專利名稱：電致發(fā)光顯示裝置及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電致發(fā)光顯示裝置及其制造方法，特別涉及一種每一像素都具有像素選擇用薄膜晶體管及用于對電致發(fā)光組件進行電流驅(qū)動的驅(qū)動用薄膜晶體管的電致發(fā)光顯示裝置及其制造方法。
背景技術：
近年來，使用電致發(fā)光(Electro Luminescence以下，簡稱「EL」)組件的EL顯示裝置作為取代CRT(Cathode Ray Tube，陰極射線管)及LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示器)的顯示裝置而備受注目。尤其是，開發(fā)出具有作為驅(qū)動EL組件的切換組件(switching element)的薄膜晶體管(Thin Film Transistor以下，簡稱「TFT」)的EL顯示裝置。
圖4表示有機EL顯示面板內(nèi)一個像素的等效電路圖。在實際的有機EL顯示面板中，該像素配置成n行m列的矩陣(matrix)。
供給柵極信號Gn的柵極信號線50及供給顯示信號Dm的漏極信號線60相互交叉。
在上述兩信號線的交叉點附近配置有有機EL組件70及驅(qū)動該有機EL組件70的驅(qū)動用TFT80、用于選擇像素的像素選擇用TFT10。
從電源線90供給正電源電壓PVdd到驅(qū)動用TFT80的源極。而且，其漏極是與有機EL組件70的陽極71相連接。
通過柵極信號線50與像素選擇用TFT10的柵極連接供給柵極信號Gn，并使漏極信號線60與漏極10d連接，供給顯示信號Dm。像素選擇用TFT10的源極10s與驅(qū)動用TFT80的柵極連接。在此，柵極信號Gn由圖中未示出的垂直驅(qū)動器電路輸出。顯示信號Dm則由圖中未示出的水平驅(qū)動器電路輸出。
另外，有機EL組件70由陽極71、陰極72及形成于該陽極71和陰極72之間的發(fā)光組件層(圖中未出)構成。對陰極72供給有負電源電壓CV。
另外，驅(qū)動用TFT80的柵極連接有保持電容Cs。保持電容Cs設置成通過保持對應顯示信號Dm的電荷，從而在1個圖場(field)期間保持顯示像素的顯示信號。
以下說明上述構成中EL顯示裝置的動作。當柵極信號Gn呈高電平(high level)時，像素選擇用TFT10呈導通(on)狀態(tài)。由此，源自漏極信號線60的顯示信號Dm通過像素選擇用TFT10，施加到驅(qū)動用TFT80的柵極上。
接著，驅(qū)動用TFT80的電導(conductance)隨供給到其柵極的顯示信號Dm而變化，對應電導的驅(qū)動電流通過驅(qū)動用TFT80供給到有機EL組件70后，有機EL組件70發(fā)亮。在隨著供給到其柵極的顯示信號Dm，驅(qū)動用TFT80處于斷開(OFF)狀態(tài)的情況下，由于電流并不會流到驅(qū)動用TFT80，所以有機EL組件70不發(fā)亮。
在此，像素選擇用TFT10及驅(qū)動用TFT80的活化層，任一個都由多晶硅層形成。
其中，相關的現(xiàn)有技術文獻，有例如以下的專利文獻1。
專利文獻1日本特開2002-175029號公報但是，像素選擇用TFT10必須按照柵極信號Gn高速進行切換，因此需為低導通電阻，相對于此，驅(qū)動用TFT80為對流到有機EL組件70的電流進行限制，反而以高導通電阻為宜。因此，現(xiàn)有技術中將像素選擇用TFT10的溝道寬幅設計得較寬，驅(qū)動用TFT80的溝道長度設計得較長。
因此，導致驅(qū)動用TFT80的圖案尺寸(pattern size)變大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的有機EL顯示裝置鑒于上述的問題作出發(fā)明，其特征在于以多晶硅(poly-silicon)薄膜晶體管構成各像素的像素選擇用晶體管，且以非晶硅(amorphous silicon)薄膜晶體管構成驅(qū)動用晶體管。
籍此方式，可根據(jù)像素選擇用晶體管及驅(qū)動用晶體管的需要的特性進行最適合的設計。特別是，由于驅(qū)動用晶體管的載流子遷移率(carrier mobility)變得更小，其溝道長度即使跟現(xiàn)有技術相比短也可獲得到高導通電阻，而且可將驅(qū)動用TFT的圖案尺寸縮小。
另外，本發(fā)明的有機EL顯示裝置的制造方法是在整個絕緣性基底的上形成非晶硅層，且通過在與其非晶硅層的所述像素選擇用晶體管的活化層圖案形成區(qū)域相當?shù)膮^(qū)域中照射激光束(laser beam)，使該區(qū)域的非晶硅層結晶成長(crystal growth)，隨后通過將其非晶硅層圖案化(patterning)，形成像素選擇用晶體管的活化層及驅(qū)動用晶體管的活化層。


圖1是本發(fā)明的實施方式的電致發(fā)光顯示裝置的平面圖案圖。
圖2(A)及(B)是表示像素選擇用TFT 10及驅(qū)動用TFT 85的構造的截面圖。
圖3(a)至(c)是表示本發(fā)明的實施方式的電致發(fā)光顯示裝置的制造方法的圖。
圖4是現(xiàn)有技術的電致發(fā)光顯示裝置的電路圖。
符號說明10像素選擇用TFT；11保持電容線；15像素選擇用TFT10的活化層；16接觸孔；17鋁配線；10d漏極；10s源極；20、51、52柵極；50柵極信號線；60漏極信號線；70有機EL組件；71陽極；72陰極；80、85驅(qū)動用TFT；85A、85B并聯(lián)晶體管；90電源線；100絕緣性基底；101柵極絕緣層；102層間絕緣層；103驅(qū)動用TFT85的活化層；105非晶硅層；200步進式投影光刻裝置用掩模；201開口部；Cs保持電容；CV負電源電壓；Dm顯示信號；Gn柵極信號；PVdd正電源電壓。
具體實施例方式
接著，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。首先，參照圖1、圖2說明第1個實施方式。圖1是該一個像素的平面圖案圖。而圖2是表示像素選擇用TFT10及驅(qū)動用TFT85的構造的截面圖。在實際的有機EL顯示面板中，該像素配置成n行m列的矩陣(matrix)。在本實施方式中，以多晶硅TFT構成像素選擇用TFT10，以非晶硅薄膜晶體管85構成驅(qū)動用TFT85。
以下關于該像素構造詳加說明。供給柵極信號Gn的柵極信號線50在橫方向延伸，供給顯示信號Dm的漏極信號線60縱方向延伸，上述信號線互相呈立體交叉。柵極信號線50是由鉻層或鉬層等構成，漏極信號線60則是由其上層的鋁層等構成。
像素選擇用TFT10為多晶硅TFT。該像素選擇用TFT10，在由玻璃基底等的透明的絕緣性基底100上形成的多晶硅層構成的活化層15上形成柵極絕緣層101，且在該柵極絕緣層101上形成由柵極信號線50延伸出來的兩個柵極51、52，從而形成雙柵極(double gate)構造。于柵極51、52上形成有層間絕緣層102(參照圖2(A))。
而且，該像素選擇用TFT 10的源極10d通過接觸點(contact)16與漏極信號線60連接。構成像素選擇用TFT 10的漏極10s的多晶硅層在保持電容區(qū)域延伸，且通過電容絕緣膜與其上層的保持電容線11相重疊(overlap)，以該重疊部分形成保持電容Cs。
接著，從像素選擇用TFT 10的漏極10s延伸出來的多晶硅層是通過鋁配線17與驅(qū)動用TFT 85的柵極20連接。
驅(qū)動用TFT 85為非晶硅TFT。該驅(qū)動用TFT 85，在由玻璃基底等的透明的絕緣性基底100上形成的非晶硅層構成的活化層103上形成柵極絕緣層104，且在該柵極絕緣層104上形成由鉻層或鉬層等構成的柵極20。在柵極20上形成有層間絕緣層102。柵極絕緣層104可用與像素選擇用TFT 10的柵極絕緣層101相同的工序形成(參照第2圖(B))。
驅(qū)動用TFT 85是由通過柵極20共同輸入的2個并聯(lián)晶體管85A、85B構成，各并聯(lián)晶體管85A、85B的共同源極則通過接觸孔與供給正電源電壓PVdd的電源線90相連接。此外，各并聯(lián)晶體管85A、85B的共同漏極通過接觸孔與有機EL組件70的陽極71相連接。
如上所述，為以多晶硅TFT構成像素選擇用TFT 10，且以非晶硅TFT858構成驅(qū)動用TFT85，需要以多晶硅層形成像素選擇用TFT 10的活化層15，且以非晶硅層形成驅(qū)動用TFT85的活化層103。以下說明其制造方法。
首先在整個絕緣性基底100的上用CVD法(chemical vapordeposition，化學汽相沉積法)形成非晶硅層，在像素選擇用TFT 10的活化層形成區(qū)域上局部地照射激光束，而且沿著該活化層形成區(qū)域?qū)す馐恼丈潼c(spot)進行掃描(scan)。
由此，因最初生成于照射點的仔晶(seed crystal)沿著掃描方向繼續(xù)成長，所以可使活化層形成區(qū)域多晶硅化。另一方面，因在驅(qū)動用TFT 85的活化層形成區(qū)域未進行激光照射，所以該區(qū)域維持非晶狀態(tài)。接著，在一般的光刻(photolithography)工序中，對像素選擇用TFT 10的活化層15及驅(qū)動用TFT 85的活化層103的進行圖案形成。
而且，使用僅在像素選擇用TFT10的活化層形成區(qū)域設有開口部的掩模，則可通過該掩模進行激光束照射。圖3是表示上述有機EL顯示裝置的制造方法的圖。圖3(a)表示步進式投影光刻裝置(stepper)用掩模200的構成。該步進式投影光刻裝置用掩模200是與1張有機EL顯示面板相對應的掩模，在多個像素的每一個中各具有與像素選擇用TFT 10的活化層形成區(qū)域15a相對應的開口部201。
圖3(b)是表示圖3(a)的1個開口部201的周邊(以圖3(a)的虛線所圍繞的區(qū)域)的放大圖。圖3(c)是沿著圖3(b)的X-X線的截面圖。步進式投影光刻裝置用掩模200是以在其開口部201中含有像素選擇用TFT10的活化層形成區(qū)域15a的方式，對配置在其下方的絕緣性基底10進行對準(alignment)。在絕緣性基底10上利用CVD法全面堆積非晶硅層105。
接著，激光束從步進式投影光刻裝置用掩模200的上方向絕緣性基底10照射。由此，通過步進式投影光刻裝置用掩模200的開口部201，電射光束以預定時間對絕緣性基底10的非晶硅層105進行照射后，該部分的非晶硅熔解，然后在冷卻過程中產(chǎn)生結晶化。通過該方式，像素選擇用TFT10的活化層形成區(qū)域15a的非晶硅，其晶粒大小(grainsize)變大，或是產(chǎn)生多晶化。另一方面，關于驅(qū)動用TFT85的活化層形成區(qū)域因不透過步進式投影光刻裝置用掩模200照射激光束，所以維持非晶狀態(tài)。
如上所述，使用步進式投影光刻裝置用掩模200對1張有機EL顯示面板進行激光束的集中照射。但是，當將有機EL顯示裝置進行批量生產(chǎn)時，使多張有機EL顯示面板在一張絕緣性基底10上呈矩陣式排列。因此，使用了步進式投影光刻裝置用掩模200的集中照射，可通過分步重復處理(step and repeat)對多張有機EL顯示面板依序進行操作。換言之，使用步進式投影光刻裝置用掩模200對某張有機EL顯示面板進行激光束的集中照射，接著，再同樣地對相鄰配置的有機EL顯示面板進行激光束的集中照射。然后反復進行該工序。另外，在對所有的有機EL顯示面板進行激光束照射后，在一般的光刻制作過程中，對像素選擇用TFT10的活化層15及驅(qū)動用TFT85的活化層103進行圖案的形成。
如上所述根據(jù)本實施方式，以多晶硅TFT構成因高速切換(switching)需要低導通電阻的像素選擇用TFT10，且以非晶硅TFT構成需要高導通電阻的驅(qū)動用TFT85。由此，可分別將兩TFT依據(jù)所需特性設計成最適合。特別是，驅(qū)動用TFT85的載流子遷移率會變得比像素選擇用TFT10的載流子遷移率更小，因此，即使驅(qū)動用TFT85的溝道長度較短，也可以對于流通于有機EL組件70的電流加以制限。藉此方式，可使驅(qū)動用TFT的圖案尺寸變小。
接著說明第2個實施方式。本實施方式，其特征在于，利用多晶硅TFT構成像素選擇用TFT10及驅(qū)動用TFT85，且使驅(qū)動用TFT85的晶粒大小小于像素選擇用TFT10的晶粒大小。即，以多晶硅層形成像素選擇用TFT10的活化層15，關于驅(qū)動用TFT85的活化層103也以多晶硅層形成。然后，使驅(qū)動用TFT85的活化層103的多晶硅晶粒大小小于像素選擇用TFT10的活化層15的多晶硅晶粒大小。其他的構成與第1個實施方式相同。
多晶硅TFT的載流子遷移率將與多晶硅晶粒大小成比例增長。因此，根據(jù)本實施方式，驅(qū)動用TFT85的載流子遷移率將變得比像素選擇用TFT10的載流子遷移率更小。藉此方式，與第1個實施方式相同，即使驅(qū)動用TFT85的溝道長度較短，也可限制流到有機EL組件70的電流，由此可使驅(qū)動用TFT的圖案尺寸變小。
作為形成如上述的晶粒大小不同的像素選擇用TFT10及驅(qū)動用TFT85的方法，有可利用CVD法在整個絕緣性基底100上的形成非晶硅層，且在利用激光照射(例如激生分子激光(excimer laser)照射)使非晶硅層結晶化的時候，改變激光功率的方法或不改變功率只改變激光的照射方法的方法。在此，作為改變激光的照射方法的方法，例如有改變脈沖激光(pulse laser)的脈沖周期的設定的方法、在掃描(scan)激光脈沖時改變該脈沖激光重疊的程度的方法、以及改變激光束形狀(點束(spot beam)、線束(line beam))的方法，而在上述方法之中可任選其一。
在上述的實施方式中，雖然由并聯(lián)晶體管85A、85B構成驅(qū)動用TFT85，但這是為了當單方晶體管不良工作時可供為備用品，因此并不一定非采用并聯(lián)構成不可。
此外，在上述實施方式中雖以雙柵極構成像素選擇用TFT10，但也可為單柵極構造。
根據(jù)本發(fā)明，由于以多晶硅薄膜晶體管構成需要低導通電阻的像素選擇用晶體管，且以非晶硅薄膜晶體管構成需要高導通電阻的驅(qū)動用晶體管，因此驅(qū)動用晶體管的載流子遷移率會變得比像素選擇用晶體管的載流子遷移率小，是故，為了獲得較高的導通電阻，可更加縮短其溝道長度，且可使驅(qū)動用TFT的圖案尺寸變小。
權利要求
1.一種電致發(fā)光顯示裝置，其特征在于，含有多個像素，且各像素具有電致發(fā)光組件；可用于對應柵極信號選擇各像素的像素選擇用晶體管；以及可對應通過所述像素選擇用晶體管所供給的顯示信號而向所述電致發(fā)光組件供給電流的驅(qū)動用晶體管，其中，所述像素選擇用晶體管是由多晶硅薄膜晶體管所構成，所述驅(qū)動用晶體管是由非晶硅薄膜晶體管所構成。
2.一種電致發(fā)光顯示裝置，其特征在于，含有多個像素，且各像素具有電致發(fā)光組件；可用于對應柵極信號選擇各像素的像素選擇用薄膜晶體管；以及可對應通過所述像素選擇用薄膜晶體管所供給的顯示信號而向所述電致發(fā)光組件供給電流的驅(qū)動用薄膜晶體管，其中，所述驅(qū)動用薄膜晶體管的載流子遷移率小于所述像素選擇用薄膜晶體管的載流子遷移率。
3.根據(jù)權利要求2所述的電致發(fā)光顯示裝置，其中，所述像素選擇用薄膜晶體管及所述驅(qū)動用薄膜晶體管為多晶硅薄膜晶體管，所述驅(qū)動用薄膜晶體管的晶粒大小小于所述像素選擇用薄膜晶體管的晶粒大小。
4.一種電致發(fā)光顯示裝置的制造方法，其特征在于，其是可制造含有多個像素，且各像素具有電致發(fā)光組件；可用于對應柵極信號選擇各像素的像素選擇用晶體管；以及可對應通過所述像素選擇用晶體管所供給的顯示信號而向所述電致發(fā)光組件供給電流的驅(qū)動用晶體管的電致發(fā)光顯示裝置的方法，其中，該制造方法具有在整個絕緣性基底上形成非晶硅層的工序；通過在與所述非晶硅層的所述像素選擇用晶體管的活化層圖案形成區(qū)域相當?shù)膮^(qū)域上照射激光束，使該區(qū)域的非晶硅層結晶成長的工序；以及其后通過使所述非晶硅層圖案化，形成所述像素選擇用晶體管的活化層及所述驅(qū)動用晶體管的活化層的工序。
5.根據(jù)權利要求4所述的電致發(fā)光顯示裝置的制造方法，其特征在于，其中，設置有在與所述非晶硅層的所述像素選擇用晶體管的活化層圖案形成區(qū)域相當?shù)膮^(qū)域上具有開口部的掩模，透過該掩模的開口部用激光束集中照射該區(qū)域。
6.根據(jù)權利要求5所述的電致發(fā)光顯示裝置的制造方法，其特征在于，其中，通過分步重復處理反復進行應用所述掩模的激光束的集中照射。
7.一種電致發(fā)光顯示裝置的制造方法，其特征在于，可制造出在絕緣性基底上具有電致發(fā)光組件、以及用以驅(qū)動該電致發(fā)光組件的第1薄膜晶體管及第2薄膜晶體管的電致發(fā)光顯示裝置的方法，其中，該制造方法具有在整個所述絕緣性基底上形成非晶硅層的工序；設置有在與所述非晶硅層的所述第1薄膜晶體管的活化層圖案形成區(qū)域相當?shù)膮^(qū)域上具有開口部的掩模，且透過該掩模的開口部利用分步重復處理使激光束進行集中照射該區(qū)域，由此使該區(qū)域的非晶硅層結晶成長的工序；以及其后通過使所述非晶硅層圖案化，形成所述第1薄膜晶體管的活化層及所述第2薄膜晶體管的活化層的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電致發(fā)光顯示裝置及其制造方法，目的在于縮小驅(qū)動用TFT的圖案尺寸。本發(fā)明的像素選擇用TFT為多晶硅TFT，且由玻璃基底等透明的絕緣性基底上的形成的多晶硅層構成的活化層上形成柵極絕緣層，且于該柵極絕緣層上形成由柵極信號線延伸出來的兩個柵極。另一方面，驅(qū)動用TFT為非晶硅TFT，且在由玻璃基底等透明的絕緣性基底上形成的非晶硅層構成的活化層上形成柵極絕緣層，且于該柵極絕緣層上形成由鉻層或鉬層等構成的柵極。
文檔編號H01L29/04GK1494361SQ0316007
公開日2004年5月5日 申請日期2003年9月26日 優(yōu)先權日2002年10月1日
發(fā)明者米田清 申請人:三洋電機株式會社