JP4530450B2 - El表示装置 - Google Patents
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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7に有機EL表示装置の表示画素を示し、図8に図7のA−A線に沿った断面図を示し、図9に図7のB−B線に沿った断面図を示す。
【0004】
図に示すように、ゲートラインGLとドレインラインDLとに囲まれた領域に表示画素20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TFT1が設けられており、そのTFT1のソースは、保持容量電極2と容量を構成する容量電極3を兼ねるとともに、有機EL素子を駆動する第2のTFT4のゲート15に接続されている。第2のTFT4のソースは有機EL素子の陽極6に接続され、他方のドレインは有機EL素子を駆動する駆動ラインVLに接続されている。
【0005】
また、前記保持容量電極2はクロム等から成っており、上層のゲート絶縁膜7を介して第1のTFT1のソースと一体の容量電極3と重畳し、前記ゲート絶縁膜7を誘電体層として電荷を蓄積している。この保持容量8は、第2のTFT4のゲート15に印加される電圧を保持している。
【0006】
続いて、スイッチング用の第1のTFT1について図7と図8を参照しながら説明する。
【0007】
まず石英ガラス、無アルカリガラス等からなる透明な絶縁性基板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第1のゲート電極11が設けられている。この第1のゲート電極11は、図7のようにゲートラインGLと一体で例えば左右に複数本平行に延在されている。また図8の第1のゲート電極11の右隣には、第1のゲート電極11と同一工程で作られた保持容量電極2が形成されている。この保持容量電極2は、保持容量8を構成するため、図7の様に第1のTFT1と第2のTFT4の間で、拡大された部分を有し、これらは左右に延在された保持容量ラインCLと一体で構成されている。
【0008】
続いて、ゲート絶縁膜7を介して多結晶シリコン(p−Siと称する。)膜からなる第1の能動層12が形成されている。この第1の能動層12は、LDD(Lightly Doped Drain)構造が採用されている。即ち、ゲートの両側に低濃度領域が設けられ、更に外側には、高濃度のソース領域及びドレイン領域が設けられている。前記第1の能動層12の上層には、ストッパ絶縁膜13が設けられている。このストッパ絶縁膜13は、第1の能動層12へのイオン注入阻止膜であり、ここではSi酸化膜から成る。
【0009】
そして、ゲート絶縁膜7、能動層12及びストッパ絶縁膜13上には、例えば、順にSiO2膜、SiN膜及びSiO2膜が積層された層間絶縁膜14が設けられ、ドレインに設けたコンタクトホールC1介してドレイン電極と成るドレインラインDLが電気的に接続されている。更に全面には、表面の凹凸を平坦にするため、例えば絶縁性有機樹脂から成る平坦化膜PLNが形成されている。
【0010】
EL表示装置は、電流駆動なので、EL層が均一な膜厚でなければならない。膜厚が薄い部分で電流集中が発生するからである。従って少なくともこの形成領域は、かなりの平坦性が要求されるため、固化前に流動性を有する材料である前記平坦化膜PLNが採用される。
【0011】
次に、有機EL素子を駆動する第2のTFT4について図7と図9を参照して説明する。
【0012】
前述した絶縁性基板10上には、前記第1のゲート11と同一材料の第2のゲート電極15が設けられており、ゲート絶縁膜7を介して第2の能動層16が設けられている。前述と同様に第2の能動層の上にはストッパ絶縁膜17が設けられている。
【0013】
前記第2の能動層16には、ゲート電極15上の真性又は実質的に真性であるチャネルと、このチャネルの両側に、p型不純物のソース領域及びドレイン領域が設けられp型チャネルTFTを構成している。
【0014】
そして全面には、前述した層間絶縁膜14が形成されている。そしてコンタクトホールC2を介して駆動ラインVLが電気的に接続されている。更に全面には、前述した平坦化膜PLNが形成され、コンタクトホールC3によりソースが露出されている。そしてこのコンタクトホールC3を介してITO(Indium Thin Oxide)から成る透明電極(有機EL素子の陽極)6がソースと電気的に接続されて形成されている。
【0015】
有機EL素子20は、前記陽極6、MTDATA(4,4-bis(3-methylphenylphenylamino)biphenyl)から成る第1ホール輸送層21、及びTPD(4,4,4-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylanine)からなる第2ホール輸送層22、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23及びBebq2から成る電子輸送層24からなる発光素子層EM、マグネシウム・インジウム合金から成る陰極25がこの順番で積層形成された構造であり、有機EL素子の実質全面に設けられている。
【0016】
有機EL素子の発光原理および動作は、陽極6から注入されたホールと、陰極25から注入された電子とが発光層EMの内部で再結合し、発光層EMを形成する有機分子を励起して励起子を発生させる。この励起子が放射失活する過程で発光層EM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。
【0017】
このように、第1のTFT1のソースSから供給された電荷が保持容量8に蓄積され、第2のTFT4のゲート15に印加され、その電圧に応じて有機EL素子を電流駆動し、発光する。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
前述したEL素子は、これから盛んに開発されるものであり、歩留まりの高いEL表示装置を製造しなければならない。しかも高解像度を実現するためには、表示画素サイズをできる限り小さくし、限定された表示画素領域により多くの表示画素を作り込まなければならない。
【0019】
当然、表示画素領域には、ゲートラインGLとドレインラインDLとの交差、前記ゲートラインGLと前記駆動ラインVLとの交差、保持容量ラインCLとドレインラインDLとの交差および前記保持容量ラインCLと前記駆動ラインVLとの交差の合計4カ所の交差部分が表示画素毎にあり、全体としては4カ所×表示画素数の数だけ存在することになる。
【0020】
しかしながら、この交差部での短絡、耐電圧特性の低下が発生し、表示特性を悪化させる問題があった。特に駆動ラインVLは、EL素子に電流を供給するラインであり、駆動ラインVLとの交差部らか電流がリークすると、EL素子の明るさが低下する問題があった。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述した課題に鑑みて成され、第1に、表示画素を囲むように格子状に配置された第1のラインと前記第2のラインの交差部に、半導体層を挿入する事で解決するものである。
【0022】
半導体層は、低不純物濃度か、または不純物が実質導入されていなければ、比較的抵抗の高い膜となる。従って格子状に配置されている第1のラインと第2のラインとの間に半導体層を挿入することで、前記第1のラインと前記第2のラインとの耐電圧特性を向上させることができる。
【0023】
第2に、ゲートラインと前記駆動ラインとの交差部に、薄膜トランジスタの能動層を構成する半導体膜を挿入する事で解決するものである。
【0024】
特にゲートラインと駆動ラインVLとの交差部に、薄膜トランジスタを構成する半導体層と同一工程で形成された半導体層を設ければ、製造工程の簡略化が実現できると同時に、ゲートラインGLと駆動ラインVLとの耐電圧特性を向上させることができる。
【0025】
第3に、駆動ラインとドレインラインとが隣接して延在される構造に於いて、ドレインラインとゲートラインの第1の交差部および駆動ラインとゲートラインの第2の交差部には、薄膜トランジスタの能動層を構成する半導体膜が挿入され、第1の交差部から第2の交差部まで一体で設けられている事で解決するものである。
【0026】
前記第1の交差部と前記第2の交差部に別々に半導体膜を設けると、2つの半導体膜を離間させるためにドレインラインDLと駆動ラインVLを離間させなければならない。しかし第1の交差部から第2の交差部まで一体で設けられるため、この離間を必要とせず、ドレインラインDLと駆動ラインVLとの間隔を狭める事が可能となる。
【0027】
第4に、駆動ラインと交差し前記第1の薄膜トランジスタのソースから延在された上層電極と重畳して保持容量が形成される保持容量ラインとを備えたEL表示装置であり、保持容量ラインと駆動ラインとの交差部に、薄膜トランジスタの能動層を構成する半導体膜を挿入する事で解決するものである。
【0028】
特に保持容量ラインCLと駆動ラインVLとの交差部に、薄膜トランジスタを構成する半導体層と同一工程で形成された半導体層を設ければ、製造工程の簡略化が実現できると同時に、保持容量ラインCLと駆動ラインVLとの耐電圧特性を向上させることができる。
【0029】
第5に、駆動ラインとドレインラインが隣接して延在され、ドレインラインと保持容量ラインの第3の交差部および駆動ラインと保持容量ラインの第4の交差部には、半導体膜が挿入され、第3の交差部から第4の交差部まで一体で設けられている事で解決するものである。
【0030】
前記第3の交差部と前記第4の交差部に別々に半導体膜を設けると、2つの半導体膜を離間させるためにドレインラインDLと駆動ラインVLを離間させなければならない。しかし第3の交差部から第4の交差部まで一体で設けられるた、この離間を必要とせず、ドレインラインDLと駆動ラインVLとの間隔を狭める事が可能となる。
【0031】
更には、第6に、前記交差部に設けられた半導体膜の上層には、前記半導体膜へのイオン注入を阻止する絶縁膜が設けられることで解決するものである。
【0032】
以上、これらの交差部での短絡、耐電圧特性の低下を防止することができ、表示特性を維持させることができる。しかも駆動ラインVLに供給される電流は、交差部を介したリーク電流により減少することがないため、EL素子は、本来の明るさを維持することができる。
【0033】
【発明の実施の形態】
本発明のEL表示装置について説明する。図1は、ボトムゲート型EL表示装置の表示画素を平面図で示したもので、点線で囲まれ点でハッチングした領域は、ゲート材料で形成された領域、実線で囲まれハッチングされていない部分は、Si層(ここではP−Si層)、実線で囲まれ斜め点でハッチングした部分は、透明電極で成る部分である。更に実線で囲まれ斜め線でハッチングされた部分が、Alを主成分とする電極で形成された部分である。
【0034】
図2、図3は、図1のA−A線、B−B線に対応する断面図である。尚、この表示画素が複数個またはマトリックス状に配置されて、表示画素領域を構成する。
【0035】
なお、本実施の形態においては、第1、第2のTFT1、4ともに、ボトムゲート型のTFTを採用しており、能動層としてSi膜を用いている。またゲート電極11、15は、シングルゲート構造である。
【0036】
では、図1〜図3を参照し、有機EL表示装置を具体的に説明していく。
【0037】
まず、少なくとも表面が絶縁性を有する透明基板10がある。本実施の形態では、EL素子を水分から保護するため、メタルキャップ(カン)がEL材料を封止するように取り付けられている。ただし図面上では省略した。そのため発光光は、前記透明基板10から取り出すため、基板10は、透明である必要があるが、メタルキャップが省略できるならば、発光光を上方から取り出すことができ、透明である必要はない。ここでは、ガラスや合成樹脂などから成る透明基板10を採用している。
【0038】
この透明基板10の上には、図1の一画素領域の上側辺に沿って、左右にゲートラインGLが複数本平行に延在されている。また保持容量8の下層電極として作用する保持容量電極2が設けられると共に、この保持容量電極2をつなぐため、保持容量ラインCLが左右に延在されている。両ラインGL、CLは、同層でなるため、点でハッチングしてある。また材料としては、上層にP−Siを採用する理由からCrやTa等の高融点金属が採用される。ここでは、約1000〜2000ÅのCrがスパッタリングにて形成されている。またパターニングの際は、ステップカバレージが考慮され、側辺はテーパー形状に加工されている。
【0039】
続いて、全面にはゲート絶縁膜7および能動層(第1のTFT1には第1の能動層12、第2のTFT4には第2の能動層16)が積層されて形成されている。ここでは、ゲート絶縁膜と、能動層12、16、保持容量8の上層電極である容量電極3および本発明の特徴である交差保護膜F1、F2、F3、F4の材料であるP−Siが形成されている。このP−Siは、まずプラズマCVDでa−Siが形成された後、P−Siに変換されている。具体的には、下層より約500ÅのSi窒化膜、約1300ÅのSi酸化膜および約500Åのa−Siが連続プラズマCVDで形成される。
【0040】
このa−Siは、約400度の窒素雰囲気中で脱水素アニールが行われ、その後、エキシマレーザによりP−Si化される。また符号13は、Si酸化膜から成るストッパ絶縁膜であり、第1の能動層12、第2の能動層16のイオン注入時のマスクとなる。この時前記ストッパ絶縁膜をレジストマスクで代用する場合は、ストッパ絶縁膜は不要となる。またレジストマスクは、注入後に除去される。ストッパ絶縁膜またはレジストマスクのどちらで使用しても良いが、一般的には、2つのTFTは、どちらかに統一されて使用される。
【0041】
第1のTFT1は、P(リン)イオンが注入され、Nチャンネル型のソース、ドレインが形成され、第2のTFT4は、Bイオンが注入されてPチャンネル型のソース、ドレインが形成されている。
【0042】
またP−Si化された膜は、図1のように、ホトリソグラフィ技術によりパターニングされている。つまり第1のTFT1のP−Si層は、ゲートラインGLとドレインラインDLの左上交差部近傍で、ドレインラインDLと重畳し、ゲート電極11の上層を延在した後、保持容量電極2と重畳する容量電極3として延在されている。またこの容量電極3は、第2のTFT4のゲート電極15と電気的に接続するために用いられる接続配線30右端の下層に延在される。一方、第2のTFT4のP−Si層は、右側の駆動ラインVLの下層から第2のゲート電極15の上層を延在し、透明電極から成る陽極6の下層に延在されている。
【0043】
また第1の交差保護膜F1は、ドレインラインDLとゲートラインGLとの第1の交差部CR1、左隣の表示画素に設けられた駆動ラインVLとゲートラインGLの第2の交差部2に設けられる。また第2の交差保護膜F2は、ドレインラインDLと保持容量ラインCLとの第3の交差部3、左隣の表示画素に設けられた駆動ラインVLと保持容量ラインCLの第4の交差部CR4に設けられる。また第3の交差保護膜F3は、右隣の表示画素に設けられたドレインラインDLとゲートラインGLとの交差部(第1の交差部CR1に相当する)から、本表示画素に設けられた駆動ラインVLとゲートラインGLの交差部(第2の交差部CR2に相当する)に設けられる。また第4の交差保護膜F4は、右隣の表示画素に形成されたドレインラインDLと保持容量ラインCLとの交差部(第3の交差部CR3に相当するがここでは図面の制約から省略してある)から、本表示画素に設けられた駆動ラインVLと保持容量ラインCLの交差部(第4の交差部CR4に相当する)に設けられる。
【0044】
ここで交差保護膜は、それぞれの交差部に配置しても良いが、図1のようにドレインラインDLと駆動ラインVLが隣接している場合は、第1の交差部CR1から第2の交差部CR2まで一体で延在されても良い。また第3の交差部CR3から第4の交差部CR4まで一体で延在されても良い。
【0045】
例えばドレインラインDLとゲートラインGLの第1の交差部CR1、駆動ラインVLとゲートラインGLの第2の交差部CR2に於いて、それぞれ交差保護膜を設けると、2つの交差保護膜を離間させる必要があるため、ドレインラインDLと駆動ラインVLの間隔が広がってしまうが、図の交差保護膜F1の様に一体となっているため、ドレインラインDLと駆動ラインVLの間隔を狭くすることができる。
【0046】
そして全面には、層間絶縁膜14が形成されている。この層間絶縁膜14は、下層から約1000ÅのSi酸化膜、約3000ÅのSi窒化膜、1000ÅのSi酸化膜の三層構造が連続CVDで形成されている。この層間絶縁膜14は、少なくとも一層有れば良く、膜厚もこれに限らない。
【0047】
次に、層間絶縁膜14の上には、図1の斜め線でハッチングしたドレインラインDL、駆動ラインVLおよび接続配線30が形成される。当然コンタクトが形成され、ドレインラインDLと第1のTFT1の能動層とのコンタクト孔C1、駆動ラインVLと第2のTFT4の能動層とのコンタクト孔C2、接続配線30と容量電極3とのコンタクト孔C4は、それぞれの半導体層が露出されている。また接続配線30と第2のゲート電極15のコンタクト孔C5は、前述のコンタクト孔とは異なり、ゲート絶縁膜が余分に積層されているため、更にエッチングされCrが露出されている。このラインDL、VLの材料は、下層に1000ÅのMo、上層に7000ÅのAlが積層された構造であり、Moは、バリア層である。
【0048】
更に約1〜3μmの絶縁材料から成る平坦化膜PLNが全面に形成されている。この平坦化膜PLNの採用は、従来例でも述べた有機EL用の膜に理由がある。この膜は、第1のホール輸送層21、第2ホール輸送層22、発光層23及び電子輸送層24から成る。またホール輸送層は、一層から構成されても良い。これらEL材料は、非常に薄い膜の積層体である。またEL素子は、電流駆動であるため、これらの膜厚が極めて均一に形成されないと、膜厚の薄い部分を介して電流が大量に流れ、その部分にひときわ輝く輝点が発生すると同時に、このポイントは、有機膜の劣化を発生し、最悪の場合破壊に至る。従って、この破壊を防止するには、陽極6を含む全面ができるだけ平坦である必要がある。ここではアクリル系の液状樹脂が塗布され、硬化前にその流動性から平坦になり、硬化後も平坦になる。もちろんこの平坦化膜PLNは、表面が平坦になる限り、これに限らない事は言うまでもない。
【0049】
ここでは、陽極6と第2のTFT4のソースが接続される部分は、平坦化膜PLNおよび層間絶縁膜14が開口され、第2の能動層16が露出されたコンタクト孔C3として形成されている。
【0050】
更に少なくとも陽極6上には、EL素子を構成する有機膜が形成されている。まず陽極6の上には、
MTDATA(4,4-bis(3-methylphenylphenylamino)biphenyl)から成る第1ホール輸送層21、
及びTPD(4,4,4-tris(3-m ethylphenylphenylamino)triphenylanine)からなる第2ホール輸送層22、
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23及びBebq2から成る電子輸送層24からなる発光素子層EM、
マグネシウム・銀(Ag)インジウム合金、AlとLiの合金またはAl/LiF等から成る陰極25が積層形成された構造である。また、陰極25はAlとLiFの積層体(LiFが非常に薄く実質合金と成っている)を採用している。
【0051】
ここで陽極6は、画素毎にパターニングされる必要があるが、陽極6の上の膜は、構造により区別される。
▲1▼:陽極6から陰極25まで画素毎にパターニングされる第1の構造
▲2▼:▲1▼に於いて、陰極25は、パターニングされず、実質的に表示領域全域にベタで形成される第2の構造。
▲3▼:陽極6だけが図1の様に画素毎にパターニングされ、陽極の上層から陰極までは、前記ベタの第3の構造。
【0052】
ただし、陰極6は、わざわざパターニングすることもないので一般には全面ベタ構造を採用している。また図面では、陽極6と陰極25が短絡してる如く図示されているが、EL素子の有機膜は、陽極6周辺も含み完全に覆われているので短絡は防止されている。これは従来例でも同じである。また陽極6のエッジをカバーするように、平坦化膜PLNの上に更に別の平坦化膜が形成されても良い。
【0053】
更に、表示領域のEL層、または全てのEL層をカバーするメタルキャップ(カン)が形成されている。EL層は、水を吸湿すると劣化し、水の浸入に対して保護が必要となるからである。従ってEL層を劣化させず、耐湿性の高い膜、例えば樹脂膜でキャップの代用としても良いし、更にこの上にメタルキャップをしても良い。
【0054】
有機EL素子の発光原理および動作は、陽極6から注入されたホールと、陰極25から注入された電子とが発光層EMの内部で再結合し、発光層EMを形成する有機分子を励起して励起子を発生させる。この励起子が放射失活する過程で発光層EM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。
【0055】
本発明の特徴は、交差保護膜F1、F2、F3、F4にある。前述した交差部CR1乃至CR4は、表示画素領域内にマトリックス状に形成されている表示画素毎に形成され、その数は、表示画素数×4とかなりの数になる。従ってこの交差部に位置するゲート絶縁膜7、層間絶縁膜14の膜質やゴミの存在により、交差部で短絡、或いは耐電圧特性の低下が発生する。しかしこの交差部に半導体層を挿入させれば、この半導体層が絶縁膜となって、前記短絡や耐電圧特性の低下を防止することができる。
【0056】
特に不純物が導入されていない半導体膜は、抵抗値が高く、交差部CR1乃至CR4に挿入する材料として適している。この不純物が導入されない半導体膜の形成方法は、これから製造方法の説明の中で述べる。
【0057】
図4、図5および図6は、EL表示装置の製造方法を説明するもので、左側の断面図は第1のTFT1または第2のTFT4の製造方法を示すものである。ここでは、第1のTFT1で説明していく。右側の図は、ゲートラインGL、駆動ラインVLおよびドレインラインDLの交差部CR1、CR2を平面図で示し、TFTの製造方法に沿って図示されている。
【0058】
まず図4aに示すように、透明基板10の上に第1のゲート11が形成されると同時に、この第1のゲート電極11と一体のゲートラインGLが形成される。材料は、前述したようにここではCrである。
【0059】
続いて、図4bに示すように、全面にゲート絶縁膜7およびa−Si100が形成される。ゲート絶縁膜7は、下からSi窒化膜101、Si酸化膜102が被覆されている。
【0060】
続いて図4Cに示すように、脱水素アニールを経た後、エキシマレーザによりa−Si100をP−Si化する。
【0061】
続いて、ストッパ絶縁膜を形成するために、全面にSi酸化膜を被覆した後、全面にホトレジストを被覆し、背面露光を行ってホトレジストをパターニングする。この時は、ホトレジストは、ゲートラインGLと全く同じパターンが形成され、このホトレジストを保護膜として前記Si酸化膜をパターニングする。この結果、Si酸化膜は、ゲート、ゲートラインGLと同一パターンに整形される。
【0062】
そしてホトレジストを取り除いた後、図4dに示すように、再度ホトレジストPRが被覆されパターニングされる。左図では、TFTのソース・ドレインに不純物が導入されるため、この領域に対応する部分がホトレジストから露出される。また右図では、側辺104から104までのSi酸化膜103上にホトレジストPRが残存するようにパターニングされ、このホトレジストPRを使ってゲートラインGL上に実線形状のストッパ絶縁膜105が残るように前記Si酸化膜103がパターニングされる。ここで側辺104から104までの幅は、ドレインラインDLと駆動ラインVLを含めた幅よりも若干長く形成される。またここまでて、左図にはストッパ絶縁膜13が、右図にはストッパ絶縁膜105が形成される。このストッパ絶縁膜105も各交差部に設けられてあるため、耐圧の向上、短絡の防止ができる。
【0063】
続いて、図5eに示すように、イオン注入が行われる。
まず前記工程でストッパ絶縁膜13、105上に形成されているホトレジストPRを残したまま、第1のTFT1がLDD構造であるため、低濃度のリン(P)イオンが注入される。そして前記ホトレジストPRを取り除いた後に、第2のTFT4(Pチャンネル型のTFT)にマスクをかけて、第1のTFT1にリン(P)イオンをイオン注入して、N型のソース・ドレイン領域を形成する。続いて、前記ホトレジストを取り除いた後に、第1のTFT1(Nチャンネル型のTFT)にマスクをかけて、第2のTFT4にボロン(B)イオンをイオン注入して、P型のソース・ドレイン領域を形成する。
【0064】
従って、左図では、第1のTFT1、第2のTFT4のソース、ドレインに対応する部分がイオン注入され、右図ではストッパ絶縁膜105の真下は、イオンが注入されない。ここの工程では、ストッパ絶縁膜105に不純物が注入されないため、交差部の耐圧がより向上されている。
【0065】
続いて図5fに示すように、熱処理が加えられ、不純物を拡散する活性化処理が行われる。
【0066】
続いて、ホトレジストを被覆して、左図では薄膜トランジスタ1、4のソース、ドレインを含む能動領域上に前記ホトレジストを残し、右図では、ストッパ絶縁膜105の横幅で、縦の長さを若干長くしたパターンのホトレジストを残す。
【0067】
そしてこのホトレジストを介して全面に被覆されたP−Siがエッチングされ、左図では前記能動領域が残るようにパターニングされ、右図では、P−Siから成る交差保護膜F1、F2、F3、F4が形成される。ここでは図示されていないが容量電極3もパターニングされる。
【0068】
そして図5gに示すように、層間絶縁膜14が被覆される。ここでは下層からSi酸化膜、Si窒化膜、Si酸化膜が積層されている。
【0069】
続いて、図5hに示すように、半導体層を露出するコンタクトの形成が行われる。ここでは、コンタクト孔C1、C2、C4およびコンタクト孔C5である。左図ではコンタクトC1を介して第1のTFT1のドレイン電極Dおよびこれと一体のドレインラインDLがコンタクトされて形成されている。また、右図の交差保護膜F1、F2、F3、F4上には、ドレインラインDL、駆動ラインVLが延在されることになる。同時に、図1の接続配線30も形成される。
【0070】
最後に、平坦化膜PLNが形成された後、平坦化膜PLNから半導体層まで露出されるコンタクト孔C3が形成され、透明電極(陽極)6が形成され、その上には前述したように、第1ホール輸送層21、第2ホール輸送層22、発光層23及び電子輸送層24が積層され、最後に全面に陰極25が積層形成される。
【0071】
以上の説明から明らかなように、P−Siで成る交差保護膜F1、F2、F3、F4のストッパ絶縁膜105の真下は、イオンが注入されていないため、実質I層となり、その抵抗値は非常に高い。従って交差部CR1〜CR4に対応した所の交差保護膜F1、F2、F3、F4がI層となり、しかもストッパ絶縁膜105が残存していることも加わり、耐電圧特性の向上、耐電圧特性の劣化防止、短絡防止が実現できる。
【0072】
また前述したプロセスフローに於いて、工程の簡略化を考慮し、ストッパ絶縁膜13、105の形成工程を省略しても良い。つまりストッパ絶縁膜材料であるSi酸化膜の被覆、パターニングが省略できるからである。ただしストッパ絶縁膜13、105は、薄膜トランジスタのチャネル、交差部に位置するP−Siへのイオン注入阻止を目的としているので、当然これらの上には、ホトレジストによるイオン注入阻止膜が形成される必要がある。
【0073】
上述の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EM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。
【0074】
また各画素に2つのTFTを採用しているが、1つのTFTでEL素子を駆動することも可能であるし、それぞれのTFTは、ダブルゲート構造のTFTであっても良い。
【0075】
本発明は、トップゲート構造に於いても応用が可能である。しかしボトムゲート型構造とは異なり、別途プロセスを追加しなくては成らない。
【0076】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、格子状に配置されている第1のラインと第2のラインとの間に半導体層を挿入することで、前記第1のラインと前記第2のラインとの耐電圧特性を向上させることができる。
【0077】
特に、ゲートラインと駆動ラインVLとの交差部に、薄膜トランジスタを構成する半導体層と同一工程で形成された半導体層を設ければ、製造工程の簡略化が実現できると同時に、ゲートラインGLと駆動ラインVLとの耐電圧特性を向上させることができる。
【0078】
また第1の交差部と前記第2の交差部に別々に半導体膜を設けると、2つの半導体膜を離間させるためにドレインラインDLと駆動ラインVLを離間させなければならない。しかし第1の交差部から第2の交差部まで一体で設けられるため、この離間を必要とせず、ドレインラインDLと駆動ラインVLとの間隔を狭める事が可能となる。
【0079】
また保持容量ラインCLと駆動ラインVLとの交差部に、薄膜トランジスタを構成する半導体層と同一工程で形成された半導体層を設ければ、製造工程の簡略化が実現できると同時に、保持容量ラインCLと駆動ラインVLとの耐電圧特性を向上させることができる。
【0080】
しかも第3の交差部から第4の交差部まで一体で設けられるため、ドレインラインDLと駆動ラインVLとの間隔を狭める事が可能となる。
【0081】
以上、交差保護膜の形成により、交差部での短絡、耐電圧特性の低下を防止することができ、表示特性を維持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のEL表示装置の表示画素の平面図である。
【図2】図1のA−A線に於ける断面図である。
【図3】図1のB−B線に於ける断面図である。
【図4】図1のEL表示装置の製造方法を説明する図である。
【図5】図1のEL表示装置の製造方法を説明する図である。
【図6】図1のEL表示装置の製造方法を説明する図である。
【図7】従来のEL表示装置の表示画素の平面図である。
【図8】図7のA−A線の断面図である。
【図9】図7のB−B線の断面図である。
【符号の説明】
1 第1のTFT
2 保持容量電極
3 容量電極
4 第2のTFT
6 陽極
7 ゲート絶縁膜
8 保持容量
14 層間絶縁膜
20 EL素子
GL ゲートライン
DL ドレインライン
CL 保持容量ライン
VL 駆動ラインVL
F1、F2、F3、F4 交差保護膜
CR1、CR2 交差部
CR3、CR4 交差部
Claims (3)
- 陽極と陰極との間に発光層を有するEL素子と、半導体膜から成るドレインがドレインラインに接続され、ゲートがゲートラインに接続された第1の薄膜トランジスタと、前記半導体膜からなるドレインが前記EL素子の駆動ラインに接続され、ゲートが前記第1の薄膜トランジスタのソースに接続され、ソースが前記EL素子に接続された第2の薄膜トランジスタとを備えた表示画素が複数配列して成るEL表示装置であり、
前記表示画素と隣接する隣の表示画素に設けられた駆動ラインと前記ドレインラインとは、隣接して延在され、
前記ドレインラインと前記ゲートラインの第1の交差部および前記隣の表示画素に設けられた駆動ラインと前記ゲートラインの第2の交差部には、前記半導体膜が前記第1の交差部から第2の交差部まで一体で設けられ、該半導体膜は、前記第1の交差部及び前記第2の交差部において、前記ドレインラインと前記ゲートライン及び前記隣の表示画素に設けられた駆動ラインと前記ゲートラインから絶縁されている事を特徴としたEL表示装置。 - 陽極と陰極との間に発光層を有するEL素子と、半導体膜から成るドレインがドレインラインに接続され、ゲートが前記ドレインラインと交差するゲートラインに接続された第1の薄膜トランジスタと、前記半導体膜からなるドレインが前記ゲートラインと交差する前記EL素子の駆動ラインに接続され、ゲートが前記第1の薄膜トランジスタのソースに接続され、ソースが前記EL素子に接続された第2の薄膜トランジスタと、前記駆動ラインと交差し前記第1の薄膜トランジスタのソースから延在された上層電極と重畳して保持容量が形成される保持容量ラインとを備えた表示画素が複数配列して成るEL表示装置であり、
前記表示画素と隣接する隣の表示画素に設けられた駆動ラインと前記ドレインラインとは、隣接して延在され、前記ドレインラインと前記保持容量ラインの第3の交差部および前記隣の表示画素に設けられた駆動ラインと前記保持容量ラインの第4の交差部には、前記半導体膜が前記第3の交差部から第4の交差部まで一体で設けられ、該半導体膜は、前記第3の交差部及び前記第4の交差部において、前記ドレインラインと前記保持容量ライン及び前記隣の表示画素に設けられた駆動ラインと前記保持容量ラインから絶縁されている事を特徴としたEL表示装置。 - 前記交差部に設けられた半導体膜の上層には、前記半導体膜へのイオン注入を阻止する絶縁膜が設けられることを特徴とする請求項1および請求項2のいずれかに記載のEL表示装置。
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