WO2005093695A1 - サブピクセル - Google Patents

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WO2005093695A1
WO2005093695A1 PCT/JP2005/004424 JP2005004424W WO2005093695A1 WO 2005093695 A1 WO2005093695 A1 WO 2005093695A1 JP 2005004424 W JP2005004424 W JP 2005004424W WO 2005093695 A1 WO2005093695 A1 WO 2005093695A1
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film transistor
sub
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organic
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PCT/JP2005/004424
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Inventor
Takashi Chuman
Satoru Ohta
Takahisa Tanabe
Original Assignee
Pioneer Corporation
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Publication date
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    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1345Conductors connecting electrodes to cell terminals
    • G02F1/13454Drivers integrated on the active matrix substrate
    • HELECTRICITY
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K19/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic element specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, covered by group H10K10/00
    • H10K19/10Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic element specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, covered by group H10K10/00 comprising field-effect transistors
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04Structural and physical details of display devices
    • G09G2300/0404Matrix technologies
    • G09G2300/0417Special arrangements specific to the use of low carrier mobility technology
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/12Active-matrix OLED [AMOLED] displays

Definitions

  • the present invention relates to a background art related to a sub-pixel constituting a pixel constituting a color display.
  • a color display such as a liquid crystal display or an organic EL display is composed of a plurality of pixel forces that change to various colors, and can be changed to any color.
  • the pixel is also composed of, for example, a plurality of sub-pixel forces exhibiting respective colors of R (red), G (green), and B (blue).
  • the sub-pixels include one display unit, for example, a display unit exhibiting R (red) color in the above example, and a plurality of thin film transistors (TFTs) for actively driving the display unit. It is composed of
  • organic thin-film transistors and amorphous Si thin-film transistors have a lower charge mobility in the channel portion between the source and drain than conventional polycrystalline Si thin-film transistors. In such a case, it is necessary to lengthen the channel portion, that is, make the thin film transistor larger than the conventional polycrystalline Si thin film transistor. [0007] However, increasing the size of the organic thin film transistor and increasing the size of the entire subpixel by that amount is contrary to the above-mentioned requirement of "decreasing the size of the entire subpixel". Increasing the size of the organic thin-film transistor without changing its size causes the display unit to become smaller by that amount, which makes it impossible to meet the requirements of ⁇ keeping the size of the display unit '' t! .
  • the present invention has been made in view of such a problem. For example, even when an inexpensive organic thin film transistor or amorphous Si thin film transistor is used, the overall size thereof is increased. Another object is to provide a sub-pixel which does not need to be provided and which can secure the size of a display portion.
  • the invention according to claim 1 for solving the above-mentioned problem is a sub-pixel constituting a pixel constituting a screen of a color display, wherein the sub-pixel is composed of a display unit and the sub-pixel.
  • a plurality of thin film transistors for driving a display unit, and the plurality of thin film transistors are arranged so that their channels are parallel to each other.
  • FIG. 1 is a front view of a sub-pixel of the present application.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line AA shown in FIG. 1, which is a schematic cross-sectional view for explaining a configuration of an organic EL display element as a display unit 11 of a sub-pixel 10 of the present application.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG. 1, which is a schematic cross-sectional view for explaining a configuration of an organic thin-film transistor employed as the thin-film transistor 13 of the sub-pixel 10 of the present application.
  • FIG. 4 is a front view of a sub-pixel of Comparative Example 1.
  • FIG. 1 is a front view of the sub-pixel of the present application.
  • the subpixel 10 of the present application includes, on a glass substrate 15, one display unit 11 and two thin film transistors 12 and 13 for driving the display unit 11.
  • the two thin film transistors are a switching thin film transistor 12 and a driving thin film transistor 13.
  • the display unit 11 and the thin film transistors 12 and 13 may be provided with a storage capacitance 14 and the like.
  • the sub-pixel 10 of the present application is configured such that the plurality of transistors (the switching thin film transistor 12 and the driving thin film transistor 13 in FIG. 1) are arranged such that their respective channels C and C are parallel to each other! It has features.
  • the display unit 11 and the thin film transistors 12, 13 constituting the sub pixels have become more and more fine in recent years.
  • the size of the display unit 11 can be ensured even when an organic thin film transistor or an amorphous Si thin film transistor is used as the thin film transistor. That is, even if the organic thin film transistor and the like are made larger than the conventional polycrystalline Si thin film transistor, the size of the display section 11 can be secured as it is.
  • the size of the entire subpixel and the size of the thin film transistor is not particularly limited.
  • the width Y of the channel of the thin-film transistors 12 and 13, especially the driving thin-film transistor 13, is 0.4 or more. Is preferred 0.5 or more is particularly preferred.
  • the display unit 11 constituting the sub-pixel 10 of the present application is not particularly limited, and may be, for example, a liquid crystal display element or an organic EL display element.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 1, and is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of the organic EL display element as the display unit 11 of the sub-pixel 10 of the present application.
  • an organic EL display element serving as the display unit 11 includes an anode 20, a hole injection layer 21, a hole transport layer 22, an organic light emitting layer 23, and a hole blocking layer 2 on a glass substrate 15. 4.
  • the electron transport layer 25, the electron injection layer 26, and the cathode 27 are sequentially laminated.
  • the present invention is not particularly limited, and any conventionally known material can be arbitrarily used.
  • the present invention is not particularly limited to the method of manufacturing such an organic EL display element.
  • the respective layers may be sequentially stacked using a vacuum evaporation apparatus or the like.
  • the thin film transistors 12 and 13 constituting the sub-pixel 10 of the present application are not particularly limited, and it is also possible to use such thin film transistors (or so-called TFTs).
  • TFTs thin film transistors
  • an organic thin film transistor or an amorphous Si thin film transistor is used, there is a problem that the charge mobility is lower than that of a conventional polycrystalline Si transistor. Therefore, the charge mobility can be increased.
  • the sub-pixel of the present application even if the width of the channel is increased, since the channels are arranged in parallel, the size of the display unit can be secured.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG. 1, and is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of the organic thin-film transistor employed as the thin-film transistor 13 of the sub-pixel 10 of the present application.
  • an organic thin film transistor can also be used for the power switching thin film transistor 12 described as the driving thin film transistor 13.
  • An organic thin-film transistor as the driving thin-film transistor 13 includes a gate electrode 30, a gate insulating film 31, a source electrode 32, a drain electrode 33, The silazane film 34 and the organic semiconductor layer 35 are sequentially laminated as shown in the figure.
  • the channel C of the thin film transistor of the present application is a portion between the source electrode 32 and the drain electrode 33.
  • any organic material exhibiting semiconductor characteristics may be used.
  • phthalocyanine derivatives, naphthalocyanine derivatives, azo compound derivatives, perylene compounds Derivatives, indigo derivatives, quinacridone derivatives, polycyclic quinone derivatives such as anthraquinones, cyanine derivatives, fullerene derivatives, or indole, carpazole, oxazole, isoxoxazole, thiazole, imidazole, pyrazole, oxaziazole, pyrazoline, thiazone
  • Nitrogen-containing cyclic compound derivatives such as thiazole and triazole, hydrazine derivatives, trifluoramine derivatives, triphenylmethane derivatives, stilbenes, quinone compound derivatives such as anthraquinone diphenoquinone, and pentacene , Anthrac
  • the structure of the low-molecular compound described above is used in the main chain of a polymer such as a polyethylene chain, polysiloxane chain, polyether chain, polyester chain, polyamide chain, or polyimide chain. Or a pendant bond as a side chain, or an aromatic conjugated polymer such as polyparaphenylene, an aliphatic conjugated polymer such as polyacetylene, or a heterocyclic conjugate having a high polypinol or polytifen ratio.
  • a polymer such as a polyethylene chain, polysiloxane chain, polyether chain, polyester chain, polyamide chain, or polyimide chain.
  • a pendant bond as a side chain, or an aromatic conjugated polymer such as polyparaphenylene, an aliphatic conjugated polymer such as polyacetylene, or a heterocyclic conjugate having a high polypinol or polytifen ratio.
  • Structural units of molecules, heteroatom-containing conjugated polymers such as polyarynes and polyphenylene sulfide, and conjugated polymers such as poly (phenylenevinylene) and poly (thylenevinylene) are alternately bonded.
  • a carbon-based conjugated polymer such as a composite conjugated polymer having the above structure is used.
  • Oligosilanes such as polysilanes, disila-lenarylene polymers, (disila-rene) etulene polymers, and disila-lene carbon-based conjugated polymer structures such as (disila-len) ethylene polymers
  • polymers in which carbon and conjugated structures are alternately linked are used.
  • a polymer chain composed of an inorganic element such as a phosphorus-based or nitrogen-based polymer can be used.
  • polymers such as phthalocyanate polysiloxane, in which aromatic ligands of a polymer chain are coordinated, perylene tetraforce Macromolecules obtained by heat-treating perylenes such as rubonic acid, and ladder-type macromolecules obtained by heat-treating polyethylene derivatives having a cyano group such as polyacrylonitrile;
  • a composite material in which organic compounds are intercalated with a glass vesicle may be used.
  • the source electrode 32 and the drain electrode 33 of the organic thin film transistor are not particularly limited, and any material can be used as long as it has sufficient conductivity.
  • any material can be used as long as it has sufficient conductivity.
  • an organic conductive material containing a metal oxide such as ITO (Indium-Tin Oxide) or IZO (Indium-Zinc Oxide), or a conjugated polymer compound such as polyalines, polythiophenes, and polypyrroles may be used.
  • a metal oxide such as ITO (Indium-Tin Oxide) or IZO (Indium-Zinc Oxide)
  • a conjugated polymer compound such as polyalines, polythiophenes, and polypyrroles
  • Ta is used as the gate electrode 30, and this is anodically oxidized to form Ta 2 O as the gate insulating film 31.
  • An example force is not limited to this. Game
  • the material of the gate electrode 30 may be any metal as long as it is a metal capable of anodizing, for example, a simple substance such as Al, Mg, Ti, Nb, Zr, or the like, or a mixture of these metals.
  • the gate insulating film 31 can be obtained by anodizing these alloys. In the case where the gate insulating film is not formed by anodic oxidation of the gate electrode, the same material as the source electrode 32 and the drain electrode 33 can be used for the gate electrode 30.
  • any metal composite oxide sulfides such as FeS, AlS, MgS, ZnS, LiF, MgF, S
  • Fluoride such as 32 mF
  • chloride such as HgCl, FeCl, CrCl, AgBr, CuBr, MnBr
  • Objects can also be used. It is also effective to use a polymer material such as polyimide, polyamide, polyester, polyatarylate, epoxy resin, phenol resin, or polybutyl alcohol for the gate insulating film.
  • a polymer material such as polyimide, polyamide, polyester, polyatarylate, epoxy resin, phenol resin, or polybutyl alcohol for the gate insulating film.
  • the method of manufacturing an organic thin film transistor using each of these materials is not particularly limited in the present invention, and a conventionally known method can be used.
  • a gate electrode 30 and a Ta film for the storage capacitance 14 are formed on the cleaned glass substrate 15, and dry etching is performed by an RIE apparatus to form a desired wiring pattern.
  • the wiring pattern was designed so that the directions of the two organic thin film transistors, that is, the switching organic thin film transistor 12 and the driving organic thin film transistor 13, and the respective gate electrodes 30 were parallel, and the channel direction of each transistor was parallel. I do.
  • the surface of Ta is covered with a TaO film by performing anodizing on the Ta wiring film, and this is gate-insulated.
  • the film 31 can be used. After that, C for the source electrode 32 and the drain electrode 33
  • the organic thin film transistor shown in FIG. 2 can be formed by patterning the r film and the Au film and providing the hexamethyldisilazane film 34 on the gate insulating film 31 by the dip coating method.
  • the organic thin film transistor formed of the above-described material it is preferable to perform a rubbing treatment on a channel portion thereof, that is, in the organic thin film transistor shown in FIG. 3, on the hexamethyldisilazane film 34.
  • the rubbing treatment is a treatment of rubbing the film surface in the same direction with a cloth, for example, a felt, a brush, or the like, and is also called an orientation treatment. By performing this treatment, the orientation to the organic semiconductor is improved, and the charge mobility of the organic thin film transistor can be increased.
  • the rubbing direction may be arbitrarily determined according to the material of the channel portion.
  • the invention of the present application is not limited to the above embodiment.
  • the above embodiment is an exemplification, and has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device having the same operation and effect can be realized by the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
  • a force using a glass substrate as the substrate 15 is not limited to this, and a plastic substrate such as polyethersulfone (Polyethersulfone: PES) or polycarbonate (polycarbonate: PC), A laminated substrate of glass and plastic may be used, and the surface of the substrate may be coated with an alkali barrier film or a bus noria film.
  • a plastic substrate such as polyethersulfone (Polyethersulfone: PES) or polycarbonate (polycarbonate: PC)
  • PES polyethersulfone
  • PC polycarbonate
  • a laminated substrate of glass and plastic may be used, and the surface of the substrate may be coated with an alkali barrier film or a bus noria film.
  • an organic thin film transistor is used as the thin film transistor and an organic EL display element is used as the display section, it is preferable to seal the entire subpixel in order to protect them from moisture.
  • the present application is not particularly limited by this sealing method.
  • a sealing can may be used or sealing may be performed with an inorganic or polymer resin film.
  • a sub-pixel as shown in FIG. 1 was manufactured.
  • organic thin-film transistors were used as the two transistors forming the sub-pixel, and the channels were arranged in parallel as shown in FIG. Also its manufacture The method is as described above. The rubbing process described above was applied only once to the channels of the two organic thin film transistors.
  • the dimensions of the manufactured subpixel are as follows: the length of one side of the subpixel 10: lmm, the width of the switching organic thin film transistor 12: 400 ⁇ m, the width of the driving organic thin film transistor 13: 700 ⁇ m, the distance of the channel C Distance between poles): 10 m.
  • FIG. 4 is a front view of the subpixel of Comparative Example 1.
  • a sub-pixel as shown in FIG. 4 that is, a sub-pixel arranged so as to be orthogonal to two transistors constituting the sub-pixel was manufactured. Note that each of the two transistors used in this comparative example was manufactured using the same material and the same method as in Example 1 described above.
  • As the rubbing treatment a single rubbing treatment was performed from the bottom to the top in FIG. 4 (see the arrow), that is, along the channel of the transistor 42 shown in FIG.
  • the transistors of the sub-pixel of Example 1 had charge mobilities of 0.23 cm Vs and 0.21 cm 2 / Vs, respectively.
  • the transistor of the sub-pixel of Comparative Example 1 has a transistor 42 rubbed along the channel with a charge mobility of 0.21 cm 2 / Vs, while the other transistor 43 has a charge mobility of 0.21 cm 2 / Vs. 0.05 cm 2 / Vs.
  • Example 1 Although the subpixels of Example 1 and Comparative Example 1 have the same overall size, a comparison of the display units 11 and 41 reveals that the subpixels of Example 1 are smaller. As you grow larger, you can help yourself.
  • the size of the display portion can be ensured even when the organic thin film transistor / amorphous Si thin film transistor is used as the thin film transistor. Since a plurality of thin film transistors are arranged so that each channel is parallel, a plurality of thin film transistors can be rubbed at once with only one rubbing process, and the charge mobility of each can be improved. .

Abstract

 製造が容易で安価な有機薄膜トランジスタやアモルファスSi薄膜トランジスタを使用した場合であっても、その全体の大きさを大きくする必要がなく、また、表示部の大きさも確保することが可能なサブピクセルを提供する。  一の表示部と、当該表示部を駆動するための複数の薄膜トランジスタと、を備えるサブピクセルにおいて、前記複数の薄膜トランジスタを、それぞれのチャネルが平行となるように配置する。

Description

サブピクセノレ
技術分野
[0001] 本発明は、カラーディスプレイを構成するピクセルを構成するサブピクセルに関する 背景技術
[0002] アクティブ駆動ディスプレイの中で液晶ディスプレイや有機 ELディスプレイなどの力 ラーディスプレイは、様々な色に変化する複数のピクセル力 構成されており、任意 の色に変化させることができる。また、このピクセルは、例えば、 R (赤)、 G (緑)、およ び B (青)のそれぞれの色を呈する複数のサブピクセル力 構成されて 、る。
[0003] そして、このサブピクセルは、一の表示部、前記の例でいえば、例えば R (赤)色を 呈する表示部と、この表示部をアクティブ駆動させるための複数の薄膜トランジスタ( TFT)とから構成されている。
[0004] このようなサブピクセルにおいては、カラーディスプレイの高精細化の要求に伴って 、できるだけサブピクセルのサイズを小さくすることが望まれており、その一方で、サブ ピクセルを構成する一の表示部の大きさは確保した 、と 、う要求も存在する。
[0005] また、サブピクセルを構成する薄膜トランジスタにおいても、その製造の際に高温処 理が不要であり、その結果、安価に製造することが可能な有機薄膜トランジスタや、 比較的簡便に製造可能なアモルファス Si薄膜トランジスタなどを利用することが検討 されている。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] し力しながら、有機薄膜トランジスタやアモルファス Si薄膜トランジスタは、従来から の多結晶 Si薄膜トランジスタに比べて、ソース'ドレイン間のチャネル部分での電荷移 動度が低いので、当該有機薄膜トランジスタ等を使用する場合には、チャネル部分を 長くする、つまり、従来の多結晶 Si薄膜トランジスタに比べて大きい薄膜トランジスタと する必要が生じる。 [0007] しかし、有機薄膜トランジスタを大きくし、その分だけサブピクセル全体を大きくする ことは、前述した「サブピクセル全体のサイズを小さくする」という要求に逆行すること であり、また、サブピクセル全体の大きさを変化することなく有機薄膜トランジスタを大 きくすると、その分だけ表示部が小さくなつてしまい、そうすると「表示部の大きさを確 保する」 t 、う要求を満たすことができな!/、。
[0008] 本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、例えば、製造が容易で安価 な有機薄膜トランジスタやアモルファス Si薄膜トランジスタを使用した場合であっても 、その全体の大きさを大きくする必要がなぐまた、表示部の大きさも確保することが 可能なサブピクセルを提供することを課題の一例とする。
課題を解決するための手段
[0009] 上記課題を解決するための、請求項 1に記載の発明は、カラーディスプレイの画面 を構成するピクセルを構成するサブピクセルであって、このサブピクセルは、一の表 示部と、当該表示部を駆動するための複数の薄膜トランジスタと、を備え、かつ、前記 複数の薄膜トランジスタは、それぞれのチャネルが平行となるように配置されて 、るこ とを特徴とする。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1]本願のサブピクセルの正面図である。
[図 2]図 1に示す A— A断面図であり、本願のサブピクセル 10の表示部 11としての有 機 EL表示素子の構成を説明するための概略断面図である。
[図 3]図 1に示す B— B断面図であり、本願のサブピクセル 10の薄膜トランジスタ 13とし て採用される有機薄膜トランジスタの構成を説明するための概略断面図である。
[図 4]比較例 1のサブピクセルの正面図である。
符号の説明
[0011] 10、 40· ··サブピクセル、 11、 41· ··表示部、 12、 42· ··薄膜卜ランジスタ(スィッチン グ薄膜トランジスタ)、 13、 43· ··薄膜トランジスタ (ドライビング薄膜トランジスタ)、 14、 44· ··ストレージキヤノシタンス、 15、 45· ··ガラス基板、 20· ··陽極、 21· ··ホール注入 層、 22· ··ホール輸送層、 23· ··有機発光層、 24· ··ホールブロッキング層、 25· ··電子 輸送層、 26…電子注入層、 27…陰極、 30…ゲート電極、 31· ··ゲート絶縁膜、 32· ·· ソース電極、 33· ··ドレイン電極、 34…へキサメチルジシラザン膜、 35· ··有機半導体 層、 C…チャネル
発明を実施するための最良の形態
[0012] 以下に、本願のサブピクセルについて、図面を用いてさらに具体的に説明する。
[0013] 図 1は、本願のサブピクセルの正面図である。
[0014] 図 1に示すように、本願のサブピクセル 10は、ガラス基板 15上に、一の表示部 11と 、この表示部 11を駆動するための 2つの薄膜トランジスタ 12、 13とを備える。なお、こ の 2つの薄膜トランジスタは、スイッチング薄膜トランジスタ 12とドライビング薄膜トラン ジスタ 13である。また、図示するように、表示部 11や薄膜トランジスタ 12、 13にカロえ て、ストレージキャパシタンス 14などを備えていてもよい。そして、本願のサブピクセ ル 10は、前記複数のトランジスタ(図 1においては、スイッチング薄膜トランジスタ 12と ドライビング薄膜トランジスタ 13)は、それぞれのチャネル C、 Cが平行となるように配 置されて!、ることに特徴を有して 、る。
[0015] このように複数の薄膜トランジスタを、それぞれのチャネルが平行となるように配置 することにより、近年、より精細化が進むサブピクセルにおいて、これを構成する表示 部 11や薄膜トランジスタ 12、 13を整然と配置することができ、その結果、薄膜トランジ スタとして、有機薄膜トランジスタやアモルファス Si薄膜トランジスタを用いた場合であ つても、表示部 11の大きさを確保することができる。つまり、有機薄膜トランジスタ等を 従来の多結晶 Si薄膜トランジスタに比べて大きくしても、表示部 11の大きさをそのま まに確保することができる。
[0016] さらにまた、複数の薄膜トランジスタを、それぞれのチャネルが平行となるように配置 することにより、後述する、薄膜トランジスタのチャネル表面に対してラビング処理を行 う際に、複数の薄膜トランジスタを均一にラビング処理することができる。
[0017] このような本願のサブピクセル 10において、サブピクセル全体の大きさと薄膜トラン ジスタの大きさ、すなわち、チャネルの幅については、特に限定することはない。しか しながら、図 1に示すように、サブピクセル 10の一辺の長さ Xを 1とした場合に、薄膜ト ランジスタ 12、 13、特に、ドライビング薄膜トランジスタ 13のチャネルの幅 Yは 0. 4以 上が好ましぐ 0. 5以上が特に好ましい。 [0018] 本願のサブピクセル 10を構成する表示部 11については、特に限定されることはな ぐ例えば、液晶表示素子であってもよぐまた有機 EL表示素子であってもよい。
[0019] 図 2は、図 1に示す A— A断面図であり、本願のサブピクセル 10の表示部 11として の有機 EL表示素子の構成を説明するための概略断面図である。
[0020] 図 2に示すように、表示部 11としての有機 EL表示素子は、ガラス基板 15上に、陽 極 20、ホール注入層 21、ホール輸送層 22、有機発光層 23、ホールブロッキング層 2 4、電子輸送層 25、電子注入層 26、及び陰極 27、を順次積層して形成されている。 なお、当該有機 EL表示素子を構成する陽極 20—陰極 27までの各材質等について は、本願は特に限定することはなぐ従来公知の材質を任意に用いることができる。
[0021] また、このような有機 EL表示素子の製造方法についても、本願は特に限定すること はなぐ例えば、真空蒸着装置などを用いて、各層を順次積層してもよい。
[0022] 本願のサブピクセル 10を構成する薄膜トランジスタ 12、 13についても、特に限定さ れることはなぐ V、かなる薄膜トランジスタ ( 、わゆる TFT)を用いることも可能である。 しかしながら、本願のサブピクセルの特徴や効果を最大限に発揮するには、有機薄 膜トランジスタ、またはアモルファス Si薄膜トランジスタを用いることが好ましい。これら の薄膜トランジスタは製造が容易であり、比較的安価に入手可能であるからである。 また、有機薄膜トランジスタやアモルファス Si薄膜トランジスタを用いた場合には、従 来の多結晶 Siトランジスタと比べて、電荷移動度が低いという問題があるが、本願の サブピクセルによれば、その分チャネルの幅を大きくすることができるので電荷移動 度を高くすることができる。しかも、本願のサブピクセルによれば、チャネルの幅を大 きくしても、それぞれが平行に配置されているので、前記の表示部の大きさを確保で きる。
[0023] 図 3は、図 1に示す B— B断面図であり、本願のサブピクセル 10の薄膜トランジスタ 1 3として採用される有機薄膜トランジスタの構成を説明するための概略断面図である。 なお、この説明においては、ドライビング薄膜トランジスタ 13として説明する力 スイツ チング薄膜トランジスタ 12も同様に有機薄膜トランジスタを採用することができる。
[0024] ドライビング薄膜トランジスタ 13としての有機薄膜トランジスタは、ガラス基板 15上に 、ゲート電極 30、ゲート絶縁膜 31、ソース電極 32、ドレイン電極 33、へキサメチルジ シラザン膜 34、および有機半導体層 35を、図示するように順次積層して形成されて いる。そして本願の薄膜トランジスタのチャネル Cとは、ソース電極 32とドレイン電極 3 3との間の部分のことである。
このような有機薄膜トランジスタの有機半導体層 35としては、半導体特性を示す有 機材料であれば良ぐ例えば、低分子系材料では、フタロシアニン系誘導体、ナフタ ロシアニン系誘導体、ァゾ化合物系誘導体、ペリレン系誘導体、インジゴ系誘導体、 キナクリドン系誘導体、アントラキノン類などの多環キノン系誘導体、シァニン系誘導 体、フラーレン類誘導体、あるいはインドール、カルパゾール、ォキサゾール、イソォ キサゾール、チアゾール、イミダゾール、ピラゾール、ォキサジァゾール、ピラゾリン、 チアチアゾール、トリァゾールなどの含窒素環式化合物誘導体、ヒドラジン誘導体、ト リフエ-ルァミン誘導体、トリフエ-ルメタン誘導体、スチルベン類、アントラキノンジフ エノキノン等のキノン化合物誘導体、ベンタセン、アントラセン、ビレン、フエナントレン 、コロネンなどの多環芳香族化合物誘導体などを挙げることができる。また、高分子 系材料では、上述した低分子系化合物の構造がポリエチレン鎖、ポリシロキサン鎖、 ポリエーテル鎖、ポリエステル鎖、ポリアミド鎖、ポリイミド鎖等の高分子の主鎖中に用 いられたもの、あるいは側鎖としてペンダント状に結合したもの、若しくは、ポリパラフ ェ-レン等の芳香族系共役性高分子、ポリアセチレン等の脂肪族系共役性高分子、 ポリピノールやポリチフェン率の複素環式共役性高分子、ポリア-リン類やポリフエ- レンサルファイド等の含へテロ原子共役性高分子、ポリ(フエ-レンビ-レン)やポリ( チヱ二レンビニレン)等の共役性高分子の構成単位が交互に結合した構造を有する 複合型共役系高分子等の炭素系共役系高分子が用いられる。また、ポリシラン類や ジシラ-レンァリレンポリマー類、(ジシラ-レン)エテュレンポリマー類、(ジシラ-レン )ェチ-レンポリマーのようなジシラ-レン炭素系共役系ポリマー構造などのオリゴシ ラン類と炭素系共役性構造が交互に連鎖した高分子類などが用いられる。他にもリン 系、窒素系などの無機元素からなる高分子鎖でもよぐさらにフタロシアナートポリシ ロキサンのような高分子鎖の芳香族系配位子が配位した高分子類、ペリレンテトラ力 ルボン酸のようなペリレン類を熱処理して縮環させた高分子類、ポリアクリロニトリルな どのシァノ基を有するポリエチレン誘導体を熱処理して得られるラダー型高分子類、 さらにべ口ブスカイト類に有機化合物がインター力レートした複合材料を用いてもよ
[0026] また、有機薄膜トランジスタのソース電極 32およびドレイン電極 33としても、特に限 定されることはなく充分な導電性があれば、いかなる材料をも用いることができる。例 えば、 Pt、 Au、 Cr、 W、 Ru、 Ir、 Sc、 Ti、 V、 Mn、 Fe、 Co、 Niゝ Zn、 Ga、 Y、 Zr、 Nb 、 Mo、 Tc、 Rh、 Pd、 Ag、 Cd、 Ln、 Sn、 Ta、 Re、 Os、 Tl、 Pb、 La、 Ce、 Pr、 Nd、 P m、 Sm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、 Yb、 Lu、などの金属単体、若しくはこれ らの金属の積層体、さらにはこれらの金属の化合物でもよい。また ITO (Indium— Ti n Oxide)や IZO (Indium— Zinc Oxide)のような金属酸化物、ポリア-リン類、ポリ チォフェン類、ポリピロール類などの共役性高分子化合物を含む有機導電材料でも よい。
[0027] また、有機薄膜トランジスタのゲート電極 30およびゲート絶縁膜 31としては、ゲート 電極 30として Taを用い、これを陽極酸ィ匕することによって、ゲート絶縁膜 31としての Ta Oを形成することが一例として挙げられる力 これに限定されることはない。ゲー
2 5
ト電極 30の材料としては、陽極酸ィ匕が可能な金属であれば ヽかなる金属であっても よぐ例えば、 Al、 Mg、 Ti、 Nb、 Zr、等の単体、もしくはこれらの金属の合金を挙げる ことができ、また、これらを陽極酸ィ匕することによって、ゲート絶縁膜 31とすることがで きる。また、ゲート電極の陽極酸ィ匕によりゲート絶縁膜を形成しない場合には、ゲート 電極 30は、前記ソース電極 32やドレイン電極 33と同一の材料を用いることができる。 また、この場合のゲート絶縁膜 31としては、 LiO、 LiN、 NaO、 KO、 RbO、 NaO 、 CsO、 BeO、 MgO、 MgN、 CaO、 CaN、 SrO、 BaO、 ScO、 YO、 YN、 L aO、 LaN、 CeO、 PrO、 NbO、 SmO、 EuO、 GdO、 TbO、 DyO、 HoO、 E rO、 TmO、 YbO、 LuO、 TiO、 TiN、 ZrO、 ZrN、 HfO、 ThO、 VO、 VN、 NbO、 TaO、 TaN、 CrO、 MoO、 MoN、 WO、 WN、 MnO、 ReO、 FeO、 FeN、 RuO、 OsO、 CoO、 RhO、 IrO、 NiO、 PdO、 PtO、 CuO、 CuN、 A gO、 AuO、 ZnO、 CdO、 HgO、 BO、 BN、 AIO、 A1N、 GaO、 GaN、 InO 、 SiN、 GeO、 SnO、 PbO、 PO、 PN、 AsO、 SbO、 SeO、 TeO、等の金属 酸化物でも、 LiAlO、 Li SiO、 Li TiO、 Na Al O 、 NaFeO、 Na SiO、 K Si
2 2 3 2 3 2 22 34 2 4 4 2 O、 K TiO、 K WO、 Rb CrO、 Cs CrO、 MgAl O、 MgFe O、 MgTiO、 Ca
3 2 3 3 4 2 4 2 4 2 4 2 4 3
TiO、 CaWO、 CaZrO、 SrFe O 、 SrTiO、 SrZrO、 BaAl O、 BaFe O 、
3 4 3 12 19 3 3 2 4 12 19
BaTiO、 YA1 O 、 YFe O 、 LaFeO、 LaFe O 、: La Ti O、 CeSnO、 CeTi
3 15 12 5 12 3 5 12 2 2 7 4
O、 Sm Fe O 、 EuFeO、 Eu Fe O 、 GdFeO、 Gd Fe O 、 DyFeO、 Dy Fe
4 3 5 12 3 3 5 12 3 3 5 12 3 3
O 、 HoFeO、 Ho Fe O 、 ErFeO、 Er Fe O 、 Tm Fe O 、 LuFeO、 Lu F
5 12 3 3 5 12 3 3 5 12 3 6 12 3 3 e O 、 NiTiO、 Al TiO、 FeTiO、 BaZrO、 LiZrO、 MgZrO、 HfTiO、 NH
5 12 3 2 3 3 3 3 3 4 4
VO、 AgVO、 LiVO、 BaNb O、 NaNbO、 SrNb O、 KTaO、 NaTaO、 SrT
3 3 3 2 6 3 2 6 3 3 a O、 CuCr O、 AgCrO、 BaCrO、 K MoO、 Na MoO、 NiMoO、 BaWO、
2 6 2 4 4 4 2 4 2 4 4 4
Na WO、 SrWO、 MnCr O、 MnFe O、 MnTiO、 MnWO、 CoFe O、 ZnFe
2 4 4 2 4 2 4 3 4 2 4
O、 FeWO、 CoMoO、 CuTiO、 CuWO、 Ag MoO、 Ag WO、 ZnAl O、 Z
2 4 4 4 3 4 2 4 2 4 2 4 nMoO、 ZnWO、 CdSnO、 CdTiO、 CdMoO、 CdWO、 NaAlO、 MgAl O
4 4 3 3 4 4 2 2 4
、 SrAl O、 Gd Ga O 、 InFeO、 Mgln O、 Al TiO、 FeTiO、 MgTiO、 Na S
2 4 3 5 12 3 2 4 2 5 3 3 2 iO、 CaSiO、 ZrSiO、 K GeO、 Li GeO、: Bi Sn O、 MgSnO、 Na TeO、な
3 3 4 2 3 2 3 2 3 9 3 2 4 どの金属複合酸化物でも、 FeS、 Al S、 MgS、 ZnSなどの硫化物、 LiF、 MgF、 S
2 3 2 mFなどのフッ化物、 HgCl、 FeCl、 CrClなどの塩化物、 AgBr、 CuBr、 MnBrな
3 2 3 2 どの臭化物、 Pbl、 Cul、 Felなどの溶化物、または、 SiAlONなどの金属酸化窒化
2 2
物でも、用いることができる。またポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアタリレート、 エポキシ榭脂、フエノール榭脂、ポリビュルアルコールなどのポリマー材料をゲート絶 縁膜とすることも有効である。
このような各材料を用いて有機薄膜トランジスタを製造する方法についても、本願は 特に限定することはなぐ従来公知の方法を用いることができる。例えば、洗浄したガ ラス基板 15上に、ゲート電極 30およびストレージキャパシタンス 14用の Ta膜を成膜 し、 RIE装置にてドライエッチングを行い、所望の配線パターンを形成する。この際、 2つの有機薄膜トランジスタ、つまり、スイッチング有機薄膜トランジスタ 12とドライビン グ有機薄膜トランジスタ 13、それぞれのゲート電極 30の向きを平行にして、各トラン ジスタのチャネルの方向が平行となるように配線パターンをデザインする。その後、 T a配線膜に陽極酸ィ匕を行うことにより Taの表面を Ta O膜で覆い、これをゲート絶縁
2 5
膜 31とすることができる。さらに、その後、ソース電極 32およびドレイン電極 33用の C r膜、 Au膜をパターンユングし、ディップコート法で、へキサメチルジシラザン膜 34を ゲート絶縁膜 31上に設けることにより、図 2に示す有機薄膜トランジスタを形成するこ とがでさる。
[0029] また、上述してきた材料により形成された有機薄膜トランジスタについては、そのチ ャネル部分、つまり、図 3に示す有機薄膜トランジスタにおいては、へキサメチルジシ ラザン膜 34上をラビング処理することが好ま 、。
[0030] このラビング処理とは、布、例えば、フェルトやブラシ等で同一方向に膜表面を擦る 処理であり、配向処理とも呼ばれている。この処理を行うことにより、有機半導体への 配向性が向上し、有機薄膜トランジスタの電荷移動度を高くすることができる。なお、 擦る方向にっ 、ては、チャネル部分の材質により任意に決定すればょ 、。
[0031] なお、本願の発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は 、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な 構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術 的範囲に包含される。
[0032] 例えば、上記の説明においては、基板 15としてガラス基板を用いた力 これに限定 されることはなく、ポリエーテルスルホン(Polyethersulfone: PES)やポリカーボネート ( polycarbonate: PC)などのプラスチック基板や、ガラスとプラスチックの積層基板でも よぐまた、基板表面にアルカリバリア膜や、バスノ リア膜がコートされていてもよい。
[0033] さらに薄膜トランジスタとして有機薄膜トランジスタを用い、また表示部として有機 EL 表示素子を用いる場合には、これらを水分力も保護するために、サブピクセル全体を 封止することが好ま Uヽ(図示せず)。この封止の方法にっ 、ても本願は特に限定す ることはなく、例えば、封止缶を用いてもよぐまた無機系やポリマー系による榭脂膜 によって封止してもよい。
実施例
[0034] (実施例 1)
本願のサブピクセルの実施例として、図 1に示すようなサブピクセルを製造した。な お、サブピクセルを構成する 2つのトランジスタとしては有機薄膜トランジスタを用い、 図 1に示すように、それぞれのチャネルが平行となるように配置した。また、その製造 方法は上記で説明した通りである。また、 2つの有機薄膜トランジスタのチャネルには 上記で説明したラビング処理を 1回のみ施した。また、製造したサブピクセルの寸法 は、サブピクセル 10の 1辺の長さ: lmm、スイッチング有機薄膜トランジスタ 12の幅: 400 μ m、ドライビング有機薄膜トランジスタ 13の幅: 700 μ m、チャネル Cの距離(電 極間の距離): 10 m、である。
[0035] (比較例 1)
図 4は、比較例 1のサブピクセルの正面図である。
[0036] 比較例として、図 4にしめすようなサブピクセル、つまり、サブピクセルを構成する 2 つのトランジスタ力 直交するように配置されているサブピクセルを製造した。なお、こ の比較例において用いられた 2つのトランジスタそれぞれについては、上記実施例 1 と同一の材料を用い、同一の方法で製造した。また、ラビング処理としては、図 4の下 から上の方向(矢印参照)で、つまり、図 4に示すトランジスタ 42のチャネルに沿って、 1回ラビング処理を施した。
[0037] (結果)
前記実施例 1、および比較例 1それぞれのサブピクセルのトランジスタの電荷移動 度を測定したところ、実施例 1のサブピクセルのトランジスタは、それぞれ電荷移動度 が 0. 23cm Vs, 0. 21cm2/Vsであるのに対し、比較例 1のサブピクセルのトラン ジスタは、チャネルに沿ってラビング処理されたトランジスタ 42は電荷移動度が 0. 21 cm2/Vsであったものの、もう一方のトランジスタ 43は、 0. 05cm2/Vsであった。
[0038] また、実施例 1と比較例 1のサブピクセルはその全体の大きさは同一であるにもかか わらず、その表示部 11、 41を比べると、実施例 1のサブピクセルの方が大きくなつて 、ることが分力る。
[0039] 以上の結果より、本願のサブピクセルによれば、薄膜トランジスタとして、有機薄膜ト ランジスタゃアモルファス Si薄膜トランジスタを用いた場合であっても、表示部の大き さを確保することができ、また、複数の薄膜トランジスタがそれぞれのチャネルが平行 となるように配置されているので、 1回のラビング処理のみで複数の薄膜トランジスタ を一度にラビング処理することができ、それぞれの電荷移動度を向上せしめることが できる。 一方、比較例 1からも明らかなように、複数の薄膜トランジスタをそのチャネルが平 行になるように配置しないと、その分だけ表示部が小さくなつてしまい、また、一回の ラビング処理では、当該ラビング処理の方向に沿って形成されて 、るチャネルしか処 理できな 、ので、サブピクセルを構成する複数の薄膜トランジスタの全てを均一にラ ビング処理することができな!/、。

Claims

請求の範囲
[1] カラーディスプレイの画面を構成するピクセルを構成するサブピクセルであって、 このサブピクセルは、一の表示部と、当該表示部を駆動するための複数の薄膜トラ ンジスタと、を備え、かつ、前記複数の薄膜トランジスタは、それぞれのチャネルが平 行となるように配置されて 、ることを特徴とするサブピクセル。
[2] 前記複数の薄膜トランジスタのうちの少なくとも 1つの薄膜トランジスタのチャネルの 幅力 サブピクセルの一辺の長さを 1とした場合に 0. 4以上であることを特徴とする請 求項 1に記載のサブピクセル。
[3] 前記薄膜トランジスタが、有機薄膜トランジスタまたはアモルファス Si薄膜トランジス タであることを特徴とする請求項 1または 2に記載のサブピクセル。
[4] 前記表示部が、有機 EL素子であることを特徴とする、請求項 1から 3の何れか一の 請求項に記載のサブピクセル。
[5] 前記複数の薄膜トランジスタのチャネル力^ビング処理されて 、ることを特徴とする 請求項 1から 4の何れか一の請求項に記載のサブピクセル。
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