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公開番号2025081400
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-27
出願番号2025020386,2024000404
出願日2025-02-11,2010-09-06
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H10D 86/60 20250101AFI20250520BHJP()
要約【課題】同一基板上に複数種の回路を形成し、複数種の回路の特性にそれぞれ合わせた複
数種の薄膜トランジスタを備えたアクティブマトリクス型液晶表示装置を提供することを
課題の一とする。
【解決手段】画素用薄膜トランジスタとしてソース電極層及びドレイン電極層上に重なる
酸化物半導体層を有する逆コプラナ型を用い、駆動回路用薄膜トランジスタとして、チャ
ネル保護型を用い、かつ、画素用薄膜トランジスタの主要な部分を透光性材料で構成する
ことにより、開口率を上げる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
画素部と、駆動回路部と、を有し、
前記画素部は、第１のトランジスタを有し、
前記駆動回路部は、第２のトランジスタを有し、
前記第１のトランジスタは、シングルゲート構造であり、
前記第１のトランジスタのチャネル形成領域は、第１の酸化物半導体層に設けられ、
前記第２のトランジスタは、第１のゲート電極層と第２のゲート電極層とを有し、
前記第２のトランジスタのチャネル形成領域は、第２の酸化物半導体層に設けられ、
前記第２のゲート電極層は、前記第２の酸化物半導体層を間に挟んで前記第１のゲート電極層と対向する領域を有し、
前記第２のゲート電極層は、前記第１のゲート電極層と同じ電位が供給され、
前記第１のトランジスタのソース電極層又はドレイン電極層としての機能を有する導電層は、前記第１の酸化物半導体層の下面と接する領域を有するように設けられ、
酸化物絶縁層は、前記第１の酸化物半導体層の上面と接する領域と、前記第１の酸化物半導体層の側面と接する領域と、前記第２の酸化物半導体層の側面と接する領域と、を有するように設けられる、表示装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
画素部と、駆動回路部と、を有し、
前記画素部は、第１のトランジスタを有し、
前記駆動回路部は、第２のトランジスタを有し、
前記第１のトランジスタは、シングルゲート構造であり、
前記第１のトランジスタのチャネル形成領域は、第１の酸化物半導体層に設けられ、
前記第２のトランジスタは、第１のゲート電極層と第２のゲート電極層とを有し、
前記第２のトランジスタのチャネル形成領域は、第２の酸化物半導体層に設けられ、
前記第２のゲート電極層は、前記第２の酸化物半導体層を間に挟んで前記第１のゲート電極層と対向する領域を有し、
前記第２のゲート電極層は、前記第１のゲート電極層と同じ電位が供給され、
前記第１のトランジスタのソース電極層又はドレイン電極層としての機能を有する導電層は、前記第１の酸化物半導体層の下面と接する領域を有するように設けられ、
酸化物絶縁層は、前記第１の酸化物半導体層の上面と接する領域と、前記第１の酸化物半導体層の側面と接する領域と、前記第２の酸化物半導体層の上面と接する領域と、前記第２の酸化物半導体層の側面と接する領域と、を有するように設けられる、表示装置。
【請求項３】
画素部と、駆動回路部と、を有し、
前記画素部は、第１のトランジスタを有し、
前記駆動回路部は、第２のトランジスタを有し、
前記第１のトランジスタは、シングルゲート構造であり、
前記第１のトランジスタのチャネル形成領域は、第１の酸化物半導体層に設けられ、
前記第２のトランジスタは、第１のゲート電極層と第２のゲート電極層とを有し、
前記第２のトランジスタのチャネル形成領域は、第２の酸化物半導体層に設けられ、
前記第２のゲート電極層は、前記第２の酸化物半導体層を間に挟んで前記第１のゲート電極層と対向する領域を有し、
前記第１のゲート電極層は、前記第２のゲート電極層と異なる材料を有し、
前記第２のゲート電極層は、前記第１のゲート電極層と同じ電位が供給され、
前記第１のトランジスタのソース電極層又はドレイン電極層としての機能を有する導電層は、前記第１の酸化物半導体層の下面と接する領域を有するように設けられ、
酸化物絶縁層は、前記第１の酸化物半導体層の上面と接する領域と、前記第１の酸化物半導体層の側面と接する領域と、前記第２の酸化物半導体層の側面と接する領域と、を有するように設けられる、表示装置。
【請求項４】
画素部と、駆動回路部と、を有し、
前記画素部は、第１のトランジスタを有し、
前記駆動回路部は、第２のトランジスタを有し、
前記第１のトランジスタは、シングルゲート構造であり、
前記第１のトランジスタのチャネル形成領域は、第１の酸化物半導体層に設けられ、
前記第２のトランジスタは、第１のゲート電極層と第２のゲート電極層とを有し、
前記第２のトランジスタのチャネル形成領域は、第２の酸化物半導体層に設けられ、
前記第２のゲート電極層は、前記第２の酸化物半導体層を間に挟んで前記第１のゲート電極層と対向する領域を有し、
前記第１のゲート電極層は、前記第２のゲート電極層と異なる材料を有し、
前記第２のゲート電極層は、前記第１のゲート電極層と同じ電位が供給され、
前記第１のトランジスタのソース電極層又はドレイン電極層としての機能を有する導電層は、前記第１の酸化物半導体層の下面と接する領域を有するように設けられ、
酸化物絶縁層は、前記第１の酸化物半導体層の上面と接する領域と、前記第１の酸化物半導体層の側面と接する領域と、前記第２の酸化物半導体層の上面と接する領域と、前記第２の酸化物半導体層の側面と接する領域と、を有するように設けられる、表示装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
アクティブマトリクス型液晶表示装置およびその作製方法に関する。また、アクティブマ
トリクス型液晶表示装置を部品として搭載した電子機器に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜（厚さ数～数百ｎｍ程度）を用い
て薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成する技術が注目されている。薄膜トランジスタはＩ
Ｃや電気光学装置のような電子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置のスイッチン
グ素子として開発が急がれている。金属酸化物は多様に存在しさまざまな用途に用いられ
ている。酸化インジウムはよく知られた材料であり、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。
【０００３】
なお、薄膜トランジスタとは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む少なくとも三つの
端子を有する素子であり、ドレイン領域とソース領域の間にチャネル領域を有しており、
ドレイン領域とチャネル領域とソース領域とを介して電流を流すことが出来る。本明細書
では、ソースとドレインとを区別することをせず、一方をソースと呼んだとき、他方をド
レインと呼ぶこととする。
【０００４】
金属酸化物の中には半導体特性を示すものがある。半導体特性を示す金属酸化物としては
、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、酸化物半
導体を適用した薄膜トランジスタは、電界効果移動度が高い。そのため、当該薄膜トラン
ジスタを用いて、表示装置などの駆動回路を構成することもできる。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及び特許文献２）。
【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】
絶縁表面上に複数の異なる回路を形成する場合、例えば、画素部と駆動回路を同一基板上
に形成する場合には、画素部に用いる薄膜トランジスタは、優れたスイッチング特性、例
えばオンオフ比が大きいことが要求され、駆動回路に用いる薄膜トランジスタには動作速
度が速いことが要求される。特に、表示装置の精細度が高精細であればあるほど、表示画
像の書き込み時間が短くなるため、駆動回路に用いる薄膜トランジスタは速い動作速度と
することが好ましい。
【０００７】
同一基板上に複数種の回路を形成し、複数種の回路の特性にそれぞれ合わせた複数種の薄
膜トランジスタを備えたアクティブマトリクス型液晶表示装置を提供することを課題の一
とする。
【０００８】
また、上記のアクティブマトリクス型液晶表示装置において酸化物半導体膜を用いる薄膜
トランジスタの電気特性のバラツキを低減することも課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、同一基板上に駆動回路部と、表示部（画素部ともいう）とを有し、当
該駆動回路部は、ゲート電極層、ソース電極層及びドレイン電極層が金属導電膜によって
構成され且つ半導体層が酸化物半導体によって構成された駆動回路用薄膜トランジスタと
、金属導電膜によって構成された駆動回路用配線とを有し、当該表示部は、ソース電極層
及びドレイン電極層が酸化物導電体によって構成され且つ半導体層が酸化物半導体によっ
て構成された画素用薄膜トランジスタとを有するアクティブマトリクス型表示装置である
。
【００１０】
画素用薄膜トランジスタ及び駆動回路用薄膜トランジスタとして、ボトムゲート構造の薄
膜トランジスタを用いる。画素用薄膜トランジスタはソース電極層及びドレイン電極層上
に重なる酸化物半導体層を有する逆コプラナ型（ボトムコンタクト型とも呼ぶ）薄膜トラ
ンジスタである。
（【００１１】以降は省略されています）

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