KR100788873B1 - Ｅｌ 표시장치 및 그의 제작방법 - Google Patents

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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

기판상에 다수의 화소(102)가 배치되어 있고, 각 화소(102)는 전류 제어용 TFT(104)에 접속된 화소 전극(105)을 음극으로 하는 EL 소자를 구비하고 있다. 대향 기판(110)에는, 각 화소(102)의 주변부에 대응하는 위치에 차광막(112)이 배치되어 있고, 각 화소(102)에 대응하는 위치에 컬러 필터(113)가 배치되어 있다. 이 차광막에 의해 화소의 윤곽이 명료하게 되어, 고정세(高精細)한 화상 표시가 가능하게 된다. 또한, 액정표시장치를 위한 기존의 제조 라인 대부분을 사용하여 본 발명의 EL 표시장치를 제조할 수 있기 때문에, 설비 투자액이 상당히 절감되어, 전체 제조비용이 절감될 수 있다.

Description

ＥＬ 표시장치 및 그의 제작방법{EL Display device and method for manufacturing the same}
도 1은 EL 표시장치의 화소부를 나타내는 단면도.
도 2는 EL 표시장치의 화소의 단면 구조를 나타내는 도면.
도 3(A)는 EL 표시장치의 화소부의 상부 구성을 나타내는 도면.
도 3(B)는 EL 표시장치의 화소부의 구성을 나타내는 도면.
도 4(A)∼도 4(E)는 액티브 매트릭스형 EL 표시장치의 제작공정을 나타내는 도면.
도 5(A)∼도 5(D)는 액티브 매트릭스형 EL 표시장치의 제작공정을 나타내는 도면.
도 6(A)∼도 6(C)는 액티브 매트릭스형 EL 표시장치의 제작공정을 나타내는 도면.
도 7은 EL 표시장치의 외관을 나타내는 사시도.
도 8은 EL 표시장치의 회로 블록 구성을 나타내는 도면.
도 9는 EL 표시장치의 화소를 확대한 도면.
도 10은 EL 표시장치의 샘플링 회로의 구조를 나타내는 도면.
도 11(A)는 EL 표시장치의 외관을 나타내는 상면도.
도 11(B)는 EL 표시장치의 외관을 나타내는 단면도.
도 12는 EL 표시장치의 화소 구성을 나타내는 도면.
도 13은 EL 표시장치의 화소 구성을 나타내는 도면.
도 14(A)∼도 14(F)는 전자장치의 구체 예를 나타내는 도면.
도 15(A) 및 도 15(B)는 전자장치의 구체 예를 나타내는 도면.
도 16(A) 및 도 16(B)는 유기 재료의 색도(色度) 좌표를 나타내는 그래프.
본 발명은 반도체 소자(반도체 박막을 이용한 소자, 대표적으로는 박막트랜지스터)를 기판상에 제작하여 형성된 EL(Electro-luminescence)(전계 발광) 표시장치, 및 그러한 EL 표시장치를 표시부로서 가지는 전자장치에 관한 것이다.
근년, 기판상에 박막트랜지스터(이하, TFT라 함)를 형성하는 기술이 대폭 진보하고, 액티브 매트릭스형 표시장치에의 응용 개발이 진행되고 있다. 특히, 폴리실리콘 막을 이용한 TFT는 종래의 비정질 규소막을 이용한 TFT보다도 전계 효과 이동도가 높기 때문에, 고속 동작이 가능하다. 그리하여, 종래에는 기판 외측에 형성된 구동회로에 의해 행하였던 화소의 제어를, 화소와 동일한 기판상에 형성된 구동회로에 의해 행하는 것이 가능하게 되었다.
그러한 액티브 매트릭스형 표시장치는, 동일 기판상에 다양한 회로 및 소자들을 제작함으로써 제조비용의 절감, 표시장치의 소형화, 제조 수율의 향상, 스루풋(throughput)의 향상 등, 여러 가지 이점을 실현할 수 있어, 많은 주목을 받고 있다.
액티브 매트릭스형 EL 표시장치에서, 각 화소가 TFT로 된 스위칭용 소자를 구비하고, 그 스위칭용 소자에 의해 전류 제어용 구동 소자를 동작시켜, EL 층(엄격하게는, 발광층)을 발광시킨다. 예를 들어, 일본 공개특허공고 평10-189252호 공보에 EL 표시장치가 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 고정세(高精細)한 화상 표시가 가능한 저렴한 EL 표시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 그러한 EL 표시장치를 표시부로 이용하여 표시부의 시인성(視認性)이 높은 전자장치를 제공하는데 있다.
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도 1을 참조하여 본 발명에 대하여 설명한다.
도 1에서, 부호 101은 절연 표면을 가진 기판을 나타낸다. 이 기판(101)에는, 석영 기판과 같은 절연 기판이 사용될 수 있다. 또는, 표면에 절연막을 형성한 유리 기판, 반도체 기판, 세라믹 기판, 결정화 기판, 금속 기판 또는 플라스틱 기판과 같은 다양한 종류의 기판이 사용될 수도 있다.
기판(101)상에는 화소(102)가 형성된다. 도 1에는 3개의 화소만을 나타내지만, 실제로는 더 많은 수의 화소가 매트릭스 형태로 형성된다. 또한, 여기서는 3개의 화소중 하나만을 설명하지만, 다른 화소들도 동일한 구조를 가진다.
각 화소(102)에는, 스위칭용 TFT(103)와 전류 제어용 TFT(104)의 2개의 TFT가 형성된다. 이때, 스위칭용 TFT(103)의 드레인이 전류 제어용 TFT(104)의 게이트에 전기적으로 접속되고, 전류 제어용 TFT(104)의 드레인에는 화소 전극(105)(이 경우, 이 화소 전극은 EL 소자의 음극으로도 기능한다)이 전기적으로 접속된다. 그리하여, 화소(102)가 형성된다.
TFT의 각 배선 및 화소 전극은 저저항 금속막으로 형성될 수 있다. 이 목적을 위해, 예를 들어, 알루미늄 합금막이 사용될 수 있다.
화소 전극(105)까지 형성된 후에, 모든 화소 전극 위에 알칼리 금속 또는 알칼리 토류 금속을 포함하는 절연성 화합물(이하, 알칼리 화합물이라 함)(106)이 형성된다. 알칼리 화합물의 윤곽을 도 1에서 점선으로 나타내고 있는 이유는, 알칼리 화합물(106)이 수 nm의 얇은 두께를 가지고 있고, 알칼리 화합물(106)이 층으로 형성되어 있는지 또는 섬 모양으로 형성되어 있는지가 불분명하기 때문이다.
알칼리 화합물로서는, 플루오르화 리튬(LiF), 산화 리튬(Li2O), 플루오르화 바륨(BaF2), 산화 바륨(BaO), 플루오르화 칼슘(CaF2), 산화 칼슘(CaO), 산화 스트론튬(SrO), 또는 산화 세슘(Cs2O)이 사용될 수 있다. 이들은 절연성이기 때문에, 알칼리 화합물(106)이 층으로서 형성되어도 화소 전극 사이의 단락(短絡)이 일어나지 않는다.
물론, MgAg 전극과 같이, 공지의 도전성 재료를 음극으로 사용하는 것도 가능하다. 그러나, 이 경우, 화소 전극 사이의 단락을 피하기 위해, 음극 자체를 선택적으로 형성하거나 소정의 형상으로 패터닝할 필요가 있다.
알칼리 화합물(106)이 형성된 후에, 그 위에 EL 층(발광층)(107)이 형성된다. EL 층(107)에 어떠한 공지의 재료 및/또는 구조라도 이용될 수 있지만, 본 발명에서는 백색 발광이 가능한 재료를 사용한다. 구조로서는, 재조합을 위한 장(場)(필드)을 제공하는 발광층만이 EL 층에 이용될 수 있다. 필요에 따라서는, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 수송층, 전자 저지층, 정공 소자층 또는 정공 주입층이 추가로 적층될 수도 있다. 본 명세서에서는, 캐리어의 주입, 수송 또는 재조합이 행해지는 층을 모두 포함하여 EL 층이라 부른다.
EL 층(107)으로서 사용되는 유기 재료로서는, 저분자계 유기 재료 또는 폴리머계(고분자계) 유기 재료가 사용될 수 있다. 그러나, 스핀 코팅법, 인쇄법 등과 같은 용이한 성막방법에 의해 형성될 수 있는 폴리머계 유기 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 도 1에 나타낸 구조는 백색 발광의 EL 층과 컬러 필터를 조합시킨 컬러 표시 방식이다.
또는, 청색 또는 청녹색 발광의 EL 층과 형광체(형광성의 색 변환층; CCM)를 조합시킨 컬러 표시 방식, 또는 RGB에 각각 대응하는 EL 층을 중첩시켜 컬러 표시를 행하는 다른 컬러 표시 방식도 이용될 수 있다.
EL 층(107) 위에는, 음극(108)으로서 투명 도전막이 형성된다. 이 투명 도전막으로는, 산화 인듐과 산화 주석의 화합물(ITO), 산화 인듐과 산화 아연의 화합물, 산화 주석 또는 산화 아연이 사용될 수 있다.
음극(108) 위에는, 패시베이션막(109)으로서 절연막이 형성된다. 이 패시베이션막(109)으로는, 질화규소막 또는 질화산화규소막(SiOxNy으로 표시됨)을 사용하는 것이 바람직하다. 산화규소막이 사용될 수도 있지만, 산소 함유량이 가능한 한 낮은 절연막이 바람직하다.
여기까지 완성된 기판을 본 명세서에서는 액티브 매트릭스 기판이라 부른다. 더 구체적으로는, TFT, 그 TFT에 전기적으로 접속된 화소 전극, 및 그 화소 전극을 음극으로 하는 EL 소자(음극, EL 층, 및 양극으로 이루어진 커패시터)가 형성된 기판을 액티브 매트릭스 기판이라 부른다.
또한, 액티브 매트릭스 기판에는 EL 소자를 사이에 두고 대향 기판(110)이 부착된다. 대향 기판(110)에는 차광막(112) 및 컬러 필터(113a∼113c)가 마련되어 있다.
이때, 관찰자의 관찰 방향(대향 기판에 수직인 방향)에서 볼 때 화소 전극(105)들 사이에 형성된 간극(111)이 보이지 않도록 차광막(112)이 제공된다. 더 구체적으로는, 대향 기판에 수직인 방향에서 볼 때 화소의 주변부와 겹치도록(일치하도록) 차광막(112)이 제공된다. 이것은, 그 부분이 비발광부이고, 또한, 화소 전극의 엣지(edge)부에서는 전계가 복잡하게 되어, 소망의 휘도 또는 색도로 발광될 수 없기 때문이다.
더 구체적으로는, 차광막(112)을 화소 전극(105)의 주변부(엣지부) 및 간극(111)에 대응하는 위치에 제공함으로써, 화소들 사이의 윤곽이 명료하게 될 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 화소 전극의 윤곽이 화소의 윤곽과 일치하기 때문에, 차광막(112)이 화소의 주변부(엣지부)에 대응하는 위치에 제공된다고 말할 수도 있다. 화소의 주변부에 대응하는 위치란, 대향 기판에 수직인 방향에서 볼 때 화소의 주변부와 일치된 위치를 가리킨다.
컬러 필터(113a∼113c) 중, 컬러 필터(113a)는 적색 광을 얻기 위한 필터이고, 컬러 필터(113b)는 녹색 광을 얻기 위한 필터이고, 컬러 필터(113c)는 청색 광을 얻기 위한 컬러 필터이다. 이들 컬러 필터는 상이한 화소(102)에 각각 대응하는 위치에 형성되고, 그래서, 각 화소에 대해 상이한 색의 광이 얻어질 수 있다. 원리적으로는, 이것의 컬러 표시 방식은 컬러 필터를 사용한 액정표시장치에서와 동일하다. 화소에 대응하는 위치란, 대향 기판에 수직인 방향에서 볼 때 화소와 겹치는(일치되는) 위치를 가리킨다. 더 구체적으로는, 컬러 필터(113a∼113c)는 대향 기판에 수직인 방향에서 볼 때 컬러 필터에 각각 대응하는 화소와 겹치되도록 제공된다.
컬러 필터는 특정 파장의 광을 추출함으로써 투과한 광의 색 순도를 향상시키는 필터이다. 따라서, 추출될 파장의 광 성분이 작은 경우에는, 그 파장의 광의 휘도가 매우 작게 되거나 색 순도가 나빠지게 되는 단점이 생긴다. 그래서, 본 발명에서 사용될 수 있는 백색 발광의 EL 층에 제한은 없지만, 백색 발광의 스펙트럼은 색 순도가 가능한 한 높은 적색, 녹색 및 청색 광 성분의 발광 스펙트럼을 포함하는 것이 바람직하다.
도 16(A) 및 도 16(B)는 본 발명에서 사용되는 EL 층의 대표적인 x-y 색도도(色度圖)를 나타낸다. 더 구체적으로는, 도 16(A)는 백색 발광을 위한 공지의 폴리머계 유기 재료로부터 방출된 광의 색도 좌표를 나타낸다. 공지의 재료에서는, 색 순도가 높은 적색 발광이 실현될 수 없다. 따라서, 적색 광 대신에, 황색 광 또는 오렌지색 광이 사용된다. 따라서, 가법혼색(加法混色)(adhesive color mixing)에 의해 얻어진 백색 광은 녹색 광 또는 황색 광을 약간 포함하는 백색 광이 된다. 또한, 적색 광, 녹색 광 및 청색 광 각각의 발광 스펙트럼은 넓기 때문에, 이들 광을 혼합시키면 순도가 높은 단색 광을 얻는 것이 어렵게 된다.
따라서, 현재로는, 도 16(A)의 색도 좌표에 나타내어진 것과 같은 유기 재료가 EL 층으로서 사용되는 경우에도, 충분한 컬러 표시가 실현될 수 있지만, 순도가 높은 밝은 컬러 표시를 실현하기 위해서는, 도 16(B)의 색도 좌표에 나타내어진 것과 같은 유기 재료를 EL 층으로 사용하는 것이 바람직하다.
도 16(B)의 색도 좌표에 나타내어진 것과 같은 유기 재료는, 순도가 높은 단색 광을 제공할 수 있는 유기 재료들을 혼합함으로써 백색 발광의 EL 층을 형성하는 경우의 예이다. 컬러 필터로부터 색 순도가 높은 적색, 녹색 및 청색의 발광 스펙트럼을 얻기 위해서는, 색 순도가 높은 적색, 녹색 및 청색의 발광 스펙트럼을 각각 나타내는 유기 재료들을 혼합하여 백색 발광의 EL 층을 형성할 필요가 있다. 또한, 색 순도가 높을 뿐만 아니라, 반치폭(half-peak width)이 좁은 스펙트럼을 제공할 수 있는 재료를 사용함으로써, 가파른 스펙트럼을 가지는 백색 광이 재현될 수 있다. 이러한 백색 발광의 EL 층을 본 발명의 EL 층으로 사용하면, 더욱 밝은 컬러 화상을 표시할 수 있게 된다.
또한, 컬러 필터(113a∼113c)는, 예를 들어, 산화 바륨, 산화 칼슘, 산화 리튬 등과 같은, 주기율표 I족 또는 Ⅱ족 원소의 산화물을 건조제로서 함유할 수 있다. 이 경우, 건조제 및 적색, 녹색 또는 청색의 안료를 함유하는 수지막이 컬러 필터로서 사용될 수도 있다.
여기에서는 도시되지 않았지만, 대향 기판(110)은 밀봉제(시일제)에 의해 액티브 매트릭스 기판에 부착되어, 부호 114로 나타낸 공간은 밀폐 공간이 된다.
대향 기판(110)으로서는, 광의 진행을 방해하지 않도록 투광성의 기판을 사용할 필요가 있다. 예를 들어, 유리 기판, 석영 기판, 또는 플라스틱 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 차광막(112)으로서는, 예를 들어, 티탄막, 검은색 안료 또는 탄소를 포함하는 수지막과 같은 치광성이 높은 박막을 사용하는 것이 바람직하다. 상기한 컬러 필터(113a∼113c)의 경우와 마찬가지로, 산화 바륨, 산화 칼슘, 산화 리튬 등과 같은 주기율표 I족 또는 Ⅱ족 원소의 산화물을 건조제로서 함유하는 차광막(112)을 제공하는 것이 유리하다.
밀폐 공간(114)에는 불활성 가스(희(希) 가스 또는 질소 가스), 또는 불활성 액체가 충전될 수 있다. 또는, 밀폐 공간(114)에는, 기판의 전면(全面)을 접착시키도록 투광성 접착제가 충전될 수도 있다. 또한, 밀폐 공간(114)에는 산화 바륨과 같은 건조제를 배치하는 것이 바람직하다. EL 층(107)은 수분에 매우 약하기 때문에, 밀폐 공간(114)에 수분이 침입하는 것을 방지하는 것이 매우 바람직하다.
상기한 구성으로 된 본 발명의 EL 표시장치에서는, EL 소자로부터 방출된 광이 대향 기판을 투과하여 관찰자의 눈으로 들어온다. 따라서, 관찰자는 대향 기판을 통해 화상을 인식할 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 EL 표시장치의 특징들 중 하나는, EL 소자와 관찰자와의 사이에 화소 전극(105)들 사이의 간극(111)을 가리도록 차광막(112)이 배치되어 있다는 점이다. 따라서, 화소들 사이의 윤곽이 명료하게 되어, 고정세한 화상을 표시할 수 있다. 이러한 이점은 대향 기판(110)에 제공된 차광막(112)으로 인해 얻어질 수 있다. 적어도 차광막(112)이 제공되어 있으면, 이러한 이점이 얻어질 수 있다.
또한, 대향 기판(110)에 차광막(112) 및 컬러 필터(113a∼113c)가 배치되어 있고, 이 대향 기판(110)은 EL 소자의 열화(劣化)를 억제하기 위한 천장 기판(ceiling substrate)으로도 기능한다. 액티브 매트릭스 기판에 차광막(112) 및 컬러 필터(113a∼113c)가 배치되면, 추가 성막 및 패터닝 공정이 요구된다. 차광막(112) 및 컬러 필터(113a∼113c)가 대향 기판에 제공되는 경우에는, 추가 성막 및 패터닝 공정이 요구되더라도 액티브 매트릭스 기판에 대한 제작공정의 수가 억제될 수 있다.
또한, 대향 기판(110)이 차광막(112) 및 컬러 필터(113a∼113c)를 구비하고, 밀봉제에 의해 액티브 매트릭스 기판에 접착되는 본 발명에 따른 구조는 액정표시장치의 구조에 공통인 특징들을 가진다. 따라서, 액정표시장치를 위한 기존의 제조 라인의 대부분을 이용하여 본 발명의 EL 표시장치를 제조하는 것이 가능하다. 따라서, 설비투자 비용이 대폭 절감됨으로써, 전체적인 제조비용이 절감될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따르면, 고정세한 화상 표시를 가능하게 하는 저렴한 EL 표시장치가 얻어질 수 있다. 또한, 본 발명은 그러한 EL 표시장치를 표시부로서 이용하여 표시부의 시인성(視認性)이 높은 전자장치를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도 2, 도 3(A) 및 도 3(B)를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 EL 표시장치의 화소부의 단면도를 나타낸다. 도 3(A)는 그 화소부의 상면도이고, 도 3(B)는 그 화소부의 회로 구성을 나타낸다. 실제로는, 화소가 매트릭스 형태로 다수 배열되어, 화소부(화상 표시부)가 형성된다. 도 2는 도 3(A)의 A-A'선에 따른 단면도이다. 따라서, 양 도면에서 동일한 부품이 동일한 부호로 표시되어 있고, 양 도면을 참조하면 본 발명의 구조를 이해하는데 유리할 것이다. 또한, 도 3(A)의 상면도에 도시된 2개의 화소는 동일한 구조를 가진다.
도 2에서, 부호 11은 기판을 나타내고, 부호 12는 하지(下地) 절연막(이하, "하지막"이라 함)을 나타낸다. 기판(11)으로서는, 유리 기판, 유리 세라믹 기판, 석영 기판, 실리콘 기판, 세라믹 기판, 금속 기판, 또는 플라스틱 기판(플라스틱막을 포함)이 사용될 수 있다.
또한, 하지막(12)은 가동(可動) 이온을 포함하는 기판 또는 도전성을 가지는 기판에 특히 유리하지만, 석영 기판에는 반드시 제공될 필요는 없다. 하지막(12)으로는, 규소를 함유하는 절연막이 사용될 수 있다. 본 명세서에서, "규소를 함유하는 절연막"이란, 규소와 산소 또는 질소를 소정의 비율로 함유하는 절연막, 더 구체적으로는, 산화규소막, 질화규소막, 또는 질화산화규소막(SiOxNy)을 가리킨다.
TFT 또는 EL 소자의 열화(劣化)를 방지하기 위해, TFT에서 발생되는 열을 발산시키도록 하지막(12)에 방열(放熱) 기능을 부여하는 것이 유리하다. 방열 기능은 어떠한 공지의 재료에 의해서도 제공될 수 있다.
본 실시형태에서는, 하나의 화소에 2개의 TFT가 제공되어 있다. TFT(201)는 스위칭용 소자로서 기능하는 TFT(이하, "스위칭용 TFT"라 함)이고, TFT(202)는 EL 소자로 흐르는 전류의 양을 제어하는 전류 제어용 소자로서 기능하는 TFT(이하, "전류 제어용 TFT"라 함)이다. 이들 TFT(201, 202) 모두 n채널형 TFT로 되어 있다.
n채널형 TFT는 p채널형 TFT보다 높은 전계 효과 이동도를 가지기 때문에, n채널형 TFT는 고속으로 동작할 수 있고, 많은 양의 전류를 수용할 수 있다. 또한, 동일한 양의 전류가 p채널형 TFT에 비하여 작은 크기의 n채널형 TFT를 통해 흐를 수 있다. 따라서, n채널형 TFT를 전류 제어용 TFT로서 사용하는 것이 표시부의 유효 면적을 증가시키기 때문에 바람직하다.
p채널형 TFT는, 예를 들어, 핫 캐리어의 주입이 거의 문제가 되지 않고 오프 전류값이 작다는 이점(利點)을 가진다. 따라서, 스위칭용 TFT 또는 전류 제어용 TFT로서 p채널형 TFT를 사용한 예가 이미 보고되어 있다. 그러나, 본 발명에서는, LDD 영역의 위치를 다르게 한 구조로 함으로써 n채널형 TFT에서도 핫 캐리어 주입의 문제와 오프 전류값의 문제를 해결할 수 있다. 따라서, 화소의 모든 TFT를 n채널형 TFT로 하는 것이 본 발명의 다른 특징이다.
그러나, 본 발명이 스위칭용 TFT 및 전류 제어용 TFT를 n채널형 TFT로 하는 것에 한정되는 것은 아니다. 스위칭용 TFT와 전류 제어용 TFT 중 어느 하나 또는 모두에 p채널형 TFT를 사용하는 것도 가능하다.
스위칭용 TFT(201)는 소스 영역(13), 드레인 영역(14), LDD 영역(15a∼15d)과 고농도 불순물 영역(16) 및 채널 형성 영역(17a, 17b)을 포함하는 활성층, 게이트 절연막(18), 게이트 전극(19a, 19b), 제1 층간절연막(20), 소스 배선(21), 및 드레인 배선(22)을 가지도록 형성된다.
또한, 도 3(A) 및 도 3(B)에 도시된 바와 같이, 게이트 전극(19a, 19b)은 상이한 재료(게이트 전극(19a, 19b)보다 낮은 저항을 가지는)로 된 게이트 배선(211)에 의해 서로 전기적으로 접속되어, 2중 게이트 구조를 형성한다. 물론, 2중 게이트 구조뿐만 아니라, 3중 게이트 구조와 같은 소위 멀티게이트 구조(직렬 접속된 2개 이상의 채널 형성 영역을 포함하는 활성층을 구비한 구조)를 이용하는 것도 가능하다. 멀티게이트 구조는 오프 전류값을 감소시키는데 매우 유리하다. 본 발명에서는, 화소의 스위칭용 소자(201)를 멀티게이트 구조로 함으로써, 오프 전류값이 낮은 스위칭용 소자를 실현하고 있다.
또한, 활성층은 결정 구조를 포함하는 반도체막으로 형성된다. 이것은 단결정 반도체막, 다결정 반도체막, 또는 미(微)결정 반도체막일 수 있다. 게이트 절연막(18)은 규소를 함유하는 절연막으로 형성될 수 있다. 또한, 게이트 전극, 소스 배선, 또는 드레인 배선으로는, 어떠한 종류의 도전막이라도 사용될 수 있다.
또한, 스위칭용 TFT(201)에서는, LDD 영역(15a∼15d)이 게이트 절연막(180을 사이에 두고 게이트 전극(19a, 19b)과 겹치지 않도록 배치된다. 그러한 구조는 오프 전류값을 감소시키는데 매우 유리하다.
오프 전류값을 감소시키기 위해서는, 채널 형성 영역과 LDD 영역 사이에 오프셋 영역(채널 형성 영역과 동일한 조성을 가지는 반도체층으로 만들어지고, 게이트 전압이 인가되지 않는 영역)을 제공하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 2개 이상의 게이트 전극을 가지는 멀티게이트 구조의 경우, 채널 형성 영역들 사이에 배치되는 고농도 불순물 영역이 오프 전류값을 감소시키는데 효과적이다.
상기한 바와 같이, 화소의 스위칭용 소자(201)로서 멀티게이트 구조를 가지는 TFT를 이용함으로써, 충분히 낮은 오프 전류값을 가지는 스위칭용 소자가 실현될 수 있다. 따라서, 일본 공개특허공고 평10-189252호의 도 2에 도시된 바와 같이 커패시터를 제공하지 않고도, 전류 제어용 TFT의 게이트 전압을 충분한 시간(선택되고부터 다음번 선택될 때까지의 사이) 유지할 수 있다.
다음에, 전류 제어용 TFT(202)는 소스 영역(31), 드레인 영역(32), LDD 영역(33) 및 채널 형성 영역(34)을 포함하는 활성층, 게이트 절연막(18), 게이트 전극(35), 제1 층간절연막(20), 소스 배선(36), 및 드레인 배선(37)을 가지도록 형성된다. 도시된 게이트 전극(35)은 단일 게이트 구조이지만, 멀티게이트 구조를 가질 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 스위칭용 TFT의 드레인은 전류 제어용 TFT에 접속되어 있다. 더 구체적으로는, 전류 제어용 TFT의 게이트 전극(35)은 드레인 배선(22)(접속 배선이라고도 함)을 통해 스위칭용 TFT(201)의 드레인 영역(14)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 소스 배선(36)은 전원 공급선(212)에 접속된다.
전류 제어용 TFT(202)는 EL 소자(203)에 주입되는 전류의 양을 제어하기 위한 소자이다. 그러나, EL 소자의 열화의 가능성을 고려하면, 많은 양의 전류를 흐르게 하는 것은 바람직하지 않다. 따라서, 전류 제어용 TFT(202)를 통해 과잉의 전류가 흐르는 것을 방지하기 위해, 그의 채널 길이(L)를 길게 설계하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 채널 길이(L)는 1화소당 0.5∼2 ㎛(바람직하게는, 1∼1.5 ㎛)가 되도록 한다.
상기 설명에 비추어, 도 9에 도시된 바와 같이, 스위칭용 TFT의 채널 길이(L1)(L1 = L1a + L1b) 및 채널 폭(W1)과 전류 제어용 TFT의 채널 길이(L2) 및 채널 폭(W2)은 다음과 같이 설정되는 것이 바람직하다. 즉, W1은 0.1∼5 ㎛(대표적으로는, 0.5∼2 ㎛)이고, W2는 0.5∼10 ㎛(대표적으로는, 2∼5 ㎛)이고, L1은 0.2∼18 ㎛(대표적으로는, 2∼15 ㎛)이고, L2는 1∼50 ㎛(대표적으로는, 10∼30 ㎛)이다. 그러나, 본 발명이 상기한 값에 한정되는 것은 아니다.
스위칭용 TFT(201)에 형성되는 LDD 영역의 길이(폭)는 0.5∼3.5 ㎛(대표적으로는, 2.0∼2.5 ㎛)로 하면 좋다.
도 2에 도시된 바와 같은 EL 표시장치는, 전류 제어용 TFT(202)에서 드레인 영역(32)과 채널 형성 영역(34) 사이에 LDD 영역(33)이 형성되고, 그 LDD 영역(33)의 일부가 게이트 절연막(18)을 사이에 두고 게이트 전극(35)과 겹치고, 나머지는 겹치지 않는다는 점에도 특징이 있다.
전류 제어용 TFT(202)는 EL 소자(203)를 발광시키기 위한 전류를 공급하는 동시에, 그 전류 공급량을 제어하여 계조(階調) 표시를 가능하게 한다. 이를 위해, 전류가 흐를 때 열화(劣化)하지 않도록 핫 캐리어 주입으로 인한 열화에 대한 대책을 강구할 필요가 있다. 또한, 전류 제어용 TFT(202)를 오프 상태로 함으로써 검은색을 표시할 때, 오프 전류값이 높으면, 만족스런 조건으로 검은색이 표시될 수 없어, 콘트라스트 저하와 같은 문제가 발생한다. 따라서, 오프 전류값을 억제할 필요가 있다.
핫 캐리어의 주입으로 인한 열화에 관해서는, 게이트 전극에 대하여 LDD 영역이 겹쳐 있는 구조가 매우 효과적이라는 것이 알려져 있다. 그러나, 전체 LDD 영역이 게이트 전극과 겹쳐 있으면, 오프 전류값이 증가하기 때문에, 본 발명은, 게이트 전극과 겹치지 않도록 LDD 영역을 직렬로 배치한 신규한 구조를 제공함으로써, 핫 캐리어와 관련한 문제와 오프 전류값과 관련한 문제를 모두 해결한다.
이때, 게이트 전극과 겹치는 LDD 영역의 길이는 0.1∼3 ㎛(바람직하게는, 0.3∼1.5 ㎛)가 되도록 하면 좋다. 그 겹침 길이가 너무 길면, 기생 용량이 증가하고, 그 겹침 길이가 너무 짧으면, 핫 캐리어가 충분히 억제될 수 없다. 또한, 게이트 전극과 겹치지 않는 LDD 영역의 길이는 1.0∼3.5 ㎛(바람직하게는, 1.5∼2.0 ㎛)가 되도록 하면 좋다. 이 길이가 너무 길면, 충분한 전류가 흐를 수 없고, 그 길이가 너무 짧으면, 오프 전류값이 충분히 감소될 수 없다.
또한, 상기 구조에서, 게이트 전극과 LDD 영역이 겹치는 영역에 기생 용량이 형성되므로, 그러한 겹침 영역이 소스 영역(31)과 채널 형성 영역(34) 사이에는 제공되지 않는 것이 바람직하다. 전류 제어용 TFT에서 캐리어(전자)가 항상 동일한 방향으로 주행하기 때문에, 드레인 영역에 가까운 쪽에만 LDD 영역을 제공하는 것으로 충분하다.
흐를 수 있는 전류의 양을 증가시키는 관점에서, 전류 제어용 TFT(202)의 활성층의 막 두께(특히, 채널 형성 영역의 두께)를 두껍게(바람직하게는, 50∼100 ㎚, 더 바람직하게는, 60∼80 ㎚) 하는 것이 효과적이다. 한편, 스위칭용 TFT(201)의 경우에는, 오프 전류값을 감소시키는 관점에서, 스위칭용 TFT(201)의 활성층의 막 두께(특히, 채널 형성 영역의 두께)를 얇게(바람직하게는, 20∼50 ㎚, 더 바람직하게는, 25∼40 ㎚) 하는 것이 효과적이다.
그 다음, 부호 41은 제1 패시베이션막을 나타내고, 그의 막 두께는 10 ㎚∼1 ㎛(바람직하게는, 200∼500 nm)일 수 있다. 이 제1 패시베이션막의 재료로서는, 규소를 함유하는 절연막(특히, 질화신화규소막 또는 질화규소막이 바람직함)이 사용될 수 있다. EL 층의 열 열화를 방지하는 의미에서, 이 제1 패시베이션막(41)에 방열 기능을 제공하는 것이 효과적이다.
방열 기능을 나타내는 박막으로는, B(붕소), C(탄소) 및 N(질소)중에서 선택된 적어도 하나의 원소, 및 Al(알루미늄), Si(규소) 및 P(인)중에서 선택된 적어도 하나의 원소를 함유하는 절연막을 들 수 있다. 예를 들어, 알루미늄의 질화물, 대표적으로는, 질화 알루미늄(AlxNy); 규소의 탄화물, 대표적으로는, 탄화규소(SixCy); 규소의 질화물, 대표적으로는, 질화규소((SixNy); 붕소의 질화물, 대표적으로는, 질화붕소(BxNy); 및 붕소의 인화물, 대표적으로는, 인화붕소(BxPy)를 사용할 수 있다. 또한, 알루미늄의 산화물, 대표적으로는, 산화 알루미늄(AlxOy)은 20 Wm-1K-1의 열 전도율을 가지며, 바람직한 제료들 중 하나일 수 있다. 상기한 투광성 재료에서, x 및 y는 임의의 정수이다.
또한, 상기 화합물에 다른 원소를 조합할 수도 있다. 예를 들어, 산화 알루미늄에 질소를 첨가함으로써 AlNxOy로 표시되는 질화산화 알루미늄을 사용하는 것도 가능하다. 상기 질화산화 알루미늄에서, x 및 y는 각각 임의의 정수이다.
그 외에, 일본 공개특허공고 소62-90260호 공보에 개시된 재료를 사용할 수도 있다. 즉, Si, Al, N, O, 또는 M(M은 희토류 원소 중 적어도 한 종류, 바람직하게는, Ce(세슘), Yb(이테르븀), Sm(사마륨), Er(에르븀), Y(이트륨), La(란탄), Gd(가돌리늄), Dy(디스프로슘), 및 Nd(네오디뮴) 중에서 선택된 적어도 하나의 원소)을 함유하는 절연막을 사용하는 것도 가능하다.
그 외에, 다이아몬드 박막 또는 비정질 탄소막(특히, 다이아몬드와 닮은 탄소(diamond-like carbon: DLC)라 불리는, 다이아몬드에 가까운 특성을 가지는 막 등)과 같은 탄소막을 사용하는 것도 가능하다. 이들 막은 매우 높은 열 전도율을 가지며, 방열층으로서 매우 효과적이다.
따라서, 상기한 방열 효과를 가지는 재료로 된 박막이 단체(單體)로 사용될 수 있지만, 이들 박막과 질화규소막(SixNy) 또는 질화산화규소막(SiOxNy)을 적층시키는 것이 효과적이다. 질화규소막(SixNy) 또는 질화산화규소막(SiOxNy)에서, x 및 y는 각각 임의의 정수이다.
그 다음, 제1 패시베이션막(41) 위에, 각각의 TFT를 덮도록 제2 층간절연막(42)(평탄화막으로도 불림)을 형성하여, TFT에 의해 야기되는 단차(段差)를 평탄화한다. 제2 층간절연막(42)으로는, 유기 수지막이 바람직하고, 폴리이미드, 폴리아미드, 아크릴, BCB(벤조시클로부텐) 등이 사용될 수 있다. 물론, 충분한 평탄화가 가능하다면, 무기막도 사용될 수 있다.
TFT에 의해 야기되는 단차를 제2 층간절연막(42)에 의해 평탄화하는 것은 매우 중요하다. 후의 공정에서 형성되는 EL 층은 얇기 때문에, 단차가 발광 불량을 일으킬 수 있다. 따라서, EL 층을 가능한 한 평탄한 면에 형성하도록, 화소 전극의 형성 전에 평탄화 공정을 행하는 것이 바람직하다.
부호 43은 차광 기능을 가지는 도전막으로 된 화소 전극(EL 소자의 음극에 대응함)을 나타낸다. 화소 전극(43)은, 제2 층간절연막(42) 및 제1 패시베이션막(41)에 콘택트 홀(개구부)을 형성한 후, 그렇게 형성된 개구부에서 전류 제어용 TFT(202)의 드레인 배선(37)에 접속되도록 형성된다.
화소 전극(43) 위에 알칼리 화합물(44)로서 두께 5∼10 ㎚의 플루오르화 리튬막이 증착법에 의해 형성된다. 이 플루오르화 리튬막은 절연막이므로, 그의 두께가 너무 두꺼우면, 전류가 EL 층으로 흐를 수 없다. 플루오르화 리튬막이 층 모양이 아니라 섬 모양으로 형성된 때라도 문제는 없다.
그 다음, EL 층(45)이 형성된다. 본 실시형태에서는, 폴리머계 유기 재료를 스핀 코팅법에 의해 형성한다. 폴리머계 유기 재료로서는 어떠한 공지의 재료라도 사용될 수 있다. 본 실시형태에서는 EL 층(45)으로서 단층의 발광층이 사용되지만, 발광층이 정공 수송층 또는 전자 수송층과 조합된 적층 구조의 쪽이 보다 높은 발광 효율을 제공한다. 폴리머계 유기 재료를 적층하는 경우에는, 증착법에 의해 형성되는 저분자계 유기 재료와 조합되는 것이 바람직하다. 스핀 코팅법을 사용할 때, 베이스 유기 재료가 존재하면, EL 층을 형성하는 유기 재료가 유기 용매와 혼합되어 도포되기 때문에, 베이스 유기 재료가 재용해될 수 있다.
본 실시형태에서 사용될 수 있는 대표적인 폴리머계 유기 재료로서는, 폴리파라페닐렌 비닐렌(PPV)계, 폴리비닐 카바졸(PVK)계, 폴리플루오렌계 등과 같은 고 분자 재료를 들 수 있다. 이들 폴리머계 유기 재료로 전자 수송층, 발광층, 정공 수송층 또는 정공 주입층을 형성하기 위해서는, 유기 재료가 폴리머 전구체(precursor)의 상태로 도포된 다음, 진공에서 가열(소성)되어 폴리머계 유기 재료로 전환될 수 있다.
더 구체적으로는, 발광층이 되는 백색 발광을 나타내는 폴리머계 유기 재료로서는, 일본 공개특허공고 평8-96959호 또는 평9-63770호 공보에 개시된 재료들이 사용될 수 있다. 예를 들어, PVK(폴리비닐 카바졸), Bu-PBD(2-(4'-테르트-부틸페닐)-5-(4"-비페닐)-1,3,4-옥시디아졸), 쿠마린 6, DCM 1(4-디시아노메틸렌-2-메틸-6-p-디메틸 아미노스티릴-4H-파이란), TPB(테트라 페닐 부타디엔), 나일 레드(Nile Red)를 1,2-디클로로메탄에 용해시켜 얻어진 재료가 사용될 수 있다. 이 재료의 두께는 30∼150 ㎚(바람직하게는, 40∼100 ㎚)이 되도록 설정될 수 있다. 정공 수송층으로서는, 폴리머 전구체인 폴리테트라 하이드로티오페닐이 사용되고, 가열되어, 폴리페닐렌 비닐렌으로 전환된다. 그의 두께는 30∼100 ㎚(바람직하게는, 40∼80 ㎚)가 되도록 설정될 수 있다.
따라서, 호스트 재료를 용해시킨 용액에 형광 색소를 첨가함으로써 색 조절이 용이하게 행해질 수 있기 때문에, 백색 발광을 행하는 경우에는 폴리머계 유기 재료가 특히 유리하다. 상기 설명에서는 폴리머계 유기 재료를 사용하여 EL 소자를 형성하는 예를 나타내지만, 저분자계 유기 재료도 사용될 수 있다. 또한, EL 층은 무기 재료로 형성될 수도 있다.
상기한 유기 재료들은 단지 본 발명에 따른 EL 층에 사용될 수 있는 예에 불과한 것이고, 본 발명이 그것에 한정되는 것은 아니다.
EL 층(45)을 형성할 때, 수분을 가능한 한 적게 함유하는 건조한 불활성 가스 분위기에서 공정을 진행하는 것이 바람직하다. EL 층은 주위 대기에 존재하는 수분 또는 산소로 인해 쉽게 열화될 가능성이 있기 때문에, 이들 인자가 EL 층의 형성 시에 가능한 한 많이 제거되어야 한다. 예를 들어, 건조한 질소 분위기, 건조한 아르곤 분위기 등이 바람직하다. 이를 위해, 도포용 처리실 및 소성용 처리실을 불활성 가스가 채워진 청정 부스(booth)에 설치하는 것이 바람직하고, 상기한 분위기에서 공정을 진행한다.
이상과 같이 하여 EL 층(45)을 형성한 후, 투명 도전막으로 된 양극(46) 및 제2 패시베이션막(47)이 형성된다. 본 실시형태에서는, 양극(46)으로서, 산화 인듐과 산화 아연의 화합물로 된 도전막을 사용한다. 그 화합물에 소량의 갈륨을 첨가할 수도 있다. 제2 패시베이션막(47)으로서는, 두께 10 ㎚∼1 ㎛(바람직하게는, 200∼500 ㎚)의 질화규소막이 사용될 수 있다.
앞에서 설명한 바와 같이 EL 층은 열에 약하기 때문에, 양극(46) 및 제2 패시베이션막(47)을 가능한 한 낮은 온도(바람직하게는, 실온에서 120℃까지의 온도 범위)에서 성막하는 것이 바람직하다. 따라서, 플라즈마 CVD법, 진공 증착법, 또는 용액 도포법(스핀 코팅법)이 바람직한 성막 방법이라고 말할 수 있다.
이렇게 하여 완성된 액티브 매트릭스 기판에 대향하여 대향 기판(48)이 설치된다. 본 실시형태에서는, 대향 기판(48)으로 유리 기판이 사용된다. 또한, 대향 기판(48)에는, 검은색 안료가 분산된 수지로 된 차광막(49a, 49b)과, 적색, 녹색 또는 청색 안료가 분산된 수지로 된 컬러 필터(50)가 제공되어 있다. 이 차광막(49a, 49b)은 화소 전극(43)과 그에 인접한 화소 전극과의 사이의 간극을 은폐하도록 배치된다. 이때, 차광막(49a, 49b)에 산화 바륨 등과 같은 건조제를 함유시키는 것이 유리하다. 건조제로서는, 일본 공개특허공고 평9-148066호 공보에 개시된 것과 같은 다른 재료가 사용될 수도 있다. 또한, 화소(102)에 대응하는 위치에 컬러 필터(50)가 형성된다.
액티브 매트릭스 기판과 대향 기판(48)은 밀봉제(도시되지 않음)에 의해 접착되어, 밀폐 공간(51)이 형성된다. 본 실시형태에서는, 그 밀폐 공간이 아르곤 가스로 충전된다. 물론, 그 밀폐 공간(51)에 상기한 건조제를 배치하는 것도 가능하다.
본 실시형태에 따른 EL 표시장치는, 화소 내에서 기능에 따라 상이한 구조를 가지는 TFT가 배치된, 도 2에 도시된 구조를 각각 가지는 화소로 구성된 화소부를 가진다. 더 구체적으로는, 충분히 낮은 오프 전류값을 가지는 스위칭용 TFT와, 핫 캐리어의 주입에 강한 전류 제어용 TFT가 동일한 화소 내에 형성됨으로써, 고정세한 화상 표시가 가능하고 신뢰성이 높은 EL 표시장치가 얻어질 수 있다.
[실시예 1]
본 실시예를 도 4∼도 6을 참조하여 설명한다. 여기서는, 화소부와, 그 화소부의 주변에 형성되는 구동회로부의 TFT를 동시에 제조하는 방법에 대하여 설명한다. 설명의 간략화를 위해, 구동회로에 대해서는 기본 회로인 CMOS 회로를 나타내는 것으로 한다.
먼저, 도 4(A)에 도시된 바와 같이, 유리 기판(300)상에 하지막(301)을 300 ㎚의 두께로 형성한다. 본 실시예에서는, 하지막(301)으로서 질화산화규소막을 적층하여 사용한다. 이때, 유리 기판(300)과 접촉하는 막 중의 질소 농도를 10∼25 wt%로 하는 것이 좋다.
또한, 하지막(300)의 일부로서, 도 2에 도시된 제1 패시베이션막(41)과 유사한 재료로 된 절연막을 제공하는 것도 효과적이다. 전류 제어용 TFT는 많은 전류를 흐르는 것으로 되기 때문에 발열하기 쉽고, 가능한 한 근접한 곳에 방열 효과를 가지는 절연막을 제공하는 것이 효과적이다.
다음에, 공지의 성막법에 의해 하지막(301)상에 비정질 규소막(도시되지 않음)을 50 ㎚의 두께로 형성한다. 비정질 규소막에 한정될 필요는 없고, 비정질 구조를 함유하는 반도체막(미(微)결정 반도체막을 포함)이라면 다른 막이 형성될 수도 있다. 또한, 비정질 규소 게르마늄막과 같은 비정질 구조를 함유하는 화합물 반도체막이 사용될 수도 있다. 또한, 막 두께는 20∼100 ㎚로 할 수 있다.
그 다음, 공지의 방법에 의해 비정질 규소막을 결정화하여 결정성 규소막(다결정 규소막 또는 폴리실리콘막이라고도 함)(302)을 형성한다. 공지의 결정화 방법으로는, 전기로를 이용한 열 결정화법, 레이저를 이용한 레이저 어닐 결정화법, 및 적외선 램프를 이용한 램프 어닐 결정화법이 있다. 본 실시예에서는, XeCl 가스를 사용한 엑시머 레이저광을 이용하여 결정화를 행하였다.
본 실시예에서는, 선형으로 가공된 펄스 발진형 엑시머 레이저광을 사용하지만, 사각형의 레이저광이 사용될 수도 있고, 연속 발진형 아르곤 레이저광이나 연속 발진형 엑시머 레이저광이 사용될 수도 있다.
본 실시예에서는, TFT의 활성층으로서 결정성 규소막을 사용하지만, 비정질 규소막을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 오프 전류를 감소시킬 필요가 있는 스위칭용 TFT의 활성층을 비정질 규소막으로 형성하고, 전류 제어용 TFT의 활성층을 결정성 규소막으로 형성하는 것이 가능하다. 비정질 규소막에서는 캐리어 이동도가 낮기 때문에 전류가 흐르기 어렵고, 오프 전류가 용이하게 흐르지 못한다. 즉, 전류가 쉽게 흐르지 못하는 비정질 규소막과, 전류가 쉽게 흐르는 결정성 규소막 모두의 이점이 취해질 수 있다.
다음에, 도 4(B)에 도시된 바와 같이, 결정성 규소막(302)상에 산화규소막으로 된 보호막(303)을 130 ㎚의 두께로 형성한다. 이 두께는 100∼200 ㎚(바람직하게는, 130∼170 ㎚)의 범위 내에서 선택될 수 있다.
또한, 규소를 함유하는 절연막이라면 다른 막이 사용될 수도 있다. 이 보호막(303)은, 불순물의 첨가 시에 결정성 규소막이 플라즈마에 직접 노출되지 않도록 하고 불순물의 미세한 농도 조절이 가능하도록 형성된다.
그 다음, 보호막(303)상에 레지스트 마스크(304a, 304b)를 형성하고, n형 도전형을 부여하는 불순물 원소(이하, n형 불순물 원소라 함)를 첨가한다. n형 불순물 원소로서는, 대표적으로는 주기율표 15족에 속하는 원소가 사용되고, 전형적으로는 인 또는 비소가 사용될 수 있다. 본 실시예에서는, 포스핀(PH3)을 질량 분리 없이 플라즈마 활성화하는 플라즈마 도핑법을 사용하고, 인을 1×1018 원자/cm3의 농도로 첨가하였다. 물론, 질량 분리를 행하는 이온 주입법이 사용될 수도 있다.
이 공정에 의해 형성되는 n형 불순물 영역(305, 306)에는 n형 불순물 원소가 2×1016∼5×1019 원자/cm3(대표적으로는, 5×1017∼5×1018 원자/cm3)의 농도로 함유되도록 도즈량을 조절한다.
다음에, 도 4(C)에 도시된 바와 같이, 보호막(303)을 제거하고, 첨가된 주기율표 15족 원소의 활성화를 행한다. 활성화 수단으로서는 공지의 활성화 기술이 사용될 수 있지만, 본 실시예에서는 엑시머 레이저광의 조사에 의해 활성화를 행하였다. 물론, 펄스 발진형 엑시머 레이저와 연속 발진형 엑시머 레이저 모두 사용될 수도 있고, 엑시머 레이저의 사용에 한정할 필요는 없다. 첨가된 불순물 원소의 활성화가 목적이므로, 결정성 규소막이 용융되지 않는 정도의 에너지로 조사를 행하는 것이 바람직하다. 보호막(303)을 그대로 둔 채 레이저광 조사를 행할 수도 있다.
레이저광에 의한 불순물 원소의 활성화와 함께, 열처리에 의한 활성화가 행해질 수도 있다. 열처리에 의한 활성화를 행하는 경우에는, 기판의 내열성을 고려하여 450∼550℃ 정도에서 열처리를 행하는 것이 좋다.
n형 불순물 영역(305, 306)의 단부, 즉, n형 불순물 영역(305, 306)의 주변부에서 n형 불순물 원소가 첨가되지 않은 영역과의 경계부(접속부)가 이 공정에 의해 명확하게 된다. 이것은 후에 TFT가 완성된 시점에서 LDD 영역과 채널 형성 영역 사이에 매우 양호한 접합부가 형성될 수 있다는 것을 의미한다.
그 다음, 도 4(D)에 도시된 바와 같이, 결정성 규소막의 불필요한 부분을 제거하고, 섬 모양의 반도체막(이하, 활성층이라 함)(307∼310)을 형성한다.
그 다음, 도 4(E)에 도시된 바와 같이, 활성층(307∼310)을 덮도록 게이트 절연막(311)을 형성한다. 게이트 절연막(311)으로는, 10∼200 ㎚(바람직하게는, 50∼150 ㎚)의 두께를 가지는 규소를 함유하는 절연막이 사용될 수 있다. 단층 구조 또는 적층 구조가 사용될 수 있다. 본 실시예에서는 두께 110 ㎚의 질화산화규소막이 사용되었다.
그후, 200∼400 ㎚의 두께를 가지는 도전막을 형성하고, 패터닝하여, 게이트 전극(312∼316)을 형성한다. 이들 게이트 전극(312∼316)의 각 단부는 테이퍼(taper) 형상으로 될 수도 있다. 본 실시예에서는, 게이트 전극과, 도전 경로를 제공하기 위해 게이트 전극에 전기적으로 접속되는 배선(이하, 게이트 배선이라 함)이 서로 다른 재료로 형성되었다. 더 구체적으로는, 게이트 배선은 게이트 전극보다 저항이 낮은 재료로 이루어진다. 따라서, 게이트 전극에는 미세 가공을 가능하게 하는 재료가 사용되고, 게이트 배선은 미세 가공에 적합하지 않으나 작은 배선 저항을 제공할 수 있는 재료로 형성된다. 물론, 게이트 전극과 게이트 배선을 동일한 재료로 형성할 수도 있다.
게이트 전극이 단층의 도전막으로 될 수 있지만, 필요에 따라 2층, 3층 이상의 적층막으로 하는 것이 바람직하다. 게이트 전극에는 어떠한 공지의 도전성 재료라도 사용될 수 있다. 그러나, 미세 가공을 가능하게 하는 재료, 더 구체적으로는, 2 ㎛ 이하의 선폭으로 패터닝될 수 있는 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
대표적으로는, 탄탈(Ta), 티탄(Ti), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 및 규소(Si) 중에서 선택된 원소로 된 막, 상기 원소의 질화물로 된막(대표적으로는, 질화 탄탈막, 질화 텅스텐막, 또는 질화 티탄막), 상기 원소들의 조합으로 된 합금막(대표적으로는, Mo-W 합금, Mo-Ta 합금), 또는 상기 원소의 규화물 막(대표적으로는, 규화 텅스텐막 또는 규화 티탄막)을 사용하는 것이 가능하다. 물론, 막이 단층 또는 적층으로 사용될 수도 있다.
본 실시예에서는, 두께 50 ㎚의 질화 텅스텐(WN)막과 두께 350 ㎚의 텅스텐(W)막의 적층막이 사용되었다. 이것은 스퍼터링법에 의해 형성될 수 있다. 스퍼터링 가스로서 Xe, Ne 등의 불활성 가스가 첨가되면, 응력에 의한 막의 벗겨짐이 방지될 수 있다.
이때, 게이트 전극(313, 316)은 각각 게이트 절연막(311)을 사이에 두고 n형 불순물 영역(305, 306)의 일부와 겹치도록 형성된다. 이 겹침부는 후에 게이트 전극과 겹치는 LDD 영역이 된다.
다음에, 도 5(A)에 도시된 바와 같이, 게이트 전극(312∼316)을 마스크로 하여 자기정합적으로 n형 불순물 원소(본 실시예에서는 인)를 첨가한다. 이렇게 하여 형성되는 불순물 영역(317∼323)에는 인이 불순물 영역(305, 306)의 것의 1/10∼1/2(대표적으로는, 1/4∼1/3)의 농도로 첨가되도록 그 첨가를 조절한다. 구체적으로는, 1×1016∼5×1018 원자/cm3(전형적으로는, 3×1017∼3×1018 원자/cm3)의 농도가 바람직하다.
그 다음, 도 5(B)에 도시된 바와 같이, 게이트 전극을 덮는 형태로 레지스트 마스크(324a∼324c)를 형성하고, n형 불순물 원소(본 실시예에서는 인)를 첨가하여, 고농도로 인을 함유하는 불순물 영역(325∼331)을 형성한다. 여기서는, 포스핀(PH3)을 사용한 이온 도핑이 행해지고, 이들 불순물 영역의 인 농도가 1×1020∼1×1021 원자/cm3(전형적으로는, 2×1020∼5×1021 원자/cm3)이 되도록 조절된다.
이 공정에 의해 n채널 TFT의 소스 영역 또는 드레인 영역이 형성되고, 스위칭용 TFT에서는, 도 5(A)의 공정에 의해 형성된 n형 불순물 영역(320∼322)의 일부가 남는다. 이들 남은 영역이 도 2의 스위칭용 TFT의 LDD 영역(15a∼15d)에 대응한다.
그 다음, 도 5(C)에 도시된 바와 같이, 레지스트 마스크(324a∼324c)를 제거하고, 새로운 레지스트 마스크(332)를 형성한다. 그리고, p형 불순물 원소(본 실시예에서는 붕소)를 첨가하여, 고농도로 붕소를 함유하는 불순물 영역(333, 334)을 형성한다. 여기서는 디보란(B2H6)을 사용한 이온 도핑법에 의해 붕소를 3×1020∼3×1021 원자/cm3(전형적으로는, 5×1020∼1×1021 원자/cm3)의 농도로 첨가하여 불순물 영역(333, 334)을 형성한다.
불순물 영역(333, 334)에는 인이 1×1020∼1×1021 원자/cm3의 농도로 이미 첨가되어 있지만, 여기서 첨가되는 붕소는 인의 농도의 적어도 3배의 농도로 첨가되므로, 이미 형성된 n형 불순물 영역이 p형으로 완전히 반전되고, p형 불순물 영역으로서 기능한다.
그 다음, 레지스트 마스크(332)를 제거한 후, 각각의 농도로 활성층에 첨가된 n형 및 p형 불순물 원소를 활성화한다. 활성화 수단으로는, 노 어닐법, 레이저 어닐법 또는 램프 어닐법이 사용될 수 있다. 본 실시예에서는, 전기로를 사용하여 질소 분위기에서 550℃로 4시간 열처리를 행하였다.
이때, 분위기 중의 산소를 극력 제거하는 것이 중요하다. 이것은, 소량이라도 산소가 존재하면 게이트 전극의 노출면이 산화되어, 저항이 증가하여, 후에 게이트 전극과의 오믹 접촉(ohmic contact)을 형성하는 것을 어렵게 하기 때문이다. 따라서, 활성화 공정을 위한 분위기 중의 산소 농도를 1 ppm 이하, 바람직하게는, 0.1 ppm 이하로 하는 것이 바람직하다.
활성화 공정이 종료된 후, 두께 300 ㎚의 게이트 배선(335)을 형성한다. 게이트 배선(335)의 재료로는, 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)를 주성분(조성의 50∼100%를 차지함)으로 함유하는 금속막이 사용될 수 있다. 게이트 배선(335)은 도 3(A)에 도시된 게이트 배선(211)과 같이, 스위칭용 TFT의 게이트 전극(314, 315)(도 3(A)의 게이트 전극(19a, 19b에 대응함)을 전기적으로 접속하도록 형성된다(도 5(D) 참조).
상기한 구조에 의해, 게이트 배선의 배선 저항이 크게 감소될 수 있으므로, 대면적의 화상 표시영역(화소부)이 형성될 수 있다. 더 구체적으로는, 본 실시예에 따른 화소 구조는 10인치 이상(또는 30인치 이상)의 대각선 크기를 가지는 표시 화면을 가진 EL 표시장치를 실현하는데 유리하다.
그 다음, 도 6(A)에 도시된 바와 같이, 제1 층간절연막(336)을 형성한다. 제1 층간절연막(336)으로는 규소를 함유하는 절연막이 단층으로 사용되지만, 적층막이 사용될 수도 있다. 또한, 400 ㎚∼1.5 ㎛의 막 두께가 사용될 수 있다. 본 실시예에서는, 두께 200 ㎚의 질화산화규소막상에 두께 800 ㎚의 산화규소막을 적층한 구조가 사용되었다.
또한, 3∼100%의 수소를 함유하는 분위기에서 300∼450℃로 1∼12시간 열처리를 행하여, 수소화 처리를 행한다. 이 공정은 열적으로 활성화된 수소에 의해 반도체막 중의 댕글링 결합(dangling bond)을 수소로 종단하는 공정이다. 다른 수소화 수단으로서 플라즈마 수소화(플라즈마에 의해 활성화된 수소를 사용)가 행해질 수도 있다.
수소화 처리를 제1 층간절연막(336)의 형성 도중에 행하여도 좋다. 즉, 두께 200 ㎚의 질화산화규소막을 형성한 후에 상기와 같이 수소화 처리를 행하고, 그 다음, 두께 800 ㎚의 산화규소막을 형성할 수도 있다.
그 다음, 제1 층간절연막(336)에 콘택트 홀을 형성하고, 소스 배선(337∼340) 및 드레인 배선(341∼343)을 형성한다. 본 실시예에서는, 이 전극이 두께 100 ㎚의 티탄막과, 두께 300 ㎚의 티탄 함유 알루미늄막, 및 두께 150 ㎚의 티탄막을 스퍼터링법에 의해 연속적으로 형성한 3층 구조의 적층막으로 이루어졌다. 물론, 다른 도전막이 사용될 수도 있다.
그 다음, 제1 패시베이션막(344)을 50∼500 ㎚(대표적으로는, 200∼300 ㎚)의 두께로 형성한다. 본 실시예에서는, 제1 패시베이션막(344)으로서 두께 300 ㎚의 질화산화규소막을 사용하였다. 이것은 질화규소막으로 대체될 수도 있다. 물론, 도 2의 제1 패시베이션막(41)과 동일한 재료를 사용하는 것도 가능하다.
질화산화규소막의 형성 전에 H2 또는 NH3와 같은 수소 함유 가스를 사용하여 플라즈마 처리를 행하는 것이 효과적이다. 이 전(前)처리에 의해 활성화된 수소가 제1 층간절연막(336)에 공급되고, 열처리를 행함으로써 제1 패시베이션막(344)의 막질이 개선된다. 이와 동시에, 제1 층간절연막(336)에 첨가된 수소가 하측으로 확산하므로, 활성층이 효과적으로 수소화될 수 있다.
그 다음, 도 6(B)에 도시된 바와 같이, 유기 수지로 된 제2 층간절연막(345)을 형성한다. 유기 수지로서는, 폴리이미드, 폴리아미드, 아크릴, BCB(벤조시클로부텐) 등을 사용할 수 있다. 특히, 제2 층간절연막(345)은 주로 평탄화를 위해 사용되기 때문에, 평탄성이 우수한 아크릴이 바람직하다. 본 실시예에서는, TFT에 의해 형성된 단차를 평탄화하는데 충분한 두께로 아크릴막을 형성하였다. 막 두께가 1∼5 ㎛(더 바람직하게는, 2∼4 ㎛)로 하는 것이 좋다.
그후, 드레인 배선(343)에 이르도록 제2 층간절연막(345) 및 제1 패시베이션막(344)에 콘택트 홀을 형성한 다음, 화소 전극(346)을 형성한다. 본 실시예에서는, 화소 전극(346)으로서 두께 300 ㎚의 알루미늄 합금막(1 wt%의 티탄을 함유하는 알루미늄막)을 형성하였다. 부호 347은 인접한 화소 전극의 단부를 나타낸다.
그 다음, 도 6(C)에 도시된 바와 같이, 알칼리 화합물(348)을 형성한다. 본 실시예에서는, 플루오르화 리튬막을 증착법에 의해 5 ㎚의 막 두께로 형성하였다. 그후, 그 위에 스핀 코팅법에 의해 두께 100 ㎚의 EL 층(349)을 형성한다.
본 실시예에서는, 백색 발광을 나타내는 폴리머계 유기 재료로서, 일본 공개특허공고 평8-96959호 또는 평9-63770호 공보에 개시된 재료가 사용될 수 있다. 예를 들어, PVK(폴리비닐 카바졸), Bu-PBD(2-(4'-테르트-부틸페닐)-5-(4"-비페닐)-1,3,4-옥시다이아졸), 쿠마린 6, DCM 1(4-디시아노메틸렌-2-메틸-6-p-디메틸 아미노스티릴-4H-파이란), TPB(테트라 페닐 부타디엔), 나일 레드(Nile Red)를 1,2-디클로로메탄에 용해시켜 얻어진 재료가 사용될 수 있다.
본 실시예에서는, EL 층(349)이 상기한 발광층만을 가지는 단층 구조를 가지지만, 필요에 따라, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 수송층, 정공 주입층, 전자 저지층, 또는 정공 소자층이 추가로 형성될 수도 있다.
그 다음, EL 층(349)을 덮도록 두께 200 ㎚의 투명 도전막으로 된 양극(350)을 형성한다. 본 실시예에서는, 산화 인듐과 산화 아연의 화합물로 된 막을 증착법에 의해 형성하고, 패터닝하여, 양극을 얻었다.
최종적으로, 질화규소막으로 된 제2 패시베이션막(351)을 플라즈마 CVD법에 의해 100 ㎚의 두께로 형성한다. 이 제2 패시베이션막(351)은 수분 등으로부터 EL 층(349)을 보호하기 위한 것이고, 또한, EL 층(349)에서 발생된 열을 발산시키도록 기능한다. 방열 효과를 더욱 높이기 위해, 질화규소막과 탄소막(바람직하게는, 다이아몬드와 닮은 탄소(DLC)막)을 적층하여 제2 패시베이션막(351)을 형성하는 것도 유리하다.
이렇게 하여, 도 6(C)에 도시된 바와 같은 구조를 가지는 액티브 매트릭스형 EL 표시장치가 완성된다. 본 실시예의 액티브 매트릭스형 EL 표시장치에서는, 최적의 구조를 가지는 TFT가 화소부뿐만 아니라 구동회로부에도 배치되어, 매우 높은 신뢰성이 얻어지고 동작 특성도 향상될 수 있다.
먼저, 동작 속도를 가능한 한 많이 떨어뜨리지 않도록 핫 캐리어 주입을 감소시키는 구조를 가지는 TFT가 구동회로를 형성하는 CMOS 회로의 n채널형 TFT(205)로서 사용된다. 여기서의 구동회로는 시프트 레지스터, 버퍼, 레벨 시프터, 샘플링 회로(샘플 앤드 홀드 회로) 등을 포함한다. 디지털 구동을 행하는 경우에는, D/A 컨버터와 같은 신호 변환 회로도 포함될 수 있다.
본 실시예의 경우, 도 6(C)에 도시된 바와 같이, n채널형 TFT(205)의 활성층은 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 겹쳐 있다.
LDD 영역을 드레인 영역측에만 형성하는 것은 동작 속도를 떨어뜨리지 않기 위한 배려이다. 이 n채널형 TFT(205)에서는, 오프 전류값에 너무 주목할 필요가 없고, 오히려 동작 속도를 중시하는 것이 좋다. 따라서, LDD 영역(357)이 저항 성분을 최소로 감소시키기 위해 게이트 전극과 완전히 겹치도록 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 소위 오프셋을 없게 하는 것이 바람직하다.
또한, 핫 캐리어 주입으로 인한 CMOS 회로의 p채널형 TFT(206)의 열화는 거의 무시될 수 있으므로, p채널형 TFT(206)에 LDD 영역을 제공하지 않아도 좋다. 물론, n채널형 TFT(205)의 경우와 마찬가지로 p채널형 TFT(206)에 LDD 영역을 제공하여 핫 캐리어 대책을 강구하는 것도 가능하다.
구동회로들 중에서도 샘플링 회로는, 대전류가 채널 형성 영역에서 양 방향으로 흐른다는 점에서 다른 회로에 비해 다소 특수하다. 즉, 소스 영역과 드레인 영역의 역할이 서로 바뀐다. 또한, 오프 전류값을 가능한 한 작아지도록 제어할 필요가 있고, 이를 고려하면, 샘플링 회로에서 스위칭용 TFT와 전류 제어용 TFT 사이의 중간 정도의 기능을 가지는 TFT를 사용하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는, 샘플링 회로로서, 도 10에 도시된 바와 같은 n채널형 TFT(207)와 p채널형 TFT(208)의 조합을 사용한다.
따라서, 샘플링 회로를 형성하기 위한 n채널형 TFT는, 도 10에 도시된 바와 같은 구조를 가지는 TFT를 배치하는 것이 바람직하다. 도 10에 도시된 바와 같이, LDD 영역(901a, 901b)의 일부가 게이트 절연막(902)을 사이에 두고 게이트 전극(903)과 겹쳐 있다. 이러한 구조에 의해 얻어질 수 있는 이점은 전류 제어용 TFT(202)와 관련하여 이미 설명되었다. 이 TFT가 샘플링 회로에 사용되는 경우, LDD 영역들은 이들 영역 사이에 채널 형성 영역(904)을 끼우도록 배치되는데, 이것은 전류 제어용 TFT의 경우와 다르다.
실제 공정에서는, 도 6(C)에 도시된 구조가 완성된 후, 도 1 및 도 2를 참조하여 앞에서 설명한 바와 같이, 차광막을 가지는 대향 기판을 사용하여 EL 층을 밀폐 공간 내에 봉입(封入)한다. 이때, 밀폐 공간 내를 불활성 분위기로 하거나 또는 밀폐 공간 내에 흡습제(예를 들어, 산화 바륨)를 배치함으로써 EL 층의 신뢰성(수명)이 향상될 수 있다. 그러한 EL 층 봉입처리는 액정표시장치에 대한 셀 조립 공정에서 사용되는 기술을 이용하여 행해질 수 있다.
EL 층 봉입처리가 종료된 후, 기판상에 형성된 소자들 또는 회로들로부터 연장하는 단자들을 외부 신호 단자들에 접속하기 위한 커넥터(FPC: flexible print circuit)를 부착하여, 최종 제품을 완성한다.
여기서, 본 실시예의 액티브 매트릭스형 EL 표시장치의 구성에 대하여 도 7의 사시도를 참조하여 설명한다. 본 실시예의 액티브 매트릭스형 EL 표시장치는 유리 기판(601)상에 형성된 화소부(602), 게이트측 구동회로(603), 및 소스측 구동회로(604)로 구성된다. 화소부의 스위칭용 TFT(605)는 n채널형 TFT이고, 게이트측 구동회로(603)에 접속된 게이트 배선(606)과 소스측 구동회로(604)에 접속된 소스 배선(607)의 교차점에 배치되어 있다. 스위칭용 TFT(605)의 드레인은 전류 제어용 TFT(608)의 게이트에 접속되어 있다.
또한, 전류 제어용 TFT(608)의 소스측은 전원 공급선(609)에 접속된다. 본 실시예와 같은 구조에서는, 전원 공급선(609)은 EL 소자(610)의 소스에 접속되고, 전류 제어용 TFT(608)의 드레인에 EL 소자(610)가 접속되어 있다.
전류 제어용 TFT(608)가 n채널형 TFT인 경우, EL 소자(610)의 음극이 드레인에 전기적으로 접속된다. 또한, 전류 제어용 TFT(608)에 p채널형 TFT를 사용하는 경우에는, EL 소자(610)의 양극이 드레인에 전기적으로 접속된다.
외부 입출력 단자가 되는 FPC(611)에는, 구동회로에 신호를 전달하기 위한 입출력 배선(접속 배선)(612, 613)과, 전원 공급선(609)에 접속된 접속 배선(614)이 제공되어 있다.
도 7에 도시된 EL 표시장치의 회로 구성의 일 예가 도 8에 도시되어 있다. 본 실시예의 EL 표시장치는 소스측 구동회로(701), 게이트측 구동회로(A)(707), 게이트측 구동회로(B)(711), 화소부(706)를 가지고 있다. 본 명세서에서 구동회로란 소스측 구동회로와 게이트측 구동회로를 포함하는 총칭이다.
소스측 구동회로(701)는 시프트 레지스터(702), 레벨 시프터(703), 버퍼(704), 샘플링 회로(샘플 앤드 홀드 회로)(705)를 가지고 있다. 게이트측 구동회로(A)(707)는 시프트 레지스터(708), 레벨 시프터(709), 버퍼(710)를 가지고 있다. 게이트측 구동회로(B)(711)도 동일한 구성을 가진다.
여기서, 시프트 레지스터(702, 708)는 5∼16 V(대표적으로는 10 V)의 구동 전압을 가지고, 도 6(C)에서 부호 205로 나타낸 구조가 회로를 형성하는 CMOS 회로에 사용되는 n채널형 TFT에 적합하다.
또한, 시프트 레지스터와 마찬가지로 레벨 시프터(703, 709)와 버퍼(704, 710) 각각에는, 도 6(C)의 n채널형 TFT(205)를 포함하는 CMOS 회로가 적합하다. 각 회로의 신뢰성을 향상시키는데 있어서는, 게이트 배선을 이중 게이트 구조 또는 삼중 게이트 구조와 같은 멀티게이트 구조로 하는 것이 효과적이다.
또한, 샘플링 회로(705)에서는, 소스 영역과 드레인 영역이 반전되고, 오프 전류값을 감소시킬 필요가 있기 때문에, 도 10의 n채널형 TFT(208)를 포함하는 CMOS 회로가 샘플링 회로(705)에 적합하다.
화소부(706)에는 도 2에 도시된 구조를 가지는 화소들이 배치되어 있다.
상기한 구성은, 도 4∼도 6에 나타낸 제작공정에 따라 TFT를 제작함으로써 쉽게 실현될 수 있다. 본 실시예에서는, 화소부와 구동회로의 구성만을 나타내지만, 본 실시예의 제작공정을 사용하면, 그 외에도 신호 분할 회로, D/A 컨버터 회로, 연산 증폭기 회로, γ-보정회로 등과 같은, 구동회로 이외의 논리회로를 동일 기판상에 형성하는 것이 가능하고, 또한 메모리부, 마이크로프로세서 등도 형성될 수 있는 것으로 고려된다.
또한, 본 실시예에 따른 EL 표시장치를 도 11(A) 및 도 11(B)를 참조하여 설명한다. 필요에 따라, 도 7 및 도 8에 사용된 부호를 인용한다.
기판(1000)(TFT 아래의 하지막도 포함)은 액티브 매트릭스형 기판이고, 이 기판상에, 화소부(1001), 소스측 구동회로(1002), 및 게이트측 구동회로(1003)가 형성되어 있다. 각 구동회로로부터의 각종 배선이 접속 배선(612∼614)을 통해 FPC(611)까지 연장하여 있고, 외부 장치에 접속된다.
이때, 적어도 화소부, 더 바람직하게는, 구동회로와 화소부를 에워싸도록 대향 기판(1004)이 제공된다. 대향 기판(1004)은 접착제(밀봉제)(1005)에 의해 액티브 매트릭스 기판(1000)에 접착되어, 밀폐 공간(1006)을 형성한다. 그리하여, EL 소자가 밀폐 공간(1006)내에 완전히 봉입되고, 외기로부터 차단된다.
본 실시예에서는, 접착제(1005)로서 광 경화성 에폭시계 수지를 사용하지만, 아크릴레이트계 수지와 같은 다른 접착제도 사용될 수 있다. 또한, EL 소자의 내열성이 허용된다면, 열 경화성 수지도 사용될 수 있다. 그러나, 산소와 수분을 가능한 한 통과시키지 않는 재료일 필요가 있다. 접착제(1005)는 디스펜서와 같은 도포장치에 의해 제공될 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 대향 기판(1004)과 액티브 매트릭스 기판(1000) 사이의 밀폐 공간(1006)에 질소 가스가 충전된다. 또한, 대향 기판(1004)의 내측면(밀폐 공간에 근접한 쪽)에는, 도 1 및 도 2와 관련하여 설명한 바와 같은 차광막(1007)과 컬러 필터(1008)가 제공되어 있다. 본 실시예에서는, 차광막(1007)으로서, 산화 바륨과 검은색 안료를 함유하는 수지막이 사용되고, 컬러 필터(1008)로서는, 적색, 녹색, 또는 청색 안료를 함유하는 수지막이 사용될 수 있다.
또한, 도 11(B)에 도시된 바와 같이, 화소부에는, 개개로 분리된 EL 소자를 포함하는 화소가 다수 제공되어 있다. 이들 EL 소자 모두는 양극(1009)을 공통 전극으로 하고 있다. EL 층은 화소부에만 제공될 수 있고, 구동회로 위에는 배치될 필요가 없다. EL 층을 선택적으로 제공하기 위해서는, 새도우 마스크를 이용한 증착법, 리프트 오프(lift-off)법, 건식 에칭법, 또는 레이저 스크리이빙(scribing)법이 사용될 수 있다.
양극(1009)은 접속 배선(1010)에 전기적으로 접속된다. 이 접속 배선(1010)은 양극(1009)에 소정의 전압을 공급하기 위해 사용되는 전원 공급선이고, 도전성 페이스트 재료(1011)를 통해 FPC(611)에 전기적으로 접속되어 있다. 여기서는 접속 배선(1010)만을 설명하지만, 다른 접속 배선(612∼614)도 유사한 방식으로 FPC(611)에 전기적으로 접속된다.
상기한 바와 같이, 도 11(A) 및 도 11(B)에 도시된 구조는 FPC(611)를 외부 장치의 단자에 접속함으로써 회소부에 화상을 표시할 수 있다. 본 명세서에서, EL 표시장치는 FPC를 부착함으로써 화상 표시가 가능한 상태로 된 제품, 즉, 액티브 매트릭스 기판을 대향 기판에 부착한 제품(FPC가 부착되어 있는 상태를 포함)으로서 정의된다.
[실시예 2]
본 실시예에서는, 화소의 구성을 도 3(B)에 도시된 구성과 다른 것으로 한 예를 도 12를 참조하여 설명한다. 본 실시예에서는, 도 3(B)에 도시된 2개의 화소가 접지 전위를 인가하는 전원 공급선(212)을 중심으로 대칭이 되도록 배치된다. 즉, 도 12에 도시된 바와 같이, 하나의 전원 공급선(213)이 2개의 인접한 화소에 공통으로 되어, 필요로 하는 배선의 수를 감소시킬 수 있다. 한편, 화소 내에 배치되는 TFT 구조 등은 동일하게 유지될 수 있다.
이러한 구성으로 하면, 더욱 고정세한 화소부를 제조하는 것이 가능하게 되고, 화상의 품질이 향상된다.
한편, 본 실시예의 구성은 실시예 1의 제작공정에 따라 쉽게 실현될 수 있고, TFT 구조 등에 대해서는, 실시예 1의 설명 또는 도 2가 참조될 수 있다.
[실시예 3]
실시예 1 및 실시예 2에서는 탑 게이트형 TFT의 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 TFT 구조에 한정되는 것이 아니고, 보텀 게이트형 TFT(대표적으로는, 역스태거형 TFT)에도 적용될 수 있다. 또한, 역스태거형 TFT는 어떤 수단에 의해서도 형성될 수 있다.
역스태거형 TFT는 공정 수가 탑 게이트형 TFT보다 용이하게 적게 될 수 있는 구조를 가지고 있으므로, 본 발명의 목적인 제작비용 감소에 매우 유리하다. 한편, 본 실시예의 구성은 실시예 2 및 실시예 3의 어느 구성과도 자유롭게 조합될 수 있다.
[실시예 4]
도 3(B)는, EL 표시장치의 화소에서 스위칭용 TFT를 다중 게이트 구조로 함으로써 그 스위칭용 TFT의 오프 전류값을 감소시키고, 보유 용량의 필요성을 배제하는 것을 나타내고 있다. 그러나, 종래와 같이 보유 용량을 배치한 구조로 하는 것도 허용 가능하다. 이 경우, 도 13에 도시된 바와 같이, 보유 용량(1301)이 스위칭용 TFT(201)의 드레인에 대하여 전류 제어용 TFT(202)의 게이트와 평행하게 형성된다.
본 실시예의 구성은 실시예 1∼실시예 3의 어느 구성과도 자유롭게 조합될 수 있다. 즉, 화소 내에 보유 용량이 형성될 뿐이고, TFT 구조, EL 층의 재료 등을 한정하는 것은 아니다.
[실시예 5]
실시예 1에서는 결정성 규소막(302)을 형성하는 수단으로서 레이저 결정화를 사용하지만, 본 실시예에서는, 다른 결정화 수단을 이용하는 경우를 설명한다.
본 실시예에서는, 비정질 규소막을 형성한 후, 일본 공개특허공고 평7-130652호 공보에 기재된 기술을 이용하여 결정화를 행한다. 상기 공보에 기재된 기술은 결정화를 촉진시키는 촉매로서 니켈과 같은 원소를 이용하여, 결정성이 양호한 결정성 규소막을 형성하는 기술이다.
그리고, 결정화 공정이 종료된 후, 결정화에 사용된 촉매를 제거하는 공정을 행할 수 있다. 이 경우, 일본 공개특허공고 평10-270363호 또는 평8-330602호 공보에 기재된 기술을 이용하여 촉매를 게터링할 수 있다.
또한, 본 출원인의 일본 특허출원 평11-076967호의 명세서에 기재된 기술을 이용하여 TFT를 형성할 수도 있다.
실시예 1에 나타낸 제작공정은 본 발명의 일 실시예이고, 도 1 또는 실시예 1의 도 6(C)의 구조가 실현될 수 있다면 다른 제작공정이 상기와 같이 아무런 문제 없이 사용될 수도 있다.
본 실시예의 구성은 실시예 1∼실시예 4의 어느 구성과도 자유롭게 조합될 수 있다.
[실시예 6]
본 발명의 EL 표시장치를 구동하는데 있어서는, 화상 신호로서 아날로그 신호를 사용한 아날로그 구동이 행해질 수 있고, 디지털 신호를 사용한 디지털 구동이 행해질 수도 있다.
아날로그 구동을 행하는 경우, 아날로그 신호가 스위칭용 TFT의 소스 배선으로 보내지고, 계조 정보를 함유한 아날로그 신호가 전류 제어용 TFT의 게이트 전압이 된다. 그 다음, EL 소자로 흐르는 전류가 전류 제어용 TFT에 의해 제어되고, EL 소자의 발광 강도가 제어되어, 계조 표시가 행해진다.
한편, 디지털 구동을 행하는 경우에는, 아날로그적인 계조 표시와는 달리, 시분할 구동에 의해 계조 표시가 행해진다.
EL 소자는 액정 소자에 비하여 응답속도가 매우 빠르기 때문에, 고속 구동이 가능하다. 따라서, EL 소자는, 하나의 프레임을 다수의 서브프레임(subframe)으로 분할한 다음, 계조 표시를 행하는 시분할 계조 구동에 적합한 것이다.
본 발명은 소자 구조에 관련된 기술이므로, 어떠한 구동방법이라도 이용될 수 있다.
[실시예 7]
EL 표시장치는 자체로부터 방출된 광을 이용하므로, 백라이트를 필요로 하지 않는다. 반사형 액정표시장치는 옥외의 광을 이용하여 화상이 표시될 수 있는 특징을 가지지만, 충분한 광을 얻을 수 없는 어두운 장소에서는 백라이트를 필요로 한다. 한편, EL 표시장치는 자기발광형이기 때문에, 어두운 장소에서도 아무런 문제가 없다.
그러나, EL 표시장치를 표시부로 하는 전자장치가 실제로 옥외에서 사용되는 경우에는, 물론, 밝은 장소와 어두운 장소 모두에서 사용될 수 있다. 이때, 어두운 장소에서는 휘도가 그리 높지 않더라도 화상이 충분히 인식될 수 있으나, 밝은 장소에서는 휘도가 충분히 높지 않으면 화상이 인식될 수 없는 경우가 있다.
EL 층으로부터 방출되는 광의 양은 흐르는 전류의 양에 따라 변화한다. 따라서, 휘도를 높게 하기 위해서는 흐르는 전류량을 증가시킬 필요가 있어, 소비전력을 증가시킨다. 그러나, 발광 휘도가 높은 레벨로 설정되면, 어두운 장소에서 너무 많은 소비전력으로 필요 이상 밝은 화상이 표시된다.
상기한 단점을 극복하기 위해, 본 발명에 따른 EL 표시장치는 센서에 의해 외부의 밝기를 감지하고, 감지된 밝기의 정도에 따라 EL 층의 발광 휘도를 조절하는 기능을 가지는 것이 바람직하다. 더 구체적으로는, 밝은 장소에서는 발광 휘도를 높게 하고, 어두운 장소에서는 발광 휘도를 낮게 하여, 소비전력의 증가를 피하도록 한다. 그리하여, 본 발명에 따른 EL 표시장치는 소비전력의 감소를 실현할 수 있다.
외부의 밝기를 감지하는데 사용되는 센서로서는, CMOS 센서, CCD 등이 사용될 수 있다. CMOS 센서는 공지의 기술로 EL 표시장치의 구동회로 및 화소부를 가지는 동일 기판상에 형성될 수 있다. 또한, CCD가 형성된 반도체 칩이 EL 표시장치에 부착될 수 있다. 또는, EL 표시장치를 표시부로서 포함하는 전자장치의 일부로서 CCD 또는 CMOS 센서가 제공될 수도 있다.
외부의 밝기를 감지하는 센서에 의해 얻어진 신호에 기초하여 EL 층으로 흐르는 전류의 양을 조절하는 회로가 제공된다. 그리하여, 외부의 밝기에 따라 EL 층의 발광 휘도를 조절할 수 있다.
본 실시예의 구성은 실시예 1∼실시예 6의 어느 구성과도 조합하여 적용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예들이 절연 기판 위에 형성된 소위칭용 소자로서 박막트랜지스터를 이용하지만, 실리콘 기판을 이용하는 것도 가능하다. 이 경우, 실리콘 기판에 형성된 절연 게이트형 전계효과 트랜지스터가 스위칭용 소자로서 사용될 수 있다.
[실시예 8]
본 발명에 따라 제작된 EL 표시장치는 자기발광형이므로, 액정표시장치에 비하여 밝은 장소에서의 표시 화상의 시인성(視認性)이 우수하고, 또한, 시야각이 넓다. 따라서, EL 표시장치는 다양한 전자장치의 표시부에 적용될 수 있다. 예를 들어, 대화면에서 TV 프로그램 등을 보기 위해서는, 본 발명에 따른 EL 표시장치는 30인치 이상(전형적으로는, 40인치 이상)의 대각선 크기를 가지는 EL 디스플레이(즉, EL 표시장치가 프레임 내에 설치된 디스플레이)의 표시부로서 사용될 수 있다.
EL 디스플레이에는, 퍼스널 컴퓨터용 디스플레이, TV 방송 수신용 디스플레이, 광고 표시용 디스플레이와 같은, 정보를 표시하기 위해 사용되는 모든 종류의 디스플레이가 포함된다. 또한, 본 발명의 EL 표시장치는 다른 여러가지 전자장치의 표시부로서 사용될 수 있다.
그러한 전자장치로는, 비디오 카메라, 디지털 카메라, 고글형 표시장치(헤드 장착형 표시장치), 자동차 내비게이션 시스템, 자동차 오디오 장치, 노트북형 퍼스널 컴퓨터, 게임기, 휴대형 정보 단말기(모바일 컴퓨터, 휴대 전화기, 휴대형 게임기, 전자 책 등), 기록 매체를 포함하는 화상 재생장치(더 구체적으로는, 컴팩트 디스크(CD), 레이저 디스크(LD), 디지털 비디오 디스크(DVD)와 같은 기록 매체를 재생할 수 있고, 재생된 화상을 표시하는 표시장치를 구비한 장치) 등을 들 수 있다. 특히, 휴대형 정보 단말기의 경우, EL 표시장치를 사용하는 것이 바람직한데, 그 이유는 비스듬한 방향에서 보는 일이 많은 휴대형 정보 단말기는 넓은 시야각이 중요시 되기 때문이다. 그러한 전자장치의 여러가지 구체 예를 도 14(A)∼도 14(F)에 나타낸다.
도 14(A)는 프레임(2001), 지지대(2002), 표시부(2003) 등을 포함하는 EL 디스플레이를 나타낸다. 본 발명은 표시부(2003)에 적용 가능하다. 이 EL 디스플레이는 자기발광형이기 때문에, 백라이트를 필요로 하지 않는다. 따라서, 그의 표시부는 액정표시장치의 것보다 얇은 두께를 가질 수 있다.
도 14(B)는 본체(2101), 표시부(2102), 음성 입력부(2103), 조작 스위치(2104), 배터리(2105), 수상(受像)부(2106) 등을 포함하는 비디오 카메라를 나타낸다. 본 발명에 따른 EL 표시장치는 표시부(2102)로서 사용될 수 있다.
도 14(C)는 본체(2201), 신호 케이블(2202), 헤드 장착 밴드(2203), 표시부(2204), 광학계(2205), EL 표시장치(2206) 등을 포함하는 헤드 장착형 EL 디스플레이의 일부(우반부)를 나타낸다. 본 발명은 EL 표시장치(2206)에 적용 가능하다.
도 14(D)는 기록 매체를 포함하는 화상 재생장치(더 구체적으로는, DVD 재생장치)를 나타내고, 이 장치는 본체(2301), 기록 매체(CD, LD, DVD 등)(2302), 조작 스위치(2303), 표시부(a)(2304), 표시부(b)(2305) 등을 포함한다. 표시부(a)는 주로 화상 정보를 표시하는데 사용되고, 표시부(b)는 주로 문자 정보를 표시하는데 사용된다. 본 발명에 따른 EL 표시장치는 표시부(a) 및 표시부(b)로서 사용될 수 있다. 기록 매체를 포함하는 화상 재생장치에는, 또한, CD 재생장치, 게임기 등도 포함된다.
도 14(E)는 본체(2401), 카메라부(2402), 수상부(2403), 조작 스위치(2404), 표시부(2405) 등을 포함하는 휴대형(모바일) 컴퓨터를 나타낸다. 본 발명의 EL 표시장치는 표시부(2405)로서 사용될 수 있다.
도 14(F)는 본체(2501), 프레임(2502), 표시부(2503), 키보드(2504) 등을 포함하는 퍼스널 컴퓨터를 나타낸다. 본 발명의 EL 표시장치는 표시부(2503)로서 사용될 수 있다.
장래에, EL 재료의 발광 휘도가 더욱 높게 되면, 본 발명에 따른 EL 표시장치는 출력된 화상 정보를 포함하는 광을 렌즈 등에 의해 확대 투영하는 프론트형 또는 리어형 프로젝터에 적용 가능하게 될 것이다.
상기한 전자장치들은 인터넷, CATV(케이블 텔레비젼 시스템)과 같은 통신 회선을 통해 전달되는 정보를 표시하는데 사용될 수 있고, 또한 특히 동화상 정보를 표시하는데 사용될 수 있다. EL 표시장치는 EL 재료의 응답속도가 매우 높기 때문에 동화상을 표시하는데 적합하다. 그러나, 화소들 사이의 윤곽이 불명료하게 되면, 동화상이 전체로서 명료하게 표시될 수 없다. 본 발명의 EL 표시장치는 화소들 사이의 윤곽을 명료하게 할 수 있기 때문에, 본 발명의 EL 표시장치를 전자장치의 표시부에 적용하는 것이 매우 유리하다.
EL 표시장치는 발광하는 부분이 전력을 소비하므로, 발광부분이 가능한 한 작게 되도록 하여 정보를 표시하는 것이 바람직하다. 따라서, EL 표시장치가 주로 문자 정보를 표시하는 표시부, 예를 들어, 휴대형 정보 단말기, 특히, 휴대 전화기 또는 자동차 오디오 장치의 표시부에 적용되는 경우에는, 비발광 부분을 배경으로 하여 문자 정보를 발광부분에서 표시하도록 EL 표시장치를 구동하는 것이 바람직하다.
도 15(A)는 본체(2601), 음성 출력부(2602), 음성 입력부(2603), 표시부(2604), 조작 스위치(2605), 안테나(2606)를 포함하는 휴대 전화기를 나타낸다. 본 발명의 EL 표시장치는 표시부(2604)로서 사용될 수 있다. 표시부(2604)는 검은색 배경에 백색 문자를 표시함으로써 휴대 전화기의 소비전력을 감소시킬 수 있다.
도 15(B)는 본체(2701), 표시부(2702), 조작 스위치(2703, 2704)를 포함하는 자동차 오디오 장치를 나타낸다. 본 발명의 EL 표시장치는 표시부(2702)로서 사용될 수 있다. 본 실시예에서는 탑재형 자동차 오디오 장치를 나타내지만, 본 발명은 세트형 자동차 오디오 장치에도 적용 가능하다. 표시부(2702)는 검은색 배경에 백색 문자를 표시함으로써 소비전력을 감소시킬 수 있고, 이것은 특히 세트형의 자동차 오디오 장치에 유리하다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 모든 분야의 넓은 범위의 전자장치에 다양하게 적용될 수 있다. 본 실시예의 전자장치는 실시예 1∼실시예 7의 구성을 자유롭게 조합한 구성을 가지는 EL 표시장치를 이용함으로써 얻어질 수 있다.
본 발명에 따르면, EL 표시장치의 화소부에서, 화소들 사이의 윤곽이 명료하게 될 수 있고, 고정세한 화상 표시가 가능한 EL 표시장치가 제공될 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 화소들 사이의 간극을 은폐하기 위해 사용되는 차광막이 대향 기판상에 제공되어, 수율 감소를 방지한다. 또한, 본 발명의 EL 표시장치는 액정표시장치의 제조 라인을 전용하여 제작될 수 있으므로, 설비투자가 적은 수준으로 억제될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 고정세한 화상 표시가 가능한 저렴한 EL 표시장치가 얻어질 수 있다. 또한, 본 발명은 그러한 EL 표시장치를 표시부로서 이용함으로써 시인성(視認性)이 높은 표시부를 가지는 전자장치를 제공할 수 있다.
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Claims (33)

  1. TFT, 그 TFT에 전기적으로 접속된 화소 전극, 및 그 화소 전극을 음극으로 하는 EL 소자를 포함하는 화소가 다수 배치되어 있는 액티브 매트릭스 기판과;
    상기 액티브 매트릭스 기판에 대향하는 대향 기판을 포함하는 EL 표시장치에 있어서;
    상기 대향 기판에는, 상기 액티브 매트릭스 기판상의 각각의 화소의 주변부에 대응하는 위치에 차광막이 제공되어 있고,
    상기 TFT 위에는 질화규소로 된 제1 절연막이 제공되어 있고, 상기 EL 소자 위에는 질화규소로 된 제2 절연막이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치.
  2. TFT, 그 TFT에 전기적으로 접속된 화소 전극, 및 그 화소 전극을 음극으로 하는 EL 소자를 포함하는 화소가 다수 배치되어 있는 액티브 매트릭스 기판과;
    상기 액티브 매트릭스 기판에 대향하는 대향 기판을 포함하는 EL 표시장치에 있어서;
    상기 액티브 매트릭스 기판과 그 액티브 매트릭스 기판에 부착된 상기 대향 기판 사이에 밀폐 공간이 제공되어 있고, 상기 대향 기판에는, 상기 액티브 매트릭스 기판상의 각각의 화소의 주변부에 대응하는 위치에 차광막이 제공되어 있으며,
    상기 TFT 위에는 질화규소로 된 제1 절연막이 제공되어 있고, 상기 EL 소자 위에는 질화규소로 된 제2 절연막이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치.
  3. TFT, 그 TFT에 전기적으로 접속된 화소 전극, 및 그 화소 전극을 음극으로 하는 EL 소자를 포함하는 화소가 다수 배치되어 있는 액티브 매트릭스 기판과;
    상기 액티브 매트릭스 기판에 대향하는 대향 기판을 포함하는 EL 표시장치에 있어서;
    상기 대향 기판에는, 상기 액티브 매트릭스 기판상의 각각의 화소의 주변부에 대응하는 제1 위치에 차광막이 제공되어 있고, 상기 액티브 매트릭스 기판상의 각각의 화소에 대응하는 제2 위치에 컬러 필터가 제공되어 있으며,
    상기 TFT 위에는 질화규소로 된 제1 절연막이 제공되어 있고, 상기 EL 소자 위에는 질화규소로 된 제2 절연막이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치.
  4. TFT, 그 TFT에 전기적으로 접속된 화소 전극, 및 그 화소 전극을 음극으로 하는 EL 소자를 포함하는 화소가 다수 배치되어 있는 액티브 매트릭스 기판과;
    상기 액티브 매트릭스 기판에 대향하는 대향 기판을 포함하는 EL 표시장치에 있어서;
    상기 액티브 매트릭스 기판과 그 액티브 매트릭스 기판에 부착된 상기 대향 기판 사이에 밀폐 공간이 제공되어 있고, 상기 대향 기판에는, 상기 액티브 매트릭스 기판상의 각각의 화소의 주변부에 대응하는 제1 위치에 차광막이 제공되어 있고, 상기 액티브 매트릭스 기판상의 각각의 화소에 대응하는 제2 위치에 컬러 필터가 제공되어 있으며,
    상기 TFT 위에는 질화규소로 된 제1 절연막이 제공되어 있고, 상기 EL 소자 위에는 질화규소로 된 제2 절연막이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 컬러 필터가 건조제를 함유하는 수지로 되어 있는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 컬러 필터가 건조제를 함유하는 수지로 되어 있는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 차광막이 건조제를 함유하는 수지로 되어 있는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 차광막이 건조제를 함유하는 수지로 되어 있는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치.
  9. 제 3 항에 있어서, 상기 차광막이 건조제를 함유하는 수지로 되어 있는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치.
  10. 제 4 항에 있어서, 상기 차광막이 건조제를 함유하는 수지로 되어 있는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 EL 소자가 폴리머계 유기 재료로 된 발광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치.
  12. 제 2 항에 있어서, 상기 EL 소자가 폴리머계 유기 재료로 된 발광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치.
  13. 제 3 항에 있어서, 상기 EL 소자가 폴리머계 유기 재료로 된 발광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치.
  14. 제 4 항에 있어서, 상기 EL 소자가 폴리머계 유기 재료로 된 발광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치.
  15. 제 1 항에 따른 EL 표시장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  16. 제 2 항에 따른 EL 표시장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  17. 제 3 항에 따른 EL 표시장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  18. 제 4 항에 따른 EL 표시장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  19. TFT, 그 TFT에 전기적으로 접속된 화소 전극, 및 그 화소 전극을 음극으로 하는 EL 소자를 포함하는 화소가 다수 배치되어 있는 액티브 매트릭스 기판을 형성하는 공정;
    대향 기판상에 차광막을 형성하는 공정; 및
    상기 대향 기판에 수직인 방향에서 볼 때 상기 대향 기판상의 상기 차광막과 상기 액티브 매트릭스 기판상의 각 화소의 주변부가 겹치도록, 상기 차광막이 형성된 상기 대향 기판을 상기 액티브 매트릭스 기판에 부착하는 공정을 포함하고;
    상기 TFT 위에는 질화규소로 된 제1 절연막이 제공되고, 상기 EL 소자 위에는 질화규소로 된 제2 절연막이 제공되는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치 제작방법.
  20. TFT, 그 TFT에 전기적으로 접속된 화소 전극, 및 그 화소 전극을 음극으로 하는 EL 소자를 포함하는 화소가 다수 배치되어 있는 액티브 매트릭스 기판을 형성하는 공정;
    대향 기판상에 차광막과 다수의 컬러 필터를 형성하는 공정; 및
    상기 대향 기판에 수직인 방향에서 볼 때 상기 대향 기판상의 상기 차광막과 상기 액티브 매트릭스 기판상의 각 화소의 주변부가 겹치고, 상기 대향 기판상의 상기 컬러 필터와 상기 액티브 매트릭스 기판상의 각 화소가 겹치도록, 상기 차광막과 컬러 필터가 형성된 상기 대향 기판을 상기 액티브 매트릭스 기판에 부착하는 공정을 포함하고;
    상기 TFT 위에는 질화규소로 된 제1 절연막이 제공되고, 상기 EL 소자 위에는 질화규소로 된 제2 절연막이 제공되는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치 제작방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 컬러 필터로서, 건조제를 함유하는 수지가 사용되는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치 제작방법.
  22. 제 19 항에 있어서, 상기 액티브 매트릭스 기판과 그 액티브 매트릭스 기판에 부착된 상기 대향 기판과의 사이에 밀폐 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치 제작방법.
  23. 제 20 항에 있어서, 상기 액티브 매트릭스 기판과 그 액티브 매트릭스 기판에 부착된 상기 대향 기판과의 사이에 밀폐 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치 제작방법.
  24. 제 19 항에 있어서, 상기 차광막으로서, 건조제를 함유하는 수지가 사용되는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치 제작방법.
  25. 제 20 항에 있어서, 상기 차광막으로서, 건조제를 함유하는 수지가 사용되는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치 제작방법.
  26. 제 19 항에 있어서, 상기 EL 소자의 발광층으로서 폴리머계 유기 재료가 사용되는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치 제작방법.
  27. 제 20 항에 있어서, 상기 EL 소자의 발광층으로서 폴리머계 유기 재료가 사용되는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치 제작방법.
  28. 제1 기판 위에 매트릭스 형태로 배열되어 형성된 다수의 화소 전극;
    상기 화소 전극에 전기적으로 접속된 다수의 스위칭용 소자;
    상기 제1 기판에 대향하여 배치되고, 차광층을 가진 대향 기판; 및
    상기 제1 기판과 상기 대향 기판 사이에 배치된 발광층을 포함하는 EL 표시장치에 있어서;
    상기 다수의 스위칭용 소자 위에는 질화규소로 된 제1 절연막이 제공되어 있고, 상기 화소 전극 위에는 질화규소로 된 제2 절연막이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치.
  29. 제 28 항에 있어서, 각각의 상기 스위칭용 소자가 박막트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치.
  30. 제 28 항에 있어서, 상기 차광층이 상기 화소 전극들 사이의 간극을 차폐하는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치.
  31. 제1 기판 위에 매트릭스 형태로 배열되어 형성된 다수의 화소 전극;
    상기 화소 전극에 전기적으로 접속된 다수의 스위칭용 소자;
    상기 제1 기판에 대향하여 배치되고, 차광층과 다수의 컬러 필터를 가진 대향 기판; 및
    상기 제1 기판과 상기 대향 기판 사이에 배치된 발광층을 포함하는 EL 표시장치에 있어서;
    상기 다수의 스위칭용 소자 위에는 질화규소로 된 제1 절연막이 제공되어 있고, 상기 화소 전극 위에는 질화규소로 된 제2 절연막이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치.
  32. 제 31 항에 있어서, 각각의 상기 스위칭용 소자가 박막트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치.
  33. 제 31 항에 있어서, 상기 차광층이 상기 화소 전극들 사이의 간극을 차폐하는 것을 특징으로 하는 EL 표시장치.
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