專(zhuān)利名稱(chēng)：電子設(shè)備及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有薄膜晶體管的電子設(shè)備(例如顯示設(shè)備或者集成電路設(shè)備)。此外，本發(fā)明涉及包括通過(guò)執(zhí)行激光束掃描對(duì)薄膜晶體管的薄膜半導(dǎo)體層進(jìn)行退火的步驟的電子設(shè)備制造方法。
背景技術(shù)：
諸如液晶顯示設(shè)備或者有機(jī)EL (電致發(fā)光)設(shè)備的顯示設(shè)備被稱(chēng)為具有薄膜晶體管(TFT)的電子設(shè)備。
薄膜晶體管(下文中稱(chēng)作"TFT")用作將與圖像信號(hào)對(duì)應(yīng)的電壓施加給液晶顯示i殳備中的液晶層的開(kāi)關(guān)元件。
另外，TFT也用作控制流過(guò)有機(jī)EL顯示設(shè)備中每個(gè)像素設(shè)置的自發(fā)光元件的電流量的驅(qū)動(dòng)晶體管。在有機(jī)EL顯示設(shè)備的每個(gè)像素中，除驅(qū)動(dòng)晶體管之外，需要開(kāi)關(guān)元件以用于電流路徑的切斷控制、圖像信號(hào)的采樣等。TFT也用作開(kāi)關(guān)元件。
TFT具有在通過(guò)由采用與用于半導(dǎo)體集成電路相同的技術(shù)在顯示設(shè)備的面基板上層壓薄膜而獲得的層壓結(jié)構(gòu)內(nèi)由多晶硅、單晶
6硅等制成的薄膜半導(dǎo)體層。在薄膜半導(dǎo)體層中形成源極/漏極區(qū)，并且通過(guò)柵極絕緣膜將柵電極設(shè)置為接近薄膜半導(dǎo)體層的上表面或者下表面。
通常，在低溫多晶硅TFT中，在用于使非晶硅(薄膜半導(dǎo)體層的形成膜)結(jié)晶以4吏非晶石圭變成多晶石圭(polysilicon )的退火處理中采用Exima激光退火(ELA )方法。
然而，盡管通過(guò)采用ELA方法形成的低溫多晶硅TFT具有大遷移率，但是多個(gè)低溫多晶硅TFT的閾值電壓或者遷移率很大程度地分散(disperse,波動(dòng))。TFT的閾值電壓和遷移率分散，導(dǎo)致用于像素驅(qū)動(dòng)的4喿作在上述的液晶顯示i殳備或者有才幾EL顯示i殳備中變得不穩(wěn)定。
更具體地，在利用ELA方法的激光束照射中，以4吏激光束間歇地照射具有預(yù)定形狀的區(qū)域(照射區(qū)域(shot region ))的方式來(lái)執(zhí)行線(xiàn)性?huà)呙?，其中，在用激光束照射的該區(qū)域沿一個(gè)方向部分偏移的同時(shí)才艮據(jù)脈沖驅(qū)動(dòng)用激光束照射該區(qū)域。此外，以4吏照射區(qū)域的中心沿與這個(gè)掃描方向垂直相交的方向偏移乂人而4吏該照射區(qū)i或與在同樣與這個(gè)掃描方向垂直相交的方向中的前一照射區(qū)域部分重疊的方式來(lái)類(lèi)似地執(zhí)行下一線(xiàn)性?huà)呙?。通過(guò)使用激光束重復(fù)執(zhí)行這種線(xiàn)性?huà)呙鑱?lái)4丸4于ELA方法。
這時(shí)，例如，TFT特性在掃描線(xiàn)內(nèi)的均勻性變得優(yōu)于TFT特性在與掃描方向垂直相交的方向上的均勻性。相反，TFT的閾值電壓和遷移率易于在與掃描線(xiàn)垂直相交的方向上分散，這導(dǎo)致在顯示屏
上出現(xiàn)周期性條紋狀亮度不均勻性。
特別，在有機(jī)EL顯示設(shè)備的驅(qū)動(dòng)晶體管中，根據(jù)輸入至像素的信號(hào)的電平來(lái)調(diào)節(jié)用于發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電流的量。結(jié)果，TFT的閾值電壓和遷移率的分散以像素的發(fā)光亮度變化的形式直接出現(xiàn)。 另外，盡管采樣晶體管為開(kāi)關(guān)晶體管，但是采樣時(shí)間取決于閾值電 壓，并且當(dāng)遷移率不同時(shí)，即使對(duì)于相同的采樣時(shí)間，所取得的信 號(hào)電荷的量也不同。因此，由于采樣晶體管的特性也分散，所以發(fā) 光亮度無(wú)論如何都會(huì)改變。
為了防止由于ELA掃描所引起的在有機(jī)EL顯示器中的顯示不 均勻性，作出了各種4是i義。例如，在日本專(zhuān)利公開(kāi)第2003-91245 號(hào)和第2002-175029號(hào)(下文中，稱(chēng)作專(zhuān)利文獻(xiàn)1和專(zhuān)利文獻(xiàn)2 ) 中描述了這些提議。
在專(zhuān)利文獻(xiàn)l中所述的技術(shù)中，多個(gè)TFT (驅(qū)動(dòng)晶體管)經(jīng)設(shè) 置以分別與發(fā)光元件并聯(lián)連接。這時(shí)，使得溝道電流流動(dòng)的方向(溝 道長(zhǎng)度方向)在多個(gè)TFT中不同。此外，對(duì)晶體特性隨溝道長(zhǎng)度方 向而不同的非晶形半導(dǎo)體膜^U于沿一個(gè)方向的ELA激光束照射， 或者沿多個(gè)方向的ELA激光照射，從而使由于上述的ELA掃描引 起的周期性亮度不均勻性在顯示屏上不太明顯。
在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，與連接至發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)晶體管串聯(lián)地設(shè)置 補(bǔ)償晶體管，該補(bǔ)償晶體管具有與驅(qū)動(dòng)晶體管的一種導(dǎo)電類(lèi)型相反 的溝道導(dǎo)電類(lèi)型并且是二極管連接的。當(dāng)在ELA階^殳中由于激光 束線(xiàn)性?huà)呙瓒隍?qū)動(dòng)晶體管中導(dǎo)致特性分散時(shí)，在相反導(dǎo)電類(lèi)型的 補(bǔ)償晶體管中導(dǎo)致相反的特性分散，從而吸收了由于上述的特性分 散而引起的驅(qū)動(dòng)電流的變化。鑒于此，可以使由于上述的ELA掃 描所引起的周期性亮度不均勻性在顯示屏上不太明顯。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1和專(zhuān)利文獻(xiàn)2中所述的4支術(shù)具有以下缺點(diǎn)， 因?yàn)橄袼仉娐芬陔娐飞线M(jìn)行設(shè)計(jì)，所以像素電路變大。另外，對(duì) 于就這樣的電路制成的設(shè)備，產(chǎn)生的效果有限。
另一方面，當(dāng)降低激光束照射能量時(shí)，由于激光束掃描所引起 的周期性條紋狀亮度不均勻性會(huì)戲劇性地變得不太顯著。然而，當(dāng) 降低激光束照射能量時(shí)，因?yàn)榻Y(jié)晶化沒(méi)有進(jìn)展，所以不能獲得期望 的TFT特性。此外，由于另一主要因素結(jié)晶化不足而在TFT中導(dǎo) 致特性分散，這導(dǎo)致顯示質(zhì)量降低。
當(dāng)降低激光束照射能量時(shí)，掃描次數(shù)增加并且用激光束照射的 區(qū)域每次偏移一點(diǎn)點(diǎn)， -使得同一^f象素用激光束照射了多次，乂人而也 能夠促進(jìn)結(jié)晶化。然而，當(dāng)增加掃描次數(shù)時(shí)，4丸行退火處理就要花 費(fèi)大量時(shí)間，這成為成本增加的主要因素。
在除顯示設(shè)備之外的電子設(shè)備(諸如薄膜晶體管以陣列形式分 散的集成電路等)中同樣會(huì)導(dǎo)致由于激光束退火引起的特性分散。
鑒于上述問(wèn)題，因此，期望提供一種具有薄膜晶體管的電子設(shè)
備及其制造方法，所形成的該薄膜晶體管使得在通過(guò)使用激光束照
射等方式執(zhí)行熱源掃描時(shí)，即使用了低能量熱源也能夠充分地加熱 半導(dǎo)體薄力莫，并且在熱源掃描的向外if各線(xiàn)和返回路線(xiàn)之間不會(huì)導(dǎo)致
任何特性分散。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種電子設(shè) 備，包括基板；以及多個(gè)薄膜晶體管，在從基板的主面觀(guān)看時(shí)的 平面圖上，至少沿一個(gè)方向上線(xiàn)狀設(shè)置。多個(gè)薄膜晶體管中的每個(gè)均包括在基板上的預(yù)加熱層；在預(yù) 加熱層上的絕緣層；以及薄膜半導(dǎo)體層，其一部分通過(guò)絕緣層與預(yù) 加熱層重疊。在預(yù)加熱層中，除與薄膜半導(dǎo)體層重疊的部分之外的
平面形狀。
在該實(shí)施例中，優(yōu)選地，預(yù)加熱層具有與薄膜半導(dǎo)體層重疊的 第一區(qū)域，以及除第一區(qū)域之外的第二區(qū)域。此外，第二區(qū)域具有 平面形狀，該平面形狀具有穿過(guò)第 一 區(qū)域的中心的線(xiàn)對(duì)稱(chēng)軸。
在該實(shí)施例中，優(yōu)選地，預(yù)加熱層為薄膜晶體管的柵電極，并 且絕緣層為薄膜晶體管的柵極絕緣膜。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種電子設(shè)備，包括基 板；以及多個(gè)薄膜晶體管，在從基板的一主面，見(jiàn)看時(shí)的平面圖上， 至少沿一個(gè)方向線(xiàn)狀設(shè)置。多個(gè)薄膜晶體管中的每個(gè)均包括在基 板上的預(yù)加熱層；在預(yù)加熱層上的絕緣層；以及薄膜半導(dǎo)體層，其 一部分通過(guò)絕緣層與預(yù)加熱層重疊。當(dāng)從這個(gè)主面》見(jiàn)看時(shí)的預(yù)加熱 層的平面形狀具有與薄膜半導(dǎo)體層重疊的至少一個(gè)第一區(qū)域，以及 除第一區(qū)域之外的第二區(qū)域；并且第二區(qū)域的平面形狀具有兩個(gè)i走 轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)部分，其中，當(dāng)一個(gè)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)部分以;旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)軸作為中心軸
旋轉(zhuǎn)180°時(shí)，這個(gè)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)部分與另一個(gè)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)部分重疊。
才艮據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，才是供了一種電子i殳備制造方法，包 4舌以下步-驟在基斧反上形成多個(gè)薄膜晶體管，在乂人所述基4反的一個(gè) 主面，見(jiàn)看時(shí)的平面圖上，至少沿 一個(gè)方向線(xiàn)狀i殳置多個(gè)薄月莫晶體。
形成多個(gè)薄膜晶體管的步驟包括以下步驟在基板上形成預(yù)加 熱膜(preliminary heating film );將預(yù)加熱膜圖案化為每個(gè)薄膜晶體 管的預(yù)定平面形狀；形成絕鄉(xiāng)彖月莫以覆蓋多個(gè)預(yù)加熱層的露出面；在絕纟彖力莫上形成半導(dǎo)體薄力莫；乂人所述一個(gè)方向的一側(cè)向另 一側(cè)掃描;敫 光束，并在所述一個(gè)方向內(nèi)交替改變掃描方向的同時(shí)多次重復(fù)掃 描，并且對(duì)半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行退火；以及對(duì)半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行圖案化， 以形成每個(gè)薄膜晶體管的薄膜半導(dǎo)體層。
在圖案化預(yù)加熱膜的步驟中，預(yù)加熱膜經(jīng)圖案化以使每個(gè)薄膜 晶體管的預(yù)加熱膜的預(yù)定平面形狀變成相對(duì)于在與所述一個(gè)方向 垂直相交的方向延伸的軸線(xiàn)對(duì)稱(chēng)。在圖案化半導(dǎo)體薄膜的步驟中， 半導(dǎo)體薄膜經(jīng)圖案化以形成薄膜半導(dǎo)體層，其中，除與預(yù)加熱層部
分重疊的區(qū)域之外的區(qū)i或的平面形狀變成相對(duì)于該軸線(xiàn)對(duì)稱(chēng)。
在上述結(jié)構(gòu)中，在預(yù)加熱層上通過(guò)絕緣層堆疊薄膜半導(dǎo)體層。 這時(shí)，當(dāng)注意預(yù)加熱層的平面形狀時(shí)，部分預(yù)加熱層與薄膜半導(dǎo)體 層的平面形狀重疊。這里，平面形狀指在/人基纟反的一個(gè)主面》見(jiàn)看時(shí) 的平面圖的形狀(圖案的形狀)，在該基^反上形成有預(yù)加熱層和薄 膜半導(dǎo)體層。在從基板的一個(gè)主面觀(guān)看時(shí)的平面圖上，至少沿一個(gè)
方向線(xiàn)狀形成多個(gè)薄膜晶體管。薄膜半導(dǎo)體層是用于形成薄膜晶體 管的溝道的層。
在與薄膜半導(dǎo)體層部分重疊的預(yù)加熱層中，除重疊部分之外的
部分具有相對(duì)于沿與所述一個(gè)方向(線(xiàn)狀i殳置方向)垂直相交的方 向延伸的軸而線(xiàn)對(duì)稱(chēng)的平面形狀。因此，在從所述一個(gè)方向的一側(cè) 向另一側(cè)橫過(guò)預(yù)加熱層的情況下，以及在所述一個(gè)方向的另一側(cè)橫 穿一側(cè)的情況下，在這兩種'tt況下，相^j"于所述軸而線(xiàn)^f稱(chēng)的兩個(gè) 圖案部分從一個(gè)圖案部分橫過(guò)另一個(gè)圖案部分。另外，兩個(gè)圖案部 分關(guān)于在預(yù)加熱層和薄膜半導(dǎo)體層之間的重疊部分具有對(duì)稱(chēng)性。因 此，如果某種加熱源橫過(guò)預(yù)加熱層，則平面形狀的線(xiàn)對(duì)稱(chēng)性會(huì)使加 熱具有均勻性。
ii更具體地，當(dāng)預(yù)加熱層的平面形狀^^皮劃分成與薄膜半導(dǎo)體層重 疊的第一區(qū)域和除第一區(qū)域之外的第二區(qū)域時(shí)，第二區(qū)域具有平面 形狀，該平面形狀具有穿過(guò)第一區(qū)域的中心的線(xiàn)對(duì)稱(chēng)軸。這表示設(shè)
置單個(gè)第 一 區(qū)域還是:^殳置多個(gè)第 一 區(qū)域都沒(méi)問(wèn)題。
另外，第二區(qū)域的平面形狀具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)部分，其中，當(dāng) 一個(gè)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)部分以^走轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)軸作為中心軸凝:轉(zhuǎn)180。時(shí)，這個(gè)凝:轉(zhuǎn) 3于稱(chēng)部分與另 一個(gè)凝:凈爭(zhēng)^"稱(chēng)部分重疊。
這里，由于第一區(qū)域?yàn)榕c薄膜半導(dǎo)體層重疊的部分，所以第一 區(qū)域用作用于直接加熱薄膜半導(dǎo)體層的加熱部。當(dāng)預(yù)加熱層為薄膜 晶體管的斥冊(cè)電才及層時(shí)，第一區(qū)i或?yàn)橛锌?4冊(cè)4及部。另一方面，第二區(qū) i或?yàn)槌谝粎^(qū)域之外的預(yù)加熱層的部分。因此，通常，如4可加熱第 一區(qū)域隨第二區(qū)域的配置而不同。
即，例如，當(dāng)考慮在激光束退火中掃描階段時(shí)，激光束撞擊在 第一區(qū)域上，而在加熱第一區(qū)域之前，激光束可撞擊在將加熱的第 二區(qū)域上。在這種情況下，在第二區(qū)域中產(chǎn)生的熱量^^皮傳輸至第一 區(qū)域(預(yù)加熱)。此外，當(dāng)在激光束掃描中首先在向外路線(xiàn)和返回 ^各線(xiàn)中加熱的第二區(qū)域的平面形狀不對(duì)稱(chēng)時(shí)，在主力。熱允許直4妄力口 熱第一區(qū)域之前，第一區(qū)域的溫度在預(yù)加熱中不同。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，將具有如在實(shí)施例的情況下具有軸對(duì)稱(chēng) (線(xiàn)對(duì)稱(chēng))性或者如在另一個(gè)實(shí)施例中具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性的圖案的第 二區(qū)域連接至第一區(qū)域。因此，當(dāng)確定適用于這種對(duì)稱(chēng)性的激光束 掃描方向時(shí)，如何加熱薄膜半導(dǎo)體層在激光束掃描的向外路線(xiàn)和返 回^各線(xiàn)之間是大f丈相同的。
根本發(fā)明的實(shí)施例，能夠提供具有薄膜晶體管的電子設(shè)備，其 制造方法，所形成的薄膜晶體管使得在通過(guò)使用激光束照射等方式?jīng)_丸4亍熱源掃描時(shí)，即4吏用了〗氐能量熱源也能夠充分地加熱半導(dǎo)體薄 膜，并且在熱源掃描的向外路線(xiàn)和返回路線(xiàn)之間不會(huì)導(dǎo)致任何特性分散。


圖1為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的有機(jī)EL顯示設(shè)備的主要配置 的框圖2為示出在圖1所示實(shí)施例的有機(jī)EL顯示設(shè)備中具有P溝
道驅(qū)動(dòng)晶體管的像素電路的配置的電路圖(部分為模塊)；
圖3為示出在圖1所示實(shí)施例的有機(jī)EL顯示設(shè)備中具有N溝 道驅(qū)動(dòng)晶體管的像素電路的配置的電路圖(部分為才莫塊)；
圖4為有機(jī)發(fā)光二極管的I-V特性的曲線(xiàn)圖5A和圖5B分別為示出在圖1所示實(shí)施例的有4幾EL顯示i殳 備中在改變圖案之前的^f象素電^各的結(jié)構(gòu)的頂部平面圖和沿圖5A的 線(xiàn)A-A截取的橫截面圖6A和圖6B分別為示出在圖5A所示的像素電路中在激光束 退火階,殳中的圖案的頂部平面圖和沿圖6A的線(xiàn)A-A截取的4黃截面 圖7為示出在圖3所示實(shí)施例的有機(jī)EL顯示設(shè)備中的激光束 退火掃描方法(方向)的示圖8為示出與在圖3所示實(shí)施例的有才幾EL顯示i殳備中的激光 束退火掃描方法形成對(duì)比的另一激光束退火掃描方法(方向)的示 圖；圖9A和圖9B分別為在圖5A中示出的^象素電^各的結(jié)構(gòu)械 沒(méi)置 為示出4竟面^j"稱(chēng)性時(shí)的兩個(gè)^象素的頂部平面圖和沿圖9A的線(xiàn)A-A 截取的橫截面圖10A 圖IOD為分別示出在圖1所示實(shí)施例的有才幾EL顯示 設(shè)備中的柵極圖案的類(lèi)型的頂部平面圖11為示出在圖1所示實(shí)施例的有機(jī)EL顯示設(shè)備中具有多個(gè) 第 一 區(qū)i或的棚4及圖案的頂部平面圖12為示出在圖1所示實(shí)施例的有機(jī)EL顯示設(shè)備中的另一類(lèi) 型的4冊(cè)4及圖案的頂部平面圖13A、圖13B以及圖13C分別為在實(shí)例1中的像素電路的頂 部平面圖、沿圖13A的線(xiàn)A-A截取的4黃截面圖、以及在激光束退 火階革殳中實(shí)例1中的^f象素電路的頂部平面圖；以及
圖14A以及圖14B分別為在實(shí)例2中的《象素電i 各的頂部平面 圖、沿圖14A的線(xiàn)A-A截取的橫截面圖、以及在激光束退火階段 中實(shí)例2中的^象素電^各的頂部平面圖。
具體實(shí)施例方式
下文中，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。在本實(shí)施例中， 本發(fā)明被應(yīng)用于作為電子設(shè)備的有機(jī)EL顯示裝置。
<整體配置〉所示的有機(jī)EL顯示設(shè)備1包括具有以矩陣形式設(shè)置的多個(gè)像 素電路(PIX.C.) 3的像素部2以及用于驅(qū)動(dòng)像素部2的驅(qū)動(dòng)電路。 驅(qū)動(dòng)電路包括垂直驅(qū)動(dòng)電路(V掃描器)4和水平驅(qū)動(dòng)電^各(H掃 描器H. Scan) 5。
根據(jù)每個(gè)像素電路3的配置來(lái)設(shè)置多個(gè)V掃描器4。在這種情 況下，V掃描器4被配置為包括水平像素線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電^各(D.Scan) 41 和寫(xiě)信號(hào)掃描電路(W.Scan) 42。
在圖1中所示的像素電路的參考符號(hào)"3 (i， j)"表示所涉及 的像素電路具有垂直方向(縱向)的地址i (i=l，2)以及水平方向 (橫向)的地址j (j=l,2, 3)。這些地址i和j取的是分別具有"n" 和"m，，作為其最大凄t的1以上的整凄t。具體地，在本實(shí)施例中， 為了圖形簡(jiǎn)化，示出了 11=2和111=3的情況。
在隨后的描述和附圖中，該地址表示法類(lèi)似地應(yīng)用于像素電路 的元件、信號(hào)、信號(hào)線(xiàn)、電壓等。
像素電路3(1， 1)和3(2， 1 )每個(gè)均連接至垂直方向的共 用第一信號(hào)線(xiàn)SIG (1)。同樣，像素電路3 (1, 2)和3(2, 2)每 個(gè)均連接至垂直方向的共用第二信號(hào)線(xiàn)SIG (2),以及像素電路3( 1 ， 3)和3 (2， 3)每個(gè)均連接至垂直方向的共用第三信號(hào)線(xiàn)SIG(3)。
可以通過(guò)共用掃描信號(hào)線(xiàn)將第一掃描信號(hào)VSCAN l(l)從水平 像素線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路41施加給屬于第一行的像素電路3 ( 1， 1)、 3(1， 2)和3(1, 3)中的每個(gè)。同樣，可以通過(guò)共用掃描信號(hào)線(xiàn)將第一 掃描信號(hào)VSCAN 1(2)從水平像素線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路41施加給屬于第二行 的^象素電^各3 (2， 1)、 3(2， 2)和3 (2, 3)中的每個(gè)。另外，可以通過(guò)共用掃描信號(hào)線(xiàn)將第二掃描信號(hào)VSCAN2( 1 ) 從寫(xiě)信號(hào)掃描電路42施加給屬于第一行的像素電路3(1, 1)、 3 (1, 2)和3(1， 3)中的每個(gè)。同才羊，可以通過(guò)另一個(gè)共用掃描 信號(hào)線(xiàn)將第二掃描信號(hào)VSCAN 2(2)從寫(xiě)信號(hào)掃描電路42施加給 屬于第二行的^象素電路3 (2， 1 )、 3 (2, 2)和3 (2， 3)中的每 個(gè)。
<<象素電^各1>
圖2示出了當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管由PMOS晶體管構(gòu)成時(shí)像素電路3( i， j )的最基本配置。
所示的像素電路3 (i， j)為用于控制作為發(fā)光元件的有機(jī)發(fā)光 二極管OLED的電路。除有4幾發(fā)光二才及管OLED之外，像素電路3 (i， j )還包括由PMOS型TFT構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)晶體管Md、由NMOS 型TFT構(gòu)成的采樣晶體管Ms以及一個(gè)存儲(chǔ)電容器Cs。
盡管沒(méi)有具體示出，^f旦是有4幾發(fā)光二極管OLED具有以下結(jié) 構(gòu)，其中，通過(guò)在由透明玻璃等制成的基板上按順序沉積第一電極 (正電極)、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層等來(lái) 形成構(gòu)成有機(jī)膜的層壓體，然后在層壓體上形成第二電極(負(fù)電 才及)。正電才及連4妄至正側(cè)的第一電源，以及負(fù)電才及連4妄至負(fù)側(cè)的第 二電源。注意，還可以采用以下配置，4吏第二電源只于應(yīng)于正側(cè)而4吏 第一電源對(duì)應(yīng)于負(fù)側(cè)。在這種情況下，正電才及連"l妄至第二電源而負(fù) 電才及連4妻至第一電源。
注意，圖2示出了有機(jī)發(fā)光二極管OLED的正電極從正側(cè)的第 一電源接收到電源電壓VDD并且有才幾發(fā)光二極管OLED的負(fù)電極 連4妄至諸如4妄地電壓GND的基準(zhǔn)電壓的情況。當(dāng)在有才幾發(fā)光二才及管OLED的正側(cè)才及和負(fù)電才及上都施加預(yù)定 偏壓時(shí)，填滿(mǎn)發(fā)光層的電子和空穴互相重組，/人而自發(fā)光。有才幾EL 發(fā)光二極管OLED可以通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇制成有才幾膜的有才幾材料來(lái) 發(fā)出紅色(R)、綠色(G)或者藍(lán)色(B)的光。因此，例如，這 些有機(jī)材料被設(shè)置在屬于各個(gè)行的每個(gè)像素中以允許發(fā)出R、 G以 及B光，從而能夠執(zhí)行彩色顯示?？蛇x地，可以通過(guò)使用用于發(fā)出 白色光的有機(jī)材料、通過(guò)濾色片的顏色來(lái)彼此辨別R、 G和B。或 者，還可以采用具有除R、 G以及B之外的白色(W)的四色結(jié)構(gòu)。
驅(qū)動(dòng)晶體管Md用作用于通過(guò)控制流過(guò)發(fā)光元件(有才幾發(fā)光二 才及管OLED)的電流量來(lái)流動(dòng)調(diào)節(jié)顯示灰度(display gradation )的
電i乾4空制"^。
驅(qū)動(dòng)晶體管Md的源電才及連4妄至用于電源電壓VDD的供給線(xiàn)， 并且其漏電極連接至有4幾發(fā)光二極管OLED的正電才及。
采樣晶體管Ms連接在用于數(shù)據(jù)電壓Vsig (根據(jù)它來(lái)確定像素 灰度)的供給線(xiàn)(信號(hào)線(xiàn)SIG (j))和驅(qū)動(dòng)晶體管Md的柵電極之間。 采樣晶體管Ms的源電極和漏電極之一連接至驅(qū)動(dòng)晶體管Md的柵 電極，而采樣晶體管Ms的源電極和漏電極中的另一個(gè)連接至信號(hào) 線(xiàn)SIG (j)。數(shù)據(jù)電壓Vsig從H掃描器5施加給信號(hào)線(xiàn)SIG (j)。采 樣晶體管Ms對(duì)具有電平并與圖像相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，其中， 在對(duì)于用于施加凄t據(jù)電位的時(shí)間周期內(nèi)的適當(dāng)時(shí)刻通過(guò)^象素電^各 來(lái)顯示該圖像。對(duì)于此的原因是因?yàn)榕懦擞捎谶^(guò)渡時(shí)間周期而作 用于所顯示圖像上的影響，在這個(gè)過(guò)渡時(shí)間周期內(nèi)，電平在具有將 采樣的期望數(shù)據(jù)電壓Vsig的數(shù)據(jù)脈沖的開(kāi)頭部分或結(jié)尾部分中都 不穩(wěn)、定。
17存儲(chǔ)電容器Cs連接在用于電源電壓VDD的供給線(xiàn)和驅(qū)動(dòng)晶體 管Md的柵電極之間。稍后，在"發(fā)光控制操作"和"校正操作" 的段落中將描述通過(guò)存儲(chǔ)電容器Cs處理的部分。
注意，在圖2中省略了由圖1中所示的寫(xiě)信號(hào)掃描電路42控 制的配置。例如，在這個(gè)配置中可以4吏用連4妻在用于電源電壓VDD 的供給線(xiàn)和圖2中所示的驅(qū)動(dòng)晶體管Md之間的另一個(gè)晶體管?？?選地，還可以采用通過(guò)僅在預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)以給定周期重復(fù)施加電 源電壓VDD的配置。盡管這些配置中的任一種祐二沒(méi)置用于驅(qū)動(dòng)掃 描，但是由于驅(qū)動(dòng)掃描存在各種系統(tǒng)，所以在圖2中省略了這些配 置中的^f壬一個(gè)。
4象素電^各2〉
圖3示出了當(dāng)馬區(qū)動(dòng)晶體管由NMOS晶體管構(gòu)成時(shí)4象素電路3 (i, j)的最基本配置。
除驅(qū)動(dòng)晶體管Md的溝道導(dǎo)電類(lèi)型與在圖2中所示的驅(qū)動(dòng)晶體 管Md不同之外，像素電路3 (i, j)具有與圖2中所示的像素電^各 3 (i, j)相同的配置。當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管Md由NMOS晶體管構(gòu)成時(shí)， 存在以下優(yōu)點(diǎn)，每單位尺寸可以獲4尋大驅(qū)動(dòng)電流，以及因?yàn)榭梢詫?在^象素電^各內(nèi)的所有晶體管都配置為N溝道型，所以可以簡(jiǎn)化制造 過(guò)程。
<發(fā)光控制操作>
如下將描述在上述的兩個(gè)像素電路3 (i， j)中的示意性發(fā)光控
制操作。存儲(chǔ)電容器Cs的一端連接至驅(qū)動(dòng)晶體管Md的發(fā)光控制節(jié)點(diǎn) NDc。通過(guò)采樣晶體管Ms對(duì)/人信號(hào)線(xiàn)SIG (j)發(fā)出的信號(hào)電壓Vsig 進(jìn)行釆樣，并且將所得到的數(shù)據(jù)電壓Vsig施加給發(fā)光控制節(jié)點(diǎn) NDc。
圖4示出了有才幾發(fā)光二極管OLED的I-V特性的曲線(xiàn)圖。在這 種情況下，通過(guò)表達(dá)式(1 )來(lái)表示驅(qū)動(dòng)晶體管Md的漏電流Ids(對(duì) 應(yīng)于用于有才幾發(fā)光二才及管OLED的馬區(qū)動(dòng)電力化Id ):
i 『 , " /tfc^丄p丄C。x0^s —W/02 …(1)
其中，p為有效遷移率，W為溝道寬度，L為溝道長(zhǎng)度，通過(guò) (柵極絕緣層的相對(duì)介電常數(shù))x (真空的介電常數(shù))/ (柵極絕緣 層的厚度)得出Cox, Vgs為4冊(cè)源電壓，以及Vth為閾值電壓。
當(dāng)將預(yù)定的數(shù)據(jù)電壓Vsig施加給驅(qū)動(dòng)晶體管Md的柵電極，在 <像素電^各1:圖2〉的情況下，P溝道驅(qū)動(dòng)晶體管Md的源電極連接 至電源，并因此，P溝道驅(qū)動(dòng)晶體管Md祐:設(shè)計(jì)為通常在々包和區(qū)域 中操作。鑒于此，P溝道驅(qū)動(dòng)晶體管Md用作具有由表達(dá)式(1 )給 出的漏電流Ids的恒定電流源。通過(guò)恒定電流源引起流動(dòng)的漏電流 Ids取決于值與施加給P溝道驅(qū)動(dòng)晶體管Md的4冊(cè)電極的數(shù)據(jù)電壓 Vsig相對(duì)應(yīng)的柵源電壓Vgs。因此，有機(jī)發(fā)光二極管OLED發(fā)出亮 度與在采樣中獲得的數(shù)據(jù)電壓Vsig相對(duì)應(yīng)的光。
眾所周知，有機(jī)發(fā)光二極管OLED的I-V特性由于發(fā)熱而如圖 4所示改變。這時(shí)，由于恒流源使自身流出恒定電流，所以對(duì)有枳^ 發(fā)光二極管OLED的施加電壓V變大，并因此，P溝道驅(qū)動(dòng)晶體管 Md的漏4及電^f立升高。然而，由于P溝道4區(qū)動(dòng)晶體管Md的4冊(cè)源電壓Vgs保持恒定，所以導(dǎo)致恒定量的驅(qū)動(dòng)電流Ids流過(guò)有機(jī)發(fā)光二 才及管OLED，并因此發(fā)光亮度不改變。
然而，在具有替代圖2中所示的P溝道驅(qū)動(dòng)晶體管Md的N溝 道驅(qū)動(dòng)晶體管Md的<像素電路2:圖3>的情況下，由于將溝道驅(qū) 動(dòng)晶體管Md的源電極連4妻至有坤幾發(fā)光二極管OLED的正電極，所 以在有機(jī)發(fā)光二極管OLED特性隨時(shí)間變化同時(shí)，柵源電壓Vgs 改變。
結(jié)果，導(dǎo)致流過(guò)有才幾發(fā)光二才及管OLED的驅(qū)動(dòng)電流Id改變， 從而即使用預(yù)定的數(shù)據(jù)電壓Vsig,發(fā)光亮度也改變。
另夕卜，驅(qū)動(dòng)晶體管Md的閾值電壓Vth和遷移率ji在像素電路 之中是各自不同的。因此，漏電流Ids根據(jù)表達(dá)式(1 )分散，并且 被施加相同的數(shù)據(jù)電壓Vsig的像素的發(fā)光亮度改變。
具有N溝道驅(qū)動(dòng)晶體管Md的像素電路具有以下優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)能 力高并且可以簡(jiǎn)化制造過(guò)程。然而，為了抑制閾值電壓Vth和遷移 率ia的分散，需要在上述的發(fā)光控制操作之前執(zhí)行以下校正操作。
<校正操作>
盡管這里省略了控制的具體細(xì)節(jié)，但是在通過(guò)存儲(chǔ)電容器Cs 采樣之前，驅(qū)動(dòng)晶體管Md的柵極電位保持在闊值電壓Vth的電平。 這個(gè)預(yù)才喿作一皮稱(chēng)作"閾值4交正"。
在完成閾值電壓4交正之后，在采樣中獲得的it據(jù)電壓Vdata一皮 施加給驅(qū)動(dòng)晶體管Md的柵電極，并因此，驅(qū)動(dòng)晶體管Md的柵極 電位保持在"Vth+Vdata"。這時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)電壓Vdata的幅值使驅(qū) 動(dòng)晶體管Md導(dǎo)通。在由于其大閾值電壓Vth而4艮難導(dǎo)通的驅(qū)動(dòng)晶體管Md的情況下，"Vth+Vdata"的值也很大。相反，在由于其小 閾值電壓Vth而容易導(dǎo)通的驅(qū)動(dòng)晶體管Md的情況下，"Vth+Vdata" 的值也很小。因此，從驅(qū)動(dòng)電流Id中排除了閾值電壓Vth分散的影 響。結(jié)果，當(dāng)數(shù)據(jù)電壓Vdata保持恒定時(shí)，漏電流Ids(驅(qū)動(dòng)電流 Id)也保持恒定。
另夕卜，在數(shù)據(jù)采樣之前以及在閾值電壓校正之后，執(zhí)行"遷移 率校正(嚴(yán)格地說(shuō)，驅(qū)動(dòng)力校正)"。
在遷移率校正中，從保持"Vth+Vsig，，的電壓的狀態(tài)開(kāi)始進(jìn)一 步作出與驅(qū)動(dòng)晶體管Md的電流驅(qū)動(dòng)能力相對(duì)應(yīng)的電位改變。盡管 在圖2和圖3中省略示出，但是在驅(qū)動(dòng)晶體管Md的柵電極與源電 才及或漏電4及之間i殳置了基于流過(guò)驅(qū)動(dòng)晶體管Md的電流溝道的電流 而對(duì)保持電容器充電或放電的路徑。此外，通過(guò)控制電流是否流過(guò) 該3各徑來(lái)"^M于遷移率4交正。
此后，通過(guò)具有恒值的電流來(lái)驅(qū)動(dòng)有機(jī)發(fā)光二極管OLED以發(fā)光。
通過(guò)電^各以這種方式4交正驅(qū)動(dòng)晶體管Md的閾^直電壓Vth和遷 移率(i的分散。然而，該校正操是對(duì)驅(qū)動(dòng)晶體管Md進(jìn)行的操作。 鑒于此，最期望的是使閾值電壓Vth和遷移率n對(duì)像素電路內(nèi)的所 有晶體管(TFT)都很難分散。
TFT薄膜(薄膜半導(dǎo)體層)的成分、濃度等的分散對(duì)閾值電壓 和遷移率的分散占很大的主要因素。關(guān)于對(duì)閾值電壓和遷移率的分
散影響的主要因素，如下文中將描述，存在一個(gè)主要因素在于在用 于激活引入的雜質(zhì)的激光束退火的階段中的激光束掃描。<導(dǎo)致不均勻加熱的圖案>
本實(shí)施例涉及導(dǎo)致在向外^各線(xiàn)和返回5各線(xiàn)的激光退火照射中 的均勻加熱的圖案。
作為4吏在加熱和圖案之間的關(guān)系清晰的前l(fā)是，首先，將給出關(guān) 于在改變成所涉及的圖案之前的像素結(jié)構(gòu)的描述。
圖5A為示出在實(shí)施例中作出圖案改變之前的像素電路的結(jié)構(gòu) 的頂部平面圖。此夕卜，圖5B為沿圖5A的線(xiàn)A-A截耳又的才黃截面圖。
下文中，詞語(yǔ)"圖案"是指在從如圖5A所示的基玲反的一個(gè)主 面7見(jiàn)看時(shí)的平面圖的形a犬(平面形狀)和具有平面形4犬的部分這兩 種含義或其中一種含義。
參考圖5B，在由玻璃等制成的基板IO上形成沖冊(cè)電才及11,該柵-電極11由諸如鉬等預(yù)定柵極金屬材料制成并且還用作"預(yù)加熱層"。 在柵電極11上形成由氧化硅等制成的柵極絕緣膜12，作為"絕緣 膜"，以覆蓋柵電極11的露出面。在柵極絕緣膜12上、并且在薄 膜半導(dǎo)體層13d與柵電極11中主要變成有效柵極部分的部分(柵 才及指狀部)IIA重疊的位置形成驅(qū)動(dòng)晶體管Md的薄膜半導(dǎo)體層(非 晶硅層)13d。
這個(gè)結(jié)構(gòu)還應(yīng)用于用于采樣晶體管Ms的薄膜半導(dǎo)體層13s(參 考圖5A)。
然而，柵4及指;R部11A的長(zhǎng)度在馬區(qū)動(dòng)晶體管Md和采才羊晶體管 Ms之間不同。另外，與柵極指狀部11A—體形成的其余4冊(cè)電極部 分在驅(qū)動(dòng)晶體管Md和采樣晶體管Ms之間也不同。具體地，在驅(qū)動(dòng)晶體管Md中，存4諸電容器Cs中具有大面積 的下電極從柵極指狀部11A的底部形成，而斥冊(cè)電極11的部分11B 與才冊(cè)極指狀部11B平行地延伸。
另一方面，在采樣晶體管Ms中，水平(橫向)配線(xiàn)的、用于 第二掃描信號(hào)VSCAN2(i)的供給線(xiàn)(在圖中用"寫(xiě)控制線(xiàn)，，表示) 連接至4冊(cè)極指狀部11A的底部。
返回參考圖5B,例如，鋁(Al)膜經(jīng)圖案化而形成的各種配 線(xiàn)和連4妻纟皮:沒(méi)置在薄膜半導(dǎo)體層13d上。
在圖5B中，乂人右側(cè)按順序形成VDD線(xiàn)14A、連4妄配線(xiàn)14B、 存儲(chǔ)電容器Cs的上電極14C 、以及作為信號(hào)線(xiàn)SIG (j)的SIG線(xiàn)14D 。 在這種情況下，VDD線(xiàn)14A電連接至薄膜半導(dǎo)體層13d的源電極 和漏電極之一，并且用作用于電源電壓VDD的供給線(xiàn)。此外，連 接配線(xiàn)14B電連接至薄膜半導(dǎo)體層13d的源電極和漏電極中的另一 個(gè)。這里，因?yàn)閷⒂袡C(jī)發(fā)光二極管OLED的有機(jī)層壓層被設(shè)置在上 層中，所以薄膜半導(dǎo)體層13d的源電才及或者漏電才及中的另一個(gè)電^L 通過(guò)連接配線(xiàn)14B連接至有機(jī)發(fā)光二極管OLED (未示出)的有機(jī) 層壓層。
注意，SIG線(xiàn)14D連接至采樣晶體管Ms的薄膜半導(dǎo)體層13s, 并且另一連接配線(xiàn)14E也連接至薄月莫半導(dǎo)體層13s。在這種情況下， 另一連4妻配線(xiàn)14E是通過(guò)圖案4匕由Al等制成的月莫而與SIG線(xiàn)14D 同時(shí)形成的。連4妄配線(xiàn)14E連接至下層的4冊(cè)電才及11的部分IIB(存 4諸電容器Cs的下電才及)。
23<激光束退火和圖案化之間的關(guān)系>
在這個(gè)段落中，首先，將描述激光束退火，然后，將闡明加熱
由于4冊(cè)電才及圖案而變4尋不均勻的原因。
圖6A為在激光束退火的階,殳中的圖案的頂部平面圖，以及圖 6B為沿圖6A的線(xiàn)A-A截取的橫截面圖。
這個(gè)狀態(tài)為以下?tīng)顟B(tài)，其中，在圖6A所示的整個(gè)表面上沉積 非晶硅膜(半導(dǎo)體薄膜)，并且如圖6B所示，變成薄膜半導(dǎo)體層 13d的部分的周?chē)c部分13m連續(xù)，部分13m由與變成薄膜半導(dǎo) 體層13d的部分相同的材沖牛制成。通過(guò)在完成激光束退火之后扭J亍 圖案化而去除部分13m,并且留下分別具有矩形形狀的薄膜半導(dǎo)體 層13d和薄膜半導(dǎo)體層13s。
如上文所述那樣，在完成圖案化之后形成通過(guò)4冊(cè)才及絕^彖膜12 與非晶硅膜(半導(dǎo)體薄膜)變成薄膜半導(dǎo)體層13d和13s的部分重 疊的柵電極部(柵極指狀部11A)的狀態(tài)下，對(duì)本實(shí)施例中的像素 電路內(nèi)的TFT執(zhí)行激光束退火。由于這時(shí)的處理先于Al真空蒸發(fā) 處理，所以不存在A1 (用于制成VDD線(xiàn)14A 連接配線(xiàn)14E)。
4妾下來(lái)，考慮激光束退火的掃描方向。
在實(shí)施例中，如圖7所示，在水平方向上每隔一個(gè)像素線(xiàn)，方 向(附圖中用箭頭表示)就交替地轉(zhuǎn)換成相反方向的情況下，對(duì)于 具有(N x M)個(gè)^f象素的顯示部2寺丸4于用于激光束退火的掃描。這 樣做的原因在于當(dāng)如圖8所示時(shí)，在沿向外路線(xiàn)執(zhí)行激光退火之 后的返回時(shí)間(返回路線(xiàn)所需的時(shí)間)變得無(wú)用，并因此延長(zhǎng)了總 處理時(shí)間。鑒于此，在返回路線(xiàn)中也執(zhí)行激光束退火處理。當(dāng)々H殳圖7所示的激光束退火掃描時(shí)，在圖6中，首先，在向 外路線(xiàn)中通過(guò)激光束來(lái)照射柵電極11的部分11B以被力口熱(預(yù)加 熱)。此后，在稍后的時(shí)間使柵極指狀部11A和薄膜半導(dǎo)體層13d 暴露在激光束下加熱(主加熱)。
盡管薄膜半導(dǎo)體層13d在主加熱階段中直接接收激光束而被加 熱，但是因?yàn)樽鳛楸∧ぐ雽?dǎo)體層13d的材料的非晶硅具有較大的熱 容量，所以不能通過(guò)快速加熱或者通過(guò)低照射能量密度來(lái)充分加熱 薄膜半導(dǎo)體層13d。另一方面，當(dāng)通過(guò)強(qiáng)激光束來(lái)充分加熱薄膜半 導(dǎo)體層13d時(shí)，因?yàn)檫w移率(i變低，所以不能獲得TFT的充分驅(qū)動(dòng) 特性。
因此，當(dāng)在通過(guò)激光束進(jìn)行主加熱的階段中加溫具有較小熱容 量(即，其溫度會(huì)由于較少的熱量就上升)的材料制成的柵極指狀 部11A時(shí)，通過(guò)這個(gè)熱輔助;也力o熱了薄力莫晶體管層13d。
另夕卜，當(dāng)在主加熱之前執(zhí)4亍的預(yù)加熱中加熱4冊(cè)電才及11的部分 11B時(shí)，這個(gè)熱祐7人具有高熱傳導(dǎo)率的4冊(cè)電才及11的部分11B傳專(zhuān)lr 至柵極指狀部IIA。結(jié)果，通過(guò)這個(gè)預(yù)加熱就使柵極指狀部11A的 溫度上升一定程度。,人增加退火效果的7見(jiàn)點(diǎn)來(lái)看，峰值溫度和激光 束退火的持續(xù)時(shí)間是很重要。在這種情況下，當(dāng)執(zhí)行預(yù)加熱時(shí)，可 以在主加熱中節(jié)約達(dá)到峰值溫度所需的時(shí)間周期。結(jié)果，峰值溫度 的持續(xù)時(shí)間也變長(zhǎng)(退火效果變大)。從這個(gè)角度，柵電極ll稱(chēng)作 "預(yù)加熱層"。
通過(guò)如上所述的方式，在激光束退火掃描的向外路線(xiàn)中，在較 短時(shí)間周期內(nèi)獲得了充分的退火效果。
另一方面，在激光束退火掃描的返回^各線(xiàn)中，因?yàn)闁艠O指狀部 11A和薄膜半導(dǎo)體層13d首先暴露在激光束下，所以沒(méi)有執(zhí)行任何預(yù)加熱。因此，在激光束退火掃描的返回^各線(xiàn)中的退火效果小于在
激光束退火掃描的向外i 各線(xiàn)中的退火效果，這導(dǎo)致TFT交替i殳置每
條像素線(xiàn)。
盡管激光束掃描速度或者亮度也可以在向外^各線(xiàn)和返回路線(xiàn) 之間改變，但是當(dāng)用照射條件對(duì)向外^各線(xiàn)與返回路線(xiàn)之間的不同力口 熱狀態(tài)進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，激光束照射設(shè)備的操作不穩(wěn)定，并且除此之外， 難以完全消除分散。此外，需要等待激光束照射設(shè)備穩(wěn)定。結(jié)果， 使得采用向外和返回激光束照射來(lái)縮短處理時(shí)間周期的效果降低。
^象素電^各在某些情況下采用如圖9所示的用于兩個(gè)^象素的4竟面配置。
圖9通過(guò)由點(diǎn)劃線(xiàn)表示的邊界示出了彼此鄰近的兩個(gè)像素電 路。對(duì)于這兩個(gè)4象素電路，為了兩個(gè)〗象素電路可以共用VDD線(xiàn)14A 以節(jié)省其分散空間，采用柵4及指狀部11A和4冊(cè)電才及11的部分11B
均相對(duì)于像素邊界鏡面對(duì)稱(chēng)的方式來(lái)調(diào)節(jié)柵極指狀部11A和柵電 才及11的4p分11B之間的關(guān)系。
因此，當(dāng)在反復(fù)設(shè)置圖9中所示的圖案的像素部中在向外路線(xiàn) 中/人左側(cè)向右側(cè)才丸4于激光束退火掃描時(shí)，在首先退火的左側(cè)〗象素電 路中4丸行通過(guò)柵電極11的部分11B的預(yù)加熱。然而，在其次退火 的右側(cè)^f象素電5各中沒(méi)有執(zhí)行任何預(yù)加熱。
因此，退火效果在相鄰的兩個(gè)l象素之間不同，并且結(jié)果，TFT 特性分散。這還應(yīng)用于4壬4可其他/像素對(duì)。因此，在向外路線(xiàn)和返回 路線(xiàn)之間經(jīng)受預(yù)加熱的像素祐:顛倒，并因此，就整個(gè)像素部來(lái)說(shuō)， 出現(xiàn)了才各子狀(check-like)的顯示不均勻性。<柵電極圖案的概述>
圖10A 圖IOD示出了在本實(shí)施例中用于防止顯示不均勻性的 某些大致類(lèi)型的圖案布局。在這種情況下，沿橫向上(X方向上) 在這些圖中所示的方向，在向外路線(xiàn)和返回^各線(xiàn)中，乂十每條《象素線(xiàn) 重復(fù)執(zhí)行激光束退火掃描。
通過(guò)修改圖6A所示的布局來(lái)獲得圖10A中所示的布局。在圖 6A所示的布局中，柵電極11的部分(下文中，稱(chēng)作"預(yù)加熱部，，) IIB被設(shè)置在柵極指狀部IIA的一側(cè)上。另一方面，在圖IOA所示 的布局中，具有相同尺寸的預(yù)加熱部11B被二沒(méi)置在棚-才及指狀部11A 的兩側(cè)上，以相對(duì)于Y軸對(duì)稱(chēng)。這里，與薄膜半導(dǎo)體層13d重疊的 柵才及指狀部11A的部分凈皮定義為"第一區(qū)域Rl"，而除第一區(qū)域 Rl之外的柵極指狀部11A的部分被定義為"第二區(qū)域R2"。然后， 應(yīng)了解，第二區(qū)域R2相對(duì)于作為邊界的第一區(qū)域Rl的中心線(xiàn)對(duì) 稱(chēng)。
在圖10B所示的布局中，假設(shè)柵極指狀部11A通過(guò)接觸部 (contact)(未示出)連4妄至對(duì)應(yīng)部分，那么柵極指狀部11A就變 成孑瓜立圖案。在這種情況下，沒(méi)有i殳置預(yù)加熱部IIB，并且因此， 應(yīng)了解，兩個(gè)第二區(qū)域R2相對(duì)于作為邊界的第一區(qū)域Rl的兩個(gè) 中心線(xiàn)(X軸和Y軸)對(duì)稱(chēng)。當(dāng)兩個(gè)第二區(qū)域R2具有相同尺寸時(shí)， 獲得"180。旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)"，使得當(dāng)繞中心點(diǎn)O執(zhí)行180。旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移時(shí)， 兩個(gè)圖案剛好4皮此重疊。
通過(guò)使圖lOA的柵電極ll的縱向改變卯。來(lái)獲得分別在圖10C 和圖10D中所示的各個(gè)布局。在圖IOC所示的布局中，分別4立于沖冊(cè)才及指4犬部11A的兩側(cè)上的 兩個(gè)第二區(qū)i或R2、變成兩個(gè)預(yù)加熱部11B的第二區(qū)i或R2、以及變 成存儲(chǔ)電容器Cs的下電才及的第二區(qū)域R2相對(duì)于Y軸完全對(duì)稱(chēng)。
在圖IOD所示的布局中，存儲(chǔ)電容器Cs的下電極的主要部分 -故劃分成兩個(gè)部分。然而，在這種情況下，同時(shí)獲4尋相對(duì)于第二區(qū) i或R2的Y軸對(duì)稱(chēng)和X軸對(duì)稱(chēng)。
盡管分別在圖10A~圖IOD所示的每個(gè)布局對(duì)應(yīng)于設(shè)置單個(gè)第 一區(qū)域R1的情況，但是在一個(gè)薄膜晶體管中可以存在多個(gè)第一區(qū) 域R1。
圖11示出了當(dāng)一個(gè)薄膜晶體管具有多個(gè)第一區(qū)域R1時(shí)的最簡(jiǎn)
單布局。
在圖11中所示的布局中，彼此平行地形成兩個(gè)柵極指狀部(柵 電才及11A)以與薄膜半導(dǎo)體層13d重疊。鑒于此，兩個(gè)第一區(qū)域 Rl還具有彼此平行的矩形形狀。兩個(gè)4冊(cè)電4及11A通過(guò)連接部11C 彼此連接。按此布局的柵電極ll;陂稱(chēng)作"所謂的4危型柵極"。注意， 例如，如分別由圖11中的參考符號(hào)"S (源才及)"和"D (漏才及)" 所示，源電才及和漏電4及對(duì)于兩個(gè)4冊(cè)電4及11A相對(duì)于Y軸4竟面對(duì)稱(chēng)。 另夕卜，4冊(cè)電才及11中作為除第一區(qū)i或Rl之外的區(qū)i或的第二區(qū)i或R2 還具有相對(duì)于與掃描方向垂直相交的Y軸線(xiàn)對(duì)稱(chēng)的圖案。然而，在 這種情況下，缺少激光束在掃描中比撞擊在第一區(qū)域Rl上更早撞 擊的第二區(qū)域R2的一個(gè)部分，即，如圖IOA、圖IOB或圖IOD所 示的預(yù)加熱部11B。從這個(gè)角度講，與圖10B中所示的情況類(lèi)似， 圖11中所示的柵電極11具有在向外路線(xiàn)和返回路線(xiàn)中都缺少預(yù)加 熱部11B的圖案。
圖12示出了另一種類(lèi)型的180"走4爭(zhēng)^"稱(chēng)。在這種類(lèi)型中，柵電極11作為整體具有類(lèi)似s形狀的孤立圖
案。在這種情況下，4冊(cè)電4及11的3瓜立圖案可以具有類(lèi)4以葉4侖的形 狀，其中，在中心軸周?chē)舜酥丿B地設(shè)置多個(gè)類(lèi)似s的圖案，以在 每?jī)蓚€(gè)類(lèi)似s的圖案之間產(chǎn)生一個(gè)角度。
下文中，將通過(guò)采用圖10A和圖10B所示的布局作為在圖 10A~圖IOD以及圖11和圖12中所示的布局的代表，參考具體像 素電路的頂部平面圖和橫截面圖來(lái)描述實(shí)施例的實(shí)例l和2。應(yīng)注 意，任何其他布局可以類(lèi)似地應(yīng)用于像素電路。在以下描述中，分 別用相同的參考數(shù)字或符號(hào)來(lái)表示與在圖5A和圖5B以及圖6A和 圖6B中所示相同的組成部分，并且為了簡(jiǎn)化此處省略了對(duì)其的描 述，并JM又才是及在圖案中的不同部分。
<實(shí)例1>
圖13A示出了在實(shí)例1中的^f象素電if各的頂部平面圖，圖13B 示出了沿圖13A的線(xiàn)A-A截取的橫截面圖，以及圖13C示出了在 激光束退火掃描階l史中在實(shí)例1中的《象素電路的頂部平面圖。圖 13A、圖13B以及圖13C分別〗寸應(yīng)于圖5A、圖5B以及圖6A。
在分別通過(guò)向外^各線(xiàn)和返回^各線(xiàn)的箭頭所表示的激光束退火 掃描方向上，兩個(gè)預(yù)加熱部11B分別對(duì)稱(chēng)地設(shè)置在棚4及指狀部11A 的兩側(cè)上。因此，由于對(duì)薄膜半導(dǎo)體層13d的退火效果在向外路線(xiàn) 和返回3各線(xiàn)之間沒(méi)有改變，所以沒(méi)有導(dǎo)f丈至少由于向外路線(xiàn)和返回 路線(xiàn)而引起的TFT特性的分散。另外，由于采用了用非晶硅制成的 薄膜半導(dǎo)體層13d、用4冊(cè)電極11來(lái)^a于預(yù)加熱和輔助加熱的結(jié)構(gòu)， 所以遷移率p可以達(dá)到直接加熱非晶硅的激光束退火中的幾倍大。
注意，薄膜半導(dǎo)體層13s與從開(kāi)始就對(duì)稱(chēng)的柵電極11重疊。然 而，當(dāng)柵電極11從開(kāi)始就不對(duì)稱(chēng)時(shí)，最好向柵電極11提供像用于
29薄膜半導(dǎo)體層13d的預(yù)加熱部11B —樣的柵電才及部的對(duì)稱(chēng)性。對(duì)此 的原因在于盡管不完全為驅(qū)動(dòng)晶體管Md的情況，^f旦是仍期望抑 制相對(duì)于采樣晶體管Ms的特性分散。
本文中所4吏用的激光照射區(qū)域的尺寸經(jīng)確定為短于一個(gè)〗象素 的高度(在Y軸方向上的尺寸)，并且能夠同時(shí)對(duì)薄膜半導(dǎo)體層13d 和薄膜半導(dǎo)體層13s進(jìn)行退火。
<實(shí)例2〉
圖14A示出了在實(shí)例2中的^f象素電路的頂部平面圖，以及圖 14B示出了在激光束退火掃描階,史在實(shí)例2中的^象素電路的頂部平 面圖。圖14A和圖14B分別乂于應(yīng)于圖5A和圖6A。
在通過(guò)向外^各線(xiàn)和返回^各線(xiàn)的箭頭表示的激光束退火掃描方 向上，在4冊(cè)極指狀部11A的兩側(cè)上沒(méi)有i殳置預(yù)加熱部。更具體地， 盡管柵極指狀部11A由與存儲(chǔ)電容器Cs的下電極11C相同的材料 制成，但是柵極指狀部11A是以獨(dú)立于柵極指狀部11A和下電^L 11C之間的相互連接的孤立圖案形式形成的。存儲(chǔ)電容器Cs的下 電極11C通過(guò)接觸部CH2連接至VDD線(xiàn)14A。另外，在柵極指狀 部11A的一個(gè)端部中形成具有4交大面積的第二區(qū)i或R2，并且將第 二區(qū)域R2通過(guò)接觸部CH1連接至存儲(chǔ)電容器Cs的上電才及(由Al 層制成)14F。
因此，由于對(duì)于薄膜半導(dǎo)體層13d的退火效果在向外路線(xiàn)和返 回3各線(xiàn)之間沒(méi)有改變，所以;殳有導(dǎo)致至少由于向外^各線(xiàn)和返回3各線(xiàn) 引起的TFT特性的分散。另外，由于采用了用非晶硅制成的薄膜半 導(dǎo)體層13d、通過(guò)柵電極11來(lái)執(zhí)行預(yù)加熱和輔助加熱的結(jié)構(gòu)，所以 遷移率p可以達(dá)到直接加熱非晶硅的激光束退火中的幾倍大。注意以下事實(shí)，與薄力莫半導(dǎo)體層13s重疊的4冊(cè)電才及11可以具有 對(duì)稱(chēng)性，激光照射區(qū)域和激光源與實(shí)例1相同。
盡管已基于薄膜半導(dǎo)體層由非晶硅制成的情況描述上述實(shí)施 例，但是本發(fā)明還可以應(yīng)用于通過(guò)執(zhí)行退火使非晶硅變成多晶硅的 情況。在這種多晶硅TFT的情況下，需要增大激光束照射的能量密 度。然而，在本實(shí)施例中，因?yàn)榭梢?丸^f亍使用4冊(cè)電才及的輔助加熱， 所以可以#1行具有^氐能量密度的退火，并且當(dāng)批J亍預(yù)加熱時(shí)，增加 了使用圖案加熱的均勻性。然而，由于多晶硅TFT的TFT特性本 來(lái)就很難由于退火而分散，所以抑制TFT特性分散的效果并不像非 晶石圭一才羊大。
另外，盡管已基于在柵電極11上堆疊薄膜半導(dǎo)體層13d等的 背4冊(cè)極結(jié)構(gòu)給出描述，^f旦是還可以采用通過(guò)4冊(cè)才及絕緣膜12在薄膜 半導(dǎo)體層13d等上堆疊柵電極11的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，需要在 形成4冊(cè)電才及11的圖案的狀態(tài)下寺丸4亍激光束退火。
才艮據(jù)上述實(shí)施例，可以獲得以下優(yōu)點(diǎn)。
在激光束退火階段中所設(shè)置的電位均與驅(qū)動(dòng)晶體管的柵電極 相同的各個(gè)柵極金屬相對(duì)于激光束的掃描方向被設(shè)置在驅(qū)動(dòng)晶體 管的兩側(cè)上，或者完全不以這種方式來(lái)i殳置這些棚4及金屬。因此， 形成了具有軸對(duì)稱(chēng)和"走轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)區(qū)域的4冊(cè)電才及圖案，這導(dǎo)致可 以與激光束退火掃描的方向無(wú)關(guān)地獲得均勻的特性。
可以獲得與激光束退火掃描的方向無(wú)關(guān)的均勻特性，這導(dǎo)致不 必根據(jù)激光束退火的掃描方向來(lái)調(diào)節(jié)退火的強(qiáng)度，并且因此可能實(shí) i見(jiàn)間l欠時(shí)間(tact time)的;咸少。另外，能夠降低驅(qū)動(dòng)晶體管的閾值電壓和遷移率的條紋狀分 散，并且因此能夠獲得沒(méi)有不均勻性的均勻圖像質(zhì)量。
注意，當(dāng)如在實(shí)例1和實(shí)例2所示，柵電極11的第二區(qū)域R2 相對(duì)于Y軸對(duì)稱(chēng)時(shí)，還存在以下優(yōu)點(diǎn)可以在Y軸方向上^皮此相 鄰的兩個(gè)像素之間共用VDD線(xiàn)14A，從而能夠節(jié)約VDD線(xiàn)14A
的配置空間。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素，可以有 多種修改、組合、再組合和改進(jìn)，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求或 等同物的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電子設(shè)備，包括基板；以及多個(gè)薄膜晶體管，在從所述基板的一個(gè)主面觀(guān)看時(shí)的平面圖上，至少沿一個(gè)方向線(xiàn)狀設(shè)置；所述多個(gè)薄膜晶體管中的每個(gè)均包括在所述基板上的預(yù)加熱層，在所述預(yù)加熱層上的絕緣層，以及薄膜半導(dǎo)體層，其一部分通過(guò)所述絕緣層與所述預(yù)加熱層重疊，其中，所述預(yù)加熱層除與所述薄膜半導(dǎo)體層重疊的部分之外的部分具有平面形狀，所述平面形狀相對(duì)于在與所述一個(gè)方向垂直相交的方向延伸的軸而線(xiàn)對(duì)稱(chēng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的電子設(shè)備，其中所述預(yù)加熱層具有與所述薄膜半導(dǎo)體層重疊的第一區(qū) 域，以及除所述第一區(qū)域之外的第二區(qū)域，以及所述第二區(qū)域具有平面形狀，所述平面形狀具有穿過(guò)所 述第 一 區(qū)i或中心的線(xiàn)對(duì)-稱(chēng)軸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中所述預(yù)加熱層具有每個(gè)均與所述薄膜半導(dǎo)體層重疊的多 個(gè)第一區(qū)i或，以及除所述多個(gè)第一區(qū);或之外的第二區(qū)域，所述多個(gè)第 一 區(qū)i或中的每個(gè)均具有長(zhǎng)邊4皮此平4亍的矩形 平面形狀，以及所述第二區(qū)域具有平面形狀，所述平面形狀具有與所述軸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中，所述預(yù)加熱層為所述 薄膜晶體管的柵電極，并且所述絕緣層為所述薄膜晶體管的柵極絕緣膜。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中，所述薄膜晶體管的柵 電極通過(guò)柵極絕緣膜形成在所述薄膜半導(dǎo)體層上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中所述薄膜半導(dǎo)體層由非晶硅制成，以及所述預(yù)加熱層由熱容量比所述薄力莫半導(dǎo)體層和所述絕纟彖 層中的每個(gè)都小而熱導(dǎo)率比所述薄膜半導(dǎo)體層和所述絕緣層 中的每個(gè)都高的導(dǎo)電材料制成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中多個(gè)像素中的每個(gè)均包括發(fā)光是根據(jù)流過(guò)發(fā)光元件的電 流量來(lái)驅(qū)動(dòng)的發(fā)光元件，以及被設(shè)置在所述發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電 流^各徑中的驅(qū)動(dòng)晶體管，并且所述多個(gè)^f象素在/人所述基板的一 個(gè)主面》見(jiàn)看時(shí)的平面圖上，以矩陣形式i殳置，以及所述驅(qū)動(dòng)晶體管為所述薄膜晶體管。
8. —種電子設(shè)備，包括基板；以及多個(gè)薄力莫晶體管，在/人所述基^反的一個(gè)主面^見(jiàn)看時(shí)的平 面圖上，至少沿一個(gè)方向線(xiàn)狀i殳置；所述多個(gè)薄膜晶體管中的每個(gè)均包括在所述基板上的預(yù)加熱層，在所述預(yù)加熱層上的絕緣層，以及薄膜半導(dǎo)體層，其一部分通過(guò)所述絕緣層與所述預(yù) 力口熱層重疊，其中，從所述一個(gè)主面觀(guān)看時(shí)的所述預(yù)加熱層的平面形 狀具有與所述薄力莫半導(dǎo)體層重疊的至少一個(gè)第一區(qū)Jt或，以及除所述第一區(qū)域之外的第二區(qū)域，以及所述第二區(qū)域的平面形狀具有兩個(gè)^^走轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)部分，其中， 當(dāng) 一個(gè)禱j爭(zhēng)》于稱(chēng)部分以S走4爭(zhēng)只于稱(chēng)軸作為中心軸^走4爭(zhēng)180。時(shí)， 所述一個(gè)j走轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)部分與另 一個(gè)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)部分重疊。
9. 一種電子i殳備制造方法，包4舌以下步驟在基板上形成多個(gè)薄膜晶體管，在從所述基板的一個(gè)主 面觀(guān)看時(shí)的平面圖上，所述多個(gè)薄膜晶體管至少沿一個(gè)方向線(xiàn) 狀i殳置，形成所述多個(gè)薄膜晶體管的步驟包括以下步驟 在所述基板上形成預(yù)加熱膜，將所述預(yù)加熱膜圖案化為每個(gè)薄膜晶體管的預(yù)定平 面形狀，形成絕緣膜以覆蓋所述多個(gè)預(yù)加熱層的露出面，在所述絕緣膜上形成半導(dǎo)體薄膜，/人所述一個(gè)方向的一側(cè)向另 一側(cè)掃4苗;敫光束，并在所 述一個(gè)方向內(nèi)交^奪改變所述掃描的方向的同時(shí)多次重復(fù) 所述掃描，并且對(duì)所述半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行退火，以及對(duì)所述半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行圖案化，以形成每個(gè)薄膜晶體 管的所述薄膜半導(dǎo)體層，其中在圖案化所述預(yù)加熱膜的步驟中，所述預(yù)加熱膜經(jīng)圖案 化以使每個(gè)薄膜晶體管的所述預(yù)加熱膜的預(yù)定平面形狀變成 相對(duì)于在與所述一個(gè)方向垂直相交的方向延伸的軸而線(xiàn)只于稱(chēng)， 以及在圖案化所述半導(dǎo)體薄膜的步驟中，所述半導(dǎo)體薄膜經(jīng) 圖案化以形成所述薄膜半導(dǎo)體層，其中，除與所述預(yù)加熱層部 分重疊的區(qū)域之外的區(qū)i或的平面形狀變成相對(duì)于所述軸而線(xiàn)對(duì)稱(chēng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了電子設(shè)備及其制造方法，其中，該電子設(shè)備包括基板；多個(gè)薄膜晶體管，在從基板的一個(gè)主面觀(guān)看時(shí)的平面圖上，至少沿一個(gè)方向線(xiàn)狀設(shè)置；多個(gè)薄膜晶體管中的每個(gè)均包括在基板上的預(yù)加熱層、在預(yù)加熱層上的絕緣層以及薄膜半導(dǎo)體層，薄膜半導(dǎo)體層的一部分通過(guò)絕緣層與預(yù)加熱層重疊，其中，預(yù)加熱層除與薄膜半導(dǎo)體層重疊的部分之外的部分具有平面形狀，該平面形狀相對(duì)于與這個(gè)方向垂直相交的方向延伸的軸線(xiàn)對(duì)稱(chēng)。通過(guò)本發(fā)明，當(dāng)通過(guò)使用激光束照射等執(zhí)行熱源掃描時(shí)，即使用了熱源的低能量也能夠充分地加熱半導(dǎo)體薄膜，并且在熱源掃描的向外路線(xiàn)和返回路線(xiàn)之間不會(huì)導(dǎo)致任何特性分散。
文檔編號(hào)H01L27/02GK101630682SQ20091015899
公開(kāi)日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月14日
發(fā)明者內(nèi)野勝秀, 山本哲郎 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社