特許ウォッチ

公開番号2025059883
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023170260
出願日2023-09-29
発明の名称表示装置
出願人株式会社ジャパンディスプレイ
代理人弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ
主分類G09F 9/30 20060101AFI20250403BHJP(教育;暗号方法;表示;広告;シール)
要約【課題】表示装置の信頼性を向上させる。
【解決手段】表示装置は、発光素子と、第1トランジスタと、第2トランジスタと、を含み、第1トランジスタは、基板上に設けられた第1ゲート電極と、第1ゲート電極上に設けられた第1絶縁膜と、第1絶縁膜上に設けられ、第1ゲート電極と重畳する領域を有する第1酸化物半導体層と、第1酸化物半導体層上に設けられた第2絶縁膜と、第2絶縁膜上に設けられた第1導電層と、を含み、第2トランジスタは、基板上に設けられた第1絶縁膜と、第1絶縁膜上に設けられた第2酸化物半導体層と、第1酸化物半導体層及び第2酸化物半導体層上に設けられ、第1絶縁膜の膜厚よりも小さい膜厚を有する第2絶縁膜と、第2絶縁膜上に設けられ、第2酸化物半導体層と重畳する領域を有する第2ゲート電極と、を含む。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
発光素子と、
駆動電源線から前記発光素子に流す電流値を制御する第１トランジスタと、
前記発光素子の発光輝度に対応する電圧を前記第１トランジスタの第１ゲート電極に書き込む第２トランジスタと、を含み、
前記第１トランジスタは、
前記第１ゲート電極と、
前記第１ゲート電極上に設けられた第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に設けられ、前記第１ゲート電極と重畳する領域を有する第１酸化物半導体層と、
前記第１酸化物半導体層上に設けられた第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜上に設けられた第１導電層と、を含み、
前記第２トランジスタは、
前記第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に設けられた第２酸化物半導体層と、
前記第１酸化物半導体層及び前記第２酸化物半導体層上に設けられ、前記第１絶縁膜の膜厚よりも小さい膜厚を有する前記第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜上に設けられ、前記第２酸化物半導体層と重畳する領域を有する第２ゲート電極と、を含み、
前記第１酸化物半導体層は、第１チャネル領域と、前記第１チャネル領域を挟んで設けられた第１高濃度不純物領域とを有し、
前記第２酸化物半導体層は、第２チャネル領域と、前記第２チャネル領域を挟んで設けられた第２高濃度不純物領域とを有し、
前記第１導電層は、前記発光素子と電気的に接続され、
４０℃において主成分としてリン酸を含むエッチング液を用いて前記第１酸化物半導体層及び前記第２酸化物半導体層をエッチングしたときのエッチングレートは、３ｎｍ／ｍｉｎ未満である、表示装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記第１絶縁膜の膜厚は、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、
前記第２絶縁膜の膜厚は、３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１高濃度不純物領域に含まれる不純物元素と、前記第２高濃度不純物領域に含まれる不純物元素とは同じ元素であり、
前記第１高濃度不純物領域及び前記第２高濃度不純物領域に含まれる不純物元素の濃度は、ＳＩＭＳ分析で測定した場合に、１×１０
１８
ｃｍ
－３
以上１×１０
２１
ｃｍ
－３
以下である、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１高濃度不純物領域及び前記第２高濃度不純物領域におけるシート抵抗は、１０００Ω／ｓｑ．以下である、請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１絶縁膜と前記第１酸化物半導体層との間に設けられた第１金属酸化物層と、
前記第１絶縁膜と前記第２酸化物半導体層との間に設けられた第２金属酸化物層と、をさらに有し、
前記第１金属酸化物層の膜厚及び前記第２金属酸化物層の膜厚は、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である、請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記エッチング液は、硝酸および酢酸を含む、請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
室温において０．５％フッ酸溶液を用いて前記第１酸化物半導体層及び前記第２酸化物半導体層をエッチングしたときのエッチングレートは、５ｎｍ／ｍｉｎ未満である、請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
前記第１酸化物半導体層及び前記第２酸化物半導体層は、アモルファス構造を有する酸化物半導体膜に対して熱処理を行うことによって形成され、
４０℃において前記エッチング液を用いて前記酸化物半導体膜をエッチングしたときのエッチングレートは、１００ｎｍ／ｍｉｎ以上である、請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
前記第１酸化物半導体層及び前記第２酸化物半導体層は、複数の金属元素を含み、
前記複数の金属元素のうちの１つは、インジウムであり、
前記複数の金属元素に対する前記インジウムの原子比率は、５０％以上である、請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
発光素子と、
駆動電源線から前記発光素子に流す電流値を制御する第１トランジスタと、
前記発光素子の発光輝度に対応する電圧を前記第１トランジスタの第１ゲート電極に書き込む第２トランジスタと、を含み、
前記第１トランジスタは、
第１ゲート電極と、
前記第１ゲート電極上に設けられた第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に設けられ、前記第１ゲート電極と重畳する領域を有する第１酸化物半導体層と、を含み、
前記第２トランジスタは、
前記第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に設けられた第２酸化物半導体層と、
前記第１酸化物半導体層及び前記第２酸化物半導体層上に設けられ、前記第１絶縁膜の膜厚よりも小さい膜厚を有する第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜上に設けられ、前記第２酸化物半導体層と重畳する領域を有する第２ゲート電極と、を含み、
前記第１酸化物半導体層は、第１チャネル領域と、前記第１チャネル領域を挟んで設けられた低濃度不純物領域と、前記低濃度不純物領域に隣接して設けられた第１高濃度不純物領域とを有し、
前記第２酸化物半導体層は、第２チャネル領域と、前記第２チャネル領域を挟んで設けられた第２高濃度不純物領域とを有し、
４０℃において主成分としてリン酸を含むエッチング液を用いて前記第１酸化物半導体層及び前記第２酸化物半導体層をエッチングしたときのエッチングレートは、３ｎｍ／ｍｉｎ未満である、表示装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一実施形態は、酸化物半導体をチャネルとして用いる半導体装置に関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、アモルファスシリコン、低温ポリシリコン、および単結晶シリコンなどを用いたシリコン半導体に替わり、酸化物半導体膜をチャネルとして用いる半導体装置の開発が進められている（例えば、特許文献１～特許文献６参照）。このような酸化物半導体膜を含む半導体装置は、アモルファスシリコン膜を含む半導体装置と同様に、単純な構造かつ低温プロセスで形成することができる。また、酸化物半導体膜を含む半導体装置は、アモルファスシリコン膜を含む半導体装置よりも高い電界効果移動度を有することが知られている。
【０００３】
また、有機ＥＬ表示装置を構成する半導体層として、酸化物半導体を用いることが注目されている。酸化物半導体層を用いたトランジスタは、オフリーク電流が低く、低周波数駆動が可能であるため低消費電力の表示装置への応用が期待されている。特に、自発光型である有機ＥＬ表示装置に、酸化物半導体層を用いたトランジスタを適用することで消費電力の削減効果が大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－１４１３３８号公報
特開２０１４－０９９６０１号公報
特開２０２１－１５３１９６号公報
特開２０１８－００６７３０号公報
特開２０１６－１８４７７１号公報
特開２０２１－１０８４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
酸化物半導体層を用いたトランジスタは、経時的に閾値電圧が変化してしまうなどの信頼性が低い点が課題である。酸化物半導体層を用いたトランジスタをボトムゲート構造又はデュアルゲート構造で形成する場合には、充分な信頼性を確保することが困難である。
【０００６】
上記問題に鑑み、本発明の一実施形態では、表示装置の信頼性を向上させることを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る表示装置は、発光素子と、駆動電源線から発光素子に流す電流値を制御する第１トランジスタと、発光素子の発光輝度に対応する電圧を第１トランジスタの第１ゲート電極に書き込む第２トランジスタと、を含み、第１トランジスタは、第１ゲート電極と、第１ゲート電極上に設けられた第１絶縁膜と、第１絶縁膜上に設けられ、第１ゲート電極と重畳する領域を有する第１酸化物半導体層と、第１酸化物半導体層上に設けられた第２絶縁膜と、第２絶縁膜上に設けられた第１導電層と、を含み、第２トランジスタは、第１絶縁膜と、第１絶縁膜上に設けられた第２酸化物半導体層と、第１酸化物半導体層及び第２酸化物半導体層上に設けられ、第１絶縁膜の膜厚よりも小さい膜厚を有する第２絶縁膜と、第２絶縁膜上に設けられ、第２酸化物半導体層と重畳する領域を有する第２ゲート電極と、を含み、第１酸化物半導体層は、第１チャネル領域と、第１チャネル領域を挟んで設けられた第１高濃度不純物領域とを有し、第２酸化物半導体層は、第２チャネル領域と、第２チャネル領域を挟んで設けられた第２高濃度不純物領域とを有し、第１導電層は、発光素子と電気的に接続され、４０℃において主成分としてリン酸を含むエッチング液を用いて第１酸化物半導体層及び第２酸化物半導体層をエッチングしたときのエッチングレートは、３ｎｍ／ｍｉｎ未満である。
【０００８】
本発明の一実施形態に係る表示装置は、発光素子と、駆動電源線から発光素子に流す電流値を制御する第１トランジスタと、発光素子の発光輝度に対応する電圧を第１トランジスタの第１ゲート電極に書き込む第２トランジスタと、を含み、第１トランジスタは、第１ゲート電極と、第１ゲート電極上に設けられた第１絶縁膜と、第１絶縁膜上に設けられ、第１ゲート電極と重畳する領域を有する第１酸化物半導体層と、を含み、第２トランジスタは、第１絶縁膜と、第１絶縁膜上に設けられた第２酸化物半導体層と、第１酸化物半導体層及び第２酸化物半導体層上に設けられ、第１絶縁膜の膜厚よりも小さい膜厚を有する第２絶縁膜と、第２絶縁膜上に設けられ、第２酸化物半導体層と重畳する領域を有する第２ゲート電極と、を含み、第１酸化物半導体層は、第１チャネル領域と、第１チャネル領域を挟んで設けられた低濃度不純物領域と、低濃度不純物領域に隣接して設けられた第１高濃度不純物領域とを有し、第２酸化物半導体層は、第２チャネル領域と、第２チャネル領域を挟んで設けられた第２高濃度不純物領域とを有し、４０℃において主成分としてリン酸を含むエッチング液を用いて第１酸化物半導体層及び第２酸化物半導体層をエッチングしたときのエッチングレートは、３ｎｍ／ｍｉｎ未満である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を説明する平面図である。
本発明の一実施形態に係る表示装置が有する画素の等価回路図である。
本発明の一実施形態に係る表示装置の画素の断面構造を説明する図である。
本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る表示装置の画素の断面構造を説明する図である。
本発明の一実施形態に係る表示装置が有する画素の等価回路図である。
本発明の一実施形態に係る表示装置の画素の断面構造を説明する図である。
本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る表示装置の画素の断面構造を説明する図である。
本発明の一実施形態に係る表示装置の画素の断面構造を説明する図である。
本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る表示装置の画素の断面構造を説明する図である。
本発明の一実施形態に係る表示装置が有する画素の等価回路図である。
図２４に示す画素回路のタイミングチャートである。
本発明の一実施形態に係る表示装置が有する画素の等価回路図である。
図２６に示す画素回路のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の各実施形態について、図面等を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する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。また、図面に関して、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて各部の幅、厚さ、形状等を模式的に表す場合があるが、それら模式的な図は一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。さらに、本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同一又は類似の要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。
（【００１１】以降は省略されています）

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