(57)【要約】      （修正有）【課題】有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイパネルと、そのポリシリコンチャネル層を形成する方法。【解決手段】その上に配置されたポリシリコン層を有する基板１１が用意される。そして、IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてないドーパント原子が、ポリシリコンチャネル層（１４，２２）を形成するために、ポリシリコンチャネル層（１４，２２）内にドープされる。【選択図】  図２
2007158290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイパネルであって、
基板と、
前記基板上に配置されたピクセルと、
前記ピクセル内に配置され、第１ポリシリコンチャネル層を備えた第１薄膜トランジスタと
を備え、IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてない第１ドーパント原子が、前記第１ポリシリコンチャネル層にドープされているパネル。
【請求項２】
前記第１ポリシリコンチャネル層の前記第１ドーパント原子のドーピング濃度は、１０１１〜１０１５原子／ｃｍ２の範囲である請求項１に記載のパネル。
【請求項３】
前記第１薄膜トランジスタが、第１ゲート、第１ソース、および第１ドレインを更に備え、前記第１ソースと前記第１ドレインが、前記第１ポリシリコンチャネル層の二つの端部に対応するようにかつ電気的に接続され、前記第１ソースが、第１定電圧に電気的に接続されている請求項１に記載のパネルであって、
前記基板上に共に平行に配置された第１走査線および第２走査線と、
前記基板上に共に平行かつ、前記第１走査線と前記第２走査線と直交し、交互になってピクセルを画定するように配置された第１データ線および第２データ線と、
前記ピクセル内に配置され、第２ゲート、第２ソース、第２ドレイン、および第２ポリシリコンチャネル層を備える第２薄膜トランジスタであり、前記第２ソースと前記第２ドレインが、前記第２ポリシリコンチャネル層の二つの端部に対応するようにかつ電気的に接続され、前記第２ゲートが、前記第１走査線に電気的に接続され、前記第２ソースは前記第１データ線に電気的に接続され、前記第２ドレインが、前記第１ゲートに電気的に接続されている第２薄膜トランジスタと、
前記ピクセル内に配置される蓄積コンデンサであり、前記蓄積コンデンサの一つの端部は、前記第２ドレインと前記第１ゲートの間に電気的に接続され、前記蓄積コンデンサの他方の端部は、前記第１ソースと前記第１定電圧の間に電気的に接続される蓄積コンデンサと、前記ピクセル内に配置され、前記第１ドレインと第２定電圧に電気的に接続されている有機エレクトロルミネセント装置（ＯＥＬＤ）と
を更に備えるパネル。
【請求項４】
IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてない第２ドーパント原子が、前記第２ポリシリコンチャネル層にドープされている請求項３に記載のパネル。
【請求項５】
前記第１ドーパント原子と前記第２ドーパント原子は中性原子である請求項４に記載のパネル。
【請求項６】
前記第１ドーパント原子と前記第２ドーパント原子は、不活性ガスおよび／またはIVＡ族を備える請求項５に記載のパネル。
【請求項７】
前記第１ドーパント原子と前記第２ドーパント原子はそれぞれ、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、およびラドン（Ｒｎ）、ならびにそれらの任意の組合せのグループから選択される請求項６に記載のパネル。
【請求項８】
前記第１ポリシリコンチャネル層の前記第１ドーパント原子のドーピング濃度は、前記２ポリシリコンチャネル層の前記第２ドーパント原子のドーピング濃度より高い請求項４に記載のパネル。
【請求項９】
ポリシリコンチャネル層の形成方法であって、
第１ポリシリコン層および第２ポリシリコン層が上に配置されている基板を用意するステップと、
前記第１ポリシリコン層を露光するための第１開口部を有する前記基板を第１マスクによりカバーするステップと、
IIIＡ族およびＶＡ族から選択されていない第１ドーパント原子を、第１ポリシリコンチャネル層を形成するために前記第１ポリシリコン層にドープするステップと
を備える方法。
【請求項１０】
前記第１ポリシリコンチャネル層の前記第１ドーパント原子のドーピング濃度は、１０１１〜１０１５原子／ｃｍ２の範囲である請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１マスクを除去し、前記２ポリシリコン層を露光するための第２開口部を有する第２マスクにより前記基板をカバーするステップと、
IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてない第２ドーパント原子を、第２ポリシリコンチャネル層を形成するために前記第２ポリシリコン層にドープするステップと
を更に備え、
前記第２ポリシリコンチャネル層の前記第２ドーパント原子のドーピング濃度が、前記第１ポリシリコンチャネル層の前記第１ドーパント原子のドーピング濃度と同じかまたは異なっている請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１ドーパント原子と前記第２ドーパント原子は中性原子である請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１ドーパント原子と前記第２ドーパント原子は不活性ガスおよび／またはIVＡ族を備える請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１ドーパント原子と前記第２ドーパント原子はそれぞれ、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、およびラドン（Ｒｎ）、ならびにそれらの任意の組合せのグループから選択される請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１ポリシリコンチャネル層の前記第１ドーパント原子のドーピング濃度は、前記２ポリシリコンチャネル層の前記２ドーパント原子のドーピング濃度より高い請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ポリシリコンチャネル層の形成方法であって、
第１ポリシリコン層と第２ポリシリコン層が上に配置された基板を用意するステップと、
前記第１ポリシリコン層と前記第２ポリシリコン層をそれぞれ露光するための第１開口部と第２開口部を有する第１マスクにより前記基板をカバーするステップと、
IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてない第１ドーパント原子を、第１ポリシリコンチャネル層と第２ポリシリコンチャネル層を形成するために前記第１ポリシリコン層と第２ポリシリコン層にそれぞれドープするステップであり、前記第１ポリシリコンチャネル層の前記第１ドーパント原子のドーピング濃度が、前記第２ポリシリコンチャネル層の前記第１ドーパント原子のドーピング濃度と同じとなっている、ステップと、
前記第１マスクを除去し、前記第１ポリシリコンチャネル層を露光するための第３開口部を有する第２マスクにより前記基板をカバーするステップと、
第３ポリシリコンチャネル層を形成するために、前記第１ポリシリコンチャネル層に第２ドーパント原子をドープするステップと
を備え、前記第３ポリシリコンチャネル層の前記第１ドーパント原子と前記第２ドーパント原子の合計ドーピング濃度が、前記第２ポリシリコンチャネル層の前記第１ドーパント原子のドーピング濃度より高いものとする、方法。
【請求項１７】
前記第１ドーパント原子と前記第２ドーパント原子は中性原子である請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１ドーパント原子と前記第２ドーパント原子は不活性ガスおよび／またはIVＡ族を備える請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１ドーパント原子と前記第２ドーパント原子はそれぞれ、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、およびラドン（Ｒｎ）、ならびにそれらの任意の組合せのグループから選択される請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第３ポリシリコンチャネル層の前記第１ドーパント原子と前記第２ドーパント原子の合計ドーピング濃度は、１０１１〜１０１５原子／ｃｍ２の範囲である請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本願は、２００５年１２月１日出願の台湾出願番号第９４１４２３７３号の出願日の利益を享受するものであり、そのすべての内容は参照により本願明細書に援用したものとする。
【発明の分野】
【０００２】
[0001]本発明は一般に、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）パネルおよびそのポリシリコンチャネル層を形成する方法に関し、特にポリシリコンチャネル層にドープされた、IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてないドーパント原子を有するＯＬＥＤディスプレイパネルと、そのポリシリコンチャネル層を形成する方法に関する。
【関連技術の説明】
【０００３】
[0002]低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルおよび有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイパネルを製造する従来の方法においては、一般的に、エキシマーレーザアニーリング（ＥＬＡ）技術を使い、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層を走査および溶融して、ポリシリコン層の結晶を形成する。ポリシリコン層は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の電気的性能を改良するために、ＴＦＴのチャネル層として使用できる。
【０００４】
[0003]関連文献によると、ポリシリコンＴＦＴの電気的性能に影響を及ぼす二種類の欠陥、すなわち、粒界トラップ欠陥および界面トラップ欠陥がある。粒界トラップ欠陥は、ポリシリコン層を形成するためにアモルファスシリコン層の結晶を溶融させるプロセスにおいて主に発生する。ＥＬＡ技術がポリシリコン層の結晶を形成するためにアモルファスシリコン層を溶融させる（この技術は以後、ＥＬＡ結晶化技術と称す）ために使用されるとき、粒界トラップ欠陥の数および界面トラップの数はそれぞれ、１０１２および１０１１にほぼ等しい。ポリシリコン層のチャネル品質は粒界トラップ欠陥に非常に影響を受けるということが欠陥数から分かる。
【０００５】
[0004]ＬＴＰＳ  ＬＣＤに関しては、ＥＬＡ結晶化技術に従って製造される高効率ＴＦＴのチャネル層に欠陥が発生するにもかかわらず、ＴＦＴは単にピクセルのスイッチ素子として使用されるだけであるが、なおＬＴＰＳ  ＬＣＤの要求を満たす。半導体デバイスおよびそれを製造する方法は、米国特許第６，７８６，６０８号に開示されている。半導体デバイスは、良好な結晶質半導体フィルムを使用して製造されるＴＦＴおよびＴＦＴを使用して製造される回路を含む。ｎ型不純物要素は、ｎチャネルＴＦＴのゲッティング領域に添加される。ｐ型不純物要素および希ガス要素は、ｐチャネルＴＦＴのゲッティング領域に添加される。そして、半導体フィルム中に残留する触媒要素をゲッティングために熱処理が実行される。
【０００６】
[0005]しかし、ＯＬＥＤディスプレイパネルに関しては、上記の欠陥の負の効果は無視することができない。ＯＬＥＤディスプレイパネルのアクティブピクセルマトリクスにおいて、各ピクセルＴＦＴは、電流によって、アノード、カソード、および有機材料層を有する有機エレクトロルミネセント装置（ＯＥＬＤ）を駆動する。ＥＬＡ結晶化技術に従って製造されるポリシリコン層は不均一結晶および欠陥を有し、そのために各ＴＦＴのチャネル層は異なる特性を有することになる。その結果、線ムラがＯＬＥＤディスプレイパネルに発生し、ＯＬＥＤディスプレイパネルの表示品質を大幅に悪化させる。
【発明の概要】
【０００７】
[0006]従って、ＯＬＥＤディスプレイパネルおよびそのポリシリコンチャネル層を形成する方法を提供することが、本発明の目的である。熱処理をアモルファスシリコン層の結晶化に適用することにより形成されたポリシリコン層（例えば、ＥＬＡ結晶化技術により形成されるポリシリコン層）内に、IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてないドーパント原子を配置するデザインにより、ポリシリコン層の欠陥が均一化される。従って、ポリシリコン層の不均一結晶化および欠陥が改良され、各ＴＦＴのポリシリコンチャネル層は同じ特性を有することになる。その結果、各ピクセルＴＦＴは同じ特性を有し、動作中にＯＬＥＤディスプレイパネルに線ムラが発生することを防ぎ、ＯＬＥＤディスプレイパネルの表示品質を大幅に改良する。
【０００８】
[0007]本発明は、基板、ピクセルおよび薄膜トランジスタを含むＯＬＥＤディスプレイパネルを提供することにより、上記に特定した目的を達成する。ピクセルは、基板上に配置される。ピクセル内に配置された薄膜トランジスタは、ポリシリコンチャネル層を含む。周期律表のIIIＡ族およびＶＡ族から選択されてないドーパント原子（IIIＡ族およびＶＡ族以外のドーパント原子）は、ポリシリコンチャネル層内にドープされる。
【０００９】
[0008]本発明は更に、ポリシリコンチャネル層を形成する方法を提供することにより、上記に特定した目的を達成する。最初に、その上にアモルファスシリコン層が配置された基板が用意される。そして、ポリシリコン層を形成するために、熱処理がアモルファスシリコン層に適用される。そして、周期律表のIIIＡ族およびＶＡ族から選択されてないドーパント原子が、ポリシリコンチャネル層を形成するために、ポリシリコン層内にドープされる。
【００１０】
[0009]本発明は更に、ポリシリコンチャネル層を形成する方法を提供することにより、上記に特定した目的を達成する。最初に、その上に第１ポリシリコン層および第２ポリシリコン層が配置された基板が用意される。そして、第１ポリシリコン層を露光するための開口部を有するマスクが、基板をカバーするために使用される。そして、周期律表のIIIＡ族およびＶＡ族から選択されてないドーパント原子が、ポリシリコンチャネル層を形成するために、第１ポリシリコン層内にドープされる。
【００１１】
[0010]本発明は更に、ポリシリコンチャネル層を形成する方法を提供することにより、上記に特定した目的を達成する。最初に、その上に第１ポリシリコン層および第２ポリシリコン層が配置された基板が用意される。そして、第１ポリシリコン層および第２ポリシリコン層をそれぞれ露光するための第１開口部および第２開口部を有する第１マスクが、基板をカバーするために使用される。そして、周期律表のIIIＡ族およびＶＡ族から選択されてない第１ドーパント原子が、第１ポリシリコンチャネル層と第２ポリシリコンチャネル層を形成するために、それぞれ第１ポリシリコン層内と第２ポリシリコン層内にドープされる。第１ポリシリコンチャネル層の第１ドーパント原子のドーピング濃度は、第２ポリシリコンチャネル層の第１ドーパント原子のドーピング濃度と同じである。そして、第１マスクは除去され、第１ポリシリコンチャネル層を露光するための第３開口部を有する第２マスクが、基板をカバーするために使用される。そして、周期律表のIIIＡ族およびＶＡ族から選択されてない第２ドーパント原子が、第３ポリシリコンチャネル層を形成するために、第１ポリシリコンチャネル層内にドープされる。第３ポリシリコンチャネル層の第１ドーパント原子と第２ドーパント原子の合計ドーピング濃度は、第２ポリシリコンチャネル層の第１ドーパント原子のドーピング濃度より高い。
【００１２】
[0011]本発明の他の目的、特徴および利点は、最良ではあるが、それにより限定されない実施形態の下記の詳述から明らかになるであろう。下記の説明は、添付図面を参照しながら行なわれる。
【発明の詳細な説明】
【００１３】
［実施形態１］
[0019]図１〜図２を参照して説明する。図１は、本発明の第一実施形態による、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイパネルの単一ピクセルの回路構造を例示する。図２は、本発明の第一実施形態による、ＯＬＥＤディスプレイパネルの単一ピクセルの詳細構造の断面図を例示する。図１〜図２に示すように、ＯＬＥＤディスプレイパネル１０は、少なくとも基板１１、ピクセル１３および第１薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）Ｔ１を含む。基板１１に配置されたピクセル１３は、アクティブマトリクスピクセル配列の数ピクセルの一つを典型的に示す例である。ピクセル１３内に配置されている第１薄膜トランジスタＴ１は、第１ポリシリコンチャネル層１４を含む。ポリシリコンとは別に、第１ポリシリコンチャネル層１４は、ドーピングの前に、ポリシリコン層の欠陥を均一化するための、周期律表のIIIＡ族およびＶＡ族から選択されてない第１ドーパント原子を更に含む。従って、ポリシリコン層の欠陥および結晶化の不均一性は改善され、各ピクセルＴＦＴのポリシリコンチャネル層は同じ特性を有することができる。その結果、動作中にＯＬＥＤディスプレイパネルは線ムラを生成せず、ＯＬＥＤディスプレイパネルの画像品質を大幅に改良し、消費者に大きな感銘を与えることができる。
【００１４】
[0020]第１ポリシリコンチャネル層１４内にドープされる第１ドーパント原子の例としては、中性原子、不活性ガスおよび／または周期律表のIVＡ族がある。例えば、第１ドーパント原子は、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）およびラドン（Ｒｎ）、ならびにそれらの任意の組合せのグループから選択されるドーパント原子である。第１ドーパント原子は、炭素（Ｃ）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）および鉛（Ｐｂ）、ならびにそれらの任意の組合せのグループから選択されるドーパント原子である。第１ドーパント原子はまた、不活性ガスおよびIVＡ族の組合せから選択することもできる。しかし、本発明の本実施形態の技術は、それに限定されない。例えば、第１ドーパント原子は周期律表のIIIＡ族およびＶＡ族以外の中性ドーパント原子から選択できる。すなわち、第１ドーパント原子は、周期律表のIIIＡ族およびＶＡ族からは選択されない。更にまた、１０１１〜１０１５原子／ｃｍ２の範囲にある第１ポリシリコンチャネル層１４の第１ドーパント原子のドーピング濃度は、１０１２原子／ｃｍ２より高くなり得る。上記の第１ポリシリコンチャネル層１４は、第１ドーパント原子をポリシリコン層にドープすることにより達成され、ポリシリコン層はアモルファスシリコン層に熱処理を適用することにより達成できる。例えば、アモルファスシリコン層は、ポリシリコン層の結晶形成のために、レーザアニール法によって溶融できる。レーザアニール法において、アモルファスシリコン層は、エキシマーレーザにより走査され、溶融される。
【００１５】
[0021]本発明の本実施形態による、第１薄膜トランジスタＴ１を製造するプロセスにおいて、最初に、アモルファスシリコン層が、ポリシリコン層の結晶を形成するために、エキシマーレーザアニーリング（ＥＬＡ）結晶化技術により溶融される。そして、定量の第１ドーパント原子が、上記第１ポリシリコンチャネル層１４を得るために、ポリシリコン層内にドープされる。
【００１６】
[0022]本発明の本実施形態において、第１薄膜トランジスタＴ１は、第１ゲートＧ１、第１ソースＳ１および第１ドレインＤ１を更に含む。第１ソースＳ１と第１ドレインＤ１は、第１ポリシリコンチャネル層１４上に配置され、第１ポリシリコンチャネル層１４の両端に対応するようにかつ電気的に接続される。第１ゲートＧ１は、第１ポリシリコンチャネル層１４上に配置され、第１ソースＳ１と第１ドレインＤ１の間に位置する。第１ソースＳ１と第１ドレインＤ１はそれぞれ、濃密にドープされたＮタイプ層（Ｎ＋）を介してポリシリコンチャネル層１４に電気的に接続され、接触する。
【００１７】
[0023]更に、ＯＬＥＤディスプレイパネル１０は、第１走査線ＳＬ１、第２走査線ＳＬ２、第１データ線ＤＬ１、第２データ線ＤＬ２および第２薄膜トランジスタＴ２を更に含む。第１走査線ＳＬ１と第２走査線ＳＬ２は、基板１１上に平行に配置される。第１データ線ＤＬ１および第２データ線ＤＬ２は、基板１１上に平行に配置され、ピクセル１３を画定するために、第１走査線ＳＬ１と第２走査線ＳＬ２とそれぞれ直交し、交互になる。ピクセル１３内に配置された第２薄膜トランジスタＴ２は、第２ゲートＧ２、第２ソースＳ２、第２ドレインＤ２、および第２ポリシリコンチャネル層２２を含む。第２ソースＳ２と第２ドレインＤ２は、第２ポリシリコンチャネル層２２の両端に対応して配置され、Ｎ＋層を介して第２ポリシリコンチャネル層２２の両端にそれぞれ電気的に接続され、抵抗接触する。第２ゲートＧ２は、第１走査線ＳＬ１に電気的に接続される。第２ソースＳ２は、第１データ線ＤＬ１に電気的に接続される。第２ドレインＤ２は、第１ゲートＧ１に電気的に接続される。
【００１８】
[0024]IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてない第２ドーパント原子は、第２ポリシリコンチャネル層２２内部にドープされる。第２ポリシリコンチャネル層２２の第２ドーパント原子のドーピング濃度は、第１ポリシリコンチャネル層１４の第１ドーパント原子のドーピング濃度とは同じまたは異なる。第１ポリシリコンチャネル層１４の第１ドーパント原子のドーピング濃度は、第２ポリシリコンチャネル層２２の第２ドーパント原子のドーピング濃度より高くなり得る。第２ドーパント原子の例としては、中性原子、不活性ガスおよび／またはIVＡ族がある。例えば、第２ドーパント原子は、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）およびラドン（Ｒｎ）、ならびにそれらの任意の組合せのグループから選択されるドーパント原子である。第２ドーパント原子は、炭素（Ｃ）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）および鉛（Ｐｂ）、ならびにそれらの任意の組合せのグループから選択されるドーパント原子である。第２ドーパント原子は、不活性ガスおよびIVＡ族の組合せから選択できる。第１ドーパント原子は、第２ドーパント原子と同じであるかまたは異なる。第２ドーパント原子は、周期律表のIIIＡ族およびＶＡ族以外の中性ドーパント原子から選択できる。更に、上記の第２ポリシリコンチャネル層２２は、第２ドーパント原子をポリシリコン層にドープすることにより得られ、ポリシリコン層はアモルファスシリコン層に熱処理を適用することによって得られる。例えば、アモルファスシリコン層は、ポリシリコン層の結晶形成のために、レーザアニール法により溶融できる。レーザアニール法において、アモルファスシリコン層はエキシマーレーザにより走査され、溶融される。
【００１９】
[0025]ＯＬＥＤディスプレイパネル１０は、蓄積コンデンサＣｓおよび有機エレクトロルミネセント装置（ＯＥＬＤ）２５を更に含む。蓄積コンデンサＣｓは、ピクセル１３内に配置されている。蓄積コンデンサＣｓの一端は第１ゲートＧ１および第２ドレインＤ２との間に電気的に接続され、蓄積コンデンサＣｓの他端は第１ソースＳ１および第１定電圧Ｖｄｄとの間に電気的に接続される。ＯＥＬＤ２５は、ピクセル１３内に配置され、第１ドレインＤ１および第２定電圧Ｖｓｓに電気的に接続される。
【００２０】
[0026]本発明の本実施形態について、当業者なら誰でも、本発明の本実施形態の技術がそれに限定されないことを理解するであろう。例えば、ＯＬＥＤディスプレイパネル１０は、第１ポリシリコンチャネル層１４、第２ポリシリコンチャネル層２２および基板１１の間に配置される絶縁層１８を更に含む。また、ＯＬＥＤディスプレイパネル１０は、第１ゲートＧ１、第２ゲートＧ２および第１ポリシリコンチャネル層１４の間に配置される絶縁層１９を更に含む。絶縁層１８および１９の例としては、酸化物、窒化物、窒素酸化物、窒化シリコンまたは酸化窒素がある。
【００２１】
[0027]ＯＥＬＤ２５の詳細構造は、以下に典型的な例を示す。しかし、本発明の本実施形態の技術は、それに限定されない。ＯＥＬＤ２５は、少なくともアノード２６、カソード２７および有機材料層２８を含む。有機材料層２８は、アノード２６およびカソード２７との間に配置される。アノード２６は、第１ドレインＤ１に電気的に接続される。カソード２７は接地することもでき、または定電圧を印加することもできる。有機材料層２８は、電子ホールソース、電子ソースおよび発光層を含むことができる。発光層は、電子ホールソースおよび電子ソースとの間に配置される。電子ホールソースはアノード２６と隣接しており、電子ソースはカソード２７と隣接している。
【００２２】
[0028]本発明の本実施形態において、ＯＬＥＤディスプレイパネル１０は基板２１を更に含む。基板２１および基板１１は、ピクセル１３、第１薄膜トランジスタＴ１、第２薄膜トランジスタＴ２、蓄積コンデンサＣｓおよびＯＥＬＤ２５を封入するための密封剤によって、平行に組み立てられる。基板１１および２１の例としては、ガラス基板、プラスチック基板、セラミック基板またはフレキシブル基板がある。
【００２３】
[0029]本発明の本実施形態は、トップゲートのＴＦＴ構造の典型例により示されるにもかかわらず、IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてないドーパント原子でポリシリコンチャネル層をドープするという本発明の本実施形態の技術は、ボトムゲートまたは二重ゲートのＴＦＴ構造に適用できる。
【００２４】
[0030]本発明の本実施形態によれば、アモルファスシリコン層がポリシリコン層の結晶を形成するためにエキシマーレーザアニール（ＥＬＡ）法によって溶融（ＥＬＡ結晶化技術）された後、ポリシリコン層の欠陥の本来の密度は、ポリシリコンチャネル層を形成するためにIIIＡ族およびＶＡ族から選択されてないドーパント原子をポリシリコン層内にドープすることにより調整される。IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてないドーパント原子のドーピング量および密度を正確に制御することができるので、それに応じてＴＦＴの特性も有効に制御できる。ドーピング技術により達成される均一性は、線ムラ効果と同様に、ＥＬＡ結晶化法の不均一性を改良する。下記の表にＯＬＥＤディスプレイパネルのチャネル層の欠陥密度の改良の様子を例示する。IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてないドーパント原子がドープされる前の、ＯＬＥＤディスプレイパネル全体の結果としての線ムラは、IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてないドーパント原子がドープされた後の、ＯＬＥＤディスプレイパネル全体の結果としての線ムラと比較される。しかし、本発明の本実施形態の技術はそれに限定されない。
【表１】
2007158290.tif 000003
[0031]表１から、IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてないドーパント原子をドープしていない従来のＯＬＥＤディスプレイパネルにおいて、線ムラを有する領域と有しない領域の欠陥の比率が１０：１であるということが分かる。本発明の本実施例によるＯＬＥＤディスプレイパネルにおいて、IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてないドーパント原子をポリシリコン層内にドープした後に、IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてないドーパント原子のドーピング濃度は、１０倍に増加する。線ムラを有する領域および線ムラのない領域の間の欠陥の比率は、IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてないドーパントの計算された量をドープした後では、１０：１から１．６７：１まで改善される。IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてないドーパント原子の適量をドープすることによって、チャネル品質が均一化し、各ピクセルＴＦＴのポリシリコンチャネル層が同じ特性有し、欠陥の不均一性およびＥＬＡ結晶化が改良される。その結果、各ピクセルＴＦＴは、同じ特性を有する。
【００２５】
[0032]本発明の本実施形態による、IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてないドーパント原子の異なるドーピング密度における、ＯＬＥＤディスプレイパネルのパフォーマンスに関しては、IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてないドーパント原子のド−ピング濃度が１．５＊１０１２／ｃｍ２であり、やはり線ムラを有している。しかし、本発明の本実施形態における線ムラは、標準状態における線ムラより少ない。
【００２６】
[0033]IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてないドーパント原子のドーピング濃度が１．５＊１０１３／ｃｍ２であるときには、線ムラは発生しない。線ムラの影響は、IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてないドーパント原子のドーピング濃度を適切に調整することにより改良できる。これは、チャネル品質の性能がＥＬＡ結晶化技術ではなくて、IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてないドーパント原子をドープする効果により支配されるためである。
【００２７】
[0034]ドーピング前のポリシリコン層の粒径の範囲は０．１〜１０μｍである。ポリシリコン層の粒界欠陥の密度は、１０１１個／ｃｍ２より大きい。ポリシリコン層が５μｍ以内であるとき、最大厚みは最小厚みと１００Å、すなわちポリシリコン層の突出の高さ、を超える差があり、そして、IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてない、第１ポリシリコンチャネル層１４内にドープされた第１ドーパント原子の密度は１０１２原子／ｃｍ２を超えることもあり得る。従って、本発明の本実施形態は、ポリシリコン層の粒径、粒界欠陥の密度およびポリシリコン層の突出の高さに従って、必要とされるポリシリコンチャネル層を形成するために、IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてない、ポリシリコンチャネル層内にドープされるドーパント原子の密度を適切に調整できる。
【００２８】
［実施形態２］
[0035]図３を参照して、本発明の第二実施形態による、ポリシリコンチャネル層を形成する方法のフローチャートが示される。図３に示すように、最初に、ステップ３１において、その上にアモルファスシリコン層が配置された基板が用意される。そして、ステップ３２に進み、ポリシリコン層を形成するために熱処理がアモルファスシリコン層に適用される。そして、IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてないドーパント原子が、ポリシリコンチャネル層を形成するために、ポリシリコン層内にドープされる。ドーパント原子の例としては、中性原子、不活性ガスおよび／またはIVＡ族がある。例えば、ドーパント原子は、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）およびラドン（Ｒｎ）、ならびにそれらの任意の組合せのグループから選択され、周期律表のIIIＡ族およびＶＡ族からは選択されない。ドーパント原子は、炭素（Ｃ）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）および鉛（Ｐｂ）、ならびにそれらの任意の組合せのグループから選択されるドーパント原子である。ドーパント原子は、不活性ガスおよびIVＡ族の組合せから選択できる。更にまた、１０１１〜１０１５原子／ｃｍ２の範囲にあるポリシリコンチャネル層におけるドーパント原子のドーピング濃度は、１０１２原子／ｃｍ２より大きくなり得る。更にまた、熱処理を、レーザアニール法に従ってアモルファスシリコン層に適用することもできる。例えば、アモルファスシリコン層は、ＥＬＡ結晶化技術に従ってポリシリコン層を形成するために、エキシマーレーザによりステップ走査され、溶融される。
【００２９】
[0036]本発明の本実施形態において、アモルファスシリコン層（例えばＥＬＡ結晶化技術により形成されたポリシリコン層）に熱処理を施すことにより形成されたポリシリコン層の結晶に、IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてないドーパント原子（例えば不活性ガス）をドープするデザインは、ポリシリコン層の欠陥の均一化を可能とし、ポリシリコンの欠陥および結晶化の不均一を改良する。このように、後続の製造プロセスにより製造されたＯＬＥＤディスプレイパネルは、動作中における線ムラを生成せず、ＯＬＥＤディスプレイパネルの画像品質を大幅に改良する。
【００３０】
［実施形態３］
[0037]図４〜図５を参照する。図４は、本発明の第三実施形態による、ポリシリコンチャネル層を形成する方法のフローチャートである。図５の（Ａ）〜（Ｈ）は、本発明の第三実施形態による、ポリシリコンチャネル層の製造プロセスの断面図を例示する。図４に示すように、最初に、ステップ４１において、その上に第１ポリシリコン層２４ａおよび第２ポリシリコン層２４ｂが配置されている基板１１が用意される。第１ポリシリコン層２４ａおよび第二ポリシリコン層２４ｂが基板１１の上に形成される方法に関しては、以下に典型例で示される。しかし、本発明の本実施形態の技術は、それに限定されない。図５の（Ａ）に示すように、その上にアモルファスシリコン層２３が配置された基板１１が用意される。そして、図５の（Ｂ）に示すように、ポリシリコン層２４を形成するために、熱処理がアモルファスシリコン層２３に適用される。ここで、熱処理を、レーザアニール法に従ってアモルファスシリコン層２３に適用できる。例えば、アモルファスシリコン層２３は、段階的にポリシリコン層２４の結晶化を形成するために、図５の（Ａ）の矢印５４の方向に沿って、エキシマーレーザ５３によりステップ走査され、溶融される。そして、図５の（Ｃ）に示すように、ポリシリコン層２４の一部は、第１ポリシリコン層２４ａおよび第２ポリシリコン層２４ｂから除去される。しかし、本発明の本実施形態による第１ポリシリコン層２４ａおよび第２ポリシリコン層２４ｂを形成する技術は、それに制限されない。
【００３１】
[0038]第１ポリシリコン層２４ａおよび第２ポリシリコン層２４ｂが基板１１の上に形成された後、図５の（Ｄ）に示すようにステップ４２へ進んで、基板１１は、第１マスク５１によりカバーされる。第１マスク５１は、第１ポリシリコン層２４ａを露光するために使用される第１開口部５１ａを有する。
【００３２】
[0039]そして、図５の（Ｅ）に示すようにステップ４３へ進み、IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてない第１ドーパント原子Ａ１が、第１ポリシリコンチャネル層１４を形成するために、第１ポリシリコン層２４ａ内にドープされる。第１ドーパント原子Ａ１の例としては、中性原子、不活性ガスおよび／またはIVＡ族がある。第１ドーパント原子Ａ１は、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）およびラドン（Ｒｎ）、ならびにそれらの任意の組合せのグループから選択される。第１ドーパント原子Ａ１は、炭素（Ｃ）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）および鉛（Ｐｂ）、ならびにそれらの任意の組合せのグループから選択されるドーパント原子である。第１ドーパント原子Ａ１は、不活性ガスおよびIVＡ族の組合せから選択できる。第１ポリシリコンチャネル層１４における第１ドーパント原子Ａ１のドーピング濃度は、１０１１〜１０１５原子／ｃｍ２の範囲にある。ステップ４３において、第１ドーパント原子Ａ１は、イオン注入法により第１ポリシリコン層２４ａ内にドープされるドーパントのソースとして使用できる。
【００３３】
[0040]そして、図５の（Ｆ）に示すようにステップ４４へ進み、第１マスク５１は除去され、基板１１は第２マスク５２によりカバーされる。第２マスク５２は、第２ポリシリコン層２４ｂを露光するために使用される第２開口部５２ａを有する。
【００３４】
[0041]そして、図５の（Ｇ）に示すようにステップ４５へ進み、IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてない第２ドーパント原子Ａ２が、第２ポリシリコンチャネル層２２を形成するために、第２ポリシリコン層２４ｂ内にドープされる。第２ドーパント原子Ａ２の例としては、中性原子、不活性ガスおよび／またはIVＡ族がある。第２ポリシリコンチャネル層２２の第２ドーパント原子Ａ２のドーピング濃度は、第１ポリシリコンチャネル層１４の第１ドーパント原子Ａ１のドーピング濃度と同じかまたは異なる。第１ポリシリコンチャネル層１４の第１ドーパント原子Ａ１のドーピング濃度は、第２ポリシリコンチャネル層２２の第２ドーパント原子Ａ２のドーピング濃度より高い。第２ドーパント原子は、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）およびラドン（Ｒｎ）、ならびにそれらの任意の組合せのグループから選択されるドーパント原子である。第２ドーパント原子Ａ２は、炭素（Ｃ）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）および鉛（Ｐｂ）、ならびにそれらの任意の組合せのグループから選択されるドーパント原子である。第２ドーパント原子Ａ２は、不活性ガスおよびIVＡ族の組合せから選択できる。第１ドーパント原子Ａ１および第２ドーパント原子Ａ２は、同じであっても、異なっていてもよい。ステップ４５において、第２ドーパント原子Ａ２は、イオン注入法により第２ポリシリコン層２４ｂ内にドープされるドーパントのソースとして使用できる。そして、図５の（Ｈ）に示すようにステップ４６へ進み、第２マスク５２は除去される。
【００３５】
[0042]本発明の本実施形態の技術に精通している者なら誰でも、本発明の本実施形態の技術がそれに限定されないことを理解するであろう。例えば、第１ポリシリコン層２４ａおよび第２ポリシリコン層２４ｂが基板１１の上に形成された後、例えば二酸化硅素（ＳｉＯ2）のような薄い犠牲層を第１ポリシリコン層２４ａおよび第２ポリシリコン層２４ｂをカバーするために使用できる。また、第２ドーパント原子Ａ２が第２ポリシリコン層２４ｂ内にドープされたあと、希釈したＨＦが犠牲層を除去するために使用される。ここで、第１ドーパント原子および第２ドーパント原子Ａ２が第１ポリシリコン層２４ａおよび第二ポリシリコン層２４ｂ内部にそれぞれドープされるときに、犠牲層は、第１ドーパント原子A１および第２ドーパント原子Ａ２それぞれによりドープされるときに、第１ポリシリコン層２４ａの表面および第２ポリシリコン層２４ｂの表面に発生する損傷を緩和する緩衝層として使用できる。
【００３６】
［実施形態４］
[0043]図６〜図７を参照する。図６は、本発明の第四実施形態による、ポリシリコンチャネル層を形成する方法のフローチャートである。図７の（Ａ）〜（Ｈ）は、本発明の第四実施形態による、ポリシリコンチャネル層の製造プロセスの断面図を例示する。図６に示すように、最初に、ステップ６１において、その上に配置された第１ポリシリコン層２４ａおよび第２ポリシリコン層２４ｂを有する基板１１が用意される。第１ポリシリコン層２４ａおよび第２ポリシリコン層２４ｂが基板１１の上に形成される方法に関しては、図７の（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第二実施形態において既に開示されているので、ここでは繰り返さない。
【００３７】
[0044]そして、図７の（Ｄ）に示されるようにステップ６２へ進み、基板１１は第１マスク７１によりカバーされる。第１マスク７１は、第１開口部７１ａおよび第２開口部７１ｂを有する。第１開口部７１ａおよび第２開口部７１ｂはそれぞれ、第１ポリシリコン層２４ａおよび第２ポリシリコン層２４ｂを露光するために使用される。
【００３８】
[0045]そして、図７の（Ｅ）に示されるようにステップ６３に進み、IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてない第１ドーパント原子が、第３ポリシリコンチャネル層２４ｃと第２ポリシリコンチャネル層２２を形成するためにそれぞれ、第１ポリシリコン層２４ａ内と第２ポリシリコン層２４ｂ内にドープされる。第１ドーパント原子Ａ３の例としては、中性原子、不活性ガスおよび／またはIVＡ族がある。第２ポリシリコンチャネル層２２における第１ドーパント原子Ａ３のドーピング濃度は、第３ポリシリコンチャネル層２４ｃにおける第１ドーパント原子Ａ３のドーピング濃度と同じである。第１ドーパント原子Ａ３は、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）およびラドン（Ｒｎ）、ならびにそれらの任意の組合せのグループから選択されるドーパント原子である。第１ドーパント原子Ａ３は、炭素（Ｃ）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）および鉛（Ｐｂ）、ならびにそれらの任意の組合せのグループから選択されるドーパント原子である。第１ドーパント原子Ａ３は、不活性ガスおよびIVＡ族の組合せから選択できる。ステップ６３において、第１ドーパント原子Ａ３は、イオン注入法により第１ポリシリコン層２４ａ内および第２ポリシリコン層２４ｂ内にドープされるドーパントのソースとして使用される。
【００３９】
[0046]そして、図７の（Ｆ）に示されるようにステップ６４へ進み、第１マスク７１は除去され、基板１１は第２マスク７２によりカバーされる。第２マスク７２は、第３ポリシリコンチャネル層２４ｃを露光するために使用される第３開口部７２ａを有する。
【００４０】
[0047]そして、図７の（Ｇ）に示すようにステップ６５へ進み、IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてない第２ドーパント原子が、第１ポリシリコンチャネル層１４を形成するために、第３ポリシリコン層２４ｃ内にドープされる。第２ドーパント原子Ａ４の例としては、中性原子、不活性ガスおよび／またはIVＡ族がある。第１ポリシリコンチャネル層１４の第１ドーパント原子Ａ３と第２ドーパント原子Ａ４の合計ド−ピング濃度は、第２ポリシリコンチャネル層２２の第１ドーパント原子Ａ３のド−ピング濃度と同じか異なる。例えば、第１ポリシリコンチャネル層１４の第１ドーパント原子Ａ３と第２ドーパント原子Ａ４の合計ドーピング濃度は、第２ポリシリコンチャネル層２２の第１ドーパント原子Ａ３のドーピング濃度より高い。第１ポリシリコンチャネル層１４の第１ドーパント原子Ａ３および第２ドーパント原子Ａ４の合計ドーピング濃度は、１０１１〜１０１５原子／ｃｍ２の範囲にあるか、または、１０１２原子／ｃｍ２より高い。第２ドーパント原子Ａ４は、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）およびラドン（Ｒｎ）、ならびにそれらの任意の組合せのグループから選択されるドーパント原子である。第２ドーパント原子Ａ４は、炭素（Ｃ）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）および鉛（Ｐｂ）、ならびにそれらの任意の組合せのグループから選択されるドーパント原子である。第２ドーパント原子Ａ４はまた、不活性ガスおよびIVＡ族の組合せから選択することもできる。第１ドーパント原子Ａ３および第２ドーパント原子Ａ４は、同じであっても、異なっていてもよい。ステップ６５において、第２ドーパント原子Ａ４は、イオン注入法により第３ポリシリコン層２４ｃ内にドープされるドーパントのソースとして使用できる。そして、図７の（Ｈ）に示すようにステップ６６へ進み、第２マスク７２は除去される。
【００４１】
[0048]ＯＬＥＤディスプレイパネルおよびそのポリシリコンチャネル層を形成する方法は、本発明の上記の実施形態において開示されている。熱処理をアモルファスシリコン層の結晶化に適用することにより形成されたポリシリコン層（例えばＥＬＡ結晶化技術により形成されるポリシリコン層）内に、IIIＡ族およびＶＡ族から選択されてないドーパント原子を配置するデザインにより、ポリシリコン層の欠陥を均一化できる。従って、ポリシリコン層の不均一結晶化および欠陥が改良され、各ピクセルＴＦＴのポリシリコンチャネル層は同じ特性を有することになる。その結果、各ピクセルＴＦＴは同じ特性を有し、ＯＬＥＤディスプレイパネルが動作中に線ムラが発生することを防ぎ、ＯＬＥＤディスプレイパネルの表示品質が大幅に改良される。
【００４２】
[0049]本発明が実施例として、そして最良の実施形態に関して記述されているが、本発明がそれに限定されないことを理解すべきである。逆に、種々の変形例と類似の装置および手順を含むことが意図されており、そのため、添付の請求の範囲は、このようなすべての変形例と類似の装置および手順を含むために最も広い解釈が与えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第一実施形態による、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイパネルの単一ピクセルの回路構造を例示している。
【図２】本発明の第一実施形態による、ＯＬＥＤディスプレイパネルの単一ピクセルの詳細構造の断面図を例示している。
【図３】本発明の第二実施形態による、ポリシリコンチャネル層を形成する方法のフローチャートである。
【図４】本発明の第三実施形態による、ポリシリコンチャネル層を形成する方法のフローチャートである。
【図５】（Ａ）〜（Ｈ）は本発明の第三実施形態による、ポリシリコンチャネル層の製造プロセスの断面図を例示している。
【図６】本発明の第四実施形態による、ポリシリコンチャネル層を形成する方法のフローチャートである。
【図７】（Ａ）〜（Ｈ）は本発明の第四実施形態による、ポリシリコンチャネル層の製造プロセスの断面図を例示している。
【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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