(57)【要約】【課題】表示装置で、制御電子回路での吸収損失を低減し、または、出来る限り完全に回避した、制御電子回路を改良した表示装置を提供すること。【解決手段】個別表示素子付の第１のアレイと、表示素子用の制御トランジスタの第２のアレイとを有する表示装置において、制御トランジスタは、可視スペクトル領域内で透過性であるような大きさのバンドギャップで形成されている。その種の表示素子の製造方法も含む。【選択図】図１
2004258656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個別表示素子（１２）付の第１のアレイと、
前記表示素子用の制御トランジスタ（１４）の第２のアレイと
を有する表示装置において、
制御トランジスタは、可視スペクトル領域内で透過性であるような大きさのバンドギャップで形成されている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
表示素子（１２）は、有機光放射素子（ＯＬＥＤｓ）によって構成されている請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
有機光放射素子（１２）は、陰極、電子透過層、有機光放射層、ホール搬送層および陽極の層列から形成されている請求項２記載の表示装置。
【請求項４】
表示素子は、液晶素子（ＬＣＤｓ）によって形成されている請求項１記載の表示装置。
【請求項５】
制御トランジスタの半導体材料のバンドギャップは、３ｅＶよりも大きい請求項１から４迄の何れか１記載の表示装置。
【請求項６】
制御トランジスタの半導体材料は、ＢＮ，Ｇａ（Ｉｎ，Ａｌ）Ｎ，ＺｎＯ、ＺｎＳ，ＳｉＣまたはダイアモンドのようなＩＩ−ＶＩ族半導体を有している請求項１から５迄の何れか１記載の表示装置。
【請求項７】
制御トランジスタ（１４）は、半導体材料の１つまたは複数の薄膜層で形成されている請求項１から６迄の何れか１記載の表示装置。
【請求項８】
半導体材料の単数乃至複数の薄膜層は、約０．５μｍ〜約２０μｍの層厚を有している請求項７記載の表示装置。
【請求項９】
各表示素子のアレイは、複数の部分アレイ（２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ；３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ）を有しており、前記各部分アレイの各表示素子（２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ；３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂ）は、種々異なる色の表示のために設計され、装置構成されている請求項１から８迄の何れか１記載の表示装置。
【請求項１０】
各表示素子のアレイは、３つの部分アレイ（２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ；３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ）を有しており、前記各部分アレイの各表示素子（２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ；３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂ）は、各々赤色（２２Ｒ；３２Ｒ）、緑色（２２Ｇ；３２Ｇ）および青色（２２Ｂ；３２Ｂ）の表示用に設計されて、装置構成されている請求項９記載の表示装置。
【請求項１１】
複数の部分アレイは、同一面で、坦体基板上に設けられている請求項９又は１０記載の表示装置。
【請求項１２】
複数の部分アレイ（２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ；３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ）は、複数面で上下に重なって層状に設けられている請求項９又は１０記載の表示装置。
【請求項１３】
複数の部分アレイ（２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ）は、各々固有の坦体基板（２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂ）有利にはガラスプレート上に設けられている請求項１２記載の表示装置。
【請求項１４】
個別表示素子（１２）と各制御トランジスタ（１４）との一義的な対応付けが形成されている請求項１から１３迄の何れか１記載の表示装置。
【請求項１５】
制御トランジスタ（１４）は、各々各個別表示素子（１２）の複数を制御する請求項１から１３迄の何れか１記載の表示装置。
【請求項１６】
半導体材料の薄膜層は、可視スペクトル領域内で透過であるような大きさのバンドギャップで形成されており、前記薄膜層は、透過坦体上、例えば、ガラス坦体上に設けられており、
透過坦体上の薄膜層内には、制御トランジスタ用の構造が処理されており、
非晶質の光放射材料、例えば、ＯＬＥＤ用の有機材料が、表示素子を形成するために、トランジスタ上に堆積されている請求項１から１５迄の何れか１記載の表示装置の製造方法。
【請求項１７】
半導体材料の薄膜層は、可視スペクトル領域内で透過性であるような大きさのバンドギャップで製造されており、
前記薄膜層内には、制御トランジスタ用の構造が処理されており、
前記処理された薄膜層が前記透過坦体、例えば、ガラス坦体上に堆積されており、
非晶質の光放射材料、例えば、ＯＬＥＤ用の有機材料が、トランジスタ上に堆積されて、各表示素子を形成している請求項１から１５迄の何れか１記載の表示装置の製造方法。
【請求項１８】
カラー表示装置の製造のために、種々異なった色、例えば、赤色、緑色、青色用の各表示素子が、所属の制御トランジスタと共に各々透過性坦体、例えば、ガラス坦体上に形成されており、それから、透過性坦体は、各表示素子と上下に重なるように調整される請求項１６又は１７記載の表示装置。
【請求項１９】
カラー表示装置の製造のために、種々異なる色、殊に、赤色、緑色、青色用の表示素子が、所属の制御トランジスタと共に、平坦化技術を用いて直接垂直方向に重なるように、共通の透過性坦体、例えば、ガラス坦体上に形成されている請求項１６又は１７記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個別表示素子付の第１のアレイと、表示素子用の制御トランジスタの第２のアレイとを有する表示装置、および、その種の表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ＬＣＤ、液晶ディスプレイ）の制御のために、２つの方法が公知である；パッシブマトリックス制御とアクティブマトリックス制御である。
【０００３】
例えば、従来技術から公知であるように、特に、小型のアレイで、または、表示の質に対する要求が低い場合、各表示素子が行−列マトリックスモードで応答するパッシブマトリックスが使用される（特許文献１参照）。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許公開第１９９５０８３９号公報  ハイレベルの用途では、所謂アクティブマトリックス制御が使われ、この制御では、薄膜トランジスタ電気回路（ＴＦＴ、薄膜トランジスタ）は、非晶質または多結晶シリコンを用いてガラス坦体上に形成される。
【０００４】
有機光放射器（ＯＬＥＤ，ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）を有する表示装置では、同様に、薄膜トランジスタを、ピクセルを形成する個別表示素子を制御するのに使用してもよい。
【０００５】
シリコントランジスタを使用することによって、両方の場合に、可視光の形成時に光吸収によってエラー電流が生じる。つまり、発生光の光子エネルギは、シリコンのバンドギャップよりも大きいからである。従って、目下のところ、トランジスタは、構造を形成した場合に限って使用されるか、又は、部分的に著しい吸収損失が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、制御電子回路を改良した表示装置を提供することにある。殊に、表示装置で、制御電子回路での吸収損失を低減し、または、出来る限り完全に回避する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、本発明によると、個別表示素子付の第１のアレイと、表示素子用の制御トランジスタの第２のアレイとを有する表示装置において、制御トランジスタは、可視スペクトル領域内で透過性であるような大きさのバンドギャップで形成されていることによって解決される。又は、半導体材料の薄膜層は、可視スペクトル領域内で透過であるような大きさのバンド幅で形成されており、薄膜層は、透過坦体上、トランジスタ用の構造が処理されており、非晶質の光放射材料、例えば、ＯＬＥＤ用の有機材料が、表示素子例えば、ガラス坦体上に設けられており、透過坦体上の薄膜層内には、制御を形成するために、トランジスタ上に堆積されていることにより解決される。または、半導体材料の薄膜層は、可視スペクトル領域内で透過性であるような大きさのバンドギャップで製造されており、薄膜層内には、制御トランジスタ用の構造が処理されており、処理された薄膜層が透過坦体、例えば、ガラス坦体上に堆積されており、非晶質の光放射材料、例えば、ＯＬＥＤｓ用の有機材料が、トランジスタ上に堆積されて、各表示素子を形成していることにより解決される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の基本的な技術思想は、透過性の半導体構造を制御トランジスタアレイ用に使用し、その際、大きなバンドギャップにより、トランジスタシステム内で、光吸収が明らかに小さくなるか、または、実質的に光吸収が全くないようにされる点にある。それにより、エラー電流の問題点は回避される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の表示装置乃至製造方法の有利な実施例は、従属請求項２〜１５及び１８または１９に記載されている。
【００１０】
表示装置の有利な実施例では、表示素子は、有機光放射素子によって形成されている。
【００１１】
殊に、有機光放射素子は、有利には、陰極、電子透過層、有機光放射層、ホール搬送層および陽極の層列から形成されている。
【００１２】
表示装置の他の有利な実施例では、表示素子は、液晶素子によって形成されている。
【００１３】
制御トランジスタの半導体材料のバンドギャップは、有利には、３ｅＶよりも大きい。
【００１４】
表示装置の別の有利な実施例では、制御トランジスタの半導体材料は、ＢＮ，Ｇａ（Ｉｎ，Ａｌ）Ｎ，ＺｎＯ、ＺｎＳ，ＳｉＣまたはダイアモンドのようなＩＩ−ＶＩ族半導体を有している。その際、前述の半導体材料のヘテロ構造も、本発明の範囲内である。
【００１５】
制御トランジスタは、有利には、半導体材料の１つまたは複数の薄膜層で形成されている。その際、半導体材料の単数乃至複数の薄膜層は、有利には、約０．５μｍ〜約２０μｍの層厚を有しており、公知の方法により、例えば、Ｓｏｉｔｅｃ社の”ＳＭＡＲＴ−ｃｕｔ”法（米国特許第５３７４５６４号明細書参照）により製造することができる。
【００１６】
本発明の表示装置の有利な実施例では、各表示素子のアレイは、複数の部分アレイを有しており、各部分アレイの各表示素子は、種々異なる色の表示のために設計され、装置構成されている。そうすることによって、多色ディスプレイを構成することができる。殊に、各表示素子のアレイは、３つの部分アレイを有しており、各部分アレイの各表示素子は、各々赤色、緑色および青色の表示用に設計されて、装置構成されているようにすると目的に適っている。これら３つの基本色を組み合わせることによって、公知のように広範囲の色を表示することができる。
【００１７】
使用される制御トランジスタの大きなバンドギャップにより、各表示素子の放射が、制御電子回路によって、無視しうる程度だけ、または、実質的に全く吸収されず、従って、光吸収及びエラー電流は実質的に生じない。
【００１８】
その際、表示装置の第１の有利な実施例では、複数の部分アレイは、同一面で、坦体基板上に設けられている。
【００１９】
択一的には、有利な第２の実施例では、複数の部分アレイは、複数面で上下に重なって層状に設けられている。その際、複数の部分アレイは、各々固有の坦体基板、有利にはガラスプレート上に設けられているか、または、部分アレイの各表示素子は、真っ直ぐに垂直方向に上下に重なって透明坦体上に設けられている。
【００２０】
その種の表示装置の製造方法では、半導体材料の薄膜層は、可視スペクトル領域内で透過であるような大きさのバンドギャップで形成されており、薄膜層は、透過坦体上、例えば、ガラス坦体上に設けられている。その際、透過坦体上の薄膜層内には、制御トランジスタ用の構造が処理されており、非晶質の光放射材料、例えば、ＯＬＥＤ用の有機材料が、表示素子を形成するために、トランジスタ上に堆積されている。
【００２１】
その種の表示装置の製造方法では、半導体材料の薄膜層は、可視スペクトル領域内で透過性であるような大きさのバンドギャップで製造されており、薄膜層内には、制御トランジスタ用の構造が処理されている。その際、処理された薄膜層が透過坦体、例えば、ガラス坦体上に堆積されており、非晶質の光放射材料、例えば、ＯＬＥＤ用の有機材料が、トランジスタ上に堆積されて、各表示素子を形成している。
【００２２】
両製造方法の変形実施例では、カラー表示装置の製造のために、種々異なった色、例えば、赤色、緑色、青色用の各表示素子が、所属の制御トランジスタと共に各々透過性坦体、例えば、ガラス坦体上に形成されており、それから、透過性坦体は、各表示素子と上下に重なるように調整される。
【００２３】
択一的に、カラー表示装置の製造のために、種々異なる色、殊に、赤色、緑色、青色用の表示素子が、所属の制御トランジスタと共に、平坦化技術を用いて直接垂直方向に重なるように、共通の透過性坦体、例えば、ガラス坦体上に形成されている。
【００２４】
本発明の表示装置では、有利には、各個別表示素子と各制御トランジスタとの間に一義的に対応付けされている。他の実施例では、制御トランジスタは、各個別表示素子の各々いくつかを制御する。
【００２５】
本発明の、別の有利な実施例、要件、詳細は、実施例及び図面に記載されている。
【００２６】
以下、本発明の図示の実施例を用いて、詳細に説明する。本発明の理解にとって重要な要素だけ図示されている。
【００２７】
実施例では、同じ構成部品または同じ作用を行う構成部品は、各々同じ参照番号で示している。
【実施例１】
【００２８】
図１のモノクロディスプレイ１０は、ＯＬＥＤピクセル１２の２次元アレイを有しており、２次元アレイは、各々ＴＦＴトランジスタ１４によって制御される。ＯＬＥＤピクセル１２およびＴＦＴトランジスタ１４は、ガラス坦体１６上に設けられている。ＯＬＥＤピクセル１２およびＴＦＴトランジスタ１４は、図１に、後続の図でも、分かりやすくするために、３つのピクセルしか示していない。
【００２９】
ＴＦＴトランジスタ１４は、実施例では、Ｇａ（Ｉｎ，Ａｌ）Ｎのベース上に形成されていて、可視スペクトル領域のビームに対して透過であり、その結果、ＯＬＥＤピクセル１２によって放射されたビームの光吸収による吸収損失は最小にされる。
【００３０】
図１の装置構成は、カラー表示用に用いてもよい。この場合、種々異なったＯＬＥＤピクセル１２は、種々異なった波長の放射用に装置構成されている。例えば、図１に示した３つのＯＬＥＤピクセル１２は、赤色、緑色、青色の放射用に装置構成してもよい。指示装置の拡がりに亘って、多数グループの、各々３つの種々異なる色のＯＬＥＤピクセル１２が相互に並列して設けられている。
【００３１】
図２のカラーディスプレイ２０は、上下に積層された３つのカラー群２０Ｒ，２０Ｇおよび２０Ｂを有しており、各々赤色、緑色、青色の光を放射する。それに相応して、第１のカラー群２０ＲのＯＬＥＤ２２Ｒは、赤色光の放射に相応し、第２のカラー群２０ＧのＯＬＥＤ２２Ｇは、緑色光の放射に相応し、第３のカラー群２０ＢのＯＬＥＤ２２Ｂは、青色光の放射に相応する。ＯＬＥＤ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは、各々ＴＦＴトランジスタ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ上に堆積されており、ＴＦＴトランジスタは、ガラスプレート２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂ上に取り付けられている。
【００３２】
ＴＦＴトランジスタ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂは、実施例では、ＳｉＣベース上に形成れされており、従って、可視スペクトル領域の上側のバンドギャップを有している。従って、ＯＬＥＤ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの放射は、制御電子回路のトランジスタによって吸収されるが、無視し得る程度でしかない。
【００３３】
図２のカラーディスプレイ２０の製造のために、薄膜ＳｉＣ層が形成され、ガラス坦体２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂ上に堆積される。それから、薄膜ＳｉＣ層内に、制御トランジスタ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ用の構造が処理される。続いて、各放射波長（赤色、緑色、青色）に適した非晶質光放射有機材料が、トランジスタ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ上に堆積されて、表示素子２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが形成される。
【００３４】
カラーディスプレイの他の変形実施例は、図３に示されている。図３のカラーディスプレイ３０では、種々異なる色（赤色、緑色、青色）用の、ＯＬＥＤピクセル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂおよび所属の制御トランジスタ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂとの対が、同様に種々異なった面で上下に重なって積層されている。図２の実施例とは異なり、全てのＯＬＥＤピクセルおよび制御トランジスタが、共通のガラス基板３６上に堆積されている。これは、例えば、公知の平坦化技術、例えば、ＳｉＯ２を用いて平坦化を達成することができる。ＴＦＴトランジスタ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂは、この実施例では、ＩＩ−ＶＩ族半導体材料ＺｎＳベース上に形成されており、この材料の大きなバンドギャップにより、この実施例でも、ＯＬＥＤピクセル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの可視放射が、無視し得る程度でしかないとは言え吸収されるようになる。
【００３５】
本発明について実施例を用いて説明してきたが、本発明がこの実施例に限定されるものと理解されてはいけないことは当然のことである。上述の説明でも、図でも請求項でも、本発明の開示要件は、個別でも各可能な組み合わせでも、本発明の実施にとって重要であると理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施例の単色ディスプレイの一部分を略示した図。
【００３７】
【図２】本発明の実施例のカラーディスプレイの一部分を略示した図。
【００３８】
【図３】本発明の他の実施例のカラーディスプレイの一部分を略示した図。
【符号の説明】
【００３９】
１０  モノクロディスプレイ
１２  ＯＬＥＤピクセル
１４  ＴＦＴトランジスタ
１６  ガラス坦体
２０  カラーディスプレイ
２０Ｒ，２０Ｇおよび２０Ｂ  カラー群
２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂ  ガラスプレート
２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ  ＴＦＴトランジスタ
３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ  制御トランジスタ
３６  ガラス基板
【図１】
2004258656.tif 000003
【図２】
2004258656.tif 000004
【図３】
2004258656.tif 000005