説明

有機エレクトロルミネッセンス表示装置

【課題】発光素子への電流供給量を増加させて、高輝度発光が得られる有機エレクトロルミネッセンス表示装置を提供する。
【解決手段】互いに直交して形成された走査線2及び信号線3と、複数の走査線2と信号線3との交差部に設けられた矩形状の発光素子8と、走査線2に平行な電流供給線4と、電流供給線4から供給される画像表示用電流を制御して発光素子8に供給する有機半導体からなる電流制御素子13とを備えている。電流制御用素子13は、発光素子8の周囲に沿ってコ字状に形成された制御端子15、電流供給線4から画像表示用電流が供給される第1端子14、発光素子8に接続された第2端子16を有し、制御端子15の長さが発光素子8の一辺よりも長くなっている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高輝度発光が得られる有機エレクトロルミネッセンス表示装置(以下、有機EL表示装置という)に関する。
【背景技術】
【0002】
有機半導体からなるトランジスタを用いて駆動する有機EL表示装置は、室温プロセスが可能であること、印刷プロセスが可能であること、折り曲げても特性の変化が少ないこと等の理由から製造しやすく、かつ低コストで作製できることから幅広い用途のあるディスプレイとして期待されている。
【0003】
このような有機EL表示装置については、特許文献1に記載されている。
この特許文献1に記載されている有機エレクトロルミネッセンス表示装置について、図3及び図4を用いて説明する。
【0004】
図3は、従来の有機EL表示装置の概要を示すブロック図である。
図4は、従来の有機EL表示装置における1画素を示す平面図である。
図3に示すように、有機EL表示装置は、複数の走査線2と、この複数の走査線2に直交する信号線3と、複数の信号線3に平行な電流供給線4と、複数の走査線2と複数の信号線3との交差部に配置された複数の画素とから構成されている。
【0005】
各画素は、図示しない基板上に発光素子8と、有機半導体材料からなるスイッチング用薄膜トランジスタ9と、有機半導体材料からなる電流制御用薄膜トランジスタ13と、コンデンサ17とから構成されている。発光素子8は、有機EL層を画素電極と対向電極で挟んだ構造を有している。
【0006】
スイッチング用薄膜トランジスタ9は、ゲート11が走査線2に、ソース10が信号線3に、ドレイン12は電流制御用薄膜トランジスタ13のゲート15とコンデンサ17の一方の端子に並列接続されている。
【0007】
電流制御用薄膜トランジスタ13は、ソース14が電流供給線4に接続され、ドレイン16が発光素子8の一方の端子に接続されている。図4に示すように、電流制御用薄膜トランジスタ13のソース14とドレイン16との間は、チャネルを形成しており、ソース14とドレイン16との距離Lは、チャネル長である。また、ゲート15に沿ったソース14或いはドレイン16の長さWは、チャネル幅である。コンデンサ17の他方の端子は、電流供給線4に接続されている。発光素子8の他方の端子は、接地されている。電流供給線4は、走査線2及び信号線3の幅よりも広く形成されている。このような構成にすることにより、電流供給線4に電流を流した際に、電流供給線4の抵抗を下げることができるので、電圧降下に伴う消費電力の上昇を抑えることができる。
【特許文献1】特開2002−229483号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ところで、電流制御用薄膜トランジスタ13に流せる電流供給能力は、(1)式で表される。
【0009】
【数1】

(1)式で表されるように、電流制御用薄膜トランジスタ13の電流供給能力は、電流制御用薄膜トランジスタ13のチャネル長Lに対するチャネル幅Wの比(W/L)及び電流制御用薄膜トランジスタ13に用いられている有機半導体のチャネルの移動度で決まる。
【0010】
電流制御用薄膜トランジスタ13に用いられる有機半導体にペンタセンを用いた場合の移動度は、0.1〜5cm2/V・s(cmはセンチメートル、Vは電圧、sは秒)であり、ポリマーを用いた場合の移動度は、0.01m2/V・sであり、無機半導体に比較して大幅に低い。
【0011】
このように、電流制御用薄膜トランジスタ13の移動度は、低いので、電流供給線4の抵抗を下げても,電流制御用薄膜トランジスタ13から発光素子8への電流供給を増加させることができない。このため、高輝度な発光が得られない。この対策として、スイッチング用薄膜トランジスタ9や電流制御用薄膜トランジスタ13の材料として移動度の高い単結晶シリコンを用いることが考えられるが、この単結晶シリコンを用いてトランジスタを作製する場合には、素子成膜工程等の高温プロセスが必要となる。上記の図示しない基板の材料として、プラスチックを用いた場合には、このプラスチックが高温に耐えることができないといった問題があった。
【0012】
そこで、本発明は、前述の課題に鑑みて提案されるものであって、トランジスタに移動度の低い材料が用いられても高輝度発光が得られる有機エレクトロルミネッセンス表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明は、互いに直交して形成された走査線及び信号線と、前記複数の走査線と信号線との交差部に設けられた矩形状の発光素子と、前記走査線に平行な電流供給線と、前記電流供給線から供給される画像表示用電流を制御して前記発光素子に供給する有機半導体からなる電流制御用素子とをマトリクス状に配置した有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、前記電流制御用素子は、前記発光素子の周囲に沿って形成された制御端子、前記電流供給線から前記画像表示用電流が供給される第1端子、前記発光素子に接続された第2端子を有し、前記制御端子の長さが前記発光素子の一辺よりも長いことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置を提供する。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、電流制御用素子の制御端子の長さが前記発光素子の一辺よりも長いので、電流制御用素子の移動度の低い材料であっても、高輝度発光を得ることできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明に係る有機EL表示装置の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。従来と同一構成には同一符号を付す。
図1は、本発明に係る有機EL表示装置を示す図である。図2は、有機EL表示装置の断面方向を示し、(A)は、図1のMM側から見た断面図、(B)は、図1のNN断面図である。
【実施例】
【0016】
本発明に係る有機EL表示装置は、従来の有機EL表示装置の1画素を以下のような構成にしたものである。
図1に示す有機EL表示装置は、層間絶縁層23を除外して上方から見た平面図を示している。
【0017】
図1に示すように、本発明に係る有機EL表示装置の1画素1は、走査線2、信号線3、電流供給線4、発光素子8、スイッチング用薄膜トランジスタ9、電流制御用薄膜トランジスタ13、コンデンサ17を有している。走査線2と信号線3とは互いに直交し、電流供給線4は、走査線2に平行して形成されている。走査線2と信号線3との交差部分は、図示しない絶縁層が挟まれている。信号線3と電流供給線4との交差部分も、前記図示しない絶縁層が挟まれている。
【0018】
画素1の中央部には、矩形状の陽極5が形成されている。更に、スイッチング用薄膜トランジスタ9は、ゲート11が走査線2に、ソース10が信号線3に接続されている。
電流制御用薄膜トランジスタ13は、ゲート15が矩形状の陽極5の周囲に沿ってコ字状に形成され、ソース14もゲート15に沿って形成され、かつ電流供給線4に接続されてコ字状に形成され、ドレイン16が陽極5に接続されている。更に、ゲート15は、スイッチング用薄膜トランジスタ9のドレイン12に接続されている。
【0019】
コンデンサ17は、走査線2と陽極5との間に形成され、一方の端子がスイッチング用薄膜トランジスタ9のドレイン12に接続され、他方の端子は電流供給線4に接続されている。スイッチング用薄膜トランジスタ9と電流制御用薄膜トランジスタ13の材料しては、ペンタセンやポリマー等の有機半導体を用いることができる。
【0020】
これらの素子は、図2に示すように、透明基板20上に形成されている。即ち、透明基板20上に第1、第2ゲート金属18、19が形成され、この第1、第2ゲート金属18、19を覆うようにしてゲート酸化膜21が形成されている。第2ゲート金属19は、陽極5に沿ってコ字状を有して、透明基板20上に形成されている。
【0021】
発光素子8は、陽極5上に有機EL層6、陰極7が順次形成されて構成されている。
スイッチング用薄膜トランジスタ9のゲート11は、第1ゲート金属18と、第1ゲート金属18上に形成されたゲート酸化膜21と、ソース10一端からドレイン12の一端に跨って形成された有機半導体層22とが順次積層された構成を有する。
【0022】
第1ゲート金属18の両側に対応するゲート酸化膜21上には、ソース10とドレイン12とは、その一部を第1ゲート金属18の両端に対応する部分にオーバラップさせて形成されている。このスイッチング用薄膜トランジスタ9は、オン時に信号線3からの信号によりコンデンサ17に充電し、オフ時にコンデンサ17に電圧を保持させるためのものである。
【0023】
電流制御用薄膜トランジスタ13のゲート15は、第2ゲート金属19と、第2ゲート金属19上に形成されたゲート酸化膜21と、ソース14の一端からドレイン16の一端に跨って形成された有機半導体層23とが順次積層された構成を有する。
【0024】
コ字状の第2ゲート金属19の両側に対応するゲート酸化膜21上には、ソース14とドレイン16とは、その一部が第2ゲート金属19の両端部に対応する部分にオーバラップさせて形成されている。
【0025】
そして、ドレイン12側における電流制御用薄膜トランジスタ13のソース14の先端は、スイッチング用薄膜トランジスタ9のドレイン12と交差し、この交差部分には、絶縁層24が挟まれている。発光素子8を除く、スイッチング用薄膜トランジスタ9、電流制御用薄膜トランジスタ13、走査線2、信号線3、電流供給線4上には、層間絶縁層25が形成されている。
【0026】
ここで、電流制御用薄膜トランジスタ13のチャネル長Lは、陽極5とソース14との間の距離であり、チャネル幅Wは、コ字状のソース14の長さとなるので、矩形状の陽極5の3辺に沿った長さに等しい。即ち、チャネル幅Wは、信号線3に平行なソース14の長さW1と、ソース14と電流供給線4との共通部分の長さW2と、陽極5を挟んで反対側の信号線3に平行なソース14の長さW1とを加算したものであり、2W1+W2である。
【0027】
次に、その動作について説明する。
信号線3を介して供給された画像信号をスイッチング用薄膜トランジスタ9のソース10に印加した状態で、走査線2を介して走査信号をスイッチング用薄膜トランジスタ9のゲート11に供給して、スイッチング用薄膜トランジスタ9をオンさせて、ドレイン12を介して、電流制御用薄膜トランジスタ13のゲート15及びコンデンサ17に供給する。
【0028】
電流制御用薄膜トランジスタ13がオンすると、画像表示用電流が電流供給線4から電流制御用薄膜トランジスタ13のソース14からドレイン16に供給された後、陽極5に印加される。
【0029】
そして、この画像表示用電流を陽極5側から有機EL層6を介して陰極7側に供給することにより、発光素子8から画像表示用電流に対応した輝度の発光を得ることができる。
前述した(1)式に示すように、電流制御用薄膜トランジスタ13の電流供給能力は、W/Lに比例するので、2W1+W2/Lと表すことができるため、W/Lが小さい従来の電流制御用トランジスタに比較して大幅な電流を供給することができる。
【0030】
このため、発光素子8の輝度は、画像表示電流に比例するので、電流制御用薄膜トランジスタ13の移動度が低い場合でも、W/Lを大きくできるため、電流制御用薄膜トランジスタ13の電流供給能力が向上し、高輝度発光が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明に係る有機EL表示装置を示す図である。
【図2】有機EL表示装置の断面方向を示す図である。
【図3】従来の有機EL表示装置の概要を示すブロック図である。
【図4】従来の有機EL表示装置における1画素を示す平面図である。
【符号の説明】
【0032】
1…画素、2…走査線、3…信号線、4…電流供給線、5…陽極、6…有機EL層、7…陰極、8…発光素子、9…スイッチングトランジスタ、10…ソース、11…ゲート、12…ドレイン、13…電流制御用トランジスタ、14…ソース、15…ゲート、16…ドレイン、17…コンデンサ、18…第1ゲート金属、19…第2ゲート金属、20…透明基板、21…ゲート酸化膜、22、23…有機半導体層、24…絶縁層、25…層間絶縁層


【特許請求の範囲】
【請求項1】
互いに直交して形成された走査線及び信号線と、前記複数の走査線と信号線との交差部に設けられた矩形状の発光素子と、前記走査線に平行な電流供給線と、前記電流供給線から供給される画像表示用電流を制御して前記発光素子に供給する有機半導体からなる電流制御用素子とをマトリクス状に配置した有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、
前記電流制御用素子は、前記発光素子の周囲に沿って形成された制御端子、前記電流供給線から前記画像表示用電流が供給される第1端子、前記発光素子に接続された第2端子を有し、
前記制御端子の長さが前記発光素子の一辺よりも長いことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。


【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate


【公開番号】特開2007−140342(P2007−140342A)
【公開日】平成19年6月7日(2007.6.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−336837(P2005−336837)
【出願日】平成17年11月22日(2005.11.22)
【出願人】(000004329)日本ビクター株式会社 (3,896)
【Fターム(参考)】