駆動素子アレイ及びその製造方法並びに表示装置
【課題】大電流を含む変調電流で発光素子を低電圧駆動させることができるとともに、製造コストの点でも有利な駆動素子アレイを提供する。
【解決手段】パッシブマトリクス方式で電流駆動する発光素子２１と、その発光素子２１への電流供給を制御するカラム選択用トランジスタ３１Ａ及びライン選択用トランジスタ３１Ｂとを有する駆動素子アレイ１０であって、そのカラム選択用トランジスタ３１Ａとライン選択用トランジスタ３１Ｂを、発光素子２１と同一の基板１９上に形成された縦型有機トランジスタであるように構成して上記課題を解決した。この縦型有機トランジスタ３１Ａ，３１Ｂは、電流変調を容易に行うことができ、特に大面積の表示装置に用いる場合には大電流を発光素子列に供給することができる。さらに、縦型有機トランジスタ３１Ａ，３１Ｂには、光吸収層又は光反射層を施す等の遮光処理がなされていることが好ましい。
【解決手段】パッシブマトリクス方式で電流駆動する発光素子２１と、その発光素子２１への電流供給を制御するカラム選択用トランジスタ３１Ａ及びライン選択用トランジスタ３１Ｂとを有する駆動素子アレイ１０であって、そのカラム選択用トランジスタ３１Ａとライン選択用トランジスタ３１Ｂを、発光素子２１と同一の基板１９上に形成された縦型有機トランジスタであるように構成して上記課題を解決した。この縦型有機トランジスタ３１Ａ，３１Ｂは、電流変調を容易に行うことができ、特に大面積の表示装置に用いる場合には大電流を発光素子列に供給することができる。さらに、縦型有機トランジスタ３１Ａ，３１Ｂには、光吸収層又は光反射層を施す等の遮光処理がなされていることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動素子アレイ及びその製造方法並びに表示装置に関し、更に詳しくは、大電流での駆動が必要な発光素子をパッシブマトリクス方式で電流駆動させる駆動素子アレイ及びその製造方法並びに表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置のように画像表示を電圧駆動で行う表示装置は、その仕様に応じ、各単画素をアクティブ駆動させるアクティブマトリクス方式の駆動素子、あるいはパッシブ駆動させるパッシブマトリクス方式の駆動素子を備えている。アクティブマトリクス方式の駆動素子は、それぞれの画素内にトランジスタやキャパシタ等を備えている。そのため、表示画像の高精細化の点で有利である反面、そうしたトランジスタやキャパシタ等を各画素内に作り込む必要があるために工程が増すなどしてコストが嵩むという難点がある。一方、パッシブマトリクス方式の駆動素子はトランジスタやキャパシタ等を各画素内に作り込まないため、構造が簡単で作製が容易であり、製造コストの点で有利である。
【０００３】
こうしたパッシブマトリクス方式の駆動素子において、画素表示を電圧駆動で制御する液晶表示装置では、駆動素子（ドライバともいう。）から各画素に制御可能な任意の電流を流す必要はないが、画像表示を電流駆動で制御するエレクトロルミネッセンス表示装置（ＥＬ表示装置と略す。）では、ＥＬ素子に電荷（電子と正孔）を供給する必要があり、しかもその発光輝度が電荷量に対応していることから、駆動素子であるドライバから各ＥＬ素子に任意の電流を供給しなければならない。そのため、パッシブマトリクス方式においては、任意の電流を流すことが可能なＥＬ表示装置用の駆動素子が必要とされている。特にパッシブマトリクス方式で駆動させる大画面のＥＬ表示装置においては、多数のＥＬ素子が並ぶＥＬ素子列に大電流を供給しなければならないため、駆動素子には、電流制御が可能で大電流を供給でき、しかも安価であることが要求されている。
【０００４】
特許文献１は、構造が簡素化されたＥＬ素子用の駆動回路が提案されている。この駆動回路は、ＥＬ素子とカラム選択用トランジスタとライン選択用トランジスタとが任意の順番で直列接続された複数のモジュールを備えたものであり、ＥＬ素子の各々を駆動し発光させる、とされている。同文献１に記載のカラム選択用トランジスタとライン選択用トランジスタは、ＮＰＮ型又はＰＮＰ型の電流制御可能なバイポーラトランジスタであると考えられ、有機ＥＬ素子が形成された発光パネルの外縁に装着されていると考えられる。しかしながら、そうしたバイポーラトランジスタは、成膜プロセスが複雑であるとともに高温プロセスが必須となるので、ＥＬ表示装置が目指すプラスチック基板上への成膜が困難であり、コストアップになるという難点がある。
【０００５】
一方、トランジスタとしてポリシリコン薄膜トランジスタや電界効果型トランジスタを採用する場合も、上記バイポーラトランジスタの場合と同様、高温プロセスが必須となるのでプラスチック基板上への作製が困難であり、コストアップになるという難点がある。また、有機半導体を用いた有機電界効果型トランジスタは低温プロセスで作製可能なので低コスト化に有利であるが、用いられる有機半導体はキャリア移動度が低いため、電流変調量が小さい、応答速度が遅い等の問題がある。なお、電流変調量が小さいという問題に対としては、面積を大きくすることが挙げられるが、そのようにすると表示領域の外縁の面積が大きくなってしまうという問題がある。
【特許文献１】特開２００５−２２２００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の有機電界効果型トランジスタの問題を解決するものとして、例えば下記特許文献２〜５及び非特許文献１に示すような縦型有機トランジスタが提案されている。縦型有機トランジスタは、上下に配置したコレクタ電極とエミッタ電極との間に有機半導体を挟み、その有機半導体内に中間電極を形成した積層構造であるため、有機半導体が担うチャネル長を例えば１μｍ以下に短くできること、電極面全体を有効利用できるために高速応答や大電力化が可能となることがある。そのため、キャリア移動度の低い有機半導体を用いた場合であっても、低電圧での高速応答が可能になる。さらに、縦型有機トランジスタは、有機半導体を間に挟んで上下に対向するエミッタ電極とコレクタ電極とに一定電圧を印加した場合において、エミッタ電極と有機半導体内に設けられたベース電極との間に電圧を印加しないときはエミッタ電極とコレクタ電極との間にほとんど電流は流れないが、エミッタ電極とベース電極との間に電圧を印加するとエミッタ電極とコレクタ電極との間に流れる電流量が大幅に増加し、電流を変調することができるという利点が謳われている。こうした電流変調は以下のメカニズムによるものと考えられている。すなわち、有機半導体がエミッタ電極とコレクタ電極の両方に接するとともにストライプ状の中間電極間の開口部にも存在しているので、エミッタ電極と中間電極との間に電圧が印加されることによって、有機半導体からなる開口部を流れる電流が変調されることによると考えられている。
【特許文献２】特開２００４−３２７６１５号公報
【特許文献３】特開２００７−２７５６６号公報
【特許文献４】特開２００５−２４３８７１号公報
【特許文献５】特開２００３−３２４２０３号公報（請求項１）
【非特許文献１】工藤一浩、「有機トランジスタの現状と将来展望」、応用物理、第７２巻、第９号、第１１５１頁〜第１１５６頁（２００３年）
【０００７】
さらに、本件出願人は、この出願に先立って、前記各文献に記載の縦型有機トランジスタよりも電流変調を容易且つ効率的に変調でき、発光輝度等の制御性を高めた低コストの縦型有機トランジスタを提案した（特願２００７−２２６６６４号）。
【０００８】
本発明の目的は、パッシブマトリクス方式で電流駆動する発光素子と、その発光素子への電流供給を制御するカラム選択用トランジスタ及びライン選択用トランジスタとを有する駆動素子アレイにおいて、大電流を含む変調電流で発光素子を低電圧駆動させることができるとともに、製造コストの点でも有利な駆動素子アレイ及びその製造方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、上記駆動素子アレイを備えた低コストの表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の駆動素子アレイは、パッシブマトリクス方式で電流駆動する発光素子と、該発光素子への電流供給を制御するカラム選択用トランジスタ及びライン選択用トランジスタとを有する駆動素子アレイであって、前記カラム選択用トランジスタと前記ライン選択用トランジスタが、前記発光素子と同一の基板上に形成された縦型有機トランジスタであることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、発光素子への電流供給を制御するカラム選択用トランジスタとライン選択用トランジスタを縦型有機トランジスタとしているが、その縦型有機トランジスタは電流変調を容易に行うことができ、特に大面積の表示装置に用いる場合には大電流を発光素子列に供給することができるので、大電流を含む変調電流で発光素子を駆動させることが可能となる。さらに本発明によれば、縦型有機トランジスタを発光素子と同一の基板上に形成しているが、縦型有機トランジスタは、上下に配置したコレクタとエミッタとの間に有機半導体を挟み、その有機半導体内に中間電極を形成した積層構造であるため、発光素子を形成する基板と同一基板上に容易に形成することができ、製造コストの点でも有利となる。また、縦型有機トランジスタは無機系のトランジスタに比べて低温での成膜が可能であるので、プラスチック基板上への形成も容易となる。
【００１２】
加えて、本発明の駆動素子アレイの外側に、液晶表示装置等で汎用ドライバとして用いられる電圧駆動ドライバを装着して表示装置を構成すれば、表示装置全体として低電圧且つ高速応答で駆動させることができる。このとき、その汎用ドライバからカラム選択用トランジスタとライン選択用トランジスタに電圧制御信号が供給され、その電圧制御信号に応じ、カラム選択用トランジスタとライン選択用トランジスタで電流変調されて所定電流が発光素子に供給される。したがって、縦型有機トランジスタをカラム選択用トランジスタとライン選択用トランジスタとした本発明の駆動素子アレイは、汎用ドライバを併せて用いることで、低コストの表示装置を構成することができる。
【００１３】
本発明の駆動素子アレイの好ましい態様として、前記縦型有機トランジスタが遮光処理されているように構成する。
【００１４】
この発明によれば、縦型有機トランジスタを遮光処理するので、光の作用によるオフ電流の上昇を抑制することができ、オフ時での発光素子の色味を適切なものとすることができる。
【００１５】
本発明の駆動素子アレイの好ましい態様として、前記基板上に形成された発光素子から発光する光が前記基板側から出射する場合において、前記基板の縦型有機トランジスタ側又は前記縦型有機トランジスタの基板側が、遮光処理されているように構成する。
【００１６】
この発明によれば、基板内を伝わって縦型有機トランジスタに入射する可能性のある光や、室内蛍光灯等のような外部からの光を遮光することができる。
【００１７】
本発明の駆動素子アレイの好ましい態様として、前記遮光処理は、光吸収層又は光反射層を施すことによってなされているように構成する。
【００１８】
この発明によれば、遮光処理として光吸収層又は光反射層を設けるので、縦型有機トランジスタへの光の侵入を防ぐことができる。
【００１９】
本発明の駆動素子アレイの好ましい態様として、前記縦型有機トランジスタが、上部電極と、下部電極と、両電極間に設けられた有機半導体と、該有機半導体内に設けられた中間電極と、を有し、前記中間電極が、連続する絶縁性金属化合物と、該絶縁性金属化合物内に分布する粒状金属とを有する層状連続体であるように構成する。
【００２０】
この発明によれば、中間電極である層状連続体が、連続する絶縁性金属化合物とその絶縁性金属化合物内に分布する粒状金属とを有するように構成したので、粒状金属以外の絶縁性金属化合物の部分（「開口部」に相当する部分）が、上部電極と下部電極との間を流れる電流の透過部として作用し、粒状金属がベースとして作用する。こうした層状連続体は、薄膜状の金属を成膜した後の化学反応により絶縁性の金属化合物を生成することによって容易に形成される。したがって、この発明によれば、粒状金属の周りに絶縁性金属化合物が存在した態様で層状連続体が構成されているので、従来の開口部として作用する絶縁性金属化合物からなる透過部が従来のような幅の広い開口部とはならずに微細化される。その結果、エミッタとベース（粒状金属）との間に印加した電圧によって影響される領域がベース（粒状金属）のエッジ近傍に限定されても、上部電極と下部電極との間を流れる電流を効率的に変調することができる。
【００２１】
本発明の縦型有機トランジスタの好ましい態様は、（１）前記中間電極にバスラインが設けられているように構成したり、（２）前記上部電極にバスラインが設けられているように構成したりすることができる。
【００２２】
この発明によれば、非常に薄く、一般的な金属よりも抵抗の高い中間電極や上部電極に導電性のよいバスラインを設けたので、電圧降下を防ぎ、電流変調特性の低下を抑制することができる。また、バスラインを中間電極や上部電極に設けるが、そのバスラインとそれ以外の電極との間隔を例えば２０μｍ程度離して形成することにより、バスラインを経由した電流が他の電極に漏洩するのを防ぐことができる。なお、前記（１）については、前記バスラインを、前記中間電極と前記下部電極乃至前記上部電極とが平面視でオーバーラップしない部位に形成されるように構成することができ、また、前記（２）においては、前記バスラインを、前記上部電極と前記下部電極乃至前記中間電極とが平面視でオーバーラップしない部位に形成されるように構成することができる。これらのバスラインは、金属、酸化物半導体及び導電性高分子から選ばれるいずれかで形成されていることが好ましい。
【００２３】
本発明の駆動素子アレイの好ましい態様として、前記発光素子が、少なくとも陽極と、陰極と、両極間に設けられた発光層とを有し、前記発光素子の陽極側にはｐ型特性を示す縦型有機トランジスタが配置され、前記発光素子の陰極側にはｎ型特性を示す縦型有機トランジスタが配置されているように構成する。
【００２４】
この発明によれば、発光素子の陽極にはｐ型特性を示す縦型有機トランジスタから所定の電荷量の正電荷（正孔）が供給され、発光素子の陰極にはｎ型特性を示す縦型有機トランジスタから所定の電荷量の負電荷（電子）が供給されるので、制御された輝度で発光素子を発光させることができる。
【００２５】
本発明の駆動素子アレイの好ましい態様として、前記縦型有機トランジスタが保護層で覆われているように構成する。
【００２６】
上記課題を解決するための本発明の表示装置は、上記した本発明に係る駆動素子アレイと、該駆動素子アレイの外側に配置され、該駆動素子アレイに電圧制御信号を供給するドライバとを備えることを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、上記本発明に係る駆動素子アレイとその駆動素子アレイに電圧制御信号を供給するドライバとを備えるが、そのドライバとして液晶表示装置等で用いられる汎用ドライバを採用できるので、表示装置を低コストとすることができる。また、そうした汎用ドライバは、縦型有機トランジスタを低電圧且つ高速応答で駆動させるので、発光素子に所定の電流量を応答性よく制御することができ、その結果、発光輝度等の制御性を高めることができる。
【００２８】
上記課題を解決するための本発明の駆動素子アレイの製造方法は、パッシブマトリクス方式で電流駆動する発光素子と、該発光素子への電流供給を制御するカラム選択用トランジスタ及びライン選択用トランジスタとを有する駆動素子アレイの製造方法であって、基板上に前記カラム選択用の縦型有機トランジスタと前記ライン選択用の縦型有機トランジスタを形成するトランジスタ形成工程と、前記トランジスタ形成工程後、前記縦型有機トランジスタを形成する基板と同じ基板上に発光素子を形成する発光素子形成工程と、を少なくとも有することを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、基板上にカラム選択用とライン選択用の縦型有機トランジスタを形成する工程と、その後、同じ基板上に発光素子を形成する工程とを少なくとも有するので、同一基板上への連続した成膜プロセスによって駆動素子アレイを製造することができる。その結果、駆動素子アレイの効率的な製造と低コスト化を図ることができる。また、縦型有機トランジスタは無機系のトランジスタに比べて低温での成膜が可能であるので、プラスチック基板上への形成も容易となる。
【００３０】
本発明の駆動素子アレイの製造方法の好ましい態様として、前記基板上に形成された発光素子から発光する光が前記基板側から出射する場合において、前記基板の縦型有機トランジスタ側又は前記縦型有機トランジスタの基板側を遮光処理する遮光処理工程をさらに有するように構成する。
【００３１】
この発明によれば、前記の場合において、基板の縦型有機トランジスタ側又は縦型有機トランジスタの基板側を遮光処理する遮光処理工程を有するので、基板内を伝わって縦型有機トランジスタに入射する可能性のある光を遮光することができる。その結果、光の作用によって縦型有機トランジスタのオフ電流が上昇するのを抑制することができ、オフ時での発光素子の色味を適切なものとした駆動素子アレイを製造できる。
【００３２】
本発明の駆動素子アレイの製造方法の好ましい態様として、前記遮光処理工程が、光吸収層形成工程又は光反射層形成工程であるように構成する。
【００３３】
この発明によれば、遮光処理として光吸収層又は光反射層を設ける工程を有するので、縦型有機トランジスタへの光の侵入を防ぐことができる駆動素子アレイを製造できる。
【００３４】
本発明の駆動素子アレイの製造方法の好ましい態様として、前記縦型有機トランジスタが、上部電極と、下部電極と、両電極間に設けられた有機半導体と、該有機半導体内に設けられた中間電極とを有し、前記有機半導体が、前記上部電極側の上側有機半導体層と前記下部電極側の下側有機半導体層とからなるものであって、前記トランジスタ形成工程が、前記下部電極が形成された基板上に前記下側有機半導体層を形成する工程と、前記下側有機半導体層上に、連続する絶縁性金属化合物と該絶縁性金属化合物内に分布する粒状金属とを有する中間電極を形成する工程と、前記中間電極上に前記上側有機半導体層を形成する工程と、前記上側有機半導体層上に前記上部電極を形成する工程と、を有するように構成する。
【００３５】
この発明によれば、下側有機半導体層上に、連続する絶縁性金属化合物と該絶縁性金属化合物内に分布する粒状金属とを有する中間電極を形成する工程を備えるが、この工程で形成された中間電極は、粒状金属からなる部分がベースとして作用し、粒状金属が形成されていない絶縁性金属化合物からなる部分が電流透過部である開口部として作用する。こうした層状連続体は、例えば薄膜状の金属を形成した後の化学反応等により絶縁性の金属化合物を生成することによって容易に形成されるので、製造される縦型有機トランジスタの製造コストを低減することができる。その結果、その縦型有機トランジスタを含む駆動素子アレイの製造コストの低減化を図ることができる。
【００３６】
本発明の駆動素子アレイの製造方法の好ましい態様として、前記中間電極を形成する工程が、前記下側有機半導体層上に金属膜を形成する金属膜形成工程と、前記金属膜を部分的に絶縁化させて、連続する絶縁性金属化合物と、該縁性金属化合物内に分布する粒状金属とを生じさせる部分絶縁化工程と、を有するように構成する。
【００３７】
この発明によれば、層状連続体態様からなる中間電極を形成する工程が、金属膜形成工程と部分絶縁化工程とを有するので、この工程後の中間電極は、連続する絶縁性金属化合物と、その絶縁性金属化合物内に分布する粒状金属とを有している。こうした形態からなる中間電極は、上記同様、例えば金属膜を形成した後の化学反応等により絶縁性の金属化合物を生じさせることによって容易に形成されるので、縦型有機トランジスタを含む駆動素子アレイの製造コストを低減することができる。
【００３８】
本発明の駆動素子アレイの製造方法の好ましい態様として、（１）前記中間電極と前記下部電極乃至前記上部電極とが平面視でオーバーラップしない部位の前記基板上に、該中間電極に接続するバスラインを形成するバスライン形成工程を有するように構成したり、（２）前記上部電極と前記下部電極乃至前記中間電極とが平面視でオーバーラップしない部位の前記基板上に、該上部電極に接続するバスラインを形成するバスライン形成工程を有するように構成したりすることができる。これらのバスライン形成工程において、前記バスラインを、金属、酸化物半導体及び導電性高分子から選ばれるいずれかで形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００３９】
本発明の駆動素子アレイによれば、電流変調を容易に行うことができる縦型有機トランジスを備えるので、特に大面積の表示装置に用いる場合であっても、大電流を含む変調電流で発光素子を駆動させることが可能となる。さらに、発光素子を形成する基板と同一基板上に縦型有機トランジスタが形成されているので、製造コストの点でも有利な構造形態であるとともに、低温での成膜が可能でプラスチック基板上への形成も可能な構造形態であるという特徴がある。さらに、本発明の駆動素子アレイの外側に、液晶表示装置等で汎用ドライバとして用いられる電圧駆動ドライバを装着して表示装置を構成すれば、表示装置全体として低電圧且つ高速応答で駆動させることが可能となる。
【００４０】
本発明の駆動素子アレイの製造方法によれば、同一基板上への連続した成膜プロセスによって製造できるので、効率的な製造と低コスト化を図ることができる。また、低温での成膜が可能となり、プラスチック基板上への形成も容易となる。また、基板の縦型有機トランジスタ側又は縦型有機トランジスタの基板側を遮光処理することにより、基板内を伝わって縦型有機トランジスタに入射する可能性のある光や、室内蛍光灯等のような外部からの光を遮光することができる。その結果、光の作用によって縦型有機トランジスタのオフ電流が上昇するのを抑制することができ、オフ時での発光素子の色味を適切なものとした駆動素子アレイを製造できる。
【００４１】
本発明の表示装置によれば、低コスト化を図ることができるとともに、発光素子に所定の電流量を応答性よく制御することができ、その結果、発光輝度等の制御性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下に、本発明の駆動素子アレイ、その製造方法及び表示装置について、図面を参照して詳しく説明する。なお、本発明は、その技術的特徴を有すれば種々の変形が可能であり、以下に具体的に示す実施形態に限定されるものではない。
【００４３】
［表示装置］
図１は、本発明の表示装置の一例を示す模式構成図である。本発明の表示装置１０は、図１に示すように、駆動素子アレイ１０と、その駆動素子アレイ１０の外側に配置され、その駆動素子アレイ１０に電圧制御信号を供給するドライバ４０（４０Ａ，４０Ｂ）とを備えている。この表示装置１を構成する駆動素子アレイ１０は、本発明に係る後述の駆動素子アレイであり、ドライバ４０としては、液晶表示装置等で一般に用いられている汎用ドライバを採用できる。本発明において、駆動素子アレイ１０を構成する各構成要素は同一基板上に形成されている。一方、ドライバ４０は、駆動素子アレイ４０に電圧制御信号を供給できるように配線されていれば、駆動素子アレイ４０と同一基板に装着されていてもよいし、別体として装着されていてもよい。以下では、最初に駆動素子アレイについて説明し、その後に汎用ドライバについて説明する。
【００４４】
（駆動素子アレイ）
本発明の駆動素子アレイ１０は、パッシブマトリクス方式で電流駆動する発光素子２１と、その発光素子２１への電流供給を制御するカラム選択用トランジスタ３１Ａ及びライン選択用トランジスタ３１Ｂとを有するアレイである。全体構成としては、図１に示すように、発光素子部２０と、発光素子部２０の左部に配置されたカラム選択用トランジスタ部３０Ａと、発光素子部２０の上部に配置されたライン選択用トランジスタ部３０Ｂとで少なくとも構成されている。
【００４５】
発光素子部２０には、多数の発光素子２１がマトリックス状に並んでおり、カラム選択用トランジスタ部３０Ａには、各列に並ぶ複数の発光素子２１への電流供給を制御するｎ型トランジスタであるカラム選択用トランジスタ３１Ａが縦方向に並んでおり、ライン選択用トランジスタ部３０Ｂには、各列に並ぶ複数の発光素子２１への電流供給を制御するｐ型トランジスタであるライン選択用トランジスタ３１Ｂが横方向に並んでいる。発光素子部２０に形成された個々の発光素子２１は、それぞれの行のカラム選択用トランジスタ３１Ａとそれぞれの列のライン選択用トランジスタ３１Ｂとに接続し、それらのトランジスタ３１Ａ，３１Ｂを制御することにより、発光素子２１を発光させることができる。
【００４６】
図１を平面視した場合において、カラム選択用トランジスタ部３０Ａは発光素子部２０の左部に配置されているが、右部に配置されていてもよい。また、ライン選択用トランジスタ部３０Ｂは発光素子部２０の上部に配置されているが、下部に配置されていてもよい。さらに、カラム選択用トランジスタ部３０Ａとライン選択用トランジスタ部３０Ｂの配置が逆になっていてもよい。なお、電源線３４Ｂは電源（図示しない）に接続され、グラウンド線３４Ａは接地されている。
【００４７】
図２は、画素を構成する発光素子２１への接続形態を示す模式的な配線図である。本発明の駆動素子アレイ１０は、図２に示すように、カラム選択線３２Ａ、カラム選択用トランジスタ３１Ａ、グラウンド線３４Ａ及びカラム配線３３Ａからなるカラム配線ルートと、ライン選択線３２Ｂ、ライン選択用トランジスタ３１Ｂ、電源線３４Ｂ及びライン配線３３Ｂからなるライン配線ルートと、それぞれの配線ルートが発光層を挟む陰極と陽極に接続する発光素子２１とで、構成されている。
【００４８】
カラム選択線３２Ａは、ドライバ４０Ａとカラム選択用トランジスタ３１Ａとの間の配線であり、ドライバ４０Ａから供給された電圧信号でカラム選択用トランジスタ３１ＡをＯＮ／ＯＦＦ制御して特定の発光素子２１を選択する。同様に、ライン選択線３２Ｂは、ドライバ４０Ｂとライン選択用トランジスタ３１Ｂとの間の配線であり、ドライバ４０Ｂから供給された電圧信号でライン選択用トランジスタ３１ＢをＯＮ／ＯＦＦ制御して特定の発光素子２１を選択する。こうしてカラム配線３３Ａとライン選択線３３Ｂが選択され、マトリクス状に配置された発光素子２１の行と列が選択され、発光させるべき発光素子２１が特定される。
【００４９】
図３は、画素を駆動する回路の模式的な構造図である。画素を駆動する回路は、図３に示すように、グラウンド側から電源側に向かって、カラム選択用トランジスタ３１Ａ、発光素子２１、ライン選択用トランジスタ３１Ｂの順で直列接続されている。本発明では、カラム選択用トランジスタ３１Ａとライン選択用トランジスタ３１Ｂは、ＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）やＴＦＴ（薄膜トランジスタ）ではなく、いずれも縦型有機トランジスタで構成している。この縦型有機トランジスタは、後述の図５等で詳しく説明するように、コレクタ１２と第１有機半導体１３ｂとベース１４と第２有機半導体１３ａとエミッタ１１との順で、それらを少なくとも有する積層体で構成されている。
【００５０】
図３に示す回路図において、カラム選択用トランジスタ３１Ａはｎ型トランジスタであり、ベース１４がカラム選択線３２Ａを介してドライバ４０Ａに接続され、エミッタ１１がグラウンド線３４Ａを介してグラウンドに接続され、コレクタ１２がカラム配線３３Ａを介して発光素子２１の陰極２７（図５を参照）に接続され、その陰極２７に電子を供給する。一方、ライン選択用トランジスタ３１Ｂはｐ型トランジスタであり、ベース１４がライン選択線３２Ｂを介してドライバ４０Ｂに接続され、コレクタ１２がライン配線３３Ｂを介して発光素子２１の陽極２２（図５を参照）に接続され、その陰極２７に正孔（ホール）を供給する。なお、エミッタ１１は電源線３４Ｂを介して電源に接続されている。
【００５１】
図１〜図３に示すように、このように構成された駆動素子アレイ１０では、カラム選択用トランジスタ３１Ａ及びライン選択用トランジスタ３１Ｂのスイッチング動作によって発光素子２１がＯＮ（発光）／ＯＦＦ（非発光）する。カラム選択用トランジスタ３１Ａはｎ型トランジスタであり、カラム選択線３２Ａを通じてゲート１４にカラム選択信号（パルス信号）が供給されたときにＯＮ状態となってコレクタ１２−エミッタ１１間を導通させ、カラム選択信号が供給されないときはＯＦＦ状態となってコレクタ１２−エミッタ１１間は非導通となる。一方、ライン選択用トランジスタ３１Ｂはｐ型トランジスタであり、ライン選択線３２Ｂを通じてゲート１４にライン選択信号（パルス信号）が供給されたときにＯＮ状態となってコレクタ１２−エミッタ１１間を導通させ、ライン選択信号が供給されないときはＯＦＦ状態となってコレクタ１２−エミッタ１１間は非導通となる。
【００５２】
図４は、回路を駆動したときの発光素子のＯＮ／ＯＦＦ挙動を示す具体例である。本発明においては、ｎ型トランジスタであるカラム選択用トランジスタ３１Ａとｐ型トランジスタであるライン選択用トランジスタ３１Ｂの両方にそれぞれカラム選択信号とライン選択信号が供給されて両トランジスタ３１Ａ，３１ＢがＯＮ状態となったときに、発光素子２１に電流Ｉｃが流れ、発光素子２１が発光する。なお、図４に示す例は実際の具体例であるが、信号供給がＯＦＦ状態からＯＮ状態になった時の発光素子２１に流れる電流Ｉｃの立ち上がり応答時間と、信号供給がＯＮ状態からＯＦＦ状態になったときの発光素子２１に流れる電流Ｉｃの立ち下がり応答時間のいずれも極めて短い結果を示している。
【００５３】
本発明では、上述した回路で構成されているので、カラム選択信号やライン選択信号のパルス幅や振幅を変化させることによって、発光素子２１を電流Ｉｃが流れる時間や電流Ｉｃの値を変調することができ、そうした電流Ｉｃに基づく各発光素子２１の輝度を制御することができる。そして、カラム選択線３２Ａで列を選択し、ライン選択線３２Ｂで行を選択することによって、特定の発光素子２１を選択することができるので、各トランジスタ３１Ａ，３１Ｂに供給すべきカラム選択信号とライン選択信号を制御することによって、各発光素子２１の発光制御を行い、所望の画像をディスプレイ上に表示することができる。
【００５４】
本発明において、発光素子２１、カラム選択用トランジスタ３１Ａ、及びライン選択用トランジスタ３１Ｂの連結順は特に限定されず、グラウンド側から電源側に向かって、発光素子２１、カラム選択用トランジスタ３１Ａ及びライン選択用トランジスタ３１Ｂの順で直列接続されていてもよいし、グラウンド側から電源側に向かって、カラム択用トランジスタ３１Ａ、ライン選択用トランジスタ３１Ｂ及び発光素子２１の順で直列接続されていてもよい。こうした変形態様においても、図３の例と同様、カラム選択用トランジスタ３１Ａ及びライン選択用トランジスタ３１Ｂの両方にそれぞれカラム選択信号とライン選択信号が供給されたときに、発光素子２１がＯＮ状態となって発光する。この変形例では、カラム選択用トランジスタ３１Ａの下流側にライン選択用トランジスタ３１Ｂを配置させているが、これらの順番を逆にしてもよい。また、図３に示す回路内には、必要に応じて容量成分（キャパシタ）が設けられる。
【００５５】
なお、発光素子２１としては、有機ＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）を用いてもよいし、無機ＥＬ素子等を用いてもよい。また、画素を構成する個々の発光素子２１は、単色構成の回路でもよいし、カラー表示のために少なくともＲ・Ｇ・Ｂ（赤・緑・青）の３色から選ばれる２色又は３色に対応する回路であってもよい。
【００５６】
このように、本発明の表示装置１は、駆動素子アレイ１０とその駆動素子アレイ１０に電圧制御信号を供給するドライバ４０Ａ，４０Ｂとを備えるが、そのドライバ４０Ａ，４０Ｂとして液晶表示装置等で用いられる汎用ドライバを採用できるので、表示装置１を低コストとすることができる。また、そうした汎用ドライバは縦型有機トランジスタからなるカラム選択用トランジスタ３１Ａ及びライン選択用トランジスタ３１Ｂを低電圧且つ高速応答で駆動させることができ、さらにその縦型有機トランジスタ（３１Ａ，３１Ｂ）は容易に電流変調できるので、発光素子２１に所定の電流量を応答性よく供給することができる。その結果、発光素子２１の発光輝度等の制御性を高めることができる。
【００５７】
（縦型有機トランジスタ）
次に、カラム選択用トランジスタ３１Ａ及びライン選択用トランジスタ３１Ｂを構成する縦型有機トランジスタについて詳しく説明する。図５は、本発明の駆動素子アレイ１０の模式的な断面形態図である。本発明の駆動素子アレイ１０において、カラム選択用トランジスタ３１Ａを構成する縦型有機トランジスタはｎ型トランジスタであり、ライン選択用トランジスタ３１Ｂを構成する縦型有機トランジスタはｐ型トランジスタであり、これらは発光素子２１と同一の基板１９上に形成されている。ｎ型トランジスタとｐ型トランジスタとは、有機半導体１３の形成材料によって構成することができる。こうした縦型有機トランジスタ３１は、上部電極１１と、下部電極１２と、両電極１１，１２間に設けられた有機半導体１３と、有機半導体１３内に設けられた中間電極１４とを有している。中間電極１４については後の図６で詳しく説明するが、連続する絶縁性金属化合物１４ｂと、絶縁性金属化合物１４ｂ内に分布する粒状金属１４ａとを有する層状連続体である。また、有機半導体１３は、上部電極１１と中間電極１４との間に設けられた電荷輸送性の上側有機半導体層１３ａと、下部電極１２と中間電極１４との間に設けられた電荷輸送性の下側有機半導体層１３ｂとで構成されている。
【００５８】
なお、本発明において、上部電極１１はエミッタ又はコレクタとして作用し、その上部電極１１に対向する下部電極１２はコレクタ又はエミッタとして作用し、中間電極１４内に有する粒状金属１４ａはベースとして作用する。本願の説明においては、基板１９上に形成された下部電極をコレクタ１２として説明し、上部電極をエミッタ１１として説明し、中間電極をベース１４として説明する。したがって、図５に示す縦型有機トランジスタ３１（３１Ａ，３１Ｂ）は、基板側からコレクタ１２（下部電極）、下側有機半導体層１３ｂ、ベース１４（中間電極）、上側有機半導体層１３ａ及びエミッタ１１（上部電極）の順で形成された積層体である。
【００５９】
図５において、ｎ型トランジスタでのＩｂは、カラム選択用トランジスタ３１Ａを構成するエミッタ１１−ベース１４間にベース電圧Ｖｂを印加したときの電流（ベース電流）であり、ｎ型トランジスタでのＩｃは、カラム選択用トランジスタ３１Ａを構成するエミッタ１１とコレクタ１２との間にコレクタ電圧Ｖｃを印加したときの電流（コレクタ電流）である。一方、ｐ型トランジスタでのＩｂは、ライン選択用トランジスタ３１Ｂを構成するエミッタ１１−ベース１４間にベース電圧Ｖｂを印加したときの電流（ベース電流）である。
【００６０】
この縦型有機トランジスタ３１において、カラム選択用トランジスタ３１Ａを構成するエミッタ１１とコレクタ１２との間にコレクタ電圧Ｖｃを印加し、さらにカラム選択用トランジスタ３１Ａを構成するエミッタ１１−ベース１４間にベース電圧Ｖｂを印加すると、そのベース電圧Ｖｂの作用により、エミッタ１１から注入された電子が著しく加速されてベース１４を構成する絶縁性金属化合物１４ｂを透過し、カラム選択用トランジスタ３１Ａを構成するコレクタ１２に到達し、さらにその電子が発光素子２１内を通過して発光層２４に到達する。一方、ライン選択用トランジスタ３１Ｂから発光素子２１には正孔が供給され、発光層２４に到達する。すなわち、ベース電圧Ｖｂの印加によって、カラム選択用トランジスタ３１Ａを構成するエミッタ１１とコレクタ１２との間に流れる電流Ｉｃを変調させることができ、その結果、変調電流に基づく電子を発光素子２１内に注入でき、発光素子２１はその注入電子量に基づいた発光輝度を任意に制御することができる。
【００６１】
以下、縦型有機トランジスタの構成要素について詳しく説明する。
【００６２】
（エミッタとコレクタ）
エミッタ（上部電極）１１とコレクタ（下部電極）１２とは、図５に示すように、有機半導体１３を挟むように配置されている。図５に示す例では、コレクタ１２は基板１９上に設けられ、エミッタ１１はコレクタ１２と対向する上部に設けられている。エミッタ１１とコレクタ１２の構成材料としては、金属、導電性酸化物、導電性高分子等の薄膜が用いられる。なお、エミッタ１１又はコレクタ１２を基板１９上に設ける場合には、その間にバリア層や平滑層等が設けられていてもよい（図示しない）し、基板１９上に光遮蔽層（光吸収層又は光反射層など）が設けられていてもよい。
【００６３】
コレクタ１２の形成材料としては、例えば、ＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）、酸化インジウム、ＩＺＯ（インジウム亜鉛オキサイド）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の透明導電膜や、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリアルキルチオフェン誘導体、ポリシラン誘導体のような導電性高分子等を挙げることができる。一方、有機半導体１３が後述する電子輸送性の有機化合物からなる場合、エミッタ１１の形成材料としては、アルミ、銀等の単体金属、ＭｇＡｇ等のマグネシウム合金、ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ等のアルミニウム合金、Ｌｉ、Ｃａをはじめとするアルカリ金属類、それらアルカリ金属類の合金のような仕事関数の小さな金属等を挙げることができる。なお、有機半導体１３が後述する正孔輸送性の有機化合物からなる場合には、エミッタ材料として、金、クロムのような仕事関数の大きな金属を用いる。
【００６４】
（有機半導体）
有機半導体１３は、エミッタ１１とコレクタ１２との間に挟まれた態様で、層状に設けられている。この有機半導体１３は、コレクタ１２とベース１４との間にある下側有機半導体層１３ｂと、ベース１４とエミッタ１１との間にある上側有機半導体層１３ａとで構成されている。
【００６５】
上側有機半導体層１３ａと下側有機半導体層１３ｂとは、種々の電荷輸送性の有機半導体材料によって形成することができる。例えば、（i）上側有機半導体層１３ａと下側有機半導体層１３ｂとを１種又は２種以上の同じ材料で形成しても、１種又は２種以上の異なる材料で形成してもよいし、（ii）その材料が正孔輸送材料であっても電子輸送材料であってもよいし、（iii）上側有機半導体層１３ａの厚さと下側有機半導体層１３ｂの厚さとが同じでも異なっていてもよいし、（iv）電荷注入層（図示しない）を有機半導体１３とエミッタ１１ないしコレクタ１２との間に有するものであってもよい。
【００６６】
なお、有機半導体１３上に電極（エミッタ１１又はコレクタ１２）を形成する場合は、電極形成時に有機半導体１３に加わるダメージを軽減するための保護層（図示しない）を有機半導体１３上に設けてもよい。保護層としては、例えばＡｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属膜やＺｎＳ、ＺｎＳｅ等の無機半導体膜等の蒸着膜又はスパッタ膜のように、成膜時にダメージを与え難いものが１ｎｍ〜５００ｎｍ程度の厚さで予め成膜されることが好ましい。
【００６７】
有機半導体１３の形成材料としては、例えば、Ａｌｑ３（トリス８−キノリノラトアルミニウム錯体）、ｎ型有機半導体であるペリレン顔料（Ｍｅ−ＰＴＣ）、フラーレンＣ６０、ＮＴＣＤＡ（ナフタレンテトラカルボン酸二無水物）、銅フタロシアニンＰＴＣＤＡ（３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物）若しくはＰｈ−Ｅｔ−ＰＴＣ等を好ましく挙げることができ、また、アントラキノジメタン、フルオレニリデンメタン、テトラシアノエチレン、フルオレノン、ジフェノキノンオキサジアゾール、アントロン、チオピランジオキシド、ジフェノキノン、ベンゾキノン、マロノニトリル、ニジトロベンゼン、ニトロアントラキノン、無水マレイン酸若しくはペリレンテトラカルボン酸、又はこれらの誘導体等、電荷輸送材料として通常使用されるものを用いることができる。
【００６８】
縦型有機トランジスタをｎ型トランジスタとする場合とｐ型トランジスタとする場合には、有機半導体の形成材料を任意に選択する必要がある。例えば後述の実施例で示すように、ｎ型トランジスタとする場合には、上側有機半導体層１３ａをフラーレンＣ６０で形成し、下側有機半導体層１３ｂをペリレン顔料（Ｍｅ−ＰＴＣ）で形成することができ、ｐ型トランジスタとする場合には、上側有機半導体層１３ａと下側有機半導体層１３ｂの両方をＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）で形成することができる。
【００６９】
有機半導体１３の電荷移動度は、なるべく高いことが望ましく、少なくとも、０．００１ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが望ましい。また、下側有機半導体層１３ｂの厚さは、通常、１０ｎｍ〜３μｍ程度を挙げることができるが、好ましくは５０ｎｍ〜７００ｎｍ程度である。一方、上側有機半導体層１３ａの厚さは、下側有機半導体層１３ｂに比べて基本的に薄いことが望ましく、通常、５００ｎｍ程度以下を挙げることができるが、好ましくは１０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度である。
【００７０】
なお、有機半導体層１３ｂとベース１４との間、又はベース１４の両面には、漏れ電流を抑制するため、例えば酸化ケイ素膜等を設けてもよい。
【００７１】
（ベース）
図６は、ベース（中間電極）の模式的な詳細断面図である。ベース１４は、図６に示すように、粒状金属１４ａと、その粒状金属１４ａを内部に有する態様で設けられた絶縁性金属化合物１４ｂとで構成された層状連続体である。言い換えると、ベース１４は、連続する絶縁性金属化合物１４ｂと、絶縁性金属化合物１４ｂ内に分布する粒状金属１４ａとを有する態様で構成された層状連続体である。
【００７２】
粒状金属１４ａは、ベース１４の横方向に粒状に分布する金属であり、エミッタ１１から供給された電荷をコレクタ１２側の下側有機半導体層１３ｂ内に強制的に供給するように作用する。粒状金属１４ａの形態は特に限定されないが、通常は円形又は略円形（楕円形等を含む）又はそれらに類似の形態である。円形又は略円形からなる粒状金属１４ａの平均直径は、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下がより好ましく、３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下が特に好ましい。こうした範囲の粒状金属１４ａは、ベースとして作用する従来の金属層の幅よりも著しく微細なので、その粒状金属１４ａの周りに形成されて電流の透過部として作用する絶縁性金属化合物１４ｂを、層状連続体であるベース１４内に多く（高い密度で）形成することができる。その結果、エミッタ１１とベース（粒状金属１４ａ）との間に印加した電圧Ｖｂによって影響される領域がベース（粒状金属１４ａ）のエッジ近傍に限定されても、エミッタ１１（上部電極）とコレクタ１２（下部電極）との間を流れる電流Ｉｃを効率的に変調することができる。
【００７３】
粒状金属１４ａの平均直径が５ｎｍ未満では、小さすぎて面抵抗が大きくなり、電極として機能しないことがある。一方、粒状金属１４ａの平均直径が５００ｎｍを超えると、開口部が相対的に小さくなって従来の金属層に近づくので、電流透過が起こらないという問題が生じることがある。
【００７４】
粒状金属１４ａの厚さは特に限定されず、例えば５ｎｍ〜１００ｎｍ程度、好ましくは１０ｎｍ〜４０ｎｍ程度を挙げることができる。なお、後述の製造方法の欄で説明するように、所定粒径の金属粒４”からなる金属膜４’（図１２（Ａ）参照）を酸化等の化学反応により粒状金属１４ａとする場合には、粒状金属１４ａの厚さは２ｎｍ〜５０ｎｍ程度であることが好ましく、５ｎｍ〜２０ｎｍ程度であることがより好ましい。こうした厚さからなる粒状金属１４ａは、ベース１４の横方向に粒状に分布することができる。
【００７５】
層状連続体であるベース１４内に分布する粒状金属１４ａは、後述の製造方法に由来するように、通常は、横方向に並んでいるが上下方向に積層していない形態で分布している。なお、必ずしもそうした形態で分布していなくてもよく、上下方向にも積層していてもよい。
【００７６】
粒状金属１４ａの材質は導電性の金属であれば特に限定されないが、好ましくは導電性のよいアルミニウム又は銅等が採用される。特にアルミニウムは、酸化反応によって容易に酸化アルミニウムとすることができ、その酸化アルミニウムが絶縁性金属化合物１４ｂとなるので便利である。しかも、その酸化アルミニウムは、酸化の進行がある程度進むと停止するという性質を有するので、粒状金属１４ａの大きさと絶縁性金属化合物１４ｂの厚さをおよそ１０ｎｍ以下の範囲内にコントロールすることができるという利点がある。
【００７７】
絶縁性金属化合物１４ｂは、図６に示すように、粒状金属１４ａを内部に有した形態で横方向に層状に設けられている。詳しくは、絶縁性金属化合物１４ｂは、粒状金属１４ａの全体を取り巻くように設けられているとともに、横方向には層状に一様に形成されている。
【００７８】
絶縁性金属化合物１４ｂとしては、例えば酸化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、酸化銅等を挙げることができる。絶縁性金属化合物１４ｂを構成する金属は特に限定されないが、通常は、粒状金属１４ａを構成する金属と同じである。したがって、例えば粒状金属１４ａがアルミニウムである場合には、絶縁性金属化合物１４ｂはアルミニウム化合物（例えば酸化アルミニウム等）である。特に、絶縁性金属化合物１４ｂが、粒状金属１４ａを構成する金属の酸化物又は酸窒化物又はそれらの複合化合物であることが好ましい。こうすることにより、絶縁性金属化合物１４ｂを構成する金属成分と、粒状金属１４ａを構成する金属成分とが同じであるので、例えば、薄膜状の金属膜を成膜した後に酸素や窒素等の反応ガスを導入して化学反応させることによって、ベース１４を構成する絶縁性金属化合物１４ｂを容易に形成することができる。
【００７９】
絶縁性金属化合物１４ｂの厚さは特に限定されないが、金属粒４”からなる金属膜４’を酸化等して絶縁性金属化合物１４ｂを形成する場合には、少なくとも粒状金属１４ａが所定の大きさで必ず残存する程度の厚さであることが必要であり、例えばその厚さとしては０．１ｎｍ〜１００ｎｍ程度、好ましくは１ｎｍ〜１０ｎｍを例示できる。この場合における厚さは、少なくとも、粒状金属１４ａの周りに形成された厚さを指している。絶縁性金属化合物１４ｂの厚さが０．１ｎｍ未満では、例えば隣接する粒状金属１４ａ，１４ａ間に形成された絶縁性金属化合物１４ｂからなる透過部が小さく、エミッタ１１とコレクタ１２との間を流れる電流が効率的に透過しないことがある。一方、絶縁性金属化合物１４ｂの厚さが１００ｎｍを超えると、例えば隣接する粒状金属１４ａ，１４ａ間に形成された絶縁性金属化合物１４ｂからなる透過部が広くなりすぎ、エミッタと粒状金属１４ａ（ベース）との間に印加する電圧によって影響される領域が粒状金属１４ａのエッジ部近傍に限られるという従来同様の問題が解決されないとともに、粒状金属１４ａ，１４ａ間の間隔が大きくなりすぎ、ベース１４の電気導電性が劣り、粒状金属１４ａ自体がベースとして作用しないことがある。
【００８０】
なお、絶縁性金属化合物１４ｂ内に分布している粒状金属１４ａは、前記のようにそれぞれの金属部分が接触せずに繋がっていない態様で分布していてもいなくてもよいが、それぞれの金属部分が接触して繋がっている態様で分布していてもよい。それぞれの金属部分が接触している場合は、粒状金属１４ａ，１４ａ間で電流が流れて電気導電性を確保できる。また、それぞれの金属部分が接触していない場合は、粒状金属１４ａの周囲に粒状金属１４ａ，１４ａ間に存在する電流の透過部としての絶縁性金属化合物１４ｂの幅（隣り合う粒状金属１４ａ，１４ａの間隔）が上記の厚さ寸法の範囲で存在すれば、粒状金属１４ａ，１４ａ間ではトンネル電流が流れる等して電極としての電気導電性を確保できる。
【００８１】
このように構成された縦型有機トランジスタ３１では、ベース１４を、連続する絶縁性金属化合物１４ｂとその絶縁性金属化合物内４ｂに分布する粒状金属１４ａとを有するように構成したので、従来の「開口部」は有機半導体の代わりに絶縁性金属化合物１４ｂで構成され、従来の「中間電極（ベース）」はパターンエッチングされた金属層の代わりに粒状金属１４ａで構成されている。こうした形態からなるベース１４は、粒状金属１４ａ以外の絶縁性金属化合物１４ｂの部分（「開口部」に相当する部分）が、エミッタ１１（上部電極）とコレクタ１２（下部電極）との間を流れる電流の透過部として作用し、粒状金属１４ａがベースとして作用する。なお、そうしたベース１４は、後述の製造方法の欄で説明するように、薄膜状の金属を成膜した後の化学反応によって絶縁性の金属化合物を容易に形成することができる。したがって、この縦型有機トランジスタ３１によれば、粒状金属１４ａの周りに絶縁性金属化合物１４ｂが存在した態様でベース１４が構成されているので、従来の開口部として作用する絶縁性金属化合物１４ｂからなる透過部が従来のような幅の広い開口部とはならず、微細化される。その結果、エミッタ１１とベース（粒状金属１４ａ）との間に印加した電圧Ｖｂによって影響される領域がベース（粒状金属１４ａ）のエッジ近傍に限定されても、エミッタ１１（上部電極）とコレクタ１２（下部電極）との間を流れる電流Ｉｃを効率的に変調することができる。さらに、ベース１４は容易に形成できる形態であるので、製造コストを削減することもできる。
【００８２】
（バスライン）
図７は、図６に示す駆動素子アレイ１０の平面形態図である。同一基板１９上に形成されたカラム選択用トランジスタ３１Ａ、ライン選択用トランジスタ３１Ｂ及び発光素子２１の平面形態は、図７に示すように、各層が積層された特有の形態を呈している。発光素子２１は、縦方向に延びる電極（図７では陰極）と、横方向に延びる電極（図７では陽極）とで構成され、その両電極の間に後述する正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層がその順で挟まれている。一方、カラム選択用トランジスタ３１Ａとライン選択用トランジスタ３１Ｂを構成する縦型有機トランジスタ３１は、図７に示すように、基板１９上に、コレクタ１２、下側有機半導体層１３ｂ、ベース１４、上側有機半導体層１３ａ、エミッタ１１の順で積層され、その際に、各電極（コレクタ１２、ベース１４、エミッタ１１）が直接接触しないようにその大きさが調整されている。すなわち、下側有機半導体層１３ｂの平面積を大きくしてコレクタ１２とベース１４との接触を防ぎ、上側有機半導体層１３ａの平面積を大きくしてベース１４とエミッタ１１との接触を防いでいる。なお、必要に応じて、導電性配線材料からなるバスライン１５ａ，１５ｂ（図８〜図１０を参照）を設け、各電極（コレクタ１２、エミッタ１１、ベース１４）成膜時の段差を緩衝したり、カラム配線３３Ａやライン配線３３Ｂとの接続を中継してもよい。
【００８３】
図８は、縦型有機トランジスタにバスラインを形成した態様の一例を示す断面図である。また、図９及び図１０は、バスラインを形成した縦型有機トランジスタの２つの例を示す平面図である。本発明において、縦型有機トランジスタ３１は、基板１９側からコレクタ１２、下側有機半導体層１３ｂ、ベース１４、上側有機半導体層１３ａ、エミッタ１１の順で積層されるが、ベース１４（中間電極）を構成する粒状金属１４ａは上記のように薄いため、特に薄い厚さで粒状金属１４ａが形成される場合には、ベース１４は一般的な金属膜に比べて抵抗が大きい。そのため、ベース１４に取り出し部を設けた場合においては電圧降下が生じて、動作領域Ａ（ここでは、３つの電極が平面視でオーバーラップする領域をいう。）に印加されるベース電圧Ｖｂが減少し、電流変調特性を低下させるおそれがある。そのような場合には、図８〜図１０に示すようなバスライン１５ａ，１５ｂを設けることが好ましい。
【００８４】
具体的には、図８に示すように、ベース１４（中間電極）にバスライン１５ａが設けられている。このバスライン１５ａが他の電極（エミッタ１１及びコレクタ１２）に接触すると導通（ショート）が生じたり不要な漏れ電流が生じたりするので、バスライン１５ａはベース１４のみに接触しているように形成されている。すなわち、バスライン１５ａは、ベース１４とコレクタ１２（下部電極）とが平面視でオーバーラップしない部位、及び、ベース１４（中間電極）とエミッタ１１（上部電極）とが平面視でオーバーラップしない部位に形成されていることが好ましい。図８においては、バスライン１５ａは、ベース１４に接触するように、基板１９とベース１４との間に設けられている。そして、そのバスライン１５ａの端部を取り出し部１６ａとすることにより、ベース１４（中間電極）の端部を取り出し部とした場合のような電圧降下を防ぐことができるので、動作領域Ａに印加されるベース電圧Ｖｂの減少を防ぎ、電流変調特性の低下を防ぐことができる。
【００８５】
なお、バスライン１５ａと他の電極（エミッタ１１及びコレクタ１２）とが接触しないが近づきすぎる場合には、下側有機半導体層１３ｂを介して膜面方向に電流が流れるおそれがあるので、バスライン１５ａと他の電極（エミッタ１１及びコレクタ１２）との間隔を例えば２０μｍ程度離して形成することにより、バスラインを経由した電流が他の電極に漏洩することがない。
【００８６】
また、例えばこの縦型有機トランジスタをトップエミッション型の発光有機トランジスタとして用いた場合のように、エミッタ１１の面抵抗が高い場合がある。この場合には、面抵抗の高いエミッタ１１にも、図８に示すようなバスライン１５ｂを設けることが好ましい。この場合のバスライン１５ｂは、上記のベース１４に設けたバスライン１５ａと同様の理由により、エミッタ１１のみに接触しているように形成されている。すなわち、バスライン１５ｂは、エミッタ１１とコレクタ１２とが平面視でオーバーラップしない部位、及び、エミッタ１１とベース１４とが平面視でオーバーラップしない部位に形成されていることが好ましい。図８においては、バスライン１５ｂは、エミッタ１１に接触するように、基板１９とエミッタ１１との間に設けられている。そして、そのバスライン１５ｂの端部を取り出し部１６ｂとすることにより、エミッタ１１の端部を取り出し部とした場合のような電圧降下を防ぐことができるので、動作領域Ａに印加される電圧の減少を防ぐことができる。なお、バスライン１５ｂと他の電極との間隔は上記バスライン１５ａの場合と同様である。
【００８７】
バスライン１５ａは、電気伝導性のよい金属、酸化物半導体及び導電性高分子から選ばれる材料で形成されていることが好ましい。具体的には、Ａｌ等の金属膜、ＩＴＯ等の酸化物半導体、ＰＥＤＯＴ（スタルク社製）等の導電性高分子、等の高電導性の材料を用い、その厚さ等を調整して設けることが好ましい。
【００８８】
図９及び図１０は、バスラインを形成した縦型有機トランジスタの２つの例を示す平面図であるが、バスライン１５ａ，１５ｂの形成態様は、図示の例に限定されない。例えば図８〜図１０の例では、バスライン１５ａを基板１９とベース１４との間に設けたり、バスライン１５ｂを基板１９とエミッタ１１との間に設けたりしているが、バスライン１５ａをベース１４上に設けたり、バスライン１５ｂをエミッタ１１上に設けたりしてもよい。なお、バスライン１５ａ，１５ｂを基板１９上に設ける場合は、例えばＩＴＯ等の電極材料をコレクタ１２と同時にパターン形成することができるので、作業工程の削減を図ることができるという利点がある。
【００８９】
このように、非常に薄く、各電極が一般的な金属よりも抵抗が高い場合に、その電極に積層させるように導電性のよいバスライン１５ａ，１５ｂを設けることにより、電圧降下を防ぎ、電流変調特性の低下を抑制することができる。
【００９０】
（発光素子）
次に、発光素子について説明する。上記縦型有機トランジスタ３１と同一基板１９上に形成する発光素子２１は、図５に示すように、少なくとも陽極２２と陰極２７との間に発光層２５が設けられている。発光素子２１の構成は、両電極間に発光層２４を必須の構成として有すれば、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層から選ばれる１又は２以上の層は必要に応じて任意に設けられていればよい。図５に示す例では、基板１９側から、陽極２２、正孔輸送層２３、発光層２４、電子輸送層２５、電子注入層２６及び陰極２７の順で積層されている。また、その他の層として、正孔ブロック層、電子ブロック層等のように、キャリア（正孔、電子）のつきぬけを防止し、効率よくキャリアの再結合させるための電荷ブロック層を設けてもよい。この発光素子２１に電荷を与える電極は、図５の例では、基板１９側に設けられた電極が陽極２２として作用して正孔輸送層２３に正孔を注入し、上方に設けられた電極が陰極２７として作用して電子注入層２６に電子を注入する。
【００９１】
基材１９上には陽極２２が設けられても陰極２７が設けられてもよいが、図５に示すように、通常、基板１９には陽極２２が設けられる。陽極２２の形成材料としては、金、銀、クロム等の金属、ＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）、酸化インジウム、ＩＺＯ（インジウム亜鉛オキサイド）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の透明導電膜、ポリアニリン、ポリアセチレン等の導電性酸化物等を挙げることができる。また、ＩＴＯと銀とＩＴＯとの積層構造からなる反射型電極とすることもできる。
【００９２】
正孔注入層（図示しない）の形成材料としては、例えば、発光層２４の発光材料に例示した化合物の他、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウムなどの酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェンなどの誘導体等を挙げることができる。
【００９３】
正孔輸送層２３の形成材料としては、フタロシアニン、ナフタロシアニン、ポリフィリン、オキサジアゾール、トリフェニルアミン、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、ピラゾリン、テトラヒドロイミダゾール、ヒドラゾン、スチルベン、ペンタセン、ポリチオフェン若しくはブタジエン、又はこれらの誘導体等、正孔輸送材料として通常使用されるものを用いることができる。また、正孔輸送層２３の形成材料として市販されている、例えばポリ（３、４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホネート（略称ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、バイエル社製、商品名；Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ ＡＩ４０８３、水溶液として市販。）等も使用することができる。正孔輸送層２３は、こうした化合物を含有した正孔輸送層形成用塗液を用いて形成される。なお、これらの正孔輸送材料は、上記の発光層２４内に混ぜてもよいし、正孔注入層内に混ぜてもよい。
【００９４】
発光層２４の形成材料としては、有機ＥＬ素子の発光層として一般的に用いられている材料であれば特に限定されず、例えば色素系発光材料、金属錯体系発光材料、高分子系発光材料等を挙げることができる。
【００９５】
色素系発光材料としては、例えば、シクロペンタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、シロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマー等を挙げることができる。
【００９６】
金属錯体系発光材料としては、例えば、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体等、中心金属に、Ａｌ、Ｚｎ、Ｂｅ等、又はＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙ等の希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を有する金属錯体等を挙げることができる。
【００９７】
高分子系発光材料としては、例えば、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリフルオレノン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリキノキサリン誘導体、及びそれらの共重合体等を挙げることができる。
【００９８】
発光層２４中には、発光効率の向上や発光波長を変化させる等の目的でドーピング剤等の添加剤を添加するようにしてもよい。ドーピング剤としては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾン、キノキサリン誘導体、カルバゾール誘導体、フルオレン誘導体等を挙げることができる。
【００９９】
なお、発光層２４として、無機系の発光層としてもよい。無機系の発光層としては、ＣｄＳｅ等を挙げることができる。
【０１００】
電子輸送層２５の形成材料としては、例えば、Ａｌｑ３（トリス８−キノリノラトアルミニウム錯体）、ペリレン顔料（Ｍｅ−ＰＴＣ）、フラーレンＣ６０、ＮＴＣＤＡ（ナフタレンテトラカルボン酸二無水物）、銅フタロシアニンＰＴＣＤＡ（３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物）若しくはＰｈ−Ｅｔ−ＰＴＣ等を好ましく挙げることができ、また、アントラキノジメタン、フルオレニリデンメタン、テトラシアノエチレン、フルオレノン、ジフェノキノンオキサジアゾール、アントロン、チオピランジオキシド、ジフェノキノン、ベンゾキノン、マロノニトリル、ニジトロベンゼン、ニトロアントラキノン、無水マレイン酸若しくはペリレンテトラカルボン酸、又はこれらの誘導体等、電荷輸送材料として通常使用されるものを用いることができる。なお、この電子輸送層の形成材料は、発光層２４内に混ぜてもよい。
【０１０１】
電子注入層２６の形成材料としては、例えば、アルミニウム、フッ化リチウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、酸化アルミニウム、酸化ストロンチウム、カルシウム、ポリメチルメタクリレートポリスチレンスルホン酸ナトリウム、リチウム、セシウム、フッ化セシウム等のようにアルカリ金属類、及びアルカリ金属類のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体等を挙げることができる。
【０１０２】
上述した各層は、真空蒸着法によって成膜するか、あるいは、それぞれの形成材料をトルエン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の溶媒に溶解又は分散させて塗布液を調整し、その塗布液を塗布装置等を用いて塗布又は印刷等することで形成される。
【０１０３】
また、必要に応じて、正孔ブロック層、電子ブロック層等として機能する励起ブロック層を設けてもよいが、その励起ブロック層は、キャリア（正孔、電子）が発光層２４を突き抜けるのを防止し、効率よくキャリアを再結合させるための層であり、例えば、発光層２４のコレクタ１２側の隣接面に正孔ブロック層を設けたり、発光層２４のエミッタ１１側の隣接面に電子ブロック層を設けることにより、各電極から注入された正孔や電子が発光層２４を突き抜けるのを防ぐことができる。その形成材料としては、ＢＣＰ（１−ブロモ−３−クロロプロパン）を例示できる。
【０１０４】
陰極２７の形成材料としては、金、銀、クロム等の金属、ＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）、酸化インジウム、ＩＺＯ（インジウム亜鉛オキサイド）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の透明導電膜、ポリアニリン、ポリアセチレン等の導電性酸化物等を挙げることができる。また、ＩＴＯと銀とＩＴＯとの積層構造からなる反射型電極とすることもできる。
【０１０５】
陰極２７を形成した後においては、全体を覆うようにガスバリア性を有するＳｉＯＮ等の無機系の保護膜やパラキシリレン樹脂等の有機系の保護膜（いずれも図示しない）を形成してもよい。なお、この保護層を図１１で後述する遮光層１８と兼ねてもよい。
【０１０６】
こうして構成される発光素子２１の陽極２２側にはｐ型特性を示す縦型有機トランジスタ３１Ｂが配置される。また、発光素子２１の陰極２７側にはｎ型特性を示す縦型有機トランジスタ３１Ａが配置される。こうした構成により、発光素子２１の陽極２２にはｐ型特性を示す縦型有機トランジスタ３１Ｂから所定の電荷量の正電荷（正孔）が供給され、発光素子２１の陰極２７にはｎ型特性を示す縦型有機トランジスタから所定の電荷量の負電荷（電子）が供給されるので、制御された輝度で発光素子を発光させることができる。
【０１０７】
（基板）
基板１９の種類や構造は特に限定されるものではなく、例えば、Ａｌ等の金属、ガラス、石英又は樹脂等の各種の材料から任意に選択して用いることができる。
【０１０８】
なお、発光素子２１で発光した光を基板１９側から出射させるボトムエミッション構造とする場合には、透明又は半透明になる材料で基板１９が形成されることが好ましいが、有機発光層で発光した光を基板１９の反対側から出射させるトップエミッション構造の発光素子とする場合には、必ずしも透明又は半透明になる材料からなる基板１９とする必要はなく、不透明材料で基板１９を形成してもよい。この場合においては、特に、有機ＥＬ素子の基板として一般的に用いられているもの、すなわち、有機ＥＬ素子を強度的に支持しているものを好ましく用いることができる。基板１９の材質は、用途に応じてフレキシブルな材質や硬質な材質等が選択される。具体的に用いることができる材料としては、例えば、ガラス、石英、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート等を挙げることができる。また、基板１９の形状としては、枚葉状でも連続状でもよく、具体的な形状としては、例えばカード状、フィルム状、ディスク状、チップ状等を挙げることができる。
【０１０９】
（遮光処理）
上記した縦型有機トランジスタ３１は有機半導体１３を有するが、そうした有機半導体１３は光を受けるとphoto-current（光電流）が流れてＯＦＦ電流が増加するという難点がある。特に本発明の駆動素子アレイ１０では、同一基板１９上に発光素子２１と縦型有機トランジスタ３１が形成されているので、発光素子２１から発光する光が基板１９側から出射する場合においては、光が透明な基板１９内を伝わって隣接する縦型有機トランジスタ３１に到達し、上記ＯＦＦ電流が増加するという問題が生じ易い。こうした問題を解決するため、縦型有機トランジスタ３１に対して遮光処理を施すことが好ましい。
【０１１０】
遮光処理としては、有機半導体１３に光が到達しないように、光吸収層又は光反射層を形成することが好ましい。特に基板１９の縦型有機トランジスタ側又は縦型有機トランジスタ３１の基板１９側に、光吸収層又は光反射層を形成することが望ましく、基板１９内を伝わって縦型有機トランジスタ３１に入射する可能性のある光や、室内蛍光灯等のような外部からの光を遮光することができる。図１１は、縦型有機トランジスタの遮光処理の例を示す断面図である。図１１（Ａ）は、基板１９側に設けられる下部電極１２を遮光性の電極とし、さらに縦型有機トランジスタ３１を覆うように遮光層１８を形成した例であり、図１１（Ｂ）は、基板１９と下部電極１２との間に遮光層１７を形成し、さらに縦型有機トランジスタ３１を覆うように遮光層１８を形成した例である。なお、縦型有機トランジスタ３１を覆う光遮光層１８は、基板１９内を伝わる光以外の光（例えば、室内蛍光灯等のような外部からの光）から縦型有機トランジスタ３１を遮光するために好ましく設けられる。
【０１１１】
図１１（Ａ）に示す遮光性の下部電極１２は特に限定されず、各種の遮光性電極を採用可能であるが、金属電極を好ましく挙げることができる。具体的には、クロム電極、アルミニウム電極、銀電極等を挙げることができる。なお、そうした金属電極が遮光性を有する厚さは５０ｎｍ以上であることが好ましい。一方、縦型有機トランジスタ３１を覆うように設けられた遮光層１８としては、例えばカラーフィルタ等に用いられているブラックマトリクス層と同等の層を挙げることができる。こうした遮光層１８は縦型有機トランジスタ３１を形成した後にスピンコートによって形成することができる。
【０１１２】
図１１（Ｂ）に示す遮光層１７も特に限定されず、遮光性を有する各種の絶縁層を挙げることができる。そうした遮光層１７としては、例えば、上記同様、例えばカラーフィルタ等に用いられているブラックマトリクス層と同等の層を挙げることができる。なお、その遮光層１７の厚さはその遮光層の材質によって異なるので一概には言えないが、例えば１００ｎｍ〜１０μｍの範囲であることが好ましい。こうした遮光処理を縦型有機トランジスタ３１に対して施すことにより、光の作用によるオフ電流の上昇を抑制することができ、オフ時での発光素子の色味を適切なものとすることができる。
【０１１３】
こうした遮光処理のうち、遮光層１７は、図１１（Ｂ）に示す例では基板１９の縦型有機トランジスタ側の面や縦型有機トランジスタ３１の基板１９側の面に直接設けられているが、必ずしも直接設けられている必要はなく、基板１９の縦型有機トランジスタ側又は縦型有機トランジスタ３１の基板１９側に設けられてさえいれば例えば他の層を介して設けられていてもよい。
【０１１４】
なお、ここでは詳しくは説明しないが、本発明に係る表示装置は、必要に応じて、カラーフィルタ等の表示装置用部材を備えていてもよい。上記において、カラーフィルタ等に用いられているブラックマトリクス層とは、通常、黒色顔料とバインダー樹脂と溶剤とを含有したフォトレジストや印刷用インキ、あるいはクロムなどの金属を用いて構成されるものであり、黒色顔料としては、カーボンブラック、チタンブラック等を挙げることができ、バインダー樹脂としては、ベンジルメタクリレート：スチレン：アクリル酸：２−ヒドロキシエチルメタクリレートの共重合体等を挙げることができ、溶剤としては、後述の着色層のものと同様のものを用いることができる。ブラックマトリクス層の形成方法としては、フォトリソグラフィ、各種のパターン印刷方法、各種のめっき方法等で形成することができる。
【０１１５】
以上、本発明の発光素子２１によれば、エミッタ１１とコレクタ１２との間に流れる電流量を大幅に変調することができる縦型有機トランジスタ３１をカラム選択用トランジスタ３１Ａ及びライン選択用トランジスタ３１Ｂとして備えるので、その変調電流を発光層２４に発光電流として印加することができる。その結果、発光層２４の発光輝度等の制御性を高めることができるとともに、コスト低減を図ることができる。特に大面積の表示装置に用いる場合には、大電流を発光素子列に供給することができるので、大電流を含む変調電流で発光素子を駆動させることが可能となる。
【０１１６】
さらに本発明によれば、縦型有機トランジスタ３１を発光素子２１と同一の基板１９上に形成しているが、その縦型有機トランジスタ３１は、上下に配置したコレクタ１２とエミッタ１１との間に有機半導体１３を挟み、その有機半導体１３内にベース１４を形成した積層構造であるため、発光素子２１を形成する基板１９と同一基板上に容易に形成することができ、製造コストの点でも有利となる。また、縦型有機トランジスタ３１は無機系のトランジスタに比べて低温での成膜が可能であるので、プラスチック基板上への形成も容易となる。
【０１１７】
加えて、本発明の駆動素子アレイ１０の外側に、液晶表示装置等で汎用ドライバとして用いられる電圧駆動ドライバ４０Ａ，４０Ｂを装着して表示装置１を構成すれば、表示装置全体として低電圧且つ高速応答で駆動させることができる。このとき、その汎用ドライバからカラム選択用トランジスタ３１Ａとライン選択用トランジスタ３１Ｂに電圧制御信号が供給され、その電圧制御信号に応じ、カラム選択用トランジスタ３１Ａとライン選択用トランジスタ３１Ｂで電流変調されて所定電流が発光素子２１に供給される。したがって、縦型有機トランジスタをカラム選択用トランジスタ３１Ａとライン選択用トランジスタ３１Ｂとした本発明の駆動素子アレイ１０は、汎用ドライバを併せて用いることで、低コストの表示装置を構成することができる。
【０１１８】
［駆動素子アレイの製造方法］
次に、駆動素子アレイ１０を製造する方法について説明する。本発明の駆動素子アレイ１０の製造方法は、パッシブマトリクス方式で電流駆動する発光素子２１と、その発光素子２１への電流供給を制御するカラム選択用トランジスタ３１Ａ及びライン選択用トランジスタ３１Ｂとを有する駆動素子アレイを製造する方法である。具体的には、基板１９上にカラム選択用の縦型有機トランジスタ３１Ａとライン選択用の縦型有機トランジスタ３１Ｂを形成するトランジスタ形成工程と、そのトランジスタ形成工程後に、縦型有機トランジスタ３１（３１Ａ，３１Ｂ）を形成する基板１９と同じ基板上に発光素子２１を形成する発光素子形成工程と、を少なくとも有する。
【０１１９】
（トランジスタ形成工程）
トランジスタ形成工程は、基板１９上にカラム選択用の縦型有機トランジスタ３１Ａとライン選択用の縦型有機トランジスタ３１Ｂを形成する工程である。トランジスタ形成工程は、下部電極（コレクタ１２）が形成された基板１９上に下側有機半導体層１３ｂを形成する工程と、下側有機半導体層１３ｂ上に、連続する絶縁性金属化合物１４ｂとその絶縁性金属化合物１４ｂ内に分布する粒状金属１４ａとを有する中間電極（ベース１４）を形成する工程と、ベース１４上に上側有機半導体層１３ａを形成する工程と、上側有機半導体層１３ａ上に上部電極（エミッタ１１）を形成する工程と、を有している。以下、各工程について説明する。なお、上記「縦型有機トランジスタ」で説明した内容と重複する場合は随時その説明を省略する。
【０１２０】
下側有機半導体層形成工程；
この工程は、下部電極（コレクタ１２）が形成された基板１９上に下側有機半導体層１３ｂを形成する工程である。コレクタ１２上への下側有機半導体層１３ｂの形成は、既に例示した有機半導体材料の材質や特性等を考慮し、塗布法や蒸着法等から任意に選択される。このときの厚さ等についても既述した通りである。なお、基板１９上へのコレクタ１２の形成方法は、既に例示したコレクタ１２の材質と基板１９の種類や耐熱性等とを考慮し、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等や、塗布法等から任意に選択される。なお、通常は、ＩＴＯ付きガラス基板やＩＴＯ付きプラスチック基板等を好ましく用いることができる。
【０１２１】
中間電極（ベース）形成工程；
この工程は、下側有機半導体層１３ｂ上に中間電極（ベース１４）を形成する工程である。ベース１４は、連続する絶縁性金属化合物１４ｂと、その絶縁性金属化合物１４ｂ内に分布する粒状金属１４ａとを有している。具体的には、ベース１４を形成する工程は、図１２に示すように、下側有機半導体層１３ｂ上の全面に金属膜４’を形成する金属膜形成工程（図１２（Ａ）参照）と、その金属膜４’を部分的に絶縁化させて、連続する絶縁性金属化合物１４ｂと、その絶縁性金属化合物１４ｂ内に分布する粒状金属１４ａとを生じさせる部分絶縁化工程（図１２（Ｂ）参照）と、を有している。この工程によれば、金属膜形成工程と部分絶縁化工程とによって得られたベース１４は、既述したのと同様、例えば金属膜４’を形成した後の化学反応等により絶縁性の金属化合物１４ｂが生じることによって容易に形成される。その結果、製造された縦型有機トランジスタ３１の製造コストを低減することができる。
【０１２２】
金属膜形成工程は、図１２（Ａ）に示すように、下側有機半導体層１３ｂ上の全面に金属膜４’を形成する工程であるが、この工程で形成される金属膜４’は、上記した粒状金属１４ａの構成材料を真空蒸着、スパッタリング等の成膜手段によって形成することができる。形成される金属膜４’の形態は特に限定されず、その後の部分絶縁化工程において、絶縁性金属化合物１４ｂ内に粒状金属１４ａが分布する形態となるものであればよいが、特には、その金属膜４’が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の粒径を持つ金属粒４”の集合体であることが好ましい。こうした範囲の金属粒４”からなる金属膜４’は、その金属粒４”の周縁の膜厚が薄いので、例えば化学反応等によって容易に絶縁性の金属化合物３ｂにすることができるとともに、粒状金属１４ａの平均直径を５ｎｍ以上２００ｎｍ以下とすることができる。その結果、エミッタ１１とコレクタ１２との間を流れる電流の透過部を容易に形成できるので、縦型有機トランジスタ３１の製造コストを低減することができる。
【０１２３】
部分絶縁化工程は、上記のように、粒状金属１４ａの平均直径を５ｎｍ以上２００ｎｍ以下とするまで行う。具体的には、図１２（Ａ）に示すような金属粒４”からなる金属膜４’を反応ガス中で化学反応させ、図１２（Ｂ）に示すような粒状金属１４ａが前記の平均直径になるまで反応を行う。化学反応させるための反応ガス雰囲気としては、酸素雰囲気、酸素窒素混合雰囲気、高湿度雰囲気下等を挙げることができるが、好ましくは酸素雰囲気であり、容易に酸化処理することができる。金属粒４”の集合体からなる金属膜４’を酸化処理することにより、金属粒４”の周りに絶縁性金属酸化物４ｂを容易に形成することができ、その絶縁性金属化合物１４ｂをエミッタ１１とコレクタ１２間に流れる電流の透過部として作用させることができる。
【０１２４】
このような部分絶縁化工程により、粒状金属１４ａの平均直径を所定の範囲内ものとすれば、粒状金属１４ａの平均直径を従来のベースである金属層の幅よりも著しく微細化することができるので、粒状金属１４ａの周りに形成されて電流の透過部として作用する絶縁性金属化合物１４ｂを、ベース１４内に多く（高い密度で）形成することが容易となる。
【０１２５】
上側有機半導体層形成工程；
この工程は、ベース１４上に上側有機半導体層１３ａを形成する工程である。ベース１４上への上側有機半導体層１３ａの形成は、既に例示した有機半導体材料の材質や特性等を考慮し、塗布法や蒸着法等から任意に選択される。このときの厚さ等についても既述した通りである。
【０１２６】
上部電極（エミッタ）形成工程；
この工程は、上側有機半導体層１３ａ上に上部電極（エミッタ１１）を形成する工程である。上側有機半導体層１３ａ上へのエミッタ１１の形成方法は、既に例示したエミッタ１１の材質と上側有機半導体層１３ａの種類や耐熱性等とを考慮し、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等から任意に選択される。
【０１２７】
これらの各工程を経て縦型有機トランジスタ３１が製造されるが、エミッタ１１上には、必要に応じて、ＰＶＰ (ポリビニルピロリドン) 等からなる保護層や、酸化ケイ素や酸窒化ケイ素等からなるガスバリア層や、上述した遮光層１８を形成してもよい。
【０１２８】
遮光層形成工程；
この工程は、基板１９上に形成された発光素子２１から発光する光が基板１９側から出射する場合において、基板１０の縦型有機トランジスタ３１側又は縦型有機トランジスタ３１の基板１９側を遮光処理する工程である。遮光処理としては、具体的には、下部電極１２を遮光性電極としたり、基板１９面上に絶縁性遮光層１７を形成したり、また、縦型有機トランジスタを覆うように遮光層１８を形成したりする例が挙げることができる。そうした遮光層は、塗布法、蒸着、スパッタリング法等のＰＶＤプロセス、ＣＶＤプロセス等で形成することができる。なお、遮光処理として光吸収層又は光反射層を施す場合には、遮光処理工程を、光吸収層形成工程又は光反射層形成工程となる。
【０１２９】
バスライン形成工程；
この工程は、（１）中間電極１４と下部電極１２乃至上部電極１１とが平面視でオーバーラップしない部位の基板１９上に、中間電極１４に接続するバスライン１５ａ，１５ｂを形成する工程、又は、（２）上部電極１１と下部電極１２乃至中間電極１４とが平面視でオーバーラップしない部位の基板１９上に、上部電極１１に接続するバスライン１５ａ，１５ｂを形成する工程である。これらのバスライン形成工程において、バスライン１５ａ，１５ｂは、金属、酸化物半導体及び導電性高分子から選ばれるいずれかで形成されることが好ましいので、その形成工程も、その材質に応じた工程で形成することが望ましい。例えば、蒸着、スパッタリング法等のＰＶＤプロセス、ＣＶＤプロセス、又は塗布法で形成することが好ましい。
【０１３０】
こうしたトランジスタ形成工程によれば、下側有機半導体層１３ｂ上にベース１４を形成する工程を備えるが、この工程で形成されたベース１４は、粒状金属１４ａからなる部分が従来のパターンエッチングされた中間電極（ベース）として作用し、粒状金属１４ａが形成されていない絶縁性金属化合物１４ｂからなる部分が従来の開口部として作用する。こうした形態からなるベース１４においては、開口部として作用する絶縁性金属化合物１４ｂの部分が、エミッタ１１（上部電極）とコレクタ１２（下部電極）との間を流れる電流の透過部となる。こうした方法を採用すれば、例えば薄膜状の金属（金属膜４’）を形成した後の化学反応等によって絶縁性の金属化合物１４ｂを容易に形成することができるので、製造された縦型有機トランジスタの製造コストを低減することができる。その結果、形成された縦型有機トランジスタ３１は、低電圧で大電流変調が可能なトランジスタとして機能することから、例えば下記に示す発光素子２１を構成するスイッチング素子である駆動トランジスタとして好ましく適用できる。
【０１３１】
（発光素子形成工程）
次に、発光素子形成工程について説明する。この発光素子形成工程は、トランジスタ形成工程後に、縦型有機トランジスタ３１（３１Ａ，３１Ｂ）を形成する基板１９と同じ基板上に発光素子２１を形成する工程である。
【０１３２】
発光素子２１の構成と各構成の作製方法は上述したとおりであるのでここではその詳細は省略するが、陽極２２、正孔輸送層２３、発光層２４、電子輸送層２５、電子注入層２６、陰極２７の各層は、それぞれの材質に応じ、真空蒸着法、スパッタリング法等のＰＶＤ法、ＣＶＤ法、あるいは、形成材料をトルエン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の溶媒に溶解又は分散させて塗布液を調整し、その塗布液を塗布装置等を用いて塗布又は印刷等する方法で形成される。
【０１３３】
なお、本発明の駆動素子アレイ１０の製造方法では、縦型有機トランジスタ３１形成工程の際の、中間電極形成工程で、図１２（Ａ）に示すような金属粒４”からなる金属膜４’を反応ガス中で化学反応させ、図１２（Ｂ）に示すような粒状金属１４ａが前記の平均直径になるまで反応を行う。こうした反応は、発光素子２１を構成する発光層２５や正孔輸送層２３、電子輸送層２６等にダメージを与えるおそれがあるので、望ましくは、縦型有機トランジスタ３１の形成工程を、発光素子２１の形成工程の前に行う。
【０１３４】
以上、本発明の駆動素子アレイ１０の製造方法によれば、基板１９上にカラム選択用とライン選択用の縦型有機トランジスタ３１（３１Ａ，３１Ｂ）を形成する工程と、その後、同じ基板１９上に発光素子２１を形成する工程とを少なくとも有するので、同一基板１９上への連続した成膜プロセスによって駆動素子アレイ１０を製造することができる。その結果、駆動素子アレイ１０の効率的な製造と低コスト化を図ることができる。また、縦型有機トランジスタ３１は無機系のトランジスタに比べて低温での成膜が可能であるので、基板１９としてプラスチック基板や非耐熱性のガラス基板を用いた場合でもその基板上への形成が容易となる。
【実施例】
【０１３５】
以下、種々の実験を行って本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は以下の例に限定解釈されることはない。
【０１３６】
（実験例１）
一辺にｎ型の縦型有機トランジスタ３１Ａを有し、他の一辺にｐ型の縦型有機トランジスタ３１Ｂを有し、画素数が１６×４８となる多数の発光素子２１を有する実験例１に係る試験試料を作製した（図１を参照）。
【０１３７】
先ず、縦型有機トランジスタ３１を形成した。縦型有機トランジスタを構成する下部電極として予め所定のパターンで形成された厚さ１５０ｎｍの透明ＩＴＯ電極（コレクタ）付きガラス基板（厚さ０．７ｍｍ）を準備した。そのＩＴＯ電極付きガラス基板を真空チャンバー内にセットし、ｎ型の縦型有機トランジスタ３１Ａを形成するＩＴＯ電極パターン上に、ペリレン系顔料（Ｍｅ−ＰＴＣ）を厚さ５００ｎｍとなるようにマスク蒸着法で形成して、ｎ型の縦型有機トランジスタ３１Ａを構成する下側有機半導体層１３ｂを形成した。次に、ｐ型の縦型有機トランジスタ３１Ｂを形成するＩＴＯ電極パターン上に、Ｃｕフタロシアニンを厚さ１００ｎｍとなるようにマスク蒸着法で形成して、ｐ型の縦型有機トランジスタ３１Ｂを構成する下側有機半導体層１３ｂを形成した。
【０１３８】
次に、その下側有機半導体層パターン上に、アルミニウム金属膜を厚さ２０ｎｍとなるように真空蒸着法でパターン形成したが、その際、その金属膜が、平均粒径３０ｎｍの多数の金属粒（グレイン）によって形成されるように蒸着レートを０．１ｎｍ／秒〜１ｎｍ／秒の範囲で設定した（実際は、1ｎｍ／秒で成膜した。）。アルミニウム金属膜を形成した素子（図１２（Ａ）参照）を大気雰囲気下で１２０℃に加温した環境に保持し、そのアルミニウム金属膜を構成する金属粒の周縁を酸化させて、粒状のアルミニウム金属と酸化アルミニウムとからなる層状連続体（中間電極１４）を形成した（図１２（Ｂ）参照）。
【０１３９】
次いで、再び真空チャンバーに戻し、先ず、ｎ型の縦型有機トランジスタ３１Ａを形成する中間電極パターン上には厚さ８０ｎｍのフラーレンＣ６０をパターン蒸着して、ｎ型の縦型有機トランジスタ３１Ａを構成する上側有機半導体層１３ａを形成した。次に、ｐ型の縦型有機トランジスタ３１Ｂを形成する中間電極パターン上には厚さ８０ｎｍのＣｕフタロシアニンをパターン蒸着して、ｐ型の縦型有機トランジスタ３１Ｂを構成する上側有機半導体層１３ａを形成した。次に、ｎ型の縦型有機トランジスタ３１Ａを構成する上側有機半導体層パターン上に、Ａｇを蒸着してエミッタをパターン形成し、次いで、ｐ型の縦型有機トランジスタ３１Ｂを構成する上側有機半導体層パターン上に、Ａｕを蒸着してエミッタをパターン形成し、ｎ型及びｐ型の縦型有機トランジスタ３１を形成した。
【０１４０】
次に、同一の基板１９上の所定の位置に、画素数が１６×４８となるように多数の発光素子２１を形成した。先ず、基板１９上の所定の領域に発光素子用パターンとして予め形成された厚さ１５０ｎｍの透明ＩＴＯ電極上に、抵抗加熱蒸着法で形成したＣｕフタロシアニンからなる厚さ５０ｎｍの正孔注入層と、抵抗加熱蒸着法で形成したＮＰＤからなる厚さ８０ｎｍの正孔輸送層と、抵抗加熱蒸着法で形成したＡｌｑ３からなる厚さ５０ｎｍの発光層と、抵抗加熱蒸着法で形成したＬｉＦからなる厚さ０．５ｎｍの電子注入層と、抵抗加熱蒸着法で形成したＡｌからなる厚さ１０００ｎｍの陰極とをその順に積層して、発光素子を形成した。さらに、この発光素子と前記の縦型有機トランジスタの全面を覆うように、ＳｉＯからなる厚さ５００ｎｍの保護層を抵抗加熱蒸着法で形成した。
【０１４１】
（実験例２）
実験例１の試験試料において、縦型有機トランジスタ３１を形成した後、その縦型有機トランジスタ３１を覆うようにブラックマトリクス層からなる厚さ１０００ｎｍの遮光層１８を形成した。それ以外は実験例１と同様にして、実験例２の試験試料を作製した。なお、ブラックマトリクス層は、カーボンブラックをバインダー樹脂に含有させた材料で形成した。
【０１４２】
（実験例３）
実験例１の試験試料で用いたＩＴＯ電極（コレクタ）付きガラス基板に代えて、縦型有機トランジスタ３１を構成する領域にはＩＴＯ電極が形成されていないＩＴＯ電極（コレクタ）付きガラス基板を用い、予めその基板の縦型有機トランジスタ３１の形成領域に、縦型有機トランジスタ用の下部電極パターンからなる厚さ１５０ｎｍのＣｒ金属膜を形成した。こうした基板１９を駆動素子アレイ１０用の基板として用いた他は、実験例１と同様にして、実験例３の試験試料を作製した。
【０１４３】
（実験例４）
実験例３の試験試料において、縦型有機トランジスタ３１を形成した後、その縦型有機トランジスタ３１を覆うように実験例２と同じブラックマトリクス層からなる厚さ１０００ｎｍの遮光層１８を形成した。それ以外は実験例３と同様にして、実験例４の試験試料を作製した。
【０１４４】
（電流変調測定）
実験例１で得られた駆動素子アレイを用い、コレクタ電圧Ｖｃを７Ｖ，５Ｖ，３Ｖと変化させ、コレクタ電流の電流変調に及ぼす影響を検討した。図１３は、実験例１の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ３１Ａにおいて、ベース電圧に対するコレクタ電流の変化（電流変調）を示すグラフである。また、図１４は、実験例１の駆動素子アレイを構成するｐ型の縦型有機トランジスタ３１Ｂにおいて、ベース電圧に対するコレクタ電流の変化（電流変調）を示すグラフである。測定は、暗室中で、２台のソースメジャーユニットを用いて行った。具体的には、一定のコレクタ電圧（−７Ｖ，−５Ｖ，−３Ｖ）を印加した状態でベース電圧を変化させたときの、コレクタ電流、ベース電流を測定することで行った。図１３及び図１４に示すように、ｎ型及びｐ型のトランジスタに印加した各コレクタ電圧において、ベース電圧Ｖｂの走査に対する大きな電流変調が確認された。
【０１４５】
（電流変調に及ぼす遮光処理の影響）
実験例１，２で得られた駆動素子アレイを用い、コレクタ電圧Ｖｃを７Ｖとしたときの、コレクタ電流の電流変調に及ぼす遮光処理の影響を検討した。図１５は、実験例１の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ（遮光層無し）の電流変調測定を明室中で行った結果と、実験例１の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ（遮光層無し）の電流変調測定を暗室中で行った結果と、実験例２の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ（遮光層あり）の電流変調測定を明室中で行った結果とを示すグラフである。上記同様、測定は２台のソースメジャーユニットを用い、一定のコレクタ電圧（７Ｖ）を印加した状態でベース電圧を変化させたときの、コレクタ電流、ベース電流を測定することで行った。図１５に示すように、暗室内での測定結果に比べ、明室内での測定結果はＯＦＦ状態でコレクタ電流Ｉｃが高くなっているのが確認された。これは、明室中の光によってｎ型の縦型有機トランジスタを構成する有機半導体に作用し、光電流が流れ、ＯＦＦ電流が増加したためと考えられる。同様の結果は、実験例２でも得られた。こうした結果は、縦型有機トランジスタの上部電極の上に、その縦型有機トランジスタを覆うように形成した遮光層１８のみでは、明室中で駆動素子アレイを駆動させた場合、ＯＦＦ電流が増加してしまうことが分かった。
【０１４６】
同様に、実験例３，４で得られた駆動素子アレイを用い、コレクタ電圧Ｖｃを７Ｖとしたときの、コレクタ電流の電流変調に及ぼす遮光処理の影響を検討した。図１６は、実験例３の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ（遮光層無し）の電流変調測定を明室中で行った結果と、実験例３の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ（遮光層無し）の電流変調測定を暗室中で行った結果と、実験例４の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ（遮光性のＣｒ金属膜と遮光層あり）の電流変調測定を明室中で行った結果とを示すグラフである。上記同様、測定は２台のソースメジャーユニットを用い、一定のコレクタ電圧（７Ｖ）を印加した状態でベース電圧を変化させたときの、コレクタ電流、ベース電流を測定することで行った。図１６に示すように、暗室内での測定結果に比べ、明室内での測定結果はＯＦＦ状態でコレクタ電流Ｉｃが高くなっているのが確認された。これは、明室中の光によってｎ型の縦型有機トランジスタを構成する有機半導体に作用し、光電流が流れ、ＯＦＦ電流が増加したためと考えられる。しかしながら、実験例４のように、基板１９側の下部電極が遮光性のＣｒ金属膜で形成され、さらに縦型有機トランジスタの上部電極の上にもその縦型有機トランジスタを覆うように遮光層１８を形成した試験試料では、明室中であるにもかかわらず、遮光層なしの縦型有機トランジスタを暗室中で測定した場合と同様の結果が得られた。図１３〜図１６の結果より、遮光処理を基板１９側に行うことによって、明室中で駆動素子アレイを駆動させた場合であっても、ＯＦＦ電流の増加を防ぐことができることが分かった。
【０１４７】
（増幅率の評価）
図１３及び図１４において測定した結果より、ベース電圧０Ｖにおける電流Ｉｃと電圧１Ｖにおける電流Ｉｃとを比較し、増幅率を算出した。その結果、増幅率は１０００以上であり、極めて高い増幅率を実現できた。
【０１４８】
（応答性）
既述の図４は、実験例１の試験試料を用いて回路を駆動したときの発光素子のＯＮ／ＯＦＦ挙動を示す具体例である。測定は、画素内の特定のカラムラインとデータラインに一定のコレクタ電圧を印加した状態で、ｐ型縦型有機トランジスタ、ｎ型縦型有機トランジスタをそれぞれＯＮ／ＯＦＦしたときに、特定のカラムラインとデータラインが交差する発光素子２１を流れる電流の時間変化を観測することで行った。その結果、図４に示すように、ｐ型、ｎ型の縦型有機トランジスタがＯＮの時のみ発光素子２１に電流が流れており、発光が観測された。いずれかがＯＦＦの時は全く電流が流れず、発光も観測されなかった。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】本発明の表示装置の一例を示す模式構成図である。
【図２】画素を構成する発光素子への接続形態を示す模式的な配線図である。
【図３】画素を駆動する回路の模式的な構造図である。
【図４】回路を駆動したときの発光素子のＯＮ／ＯＦＦ挙動を示す具体例である。
【図５】本発明の駆動素子アレイの模式的な断面形態図である。
【図６】中間電極（ベース）の模式的な詳細断面図である。
【図７】図６に示す駆動素子アレイの平面形態図である。
【図８】縦型有機トランジスタにバスラインを形成した態様の一例を示す断面図である。
【図９】バスラインを形成した縦型有機トランジスタの一例を示す平面図である。
【図１０】バスラインを形成した縦型有機トランジスタの他の一例を示す平面図である。
【図１１】縦型有機トランジスタの遮光処理の例を示す断面図である。
【図１２】中間電極の形成工程を示す説明図である。
【図１３】実験例１の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタにおいてベース電圧に対するコレクタ電流の変化（電流変調）を示すグラフである。
【図１４】実験例１の駆動素子アレイを構成するｐ型の縦型有機トランジスタにおいてベース電圧に対するコレクタ電流の変化（電流変調）を示すグラフである。
【図１５】実験例１の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ（遮光層無し）の電流変調測定を明室中で行った結果と、実験例１の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ（遮光層無し）の電流変調測定を暗室中で行った結果と、実験例２の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ（遮光層あり）の電流変調測定を明室中で行った結果とを示すグラフである
【図１６】実験例３の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ（遮光層無し）の電流変調測定を明室中で行った結果と、実験例３の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ（遮光層無し）の電流変調測定を暗室中で行った結果と、実験例４の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ（遮光性のＣｒ金属膜と遮光層あり）の電流変調測定を明室中で行った結果とを示すグラフである。
【符号の説明】
【０１５０】
１ 表示装置
１０ 駆動素子アレイ
１１ 上部電極（エミッタ１１）
１２ 下部電極（コレクタ１２）
１３ 有機半導体
１３ａ 上側有機半導体層
１３ｂ 下側有機半導体層
１４ 中間電極（ベース１４）
１４ａ 粒状金属
１４ｂ 絶縁性金属化合物
１４’ 金属膜
１４” 金属粒
１５ａ，１５ｂ バスライン
１６ａ，１６ｂ 取り出し部
１７ 遮光層
１８ 遮光層
１９ 基板
２０ 発光素子部
２１ 発光素子
２２ 陽極
２３ 正孔輸送層
２４ 発光層
２５ 電子輸送層
２６ 電子注入層
２７ 陰極
３０Ａ カラム選択用トランジスタ部
３０Ｂ ライン選択用トランジスタ部
３１ 縦型有機トランジスタ（３１Ａ，３１Ｂ）
３１Ａ カラム選択用トランジスタ
３１Ｂ ライン選択用トランジスタ
３２Ａ カラム選択線
３２Ｂ ライン選択線
３３Ａ カラム配線
３３Ｂ ライン配線
３４Ａ グラウンド線
３４Ｂ 電源線
４０Ａ，４０Ｂ ドライバ
Ａ 動作領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動素子アレイ及びその製造方法並びに表示装置に関し、更に詳しくは、大電流での駆動が必要な発光素子をパッシブマトリクス方式で電流駆動させる駆動素子アレイ及びその製造方法並びに表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置のように画像表示を電圧駆動で行う表示装置は、その仕様に応じ、各単画素をアクティブ駆動させるアクティブマトリクス方式の駆動素子、あるいはパッシブ駆動させるパッシブマトリクス方式の駆動素子を備えている。アクティブマトリクス方式の駆動素子は、それぞれの画素内にトランジスタやキャパシタ等を備えている。そのため、表示画像の高精細化の点で有利である反面、そうしたトランジスタやキャパシタ等を各画素内に作り込む必要があるために工程が増すなどしてコストが嵩むという難点がある。一方、パッシブマトリクス方式の駆動素子はトランジスタやキャパシタ等を各画素内に作り込まないため、構造が簡単で作製が容易であり、製造コストの点で有利である。
【０００３】
こうしたパッシブマトリクス方式の駆動素子において、画素表示を電圧駆動で制御する液晶表示装置では、駆動素子（ドライバともいう。）から各画素に制御可能な任意の電流を流す必要はないが、画像表示を電流駆動で制御するエレクトロルミネッセンス表示装置（ＥＬ表示装置と略す。）では、ＥＬ素子に電荷（電子と正孔）を供給する必要があり、しかもその発光輝度が電荷量に対応していることから、駆動素子であるドライバから各ＥＬ素子に任意の電流を供給しなければならない。そのため、パッシブマトリクス方式においては、任意の電流を流すことが可能なＥＬ表示装置用の駆動素子が必要とされている。特にパッシブマトリクス方式で駆動させる大画面のＥＬ表示装置においては、多数のＥＬ素子が並ぶＥＬ素子列に大電流を供給しなければならないため、駆動素子には、電流制御が可能で大電流を供給でき、しかも安価であることが要求されている。
【０００４】
特許文献１は、構造が簡素化されたＥＬ素子用の駆動回路が提案されている。この駆動回路は、ＥＬ素子とカラム選択用トランジスタとライン選択用トランジスタとが任意の順番で直列接続された複数のモジュールを備えたものであり、ＥＬ素子の各々を駆動し発光させる、とされている。同文献１に記載のカラム選択用トランジスタとライン選択用トランジスタは、ＮＰＮ型又はＰＮＰ型の電流制御可能なバイポーラトランジスタであると考えられ、有機ＥＬ素子が形成された発光パネルの外縁に装着されていると考えられる。しかしながら、そうしたバイポーラトランジスタは、成膜プロセスが複雑であるとともに高温プロセスが必須となるので、ＥＬ表示装置が目指すプラスチック基板上への成膜が困難であり、コストアップになるという難点がある。
【０００５】
一方、トランジスタとしてポリシリコン薄膜トランジスタや電界効果型トランジスタを採用する場合も、上記バイポーラトランジスタの場合と同様、高温プロセスが必須となるのでプラスチック基板上への作製が困難であり、コストアップになるという難点がある。また、有機半導体を用いた有機電界効果型トランジスタは低温プロセスで作製可能なので低コスト化に有利であるが、用いられる有機半導体はキャリア移動度が低いため、電流変調量が小さい、応答速度が遅い等の問題がある。なお、電流変調量が小さいという問題に対としては、面積を大きくすることが挙げられるが、そのようにすると表示領域の外縁の面積が大きくなってしまうという問題がある。
【特許文献１】特開２００５−２２２００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の有機電界効果型トランジスタの問題を解決するものとして、例えば下記特許文献２〜５及び非特許文献１に示すような縦型有機トランジスタが提案されている。縦型有機トランジスタは、上下に配置したコレクタ電極とエミッタ電極との間に有機半導体を挟み、その有機半導体内に中間電極を形成した積層構造であるため、有機半導体が担うチャネル長を例えば１μｍ以下に短くできること、電極面全体を有効利用できるために高速応答や大電力化が可能となることがある。そのため、キャリア移動度の低い有機半導体を用いた場合であっても、低電圧での高速応答が可能になる。さらに、縦型有機トランジスタは、有機半導体を間に挟んで上下に対向するエミッタ電極とコレクタ電極とに一定電圧を印加した場合において、エミッタ電極と有機半導体内に設けられたベース電極との間に電圧を印加しないときはエミッタ電極とコレクタ電極との間にほとんど電流は流れないが、エミッタ電極とベース電極との間に電圧を印加するとエミッタ電極とコレクタ電極との間に流れる電流量が大幅に増加し、電流を変調することができるという利点が謳われている。こうした電流変調は以下のメカニズムによるものと考えられている。すなわち、有機半導体がエミッタ電極とコレクタ電極の両方に接するとともにストライプ状の中間電極間の開口部にも存在しているので、エミッタ電極と中間電極との間に電圧が印加されることによって、有機半導体からなる開口部を流れる電流が変調されることによると考えられている。
【特許文献２】特開２００４−３２７６１５号公報
【特許文献３】特開２００７−２７５６６号公報
【特許文献４】特開２００５−２４３８７１号公報
【特許文献５】特開２００３−３２４２０３号公報（請求項１）
【非特許文献１】工藤一浩、「有機トランジスタの現状と将来展望」、応用物理、第７２巻、第９号、第１１５１頁〜第１１５６頁（２００３年）
【０００７】
さらに、本件出願人は、この出願に先立って、前記各文献に記載の縦型有機トランジスタよりも電流変調を容易且つ効率的に変調でき、発光輝度等の制御性を高めた低コストの縦型有機トランジスタを提案した（特願２００７−２２６６６４号）。
【０００８】
本発明の目的は、パッシブマトリクス方式で電流駆動する発光素子と、その発光素子への電流供給を制御するカラム選択用トランジスタ及びライン選択用トランジスタとを有する駆動素子アレイにおいて、大電流を含む変調電流で発光素子を低電圧駆動させることができるとともに、製造コストの点でも有利な駆動素子アレイ及びその製造方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、上記駆動素子アレイを備えた低コストの表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の駆動素子アレイは、パッシブマトリクス方式で電流駆動する発光素子と、該発光素子への電流供給を制御するカラム選択用トランジスタ及びライン選択用トランジスタとを有する駆動素子アレイであって、前記カラム選択用トランジスタと前記ライン選択用トランジスタが、前記発光素子と同一の基板上に形成された縦型有機トランジスタであることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、発光素子への電流供給を制御するカラム選択用トランジスタとライン選択用トランジスタを縦型有機トランジスタとしているが、その縦型有機トランジスタは電流変調を容易に行うことができ、特に大面積の表示装置に用いる場合には大電流を発光素子列に供給することができるので、大電流を含む変調電流で発光素子を駆動させることが可能となる。さらに本発明によれば、縦型有機トランジスタを発光素子と同一の基板上に形成しているが、縦型有機トランジスタは、上下に配置したコレクタとエミッタとの間に有機半導体を挟み、その有機半導体内に中間電極を形成した積層構造であるため、発光素子を形成する基板と同一基板上に容易に形成することができ、製造コストの点でも有利となる。また、縦型有機トランジスタは無機系のトランジスタに比べて低温での成膜が可能であるので、プラスチック基板上への形成も容易となる。
【００１２】
加えて、本発明の駆動素子アレイの外側に、液晶表示装置等で汎用ドライバとして用いられる電圧駆動ドライバを装着して表示装置を構成すれば、表示装置全体として低電圧且つ高速応答で駆動させることができる。このとき、その汎用ドライバからカラム選択用トランジスタとライン選択用トランジスタに電圧制御信号が供給され、その電圧制御信号に応じ、カラム選択用トランジスタとライン選択用トランジスタで電流変調されて所定電流が発光素子に供給される。したがって、縦型有機トランジスタをカラム選択用トランジスタとライン選択用トランジスタとした本発明の駆動素子アレイは、汎用ドライバを併せて用いることで、低コストの表示装置を構成することができる。
【００１３】
本発明の駆動素子アレイの好ましい態様として、前記縦型有機トランジスタが遮光処理されているように構成する。
【００１４】
この発明によれば、縦型有機トランジスタを遮光処理するので、光の作用によるオフ電流の上昇を抑制することができ、オフ時での発光素子の色味を適切なものとすることができる。
【００１５】
本発明の駆動素子アレイの好ましい態様として、前記基板上に形成された発光素子から発光する光が前記基板側から出射する場合において、前記基板の縦型有機トランジスタ側又は前記縦型有機トランジスタの基板側が、遮光処理されているように構成する。
【００１６】
この発明によれば、基板内を伝わって縦型有機トランジスタに入射する可能性のある光や、室内蛍光灯等のような外部からの光を遮光することができる。
【００１７】
本発明の駆動素子アレイの好ましい態様として、前記遮光処理は、光吸収層又は光反射層を施すことによってなされているように構成する。
【００１８】
この発明によれば、遮光処理として光吸収層又は光反射層を設けるので、縦型有機トランジスタへの光の侵入を防ぐことができる。
【００１９】
本発明の駆動素子アレイの好ましい態様として、前記縦型有機トランジスタが、上部電極と、下部電極と、両電極間に設けられた有機半導体と、該有機半導体内に設けられた中間電極と、を有し、前記中間電極が、連続する絶縁性金属化合物と、該絶縁性金属化合物内に分布する粒状金属とを有する層状連続体であるように構成する。
【００２０】
この発明によれば、中間電極である層状連続体が、連続する絶縁性金属化合物とその絶縁性金属化合物内に分布する粒状金属とを有するように構成したので、粒状金属以外の絶縁性金属化合物の部分（「開口部」に相当する部分）が、上部電極と下部電極との間を流れる電流の透過部として作用し、粒状金属がベースとして作用する。こうした層状連続体は、薄膜状の金属を成膜した後の化学反応により絶縁性の金属化合物を生成することによって容易に形成される。したがって、この発明によれば、粒状金属の周りに絶縁性金属化合物が存在した態様で層状連続体が構成されているので、従来の開口部として作用する絶縁性金属化合物からなる透過部が従来のような幅の広い開口部とはならずに微細化される。その結果、エミッタとベース（粒状金属）との間に印加した電圧によって影響される領域がベース（粒状金属）のエッジ近傍に限定されても、上部電極と下部電極との間を流れる電流を効率的に変調することができる。
【００２１】
本発明の縦型有機トランジスタの好ましい態様は、（１）前記中間電極にバスラインが設けられているように構成したり、（２）前記上部電極にバスラインが設けられているように構成したりすることができる。
【００２２】
この発明によれば、非常に薄く、一般的な金属よりも抵抗の高い中間電極や上部電極に導電性のよいバスラインを設けたので、電圧降下を防ぎ、電流変調特性の低下を抑制することができる。また、バスラインを中間電極や上部電極に設けるが、そのバスラインとそれ以外の電極との間隔を例えば２０μｍ程度離して形成することにより、バスラインを経由した電流が他の電極に漏洩するのを防ぐことができる。なお、前記（１）については、前記バスラインを、前記中間電極と前記下部電極乃至前記上部電極とが平面視でオーバーラップしない部位に形成されるように構成することができ、また、前記（２）においては、前記バスラインを、前記上部電極と前記下部電極乃至前記中間電極とが平面視でオーバーラップしない部位に形成されるように構成することができる。これらのバスラインは、金属、酸化物半導体及び導電性高分子から選ばれるいずれかで形成されていることが好ましい。
【００２３】
本発明の駆動素子アレイの好ましい態様として、前記発光素子が、少なくとも陽極と、陰極と、両極間に設けられた発光層とを有し、前記発光素子の陽極側にはｐ型特性を示す縦型有機トランジスタが配置され、前記発光素子の陰極側にはｎ型特性を示す縦型有機トランジスタが配置されているように構成する。
【００２４】
この発明によれば、発光素子の陽極にはｐ型特性を示す縦型有機トランジスタから所定の電荷量の正電荷（正孔）が供給され、発光素子の陰極にはｎ型特性を示す縦型有機トランジスタから所定の電荷量の負電荷（電子）が供給されるので、制御された輝度で発光素子を発光させることができる。
【００２５】
本発明の駆動素子アレイの好ましい態様として、前記縦型有機トランジスタが保護層で覆われているように構成する。
【００２６】
上記課題を解決するための本発明の表示装置は、上記した本発明に係る駆動素子アレイと、該駆動素子アレイの外側に配置され、該駆動素子アレイに電圧制御信号を供給するドライバとを備えることを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、上記本発明に係る駆動素子アレイとその駆動素子アレイに電圧制御信号を供給するドライバとを備えるが、そのドライバとして液晶表示装置等で用いられる汎用ドライバを採用できるので、表示装置を低コストとすることができる。また、そうした汎用ドライバは、縦型有機トランジスタを低電圧且つ高速応答で駆動させるので、発光素子に所定の電流量を応答性よく制御することができ、その結果、発光輝度等の制御性を高めることができる。
【００２８】
上記課題を解決するための本発明の駆動素子アレイの製造方法は、パッシブマトリクス方式で電流駆動する発光素子と、該発光素子への電流供給を制御するカラム選択用トランジスタ及びライン選択用トランジスタとを有する駆動素子アレイの製造方法であって、基板上に前記カラム選択用の縦型有機トランジスタと前記ライン選択用の縦型有機トランジスタを形成するトランジスタ形成工程と、前記トランジスタ形成工程後、前記縦型有機トランジスタを形成する基板と同じ基板上に発光素子を形成する発光素子形成工程と、を少なくとも有することを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、基板上にカラム選択用とライン選択用の縦型有機トランジスタを形成する工程と、その後、同じ基板上に発光素子を形成する工程とを少なくとも有するので、同一基板上への連続した成膜プロセスによって駆動素子アレイを製造することができる。その結果、駆動素子アレイの効率的な製造と低コスト化を図ることができる。また、縦型有機トランジスタは無機系のトランジスタに比べて低温での成膜が可能であるので、プラスチック基板上への形成も容易となる。
【００３０】
本発明の駆動素子アレイの製造方法の好ましい態様として、前記基板上に形成された発光素子から発光する光が前記基板側から出射する場合において、前記基板の縦型有機トランジスタ側又は前記縦型有機トランジスタの基板側を遮光処理する遮光処理工程をさらに有するように構成する。
【００３１】
この発明によれば、前記の場合において、基板の縦型有機トランジスタ側又は縦型有機トランジスタの基板側を遮光処理する遮光処理工程を有するので、基板内を伝わって縦型有機トランジスタに入射する可能性のある光を遮光することができる。その結果、光の作用によって縦型有機トランジスタのオフ電流が上昇するのを抑制することができ、オフ時での発光素子の色味を適切なものとした駆動素子アレイを製造できる。
【００３２】
本発明の駆動素子アレイの製造方法の好ましい態様として、前記遮光処理工程が、光吸収層形成工程又は光反射層形成工程であるように構成する。
【００３３】
この発明によれば、遮光処理として光吸収層又は光反射層を設ける工程を有するので、縦型有機トランジスタへの光の侵入を防ぐことができる駆動素子アレイを製造できる。
【００３４】
本発明の駆動素子アレイの製造方法の好ましい態様として、前記縦型有機トランジスタが、上部電極と、下部電極と、両電極間に設けられた有機半導体と、該有機半導体内に設けられた中間電極とを有し、前記有機半導体が、前記上部電極側の上側有機半導体層と前記下部電極側の下側有機半導体層とからなるものであって、前記トランジスタ形成工程が、前記下部電極が形成された基板上に前記下側有機半導体層を形成する工程と、前記下側有機半導体層上に、連続する絶縁性金属化合物と該絶縁性金属化合物内に分布する粒状金属とを有する中間電極を形成する工程と、前記中間電極上に前記上側有機半導体層を形成する工程と、前記上側有機半導体層上に前記上部電極を形成する工程と、を有するように構成する。
【００３５】
この発明によれば、下側有機半導体層上に、連続する絶縁性金属化合物と該絶縁性金属化合物内に分布する粒状金属とを有する中間電極を形成する工程を備えるが、この工程で形成された中間電極は、粒状金属からなる部分がベースとして作用し、粒状金属が形成されていない絶縁性金属化合物からなる部分が電流透過部である開口部として作用する。こうした層状連続体は、例えば薄膜状の金属を形成した後の化学反応等により絶縁性の金属化合物を生成することによって容易に形成されるので、製造される縦型有機トランジスタの製造コストを低減することができる。その結果、その縦型有機トランジスタを含む駆動素子アレイの製造コストの低減化を図ることができる。
【００３６】
本発明の駆動素子アレイの製造方法の好ましい態様として、前記中間電極を形成する工程が、前記下側有機半導体層上に金属膜を形成する金属膜形成工程と、前記金属膜を部分的に絶縁化させて、連続する絶縁性金属化合物と、該縁性金属化合物内に分布する粒状金属とを生じさせる部分絶縁化工程と、を有するように構成する。
【００３７】
この発明によれば、層状連続体態様からなる中間電極を形成する工程が、金属膜形成工程と部分絶縁化工程とを有するので、この工程後の中間電極は、連続する絶縁性金属化合物と、その絶縁性金属化合物内に分布する粒状金属とを有している。こうした形態からなる中間電極は、上記同様、例えば金属膜を形成した後の化学反応等により絶縁性の金属化合物を生じさせることによって容易に形成されるので、縦型有機トランジスタを含む駆動素子アレイの製造コストを低減することができる。
【００３８】
本発明の駆動素子アレイの製造方法の好ましい態様として、（１）前記中間電極と前記下部電極乃至前記上部電極とが平面視でオーバーラップしない部位の前記基板上に、該中間電極に接続するバスラインを形成するバスライン形成工程を有するように構成したり、（２）前記上部電極と前記下部電極乃至前記中間電極とが平面視でオーバーラップしない部位の前記基板上に、該上部電極に接続するバスラインを形成するバスライン形成工程を有するように構成したりすることができる。これらのバスライン形成工程において、前記バスラインを、金属、酸化物半導体及び導電性高分子から選ばれるいずれかで形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００３９】
本発明の駆動素子アレイによれば、電流変調を容易に行うことができる縦型有機トランジスを備えるので、特に大面積の表示装置に用いる場合であっても、大電流を含む変調電流で発光素子を駆動させることが可能となる。さらに、発光素子を形成する基板と同一基板上に縦型有機トランジスタが形成されているので、製造コストの点でも有利な構造形態であるとともに、低温での成膜が可能でプラスチック基板上への形成も可能な構造形態であるという特徴がある。さらに、本発明の駆動素子アレイの外側に、液晶表示装置等で汎用ドライバとして用いられる電圧駆動ドライバを装着して表示装置を構成すれば、表示装置全体として低電圧且つ高速応答で駆動させることが可能となる。
【００４０】
本発明の駆動素子アレイの製造方法によれば、同一基板上への連続した成膜プロセスによって製造できるので、効率的な製造と低コスト化を図ることができる。また、低温での成膜が可能となり、プラスチック基板上への形成も容易となる。また、基板の縦型有機トランジスタ側又は縦型有機トランジスタの基板側を遮光処理することにより、基板内を伝わって縦型有機トランジスタに入射する可能性のある光や、室内蛍光灯等のような外部からの光を遮光することができる。その結果、光の作用によって縦型有機トランジスタのオフ電流が上昇するのを抑制することができ、オフ時での発光素子の色味を適切なものとした駆動素子アレイを製造できる。
【００４１】
本発明の表示装置によれば、低コスト化を図ることができるとともに、発光素子に所定の電流量を応答性よく制御することができ、その結果、発光輝度等の制御性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下に、本発明の駆動素子アレイ、その製造方法及び表示装置について、図面を参照して詳しく説明する。なお、本発明は、その技術的特徴を有すれば種々の変形が可能であり、以下に具体的に示す実施形態に限定されるものではない。
【００４３】
［表示装置］
図１は、本発明の表示装置の一例を示す模式構成図である。本発明の表示装置１０は、図１に示すように、駆動素子アレイ１０と、その駆動素子アレイ１０の外側に配置され、その駆動素子アレイ１０に電圧制御信号を供給するドライバ４０（４０Ａ，４０Ｂ）とを備えている。この表示装置１を構成する駆動素子アレイ１０は、本発明に係る後述の駆動素子アレイであり、ドライバ４０としては、液晶表示装置等で一般に用いられている汎用ドライバを採用できる。本発明において、駆動素子アレイ１０を構成する各構成要素は同一基板上に形成されている。一方、ドライバ４０は、駆動素子アレイ４０に電圧制御信号を供給できるように配線されていれば、駆動素子アレイ４０と同一基板に装着されていてもよいし、別体として装着されていてもよい。以下では、最初に駆動素子アレイについて説明し、その後に汎用ドライバについて説明する。
【００４４】
（駆動素子アレイ）
本発明の駆動素子アレイ１０は、パッシブマトリクス方式で電流駆動する発光素子２１と、その発光素子２１への電流供給を制御するカラム選択用トランジスタ３１Ａ及びライン選択用トランジスタ３１Ｂとを有するアレイである。全体構成としては、図１に示すように、発光素子部２０と、発光素子部２０の左部に配置されたカラム選択用トランジスタ部３０Ａと、発光素子部２０の上部に配置されたライン選択用トランジスタ部３０Ｂとで少なくとも構成されている。
【００４５】
発光素子部２０には、多数の発光素子２１がマトリックス状に並んでおり、カラム選択用トランジスタ部３０Ａには、各列に並ぶ複数の発光素子２１への電流供給を制御するｎ型トランジスタであるカラム選択用トランジスタ３１Ａが縦方向に並んでおり、ライン選択用トランジスタ部３０Ｂには、各列に並ぶ複数の発光素子２１への電流供給を制御するｐ型トランジスタであるライン選択用トランジスタ３１Ｂが横方向に並んでいる。発光素子部２０に形成された個々の発光素子２１は、それぞれの行のカラム選択用トランジスタ３１Ａとそれぞれの列のライン選択用トランジスタ３１Ｂとに接続し、それらのトランジスタ３１Ａ，３１Ｂを制御することにより、発光素子２１を発光させることができる。
【００４６】
図１を平面視した場合において、カラム選択用トランジスタ部３０Ａは発光素子部２０の左部に配置されているが、右部に配置されていてもよい。また、ライン選択用トランジスタ部３０Ｂは発光素子部２０の上部に配置されているが、下部に配置されていてもよい。さらに、カラム選択用トランジスタ部３０Ａとライン選択用トランジスタ部３０Ｂの配置が逆になっていてもよい。なお、電源線３４Ｂは電源（図示しない）に接続され、グラウンド線３４Ａは接地されている。
【００４７】
図２は、画素を構成する発光素子２１への接続形態を示す模式的な配線図である。本発明の駆動素子アレイ１０は、図２に示すように、カラム選択線３２Ａ、カラム選択用トランジスタ３１Ａ、グラウンド線３４Ａ及びカラム配線３３Ａからなるカラム配線ルートと、ライン選択線３２Ｂ、ライン選択用トランジスタ３１Ｂ、電源線３４Ｂ及びライン配線３３Ｂからなるライン配線ルートと、それぞれの配線ルートが発光層を挟む陰極と陽極に接続する発光素子２１とで、構成されている。
【００４８】
カラム選択線３２Ａは、ドライバ４０Ａとカラム選択用トランジスタ３１Ａとの間の配線であり、ドライバ４０Ａから供給された電圧信号でカラム選択用トランジスタ３１ＡをＯＮ／ＯＦＦ制御して特定の発光素子２１を選択する。同様に、ライン選択線３２Ｂは、ドライバ４０Ｂとライン選択用トランジスタ３１Ｂとの間の配線であり、ドライバ４０Ｂから供給された電圧信号でライン選択用トランジスタ３１ＢをＯＮ／ＯＦＦ制御して特定の発光素子２１を選択する。こうしてカラム配線３３Ａとライン選択線３３Ｂが選択され、マトリクス状に配置された発光素子２１の行と列が選択され、発光させるべき発光素子２１が特定される。
【００４９】
図３は、画素を駆動する回路の模式的な構造図である。画素を駆動する回路は、図３に示すように、グラウンド側から電源側に向かって、カラム選択用トランジスタ３１Ａ、発光素子２１、ライン選択用トランジスタ３１Ｂの順で直列接続されている。本発明では、カラム選択用トランジスタ３１Ａとライン選択用トランジスタ３１Ｂは、ＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）やＴＦＴ（薄膜トランジスタ）ではなく、いずれも縦型有機トランジスタで構成している。この縦型有機トランジスタは、後述の図５等で詳しく説明するように、コレクタ１２と第１有機半導体１３ｂとベース１４と第２有機半導体１３ａとエミッタ１１との順で、それらを少なくとも有する積層体で構成されている。
【００５０】
図３に示す回路図において、カラム選択用トランジスタ３１Ａはｎ型トランジスタであり、ベース１４がカラム選択線３２Ａを介してドライバ４０Ａに接続され、エミッタ１１がグラウンド線３４Ａを介してグラウンドに接続され、コレクタ１２がカラム配線３３Ａを介して発光素子２１の陰極２７（図５を参照）に接続され、その陰極２７に電子を供給する。一方、ライン選択用トランジスタ３１Ｂはｐ型トランジスタであり、ベース１４がライン選択線３２Ｂを介してドライバ４０Ｂに接続され、コレクタ１２がライン配線３３Ｂを介して発光素子２１の陽極２２（図５を参照）に接続され、その陰極２７に正孔（ホール）を供給する。なお、エミッタ１１は電源線３４Ｂを介して電源に接続されている。
【００５１】
図１〜図３に示すように、このように構成された駆動素子アレイ１０では、カラム選択用トランジスタ３１Ａ及びライン選択用トランジスタ３１Ｂのスイッチング動作によって発光素子２１がＯＮ（発光）／ＯＦＦ（非発光）する。カラム選択用トランジスタ３１Ａはｎ型トランジスタであり、カラム選択線３２Ａを通じてゲート１４にカラム選択信号（パルス信号）が供給されたときにＯＮ状態となってコレクタ１２−エミッタ１１間を導通させ、カラム選択信号が供給されないときはＯＦＦ状態となってコレクタ１２−エミッタ１１間は非導通となる。一方、ライン選択用トランジスタ３１Ｂはｐ型トランジスタであり、ライン選択線３２Ｂを通じてゲート１４にライン選択信号（パルス信号）が供給されたときにＯＮ状態となってコレクタ１２−エミッタ１１間を導通させ、ライン選択信号が供給されないときはＯＦＦ状態となってコレクタ１２−エミッタ１１間は非導通となる。
【００５２】
図４は、回路を駆動したときの発光素子のＯＮ／ＯＦＦ挙動を示す具体例である。本発明においては、ｎ型トランジスタであるカラム選択用トランジスタ３１Ａとｐ型トランジスタであるライン選択用トランジスタ３１Ｂの両方にそれぞれカラム選択信号とライン選択信号が供給されて両トランジスタ３１Ａ，３１ＢがＯＮ状態となったときに、発光素子２１に電流Ｉｃが流れ、発光素子２１が発光する。なお、図４に示す例は実際の具体例であるが、信号供給がＯＦＦ状態からＯＮ状態になった時の発光素子２１に流れる電流Ｉｃの立ち上がり応答時間と、信号供給がＯＮ状態からＯＦＦ状態になったときの発光素子２１に流れる電流Ｉｃの立ち下がり応答時間のいずれも極めて短い結果を示している。
【００５３】
本発明では、上述した回路で構成されているので、カラム選択信号やライン選択信号のパルス幅や振幅を変化させることによって、発光素子２１を電流Ｉｃが流れる時間や電流Ｉｃの値を変調することができ、そうした電流Ｉｃに基づく各発光素子２１の輝度を制御することができる。そして、カラム選択線３２Ａで列を選択し、ライン選択線３２Ｂで行を選択することによって、特定の発光素子２１を選択することができるので、各トランジスタ３１Ａ，３１Ｂに供給すべきカラム選択信号とライン選択信号を制御することによって、各発光素子２１の発光制御を行い、所望の画像をディスプレイ上に表示することができる。
【００５４】
本発明において、発光素子２１、カラム選択用トランジスタ３１Ａ、及びライン選択用トランジスタ３１Ｂの連結順は特に限定されず、グラウンド側から電源側に向かって、発光素子２１、カラム選択用トランジスタ３１Ａ及びライン選択用トランジスタ３１Ｂの順で直列接続されていてもよいし、グラウンド側から電源側に向かって、カラム択用トランジスタ３１Ａ、ライン選択用トランジスタ３１Ｂ及び発光素子２１の順で直列接続されていてもよい。こうした変形態様においても、図３の例と同様、カラム選択用トランジスタ３１Ａ及びライン選択用トランジスタ３１Ｂの両方にそれぞれカラム選択信号とライン選択信号が供給されたときに、発光素子２１がＯＮ状態となって発光する。この変形例では、カラム選択用トランジスタ３１Ａの下流側にライン選択用トランジスタ３１Ｂを配置させているが、これらの順番を逆にしてもよい。また、図３に示す回路内には、必要に応じて容量成分（キャパシタ）が設けられる。
【００５５】
なお、発光素子２１としては、有機ＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）を用いてもよいし、無機ＥＬ素子等を用いてもよい。また、画素を構成する個々の発光素子２１は、単色構成の回路でもよいし、カラー表示のために少なくともＲ・Ｇ・Ｂ（赤・緑・青）の３色から選ばれる２色又は３色に対応する回路であってもよい。
【００５６】
このように、本発明の表示装置１は、駆動素子アレイ１０とその駆動素子アレイ１０に電圧制御信号を供給するドライバ４０Ａ，４０Ｂとを備えるが、そのドライバ４０Ａ，４０Ｂとして液晶表示装置等で用いられる汎用ドライバを採用できるので、表示装置１を低コストとすることができる。また、そうした汎用ドライバは縦型有機トランジスタからなるカラム選択用トランジスタ３１Ａ及びライン選択用トランジスタ３１Ｂを低電圧且つ高速応答で駆動させることができ、さらにその縦型有機トランジスタ（３１Ａ，３１Ｂ）は容易に電流変調できるので、発光素子２１に所定の電流量を応答性よく供給することができる。その結果、発光素子２１の発光輝度等の制御性を高めることができる。
【００５７】
（縦型有機トランジスタ）
次に、カラム選択用トランジスタ３１Ａ及びライン選択用トランジスタ３１Ｂを構成する縦型有機トランジスタについて詳しく説明する。図５は、本発明の駆動素子アレイ１０の模式的な断面形態図である。本発明の駆動素子アレイ１０において、カラム選択用トランジスタ３１Ａを構成する縦型有機トランジスタはｎ型トランジスタであり、ライン選択用トランジスタ３１Ｂを構成する縦型有機トランジスタはｐ型トランジスタであり、これらは発光素子２１と同一の基板１９上に形成されている。ｎ型トランジスタとｐ型トランジスタとは、有機半導体１３の形成材料によって構成することができる。こうした縦型有機トランジスタ３１は、上部電極１１と、下部電極１２と、両電極１１，１２間に設けられた有機半導体１３と、有機半導体１３内に設けられた中間電極１４とを有している。中間電極１４については後の図６で詳しく説明するが、連続する絶縁性金属化合物１４ｂと、絶縁性金属化合物１４ｂ内に分布する粒状金属１４ａとを有する層状連続体である。また、有機半導体１３は、上部電極１１と中間電極１４との間に設けられた電荷輸送性の上側有機半導体層１３ａと、下部電極１２と中間電極１４との間に設けられた電荷輸送性の下側有機半導体層１３ｂとで構成されている。
【００５８】
なお、本発明において、上部電極１１はエミッタ又はコレクタとして作用し、その上部電極１１に対向する下部電極１２はコレクタ又はエミッタとして作用し、中間電極１４内に有する粒状金属１４ａはベースとして作用する。本願の説明においては、基板１９上に形成された下部電極をコレクタ１２として説明し、上部電極をエミッタ１１として説明し、中間電極をベース１４として説明する。したがって、図５に示す縦型有機トランジスタ３１（３１Ａ，３１Ｂ）は、基板側からコレクタ１２（下部電極）、下側有機半導体層１３ｂ、ベース１４（中間電極）、上側有機半導体層１３ａ及びエミッタ１１（上部電極）の順で形成された積層体である。
【００５９】
図５において、ｎ型トランジスタでのＩｂは、カラム選択用トランジスタ３１Ａを構成するエミッタ１１−ベース１４間にベース電圧Ｖｂを印加したときの電流（ベース電流）であり、ｎ型トランジスタでのＩｃは、カラム選択用トランジスタ３１Ａを構成するエミッタ１１とコレクタ１２との間にコレクタ電圧Ｖｃを印加したときの電流（コレクタ電流）である。一方、ｐ型トランジスタでのＩｂは、ライン選択用トランジスタ３１Ｂを構成するエミッタ１１−ベース１４間にベース電圧Ｖｂを印加したときの電流（ベース電流）である。
【００６０】
この縦型有機トランジスタ３１において、カラム選択用トランジスタ３１Ａを構成するエミッタ１１とコレクタ１２との間にコレクタ電圧Ｖｃを印加し、さらにカラム選択用トランジスタ３１Ａを構成するエミッタ１１−ベース１４間にベース電圧Ｖｂを印加すると、そのベース電圧Ｖｂの作用により、エミッタ１１から注入された電子が著しく加速されてベース１４を構成する絶縁性金属化合物１４ｂを透過し、カラム選択用トランジスタ３１Ａを構成するコレクタ１２に到達し、さらにその電子が発光素子２１内を通過して発光層２４に到達する。一方、ライン選択用トランジスタ３１Ｂから発光素子２１には正孔が供給され、発光層２４に到達する。すなわち、ベース電圧Ｖｂの印加によって、カラム選択用トランジスタ３１Ａを構成するエミッタ１１とコレクタ１２との間に流れる電流Ｉｃを変調させることができ、その結果、変調電流に基づく電子を発光素子２１内に注入でき、発光素子２１はその注入電子量に基づいた発光輝度を任意に制御することができる。
【００６１】
以下、縦型有機トランジスタの構成要素について詳しく説明する。
【００６２】
（エミッタとコレクタ）
エミッタ（上部電極）１１とコレクタ（下部電極）１２とは、図５に示すように、有機半導体１３を挟むように配置されている。図５に示す例では、コレクタ１２は基板１９上に設けられ、エミッタ１１はコレクタ１２と対向する上部に設けられている。エミッタ１１とコレクタ１２の構成材料としては、金属、導電性酸化物、導電性高分子等の薄膜が用いられる。なお、エミッタ１１又はコレクタ１２を基板１９上に設ける場合には、その間にバリア層や平滑層等が設けられていてもよい（図示しない）し、基板１９上に光遮蔽層（光吸収層又は光反射層など）が設けられていてもよい。
【００６３】
コレクタ１２の形成材料としては、例えば、ＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）、酸化インジウム、ＩＺＯ（インジウム亜鉛オキサイド）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の透明導電膜や、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリアルキルチオフェン誘導体、ポリシラン誘導体のような導電性高分子等を挙げることができる。一方、有機半導体１３が後述する電子輸送性の有機化合物からなる場合、エミッタ１１の形成材料としては、アルミ、銀等の単体金属、ＭｇＡｇ等のマグネシウム合金、ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ等のアルミニウム合金、Ｌｉ、Ｃａをはじめとするアルカリ金属類、それらアルカリ金属類の合金のような仕事関数の小さな金属等を挙げることができる。なお、有機半導体１３が後述する正孔輸送性の有機化合物からなる場合には、エミッタ材料として、金、クロムのような仕事関数の大きな金属を用いる。
【００６４】
（有機半導体）
有機半導体１３は、エミッタ１１とコレクタ１２との間に挟まれた態様で、層状に設けられている。この有機半導体１３は、コレクタ１２とベース１４との間にある下側有機半導体層１３ｂと、ベース１４とエミッタ１１との間にある上側有機半導体層１３ａとで構成されている。
【００６５】
上側有機半導体層１３ａと下側有機半導体層１３ｂとは、種々の電荷輸送性の有機半導体材料によって形成することができる。例えば、（i）上側有機半導体層１３ａと下側有機半導体層１３ｂとを１種又は２種以上の同じ材料で形成しても、１種又は２種以上の異なる材料で形成してもよいし、（ii）その材料が正孔輸送材料であっても電子輸送材料であってもよいし、（iii）上側有機半導体層１３ａの厚さと下側有機半導体層１３ｂの厚さとが同じでも異なっていてもよいし、（iv）電荷注入層（図示しない）を有機半導体１３とエミッタ１１ないしコレクタ１２との間に有するものであってもよい。
【００６６】
なお、有機半導体１３上に電極（エミッタ１１又はコレクタ１２）を形成する場合は、電極形成時に有機半導体１３に加わるダメージを軽減するための保護層（図示しない）を有機半導体１３上に設けてもよい。保護層としては、例えばＡｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属膜やＺｎＳ、ＺｎＳｅ等の無機半導体膜等の蒸着膜又はスパッタ膜のように、成膜時にダメージを与え難いものが１ｎｍ〜５００ｎｍ程度の厚さで予め成膜されることが好ましい。
【００６７】
有機半導体１３の形成材料としては、例えば、Ａｌｑ３（トリス８−キノリノラトアルミニウム錯体）、ｎ型有機半導体であるペリレン顔料（Ｍｅ−ＰＴＣ）、フラーレンＣ６０、ＮＴＣＤＡ（ナフタレンテトラカルボン酸二無水物）、銅フタロシアニンＰＴＣＤＡ（３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物）若しくはＰｈ−Ｅｔ−ＰＴＣ等を好ましく挙げることができ、また、アントラキノジメタン、フルオレニリデンメタン、テトラシアノエチレン、フルオレノン、ジフェノキノンオキサジアゾール、アントロン、チオピランジオキシド、ジフェノキノン、ベンゾキノン、マロノニトリル、ニジトロベンゼン、ニトロアントラキノン、無水マレイン酸若しくはペリレンテトラカルボン酸、又はこれらの誘導体等、電荷輸送材料として通常使用されるものを用いることができる。
【００６８】
縦型有機トランジスタをｎ型トランジスタとする場合とｐ型トランジスタとする場合には、有機半導体の形成材料を任意に選択する必要がある。例えば後述の実施例で示すように、ｎ型トランジスタとする場合には、上側有機半導体層１３ａをフラーレンＣ６０で形成し、下側有機半導体層１３ｂをペリレン顔料（Ｍｅ−ＰＴＣ）で形成することができ、ｐ型トランジスタとする場合には、上側有機半導体層１３ａと下側有機半導体層１３ｂの両方をＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）で形成することができる。
【００６９】
有機半導体１３の電荷移動度は、なるべく高いことが望ましく、少なくとも、０．００１ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが望ましい。また、下側有機半導体層１３ｂの厚さは、通常、１０ｎｍ〜３μｍ程度を挙げることができるが、好ましくは５０ｎｍ〜７００ｎｍ程度である。一方、上側有機半導体層１３ａの厚さは、下側有機半導体層１３ｂに比べて基本的に薄いことが望ましく、通常、５００ｎｍ程度以下を挙げることができるが、好ましくは１０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度である。
【００７０】
なお、有機半導体層１３ｂとベース１４との間、又はベース１４の両面には、漏れ電流を抑制するため、例えば酸化ケイ素膜等を設けてもよい。
【００７１】
（ベース）
図６は、ベース（中間電極）の模式的な詳細断面図である。ベース１４は、図６に示すように、粒状金属１４ａと、その粒状金属１４ａを内部に有する態様で設けられた絶縁性金属化合物１４ｂとで構成された層状連続体である。言い換えると、ベース１４は、連続する絶縁性金属化合物１４ｂと、絶縁性金属化合物１４ｂ内に分布する粒状金属１４ａとを有する態様で構成された層状連続体である。
【００７２】
粒状金属１４ａは、ベース１４の横方向に粒状に分布する金属であり、エミッタ１１から供給された電荷をコレクタ１２側の下側有機半導体層１３ｂ内に強制的に供給するように作用する。粒状金属１４ａの形態は特に限定されないが、通常は円形又は略円形（楕円形等を含む）又はそれらに類似の形態である。円形又は略円形からなる粒状金属１４ａの平均直径は、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下がより好ましく、３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下が特に好ましい。こうした範囲の粒状金属１４ａは、ベースとして作用する従来の金属層の幅よりも著しく微細なので、その粒状金属１４ａの周りに形成されて電流の透過部として作用する絶縁性金属化合物１４ｂを、層状連続体であるベース１４内に多く（高い密度で）形成することができる。その結果、エミッタ１１とベース（粒状金属１４ａ）との間に印加した電圧Ｖｂによって影響される領域がベース（粒状金属１４ａ）のエッジ近傍に限定されても、エミッタ１１（上部電極）とコレクタ１２（下部電極）との間を流れる電流Ｉｃを効率的に変調することができる。
【００７３】
粒状金属１４ａの平均直径が５ｎｍ未満では、小さすぎて面抵抗が大きくなり、電極として機能しないことがある。一方、粒状金属１４ａの平均直径が５００ｎｍを超えると、開口部が相対的に小さくなって従来の金属層に近づくので、電流透過が起こらないという問題が生じることがある。
【００７４】
粒状金属１４ａの厚さは特に限定されず、例えば５ｎｍ〜１００ｎｍ程度、好ましくは１０ｎｍ〜４０ｎｍ程度を挙げることができる。なお、後述の製造方法の欄で説明するように、所定粒径の金属粒４”からなる金属膜４’（図１２（Ａ）参照）を酸化等の化学反応により粒状金属１４ａとする場合には、粒状金属１４ａの厚さは２ｎｍ〜５０ｎｍ程度であることが好ましく、５ｎｍ〜２０ｎｍ程度であることがより好ましい。こうした厚さからなる粒状金属１４ａは、ベース１４の横方向に粒状に分布することができる。
【００７５】
層状連続体であるベース１４内に分布する粒状金属１４ａは、後述の製造方法に由来するように、通常は、横方向に並んでいるが上下方向に積層していない形態で分布している。なお、必ずしもそうした形態で分布していなくてもよく、上下方向にも積層していてもよい。
【００７６】
粒状金属１４ａの材質は導電性の金属であれば特に限定されないが、好ましくは導電性のよいアルミニウム又は銅等が採用される。特にアルミニウムは、酸化反応によって容易に酸化アルミニウムとすることができ、その酸化アルミニウムが絶縁性金属化合物１４ｂとなるので便利である。しかも、その酸化アルミニウムは、酸化の進行がある程度進むと停止するという性質を有するので、粒状金属１４ａの大きさと絶縁性金属化合物１４ｂの厚さをおよそ１０ｎｍ以下の範囲内にコントロールすることができるという利点がある。
【００７７】
絶縁性金属化合物１４ｂは、図６に示すように、粒状金属１４ａを内部に有した形態で横方向に層状に設けられている。詳しくは、絶縁性金属化合物１４ｂは、粒状金属１４ａの全体を取り巻くように設けられているとともに、横方向には層状に一様に形成されている。
【００７８】
絶縁性金属化合物１４ｂとしては、例えば酸化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、酸化銅等を挙げることができる。絶縁性金属化合物１４ｂを構成する金属は特に限定されないが、通常は、粒状金属１４ａを構成する金属と同じである。したがって、例えば粒状金属１４ａがアルミニウムである場合には、絶縁性金属化合物１４ｂはアルミニウム化合物（例えば酸化アルミニウム等）である。特に、絶縁性金属化合物１４ｂが、粒状金属１４ａを構成する金属の酸化物又は酸窒化物又はそれらの複合化合物であることが好ましい。こうすることにより、絶縁性金属化合物１４ｂを構成する金属成分と、粒状金属１４ａを構成する金属成分とが同じであるので、例えば、薄膜状の金属膜を成膜した後に酸素や窒素等の反応ガスを導入して化学反応させることによって、ベース１４を構成する絶縁性金属化合物１４ｂを容易に形成することができる。
【００７９】
絶縁性金属化合物１４ｂの厚さは特に限定されないが、金属粒４”からなる金属膜４’を酸化等して絶縁性金属化合物１４ｂを形成する場合には、少なくとも粒状金属１４ａが所定の大きさで必ず残存する程度の厚さであることが必要であり、例えばその厚さとしては０．１ｎｍ〜１００ｎｍ程度、好ましくは１ｎｍ〜１０ｎｍを例示できる。この場合における厚さは、少なくとも、粒状金属１４ａの周りに形成された厚さを指している。絶縁性金属化合物１４ｂの厚さが０．１ｎｍ未満では、例えば隣接する粒状金属１４ａ，１４ａ間に形成された絶縁性金属化合物１４ｂからなる透過部が小さく、エミッタ１１とコレクタ１２との間を流れる電流が効率的に透過しないことがある。一方、絶縁性金属化合物１４ｂの厚さが１００ｎｍを超えると、例えば隣接する粒状金属１４ａ，１４ａ間に形成された絶縁性金属化合物１４ｂからなる透過部が広くなりすぎ、エミッタと粒状金属１４ａ（ベース）との間に印加する電圧によって影響される領域が粒状金属１４ａのエッジ部近傍に限られるという従来同様の問題が解決されないとともに、粒状金属１４ａ，１４ａ間の間隔が大きくなりすぎ、ベース１４の電気導電性が劣り、粒状金属１４ａ自体がベースとして作用しないことがある。
【００８０】
なお、絶縁性金属化合物１４ｂ内に分布している粒状金属１４ａは、前記のようにそれぞれの金属部分が接触せずに繋がっていない態様で分布していてもいなくてもよいが、それぞれの金属部分が接触して繋がっている態様で分布していてもよい。それぞれの金属部分が接触している場合は、粒状金属１４ａ，１４ａ間で電流が流れて電気導電性を確保できる。また、それぞれの金属部分が接触していない場合は、粒状金属１４ａの周囲に粒状金属１４ａ，１４ａ間に存在する電流の透過部としての絶縁性金属化合物１４ｂの幅（隣り合う粒状金属１４ａ，１４ａの間隔）が上記の厚さ寸法の範囲で存在すれば、粒状金属１４ａ，１４ａ間ではトンネル電流が流れる等して電極としての電気導電性を確保できる。
【００８１】
このように構成された縦型有機トランジスタ３１では、ベース１４を、連続する絶縁性金属化合物１４ｂとその絶縁性金属化合物内４ｂに分布する粒状金属１４ａとを有するように構成したので、従来の「開口部」は有機半導体の代わりに絶縁性金属化合物１４ｂで構成され、従来の「中間電極（ベース）」はパターンエッチングされた金属層の代わりに粒状金属１４ａで構成されている。こうした形態からなるベース１４は、粒状金属１４ａ以外の絶縁性金属化合物１４ｂの部分（「開口部」に相当する部分）が、エミッタ１１（上部電極）とコレクタ１２（下部電極）との間を流れる電流の透過部として作用し、粒状金属１４ａがベースとして作用する。なお、そうしたベース１４は、後述の製造方法の欄で説明するように、薄膜状の金属を成膜した後の化学反応によって絶縁性の金属化合物を容易に形成することができる。したがって、この縦型有機トランジスタ３１によれば、粒状金属１４ａの周りに絶縁性金属化合物１４ｂが存在した態様でベース１４が構成されているので、従来の開口部として作用する絶縁性金属化合物１４ｂからなる透過部が従来のような幅の広い開口部とはならず、微細化される。その結果、エミッタ１１とベース（粒状金属１４ａ）との間に印加した電圧Ｖｂによって影響される領域がベース（粒状金属１４ａ）のエッジ近傍に限定されても、エミッタ１１（上部電極）とコレクタ１２（下部電極）との間を流れる電流Ｉｃを効率的に変調することができる。さらに、ベース１４は容易に形成できる形態であるので、製造コストを削減することもできる。
【００８２】
（バスライン）
図７は、図６に示す駆動素子アレイ１０の平面形態図である。同一基板１９上に形成されたカラム選択用トランジスタ３１Ａ、ライン選択用トランジスタ３１Ｂ及び発光素子２１の平面形態は、図７に示すように、各層が積層された特有の形態を呈している。発光素子２１は、縦方向に延びる電極（図７では陰極）と、横方向に延びる電極（図７では陽極）とで構成され、その両電極の間に後述する正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層がその順で挟まれている。一方、カラム選択用トランジスタ３１Ａとライン選択用トランジスタ３１Ｂを構成する縦型有機トランジスタ３１は、図７に示すように、基板１９上に、コレクタ１２、下側有機半導体層１３ｂ、ベース１４、上側有機半導体層１３ａ、エミッタ１１の順で積層され、その際に、各電極（コレクタ１２、ベース１４、エミッタ１１）が直接接触しないようにその大きさが調整されている。すなわち、下側有機半導体層１３ｂの平面積を大きくしてコレクタ１２とベース１４との接触を防ぎ、上側有機半導体層１３ａの平面積を大きくしてベース１４とエミッタ１１との接触を防いでいる。なお、必要に応じて、導電性配線材料からなるバスライン１５ａ，１５ｂ（図８〜図１０を参照）を設け、各電極（コレクタ１２、エミッタ１１、ベース１４）成膜時の段差を緩衝したり、カラム配線３３Ａやライン配線３３Ｂとの接続を中継してもよい。
【００８３】
図８は、縦型有機トランジスタにバスラインを形成した態様の一例を示す断面図である。また、図９及び図１０は、バスラインを形成した縦型有機トランジスタの２つの例を示す平面図である。本発明において、縦型有機トランジスタ３１は、基板１９側からコレクタ１２、下側有機半導体層１３ｂ、ベース１４、上側有機半導体層１３ａ、エミッタ１１の順で積層されるが、ベース１４（中間電極）を構成する粒状金属１４ａは上記のように薄いため、特に薄い厚さで粒状金属１４ａが形成される場合には、ベース１４は一般的な金属膜に比べて抵抗が大きい。そのため、ベース１４に取り出し部を設けた場合においては電圧降下が生じて、動作領域Ａ（ここでは、３つの電極が平面視でオーバーラップする領域をいう。）に印加されるベース電圧Ｖｂが減少し、電流変調特性を低下させるおそれがある。そのような場合には、図８〜図１０に示すようなバスライン１５ａ，１５ｂを設けることが好ましい。
【００８４】
具体的には、図８に示すように、ベース１４（中間電極）にバスライン１５ａが設けられている。このバスライン１５ａが他の電極（エミッタ１１及びコレクタ１２）に接触すると導通（ショート）が生じたり不要な漏れ電流が生じたりするので、バスライン１５ａはベース１４のみに接触しているように形成されている。すなわち、バスライン１５ａは、ベース１４とコレクタ１２（下部電極）とが平面視でオーバーラップしない部位、及び、ベース１４（中間電極）とエミッタ１１（上部電極）とが平面視でオーバーラップしない部位に形成されていることが好ましい。図８においては、バスライン１５ａは、ベース１４に接触するように、基板１９とベース１４との間に設けられている。そして、そのバスライン１５ａの端部を取り出し部１６ａとすることにより、ベース１４（中間電極）の端部を取り出し部とした場合のような電圧降下を防ぐことができるので、動作領域Ａに印加されるベース電圧Ｖｂの減少を防ぎ、電流変調特性の低下を防ぐことができる。
【００８５】
なお、バスライン１５ａと他の電極（エミッタ１１及びコレクタ１２）とが接触しないが近づきすぎる場合には、下側有機半導体層１３ｂを介して膜面方向に電流が流れるおそれがあるので、バスライン１５ａと他の電極（エミッタ１１及びコレクタ１２）との間隔を例えば２０μｍ程度離して形成することにより、バスラインを経由した電流が他の電極に漏洩することがない。
【００８６】
また、例えばこの縦型有機トランジスタをトップエミッション型の発光有機トランジスタとして用いた場合のように、エミッタ１１の面抵抗が高い場合がある。この場合には、面抵抗の高いエミッタ１１にも、図８に示すようなバスライン１５ｂを設けることが好ましい。この場合のバスライン１５ｂは、上記のベース１４に設けたバスライン１５ａと同様の理由により、エミッタ１１のみに接触しているように形成されている。すなわち、バスライン１５ｂは、エミッタ１１とコレクタ１２とが平面視でオーバーラップしない部位、及び、エミッタ１１とベース１４とが平面視でオーバーラップしない部位に形成されていることが好ましい。図８においては、バスライン１５ｂは、エミッタ１１に接触するように、基板１９とエミッタ１１との間に設けられている。そして、そのバスライン１５ｂの端部を取り出し部１６ｂとすることにより、エミッタ１１の端部を取り出し部とした場合のような電圧降下を防ぐことができるので、動作領域Ａに印加される電圧の減少を防ぐことができる。なお、バスライン１５ｂと他の電極との間隔は上記バスライン１５ａの場合と同様である。
【００８７】
バスライン１５ａは、電気伝導性のよい金属、酸化物半導体及び導電性高分子から選ばれる材料で形成されていることが好ましい。具体的には、Ａｌ等の金属膜、ＩＴＯ等の酸化物半導体、ＰＥＤＯＴ（スタルク社製）等の導電性高分子、等の高電導性の材料を用い、その厚さ等を調整して設けることが好ましい。
【００８８】
図９及び図１０は、バスラインを形成した縦型有機トランジスタの２つの例を示す平面図であるが、バスライン１５ａ，１５ｂの形成態様は、図示の例に限定されない。例えば図８〜図１０の例では、バスライン１５ａを基板１９とベース１４との間に設けたり、バスライン１５ｂを基板１９とエミッタ１１との間に設けたりしているが、バスライン１５ａをベース１４上に設けたり、バスライン１５ｂをエミッタ１１上に設けたりしてもよい。なお、バスライン１５ａ，１５ｂを基板１９上に設ける場合は、例えばＩＴＯ等の電極材料をコレクタ１２と同時にパターン形成することができるので、作業工程の削減を図ることができるという利点がある。
【００８９】
このように、非常に薄く、各電極が一般的な金属よりも抵抗が高い場合に、その電極に積層させるように導電性のよいバスライン１５ａ，１５ｂを設けることにより、電圧降下を防ぎ、電流変調特性の低下を抑制することができる。
【００９０】
（発光素子）
次に、発光素子について説明する。上記縦型有機トランジスタ３１と同一基板１９上に形成する発光素子２１は、図５に示すように、少なくとも陽極２２と陰極２７との間に発光層２５が設けられている。発光素子２１の構成は、両電極間に発光層２４を必須の構成として有すれば、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層から選ばれる１又は２以上の層は必要に応じて任意に設けられていればよい。図５に示す例では、基板１９側から、陽極２２、正孔輸送層２３、発光層２４、電子輸送層２５、電子注入層２６及び陰極２７の順で積層されている。また、その他の層として、正孔ブロック層、電子ブロック層等のように、キャリア（正孔、電子）のつきぬけを防止し、効率よくキャリアの再結合させるための電荷ブロック層を設けてもよい。この発光素子２１に電荷を与える電極は、図５の例では、基板１９側に設けられた電極が陽極２２として作用して正孔輸送層２３に正孔を注入し、上方に設けられた電極が陰極２７として作用して電子注入層２６に電子を注入する。
【００９１】
基材１９上には陽極２２が設けられても陰極２７が設けられてもよいが、図５に示すように、通常、基板１９には陽極２２が設けられる。陽極２２の形成材料としては、金、銀、クロム等の金属、ＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）、酸化インジウム、ＩＺＯ（インジウム亜鉛オキサイド）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の透明導電膜、ポリアニリン、ポリアセチレン等の導電性酸化物等を挙げることができる。また、ＩＴＯと銀とＩＴＯとの積層構造からなる反射型電極とすることもできる。
【００９２】
正孔注入層（図示しない）の形成材料としては、例えば、発光層２４の発光材料に例示した化合物の他、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウムなどの酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェンなどの誘導体等を挙げることができる。
【００９３】
正孔輸送層２３の形成材料としては、フタロシアニン、ナフタロシアニン、ポリフィリン、オキサジアゾール、トリフェニルアミン、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、ピラゾリン、テトラヒドロイミダゾール、ヒドラゾン、スチルベン、ペンタセン、ポリチオフェン若しくはブタジエン、又はこれらの誘導体等、正孔輸送材料として通常使用されるものを用いることができる。また、正孔輸送層２３の形成材料として市販されている、例えばポリ（３、４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホネート（略称ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、バイエル社製、商品名；Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ ＡＩ４０８３、水溶液として市販。）等も使用することができる。正孔輸送層２３は、こうした化合物を含有した正孔輸送層形成用塗液を用いて形成される。なお、これらの正孔輸送材料は、上記の発光層２４内に混ぜてもよいし、正孔注入層内に混ぜてもよい。
【００９４】
発光層２４の形成材料としては、有機ＥＬ素子の発光層として一般的に用いられている材料であれば特に限定されず、例えば色素系発光材料、金属錯体系発光材料、高分子系発光材料等を挙げることができる。
【００９５】
色素系発光材料としては、例えば、シクロペンタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、シロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマー等を挙げることができる。
【００９６】
金属錯体系発光材料としては、例えば、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体等、中心金属に、Ａｌ、Ｚｎ、Ｂｅ等、又はＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙ等の希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を有する金属錯体等を挙げることができる。
【００９７】
高分子系発光材料としては、例えば、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリフルオレノン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリキノキサリン誘導体、及びそれらの共重合体等を挙げることができる。
【００９８】
発光層２４中には、発光効率の向上や発光波長を変化させる等の目的でドーピング剤等の添加剤を添加するようにしてもよい。ドーピング剤としては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾン、キノキサリン誘導体、カルバゾール誘導体、フルオレン誘導体等を挙げることができる。
【００９９】
なお、発光層２４として、無機系の発光層としてもよい。無機系の発光層としては、ＣｄＳｅ等を挙げることができる。
【０１００】
電子輸送層２５の形成材料としては、例えば、Ａｌｑ３（トリス８−キノリノラトアルミニウム錯体）、ペリレン顔料（Ｍｅ−ＰＴＣ）、フラーレンＣ６０、ＮＴＣＤＡ（ナフタレンテトラカルボン酸二無水物）、銅フタロシアニンＰＴＣＤＡ（３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物）若しくはＰｈ−Ｅｔ−ＰＴＣ等を好ましく挙げることができ、また、アントラキノジメタン、フルオレニリデンメタン、テトラシアノエチレン、フルオレノン、ジフェノキノンオキサジアゾール、アントロン、チオピランジオキシド、ジフェノキノン、ベンゾキノン、マロノニトリル、ニジトロベンゼン、ニトロアントラキノン、無水マレイン酸若しくはペリレンテトラカルボン酸、又はこれらの誘導体等、電荷輸送材料として通常使用されるものを用いることができる。なお、この電子輸送層の形成材料は、発光層２４内に混ぜてもよい。
【０１０１】
電子注入層２６の形成材料としては、例えば、アルミニウム、フッ化リチウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、酸化アルミニウム、酸化ストロンチウム、カルシウム、ポリメチルメタクリレートポリスチレンスルホン酸ナトリウム、リチウム、セシウム、フッ化セシウム等のようにアルカリ金属類、及びアルカリ金属類のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体等を挙げることができる。
【０１０２】
上述した各層は、真空蒸着法によって成膜するか、あるいは、それぞれの形成材料をトルエン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の溶媒に溶解又は分散させて塗布液を調整し、その塗布液を塗布装置等を用いて塗布又は印刷等することで形成される。
【０１０３】
また、必要に応じて、正孔ブロック層、電子ブロック層等として機能する励起ブロック層を設けてもよいが、その励起ブロック層は、キャリア（正孔、電子）が発光層２４を突き抜けるのを防止し、効率よくキャリアを再結合させるための層であり、例えば、発光層２４のコレクタ１２側の隣接面に正孔ブロック層を設けたり、発光層２４のエミッタ１１側の隣接面に電子ブロック層を設けることにより、各電極から注入された正孔や電子が発光層２４を突き抜けるのを防ぐことができる。その形成材料としては、ＢＣＰ（１−ブロモ−３−クロロプロパン）を例示できる。
【０１０４】
陰極２７の形成材料としては、金、銀、クロム等の金属、ＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）、酸化インジウム、ＩＺＯ（インジウム亜鉛オキサイド）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の透明導電膜、ポリアニリン、ポリアセチレン等の導電性酸化物等を挙げることができる。また、ＩＴＯと銀とＩＴＯとの積層構造からなる反射型電極とすることもできる。
【０１０５】
陰極２７を形成した後においては、全体を覆うようにガスバリア性を有するＳｉＯＮ等の無機系の保護膜やパラキシリレン樹脂等の有機系の保護膜（いずれも図示しない）を形成してもよい。なお、この保護層を図１１で後述する遮光層１８と兼ねてもよい。
【０１０６】
こうして構成される発光素子２１の陽極２２側にはｐ型特性を示す縦型有機トランジスタ３１Ｂが配置される。また、発光素子２１の陰極２７側にはｎ型特性を示す縦型有機トランジスタ３１Ａが配置される。こうした構成により、発光素子２１の陽極２２にはｐ型特性を示す縦型有機トランジスタ３１Ｂから所定の電荷量の正電荷（正孔）が供給され、発光素子２１の陰極２７にはｎ型特性を示す縦型有機トランジスタから所定の電荷量の負電荷（電子）が供給されるので、制御された輝度で発光素子を発光させることができる。
【０１０７】
（基板）
基板１９の種類や構造は特に限定されるものではなく、例えば、Ａｌ等の金属、ガラス、石英又は樹脂等の各種の材料から任意に選択して用いることができる。
【０１０８】
なお、発光素子２１で発光した光を基板１９側から出射させるボトムエミッション構造とする場合には、透明又は半透明になる材料で基板１９が形成されることが好ましいが、有機発光層で発光した光を基板１９の反対側から出射させるトップエミッション構造の発光素子とする場合には、必ずしも透明又は半透明になる材料からなる基板１９とする必要はなく、不透明材料で基板１９を形成してもよい。この場合においては、特に、有機ＥＬ素子の基板として一般的に用いられているもの、すなわち、有機ＥＬ素子を強度的に支持しているものを好ましく用いることができる。基板１９の材質は、用途に応じてフレキシブルな材質や硬質な材質等が選択される。具体的に用いることができる材料としては、例えば、ガラス、石英、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート等を挙げることができる。また、基板１９の形状としては、枚葉状でも連続状でもよく、具体的な形状としては、例えばカード状、フィルム状、ディスク状、チップ状等を挙げることができる。
【０１０９】
（遮光処理）
上記した縦型有機トランジスタ３１は有機半導体１３を有するが、そうした有機半導体１３は光を受けるとphoto-current（光電流）が流れてＯＦＦ電流が増加するという難点がある。特に本発明の駆動素子アレイ１０では、同一基板１９上に発光素子２１と縦型有機トランジスタ３１が形成されているので、発光素子２１から発光する光が基板１９側から出射する場合においては、光が透明な基板１９内を伝わって隣接する縦型有機トランジスタ３１に到達し、上記ＯＦＦ電流が増加するという問題が生じ易い。こうした問題を解決するため、縦型有機トランジスタ３１に対して遮光処理を施すことが好ましい。
【０１１０】
遮光処理としては、有機半導体１３に光が到達しないように、光吸収層又は光反射層を形成することが好ましい。特に基板１９の縦型有機トランジスタ側又は縦型有機トランジスタ３１の基板１９側に、光吸収層又は光反射層を形成することが望ましく、基板１９内を伝わって縦型有機トランジスタ３１に入射する可能性のある光や、室内蛍光灯等のような外部からの光を遮光することができる。図１１は、縦型有機トランジスタの遮光処理の例を示す断面図である。図１１（Ａ）は、基板１９側に設けられる下部電極１２を遮光性の電極とし、さらに縦型有機トランジスタ３１を覆うように遮光層１８を形成した例であり、図１１（Ｂ）は、基板１９と下部電極１２との間に遮光層１７を形成し、さらに縦型有機トランジスタ３１を覆うように遮光層１８を形成した例である。なお、縦型有機トランジスタ３１を覆う光遮光層１８は、基板１９内を伝わる光以外の光（例えば、室内蛍光灯等のような外部からの光）から縦型有機トランジスタ３１を遮光するために好ましく設けられる。
【０１１１】
図１１（Ａ）に示す遮光性の下部電極１２は特に限定されず、各種の遮光性電極を採用可能であるが、金属電極を好ましく挙げることができる。具体的には、クロム電極、アルミニウム電極、銀電極等を挙げることができる。なお、そうした金属電極が遮光性を有する厚さは５０ｎｍ以上であることが好ましい。一方、縦型有機トランジスタ３１を覆うように設けられた遮光層１８としては、例えばカラーフィルタ等に用いられているブラックマトリクス層と同等の層を挙げることができる。こうした遮光層１８は縦型有機トランジスタ３１を形成した後にスピンコートによって形成することができる。
【０１１２】
図１１（Ｂ）に示す遮光層１７も特に限定されず、遮光性を有する各種の絶縁層を挙げることができる。そうした遮光層１７としては、例えば、上記同様、例えばカラーフィルタ等に用いられているブラックマトリクス層と同等の層を挙げることができる。なお、その遮光層１７の厚さはその遮光層の材質によって異なるので一概には言えないが、例えば１００ｎｍ〜１０μｍの範囲であることが好ましい。こうした遮光処理を縦型有機トランジスタ３１に対して施すことにより、光の作用によるオフ電流の上昇を抑制することができ、オフ時での発光素子の色味を適切なものとすることができる。
【０１１３】
こうした遮光処理のうち、遮光層１７は、図１１（Ｂ）に示す例では基板１９の縦型有機トランジスタ側の面や縦型有機トランジスタ３１の基板１９側の面に直接設けられているが、必ずしも直接設けられている必要はなく、基板１９の縦型有機トランジスタ側又は縦型有機トランジスタ３１の基板１９側に設けられてさえいれば例えば他の層を介して設けられていてもよい。
【０１１４】
なお、ここでは詳しくは説明しないが、本発明に係る表示装置は、必要に応じて、カラーフィルタ等の表示装置用部材を備えていてもよい。上記において、カラーフィルタ等に用いられているブラックマトリクス層とは、通常、黒色顔料とバインダー樹脂と溶剤とを含有したフォトレジストや印刷用インキ、あるいはクロムなどの金属を用いて構成されるものであり、黒色顔料としては、カーボンブラック、チタンブラック等を挙げることができ、バインダー樹脂としては、ベンジルメタクリレート：スチレン：アクリル酸：２−ヒドロキシエチルメタクリレートの共重合体等を挙げることができ、溶剤としては、後述の着色層のものと同様のものを用いることができる。ブラックマトリクス層の形成方法としては、フォトリソグラフィ、各種のパターン印刷方法、各種のめっき方法等で形成することができる。
【０１１５】
以上、本発明の発光素子２１によれば、エミッタ１１とコレクタ１２との間に流れる電流量を大幅に変調することができる縦型有機トランジスタ３１をカラム選択用トランジスタ３１Ａ及びライン選択用トランジスタ３１Ｂとして備えるので、その変調電流を発光層２４に発光電流として印加することができる。その結果、発光層２４の発光輝度等の制御性を高めることができるとともに、コスト低減を図ることができる。特に大面積の表示装置に用いる場合には、大電流を発光素子列に供給することができるので、大電流を含む変調電流で発光素子を駆動させることが可能となる。
【０１１６】
さらに本発明によれば、縦型有機トランジスタ３１を発光素子２１と同一の基板１９上に形成しているが、その縦型有機トランジスタ３１は、上下に配置したコレクタ１２とエミッタ１１との間に有機半導体１３を挟み、その有機半導体１３内にベース１４を形成した積層構造であるため、発光素子２１を形成する基板１９と同一基板上に容易に形成することができ、製造コストの点でも有利となる。また、縦型有機トランジスタ３１は無機系のトランジスタに比べて低温での成膜が可能であるので、プラスチック基板上への形成も容易となる。
【０１１７】
加えて、本発明の駆動素子アレイ１０の外側に、液晶表示装置等で汎用ドライバとして用いられる電圧駆動ドライバ４０Ａ，４０Ｂを装着して表示装置１を構成すれば、表示装置全体として低電圧且つ高速応答で駆動させることができる。このとき、その汎用ドライバからカラム選択用トランジスタ３１Ａとライン選択用トランジスタ３１Ｂに電圧制御信号が供給され、その電圧制御信号に応じ、カラム選択用トランジスタ３１Ａとライン選択用トランジスタ３１Ｂで電流変調されて所定電流が発光素子２１に供給される。したがって、縦型有機トランジスタをカラム選択用トランジスタ３１Ａとライン選択用トランジスタ３１Ｂとした本発明の駆動素子アレイ１０は、汎用ドライバを併せて用いることで、低コストの表示装置を構成することができる。
【０１１８】
［駆動素子アレイの製造方法］
次に、駆動素子アレイ１０を製造する方法について説明する。本発明の駆動素子アレイ１０の製造方法は、パッシブマトリクス方式で電流駆動する発光素子２１と、その発光素子２１への電流供給を制御するカラム選択用トランジスタ３１Ａ及びライン選択用トランジスタ３１Ｂとを有する駆動素子アレイを製造する方法である。具体的には、基板１９上にカラム選択用の縦型有機トランジスタ３１Ａとライン選択用の縦型有機トランジスタ３１Ｂを形成するトランジスタ形成工程と、そのトランジスタ形成工程後に、縦型有機トランジスタ３１（３１Ａ，３１Ｂ）を形成する基板１９と同じ基板上に発光素子２１を形成する発光素子形成工程と、を少なくとも有する。
【０１１９】
（トランジスタ形成工程）
トランジスタ形成工程は、基板１９上にカラム選択用の縦型有機トランジスタ３１Ａとライン選択用の縦型有機トランジスタ３１Ｂを形成する工程である。トランジスタ形成工程は、下部電極（コレクタ１２）が形成された基板１９上に下側有機半導体層１３ｂを形成する工程と、下側有機半導体層１３ｂ上に、連続する絶縁性金属化合物１４ｂとその絶縁性金属化合物１４ｂ内に分布する粒状金属１４ａとを有する中間電極（ベース１４）を形成する工程と、ベース１４上に上側有機半導体層１３ａを形成する工程と、上側有機半導体層１３ａ上に上部電極（エミッタ１１）を形成する工程と、を有している。以下、各工程について説明する。なお、上記「縦型有機トランジスタ」で説明した内容と重複する場合は随時その説明を省略する。
【０１２０】
下側有機半導体層形成工程；
この工程は、下部電極（コレクタ１２）が形成された基板１９上に下側有機半導体層１３ｂを形成する工程である。コレクタ１２上への下側有機半導体層１３ｂの形成は、既に例示した有機半導体材料の材質や特性等を考慮し、塗布法や蒸着法等から任意に選択される。このときの厚さ等についても既述した通りである。なお、基板１９上へのコレクタ１２の形成方法は、既に例示したコレクタ１２の材質と基板１９の種類や耐熱性等とを考慮し、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等や、塗布法等から任意に選択される。なお、通常は、ＩＴＯ付きガラス基板やＩＴＯ付きプラスチック基板等を好ましく用いることができる。
【０１２１】
中間電極（ベース）形成工程；
この工程は、下側有機半導体層１３ｂ上に中間電極（ベース１４）を形成する工程である。ベース１４は、連続する絶縁性金属化合物１４ｂと、その絶縁性金属化合物１４ｂ内に分布する粒状金属１４ａとを有している。具体的には、ベース１４を形成する工程は、図１２に示すように、下側有機半導体層１３ｂ上の全面に金属膜４’を形成する金属膜形成工程（図１２（Ａ）参照）と、その金属膜４’を部分的に絶縁化させて、連続する絶縁性金属化合物１４ｂと、その絶縁性金属化合物１４ｂ内に分布する粒状金属１４ａとを生じさせる部分絶縁化工程（図１２（Ｂ）参照）と、を有している。この工程によれば、金属膜形成工程と部分絶縁化工程とによって得られたベース１４は、既述したのと同様、例えば金属膜４’を形成した後の化学反応等により絶縁性の金属化合物１４ｂが生じることによって容易に形成される。その結果、製造された縦型有機トランジスタ３１の製造コストを低減することができる。
【０１２２】
金属膜形成工程は、図１２（Ａ）に示すように、下側有機半導体層１３ｂ上の全面に金属膜４’を形成する工程であるが、この工程で形成される金属膜４’は、上記した粒状金属１４ａの構成材料を真空蒸着、スパッタリング等の成膜手段によって形成することができる。形成される金属膜４’の形態は特に限定されず、その後の部分絶縁化工程において、絶縁性金属化合物１４ｂ内に粒状金属１４ａが分布する形態となるものであればよいが、特には、その金属膜４’が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の粒径を持つ金属粒４”の集合体であることが好ましい。こうした範囲の金属粒４”からなる金属膜４’は、その金属粒４”の周縁の膜厚が薄いので、例えば化学反応等によって容易に絶縁性の金属化合物３ｂにすることができるとともに、粒状金属１４ａの平均直径を５ｎｍ以上２００ｎｍ以下とすることができる。その結果、エミッタ１１とコレクタ１２との間を流れる電流の透過部を容易に形成できるので、縦型有機トランジスタ３１の製造コストを低減することができる。
【０１２３】
部分絶縁化工程は、上記のように、粒状金属１４ａの平均直径を５ｎｍ以上２００ｎｍ以下とするまで行う。具体的には、図１２（Ａ）に示すような金属粒４”からなる金属膜４’を反応ガス中で化学反応させ、図１２（Ｂ）に示すような粒状金属１４ａが前記の平均直径になるまで反応を行う。化学反応させるための反応ガス雰囲気としては、酸素雰囲気、酸素窒素混合雰囲気、高湿度雰囲気下等を挙げることができるが、好ましくは酸素雰囲気であり、容易に酸化処理することができる。金属粒４”の集合体からなる金属膜４’を酸化処理することにより、金属粒４”の周りに絶縁性金属酸化物４ｂを容易に形成することができ、その絶縁性金属化合物１４ｂをエミッタ１１とコレクタ１２間に流れる電流の透過部として作用させることができる。
【０１２４】
このような部分絶縁化工程により、粒状金属１４ａの平均直径を所定の範囲内ものとすれば、粒状金属１４ａの平均直径を従来のベースである金属層の幅よりも著しく微細化することができるので、粒状金属１４ａの周りに形成されて電流の透過部として作用する絶縁性金属化合物１４ｂを、ベース１４内に多く（高い密度で）形成することが容易となる。
【０１２５】
上側有機半導体層形成工程；
この工程は、ベース１４上に上側有機半導体層１３ａを形成する工程である。ベース１４上への上側有機半導体層１３ａの形成は、既に例示した有機半導体材料の材質や特性等を考慮し、塗布法や蒸着法等から任意に選択される。このときの厚さ等についても既述した通りである。
【０１２６】
上部電極（エミッタ）形成工程；
この工程は、上側有機半導体層１３ａ上に上部電極（エミッタ１１）を形成する工程である。上側有機半導体層１３ａ上へのエミッタ１１の形成方法は、既に例示したエミッタ１１の材質と上側有機半導体層１３ａの種類や耐熱性等とを考慮し、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等から任意に選択される。
【０１２７】
これらの各工程を経て縦型有機トランジスタ３１が製造されるが、エミッタ１１上には、必要に応じて、ＰＶＰ (ポリビニルピロリドン) 等からなる保護層や、酸化ケイ素や酸窒化ケイ素等からなるガスバリア層や、上述した遮光層１８を形成してもよい。
【０１２８】
遮光層形成工程；
この工程は、基板１９上に形成された発光素子２１から発光する光が基板１９側から出射する場合において、基板１０の縦型有機トランジスタ３１側又は縦型有機トランジスタ３１の基板１９側を遮光処理する工程である。遮光処理としては、具体的には、下部電極１２を遮光性電極としたり、基板１９面上に絶縁性遮光層１７を形成したり、また、縦型有機トランジスタを覆うように遮光層１８を形成したりする例が挙げることができる。そうした遮光層は、塗布法、蒸着、スパッタリング法等のＰＶＤプロセス、ＣＶＤプロセス等で形成することができる。なお、遮光処理として光吸収層又は光反射層を施す場合には、遮光処理工程を、光吸収層形成工程又は光反射層形成工程となる。
【０１２９】
バスライン形成工程；
この工程は、（１）中間電極１４と下部電極１２乃至上部電極１１とが平面視でオーバーラップしない部位の基板１９上に、中間電極１４に接続するバスライン１５ａ，１５ｂを形成する工程、又は、（２）上部電極１１と下部電極１２乃至中間電極１４とが平面視でオーバーラップしない部位の基板１９上に、上部電極１１に接続するバスライン１５ａ，１５ｂを形成する工程である。これらのバスライン形成工程において、バスライン１５ａ，１５ｂは、金属、酸化物半導体及び導電性高分子から選ばれるいずれかで形成されることが好ましいので、その形成工程も、その材質に応じた工程で形成することが望ましい。例えば、蒸着、スパッタリング法等のＰＶＤプロセス、ＣＶＤプロセス、又は塗布法で形成することが好ましい。
【０１３０】
こうしたトランジスタ形成工程によれば、下側有機半導体層１３ｂ上にベース１４を形成する工程を備えるが、この工程で形成されたベース１４は、粒状金属１４ａからなる部分が従来のパターンエッチングされた中間電極（ベース）として作用し、粒状金属１４ａが形成されていない絶縁性金属化合物１４ｂからなる部分が従来の開口部として作用する。こうした形態からなるベース１４においては、開口部として作用する絶縁性金属化合物１４ｂの部分が、エミッタ１１（上部電極）とコレクタ１２（下部電極）との間を流れる電流の透過部となる。こうした方法を採用すれば、例えば薄膜状の金属（金属膜４’）を形成した後の化学反応等によって絶縁性の金属化合物１４ｂを容易に形成することができるので、製造された縦型有機トランジスタの製造コストを低減することができる。その結果、形成された縦型有機トランジスタ３１は、低電圧で大電流変調が可能なトランジスタとして機能することから、例えば下記に示す発光素子２１を構成するスイッチング素子である駆動トランジスタとして好ましく適用できる。
【０１３１】
（発光素子形成工程）
次に、発光素子形成工程について説明する。この発光素子形成工程は、トランジスタ形成工程後に、縦型有機トランジスタ３１（３１Ａ，３１Ｂ）を形成する基板１９と同じ基板上に発光素子２１を形成する工程である。
【０１３２】
発光素子２１の構成と各構成の作製方法は上述したとおりであるのでここではその詳細は省略するが、陽極２２、正孔輸送層２３、発光層２４、電子輸送層２５、電子注入層２６、陰極２７の各層は、それぞれの材質に応じ、真空蒸着法、スパッタリング法等のＰＶＤ法、ＣＶＤ法、あるいは、形成材料をトルエン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の溶媒に溶解又は分散させて塗布液を調整し、その塗布液を塗布装置等を用いて塗布又は印刷等する方法で形成される。
【０１３３】
なお、本発明の駆動素子アレイ１０の製造方法では、縦型有機トランジスタ３１形成工程の際の、中間電極形成工程で、図１２（Ａ）に示すような金属粒４”からなる金属膜４’を反応ガス中で化学反応させ、図１２（Ｂ）に示すような粒状金属１４ａが前記の平均直径になるまで反応を行う。こうした反応は、発光素子２１を構成する発光層２５や正孔輸送層２３、電子輸送層２６等にダメージを与えるおそれがあるので、望ましくは、縦型有機トランジスタ３１の形成工程を、発光素子２１の形成工程の前に行う。
【０１３４】
以上、本発明の駆動素子アレイ１０の製造方法によれば、基板１９上にカラム選択用とライン選択用の縦型有機トランジスタ３１（３１Ａ，３１Ｂ）を形成する工程と、その後、同じ基板１９上に発光素子２１を形成する工程とを少なくとも有するので、同一基板１９上への連続した成膜プロセスによって駆動素子アレイ１０を製造することができる。その結果、駆動素子アレイ１０の効率的な製造と低コスト化を図ることができる。また、縦型有機トランジスタ３１は無機系のトランジスタに比べて低温での成膜が可能であるので、基板１９としてプラスチック基板や非耐熱性のガラス基板を用いた場合でもその基板上への形成が容易となる。
【実施例】
【０１３５】
以下、種々の実験を行って本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は以下の例に限定解釈されることはない。
【０１３６】
（実験例１）
一辺にｎ型の縦型有機トランジスタ３１Ａを有し、他の一辺にｐ型の縦型有機トランジスタ３１Ｂを有し、画素数が１６×４８となる多数の発光素子２１を有する実験例１に係る試験試料を作製した（図１を参照）。
【０１３７】
先ず、縦型有機トランジスタ３１を形成した。縦型有機トランジスタを構成する下部電極として予め所定のパターンで形成された厚さ１５０ｎｍの透明ＩＴＯ電極（コレクタ）付きガラス基板（厚さ０．７ｍｍ）を準備した。そのＩＴＯ電極付きガラス基板を真空チャンバー内にセットし、ｎ型の縦型有機トランジスタ３１Ａを形成するＩＴＯ電極パターン上に、ペリレン系顔料（Ｍｅ−ＰＴＣ）を厚さ５００ｎｍとなるようにマスク蒸着法で形成して、ｎ型の縦型有機トランジスタ３１Ａを構成する下側有機半導体層１３ｂを形成した。次に、ｐ型の縦型有機トランジスタ３１Ｂを形成するＩＴＯ電極パターン上に、Ｃｕフタロシアニンを厚さ１００ｎｍとなるようにマスク蒸着法で形成して、ｐ型の縦型有機トランジスタ３１Ｂを構成する下側有機半導体層１３ｂを形成した。
【０１３８】
次に、その下側有機半導体層パターン上に、アルミニウム金属膜を厚さ２０ｎｍとなるように真空蒸着法でパターン形成したが、その際、その金属膜が、平均粒径３０ｎｍの多数の金属粒（グレイン）によって形成されるように蒸着レートを０．１ｎｍ／秒〜１ｎｍ／秒の範囲で設定した（実際は、1ｎｍ／秒で成膜した。）。アルミニウム金属膜を形成した素子（図１２（Ａ）参照）を大気雰囲気下で１２０℃に加温した環境に保持し、そのアルミニウム金属膜を構成する金属粒の周縁を酸化させて、粒状のアルミニウム金属と酸化アルミニウムとからなる層状連続体（中間電極１４）を形成した（図１２（Ｂ）参照）。
【０１３９】
次いで、再び真空チャンバーに戻し、先ず、ｎ型の縦型有機トランジスタ３１Ａを形成する中間電極パターン上には厚さ８０ｎｍのフラーレンＣ６０をパターン蒸着して、ｎ型の縦型有機トランジスタ３１Ａを構成する上側有機半導体層１３ａを形成した。次に、ｐ型の縦型有機トランジスタ３１Ｂを形成する中間電極パターン上には厚さ８０ｎｍのＣｕフタロシアニンをパターン蒸着して、ｐ型の縦型有機トランジスタ３１Ｂを構成する上側有機半導体層１３ａを形成した。次に、ｎ型の縦型有機トランジスタ３１Ａを構成する上側有機半導体層パターン上に、Ａｇを蒸着してエミッタをパターン形成し、次いで、ｐ型の縦型有機トランジスタ３１Ｂを構成する上側有機半導体層パターン上に、Ａｕを蒸着してエミッタをパターン形成し、ｎ型及びｐ型の縦型有機トランジスタ３１を形成した。
【０１４０】
次に、同一の基板１９上の所定の位置に、画素数が１６×４８となるように多数の発光素子２１を形成した。先ず、基板１９上の所定の領域に発光素子用パターンとして予め形成された厚さ１５０ｎｍの透明ＩＴＯ電極上に、抵抗加熱蒸着法で形成したＣｕフタロシアニンからなる厚さ５０ｎｍの正孔注入層と、抵抗加熱蒸着法で形成したＮＰＤからなる厚さ８０ｎｍの正孔輸送層と、抵抗加熱蒸着法で形成したＡｌｑ３からなる厚さ５０ｎｍの発光層と、抵抗加熱蒸着法で形成したＬｉＦからなる厚さ０．５ｎｍの電子注入層と、抵抗加熱蒸着法で形成したＡｌからなる厚さ１０００ｎｍの陰極とをその順に積層して、発光素子を形成した。さらに、この発光素子と前記の縦型有機トランジスタの全面を覆うように、ＳｉＯからなる厚さ５００ｎｍの保護層を抵抗加熱蒸着法で形成した。
【０１４１】
（実験例２）
実験例１の試験試料において、縦型有機トランジスタ３１を形成した後、その縦型有機トランジスタ３１を覆うようにブラックマトリクス層からなる厚さ１０００ｎｍの遮光層１８を形成した。それ以外は実験例１と同様にして、実験例２の試験試料を作製した。なお、ブラックマトリクス層は、カーボンブラックをバインダー樹脂に含有させた材料で形成した。
【０１４２】
（実験例３）
実験例１の試験試料で用いたＩＴＯ電極（コレクタ）付きガラス基板に代えて、縦型有機トランジスタ３１を構成する領域にはＩＴＯ電極が形成されていないＩＴＯ電極（コレクタ）付きガラス基板を用い、予めその基板の縦型有機トランジスタ３１の形成領域に、縦型有機トランジスタ用の下部電極パターンからなる厚さ１５０ｎｍのＣｒ金属膜を形成した。こうした基板１９を駆動素子アレイ１０用の基板として用いた他は、実験例１と同様にして、実験例３の試験試料を作製した。
【０１４３】
（実験例４）
実験例３の試験試料において、縦型有機トランジスタ３１を形成した後、その縦型有機トランジスタ３１を覆うように実験例２と同じブラックマトリクス層からなる厚さ１０００ｎｍの遮光層１８を形成した。それ以外は実験例３と同様にして、実験例４の試験試料を作製した。
【０１４４】
（電流変調測定）
実験例１で得られた駆動素子アレイを用い、コレクタ電圧Ｖｃを７Ｖ，５Ｖ，３Ｖと変化させ、コレクタ電流の電流変調に及ぼす影響を検討した。図１３は、実験例１の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ３１Ａにおいて、ベース電圧に対するコレクタ電流の変化（電流変調）を示すグラフである。また、図１４は、実験例１の駆動素子アレイを構成するｐ型の縦型有機トランジスタ３１Ｂにおいて、ベース電圧に対するコレクタ電流の変化（電流変調）を示すグラフである。測定は、暗室中で、２台のソースメジャーユニットを用いて行った。具体的には、一定のコレクタ電圧（−７Ｖ，−５Ｖ，−３Ｖ）を印加した状態でベース電圧を変化させたときの、コレクタ電流、ベース電流を測定することで行った。図１３及び図１４に示すように、ｎ型及びｐ型のトランジスタに印加した各コレクタ電圧において、ベース電圧Ｖｂの走査に対する大きな電流変調が確認された。
【０１４５】
（電流変調に及ぼす遮光処理の影響）
実験例１，２で得られた駆動素子アレイを用い、コレクタ電圧Ｖｃを７Ｖとしたときの、コレクタ電流の電流変調に及ぼす遮光処理の影響を検討した。図１５は、実験例１の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ（遮光層無し）の電流変調測定を明室中で行った結果と、実験例１の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ（遮光層無し）の電流変調測定を暗室中で行った結果と、実験例２の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ（遮光層あり）の電流変調測定を明室中で行った結果とを示すグラフである。上記同様、測定は２台のソースメジャーユニットを用い、一定のコレクタ電圧（７Ｖ）を印加した状態でベース電圧を変化させたときの、コレクタ電流、ベース電流を測定することで行った。図１５に示すように、暗室内での測定結果に比べ、明室内での測定結果はＯＦＦ状態でコレクタ電流Ｉｃが高くなっているのが確認された。これは、明室中の光によってｎ型の縦型有機トランジスタを構成する有機半導体に作用し、光電流が流れ、ＯＦＦ電流が増加したためと考えられる。同様の結果は、実験例２でも得られた。こうした結果は、縦型有機トランジスタの上部電極の上に、その縦型有機トランジスタを覆うように形成した遮光層１８のみでは、明室中で駆動素子アレイを駆動させた場合、ＯＦＦ電流が増加してしまうことが分かった。
【０１４６】
同様に、実験例３，４で得られた駆動素子アレイを用い、コレクタ電圧Ｖｃを７Ｖとしたときの、コレクタ電流の電流変調に及ぼす遮光処理の影響を検討した。図１６は、実験例３の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ（遮光層無し）の電流変調測定を明室中で行った結果と、実験例３の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ（遮光層無し）の電流変調測定を暗室中で行った結果と、実験例４の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ（遮光性のＣｒ金属膜と遮光層あり）の電流変調測定を明室中で行った結果とを示すグラフである。上記同様、測定は２台のソースメジャーユニットを用い、一定のコレクタ電圧（７Ｖ）を印加した状態でベース電圧を変化させたときの、コレクタ電流、ベース電流を測定することで行った。図１６に示すように、暗室内での測定結果に比べ、明室内での測定結果はＯＦＦ状態でコレクタ電流Ｉｃが高くなっているのが確認された。これは、明室中の光によってｎ型の縦型有機トランジスタを構成する有機半導体に作用し、光電流が流れ、ＯＦＦ電流が増加したためと考えられる。しかしながら、実験例４のように、基板１９側の下部電極が遮光性のＣｒ金属膜で形成され、さらに縦型有機トランジスタの上部電極の上にもその縦型有機トランジスタを覆うように遮光層１８を形成した試験試料では、明室中であるにもかかわらず、遮光層なしの縦型有機トランジスタを暗室中で測定した場合と同様の結果が得られた。図１３〜図１６の結果より、遮光処理を基板１９側に行うことによって、明室中で駆動素子アレイを駆動させた場合であっても、ＯＦＦ電流の増加を防ぐことができることが分かった。
【０１４７】
（増幅率の評価）
図１３及び図１４において測定した結果より、ベース電圧０Ｖにおける電流Ｉｃと電圧１Ｖにおける電流Ｉｃとを比較し、増幅率を算出した。その結果、増幅率は１０００以上であり、極めて高い増幅率を実現できた。
【０１４８】
（応答性）
既述の図４は、実験例１の試験試料を用いて回路を駆動したときの発光素子のＯＮ／ＯＦＦ挙動を示す具体例である。測定は、画素内の特定のカラムラインとデータラインに一定のコレクタ電圧を印加した状態で、ｐ型縦型有機トランジスタ、ｎ型縦型有機トランジスタをそれぞれＯＮ／ＯＦＦしたときに、特定のカラムラインとデータラインが交差する発光素子２１を流れる電流の時間変化を観測することで行った。その結果、図４に示すように、ｐ型、ｎ型の縦型有機トランジスタがＯＮの時のみ発光素子２１に電流が流れており、発光が観測された。いずれかがＯＦＦの時は全く電流が流れず、発光も観測されなかった。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】本発明の表示装置の一例を示す模式構成図である。
【図２】画素を構成する発光素子への接続形態を示す模式的な配線図である。
【図３】画素を駆動する回路の模式的な構造図である。
【図４】回路を駆動したときの発光素子のＯＮ／ＯＦＦ挙動を示す具体例である。
【図５】本発明の駆動素子アレイの模式的な断面形態図である。
【図６】中間電極（ベース）の模式的な詳細断面図である。
【図７】図６に示す駆動素子アレイの平面形態図である。
【図８】縦型有機トランジスタにバスラインを形成した態様の一例を示す断面図である。
【図９】バスラインを形成した縦型有機トランジスタの一例を示す平面図である。
【図１０】バスラインを形成した縦型有機トランジスタの他の一例を示す平面図である。
【図１１】縦型有機トランジスタの遮光処理の例を示す断面図である。
【図１２】中間電極の形成工程を示す説明図である。
【図１３】実験例１の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタにおいてベース電圧に対するコレクタ電流の変化（電流変調）を示すグラフである。
【図１４】実験例１の駆動素子アレイを構成するｐ型の縦型有機トランジスタにおいてベース電圧に対するコレクタ電流の変化（電流変調）を示すグラフである。
【図１５】実験例１の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ（遮光層無し）の電流変調測定を明室中で行った結果と、実験例１の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ（遮光層無し）の電流変調測定を暗室中で行った結果と、実験例２の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ（遮光層あり）の電流変調測定を明室中で行った結果とを示すグラフである
【図１６】実験例３の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ（遮光層無し）の電流変調測定を明室中で行った結果と、実験例３の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ（遮光層無し）の電流変調測定を暗室中で行った結果と、実験例４の駆動素子アレイを構成するｎ型の縦型有機トランジスタ（遮光性のＣｒ金属膜と遮光層あり）の電流変調測定を明室中で行った結果とを示すグラフである。
【符号の説明】
【０１５０】
１ 表示装置
１０ 駆動素子アレイ
１１ 上部電極（エミッタ１１）
１２ 下部電極（コレクタ１２）
１３ 有機半導体
１３ａ 上側有機半導体層
１３ｂ 下側有機半導体層
１４ 中間電極（ベース１４）
１４ａ 粒状金属
１４ｂ 絶縁性金属化合物
１４’ 金属膜
１４” 金属粒
１５ａ，１５ｂ バスライン
１６ａ，１６ｂ 取り出し部
１７ 遮光層
１８ 遮光層
１９ 基板
２０ 発光素子部
２１ 発光素子
２２ 陽極
２３ 正孔輸送層
２４ 発光層
２５ 電子輸送層
２６ 電子注入層
２７ 陰極
３０Ａ カラム選択用トランジスタ部
３０Ｂ ライン選択用トランジスタ部
３１ 縦型有機トランジスタ（３１Ａ，３１Ｂ）
３１Ａ カラム選択用トランジスタ
３１Ｂ ライン選択用トランジスタ
３２Ａ カラム選択線
３２Ｂ ライン選択線
３３Ａ カラム配線
３３Ｂ ライン配線
３４Ａ グラウンド線
３４Ｂ 電源線
４０Ａ，４０Ｂ ドライバ
Ａ 動作領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッシブマトリクス方式で電流駆動する発光素子と、該発光素子への電流供給を制御するカラム選択用トランジスタ及びライン選択用トランジスタとを有する駆動素子アレイであって、
前記カラム選択用トランジスタと前記ライン選択用トランジスタが、前記発光素子と同一の基板上に形成された縦型有機トランジスタであることを特徴とする駆動素子アレイ。
【請求項２】
前記縦型有機トランジスタが遮光処理されている、請求項１に記載の駆動素子アレイ。
【請求項３】
前記基板上に形成された発光素子から発光する光が前記基板側から出射する場合において、前記基板の縦型有機トランジスタ側又は前記縦型有機トランジスタの基板側が、遮光処理されている、請求項１に記載の駆動素子アレイ。
【請求項４】
前記遮光処理は、光吸収層又は光反射層を施すことによってなされている、請求項２又は３に記載の駆動素子アレイ。
【請求項５】
前記縦型有機トランジスタが、上部電極と、下部電極と、両電極間に設けられた有機半導体と、該有機半導体内に設けられた中間電極と、を有し、
前記中間電極が、連続する絶縁性金属化合物と、該絶縁性金属化合物内に分布する粒状金属とを有する層状連続体である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動素子アレイ。
【請求項６】
前記中間電極にバスラインが設けられている、請求項５に記載の駆動素子アレイ。
【請求項７】
前記上部電極にバスラインが設けられている、請求項５又は６に記載の駆動素子アレイ。
【請求項８】
前記発光素子が、少なくとも陽極と、陰極と、両極間に設けられた発光層とを有し、前記発光素子の陽極側にはｐ型特性を示す縦型有機トランジスタが配置され、前記発光素子の陰極側にはｎ型特性を示す縦型有機トランジスタが配置されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の駆動素子アレイ。
【請求項９】
前記縦型有機トランジスタが保護層で覆われている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の駆動素子アレイ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の駆動素子アレイと、該駆動素子アレイの外側に配置され、該駆動素子アレイに電圧制御信号を供給するドライバとを備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
パッシブマトリクス方式で電流駆動する発光素子と、該発光素子への電流供給を制御するカラム選択用トランジスタ及びライン選択用トランジスタとを有する駆動素子アレイの製造方法であって、
基板上に前記カラム選択用の縦型有機トランジスタと前記ライン選択用の縦型有機トランジスタを形成するトランジスタ形成工程と、
前記トランジスタ形成工程後、前記縦型有機トランジスタを形成する基板と同じ基板上に発光素子を形成する発光素子形成工程と、を少なくとも有することを特徴とする駆動素子アレイの製造方法。
【請求項１２】
前記基板上に形成された発光素子から発光する光が前記基板側から出射する場合において、前記基板の縦型有機トランジスタ側又は前記縦型有機トランジスタの基板側を遮光処理する遮光処理工程をさらに有する、請求項１１に記載の駆動素子アレイの製造方法。
【請求項１３】
前記遮光処理工程が、光吸収層形成工程又は光反射層形成工程である、請求項１２に記載の駆動素子アレイの製造方法。
【請求項１４】
前記縦型有機トランジスタが、上部電極と、下部電極と、両電極間に設けられた有機半導体と、該有機半導体内に設けられた中間電極とを有し、前記有機半導体が、前記上部電極側の上側有機半導体層と前記下部電極側の下側有機半導体層とからなるものであって、
前記トランジスタ形成工程が、
前記下部電極が形成された基板上に前記下側有機半導体層を形成する工程と、
前記下側有機半導体層上に、連続する絶縁性金属化合物と該絶縁性金属化合物内に分布する粒状金属とを有する中間電極を形成する工程と、
前記中間電極上に前記上側有機半導体層を形成する工程と、
前記上側有機半導体層上に前記上部電極を形成する工程と、
を有する、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の駆動素子アレイの製造方法。
【請求項１５】
前記中間電極を形成する工程が、
前記下側有機半導体層上に金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記金属膜を部分的に絶縁化させて、連続する絶縁性金属化合物と、該縁性金属化合物内に分布する粒状金属とを生じさせる部分絶縁化工程と、を有する、請求項１４に記載の駆動素子アレイの製造方法。
【請求項１６】
前記中間電極と前記下部電極乃至前記上部電極とが平面視でオーバーラップしない部位の前記基板上に、該中間電極に接続するバスラインを形成するバスライン形成工程を有する、請求項１４又は１５に記載の駆動素子アレイの製造方法。
【請求項１７】
前記上部電極と前記下部電極乃至前記中間電極とが平面視でオーバーラップしない部位の前記基板上に、該上部電極に接続するバスラインを形成するバスライン形成工程を有する、請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の駆動素子アレイの製造方法。
【請求項１】
パッシブマトリクス方式で電流駆動する発光素子と、該発光素子への電流供給を制御するカラム選択用トランジスタ及びライン選択用トランジスタとを有する駆動素子アレイであって、
前記カラム選択用トランジスタと前記ライン選択用トランジスタが、前記発光素子と同一の基板上に形成された縦型有機トランジスタであることを特徴とする駆動素子アレイ。
【請求項２】
前記縦型有機トランジスタが遮光処理されている、請求項１に記載の駆動素子アレイ。
【請求項３】
前記基板上に形成された発光素子から発光する光が前記基板側から出射する場合において、前記基板の縦型有機トランジスタ側又は前記縦型有機トランジスタの基板側が、遮光処理されている、請求項１に記載の駆動素子アレイ。
【請求項４】
前記遮光処理は、光吸収層又は光反射層を施すことによってなされている、請求項２又は３に記載の駆動素子アレイ。
【請求項５】
前記縦型有機トランジスタが、上部電極と、下部電極と、両電極間に設けられた有機半導体と、該有機半導体内に設けられた中間電極と、を有し、
前記中間電極が、連続する絶縁性金属化合物と、該絶縁性金属化合物内に分布する粒状金属とを有する層状連続体である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動素子アレイ。
【請求項６】
前記中間電極にバスラインが設けられている、請求項５に記載の駆動素子アレイ。
【請求項７】
前記上部電極にバスラインが設けられている、請求項５又は６に記載の駆動素子アレイ。
【請求項８】
前記発光素子が、少なくとも陽極と、陰極と、両極間に設けられた発光層とを有し、前記発光素子の陽極側にはｐ型特性を示す縦型有機トランジスタが配置され、前記発光素子の陰極側にはｎ型特性を示す縦型有機トランジスタが配置されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の駆動素子アレイ。
【請求項９】
前記縦型有機トランジスタが保護層で覆われている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の駆動素子アレイ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の駆動素子アレイと、該駆動素子アレイの外側に配置され、該駆動素子アレイに電圧制御信号を供給するドライバとを備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
パッシブマトリクス方式で電流駆動する発光素子と、該発光素子への電流供給を制御するカラム選択用トランジスタ及びライン選択用トランジスタとを有する駆動素子アレイの製造方法であって、
基板上に前記カラム選択用の縦型有機トランジスタと前記ライン選択用の縦型有機トランジスタを形成するトランジスタ形成工程と、
前記トランジスタ形成工程後、前記縦型有機トランジスタを形成する基板と同じ基板上に発光素子を形成する発光素子形成工程と、を少なくとも有することを特徴とする駆動素子アレイの製造方法。
【請求項１２】
前記基板上に形成された発光素子から発光する光が前記基板側から出射する場合において、前記基板の縦型有機トランジスタ側又は前記縦型有機トランジスタの基板側を遮光処理する遮光処理工程をさらに有する、請求項１１に記載の駆動素子アレイの製造方法。
【請求項１３】
前記遮光処理工程が、光吸収層形成工程又は光反射層形成工程である、請求項１２に記載の駆動素子アレイの製造方法。
【請求項１４】
前記縦型有機トランジスタが、上部電極と、下部電極と、両電極間に設けられた有機半導体と、該有機半導体内に設けられた中間電極とを有し、前記有機半導体が、前記上部電極側の上側有機半導体層と前記下部電極側の下側有機半導体層とからなるものであって、
前記トランジスタ形成工程が、
前記下部電極が形成された基板上に前記下側有機半導体層を形成する工程と、
前記下側有機半導体層上に、連続する絶縁性金属化合物と該絶縁性金属化合物内に分布する粒状金属とを有する中間電極を形成する工程と、
前記中間電極上に前記上側有機半導体層を形成する工程と、
前記上側有機半導体層上に前記上部電極を形成する工程と、
を有する、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の駆動素子アレイの製造方法。
【請求項１５】
前記中間電極を形成する工程が、
前記下側有機半導体層上に金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記金属膜を部分的に絶縁化させて、連続する絶縁性金属化合物と、該縁性金属化合物内に分布する粒状金属とを生じさせる部分絶縁化工程と、を有する、請求項１４に記載の駆動素子アレイの製造方法。
【請求項１６】
前記中間電極と前記下部電極乃至前記上部電極とが平面視でオーバーラップしない部位の前記基板上に、該中間電極に接続するバスラインを形成するバスライン形成工程を有する、請求項１４又は１５に記載の駆動素子アレイの製造方法。
【請求項１７】
前記上部電極と前記下部電極乃至前記中間電極とが平面視でオーバーラップしない部位の前記基板上に、該上部電極に接続するバスラインを形成するバスライン形成工程を有する、請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の駆動素子アレイの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００９−２２３１８８（Ｐ２００９−２２３１８８Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６９８１７（Ｐ２００８−６９８１７）
【出願日】平成２０年３月１８日（２００８．３．１８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１８日（２００８．３．１８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]