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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022161825
(43)【公開日】2022-10-21
(54)【発明の名称】表示装置
(51)【国際特許分類】
   H01L 29/786 20060101AFI20221014BHJP
   G09F 9/30 20060101ALI20221014BHJP
   G02F 1/1368 20060101ALI20221014BHJP
   H01L 27/088 20060101ALI20221014BHJP
   H01L 21/8234 20060101ALI20221014BHJP
   H01L 21/8238 20060101ALI20221014BHJP
【FI】
H01L29/78 618B
G09F9/30 338
G02F1/1368
H01L29/78 617K
H01L29/78 617M
H01L29/78 617L
H01L27/088 331E
H01L27/088 B
H01L27/092 A
H01L27/088 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022024957
(22)【出願日】2022-02-21
(31)【優先権主張番号】P 2021066632
(32)【優先日】2021-04-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】502356528
【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ
(74)【代理人】
【識別番号】110000408
【氏名又は名称】弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】尾関 芳孝
(72)【発明者】
【氏名】戸倉 聡
【テーマコード(参考)】
2H192
5C094
5F048
5F110
【Fターム(参考)】
2H192AA24
2H192BC31
2H192CB02
2H192CB05
2H192CB37
2H192CC01
2H192CC02
2H192CC32
2H192CC73
2H192EA15
2H192EA67
5C094AA31
5C094BA03
5C094BA43
5C094CA19
5C094DA09
5C094DA13
5C094FA01
5C094FA02
5C094FA04
5C094FB02
5C094FB05
5C094FB12
5C094FB14
5C094FB20
5F048AA07
5F048AC01
5F048AC03
5F048BA16
5F048BB09
5F048BB11
5F048BB13
5F048BC18
5F048BF02
5F048BF07
5F048CB01
5F110AA08
5F110BB02
5F110BB04
5F110BB11
5F110CC02
5F110CC04
5F110CC08
5F110DD01
5F110DD02
5F110DD03
5F110DD04
5F110EE02
5F110EE03
5F110EE04
5F110EE06
5F110EE11
5F110EE15
5F110FF01
5F110FF02
5F110FF03
5F110FF04
5F110FF09
5F110FF10
5F110GG01
5F110GG02
5F110GG13
5F110GG15
5F110GG23
5F110HL02
5F110HL03
5F110HL04
5F110HL06
5F110HL07
5F110NN03
5F110NN22
5F110NN23
5F110NN24
5F110NN27
5F110NN42
5F110NN46
5F110NN47
5F110NN72
(57)【要約】
【課題】信頼性が高い表示装置を実現すること。
【解決手段】表示装置は、酸化物半導体層と、前記酸化物半導体層と対向する第1ゲート電極と、前記酸化物半導体層と前記第1ゲート電極との間の第1ゲート絶縁層と、を備えた、第1トランジスタを有する。前記第1ゲート電極は、水素吸蔵性を備える。前記第1ゲート電極は、表面に金属水素化物を形成可能な第1導電層を含んでもよい。前記第1ゲート電極は、前記第1導電層よりも抵抗が小さい第2導電層を含み、前記第1導電層及び前記第2導電層は、それぞれ傾斜面が上方を向いたテーパ形状を備えていてもよい。
【選択図】図1A
【特許請求の範囲】
【請求項1】
酸化物半導体層と、
前記酸化物半導体層と対向する第1ゲート電極と、
前記酸化物半導体層と前記第1ゲート電極との間の第1ゲート絶縁層と、を備えた、第1トランジスタを有し、
前記第1ゲート電極は、水素吸蔵性を備える表示装置。
【請求項2】
前記第1ゲート電極は、前記第1導電層よりも低抵抗の第2導電層を含み、
前記第1導電層及び前記第2導電層は、それぞれ傾斜面が上方を向いたテーパ形状を備えた、請求項1に記載の表示装置。
【請求項3】
前記第1ゲート電極は、
前記第1導電層よりも低抵抗の第2導電層と、
水素吸蔵性を備え、前記第1導電層とともに前記第2導電層を挟む第3導電層と、を含み、
前記第1導電層、前記第2導電層、及び前記第3導電層は、それぞれ傾斜面が上方を向いたテーパ形状を備えた、請求項1に記載の表示装置。
【請求項4】
前記第3導電層は、前記第1導電層よりも前記酸化物半導体層から離れており、
前記第3導電層の厚さは、前記第1導電層の厚さよりも小さい、請求項3に記載の表示装置。
【請求項5】
前記第1ゲート電極は、水素吸蔵性を備えた第4導電層を含み、
前記第4導電層は、前記第2導電層の上面及び側面を覆う、請求項2に記載の表示装置。
【請求項6】
前記第4導電層は、前記1導電層の上面及び側面をさらに覆い、且つ前記第1ゲート絶縁層に接している、請求項5に記載の表示装置。
【請求項7】
前記第1ゲート電極は、水素吸蔵性を備えた第4導電層を含み、
前記第4導電層は、前記第3導電層の上面及び前記第2導電層の側面を覆う、請求項4に記載の表示装置。
【請求項8】
前記第4導電層は、前記1導電層の上面及び側面をさらに覆い、且つ前記第1ゲート絶縁層に接している、請求項7に記載の表示装置。
【請求項9】
半導体層、前記半導体層と対向する第2ゲート電極、及び前記半導体層と前記第2ゲート電極との間の第2ゲート絶縁層を有する第2トランジスタと、
前記第2トランジスタを覆う第1絶縁層と、をさらに有し、
前記第1絶縁層は前記第1ゲート絶縁層と同一層である、請求項1乃至8のいずれか一に記載の表示装置。
【請求項10】
画像を表示する表示領域と、前記表示領域を包囲する周辺領域と、を備え、
前記表示領域には複数の画素回路が設けられ、
前記周辺領域には前記複数の画素回路を駆動する駆動回路が設けられ、
前記第1トランジスタは、前記画素回路に含まれ、
前記第2トランジスタは、前記駆動回路に含まれる、請求項9に記載の表示装置。
【請求項11】
前記周辺領域に、前記第1ゲート電極と同一層に形成される第1配線と、前記第2ゲート電極と同一層に形成される第2配線と、を備え、
前記第1配線は、前記第1ゲート絶縁層及び第2ゲート絶縁層を貫通するコンタクトホールを介して前記第2配線に接続されている、請求項9に記載の表示装置。
【請求項12】
酸化物半導体層と、
前記酸化物半導体層と対向する第1ゲート電極と、
前記酸化物半導体層と前記第1ゲート電極との間の第1ゲート絶縁層と、を備えた、第1トランジスタを有し、
前記第1ゲート電極は、表面に金属水素化物を形成可能な第1導電層を含む表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態の一つは、表示装置に関する。特に、本発明の実施形態の一つは、酸化物半導体を有するトランジスタが用いられた表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
最近、アモルファスシリコン、低温ポリシリコン、および単結晶シリコンに替わり、酸化物半導体をチャネルに用いたトランジスタの開発が進められている(例えば、特許文献1、2)。酸化物半導体がチャネルに用いられたトランジスタは、アモルファスシリコンがチャネルに用いられたトランジスタと同様に、単純な構造かつ低温プロセスで形成される。酸化物半導体がチャネルに用いられたトランジスタは、アモルファスシリコンがチャネルに用いられたトランジスタよりも高い移動度を有し、オフ電流が非常に低いことが知られている。
【0003】
酸化物半導体がチャネルに用いられたトランジスタが安定した動作をするために、その製造工程において酸化物半導体により多くの酸素を供給することによって、酸化物半導体に形成される酸素欠損を少なくすることが重要である。酸化物半導体に酸素を供給する方法の一つとして、特許文献1、2では、当該絶縁層が酸素をより多く含む条件で、酸化物半導体を覆う絶縁層が形成される技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2015-187701号公報
【特許文献2】特開2020-025114号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
例えば表示装置で用いられるトランジスタでは、水素を含有する層が用いられる。例えば、積層された導電層を絶縁するための絶縁層として、水素を含有する層が用いられる場合がある。当該絶縁層から放出された水素がトランジスタを構成する酸化物半導体層に到達すると、酸化物半導体が還元されてしまう。その結果、酸化物半導体に形成される酸素欠損が増加し、トランジスタの電気特性が変動する(例えば、閾値電圧がマイナスシフトする)など、当該トランジスタが用いられた表示装置の信頼性に問題が生じる。
【0006】
本発明の実施形態の一つは、信頼性が高い表示装置を実現することを課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一実施形態に係る表示装置は、酸化物半導体層と、前記酸化物半導体層と対向する第1ゲート電極と、前記酸化物半導体層と前記第1ゲート電極との間の第1ゲート絶縁層と、を備えた、第1トランジスタを有し、前記第1ゲート電極は、水素吸蔵性を備える。
【0008】
本発明の一実施形態に係る表示装置は、酸化物半導体層と、前記酸化物半導体層と対向する第1ゲート電極と、前記酸化物半導体層と前記第1ゲート電極との間の第1ゲート絶縁層と、を備えた、第1トランジスタを有し、前記第1ゲート電極は、表面に金属水素化物を形成可能な第1導電層を含む。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1A】本発明の一実施形態に係る表示装置の概要を示す断面図である。
図1B】本発明の一実施形態に係るトランジスタの構造を示す断面図である。
図2】本発明の一実施形態に係る表示装置の概要を示す平面図である。
図3】本発明の一実施形態に係る表示装置において、各層のレイアウトを説明する平面図である。
図4】本発明の一実施形態に係る表示装置において、各層のレイアウトを説明する平面図である。
図5】本発明の一実施形態に係る表示装置において、各層のレイアウトを説明する平面図である。
図6】本発明の一実施形態に係る表示装置において、各層のレイアウトを説明する平面図である。
図7】本発明の一実施形態に係る表示装置において、各層のレイアウトを説明する平面図である。
図8】本発明の一実施形態に係る表示装置において、各層のレイアウトを説明する平面図である。
図9】本発明の一実施形態に係る表示装置において、各層のレイアウトを説明する平面図である。
図10】本発明の一実施形態に係る表示装置において、各層のレイアウトを説明する平面図である。
図11】本発明の一実施形態に係る表示装置において、各層のレイアウトを説明する平面図である。
図12】本発明の一実施形態に係る表示装置において、各層のレイアウトを説明する平面図である。
図13】本発明の一実施形態に係る表示装置において、各層のレイアウトを説明する平面図である。
図14】本発明の一実施形態に係る表示装置の概要を示す断面図である。
図15】本発明の一実施形態に係る表示装置の概要を示す平面図である。
図16】本発明の一実施形態に係る表示装置の回路構成を示すブロック図である。
図17】本発明の一実施形態に係る表示装置の画素回路を示す回路図である。
図18】本発明の一実施形態に係るトランジスタの構造を示す断面図である。
図19】本発明の一実施形態に係るトランジスタの構造を示す断面図である。
図20】本発明の一実施形態に係るトランジスタの構造を示す断面図である。
図21】本発明の一実施形態に係るトランジスタの構造を示す断面図である。
図22】本発明の一実施形態に係るトランジスタの構造を示す断面図である。
図23】本発明の一実施形態に係るトランジスタの構造を示す断面図である。
図24】本発明の一実施形態に係るトランジスタの構造を示す断面図である。
図25】本発明の一実施形態に係るトランジスタの構造を示す断面図である。
図26】本発明の一実施形態に係るトランジスタの断面写真である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。以下の開示はあくまで一例にすぎない。当業者が、発明の主旨を保ちつつ、実施形態の構成を適宜変更することによって容易に想到し得る構成は、当然に本発明の範囲に含有される。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合がある。しかし、図示された形状はあくまで一例であって、本発明の解釈を限定しない。本明細書と各図において、既出の図に関して前述した構成と同様の構成には、同一の符号の後にアルファベットを付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【0011】
本発明の各実施の形態において、基板から酸化物半導体層に向かう方向を上又は上方という。逆に、酸化物半導体層から基板に向かう方向を下又は下方という。このように、説明の便宜上、上方又は下方という語句を用いて説明するが、例えば、基板と酸化物半導体層との上下関係が図示と異なる向きに配置されてもよい。以下の説明で、例えば基板上の酸化物半導体層という表現は、上記のように基板と酸化物半導体層との上下関係を説明しているに過ぎず、基板と酸化物半導体層との間に他の部材が配置されていてもよい。上方又は下方は、複数の層が積層された構造における積層順を意味するものであり、トランジスタの上方の画素電極と表現する場合、平面視でトランジスタと画素電極とが重ならない位置関係であってもよい。一方、トランジスタの鉛直上方の画素電極と表現する場合は、平面視でトランジスタと画素電極とが重なる位置関係を意味する。
【0012】
「表示装置」とは、電気光学層を用いて映像を表示する構造体を指す。例えば、表示装置という用語は、電気光学層を含む表示パネルを指す場合もあり、又は表示セルに対して他の光学部材(例えば、偏光部材、バックライト、タッチパネル等)を装着した構造体を指す場合もある。「電気光学層」には、技術的な矛盾が生じない限り、液晶層、エレクトロルミネセンス(EL)層、エレクトロクロミック(EC)層、電気泳動層が含まれ得る。したがって、後述する実施形態について、表示装置として、液晶層を含む液晶表示装置を例示して説明するが、本実施形態における構造は、上述した他の電気光学層を含む表示装置へ適用することができる。
【0013】
本明細書において「αはA、B又はCを含む」、「αはA,B及びCのいずれかを含む」、「αはA,B及びCからなる群から選択される一つを含む」、といった表現は、特に明示が無い限り、αがA~Cの複数の組み合わせを含む場合を排除しない。さらに、これらの表現は、αが他の要素を含む場合も排除しない。
【0014】
なお、以下の各実施形態は、技術的な矛盾を生じない限り、互いに組み合わせることができる。
【0015】
[1.第1実施形態]
[1-1.表示装置10の構成]
図1A図13を用いて、本発明の一実施形態に係る表示装置10の構成について説明する。図1Aは、本発明の一実施形態に係る表示装置の概要を示す断面図である。図1Bは、本発明の一実施形態に係るトランジスタの構造を示す断面図である。図2は、本発明の一実施形態に係る表示装置の概要を示す平面図である。図3図13は、本発明の一実施形態に係る表示装置において、各層のレイアウトを説明する平面図である。図1Aの断面図は、表示装置10の層構造を説明するための断面図であって、厳密には図2の平面図と一致していない場合もある。
【0016】
図1Aに示すように、表示装置10は基板SUBの上方に設けられている。表示装置10は、トランジスタTr1、トランジスタTr2、配線W、接続電極ZTCO、画素電極PTCO、共通補助電極CMTL、及び共通電極CTCOを有する。TCOはTransparent Conductive Oxide(透明導電性酸化物)の略称である。トランジスタTr1は表示装置10の画素回路に含まれるトランジスタである。トランジスタTr2は周辺回路に含まれるトランジスタである。詳細は後述するが、周辺回路は画素回路を駆動する駆動回路である。
【0017】
[1-2.トランジスタTr1の構成]
トランジスタTr1は、酸化物半導体層OS(OS1、OS2)、ゲート絶縁層GI1(第1ゲート絶縁層)、及びゲート電極GL1(第1ゲート電極)を有する。ゲート電極GL1は酸化物半導体層OSに対向する。ゲート絶縁層GI1は酸化物半導体層OSとゲート電極GL1との間に設けられている。本実施形態では、ゲート電極GL1よりも基板SUB側に酸化物半導体層OSが設けられたトップゲート型トランジスタが例示されているが、ゲート電極GL1と酸化物半導体層OSとの位置関係が逆であるボトムゲート型トランジスタが用いられてもよい。
【0018】
酸化物半導体層OSは、酸化物半導体層OS1、OS2を含む。酸化物半導体層OS1は、平面視でゲート電極GL1と重なる領域の酸化物半導体層である。酸化物半導体層OS1は、半導体層として機能し、ゲート電極GL1に供給される電圧に応じて導通状態と非導通状態とに切り替えられる。つまり、酸化物半導体層OS1はトランジスタTr1のチャネルとして機能する。酸化物半導体層OS2は導電層として機能する。酸化物半導体層OS1、OS2は同じ酸化物半導体層から形成された層である。例えば、酸化物半導体層OS2は、酸化物半導体層OS1と同じ物性の層に対して不純物をドーピングすることで低抵抗化された酸化物半導体層である。
【0019】
ゲート電極GL1の上に絶縁層IL2が設けられている。絶縁層IL2の上に配線W1が設けられている。配線W1は、絶縁層IL2及びゲート絶縁層GI1に設けられた開口WCONを介して酸化物半導体層OS2に接続されている。配線W1には、画素の階調に関連するデータ信号が伝達される。絶縁層IL2及び配線W1の上に絶縁層IL3が設けられている。絶縁層IL3の上に接続電極ZTCOが設けられている。接続電極ZTCOは、絶縁層IL3、IL2、及びゲート絶縁層GI1に設けられた開口ZCONを介して酸化物半導体層OS2に接続されている。接続電極ZTCOは開口ZCONの底部において酸化物半導体層OS2と接している。接続電極ZTCOは、透明導電層である。
【0020】
接続電極ZTCOと酸化物半導体層OS2とが接する領域を第1コンタクト領域CON1という。詳細は後述するが、接続電極ZTCOは、平面視でゲート電極GL1及び配線W1とは重ならない第1コンタクト領域CON1において酸化物半導体層OS2と接する。平面視で第1コンタクト領域CON1は画素の表示領域に含まれる。
【0021】
例えばITO層などの透明導電層をシリコン層などの半導体層に接するように形成すると、ITO成膜時のプロセスガスや酸素イオンによって半導体層の表面が酸化する。半導体層の表面に形成された酸化層は高抵抗であるため、半導体層と透明導電層と間の接触抵抗が高くなる。その結果、半導体層と透明導電層とのの電気的接触に不良が生じる。一方、上記の透明導電層を酸化物半導体層に接するように形成しても、酸化物半導体層の表面に上記のような高抵抗な酸化層は形成されない。そのため、酸化物半導体層と透明導電層との間の電気的接触に不良は生じない。
【0022】
接続電極ZTCOの上に絶縁層IL4が設けられている。絶縁層IL4は、絶縁層IL4よりも下層に設けられた構造体によって形成された段差を緩和する。絶縁層IL4を平坦化膜という場合がある。絶縁層IL4の上に画素電極PTCOが設けられている。画素電極PTCOは絶縁層IL4に設けられた開口PCONを介して接続電極ZTCOに接続されている。接続電極ZTCOと画素電極PTCOとが接する領域を第2コンタクト領域CON2という。平面視で、第2コンタクト領域CON2はゲート電極GL1と重なる。画素電極PTCOは、透明導電層である。
【0023】
画素電極PTCOの上に絶縁層IL5が設けられている。絶縁層IL5の上に共通補助電極CMTL及び共通電極CTCOが設けられている。つまり、画素電極PTCOは、絶縁層IL5を介して共通電極CTCOと対向している。共通電極CTCOは、開口PCON(第2コンタクト領域CON2内)において共通補助電極CMTLに接続されている。詳細は後述するが、共通補助電極CMTLと共通電極CTCOとは、それぞれ異なる平面パターンを有する。共通補助電極CMTLは金属層である。共通電極CTCOは透明導電層である。共通補助電極CMTLの電気抵抗は共通電極CTCOの電気抵抗よりも低抵抗である。共通補助電極CMTLは遮光層としても機能する。例えば、共通補助電極CMTLが隣接する画素からの光を遮光することで、混色の発生が抑制される。共通電極CTCOの上にスペーサSPが設けられている。
【0024】
スペーサSPは一部の画素に対して設けられている。例えば、スペーサSPは、青色画素、赤色画素、緑色画素のいずれか1の画素に対して設けられていてもよい。ただし、スペーサSPは全ての画素に設けられていてもよい。スペーサSPの高さは、セルギャップの半分の高さである。対向基板にもスペーサが設けられており、対向基板のスペーサと上記のスペーサSPとは平面視で重なる。
【0025】
トランジスタTr1と基板SUBとの間に遮光層LSが設けられている。本実施形態では、遮光層LSとして、遮光層LS1、LS2が設けられている。ただし、遮光層LSは遮光層LS1のみ又はLS2のみで形成されていてもよい。平面視で、遮光層LSは、ゲート電極GL1と酸化物半導体層OSとが重なる領域に設けられている。つまり、平面視で、遮光層LSは酸化物半導体層OS1と重なる領域に設けられている。遮光層LSは、基板SUB側から入射した光が酸化物半導体層OS1に到達することを抑制する。遮光層LSとして導電層が用いられる場合、遮光層LSに電圧を印加して酸化物半導体層OS1を制御してもよい。遮光層LSに電圧が印加される場合、遮光層LSとゲート電極GL1とは、画素回路の周辺領域で接続されていてもよい。平面視で、上記の第1コンタクト領域CON1は遮光層LSと重ならない領域に設けられている。
【0026】
[1-3.トランジスタTr2の構成]
トランジスタTr2は、p型のトランジスタTr2-1及びn型のトランジスタTr2-2を有する。トランジスタTr2を「第2トランジスタ」という場合がある。
【0027】
p型のトランジスタTr2-1及びn型のトランジスタTr2-2は、いずれもゲート電極GL2、ゲート絶縁層GI2、半導体層S(S1、S2、S3)を有する。ゲート電極GL2は半導体層Sに対向する。ゲート絶縁層GI2は半導体層Sとゲート電極GL2との間に設けられている。本実施形態では、半導体層Sよりも基板SUB側にゲート電極GL2が設けられたボトムゲート型トランジスタが例示されているが、半導体層Sとゲート電極GL2との位置関係が逆であるトップゲート型トランジスタが用いられてもよい。ゲート電極GL2を「第2ゲート電極」という場合がある。ゲート絶縁層GI2を「第2ゲート絶縁層」という場合がある。
【0028】
p型のトランジスタTr2-1の半導体層Sは、半導体層S1、S2を含む。n型のトランジスタTr2-2の半導体層Sは、半導体層S1、S2、S3を含む。半導体層S1は、平面視でゲート電極GL2と重なる領域の半導体層である。半導体層S1はトランジスタTr2-1及びTr2-1のチャネルとして機能する。半導体層S2は導電層として機能する。半導体層S3は、半導体層S2よりも高抵抗な導電層として機能する。半導体層S3は、半導体層S1に向かって侵入するホットキャリアを減衰させることで、ホットキャリア劣化を抑制する。
【0029】
半導体層Sの上に絶縁層IL1及びゲート絶縁層GI1が設けられている。トランジスタTr2において、ゲート絶縁層GI1は単に層間膜(第1絶縁層)として機能する。つまり、第1絶縁層はトランジスタTr2を覆う。この場合、第1絶縁層はゲート絶縁層GI1と同一層である。これらの絶縁層の上に配線W2が設けられている。配線W2は、絶縁層IL1及びゲート絶縁層GI1に設けられた開口を介して半導体層Sに接続されている。配線W2の上に絶縁層IL2が設けられている。絶縁層IL2の上に配線W1が設けられている。配線W1は、絶縁層IL2に設けられた開口を介して配線W2に接続されている。
【0030】
図1Aに示すように、周辺回路に設けられたゲート電極GL2と画素回路に設けられた遮光層LS2とは同一層である。周辺回路に設けられた配線W2(第1周辺回路配線)と画素回路に設けられたゲート電極GL1(第1ゲート電極)とは同一層である。周辺回路では、配線W2は、絶縁層(ゲート絶縁層GI1、絶縁層IL1、ゲート絶縁層GI2)を貫通して設けられたコンタクトホールを介して、ゲート電極GL2と同一層に設けられた配線W3(第2周辺回路配線)に接続される。同一層とは、複数の部材が、1つの層がパターニングされることによって形成されていること、又は、同じ単層材料若しくは積層材料をパターニングすることで同一プロセスで同時に形成される層であることを意味する。すなわち、ゲート電極GL1の各層の厚さ及び各層のテーパ角は、配線W2の各層の厚さ及び各層のテーパ角と実質的に同じとなる。
【0031】
[1-4.ゲート電極GL1の構成]
図1Bを用いて、ゲート電極GL1の詳細な断面構成について説明する。図1Bに示すように、ゲート電極GL1は、第1導電層110、第2導電層120、及び第3導電層130を有する。第1導電層110は、ゲート絶縁層GI1の上に設けられており、ゲート絶縁層GI1に接している。第2導電層120は、第1導電層110の上に設けられており、第1導電層110に接している。第3導電層130は、第2導電層120の上に設けられており、第2導電層120に接している。
【0032】
第1導電層110、第2導電層120、及び第3導電層130の各々の側部は、傾斜面が上方を向いたテーパ形状を有している。図1Bにおいて、上記傾斜面とゲート絶縁層GI1(又は、基板SUBの上面若しくは水平面)とのなす角をテーパ角θという。図1Bでは、これらの導電層の側面が直線上に存在するテーパ形状が示されているが、この構成に限定されない。例えば、これらの導電層の側面の傾斜角がそれぞれ異なっていてもよい。第1導電層110の側面の上端と第2導電層120の側面の下端とが一致していなくてもよい。同様に、第2導電層120の側面の上端と第3導電層130の側面の下端とが一致していなくてもよい。例えば、第1導電層110の上面の一部が第2導電層120から露出されていてもよい。同様に、第2導電層120の上面の一部が第3導電層130から露出されていてもよい。
【0033】
第1導電層110及び第3導電層130として、水素吸蔵性を備えた材料が用いられる。換言すると、第1導電層110及び第3導電層130として、その表面に金属水素化物を形成可能な材料が用いられる。具体的に、第1導電層110及び第3導電層130として、チタン(Ti)、マグネシウム(Mg)、バナジウム(V)、ランタン(La)、及びこれらを含む合金が用いられる。例えば、第1導電層110及び第3導電層130としてTiが用いられた場合、Tiが製造工程中の水分及び酸性液中に含まれる水素を吸収することによって、金属水素化物(TiH)が形成される。このように、Ti等の上記の材料が水素化物を形成することで、第1導電層110及び第3導電層130が水素吸蔵性を備える。
【0034】
第2導電層120として、第1導電層110及び第3導電層130よりも抵抗が小さい材料が用いられる。例えば、第2導電層120としてアルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、銀(Ag)、及びこれらを含む合金(例えば、モリブデンとタングステンの合金)が用いられる。
【0035】
[1-5.表示装置10の平面レイアウト]
図2図13を用いて、表示装置10の画素の平面レイアウトを説明する。図2では、画素電極PTCO、共通補助電極CMTL、共通電極CTCO、及びスペーサSPは省略されている。画素電極PTCO、共通補助電極CMTL、及び共通電極CTCOの平面レイアウトは、それぞれ図11図13に示されている。
【0036】
図2及び図3に示すように、遮光層LSはD1方向に延びている。画素によって遮光層LSの形状が異なる。本実施形態では、D1方向に延びる遮光層LSの一部から、D2方向に突出する突出部PJTが設けられている。図5に示すように、遮光層LSは、平面視でゲート電極GL1と酸化物半導体層OSとが重なる領域を含む領域に設けられている。なお、ゲート電極GL1を「ゲート線」ということもできる。
【0037】
図2図4、及び図5に示すように、酸化物半導体層OSはD2方向に延びている。ゲート電極GL1は、酸化物半導体層OSと交差するようにD1方向に延びている。ゲート電極GL1のパターンは遮光層LSのパターンの内側に設けられている。換言すると、酸化物半導体層OSは、ゲート電極GL1に交差する長尺状に形成されている。
【0038】
図2図6、及び図7に示すように、開口WCONは、酸化物半導体層OSのパターンの上端付近において、配線W1と重なる領域に設けられている。酸化物半導体層OSのパターンのメイン部分は隣接する配線W1の間においてD2方向に延びている。酸化物半導体層OSのパターンの残りの部分は、当該メイン部分から開口WCONの領域に向かってD1方向及びD2方向に対して斜めの方向に延びている。
【0039】
図2及び図7に示すように、複数の配線W1がD2方向に延びている。隣接する配線W1をそれぞれ区別して説明する必要がある場合、隣接する配線W1を配線W1-1(第1画素回路配線)及び配線W1-2(第2画素回路配線)という。この場合、酸化物半導体層OSのメイン部分は、第1画素回路配線W1-1と第2画素回路配線W1-2との間において、D2方向に延び、ゲート電極GL1と交差するということができる。上記の構成を換言すると、酸化物半導体層OSは、D2方向に長尺状(長手を有する形状)に設けられており、酸化物半導体層OSの長手方向の一方の端部で配線W1-1に接続されている。
【0040】
図2図8、及び図9に示すように、開口ZCONは酸化物半導体層OSのパターンの下端付近に設けられている。開口ZCONは、酸化物半導体層OSのパターンと重なる領域、かつ、ゲート電極GL1とは重ならない領域に設けられている。開口ZCONは、接続電極ZTCOと重なる領域に設けられている。接続電極ZTCOは、配線W1-1と配線W1-2との間において、ゲート電極GL1及び酸化物半導体層OSと重なる。よって、接続電極ZTCOは、ゲート電極GL1とは重ならない開口ZCON(第1コンタクト領域CON1)において酸化物半導体層OSと接する。
【0041】
上記の構成を換言すると、酸化物半導体層OSは、酸化物半導体層OSの長手方向の他方の端部で接続電極ZTCO(第1透明導電層)に接続されている。接続電極ZTCO(第1透明導電層)は、酸化物半導体層OSと同様にD2方向に延在する長尺状に形成されている。D1方向において、接続電極ZTCO(第1透明導電層)の幅は酸化物半導体層OSの幅よりも小さい。
【0042】
図2図7、及び図8に示すように、酸化物半導体層OSは、ゲート電極GL1に対して、開口ZCON(第1コンタクト領域CON1)とは反対側で配線W1と接する。開口ZCON(第1コンタクト領域CON1)は遮光層LSと重ならない。
【0043】
図2図10、及び図11に示すように、開口PCONは接続電極ZTCOのパターンの上端付近に設けられている。開口PCONは、ゲート電極GL1のパターン及び接続電極ZTCOのパターンと重なる領域に設けられている。開口PCONは、画素電極PTCOと重なる領域に設けられている。画素電極PTCOは、配線W1-1と配線W1-2との間において、ゲート電極GL1、酸化物半導体層OS、及び接続電極ZTCOと重なる。よって、画素電極PTCOは、ゲート電極GL1と重なる開口PCON(第2コンタクト領域CON2)において接続電極ZTCOと接する。
【0044】
画素電極PTCOは、下記の透光領域に延在している。画素電極PTCOを「第2透明導電層」という場合がある。上記の構成を換言すると、画素電極PTCO(第2透明導電層)は、酸化物半導体層OS及び配線W1-1(第1画素配線)と同様にD2方向に延在する長尺状に形成されている。D1方向において、開口PCONが設けられた部分における画素電極PTCO(第2透明導電層)の幅は酸化物半導体層OSの幅よりも大きい。
【0045】
図11に示すように、接続電極ZTCO(第1透明導電層)は、配線W1-1(第1画素配線)に沿って延在する長尺状に形成されている。D1方向において、第2コンタクト領域CON2を構成する開口PCONの幅は、接続電極ZTCO(第1透明導電層)の幅より大きい。平面視で接続電極ZTCO(第1透明導電層)の全体が画素電極PTCO(第2透明導電層)に重なる。
【0046】
図11に示すように、画素電極PTCOはD2方向に並んでいる。D2方向に隣接する画素のうち、一方の画素を「第1画素」といい、他方の画素を「第2画素」という場合がある。例えば、第1画素は、図11においてD2方向に並んだ画素電極PTCOのうち、上の画素電極PTCOに対応する画素であり、第2画素は、D2方向に並んだ画素電極PTCOのうち、下の画素電極PTCOに対応する画素である。この場合、第1画素及び第2画素には、配線W1-1(第1画素配線)から画素信号が供給される。
【0047】
また、画素電極PTCOはD1方向に並んでいる。上記の第1画素に対してD1方向に隣接する画素を「第3画素」といい、第2画素に対してD1方向に隣接する画素を「第4画素」という。第3画素と第4画素とはD2方向に隣接している。第3画素及び第4画素には、配線W1-1(第1画素配線)に隣り合う配線W1-2(第2画素配線)から画素信号が供給される。
【0048】
上記のように、第1画素、第2画素、第3画素、及び第4画素の各々は、トランジスタTr1(画素トランジスタ)と、接続電極ZTCO(第1透明導電層)と、画素電極PTCO(第2透明導電層)と、を有する。
【0049】
トランジスタTr1は、酸化物半導体層OS、酸化物半導体層OSに対向するゲート電極GL1、及び酸化物半導体層OSとゲート電極GL1との間のゲート絶縁層GI1を備えている。接続電極ZTCOは、平面視で、ゲート電極GL1及び酸化物半導体層OSと重なり、ゲート電極GL1とは重ならない開口ZCON(第1コンタクト領域CON1)において、酸化物半導体層OSと接する。画素電極PTCOは、平面視で、ゲート電極GL1、酸化物半導体層OS、及び接続電極ZTCOと重なり、ゲート電極GL1と重なる開口PCON(第2コンタクト領域CON2)において、接続電極ZTCOに接続されている。
【0050】
図11の上側の設けられた第1画素の画素電極PTCOは、平面視で、当該第1画素の酸化物半導体層OS及び第1画素の下側に設けられた第2画素の酸化物半導体層OSに重なる。また、第1画素の画素電極PTCOは、平面視で、第4画素の酸化物半導体層OSとも重なる。
【0051】
図12に示すように、共通補助電極CMTLは、画素領域の周囲を囲むように格子状に設けられている。つまり、共通補助電極CMTLは複数の画素に対して共通に設けられている。換言すると、共通補助電極CMTLは開口OPを有する。開口OPは、画素電極PTCOを露出するように設けられている。開口OPのパターンは画素電極PTCOのパターンの内側に設けられている。開口OPが設けられた領域が表示領域に相当する。つまり、開口ZCON(第1コンタクト領域CON1)は表示領域に含まれている。表示領域とは、ユーザが画素からの光を視認できる領域を意味する。例えば、金属層によって遮光され、ユーザが光を視認できない領域は表示領域には含まれない。つまり、上記の表示領域を「透光領域(又は、開口領域)」という場合がある。
【0052】
図13に示すように、共通電極CTCOは、複数の画素に対して共通に設けられている。上記開口OPに対応した領域にスリットSLが設けられている。スリットSLは、湾曲した形状(縦に長いS字形状)を有している。スリットSLの先端は、当該先端の延伸方向に直交する幅が小さくなる形状を有している。図1及び図13を参照すると、共通電極CTCOは、画素電極PTCO(第2透明導電層)と対向する位置にスリットSLを有している。
【0053】
[1-6.表示装置10の各部材の材質]
基板SUBとして、ガラス基板、石英基板、およびサファイア基板など、透光性を有し、可撓性を有しない剛性基板を用いることができる。一方、基板SUBが可撓性を有する必要がある場合は、基板SUBとしてポリイミド基板、アクリル基板、シロキサン基板、またはフッ素樹脂基板など、樹脂を含み、可撓性を有するフレキシブル基板を用いることができる。基板SUBの耐熱性を向上させるために、上記の樹脂に不純物が導入されてもよい。
【0054】
ゲート電極GL2、配線W1、W2、遮光層LS、及び共通補助電極CMTLとして、一般的な金属材料を用いることができる。例えば、これらの電極等の部材として、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、モリブデン(Mo)、ハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、ビスマス(Bi)、及び銀(Ag)、又は、これらの合金若しくは化合物が用いられる。上記の電極等の部材として、上記の材料が単層で用いられてもよく、積層で用いられてもよい。
【0055】
ゲート絶縁層GI1、GI2及び絶縁層IL1~IL5として、一般的な絶縁層性材料を用いることができる。例えば、絶縁層IL1~IL3、IL5として、酸化シリコン(SiO)、酸化窒化シリコン(SiO)、窒化シリコン(SiN)、窒化酸化シリコン(SiN)、酸化アルミニウム(AlO)、酸化窒化アルミニウム(AlO)、窒化酸化アルミニウム(AlN)、窒化アルミニウム(AlN)などの無機絶縁層を用いることができる。これらの絶縁層として、欠陥が少ない絶縁層を用いることができる。絶縁層IL4として、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、又はシロキサン樹脂などの有機絶縁材料を用いることができる。ゲート絶縁層GI1、GI2及び絶縁層IL1~IL3、IL5として、上記の有機絶縁材料が用いられてもよい。上記の絶縁層等の部材として、上記の材料が単層で用いられてもよく、積層で用いられてもよい。
【0056】
上記の絶縁層の一例として、ゲート絶縁層GI1として厚さが100nmのSiOが用いられる。絶縁層IL1として総厚さが600nm~700nmのSiO/SiN/SiOが用いられる。ゲート絶縁層GI2として総厚さが60~100nmのSiO/SiNが用いられる。絶縁層IL2として総厚さが300nm~500nmのSiO/SiN/SiOが用いられる。絶縁層IL3として総厚さが200nm~500nmのSiO(単層)、SiN(単層)、又はこれらの積層が用いられる。絶縁層IL4として厚さが2μm~4μmの有機層が用いられる。絶縁層IL5として厚さが50nm~150nmのSiN(単層)が用いられる。
【0057】
上記のSiO及びAlOは、酸素(O)よりも少ない比率(x>y)の窒素(N)を含有するシリコン化合物及びアルミニウム化合物である。SiN及びAlNは、窒素よりも少ない比率(x>y)の酸素を含有するシリコン化合物及びアルミニウム化合物である。
【0058】
酸化物半導体層OSとして、半導体の特性を有する酸化金属を用いることができる。酸化物半導体層OSは透光性を有する。例えば、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)、及び酸素(O)を含む酸化物半導体を酸化物半導体層OSとして用いることができる。特に、In:Ga:Zn:O=1:1:1:4の組成比を有する酸化物半導体を用いることができる。ただし、本実施形態で使用されるIn、Ga、Zn、及びOを含む酸化物半導体は上記の組成に限定されるものではなく、上記とは異なる組成の酸化物半導体を用いることもできる。例えば、移動度を向上させるためにInの比率を上記より大きくしてもよい。また、バンドギャップを大きくし、光照射による影響を小さくするためにGaの比率を上記より大きくしてもよい。
【0059】
In、Ga、Zn、及びOを含む酸化物半導体に他の元素が添加されていてもよい。例えば、当該酸化物半導体にAl、Snなどの金属元素が添加されていてもよい。上記の酸化物半導体以外にもIn及びGaを含む酸化物半導体(IGO)、In及びZnを含む酸化物半導体(IZO)、In、Sn及びZnを含む酸化物半導体(ITZO)、並びにIn及びWを含む酸化物半導体などが酸化物半導体層OSとして用いられてもよい。酸化物半導体層OSはアモルファスであってもよく、結晶性であってもよい。酸化物半導体層OSはアモルファスと結晶の混相であってもよい。
【0060】
接続電極ZTCO、画素電極PTCO、及び共通電極CTCOとして、透明導電層が用いられる。当該透明導電層として、酸化インジウム及び酸化スズの混合物(ITO)及び酸化インジウム及び酸化亜鉛の混合物(IZO)を用いることができる。当該透明導電層として、上記以外の材料が用いられてもよい。
【0061】
以上のように、本実施形態に係る表示装置10では、ゲート電極GL1として水素吸蔵性の第1導電層110が用いられている。したがって、例えば、ゲート絶縁層GI1、絶縁層IL1、IL2等から放出された水素が第1導電層110に吸蔵される。その結果、特に酸化物半導体層周りにおいて当該酸化物半導体層OSを還元する水素を低減することができるため、トランジスタTr1の電気特性の変動が抑制される。
【0062】
特に、酸化物半導体層がチャネルに用いられたトランジスタTr1と、ポリシリコンからなる半導体層がチャネルに用いられたトランジスタTr2と、が同一基板上に形成される場合、トランジスタTr2の特性を改善するために、膜中に水素を多く含む窒化シリコン層が用いられる。この窒化シリコン層から放出される水素がトランジスタTr1の酸化物半導体層に到達すると、トランジスタTr1の電気特性を変動させてしまう。しかし、本実施形態に係る構成によると、このような場合であっても、第1導電層110が水素を吸蔵するため、上記のようなトランジスタTr1の電気特性の変動を抑制することができる。
【0063】
ゲート電極GL1に含まれる各導電層がテーパ形状を備えていることで、絶縁層IL2がゲート電極GL1を乗り越える領域において、絶縁層IL2のカバレッジが悪化することが抑制される。その結果、絶縁層IL2の上に形成される導電層の断線などの不具合を抑制することができる。したがって、信頼性が高い表示装置を実現することができる。
【0064】
[1-7.表示装置10の変形例]
図18図21を用いて、表示装置10の変形例について説明する。図18図21は、本発明の一実施形態に係る表示装置の画素回路を示す回路図である。当該変形例のゲート電極GL1は、図1Bのゲート電極GL1と類似しているが、両者の層構造が相違する。
【0065】
[1-7-1.変形例1]
図18に示すように、変形例1では、第1導電層110よりも酸化物半導体層OSから遠い位置に設けられた第3導電層130の厚さが第1導電層110の厚さより小さい。第3導電層130の厚さは、第1導電層110の厚さの1/2以下又は1/3以下である。上記の構造を有することで、ゲート電極GL1をドライエッチングする際に、第3導電層130の厚さが第1導電層110の厚さと同じ場合(図1B)に比べて、第2導電層120(例えばAl)のテーパ角θを小さくすることができる。つまり、図1Bに示す第2導電層120のテーパ角θより図18に示す第2導電層120のテーパ角θを小さくすることができる。その結果、ゲート電極GL1の上に形成される絶縁層IL2のカバレッジを改善することができる。図18では、第1導電層110のテーパ角θよりも、第2導電層120のテーパ角θの方が小さい(θ<θ)構成を例示したが、この構成に限定されない。第1導電層110のテーパ角θが、第2導電層120のテーパ角θと同じでもよく(θ=θ)、第1導電層110のテーパ角θが、第2導電層120のテーパ角θより小さくてもよい(θ<θ)。
【0066】
[1-7-2.変形例2]
図19に示すように、変形例2では、第3導電層130の代わりに第4導電層140が設けられている。第4導電層140は、第2導電層120の上面及び側面に接している。さらに、第4導電層140は、第1導電層110の側面及びゲート絶縁層GI1に接している。第4導電層140として、第1導電層110及び第3導電層130と同様に水素吸蔵性を備えた材料が用いられる。この構造を形成するために、第1導電層110及び第2導電層120のパターンを形成した後に、第4導電層140を成膜し、その後に第4導電層140のパターンを形成する。つまり、第2導電層120を加工する際に、第2導電層120が最上層に位置しているので、第2導電層120のテーパ角θを第1導電層110のテーパ角θより小さくすることができる。その結果、ゲート電極GL1の上に形成される絶縁層IL2のカバレッジを改善することができる。変形例1と同様に、第1導電層110のテーパ角θが、第2導電層120のテーパ角θと同じでもよく、第1導電層110のテーパ角θが、第2導電層120のテーパ角θより小さくてもよい。
【0067】
第2導電層120としてAlが用いられる場合、第4導電層140を成膜する前に、第2導電層120の表面に形成された自然酸化膜を除去する工程が設けられてもよい。例えば、第4導電層140をスパッタリング法で成膜する場合、第4導電層140を成膜する前に第2導電層120の表面に対して逆スパッタリング処理を行うことで、当該自然酸化膜を除去してもよい。
【0068】
[1-7-3.変形例3]
図20に示すように、変形例3では、変形例1(図18)の上に第4導電層140が形成された構成を有している。つまり、変形例3において、第4導電層140は、第3導電層130の上面及び側面に接している。さらに、第4導電層140は、第1導電層110及び第2導電層120の各々の側面及びゲート絶縁層GI1に接している。この構造を形成するために、第1導電層110~第3導電層130のパターンを形成した後に、第4導電層140を成膜してそのパターンを形成する。変形例3においても、変形例1と同様にゲート電極GL1の上に形成される絶縁層IL2のカバレッジを改善することができる。なお、当該構成においては、酸化物半導体層OSのチャネル長さは第4導電層140の外端間の距離Lによって規定されることは言うまでもない。
【0069】
[1-7-4.変形例4]
図21に示すように、変形例4では、第1導電層110の上面の一部が第2導電層120から露出されている。つまり、第1導電層110の側面の上端と第2導電層120の側面の下端とが一致しておらず、平面視において、第2導電層120の側面の下端は第1導電層110の側面の上端の内側に位置している。第2導電層120のテーパ角θは第1導電層110のテーパ角θと等しい。上記のように、水素吸蔵性を備えた第1導電層110の上面の一部が第2導電層120から露出されていることで、第1導電層110の表面のうち、水素を吸蔵することができる面積を大きくすることができる。図21の例では、第2導電層120の側面の上端と第3導電層130の側面の下端とが一致している構成を例示したが、この構成に限定されない。第2導電層120のテーパ角θは第1導電層110のテーパ角θと異なっていてもよい。
【0070】
[1-7-5.変形例5]
図22に示すように、変形例5は、変形例2(図19)の構造に類似しているが、第4導電層140の構造において変形例2と相違する。具体的には、変形例5では、第4導電層140が第1導電層110の端部から外側に延びている。換言すると、平面視で第1導電層110と重ならない領域において、断面視における第4導電層140の下面及び上面の両方は、ゲート絶縁層GI1の上面と平行である。この構成において、酸化物半導体層OSのチャネル長さは第4導電層140の外端間の距離Lによって規定される。
【0071】
[1-7-6.変形例6]
図23に示すように、変形例6は、変形例4(図21)の構造に類似しているが、第2導電層120の構造において、変形例4と相違する。具体的には、第2導電層120のパターン端部において、第2導電層120の下面と側面とのなす角θが略直角である点、及び第1導電層110の上面の一部の領域が第2導電層120によって覆われておらず、当該領域において第1導電層110の上面が絶縁層IL2と接している点において、変形例4と相違する。
【0072】
変形例6において、第2導電層120のテーパ角θは第1導電層110のテーパ角θ及び第3導電層130のテーパ角θより大きい。第1導電層110のテーパ角θは、第3導電層130のテーパ角θと同じであってもよく、異なっていてもよい。第2導電層120のテーパ角θは厳密に直角(90°)である必要はなく、実質的に直角であればよい。例えば、第2導電層120のテーパ角は85°以上95°以下であってもよい。
【0073】
[1-7-7.変形例7]
図24に示すように、変形例7は、変形例6(図23)の構造に類似しているが、テーパ角θ~テーパ角θにおいて、変形例6と相違する。変形例7では、テーパ角θが鋭角である。さらに、テーパ角θ及びテーパ角θは、テーパ角θよりも小さい角度である。テーパ角θ及びテーパ角θは略同一である。テーパ角θはテーパ角θと異なっていてもよい。すなわち、θ>θやθ<θの構成を採用可能である。図24では、第2導電層120の上面の全てが第3導電層130によって覆われている構成を例示したが、この構成に限定されない。第2導電層120の上面の一部の領域が第3導電層130によって覆われておらず、当該領域において第2導電層120の上面が絶縁層IL2と接していてもよい。
【0074】
[1-7-8.変形例8]
図25に示すように、変形例8は、変形例6(図23)の構造に類似しているが、形例6(図23)の構造に類似しているが、第2導電層120及び第3導電層130の構造において、変形例6と相違する。具体的には、第2導電層120の外端間の距離L2が第3導電層130の外端間の距離L3よりも小さい。その結果、第3導電層130の一部の領域において下面131が第2導電層120と接していない。図25では、下面131が絶縁層IL2と接する構成が例示されているが、この構成に限定されない。例えば、下面131は絶縁層IL2と接していなくてもよい。つまり、下面131の付近に絶縁層IL2が形成されずに空洞が形成されていてもよい。
【0075】
図26は、本発明の一実施形態に係るトランジスタの断面写真(断面TEM像)である。図26では、ゲート絶縁層GI1、第1導電層110、第2導電層120、第3導電層130、及び絶縁層IL2が拡大して表示されている。図26に示す断面写真において、第1導電層110、第2導電層120、及び第3導電層130の各々の端部の側面の形状が点線で示されている。図26の断面写真に示されている構造は、図25に示す構造と同様の構成を備えている。
【0076】
[2.第2実施形態]
図14を用いて、本発明の一実施形態に係る表示装置10Aの構成について説明する。図14は、本発明の一実施形態に係る表示装置の概要を示す断面図である。図14に示す表示装置10Aは、図1Aに示す表示装置10と類似しているが、画素電極PTCOと共通電極CTCOとの位置関係が相違する。
【0077】
図14に示すように、絶縁層IL4の上に共通補助電極CMTL及び共通電極CTCOが設けられている。共通補助電極CMTL及び共通電極CTCOの上に絶縁層IL5が設けられている。絶縁層IL5の上に画素電極PTCOが設けられている。画素電極PTCOは、絶縁層IL4、IL5に設けられた開口PCONを介して接続電極ZTCOに接続されている。上記のように、画素電極PTCOが共通電極CTCOの上方に設けられてもよい。
【0078】
本実施形態に係る表示装置10Aによると、第1実施形態に係る表示装置10と同様の効果を得ることができる。
【0079】
[3.第3実施形態]
図15図17を用いて、上記の第1実施形態及び第2実施形態で説明した表示装置の全体構成について説明する。
【0080】
[3-1.表示装置20Bの概要]
図15は、本発明の一実施形態に係る表示装置の概要を示す平面図である。図15に示すように、表示装置20Bは、アレイ基板300B、シール部400B、対向基板500B、フレキシブルプリント回路基板600B(FPC600B)、およびICチップ700Bを有する。アレイ基板300Bおよび対向基板500Bはシール部400Bによって貼り合わせられている。シール部400Bに囲まれた液晶領域22Bには、複数の画素回路310Bがマトリクス状に配置されている。液晶領域22Bは、後述する液晶素子410Bと平面視で重なる領域である。液晶領域22Bは、表示に寄与する領域である。液晶領域22Bを「表示領域」という場合がある。上記のトランジスタTr1(第1トランジスタ)は液晶領域22B(表示領域)に設けられる。
【0081】
シール部400Bが設けられたシール領域24Bは、液晶領域22Bの周囲の領域である。FPC600Bは端子領域26Bに設けられている。端子領域26Bはアレイ基板300Bが対向基板500Bから露出された領域であり、シール領域24Bの外側に設けられている。なお、シール領域24Bの外側とは、シール部400Bが設けられた領域及びシール部400Bによって囲まれた領域の外側を意味する。ICチップ700BはFPC600B上に設けられている。ICチップ700Bは各画素回路310Bを駆動させるための信号を供給する。シール領域24B又はシール領域24Bと端子領域26Bとを合わせた領域は、液晶領域22B(表示領域)を包囲する領域である。これらの領域を「額縁領域」という場合がある。上記のトランジスタTr2(第2トランジスタ)は当該額縁領域に設けられる。
【0082】
[3-2.表示装置20Bの回路構成]
図16は、本発明の一実施形態に係る表示装置の回路構成を示すブロック図である。図16に示すように、画素回路310Bが配置された液晶領域22Bに対してD1方向(列方向)に隣接する位置にはソースドライバ回路320Bが設けられており、液晶領域22Bに対してD2方向(行方向)に隣接する位置にはゲートドライバ回路330Bが設けられている。ソースドライバ回路320B及びゲートドライバ回路330Bは、上記のシール領域24Bに設けられている。ただし、ソースドライバ回路320B及びゲートドライバ回路330Bが設けられる領域はシール領域24Bに限定されず、画素回路310Bが設けられた領域の外側であれば、どの領域でもよい。
【0083】
ソースドライバ回路320Bからソース配線321BがD1方向に延びており、D1方向に配列された複数の画素回路310Bに接続されている。ゲートドライバ回路330Bからゲート配線331BがD2方向に延びており、D2方向に配列された複数の画素回路310Bに接続されている。
【0084】
端子領域26Bには端子部333Bが設けられている。端子部333Bとソースドライバ回路320Bとは接続配線341Bで接続されている。同様に、端子部333Bとゲートドライバ回路330Bとは接続配線341Bで接続されている。FPC600Bが端子部333Bに接続されることで、FPC600Bが接続された外部機器と表示装置20Bとが接続され、外部機器からの信号によって表示装置20Bに設けられた各画素回路310Bが駆動する。
【0085】
第1実施形態及び第2実施形態に示すトランジスタTr1は、画素回路310Bに用いられる。第1実施形態及び第2実施形態に示すトランジスタTr2は、ソースドライバ回路320B及びゲートドライバ回路330Bに含まれるトランジスタに適用される。
【0086】
[3-3.表示装置20Bの画素回路310B]
図17は、本発明の一実施形態に係る表示装置の画素回路を示す回路図である。図17に示すように、画素回路310Bはトランジスタ800B、保持容量890B、及び液晶素子410Bなどの素子を含む。保持容量890Bの一方の電極は画素電極PTCOであり、他方の電極は共通電極CTCOである。同様に、液晶素子410Bの一方の電極は画素電極PTCOであり、他方の電極は共通電極CTCOである。トランジスタ800Bは第1ゲート電極810B、第1ソース電極830B、及び第1ドレイン電極840Bを有する。第1ゲート電極810Bはゲート配線331Bに接続されている。第1ソース電極830Bはソース配線321Bに接続されている。第1ドレイン電極840Bは保持容量890B及び液晶素子410Bに接続されている。第1実施形態及び第2実施形態に示すトランジスタTr1は、図17に示すトランジスタ800Bに適用される。本実施形態では、説明の便宜上、830Bをソース電極といい、840Bをドレイン電極というが、それぞれの電極のソースとしての機能とドレインとしての機能とが入れ替わってもよい。
【0087】
本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の表示装置を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【0088】
上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
【符号の説明】
【0089】
10:表示装置、 20B:表示装置、 22B:液晶領域、 24B:シール領域、 26B:端子領域、 110:第1導電層、 120:第2導電層、 130:第3導電層、 140:第4導電層、 300B:アレイ基板、 310B:画素回路、 320B:ソースドライバ回路、 321B:ソース配線、 330B:ゲートドライバ回路、 331B:ゲート配線、 333B:端子部、 341B:接続配線、 400B:シール部、 410B:液晶素子、 500B:対向基板、 600B:フレキシブルプリント回路基板、 700B:チップ、 800B:トランジスタ、 810B:第1ゲート電極、 830B:第1ソース電極、 840B:第1ドレイン電極、 890B:保持容量、 CMTL:共通補助電極、 CON1:第1コンタクト領域、 CON2:第2コンタクト領域、 CTCO:共通電極、 GI1、GI2:ゲート絶縁層、 GL1、GL2:ゲート電極、 IL1~IL5:絶縁層、 LS:遮光層、 OP:開口、 OS:酸化物半導体層、 PCON、WCON、ZCON:開口、 PJT:突出部、 PTCO:画素電極、 S:半導体層、 SL:スリット、 SP:スペーサ、 SUB:基板、 Tr1、Tr2:トランジスタ、 W:配線、 ZTCO:接続電極
図1A
図1B
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
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図15
図16
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図26