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公開番号2025090651
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-17
出願番号2025034434,2023084666
出願日2025-03-05,2023-05-23
発明の名称薄膜トランジスタ、及びこれを含む表示装置
出願人エルジーディスプレイカンパニーリミテッド
代理人園田・小林弁理士法人
主分類H10D 30/67 20250101AFI20250610BHJP()
要約【課題】有機発光表示装置に関し、異なる種類の半導体物質を用いるハイブリッド型の薄膜トランジスタを含む有機発光表示装置を提供する。
【解決手段】有機発光表示装置の表示領域AAにおいて、駆動薄膜トランジスタDTは、酸化物半導体パターン311の下部にゲート電極305を含み、酸化物半導体パターンの上部にダミー電極315、ソース電極319S及びドレイン電極319Dを含み、ダミー電極は、ソース電極に電気的に接続されることで、駆動薄膜トランジスタのエスファクター(s-factor)値を高めることができる。また、表示領域には、酸化物半導体パターンを含む複数のスイッチング薄膜トランジスタST-1、ST-2を備え、複数のスイッチング薄膜トランジスタが互いに異なる閾値電圧を有するように、スイッチング薄膜トランジスタにおける酸化物半導体パターン312とゲート電極306A、306B夫々との間の距離が互いに異なる。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
チャネル領域、前記チャネル領域を挟んで互いに対応するソース領域及びドレイン領域を含む半導体パターンと、
前記半導体パターンの下で前記チャネル領域と重なるゲート電極と、
前記半導体パターンの上で前記ソース領域及び前記ドレイン領域にそれぞれ接続されるソース電極及びドレイン電極と、
前記半導体パターンの上で前記半導体パターンと重なるダミー電極とを含み、
前記ダミー電極は、前記ソース電極又はドレイン電極のうちいずれか１つに接続される、薄膜トランジスタ。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記半導体パターンは、酸化物半導体パターンを含む、請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記ゲート電極と前記半導体パターンとの間に配置され、少なくとも１つの無機質絶縁層を含むゲート絶縁層と、
前記半導体パターンと前記ダミー電極との間に配置され、少なくとも１つの無機質絶縁層を含む第１層間絶縁層とをさらに含み、
前記ゲート絶縁層の厚さは、前記第１層間絶縁層の厚さより大きい、請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記ゲート電極と前記半導体パターンとの間に配置され、少なくとも１つの無機質絶縁層を含むゲート絶縁層と、
前記半導体パターンと前記ダミー電極との間に配置され、少なくとも１つの無機質絶縁層を含む第１層間絶縁層とをさらに含み、
前記第１層間絶縁層の誘電率は、前記ゲート絶縁層の誘電率より大きい、請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記ゲート絶縁層は、酸化シリコン薄膜を含み、
前記第１層間絶縁層は、前記酸化シリコン薄膜の誘電率よりも大きい誘電率を有するフッ素シリコン窒化膜を含む、請求項４に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記ダミー電極は、導電性金属パターンを含む、請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項７】
前記ソース電極は、前記ソース領域及び前記ダミー電極に１つのコンタクトホールを介して接続され、
前記ダミー電極は、前記コンタクトホールとの側面接触を介して前記ソース電極に接続される、請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項８】
前記ダミー電極と前記半導体パターンとの間に発生する寄生容量は、前記半導体パターンと前記ゲート電極との間に発生する寄生容量より大きい、請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項９】
表示領域、及び前記表示領域の周辺に配置される非表示領域を含む基板と、
前記基板上に配置され、第１半導体パターン、前記第１半導体パターンの上に配置される第１ゲート電極、第１ソース電極及び第１ドレイン電極を含む第１薄膜トランジスタと、
前記基板上に配置され、前記第１半導体パターンとは異なる層に配置される第２半導体パターン、前記第２半導体パターンの下に配置される第２ゲート電極、前記半導体パターンの上に配置される第２ソース電極及び第２ドレイン電極を含む第２薄膜トランジスタとを含み、
前記第２半導体パターンの上には、前記第２ソース電極又は前記第２ドレイン電極のいずれか１つに接続され、前記第２半導体パターンと重なるダミー電極を含む、表示装置。
【請求項１０】
前記第２半導体パターンと同一層上に配置される第３半導体パターン、前記第３半導体パターンの下に配置される第３ゲート電極、前記第３半導体パターンの上に配置される第３ソース電極及び第３ドレイン電極を含む第３薄膜トランジスタをさらに含む、請求項９に記載の表示装置。
（【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】
[1] 本発明は、有機発光表示装置に関し、特に、サブピクセルの画素回路部分を構成する複数の薄膜トランジスタ及びゲートインパネル（ＧＩＰ）回路部の複数の薄膜トランジスタを構成するにあたって、異なる種類の半導体物質を用いるハイブリッド型の薄膜トランジスタを含む有機発光表示装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
[2] 有機発光表示装置は、液晶表示装置に比べて、バックライトを使用せずに自発光する発光素子を用いるため、優れた薄膜性と画質を有し、ディスプレイ分野の主流になっている。
【０００３】
[3] 特に、フレキシブル基板上に発光素子を形成できるため、曲げたり折ったりするなど様々な形態で画面を構成でき、また薄膜性に優れた点からスマートウォッチなどの小型電子機器の表示装置として適している。
【０００４】
[4] また、静止画面の多いスマートウォッチなどの表示装置に適用するために、静止画面でリーク電流を防止できる新しい形態の画素回路を備える表示装置が求められている。
【０００５】
[5] このようなリーク電流の遮断に有利な薄膜トランジスタは、活性層として酸化物半導体を用いるものなどが提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
［6］しかし、ハイブリッド型の薄膜トランジスタを用いる表示装置は、異なる種類の半導体素子、例えば、多結晶半導体パターンを活性層として用いる多結晶薄膜トランジスタ（ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＴＦＴ）と、酸化物半導体パターンを活性層として用いる酸化物薄膜トランジスタ（ｏｘｉｄｅＴＦＴ）とを用いる点から、多結晶半導体パターンを形成する工程と酸化物半導体パターンを形成する工程とが別に行わなければならないため工程が複雑である。また、多結晶半導体パターンと酸化物半導体パターンとは、化学ガスに対して互いに異なるエッチング特性を有するため、さらに複雑な工程を必要とする。
【０００７】
[7] 特に、多結晶半導体パターンは、酸化物半導体パターンに比べて、電子や正孔のようなキャリアの移動速度がより速いため、迅速な駆動が必要な駆動薄膜トランジスタに適している。その結果、通常の駆動薄膜トランジスタは多結晶半導体パターンを用いている。
【０００８】
[8] しかし、多結晶半導体パターンを用いた駆動薄膜トランジスタは、駆動速度が速い代わりに、電流ストレスによる電流変動率が大きいため、低階調の表現に不利な問題点を有している。したがって、本発明は、酸化物半導体パターンを用いた駆動薄膜トランジスタを構成すると共に、電流ストレス後の電流変動率も小さく、エスファクター（ｓ－ｆａｃｔｏｒ）値も大きい画素回路部分を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
[9] 上記の目的を達成するための本発明の有機発光表示装置に含まれる薄膜トランジスタは、チャネル領域、チャネル領域を挟んで互いに対応するソース領域及びドレイン領域を含む半導体パターンと、半導体パターンの下でチャネル領域と重なるゲート電極と、半導体パターンの上でソース領域及びドレイン領域にそれぞれ接続されるソース電極及びドレイン電極と、半導体パターンの上で半導体パターンと重なるダミー電極とを含み、ダミー電極は、ソース電極又はドレイン電極のうちいずれか１つに接続される。
【００１０】
[10] 半導体パターンは、酸化物半導体パターンを含んでもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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