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JP2002175029A - 半導体装置及び表示装置 - Google Patents

半導体装置及び表示装置

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JP2002175029A
JP2002175029A JP2001279802A JP2001279802A JP2002175029A JP 2002175029 A JP2002175029 A JP 2002175029A JP 2001279802 A JP2001279802 A JP 2001279802A JP 2001279802 A JP2001279802 A JP 2001279802A JP 2002175029 A JP2002175029 A JP 2002175029A
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JP
Japan
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thin film
film transistor
tft
layer
semiconductor device
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JP2001279802A
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Katsuya Anzai
勝矢 安齋
Naoaki Furumiya
直明 古宮
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の有機ＥＬ素子への供給電流ばらつきを
低減する。 【解決手段】 有機ＥＬ素子５０と電源ラインＶＬとの
間に、電源ラインＶＬから供給する電流量を制御する素
子駆動用ＴＦＴ２０を備え、ＴＦＴ２０のチャネル長方
向を、画素の長手方向、又はＴＦＴ２０を制御するスイ
ッチング用ＴＦＴ１０にデータ信号を供給するデータラ
インＤＬの延在方向、又はＴＦＴ２０の能動層１６を多
結晶化するためのレーザアニールの走査方向に平行な方
向に配置する。さらに電源ラインＶＬとＴＦＴ２０の間
にＴＦＴ２０と逆特性の補償用ＴＦＴ３０を備えていて
も良い。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、エレクトロルミ
ネッセンス表示装置、特にその画素部の回路構成トラン
ジスタに関する。
【０００２】
【従来の技術】自発光素子であるエレクトロルミネッセ
ンス（Electroluminescence：以下ＥＬ）素子を各画素
に発光素子として用いたＥＬ表示装置は、自発光型であ
ると共に、薄く消費電力が小さい等の有利な点があり、
液晶表示装置（ＬＣＤ）やＣＲＴなどの表示装置に代わ
る表示装置として注目され、研究が進められている。
【０００３】また、なかでも、ＥＬ素子を個別に制御す
る薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチ素子を各
画素に設け、画素毎にＥＬ素子を制御するアクティブマ
トリクス型ＥＬ表示装置は、高精細な表示装置として期
待されている。
【０００４】図１は、ｍ行ｎ列のアクティブマトリクス
型ＥＬ表示装置における１画素当たりの回路構成を示し
ている。ＥＬ表示装置では、基板上に複数本のゲートラ
インＧＬが行方向に延び、複数本のデータラインＤＬ及
び電源ラインＶＬが列方向に延びている。また各画素は
有機ＥＬ素子５０と、スイッチング用ＴＦＴ（第１ＴＦ
Ｔ）１０、ＥＬ素子駆動用ＴＦＴ（第２ＴＦＴ）２０及
び補助容量Ｃｓを備えている。
【０００５】第１ＴＦＴ１０は、ゲートラインＧＬとデ
ータラインＤＬとに接続されており、ゲート電極にゲー
ト信号（選択信号）を受けてオンする。このときデータ
ラインＤＬに供給されているデータ信号は第１ＴＦＴ１
０と第２ＴＦＴ２０との間に接続された補助容量Ｃｓに
保持される。第２ＴＦＴ２０のゲート電極には、上記第
１ＴＦＴ１０を介して供給されたデータ信号に応じた電
圧が供給され、この第２ＴＦＴ２０は、その電圧値に応
じた電流を電源ラインＶＬから有機ＥＬ素子５０に供給
する。このような動作により、各画素ごとにデータ信号
に応じた輝度で有機ＥＬ素子を発光させ、所望のイメー
ジが表示される。
【０００６】ここで、有機ＥＬ素子は、陰極と陽極との
間に設けた有機発光層に電流を供給することで発光する
電流駆動型の素子である。一方、データラインＤＬに出
力されるデータ信号は、表示データに応じた振幅の電圧
信号である。そこで、従来より、有機ＥＬ表示装置で
は、このようなデータ信号によって有機ＥＬ素子を正確
に発光させる目的で、各画素には第１ＴＦＴ１０と第２
ＴＦＴ２０とを設けている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述の有機ＥＬ表示装
置において、その表示品質、信頼性はまだ十分ではな
く、第１及び第２ＴＦＴ１０，２０それぞれの特性ばら
つきの解消が必要である。特に、電源ラインＶＬから有
機ＥＬ素子５０に供給する電流量を制御する第２ＴＦＴ
の特性ばらつきは直接発光輝度にばらつきを発生させる
ので、そのばらつきを小さくすることが要求されてい
る。
【０００８】また、これら第１及び第２ＴＦＴ１０，２
０を動作速度が速く、低電圧駆動の可能な多結晶シリコ
ンＴＦＴによって構成することが好適である。多結晶シ
リコンを得るためには、非晶質シリコンをレーザアニー
ルによって多結晶化させることが行われるが、照射レー
ザの照射面内でのエネルギばらつき等に起因して多結晶
シリコンのグレインサイズが不均一となる。このグレイ
ンサイズのばらつき、特にＴＦＴチャネル付近において
ばらつきが起きると、ＴＦＴのオン電流特性などがばら
ついてしまうという問題もある。
【０００９】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、有機ＥＬ素子を制御するＴＦＴの特性ばらつきを
緩和することで、各発光画素を均一な輝度で発光させる
ことが可能なアクティブマトリクス型有機ＥＬパネルを
提供することを目的とする。
【００１０】また、本発明の他の目的は有機ＥＬ素子な
どを被駆動素子として備える装置において、その信頼性
や特性向上を図ることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明は、第１及び第２電極の間に発光層を備えて
構成されるエレクトロルミネッセンス素子と、ゲート信
号をゲートに受けて動作し、データ信号を取り込むスイ
ッチング用薄膜トランジスタと、駆動電源と前記エレク
トロルミネッセンス素子との間に設けられ、前記スイッ
チング用薄膜トランジスタから供給されるデータ信号に
応じ、前記駆動電源から前記エレクトロルミネッセンス
素子に供給する電力を制御する素子駆動用薄膜トランジ
スタと、を有し、さらに、前記駆動電源と前記素子駆動
用薄膜トランジスタとの間には、前記素子駆動用薄膜ト
ランジスタと逆導電特性の補償用薄膜トランジスタが設
けられている。
【００１２】このような逆導電特性の補償用薄膜トラン
ジスタにより、素子駆動用薄膜トランジスタとで、特性
シフトのばらつきを吸収しあうことができるため、個々
のトランジスタのばらつきを全体として緩和でき、特性
ばらつきによるエレクトロルミネッセンス素子における
発光輝度ばらつきを防止できる。
【００１３】また本発明の他の態様は、前記補償用薄膜
トランジスタは、前記駆動電源と前記素子駆動用薄膜ト
ランジスタとの間に、ダイオード接続されていることで
ある。
【００１４】これにより補償用薄膜トランジスタについ
て特別な制御信号を供給する必要なく素子駆動用薄膜ト
ランジスタの特性ばらつきを補償することができる。
【００１５】本発明の他の態様は、上記表示装置におい
て、前記素子駆動用薄膜トランジスタは、互いに並列接
続された複数の薄膜トランジスタから構成されることで
ある。
【００１６】本発明のさらに別の態様は、上記素子駆動
用薄膜トランジスタが、前記駆動電源と前記エレクトロ
ルミネッセンス素子との間に、互いに並列接続された複
数の薄膜トランジスタから構成され、前記補償用薄膜ト
ランジスタは、前記並列接続された複数の薄膜トランジ
スタと、前記駆動電源との間にそれぞれ設けられている
ことである。
【００１７】このように素子駆動用薄膜トランジスタを
並列に複数設けることで、個々のトランジスタに特性ば
らつきが発生しても、並列接続されたトランジスタの全
体の特性に対する影響を緩和することができる。このた
め、ＥＬ素子に対してばらつきが少なく電流を供給する
ことができる。さらに、補償用薄膜トランジスタについ
てもこれを複数とすれば、個々のトランジスタの特性の
ばらつきが画素トランジスタ全体の特性に与える影響を
低減でき、ＥＬ素子の均一輝度での発光が容易となる。
【００１８】本発明の他の態様において、上記半導体装
置は、マトリクス状に配置された各画素が、前記スイッ
チング用薄膜トランジスタと、前記素子駆動用薄膜トラ
ンジスタと、前記補償用薄膜トランジスタと、表示素子
としての前記被駆動素子と、を備えたアクティブマトリ
クス型の表示装置に用いることができる。
【００１９】本発明の他の態様では、上記半導体装置に
おいて、前記素子駆動用薄膜トランジスタ及び前記補償
用薄膜トランジスタのチャネル長方向は、前記スイッチ
ング用薄膜トランジスタに前記データ信号を供給するデ
ータラインの延びる方向に沿うように配置されている。
【００２０】本発明の他の態様は、マトリクス状に配置
された複数の画素のそれぞれが、少なくとも、被駆動素
子と、駆動電源からの電力を被駆動素子に供給する素子
駆動用薄膜トランジスタと、を備えるアクティブマトリ
クス型の表示装置であり、前記複数の画素の各画素領域
は、マトリクスの行及び列方向の辺のうちの一方が他方
より長く、前記素子駆動用薄膜トランジスタは、そのチ
ャネル長方向が、前記画素領域の長い方の辺に沿って配
置されている。
【００２１】本発明の他の態様に係る表示装置では、前
記画素領域は、マトリクスの行方向よりも列方向の辺が
長く、前記素子駆動用薄膜トランジスタは、そのチャネ
ル長方向が、前記列方向に沿って配置されている。
【００２２】本発明の他の態様に係る半導体装置では、
電源ラインからの駆動電流を対応する被駆動素子に供給
する少なくとも一つの素子駆動用薄膜トランジスタと、
選択時に供給されるデータに基づいて前記素子駆動用薄
膜トランジスタを制御するスイッチング用薄膜トランジ
スタと、を備え、前記素子駆動用薄膜トランジスタのチ
ャネル長方向は、前記スイッチング用薄膜トランジスタ
に前記データ信号を供給するデータラインの延びる方向
に沿うように配置されている。
【００２３】以上のような配置を採用することで、被駆
動素子に電力を供給する素子駆動用薄膜トランジスタの
チャネル長を長くでき、耐圧などトランジスタの信頼性
を向上することができる。また、被駆動素子に対してそ
れぞれ設けられる素子駆動用薄膜トランジスタの特性を
平均化することができ、被駆動素子が供給電力によって
発光輝度の異なる発光素子などの場合においても素子毎
の発光輝度のばらつきを抑えることができる。また、例
えば１つの被駆動素子に対してそれぞれ十分なチャネル
長を備えた複数の素子駆動用薄膜トランジスタを並列又
は直列接続して画素内に効率的に配置することなどが容
易であり、被駆動素子が発光素子などである場合におい
て発光領域を増加させることも可能となる。
【００２４】本発明の他の態様に係る半導体装置又は表
示装置は、前記素子駆動用薄膜トランジスタのチャネル
長方向が、該トランジスタのチャネル領域をアニールす
るための線状パルスレーザの走査方向に沿うように該素
子駆動用薄膜トランジスタが形成されている。
【００２５】このように素子駆動用薄膜トランジスタの
チャネル長方向にレーザアニールの走査方向を合わせる
ことで、他の被駆動素子に電力を供給する素子駆動用薄
膜トランジスタのトランジスタ特性との差を確実に小さ
くすることができる。
【００２６】レーザアニールでは、レーザ出力エネルギ
ーのばらつきがある。このばらつきにはパルスレーザの
１照射領域内でのばらつきと、ショット間でのばらつき
が存在する。一方、例えばアクティブマトリクス型表示
装置などの半導体装置に採用される素子駆動用薄膜トラ
ンジスタは、チャネル幅に対してチャネル長が非常に長
く設計されることが多い。また、上述のように画素領域
の長い方の辺に沿って配置したり、列方向或いはデータ
ラインの延在方向に沿って素子駆動用薄膜トランジスタ
を形成することで、素子駆動用薄膜トランジスタのチャ
ネル長を十分な長さとすることが容易となる。そして、
レーザの走査方向を素子駆動用薄膜トランジスタのチャ
ネル長方向に概ね一致するか、言い換えると、レーザの
照射領域の長手方向がチャネルをその幅方向に横切るよ
う設定することで、１つの素子駆動用薄膜トランジスタ
のチャネル全領域が単一ショットによってアニールされ
ないように容易に調整することができる。これは、例え
ば上記素子駆動用薄膜トランジスタのチャネル長をパル
スレーザの１回の移動ピッチよりも長く設定すれば容易
に実現できる。よって、同一基板上に複数の被駆動素子
が形成され、この素子にそれぞれ電力を供給する素子駆
動用薄膜トランジスタが複数形成される場合に、この薄
膜トランジスタの能動層は複数回のショットによってレ
ーザアニールすることが可能となり、ショット間におけ
るエネルギばらつきを各トランジスタが均等に被り、各
薄膜トランジスタの特性を確実に平均化することが可能
となる。これによって、例えば被駆動素子として有機化
合物が発光層に用いられた有機ＥＬ素子が用いられた有
機ＥＬ表示装置などでは、各画素に設けられる有機ＥＬ
素子における発光輝度のばらつきを非常に小さくするこ
とができる。
【００２７】本発明の他の態様では、上記半導体装置に
おいて、前記素子駆動用薄膜トランジスタのチャネル長
方向は、前記スイッチング用薄膜トランジスタのチャネ
ル長方向と一致しない。
【００２８】スイッチング用薄膜トランジスタは、この
トランジスタを選択する選択ラインと、データ信号を供
給するデータラインとが交差する近傍に配置され、多く
の場合、選択ラインの延在方向とスイッチング用薄膜ト
ランジスタのチャネル長方向が概ね平行するように配置
される。このような場合に、素子駆動用薄膜トランジス
タのチャネル長方向をスイッチング用薄膜トランジスタ
と異なる方向に配置することで、素子駆動用薄膜トラン
ジスタはチャネル長を長くすることが容易となる。
【００２９】本発明の他の態様に係る半導体装置では、
供給電力に応じて動作する被駆動素子と、前記被駆動素
子に電力を供給するための電源ラインとの間に、前記被
駆動素子への供給電力を制御するためのｎ個（ｎは、２
以上の整数）の薄膜トランジスタを備え、該ｎ個の複数
の薄膜トランジスタと対応する前記被駆動素子とは、ｎ
−１以下の数のコンタクトによって電気的に接続されて
いる。
【００３０】被駆動素子への電力供給の確実性や、ばら
つき防止などの観点において、被駆動素子に電力を供給
する素子駆動用薄膜トランジスタを複数設けることは、
効果が高い。一方で、例えば被駆動素子が発光素子など
である場合においてコンタクト部は非発光領域となるこ
とが多い。従って、被駆動素子に電力を供給するｎ個の
薄膜トランジスタと被駆動素子とのコンタクト数をｎ−
１以下とすることで、装置としての信頼性向上を図りつ
つ被駆動素子の実動作領域（発光素子であれば発光領
域）を最大限確保することが可能となる。
【００３１】本発明の他の態様に係る半導体装置は、供
給電力に応じて動作する被駆動素子と、前記被駆動素子
に電力を供給するための電源ラインとの間に、前記被駆
動素子への供給電力を制御するための薄膜トランジスタ
を備え、該薄膜トランジスタと対応する前記被駆動素子
とは、配線層によって互いに電気的に接続され、該配線
層と該薄膜トランジスタとのコンタクト位置と、該配線
層と前記被駆動素子とのコンタクト位置とが離間して配
置されている。
【００３２】このように配線層と該薄膜トランジスタと
のコンタクト位置と、該配線層と前記被駆動素子とのコ
ンタクト位置とが離間して配置されることにより、配線
層よりも上層に形成されることの多い被駆動素子をより
平坦な面の上に形成することが容易となる。薄膜トラン
ジスタと配線層とは絶縁層により隔てられており、これ
らのコンタクトは絶縁層に形成したコンタクトホールに
おいて行われる。また、配線層と被駆動素子との接続
は、両者を絶縁する絶縁層に形成したコンタクトホール
を介して行われる。従って、薄膜トランジスタと配線層
を接続するコンタクトホールと、配線層と被駆動素子と
を接続するコンタクトホールとが重なった位置に形成さ
れると、最も上層に形成される被駆動素子は２つ（２
段）のコンタクトホールによってできた大きな凹凸面の
上に形成されることになる。被駆動素子として発光素
子、例えば、有機化合物が発光層に用いられた有機ＥＬ
素子を採用した場合、有機化合物を含む層は、その形成
面の平坦性が悪いと、電界集中などが起き、その場所か
ら発光不能となるダークスポットなどが生じやすい。従
って、配線層と被駆動素子とのコンタクトを薄膜トラン
ジスタと配線層とのコンタクト部から離間することで、
被駆動素子の形成領域での平坦性を向上させることが可
能となる。
【００３３】本発明の他の態様に係る半導体装置では、
上記被駆動素子が、第１及び第２電極の間に発光素子層
を備えた発光素子であり、前記配線層の上層に形成され
た絶縁層にはコンタクトホールが形成されており、該コ
ンタクトホールにおいて、前記配線層は、前記絶縁層の
上に前記コンタクトホールを覆って形成された前記発光
素子の前記第１電極と接続され、前記第１電極の少なく
ともコンタクトホール領域は平坦化層によって覆われ、
前記第１電極及び前記平坦化層の上に前記発光素子層が
形成されていることを特徴とする。
【００３４】第１電極のコンタクトホール領域を平坦化
層によって覆う、つまり、コンタクトホールの存在によ
り窪んだ部分を平坦化層によって埋めることにより、第
１電極と平坦化層とで非常に平坦性の高い面を構成する
ことができる。よって、この平坦性の高い面上に発光素
子層を形成することにより素子の信頼性を向上すること
が可能となる。
【００３５】本発明の他の態様に係る半導体装置は、供
給電力に応じて動作し、第１及び第２電極の間に発光素
子層を備える被駆動素子と、前記被駆動素子に電力を供
給するための電源ラインとの間に、前記被駆動素子への
供給電力を制御するための薄膜トランジスタを備え、該
薄膜トランジスタと対応する前記被駆動素子とは、下層
に形成された前記薄膜トランジスタと前記被駆動素子と
の層間を隔てる絶縁層に形成されたコンタクトホールに
おいて直接又は間接的に互いに電気的に接続され、前記
第１電極の少なくともコンタクトホール領域は平坦化層
によって覆われ、前記第１電極及び前記平坦化層の上層
に前記発光素子層が形成されている。
【００３６】第１電極の上方には発光素子層が形成され
るが、この第１電極にコンタクトホールの存在によって
発生する窪みを平坦化層によって覆うため、例えこの窪
みが深いものであったとしても、第１電極と平坦化層と
で非常に平坦性の高い面を構成でき、この平坦性の高い
面上に発光素子層を形成することにより素子の信頼性を
向上することが可能となる。
【００３７】本発明の他の態様は、上述の被駆動素子
は、有機化合物を発光層に用いた有機エレクトロルミネ
ッセンス素子であることである。このような有機ＥＬ素
子では、高輝度かつ発光色、材料の選択範囲が広いが、
電流駆動であるから供給電流量のばらつきが発光輝度の
ばらつきに影響を及ぼすが、上述のような画素の回路構
成や配置の採用により、供給電流量を均一に維持するこ
とが容易である。また、上述のようなコンタクトの配
置、構造を採用することで、開口率が大きく、さらに発
光層などの素子層を平坦な面に形成することができ、信
頼性の高い素子が得られる。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いてこの発明の好
適な実施の形態（以下実施形態という）について説明す
る。
【００３９】［実施形態１］図２は、本発明の実施形態
１に係るｍ行ｎ列のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装
置における１画素当たりの回路構成を示している。図示
するように各画素は、有機ＥＬ素子５０、スイッチング
用ＴＦＴ（第１ＴＦＴ）１０、素子駆動用ＴＦＴ（第２
ＴＦＴ）２０及び補助容量Ｃｓを備え、ここでは、行方
向に延びるゲートラインＧＬと、列方向に延びるデータ
ラインＤＬで囲まれる領域に構成されている。本実施形
態では、さらに、導電特性が該第２ＴＦＴ２０と逆の補
償用ＴＦＴ３０が電源ラインＶＬと第２ＴＦＴ２０との
間に挿入されている。この補償用ＴＦＴ３０は、ゲート
と、ソース又はドレインの一方とが接続されてダイオー
ド接続されており、該ダイオードが電源ラインＶＬと該
第２ＴＦＴ２０との間に順方向に接続されている。よっ
て、特別な制御信号を供給せずに動作させることが可能
となっている。
【００４０】第１ＴＦＴ１０は、ゲート信号をそのゲー
トに受けてオンし、これにより、第１ＴＦＴ１０と第２
ＴＦＴ２０と間に接続された補助容量Ｃｓにデータライ
ンＤＬに供給されているデータ信号が保持され、補助容
量Ｃｓの一方の電極電位が該データ信号に等しくなる。
第２ＴＦＴ２０は、電源ラインＶＬと、有機ＥＬ素子
（素子の陽極）５０との間に設けられ、そのゲートに印
加されるデータ信号の電圧値に応じた電流を電源ライン
ＶＬから有機ＥＬ素子５０に供給するように動作する。
図２に示す例では、第１ＴＦＴ１０には高速応答可能な
ｎｃｈ−ＴＦＴが用いられ、第２ＴＦＴ２０にはｐｃｈ
−ＴＦＴが用いられている。
【００４１】補償用ＴＦＴ３０には、該第２ＴＦＴ２０
と逆極性のｎｃｈ−ＴＦＴが用いられており、第２ＴＦ
Ｔ２０のＩ（電流）−Ｖ（電圧）特性が変動した場合、
ちょうど逆方向にそのＩ−Ｖ特性が変動し、第２ＴＦＴ
２０の特性変動を補償する。
【００４２】図３は、能動層に多結晶シリコンを用いた
ｎｃｈ−ＴＦＴ及びｐｃｈ−ＴＦＴのＩ−Ｖ特性を示し
ている。ｎｃｈ−ＴＦＴは、ゲートへの印加電圧が所定
の性電圧（＋Ｖｔｈ）以上になると電流値が急激に上昇
し、一方のｐｃｈ−ＴＦＴはゲートへの印加電圧が所定
の負電圧（−Ｖｔｈ）以下になると電流値が急激に上昇
する。ここで、例えば同一基板上に形成されたｎｃｈ−
ＴＦＴとｐｃｈ−ＴＦＴとは、ｎｃｈ−ＴＦＴの閾値＋
Ｖｔｈが大きくなる方向、つまり、図３において右にシ
フトするように変動した場合、ｐｃｈ−ＴＦＴの閾値−
Ｖｔは、同程度だけ図３の右側にシフトする。反対にｎ
ｔｈ−ＴＦＴの閾値＋Ｖｔｈが左にシフトするときは、
ｐｔｈ−ＴＦＴの閾値−Ｖｔｈも左側にシフトする。例
えば、製造条件のばらつき等によって、図２の第２ＴＦ
Ｔ２０に用いられているｐｃｈ−ＴＦＴの−Ｖｔｈが右
ずれた場合、従来であれば同一条件化において有機ＥＬ
素子５０に供給される電流量が直ちに減少してしまう。
しかし、本実施形態では、該第２ＴＦＴ２０と電源ライ
ンＶＬとの間に設けられているｎｃｈ−ＴＦＴからなる
補償用ＴＦＴ３０の流す電流量が多くなる。
【００４３】本実施形態では、図２に示すように、互い
に逆極性からなる第２ＴＦＴ２０と補償用ＴＦＴ３０と
が電源ラインＶＬと有機ＥＬ素子５０との間に設けられ
ているので、２つのＴＦＴは、常時、互いに流す電流量
を補償するように釣り合うことになる。もちろん、補償
用ＴＦＴ３０の存在しない図１のような従来回路構成よ
りも本実施形態の回路構成では、補償用ＴＦＴ３０が存
在する分、有機ＥＬ素子５０に供給可能な最大電流値は
減少する。しかし、人間の目は、高輝度側における識別
感度が、中間輝度における感度に比較して非常に低いた
め、最大供給電流値が多少減少しても表示品質には、ほ
とんど影響を与えない。その一方で、各画素において、
第２ＴＦＴ２０と補償用ＴＦＴ３０とが互いに流し出す
電流を調整しあうので、画素間における有機ＥＬ素子５
０への供給電流量のばらつきを低減することが可能とな
る。
【００４４】次に、図４を参照して、本実施形態の回路
構成によって実現される効果について説明する。図４上
段は、図２に示す本実施形態の画素回路構成によって有
機ＥＬ素子を発光させた場合、図４下段は、図１に示す
従来の画素回路構成によって有機ＥＬ素子を発光させた
場合の印加電圧（データ信号）と発光輝度との関係の一
例を示している。図４の設定は印加電圧（データ信号）
８Ｖのときが有機ＥＬ素子に対する要求最大輝度として
おり、８Ｖ〜１０Ｖの間で階調表示が行われている場合
を例に挙げている。また、図４の上段、下段の各３つの
サンプルは、異なる製造条件下でそれぞれ図２及び図１
の回路構成の有機ＥＬパネルを形成した場合、つまり画
素部のＴＦＴの特性を故意にばらつかせた場合の発光輝
度特性である。
【００４５】図４から明らかなように、従来の回路構成
では、画素部ＴＦＴの特性が異なる３つのサンプルにお
いて、設定されたデータ信号電圧範囲８Ｖ〜１０Ｖにお
いて輝度特性が大きく変化しているのに対し、本実施形
態の回路構成では、視感されない高輝度領域での特性が
異なるだけで、３つのサンプルの中間調領域での輝度特
性差は非常に小さい。従って、各画素を本実施形態のよ
うな回路構成とすることで、ＴＦＴ、特に大きな影響を
及ぼすＥＬ素子駆動用ＴＦＴ２０の特性がばらついて
も、これと逆極性の補償用ＴＦＴ３０の存在により、そ
のばらつきを補償することが可能であり、有機ＥＬ素子
の発光輝度のばらつきを抑えることが可能となる。
【００４６】図５は、本実施形態の回路構成の他の例を
示している。上述の図２と相違する点は、ｎｃｈ−ＴＦ
Ｔを用いて第２ＴＦＴ２２が構成され、また、補償用Ｔ
ＦＴ３２には、ダイオード接続されたｐｃｈ−ＴＦＴを
用いている点である。このような構成によっても第２Ｔ
ＦＴ２２における特性ばらつきを補償用ＴＦＴ３２で補
償することができる。
【００４７】図６は、本実施形態の回路構成のさらに別
の例を示している。図２の回路構成と相違する点は、第
２ＴＦＴが複数並列して補償用ＴＦＴ３０と有機ＥＬ素
子５０との間に設けられていることである。なお、ＴＦ
Ｔの極性は、図２と同様に、第２ＴＦＴ２４がｐｃｈ、
補償用ＴＦＴ３０がｎｃｈである。２つの第２ＴＦＴ２
４は、そのゲートが共に、第１ＴＦＴ１０及び補助容量
Ｃｓの第１電極側に接続され、各ソースは補償用ＴＦＴ
３０に接続され、ドレインが有機ＥＬ素子５０に接続さ
れている。このように第２ＴＦＴ２４を並列して設ける
ことにより、第２ＴＦＴの特性ばらつきによる有機ＥＬ
素子への供給電流ばらつきをさらに低減することが可能
となる。
【００４８】ここで、２つの第２ＴＦＴ２４それぞれの
流す電流値目標をｉとすると、当然、２つの第２ＴＦＴ
２４の合計目標電流値は２ｉとなる。ばらつきにより、
例えば一方の第２ＴＦＴ２４の電流供給能力がｉ／２に
なってしまっても、他方の第２ＴＦＴ２４がｉだけ電流
を流せば、目標２ｉに対し、（３／２）ｉを有機ＥＬ素
子に供給することができる。また、最悪一方のＴＦＴの
電流供給能力が０になったとしても、図６の例ならば、
他方のＴＦＴにより電流ｉを有機ＥＬ素子に供給するこ
とが可能である。単一のＴＦＴで第２ＴＦＴ２４を構成
した場合、これが電流供給能力０になると、その画素は
欠陥になることと比較すると、その効果は格段に大き
い。
【００４９】また、本実施形態の各ＴＦＴは、レーザア
ニール処理によりａ−Ｓｉを多結晶化するが、複数の第
２ＴＦＴ２４を並列して設ける場合、各第２ＴＦＴ２４
の能動領域に同時にレーザが照射されないようレーザ走
査方向に対してその形成場所をずらすなどの工夫をする
ことが容易である。そして、そのような配置とすること
で、全ての第２ＴＦＴ２４が欠陥となる可能性を格段に
低下させることができ、レーザアニールに起因した特性
ばらつきを最小限度に抑えることが可能となる。その
上、上述のように、第２ＴＦＴ２４と電源ラインＶＬと
の間に補償用ＴＦＴ３０を設けているので、そのアニー
ル条件等のばらつきにより第２ＴＦＴ２４の閾値にシフ
トが生じても、補償用ＴＦＴ３０によってこれを緩和す
ることができる。
【００５０】図７は、本実施形態のさらに別の画素回路
構成を示している。上述の図６の構成と相違する点は、
第２ＴＦＴ２４だけでなく、補償用ＴＦＴも複数設けら
れ、各補償用ＴＦＴ３４がそれぞれ電源ラインＶＬと第
２ＴＦＴ２４との間に設けられている点である。補償用
ＴＦＴ３４についても図７のように複数とすれば、各補
償用ＴＦＴ３４に発生する電流供給能力のばらつきを全
体として緩和することができ、有機ＥＬ素子５０への供
給電流能力のばらつきをより確実に低減させることが可
能となる。
【００５１】図８は、上記図７のような回路構成となる
有機ＥＬ表示装置の平面構成の一例を示している。また
図９（ａ）は、図８のＡ−Ａ線に沿った概略断面、図９
（ｂ）は、図８のＢ−Ｂ線に沿った概略断面、図９
（ｃ）は、図８のＣ−Ｃ線に沿った概略断面を示してい
る。なお、図９において、同時に形成される層（膜）に
は機能の異なるものをのぞき基本的に同一符号を付して
ある。
【００５２】図８に示すように、各画素は、第１ＴＦＴ
１０、補助容量Ｃｓ、２つのｐｃｈの第２ＴＦＴ２４、
電源ラインＶＬと該第２ＴＦＴ２４との間にダイオード
接続されて設けられたｎｃｈの２つの補償用ＴＦＴ３
４、そして、第２ＴＦＴ２４のドレインと接続された有
機ＥＬ素子５０を備える。また、図８の例では（これに
は限られないが）、行方向に延びるゲートラインＧＬと
列方向に延びる電源ラインＶＬとデータラインＤＬに囲
まれた領域に１画素が配置されている。なお、図８の例
では、より高精細なカラー表示装置を実現するため、
Ｒ，Ｇ，Ｂの画素が各行ごとにその配置位置がずれたい
わゆるデルタ配列が採用されているので、データライン
ＤＬ及び電源ラインＶＬは、一直線状ではなく、行ごと
に位置のずれた画素の間隙をぬうように列方向に延びて
いる。
【００５３】各画素領域において、ゲートラインＧＬと
データラインＤＬとの交差部近傍には、第１ＴＦＴ１０
が形成されている。能動層６には、レーザアニール処理
によってａ−Ｓｉを多結晶化して得たｐ−Ｓｉが用いら
れ、この能動層６は、ゲートラインＧＬから突出したゲ
ート電極２を２回跨ぐパターンとなっており、図７で
は、シングルゲート構造で示しているが、回路的にはデ
ュアルゲート構造となっている。能動層６は、ゲート電
極２を覆って形成されたゲート絶縁膜４上に形成されて
おり、ゲート電極２の直上領域がチャネル、その両側に
は、不純物がドープされたソース領域６Ｓ、ドレイン領
域６Ｄが形成されている。第１ＴＦＴ１０は、ゲートラ
インＧＬに出力される選択信号に高速応答することが望
まれるから、ここで、ソースドレイン領域６Ｓ、６Ｄに
は、リン（Ｐ）などの不純物がドープされ、ｎｃｈ−Ｔ
ＦＴとして構成されている。
【００５４】第１ＴＦＴ１０のドレイン領域６Ｄは、第
１ＴＦＴ１０全体を覆って形成される層間絶縁膜１４の
上に形成されたデータラインＤＬと該層間絶縁膜１４に
開口されたコンタクトホールで接続されている。
【００５５】この第１ＴＦＴ１０のソース領域６Ｓに
は、補助容量Ｃｓが接続されている。この補助容量Ｃｓ
は、第１電極７と第２電極８とが層間にゲート絶縁膜４
を挟んで重なっている領域に形成されている。第１電極
７は、図８においてゲートラインＧＬと同様行方向に延
びており、かつゲートと同一材料から形成された容量ラ
インＳＬと一体で形成されている。また、第２電極８
は、第１ＴＦＴ１０の能動層６と一体で、該能動層６が
第１電極７の形成位置まで延出して構成されている。第
２電極８は、コネクタ４２を介して第２ＴＦＴ２４のゲ
ート電極２５に接続されている。
【００５６】２つのｐｃｈの第２ＴＦＴ２４と、２つの
ｎｃｈの補償用ＴＦＴ３４の断面構成は、図９（ｂ）の
ようになっている。これらの第２ＴＦＴ及び補償用ＴＦ
Ｔ２４，３４は、データラインＤＬ（電源ラインＶＬ）
に沿った方向に、各ＴＦＴ毎に島状にパターニングされ
た半導体層１６を各能動層として利用している。従っ
て、この例では、これら第２ＴＦＴ２４及び補償用ＴＦ
Ｔ３４のチャネルは、そのチャネル長方向がデータライ
ンＤＬ、ここでは細長い形状の１画素の長手方向に沿う
ように配置されている。なお、この半導体層１６は、第
１ＴＦＴ１０の能動層６と同時に形成されたものであ
り、レーザアニール処理により、ａ−Ｓｉが多結晶化さ
れて形成された多結晶シリコンが用いられている。
【００５７】図９（ｂ）の両端に位置する補償用ＴＦＴ
３４は、そのドレイン領域が層間絶縁膜１４に開口され
たコンタクトホールを介し、それぞれ同じ電源ラインＶ
Ｌに接続されている。また、補償用ＴＦＴ３４のチャネ
ル領域の直下にはゲート絶縁膜４を挟んでゲート電極３
５が配されている。このゲート電極３５は、ゲートライ
ンＧＬと同一材料で、同時に形成された層であるが、図
８に示すようにコンタクトホールにおいて、電源ライン
ＶＬと接続されている。従って、この補償用ＴＦＴ３４
は、図７の回路図に示したように、ゲートとドレインが
共に電源ラインＶＬに接続されたダイオードを構成して
いる。また、この補償用ＴＦＴ３４のソース領域は、ｐ
ｃｈＴＦＴから構成される第２ＴＦＴ２４のソース領域
と離間配置されており、コンタクト配線４３によって互
いにそれぞれ接続されている。
【００５８】第２ＴＦＴ２４の各ゲート電極２５は、補
償用ＴＦＴ３４のゲート電極３５と同様、ゲートライン
ＧＬと同一材料で同時に形成された導電層であり、補助
容量Ｃｓの第２電極８にコネクタ４２を介して接続さ
れ、該補助容量Ｃｓの形成領域から電源ラインＶＬに沿
って延び、さらに能動層１６の下に延びており、２つの
第２ＴＦＴ２４の各ゲート電極２５を構成している。
【００５９】有機ＥＬ素子５０は、例えば図９（ｃ）の
ような断面構造を備えており、上述のような各ＴＦＴが
形成された後、上面平坦化の目的で、基板全面に形成さ
れた平坦化絶縁層１８の上に形成されている。この有機
ＥＬ素子５０は、陽極（透明電極）５２と、最上層に各
画素共通で形成された陰極（金属電極）５７との間に有
機層が積層されて構成されている。ここで、この陽極５
２は、第２ＴＦＴ２４のソース領域と直接接続されてお
らず、配線層を構成するコネクタ４０を介して接続され
ている。
【００６０】ここで、本実施形態では、図８のように、
２つの第２ＴＦＴ２４は、１つのコネクタ４０に共通に
接続されており、このコネクタ４０は、有機ＥＬ素子５
０の第１電極５２と１カ所でコンタクトしている。つま
り、有機ＥＬ素子５０は、ｎ個の第２ＴＦＴ２４と、ｎ
−１個以下のコンタクトで接続されている。コンタクト
領域は非発光領域となることもあり、このように有機Ｅ
Ｌ素子５０とコネクタ４０（第２ＴＦＴ２４）とのコン
タクト数をできるだけ少なくすることで、発光領域をで
きるだけ大きくすることを可能とする。なお、このコン
タクト数に関する他の例については、実施形態３として
後述する。
【００６１】また、本実施形態では、図８及び図９
（ｃ）に示すようにコネクタ４０と陽極５２との接続位
置は、コネクタ４０と第２ＴＦＴ２４との接続位置とず
れて配置されている。後述する有機化合物を含む発光素
子層５１は、局部的に薄い場所などがあると電界集中が
起きやすく、電界集中の起きた場所から劣化が始まるこ
とがある。従って有機材料の用いられる発光素子層５１
の形成面はできるだけ平坦であることが望ましい。コン
タクトホールの上層ではこのコンタクトホールに起因し
た窪みができ、コンタクトホールが深ければ深いほどそ
の窪みは大きくなる。従って、陽極５２の形成領域外に
コネクタ４０と第２ＴＦＴ２４のソース領域とを接続す
るコンタクトホールを配置することにより、上に有機層
の形成される陽極５２の上面をできる限り平坦にするこ
とを可能としている。なお、陽極５２の上面を平坦にす
る例については実施形態４として後述する。
【００６２】発光素子層（有機層）５１は、陽極側か
ら、例えば第１ホール輸送層５３、第２ホール輸送層５
４、有機発光層５５、電子輸送層５６が順に積層されて
いる。一例として、第１ホール輸送層５２は、 MTDATA:4,4',4''-tris(3-methylphenylphenylamino)tri
phenylamine、 第２ホール輸送層５４は、 TPD:N,N'-diphenyl-N,N'-di(3-methylphenyl)-1,1'-bip
henyl-4,4'-diamine、 有機発光層５５は、Ｒ，Ｇ，Ｂの目的とする発光色によ
って異なるが、例えば、キナクリドン（Quinacridone）
誘導体を含むBeBq2:bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinat
o)berylliumを含み、電子輸送層５６は、BeBqから構成
される。また、図９（ｃ）に示す例では、有機ＥＬ素子
５０は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などからなる陽極
５２と有機発光層５５以外の各有機層（５３，５４，５
６）及びＡｌなどからなる陰極５７は各画素共通で形成
されている。
【００６３】上記ＥＬ素子の他の構成例としては、右に
あげた材料を用いた左の層が順次積層形成された素子が
あげられる。
【００６４】ａ．透明電極（陽極） ｂ．ホール輸送層：ＮＢＰ ｃ．発光層：レッド（Ｒ）・・・ホスト材料（Ａｌ
ｑ3）に赤色のドーパント（ＤＣＪＴＢ）をドープ グリーン（Ｇ）・・・ホスト材料（Ａｌｑ3）に緑色の
ドーパント（Ｃｏｕｍａｒｉｎ ６）をドープ ブルー（Ｂ）・・・ホスト材料（Ａｌｑ3）に青色のド
ーパント(Perylene)をドープ ｄ．電子輸送層：Ａｌｑ3 ｅ．電子注入層：フッ化リチウム（ＬｉＦ） ｆ．電極（陰極）：アルミニウム（Ａｌ） なお、ここで、上記略称にて記載した材料の正式名称は
以下のとおりである。 ・「ＮＢＰ」・・・N,N'-Di((naphthalene-1-yl)-N,N'-dip
henyl-benzidine) ・「Ａｌｑ3」・・・Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum ・「ＤＣＪＴＢ」・・・(2-(1,1-Dimethylethyl)-6-(2-(2,
3,6,7-tetrahydro-1,1,7,7-tetramethyl-1H,5H-benzo[i
j]quinolizin-9-yl)ethenyl)-4H-pyran-4-ylidene)prop
anedinitrile ・「Ｃｏｕｍａｒｉｎ ６」・・・3-(2-Benzothiazolyl)-
7-(diethylamino)coumarin ・「ＢＡｌｑ」・・・(1,1'-Bisphenyl-4-Olato)bis(2-met
hyl-8-quinolinplate-N1,08)Aluminum 但し、もちろんこのような構成には限られない。
【００６５】以上のような構造の画素において、ゲート
ラインＧＬに選択信号が印加されると、第１ＴＦＴ１０
がオンし、データラインＤＬの電位と、補助容量Ｃｓの
第２電極８に接続されたそのソース領域の電位が等しく
なる。第２ＴＦＴ２４のゲート電極２５には、データ信
号に応じた電圧が供給され、第２ＴＦＴ２４は、その電
圧値に応じて電源ラインＶＬから補償用ＴＦＴ３４を介
して供給される電流を有機ＥＬ素子５０の陽極５２に供
給する。このような動作により、各画素ごとにデータ信
号に応じた電流を正確に有機ＥＬ素子５０に供給するこ
とができ、ばらつきのない表示が可能となる。
【００６６】図８に示すように、電源ラインＶＬと有機
ＥＬ素子５０との間に補償用ＴＦＴ３４と第２ＴＦＴ２
４とがこの順に複数系列（ここでは２系列）設けられて
いるので、一方の系でばらつきによる特性シフトや欠陥
などが発生しても、正常な特性の他方の系が存在するこ
とで、複数系列の合計決まる供給電流量のばらつきを緩
和することを可能としている。
【００６７】また、図８に示す平面配置では、共に能動
層がレーザアニール処理によって多結晶化された多結晶
シリコン層が用いられているが、このアニール処理は、
一例として図の行方向に長いレーザビームを列方向に走
査して行う。このような場合にも、第１ＴＦＴ１０のチ
ャネル向きと、第２及び補償用ＴＦＴ２４，３４の各能
動層長さチャネル向きとは一致せず、また形成位置が第
１と第２ＴＦＴ１０，２４とで離れている。このため、
レーザアニールによって、第１及び第２ＴＦＴ１０，２
４、さらには第２及び補償用ＴＦＴ２４，３４に同時に
不具合が生ずることを防止することが可能である。
【００６８】なお、第１ＴＦＴ１０、第２ＴＦＴ２４及
び補償用ＴＦＴ３４のいずれも、ボトムゲート構造とし
て説明したが、能動層よりもゲート電極が上層に形成さ
れたトップゲート構造であってもよい。
【００６９】［実施形態２］次に、本発明の他の実施形
態２について説明する。実施形態１では、トランジスタ
の特性ばらつきによる画素間で発光輝度のばらつきを防
止するため、素子駆動用薄膜トランジスタと逆導電特性
の補償用薄膜トランジスタを設けている。これに対し
て、本実施形態２では、素子駆動用薄膜トランジスタ
（第２ＴＦＴ）の配置に着目して画素間での発光輝度の
ばらつきを抑制する。図１０は、実施形態２に係る１画
素あたりの構成例を示しており、図１０（ａ）は概略平
面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った
断面図である。この構成は、図１と同一の回路構成で示
される。また、図中、既に説明した図と対応する部分に
は同一符号を付している。
【００７０】本実施形態２において、１画素は、有機Ｅ
Ｌ素子５０、第１ＴＦＴ（スイッチング用薄膜トランジ
スタ）１０、補助容量Ｃｓ、第２ＴＦＴ（素子駆動用薄
膜トランジスタ）２０を備える。実施形態１と異なり、
電源ラインＶＬと有機ＥＬ素子５０との間には単一の第
２ＴＦＴ２０が形成されているが、この第２ＴＦＴ２０
は、上述の図８と同様に、そのチャネル長方向が、細長
く形成された画素の長手方向に沿うように配置されてい
る。そして、本実施形態２では、このように画素領域の
長手方向にチャネル長方向が向くように第２ＴＦＴ２０
を配置することで、図１０（ａ）のようにチャネル長の
非常に長い第２ＴＦＴ２０を配置する場合にも、また、
上述の図８に示すように電源ラインＶＬと、有機ＥＬ素
子５０との間に第２ＴＦＴ２０や補償用ＴＦＴ３０を配
置する必要がある場合にも、有機ＥＬ素子５０の発光領
域を最大限確保しながら、面積の限られた１画素領域内
に必要なＴＦＴを効率的に配置することを可能としてい
る。
【００７１】本実施形態２では、画素の長手方向に第２
ＴＦＴ２０を配置することで、図１０（ａ）及び図１０
（ｂ）に示すように、第２ＴＦＴ２０のチャネル長を十
分長くすることを可能としている。第２ＴＦＴ２０のチ
ャネル長を十分長くすることにより、ＴＦＴ耐圧向上に
よる信頼性が向上する。また、第２ＴＦＴ２０のトラン
ジスタ特性の平均化が可能となり、画素毎の第２ＴＦＴ
２０の電流供給能力ばらつきを低減でき、この能力ばら
つきにより発生する有機ＥＬ素子５０の発光輝度ばらつ
きを非常に小さくすることが可能となる。
【００７２】また、本実施形態２においては、実施形態
１と同様、第２ＴＦＴ２０は、アモルファスシリコン層
をレーザアニールによって多結晶化して得た多結晶シリ
コン層を半導体層（能動層）１６として用いる。この場
合に、レーザアニールの走査方向を第２ＴＦＴ２０のチ
ャネル長方向と一致するような方向に設定する、言い換
えるとパルスレーザの照射領域の長手方向エッジがチャ
ネル１６ｃを幅方向に横切るように配置し、かつ上述の
ように第２ＴＦＴ２０のチャネル長を長くすることによ
って、第２ＴＦＴ２０の特性ばらつきの低減が可能とな
る。これは、単一のレーザショットによって第２ＴＦＴ
２０のチャネル全領域がアニールされないように調整す
ることが容易で、他の画素の第２ＴＦＴ２０とその特性
に大きな差が発生することを防止でき、これにより第２
ＴＦＴ２０の特性についてより高い平均化効果を得るこ
とが可能であるためである。
【００７３】第２ＴＦＴ２０は、有機ＥＬ素子５０に対
して駆動電源（電源ラインＶＬ）からの比較的大電流を
供給することが要求されるが、能動層１６に多結晶シリ
コンを用いたｐ−Ｓｉ−ＴＦＴを第２ＴＦＴ２０に用い
る場合、要求能力と比較してｐ−Ｓｉの移動度は十分な
値であり、第２ＴＦＴ２０はそのチャネル長を長く設計
しても十分な電流供給能力を発揮することできる。ま
た、第２ＴＦＴ２０は、電源ラインＶＬに直接接続され
るため要求耐圧が高く、チャネル長ＣＬは、チャネル幅
よりも大きくすることが要求されることが多い。従っ
て、このような観点からも第２ＴＦＴ２０は、十分に長
いチャネル長とすることが好適であり、そのために第２
ＴＦＴ２０をそのチャネル長方向が画素領域の長手方向
に沿うように形成することで、１画素領域内に長いチャ
ネルを備える第２ＴＦＴ２０を効率的に配置することが
可能となる。
【００７４】表示面上に複数の画素がマトリクス状に配
置されて構成される表示装置では、多くの場合、垂直方
向（列方向）よりも水平方向（行方向）の方がより高い
解像度が要求されるため、各画素は、上述の図８や図１
０（ａ）に示すように列方向に長い形状に設計される傾
向が強い。このような場合に、列方向にチャネル長方向
が向くように第２ＴＦＴ２０を配置すれば、画素領域の
長手方向にチャネル長方向が沿うことになり、上述のよ
うな要求されるチャネル長の確保が容易となる。
【００７５】また、本実施形態２に示すように、各画素
に表示素子を駆動するためのスイッチ素子が設けられる
アクティブマトリクス型表示装置では、列方向に第１Ｔ
ＦＴ１０にデータ信号を供給するデータラインＤＬが配
置され、行方向には選択ライン（ゲートライン）ＧＬが
配置される。そこで、データラインＤＬの延びる方向
（列方向）にチャネル長方向が沿うように第２ＴＦＴ２
０を配置することで、長いチャネル長を確保しつつ、第
２ＴＦＴ２０を効率的に画素領域内に配置することが容
易となる。なお、図１０の例では、駆動電源Ｐｖｄｄか
ら電源ラインＶＬによって各画素に電力が供給されるレ
イアウトが採用されており、この電源ラインＶＬについ
てもデータラインＤＬと同様に列方向に延びているの
で、第２ＴＦＴ２０のチャネル長方向は、この電源ライ
ンＶＬの延在方向とも一致している。
【００７６】ところで、本実施形態２では、上述のよう
に第２ＴＦＴ２０のチャネル長方向が、レーザアニール
の走査方向と一致するように、或いは列方向（データラ
インＤＬの延在方向）に平行となるように設定している
が、第１ＴＦＴ１０については、ゲートラインＧＬの延
びる行方向にそのチャネル長方向が一致するように配置
されている。よって、本実施形態２においては、第１Ｔ
ＦＴ１０と第２ＴＦＴ２０とでは、そのチャネル長方向
が互いに異なった配置になっている。
【００７７】次に本実施形態２に係る表示装置の断面構
造について図１０（ｂ）を参照して説明する。図１０
（ｂ）は、第２ＴＦＴ２０及びこのＴＦＴ２０と接続さ
れる有機ＥＬ素子５０の断面構造を示している。なお図
示しない第１ＴＦＴ１０については、チャネルの長さ、
ダブルゲートであること、及び能動層６の導電型が異な
ること等を除けば、基本構成は、図１０（ｂ）の第２Ｔ
ＦＴ２０とほぼ共通している。
【００７８】実施形態１において例示した第１及び第２
ＴＦＴは、共にボトムゲート構造であるが、本実施形態
２では第１及び第２ＴＦＴ１０，２０は、能動層よりゲ
ート電極が上層に形成されたトップゲート構造を採用し
ている。もちろん、トップゲート構造に限られるもので
はなく、ボトムゲート構造であってもよい。
【００７９】第２ＴＦＴ２０の能動層１６及び第１ＴＦ
Ｔ１０の能動層６は、上述のように共に、基板１上に形
成されたアモルファスシリコン層をレーザアニールして
多結晶化して得られた多結晶シリコンより構成されてい
る。多結晶シリコンからなる能動層６及び能動層１６の
上にはゲート絶縁膜４が形成されている。第１ＴＦＴ１
０及び第２ＴＦＴ２０の各ゲート電極２及び２５は、こ
のゲート絶縁膜４の上に形成されており、第２ＴＦＴ２
０のゲート電極２５は、第１ＴＦＴ１０の能動層６と一
体の補助容量Ｃｓの第２電極８に接続され、図１０
（ａ）に示すように補助容量Ｃｓとの接続部分から列方
向に延びてゲート絶縁膜４上に能動層１６の上方を広く
覆うようにパターニングされている。
【００８０】第２ＴＦＴ２０の能動層１６は、ゲート電
極２５によって上方が覆われている領域がチャネル領域
１６ｃであり、このチャネル領域１６ｃの両側にはそれ
ぞれソース領域１６ｓと、ドレイン領域１６ｄが形成さ
れている。本実施形態２では、この能動層１６のソース
領域１６ｓは、補助容量Ｃｓの近傍において、ゲート絶
縁膜４及び層間絶縁膜１４を貫通して形成されたコンタ
クトホールを介して電源ラインＶＬと電気的に接続され
ている。また、ドレイン領域１６ｄは、マトリクスの次
行に相当するゲートラインＧＬの近傍で、ゲート絶縁膜
４及び層間絶縁膜１４を貫通して形成されたコンタクト
ホールを介してコネクタ（配線層）４０と接続されてい
る。コネクタ４０は、ドレイン領域１６ｄとの接続領域
から有機ＥＬ素子５０の形成領域まで延び、上記層間絶
縁膜１４及び電源ラインＶＬ及びコネクタ４０を覆って
形成されている第１平坦化絶縁層１８に形成されたコン
タクトホールを介して有機ＥＬ素子５０のＩＴＯ電極
（陽極）５２と電気的に接続されている。
【００８１】また、図１０（ｂ）では、上記第１平坦化
層１８の上には、有機ＥＬ素子５０の陽極５２の形成中
央領域のみ開口され、陽極５２のエッジ、配線領域及び
第１及び第２ＴＦＴの形成領域を覆うように第２平坦化
絶縁層６１が形成されている。そして、有機ＥＬ素子５
０の発光素子層５１が、陽極５２及び第２平坦化絶縁層
６１上に形成されている。また発光素子層５１の上には
全画素共通の金属電極５７が形成されている。
【００８２】次に、第２ＴＦＴ２０のチャネル長ＣＬ
と、レーザの移動ピッチＰとの関係について説明する。
上述のように、第２ＴＦＴ２０のチャネル長ＣＬについ
ては、十分長くすることが好適であるが、１回のパルス
レーザでチャネル全領域がアニールされないようにする
ためにはレーザの移動ピッチＰがチャネル長ＣＬに対
し、Ｐ＜ＣＬとなることが好ましい。移動ピッチＰは、
レーザアニール装置の光学系システム等の設定により調
整可能である場合があり、このような場合、ＣＬ＞Ｐと
なるように装置を調整することが好適である。例えば２
００ｄｐｉ程度の解像度の表示装置の場合、画素行方向
の長さは３０μｍ程度であっても、列方向は８０μｍ程
度を確保することができる。さらに、レーザの移動ピッ
チＰ２０μｍ〜３５μｍの場合において、第２ＴＦＴ２
０をそのチャネル長方向が画素長手方向に向くように配
置することでチャネル長ＣＬは５０μｍ〜８０μｍ程度
を確保でき、上記関係を満たすことができる。このよう
な関係であれば第２ＴＦＴ２０のチャネル領域１６ｃ
は、必ず複数回パルスレーザが照射されて多結晶化され
ることとなり、同様に複数回のパルスレーザ照射により
多結晶化される他の画素の第２ＴＦＴ２０との間で、そ
の特性の差を低減することが可能となる。
【００８３】以上の説明では、１画素内において有機Ｅ
Ｌ素子５０と、電源ラインＶＬとの間に単一の第２ＴＦ
Ｔ２０が形成されている。しかし、第２ＴＦＴ２０は、
１画素内に複数設けられていてもよい。図１１は、１画
素内で、複数の第２ＴＦＴ２０が電源ライン１６と有機
ＥＬ素子５０との間に並列接続される場合のレイアウト
の一例を示している。なお、図１１に示す画素構成の等
価回路は、上述の図６の回路において補償用ＴＦＴ３０
を除いた場合と同等であり、２つの第２ＴＦＴ２０のソ
ース領域１６ｓａ、１６ｓｂが共に電源ラインＶＬに接
続され、ドレイン領域１６ｄａ、１６ｄｂが共にそれぞ
れコンタクト４０を介して有機ＥＬ素子５０の陽極５２
に接続されている。このように１画素内に第２ＴＦＴ２
０を複数設けることで、１画素について複数の第２ＴＦ
Ｔ２０の両方が同時に不良となって有機ＥＬ素子に電流
供給不能となる確率を最低でも半分以下に低減すること
ができる。
【００８４】２つの第２ＴＦＴ２０ａ、２０ｂの配置に
ついては、図１０と同様に、画素領域の長手方向（ここ
ではデータラインＤＬの延在方向にも一致）に対し、そ
のチャネル長方向がほぼ平行となるように配置する。こ
のような配置により、発光領域を最大限確保しつつ各チ
ャネル長ＣＬをできるだけ長く確保することが可能とな
っている。さらに、レーザアニールの走査方向について
は、図１１においても、２つの第２ＴＦＴ２０ａ、２０
ｂのいずれのチャネル長方向にも平行となるように設定
されている。また、両能動層１６ａ、１６ｂは一直線上
に並べられている。複数の第２ＴＦＴ２０ａ、２０ｂの
各能動層が必ずしも互いに一直線上に並ぶことは必須で
はないが、第２ＴＦＴ２０ａ、２０ｂの各チャネル領域
１６ｃａ、１６ｃｂは、レーザ走査方向に対し、互いに
完全に一致せずに、若干でもずれていることにより、Ｔ
ＦＴ２０ａ，２０ｂの特性が同じようにばらつくことを
より確実に防止できる。即ち、チャネル長方向が互いに
レーザ走査方向にずれていることで、同一のパルスによ
って２つのＴＦＴのチャネルが同時にアニールされる可
能性が減少し、第２ＴＦＴ２０ａ、２０ｂの特性が全く
同じように設定値からずれたり、両方のトランジスタが
同時に動作しないといった問題発生の可能性を大幅に低
減でき、画素毎における有機ＥＬ素子６０に供給する総
電流量のばらつきを低減できる。
【００８５】２つの第２ＴＦＴ２０ａ、２０ｂのチャネ
ル長ＣＬａ、ＣＬｂは、そのいずれもが上述のようにレ
ーザの移動ピッチＰより大きいことが望ましい。さら
に、複数の第２ＴＦＴ２０ａ，２０ｂのチャネル１６ｃ
ａと、１６ｃｂとの離間距離Ｌについても、レーザの移
動ピッチＰよりも大きくすることがより好ましい。しか
し、図１１のように複数の第２ＴＦＴ２０が１画素内に
配置されている場合、少なくとも２つのＴＦＴ２０ａ、
２０ｂの合計チャネル長と上記離間距離Ｌの合計が、移
動ピッチＰより大きければ、レーザアニールによって、
１画素内の複数のトランジスタＴＦＴ２ａ、ＴＦＴ２ｂ
に同時不具合が生ずる又は同じように特性がずれること
を防止でき、画素毎での特性ばらつき低減効果が得られ
る。
【００８６】［実施形態３］次に、実施形態３として、
１画素内において、複数の第２ＴＦＴ２０と対応する有
機ＥＬ素子５０とのより効率的な接続方法について説明
する。上述の実施形態１及び実施形態２の図１１に示す
ように、１画素内で、有機ＥＬ素子５０と電源ラインＶ
Ｌとの間に複数の第２ＴＦＴ２０を設けることは、信頼
性向上、特性向上などの観点で好適である。このように
複数の第２ＴＦＴ２０を１画素内に設ける場合、図１１
に示したように、第２ＴＦＴ２０ａ、２０ｂと有機ＥＬ
素子５０とをそれぞれ接続することで、電源ラインＶＬ
から有機ＥＬ素子５０への第２ＴＦＴ２０を介してた電
流供給がより確実となる。しかし、図１０（ｂ）に示す
ような透明な陽極５２から下方の基板１を経て外部に発
光層５５からの光を射出するタイプの有機ＥＬ素子の場
合、コンタクト部は遮光されることが多い。例えば、図
９（ｃ）や図１０（ｂ）では、有機ＥＬ素子５０の第２
ＴＦＴ２０との接続は、金属配線である配線層４０を介
して行われており、この配線層４０と陽極５２とのコン
タクト部では、陽極５２の下方に遮光性の配線層４０が
存在しており、この領域では発光層５５からの光は基板
１側に通り抜けることはできない。従って、第２ＴＦＴ
２０と有機ＥＬ素子５０とのコンタクト部を第２ＴＦＴ
２０の個数ｎと同じ数だけ設けるとコンタクト数に比例
して発光面積が減少してしまう。
【００８７】そこで、発光面積の減少を最小限とするた
めには、１画素当たりの第２ＴＦＴ２０の数ｎ（ｎ≧
２）に対し、該第２ＴＦＴ２０と有機ＥＬ素子５０との
コンタクト数をｎ−１以下とすることが好適である。上
述の図８や、以下に説明する図１２，図１３及び図１４
では、ｎ個の第２ＴＦＴ２０と有機ＥＬ素子５０とをｎ
−１以下のコンタクト数で接続している。なお、以降で
説明する各図において、既に説明した図面と共通する部
分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００８８】図１２では、電源ラインＶＬと有機ＥＬ素
子５０との間に２つの第２ＴＦＴ２０ａ，２０ｂを並列
接続した場合の有機ＥＬ素子５０とのコンタクト方法を
示している。なお、２つの第２ＴＦＴ２０ａ，２０ｂ
は、上述の図１１と同様、そのチャネル長方向が画素の
長手方向（データラインＤＬの延在方向）、又はレーザ
アニールの走査方向に対して平行となるように配置さ
れ、さらに互いにずれるように配置されており、画素間
での輝度ばらつきの低減、信頼性向上を図っている。
【００８９】図１２の例では、単一の島状にパターニン
グされたｐ−Ｓｉからなる半導体層が２つの第２ＴＦＴ
２０ａ、２０ｂの能動層１６ａ，１６ｂとして用いられ
ている。この半導体パターンはその列方向の両端側が、
各第２ＴＦＴ２０ａ、２０ｂのソース領域（ｐ−ｃｈＴ
ＦＴの場合）１６ｓａ、１６ｓｂであり、それぞれ電源
ラインＶＬと接続されている。また、半導体パターンの
中央付近が２つのＴＦＴ２０ａ，２０ｂのドレイン領域
（ｐ−ｃｈＴＦＴの場合）１６ｄａ及び１６ｄｂは、２
つのＴＦＴの間に配された単一の配線層４０と、層間絶
縁膜１４及びゲート絶縁膜４を貫通して形成された共通
のコンタクトホールにおいて接続されている（図１０
（ｂ）参照）。
【００９０】この配線層４０は、有機ＥＬ素子５０の陽
極形成領域に延び、図１０（ｂ）の断面構造と同様に第
１平坦化絶縁層１８に開口された１カ所のコンタクトホ
ールを介して有機ＥＬ素子５０の陽極５２と接続されて
いる。ここで、配線層４０と陽極５２と接続位置は、図
１２において、陽極５２の画素長手方向の中央付近とな
っている。コンタクト位置は、図１２のように限定され
るわけではないが、図１２のように陽極５２の比較的中
央付近に近い位置に配置されることにより、金属電極と
比較すると高抵抗なＩＴＯなどからなる陽極５２の形成
領域内での電流密度の平均化効果が得られ、各画素の発
光面内での発光輝度の均一性を高めることが可能であ
る。
【００９１】図１３に示す例では、第２ＴＦＴ２０の数
を３とし、これら３つのＴＦＴ２０−１、２０−２、２
０−３を電源ラインＶＬと有機ＥＬ素子５０の陽極５２
との間に並列接続している。３つの第２ＴＦＴ２０の能
動層１６は、一体であり、チャネル長方向は図中の行方
向に設定されている。第２ＴＦＴ２０ー１〜３の各チャ
ネル領域１６ｃ１〜３は、互いにそのチャネル幅方向に
おいて、能動層１６のパターンが開口されていることで
分離されている。
【００９２】この３つの第２ＴＦＴ２０は、ここでは、
電源ラインＶＬと１カ所で接続され、また単一の配線層
４０により、有機ＥＬ素子５０の陽極５２とも１カ所で
接続され、ゲート電極２５は、３つのＴＦＴについて共
通であり、補助容量Ｃｓの第２電極８に電気的に接続さ
れ、かつ補助容量Ｃｓ付近から列方向に延びた金属配線
によって構成されている。図１３の構成例では、３つの
第２ＴＦＴ２０−１〜３と有機ＥＬ素子５０とが１つの
コンタクト部によって接続されており、有機ＥＬ素子５
０の形成領域に占めるコンタクト部の割合を低くでき、
１画素当たりの開口率、つまり、発光面積を高くするこ
とができる。
【００９３】図１４に示す例では、第２ＴＦＴ２０の数
を４とし、これら４つのＴＦＴ２０−１〜４は、電気的
には電源ラインＶＬと有機ＥＬ素子５０の陽極５２との
間に並列接続されている。４つの第２ＴＦＴ２０の能動
層１６は、一体で構成され、各ＴＦＴ２０ー１〜４のチ
ャネル長方向は、図１２等と同様、画素領域の長手方向
又はデータラインＤＬの延在方向に平行に設定され、４
つがほぼ一直線上に並んでいる。
【００９４】４つの第２ＴＦＴ２０−１〜４は、ここで
は、電源ラインＶＬと３カ所で接続され、第１、第２配
線層４０−１及び４０−２により、有機ＥＬ素子５０の
陽極５２と２カ所で接続されている。図１４の構成例で
は、単一の能動層１６の最も外側に位置するＴＦＴ２０
−１、２０−４の各ソース領域１６ｓ1、１６ｓ4がそれ
ぞれ単独で電源ラインＶＬと接続され、中央に位置する
ＴＦＴ２０−２，２０−３の各ソース領域１６ｓ2及び
１６ｓ3が、共通で電源ラインＶＬに接続されている。
第２ＴＦＴ２０−１及び２０−２と、有機ＥＬ素子５０
とは、第２ＴＦＴ２０−１及び２０−２の間から素子５
０に延びる第１配線層４０−１にドレイン領域１６ｄ1
及び１６ｄ2が接続され、この第１配線層４０−１は有
機ＥＬ素子５０の形成領域に延び、素子の陽極５２と接
続されている。また、第２ＴＦＴ２０−３及び２０−４
と、有機ＥＬ素子５０とは、第２ＴＦＴ２０−３及び２
０−４の間から素子５０に延びる第２配線層４０−２に
ドレイン領域１６ｄ3及び１６ｄ4が接続され、この第２
配線層４０−２は有機ＥＬ素子５０の形成領域に延び、
素子の陽極５２と接続されている。このように、４つの
第２ＴＦＴ２０−１〜４と有機ＥＬ素子５０とは２カ所
のみ接続されており、４つの第２ＴＦＴ２０−１〜４を
設けることによる発光領域の減少を抑制している。
【００９５】また、図１４の構成においては、４つの第
２ＴＦＴ２０−１〜４を画素の長手方向に沿ってほぼ一
直線上にチャネル長方向が向くように配置しているた
め、第２ＴＦＴ２０−１〜４を効率的に１画素内に配置
することを可能としている。
【００９６】［実施形態４］次に、図１５〜図２０を参
照して、第２ＴＦＴ２０と有機ＥＬ素子５０との接続構
造について説明する。実施形態３において説明したよう
に、有機ＥＬ素子５０と第２ＴＦＴ２０とのコンタクト
領域は、透明陽極５２を透過し下方の基板１から外部に
光を放射する方式（ボトムエミッション）の場合、非発
光領域となることが多い。また、多くの集積回路などに
おいては集積度の向上、表示装置であれば解像度の向上
などを実現するためには、コンタクト面積をできる限り
少なくすることが望まれる。このような観点からは、第
２ＴＦＴ２０の能動層１６と、有機ＥＬ素子５０の陽極
５２とを直接接続する場合も、接続特性の向上のため直
接接続せず金属接続層（Ａｌ層やＣｒ層など）を介在さ
せる場合においても、図１５に示すように層間絶縁膜１
４の第１コンタクトホール７０，第１平坦化絶縁層１８
の第２コンタクトホール７２を重ねて形成することが好
ましい。
【００９７】しかし、複数のコンタクトホールを図１５
（ａ）に示されるように重ねて形成した場合、コンタク
トホール合計段差（ｈ７０＋ｈ７２）が大きくなり、コ
ンタクトホール上に形成される層の表面平坦度が低下す
る。さらに、陽極エッジ領域における発光素子層５１の
カバレッジ不良による陽極５２と陰極５７との短絡を防
止するため、図１５（ａ）に示すように陽極５２のエッ
ジ領域を覆う第２平坦化絶縁層６１が採用される場合が
あるが、この第２平坦化絶縁層６１は陽極５２の中央領
域では開口される。従って、第２平坦化絶縁層６１の開
口部は、上記第１及び第２コンタクトホール７０及び７
２の近傍に形成されることとなり、発光素子層５１の形
成面は、さらにこの第２平坦化絶縁層６１の開口による
段差ｈ７４の影響も受けることとなる。
【００９８】一方、有機ＥＬ素子５０は、発光素子層５
１に電流を流すことで発光層５５に含まれる発光性有機
化合物を発光させており、発光素子層５１の層内におい
て、その厚さに大きな差があると、他より薄い部分で電
界集中が起きやすく、そのような部分にダークスポット
が発生しやすいことが知られている。ダークスポットは
表示品質を低下させ、また素子駆動により拡大すること
も多いため、素子寿命を短くしてしまうことにもなる。
従って、コンタクト領域の上層に有機ＥＬ素子５０を形
成する場合には、発光素子層５１の形成面の平坦性をで
きるだけ高めることが要求され、発光素子層５１が非常
に凹凸の多い面に形成されることになる図１５のような
コンタクト構造は発光素子層５１の信頼性向上などの観
点からは好ましくない。
【００９９】図１６は、以上をふまえ、発光素子層５１
の形成面での平坦性を高めた接続方法の例を示してい
る。図１６（ａ）は第２ＴＦＴ２０の能動層１６と、有
機ＥＬ素子５０の陽極５２とのコンタクト部分の断面構
造、図１６（ｂ）は、このコンタクト部分の概略平面構
造を示している。図１６に示す接続構造は、陽極５２の
エッジ領域を覆う第２平坦化絶縁層６１が存在すること
と、第２ＴＦＴがトップゲートである点を除き、実施形
態１において説明した図８及び図９と共通し、配線層４
０と陽極５２との接続位置が、配線層４０と第２ＴＦＴ
２０の能動層１６との接続位置とずれて配置されてい
る。このようなレイアウトを採用することで、配線層４
０と陽極５２とのコンタクト領域では、陽極表面、つま
り発光素子層５１の形成面は、第２コンタクトホール７
２による段差ｈ７２の影響を受けるだけで、図１５のよ
うに第１コンタクトホール７０による段差ｈ７０の影響
を受けない。従って、図１５と図１６の比較からも理解
できるように、発光素子層形成面、特に発光層５５が形
成され各画素の発光領域における素子層形成面の平坦性
の向上が図られている。
【０１００】図１７は、上記図１６における発光素子層
の形成面を更に平坦にするための方法を示している。図
１７に示す例では、図１６と同様に、配線層４０と有機
ＥＬ素子５０の陽極５２とを接続する第２コンタクトホ
ール７２の形成位置を第１コンタクトホール７０の形成
位置からずらすと共に、第２平坦化絶縁層６１によって
第２コンタクトホール７２を覆っている。従って、発光
層５５の形成される領域では、第１コンタクトホール７
０はもちろんのこと第２コンタクトホール７２による段
差の影響も受けず、発光素子層形成面の平坦性を一段と
向上することが可能となっている。また、第２平坦化絶
縁層６１は陽極５２のエッジ領域を覆っているので陽極
５２と陰極５７とのショートなども確実に防止されてい
る。
【０１０１】ここで、有機ＥＬ素子の発光領域は、陽極
５２と陰極５７とが間に配置される発光層５５を挟んで
対向する領域となり、陽極５２と発光素子層５１との間
に第２平坦化絶縁層６１が形成されている領域は発光し
ない。従って、図１７に示す構成では、厳密には第２平
坦化絶縁層６１が陽極５２のエッジだけでなく第２コン
タクトホール７２の上方まで覆うため、その分発光領域
は減少することとなる。しかし、既に説明したように下
層に遮光性の配線層４０などが形成されていると、配線
層４０の形成領域は外部から見れば非発光領域となる。
従って、図１７のように第２平坦化絶縁層６１が第２コ
ンタクトホール７２を覆う構造を採用してもそれによる
１画素当たりの実際の発光面積の減少を抑制することが
できる。
【０１０２】第２平坦化絶縁層６１によってコンタクト
ホールを覆う方法は、上述の図１５のように第１及び第
２コンタクトホール７０、７２が重ねて配置されるレイ
アウトに採用することによっても、発光素子層形成面の
平坦性向上効果を発揮する。即ち、図１８に示すコンタ
クト部の断面構造のように、第２ＴＦＴ２０の能動層１
６と有機ＥＬ素子５０の陽極５２とが重ねて形成された
第１及び第２コンタクトホール７０、７２によって接続
され、この２つのコンタクトホールによって陽極５２の
上面が深く窪んだ領域を第２平坦化絶縁層６１で覆う。
従って、コンタクトホール７０及び７２の上方における
発光素子層形成面は、第２平坦化絶縁層６１によって形
成された平坦性の良い面となる。また、図１８では２つ
のコンタクトホール７０、７２を同じ位置に形成するこ
とで、１画素内での素子配置効率が高く、また、発光領
域の向上に寄与することも容易となる。
【０１０３】図１９は更に別の発光素子層形成面の平坦
化方法を説明している。図１７と相違する点は、第２コ
ンタクトホール７２の形成領域において、陽極５２上に
第２平坦化絶縁層６１ではなく、埋め込み層６２を選択
的に形成してコンタクトホールによる窪みを埋めている
ことである。このようにコンタクトホール７２を覆う陽
極５２上に選択的に埋め込み層６２を形成することによ
って、第２平坦化絶縁層６１等を設けない場合であって
も、コンタクトホール上の発光素子層形成面を平坦にす
ることができる。また、図２０に示すように、第１及び
第２コンタクトホール７０、７２を重ねて形成する場合
に図１９と同様に埋め込み層６２を採用しても良い。図
２０では、２つのコンタクトホールが重ねて形成される
領域において、陽極５２上に埋め込み層６２を選択的に
形成しており、２つのコンタクトホールによって形成さ
れる深い窪みが埋められている。図１９及び図２０のい
ずれにおいても、発光素子層５１は、コンタクトホール
形成領域においては、埋め込み層６２の平坦な面の上に
形成されることとなり、この領域での発光素子層の不具
合発生を防止することができる。
【０１０４】なお、第２平坦化絶縁層６１及び上記埋め
込み層６２の材質は上面が平坦となればどのようなもの
でも良いが、発光素子層５１と反応したり含水性でなく
安定で絶縁性の材料が良い。例えばポリイミドや、ＨＭ
ＯＳＯ、ＴＯＭＣＡＴ、ＴＥＯＳなどを用いることがで
きる。
【０１０５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、有機ＥＬ素子などの被駆動素子に電力を供給するト
ランジスタの特性のばらつきを緩和することが可能で、
被駆動素子への供給電力のばらつきを平均化し、被駆動
素子における発光輝度ばらつき等を防止することができ
る。
【０１０６】また、本発明では、被駆動素子とこの素子
に電力供給するトランジスタとを最小限のコンタクト数
で接続することで、限られた面積内に効率よく必要なト
ランジスタや素子などを配置できる。従って、被駆動素
子として例えばＥＬ素子などが採用される場合に１画素
単位などにおける発光面積率を向上することができる。
【０１０７】さらに、本発明では、被駆動素子を形成す
る面の平坦性を向上することができ、被駆動素子の信頼
性を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 アクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置の
１画素の回路構成を示す図である。
【図２】 本発明の実施形態１のアクティブマトリクス
型有機ＥＬ表示装置の１画素あたりの回路構成例を示す
図である。
【図３】 ＴＦＴのＩ−Ｖ特性を示す図である。
【図４】 本発明及び従来の回路構成によって実現され
る効果を示す図である
【図５】 本発明の実施形態１のアクティブマトリクス
型有機ＥＬ表示装置の１画素あたりの別の回路構成を示
す図である。
【図６】 本発明の実施形態１のアクティブマトリクス
型有機ＥＬ表示装置の１画素あたりの別の回路構成を示
す図である。
【図７】 本発明の実施形態１のアクティブマトリクス
型有機ＥＬ表示装置の１画素あたりのさらに別の回路構
成を示す図である。
【図８】 図７に示す回路構成を備えた本実施形態１に
係るアクティブマトリクス型有機ＥＬパネルの平面構成
図である。
【図９】 図８のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ線に沿った断
面構成を示す図である。
【図１０】 実施形態２に係るアクティブマトリクス型
有機ＥＬパネルの１画素当たりの平面図及び断面図であ
る。
【図１１】 実施形態２に係るアクティブマトリクス型
有機ＥＬパネルの１画素当たりの他の平面構成例であ
る。
【図１２】 実施形態３に係るアクティブマトリクス型
有機ＥＬパネルの１画素当たりの平面図である。
【図１３】 実施形態３に係るアクティブマトリクス型
有機ＥＬパネルの１画素当たりの他の平面構成例であ
る。
【図１４】 実施形態２に係るアクティブマトリクス型
有機ＥＬパネルの１画素当たりの他の平面構成例であ
る。
【図１５】 第２ＴＦＴの能動層１６と有機ＥＬ素子５
０の陽極５２とのコンタクト部における断面及び平面構
造を示す図である。
【図１６】 実施形態３に係る第２ＴＦＴの能動層１６
と有機ＥＬ素子５０の陽極５２とのコンタクト部におけ
る断面及び平面構造例を示す図である。
【図１７】 実施形態３に係る第２ＴＦＴの能動層１６
と有機ＥＬ素子５０の陽極５２とのコンタクト部におけ
る他の断面構造例を示す図である。
【図１８】 実施形態３に係る第２ＴＦＴの能動層１６
と有機ＥＬ素子５０の陽極５２とのコンタクト部におけ
る他の断面構造例を示す図である。
【図１９】 実施形態３に係る第２ＴＦＴの能動層１６
と有機ＥＬ素子５０の陽極５２とのコンタクト部におけ
る他の断面構造例を示す図である。
【図２０】 実施形態３に係る第２ＴＦＴの能動層１６
と有機ＥＬ素子５０の陽極５２とのコンタクト部におけ
る他の断面構造例を示す図である。
【符号の説明】
１ 基板（透明基板）、２，２５，３５ ゲート電極、
４ ゲート絶縁膜、６，１６ 能動層（ｐ−ｓｉ膜）、
１０ 第１ＴＦＴ（スイッチング用ＴＦＴ）、１４ 層
間絶縁膜、１８ 平坦化絶縁層、２０，２２，２４ 第
２ＴＦＴ（素子駆動用ＴＦＴ）、３０，３２，３４ 補
償用ＴＦＴ、４０，４２ コネクタ（配線層）、４１
金属接続層、５０ 有機ＥＬ素子、５１ 発光素子層、
５２ 陽極、５３ 第１ホール輸送層、５４ 第２ホー
ル輸送層、５５ 有機発光層、５６ 電子輸送層、５７
陰極、ＧＬ ゲートライン、ＶＬ 電源ライン、ＤＬ
データライン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６１２Ｄ ６２７Ｇ Ｆターム(参考） 3K007 AB00 AB02 BA06 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01 5C094 AA03 AA25 AA53 AA55 BA03 BA29 CA19 EA04 EA07 5F048 AC04 BA16 BB09 BE08 BF02 BF12 BF16 BG07 5F052 AA02 BA01 BA07 DA02 JA01 5F110 AA30 BB01 CC02 CC08 EE28 GG02 GG13 GG26 HJ01 HL03 HL04 HL07 HM18 NN73 PP03 PP05 PP06

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ゲート信号をゲートに受けて動作し、デ
    ータ信号を取り込むスイッチング用薄膜トランジスタ
    と、 駆動電源と被駆動素子との間に設けられ、前記スイッチ
    ング用薄膜トランジスタから供給されるデータ信号に応
    じ、前記駆動電源から前記被駆動素子に供給する電力を
    制御する素子駆動用薄膜トランジスタと、を有し、 さらに、前記駆動電源と前記素子駆動用薄膜トランジス
    タとの間には、前記素子駆動用薄膜トランジスタと逆導
    電特性の補償用薄膜トランジスタが設けられていること
    を特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の半導体装置において、 前記補償用薄膜トランジスタは、前記駆動電源と前記素
    子駆動用薄膜トランジスタとの間に、ダイオード接続さ
    れていることを特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の半導体装
    置において、 前記素子駆動用薄膜トランジスタは、互いに並列接続さ
    れた複数の薄膜トランジスタから構成されることを特徴
    とする半導体装置。
  4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２に記載の半導体装
    置において、 前記素子駆動用薄膜トランジスタは、前記駆動電源と前
    記被駆動素子との間に、互いに並列接続された複数の薄
    膜トランジスタから構成され、 前記補償用薄膜トランジスタは、前記並列接続された複
    数の薄膜トランジスタと、前記駆動電源との間にそれぞ
    れ設けられていることを特徴とする半導体装置。
  5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一つに記載の半
    導体装置において、 前記被駆動素子は、第１及び第２電極の間に発光層を備
    えて構成されるエレクトロルミネッセンス素子であるこ
    とを特徴とする半導体装置。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の装置において、 前記エレクトロルミネッセンス素子は、有機化合物を発
    光層に用いた有機エレクトロルミネッセンス素子である
    ことを特徴とする半導体装置。
  7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか一つに記載の半
    導体装置は、 マトリクス状に配置された各画素が、 前記スイッチング用薄膜トランジスタと、前記素子駆動
    用薄膜トランジスタと、前記補償用薄膜トランジスタ
    と、表示素子としての前記被駆動素子と、を備えたアク
    ティブマトリクス型の表示装置に用いられていることを
    特徴とする半導体装置。
  8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか一つに記載の半
    導体装置において、 前記素子駆動用薄膜トランジスタ及び前記補償用薄膜ト
    ランジスタのチャネル長方向は、前記スイッチング用薄
    膜トランジスタに前記データ信号を供給するデータライ
    ンの延びる方向に沿うように配置されていることを特徴
    とする半導体装置。
  9. 【請求項９】 マトリクス状に配置された複数の画素の
    それぞれが、少なくとも、被駆動素子と、駆動電源から
    の電力を被駆動素子に供給する素子駆動用薄膜トランジ
    スタと、を備えるアクティブマトリクス型の表示装置で
    あり、 前記複数の画素の各画素領域は、マトリクスの行及び列
    方向の辺のうちの一方が他方より長く、前記素子駆動用
    薄膜トランジスタは、そのチャネル長方向が、前記画素
    領域の長い方の辺に沿って配置されていることを特徴と
    する表示装置。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載の表示装置において、 前記画素領域は、マトリクスの行方向よりも列方向の辺
    が長く、前記素子駆動用薄膜トランジスタは、そのチャ
    ネル長方向が、前記列方向に沿って配置されていること
    を特徴とする表示装置。
  11. 【請求項１１】 電源ラインからの駆動電流を対応する
    被駆動素子に供給する少なくとも一つの素子駆動用薄膜
    トランジスタと、 選択時に供給されるデータに基づいて前記素子駆動用薄
    膜トランジスタを制御するスイッチング用薄膜トランジ
    スタと、を備え、 前記素子駆動用薄膜トランジスタのチャネル長方向は、
    前記スイッチング用薄膜トランジスタに前記データ信号
    を供給するデータラインの延びる方向に沿うように配置
    されていることを特徴とする半導体装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１〜８及び請求項１１のいずれ
    か一つに記載の半導体装置又は表示装置において、 前記素子駆動用薄膜トランジスタのチャネル長方向は、
    前記スイッチング用薄膜トランジスタのチャネル長方向
    と一致しないことを特徴とする半導体装置又は表示装
    置。
  13. 【請求項１３】 請求項１〜請求項１２のいずれか一つ
    に記載の装置において、 前記素子駆動用薄膜トランジスタのチャネル長方向が、
    該トランジスタのチャネル領域をアニールするための線
    状パルスレーザの走査方向に沿うように該素子駆動用薄
    膜トランジスタが形成されていることを特徴とする半導
    体装置又は表示装置。
  14. 【請求項１４】 供給電力に応じて動作する被駆動素子
    と、前記被駆動素子に電力を供給するための電源ライン
    との間に、前記被駆動素子への供給電力を制御するため
    のｎ個（ｎは、２以上の整数）の薄膜トランジスタを備
    え、 該ｎ個の複数の薄膜トランジスタと対応する前記被駆動
    素子とは、ｎ−１以下の数のコンタクトによって電気的
    に接続されていることを特徴とする半導体装置。
  15. 【請求項１５】 供給電力に応じて動作する被駆動素子
    と、前記被駆動素子に電力を供給するための電源ライン
    との間に、前記被駆動素子への供給電力を制御するため
    の薄膜トランジスタを備え、 該薄膜トランジスタと対応する前記被駆動素子とは、配
    線層によって互いに電気的に接続され、該配線層と該薄
    膜トランジスタとのコンタクト位置と、該配線層と前記
    被駆動素子とのコンタクト位置とが離間して配置されて
    いることを特徴とする半導体装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１５に記載の半導体装置におい
    て、 前記被駆動素子は、第１及び第２電極の間に発光素子層
    を備えた発光素子であり、 前記配線層の上層に形成された絶縁層にはコンタクトホ
    ールが形成されており、該コンタクトホールにおいて、
    前記配線層は、前記絶縁層の上に前記コンタクトホール
    を覆って形成された前記発光素子の前記第１電極と接続
    され、 前記第１電極の少なくともコンタクトホール領域は平坦
    化層によって覆われ、前記第１電極及び前記平坦化層の
    上層に前記発光素子層が形成されていることを特徴とす
    る半導体装置。
  17. 【請求項１７】 供給電力に応じて動作し、第１及び第
    ２電極の間に発光素子層を備える被駆動素子と、前記被
    駆動素子に電力を供給するための電源ラインとの間に、
    前記被駆動素子への供給電力を制御するための薄膜トラ
    ンジスタを備え、 該薄膜トランジスタと対応する前記被駆動素子とは、下
    層に形成された前記薄膜トランジスタと前記被駆動素子
    との層間を隔てる絶縁層に形成されたコンタクトホール
    において直接又は間接的に互いに電気的に接続され、 前記第１電極の少なくともコンタクトホール領域は平坦
    化層によって覆われ、前記第１電極及び前記平坦化層の
    上層に前記発光素子層が形成されていることを特徴とす
    る半導体装置。
  18. 【請求項１８】 請求項９〜請求項１７のいずれか一つ
    に記載の装置において、 前記被駆動素子は、有機化合物を発光層に用いた有機エ
    レクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする半
    導体装置又は表示装置。
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