JP3649927B2 - Electroluminescence display device - Google Patents

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JP3649927B2
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Description

【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(Electro 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(Thin 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6に有機EL表示装置の1表示画素の等価回路図を示し、図7に有機EL表示装置の1表示画素を示す平面図を示し、図8(a)に図7中のA−A線に沿った断面図を示し、図8(b)に図7中のB−B線に沿った断面図を示す。
【0004】
図6及び図7に示すように、ゲート信号線51とドレイン信号線52とに囲まれた領域に表示画素が形成されている。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TFT130が備えられており、そのTFT130のソース13sは後述の保持容量電極線54との間で容量をなす容量電極55を兼ねるとともに、有機EL素子を駆動する第2のTFT140のゲート41に接続されている。第2のTFT140のソース43sは有機EL素子の陽極61に接続され、他方のドレイン43dは有機EL素子を駆動する駆動電源線53に接続されている。
【0005】
また、TFTの付近には、ゲート信号線51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54はクロム等から成っており、ゲート絶縁膜12を介してTFT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160は、第2のTFT140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。
【0006】
まず、スイッチング用のTFTである第1のTFT130について説明する。
【0007】
図8(a)に示すように、石英ガラス、無アルカリガラス等からなる絶縁性基板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ゲート電極11を兼ねたゲート信号線51及びAlから成るドレイン信号線52を備えており、有機EL素子の駆動電源でありAlから成る駆動電源線53を配置する。
【0008】
続いて、ゲート絶縁膜12、及びp−Si膜からなる能動層13を順に形成し、その能動層13には、いわゆるLDD(Lightly Doped Drain)構造が設けられている。即ち、ゲート電極11の両側に低濃度領域13LDとその外側に高濃度領域のソース13s及びドレイン13dが設けられている。
【0009】
そして、ゲート絶縁膜12、能動層13及びストッパ絶縁膜14上の全面には、SiO2膜、SiN膜及びSiO2膜の順に積層された層間絶縁膜15を設け、ドレイン13dに対応して設けたコンタクトホールにAl等の金属を充填してドレイン電極16を設ける。更に全面に例えば有機樹脂から成り表面を平坦にする平坦化絶縁膜17を設ける。
【0010】
次に、有機EL素子の駆動用のTFTである第2のTFT140について説明する。
【0011】
図8(b)に示すように、石英ガラス、無アルカリガラス等からなる絶縁性基板10上に、Cr、Moなどの高融点金属からなるゲート電極41を設け、ゲート絶縁膜12、及びp−Si膜からなる能動層43を順に形成し、その能動層43には、ゲート電極41上方に真性又は実質的に真性であるチャネル43cと、このチャネル43cの両側に、その両側にイオンドーピングを施してソース13s及びドレイン13dが設けられている。
【0012】
そして、ゲート絶縁膜12及び能動層43上の全面には、SiO2膜、SiN膜及びSiO2膜の順に積層された層間絶縁膜15を形成し、ドレイン43dに対応して設けたコンタクトホールにAl等の金属を充填して駆動電源50に接続された駆動電源線53を配置する。更に全面に例えば有機樹脂から成り表面を平坦にする平坦化絶縁膜17を形成して、その平坦化絶縁膜17のソース43sに対応した位置にコンタクトホールを形成し、このコンタクトホールを介してソース13sとコンタクトしたITO(Indium Thin Oxide)から成る透明電極、即ち有機EL素子の陽極61を平坦化絶縁膜17上に設ける。
【0013】
有機EL素子160は、ITO等の透明電極から成る陽極61、MTDATA(4,4-bis(3-met hylphenylphenylamino)biphenyl)から成る第1ホール輸送層62、TPD(4,4,4-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylanine)からなる第2ホール輸送層63、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64及びBebq2から成る電子輸送層からなる発光素子層65、マグネシウム・インジウム合金から成る陰極66がこの順番で積層形成された構造である。この陰極66は、図7に示した有機EL表示装置を形成する基板10の全面、即ち紙面の全面に設けられている。
【0014】
また有機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。
【0015】
ここで、図3に第2のTFTの特性を示す。
【0016】
横軸に、図6中の駆動電源線53と保持容量170との交点173における電位を基準としたゲート電圧Vgsを、縦軸にドレイン電流Idsを示す。
【0017】
陰極が第2のTFTのチャネルの上方に無い場合では、図3中の実線で示すような特性を示す。また、陰極が有機EL表示装置の全面に形成されている場合、即ち例えばこの陰極が−10Vの電位をもつ場合、TFT特性は図3中の破線のように変化する。
【0018】
これは、チャネル43c上方に設けられた有機EL素子160の陰極66には電圧が印加されるがその電圧によってチャネル43cに対してバックチャネルが発生するためである。即ち、図5(b)に示したように、有機EL表示装置は基板10上に第2のTFT140を形成し、更にその上に有機EL素子160を設けた構造であり、有機EL素子160の陰極66が全面に形成されている構造であるため、その陰極66に電圧が印加されるとその電圧によって生じる電界によって電荷が生じ、いわゆるバックチャネルを生じてしまうためである。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、第2のTFT140は有機EL素子160を駆動する電源からの電流を第2のTFT140のゲート41に印加された電圧に応じて制御して有機EL素子60に供給する機能を有しているが、この陰極の電位による特性変動の量(ΔV)は、チャネル上にあるストッパ絶縁膜、平坦化絶縁膜の膜厚、膜質によって決まり、これらが表示面内で変動した場合、ΔVは容易に変動することになる。ΔVのばらつきはEL発光素子層に流れる電流を変動させることになるため、各表示画素ごとに発光輝度のばらつきを生じ表示にムラが発生するという欠点があった。
【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、第2のTFTの特性の変動をなくし本来EL素子に供給されるべき電流を供給して表示ムラの発生しないEL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EL表示装置は、陽極と陰極との間に発光層を有するエレクトロルミネッセンス素子と、非単結晶半導体膜からなる能動層のドレインがドレイン信号線に、ゲートがゲート信号線にそれぞれ接続された第1の薄膜トランジスタと、非単結晶半導体膜からなる能動層のドレインが前記エレクトロルミネッセンス素子の駆動電源に、前記能動層のチャネルの下方に設けたゲートが前記第1の薄膜トランジスタのソースにそれぞれ接続された第2の薄膜トランジスタとを備えたエレクトロルミネッセンス表示装置であって、該第2の薄膜トランジスタの能動層に設けられたチャネルの上方に該チャネルを覆う導電体を設けているものである。
【0022】
また、上述のEL表示装置の前記導電体は前記駆動電源に接続された駆動電源線を前記チャネル上方にまで延在させて設けたエレクトロルミネッセンス表示装置である。
【0023】
更に、上述のEL表示装置の前記導電体は前記ゲート信号線を前記チャネル上方にまで延在させて設けたエレクトロルミネッセンス表示装置である。
【0024】
【発明の実施の形態】
本発明のEL表示装置について以下に説明する。
<第1の実施の形態>
図1に本発明を有機EL表示装置に適用した場合の1表示画素を示す平面図を示し、図2(a)に図1中のA−A線に沿った断面図を示し、図2(b)に図1中のB−B線に沿った断面図を示す。
【0025】
図1に示すように、ゲート信号線51とドレイン信号線52とに囲まれた領域に表示画素が形成されている。両信号線の交点付近には第1のTFT30が備えられており、そのTFT30のソース13sは保持容量電極線54との間で容量をなす容量電極55を兼ねるとともに、第2のTFT40のゲート41に接続されている。第2のTFTのソース43sは有機EL素子60の陽極61に接続され、他方のドレイン43dは有機EL素子を駆動する駆動電源線53に接続されている。
【0026】
また、TFTの付近には、ゲート信号線51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54はクロム等から成っており、ゲート絶縁膜12を介してTFT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、第2の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。
【0027】
このように有機EL素子60及びTFT30,40を備えた表示画素が基板10上にマトリクス状に配置されることにより有機EL表示装置が形成される。
【0028】
図2に示すように、有機EL表示装置は、ガラスや合成樹脂などから成る基板又は導電性を有する基板あるいは半導体基板等の基板10上に、TFT及び有機EL素子を順に積層形成して成る。ただし、基板10として導電性を有する基板及び半導体基板を用いる場合には、これらの基板10上にSiO2やSiNなどの絶縁膜を形成した上にTFT及び有機EL表示装置を形成する。
【0029】
本実施の形態においては、第1及び第2のTFT30,40ともに、ゲート電極を能動層13の下方に設けたいわゆるボトムゲート型のTFTであり、能動層として多結晶シリコン(Poly-Silicon、以下、「p−Si」と称する。)膜を用いた場合を示す。またゲート電極11,41がダブルゲート構造であるTFTの場合を示す。スイッチング用のTFTである第1のTFT30は、図2(a)に示すように、従来の第1のTFT140と同じ構造であるので説明は省略する。
【0030】
次に、有機EL素子60の駆動用のTFTである第2のTFT40について説明する。
【0031】
図2(b)に示すように、石英ガラス、無アルカリガラス等からなる絶縁性基板10上に、Cr、Moなどの高融点金属からなるゲート電極41を形成する。
【0032】
ゲート絶縁膜12、及びp−Si膜からなる能動層43を順に形成する。
【0033】
その能動層43には、ゲート電極41上方に真性又は実質的に真性であるチャネル43cと、このチャネル43cの両側に、その両側にイオンドーピングしてソース13s及びドレイン13dが設けられている。
【0034】
そして、ゲート絶縁膜12及び能動層43上の全面に、SiO2膜、SiN膜及びSiO2膜の順に積層された層間絶縁膜15を形成し、ドレイン43dに対応して設けたコンタクトホールにAl等の金属を充填して駆動電源50に接続された駆動電源線53を形成する。更に全面に例えば有機樹脂から成り表面を平坦にする平坦化絶縁膜17を形成する。そして、その平坦化絶縁膜17のドレイン43dに対応した位置にコンタクトホールを形成し、このコンタクトホールを介して駆動電源線53とコンタクトしAlからなる駆動電源線53を形成する。このとき、同時にその駆動電源線53の一部をチャネル43c上に延在させて覆う導電体56を形成する。また、その平坦化絶縁膜17のソース43sに対応した位置にコンタクトホールを形成し、このコンタクトホールを介してソース13sとコンタクトしたITOから成る透明電極、即ち有機EL素子の陽極61を平坦化絶縁膜17上に形成する。
【0035】
有機EL素子60の構造も従来の技術で説明した構造と同じであるので説明を省略する。
【0036】
このように、第2のTFT40のチャネル43c上方に駆動電源53の一部からなる導電体56を形成することにより、陰極66に印加される電圧による電界によって生じるバックチャネルを抑制することができる。即ち、陰極の電位による電界やチャネル上部の膜質、膜厚等の変動による影響を受けず、本来のTFT特性を保持することができることになる。従って、陰極の電位による電界やチャネル上部の膜質、膜厚等の変動等に起因する表示ムラを防止することができる。
【0037】
また、第2のTFT40がp型を呈する不純物をドーピングしたソース及びドレインを備えた能動層を備えたp型チャネルTFTとすれば、Id−Vd特性において飽和する領域を広くすることができるため、Vdに応じてIdが変化しにくくなる、即ちドレイン電圧の変化に応じたドレイン電流値のばらつきが少なくなるので有機EL素子の発光輝度が再現性良く均一にすることができることから良好な階調表示を容易に得ることができる。
【0038】
特に多結晶シリコンTFTでは、従来の技術の欄で説明したように、結晶粒界が存在し、粒界にトラップされた電子によってポテンシャルバリアが形成され空乏層が広がる。このためドレイン電極エッジにおいて粒界に強い電界がかかり、これにより加速された電子が格子と衝突する衝突電離現象が発生するが、その現象はn型チャネルTFTの場合に比べp型チャネルの場合の方が著しく小さいことから、ドレイン電流は飽和する領域を示し良好な飽和特性を得ることができることから、第2のTFTとしてp型チャネルTFTを用いることが好ましい。
<第2の実施の形態>
図4に本発明のEL表示装置の表示画素付近の平面図を示し、図5に図4中のC−C線に沿った断面図を示す。
【0039】
本実施の形態が第1の実施の形態と異なる点は、図4に示すように、第2のTFT40のチャネル43c上方に設けた導電体56が第2のTFT40のゲート電極41の一部が延在して設けられている点である。
【0040】
図4及び図5に示すように、第2のTFTは、ゲート電極41、ゲート絶縁膜12を積層した上に設けたp−Siから成る能動層を備えている。そして、その能動層には不純物がドーピングされているソース43s及びドレイン43dを備えている。
【0041】
ゲート絶縁膜12及び層間絶縁膜15に設けたコンタクトホールを介してゲート電極41とコンタクトした導電体56をチャネル43c上方にまで延在させて設ける。即ち、ゲート電極41と同じ電位の導電体56を設ける。
【0042】
このように、ゲート電極41と同電位の導電体56を設けることにより、従来発生していたバックチャネルを抑制することができる。
【0043】
そのため、有機EL素子60に本来供給されるべき電流が供給されて発光するので、各表示画素における発光輝度のばらつきが無くなり、表示ムラの発生しない有機EL表示装置を得ることができる。
【0044】
また、第2のTFTを第1の実施の形態と同様にp型チャネルを備えたTFTとすることによりドレイン電圧に対するドレイン電流のばらつきが少なく有機EL素子の発光輝度が再現性良く均一にすることができ良好な階調表示を得ることができる有機EL表示装置が得られる。
【0045】
なお、上述の各実施の形態においては、能動層として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を用いても良い。
【0046】
更に、上述の各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。
【0047】
【発明の効果】
本発明のEL表示装置は、高速の書き込みと保持特性が良い第1のTFTと、電流制御性が良い第2のTFTとを備えているので、良好な階調表示が可能なEL表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のEL表示装置の第1の実施の形態を示す平面図である。
【図2】本発明のEL表示装置の第1の実施の形態を示す断面図である。
【図3】本発明のEL表示装置に備えられたTFTの特性図である。
【図4】本発明のEL表示装置の第2の実施の形態を示す平面図である。
【図5】本発明のEL表示装置の第2の実施の形態を示す断面図である。
【図6】EL表示装置の等価回路図である。
【図7】従来のEL表示装置の平面図である。
【図8】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
13s、43s ソース
13d、43d ドレイン
13c、43c チャネル
13s、43s LDD領域
30 第1のTFT
40 第2のTFT
50 駆動電源
56 導電体
60 有機EL素子
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electroluminescence display device including an electroluminescence element and a thin film transistor.
[0002]
[Prior art]
In recent years, an EL display device using an electroluminescence (hereinafter referred to as “EL”) element has attracted attention as a display device that replaces a CRT or an LCD, for example, as a switching element for driving the EL element. Research and development of an EL display device including a thin film transistor (hereinafter referred to as “TFT”) is also in progress.
[0003]
6 shows an equivalent circuit diagram of one display pixel of the organic EL display device, FIG. 7 shows a plan view showing one display pixel of the organic EL display device, and FIG. 8A shows a line AA in FIG. FIG. 8B shows a cross-sectional view along the line BB in FIG.
[0004]
As shown in FIGS. 6 and 7, display pixels are formed in a region surrounded by the gate signal line 51 and the drain signal line 52. A first TFT 130 serving as a switching element is provided in the vicinity of the intersection of both signal lines, and the source 13s of the TFT 130 serves as a capacitor electrode 55 that forms a capacitance with a later-described storage capacitor electrode line 54, and is also organic. It is connected to the gate 41 of the second TFT 140 that drives the EL element. The source 43s of the second TFT 140 is connected to the anode 61 of the organic EL element, and the other drain 43d is connected to the drive power supply line 53 that drives the organic EL element.
[0005]
In addition, a storage capacitor electrode line 54 is disposed in the vicinity of the TFT in parallel with the gate signal line 51. The storage capacitor electrode line 54 is made of chromium or the like, and forms a capacitor by accumulating electric charges between the capacitor electrode 55 connected to the TFT source 13 s through the gate insulating film 12. The storage capacitor 160 is provided to hold a voltage applied to the gate electrode 41 of the second TFT 140.
[0006]
First, the first TFT 130 which is a switching TFT will be described.
[0007]
As shown in FIG. 8A, a gate signal also serving as a gate electrode 11 made of a refractory metal such as chromium (Cr) or molybdenum (Mo) on an insulating substrate 10 made of quartz glass, non-alkali glass or the like. A line 51 and a drain signal line 52 made of Al are provided, and a drive power supply line 53 made of Al, which is a drive power supply for the organic EL element, is arranged.
[0008]
Subsequently, an active layer 13 composed of a gate insulating film 12 and a p-Si film is formed in this order, and the active layer 13 is provided with a so-called LDD (Lightly Doped Drain) structure. That is, the low concentration region 13LD is provided on both sides of the gate electrode 11, and the source 13s and the drain 13d of the high concentration region are provided outside thereof.
[0009]
An interlayer insulating film 15 in which an SiO 2 film, an SiN film, and an SiO 2 film are stacked in this order is provided on the entire surface of the gate insulating film 12, the active layer 13, and the stopper insulating film 14, and provided corresponding to the drain 13d. A drain electrode 16 is provided by filling the contact hole with a metal such as Al. Further, a planarizing insulating film 17 made of, for example, an organic resin and flattening the surface is provided on the entire surface.
[0010]
Next, the second TFT 140 that is a TFT for driving the organic EL element will be described.
[0011]
As shown in FIG. 8B, a gate electrode 41 made of a refractory metal such as Cr or Mo is provided on an insulating substrate 10 made of quartz glass, non-alkali glass or the like, and the gate insulating film 12 and p- An active layer 43 made of a Si film is formed in order, and the active layer 43 is subjected to ion doping on both sides of the channel 43c on both sides of the channel 43c that is intrinsic or substantially intrinsic above the gate electrode 41. A source 13s and a drain 13d are provided.
[0012]
Then, an interlayer insulating film 15 in which an SiO 2 film, an SiN film, and an SiO 2 film are stacked in this order is formed on the entire surface of the gate insulating film 12 and the active layer 43, and contact holes provided corresponding to the drains 43d are formed. A drive power supply line 53 filled with a metal such as Al and connected to the drive power supply 50 is disposed. Further, a planarization insulating film 17 made of, for example, an organic resin and flattening the surface is formed on the entire surface, a contact hole is formed at a position corresponding to the source 43s of the planarization insulating film 17, and the source is connected through this contact hole. A transparent electrode made of ITO (Indium Thin Oxide) in contact with 13 s, that is, an anode 61 of an organic EL element is provided on the planarizing insulating film 17.
[0013]
The organic EL element 160 includes an anode 61 made of a transparent electrode such as ITO, a first hole transport layer 62 made of MTDATA (4,4-bis (3-methylphenylphenylamino) biphenyl), TPD (4,4,4-tris ( Light emission comprising a second hole transport layer 63 comprising 3-methylphenylphenylamino) triphenylanine), a light-emitting layer 64 comprising Bebq2 (10-benzo [h] quinolinol-beryllium complex) containing a quinacridone derivative, and an electron transport layer comprising Bebq2. The element layer 65 and the cathode 66 made of a magnesium / indium alloy are stacked in this order. The cathode 66 is provided on the entire surface of the substrate 10 forming the organic EL display device shown in FIG.
[0014]
In the organic EL element, holes injected from the anode and electrons injected from the cathode are recombined inside the light emitting layer, and excitons are generated by exciting organic molecules forming the light emitting layer. Light is emitted from the light emitting layer in the process of radiation deactivation of the excitons, and this light is emitted from the transparent anode through the transparent insulating substrate to emit light.
[0015]
Here, FIG. 3 shows characteristics of the second TFT.
[0016]
The horizontal axis represents the gate voltage Vgs based on the potential at the intersection 173 of the drive power supply line 53 and the storage capacitor 170 in FIG. 6, and the vertical axis represents the drain current Ids.
[0017]
When the cathode is not above the channel of the second TFT, the characteristics shown by the solid line in FIG. 3 are exhibited. Further, when the cathode is formed on the entire surface of the organic EL display device, that is, for example, when the cathode has a potential of −10 V, the TFT characteristics change as indicated by a broken line in FIG.
[0018]
This is because a voltage is applied to the cathode 66 of the organic EL element 160 provided above the channel 43c, but a back channel is generated with respect to the channel 43c by the voltage. That is, as shown in FIG. 5B, the organic EL display device has a structure in which the second TFT 140 is formed on the substrate 10 and the organic EL element 160 is further provided thereon. This is because, since the cathode 66 has a structure formed on the entire surface, when a voltage is applied to the cathode 66, an electric field is generated by an electric field generated by the voltage, and a so-called back channel is generated.
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
However, the second TFT 140 has a function of supplying current to the organic EL element 60 by controlling the current from the power source for driving the organic EL element 160 according to the voltage applied to the gate 41 of the second TFT 140. However, the amount of characteristic fluctuation (ΔV) due to the cathode potential is determined by the film thickness and film quality of the stopper insulating film and the planarizing insulating film on the channel, and when these fluctuate within the display surface, ΔV is easily Will fluctuate. The variation in ΔV causes the current flowing in the EL light emitting element layer to fluctuate. Therefore, there is a disadvantage in that the display luminance varies for each display pixel and the display is uneven.
[0020]
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described conventional disadvantages, and eliminates fluctuations in the characteristics of the second TFT, supplies current that should be supplied to the EL element, and does not cause display unevenness. An object is to provide an apparatus.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
The EL display device of the present invention includes an electroluminescence element having a light emitting layer between an anode and a cathode, an active layer made of a non-single crystal semiconductor film, a drain connected to a drain signal line, and a gate connected to a gate signal line. The first thin film transistor and the drain of the active layer made of a non-single-crystal semiconductor film are connected to the driving power source of the electroluminescence element, and the gate provided below the channel of the active layer is connected to the source of the first thin film transistor. An electroluminescence display device including the second thin film transistor, wherein a conductor covering the channel is provided above the channel provided in the active layer of the second thin film transistor.
[0022]
Further, the conductor of the above-described EL display device is an electroluminescence display device in which a drive power supply line connected to the drive power supply is provided to extend above the channel.
[0023]
Furthermore, the conductor of the above-described EL display device is an electroluminescence display device in which the gate signal line is provided to extend above the channel.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The EL display device of the present invention will be described below.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a plan view showing one display pixel when the present invention is applied to an organic EL display device, FIG. 2A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. b) shows a cross-sectional view along the line BB in FIG.
[0025]
As shown in FIG. 1, display pixels are formed in a region surrounded by the gate signal line 51 and the drain signal line 52. A first TFT 30 is provided in the vicinity of the intersection of both signal lines. The source 13 s of the TFT 30 also serves as a capacitor electrode 55 that forms a capacitance with the storage capacitor electrode line 54, and the gate 41 of the second TFT 40. It is connected to the. The source 43s of the second TFT is connected to the anode 61 of the organic EL element 60, and the other drain 43d is connected to a drive power supply line 53 that drives the organic EL element.
[0026]
In addition, a storage capacitor electrode line 54 is disposed in the vicinity of the TFT in parallel with the gate signal line 51. The storage capacitor electrode line 54 is made of chromium or the like, and forms a capacitor by accumulating electric charges between the capacitor electrode 55 connected to the TFT source 13 s through the gate insulating film 12. This storage capacitor is provided to hold the voltage applied to the gate electrode 41 of the second TFT 40.
[0027]
In this manner, display pixels including the organic EL element 60 and the TFTs 30 and 40 are arranged in a matrix on the substrate 10 to form an organic EL display device.
[0028]
As shown in FIG. 2, the organic EL display device is formed by sequentially laminating TFTs and organic EL elements on a substrate 10 such as a substrate made of glass or synthetic resin, a conductive substrate, or a semiconductor substrate. However, when a conductive substrate and a semiconductor substrate are used as the substrate 10, an insulating film such as SiO 2 or SiN is formed on the substrate 10, and then a TFT and an organic EL display device are formed.
[0029]
In the present embodiment, both the first and second TFTs 30 and 40 are so-called bottom-gate TFTs in which gate electrodes are provided below the active layer 13, and polycrystalline silicon (Poly-Silicon, hereinafter) is used as the active layer. , Referred to as “p-Si”). The case where the gate electrodes 11 and 41 are TFTs having a double gate structure is shown. The first TFT 30 which is a switching TFT has the same structure as the conventional first TFT 140 as shown in FIG.
[0030]
Next, the second TFT 40 that is a TFT for driving the organic EL element 60 will be described.
[0031]
As shown in FIG. 2B, a gate electrode 41 made of a refractory metal such as Cr or Mo is formed on an insulating substrate 10 made of quartz glass, non-alkali glass or the like.
[0032]
A gate insulating film 12 and an active layer 43 made of a p-Si film are sequentially formed.
[0033]
In the active layer 43, an intrinsic or substantially intrinsic channel 43c is provided above the gate electrode 41, and a source 13s and a drain 13d are ion-doped on both sides of the channel 43c.
[0034]
Then, an interlayer insulating film 15 in which an SiO 2 film, an SiN film, and an SiO 2 film are stacked in this order is formed on the entire surface of the gate insulating film 12 and the active layer 43, and Al is formed in the contact hole provided corresponding to the drain 43d. A drive power supply line 53 connected to the drive power supply 50 is formed by filling the metal such as. Further, a planarizing insulating film 17 made of, for example, an organic resin and flattening the surface is formed on the entire surface. Then, a contact hole is formed at a position corresponding to the drain 43d of the planarization insulating film 17, and the drive power supply line 53 made of Al is formed in contact with the drive power supply line 53 through the contact hole. At this time, a conductor 56 is formed so as to extend a part of the drive power supply line 53 on the channel 43c. Further, a contact hole is formed at a position corresponding to the source 43s of the planarization insulating film 17, and the transparent electrode made of ITO, that is, the anode 61 of the organic EL element, which is in contact with the source 13s through the contact hole, is planarized and insulated. It is formed on the film 17.
[0035]
Since the structure of the organic EL element 60 is the same as that described in the prior art, the description thereof is omitted.
[0036]
As described above, by forming the conductor 56 formed of a part of the drive power supply 53 above the channel 43c of the second TFT 40, a back channel caused by an electric field due to a voltage applied to the cathode 66 can be suppressed. That is, the original TFT characteristics can be maintained without being affected by variations in the electric field due to the cathode potential and the film quality and thickness of the channel. Accordingly, it is possible to prevent display unevenness caused by fluctuations in the electric field due to the potential of the cathode, the film quality of the channel upper part, the film thickness, and the like.
[0037]
Further, if the second TFT 40 is a p-type channel TFT having an active layer having a source and a drain doped with p-type impurities, a region saturated in the Id-Vd characteristics can be widened. Id becomes difficult to change according to Vd, that is, variation in drain current value according to the change in drain voltage is reduced, so that the light emission luminance of the organic EL element can be made uniform with good reproducibility. Can be easily obtained.
[0038]
In particular, in a polycrystalline silicon TFT, as described in the section of the prior art, a crystal grain boundary exists, a potential barrier is formed by electrons trapped at the grain boundary, and a depletion layer is expanded. For this reason, a strong electric field is applied to the grain boundary at the edge of the drain electrode, and an impact ionization phenomenon in which the accelerated electrons collide with the lattice occurs. This phenomenon is more significant in the case of the p-type channel than in the case of the n-type channel TFT. Since the drain current shows a region where the drain current is saturated and good saturation characteristics can be obtained, it is preferable to use a p-type channel TFT as the second TFT.
<Second Embodiment>
FIG. 4 is a plan view of the vicinity of the display pixel of the EL display device of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG.
[0039]
This embodiment is different from the first embodiment in that the conductor 56 provided above the channel 43c of the second TFT 40 is part of the gate electrode 41 of the second TFT 40 as shown in FIG. This is a point that extends.
[0040]
As shown in FIGS. 4 and 5, the second TFT includes an active layer made of p-Si provided on the gate electrode 41 and the gate insulating film 12 stacked. The active layer includes a source 43s and a drain 43d doped with impurities.
[0041]
A conductor 56 in contact with the gate electrode 41 through a contact hole provided in the gate insulating film 12 and the interlayer insulating film 15 is provided so as to extend above the channel 43c. That is, the conductor 56 having the same potential as that of the gate electrode 41 is provided.
[0042]
As described above, by providing the conductor 56 having the same potential as that of the gate electrode 41, the back channel that has conventionally occurred can be suppressed.
[0043]
For this reason, since the current that should be supplied to the organic EL element 60 is supplied to emit light, there is no variation in light emission luminance among the display pixels, and an organic EL display device in which display unevenness does not occur can be obtained.
[0044]
Further, the second TFT is a TFT having a p-type channel as in the first embodiment, so that the variation in drain current with respect to the drain voltage is small and the light emission luminance of the organic EL element is made uniform with good reproducibility. Thus, an organic EL display device capable of obtaining a good gradation display can be obtained.
[0045]
In each of the above embodiments, the p-Si film is used as the active layer, but a microcrystalline silicon film or an amorphous silicon film may be used.
[0046]
Further, in each of the above-described embodiments, the organic EL display device has been described. However, the present invention is not limited thereto, and can be applied to an inorganic EL display device in which the light emitting layer is made of an inorganic material. Similar effects can be obtained.
[0047]
【The invention's effect】
Since the EL display device of the present invention includes the first TFT with high-speed writing and holding characteristics and the second TFT with good current controllability, an EL display device capable of good gradation display is provided. Can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of an EL display device of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a first embodiment of an EL display device of the present invention.
FIG. 3 is a characteristic diagram of a TFT provided in the EL display device of the present invention.
FIG. 4 is a plan view showing a second embodiment of an EL display device of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view showing an EL display device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of an EL display device.
FIG. 7 is a plan view of a conventional EL display device.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a conventional EL display device.
[Explanation of symbols]
11, 41 Gate 13s, 43s Source 13d, 43d Drain 13c, 43c Channel 13s, 43s LDD region 30 First TFT
40 Second TFT
50 drive power supply 56 conductor 60 organic EL element

Claims (2)

陽極と陰極との間に発光層を有するエレクトロルミネッセンス素子と、
非単結晶半導体膜からなる能動層のドレインがドレイン信号線に、ゲートがゲート信号線にそれぞれ接続された第1の薄膜トランジスタと、
非単結晶半導体膜からなる能動層のドレインが前記エレクトロルミネッセンス素子の駆動電源に、前記能動層のチャネルの下方に設けたゲートが前記第1の薄膜トランジスタのソースにそれぞれ接続された第2の薄膜トランジスタとを備えたエレクトロルミネッセンス表示装置であって、
前記第2の薄膜トランジスタの能動層に設けられたチャネルの上方には、前記駆動電源に接続された駆動電源線を前記チャネル上方にまで延在させて、該チャネルを覆う導電体を設け、前記第1の薄膜トランジスタのチャネルのゲートと反対側には該チャネルを覆う導電体を設けないことを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。
An electroluminescent device having a light emitting layer between an anode and a cathode;
A first thin film transistor in which a drain of an active layer made of a non-single-crystal semiconductor film is connected to a drain signal line and a gate is connected to a gate signal line;
A second thin film transistor in which a drain of an active layer made of a non-single crystal semiconductor film is connected to a driving power source of the electroluminescence element, and a gate provided below a channel of the active layer is connected to a source of the first thin film transistor; An electroluminescence display device comprising:
Above the channel provided in the active layer of the second thin film transistor, a drive power supply line connected to the drive power supply is extended to the upper side of the channel , and a conductor covering the channel is provided, 1. An electroluminescence display device, wherein a conductor covering the channel is not provided on the opposite side of the channel of one thin film transistor to the gate.
陽極と陰極との間に発光層を有するエレクトロルミネッセンス素子と、An electroluminescent device having a light emitting layer between an anode and a cathode;
非単結晶半導体膜からなる能動層のドレインがドレイン信号線に、ゲートがゲート信号線にそれぞれ接続された第1の薄膜トランジスタと、A first thin film transistor in which a drain of an active layer made of a non-single-crystal semiconductor film is connected to a drain signal line and a gate is connected to a gate signal line;
非単結晶半導体膜からなる能動層のドレインが前記エレクトロルミネッセンス素子の駆動電源に、前記能動層のチャネルの下方に設けたゲートが前記第1の薄膜トランジスタのソースにそれぞれ接続された第2の薄膜トランジスタとを備えたエレクトロルミネッセンス表示装置であって、A second thin film transistor in which a drain of an active layer made of a non-single crystal semiconductor film is connected to a driving power source of the electroluminescence element, and a gate provided below a channel of the active layer is connected to a source of the first thin film transistor; An electroluminescence display device comprising:
前記第2の薄膜トランジスタの能動層に設けられたチャネルの上方には、前記第2の薄膜トランジスタのゲートにコンタクトホールを介して電気的に接続され、前記チャネル上方にまで延在させて、該チャネルを覆う導電体を設け、前記第1の薄膜トランジスタのチャネルのゲートと反対側には該チャネルを覆う導電体を設けないことを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。Above the channel provided in the active layer of the second thin film transistor, the channel is electrically connected to the gate of the second thin film transistor through a contact hole and extends to the upper side of the channel. An electroluminescence display device, wherein a conductor covering the channel is provided, and a conductor covering the channel is not provided on a side opposite to the gate of the channel of the first thin film transistor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100485928C (en) * 2000-09-29 2009-05-06 三洋电机株式会社 Semiconductor device and display device thereof
JP2002202737A (en) 2000-12-28 2002-07-19 Nec Corp Method of manufacturing light-emitting element, and the light-emitting element
US6952023B2 (en) 2001-07-17 2005-10-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device
JP4209606B2 (en) 2001-08-17 2009-01-14 株式会社半導体エネルギー研究所 Method for manufacturing semiconductor device
TWI282126B (en) 2001-08-30 2007-06-01 Semiconductor Energy Lab Method for manufacturing semiconductor device
US7317205B2 (en) 2001-09-10 2008-01-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and method of manufacturing a semiconductor device
JP3638926B2 (en) * 2001-09-10 2005-04-13 株式会社半導体エネルギー研究所 Light emitting device and method for manufacturing semiconductor device
US7112517B2 (en) 2001-09-10 2006-09-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser treatment device, laser treatment method, and semiconductor device fabrication method
US7749818B2 (en) * 2002-01-28 2010-07-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2004126106A (en) * 2002-10-01 2004-04-22 Sanyo Electric Co Ltd Electroluminescence display device
KR101251998B1 (en) 2006-02-20 2013-04-08 삼성디스플레이 주식회사 Organic light emitting diode display and method for manufacturing the same
WO2012042564A1 (en) 2010-09-29 2012-04-05 パナソニック株式会社 Thin-film semiconductor device for display device, method for producing thin-film semiconductor device for display device, el display panel and el display device
JP5595392B2 (en) 2010-09-29 2014-09-24 パナソニック株式会社 EL display panel, EL display device, and method of manufacturing EL display panel
CN102741905B (en) 2010-09-29 2014-11-12 松下电器产业株式会社 EL display panel, EL display device and method for producing EL display panel
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