特許 7591196 ディスプレイ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-20

(45)【発行日】2024-11-28

(54)【発明の名称】ディスプレイ

(51)【国際特許分類】

   H10K 50/30 20230101AFI20241121BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20241121BHJP

   H10K 50/10 20230101ALI20241121BHJP

   H10K 59/12 20230101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

H10K50/30

G09F9/30 338

G09F9/30 365

H10K50/10

H10K59/12

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021002734

(22)【出願日】2021-01-12

(65)【公開番号】P2021124723

(43)【公開日】2021-08-30

【審査請求日】2023-06-13

(31)【優先権主張番号】P 2020019527

(32)【優先日】2020-02-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004178

【氏名又は名称】ＪＳＲ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】勝井 宏充

【審査官】岩井 好子

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２４０８４２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００７４４２３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００６／０２０２９３４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１４－５０５３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／０４２５６７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－１４８０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００７／０８６５６１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ１０Ｋ ５０／３０

Ｇ０９Ｆ ９／３０

Ｈ１０Ｋ ５０／１０

Ｈ１０Ｋ ５９／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一方向と前記第一方向とは直交する第二方向にアレイ状に配置された複数の縦型有機発光トランジスタと、
複数の前記縦型有機発光トランジスタのゲート電極に接続され、前記縦型有機発光トランジスタのソース電極に供給される電流を制御するための電圧を印加するデータラインと、
それぞれの前記縦型有機発光トランジスタのゲート電極と前記データラインの間に接続され、前記縦型有機発光トランジスタのゲート電極と前記データラインとの間のオン状態とオフ状態とを切り替える薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタのゲート電極に接続され、前記薄膜トランジスタのオン状態とオフ状態とを切り替えるための電圧を印加するゲートラインとを備え、
前記複数の縦型有機発光トランジスタのうち、少なくとも二つの隣接する前記縦型有機発光トランジスタのソース電極が一体的に形成されていることを特徴とするディスプレイ。

【請求項2】

前記第一方向に配線され、前記第一方向に配列されている複数の前記縦型有機発光トランジスタのソース電極に対して電流を供給する複数の電流供給ラインを備えることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。

【請求項3】

前記第二方向に配線され、前記複数の電流供給ラインのうち、少なくとも二つの前記電流供給ラインを接続する、少なくとも一つの補助ラインを備えることを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ。

【請求項4】

前記補助ラインは、前記縦型有機発光トランジスタのソース電極よりも基板側に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のディスプレイ。

【請求項5】

前記補助ラインの少なくとも一部は、前記ゲートラインと同じ材料からなり、前記ゲートラインと同じ層に形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のディスプレイ。

【請求項6】

前記補助ラインの少なくとも一部は、前記縦型有機発光トランジスタの前記ゲート電極を構成する材料と同じ材料からなり、前記縦型有機発光トランジスタの前記ゲート電極と同じ層に形成されていることを特徴とする請求項３～５のいずれか一項に記載のディスプレイ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ディスプレイに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、有機半導体素子を光源素子の実用化が進み、有機半導体素子を光源素子としたディスプレイが市販されるようになっている。そして、有機半導体素子を光源素子としたディスプレイの開発においては、今もなお、さらなる性能向上に向けて、高輝度化、高精細化、低消費電力化、長寿命化といった検討が継続して行われている。

【0003】

従来の、有機半導体素子を発光素子としたディスプレイの画素は、有機発光ダイオード（「ＯＬＥＤ」とも称される。）と有機発光ダイオードに流す電流の制御を行うトランジスタで構成される。有機発光ダイオードは、アノード電極とカソード電極の間に挟まれた有機ＥＬ層に、基板上に形成された薄膜トランジスタ（「ＴＦＴ」とも称される。）から入力される電流に応じて発光するデバイスである。

【0004】

ところが、当該構成に対して下記特許文献１には、制御素子の数を減らし、発光面積を大きくして高輝度化させるための素子として、ゲート電極に印加する電圧を制御することで、流れる電流を調整するトランジスタであって、かつ、当該トランジスタ自体に流れる電流量に応じて発光する縦型有機発光トランジスタ（「ＶＯＬＥＴ」とも称される。）が記載されている。また、下記特許文献２は、縦型有機発光トランジスタを用いたディスプレイが記載されており、ディスプレイの大幅な高輝度化が期待されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】国際公開第２００９／０３６０７１号

【文献】特表２０１４－５０５３２４号公報

【文献】特開２０１８－１９７８６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

さらに、近年では、ディスプレイは、家庭用のテレビやパソコン用のディスプレイにとどまらず、駅構内の広告や、イベント会場の背景等、その使用用途は多様化している。これにより、現在ディスプレイの開発においては、上述の性能向上と共に、大型化も一つの大きな課題となっている。

【0007】

有機半導体を用いたディスプレイは、表示部には、画素を形成する有機発光ダイオードや薄膜トランジスタ等が配置され、当該表示部の外縁部に、これらを駆動するドライバが配置される。このような構成は、現在もなお、一般的な構成として多くのディスプレイで採用されている。

【0008】

この構成によれば、ディスプレイが大型化すると、表示部全体にわたって各素子を制御や駆動するために、外縁部に配置された各ドライバからの距離が長くなる。そうすると、ドライバと各素子を接続する配線が長くなり、ドライバと素子の間の配線の抵抗値が大きくなってしまう。配線の抵抗値が大きくなると、例えば、流れる電流による電圧降下（「ＩＲ－Ｄｒｏｐ」とも称される。）や、信号の遅延や劣化を引き起こす要因となる。

【0009】

特に、発光素子に電流を供給するための電流供給ラインは、この影響が大きくなると、電流供給部から各発光素子に電流を流すために同じ電圧が印加された場合であっても、電流供給部から離れるにつれて、配線の抵抗値と流れる電流に応じて電圧が降下してしまう。そうすると、画像データの表示に必要な電流値に対して実際に供給される電流量が低下してしまう。そして、この影響が顕著になると、輝度が徐々に低下していることを人が視認できるほどの表示不良が生じてしまう。さらに、電流供給ラインは、多くの場合、一列に配列された発光素子群で共有される構成であるため、電流供給ラインの配線の抵抗値にバラつきが生じると各ラインに輝度の差異が生じ、ライン状の表示不良が発生してしまう。

【0010】

上記課題を対策する方法として、上記特許文献３に記載されているような、各画素の発光輝度を検出し、データラインに電圧降下分を考慮した電圧を印加するという方法を電流供給ラインに適用することが考えられる。しかし、複雑な回路の追加となれば、発光領域を大幅に圧迫して高輝度化を阻害してしまう。さらには、素子が増えてしまうことから故障や不具合が発生しやすくなるおそれがある。

【0011】

また、ドライバを配置している外縁部の利用や外部機器の追加等も考えられるが、外縁部の大型化や外部機器の追加は、様々な使用用途が求められているにも関わらず、ディスプレイの使用態様や配置場所を制限させてしまうことになる。

【0012】

さらに、フィードバック等による制御で、変動分を想定した電圧値を印加する場合、算出方法に誤差が生じてしまう場合も考えられ、輝度の変化が表示不良として視認できないように補正されない可能性が少なからずある。したがって、表示不良の対策は、輝度の変化を補正する対策よりも、デバイスの構造としての対策である方が望ましい。

【0013】

ここで、本発明者は、縦型有機発光トランジスタによるディスプレイを検討したところ、縦型有機発光トランジスタには、さらに、次のような課題があることも見出した。縦型有機発光トランジスタは、電界効果トランジスタと同様に、ソース電極、ゲート電極及びドレイン電極を備える構成である。

【0014】

しかし、薄膜トランジスタ等の電界効果トランジスタとは異なり、縦型有機発光トランジスタは、ソース電極とドレイン電極の間にＥＬ素子及び有機半導体層が設けられている。これらの材料の特性により、縦型有機発光トランジスタは、薄膜トランジスタ等の電界効果トランジスタに比べて、ソース電極（アノード電極）とドレイン電極（カソード電極）の間に流れる電流が、当該電極間に印加されている電圧の影響を受けやすいという特徴がある。つまり、従来の有機発光ダイオードと薄膜トランジスタの構成よりも電流供給ラインの電圧降下の影響が大きく、上述したような表示不良がより表れやすい。

【0015】

そこで、本発明は、上記課題に鑑み、デバイス構造の工夫によって、電流供給ラインの電圧降下に起因した表示不良を抑制し、表示品質が向上されたディスプレイ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】

【0016】

本発明のディスプレイは、
第一方向と前記第一方向とは直交する第二方向にアレイ状に配置された複数の縦型有機発光トランジスタと、
複数の前記縦型有機発光トランジスタのゲート電極に接続され、前記縦型有機発光トランジスタのソース電極に供給される電流を制御するための電圧を印加するデータラインと、
それぞれの前記縦型有機発光トランジスタのゲート電極と前記データラインの間に接続され、前記縦型有機発光トランジスタのゲート電極と前記データラインとの間のオン状態とオフ状態とを切り替える薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタのゲート電極に接続され、前記薄膜トランジスタのオン状態とオフ状態とを切り替えるための電圧を印加するゲートラインと、
前記第一方向に配線され、前記第一方向に配列されている複数の前記縦型有機発光トランジスタのソース電極に対して電流を供給する複数の電流供給ラインと、
前記第二方向に配線され、前記複数の電流供給ラインのうち、少なくとも二つの前記電流供給ラインを接続する、少なくとも一つの補助ラインとを備えることを特徴とする。

【0017】

縦型有機発光トランジスタに電流を供給するための電流供給ラインは、第一方向に配線されており、第一方向に配置された複数の有機発光トランジスタで共有され、第二方向に複数配置されている。そして、各電流供給ラインのうちの、少なくとも二つは、第二方向に配線された補助ラインによって接続されている。

【0018】

補助ラインは、二つ以上の電流供給ラインを接続していればよく、いくつ形成されていても構わない。また、補助ラインで接続される電流供給ラインは、近くに配置された電流供給ライン同士を接続することが好ましいが、必ずしも隣り合う電流供給ライン同士を接続するものでなくても構わない。

【0019】

上記構成とすることで、一つの電流供給ラインで局所的に大きな電圧降下が生じてしまう場合であっても、補助ラインによって接続されている他の電流供給ラインの電圧が印加され、電流供給ライン同士の電圧が均一化されて局所的な電圧降下が抑制される。これにより、周囲の画素に対して極端に輝度が低い画素の領域やラインが視認されづらくなり、表示品質が大幅に向上される。

【0020】

さらに、上記の構成は、補助ラインによって、電流供給ラインが第二方向にも接続されることで、電流供給ラインごとの電圧降下ではなく、画面全体にわたって電圧降下が発生し、グラデーション状に輝度の低下が発生する。そのため、上述したような電圧降下分を考慮した電圧を印加する構成であっても、電圧の補正は、電流供給ラインごとに補正するのではなく、グラデーション状の補正処理のような、画面全体の輝度の傾向に対応して二次元的に一括して調整することができる。したがって、電流供給ライン１２ごとの複雑な計算による輝度補正は不要になり、さらに、算出方法に誤差が生じた場合でも、画面全体にわたって補正が行われるため、局所的な表示不良は起こらず、表示不良として視認されにくくなる。

【0021】

上記ディスプレイにおいて、
前記補助ラインは、前記縦型有機発光トランジスタのソース電極よりも基板側に形成されていても構わない。

【0022】

有機発光ダイオードを用いたディスプレイの画素構成は、最小限の構成として、基板から離れる方向に向かって上層であるとして、下層に二つの薄膜トランジスタを形成し、上層に有機発光ダイオードを形成する。これに対して、縦型有機発光トランジスタを用いたディスプレイの画素構成は、最小限の構成として、下層に一つの薄膜トランジスタを形成し、上層に縦型有機発光トランジスタを形成する。したがって、下層に不要となった薄膜トランジスタ一つ分の領域が活用できることになる。そこで、当該領域を配線領域とすれば、従来の画素構成に対して輝度を維持あるいは輝度を向上させると共に、補助ラインを構成することができる。

【0023】

上記ディスプレイにおいて、
前記補助ラインの少なくとも一部は、前記ゲートラインと同じ材料からなり、前記ゲートラインと同じ層に形成されていても構わない。

【0024】

薄膜トランジスタのゲート電極は、薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極に対して下層に形成される。このため、多くの場合、薄膜トランジスタのゲート電極に接続されるゲートラインは、基板に最も近い最下層で配線され、有機発光ダイオードや、縦型有機発光トランジスタ等の発光デバイスに接続されるデータラインや電源ラインは、発光デバイスに接続しやすいように、ゲートラインよりも上層に配線される。つまり、ゲートラインが配線される層は、他の層と比較すると配線に活用しやすい。

【0025】

また、縦型有機発光トランジスタを用いたディスプレイは、有機発光ダイオードを用いたディスプレイによりも、薄膜トランジスタが一つ少ないため、薄膜トランジスタが不要となった領域を活用することができ発光領域の減少を最小限に抑え、輝度を大幅に落とすことなく補助ラインを形成することができる。

【0026】

また、ゲートラインを構成する材料は、薄膜トランジスタを高速に制御するための電圧印加用の配線であり、他の層の材料と比較しても抵抗値の低い材料で形成されている。そのため、ゲートラインと同じ材料で補助ラインを構成することで、補助ラインで接続された電流供給ライン同士の間で、補助ラインの抵抗値の影響が小さくなるように構成でき、より、電流供給ライン同士の電圧を均一化させることができる。

【0027】

上記ディスプレイにおいて、
前記補助ラインの少なくとも一部は、前記縦型有機発光トランジスタの前記ゲート電極を構成する材料と同じ材料からなり、前記縦型有機発光トランジスタの前記ゲート電極と同じ層に形成されていても構わない。

【0028】

上記構成とすることで、例えば、縦型有機発光トランジスタよりも下層において、複雑な制御回路を構成する必要があり、配線領域の確保が困難であった場合においても、補助ラインを形成することができる。また、上述したゲートラインと同じ層に形成された補助ラインと並列して、当該補助ラインの上層に並走して形成することもできるため、より電流供給ライン同士の電圧を均一化させることができる。

【0029】

本発明のディスプレイは、
第一方向と前記第一方向とは直交する第二方向にアレイ状に配置された複数の縦型有機発光トランジスタと、
複数の前記縦型有機発光トランジスタのゲート電極に接続され、前記縦型有機発光トランジスタのソース電極に供給される電流を制御するための電圧を印加するデータラインと、
それぞれの前記縦型有機発光トランジスタのゲート電極と前記データラインの間に接続され、前記縦型有機発光トランジスタのゲート電極と前記データラインとの間のオン状態とオフ状態とを切り替える薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタのゲート電極に接続され、前記薄膜トランジスタのオン状態とオフ状態とを切り替えるための電圧を印加するゲートラインとを備え、
前記複数の縦型有機発光トランジスタのうち、少なくとも二つの隣接する前記縦型有機発光トランジスタのソース電極が一体的に形成されていることを特徴とする。

【0030】

上記構成とすることで、縦型有機発光トランジスタのソース電極は、隣接する縦型有機発光トランジスタのソース電極と直接連結されるため、それぞれの縦型有機発光トランジスタのソース電極に印加される電圧値に大きな差が生じない。

【0031】

また、上記構成とすることで、大きい面積範囲で縦型有機発光トランジスタのソース電極を形成することができるため、高精度なパターニングが要求されなくなる。したがって、例えば、印刷法の一つであるインクジェット・スクリーン印刷のような、より簡易なパターニングによって、縦型有機発光トランジスタのソース電極を形成することができる。これにより縦型有機発光トランジスタのソース電極の形成・パターニングによる製造工程の増加、プロセスコストの上昇を抑えることができる。

【0032】

さらに、縦型有機発光トランジスタのソース電極が連結されることで、連結先の周囲の画素と相互に電流を融通しあう事ができるため、一部のコンタクトホールの形成が不要となる。したがって、コンタクトホールの形成方法を簡略化する事ができるためプロセスコストの上昇を抑える事ができ、さらに、コンタクト不良によるパネルの製造歩留まりの低下を抑える事ができる。

【0033】

上記ディスプレイにおいて、
前記第一方向に配線され、前記第一方向に配列されている複数の前記縦型有機発光トランジスタのソース電極に対して電流を供給する複数の電流供給ラインを備えていても構わない。

【0034】

上記ディスプレイは、ソース電極が複数の縦型有機発光トランジスタの間で一体的に形成されているため、縦型有機発光トランジスタに供給される電流は、ソース電極を介して供給されるが、電流供給ラインを併せて構成することで、各縦型有機発光トランジスタのソース電極間の抵抗値がより小さくなり、各縦型有機発光トランジスタのソース電極の電圧がより均一化される。

【0035】

上記ディスプレイにおいて、
前記第二方向に配線され、前記複数の電流供給ラインのうち、少なくとも二つの前記電流供給ラインを接続する、少なくとも一つの補助ラインを備えていても構わない。

【0036】

上記ディスプレイにおいて、
前記補助ラインは、前記縦型有機発光トランジスタのソース電極よりも基板側に形成されていても構わない。

【0037】

上記ディスプレイにおいて、
前記補助ラインの少なくとも一部は、前記ゲートラインと同じ材料からなり、前記ゲートラインと同じ層に形成されていても構わない。

【0038】

上記ディスプレイにおいて、
前記補助ラインの少なくとも一部は、前記縦型有機発光トランジスタの前記ゲート電極を構成する材料と同じ材料からなり、前記縦型有機発光トランジスタの前記ゲート電極と同じ層に形成されていても構わない。

【0039】

上記の各構成によれば、各縦型有機発光トランジスタのソース電極間の抵抗値がより小さくなり、縦型有機発光トランジスタのソース電極の電圧がより均一化される。

【発明の効果】

【0040】

本発明によれば、デバイス構造の工夫によって、電流供給ラインの電圧降下に起因した表示不良を抑制し、表示品質が向上されたディスプレイが実現される。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】ディスプレイの一実施形態の一部の模式的な構成図である。

【図2】図１のディスプレイの領域Ａ１における発光部の回路図である

【図3】発光部とその周辺の一実施形態の模式的な素子構成の上面図である。

【図4】図３のＡ－Ａ´断面図である。

【図5】図３のＢ－Ｂ´断面図である。

【図6】発光部とその周辺の一実施形態の模式的な素子構成の上面図である。

【図7】図６のＡ－Ａ´断面図である。

【図8】図６のＢ－Ｂ´断面図である。

【図9】発光部とその周辺の一実施形態の模式的な素子構成の上面図である。

【図10】図９のＡ－Ａ´断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0042】

以下、本発明のディスプレイの構成について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図面は、いずれも模式的に図示されたものであり、図面上の寸法比や個数は、実際の寸法比や個数と必ずしも一致していない。

【0043】

［第一実施形態］
図１は、ディスプレイ１の一実施形態の一部の模式的な構成図である。図１に示すように、本実施形態のディスプレイ１は、アレイ状に配列された縦型有機発光トランジスタを含む発光部１０と、縦型有機発光トランジスタのゲート電極に電圧を印加するデータライン１１と、縦型有機発光トランジスタのソース電極に電流を供給する電流供給ライン１２と、薄膜トランジスタを制御する電圧を印加するゲートライン１３と、電流供給ライン１２を接続する補助ライン１４を備える。

【0044】

また、ディスプレイ１は、外縁部において、データライン１１に縦型有機発光トランジスタのゲート電極に表示する画像データに応じた電圧を印加するソースドライバ１５ａと、電流供給ライン１２に電流を供給し、縦型有機発光トランジスタのソース電極に電流を供給する電流供給部１５ｂ、ゲートライン１３に薄膜トランジスタの制御信号を出力するゲートドライバ１５ｃを備える。

【0045】

図２は、図１のディスプレイ１の領域Ａ１における発光部１０の詳細回路図である。図２に示すように、発光部１０は、縦型有機発光トランジスタ２０と、縦型有機発光トランジスタ２０のゲート電極への電圧印加を制御する薄膜トランジスタ２１と、縦型有機発光トランジスタ２０のソース電極とゲート電極の間に接続されるコンデンサ２３を備える。なお、図１及び図２の説明においては、電流供給ライン１２が配線されている方向をＸ方向（第一方向）、補助ライン１４が配線されている方向をＹ方向（第二方向）として説明する。

【0046】

データライン１１は、表示する画像に応じて、縦型有機発光トランジスタ２０の発光輝度を調整するために、ソースドライバ１５ａから出力された電圧を、薄膜トランジスタ２１を介して縦型有機発光トランジスタ２０のゲート電極に印加する配線である。本実施形態においては、データライン１１は、Ｘ方向に形成されているが、Ｙ方向に形成されていても構わない。

【0047】

電流供給ライン１２は、Ｘ方向に配列されている複数の縦型有機発光トランジスタ２０に接続されるように形成されている。それぞれの電流供給ライン１２は、Ｘ方向に配列された複数の縦型有機発光トランジスタ２０のソース電極に電流供給部１５ｂから出力された電流を供給する。

【0048】

ゲートライン１３は、薄膜トランジスタ２１のゲート電極に接続され、ゲートドライバ１５ｃから出力された制御用の電圧を薄膜トランジスタ２１のゲート電極に印加し、薄膜トランジスタ２１のオン状態とオフ状態とを切り替えることで、縦型有機発光トランジスタ２０のゲート電極とデータライン１１との通電を制御する。本実施形態においては、ゲートライン１３は、Ｙ方向に形成されているが、Ｘ方向に形成されていても構わない。

【0049】

補助ライン１４は、Ｘ方向に配列されている発光部１０間において、Ｙ方向に配線されている。なお、補助ライン１４は、Ｘ方向に配列されている全ての発光部１０間に形成されていなくても構わない。本実施形態においては、電流供給ライン１２がＸ方向、補助ライン１４がＹ方向に形成されているが、電流供給ライン１２がＹ方向、補助ライン１４がＸ方向に形成されていても構わない。

【0050】

コンデンサ２３は、薄膜トランジスタ２１がオフ状態である間、表示している画像を所定の時間維持するために配置されている、縦型有機発光トランジスタ２０のゲート電極とソース電極との間の電圧保持用素子である。

【0051】

次に、基板上に形成されるそれぞれの素子の構造について説明する。図３は、発光部１０とその周辺の一実施形態の模式的な素子構成の上面図である。図４は、図３のＡ－Ａ´断面図である。図３及び図４が示すように、縦型有機発光トランジスタ２０、薄膜トランジスタ２１は、データライン１１、電流供給ライン１２とゲートライン１３によって区分けされた領域に形成される。

【0052】

図５は、図３のＢ－Ｂ´断面図である。図３及び図５が示すように、補助ライン１４は、薄膜トランジスタ２１のゲート電極層２１ｇに接続されているゲートライン１３と同じ層において、ゲートライン１３と同じ材料で形成されている。以下、ゲートライン１３と同じ層に、同じ材料で構成されている補助ライン１４は、配線層補助ライン１４ａとして説明するが、補助ライン１４は、ゲートライン１３とは異なる層に、ゲートライン１３とは異なる材料で形成されていても構わない。

【0053】

基板３０は、光に対して透過性を備え、縦型有機発光トランジスタ２０から放射された光を外部に出射する。具体的な材料については後述する。

【0054】

なお、以下の説明において、データライン１１と電流供給ライン１２が配線される方向をＸ方向、ゲートライン１３が配線される方向をＹ方向、これらと直交する方向をＺ方向、そして、基板３０から離れる方向（＋Ｚ方向）を上層側として説明する。

【0055】

縦型有機発光トランジスタ２０の構成は、上層からカソード電極に相当するドレイン電極層２０ｄ、有機ＥＬ層２０ｃ、有機半導体層２０ａ、表面層３１の表面にカーボンを含む導電性材料（本実施形態においては、カーボンナノチューブ）を塗布するように構成されたソース電極層２０ｓ、さらにその下層において誘電体で構成されるゲート絶縁膜層２０ｈを介してゲート電極層２０ｇが形成されている。ゲート電極層２０ｇに電圧が印加されると、有機半導体層２０ａとソース電極層２０ｓの間のショットキー障壁が変化し、所定の閾値を超えたところでソース電極層２０ｓから有機半導体層２０ａと有機ＥＬ層２０ｃに対して電流が流れ、縦型有機発光トランジスタ２０が発光する。

【0056】

本実施形態のディスプレイ１は、基板３０は、可視光に対して透過性を有する素材で構成され、ゲート電極層２０ｇとソース電極層２０ｓは、可視光が通過できるような間隙を有するように構成されることで、有機ＥＬ層２０ｃから出射した光が、基板３０を通過して外に出射されることで画像を表示する。このように、基板３０を通過させて光を出射する方式は「ボトムエミッション方式」とも称され、電極間の配線接続がしやすく作製が容易といったメリットを有する。

【0057】

薄膜トランジスタ２１は、酸化物半導体層２１ａを介してソース電極層２１ｓとドレイン電極層２１ｄが接続され、酸化物半導体層２１ａの下層に、絶縁膜層又は誘電体層を介してゲート電極層２１ｇが形成されている。それぞれ、ゲート電極層２１ｇに電圧が印加されると、酸化物半導体層２１ａにチャネルが形成され、ソース電極層２１ｓとドレイン電極層２１ｄが通電する。

【0058】

薄膜トランジスタ２１は、ソース電極層２１ｓがデータライン１１に接続され、ドレイン電極層２１ｄが縦型有機発光トランジスタ２０のゲート電極層２０ｇに接続される。

【0059】

図３に示すように、縦型有機発光トランジスタ２０は、高輝度化のために、で、データライン１１、電流供給ライン１２とゲートライン１３によって区分けされた領域のほぼ全体を埋め尽くすように形成され、薄膜トランジスタ２１は、縦型有機発光トランジスタ２０の発光領域に対して影響が小さいように、区分けされた当該領域の角に、できる限り小さく形成される。

【0060】

第一実施形態では、図３及び図５に示すように、補助ライン１４は、縦型有機発光トランジスタ２０のソース電極層２０ｓよりも－Ｚ側、すなわち、基板３０側に形成されているが、ソース電極層２０ｓよりも＋Ｚ側に形成されていても構わない。

【0061】

図３～図５において、コンデンサ２３は図示されていないが、図３に示すように、本実施形態の縦型有機発光トランジスタ２０は、ソース電極層２０ｓとゲート電極層２０ｇがゲート絶縁膜層２０ｈを介して対向するように配置されことで、寄生素子としてのコンデンサ２３を備えられており、当該コンデンサ２３で電圧維持の機能を果たすこともできる。このような寄生素子のコンデンサ２３では、容量値が足りない場合は、追加で別のコンデンサを形成しても構わない。

【0062】

以下、各層に用いられる材料を例示列挙する。

【0063】

ゲートライン１３及び配線層補助ライン１４ａは、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）及びその組み合わせによる合金等を採用し得る。

【0064】

基板３０は、ガラス材、又はＰＥＴ（Ｐｏｌｙ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＥＮ（Ｐｏｌｙ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリイミドといったプラスチック材等を採用し得る。

【0065】

縦型有機発光トランジスタ２０のドレイン電極層２０ｄは、単層又は多層グラフェン、カーボンナノチューブ、アルミニウム（Ａｌ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化モリブデン（Ｍｏ_XＯ_Y）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を採用し得る。

【0066】

縦型有機発光トランジスタ２０のゲート電極層２０ｇは、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、イットリウム（Ｙ）、スカンジウム（Ｓｃ）、ガリウム（Ｇａ）等の金属でドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃）、二酸化スズ（ＳｎＯ₂）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）等の金属ドープ、非ドープ透明導電性酸化物及びこれらの組み合わせを含む材料、又は、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、プラチナ（Ｐｔ）、カドミウム（Ｃｄ）、ニッケル（Ｎｉ）及びタンタル（Ｔａ）、及びこれらの組み合わせ、さらにはｐ又はｎドープのケイ素（Ｓｉ）やガリウムヒ素（ＧａＡｓ）等を採用し得る。

【0067】

縦型有機発光トランジスタ２０の表面層３１とゲート電極層２０ｇの間のゲート絶縁膜層２０ｈは、酸化ケイ素（ＳｉＯ_X）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ_X）、チタン酸アルミニウム（ＡｌＴｉＯ_X）、ガラス及びパリレンポリマー、ポリスチレン、ポリイミド、ポリビニルフェノール、ポリメチルメタクリレート、フルオロポリマー等の有機化合物等を採用し得る。

【0068】

縦型有機発光トランジスタ２０の有機半導体層２０ａは、ナフタレン、アントラセン、ルブレン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、及びこれらの誘導体のような線形縮合多環芳香族化合物（又はアセン化合物）と、例えば銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）系化合物、アゾ化合物、ペリレン系化合物、及びこれらの誘導体のような顔料と、例えばヒドラゾン化合物、トリフェニルメタン系化合物、ジフェニルメタン系化合物、スチルベン系化合物、アリルビニル化合物、ピラゾリン系化合物、トリフェニルアミン誘導体（ＴＰＤ）、アリルアミン化合物、低分子量アミン誘導体（ａ－ＮＰＤ）、２，２’，７，７’－テトラキス（ジフェニルアミノ）－９，９’－スピロビフルオレン（スピロ－ＴＡＤ）、Ｎ，Ｎ’－ジ（１－ナフチル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－４，４’－ジアモノビフェニル（スピロ－ＮＰＢ）、４，４’、４”－トリス［Ｎ－３－メチルフェニル－Ｎ－フェニルアミノ］トリフェニルアミン（ｍＭＴＤＡＴＡ）、２，２’，７，７’－テトラキス（２，２－ジフェニルビニル）－９，９－スピロビフルオレン（スピロ－ＤＰＶＢｉ）、４，４’－ビス（２，２－ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）、（８－キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（８－キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（４－メチル－８キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｍｑ３）、及びこれらの誘導体のような低分子化合物と、例えば、ポリチオフェン、ポリ（ｐ－フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ビフェニル基含有ポリマー、ジアルコキシ基含有ポリマー、アルコキシフェニルＰＰＶ、フェニルＰＰＶ、フェニル／ジアルコシキＰＰＶコポリマー、ポリ（２－メトキシ－５－（２’－エチルヘキシルオキシ）－１，４－フェニレンビニレン）（ＭＥＨ－ＰＰＶ）、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＳＳ）、ポリ（アニリン）（ＰＡＭ）、ポリ（Ｎ－ビニルカルバゾール）、ポリ（Ｎ－ビニルカルバゾール）、ポリ（ビニルピレン）、ポリ（ビニルアントラセン）、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒドハロゲン化樹脂、及びこれらの変性物のようなポリマー化合物と、例えば、５，５＿－ジパーフルオロヘキシルカルボニル－２，２＿：５＿，２＿：５＿，２＿－クアテルチオフェン（ＤＦＨＣＯ－４Ｔ）、ＤＦＨ－４Ｔ、ＤＦＣＯ－４Ｔ、Ｐ（ＮＤＩ２ＯＤ－Ｔ２）、ＰＤＩ８－ＣＮ２、ＰＤＩＦ－ＣＮ２、Ｆ１６ＣｕＰｃ、及びフラーレン、ナフタレン、ペリレン、並びにオリゴチオフェン誘導体のようなｎ型輸送有機低分子、オリゴマー、若しくはポリマー、さらには、チエノ［３，２－ｂ］チオフェン、ジナフチル［２，３－ｂ：２’，３’－ｆ］チエノ［３，２－ｂ］チオフェン（ＤＮＴＴ）、２－デシル－７－フェニル［１］ベンゾチエノ［３，２－ｂ］［１］ベンゾチオフェン（ＢＴＢＴ）等のチオフェン環を有する芳香族化合物等を採用し得る。

【0069】

ここで、縦型有機発光トランジスタ２０は、エネルギー準位が適合する有機半導体を適切に選定することによって、ＯＬＥＤディスプレイに標準的に用いられる、正孔注入層・正孔輸送層・有機ＥＬ層・電子輸送層・電子注入層などを好適に用いることができる。そして、外部に出射する光の色は、上述の有機ＥＬ層２０ｃを構成する材料を選択することによって赤、緑、青といった色の光を出射するように調整される。また、縦型有機発光トランジスタ２０は、白色光を出射する構成とすることもでき、同じ縦型有機発光トランジスタ２０を用いて、カラーフィルタで所望の色の光を選択して出射するといった構成とすることもできる。

【0070】

表面層３１は、ソース電極層２０ｓ（特に、ＣＮＴ層）の固着を目的としてゲート絶縁膜層２０ｈの上に形成される層である。表面層３１を形成する材料としては、シランカップリング材料、アクリル樹脂等から形成されるバインダー樹脂を含む組成物を塗布することで形成することができる。

【0071】

薄膜トランジスタ２１に構成される酸化物半導体層２１ａは、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系半導体、Ｚｎ－Ｏ系半導体（ＺｎＯ）、Ｉｎ－Ｚｎ－Ｏ系半導体（ＩＺＯ（登録商標））、Ｚｎ－Ｔｉ－Ｏ系半導体（ＺＴＯ）、Ｃｄ－Ｇｅ－Ｏ系半導体、Ｃｄ－Ｐｂ－Ｏ系半導体、ＣｄＯ（酸化カドミウム）、Ｍｇ－Ｚｎ－Ｏ系半導体、Ｉｎ－Ｓｎ－Ｚｎ－Ｏ 系半導体（例えばＩｎ₂Ｏ₃－ＳｎＯ₂－ＺｎＯ）、Ｉｎ－Ｇａ－Ｓｎ－Ｏ系半導体等を採用し得る。

【0072】

本実施形態において、薄膜トランジスタ２１は、酸化物半導体による薄膜トランジスタとしたが、アモルファスシリコンによる薄膜トランジスタであっても構わない。また、ｐ型とｎ型のいずれであっても構わない。さらに、具体的な構成として、スタガード（ｓｔａｇｇｅｒｄ）型、インバーテッド・スタガード（ｉｎｖｅｒｔｅｄ ｓｔａｇｇｅｒｄ）型、コープレーナ（ｃｏｐｌａｎａｒ）型、インバーテッド・コープレーナ（ｉｎｖｅｒｔｅｄ ｃｏｐｌａｎａｒ）型等のいずれの構成をも採用し得る。

【0073】

有機半導体層２０ａと表面層３１との間は、絶縁のためバンク層２４が形成されており、ソース電極層２０ｓがデータライン１１と接続されている箇所においては、接続のために表面層３１とゲート絶縁膜層２０ｈに形成された間隙を埋めるように、バンク層２４が充填されている。

【0074】

なお、縦型有機発光トランジスタ２０としては、上記特許文献１及び２にも記載されている縦型有機発光トランジスタ２０も採用することができ、さらには、上記特許文献３の構成を採用することもできる。

【0075】

上記構成とすることで、電流供給ライン１２は、配線層補助ライン１４ａによって接続され、配線層補助ライン１４ａとの接続部では、接続されている他の電流供給ライン１２の接続部の電圧値が共有される。つまり、電流供給ライン１２の抵抗値のバラつきによって一部に極端な電圧降下が生じたとしても、配線層補助ライン１４ａに接続された他の電流供給ライン１２によって、電圧が持ち上げられることになる。そして、本実施形態のように、電流供給ライン１２と配線層補助ライン１４ａとの接続箇所が多い程、ディスプレイ１は、全体にわたって、電流供給ライン１２の電圧が均一化されることになる。

【0076】

このようにして、配線層補助ライン１４ａで接続されている電流供給ライン１２の電圧が均一化される。したがって、それぞれの電流供給ライン１２において、局所的な電圧降下が生じにくく、表示不良が視認されにくい、表示品質が向上されたディスプレイ１が実現される。

【0077】

［第二実施形態］

【0078】

本発明のディスプレイ１の第二実施形態の構成につき、第一実施形態と異なる箇所を中心に説明する。

【0079】

図６は、発光部１０とその周辺の一実施形態の模式的な素子構成の上面図である。図７は、図６のＡ－Ａ´断面図である。図６のＡ－Ａ´断面図である図７については、第一実施形態である図４と同じ構成である。図８は、図６のＢ－Ｂ´断面図である。図６及び図８に示すように、第二実施形態は、配線層補助ライン１４ａだけでなく、縦型有機発光トランジスタ２０のゲート電極層２０ｇと同じ層に、ゲート電極層２０ｇと同じ材料で構成された電極層補助ライン１４ｂが並列するように構成されている。

【0080】

なお、上記の通り、電極層補助ライン１４ｂは、縦型有機発光トランジスタ２０のゲート電極層２０ｇと同じ層に形成されているため、縦型有機発光トランジスタ２０が形成されている領域には形成できない。したがって、縦型有機発光トランジスタ２０とは異なる領域に形成されることになる。しかし、配線層補助ライン１４ａと電極層補助ライン１４ｂは、異なる層に形成されるため、図６及び図８に示すように、Ｚ方向において重なるように形成することができる。

【0081】

つまり、上記の構成とすることで、発光領域の減少を最小限に抑えつつ、それぞれの補助ライン１４（１４ａ，１４ｂ）の抵抗値を小さくさせることができる。補助ライン１４（１４ａ，１４ｂ）の抵抗値が低いほど、補助ライン１４（１４ａ，１４ｂ）を流れる電流による電圧降下が小さくなるため、各電流供給ライン１２での電圧差を、より小さく抑えることができる。よって、それぞれの電流供給ライン１２において、さらに局所的な電圧降下が生じにくく、より表示品質が向上されたディスプレイ１が実現される。

【0082】

［第三実施形態］
本発明のディスプレイ１の第三実施形態の構成につき、第一実施形態及び第二実施形態と異なる箇所を中心に説明する。

【0083】

上記の説明においては、配線層補助ライン１４ａのみ、及び配線層補助ライン１４ａと電極層補助ライン１４ｂとが両方形成されている構成を説明したが、電極層補助ライン１４ｂのみが形成されていても構わない。

【0084】

［第四実施形態］
本発明のディスプレイ１の第四実施形態の構成につき、第一実施形態、第二実施形態及び第三実施形態と異なる箇所を中心に説明する。

【0085】

図９は、発光部１０とその周辺の一実施形態の模式的な素子構成の上面図である。図１０は、図９のＡ－Ａ´断面図である。図９及び図１０に示すように、第四実施形態は、縦型有機発光トランジスタ２０のソース電極層２０ｓが少なくとも２つ以上の画素の間で一体的に形成されており、実質的に電流供給ライン１２の働きをするように構成されている。

【0086】

そして、第四実施形態のように、ソース電極層２０ｓが互いに連結される画素が多い程、ディスプレイ１は、全体にわたって、それぞれの縦型有機発光トランジスタ２０のソース電極層２０ｓの電圧が均一化され、表示不良が視認されにくい、表示品質が向上されたディスプレイ１が実現される。

【0087】

なお、第四実施形態においては、それぞれの縦型有機発光トランジスタ２０のソース電極層２０ｓは一体的に形成されており、電流供給ライン１２は、形成されていないものとして説明したが、第四実施形態の構成と併せて形成されていても構わない。

【0088】

［第五実施形態］
本発明のディスプレイ１の第五実施形態の構成につき、第一実施形態～第四実施形態と異なる箇所を中心に説明する。

【0089】

電流供給ライン１２が形成されている第四実施形態と、第一実施形態から第三実施形態の構造は、少なくとも二つの電流供給ライン１２を接続する、少なくとも一つの補助ラインを形成することが可能である。これらの対策によって、第四実施形態に対して、それぞれの電流供給ライン１２での電圧差を、より小さく抑えることができる。よって、それぞれの電流供給ライン１２において、局所的な電圧降下が生じにくく、より表示品質が向上されたディスプレイ１が実現される。

【0090】

当該補助ラインは、縦型有機発光トランジスタ２０のソース電極層２０ｓよりも基板３０側に形成されていてもよい。

【0091】

また、当該補助ラインの少なくとも一部は、ゲートライン１３と同じ材料からなり、少なくとも一部がゲートライン１３と同じ層に形成されていても構わない。

【0092】

さらに、当該補助ラインの少なくとも一部は、縦型有機発光トランジスタ２０のゲート電極層２０ｇを構成する材料と同じ材料からなり、縦型有機発光トランジスタ２０のゲート電極層２０ｇと同じ層に形成されていても構わない。

【0093】

［別実施形態］
以下、別実施形態につき説明する。

【0094】

〈１〉 有機ＥＬ層２０ｃから出射される光を、基板３０とは反対側に出射して画像を表示するように構成されたディスプレイ１であっても構わない。当該構成は「トップエミッション方式」とも称され、縦型有機発光トランジスタ２０と基板３０との間においても素子や配線を構成できるといったメリットを有する。
〈２〉 上述したディスプレイ１が備える構成及び制御方法は、あくまで一例であり、本発明は、図示された各構成に限定されない。

【符号の説明】

【0095】

１ ： ディスプレイ
１０ ： 発光部
１１ ： データライン
１２ ： 電流供給ライン
１３ ： ゲートライン
１４，１４ａ，１４ｂ ： 補助ライン
１５ａ ： ソースドライバ
１５ｂ ： 電流供給部
１５ｃ ： ゲートドライバ
２０ ： 縦型有機発光トランジスタ
２０ａ ： 有機半導体層
２０ｃ ： 有機ＥＬ層
２０ｄ ： ドレイン電極層
２０ｇ ： ゲート電極層
２０ｈ ： ゲート絶縁膜層
２０ｓ ： ソース電極層
２１ ： 薄膜トランジスタ
２１ａ ： 酸化物半導体層
２１ｄ ： ドレイン電極層
２１ｇ ： ゲート電極層
２１ｓ ： ソース電極層
２３ ： コンデンサ
２４ ： バンク層
３０ ： 基板
３１ ： 表面層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】