JP2001102595A - 薄膜トランジスタ及び表示装置 - Google Patents

薄膜トランジスタ及び表示装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スイッチング用ＴＦＴのリーク電流を抑制し
て自発光素子駆動用ＴＦＴのゲート電極の電位を一定に
保つことによりＥＬ素子が発光すべき輝度で発光するＥ
Ｌ表示装置を提供するとともに、高密度に表示画素及び
各配線を配置することが可能な表示装置を提供する。 【解決手段】 ゲート信号線５１ａの一部が突出して成
るゲート電極１１の延在方向が、そのゲート信号線５１
ａの延在方向に対して傾斜した形状とすることにより、
スイッチング用ＴＦＴ３０の能動層をａ−Ｓｉ膜に線状
のレーザ光を照射してｐ−Ｓｉ膜とする際に、チャネル
１３ｃとの接合部とレーザ光の長軸方向の端部と重畳し
ないため、リーク電流の発生しないスイッチング用ＴＦ
Ｔ３０を得ることがとができ、安定した表示のＥＬ表示
装置を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は薄膜トランジスタ及
び表示装置に関し、特に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（Thin F
ilm Transistor：以下、「ＴＦＴ」と称する。）を備え
た表示装置の研究開発も進められている。
【０００３】図４に、従来のＥＬ表示装置の表示画素近
傍の平面図を示し、図５（ａ）に図４中のＡ−Ａ線に沿
った断面図を示し、図５（ｂ）に図４中のＢ−Ｂ線に沿
った断面図を示す。また、図３（ｂ）に従来のＴＦＴに
レーザ光を照射した状態を示し、図３（ｃ）に線状のレ
ーザ光の短軸方向のエネルギー分布を示す。
【０００４】図４に示すように、行方向（同図左右方
向）に複数本延在したゲート信号線５１ａ，５１ｂと、
列方向（同図上下方向）に複数本延在した駆動信号線５
３ａ，５３ｂとが互いに交差しており、それら両信号線
によって囲まれる領域は表示画素領域１１０であり、そ
の各表示画素領域１１０には、ＥＬ表示素子６０、スイ
ッチング用ＴＦＴ３０、保持容量及びＥＬ素子駆動用Ｔ
ＦＴ４０が配置されている。
【０００５】ゲート信号線５１ａ，５１ｂとドレイン信
号線５３ａ，５３ｂとに囲まれる表示画素領域１１０の
ＥＬ表示素子６０、スイッチング用ＴＦＴ３０、保持容
量及びＥＬ素子駆動用ＴＦＴ４０について図４及び図５
に従って説明する。
【０００６】スイッチング用ＴＦＴ３０は、ゲート信号
線５１ａに接続されておりゲート信号が供給されるゲー
ト電極１１と、駆動信号線５２ａに接続されており駆動
信号が供給されるドレイン電極１６と、ＥＬ素子駆動用
ＴＦＴ４０のゲート電極４１に接続されているソース電
極１３ｓとからなる。絶縁性基板１０上に、能動層であ
る多結晶シリコン膜（以下、「ｐ−Ｓｉ膜」と称す
る。）を形成し、その上にゲート絶縁膜１２を介してゲ
ート電極１１が形成されている。ゲート電極１１は、ゲ
ート信号線５１ａに対して垂直に２つ突出した形状であ
り、いわゆるダブルゲート構造である。
【０００７】また、ゲート信号線５１ａと並行に保持容
量電極線５４が配置されている。この保持容量電極線５
４は、ゲート絶縁膜１２を介して下層に形成した容量電
極５５との間で電荷を蓄積して容量を成している。この
保持容量は、ソース１３ｓの一部を延在して成ってお
り、ＥＬ素子駆動用ＴＦＴ４０のゲート電極４１に印加
される電圧を保持するために設けられている。
【０００８】ＥＬ素子駆動用ＴＦＴ４０は、スイッチン
グ用ＴＦＴ３０のソース電極１３ｓに接続されているゲ
ート電極４１と、ＥＬ素子６０の陽極６１に接続された
ソース電極４３ｓと、ＥＬ素子６０に供給される駆動電
源線５３ｂに接続されたドレイン電極４３ｄとから成
る。
【０００９】また、ＥＬ素子６０は、ソース電極４３ｓ
に接続された陽極６１と、共通電極である陰極６７、及
びこの陽極６１と陰極６７との間に挟まれた発光素子層
６６から成る。
【００１０】ゲート信号線５１ａからのゲート信号がゲ
ート電極１１に印加されると、スイッチング用ＴＦＴ３
０がオンになる。そのため、駆動信号線５２ａから駆動
信号がＥＬ素子駆動用ＴＦＴ４０のゲート電極４１に供
給され、そのゲート電極４１の電位がドレイン信号線５
２ａの電位と同電位になる。そしてゲート電極４１に供
給された電流値に相当する電流が駆動電源に接続された
駆動電源線５３ｂからＥＬ素子６０に供給される。それ
によってＥＬ素子６０は発光する。
【００１１】なお、ＥＬ素子６０は、ＩＴＯ（Indium T
hin Oxide）等の透明電極から成る陽極６１、ＭＴＤＡ
ＴＡ（4,4'-bis(3-methylphenylphenylamino)bipheny
l）から成る第１ホール輸送層６２、ＴＰＤ（4,4',4"-t
ris(3-methylphenylphenylamino)triphenylanine）から
なる第２ホール輸送層６３、キナクリドン（Quinacrido
ne）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６４及びＢｅｂ
ｑ2から成る電子輸送層６５からなる発光素子層６６、
フッ化リチウム（ＬｉＦ）とアルミニウム（Ａｌ）の積
層体あるいはマグネシウム・インジウム合金から成る陰
極６７がこの順番で積層形成された構造である。
【００１２】またＥＬ素子は、陽極から注入されたホー
ルと、陰極から注入された電子とが発光層の内部で再結
合し、発光層を形成する有機分子を励起して励起子が生
じる。この励起子が放射失活する過程で発光層から光が
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。
【００１３】ここで、従来のＴＦＴは、その能動層にｐ
−Ｓｉ膜を用いている。このｐ−Ｓｉ膜は、基板１０上
にＣＶＤ法等を用いて非晶質シリコン膜（以下、「ａ−
Ｓｉ膜」と称する。）を堆積し、そのａ−Ｓｉ膜に線状
のレーザ光を照射して多結晶化して形成する。その後ゲ
ート絶縁膜１２を介してゲート電極１１を形成する。
【００１４】そのレーザ光照射は、図３（ｂ）に示すよ
うに、線状のレーザ光を基板の一方向から他方向に向か
ってスポット照射しながら走査して照射される。図中に
おいては、点線のレーザ光を照射した後右側に走査して
一点鎖線で示す次のスポット照射を行う。この照射を連
続して一方向から他方向に向かって行う。このレーザ光
照射はそのレーザ光の長軸方向が図４に示すようにゲー
ト信号線に対して垂直な方向になるようにして行う。
【００１５】ところで、図３（ｃ）に示すように、線状
のレーザ光は短軸方向のエネルギー分布はその両端に近
づくにつれて中央付近に比べなだらかに低くなってい
る。即ち、レーザ光の強度分布は均一ではない。そのた
め、図３（ｂ）のように能動層とその後に形成するゲー
ト１１との重畳部であるチャネル１３ｃのソース１３ｓ
との接合部（図中点線円Ｂ）が、エネルギの低いレーザ
光の端部が重畳してしまうと、その領域のｐ−Ｓｉ膜は
他のレーザエネルギが高い領域に比べ結晶化が十分に行
われなくなり、粒径が小さくなってしまう。そのレーザ
の低い領域に再度エネルギの高いレーザを照射して粒径
を大きくすることが考えられるが、そうしても、粒径は
他の領域と同じには成らない。また、多結晶化はａ−Ｓ
ｉ膜にレーザを照射した場合のＴＦＴ特性と、一度レー
ザをａ−Ｓｉ膜に照射して再度そこにレーザを照射した
場合のＴＦＴ特性では、非晶質状態にレーザを照射して
一度に多結晶化する方が特性が良好である。それは、特
にチャネルとの接合部における特性において顕著であ
る。即ち、チャネルとの接合部において、ゲート電極に
印加される電圧による電界集中によりリーク電流が発生
してしまう。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のＥＬ
表示装置は、図３（ｂ）及び図４に示すように、スイッ
チング用ＴＦＴのゲート電極をゲート信号線に対して垂
直に突出させた形状であるため、そのゲート電極と交差
する能動層であるｐ−Ｓｉ膜がゲート電極と直交してい
る。
【００１７】そのため、ａ−Ｓｉ膜にレーザ光を照射し
て多結晶化してｐ−Ｓｉ膜とする際に、チャネルとの接
合部に、線状のレーザ光のエネルギが低い端部が重畳し
て照射されることになる。そうすると、前述の通り、Ｔ
ＦＴにリーク電流が発生してしまうことになる。
【００１８】そうすると、スイッチング用ＴＦＴ３０が
オフした場合にも、ＥＬ素子駆動用ＴＦＴ４０のゲート
に電圧が印加されてしまいＥＬ素子駆動用ＴＦＴ４０が
オンしてしまうことになり、ＥＬ素子６０が常に発光し
てしまい良好な表示を得ることができなくなるという欠
点があった。
【００１９】また、工程増大を防止するために同時に同
一の低抵抗材料で駆動信号線及び駆動電源線は形成され
るため両配線を交差させない。この条件の下で、配線及
び表示画素を高密度に配置してするためには、図４に示
す従来のように、ゲート電極をゲート信号線に対して垂
直に、また能動層をそのゲート電極に対して垂直に配置
すると、表示画素全体の面積が大きくなってしまい、高
密度は実現できないという欠点もあった。
【００２０】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、スイッチング用ＴＦＴのリーク
電流を抑制して自発光素子駆動用ＴＦＴのゲート電極の
電位を一定に保つことによりＥＬ素子が発光すべき輝度
で発光する表示装置を提供するとともに、表示画素を高
密度に配置した表示装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明のＴＦＴは、ゲー
ト信号線から突出して成るゲート電極の主たる延在方向
が、前記ゲート信号線の延在方向に対して傾斜している
ものである。
【００２２】また、上述のＴＦＴは、能動層を成す半導
体膜が、前記ゲート電極と複数回交差しているＴＦＴで
ある。
【００２３】また、本発明の表示装置は、自発光素子
と、該自発光素子に電流を供給するタイミングを制御す
るスイッチング用薄膜トランジスタと、該スイッチング
用薄膜トランジスタにゲート信号を供給するゲート信号
線とを備えた表示装置であって、前記ゲート信号線から
突出して成るゲート電極の主たる延在方向が、前記ゲー
ト信号線の延在方向に対して傾斜しているものである。
【００２４】また、上述の表示装置は、前記表示画素に
更に前記自発光素子に電流を供給する自発光素子駆動用
薄膜トランジスタとを備えた表示装置である。
【００２５】また、前記スイッチング用薄膜トランジス
タに駆動信号を供給する駆動信号線と、前記駆動信号に
応じて電流を前記自発光素子に供給する駆動電源線と
が、前記各表示画素間に前記ゲート信号線と交差して配
置している表示装置である。
【００２６】更に、複数の表示画素を行方向に配列した
表示画素群を複数行備え、隣接する行の各表示画素が所
定画素分ずれて配置された表示装置において、前記駆動
信号線はそのずれに応じて蛇行して配置され、該蛇行方
向と前記ゲート電極の主たる延在方向とが略一致してい
る表示装置である。
【００２７】また、前記スイッチング用薄膜トランジス
タから供給される信号を保持し、該信号を前記自発光素
子駆動用薄膜トランジスタに供給する保持容量を前記両
薄膜トランジスタ間に備える表示装置である。
【００２８】また、前記スイッチング用薄膜トランジス
タ、前記保持容量、前記駆動用薄膜トランジスタ及び前
記自発光素子を形成する各領域は、各表示画素におい
て、接続されたゲート信号線側から順に配置されている
表示装置である。
【００２９】更にまた、前記スイッチング用薄膜トラン
ジスタのチャネル長方向は、前記ゲート信号線の延在方
向に対して傾斜している表示装置である。
【００３０】また、前記駆動用薄膜トランジスタのチャ
ネル長方向は、前記駆動信号線及び／又は前記駆動電源
線に対して略垂直である表示装置である。
【００３１】また、前記スイッチング用薄膜トランジス
タの能動層を成す半導体膜が、前記ゲート電極と複数回
交差している表示装置である。
【００３２】なた、前記駆動信号線と前記駆動電源線と
は、前記表示装置の表示領域内で非交差である表示装置
である。
【００３３】更に、前記自発光素子は、エレクトロルミ
ネッセンス素子である表示装置である。
【００３４】
【発明の実施の形態】本発明をＥＬ表示装置に採用した
場合について以下に説明する。
【００３５】図１は有機ＥＬ表示装置の表示画素領域の
平面図を示し、図２は図１中のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線及び
Ｃ−Ｃ線に沿った断面図を示す。また、図３（ａ）に本
発明のＴＦＴにレーザ光を照射した状態を示す。
【００３６】本実施の形態においては、ＥＬ表示装置に
備えた各ＴＦＴ３０，４０は、ゲート電極をゲート絶縁
膜を介して能動層の上層に設けたいわゆるトップゲート
構造のＴＦＴであり、能動層としてａ−Ｓｉ膜にレーザ
光を照射して多結晶化したｐ−Ｓｉ膜を用いている。
【００３７】図１に示すように、行方向（同図左右方
向）にゲート信号線５１ａ，５１ｂ，５１ｃが複数本延
在しており、列方向（同図上下方向）に駆動信号線５３
ａ，５３ｂ，５３ｃが複数本延在している。これらの両
信号線が互いに交差しており、それら両信号線によって
囲まれる領域は表示画素領域１１０であり、その各表示
画素領域１１０には、ＥＬ表示素子６０、スイッチング
用ＴＦＴ３０、保持容量及びＥＬ素子駆動用ＴＦＴ４０
が配置されている。
【００３８】各ゲート信号線５１ａ，５１ｂ，５１ｃが
延在する方向（行方向）には複数の表示画素が赤色
（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）を１周期として繰り返
し配置されている。そして、その隣接する各ゲート信号
線に接続された各表示画素は、隣接する各ゲート信号線
同士で互いに、各ゲート信号線が延在する方向にずれて
配置されている。いわゆるデルタ配列である。
【００３９】例えば、隣接するゲート信号線５１ａとゲ
ート信号線５１ｂに注目すると、ゲート信号線５１ａに
接続されている各表示画素と、ゲート信号線５１ｂに接
続されている各表示画素とは、本実施の形態において
は、同じ色の表示画素でみると、各ゲート信号線の延在
方向に互いに１．７画素分ずれて配置されている。ま
た、隣接するゲート信号線５１ｂとゲート信号線５１ｃ
についてみても、ゲート信号線５１ｂに接続されている
各表示画素と、ゲート信号線５１ｃに接続されている各
表示画素とは互いに各ゲート信号線の延在方向に１．７
画素分ずれて配置されている。
【００４０】また、各駆動信号線５２ａ，５２ｂ，５２
ｃは、主として列方向に延在しており、同じ色の表示画
素に接続されており、各行の表示画素の配列に応じて各
行ごとに屈曲して左右に蛇行して配置されている。即
ち、隣接する行方向の表示画素の所定の表示画素分だけ
屈曲して凹凸を繰り返しながら、主として列方向に延在
している。その所定画素分である蛇行ピッチ、即ち蛇行
のピークとピークとの間隔は本実施形態の場合には概ね
０．４表示画素である。
【００４１】また、各駆動電源線５３ａ，５３ｂ，５３
ｃは列方向に配置されており、異なる色の表示画素に接
続されており、各行の表示画素の配列に応じて各行の表
示画素の右側及び左側に交互に所定の表示画素分すれて
配置されている。即ち、駆動電源線５３ａに注目してみ
ると、ゲート信号線５１ａに接続されたＲの表示画素の
右側に配置されてその表示画素のＥＬ素子駆動用ＴＦＴ
に接続され、続いて次の行のゲート信号線５１ｂに接続
されたＧの表示画素の左側に配置されてその表示画素の
ＥＬ素子駆動用ＴＦＴに接続され、続いて更に次の行の
ゲート信号線５１ｃに接続されたＲの表示画素の右側に
配置されてその表示画素のＥＬ素子駆動用ＴＦＴに接続
されており、各行の表示電極間であって各ゲート信号線
と交差する箇所近傍においてはゲート信号線に対して概
ね４５°傾斜して配置されている。その所定画素分であ
る蛇行ピッチ、即ち蛇行のピークとピークとの間隔は本
実施形態の場合には概ね１．２表示画素分である。な
お、各駆動信号線５２ａ，５２ｂ，５２ｃと、各駆動電
源線５３ａ，５３ｂ，５３ｃとは、Ａｌ等の導電材料か
ら成っており、互いに短絡を防止するために交差しない
ように配置されている。
【００４２】更に、各ゲート信号線５１ａ，５１ｂ，５
１ｃは、その一部に突出部が形成されており、その突出
部がゲート電極１１である。このゲート電極１１の主た
る延在方向は各ゲート信号線の延在方向に対して非直角
方向である。即ち、ゲート信号線に対して傾斜した方向
に突出して延在している。ここで、ゲート電極の主たる
延在方向とは、ゲート電極の延在方向の長さが最も長い
部分の延在方向をいうものとし、図１の場合のように、
ゲート信号線から一部が下方向に突出しており、その先
の部分が右斜め下もしくは左斜め下方向に延在している
場合には、この延在しているゲート電極の長さの割合が
最も大きい右斜め下又は左斜め下方向に延在している部
分の延在方向をいうものとする。即ち、図１の場合、ゲ
ート電極の主たる延在方向は、ゲート信号線に対して概
ね４５°右下方向又は左下方向である。
【００４３】以下に、ゲート信号線５１ａと駆動信号線
５２ａに接続された表示画素に形成されたスイッチング
用ＴＦＴ３０、ＥＬ素子駆動用ＴＦＴ４０及びＥＬ表示
素子６０について説明する。
【００４４】スイッチング用ＴＦＴ３０は、一部が突出
して右斜め方向に延在したゲート信号線５１ａに接続さ
れておりゲート信号が供給されるゲート電極１１と、駆
動信号線５２ａに接続されており駆動信号、例えば映像
信号が供給されるドレイン電極１６と、ＥＬ素子駆動用
ＴＦＴ４０のゲート電極４１に接続されているソース電
極１３ｓとからなる。なお、基板１０上に、スイッチン
グ用ＴＦＴ３０のｐ−Ｓｉ膜から成る能動層１３と容量
電極５５が同時に形成され、その上にゲート絶縁膜１２
を介して保持容量電極線５４がゲート電極１１と同じ材
料で同時に形成されている。
【００４５】このスイッチング用ＴＦＴ３０のｐ−Ｓｉ
膜から成る能動層１３は、「Ｕ」の字状に配置されゲー
ト電極１１と２回交差しており、その交差部においてチ
ャネル１３ｃを構成しており、いわゆるダブルゲート構
造を成している。
【００４６】この各チャネル１３ｃのチャネル長方向は
ゲート電極１１に対して直交して配置されているので、
ゲート電極１１と同様にゲート信号線５１ａに対して概
ね４５°の斜め方向に配置されている。
【００４７】このため、能動層のｐ−Ｓｉ膜を非晶質シ
リコン膜にレーザ光を照射して多結晶化する際の線状の
レーザ光の長軸方向が、ゲート信号線の延在方向と同じ
場合、あるいは線状のレーザ光の長軸方向がゲート信号
線の延在方向と直交した方向の場合においても、レーザ
光のエネルギーが均一に非晶質シリコン膜に照射するこ
とができる。即ち、図３（ａ）に示すように、レーザ光
はチャネルの接合部例えば点線円Ａにおいて、線状のレ
ーザ光の端部のエネルギが低い領域がチャネル接合部と
重畳することがなくなり、粒径の均一なｐ−Ｓｉ膜を得
ることができるため、リーク電流の発生を防止すること
ができ、各表示画素のスイッチング用ＴＦＴ３０の特性
を均一にすることができる。従って、各表示画素の駆動
用ＴＦＴ４０のゲートに安定して電圧を供給することが
できることになり、ばらつきのない表示を得ることがで
きるＥＬ表示装置を提供できる。
【００４８】また、ゲート信号線５１ａと同一材料から
成り、ゲート信号線５１ａに並行に保持容量電極線５４
が配置されている。この保持容量電極線５４は、ゲート
絶縁膜１２を介してＴＦＴ３０のソース１３ｓと接続さ
れた容量電極５５との間で電荷を蓄積して容量を成して
いる。この保持容量は、ＥＬ素子駆動用ＴＦＴ４０のゲ
ート電極４１に印加される電圧を保持するために設けら
れている。
【００４９】ＥＬ素子駆動用ＴＦＴ４０は、スイッチン
グ用ＴＦＴ３０のソース電極１３ｓに接続されているゲ
ート電極４１と、ＥＬ素子６０の陽極６１に接続された
ソース電極４３ｓと、ＥＬ素子６０に供給される駆動電
源線５３ｂに接続されたドレイン電極４３ｄとから成
る。このＥＬ表示素子駆動用ＴＦＴ４０のチャネル長方
向は駆動信号線５２ａ及び駆動電源線５３ａの延在方向
に対して垂直に配置されている。
【００５０】また、ＥＬ素子６０は、ソース電極４３ｓ
に接続された陽極６１ａと、共通電極である陰極６７、
及びこの陽極６１と陰極６７との間に挟まれた発光素子
層６６から成る。各表示画素には、赤色（Ｒ）、緑色
（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光層材料をそれぞれ蒸着法によ
って形成し、各表示画素ごとに各一色を発光させる。
【００５１】上述のスイッチング用ＴＦＴ、保持容量、
ＥＬ素子駆動用ＴＦＴ及びＥＬ素子は、ゲート信号線側
から図中下方向に向かって、この順番に各領域が配置さ
れている。このように配置することにより、列方向の発
光層間の距離を大きくすることができ、ＥＬ素子の各色
の発光層を蒸着する際に、回り込みによる隣接する他色
の発光層との混合を防止することができる。
【００５２】ゲート信号線５１ａからのゲート信号がゲ
ート電極１１に印加されると、スイッチング用ＴＦＴ３
０がオンになる。そのため、駆動信号線５２ａから駆動
信号がＥＬ素子駆動用ＴＦＴ４０のゲート電極４１に供
給され、そのゲート電極４１の電位が駆動信号線５２ａ
の電位と同電位になる。そしてゲート電極４１に供給さ
れた電流値に相当する電流が駆動電源に接続された駆動
電源線５３ｂからＥＬ素子６０に供給される。それによ
ってＥＬ素子６０は発光する。
【００５３】なお、ＥＬ素子６０は、ＩＴＯ等の透明電
極から成る陽極６１、ＭＴＤＡＴＡから成る第１ホール
輸送層６２、ＴＰＤからなる第２ホール輸送層６３、キ
ナクリドン誘導体を含むＢｅｂｑ2から成る発光層６４
及びＢｅｂｑ2から成る電子輸送層６５からなる発光素
子層６６、ＬｉＦとＡｌとの積層体、あるいはＡｌとリ
チウム（Ｌｉ）との合金から成る陰極６７がこの順番で
積層形成された構造である。このＥＬ素子が各色を発光
するためには、発光層の材料を各色に応じた材料とする
ことにより可能である。なお、各色を図１のようにＲ、
Ｇ、Ｂを発光させるためには、まずＲの発光材料を配置
する個所に開口部を有するメタルマスクを陽極及び平坦
化膜上に載せてＲの発光材料を蒸着し、続いてＧの発光
材料を配置する個所に開口部を有するメタルマスクにて
Ｇの発光材料を蒸着し、更にＢの発光材料を配置する個
所に開口部を有するメタルマスクにてＢの発光材料を蒸
着して発光層を形成する。このとき隣接する異なる色の
発光層に異なる色の発光材料が回り込んで色が混合させ
ることがないようにする必要がある。
【００５４】以下に、本発明のＥＬ表示装置について図
２に従って説明する。
【００５５】絶縁性基板１０上に、ＣＶＤ法を用いてａ
−Ｓｉ膜１３，４３を成膜する。そして、そのａ−Ｓｉ
膜１３，４３に線状のレーザ光、例えば波長３０８ｎｍ
のＸｅＣｌエキシマレーザ光を、その走査方向が基板１
０の長辺方向と一致するように一端から他端に向かって
走査しながら照射して、溶融再結晶化することにより多
結晶化して、ａ−Ｓｉ膜をｐ−Ｓｉ膜にする。
【００５６】そして、ｐ−Ｓｉ膜１３，４３を各ＴＦＴ
３０，４０を形成する位置にホトリソ技術を用いて島状
に残存させて能動層１３，４３を形成する。そのとき同
時にスイッチング用ＴＦＴ３０の能動層１３に連なっ
て、保持容量の一方の容量電極５５を形成する。そし
て、その島化されたｐ−Ｓｉ膜を含む全面に、ＣＶＤ法
によってＳｉＯ2膜から成るゲート絶縁膜１２を形成す
る。
【００５７】そのゲート絶縁膜１２上に、Ｃｒ，Ｍｏ等
の高融点金属をスパッタ法にて成膜し、それをホトリソ
技術を用いてスイッチング用ＴＦＴ３０に接続されるゲ
ート信号線５１、ゲート電極１１、及び保持容量電極線
５４を同一材料で同時に形成する。この保持容量電極線
５４は各表示領域１１０に形成された容量電極５５の上
層側にある他方の各電極を接続している。また、同時
に、ＥＬ素子駆動用ＴＦＴ４０のゲート電極４１を形成
する。更に、同時にソース領域１３ｓとゲート電極４１
とが接続されるようにする。
【００５８】そして、能動層のうち、ゲート電極１１，
４１の両側に位置する箇所にゲート絶縁膜１２を介して
イオン注入法にて不純物を導入して、ソース領域１３
ｓ，４３ｓ及びドレイン領域１３ｄ，４３ｄを形成す
る。スイッチング用ＴＦＴ３０のソース領域１３ｓ及び
ドレイン領域１３ｄにはＰイオンを導入してｎ型チャネ
ルＴＦＴとし、ＥＬ素子駆動用ＴＦＴ４０のソース領域
４３ｓ及びドレイン領域４３ｄにはＢイオンを導入して
ｐ型チャネルＴＦＴとする。また、スイッチング用ＴＦ
Ｔ３０にはゲート電極１１の直下のチャネル領域１３ｃ
と、ソース領域１３ｓ及びドレイン領域１３ｄとの間
に、ソース領域４３ｓ及びドレイン領域４３ｄの不純物
濃度よりも低い領域、即ちＬＤＤ（Lightly Doped Drai
n）領域１３Ｌを形成しても良い。
【００５９】ゲート信号線５１、ゲート電極１１，４１
及び保持容量電極線５４の上方に、ＳｉＯ2膜、ＳｉＮ
膜及びＳｉＯ2膜を連続してＣＶＤ法にて成膜し３層か
ら成る層間絶縁膜１５を形成する。
【００６０】そして、この層間絶縁膜１５及びその下層
のゲート絶縁膜１２に、ＥＬ素子駆動用ＴＦＴ４０のド
レイン領域４３ｄに対応した位置にコンタクトホールを
形成する。
【００６１】その後、コンタクトホール及び層間絶縁膜
１５上にＡｌ等の導電材料を成膜し、ホトリソ技術によ
り駆動信号線５２ｂ及び駆動電源線５３ｂを形成する。
【００６２】駆動信号線５２ｂ、駆動電源線５３ｂ及び
層間絶縁膜１５上に、アクリル系の感光性樹脂、ＳＯＧ
膜などの平坦性を有する平坦化絶縁膜１７を形成する。
この平坦化絶縁膜１７、層間絶縁膜１５及びゲート絶縁
膜１２を貫通して、ＥＬ素子駆動用ＴＦＴ４０のソース
領域４３ｓに対応した位置にコンタクトホールを形成す
る。そして、そのコンタクトホールを含んでその上方に
ＥＬ素子６０の陽極６１をＩＴＯ膜にて形成する。
【００６３】その陽極６１の上方には、第１ホール輸送
層６２、第２ホール輸送層６３、発光層、電子輸送層６
４から成る発光素子層６６が積層されており、更にその
上に陰極６７が形成されている。
【００６４】こうして作製された各ＴＦＴ３０，４０及
びＥＬ素子６０が、マトリクス状に配置された各表示領
域１１０に備えられてＥＬ表示装置は構成されている。
【００６５】また、駆動信号線５３ａ及び駆動電源線５
２ａは、ゲート信号線５１ｂ上で、ゲート電極の主たる
延在方向に並行に配置されている。そのため、駆動電源
線５２ａと駆動電源線５３ａを短絡させることなく配置
することができるとともに、各配線及び表示画素を高密
度に効率よく配置することができる。
【００６６】なお、本実施の形態においては、ゲート電
極がゲート信号線に対して４５°傾斜した方向に突出し
た場合を示したが、この角度は４５°に限定されるもの
ではなく、チャネルとの接合部とレーザ光の長軸方向と
が位置しない方向であればよく、例えば３０°〜６０°
でも良い。
【００６７】また、本実施の形態においては、駆動信号
線の蛇行のピッチを０．４表示画素分としたが本発明は
それに限定されるものではなく、０．４表示画素以上で
あれば良く、また駆動電源線の蛇行のピッチは１．２表
示画素に限定されるものではなく１表示画素以上であれ
ば良く、好ましくは１．５表示画素程度が良い。更に隣
接するゲート信号線に接続された表示画素は、解像度が
最も高くできるように互いに１．５表示画素ずれている
ことが好ましい。
【００６８】また、本発明における「１表示画素分」ず
れているとは、行方向の１表示画素ピッチ分ずれている
ことを示す。
【００６９】また、本実施の形態においては、能動層と
して多結晶シリコン膜を用いたが、完全に能動層全体が
結晶化されていない微結晶シリコン膜を用いても良い。
【００７０】また、絶縁性基板とは、ガラスや合成樹脂
などから成る絶縁性基板、又は導電性を有する基板ある
いは半導体基板等の表面にＳｉＯ2膜やＳｉＮなどの絶
縁膜を形成して基板表面が絶縁性を有している基板をい
うものとする。
【００７１】また、本実施の形態においては、陽極及び
ｐ−Ｓｉ膜から成る容量電極が駆動信号線及び駆動電源
線と重畳していない場合を示したが、本発明はそれに限
定されるものではない。即ち、陽極が駆動信号線又は駆
動電源線と絶縁膜等を介して重畳していても良く、それ
によって発光する面積を大きくすることができ明るい表
示を得ることが可能となり、また、容量電極が駆動電源
線と重畳していても良く、それによって、上述の実施形
態のように保持容量電極線と容量電極との間で形成され
る保持容量に加え、駆動電源線と容量電極との間でも層
間絶縁膜を介して容量を形成することができるため、充
分大きい保持容量を得ることができる。
【００７２】
【発明の効果】本発明によれば、スイッチング用ＴＦＴ
のリーク電流を抑制して自発光素子駆動用ＴＦＴのゲー
ト電極の電位を一定に保つことによりＥＬ素子が発光す
べき輝度で発光するＥＬ表示装置を提供するとともに、
高密度に表示画素及び各配線を配置することが可能な表
示装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＥＬ表示装置の平面図である。
【図２】本発明のＥＬ表示装置の断面図である。
【図３】ＴＦＴの一部拡大図である。
【図４】従来のＥＬ表示装置の平面図である。
【図５】従来のＥＬ表示装置の断面図である。
【符号の説明】
１１、４１ ゲート電極 １３、４３ 能動層 １３ｓ、４３ｓ ソース領域 １３ｄ、４３ｄ ドレイン領域 １３ｃ、４３ｃ チャネル領域 ３０ スイッチング用ＴＦＴ ４０ ＥＬ素子駆動用ＴＦＴ ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ 駆動信号線 ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ 駆動電源線 ５４ 保持容量電極線 ５５ 容量電極 ６０ ＥＬ素子 ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ 陽極 １１０ 表示領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB05 AB18 BA06 CA01 CB01 DA01 DB03 EB00 FA01 5C094 AA05 AA22 AA25 AA43 AA48 BA03 BA29 CA19 DA13 DB04 EA04 EA10 EB02 FA01 FB01 FB12 FB14 GB10 5F110 DD01 DD02 DD13 DD14 EE04 EE28 GG02 GG13 GG14 GG44 HJ01 HJ13 HL03 HM15 HM17 NN03 NN23 NN24 NN72 PP03 PP04 PP23 QQ11

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ゲート信号線から突出して成るゲート電
    極の主たる延在方向が、前記ゲート信号線の延在方向に
    対して傾斜していることを特徴とする薄膜トランジス
    タ。
  2. 【請求項２】 能動層を成す半導体膜が、前記ゲート電
    極と複数回交差していることを特徴とする請求項１に記
    載の薄膜トランジスタ。
  3. 【請求項３】 自発光素子と、該自発光素子に電流を供
    給するタイミングを制御するスイッチング用薄膜トラン
    ジスタと、該スイッチング用薄膜トランジスタにゲート
    信号を供給するゲート信号線とを備えた表示装置であっ
    て、前記ゲート信号線から突出して成るゲート電極の主
    たる延在方向が、前記ゲート信号線の延在方向に対して
    傾斜していることを特徴とする表示装置。
  4. 【請求項４】 前記表示画素に更に前記自発光素子に電
    流を供給する自発光素子駆動用薄膜トランジスタとを備
    えたことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
  5. 【請求項５】 前記スイッチング用薄膜トランジスタに
    駆動信号を供給する駆動信号線と、前記駆動信号に応じ
    て電流を前記自発光素子に供給する駆動電源線とが、前
    記各表示画素間に前記ゲート信号線と交差して配置して
    いることを特徴とする請求項３又は４に記載の表示装
    置。
  6. 【請求項６】 複数の表示画素を行方向に配列した表示
    画素群を複数行備え、隣接する行の各表示画素が所定画
    素分ずれて配置された表示装置において、前記駆動信号
    線はそのずれに応じて蛇行して配置され、該蛇行方向と
    前記ゲート電極の主たる延在方向とが略一致しているこ
    とを特徴とする請求項３又は５に記載の表示装置。
  7. 【請求項７】 前記スイッチング用薄膜トランジスタか
    ら供給される信号を保持し、該信号を前記自発光素子駆
    動用薄膜トランジスタに供給する保持容量を前記両薄膜
    トランジスタ間に備えることを特徴とする請求項４乃至
    ６のうちいずれか１項に記載の表示装置。
  8. 【請求項８】 前記スイッチング用薄膜トランジスタ、
    前記保持容量、前記駆動用薄膜トランジスタ及び前記自
    発光素子を形成する各領域は、各表示画素において、接
    続されたゲート信号線側から順に配置されていることを
    特徴とする請求項７に記載の表示装置。
  9. 【請求項９】 前記スイッチング用薄膜トランジスタの
    チャネル長方向は、前記ゲート信号線の延在方向に対し
    て傾斜していることを特徴とする請求項３乃至８のうち
    いずれか１項に記載の表示装置。
  10. 【請求項１０】 前記駆動用薄膜トランジスタのチャネ
    ル長方向は、前記駆動信号線及び／又は前記駆動電源線
    に対して略垂直であることを特徴とする請求項５乃至９
    のうちいずれか１項に記載の表示装置。
  11. 【請求項１１】 前記スイッチング用薄膜トランジスタ
    の能動層を成す半導体膜が、前記ゲート電極と複数回交
    差していることを特徴とする請求項３乃至９のうちいず
    れか１項に記載の表示装置。
  12. 【請求項１２】 前記駆動信号線と前記駆動電源線と
    は、前記表示装置の表示領域内で非交差であることを特
    徴とする請求項５乃至１１のうちいずれか１項に記載の
    表示装置。
  13. 【請求項１３】 前記自発光素子は、エレクトロルミネ
    ッセンス素子であることを特徴とする請求項３乃至１２
    のうちいずれか１項に記載の表示装置。
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