[發明專利]顯示裝置

有效

• 申請號: 201410429433.9
• 申請日: 2009-09-28
• 公開（公告）號: CN104332472B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 山崎舜平;秋元健吾;小森茂樹;魚地秀貴;二村智哉;笠原崇廣
• 申請（專利權）人: 株式會社半導體能源研究所
• 主分類號: H01L27/12
• 分類號: H01L27/12;G02F1/1333
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 付曼,湯春龍

技術領域

本發明涉及一種使用氧化物半導體的顯示裝置。

背景技術

以液晶顯示裝置為代表的形成在玻璃襯底等的平板上的薄膜晶體管使用非晶硅、多晶硅制造。使用非晶硅的薄膜晶體管具有如下特性：雖然其場效應遷移率低，但是可以適合于玻璃襯底的大面積化。另一方面，使用多晶硅的薄膜晶體管具有如下特性：雖然其場效應遷移率高，但是需要進行激光退火等的晶化工序，因此其不一定適合于玻璃襯底的大面積化。

另一方面，使用氧化物半導體制造薄膜晶體管，并將其應用于電子裝置和光裝置的技術受到注目。例如，專利文獻1及專利文獻2公開作為氧化物半導體膜使用氧化鋅(ZnO)或包含銦、鎵及鋅的氧化物半導體來制造薄膜晶體管，并將其用于圖像顯示裝置的開關元件等的技術。

[專利文獻1]日本專利申請公開2007-123861號公報

[專利文獻2]日本專利申請公開2007-96055號公報

將氧化物半導體用作溝道形成區域的薄膜晶體管具有如下特性：其工作速度比使用非晶硅的薄膜晶體管快，并且其制造工序比使用多晶硅的薄膜晶體管簡單。換言之，通過使用氧化物半導體，即使處理溫度在從室溫到300℃以下的低溫下也可以制造場效應遷移率高的薄膜晶體管。

為了有效地利用使用工作特性優良且可以在低溫下制造的氧化物半導體來形成的顯示裝置的特性，并保證其可靠性，需要在顯示裝置中形成有具有適當的結構的保護電路等。另外，為了實現顯示裝置的小型化，需要的是將保護電路的占有面積設定得小。

發明內容

本發明的一個方式的目的之一在于提供具有適當的結構的保護電路。

本發明的一個方式的目的之一在于：在除了氧化物半導體以外還層疊絕緣膜及導電膜來制造的各種用途的顯示裝置中，提高保護電路的功能而實現工作的穩定化和保護電路的占有面積的小型化。

本發明的一個方式是一種顯示裝置，其中以使用氧化物半導體構成的非線性元件形成保護電路。組合氧的含量不同的氧化物半導體構成該非線性元件。另外，該非線性元件所具有的第一布線層和第二布線層中的至少一方直接連接到柵電極層或以與柵電極層相同工序形成的導電膜。

本發明的一個例示方式是一種顯示裝置，包括：在具有絕緣表面的襯底上交叉地設置掃描線和信號線，像素電極排列為矩陣狀的像素部；以及在該像素部的外側區域中使用氧化物半導體形成的非線性元件。像素部包括將溝道形成區域形成于第一氧化物半導體層中的薄膜晶體管。像素部的薄膜晶體管包括：與掃描線連接的柵電極；與信號線連接并接觸于第一氧化物半導體層的第一布線層；以及與像素電極連接并接觸于第一氧化物半導體層的第二布線層。在設置于襯底的周邊部的信號輸入端子和像素部之間設置有非線性元件。非線性元件包括：柵電極及覆蓋該柵電極的柵極絕緣層；在所述柵極絕緣層上重疊于所述柵電極的第一氧化物半導體層；以及其端部在所述第一氧化物半導體層上重疊于所述柵電極，并層疊有導電層和第二氧化物半導體層的第一布線層及第二布線層。另外，非線性元件的柵電極與掃描線或信號線連接，并且非線性元件的第一布線層或第二布線層直接連接到柵電極層以施加柵電極的電位。

本發明的一個例示方式是一種顯示裝置，包括：在具有絕緣表面的襯底上交叉地設置掃描線和信號線，像素電極排列為矩陣狀的像素部；以及該像素部的外側區域中的保護電路。像素部包括將溝道形成 區域形成于第一氧化物半導體層中的薄膜晶體管。像素部的薄膜晶體管包括：與掃描線連接的柵電極；與信號線連接并接觸于第一氧化物半導體層的第一布線層；以及與像素電極連接并接觸于第一氧化物半導體層的第二布線層。在像素部的外側區域中設置有連接掃描線和公共布線的保護電路、連接信號線和公共布線的保護電路。保護電路具有非線性元件，該非線性元件包括：柵電極及覆蓋該柵電極的柵極絕緣層；在所述柵極絕緣層上重疊于所述柵電極的第一氧化物半導體層；以及其端部在所述第一氧化物半導體層上重疊于所述柵電極，并層疊有導電層和第二氧化物半導體層的第一布線層及第二布線層。另外，保護電路所具有的非線性元件的柵電極與第一布線層或第二布線層直接連接。

注意,從方便起見附加第一、第二等序數詞,但其并不表示工序順序或疊層順序。另外，其在本說明書中不表示特定發明的事項的固有名稱。