JP4591451B2 - 半導体装置および表示装置 - Google Patents

Description

本発明は半導体装置および表示装置に関し、特には有機半導体薄膜を用いた半導体装置、およびこの半導体装置を用いた表示装置に関する。

薄膜トランジスタ（thin film transistor：ＴＦＴ）は、アクティブマトリックス駆動のフラットパネル型表示装置における画素電極のスイッチング素子として広く用いられている。このような薄膜トランジスタにおいて、チャネル層に有機半導体薄膜を用いた有機薄膜トランジスタは、真空処理装置を用いずにチャネル層（有機半導体薄膜）を塗布成膜することが可能である。このため、チャネル層にシリコン薄膜を用いた無機薄膜トランジスタと比較して、低コスト化に有利である。

上記表示装置において、有機薄膜トランジスタが設けられた駆動基板の構成は、次のようである。すなわち、絶縁性の基板上における表示領域には、走査線と信号線とが絶縁性を保って交差配設されている。そして、これらの配線の交差地点に、例えばボトムゲート型の有機薄膜トランジスタが設けられている。また、有機薄膜トランジスタを覆う絶縁膜には各有機薄膜トランジスタに達するコンタクトホールが設けられており、この絶縁膜上にはコンタクトホールを介して各有機薄膜トランジスタに接続された画素電極が配列形成されている（以上、例えば下記特許文献１参照)。

特開２００６−８６５０２号公報（特に図１〜３および関連の記載部参照）

ところで、有機薄膜トランジスタの構成は、製造工程の容易性だけではなくキャリアの移動特性の観点からボトムゲート型が有利と考えられている。つまり、基板上に成膜された有機半導体薄膜は、上面側と比較して下面側の平坦性が高く、このため下面側にチャネル部が形成されるボトムゲート型においてキャリアの移動特性が良好になると考えられるためである。

しかしながら、ボトムゲート型の有機薄膜トランジスタを用いた半導体装置および表示装置においては、有機薄膜トランジスタを覆う絶縁膜上の電極や配線が、チャネル部を構成する有機半導体薄膜と非常に近い距離に配置されることになる。このため、電極や配線等に印加される電位の影響により、有機薄膜トランジスタのトランジスタ特性が劣化し易いと言う問題が発生する。

例えば表示装置であれば、有機薄膜トランジスタの上部に画素電極が積層配置されることにより、画素電極に印加される電位により有機薄膜トランジスタが電位変調を受ける。このような電位変調により、画素電極の駆動が不安定になり表示の信頼性が劣化する。また、有機薄膜トランジスタをスイッチングさせるための動作電圧の振幅が増大し、消費電力の上昇が引き起こされる。

また、特に表示装置が有機電界発光素子を用いた有機ＥＬ（electroluminescence）表示装置であれば、有機薄膜トランジスタ上方の近い位置に、画素電極に対向する共通電極が配置されることもある。このような場合であっても、共通電極に印加される電位により有機薄膜トランジスタが電位変調を受けるため、同様の問題が発生する。

そこで本発明は、ボトムゲート型の有機薄膜トランジスタにおける動作特性を、その上層に設けた電極の影響を受けることなく安定した特性に維持することが可能な半導体装置を提供すること、および半導体装置を駆動基板として用いることにより信頼性の高い表示が可能な表示装置を提供することを目的とする。

このような目的を達成するための本発明の半導体装置は、ゲート電極と、ゲート電極 の上層にゲート絶縁膜を間にして設けられたソース／ドレイン電極と、有機半導体薄膜 で構成され、ソース電極とドレイン電極との間に設けられたチャネル層とを基板上に有 するボトムゲート型の薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタの上部に絶縁膜を介して 設けられた電極とを備えた半導体装置であり、特に薄膜トランジスタと電極との間に、 導電性のシールド層が配置され、シールド層は、薄膜トランジスタおよび電極それぞれ との間に絶縁性を保つと共に、チャネル層およびソース／ドレイン電極の全面を覆う状 態で形成されたものである。

また本発明の表示装置は、上述した半導体装置を駆動基板として用いたものであり、 薄膜トランジスタの上部に設けられた電極は、当該薄膜トランジスタに接続された画素 電極である。

このような構成の半導体装置および表示装置では、ボトムゲート型の薄膜トランジスタとその上部に配置された電極との間に導電性のシールド層を配置したことにより、電極に印加された電位がボトムゲート型の薄膜トランジスタのチャネル層に影響を及ぼすことが防止される。

以上説明したように本発明によれば、シールド層によって、電極に印加された電位が、ボトムゲート型の薄膜トランジスタのチャネル層に影響を及ぼすことを防止できるため、ボトムゲート型の薄膜トランジスタにおける動作特性を、その上層に設けた電極の影響を受けることなく安定した特性に維持することが可能になる。そして、画素電極の駆動用としてボトムゲート型の薄膜トランジスタを用いた表示装置において、信頼性の高い表示を行うことが可能になる。

以下、本発明の半導体装置および表示装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、各実施の形態においては、本発明の半導体装置を駆動基板として用いた表示装置の構成を説明する。

＜第１実施形態＞
第１実施形態においては、アクティブマトリックス方式の液晶表示装置に本発明を適用した実施の形態を説明する。

図１は液晶表示装置の一構成例を説明するための概略の回路構成図である。この図に示すように、液晶表示装置４０の基板１上には、表示領域１ａとその周辺領域１ｂとが設定されている。表示領域１ａには、複数の走査線４１と複数の信号線４３とが縦横に配線されており、それぞれの交差部に対応して１つの画素が設けられた画素アレイ部として構成されている。また周辺領域１ｂには、走査線４３を走査駆動する走査線駆動回路４５と、輝度情報に応じた映像信号（すなわち入力信号）を信号線４３に供給する信号線駆動回路４７とが配置されている。

走査線４１と信号線４３との各交差部に設けられる画素回路は、例えば薄膜トランジスタＴｒ、保持容量Ｃｓ、および画素電極ａで構成されている。そして、走査線駆動回路４５による駆動により、薄膜トランジスタＴｒを介して信号線４７から書き込まれた映像信号が保持容量Ｃｓに保持され、保持された信号量に応じた電圧が画素電極ａに供給され、この電圧に応じて液晶層を構成する液晶分子が傾斜して表示光の透過が制御される。

尚、以上のような画素回路の構成は、あくまでも一例であり、必要に応じて画素回路内に容量素子を設けたり、さらに複数のトランジスタを設けて画素回路を構成しても良い。また、周辺領域１ｂには、画素回路の変更に応じて必要な駆動回路が追加される。

図２には、本第１実施形態の液晶表示装置４０ａの特徴部を説明するための１画素分の断面図を示す。また図３には本第１実施形態の液晶表示装置４０ａの特徴部を説明するための駆動基板側の４画素分の平面図を示す。尚、平面図は、説明のために一部を切り欠いており、さらに全体を覆う絶縁性材料からなる膜の図示を省略している。尚、図１と同一構成要素には同一符号を付している。

これらの図に示すように、第１実施形態の液晶表示装置４０ａにおける各画素には、基板１上にゲート電極３、ゲート絶縁膜５、ソース電極７ｓおよびドレイン電極７ｄ、および有機半導体材料からなるチャネル層（以下、有機チャネル層と記す）９をこの順に積層したボトムゲート型の薄膜トランジスタＴｒが設けられている。またゲート電極３と同一層には保持容量Ｃｓの下部電極３ｃが設けられており、さらにソース電極７ｓおよびドレイン電極７ｄと同一層には、ドレイン電極７ｄから延設された保持容量Ｃｓの上部電極が設けられている。さらに平面図に示すように、ゲート電極３は同一層で構成された走査線４１から延設され、ソース電極７ｓは同一層で構成された信号線４３から延設され、保持容量Ｃｓの下部電極３ｃは複数画素の共通電極として配線されている。

以上のような薄膜トランジスタＴｒおよび保持容量Ｃｓを覆う絶縁性の保護膜１１上に、本第１実施形態に特徴的な導電性のシールド層１３ａが設けられている。このシールド層１３ａは、少なくとも有機チャネル層９上を覆う状態で設けられていることとし、特に本第１実施形態においては表示領域の全面を覆う状態で設けられていることとする。ただし、このシールド層１３ａには、保持容量Ｃｓの上部電極に臨む開口部Ａが画素毎に設けられていることとする。

このようなシールド層１３ａは、表示領域から周辺領域に引き出されて配線され、他の電極および配線に対して独立に電位制御可能な構成となっている。

以上のようなシールド層１３ａを覆う層間絶縁膜１５上に、画素電極ａ（平面図では二点鎖線で図示）が設けられている。各画素電極ａは、開口部Ａの内側に設けたコンタクト部１７を介して保持容量Ｃｓの上部電極（ドレイン電極７ｄ）に接続されている。

そしてこれらの画素電極ａを覆う状態で、例えば表面ラビング処理された配向膜２１が設けられ、駆動基板２３が構成されている。

以上のような構成の駆動基板２３を構成する各層は一般的な材料を用いて構成することができ、特にこれを限定しない。また、各層は機能を損なわない限り、複数の材料からなる多層構造を有していてもよい。これらの例としては、下地との密着性確保のため電極下部への密着層の導入や、電極上へのエッチストッパ層の導入、ガスバリア性確保や延性確保のための積層メタル構造導入などがある。各材料の代表的な例を下記に示す。

ゲート電極３…アルミニウム、金、金／クロムの積層膜、銀、パラジウム、さらにはこれらの積層膜。
ゲート絶縁膜５…酸化シリコン、窒化シリコン、ポリビニルフェノール、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）など。
ソース・ドレイン電極７ｓ，７ｄ…金、金／クロムの積層膜、銀、白金、パラジウム、さらにはこれらの積層膜。
有機チャネル層９…ペンタセン、ゼキシチオフェンなどのチオフェンオリゴマー、ポリチオフェンなど。
保護膜１１…窒化シリコン、酸化シリコン、ポリパラキシリレン、ポリビニルアルコールなど。
シールド層１３ａ…金、金／クロムの積層膜、銀、アルミニウム、さらにはこれらの積層膜。
層間絶縁膜１５…窒化シリコン、ポリパラキシリレン、ＰＭＭＡなどのアクリル系樹脂、ポリビニルアルコールなど。
画素電極ａ…アルミニウム、金、金／クロムの積層膜、銀、パラジウム、これらの積層膜。

また、各層の形成および加工方法に関しては、公知の技術を広く用いることができる。例えば、真空蒸着、スパッタリングやＣＶＤといった一般的な成膜方法、スピンコートやキャップコート、スクリーン印刷、インクジェット印刷等の溶液を用いた成膜方法、フォトリソグラフィー法、電子線リソグラフィー法、マイクロプリンティング法、ナノインプリント法などのパターン転写方法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、リフトオフなどのエッチングおよびパターン形成技術を広く組み合わせることができる。これらを組み合わせるにあたり、必要となる加熱や洗浄と言った一般的な半導体形成技術も当然用いることができる。

尚、シールド層１３ａが遮光機能を備えている場合、シールド層１３ａの形成より後の工程で行われるリソグラフィーなどの光を用いたプロセスに対して、有機チャネル層９の耐性が向上する。

また、各層の厚みに関しても機能を損なわない限りこれを限定しない。例えば、ゲート電極３、ソース・ドレイン電極７ｓ，７ｄ、シールド層１３ａ、画素電極ａ、ゲート絶縁膜５、および有機チャネル層９は、1μｍ以下、より好ましくは５００ｎｍ以下である。また、保護膜１１および層間絶縁膜１５は、５μｍ以下、より好ましくは３μｍ以下である。

さらに、画素電極ａと保持容量Ｃｓとの間のコンタクト部１７を構成する接続孔の形状、大きさに関してもこれを限定しない。この場合、層間絶縁膜１５の接続孔と保護膜１１の接続孔とが、形状および大きさが必ずしも一致している必要はなく、例えば［層間絶縁膜１５の開口形状＞保護膜１１の開口形状］である構成や、［層間絶縁膜の開口形状＜保護膜の開口形状］である構成も含まれる。

また基板１に関しても、製造プロセスにおける熱履歴に対して耐熱性を有する範囲において、特に材質や板厚が限定されることはない。例えば、ガラスなどの硬い材料から、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）と言ったやわらかいプラスチック材料も用いることができる。また、ゲート電極３よりも下層の構造を基板１と考えれば、前述ガラスやプラスチック上に保護膜やバッファー層があってもよい。例えば、ガラス基板上に窒化シリコン（ＳｉＮｘ）薄膜がガスバリアの目的でついている場合や、プラスチックフィルム上にＳｉＮｘや表面保護と平坦化用のアクリル系薄膜などが設けられている構成であっても良い。

また、駆動基板２３の作製手順が特に限定されることはない。例えば、画素電極ａと保持容量Ｃｓとの間のコンタクト部１７を構成する接続孔を保護膜１１に形成する工程は、シールド層１３ａを形成する前、シールド層１３ａを形成した後、さらには層間絶縁膜１５に形成する接続孔と同時の何れであっても良い。

以上のような駆動基板２３は、画素電極ａを反射材料で構成することにより、液晶表示装置４０ａにおける背面板として用いられている。

以上のような駆動基板２３の配向膜２１側には、対向基板３１が配置されている。この対向基板３１は、ガラス基板のような透明基板からなり、駆動基板２３側に向かって全画素の共通の対向電極３３および配向膜３５がこの順に配置されている。尚、このような対向基板３１側の構成材料についても、一般的な液晶表示装置の構成材料を適用して良い。

そして、このような駆動基板２３と対向基板３１との間に、ここでの図示を省略したスペーサが挟持され、さらに液晶層３７が充填封止されて液晶表示装置４０ａが構成されている。尚、図中には明記していないが、例えば対向基板３１の外面上に反射防止膜等の外光の反射を抑制する機能を有する部位が存在してもよく、この場合は該機能を有する部位を形成した後に、駆動基板２３と対向基板３１との間にスペーサを狭持させて液晶層３７を充填封止する組み立て工程を行えば良い。また、対向基板３１側には、必要に応じてカラーフィルタ層を設けても良い。

以上のような第１実施形態の構成の液晶表示装置（半導体装置）４０ａにおいては、ボトムゲート型の薄膜トランジスタＴｒとその上部に配置された画素電極ａとの間に導電性のシールド層１３ａを配置したことにより、画素電極ａに印加された電位が薄膜トランジスタＴｒの有機チャネル層９に影響を及ぼすことが防止される。このため、ボトムゲート型の薄膜トランジスタＴｒにおける動作特性を、画素電極ａに印加される電圧に影響されることなく安定した特性に維持することが可能になる。この結果、画素電極ａに印加される電圧の安定化が図られるため、信頼性の高い表示を行うことが可能になる。

また、表示領域のほぼ全面がシールド層１３ａで覆われた構成であるため、シールド層１３ａが、有機チャネル層９に対して最も高いガスバリア性能を示すことができる。このため、有機チャネル層９の劣化が防止され、薄膜トランジスタＴｒの信頼性の向上を図ることができる。

さらに、有機チャネル層９に対向配置されたシールド層１３ａの電位を、他の電極に対して独立に制御することができるため、このシールド層１３ａに印加する電位によって薄膜トランジスタＴｒの動作特性を制御することも可能になる。具体的な一例としては、シールド層１３ａに任意の電位(例えば０Ｖ)を加えることで、画素電極ａの電位を遮蔽し、薄膜トランジスタＴｒの安定動作を実現し、省電力化に貢献する。また、動作電圧内において、薄膜トランジスタＴｒのオフ電流とオン電流の調整が可能になるため、これを用いて表示の際のコントラストの制御を行うことが可能になる。

尚、本第１実施形態においては、少なくとも薄膜トランジスタＴｒの有機チャネル層９を覆う状態で設けられたシールド層１３ａが、独立して電位制御できる構成であれば良く、シールド層１３ａはパターニングされていても良い。例えば、同色の光を取り出す画素毎にシールド層１３ａをパターンニングしても良く、信号線４３に沿って赤、緑、青の各画素が配列されている場合には、信号線４３に沿ってシールド層１３ａをパターニングすれば良い。そして、各色毎にシールド層１３ａに印加する電位を制御する構成とすることにより、色調補正を行うことが可能になる。

＜第２実施形態＞
図４には、本第２実施形態の液晶表示装置４０ｂの特徴部を説明するための１画素分の断面図を示す。また図５には本第２実施形態の液晶表示装置４０ｂの特徴部を説明するための駆動基板側の４画素分の平面図を示す。尚、平面図は、説明のために一部を切り欠いており、さらに全体を覆う絶縁性材料からなる膜の図示を省略している。また、液晶表示装置の一構成例を説明するための概略の回路構成は、第１実施形態において図１を用いて説明した構成と同様であって良い。

これらの図に示す第２実施形態の液晶表示装置４０ｂが、図２,３を用いて説明した第１実施形態の液晶表示装置と異なるところは、シールド層１３ｂの構成にあり、他の構成は同様であることとする。

すなわち第２実施形態の液晶表示装置４０ｂにおけるシールド層１３ｂは、保護膜１１に設けた接続孔とこの内部を埋め込む導電性材料とからなるコンタクト部１１ａを介してソース電極７ｓに接続されているところが特徴的である。ただし、このシールド層１３ｂは、ソース電極７ｓに接続されていれば良いため、コンタクト部１１ａのレイアウトを考慮してソース電極７ｓから延設された信号線４３の部分に接続されていても良い（平面図参照）。また、１つの信号線４３を共有する状態で複数の薄膜トランジスタＴｒを覆う各シールド層１３ｂは、少なくとも１箇所で信号線４３に接続されていれば良く、その接続箇所は周辺領域であっても良い。

各シールド層１３ｂは、１つの信号線４３を共有する薄膜トランジスタＴｒを覆う部分毎に分割されており、少なくとも薄膜トランジスタＴｒの有機チャネル層９を覆う状態で信号線４３に沿ってパターニングされていることとする。尚、各シールド層１３ｂは、各ソース電極７ｓまたはその延長上の信号線４３に接続されていれば良いため、画素毎にパターニングされていても良い。

以上のような第２実施形態の構成の液晶表示装置（半導体装置）４０ｂであっても、ボトムゲート型の薄膜トランジスタＴｒとその上部に配置された画素電極ａとの間に導電性のシールド層１３ｂが配置されている。このため、第１実施形態と同様に、ボトムゲート型の薄膜トランジスタＴｒにおける動作特性を安定した特性に維持することが可能になり、また画素電極ａに印加される電圧の安定化が図られるため、信頼性の高い表示を行うことが可能になる。

＜第３実施形態＞
図６には、本第３実施形態の液晶表示装置４０ｃの特徴部を説明するための１画素分の断面図を示す。また図７には本第３実施形態の液晶表示装置４０ｃの特徴部を説明するための駆動基板側の４画素分の平面図を示す。尚、平面図は、説明のために一部を切り欠いており、さらに全体を覆う絶縁性材料からなる膜の図示を省略している。また、液晶表示装置の一構成例を説明するための概略の回路構成は、第１実施形態において図１を用いて説明した構成と同様であって良い。

これらの図に示す第３実施形態の液晶表示装置４０ｃが、図２〜図５を用いて説明した第１実施形態および第２実施形態の液晶表示装置と異なるところは、シールド層１３ｃの構成にあり、他の構成は同様であることとする。

すなわち第３実施形態の液晶表示装置４０ｃにおけるシールド層１３ｃは、保護膜１１およびゲート絶縁膜５に設けた接続孔とこの内部を埋め込む導電性材料とからなるコンタクト部５ａを介してゲート電極３に接続されているところが特徴的である。ただし、このシールド層１３ｃは、ゲート電極３に接続されていれば良いため、コンタクト部５ａのレイアウトを考慮してゲート電極３から延設された走査線４１の部分で接続されていても良い（平面図参照）。また、１つの走査線４１を共有する状態で複数の薄膜トランジスタＴｒを覆う各シールド層１３ｃは、少なくとも１箇所で走査線４１に接続されていれば良く、その接続箇所は周辺領域であっても良い。

各シールド層１３ｃは、１つの走査線４１を共有する薄膜トランジスタＴｒを覆う部分毎に分割されており、少なくとも薄膜トランジスタＴｒの有機チャネル層９を覆う状態で走査線４１に沿ってパターニングされていることとする。尚、各シールド層１３ｃは、各ゲート電極３またはその延長上の走査線４１に接続されていれば良いため、画素毎にパターニングされていても良い。

以上のような第３実施形態の構成の液晶表示装置（半導体装置）４０ｃであっても、ボトムゲート型の薄膜トランジスタＴｒとその上部に配置された画素電極ａとの間に導電性のシールド層１３ｃが配置されている。このため、第１実施形態と同様に、ボトムゲート型の薄膜トランジスタＴｒにおける動作特性を安定した特性に維持することが可能になり、また画素電極ａに印加される電圧の安定化が図られるため、信頼性の高い表示を行うことが可能になる。

さらに、有機チャネル層９に対向配置されたシールド層１３ｃをゲート電極３と接続させたことにより、Ｔｒ１に対する画素電極ａの影響を排除すると同時にトランジスタの駆動能力が向上させることができる。

＜第４実施形態＞
第４実施形態においては、発光素子として有機電界発光素子を用いたアクティブマトリックス方式の有機ＥＬ表示装置に本発明を適用した実施の形態を説明する。尚、以下の各図においては、上述した第１実施形態〜第３実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を行うこととする。

図８は有機ＥＬ表示装置の一構成例を説明するための概略の回路構成図である。この図に示すように、有機ＥＬ表示装置５０の基板１上には、表示領域１ａとその周辺領域１ｂとが設定されている。表示領域１ａには、複数の走査線４１と複数の信号線４３とが縦横に配線されており、それぞれの交差部に対応して１つの画素が設けられた画素アレイ部として構成されている。また周辺領域１ｂには、走査線４３を走査駆動する走査線駆動回路４５と、輝度情報に応じた映像信号（すなわち入力信号）を信号線４３に供給する信号線駆動回路４７とが配置されている。

走査線４１と信号線４３との各交差部に設けられる画素回路は、例えばスイッチング用の薄膜トランジスタＴｒ１、駆動用の薄膜トランジスタＴｒ２、保持容量Ｃｓ、および有機電界発光素子ＥＬで構成されている。そして、走査線駆動回路４５による駆動により、スイッチング用の薄膜トランジスタＴｒ１を介して信号線４３から書き込まれた映像信号が保持容量Ｃｓに保持され、保持された信号量に応じた電流が駆動用の薄膜トランジスタＴｒ２から有機電界発光素子ＥＬに供給され、この電流値に応じた輝度で有機電界発光素子ＥＬが発光する。尚、駆動用の薄膜トランジスタＴｒ２と保持容量Ｃｓとは、共通の電源供給線（Ｖｃｃ）４９に接続されている。

尚、以上のような画素回路の構成は、あくまでも一例であり、必要に応じて画素回路内に容量素子を設けたり、さらに複数のトランジスタを設けて画素回路を構成しても良い。また、周辺領域１ｂには、画素回路の変更に応じて必要な駆動回路が追加される。

図９には、本第４実施形態の有機ＥＬ表示装置５０ａの特徴部を説明するための１画素分の断面図を示す。また図１０には本第４実施形態の有機ＥＬ表示装置５０ａの特徴部を説明するための要部平面図を示す。尚、平面図は、説明のために一部を切り欠いており、さらに全体を覆う絶縁性材料からなる膜の図示を省略している。尚、図８と同一構成要素には同一符号を付している。

これらの図に示すように、第４実施形態の有機ＥＬ表示装置５０ａにおける各画素には、第１実施形態の薄膜トランジスタと同一の積層構成からなるボトムゲート型の薄膜トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２、および保持容量Ｃｓが設けられている。尚、断面図においては薄膜トランジスタＴｒ１のみを図示している。

そして、以上のような薄膜トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２および保持容量Ｃｓを覆う絶縁性の保護膜１１上に、本第４実施形態に特徴的な導電性のシールド層１３ａが設けられている。このシールド層１３ａは、少なくとも薄膜トランジスタＴｒ１,Ｔｒ２の有機チャネル層９上を覆う状態で設けられていることとし、特に本第４実施形態においては表示領域の全面を覆う状態で設けられていることとする。ただし、このシールド層１３ａには、薄膜トランジスタＴｒ２のソース７ｓ（またはドレイン電極７ｄ）に臨む開口部Ａが画素毎に設けられていることとする。

このようなシールド層１３ａは、表示領域から周辺領域に引き出されて配線され、他の電極および配線に対して独立に電圧制御可能な構成となっている。

以上のようなシールド層１３ａを覆う層間絶縁膜１５上には画素電極ａ（平面図では二点鎖線で図示）が設けられている。各画素電極ａは、開口部Ａの内側に設けたコンタクト部１７を介して薄膜トランジスタＴｒ２のソース７ｓ（またはドレイン電極７ｄ）に接続されている。この画素電極ａは、陽極または陰極として用いられるものであり、ここではさらに反射電極として形成されていることとする。

これらの画素電極ａは、中央部を広く露出させた状態で周縁部が画素間絶縁膜５１で覆われている。この画素間絶縁膜５１は、例えば有機絶縁材料をスピンコートやバーコーター等で塗布し、フォトリソグラフィーによって加工することで形成できる。そして、画素間絶縁膜５１から露出している画素電極ａ上には、有機ＥＬ材料層５３が所定の順序で積層成膜されている。この有機ＥＬ材料層５３は、真空蒸着法やインクジェット法等により形成される。このとき、表示部に多色表示機能を付加したい場合には、画素ごとに表示色を塗り分ければ良い。

また、画素間絶縁膜５１および有機ＥＬ材料層５３上には、これらの層によって画素電極ａに対して絶縁性を保った状態で共通電極５５が設けられている。この共通電極５５は、画素電極ａと逆に陰極または陽極として用いられるものであり、ここではさらに透明電極として構成されていることとする。この共通電極５５は、真空蒸着法やスパッタ法によって形成される。そして、画素電極ａと共通電極５５とによって有機ＥＬ材料層５３が挟持された各部分が、有機電界発光素子ＥＬとして機能する部分になる。

そして、以上のような共通電極５５上に、光透過性を有する接着剤層５７を介して透明基５９が貼り合わせられ、有機ＥＬ表示装置５０ａが構成されている。なお、ここでの図示は省略したが、透明基板５９側は、例えばカラーフィルタや反射防止膜などの画質改良のための層を有していてもよい。また、接着剤層５７は必ずしもすべての画素上に均一に存在する必要はなく、例えば周辺領域のみに存在していてもよい。この場合、電極５３と透明基板５９の間には物理的空間が存在するが、動作に支障がない限りこれでもよい。

このような構成の有機ＥＬ表示装置５０ａは、有機電界発光素子ＥＬにおける発光光が透明基板５９側から取り出されるトップエミッション型となる。

そして、以上のような第４実施形態の構成の有機ＥＬ表示装置５０ａであっても、ボトムゲート型の薄膜トランジスタＴｒとその上部に配置された画素電極ａとの間に導電性のシールド層１３ａが配置されている。このため、第１実施形態と同様に、ボトムゲート型の薄膜トランジスタＴｒにおける動作特性を安定した特性に維持することが可能になり、また画素電極ａに印加される電圧の安定化が図られるため、信頼性の高い表示を行うことが可能になる。また、表示領域のほぼ全面がシールド層１３ａで覆われた構成であるため、シールド層１３ａの高いガスバリア性によって有機チャネル層９の劣化が防止されて信頼性の向上を図ることができる。

さらに、薄膜トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２における有機チャネル層９に対向配置されたシールド層１３ａの電位を、他の電極に対して独立に制御することができるため、このシールド層１３ａに印加する電位によって薄膜トランジスタＴｒ１,Ｔｒ２の動作特性を制御することが可能なことも、第１実施形態と同様である。

＜第５実施形態＞
図１１には、本第５実施形態の有機ＥＬ表示装置５０ａの特徴部を説明するための駆動基板側の４画素分の平面図を示す。この図に示す第５実施形態は、第４実施形態の変形例的な実施形態である。

図１１に示すように、本第５実施形態においては、シールド層１３ａが薄膜トランジスタＴｒ１の有機チャネル層９を覆う部分と、薄膜トランジスタＴｒ２のチャネル層９を覆う部分とに分割されてパターン形成されている。そして、薄膜トランジスタＴｒ１を覆うシールド層１３ａは、相互に接続され、表示領域から周辺領域に引き出されて配線され、他の電極および配線に対して独立に電圧制御可能な構成となっている。同様に、薄膜トランジスタＴｒ２を覆うシールド層１３ａも、相互に接続され、表示領域から周辺領域に引き出されて配線され、他の電極および配線に対して独立に電圧制御可能な構成となっている。これ以外の構成は、第４実施形態と同様であることとする。

このような第５実施形態の構成の有機ＥＬ表示装置５０ａでは、各画素のスイッチング用の薄膜トランジスタＴｒ１と、有機電界発光素子ＥＬに流す電流を制御する駆動用の薄膜トランジスタＴｒ２とを個別に覆う状態でパターニングされた各シールド層１３ａに、異なる電位を印加することができる。したがって、各薄膜トランジスタＴｒ１,Ｔｒ２の動作特性を考慮した上で、それぞれの動作に見合った制御を行うことが可能となる。

＜第６実施形態＞
図１２には、第６実施形態の有機ＥＬ表示装置５０ａの特徴部を説明するための駆動基板側の４画素分の平面図を示す。この図に示す第６実施形態は、第４実施形態の変形例的な実施形態のさらに他の例である。

図１２に示すように、本第６実施形態においては、シールド層１３ａが同色の光を取り出す画素毎に分割されてパターン形成されている。図示した例においては、信号線４３に沿って赤、緑、青の各画素が配列されている例であり、信号線４３に沿ってシールド層１３ａがパターニングされている場合を例示している。

そして、パターニングされたシールド層１３ａは、各色毎に相互に接続され、表示領域から周辺領域に引き出されて配線され、他の電極および配線に対して独立に電圧制御可能な構成となっている。

そして、以上のような第６実施形態の構成の有機ＥＬ表示装置５０ａでは、赤、緑、青の各表示色毎にパターニングされた各シールド層１３ａに異なる電位を印加することができる。つまり、赤用のシールド層、緑用のシールド層、青用のシールド層を独立に制御することが可能になるため、例えばシールド層１３ａに印加する電位を制御することで色調補正を行うことが可能になる。

＜第７実施形態＞

図１３には、第７実施形態の有機ＥＬ表示装置５０ｂの特徴部を説明するための１画素分の断面図を示す。また図１４には第７実施形態の有機ＥＬ表示装置５０ｂの特徴部を説明するための要部平面図を示す。尚、平面図は、説明のために一部を切り欠いており、さらに全体を覆う絶縁性材料からなる膜の図示を省略している。また、有機ＥＬ表示装置の一構成例を説明するための概略の回路構成は、第４実施形態において図８を用いて説明した構成と同様であって良く、上述した第４実施形態〜第６実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を行うこととする。

これらの図に示す第７実施形態の有機ＥＬ表示装置５０ｂが、図９を用いて説明した第４実施形態およびその他の実施形態の有機ＥＬ表示装置と異なるところは、シールド層１３ａ，１３ｂの構成にあり、他の構成は同様であることとする。

すなわち第７実施形態の有機ＥＬ表示装置５０ｂには、各画素に共通に設けられたシールド層１３ａによって薄膜トランジスタＴｒ２が覆われている。このシールド層１３ａは、表示領域から周辺領域に引き出されて配線され、他の電極および配線に対して独立に電圧制御可能な構成となっている。

また、各画素毎にパターニングされたシールド層１３ｂによって薄膜トランジスタＴｒ１が覆われている。これらのシールド層１３ｂは、保護膜１１に設けた接続孔とこの内部を埋め込む導電性材料とからなるコンタクト部１１ａを介して薄膜トランジスタＴｒ１のソース電極７ｓに接続されている。ただし、このシールド層１３ｂは、薄膜トランジスタＴｒ１のソース電極７ｓに接続されていれば良いため、コンタクト部１１ａのレイアウトを考慮してソース電極７ｓから延設された信号線４３の部分に接続されていても良い（平面図参照）。

尚、各シールド層１３ｂは、画素レイアウト上可能であれば１つの信号線４３を共有する薄膜トランジスタＴｒ１を覆う部分毎に分割されていても良く、少なくとも薄膜トランジスタＴｒ１の有機チャネル層９を覆う状態で信号線４３に沿ってパターニングされていても良い。この場合、１つの信号線４３を共有する状態で複数の薄膜トランジスタＴｒを覆う各シールド層１３ｂは、少なくとも１箇所で信号線４３に接続されていれば良く、その接続箇所が周辺領域であっても良い。この場合であっても、薄膜トランジスタＴｒ２を覆うシールド層１３ａは、表示領域の周縁において相互に接続されて共通に駆動される構成であれば良い。

以上のような第７実施形態の構成の有機ＥＬ表示装置５０ｂでは、駆動用の薄膜トランジスタＴｒ２のシールド層１３ａが全画素で共通になっているため、一度に全ての画素における駆動用の薄膜トランジスタＴｒ２を制御して輝度を調整することが可能である。さらに、スイッチング用の薄膜トランジスタＴｒ１の有機チャネル層９に対向配置されたシールド層１３ｂをソース電極７ｓと接続させたことにより、画素電極ａの電位のＴｒ１への影響をなくし、Ｔｒ１の安定動作と動作電圧低減が可能になる。

＜第８実施形態＞
図１５には、本第８実施形態の有機ＥＬ表示装置５０ｂの特徴部を説明するための駆動基板側の４画素分の平面図を示す。この図に示す第８実施形態は、第７実施形態の変形例的な実施形態である。

図１５に示すように、本第８実施形態においては、薄膜トランジスタＴｒ２を覆うシールド層１３ａが同色の光を取り出す画素毎に分割されてパターン形成されている。図示した例においては、信号線４３に沿って赤、緑、青の各画素が配列されている例であり、信号線４３に沿ってシールド層１３ａがパターニングされている場合を例示している。

またこのような構成においても、各シールド層１３ｂは、１つの信号線４３を共有する薄膜トランジスタＴｒ１を覆う部分毎に分割されていても良く、少なくとも薄膜トランジスタＴｒ１の有機チャネル層９を覆う状態で信号線４３に沿ってパターニングされていても良い。そして、１つの信号線４３を共有する状態で複数の薄膜トランジスタＴｒを覆う各シールド層１３ｂは、少なくとも１箇所で信号線４３に接続されていれば良く、その接続箇所は周辺領域であっても良い。

そして、以上のような第８実施形態の構成の有機ＥＬ表示装置５０ｂでは、赤、緑、青の各表示色毎にパターニングされた各シールド層１３ａに異なる電位を印加することができる。つまり、赤用のシールド層、緑用のシールド層、青用のシールド層を独立に制御することが可能になるため、例えばシールド層１３ａに印加する電位を制御することで色調補正を行うことが可能になる。さらに、スイッチング用の薄膜トランジスタＴｒ１の有機チャネル層９に対向配置されたシールド層１３ｂをソース電極７ｓと接続させたことにより、画素電極ａの電位のＴｒ１への影響をなくし、Ｔｒ１の安定動作と動作電圧低減が可能になる。

＜第９実施形態＞
図１６には、本第９実施形態の有機ＥＬ表示装置５０ｃの特徴部を説明するための１画素分の断面図を示す。また図１７には本第９実施形態の有機ＥＬ表示装置５０ｃの特徴部を説明するための要部平面図を示す。尚、平面図は、説明のために一部を切り欠いており、さらに全体を覆う絶縁性材料からなる膜の図示を省略している。また、有機ＥＬ表示装置の一構成例を説明するための概略の回路構成は、第４実施形態において図８を用いて説明した構成と同様であって良く、上述した第４実施形態〜第７実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を行うこととする。

これらの図に示す第９実施形態の有機ＥＬ表示装置５０ｃが、図９を用いて説明した第４実施形態およびその他の実施形態の有機ＥＬ表示装置と異なるところは、シールド層１３ａ，１３ｃの構成にあり、他の構成は同様であることとする。

すなわち第９実施形態の有機ＥＬ表示装置５０ｃには、各画素に共通に設けられたシールド層１３ａによって薄膜トランジスタＴｒ２が覆われている。このシールド層１３ａは、表示領域から周辺領域に引き出されて配線され、他の電極および配線に対して独立に電圧制御可能な構成となっている。

また、各画素毎にパターニングされたシールド層１３ｃによって薄膜トランジスタＴｒ１が覆われている。これらのシールド層１３ｃは、保護膜１１およびゲート絶縁膜５に設けた接続孔とこの内部を埋め込む導電性材料とからなるコンタクト部５ａを介して薄膜トランジスタＴｒ１のゲート電極５に接続されている。ただし、このシールド層１３ｃは、薄膜トランジスタＴｒ１のゲート電極３に接続されていれば良いため、コンタクト部１１ａのレイアウトを考慮して走査線４１の部分で接続されていても良い（平面図参照）。

尚、各シールド層１３ｃは、画素レイアウト上可能であれば１つの走査線４１を共有する薄膜トランジスタＴｒを覆う部分毎に分割されていても良く、少なくとも薄膜トランジスタＴｒ１の有機チャネル層９を覆う状態で走査線４１に沿ってパターニングされていても良い。この場合、１つの走査線４１を共有する状態で複数の薄膜トランジスタＴｒを覆う各シールド層１３ｃは、少なくとも１箇所で走査線４１に接続されていれば良く、その接続箇所は周辺領域であっても良い。この場合であっても、薄膜トランジスタＴｒ２を覆うシールド層１３ａは、表示領域の周縁において相互に接続されて共通に駆動される構成であれば良い。

以上のような構成の第９実施形態の有機ＥＬ表示装置５０ｃでは、駆動用の薄膜トランジスタＴｒ２のシールド層１３ａが全画素で共通になっているため、一度に全ての画素における駆動用の薄膜トランジスタＴｒ２を制御して輝度を調整することが可能である。
さらに、有機チャネル層９に対向配置されたシールド層１３ｃをゲート電極３と接続させたことにより、Ｔｒ１に対する画素電極ａの影響を排除すると同時にトランジスタの駆動能力が向上させることができる。

＜第１０実施形態＞
図１８には、本第１０実施形態の有機ＥＬ表示装置５０ｃの特徴部を説明するための駆動基板側の４画素分の平面図を示す。この図に示す第１０実施形態は、第９実施形態の変形例的な実施形態である。

本第１０実施形態においては、図１８に示すように、薄膜トランジスタＴｒ２を覆うシールド層１３ａが同色の光を取り出す画素毎に分割されてパターン形成されている。図示した例においては、信号線４３に沿って赤、緑、青の各画素が配列されている例であり、信号線４３に沿ってシールド層１３ａがパターニングされている場合を例示している。

そして、以上のような第１０実施形態の構成の有機ＥＬ表示装置５０ｃでは、赤、緑、青の各表示色毎にパターニングされた各シールド層１３ａに異なる電位を印加することができる。つまり、赤用のシールド層、緑用のシールド層、青用のシールド層を独立に制御することが可能になるため、例えばシールド層１３ａに印加する電位を制御することで色調補正を行うことが可能になる。さらに、有機チャネル層９に対向配置されたシールド層１３ｃをゲート電極３と接続させたことにより、Ｔｒ１に対する画素電極ａの影響を排除すると同時にトランジスタの駆動能力が向上させることができる。

＜第１１実施形態＞
図１９には、本第１１実施形態の有機ＥＬ表示装置６０ａの特徴部を説明するための１画素分の断面図を示す。また図２０には本第１１実施形態の有機ＥＬ表示装置６０ａの特徴部を説明するための要部平面図を示す。尚、平面図は、説明のために一部を切り欠いており、さらに全体を覆う絶縁性材料からなる膜の図示を省略している。また、有機ＥＬ表示装置の一構成例を説明するための概略の回路構成は、第４実施形態において図８を用いて説明した構成と同様であって良く、上述した第４実施形態〜第１０実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を行うこととする。

これらの図に示す第１１実施形態の有機ＥＬ表示装置６０ａが、図９および図１０を用いて説明した第４実施形態のトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置と異なるところは、画素電極ａの構成およびシールド層１３ａの構成にあり、他の構成は同様であることとする。

すなわち第１１実施形態の有機ＥＬ表示装置６０ａにおいては、薄膜トランジスタＴｒ１,Ｔｒ２のソース電極７ｓおよびドレイン電極７ｄと同一層で画素電極ａが構成されている。各画素電極ａは、薄膜トランジスタＴｒ２のソース電極７ｓ（またはドレイン電極７ｄ）から延設された状態で設けられている。また、これらの画素電極ａは、陽極または陰極として用いられるものであるが、ここでは可視光に対する光透過性を有するかまたは半透過性を有する（可視光に対して有限の透過率を有する）導電性材料で形成されていることとする。このとき、画素電極ａは可視光に対して好ましくは７０％程度の透過率を持つことが好ましい。

また、薄膜トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２および保持容量Ｃｓを覆う絶縁性の保護膜１１が、画素電極ａの中央部を広く露出させた状態で周縁部を覆う形状にパターニングされた画素間絶縁膜として形成されている。

そして、この保護膜１１上に設けられたシールド層１３ａは、少なくとも薄膜トランジスタＴｒ１,Ｔｒ２の有機チャネル層９上を覆う状態で設けられていることとし、特に本第１１実施形態においては画素電極ａを広く露出させる開口部Ａが画素毎に設けられていることとする。このようなシールド層１３ａは、表示領域から周辺領域に引き出されて配線され、他の電極および配線に対して独立に電圧制御可能な構成となっている。

また、このシールド層１３ａを覆う層間絶縁膜１５も、画素電極ａの中央部を広く露出させた状態で画素電極ａの周縁部を覆う形状にパターニングされた画素間絶縁膜として形成されている。ただし、層間絶縁膜１５によってシールド層１３ａが完全に覆われた状態となっていることとする。

このような画素間絶縁膜を構成する保護膜１１と層間絶縁膜１５とには、連続したパターンエッチングによって画素電極ａを露出させる開口部分を形成しても良い。

尚、画素間絶縁膜から露出している画素電極ａ上に有機ＥＬ材料層５３が積層成膜されていること、画素間絶縁膜と有機ＥＬ材料層５３とによって画素電極ａに対して絶縁性を保った状態で共通電極５５が設けられていること、そして、画素電極ａと共通電極５５とで有機ＥＬ材料層５３が挟持された各部分が有機電界発光素子ＥＬとして機能することは、第４実施形態で説明したと同様である。ただし、共通電極５５は、ここでは反射電極として構成されていることとする。

このような構成の有機ＥＬ表示装置６０ａは、有機電界発光素子ＥＬにおける発光光が画素電極ａを透過して基板１側から取り出されるボトムエミッション型となる。

そして、以上のような第１１実施形態の構成の有機ＥＬ表示装置６０ａでは、ボトムゲート型の薄膜トランジスタＴｒ１，ｔｒ２とその上部に配置された共通電極５５との間に導電性のシールド層１３ａが配置されている。このため、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、共通電極５５に印加される電位に影響されることなく、ボトムゲート型の薄膜トランジスタＴｒにおける動作特性を安定した特性に維持することが可能になり、また画素電極ａに印加される電圧の安定化が図られるため、信頼性の高い表示を行うことが可能になる。また、表示領域のほぼ全面がシールド層１３ａで覆われた構成であるため、シールド層１３ａの高いガスバリア性によって有機チャネル層９の劣化が防止されて信頼性の向上を図ることができる。

さらに、薄膜トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２における有機チャネル層９に対向配置されたシールド層１３ａの電位を、他の電極に対して独立に制御することができるため、このシールド層１３ａに印加する電位によって薄膜トランジスタＴｒ１,Ｔｒ２の動作特性を制御することが可能なことも、第１実施形態と同様である。

＜第１２実施形態＞
図２１には、第１２実施形態の有機ＥＬ表示装置６０ａの特徴部を説明するための駆動基板側の４画素分の平面図を示す。この図に示す第１２実施形態は、第１１実施形態の変形例的な実施形態である。

図２１に示すように、本第１２実施形態においては、シールド層１３ａが薄膜トランジスタＴｒ１の有機チャネル層９を覆う部分と、薄膜トランジスタＴｒ２のチャネル層９を覆う部分とに分割されてパターン形成されている。そして、薄膜トランジスタＴｒ１を覆うシールド層１３ａは相互に接続され、表示領域から周辺領域に引き出されて配線され、他の電極および配線に対して独立に電圧制御可能な構成となっている。同様に、薄膜トランジスタＴｒ２を覆うシールド層１３ａも相互に接続され、表示領域から周辺領域に引き出されて配線され、他の電極および配線に対して独立に電圧制御可能な構成となっている。これ以外の構成は、第１１実施形態と同様であることとする。

このような第２１実施形態の構成の有機ＥＬ表示装置６０ａでは、各画素のスイッチング用の薄膜トランジスタＴｒ１と、有機電界発光素子ＥＬに流す電流を制御する駆動用の薄膜トランジスタＴｒ２とを個別に覆う状態でパターニングされた各シールド層１３ａに、異なる電位を印加することができる。したがって、各薄膜トランジスタＴｒ１,Ｔｒ２の動作特性を考慮した上で、それぞれの動作に見合った制御を行うことが可能となる。

＜第１３実施形態＞
図２２には、第１３実施形態の有機ＥＬ表示装置６０ａの特徴部を説明するための駆動基板側の４画素分の平面図を示す。この図に示す第１３実施形態は、第１１実施形態の変形例的な実施形態のさらに他の例である。

図２２に示すように、本第１３実施形態においては、シールド層１３ａが同色の光を取り出す画素毎に分割されてパターン形成されている。図示した例においては、信号線４３に沿って赤、緑、青の各画素が配列されている例であり、信号線４３に沿ってシールド層１３ａがパターニングされている場合を例示している。

そして、パターニングされたシールド層１３ａは、各色毎に相互に接続され、表示領域から周辺領域に引き出されて配線され、他の電極および配線に対して独立に電圧制御可能な構成となっている。

そして、以上のような第２２実施形態の構成の有機ＥＬ表示装置６０ａでは、赤、緑、青の各表示色毎にパターニングされた各シールド層１３ａに異なる電位を印加することができる。つまり、赤用のシールド層、緑用のシールド層、青用のシールド層を独立に制御することが可能になるため、例えばシールド層１３ａに印加する電位を制御することで色調補正を行うことが可能になる。

＜第１４実施形態＞
図２３には、第１４実施形態の有機ＥＬ表示装置６０ｂの特徴部を説明するための１画素分の断面図を示す。また図２４には本第１４実施形態の有機ＥＬ表示装置６０ｂの特徴部を説明するための要部平面図を示す。尚、平面図は、説明のために一部を切り欠いており、さらに全体を覆う絶縁性材料からなる膜の図示を省略している。また、有機ＥＬ表示装置の一構成例を説明するための概略の回路構成は、第４実施形態において図８を用いて説明した構成と同様であって良く、上述した実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を行うこととする。

これらの図に示す第１４実施形態の有機ＥＬ表示装置６０ｂが、図１９を用いて説明した第１１実施形態およびその他の実施形態のボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置と異なるところは、シールド層１３ａ，１３ｂの構成にあり、他の構成は同様であることとする。

すなわち第１４実施形態の有機ＥＬ表示装置６０ｂには、各画素に共通に設けられたシールド層１３ａによって薄膜トランジスタＴｒ２が覆われている。このシールド層１３ａは相互に接続され、表示領域から周辺領域に引き出されて配線されて、他の電極および配線に対して独立に電圧制御可能な構成となっている。

また、各画素毎にパターニングされたシールド層１３ｂによって薄膜トランジスタＴｒ１が覆われている。これらのシールド層１３ｂは、保護膜１１に設けた接続孔とこの内部を埋め込む導電性材料とからなるコンタクト部１１ａを介して薄膜トランジスタＴｒ１のソース電極７ｓに接続されている。ただし、このシールド層１３ｂは、薄膜トランジスタＴｒ１のソース電極７ｓに接続されていれば良いため、コンタクト部１１ａのレイアウトを考慮してソース電極７ｓから延設された信号線４３の部分に接続されていても良い（平面図参照）。

尚、各シールド層１３ｂは、画素レイアウト上可能であれば、１つの信号線４３を共有する薄膜トランジスタＴｒ１を覆う部分毎に分割されており、少なくとも薄膜トランジスタＴｒ１の有機チャネル層９を覆う状態で信号線４３に沿ってパターニングされていても良い。この場合、１つの信号線４３を共有する状態で複数の薄膜トランジスタＴｒを覆う各シールド層１３ｂは、少なくとも１箇所で信号線４３に接続されていれば良く、その接続箇所は周辺領域であっても良い。この場合であっても、薄膜トランジスタＴｒ２を覆うシールド層１３ａは、表示領域の周縁において相互に接続されて共通に駆動される構成であれば良い。

以上のような第１４実施形態の構成の有機ＥＬ表示装置６０ｂでは、駆動用の薄膜トランジスタＴｒ２のシールド層１３ａが全画素で共通になっているため、一度に全ての画素における駆動用の薄膜トランジスタＴｒ２を制御して輝度を調整することが可能である。さらに、スイッチング用の薄膜トランジスタＴｒ１の有機チャネル層９に対向配置されたシールド層１３ｂをソース電極７ｓと接続させたことにより、画素電極ａの電位のＴｒ１への影響をなくし、Ｔｒ１の安定動作と動作電圧低減が可能になる。

尚、本第１４実施形態においては、少なくとも薄膜トランジスタＴｒ２の有機チャネル層９を覆う状態で設けられたシールド層１３ａの電位が独立に制御できれば良い。このため、同色の光を取り出す画素毎にシールド層１３ａが信号線４３に沿ってパターニングされている場合、図中二点鎖線で示す端子により、各色毎にシールド層１３ａに印加する電位を個別に制御する構成とすることもできる。これにより、赤、緑、青の各表示色毎にパターニングされた各シールド層１３ａに異なる電位を印加することができる。つまり、赤用のシールド層、緑用のシールド層、青用のシールド層を独立に制御することが可能になるため、例えばシールド層１３ａに印加する電位を制御することで色調補正を行うことが可能になる。

＜第１５実施形態＞
図２５には、第１５実施形態の有機ＥＬ表示装置６０ｃの特徴部を説明するための１画素分の断面図を示す。また図２６には本第１５実施形態の有機ＥＬ表示装置６０ｃの特徴部を説明するための要部平面図を示す。尚、平面図は、説明のために一部を切り欠いており、さらに全体を覆う絶縁性材料からなる膜の図示を省略している。また、有機ＥＬ表示装置の一構成例を説明するための概略の回路構成は、第４実施形態において図８を用いて説明した構成と同様であって良く、上述した実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を行うこととする。

これらの図に示す第１５実施形態の有機ＥＬ表示装置６０ｃが、図１９を用いて説明した第１１実施形態およびその他の実施形態のボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置と異なるところは、シールド層１３ａ，１３ｃの構成にあり、他の構成は同様であることとする。

すなわち第９実施形態の有機ＥＬ表示装置６０ｃには、各画素に共通に設けられたシールド層１３ａによって薄膜トランジスタＴｒ２が覆われている。このシールド層１３ａは相互に接続され、表示領域から周辺領域に引き出されて配線され、他の電極および配線に対して独立に電圧制御可能な構成となっている。

また、各画素毎にパターニングされたシールド層１３ｃによって薄膜トランジスタＴｒ１が覆われている。これらのシールド層１３ｃは、保護膜１１およびゲート絶縁膜５に設けた接続孔とこの内部を埋め込む導電性材料とからなるコンタクト部５ａを介して薄膜トランジスタＴｒ１のゲート電極５に接続されている。ただし、このシールド層１３ｃは、薄膜トランジスタＴｒ１のゲート電極３に接続されていれば良いため、コンタクト部１１ａのレイアウトを考慮して走査線４１の部分で接続されていても良い（平面図参照）。

尚、各シールド層１３ｃは、画素レイアウト上可能であれば、１つの走査線４１を共有する薄膜トランジスタＴｒを覆う部分毎に分割されており、少なくとも薄膜トランジスタＴｒ１の有機チャネル層９を覆う状態で走査線４１に沿ってパターニングされていても良い。この場合、１つの走査線４１を共有する状態で複数の薄膜トランジスタＴｒを覆う各シールド層１３ｃは、少なくとも１箇所で走査線４１に接続されていれば良く、その接続箇所は周辺領域であっても良い。この場合であっても、薄膜トランジスタＴｒ２を覆うシールド層１３ａは、表示領域の周縁において相互に接続されて共通に駆動される構成であれば良い。

以上のような構成の第１５実施形態の有機ＥＬ表示装置６０ｃでは、駆動用の薄膜トランジスタＴｒ２のシールド層１３ａが全画素で共通になっているため、一度に全ての画素における駆動用の薄膜トランジスタＴｒ２を制御して輝度を調整することが可能である。さらに、有機チャネル層９に対向配置されたシールド層１３ｃをゲート電極３と接続させたことにより、Ｔｒ１に対する画素電極ａの影響を排除すると同時にトランジスタの駆動能力が向上させることができる。

尚、本第１５実施形態においては、少なくとも薄膜トランジスタＴｒ２の有機チャネル層９を覆う状態で設けられたシールド層１３ａの電位が独立に制御できれば良い。このため、同色の光を取り出す画素毎にシールド層１３ａが信号線４３に沿ってパターニングされている場合、図中二点鎖線で示す端子により、各色毎にシールド層１３ａに印加する電位を個別に制御する構成とすることもできる。これにより、赤、緑、青の各表示色毎にパターニングされた各シールド層１３ａに異なる電位を印加することができる。つまり、赤用のシールド層、緑用のシールド層、青用のシールド層を独立に制御することが可能になるため、例えばシールド層１３ａに印加する電位を制御することで色調補正を行うことが可能になる。

＜第１６実施形態＞
第１６実施形態においては、アクティブマトリックス方式の電気泳動型表示装置に本発明を適用した実施の形態を説明する。

図２７には、第１６実施形態の電気泳動型表示装置７０ａの特徴部を説明するための１画素分の断面図を示す。尚、電気泳動型表示装置７０ａの一構成例を説明するための概略の回路構成は、第１実施形態において図１を用いて説明した構成と同様であって良く、上述した実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を行うこととする。

この電気泳動型表示装置７０ａは、第１実施形態において図２，３を用いて説明した液晶表示装置と同様に、基板１側から画素電極ａまでが構成されている。

つまり、薄膜トランジスタＴｒおよび保持容量Ｃｓを覆う絶縁性の保護膜１１上に、少なくとも有機チャネル層９上を覆う状態で（ここでは表示領域の全面を覆う状態で）シールド層１３ａが設けられており、シールド層１３ａは、表示領域から周辺領域に引き出されて配線され、他の電極および配線に対して独立に電圧制御可能な構成となっている。

そして、この画素電極ａ上を覆う状態で、シート状の電気泳動型表示部６１、画素電極ａに対向配置される共通電極６３、および透明基板６５が設けられている。これらは、共通電極６３および電気泳動型表示部６１が積層成膜された透明基板６５を、画素電極ａ側に貼り合わせる（ラミネーションする）ことによって基板１の上方に設けられている。

尚、ここでの図示は省略したが、透明基板６５側には、例えばカラーフィルタや反射防止膜などの画質改良のための層が設けられていても良い。この場合、画素電極ａ上に透明基板６５を貼り合わせた後に、これらの画質改良のための層が形成される。

以上のような第１６実施形態の構成の電気泳動表示装置（半導体装置）７０ａにおいては、第１実施形態の液晶表示装置と同様の効果を得ることができる。

尚、本アクティブマトリックス型の電気泳動表示装置においても、シールド層を第２実施形態（図４，５）や第３実施形態（図６，７）と同様の構成とすることにより、これらの各実施形態と同様の効果を得ることが可能になる。

そして、以上説明した各実施形形態では、液晶表示装置を例示して１個の薄膜トランジスタによってアクティブマトリックス型の画素回路が構成されている場合を説明し、有機ＥＬ表示装置を例示して２個の薄膜トランジスタによってアクティブマトリックス型の画素回路が構成されている場合を説明した。しかしながら、本発明はさらに３個以上の薄膜トランジスタによって画素回路が構成されている液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置、電気泳動表示装置、さらには他のアクティブマトリックス型の表示装置にも適用可能であり、同様の効果を得ることができる。また３個以上の薄膜トランジスタによって画素回路が構成されている場合であれば、それぞれの機能の薄膜トランジスタ毎にシールド層を分割して良く、その分割のパターンや電極へ接続が適宜なされれば良い。

つまり、画素回路を構成する薄膜トランジスタＴｒの数によらずに、各薄膜トランジスタの動作条件を考慮してシールド層の配線を工夫することにより、各薄膜トランジスタの役割に合わせた補償が可能になるのである。

＜第１７実施形態＞
図２８は、本発明を適用した電気泳動型表示装の断面図である。この図に基づいて、本発明を適用したカラー表示のアクティブマトリックス型表示装置の実施の形態を説明する。

この図に示す電気泳動表示装置７０ａ’は、例えば光の３原色である赤色（Ｒ）画素、緑色（Ｇ）画素、および青色（Ｂ）画素を１組とし、複数組が基板１上に配列されている。各画素の構成が、第１６実施形態と異なるところは、シールド層１３ａが反射材料からなるものに限定される点、これを覆う層間絶縁膜１５が各画素毎に異なる構成で設けられている点、さらには画素電極ａが透明電極で構成されている点にある。他の構成は第１６実施形態と同様である。

すなわちシールド層１３ａは、例えばアルミなどの可視光を反射する物質から構成されている。特に、このシールド層１３ａの可視光反射率が、表示性能を左右する重要な要因となる。従って、シールド層１３ａの可視光反射率を向上させるために、シールド層１３ａ表面に不規則な凹凸を作製してもよい。

また、層間絶縁膜１５は、赤色（Ｒ）画素、緑色（Ｇ）画素、および青色（Ｂ）画素毎に着色した各層間絶縁膜１５ｒ，１５ｇ，１５ｂで構成されており、カラーフィルター機能（色選択機能）を有している。つまり、赤色（Ｒ）画素には赤色光のみを透過させるフィルター機能を備えた層間絶縁膜１５ｒが設けられ、その他、各色の画素毎に同様の層間絶縁膜１５ｇ、１５ｂが設けられているのである。尚、層間絶縁膜１５ｒ、１５ｇ、１５ｂは、例えば表示光の色純度を高めるために、それぞれに適する膜厚、透過率、色合いに調整さえていることとする。

このような層間絶縁膜１５は、先ず各色に着色した層間絶縁膜を所定膜厚で塗布し、次にフォトリソグラフィー法などで必要部位のみが残るように加工する手順を、各色毎に３回繰り返し行うことによって形成される。

以上のような構成により、電気泳動表示装置７０ａ’における透明基板６５側から入射した外光ｈは、電気泳動型表示部６１を通過し、さらに各画素の層間絶縁膜１５ｒ、１５ｇ、１５ｂを通過することで色選択されると共に、シールド層１３ａで反射して再び透明基板６５側から各色光Ｈとして取り出される。

これにより、本発明に特徴的に設けられるシールド層１３ａを反射層として用いたカラー表示が可能になる。

尚、上述した構成は、特に表示領域の全面を覆う状態で反射層となるシールド層１３ａが設けられた構成において有効であるが、アクティブマトリックス型の電気泳動表示装置のシールド層として、第２実施形態（図４，５）や第３実施形態（図６，７）で説明したシールド層を用いた構成にも適用可能である。

＜第１８実施形態＞
本第１８実施形態においては、上述した各実施形態の表示装置のうち、各電極や配線に対して独立してシールド層の電位を制御することが可能な構成の表示装置においてのシールド層の制御の一例を説明する。

図２９には、このような制御を行うためのフローチャートを示した。ここでは、シールド層の電位制御により動作環境に応じた輝度での表示を行う手順を、フローチャートに沿って説明する。

先ず第１ステップＳ１においては、受光素子によって表示装置の動作環境の明るさ（外光）を感知して光電変換する。

次に、第２ステップＳ２においては、受光素子によって光電変換された電気信号に基づき、動作環境の明るさに適する輝度表示が行われるようにシールド電位に印加する電位を算出する。

その後、第３ステップＳ３においては、算出された電位をシールド層に印加して表示を行う。

以上のような制御を行うために、本発明のシールド層を設けた表示装置の周辺領域には、ステップ１の光電変換を行うための受光素子、およびステップＳ２の処理を行うための画面輝度制御回路が設けられていることとする。

以上のような制御を行うことにより、動作環境（暗い・明るい）に応じた輝度が得られるように、シールド層に適切な電位を印加した表示を行うことが可能になる。

尚、上述した各第１〜第１８実施形態においては、本発明を表示装置に適用した構成を説明した。しかしながら本発明は、表示装置への適用に限定されることはなく、ボトムゲート型の薄膜トランジスタ上に絶縁膜を介して配線や電極が設けられている構成であれば、メモリーやセンサー等の半導体装置に広く適用可能である。

このような構成の半導体装置において、薄膜トランジスタと電極との間に、絶縁性を保って導電性のシールド層が配置することにより、薄膜トランジスタの動作特性を安定化させることが可能になるのである。またトランジスタの負荷動作に伴う特性変動（バイアスストレスによる閾値変動）をシールド層に加える電位で補償できるため、トランジスタの長寿命化を達成することが可能である。さらに、シールド層としてガスバリア性のよい金属を用いることにより保護膜のガスバリア性を強化でき、トランジスタのストレージライフを改善できる。

また、これらのトランジスタに関する効果は、上述した表示装置の実施形態に対して同様に得られる効果でもある。

本発明が適用される液晶表示装置の一構成例を説明するための概略の回路構成図である。 第１実施形態の液晶表示装置の特徴部を説明するための１画素分の断面図である。 第１実施形態の液晶表示装置の特徴部を説明するための駆動基板側の４画素分の平面図である。 第２実施形態の液晶表示装置の特徴部を説明するための１画素分の断面図である。 第２実施形態の液晶表示装置の特徴部を説明するための駆動基板側の４画素分の平面図である。 第３実施形態の液晶表示装置の特徴部を説明するための１画素分の断面図である。 第３実施形態の液晶表示装置の特徴部を説明するための駆動基板側の４画素分の平面図である。 本発明が適用される有機ＥＬ表示装置の一構成例を説明するための概略の回路構成図である。 第４実施形態の有機ＥＬ表示装置の特徴部を説明するための１画素分の断面図である。 第４実施形態の有機ＥＬ表示装置の特徴部を説明するための４画素分の要部平面図である。 第５実施形態の有機ＥＬ表示装置の特徴部を説明するための４画素分の要部平面図である。 第６実施形態の有機ＥＬ表示装置の特徴部を説明するための４画素分の要部平面図である。 第７実施形態の有機ＥＬ表示装置の特徴部を説明するための１画素分の断面図である。 第７実施形態の有機ＥＬ表示装置の特徴部を説明するための４画素分の要部平面図を示す。 第８実施形態の有機ＥＬ表示装置の特徴部を説明するための４画素分の要部平面図を示す。 第９実施形態の有機ＥＬ表示装置の特徴部を説明するための１画素分の断面図である。 第９実施形態の有機ＥＬ表示装置の特徴部を説明するための４画素分の要部平面図を示す。 第１０実施形態の有機ＥＬ表示装置の特徴部を説明するための４画素分の要部平面図を示す。 第１１実施形態の有機ＥＬ表示装置の特徴部を説明するための１画素分の断面図である。 第１１実施形態の有機ＥＬ表示装置の特徴部を説明するための４画素分の要部平面図を示す。 第１２実施形態の有機ＥＬ表示装置の特徴部を説明するための４画素分の要部平面図である。 第１３実施形態の有機ＥＬ表示装置の特徴部を説明するための４画素分の要部平面図である。 第１４実施形態の有機ＥＬ表示装置の特徴部を説明するための１画素分の断面図である。 第１４実施形態の有機ＥＬ表示装置の特徴部を説明するための４画素分の要部平面図を示す。 第１５実施形態の有機ＥＬ表示装置の特徴部を説明するための１画素分の断面図である。 第１５実施形態の有機ＥＬ表示装置の特徴部を説明するための４画素分の要部平面図を示す。 第１６実施形態の電気泳動表示装置の特徴部を説明するための１画素分の断面図である。 第１７実施形態を説明する断面図である。 第１８実施形態を説明する断面図である。

符号の説明

１…基板、３…ゲート電極、７ｓ…ソース電極、９…有機チャネル層、１１…保護膜（絶縁膜）、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…シールド層（導電性）、１５…層間絶縁膜、４０ａ，４０ｂ，４０ｃ…液晶表示装置、５０ａ，５０ｂ，５０ｃ…有機ＥＬ表示装置（トップエミッション型）、５３…共通電極、６０ａ，６０ｂ，６０ｃ…有機ＥＬ表示装置（ボトムエミッション型）、７０ａ…電気泳動表示装置、ａ…画素電極、Ｔｒ…薄膜トランジスタ（ボトムゲート型）

Claims (8)

1. ゲート電極と、前記ゲート電極の上層にゲート絶縁膜を間にして設けられたソース／ ドレイン電極と、有機半導体薄膜で構成され、前記ソース電極とドレイン電極との間に 設けられたチャネル層とを基板上に有するボトムゲート型の薄膜トランジスタと、
   前記薄膜トランジスタの上部に絶縁膜を介して設けられた電極とを備えた半導体装置 において、
   前記薄膜トランジスタと前記電極との間に、導電性のシールド層が配置され、
   前記シールド層は、前記薄膜トランジスタおよび前記電極それぞれとの間に絶縁性を 保つと共に、前記チャネル層および前記ソース／ドレイン電極の全面を覆う状態で形成 されている
   半導体装置。
2. 前記シールド層は、前記薄膜トランジスタの前記ゲート電極または前記ソース電極と 接続されている
   請求項１記載の半導体装置。
3. 前記シールド層は、前記薄膜トランジスタに対して独立して電位制御される
   請求項１記載の半導体装置。
4. 前記電極は、前記シールド膜に設けられた開口部を介して前記薄膜トランジスタに接 続されている
   請求項１記載の半導体装置。
5. 前記基板上には前記薄膜トランジスタが複数配置され、
   前記シールド層は、複数の前記薄膜トランジスタを覆う状態で共通に設けられてい る
   請求項１記載の半導体装置。
6. ゲート電極と、前記ゲート電極の上層にゲート絶縁膜を間にして設けられたソース／ ドレイン電極と、有機半導体薄膜で構成され、前記ソース電極とドレイン電極との間に 設けられたチャネル層とを基板上に有するボトムゲート型の薄膜トランジスタと、前記 薄膜トランジスタの上部に絶縁膜を介して設けられた電極とを備えた表示装置において 、
   前記薄膜トランジスタと前記電極との間に、導電性のシールド層が配置され、
   前記シールド層は、前記薄膜トランジスタおよび前記電極それぞれとの間に絶縁性を
   保つと共に、前記チャネル層の全面および前記ソース／ドレイン電極の少なくとも一部 を覆う状態で形成されている
   表示装置。
7. 前記薄膜トランジスタの上部に設けられた電極は、当該薄膜トランジスタに接続され た画素電極である
   請求項６記載の表示装置。
8. 前記基板上には前記薄膜トランジスタが複数配置され、
   前記薄膜トランジスタの上部に設けられた電極は、複数の当該薄膜トランジスタに対 して共通に対向配置された共通電極である
   請求項６記載の表示装置。

Images