(57)【要約】【課題】発光素子への電流供給量を増加させて、高輝度発光が得られる有機エレクトロルミネッセンス表示装置を提供する。【解決手段】互いに直交して形成された走査線２及び信号線３と、複数の走査線２と信号線３との交差部に設けられた矩形状の発光素子８と、走査線２に平行な電流供給線４と、電流供給線４から供給される画像表示用電流を制御して発光素子８に供給する有機半導体からなる電流制御素子１３とを備えている。電流制御用素子１３は、発光素子８の周囲に沿ってコ字状に形成された制御端子１５、電流供給線４から画像表示用電流が供給される第１端子１４、発光素子８に接続された第２端子１６を有し、制御端子１５の長さが発光素子８の一辺よりも長くなっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交して形成された走査線及び信号線と、前記複数の走査線と信号線との交差部に設けられた矩形状の発光素子と、前記走査線に平行な電流供給線と、前記電流供給線から供給される画像表示用電流を制御して前記発光素子に供給する有機半導体からなる電流制御用素子とをマトリクス状に配置した有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、
前記電流制御用素子は、前記発光素子の周囲に沿って形成された制御端子、前記電流供給線から前記画像表示用電流が供給される第１端子、前記発光素子に接続された第２端子を有し、
前記制御端子の長さが前記発光素子の一辺よりも長いことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高輝度発光が得られる有機エレクトロルミネッセンス表示装置（以下、有機ＥＬ表示装置という）に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機半導体からなるトランジスタを用いて駆動する有機ＥＬ表示装置は、室温プロセスが可能であること、印刷プロセスが可能であること、折り曲げても特性の変化が少ないこと等の理由から製造しやすく、かつ低コストで作製できることから幅広い用途のあるディスプレイとして期待されている。
【０００３】
このような有機ＥＬ表示装置については、特許文献１に記載されている。
この特許文献１に記載されている有機エレクトロルミネッセンス表示装置について、図３及び図４を用いて説明する。
【０００４】
図３は、従来の有機ＥＬ表示装置の概要を示すブロック図である。
図４は、従来の有機ＥＬ表示装置における１画素を示す平面図である。
図３に示すように、有機ＥＬ表示装置は、複数の走査線２と、この複数の走査線２に直交する信号線３と、複数の信号線３に平行な電流供給線４と、複数の走査線２と複数の信号線３との交差部に配置された複数の画素とから構成されている。
【０００５】
各画素は、図示しない基板上に発光素子８と、有機半導体材料からなるスイッチング用薄膜トランジスタ９と、有機半導体材料からなる電流制御用薄膜トランジスタ１３と、コンデンサ１７とから構成されている。発光素子８は、有機ＥＬ層を画素電極と対向電極で挟んだ構造を有している。
【０００６】
スイッチング用薄膜トランジスタ９は、ゲート１１が走査線２に、ソース１０が信号線３に、ドレイン１２は電流制御用薄膜トランジスタ１３のゲート１５とコンデンサ１７の一方の端子に並列接続されている。
【０００７】
電流制御用薄膜トランジスタ１３は、ソース１４が電流供給線４に接続され、ドレイン１６が発光素子８の一方の端子に接続されている。図４に示すように、電流制御用薄膜トランジスタ１３のソース１４とドレイン１６との間は、チャネルを形成しており、ソース１４とドレイン１６との距離Ｌは、チャネル長である。また、ゲート１５に沿ったソース１４或いはドレイン１６の長さＷは、チャネル幅である。コンデンサ１７の他方の端子は、電流供給線４に接続されている。発光素子８の他方の端子は、接地されている。電流供給線４は、走査線２及び信号線３の幅よりも広く形成されている。このような構成にすることにより、電流供給線４に電流を流した際に、電流供給線４の抵抗を下げることができるので、電圧降下に伴う消費電力の上昇を抑えることができる。
【特許文献１】特開２００２−２２９４８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、電流制御用薄膜トランジスタ１３に流せる電流供給能力は、（１）式で表される。
【０００９】
【数１】
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（１）式で表されるように、電流制御用薄膜トランジスタ１３の電流供給能力は、電流制御用薄膜トランジスタ１３のチャネル長Ｌに対するチャネル幅Ｗの比（Ｗ／Ｌ）及び電流制御用薄膜トランジスタ１３に用いられている有機半導体のチャネルの移動度で決まる。
【００１０】
電流制御用薄膜トランジスタ１３に用いられる有機半導体にペンタセンを用いた場合の移動度は、０．１〜５ｃｍ2／Ｖ・ｓ（ｃｍはセンチメートル、Ｖは電圧、ｓは秒）であり、ポリマーを用いた場合の移動度は、０．０１ｍ2／Ｖ・ｓであり、無機半導体に比較して大幅に低い。
【００１１】
このように、電流制御用薄膜トランジスタ１３の移動度は、低いので、電流供給線４の抵抗を下げても，電流制御用薄膜トランジスタ１３から発光素子８への電流供給を増加させることができない。このため、高輝度な発光が得られない。この対策として、スイッチング用薄膜トランジスタ９や電流制御用薄膜トランジスタ１３の材料として移動度の高い単結晶シリコンを用いることが考えられるが、この単結晶シリコンを用いてトランジスタを作製する場合には、素子成膜工程等の高温プロセスが必要となる。上記の図示しない基板の材料として、プラスチックを用いた場合には、このプラスチックが高温に耐えることができないといった問題があった。
【００１２】
そこで、本発明は、前述の課題に鑑みて提案されるものであって、トランジスタに移動度の低い材料が用いられても高輝度発光が得られる有機エレクトロルミネッセンス表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、互いに直交して形成された走査線及び信号線と、前記複数の走査線と信号線との交差部に設けられた矩形状の発光素子と、前記走査線に平行な電流供給線と、前記電流供給線から供給される画像表示用電流を制御して前記発光素子に供給する有機半導体からなる電流制御用素子とをマトリクス状に配置した有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、前記電流制御用素子は、前記発光素子の周囲に沿って形成された制御端子、前記電流供給線から前記画像表示用電流が供給される第１端子、前記発光素子に接続された第２端子を有し、前記制御端子の長さが前記発光素子の一辺よりも長いことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電流制御用素子の制御端子の長さが前記発光素子の一辺よりも長いので、電流制御用素子の移動度の低い材料であっても、高輝度発光を得ることできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。従来と同一構成には同一符号を付す。
図１は、本発明に係る有機ＥＬ表示装置を示す図である。図２は、有機ＥＬ表示装置の断面方向を示し、（Ａ）は、図１のＭＭ側から見た断面図、（Ｂ）は、図１のＮＮ断面図である。
【実施例】
【００１６】
本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、従来の有機ＥＬ表示装置の１画素を以下のような構成にしたものである。
図１に示す有機ＥＬ表示装置は、層間絶縁層２３を除外して上方から見た平面図を示している。
【００１７】
図１に示すように、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の１画素１は、走査線２、信号線３、電流供給線４、発光素子８、スイッチング用薄膜トランジスタ９、電流制御用薄膜トランジスタ１３、コンデンサ１７を有している。走査線２と信号線３とは互いに直交し、電流供給線４は、走査線２に平行して形成されている。走査線２と信号線３との交差部分は、図示しない絶縁層が挟まれている。信号線３と電流供給線４との交差部分も、前記図示しない絶縁層が挟まれている。
【００１８】
画素１の中央部には、矩形状の陽極５が形成されている。更に、スイッチング用薄膜トランジスタ９は、ゲート１１が走査線２に、ソース１０が信号線３に接続されている。
電流制御用薄膜トランジスタ１３は、ゲート１５が矩形状の陽極５の周囲に沿ってコ字状に形成され、ソース１４もゲート１５に沿って形成され、かつ電流供給線４に接続されてコ字状に形成され、ドレイン１６が陽極５に接続されている。更に、ゲート１５は、スイッチング用薄膜トランジスタ９のドレイン１２に接続されている。
【００１９】
コンデンサ１７は、走査線２と陽極５との間に形成され、一方の端子がスイッチング用薄膜トランジスタ９のドレイン１２に接続され、他方の端子は電流供給線４に接続されている。スイッチング用薄膜トランジスタ９と電流制御用薄膜トランジスタ１３の材料しては、ペンタセンやポリマー等の有機半導体を用いることができる。
【００２０】
これらの素子は、図２に示すように、透明基板２０上に形成されている。即ち、透明基板２０上に第１、第２ゲート金属１８、１９が形成され、この第１、第２ゲート金属１８、１９を覆うようにしてゲート酸化膜２１が形成されている。第２ゲート金属１９は、陽極５に沿ってコ字状を有して、透明基板２０上に形成されている。
【００２１】
発光素子８は、陽極５上に有機ＥＬ層６、陰極７が順次形成されて構成されている。
スイッチング用薄膜トランジスタ９のゲート１１は、第１ゲート金属１８と、第１ゲート金属１８上に形成されたゲート酸化膜２１と、ソース１０一端からドレイン１２の一端に跨って形成された有機半導体層２２とが順次積層された構成を有する。
【００２２】
第１ゲート金属１８の両側に対応するゲート酸化膜２１上には、ソース１０とドレイン１２とは、その一部を第１ゲート金属１８の両端に対応する部分にオーバラップさせて形成されている。このスイッチング用薄膜トランジスタ９は、オン時に信号線３からの信号によりコンデンサ１７に充電し、オフ時にコンデンサ１７に電圧を保持させるためのものである。
【００２３】
電流制御用薄膜トランジスタ１３のゲート１５は、第２ゲート金属１９と、第２ゲート金属１９上に形成されたゲート酸化膜２１と、ソース１４の一端からドレイン１６の一端に跨って形成された有機半導体層２３とが順次積層された構成を有する。
【００２４】
コ字状の第２ゲート金属１９の両側に対応するゲート酸化膜２１上には、ソース１４とドレイン１６とは、その一部が第２ゲート金属１９の両端部に対応する部分にオーバラップさせて形成されている。
【００２５】
そして、ドレイン１２側における電流制御用薄膜トランジスタ１３のソース１４の先端は、スイッチング用薄膜トランジスタ９のドレイン１２と交差し、この交差部分には、絶縁層２４が挟まれている。発光素子８を除く、スイッチング用薄膜トランジスタ９、電流制御用薄膜トランジスタ１３、走査線２、信号線３、電流供給線４上には、層間絶縁層２５が形成されている。
【００２６】
ここで、電流制御用薄膜トランジスタ１３のチャネル長Ｌは、陽極５とソース１４との間の距離であり、チャネル幅Ｗは、コ字状のソース１４の長さとなるので、矩形状の陽極５の３辺に沿った長さに等しい。即ち、チャネル幅Ｗは、信号線３に平行なソース１４の長さＷ1と、ソース１４と電流供給線４との共通部分の長さＷ2と、陽極５を挟んで反対側の信号線３に平行なソース１４の長さＷ1とを加算したものであり、２Ｗ1＋Ｗ2である。
【００２７】
次に、その動作について説明する。
信号線３を介して供給された画像信号をスイッチング用薄膜トランジスタ９のソース１０に印加した状態で、走査線２を介して走査信号をスイッチング用薄膜トランジスタ９のゲート１１に供給して、スイッチング用薄膜トランジスタ９をオンさせて、ドレイン１２を介して、電流制御用薄膜トランジスタ１３のゲート１５及びコンデンサ１７に供給する。
【００２８】
電流制御用薄膜トランジスタ１３がオンすると、画像表示用電流が電流供給線４から電流制御用薄膜トランジスタ１３のソース１４からドレイン１６に供給された後、陽極５に印加される。
【００２９】
そして、この画像表示用電流を陽極５側から有機ＥＬ層６を介して陰極７側に供給することにより、発光素子８から画像表示用電流に対応した輝度の発光を得ることができる。
前述した（１）式に示すように、電流制御用薄膜トランジスタ１３の電流供給能力は、Ｗ／Ｌに比例するので、２Ｗ1＋Ｗ2／Ｌと表すことができるため、Ｗ／Ｌが小さい従来の電流制御用トランジスタに比較して大幅な電流を供給することができる。
【００３０】
このため、発光素子８の輝度は、画像表示電流に比例するので、電流制御用薄膜トランジスタ１３の移動度が低い場合でも、Ｗ／Ｌを大きくできるため、電流制御用薄膜トランジスタ１３の電流供給能力が向上し、高輝度発光が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ表示装置を示す図である。
【図２】有機ＥＬ表示装置の断面方向を示す図である。
【図３】従来の有機ＥＬ表示装置の概要を示すブロック図である。
【図４】従来の有機ＥＬ表示装置における１画素を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…画素、２…走査線、３…信号線、４…電流供給線、５…陽極、６…有機ＥＬ層、７…陰極、８…発光素子、９…スイッチングトランジスタ、１０…ソース、１１…ゲート、１２…ドレイン、１３…電流制御用トランジスタ、１４…ソース、１５…ゲート、１６…ドレイン、１７…コンデンサ、１８…第１ゲート金属、１９…第２ゲート金属、２０…透明基板、２１…ゲート酸化膜、２２、２３…有機半導体層、２４…絶縁層、２５…層間絶縁層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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