特許ウォッチ

公開番号2025143301
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-01
出願番号2025098317,2024017235
出願日2025-06-12,2010-08-04
発明の名称表示装置
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類G09F 9/30 20060101AFI20250924BHJP(教育;暗号方法;表示;広告;シール)
要約【課題】開口率の高い半導体装置またはその製造方法を提供する。また、消費電力の低い半導体装置またはその製造方法を提供する。
【解決手段】第1の薄膜トランジスタを有する画素部と第2の薄膜トランジスタを有する駆動回路を有し、第1の薄膜トランジスタは、ゲート電極層とゲート絶縁層と半導体層とソース電極層及びドレイン電極層を有し、第1の薄膜トランジスタのゲート電極層、ゲート絶縁層、半導体層、ソース電極層、ドレイン電極層は透光性を有し、第2の薄膜トランジスタのゲート電極層は、第1の薄膜トランジスタのゲート電極層と材料が異なり、第1
の薄膜トランジスタのゲート電極層よりも低抵抗の導電層を有し、第2の薄膜トランジスタのソース電極層及びドレイン電極層は、第1の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材料が異なり、第1の薄膜トランジスタのソース電極層及びドレイン電極層よりも低抵抗の導電層を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
駆動回路と、画素部と、を有する表示装置であって、
第１の絶縁膜の上面に接する領域を有し、かつ、前記駆動回路が有する第１のトランジスタのチャネル形成領域と前記第１の絶縁膜を介して重なりを有するように配置された第１の導電膜と、
前記第１の絶縁膜の上面に接する領域を有し、かつ、前記画素部が有する第２のトランジスタのチャネル形成領域と前記第１の絶縁膜を介して重なりを有するように配置された第２の導電膜と、
前記第１の導電膜の上面に接する領域を有し、かつ、前記第１のトランジスタのチャネル形成領域と重なりを有するように配置された第３の導電膜と、
前記第２の導電膜の上面に接する領域を有する第２の絶縁膜と、を有し、
前記第１の導電膜及び前記第２の導電膜のそれぞれは、透光性を有し、
前記第１の導電膜及び前記第２の導電膜のそれぞれは、積層された複数の導電膜を有する、
表示装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
駆動回路と、画素部と、を有する表示装置であって、
第１の絶縁膜の上面に接する領域を有し、かつ、前記駆動回路が有する第１のトランジスタのチャネル形成領域と前記第１の絶縁膜を介して重なりを有するように配置された第１の導電膜と、
前記第１の絶縁膜の上面に接する領域を有し、かつ、前記画素部が有する第２のトランジスタのチャネル形成領域と前記第１の絶縁膜を介して重なりを有するように配置された第２の導電膜と、
前記第１の導電膜の上面に接する領域を有し、かつ、前記第１のトランジスタのチャネル形成領域と重なりを有するように配置された第３の導電膜と、
前記第２の導電膜の上面に接する領域を有する第２の絶縁膜と、を有し、
前記第３の導電膜は、前記第１の導電膜の上面に接する領域において、前記第１のトランジスタのチャネル形成領域との重なりを有し、
前記第１の導電膜及び前記第２の導電膜のそれぞれは、透光性を有し、
前記第１の導電膜及び前記第２の導電膜のそれぞれは、積層された複数の導電膜を有する、
表示装置。
【請求項３】
駆動回路と、画素部と、を有する表示装置であって、
第１の絶縁膜の上面に接する領域を有し、かつ、前記駆動回路が有する第１のトランジスタのチャネル形成領域と前記第１の絶縁膜を介して重なりを有するように配置された第１の導電膜と、
前記第１の絶縁膜の上面に接する領域を有し、かつ、前記画素部が有する第２のトランジスタのチャネル形成領域と前記第１の絶縁膜を介して重なりを有するように配置された第２の導電膜と、
前記第１の導電膜の上面に接する領域を有し、かつ、前記第１のトランジスタのチャネル形成領域と重なりを有するように配置された第３の導電膜と、
前記第２の導電膜の上面に接する領域を有する第２の絶縁膜と、を有し、
前記第１の導電膜及び前記第３の導電膜には、固定電位が与えられ、
前記第１の導電膜及び前記第２の導電膜のそれぞれは、透光性を有し、
前記第１の導電膜及び前記第２の導電膜のそれぞれは、積層された複数の導電膜を有する、
表示装置。
【請求項４】
駆動回路と、画素部と、を有する表示装置であって、
第１の絶縁膜の上面に接する領域を有し、かつ、前記駆動回路が有する第１のトランジスタのチャネル形成領域と前記第１の絶縁膜を介して重なりを有するように配置された第１の導電膜と、
前記第１の絶縁膜の上面に接する領域を有し、かつ、前記画素部が有する第２のトランジスタのチャネル形成領域と前記第１の絶縁膜を介して重なりを有するように配置された第２の導電膜と、
前記第１の導電膜の上面に接する領域を有し、かつ、前記第１のトランジスタのチャネル形成領域と重なりを有するように配置された第３の導電膜と、
前記第２の導電膜の上面に接する領域を有する第２の絶縁膜と、を有し、
前記第３の導電膜は、前記第１の導電膜の上面に接する領域において、前記第１のトランジスタのチャネル形成領域との重なりを有し、
前記第１の導電膜及び前記第３の導電膜には、固定電位が与えられ、
前記第１の導電膜及び前記第２の導電膜のそれぞれは、透光性を有し、
前記第１の導電膜及び前記第２の導電膜のそれぞれは、積層された複数の導電膜を有する、
表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記第１の導電膜の上面は、前記第３の導電膜と接していない領域を有する、
表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
前記第３の導電膜は、金属材料を有する、
表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
前記第１のトランジスタのチャネル形成領域が有する酸化物半導体は、Ｉｎ－Ｏ系の金属酸化物である、
表示装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、表示装置、それらを作製する方法、または、それらを用いた方法
に関する。特に、透光性を有する半導体層を有する液晶表示装置、その作製方法、または
、それを用いた方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのフラットパネルディスプレイが広く普及してき
ている。特に、各画素に薄膜トランジスタを設けたアクティブマトリックス型のＬＣＤが
よく用いられている。また、ソースドライバ（信号線駆動回路）およびゲートドライバ（
走査線駆動回路）またはどちらか一方の駆動回路を、画素部と同一基板上に一体形成した
表示装置も開発されている。その薄膜トランジスタは、半導体層として、アモルファス（
非晶質）シリコンやポリ（多結晶）シリコンを用いたものが多く使われている。
【０００３】
しかしながら、そのようなシリコン材料にかわって、透光性を有する金属酸化物が注目さ
れている。例えば、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系酸化物などは、液晶ディスプレイなどの表示
装置で必要とされる半導体材料に適用することが期待されている。特に薄膜トランジスタ
のチャネル層に適用することが検討されており、さらに、ゲート電極やソース電極または
ドレイン電極も透光性を有する電極を用いることによって、開口率を向上させる技術が検
討されている（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００７－１２３７００号公報
特開２００７－８１３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、画素部の薄膜トランジスタを制御する駆動回路部として、ソースドライバおよびゲ
ートドライバまたはどちらか一方の駆動回路が、画素部と同一基板上に形成された表示装
置では、ＦＰＣ端子等から引き回される電源線や信号線などの引回し配線や、素子と素子
、例えば、薄膜トランジスタと薄膜トランジスタとを接続する配線は、ゲート電極及びソ
ース電極（ドレイン電極）を構成する導電層をそのまま引き延ばし、同じ島（アイランド
）で形成される。したがって、薄膜トランジスタのゲートと別の薄膜トランジスタのゲー
トとを接続する配線（ゲート配線と呼ぶ）は、薄膜トランジスタのゲート電極と同じ層構
造や同じ材料で形成されており、薄膜トランジスタのソースと別の薄膜トランジスタのソ
ースとを接続する配線（ソース配線と呼ぶ）は、薄膜トランジスタのソース電極と同じ層
構造や同じ材料で形成されており、電源線や信号線などの引き回し配線は、前記ゲート配
線や前記ソース配線と同じ層構造や同じ材料で形成されていることが多い。従って、ゲー
ト電極及びソース電極（ドレイン電極）として、透光性を有する材料を用いて形成した場
合、電源線や信号線などの引回し配線や、駆動回路部のゲート配線及びソース配線や、画
素部のゲート配線及びソース配線は、ゲート電極及びソース電極（ドレイン電極）と同様
、透光性を有する材料を用いて形成されていることが多い。
【０００６】
しかしながら、通常、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ
）、インジウムスズ亜鉛酸化物（ＩＴＺＯ）などの透光性を有する導電材料は、アルミニ
ウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、ネオジム（
Ｎｄ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）などの遮光性及び反射性を有する導電材料と比較して、
抵抗値が低い。従って、透光性を有する導電材料を用いてＦＰＣ端子等から引き回される
電源線や信号線などの引き回し配線や、駆動回路部の配線を形成すると、配線抵抗が高く
なってしまう。特に、駆動回路部は高速動作を必要とするため配線抵抗が高くなると、そ
の配線を伝搬していく信号の波形がなまり、駆動回路部の高速動作の妨げとなってしまう
。そのため、正確な電圧や電流を供給することが困難となってしまい、画素部が正常な表
示や動作を行うことが困難となってしまう。
【０００７】
一方、駆動回路部のゲート電極及びソース電極（ドレイン電極）を、遮光性を有する導電
材料で形成し、更にゲート配線及びソース配線も遮光性を有する導電材料で形成した場合
、配線の導電率は向上するため、ＦＰＣ端子等から引き回される電源線や信号線などの引
き回し配線の配線抵抗の増加や、駆動回路部の信号の波形のなまりを抑制することができ
る。また、画素部のゲート電極及びソース電極（ドレイン電極）を、透光性を有する材料
で形成する事で、開口率を向上させ、消費電力を低くすることができる。
【０００８】
また、表示性能の面から画素には大きな保持容量を持たせることとともに、高開口率化が
求められている。各画素が高開口率を得ることにより光利用効率が向上し、表示装置の省
電力化および小型化が達成できる。近年、画素サイズの微細化が進み、より高精細な画像
が求められている。しかし画素サイズの微細化が進むと、各画素に占める薄膜トランジス
タ及び配線の形成面積が大きくなるため、画素開口率は低減する。そこで、規定の画素サ
イズの中で各画素の高開口率を得るためには、画素の回路構成に必要な回路要素を効率よ
くレイアウトすることが不可欠である。
【０００９】
また、透光性を有する半導体層を用いた薄膜トランジスタでは、薄膜トランジスタの特性
がノーマリーオンとなりやすく、しきい値電圧が不安定であったため、特に駆動回路部で
は高速動作が難しかった。
【００１０】
本発明の一態様は、半導体装置の製造コストを低減させることを課題の一つとする。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許