JP2010147368A - 表示装置、電子機器および表示装置の製造方法 - Google Patents
表示装置、電子機器および表示装置の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】トランジスタの役割に応じて能動層を構成する結晶シリコン層の結晶粒の粒径を
異ならせることが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】このＥＬ装置１００（表示装置）は、金属層２１および基板１の表面上に形
成されるバッファ膜２２および２３と、金属層２１が形成されない領域上のバッファ膜２
３の表面上に形成される能動層２４を有する画素選択用トランジスタ７と、金属層２１が
形成される領域上のバッファ膜２３の表面上に形成される能動層２５を有する駆動電流制
御用トランジスタ８とを備え、駆動電流制御用トランジスタ８の能動層２５を構成する結
晶シリコン層５０（結晶シリコン領域５０ｂ）の結晶粒の平均粒径は、画素選択用トラン
ジスタ７の能動層２４を構成する結晶シリコン層５０（結晶シリコン領域５０ａ）の結晶
粒の平均粒径よりも小さい。
【選択図】図４
異ならせることが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】このＥＬ装置１００（表示装置）は、金属層２１および基板１の表面上に形
成されるバッファ膜２２および２３と、金属層２１が形成されない領域上のバッファ膜２
３の表面上に形成される能動層２４を有する画素選択用トランジスタ７と、金属層２１が
形成される領域上のバッファ膜２３の表面上に形成される能動層２５を有する駆動電流制
御用トランジスタ８とを備え、駆動電流制御用トランジスタ８の能動層２５を構成する結
晶シリコン層５０（結晶シリコン領域５０ｂ）の結晶粒の平均粒径は、画素選択用トラン
ジスタ７の能動層２４を構成する結晶シリコン層５０（結晶シリコン領域５０ａ）の結晶
粒の平均粒径よりも小さい。
【選択図】図４
Description
本発明は、表示装置、電子機器および表示装置の製造方法に関し、特に、結晶シリコン
層からなる能動層を有するトランジスタが設けられる表示装置、電子機器および表示装置
の製造方法に関する。
層からなる能動層を有するトランジスタが設けられる表示装置、電子機器および表示装置
の製造方法に関する。
従来、結晶シリコン層からなる能動層を有するトランジスタが設けられる表示装置が知
られている（たとえば、特許文献１参照）。上記特許文献１に記載の表示装置では、基板
上にゲート電極が形成されるボトムゲート型のトランジスタが開示されており、トランジ
スタの能動層を形成する非晶質の半導体薄膜（アモルファスシリコン）に５２０ｎｍ〜５
４０ｎｍの波長を有するレーザー光を照射することにより、非晶質の半導体薄膜から結晶
シリコン層が形成（結晶化）されている。なお、非晶質の半導体薄膜から結晶シリコン層
が形成される際、基板上のゲート電極も非晶質の半導体薄膜と同程度以上に加熱されるた
め、ゲート電極上の非晶質の半導体薄膜は、緩やかに冷却される。その結果、ゲート電極
上の非晶質の半導体薄膜は、粒径の大きな結晶粒を有する結晶シリコン層となる。
られている（たとえば、特許文献１参照）。上記特許文献１に記載の表示装置では、基板
上にゲート電極が形成されるボトムゲート型のトランジスタが開示されており、トランジ
スタの能動層を形成する非晶質の半導体薄膜（アモルファスシリコン）に５２０ｎｍ〜５
４０ｎｍの波長を有するレーザー光を照射することにより、非晶質の半導体薄膜から結晶
シリコン層が形成（結晶化）されている。なお、非晶質の半導体薄膜から結晶シリコン層
が形成される際、基板上のゲート電極も非晶質の半導体薄膜と同程度以上に加熱されるた
め、ゲート電極上の非晶質の半導体薄膜は、緩やかに冷却される。その結果、ゲート電極
上の非晶質の半導体薄膜は、粒径の大きな結晶粒を有する結晶シリコン層となる。
しかしながら、上記特許文献１に記載の表示装置では、ゲート電極上のすべての非晶質
の半導体薄膜が、粒径の大きな結晶粒からなるシリコン層となるため、電流が流れやすく
なる一方、トランジスタ毎の特性がばらつくという不都合が考えられる。たとえば、有機
ＥＬ素子の駆動電流制御用トランジスタに粒径の大きい結晶粒からなるシリコン層を用い
た場合に、画素毎の表示がばらつくという不都合がある。一方、有機ＥＬ素子の画素選択
用トランジスタとしては、電流が流れやすい粒径の大きい結晶粒からなるシリコン層を用
いたトランジスタが望ましい。このように、トランジスタの役割に応じて結晶シリコン層
の結晶粒の粒径を異ならせることが望まれる一方、上記特許文献１に記載の表示装置では
、すべての結晶シリコン層の結晶粒の粒径が大きく形成されてしまうので、トランジスタ
の役割に応じて能動層を構成する結晶シリコン層の結晶粒の粒径を異ならせることが困難
であるという問題点がある。
の半導体薄膜が、粒径の大きな結晶粒からなるシリコン層となるため、電流が流れやすく
なる一方、トランジスタ毎の特性がばらつくという不都合が考えられる。たとえば、有機
ＥＬ素子の駆動電流制御用トランジスタに粒径の大きい結晶粒からなるシリコン層を用い
た場合に、画素毎の表示がばらつくという不都合がある。一方、有機ＥＬ素子の画素選択
用トランジスタとしては、電流が流れやすい粒径の大きい結晶粒からなるシリコン層を用
いたトランジスタが望ましい。このように、トランジスタの役割に応じて結晶シリコン層
の結晶粒の粒径を異ならせることが望まれる一方、上記特許文献１に記載の表示装置では
、すべての結晶シリコン層の結晶粒の粒径が大きく形成されてしまうので、トランジスタ
の役割に応じて能動層を構成する結晶シリコン層の結晶粒の粒径を異ならせることが困難
であるという問題点がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つ
の目的は、トランジスタの役割に応じて能動層を構成する結晶シリコン層の結晶粒の粒径
を異ならせることが可能な表示装置、電子機器および表示装置の製造方法を提供すること
である。
の目的は、トランジスタの役割に応じて能動層を構成する結晶シリコン層の結晶粒の粒径
を異ならせることが可能な表示装置、電子機器および表示装置の製造方法を提供すること
である。
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における表示装置は、基板と、基板
上に形成される金属層と、金属層および基板の表面上に形成される絶縁膜と、金属層が形
成されない領域上の絶縁膜の表面上に形成される第１能動層を有する画素選択用トランジ
スタと、金属層が形成される領域上の絶縁膜の表面上に形成される第２能動層を有する駆
動電流制御用トランジスタとを備え、第１能動層と第２能動層とは結晶シリコン層からな
り、駆動電流制御用トランジスタの第２能動層の少なくともチャネル領域を構成する結晶
シリコン層の結晶粒の平均粒径は、画素選択用トランジスタの第１能動層を構成する結晶
シリコン層の結晶粒の平均粒径よりも小さい。
上に形成される金属層と、金属層および基板の表面上に形成される絶縁膜と、金属層が形
成されない領域上の絶縁膜の表面上に形成される第１能動層を有する画素選択用トランジ
スタと、金属層が形成される領域上の絶縁膜の表面上に形成される第２能動層を有する駆
動電流制御用トランジスタとを備え、第１能動層と第２能動層とは結晶シリコン層からな
り、駆動電流制御用トランジスタの第２能動層の少なくともチャネル領域を構成する結晶
シリコン層の結晶粒の平均粒径は、画素選択用トランジスタの第１能動層を構成する結晶
シリコン層の結晶粒の平均粒径よりも小さい。
この第１の局面による表示装置では、上記のように、駆動電流制御用トランジスタの第
２能動層の少なくともチャネル領域を構成する結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径を、画
素選択用トランジスタの第１能動層を構成する結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径よりも
小さくすることによって、トランジスタの役割に応じて能動層を構成する結晶シリコン層
の結晶粒の粒径を異ならせることができる。すなわち、画素選択用トランジスタの第１能
動層を構成する結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径を大きくすることにより、画素選択用
トランジスタの第１能動層のチャネル領域では、電流を流れやすくすることができる。ま
た、駆動電流制御用トランジスタの第２能動層の少なくともチャネル領域を構成する結晶
シリコン層の結晶粒の平均粒径を小さくすることによって、結晶粒の平均粒径が大きい場
合に比べて、駆動電流制御用トランジスタ毎の結晶粒の粒径のばらつきが小さくなるので
、駆動電流制御用トランジスタの特性のばらつきを小さくすることができる。
２能動層の少なくともチャネル領域を構成する結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径を、画
素選択用トランジスタの第１能動層を構成する結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径よりも
小さくすることによって、トランジスタの役割に応じて能動層を構成する結晶シリコン層
の結晶粒の粒径を異ならせることができる。すなわち、画素選択用トランジスタの第１能
動層を構成する結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径を大きくすることにより、画素選択用
トランジスタの第１能動層のチャネル領域では、電流を流れやすくすることができる。ま
た、駆動電流制御用トランジスタの第２能動層の少なくともチャネル領域を構成する結晶
シリコン層の結晶粒の平均粒径を小さくすることによって、結晶粒の平均粒径が大きい場
合に比べて、駆動電流制御用トランジスタ毎の結晶粒の粒径のばらつきが小さくなるので
、駆動電流制御用トランジスタの特性のばらつきを小さくすることができる。
上記第１の局面による表示装置において、好ましくは、駆動電流制御用トランジスタの
第２能動層の少なくともチャネル領域を構成する結晶シリコン層は、結晶粒が特定の方向
に偏って成長しない略等方性の結晶からなり、画素選択用トランジスタの第１能動層の少
なくともチャネル領域を構成する結晶シリコン層は、結晶粒が特定の方向に偏って成長す
る異方性の結晶からなる。このように構成すれば、駆動電流制御用トランジスタ毎の結晶
粒の粒径のばらつきが小さくなるので、各画素間での駆動電流制御用トランジスタの特性
のばらつきを小さくすることができるとともに、画素選択用トランジスタの第１能動層の
少なくともチャネル領域では特定の方向に電流が流れやすくなるので、電流の流れやすい
画素選択用トランジスタを構成することができる。
第２能動層の少なくともチャネル領域を構成する結晶シリコン層は、結晶粒が特定の方向
に偏って成長しない略等方性の結晶からなり、画素選択用トランジスタの第１能動層の少
なくともチャネル領域を構成する結晶シリコン層は、結晶粒が特定の方向に偏って成長す
る異方性の結晶からなる。このように構成すれば、駆動電流制御用トランジスタ毎の結晶
粒の粒径のばらつきが小さくなるので、各画素間での駆動電流制御用トランジスタの特性
のばらつきを小さくすることができるとともに、画素選択用トランジスタの第１能動層の
少なくともチャネル領域では特定の方向に電流が流れやすくなるので、電流の流れやすい
画素選択用トランジスタを構成することができる。
この場合、好ましくは、駆動電流制御用トランジスタの第２能動層の少なくともチャネ
ル領域を構成する結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径は、０．３μｍ以下である。このよ
うに構成すれば、容易に、各画素に設けられる駆動電流制御用トランジスタ毎の結晶シリ
コン層の結晶粒の粒径のばらつきを確実に小さくすることができる。
ル領域を構成する結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径は、０．３μｍ以下である。このよ
うに構成すれば、容易に、各画素に設けられる駆動電流制御用トランジスタ毎の結晶シリ
コン層の結晶粒の粒径のばらつきを確実に小さくすることができる。
上記第１の局面による表示装置において、好ましくは、金属層は、平面的に見て、駆動
電流制御用トランジスタの第２能動層の少なくともチャネル領域に対応する領域に第２能
動層とオーバーラップするように形成されている。このように構成すれば、レーザー光を
照射することによりアモルファスシリコン層から結晶シリコン層を形成する際、駆動電流
制御用トランジスタの第２能動層の少なくともチャネル領域の結晶シリコン層の結晶粒の
平均粒径を小さくすることができる。
電流制御用トランジスタの第２能動層の少なくともチャネル領域に対応する領域に第２能
動層とオーバーラップするように形成されている。このように構成すれば、レーザー光を
照射することによりアモルファスシリコン層から結晶シリコン層を形成する際、駆動電流
制御用トランジスタの第２能動層の少なくともチャネル領域の結晶シリコン層の結晶粒の
平均粒径を小さくすることができる。
この場合、好ましくは、金属層の外周部は、平面的に見て、駆動電流制御用トランジス
タの第２能動層の外周部よりも外側に位置するように配置されている。このように構成す
れば、レーザー光を照射することによりアモルファスシリコン層から結晶シリコン層を形
成する際、駆動電流制御用トランジスタのチャネル領域のみならず、駆動電流制御用トラ
ンジスタの第２能動層のすべての領域の結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径を小さくする
ことができる。
タの第２能動層の外周部よりも外側に位置するように配置されている。このように構成す
れば、レーザー光を照射することによりアモルファスシリコン層から結晶シリコン層を形
成する際、駆動電流制御用トランジスタのチャネル領域のみならず、駆動電流制御用トラ
ンジスタの第２能動層のすべての領域の結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径を小さくする
ことができる。
上記第１の局面による表示装置において、好ましくは、画素選択用トランジスタおよび
駆動電流制御用トランジスタは、金属層とは別個にゲート電極が設けられるトップゲート
型のトランジスタである。このように構成すれば、ボトムゲート型のようにすべてのトラ
ンジスタの能動層の下方に金属層がある場合と異なり、駆動電流制御用トランジスタに対
応する部分のみに金属層を設けることができるので、レーザー光を照射することによりア
モルファスシリコン層から結晶シリコン層を形成する際、金属層の有無によって、トラン
ジスタ毎に能動層を構成する結晶シリコン層の結晶粒の粒径を異ならせることができる。
駆動電流制御用トランジスタは、金属層とは別個にゲート電極が設けられるトップゲート
型のトランジスタである。このように構成すれば、ボトムゲート型のようにすべてのトラ
ンジスタの能動層の下方に金属層がある場合と異なり、駆動電流制御用トランジスタに対
応する部分のみに金属層を設けることができるので、レーザー光を照射することによりア
モルファスシリコン層から結晶シリコン層を形成する際、金属層の有無によって、トラン
ジスタ毎に能動層を構成する結晶シリコン層の結晶粒の粒径を異ならせることができる。
この発明の第２の局面における電子機器は、上記のいずれかの構成を有する表示装置を
備える。このように構成すれば、トランジスタの役割に応じて能動層を構成する結晶シリ
コン層の結晶粒の粒径を異ならせることが可能な電子機器を得ることができる。
備える。このように構成すれば、トランジスタの役割に応じて能動層を構成する結晶シリ
コン層の結晶粒の粒径を異ならせることが可能な電子機器を得ることができる。
この発明の第３の局面における表示装置の製造方法は、基板上に金属層を形成する工程
と、金属層および基板の表面上に絶縁膜を形成する工程と、金属層が形成されない領域上
および金属層が形成される領域上の絶縁膜の表面上に、アモルファスシリコン層を形成す
る工程と、アモルファスシリコン層にレーザーを照射することにより、金属層が形成され
ない領域上に第１の平均粒径を有する結晶粒を含む第１結晶シリコン領域を形成するとと
もに、金属層が形成される領域上に第１の平均粒径よりも小さい第２の平均粒径を有する
結晶粒を含む第２結晶シリコン領域を形成する工程と、第１結晶シリコン領域を含むよう
に画素選択用トランジスタの第１能動層を形成するとともに、第２結晶シリコン領域を含
むように駆動電流制御用トランジスタの第２能動層の少なくともチャネル領域を形成する
工程とを備える。
と、金属層および基板の表面上に絶縁膜を形成する工程と、金属層が形成されない領域上
および金属層が形成される領域上の絶縁膜の表面上に、アモルファスシリコン層を形成す
る工程と、アモルファスシリコン層にレーザーを照射することにより、金属層が形成され
ない領域上に第１の平均粒径を有する結晶粒を含む第１結晶シリコン領域を形成するとと
もに、金属層が形成される領域上に第１の平均粒径よりも小さい第２の平均粒径を有する
結晶粒を含む第２結晶シリコン領域を形成する工程と、第１結晶シリコン領域を含むよう
に画素選択用トランジスタの第１能動層を形成するとともに、第２結晶シリコン領域を含
むように駆動電流制御用トランジスタの第２能動層の少なくともチャネル領域を形成する
工程とを備える。
この第３の局面による表示装置の製造方法では、上記のように、第１結晶シリコン領域
を含むように画素選択用トランジスタの第１能動層のチャネル領域を形成するとともに、
第１結晶シリコン領域の第１の平均粒径よりも小さい第２の平均粒径を有する第２結晶シ
リコン領域を含むように駆動電流制御用トランジスタの第２能動層の少なくともチャネル
領域を形成する工程を備えることによって、画素選択用トランジスタの第１能動層の少な
くともチャネル領域の結晶粒の平均粒径と、駆動電流制御用トランジスタの第２能動層の
少なくともチャネル領域の結晶粒の平均粒径とを異ならせることができる。すなわち、画
素選択用トランジスタの第１能動層を構成する結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径を大き
くすることにより、第１能動層のチャネル領域において電流の流れやすい画素選択用トラ
ンジスタを形成することができる。また、駆動電流制御用トランジスタの第２能動層の少
なくともチャネル領域を構成する結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径を小さくすることに
よって、結晶粒の平均粒径が大きい場合に比べて、駆動電流制御用トランジスタ毎の結晶
シリコン層の結晶粒の粒径のばらつきが小さくなるので、特性のばらつきの小さい駆動電
流制御用トランジスタを形成することができる。
を含むように画素選択用トランジスタの第１能動層のチャネル領域を形成するとともに、
第１結晶シリコン領域の第１の平均粒径よりも小さい第２の平均粒径を有する第２結晶シ
リコン領域を含むように駆動電流制御用トランジスタの第２能動層の少なくともチャネル
領域を形成する工程を備えることによって、画素選択用トランジスタの第１能動層の少な
くともチャネル領域の結晶粒の平均粒径と、駆動電流制御用トランジスタの第２能動層の
少なくともチャネル領域の結晶粒の平均粒径とを異ならせることができる。すなわち、画
素選択用トランジスタの第１能動層を構成する結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径を大き
くすることにより、第１能動層のチャネル領域において電流の流れやすい画素選択用トラ
ンジスタを形成することができる。また、駆動電流制御用トランジスタの第２能動層の少
なくともチャネル領域を構成する結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径を小さくすることに
よって、結晶粒の平均粒径が大きい場合に比べて、駆動電流制御用トランジスタ毎の結晶
シリコン層の結晶粒の粒径のばらつきが小さくなるので、特性のばらつきの小さい駆動電
流制御用トランジスタを形成することができる。
上記第３の局面による表示装置の製造方法において、好ましくは、アモルファスシリコ
ン層から第１結晶シリコン領域および第２結晶シリコン領域を形成する工程は、アモルフ
ァスシリコン層にレーザーを照射することにより、第１の平均粒径を有する第１結晶シリ
コン領域と、第１の平均粒径よりも小さい第２の平均粒径を有する第２結晶シリコン領域
とを同一の工程により形成する工程を含む。このように構成すれば、異なる工程により、
第１の平均粒径を有する第１結晶シリコン領域と第１の平均粒径よりも小さい第２の平均
粒径を有する第２結晶シリコン領域とを形成する場合と比べて、工程数を少なくすること
ができる。
ン層から第１結晶シリコン領域および第２結晶シリコン領域を形成する工程は、アモルフ
ァスシリコン層にレーザーを照射することにより、第１の平均粒径を有する第１結晶シリ
コン領域と、第１の平均粒径よりも小さい第２の平均粒径を有する第２結晶シリコン領域
とを同一の工程により形成する工程を含む。このように構成すれば、異なる工程により、
第１の平均粒径を有する第１結晶シリコン領域と第１の平均粒径よりも小さい第２の平均
粒径を有する第２結晶シリコン領域とを形成する場合と比べて、工程数を少なくすること
ができる。
上記第３の局面による表示装置の製造方法において、好ましくは、アモルファスシリコ
ン層から第１結晶シリコン領域および第２結晶シリコン領域を形成する工程は、アモルフ
ァスシリコン層にレーザーを照射することにより、第１の平均粒径を有する第１結晶シリ
コン領域と、第１の平均粒径よりも小さい第２の平均粒径を有する第２結晶シリコン領域
とを同一の工程により形成する工程を含む。このように構成すれば、金属層が形成される
領域上のアモルファスシリコン層は、金属層が形成されない領域上のアモルファスシリコ
ン層よりも急速に冷やされるので、容易に、第１結晶シリコン領域の第１の平均粒径より
も小さい第２の平均粒径を有する第２結晶シリコン領域を形成することができる。
ン層から第１結晶シリコン領域および第２結晶シリコン領域を形成する工程は、アモルフ
ァスシリコン層にレーザーを照射することにより、第１の平均粒径を有する第１結晶シリ
コン領域と、第１の平均粒径よりも小さい第２の平均粒径を有する第２結晶シリコン領域
とを同一の工程により形成する工程を含む。このように構成すれば、金属層が形成される
領域上のアモルファスシリコン層は、金属層が形成されない領域上のアモルファスシリコ
ン層よりも急速に冷やされるので、容易に、第１結晶シリコン領域の第１の平均粒径より
も小さい第２の平均粒径を有する第２結晶シリコン領域を形成することができる。
上記第３の局面による表示装置の製造方法において、好ましくは、第１結晶シリコン領
域および第２結晶シリコン領域を形成する工程は、５００ｎｍ以下の波長のレーザーをア
モルファスシリコン層に照射することにより第１結晶シリコン領域および第２結晶シリコ
ン領域を形成する工程を含む。このように構成すれば、波長の大きなレーザーと比べて、
アモルファスシリコン層のレーザーの吸収効率を大きくすることができるので、レーザー
の照射時間を短くすることができる。
域および第２結晶シリコン領域を形成する工程は、５００ｎｍ以下の波長のレーザーをア
モルファスシリコン層に照射することにより第１結晶シリコン領域および第２結晶シリコ
ン領域を形成する工程を含む。このように構成すれば、波長の大きなレーザーと比べて、
アモルファスシリコン層のレーザーの吸収効率を大きくすることができるので、レーザー
の照射時間を短くすることができる。
上記第３の局面による表示装置の製造方法において、好ましくは、第１結晶シリコン領
域および第２結晶シリコン領域を形成する工程は、アモルファスシリコン層に対する吸収
係数が１×１０５ｃｍ−１以上であるレーザーをアモルファスシリコン層に照射すること
により第１結晶シリコン領域および第２結晶シリコン領域を形成する工程を含む。このよ
うに構成すれば、容易に、アモルファスシリコン層に熱を伝えることができるので、レー
ザーの照射時間を短くすることができる。
域および第２結晶シリコン領域を形成する工程は、アモルファスシリコン層に対する吸収
係数が１×１０５ｃｍ−１以上であるレーザーをアモルファスシリコン層に照射すること
により第１結晶シリコン領域および第２結晶シリコン領域を形成する工程を含む。このよ
うに構成すれば、容易に、アモルファスシリコン層に熱を伝えることができるので、レー
ザーの照射時間を短くすることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるＥＬ装置（エレクトロルミネッセンス装置）の平
面図である。図２は、本発明の第１実施形態によるＥＬ装置の画素においてゲート線が配
置される層より下層の構成要素を示す平面図である。図３は、本発明の第１実施形態によ
るＥＬ装置の画素の平面図である。図４は、図３の２００−２００線に沿った断面図であ
る。まず、図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態によるＥＬ装置１００の構成に
ついて説明する。なお、本発明の第１実施形態では、表示装置の一例としてトップエミッ
ション型のＥＬ装置１００に本発明を適用した場合について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態によるＥＬ装置（エレクトロルミネッセンス装置）の平
面図である。図２は、本発明の第１実施形態によるＥＬ装置の画素においてゲート線が配
置される層より下層の構成要素を示す平面図である。図３は、本発明の第１実施形態によ
るＥＬ装置の画素の平面図である。図４は、図３の２００−２００線に沿った断面図であ
る。まず、図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態によるＥＬ装置１００の構成に
ついて説明する。なお、本発明の第１実施形態では、表示装置の一例としてトップエミッ
ション型のＥＬ装置１００に本発明を適用した場合について説明する。
本発明の第１実施形態によるＥＬ装置１００では、図１に示すように、基板１の表面上
には、複数の画素２がマトリクス状に配置された表示領域１ａと、表示領域１ａを囲むよ
うに配置される非表示領域１ｂとが設けられている。非表示領域１ｂには、２つの走査線
駆動回路３と、１つのデータ線駆動回路４とが設けられている。走査線駆動回路３には、
複数のゲート線５が接続されるとともに、データ線駆動回路４には、複数の信号線６が接
続されている。表示領域１ａに配置される複数の画素２は、ゲート線５と信号線６とが交
差する位置に配置されている。
には、複数の画素２がマトリクス状に配置された表示領域１ａと、表示領域１ａを囲むよ
うに配置される非表示領域１ｂとが設けられている。非表示領域１ｂには、２つの走査線
駆動回路３と、１つのデータ線駆動回路４とが設けられている。走査線駆動回路３には、
複数のゲート線５が接続されるとともに、データ線駆動回路４には、複数の信号線６が接
続されている。表示領域１ａに配置される複数の画素２は、ゲート線５と信号線６とが交
差する位置に配置されている。
画素２は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）
からなる画素選択用トランジスタ７および駆動電流制御用トランジスタ８と、保持容量９
と、有機ＥＬ素子１０とから構成されている。画素選択用トランジスタ７のゲートは、ゲ
ート線５に接続されている。また、画素選択用トランジスタ７の後述するドレイン電極３
１は、信号線６に接続されるとともに、ソース電極３０は、駆動電流制御用トランジスタ
８のゲートに接続されている。また、駆動電流制御用トランジスタ８の後述するソース電
極３３は、有機ＥＬ素子１０に接続されるとともに、ドレイン電極３２は、共通給電線１
１に接続されている。また、画素選択用トランジスタ７のソース電極３０（駆動電流制御
用トランジスタ８のゲート）と共通給電線１１との間には、保持容量９が設けられている
。
からなる画素選択用トランジスタ７および駆動電流制御用トランジスタ８と、保持容量９
と、有機ＥＬ素子１０とから構成されている。画素選択用トランジスタ７のゲートは、ゲ
ート線５に接続されている。また、画素選択用トランジスタ７の後述するドレイン電極３
１は、信号線６に接続されるとともに、ソース電極３０は、駆動電流制御用トランジスタ
８のゲートに接続されている。また、駆動電流制御用トランジスタ８の後述するソース電
極３３は、有機ＥＬ素子１０に接続されるとともに、ドレイン電極３２は、共通給電線１
１に接続されている。また、画素選択用トランジスタ７のソース電極３０（駆動電流制御
用トランジスタ８のゲート）と共通給電線１１との間には、保持容量９が設けられている
。
次に、図２〜図４を参照して、本発明の第１実施形態による画素２の詳細な構成につい
て説明する。
て説明する。
ここで、第１実施形態では、図４に示すように、基板１の表面上には、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔ
ｉなどからなる金属層２１が形成されている。この金属層２１は、金属層２１上に形成さ
れる後述するアモルファスシリコン層４９に蓄積される熱を放熱させるために設けられて
いる。また、第１実施形態では、金属層２１の外周部１２１は、図２に示すように、平面
的に見て、駆動電流制御用トランジスタ８の後述する能動層２５の外周部１２５よりも外
側に（平面的に見て、能動層２５からはみだすように）、かつ、金属層２１と能動層２５
とがオーバーラップするように形成されている。また、金属層２１および能動層２５は、
平面的に見て、矩形形状に形成されている。なお、金属層２１は、画素選択用トランジス
タ７の後述する能動層２４が形成される領域に対応する領域には形成されていない。図４
に示すように、基板１および金属層２１の表面上には、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）から
なるバッファ膜２２が形成されている。また、バッファ膜２２の表面上には、シリコン酸
化膜（ＳｉＯ２膜）からなるバッファ膜２３が形成されている。なお、バッファ膜２２お
よび２３は、本発明の「絶縁膜」の一例である。バッファ膜２３の表面上の画素選択用ト
ランジスタ７、および、駆動電流制御用トランジスタ８が形成される領域には、それぞれ
、結晶シリコン層からなる矩形状（図２参照）の能動層２４、および、能動層２５が形成
されている。なお、能動層２４および能動層２５は、それぞれ、本発明の「第１能動層」
および「第２能動層」の一例である。
ｉなどからなる金属層２１が形成されている。この金属層２１は、金属層２１上に形成さ
れる後述するアモルファスシリコン層４９に蓄積される熱を放熱させるために設けられて
いる。また、第１実施形態では、金属層２１の外周部１２１は、図２に示すように、平面
的に見て、駆動電流制御用トランジスタ８の後述する能動層２５の外周部１２５よりも外
側に（平面的に見て、能動層２５からはみだすように）、かつ、金属層２１と能動層２５
とがオーバーラップするように形成されている。また、金属層２１および能動層２５は、
平面的に見て、矩形形状に形成されている。なお、金属層２１は、画素選択用トランジス
タ７の後述する能動層２４が形成される領域に対応する領域には形成されていない。図４
に示すように、基板１および金属層２１の表面上には、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）から
なるバッファ膜２２が形成されている。また、バッファ膜２２の表面上には、シリコン酸
化膜（ＳｉＯ２膜）からなるバッファ膜２３が形成されている。なお、バッファ膜２２お
よび２３は、本発明の「絶縁膜」の一例である。バッファ膜２３の表面上の画素選択用ト
ランジスタ７、および、駆動電流制御用トランジスタ８が形成される領域には、それぞれ
、結晶シリコン層からなる矩形状（図２参照）の能動層２４、および、能動層２５が形成
されている。なお、能動層２４および能動層２５は、それぞれ、本発明の「第１能動層」
および「第２能動層」の一例である。
また、図４に示すように、バッファ膜２３の表面上には、能動層２４および２５を覆う
ように絶縁膜２６が形成されている。なお、絶縁膜２６の能動層２４および２５上に位置
する部分は、ゲート絶縁膜として機能する。この絶縁膜２６は、シリコン酸化膜やシリコ
ン窒化膜からなる。画素選択用トランジスタ７のゲート絶縁膜として機能する絶縁膜２６
の表面上には、ＣｒやＭｏなどからなるゲート電極２７が形成されている。ゲート電極２
７は、図２に示すように、ゲート線５から矢印Ｙ１方向に突出するように形成されている
。また、図４に示すように、駆動電流制御用トランジスタ８のゲート絶縁膜として機能す
る絶縁膜２６の表面上には、ゲート電極２８が形成されている。ゲート電極２８は、図２
に示すように、平面的に見て、Ｌ字形状に形成されている。なお、第１実施形態では、画
素選択用トランジスタ７および駆動電流制御用トランジスタ８は、金属層２１がゲート電
極を兼ねるボトムゲート型と異なり、金属層２１とは別個にゲート電極２７およびゲート
電極２８が設けられるトップゲート型のトランジスタからなる。また、図２は、金属層２
１は島状に形成され、電気的に浮遊した状態（フローティング状態）である場合を示して
いるが、接地電位、ゲート電極２７と同じ電位と接続してもよい。
ように絶縁膜２６が形成されている。なお、絶縁膜２６の能動層２４および２５上に位置
する部分は、ゲート絶縁膜として機能する。この絶縁膜２６は、シリコン酸化膜やシリコ
ン窒化膜からなる。画素選択用トランジスタ７のゲート絶縁膜として機能する絶縁膜２６
の表面上には、ＣｒやＭｏなどからなるゲート電極２７が形成されている。ゲート電極２
７は、図２に示すように、ゲート線５から矢印Ｙ１方向に突出するように形成されている
。また、図４に示すように、駆動電流制御用トランジスタ８のゲート絶縁膜として機能す
る絶縁膜２６の表面上には、ゲート電極２８が形成されている。ゲート電極２８は、図２
に示すように、平面的に見て、Ｌ字形状に形成されている。なお、第１実施形態では、画
素選択用トランジスタ７および駆動電流制御用トランジスタ８は、金属層２１がゲート電
極を兼ねるボトムゲート型と異なり、金属層２１とは別個にゲート電極２７およびゲート
電極２８が設けられるトップゲート型のトランジスタからなる。また、図２は、金属層２
１は島状に形成され、電気的に浮遊した状態（フローティング状態）である場合を示して
いるが、接地電位、ゲート電極２７と同じ電位と接続してもよい。
また、図４に示すように、絶縁膜２６、ゲート電極２７およびゲート電極２８の表面上
には、シリコン酸化膜などからなる層間絶縁膜２９が形成されている。
には、シリコン酸化膜などからなる層間絶縁膜２９が形成されている。
絶縁膜２６および層間絶縁膜２９には、能動層２４のソース領域２４ａを露出するため
のコンタクトホール２６ａおよび２９ａと、ドレイン領域２４ｂを露出するためのコンタ
クトホール２６ｂおよび２９ｂとが形成されている。また、絶縁膜２６および層間絶縁膜
２９には、能動層２５のソース領域２５ａを露出するためのコンタクトホール２６ｃおよ
び２９ｃと、ドレイン領域２５ｂを露出するためのコンタクトホール２６ｄおよび２９ｄ
とが形成されている。
のコンタクトホール２６ａおよび２９ａと、ドレイン領域２４ｂを露出するためのコンタ
クトホール２６ｂおよび２９ｂとが形成されている。また、絶縁膜２６および層間絶縁膜
２９には、能動層２５のソース領域２５ａを露出するためのコンタクトホール２６ｃおよ
び２９ｃと、ドレイン領域２５ｂを露出するためのコンタクトホール２６ｄおよび２９ｄ
とが形成されている。
コンタクトホール２６ａおよび２９ａには、能動層２４のソース領域２４ａに接続する
ようにソース電極３０が形成されるとともに、コンタクトホール２６ｂおよび２９ｂには
、能動層２４のドレイン領域２４ｂに接続するようにドレイン電極３１が形成されている
。また、コンタクトホール２６ｃおよび２９ｃには、能動層２５のソース領域２５ａに接
続するようにソース電極３２が形成されるとともに、コンタクトホール２６ｄおよび２９
ｄには、能動層２５のドレイン領域２５ｂに接続するようにドレイン電極３３が形成され
ている。
ようにソース電極３０が形成されるとともに、コンタクトホール２６ｂおよび２９ｂには
、能動層２４のドレイン領域２４ｂに接続するようにドレイン電極３１が形成されている
。また、コンタクトホール２６ｃおよび２９ｃには、能動層２５のソース領域２５ａに接
続するようにソース電極３２が形成されるとともに、コンタクトホール２６ｄおよび２９
ｄには、能動層２５のドレイン領域２５ｂに接続するようにドレイン電極３３が形成され
ている。
また、図２に示すように、保持容量９を形成するための活性層３４およびゲート層３５
が対向するように形成されている。また、図３に示すように、画素選択用トランジスタ７
のドレイン電極３１は、信号線６に接続されている。また、駆動電流制御用トランジスタ
８のドレイン電極３３と、保持容量９のゲート層３５とは、共通給電線１１に接続されて
いる。また、画素選択用トランジスタ７のソース電極３０、駆動電流制御用トランジスタ
８のゲート電極２８、および、活性層３４は、電極３６により接続されている。
が対向するように形成されている。また、図３に示すように、画素選択用トランジスタ７
のドレイン電極３１は、信号線６に接続されている。また、駆動電流制御用トランジスタ
８のドレイン電極３３と、保持容量９のゲート層３５とは、共通給電線１１に接続されて
いる。また、画素選択用トランジスタ７のソース電極３０、駆動電流制御用トランジスタ
８のゲート電極２８、および、活性層３４は、電極３６により接続されている。
図４に示すように、ソース電極３０および３２と、ドレイン電極３１および３３と、層
間絶縁膜２９との表面上には、シリコン窒化膜からなるパッシベーション膜３７が形成さ
れている。
間絶縁膜２９との表面上には、シリコン窒化膜からなるパッシベーション膜３７が形成さ
れている。
パッシベーション膜３７の表面上には、感光性のアクリル樹脂からなる有機平坦化膜３
８が形成されている。パッシベーション膜３７および有機平坦化膜３８には、それぞれ、
コンタクトホール３７ａおよび３８ａが形成されている。このコンタクトホール３７ａお
よび３８ａは、駆動電流制御用トランジスタ８のソース電極３２を露出させるために形成
されている。また、有機平坦化膜３８の表面上には、画素２毎にそれぞれアルミニウム膜
やアルミニウム合金膜からなる反射層３９が形成されている。
８が形成されている。パッシベーション膜３７および有機平坦化膜３８には、それぞれ、
コンタクトホール３７ａおよび３８ａが形成されている。このコンタクトホール３７ａお
よび３８ａは、駆動電流制御用トランジスタ８のソース電極３２を露出させるために形成
されている。また、有機平坦化膜３８の表面上には、画素２毎にそれぞれアルミニウム膜
やアルミニウム合金膜からなる反射層３９が形成されている。
また、有機平坦化膜３８のコンタクトホール３８ａ、反射層３９および有機平坦化膜３
８の一部を覆うように、シリコン窒化膜からなる低温パッシベーション膜４０が形成され
ている。なお、低温パッシベーション膜４０には、開口部４０ａが設けられており、有機
平坦化膜３８と、後述する隔壁４２とが開口部４０ａを介して接触するように構成されて
いる。また、駆動電流制御用トランジスタ８のソース電極３２、低温パッシベーション膜
４０を覆うように、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）などの透明電極からなる画素電極４１
が形成されている。この画素電極４１は、低温パッシベーション膜４０のコンタクトホー
ル４０ｂおよびパッシベーション膜３７のコンタクトホール３７ａを介してソース電極３
２と接続されている。また、隣接する各画素２の間の領域には、画素電極４１の表面上を
覆うように、隔壁４２が形成されている。
８の一部を覆うように、シリコン窒化膜からなる低温パッシベーション膜４０が形成され
ている。なお、低温パッシベーション膜４０には、開口部４０ａが設けられており、有機
平坦化膜３８と、後述する隔壁４２とが開口部４０ａを介して接触するように構成されて
いる。また、駆動電流制御用トランジスタ８のソース電極３２、低温パッシベーション膜
４０を覆うように、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）などの透明電極からなる画素電極４１
が形成されている。この画素電極４１は、低温パッシベーション膜４０のコンタクトホー
ル４０ｂおよびパッシベーション膜３７のコンタクトホール３７ａを介してソース電極３
２と接続されている。また、隣接する各画素２の間の領域には、画素電極４１の表面上を
覆うように、隔壁４２が形成されている。
また、隔壁４２および画素電極４１を覆うように有機発光層４３が形成されている。ま
た、有機発光層４３の表面上には、マグネシウムおよび銀などの金属からなり、半反射可
能な対向電極４４が形成されている。画素電極４１、有機発光層４３および対向電極４４
により、有機ＥＬ素子層（有機エレクトロルミネッセンス素子層）４５が構成される。有
機ＥＬ素子層４５の対向電極４４上には、封止膜４６が形成されている。封止膜４６の表
面上には、接着層４７を介して封止基板４８が貼り合わされている。
た、有機発光層４３の表面上には、マグネシウムおよび銀などの金属からなり、半反射可
能な対向電極４４が形成されている。画素電極４１、有機発光層４３および対向電極４４
により、有機ＥＬ素子層（有機エレクトロルミネッセンス素子層）４５が構成される。有
機ＥＬ素子層４５の対向電極４４上には、封止膜４６が形成されている。封止膜４６の表
面上には、接着層４７を介して封止基板４８が貼り合わされている。
図５〜図１４は、本発明の第１実施形態によるＥＬ装置の製造プロセスを説明するため
の断面図である。次に、図２および図４〜図１４を参照して、本発明の第１実施形態によ
るＥＬ装置１００の製造プロセスについて説明する。
の断面図である。次に、図２および図４〜図１４を参照して、本発明の第１実施形態によ
るＥＬ装置１００の製造プロセスについて説明する。
まず、基板１の表面上の全面にＣｒ、Ｍｏ、Ｔｉなどからなり、約１００ｎｍの厚みを
有する金属層を形成した後、パターニングにより駆動電流制御用トランジスタ８の能動層
２５に対応する領域に金属層２１を矩形形状に形成する。金属層２１の外周部１２１は、
図２に示すように、平面的に見て、駆動電流制御用トランジスタ８の能動層２５の外周部
１２５よりも外側に位置するように（平面的に見て、能動層２５からはみだすように）配
置されるとともに、金属層２１と能動層２５とがオーバーラップするように形成される。
そして、金属層２１および基板１の表面上にシリコン窒化膜からなるバッファ膜２２およ
びシリコン酸化膜からなるバッファ膜２３を形成する。なお、バッファ膜２２およびバッ
ファ膜２３の合計の厚みは、約２００〜３００ｎｍとなる。
有する金属層を形成した後、パターニングにより駆動電流制御用トランジスタ８の能動層
２５に対応する領域に金属層２１を矩形形状に形成する。金属層２１の外周部１２１は、
図２に示すように、平面的に見て、駆動電流制御用トランジスタ８の能動層２５の外周部
１２５よりも外側に位置するように（平面的に見て、能動層２５からはみだすように）配
置されるとともに、金属層２１と能動層２５とがオーバーラップするように形成される。
そして、金属層２１および基板１の表面上にシリコン窒化膜からなるバッファ膜２２およ
びシリコン酸化膜からなるバッファ膜２３を形成する。なお、バッファ膜２２およびバッ
ファ膜２３の合計の厚みは、約２００〜３００ｎｍとなる。
次に、図６に示すように、バッファ膜２３上に、約４０〜５０ｎｍの厚みを有するアモ
ルファスシリコン層４９を形成する。
ルファスシリコン層４９を形成する。
次に、第１実施形態では、図７に示すように、約４４５ｎｍの波長を有する青色のＣＷ
レーザー（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ Ｌａｓｅｒ：連続発振レーザー）を、アモ
ルファスシリコン層４９にスキャン（走査）しながら照射する。この時、ＣＷレーザーの
矢印Ｘ２方向のスキャン速度は、約４５０ｍｍ／ｓｅｃである。また、青色のＣＷレーザ
ーの照射ビームの短軸（矩形形状に照射されるビームの短軸（短辺））の長さは、約２μ
ｍであるとともに、照射時間は、約４．４μｓｅｃである。また、青色の約４４５ｎｍの
波長を有するＣＷレーザーは、照射光の約８８％がアモルファスシリコン層４９に吸収さ
れる。たとえば約５３２ｎｍの波長を有する緑色のＣＷレーザーでは、照射光の約３５％
がアモルファスシリコン層４９に吸収されるので、約５３２ｎｍの波長を有するＣＷレー
ザーを用いる場合には、照射時間を長くする必要がある。また、第１実施形態では、使用
されるＣＷレーザーは、波長が５００ｎｍ以下であるとともに、アモルファスシリコン層
４９への吸収係数が約１×１０５ｃｍ−１以上であればよい。また、青色のＣＷレーザー
の照射パワーは、約７Ｗ〜約８Ｗである。
レーザー（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ Ｌａｓｅｒ：連続発振レーザー）を、アモ
ルファスシリコン層４９にスキャン（走査）しながら照射する。この時、ＣＷレーザーの
矢印Ｘ２方向のスキャン速度は、約４５０ｍｍ／ｓｅｃである。また、青色のＣＷレーザ
ーの照射ビームの短軸（矩形形状に照射されるビームの短軸（短辺））の長さは、約２μ
ｍであるとともに、照射時間は、約４．４μｓｅｃである。また、青色の約４４５ｎｍの
波長を有するＣＷレーザーは、照射光の約８８％がアモルファスシリコン層４９に吸収さ
れる。たとえば約５３２ｎｍの波長を有する緑色のＣＷレーザーでは、照射光の約３５％
がアモルファスシリコン層４９に吸収されるので、約５３２ｎｍの波長を有するＣＷレー
ザーを用いる場合には、照射時間を長くする必要がある。また、第１実施形態では、使用
されるＣＷレーザーは、波長が５００ｎｍ以下であるとともに、アモルファスシリコン層
４９への吸収係数が約１×１０５ｃｍ−１以上であればよい。また、青色のＣＷレーザー
の照射パワーは、約７Ｗ〜約８Ｗである。
そして、アモルファスシリコン層４９に青色のＣＷレーザーを照射することにより、ア
モルファスシリコン層４９が結晶化されて、結晶シリコン層５０が形成される。この時、
金属層２１上に対応する領域（結晶シリコン領域５０ｂ）の結晶シリコン層５０は、金属
層２１が熱を逃がすためのヒートシンクとして機能する（つまり、結晶シリコン層２１が
加熱された場合、金属層２１は、結晶シリコン層５０よりも低い温度を有する）ので、金
属層２１上以外に対応する領域（結晶シリコン領域５０ａ）の結晶シリコン層５０と比べ
て急速に冷却される。これにより、第１実施形態では、金属層２１上に対応する領域（結
晶シリコン領域５０ｂ）の結晶シリコン層５０の結晶粒は、略等方的な結晶となるととも
に、結晶粒の粒径は、金属層２１上以外に対応する領域（結晶シリコン領域５０ａ）の結
晶シリコン層５０の粒径と比べて小さくなる。なお、金属層２１上以外に対応する領域（
結晶シリコン領域５０ａ）の結晶シリコン層５０の結晶粒は、特定の方向に結晶粒が成長
する異方性の結晶に形成される。具体的には、第１実施形態では、金属層２１上に対応す
る領域（結晶シリコン領域５０ｂ）の結晶シリコン層５０の結晶粒の平均粒径が０．０５
μｍ以上０．３μｍ以下になるように結晶シリコン層５０が形成される。なお、結晶シリ
コン領域５０ａおよび５０ｂは、それぞれ、本発明の「第１結晶シリコン領域」および「
第２結晶シリコン領域」の一例である。上記のように、第１実施形態では、結晶シリコン
領域５０ａと、結晶シリコン領域５０ａの結晶粒の平均粒径より小さい結晶粒の平均粒径
を有する結晶シリコン領域５０ｂとが同一の工程によって形成される。また、結晶シリコ
ン領域５０ａおよび５０ｂの結晶粒の平均粒径は、それぞれ、本発明の「第１の平均粒径
」および「第２の平均粒径」の一例である。
モルファスシリコン層４９が結晶化されて、結晶シリコン層５０が形成される。この時、
金属層２１上に対応する領域（結晶シリコン領域５０ｂ）の結晶シリコン層５０は、金属
層２１が熱を逃がすためのヒートシンクとして機能する（つまり、結晶シリコン層２１が
加熱された場合、金属層２１は、結晶シリコン層５０よりも低い温度を有する）ので、金
属層２１上以外に対応する領域（結晶シリコン領域５０ａ）の結晶シリコン層５０と比べ
て急速に冷却される。これにより、第１実施形態では、金属層２１上に対応する領域（結
晶シリコン領域５０ｂ）の結晶シリコン層５０の結晶粒は、略等方的な結晶となるととも
に、結晶粒の粒径は、金属層２１上以外に対応する領域（結晶シリコン領域５０ａ）の結
晶シリコン層５０の粒径と比べて小さくなる。なお、金属層２１上以外に対応する領域（
結晶シリコン領域５０ａ）の結晶シリコン層５０の結晶粒は、特定の方向に結晶粒が成長
する異方性の結晶に形成される。具体的には、第１実施形態では、金属層２１上に対応す
る領域（結晶シリコン領域５０ｂ）の結晶シリコン層５０の結晶粒の平均粒径が０．０５
μｍ以上０．３μｍ以下になるように結晶シリコン層５０が形成される。なお、結晶シリ
コン領域５０ａおよび５０ｂは、それぞれ、本発明の「第１結晶シリコン領域」および「
第２結晶シリコン領域」の一例である。上記のように、第１実施形態では、結晶シリコン
領域５０ａと、結晶シリコン領域５０ａの結晶粒の平均粒径より小さい結晶粒の平均粒径
を有する結晶シリコン領域５０ｂとが同一の工程によって形成される。また、結晶シリコ
ン領域５０ａおよび５０ｂの結晶粒の平均粒径は、それぞれ、本発明の「第１の平均粒径
」および「第２の平均粒径」の一例である。
次に、アモルファスシリコン層４９に不純物をドーピングするとともに、パターニング
することにより、図８に示すように、画素選択用トランジスタ７の能動層２４および駆動
電流制御用トランジスタ８の能動層２５が形成される。つまり、第１実施形態では、能動
層２５（ソース領域２５ａ、ドレイン領域２５ｂ、チャネル領域２５ｃ）を構成する結晶
シリコン層５０の結晶粒の平均粒径が、能動層２４（ソース領域２４ａ、ドレイン領域２
４ｂ、チャネル領域２４ｃ）を構成する結晶シリコン層５０の結晶粒の平均粒径よりも小
さくなるように形成される。
することにより、図８に示すように、画素選択用トランジスタ７の能動層２４および駆動
電流制御用トランジスタ８の能動層２５が形成される。つまり、第１実施形態では、能動
層２５（ソース領域２５ａ、ドレイン領域２５ｂ、チャネル領域２５ｃ）を構成する結晶
シリコン層５０の結晶粒の平均粒径が、能動層２４（ソース領域２４ａ、ドレイン領域２
４ｂ、チャネル領域２４ｃ）を構成する結晶シリコン層５０の結晶粒の平均粒径よりも小
さくなるように形成される。
次に、図９に示すように、画素選択用トランジスタ７の能動層２４および駆動電流制御
用トランジスタ８の能動層２５の表面上に、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなる絶
縁膜２６を形成する。また、絶縁膜２６の表面上に、シリコン酸化膜などからなる層間絶
縁膜２９を形成する。そして、絶縁膜２６および層間絶縁膜２９に、能動層２４のソース
領域２４ａを露出するためのコンタクトホール２６ａおよび２９ａと、ドレイン領域２４
ｂを露出するためのコンタクトホール２６ｂおよび２９ｂとを形成する。また、絶縁膜２
６および層間絶縁膜２９に、能動層２５のソース領域２５ａを露出するためのコンタクト
ホール２６ｃおよび２９ｃと、ドレイン領域２５ｂを露出するためのコンタクトホール２
６ｄおよび２９ｄとを形成する。
用トランジスタ８の能動層２５の表面上に、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなる絶
縁膜２６を形成する。また、絶縁膜２６の表面上に、シリコン酸化膜などからなる層間絶
縁膜２９を形成する。そして、絶縁膜２６および層間絶縁膜２９に、能動層２４のソース
領域２４ａを露出するためのコンタクトホール２６ａおよび２９ａと、ドレイン領域２４
ｂを露出するためのコンタクトホール２６ｂおよび２９ｂとを形成する。また、絶縁膜２
６および層間絶縁膜２９に、能動層２５のソース領域２５ａを露出するためのコンタクト
ホール２６ｃおよび２９ｃと、ドレイン領域２５ｂを露出するためのコンタクトホール２
６ｄおよび２９ｄとを形成する。
次に、コンタクトホール２６ａおよび２９ａに、能動層２４のソース領域２４ａに接続
するようにソース電極３０を形成するとともに、コンタクトホール２６ｂおよび２９ｂに
、能動層２４のドレイン領域２４ｂに接続するようにドレイン電極３１を形成する。また
、コンタクトホール２６ｃおよび２９ｃに、能動層２５のソース領域２５ａに接続するよ
うにソース電極３２を形成するとともに、コンタクトホール２６ｄおよび２９ｄに、能動
層２５のドレイン領域２５ｂに接続するようにドレイン電極３３を形成する。これにより
、画素選択用トランジスタ７および駆動電流制御用トランジスタ８が形成される。
するようにソース電極３０を形成するとともに、コンタクトホール２６ｂおよび２９ｂに
、能動層２４のドレイン領域２４ｂに接続するようにドレイン電極３１を形成する。また
、コンタクトホール２６ｃおよび２９ｃに、能動層２５のソース領域２５ａに接続するよ
うにソース電極３２を形成するとともに、コンタクトホール２６ｄおよび２９ｄに、能動
層２５のドレイン領域２５ｂに接続するようにドレイン電極３３を形成する。これにより
、画素選択用トランジスタ７および駆動電流制御用トランジスタ８が形成される。
次に、図１０に示すように、画素選択用トランジスタ７、駆動電流制御用トランジスタ
８および層間絶縁膜２９の表面上に、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ）法により、シリコン窒化膜からなるパッシベーション膜３７を形成する。
そして、パッシベーション膜３７の表面上に、塗布法により、感光性のアクリル樹脂を塗
布することによって有機平坦化膜３８を形成する。
８および層間絶縁膜２９の表面上に、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ）法により、シリコン窒化膜からなるパッシベーション膜３７を形成する。
そして、パッシベーション膜３７の表面上に、塗布法により、感光性のアクリル樹脂を塗
布することによって有機平坦化膜３８を形成する。
次に、図１１に示すように、有機平坦化膜３８にフォトリソグラフィ技術により、コン
タクトホール３８ａを形成する。これにより、パッシベーション膜３７の表面が露出され
る。
タクトホール３８ａを形成する。これにより、パッシベーション膜３７の表面が露出され
る。
次に、有機平坦化膜３８の表面上に、スパッタ法により、アルミニウム膜やアルミニウ
ム合金膜などからなる金属層を形成する。その後、フォトリソグラフィ技術により、アル
ミニウム膜やアルミニウム合金膜の表面上にレジスト膜（図示せず）を形成した後、その
レジスト膜をマスクとしてエッチングすることによって反射層３９を形成する。そして、
レジスト膜を除去する。
ム合金膜などからなる金属層を形成する。その後、フォトリソグラフィ技術により、アル
ミニウム膜やアルミニウム合金膜の表面上にレジスト膜（図示せず）を形成した後、その
レジスト膜をマスクとしてエッチングすることによって反射層３９を形成する。そして、
レジスト膜を除去する。
次に、コンタクトホール３８ａによって露出されたパッシベーション膜３７、有機平坦
化膜３８および反射層３９の表面上に、ＣＶＤ法により、シリコン窒化膜からなる低温パ
ッシベーション膜４０を形成する。
化膜３８および反射層３９の表面上に、ＣＶＤ法により、シリコン窒化膜からなる低温パ
ッシベーション膜４０を形成する。
次に、図１２に示すように、フォトリソグラフィ技術により、低温パッシベーション膜
４０の表面上に、図示しないレジスト膜を形成し、ドライエッチングすることより、開口
部４０ａおよびコンタクトホール３７ａを形成する。そして、レジスト膜を除去する。
４０の表面上に、図示しないレジスト膜を形成し、ドライエッチングすることより、開口
部４０ａおよびコンタクトホール３７ａを形成する。そして、レジスト膜を除去する。
次に、図１３に示すように、駆動電流制御用トランジスタ８のソース電極３２、パッシ
ベーション膜３７のコンタクトホール３７ａおよび低温パッシベーション膜４０の表面を
覆うように、スパッタ法により、ＩＴＯなどの透明電極からなる画素電極４１を形成する
。これにより、画素電極４１とソース電極３２とが電気的に接続される。
ベーション膜３７のコンタクトホール３７ａおよび低温パッシベーション膜４０の表面を
覆うように、スパッタ法により、ＩＴＯなどの透明電極からなる画素電極４１を形成する
。これにより、画素電極４１とソース電極３２とが電気的に接続される。
次に、図１４に示すように、隣接する画素２の間の領域に、低温パッシベーション膜４
０の開口部４０ａ、および、開口部４０ａの近傍の画素電極４１の表面上を覆うように、
塗布法により、感光性のアクリル樹脂からなる隔壁４２を形成する。この隔壁４２は、有
機平坦化膜３８と同じ感光性のアクリル樹脂により形成する。
０の開口部４０ａ、および、開口部４０ａの近傍の画素電極４１の表面上を覆うように、
塗布法により、感光性のアクリル樹脂からなる隔壁４２を形成する。この隔壁４２は、有
機平坦化膜３８と同じ感光性のアクリル樹脂により形成する。
次に、隔壁４２を形成した後に、アニール処理を行う。アニール処理では、たとえば、
約２００℃の温度の減圧下において脱水処理を行う。これにより、有機平坦化膜３８およ
び隔壁４２に含まれていた水分が放出される。
約２００℃の温度の減圧下において脱水処理を行う。これにより、有機平坦化膜３８およ
び隔壁４２に含まれていた水分が放出される。
次に、図４に示すように、隔壁４２および画素電極４１の表面上を覆うように、有機発
光層４３を形成する。なお、有機発光層４３は、低分子材料または高分子材料のいずれか
１つから形成してもよい。たとえば、高分子材料により有機発光層を形成する場合では、
スピンコート法により液状組成物を塗布した後に、パターニングを行うことにより形成す
る方法がある。低分子材料により有機発光層を形成する場合では、低分子材料を選択的に
蒸着することにより形成する方法や、低分子材料を蒸着した後に、パターニングを行うこ
とにより形成する方法がある。また、有機発光層４３は、単層に形成してもよいし、複数
の層から形成してもよい。また、有機発光層４３の表面上に、スパッタ法により、薄いア
ルミニウム層（Ａｌ層）やカルシウム層（Ｃａ層）などからなる対向電極４４を形成する
。これにより、有機ＥＬ素子層４５（画素電極４１、有機発光層４３および対向電極４４
）が形成される。
光層４３を形成する。なお、有機発光層４３は、低分子材料または高分子材料のいずれか
１つから形成してもよい。たとえば、高分子材料により有機発光層を形成する場合では、
スピンコート法により液状組成物を塗布した後に、パターニングを行うことにより形成す
る方法がある。低分子材料により有機発光層を形成する場合では、低分子材料を選択的に
蒸着することにより形成する方法や、低分子材料を蒸着した後に、パターニングを行うこ
とにより形成する方法がある。また、有機発光層４３は、単層に形成してもよいし、複数
の層から形成してもよい。また、有機発光層４３の表面上に、スパッタ法により、薄いア
ルミニウム層（Ａｌ層）やカルシウム層（Ｃａ層）などからなる対向電極４４を形成する
。これにより、有機ＥＬ素子層４５（画素電極４１、有機発光層４３および対向電極４４
）が形成される。
次に、対向電極４４上に、シリコン窒化膜からなる封止膜４６を形成する。その後、封
止膜４６の表面上に、接着層４７を形成し、封止基板４８を貼り合わせる。このようにし
て、第１実施形態によるＥＬ装置１００が完成される。
止膜４６の表面上に、接着層４７を形成し、封止基板４８を貼り合わせる。このようにし
て、第１実施形態によるＥＬ装置１００が完成される。
図１５は、レーザーの異なりによって形成される結晶シリコン層の結晶粒の粒径の異な
りについて行った実験に用いられたサンプルの断面図である。図１６は、バッファ膜の膜
厚と金属層上の結晶シリコン層の結晶粒の粒径との関係を示す図である。図１７は、金属
層が形成される領域上の結晶シリコン層の結晶粒の状態を撮影した顕微鏡写真を模式的に
示した図である。図１８は、金属層が形成されない領域上の結晶シリコン層の結晶粒の状
態を撮影した顕微鏡写真を模式的に示した図である。図１５〜図１８を参照して、レーザ
ーの異なりによって形成される結晶シリコン層の結晶粒の粒径の異なりについて行った実
験について説明する。
りについて行った実験に用いられたサンプルの断面図である。図１６は、バッファ膜の膜
厚と金属層上の結晶シリコン層の結晶粒の粒径との関係を示す図である。図１７は、金属
層が形成される領域上の結晶シリコン層の結晶粒の状態を撮影した顕微鏡写真を模式的に
示した図である。図１８は、金属層が形成されない領域上の結晶シリコン層の結晶粒の状
態を撮影した顕微鏡写真を模式的に示した図である。図１５〜図１８を参照して、レーザ
ーの異なりによって形成される結晶シリコン層の結晶粒の粒径の異なりについて行った実
験について説明する。
図１５に示すように、実験に用いられたサンプルでは、基板６１の所定の領域の表面上
に、金属層６２が形成されている。また、基板６１および金属層６２の表面上には、シリ
コン酸化膜およびシリコン窒化膜が積層されたバッファ膜６３が形成されている。また、
バッファ膜６３の表面上には、アモルファスシリコン層６４が形成されている。
に、金属層６２が形成されている。また、基板６１および金属層６２の表面上には、シリ
コン酸化膜およびシリコン窒化膜が積層されたバッファ膜６３が形成されている。また、
バッファ膜６３の表面上には、アモルファスシリコン層６４が形成されている。
レーザーの異なりによって形成される結晶シリコン層の結晶粒の粒径の異なりについて
行った実験では、アモルファスシリコン層６４の表面上に、レーザーを照射することによ
り、アモルファスシリコン層６４から結晶シリコン層６５を形成した。このとき、レーザ
ーとして、３０８ｎｍの波長を有するエキシマレーザーと、４４５ｎｍの波長を有するＣ
Ｗレーザーとを用いた。
行った実験では、アモルファスシリコン層６４の表面上に、レーザーを照射することによ
り、アモルファスシリコン層６４から結晶シリコン層６５を形成した。このとき、レーザ
ーとして、３０８ｎｍの波長を有するエキシマレーザーと、４４５ｎｍの波長を有するＣ
Ｗレーザーとを用いた。
図１６に示すように、バッファ膜６３の膜厚を変化させたときの金属層６２上の結晶シ
リコン層６５の結晶粒の粒径は、レーザーとしてエキシマレーザーを用いた場合、バッフ
ァ膜６３の厚みが約２００ｎｍよりも小さい場合では、バッファ膜６３の膜厚が小さくな
るに従って急激に小さくなった。一方、バッファ膜６３の厚みが約２００ｎｍよりも大き
い場合では、バッファ膜６３の膜厚が大きくなるに従って、結晶シリコン層６５の結晶粒
の粒径は、緩やかに増加した。一方、レーザーとしてＣＷレーザーを用いた場合、バッフ
ァ膜６３の膜厚を変化させたときの結晶シリコン層６５の結晶粒の粒径は、バッファ膜６
３の膜厚が大きくなるに従って緩やかに増加した。一般的に、トランジスタのバッファ膜
の膜厚としては、約１５０ｎｍ〜約２５０ｎｍの膜厚が用いられる。したがって、レーザ
ーとしてエキシマレーザーを用いた場合、一般的にトランジスタのバッファ膜の膜厚とし
て用いられる約１５０ｎｍ〜約２５０ｎｍの膜厚の範囲では、結晶シリコン層６５の結晶
粒の粒径が急激に変化してしまう一方、ＣＷレーザーを用いた場合、結晶シリコン層６５
の結晶粒の粒径の変化が小さいことが判明した。
リコン層６５の結晶粒の粒径は、レーザーとしてエキシマレーザーを用いた場合、バッフ
ァ膜６３の厚みが約２００ｎｍよりも小さい場合では、バッファ膜６３の膜厚が小さくな
るに従って急激に小さくなった。一方、バッファ膜６３の厚みが約２００ｎｍよりも大き
い場合では、バッファ膜６３の膜厚が大きくなるに従って、結晶シリコン層６５の結晶粒
の粒径は、緩やかに増加した。一方、レーザーとしてＣＷレーザーを用いた場合、バッフ
ァ膜６３の膜厚を変化させたときの結晶シリコン層６５の結晶粒の粒径は、バッファ膜６
３の膜厚が大きくなるに従って緩やかに増加した。一般的に、トランジスタのバッファ膜
の膜厚としては、約１５０ｎｍ〜約２５０ｎｍの膜厚が用いられる。したがって、レーザ
ーとしてエキシマレーザーを用いた場合、一般的にトランジスタのバッファ膜の膜厚とし
て用いられる約１５０ｎｍ〜約２５０ｎｍの膜厚の範囲では、結晶シリコン層６５の結晶
粒の粒径が急激に変化してしまう一方、ＣＷレーザーを用いた場合、結晶シリコン層６５
の結晶粒の粒径の変化が小さいことが判明した。
また、図１７に示すように、金属層６２が形成される領域上の結晶シリコン層６５の結
晶粒は、特定の方向に偏って結晶化されない等方性の結晶が形成されることが判明した。
これは、アモルファスシリコン層６４の下方に金属層６２が形成されている領域では、金
属層６２を介して放熱されるため、アモルファスシリコン層６４が急速に冷却されたため
と考えられる。一方、図１８に示すように、金属層６２が形成されない領域上の結晶シリ
コン層６５の結晶粒は、特定の方向に偏って結晶化される異方性の結晶が形成されること
が判明した。これは、アモルファスシリコン層６４の下方に金属層６２が形成されないた
め、アモルファスシリコン層６４が緩やかに冷却されたためと考えられる。
晶粒は、特定の方向に偏って結晶化されない等方性の結晶が形成されることが判明した。
これは、アモルファスシリコン層６４の下方に金属層６２が形成されている領域では、金
属層６２を介して放熱されるため、アモルファスシリコン層６４が急速に冷却されたため
と考えられる。一方、図１８に示すように、金属層６２が形成されない領域上の結晶シリ
コン層６５の結晶粒は、特定の方向に偏って結晶化される異方性の結晶が形成されること
が判明した。これは、アモルファスシリコン層６４の下方に金属層６２が形成されないた
め、アモルファスシリコン層６４が緩やかに冷却されたためと考えられる。
第１実施形態では、上記のように、駆動電流制御用トランジスタ８の能動層２５を構成
する結晶シリコン層５０の結晶粒の平均粒径を、画素選択用トランジスタ７の能動層２４
を構成する結晶シリコン層５０の結晶粒の平均粒径よりも小さくすることによって、トラ
ンジスタの役割に応じて能動層を構成する結晶シリコン層５０の粒径を異ならせることが
できる。すなわち、画素選択用トランジスタ７の能動層２４を構成する結晶シリコン層５
０の結晶粒の平均粒径を大きくすることにより、画素選択用トランジスタ７の能動層２４
では、電流を流れやすくすることができる。また、駆動電流制御用トランジスタ８の能動
層２５を構成する結晶シリコン層５０の結晶粒の平均粒径を小さくすることによって、駆
動電流制御用トランジスタ８毎の結晶粒の粒径のばらつきが小さくなるので、結晶粒の平
均粒径が大きい場合に比べて、駆動電流制御用トランジスタ８の特性のばらつきを小さく
することができる。
する結晶シリコン層５０の結晶粒の平均粒径を、画素選択用トランジスタ７の能動層２４
を構成する結晶シリコン層５０の結晶粒の平均粒径よりも小さくすることによって、トラ
ンジスタの役割に応じて能動層を構成する結晶シリコン層５０の粒径を異ならせることが
できる。すなわち、画素選択用トランジスタ７の能動層２４を構成する結晶シリコン層５
０の結晶粒の平均粒径を大きくすることにより、画素選択用トランジスタ７の能動層２４
では、電流を流れやすくすることができる。また、駆動電流制御用トランジスタ８の能動
層２５を構成する結晶シリコン層５０の結晶粒の平均粒径を小さくすることによって、駆
動電流制御用トランジスタ８毎の結晶粒の粒径のばらつきが小さくなるので、結晶粒の平
均粒径が大きい場合に比べて、駆動電流制御用トランジスタ８の特性のばらつきを小さく
することができる。
また、第１実施形態では、駆動電流制御用トランジスタ８の能動層２５を構成する結晶
シリコン層５０は、結晶粒が特定の方向に偏って成長しない略等方性の結晶からなり、画
素選択用トランジスタ７の能動層２４を構成する結晶シリコン層５０は、結晶粒が特定の
方向に偏って成長する異方性の結晶からなる。これにより、駆動電流制御用トランジスタ
８毎の結晶粒の粒径のばらつきが小さくなるので、各画素２間での駆動電流制御用トラン
ジスタ８の特性のばらつきを小さくすることができるとともに、画素選択用トランジスタ
７の能動層２４では特定の方向に電流が流れやすくなるので、電流の流れやすい画素選択
用トランジスタ７を構成することができる。
シリコン層５０は、結晶粒が特定の方向に偏って成長しない略等方性の結晶からなり、画
素選択用トランジスタ７の能動層２４を構成する結晶シリコン層５０は、結晶粒が特定の
方向に偏って成長する異方性の結晶からなる。これにより、駆動電流制御用トランジスタ
８毎の結晶粒の粒径のばらつきが小さくなるので、各画素２間での駆動電流制御用トラン
ジスタ８の特性のばらつきを小さくすることができるとともに、画素選択用トランジスタ
７の能動層２４では特定の方向に電流が流れやすくなるので、電流の流れやすい画素選択
用トランジスタ７を構成することができる。
また、第１実施形態では、駆動電流制御用トランジスタ８の能動層２５を構成する結晶
シリコン層５０の結晶粒の平均粒径を０．３μｍ以下とすることによって、容易に、各画
素２に設けられる駆動電流制御用トランジスタ８毎の結晶シリコン層５０の結晶粒の粒径
のばらつきを確実に小さくすることができる。
シリコン層５０の結晶粒の平均粒径を０．３μｍ以下とすることによって、容易に、各画
素２に設けられる駆動電流制御用トランジスタ８毎の結晶シリコン層５０の結晶粒の粒径
のばらつきを確実に小さくすることができる。
また、第１実施形態では、金属層２１の外周部１２１を、平面的に見て、駆動電流制御
用トランジスタ８の能動層２５の外周部１２５よりも外側に位置するように配置すること
によって、ＣＷレーザーを照射することによりアモルファスシリコン層４９から結晶シリ
コン層５０を形成する際、駆動電流制御用トランジスタ８の能動層２５のすべての領域の
結晶シリコン層５０の結晶粒の平均粒径を小さくすることができる。
用トランジスタ８の能動層２５の外周部１２５よりも外側に位置するように配置すること
によって、ＣＷレーザーを照射することによりアモルファスシリコン層４９から結晶シリ
コン層５０を形成する際、駆動電流制御用トランジスタ８の能動層２５のすべての領域の
結晶シリコン層５０の結晶粒の平均粒径を小さくすることができる。
また、第１実施形態では、画素選択用トランジスタ７および駆動電流制御用トランジス
タ８を、金属層２１とは別個にゲート電極２７および２８が設けられるトップゲート型の
トランジスタにすることによって、ボトムゲート型のようにすべてのトランジスタの能動
層の下方に金属層２１がある場合と異なり、駆動電流制御用トランジスタ８に対応する部
分のみに金属層２１を設けることができるので、ＣＷレーザーを照射することによりアモ
ルファスシリコン層４９から結晶シリコン層５０を形成する際、金属層２１の有無によっ
て、トランジスタ毎に能動層を構成する結晶シリコン層５０の結晶粒の平均粒径を異なら
せることができる。
タ８を、金属層２１とは別個にゲート電極２７および２８が設けられるトップゲート型の
トランジスタにすることによって、ボトムゲート型のようにすべてのトランジスタの能動
層の下方に金属層２１がある場合と異なり、駆動電流制御用トランジスタ８に対応する部
分のみに金属層２１を設けることができるので、ＣＷレーザーを照射することによりアモ
ルファスシリコン層４９から結晶シリコン層５０を形成する際、金属層２１の有無によっ
て、トランジスタ毎に能動層を構成する結晶シリコン層５０の結晶粒の平均粒径を異なら
せることができる。
また、第１実施形態では、アモルファスシリコン層４９にＣＷレーザーを照射すること
により、結晶シリコン領域５０ａと、結晶シリコン領域５０ａの結晶粒の平均粒径よりも
小さい平均粒径を有する結晶シリコン領域５０ｂとを同一の工程により形成することによ
って、異なる工程により、結晶シリコン領域５０ａと結晶シリコン領域５０ｂとを形成す
る場合と比べて、工程数を少なくすることができる。
により、結晶シリコン領域５０ａと、結晶シリコン領域５０ａの結晶粒の平均粒径よりも
小さい平均粒径を有する結晶シリコン領域５０ｂとを同一の工程により形成することによ
って、異なる工程により、結晶シリコン領域５０ａと結晶シリコン領域５０ｂとを形成す
る場合と比べて、工程数を少なくすることができる。
また、第１実施形態では、アモルファスシリコン層４９にＣＷレーザーを照射してアモ
ルファスシリコン層４９に蓄積された熱が金属層２１を介して放熱されることにより、結
晶シリコン領域５０ａの結晶粒の平均粒径よりも小さい平均粒径を有する結晶シリコン領
域５０ｂを形成することによって、金属層２１が形成される領域上のアモルファスシリコ
ン層４９が、金属層２１が形成されない領域上のアモルファスシリコン層４９より急速に
冷やされるので、容易に、結晶シリコン領域５０ａの結晶粒の平均粒径よりも小さい平均
粒径を有する結晶シリコン領域５０ｂを形成することができる。
ルファスシリコン層４９に蓄積された熱が金属層２１を介して放熱されることにより、結
晶シリコン領域５０ａの結晶粒の平均粒径よりも小さい平均粒径を有する結晶シリコン領
域５０ｂを形成することによって、金属層２１が形成される領域上のアモルファスシリコ
ン層４９が、金属層２１が形成されない領域上のアモルファスシリコン層４９より急速に
冷やされるので、容易に、結晶シリコン領域５０ａの結晶粒の平均粒径よりも小さい平均
粒径を有する結晶シリコン領域５０ｂを形成することができる。
また、第１実施形態では、約４４５ｎｍの波長のＣＷレーザーをアモルファスシリコン
層４９に照射することにより結晶シリコン領域５０ａおよび結晶シリコン領域５０ｂを形
成することによって、波長の長い（または長波長側の）ＣＷレーザーと比べて、アモルフ
ァスシリコン層４９のレーザーの吸収効率を大きくすることができるので、レーザーの照
射時間を短くすることができる。
層４９に照射することにより結晶シリコン領域５０ａおよび結晶シリコン領域５０ｂを形
成することによって、波長の長い（または長波長側の）ＣＷレーザーと比べて、アモルフ
ァスシリコン層４９のレーザーの吸収効率を大きくすることができるので、レーザーの照
射時間を短くすることができる。
また、第１実施形態では、アモルファスシリコン層４９に対する吸収係数が１×１０５
ｃｍ−１以上であるＣＷレーザーをアモルファスシリコン層４９に照射することにより結
晶シリコン領域５０ａおよび結晶シリコン領域５０ｂを形成することによって、容易に、
アモルファスシリコン層４９に熱を伝えることができるので、ＣＷレーザーの照射時間を
短くすることができる。
ｃｍ−１以上であるＣＷレーザーをアモルファスシリコン層４９に照射することにより結
晶シリコン領域５０ａおよび結晶シリコン領域５０ｂを形成することによって、容易に、
アモルファスシリコン層４９に熱を伝えることができるので、ＣＷレーザーの照射時間を
短くすることができる。
（第２実施形態）
図１９は、本発明の第２実施形態によるＥＬ装置の画素の断面図である。図１９を参照
して、この第２実施形態では、上記した第１実施形態とは異なり、能動層２５のチャネル
領域２５ｃに対応する領域に金属層２１ａが形成されているＥＬ装置１０１について説明
する。
図１９は、本発明の第２実施形態によるＥＬ装置の画素の断面図である。図１９を参照
して、この第２実施形態では、上記した第１実施形態とは異なり、能動層２５のチャネル
領域２５ｃに対応する領域に金属層２１ａが形成されているＥＬ装置１０１について説明
する。
第２実施形態によるＥＬ装置１０１では、図１９に示すように、基板１の表面上に金属
層２１ａが形成されており、金属層２１ａは、平面的に見て、能動層２５のチャネル領域
２５ｃに対応する領域（平面的に見て、能動層２５のチャネル領域２５ｃと一致するか、
または、チャネル領域２５ｃからはみだすように）に能動層２５とオーバーラップするよ
うに形成されている。そして、能動層２５のチャネル領域２５ｃを構成する結晶シリコン
層の結晶粒の平均粒径が能動層２４のチャネル領域２４ｃを構成する結晶シリコン層の結
晶粒の平均粒径よりも小さく（０．０５μｍ以上０．３μｍ以下）なるように形成されて
いる。なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
層２１ａが形成されており、金属層２１ａは、平面的に見て、能動層２５のチャネル領域
２５ｃに対応する領域（平面的に見て、能動層２５のチャネル領域２５ｃと一致するか、
または、チャネル領域２５ｃからはみだすように）に能動層２５とオーバーラップするよ
うに形成されている。そして、能動層２５のチャネル領域２５ｃを構成する結晶シリコン
層の結晶粒の平均粒径が能動層２４のチャネル領域２４ｃを構成する結晶シリコン層の結
晶粒の平均粒径よりも小さく（０．０５μｍ以上０．３μｍ以下）なるように形成されて
いる。なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
第２実施形態では、金属層２１ａを、平面的に見て、駆動電流制御用トランジスタ８の
能動層２５のチャネル領域２５ｃに対応する領域に能動層２５とオーバーラップするよう
に形成することによって、ＣＷレーザーを照射することにより、図７に示すアモルファス
シリコン層４９から結晶シリコン層５０を形成する際、駆動電流制御用トランジスタ８の
能動層２５のチャネル領域２５ｃの結晶シリコン層５０の結晶粒の平均粒径を小さくする
ことができる。なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
能動層２５のチャネル領域２５ｃに対応する領域に能動層２５とオーバーラップするよう
に形成することによって、ＣＷレーザーを照射することにより、図７に示すアモルファス
シリコン層４９から結晶シリコン層５０を形成する際、駆動電流制御用トランジスタ８の
能動層２５のチャネル領域２５ｃの結晶シリコン層５０の結晶粒の平均粒径を小さくする
ことができる。なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
図２０および図２１は、本発明の第１および第２実施形態によるＥＬ装置を用いた電子
機器の一例を説明するための図である。次に、図２０および図２１を参照して、本発明の
第１（第２）実施形態によるＥＬ装置１００（１０１）を用いた電子機器について説明す
る。
機器の一例を説明するための図である。次に、図２０および図２１を参照して、本発明の
第１（第２）実施形態によるＥＬ装置１００（１０１）を用いた電子機器について説明す
る。
本発明の第１（第２）実施形態によるＥＬ装置１００（１０１）は、図２０および図２
１に示すように、携帯電話４００およびＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）５
００などに用いることが可能である。図２０の携帯電話４００においては、表示画面４０
０ａに本発明の第１（第２）実施形態によるＥＬ装置１００（１０１）が用いられる。ま
た、図２１のＰＣ５００においては、キーボード５００ａなどの入力部および表示画面５
００ｂなどにＥＬ装置１００（１０１）を用いることが可能である。
１に示すように、携帯電話４００およびＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）５
００などに用いることが可能である。図２０の携帯電話４００においては、表示画面４０
０ａに本発明の第１（第２）実施形態によるＥＬ装置１００（１０１）が用いられる。ま
た、図２１のＰＣ５００においては、キーボード５００ａなどの入力部および表示画面５
００ｂなどにＥＬ装置１００（１０１）を用いることが可能である。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと
考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範
囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が
含まれる。
考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範
囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が
含まれる。
たとえば、上記第１および第２実施形態では、約４４５ｎｍの波長を有するＣＷレーザ
ーを用いて結晶シリコン層を形成する例を示したが、本発明はこれに限らず、金属層が形
成されない領域上の結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径よりも、金属層が形成される領域
上の結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径の方を小さい（０．３μｍ以下）粒径に形成する
ことが可能な波長が５００ｎｍ以下のＣＷレーザーであればよい。
ーを用いて結晶シリコン層を形成する例を示したが、本発明はこれに限らず、金属層が形
成されない領域上の結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径よりも、金属層が形成される領域
上の結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径の方を小さい（０．３μｍ以下）粒径に形成する
ことが可能な波長が５００ｎｍ以下のＣＷレーザーであればよい。
また、上記第１および第２実施形態では、約４４５ｎｍの波長を有するＣＷレーザーを
用いて結晶シリコン層を形成する例を示したが、本発明はこれに限らず、金属層が形成さ
れない領域上の結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径よりも、金属層が形成される領域上の
結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径の方を小さい（０．３μｍ以下）粒径に形成すること
が可能なレーザーであれば、ＣＷレーザー以外のレーザーを用いてもよい。
用いて結晶シリコン層を形成する例を示したが、本発明はこれに限らず、金属層が形成さ
れない領域上の結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径よりも、金属層が形成される領域上の
結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径の方を小さい（０．３μｍ以下）粒径に形成すること
が可能なレーザーであれば、ＣＷレーザー以外のレーザーを用いてもよい。
１ 基板
７ 画素選択用トランジスタ
８ 駆動電流制御用トランジスタ
２１、２１ａ 金属層
２２、２３ バッファ膜（絶縁膜）
２４ 能動層（第１能動層）
２４ｃ、２５ｃ チャネル領域
２５ 能動層（第２能動層）
２７、２８ ゲート電極
５０ 結晶シリコン層
５０ａ 結晶シリコン領域（第１結晶シリコン領域）
５０ｂ 結晶シリコン領域（第２結晶シリコン領域）
１２１ 外周部
１２５ 外周部
７ 画素選択用トランジスタ
８ 駆動電流制御用トランジスタ
２１、２１ａ 金属層
２２、２３ バッファ膜（絶縁膜）
２４ 能動層（第１能動層）
２４ｃ、２５ｃ チャネル領域
２５ 能動層（第２能動層）
２７、２８ ゲート電極
５０ 結晶シリコン層
５０ａ 結晶シリコン領域（第１結晶シリコン領域）
５０ｂ 結晶シリコン領域（第２結晶シリコン領域）
１２１ 外周部
１２５ 外周部
Claims (12)
- 基板と、
前記基板上に形成される金属層と、
前記金属層および前記基板の表面上に形成される絶縁膜と、
前記金属層が形成されない領域上の前記絶縁膜の表面上に形成される第１能動層を有す
る画素選択用トランジスタと、
前記金属層が形成される領域上の前記絶縁膜の表面上に形成される第２能動層を有する
駆動電流制御用トランジスタとを備え、
前記第１能動層と前記第２能動層とは結晶シリコン層からなり、
前記駆動電流制御用トランジスタの前記第２能動層の少なくともチャネル領域を構成す
る前記結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径は、前記画素選択用トランジスタの前記第１能
動層を構成する前記結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径よりも小さい、表示装置。 - 前記駆動電流制御用トランジスタの前記第２能動層の少なくともチャネル領域を構成す
る前記結晶シリコン層は、結晶粒が特定の方向に偏って成長しない略等方性の結晶からな
り、前記画素選択用トランジスタの前記第１能動層の少なくともチャネル領域を構成する
前記結晶シリコン層は、結晶粒が特定の方向に偏って成長する異方性の結晶からなる、請
求項１に記載の表示装置。 - 前記駆動電流制御用トランジスタの前記第２能動層の少なくともチャネル領域を構成す
る前記結晶シリコン層の結晶粒の平均粒径は、０．３μｍ以下である、請求項２に記載の
表示装置。 - 前記金属層は、平面的に見て、前記駆動電流制御用トランジスタの前記第２能動層の少
なくともチャネル領域に対応する領域に前記第２能動層とオーバーラップするように形成
されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置。 - 前記金属層の外周部は、平面的に見て、前記駆動電流制御用トランジスタの前記第２能
動層の外周部よりも外側に位置するように配置されている、請求項４に記載の表示装置。 - 前記画素選択用トランジスタおよび前記駆動電流制御用トランジスタは、前記金属層と
は別個にゲート電極が設けられるトップゲート型のトランジスタである、請求項１〜５の
いずれか１項に記載の表示装置。 - 請求項１〜６のいずれか１項に記載の表示装置を備える、電子機器。
- 基板上に金属層を形成する工程と、
前記金属層および前記基板の表面上に絶縁膜を形成する工程と、
前記金属層が形成されない領域上および前記金属層が形成される領域上の前記絶縁膜の
表面上に、アモルファスシリコン層を形成する工程と、
前記アモルファスシリコン層にレーザーを照射することにより、前記金属層が形成され
ない領域上に第１の平均粒径を有する結晶粒を含む第１結晶シリコン領域を形成するとと
もに、前記金属層が形成される領域上に前記第１の平均粒径よりも小さい第２の平均粒径
を有する結晶粒を含む第２結晶シリコン領域を形成する工程と、
前記第１結晶シリコン領域を含むように画素選択用トランジスタの第１能動層を形成す
るとともに、前記第２結晶シリコン領域を含むように駆動電流制御用トランジスタの第２
能動層の少なくともチャネル領域を形成する工程とを備える、表示装置の製造方法。 - 前記アモルファスシリコン層から前記第１結晶シリコン領域および前記第２結晶シリコ
ン領域を形成する工程は、前記アモルファスシリコン層にレーザーを照射することにより
、前記第１の平均粒径を有する前記第１結晶シリコン領域と、前記第１の平均粒径よりも
小さい前記第２の平均粒径を有する前記第２結晶シリコン領域とを同一の工程により形成
する工程を含む、請求項８に記載の表示装置の製造方法。 - 前記アモルファスシリコン層から前記第１結晶シリコン領域および前記第２結晶シリコ
ン領域を形成する工程は、前記アモルファスシリコン層にレーザーを照射するとともに、
前記アモルファスシリコン層に蓄積された熱が前記金属層を介して放熱されることにより
、前記第１結晶シリコン領域と、前記第１結晶シリコン領域の前記第１の平均粒径よりも
小さい前記第２の平均粒径を有する前記第２結晶シリコン領域とを形成する工程を含む、
請求項８または９に記載の表示装置の製造方法。 - 前記第１結晶シリコン領域および前記第２結晶シリコン領域を形成する工程は、
５００ｎｍ以下の波長のレーザーを前記アモルファスシリコン層に照射することにより
前記第１結晶シリコン領域および前記第２結晶シリコン領域を形成する工程を含む、請求
項８〜１０のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法。 - 前記第１結晶シリコン領域および前記第２結晶シリコン領域を形成する工程は、
前記アモルファスシリコン層に対する吸収係数が１×１０５ｃｍ−１以上であるレーザ
ーを前記アモルファスシリコン層に照射することにより前記第１結晶シリコン領域および
前記第２結晶シリコン領域を形成する工程を含む、請求項８〜１１のいずれか１項に記載
の表示装置の製造方法。
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|---|---|---|---|
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- 2008-12-22 JP JP2008325110A patent/JP5515287B2/ja active Active
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