(57)【要約】【課題】  開口率が高く、発光効率に優れ、信頼性の高いシートディスプレイを提供する。【解決手段】  フレキシブル基板１の表面に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子５０と、フレキシブル基板１の裏面に有機エレクトロルミネッセンス素子５０に対応するように形成された有機エレクトロルミネッセンス素子５０を駆動する駆動回路１５と、フレキシブル基板１に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子５０と駆動回路１５とを接続する導電性ペースト３が挿入された孔２と、からなるシートディスプレイ１００において、有機エレクトロルミネッセンス素子５０からの発光を透過させ、かつ外気を遮断する無機保護膜３１が少なくとも有機エレクトロルミネッセンス素子５０をそれぞれ覆うように形成されている。【選択図】図１
2006092809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル基板の表面に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記フレキシブル基板の裏面に前記有機エレクトロルミネッセンス素子に対応するように形成された前記有機エレクトロルミネッセンス素子を駆動する駆動回路と、前記フレキシブル基板に形成された前記有機エレクトロルミネッセンス素子と前記駆動回路とを接続する導電性ペーストが挿入された孔と、からなるシートディスプレイにおいて、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子からの発光を透過させ、かつ外気を遮断する無機保護膜が少なくとも有機エレクトロルミネッセンス素子をそれぞれ覆うように形成されていることを特徴とするシートディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブルな基板上に形成した有機トランジスタ素子アレイとこれに対応する有機エレクトロルミネセンス素子からなるシートディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シートディスプレイと称される、プラスチック等からなるフレキシブルな基板上に表示素子を形成した、柔軟性があり、軽量で薄型の表示装置やディスプレイは次世代の大画面テレビ、壁掛けテレビ、モバイル用表示装置等々に応用が期待されて久しい。
シートディスプレイを実現するために、様々な技術が組み合わされ、または新たに開発されている。先に述べた用途から、シートディスプレイでは文字情報の表示だけではなく、ハイディフィニションで高精細な静止画、動画表示が求められている。
【０００３】
この表示画質を有する表示素子として有機エレクトロルミネセンス表示素子（以下、単に有機ＥＬ素子ともいう）がある。これは、電極間に形成された発光性有機層にホールと電子のキャリアを注入し、その再結合エネルギーを分子励起状態へと導き発光する素子である。この有機ＥＬ素子は、発光は自発光であり、フルカラー表示が可能であり、薄型の固体膜から構成され、高速応答性を有しており、視野角依存性が無い等の優れた特徴を有している。
有機ＥＬ素子をＲＧＢ発光色毎にアレイを形成すればフルカラーテレビを実現できる。この素子の駆動法としてはアクティブマトリクス駆動が低消費電力、長素子寿命の点から有利である。
【０００４】
有機ＥＬ素子の場合、電流駆動であることから、アクティブマトリクス駆動にはこれまでキャリア移動度に優れ、大電流のとれるポリシリコンを半導体に用いる薄膜トランジスタを用いていた。しかし、近年では、有機ＥＬ素子の発光効率が向上してきたことから、より移動度の小さいアモルファスシリコン半導体でも十分駆動が出来るように技術が進歩してきた。また、有機半導体材料開発の急速な進展に伴い、アモルファスシリコン半導体並の性能が得られるようになり、有機半導体を用いても有機ＥＬ素子が駆動できるようになって来た。
【０００５】
ここで用いられる薄膜トランジスタ（電界効果トランジスタ：ＦＥＴ）は、ソース電極及びドレイン電極を配線した半導体層／絶縁層／ゲート電極層のように多層構造から形成される。それぞれの積層構造の違いにより大きく分けて、ボトムコンタクト型（後述するが、図３に示す。）とトップコンタクト型（後述するが、図４に示す。）が知られている。これらはそれぞれ微細加工性、トランジスタ特性に一長一短はあるもののいずれも用いられている。また、シートディスプレイの基板となるプラスチック等の樹脂基板、柔軟性（フレキシブル）基板上への形成では工程も考慮する必要がある。
【０００６】
薄膜トランジスタとして、無機半導体を用いた場合には、シリコン等の材料を用いるため、生産コストが従来並であるだけでなく、製造工程におけるプロセス温度が高く、トランジスタの形成にプラスチック等のフレキシブルな基板を用いることが難しいという問題点がある。
一方、有機半導体を用いた場合においては、上記の無機半導体製造工程と同様の加工技術を利用して電極回路を作製する。電極間ギャップを被覆するよう有機半導体材料を蒸着又は塗布することにより製造される。有機半導体では絶縁膜に有機材料を用いることが出来、かつ、成膜プロセス中の温度が低いため、作製する基板にフレキシブルなプラスチックを用いることができる。
【０００７】
シートディスプレイの構成にあたっては、通常は駆動回路を構成する有機トランジスタと有機ＥＬ素子とは同一画素内に並列して作製される（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２５５８５７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、シートディスプレイにおいて、有機トランジスタと有機ＥＬ素子を同一画素内に並列して形成すると、有機トランジスタの大きさ、数が大きくなると、その影響を受けて有機ＥＬ素子の画素を小さくしなければならないという問題が発生する。
有機ＥＬ素子の陽極側から発光光を取り出す（ボトムエミッション）素子構造の場合では、これにより開口率が小さくなり、充分な輝度を得るには有機ＥＬ素子に大きい電流を流す必要があり、これにより消費電力が増加するだけでなく素子寿命が短くなるという問題があった。
【０００９】
これを避けるため、有機ＥＬ素子上部の陰極側から発光光を取り出すトップエミッション素子を作製することが必要である。この場合、絶縁膜を介して有機トランジスタの上方に有機ＥＬ素子を積層して形成することが考えられ、これにより、開口率を上げることができるが、プラスチックからなるフレキシブル基板を使用するので、プロセス温度をフレキシブル基板のガラス転移点温度（高くても２００℃程度）以上には上げられないため、高性能な絶縁膜を作製し、これを平坦化するすることが困難であり、従って、フレキシブル基板上に有機トランジスタ、絶縁膜及び有機ＥＬ素子を順次形成する積層構造を作製することが困難であるという問題があった。また、有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層は、水分により劣化するため、大気中の水分の影響を除去する必要があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記問題を解決して、開口率が高く、発光効率に優れ、水分の影響を受けない信頼性の高いシートディスプレイを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための手段として、本発明は、フレキシブル基板の表面に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記フレキシブル基板の裏面に前記有機エレクトロルミネッセンス素子に対応するように形成された前記有機エレクトロルミネッセンス素子を駆動する駆動回路と、前記フレキシブル基板に形成された前記有機エレクトロルミネッセンス素子と前記駆動回路とを接続する導電性ペーストが挿入された孔と、からなるシートディスプレイにおいて、前記有機エレクトロルミネッセンス素子からの発光を透過させ、かつ外気を遮断する無機保護膜が少なくとも有機エレクトロルミネッセンス素子をそれぞれ覆うように形成されていることを特徴とするシートディスプレイを提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、前記有機エレクトロルミネッセンス素子からの発光を透過させ、かつ水分除去する無機保護膜が前記駆動回路及び前記有機エレクトロルミネッセンス素子をそれぞれ覆うように形成されているので、開口率が高く、発光効率に優れ、かつ信頼性に優れたシートディスプレイが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して説明する。
図１は、本発明のシートディスプレイの実施の形態を示す断面構成図である。
図２は、本発明のシートディスプレイの実施の形態における駆動回路のブロック図である。
図３は、ボトムコンタクト型電界効果トランジスタの断面構成図である。
図４は、トップコンタクト型電界効果トランジスタの断面構成図である。
図５は、本発明に係る有機ＥＬ素子の断面構成図である。
図６は、本発明のシートディスプレイの実施の形態の第１の製造工程図である。
図７は、本発明のシートディスプレイの実施の形態の第２の製造工程図である。
【００１４】
図１に示すように、本発明の実施の形態のシートディスプレイ１００（一画素分を示してある）は、フレキシブルな基板の一方の面上に後述するトップエミッション型の有機ＥＬ素子５０を形成し、他方の面上に、後述するボトムコンタクト型の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である有機トランジスタ１０を含む駆動回路１５を形成してある。
有機ＥＬ素子５０には透明な保護膜３１を、駆動回路１５には保護膜３０を被覆してある。有機トランジスタ１０のうち、後述する駆動用トランジスタ１２のドレイン電極１７は、基板１に設けられた貫通孔２に充填された導電性インクにより、有機ＥＬ素子５０のの陽極５１と電気的に接合してある。
【００１５】
図２に示すように、シートディスプレイ１００を構成する駆動回路１５（一画素分を表示してある）は、有機トランジスタ１０である選択用トランジスタ１１と駆動用トランジスタ１２と、容量１３とからなる。選択用トランジスタ１１のゲート電極（Ｇで示す）には選択線１４ａが、ソース電極（Ｓで示す）にはデータ線１４ｂが、ドレイン電極（Ｄで示す）には駆動用トランジスタ１２のゲート電極及び容量１３の一端が、それぞれ接続されている。容量１３の他端及び駆動用トランジスタ１２のソース電極は電力線１４ｃに接続されている。駆動トランジスタ１２のドレイン電極は有機ＥＬ素子５０の陽極５１に電気的に接続されている。有機ＥＬ素子５０の駆動をより安定化させるために３個以上のトランジスタで構成される駆動回路も必要に応じて選択できる。
【００１６】
図３に示すように、本発明に係るボトムコンタクト型ＦＥＴ１０は、絶縁性の基板１上に所定形状のゲート電極１８を形成し、ゲート電極１８を覆ってゲート絶縁膜１９を形成し、このゲート絶縁膜１９上に所定間隔離して、ソース電極１６とドレイン電極１７を形成してある。ソース電極１６とドレイン電極１７上には、有機半導体２０の膜が形成されている。
【００１７】
参考として、図４に示すトップコンタクト型ＦＥＴ１０Ａは、基板１上にゲート電極１８を形成し、その上にゲート絶縁膜１９を形成し、さらにゲート絶縁膜１９の上に、有機半導体２０Ａを形成し、その有機半導体２０Ａ上に所定間隔離してソース電極１６Ａ及びドレイン電極１７Ａを形成してあるものである。
【００１８】
図５に示すように、本発明のシートディスプレイ１００を構成する有機ＥＬ素子５０は、図示しない基板上に、陽極５１、ホール注入層５２、ホール輸送層５３、発光層５４、ホールブロック層５５、電子輸送層５６、電子注入層５７、陰極５８を必要に応じて順次積層したものより構成される。詳細は後述する。
【００１９】
次に、図６及び図７を参照して、本発明の実施の形態のシートディスプレイ１００の製造方法を説明する。
まず、図６の（ａ）に示すように、所定寸法のフレキシブル基板１を用意する。
次に、図６の（ｂ）に示すように、基板１に、レーザー加工により、或いは成型型からの加熱・加圧により成型することにより、貫通孔２を形成する。
【００２０】
次に、図６の（ｃ）に示すように、導電性ペースト３を貫通孔２に充填封入し、加熱乾燥して、充填した導電性ペースト３に導電性を付与する。導電性ペースト３の充填には、貫通孔２を成形する際に用いた成型型の凸部分の上に、導電性金属ナノ粒子を主成分とする溶液を印刷様に転写し、これを貫通孔２に挿入することにより行うことができる。なお、この貫通孔２の導電性ペースト３による封止は有機トランジスタ１０等を形成した後に行ってもよい（図６の（ｈ）参照。）。
【００２１】
次に、基板１の一方の面（図示では下の面）上に、駆動回路１５を形成するのであるが、代表的に有機トランジスタ１０（選択用トランジスタ１１または駆動用トランジスタ１２）の形成について説明し、それ以外（配線とか容量）については、周知の技術を応用すればよいので、その説明を省略する。
なお、基板面の両側の面上には図示しない無機表面保護膜（後述する）を形成してある。
ここでは、図３に示した、高精細に形成しやすいボトムコンタクト型の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）１０を作製する。
【００２２】
まず、図６の（ｄ）に示すように、基板１の一方の面上にレジストを塗布し、フォトマスクを通じて露光現像するフォトリソグラフィ工程を通してレジストパターンを作製する。このレジストパターン上にゲート電極用の金属膜を真空蒸着により成膜し、その後レジストを除去して電極膜をリフトオフし、所定形状のゲート電極１８用の金属膜４を得る。
次に、図６の（ｅ）に示すように、金属膜４を陽極酸化して、酸化されない部分をゲート電極１８とし、酸化部分をゲート絶縁膜１９として形成する。なお、ゲート絶縁膜１９の形成方法としては、他に、高分子絶縁膜１９ｂを塗布や印刷によりゲート電極１８となる金属膜４を被覆して形成する方法もある。
【００２３】
次に、図６の（ｆ）に示すように、ゲート絶縁膜１９上に、金属膜を付着形成し、これをパターン化してソース電極１６及びドレイン電極１７を形成する。両電極１６、１７のパターン化には、フォトリソグラフィ技術を用いる。
次に、図６の（ｇ）に示すように、ソース電極１６及びドレイン電極１７の一部を覆うと共にそれらの間に有機半導体（膜）２０を成膜形成する。作成する有機トランジスタをより高性能とするために、ゲート絶縁膜１９と、ソース電極１６及びドレイン電極１７間に表面処理膜を設けたり、ソース電極１６及びドレイン電極１７と有機半導体膜２０間に、別の種類の表面処理膜を形成する場合もある。
【００２４】
なお、ドレイン電極１７は、先に形成した貫通孔２に埋設した導電性ペースト（導電性ナノ粒子）３に接合させておけばよい。これにより、有機トランジスタ１０を作製後に、絶縁膜による平坦化、コンタクトホール加工、埋め戻し等による複雑な工程を経ることなく電気的接続が容易になる。他の有機トランジスタ１０や容量１３、選択線１４ａ、データ線１４ｂ、電力線１４ｃの配線は適宜工程に応じて作製し駆動回路１５が作製される。
次に、図６の（ｈ）に示すように、必要に応じて、有機トランジスタ１０等の全体を覆う保護膜３０を形成する。以上により、フレキシブル基板１の一方の面上に、有機トランジスタ１０（これは駆動用トランジスタ１２を示す）を含む駆動回路１５が形成される。有機トランジスタ１０のドレイン電極１７は、導電性ペースト３に電気的に接続されている。
【００２５】
次に、図７の（ａ）に示すように、基板１の他方の面（有機トランジスタ１０等を形成してある面の反対側の面）上に有機ＥＬ素子５０を形成する。有機ＥＬ素子５０としては、低分子型、高分子型のいずれの材料も使用可能であるが、開口率を高くするためトップエミッション型素子とする。基板１に形成した貫通孔２はコンタクトホールとして機能し、中に充填封入した導電性ペースト３は有機ＥＬ素子５０の陽極５１と有機トランジスタ１０（駆動用トランジスタ１２）のドレイン電極１７を電気的に接続する。
【００２６】
トップエミッション型の有機ＥＬ素子５０は画素面積が大きく取れるばかりでなく、反射型陽極と半透過型陰極を用いれば、双方の反射により共振器が形成され、光路長の設計により最適な波長が選択的に取り出せることも有利な点である。
従って、反射型陽極５１、必要に応じてホール注入層５２、ホール輸送層５３を積層し、発光層５４を成膜する。発光層５４の形成は、ホスト材料と発光材料（ドーパント）を共蒸着して行う。さらにホールブロック層５５、電子輸送層５６、電子注入層５７を積層して設け、陰極５８を形成して、有機ＥＬ素子５０を得る。なお、陰極５８は薄膜金属電極５８ａと透明電極５８ｂの積層で構成しても良い。陰極５８の配線も同時に行っておく。
【００２７】
最後に、図７の（ｂ）に示すように、有機ＥＬ素子５０を覆って保護膜３１を形成して、シートディスクプレイ１００を得る。同図には、シートディスプレイの一画素分を示してある。実際のシートディスプレイ１００は、基板１上に複数のマトリクス状に配置された画素より構成されている。
【００２８】
ここで、使用する基板１の材質には、フレキシブル性、電気絶縁性、成型加工性、熱安定性、寸法安定性、低透湿性、低ガス放出性等が求められ、さらには、有機トランジスタ１０の製造工程におけるフォトリソグラフィ工程中のプロセス環境への耐性が必要である。
従って、本発明に係る基板１には、熱可塑性や熱硬化性の樹脂、エラストマー、ゴム等が用いられ、具体的には、ポリイミド樹脂、ポリイミド誘導体樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミド誘導体樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリアリレート樹脂、環状オレフィン樹脂、ポリジメチルシリコーン樹脂等の高分子化合物からなるフィルムが主として用いられる。
【００２９】
また、樹脂と無機成分を混合した基板１も用いられる。
また、基板１の表面には、必ず無機表面保護膜を形成する必要がある。このとき必要に応じて、有機表面保護層と無機表面保護層とを積層した表面保護膜を設けて良い。無機表面保護層としては、金属酸化物、金属窒化物等の金属化合物が用いられる。具体的には、ＳｉＯ2、ＳｉＯx、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＮx、ＳｉＯＮ、Ａｌ2Ｏ3である。これらは、ＣＶＤ法により形成する。有機表面保護層としては、アクリル、アクリレート等の紫外線効果樹脂が用いられる。
基板１においては、熱安定性を示すガラス転移点温度は高いことが望ましく１００℃以上であれば、プロセス上問題はない。中には２５０℃を越える材料もあり特に好適である。
【００３０】
本発明に係る有機トランジスタ１０の電極材料としては、金、銅、アルミニウム、白金、クロム、パラジウム、インジウム、タンタル、モリブテン、ニッケル、マグネシウム、銀、鉄、ガリウム等の金属やこれらの合金あるいは積層膜、さらに、スズ・インジウム酸化物、ポリシリコン、アモルファスシリコン、スズ酸化物、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化チタン等の酸化物、ポリチオフェンとその誘導体、ポリエチレンジオキシチオフェンとその誘導体、ポリアニリンとその誘導体、ポリアセチレンとその誘導体等にドーピングを行った導電性高分子を用いることができる。
【００３１】
ソース電極１６及びドレイン電極１７の電極回路の線幅は、好ましくは０．１〜１０００μｍ、より好ましくは１〜５０μｍである。ここで、線幅が１μｍより小さくなるにつれ、電気抵抗が大きくなり、同時に断線が起こりやすくなり、５０μｍより大きくなるにつれ、回路の集積率が低くなる。ソース電極１６とドレイン電極１７間のチャネル形成部の距離は５０ｎｍ〜１００μｍであり、チャネル長Ｌが小さく、チャネル幅Ｗが大きい方がドレイン電流は大きくとれ、特に電流駆動させる有機ＥＬ素子５０には有利であるため、作製方法をも考慮すると１μｍ〜１０μｍが好適である。チャネル幅Ｗを大きくするには画素面積を有効に使い櫛形形状等も用いられる。
【００３２】
ゲート絶縁層１９には、金属酸化物、金属窒化物等の金属化合物あるいは高分子材料が用いられる。具体的には、ＳｉＯ2、ＳｉＯx、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＮx、ＳｉＯＮ、Ａｌ2Ｏ3、アモルファスシリコン、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＨｆＯ2、ポリイミド樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、ポリパラキシリレン樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリフェノール誘導体、ポリ尿素、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリシリコーンやその誘導体のポリジメチルシロキサン等のポリマー薄膜等が用いられる。
【００３３】
通常、ゲート絶縁層１９の比誘電率が大きい方が、ドレイン電流は大きくなるが、リーク電流も大きくなることも知られている。
これら金属酸化物の内いくつかの種類は、ゲート電極１８作製後にホウ酸アンモニウム溶液中等で陽極酸化により形成される。好適な膜厚は２０ｎｍ〜２００ｎｍであるが膜厚がリーク電流等トランジスタ特性に大きく効くことがわかっている。
【００３４】
有機半導体２０を積層する方法としては、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、引き上げ法、ラングミュアブロジェット法、スプレイ法、インクジェット法、シルクスクリーン法、加熱転写法等が挙げられる。
本発明に係る有機半導体２０としては、ペンタセン、アントラセン、ピレン等のアセン類及びそれらの誘導体，それらアセン類のオリゴマーあるいはポリマー、チオフェン、ピロール、フラン等のヘテロ環化合物とその誘導体及びそれらのオリゴマーあるいはポリマー、トリフェニルアミン誘導体やフタロシアニン誘導体とその銅、金、白金、バナジウム、ルテニウム等の錯体、キノリノールやビピリジンオキサゾール等の各誘導体とアルミニウム、亜鉛、ホウ素、イリジウム、白金、ルテニウム等の金属錯体、ポリアセチレン、ポリフェニレンビニレン、ポリフルオレン、ポリチオフェン等のπ共役ポリマーの誘導体等が挙げられる。特に、安定性やキャリア移動度の大きさの点から、テトラセン、ペンタセン、ルブレン、オリゴチオフェン、ポリチオフェンが好適に用いられる。
【００３５】
有機半導体（層）２０は、ゲート絶縁膜１９、ソース電極１６、ドレイン電極１７上に形成されることになるが、この際各層間の接合を欠陥無く行わないとトランジスタ特性が得られないことがある。このため、金属酸化物上の金属電極、金属酸化物上の有機半導体層、有機半導体層上の金属電極といった、有機−無機間の接合状態が大きく影響する。こうした場合、各層間に表面処理を行うと良い。特に有機半導体が接合する界面が重要である。これには、分子鎖に極性基を有する界面活性剤が用いられる。この種類としてはシランカップリング剤、飽和あるいは不飽和炭化水素鎖片方あるいは両方の端部にチオール、アルコール、カルボニル、アルキル、アルコキシ等の極性基が結合した分子が用いられる。これを自己組織化手法や単分子膜吸着法により結合させることが出来る。
【００３６】
本発明に係る有機ＥＬ素子５０は、上述のように、陽極５１が基板１に設けた貫通孔２に充填された導電性ペースト３と接続している。
ここで、陽極５１の材料としては、反射型陽極を用いるため仕事関数の大きな材料が必要とされ、それに加えて反射率の高い材料が必要である。インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、下地に金属電極を形成した積層膜、クロム、ニッケル、金、白金、銀、銅、アルミニウム等の仕事関数の大きな金属が用いられる。これらと反射率を向上させるため反射率の高い銀やアルミニウム等の金属との合金膜が用いられる。
【００３７】
ホール注入層５２、ホール輸送層５３には、ホール移動度の高い、トリアリールアミン系、スターバーストアミン系、カルバゾール系高分子、ポリチオフェン化合物等の芳香族へテロ環化合物が好適に用いられる。
発光層５４には、蛍光発光材料、燐光発光材料のいずれの発光材料も、低分子、高分子材料共に用いることが出来る。高効率な発光効率を有するリン光材料としてはイリジウムを中心金属とする芳香族ヘテロ複素環との有機金属錯体が用いられる。
ホールブロック層５５には、特にリン光発光材料を高効率で発光させるために効果的であり、フェナントロリン化合物、オキサジアゾール化合物等が用いられる。
【００３８】
電子輸送層５６には、電子移動度の高いトリスキノリノラトアルミニウム、シロール化合物等が用いられる。
電子注入層５７には、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ等のアルカリ金属、アルカリ土類金属、Ｍｇ等の低仕事関数金属、及びそれらの酸化物、窒化物、フッ化物、硫化物等の薄膜が用いられる。
陰極５８には、低抵抗で可視域に吸収の少ない金属を用いることが出来る。陰極５８側を薄膜として透過率を上げると光取り出し側電極として使用できる。また、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の透明電極も使用できる。発光スペクトル半値幅を小さくしたり、発光色度を調整したりするために素子全体の光路長を調整し、反射型陽極と半透明型陰極間で共振器構造を作製することも可能である。
【００３９】
外部からの水、水蒸気と酸素から、有機トランジスタ１０等と有機ＥＬ素子５０を遮蔽するために保護膜３０、３１が用いられる。保護膜３０、３１には、Ｓｉ、Ａｌ等の金属酸化物、窒化物、酸化窒化物等の無機化合物単体或いは紫外線硬化型、熱硬化型のエポキシ、ウレタン、アクリル、イミド、アミド等から構成される高分子材料単体あるいは両者の無機化合物と有機化合物との積層膜が用いられる。無機化合物の成膜には、ＣＶＤ、低温でのスパッタリング等が主として用いられ、有機化合物は塗布型やモノマー蒸着後重合法が用いられる。
これら直接形成する保護膜３０、３１に加えてさらに有機トランジスタ１０等や、有機ＥＬ素子５０を両面に形成した基板１を片側もしくは両側から別の保護基板でラミネート等により被覆することもできる。
【００４０】
以上説明したように、本発明によれば、成型加工したフレキシブル基板の一方の面上に、フォトリソグラフィ技術を適用して作製した有機トランジスタを含むアクティブマトリクス駆動回路及び回路配線を作製し、他方の面上にトップエミッション型の有機ＥＬ素子を形成し、両者を予め基板に成型加工により設けられた貫通孔に充填した導電性物質により電気的に接続した構造を得ることが出来る。これにより開口率が高く、発光効率に優れた、容易に製造できるシートディスプレイを提供できる。
【実施例】
【００４１】
本実施例のシートディスプレイを形成するにあたり、基板１として、厚さ１００μｍ、縦５０ｍｍ、横５０ｍｍであり、両表面に無機表面保護膜としてＣＶＤ法で形成した厚さ１００ｎｍのＳｉＯ2を設けた高耐熱ポリカーボネート（ＰＣ）を用いた（図６の（ａ）参照。）。
次に、１６個ｘ１６個の画素を２ｍｍピッチで、画素エリアとして１ｍｍｘ１ｍｍになるように配列したときの各画素エリア外近傍にＣＯ2レーザーを１Ｗ照射し、Φ１０μｍの孔を貫通させ貫通孔２を形成した（図６の（ｂ）参照。）。
【００４２】
次に、シリコン基板に、レジストを塗布し、感光現像して、基板１に形成した貫通孔２の配列パターンと同様の個所にレジストを残し、これをマスクとしてシリコン基板に反応性イオンエッチングを行い、その後レジストを除去した。シリコン基板には、基板１に形成した貫通孔２の配列パターンと同様の個所にΦ１０μｍの突起が形成されている。この突起に、Ａｇナノ粒子からなる導電性ペースト（インク）３を付着させて、基板１の貫通孔２挿入して、導電性ペーストを転写した。この後、１４０℃で１時間加熱乾燥した。貫通孔２にＡｇ粒子（導電性ペースト３）が充填されていることを確認した（図６の（ｃ）参照。）。
【００４３】
次に、基板１の一方の面上にレジストを塗布し、ゲート電極（一部は、酸化によりゲート酸化膜になる）のパターンを有するフォトマスクを介して露光現像を行った。この上に、金属膜（Ｔａ膜）を形成した後、レジスト除去してリフトオフにより、２ｍｍピッチのパターン線幅５０μｍ厚さ２００ｎｍの金属膜（Ｔａ膜）４を基板１上に作製した（図６の（ｄ）参照。）。
【００４４】
次に、金属膜４のうち、ゲート絶縁膜１９とする箇所以外をレジストパターンで被覆露光現像してマスクを形成した後、基板１を、ホウ酸アンモニウム溶液中に浸漬し７０Ｖ印加して、陽極酸化を行い、レジストでマスクされていない金属膜４を酸化させて、厚さ１３０ｎｍのＴａ2Ｏ5からなるゲート絶縁膜１９を作製した。ゲート絶縁膜１９を形成した個所に残る金属膜４は、結果として膜厚が７０ｎｍであるゲート電極１８になる（図６の（ｅ）参照。）。
【００４５】
次に、フォトレジストを塗布し、所定パターンのフォトマスクを介して露光現像を行い、ソース電極１６とドレイン電極１７の形成されるべき個所以外をマスクするレジストを形成する。この上に、Ｃｒ／Ａｕからなる２層膜を形成し、リフトオフにより所定形状のソース電極１６とドレイン電極１７を形成した。ドレイン電極１７は、固化した導電性ペースト３と接続している（図６の（ｆ）参照。）。
【００４６】
次に、蒸着により、ペンタセンからなる有機半導体膜２０をメタルマスクを通じて成膜し、有機トランジスタ１０（この場合、駆動用トランジスタ１２を示す）を形成した。なお、ここまでの工程でもう一つの有機トランジスタ（この場合、選択用トランジスタ１１を示す）も容量１３も同時に作製される（図６の（ｇ）参照。）。
次に、基板１面に保護膜３０としてＳｉ3Ｎ4を厚さ１００ｎｍ厚で成膜し、トランジスタ部分、配線部分を被覆した（図６の（ｈ）参照。）。
【００４７】
このように作製した１個のトランジスタ特性の一例を図８に示す。図８において、横軸Ｖｄｓはソース−ドレイン間電圧を、縦軸Ｉｄｓはソース−ドレイン間電流をそれぞれ示す。パラメータＶｇはゲート電圧を示す。
ソース−ドレイン間電圧が―１０Ｖ、ゲート電圧が―１５Ｖにおいて、ドレイン電流１００μＡ以上が得られている。有機ＥＬ素子における発光画素面積を１ｍｍｘ１ｍｍとし、有機ＥＬ素子の発光における輝度電流効率を１０ｃｄ／Ａとすると、１０００ｃｄ／ｍ2の発光輝度が得られることになり、有機ＥＬ素子の駆動に十分な電流量が得られていることが示された。
【００４８】
次に、基板１の有機トランジスタ１０等を形成した反対側の面（他方の面）上に、有機ＥＬ素子５０を形成した。これには、厚さ１００ｎｍであるＣｒＡｌ共蒸着膜からなる反射型陽極５１、厚さ４０ｎｍである銅フタロシアニンからなるホール注入層５２、厚さ４０ｎｍである５３α−ＮＰＤからなるホール輸送層、厚さ３５ｎｍであるＣＢＰからなるホストと６ｗｔ％−Ｉｒ（ｐｐｙ）３からなるゲストの共蒸着膜からなる発光層５４、厚さ１０ｎｍであるＢＣＰからなるホールブロック層５５、厚さ０．５ｎｍであるＡｌｑ３からなる電子輸送層５６、厚さ５ｎｍであるＬｉＦからなる電子注入層５７、厚さ１００ｎｍであるＡｌからなる陰極５８をそれぞれ、メタルマスク蒸着により順次成膜して積層して、有機ＥＬ素子５０を形成した。このとき陽極５１は導電性ペースト３を介して有機トランジスタ（これは駆動用トランジスタ１２である）１０のドレイン電極１７に電気的に接続している（図７の（ａ）参照。）。
【００４９】
この後、基板１をスパッタチャンバに移動し、有機ＥＬ素子５０を覆って、厚さ２０ｎｍのＡｌ2Ｏ3と厚さ１００ｎｍのＳｉ3Ｎ4を順次成膜し、保護膜３１とした（図７の（ｂ）参照。）。
次に、有機トランジスタ１０及び有機ＥＬ素子５０を形成した基板の両側の面上に、厚さ１００μｍの熱硬化樹脂を全面に塗布し、８０℃で１時間硬化させた。
その後、引き出し電極より駆動信号を印加して、画素数１６ｘ１６個を形成したトップエミッション型有機ＥＬ発光素子が有機トランジスタによりアクティブマトリクス駆動していることを確認した。
以上のように、本発明の実施形態によれば、開口率が高く、発光効率に優れ、かつ信頼性に優れたシートディスプレイが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明のシートディスプレイの実施の形態を示す断面構成図である。
【図２】本発明のシートディスプレイの実施の形態における駆動回路のブロック図である。
【図３】ボトムコンタクト型電界効果トランジスタの断面構成図である。
【図４】トップコンタクト型電界効果トランジスタの断面構成図である。
【図５】本発明に係る有機ＥＬ素子の断面構成図である。
【図６】本発明のシートディスプレイの実施の形態の第１の製造工程図である。
【図７】本発明のシートディスプレイの実施の形態の第２の製造工程図である。
【図８】本発明のシートディスプレイの実施例における有機トランジスタの電気特性を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…基板、２…貫通孔、３…導電性インク（ペースト）、４…金属膜、１０…有機トランジスタ（ボトムコンタクト型ＦＥＴ）、１０Ａ…有機トランジスタ（トップコンタクト型ＦＥＴ）、１１…選択用トランジスタ、１２…駆動用トランジスタ、１３…容量、１４ａ…選択線、１４ｂ…データ線、１４ｃ…電力線、１５…駆動回路、１６…ソース電極、１７…ドレイン電極、１８…ゲート電極、１９…ゲート絶縁膜、２０…有機半導体、３０…保護膜（封止）、３１…保護膜（封止）、５０…有機ＥＬ素子、５１…陽極、５２…ホール注入層、５３…ホール輸送層、５４…発光層、５５…ホールブロック層、５６…電子輸送層、５７…電子注入層、５８…陰極、１００…シートディスプレイ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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