
1003 操作ボタン
1004 外部接続ポート
1005 スピーカ
1006 マイク
2600 TFT基板
2601 対向基板
2602 シール材
2603 画素部
2604 表示素子
2605 着色層
2606 偏光板
2607 偏光板
2608 配線回路部
2609 フレキシブル配線基板
2610 冷陰極管
2611 反射板
2612 回路基板
2613 拡散板
2631 ポスター
2632 車内広告
2700 電子書籍
2701 筐体
2703 筐体
2705 表示部
2707 表示部
2711 軸部
2721 電源
2723 操作キー
2725 スピーカ
4001 基板
4002 画素部
4003 信号線駆動回路
4004 走査線駆動回路
4005 シール材
4006 基板
4008 液晶層
4010 薄膜トランジスタ
4011 薄膜トランジスタ
4013 液晶素子
4015 接続端子電極
4016 端子電極
4018 FPC
4019 異方性導電膜
4020 絶縁層
4021 絶縁層
4030 画素電極層
4031 対向電極層
4032 絶縁層
4033 絶縁層
4035 柱状のスペーサ
4501 基板
4502 画素部
4503a 信号線駆動回路
4503b 信号線駆動回路
4504a 走査線駆動回路
4504b 走査線駆動回路
4505 シール材
4506 基板
4507 充填材
4509 薄膜トランジスタ
4510 薄膜トランジスタ
4511 発光素子
4512 電界発光層
4513 電極層
4515 接続端子電極
4516 端子電極
4517 電極層
4518a FPC
4518b FPC
4519 異方性導電膜
4520 隔壁
5300 基板
5301 画素部
5302 走査線駆動回路
5303 信号線駆動回路
5400 基板
5401 画素部
5402 走査線駆動回路
5403 信号線駆動回路
5404 走査線駆動回路
5501 配線
5502 配線
5503 配線
5504 配線
5505 配線
5506 配線
5543 ノード
5544 ノード
5571 薄膜トランジスタ
5572 薄膜トランジスタ
5573 薄膜トランジスタ
5574 薄膜トランジスタ
5575 薄膜トランジスタ
5576 薄膜トランジスタ
5577 薄膜トランジスタ
5578 薄膜トランジスタ
5601 ドライバIC
5602 スイッチ群
5603a 薄膜トランジスタ
5603b 薄膜トランジスタ
5603c 薄膜トランジスタ
5611 配線
5612 配線
5613 配線
5621 配線
5701 フリップフロップ
5703a タイミング
5703b タイミング
5703c タイミング
5711 配線
5712 配線
5713 配線
5714 配線
5715 配線
5716 配線
5717 配線
5721 信号
5803a タイミング
5803b タイミング
5803c タイミング
5821 信号
6400 画素
6401 スイッチング用トランジスタ
6402 駆動用トランジスタ
6403 容量素子
6404 発光素子
6405 信号線
6406 走査線
6407 電源線
6408 共通電極
7001 駆動用TFT
7002 発光素子
7003 陰極
7004 発光層
7005 陽極
7011 駆動用TFT
7012 発光素子
7013 陰極
7014 発光層
7015 陽極
7016 遮蔽膜
7017 導電膜
7021 駆動用TFT
7022 発光素子
7023 陰極
7024 発光層
7025 陽極
7027 導電膜
9600 テレビジョン装置
9601 筐体
9603 表示部
9605 スタンド
9607 表示部
9609 操作キー
9610 リモコン操作機
9700 デジタルフォトフレーム
9701 筐体
9703 表示部
9881 筐体
9882 表示部
9883 表示部
9884 スピーカ部
9885 操作キー
9886 記録媒体挿入部
9887 接続端子
9888 センサ
9889 マイクロフォン
9890 LEDランプ
9891 筐体
9893 連結部
9900 スロットマシン
9901 筐体
9903 表示部
Claims (2)
- ゲート線及び信号線が配置された画素部と、FPCと電気的に接続される端子部と、駆動回路部と、を有する表示装置であって、
前記画素部は、第1のトランジスタと、画素電極層と、を有し、
前記第1のトランジスタは、第1のチャネル形成領域を有する第1の酸化物半導体層を有し、
前記ゲート線は、前記ゲート線上の絶縁層を介して、前記第1の酸化物半導体層と重なる領域を有し、
前記信号線は、前記第1の酸化物半導体層と電気的に接続され、
前記信号線は、第1の電極層及び前記第1の電極層上の第2の電極層を有し、
前記第1の電極層の端部は、前記第2の電極層の端部より延在した領域を有し、
前記第2の電極層の端部は、第1のテーパー形状を有し、
前記第1の酸化物半導体層は、第3の電極層と、前記第3の電極層上に第4の電極層と、を有する電極層を介して、前記画素電極層と電気的に接続され、
前記第3の電極層は、前記第1の電極層と同一の材料を有し、
前記第4の電極層は、前記第2の電極層と同一の材料を有し、
前記第3の電極層の端部は、前記第4の電極層の端部より延在した領域を有し、
前記第4の電極層の端部は、第2のテーパー形状を有し、
前記第1の酸化物半導体層は、前記第1の電極層と接する領域と、前記第3の電極層と接する領域と、を有し、
前記端子部は、第5の電極層と、前記第5の電極層上の第6の電極層と、前記第6の電極層上の第7の電極層と、前記第7の電極層上の第8の電極層と、を有し、
前記第5の電極層は、前記ゲート線と同一の材料を有し、
前記第6の電極層は、前記第1の電極層と同一の材料を有し、
前記第7の電極層は、前記第2の電極層と同一の材料を有し、
前記第8の電極層は、前記画素電極層と同一の材料を有し、
前記第6の電極層の端部は、前記第7の電極層の端部よりも延在した領域を有し、
前記第7の電極層の端部は、第3のテーパー形状を有し、
前記第8の電極層は、前記FPCと電気的に接続され、
前記駆動回路部は、第2のトランジスタを有し、
前記第2のトランジスタは、ゲート電極と、第2のチャネル形成領域を有する第2の酸化物半導体層と、ソース電極と、ドレイン電極と、を有し、
前記ゲート電極は、前記ゲート電極上の前記絶縁層を介して、前記第2の酸化物半導体層と重なる領域を有し、
前記ソース電極は、前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続され、
前記ソース電極は、第9の電極層と、前記第9の電極層上の第10の電極層と、を有し、
前記ゲート電極は、前記ゲート線と同一の材料を有し、
前記第9の電極層は、前記第1の電極層と同一の材料を有し、
前記第10の電極層は、前記第2の電極層と同一の材料を有し、
前記第9の電極層の端部は、前記第10の電極層の端部より延在した領域を有し、
前記第10の電極層の端部は、第4のテーパー形状を有し、
前記ドレイン電極は、前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続され、
前記ドレイン電極は、第11の電極層と、前記第11の電極層上の第12の電極層と、を有し、
前記第11の電極層は、前記第1の電極層と同一の材料を有し、
前記第12の電極層は、前記第2の電極層と同一の材料を有し、
前記第11の電極層の端部は、前記第12の電極層の端部より延在した領域を有し、
前記第12の電極層の端部は、第5のテーパー形状を有し、
前記第2の酸化物半導体層は、前記第9の電極層と接する領域と、前記第11の電極層と接する領域と、を有する表示装置。 - 請求項1に記載の表示装置を有する電子機器。
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