特許ウォッチ

公開番号2025038111
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-18
出願番号2024220594,2023205830
出願日2024-12-17,2014-01-24
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 20060101AFI20250311BHJP(教育;暗号方法;表示;広告;シール)
要約【課題】開口率が高く、且つ電荷容量を増大させることが可能な容量素子を有する半導体
装置を提供する。
【解決手段】基板上のトランジスタと、基板上の第1の透光性を有する導電膜と、トラン
ジスタを覆い、且つ第1の透光性を有する導電膜上に開口部が設けられた酸化物絶縁膜と
、酸化物絶縁膜上であって、且つ開口部において第1の透光性を有する導電膜に接する窒
化絶縁膜と、トランジスタに接続し、且つ開口部において凹部が形成される第2の透光性
を有する導電膜と、第2の透光性を有する導電膜の凹部を充填する有機樹脂膜と、を有す
る半導体装置である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
トランジスタと、容量素子と、表示素子と、を画素に有し、
前記トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記表示素子の第１の電極と電気的に接続され、
前記トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記容量素子の一方の電極と電気的に接続される表示装置であって、
絶縁表面の上方に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのゲート電極としての機能を有する第１の導電膜と、
前記第１の導電膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのゲート絶縁膜としての機能を有する第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのチャネル領域を有する酸化物半導体膜と、
前記第１の絶縁膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記容量素子の他方の電極としての機能を有し、かつ、透光性を有する第２の導電膜と、
前記酸化物半導体膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記第２の導電膜の上方に配置された領域を有する第２の絶縁膜と、
前記酸化物半導体膜と電気的に接続され、かつ、前記第１の電極と電気的に接続される第３の導電膜と、
前記酸化物半導体膜と電気的に接続され、前記トランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続される第１の配線としての機能を有し、かつ、前記画素と隣接する画素にわたって第１の方向に延在する領域を有する第４の導電膜と、
前記第２の導電膜と電気的に接続され、前記第２の導電膜に電位を供給する第２の配線としての機能を有し、かつ、前記画素と隣接する画素にわたって前記第１の方向に延在する領域を有するする第５の導電膜と、
前記第２の導電膜の上方に配置された領域を有し、前記第３の導電膜の上方に配置された領域を有し、前記第４の導電膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記第５の導電膜の上方に配置された領域を有する第３の絶縁膜と、
前記第１の電極の上方に配置された領域を有する前記表示素子の第２の電極と、を有し、
前記第１の電極は、前記第３の絶縁膜の上方に配置された領域を有し、
前記第２の導電膜は、前記第５の導電膜と重ならない領域であって、かつ、前記第２の絶縁膜と重ならない領域を有し、
前記第５の導電膜は、前記第４の導電膜との重なりを有さない、
表示装置。
続きを表示（約 3,200 文字）【請求項２】
トランジスタと、容量素子と、表示素子と、を画素に有し、
前記トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記表示素子の第１の電極と電気的に接続され、
前記トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記容量素子の一方の電極と電気的に接続される表示装置であって、
絶縁表面の上方に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのゲート電極としての機能を有する第１の導電膜と、
前記第１の導電膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのゲート絶縁膜としての機能を有する第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのチャネル領域を有する酸化物半導体膜と、
前記第１の絶縁膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記容量素子の他方の電極としての機能を有し、かつ、透光性を有する第２の導電膜と、
前記酸化物半導体膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記第２の導電膜の上方に配置された領域を有する第２の絶縁膜と、
前記酸化物半導体膜と電気的に接続され、かつ、前記第１の電極と電気的に接続される第３の導電膜と、
前記酸化物半導体膜と電気的に接続され、前記トランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続される第１の配線としての機能を有し、かつ、前記画素と隣接する画素にわたって第１の方向に延在する領域を有する第４の導電膜と、
前記第２の導電膜と電気的に接続され、前記第２の導電膜に電位を供給する第２の配線としての機能を有し、かつ、前記画素と隣接する画素にわたって前記第１の方向に延在する領域を有するする第５の導電膜と、
前記第２の導電膜の上方に配置された領域を有し、前記第３の導電膜の上方に配置された領域を有し、前記第４の導電膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記第５の導電膜の上方に配置された領域を有する第３の絶縁膜と、
前記第１の電極の上方に配置された領域を有する前記表示素子の第２の電極と、を有し、
前記第１の電極は、前記第３の絶縁膜の上方に配置された領域を有し、
前記第２の導電膜は、前記第５の導電膜と重ならない領域であって、かつ、前記第２の絶縁膜と重ならない領域を有し、
前記第５の導電膜は、前記第４の導電膜との重なりを有さず、
前記第２の導電膜は、前記第３の導電膜との重なりを有さない、
表示装置。
【請求項３】
トランジスタと、容量素子と、表示素子と、を画素に有し、
前記トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記表示素子の第１の電極と電気的に接続され、
前記トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記容量素子の一方の電極と電気的に接続される表示装置であって、
絶縁表面の上方に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのゲート電極としての機能を有する第１の導電膜と、
前記第１の導電膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのゲート絶縁膜としての機能を有する第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのチャネル領域を有する酸化物半導体膜と、
前記第１の絶縁膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記容量素子の他方の電極としての機能を有し、かつ、透光性を有する第２の導電膜と、
前記酸化物半導体膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記第２の導電膜の上方に配置された領域を有する第２の絶縁膜と、
前記酸化物半導体膜と電気的に接続され、かつ、前記第１の電極と電気的に接続される第３の導電膜と、
前記酸化物半導体膜と電気的に接続され、前記トランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続される第１の配線としての機能を有し、かつ、前記画素と隣接する画素にわたって第１の方向に延在する領域を有する第４の導電膜と、
前記第２の導電膜と電気的に接続され、前記第２の導電膜に電位を供給する第２の配線としての機能を有し、かつ、前記画素と隣接する画素にわたって前記第１の方向に延在する領域を有するする第５の導電膜と、
前記第２の導電膜の上方に配置された領域を有し、前記第３の導電膜の上方に配置された領域を有し、前記第４の導電膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記第５の導電膜の上方に配置された領域を有する第３の絶縁膜と、
前記第１の電極の上方に配置された領域を有する前記表示素子の第２の電極と、を有し、
前記第１の電極は、前記第３の絶縁膜の上方に配置された領域を有し、
前記第２の導電膜は、前記第５の導電膜と重ならない領域であって、かつ、前記第２の絶縁膜と重ならない領域を有し、
前記第５の導電膜は、前記第４の導電膜との重なりを有さず、
前記第２の導電膜は、前記第４の導電膜との重なりを有さない、
表示装置。
【請求項４】
トランジスタと、容量素子と、表示素子と、を画素に有し、
前記トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記表示素子の第１の電極と電気的に接続され、
前記トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記容量素子の一方の電極と電気的に接続される表示装置であって、
絶縁表面の上方に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのゲート電極としての機能を有する第１の導電膜と、
前記第１の導電膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのゲート絶縁膜としての機能を有する第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのチャネル領域を有する酸化物半導体膜と、
前記第１の絶縁膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記容量素子の他方の電極としての機能を有し、かつ、透光性を有する第２の導電膜と、
前記酸化物半導体膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記第２の導電膜の上方に配置された領域を有する第２の絶縁膜と、
前記酸化物半導体膜と電気的に接続され、かつ、前記第１の電極と電気的に接続される第３の導電膜と、
前記酸化物半導体膜と電気的に接続され、前記トランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続される第１の配線としての機能を有し、かつ、前記画素と隣接する画素にわたって第１の方向に延在する領域を有する第４の導電膜と、
前記第２の導電膜と電気的に接続され、前記第２の導電膜に電位を供給する第２の配線としての機能を有し、かつ、前記画素と隣接する画素にわたって前記第１の方向に延在する領域を有するする第５の導電膜と、
前記第２の導電膜の上方に配置された領域を有し、前記第３の導電膜の上方に配置された領域を有し、前記第４の導電膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記第５の導電膜の上方に配置された領域を有する第３の絶縁膜と、
前記第１の電極の上方に配置された領域を有する前記表示素子の第２の電極と、を有し、
前記第１の電極は、前記第３の絶縁膜の上方に配置された領域を有し、
前記第２の導電膜は、前記第５の導電膜と重ならない領域であって、かつ、前記第２の絶縁膜と重ならない領域を有し、
前記第５の導電膜は、前記第４の導電膜との重なりを有さず、
前記第２の導電膜は、前記第３の導電膜との重なりを有さず、
前記第２の導電膜は、前記第４の導電膜との重なりを有さない、
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、
前記酸化物半導体膜は、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎを含む、
表示装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化物半導体を有する半導体装置、または表示装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置や発光表示装置に代表されるフラットパネルディスプレイの多くに用いら
れているトランジスタは、ガラス基板上に形成されたアモルファスシリコン、単結晶シリ
コンまたは多結晶シリコンなどのシリコン半導体によって構成されている。また、該シリ
コン半導体を用いたトランジスタは、集積回路（ＩＣ）などにも利用されている。
【０００３】
近年、シリコン半導体に代わって、半導体特性を示す金属酸化物をトランジスタに用い
る技術が注目されている。なお、本明細書中では、半導体特性を示す金属酸化物を酸化物
半導体とよぶことにする。
【０００４】
例えば、酸化物半導体として、酸化亜鉛、またはＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ系酸化物を用いたト
ランジスタを作製し、該トランジスタを表示装置の画素のスイッチング素子などに用いる
技術が開示されている（特許文献１及び特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００７－１２３８６１号公報
特開２００７－９６０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
容量素子は一対の電極の間に誘電体膜が設けられており、一対の電極のうち、少なくと
も一方の電極は、トランジスタを構成するゲート電極、ソース電極又はドレイン電極など
遮光性を有する導電膜で形成されていることが多い。
【０００７】
また、液晶表示装置において、容量素子の電荷容量を大きくするほど、電界を加えた状
況において、液晶素子の液晶分子の配向を一定に保つことができる期間を長くすることが
できる。静止画を表示させる場合、当該期間を長くできることは、画像データを書き換え
る回数を低減することができ、消費電力の低減が望める。
【０００８】
容量素子の電荷容量を大きくするためには、容量素子の占有面積を大きくする、具体的
には一対の電極が重畳している面積を大きくするという手段がある。しかしながら、液晶
表示装置において、一対の電極が重畳している面積を大きくするために遮光性を有する導
電膜の面積を大きくすると、画素の開口率が低減し、画像の表示品位が低下する。このよ
うな問題は、解像度の高い液晶表示装置において、特に顕著である。
【０００９】
一方、液晶表示装置において、液晶分子の配向乱れが原因となり、表示不良が発生する
。液晶分子の配向乱れとしては、ディスクリネーション、光漏れ等がある。
【００１０】
配向膜近傍において、液晶分子の一端が配向膜から浮き上がって配向する。液晶分子に
おいて、配向膜に最も近い端部から浮き上がった端部へ向かう方向を基板面に正投影した
方向を「プレチルトの方向」という。また、液晶分子の長軸と、配向膜とでなす角度を「
プレチルト角」という。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許