KR100786550B1 - Display device and Method for manufacturing the display device - Google Patents
Display device and Method for manufacturing the display device Download PDFInfo
- Publication number
- KR100786550B1 KR100786550B1 KR1020070009056A KR20070009056A KR100786550B1 KR 100786550 B1 KR100786550 B1 KR 100786550B1 KR 1020070009056 A KR1020070009056 A KR 1020070009056A KR 20070009056 A KR20070009056 A KR 20070009056A KR 100786550 B1 KR100786550 B1 KR 100786550B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- insulating film
- film
- forming
- layer
- display device
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
- H01L27/1248—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition or shape of the interlayer dielectric specially adapted to the circuit arrangement
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/84—Passivation; Containers; Encapsulations
- H10K50/844—Encapsulations
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/87—Arrangements for heating or cooling
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/10—OLED displays
- H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
- H10K59/124—Insulating layers formed between TFT elements and OLED elements
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/30—Devices specially adapted for multicolour light emission
- H10K59/38—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising colour filters or colour changing media [CCM]
Abstract
본 발명의 목적은 높은 작동 성능과 신뢰성을 갖는 EL 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an EL display device having high operating performance and reliability.
제 3 패시베이션 막(45)은 EL 소자(203)에 의해 발생된 열이 방출되는 구조를 이루도록 화소 전극(양극; 46), EL 층(47) 및 음극(48)을 포함하는 EL 소자(203) 아래에 배치된다. 또한, 제 3 패시베이션 막(45)은 EL 소자(203) 내부의 알칼리 금속이 TFT 측으로 확산하는 것을 방지하고, TFT의 습기 및 산소가 EL 소자(203) 내로 침투하는 것을 방지한다. 특히, EL 소자(203)가 열방출 층에 의해 둘러싸이도록 제 4 패시베이션 막(50)에 열방출 효과가 주어진다. The third passivation film 45 includes an EL element 203 including a pixel electrode (anode) 46, an EL layer 47, and a cathode 48 so as to form a structure in which heat generated by the EL element 203 is released. Is placed below. Further, the third passivation film 45 prevents the alkali metal inside the EL element 203 from diffusing to the TFT side, and prevents moisture and oxygen from the TFT from penetrating into the EL element 203. In particular, the heat dissipation effect is given to the fourth passivation film 50 so that the EL element 203 is surrounded by the heat dissipation layer.
전기 광학 장치, 전자 장치, 패시베이션 막, 화소 전극, EL 소자, EL 층, TFT Electro-optical device, electronic device, passivation film, pixel electrode, EL element, EL layer, TFT
Description
도 1은 EL 디스플레이 장치의 화소부의 단면 구조를 나타낸 도면.1 shows a cross-sectional structure of a pixel portion of an EL display device.
도 2a 및 도 2b는 각각 EL 디스플레이 장치 화소부의 평면도 및 구성을 나타낸 도면.2A and 2B show a plan view and a configuration of a pixel portion of an EL display device, respectively;
도 3a 내지 도 3e는 액티브 매트릭스형 EL 디스플레이 장치의 제조 공정을 나타낸 도면.3A to 3E are views showing a manufacturing process of an active matrix type EL display device.
도 4a 내지 도 4d는 액티브 매트릭스형 EL 디스플레이 장치의 제조 공정을 나타낸 도면.4A to 4D show manufacturing steps of an active matrix type EL display device.
도 5a 내지 도 5c는 액티브 매트릭스형 EL 디스플레이 장치의 제조 공정을 나타낸 도면.5A to 5C show a manufacturing process of an active matrix type EL display device.
도 6은 EL 모듈을 외부에서 본 도면.6 is a view of the EL module viewed from the outside;
도 7은 EL 디스플레이 장치의 회로 블록 구조를 나타낸 도면.7 shows a circuit block structure of an EL display device.
도 8은 EL 디스플레이 장치의 화소부의 확대도.8 is an enlarged view of a pixel portion of an EL display device;
도 9는 EL 디스플레이 장치의 샘플링 회로의 소자 구조를 나타낸 도면.Fig. 9 is a diagram showing an element structure of a sampling circuit of an EL display device.
도 10은 EL 디스플레이 장치의 화소부의 구성을 나타낸 도면.Fig. 10 is a diagram showing the configuration of a pixel portion of an EL display device.
도 11은 EL 디스플레이 장치의 단면 구조를 나타낸 도면.Fig. 11 is a diagram showing a cross-sectional structure of an EL display device.
도 12a 및 도 12b는 각각 EL 디스플레이 장치 화소부의 평면도 및 구성을 나타낸 도면.12A and 12B show a plan view and a configuration of a pixel portion of an EL display device, respectively;
도 13은 EL 디스플레이 장치의 화소부의 단면 구조를 나타낸 도면.Fig. 13 is a diagram showing a cross-sectional structure of a pixel portion of an EL display device.
도 14는 EL 디스플레이 장치의 화소부의 단면 구조를 나타낸 도면.Fig. 14 is a diagram showing a cross-sectional structure of a pixel portion of an EL display device.
도 15a 및 도 15b는 각각 EL 디스플레이 장치 화소부의 평면도 및 구성을 나타낸 도면.15A and 15B show a plan view and a configuration of a pixel portion of an EL display device, respectively.
도 16a 내지 도 16f는 전자 장치의 특정 예를 나타낸 도면.16A-16F illustrate specific examples of electronic devices.
도 17a 및 도 17b는 EL 모듈을 외부에서 본 도면.17A and 17B are views of the EL module viewed from the outside.
도 18a 내지 도 18c는 접촉 구조의 제조 공정을 나타낸 도면.18A-18C illustrate a process for producing a contact structure.
도 19는 EL 층의 적층 구조를 나타낸 도면.19 shows a laminated structure of an EL layer.
도 20a 및 도 20b는 전자 장비의 특정 예를 나타낸 도면.20A and 20B illustrate specific examples of electronic equipment.
도 21a 및 도 21b는 EL 디스플레이 장치 화소부의 회로 구성을 나타낸 도면.21A and 21B show a circuit configuration of a pixel portion of an EL display device.
도 22a 및 도 22b는 EL 디스플레이 장치 화소부의 회로 구성을 나타낸 도면.22A and 22B show a circuit configuration of a pixel portion of an EL display device.
도 23은 EL 디스플레이 장치 화소부의 단면 구조를 나타낸 도면.Fig. 23 is a diagram showing a cross-sectional structure of a pixel portion of an EL display device.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
11 : 기판 12 : 베이스 막 11
13 : 소스 영역 14 : 드레인 영역13
15a 내지 15d : LDD 영역 16 : 고농도 불순물 영역15a to 15d: LDD region 16: High concentration impurity region
17a, 17b : 채널 형성 영역 18 : 게이트 절연막17a, 17b: channel forming region 18: gate insulating film
19a, 19b : 게이트 전극 20 : 제 1 층간 절연막19a and 19b: Gate electrode 20: First interlayer insulating film
21 : 소스 배선 22 : 드레인 배선21: source wiring 22: drain wiring
본 발명은 전기 광학 장치, 통상적으로 기판 위에 만들어진 반도체 소자(반도체 박막을 사용하는 소자)에 의해 형성된 전자발광(electroluminescence; EL) 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치(디스플레이부라고도 불림)로서 전기 광학 장치를 갖는 전자 장비(전자 장치)에 관한 것이다.The present invention provides an electroluminescence (EL) display device formed by an electro-optical device, usually a semiconductor element (element using a semiconductor thin film) made on a substrate, and an electron having an electro-optical device as a display device (also called a display portion). It relates to equipment (electronic device).
기판 위에 TFT를 형성하는 기술이 최근에 널리 보급되어 왔고, 액티브 매트릭스형 디스플레이 장치에 대한 적용이 진보하고 있다. 특히, 폴리실리콘 막을 사용하는 TFT는 종래의 비정질 실리콘막을 사용하는 TFT보다 높은 전계 효과 이동도(이동도라고 불림)를 가지므로, 고속 동작이 가능하다. 그 결과, 화소로서 동일 기판 위에 형성된 구동 회로에 의해, 기판 외부의 구동 회로에 의해 통상적으로 행해지는 화소 제어를 행할 수 있다.The technology of forming TFT on a substrate has been widely spread in recent years, and the application to the active matrix display device is progressing. In particular, a TFT using a polysilicon film has a higher field effect mobility (called mobility) than a TFT using a conventional amorphous silicon film, so that high speed operation is possible. As a result, the pixel control normally performed by the drive circuit external to a board | substrate can be performed by the drive circuit formed on the same board | substrate as a pixel.
이러한 종류의 액티브 매트릭스 디스플레이 장치에 있어서 동일 기판 위에 여러 가지 회로 및 소자를 꾸밈으로써 얻어질 수 있는 많은 이점, 예를 들면 제조 비용의 감소, 소형화, 수율 증가 및 더욱 높은 스루풋 때문에 이러한 종류의 액티브 매트릭스 디스플레이 장치가 각광 받고 있다.In this kind of active matrix display device, many kinds of advantages that can be obtained by decorating different circuits and elements on the same substrate, for example, because of reduced manufacturing costs, miniaturization, increased yields and higher throughput, this kind of active matrix display The device is in the limelight.
발광층(EL층)은 TFT로부터 각 화소에 형성된 스위칭 소자를 배치하고, 스위칭 소자에 의해 전류 제어를 행하는 구동 소자를 구동함으로써 액티브 매트릭스 EL 디스플레이 장치에서 발광하도록 만들어진다. 예를 들면, 미국 특허 제5,684,365호(일본 특개평 8-234683호 및 일본 특개평 10-189252호)에 개시된 EL 디스플레이 장치가 있다.The light emitting layer (EL layer) is made to emit light in an active matrix EL display device by arranging a switching element formed in each pixel from a TFT and driving a driving element which performs current control by the switching element. For example, there is an EL display device disclosed in US Pat. No. 5,684,365 (Japanese Patent Laid-Open No. 8-234683 and Japanese Patent Laid-Open No. 10-189252).
수분으로 인한 EL 물질의 열화는 이들 EL 디스플레이 장치에 문제를 일으켜 왔다. 특히 유기 EL 물질은 수분뿐만 아니라 산소에도 열화한다. 따라서 EL 소자는 일반적으로 일본 특개평 8-78159호에 개시된 것과 같이 EL 소자를 밀봉함으로써 수분 등으로부터 차단된다. Deterioration of EL materials due to moisture has caused problems for these EL display devices. In particular, the organic EL material deteriorates not only moisture but also oxygen. Therefore, the EL element is generally shielded from moisture and the like by sealing the EL element as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-78159.
그러나, EL 소자가 갖는 문제는 수분에만 제한되는 것은 아니다. EL 층은 나트륨(Na) 등의 알칼리 금속을 그 자체에 포함하고 있고 알칼리 금속이 TFT에 확산될 경우 심각한 문제가 TFT의 동작시 생길 수 있다. 또한, 열 축적으로 인한 열화도 EL 층이 열에 약하기 때문에 문제가 된다. 알칼리 금속은 본 명세서 전체에 걸쳐 알칼리 토금속을 포함하는 '알칼리 금속'이라 부른다. However, the problem with the EL element is not limited only to moisture. The EL layer contains an alkali metal such as sodium (Na) in itself, and serious problems may occur during operation of the TFT if the alkali metal is diffused into the TFT. Further, deterioration due to heat accumulation also becomes a problem because the EL layer is weak in heat. Alkali metals are referred to throughout the specification as 'alkali metals' which include alkaline earth metals.
상기한 종래 기술의 관점에서, 본 발명의 목적은 양호한 동작 성능 및 고신뢰성을 갖는 전기 광학 장치를 제공하고, 특히 EL 디스플레이 장치를 제공하는 것에 있다. 본 발명의 다른 목적은 전기 광학 장치의 화질을 증가시킴으로써 디스플레이장치로서의 전기 광학 장치를 갖는 전자 장비(전자 장치)의 품질을 증가시키는 것에 있다.In view of the above prior art, it is an object of the present invention to provide an electro-optical device having good operating performance and high reliability, and in particular to provide an EL display device. Another object of the present invention is to increase the quality of electronic equipment (electronic devices) having an electro-optical device as a display device by increasing the image quality of the electro-optical device.
상기 목적을 달성하기 위해, 수분으로 인한 EL 소자의 열화, 열로 인한 열화 및 알칼리 금속의 방출이 본 발명에 의해 방지된다. 구체적으로, 이러한 것들을 만족시키는 절연막이 EL 소자와 접촉되어 배치되거나 보다 바람직하게는 EL 소자는 이와 같은 절연막에 의해 둘러싸인다.In order to achieve the above object, deterioration of the EL element due to moisture, deterioration due to heat and release of alkali metal are prevented by the present invention. Specifically, an insulating film satisfying these things is disposed in contact with the EL element, or more preferably, the EL element is surrounded by such an insulating film.
즉, 수분 및 알칼리 금속 차단 효과 및 방열효과를 갖는 절연막이 EL 소자와 가장 가까운 위치에 배치되고, EL 소자의 열화는 절연막에 의해 억제된다.That is, an insulating film having moisture and alkali metal blocking effect and heat dissipation effect is disposed at the position closest to the EL element, and deterioration of the EL element is suppressed by the insulating film.
수분 및 알칼리 금속 차단 효과를 갖는 절연막과 방습 효과를 갖는 절연막의 적층막(laminate)은 이와 같은 절연막이 단일 층으로 사용될 수 없는 경우에 사용될 수 있다. 또한, 수분 차단 효과를 갖는 절연막, 알칼리 금속 차단 효과를 갖는 절연막과 방열 효과를 갖는 절연막의 적층막을 사용할 수 있다.A laminate of an insulating film having a moisture and alkali metal blocking effect and an insulating film having a moisture proof effect can be used when such an insulating film cannot be used as a single layer. Further, a laminated film of an insulating film having a water blocking effect, an insulating film having an alkali metal blocking effect and an insulating film having a heat radiating effect can be used.
양자의 방법에 있어서는, 수분 및 열 양자의 측정방법을 EL 소자의 열화(EL 소자의 열화라고도 함)를 억제하기 위해 찾아야 하고, EL 소자를 구동하는 TFT 자체의 열, 수분 및 알칼리 금속에 대해 측정할 필요가 있다.In both methods, a measurement method of both moisture and heat must be found in order to suppress deterioration of the EL element (also referred to as deterioration of the EL element), and it is measured for heat, moisture and alkali metal of the TFT itself driving the EL element. Needs to be.
도 1 내지 도 2b는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해 사용된다. 도 1은 본 발명의 EL 디스플레이 장치 화소의 단면도이고, 도 2a는 평면도, 도 2b는 회로 구성을 나타낸다. 실제로, 화소부(화상 디스플레이부)는 매트릭스 상태로 배열된 이러한 종류의 다수의 화소로 형성된다.1 to 2B are used to illustrate preferred embodiments of the present invention. Fig. 1 is a sectional view of a pixel of an EL display device of the present invention, Fig. 2A is a plan view, and Fig. 2B is a circuit configuration. In practice, the pixel portion (image display portion) is formed of a plurality of pixels of this kind arranged in a matrix state.
도 1의 단면도는 도 2a에 나타낸 평면도에서 선 A-A'을 따라 절취한 단면도를 나타낸다. 공통 기호가 도 1 및 도 2a 및 도 2b에 사용되었으므로, 3개의 도면은 적절히 참조해도 된다. 더욱이, 2개의 화소는 도 2a의 평면도에 도시되어 있으며, 양자는 동일 구조를 갖는다.1 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'in the plan view shown in FIG. 2A. Since the common symbols have been used in FIGS. 1 and 2A and 2B, the three figures may be referred to as appropriate. Moreover, the two pixels are shown in the top view of Fig. 2A, both of which have the same structure.
도 1에 있어서, 참조 부호(11)는 기판을 나타내고, 참조(12)는 베이스 막을 나타낸다. 유리 기판, 유리 세라믹 기판, 석영(quartz) 기판, 실리콘 기판, 세라믹 기판, 금속 기판 또는 플라스틱 기판(플라스틱 막을 포함함)이 기판(11)으로서 사용될 수 있다. In Fig. 1,
또한, 베이스 막(12)은 특히 이동하는 이온을 함유하는 기판 또는 도전성을 갖는 기판이 사용될 경우 유효하지만 석영 기판에 대해서는 형성될 필요가 없다. 실리콘을 함유하는 절연막은 베이스 막(12)으로서 형성되어도 된다. 용어 "실리콘 함유 절연막"은 특히 산화 실리콘 막, 질화 실리콘 막, 또는 옥시질화 실리콘 막(SiOxNy) 등의 실리콘, 산소 및 질소를 미리결정된 비율로 함유하는 절연막을 나타낸다. In addition, the
또한, 베이스 막(12)에 방열 효과를 부여함으로써 TFT 또는 EL 소자의 열화를 방지하고 TFT에서 발생된 열을 방출하도록 하는 데 효과적이다. 모든 알려진 물질이 방열 효과를 부여하기 위해 사용될 수 있다.In addition, by providing a heat radiating effect to the
2개의 TFT는 본원에서는 화소 내에 형성된다. 참조 번호(201)는 스위칭 소자(이하 스위칭 TFT라 함)로서 기능하는 TFT를 나타내고, 참조 번호(202)는 EL 소자로 흐르는 전류의 양을 제어하는 전류 제어 소자로서 기능하는 TFT(이하 전류 제어 TFT라 함)를 나타내고, 양자는 n-채널 TFT로 형성된다.Two TFTs are formed in the pixel here.
n채널 TFT의 전계 효과 이동도는 p채널 TFT의 전계 효과 이동도보다 크므로, 동작 속도가 빠르고 전류는 용이하게 흐를 수 있다. 또한, 동일한 양의 전류가 흐 를지라도, n채널 TFT는 더욱 작게 만들어질 수 있다. 그러므로 디스플레이부의 유효 표면적은 전류 제어 TFT로서 n채널 TFT를 사용할 때 커지게 되는 데, 이것은 바람직한 것이다.Since the field effect mobility of the n-channel TFT is larger than the field effect mobility of the p-channel TFT, the operating speed is high and the current can flow easily. Also, even though the same amount of current flows, the n-channel TFT can be made smaller. Therefore, the effective surface area of the display portion becomes large when using the n-channel TFT as the current control TFT, which is preferable.
p채널 TFT는 고온 캐리어 주입이 반드시 문제가 되지 않는다는 이점과, 오프 전류값이 낮다고 하는 이점이 있으며, 스위칭 TFT와 전류 제어 TFT로서 p채널 TFT를 사용하는 예가 이미 보고되어 있다. 그러나, LDD영역의 위치가 다른 구조를 사용함으로써, n채널 TFT에 있어서의 고온 캐리어 주입 및 오프 전류값 문제가 본 발명에 의해 해결된다. 본 발명은 모든 화소 내의 모든 TFT에 대해 n채널 TFT를 사용하는 것에 특징이 있다.The p-channel TFT has the advantage that high temperature carrier injection is not necessarily a problem, and the advantage that the off current value is low, and an example of using the p-channel TFT as a switching TFT and a current control TFT has already been reported. However, by using a structure in which the position of the LDD region is different, the problem of high temperature carrier injection and off current value in the n-channel TFT is solved by the present invention. The present invention is characterized by using n-channel TFTs for all the TFTs in all the pixels.
본 발명에 있어서는 스위칭 TFT와 전류 제어 TFT를 n채널 TFT로 한정할 필요는 없으며, 스위칭 TFT, 전류 제어 TFT 중 어느 하나 또는 모두에 p채널 TFT를 사용할 수 있다.In the present invention, it is not necessary to limit the switching TFT and the current control TFT to the n-channel TFT, and the p-channel TFT can be used for any or all of the switching TFT and the current control TFT.
스위칭 TFT(201)는 소스 영역(13), 드레인 영역(14), LDD 영역(15a 내지 15d), 고농도 불순물 영역(16) 및 채널 형성 영역(17a, 17b)을 포함하는 액티브 층; 게이트 절연막(18); 게이트 전극(19a, 19b), 제 1 층간 절연막(20), 소스 배선(21) 및 드레인 배선(22)으로 형성된다.The switching
도 2a에 나타낸 것과 같이, 게이트 전극(19a, 19b)은 상이한 재료(게이트 전극(19a, 19b)보다 낮은 저항을 갖는 재료))로 형성되는 게이트 배선(211)에 의해 전기적으로 접속된 이중 게이트 구조로 되어 있다. 물론, 이중 게이트 구조뿐만 아니라, 소위 다중 게이트 구조(직렬로 접속된 2개 이상의 채널 형성 영역을 갖는 액 티브 층을 포함하는 구조), 예를 들면 3중 게이트 구조도 사용될 수 있다. 다중 게이트 구조는 극히 오프 전류의 값을 낮추는데 효과적이며, 화소의 스위칭 TFT(201)를 본 발명과 같은 다중 게이트 구조로 만듦으로써, 낮은 오프 전류값이 스위칭 TFT에 대해 실현될 수 있다.As shown in Fig. 2A, the
액티브 층은 결정 구조를 갖는 반도체 막으로 형성된다. 즉, 단결정 반도체 막이 사용될 수 있으며, 다결정 반도체 막 또는 미정질 반도체 막도 사용될 수 있다. 또한, 게이트 절연막(18)은 실리콘을 함유하는 절연막으로 형성되어도 된다. 또한, 도전막은 모든 게이트 전극, 소스 배선 및 드레인 배선에 사용될 수 있다.The active layer is formed of a semiconductor film having a crystal structure. That is, a single crystal semiconductor film can be used, and a polycrystalline semiconductor film or microcrystalline semiconductor film can also be used. The
또한, 스위칭 TFT(201)의 LDD 영역(15a 내지 15d)은 게이트 절연막(18)를 개재시킴으로써 게이트 전극(19a, 19b)을 덮지 않도록 형성된다. 이러한 구조는 특히 오프 전류값을 감소시키는 데 효과적이다.The
채널 형성 영역과 LDD 영역 사이의 오프셋 영역(채널 형성 영역의 조성과 같은 조성을 갖는 반도체 층을 포함하고, 게이트 전압이 인가되지 않는 영역)은 오프 전류값을 감소시키는 데 더욱 바람직하다. 또한, 2개 이상의 게이트 전극을 갖는 다중 게이트 구조가 사용될 경우, 채널 형성 영역 사이에 형성된 고농도 불순물 영역은 오프 전류의 값을 낮추는데 효과적이다.An offset region (a region including a semiconductor layer having the same composition as that of the channel formation region and to which no gate voltage is applied) between the channel formation region and the LDD region is more preferable for reducing the off current value. In addition, when a multi-gate structure having two or more gate electrodes is used, the high concentration impurity region formed between the channel formation regions is effective to lower the value of the off current.
상기와 같이 다중 게이트 구조 TFT를 스위칭 TFT로서 사용함으로써, 충분히 낮은 오프 전류값을 갖는 스위칭 소자가 본 발명에 의해 실현된다. 그러므로 전류 제어 TFT의 게이트 전압은 일본 특개평 10-189252호의 도 2에 나타낸 것과 같이 커패시터를 형성하지 않고는 충분한 시간 동안(하나의 선택으로부터 다음 선택까지의 기간동안) 유지될 수 있다. By using the multi-gate structure TFT as the switching TFT as described above, a switching element having a sufficiently low off current value is realized by the present invention. Therefore, the gate voltage of the current control TFT can be maintained for a sufficient time (for a period from one selection to the next selection) without forming a capacitor as shown in Fig. 2 of Japanese Patent Laid-Open No. 10-189252.
즉, 유효 발광 표면적을 감소시키는 커패시터를 제거하는 것이 가능하고, 유효 발광 표면적을 증가시킬 수 있다. 이것은 EL 디스플레이 장치의 화질을 더욱 밝게 할 수 있다는 것을 의미한다. That is, it is possible to eliminate the capacitor which reduces the effective light emitting surface area, and can increase the effective light emitting surface area. This means that the image quality of the EL display device can be made brighter.
다음에, 전류 제어 TFT(202)는 소스 영역(31), 드레인 영역(32), LDD영역(33) 및 채널 형성 영역(34)을 포함하는 액티브 층; 게이트 절연막(18); 게이트 전극(35); 제 1 층간 절연막(20); 소스 배선(36); 및 드레인 배선(37)을 가지고 형성된다. 게이트 전극(35)은 단일 게이트 구조를 가지지만 다중 게이트 구조도 사용할 수 있다.Next, the
도 2a 및 도 2b에 나타낸 것과 같이, 스위칭 TFT(201)의 드레인은 전류 제어 TFT(202)의 게이트에 전기적으로 접속되어 있다. 특히, 전류 제어 TFT(202)의 게이트 전극(35)은 드레인 배선(접속 배선이라고도 함)(22)을 통해 스위칭 TFT(201)의 드레인 영역(14)에 전기 접속되어 있다. 또한, 소스 배선(36)은 전류 공급 배선(212)에 접속되어 있다.As shown in FIGS. 2A and 2B, the drain of the switching
전류 제어 TFT(202)의 특징은 그 채널 폭이 스위칭 TFT(201)의 채널 폭보다 크다는 것이다. 즉, 도 8에 나타낸 것과 같이, 스위칭 TFT의 채널 길이가 L1이고 그 채널 폭이 W1이고, 전류 제어 TFT의 채널 길이가 L2이고 그 채널 폭이 W2일 때, 관련 식은 W2/L2≥ 5×W1/L1(바람직하게는 W2/L2≥10×W1/L1)에 도달한다. 그 결과, 스위칭 TFT에서보다 전류 제어 TFT에서 전류가 보다 용이하게 흐르게 할 수 있다.The characteristic of the
다중 게이트 구조 스위칭 TFT의 채널 길이는 형성된 2개 이상의 채널 형성 영역의 채널 길이 각각을 합한 것이다. 이중 게이트 구조는 도 8의 경우에 형성되므로, 2개의 채널 형성 영역의 각각의 채널 길이 L1a, L1b의 합은 스위칭 TFT의 채널 길이 L1로 된다.The channel length of the multi-gate structure switching TFT is the sum of the channel lengths of two or more channel formation regions formed. Since the double gate structure is formed in the case of Fig. 8, the sum of the channel lengths L1a and L1b of each of the two channel formation regions is the channel length L1 of the switching TFT.
채널 길이 L1, L2 및 채널 폭 W1, W2는 본 발명에 있어서의 값의 범위에 특히 한정되는 것은 아니며, W1은 0.1 내지 5㎛(통상적으로 1 내지 3㎛), W2는 0.5 내지 30㎛(통상적으로 2 내지 10㎛)가 바람직하다. 이 때 L1은 0.2 내지 18㎛(통상적으로 2 내지 15㎛), L2는 0.1 내지 50㎛(통상적으로 1 내지 20㎛)가 바람직하다.The channel lengths L1, L2 and the channel widths W1, W2 are not particularly limited to the range of values in the present invention, W1 is 0.1 to 5 µm (typically 1 to 3 µm), and W2 is 0.5 to 30 µm (typically 2-10 micrometers) is preferable. At this time, L1 is preferably 0.2 to 18 µm (typically 2 to 15 µm), and L2 is preferably 0.1 to 50 µm (typically 1 to 20 µm).
과잉의 전류가 흐르는 것을 방지하기 위해 긴 쪽에 있는 전류 제어 TFT의 채널 길이 L을 설정하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 W2/L2≥3(보다 바람직하게는 W2/L2≥5)이다. 또한 화소 당 전류는 0.5 내지 2㎂(보다 양호하게는 1 내지 1.5㎂)이다.In order to prevent excessive current from flowing, it is preferable to set the channel length L of the current control TFT on the longer side. Preferably W2 / L2 ≧ 3 (more preferably W2 / L2 ≧ 5). In addition, the current per pixel is 0.5 to 2 mA (preferably 1 to 1.5 mA).
수치를 이러한 범위 내로 설정함으로써, VGA 등급의 화소(640×480)수를 갖는 EL 디스플레이 장치로부터 하이 비젼 클래스(high vision class) 화소수(1920×1080)를 갖는 EL 디스플레이 장치까지의 모든 표준이 포함될 수 있다.By setting the numerical value within this range, all standards from the EL display device having the VGA grade pixel (640 × 480) number to the EL display device having the high vision class pixel number (1920 × 1080) will be included. Can be.
더욱이, 스위칭 TFT(201)에 형성된 LDD 영역의 길이(폭)는 0.5 내지 3.5㎛, 통상 2.0 내지 2.5㎛로 설정된다. Further, the length (width) of the LDD region formed in the switching
도 1에 도시된 EL 디스플레이 장치는 LDD 영역(33)이 전류 제어 TFT(202)에서 드레인 영역(32)과 채널 형성 영역(34) 사이에 형성되는 것에 특징이 있다. 또한, LDD영역(33)은 게이트 절연막(18)을 개재함으로써 게이트 전극(35)과 중첩하는 영역과 중첩하지 않는 영역 모두를 갖는다.The EL display device shown in Fig. 1 is characterized in that an
전류 제어 TFT(202)는 EL 소자(203)가 발광하도록 하기 위해 전류를 공급하고 동시에 공급되는 양을 제어하고 그레이 스케일 디스플레이가 가능하도록 한다. 그러므로, 전류가 흐를 경우 열화가 없고, 고온 캐리어 주입으로 인한 열화에 대응한 스텝이 취해질 필요가 없다. 더욱이. 흑(black)이 디스플레이될 때. 전류 제어 TFT(202)는 오프 상태로 설정되지만, 오프 전류값이 높으면, 이 후 밝은 흑색 디스플레이가 불가능하며, 이것은 콘트라스트의 감소와 같은 문제를 초래한다. 그러므로 오프 전류의 값을 억제할 필요가 있다.The
고온 캐리어 주입으로 인한 열화와 관련하여, LDD 영역이 게이트 전극과 중첩하는 구조가 대단히 유효하다고 알려져 있다. 그러나, 전체 LDD 영역이 게이트 전극과 중첩하도록 만들어지면, 이 후 오프 전류의 값은 상승하므로, 본 발명의 출원인은 게이트 전극과 중첩하지 않는 LDD 영역이 직렬로 형성되는 신규 구조에 의해 동시에 고온 캐리어 및 오프 전류값 대책 모두를 해결한다.In connection with deterioration due to high temperature carrier injection, it is known that the structure in which the LDD region overlaps with the gate electrode is very effective. However, if the entire LDD region is made to overlap with the gate electrode, the value of the off current thereafter increases, so the applicant of the present invention simultaneously shows that the high temperature carrier and the high temperature carrier and the LDD region which do not overlap with the gate electrode are formed in series. Solve all the off current value measures.
게이트 전극과 중첩하는 LDD 영역의 길이는 이러한 점에서 0.1 내지 3㎛(바람직하게는 0.3 내지 1.5㎛)로 만들어져도 된다. LDD 영역의 길이가 너무 길면, 기생 용량이 커지게 되고, 너무 짧으면, 고온 캐리어 방지 효과 약해진다. 또한, 게이트 전극과 중첩하지 않는 LDD 영역의 길이는 1.0 내지 3.5㎛(바람직하게는 1.5 내지 2.0㎛)로 설정된다. LDD 영역의 길이가 너무 길면, 충분한 전류가 흐를 수 없게 되고, 너무 짧으면, 오프 전류값 감소 효과가 약해진다. The length of the LDD region overlapping with the gate electrode may be made 0.1 to 3 mu m (preferably 0.3 to 1.5 mu m) in this respect. If the length of the LDD region is too long, the parasitic capacitance becomes large, and if it is too short, the high temperature carrier prevention effect is weakened. In addition, the length of the LDD region not overlapping with the gate electrode is set to 1.0 to 3.5 mu m (preferably 1.5 to 2.0 mu m). If the length of the LDD region is too long, sufficient current cannot flow, and if it is too short, the off current value reduction effect is weakened.
기생 용량은 게이트 전극과 LDD 영역이 중첩하는 영역에 상기 구조로 형성되 므로 이러한 영역은 소스 영역(31)과 채널 형성 영역(34) 사이에 형성되지 않는 것이 바람직하다. 캐리어(이 경우 전자) 흐름 방향은 항상 전류 제어 TFT에 있어서 동일하므로, 드레인 영역 측에만 LDD 영역을 형성하는 것으로 충분하다. Since the parasitic capacitance is formed in the structure where the gate electrode and the LDD region overlap, it is preferable that such a region is not formed between the
또한, 흐를 수 있는 전류 양을 증가시키기 위한 관점에서 보면, 전류 제어 TFT(202)의 활성층(특히 채널 형성 영역)의 막 두께를 두껍게(바람직하게는 50 내지 100㎚, 바람직하게는 60 내지 80㎚) 하는 것이 효과적이다. 역으로, 스위칭 TFT(201)에 있어서 오프 전류값을 보다 작게 하기 위한 관점에서 보면, 활성층(특히 채널 형성 영역)의 막 두께를 얇게(바람직하게는 20 내지 50㎚, 바람직하게는 25 내지 40㎚) 하는 것이 효과적이다. Further, from the viewpoint of increasing the amount of current that can flow, the film thickness of the active layer (particularly the channel formation region) of the
다음에, 참조 번호(41)는 제 1 패시베이션 막을 나타내고, 그 막 두께는 10 내지 1㎛(바람직하게는 200 내지 500㎚)로 설정해도 된다. 실리콘을 포함하는 절연막(특히, 바람직하게는 옥시질화 실리콘 막 또는 질화 실리콘 막)이 패시베이션 막 재료로서 사용될 수 있다. 패시베이션 막(41)은 제조된 TFT를 알칼리 금속 및 수분으로부터 보호하는 역할을 한다. 나트륨 등의 알칼리 금속은 최종 TFT에 형성된 EL 층에 포함된다. 즉, 제 1 패시베이션 막(41)은 보호층으로서 작용하므로 이들 알칼리 금속(이동 이온)은 TFT로 침투하지 못한다. 알칼리 금속 및 알칼리 토금속은 본 명세서에 전체에 걸쳐서 용어 '알칼리 금속'에 포함되는 것이다.Next,
또한, 패시베이션 막(41)이 방열 효과를 갖도록 만듦으로써, EL 층의 열적 열화를 방지하는 데에도 효과적이다. 광은 EL 디스플레이 장치의 도 1의 구조에서 베이스(11) 측으로부터 방사되므로 패시베이션 막(41)은 광 전달 특성을 가질 필요 가 있다. 또한, 산소와 접착함으로써 열화되기 때문에 EL층으로서 유기 재료를 사용하는 경우에 산소를 방출하도록 된 절연막을 사용하지 않는 것이 바람직하다. Further, by making the
붕소(B), 탄소(C) 및 질소(N)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 원소와 알루미늄(Al), 실리콘(Si) 및 인(P)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 원소를 포함하는 절연막이 방열 특성(높은 열 전도성)을 갖는 투광 물질로서 주어질 수 있다. 예를 들면 질화 알루미늄 화합물, 통상적으로 질화 알루미늄(AlxNy), 탄화 실리콘 화합물, 통상적으로 탄화 실리콘(SixCy), 질화 실리콘 화합물, 통상적으로 질화 실리콘(SixNy), 질화 붕소 화합물, 통상적으로 질화 붕소(BxNy) 또는 인화 붕소 화합물, 통상적으로 인화 붕소(BxPy)를 사용하는 것이 가능하다. 또한, 산화 알루미늄 화합물, 통상적으로 산화 알루미늄(AlxOy)는 우수한 투광성을 가지며, 20Wm-1K-1의 열전도도를 가지며, 바람직한 재료라고 말할 수 있다. 이들 재료는 방열 특성을 가질 뿐만 아니라 수분 및 알칼리 금속 등의 투과를 방지하는 데 효과적이다. x와 y는 상기 투명 재료에 대한 임의의 정수이다.At least one element selected from the group consisting of boron (B), carbon (C) and nitrogen (N) and at least one element selected from the group consisting of aluminum (Al), silicon (Si) and phosphorus (P) The insulating film can be given as a light transmitting material having heat dissipation characteristics (high thermal conductivity). For example, aluminum nitride compounds, typically aluminum nitride (AlxNy), silicon carbide compounds, typically silicon carbide (SixCy), silicon nitride compounds, typically silicon nitride (SixNy), boron nitride compounds, typically boron nitride (BxNy) Or it is possible to use boron phosphide compounds, typically boron phosphide (BxPy). In addition, an aluminum oxide compound, typically aluminum oxide (AlxOy), has excellent light transmittance, has a thermal conductivity of 20 Wm −1 K −1 , and can be said to be a preferred material. These materials not only have heat dissipation properties, but also are effective in preventing permeation of moisture and alkali metals and the like. x and y are arbitrary integers for the transparent material.
상기 화합물은 또한 다른 원소와 결합될 수 있다. 예를 들면, AlNxOy 로 나타낸 질화 알루미늄 산화물을 사용할 수 있고, 여기서 질소는 알루미늄 산화물에 부가된다. 이러한 재료는 또한 방열 특성을 가질 뿐만 아니라, 수분 및 알칼리 금속 등의 물질이 침투하는 것을 방지하는 데 효과적이다. x와 y는 상기 질화 알루미늄 산화물에 대한 임의의 정수이다.The compound may also be combined with other elements. For example, an aluminum nitride oxide represented by AlNxOy can be used, where nitrogen is added to the aluminum oxide. Such materials also have heat dissipation properties and are effective in preventing penetration of substances such as moisture and alkali metals. x and y are arbitrary integers for the aluminum nitride oxide.
더욱이, 일본 특개소 62-90260호에 기록된 재료가 또한 사용될 수 있다. 즉, Si, Al, N, O, M(M은 희토류 원소(rare earth element)임)을 함유하는 화합물, 바람직하게는 세슘(Ce), 이터븀(Yb), 사마륨(Sm), 에르븀(Er), 이트륨(Y), 란탄(La), 가돌리늄(Gd), 디스프로슘(Dy) 및 네오듐(Nd)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 원소도 사용될 수 있다. 이들 재료는 방열 특성을 가질 뿐만 아니라, 수분 및 알칼리 금속 등의 물질이 침투하는 것을 방지하는 데 효과적이다.Moreover, the material recorded in Japanese Patent Laid-Open No. 62-90260 can also be used. That is, a compound containing Si, Al, N, O, M (M is a rare earth element), preferably cesium (Ce), ytterbium (Yb), samarium (Sm), and erbium (Er). ), At least one element selected from the group consisting of yttrium (Y), lanthanum (La), gadolinium (Gd), dysprosium (Dy) and neodium (Nd) may also be used. These materials not only have heat dissipation characteristics, but also are effective in preventing penetration of substances such as moisture and alkali metals.
더욱이, 적어도 다이아몬드 박막 또는 비정질 탄소를 함유하는 탄소막(특히 다이아몬드에 가까운 특성을 갖는 것; 다이아몬드 유사 탄소라 함)도 사용될 수 있다. 이들은 매우 높은 열 전도성을 가지며, 방사층으로서 매우 유효하다. 막 두께가 크면, 브라운 밴딩이 있고 전도도가 감소되므로 가능한 한 두께가 얇은 막(바람직하게는 5 내지 10㎚)을 사용하는 것이 바람직하다. Moreover, carbon films containing at least diamond films or amorphous carbons (particularly those having properties close to diamond; diamond-like carbon) may also be used. They have very high thermal conductivity and are very effective as emissive layers. If the film thickness is large, it is preferable to use a film as thin as possible (preferably 5 to 10 nm) as there is brown banding and the conductivity is reduced.
제 1 패시베이션 막(41)의 목적은 TFT를 알칼리 금속 및 수분으로부터 보호하는 데 있으므로, 제 1 패시베이션 막은 이러한 효과를 잃지 않도록 만들어져야 한다. 상기한 복사 효과를 가진 재료로 만들어진 얇은 막은 자기 혼자서 사용될 수 있지만 이러한 막과 알칼리 금속 및 수분에 대한 차단성을 갖는 박막(통상적으로 질화 실리콘 막(SixNy) 또는 옥시질화 실리콘 막(SiOxNy))을 적층하는 것도 효과적이다. x와 y는 상기 질화 실리콘 막과 옥시질화 실리콘 막에 대한 임의의 정수이다.Since the purpose of the
참조 번호(42)는 색조 필터를 나타내고, 참조 번호(43)는 형광 기판(형광 염료층이라고도 함)을 나타낸다. 양자는 동일한 색의 조합이며, 적(R), 녹(G), 또는 청(B)을 포함한다. 색조 필터(42)는 색순도를 증가시키기 위해 형성되고, 형광 물 질(43)은 색변형을 행하기 위해 형성된다.
EL 디스플레이 장치는 크게 4가지 종류의 색조 디스플레이로 나누어진다. 즉 R, G, B에 대응하는 3가지 종류의 EL 소자를 형성하는 방법, 색조 필터와 백색을 발광하는 EL 소자를 결합하는 방법, 청 또는 청-녹을 발광하는 EL 소자와 형광 물질(형광색 변경층, CCM)을 결합하는 방법, 및 음극(전극에 대향함)로서 투명 전극을 사용하고 R, G, B 에 대응하는 EL 소자를 중첩하는 방법으로 나누어진다.The EL display device is largely divided into four kinds of color tone displays. That is, a method of forming three kinds of EL elements corresponding to R, G, and B, a method of combining a color filter and an EL element emitting white light, an EL element emitting blue or blue-green light, and a fluorescent material (fluorescent color changing layer) , CCM), and a method of using a transparent electrode as a cathode (as opposed to an electrode) and superimposing EL elements corresponding to R, G, and B.
도 1의 구조는 청색 발광 EL 소자와 형광 물질의 조합을 사용하는 경우의 예이다. 청색을 발광하는 발광층은 여기에서는 EL 소자로서 사용되는 자외선 광을 포함하는 청색 영역의 파장을 갖는 광이 형성되고 형광 물질(43)은 광으로서 활성화되고, 적, 녹, 또는 청색 광을 방출하도록 만들어진다. 광의 색순도는 색조 필터(42)에 의해 증가되고 이것이 출력된다.The structure of FIG. 1 is an example in the case of using a combination of a blue light emitting EL element and a fluorescent material. The light emitting layer emitting blue light is formed here so that light having a wavelength in the blue region including ultraviolet light used as an EL element is formed and the
발광 방법과 관련시키지 않고 본 발명을 구현하는 것이 가능하며, 상기 4개의 모든 방법은 본 발명과 함께 사용될 수 있다.It is possible to implement the invention without regard to the light emitting method, all four of which can be used with the invention.
더욱이, 색조 필터(42)와 형광 물질(43)을 형성한 후, 평탄화가 제 2 층간 절연막(44)에 의해 행해진다. 수지막은 바람직하게는 제 2 층간 절연막(44)과 같고, 폴리이미드, 폴리아미드, 아크릴 또는 BCB(벤조시클로부탄) 등과 같은 것이 사용되어도 된다. 또한, 충분한 평탄화가 가능하면 물론 무기막이 사용되어도 된다. Furthermore, after the
제 2 층간 절연막(44)에 의한 TFT로 인한 단차의 평탄화는 극히 중요하다. 이후에 형성된 EL 층은 매우 얇으므로, 불량한 발광이 단차의 존재로 인해 생기는 경우가 있다. 그러므로 가능한 한 표면이 평탄한 EL 층을 형성하기 위해 화소 전극을 형성하기 전에 평탄화를 행하는 것이 바람직하다. The planarization of the step caused by the TFT by the second
더욱이. 참조 번호(45)는 제 2 패시베이션 막(방열층의 의미를 가짐)이고, 막 두께는 5㎚ 내지 1㎛(통상적으로 20 내지 300㎚)인 것이 바람직하다. 이러한 제 2 패시베이션 막은 EL 소자와 접촉하여 배치되고 EL 소자에 의해 발생된 열을 방출하는 기능을 한다. 또한, 수지막에 의해 형성될 경우, 제 2 층간 절연막(44)은 열에 대해 약하고, 열방사층은 EL 소자에 의해 발생된 열로 인한 나쁜 영향을 받지 않도록 작용한다. Furthermore.
상기한 바와 같이 EL 디스플레이 소자를 제조함에 있어서 수지 막으로 TFT의 평판화를 행하는 것이 효과적이지만 EL 소자에 의해 발생된 열로 인한 수지 막의 열화를 고려한 종래 구조는 아니다. 제 1 패시베이션 막(45)을 배치함으로써 그 문제를 해결하는 것은 본 발명의 특징 중 하나라고 말할 수 있다.As described above, it is effective to flatten the TFT with the resin film in manufacturing the EL display element, but this is not a conventional structure considering the deterioration of the resin film due to heat generated by the EL element. It can be said that one of the features of the present invention is to solve the problem by disposing the
또한, 제 2 패시베이션 막(45)은 EL 층 내의 알칼리 금속이 TFT측으로 확산하지 않도록 할 뿐만 아니라 열로 인한 상기한 열화를 방지하는 보호층으로 기능을 하고, 또한 TFT측에서 EL층으로 수분 또는 산소가 침투하는 것을 방지하는 보호층으로서 기능을 한다.In addition, the
제 1 패시베이션 막(41)으로서 사용된 것과 같은 재료가 제 2 패시베이션 막(45)으로서 사용될 수 있다. 특히, 높은 방열효과를 갖는 재료로서, 탄소막 예를 들면 다이아몬드 막 또는 다이아몬드형 탄소막이 바람직하고 수분과 같은 물질의 침투를 방지하기 위해, 탄소막과 질화 실리콘 막(또는 옥시질화 실리콘 막)의 적층 구조를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.The same material as used as the
TFT 측과 EL측이 높은 방열효과를 가지며 수분 및 알칼리 금속을 차단할 수 있는 절연막에 의해 분리되어 있는 구조는 본 발명의 중요한 특성이고, 이것은 종래의 EL 디스플레이 장치에는 존재하지 않는 구조라고 말할 수 있다.The structure in which the TFT side and the EL side are separated by an insulating film which has a high heat dissipation effect and can block moisture and alkali metal is an important characteristic of the present invention, and it can be said that this structure does not exist in the conventional EL display device.
참조 번호(46)는 투명 도전막으로 만들어진 화소 전극(EL 소자 양극)을 나타낸다. 제 2 패시베이션 막(45), 제 2 층간 절연막(44) 및 제 1 패시베이션 막(41)에 접촉 홀을 뚫은 후, 화소 전극(45)은 전류 제어 TFT(202)의 드레인 배선(37)에 접속되도록 형성된다.
EL 층(유기 재료가 바람직함)(47), 음극(48), 보호 전극(49)이 화소 전극(46)상에 상기 순서로 형성된다. 단층 구조 또는 적층 구조가 EL 층(47)으로 사용될 수 있지만, 많은 경우에 적층 구조가 사용될 수 있다. 발광층, 전자 전달층, 전자 주입층, 홀 주입층 및 홀 전달층의 조합한 여러 가지 적층 구조가 제안되어 있지만, 본 발명에는 어떠한 구조라도 사용될 수 있다. EL 층으로의 형광 염료의 도핑도 물론 수행될 수 있다. 화소 전극(양극), EL 층 및 음극에 의해 형성된 발광 소자는 본 명세서 전체에 걸쳐 EL 소자라고 한다.An EL layer (preferably organic material) 47, a
이미 모두 알려진 EL 재료가 본 발명에 의해 사용될 수 있다. 유기 재료는 이와 같은 재료로서 잘 알려져 있으며, 구동 전압을 고려하면, 유기 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 이하의 미국 특허 및 일본 특허출원에 개시된 재료는 유기 EL 재료로서 사용될 수 있다.All known EL materials can be used by the present invention. Organic materials are well known as such materials, and considering the driving voltage, it is preferable to use organic materials. For example, the materials disclosed in the following US patents and Japanese patent applications can be used as organic EL materials.
미국 특허 제 4,356,429호, 미국 특허 제 4,539,507호, 미국 특허 제 4,720,432호, 미국 특허 제 4,769,292호, 미국 특허 제 4,885,211호, 미국 특허 제 4,950,950호, 미국 특허 제 5,059,861호, 미국 특허 제 5,047,687호, 미국 특허 제 5,073,446호, 미국 특허 제 5,059,862호, 미국 특허 제 5,061,617호, 미국 특허 제 5,151,629호, 미국 특허 제 5,294,869호, 미국 특허 제 5,294,870호, 일본 특개평 제10-189525호, 일본 특개평 제8-241048호, 일본 특개평 제8-78159호.U.S. Patent 4,356,429, U.S. Patent 4,539,507, U.S. Patent 4,720,432, U.S. Patent 4,769,292, U.S. Patent 4,885,211, U.S. Patent 4,950,950, U.S. Patent 5,059,861, U.S. Patent 5,047,687, U.S. Patent 5,073,446, U.S. Patent 5,059,862, U.S. Patent 5,061,617, U.S. Patent 5,151,629, U.S. Patent 5,294,869, U.S. Patent 5,294,870, JP 10-189525, JP 8-241048 Japanese Patent Laid-Open No. 8-78159.
특히, 다음 식으로 나타낸 것과 같은 유기재료가 홀주입층으로서 사용될 수 있다. In particular, an organic material as shown in the following formula can be used as the hole injection layer.
여기서, Q 는 N 또는 C-R(탄소쇄) 중 어느 하나이고, M 은 금속, 금속산화물 또는 금속할라이드이고, R 은 수소, 알킬, 아랄킬, 아릴 또는 알카릴이고, T1, T2 는 수소, 알킬 또는 할로겐 등이 치환체를 포함하는 비포화 6원소환이다. Wherein Q is either N or CR (carbon chain), M is a metal, metal oxide or metal halide, R is hydrogen, alkyl, aralkyl, aryl or alkaryl, and T1, T2 is hydrogen, alkyl or Halogen etc. are unsaturated 6-membered rings containing a substituent.
더욱이, 방향족 8가아민은 이하의 식으로 나타낸 테트라아릴디아민을 포함하는 유기금속 홀 전달층으로서 사용될 수 있다. Moreover, aromatic octavalent amine can be used as the organometallic hole transport layer containing tetraaryldiamine represented by the following formula.
화학식 2에 있어서, Are 는 아릴렌기이고, n 은 1 내지 4의 정수이고, Ar, R7, R8 및 R9 는 각각 아릴기로부터 선택된다.In formula (2), Are is an arylene group, n is an integer of 1 to 4, and Ar, R 7 , R 8 and R 9 are each selected from aryl groups.
또한 금속 옥시노이드 화합물은 유기금속 EL 층, 전자 전달층 또는 전자주입층으로서 사용될 수 있다. 하기 식으로 나타낸 것과 같은 재료는 금속 옥시노이드 화합물로서 사용되어도 된다.The metal oxynoid compound may also be used as the organometallic EL layer, electron transport layer or electron injection layer. Materials such as those shown by the following formula may be used as the metal oxynoid compound.
여기서 R2 내지 R7 는 치환할 수 있고, 다음과 같은 금속 옥시노이드가 사용될 수도 있다. R 2 to R 7 may be substituted, and the following metal oxinoids may be used.
화학식 4에 있어서, R2 내지 R7 는 상기와 같이 정의되고, L1 내지 L5 는 1 내지 12개의 탄소원소를 함유하는 탄화수소기이고, L1 과 L2 모두 또는 L2 와 L3 모두는 벤조링으로 형성된다. 또한, 다음과 같은 금속 옥시노이드도 사용될 수 있다.In Formula 4, R 2 to R 7 are defined as above, L 1 to L 5 is a hydrocarbon group containing 1 to 12 carbon elements, and both L 1 and L 2 or both L 2 and L 3 are It is formed of a benzo ring. In addition, the following metal oxinoids may also be used.
여기서, R2 내지 R6 은 치환할 수 있다. 유기 또는 리간드를 갖는 배위 화합물은 유기 EL 재료로서 이렇게 포함된다. 상기 예는 본 발명의 EL 재료로서 사용될 수 있는 유기 EL 재료 중 몇몇 예이며, EL 재료를 이들에 반드시 한정할 필요는 없다.Here, R 2 to R 6 may be substituted. Coordination compounds with organic or ligands are thus included as organic EL materials. The above examples are some examples of the organic EL materials that can be used as the EL materials of the present invention, and the EL materials need not necessarily be limited thereto.
더욱이, EL 층을 형성하는 잉크분사방식을 사용할 경우 EL 재료로서 폴리머재료를 사용하는 것이 바람직하다. 폴리파라페닐렌 비닐렌(PPVs) 및 폴리풀루오렌과 같은 폴리머재료가 통상의 폴리머재료로서 사용될 수 있다. 전자 채색을 위해 예를 들면 적색발광재료에 시아노-폴리페닐렌 비닐렌, 녹색발광재료에 폴리페닐렌 비닐렌 및 청색발광재료에 폴리페닐렌 비닐렌과 폴리알킬페닐렌을 사용하는 것이 바람직하다. 잉크 분사 방식에 사용될 수 있는 유기 EL 재료에 관해서는, 일본 특개평 제10-012377호에 기록된 모든 재료를 들 수 있다.Moreover, when using the ink spraying method for forming the EL layer, it is preferable to use a polymer material as the EL material. Polymeric materials such as polyparaphenylene vinylenes (PPVs) and polypuloene can be used as conventional polymer materials. For electron coloring, for example, it is preferable to use cyano-polyphenylene vinylene as a red light emitting material, polyphenylene vinylene as a green light emitting material and polyphenylene vinylene and polyalkylphenylene as a blue light emitting material. . As for the organic EL material which can be used for the ink jetting method, all materials recorded in Japanese Patent Laid-Open No. 10-012377 can be mentioned.
또한, 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 세슘(Cs), 바륨(Ba), 칼륨(K), 베릴륨(Be) 또는 칼슘(Ca) 등의 낮은 일계수 재료를 포함하는 재료가 음극(48)로서 사용된다. 바람직하게는 MgAg로 만들어진 전극(Mg : Ag = 10 : 1 의 혼합물에서 Mg 와 Ag 로 만들어진 재료)이 사용된다. 또한, MgAgAl 전극, LiAl 전극 및 LiFAl 전극이 다른 예로서 주어질 수 있다. 또한, 보호전극(49)은 외부에서 음극(48)로 수분으로부터 막을 보호하기 위해 형성된 전극이고, 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)을 함유하는 재료가 사용된다. 또한, 보호전극(49)은 방열효과를 갖는다. In addition, a material including a low one-count material such as magnesium (Mg), lithium (Li), cesium (Cs), barium (Ba), potassium (K), beryllium (Be), or calcium (Ca) may be a cathode. It is used as). Preferably an electrode made of MgAg (a material made of Mg and Ag in a mixture of Mg: Ag = 10: 1) is used. In addition, MgAgAl electrodes, LiAl electrodes and LiFAl electrodes may be given as other examples. In addition, the
대기중에 노출시키지 않고 EL 층(47)과 음극(48)을 차례로 형성하는 것이 바람직하다는 점에 주의해야 한다. 즉, EL 층과 음극을 포함하는 다층 구조 형태이더라도, 다챔버(클러스터 툴로서도 인용됨)형 증착 장치 내에서 연속적으로 모두를 형성하는 것이 바람직하다. 이는 유기재료가 EL 층으로서 사용되는 경우에 습기에 대해 매우 약하기 때문에, EL 층이 대기중에 노출될 때 습기의 흡수를 피하기 위해서이다. 또한, EL 층(47)과 음극(48) 뿐만 아니라 보호 전극을 통과하는 통로를 연속적으로 모두 형성하는 것이 보다 바람직하다.It should be noted that it is desirable to form the
EL 층은 열에 대해 매우 약하므로, 박막 증착법으로서 진공 증발(특히, 유기 분자선 증발법이 분자열에 박막을 형성하는데 효과적임), 스퍼터링, 플라즈마 CVD, 스핀 코팅, 스크린 프린팅, 또는 이온 도금을 이용하는 것이 양호하다. 잉크-제트법에 의해 EL 층을 형성하는 것도 가능하다. 잉크-제트법에 대해서는 캐비테이션을 이용하는 버블 제트법(일본 특개평 5-116297호 참조)과 피에조 소자를 이용하는 피에조 방법(일본 특개평 8-290647호 참조)이 있으며, 유기 EL 재료가 열에 약하다는 사실에 대해서는 피에조 방법이 바람직하다.Since the EL layer is very weak against heat, it is preferable to use vacuum evaporation (especially organic molecular beam evaporation is effective for forming a thin film in molecular heat), sputtering, plasma CVD, spin coating, screen printing, or ion plating as the thin film deposition method. Do. It is also possible to form the EL layer by the ink-jet method. As for the ink-jet method, there are a bubble jet method using cavitation (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-116297) and a piezo method using a piezo element (see Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-290647). For the piezo method is preferred.
참조번호 50은 제 3 패시베이션 막을 지시하고, 그 막 두께는 10nm 내지 1μm(양호하게는, 200 내지 500nm)로 설정될 수 있다. 제 3 패시베이션 막(50)을 형성하는 목적은 EL 층(47)을 습기로부터 보호하는 것이지만, 제 3 패시베이션 막(50) 이 제 1 패시베이션 막(41)과 유사하게 열 방사 효과를 가지도록 구성될 경우에도 양호하다. 그러므로, 제 1 패시베이션 막(41)에 사용된 것과 동일한 재료가제 3 패시베이션 막(50)의 형성 재료로서 사용될 수 있다. 유기 재료가 EL 층(47)으로서 사용될 때, EL 층은 산소를 사용하는 접착으로 인해 악화될 수 있으므로, 산소를 쉽게 방출하지 않는 절연막을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, EL 층은 상술된 바와 같이 열에 대해 약하므로, 가능한 한 저온(양호하게는, 실온에서 120℃까지의 범위)에서 막 증착을 수행하는 것이 바람직하다. 그러므로, 막 증착법에는 플라즈마 CVD, 스퍼터링, 진공 증발, 이온 도금, 및 용해제 적용(스핀 코팅)이 바람직하다.In addition, since the EL layer is weak against heat as described above, it is preferable to perform film deposition at the lowest possible temperature (preferably in the range from room temperature to 120 ° C). Therefore, plasma CVD, sputtering, vacuum evaporation, ion plating, and solvent application (spin coating) are preferable for the film deposition method.
EL 소자의 열화가 상술된 바와 같이 제 2 패시베이션 막(45)의 증착에 의해서만 충분히 억제될 수 있을지라도, 양호하게는 EL 소자는 제 2 패시베이션 막(45) 및 제 3 패시베이션 막(50)과 같은 EL 소자를 중첩시키도록 형성된 2층의 절연막으로 둘러싸이고, EL 층 내로의 습기 및 산소의 침투, EL 층으로부터의 알카리성 금속의 확산, 및 EL 층 내부의 열 저장은 방지된다. 결과적으로, EL 층의 열화는 추가로 억제되고, 높은 신뢰도를 갖는 EL 디스플레이 장치가 획득될 수 있다.Although the deterioration of the EL element can be sufficiently suppressed only by the deposition of the
본 발명의 EL 디스플레이 장치는 도 1에 도시된 구조의 화소를 내포하는 화소부를 갖고, 그 기능에 응답하는 다른 구조의 TFT가 상기 화소 내에 배치된다. 충분히 낮은 오프(off) 전류값을 갖는 스위칭 TFT와 핫 캐리어 분사에 강한 전류 제어 TFT는 동일한 화소 내에 형성될 수 있어서, 높은 신뢰성을 가지며 양호한 이미지를 디스플레이할 수 있는(높은 작업성능) EL 디스플레이 장치가 형성될 수 있다.The EL display device of the present invention has a pixel portion containing pixels of the structure shown in Fig. 1, and TFTs of other structures that respond to the function are disposed in the pixels. A switching TFT having a sufficiently low off current value and a current control TFT resistant to hot carrier injection can be formed in the same pixel, so that an EL display device having high reliability and capable of displaying a good image (high work performance) is provided. Can be formed.
도 1의 화소 구조에서 가장 중요한 것은 멀티-게이트 구조의 TFT가 스위칭 TFT로서 사용되는 것과 LDD 영역의 배치로서 상기 부품들에 대해 위치를 상기 구조에 제한할 필요가 없다는 점이다.Most important in the pixel structure of Fig. 1 is that the TFT of the multi-gate structure is used as the switching TFT and that the arrangement of LDD regions does not need to limit the position to the structure for the components.
이제, 상기 구성을 갖는 본 발명의 보다 상세한 설명이 하기에 도시된 실시예에 의해 수행된다.Now, a more detailed description of the invention having the above configuration is performed by the embodiment shown below.
실시예1Example 1
본 발명의 실시예는 도 3a 내지 도 5c를 이용하여 설명된다. 화소부와 그 화소부의 주변에 형성되는 구동 회로부의 TFT가 하기에 설명된다. 설명의 간략화를 위해 CMOS 회로는 상기 구동 회로의 기본 회로로서 도시된다는 점에 주의해야 한다.Embodiments of the present invention are described using FIGS. 3A-5C. The TFT of the pixel portion and the driving circuit portion formed around the pixel portion will be described below. Note that for simplicity of description the CMOS circuit is shown as the basic circuit of the drive circuit.
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 유리 기판(300)상에 베이스 막(301)이 300nm의 두께로 형성된다. 옥시질화 실리콘 막이 실시예1의 베이스 막(301)으로서 적층된다. 유리 기판(300)과 접촉하는 막에서 질소 농도를 10 내지 25 중량%로 설정하는 것이 양호하다.First, as shown in FIG. 3A, a
또한, 베이스 막(301) 부분으로서 도 1에 도시된 제 1 패시베이션 막(41)과 동일한 재료로 이루어진 절연막을 형성하는 것이 양호하다. 큰 전류가 전류 제어 TFT 내에 흐르며, 열이 쉽게 발생되므로, 방열층을 전류 제어 TFT에 가능한 한 밀착시키는 것이 효과적이다.In addition, it is preferable to form an insulating film made of the same material as the
다음으로, 비정질 실리콘 막(도면에는 도시되지 않음)은 알려진 증착법에 의해 베이스 막(301)상에 50nm의 두께로 형성된다. 이것이 비정질 실리콘 막에 제한 되는 것은 아니며, 비정질 구조를 내포하는 반도체 막(미세결정질 반도체 막을 포함)이 제공되는 다른 막이 형성될 수 있다는 점에 주의해야 한다. 또한, 비정질 실리콘 게르마늄 막과 같은 비정질 구조를 내포하는 합성 반도체 막도 사용될 수 있다. 또한, 막 두께는 20 내지 100nm로 이루어질 수 있다.Next, an amorphous silicon film (not shown in the figure) is formed to a thickness of 50 nm on the
그후, 비정질 실리콘 막은 결정질 실리콘 막(다결정질 실리콘 막 또는 폴리실리콘 막으로서도 인용됨: 302)을 형성하는 알려진 방법에 의해 결정화된다. 전기로(electric furnace)를 이용하는 열 결정화, 레이저를 이용하는 레이저 어닐링 결정화, 및 적외선 램프를 이용하는 램프 어닐링 결정화가 알려진 결정화 방법이다. 결정화는 염화크세논(XeCl) 가스를 사용하는 엑시머 레이저로부터의 광을 이용하여 실시예1에서 수행된다.The amorphous silicon film is then crystallized by a known method of forming a crystalline silicon film (also referred to as a polycrystalline silicon film or a polysilicon film: 302). Thermal crystallization using an electric furnace, laser annealing crystallization using a laser, and lamp annealing crystallization using an infrared lamp are known crystallization methods. Crystallization is performed in Example 1 using light from an excimer laser using xenon chloride (XeCl) gas.
선형으로 형성되는 펄스 방사형 엑시머 레이저 광이 실시예1에서 사용되지만, 직사각 형상이 사용될 수도 있고, 연속 방사 아르곤 레이저 광 및 연속 방사 엑시머 레이저 광이 사용될 수도 있다는 점에 주의해야 한다.While linearly shaped pulsed radiation excimer laser light is used in Example 1, it should be noted that rectangular shapes may be used, and continuous emission argon laser light and continuous emission excimer laser light may be used.
결정질 실리콘 막은 실시예1에서 TFT의 활성층으로서 사용되지만, 그 활성층으로서 비정질 실리콘 막을 사용하는 것도 가능하다. 그러나, 전류 제어 TFT를 통해 흐르는 큰 전류가 필요하므로, 전류가 용이하게 흐르는 결정질 실리콘 막을 사용하는 것이 보다 효과적이다.A crystalline silicon film is used as the active layer of the TFT in Example 1, but it is also possible to use an amorphous silicon film as the active layer. However, since a large current flowing through the current control TFT is required, it is more effective to use a crystalline silicon film in which the current easily flows.
비정질 실리콘 막에 의해 오프 전류를 감소시킬 필요가 있는 TFT의 활성층을 형성하는 것과, 결정질 실리콘 막에 의해 전류 제어 TFT의 활성층을 형성하는 것이 효과적이라는 점에 주의해야 한다. 캐리어 이동성이 낮기 때문에, 비정질 실리콘 막에서는 전류의 유동이 어렵고, 오프 전류는 용이하게 흐르지 않는다. 즉, 전류가 용이하게 흐를 수 없는 비정질 실리콘 막과 전류가 용이하게 흐르는 결정질 실리콘 막 모두가 유리하게 이루어질 수 있다.It should be noted that it is effective to form the active layer of the TFT which needs to reduce the off current by the amorphous silicon film and to form the active layer of the current control TFT by the crystalline silicon film. Because of the low carrier mobility, the flow of current is difficult in the amorphous silicon film, and the off current does not flow easily. That is, both an amorphous silicon film in which current cannot flow easily and a crystalline silicon film in which current easily flows can be advantageously made.
다음으로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 보호막(303)은 130nm의 두께를 갖는 산화 실리콘 막으로부터 결정질 실리콘 막(302)상에 형성된다. 이러한 두께는 100 내지 200nm 범위(양호하게는 130 내지 170nm 범위)에서 선택될 수 있다. 또한, 실리콘을 내포하는 절연막을 제공하는데 다른 막이 사용될 수도 있다. 보호막(303)은 결정질 실리콘 막이 불순물의 추가중에 플라즈마에 직접적으로 노출되지 않도록 그리고 불순물의 극미한 농도 제어가 가능하도록 형성된다.Next, as shown in FIG. 3B, a
그후, 보호막(303)상에는 레지스트 마스크(304a, 304b)가 형성되고, n형 도전율을 첨가하는 불순물 원소(이하, n형 불순물 원소로서 인용됨)가 가해진다. 주기표 그룹15에 속하는 원소가 일반적으로 n형 불순물 원소로서 사용되고, 통상적으로 인 또는 비소가 사용될 수 있다는 점에 주의해야 한다. 포스핀(PH3)이 질량의 분리 없이 활성화되는 플라즈마이고 실시예1에서 인이 1×1018원자/cm3의 농도로 추가되는 플라즈마 도핑법이 사용된다. 물론 질량의 분리가 수행되는 이온 주입법이 사용될 수도 있다.Thereafter, resist
따라서, 상기 공정에 의해 2×1016 내지 5×1019원자/cm3의 농도(통상적으로, 5×1017 내지 5×1018의 범위)로 형성된 일회 분량은 n형 불순물 원소가 n형 불순물 영역(305, 306)에 포함되도록 조절된다.Therefore, the one-time amount formed by the above process at a concentration of 2 × 10 16 to 5 × 10 19 atoms / cm 3 (typically, in the range of 5 × 10 17 to 5 × 10 18 ) indicates that the n-type impurity element is n-type impurity Adjusted to be included in
다음으로, 도 3c에 도시된 바와 같이, 보호막(303)이 제거되고, 추가되는 주기표 그룹15 원소의 활성화가 수행된다. 알려진 활성화 기술은 활성화 수단으로서 사용될 수 있고, 활성화는 엑시머 레이저 광의 조사에 의해 실시예1에서 행해진다. 펄스 방사형 레이저와 연속 방사형 레이저가 사용될 수 있으며, 엑시머 레이저 광의 사용으로 제한하는 것은 불필요하다. 상기 목적은 추가되는 불순물 원소의 활성화이고, 결정질 실리콘 막이 용해되지 않는 수준의 에너지에서 조사가 수행되는 것이 바람직하다. 레이저 조사는 적소에 보호막(303)으로 수행될 수도 있다는 점에 주의해야 한다.Next, as shown in FIG. 3C, the
열처리에 의한 활성화는 레이저 광에 의한 불순물 원소의 활성화에 따라 실행될 수도 있다. 활성화가 기판의 열저항을 고려하여 열처리에 의해 실행될 때, 450 내지 550℃ 정도로 열처리를 실행하는 것이 양호하다.Activation by heat treatment may be performed in accordance with activation of the impurity element by laser light. When activation is performed by heat treatment in consideration of the thermal resistance of the substrate, it is preferable to perform heat treatment on the order of 450 to 550 占 폚.
n형 불순물 영역(305, 306)의 에지를 따르는 영역과의 경계부(연결부) 즉, n형 불순물 영역(305, 306)에 존재하는 n형 불순물 원소가 추가되지 않는 주변을 따르는 영역은 이러한 공정에 의해 형성된다. 이는 TFT가 나중에 완성될 때의 지점에서 매우 양호한 농도가 LDD 영역과 채널 형성 영역 사이에 형성될 수 있다는 것을 의미한다.The boundary (connection) with the region along the edge of the n-
도 3d에 도시된 바와 같이, 결정질 실리콘 막의 불필요한 부분이 제거된 후, 섬형 반도체 막(하기에는 활성층으로서 인용됨: 307 내지 310)이 형성된다.As shown in Fig. 3D, after unnecessary portions of the crystalline silicon film are removed, an island-like semiconductor film (hereinafter referred to as active layer: 307 to 310) is formed.
그후, 도 3e에 도시된 바와 같이, 활성 층(307 내지 310)을 덮는 게이트 절 연막(311)이 형성된다. 실리콘을 포함하며 10 내지 200nm의 두께 양호하게는, 50 내지 150nm의 두께를 갖는 절연막이 게이트 절연막(311)으로서 사용될 수 있다. 단층 구조 또는 적층 구조가 사용될 수 있다. 110nm 두께의 옥시질화 실리콘 막이 실시예1에서 사용된다.Thereafter, as shown in FIG. 3E, a
200 내지 400nm 두께의 도전막이 형성되고 게이트 전극(312 내지 316)을 형성하는 형태로 된다. 실시예1에서, 게이트 전극과 그 게이트 전극에 연결되는 리드선(하기에는 게이트 배선으로서 인용됨)은 다른 재료로 형성된다는 점에 주의해야 한다. 특히, 게이트 전극보다 낮은 저항을 갖는 재료가 게이트 배선에 사용된다. 이는 미세 가공될 수 있는 재료가 게이트 전극으로서 사용되기 때문이고, 게이트 배선이 미세 가공될 수 없는 경우조차, 그 배선에 사용되는 재료는 낮은 저항을 갖는다. 물론, 게이트 전극과 게이트 배선은 동일한 재료로 형성될 수도 있다.A conductive film having a thickness of 200 to 400 nm is formed to form the
또한, 게이트 배선은 단층 도전 막으로 형성될 수 있으며, 필요에 따라, 2층 또는 3층의 적층 막을 사용하는 것이 바람직하다. 모든 알려진 도전 막은 게이트 전극 재료로서 사용될 수 있다. 그러나, 상술된 바와 같이, 미세 가공될 수 있는 재료 특히, 2μm 미만의 라인 폭으로 형성될 수 있는 재료가 바람직하다.Further, the gate wiring can be formed of a single layer conductive film, and it is preferable to use a laminated film of two or three layers as necessary. All known conductive films can be used as the gate electrode material. However, as described above, materials that can be microfabricated, in particular, materials that can be formed with a line width of less than 2 μm are preferred.
통상적으로, 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 및 크롬(Cr)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 재료의 막, 또는 상기 원소의 질산염 화합물(통상적으로, 질화 탄탈륨 막, 질화 텅스텐 막, 또는 질화 티타늄 막), 또는 상기 원소의 혼합물의 합금 막(통상적으로, Mo-W 합금 또는 Mo-Ta 합금), 또는 상기 원소의 규화물 막(통상적으로 규화 텅스텐 막 또는 규화 티타늄 막), 또는 도전 성을 갖는 실리콘 막이 사용될 수 있다. 물론, 단층 막 또는 적층 막이 사용될 수 있다.Typically, a film of a material selected from the group consisting of tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tungsten (W), and chromium (Cr), or nitrate compounds of the elements (typically tantalum nitride Film, tungsten nitride film, or titanium nitride film), or an alloy film (usually a Mo-W alloy or a Mo-Ta alloy) of a mixture of the elements, or a silicide film of the element (typically a tungsten silicide film or titanium silicide) Film), or a silicon film having conductivity may be used. Of course, single layer films or laminated films can be used.
50nm 두께의 질화 탄탈륨(TaN) 막과 350nm 두께의 Ta 막으로 이루어진 적층 막이 실시예1에 사용된다. 이러한 막을 스퍼터링에 의해 형성하는 것이 양호하다. 또한, 크세논(Xe) 또는 네온(Ne)과 같은 활성 가스가 스퍼터링 가스로서 추가될 경우, 막이 응력으로 인해 벗겨지는 것이 방지될 수 있다.A laminated film consisting of a tantalum nitride (TaN) film having a thickness of 50 nm and a Ta film having a thickness of 350 nm is used in Example 1. It is preferable to form such a film by sputtering. In addition, when an active gas such as xenon (Xe) or neon (Ne) is added as the sputtering gas, the film can be prevented from peeling off due to the stress.
게이트 전극(313, 316)은 각각 게이트 절연막(311)을 사이에 끼우는 n형 불순물 영역(305, 306)을 중첩하도록 동시에 형성된다. 이러한 중첩부는 후에 게이트 전극을 중첩하는 LDD 영역으로 된다.The
다음으로, n형 불순물 원소(실시예1에서는 인이 사용됨)는 도 4a에 도시된 바와 같이 마스크로서 게이트 전극(312, 316)에 자체정렬 방식으로 추가된다. 상기 추가는 불순물 영역(317 내지 323)에 추가되는 인이 불순물 영역(305, 306)의 농도의 1/10 내지 1/2의 농도(통상적으로 1/4 내지 1/3의 농도)에서 형성되도록 조정된다. 특히, 1×1016 내지 5×1018 원자/cm3(통상적으로 3×1017 내지 3×1018 원자/cm3)의 농도가 바람직하다.Next, an n-type impurity element (phosphorus is used in Embodiment 1) is added to the
레지스트 마스크(324a 내지 324d)는 도 4b에 도시된 바와 같이 게이트 전극을 덮도록 형성되고, n형 불순물 원소(실시예1에서는 인이 사용됨)가 추가되어 고농도의 인을 내포하는 불순물 영역(325 내지 331)을 형성한다. 포스핀(PH3)을 사용하는 이온 도핑이 또한 여기에서 수행되고, 이러한 영역의 인의 농도가 1×1020 내 지 1×1021 원자/cm3(통상적으로 2×1020 내지 5×1020 원자/cm3)가 되도록 조정된다.The resist
n채널 TFT의 소스 영역 또는 드레인 영역은 이러한 공정에 의해 형성되고, 스위칭 TFT에서, 도 4a의 공정에 의해 형성되는 n형 불순물 영역(320 내지 322)의 일부가 남게된다. 이러한 잔여 영역은 도 1의 스위칭 TFT의 LDD 영역(15a 내지 15d)에 대응한다.The source region or the drain region of the n-channel TFT is formed by this process, and in the switching TFT, some of the n-
다음으로, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 레지스트 마스크(324a 내지 324d)는 제거되고, 새로운 레지스트 마스크(332)가 형성된다. 그후, p형 불순물 원소(실시예1에서는 붕소가 사용됨)가 추가되고, 고농도의 붕소를 내포하는 불순물 영역(333, 334)을 형성한다. 붕소는 다이보레인(B2H6)을 사용하는 이온 도핑에 의해 3×1020 내지 3×1021 원자/cm3(통상적으로 5×1020 내지 1×1021 원자/cm3)의 농도로 여기에 추가된다.Next, as shown in FIG. 4C, the resist
인이 1×1016 내지 5×1018 원자/cm3의 농도로 불순물 영역(333, 334)에 이미 추가되었지만, 붕소가 상기 인의 적어도 3배의 농도로 여기에 추가된다. 그러므로, n형 불순물 영역은 이미 p형으로 완전하게 전화되어 p형 불순물 영역으로서 기능한다.Although phosphorus has already been added to the
다음으로, 레지스트 마스크(332)를 제거한 후에, 다양한 농도로 추가되는 n형 및 p형 불순물 원소가 활성화된다. 노 어닐링, 레이저 어닐링, 또는 램프 어닐링은 활성화 수단으로서 실행될 수 있다. 실시예1에 있어서, 열처리는 전기로에서 550℃에서 4시간동안 질소 환경에서 실행된다.Next, after removing the resist
가능한 한 동시에 상기 환경에서 산소 만큼을 제거하는 것이 중요하다. 이는 임의의 산소가 존재하게 되면 전극의 노출된 표면이 산화되고, 저항을 증가시키고, 동시에 저항 접촉이 이루어지는 것이 보다 어려워지기 때문이다. 그러므로, 상기 활성화 공정에서의 환경에서의 산소의 농도는 1 ppm 이하, 양호하게는 0.1 ppm 이하인 것이 바람직하다.It is important to remove as much oxygen from the environment as possible at the same time. This is because the presence of any oxygen makes the exposed surface of the electrode oxidized, increases the resistance, and at the same time makes it more difficult to make ohmic contacts. Therefore, the concentration of oxygen in the environment in the activation process is preferably 1 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less.
활성화 공정이 완료된 후에, 300nm 두께의 게이트 배선(335)이 형성된다. 주성분(상기 혼합물의 50 내지 100%를 포함)으로서 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)를 갖는 금속성 막은 게이트 배선(335)의 재료로서 사용될 수 있다. 도 2의 게이트 배선(211)을 사용할 때, 게이트 배선(335)은 스위칭 TFT의 게이트 전극(314, 315: 도 2의 게이트 전극(19a, 19b)에 대응)이 전기적으로 접속되도록 하는 배치로 형성된다.(도 4d 참조)After the activation process is completed, a 300 nm
게이트 배선의 배선 저항은 이러한 전극 형태를 사용함으로써 매우 작아질 수 있으므로, 큰 표면적을 갖는 화소 디스플레이 영역(화소부)가 형성될 수 있다. 즉, 실시예1의 화소 구조는 25.4cm(10in)의 대각선 크기 또는 보다 큰 크기(또한, 76.2cm(30in)의 대각선)의 스크린을 갖는 EL 디스플레이 장치가 실현되기 때문에 매우 효과적이다.Since the wiring resistance of the gate wiring can be very small by using such an electrode form, a pixel display region (pixel portion) having a large surface area can be formed. That is, the pixel structure of Embodiment 1 is very effective because an EL display device having a screen having a diagonal size of 25.4 cm (10 inches) or larger (also, a diagonal of 76.2 cm (30 inches)) is realized.
제 1 층간 절연막(336)은 도 5a에 도시된 바와 같이 다음에 형성된다. 실리콘을 내포하는 단층 절연막은 제 1 층간 절연막(336)으로서 사용되지만, 적층막이 그 사이에 포함될 수 있다. 또한, 400nm 내지 1.5μm의 막 두께가 사용될 수 있다. 200nm 두께의 옥시질화 실리콘 막상의 800nm 두께의 산화 실리콘 막이 실시예1에서 사용된다.The first
또한, 열처리는 수소화를 수행하는 3 내지 100% 수소를 내포하는 환경의 300 내지 450℃에서 한시간 내지 12시간동안 실행된다. 이 공정은 열적으로 활성화된 수소에 의해 반도체 막에 결합되어 있지 않은 화학결합 손(dangling bond)의 수소 종결의 하나이다. 플라즈마 수소화(플라즈마에 의해 활성화되는 수소를 사용)는 또한 다른 수소화 수단으로서 수행될 수도 있다.Further, the heat treatment is carried out for 1 to 12 hours at 300 to 450 ° C. in an environment containing 3 to 100% hydrogen for performing hydrogenation. This process is one of hydrogen termination of dangling bonds that are not bonded to the semiconductor film by thermally activated hydrogen. Plasma hydrogenation (using hydrogen activated by plasma) may also be performed as other hydrogenation means.
수소화 단계는 제 1 내부 절연막(336)의 형성중에 삽입될 수도 있다는 점에 주의해야 한다. 즉, 수소 처리는 200nm 두께의 옥시질화 실리콘 막을 형성한 후에 상기와 같이 수행되고, 그후, 잔존하는 800nm 두께의 산화 실리콘 막이 형성될 수 있다.Note that the hydrogenation step may be inserted during formation of the first internal insulating
접촉 구멍은 상기 제 1 층간 절연막(336), 소스 배선(337 내지 340), 및 드레인 배선(341 내지 343)이 형성된 후에 형성된다. 실시예1에 있어서, 스퍼터링에 의해 연속으로 형성되는 100nm 티타늄 막, 티타늄을 내포하는 300nm 알루미늄 막, 150nm 티타늄 막의 3층 구조를 갖는 적층 막은 상기 배선으로서 사용된다. 물론, 다른 도전막이 사용될 수도 있고, 은, 팔라듐, 및 구리를 포함하는 합금 막이 사용될 수도 있다.The contact hole is formed after the first
다음에, 제 1 패시베이션 막(344)은 50 내지 500nm(통상적으로 200 내지 300nm)의 두께로 형성된다. 300nm 두께의 옥시질화 실리콘 막은 실시예1에서 제 1 패시베이션 막(344)으로서 사용된다. 이는, 질화 실리콘 막으로 대체될 수도 있다. 물론, 도 1의 제 1 패시베이션 막(41)과 동일한 재료를 사용하는 것도 가능하다.Next, the
옥시질화 실리콘 막을 형성하기 전에 H2 또는 NH3와 같은 수소를 내포하는 가스를 사용하는 플라즈마 처리를 수행하는 것이 효과적이라는 점에 주의해야 한다. 이러한 전처리에 의해 활성화되는 수소는 제 1 층간 절연막(336)에 공급되고 제 1 패시베이션 막(344)의 막 품질은 열처리를 수행함으로써 향상된다. 동시에, 제 1 층간 절연막(336)에 추가되는 수소는 하부측으로 확산되고, 액티브 층은 효과적으로 수소화될 수 있다.It should be noted that it is effective to carry out a plasma treatment using a gas containing hydrogen such as H 2 or NH 3 before forming the silicon oxynitride film. Hydrogen activated by this pretreatment is supplied to the first
다음으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 색조 필터(345)와 형광체(346)가 형성된다. 이들에 대해 알려진 재료가 사용될 수 있다. 또한, 그들은 개별적으로 패턴 가공됨으로써 형성될 수 있고, 연속으로 형성된 후에 함께 패턴화될 수 있다. 스크린 프린팅, 잉크 제팅, 또는 마스크 증발(마스크 재료를 사용하는 선택적인 형성 방법)과 같은 방법이 형성 방법으로서 사용될 수 있다.Next, as shown in FIG. 5B, the
각각의 막 두께는 0.5 내지 5μm의 범위(통상적으로 1 내지 2μm)에서 선택될 수 있다. 특히, 형광체(346)의 최적 막 두께는 사용되는 재료에 따라 변한다. 즉, 두께가 너무 얇으면 색조 변환 효율이 빈약해지고, 두께가 너무 두꺼우면 상기 단계가 커지고 전송되는 광의 양이 감소한다. 그러므로, 최적 막 두께는 상기 두 특성의 균형을 취하여 선택된다.Each film thickness can be selected in the range of 0.5-5 μm (typically 1-2 μm). In particular, the optimum film thickness of the
EL 층으로부터 방사되는 광의 색조가 변화되는 색조 변화 방법의 일예인 실시예1에 있어서, R, G 및 B에 대응하는 각각의 EL 층을 제조하는 방법이 사용되는 경우, 색조 필터 및 형광체가 방사될 수 있다.In Example 1, which is an example of a hue changing method in which the hue of light emitted from the EL layer is changed, when a method of manufacturing respective EL layers corresponding to R, G, and B is used, the hue filter and the phosphor are emitted. Can be.
다음에 제 2 층간 절연막(347)은 수지로부터 형성된다. 폴리이미드, 아크릴, 및 BCB(벤조시클로부텐)과 같은 재료는 수지로서 사용될 수 있다. 특히, 막을 평탄하게 하는 것은 제 2 층간 절연막(347)을 강화하므로, 보다 양호한 평탄화 특성을 갖는 아크릴이 바람직하다. 실시예1에서 아크릴 막은 색조 필터(345)와 형광체(346) 사이에 단차를 충분히 평탄하게 할 수 있는 막 두께로 형성된다. 이 두께는 양호하게는 1 내지 5μm(보다 양호하게는 2 내지 4μm)이다.Next, the second
그후, 제 2 패시베이션 막(348)은 100nm의 두께로 제 2 층간 절연막(347)상에 형성된다. Si, Al, N, O 및 La를 포함하는 절연막이 본 실시예에서 사용된다. 드레인 배선(343)에 이르는 접촉 구멍은 제 2 패시베이션 막(348), 제 2 층간 절연막(347) 및 제 1 패시베이션 막(344) 내에 형성되고, 화소 전극(349)이 형성된다. 산화 인듐 및 산화 주석 화합물은 실시예1에서 110nm 두께로 형성되고, 화소 전극을 형성하는 패턴화가 수행된다. 화소 전극(349)은 EL 소자의 양극이 된다. 다른 재료 즉, 산화 인듐 및 산화 아연의 화합물 막 또는 산화 갈륨을 내포하는 산화 아연 막을 사용하는 것도 가능하다는 점에 주의해야 한다.Thereafter, a
실시예1은 화소 전극(349)이 드레인 배선(343)을 통해 전류 제어 TFT의 드레인 영역(331)에 전기적으로 연결된다. 이 구조는 하기의 장점을 갖는다.In Embodiment 1, the
화소 전극(349)은 EL 층(방사층) 또는 충전제 운반층과 같은 유기 재료에 직접적으로 연결되므로, EL 층에 내포되는 가동 이온을 화소 전극을 통해 확산시키는 것이 가능하다. 즉, 실시예1의 구조체에서는 액티브층의 일부인 드레인 영역(331) 에 직접적으로 화소 전극(348)을 연결함이 없이, 차단된 드레인 배선(343)으로 인한 액티브층 내로의 가동 이온의 도입이 방지될 수 있다.Since the
다음으로, 도 5c에 도시된 바와 같이, EL 층(350), 음극(MgAg 전극: 351), 및 보호 전극(352)은 대기에 노출됨이 없이 차례로 형성된다. 이 시점에서 EL 층(350)과 음극(351)을 형성하기 전에 모든 습기를 완전히 제거하는 화소 전극(349)의 열처리를 수행하는 것이 바람직하다. 알려진 재료가 EL 층(350)으로서 사용될 수 있다.Next, as shown in FIG. 5C, the
본 명세서의 "실시예"에서 설명되는 재료는 EL 층(350)으로서 사용될 수 있다. 실시예1에서 도 19에 도시된 바와 같이, 구멍 주입층, 구멍 이송층, 방사층, 및 전자 이송층이 사용되는 4층 구조를 갖는 EL 층이 사용되지만, 전자 이송층이 형성되지 않고 전자 주입층이 형성되는 경우도 있다. 또한, 구멍 주입층이 생략되는 경우도 있다. 이러한 형태의 조합의 몇가지 예는 이미 설명되었고, 임의의 구성이 사용될 수 있다.The material described in the "embodiment" herein can be used as the
TPD(트리페닐아민 유전체)와 같은 아민은 구멍 주입층 또는 구멍 이송층으로서 사용될 수 있고, 또한, 히드라존(통상적으로 DEH), 스틸벤(통상적으로 STB), 또는 스타버스트(통상적으로 m-MTDATA)가 사용될 수도 있다. 특히, 높은 유리 전이 온도를 가지며 결정화가 어려운 스타버스트 재료가 바람직하다. 또한, 폴리아닐린(PAni), 폴리티오펜(PEDOT), 및 코퍼피탈로시아민(CuPc)이 사용될 수도 있다.An amine such as TPD (triphenylamine dielectric) can be used as a hole injection layer or a hole transport layer, and can also be used as a hydrazone (typically DEH), stilbene (typically STB), or starburst (typically m-MTDATA). ) May be used. In particular, starburst materials having a high glass transition temperature and difficult to crystallize are preferred. In addition, polyaniline (PAni), polythiophene (PEDOT), and copperpitaloxyamine (CuPc) may be used.
BPPC, 페린, 및 DCM은 방사층 내의 적색 방사층으로서 사용될 수 있고, 특히 Eu(DBM)3(Phen)(1996년 키도 제이. 등에 의한 응용물리학 제35쪽 394행 내지 396행 참조)에 의해 도시되는 Eu 복합체는 단색이고 620nm의 파장에서 예리한 방사를 처리한다.BPPC, Perrin, and DCM can be used as the red emitting layer in the emitting layer, in particular by Eu (DBM) 3 (Phen) (see Applied Physics by Kyodo J. et al.,
또한, 통상적으로 퀴나크리돈 또는 코마린이 수mol% 수준으로 추가되는 Alq3(8-히드록시퀴노린 알루미늄) 재료가 녹색 방사층으로서 사용될 수 있다. 그 화학식은 아래에 도시된 바와 같다.In addition, Alq 3 (8-hydroxyquinoline aluminum) materials, typically in which quinacridone or commarin are added at the level of several mol%, can be used as the green emitting layer. The chemical formula is as shown below.
또한, 통상적으로 아미노 구성 DSA가 DSA(디스타일-아릴린 유전체)에 추가되는 디스타일-아릴린 아미노 유전체는 청색 방사층으로서 사용될 수 있다. 특히, 고성능 재료인 디스티닐-바이페닐(DPVBi)를 사용하는 것이 바람직하다. 그 화학식은 아래에 도시된 바와 같다.In addition, a distyled-arylene amino dielectric, in which an amino constituent DSA is added to a DSA (distyled-arylin dielectric), can be used as a blue emitting layer. In particular, it is preferable to use distinyl-biphenyl (DPVBi) which is a high performance material. The chemical formula is as shown below.
보호 전극(352)을 사용하여 습기 및 산소로부터 EL 층(350)을 보호할 수 있 고, 특히 제 3 패시베이션 막(353)이 형성될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 300nm 두께의 옥시질화 실리콘 막은 제 3 패시베이션 막(353)으로서 증착된다. 대기에 노출됨이 없이 보호 전극(352) 이후에 제 3 패시베이션 막을 계속해서 형성할 수 있다. 물론, 도 1의 제 3 패시베이션 막(50)과 동일한 재료는 제 3 패시베이션 막(353)으로서 사용될 수도 있다.The
구멍 주입층, 구멍 이송층, 방사층, 및 전자 주입층으로 이루어진 4층 구조가 실시예1에서 사용되지만, 이미 보고된 다수의 조합의 예가 있고 이들중 임의의 구성이 사용될 수도 있다. 또한, MgAg 전극은 실시예1에서 EL 소자의 음극으로서 사용되지만 다른 알려진 재료가 사용될 수도 있다.Although a four-layer structure consisting of a hole injection layer, a hole transport layer, an emission layer, and an electron injection layer is used in Example 1, there are examples of many combinations already reported and any of these configurations may be used. Further, the MgAg electrode is used as the cathode of the EL element in Embodiment 1, but other known materials may be used.
보호 전극(352)은 MgAg 전극(351)의 악화를 방지하기 위해 형성되고, 주성분으로서 알루미늄을 갖는 금속막이 통상적이다. 물론, 다른 재료가 사용될 수도 있다. 또한, EL 층(350)과 MgAg 전극(351)은 습기에 대해 매우 약하므로, 외부 공기로부터 EL 층을 보호하도록 대기에 노출됨이 없이 보호 전극(352)을 통해 계속적인 형성을 수행하는 것이 바람직하다.The
EL 층(350)의 막 두께는 10 내지 400nm(통상적으로 60 내지 160nm)이며, MgAg 전극(351)은 180 내지 300nm(통상적으로 200 내지 250nm)라는 점에 주의해야 한다.It should be noted that the film thickness of the
도 5c에 도시된 구조를 갖는 액티브 매트릭스형 EL 디스플레이 장치가 완성된다. 화소부와 구동 회로부에 최적 구조를 갖는 TFT를 배열함으로써, 실시예1의 액티브 매트릭스형 EL 디스플레이 장치가 매우 높은 신뢰도를 나타내고, 작동 특성 이 향상될 수 있다.An active matrix type EL display device having the structure shown in Fig. 5C is completed. By arranging TFTs having an optimal structure in the pixel portion and the driving circuit portion, the active matrix type EL display device of Embodiment 1 exhibits very high reliability, and operation characteristics can be improved.
먼저, 작동 속도를 감소시킴이 없이 가능한 많은 고온 캐리어 주입을 감소시키는 구조를 갖는 TFT는 구동 회로를 형성하는 CMOS 회로의 n채널 TFT(205)로서 사용된다. 여기에 인용되는 구동 회로는 쉬프트 레지스터, 버퍼, 레벨 쉬프터, 및 샘플링 회로(트랜스퍼 게이트로서도 인용됨)와 같은 회로를 포함한다는 점에 주의해야 한다. 디지털 구동이 수행될 때, D/A 컨버터 회로와 같은 신호 전환 회로가 포함될 수도 있다.First, a TFT having a structure that reduces as much hot carrier injection as possible without reducing the operation speed is used as the n-channel TFT 205 of the CMOS circuit forming the drive circuit. It should be noted that the drive circuit cited herein includes circuits such as shift registers, buffers, level shifters, and sampling circuits (also referred to as transfer gates). When digital driving is performed, a signal switching circuit such as a D / A converter circuit may be included.
실시예1의 경우에 있어서, n채널 TFT(205)의 액티브층은 도 5c에 도시된 바와 같이 소스 영역(355), 드레인 영역(356), LDD 영역(357), 및 채널 형성 영역(358)을 포함하고, LDD 영역(357)은 게이트 절연막(311)을 사이에 두고 게이트 전극(313)과 겹쳐진다.In the case of Embodiment 1, the active layer of the n-channel TFT 205 has a
드레인측상에 LDD 영역의 형성은 작동 속도를 떨어뜨리지 않는 것으로 고려해야 한다. 또한, n채널 TFT(205)의 오프 전류값에 관련될 필요가 없고, 작동 속도가 더 중요하다. 그러므로, LDD 영역(357)은 가능한 많은 저항 성분을 감소시키도록 케이트 전극(313)을 완전히 덮는 것이 바람직하다. 즉, 모든 오프셋을 제거하는 것이 양호하다.The formation of the LDD region on the drain side should be considered to not slow down the operation speed. Further, there is no need to relate to the off current value of the n-channel TFT 205, and the operation speed is more important. Therefore, the
고온 캐리어 주입으로 인한 CMOS 회로의 p채널 TFT(206)의 악화는 거의 무관하고, 특히, LDD 영역이 형성되지 않는다. 물론, n채널 TFT(205)와 유사한 LDD 영역을 형성함으로써 고온 캐리어에 대한 동작을 취하는 것도 가능하다.The deterioration of the p-channel TFT 206 of the CMOS circuit due to the high temperature carrier injection is almost irrelevant, in particular, no LDD region is formed. Of course, it is also possible to take an operation on the high temperature carrier by forming an LDD region similar to the n-channel TFT 205.
구동 회로 사이의 샘플링 회로는 다른 회로에 비해 양호하고, 채널 형성 구 역의 양방향으로 큰 전류가 흐른다. 즉, 소스 영역과 드레인 영역의 역할이 바뀐다. 또한, 가능한 많은 오프 전류의 값을 억제하는 것이 필요하고, 스위칭 TFT와 전류 제어 TFT 사이의 중간 수준의 기능을 갖는 TFT를 배열하는 것이 바람직하다.The sampling circuit between the driving circuits is better than the other circuits, and a large current flows in both directions of the channel forming region. In other words, the roles of the source region and the drain region are reversed. In addition, it is necessary to suppress the value of the off current as much as possible, and it is preferable to arrange the TFT having a function of an intermediate level between the switching TFT and the current control TFT.
그러므로, 샘플링 회로를 형성하는 n형 TFT로서 도 9에 도시된 구조로 TFT를 배열하는 것이 바람직하다. 도 9에 도시된 바와 같이, LDD 영역(901a, 901b)의 일부는 게이트 절연막(902)을 사이에 두고 게이트 전극(903)과 겹쳐진다. 이러한 효과는 전류 제어 TFT(202)의 설명에서 설명된 바와 같고, 샘플링 회로의 경우는 채널 형성 영역(904)을 사이에 끼우는 형상으로 LDD 영역(901a, 901b)을 형성하는 지점에서와는 다르다.Therefore, it is preferable to arrange the TFTs in the structure shown in Fig. 9 as the n-type TFTs forming the sampling circuit. As shown in FIG. 9, portions of the
또한, 도 1에 도시된 구조를 갖는 화소가 화소부를 형성하도록 형성된다. 화소 내에 형성되는 스위칭 TFT와 전류 제어 TFT의 구조는 도 1에서 이미 설명되었으므로, 여기에서 설명은 생략된다.Further, a pixel having the structure shown in FIG. 1 is formed to form the pixel portion. Since the structures of the switching TFT and the current control TFT formed in the pixel have already been described in FIG. 1, the description is omitted here.
실질적으로, 기밀 보호막(박막 또는 자외선 경화된 수지막과 같은) 또는 세라믹 밀봉 캔과 같은 하우징 재료를 사용함으로써 도 5c를 통해 완성한 후에 패키징(밀봉)을 추가로 수행하여 대기에 노출되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 하우징 재료의 내부를 활성 환경으로 만들고 하우징 재료의 내부에 흡수재(예를 들어, 산화 바륨)를 위치시킴으로써, EL 층의 신뢰성(수명)이 증가된다.Substantially, it is desirable to perform further packaging (sealing) after completion through FIG. 5C by using a housing material such as an airtight protective film (such as a thin film or an ultraviolet cured resin film) or a ceramic sealing can to prevent exposure to the atmosphere. Do. By making the inside of the housing material an active environment and placing the absorbent material (for example barium oxide) inside the housing material, the reliability (life) of the EL layer is increased.
또한, 패키징 처리에 의해 기밀성이 증가된 후에, 기판상에 형성되는 소자 또는 회로로부터의 출력 터미널과 외부 신호 터미널 사이를 연결하는 커넥터(가요성 인쇄 회로, FPC)가 제품 제조를 완료하도록 부착된다. 선적될 수 있는 상태의 EL 디스플레이 장치는 본 명세서에서는 EL 모듈로서 인용된다.In addition, after the airtightness is increased by the packaging process, a connector (flexible printed circuit, FPC) connecting between an output terminal and an output terminal from an element or circuit formed on the substrate is attached to complete the manufacture of the product. An EL display device in a state that can be shipped is referred to herein as an EL module.
실시예1의 액티브 매트릭스형 EL 디스플레이 장치의 구성은 도 6의 도면을 참조로 설명된다. 실시예1의 액티브 매트릭스형 EL 디스플레이 장치는 유리 기판(601)상에 형성되고, 화소부(602), 게이트측 구동 회로(603), 및 소스측 구동 회로(604)로 이루어진다. 화소부의 스위칭 TFT(605)는 n채널 TFT이고, 게이트측 구동 회로(603)에 접속되는 게이트 배선(606)과 소스측 구동 회로(604)의 소스 배선(607)의 교점에 위치된다. 또한, 스위칭 TFT(605)의 드레인은 전류 제어 TFT(608)의 게이트에 전기적으로 접속된다.The configuration of the active matrix type EL display device of Embodiment 1 is explained with reference to the drawings of FIG. The active matrix type EL display device of Embodiment 1 is formed on a
또한, 전류 제어 TFT(608)의 소스는 전류 공급 라인(609)에 접속되고, EL 소자(610)는 전류 제어 TFT(608)의 드레인에 전기적으로 접속된다. 전류 제어 TFT는 n채널 TFT이면, EL 소자(610)의 음극을 상기 시점에서 전류 제어 TFT(608)의 드레인에 접속하는 것이 바람직하다. 또한, 전류 제어 TFT(608)가 p채널이면, EL 소자(610)의 양극을 전류 제어 TFT(608)의 드레인에 접속하는 것이 바람직하다.Further, the source of the
입력 배선(접속 배선; 612, 613)과, 전류 공급 라인(609)에 접속되는 입력 배선(614)은 구동 회로에 신호를 전송하기 위해 터미널 입력 터미널 FPC(611) 내에 형성된다.Input wirings (connection wirings) 612 and 613 and
도 7에 도시된 것은 도 6에 도시된 EL 디스플레이 장치의 회로 구성의 일예이다. 실시예1의 EL 디스플레이 장치는 소스측 구동 회로(701), 게이트측 구동 회로(A)(707), 게이트측 구동 회로(B)(711), 및 화소부(706)를 갖는다. 본 명세서에서 구동 회로는 소스측 구동 회로와 게이트측 구동 회로를 포함하는 일반적인 용어 라는 점에 주의해야 한다.7 is an example of a circuit configuration of the EL display device shown in FIG. The EL display device of Embodiment 1 has a source side driver circuit 701, a gate side driver circuit (A) 707, a gate side driver circuit (B) 711, and a pixel portion 706. It should be noted that the driving circuit herein is a general term that includes a source side driving circuit and a gate side driving circuit.
소스측 구동 회로(701)에는 쉬프트 레지스터(702), 레벨 쉬프터(703), 버퍼(704), 및 샘플링 회로(트랜스퍼 게이트; 705)가 제공된다. 또한, 게이트측 구동 회로(A)(707)에는 쉬프트 레지스터(708), 레벨 쉬프터(709) 및 버퍼(710)가 제공된다. 게이트측 구동 회로(B)(711)는 동일한 구성을 갖는다.The source side driver circuit 701 is provided with a shift register 702, a level shifter 703, a buffer 704, and a sampling circuit (transfer gate) 705. The gate side driving circuit (A) 707 is also provided with a
쉬프트 레지스터(702, 708)에 대한 구동 전압은 5 내지 16V(통상적으로 10V)이고, 도 5c에서 참조번호 205로 도시된 구조체는 회로를 형성하는 CMOS 회로에 사용되는 n채널 TFT에 적합하다.The driving voltages for the shift registers 702 and 708 are 5 to 16V (typically 10V), and the structure shown by reference numeral 205 in Fig. 5C is suitable for n-channel TFTs used in CMOS circuits forming circuits.
또한, 구동 전압은 레벨 쉬프터(703, 709)와 버퍼(704, 710)에 대해 14 내지 16V로 높아지고, 쉬프터와 유사하게 도 5c의 n채널 TFT(205)를 내포하는 CMOS 회로가 적합하다. 게이트 배선에 대해 2중 게이트 구조 또는 3중 게이트 구조와 같은 멀티 게이트 구조를 사용하는 것이 각 회로의 신뢰성을 증가시키는데 효과적이다.In addition, the driving voltage is increased to 14 to 16V for the
샘플링 회로(705)에 대한 구동 전압은 14 내지 16V이지만, 소스 영역 및 드레인 영역이 전환되기 때문에 오프 전류의 값을 감소시킬 필요가 있으므로, 도 9의 n채널 TFT를 내포하는 CMOS 회로가 적합하다.Although the driving voltage for the sampling circuit 705 is 14 to 16V, it is necessary to reduce the value of the off current because the source region and the drain region are switched, and therefore, a CMOS circuit containing an n-channel TFT of Fig. 9 is suitable.
또한, 화소부(706)의 구동 전압은 14 내지 16V 사이이고, 도 1에 도시된 구조를 갖는 화소가 배열된다.In addition, the driving voltage of the pixel portion 706 is between 14 and 16V, and pixels having the structure shown in FIG. 1 are arranged.
상술된 구조는 도 3a 내지 도 5c에 도시된 제조 공정에 따라 TFT를 제조함으로써 용이하게 실현될 수 있다는 점에 주의해야 한다. 또한, 실시예1에는 화소부와 구동 회로의 구성만이 도시되지만, 실시예1의 제조 공정에 따라 동일한 기판상에 구동 회로에 더불어 신호 구동 회로, D/A 컨버터 회로, op-amp 회로, 및 γ보상 회로와 같은 다른 논리 회로를 형성하는 것도 가능하다. 또한, 메모리부나 마이크로프로세서와 같은 회로가 형성될 수도 있다는 것이 고려된다.It should be noted that the above-described structure can be easily realized by manufacturing TFTs according to the manufacturing process shown in Figs. 3A to 5C. Incidentally, although only the configuration of the pixel portion and the driving circuit is shown in Embodiment 1, in addition to the driving circuit on the same substrate according to the manufacturing process of Embodiment 1, a signal driving circuit, a D / A converter circuit, an op-amp circuit, and It is also possible to form other logic circuits, such as a? compensation circuit. It is also contemplated that circuits such as memory sections or microprocessors may be formed.
하우징 재료를 내포하는 실시예1의 EL 모듈은 도 17a 및 도 17b를 사용하여 설명된다. 필요에 따라 도 6 및 도 7에서 사용된 참조번호가 인용된다는 점에 주의해야 한다.The EL module of Embodiment 1 containing the housing material is described using Figs. 17A and 17B. It should be noted that reference numerals used in FIGS. 6 and 7 are cited as necessary.
화소부(1701), 소스측 구동 회로(1702), 및 게이트측 구동 회로(1703)는 기판(TFT 아래의 베이스 막을 포함; 1700)상에 형성된다. 각각의 구동 회로로부터의 다양한 배선은 입력 배선(612, 614)을 통해 FPC(611)에 의해 외부 장치에 접속된다.The
하우징 재료(1704)는 상기 지점에서 적어도 화소부를 양호하게는 구동 회로와 화소부를 둘러싸도록 형성된다. 하우징 재료(1704)는 내부 크기가 EL 소자의 외부 크기보다 큰 불규칙적인 형상을 가지거나, 시트 형상을 가지며, 기판(1700)과 밀착하는 기밀 공간을 형성하기 위해 접착제(1705)에 의해 기판(1700)에 고정된다. 이 지점에서, EL 소자는 상기 기밀 공간에 완전하게 밀봉된 상태로 되고, 외부 대기로부터 완전하게 차단된다. 다수의 하우징 재료(1704)가 형성될 수 있다는 점에 주의해야 한다.The
유리 또는 폴리머와 같은 절연물질을 하우징 재료(1704)로서 사용하는 것이 바람직하다. 비정질 유리(붕규산 유리 또는 석영 등), 결정화된 유리, 세라믹 유리, 유기 수지(아크릴 수지, 스티렌 수지, 폴리카보네이트 수지, 및 에폭시 수지), 및 실리콘 수지가 예로서 주어질 수 있다. 또한, 세라믹이 사용될 수도 있다. 또한, 접착제(1705)가 절연재로서 제공된 경우, 스테인레스 합금과 같은 금속 재료를 사용하는 것도 가능하다.It is desirable to use an insulating material such as glass or polymer as the
접착제(1705)의 재료로서 에폭시 수지 또는 아크릴 수지 등의 접착제를 사용할 수 있다. 또한, 열적으로 경화된 수지 또는 광 경화된 수지가 접착제로서 사용될 수도 있다. 가능한 한 산소 및 습기가 전달되지 않는 재료를 사용할 필요가 있다.As a material of the adhesive 1705, an adhesive such as an epoxy resin or an acrylic resin can be used. Additionally, thermally cured resins or photocured resins may be used as the adhesive. As far as possible, it is necessary to use materials that are incapable of transferring oxygen and moisture.
또한, 하우징 재료와 기판(1700) 사이의 개구(1706)에 불활성 가스(아르곤, 헬륨 또는 질소)를 충전시키는 것이 바람직하다. 가스에 제한되는 것은 아니며 불활성 액체(액체 플루오르 첨가 탄소, 통상적으로 퍼플루오르알칸 등)를 사용할 수도 있다. 일본 특개평 8-78519호에서 사용되는 것과 같은 재료는 불활성 액체에 관해 인용된다. 공간은 또한 수지로 채워질 수 있다.It is also desirable to fill an
개구(1706)에는 건조제를 형성하는 것이 효과적이다. 일본 특개평 9-148066에 기재된 물질들이 건조제로서 이용될 수 있다. 일반적으로, 산화바륨이 이용될 수 있다. 또한, 건조제가 아닌 산화 방지제를 형성하는 것 또한 효과적이다.It is effective to form a desiccant in the
EL 소자를 갖는 복수의 절연된 화소는 도 17b에 도시된 바와 같이 화소부 내에 형성되고, 모든 화소는 공통 전극으로서 보호 전극(1707)을 갖는다. 실시예1에서, EL 층, 음극(MgAg 전극), 및 보호 전극을 대기에 노출시키지 않고 연속으로 형성하는 것이 바람직하다. EL 층과 음극은 동일한 마스크 재료를 사용하여 형성되고, 보호 전극이 개별적인 마스크 재료에 의해 형성된 경우에는 도 17b의 구조가 실현될 수 있다.A plurality of insulated pixels having an EL element are formed in the pixel portion as shown in Fig. 17B, and all the pixels have a
EL 층과 음극은 상기 지점에서 화소부 내부에만 형성될 수 있고, 그들을 구동 회로상에 형성하는 것은 불필요하다. 물론, 구동 회로상에 EL 층과 음극을 형성해도 상관 없지만, 알칸 금속이 EL 층에 내포된다는 것을 고려하여 구동회로에는 그것을 형성하지 않는 것이 바람직하다.The EL layer and the cathode can be formed only inside the pixel portion at this point, and it is unnecessary to form them on the driving circuit. Of course, the EL layer and the cathode may be formed on the driving circuit, but it is preferable not to form it in the driving circuit in consideration of the inclusion of the alkane metal in the EL layer.
입력 배선(1709)은 참조 번호 1708로 도시된 영역 내의 보호 전극(1707)에 접속된다. 입력 배선(1709)은 미리 설정된 전압을 보호 전극(1707)에 제공하기 위한 배선이고, 도전성 페이스트 재료(통상적으로 이방성 도전막; 1710)를 통해 FPC(611)에 접속된다.The
상기 영역(1708) 내에 접촉 구조를 형성하기 위한 제조 공정은 도 18a 내지 도 18c를 참조로 하여 설명된다.A fabrication process for forming a contact structure in the
먼저, 도 5a의 상태는 실시예1의 공정에 따라 획득된다. 이 지점에서 제 1 층간 절연막(336)과 게이트 절연막(311)은 기판의 에지(도 17b에서 참조 번호 1708로 도시된 영역)로부터 제거되고, 입력 배선(1709)은 그 영역상에 형성된다. 도 5a의 소스 배선 및 드레인 배선은 동시에 형성된다.(도 18a 참조)First, the state of FIG. 5A is obtained according to the process of Example 1. FIG. At this point, the first
다음으로, 도 5b에서 제 2 패시베이션 막(348), 제 2 층간 절연막(347) 및 제 1 패시베이션 막(344)을 에칭할 때, 참조번호 1801로 도시된 영역은 제거되고, 개방부(1802)가 형성된다.(도 18b 참조)Next, when etching the
화소부 내에 EL 소자를 형성하는 공정(화소 소자, EL 소자, 및 음극 형성 공정)은 상기 상태에서 실행된다. 마스크 재료는 EL 소자가 상기 영역에서 형성되지 않도록 도 18a 내지 도 18c에 도시된 영역에서 동시에 사용된다. 음극(351)을 형성한 후에, 개개의 마스크 재료를 사용하여 보호 전극(352)이 형성된다. 보호 전극(352)과 입력 배선(1709)은 전기적으로 연결된다. 또한, 제 3 패시베이션 막(353)이 형성되고, 도 18c의 상태가 획득된다.The process of forming the EL element (pixel element, EL element, and cathode formation process) in the pixel portion is performed in the above state. The mask material is used simultaneously in the areas shown in Figs. 18A to 18C so that EL elements are not formed in the above areas. After the
도 17b에서 참조번호 1708로 도시된 영역의 접촉 구조는 상술된 단계에 의해 실현된다. 그후, 입력 배선(1709)은 하우징 재료(1704)과 기판(1700) 사이의 개구를 통해 FPC(611)에 접속된다(접착제(1705)에 의해 충전되는 것으로, 즉, 접착제(1705)의 두께를 입력 배선의 단차와 충분히 평탄해지도록 할 필요가 있다). 지금까지 입력 배선(1709)의 형성이 설명되었지만, 다른 입력 배선(612, 614)도 하우징 재료(1704) 아래를 통과함으로써 FPC(611)에 유사하게 접속될 수 있다.The contact structure of the area indicated by
실시예2Example 2
실시예2에서, 도 2b에 도시된 구성과는 다른 화소 구성이 도 10에 도시된다.In Embodiment 2, a pixel configuration different from that shown in FIG. 2B is shown in FIG.
도 2b에 도시된 두 개의 화소는 실시예2에서 전류 공급 라인 둘레로 대칭으로 배열된다. 즉, 도 10에 도시된 바와 같이, 전류 공급 라인에 이웃하는 두 개의 화소 사이에 공동으로 전류 공급 라인(213)을 형성함으로써 필요한 배선의 수가 감소될 수 있다. 화소의 내부에 위치되는 TFT의 구조는 유지될 수 있다는 점에 주의해야 한다.The two pixels shown in Fig. 2B are symmetrically arranged around the current supply line in the second embodiment. That is, as shown in FIG. 10, the number of necessary wirings can be reduced by forming the
이러한 형태의 구성이 사용되는 경우, 이미지 품질을 증가시키는 매우 높은 정밀도의 화소부를 제조하는 것이 가능해진다.When this type of configuration is used, it becomes possible to manufacture a pixel portion of very high precision which increases the image quality.
실시예2의 구성은 실시예1의 제조 공정에 따라 용이하게 실현될 수 있고, 실 시예1과 도 1의 설명은 TFT의 기판과 같은 지점에 관해 참조될 수 있다.The configuration of the second embodiment can be easily realized according to the manufacturing process of the first embodiment, and the first embodiment and the description of Fig. 1 can be referred to with respect to the same point as the substrate of the TFT.
실시예3Example 3
도 1과 다른 구조를 갖는 화소부를 형성하는 경우는 실시예3에서 도 11을 참조로 설명된다. 제 2 층간 절연막(44)을 형성하는 공정이 실시예1에 따라 실행될 수 있다는 점에 주의해야 한다. 또한, 제 2 층간 절연막(44)에 의해 덮히는 스위칭 TFT(201)의 구조와 전류 제어 TFT(202)의 구조는 도 1의 경우와 동일하므로 그 설명은 생략한다.A case of forming a pixel portion having a structure different from that of FIG. 1 will be described with reference to FIG. 11 in the third embodiment. It should be noted that the process of forming the second
실시예3의 경우에, 화소 전극(51), 음극(52), EL 층(53)은 제 2 패시베이션 막(45), 제 2 층간 절연막(44) 및 제 1 패시베이션 막(41) 내의 접촉 구멍을 형성한 후에 형성된다. 음극(52)과 EL 층(53)은 대기중에 노출됨이 없이 실시예3의 진공 증발에 의해 연속으로 형성되고, 동시에 적색 방사 EL 층, 녹색 방사 EL 층, 및 청색 방사층이 마스크 재료를 사용하여 개별적인 화소에 선택적으로 형성된다. 도 11에는 단지 하나의 화소만이 도시되었지만, 동일한 구조를 갖는 화소가 각각 적색, 녹색, 청색에 대응하여 형성되고, 색조 디스플레이는 이들 화소에 의해 실행될 수 있다. 알려진 재료는 각각의 EL 층 색조로 사용될 수 있다.In the case of Embodiment 3, the
150nm 두께의 알루미늄 합금막(1중량%의 티타늄을 내포하는 알루미늄 막)은 실시예3에서 화소 전극(51)으로서 형성된다. 금속성 재료가 제공되는 경우, 임의의 재료가 화소 유전체 재료로서 사용될 수 있지만, 높은 반사율을 갖는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 230nm 두께의 MgAg 전극은 음극(52)으로서 사용되고, EL 층(53)의 막 두께는 120nm이다.An 150 nm thick aluminum alloy film (an aluminum film containing 1% by weight of titanium) is formed as the
투명성 도전 막(실시예3에서는 ITO 막)을 형성하는 양극(54)은 110nm 두께로 형성된다. 따라서, EL 소자(209)가 형성되고, 제 3 패시베이션 막(55)이 실시예1에 도시된 것과 동일한 재료로 형성되는 경우, 도 11에 도시된 구조를 갖는 화소가 완성된다.The
실시예3의 구조를 사용할 때, 각각의 화소에 의해 발생되는 적색, 녹색, 청색광은 TFT가 형성된 기판 방향의 대향 방향으로 조사된다. 그 이유는 화소 내부의 거의 전체 영역이 즉, TFT가 형성되는 영역이 효과적인 방사 영역으로 사용될 수 있다는 것이다. 결과적으로, 화소의 효과적인 방사 표면적의 첨예한 증가가 존재하고, 이미지의 휘도 조도비(명암 사이의 비)가 증가된다.When using the structure of the third embodiment, the red, green, and blue light generated by each pixel are irradiated in the opposite direction of the substrate direction in which the TFTs are formed. The reason is that almost the entire area inside the pixel, that is, the area where the TFT is formed, can be used as an effective emission area. As a result, there is a sharp increase in the effective radiated surface area of the pixel, and the luminance roughness ratio (ratio between contrast) of the image is increased.
실시예1 및 실시예2중 하나의 구성과 실시예3의 구성을 자유롭게 조합하는 것이 가능하다는 점에 주의해야 한다.It should be noted that it is possible to freely combine the configuration of one of the first and second embodiments and the third embodiment.
실시예4Example 4
실시예1의 도 2와는 다른 구조를 갖는 화소를 형성하는 경우는 도 12a 및 도 12b를 참조로 실시예4에서 설명된다.The case where a pixel having a structure different from that of FIG. 2 of Embodiment 1 is formed is described in Embodiment 4 with reference to FIGS. 12A and 12B.
도 12a에서, 참조번호 1201은 액티브층(56), 게이트 전극(57a), 게이트 배선(57b), 소스 배선(58), 및 드레인 배선(59)을 포함하는 스위칭 TFT를 지시한다. 또한, 액티브층(60), 게이트 전극(61), 소스 배선(전류 공급 라인; 62), 및 드레인 배선(63)을 포함하는 전류 제어 TFT를 지시하는 참조번호 1202는 그 구성에 포함된다. 전류 제어 TFT(1202)의 소스 배선(62)은 전류 공급 라인(64)에 접속되고, 드레인 배선(63)은 EL 소자(65)에 접속된다. 도 12b는 이러한 화소의 회로도를 도시한 다.In Fig. 12A,
도 12a와 도 2a 사이의 차이점은 스위칭 TFT 구조이다. 실시예4에서 게이트 전극(57a)은 0.1 내지 5μm의 미세한 라인 폭으로 형성되고, 액티브층(56)은 그 부분을 가로지르도록 형성된다. 게이트 배선(57b)은 각 화소의 게이트 전극(57a)을 전기적으로 접속하도록 형성된다. 따라서, 많은 표면적을 차지하지 않는 3중 게이트 전극이 실현된다.The difference between FIG. 12A and FIG. 2A is the switching TFT structure. In Embodiment 4, the
다른 부분은 도 2a의 것과 유사하고, 실시예4의 구조가 사용되는 경우에는 스위칭 TFT에 의해 독점적으로 사용되는 표면적이 보다 작아지기 때문에 효과적인 방사 표면적은 보다 커진다. 즉, 이미지 휘도가 증가된다. 또한, 오프 전류의 값을 감소시키기 위해 여유분이 증가되는 게이트 구조가 실현될 수 있으므로, 이미지 품질이 추가로 증가된다.The other part is similar to that of Fig. 2A, and when the structure of Example 4 is used, the effective radiation surface area becomes larger because the surface area exclusively used by the switching TFTs becomes smaller. That is, the image brightness is increased. Further, since the gate structure in which the margin is increased to reduce the value of the off current can be realized, the image quality is further increased.
실시예4의 구성에서, 전류 공급 라인(64)은 실시예2에서처럼 이웃하는 화소들 사이에 공동으로 이루어질 수 있고, 실시예3과 유사한 구조가 사용될 수도 있다. 또한, 제조 공정은 실시예1에 따라 실행될 수 있다.In the configuration of Embodiment 4, the
실시예5Example 5
상부 게이트형 TFT가 사용된 경우는 실시예1 내지 실시예4에서 설명되고, 본 발명은 하부 게이트형 TFT를 사용하여 실시될 수도 있다. 역전 배치형 TFT를 사용함으로써 본 발명을 실시하는 경우는 도 13을 참조로 실시예5에서 설명된다. TFT의 구조를 제외하고는, 도 1의 것과 동일하므로 필요에 따라 도 1에서 사용된 것과 동일한 참조번호를 사용한다.The case where the upper gate type TFT is used is described in Embodiments 1 to 4, and the present invention may be implemented using the lower gate type TFT. The case of implementing the present invention by using the inverted batch TFT is described in Example 5 with reference to FIG. Except for the structure of the TFT, the same reference numerals as those used in FIG.
도 13에서, 도 1의 것과 유사한 재료가 기판(11)과 베이스 막(12)에 사용될 수 있다. 스위칭 TFT(1301)와 전류 제어 TFT(1302)는 베이스 막(12)상에 형성된다.In FIG. 13, a material similar to that of FIG. 1 can be used for the
스위칭 TFT(1301)는 게이트 전극(70a, 70b), 게이트 배선(71), 게이트 절연막(72), 소스 영역(73), 드레인 영역(74), LDD 영역(75a 내지 75d), 고농도 불순물 영역(76), 채널 형성 영역(77a, 77b), 채널 보호막(78a, 78b), 제 1 층간 절연막(79), 소스 배선(80), 및 드레인 배선(81)을 포함한다.The switching TFT 1301 includes the
또한, 전류 제어 TFT(1302)는 게이트 전극(82), 게이트 절연막(72), 소스 영역(83), 드레인 영역(84), LDD 영역(85), 채널 형성 영역(86), 채널 보호막(87), 제 1 층간 절연막(79), 소스 배선(88), 및 드레인 배선(89)을 포함한다. 게이트 전극(82)은 상기 지점에서 스위칭 TFT(1301)의 드레인 배선(81)에 전기적으로 연결된다.The
상기 스위칭 TFT(1301)와 전류 제어 TFT(1302)는 역전 배치형 TFT를 제조하는 알려진 방법에 따라 형성될 수 있다. 또한, 실시예1의 상부 게이트형 TFT의 대응부분에 사용되는 유사한 재료는 상기 TFT 내에 형성되는 각각의 부분(배선, 절연막, 및 액티브층 등)의 재료에 사용될 수 있다. 상부 게이트형 TFT의 구성에 포함되지 않는 채널 보호막(78a, 78b, 및 87)은 실리콘을 포함하는 절연막에 의해 형성될 수 있다. 또한, 소스 영역, 드레인 영역, 및 LDD 영역과 같은 불순물 영역의 형성은 포토리소그래피 기술을 사용하고 불순물 농도를 가시적으로 변화시킴으로써 형성될 수 있다.The switching TFT 1301 and the
TFT가 완성된 후에, 제 1 패시베이션 막(41), 색조 필터(42), 형광 물 질(43), 제 2 층간 절연막(평탄화 막; 44), 제 2 패시베이션 막(45), 화소 전극(양극; 46), EL 층(47), MgAg 전극(음극; 48), 알루미늄 전극(보호막; 49), 및 제 3 패시베이션 막(50)이 차례로 형성되는 EL 소자(1303)를 갖는 화소가 환성된다. 실시예1은 상술된 재료와 그 제조 방법에 대해 인용된다.After the TFT is completed, the
실시예2 내지 실시예4의 임의의 구성에 따라 실시예5의 구성을 자유롭게 조합하는 것이 가능하다.It is possible to freely combine the configurations of the fifth embodiment according to any of the configurations of the second to fourth embodiments.
실시예6Example 6
실시예1의 도 5c 또는 도 1의 구조에서 액티브층과 기판 사이에 형성되는 베이스 막으로서 제 2 패시베이션 막(45)과 유사한 높은 열방출 효과를 갖는 재료를 사용하는 것이 효과적이다. 특히, 다량의 전류가 전류 제어 TFT로 흐르므로, 열이 용이하게 발생되고, 열의 자체 발생으로 인한 악화가 문제가 될 수 있다. TFT의 열 악화는 이러한 형태의 경우에 대해 열방출 효과를 갖는 실시예6의 베이스 막을 사용함으로써 방지될 수 있다.It is effective to use a material having a high heat dissipation effect similar to the
물론, 기판으로부터의 액티브 이온의 확산에 의한 보호 효과도 매우 중요하므로, Si, Al, N, O 및 M을 포함하는 화합물의 적층 구조와 제 1 패시베이션 막(41)과 유하한 실리콘을 포함하는 절연막을 사용하는 것이 바람직하다.Of course, since the protection effect by diffusion of active ions from the substrate is also very important, the laminated structure of the compound including Si, Al, N, O and M, and the insulating film containing the
실시예1 내지 실시예5의 임의의 구성에 따라 실시예6의 구성을 자유럽게 조합하는 것이 가능하다.According to any configuration of Embodiments 1 to 5, it is possible to combine the configuration of Embodiment 6 with Europe.
실시예7Example 7
실시예3에 도시된 화소 구조가 사용될 때, EL 층으로부터 방출되는 광은 기 판에 대향되는 방향으로 방사되므로, 기판과 화소 전극 사이에 위치되는 절연막과 같은 재료의 투과율에 주의를 기울일 필요가 없다. 즉, 다소 작은 투과율을 갖는 재료가 사용될 수도 있다.When the pixel structure shown in Embodiment 3 is used, light emitted from the EL layer is emitted in a direction opposite to the substrate, so that it is not necessary to pay attention to the transmittance of a material such as an insulating film located between the substrate and the pixel electrode. . That is, a material having a somewhat small transmittance may be used.
그러므로, 베이스 막(12), 제 1 패시베이션 막(41) 또는 제 2 패시베이션 막(45)으로서 다이아몬드 박막, 다이아몬드형 탄소 막, 또는 비정질 탄소 막으로서 인용되는 것과 같은 탄소 막을 사용하는 것이 유리하다. 즉, 보다 낮은 투과율에 대해 걱정할 필요가 없기 때문에, 막 두께는 100 내지 500nm의 두께로 설절될 수 있고, 매우 높은 열방출 효과를 갖는 것이 가능하다.Therefore, it is advantageous to use a carbon film such as the diamond film, the diamond-like carbon film, or the amorphous carbon film as the
제 3 패시베이션 막(50)에 상기 탄소 막을 사용하는 경우에, 투과율의 감소가 회피되어야만 하기 때문에 막 두께를 5 내지 100nm로 설정하는 것이 바람직하다는 점에 주의해야 한다.It should be noted that in the case of using the carbon film for the
실시예7에서, 탄소 막이 베이스 막(12), 제 1 패시베이션 막(41), 제 2 패시베이션 막(45), 또는 제 3 패시베이션 막(50)중 어느 하나에 사용될 때 다른 절연막과의 적층에 효과적이다.In Example 7, the carbon film is effective for laminating with another insulating film when used in any of the
또한, 실시예7은 다른 구성을 위해 실시예3에 도시된 화소 구조가 사용될 때 효과적이고, 실시예1 내지 실시예6의 임의의 구성에 따라 실시예7의 구성을 자유롭게 조합하는 것이 가능하다.In addition, the seventh embodiment is effective when the pixel structure shown in the third embodiment is used for another configuration, and it is possible to freely combine the configuration of the seventh embodiment according to any configuration of the first to sixth embodiments.
실시예8Example 8
EL 디스플레이 장치의 화소 내의 스위칭 TFT에서의 오프 전류값의 양은 스위칭 TFT의 멀티 게이트 구조를 사용함으로써 감소되고, 본 발명은 저장 커패시터가 필요없다는 것이 특징이다. 이는 방출 영역으로서 저장 커패시터가 보유되는 표면적을 활용할 수 있게 하는 장치이다.The amount of off current value in the switching TFT in the pixel of the EL display device is reduced by using the multi-gate structure of the switching TFT, and the present invention is characterized in that no storage capacitor is required. This is a device which makes it possible to utilize the surface area in which the storage capacitor is retained as the emission area.
그러나, 저장 커패시터가 완전하게 제거되지 않을 지라도, 독점적인 표면적이 보다 작아지는 것에 의해 효과적인 방출 표면적을 증가시키는 효과가 획득될 수 있다. 즉, 본 발명의 목적은 스위칭 TFT의 멀티 게이트 구조를 사용하고 저장 커패시터의 독점적인 표면적을 줄이므로써 오프 전류 값을 감소시켜 충분히 달성될 수 있다.However, even if the storage capacitor is not completely removed, the effect of increasing the effective emission surface area can be obtained by making the exclusive surface area smaller. That is, the object of the present invention can be sufficiently achieved by reducing the off current value by using the multi-gate structure of the switching TFT and reducing the exclusive surface area of the storage capacitor.
그러므로, 도 14에 도시된 바와 같은 화소 구조를 사용할 수 있다. 필요에 따라, 동일한 참조번호가 도 1에서와 같이 도 14에서도 사용된다.Therefore, the pixel structure as shown in Fig. 14 can be used. If necessary, the same reference numerals are used in FIG. 14 as in FIG.
도 14와 도 1 사이의 차이점은 스위칭 TFT에 접속되는 저장 커패시터(1401)의 존재이다. 저장 커패시터(1401)는 스위칭 TFT(201), 게이트 절연막(18), 및 커패시터 전극(상부 전극; 1403)으로부터 연장되는 반도체 영역(하부 전극)에 의해 형성된다. 커패시터 전극(1403)은 TFT의 게이트 전극(19a, 19b 및 35)과 동시에 형성된다.The difference between FIG. 14 and FIG. 1 is the presence of the
도 15a에는 평면도가 도시된다. 도 15a의 평면도에서 선 A-A'를 따라 취해진 단면 다이어그램은 도 14에 대응한다. 도 15a에 도시된 바와 같이, 커패시터 전극(1403)은 커패시터 전극(1403)에 전기적으로 접속되는 접속 배선(1404)을 통해 전류 제어 TFT의 소스 영역(31)에 전기적으로 접속된다. 접속 배선(1404)은 소스 배선(21, 36) 및 드레인 배선(22, 37)과 동시에 형성된다는 점에 주의해야 한다. 또한, 도 15b는 도 15a에 도시된 평면도의 회로 구성을 도시한다.15A shows a plan view. The cross-sectional diagram taken along line A-A 'in the top view of FIG. 15A corresponds to FIG. As shown in FIG. 15A, the
실시예8의 구성은 실시예1 내지 실시예7의 임의의 구성에 따라 자유로이 조합될 수 있다. 즉, 화소 내부에는 저장 커패시터만이 형성되고, TFT 구조나 EL 층 재료에 대해서 추가로 제하되는 것은 없다.The configuration of the eighth embodiment can be freely combined according to any configuration of the first to seventh embodiments. That is, only a storage capacitor is formed inside the pixel, and there is no further limitation on the TFT structure or the EL layer material.
실시예9Example 9
레이저 결정화는 실시예1에서 결정질 실리콘 막(302)을 형성하는 수단으로서 사용되고, 다른 결정화 수단을 사용하는 경우는 실시예9에서 설명된다.Laser crystallization is used as a means for forming the
실시예9에서 비정질 실리콘 막을 형성한 후에, 결정화는 일본 특개평 7-130652호에 기록된 기술을 사용하여 실행된다. 상기 특허 출원에 개시된 기술은 결정화를 촉진하는 촉매로서 니켈과 같은 원소를 사용함으로써 양호한 결정성을 갖는 결정질 실리콘 막을 획득하는 것이다.After forming the amorphous silicon film in Example 9, crystallization is performed using the technique recorded in Japanese Patent Laid-Open No. 7-130652. The technique disclosed in this patent application is to obtain a crystalline silicon film having good crystallinity by using an element such as nickel as a catalyst for promoting crystallization.
또한, 결정화 공정이 완료된 후에, 결정화에 사용된 촉매를 제거하는 단계가 수행된다. 이 경우에, 촉매는 일본 특개평 10-270363호 또는 일본 특개평 8-330602호에 개시된 기술을 사용하여 제거될 수 있다.In addition, after the crystallization process is completed, a step of removing the catalyst used for crystallization is performed. In this case, the catalyst can be removed using the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-270363 or Japanese Patent Laid-Open No. 8-330602.
또한, TFT는 본 출원인에 의한 일본 특개평 11-076967호의 명세서에 기재된 기술을 사용하여 형성될 수 있다.Further, the TFT can be formed using the technique described in the specification of Japanese Patent Laid-Open No. 11-076967 by the present applicant.
실시예1에 도시된 제조 방법은 본 발명의 하나의 실시예이고, 실시예1의 도 1 또는 도 5c의 구조체가 제공된 경우에는, 다른 제조 방법이 상술된 바와 같은 문제 없이 사용될 수도 있다.The manufacturing method shown in Example 1 is one embodiment of the present invention, and when the structure of Fig. 1 or 5C of Example 1 is provided, other manufacturing methods may be used without the problem as described above.
실시예1 내지 실시예8의 임의의 구성에 따라 실시예9의 구성을 자유롭게 조합하는 것이 가능하다.It is possible to freely combine the configurations of the ninth embodiment according to any of the configurations of the first to eighth embodiments.
실시예10Example 10
본 발명의 EL 디스플레이 장치를 구동함에 있어서, 아날로그 구동은 이미지 신호로서 아날로그 신호를 사용하여 실행될 수 있고, 디지털 구동은 디지털 신호를 사용하여 실행될 수 있다.In driving the EL display device of the present invention, analog driving can be performed using an analog signal as an image signal, and digital driving can be executed using a digital signal.
아날로그 구동이 실행될 때, 아날로그 신호는 스위칭 TFT의 소스 배선으로 전송되고, 명도 정보를 포함하는 아날로그 신호는 전류 제어 TFT의 게이트 전압이 된다. EL 소자 내에서 흐르는 전류는 전류 제어 TFT에 의해 제어되고, EL 소자 방출 강도가 제어되고, 명도 디스플레이가 수행된다. 이 경우에, 채도 영역에서 전류 제어 TFT를 작동시키는 것이 바람직하다. 즉, ┃Vds┃>┃Vgs-Vth┃의 조건 내에서 TFT를 작동하는 것이 바람직하다. Vds는 소스 영역과 드레인 영역 사이의 전압차이고, Vgs는 소스 영역과 게이트 전극 사이의 전압차이고, Vth는 TFT의 임계 전압이다.When analog driving is executed, the analog signal is transmitted to the source wiring of the switching TFT, and the analog signal including the brightness information becomes the gate voltage of the current control TFT. The current flowing in the EL element is controlled by the current control TFT, the EL element emission intensity is controlled, and the brightness display is performed. In this case, it is preferable to operate the current control TFT in the saturation region. In other words, it is preferable to operate the TFT within the conditions of V ds V> g gs- V th m . V ds is the voltage difference between the source region and the drain region, V gs is the voltage difference between the source region and the gate electrode, and V th is the threshold voltage of the TFT.
한편, 디지털 구동이 실행될 때, 그것은 아날로그형 명도 디스플레이와는 다르고, 명도 디스플레이는 시간 분할 구동(시간/명도 구동) 또는 표면적/명도 구동에 의해 수행된다. 즉, 방출 시간의 길이 또는 방출 표면적의 비율을 조절함으로써, 색조 명도는 변화가 가시적으로 보일 수 있다. 이 경우에, 전류 제어 TFT를 선형 영역에서 작동하는 것이 바람직하다. 즉, ┃Vds┃<┃Vgs-Vth┃의 조건 내에서 TFT를 작동하는 것이 바람직하다.On the other hand, when digital driving is executed, it is different from the analog type brightness display, and the brightness display is performed by time division driving (time / brightness driving) or surface area / brightness driving. That is, by adjusting the length of the emission time or the ratio of the emission surface area, the hue lightness can be seen to be visible in the change. In this case, it is preferable to operate the current control TFT in the linear region. That is, it is preferable to operate the TFT within the condition of ┃V ds ┃ <┃V gs -V th ┃.
EL 소자는 액정 소자에 비해 매우 빠른 응답 속도를 가지므로, 고속 구동이 가능하다. 그러므로, EL 소자는 하나의 프레임이 다수의 작은 프레임으로 분할되어 명도 디스플레이가 실행되는 시간/명도 구동에 적합하다. 또한, 한 프레임의 주기가 짧은 것이 유리하므로, 전류 제어 TFT의 게이트 전압이 유지되는 시간의 길이도 짧아지고, 저장 커패시터는 작아지거나 제거될 수 있다.The EL element has a very fast response speed compared with the liquid crystal element, and therefore high speed driving is possible. Therefore, the EL element is suitable for time / brightness driving in which one frame is divided into a plurality of small frames so that the brightness display is executed. In addition, since it is advantageous that the period of one frame is short, the length of time that the gate voltage of the current control TFT is maintained is also shortened, and the storage capacitor can be made small or eliminated.
본 발명은 소자 구조에 관련된 기술이므로, 임의의 구동 방법이 사용될 수 있다.Since the present invention is a technique related to the device structure, any driving method can be used.
실시예11Example 11
실시예11에서, 본 발명의 EL 디스플레이 장치의 화소 구조의 예가 도 21a 및 도 21b에 도시된다. 실시예11에서, 참조번호 4701은 스위칭 TFT(4702)의 소스 배선을 지시하고, 참조번호 4703은 스위칭 TFT(4702)의 게이트 배선을 지시하고, 참조번호 4704는 전류 제어 TFT를 지시하고, 참조번호 4705는 전류 공급 라인을 지시하고, 참조번호 4706은 전원 제어 TFT를 지시하고, 참조번호 4707은 전원 제어 게이트 배선을 지시하고, 참조번호 4708은 EL 소자를 지시한다. 일본 특개평 11-341272호는 전원 제어 TFT(4706)의 작동에 관해 인용된다.In
또한, 실시예11에서 전원 제어 TFT(4706)는 전류 제어 TFT(4704)와 EL 소자(4708) 사이에 형성되지만, 전류 제어 TFT(4704)가 전원 제어 TFT(4706)와 EL 소자(4708) 사이에 형성되는 구조가 사용될 수도 있다. 또한, 전원 제어 TFT(4706)가 전류 제어 TFT(4704)와 동일한 구조를 갖는 것이 바람직하고, 동일한 액티브층에 의해 일렬로 형성되는 것이 바람직하다.Further, in the eleventh embodiment, the power
도 21a는 전류 공급 라인(4705)이 두 개의 화소 사이에 공유되는 경우의 예이다. 즉, 이는 두 개의 화소가 전류 공급 라인(4705) 둘레로 선형 대칭으로 형성 된 것이 특징이다. 이 경우에, 전류 공급 라인의 수는 감소될 수 있으므로, 화소부는 보다 높은 정밀도로 이루어질 수 있다.21A is an example of the case where the
또한, 도 21b는 전류 공급 라인(4710)이 게이트 배선(4703)에 평행하게 형성되고, 전원 제어 게이트 배선(4711)이 소스 배선(4701)에 평행하게 형성된 경우의 예이다. 도 23b에서의 구조는 전류 공급 라인(4710)과 게이트 배선(4703)이 겹쳐지지 않도록 형성되지만, 두 개가 다른 층상에 형성된 배선인 경우에는 절연막을 사이에 개재하여 겹쳐지도록 형성될 수 있다. 이 경우에, 전류 공급 라인(4710)과 게이트 배선(4703)의 독점적인 표면적은 공유될 수 있으며, 화소부는 보다 높은 정밀도로 이루어질 수 있다.21B is an example in which the
실시예12Example 12
실시예12에서, 본 발명의 EL 디스플레이 장치의 화소 구조의 예는 도 22a 및 도 22b에 도시된다. 실시예12에서 참조번호 4801은 스위칭 TFT(4802)의 소스 배선을 지시하고, 참조번호 4803은 스위칭 TFT(4802)의 게이트 배선을 지시하고, 참조번호 4804는 전류 제어 TFT를 지시하고, 참조번호 4805는 전류 공급 라인을 지시하고, 참조번호 4806은 소거 TFT를 지시하고, 참조번호 4807은 소거 게이트 배선을 지시하고, 참조번호 4808은 EL 소자를 지시한다. 일본 특개평 11-338786호는 소거 TFT(4806)의 작동에 관해 인용된다.In
소거 TFT(4806)의 드레인은 전류 제어 TFT(4804)의 게이트에 접속되고, 전류 제어 TFT(4804)의 게이트 전압을 강제로 변화시킬 수 있다. n채널 TFT 또는 p채널 TFT가 소거 TFT(4806)에 사용될 수 있지만, 오프 전류값이 보다 작아지도록 스위칭 TFT(4802)와 동일한 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.The drain of the erasing
도 22a는 전류 공급 라인(4805)이 두 개의 화소 사이에 공유되는 경우의 예이다. 즉, 이는 두 개의 화소가 전류 공급 라인(4805) 둘레로 선형 대칭으로 형성된 것이 특징이다. 이 경우에, 전류 공급 라인의 수는 감소될 수 있으므로, 화소부는 보다 높은 정밀도로 이루어질 수 있다.22A is an example of the case where the
또한, 도 22b는 전류 공급 라인(4810)이 게이트 배선(4803)에 평행하게 형성되고, 소거 게이트 배선(4811)이 소스 배선(4801)에 평행하게 형성된 경우의 예이다. 도 22b에서의 구조는 전류 공급 라인(4810)과 게이트 배선(4803)이 겹쳐지지 않도록 형성되지만, 두 개가 다른 층상에 형성된 배선인 경우에는 절연막을 사이에 개재하여 겹쳐지도록 형성될 수 있다. 이 경우에, 전류 공급 라인(4810)과 게이트 배선(4803)의 독점적인 표면적은 공유될 수 있으며, 화소부는 보다 높은 정밀도로 이루어질 수 있다.22B is an example in which the
실시예13Example 13
본 발명의 EL 디스플레이 장치는 몇몇 TFT가 화소 내에 형성되는 구조를 가질 수 있다. 실시예11 및 실시예12에서, 세 개의 TFT를 형성하는 예가 도시되지만, 4 내지 6개의 TFT가 형성될 수도 있다. EL 디스플레이 장치의 화소의 구조상에 어떤 제한도 없이 본 발명을 실시하는 것이 가능하다.The EL display device of the present invention may have a structure in which some TFTs are formed in a pixel. In Example 11 and Example 12, an example of forming three TFTs is shown, but four to six TFTs may be formed. It is possible to implement the present invention without any limitation on the structure of the pixel of the EL display device.
실시예14Example 14
도 1의 전류 제어 TFT(202)로서 p채널 TFT를 사용하는 예가 실시예14에서 설명된다. 나머지 부분은 도 1의 것과 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.An example of using the p-channel TFT as the
실시예14의 화소의 단면 구조는 도 23에 도시된다. 실시예1은 실시예14에 사용된 p채널 TFT를 제조하는 방법에 인용될 수 있다. p채널 TFT의 액티브층은 소스 영역(2801), 드레인 영역(2802), 및 채널 형성 영역(2803)을 포함하고, 상기 소스 영역(2801)은 소스 배선(36)에 접속되고, 드레인 영역(2802)은 드레인 배선(37)에 접속된다.The cross-sectional structure of the pixel of Example 14 is shown in FIG. Example 1 may be cited in the method for manufacturing the p-channel TFT used in Example 14. The active layer of the p-channel TFT includes a source region 2801, a drain region 2802, and a channel formation region 2803, which are connected to the
EL 소자의 양극이 전류 제어 TFT에 접속된 경우에, 전류 제어 TFT로서 p채널 TFT를 사용하는 것이 바람직하다.In the case where the anode of the EL element is connected to the current control TFT, it is preferable to use the p-channel TFT as the current control TFT.
실시예1 내지 실시예13의 임의의 구성에 따라 자유로이 조합함으로써 실시예14의 구성을 실시할 수 있다.The structure of Example 14 can be implemented by combining freely according to the arbitrary structures of Example 1-13.
실시예15Example 15
3장으로 된 상태의 여기자로부터의 인광이 실시예15에서 광방출에 이용될 수 있는 EL 재료를 사용함으로써, 외부 방출 양자 효율은 상당한 양으로 증가될 수 있다. 그렇게 함으로써, EL 소자가 전력 소비를 작게 하며, 수명이 길고, 가벼워지도록 할 수 있다.By using an EL material in which phosphorescence from an exciton in the three-state state can be used for light emission in Example 15, the external emission quantum efficiency can be increased to a considerable amount. By doing so, the EL element can be made small in power consumption, long in life, and light in weight.
3장으로 된 상태의 여기자를 이용하고, 외부 방출 양자 효율을 증가시킨 보고서가 하기에 개시된다.A report that increases the external emission quantum efficiency using the excitons in the three-state state is described below.
츠츠이 티., 아다치 시., 및 사이토 에스.에 의한 혼다사의 교육서(엘세비어 과학지 1991년 도쿄)의 437쪽의 유기분자 시스템 내의 광화학 공정.Photochemical process in the organic molecular system on page 437 of Honda's education book by Tsutsui T., Adachi City, and Saito S. (Elsevier Science, Tokyo, 1991, 1991).
상기 보고서에 기록된 EL 재료(코마린 안료)의 분자식은 하기에 도시된다.The molecular formula of the EL material (commarin pigment) reported in the report is shown below.
발도 엠.에이., 오브라이언 디.에프., 유 유., 쇼스티코프 에이., 시블리 에스., 톰슨 엠.이., 및 포레스트 에스.알.에 의한 네이처 395(Nature 395; 1998)의 151쪽.Of Nature 395 (1998) by Valdo M. A. O'Brien D. F., Yu Yu., Shostikov A., Sibli S., Thompson M. E., and Forest S. R. P. 151.
상기 보고서에 기록된 EL 재료(Pt 복합물)의 분자식은 하기에 도시된다.The molecular formula of the EL material (Pt composite) reported in the report is shown below.
발도 엠.에이., 라만스키 에스., 버로우 피.이., 톰슨 엠.이., 및 포레스트 에스.알.에 의한 응용 물리학 보고서 75(1999) 제4쪽.Journal of Applied Physics by Valldo M., Ramansky S., Burrow P. E., Thompson M. E., and Forest S. R. 75 (1999), p. 4.
츠츠이 티., 양 엠.제이., 야히로 엠., 나카무라 케이., 와타나베 티., 츠지 티., 후쿠다 와이., 와키모토 티., 마야구치 에스., 일본 응용 물리학 보고서 38(12B)(1999) L1502.Tsutsui T., Yang M. J., Yahiro M., Nakamura K., Watanabe T., Tsuji T., Fukuda Y., Wakimoto T., Mayaguchi S., Japan Applied Physics Report 38 (12B) ( 1999) L1502.
상기 보고서에 기록된 EL 재료(Ir 복합물)의 분자식은 하기에 도시된다.The molecular formula of the EL material (Ir complex) reported in the report is shown below.
3장으로 된 상태의 여기자로부터의 인광 방출이 이용될 수 있을 경우에, 원칙적으로 1장으로 된 상태의 여기자로부터의 형광 방출을 이용하는 경우보다 3 내지 4배 더 큰 외부 방출 양자 효율을 실현할 수 있다. 실시예1 내지 실시예14의 임의의 구성에 따라 자유로이 조합함으로써 실시예15의 구성을 실시할 수 있다.In the case where phosphorescence emission from an exciton in the three-state state can be used, in principle, an external emission quantum efficiency of three to four times larger than when using fluorescence emission from the exciton in the one-state state can be realized. . The structure of Example 15 can be implemented by combining freely according to any structure of Example 1-14.
실시예16Example 16
실시예1에서, EL 층으로서 유기 EL 재료를 사용하는 것이 바람직하지만, 본 발명은 또한 무기 EL 재료를 사용하여 실시될 수도 있다. 그러나, 전류 무기 EL 재료는 매우 높은 구동 전압을 가지므로, 구동 전압에 견딜 수 있는 전압 저항 특성을 갖는 TFT가 아날로그 구동을 실행하는 경우에 사용되어야만 한다.In Example 1, it is preferable to use an organic EL material as the EL layer, but the present invention may also be practiced using an inorganic EL material. However, since the current inorganic EL material has a very high driving voltage, a TFT having a voltage resistance characteristic that can withstand the driving voltage must be used when performing analog driving.
선택적으로, 종래의 무기 EL 재료보다 낮은 구동 전압을 갖는 무기 EL 재료가 개발되는 경우, 그것을 본 발명에 적용하는 것이 가능하다.Optionally, when an inorganic EL material having a lower driving voltage than the conventional inorganic EL material is developed, it is possible to apply it to the present invention.
또한, 실시예1 내지 실시예14의 임의의 구성에 따라 자유로이 조합함으로써 실시예16의 구성을 실시할 수 있다.In addition, the structure of Example 16 can be implemented by combining freely according to arbitrary structures of Example 1-14.
실시예17Example 17
본 발명을 실시함으로써 형성되는 액티브 매트릭스형 EL 디스플레이 장치(EL 모듈)는 그것이 자체 방출형 장치이기 때문에 액정 디스플레이 장치에 비해 선명도 면에서 뛰어난 가시도를 갖는다. 그러므로 직접관찰형 EL 디스플레이(EL 모듈을 합체한 디스플레이를 지시함)로서 넓은 사용범위를 갖는다.The active matrix EL display device (EL module) formed by practicing the present invention has excellent visibility in terms of sharpness in comparison with the liquid crystal display device because it is a self-emission device. Therefore, it has a wide range of use as a direct observation type EL display (indicating a display incorporating an EL module).
액정 디스플레이에 대해 EL 디스플레이가 가지는 하나의 장점으로서 넓은 관찰 각도가 주어질 수 있다. 그러므로, 본 발명의 EL 디스플레이는 큰 스크린에 의한 TV 방송의 감상을 위해 30in 이상의 대각선 크기(통상적으로 40in 이상)를 갖는 디스플레이(디스플레이 모니터)로서 사용될 수 있다.A wide viewing angle can be given as one advantage that the EL display has over the liquid crystal display. Therefore, the EL display of the present invention can be used as a display (display monitor) having a diagonal size of 30 inches or more (typically 40 inches or more) for watching TV broadcast by a large screen.
또한, EL 디스플레이(개인용 컴퓨터 모니터, TV 방송 수신용 모니터, 또는 광고 디스플레이 모니터)로서 사용될 뿐만 아니라, 다양한 전자 장치의 디스플레이로서 사용될 수 있다.It can also be used not only as an EL display (personal computer monitor, TV broadcast reception monitor, or advertisement display monitor) but also as a display of various electronic devices.
비디오 카메라, 디지털 카메라, 고글형 디스플레이(머리 장착형 디스플레이), 차량 운행 시스템, 개인용 컴퓨터, 휴대용 정보 단말기(모빌 컴퓨터, 모빌 폰, 또는 전자 북), 및 기록 매체를 사용하는 이미지 재생 장치(특히, 기록 매체의 재생을 실행하며 컴팩트 디스크(CD), 레이저 디스크(LD), 또는 디지털 비디오 디스크(DVD)와 같은 이미지를 디스플레이할 수 있는 디스플레이가 제공된 장치) 등의 전자 장치가 예로서 주어질 수 있다. 이들 전자 장치의 예는 도 16a 내지 도 16f에 도시된다.Image playback devices (especially recording) using video cameras, digital cameras, goggle displays (head mounted displays), vehicle navigation systems, personal computers, portable information terminals (mobile computers, mobile phones, or electronic books), and recording media An electronic device such as a compact disk (CD), a laser disk (LD), or a device provided with a display capable of displaying an image such as a digital video disk (DVD)) for executing reproduction of a medium may be given as an example. Examples of these electronic devices are shown in FIGS. 16A-16F.
도 16a는 몸체(2001), 케이싱(2002), 디스플레이부(2003), 및 키보드(2004)를 포함하는 개인용 컴퓨터이다. 본 발명은 디스플레이부(2003)에 사용될 수 있다.FIG. 16A is a personal computer including a
도 16b는 몸체(2101), 디스플레이부(2102), 오디오 입력부(2103), 작동 스위 치(2104), 배터리(2105), 및 이미지 수신부(2106)를 포함하는 비디오 카메라이다. 본 발명은 디스플레이부(2102)에 사용될 수 있다.16B is a video camera including a
도 16c는 몸체(2201), 디스플레이부(2202), 및 아암부(arm portion; 2203)를 포함하는 고글 디스플레이이다. 본 발명은 디스플레이부(2202)에 사용될 수 있다.FIG. 16C is a goggle display including a
도 16d는 몸체(2301), 카메라부(2302), 이미지 수신부(2303), 작동 스위치(2304), 및 디스플레이부(2305)를 포함하는 모빌 컴퓨터이다. 본 발명은 디스플레이부(2305)에 사용될 수 있다.FIG. 16D is a mobile computer that includes a
도 16e는 몸체(2401), 기록 매체(CD, LD, 또는 DVD; 2402), 작동 스위치(2403), 디스플레이부(a)(2404) 및 디스플레이부(b)(2405)를 포함하는 기록 매체가 제공된 이미지 재생 장치(특히, DVD 재생 장치)이다. 디스플레이부(a)는 이미지 정보를 디스플레이하는데 주로 사용되고, 이미지부(b)는 캐릭터 정보를 디스플레이하는데 주로 사용되고, 본 발명은 이미지부(a) 및 이미지부(b)에 사용될 수 있다. 본 발명은 CD 재생 장치 및 게임기와 같은 장치에 기록 매체가 제공된 이미지 재생 장치로서 사용될 수 있다.16E illustrates a recording medium including a
도 16f는 케이싱(2501), 지지 스탠드(2502), 및 디스플레이부(2503)를 포함하는 EL 디스플레이이다. 본 발명은 디스플레이부(2503)에 사용될 수 있다. 본 발명의 EL 디스플레이는 스크린이 큰 경우에 특히 유리하며, 대각선 크기가 10in 이상(특히, 30in 이상)인 디스플레이에 유리하다.16F is an EL display including a casing 2501, a
또한, EL 재료의 방출 휘도가 차후에 더 커지게 될 경우, 전방형 또는 후방형 투광기에 본 발명을 사용하는 것이 가능해질 것이다.In addition, when the emission luminance of the EL material becomes larger later, it will be possible to use the present invention for the front type or the rear type light emitter.
상기 전자 장치는 인터넷 또는 CATV(케이블 텔레비전)와 같은 전자 전송 회로를 통해 제공되는 디스플레이 정보 특히, 애니메이션 정보를 디스플레이하기 위한 기회가 증가하는 경우에 보다 빈번하게 사용된다. EL 재료의 응답 속도는 매우 높기 때문에, EL 디스플레이는 상기 형태의 디스플레이를 실행하는데 적합하다.The electronic device is used more frequently when the opportunity for displaying display information, particularly animation information, provided through an electronic transmission circuit such as the Internet or CATV (cable television) increases. Since the response speed of the EL material is very high, the EL display is suitable for implementing the above type of display.
EL 디스플레이 장치의 방출부는 전력을 소비하므로, 방출부가 가능한 작아지도록 정보를 디스플레이하는 것이 바람직하다. 그러므로, 휴대용 정보 단말기 특히, 차량 오디오 시스템의 휴대용 전화기와 같은 주로 캐릭터 정보를 디스플레이하는 디스플레이부 내의 EL 디스플레이 장치를 사용할 때, 배경으로서 비방출부를 설정하고 방출부에 캐릭터 정보를 형성함으로써 구동하는 것이 바람직하다.Since the emitting portion of the EL display device consumes power, it is preferable to display the information so that the emitting portion is as small as possible. Therefore, when using an EL display device in a display portion that mainly displays character information, such as a portable information terminal, in particular, a portable telephone of a vehicle audio system, it is desirable to drive by setting the non-emission portion as a background and forming character information on the emission portion. Do.
도 20a는 몸체(2601), 오디오 출력부(2602), 오디오 입력부(2603), 디스플레이부(2604), 작동 스위치(2605), 및 안테나(2606)를 포함하는 휴대용 전화기이다. 본 발명의 EL 디스플레이 장치는 디스플레이부(2604)에 사용될 수 있다. 디스플레이부(2604)의 검은색 배경에 흰색 캐릭터를 디스플레이함으로써, 휴대용 전화기의 전력 소비가 감소될 수 있다.20A is a portable telephone including a
도 20b는 몸체(2701), 디스플레이부(2702), 작동 스위치(2703, 2704)를 포함하는 온보드 오디오 시스템(차량 오디오 시스템)이다. 본 발명의 EL 디스플레이 장치는 디스플레이부(2702)에 사용될 수 있다. 또한, 온보드 오디오 시스템이 실시예17에 도시되지만, 데스크탑형 오디오 시스템이 사용될 수도 있다. 디스플레이부(2702)에 검은색 배경에 흰색 캐릭터를 디스플레이함으로써, 전력 소비가 감소될 수 있다.20B is an onboard audio system (vehicle audio system) that includes a
따라서, 본 발명의 적용 범위는 매우 넓고, 모든 분야의 전자 장치에 본 발명을 적용하는 것이 가능하다. 또한, 실시예17의 전자 장치는 실시예1 내지 실시예16의 임의 조합의 임의 구성을 사용함으로써 실현될 수 있다.Therefore, the scope of application of the present invention is very wide, and it is possible to apply the present invention to electronic devices in all fields. Further, the electronic device of the seventeenth embodiment can be realized by using any configuration of any combination of the first to sixteenth embodiments.
본 발명을 사용함으로써 EL 소자가 습기와 열에 의해 악화되는 것이 방지된다. 또한, EL 층으로부터의 알카리 금속의 확산에 의해 TFT 특성에 악영향을 끼치는 것이 방지된다. 결과적으로, EL 디스플레이 장치의 작동 성능과 신뢰성은 상당히 향상될 수 있다. By using the present invention, the EL element is prevented from being deteriorated by moisture and heat. In addition, adverse effects on the TFT characteristics are prevented by diffusion of the alkali metal from the EL layer. As a result, the operating performance and reliability of the EL display device can be significantly improved.
또한, 디스플레이로서 상기 EL 디스플레이 장치를 포함함으로써 양호한 이미지 품질 및 내구성(신뢰성이 높은)을 갖는 적용품(전자 장치)을 생산하는 것이 가능해진다.Also, by including the EL display device as a display, it becomes possible to produce an application (electronic device) having good image quality and durability (high reliability).
본 발명은 양호한 동작 성능 및 고신뢰성을 갖는 전기 광학 장치, 특히 EL 디스플레이 장치를 제공하고, 전기 광학 장치의 화질을 증가시킴으로써 디스플레이장치로서의 전기 광학 장치를 갖는 전자 장비(전자 장치)의 품질을 증가시킨다.The present invention provides an electro-optical device, particularly an EL display device, with good operating performance and high reliability, and increases the quality of electronic equipment (electronic device) having an electro-optical device as a display device by increasing the image quality of the electro-optical device. .
Claims (36)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070009056A KR100786550B1 (en) | 1999-06-04 | 2007-01-29 | Display device and Method for manufacturing the display device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JPJP-P-1999-00158809 | 1999-06-04 | ||
KR1020070009056A KR100786550B1 (en) | 1999-06-04 | 2007-01-29 | Display device and Method for manufacturing the display device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020000030801A Division KR100747417B1 (en) | 1999-06-04 | 2000-06-05 | Method for manufacturing the electro-optical device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070031968A KR20070031968A (en) | 2007-03-20 |
KR100786550B1 true KR100786550B1 (en) | 2007-12-21 |
Family
ID=41628164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020070009056A KR100786550B1 (en) | 1999-06-04 | 2007-01-29 | Display device and Method for manufacturing the display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100786550B1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101296656B1 (en) * | 2008-06-24 | 2013-08-14 | 엘지디스플레이 주식회사 | Organic Light Emitting Display Device and Method For Fabricating the Same |
KR102460920B1 (en) * | 2017-12-21 | 2022-11-01 | 엘지디스플레이 주식회사 | Display Panel and Fabricating Method thereof |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4975338A (en) * | 1988-04-12 | 1990-12-04 | Ricoh Company, Ltd. | Thin film electroluminescence device |
-
2007
- 2007-01-29 KR KR1020070009056A patent/KR100786550B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4975338A (en) * | 1988-04-12 | 1990-12-04 | Ricoh Company, Ltd. | Thin film electroluminescence device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20070031968A (en) | 2007-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100747417B1 (en) | Method for manufacturing the electro-optical device | |
KR100766905B1 (en) | Light emitting device | |
KR100733893B1 (en) | Method for manufacturing an electro-optical device | |
KR100786550B1 (en) | Display device and Method for manufacturing the display device | |
KR100786992B1 (en) | Electronic device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A107 | Divisional application of patent | ||
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
G170 | Re-publication after modification of scope of protection [patent] | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20121119 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131119 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141120 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151118 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161123 Year of fee payment: 10 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |