CN1536542A - 具有薄膜晶体管的平板显示器 - Google Patents

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Abstract

一种平板显示器，它能够降低驱动薄膜晶体管(TFT)的开态电流，保持开关TFT的高开关性质，用驱动TFT保持均匀的亮度，以及在相同的电压被施加到开关TFT和驱动TFT而不改变有源层的尺寸的情况下保持发光器件的寿命。此平板显示器包括发光器件、包括具有用来将数据信号传送到发光器件的沟道区的半导体有源层的开关薄膜晶体管、以及包括具有用来驱动发光器件的沟道区的半导体有源层的驱动薄膜晶体管。预定的电流量根据数据信号而流过发光器件。开关薄膜晶体管的沟道区的晶粒的尺寸或形状之一不同于驱动薄膜晶体管的沟道区中的晶粒。

Description

具有薄膜晶体管的平板显示器
发明的背景
本申请要求2003年4月2日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2003-20738的优先权，其整个内容在此处被列为参考。
技术领域
本发明涉及到包括薄膜晶体管(TFT)的有源矩阵型平板显示器，更确切地说是涉及到包括TFT的平板显示器，此TFT具有多晶硅作为有源层以及开关TFT和驱动TFT的有源层沟道区的不同晶化结构。
背景技术
诸如液晶显示器件、有机电致发光显示器件、或无机电致发光显示器件之类的平板显示器件中的薄膜晶体管(TFT)，被用作开关器件来控制象素的工作，并被用作驱动器件来驱动象素。
TFT包括具有掺有高浓度杂质的漏区和源区以及形成在漏区与源区之间的沟道区的半导体有源层、形成在半导体有源层上的栅绝缘层、以及形成在位于有源层沟道区上部上的栅绝缘层上的栅电极。根据硅的晶化状态，半导体有源层可以被分类为非晶硅或多晶硅。
采用非晶硅的TFT的优点在于能够在低温下进行淀积，但其缺点在于TFT的电学性质和可靠性变坏。而且难以制造较大的显示器件。于是，新近开始采用多晶硅。多晶硅具有约为几十到几百cm2/Vs的较高迁移率以及低的高频工作性质和泄漏电流值。于是，多晶硅适合用于高分辨率的大尺寸平板显示器。
如上所述，TFT被用作平板显示器中象素的开关器件或驱动器件。具有有源驱动方法的有源矩阵型有机电致发光显示器件，在每个子象素中包括至少2个TFT。
有机电致发光器件在阳极电极与阴极电极之间具有由有机材料组成的发光层。在有机电致发光器件中，当正电压和负电压被分别施加到各电极时，从阳极电极注入的空穴通过空穴输运层被移动到发光层，且电子通过电子输运层从阴极电极被注入到发光层中。空穴和电子在发光层上被复合，从而产生激子。激子从激发态被改变到基态，且因此，发光层中的发光分子就辐射以形成图象。在全色电致发光显示器的情况下，辐射红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的象素被排列作为电致发光器件以实现全色。
在有源矩阵型有机电致发光显示器件中，要求具有高分辨率的平板，但用高功能多晶硅制作的上述TFT在此情况下引起一些问题。
亦即，在诸如有源矩阵型有机电致发光显示器件之类的有源矩阵型平板显示器件中，开关TFT和驱动TFT由多晶硅制成。于是，开关TFT和驱动TFT具有相同的电流迁移率。因此，开关TFT的开关性质和驱动TFT的低电流驱动性质无法同时满足。亦即，当高分辨率显示器件的驱动TFT和开关TFT用具有较大电流迁移率的多晶硅制造时，无法得到开关TFT的高的开关性质，但由于通过驱动TFT流向电致发光(EL)器件的电流量增大而使亮度变得太大。于是，器件单位面积的电流密度增大，EL器件的寿命则缩短。
另一方面，当显示器件的开关TFT和驱动TFT用电流迁移率低的非晶硅制造时，TFT应该以驱动TFT使用小电流而开关TFT使用大电流的方式被制造。
为了解决上述问题，提供了用来限制流过驱动TFT的电流的各种方法，例如借助于降低驱动TFT的长度对宽度的比率(W/L)来增大沟道区的电阻的方法以及借助于在驱动TFT的源/漏区上形成轻掺杂区域来增大电阻的方法。
然而，在借助于增大长度来降低W/L的方法中，沟道区的长度增大了，于是在沟道区上形成条形并减小了准分子激光退火(ELA)方法的晶化工艺中的光圈面积。借助于减小宽度来降低W/L的方法受到光刻工艺设计规则的限制，且难以确保TFT的可靠性。
而且，借助于形成轻掺杂区域来增大电阻的方法要求额外的掺杂工艺。
在美国专利No.6337232中，公开了一种借助于减小沟道区厚度来提高TFT性质的方法。
在日本专利公开No.2001-109399中，公开了用来降低驱动TFT的长度对宽度的比率的方法。
发明内容
本发明提供了一种平板显示器，其中，在无须改变TFT有源层的尺寸的情况下，驱动薄膜晶体管(TFT)的开态电流被降低，同时施加在其上的驱动电压保持恒定。
本发明分别提供了能够保持开关TFT的高开关性质、由驱动TFT满足均匀亮度、以及保持发光器件的使用寿命的平板显示器。
根据本发明的一种情况，提供了一种平板显示器件，它包含发光器件、包括具有用来将数据信号传送到发光器件的沟道区的半导体有源层的开关薄膜晶体管、以及包括具有至少一个用来驱动发光器件致使预定的电流量根据数据信号流过发光器件的沟道区的半导体有源层的驱动薄膜晶体管，开关薄膜晶体管沟道区的晶粒至少在尺寸和形状中的一个方面不同于驱动薄膜晶体管沟道区中的晶粒。
在本发明的各种实施方案中，开关TFT和驱动TFT的沟道区中的电流迁移率由于各自的晶粒形状而彼此不同。
在本发明的各种实施方案中，开关TFT的沟道区中的电流迁移率由于沟道区上的晶粒形状而可以大于驱动TFT的沟道区中的电流迁移率。
在本发明的各种实施方案中，开关TFT的沟道区的晶粒的尺寸不同于驱动TFT的沟道区中的晶粒的尺寸。
在本发明的各种实施方案中，开关TFT的沟道区中的电流迁移率由于各自的晶粒尺寸而可以大于驱动TFT的沟道区中的电流迁移率。
在本发明的各种实施方案中，在开关TFT与驱动TFT之间要求较大电流迁移率的TFT的沟道区中的晶粒的尺寸，可以大于另一TFT的沟道区中的晶粒的尺寸。
在本发明的各种实施方案中，开关TFT的沟道区上的晶粒的尺寸可以大于驱动TFT的沟道区中的晶粒的尺寸。
在本发明的各种实施方案中，开关TFT和驱动TFT的沟道区可以具有不同形状的晶粒。
在开关TFT与驱动TFT之间，要求较低电流迁移率的TFT的沟道区可以具有非晶形状的晶粒边界。
在本发明的各种实施方案中，要电流迁移率比具有非晶晶粒边界的TFT的电流迁移率大的TFT沟道区中的晶粒，可以包括基本上平行的主要晶粒边界以及从主要晶粒边界基本上垂直地延伸在主要晶粒边界之间的次要晶粒边界，且主要晶粒边界可以被形成为条形或正方形。
在本发明的各种实施方案中，在开关TFT与驱动TFT之间要求较高电流迁移率的TFT沟道区中的晶粒，可以包括基本上平行的主要晶粒边界以及基本上垂直地延伸在主要晶粒边界之间并被排列的次要晶粒边界，且它们之间的平均间距小于主要晶粒边界之间的平均间距，主要晶粒边界可以被形成具有条形，且沟道区可以被安排成使电流的方向基本上垂直于主要晶粒边界。
在本发明的各种实施方案中，要求电流迁移率低于具有条形主要晶粒边界的TFT的电流迁移率的TFT沟道区，可以具有非晶形状的晶粒边界和/或具有基本上正方形形状的主要晶粒边界。
在本发明的各种实施方案中，在开关TFT与驱动TFT之间，要求较高电流迁移率的TFT沟道区中的晶粒，可以包括基本上平行的主要晶粒边界以及在主要晶粒边界之间基本上垂直地延伸的次要晶粒边界，且主要晶粒边界可以被形成为基本上正方形形状。
在本发明的各种实施方案中，驱动TFT的沟道区中的晶粒可以具有非晶形状的晶粒边界。
在本发明的各种实施方案中，开关TFT的沟道区中的晶粒可以具有基本上平行的主要晶粒边界以及从主要晶粒边界基本上垂直地延伸在主要晶粒边界之间的次要晶粒边界，且主要晶粒边界可以被形成为条形或正方形。
在本发明的各种实施方案中，开关TFT沟道区上的晶粒可以具有基本上平行的主要晶粒边界以及从主要晶粒边界基本上垂直地延伸在主要晶粒边界之间的次要晶粒边界，且主要晶粒边界可以基本上被形成为条形形状。
在本发明的各种实施方案中，驱动薄膜晶体管的沟道区中的晶粒可以具有非晶形状的晶粒边界和/或具有基本上正方形形状的主要晶粒边界。
在本发明的各种实施方案中，开关薄膜晶体管的沟道区上的晶粒可以具有基本上平行的主要晶粒边界以及从主要晶粒边界基本上垂直地延伸在主要晶粒边界之间的次要晶粒边界，且主要晶粒边界可以被形成为基本上正方形形状。
在本发明的各种实施方案中，有源层的沟道区可以用多晶硅来形成，且此多晶硅可以用激光晶化方法来形成。
附图说明
借助于参照附图详细地描述其示例性实施方案，本发明的上述和其它的特点将变得更为明显。
图1是根据本发明示例性实施方案的有源矩阵型有机电致发光显示器中薄膜晶体管(TFT)的有源层结构的平面图。
图2是形成TFT有源层的多晶硅薄膜中形状彼此不同的结晶结构的平面图。
图3曲线示出了沟道区给定长度内主要晶粒边界的角度与沟道区上的电流迁移率之间的关系。
图4是在TFT被制作在图2的不同晶化结构上的情况下，各个有源层的电流迁移率之间的比率的曲线。
图5是其中第一有源层被形成在第一晶化结构上，而第二有源层形成在第二晶化层上的情况的平面图。
图6是平面图，示出了第一有源层被形成在第一晶化结构上，而第二有源层被形成在第三晶化结构上。
图7是第一有源层被形成在第二晶化结构上，而第二有源层被形成在第三晶化结构的情况的平面图。
图8是第一有源层和第二有源层被形成在具有不同尺寸的晶化结构的多晶硅薄膜上的情况的平面图。
图9是在准分子激光退火(ELA)晶化方法中能量密度与晶粒尺寸之间的关系曲线。
图10是晶粒尺寸与电流迁移率之间的关系曲线。
图11是图1所示象素的子象素的局部放大平面图。
图12是图11所示单元象素的等效电路图。
图13是沿图11中IV-IV线的剖面图。
图14是沿图11中V-V线的剖面图。
具体实施方式
图1是根据本发明示例性实施方案的有源矩阵型有机电致发光显示器中薄膜晶体管(TFT)的有源层结构的平面图。如图1所示，红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)子象素沿纵向(上下方向)被重复排列在有机电致发光显示器的象素中。但象素的排列不局限于上述结构，且各个颜色的子象素能够被排列成诸如镶嵌图形或网格型图形之类的各种图形来构成象素。而且，单色平板显示器能够被用来代替图1所示的全色平板显示器。
在有机电致发光显示器中，多个栅线51沿横向(左右方向)被排列，而多个数据线52沿纵向被排列。而且，用来馈送驱动电压(Vdd)的驱动线53沿纵向被排列。栅线51、数据线52、以及驱动线53被排列成环绕一个子象素。
在上述构造中，各个R、G、B象素的子象素包括诸如开关TFT和驱动TFT的至少二个TFT。开关TFT根据栅线51的信号，将数据信号传送到发光器件，以便控制发光器件的工作，而驱动TFT对发光器件进行驱动，致使预定的电流根据数据信号而在发光器件上流动。TFT的数目和TFT的安排，例如开关TFT和驱动TFT的安排，可以根据显示器件的性质和显示器件的驱动方法而被改变，TFT能够以各种方式被安排。
开关TFT 10和驱动TFT 20分别包括第一有源层11和第二有源层21。各个半导体有源层以及有源层11和21包括稍后要描述的沟道区(未示出)。沟道区是沿电流流动方向位于第一有源层11和第二有源层21的中央位置上的一些区域。
如图1所示，在形成R、G、B象素的子象素中，包括在开关TFT 10中的第一有源层11和包括在驱动TFT 20中的第二有源层21，能够被形成为使第一有源层11和第二有源层21具有不同的晶粒。第一有源层11和第二有源层21能够被形成为共用于R、G、B象素。但第一有源层11和第二有源层21也能够对R、G、B不同地被形成，使得能够借助于在形成驱动TFT 20的第二有源层21上对不同颜色形成不同晶粒而保持白色平衡(图中未示出)。
根据本发明的一个实施方案，可以用多晶硅薄膜来形成第一有源层11和第二有源层21。可以不同地形成由多晶硅薄膜制作的第一有源层11和第二有源层21。在图1所示的本发明实施方案中，第一有源层11和第二有源层21能够被形成为具有不同形状的晶粒。此处，第一有源层11和第二有源层21沟道区上的晶粒具有彼此不同的形状就足够了，但整个第一和第二有源层11和21上的晶粒由于结构设计中的复杂性而具有不同的形状。
根据本发明的实施方案，由于开关TFT 10的第一有源层11以及驱动TFT 20的第二有源层21的沟道区上的晶粒具有不同的形状，故在为了得到高分辨率而使各个有源层具有相同的尺寸的情况下，从驱动TFT传送到发光器件的电流被减小了。
如上所述，在有机电致发光显示器中，为了制作适合于高分辨率，特别是适合于小尺寸的高分辨率的TFT，提高了开关TFT的开态电流，并降低了驱动TFT的开态电流。在本发明中，借助于将TFT有源层上的晶粒形成为具有不同的形状，来控制TFT的开态电流。亦即，借助于控制开关TFT和驱动TFT的有源层上的晶粒的形状，增大了开关TFT的开态电流，并降低了驱动TFT的开态电流。
因此，能够根据有源层沟道区中的电流迁移率，来确定开关TFT的有源层上的晶粒形状和驱动TFT的有源层上的晶粒形状。当有源层沟道区中的电流迁移率大时，开态电流变大，而当沟道区中的电流迁移率小时，开态电流变小。结果，为了借助于降低驱动TFT的开态电流而得到高分辨率，驱动TFT的沟道区中的电流迁移率应该被控制成低于开关TFT有源层沟道区中的电流迁移率。
根据形成有源层的多晶硅薄膜中晶粒的形状，能够得到电流迁移率之间的差别。确切地说，根据多晶硅薄膜的晶粒形状，能够得到电流迁移率之间的差别。
亦即，由于当有源层沟道区中的电流迁移率大时，能够增大TFT的开态电流，而当沟道区上的电流迁移率小时，能够降低TFT的开态电流，故利用各个有源层的沟道区中的电流迁移率，能够决定开关TFT 10和驱动TFT 20的第一和第二有源层11和21上的晶粒的形状。
因此，各个有源层的形状应该被控制，使得驱动TFT中的第二有源层21的沟道区中的电流迁移率低于开关TFT的第一有源层11的电流迁移率，以便降低驱动TFT上的开态电流。根据形成有源层的多晶硅薄膜的晶化结构，能够得到电流迁移率的差别。亦即，借助于在具有不同晶化结构的多晶硅薄膜上形成各个层，能够得到电流迁移率的差别。
图2是形成TFT的有源层的多晶硅薄膜的各种结构。借助于用相继横向凝固(SLS)方法对非晶硅进行晶化，能够形成多晶硅薄膜。SLS方法利用了硅晶粒在液相硅区与固相硅区之间的界面处沿垂直方向生长的事实。借助于用掩模透射激光束，部分非晶硅被熔化，且晶粒从熔化的硅部分与未被熔化的硅部分之间的界面向着熔化的硅部分生长。
当在薄膜上执行SLS方法时，利用不同区域的不同掩模，能够得到图2的晶化结构。
在具有条形形状的第一晶化结构61中，形成了是为彼此平行的直线的多个主要晶粒边界61a以及沿主要晶粒边界61a处的垂直方向的第二晶粒边界61b。而且，具有上述晶粒边界结构的晶粒的晶粒方向的长度被形成为大于晶粒的宽度。此长度可以是较短边长度的至少1.5倍或以上。
借助于用掩模和条形形状的激光束透过区域对非晶硅薄膜进行熔化和结晶，形成了第一晶化结构61。当TFT的有源层被形成在第一晶化结构上时，根据主要晶粒边界61a与有源层沟道区中电流流动的方向的角度，能够得到电流迁移率的差别(见图3)。亦即，当主要晶粒边界垂直于有源层沟道区中电流流动的方向时，电流迁移率最大，而当主要晶粒边界61a平行于有源层沟道区中电流流动的方向时，电流迁移率最小。因此，当TFT有源层的沟道区被形成在垂直于主要晶粒边界61a的第一晶化结构61上时，能够得到高的电流迁移率。
上述关系可以用载流子运动的电阻分量来描述。当有源层沟道区中电流流动方向与主要晶粒边界61a的角度为0度时，电流流动方向平行于主要晶粒边界61a，但电流流动方向垂直于多个次要晶粒边界61b。因此，当载流子运动时，载流子的运动方向垂直于次要晶粒边界61b，于是增大了对载流子运动的电阻分量，从而降低了电流迁移率。
相反，当主要晶粒边界61a中电流流动方向角为90度时，电流流动方向垂直于主要晶粒边界61a，但电流流动方向平行于多个次要晶粒边界61b。因此，当载流子运动时，次要晶粒边界61b平行于载流子的运动方向，于是减小了对载流子运动的电阻分量，从而提高了电流迁移率。
电流迁移率的差别引起开态电流的差别。亦即，随着有源层沟道区中主要晶粒边界与电流流动方向形成的角度增大，电流迁移率变大，开态电流因而也增大。因此，如上所述，要求大开态电流值的开关TFT的沟道区可以被设计成与电流流动方向成例如大约90度角度，而不是成0度。
在第二晶化结构62中，主要晶粒边界62a被形成为矩形，且当执行SLS方法时，能够用条形激光束透过区域与点状激光束掩蔽区域在其上被混合的掩模来制造。当TFT的有源层被形成在矩形晶化结构上时，能够得到小于第一晶化结构61的电流迁移率。
第三晶化结构63具有非常小的尺寸和不定形的晶粒。在应用SLS方法时，用淹没辐照方法来形成第三晶化结构中的晶粒。借助于将激光束辐照在硅上而不使用掩模，形成了多个晶粒核，且晶粒生长，从而得到细微而致密分布的晶粒，如图2所示。当TFT的有源层被形成在不定形的第三晶化结构上时，得到了比上述二种情况下更小的电流迁移率值。
图4是当有源层被形成在第一、第二、第三晶化结构上时，各个电流迁移率的比率图。由于能够根据晶化结构的形状而改变电流迁移率，故能够以各种方式来制作开关TFT和驱动TFT，如图5-7所示。
如图5和6所示，当开关TFT的第一有源层11被形成在第一晶化结构61上时，驱动TFT的第二有源层21可以被形成在第二晶化结构62上或第三晶化结构63上。此处，第一晶化结构61的主要晶粒边界61a最好被排列成垂直于形成在第一晶化结构61上的第一有源层11的沟道区(C1)上电流流动的方向，以便改善电流迁移率。根据上述结构，第二有源层21的沟道区(C2)中的电流迁移率小于第一有源层11的电流迁移率，从而能够降低驱动TFT的开态电流值。
而且，如图7所示，当开关TFT的第一有源层11被形成在第二晶化结构62上时，驱动TFT的第二有源层21可以被形成在第三晶化结构63上。如上所述，由于晶化结构的差别而产生电流迁移率的差别，且第二有源层的沟道区C2的电流迁移率小于第一有源层11的电流迁移率，从而驱动TFT的降低的开态电流值更低。
本技术领域的普通熟练人员应该理解的是，TFT有源层的不同的晶化结构不局限于上述这些结构。亦即，例如当第三晶化结构可以被用于要求开关TFT与驱动TFT之间较小电流迁移率的TFT有源层时，第一或第二晶化结构被用于要求较大电流迁移率的TFT有源层。当第一晶化结构被用于要求开关TFT与驱动TFT之间较大电流迁移率的TFT有源层时，例如第二或第三晶化结构可以被用于要求较小电流迁移率的TFT的有源层。本技术领域的普通熟练人员还应该理解的是，本发明不局限于使用所示的各种晶化结构。亦即，可以采用具有不同晶粒尺寸的不同的晶化结构。
此外，如图8所示，借助于区分形成各个TFT有源层沟道区的晶粒的尺寸，能够得到上述效果。根据图5所示的本发明另一个实施方案，用激光退火(ELA)方法来晶化晶粒，并借助于将不同的能量辐照到开关TFT和驱动TFT，晶粒的尺寸被区分。
如图9所示，在ELA方法中，可以根据被辐照的能量的密度来区分晶粒的尺寸。图9示出了在ELA方法中，在对500的非晶硅薄膜进行晶化的过程中，根据激光的能量密度的晶粒尺寸之间的差别。
在图9中，区域I表示由于用比较低的能量密度辐照非晶硅而在非晶硅上产生局部熔化的情况，晶粒由于非晶硅的局部熔化而沿垂直方向生长，从而形成小尺寸的晶粒。
区域II表示由于用比较高的能量密度辐照非晶硅而在非晶硅上产生接近完全熔化的情况，晶粒沿横向从少数未被熔化的固相晶核生长，从而形成较大尺寸的晶粒。
区域III表示由于用相对最高的能量密度辐照非晶硅而在非晶硅上产生完全熔化的情况，由于被熔化的硅被过冷而产生多个晶核，从而形成细微的晶粒。
因此，区域II中的晶粒尺寸最大，然后尺寸按区域I到区域III的顺序变小。
在晶粒尺寸彼此不同的情况下，电流迁移率根据尺寸也不同。亦即，如图10所示，晶粒尺寸越大，电流迁移率越大，于是形成几乎直线的图形。
如图9和10所示，当晶粒根据其中能够形成最大晶粒的区域II被晶化时，能够得到最大的电流迁移率，而当晶粒根据其中能够得到最小的晶粒的区域III被晶化时，能够得到最小的电流迁移率。
当上述结果被应用于图8所示的本发明的实施方案时，开关TFT的第一有源层11被形成在具有较大晶粒的第四晶化结构64上，而驱动TFT的第二有源层21被形成在具有较小晶粒的第五晶化结构65上。于是能够在驱动TFT的第二有源层21沟道区中得到较小的电流迁移率，因而能够降低驱动TFT的开态电流值。
因此，通常若其上形成开关TFT的第一有源层11的第四晶化结构64可以在图10的区域II中被晶化，则其上形成驱动TFT的第二有源层21的第五晶化结构可以在图10的区域I或区域III中被晶化。而且，通常若其上形成开关TFT的第一有源层11的第四晶化结构64可以在图10的区域I中被晶化，则其上形成驱动TFT的第二有源层21的第五晶化结构可以在图10的区域III中被晶化。
不同的晶化结构不局限于此，而是若要求开关TFT与驱动TFT之间较小的电流迁移率的TFT有源层在图10的区域III中被晶化，则要求较大电流迁移率的TFT有源层可以在区域I或区域II中被晶化。而且，若要求开关TFT与驱动TFT之间较大的电流迁移率的TFT有源层在图10的区域II中被晶化，则要求较小电流迁移率的TFT有源层在区域I或区域III中被晶化。
如上所述，当尺寸不同的晶粒被形成在开关TFT 10和驱动TFT 20上，且第一和第二有源层11和21被形成在其上时，开关TFT和驱动TFT的电流迁移率被彼此区分开，且驱动TFT 20的开态电流值被降低，从而实现高分辨率。
另一方面，具有开关TFT和驱动TFT的有机电致发光显示器件的各个子象素具有图11-14所示的结构。
图11是图1所示象素中的子象素的局部放大平面图，而图12是图11所示子象素的等效电路图。
参照图12，根据本发明实施方案的有源矩阵型有机电致发光显示器包含例如用于开关的开关TFT 10和用于驱动的驱动TFT的二个TFT、一个电容器30、以及一个电致发光(EL)器件40。TFT的数目和电容器的数目不局限于此，根据所需器件的设计，可以排列更多的TFT和电容器。
借助于施加到栅线51的扫描信号以便传送施加到数据线52的数据信号，开关TFT 10进行工作。驱动TFT 20根据通过开关TFT 10传送的数据信号，亦即栅与源之间的电压差(Vgs)，来决定流入到EL器件40中的电流。电容器30储存以一帧为单位储存通过开关TFT 10传送的数据信号。
制作了具有图11、13、14所示结构的有机电致发光显示器件，以便实现上述电路。如图11、13、14所示，缓冲层2被形成在玻璃制成的绝缘衬底1上，且开关TFT 10、驱动TFT 20、电容器30、以及EL器件40被排列在缓冲层2上。
如图11和13所示，开关TFT 10包括连接到栅线51的用来施加TFT开通/关断信号的栅电极13、形成在栅电极13上且连接到数据线52用来将数据信号施加到第一有源层的源电极14、以及连接开关TFT10与电容器30以便将电源施加到电容器的漏电极15。栅绝缘层3被排列在第一有源层11和栅电极13之间。
如图11和13所示，用于充电的电容器30被置于开关TFT 10与驱动TFT 20之间，用来以一帧单位储存对驱动TFT 20进行驱动所需的驱动电压，并可以包括连接到开关TFT 10的漏电极15的第一电极31、形成在第一电极31上部上重叠第一电极31并连接到通过其施加电源的驱动线53的第二电极32、以及形成在第一电极31与第二电极32之间用作介电物质的层间介质层4。电容器30的结构不局限于上述结构，例如，TFT的硅薄膜和栅电极的导电层可以被用作第一和第二电极，而栅绝缘层可以被用作介质层。
如图11和14所示，驱动TFT 20包括连接到电容器30的第一电极31用来施加TFT开通/关断信号的栅电极23、形成在栅电极23上部上且连接到驱动线53用来将公共参考电压馈送到第二有源层21的源电极24、以及连接驱动TFT 20与EL器件40用来将驱动电压施加到EL器件40的漏电极25。栅绝缘层3被排列在第二有源层21与栅电极23之间。此处，驱动TFT 20的第二有源层21的沟道区具有与开关TFT 10的第一有源层11的沟道区不同的晶化结构，亦即，不同形状或不同尺寸的晶粒。
另一方面，借助于根据电流的流动而发射红色、绿色、以及蓝色的光，EL器件40显示预定的图象。如图11和14所示，EL器件40包括连接到驱动TFT 20的漏电极25用来从漏电极25接收正电源的阳极电极41、排列成覆盖整个象素的用来馈送负电源的阴极电极43、以及排列在阳极电极41与阴极电极43之间的用来发光的有机发光层42。参考号5表示由二氧化硅制成的绝缘钝化层，而参考号6表示由丙烯酸或聚酰亚胺制成的绝缘整平层。
根据本发明实施方案的有机电致发光显示器的上述层状结构不局限于此，本发明能够被应用于不同于上述的任何结构。
根据本发明实施方案的具有上述结构的有机电致发光显示器可以如下制造。
如图13和14所示，缓冲层2被形成在玻璃材料的绝缘衬底上。可以用例如二氧化硅来形成缓冲层2，并可以用例如等离子体增强化学气相淀积(PECVD)方法、常压化学气相淀积(APCVD)方法、低压化学气相淀积(LPCVD)方法、或电子回旋共振(ECR)方法，来淀积缓冲层2。而且，缓冲层2能够被淀积成厚度约为3000。
非晶硅薄膜被淀积在缓冲层2的上部上，厚度约为500。可以用各种方式将非晶硅薄膜晶化成多晶硅薄膜。此处，可以用对要制作开关TFT的部分与要制作驱动TFT的部分进行分类，且要制作开关TFT的部分被晶化成具有较大的电流迁移率而要制作驱动TFT的部分被晶化成具有较小的电流迁移率的方式，来执行晶化来形成多晶硅薄膜。因此，如上所述，在用SLS方法执行晶化的情况下，其上要制作开关TFT的区域以及其上要制作驱动TFT的区域被晶化成具有图5-7所示的结构，而在用ELA方法执行晶化的情况下，其上要制作开关TFT的区域和其上要制作驱动TFT的区域被晶化成具有图8和9所示的结构。而且，能够以各种方式来形成上述的晶化结构。
在形成不同的晶化结构之后，开关TFT 10的第一有源层11和驱动TFT 20的第二有源层21被图形化在图1所示的区域上，从而形成不同形状的第一有源层11和第二有源层21。
在执行有源层的图形化工艺之后，在PECVD、APCVD、LPCVD、或ECR方法中，栅绝缘层被淀积在图形化层上，并用MoW或Al/Cu形成导电层，再对导电层进行图形化，从而形成栅电极。可以按各种顺序和方法来对有源层、栅绝缘层、以及栅电极进行图形化。
在对有源层、栅绝缘层、以及栅电极进行图形化之后，在源和漏区上进行N型或P型杂质掺杂。如图13和14所示，在完成此掺杂工艺之后，形成层间介质层4，源电极14和24以及漏电极15和25通过接触孔被连接到有源层11和21，并形成钝化层5。这些层可以根据器件的设计而采用各种结构。
另一方面，可以按各种方式来形成连接到驱动TFT 20的EL器件40，例如，可以用例如氧化铟锡(ITO)将连接到驱动TFT 20的漏电极25的阳极电极41形成和图形化在钝化层5上，且整平层6可以被形成在阳极电极41上。此外，在借助于对整平层6进行图形化而暴露阳极电极41之后，在其上形成有机层42。此处，有机层42可以采用低分子有机层或高分子有机层。在采用低分子有机层的情况下，借助于层叠在单个结构或组合结构中，可以形成空穴注入层、空穴输运层、有机发光层、电子输运层、以及电子注入层。而且，能够采用诸如酞花菁铜(CuPc)、N，N-二(萘-1-基)-N，N’-二苯基联苯胺(NPB)、以及三-8-羟基喹啉铝(Alq3)之类的各种有机材料。用例如真空蒸发方法来形成低分子有机层。
高分子有机层可以包括空穴输运层和发光层。此处，在丝网印刷方法中或在喷墨印刷方法中，用聚(3，4-乙烯二羟基噻吩)(PEDOT)来形成空穴输运层，用诸如聚亚苯基亚乙烯(PPV)基材料或聚芴基材料之类的高分子有机材料来形成发光层。
在形成有机层之后，阴极电极43可以用Al/Ca整个地淀积或图形化。在有机电致发光显示器件是正面发光型的情况下，阴极电极43可以被形成为透明电极。阴极电极43的上部被玻璃或金属帽密封。
在上述各描述中，本发明被应用于有机电致发光显示器件，但本发明的范围不局限于此。根据本发明的TFT能够被应用于诸如液晶显示器(LCD)和无机电致发光显示器件之类的任何显示器件。
根据本发明，能够减小从驱动TFT传送到发光器件的电流而无须改变TFT中的有源层尺寸或驱动电压，因而能够得到适合于实现高分辨率的结构。能够得到具有优异开关性质的开关TFT，同时，利用多晶硅的性质，能够得到能实现高分辨率的驱动TFT。此外，利用TFT的晶化结构，能够得到均匀的亮度，并能够防止寿命退化。而且，由于不需要增大驱动TFT的长度(L)，故光圈面积不被减小，且由于不需要减小驱动TFT的宽度(W)，故能够改善TFT的可靠性。
虽然参照其示例性实施方案已经具体描述了本发明，但本技术领域的一般熟练人员可以理解的是，其中可以作出各种形式和细节的改变而不偏离下列权利要求所定义的本发明的构思与范围。

Claims (20)

1.一种平板显示器，它包含：
发光器件；
开关薄膜晶体管，它包括具有用来将数据信号传送到发光器件的沟道区的半导体有源层；以及
驱动薄膜晶体管，它包括具有用来驱动发光器件致使预定的电流根据数据信号而流过发光器件的沟道区的半导体有源层，
其中，开关薄膜晶体管的沟道区具有与驱动薄膜晶体管沟道中的晶粒不同的晶粒。
2.权利要求1的平板显示器，其中，由于与各自相关的晶粒，开关薄膜晶体管的沟道区和驱动薄膜晶体管的沟道区具有不同的电流迁移率。
3.权利要求2的平板显示器，其中，由于与各自相关的晶粒，开关薄膜晶体管的沟道区中的电流迁移率大于驱动薄膜晶体管的沟道区中的电流迁移率。
4.权利要求1的平板显示器，其中，开关晶体管的晶粒具有不同于驱动晶体管的晶粒的平均尺寸的平均尺寸。
5.权利要求4的平板显示器，其中，由于与各自相关的晶粒平均尺寸，开关薄膜晶体管的沟道区中的电流迁移率大于驱动薄膜晶体管的沟道区中的电流迁移率。
6.权利要求4的平板显示器，其中，在开关薄膜晶体管与驱动薄膜晶体管之间，要求较大电流迁移率的薄膜晶体管的沟道区中的晶粒平均尺寸大于具有较小电流迁移率的薄膜晶体管的沟道区中的晶粒平均尺寸。
7.权利要求4的平板显示器，其中，开关薄膜晶体管的沟道区中的晶粒平均尺寸大于驱动薄膜晶体管的沟道区中的晶粒平均尺寸。
8.权利要求1的平板显示器，其中，开关薄膜晶体管的沟道区中的晶粒具有不同于驱动薄膜晶体管中的晶粒的形状。
9.权利要求8的平板显示器，其中，在开关薄膜晶体管与驱动薄膜晶体管之间，要求较小电流迁移率的薄膜晶体管的沟道区具有不定形的晶粒边界。
10.权利要求9的平板显示器，其中，要求电流迁移率大于具有不定形晶粒边界的薄膜晶体管的电流迁移率的薄膜晶体管的沟道区中的晶粒，包括基本上平行的主要晶粒边界以及沿基本上垂直方向从主要晶粒边界延伸在主要晶粒边界之间的次要晶粒边界，且主要晶粒边界被形成为条形或矩形。
11.权利要求8的平板显示器，其中，在开关薄膜晶体管与驱动薄膜晶体管之间，要求较大电流迁移率的薄膜晶体管的沟道区中的晶粒包括基本上平行的主要晶粒边界以及沿基本上垂直方向从主要晶粒边界延伸在主要晶粒边界之间并以短于主要晶粒边界的平均间距的平均间距排列的次要晶粒边界，主要晶粒边界被形成为具有条形形状，且沟道区被排列成使电流的流动方向垂直于主要晶粒边界。
12.权利要求11的平板显示器，其中，要求电流迁移率小于具有条形晶粒边界的薄膜晶体管的沟道区的电流迁移率的薄膜晶体管的沟道区，包括不定形晶粒边界和其主要晶粒边界具有基本上矩形形状的晶粒边界中的至少一种。
13.权利要求8的平板显示器，其中，在开关薄膜晶体管与驱动薄膜晶体管之间，要求较大电流迁移率的薄膜晶体管的沟道区中的晶粒包括基本上平行的主要晶粒边界以及沿基本上垂直方向从主要晶粒边界延伸在主要晶粒边界之间的次要晶粒边界，且主要晶粒边界具有基本上矩形形状。
14.权利要求8的平板显示器，其中，驱动薄膜晶体管的沟道区中的晶粒具有不定形的晶粒边界。
15.权利要求14的平板显示器，其中，开关薄膜晶体管的沟道区中的晶粒具有基本上平行的主要晶粒边界以及从主要晶粒边界的垂直方向基本上垂直地延伸在主要晶粒边界之间的次要晶粒边界，且主要晶粒边界被形成为条形或矩形。
16.权利要求8的平板显示器，其中，开关薄膜晶体管的沟道区中的晶粒包括基本上平行的主要晶粒边界以及基本上垂直地从主要晶粒边界延伸在主要晶粒边界之间并具有短于主要晶粒边界的平均短间距的平均间距的次要晶粒边界，主要晶粒边界被形成为基本上条形形状，且沟道区中电流流动的方向基本上垂直于主要晶粒边界。
17.权利要求16的平板显示器，其中，驱动薄膜晶体管的沟道区中的晶粒具有不定形晶粒边界和其主要晶粒边界具有基本上正方形形状的晶粒边界中的至少一种。
18.权利要求8的平板显示器，其中，开关薄膜晶体管的沟道区中的晶粒具有基本上平行的主要晶粒边界以及从主要晶粒边界基本上垂直地延伸在主要晶粒边界之间的次要晶粒边界，且主要晶粒边界被形成为基本上正方形形状。
19.权利要求1的平板显示器，其中，驱动薄膜晶体管的有源层的沟道区和开关薄膜晶体管的沟道区用多晶硅形成。
20.权利要求19的平板显示器，其中，用使用激光的晶化方法来形成多晶硅。
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