薄膜トランジスタの製造方法及びその製造方法により得られた薄膜トランジスタを有する有機発光素子表示装置
【課題】アクティブマトリックス有機発光素子表示装置において、有機発光素子の駆動用薄膜トランジスタを標準レーザー技術により形成すると、電流駆動等の要因によるストライプ状発光ムラ及び、歩留まりの低下を防止した装置を提供する。
【解決手段】標準レーザー結晶法により、有機発光素子の非駆動用薄膜トランジスタ（外部電気回路薄膜トランジスタとスイッチ用薄膜トランジスタを含有する）のアクティブ部の多結晶シリコン層３４，３６を形成する。非レーザー結晶法或いは低出力レーザー結晶法により、有機発光素子駆動用薄膜トランジスタのアクティブ部の多結晶シリコン層５２を形成する、従って、外部電気回路薄膜トランジスタとスイッチ用薄膜トランジスタの電気性能は優れる。例えば、高キャリア移動度を有する。駆動用薄膜トランジスタは良好的な安定性を有するため、最終に製造された表示装置は発光一致性を有する。
【解決手段】標準レーザー結晶法により、有機発光素子の非駆動用薄膜トランジスタ（外部電気回路薄膜トランジスタとスイッチ用薄膜トランジスタを含有する）のアクティブ部の多結晶シリコン層３４，３６を形成する。非レーザー結晶法或いは低出力レーザー結晶法により、有機発光素子駆動用薄膜トランジスタのアクティブ部の多結晶シリコン層５２を形成する、従って、外部電気回路薄膜トランジスタとスイッチ用薄膜トランジスタの電気性能は優れる。例えば、高キャリア移動度を有する。駆動用薄膜トランジスタは良好的な安定性を有するため、最終に製造された表示装置は発光一致性を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアクティブマトリックス有機発光素子表示装置 （Ａａｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ Ｒｒｇａｎｉｃ Ｄｉｏｄｅ； ＡＭＯＬＥＤ） に関し、特に有機発光素子製造用薄膜トランジスタ （ＴＦＴ）の方法及びその薄膜トランジスタを備えた有機発光素子表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子（ＯＬＥＤ）はいろんな表示装置に広く応用される。その中で、アクティブマトリックス有機発光素子（ＡＭＯＬＥＤ）表示装置において、発光部は駆動回路を利用して発光素子──有機発光素子 （ＯＬＥＤ）を駆動する。ＡＭＯＬＥＤ駆動回路は薄膜トランジスタを使用し、スイッチ用薄膜トランジスタ（Ｓｗｉｔｃｈ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と、駆動用薄膜トランジスタ （Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）とからなる。その中で、スイッチ用薄膜トランジスタはＮタイプ薄膜トランジスタ（ＮＴＦＴ）にて実施され、表示装置のサブ画素 （ｓｕｂ−ｐｉｘｅｌ）のスイッチ状態を切替えるように用いられる。駆動用薄膜トランジスタはＰタイプ薄膜トランジスタ （ＰＴＦＴ）にて実施され、有機発光素子（ＯＬＥＤ等）を駆動するように用いられる。又、アクティブマトリックス有機発光素子の外部電気回路部分もＮタイプ薄膜トランジスタ （ＮＴＦＴ）とＰタイプ薄膜トランジスタ （ＰＴＦＴ）を要求する。従来から、ＡＭＯＬＥＤ駆動回路及び外部電気回路中の薄膜トランジスタを製造するために使用されるシリコン多結晶体は、標準レーザー結晶法によりガラス基板に成長された非晶質シリコンを結晶化してシリコン多結晶体を製造する。標準レーザー結晶法を採用するのは平面表示装置に適用するガラス基板は、一般的なトランジスタの製造に適用する半導体ウェハーのように高温に耐えることではないため、ガラス基板の温度より低い温度で結晶化する必要がある。しかしながら、標準レーザー結晶化技術は、結晶化過程において出力したレーザーエネルギーが異なっているため、最後に製造された表示装置に発光ムラ （Ｍｕｒａ） が存在する現像がある。
【０００３】
又、ＡＭＯＬＥＤ駆動用薄膜トランジスタは電流を出力することによりＯＬＥＤを駆動し、ＯＬＥＤ素子の発光結果は駆動電流の差に依頼する。表示領域において、複数のサブ画素（ｓｕｂ−ｐｉｘｅｌ）を有する駆動用薄膜トランジスタのマトリックスであり、それぞれの駆動用薄膜トランジスタの電気特性は程度差異がある場合に、該領域中ＯＬＥＤ素子の発光強度は、電気特性に対応して差異が発生する、従って、人の視覚上の差異を導く。
【０００４】
表示装置を製造した後、駆動用薄膜トランジスタに関する標準レーザー技術及び電流駆動等の要因によって、ストライプ状発光ムラが生じる現像があるため、ＡＭＯＬＥＤ製品の歩留まりが低下する。本発明は、この課題を解決するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ＯＬＥＤの薄膜トランジスタ製造方法を提供することを目的とする、ＯＬＥＤ外部電気回路部分のＮタイプとＰタイプの外部電気回路薄膜トランジスタ及び表示領域部分の駆動回路のスイッチ用薄膜トランジスタと駆動用薄膜トランジスタからなる。本発明の方法により製造された外部電気回路薄膜トランジタとスイッチ用薄膜トランジスタ、及び駆動用薄膜トランジスタは実用に適用する特性を有する。外部電気回路薄膜トランジスタとスイッチ用薄膜トランジスタの電気性能は優れる。例えば、高キャリア移動度を有する。駆動用薄膜トランジスタは良好的な安定性を有するため、最終に製造された表示装置の発光は一致性を有する。
【０００６】
本発明は外部電気回路部分と表示領域部分とから構成されたＯＬＥＤ表示装置を提供することを目的とする。外部電気回路部分は外部電気回路薄膜トランジスタを有する。表示領域部分は複数のサブ画素を有し、各サブ画素は発光素子と、駆動発光素子の駆動用薄膜トランジスタと、サブ画素状態の切替える用のスイッチ用薄膜トランジスタとを有する。本発明の方法により製造された外部電気回路薄膜トランジタとスイッチ用薄膜トランジスタ、及び駆動用薄膜トランジスタは実用に適用する特性を有する。外部電気回路薄膜トランジスタとスイッチ用薄膜トランジスタの電気性能は優れる。例えば、高キャリア移動度を有する。駆動用薄膜トランジスタは良好的な安定性を有するため、最終に製造された表示装置の発光は一致性を有する。
【０００７】
本発明によると、有機発光素子表示装置の薄膜トランジスタの製造方法は、外部電気回路と発光素子を有する複数のサブ画素を有し、第１領域と第２領域を有する基板層を提供する段階と、該基板層にバッファー層を形成する段階と、第１結晶化工程により該バッファー層に第１多結晶シリコン層を形成する段階と、該第１多結晶シリコン層をパターニングして、該第１領域に第１薄膜トランジスタのアクティブ部を形成する段階と、第１隔離層を形成する段階と、該第１結晶化工程と違う第２結晶化工程により該第１隔離層に第２多結晶シリコン層を形成する段階と、該第２多結晶シリコン層をパターニングして、該第２領域に第２薄膜トランジスタのアクティブ部を形成する段階と、第２隔離層を形成する段階と、該第２隔離層に第１薄膜トランジスタと第２薄膜トランジスタとのゲート電極を形成する段階とを特徴とする。
【０００８】
本発明の有機発光素子表示装置は、外部電気回路と発光素子を有する複数のサブ画素を有し、第１領域と第２領域を有する基板層と、該基板層の該第１領域に形成され、該基板層に形成された第１バッファー層と、第１多結晶シリコン層に形成されたアクティブ部は該バッファー層に設けられ、第１ゲート電極絶縁層はアクティブ部をカバーし、第１ゲート電極は該第１ゲート電極絶縁層に設けられる第１薄膜トランジスタと、該基板層の該第２領域に形成され、該基板層に形成された第２バッファー層と、第２多結晶シリコン層に形成されたアクティブ部は該バッファー層に設けられ、第２ゲート電極絶縁層はアクティブ部をカバーし、第２ゲート電極は該第２ゲート電極絶縁層に設けられる第２薄膜トランジスタとを含み、該第１多結晶シリコン層と該第２多結晶シリコン層とは違う結晶特性を有し、且つ該第１ゲート電極絶縁層と該第２ゲート電極絶縁層は違う厚さを有することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下は、図面を参照しながら、本発明の技術内容を具体的に説明する。
図１は、アクティブマトリックス有機発光素子 （ＡＭＯＬＥＤ） 表示装置１１０の概略的に示す電気回路構造図である。ＡＭＯＬＥＤ表示装置１１０は、制御回路１４０と、データライン駆動回路１６０と、スキャンライン駆動回路１８０と、表示パネル２００とからなる。表示パネル２００は複数のサブ画素２１０を有する、各画素２１０は一つのデータライン （ｄ１乃至ｄｎ） １６５と一つのスキャンライン （Ｓ１乃至Ｓｎ） １８７に連結されて、マトリックスを構成する。サブ画素２１０は、データライン１６５とスキャンライン１８７を介して、データライン駆動回路１６０の画像データ信号及びスキャンライン駆動回路１８０のスイッチ／アドレッシング信号を受信する。データライン駆動回路１６０及びスキャンライン駆動回路１８０は制御回路１４０により制御される。
【００１０】
図２に示すように、サブ画素の回路は複数個の薄膜トランジスタを含有してもよいが、通常は、少なくとも一つ駆動用薄膜トランジスタと一つスイッチ用薄膜トランジスタを有する。駆動用薄膜トランジスタは発光素子を駆動するように用いられ、スイッチ用薄膜トランジスタは該サブ画素の状態を切替えるように用いられる。図２は、図１におけるサブ画素２１０の電気回路の構造を概略的に示す説明図である。各サブ画素２１０は例えＯＬＥＤの発光素子２１２と発光素子２１２を駆動する駆動用薄膜トランジスタ２１４を含む。それは一般的にＰＴＦＴにて実施される。なお、該サブ画素２１０は、ＮＴＦＴにて実施されるスイッチ用薄膜トランジスタ２１６とキャパシター２１８を含む。該スイッチ用薄膜トランジスタ２１６のゲート電極はそれを対応するスキャンライン１８７と電気的に連結され、そのドレーン電極はそれを対応するデータライン１６５と電気的に連結される。そのソース電極は該キャパシター２１８の一端と駆動用薄膜トランジスタ２１４のゲート電極と連結される。該キャパシター２１８の他の一端は該駆動用薄膜トランジスタ２１４のソース電極と連結するとともに、電源Ｖｄｄに連結することになる。該駆動用薄膜トランジスタ２１４は該発光素子２１２と連結する。その電気回路の構造は該当技術分野の業者にとって公知知識であり、本願発明の要旨ではないので、ここでは略述する。
【００１１】
前記の様に、表示領域に発光ムラが生じる現像を防ぐためには、表示パネルの各サブ画素の駆動用薄膜トランジスタに対してその一致性が要求される。それに対して、薄膜トランジスタはサブ画素の開閉状態を切替えることに用いられるために、外部電気回路に用いられるスイッチ用薄膜トランジスタと同様に、電気性能に高く要求されている。言い換えれば、アクティブマトリックスＯＬＥＤ表示装置においては、駆動用薄膜トランジスタの要求とスイッチ用薄膜トランジスタと外部電気回路薄膜トランジスタとの要求が不同であるが、本発明は同じ工程により違う要求を満足することが出来る薄膜トランジスタを製造することが出来る技術を提供する。
【００１２】
本発明は、一つガラス基板を不同領域に分けると共に、ＯＬＥＤ表示装置の外部電気回路の製造に使用するＮタイプ薄膜トランジスタ （ＮＴＦＴ）、Ｐタイプ薄膜トランジスタ （ＰＴＦＴ）、ＯＬＥＤ表示装置の表示領域を製造するときに使用するスイッチトランジスタ （通常はＮＴＦＴにて実施する）及びＯＬＥＤ表示装置の表示領域は発光素子を駆動するに使用する駆動用薄膜トランジスタ （ｄｒｉｖｉｎｇ ＴＦＴ、通常はＰＴＦＴにて実施される）。以下は、外部電気回路が必要とするＮタイプ薄膜トランジスタ （ＮＴＦＴ）、Ｐタイプ薄膜トランジスタ （ＰＴＦＴ）、及び表示領域が必要とするスイッチトランジスタ系を「非駆動用薄膜トランジスタ」と言う。本発明によると、製造された非駆動用ＴＦＴと駆動用ＴＦＴは、それぞれの使用要求を性能を満足する。非駆動用ＴＦＴは優れる電気性能を具備し、製造された平面表示装置は駆動用ＴＦＴにより良い発光一致性を有する。
【００１３】
図３至図１２は、本発明の有機発光素子表示装置ＴＦＴの製造方法の工程を示す断面図である。本実施形態において、第１領域の左側の部分は非駆動用薄膜トランジスタのＮＴＦＴ工程に使用され、右側の部分は非駆動用薄膜トランジスタのＰＴＦＴ工程に用いられる、なお、第２領域は駆動用ＴＦＴ工程に用いられる。
図３は本発明の方法における第１工程を示す。ガラス等の透光材料で構成される基板層１０を提供する。基板層１０の上にはバッファー層が形成されており、本実施形態において、該バッファー層は、窒素化物（例えば、窒素化硅）としてなる窒素化層２１と酸化物 （例えば、酸化シリコン等）としてなる酸化層２３からなる。該バッファー層の上は、形成非晶質シリコン層が形成されており、該非晶質シリコン層は第１結晶化工程によって第１多結晶シリコン層３０になる。該第１結晶化工程は高出力レーザー結晶化工程であり、標準レーザー結晶法と呼ばれる、例えばエキシマレーザーアニール （Ｅｘｃｉｍｅｒ Ｌａｓｅｒ Ａｎｎｅａｌ；ＥＬＡ） 法を採用することも出来る。
【００１４】
図４を参照して見ると、第１多結晶シリコン層３０をパターニングし （ＰＡＴＴＥＲＮＩＮＧ）、Ｎタイプドーピング（Ｎ−Ｄｏｐｉｎｇ）及びチャネルドーピング （Ｃｈａｎｎｅｌ Ｄｏｐｉｎｇ）した後、ＮＴＦＴ部分において、保留された多結晶シリコン層はドレーン電極領域３６ａ、チャネル領域３６ｂ、ソース電極領域３６ｃが形成されたアクティブ部３６となり、ＰＴＦＴ部分において、保留された多結晶シリコン層はアクティブ部３４となり、その時のＰＴＦＴのアクティブ部３４はまだドーピングされていない状態である。尚、第２領域の多結晶シリコン層３０は完全に離れて除去する。離れて除去する方法は特別に限定していないが、例えば、ドライエンッチング法等を挙げることが出来る。次に、全ての構造においてさらに第１隔離層４０を形成する。該第１隔離層４０の厚さが小さい方が好ましい、実際は約２００〜３００オングストレームの方が好ましい。本実施形態において、該第１隔離層４０は、酸化硅等の酸化物材料により形成される方が良い。好ましいのは、隔離層として酸化層２３と同一な材料で形成される方が良い。
【００１５】
図５を参照すると、図４の構造の上に非晶質シリコン層５０を形成する。該非晶質シリコン層は、第２結晶化工程により多結晶シリコン層に転化された、即ち、図６に示すように第２多結晶シリコン層５１である。本発明によると、該第２結晶化工程は第１結晶化工程とは違う工程である。該第２結晶化工程は非レーザー結晶技術或いは低出力レーザー結晶技術を利用する。非レーザー結晶技術は、固相晶析法（Ｓｏｌｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ； ＳＰＣ）、金属誘起結晶法 （Ｍｅｔａｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ； ＭＩＣ）、金属誘起横方向結晶法 （Ｍｅｔａｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｌａｔｅｒａｌ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ；ＭＩＬＣ）、電場増強金属誘起横方向結晶法 （Ｆｉｅｌｄ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｍｅｔａｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｌａｔｅｒａｌ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ；ＦＥ−ＭＩＬＣ」、電場増強高速昇温熱処理 （Ｆｉｅｌｄ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）、炉管アニール工程（Ｆｕｒｎａｃｅ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ）、高速昇温熱処理 （Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ， ＲＴＰ）等など。低出力レーザー結晶法は、低照射出力エキシマレーザー結晶法、固体レーザー結晶法等を例挙することが出来る。本発明において、以上で例挙したそれぞれの結晶法に限定されていない。
【００１６】
図７を参照して、パターニングする工程を経て、第１領域の第２多結晶シリコン層５１が離れて除去され、第２領域の第２多結晶シリコン層はそれの一部分が保持されてアクティブ部５２とする。そして、全ての構造上に第２隔離層４５が形成される。該第２隔離層４５は、第１隔離層４０と同じ様の酸化物であり、しかしながら、本実施形態において、電気性能等考えるために、該第２隔離層４５は上層と下層が不同材料で構成された２層結構であることが好ましい。前記下層は酸化物により、上層は窒素化物により形成される方が良い。実際は、形成後の該第２隔離層４５と第１隔離層４０は区別し難い。
【００１７】
図８を参照すると、第１領域と第２領域との第２隔離層４５上に、ゲート電極６２、６４、６６がそれぞれ形成されて、且つライトドレーン電極ドーピング（Ｌｉｇｈｔ Ｄｒａｉｎ Ｄｏｐｉｎｇ；ＬＤＤ）によりＬＤＤ領域３６ｄ、３６ｅを形成する。
【００１８】
図面のように、第２領域のアクティブ部５２の底面から基板層１０の上面までのバッファー材料 （含窒素化層２１、酸化層２３及び第１隔離層４０）は比較的に厚い。第１領域のアクティブ部３４、３６の底面から基板層１０の上面までの絶縁材料（窒素化層２１と酸化層２３を含有し、第１隔離層４０は存在しない）は比較的に薄い。これに対して、第２領域のゲート電極６２からアクティブ部５２までの絶縁材料（第２ゲート電極絶縁層）はただ第２隔離層４５のみで、第１領域のゲート電極６４、６６からアクティブ部３４、３６までの絶縁材料（第１ゲート電極絶縁層と呼ばれる）は第１隔離層４０と第２隔離層４５を含む。そして、第２ゲート電極絶縁層は第１ゲート電極絶縁層より薄くなるように構成され、第１隔離層４０の厚さが両者の厚さの差になる。各層の厚さの誤差考えると、通常は、該厚さの差は３０オングストレーム以上であることが望ましい。
【００１９】
図９に示すように、第１領域のアクティブ部の部分領域３４ａ、３４ｃ及び第２領域のアクティブ部の部分領域５２ａ、５２ｃは、Ｐタイプドーピング （Ｐ−ｄｏｐｉｎｇ）を実施した後に、それぞれドレーン電極３４ａ’、５２ａ’及びソース電極３４ｃ’、５２ｃ’を形成する。
図１０に示すように、図９の構造上に第１保護層７０と第２保護層８０を形成し、且つ何れの適当な方法により電極９２、９４、９６を形成する。該第１保護層７０の材料は窒素化物であっても良いし、該第２保護層８０の材料は酸化物であってもよい。
【００２０】
図１１に示すように、図１０の構造上に中間層８５を形成する。その材料は窒素化物であっても良いし、全ての構造上に、その表面が平坦状になるように、厚い第１平坦層１００を形成する。該平坦層１００は透光材料であっても良い。図面に示すように、何れの適当な方法により接触孔１０１を形成する。
【００２１】
図１２に示すように、該接触孔１０１の側壁にＯＬＥＤの正極１０３を形成し、第２平坦層１０５を形成する。
【００２２】
本発明によると、第２領域のアクティブ部５２の多結晶シリコン層は発光素子を駆動する駆動用ＴＦＴに用いられ、又、第１領域のアクティブ部３４、３６の多結晶シリコン層は非駆動用ＮＴＦＴとＰＴＦＴ（例えば、外部電気回路ＴＦＴとスイッチ用ＴＦＴ）に用いられる。両者は不同的な結晶方法により結晶され、即ち、第１結晶化工程と第２結晶化工程により形成される。前者は標準レーザー結晶法により、例えばＥＬＡ法により形成され、後者はＳＰＣなどの非レーザー結晶法により、或いは低出力エキシマレーザー結晶法等の低温レーザー結晶法により形成される。不同的な結晶化方法で生じたシリコン多結晶は、結晶の特性上に著しい差異が存在する。
【００２３】
図１３は非レーザー結晶法であるＦＥ−ＲＴＡ結晶化法により形成した多結晶シリコンの晶粒構造を示す。図面のように、該当方法により形成した結晶は小さくて、不規則状を示し、構造が雑然とした樹状結晶構造を備える。
【００２４】
第１４図は標準レーザー結晶法であるＥＬＡ結晶法により形成した多結晶シリコンの柱状晶粒構造を示す。図面のように、該当方法により形成した晶粒は大きくて、規則状を示し、構造が比較的に整然とした柱状結晶構造を備える。樹状結晶構造を備えない。
なお、一般的に、標準レーザーと低出力レーザーとの結晶法により生じた晶粒大小の平均差異が５００オングストレーム以上も可能である。
【００２５】
違う結晶法により形成された特性的に違う多結晶シリコンをアクティブ部とすることにより、電気性能に対して高く要求する外部電気回路ＴＦＴは優れる電気性能を保持する、具体的に、標準レーザー結晶法により製造された多結晶シリコンはキャリア移動度が高い、例えば約１００ｃｍ２／Ｖ・ｓである、即ち、キャリア移動度の変動が大きいと、キャリア移動度標準差が高くなる；電気性能に対する要求が低い駆動用ＴＦＴにおいて、標準レーザー結晶法を代わりに非レーザー結晶法或いは低出力レーザー結晶法を採用するため、表示装置を製造した後に、生じた線状な発光ムラが生じる問題を避けることが出来る。非レーザー結晶法或いは低出力レーザー結晶法により製造した多結晶シリコンのキャリア移動度が比較的に低い、約１０−４０ｃｍ２／Ｖ・ｓである。そのため外部電気回路のＴＦＴとスイッチ用ＴＦＴの製造に好ましくない、ところが、駆動ＯＬＥＤ素子の駆動用ＴＦＴの製作には問題ない、この多結晶シリコンを利用して製造されたＡＭＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴのキャリア移動度標準差は低いため、即ち、変動が小さくて安定し、表示装置とした後は、線状な発光ムラを生ずる現像が著しく改善された。
【００２６】
第１５図は本発明の表示装置１１０を具備した電子装置６００を示す。第１２図に示した構造である駆動用薄膜トランジスタとスイッチ用薄膜トランジスタと外部電気回路薄膜トランジスタを有するＯＬＥＤ表示装置１１０は電子装置６００の一部分である。該電子装置６００は、本発明のＯＬＥＤ表示装置１１０と電源供応装置７００、また、電源供応装置７００をＯＬＥＤ表示装置１１０に連結して電源を提供することによりＯＬＥＤ表示装置１１０に画像を生ずる。電子装置６００は携帯電話、ディジタルカメラ、ＰＤＡ、ノートブック、コンピュータ、テレビ、ＧＰＳ、車用表示装置或いは携帯式ＤＶＤである。
【００２７】
以上、本発明の好ましい実施形態であって、本発明を実施するうえでの範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、本発明の精神の下においてなされ、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】アクティブマトリックス有機発光素子 （ＡＭＯＬＥＤ） 表示装置１１０の概略的に示す電気回路構造図である。
【図２】第１図におけるサブ画素の電気回路の構造を概略的に示す説明図である。
【図３】本発明の有機発光素子ＴＦＴの製造方法の工程を示す断面図である。
【図４】本発明の有機発光素子ＴＦＴの製造方法の工程を示す断面図である。
【図５】本発明の有機発光素子ＴＦＴの製造方法の工程を示す断面図である。
【図６】本発明の有機発光素子ＴＦＴの製造方法の工程を示す断面図である。
【図７】本発明の有機発光素子ＴＦＴの製造方法の工程を示す断面図である。
【図８】本発明の有機発光素子ＴＦＴの製造方法の工程を示す断面図である。
【図９】本発明の有機発光素子ＴＦＴの製造方法の工程を示す断面図である。
【図１０】本発明の有機発光素子ＴＦＴの製造方法の工程を示す断面図である。
【図１１】本発明の有機発光素子ＴＦＴの製造方法の工程を示す断面図である。
【図１２】本発明の有機発光素子ＴＦＴの製造方法の工程を示す断面図である。
【図１３】非レーザー結晶法であるＦＥ−ＲＴＡ結晶法により形成したシリコン多結晶体晶粒構造を示す。
【図１４】標準レーザー結晶法であるＥＬＡ結晶法により形成したシリコン多結晶体柱状晶粒構造を示す。
【図１５】本発明の表示装置１１０を具備した電子装置を示す。
【符号の説明】
【００２９】
１０ 基板層
２１ 窒素化層
２３ 酸化層
３０ 第１多結晶シリコン層
３４ アクティブ部
３４ａ、３４ａ’ ドレーン電極領域
３４ｂ チャネル領域
３４ｃ、３４ｃ’ ソース電極領域
３６ アクティブ部
３６ａ ドレーン電極領域
３６ｂ チャネル領域
３６ｃ ソース電極領域
３６ｄ、３６ｅ ＬＤＤ領域
４０ 第１隔離層
４５ 第２隔離層
５０ 非晶質シリコン層
５１ 第２多結晶シリコン層
５２ アクティブ部
５２ａ ドレーン電極領域
５２ｂ チャネル領域
５２ｃ ソース電極領域
６２、６４、６６ ゲート電極
７０ 第１保護層
８０ 第２保護層
８５ 中間層
９２、９４、９６ 電極
１００ 第１平坦層
１０１ 接触孔
１０３ 正極
１０５ 第２平坦層
１１０ 表示装置
１４０ 制御回路
１６０ データライン駆動回路
１６５ データライン
１８０ スキャンライン駆動回路
１８７ スキャンライン
２００ 表示パネル
２１０ サブ画素
２１２ 発光素子
２１４ 駆動用薄膜トランジスタ
２１６ スイッチ用薄膜トランジスタ
２１８ キャパシター
６００ 電子装置
７００ 電源供応装置
【技術分野】
【０００１】
本発明はアクティブマトリックス有機発光素子表示装置 （Ａａｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ Ｒｒｇａｎｉｃ Ｄｉｏｄｅ； ＡＭＯＬＥＤ） に関し、特に有機発光素子製造用薄膜トランジスタ （ＴＦＴ）の方法及びその薄膜トランジスタを備えた有機発光素子表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子（ＯＬＥＤ）はいろんな表示装置に広く応用される。その中で、アクティブマトリックス有機発光素子（ＡＭＯＬＥＤ）表示装置において、発光部は駆動回路を利用して発光素子──有機発光素子 （ＯＬＥＤ）を駆動する。ＡＭＯＬＥＤ駆動回路は薄膜トランジスタを使用し、スイッチ用薄膜トランジスタ（Ｓｗｉｔｃｈ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と、駆動用薄膜トランジスタ （Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）とからなる。その中で、スイッチ用薄膜トランジスタはＮタイプ薄膜トランジスタ（ＮＴＦＴ）にて実施され、表示装置のサブ画素 （ｓｕｂ−ｐｉｘｅｌ）のスイッチ状態を切替えるように用いられる。駆動用薄膜トランジスタはＰタイプ薄膜トランジスタ （ＰＴＦＴ）にて実施され、有機発光素子（ＯＬＥＤ等）を駆動するように用いられる。又、アクティブマトリックス有機発光素子の外部電気回路部分もＮタイプ薄膜トランジスタ （ＮＴＦＴ）とＰタイプ薄膜トランジスタ （ＰＴＦＴ）を要求する。従来から、ＡＭＯＬＥＤ駆動回路及び外部電気回路中の薄膜トランジスタを製造するために使用されるシリコン多結晶体は、標準レーザー結晶法によりガラス基板に成長された非晶質シリコンを結晶化してシリコン多結晶体を製造する。標準レーザー結晶法を採用するのは平面表示装置に適用するガラス基板は、一般的なトランジスタの製造に適用する半導体ウェハーのように高温に耐えることではないため、ガラス基板の温度より低い温度で結晶化する必要がある。しかしながら、標準レーザー結晶化技術は、結晶化過程において出力したレーザーエネルギーが異なっているため、最後に製造された表示装置に発光ムラ （Ｍｕｒａ） が存在する現像がある。
【０００３】
又、ＡＭＯＬＥＤ駆動用薄膜トランジスタは電流を出力することによりＯＬＥＤを駆動し、ＯＬＥＤ素子の発光結果は駆動電流の差に依頼する。表示領域において、複数のサブ画素（ｓｕｂ−ｐｉｘｅｌ）を有する駆動用薄膜トランジスタのマトリックスであり、それぞれの駆動用薄膜トランジスタの電気特性は程度差異がある場合に、該領域中ＯＬＥＤ素子の発光強度は、電気特性に対応して差異が発生する、従って、人の視覚上の差異を導く。
【０００４】
表示装置を製造した後、駆動用薄膜トランジスタに関する標準レーザー技術及び電流駆動等の要因によって、ストライプ状発光ムラが生じる現像があるため、ＡＭＯＬＥＤ製品の歩留まりが低下する。本発明は、この課題を解決するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ＯＬＥＤの薄膜トランジスタ製造方法を提供することを目的とする、ＯＬＥＤ外部電気回路部分のＮタイプとＰタイプの外部電気回路薄膜トランジスタ及び表示領域部分の駆動回路のスイッチ用薄膜トランジスタと駆動用薄膜トランジスタからなる。本発明の方法により製造された外部電気回路薄膜トランジタとスイッチ用薄膜トランジスタ、及び駆動用薄膜トランジスタは実用に適用する特性を有する。外部電気回路薄膜トランジスタとスイッチ用薄膜トランジスタの電気性能は優れる。例えば、高キャリア移動度を有する。駆動用薄膜トランジスタは良好的な安定性を有するため、最終に製造された表示装置の発光は一致性を有する。
【０００６】
本発明は外部電気回路部分と表示領域部分とから構成されたＯＬＥＤ表示装置を提供することを目的とする。外部電気回路部分は外部電気回路薄膜トランジスタを有する。表示領域部分は複数のサブ画素を有し、各サブ画素は発光素子と、駆動発光素子の駆動用薄膜トランジスタと、サブ画素状態の切替える用のスイッチ用薄膜トランジスタとを有する。本発明の方法により製造された外部電気回路薄膜トランジタとスイッチ用薄膜トランジスタ、及び駆動用薄膜トランジスタは実用に適用する特性を有する。外部電気回路薄膜トランジスタとスイッチ用薄膜トランジスタの電気性能は優れる。例えば、高キャリア移動度を有する。駆動用薄膜トランジスタは良好的な安定性を有するため、最終に製造された表示装置の発光は一致性を有する。
【０００７】
本発明によると、有機発光素子表示装置の薄膜トランジスタの製造方法は、外部電気回路と発光素子を有する複数のサブ画素を有し、第１領域と第２領域を有する基板層を提供する段階と、該基板層にバッファー層を形成する段階と、第１結晶化工程により該バッファー層に第１多結晶シリコン層を形成する段階と、該第１多結晶シリコン層をパターニングして、該第１領域に第１薄膜トランジスタのアクティブ部を形成する段階と、第１隔離層を形成する段階と、該第１結晶化工程と違う第２結晶化工程により該第１隔離層に第２多結晶シリコン層を形成する段階と、該第２多結晶シリコン層をパターニングして、該第２領域に第２薄膜トランジスタのアクティブ部を形成する段階と、第２隔離層を形成する段階と、該第２隔離層に第１薄膜トランジスタと第２薄膜トランジスタとのゲート電極を形成する段階とを特徴とする。
【０００８】
本発明の有機発光素子表示装置は、外部電気回路と発光素子を有する複数のサブ画素を有し、第１領域と第２領域を有する基板層と、該基板層の該第１領域に形成され、該基板層に形成された第１バッファー層と、第１多結晶シリコン層に形成されたアクティブ部は該バッファー層に設けられ、第１ゲート電極絶縁層はアクティブ部をカバーし、第１ゲート電極は該第１ゲート電極絶縁層に設けられる第１薄膜トランジスタと、該基板層の該第２領域に形成され、該基板層に形成された第２バッファー層と、第２多結晶シリコン層に形成されたアクティブ部は該バッファー層に設けられ、第２ゲート電極絶縁層はアクティブ部をカバーし、第２ゲート電極は該第２ゲート電極絶縁層に設けられる第２薄膜トランジスタとを含み、該第１多結晶シリコン層と該第２多結晶シリコン層とは違う結晶特性を有し、且つ該第１ゲート電極絶縁層と該第２ゲート電極絶縁層は違う厚さを有することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下は、図面を参照しながら、本発明の技術内容を具体的に説明する。
図１は、アクティブマトリックス有機発光素子 （ＡＭＯＬＥＤ） 表示装置１１０の概略的に示す電気回路構造図である。ＡＭＯＬＥＤ表示装置１１０は、制御回路１４０と、データライン駆動回路１６０と、スキャンライン駆動回路１８０と、表示パネル２００とからなる。表示パネル２００は複数のサブ画素２１０を有する、各画素２１０は一つのデータライン （ｄ１乃至ｄｎ） １６５と一つのスキャンライン （Ｓ１乃至Ｓｎ） １８７に連結されて、マトリックスを構成する。サブ画素２１０は、データライン１６５とスキャンライン１８７を介して、データライン駆動回路１６０の画像データ信号及びスキャンライン駆動回路１８０のスイッチ／アドレッシング信号を受信する。データライン駆動回路１６０及びスキャンライン駆動回路１８０は制御回路１４０により制御される。
【００１０】
図２に示すように、サブ画素の回路は複数個の薄膜トランジスタを含有してもよいが、通常は、少なくとも一つ駆動用薄膜トランジスタと一つスイッチ用薄膜トランジスタを有する。駆動用薄膜トランジスタは発光素子を駆動するように用いられ、スイッチ用薄膜トランジスタは該サブ画素の状態を切替えるように用いられる。図２は、図１におけるサブ画素２１０の電気回路の構造を概略的に示す説明図である。各サブ画素２１０は例えＯＬＥＤの発光素子２１２と発光素子２１２を駆動する駆動用薄膜トランジスタ２１４を含む。それは一般的にＰＴＦＴにて実施される。なお、該サブ画素２１０は、ＮＴＦＴにて実施されるスイッチ用薄膜トランジスタ２１６とキャパシター２１８を含む。該スイッチ用薄膜トランジスタ２１６のゲート電極はそれを対応するスキャンライン１８７と電気的に連結され、そのドレーン電極はそれを対応するデータライン１６５と電気的に連結される。そのソース電極は該キャパシター２１８の一端と駆動用薄膜トランジスタ２１４のゲート電極と連結される。該キャパシター２１８の他の一端は該駆動用薄膜トランジスタ２１４のソース電極と連結するとともに、電源Ｖｄｄに連結することになる。該駆動用薄膜トランジスタ２１４は該発光素子２１２と連結する。その電気回路の構造は該当技術分野の業者にとって公知知識であり、本願発明の要旨ではないので、ここでは略述する。
【００１１】
前記の様に、表示領域に発光ムラが生じる現像を防ぐためには、表示パネルの各サブ画素の駆動用薄膜トランジスタに対してその一致性が要求される。それに対して、薄膜トランジスタはサブ画素の開閉状態を切替えることに用いられるために、外部電気回路に用いられるスイッチ用薄膜トランジスタと同様に、電気性能に高く要求されている。言い換えれば、アクティブマトリックスＯＬＥＤ表示装置においては、駆動用薄膜トランジスタの要求とスイッチ用薄膜トランジスタと外部電気回路薄膜トランジスタとの要求が不同であるが、本発明は同じ工程により違う要求を満足することが出来る薄膜トランジスタを製造することが出来る技術を提供する。
【００１２】
本発明は、一つガラス基板を不同領域に分けると共に、ＯＬＥＤ表示装置の外部電気回路の製造に使用するＮタイプ薄膜トランジスタ （ＮＴＦＴ）、Ｐタイプ薄膜トランジスタ （ＰＴＦＴ）、ＯＬＥＤ表示装置の表示領域を製造するときに使用するスイッチトランジスタ （通常はＮＴＦＴにて実施する）及びＯＬＥＤ表示装置の表示領域は発光素子を駆動するに使用する駆動用薄膜トランジスタ （ｄｒｉｖｉｎｇ ＴＦＴ、通常はＰＴＦＴにて実施される）。以下は、外部電気回路が必要とするＮタイプ薄膜トランジスタ （ＮＴＦＴ）、Ｐタイプ薄膜トランジスタ （ＰＴＦＴ）、及び表示領域が必要とするスイッチトランジスタ系を「非駆動用薄膜トランジスタ」と言う。本発明によると、製造された非駆動用ＴＦＴと駆動用ＴＦＴは、それぞれの使用要求を性能を満足する。非駆動用ＴＦＴは優れる電気性能を具備し、製造された平面表示装置は駆動用ＴＦＴにより良い発光一致性を有する。
【００１３】
図３至図１２は、本発明の有機発光素子表示装置ＴＦＴの製造方法の工程を示す断面図である。本実施形態において、第１領域の左側の部分は非駆動用薄膜トランジスタのＮＴＦＴ工程に使用され、右側の部分は非駆動用薄膜トランジスタのＰＴＦＴ工程に用いられる、なお、第２領域は駆動用ＴＦＴ工程に用いられる。
図３は本発明の方法における第１工程を示す。ガラス等の透光材料で構成される基板層１０を提供する。基板層１０の上にはバッファー層が形成されており、本実施形態において、該バッファー層は、窒素化物（例えば、窒素化硅）としてなる窒素化層２１と酸化物 （例えば、酸化シリコン等）としてなる酸化層２３からなる。該バッファー層の上は、形成非晶質シリコン層が形成されており、該非晶質シリコン層は第１結晶化工程によって第１多結晶シリコン層３０になる。該第１結晶化工程は高出力レーザー結晶化工程であり、標準レーザー結晶法と呼ばれる、例えばエキシマレーザーアニール （Ｅｘｃｉｍｅｒ Ｌａｓｅｒ Ａｎｎｅａｌ；ＥＬＡ） 法を採用することも出来る。
【００１４】
図４を参照して見ると、第１多結晶シリコン層３０をパターニングし （ＰＡＴＴＥＲＮＩＮＧ）、Ｎタイプドーピング（Ｎ−Ｄｏｐｉｎｇ）及びチャネルドーピング （Ｃｈａｎｎｅｌ Ｄｏｐｉｎｇ）した後、ＮＴＦＴ部分において、保留された多結晶シリコン層はドレーン電極領域３６ａ、チャネル領域３６ｂ、ソース電極領域３６ｃが形成されたアクティブ部３６となり、ＰＴＦＴ部分において、保留された多結晶シリコン層はアクティブ部３４となり、その時のＰＴＦＴのアクティブ部３４はまだドーピングされていない状態である。尚、第２領域の多結晶シリコン層３０は完全に離れて除去する。離れて除去する方法は特別に限定していないが、例えば、ドライエンッチング法等を挙げることが出来る。次に、全ての構造においてさらに第１隔離層４０を形成する。該第１隔離層４０の厚さが小さい方が好ましい、実際は約２００〜３００オングストレームの方が好ましい。本実施形態において、該第１隔離層４０は、酸化硅等の酸化物材料により形成される方が良い。好ましいのは、隔離層として酸化層２３と同一な材料で形成される方が良い。
【００１５】
図５を参照すると、図４の構造の上に非晶質シリコン層５０を形成する。該非晶質シリコン層は、第２結晶化工程により多結晶シリコン層に転化された、即ち、図６に示すように第２多結晶シリコン層５１である。本発明によると、該第２結晶化工程は第１結晶化工程とは違う工程である。該第２結晶化工程は非レーザー結晶技術或いは低出力レーザー結晶技術を利用する。非レーザー結晶技術は、固相晶析法（Ｓｏｌｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ； ＳＰＣ）、金属誘起結晶法 （Ｍｅｔａｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ； ＭＩＣ）、金属誘起横方向結晶法 （Ｍｅｔａｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｌａｔｅｒａｌ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ；ＭＩＬＣ）、電場増強金属誘起横方向結晶法 （Ｆｉｅｌｄ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｍｅｔａｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｌａｔｅｒａｌ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ；ＦＥ−ＭＩＬＣ」、電場増強高速昇温熱処理 （Ｆｉｅｌｄ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）、炉管アニール工程（Ｆｕｒｎａｃｅ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ）、高速昇温熱処理 （Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ， ＲＴＰ）等など。低出力レーザー結晶法は、低照射出力エキシマレーザー結晶法、固体レーザー結晶法等を例挙することが出来る。本発明において、以上で例挙したそれぞれの結晶法に限定されていない。
【００１６】
図７を参照して、パターニングする工程を経て、第１領域の第２多結晶シリコン層５１が離れて除去され、第２領域の第２多結晶シリコン層はそれの一部分が保持されてアクティブ部５２とする。そして、全ての構造上に第２隔離層４５が形成される。該第２隔離層４５は、第１隔離層４０と同じ様の酸化物であり、しかしながら、本実施形態において、電気性能等考えるために、該第２隔離層４５は上層と下層が不同材料で構成された２層結構であることが好ましい。前記下層は酸化物により、上層は窒素化物により形成される方が良い。実際は、形成後の該第２隔離層４５と第１隔離層４０は区別し難い。
【００１７】
図８を参照すると、第１領域と第２領域との第２隔離層４５上に、ゲート電極６２、６４、６６がそれぞれ形成されて、且つライトドレーン電極ドーピング（Ｌｉｇｈｔ Ｄｒａｉｎ Ｄｏｐｉｎｇ；ＬＤＤ）によりＬＤＤ領域３６ｄ、３６ｅを形成する。
【００１８】
図面のように、第２領域のアクティブ部５２の底面から基板層１０の上面までのバッファー材料 （含窒素化層２１、酸化層２３及び第１隔離層４０）は比較的に厚い。第１領域のアクティブ部３４、３６の底面から基板層１０の上面までの絶縁材料（窒素化層２１と酸化層２３を含有し、第１隔離層４０は存在しない）は比較的に薄い。これに対して、第２領域のゲート電極６２からアクティブ部５２までの絶縁材料（第２ゲート電極絶縁層）はただ第２隔離層４５のみで、第１領域のゲート電極６４、６６からアクティブ部３４、３６までの絶縁材料（第１ゲート電極絶縁層と呼ばれる）は第１隔離層４０と第２隔離層４５を含む。そして、第２ゲート電極絶縁層は第１ゲート電極絶縁層より薄くなるように構成され、第１隔離層４０の厚さが両者の厚さの差になる。各層の厚さの誤差考えると、通常は、該厚さの差は３０オングストレーム以上であることが望ましい。
【００１９】
図９に示すように、第１領域のアクティブ部の部分領域３４ａ、３４ｃ及び第２領域のアクティブ部の部分領域５２ａ、５２ｃは、Ｐタイプドーピング （Ｐ−ｄｏｐｉｎｇ）を実施した後に、それぞれドレーン電極３４ａ’、５２ａ’及びソース電極３４ｃ’、５２ｃ’を形成する。
図１０に示すように、図９の構造上に第１保護層７０と第２保護層８０を形成し、且つ何れの適当な方法により電極９２、９４、９６を形成する。該第１保護層７０の材料は窒素化物であっても良いし、該第２保護層８０の材料は酸化物であってもよい。
【００２０】
図１１に示すように、図１０の構造上に中間層８５を形成する。その材料は窒素化物であっても良いし、全ての構造上に、その表面が平坦状になるように、厚い第１平坦層１００を形成する。該平坦層１００は透光材料であっても良い。図面に示すように、何れの適当な方法により接触孔１０１を形成する。
【００２１】
図１２に示すように、該接触孔１０１の側壁にＯＬＥＤの正極１０３を形成し、第２平坦層１０５を形成する。
【００２２】
本発明によると、第２領域のアクティブ部５２の多結晶シリコン層は発光素子を駆動する駆動用ＴＦＴに用いられ、又、第１領域のアクティブ部３４、３６の多結晶シリコン層は非駆動用ＮＴＦＴとＰＴＦＴ（例えば、外部電気回路ＴＦＴとスイッチ用ＴＦＴ）に用いられる。両者は不同的な結晶方法により結晶され、即ち、第１結晶化工程と第２結晶化工程により形成される。前者は標準レーザー結晶法により、例えばＥＬＡ法により形成され、後者はＳＰＣなどの非レーザー結晶法により、或いは低出力エキシマレーザー結晶法等の低温レーザー結晶法により形成される。不同的な結晶化方法で生じたシリコン多結晶は、結晶の特性上に著しい差異が存在する。
【００２３】
図１３は非レーザー結晶法であるＦＥ−ＲＴＡ結晶化法により形成した多結晶シリコンの晶粒構造を示す。図面のように、該当方法により形成した結晶は小さくて、不規則状を示し、構造が雑然とした樹状結晶構造を備える。
【００２４】
第１４図は標準レーザー結晶法であるＥＬＡ結晶法により形成した多結晶シリコンの柱状晶粒構造を示す。図面のように、該当方法により形成した晶粒は大きくて、規則状を示し、構造が比較的に整然とした柱状結晶構造を備える。樹状結晶構造を備えない。
なお、一般的に、標準レーザーと低出力レーザーとの結晶法により生じた晶粒大小の平均差異が５００オングストレーム以上も可能である。
【００２５】
違う結晶法により形成された特性的に違う多結晶シリコンをアクティブ部とすることにより、電気性能に対して高く要求する外部電気回路ＴＦＴは優れる電気性能を保持する、具体的に、標準レーザー結晶法により製造された多結晶シリコンはキャリア移動度が高い、例えば約１００ｃｍ２／Ｖ・ｓである、即ち、キャリア移動度の変動が大きいと、キャリア移動度標準差が高くなる；電気性能に対する要求が低い駆動用ＴＦＴにおいて、標準レーザー結晶法を代わりに非レーザー結晶法或いは低出力レーザー結晶法を採用するため、表示装置を製造した後に、生じた線状な発光ムラが生じる問題を避けることが出来る。非レーザー結晶法或いは低出力レーザー結晶法により製造した多結晶シリコンのキャリア移動度が比較的に低い、約１０−４０ｃｍ２／Ｖ・ｓである。そのため外部電気回路のＴＦＴとスイッチ用ＴＦＴの製造に好ましくない、ところが、駆動ＯＬＥＤ素子の駆動用ＴＦＴの製作には問題ない、この多結晶シリコンを利用して製造されたＡＭＯＬＥＤ駆動用ＴＦＴのキャリア移動度標準差は低いため、即ち、変動が小さくて安定し、表示装置とした後は、線状な発光ムラを生ずる現像が著しく改善された。
【００２６】
第１５図は本発明の表示装置１１０を具備した電子装置６００を示す。第１２図に示した構造である駆動用薄膜トランジスタとスイッチ用薄膜トランジスタと外部電気回路薄膜トランジスタを有するＯＬＥＤ表示装置１１０は電子装置６００の一部分である。該電子装置６００は、本発明のＯＬＥＤ表示装置１１０と電源供応装置７００、また、電源供応装置７００をＯＬＥＤ表示装置１１０に連結して電源を提供することによりＯＬＥＤ表示装置１１０に画像を生ずる。電子装置６００は携帯電話、ディジタルカメラ、ＰＤＡ、ノートブック、コンピュータ、テレビ、ＧＰＳ、車用表示装置或いは携帯式ＤＶＤである。
【００２７】
以上、本発明の好ましい実施形態であって、本発明を実施するうえでの範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、本発明の精神の下においてなされ、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】アクティブマトリックス有機発光素子 （ＡＭＯＬＥＤ） 表示装置１１０の概略的に示す電気回路構造図である。
【図２】第１図におけるサブ画素の電気回路の構造を概略的に示す説明図である。
【図３】本発明の有機発光素子ＴＦＴの製造方法の工程を示す断面図である。
【図４】本発明の有機発光素子ＴＦＴの製造方法の工程を示す断面図である。
【図５】本発明の有機発光素子ＴＦＴの製造方法の工程を示す断面図である。
【図６】本発明の有機発光素子ＴＦＴの製造方法の工程を示す断面図である。
【図７】本発明の有機発光素子ＴＦＴの製造方法の工程を示す断面図である。
【図８】本発明の有機発光素子ＴＦＴの製造方法の工程を示す断面図である。
【図９】本発明の有機発光素子ＴＦＴの製造方法の工程を示す断面図である。
【図１０】本発明の有機発光素子ＴＦＴの製造方法の工程を示す断面図である。
【図１１】本発明の有機発光素子ＴＦＴの製造方法の工程を示す断面図である。
【図１２】本発明の有機発光素子ＴＦＴの製造方法の工程を示す断面図である。
【図１３】非レーザー結晶法であるＦＥ−ＲＴＡ結晶法により形成したシリコン多結晶体晶粒構造を示す。
【図１４】標準レーザー結晶法であるＥＬＡ結晶法により形成したシリコン多結晶体柱状晶粒構造を示す。
【図１５】本発明の表示装置１１０を具備した電子装置を示す。
【符号の説明】
【００２９】
１０ 基板層
２１ 窒素化層
２３ 酸化層
３０ 第１多結晶シリコン層
３４ アクティブ部
３４ａ、３４ａ’ ドレーン電極領域
３４ｂ チャネル領域
３４ｃ、３４ｃ’ ソース電極領域
３６ アクティブ部
３６ａ ドレーン電極領域
３６ｂ チャネル領域
３６ｃ ソース電極領域
３６ｄ、３６ｅ ＬＤＤ領域
４０ 第１隔離層
４５ 第２隔離層
５０ 非晶質シリコン層
５１ 第２多結晶シリコン層
５２ アクティブ部
５２ａ ドレーン電極領域
５２ｂ チャネル領域
５２ｃ ソース電極領域
６２、６４、６６ ゲート電極
７０ 第１保護層
８０ 第２保護層
８５ 中間層
９２、９４、９６ 電極
１００ 第１平坦層
１０１ 接触孔
１０３ 正極
１０５ 第２平坦層
１１０ 表示装置
１４０ 制御回路
１６０ データライン駆動回路
１６５ データライン
１８０ スキャンライン駆動回路
１８７ スキャンライン
２００ 表示パネル
２１０ サブ画素
２１２ 発光素子
２１４ 駆動用薄膜トランジスタ
２１６ スイッチ用薄膜トランジスタ
２１８ キャパシター
６００ 電子装置
７００ 電源供応装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電気回路と発光素子を有する複数のサブ画素を有する有機発光素子表示装置の薄膜トランジスタの製造方法であって、
第１領域と第２領域を有する基板層を提供する段階と、
該基板層にバッファー層を形成する段階と、
第１結晶化工程により該バッファー層に第１多結晶シリコン層を形成する段階と、該第１多結晶シリコン層をパターニングして、該第１領域に第１薄膜トランジスタのアクティブ部を形成する段階と、
第１隔離層を形成する段階と、
該第１結晶化工程と違う第２結晶化工程により該第１隔離層に第２多結晶シリコン層を形成する段階と、
該第２多結晶シリコン層をパターニングして、該第２領域に第２薄膜トランジスタのアクティブ部を形成する段階と、
第２隔離層を形成する段階と、
該第２隔離層に第１薄膜トランジスタと第２薄膜トランジスタとのゲート電極を形成する段階とを特徴とする有機発光素子の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２】
該第１薄膜トランジスタは外部電気回路に使用される外部電気回路薄膜トランジスタと、サブ画素の状態を切替えるスイッチ用薄膜トランジスタからなり、該第２薄膜トランジスタは発光素子を駆動する駆動用薄膜トランジスタを含むことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子表示装置の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項３】
該第１結晶化工程は標準レーザー結晶法であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子表示装置の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項４】
該第２結晶化工程は非レーザー結晶法であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子表示装置の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項５】
外部電気回路と発光素子を有する複数のサブ画素を有する有機発光素子表示装置であって、第１領域と第２領域を有する基板層と、該基板層の該第１領域に形成され、該基板層に形成された第１バッファー層と、第１多結晶シリコン層に形成されたアクティブ部は該バッファー層に設けられ、第１ゲート電極絶縁層はアクティブ部をカバーし、第１ゲート電極は該第１ゲート電極絶縁層に設けられる第１薄膜トランジスタと、該基板層の該第２領域に形成され、該基板層に形成された第２バッファー層と、第２多結晶シリコン層に形成されたアクティブ部は該バッファー層に設けられ、第２ゲート電極絶縁層はアクティブ部をカバーし、第２ゲート電極は該第２ゲート電極絶縁層に設けられる第２薄膜トランジスタとを含み、
該第１多結晶シリコン層と該第２多結晶シリコン層とは違う結晶特性を有し、且つ該第１ゲート電極絶縁層と該第２ゲート電極絶縁層は違う厚さを有することを特徴とする有機発光素子表示装置。
【請求項６】
該第１薄膜トランジスタは外部電気回路に使用される外部電気回路薄膜トランジスタと、サブ画素の状態を切替えるスイッチ用薄膜トランジスタからなり、該第２薄膜トランジスタは発光素子を駆動する駆動用薄膜トランジスタを含むことを特徴とする請求項５に記載の有機発光素子表示装置。
【請求項７】
該第１多結晶シリコン層と該第２多結晶シリコン層とは違う結晶構造を有することを特徴とする請求項５に記載の有機発光素子表示装置。
【請求項８】
該第１多結晶シリコン層と該第２多結晶シリコン層とは違う結晶粒径を有することを特徴とする請求項５に記載の有機発光素子表示装置。
【請求項９】
該第１多結晶シリコン層と該第２多結晶シリコン層の結晶粒径の平均差が５００オングストレーム以上であることを特徴とする請求項５に記載の有機発光素子表示装置。
【請求項１０】
請求項５に記載の有機発光素子表示装置を有する電子装置において、該有機発光素子は該電子装置の一部分になり、該電子装置は、該有機発光素子表示装置と電気的に連結して電源を提供する電源供応装置を有し、携帯電話、ディジタルカメラ、ＰＤＡ、ノートブック、コンピュータ、テレビ、ＧＰＳ、車用表示装置或いは携帯式ＤＶＤプレーヤーであることを特徴とする電子装置。
【請求項１】
外部電気回路と発光素子を有する複数のサブ画素を有する有機発光素子表示装置の薄膜トランジスタの製造方法であって、
第１領域と第２領域を有する基板層を提供する段階と、
該基板層にバッファー層を形成する段階と、
第１結晶化工程により該バッファー層に第１多結晶シリコン層を形成する段階と、該第１多結晶シリコン層をパターニングして、該第１領域に第１薄膜トランジスタのアクティブ部を形成する段階と、
第１隔離層を形成する段階と、
該第１結晶化工程と違う第２結晶化工程により該第１隔離層に第２多結晶シリコン層を形成する段階と、
該第２多結晶シリコン層をパターニングして、該第２領域に第２薄膜トランジスタのアクティブ部を形成する段階と、
第２隔離層を形成する段階と、
該第２隔離層に第１薄膜トランジスタと第２薄膜トランジスタとのゲート電極を形成する段階とを特徴とする有機発光素子の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２】
該第１薄膜トランジスタは外部電気回路に使用される外部電気回路薄膜トランジスタと、サブ画素の状態を切替えるスイッチ用薄膜トランジスタからなり、該第２薄膜トランジスタは発光素子を駆動する駆動用薄膜トランジスタを含むことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子表示装置の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項３】
該第１結晶化工程は標準レーザー結晶法であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子表示装置の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項４】
該第２結晶化工程は非レーザー結晶法であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子表示装置の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項５】
外部電気回路と発光素子を有する複数のサブ画素を有する有機発光素子表示装置であって、第１領域と第２領域を有する基板層と、該基板層の該第１領域に形成され、該基板層に形成された第１バッファー層と、第１多結晶シリコン層に形成されたアクティブ部は該バッファー層に設けられ、第１ゲート電極絶縁層はアクティブ部をカバーし、第１ゲート電極は該第１ゲート電極絶縁層に設けられる第１薄膜トランジスタと、該基板層の該第２領域に形成され、該基板層に形成された第２バッファー層と、第２多結晶シリコン層に形成されたアクティブ部は該バッファー層に設けられ、第２ゲート電極絶縁層はアクティブ部をカバーし、第２ゲート電極は該第２ゲート電極絶縁層に設けられる第２薄膜トランジスタとを含み、
該第１多結晶シリコン層と該第２多結晶シリコン層とは違う結晶特性を有し、且つ該第１ゲート電極絶縁層と該第２ゲート電極絶縁層は違う厚さを有することを特徴とする有機発光素子表示装置。
【請求項６】
該第１薄膜トランジスタは外部電気回路に使用される外部電気回路薄膜トランジスタと、サブ画素の状態を切替えるスイッチ用薄膜トランジスタからなり、該第２薄膜トランジスタは発光素子を駆動する駆動用薄膜トランジスタを含むことを特徴とする請求項５に記載の有機発光素子表示装置。
【請求項７】
該第１多結晶シリコン層と該第２多結晶シリコン層とは違う結晶構造を有することを特徴とする請求項５に記載の有機発光素子表示装置。
【請求項８】
該第１多結晶シリコン層と該第２多結晶シリコン層とは違う結晶粒径を有することを特徴とする請求項５に記載の有機発光素子表示装置。
【請求項９】
該第１多結晶シリコン層と該第２多結晶シリコン層の結晶粒径の平均差が５００オングストレーム以上であることを特徴とする請求項５に記載の有機発光素子表示装置。
【請求項１０】
請求項５に記載の有機発光素子表示装置を有する電子装置において、該有機発光素子は該電子装置の一部分になり、該電子装置は、該有機発光素子表示装置と電気的に連結して電源を提供する電源供応装置を有し、携帯電話、ディジタルカメラ、ＰＤＡ、ノートブック、コンピュータ、テレビ、ＧＰＳ、車用表示装置或いは携帯式ＤＶＤプレーヤーであることを特徴とする電子装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−１５２５８４（Ｐ２００９−１５２５８４Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１０１７０（Ｐ２００８−３１０１７０）
【出願日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【出願人】（５０６２９０９５８）ティーピーオー ディスプレイズ コーポレイション (12)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【出願人】（５０６２９０９５８）ティーピーオー ディスプレイズ コーポレイション (12)
【Ｆターム（参考）】
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