JP2004264634A - エレクトロルミネッセンス表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガラス基板等の透明な絶縁性基板100上に形成されたポリシリコン層から成る能動層101上にゲート絶縁層102が形成されている。ゲート絶縁層102上にゲート13gが延在している。能動層101にはLDD構造のソース・ドレインが形成されている。ソース13sは互いに隣接して接触されたP−層とP+層から構成されている。P+層はボロンの不純物濃度が1×1020/cc程度の高濃度層である。P−層はP+層からゲート13gの方向に延びており、そのボロンの不純物濃度は1×1018/cc程度の低濃度層である。また、ドレイン13dも互いに隣接して接触されたP−層とP+層から構成されている。
【選択図】 図2
Description
【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表示装置に関し、各画素毎に、画素選択用トランジスタと、エレクトロルミネッセンス素子を電流駆動するための駆動用トランジスタと、を有する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、有機エレクトロルミネッセンス(Organic Electro Luminescence:以下「有機EL」と略称する)素子を用いた有機EL表示装置は、CRTやLCDに代わる表示装置として注目されている。特に、有機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 Film Transistor:以下、「TFT」と略称する)を備えた有機EL表示装置が開発されている。
【0003】
図4に、有機EL表示パネル内の一画素の等価回路図を示す。実際の有機EL表示パネルでは、この画素がn行m列のマトリクスに多数配置されている。ゲート信号Gnを供給するゲート信号線10と、表示信号Dmを供給するドレイン信号線11とが互いに交差している。
【0004】
それらの両信号線の交差点付近には、有機EL素子12及びこの有機EL素子12を駆動する駆動用TFT13、画素を選択するための画素選択用TFT14が配置されている。
【0005】
駆動用TFT13のソース13sには、電源ライン15から正電源電圧PVddが供給されている。また、そのドレイン13dは有機EL素子12のアノード(陽極)に接続されている。有機EL素子12のカソード(陰極)には負電原電圧CVが供給されている。
【0006】
画素選択用TFT14のゲートにはゲート信号線10が接続されることによりゲート信号Gnが供給され、そのドレイン14dにはドレイン信号線11が接続され、表示信号Dmが供給される。画素選択用TFT14のソース14sは駆動用TFT13のゲート13gに接続されている。ここで、ゲート信号Gnは不図示の垂直ドライバ回路から出力される。表示信号Dmは不図示の水平ドライバ回路から出力される。
【0007】
また、駆動用TFT13のゲート13gには保持容量Csが接続されている。保持容量Csは表示信号Dmに応じた電荷を保持することにより、1フィールド期間、表示画素の表示信号を保持するために設けられている。
【0008】
上述した構成のEL表示装置の動作を説明する。ゲート信号Gnが一水平期間ハイレベルになると、画素選択用TFT14がオンする。すると、ドレイン信号線11から表示信号Dmが画素選択用TFT14を通して、駆動用TFT13のゲート13gに印加される。
【0009】
そして、そのゲート13gに供給された表示信号Dmに応じて、駆動用TFT13のコンダクタンスが変化し、それに応じた駆動電流が駆動用TFT13を通して有機EL素子12に供給され、有機EL素子12が点灯する。そのゲート13gに供給された表示信号Dmに応じて、駆動用TFT13がオフ状態の場合には、駆動用TFT13には電流が流れないため、有機EL素子12も消灯する。
【0010】
従来、画素選択用TFT14はNチャネル型で構成され、駆動用TFT13はPチャネル型で構成されていた。
【0011】
なお、関連する先行技術文献には、例えば以下の特許文献1がある。
【0012】
【特許文献1】
特開2002−175029号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
従来、画素選択用TFT14については、オフ時に流れるリーク電流によりゲート13gのレベルが変動するのを防止するため、係るリーク電流を低減するためにLDD(Lightly Doped Drain)構造が採用されていた。しかしながら、駆動用TFT13については通常の高濃度のソース・ドレイン構造が採用されていた。
【0014】
このため、駆動用TFT13がそのゲート電圧によりオフ状態に設定されていても、電源ライン15から僅かなに駆動電流(リーク電流)が流れ、有機EL素子12が僅かに発光し、微輝度として表示に現れてしまうという問題があった。このリーク電流は本発明者の検討によれば、ゲート13gとドレイン13dの間、あるいはゲート13gとソース13sとの間で生じるものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、複数の画素を備え、各画素は、ゲート信号に応じて各画素を選択するための画素選択用トランジスタと、エレクトロルミネッセンス素子と、前記画素選択用トランジスタを通して供給される表示信号に応じて前記エレクトロルミネッセンス素子を駆動する駆動用トランジスタとを有し、前記駆動用トランジスタをLDD構造で形成したことを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態に係る有機EL表示装置ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、この有機EL表示装置の一画素のパターンレイアウト例を示す図(平面図)である。また、図2及び図3は図1のX−X線に沿った断面図である。この有機EL装置の等価回路は図4と同様である。
【0017】
ゲート信号Gnを供給するゲート信号線10が行方向に延在し、表示信号Dmを供給するドレイン信号線11が行方向に延在し、これらの信号線が互いに立体的に交差している。ゲート信号線10は、クロム層若しくはモリブデン層等から成り、ドレイン信号線11はその上層のアルミニウム層等から成る。
【0018】
画素選択用TFT14はNチャネル型のポリシリコンTFTである。この画素選択用TFT14は、ガラス基板等の透明な絶縁性基板100上に形成されたポリシリコン層から成る能動層20上に、ゲート絶縁層が形成され、そのゲート絶縁層上に、ゲート信号線10から延びた2つのゲート21,22が形成され、ダブルゲート構造を成している。
【0019】
また、この画素選択用TFT14のソース14dは、ドレイン信号線11とコタクト22を介して接続されている。画素選択用TFT14のドレイン14sを構成しているポリシリコン層は、保持容量領域に延在され、その上層の保持容量線23は容量絶縁膜を介してオーバーラップしており、このオーバーラップ部分で保持容量Csが形成されている。
【0020】
そして、画素選択用TFT14のソース14sから延びたポリシリコン層は、駆動用TFT13のゲート13gにアルミニウム配線24を介して接続されている。
【0021】
駆動用TFT13はPチャネル型のポリシリコンTFTであり、LDD構造を有している。この駆動用TFT13の構造について図2及び図3を参照しながら詳しく説明する。まず、図2に示す駆動用TFT13の構造について説明する。
【0022】
ガラス基板等の透明な絶縁性基板100上に形成されたポリシリコン層から成る能動層101上に、ゲート絶縁層102が形成されている。ゲート絶縁層102は、能動層101上にシリコン酸化膜(SiO2)とシリコン窒化膜(SiNX)がこの順番で積層して形成されている。例えば、シリコン酸化膜(SiO2)の膜厚は80nm、シリコン窒化膜(SiNX)の膜厚は40nmである。
【0023】
そのゲート絶縁層102上に、クロム層若しくはモリブデン層等から成るゲート13gが延在している。このゲート13g上には、層間絶縁膜103が形成されている。更にこの層間絶縁膜103上には平坦化絶縁膜104が形成されている。
【0024】
ここで、能動層101にはLDD構造のソース及びドレインが形成されている。すなわち、ソース13sは互いに隣接して接触されたP−層とP+層から構成されている。P+層は例えばボロンの不純物濃度が1×1020/cc程度の高濃度層であり、このP+層はその上に形成されたコンタクト孔25を通して正電源電圧PVddが供給された電源ライン15に接続されている。このようにP+層はコンタクト領域に形成されている。
【0025】
一方、P−層はP+層からゲート13gの方向に延びており、そのボロンの不純物濃度は1×1018/cc程度の低濃度層である。P−層はゲート13gのエッジに対して、ゲート13gのエッジから離れた位置(図中のオフセット長OFだけ離す)に形成されている。このオフセット領域は不純物のノンドープ領域である。これにより、ゲート13gとソース13sの間のリーク電流を更に低減することができる。
【0026】
また、ドレイン13dも互いに隣接して接触されたP−層とP+層から構成されている。P+層は例えばボロンの不純物濃度が1×1020/cc程度の高濃度層であり、このP+層はその上に形成されたコンタクト孔26を通して、有機EL素子12のアノード30(陽極)に接続されている。このようにP+層はコンタクト領域に形成されている。
【0027】
一方、P−層はP+層からゲート13gの方向に延びており、そのボロンの不純物濃度は1×1018/cc程度の低濃度層である。P−層はソース13sと同様にゲート13gのエッジから離れた位置(図中のオフセット長OFだけ離す)に形成されている。このオフセット領域は同様に不純物のノンドープ領域である。これにより、ゲート13gとドレインdの間のリーク電流を更に低減することができる。
【0028】
また、有機EL素子13のアノード30の上に、ホール輸送層31、発光層32、電子輸送層33が積層され、さらにこの上にカソード34が形成されている。
【0029】
上記のように、図2の駆動用TFT構造13は、オフセット領域を有したLDD構造である。これに対して、図3に示す駆動用TFT構造13は、オフセット領域を有していない。係る駆動用TFT13の構造では、P−層はイオン注入によりゲート13gのエッジに対して自己整合的に形成される。
【0030】
【発明の効果】
本発明の有機EL装置によれば、各画素内に設けられた有機EL素子を駆動するための駆動用トランジスタをLDD構造で形成したので、当該駆動用トランジスタがオフ状態のときのリーク電流が低減され、有機EL素子が僅かに発光し、微輝度として表示に現れてしまうという問題を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るエレクトロルミネッセンス表示装置のパターンレイアウト図である。
【図2】駆動用TFTの構造を示す断面図である。
【図3】駆動用TFTの構造を示す断面図である。
【図4】従来例に係るエレクトロルミネッセンス表示装置の等価回路図である。
【符号の説明】
10 ゲート信号線 11 ドレイン信号線 12 有機EL素子
13 駆動用TFT 13g ゲート 13s ソース 13d ドレイン 14 画素選択用TFT 15 電源ライン
20 能動層 21,22 ゲート 22 コンタクト
23 保持容量線 24 アルミニウム配線 25,26 コンタクト孔30 アノード 31 ホール輸送層 32 発光層
33 電子輸送層 34 カソード
100 絶縁性基板 101 能動層 102 ゲート絶縁層 103 層間絶縁層 104 平坦化絶縁膜
Claims (3)
- 複数の画素を備え、各画素は、ゲート信号に応じて各画素を選択するための画素選択用トランジスタと、エレクトロルミネッセンス素子と、前記画素選択用トランジスタを通して供給される表示信号に応じて前記エレクトロルミネッセンス素子を駆動する駆動用トランジスタとを有し、前記駆動用トランジスタがPチャネル型であると共に、LDD構造で形成したことを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。
- 前記駆動用トランジスタの能動層にオフセット領域を設けたことを特徴とする請求項1記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
- 前記駆動用トランジスタは、1×1020/cc以上のP型不純物を含み、電極が形成される高濃度領域と、1×1018/cc以下のP型不純物を含み、前記高濃度領域及びチャネル領域の間に配置される低濃度領域と、を含むことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
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