(57)【要約】【課題】  表示装置において、各単位画素に対応する単位領域内に、耐熱性の低い材料や拡散特性のある材料によって構成される部材が予め形成された場合にも、各画素を構成する駆動素子の特性の均一化や生産性の向上を、レーザーアニールの効率を犠牲にすることなく可能とする。【解決手段】  互いに隣り合う第１及び第２の単位領域内を、前記基板の主面に直交する仮想面について、少なくとも一部対称な配置形状として形成する。【選択図】        図１
2007035963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、複数の薄膜トランジスタにより形成される単位画素が、２次元マトリクス状に多数個設けられた表示装置であって、
互いに隣り合う第１及び第２の単位画素内が、前記基板の主面に直交する第１仮想面について、少なくとも一部を対称な配置形状とされた構成を有する
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第１仮想面及び基板主面に対して直交する第２仮想面に沿って、前記第１の単位画素に隣り合う第３の単位画素内が、前記少なくとも一部を前記第１の単位画素内と同一の配置形状とされた構成を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の単位画素内が、前記第１仮想面について、前記薄膜トランジスタの少なくとも一部を対称な配置形状とされた構成を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の単位画素が、前記第１仮想面を挟んで対向する位置に設けられる
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記複数の薄膜トランジスタのうち、少なくとも１つにおいて、ゲート絶縁層に比して高い熱伝導率を有する伝熱部材が、ゲート電極に少なくとも熱的に連結して設けられた
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記複数の薄膜トランジスタのうち、少なくとも１つを構成するゲート電極に、低抵抗金属からなる配線が電気的に連結された
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
基板上に、複数の薄膜トランジスタにより形成される単位画素に対応する単位領域が、２次元マトリクス状に多数個設けられた表示装置の製造方法であって、
互いに隣り合う第１及び第２の単位領域内を、前記基板の主面に直交する第１仮想面について、少なくとも一部対称な配置形状として形成する
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１及び第２の単位領域に対して、同時にレーザー光照射を行う
ことを特徴とする請求項７に記載の表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１及び第２の単位領域の、前記第１仮想面に隣接する隣接部のみにレーザー光照射を行う
ことを特徴とする請求項７に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１及び第２の単位領域を構成する配線部を少なくとも一部除いて、前記第１仮想面に対する隣接部を形成し、
前記第１及び第２の単位領域を構成する各前記隣接部のみにレーザー光照射を行う
ことを特徴とする請求項９に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第１及び第２の単位領域を構成する配線部のうち、少なくとも１本の配線部を除いて、前記第１仮想面に対する隣接部を形成し、
前記第１及び第２の単位領域を構成する各前記隣接部のみにレーザー光照射を行う
ことを特徴とする請求項９に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第１及び第２の単位領域を構成する配線部のうち、他の配線部を構成する配線に比して低抵抗の配線を有する配線部を除いて、前記第１仮想面に対する隣接部を形成し、
前記第１及び第２の単位領域を構成する各前記隣接部のみにレーザー光照射を行う
ことを特徴とする請求項９に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１３】
前記レーザー光照射により、少なくとも前記単位領域を構成する部材の結晶化を行う
ことを特徴とする請求項９に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１４】
前記隣接部を構成する薄膜トランジスタのゲート電極を、前記隣接部外に配置された配線部に比して耐熱性の高い金属によって形成する
ことを特徴とする請求項９に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記レーザー光照射の少なくとも一部を、基板を１８０°回転させた状態で行う
ことを特徴とする請求項８に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１６】
前記レーザー光照射の少なくとも一部を、前記単位領域外に対して行う
ことを特徴とする請求項８に記載の表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタにより駆動される単位画素が多数設けられた表示装置と、この表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）による駆動素子を有する所謂アクティブマトリックス方式による、フラットパネルディスプレイ型の表示装置が注目されている。
中でも有機ＥＬ（Electro Luminescence）現象を利用した表示装置は、有機発光素子自体の発光現象を利用しているために視野角が広く、消費電力が低いなどの優れた特徴を備えており、高精細度の高速ビデオ信号に対しても高い応答性を示すことから、特に映像分野等において、実用化に向けた開発が進められている。
【０００３】
アクティブマトリックス方式による駆動は、従来のパッシブマトリックス方式による駆動と比べて応答時間や解像度の点で優れており、前述した特長を有する有機ＥＬディスプレイには、特に適した駆動方式と考えられている。この有機ＥＬディスプレイは、各画素において、少なくとも有機発光材料を有する有機発光素子（有機ＥＬ素子）及び有機発光素子を駆動させるための駆動素子が設けられた駆動パネルを有し、この駆動パネルと封止パネルとが、有機発光素子を挟むように接着層を介して貼り合わされた構成を有している。
【０００４】
ここで、アクティブマトリックス方式による有機ＥＬ表示装置の、単位画素の発光原理について、図７に示す単位画素の等価回路を用いて説明する。なお、信号線をＹ１、電流供給線をＹ２、走査線をＸ１及びＸ２とする。
この等価回路は、有機ＥＬの発光部ＥＬと、第１のＴＦＴトランジスタ（ＭＯＳトランジスタ）Ｔｒ１と、第２のＴＦＴトランジスタ（ＭＯＳトランジスタ）Ｔｒ２と、容量Ｃとを有して成る。第２のＴＦＴトランジスタＴｒ２の一方の主電極（例えばソース）が信号線Ｙ１に接続され、他方の主電極（例えばドレイン）が蓄積容量Ｃを介して電流供給線Ｙ２に接続され、ゲート電極が走査線Ｘ１に接続される。一方、発光部ＥＬの陽極が第１のＴＦＴトランジスタＴｒ１を介して電流供給線Ｙ２に接続され、第１のＴＦＴトランジスタＴｒ１のゲート電極が第２のＴＦＴトランジスタＴｒ２と容量Ｃの接続中点に接続される。
【０００５】
この等価回路の動作は次の通りである。
電流供給線Ｙ２には常時電圧が供給されている。走査線Ｘ１に走査パルスが印加され、信号線Ｙ１に所要の信号が供給されると、第２のＴＦＴトランジスタＴｒ２がオン状態になり、蓄積容量Ｃに所要の信号が書き込まれる。この書き込まれた信号に基づいて第１のＴＦＴトランジスタＴｒ１がオン状態になり、信号量に応じた電流が電流供給部Ｙ２を通して発光部ＥＬに供給されて、発光部ＥＬが発光表示される。
この単位画素が複数個、２次元マトリックス状に配列されて表示装置が構成される。
【０００６】
ここで、アクティブマトリックス型の駆動方式による表示装置においては、各画素の駆動素子を、少なくとも画素の明暗を制御するスイッチングトランジスタと、有機ＥＬ素子の発光を制御する駆動トランジスタとによって構成する必要があるが、駆動素子を構成するトランジスタの中には、駆動トランジスタのように有機ＥＬ素子を発光させている限り通電した状態を維持することが必要なものがある。
薄膜トランジスタは、そのゲート電極に電圧が印加された状態が続くと閾値電圧がシフトしてしまうことから、このような表示装置においては薄膜トランジスタの閾値シフトが起きやすく、これに伴って薄膜トランジスタを流れる電流量が変動してしまい、各画素を構成する発光素子の輝度が変化してしまう。
【０００７】
このような、薄膜トランジスタにおける閾値電圧のシフトを軽減するために、チャネル領域を多結晶シリコン（ポリシリコン；ｐ−Ｓｉ）による半導体層で構成した薄膜トランジスタが開発され、有機ＥＬディスプレイにも広く用いられている（例えば特許文献１参照）。
【０００８】
図８に、このｐ−Ｓｉによるチャネル領域を有する、ボトムゲート型の従来の薄膜トランジスタ１０１の構成を示す。
この従来の薄膜トランジスタ１０１は、基板１０２上のモリブデン薄膜の上にゲート電極１０３が設けられ、このゲート電極１０３上及びその周囲に渡って、ＳｉＮ及びＳｉＯ２によるゲート絶縁層１０４と、結晶性Ｓｉ層１０５とが形成される。
結晶性Ｓｉ層１０５のチャネル領域１１５上には注入ストッパ層１０７が設けられ、この注入ストッパ層１０７を挟んで両脇に、層間絶縁膜１２０を介して、ソース電極１１６とドレイン電極１１７が、それぞれ第１金属層１０９、第２金属層１１０、第３金属層１１１の積層構造によって配置形成される。更に、層間絶縁膜１２０とソース電極１１６及びドレイン電極１１７との上面に渡って、パッシベーション膜となるＳｉＮ層１１４が形成される。
また、結晶性Ｓｉ層１０５のうち、ソース電極１１６とドレイン電極１１７に対応する両脇部は、不純物の導入によってそれぞれソース領域１１２及びドレイン領域１１３とされる。
【０００９】
このボトムゲート型の薄膜トランジスタの製造においては、結晶性Ｓｉ層１０５を、アモルファスシリコン（α−Ｓｉ）層の成膜形成と、このアモルファスシリコン層に対するエキシマレーザー等のレーザー照射（アニール）による多結晶化とによって形成する。
また、最終的にチャネル領域１０５となる位置上に注入ストッパ層１０７形成し、この注入ストッパ層１０７をマスクとして、チャネル領域１０５の両脇部にドーピング（不純物導入）を行うことによって、ソース領域１１２及びドレイン領域１１３を形成し、層間絶縁膜１２０と、ソース電極１１６及びドレイン電極１１７と、ＳｉＮ層１１４とを、フォトリソグラフィ及びエッチングによって形成して、ボトムゲート型の薄膜トランジスタを形成する。
【００１０】
ところで、前述の結晶化をエキシマレーザーなどによって行う場合には、図９Ａに示すように、薄膜トランジスタの形成部を含む、最終的に単位画素を構成する単位領域２０２に対し、その全域に渡るような幅でライン状またはエリア状に整形したパルス状のレーザー光２０３を、レーザー光２０３の長軸方向（幅方向）と垂直な方向に順次ステップさせて、アモルファスシリコンに対して連続的に照射する。図９Ａ中、２０４はレーザー照射領域を示す。
この手法による場合、パルスレーザー光２０３は、各パルス毎に５％程度のエネルギーばらつきを持っていることに加え、レーザー光２０３の短軸方向（移動方向ａ）にもエネルギーの分布を持っており、レーザー照射端に図９Ｂに示すようなエネルギー強大点（破線図示）が生じることがある。
【００１１】
このような、パルス間やパルス内のばらつき等によりエネルギー的な不均一性を有するレーザー光の照射においては、照射される単位領域２０２における照射エネルギーを平均化するために、短軸方向への微小区間のステップ移動とレーザー光照射とを繰り返し、更に例えば各パルスが互いに９０〜９５％の領域を重複させることによって、単位領域２０２内の各部における積算照射エネルギー量の差が低減するようにレーザーパルス照射を行っている。
すなわち例えば、図１０に示すように、表示装置１２１を構成する各単位画素１２２内の、例えば特定の薄膜トランジスタ１０１に対する積算照射エネルギー量が平均化するように、順次ステップさせながらレーザーパルス光（Ｌ１またはＬ２）の照射を行うことによって、単位領域２０２内の各部における照射エネルギーの平均化を図っている。
しかし、このような手法によるのみでは、十分な平均化は難しく、ステップ方向について、例えば各単位画素１２２内ごとに結晶性の差が現れ、これが薄膜トランジスタ１０１内の抵抗の差となって動作時の電流量にも変化を及ぼし、表示装置１２１の動作時に、各画素の輝度ムラとなって認識されてしまう。
【００１２】
ここで、カレントミラーや差動回路内におけるTFT素子同士の特性ばらつきを均一化する目的では、回路内のTFT素子を点対象に配置し、この点対称位置にあるTFT素子を直列接続して、一定の範囲内で必然的に生じる個々のTFT特性ばらつきを均一化し、結果として近傍２対のTFT直列回路の特性を均一にする提案がなされている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平10-242052号公報
【特許文献２】特開平10-197896号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、特許文献２に記載の手法による場合には、特性の均一化のためだけに薄膜トランジスタを直列接続しなければならないため、駆動素子自体の構成が複雑化し、これによっても製造が煩雑になり、歩留まりの低下にもつながる。
また、前述したような順次ステップ照射手法による場合、少なくとも各単位領域について全面にレーザー光照射がなされるため、例えば逆スタガ型トランジスタなどのボトムゲート型トランジスタのように、レーザー光照射に先立ってゲート配線が形成される場合、レーザー照射による熱が伝導してしまうため、アルミニウムのような耐熱性の低い材料を、所謂ヒロックやウィスカーなどの異常結晶成長が進行して短絡の原因となるために、ゲート配線としては使用することが難しくなってしまう。
一般に低抵抗材料は耐熱性が低く、アルミニウムなどの低抵抗金属で構成された部分が短絡の原因となって歩留まりを低下させることは、深刻な問題となる。
【００１４】
低抵抗材料をゲート金属として使用する技術として、高耐熱性金属で被覆してクラッド構造とすることで耐熱性を向上させる技術がある。この技術を使用した場合、低抵抗であることが要求される配線部のみに適用され、トランジスタのゲート部分は高耐熱性の被覆金属だけで構成されることが多い。しかしながらこのような構造をもってしても、レーザー照射による熱の影響を十分に除去することは難しく、配線部分で発生したヒロックやウィスカーが後の工程で形成されるソース配線などとの間で短絡を発生させ、結果として歩留まりを低下させてしまう。
これらの問題を特許文献１に記載の手法によって解決することは難しいことから、前述のレーザー光照射による異常結晶成長などの問題には、別の解決手法が求められている。
【００１５】
また、耐熱性が低いなどの理由でレーザー照射を行いたくない領域がある場合には、ゲート配線などの既設パターンにアライメントし、単位画素幅以下の照射幅でレーザー照射を行い、一部領域のみにレーザー照射を行うことで問題を解決できるが、例えばエキシマレーザーを使用する場合には、一般的には４００μｍ〜２ｍｍもの幅がある短軸幅を画素幅以下にまで狭めねばならず、タクトタイムが低下する問題が生じる。固体レーザーをスキャンさせて結晶化する技術の場合は、適度な長軸幅を実現できるが、１画素ずつスキャンしなければならない点ではエキシマレーザー同様に時間がかかり、タクトタイム上の問題がある。
【００１６】
また、逆スタガ型トランジスタのようにゲート配線が形成された後にレーザー照射を行う場合は、特許文献２に記載されているように、ゲート金属に関わる熱伝導の影響で、チャネル近傍のゲート金属の配置がチャネルの結晶状態に影響を与える。例えば、固体レーザーを用いてシリコンの結晶化を行う場合、ゲート電極近傍にレーザー光が移動すると、シリコンに比して高い熱伝導率を有するゲートメタルに熱が拡散することなどによって、ゲート電極の上部に位置するシリコンのうち、スキャン上流側の結晶化が、ゲート電極の温度が充分に上昇した後にレーザー光が到達するスキャン下流側に比べて不十分となる。
【００１７】
このように、表示装置を構成する素子の特性は、その素子の配置や向きとレーザー光のスキャン方向との関係に強く影響されるため、例えば薄膜トランジスタの配置を点対称状としたり、一列ずつを別方向からスキャン照射したりすると、ソース側からアニールされるトランジスタとドレイン側からアニールされるトランジスタが混在するなどして、表示装置を構成する各画素の特性が不均一となる。
【００１８】
本発明は、上記のような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、過熱による歩留まり低下への対策や不均一化の低減が図られた表示装置と、この表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に係る表示装置は、基板上に、複数の薄膜トランジスタにより形成される単位画素が、２次元マトリクス状に多数個設けられた表示装置であって、互いに隣り合う第１及び第２の単位画素内が、前記基板の主面に直交する第１仮想面について、少なくとも一部を対称な配置形状とされた構成を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る表示装置の製造方法は、基板上に、複数の薄膜トランジスタにより形成される単位画素に対応する単位領域が、２次元マトリクス状に多数個設けられた表示装置の製造方法であって、互いに隣り合う第１及び第２の単位領域内を、前記基板の主面に直交する仮想面について、少なくとも一部対称な配置形状として形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る表示装置によれば、基板上に、複数の薄膜トランジスタにより形成される単位画素が、２次元マトリクス状に多数個設けられ、互いに隣り合う第１及び第２の単位画素内が、基板の主面に直交する第１仮想面について、少なくとも一部を対称な配置形状とされた構成を有することから、均一性が高い（閾値ばらつきの小さい）薄膜トランジスタによる駆動素子を形成することができ、各単位画素の全域あるいは所望の一部がレーザー光照射されたことにより、例えば大画面化においても、ゲート配線の低抵抗化によって信号遅延の抑制が可能とされた表示装置を実現することができる。
【００２２】
本発明に係る表示装置の製造方法によれば、互いに隣り合う第１及び第２の単位領域内を、前記基板の主面に直交する仮想面について、少なくとも一部対称な配置形状として形成することから、レーザー光照射をエネルギー分布的に線対称なレーザーで行うことで第１及び第２の領域に存在するチャネル領域のシリコンを同等に結晶化することが可能になる。
【００２３】
また、本発明に係る表示装置の製造方法によれば、耐熱性の低いアルミニウムや銀などの材料や拡散特性のある銅などの材料によって構成される部材が予め形成された場合にも、該当する部材へのレーザー照射を避けつつレーザー強度の均一な領域のみを薄層トランジスタのチャネル領域へ照射を行うことが可能であり、結果として各画素を構成する駆動素子の特性の均一化を図ることが可能になる。また、互いに隣り合う２つの単位領域に対して同時にレーザーアニールすることにより、プロセスタクトの半減と生産性の倍増が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２５】
＜表示装置の実施の形態＞
まず、本発明に係る表示装置の実施形態を説明する。
本実施形態に係る表示装置２１は、図１に示すように、基板上に、複数の薄膜トランジスタにより形成される単位画素２２が、２次元マトリクス状に多数個設けられた表示装置であって、互いに隣り合う第１及び第２の単位画素２２ａ及び２２ｂ内が、前記基板の主面（つまり紙面）に直交する第１仮想面２３について、少なくとも一部を対称な配置形状とされた構成を有する。
なお、本実施形態においては、第１及び第２の単位画素２２ａ及び２２ｂ内で駆動素子を構成する複数の薄膜トランジスタのうち、例えばスイッチングトランジスタとなる薄膜トランジスタ１が、第１仮想面２３について対称な配置形状とされている。
【００２６】
また、本実施形態において、第１及び第２の単位画素２２ａ及び２２ｂは、その内部における配置形状が対称とされるのみならず、互いが第１仮想面２３を挟んで直接対向する配列位置とされ、更に、第１仮想面２３及び基板主面に対して直交する第２仮想面２４に沿って、前記第１の単位画素２２ａに隣り合う第３の単位画素２２ｃの内部が、少なくとも一部例えば薄膜トランジスタ１の配置形状を第１の単位画素２２ａ内におけるのと同一とされた構成を有する。なお、２７はゲート配線を示す。
【００２７】
この本実施形態に係る表示装置２１によれば、単位画素２２が上述の内部配置形状及び配列関係をもって形成されるので、薄膜トランジスタの薄膜半導体層の結晶化のためのレーザー光照射が効率よくなされることが可能となる。すなわち、第１仮想面２３を挟んで両側の単位画素を一括して結晶化がなされる。
したがって、製造時間の短縮が図られると同時に、アモルファスシリコンによる薄膜トランジスタと比較して高い移動度を維持しながらも、閾値ばらつきの低減が図られたポリシリコンによる薄膜トランジスタを有する構成とすることができる。
なお、本実施形態に係る表示装置構成によって１２インチ対角の有機ＥＬディスプレイを作製したところ、従来に比べてレーザー照射に関わるタクトタイムを半減させることが出来、高い輝度均一性を持つことも確認できた。
【００２８】
＜表示装置の製造方法の実施形態＞
次に、本発明に係る表示装置の製造方法の実施形態を説明する。
本実施形態に係る表示装置の製造方法は、図２Ａに示すように、薄膜トランジスタ１と他の複数の薄膜トランジスタ（図示せず）により形成される、最終的に得る単位画素２２に対応する単位領域２６が、２次元マトリクス状に多数個設けられた表示装置の製造方法であって、互いに隣り合う第１及び第２の単位領域２６ａ及び２６ｂ内を、前記基板の主面に直交する第１仮想面２３について、少なくとも一部対称な配置形状として形成する。
【００２９】
ここで、ステップ照射されるパルスレーザー光Ｌは、各パルス毎に５％程度のエネルギーばらつきを持っている。このような、エネルギー的な不均一性を有するレーザー光の照射においては、照射される単位領域における照射エネルギーを平均化するために、短軸方向への微小区間のステップ移動とレーザー光照射とを繰り返し、単位領域内の各部における積算照射エネルギー量の差が低減するようにレーザーパルス照射を行っている。
また、本実施形態においては、エキシマレーザーによるレーザー光Ｌのステップ照射を、第１及び第２の単位領域２６ａ及び２６ｂに対して同時に行う。したがって、プロセスタクトを半減し、生産性を倍増させることができる。
【００３０】
本実施形態においては、レーザー光Ｌのステップ照射を、エキシマレーザーによるパルスレーザー光をライン状に整形し、かつ短軸方向の幅を２画素長よりやや短く調整した状態で照射する。
パルス間のエネルギーばらつきの影響を平均化するために１箇所すなわち１単位領域につき８〜２０パルス程度の照射が必要となる。
また、短軸方向のエネルギー分布が必ずしも安定でない場合には、短軸方向に含まれる画素数は１〜２画素にした方が画素間ばらつきを抑制する上で好ましく、更に必要に応じてレーザー光照射の少なくとも一部例えば半分を、最終的に表示装置２１を構成する基板を１８０°回転させた状態で行うことにより、隣り合う画素間で対称位置に設けられる薄膜トランジスタの特性について、更なる平均化を図ることができる。
【００３１】
ところで、例えばゲート配線２７を、耐熱性の低い材料や拡散特性を有する材料によって構成する場合、レーザー照射による熱ダメージで金属の変形、変質、拡散が発生するおそれがある。
これに対しては、例えば図２Ｂに示すように、第１仮想面２３に隣接する隣接部２５内に設けられる、高耐熱性材料により構成される薄膜トランジスタのみに対してレーザー光の照射を行い、低抵抗金属材料により構成されるスイッチングトランジスタなどに例示される薄膜トランジスタに電気的に接続する低抵抗導電材を避けて照射することが好ましい。また、この場合、隣接部２５内に配置される薄膜トランジスタの例えばゲート電極は、ゲート配線２７に比して耐熱性の高い金属で構成することが好ましい。
【００３２】
また、照射されるレーザー光は、レーザー光の短軸方向に対して前述したようなエネルギー分布を有しており、レーザー照射端にエネルギー強大点が生じることもある。レーザー光の照射において、このエネルギー強大点が単位領域に含まれてしまうと照射されるエネルギー量にムラが生じ、これによって各単位領域内の特性に個体差が生じてしまう。
しかしながら、例えばレーザー光の照射の少なくとも一部を、特性均一性が必要となる薄膜トランジスタのチャネル領域の外に対して行うことによって、エネルギーの強大値に相当するような部分を選択的に単位領域からはずして照射を行って照射領域を形成することができ、この個体差の発生や、これに基づく表示装置２１の輝度ムラの発生などを回避することができる。
【００３３】
すなわち、本実施形態に係る表示装置の製造方法によれば、このようなレーザーエネルギーの不均一な部分がトランジスタのチャネル領域に照射されないように、結晶化の必要な領域がレーザーエネルギーの均一な領域に含まれるように、単位領域２６内の配置形状を選定する。通常のエキシマレーザーの場合、パルス間のエネルギーばらつきの影響を平均化するために１箇所に付き８〜２０パルス程度の照射が必要となるが、パルス内のエネルギー分布の影響を抑制するために、チャネル領域に照射端のエネルギー極大部が含まれない範囲内で僅かに移動させることを繰り返しても構わない。
【００３４】
なお、図３は、レーザー光のスキャン照射を、エキシマレーザーではなく固体レーザーによって行った例を示す模式図である。この場合、一般に、固体レーザーはエキシマレーザーに比して出力が低いため、薄膜トランジスタの結晶化などの所要のエネルギーを供給するためには、長軸方向の幅として数百μｍほどしか得られない場合が多い。このため、レーザー光照射は、図３に示すように、短軸方向へのスキャンを一列ずつ行い、その都度長軸方項へのスライドを繰り返すことによって、１ラインずつ結晶化を行うことが好ましい。
【００３５】
これは、薄膜トランジスタのチャネル領域を構成する前駆体となるアモルファスシリコンが吸収しやすい波長において、結晶化に必要な高エネルギーを出力できる固体レーザーが少ないためであり、特に中・大型ディスプレイの場合には、長軸幅として１画素長を確保するのも厳しいことによる。
１画素を複数のスキャン照射によってアニールすることも可能ではあるが、その場合にも、レーザーエネルギーの不均一な前述の照射端が、均一なトランジスタ特性の要求される薄膜トランジスタ１のチャネル部には照射されないようにする必要がある。
【００３６】
このように、隣り合う２つの単位領域２６の幅に対して充分大きいレーザー幅（長軸幅）を確保することが難しい場合には特に、隣り合う２つの単位領域２６ａ及び２６ｂ内の配置形状を、図４で示すような第１仮想面２３に隣接する隣接部２５内にチャネルの結晶化が必要な薄膜トランジスタを集中的に配置する構成とすることが好ましい。
これにより、最終的に得る表示装置２１における２画素分を同時に結晶化してタクトタイムを半減し生産性を倍増させることが可能となる。また、この場合、スキャン方向に直交する幅方向についてのレーザーエネルギー分布が必ずしも一定でなくとも、分布が左右対称であれば２６ａ、２６ｂの二領域の素子特性は一定に保たれるため、使用できるレーザーの自由度が広がる。
【００３７】
続いて、最終的に得る表示装置の各単位画素を構成する、薄膜トランジスタ１の製造方法について、図５を参照して説明する。なお、本実施形態においては、薄膜トランジスタ１を、スイッチングトランジスタが接合し低抵抗の要求されるスキャンライン部にのみ形成する例を説明するが、本発明はこれに限られない。
【００３８】
まず、図５Ａに示すように、絶縁性の基板２を用意し、その表面に例えばスパッタによって形成したモリブデン薄膜の上に、例えばフォトリソグラフィ及びエッチングによってゲート電極３を形成する。なお、図示しないが、このゲート電極３には低抵抗配線が電気的に連結されており、後述するレーザー照射は、この低抵抗配線を避けて行うものとする。
このゲート電極３上には、図５Ｂに示すように、例えば、ＳｉＮ及びＳｉＯ２によるゲート絶縁層４を介して、結晶性のＳｉ層５が形成される。
結晶性Ｓｉ層５はアモルファスＳｉを形成した後にレーザー照射を行うことにより結晶化される。レーザーを使用した結晶化の方法としては、直接アモルファスシリコンの吸収波長のレーザーを照射しても構わないし、この上に光−熱変換層を形成した後に光―熱変換層の吸収波長のレーザー照射を行い、アモルファスシリコンを光―熱変換層で発生する熱により結晶化させ、その後に光―熱変換層を除去する手法を取っても構わない。
【００３９】
ここでのレーザー光照射は、レーザー光Ｌの長軸幅、つまりスキャン方向と直交する方向の幅としては、単位画素のサイズよりやや狭い３００μｍ弱のものをレーザー短軸方向にスキャン照射して行った。
この際、レーザー照射による熱によって、ゲート配線を構成するアルミニウムがダメージを受けないように、先のアルミニウムの積層構造からなるゲート配線２７にはレーザーが照射されないようにすることが好ましい。
【００４０】
ここで、ゲート電極３はＳｉ層５やゲート絶縁層４に比して高い熱伝導率を有する材料により構成されることから、スキャン照射によって移動してきたレーザー光Ｌがゲート電極３の配置部に近づくと、照射による熱がＳｉ層５からゲート電極３に拡散し始め、Ｓｉ層５内で結晶化に寄与する熱が不均一となるおそれがある。
したがって、特にこの結晶化における均一性を向上させる必要がある場合は、例えばゲート電極３をより幅広に設けるなどして、最終的にチャネル領域を構成するよりもレーザー光のスキャン上流側に、ゲート絶縁層に比して高い熱伝導率を有する伝熱部材を設けることによって、チャネル領域に相当する部分にレーザー光Ｌが到達する前にゲート電極３を熱的に飽和させたプリアニール状態とすることができ、チャネル領域の結晶性について均一性の向上を図ることができる。
【００４１】
レーザー光Ｌのスキャン照射に続いて、アモルファスＳｉ層６を形成する。
続いて、このアモルファスＳｉ層６上の、最終的にチャネル領域となる部分に対応させて、例えばＳｉＮによるエッチングストップ層７を形成する。Ｓｉ層５及びアモルファスＳｉ層６では、エッチングストップ層７の直下にチャネル領域１５が形成され、その両側にソース領域１２及びドレイン領域１３が形成される。
その後、このエッチングストップ層７と周辺のアモルファスＳｉ層６の露出部とに渡って、ｎ＋アモルファスＳｉ層８を形成する。
【００４２】
続いて、図５Ｃに示すように、ｎ＋アモルファスＳｉ層８及びエッチングストップ層７にわたって、第１〜第３の金属層９〜１１を形成し、エッチングストップ層７上の第１〜第３の金属層９〜１１、及びチャネル部のｎ＋アモルファスシリコン層８をエッチングする。これによって、ソース領域１２及びドレイン領域１３上に、第１〜第３の金属層９〜１１によるソース電極１６とドレイン電極１７とが形成される。さらに、全面にパッシベーション膜となるＳｉＮ層１４を形成して、例えば逆スタガ型構成によるボトムゲート型トランジスタを得る。
【００４３】
なお、この薄膜トランジスタ１の形成と並行して、例えばゲート配線２７などの低抵抗配線の形成を行うことが好ましい。
具体的には、図６Ａに示すように、最終的にゲート配線２７が形成される位置に予めモリブデンによるＭｏ層１８とアルミニウムによるＡｌ層１９とによる低抵抗導電膜を積層形成し、この上に、前述の薄膜トランジスタ１の形成と共通のＭｏ薄膜から成るゲート電極３と、ゲート絶縁層４を所定の形状に形成する。このようにして形成されたゲート配線２７上には、図６Ｂに示すように、第１金属層９と、第２金属層１０と、第３金属層１１と、ＳｉＮ層１４が積層形成される。
【００４４】
ゲート電極３に電気的に連結された低抵抗導電膜、つまりＭｏ層１８及びＡｌ層１９はゲート配線２７の末端まで形成することも可能であるが、図６Ｃには末端部以前に終了し、末端部までの配線をゲート電極３だけで形成した例を示す。予め設けられたゲート絶縁層４内のコンタクトホールを通じて、独立した第１金属層９、第２金属層１０、第３金属層１１とに連結され、これによって電源（図示せず）とゲート配線２７との電気的導通が可能となる。
また、前述したように、低抵抗導電材を含むゲート配線２７、つまり本例ではＭｏ層１８及びＡｌ層１９による低抵抗導電膜を回避してレーザー光照射を行うことにより、配線の歩留まり低下を抑制しながらも薄膜トランジスタ１の結晶化を好適に行うことが可能となる。
【００４５】
以上、本発明に係る表示装置とその製造方法の実施形態を説明したが、この実施形態の説明で挙げた使用材料及びその量、処理時間及び寸法などの数値的条件は好適例に過ぎず、説明に用いた各図における寸法形状及び配置関係も概略的なものである。すなわち、本発明は、この実施の形態に限られるものではない。
【００４６】
例えば、前述のモリブデンの代わりにチタン、タングステン、タンタル、クロム、バナジウム、ニッケル、及びそれらの合金を用いることもできるなど、本発明は種々の変形及び変更をなされうる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る表示装置の一例の構成を示す模式図である。
【図２】Ａ，Ｂ  それぞれ、本発明に係る表示装置の製造方法の一例の説明に供する模式図である。
【図３】本発明に係る表示装置の製造方法の説明に供する模式図である。
【図４】本発明に係る表示装置の製造方法の他の例の説明に供する模式図である。
【図５】Ａ〜Ｃ  それぞれ、本発明に係る表示装置の製造方法の一例の説明に供する工程図である。
【図６】Ａ〜Ｃ  それぞれ、本発明に係る表示装置の製造方法の一例における概略断面図である。
【図７】表示装置を構成する単位画素の、駆動の説明に供する等価回路図である。
【図８】従来の表示装置を構成する薄膜トランジスタの概略断面図である。
【図９】Ａ，Ｂ  それぞれ、レーザー光照射によるアニールの一例の説明に供する模式図と、レーザー光のエネルギー強度の一例を示す模式図である。
【図１０】従来の表示装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・薄膜トランジスタ、２・・・基板、３・・・ゲート電極、３ａ・・・伝熱部（伝熱部材）、４・・・ゲート絶縁層、５・・・Ｓｉ層、６・・・アモルファスＳｉ層、７・・・エッチングストップ層、８・・・ｎ＋アモルファスＳｉ層、９・・・第１金属層、１０・・・第２金属層、１１・・・第３金属層、１２・・・ソース領域、１３・・・ドレイン領域、１４・・・ＳｉＮ層、１５・・・チャネル領域、１６・・・ソース電極、１７・・・ドレイン電極、１８・・・Ｍｏ層、１９・・・Ａｌ層、２１・・・表示装置、２２・・・単位画素、２２ａ・・・第１の単位画素、２２ｂ・・・第２の単位画素、２２ｃ・・・第３の単位画素、２３・・・第１仮想面、２４・・・第２仮想面、２５・・・隣接部、２６ａ・・・第１の単位領域、２６ｂ・・・第２の単位領域、２６ｃ・・・第３の単位領域、２７・・・ゲート配線、２８・・・低抵抗配線材、１０１・・・従来の薄膜トランジスタ、１０２・・・基板、１０３・・・ゲート電極、１０４・・・ゲート絶縁層、１０５・・・Ｓｉ層、１０６・・・アモルファスＳｉ層、１０７・・・注入ストッパ層、１０８・・・ｎ＋アモルファスＳｉ層、１０９・・・第１金属層、１１０・・・第２金属層、１１１・・・第３金属層、１１２・・・ソース領域、１１３・・・ドレイン領域、１１４・・・ＳｉＮ層、１１５・・・チャネル領域、１１６・・・ソース電極、１１７・・・ドレイン電極、１２０・・・層間絶縁膜２０２・・・単位領域、２０３・・・パルスレーザー光、２０４・・・レーザー照射領域、２０５・・・連続レーザー光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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