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公開番号2025061824
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-11
出願番号2025011195,2023138179
出願日2025-01-27,2013-09-10
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 20060101AFI20250403BHJP(教育;暗号方法;表示;広告;シール)
要約【課題】作製コストが低い表示装置を提供する。また、消費電力の小さい表示装置を提供
する。また、大面積基板に作製可能である表示装置を提供する。また、画素の開口率の高
い表示装置を提供する。また、信頼性の高い表示装置を提供する。
【解決手段】透光性を有する画素電極と電気的に接続されたトランジスタと、容量素子と
を有し、トランジスタは、ゲート電極と、ゲート電極上に設けられたゲート絶縁膜と、ゲ
ート絶縁膜上に設けられ酸化物半導体層を含む第1の多層膜とを含み、容量素子は、画素
電極と、画素電極と重なりかつ所定の間隔を開けて配置された第1の多層膜と同じ層構造
である第2の多層膜と、を有し、トランジスタのチャネル形成領域は、第1の多層膜のう
ち、ゲート絶縁膜と接しない少なくとも一層である。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
透光性を有する画素電極と電気的に接続されたトランジスタと、容量素子と、を有し、
前記トランジスタは、
ゲート電極と、前記ゲート電極上に設けられたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に設けられ酸化物半導体層を含む第１の多層膜と、を含み、
前記容量素子は、
前記画素電極と、前記画素電極と重なりかつ所定の間隔を開けて配置された前記第１の多層膜と同じ層構造である第２の多層膜と、を有し、
前記トランジスタのチャネル形成領域は、前記第１の多層膜のうち、前記ゲート絶縁膜と接しない少なくとも一層である、表示装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書などで開示する発明は表示装置および電子機器に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ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。フラットパネルディスプレイなどの表示装置において、行方向お
よび列方向に配置された画素内には、スイッチング素子であるトランジスタと、当該トラ
ンジスタと電気的に接続された表示素子と、当該表示素子と接続された容量素子とが設け
られている。
【０００３】
トランジスタに用いられるシリコン半導体膜は、用途によって非晶質シリコン膜と多結
晶シリコン膜とが使い分けられている。例えば、大面積基板上に表示装置を作製する場合
、大面積基板への成膜技術が確立されている非晶質シリコン膜を用いたトランジスタが好
適である。大面積基板に表示装置を作製することで、表示装置の作製コストを低くするこ
とができる。ただし、非晶質シリコン膜を用いたトランジスタは、電界効果移動度が低い
ため、十分なオン電流を得るためにトランジスタの面積を大きくする必要がある。トラン
ジスタの面積が大きくなるほど、画素の開口率が低くなり、表示装置の消費電力が大きく
なってしまう。
【０００４】
一方、多結晶シリコン膜を用いたトランジスタは、電界効果移動度が高いため、小さな
面積のトランジスタでも十分なオン電流を得ることができる。そのため、画素の開口率を
高くでき、表示装置の消費電力を小さくすることができる。ただし、多結晶シリコン膜は
、非晶質シリコン膜に対し高温での熱処理、またはレーザ光処理を行うことなどで形成す
るため、大面積基板上に形成することは困難である。大面積基板上に表示装置を作製する
ことが困難であるため、表示装置の作製コストが高くなってしまう。
【０００５】
また、半導体特性を示す酸化物（酸化物半導体ともいう。）は、トランジスタの半導体
膜に適用できる半導体材料である。例えば、酸化亜鉛またはＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物を用
いて、トランジスタを作製する技術が開示されている（特許文献１および特許文献２を参
照。）。
【０００６】
酸化物半導体膜は、スパッタリング法を用いて成膜できるため、大面積基板上に表示装
置を作製する場合に好適である。大面積基板に表示装置を作製することで、表示装置の作
製コストを低くすることができる。また、酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、高い
電界効果移動度を有するため、小さな面積のトランジスタでも十分なオン電流を得ること
ができる。そのため、画素の開口率を高くでき、表示装置の消費電力を小さくすることが
できる。また、非晶質シリコン膜を用いたトランジスタの生産設備の一部を改良して利用
することが可能であるため、設備投資を抑えられるメリットもある。
【０００７】
また、表示装置が高精細化するに伴い、配線、電極などの占有面積が増大するため、画
素の開口率が低くなり、表示装置の消費電力が大きくなってしまう。例えば、画素の開口
率を高くするために配線の幅を細くした場合、表示装置の動作に遅延が生じ、表示装置の
表示品位が低くなってしまう場合がある。また、画素の開口率を高くするために容量素子
を小さくした場合も、表示装置の表示品位が低くなってしまう場合がある。
【０００８】
酸化物半導体膜は、３ｅＶ～４ｅＶ程度の広いエネルギーギャップを有するため、可視
光に対して透光性を有することが知られている。特許文献３では、表示装置において、ト
ランジスタのチャネル層と容量素子に用いる容量電極の一方とを透光性を有する酸化物半
導体膜で同一平面上に形成することが開示されている。なお、容量素子に用いる容量電極
の他方は透光性を有する画素電極で形成されるため、容量素子全体を透明とすることがで
きる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２００７－１２３８６１号公報
特開２００７－９６０５５号公報
米国特許番号８，１０２，４７６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
作製コストが低い表示装置を提供することを課題の一とする。消費電力の小さい表示装
置を提供することを課題の一とする。大面積基板に作製可能である表示装置を提供するこ
とを課題の一とする。画素の開口率の高い表示装置を提供することを課題の一とする。信
頼性の高い表示装置を提供することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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