JP2012074523A - トランジスタ、発光装置、及び、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】トランジスタ外部からの光による悪影響を軽減又は防止したトランジスタ、発光装置、及び、電子機器を提供する。
【解決手段】トランジスタＴｒは、ゲート電極１２と、透光性を有する絶縁層を介してゲート電極１２と対向配置される、ゲート電極１２側の面に光の反射面を有する導電体層２２と、ゲート電極１２と導電体層２２との間に位置し、チャネルが形成される半導体層１４と、を備える。光を吸収する光吸収層２１は、導電体層２２と半導体層１４との間、並びにゲート電極１２と半導体層１４との間の少なくともいずれか一方に位置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、トランジスタ、発光装置、及び、電子機器に関する。

例えば、特許文献１には、基板上に、第１のゲート電極が形成され、該第１のゲート電極を覆うように第１のゲート絶縁層が形成され、該第１のゲート絶縁層の上に酸化物半導体からなる半導体層が形成され、該半導体層の上に第２のゲート絶縁層が形成され、該第２のゲート絶縁層の上に第２のゲート電極が形成され、前記半導体層と接続してドレイン電極及びソース電極が形成され、前記第２のゲート電極の厚さは前記第１のゲート電極の厚さ以上の厚さを有することを特徴とする薄膜トランジスタが開示されている。

特開２００９−１７６８６５号公報

特許文献１に記載された構造を有する従来のトランジスタは、第１のゲート電極に加えて、半導体層を間に置いて第１のゲート電極と対向する第２のゲート電極（導電体層）を有する。このようなトランジスタは、例えば、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）発光装置に使用される。有機ＥＬ発光装置は、発光素子である有機ＥＬ素子と、この有機ＥＬ素子を駆動する駆動回路とを備え、前記のトランジスタは、この駆動回路を構成する素子として使用される。

このような使用方法では、トランジスタは、有機ＥＬ素子と、駆動回路を構成する他の要素と、ともに積層体として基板上に形成される。また、トランジスタを構成する第１のゲート絶縁層、第２のゲート絶縁層等の絶縁層は、透光性を有するように形成される。このため、トランジスタ外部からの光が、絶縁層等を透過してトランジスタに到達することがある。

しかし、上記のような構成のトランジスタは、第２のゲート電極を有するために、トランジスタ外部からの光（トランジスタに到達する光）による悪影響（例えば、半導体層の光劣化、又は、トランジスタの誤動作）を受けやすかった。これは、例えば、第２のゲート電極で、前記の光が反射し、反射した光が半導体層に入射することがあるためと考えられる。

本発明はかかる上記点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、トランジスタ外部からの光による悪影響を軽減又は防止したトランジスタ、発光装置、及び、電子機器を提供することにある。

本発明の第１の観点に係るトランジスタは、ゲート電極と、透光性を有する絶縁層を介して前記ゲート電極と対向配置される、前記ゲート電極側の面に光の反射面を有する導電体層と、前記ゲート電極と前記導電体層との間に位置し、チャネルが形成される半導体層と、前記半導体層に接続され、前記半導体層を挟んでチャネル長方向に対向する一対のソース電極及びドレイン電極と、前記導電体層と前記半導体層との間、並びに前記ゲート電極と前記半導体層との間の少なくともいずれか一方に位置し、光を吸収する光吸収層と、
を備える。

例えば、前記ゲート電極は、前記導電体層側の面に光の反射面を有する。
例えば、前記光吸収層は、前記導電体層の直下に位置している。
例えば、前記導電体層は、前記ソース電極又は前記ドレイン電極と電気的に接続されている。

また、本発明の第２の観点に係る発光装置は、前記トランジスタを備える。

また、本発明の第３の観点に係る電子機器は、前記発光装置を備える。

本発明によれば、トランジスタ外部からの光によるトランジスタへの悪影響を軽減又は防止できる。

本発明の一実施形態に係るトランジスタのレイアウトを説明するレイアウト図である。 図１のＡ−Ａ断面を表す図である。 図１のＢ−Ｂ断面を表す図である。 図１のＣ−Ｃ断面を表す図である。 形成途中にある図１のトランジスタの断面図である。 形成途中にある図１のトランジスタの断面図である。 形成途中にある図１のトランジスタの断面図である。 形成途中にある図１のトランジスタの断面図である。 本発明の一実施形態に係るトランジスタを用いた有機ＥＬ発光装置を基板側から見た平面図である。 図９の有機ＥＬ発光装置の内部の回路構成を示す模式図である。 図９の有機ＥＬ発光装置の画素回路を示す図である。 図９の有機ＥＬ発光装置の画素回路の構造を示す概略拡大レイアウト図である。 （ａ）図１２のＤ−Ｄ断面を示す図である。（ｂ）図１２のＥ−Ｅ断面を示す図である。（ｃ）図１２のＦ−Ｆ断面を示す図である。 光吸収層を形成しない場合のトランジスタに入射する光の経路を説明するための断面図である。 光吸収層を形成しない場合のトランジスタに入射する光の経路を説明するための断面図である。 図１のトランジスタに入射する光の経路を説明するための断面図である。 図１のトランジスタに入射する光の経路を説明するための断面図である。 図９の有機ＥＬ発光装置が使用されるデジタルカメラの外観図である。 図９の有機ＥＬ発光装置が使用されるデジタルカメラの外観図である。 図９の有機ＥＬ発光装置が使用されるノート型パーソナルコンピュータの外観図である。 図９の有機ＥＬ発光装置が使用される携帯電話機の外観図である。 図１のトランジスタの他の例の断面図である。 図１のトランジスタの他の例の断面図である。 図１のトランジスタの他の例の断面図である。 図１のトランジスタの他の例の断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る発光装置について、図面を参照して説明する。なお、本発明は下記で説明する実施形態及び図面に記載された内容によって限定されるものではない。

まず、本実施形態に係るトランジスタＴｒの構造を、図１乃至４を参照して説明する。本実施形態に係るトランジスタＴｒは、ダブルゲート型のＴＦＴ（Thin Film Transistor）である。なお、図１では、トランジスタＴｒの構造を理解し易いように、一部の構成要素のみが描かれている。また、図１における各構成要素に付されたハッチング等の模様は、各構成要素を明瞭にするためのものであって、断面を表すものではない。なお、本実施形態において、上下方向は、積層体の各層の厚さ方向（例えば、半導体層１４の厚さ方向）であり、下とは基板１１側をいい、上とはその反対側をいう（図１参照）。図１では、基板１１と、積層体におけるトランジスタＴｒに係る部分と、が描かれ、その他の部分については省略されている。

トランジスタＴｒは、ゲート電極１２、絶縁層１３、半導体層１４、保護層１５、ソース電極１６、ドレイン電極１７、絶縁層２０、光吸収層２１、導電体層２２、絶縁層２３を備える。

ゲート電極１２は、基板１１の上面上に位置する。ゲート電極１２は、光を反射する金属膜等の導電層によって構成される。

絶縁層１３は、ゲート電極１２を上から覆い、ゲート電極１２を絶縁保護する層間絶縁層である。絶縁層１３は、透明（有色透明も含む、透明について同じ）である。つまり、絶縁層１３は、光を透過させる性質である透光性を有する。

半導体層１４は、絶縁層１３を介して、ゲート電極１２の上方に位置する。半導体層１４は、絶縁層１３の上面上に位置する。半導体層１４は、上下方向において、ゲート電極１２と重なっている。なお、半導体層１４の一部は、保護層１５によって覆われている。半導体層１４には、ソース電極１６からドレイン電極１７に電流を流すチャネルが形成される。半導体層１４とゲート電極１２とは、絶縁層１３によって絶縁されている。

保護層１５は、半導体層１４の上面上に位置し、半導体層１４を保護する。なお、この保護層１５も透明であり、透光性を有する。

ソース電極１６及びドレイン電極１７は、それぞれ、保護層１５の一部と半導体層１４の一部とを上から覆う。ソース電極１６とドレイン電極１７とは、一対の電極を構成し、半導体層１４におけるチャネル長方向（図１における横方向）において、離間して並んでおり（半導体層１４を挟んで対向しており）、それぞれが半導体層１４と電気的に接続されている。

ソース電極１６は、不純物層１６ａと導電層１６ｂとを含む。導電層１６ｂは、光を反射する金属膜等の導電層によって構成され、ソース電極１６の本体をなす。この導電層１６ｂによって、ソース電極１６は、光を反射する。不純物層１６ａは、不純物が添加された半導体層であり、不純物層１６ａによってソース電極１６と半導体層１４とのオーミック接続が実現される。

ドレイン電極１７は、不純物層１７ａと導電層１７ｂとを含む。導電層１７ｂは、光を反射する金属膜等の導電層によって構成され、ドレイン電極１７の本体をなす。この導電層１７ｂによって、ドレイン電極１７は、光を反射する。不純物層１７ａは、不純物が添加された半導体層であり、不純物層１６ａによってソース電極１７と半導体層１４とのオーミック接続が実現される。

絶縁層２０は、半導体層１４、ソース電極１６、及び、ドレイン電極１７を上から覆って、絶縁層１３の上面上に位置し、これらを絶縁保護する層間絶縁層である。絶縁層２０は、透明であり、透光性を有する。

光吸収層２１は、絶縁層２０の上面上に位置する。光吸収層２１は、光を吸収する。本実施形態では、光吸収層２１は、導電体層２２の下に位置し、導電体層２２を下から覆っている。光吸収層２１は、導電体層２２と接している。特に、本実施形態では、光吸収層２１は、その平面形状（例えば、上側から見た形状）が導電体層２２の平面形状と略同じ形状（平面形状の外形が略同じ）になっている。光吸収層２１は、絶縁層２０を介して、半導体層１４、ソース電極１６、及び、ドレイン電極１７の上方に位置する。絶縁層２０によって、光吸収層２１は、半導体層１４、ソース電極１６、及び、ドレイン電極１７と絶縁されている。

導電体層２２は、絶縁層２０を介して、半導体層１４、ソース電極１６、ドレイン電極１７の上方に位置し、特に光吸収層２１の上面上に位置している。導電体層２２は、絶縁層２０によって、半導体層１４、ソース電極１６、及びドレイン電極１７と、絶縁されている。また、導電体層２２は、上方から見て、ゲート電極１２及び半導体層１４と重なっており、半導体層１４を基準としてゲート電極１２の反対側に位置する。ゲート電極１２と導電体層２２とは、半導体層１４と、透光性を有する絶縁層１３及び１４からなる絶縁層と、を介して対向している。半導体層１４は、上下方向において、ゲート電極１２と導電体層２２との間に位置する。本実施形態では、導電体層２２は、ゲート電極１２をトランジスタＴのボトムゲート電極とすると、トップゲート電極に相当する。導電体層２２は、光を反射する金属膜等の導電層によって構成される。

導電体層２２はコンタクト部２２ａを含む。コンタクト部２２ａがゲート電極１２と電気的に接続することによって、導電体層２２とゲート電極１２とは電気的に接続する。コンタクト部２２ａは、絶縁層１３、絶縁層２０、及び、光吸収層２１を貫通するコンタクトホールＨ内に入り込んでいる。

なお、図１において、符号が付された点線は、半導体層１４及び不純物層１６ａの外形線又は半導体層１４及び不純物層１７ａの外形線を示したものである。また、図１のように、ゲート電極１２、ソース電極１６、及び、ドレイン電極１７は、例えば、発光装置を構成する他の要素との電気的な接続のための引き出し線Ｌに接続されている。

次に、トランジスタＴｒの製造方法について説明する。

まず、基板１１を用意する。

次に、基板１１上に、スパッタ法又は真空蒸着法等により例えば、Ａｌ膜、Ａｌ合金膜等からなる導電層を成膜する。更に、この導電層をパターニングしてゲート電極１２を形成する。

そして、基板１１及びゲート電極１２を覆うように、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等により、ＳｉＮ等からなる絶縁層１３を形成する。さらに、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等により、アモルファスシリコン、微結晶シリコン等からなる半導体層１４ａ（ｉ−Ｓｉ（intrinsic silicon））を絶縁層１３上に形成し、更に半導体層１４ａ上に、ＣＶＤ法等により、ＳｉＮ等からなる絶縁層を連続被覆形成する。なお、微結晶シリコンは、例えば、結晶粒径が、概ね５０〜１００nmの結晶性シリコンをいう。

続いて、前記で形成した絶縁層をフォトリソグラフィ等によりパターニングし、所定形状の保護層１５（チャネル保護膜層ＢＬ（Block Layer））となるＳｉＮ等）を半導体層１４ａ上に形成する。この時点で基板１１上に形成されている積層体の様子を図５に示す。

更に、半導体層１４ａ及び保護層１５を覆うように、ＣＶＤ法等により、ｎ型不純物が含まれたアモルファスシリコン等からなる層を形成し、この層と半導体層１４ａとをフォトリソグラフィ等によりパターニングすることで、半導体層１４（半導体層ＳＭＣ（Sheet Molding Compound））と不純物層ＯＨＭとを形成する。この時点で基板１１上に形成されている積層体の様子を図６に示す。

次いで、Ａｌ膜、Ａｌ合金膜等からなるメタル層を、スパッタ法、真空蒸着法等により、絶縁層１３上に半導体層１５と不純物層ＯＨＭとを覆うように成膜してから、フォトリソグラフィによって、パターニングする。このパターニングによって、保護層１５上にある不純物層ＯＨＭも一緒にパターニングされる。保護層１５は、このパターニング時に半導体層１４を保護する。不純物層ＯＨＭのパターニングによって、不純物層１６ａ及び不純物層１７ａが形成され、メタル層のパターニングによって、導電体層１６ｂ及び導電体層１７ｂが形成される。本実施形態では、これによって、ソース電極１６及びドレイン電極１７が形成されたことになる。この時点で基板１１上に形成されている積層体の様子を図７に示す。

次に、ソース電極１６及びドレイン電極１７等を覆うように、絶縁層１３の上面に、ＣＶＤ法等により、ＳｉＮ等からなる絶縁層２０を形成する。

次に絶縁層２０の上面に、ｉ−Ｓｉのアモルファスシリコン、又は、ｎ型不純物が含まれたアモルファスシリコン等からなる層を形成し、この層をフォトリソグラフィ等によりパターニングすることで、光吸収層２１を形成する。尚、上記光吸収層２１材料は、本トランジスタＴｒの製造工程において用いられている材料の中で効率よく光を吸収する材料を挙げたものである。したがって、光吸収層２１材料はこれに限らず、光吸収層２１は、液晶表示装置等で使用されるＢＭ（ブラックマスク）等のような光を吸収するものであってもよい。この光吸収層２１は、次に形成する導電体層２２と平面形状が略同一になるように形成される。この時点で基板１１上に形成されている積層体の様子を図８に示す。

次に光吸収層２１、絶縁層２０、及び、絶縁層１３に、これらを貫通し、ゲート電極１２に達するコンタクトホールＨを形成する（図１及び図３参照）。

次に絶縁層２０の上面に、光吸収層２１を覆うように、例えば、Ａｌ膜、Ａｌ合金膜等からなる導電層を、スパッタ法、真空蒸着法等により、成膜する。このとき、この導電層の一部がコンタクトホールＨに入り込み、ゲート電極１２に接触する。これによって、コンタクトホールＨ内にコンタクト部２２ａが形成される。

さらに、この導電層をフォトリソグラフィによって、パターニングし、導電体層２２を形成する。上記のように、導電帯層２２は、その平面形状が光吸収層２１の平面形状と略同一になっている。

次に、導電体層２１を覆うように、絶縁層２０の上面に、ＣＶＤ法等により、ＳｉＮ、ポリイミド等からなる絶縁層２３を形成する。

以上のような行程によって、トランジスタＴｒは形成される（図１乃至図４参照）。

上記のようなトランジスタＴｒは、発光装置の一例である有機ＥＬ発光装置１００の一部に使用される。この有機ＥＬ発光装置１００について、図９乃至１３を参照して説明する。

本実施形態に係る有機ＥＬ発光装置１００は、図９に示すように、透明な基板１１と、この基板１１に形成された複数の画素１１１と、を備える表示パネルである。複数の画素１１１は、マトリックス状に配列されており、それぞれ、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のいずれかの光を発する。本実施形態では、赤、緑、青のいずれかの光をそれぞれ発する３つの画素１１１を一組として、この組が行方向（左右方向）に繰り返し複数配列されるとともに、列方向（有機ＥＬ発光装置１００を基板１１の厚み方向から見た場合の上下方向）に同一色の画素１１１が複数配列される。画素１１１が出射した光は、基板１１を透過して有機ＥＬ発光装置１００の外部に出射する。各画素１１１が、それぞれ、所定の発光輝度で発光するか、発光自体しないことによって、所定の画像が表示される。

有機ＥＬ発光装置１００の内部構成を、図１０を参照して説明すると、有機ＥＬ発光装置１００は、行方向及び列方向に並べて配列された（つまり、マトリックス状に配列された）複数の画素回路１０１と、行方向に並ぶ又は列方向に並ぶ複数の画素回路１０１に接続された信号線であるアノードラインＬａ、走査ラインＬｓ、及びデータラインＬｄと、を有する。アノードラインＬａ及び走査ラインＬｓは、列方向に配列された複数の画素回路１０１に接続される。データラインＬｄは、行方向に配列された複数の画素回路１０１に接続される。

なお、各アノードラインＬａは、図示しない接続端子を介してアノードドライバ９１に接続される。また、各走査ラインＬｓは、図示しない接続端子を介して走査ドライバ９２に接続される。各データラインＬｄは、図示しない接続端子を介してデータドライバ９３に接続される。アノードドライバ９１と、走査ドライバ９２と、データドライバ９３とは、システムコントローラ９５によって制御される。

システムコントローラ９５は、外部から供給される画像データに基づいて、アノードドライバ９１と、走査ドライバ９２と、データドライバ９３とを制御することで、有機ＥＬ発光装置１００の各画素１１１の発光・非発光及び各画素１１１を発光させる場合の輝度を制御する。前記ドライバの制御は、制御信号の供給によって行われる。詳しくは後述するが、アノードドライバ９１は、システムコントローラ９５の制御のもと、アノードラインＬａに電圧Ｖａを印加する。また、走査ドライバ９２は、システムコントローラ９５の制御のもと、走査ラインＬｓに電圧Ｖｓを印加する。また、データドライバ９２は、システムコントローラ９５の制御のもと、データラインＬｄに電圧Ｖｄを印加する。

有機ＥＬ発光装置１００と、アノードドライバ９１と、走査ドライバ９２と、データドライバ９３と、システムコントローラ９５と、を含む装置は、例えば、表示装置等の電子機器を構成する。

図１１の等価回路が示すように、画素回路１０１は、発光素子（有機ＥＬ素子）ＯＥＬと発光素子ＯＥＬをアクティブ駆動させる駆動回路ＤＳ１とを備える。発光素子ＯＥＬは、赤、緑、青のいずれかの光で発光するものであり、前記の画素１１１に対応する。画素回路１０１が図１０のようにマトリックス状に配列されることによって、画素１１１が図９のようにマトリックス状に配列される。

駆動回路ＤＳ１は、選択トランジスタＴｒ１１、駆動トランジスタＴｒ１２、キャパシタＣｓ、発光素子ＯＥＬを備える。上記のトランジスタＴｒは、トランジスタＴｒ１１に使用されている。

図１１に示すように、選択トランジスタＴｒ１１のトップゲートＴＧ（導電体層２２）及びバックゲートＢＧ（ゲート電極１２）は走査ラインＬｓに、ソース（ドレイン電極１６）は接点Ｎ１１に、ドレイン（ドレイン電極１７）はデータラインＬｄにそれぞれ接続される。

図１１に示すように、選択トランジスタＴｒ１１の、トップゲートＴＧ（導電体層２２）及びバックゲートＢＧ（ゲート電極１２）を含むゲートは走査ラインＬｓに、ドレイン（ドレイン電極１７）はデータラインＬｄに、ソース（ソース電極１６）は駆動トランジスタＴｒ１２のゲートにそれぞれ接続される。また、駆動トランジスタＴｒ１２の、ゲートは選択トランジスタＴｒ１１のソースに、ドレインはアノードラインＬａに、ソースが発光素子ＯＥＬにそれぞれ接続されている。キャパシタＣｓは、駆動トランジスタＴｒ１２のゲートとソースとの間に接続されている。また、発光素子ＯＥＬの、アノード電極（画素電極）は、駆動トランジスタＴｒ１２のソースに接続され、カソード電極（対向電極）は基準電位Ｖｓｓ（例えば、ＧＮＤ（グラウンド））に接続されている。

システムコントローラ９５は、アノードドライバ９１と、走査ドライバ９２と、データドライバ９３と、システムコントローラ９５と、を用いて、有機ＥＬ発光装置１００を制御して、選択制御と非選択制御とを行う。システムコントローラ９５は、システムコントローラ９５の外部から供給される画像データに基づいてこれら制御を行う。なお、これらの制御の前提として、システムコントローラ９５は、アノードドライバ９１を制御し、アノードラインＬａが基準電位Ｖｓｓよりも高い電位になるように、所定の電圧Ｖａを全アノードラインＬａに印加するものとする。

まず、選択制御を説明する。システムコントローラ９５は、走査ドライバ９２を制御し、選択レベルの電圧値の電圧（Ｈｉｇｈレベルの電圧）Ｖｓを一の走査ラインＬｓに印加する。これによって、この走査ラインＬｓに接続された複数の画素回路（この走査ラインＬｓの行）１０１における各選択トランジスタＴｒ１１がＯＮ状態になり、この走査ラインＬｓに接続された複数の画素回路１０１が選択されたことになる。また、システムコントローラ９５は、データドライバ９３を制御し、前記の画像データに応じて階調電圧Ｖｄを各データラインＶｄに印加する。これによって、トランジスタＴｒ１１のゲートに階調電圧Ｖｄに応じた電位が印加され、階調電圧Ｖｄに応じてトランジスタＴｒ１２のドレイン・ソース間に電流が流れる。

ここで、トランジスタＴｒ１２のドレイン・ソース間に流れる電流（つまり、発光素子ＯＥＬに流れる発光駆動電流）の電流値は、ドレイン・ソース間の電位差及びゲート・ソース間の電位差によって決まり、ここでの発光駆動電流の電流値は、階調電圧Ｖｄ（つまり画像データのデータ内容）に応じた値になる。そして、この発光駆動電流は、高電位側のアノードラインＬａから、発光素子ＯＥＬを流れて、低電位側の基準電位Ｖｓｓ側に流れる。発光素子ＯＥＬは、階調電圧Ｖｄに応じた輝度階調で発光する。また、このとき、キャパシタＣｓには、階調電圧Ｖｄに応じた電荷が蓄積（充電）される（階調電圧Ｖｄの書込）。なお、発光素子ＯＥＬを非発光にする場合には、ゲート・ソース間の電位差を０にするような電圧ＶｄがデータラインＬｄに印加される。

システムコントローラ９５はこのような選択制御（上記Ｖｓ、Ｖｄ、Ｖａの印加）を、各行について順次行うことによって、全画素回路１０１について行う。

システムコントローラ９５は、前記選択制御を行っていない行については、非選択制御を行う。システムコントローラ９５は、走査ドライバ９２を制御し、被選択レベルの電圧値の電圧（Ｌｏｗレベルの電圧）Ｖｓを、前記選択制御を行っていない行の走査ラインＬｓに印加する。これによって、この走査ラインＬｓに接続された複数の画素回路（この走査ラインＬｓの行）１０１における各選択トランジスタＴｒ１１がＯＦＦ状態になり、この走査ラインＬｓに接続された複数の画素回路１０１は非選択になる。そして、これによって、駆動トランジスタＴｒ１２のゲートとデータラインＬｄとの電気的な接続が遮断されたことになる。

この遮断があっても、キャパシタＣｓでは階調電圧Ｖｄに応じた電荷が維持されているので、駆動トランジスタＴｒ１２のゲート・ソース間の電位差（階調電圧Ｖｄに応じた電位差）は維持され、選択制御において流れた発光駆動電流と同程度の電流が発光素子ＯＥＬに流れるので、発光素子ＯＥＬの発光は維持される。この発光は、次の選択制御（階調電圧Ｖｄの書込）が行われるまで、例えば、一フレーム分の画像を表示する期間継続される。発光素子ＯＥＬが非発光の場合には、キャパシタＣｓに電荷が蓄積されないので、非選択の状態であっても非発光になる。

上記のようにして、システムコントローラ９５は、一行毎に行を選択し、選択した行における画素回路１０１における発光素子ＯＥＬの発光（画像データに基づく輝度での発光）・非発光を制御するとともに、階調電圧Ｖｄの書込を行う。また、選択した行以外の行、つまり、選択されていない行における画素回路１０１については、発光又は非発光が維持される。これによって、基板１１上に画像データが表す所定の画像が表示されることになる。

次に図１１の等価回路を実現するような画素回路１１１の構造（有機ＥＬ発光装置１００の具体的な構造）を、図１２及び１３を参照して説明する。なお、図１２及び１３では、図１乃至図８における構成要素と対応しているものについては、同じ符号を付している。また、図１３においては、見やすさを考慮し、所定の構成要素について断面を表すハッチングを適宜省略している。図１３では、全ての構成要素は、断面を表す。なお、図１２及び１３の選択トランジスタＴｒ１１が、上記のトランジスタＴｒによって構成されているが、選択トランジスタＴｒ１１の各要素の形状は、上記のトランジスタＴｒの各要素の形状に比べて適宜変更されている。画素回路１１１等は、選択トランジスタＴｒ１１（上記のトランジスタＴｒ）を形成するときに、同時に基板１１上に形成される（トランジスタＴｒの形成方法は上記参照）。

有機ＥＬ発光装置１００に用いられる基板１１は、ガラス基板等の透明な基板である。

駆動トランジスタＴｒ１２の前記ゲートを構成するゲート電極１２２、キャパシタＣｓの電極Ｃｓ１、データラインＬｄは、選択トランジスタＴｒ１１のゲート電極１２とともに同時に一括で形成される。ゲート電極１２２と電極Ｃｓ１とは、一体的に形成されることによって、電気的に接続する。

駆動トランジスタＴｒ１２の、半導体層１２４、保護層１２５と、ソースを構成するソース電極１２６、ドレインを構成するドレイン電極１２７は、選択トランジスタＴｒ１１におけるそれらと同じプロセスで、それらと同時に一括で形成される。ソース電極１２６は、不純物層１２６ａと導電層１２６ｂとを含む。ドレイン電極１２７は、不純物層１２７ａと導電層１２７ｂとを含む。なお、駆動トランジスタＴｒ１２の各要素の説明は、上記の選択トランジスタＴｒ１１における各要素の説明に準じる。

なお、導電層１６ｂ、導電層１７ｂ、導電層１２６ｂ、導電層１２７ｂの形成時には、キャパシタＣｓの電極Ｃｓ２、走査ラインＬｓ、アノードラインＬａ、コンタクト部Ｃ１、コンタクト部Ｃ２も同時に一括して形成される。これらの形成前（つまり、前記のメタル層の形成前）において、絶縁層１３に、データラインＬｄを露出させるコンタクトホールＣＨ１と、ゲート電極１２２を露出させるコンタクトホール（図示せず）と、を形成する。前記のメタル層の形成時に、このメタル層の一部がコンタクトホールＣＨ１に入り込んでコンタクト部Ｃ１が形成され、このメタル層の他の一部が前記図示しないコンタクトホールに入り込んでコンタクト部Ｃ２が形成される。

電極Ｃｓ２は、導電層１２６ｂと一体的に形成され、電極Ｃｓ２とソース電極１２６とは電気的に接続される。導電層１２７ｂは、アノードラインＬａと一体的に形成され、アノードラインＬａとドレイン電極１２７とは電気的に接続される。導電層１６ｂは、コンタクト部Ｃ１を介して、データラインＬｄに電気的に接続される。導電層１７ｂは、コンタクト部Ｃ２を介して、ゲート電極及び電極Ｃｓ１に電気的に接続される。電極Ｃｓ１と電極Ｃｓ２とは、上下方向において対向し、電極Ｃｓ１と電極Ｃｓ２とこれらの間の絶縁層１３とによって、キャパシタＣｓが構成される。

導電層１６ｂ等を形成後には、スパッタ法、真空蒸着法等により絶縁層１３上に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＺｎＯ等の透明導電膜を被膜後、フォトリソグラフィによって、この透明導電膜をパターニングして画素電極ＯＥＬ１を形成する。画素電極ＯＥＬ１は、画素１１１を規定するための電極になる。画素電極ＯＥＬ１は、発光素子ＯＥＬのアノード電極を構成する。

画素電極ＯＥＬ１の形成後、絶縁層２０が形成される。絶縁層２０は、画素電極ＯＥＬ１の端部、各トランジスタのソース電極やドレイン電極、アノードラインＬａ等を覆うように形成される。また、絶縁層２０は、各画素１１１（発光素子ＯＥＬ）をそれぞれ区画し、画素電極ＯＥＬ１をそれぞれで露出させる矩形の開口Ｋ（開口率に寄与する貫通孔である。）を複数有するように格子状に形成される。絶縁層２０は、隣り合う画素電極ＯＥＬ１を絶縁するとともに、各トランジスタ、各アノードラインＬａ等を絶縁保護する。

上記トランジスタＴｒにおけるコンタクトホールＨは、ここでは、コンタクトホールＣＨ３として形成される。コンタクトホールＣＨ３は、光吸収層２１、絶縁層２０、走査ラインＬｓ、絶縁層１３を貫通し、ゲート電極１２に達するように形成される。導電層２２の形成時には、コンタクトホール２２ａに対応するものとして、コンタクト部Ｃ３が形成される。コンタクト部Ｃ３は、導電層２２と、走査ラインＬｓと、ゲート電極１２とを電気的に接続する。

導電層２２等を覆う絶縁層２３は、ここでは、有機ＥＬ発光装置１００における所謂隔壁（バンク）である。絶縁層２３は、例えば感光性のポリイミド系の絶縁樹脂材料を塗布、パターニング、硬化して、絶縁層２２上に隔壁として形成される。絶縁層２３は、列方向に沿った複数の画素電極ＯＥＬ１をまとめて開口するように列方向が長尺なストライプ状の開口を有する。絶縁層２３は、後述の有機ＥＬ層の形状を画定するためのものである。

絶縁層２３の形成後は、正孔注入層ＯＥＬ２、発光層１１ｃ、電子輸送層ＯＥＬ４を、隔壁２３の各開口内に表示に用いられる色毎に塗布して、画素電極ＯＥＬ１上に、正孔注入層ＯＥＬ２、発光機能層ＯＥＬ３、電子輸送層ＯＥＬ４、からなる有機ＥＬ層（発光層）を積層させる。正孔注入層ＯＥＬ２、電子輸送層ＯＥＬ４は、それぞれ、公知の高分子材料等によって形成される。発光機能層ＯＥＬ３は、公知の高分子発光材料等によって形成される。

そして、絶縁層２３の各開口と絶縁層２３とを覆って、各画素電極ＯＥＬ１に各有機ＥＬ層を介して共通して対向するように連なる対向電極ＯＥＬ５を形成する。対向電極ＯＥＬ５は、光反射特性を有し、導電材料、例えば１〜１０ｎｍ厚のＬｉ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｉｎ等の仕事関数の低い材料からなる電子注入性の下層と、１００ｎｍ以上の厚さのＡｌ，Ｃｒ，Ａｇ，パラジウム銀系の合金等の光反射性導電金属からなる高仕事関数の上層を有する積層構造として、真空蒸着、スパッタ等の方法によって形成される。対向電極１１ｅは、基準電位Ｖｓｓにある図示しない端子に接続される。

画素電極ＯＥＬ１と、有機ＥＬ層及び対向電極ＯＥＬ５において、有機ＥＬ発光装置１００を厚さ方向から見た場合において画素電極ＯＥＬ１に重なる部分と、によって発光素子ＯＥＬが構成される。有機ＥＬ層は、画素電極ＯＥＬ１と対向電極ＯＥＬ５との間に電圧を印加することにより光を発生させる。有機ＥＬ層から上側に出射する光は、対向電極ＯＥＬ５に反射し、下側に向かい、画素電極ＯＥＬ１、絶縁層２１、基板１１等を透過して、発光装置１１の下側から出射する。また、有機ＥＬ層から下側に出射する光は、画素電極ＯＥＬ１、絶縁層２１、基板１１等を透過して、発光装置１１の下側から出射する。このように有機ＥＬ発光装置１００は、基板１１から光を出射する所謂ボトムエミッションタイプである。

次に、対向電極ＯＥＬ５を覆うように、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＯ_２等から成るパッシベーション膜２４を、ＣＶＤ法等の適宜の方法によって形成する。パッシベーション膜２４は、例えば、対向電極ＯＥＬ５側に水分の浸入することを遮断するためのものである。

次に、パッシベーション膜２４が形成された状態の基板１１の表面全面又は周縁部に、合成樹脂等からなる封止材２５を塗布等し、封止基板１３０をその上に置いて、パッシベーション膜２４が形成された状態の基板１１と封止基板１３０とが封止材２５を介して貼り合わせられた状態とする。更に、封止材２５に紫外線を照射することにより、熱を加えることにより、又は封止基板２５を加圧すること等により、封止材２５を硬化させ、パッシベーション膜２４が形成された状態の基板１１と封止材２５と封止基板１３０とを一体的に接着させる。このようにして、封止材２５及び封止基板１３０によって、前記で形成された各層が封止され、これによって、有機ＥＬ発光装置１００が完成する（図９参照）。有機ＥＬ発光装置１００は、封止基板１３０と、基板１１と、これらの基板の間に挟まれた各層からなる積層体Ｍを含んで構成されている。

発光素子ＯＥＬから出射された光が透過できるように、絶縁層１３及び２０等は透光性を有する。また、発光素子ＯＥＬから出射された光が透過できるように基板１１も透光性を有する。また、保護層１５も製造上の都合（絶縁層１３等と同じ材料で形成する等）等によって適宜透光性を有する。

このような構成によってトランジスタＴｒ１１には、例えば、基板１１の外側（図２では下側）から、基板１１を透過し、絶縁層１３等を透過する外光、又は、有機ＥＬ素子ＯＥＬから出射され、例えば、絶縁層１３及び２０を透過する光（便宜上、内光という。また、この内光は他の要素を反射した光であってもよい。）が到達する。

トランジスタＴｒ１１が、仮に、光吸収層２１を有していない場合、前記の光はトランジスタＴｒ１１に悪影響を及ぼす。この悪影響の理由として考えられる現象を説明する。なお、以下の説明では、トランジスタＴｒの構造（図１乃至４）を描いた図を参照して説明するが、当然トランジスタＴｒ１１のような構造や他の構造であっても、悪影響は生じうる。

図１４は、図４において、光吸収層２１が形成されていない場合（つまり、導電体層２１が絶縁層２０の上面に直接形成されている場合）、を示す図である。なお、図１４では、図を見やすくするために、断面を表すハッチングを省略した。また、図１４では、図４において、対応する構成要素について同じ符号を付している。

図１４のように、トランジスタＴｒ２には、外光が基板１１、絶縁層１３、絶縁層２０を透過して到達する。この外光は、例えば、導電体層２２とゲート電極１２との間で多重反射して、半導体層１４に入射する。このような多重反射によって半導体層１４に入射すると、半導体層１４が電流を流したり（つまり、トランジスタＴｒが誤作動することになる）、光劣化したりするといった不具合が生じる。このように、トランジスタＴｒ２は、絶縁層２０等を通過する外光から悪影響を受けることがある。

また、トランジスタＴｒ２には、内光が絶縁層１３、絶縁層２０を透過して到達することもある。この内光は、例えば、ゲート電極１２と導電体層２２との間で多重反射して、半導体層１４に入射する。このような多重反射によって半導体層１４に入射すると、上記同様、半導体層１４に不具合が生じる。このように、トランジスタＴｒ２は、絶縁層２０等を通過する内光から悪影響を受けることがある。

また、例えば、光が導電体層２２のみを反射して半導体層１４に入射する場合や、光が、半導体層２３と電極（ゲート電極１２、ソース電極１６又はドレイン電極１７）のいずれか又はその組み合わせとで反射して半導体層１４に入射する場合等もある。また、半導体層２２の種類、厚さ等によっては、この半導体層２２を一度以上透過した光が導電体層２２等で反射して半導体層２２に入射することも予測される（図１５参照）。図１５では、図を見やすくするために、断面を表すハッチングを省略した。また、図１５では、図４において対応する構成要素について図４と同じ符号を付している。以上のような場合でも、上記同様、内光又は外光によって半導体層１４に不具合が生じる可能がある。このように、トランジスタＴｒ２は、絶縁層２０等を通過する内光又は外光から悪影響を受けることがある。

上記で説明した反射のうち、どのような反射が起こり、どのような反射によってトランジスタＴｒ２への悪影響が生じるかは、トランジスタＴｒ２の仕様や、トランジスタＴｒ２が使用される有機ＥＬ発光装置の仕様等によって変わるが、少なくとも、上記不具合は、導電体層２２で光が反射することが大きく寄与している可能性が高い。これは、導電体層２２が半導体層１４と対向しており、かつ、半導体層１４よりも上層にあるので、反射された光が直接半導体層１４に到達するか、又は、他の電極（ゲート電極１２）で反射して半導体層１４に到達する可能性が高いからである。また、上記の不具合は、半導体層１４が、アモルファスシリコン等で構成されている場合に特に起こりやすい。

上記のような不都合を解消するため、導電体層２２を形成しないことも考えられるが、導電体層２２は、例えば、この導電体層２２よりも上層に形成された対向電極ＯＥＬ５に印加された電圧（例えば、カソード電位）によるトランジスタＴｒの素子特性への悪影響（誤動作等）を軽減させる役割を有したり、ゲートが二つ形成されて素子特性が向上したりしているので、導電体層２２は形成したい。

そこで、本実施形態に係るトランジスタＴｒは、光吸収層２１を備える。これによって、図１６及び図１７に示すように、トランジスタＴｒに到達する外光又は内光、つまり、トランジスタＴｒ外部から絶縁層２０等を透過して導電体層２２に向かう外光又は内光を光吸収層２２で吸収するため、導電体層２２での反射は防止又は抑制される。このため、導電体層２２に到達する光は図１４及び１５のトランジスタＴｒ２の場合に比べて少ないと考えられる。特に、外光の多重反射等が軽減又は防止される。このため、上記の不具合の発生を防止又は軽減できる。なお、図１６及び図１７では、図を見やすくするために、断面を表すハッチングを省略した。

上記のように、本実施形態では、トランジスタＴｒが光吸収層２１を有することによって、トランジスタＴｒ外部からの光であって、絶縁層２０等を透過して、導電体層２２に向かう光（導電体層２２で反射されるべき光）を光吸収層２１で吸収できるので、導電体層２２を形成することによって生じる上記の不具合の発生を防止又は軽減できる。また、これによって、本実施形態に係るトランジスタＴｒは、絶縁層（少なくとも絶縁層２０）を透過し、導電体層２２に向かう光によるトランジスタＴｒへの悪影響を軽減又は防止できる。

上記有機ＥＬ発光装置１００は、例えば、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、又は携帯電話等の電子機器に用いられる。特に有機ＥＬ発光装置１００は、電子機器の表示部（ディスプレイ）等として、使用される。例えば、デジタルカメラ１９１０は、例えば図１８及び図１９のように、操作部１９１１と、表示部１９１２と、を備える。この表示部１９１２に有機ＥＬ発光装置が用いられる。同様に、ノートパソコン（ノート型パーソナルコンピュータ）１９２０は図２０に示すように、表示部１９２１を備え、有機ＥＬ発光装置は表示部１９２１に使用される。更に、図２１のように、携帯電話機１９３０は表示部１９３１を備え、有機ＥＬ発光装置は表示部１９３１に使用される。

なお、光吸収層２１は、導電体層２２を下側から覆い、絶縁層２０から導電層２１に向かう光を吸収するものであれば上記の不都合を軽減又は防止できる。光吸収層２１は、半導体層１４と導電体層２２との間にあれば、上記の不都合を軽減又は防止できると考えられるので、光吸収層２１の位置は半導体層１４と導電体層２２との間で任意である。なお、光吸収層２１は導電体層２２の直下に配置されている、つまり、光吸収層２１の上面に導電体層２２が配置されることが、光吸収層２１を製造する製造プロセス上容易である。なお、絶縁層２０から導電層２１に向かう光を吸収するとは、前記光の少なくとも一部を吸収することを含む。光吸収層２１は、その形状等は適宜変更できる。光吸収層２１は、導電体層２２と平面形状が略同じでなくてもよい。光吸収層２１の平面形状を、ゲート電極１２の平面形状に対応した形状（例えば、平面形状の外形が略同じ形状）にすれば（上記実施形態もこの形状の一例になる。）、特に、トランジスタＴｒ２の場合においてゲート電極１２と導電体層２２との間で生じ得る多重反射を防止出来るので、上記不都合を軽減又は防止し易い。

上記では、導電体層２２は、光の反射面を有し、不透明で光を反射する性質を有するものであるが、導電体層２２は、透明であってもよい。この場合、例えば、導電帯層２２は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等によって形成される。導電体層２２が透明であっても、導電体層２２と他の層との界面では、両者の屈折率の違いによって、光の反射が生じると考えられる。つまり、この場合でも、導電体層２２は、光の反射面（ここでは、他の層との界面）を有する。例えば、上記トランジスタＴｒ１２では、導電体層２２と絶縁層２０との界面等で光の反射が生じると考えられる。このため、導電体層２２が透明であっても、上記で説明した不具合が起こりうるが、上記と同様、光吸収層２１によって、このような不都合は、軽減又は防止される。なお、導電体層２２が光を反射する場合、これによって、絶縁層２３から半導体層１４に向かう光が導電体層２２で反射されるので、導電体層２２又は光吸収層２１に到達する光を少なくすることが出来る。

また、上記では、光の反射面を有し、不透明で光を反射する性質を有するものである、ゲート電極１２、ソース電極１６、及び、ドレイン電極１７の少なくともいずれかは、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等によって形成され、透明であってもよい。これら電極が透明であっても、これら電極と他の層との界面（電極の反射面）では、両者の屈折率の違いによって、光の反射が生じると考えられる。このため、これら電極が透明であっても、上記で説明した不具合が起こりうるが、上記と同様、光吸収層２１によって、このような不都合は、軽減又は防止される。なお、ゲート電極１２、ソース電極１６、及び、ドレイン電極１７のいずれかが光を反射する場合、これによって、半導体層１４に向かう光がこれら電極で反射されるので、導電体層２２に到達する光を少なくすることが出来る。特に、ゲート電極１２が光を反射する場合、これによって、基板１１等を透過して半導体層１４に向かう外光がゲート電極１２で反射されるので、導電体層２２に到達する光を少なくすることが出来る。これによって上記の不都合は、軽減又は防止される。

また、上記では、導電体層２２とゲート電極１２とは、導電体層２２のコンタクト部２２ａによって電気的に接続されているが、他の導電層、コンタクトホール等によって電気的に接続されてもよい。つまり、導電体層２２とゲート電極２１との接続の仕方は適宜の方法がある。

なお、トランジスタＴｒは、他の回路のトランジスタとして使用されてもよい。また、回路ＤＳにおいて、トランジスタＴｒ１１とともに又はトランジスタＴｒ１１に代えて、トランジスタＴｒをトランジスタＴｒ１２として使用してもよい。また、トランジスタＴｒは、上記では、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ；Field effect transistor）の一種である、ｎチャネル型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）であるが、ｐチャネル型の薄膜トランジスタ等の他のタイプのトランジスタであってもよい。ｐチャネル型の薄膜トランジスタの場合、ソースとドレインとが逆になる。

また、導電体層２２は、ソース電極１６又はドレイン電極１７のいずれかと電気的に接続されてもよい。接続方法は、任意の方法によって行われる。例えば、図２２又は図２３のように、導電体層２２は、上記のコンタクト部２２ａと同様のコンタクト部２２ｂ又は２２ｃを含み、コンタクト部２２ｂ又は２２ｃがソース電極１６又はドレイン電極１７と電気的に接続することによって、導電体層２２とソース電極１６又はドレイン電極１７とは電気的に接続する。コンタクト部２２ｂ又は２２ｃは、絶縁層２０、及び、光吸収層２１を貫通するコンタクトホールＨ２又はＨ３内に入り込んでいる。なお、図２２又は図２３では、図３において、対応する構成要素について同じ符号を付している。

また、上記のように、外光又は内光は、ゲート電極１２でも反射するので、光吸収層２１に代えて又は加えて、半導体層１４とゲート電極１２との間に光吸収層２１と同様の光吸収層を形成してもよい。これによっても、上記の多重反射等が防止又は軽減され、半導体層１４に到達する光を少なくできるので、上記の不都合は軽減又は防止される。例えば、図２４のように、導電体層２２と半導体層１４との間に形成した光吸収層２１とともに、ゲート電極１２の上面上に光吸収層３２１を形成してもよい。例えば、図２５のように、光吸収層２１に代えて、ゲート電極１２の上面上に光吸収層３２１を形成してもよい。光吸収層３２１の形状は適宜決定できる。光吸収層３２１は、光吸収層２１と同様のものであり、また、光吸収層２１と同様の形状にも出来るし、例えば、平面形状がゲート電極１２と略同じになるように形成されてもよい。

Ｔｒ・・・トランジスタ、１１・・・基板、１２・・・ゲート電極、１３・・・絶縁層、１４・・・半導体層、１５・・・保護層、１６・・・ソース電極、１７・・・ドレイン電極、２０・・・絶縁層、２１・・・光吸収層、２２・・・導電体層、２３・・・絶縁層、ＤＳ・・・回路、１９１０・・・デジタルカメラ、１９２０・・・ノート型パーソナルコンピュータ、１９３０・・・携帯電話機

Claims (6)

1. ゲート電極と、
   透光性を有する絶縁層を介して前記ゲート電極と対向配置される、前記ゲート電極側の面に光の反射面を有する導電体層と、
   前記ゲート電極と前記導電体層との間に位置し、チャネルが形成される半導体層と、
   前記半導体層に接続され、前記半導体層を挟んでチャネル長方向に対向する一対のソース電極及びドレイン電極と、
   前記導電体層と前記半導体層との間、並びに前記ゲート電極と前記半導体層との間の少なくともいずれか一方に位置し、光を吸収する光吸収層と、
   を備えることを特徴とするトランジスタ。
2. 前記ゲート電極は、前記導電体層側の面に光の反射面を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のトランジスタ。
3. 前記光吸収層は、前記導電体層の直下に位置している、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のトランジスタ。
4. 前記導電体層は、前記ソース電極又は前記ドレイン電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のトランジスタ。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のトランジスタを備える、
   ことを特徴とする発光装置。
6. 請求項５に記載の発光装置を備える、
   ことを特徴とする電子機器。

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