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公開番号2025083385
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-30
出願番号2025035102,2023134578
出願日2025-03-06,2010-10-15
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 20060101AFI20250523BHJP(教育;暗号方法;表示;広告;シール)
要約【課題】消費電力が抑制された表示装置を提供することを課題の一とする。また、消費電
力が抑制された自発光型の表示装置を提供することを課題の一とする。また、暗所でも長
時間の利用が可能な、消費電力が抑制された自発光型の表示装置を提供することを課題の
一とする。
【解決手段】高純度化された酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタで回路を構成し、画
素が一定の状態(映像信号が書き込まれた状態)を保持することを可能とする。その結果
、静止画を表示する場合にも安定した動作が容易になる。また、駆動回路の動作間隔を長
くできるため、表示装置の消費電力を低減できる。また、自発光型の表示装置の画素部に
蓄光材料を適用し、発光素子の光を蓄えれば、暗所でも長時間の利用が可能になる。
【選択図】図15
特許請求の範囲【請求項１】
トランジスタのゲート電極としての機能を有する第１の導電層と、
前記第１の導電層上に位置する領域を有する第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上に位置する領域を有し、且つ前記トランジスタのチャネル形成領域を有する酸化物半導体層と、
前記酸化物半導体層の上面と接する領域と、前記酸化物半導体層の側面と接する領域と、前記第１の絶縁層の上面と接する領域を有し、且つ前記トランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方としての機能を有する第２の導電層と、
前記酸化物半導体層の上面と接する領域と、前記酸化物半導体層の側面と接する領域と、前記第１の絶縁層の上面と接する領域と、を有し、且つ前記トランジスタのソース電極及びドレイン電極の他方としての機能を有する第３の導電層と、
前記第２の導電層の上面と接する領域と、前記第３の導電層の上面と接する領域と、を有する第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層上に位置する領域を有し、且つ配線としての機能を有する第４の導電層と、
前記第２の絶縁層上に位置する領域を有し、且つ配線としての機能を有する第５の導電層と、を有し、
前記第４の導電層は、前記第２の絶縁層の第１の開口部を介して前記第２の導電層と電気的に接続され、
前記第５の導電層は、前記第２の絶縁層の第２の開口部を介して前記第３の導電層と電気的に接続され、
前記第２の絶縁層の前記第１の開口部は、前記酸化物半導体層との重なりを有さず、
前記第２の絶縁層の前記第２の開口部は、前記酸化物半導体層との重なりを有さず、
前記第１の導電層は、少なくとも前記酸化物半導体層の全体と重なる領域を有し、
前記第１の導電層は、前記第２の絶縁層の前記第１の開口部との重なりを有し、
前記第１の導電層は、積層構造を有し、
前記第２の導電層及び前記第３の導電層はそれぞれチタンを有する単層構造を有し、
前記第４の導電層及び前記第５の導電層はそれぞれ積層構造を有し、
前記第１の絶縁層は、窒素とシリコンとを有する第１の膜と、前記第１の膜上に位置する領域を有し且つ酸素とシリコンとを有する第２の膜と、の積層構造を有し、
前記第２の絶縁層は、酸素とシリコンとを有する第３の膜と、前記第３の膜上に位置する領域を有し且つ窒素とシリコンとを有する第４の膜と、の積層構造を有する、表示装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
トランジスタのゲート電極としての機能を有する第１の導電層と、
前記第１の導電層上に位置する領域を有する第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上に位置する領域を有し、且つ前記トランジスタのチャネル形成領域を有する酸化物半導体層と、
前記酸化物半導体層の上面と接する領域と、前記酸化物半導体層の側面と接する領域と、前記第１の絶縁層の上面と接する領域を有し、且つ前記トランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方としての機能を有する第２の導電層と、
前記酸化物半導体層の上面と接する領域と、前記酸化物半導体層の側面と接する領域と、前記第１の絶縁層の上面と接する領域と、を有し、且つ前記トランジスタのソース電極及びドレイン電極の他方としての機能を有する第３の導電層と、
前記第２の導電層の上面と接する領域と、前記第３の導電層の上面と接する領域と、を有する第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層上に位置する領域を有し、且つ配線としての機能を有する第４の導電層と、
前記第２の絶縁層上に位置する領域を有し、且つ配線としての機能を有する第５の導電層と、を有し、
前記第４の導電層は、前記第２の絶縁層の第１の開口部を介して前記第２の導電層と電気的に接続され、
前記第５の導電層は、前記第２の絶縁層の第２の開口部を介して前記第３の導電層と電気的に接続され、
前記第２の絶縁層の前記第１の開口部は、前記酸化物半導体層との重なりを有さず、
前記第２の絶縁層の前記第２の開口部は、前記酸化物半導体層との重なりを有さず、
前記第１の導電層は、少なくとも前記酸化物半導体層の全体と重なる領域を有し、
前記第１の導電層は、前記第２の絶縁層の前記第１の開口部との重なりを有し、
前記第４の導電層は、前記トランジスタのチャネル長方向と平行な方向に延伸する領域を有し、
前記第５の導電層は、前記トランジスタのチャネル長方向と平行な方向に延伸する領域を有し、
前記第１の導電層は、積層構造を有し、
前記第２の導電層及び前記第３の導電層はそれぞれチタンを有する単層構造を有し、
前記第４の導電層及び前記第５の導電層はそれぞれ積層構造を有し、
前記第１の絶縁層は、窒素とシリコンとを有する第１の膜と、前記第１の膜上に位置する領域を有し且つ酸素とシリコンとを有する第２の膜と、の積層構造を有し、
前記第２の絶縁層は、酸素とシリコンとを有する第３の膜と、前記第３の膜上に位置する領域を有し且つ窒素とシリコンとを有する第４の膜と、の積層構造を有する、表示装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一形態は、表示装置及び表示装置を有する電子機器に関する。特に、酸化物半導
体を用いた電界効果型トランジスタと発光素子により構成される表示装置及び表示装置を
有する電子機器に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜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液晶テレビに代表されるような表示
装置に用いられている。薄膜トランジスタに適用可能な半導体薄膜としてシリコン系半導
体材料が公知であるが、その他の材料として酸化物半導体が注目されている。
【０００３】
酸化物半導体の材料としては、酸化亜鉛又は酸化亜鉛を成分とするものが知られている。
そして、電子キャリア濃度が１０
１８
／ｃｍ
３
未満である非晶質酸化物（酸化物半導体）
なるもので形成された薄膜トランジスタが開示されている（特許文献１乃至３）。
【０００４】
酸化物半導体を用いた電界効果型トランジスタは例えば表示装置に適用できる。表示装置
には、光を発して画像を表示する自発光型の表示装置と、バックライトからの光を選択的
に一部透過して画像を表示する透過型の表示装置と、外光を反射して画像を表示する反射
型の表示装置がある。
【０００５】
自発光型の表示装置及び透過型の表示装置の特徴は外光の影響を受けにくく、発色が鮮や
かであり、映像の表現能力に長けている。
【０００６】
反射型の表示装置の特徴は、光源を内蔵する必要がないため消費電力を抑制し易い点であ
る。もちろん表示画像を書き換えることができるため、印刷媒体を代替する電子ペーパー
として、省資源化を目指す社会において注目を集めている。
【０００７】
しかし、外光が少ない環境において、反射型の表示装置は視認性が低下するため、その利
用には照明が必要となる。照明を利用すると、消費電力が少ないという反射型の表示装置
の特徴が損なわれてしまう。そこで、消費電力を抑制しつつ、暗所における視認性を高め
るために、蓄光性蛍光材料や蓄光材料など、外光を蓄える物質を反射型の表示装置に適用
する発明が開示されている（特許文献４、及び特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２００６－１６５５２７号公報
特開２００６－１６５５２８号公報
特開２００６－１６５５２９号公報
特開２００６－３９２４号公報
特開２００８－１１６８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
酸化物半導体は薄膜形成工程において化学量論的組成からのずれが生じてしまう。例えば
、酸素の過不足によって酸化物半導体の電気伝導度が変化してしまう。また、酸化物半導
体の薄膜形成中に混入する水素が酸素（Ｏ）－水素（Ｈ）結合を形成して電子供与体とな
り、電気伝導度を変化させる要因となる。さらにＯ－Ｈは極性分子なので、酸化物半導体
によって作製される薄膜トランジスタのような能動デバイスに対して特性の変動要因とな
る。
【００１０】
電子キャリア濃度が１０
１８
／ｃｍ
３
未満としても、酸化物半導体においては実質的には
ｎ型であり、前記特許文献に開示される薄膜トランジスタのオン・オフ比は１０
３
しか得
られていない。このような薄膜トランジスタのオン・オフ比が低い理由はオフ電流が高い
ことによるものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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