JP5135891B2 - Organic TFT element and organic EL display panel using the same - Google Patents
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Description
本発明は、有機TFT素子及びこれを用いた有機ELディスプレイパネルに関するものであり、特にTFT素子(駆動用トランジスタ及びスイッチ用トランジスタ)の構造に特徴を有するものである。 The present invention relates to an organic TFT element and an organic EL display panel using the same, and particularly has a feature in the structure of a TFT element (a driving transistor and a switching transistor).
有機EL(Electroluminescence)ディスプレイの構成要素である有機EL素子は、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(TFT/Thin Film Transistor)を有する構成である。一般的なトランジスタは、発光素子を駆動するための「駆動用トランジスタ」と、駆動用トランジスタをON/OFFするための「スイッチ用トランジスタ」とを有する。 An organic EL element which is a constituent element of an organic EL (Electroluminescence) display generally has an organic EL light emitting element and a transistor (TFT / Thin Film Transistor) for driving the organic EL light emitting element. A general transistor has a “driving transistor” for driving the light emitting element and a “switching transistor” for turning on / off the driving transistor.
有機EL素子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(以下、「S電極」と称す)又はドレイン電極(以下、「D電極」と称す)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1参照)。このような有機EL素子は、通常、「ボトムエミッション型有機EL素子」と称され、発光層からの光を基板を通して取り出すものである。 As an example of a typical structure of an organic EL element, a driving transistor and an organic EL light emitting element are arranged on the same plane (for example, a substrate surface), and the source electrode of the driving transistor (hereinafter referred to as “S electrode”). ) Or a drain electrode (hereinafter referred to as “D electrode”) and a pixel electrode of an organic EL light emitting element are connected on the same plane (see Patent Document 1). Such an organic EL element is usually referred to as a “bottom emission organic EL element” and takes out light from the light emitting layer through a substrate.
また、有機EL素子の他の構造例として、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S電極又はD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も知られている(特許文献2参照)。このような有機EL素子は、通常、「トップエミッション型有機EL素子」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出すものである。 As another structural example of the organic EL element, a driving transistor and an organic EL light emitting element are stacked, and the S electrode or D electrode of the driving transistor and the pixel electrode of the organic EL light emitting element are connected via a contact hole. Are also known (see Patent Document 2). Such an organic EL element is usually referred to as a “top emission organic EL element” and takes out light from the light emitting layer through a sealing film on the side opposite to the substrate.
また、有機物を発光材料として用いる有機EL素子は、低分子有機EL材料の場合には、「蒸着法」で成膜される場合が多く、また、高分子有機EL材料の場合には、「インクジェット法」で形成される場合が多い。特にインクジェット法は、直径がμmオーダーの液滴を高解像度で吐出/塗布することができるため、有機EL材料の高精細パターニングを可能とする技術であるとされ注目されている(例えば特許文献2及び特許文献3参照)。その他、近年では、「ロール印刷法」という技術も高精細パターニングを可能とする内容であることが、報告されている。 In addition, in the case of a low molecular organic EL material, an organic EL element using an organic substance as a light emitting material is often formed by “evaporation”, and in the case of a polymer organic EL material, “inkjet” is used. It is often formed by “method”. In particular, the inkjet method is attracting attention as a technique that enables high-definition patterning of organic EL materials because droplets having a diameter of the order of μm can be discharged / coated with high resolution (for example, Patent Document 2). And Patent Document 3). In addition, in recent years, it has been reported that the technique called “roll printing method” also enables high-definition patterning.
そして、例えばインクジェット法を用いて微細パターニングを行う場合、基板上に塗布された微小液体の乾燥は極めて速く、更に基板上の塗布領域における端部(上端,下端,左端,右端)では、画素領域に形成された微小液体から蒸発した溶媒分子分圧が低いため一般的に速く乾き始め、微小液体の乾燥時間の差は、画素内或いは画素間での膜厚むらを引き起こし、輝度むらや発光色むら等の表示むらの原因となることがある。 For example, when fine patterning is performed using an ink jet method, drying of the micro liquid applied on the substrate is extremely fast, and at the end (upper end, lower end, left end, right end) of the application region on the substrate, the pixel region Since the molecular pressure of the solvent evaporated from the micro liquid formed on the liquid crystal is low, it generally starts to dry quickly, and the difference in the drying time of the micro liquid causes film thickness unevenness within the pixel or between pixels, resulting in uneven brightness and emission color. It may cause display unevenness such as unevenness.
この課題に対し、例えば特許文献3に記載の発明では、「表示に関係する表示画素が複数配置された有効光学領域と、表示に関係しないダミー画素が配置されたダミー領域とを有し、表示画素に第1電極を設ける共にダミー画素に第2電極を設け、第1電極及び第2電極上に有機EL材料が配置される構成とする」ことで、解決できるとされる。
確かに、上記特許文献3に記載の発明でも、基板上の塗布領域における微小液体の乾燥時間の差に起因する、輝度むらや発光色むら等の表示むらは従来に比べ低減されるかも知れない。
Certainly, even in the invention described in
しかしながら、駆動用トランジスタ(以下、「DrT」と称す)とスイッチ用トランジスタ(以下、「SwT」と称す)を用いて、有機TFT素子によるアクティブ駆動を行う場合には、画素領域における微小液体の乾燥時間の差による膜厚むらのみならず、DrTとSwTのそれぞれの構造までも鑑みない限り、基板上の塗布領域における微小液体の乾燥時間の差が原因とされる、DrT,SwTの夫々のトランジスタとしての特性が異なる可能性が高く、結果的に輝度むらや発光色むら等の表示むらを低減させることが難しくなる。すなわち、DrT,SwTを構成する有機半導体層の形状や、隣り合う有機半導体層の間隔が異なると、周りの有機半導体層との関係(例えば湿度など)から同形状の有機半導体層であっても有機半導体層が配置される場所によって、有機半導体の蒸発速度が異なる場合がある。 However, when active driving by an organic TFT element is performed using a driving transistor (hereinafter referred to as “DrT”) and a switching transistor (hereinafter referred to as “SwT”), drying of a micro liquid in the pixel region is performed. Each transistor of DrT and SwT is caused by the difference in drying time of the micro liquid in the coating region on the substrate unless considering not only the film thickness unevenness due to the time difference but also the respective structures of DrT and SwT. As a result, it is difficult to reduce display unevenness such as brightness unevenness and light emission color unevenness. That is, when the shape of the organic semiconductor layer constituting DrT and SwT and the interval between adjacent organic semiconductor layers are different, even if the organic semiconductor layer has the same shape due to the relationship with the surrounding organic semiconductor layers (for example, humidity). The evaporation rate of the organic semiconductor may differ depending on the location where the organic semiconductor layer is disposed.
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、有機TFT素子領域に塗布された有機半導体材料溶液(有機半導体層)の乾燥速度を均一にすることで有機半導体材料溶液の結晶化の度合いを均一化し、有機TFT素子の機能特性を安定させ、画素領域での輝度や発光色のムラが少ない有機TFT素子及びこれを用いた有機ELディスプレイパネルを提供することを目的とすることにある。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and the degree of crystallization of the organic semiconductor material solution by making the drying rate of the organic semiconductor material solution (organic semiconductor layer) applied to the organic TFT element region uniform. It is an object of the present invention to provide an organic TFT element and an organic EL display panel using the same, in which the functional characteristics of the organic TFT element are stabilized, the functional characteristics of the organic TFT element are stabilized, and the luminance and emission color unevenness in the pixel region are small.
上記目的を達成するために本発明の有機TFT素子は、ソース電極及びドレイン電極、並びに前記ソース電極と前記ドレイン電極との間を電気的に接続する有機半導体層とでそれぞれ構成される単一のスイッチング用トランジスタ及び複数の駆動用トランジスタと、を有し、前記単一のスイッチング用トランジスタ及び前記複数の駆動用トランジスタを複数組マトリックス状に配置してなる有機TFT素子において、前記ソース電極及び前記ドレイン電極はそれぞれ、長辺と短辺とを有する形状であり、前記単一のスイッチング用有機TFT素子において、前記ソース電極及び前記ドレイン電極は長辺と短辺とをそれぞれ有する形状であり、前記単一のスイッチング用トランジスタ及び前記複数の駆動用トランジスタそれぞれにおける前記ソース電極と前記ドレイン電極との間で、かつ前記ソース電極及び前記ドレイン電極の長辺で囲まれる領域であり前記有機半導体層が配置されるセルは全て同一形状であり、かつ、隣り合うセルとの間隔は全て一定であることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object organic TFT device of the present invention, the source electrode and the drain electrode, and a single respectively constituted by the organic semiconductor layer for electrically connecting between the drain electrode and the source electrode It possesses a switching transistor and a plurality of driving transistors, and an organic TFT device formed by arranging the single switching transistor and the plurality of driving transistors in the plurality of sets matrix, the source electrode and the drain Each of the electrodes has a shape having a long side and a short side. In the single switching organic TFT element, each of the source electrode and the drain electrode has a shape having a long side and a short side. the source of each one of the switching transistors and the plurality of driving transistors The source electrode and between the drain electrode and the source electrode and the cell before a realm Symbol organic semiconductor layer is disposed surrounded by the long side of the drain electrode are all the same shape, and, adjacent The intervals between the cells are all constant.
このとき、セルの四隅のエッジ部がR形状となっていると好適である。このとき、形状の曲率半径が5〜20μmであると更に良い。また、複数の駆動用トランジスタの領域Dは単一のスイッチング用トランジスタの領域Sのn倍(n=1,2,・・,6)であることが望ましい。
At this time, it is preferable that the edge portions at the four corners of the cell have an R shape. At this time, the radius of curvature of the shape is further preferably 5 to 20 μm. Further, it is desirable that the region D of the plurality of driving transistors is n times (n = 1, 2,..., 6) the region S of the single switching transistor .
また、ソース電極及びドレイン電極の長辺に垂直な方向をX方向とし、X方向に垂直な方向をY方向とした場合、セルのX方向及びY方向の夫々の間隔が全て等間隔となっていると好適である。このとき、隣り合うセルの間隔は10μ以上100μm以下の範囲で全て一定であると更に良い。 In addition, when the direction perpendicular to the long sides of the source electrode and the drain electrode is the X direction and the direction perpendicular to the X direction is the Y direction, the intervals in the X direction and the Y direction of the cells are all equal. It is preferable that At this time, it is more preferable that the distance between adjacent cells is constant within a range of 10 μm to 100 μm.
更に、有機TFT素子は画素電極を含む有機EL発光素子と接続され、有機TFT素子と有機EL発光素子を組み合わせることで、ディスプレイとしても良い。このとき、有機EL発光素子において、発光材料が形成される発光素子用セルは有機半導体層が配置されるセルと同一形状であり、かつ、ディスプレイ内の隣り合う全セルの間隔が一定であると更に好適である。 Further, the organic TFT element may be connected to an organic EL light emitting element including a pixel electrode, and a display may be obtained by combining the organic TFT element and the organic EL light emitting element. At this time, in the organic EL light emitting element, the light emitting element cell in which the light emitting material is formed has the same shape as the cell in which the organic semiconductor layer is disposed, and the interval between all adjacent cells in the display is constant. Further preferred.
以上のように本発明によれば、基板全面にわたりソース電極及びドレイン電極を接続する有機半導体層が同一ピッチ、及び、同一サイズに配置されることになり、インクジェット法やロール印刷法を用いて、DrT,SwTのトランジスタを形成した場合、各セル(有機半導体層が形成される空間)での乾燥速度が異なる可能性が低く、有機半導体層の結晶化の度合いが基板全面にわたって均一にすることが可能となり、TFT素子の機能特性を安定させることが可能な有機TFT素子を提供すると共に、画素領域での輝度や発光色のムラが少ない有機TFT素子を用いた有機ELディスプレイパネルを提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, the organic semiconductor layers connecting the source electrode and the drain electrode over the entire surface of the substrate are arranged at the same pitch and the same size, using an ink jet method or a roll printing method, When a DrT or SwT transistor is formed, it is unlikely that the drying rate in each cell (space where the organic semiconductor layer is formed) is different, and the degree of crystallization of the organic semiconductor layer may be uniform over the entire surface of the substrate. It is possible to provide an organic TFT element capable of stabilizing the functional characteristics of the TFT element, and to provide an organic EL display panel using the organic TFT element with less luminance and emission color unevenness in the pixel region. It becomes possible.
本発明の実施の形態に係る有機TFT素子及び有機ELディスプレイについて添付図面を参照しながら説明する。 An organic TFT element and an organic EL display according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
なお、図面において実質的に同一の部材には同一の符号を付している。 In the drawings, substantially the same members are denoted by the same reference numerals.
(実施の形態1)
<トランジスタ素子の構成>
図1の(a)は、本発明の実施の形態1に係るトランジスタ素子10の構造を示す平面図であり、図1の(b)は、(a)のA−A線に沿った概略断面図である。
(Embodiment 1)
<Configuration of transistor element>
1A is a plan view showing the structure of the
このトランジスタ素子10は、ゲート電極(以下、「G電極」と称す)が下層にあるボトムゲート型トランジスタである。このトランジスタ素子10は、基板1上に設けられたG電極2と、G電極2の上を覆って設けられたゲート絶縁層3と、ゲート絶縁層3の上に設けられたS電極4と、S電極4と同一平面においてギャップ5で離間して配置されたD電極6と、ゲート絶縁層3の上に、S電極4とD電極6との間のギャップ5上に配置され、S電極4とD電極6とにわたって電気的に接続する有機半導体層8とを備える。
The
なお、本実施の形態では、駆動用トランジスタは、1素子(例えばR有機EL材料)に対して3つに分割される構成としている。すなわち、図1は1素子に対して、1つのSwTを備えると共に3つのDrTを備える構成を示す。また、図1は特に1素子について特出しした概略図であり、実際の有機EL素子では、S電極4とD電極6の長手方向に垂直な方向を「X方向」とし、X方向に垂直な方向を「Y方向」とした場合、X,Y方向共に複数のSwT,DrTが規則的に連続して設けられていることは言うまでもない。
In the present embodiment, the driving transistor is divided into three parts for one element (for example, R organic EL material). That is, FIG. 1 shows a configuration including one SwT and three DrTs for one element. In addition, FIG. 1 is a schematic diagram that is specially specified for one element. In an actual organic EL element, the direction perpendicular to the longitudinal direction of the
また、DrTはSwTに比べ使用する電圧が大きいことから、図1(a)に示すように必然的にDrTの領域DはSwTの領域Sよりも大きくなり、領域Dは領域Sのn倍(nは自然数)となる。ここでnの上限は基板1の寸法と、DrTの領域D或いはSwTの領域Sとの関係からせいぜいn=6が限度である。
Further, since DrT uses a larger voltage than SwT, the area D of DrT is necessarily larger than the area S of SwT as shown in FIG. n is a natural number). Here, the upper limit of n is at most n = 6 from the relationship between the size of the
このトランジスタ素子10では、S電極4の内縁部とD電極6の内縁部との間にはギャップ5を画成しており、S電極4とD電極6とにわたって有機半導体層8が形成され、有機半導体層8によってS電極4とD電極6とが電気的に接続されている。有機半導体層8は、S電極4とD電極6との間のギャップ5上に設けられ、有機半導体材料の多結晶体からなり、S電極4からD電極6にわたる電気的特性に優れる。
In this
この時、S電極4とD電極6の長手方向と垂直な方向(X方向)に配置された有機半導体層8の間隔(図1におけるd1)は、X方向において一定であり、また、S電極4とD電極6の長手方向と平行な方向(Y方向)においても一定である(図1におけるd2)。なお、d1とd2とは同一でも良いが、d1とd2とは異なっていても良い(言い換えると、d1=d2である必要性は必ずしも必要でなく、重要なのは、有機半導体層8のX方向の間隔はX方向で一定であり、有機半導体層8のY方向の間隔もY方向で一定であることにある。)。なお、d1とd2は10μ≦d1,d2≦100μmであると良い。
At this time, the distance (d1 in FIG. 1) between the
以下に、このトランジスタ素子10の構成部材について説明する。
Hereinafter, constituent members of the
<基板>
基板1としては、ガラス基板、プラスチック基板等を用いることができる。更に、フレキシブル基板を用いてもよい。このトランジスタ素子を有機ELディスプレイ用に用いる場合には、フレキシブル基板が好ましい。
<Board>
As the
<ゲート電極(G電極)>
G電極2は、基板1の上に設けられる。実施の形態1に係るトランジスタ素子10は、図1(b)に示すように、G電極2は最下層に設けられているので「ボトムゲート型」と呼ばれる。これとは逆に、後述する実施の形態2に係るトランジスタ素子のようにG電極2が最上層に設けられる「トップゲート型」であっても良い。なお、G電極2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、酸化し難いTi膜を用いるとより好ましい場合がある。
<Gate electrode (G electrode)>
The
<ゲート絶縁層>
ゲート絶縁層3は、G電極2とS電極4、及び、D電極6が配置されている平面との間に挟まれて設けられている。このゲート絶縁層3は、通常用いられる絶縁層、例えばポリマー絶縁層等で構成できる。
<Gate insulation layer>
The
<ソース電極(S電極)及びドレイン電極(D電極)>
S電極4及びD電極6は、基板1上に形成されたゲート絶縁層3の上面に配置され、互いはギャップ5で離間されている。また、図1ではSwTのD電極6と、DrTのG電極2とが、コンタクトホールを介して接続されている態様を示す。
<Source electrode (S electrode) and drain electrode (D electrode)>
The
なお、S電極4及びD電極6としては、アルミニウム、クロム、モリブデンクロム、チタン、金、銀、銅等の導電性金属、或いは、ポリチオフェン誘導体等の有機導電体を用いることができる。特に光の反射率が高いという特性を有する銀を用いると好適である。
As the
<有機半導体層>
有機半導体層8は、S電極4とD電極6との間にわたって形成されており、S電極4とD電極6とを電気的に接続している。有機半導体層8は多結晶体からなり、S電極4とD電極6との間のギャップ5上に形成されS電極4からD電極6にわたる電気的特性に優れる。また、図1(c)は、図1(a)における有機半導体層8の拡大図であるが、有機半導体層8が形成される空間(セル)の四隅のエッジ部はR形状であることが好ましい。この理由は、例えば、インクジェット法やディスペンサ法を用いてセルに有機半導体材料(後に有機半導体層となる材料)を塗布した場合、有機半導体材料(インク)は塗布された地点から同心円状にセル内を拡がって行くことから、セルの四隅のエッジ部をR形状(好適には曲率半径:5〜20μm)にしておけば、セル内のインクの流れがスムーズとなり、結果としてセル内にインクが均一に形成されるためである。
<Organic semiconductor layer>
The
なお、有機半導体層8を構成する有機半導体材料としては、フルオレン−チオフェンコポリマー(F8T2),テトラベンゾポルフィリン(tetrabenzoporphyrin),オリゴチオフェン(Oligothiophene),ペンタセン(pentacene),ルブレン(rubren)等を用いることができる。特に、G電極がトップゲート電極(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)の場合には、F8T2を用いることが好ましく、ボトムゲート電極(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)の場合には、テトラベンゾポルフィリンを用いることが好ましい。
As the organic semiconductor material constituting the
また、有機半導体層8は、安息香酸エチル等の非水系溶媒に有機半導体材料を含む非水系溶液7を塗布して、その後、乾燥させて形成することができる。この場合、凸状液滴の有機半導体溶液7を乾燥させることにより、外側の溶媒がより早く乾燥し、有機半導体材料が中心から外側に向かって流れやすくなる。
The
<トランジスタ素子の製造方法>
次に、実施の形態1に係るボトムゲート型トランジスタ素子10の製造方法について、図2を用いて説明する。
(a)基板1として、ガラス基板、プラスチック基板、又は、フレキシブル基板を用意する。
(b)基板1の上にCr又はAu材料を用いてG電極2を形成する(図2(a))。
(c)G電極2の上を覆ってゲート絶縁層3を形成する(図2(b))。ゲート絶縁層3としては、例えば、絶縁性ポリマーを用いる。
(d)次いで、ゲート絶縁層3の上にS電極4を設け、S電極4と同一平面にS電極4をギャップ5で離間してD電極6を配置する(図2(c))。このS電極4及びD電極6は、Cr又はAu材料を用いて形成すれば良い。
(e)S電極4の全面と、S電極4とD電極6との間のギャップ5の上とを覆うように、非水系溶媒に有機半導体材料を含む凸状液滴の有機半導体溶液7を塗布する(図2(d))。なお、塗布は、例えば、ディスペンサ法、インクジェット法等を用いて行うことができる。また、ロール印刷法を用いて行っても問題はない。
(f)有機半導体溶液7を乾燥させて、S電極4とD電極6との間のギャップ5上に有機半導体材料を結晶化させて、有機半導体層8を得る(図2(e))。この有機半導体層8によってS電極4とD電極6とを電気的に接続することが可能となる。
<Manufacturing method of transistor element>
Next, a method for manufacturing the bottom
(A) As the
(B) The
(C) A
(D) Next, the
(E) An
(F) The
以上によって、実施の形態1に係るボトムゲート型トランジスタ素子10を作成することができる。
As described above, the
(実施の形態2)
<トランジスタ素子の構成>
図5(a)は、本発明の実施の形態2に係るトップゲート型トランジスタ素子10aの構成を示す平面図であり、図5(b)は(a)のB−B線についての概略断面図である。このトランジスタ素子10aは、実施の形態1に係るボトムゲート型トランジスタ素子10と比較すると、S電極4及びD電極6の上を覆ってゲート絶縁層3が形成され、その上にG電極2が設けられているトップゲート型トランジスタ素子であることを特徴とする。その他、(実施の形態1)にて記載の内容と同様な箇所は説明を省略する。
(Embodiment 2)
<Configuration of transistor element>
FIG. 5A is a plan view showing a configuration of a top-gate transistor element 10a according to
<トランジスタ素子の製造方法>
次に、実施の形態2に係るトップゲート型トランジスタ素子10aの製造方法を、図3を用いて説明する。
(a)基板1として、ガラス基板、プラスチック基板、又は、フレキシブル基板を用意する。
(b)基板1上にS電極4を設け、S電極4と同一平面の面内外側にS電極4を囲んでギャップ5で離間してD電極6を配置する(図3(a))。このS電極4及びD電極6は、Cr又はAu材料を用いて形成する。
(c)S電極4の全面と、S電極4とD電極6との間のギャップ5の上とを覆うように、非水系溶媒に有機半導体材料を含む凸状液滴の有機半導体溶液7を塗布する(図3(b))。
(d)有機半導体溶液7を乾燥させて、S電極4とD電極6との間のギャップ5上に有機半導体材料を結晶化させて、有機半導体層8を得る(図3(c))。この有機半導体層8によってS電極4とD電極6とを電気的に接続する。
(e)S電極4、D電極6、有機半導体層8を覆うようにゲート絶縁膜3を形成する(図3(d))。ゲート絶縁層3としては、例えば、絶縁性ポリマーを用いる。
(f)次いで、ゲート絶縁層3の上にCr又はAu材料を用いてG電極2を形成する(図3(e))。
<Manufacturing method of transistor element>
Next, a method for manufacturing the top-gate transistor element 10a according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
(A) As the
(B) The
(C) An
(D) The
(E) The
(F) Next, the
以上によって、実施の形態2に係るトップゲート型トランジスタ素子10aを作成することができる。 As described above, the top-gate transistor element 10a according to the second embodiment can be formed.
(有機ELディスプレイ)
以下、実施の形態1及び2で述べたトランジスタ素子10,10aを用いた有機ELディスプレイについて、3つの代表的な構造について説明する。
(Organic EL display)
Hereinafter, three typical structures of the organic EL display using the
《第1の有機ELディスプレイ構造》
図4は第1の有機ELディスプレイの構造を示すものであり、図4(a)は有機ELディスプレイの上面図であり、図4(b)は有機ELディスプレイの一部(サブピクセル/RGBのそれぞれ)を特出しした図であり、図4(c)は、トランジスタの等価回路を示す図である。
<< First organic EL display structure >>
FIG. 4 shows the structure of the first organic EL display, FIG. 4 (a) is a top view of the organic EL display, and FIG. 4 (b) is a part of the organic EL display (subpixel / RGB). 4 (c) is a diagram showing an equivalent circuit of a transistor.
まず、図4(a)に示すように、同図のX方向にはR,G,B発光素子が連続して形成されると共に各発光素子にはそれぞれの有機TFT素子(駆動用TFT素子とスイッチングTFT素子)が電気的に接続されている。この有機TFT素子を駆動することによって発光素子の発光の制御が行える。なお、図4における有機ELディスプレイは、有機TFT素子と有機EL発光素子とが同一平面上に配置され、駆動用TFT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する形態であることから、ボトムエミッション型有機ELディスプレイを示すものである。 First, as shown in FIG. 4A, R, G, and B light emitting elements are continuously formed in the X direction of the figure, and each light emitting element includes a respective organic TFT element (a driving TFT element and a driving TFT element). Switching TFT elements) are electrically connected. By driving the organic TFT element, light emission of the light emitting element can be controlled. In the organic EL display in FIG. 4, the organic TFT element and the organic EL light emitting element are disposed on the same plane, and the source electrode or drain electrode of the driving TFT and the pixel electrode of the organic EL light emitting element are disposed on the same plane. Therefore, a bottom emission type organic EL display is shown.
また、図4(b)に示すように、有機半導体層8が形成される空間(セル/同図の点線部)は基板1全面で同一形状であり、更に、セルはX方向に一定間隔d1で配置されている。図4においては図示していないが、前述した(実施の形態1)の<トランジスタ素子の構成>で説明したように、有機半導体層8が形成される空間(セル)はX方向に一定間隔d1で連続的に配置されると共に、Y方向においても一定間隔d2で連続的に配置されている。そのため、例えば、インクジェット法、ディスペンサ法、ロール印刷法と言った所謂、「印刷法」を利用して有機TFT素子を形成した場合においても、周りのセルとの雰囲気(例えば湿度など)が一定に保てるために、各セルでの有機半導体材料(後に有機半導体層となる材料)の乾燥速度が均一化でき、有機半導体材料の結晶化の度合いも一定にすることができる。なお、第1の有機ELディスプレイ構造におけるトランジスタの等価回路は、図4(C)のようになり、40はゲートライン,41は電源ライン,42はソースラインである。
Further, as shown in FIG. 4B, the space (cell / dotted line portion) in which the
《第2の有機ELディスプレイ構造》
図5に示す有機ELディスプレイは、図4の有機ELディスプレイと同様、ボトムエミッション型有機ELディスプレイを示すものであるが、図4の有機ELディスプレイとの相違点は、発光素子自体も分割化(セル化)しており、有機半導体層8が形成される空間(セル)は全て同形状でしかも有機半導体層8が形成されるセルの間隔も一定である点にある。すなわち、図4で示した第1の有機ELディスプレイは、有機TFT素子における有機半導体層8が形成される空間(セル)が同形状であり、セル間隔がXY方向で一定である態様に止まったが、図5で示す第2の有機ELディスプレイは、発光素子においても発光材料が形成される領域を細分化(セル化)した態様である。
<< Second organic EL display structure >>
The organic EL display shown in FIG. 5 is a bottom emission type organic EL display similar to the organic EL display shown in FIG. 4. However, the difference from the organic EL display shown in FIG. The space (cell) in which the
このように、発光素子における発光材料が形成される領域までもセル化し、基板全面にわたって有機半導体材料及び発光材料が形成される空間(セル)を、同形状及び同ピッチとすることで、有機半導体材料及び発光材料それぞれの結晶化の度合いが一定にでき、性能(高輝度,低発光色ムラ)が高い有機ELディスプレイが提供できる。 In this way, even the region where the light emitting material is formed in the light emitting element is made into a cell, and the space (cell) in which the organic semiconductor material and the light emitting material are formed over the entire surface of the substrate has the same shape and the same pitch. The degree of crystallization of each of the material and the light emitting material can be made constant, and an organic EL display having high performance (high luminance, low emission color unevenness) can be provided.
《第3の有機ELディスプレイ構造》
図6は第3の有機ELディスプレイの構造を示すものであり、図6(a)は有機ELディスプレイの上面図であり、図6(b)は有機ELディスプレイの一部(サブピクセル/RGBのそれぞれ)を特出しした図であり、図6(c)は、トランジスタの等価回路を示す図である。
<< Third organic EL display structure >>
FIG. 6 shows the structure of the third organic EL display, FIG. 6 (a) is a top view of the organic EL display, and FIG. 6 (b) is a part of the organic EL display (subpixel / RGB). FIG. 6 (c) is a diagram showing an equivalent circuit of the transistor.
この有機ELディスプレイにおける有機TFT素子は、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又はドレイン電極と、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ことからトップエミッション型の構造である。そして、図6に示すような有機TFT素子を、一般に「カレントコピア」と称する場合がある。 The organic TFT element in this organic EL display is formed by stacking a driving transistor and an organic EL light emitting element, and connecting a source electrode or a drain electrode of the driving transistor and a pixel electrode of the organic EL light emitting element through a contact hole. This is a top emission type structure. The organic TFT element as shown in FIG. 6 may be generally referred to as “current copier”.
第1及び第2の有機ELディスプレイにおける有機TFT素子の場合、スイッチング用TFTのゲート信号によりデータ信号を出力し、駆動用TFTを駆動していることから、トランジスタ自体のバラツキを非常に受け易い構造であると言える。それに対して、第3の有機ELディスプレイにおける有機TFT素子の場合には、電流を出力するトランジスタ自身に、出力したい電流を直接流した後、その時に記憶されたゲート電極とソース電極との間の電圧に基いて電流を出力する回路であることから、トランジスタ単体の特性のバラツキが非常に少ない構成であると言える。 In the case of the organic TFT elements in the first and second organic EL displays, a data signal is output by the gate signal of the switching TFT and the driving TFT is driven, so that the transistor itself is very susceptible to variations. It can be said that. On the other hand, in the case of the organic TFT element in the third organic EL display, the current to be output is directly supplied to the transistor itself that outputs current, and then between the gate electrode and the source electrode stored at that time. Since the circuit outputs current based on voltage, it can be said that the transistor has a very small variation in characteristics of a single transistor.
なお、図6(c)において、61は第1の制御ライン,62は制御ラインを示す。
In FIG. 6C,
本発明の有機TFT素子及び有機ELディスプレイは、例えば有機ELテレビとして利用できるに止まらず、ワープロ,パソコン等の携帯型情報処理装置や腕時計型電子機器など、各種の電子機器における表示部として好適に用いることができる。 The organic TFT element and the organic EL display of the present invention can be used not only as an organic EL television, for example, but also as a display unit in various electronic devices such as portable information processing devices such as word processors and personal computers and wristwatch type electronic devices. Can be used.
1 基板
2 ゲート電極
3 ゲート絶縁層
4 ソース電極
5 ギャップ
6 ドレイン電極
8 有機半導体層
10 トランジスタ素子
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記単一のスイッチング用トランジスタ及び前記複数の駆動用トランジスタを複数組マトリックス状に配置してなる有機TFT素子において、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極は長辺と短辺とをそれぞれ有する形状であり、
前記単一のスイッチング用トランジスタ及び前記複数の駆動用トランジスタそれぞれにおける前記ソース電極と前記ドレイン電極との間で、かつ前記ソース電極及び前記ドレイン電極の長辺で囲まれる領域であり前記有機半導体層が配置されるセルは全て同一形状であり、かつ、隣り合うセルとの間隔は全て一定であること
を特徴とする有機TFT素子。 Source and drain electrodes, and have a, a single switching transistor and a plurality of driving transistors respectively constituted by the organic semiconductor layer for electrically connecting between the drain electrode and the source electrode,
In the organic TFT element in which the single switching transistor and the plurality of driving transistors are arranged in a matrix of a plurality of sets ,
The source electrode and the drain electrode each have a shape having a long side and a short side,
Said single in between the source electrode and the drain electrode in each switching transistor and the plurality of driving transistors, and the source electrode and the realm in and before Symbol organic semiconductor surrounded by the long side of the drain electrode An organic TFT element characterized in that the cells in which the layers are arranged have the same shape, and all the intervals between adjacent cells are constant.
ディスプレイ内の隣り合う全セルの間隔が一定であること
を特徴とする請求項7記載の有機ELディスプレイ。 In the organic EL light emitting device, the light emitting device cell in which the light emitting material is formed has the same shape as the cell in which the organic semiconductor layer is disposed, and
8. The organic EL display according to claim 7, wherein the distance between all adjacent cells in the display is constant.
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