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公開番号2025114743
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-05
出願番号2025078464,2024110432
出願日2025-05-09,2013-09-12
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 20060101AFI20250729BHJP(教育;暗号方法;表示;広告;シール)
要約【課題】開口率が高く、且つ電荷容量を増大させることが可能な容量素子を有する半導体装置を提供する。また、消費電力を低減する可能な半導体装置を提供する。
【解決手段】透光性を有する半導体膜を含むトランジスタと、一対の電極の間に誘電体膜が設けられた容量素子と、透光性を有する半導体膜上に設けられた絶縁膜と、絶縁膜上に設けられた第1の透光性を有する導電膜とを有し、容量素子において、一方の電極として機能する第1の透光性を有する導電膜と、誘電体として機能する上記絶縁膜と、該絶縁膜を介して第1の透光性を有する導電膜と対向し、且つ他方の電極として機能する第2の透光性を有する導電膜を有する。また、該第2の透光性を有する導電膜は、トランジスタの透光性を有する半導体膜と同一表面上に形成され、且つドーパントを含む金属酸化物膜である。
【選択図】図15
特許請求の範囲【請求項１】
トランジスタと、画素電極と、を画素に有する表示装置であって、
絶縁表面の上方に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのゲートとしての機能を有する第１の導電膜と、
前記絶縁表面の上方に配置された領域を有し、かつ、第１の配線としての機能を有する第２の導電膜と、
前記第１の導電膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記第２の導電膜の上方に配置された領域を有する第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのチャネル形成領域を有する第１の金属酸化物膜と、
前記第１の絶縁膜の上方に配置された領域を有する第２の金属酸化物膜と、
前記第１の金属酸化物膜の上方に配置された領域を有し、前記トランジスタのソース又はドレインの一方としての機能を有し、かつ、第２の配線としての機能を有する第３の導電膜と、
前記第１の金属酸化物膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのソース又はドレインの他方としての機能を有する第４の導電膜と、
前記第２の金属酸化物膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記第２の金属酸化物膜と前記第２の導電膜とを電気的に接続する機能を有する第５の導電膜と、
前記第１の金属酸化物膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記第２の金属酸化物膜の上方に配置された領域を有する第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜の上方に配置された領域を有する第３の絶縁膜と、
前記第３の絶縁膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記第４の導電膜と電気的に接続される前記画素電極と、を有し、
前記第２の導電膜は、前記画素と隣接する画素に渡って延伸しており、
前記第３の導電膜は、前記第２の導電膜と交差しており、
前記画素電極は、前記第２の絶縁膜を介さず、かつ、前記第３の絶縁膜を介して、前記第２の金属酸化物膜と重なる領域を有する、
表示装置。
続きを表示（約 2,800 文字）【請求項２】
トランジスタと、画素電極と、を画素に有する表示装置であって、
絶縁表面の上方に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのゲートとしての機能を有する第１の導電膜と、
前記絶縁表面の上方に配置された領域を有し、かつ、第１の配線としての機能を有する第２の導電膜と、
前記第１の導電膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記第２の導電膜の上方に配置された領域を有する第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのチャネル形成領域を有する第１の金属酸化物膜と、
前記第１の絶縁膜の上方に配置された領域を有する第２の金属酸化物膜と、
前記第１の金属酸化物膜の上方に配置された領域を有し、前記トランジスタのソース又はドレインの一方としての機能を有し、かつ、第２の配線としての機能を有する第３の導電膜と、
前記第１の金属酸化物膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのソース又はドレインの他方としての機能を有する第４の導電膜と、
前記第２の金属酸化物膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記第２の金属酸化物膜と前記第２の導電膜とを電気的に接続する機能を有する第５の導電膜と、
前記第１の金属酸化物膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記第２の金属酸化物膜の上方に配置された領域を有する第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜の上方に配置された領域を有する第３の絶縁膜と、
前記第３の絶縁膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記第４の導電膜と電気的に接続される前記画素電極と、を有し、
前記第２の導電膜は、前記画素と隣接する画素に渡って延伸しており、
前記第３の導電膜は、前記第２の導電膜と交差しており、
前記第２の絶縁膜及び前記第３の絶縁膜は、前記トランジスタのチャネル形成領域と重なる領域を有し、
前記画素電極は、前記第２の絶縁膜を介さず、かつ、前記第３の絶縁膜を介して、前記第２の金属酸化物膜と重なる領域を有する、
表示装置。
【請求項３】
トランジスタと、画素電極と、を画素に有する表示装置であって、
絶縁表面の上方に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのゲートとしての機能を有する第１の導電膜と、
前記絶縁表面の上方に配置された領域を有し、かつ、第１の配線としての機能を有する第２の導電膜と、
前記第１の導電膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記第２の導電膜の上方に配置された領域を有する第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのチャネル形成領域を有する第１の金属酸化物膜と、
前記第１の絶縁膜の上方に配置された領域を有する第２の金属酸化物膜と、
前記第１の金属酸化物膜の上方に配置された領域を有し、前記トランジスタのソース又はドレインの一方としての機能を有し、かつ、第２の配線としての機能を有する第３の導電膜と、
前記第１の金属酸化物膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのソース又はドレインの他方としての機能を有する第４の導電膜と、
前記第２の金属酸化物膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記第２の金属酸化物膜と前記第２の導電膜とを電気的に接続する機能を有する第５の導電膜と、
前記第１の金属酸化物膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記第２の金属酸化物膜の上方に配置された領域を有する第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜の上方に配置された領域を有する第３の絶縁膜と、
前記第３の絶縁膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記第４の導電膜と電気的に接続される前記画素電極と、を有し、
前記第２の導電膜は、前記画素と隣接する画素に渡って延伸しており、
前記第３の導電膜は、前記第２の導電膜と交差しており、
前記画素電極は、有機ＥＬ素子の一方の電極としての機能を有し、
前記画素電極は、前記第２の絶縁膜を介さず、かつ、前記第３の絶縁膜を介して、前記第２の金属酸化物膜と重なる領域を有する、
表示装置。
【請求項４】
トランジスタと、画素電極と、を画素に有する表示装置であって、
絶縁表面の上方に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのゲートとしての機能を有する第１の導電膜と、
前記絶縁表面の上方に配置された領域を有し、かつ、第１の配線としての機能を有する第２の導電膜と、
前記第１の導電膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記第２の導電膜の上方に配置された領域を有する第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのチャネル形成領域を有する第１の金属酸化物膜と、
前記第１の絶縁膜の上方に配置された領域を有する第２の金属酸化物膜と、
前記第１の金属酸化物膜の上方に配置された領域を有し、前記トランジスタのソース又はドレインの一方としての機能を有し、かつ、第２の配線としての機能を有する第３の導電膜と、
前記第１の金属酸化物膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのソース又はドレインの他方としての機能を有する第４の導電膜と、
前記第２の金属酸化物膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記第２の金属酸化物膜と前記第２の導電膜とを電気的に接続する機能を有する第５の導電膜と、
前記第１の金属酸化物膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記第２の金属酸化物膜の上方に配置された領域を有する第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜の上方に配置された領域を有する第３の絶縁膜と、
前記第３の絶縁膜の上方に配置された領域を有し、かつ、前記第４の導電膜と電気的に接続される前記画素電極と、を有し、
前記第２の導電膜は、前記画素と隣接する画素に渡って延伸しており、
前記第３の導電膜は、前記第２の導電膜と交差しており、
前記第２の絶縁膜及び前記第３の絶縁膜は、前記トランジスタのチャネル形成領域と重なる領域を有し、
前記画素電極は、有機ＥＬ素子の一方の電極としての機能を有し、
前記画素電極は、前記第２の絶縁膜を介さず、かつ、前記第３の絶縁膜を介して、前記第２の金属酸化物膜と重なる領域を有する、
表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記第２の金属酸化物膜は、容量素子の一方の電極としての機能を有し、
前記画素電極は、前記容量素子の他方の電極としての機能を有する、
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半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）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、行方向及び列方向に配
設された画素内には、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
的に接続された液晶素子と、当該液晶素子と並列に接続された容量素子とが設けられてい
る。
【０００３】
当該トランジスタの半導体膜を構成する半導体材料としては、アモルファス（非晶質）
シリコン又はポリ（多結晶）シリコンなどのシリコン半導体が汎用されている。
【０００４】
また、半導体特性を示す金属酸化物（以下、酸化物半導体と記す。）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、酸化亜鉛又はＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ系酸
化物半導体を用いて、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及び特
許文献２を参照。）。
【０００５】
また、開口率を高めるために、トランジスタの酸化物半導体膜と同じ表面上に設けられ
た酸化物半導体膜と、トランジスタに接続する画素電極とが所定の距離を離れて設けられ
た容量素子を有する表示装置が開示されている（特許文献３を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００７－１２３８６１号公報
特開２００７－９６０５５号公報
米国特許第８１０２４７６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
容量素子は一対の電極の間に誘電体膜が設けられており、一対の電極のうち、少なくと
も一方の電極は、トランジスタを構成するゲート電極、ソース電極又はドレイン電極など
遮光性を有する導電膜で形成されていること多い。
【０００８】
また、容量素子の容量値を大きくするほど、電界を加えた状況において、液晶素子の液
晶分子の配向を一定に保つことができる期間を長くすることができる。静止画を表示させ
る表示装置において、当該期間を長くできることは、画像データを書き換える回数を低減
することができ、消費電力の低減が望める。
【０００９】
しかしながら、容量素子の一方の電極が半導体膜で形成される場合、当該半導体膜に印
加される電位によっては、容量素子に充電される容量値が所定の値より低い値となってし
まい、液晶素子の液晶分子の配向を一定に保つ期間が短くなり、画像データの書き換え回
数が増加し、消費電力が増大してしまう。
【００１０】
また、容量素子の電荷容量を大きくするためには、容量素子の占有面積を大きくする、
具体的には一対の電極が重畳している面積を大きくするという手段がある。しかしながら
、上記表示装置において、一対の電極が重畳している面積を大きくするために遮光性を有
する導電膜の面積を大きくすると、画素の開口率が低減し、画像の表示品位が低下する。
（【００１１】以降は省略されています）

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