JP4861886B2 - 有機ｅｌデバイス及び有機ｅｌディスプレイ - Google Patents

Description

本発明は、有機ＥＬデバイス及び有機ＥＬディスプレイに関する。

有機ＥＬディスプレイの構成要素である有機ＥＬデバイスは、一般的に有機ＥＬ発光素子と、それを駆動するためのトランジスタを有する。一般的な有機ＥＬデバイスは発光素子を駆動するために、駆動用トランジスタと、駆動用トランジスタをオン・オフするスイッチ用トランジスタとを用いる。

また近年では、有機発光トランジスタと称される有機ＥＬデバイスも開発されている。有機発光トランジスタとは、有機トランジスタにＥＬ発光機能を付与したもので、チャネルである有機半導体材料を発光させるデバイスである。有機発光トランジスタは、一般的な有機ＥＬ発光素子と駆動用トランジスタとの複合デバイスであるといえる。

一方、有機ＥＬディスプレイをフレキシブルディスプレイとする研究が盛んに行われてきている。フレキシブルディスプレイの解像度を高めるためには、有機ＥＬ発光素子やそれを駆動するトランジスタを微細化し、かつ互いを接続するための領域を微小化する必要がある。

有機ＥＬデバイスの代表的な構造の例として、駆動用トランジスタと有機ＥＬ発光素子とを同一平面（例えば基板表面）上に配置して、駆動用トランジスタのソース電極またはドレイン電極と、有機ＥＬ発光素子の画素電極とを同一平面上で接続しているものがある（特許文献１など参照）。このような有機ＥＬデバイスは、通常ボトムエミッション型有機ＥＬデバイスと称され、発光層からの光を、基板を通して取りだす。駆動用トランジスタと有機ＥＬ発光素子とを同一平面上に配置すると、駆動用トランジスタのための領域が必要となるため開口率（光が通過できる領域の割合）が下がるという問題がある。

有機ＥＬデバイスの代表的な構造の他の例として、駆動用トランジスタと有機ＥＬ発光素子とを積層させて、駆動用トランジスタのソース電極またはドレイン電極と、有機ＥＬ発光素子の画素電極とをコンタクトホールを介して接続しているもの（特許文献２など参照）が知られている。このような有機ＥＬデバイスは、通常トップエミッション型有機ＥＬデバイスと称され、発光層からの光を、基板と反対側の封止膜を通して取りだす。コンタクトホールを介する、ソース電極（またはドレイン電極）と画素電極との接続（つなぎこみ）は困難なことがあり、特に高解像度のアクティブ型の有機ＥＬディスプレイにおいては歩留まりを下げる要因の１つとなっている。
特開２００２‐８２６３２号公報 特開２００３‐２４９３７５号公報

前述の通り、有機ＥＬデバイスの代表的な構造であるボトムエミッション方式は、開口率の低さという問題を有する。そこで本発明の課題の第一は、ボトムエミッション方式よりも開口率を高めて、画素電極の輝度を高めることである。また、トップエミッション方式の有機ＥＬデバイスは、半導体素子と有機ＥＬ画素電極とのつなぎこみが難しい場合があるため、歩留まりが下がるという問題を有する。そこで本発明の課題の第二は、半導体素子と有機ＥＬ画素電極のつなぎこみをより確実にして、歩留まりを上昇させることである。

また、有機発光トランジスタを含む有機ＥＬデバイスは、発光面積が有機発光トランジスタのチャネル面積に対応するため、十分な大きさの発光面積を得にくいという問題があった。つまり従来は発光面積を高めるに、ソース電極とドレイン電極の間隔をできる限り開けなければならなかった。この場合には発光面積は増大するが、ソース電極とドレイン電極のギャップが広くなるために有機発光トランジスタの応答性が低下するという問題があった。そこで本発明の課題の第三は、有機発光トランジスタを含む有機ＥＬデバイスの発光面積を増やし、かつ有機発光トランジスタの応答性を高めることである。

［１］画素電極を含むＥＬ発光素子と、ソース電極およびドレイン電極ならびに前記電極間を接続する半導体材料を含む第１のトランジスタと、を具備するトップエミッション方式の有機ＥＬデバイスであって、
前記画素電極の全面は、前記ソース電極または前記ドレイン電極上に接触して積層され、かつ
前記画素電極はＡｌ，ＢａＯ，Ｂａ，ＦＬｉ，Ｃａ，ＣａＯ，ＭｏＯ_３またはＷＯｘで形成され、
前記半導体材料は、前記ソース電極または前記ドレイン電極の周囲の一部または全体に配置され、
前記ソース電極またはドレイン電極の周囲に配置された半導体材料の周囲に、前記ドレイン電極またはソース電極が配置され、
前記第１のトランジスタの外側に配置された第２のトランジスタをさらに具備し、
前記第２のトランジスタのソース電極またはドレイン電極は、前記第１のトランジスタのゲート電極に接続され、
前記第１のトランジスタのゲート電極と、前記第２のトランジスタのソース電極およびドレイン電極が同一平面上にある、
トップエミッション方式の有機ＥＬデバイス。
［２］画素電極を含むＥＬ発光素子と、ソース電極およびドレイン電極ならびに前記電極間を接続する半導体材料を含む第１のトランジスタと、を具備するトップエミッション方式の有機ＥＬデバイスであって、
前記画素電極の全面は、前記ソース電極または前記ドレイン電極上に接触して積層され、かつ
前記画素電極はＡｌ，ＢａＯ，Ｂａ，ＦＬｉ，Ｃａ，ＣａＯ，ＭｏＯ _３ またはＷＯｘで形成され、
前記半導体材料は、前記ソース電極または前記ドレイン電極の周囲の一部または全体に配置され、
前記ソース電極またはドレイン電極の周囲に配置された半導体材料の周囲に、前記ドレイン電極またはソース電極が配置され、
前記第１のトランジスタの外側に配置された第２のトランジスタをさらに具備し、
前記第２のトランジスタのソース電極またはドレイン電極は、前記第１のトランジスタのゲート電極に接続され、
前記第１のトランジスタのソース電極およびドレイン電極が、前記第２のトランジスタのゲート電極と同一平面上にある、
トップエミッション方式の有機ＥＬデバイス。
［３］前記ソース電極またはドレイン電極の外周部のうち、前記半導体材料と接触している部分が櫛歯状であり、かつ
前記半導体材料の周囲に配置されるドレイン電極またはソース電極の内周部のうち、前記半導体材料と接触している部分が櫛歯状である、［１］又は［２］に記載のトップエミッション方式の有機ＥＬデバイス。

［４］前記第１のトランジスタの半導体材料と、前記第２のトランジスタの半導体材料とが、互いに異なる材料である［１］又は［２］に記載のトップエミッション方式の有機ＥＬデバイス。
［５］前記［１］〜［４］のいずれかに記載の有機ＥＬデバイスを具備する、有機ＥＬディスプレイ。

本発明の有機ＥＬデバイスでは、発光素子の画素電極が、半導体素子のドレイン電極（またはソース電極）に積層されているので、開口率が上昇して高輝度となる。かつ、発光素子の画素電極と、半導体素子のドレイン電極またはソース電極とを、コンタクトホールを介して接続する必要がないので、歩留まりも向上させることができる。したがって特に、本発明の有機ＥＬデバイスは、発光素子やそれを駆動するトランジスタの微細化が求められる、フレキシブル有機ＥＬディスプレイパネルへ好適に用いられる。

さらに本発明の有機ＥＬデバイスの好ましい態様では、発光素子の画素電極が、トランジスタのソース電極またはドレイン電極によって囲まれるので、画素同士のクロストークが抑制される。クロストークとは、ある回路や回線に，浮遊容量，寄生容量，アースの共通インピーダンスなどの影響により，不必要な信号が漏れることを意味する。

また有機発光トランジスタを含む有機ＥＬデバイスは、駆動用トランジスタを必要としないため開口率が高まるが、さらに本発明により発光面積を高められる。

本発明の有機ＥＬデバイスは、ＥＬ発光素子と、それを駆動するためのトランジスタを含む。本発明の有機ＥＬデバイスは、ボトムエミッション方式であっても、トップエミッション方式のいずれであってもよい。ボトムエミッション方式とは発光層からの光を、基板を通して取りだす方式である。トップエミッション方式とは発光層からの光を、基板とは反対側の封止膜を通して取りだす方式である。

第１の有機ＥＬデバイス
第１の有機ＥＬデバイスのＥＬ発光素子は、画素電極、上部電極および両電極に挟み込まれるＥＬ発光層を含み、さらに任意の部材を有していてもよい。両電極の間には、ＥＬ発光層に加えて、正孔輸送層や電子輸送層などが形成されていてもよい。正孔輸送層、電子輸送層などの材質はそれぞれ適宜選択されればよく、各層の厚さは数十ｎｍ程度に適宜設定されればよい。

画素電極はＥＬ発光素子の陽極であっても陰極であってもよい。有機ＥＬ発光素子の画素電極の材質は、有機ＥＬデバイスがボトムエミッション方式であるのか、トップエミッション方式であるのかによって、適切な材質が異なる。
ボトムエミッション方式とする場合には画素電極を透明電極とすればよく、透明電極の材質の例にはＩＴＯおよびＩＺＯが含まれる。一方、トップエミッション方式とする場合には画素電極を透明電極にする必要はなく、通常の金属電極であってもよいが、例えばＡｌ，ＢａＯ，Ｂａ，ＦＬｉ，Ｃａ，ＣａＯ，ＭｏＯ_３またはＷＯ_ｘなどで形成されるが、好ましくはＡｌ，ＢａＯ，ＷＯ_ｘで形成される。

また、有機ＥＬ発光素子の上部電極の材質も、有機ＥＬデバイスの方式により適切な材質が異なる。トップエミッション方式であれば上部電極を透明電極として、ボトムエミッション方式であれば上部電極を透明電極とする必要はない。

画素電極の面積は、たとえば矩形状であれば、短辺を約１００〜３００μｍとして、長辺を約２００〜５００μｍとすればよい。

第１の有機ＥＬデバイスに含まれるトランジスタは１または２以上であってもよく、通常は、駆動用トランジスタとスイッチ用トランジスタを含む。１または２以上のスイッチ用トランジスタを有していてもよい。また第１の有機ＥＬデバイスは、その他のトランジスタを有していてもよい。

本発明の第１の有機ＥＬデバイスの発光素子の画素電極は、第１のトランジスタのソース電極またはドレイン電極に積層されており、好ましくは画素電極の全体が積層されている。「積層されている」とは直接接触して積層されている意味を含む。一方「積層されている」とは、コンタクトホールを介して接続されている意味を通常は含まない。

画素電極を積層するソース電極またはドレイン電極の材質は、Ａｕ，Ａｌ，ＭｏＣｒ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｔｉなどであってもよく、または積層される画素電極と同じ材質としてもよく、つまり透明としてもよい。さらに、ゲート電極と同様の材質にしてもよい。特にボトムエミッション方式の有機ＥＬデバイスとする場合には、画素電極を積層するソース電極またはドレイン電極を透明材質（ＩＴＯやＩＺＯ）の電極とするか、または光が透過できるように薄膜化する（約２０ｎｍ〜１００ｎｍ）ことが好ましい。また、トップエミッション方式の有機ＥＬデバイスとする場合には、画素電極を積層するソース電極またはドレイン電極をＡｇ電極とすることが好ましい。Ａｇ膜は、光の反射率が高いからである。

また、発光素子の画素電極と、駆動用トランジスタのソース電極またはドレイン電極が兼用されていてもよい。つまり、ソースまたはドレイン電極に画素電極を積層するとは、ソース電極またはドレイン電極と画素電極とが同一部材であることを含む。

画素電極を積層するソース電極またはドレイン電極の周囲の一部または全部には、半導体材料が配置される。さらに半導体材料の周囲には、画素電極を積層するソース電極またはドレイン電極の対極となるドレイン電極またはソース電極が配置される。つまり前記半導体材料をトランジスタのチャネルとして用いる。
画素電極を積層するソース電極またはドレイン電極の周囲を、半導体材料とドレイン電極またはソース電極で囲みこむことにより、デバイス同士のクロストークを抑制することができる。したがってデバイス同士を接近させて配置することができ、例えば有機ＥＬデバイスをマトリックス状に配置した場合には、デバイス同士の間隔（各デバイスの最も外周端の電極同士の間隔）を２０〜７０μｍ程度にまで縮めても、クロストークを生じさせにくい。

画素電極を積層するソース電極またはドレイン電極の周囲に配置される半導体材料には、絶縁膜を介してゲート電極が配置される。ゲート電極の電位によりチャネルである半導体材料に流れる電流が制御される。ゲート電極の材質は特に限定されないが、例えばＣｒ膜（５ｎｍ以下）とＡｕ膜（１００ｎｍ程度）の積層膜や、Ｔｉ膜（５ｎｍ以下）とＡｕ膜（１００ｎｍ程度）の積層膜より構成される。Ｃｒ膜やＴｉ膜は主に接着膜として作用するが、酸化しにくいＴｉ膜を用いるとより好ましい場合がある。

ゲート電極は、トップゲート電極（チャネルが形成された基板を下側としたときに、チャネルの上側に配置されたゲート電極）であってもよく、バックゲート電極（チャネルが形成された基板を下側としたときに、チャネルの下側に配置されたゲート電極）であってもよいが、チャネルを形成する半導体材料に応じてトップゲート電極とするか、バックゲート電極とするかを適宜選択する必要がある。ゲート電極の配置態様によって、制御できるチャネルの半導体材料の種類が異なることがあるからである。例えば、トップゲート電極とした場合には半導体材料としてＦ８Ｔ２（フルオレン−チオフェンコポリマー）などを用いることができ、バックゲート電極とした場合には半導体材料としてテトラベンゾポルフィリン（tetrabenzoporphyrin）などを用いることができる。

画素電極を積層するソース電極またはドレイン電極の面積は、発光素子の画素電極の全体を積層することができる面積であればよく、通常は、画素電極の面積よりも大きくされている。画素電極を積層するソース電極またはドレイン電極の形状は、画素電極の全体を積層することができる限り特に制限されないが、その外周部が櫛歯状にされていることが好ましい。画素電極を積層するソース電極またはドレイン電極の外周部を櫛歯状にした場合には、半導体材料の周囲に配置されたドレイン電極またはソース電極の内周部も、櫛歯状にすることが好ましい。それにより半導体材料との接触面積を向上させることができる。

画素電極を積層するソース電極またはドレイン電極のトランジスタは、駆動用トランジスタと称される。第１の有機ＥＬデバイスは、さらにスイッチ用トランジスタ（第２のトランジスタ）を有することが好ましい。スイッチ用トランジスタとは画素を選択するためのトランジスタであり、スイッチ用トランジスタがオンになると、保持容量にその電位が保持され、保持容量の容量に応じて駆動用トランジスタのオン・オフの状態が制御される。つまり、スイッチ用トランジスタのソース電極またはドレイン電極と、駆動用トランジスタのゲート電極とは、保持容量を介して接続される。

駆動用トランジスタのソース電極およびドレイン電極は、スイッチ用トランジスタのゲート電極と同一平面上にあってもよい。また、駆動用トランジスタのゲート電極は、スイッチ用トランジスタのソース電極およびドレイン電極と同一平面上にあってもよい。
特に、スイッチ用トランジスタのソース電極またはドレイン電極は、駆動用トランジスタのゲート電極と接続される必要があるので、それらを同一平面上に配置すれば接続が容易になり、かつスイッチ用トランジスタと駆動用トランジスタを近づけることができる。よって、有機ＥＬデバイスの開口率をさらに高めることができる。

第１の有機ＥＬデバイスの例は、図１および図３に示されている。図１および図３については後に詳細に説明する。

第２の有機ＥＬデバイス
本発明の第２の有機ＥＬデバイスは、有機発光トランジスタとスイッチ用トランジスタを含むことを特徴とする。有機発光トランジスタとは、ソース電極とドレイン電極と、両電極間を接続する有機発光半導体材料を含む。つまり有機発光トランジスタとはチャネルが発光するトランジスタであるので、第１の有機ＥＬデバイスの駆動用トランジスタとＥＬ発光素子の機能を兼ね備えているといえる。有機発光半導体材料の例には、（チオフェン/フェニレン）コオリゴマーや、テトラフェニルピレンなどが含まれる。

第２の有機ＥＬデバイスの有機発光トランジスタは、前記スイッチ用トランジスタによってスイッチングされる。有機発光トランジスタをスイッチングするためには、有機発光トランジスタのゲート電極に、スイッチ用トランジスタのソース電極またはドレイン電極を、保持容量を介して接続すればよい。

有機発光トランジスタのソース電極またはドレイン電極（「Ｘ電極」とする）は、Ｘ電極の対極となるドレイン電極またはソース電極（「Ｙ電極」とする）に取り囲まれていることを特徴とする。さらに有機発光半導体材料との接触面積を向上させて電流量を向上させるため、Ｘ電極の外周部およびＹ電極の内周部を櫛歯状として、両電極をかみ合わせて配置することが好ましい。両電極同士の櫛歯の間隔（有機発光半導体材料の幅）は、５〜２０μｍとすることが好ましい。有機発光半導体の、半導体の移動度を高めるためである。

前述の通り、両電極同士の櫛歯の間隔は５〜２０μｍとすることが好ましいが、一方で有機発光半導体材料の配置面積を高めて発光面積を増大させることが好ましい。そのため、Ｘ電極の外周部およびＹ電極の内周部を櫛歯状として、かつ各電極の櫛歯状の櫛歯の幅を細くすることが好ましい。各電極の櫛歯状の櫛歯の幅は、約１００〜２００μｍとすることができる。さらに櫛歯の数を増やすことにより、発光面積を高めることができる。

第２の有機ＥＬデバイスの例は、図４に示されている。図４については後に詳細に説明する。

本発明の第２の有機ＥＬデバイスは、駆動用トランジスタが不要であり、かつ発光半導体材料の配置面積が広げられるので、発光面積が高められる。よって有機ＥＬデバイスの開口率を高めることもできる。

本発明の有機ＥＬデバイスは開口率が高められ、発光面積が高められているので、有機ＥＬディスプレイとして応用すると好適である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

［実施形態１］
図１は、前記第１の有機ＥＬデバイスの例を示す。
図１（Ａ）に示されたように、基板材料９に配置されたゲート絶縁膜６に積層された駆動用トランジスタのドレイン電極２に画素電極１が積層され、さらに画素電極１に有機ＥＬ発光材料８が積層されて、発光材料８に上部電極１２が積層されている。画素電極１の上に、順に、正孔輸送層（図示せず）、インターレイヤー（図示せず）、有機ＥＬ発光材料８および上部電極１２を積層してもよい。ドレイン電極２と画素電極１は異なる材料であっても同一の材料であってもよい。また図１（Ａ）では、ドレイン電極２と画素電極１とが別部材とされているが、ドレイン電極２が画素電極１を兼用しても構わない。

ドレイン電極２の同一平面上の周囲には半導体材料４が配置され、さらに半導体材料４の同一平面上の周囲にはソース電極３が配置される。ソース電極３およびドレイン電極２の外周部の上部にバンク５が形成される。ソース電極３とドレイン電極２は逆にされていてもよく、つまり、ソース電極３に画素電極１が積層され、半導体材料４の同一平面上の周囲にドレイン電極２が配置されてもよい。

半導体材料４には、基板材料９の上に配置されたゲート電極７が、ゲート絶縁膜６を介して配置される。ゲート絶縁膜６の厚さは１μｍ程度とすればよい。

さらに、ソース電極３’とドレイン電極２’と半導体材料４’とゲート電極７’とを含むスイッチ用トランジスタが、駆動用トランジスタの近傍に配置される。ソース電極３’とドレイン電極２’の上部には、バンク５が形成される。スイッチ用トランジスタのドレイン電極２’と、駆動用トランジスタのゲート電極７とが、コンタクトホールを介して接続されている。

図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示されるｂ層の上面図である。図１（Ｂ）に示されるように矩形状の画素電極１が、画素電極１よりもやや大きい面積を有する、駆動用トランジスタのドレイン電極２に積層されている。駆動用トランジスタのドレイン電極２は半導体材料４に囲みこまれ、かつ半導体材料４はソース電極３に囲みこまれている。
駆動用トランジスタの近傍であって、駆動用トランジスタのドレイン電極２およびソース電極３と同一平面上に、スイッチ用トランジスタのドレイン電極２’とソース電極３’と半導体材料４’が配置される。

図１（Ｃ）は、図１（Ａ）に示されるｃ層の上面図である。図１（Ｃ）に示されるように、半導体材料４からなるチャネルの形状と同様の形状のゲート電極７が形成されており、かつスイッチ用トランジスタのゲート電極７’と接続されている。

図１に示される有機ＥＬデバイスは、塗布法または蒸着法のいずれを採用して製造されてもよいが、ドレイン電極２の上に積層される発光材料８などは、塗布法で作製されることが好ましい。具体的には、基板材料９にゲート絶縁膜６を配置して；ゲート絶縁膜６上にドレイン電極２、ソース電極３、ドレイン電極２’、ソース電極３’を形成し；ドレイン電極２に画素電極１を形成し；ソース電極３、ドレイン電極２の外周部、画素電極１の外周部、ドレイン電極２’、ソース電極３’の上部にバンク５を塗布法により形成し；バンク材料の間に半導体材料４および４’、発光材料８を塗布し；上部電極を形成すればよい。
もちろん発光材料８を無機ＥＬ発光材料としてもよく、その場合には発光材料８を蒸着法で形成してもよい。

図１に示された有機ＥＬデバイスは、画素電極１の周囲の全体に半導体材料４とソース電極３が配置されているが、画素電極１の周囲の一部に半導体材料４とソース電極３を配置してもよい。ただし、図１に示されたように画素電極１が駆動用トランジスタのソース電極３で囲まれていると、画素に発生するノイズ（例えばクロストーク）を除去することができる。

図２に示したように、画素電極１を積層しているドレイン電極２の外周部を「櫛歯状」にしてもよい。このときソース電極３の内周部も「櫛歯状」にして、ドレイン電極と一定の間隔（例えば５〜２０μｍ）を開けて配置すると、半導体材料との接触面積が高まるので、駆動用トランジスタの電流量を上げることができる。

図１（Ａ）に示された有機ＥＬデバイスは１個のスイッチ用トランジスタを有するが、スイッチ用トランジスタの数は２個以上であってもよい。ｎ個のスイッチ用トランジスタがある場合には、駆動用トランジスタの周辺に各スイッチ用トランジスタを形成すればよい。

［実施の形態２］
図３は、前記第１の有機ＥＬデバイスの別の例を示す。図１に示された有機ＥＬデバイスと同様に、駆動用トランジスタのドレイン電極２に画素電極１が積層され、さらに画素電極１に有機ＥＬ発光材料８が積層されて、発光材料８に上部電極１２が積層されている。またドレイン電極２の同一平面上の周囲には半導体材料４が配置され、さらに半導体材料４の同一平面上の周囲にはソース電極３が配置される。半導体材料４には、基板材料９の上に配置されたゲート電極７がゲート絶縁膜６を介して配置される。また、ソース電極３およびドレイン電極２の外周部の上部にバンク５が形成される（図３（Ａ）参照）。

さらに、ソース電極３’とドレイン電極２’と半導体材料４’とゲート電極７’とを含むスイッチ用トランジスタが駆動用トランジスタの近傍に配置される。スイッチ用トランジスタのドレイン電極２’とソース電極３’が、駆動用トランジスタのゲート電極７と同一平面上（基板材料９の上）に配置される点で、図１に示される有機ＥＬデバイスと異なる。ドレイン電極２’とソース電極３’にはバンク５が形成される。ドレイン電極２’とゲート電極７は接続されている。

駆動用トランジスタの半導体材料４と、スイッチ用トランジスタの半導体材料４’は、同じ材料でも異なる材料でもよい。ただし、図３に示される駆動用トランジスタのゲート電極７と、スイッチ用トランジスタのゲート電極７’は、その配置形態がことなるので（トップゲートとバックゲート）、半導体材料４と４’はそれに適した材料を選択することが好ましい。

図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示された有機ＥＬデバイスのｂ層の上面図である。実施形態１と同様に、矩形状の画素電極１が、画素電極１よりもやや大きい面積を有する、駆動用トランジスタのドレイン電極２に積層されている。駆動用トランジスタのドレイン電極２は半導体材料４に囲みこまれ、かつ半導体材料４はソース電極３に囲みこまれている。駆動用トランジスタの近傍であって、駆動用トランジスタのソース電極３およびドレイン電極４と同一平面上に、スイッチ用トランジスタのゲート電極７’が配置される。

図３（Ｃ）は、図３（Ａ）に示されるｃ層の上面図である。図３（Ｃ）に示されるように、半導体材料４からなるチャネルに対応する形状のゲート電極７が形成されており、かつスイッチ用トランジスタのドレイン電極２’と接続されている。ゲート電極７は、例えば、Ｃｒ膜（５ｎｍ以下）とＡｕ膜（２００ｎｍ程度）の積層膜より構成されている。

図３のように、駆動用トランジスタのソース電極３およびドレイン電極２とスイッチ用トランジスタのゲート電極７’とが同一平面上にあると、実施形態１（図１参照）の有機ＥＬトランジスタと比較して、スイッチ用トランジスタと駆動用トランジスタを接近させることができるので、開口率をさらに高めることができる。

［実施形態３］
図４は、前記第２の有機ＥＬデバイスを示す図であり、有機発光トランジスタを有する有機ＥＬデバイスを示す。図４（Ａ）に示されたように、基板材料９に配置されたゲート絶縁膜６に、スイッチ用トランジスタのソース電極３’、ドレイン電極２’および半導体材料４’、ならびに有機発光トランジスタのソース電極３，ドレイン電極２および有機発光半導体材料１１が配置される。各電極上にはバンク５が配置される。

半導体材料４’には、基板材料９の上に配置されたゲート電極７’がゲート絶縁膜６を介して配置される。また、有機発光半導体材料１１には基板材料９の上に配置されたゲート電極７がゲート絶縁膜６を介して配置される。

図４（Ｂ）は、図４（Ａ）におけるｂ層の上面図である。図４（Ｂ）に示されたように、有機発光トランジスタのドレイン電極２を取り囲むようにソース電極３が配置され、かつドレイン電極２の外周部およびソース電極３の内周部は櫛歯状にされており、互いがかみ合って配置される。ソース電極３とドレイン電極２の間には、有機発光半導体材料１１が配置される。それぞれの電極の櫛歯の数を増やすことによって、有機発光半導体材料１１の配置面積が高まり、発光面積が増大する。もちろん、ソース電極３やドレイン電極２の幅を細くすることによっても有機発光半導体材料１１の配置面積が高まる。

有機発光トランジスタの近傍であって、有機発光トランジスタのドレイン電極２およびソース電極３と同一平面上に、スイッチ用トランジスタのソース電極３’とドレイン電極２’と半導体材料４’が配置される。

図４（Ｃ）は、図４（Ａ）におけるｃ層の上面図である。図４（Ｃ）に示されたように、スイッチ用トランジスタの半導体材料４に対応する形状のゲート電極７’が形成され、有機発光トランジスタの有機発光半導体材料１１に対応する形状のゲート電極７が配置される。

図４に示された有機ＥＬデバイスは、有機発光トランジスタとスイッチ用トランジスタを有していればよく、駆動用トランジスタを必要としないので開口率が高い。さらに、有機発光トランジスタのソース電極がドレイン電極を取り囲み、かつ両電極が櫛歯状にされてかみ合っている。よって発光面積を高めることができ、開口率がより高められる。

本発明の有機ＥＬデバイスは、ＥＬ発光素子やそれを駆動するトランジスタの微細化が求められる有機ＥＬディスプレイパネル、特にフレキシブル有機ＥＬディスプレイパネルへ好適に用いられる。

実施形態１における有機ＥＬデバイスを示す図である。（Ａ）はその断面図であり；（Ｂ）は（Ａ）におけるｂ層における上面図であり；（Ｃ）は（Ａ）におけるｃ層における上面図である。 実施形態１における有機ＥＬデバイスの駆動用トランジスタのドレイン電極の形状を示す図である。 実施形態２における有機ＥＬデバイスを示す図である。（Ａ）はその断面図であり；（Ｂ）は（Ａ）におけるｂ層における上面図であり；（Ｃ）は（Ａ）におけるｃ層における上面図である。 本発明の実施形態３における有機ＥＬデバイスである。（Ａ）はその断面図であり；（Ｂ）は（Ａ）におけるｂ層における上面図であり；（Ｃ）は（Ａ）におけるｃ層における上面図である。

符号の説明

１ 画素電極
２ ドレイン電極
２’ ドレイン電極
３ ソース電極
３’ ソース電極
４ 半導体材料
４’ 半導体材料
５ バンク
６ ゲート絶縁膜
７ ゲート電極
７’ ゲート電極
８ 発光材料
９ 基板材料
１１ 有機発光半導体材料
１２ 上部電極

Claims (5)

1. 画素電極を含むＥＬ発光素子と、ソース電極およびドレイン電極ならびに前記電極間を接続する半導体材料を含む第１のトランジスタと、を具備するトップエミッション方式の有機ＥＬデバイスであって、
   前記画素電極の全面は、前記ソース電極または前記ドレイン電極上に接触して積層され、かつ
   前記画素電極はＡｌ，ＢａＯ，Ｂａ，ＦＬｉ，Ｃａ，ＣａＯ，ＭｏＯ_３またはＷＯｘで形成され、
   前記半導体材料は、前記ソース電極または前記ドレイン電極の周囲の一部または全体に配置され、
   前記ソース電極またはドレイン電極の周囲に配置された半導体材料の周囲に、前記ドレイン電極またはソース電極が配置され、
   前記第１のトランジスタの外側に配置された第２のトランジスタをさらに具備し、
   前記第２のトランジスタのソース電極またはドレイン電極は、前記第１のトランジスタのゲート電極に接続され、
   前記第１のトランジスタのゲート電極と、前記第２のトランジスタのソース電極およびドレイン電極が同一平面上にある、
   トップエミッション方式の有機ＥＬデバイス。
2. 画素電極を含むＥＬ発光素子と、ソース電極およびドレイン電極ならびに前記電極間を接続する半導体材料を含む第１のトランジスタと、を具備するトップエミッション方式の有機ＥＬデバイスであって、
   前記画素電極の全面は、前記ソース電極または前記ドレイン電極上に接触して積層され、かつ
   前記画素電極はＡｌ，ＢａＯ，Ｂａ，ＦＬｉ，Ｃａ，ＣａＯ，ＭｏＯ _３ またはＷＯｘで形成され、
   前記半導体材料は、前記ソース電極または前記ドレイン電極の周囲の一部または全体に配置され、
   前記ソース電極またはドレイン電極の周囲に配置された半導体材料の周囲に、前記ドレイン電極またはソース電極が配置され、
   前記第１のトランジスタの外側に配置された第２のトランジスタをさらに具備し、
   前記第２のトランジスタのソース電極またはドレイン電極は、前記第１のトランジスタのゲート電極に接続され、
   前記第１のトランジスタのソース電極およびドレイン電極が、前記第２のトランジスタのゲート電極と同一平面上にある、
   トップエミッション方式の有機ＥＬデバイス。
3. 前記ソース電極またはドレイン電極の外周部のうち、前記半導体材料と接触している部分が櫛歯状であり、かつ
   前記半導体材料の周囲に配置されるドレイン電極またはソース電極の内周部のうち、前記半導体材料と接触している部分が櫛歯状である、請求項１又は２に記載のトップエミッション方式の有機ＥＬデバイス。
4. 前記第１のトランジスタの半導体材料と、前記第２のトランジスタの半導体材料とが、互いに異なる材料である、請求項１又は２に記載のトップエミッション方式の有機ＥＬデバイス。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機ＥＬデバイスを具備する、有機ＥＬディスプレイ。

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