專利名稱：電流驅(qū)動型發(fā)光顯示裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用薄膜晶體管驅(qū)動有機(jī)場致發(fā)光(以下稱為EL)顯示元件等的電流發(fā)光元件的顯示裝置。特別涉及可抑制隨時間劣化的薄膜晶體管驅(qū)動的電流驅(qū)動型發(fā)光顯示裝置及其制造方法。
(背景技術(shù))本發(fā)明的發(fā)明者詳細(xì)調(diào)查了薄膜晶體管驅(qū)動有機(jī)EL顯示元件。其結(jié)果如下。
(1)在薄膜晶體管驅(qū)動有機(jī)EL顯示元件中，由于有機(jī)EL顯示元件為直流電流元件，所以在為了控制它而串聯(lián)接入的薄膜晶體管中也有直流電流流過。
(2)薄膜晶體管分類成n溝道型和p溝道型。所謂n溝道型和p溝道型，其隨時間劣化的情況很不相同。
因此，本發(fā)明的目的在于，在由薄膜晶體管驅(qū)動的電流發(fā)光元件中，抑制薄膜晶體管隨時間劣化。
(發(fā)明的公開)(1)根據(jù)本發(fā)明第一方案的電流驅(qū)動型發(fā)光顯示裝置，該裝置形成多根掃描線和多根數(shù)據(jù)線，與掃描線和數(shù)據(jù)線的各交點對應(yīng)地形成薄膜晶體管和電流發(fā)光元件，其特征在于，薄膜晶體管中的至少一個是p溝道型薄膜晶體管。
按照第一方案，能夠抑制薄膜晶體管的隨時間劣化。
(2)根據(jù)本發(fā)明的第二方案的電流驅(qū)動型發(fā)光顯示裝置，該裝置形成多根掃描線、多根數(shù)據(jù)線、公共電極和反向電極，對應(yīng)于掃描線和數(shù)據(jù)線的各交點，形成第一薄膜晶體管、第二薄膜晶體管、保持電容、像素電極和電流發(fā)光元件，所述第一薄膜晶體管通過掃描線的電位控制掃描線與保持電容的導(dǎo)通，所述第二薄膜晶體管通過保持電容的電位控制公共電極與像素電極的導(dǎo)通，控制流過位于像素電極和反向電極之間的所述電流發(fā)光元件的電流，此電流驅(qū)動型發(fā)光顯示裝置的特征在于，第二薄膜晶體管為p溝道型薄膜晶體管。
(3)根據(jù)本發(fā)明第三方案的電流驅(qū)動型發(fā)光顯示裝置，如第一方案或第二方案所述，在基板上形成所述多根掃描線、所述多根數(shù)據(jù)線、所述薄膜晶體管和所述電流發(fā)光元件，同時還形成用于驅(qū)動所述發(fā)光元件的驅(qū)動電路，其特征在于，用與形成所述驅(qū)動電路內(nèi)的薄膜晶體管相同的工藝形成所述p溝道型薄膜晶體管。
(4)在方案1至方案3的任何一項方案所述的電流驅(qū)動型發(fā)光顯示裝置中，所述薄膜晶體管由多晶硅薄膜晶體管構(gòu)成。
(5)根據(jù)本發(fā)明第五方案，構(gòu)成第三方案所述的電流驅(qū)動型發(fā)光顯示裝置，其特征在于，所述驅(qū)動電路由互補(bǔ)型薄膜晶體管構(gòu)成，用相同的工藝形成所述第一薄膜晶體管和所述驅(qū)動電路內(nèi)的n溝道型薄膜晶體管，用相同的工藝形成所述第二薄膜晶體管和所述驅(qū)動電路內(nèi)的p溝道型薄膜晶體管。
按照第五方案，能夠不增加制造工藝，提供沒有隨時間劣化的高性能的電流驅(qū)動型發(fā)光顯示裝置。
(附圖的簡單說明)圖1是表示采用本發(fā)明的顯示裝置的基本結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是表示配有本發(fā)明實施例1的薄膜晶體管的顯示元件的等效電路圖。
圖3是表示配有本發(fā)明實施例1的薄膜晶體管的顯示元件的驅(qū)動電壓圖。
圖4是表示本發(fā)明實施例1的電流薄膜晶體管的電流電壓特性圖。
圖5是表示本發(fā)明實施例1的有機(jī)EL顯示元件的電流電壓特性圖。
圖6(a)表示配有本發(fā)明實施例1的薄膜晶體管的有機(jī)EL顯示元件的剖面圖，圖6(b)表示配有本發(fā)明實施例1的薄膜晶體管的有機(jī)EL顯示元件的平面圖。
圖7是表示配有本發(fā)明實施例2的薄膜晶體管的有機(jī)EL顯示元件的等效電路圖。
圖8是表示配有本發(fā)明實施例2的薄膜晶體管的有機(jī)EL顯示元件的驅(qū)動電壓圖。
圖9是表示本發(fā)明實施例2的電流薄膜晶體管的電流電壓特性圖。
圖10是表示本發(fā)明實施例2的有機(jī)EL顯示元件的電流電壓特性圖。
圖11(a)表示配有本發(fā)明實施例2的薄膜晶體管的有機(jī)EL顯示元件的剖面圖，圖11(b)表示配有本發(fā)明實施例2的薄膜晶體管的有機(jī)EL顯示元件的平面圖。
圖12是表示n溝道型薄膜晶體管的隨時間劣化圖。
圖13是表示p溝道型薄膜晶體管的隨時間劣化圖。
圖14是表示本發(fā)明薄膜晶體管驅(qū)動的有機(jī)EL顯示元件的制造工藝的圖。
(符號的說明)111掃描線112數(shù)據(jù)線113公共線114保持電極115用Al形成的像素電極116用ITO形成的反向電極121開關(guān)薄膜晶體管122n溝道型電流薄膜晶體管123保持電容131正向偏置有機(jī)EL顯示元件132孔穴注入層133有機(jī)EL層141電流發(fā)光元件的電流方向151抗蝕劑211掃描電位212信號電位213保持電位214公共電位215像素電極216反向電位221像素變?yōu)轱@示狀態(tài)的期間222像素變?yōu)榉秋@示狀態(tài)的期間31漏極電壓4V時的n溝道型電流薄膜晶體管的電流電壓特性32漏極電壓8V時的n溝道型電流薄膜晶體管的電流電壓特性4正向偏置有機(jī)EL顯示元件的電流電壓特性
611掃描線612數(shù)據(jù)線613公共線614保持電極615用ITO形成的像素電極616用Al形成的反向電極621開關(guān)薄膜晶體管622p溝道型電流薄膜晶體管623保持電容631反向偏置有機(jī)EL顯示元件632孔穴注入層633有機(jī)EL層641電流發(fā)光元件的電流方向651抗蝕劑711掃描電位712信號電位713保持電位714公共電位715像素電位716反向電位721像素變?yōu)轱@示狀態(tài)的期間722像素變?yōu)榉秋@示狀態(tài)的期間81漏極電壓4V時的p溝道型電流薄膜晶體管的電流電壓特性82漏極電壓8V時的p溝道型電流薄膜晶體管的電流電壓特性9反向偏置有機(jī)EL顯示元件的電流電壓特性511施加電壓前的Vd=4V時n溝道型薄膜晶體管的傳輸特性512施加電壓前的Vd=8V時n溝道型薄膜晶體管的傳輸特性521施加電壓后的Vd=4V時n溝道型薄膜晶體管的傳輸特性522施加電壓后的Vd=8V時n溝道型薄膜晶體管的傳輸特性811施加電壓前的Vd=4V時p溝道型薄膜晶體管的傳輸特性812施加電壓前的Vd=8V時p溝道型薄膜晶體管的傳輸特性821施加電壓后的Vd=4V時p溝道型薄膜晶體管的傳輸特性
822施加電壓后的Vd=8V時p溝道型薄膜晶體管的傳輸特性(實施發(fā)明的優(yōu)選實施例)(有機(jī)EL顯示元件的整體結(jié)構(gòu))下面，參照
本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
如圖1所示，基板1上的中央部分為顯示部分。在透明基板1的外周部分內(nèi)，在對著圖面的上側(cè)構(gòu)成相對于數(shù)據(jù)線112的輸出圖象信號的數(shù)據(jù)側(cè)驅(qū)動電路3，在對著圖面的左側(cè)構(gòu)成相對于掃描線111的輸出掃描信號的掃描側(cè)驅(qū)動電路4。在這些驅(qū)動電路3、4中，由N型薄膜晶體管和P型薄膜晶體管構(gòu)成互補(bǔ)型TFT，該互補(bǔ)型薄膜晶體管構(gòu)成移位寄存器電路、電平移動電路、模擬開關(guān)電路等。
在透明基板1上，構(gòu)成多根掃描線111和在相對于該掃描線111的延伸方向的垂直方向上延伸的多根數(shù)據(jù)線112，通過這些數(shù)據(jù)線112和掃描線111的交叉構(gòu)成矩陣形式的像素7。
通過掃描線111把掃描信號供給柵極21(第一柵極)的第一薄膜晶體管121(以下稱為開關(guān)薄膜晶體管)，構(gòu)成那些像素7。該開關(guān)薄膜晶體管121的源/漏區(qū)的一方與數(shù)據(jù)線112電連接，源/漏區(qū)的另一方與電位保持電極113電連接。此外，相對于掃描線111，并聯(lián)配置公共線114，在該公共線114和電位保持電極113之間形成保持電容123。公共線保持固定電位。因此，如果通過掃描信號進(jìn)行選擇，使開關(guān)薄膜晶體管121變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，那么來自掃描線112的圖象信號通過開關(guān)薄膜晶體管寫入保持電容123。
在電位保持電極113上電連接第二薄膜晶體管122(以下稱為電流薄膜晶體管)的柵極，該電流薄膜晶體管122的源/漏區(qū)的一方與公共線114電連接，源/漏區(qū)的另一方與發(fā)光元件131一方的電極115電連接。在電流薄膜晶體管122變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)時，通過電流薄膜晶體管122，公共線114的電流流入有機(jī)EL顯示元件等發(fā)光元件131，使該發(fā)光元件131發(fā)光。而且，在本結(jié)構(gòu)中，保持電容的一個電極與公共線114連接，但也可以不與公共線114連接，另外設(shè)置電容線，使其與電容線連接。再有，也可以構(gòu)成把保持電容的一個電極與鄰接的柵極線連接的結(jié)構(gòu)。
(實施例1)圖1是表示配有本發(fā)明實施例1的薄膜晶體管的有機(jī)EL顯示元件的等效電路圖，圖2是表示配有本發(fā)明實施例1的薄膜晶體管的有機(jī)EL顯示元件的驅(qū)動電壓圖，圖3是表示本發(fā)明實施例1的電流薄膜晶體管的電流電壓特性圖，圖4是表示本發(fā)明實施例1的有機(jī)EL顯示元件的電流電壓特性圖。
圖1中，111是掃描線，112是數(shù)據(jù)線，113是保持電極，114是公共線，115是用Al形成的像素電極，116是用ITO形成的反向電極，121是開關(guān)薄膜晶體管，122是n溝道型電流薄膜晶體管，123是保持電容，131是利用從供電線116向像素電極115流動的電流發(fā)光的有機(jī)EL顯示元件13(以下稱為正向偏置有機(jī)EL顯示元件)，141是有機(jī)EL顯示元件的電流方向。
圖2中，211是掃描電位，212是信號電位，213是保持電位，214是公共電位，215是像素電位，216是反向電位。而且，為了說明圖2中各電位關(guān)系，僅記述各電位的一部分。掃描線111的電位對應(yīng)于掃描電位211，數(shù)據(jù)線112的電位對應(yīng)于信號電位212，保持電極113的電位對應(yīng)于保持電位213，公共線114的電位對應(yīng)于公共電位214，用Al形成的像素電極115的電位對應(yīng)于像素電位215，用ITO(銦錫氧化物)形成的反向電極116的電位對應(yīng)于反向電位216。而且，圖2是按模式部分記述各信號電位的圖。
221表示在像素變?yōu)轱@示狀態(tài)的期間在正向偏置有機(jī)EL顯示元件131中流過電流發(fā)光，222表示在像素變?yōu)榉秋@示狀態(tài)的期間在正向偏置有機(jī)EL顯示元件131中沒有電流流過不發(fā)光。
圖4中，31是漏極電壓4V時的n溝道型電流薄膜晶體管122的電流電壓特性，32是漏極電壓8V時的n溝道型電流薄膜晶體管122的電流電壓特性。顯然，無論在哪個漏極電壓中，當(dāng)柵極為低電壓時，n溝道型電流薄膜晶體管122都變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)，流過小的漏極電流，源/漏間的電阻變?yōu)楦唠娮?，而?dāng)柵極電壓為高電壓時，n溝道型電流薄膜晶體管122變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，流過大的漏極電流，源/漏間的電阻變?yōu)榈碗娮琛?br>
圖5中，4是正向偏置有機(jī)EL顯示元件131的電流電壓特性。其中，電壓是表示相對于像素電位215的反向電位216，電流是表示從反向電極116向像素電極115流動的電流。正向偏置有機(jī)EL顯示元件131在某個閾值電壓以下時變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)，呈現(xiàn)高電阻，沒有電流流過，不發(fā)光。在閾值電壓以上時，則變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，呈現(xiàn)低電阻，有電流流過，并發(fā)光。其中，閾值電壓大約為2V。
下面，用圖2、圖3、圖4和圖5說明配有本實施例的薄膜晶體管的有機(jī)EL顯示元件的工作。
開關(guān)薄膜晶體管121利用掃描線111的電位控制數(shù)據(jù)線112與保持電極113的導(dǎo)通。也就是說，利用掃描電位211，控制信號電位212與保持電位213的導(dǎo)通。再有，其中開關(guān)薄膜晶體管121是n溝道薄膜晶體管，但p溝道薄膜晶體管也可以。
相對于像素變?yōu)轱@示狀態(tài)的期間221，信號電位212變成高電位，在保持電位213上保持其高電位。相對于像素變?yōu)榉秋@示狀態(tài)的期間222，信號電位212變成低電位，在保持電位213上保持其低電位。
n溝道型電流薄膜晶體管122有圖3所示的特性，由保持電極113的電位控制公共線114與像素電極115的導(dǎo)通。也就是說，由保持電位213控制公共電位214與像素電位222的導(dǎo)通。相對于像素變?yōu)轱@示狀態(tài)的期間221，由于保持電位213為高電位，所以公共線114與像素電極115導(dǎo)通，相對于像素變?yōu)榉秋@示狀態(tài)的期間222，由于保持電位213為低電位，所以公共線114與像素電極115之間被斷開。
有機(jī)EL顯示元件131有圖5所示的特性，相對于像素變?yōu)轱@示狀態(tài)的期間221，在像素電極115與反向電極116間流過電流，有機(jī)EL顯示元件131發(fā)光。相對于像素變?yōu)榉秋@示狀態(tài)的期間222，沒有電流流過，不發(fā)光。
圖6(a)表示配有本發(fā)明實施例的薄膜晶體管有機(jī)EL顯示元件(一像素)的剖面圖，圖6(b)表示本發(fā)明實施例的薄膜晶體管有機(jī)EL顯示元件(一像素)的平面圖。圖6(a)的剖面A-A’與圖6(b)的剖面A-A’對應(yīng)。
圖5中，132是孔穴注入層，133是有機(jī)EL層，151是抗蝕劑。
再有，其中有關(guān)的開關(guān)薄膜晶體管121和n溝道型電流薄膜晶體管122被用作薄膜晶體管液晶顯示元件。采用低溫多晶硅薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)和工藝處理，即采用頂部柵極結(jié)構(gòu)和最高溫度600度以下的工藝處理，但采用其它結(jié)構(gòu)和工藝處理也可以。
通過用Al形成的像素電極115、用ITO形成的反向電極116、孔穴注入層132和有機(jī)EL層133，形成正向偏置有機(jī)EL顯示元件131。在該正向偏置有機(jī)EL顯示元件131中，能夠使有機(jī)EL顯示元件的電流方向141從用ITO形成的反向電極116流向用Al形成的像素電極115。再有，有關(guān)有機(jī)EL顯示元件，即使不用這里使用的結(jié)構(gòu)，只要使有機(jī)EL顯示元件的電流方向141能夠從反向電極向像素電極方向流動，采用其它結(jié)構(gòu)也可以。
再有，其中采用抗蝕劑151作為各像素間的分離結(jié)構(gòu)，按噴墨印刷法形成孔穴注入層132和有機(jī)EL層133，用濺射法形成由ITO構(gòu)成的反向電極116，當(dāng)然采用其他方法也可以。
在本實施例中，與反向電位216相比，公共電位214為低電位。并且，電流薄膜晶體管為n溝道型電流薄膜晶體管122。
在像素變?yōu)轱@示狀態(tài)的期間221中，n溝道型電流薄膜晶體管122變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。如圖3所示，流過正向偏置有機(jī)EL顯示元件131的電流，即n溝道型電流薄膜晶體管122的導(dǎo)通電流依賴于柵極電壓。其中，所謂柵極電壓是保持電位213與公共電位214和像素電位215中的低電位一方的電位差。按照本實施例，由于公共電位214變?yōu)楸认袼仉娢?15低的電位，所以柵極電壓變?yōu)楸３蛛娢?13與公共電位214的電位差。由于該電位差達(dá)到充分大，所以可獲得充分大的導(dǎo)通電流。再有，n溝道型電流薄膜晶體管122的導(dǎo)通電流也依賴于漏極電壓，但上述結(jié)論不變。
此外，相反地，為了獲得必要的導(dǎo)通電流，應(yīng)能夠使保持電位213達(dá)到更低的電位，能夠降低信號電位212的振幅，從而可降低掃描電位211的振幅。也就是說，在開關(guān)薄膜晶體管121和n溝道型電流薄膜晶體管122中，可不導(dǎo)致畫質(zhì)的劣化、工作異常和工作頻率下降，而實現(xiàn)驅(qū)動電壓的下降。
還有，在本實施例中，相對于處于顯示狀態(tài)的像素的信號電位212是比反向電位216低的電位。
如上所述，在像素變?yōu)轱@示狀態(tài)的期間221中，n溝道型電流薄膜晶體管122的導(dǎo)通電流依賴于保持電位213與公共電位214的電位差，而不直接依賴于保持電位213與反向電位216的電位差。因此，在n溝道型電流薄膜晶體管122中，確保了充分大的導(dǎo)通電流，同時能夠使保持電位213，也就是使相對于處于顯示狀態(tài)的像素的信號電位212能夠變成比反向電位216低的低電位，從而能夠降低信號電位212的振幅和掃描電位211的振幅。也就是說，在開關(guān)薄膜晶體管121和n溝道型電流薄膜晶體管122中，可不導(dǎo)致畫質(zhì)的劣化、工作異常和工作頻率下降，而實現(xiàn)驅(qū)動電壓的下降。
并且，在本實施例中，相對于處于非顯示狀態(tài)的像素的信號電位212是比公共電位214高的電位。
在像素處于非顯示狀態(tài)的期間222中，與公共電位214相比，在信號電位212稍微變?yōu)楦唠娢坏那闆r下，n溝道型電流薄膜晶體管122就不能達(dá)到完全關(guān)閉狀態(tài)。但是，如圖3所示，n溝道型電流薄膜晶體管122的源/漏間電阻變成相當(dāng)大的高電阻。因此，通過按n溝道型電流薄膜晶體管122的電阻值和正向偏置有機(jī)EL顯示元件131的電阻值來分開公共電位214和反向電位216而決定的像素電位215就變?yōu)榉聪螂娢?16附近的電位。
施加在正向偏置有機(jī)EL顯示元件131上的電壓是像素電位215與反向電位216的電位差，如圖5所示，在某個閾值電壓以下時，變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)，沒有電流流過，不發(fā)光。也就是說，通過利用正向偏置有機(jī)EL顯示元件131的閾值電壓，與公共電位214相比，信號電位212為稍微高些的高電位，n溝道型電流薄膜晶體管122也未達(dá)到完全關(guān)閉狀態(tài)，不可能使正值有機(jī)EL顯示元件131發(fā)光。
其中，與公共電位214相比，通過使相對于處于非顯示狀態(tài)的像素的信號電位212為高電位，就能夠降低信號電位212的振幅，從而降低掃描電位211的振幅。也就是說，在開關(guān)薄膜晶體管121和n溝道型電流薄膜晶體管122中，可不導(dǎo)致畫質(zhì)的劣化、工作異常和工作頻率下降，而實現(xiàn)驅(qū)動電壓的下降。
再有，配有本實施例的薄膜晶體管的有機(jī)EL顯示元件的動作不象上述那樣簡單，而是以更復(fù)雜的電壓和電流之間的關(guān)系進(jìn)行動作，但就近似和定性而言，上述說明成立。
(實施例2)圖7是表示配有本發(fā)明實施例2的薄膜晶體管的有機(jī)EL顯示元件的等效電路圖，圖8是表示配有本發(fā)明實施例2的薄膜晶體管的有機(jī)EL顯示元件的驅(qū)動電壓圖，圖9是表示本發(fā)明實施例2的電流薄膜晶體管的電流電壓特性圖，圖10是表示本發(fā)明實施例2的有機(jī)EL顯示元件的電流電壓特性圖。
圖7中，615是用ITO形成的像素電極，616是用Al形成的反向電極，622是p溝道型電流薄膜晶體管，631是利用從像素電極615流入供電線616的電流發(fā)光的有機(jī)EL顯示元件(以下稱為反向偏置有機(jī)EL顯示元件)。641是有機(jī)EL顯示元件的電流方向，但與圖1的方向相反。除此之外，與上述實施例1和圖1相同。
圖8中，各電位的電平與圖2不同。除此之外，與圖2相同。
圖9中，81是漏極電壓為4V時的p溝道型電流薄膜晶體管622的電流電壓特性，82是漏極電壓為8V時的p溝道型電流薄膜晶體管622的電流電壓特性。
圖10中，9是反向偏置有機(jī)EL顯示元件631的電流電壓特性。
配有本實施例薄膜晶體管的有機(jī)EL顯示元件的動作，除利用電流薄膜晶體管為p溝道型薄膜晶體管622，使有關(guān)的電流薄膜晶體管的電位關(guān)系反相外，與實施例1相同。
圖11(a)表示配有本發(fā)明實施例的薄膜晶體管的有機(jī)EL顯示元件(一像素)的剖面圖，圖11(b)表示配有本發(fā)明實施例2的薄膜晶體管的有機(jī)EL顯示元件(一像素)的平面圖。圖11(a)的剖面A-A’與圖11(b)的剖面A-A’對應(yīng)。
圖10中，632是孔穴注入層，633是有機(jī)EL層。除此之外，與圖5相同。
通過用ITO形成的像素電極615、用Al形成的反向電極616、孔穴注入層632和有機(jī)EL層633，形成反向偏置EL顯示元件631。在該反向偏置EL顯示元件631中，能夠使有機(jī)EL顯示元件的電流方向641成為從用IT0形成的像素電極615向用Al形成的反向電極616的方向。
在本實施例中，與反向電位716相比，公共電位714為高電位。并且，電流薄膜晶體管為p溝道型電流薄膜晶體管622。
再有，在本實施例中，與反向電位716相比，相對于處于顯示狀態(tài)的像素的信號電位712為高電位。
再有，在本實施例中，與公共電位714相比，相對于處于非顯示狀態(tài)的像素的信號電位712為低電位。
除電流薄膜晶體管為p溝道型薄膜晶體管622，與電流薄膜晶體管有關(guān)的電位關(guān)系被反相外，本實施例的薄膜晶體管有機(jī)EL顯示元件的全部效果與實施例1相同。
在本實施例中，電流薄膜晶體管122是p溝道型薄膜晶體管。利用該結(jié)構(gòu)，可以使電流薄膜晶體管122的隨時間劣化顯著地降低。此外，利用p溝道型的多晶硅薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)，還能夠降低電流薄膜晶體管122的隨時間劣化。
圖14是表示配有上述本發(fā)明實施例的薄膜晶體管的電流驅(qū)動型發(fā)光顯示裝置的制造工藝圖。
首先，如圖14(a)所示，在基板1上把200～600埃的非晶硅層形成在整個基板上，通過實施激光等退火使非晶硅多結(jié)晶化，形成多晶硅層。然后，把多晶硅層做成圖案，形成作為開關(guān)薄膜晶體管121的源/漏及溝道區(qū)的硅薄膜421，存儲電容123的第一電極423，和作為電流薄膜晶體管122的源/漏及溝道區(qū)的硅薄膜422。接著，在硅薄膜421、422和第一電極423上形成作為柵極絕緣膜的絕緣膜424。隨后，在第一電極423上有選擇地注入磷(P)離子，進(jìn)行低電阻化。之后，如圖14(b)所示，在硅薄膜421和422上通過柵極絕緣膜形成由TaN層構(gòu)成的柵極111和111’。然后，在作為電流薄膜晶體管的硅層422上形成抗蝕劑掩模42，以柵極為掩模，按自對準(zhǔn)方式進(jìn)行磷(P)的離子注入，在硅層421上形成n型的源/漏區(qū)。接著，如圖14(c)所示，在第一硅層421和第一電極上形成抗蝕劑掩模412’，在硅層422上以柵極111’為掩模，按自對準(zhǔn)進(jìn)行硼(B)的離子注入，在硅層422上形成p型的源和漏區(qū)。這樣，利用n溝道型雜質(zhì)摻雜411，形成開關(guān)薄膜晶體管121。此時，電流薄膜晶體管122由抗蝕劑掩模42保護(hù)，不進(jìn)行n溝道型雜質(zhì)摻雜411。接著，利用p溝道型雜質(zhì)摻雜412，形成開關(guān)薄膜晶體管122。
此外，圖中雖未示出，但在同一基板形成的情況下，也可以用與上述工藝相同的處理同時形成驅(qū)動開關(guān)薄膜晶體管121的驅(qū)動電路部分的移位寄存器、構(gòu)成采樣保持電路等的薄膜晶體管。
再有，也可以用與柵極111和111’相同的材料同時形成存儲電容的第二電極425，用其它材料形成也可以。
隨后，如圖14(d)所示，在形成層間絕緣膜43，形成接觸孔后，形成由鋁和ITO構(gòu)成的電極層426、427、428和429。
然后，在形成層間絕緣膜44進(jìn)行平坦化后，形成接觸孔，形成100～2000埃、最好為約1600埃的ITO45，以便能夠連接電流薄膜晶體管的一個電極。接著，相對于各像素區(qū)域，分開形成2.0μm以上的阻擋層(バンク層)46、47。接著，在由阻擋層46、47包圍的區(qū)域中，利用噴墨方式等形成有機(jī)EL層48。在形成有機(jī)EL層48后，在有機(jī)EL層48上用6000～8000埃構(gòu)成的鋁鋰形成為反向電極49。在有機(jī)EL48和反向電極49之間還可以設(shè)有如圖5所示的孔穴注入層。
利用上述工藝，能夠形成高性能的薄膜晶體管驅(qū)動的有機(jī)EL顯示元件。此外，與非晶硅相比，由于多晶硅的載流子的遷移率特別大，所以能夠高速動作。
具體地說，在本實施例中，在形成p型電流薄膜晶體管122和n型開關(guān)薄膜晶體管121時，能夠采用上述實施例同時形成構(gòu)成驅(qū)動電路的移位寄存器、采樣保持電路等的互補(bǔ)型薄膜晶體管的p型和n型的薄膜晶體管。按照該結(jié)構(gòu)，可獲得降低電流薄膜晶體管122隨時間劣化的結(jié)構(gòu)，并且在不增加制造過程的情況下就能夠?qū)崿F(xiàn)。
在如上所述的實施例1中，說明了電流薄膜晶體管為n溝道型的結(jié)構(gòu)，在實施例2中說明了電流薄膜晶體管為p溝道型的結(jié)構(gòu)，下面研討p溝道型和n溝道型的薄膜晶體管的隨時間劣化。
圖12和圖13是表示在同等的施加電壓條件下，n溝道型和p溝道型薄膜晶體管，特別是多晶硅薄膜晶體管的隨時間劣化的圖。圖12的511、512表示施加電壓前的Vd=4V、Vd=8V時n溝道型薄膜晶體管的傳輸特性。此外，521、522表示Vg=0V、Vd=15V、1000秒左右的施加電壓后的Vd=4V、Vd=8V時n溝道型薄膜晶體管的傳輸特性。圖13的811、812表示施加電壓前的Vd=4V、Vd=8V時p溝道型薄膜晶體管的傳輸特性。此外，821、822表示Vg=0V、Vd=15V、1000秒左右的施加電壓后的Vd=4V、Vd=8V時p溝道型薄膜晶體管的傳輸特性。顯然，可以看出，p溝道型薄膜晶體管的一方，雖然導(dǎo)通電流減小和關(guān)閉電流增加，但都較小。
考慮到圖12和圖13所示的p型和n型的薄膜晶體管的隨時間劣化特性的不同，通過用p溝道型薄膜晶體管、特別是用p型多晶硅薄膜晶體管構(gòu)成開關(guān)薄膜晶體管和電流薄膜晶體管中的至少一個，就能夠抑制隨時間劣化。再有，不僅電流薄膜晶體管，而且還通過用p型薄膜晶體管構(gòu)成開關(guān)薄膜晶體管，也能夠維持顯示元件的特性。
此外，雖然上述實施例用有機(jī)EL顯示元件作為發(fā)光元件進(jìn)行了說明，但不用說，它并不限于有機(jī)EL顯示元件，也適用于無機(jī)EL元件或其它電流驅(qū)動型發(fā)光元件。
(工業(yè)上的利用領(lǐng)域)本發(fā)明的顯示裝置可作為備有有機(jī)EL顯示元件、無機(jī)EL元件等的各種電流驅(qū)動型發(fā)光元件和驅(qū)動這些元件的薄膜晶體管等開關(guān)元件的顯示裝置使用。
權(quán)利要求
1．一種電流驅(qū)動型發(fā)光顯示裝置，該裝置有多條掃描線、多條數(shù)據(jù)線、與所述各掃描線和所述各數(shù)據(jù)線連接的薄膜晶體管和電流發(fā)光元件，其特征在于，所述薄膜晶體管中的至少一個是p溝道型薄膜晶體管。
2．一種電流驅(qū)動型發(fā)光顯示裝置，形成有多條掃描線、多條數(shù)據(jù)線、公共電極和反向電極，帶有與所述掃描線和所述數(shù)據(jù)線連接的第一薄膜晶體管、第二薄膜晶體管、保持電容、像素電極和電流發(fā)光元件，所述第一薄膜晶體管通過由所述掃描線的電位控制所述數(shù)據(jù)線與所述保持電容的導(dǎo)通，所述第二薄膜晶體管通過所述保持電容的電位控制所述公共電極與所述像素電極的導(dǎo)通，藉此來控制流過所述像素電極和所述反向電極之間的所述電流發(fā)光元件的電流，其特征在于，所述第二薄膜晶體管為p溝道型薄膜晶體管。
3．如權(quán)利要求1或2所述的電流驅(qū)動型發(fā)光顯示裝置，其特征在于，在基板上形成所述多條掃描線、所述多條數(shù)據(jù)線、所述薄膜晶體管和所述電流發(fā)光元件，同時還形成用于驅(qū)動所述電流發(fā)光元件的驅(qū)動電路，用與形成所述驅(qū)動電路內(nèi)的薄膜晶體管相同的工藝形成所述p溝道型薄膜晶體管。
4．如權(quán)利要求1至3中任何一項所述的電流驅(qū)動型發(fā)光顯示裝置，其特征在于，所述薄膜晶體管由多晶硅薄膜晶體管構(gòu)成。
5．一種如權(quán)利要求3所述的電流驅(qū)動型發(fā)光顯示裝置的制造方法，其特征在于，所述驅(qū)動電路由互補(bǔ)型薄膜晶體管構(gòu)成，用相同的工藝形成所述第一薄膜晶體管和所述驅(qū)動電路內(nèi)的n溝道型薄膜晶體管，用相同的工藝形成所述第二薄膜晶體管和所述驅(qū)動電路內(nèi)的p溝道型薄膜晶體管。
全文摘要
在由薄膜晶體管驅(qū)動的有機(jī)EL顯示元件中,為了抑制薄膜晶體管的隨時間劣化,由p溝道型薄膜晶體管形成薄膜晶體管中的至少一個或第二薄膜晶體管。按與內(nèi)裝于驅(qū)動電路中的薄膜晶體管相同的工藝形成p溝道型薄膜晶體管。
文檔編號G09F9/30GK1217806SQ98800146
公開日1999年5月26日 申請日期1998年2月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月17日
發(fā)明者木村睦, 伊藤友幸 申請人:精工愛普生株式會社