(57)【要約】 【課題】生産コストを低減しつつ、表示板全体において均一な特性を有する高品質の表示板を容易に製造する。【解決手段】本発明は、薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法に関する。基板上に互いに分離されている第１及び第２電極を形成し、非晶質と多結晶シリコンとが混在するシリコン膜をスパッタリング法または化学気相蒸着法で積層した後、前記シリコン膜をパターニングして半導体を形成する。半導体上にゲート絶縁膜を形成し、その上に半導体と対向する第３電極を形成した後、第３電極上に保護膜を形成し、その上に画素電極を形成する。これにより、別途に不純物を注入することなく、移動性が優れた多結晶シリコンを含む薄膜トランジスタ及び薄膜トランジスタ表示板を形成することができる。【選択図】図３
2006261672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成され、互いに分離されている第１及び第２電極と、
少なくとも一部分が前記第１電極と前記第２電極との上に形成され、非晶質と多結晶質とを含む半導体と、
前記半導体上に形成されている第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に形成され、前記半導体上に位置する第３電極とを備え、
前記半導体の多結晶質の分布は、前記半導体の表面において最も高いことを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記半導体の多結晶質の分布は、前記半導体の表面に向かうに従って高くなることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記半導体の多結晶質の結晶粒サイズは２０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記半導体と前記第１及び第２電極との間に形成されているオーミックコンタクト部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記オーミックコンタクト部材は、不純物がドーピングされている非晶質シリコンを含むことを特徴とする請求項４に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記半導体はシリコンを含むことを特徴とする請求項５に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項７】
前記半導体と前記第１絶縁膜との間に形成されている第２絶縁膜をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項８】
前記第２絶縁膜は、前記半導体と実質的に同じ平面形状を有することを特徴とする請求項７に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項９】
前記第２絶縁膜は、前記半導体を完全に覆うことを特徴とする請求項７に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項１０】
基板と、
前記基板上に形成されている第１薄膜トランジスタと、
前記第１薄膜トランジスタに接続されている画素電極とを備え、
前記第１薄膜トランジスタは、
互いに反対方向に位置した第１面と第２面とを有する半導体と、
前記半導体と重畳し前記半導体の第１面側に位置する第１電極と、
前記半導体と重畳し前記半導体の第１面側に位置し、前記画素電極に接続されている第２電極と、
前記半導体の第２面と接触する第１絶縁体と、
前記第１絶縁体を中心に前記半導体の反対側に位置した第３電極とを備え、
前記半導体は混在する非晶質と多結晶質とを含み、前記多結晶質の分布は前記第２面において最も高いことを特徴とする薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１１】
前記半導体の多結晶質の分布は、前記第１面から前記第２面に向かうに従って高くなることを特徴とする請求項１０に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１２】
前記半導体の多結晶質の結晶粒サイズは２０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１３】
前記半導体の第１面は前記基板と対向することを特徴とする請求項１０に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項１４】
前記第１薄膜トランジスタは、前記半導体と前記第１及び第２電極との間に位置するオーミックコンタクト部材をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１５】
前記半導体はシリコンを含み、前記オーミックコンタクト部材は不純物がドーピングされている非晶質シリコンを含むことを特徴とする請求項１４に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１６】
前記半導体と前記第１絶縁体との間に位置する第２絶縁体をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１７】
前記第２絶縁体は、前記半導体と実質的に同じ平面形状を有することを特徴とする請求項１６に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１８】
前記第２絶縁体は、前記半導体を完全に覆うことを特徴とする請求項１６に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１９】
前記画素電極と対向する共通電極をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項２０】
前記画素電極と前記共通電極との間に狭持された有機発光部材をさらに備えることを特徴とする請求項１９に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項２１】
前記第１薄膜トランジスタの第３電極に接続されている第２薄膜トランジスタと、
前記第２薄膜トランジスタに接続されているゲート線及びデータ線と、
前記第１薄膜トランジスタの第１電極に接続されている駆動電圧線とをさらに備えることを特徴とする請求項２０に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項２２】
前記第１薄膜トランジスタの第３電極に接続されているゲート線と、
前記第１薄膜トランジスタの第１電極に接続されているデータ線と、
前記画素電極と前記共通電極との間に挟持された液晶層とをさらに備えることを特徴とする請求項１９に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項２３】
基板上に互いに分離されている第１電極及び第２電極を形成し、
前記基板上に非晶質シリコンと多結晶シリコンとが混在するシリコン膜を形成し、
前記シリコン膜をパターニングして半導体を形成し、
前記半導体上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に前記半導体と対向する第３電極を形成し、
前記第３電極上に保護膜を形成し、
前記保護膜上に画素電極を形成することを含むことを特徴とする薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項２４】
前記シリコン膜は、スパッタリング法または化学気相蒸着法で形成することを特徴とする請求項２３に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項２５】
前記シリコン膜を形成するとき、シリコンを含有する気体と水素を混合した反応気体を用いて前記シリコン膜を化学気相蒸着することを含むことを特徴とする請求項２３に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項２６】
前記反応気体全体に対する前記シリコンを含有する気体の容積比率は０．０５未満であることを特徴とする請求項２５に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項２７】
前記化学気相蒸着工程の反応温度は２５０〜３７０℃であることを特徴とする請求項２５に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項２８】
前記シリコンを含む気体は、ＳｉＨ４、ＳｉＨ２Ｃｌ２またはＳｉＨ２Ｆ２のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項２５に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項２９】
前記シリコン膜を形成するとき、シリコンターゲットを用いて前記シリコン膜をスパッタリングすることを含むことを特徴とする請求項２３に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項３０】
前記シリコン膜をスパッタリングによって形成するとき、
不活性気体と水素との混合気体を用いて種層を形成し、
前記水素の供給を止めて前記不活性気体のみを供給し前記種層上にシリコンを成長させて前記シリコン膜を形成することを含むことを特徴とする請求項２９に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項３１】
前記シリコン膜をスパッタリングによって形成するとき、０〜５．５ｍＴｏｒｒの圧力、２５０〜４００℃の温度でスパッタリングを行うことを特徴とする請求項３０に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項３２】
前記不活性気体はアルゴン気体であることを特徴とする請求項３０に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項３３】
前記半導体と前記ゲート絶縁膜との間に絶縁部材を形成することをさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項３４】
前記画素電極上に開口部を有する隔壁を形成し、
前記開口部に有機発光部材を形成し、
前記有機発光部材上に共通電極を形成することをさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、シリコンは、結晶状態によって非晶質シリコン（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ）と結晶質シリコン（ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｓｉｌｉｃｏｎ）に分けられる。非晶質シリコンは、低い温度で蒸着して薄膜（ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ）を形成することが可能である。非晶質シリコンは、主に、低い融点を有するガラスを基板として用いる表示装置の能動素子の半導体層に多く使用される。
【０００３】
しかし、非晶質シリコン薄膜によって形成された能動素子は、低い電界効果移動度などの問題点があり、これを大面積表示装置に適用することは難しい。よって、高い電界効果移動度、高周波動作特性及び低いリーク電流などの電気的特性を有する多結晶シリコンを能動素子に適用する必要性が高まっている。
【０００４】
多結晶シリコンは、エキシマレーザアニール（ｅｘｉｍｅｒ  ｌａｓｅｒ  ａｎｎｅａｌ）、逐次的横方向結晶化（ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  ｌａｔｅｒａｌ  ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）などのようにレーザを用いて非晶質シリコンを結晶化する方法によって形成する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、レーザを用いる結晶化方法は、追加設備を必要とするなど多くのコストがかかり、表示板の生産コストが上昇するだけではなく、表示板全体において均一な結晶性を確保することが難しいという問題がある。
【０００６】
本発明は、前記のような従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、生産コストを低減しつつ、表示板全体において均一な特性を有する高品質の表示板を容易に製造することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態による薄膜トランジスタは、基板上に形成され、互いに分離されている第１及び第２電極、少なくとも一部分前記第１電極と前記第２電極との上に形成され、非晶質と多結晶質を含む半導体、前記半導体上に形成されている第１絶縁膜、並びに前記第１絶縁膜上に形成され、前記半導体上に位置する第３電極を備え、前記半導体の多結晶質の分布は前記半導体の表面において最も高い。
【０００８】
前記半導体の多結晶質の分布は、前記半導体の表面に向かうに従って高くなるようにしてもよい。
【０００９】
前記半導体の多結晶質の結晶粒サイズは２０ｎｍ以上であってもよい。
【００１０】
前記薄膜トランジスタは、前記半導体と前記第１及び第２電極との間に形成されているオーミックコンタクト部材をさらに含むようにしてもよい。
【００１１】
前記オーミックコンタクト部材は、不純物がドーピングされている非晶質シリコンを含み、前記半導体はシリコンを含むようにしてもよい。
【００１２】
前記薄膜トランジスタは、前記半導体と前記第１絶縁膜との間に形成されている第２絶縁膜をさらに含むことができる。前記第２絶縁膜は、前記半導体と実質的に同じ平面形状を有したり、前記半導体を完全に覆うようにしたりしてもよい。
【００１３】
本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板は、基板、前記上に形成されている薄膜トランジスタ、並びに前記薄膜トランジスタに接続されている画素電極を備える。前記薄膜トランジスタは、互いに反対方向に位置した第１面と第２面を有する半導体、前記半導体の第１面と接触する第１及び第２電極、前記半導体の第２面と接触する第１絶縁体、並びに前記第１絶縁体を中心に前記半導体の反対側に位置した第３電極を備え、前記半導体は、混在する非晶質と多結晶質を含み、前記多結晶質の分布は前記第２面において最も高い。
【００１４】
前記半導体の多結晶質の分布は前記第１面から前記第２面に向かうに従って高くなるようにしてもよい。
【００１５】
前記半導体の多結晶質の結晶粒サイズは２０ｎｍ以上であるようにしてもよい。
【００１６】
前記半導体の第１面は前記基板と対向するようにしてもよい。
【００１７】
前記薄膜トランジスタは、前記半導体と前記第１及び第２電極の間に位置するオーミックコンタクト部材をさらに含むことができる。この時、前記半導体はシリコンを含み、前記オーミックコンタクト部材は不純物がドーピングされている非晶質シリコンを含むようにしてもよい。
【００１８】
前記薄膜トランジスタ表示板は、前記半導体と前記第１絶縁体との間に位置する第２絶縁体をさらに含むようにしてもよい。
【００１９】
前記第２絶縁体は、前記半導体と実質的に同じ平面形状を有しているようにしたり、前記半導体を完全に覆うようにしたりしてもよい。
【００２０】
前記薄膜トランジスタ表示板は、前記画素電極と対向する共通電極をさらに含んでいてもよい。
【００２１】
前記薄膜トランジスタ表示板は、前記画素電極と前記共通電極との間に挟持された有機発光部材または液晶層をさらに含んでいてもよい。
【００２２】
本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板の製造方法は、基板上に互いに分離されている第１電極及び第２電極を形成し、前記基板上に非晶質と多結晶シリコンとが混在するシリコン膜を形成し、前記シリコン膜をパターニングして半導体を形成し、前記半導体上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に前記半導体と対向する第３電極を形成し、前記第３電極上に保護膜を形成し、並びに前記保護膜上に画素電極を形成することを含むようにしてもよい。
【００２３】
前記シリコン膜はスパッタリング法または化学気相蒸着法で形成するようにしてもよい。
【００２４】
前記シリコン膜を形成するとき、シリコンを含有する気体と水素とを混合した反応気体を用いて、前記シリコン膜を化学気相蒸着するようにしてもよい。前記反応気体全体に対する前記シリコンを含有する気体の容積比率は０．０５未満であり、前記化学気相蒸着の反応温度は２５０〜３７０℃であるようにしてもよい。前記シリコンを含む気体は、ＳｉＨ４、ＳｉＨ２Ｃｌ２またはＳｉＨ２Ｆ２のうちの少なくとも一つを含むようにしてもよい。
【００２５】
前記シリコン膜を形成するとき、シリコンターゲットを用いて前記シリコン膜をスパッタリングによって形成することを含むようにしてもよい。前記スパッタリング工程は、アルゴンなど不活性気体と水素との混合気体を用いて種層を積層し、並びに前記水素を除いて（供給を止めて）不活性気体のみを供給し前記種層上にシリコンを成長させて前記シリコン膜を形成することを含むことができる。前記スパッタリング工程は、０〜５．５ｍＴｏｒｒの圧力と２５０〜４００℃の温度で行うことができる。
【００２６】
前記薄膜トランジスタ表示板の製造方法は、前記半導体と前記ゲート絶縁膜との間に絶縁部材を形成する段階をさらに含むようにしてもよい。
【００２７】
前記薄膜トランジスタ表示板の製造方法は、前記画素電極上に開口部を有する隔壁を形成し、前記開口部に有機発光部材を形成し、前記有機発光部材上に共通電極を形成することをさらに含むようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、別途に不純物を注入することなく、移動度が優れた多結晶シリコンを含む薄膜トランジスタ及び薄膜トランジスタ表示板を形成することができる。その結果、表示板の特性が向上し、かつ表示板の製造工程及び時間を短縮してコストを節減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
添付した図面を参照して、本発明の実施形態を、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかし、本発明は、多様な形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。
【００３０】
図面は、各種層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示している。明細書全体を通じて類似した部分については同一の参照符号を付けている。層、膜、領域、板などの部分が、他の部分の”上に”あると表現する場合、これは他の部分の”すぐ上に”ある場合に限らず、その中間に更に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の”すぐ上に”あると表現する場合、これは中間に他の部分がない場合を意味する。
【００３１】
以下、添付した図を参照して本発明の実施形態による有機発光表示板及びその製造方法について説明する。
【００３２】
まず、本発明の一実施形態による有機発光表示装置の等価回路について図１を参照して詳細に説明する。
【００３３】
図１は、本発明の一実施形態による有機発光表示装置の等価回路図である。同図に示すように、本実施形態による有機発光表示装置は、複数の信号線１２１、１７１、１７２と、これらに接続され略行列状に配列された複数の画素Ｐとを備える。
【００３４】
信号線は、走査信号を伝達する複数のゲート線１２１、データ信号を伝達するデータ線１７１、及び駆動電圧を伝達する複数の駆動電圧線１７２を含む。ゲート線１２１は、略行方向に延びて互いに略平行であり、データ線１７１と駆動電圧線１７２とは、略列方向に延びて互いに略平行である。
【００３５】
各画素Ｐは、有機発光素子ＬＤ、駆動トランジスタＱｄ、キャパシタＣｓｔ及びスイッチングトランジスタＱｓを含む。
【００３６】
駆動トランジスタＱｄは、制御端子、入力端子及び出力端子を有し、制御端子はスイッチングトランジスタＱｓに接続されており、入力端子は駆動電圧線１７２に接続されており、出力端子は有機発光素子ＬＤに接続されている。
【００３７】
有機発光素子ＬＤは、駆動トランジスタＱｄの出力端子に接続されているアノード（ａｎｏｄｅ）と、共通電圧Ｖｃｏｍに接続されているカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）とを有する。有機発光素子ＬＤは、駆動トランジスタＱｄの出力電流によって強度を異にして発光することによって映像を表示する。駆動トランジスタＱｄに流れる電流は、制御端子と出力端子との間に印加される電圧によってその大きさが変化する。
【００３８】
スイッチングトランジスタＱｓもまた、制御端子、入力端子及び出力端子を有し、制御端子はゲート線１２１に接続されており、入力端子はデータ線１７１に接続されており、出力端子は駆動トランジスタＱｄの制御端子に接続されている。スイッチングトランジスタＱｓは、ゲート線１２１に印加される走査信号によってデータ線１７１に印加されているデータ信号を駆動トランジスタＱｄに伝達する。
【００３９】
キャパシタＣｓｔは、駆動トランジスタＱｄの制御端子と入力端子との間に接続されている。このキャパシタＣｓｔは、駆動トランジスタＱｄの制御端子に印加されるデータ信号を充電して維持する。
【００４０】
以下、図１に示す有機発光表示装置用表示板の構造について図２乃至図８及び図１を参照して詳細に説明する。
【００４１】
図２は、本発明の一実施形態による有機発光表示板の配置図であり、図３及び図４は、各々図２の有機発光表示板のＩＩＩ-ＩＩＩ’線及びＩＶ-ＩＶ’線に沿った断面図の例であり、図５及び図６は、各々図２の有機発光表示板のＩＩＩ-ＩＩＩ’線及びＩＶ-ＩＶ’線に沿った断面図の他の例であり、図７及び図８は、各々図２の有機発光表示板のＩＩＩ-ＩＩＩ’線及びＩＶ-ＩＶ’線に沿った断面図の他の例である。
【００４２】
図２乃至図４に示すように、透明なガラスや石英基板などからなる絶縁基板１１０上に複数のデータ線１７１、複数の駆動電圧線１７２、並びに複数の第１及び第２出力電極１７５ａ、１７５ｂを含む複数のデータ導電体が形成されている。
【００４３】
データ信号を伝達するデータ線１７１は、主に縦方向に延びてゲート線１２１と交差し、他の層または外部装置との接続のために、広い面積を有する端部（図示せず）を含むようにしてもよい。データ信号を生成するデータ駆動回路（図示せず）が基板１１０に集積されている場合には、データ線１７１がデータ駆動回路に直接接続される。各データ線１７１は、横に延びた複数の第１入力電極１７３ａを含み、その対向側には第１出力電極１７５ａが位置している。
【００４４】
駆動電圧を伝達する駆動電圧線１７２は、データ線１７１と隣接し、主に縦方向に延びている。駆動電圧線１７２は、横に延びた複数の第２入力電極１７３ｂを含み、その対向側には第１出力電極１７５ａが位置している。
【００４５】
データ導電体１７１、１７２、１７５ａ、１７５ｂは、モリブデン（Ｍｏ）やモリブデン合金などのモリブデン系金属、クロム（Ｃｒ）、チタニウム（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）などの耐火性金属、またはこれらの合金からなるようにしてもよい。しかし、これらは物理的性質が異なる二つの導電膜（図示せず）を含む多層膜構造を有するようにしてもよい。この場合、一つの導電膜は耐火性金属で形成し、もう一つの導電膜は信号遅延や電圧降下を減らすために、低い比抵抗の金属、例えば、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金などのアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）や銀合金などの銀系金属、または銅（Ｃｕ）や銅合金などの銅系金属からなるようにしてもよい。このような組み合わせの例としては、アルミニウム（合金）下部膜とクロムまたはモリブデン（合金）上部膜の二重膜がある。
【００４６】
データ導電体１７１、１７２、１７５ａ、１７５ｂの側面は、基板１００表面に対して傾斜しており、その傾斜角は３０〜８０°であることが好ましい。
【００４７】
データ導電体１７１、１７２、１７５ａ、１７５ｂ上には、シリサイドまたはリンなどのｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ＋水素化非晶質シリコンなどの物質からなる複数の島状オーミックコンタクト部材１６３ａ、１６３ｂ、１６５ａ、１６５ｂが形成されている。
【００４８】
オーミックコンタクト部材１６３ａ、１６３ｂ、１６５ａ、１６５ｂ上には、複数の半導体１５４ａ、１５４ｂが形成されている。半導体１５４ａは、オーミックコンタクト部材１６３ａ、１６５ａを介して入力電極１７３ａ及び出力電極１７５ａに接続され、これらと重畳し、半導体１５４ｂは、オーミックコンタクト部材１６３ｂ、１６５ｂを介して入力電極１７３ｂ及び出力電極１７５ｂに接続され、これらと重畳する。
【００４９】
半導体１５４ａ、１５４ｂには、微結晶シリコンまたは非晶質シリコンと多結晶シリコンとが混在しており、下部には主に微結晶シリコンまたは非晶質シリコンが分布し、上部、特に表面付近には主に多結晶シリコンが分布する。非晶質シリコンと多結晶シリコンとの分布において、下から上に向かうに従って多結晶シリコンの分布が次第に増加するようにしてもよい。多結晶シリコンの結晶粒（ｇｒａｉｎ）サイズは約２０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００５０】
半導体１５４ａ、１５４ｂ上には、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）または酸化シリコン（ＳｉＯ２）などからなるゲート絶縁膜１４０が形成されている。図５及び図６に示すように、半導体１５４ａ、１５４ｂとゲート絶縁膜１４０との間に複数の絶縁部材１４０ａ、１４０ｂが形成されている。絶縁部材１４０ａ、１４０ｂは、半導体１５４ａ、１５４ｂと実質的に同じ平面形状を有する。しかし、絶縁部材１４０ａ、１４０ｂは、図７及び図８に示すように、半導体１５４ａ、１５４ｂを完全に覆う形態であるようにしてもよい。
【００５１】
ゲート絶縁膜１４０上には、第１制御電極１２４ａを含む複数のゲート線１２１及び複数の第２制御電極１２４ｂを含む複数のゲート導電体が形成されている。
【００５２】
ゲート線１２１は、主に横方向に延びてデータ線１７１と交差し、ゲート信号を伝達する。ゲート線１２１は、他の層または駆動回路と接続するために、広い面積を有する端部を含むようにしてもよく、第１制御電極１２４ａは、半導体１５４ａ側に延びて半導体１５４ａ及び第１入力電極１７３ａ、第１出力電極１７５ａとも一部重畳する。
【００５３】
第２制御電極１２４ｂは、半導体１５４ｂと重畳し、第２入力電極１７３ｂ及び第２出力電極１７５ｂとも一部重畳する。第２制御電極１２４ｂは、下方向に延びる途中、右側に方向を変え、駆動電圧線１７２に沿って上方に長く延びた維持電極１２７を構成する。維持電極１２７は、駆動電圧線１７２と重畳して維持電極Ｃｓｔを構成する。
【００５４】
第１制御電極１２４ａ、第１入力電極１７３ａ及び第１出力電極１７５ａは、半導体１５４ａ及びオーミックコンタクト部材１６３ａ、１６５ａと共にスイッチング薄膜トランジスタＱｓを構成し、スイッチング薄膜トランジスタＱｓのチャネルは、第１入力電極１７３ａと第１出力電極１７５ａとの間の半導体１５４ａに形成される。第２制御電極１２４ｂ、第２入力電極１７３ｂ及び第２出力電極１７５ｂは、半導体１５４ｂ及びオーミックコンタクト部材１６３ｂ、１６５ｂと共に駆動薄膜トランジスタＱｄをなし、駆動薄膜トランジスタＱｄのチンネルは、第２入力電極１７３ｂと第２出力電極１７５ｂとの間の半導体１５４ｂに形成される。
【００５５】
ところが、薄膜トランジスタＱｓ、Ｑｄのチャネルは、半導体１５４ａ、１５４ｂ内においてもゲート絶縁膜１４０側の表面付近に形成される。半導体１５４ａ、１５４ｂのゲート絶縁膜１４０側の表面付近は、電気的特性が優れた多結晶質であるので、半導体１５４ａ、１５４ｂ全体が非晶質である場合やゲート絶縁膜１４０の反対側部分が多結晶質である場合よりも、薄膜トランジスタＱｓ、Ｑｄの電気的特性が優れている。
【００５６】
ゲート導電体１２１、１２４ｂは、アルミニウム系金属、銀系金属、銅系金属、モリブデン系金属、クロム、チタニウム、タンタル及びこれらの合金などからなる導電膜を含む。しかし、これらは物理的性質が異なる二つの導電膜（図示せず）を含む多層膜構造を有するようにしてもよい。この場合、信号遅延や電圧降下を低減するために、一方の導電膜は低い比抵抗（ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）の金属、例えば、アルミニウム系金属、銀系金属、銅系金属からなるようにしてもよい。一方、その他の導電膜は、他の物質、特にＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）及びＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）との物理的、化学的、電気的接触特性が優れた物質、例えば、モリブデン系金属、クロム、チタニウム、タンタルまたはこれらの合金などからなるようにしてもよい。このような組み合わせの例としては、クロム下部膜とアルミニウム（合金）上部膜、アルミニウム（合金）下部膜とモリブデン（合金）上部膜がある。
【００５７】
ゲート導電体１２１、１２４ｂ及びゲート絶縁膜１４０上には、保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０は、窒化シリコンや酸化シリコンなどの無機絶縁物、有機絶縁物、低誘電率絶縁物などからなる。低誘電率絶縁物の誘電率は４．０以下であることが好ましく、プラズマ化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）法で形成されるａ-Ｓｉ:Ｃ:Ｏ、ａ-Ｓｉ:Ｏ:Ｆなどがその例である。有機絶縁物のうち感光性を有するもので、保護膜１８０を形成してもよく、保護膜１８０の表面を平坦化してもよい。また、保護膜１８０は、半導体１５４の露出した部分を保護しつつ有機膜の長所を生かすことができるように、下部無機膜と上部有機膜との二重膜構造を有するようにしてもよい。
【００５８】
保護膜１８０には、第１制御電極１２４ｂを露出させる複数のコンタクトホール１８４が形成され、保護膜１８０及びゲート絶縁膜１４０には、出力電極１７５ａ、１７５ｂをそれぞれ露出させる複数のコンタクトホール１８５ａ、１８５ｂが形成されている。保護膜１８０上には、複数の画素電極１９０及び複数の接続部材８５が形成されている。
【００５９】
画素電極１９０及び接続部材８５は、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質やアルミニウムまたは銀及びその合金などの反射性が優れた金属からなることが好ましい。
【００６０】
画素電極１９０は、コンタクトホール１８５ｂを介して第２出力電極１７５ｂと物理的、電気的に接続されており、接続部材８５は、コンタクトホール１８５ａ、１８４を介してそれぞれ第１出力電極１７５ａ及び第２ゲート電極１２４ｂに接続されている。
【００６１】
保護膜１８０及び画素電極１９０上には、隔壁３６０が形成されている。隔壁３６０は、画素電極１９０の縁周りを堤防（ｂａｎｋ）のように取り囲んで開口部（ｏｐｅｎｉｎｇ）を定義し、有機絶縁物質または無機絶縁物質からなる。
【００６２】
画素電極１９０上には、有機発光部材３７０が形成され、有機発光部材３７０は、隔壁３６０によって取り囲まれた開口部に閉じ込められている。
【００６３】
有機発光部材３７０は、発光する発光層（ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）（図示せず）と、これと共に発光層の発光効率を向上するための付帯層を含む多層構造を有することができる。付帯層には電子と正孔の均衡をとるための電子輸送層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｌａｙｅｒ）（図示せず）及び正孔輸送層（ｈｏｌｅ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｌａｙｅｒ）（図示せず）と、電子と正孔との注入を強化するための電子注入層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）（図示せず）及び正孔注入層（ｈｏｌｅ  ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）（図示せず）がある。なお、付帯層は省略可能である。
【００６４】
隔壁３６０及び有機発光部材３７０上には、共通電極２７０が形成されている。共通電極２７０は共通電圧の印加を受け、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、クロム、アルミニウム、銀などを含む反射性金属またはＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質からなる。
【００６５】
不透明な画素電極１９０と透明な共通電極２７０は、表示板の上部方向に画像を表示する前面発光（ｔｏｐ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ）方式の有機発光表示装置に適用でき、透明な画素電極１９０と不透明な共通電極２７０は、表示板の下部方向に画像を表示する背面発光（ｂｏｔｔｏｍ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ）方式の有機発光表示装置に適用できる。
【００６６】
画素電極１９０、有機発光部材３７０及び共通電極２７０は、図１に示した有機発光素子（ＬＤ）を構成し、画素電極１９０はアノードとなり、共通電極２７０はカソードとなる。しかし、反対に、画素電極１９０がカソードとなり、共通電極２７０がアノードとなるようにしてもよい。有機発光素子（ＬＤ）は、有機発光部材３７０の材料によって基本色のうちの一つの色相を発光する。基本色の例としては、赤色、緑色、青色の三原色があり、この三原色の空間的作用で所望の色相を表示する。
【００６７】
次に、図２乃至図４に示す有機発光表示板を製造する方法について、図９乃至図２１Ｂ及び図２乃至図８を参照して詳細に説明する。
【００６８】
図９、図１１、図１４、図１６、図１８及び図２０は、図２乃至図４に示す有機発光表示板を本発明の一実施形態に従って製造する方法の中間段階における有機発光表示板の配置図である。
【００６９】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、各々図９のＸＡ-ＸＡ’線及びＸＢ-ＸＢ’線に沿った断面図であり、図１２Ａ及び図１２Ｂは、各々図１１ＡのＸＩＩＡ-ＸＩＩＡ’線及びＸＩＩＢ-ＸＩＩＢ’線に沿った断面図であり、図１３は本発明の実施形態に従って形成した半導体の断面をＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で撮影した写真であり、図１５Ａ及び図１５Ｂは、図１３のＸＶＡ-ＸＶＡ’線及びＸＶＢ-ＸＶＢ’線に沿った断面図であり、図１７Ａ及び図１７Ｂは、各々図１６のＸＶＩＩＡ-ＸＶＩＩＢ’線及びＸＶＩＩＢ-ＸＶＩＩＢ’線に沿った断面図であり、図１９Ａ及び図１９Ｂは、各々図１８のＸＩＸＡ-ＸＩＸＡ’線及びＸＩＸＢ-ＶＩＸＢ’線に沿った断面図であり、図２１Ａ及び図２１Ｂは、図２０のＸＸＩＡ-ＸＸＩＡ’線及びＸＸＩＢ-ＸＸＩＢ’線に沿った断面図である。
【００７０】
まず、図９乃至図１０Ｂに示すように、絶縁基板１１０上にスパッタリング法などでデータ導電膜を積層し、化学気相蒸着法などでｎ＋不純物がドーピングされた不純物非晶質シリコン膜を積層する。
【００７１】
次に、非晶質シリコン膜及びデータ導電膜をフォトエッチングして、複数の線状及び島状不純物半導体１６１、１６２、１６５ａ’、１６５ｂ’、並びに入力電極１７３ａを含む複数のデータ線１７１、入力電極１７３ｂを含む複数の駆動電圧線１７２、及び複数の出力電極１７５ａ、１７５ｂを含む複数のデータ導電体を形成する。
【００７２】
次に、図１１乃至図１２Ｂに示すように、化学気相蒸着法またはスパッタリング法で真性シリコン膜を積層する。
【００７３】
化学的気相蒸着法を用いる場合、約２５０〜３７０℃の蒸着温度でＳｉＨ４、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨ２Ｆ２のようにシリコンを含有する気体と、水素とを混合した反応気体を使用する。この時、反応気体全体に対するシリコンを含有する気体の容積比率が０．０５未満となるようにする。
【００７４】
これにより、図１３に示すように、最初は非晶質シリコンのみ成長するが、次第に多結晶シリコンが多くなって、後には多結晶シリコンのみ成長する。図１３で、下側の黒色部分は非晶質シリコンであり、上側の白色部分は多結晶シリコンである。
【００７５】
反応性マグネトロンスパッタリング（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｍａｇｎｅｔｒｏｎ  ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）などスパッタリング法を用いる場合、シリコンターゲットが装着された反応室に反応室圧力を約０〜５．５ｍＴｏｒｒ、反応室の温度を約２５０〜４００℃に維持し、まず、アルゴン（Ａｒ）のような不活性気体と水素とを混合したスパッタリング気体を供給して約１０ｎｍ以下の薄い種層（ｓｅｅｄ  ｌａｙｅｒ）を積層する。使用可能な不活性気体としては、アルゴンの他にヘリウム、ネオンなどがある。種層は、非晶質または微結晶質（ｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）となる。その後、水素を除いて（水素の供給を止めて）、アルゴン気体のみを供給しスパッタリングして、種層上にシリコンを成長させる。これにより、最初は種層上に非晶質シリコンが成長するが、次第に多結晶シリコンが成長する。マグネトロンスパッタリング装備を利用する場合、磁気コイルに流れる電流の大きさを調整して、薄膜に向かうイオンフラックス（ｉｏｎｆｌｕｘ）の量を調節することで結晶性を向上することができる。
【００７６】
これに対し、スパッタリング法で種層を積層した後、化学気相蒸着法で種層上にシリコンを成長させたり、化学気相蒸着法で種層を積層した後、スパッタリング法で種層上にシリコンを成長させたりしてもよい。
【００７７】
このような方法で、多結晶シリコンを作製する場合、レーザビームなどを用いて多結晶を形成する場合よりも、基板１１０全体において均一な結晶性を確保できる。
【００７８】
その後、真性シリコン膜及びその下の線状及び島状不純物半導体１６１、１６２、１６５ａ’、１６５ｂ’をフォトエッチングして、複数の島状半導体１５４ａ、１５４ｂを形成する一方、オーミックコンタクト部材１６３ａ、１６３ｂ、１６５ａ、１６５ｂを完成する。
【００７９】
図５及び図６に示すように、真性シリコン膜をエッチングする前にその上に酸化シリコンや窒化シリコンなどの絶縁膜を化学気相蒸着法などで薄く積層し、これを真性シリコン膜と一緒にフォトエッチングして複数の絶縁部材１４０ａ、１４０ｂを形成する。これと異なって、島状半導体１５４ａ、１５４ｂを形成した後、その表面を酸化して絶縁部材１４０ａ、１４０ｂを形成するようにしてもよい。
【００８０】
また、図７及び図８に示すように、絶縁部材１４０ａ、１４０ｂが島状半導体１５４ａ、１５４ｂを完全に覆う形態に作製するためには、島状半導体１５４ａ、１５４ｂを形成した後、薄い絶縁膜を積層し、これを別途のフォトエッチング工程でパターニングすれば良い。
【００８１】
このような絶縁部材１４０ａ、１４０ｂは、半導体１５４ａ、１５４ｂの表面を保護し、エッチング工程時に半導体１５４ａ、１５４ｂの表面が汚染されたり、損傷したりすることを防止する。
【００８２】
次に、図１４乃至図１５Ｂに示すように、ゲート絶縁膜１４０を積層し、その上にスパッタリング法などで導電膜を形成した後、パターニングして第１制御電極１２４ａを含む複数のゲート線１２１、及び複数の第２制御電極１２４ｂを含む複数のゲート導電体を形成する。
【００８３】
図１６乃至図１７Ｂに示すように、ゲート導電体１２１、１２４ｂ上に保護膜１８０を積層し、フォトエッチングして複数のコンタクトホール１８４、１８５ａ、１８５ｂを形成する。
【００８４】
次に、図１８乃至図１９Ｂに示すように、ＩＺＯまたはＩＴＯのような透明な導電物質をスパッタリング法などで積層しフォトエッチングして、複数の画素電極１９０及び複数の接続部材８５を形成する。
【００８５】
次に、図２０乃至図２１に示すように、基板１１０上に黒色顔料を含む有機膜を塗布し、露光及び現像して画素電極１９０上に開口部を定義する隔壁３６０を形成し、各開口部に有機発光部材３７０を形成する。有機発光部材３７０は、インクジェット印刷などの方法で作製する。
【００８６】
最後に、図２乃至図８に示すように、有機発光部材３７０上に導電膜を蒸着して共通電極２７０を形成する。
【００８７】
図２乃至図１９Ｂに示す構造及び方法は、液晶表示装置にも適用できる。
【００８８】
液晶表示装置は、互いに対向する二つの表示板（図示せず）と、その間の液晶層（図示せず）とを備える。図２乃至図２１Ｂに示す画素電極１９０と共通電極２７０は、互いに異なる表示板に備えられ、有機発光部材３７０の代わりに二つの表示板間に液晶層が挟持されている。また、液晶表示装置において、図１乃至図２１Ｂに示す駆動電圧線１７２及び駆動トランジスタＱｄが無く、画素電極１９０が直接スイッチングトランジスタＱｓの出力電極１７５ａに接続されている。
【００８９】
図２２は、このような液晶表示装置を等価回路で示したものであり、画素電極１９０と共通電極２７０及びその間の液晶層は液晶キャパシタＣｌｃをなす。また、液晶表示装置は、液晶キャパシタＣｌｃと並列に接続されたストレージキャパシタＣｓｔを備え、ストレージキャパシタＣｓｔは、画素電極１９０またはこれに接続された出力電極１７５ａが維持電極（図示せず）など別途の信号線や前段のゲート線１２１と重畳することによって形成される。
【００９０】
液晶表示装置は、自ら発光しない受光型表示装置であるため、自然光を反射することによって映像を表示したり、人工光を出射する照明装置（図示せず）と偏光子（図示せず）とを別々に設けたりする必要がある。また、色相を表示するために、二つの表示板のうちいずれか一方において、画素電極１９０と対応する領域にカラーフィルタ（図示せず）を設ける。
【００９１】
さらに、液晶表示装置は、液晶層の液晶分子を所望の方向に配列するための配向膜を備える。
【００９２】
以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の一実施形態による有機発光表示装置の等価回路図である。
【図２】本発明の一実施形態による有機発光表示板の配置図である。
【図３】図２に示す有機発光表示板のＩＩＩ-ＩＩＩ’線及びＩＶ-ＩＶ’線に沿った断面図の例である。
【図４】図２に示す有機発光表示板のＩＩＩ-ＩＩＩ’線及びＩＶ-ＩＶ’線に沿った断面図の例である。
【図５】図２に示す有機発光表示板のＩＩＩ-ＩＩＩ’線及びＩＶ-ＩＶ’線に沿った断面図の他の例である。
【図６】図２に示す有機発光表示板のＩＩＩ-ＩＩＩ’線及びＩＶ-ＩＶ’線に沿った断面図の他の例である。
【図７】図２に示す有機発光表示板のＩＩＩ-ＩＩＩ’線及びＩＶ-ＩＶ’線に沿った断面図のまた他の例である。
【図８】図２に示す有機発光表示板のＩＩＩ-ＩＩＩ’線及びＩＶ-ＩＶ’線に沿った断面図のまた他の例である。
【図９】図２乃至図４に示す有機発光表示板を本発明の一実施形態に従って製造する方法の中間段階における有機発光表示板の配置図である。
【図１０Ａ】図９に示すＸＡ-ＸＡ’線及びＸＢ-ＸＢ’線に沿った断面図である。
【図１０Ｂ】図９に示すＸＡ-ＸＡ’線及びＸＢ-ＸＢ’線に沿った断面図である。
【図１１】図２乃至図４に示す有機発光表示板を本発明の一実施形態に従って製造する方法の中間段階における有機発光表示板の配置図である。
【図１２Ａ】図１１Ａに示すＸＩＩＡ-ＸＩＩＡ’線及びＸＩＩＢ-ＩＩＢ’線に沿った断面図である。
【図１２Ｂ】図１１Ａに示すＸＩＩＡ-ＸＩＩＡ’線及びＸＩＩＢ-ＩＩＢ’線に沿った断面図である。
【図１３】本発明の実施形態に従って形成した半導体の断面をＴＥＭで撮影したものである。
【図１４】図２乃至図４に示す有機発光表示板を本発明の一実施形態に従って製造する方法の中間段階における有機発光表示板の配置図である。
【図１５Ａ】図１３に示すＸＶＡ-ＸＶＡ’線及びＸＶＢ-ＸＶＢ’線に沿った断面図である。
【図１５Ｂ】図１３に示すＸＶＡ-ＸＶＡ’線及びＸＶＢ-ＸＶＢ’線に沿った断面図である。
【図１６】図２乃至図４に示す有機発光表示板を本発明の一実施形態に従って製造する方法の中間段階における有機発光表示板の配置図である。
【図１７Ａ】図１６に示すＸＶＩＩＡ-ＸＶＩＩＡ’線及びＸＶＩＩＢ-ＸＶＩＩＢ’線に沿った断面図である。
【図１７Ｂ】図１６に示すＸＶＩＩＡ-ＸＶＩＩＡ’線及びＸＶＩＩＢ-ＸＶＩＩＢ’線に沿った断面図である。
【図１８】図２乃至図４に示す有機発光表示板を本発明の一実施形態に従って製造する方法の中間段階における有機発光表示板の配置図である。
【図１９Ａ】図１８に示すＸＩＸＡ-ＸＩＸＡ’線及びＸＩＸＢ-ＶＩＸＢ’線に沿った断面図である。
【図１９Ｂ】図１８に示すＸＩＸＡ-ＸＩＸＡ’線及びＸＩＸＢ-ＶＩＸＢ’線に沿った断面図である。
【図２０】図２乃至図４に示す有機発光表示板を本発明の一実施形態に従って製造する方法の中間段階における有機発光表示板の配置図である。
【図２１Ａ】図２０に示すＸＸＩＡ-ＸＸＩＡ’線及びＸＸＩＢ-ＸＸＩＢ’線に沿った断面図である。
【図２１Ｂ】図２０に示すＸＸＩＡ-ＸＸＩＡ’線及びＸＸＩＢ-ＸＸＩＢ’線に沿った断面図である。
【図２２】本発明の一実施形態による液晶表示装置の概略的な回路図である。
【符号の説明】
【００９４】
１１０  基板
１２１  ゲート線
１４０  ゲート絶縁膜
１４０ａ、１４０ｂ  絶縁部材
１５４ａ、１５４ｂ  半導体
１６３ａ、１６３ｂ、１６５ａ、１６５ｂ  オーミックコンタクト部材
１７１  データ線
１７２  駆動電圧線
１９０  画素電極
２７０  共通電極
３６０  有機発光部材
３７０  隔壁
【図１】
2006261672.tif 000003
【図２】
2006261672.tif 000004
【図３】
2006261672.tif 000005
【図４】
2006261672.tif 000006
【図５】
2006261672.tif 000007
【図６】
2006261672.tif 000008
【図７】
2006261672.tif 000009
【図８】
2006261672.tif 000010
【図９】
2006261672.tif 000011
【図１０Ａ】
2006261672.tif 000012
【図１０Ｂ】
2006261672.tif 000013
【図１１】
2006261672.tif 000014
【図１２Ａ】
2006261672.tif 000015
【図１２Ｂ】
2006261672.tif 000016
【図１３】
2006261672.tif 000017
【図１４】
2006261672.tif 000018
【図１５Ａ】
2006261672.tif 000019
【図１５Ｂ】
2006261672.tif 000020
【図１６】
2006261672.tif 000021
【図１７Ａ】
2006261672.tif 000022
【図１７Ｂ】
2006261672.tif 000023
【図１８】
2006261672.tif 000024
【図１９Ａ】
2006261672.tif 000025
【図１９Ｂ】
2006261672.tif 000026
【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
2006261672.tif 000029
【図２２】
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