JP2001100655A

JP2001100655A - Ｅｌ表示装置

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Publication number: JP2001100655A
Application number: JP27708599A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Nishikawa; 龍司西川
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2001-04-13
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: JP4488557B2

Abstract

(57)【要約】【課題】駆動電源入力端子からの距離に起因する駆動
ラインＶＬの抵抗による電源電流の低下を抑制し、本来
供給されるべき電流がＥＬ素子に供給して、明るい表示
を得ることができるＥＬ表示装置を提供する。【解決手段】表示画素を備えた表示画素領域に形成さ
れた有機ＥＬ素子２０に駆動電源からの駆動電流を供給
するための各駆動ラインＶＬに於いて、透明基板１０上
に接続された遮光膜ＢＭを駆動電源入力端子Ｔと接続
し、これを各駆動ラインＶＬに接続する。また駆動ライ
ンＶＬは省略し、遮光膜ＢＭと第２のＴＦＴを直接接続
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エレクトロルミネ
ッセンス素子及び薄膜トランジスタを備えたエレクトロ
ルミネッセンス表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、エレクトロルミネッセンス（Elec
tro Luminescence：以下、「ＥＬ」と称する。）素子
を用いたＥＬ表示装置が、ＣＲＴやＬＣＤに代わる表示
装置として注目されており、例えば、そのＥＬ素子を駆
動させるスイッチング素子として薄膜トランジスタ（Th
in Film Transistor：以下、「ＴＦＴ」と称する。）を
備えたＥＬ表示装置の研究開発も進められている。

【０００３】図７に有機ＥＬ表示装置の表示画素を示
し、図８に有機ＥＬ表示装置の等価回路図を示す。ま
た、図９に図７のＡ−Ａ線に沿った断面図を示し、図１
０に図７のＢ−Ｂ線に沿った断面図を示す。

【０００４】図に示すように、ゲートラインＧＬとドレ
インラインＤＬとに囲まれた領域に表示画素２０が形成
されている。両信号線の交点付近にはスイッチング素子
である第１のＴＦＴ１が備えられており、そのＴＦＴ１
のソースは、保持容量電極２と容量を構成する容量電極
３を兼ねるとともに、有機ＥＬ素子を駆動する第２のＴ
ＦＴ４のゲート５に接続されている。第２のＴＦＴ４の
ソースは有機ＥＬ素子の陽極６に接続され、他方のドレ
インは有機ＥＬ素子を駆動する駆動ラインＶＬに接続さ
れている。

【０００５】また、前記保持容量電極２はクロム等から
成っており、上層のゲート絶縁膜７を介して第１のＴＦ
Ｔ１のソースと一体の容量電極３と重畳し、前記ゲート
絶縁膜７を誘電体層として電荷を蓄積している。この保
持容量８は、第２のＴＦＴ４のゲート５に印加される電
圧を保持している。

【０００６】続いて、スイッチング用の第１のＴＦＴ１
について図７と図９を参照しながら説明する。

【０００７】まず石英ガラス、無アルカリガラス等から
なる透明な絶縁性基板１０上に、クロム（Ｃｒ）、モリ
ブデン（Ｍｏ）などの高融点金属からなる第１のゲート
電極１１が設けられている。この第１のゲート電極１１
は、図７のようにゲートラインＧＬと一体で例えば左右
に複数本平行に延在されている。また図９の第１のゲー
ト電極１１の右隣には、第１のゲート電極１１と同一工
程で作られた保持容量電極２が形成されている。この保
持容量電極は、容量８を構成するため、図７の様に第１
のＴＦＴ１と第２のＴＦＴ２の間で、拡大された部分を
有し、これらは左右に延在された保持容量ラインＣＬと
一体で構成されている。

【０００８】続いて、ゲート絶縁膜７を介して多結晶シ
リコン（ｐ−Ｓｉと称する。）膜からなる第１の能動層
１２が形成されている。この能動層１２は、ＬＤＤ（Li
ghtly Doped Drain）構造が採用されている。即ち、ゲ
ートの両側に低濃度領域が設けられ、更に外側には、高
濃度のソース領域及びドレイン領域が設けられている。
前記能動層１２の上には、ストッパ絶縁膜１３が設けら
れている。このストッパ絶縁膜１３は、能動層１２への
イオン注入阻止膜であり、ここではＳｉ酸化膜から成
る。

【０００９】そして、ゲート絶縁膜７、能動層１２及び
ストッパ絶縁膜１３上には、例えば、順にＳｉＯ₂膜、
ＳｉＮ膜及びＳｉＯ₂膜が積層された層間絶縁膜１４が
設けられ、ドレインに設けたコンタクトホールＣ１介し
てドレイン電極と成るドレインラインＤＬが電気的に接
続されている。更に全面には、表面の凹凸を平坦にする
ため、例えば絶縁性有機樹脂から成る平坦化膜ＰＬＮが
形成されている。ＥＬ表示装置は、電流駆動なので、Ｅ
Ｌ層が均一な膜厚でなければならない。膜厚が薄い部分
で電流集中が発生するからである。従って少なくともこ
の形成領域は、かなりの平坦性が要求されるため、前記
平坦化膜ＰＬＮが採用される。

【００１０】次に、有機ＥＬ素子を駆動する第２のＴＦ
Ｔ４について図７と図１０を参照して説明する。

【００１１】前述した絶縁性基板１０上には、前記第１
のゲート１１と同一材料の第２のゲート電極１５が設け
られており、ゲート絶縁膜７を介して第２の能動層１６
が設けられている。前述と同様に能動層の上にはストッ
パ絶縁膜１７が設けられている。

【００１２】前記能動層１６には、ゲート電極１５上方
に真性又は実質的に真性であるチャネルと、このチャネ
ルの両側に、ｐ型不純物のソース領域及びドレイン領域
が設けられｐ型チャネルＴＦＴを構成している。

【００１３】そして全面には、前述した層間絶縁膜１４
が形成されている。そしてコンタクトホールＣ２を介し
て駆動ラインＶＬが電気的に接続されている。更に全面
には、前述した平坦化膜PLNが形成され、コンタクトホ
ールＣ３によりソースが露出されている。そしてこのコ
ンタクトホールを介してＩＴＯ（Indium Thin Oxide）
から成る透明電極（有機ＥＬ素子の陽極）６が形成され
ている。

【００１４】有機ＥＬ素子２０は、前記陽極６、ＭＴＤ
ＡＴＡ（4,4-bis(3-methy lphenylphenylamino)bipheny
l）から成る第１ホール輸送層２１、及びＴＰＤ（4,4,4
-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylanine）か
らなる第２ホール輸送層２２、キナクリドン（Quinacri
done）誘導体を含むＢｅｂｑ2（10-ベンゾ〔ｈ〕キノリ
ノール−ベリリウム錯体）から成る発光層２３及びＢｅ
ｂｑ2から成る電子輸送層２４からなる発光素子層Ｅ
Ｍ、マグネシウム・インジウム合金から成る陰極２５が
この順番で積層形成された構造であり、有機ＥＬ素子の
実質全面に設けられている。

【００１５】有機ＥＬ素子の発光原理および動作は、陽
極６から注入されたホールと、陰極２５から注入された
電子とが発光層ＥＭの内部で再結合し、発光層ＥＭを形
成する有機分子を励起して励起子を発生させる。この励
起子が放射失活する過程で発光層ＥＭから光が放たれ、
この光が透明な陽極から透明絶縁基板を介して外部へ放
出されて発光する。

【００１６】このように、第１のＴＦＴ１のソースＳか
ら供給された電荷が保持容量８に蓄積され、第２のＴＦ
Ｔ４のゲート１５に印加され、その電圧に応じて有機Ｅ
Ｌ素子を電流駆動し、発光する。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図８に示す
ように有機ＥＬ素子を駆動する駆動ラインＶＬは、表示
画素領域外に設けた駆動電源入力端子Ｔに接続されてお
り、そして縦に並んだ表示画素ごとに接続されて配置さ
れている。そのため、駆動電源入力端子Ｔから遠ざかる
につれて駆動ラインＶＬの抵抗がその長さに応じて大き
くなるので、駆動電源入力端子Ｔから遠い位置にある表
示画素の有機ＥＬ素子には本来供給されるべき電流が供
給されなくなり、表示が暗くなり、表示ムラが発生する
欠点があった。

【００１８】そこで本発明は、上記の従来の欠点に鑑み
て為されたものであり、駆動ラインＶＬの抵抗による電
源電流の低下を抑制し、本来供給されるべき電流がＥＬ
素子に供給して、明るい表示を得ることができるＥＬ表
示装置を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述したよう
に各表示画素に位置する駆動ラインの抵抗をより均一に
するもので、第１、第２の両者共に、表示画素に対応す
る領域が開口された遮光膜と駆動ラインとを電気的に接
続することで解決するものである。遮光膜は、画素の部
分だけがくり抜かれた全面ベタの導電膜であるため、全
域に渡り非常に抵抗値が低く、これとコンタクトするこ
とにより駆動電源入力端子から遠ざかっても、抵抗値の
下がる割合は、従来のものよりも抑制される。

【００２０】第３に、この構造をボトムゲート型薄膜ト
ランジスタに設けることで解決するものである。

【００２１】第４に、この構造をトップゲート型薄膜ト
ランジスタに設けることで解決するものである。

【００２２】第５に、前記駆動ラインと前記遮光膜との
コンタクト孔は、前記表示画素毎に形成される事で解決
するものである。

【００２３】表示画素毎にコンタクト孔が無いと、その
有無により表示画素のムラがやはり発生する。ここで
は、これを更に抑制する。

【００２４】第６に、駆動ラインを省略し、駆動電源入
力端子を遮光膜と接続し、前記遮光膜と前記第２のＴＦ
Ｔのドレインを電気的に接続する事で解決するものであ
る。実質全面に形成されているため、駆動電源入力端子
から前記第２のＴＦＴまでの抵抗値が低く、しかも駆動
ラインを省略でき、その分他の構成要素の拡大が可能と
なる。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明のＥＬ表示装置について説
明する。図１は、ボトムゲート型ＥＬ表示装置の表示画
素を平面図で示したもので、点線で囲まれ点でハッチン
グした領域は、ゲート材料で形成された領域、実線で囲
まれハッチングされていない部分は、Ｐ−Ｓｉ層、実線
で囲まれ斜め点でハッチングした部分は、透明電極で成
る部分である。更に実線で囲まれ斜め線でハッチングさ
れた部分が、Ａｌを主成分とする電極材料で形成された
部分である。

【００２６】図２は、図１のＡ−Ａ線断面図であり、図
３は、Ｂ−Ｂ線断面図である。更に図４は、その等価回
路図である。尚図４中、点線で囲まれた部分は、表示画
素領域を示す。

【００２７】なお、本実施の形態においては、第１、第
２のＴＦＴ１、４ともに、ボトムゲート型のＴＦＴを採
用しており、能動層としてｐ−Ｓｉ膜を用いている。ま
たゲート電極１１、１５は、ダブルゲート構造である。

【００２８】では、図１〜図３を参照し、有機ＥＬ表示
装置を具体的に説明していく。

【００２９】まず、少なくとも表面が絶縁性を有する透
明基板１０がある。本実施の形態では、ＥＬ素子を水分
から保護するため、メタルキャップ（カン）がＥＬ材料
を封止するように取り付けられている。ただし図面上で
は省略した。そのため発光光は、前記透明基板１０から
取り出すため、基板１０は、透明である必要があるが、
発光光を上方から取り出す場合は、透明である必要はな
い。ここでは、ガラスや合成樹脂などから成る透明基板
１０を採用している。

【００３０】この透明基板１０の上には、図１の表示画
素領域の上側辺に沿って、左右にゲートラインＧＬが延
在されている。また保持容量８の下層電極として作用す
る保持容量電極２が設けられると共に、この保持容量電
極２をつなぐため、保持容量ラインＣＬが左右に延在さ
れている。両ラインＧＬ、ＣＬは、同層でなるため、点
でハッチングしてある。また材料としては、上層にＰ−
Ｓｉを採用する理由からＣｒやＴａ等の高融点金属が採
用される。ここでは、約１０００〜２０００ÅのＣｒが
スパッタリングにて形成されている。またパターニング
の際は、ステップカバレージが考慮され、側辺はテーパ
ー形状に加工されている。

【００３１】続いて、全面にはゲート絶縁膜７および能
動層が積層されて形成されている。ここでは、ゲート絶
縁膜と、動層１２、１６および保持容量８の上層電極で
ある容量電極３の材料であるａ−ＳｉがプラズマＣＶＤ
で形成されている。具体的には、下層より約５００Åの
Ｓｉ窒化膜、約１３００ÅのＳｉ酸化膜および約５００
Åのａ−Ｓｉが連続プラズマＣＶＤで形成される。

【００３２】このａ−Ｓｉは、約４００度の窒素雰囲気
中で脱水素アニールが行われ、その後、エキシマレーザ
によりＰ−Ｓｉ化される。また符号１３、１７は、Ｓｉ
酸化膜から成るストッパ絶縁膜であり、能動層１２、１
６のイオン注入時のマスクとなる。第１のＴＦＴ１は、
このストッパ絶縁膜１３を介してＰ（リン）イオンが注
入され、Ｎチャンネル型のソース、ドレインが形成さ
れ、第２のＴＦＴ４は、Ｂイオンが注入されてＰチャン
ネル型のソース、ドレインが形成されている。

【００３３】また図１のように、Ｐ−Ｓｉ化された膜
は、ホトリソグラフィ技術によりパターニングされてい
る。つまり第１のＴＦＴ１のＰ−Ｓｉ層は、ゲートライ
ンＧＬとドレインラインＤＬの左上交差部近傍で、ドレ
インラインＤＬと重畳し、ゲート電極１１の上を延在し
た後、保持容量電極２と重畳する容量電極３として延在
されている。またこの容量電極３は、第２のＴＦＴ４の
ゲート電極１５と電気的に接続するために用いられる接
続配線３０右端の下層に延在される。一方、第２のＴＦ
Ｔ４のＰ−Ｓｉ層は、右側の駆動ラインＶＬの下層から
第２のゲート電極１５の上層を延在し、透明電極から成
る陽極６の下層に延在されている。

【００３４】そして全面には、層間絶縁膜１４が形成さ
れている。この層間絶縁膜１４は、下層から約１０００
ÅのＳｉ酸化膜、約３０００ÅのＳｉ窒化膜、１０００
ÅのＳｉ酸化膜の三層構造が連続ＣＶＤで形成されてい
る。この層間絶縁膜は、少なくとも一層有れば良く、膜
厚もこれに限らない。

【００３５】次に、層間絶縁膜１４の上には、図１の斜
め線でハッチングしたドレインラインＤＬ、駆動ライン
ＶＬおよび接続配線３０が形成される。当然コンタクト
が形成され、ドレインラインＤＬと第１のＴＦＴ１の能
動層とのコンタクト孔Ｃ１、駆動ラインＶＬと第２のＴ
ＦＴ４の能動層とのコンタクト孔Ｃ２、接続配線３０と
容量電極３とのコンタクト孔Ｃ４は、それぞれの半導体
層が露出されている。また接続配線３０と第２のゲート
電極１５のコンタクト孔Ｃ５、本発明の特徴となる駆動
ラインＶＬと遮光膜ＢＭのコンタクト孔Ｃ６は、前述の
コンタクト孔とは異なり、ゲート絶縁膜が余分に積層さ
れているため、更にエッチングされＣｒが露出されてい
る。このライン材料は、下層に１０００ÅのＭｏ、上層
に７０００ÅのＡｌが積層された構造であり、Ｍｏは、
バリア層である。

【００３６】更に約２〜３μｍの絶縁材料から成る平坦
化膜ＰＬＮが全面に形成されている。この平坦化膜ＰＬ
Ｎの採用の理由の一つとして、従来例でも述べた有機Ｅ
Ｌ用の膜にある。この膜は、第１のホール輸送層２１、
第２ホール輸送層２２、発光層２３及び電子輸送層２４
から成る。またホール輸送層は、一層から構成されても
良い。これらＥＬ材料は、非常に薄い膜の積層体であ
る。またＥＬ素子は、電流駆動であるため、これらの膜
厚が極めて均一に形成されないと、膜厚の薄い部分を介
して電流が大量に流れ、その部分にひときわ輝く輝点が
発生すると同時に、このポイントは、有機膜の劣化を発
生し、最悪の場合破壊に至る。従って、この破壊を防止
するには、陽極６を含む全面ができるだけ平坦である必
要がある。ここではアクリル系の液状樹脂が塗布され、
硬化後は平坦になる。もちろんこの平坦化膜ＰＬＮは、
これに限らない事は言うまでもない。

【００３７】ここでは、陽極６と第２のＴＦＴ４のソー
スが接続されるため、平坦化膜ＰＬＮおよび層間絶縁膜
１４が開口され、第２の能動層１６が露出されたコンタ
クト孔Ｃ３が形成されている。

【００３８】更に少なくとも陽極６上には、ＥＬ素子を
構成する有機膜が形成されている。まず陽極６の上に
は、ＭＴＤＡＴＡ（4,4-bis(3-methylphenylphenylamin
o)biphenyl）から成る第１ホール輸送層２１、及びＴＰ
Ｄ（4,4,4-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenyl
anine）からなる第２ホール輸送層２２、キナクリドン
（Quinacridone）誘導体を含むＢｅｂｑ2（10-ベンゾ
〔ｈ〕キノリノール−ベリリウム錯体）から成る発光層
２３及びＢｅｂｑ2から成る電子輸送層２４からなる発
光素子層ＥＭ、マグネシウム・インジウム合金、Ａｌと
Ｔｉの合金またはＬｉＦ等から成る陰極２５がこの順番
で積層形成された構造である。また、陰極２５はＡｌと
ＬｉＦの積層体（ＬｉＦが非常に薄く実質合金と成って
いる）を採用している。

【００３９】ここで陽極６は、画素毎にパターニングさ
れる必要があるが、陽極６の上の膜は、構造により区別
される。：陽極６から陰極２５まで画素毎にパターニングされ
る第１の構造：に於いて、陰極２５は、パターニングされず、実
質的に表示領域全域にベタで形成される第２の構造。：陽極６だけが図１の様に画素毎にパターニングさ
れ、陽極の上層から陰極までは、前記ベタの第３の構
造。

【００４０】ただし、陰極６は、わざわざパターニング
することもないので一般には全面ベタ構造を採用してい
る。また図面では、陽極６と陰極２５が短絡してる如く
図示されているが、ＥＬ素子の有機膜は、陽極６周辺も
含み完全に覆われているので短絡は防止されている。こ
れは従来例でも同じである。また陽極６のエッジをカバ
ーするように、平坦化膜ＰＬＮの上に更に別の平坦化膜
が形成されても良い。

【００４１】更に、表示領域のＥＬ層、または全てのＥ
Ｌ層をカバーするメタルキャップ（カン）が形成されて
いる。ＥＬ層は、水を吸湿すると劣化し、水の浸入に対
して保護が必要となるからである。従ってＥＬ層を劣化
させず、耐湿性の高い膜、例えば樹脂膜でキャップの代
用としても良いし、更にこの上にメタルキャップをして
も良い。

【００４２】有機ＥＬ素子の発光原理および動作は、陽
極６から注入されたホールと、陰極２５から注入された
電子とが発光層ＥＭの内部で再結合し、発光層ＥＭを形
成する有機分子を励起して励起子を発生させる。この励
起子が放射失活する過程で発光層ＥＭから光が放たれ、
この光が透明な陽極から透明絶縁基板を介して外部へ放
出されて発光する。

【００４３】本発明の特徴は、図１に太いラインで示す
遮光膜ＢＭにある。この遮光膜ＢＭは、透明基板１０の
上に直接被着され、ＥＬ素子２０（陽極６）を露出する
ように開口部が形成されている。材料としては、高融点
金属材料が好ましく、ここでは１０００〜２０００Åの
Ｃｒが採用されている。そして上層のゲート電極１１、
１５、ゲートラインＧＬ、保持容量電極２および保持容
量ラインＣＬとの絶縁を確保するため、絶縁層ＩＬが形
成されている。ここでは、下から５００ÅのＳｉ窒化
膜、１０００ÅのＳｉ酸化膜が積層されて構成されてい
る。

【００４４】この遮光膜ＢＭは、陽極６の部分が露出開
口されて、それ以外は実質全面に形成されているので、
その抵抗値は非常に小さく、そのバラツキも少ない。従
ってこの遮光膜ＢＭと駆動電源入力端子Ｔとを電気的に
接続させ、この遮光膜ＢＭと第２のＴＦＴ４を接続させ
ればておけば、各画素に印加される電圧は、従来の構造
と比べより均一となる。尚この駆動電源入力端子Ｔは、
駆動電源に接続されている。

【００４５】図１は、遮光膜ＢＭがまずコンタクト孔Ｃ
６を介して駆動ラインＶＬと接続され、この駆動ライン
ＶＬがコンタクト孔Ｃ２を介して第２の能動層１６と電
気的に接続されている。

【００４６】図４の等価回路からも明らかなように、駆
動ラインＶＬは、表示領域内において、列方向に延在し
ており、列方向の各表示画素に接続されて駆動電流を供
給している。この表示領域は、かなりの長さになり、解
決しようとする課題の欄にも述べたように抵抗分が発生
するが、遮光膜ＢＭと接続させることで、隣接する表示
画素には実質同電位の電圧が印加されることになる。ま
た電流も遮光膜ＢＭから供給されることになり、各表示
画素に設けられた有機ＥＬ素子に本来供給すべき電流を
供給することができるので、前述した抵抗分による表示
劣化、表示の明るさの低下を防止することができる。

【００４７】更に遮光膜ＢＭのコンタクト孔の数につい
て述べる。つまり図４において、遮光膜ＢＭの全域にお
いてコンタクト孔は、少なくとも一カ所で形成されれ
ば、抵抗の減少は抑制できる。しかし各画素毎に配置す
れば、抵抗の分布、電圧の分布が更に均一となり、本来
流れる電流、すなわち発光すべき輝度をより忠実に再現
させることができる。このコンタクト孔が符号Ｃ６で示
されている。

【００４８】以上、ボトムゲート型構造で説明してきた
が、本発明は、トップゲート型構造でも採用でき、第２
の実施の形態として以下に説明する。

【００４９】トップゲート型構造の平面パターンは、ボ
トムゲート型構造と実質同じであるので図１を代用す
る。また図１のＡ−Ａ線に対応する断面図を図５に、Ｂ
−Ｂ線に対応する断面図を図６に示した。これよりトッ
プゲート型の図面は、符号の下二桁を前実施の形態と同
じ数字にしている。

【００５０】簡単に説明すれば、透明基板１１０の上に
遮光膜が形成され、ＥＬ素子２０の所だけ開口部ＯＰが
形成されている。そして全面には絶縁層ＩＬが形成され
る。

【００５１】この絶縁層ＩＬは、下層に５００ÅのＳｉ
窒化膜、上層に１０００ÅのＳｉ酸化膜が積層されたも
のである。尚、Ｓｉ窒化膜は、ガラスから溶出する不純
物のストッパとして働く。

【００５２】続いて、第１のＴＦＴ１０１の能動層１１
２、この能動層１１２が延在されて成る保持容量８の下
層電極、第２のＴＦＴ１０４の第２の能動層１１６の形
成部分に半導体層（Ｐ−Ｓｉまたはａ−Ｓｉ）が形成さ
れている。

【００５３】更には、全面にゲート絶縁膜１０７が積層
されこの上にゲート電極１１１、ゲート電極１１１と一
体のゲートラインＧＬが形成されると同時に、保持容量
１０８の上層電極として、前記ゲート電極と同一材料で
形成されている。この保持容量１０８の上層電極は、図
１の保持容量電極２に相当し、保持容量ラインＣＬも含
めて一体で左右に延在して形成される。ここでゲート電
極材料は、前述した高融点金属材料の他にＡｌを主成分
とした材料を用いても良い。Ａｌが使用できる理由とし
て、層間絶縁膜１１４がプラズマＣＶＤ等で低温成膜で
きるからである。

【００５４】また能動層である半導体層は、前記ゲート
電極材料で形成されたパターンをマスクとして不純物が
注入される。もちろんＰチャンネルとＮチャンネルのＴ
ＦＴがあるため、一方はレジストにてマスクされる。そ
して不純物が注入された後に半導体層がパターニングさ
れる。また保持容量電極１０２の下層の半導体層は、不
純物が注入されない。しかしここに前記第１のゲート電
極１１１に加わる電圧、あるいはそれ以上の電圧を加
え、半導体層にチャンネルを発生させることで電極とし
て活用している。

【００５５】更に層間絶縁膜１１４が形成された後、ド
レインラインＤＬや駆動ラインＶＬが形成され、その上
に平坦化膜ＰＬＮが形成された後に陽極１０６として透
明電極が形成される。この陽極１０６と第２のＴＦＴ１
０４とのコンタクトは、二通りあり、図６のようにソー
ス電極に透明電極がコンタクトしても良いし、透明電極
１０６が直接能動層とコンタクトしても良い。

【００５６】またＥＬ素子２０は、前実施の形態と同様
なので説明は省略する。

【００５７】このトップゲート型でも、透明基板１０の
上に遮光膜ＢＭが形成され、この遮光膜ＢＭが駆動ライ
ンＶＬとコンタクトし、この駆動ラインＶＬを介して第
２のＴＦＴと接続されているため、前実施の形態と同様
に駆動ラインＶＬだけの従来構造に比べ、抵抗または電
圧分布無くなり、本来の表示特性を示すことになる。

【００５８】続いて、第３の実施の形態について図１
１、図１２および図１３を参照して説明する。図１１
は、ボトムゲート型の平面図であるが、実質トップゲー
トも同じなのでこれを採用する。また図１２は、ボトム
ゲート型で図１１のＢ−Ｂ線に対応する断面図であり、
図１３は、トップゲート型で図１１のＢ−Ｂ線に対応す
る断面図である。

【００５９】本実施の形態では、図１の駆動ラインＶＬ
を省略したものであり、コンタクト構造が若干異なる程
度なので詳細な説明は省略する。

【００６０】本発明のポイントは、前実施の形態と同様
に遮光膜ＢＭを全面に形成し、これが駆動電源入力端子
Ｔと接続されているため、図１に示された第２のＴＦＴ
４と接続されている駆動ラインＶＬを省略できる事にあ
る。

【００６１】遮光膜ＢＭと第２のＴＦＴとの接続は、主
に以下の３つのコンタクト構造により実現される。

【００６２】：Ｃ２のコンタクト孔のサイズを変える
構造、：コンタクト孔の数を増やす構造、：能動層を直接遮光膜ＢＭにコンタクトする構造そして駆動ラインＶＬが省略できる分、ＴＦＴのサイズ
やＥＬ素子のサイズを大きくできたり、逆にその分画素
サイズの縮小を実現できる。

【００６３】まずの構造は、図１１と図１２で、ボト
ムゲート型の図で説明してあり、コンタクトＣ２のサイ
ズを大きく取り、一つのコンタクト孔Ｃ２で、能動層１
６も遮光膜ＢＭも露出するようにする。そしてここに電
極材料を埋めることで接続が実現される。もちろんトッ
プゲート型でも応用でき、この構造を図１３に転用すれ
ばよい。

【００６４】次にの構造は、図１３に図で説明してあ
り、第２の能動層１１６と遮光膜ＢＭが別々に露出され
た２つのコンタクト孔を採用する構造である。もちろん
ボトムゲート型でも応用でき、この構造を図１２に転用
すればよい。

【００６５】更にの構造は、第２の能動層のソースが
延在される領域に、絶縁層ＩＬを開口し遮光膜ＢＭが露
出されるコンタクト孔を形成すれば、能動層を直接遮光
膜ＢＭに接続することができる。この構造は、やはりト
ップでもボトムゲート型でも実施できる。

【００６６】上述の実施の形態においては、半導体膜と
してｐ−Ｓｉ膜を用いたが、微結晶シリコン膜又は非晶
質シリコン膜等の半導体膜を用いても良い。

【００６７】また遮光膜ＢＭは、陽極よりも内側に形成
することで、開口部ＯＰの内側に非発光領域が設けられ
ないため、光っている画素の周囲を鮮明にさせると同時
に、開口部が狭くなる分、遮光膜ＢＭ全体の抵抗値をよ
り下げることができる。

【００６８】更に、上述の実施の形態においては、有機
ＥＬ表示装置について説明したが、本発明はそれに限定
されるものではなく、発光層ＥＭが無機材料から成る無
機ＥＬ表示装置にも適用が可能であり、同様の効果が得
られる。

【００６９】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、第１
に、遮光膜は、画素の部分だけがくり抜かれた全面ベタ
の導電膜であるため、非常に抵抗値が低く、これと第２
のＴＦＴがコンタクトすることにより、駆動電源入力端
子から遠ざかっても、抵抗値の下がる割合は、従来のも
のよりも抑制でき、本来の表示特性を維持することがで
きる。

【００７０】また表示画素毎にコンタクト孔を設けるこ
とで、実質全ての表示画素のムラを抑制できる。

【００７１】更には、駆動ラインを別途設けることな
く、駆動電源入力端子を遮光膜と接続し、前記遮光膜と
前記第２のＴＦＴのドレインを電気的に接続する事で、
前述同様に抵抗値のバラツキを抑えることができ、しか
も駆動ラインを省略できる分、他の構成要素の拡大が可
能となったり、その分画素サイズを小さくすることがで
きる。

【００７２】最後に全ての実施の形態で言えることであ
るが、駆動ラインＶＬとして代用する遮光膜を採用して
いるので、各画素毎にクッキリと表示され、映像の鮮明
さの向上、混色の防止が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＥＬ表示装置の表示画素の平面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ線の断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線の断面図である。

【図４】本発明のＥＬ表示装置の等価回路図である。

【図５】図１のＡ−Ａ線の断面に相当し、トップゲート
型ＴＦＴを採用したＥＬ表示装置の断面図である。

【図６】図１のＢ−Ｂ線の断面に相当し、トップゲート
型ＴＦＴを採用したＥＬ表示装置の断面図である。

【図７】従来のＥＬ表示装置の表示画素の平面図であ
る。

【図８】従来のＥＬ表示装置の等価回路図である。

【図９】図７のＡ−Ａ線の断面図である。

【図１０】図７のＢ−Ｂ線の断面図である。

【図１１】図１に於いて駆動ラインＶＬを省略して実現
したＥＬ表示装置の平面図である。

【図１２】図１１のＢ−Ｂ線の断面に相当し、ボトムゲ
ート型ＴＦＴを採用したＥＬ表示装置の断面図である。

【図１３】図１１のＢ−Ｂ線の断面に相当し、トップゲ
ート型ＴＦＴを採用したＥＬ表示装置の断面図である。

【符号の説明】

１第１のＴＦＴ２保持容量電極３容量電極４第２のＴＦＴ６陽極７ゲート絶縁膜８保持容量１４層間絶縁膜２０ＥＬ素子ＧＬゲートラインＤＬドレインラインＣＬ保持容量ラインＶＬ駆動ラインＶＬＢＭ遮光膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陽極と陰極との間に発光層を有するＥＬ
素子と、前記半導体膜からなる能動層のドレインが前記ＥＬ素子
の駆動ラインに電気的に接続され、前記能動層のソース
が前記ＥＬ素子に電気的に接続された薄膜トランジスタ
とを備えた表示画素がマトリクス状に配列して成るＥＬ
表示装置であり、前記薄膜トランジスタが形成される透明基板に形成さ
れ、前記陽極に対応する領域が開口された遮光膜と前記
駆動ラインが電気的に接続される事を特徴としたＥＬ表
示装置。
【請求項２】陽極と陰極との間に発光層を有するＥＬ
素子と、半導体膜から成る能動層のドレインがドレインラインに
接続され、ゲートがゲートラインにそれぞれ接続された
第１の薄膜トランジスタと、前記半導体膜からなる能動層のドレインが前記ＥＬ素子
の駆動ラインに接続され、ゲートが前記第１の薄膜トラ
ンジスタのソースに電気的に接続され、ソースが前記Ｅ
Ｌ素子に接続された第２の薄膜トランジスタとを備えた
表示画素がマトリクス状に配列して成るＥＬ表示装置で
あり、前記薄膜トランジスタが形成される透明基板に形成さ
れ、前記陽極に対応する領域が開口された遮光膜と前記
駆動ラインが電気的に接続される事を特徴としたＥＬ表
示装置。
【請求項３】前記遮光膜は、透明基板上に直接形成さ
れ、絶縁層を介してボトムゲート型薄膜トランジスタが
設けられる請求項１または請求項２に記載のＥＬ表示装
置。
【請求項４】前記遮光膜は、透明基板上に直接形成さ
れ、絶縁層を介してトップ型薄膜トランジスタが設けら
れる請求項１または請求項２に記載のＥＬ表示装置。
【請求項５】前記駆動ラインと前記遮光膜とのコンタ
クト孔は、前記表示画素毎に形成される請求項１、請求
項２、請求項３または請求項４に記載のＥＬ表示装置。
【請求項６】陽極と陰極との間に発光層を有するＥＬ
素子と、半導体膜から成る能動層のドレインがドレインラインに
接続され、ゲートがゲートラインにそれぞれ接続された
第１の薄膜トランジスタと、前記半導体膜からなる能動層のドレインが前記ＥＬ表示
装置の駆動電源入力端子と電気的に接続され、ゲートが
前記第１の薄膜トランジスタのソースに接続され、ソー
スが前記ＥＬ素子に接続された第２の薄膜トランジスタ
とを備えた表示画素がマトリクス状に配列して成るＥＬ
表示装置であり、前記駆動電源入力端子は、前記薄膜トランジスタが実装
される透明基板に形成され前記陽極に対応する領域が開
口された遮光膜と接続され、前記遮光膜と前記第２の薄
膜トランジスタのドレインが電気的に接続される事を特
徴としたＥＬ表示装置。
【請求項７】前記第２の薄膜トランジスタのドレイン
と前記遮光膜との接続は、前記第２の薄膜トランジスタ
のドレインとなる能動層と前記遮光膜が露出する一つの
コンタクト孔に電極材料が埋め込まれて、また前記第２
の薄膜トランジスタのドレインとなる能動層と遮光膜が
それぞれ露出される２つのコンタクト孔に前記電極材料
が埋め込まれて構成される請求項６に記載のＥＬ表示装
置。
【請求項８】前記第２の薄膜トランジスタのドレイン
は、前記遮光膜と直接接続される請求項６に記載のＥＬ
表示装置。
【請求項９】前記遮光膜の開口部は、陽極よりも内側
に形成される請求項１、請求項２、請求項３、請求項
４、請求項５、請求項６、請求項７または請求項８に記
載のＥＬ表示装置。