薄膜晶体管及其制造方法以及使用该薄膜晶体管的显示装置.pdf

本发明公开了薄膜晶体管及其制造方法以及使用该薄膜晶体管的显示装置。该薄膜晶体管包括：栅极电极；隔着栅极绝缘膜而形成于所述栅极电极上的结晶化半导体层；以及分别隔着与所述结晶化半导体层相接触的杂质掺杂层而分别设置在所述结晶化半导体层的两端侧上的漏极电极和源极电极。所述结晶化半导体层中的漏极侧长度小于所述结晶化半导体层中的源极侧长度，漏极电极侧的所述杂质掺杂层与所述结晶化半导体层相接触的漏极侧接触长度小于源极电极侧的所述杂质掺杂层与所述结晶化半导体层相接触的源极侧接触长度。因此，可以降低在源极侧的栅极电极端中的沟道区域结晶性劣化的影响，并可以抑制晶体管特性的不均。

1.  一种薄膜晶体管，其包括：
栅极电极；
隔着栅极绝缘膜而形成于所述栅极电极上的结晶化半导体层；以及
分别隔着与所述结晶化半导体层相接触的杂质掺杂层而分别设置在所述结晶化半导体层的两端侧上的漏极电极和源极电极，
其中，当从所述结晶化半导体层中与所述漏极电极相接触的端部至所述结晶化半导体层中与所述栅极电极的漏极电极侧端部相对应的位置的距离被定义为漏极侧长度，从所述结晶化半导体层中与所述源极电极相接触的端部至所述结晶化半导体层中与所述栅极电极的源极电极侧端部相对应的位置的距离被定义为源极侧长度，漏极电极侧的所述杂质掺杂层与所述结晶化半导体层相接触的长度被定义为漏极侧接触长度，源极电极侧的所述杂质掺杂层与所述结晶化半导体层相接触的长度被定义为源极侧接触长度时，所述源极侧长度比所述漏极侧长度长，并且所述源极侧接触长度比所述漏极侧接触长度长。

2.  如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述源极侧长度被设为2μm以上。

3.  如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述源极侧接触长度被设为5μm以上。

4.  一种薄膜晶体管制造方法，其包括以下步骤：
在基板上形成栅极电极；
形成至少覆盖所述栅极电极的栅极绝缘膜；
在所述栅极绝缘膜上形成非晶半导体层，并向所述非晶半导体层照射激光束，由此形成结晶化半导体层；并且
隔着杂质掺杂层分别在所述结晶化半导体层的两端侧上形成漏极电极和源极电极；
其中，当从所述结晶化半导体层中与所述漏极电极相接触的端部至所述结晶化半导体层中与所述栅极电极的漏极电极侧端部相对应的位置的距离被定义为漏极侧长度，从所述结晶化半导体层中与所述源极电极相接触的端部至所述结晶化半导体层中与所述栅极电极的源极电极侧端部相对应的位置的距离被定义为源极侧长度，漏极电极侧的所述杂质掺杂层与所述结晶化半导体层相接触的长度被定义为漏极侧接触长度，源极电极侧的所述杂质掺杂层与所述结晶化半导体层相接触的长度被定义为源极侧接触长度时，将所述源极侧长度形成为比所述漏极侧长度长，并且将所述源极侧接触长度形成为比所述漏极侧接触长度长。

5.  如权利要求4所述的薄膜晶体管制造方法，其中，向所述非晶半导体层照射连续的激光束，由此形成所述结晶化半导体层。

6.  一种显示装置，其包括由多个像素构成的显示区域和用于驱动构成所述显示区域的所述多个像素的薄膜晶体管，各个所述薄膜晶体管包括：
栅极电极；
隔着栅极绝缘膜而形成于所述栅极电极上的结晶化半导体层；以及
分别隔着与所述结晶化半导体层相接触的杂质掺杂层而分别设置在所述结晶化半导体层的两端侧上的漏极电极和源极电极，
其中，当从所述结晶化半导体层中与所述漏极电极相接触的端部至所述结晶化半导体层中与所述栅极电极的漏极电极侧端部相对应的位置的距离被定义为漏极侧长度，从所述结晶化半导体层中与所述源极电极相接触的端部至所述结晶化半导体层中与所述栅极电极的源极电极侧端部相对应的位置的距离被定义为源极侧长度，漏极电极侧的所述杂质掺杂层与所述结晶化半导体层相接触的长度被定义为漏极侧接触长度，源极电极侧的所述杂质掺杂层与所述结晶化半导体层相接触的长度被定义为源极侧接触长度时，所述源极侧长度比所述漏极侧长度长，并且所述源极侧接触长度比所述漏极侧接触长度长。

7.  如权利要求6所述的显示装置，其中，所述源极侧长度被设为2μm以上。

8.  如权利要求6所述的显示装置，其中，所述源极侧接触长度被设为5μm以上。

薄膜晶体管及其制造方法以及使用该薄膜晶体管的显示装置
相关申请的交叉参考
本申请包含与2008年5月12日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2008-124197的公开内容相关的主题，在此将该在先专利申请的全部内容并入本文作为参考。
技术领域
本发明涉及薄膜晶体管及其制造方法以及使用该薄膜晶体管的显示装置，更具体地，本发明涉及一种薄膜晶体管，其具有用在沟道区域中的结晶化半导体层并降低了晶体管特性的不均匀性，本发明还涉及该薄膜晶体管的制造方法以及使用该薄膜晶体管的显示装置。
背景技术
近年来作为一种平板显示装置而受到关注的有机电致发光(EL)显示装置利用了当使电流流过有机材料时出现的发光现象。因此，有机EL显示装置由于具有自发光特性，所以在作为具有高色彩再现性、高对比度、高速响应性、薄型结构等的显示装置方面具有巨大的潜力。
在用于有机EL显示装置的驱动系统中，各像素中分别具有薄膜晶体管的有源矩阵系统在高清晰度和大屏幕化方面优于无源矩阵系统，并且是有机EL显示装置的必不可少的技术。
这里，作为构成有源矩阵型有机EL显示装置的薄膜晶体管，至少需要用于控制像素的亮和暗的开关晶体管以及用于控制有机EL元件的发光的驱动晶体管。因为流过驱动晶体管的电流量直接反映在像素的亮度中，所以这些晶体管中的驱动晶体管需要具有令人满意的导通(ON)特性。此外，因为在发光时间段内需要将电压连续地施加给驱动晶体管，所以驱动晶体管需要具有高可靠性。
为了实现较高的导通(ON)特性和较高的可靠性，已经提出了把使用结晶化硅的制造过程引入进来的方案。以前被引入到液晶显示装置中的利用准分子激光器的多晶硅处理是人们通常知道的一般结晶硅处理。例如日本专利特许公开No.Hei 10-242052披露了该技术。
然而，准分子激光器是使用了气体激光器的脉冲激光器。因而，准分子激光器向非晶硅照射线状激光束，同时该线状激光束在垂直于长轴的方向上移动，从而熔化非晶硅。因为准分子激光器是脉冲激光器，所以脉冲的强度不均会直接关系到结晶化的不均，并因此导致特性的不均。在有机EL显示装置的情况下，这种特性上的差异直接导致亮度差异，并且在视觉上被视为不均匀。关于这一点，尽管可以根据照射阶段中的重叠量等的条件来抑制特性的不均，但是也难于对此找出根本的解决方案。
另一方面，开发了一种通过扫描来自于固体激光器的连续振荡的激光束而进行的非晶硅的结晶化方法。该方法的优点在于，因为可以实现连续照射，所以在准分子激光器的情况下不会出现因脉冲不均所致的特性不均匀的问题。为此，正在对该方法进行开发。
然而，当激光束以如上所述的扫描方式照射至非晶硅时，扫描速度比硅或金属的导热速度慢很多。因此，当激光束到达栅极电极端时，热量突然被栅极电极的金属吸收，因而在与栅极电极端相距短距离的非晶硅的部分中不能得到足够的结晶性。另一方面，在与栅极电极端相距足够距离的非晶硅的区域中，热量在栅极电极中充分地累积，可以得到极好的结晶性。即使结晶性不好的区域不位于沟道区域上的情形以及结晶性不好的区域位于沟道区域上的情形下，也会由于与源极电极的接触的劣化而引起特性的劣化及特性的差异。
发明内容
根据上述这些情况提出了本发明，且本发明的目的是提供一种薄膜晶体管，其具有用在沟道区域中的结晶化半导体层，并且降低了晶体管特性的不均匀性，本发明还提供该薄膜晶体管的制造方法以及使用该薄膜晶体管的显示装置。
为了达到上述的要求，根据本发明的一个实施例，提供了一种薄膜晶体管，其包括：栅极电极；隔着栅极绝缘膜而形成于栅极电极上的结晶化半导体层；以及分别隔着与结晶化半导体层相接触的杂质掺杂层而分别设置在结晶化半导体层的两端侧上的漏极电极和源极电极，其中，当从结晶化半导体层中与漏极电极相接触的端部至结晶化半导体层中与栅极电极的漏极电极侧端部相对应的位置的距离被定义为漏极侧长度，从结晶化半导体层中与源极电极相接触的端部至结晶化半导体层中与栅极电极的源极电极侧端部相对应的位置的距离被定义为源极侧长度，漏极电极侧的杂质掺杂层与结晶化半导体层相接触的长度被定义为漏极侧接触长度，源极电极侧的杂质掺杂层与结晶化半导体层相接触的长度被定义为源极侧接触长度时，源极侧长度比漏极侧长度长，并且源极侧接触长度比漏极侧接触长度长。
在上述的本发明实施例中，在薄膜晶体管中将源极侧长度设置为比漏极侧长度长，并将源极侧接触长度设置为比漏极侧接触长度长，这样就可以降低在源极侧的栅极电极端中的沟道区域结晶性劣化的影响。
根据本发明的另一实施例，提供了一种薄膜晶体管制造方法，该方法包括以下步骤：在基板上形成栅极电极；形成至少覆盖栅极电极的栅极绝缘膜；在栅极绝缘膜上形成非晶半导体层，并向该非晶半导体层照射激光束，由此形成结晶化半导体层；隔着杂质掺杂层分别在结晶化半导体层的两端侧上形成漏极电极和源极电极；其中，当从结晶化半导体层中与漏极电极相接触的端部至结晶化半导体层中与栅极电极的漏极电极侧端部相对应的位置的距离被定义为漏极侧长度，从结晶化半导体层中与源极电极相接触的端部至结晶化半导体层中与栅极电极的源极电极侧端部相对应的位置的距离被定义为源极侧长度，漏极电极侧的杂质掺杂层与结晶化半导体层相接触的长度被定义为漏极侧接触长度，源极电极侧的杂质掺杂层与结晶化半导体层相接触的长度被定义为源极侧接触长度时，将源极侧长度形成为比漏极侧长度长，并且将源极侧接触长度形成为比漏极侧接触长度长。
在上述的本发明另一实施例中，在将非晶半导体层重新形成为结晶化半导体层的薄膜晶体管制造方法中，将源极侧长度形成为比漏极侧长度长，并且将源极侧接触长度形成为比漏极侧接触长度长。因此，可以降低在源极侧的栅极电极端中的沟道区域结晶性劣化的影响。
根据本发明的又一实施例，提供一种显示装置，其包括由多个像素构成的显示区域和用于驱动构成该显示区域的所述多个像素的薄膜晶体管，各个所述薄膜晶体管包括：栅极电极；隔着栅极绝缘膜而形成于栅极电极上的结晶化半导体层；以及分别隔着与结晶化半导体层相接触的杂质掺杂层而分别设置在结晶化半导体层的两端侧上的漏极电极和源极电极，其中，当从结晶化半导体层中与漏极电极相接触的端部至结晶化半导体层中与栅极电极的漏极电极侧端部相对应的位置的距离被定义为漏极侧长度，从结晶化半导体层中与源极电极相接触的端部至结晶化半导体层中与栅极电极的源极电极侧端部相对应的位置的距离被定义为源极侧长度，漏极电极侧的杂质掺杂层与结晶化半导体层相接触的长度被定义为漏极侧接触长度，源极电极侧的杂质掺杂层与结晶化半导体层相接触的长度被定义为源极侧接触长度时，源极侧长度比漏极侧长度长，并且源极侧接触长度比漏极侧接触长度长。
在上述的本发明又一实施例中，在各个用于驱动构成显示区域的多个像素的薄膜晶体管中，源极侧长度被设置为比漏极侧长度长，并且源极侧接触长度被设置为比漏极侧接触长度长。因此，可以降低在源极侧的栅极电极端中的沟道区域结晶性劣化的影响。
根据本发明，由于在进行沟道区域的结晶化时可以降低在源极侧的栅极电极端中的结晶性劣化的影响，所以可以抑制晶体管特性的不均。
附图说明
图1是示出了本发明实施例薄膜晶体管的示意性剖面图；
图2A～图2E分别是说明了本发明实施例薄膜晶体管制造方法的各个步骤的示意性剖面图；
图3是说明了当源极侧长度(ΔL2)改变时晶体管特性变化的图表；
图4是说明了由于漏极侧接触长度的变化和源极侧接触长度的变化所致的薄膜晶体管导通(ON)特性变化的图表；
图5是说明了由于漏极侧接触长度的变化所致的导通(ON)特性变化与由于源极侧接触长度的变化所致的导通(ON)特性变化之间的差的图表；
图6是示出了用于有机EL显示装置的像素电路的等效电路图；
图7是示出了作为本发明实施例显示装置的示例的平板型模块形状显示装置的示意图；
图8是作为采用了本发明实施例显示装置的一个应用例的电视机的立体图；
图9A和图9B分别是作为采用了本发明实施例显示装置的另一应用例的数码相机从前侧和后侧所视的立体图；
图10是作为采用了本发明实施例显示装置的又一应用例的笔记本电脑的立体图；
图11是作为采用了本发明实施例显示装置的再一应用例的摄像机的立体图；
图12A～图12G分别是作为采用了本发明实施例显示装置的另外一个应用例的诸如手机等移动终端设备在打开状态下的前视图和侧视图以及在闭合状态下的前视图、左视图、右视图、俯视图和仰视图；
图13是示出了显示摄像装置的结构的框图；
图14是示出了图13所示的I/O(输入/输出)显示面板的结构的框图；以及
图15是说明了像素与用于传感器读取的H驱动器之间的连接关系的电路图，其中一部分以框图示出。
具体实施方式
下面参照附图，详细说明本发明的各优选实施例。
薄膜晶体管的结构
图1是示出了本发明实施例薄膜晶体管的示意性剖面图。本发明实施例的薄膜晶体管1的特征在于，当通过采用激光扫描系统来将用于沟道区域的非晶半导体层结晶化时，使得会影响晶体管特性的源极接触和漏极接触之间的差异最小化，从而抑制了晶体管特性的不均。
如图1所示，本实施例的薄膜晶体管1包括栅极电极11、结晶化半导体层13以及漏极电极15a和源极电极15b。在此情况下，栅极电极11形成于绝缘基板10上。结晶化半导体层13隔着栅极绝缘膜12形成于栅极电极11上。此外，漏极电极15a和源极电极15b分别隔着各自与结晶化半导体层13相接触的杂质掺杂层14a和14b而分别设置在结晶化半导体层13的两端侧上。
在本实施例的薄膜晶体管1中，从结晶化半导体层13中与漏极电极15a接触的端部至结晶化半导体层13中与栅极电极11的在漏极电极15a侧的端部相对应的位置的距离被设为ΔL1。从结晶化半导体层13中与源极电极15b接触的端部至结晶化半导体层13中与栅极电极11的在源极电极15b侧的端部相对应的位置的距离被设为ΔL2。在漏极电极15a侧的杂质掺杂层14a与结晶化半导体层13相接触的长度被设为漏极侧接触长度CT1。此外，在源极电极15b侧的杂质掺杂层14b与结晶化半导体层13相接触的长度被设为源极侧接触长度CT2。在此例中，源极侧长度ΔL2被设置为比漏极侧长度ΔL1长，并且源极侧接触长度CT2被设置为比漏极侧接触长度CT1长。
这里，如后文将述及的，源极侧长度ΔL2优选设为2μm以上。此外，如后文将述及的，源极侧接触长度CT2优选设为5μm以上。
在本实施例的薄膜晶体管1中，源极侧长度ΔL2被设置为比漏极侧长度ΔL1长，并且源极侧接触长度CT2被设置为比漏极侧接触长度CT1长，这样就可以减轻结晶化半导体层13在源极侧的栅极电极端处的结晶性劣化，即，可以降低由激光束的照射所导致的对结晶化半导体层13的结晶性的影响。因此，可以构成具有稳定特性的薄膜晶体管。
具体地，在本实施例的薄膜晶体管1的制造过程中，通过激光束的照射，非晶半导体层被结晶化为结晶化半导体层13。在激光束的照射过程中，当激光束到达栅极电极端时，热量从通过激光束的照射而被加热的硅经过栅极绝缘膜12扩散至栅极电极11。因此，应当用来使硅结晶化的热量受到了损失，由此导致结晶性的劣化。
另外，当激光束的照射继续进行时，因为栅极电极11已被充分地加热并且热量达到饱和，所以防止了热量扩散至栅极电极11。因此，可以获得稳定的结晶性。由于这些现象，导致了一个问题，即：在栅极电极端和任何其它部分之间出现了的结晶性差异，于是薄膜晶体管的特性不均。
这里，只有源极侧会对薄膜晶体管的导通(ON)特性产生很大的影响。因此，应充分确保从结晶化半导体层13中的在源极电极15b侧的栅极电极11端部处的位置至结晶化半导体层13中与源极电极15b接触的端部的距离ΔL2。此外，应充分确保作为结晶化半导体层13与源极电极15b侧的杂质掺杂层14b之间的接触长度的源极侧接触长度CT2。此外，应充分确保结晶化半导体层13与源极电极15b侧的杂质掺杂层14b之间的接触面积。这样，就能在没有限制的情况下，降低具有劣化的结晶性的栅极电极端所带来的影响。因此，可以获得具有较小不均性的晶体管特性。
应当指出，增大长度ΔL(漏极侧长度ΔL1或源极侧长度ΔL2)会导致栅极电极11和源极电极15b之间寄生电容Cgs的增大以及栅极电极11和漏极电极15a之间寄生电容Cgd的增大。在此情况下，寄生电容的增大会导致驱动电压发生变化，并且该变化会引起亮度差异并因此在视觉上被视为不均匀。然而，如后文将述及的，由于没有找出薄膜晶体管1中导通(ON)特性对漏极侧长度ΔL1的依赖关系，所以通过将漏极侧长度ΔL1的尺寸设为根据制造工艺能够加工出来的大约1μm，来降低寄生电容。此外，在寄生电容方面会成为问题的部分与该漏极部分相连接，从而可以改善特性的不均，同时抑制了关于寄生电容的问题。
薄膜晶体管的制造方法
图2A～图2E分别是说明了本发明实施例薄膜晶体管制造方法的各个步骤的示意性剖面图。首先，如图2A所示，利用溅射方法等方法在绝缘基板10的表面上沉积钼膜，并且对该钼膜进行例如光刻处理和适当的蚀刻处理，从而形成栅极电极11。
随后，例如利用等离子体化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)方法来形成由层叠膜制成的栅极绝缘膜12，该层叠膜由氮化硅和氧化硅构成。另外，在栅极绝缘膜12上连续地沉积非晶硅层13′以及氧化硅膜21，该氧化硅膜21作为用于防止金属扩散到非晶硅层13′中的缓冲层。然后，利用溅射方法在氧化硅膜21上沉积钼膜22，该钼膜22作为用于吸收激光束的能量并将激光束的能量转化成热量的金属层(热转化层)。
然后，如图2B所示，利用固体激光器等器件将连续的激光束例如从薄膜晶体管的源极区域侧开始照射，并最终以扫描的方式实现照射，从而使非晶硅层13′结晶化。在该结晶化过程中形成了结晶化半导体层13。
在完成了非晶硅层13′的结晶化之后，依次蚀刻掉不再需要的钼膜22和氧化硅膜21。接下来，如图2C所示，例如利用等离子体CVD方法在结晶化半导体层13上形成作为蚀刻阻挡层16的氮化硅膜。
蚀刻阻挡层16被形成为如前文所述使得源极侧长度ΔL2和漏极侧长度ΔL1呈现出ΔL2＞ΔL1的关系。在结晶化半导体层13中，在蚀刻阻挡层16的正下方形成沟道区域，并且分别在该沟道区域的两侧形成源极区域和漏极区域。
随后，如图2D所示，形成由n+型非晶硅膜制成的杂质掺杂层14，该杂质掺杂层14覆盖住蚀刻阻挡层16以及在结晶化半导体层13周边上的露出部分。另外，形成覆盖住杂质掺杂层14的金属层15。
之后，如图2E所示，当选择性地蚀刻掉位于蚀刻阻挡层16上方的金属层15和杂质掺杂层14时，由杂质掺杂层14和金属层15构成的堆叠层被分成两部分。也就是说，在漏极侧形成了杂质掺杂层14a和漏极电极15a，在源极侧形成了杂质掺杂层14b和源极电极15b。然后，在其整个表面上形成作为钝化膜的氮化硅膜(未示出)等，从而完成了逆交错型薄膜晶体管(inversely-staggered thin film transistor)。
通过实施按上述的制造方法，可以得到这样的薄膜晶体管1，其中源极侧长度ΔL2被设置为比漏极侧长度ΔL1长，并且源极侧接触长度CT2被设置为比漏极侧接触长度CT1长。
薄膜晶体管的特性
图3是说明了当源极侧长度ΔL2改变时晶体管特性变化的图表。在图3中，横坐标轴表示源极侧长度ΔL2，纵坐标轴表示作为薄膜晶体管1的特性之一的导通(ON)特性。在此情况下，漏极侧长度ΔL1在该图表中用作参数。
从图3可以看出，没有找出薄膜晶体管1的导通(ON)特性对漏极侧长度ΔL1的依赖关系。另一方面，可以看出当源极侧长度ΔL2增大时，导通(ON)特性得到改善。具体地，当确保源极侧长度ΔL2为2μm以上时，导通(ON)特性具有呈饱和的趋势。因此可以说，该趋势足以抑制晶体管特性的不均。
图4是说明了由于漏极侧接触长度CT1的变化和源极侧接触长度CT2的变化所致的薄膜晶体管1的导通(ON)特性变化的图表。该图中的一条特性曲线对应于漏极侧接触长度CT1的变化，该图中的另一条特性曲线对应于源极侧接触长度CT2的变化。应当指出，关于该漏极侧接触长度CT1和该源极侧接触长度CT2的特性曲线，是在另一侧接触长度被设为3μm的情况下测得的。尽管可以看出，只要是任何一侧接触长度变长的情况下那么导通(ON)特性就会得到改善，但是由源极侧接触长度CT2的变化所带来的导通(ON)特性的改善比由漏极侧接触长度CT1的变化所带来的导通(ON)特性的改善更明显。
图5是示出了由于漏极侧接触长度CT1的变化所致的导通(ON)特性变化和由于源极侧接触长度CT2的变化所致的导通(ON)特性变化之间的差的图表。从图4和图5可以看出，当接触长度变长时，可以抑制由于结晶性劣化所致的特性不均，并且可以说，将ΔL设为5μm以上是足够的。
图6是示出了用于有机EL显示装置的像素电路的等效电路图。从电源将适当的电压提供给驱动晶体管的漏极端子，从驱动晶体管的源极端子侧将适当的电压提供给有机EL元件。此外，从写晶体管将信号提供给驱动晶体管的栅极端子。将图像信号提供给写晶体管，并且通过根据扫描信号来控制写晶体管的栅极而将该图像信号从写晶体管写入到存储电容器中，由此控制驱动晶体管的栅极。因此，驱动晶体管将与图像信号相对应的电压提供给有机EL元件。
本实施例的薄膜晶体管应用于图6所示的像素电路中的驱动晶体管。具体地，该薄膜晶体管以这样的方式设计而成，即，与有机EL元件的阳极以及存储电容器的一个电极相连接的源极侧的长度ΔL2被设为2μm以上(ΔL2≥2μm)，源极侧接触长度CT2被设为5μm以上(CT2≥5μm)，同时保证漏极侧长度ΔL1＝1μm和漏极侧接触长度CT1＝3μm。因此，不取决于激光束的扫描方向以及像素的排列，也可以得到令人满意的晶体管特性。
本实施例的效果
在基于利用激光以扫描的方式使非晶半导体层结晶化的过程而制造出来的薄膜晶体管中，源极侧长度ΔL2被设为比漏极侧长度ΔL1长，并且源极侧接触长度CT2被设为比漏极侧接触长度CT1长。因此，降低了栅极电极端的结晶性劣化的影响，从而可以获得具有较小不均性的晶体管特性。因而，例如，与有机EL显示装置的像素电路中的阈值改变电路有关的电容器被设在漏极侧，由此可以在不依赖激光束扫描方向和像素排列的情况下实现高质量的显示面板，同时可以排除寄生电容对有机EL显示装置的显示特性的不良影响。
显示装置
以下，对本发明实施例的显示装置进行说明。
本发明实施例的显示装置包括由多个像素构成的显示区域，以及用于驱动构成该显示区域的多个像素的薄膜晶体管。在此情况下，各个薄膜晶体管被构造为如上文参照图1的实施例中所述的薄膜晶体管。
即，各个薄膜晶体管包括：栅极电极；隔着栅极绝缘膜形成于栅极电极上的结晶化半导体层；以及分别隔着与结晶化半导体层相接触的杂质掺杂层而分别设置在结晶化半导体层的两端侧上的漏极电极和源极电极。
此外，从结晶化半导体层中与漏极电极相接触的端部至结晶化半导体层中与栅极电极的漏极电极侧端部对应的位置的距离被设为ΔL1。从结晶化半导体层中与源极电极相接触的端部至结晶化半导体层中与栅极电极的源极电极侧端部对应的位置的距离被设为ΔL2。漏极电极侧的杂质掺杂层与结晶化半导体层相接触的长度被设为漏极侧接触长度CT1。此外，源极电极侧的杂质掺杂层与结晶化半导体层相接触的长度被设为源极侧接触长度CT2。在此情况下，源极侧长度ΔL2被设为比漏极侧长度ΔL1长，并且源极侧接触长度CT2被设为比漏极侧接触长度CT1长。
这里，源极侧长度ΔL2优选被设为2μm以上。此外，源极侧接触长度CT2优选被设为5μm以上。
本发明实施例的显示装置包括如图7所示的平板型模块形状的显示装置。例如，可以按如下方式得到该显示模块。也就是说，设置有像素阵列部2002a，在该像素阵列部中，用于构成显示区域的各像素以及上文参照图1的实施例所述的薄膜晶体管等以矩阵的形式彼此集成地形成于绝缘基板2002上。粘合剂层2021被设置为围绕着像素阵列部(像素矩阵部)2002a。此外，由玻璃等制成的对向基板2006粘附在绝缘基板2002上，从而实现该显示模块。透明的对向基板2006可以按需要设有滤色器、保护膜、遮光膜等。该显示模块可设有作为连接器的柔性印制电路板(FPC)2003，信号等通过该柔性印制电路板从外部输入至像素阵列部2002a或者从像素阵列部2002a输出至外部。
本发明实施例的显示装置除了可以是在显示区域中使用液晶的液晶显示装置和在显示区域中使用有机EL元件的有机EL显示装置之外，还可以是用于将所显示的图像进行放大和投影的投影型显示装置等。
在电子设备中的应用示例
如上所述的本发明实施例显示装置可以应用于所有领域的电子设备中的显示装置，在各个显示装置中，输入至电子设备的视频信号或在电子设备中产生的视频信号以图像或视频图像的形式被显示出来。这些电子设备通常由图8～图12G所示的各种电子设备来代表，例如电视机、投影仪、数码相机、笔记本电脑、诸如手机等移动终端设备和摄像机。以下，说明采用了本发明实施例显示装置的各个电子设备的示例。
图8是作为采用了本发明实施例显示装置的一个应用例的电视机的立体图。本应用例的电视机包括由前板102、滤色玻璃103等构成的图像显示屏部101。此外，该电视机是通过利用本发明实施例的显示装置作为图像显示屏部101而制成的。
图9A和图9B分别是作为采用了本发明实施例显示装置的另一应用例的数码相机的立体图。图9A是该数码相机从前侧所视的立体图，图9B是该数码相机从后侧所视的立体图。该另一应用例的数码相机包括用于闪光的发光部111、显示部112、菜单开关113、快门按钮114等。该数码相机是通过利用本发明实施例的显示装置作为显示部112而制成的。
图10是作为采用了本发明实施例显示装置的又一应用例的笔记本电脑的立体图。该又一应用例的笔记本电脑包括主体121、当输入字符等时要进行操作的键盘122、用于显示图像的显示部123等。该笔记本电脑是通过利用本发明实施例的显示装置作为显示部123而制成的。
图11是作为采用了本发明实施例显示装置的再一应用例的摄像机的立体图。该再一应用例的摄像机包括主体部131、用于摄取物体的图像并被设置在朝前的侧面上的镜头132、当摄取物体的图像时要进行操作的开始/停止开关133、显示部134等。该摄像机是通过利用本发明实施例的显示装置作为显示部134而制成的。
图12A～图12G分别是作为采用了本发明实施例显示装置的另外一个应用例的诸如手机等移动终端设备的视图。图12A是该手机在打开状态的前视图，图12B是该手机在打开状态的侧视图，图12C是该手机在闭合状态的前视图，图12D是该手机的左视图，图12E是该手机的右视图，图12F是该手机的俯视图，图12G是该手机的仰视图。该另外一个应用例的手机包括上部壳体141、下部壳体142、连接部(在本例中为铰链部)143、显示部144、副显示部145、图片灯146、照相机147等。该手机是通过利用本发明实施例的显示装置作为显示部144或副显示部145而制成的。
显示摄像装置
本发明实施例的显示装置可以应用于下文将要述及的显示摄像装置。此外，该显示摄像装置可以应用于前文所述的各种电子设备。图13示出了该显示摄像装置的整体结构。该显示摄像装置包括I/O显示面板2000、背光源1500、显示驱动电路1200、所接收光的驱动电路1300、图像处理部1400和应用程序执行部1100。
I/O显示面板2000由其中有多个像素以矩阵的形式设在整个表面上的液晶显示面板构成。I/O显示面板2000具有显示功能和摄像功能。利用该显示功能，显示出基于显示数据的诸如预定图形或符号的图像，同时进行线序操作。此外，利用该摄像功能，摄取到后文将要述及的接触或接近I/O显示面板2000的物体的图像。此外，背光源1500是用于I/O显示面板2000的光源，在该背光源1500中例如设有多个发光二极管。背光源1500以与I/O显示面板2000的操作时序同步的预定时序高速地进行开/关操作。
显示驱动电路1200是用于驱动I/O显示面板2000(用于以线序的方式驱动I/O显示面板2000)的电路，以便在I/O显示面板2000上显示出基于显示数据的图像(从而进行显示操作)。
所接收光的驱动电路1300是用于驱动I/O显示面板2000(用于以线序的方式驱动I/O显示面板2000)的电路，以便在I/O显示面板2000中得到关于所接收光的数据(从而摄取物体的图像)。应当指出，各个像素中关于所接收光的数据例如以帧的形式累积在帧存储器1300A中，然后被输出到图像处理部1400以得到所摄取的图像。
图像处理部1400基于所摄取的图像来执行预定的图像处理(算法操作处理)，关于所摄取的图像的数据是从所接收光的驱动电路1300输出过来的，由此检测和摄取关于接触或接近I/O显示面板2000的物体的信息(例如位置坐标数据、关于形状的数据和物体的尺寸)。应当指出，稍后将说明检测处理的细节。
应用程序执行部1100基于从图像处理部1400得到的检测结果，执行对应于预定的应用程序软件的处理。例如，上述处理可以是如下处理：用于将所检测物体的位置坐标包含在显示数据中的处理，用于将该显示数据显示在I/O显示面板2000上的处理，等等。应当指出，由应用程序执行部1100生成的显示数据被提供给显示驱动电路1200。
以下，参照图14说明I/O显示面板2000的详细结构。I/O显示面板2000包括显示区域(传感器区域)2100、用于显示的H(水平)驱动器2200、用于显示的V(垂直)驱动器2300、用于传感器读取的H(水平)驱动器2500和用于传感器的V(垂直)驱动器2400。
显示区域(传感器区域)2100是这样一个区域，即，来自于有机电致发光元件的光通过该区域而被调节从而照射出显示光，并且接触或接近该区域的物体的图像被摄取到。此外，作为发光元件(显示元件)的有机电致发光元件以及后文将要述及的光接收元件(摄像元件)分别以矩阵的形式设置着。
根据从显示驱动电路1200提供来的用于显示驱动的显示信号以及控制时钟，用于显示的H驱动器2200与用于显示的V驱动器2300一起驱动显示区域2100中的各像素的有机电致发光元件。
用于传感器读取的H驱动器2500与用于传感器的V驱动器2400一起以线序的方式来驱动传感器区域2100中的各像素的光接收元件，从而获取所接收光的信号。
以下，对显示区域2100中的像素和用于传感器读取的H驱动器2500之间的连接关系进行说明。用于红色(R)的像素3100、用于绿色(G)的像素3200和用于蓝色(B)的像素3300在显示区域2100中并排陈列着。
分别与像素3100、3200和3300中的光接收传感器3100c、3200c和3300c连接的电容器中所累积的电荷分别在缓冲放大器3100f、3200f和3300f中被放大，然后通过如下电极被提供给用于传感器读取的H驱动器2500，这些电极用于当各个读取开关3100g、3200g和3300g被接通时的信号输出。应当指出，恒流源4100a、4100b和4100c分别连接至用于信号输出的这些电极，因此，通过用于传感器读取的H驱动器2500以高灵敏度来检测与所接收光的量对应的信号。
本领域技术人员应当理解，在所附权利要求或其等同物的范围内，可根据设计需要和其它因素进行各种修改、组合、次组合和改变。