JP2011086726A - 薄膜トランジスタ基板並びにそれを備えた有機電界発光表示装置及びｘ線撮像装置 - Google Patents
薄膜トランジスタ基板並びにそれを備えた有機電界発光表示装置及びｘ線撮像装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011086726A JP2011086726A JP2009237566A JP2009237566A JP2011086726A JP 2011086726 A JP2011086726 A JP 2011086726A JP 2009237566 A JP2009237566 A JP 2009237566A JP 2009237566 A JP2009237566 A JP 2009237566A JP 2011086726 A JP2011086726 A JP 2011086726A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- light
- film transistor
- thin film
- wavelength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
【課題】酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタを備え、該薄膜トランジスタの閾値シフトが抑制される薄膜トランジスタ基板を提供する。
【解決手段】薄膜トランジスタ基板は、支持基板１０と、支持基板上に配置され、ゲート電極１２、ゲート絶縁層１４、酸化物半導体層１６、ソース電極２０Ａ、及びドレイン電極２０Ｂを有する薄膜トランジスタ３０と、酸化物半導体層に、４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長光を、下記式（Ｉ）を満たす範囲で照射する光照射手段と、を備える。
（式（Ｉ）において、ｘは波長（ｎｍ）、ｙは強度（ｃｄ／ｍ２）をそれぞれ表し、１０３５２００＜Ｃ＜１０３５５００である。）
【選択図】図５
【解決手段】薄膜トランジスタ基板は、支持基板１０と、支持基板上に配置され、ゲート電極１２、ゲート絶縁層１４、酸化物半導体層１６、ソース電極２０Ａ、及びドレイン電極２０Ｂを有する薄膜トランジスタ３０と、酸化物半導体層に、４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長光を、下記式（Ｉ）を満たす範囲で照射する光照射手段と、を備える。
（式（Ｉ）において、ｘは波長（ｎｍ）、ｙは強度（ｃｄ／ｍ２）をそれぞれ表し、１０３５２００＜Ｃ＜１０３５５００である。）
【選択図】図５
Description
本発明は、薄膜トランジスタ基板並びにそれを備えた有機電界発光表示装置及びＸ線撮像装置に関する。
近年、有機電界発光素子（有機ＥＬ素子）を用いた装置（発光装置、表示装置）の開発が進んでいる。有機電界発光素子は低電圧で高輝度の発光が得られるため、照明などの光源のほか、携帯電話ディスプレイ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、コンピュータディスプレイ、自動車の情報ディスプレイ、ＴＶモニターなど表示装置を含めて各種の表示装置への利用が期待されている。
有機電界発光素子を用いた表示装置の駆動方式として、パッシブマトリクス方式とアクティブマトリクス方式が知られている。アクティブマトリクス方式では、一般的に、ガラス基板上に設けた非晶質シリコン薄膜や多結晶シリコン薄膜を活性層として用いた電界効果型トランジスタ（適宜、「薄膜トランジスタ」、「ＴＦＴ」という。）のアクティブマトリクス回路により駆動される。
一方、表示装置の薄型化、軽量化、耐破損性の向上を図るため、ガラス基板の代わりに軽量で可撓性のある樹脂基板を用いる試みも行われている。しかしながら、シリコン薄膜を活性層として用いる薄膜トランジスタの製造は、比較的高温の熱処理工程を要し、ガラス基板に比べて耐熱性がはるかに低い樹脂基板上に直接形成することは困難である。
活性層を構成するシリコン薄膜に代わる半導体材料として酸化物半導体が提案されている。例えば、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、及びＯを含む非晶質酸化物（適宜「ＩＧＺＯ」と略記する。）は低温での成膜が可能であり、樹脂基板上に室温成膜可能な材料として注目されている。ＩＧＺＯ系非晶質酸化物を活性層に用いた薄膜トランジスタは、非晶質シリコンを活性層に用いた薄膜トランジスタよりも高い移動度が得られるため、有機電界発光素子を用いたフレキシブルディスプレイ用、Ｘ線撮像装置用等の薄膜トランジスタとして検討されている。
薄膜トランジスタの駆動時における電気的ストレスによるＴＦＴ特性への影響を抑制するため、非駆動時にゲート電極とソース電極間に電気的ストレスを印加することが提案されている（特許文献１参照）。
また、非晶質酸化物半導体からなる活性層を有する薄膜トランジスタの場合、可視光の短波長側領域において光吸収が生じ、ＴＦＴの動作に影響するため、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の各画素を有する発光素子において、酸化物半導体からなる活性層を有するＴＦＴを青色画素領域以外の領域に配置することが提案されている（特許文献２参照）。
また、非晶質酸化物半導体からなる活性層を有する薄膜トランジスタの場合、可視光の短波長側領域において光吸収が生じ、ＴＦＴの動作に影響するため、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の各画素を有する発光素子において、酸化物半導体からなる活性層を有するＴＦＴを青色画素領域以外の領域に配置することが提案されている（特許文献２参照）。
本発明は、酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタを備え、該薄膜トランジスタの閾値シフトが抑制される薄膜トランジスタ基板並びにそれを備えた有機電界発光表示装置及びＸ線撮像装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、以下の本発明が提供される。
＜１＞ 支持基板と、
前記支持基板上に配置され、ゲート電極、ゲート絶縁層、酸化物半導体層、ソース電極、及びドレイン電極を有する薄膜トランジスタと、
前記酸化物半導体層に、４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長光を、下記式（Ｉ）を満たす強度で照射する光照射手段と、を備えた薄膜トランジスタ基板。
（式（Ｉ）において、ｘは波長（ｎｍ）、ｙは強度（ｃｄ／ｍ２）をそれぞれ表し、１０３５２００＜Ｃ＜１０３５５００である。）
＜２＞ 前記光照射手段として、前記支持基板上に配置された発光層と、前記発光層から発せられた光の強度を低減させる光強度低減手段、５００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長光を４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長光に変換する色変換手段、及び、４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長光を選択的に透過させる光学フィルターから選ばれる少なくとも一種の光調整手段と、を有する＜１＞に記載の薄膜トランジスタ基板。
＜３＞ 前記酸化物半導体層が、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎの少なくとも一種を含む＜１＞又は＜２＞に記載の薄膜トランジスタ基板。
＜４＞ 前記薄膜トランジスタが、ボトムゲート型である＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の薄膜トランジスタ基板。
＜５＞ ＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の薄膜トランジスタ基板を備えた有機電界発光表示装置。
＜６＞ ＜１＞〜＜４＞のいずれか一項に記載の薄膜トランジスタ基板を備えたＸ線撮像装置。
＜１＞ 支持基板と、
前記支持基板上に配置され、ゲート電極、ゲート絶縁層、酸化物半導体層、ソース電極、及びドレイン電極を有する薄膜トランジスタと、
前記酸化物半導体層に、４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長光を、下記式（Ｉ）を満たす強度で照射する光照射手段と、を備えた薄膜トランジスタ基板。
（式（Ｉ）において、ｘは波長（ｎｍ）、ｙは強度（ｃｄ／ｍ２）をそれぞれ表し、１０３５２００＜Ｃ＜１０３５５００である。）
＜２＞ 前記光照射手段として、前記支持基板上に配置された発光層と、前記発光層から発せられた光の強度を低減させる光強度低減手段、５００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長光を４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長光に変換する色変換手段、及び、４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長光を選択的に透過させる光学フィルターから選ばれる少なくとも一種の光調整手段と、を有する＜１＞に記載の薄膜トランジスタ基板。
＜３＞ 前記酸化物半導体層が、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎの少なくとも一種を含む＜１＞又は＜２＞に記載の薄膜トランジスタ基板。
＜４＞ 前記薄膜トランジスタが、ボトムゲート型である＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の薄膜トランジスタ基板。
＜５＞ ＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の薄膜トランジスタ基板を備えた有機電界発光表示装置。
＜６＞ ＜１＞〜＜４＞のいずれか一項に記載の薄膜トランジスタ基板を備えたＸ線撮像装置。
本発明によれば、酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタを備え、該薄膜トランジスタの閾値シフトが抑制される薄膜トランジスタ基板並びにそれを備えた有機電界発光表示装置及びＸ線撮像装置が提供される。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明について具体的に説明する。なお、本発明に係る薄膜トランジスタ基板は、有機電界発光表示装置（有機ＥＬ表示装置）、Ｘ線撮像装置など、発光層と、酸化物半導体層を含む薄膜トランジスタとを備えた表示装置、発光装置、撮像装置等であればいずれにも適用することができるが、以下、発光層として有機電界発光層を備えた表示装置、及び、発光層として蛍光体層を備えた間接型のＸ線撮像装置について主に説明する。
一般的に、薄膜トランジスタは、ゲート電極の位置に基づき、ボトムゲート型とトップゲート型があり、また、活性層とソース・ドレイン電極との位置関係に基づいてボトムコンタクト型とトップコンタクト型に分けられる。ボトムコンタクト型は、ソース・ドレイン電極が活性層よりも先に形成されて活性層の下面がソース・ドレイン電極に接触する形態であり、トップコンタクト型とは、活性層がソース・ドレイン電極よりも先に形成されて活性層の上面がソース・ドレイン電極に接触する形態である。
例えば、ボトムゲート−トップコンタクト型で、ＩＧＺＯからなる活性層を有するＴＦＴ（適宜、「ＩＧＺＯ−ＴＦＴ」と記す。）は、４４０ｎｍ以下の紫外光領域に光吸収特性を持つ。駆動中、ＩＧＺＯ−ＴＦＴのいわゆるバックチャネル部分に紫外光や青色光などの短波長光が照射されると、ＩＧＺＯ活性層は導体化し、ＴＦＴ特性が得られない。また、ＩＧＺＯ−ＴＦＴは駆動電圧により閾値がプラスの方向にシフトしてしまう。
本発明者は、活性層（チャネル層）として酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタを用いた発光素子について研究を重ねたところ、ＩＧＺＯなどの酸化物半導体層を有するＴＦＴが青色光によってＴＦＴ特性が低下するのは、照射される光の波長及び強度によるものであることを見出した。また、意外なことに、オフ電流（Ｉｏｆｆ）が上昇することなく、閾値シフトがマイナスの方向に平行移動するエネルギーの光が存在することも分かった。
そこで、本発明者は、ＩＧＺＯ−ＴＦＴにおいて、閾値がプラスの方向にシフトする本来の性質と、上記のような特定のエネルギーの光を当てることで導体化（閾値がマイナスの方向にシフト）する性質を利用することで、それぞれの方向への閾値シフトが相殺されて閾値シフトを安定化させることを検討し、以下のような実験を行った。
そこで、本発明者は、ＩＧＺＯ−ＴＦＴにおいて、閾値がプラスの方向にシフトする本来の性質と、上記のような特定のエネルギーの光を当てることで導体化（閾値がマイナスの方向にシフト）する性質を利用することで、それぞれの方向への閾値シフトが相殺されて閾値シフトを安定化させることを検討し、以下のような実験を行った。
図１に示すような４００ｎｍ〜４４０ｎｍの波長光を数％含み、ピーク波長が４６７ｎｍのブロードな青色光を照射する場合と照射しない場合とを比較した。図２は上記青色光を照射しない場合に５回測定した閾値のシフト量（ヒステリシス）を示し、図３は上記青色光を照射した場合に５回測定した閾値のシフト量（ヒステリシス）を示している。青色光を照射した場合（図３）、照射しない場合（図２）に比べ、閾値のシフト量（ヒステリシス）が明らかに小さい。一方、ピーク波長が４０５ｎｍのブロードな光を同様に照射して閾値のシフト量を５回測定した場合は、図４に示すようにトランジスタ特性を示さなかった。
この結果は、ＩＧＺＯ−ＴＦＴを連続駆動した時に、特定波長の青色光を照射した場合に閾値の変動を抑制することができることを表している。
この結果は、ＩＧＺＯ−ＴＦＴを連続駆動した時に、特定波長の青色光を照射した場合に閾値の変動を抑制することができることを表している。
さらに本発明者は研究を重ねたところ、波長だけでなく、光強度も閾値の変動に大きく影響することがわかった。表１は、図１に示すようなピーク波長４６７ｎｍのブロードなスペクトルを有する青色光を照射した場合の発光強度と閾値シフトの関係を示している。表１における各記号の意味は以下の通りである。
Ａ：閾値シフト無し
Ｂ：閾値シフト少
Ｃ：マイナス側に閾値シフト
−：効果無し
Ａ：閾値シフト無し
Ｂ：閾値シフト少
Ｃ：マイナス側に閾値シフト
−：効果無し
表１に示されるようにピーク波長４６７ｎｍの青色光を照射した場合でも発光強度により閾値シフトに対する効果が異なる。
本発明者は、このような光の波長及び強度に関する実験結果に基づいて検討した結果、ＩＧＺＯ−ＴＦＴに対して青色光の照射を防ぐ遮光膜を設けるのではなく、特定の光を照射することで溜まるキャリアを利用することでヒステリシスを効果的に低減することができると考えた。そして、さらに研究を重ねた結果、酸化物半導体層を有するＴＦＴを備えた薄膜トランジスタ基板において、駆動中、４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長域（適宜「特定波長」と記す。）を含む青色光を、特定の強度で照射し続ければ、閾値シフトが効果的に抑制され、良好なＴＦＴ特性が維持されることを見出した。
本発明者は、このような光の波長及び強度に関する実験結果に基づいて検討した結果、ＩＧＺＯ−ＴＦＴに対して青色光の照射を防ぐ遮光膜を設けるのではなく、特定の光を照射することで溜まるキャリアを利用することでヒステリシスを効果的に低減することができると考えた。そして、さらに研究を重ねた結果、酸化物半導体層を有するＴＦＴを備えた薄膜トランジスタ基板において、駆動中、４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長域（適宜「特定波長」と記す。）を含む青色光を、特定の強度で照射し続ければ、閾値シフトが効果的に抑制され、良好なＴＦＴ特性が維持されることを見出した。
そして、本発明者がさらに鋭意研究及び検討を重ねた結果、ＴＦＴの酸化物半導体層に、図７に示すａ線及びｂ線で囲まれる条件、具体的には、４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長光を、下記式（Ｉ）を満たす範囲で照射することにより閾値シフトが効果的に抑制されることを見出した。なお、ＴＦＴに照射する光は必ずしも４００〜４４０ｎｍの全域の波長光を有する必要はないが、この領域内に含まれる波長光を下記（１）を満たす強度で照射することで閾値シフトが抑制される。
上記式（Ｉ）において、ｘは波長（ｎｍ）、ｙは強度（ｃｄ／ｍ２）をそれぞれ表し、１０３５２００＜Ｃ＜１０３５５００である。
なお、本発明において、上記特定波長の青色光の波長は、各波長に対応したニッチフィルタ及び広帯域光源によって測定される値であり、強度は、光源に流す電流値で制御することによって測定される値である。
以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。
（１）有機ＥＬ表示装置
図５は、本発明に係る薄膜トランジスタ基板を備えた表示パネル（有機ＥＬ表示装置）の構成の一例を概略的に示している。この表示パネル５０は、支持基板１０と、薄膜トランジスタ３０と、発光層４４を含む有機電界発光素子４０と、光調整手段２２，４２とを備え、有機電界発光素子４０の発光層４４から発せられた光を支持基板１０とは反対側から取り出すいわゆるトップエミッションタイプである。発光層４４と光調整手段２２，４２が、前記特定波長及び特定強度の青色光を、薄膜トランジスタ３０の酸化物半導体層１６に照射する光照射手段を構成する。
（１）有機ＥＬ表示装置
図５は、本発明に係る薄膜トランジスタ基板を備えた表示パネル（有機ＥＬ表示装置）の構成の一例を概略的に示している。この表示パネル５０は、支持基板１０と、薄膜トランジスタ３０と、発光層４４を含む有機電界発光素子４０と、光調整手段２２，４２とを備え、有機電界発光素子４０の発光層４４から発せられた光を支持基板１０とは反対側から取り出すいわゆるトップエミッションタイプである。発光層４４と光調整手段２２，４２が、前記特定波長及び特定強度の青色光を、薄膜トランジスタ３０の酸化物半導体層１６に照射する光照射手段を構成する。
＜支持基板＞
支持基板１０は、その上に形成される薄膜トランジスタ３０、有機電界発光素子４０等を支持することができる強度、寸法安定性、耐溶剤性、加工性、耐熱性などを有するものを用いる。例えば、ガラス、ジルコニア安定化酸化イットリウム（ＹＳＺ）等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料が挙げられる。
支持基板１０は、その上に形成される薄膜トランジスタ３０、有機電界発光素子４０等を支持することができる強度、寸法安定性、耐溶剤性、加工性、耐熱性などを有するものを用いる。例えば、ガラス、ジルコニア安定化酸化イットリウム（ＹＳＺ）等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料が挙げられる。
支持基板１０としてガラスを用いる場合、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。
有機材料からなる支持基板１０を用いる場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。特にプラスチック製の支持基板１０を用いる場合には、水分や酸素の透過を抑制するため、支持基板１０の片面又は両面に透湿防止層又はガスバリア層を設けることが好ましい。透湿防止層又はガスバリア層の材料としては、窒化珪素、酸化珪素、酸窒化珪素、酸化アルミニウムなどの無機物、これら無機物とアクリル系樹脂などの有機物との積層体を好適に用いることができる。透湿防止層又はガスバリア層は、例えば、高周波スパッタリング法などにより形成することができる。
また、熱可塑性の支持基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。
また、熱可塑性の支持基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。
支持基板１０の形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、表示パネル５０の用途、目的等に応じて適宜選択することができる。一般的には、支持基板１０の形状としては、取り扱い性等の観点から、板状であることが好ましい。支持基板１０の構造は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
なお、本実施形態に係る表示パネル５０はトップエミッションタイプであり、支持基板１０側から発光を取り出す必要がないため、例えば、ステンレス、Ｆｅ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕやこれらの合金等の金属基板やシリコン基板を用いてもよい。金属製の支持基板であれば、厚さが薄くても、強度が高く、大気中の水分や酸素に対して高いガスバリア性を有するものとなる。金属製の支持基板を用いる場合には、支持基板１０とゲート電極１２との間に電気絶縁性を確保するための絶縁膜を設ければよい。
＜薄膜トランジスタ＞
薄膜トランジスタ３０は、ゲート電極１２、ゲート絶縁層１４、酸化物半導体層１６、ソース電極２０Ａ、及びドレイン電極２０Ｂを有する。本実施形態に係る薄膜トランジスタ３０は、支持基板１０上にゲート電極１２が形成されたボトムゲート型であり、また、酸化物半導体層１６がソース・ドレイン電極２０Ａ，２０Ｂよりも先に形成されて酸化物半導体層１６の上面の一部がソース・ドレイン電極２０Ａ，２０Ｂと接触するトップコンタクト型である。
薄膜トランジスタ３０は、ゲート電極１２、ゲート絶縁層１４、酸化物半導体層１６、ソース電極２０Ａ、及びドレイン電極２０Ｂを有する。本実施形態に係る薄膜トランジスタ３０は、支持基板１０上にゲート電極１２が形成されたボトムゲート型であり、また、酸化物半導体層１６がソース・ドレイン電極２０Ａ，２０Ｂよりも先に形成されて酸化物半導体層１６の上面の一部がソース・ドレイン電極２０Ａ，２０Ｂと接触するトップコンタクト型である。
−ゲート電極−
支持基板１０上にはゲート電極１２が形成されている。ゲート電極１２は、電圧の印加によって酸化物半導体層１６を通じてソース・ドレイン電極２０Ａ，２０Ｂ間の電流を制御する。ゲート電極１２を構成する材料としては、例えば、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｕ、またはＡｇ等の金属、Ａｌ−Ｎｄ、Ｍｏ−Ｎｂ、ＡＰＣ等の合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の金属酸化物導電膜、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性化合物、またはこれらの混合物が挙げられる。
支持基板１０上にはゲート電極１２が形成されている。ゲート電極１２は、電圧の印加によって酸化物半導体層１６を通じてソース・ドレイン電極２０Ａ，２０Ｂ間の電流を制御する。ゲート電極１２を構成する材料としては、例えば、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｕ、またはＡｇ等の金属、Ａｌ−Ｎｄ、Ｍｏ−Ｎｂ、ＡＰＣ等の合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の金属酸化物導電膜、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性化合物、またはこれらの混合物が挙げられる。
ゲート電極１２の形成方法としては、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式、などの中から使用する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って成膜した後、フォトリソグラフィ法及びエッチング法によってパターニングを行う。あるいは、リフトオフ法、シャドウマスクを用いた方法等によりゲート電極１２を形成してもよい。
ゲート電極１２の厚さは、その構成材料にもよるが、例えば、ゲート配線の抵抗を下げ、ＴＦＴの制御信号の遅延を防ぐ観点から、１０ｎｍ以上とし、ゲート電極１２の上に形成される各層の段差を小さくして破断を防止する観点から、１０００ｎｍ以下とする。
−ゲート絶縁層−
ゲート絶縁層１４はゲート電極１２を覆うように形成されている。ゲート絶縁層１４は例えばＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＨｆＯ２等の絶縁体から構成され、それらの化合物を２種以上含む絶縁層としてもよい。また、ポリイミドのような高分子絶縁体を用いてもよい。
ゲート絶縁層１４はゲート電極１２を覆うように形成されている。ゲート絶縁層１４は例えばＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＨｆＯ２等の絶縁体から構成され、それらの化合物を２種以上含む絶縁層としてもよい。また、ポリイミドのような高分子絶縁体を用いてもよい。
ゲート絶縁層１４は、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式、などの中から使用する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従ってゲート電極１２及び支持基板１０上に成膜する。なお、必要に応じ、フォトリソグラフィ法、シャドウマスク法等によって所定の形状にパターニングすればよい。
ゲート絶縁層１４の厚さは、リーク電流の抑制及び電圧耐性の向上のための厚さを有する必要がある一方、ゲート絶縁層１４の厚さが大き過ぎると駆動電圧の上昇を招くことになる。ゲート絶縁層１４の材質にもよるが、成膜に要する時間と電圧耐性の観点から、ゲート絶縁層１４の厚さは、例えば、無機絶縁体であれば５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とし、高分子絶縁体であれば０．５μｍ以上５μｍ以下とする。
−酸化物半導体層−
ゲート絶縁層１４上にはゲート電極１２と対向するように酸化物半導体層１６が形成されている。酸化物半導体層１６を構成する材料としては、非晶質酸化物半導体が好ましい。非晶質酸化物半導体は、低温で成膜可能であるため、プラスチックのような可撓性を有する樹脂基板にも成膜することができる。
ゲート絶縁層１４上にはゲート電極１２と対向するように酸化物半導体層１６が形成されている。酸化物半導体層１６を構成する材料としては、非晶質酸化物半導体が好ましい。非晶質酸化物半導体は、低温で成膜可能であるため、プラスチックのような可撓性を有する樹脂基板にも成膜することができる。
酸化物半導体層１６は、特に、Ｉｎ、Ｇａ、及びＺｎの少なくとも一つを含有する非晶質酸化物半導体が好ましく、結晶状態における組成がＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは６未満の自然数）で表される非晶質酸化物半導体が好ましく、特にＩｎＧａＺｎＯ４が好ましい。この組成の非晶質酸化物半導体は、電気伝導度が増加するにつれ電子移動度が増加する傾向を示す。電気伝導度は、例えば、成膜中の酸素分圧により制御が可能である。
ＩＧＺＯ系の酸化物半導体層は、キャリアが電子のｎ型半導体であるが、ＺｎＯ・Ｒｈ２Ｏ３、ＣｕＧａＯ２、ＳｒＣｕ２Ｏ２のようなｐ型酸化物半導体を酸化物半導体層１６に用いてもよいし、特開２００６−１６５５２９号公報に開示されている酸化物半導体を用いてもよい。
酸化物半導体層１６の厚さは、ドレイン電流が十分に流れる観点と、成膜に要する時間が長くなり過ぎないようにする観点から、例えば、５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下とする。
また、酸化物半導体層１６の電気伝導度は、チャネル層（活性層）として機能させるため、１０−４Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満であることが好ましく、１０−１Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満であることがより好ましい。
また、酸化物半導体層１６の電気伝導度は、チャネル層（活性層）として機能させるため、１０−４Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満であることが好ましく、１０−１Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満であることがより好ましい。
酸化物半導体層１６として例えば非晶質ＩＧＺＯ層を形成する場合は、Ｉｎ、Ｇａ、及びＺｎを目標の組成で含む酸化物半導体の多結晶焼結体をターゲットとして気相成膜法を用いて成膜する。気相成膜法の中でも、スパッタリング法及びパルスレーザー蒸着法（ＰＬＤ法）がより好ましく、量産性の観点から、スパッタリング法が特に好ましい。
成膜後、フォトリソグラフィ法及びエッチング法によってパターニングを行う。あるいは、リフトオフ法、シャドウマスクを用いた方法等により酸化物半導体層１６を形成してもよい。
成膜後、フォトリソグラフィ法及びエッチング法によってパターニングを行う。あるいは、リフトオフ法、シャドウマスクを用いた方法等により酸化物半導体層１６を形成してもよい。
なお、形成した膜は、Ｘ線回折法により非晶質膜であることが確認できる。また、膜厚は、触針式表面形状測定により求めることができる。組成比は、蛍光Ｘ線分析で求めることができる。また、光学バンドギャップは、分光光度計を用いて求めることができる。さらに、電気伝導度は、抵抗率計を用いて求めることができる。
酸化物半導体層１６は、例えば、組成や電気伝導度が異なる複数の層によって構成してもよいし、酸化物半導体層１６上に保護層１８などを設けてもよい。例えば、酸化物半導体層１６をエッチングによりパターニングする際の保護層（エッチングストッパー層）１８として、Ｇａ２Ｏ３層を設けてもよい。
−ソース電極・ドレイン電極−
ソース電極２０Ａ及びドレイン電極２０Ｂはそれぞれ酸化物半導体層１６と接触するとともに、ソース・ドレイン電極同士は離間している。ゲート電極１２への電圧の印加により酸化物半導体層１６を介してソース・ドレイン電極２０Ａ，２０Ｂ間に流れる電流が制御される。
ソース電極２０Ａ及びドレイン電極２０Ｂはそれぞれ酸化物半導体層１６と接触するとともに、ソース・ドレイン電極同士は離間している。ゲート電極１２への電圧の印加により酸化物半導体層１６を介してソース・ドレイン電極２０Ａ，２０Ｂ間に流れる電流が制御される。
ソース・ドレイン電極２０Ａ，２０Ｂを構成する材料としては、具体的には、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｕ、Ａｇ等の金属、Ａｌ−Ｎｄ、Ｍｏ−Ｎｂ、ＡＰＣ等の合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の金属酸化物導電膜、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性化合物、またはこれらの混合物が挙げられる。
ソース・ドレイン電極２０Ａ，２０Ｂの形成方法は特に限定されず、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式などの中から材料との適性を考慮して選択した方法に従って成膜した後、フォトリソグラフィ法及びエッチング法によってパターニングを行う。あるいは、リフトオフ法、シャドウマスクを用いた方法等によりソース・ドレイン電極２０Ａ，２０Ｂを形成してもよい。
例えば、ソース電極２０Ａ及びドレイン電極２０Ｂの材料としてＩＴＯを選択する場合には、直流あるいは高周波スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って成膜することができ、有機導電性化合物を選択する場合には湿式成膜法に従って行うことができる。
ソース電極２０Ａ及びドレイン電極２０Ｂの厚さは、その構成材料などにもよるが、成膜性、導電性（低抵抗化）などの観点から、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とする。
＜光調整手段＞
光調整手段は後述する有機電界発光素子４０とともに光照射手段を構成し、発光層４４が発光している間、薄膜トランジスタ３０側に進む光の強度及び波長を調整し、酸化物半導体層に、４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長光を、前記式（Ｉ）を満たす範囲で照射する。
このような光調整手段としては、例えば、発光層４４から発せられた光の強度を低減させる光強度低減手段、赤色及び緑色の光（例えば５００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長光）を前記特定波長の青色光に変換する色変換手段、前記特定波長の青色光を選択的に透過させる光学フィルターなどが挙げられる。また、例えば、薄膜トランジスタの平坦化膜（層間絶縁膜）としてアクリル系樹脂を用いると、容易に膜厚及び屈折率を制御できる為、それにより層間絶縁膜の吸収率を制御する事が出来る。このことを利用すると酸化物半導体層に当たる光を容易に制御できる。
光調整手段は後述する有機電界発光素子４０とともに光照射手段を構成し、発光層４４が発光している間、薄膜トランジスタ３０側に進む光の強度及び波長を調整し、酸化物半導体層に、４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長光を、前記式（Ｉ）を満たす範囲で照射する。
このような光調整手段としては、例えば、発光層４４から発せられた光の強度を低減させる光強度低減手段、赤色及び緑色の光（例えば５００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長光）を前記特定波長の青色光に変換する色変換手段、前記特定波長の青色光を選択的に透過させる光学フィルターなどが挙げられる。また、例えば、薄膜トランジスタの平坦化膜（層間絶縁膜）としてアクリル系樹脂を用いると、容易に膜厚及び屈折率を制御できる為、それにより層間絶縁膜の吸収率を制御する事が出来る。このことを利用すると酸化物半導体層に当たる光を容易に制御できる。
−光強度低減手段−
光強度低減手段としては、例えばハーフミラーを採用することができる。発光層４４と酸化物半導体層１６との間に、発光層４４から発せられた光のうち、ＴＦＴ３０側に透過する光の強度を前記式（Ｉ）を満たす範囲に低減する特性を有するハーフミラーを設ければよい。例えば、図５に示されるように、発光素子４０の下部電極４２（ＴＦＴ側の電極）を、反射性と透過性を有する電極とすることでハーフミラーとして機能させてもよいし、下部電極４２とは別に、発光素子４０と層間絶縁層３２との間に、発光層４４からの光の一部を反射又は吸収するハーフミラーを設けてもよい。
なお、発光層４４から発せられる光の強度が、最大でも１４４ｃｄ／ｍ２以下（ピーク波長：４４０ｎｍ）の強度であれば、必ずしも光強度低減手段を設けなくてもよい。
光強度低減手段としては、例えばハーフミラーを採用することができる。発光層４４と酸化物半導体層１６との間に、発光層４４から発せられた光のうち、ＴＦＴ３０側に透過する光の強度を前記式（Ｉ）を満たす範囲に低減する特性を有するハーフミラーを設ければよい。例えば、図５に示されるように、発光素子４０の下部電極４２（ＴＦＴ側の電極）を、反射性と透過性を有する電極とすることでハーフミラーとして機能させてもよいし、下部電極４２とは別に、発光素子４０と層間絶縁層３２との間に、発光層４４からの光の一部を反射又は吸収するハーフミラーを設けてもよい。
なお、発光層４４から発せられる光の強度が、最大でも１４４ｃｄ／ｍ２以下（ピーク波長：４４０ｎｍ）の強度であれば、必ずしも光強度低減手段を設けなくてもよい。
−色変換手段−
色変換手段としては、発光層４４と酸化物半導体層１６との間に、５００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長光を４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の青色光に変換する色変換層２２を設ければよい。本実施形態における表示パネル５０では、ハーフミラー４２を通過した光は層間絶縁層３２を介して色変換層２２に進入する。色変換層２２は発光層４４からハーフミラー４２を通過して強度が弱まった光のうち、５００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長光を４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長を含む青色光に変換する。
色変換手段としては、発光層４４と酸化物半導体層１６との間に、５００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長光を４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の青色光に変換する色変換層２２を設ければよい。本実施形態における表示パネル５０では、ハーフミラー４２を通過した光は層間絶縁層３２を介して色変換層２２に進入する。色変換層２２は発光層４４からハーフミラー４２を通過して強度が弱まった光のうち、５００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長光を４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長を含む青色光に変換する。
このような色変換層２２を構成する材料としては、スピロピラン等のフォトクロミック化合物が挙げられる。層間絶縁層３２が色変換層を兼ねてもよい。
なお、発光層４４から発せられる光が、波長が４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の青色光を含む場合は、必ずしも色変換層２２を設けなくてもよいが、４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の青色光のほか、緑色光、赤色光などの長波長側の光を含み、青色光の強度が弱すぎる場合（式（Ｉ）の関係を満たさない場合）は、緑色光、赤色光などの長波長光を色変換層によって上記特定波長の青色光に変換し、この青色光の強度を式（Ｉ）を満たす強度とすることができる。
なお、発光層４４から発せられる光が、波長が４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の青色光を含む場合は、必ずしも色変換層２２を設けなくてもよいが、４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の青色光のほか、緑色光、赤色光などの長波長側の光を含み、青色光の強度が弱すぎる場合（式（Ｉ）の関係を満たさない場合）は、緑色光、赤色光などの長波長光を色変換層によって上記特定波長の青色光に変換し、この青色光の強度を式（Ｉ）を満たす強度とすることができる。
−光学フィルター−
色変換層２２に代えて、あるいは、色変換層２２とともに、光学フィルターを設けてもよい。光学フィルターとしては、４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の青色光のみを選択的に透過し、他の波長光を反射する光学特性を有するものを採用すればよい。例えば、発光層４４から発せられる光が、４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の青色光のほか、緑色光、赤色光などの長波長側の光を含む場合は、これらの長波長光を反射し、青色光のみを選択的に透過するノッチフィルターを採用することができる。
色変換層２２に代えて、あるいは、色変換層２２とともに、光学フィルターを設けてもよい。光学フィルターとしては、４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の青色光のみを選択的に透過し、他の波長光を反射する光学特性を有するものを採用すればよい。例えば、発光層４４から発せられる光が、４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の青色光のほか、緑色光、赤色光などの長波長側の光を含む場合は、これらの長波長光を反射し、青色光のみを選択的に透過するノッチフィルターを採用することができる。
いずれの光調整手段を採用するにせよ、駆動中、酸化物半導体層に４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長を含む青色光が前記式（Ｉ）で表される範囲の強度で照射されるように、発光層４４から発せられる光の波長及び強度に応じて、光強度低減手段、色変換手段、及び光学フィルターから選ばれる少なくとも１種を用いて又は２種以上を組み合わせて、光調整手段を構成すればよい。
このような光調整手段であれば、付加的な電圧を加える必要もないため、消費電力の増大を防ぐことができる。
このような光調整手段であれば、付加的な電圧を加える必要もないため、消費電力の増大を防ぐことができる。
＜発光素子＞
本実施形態の表示パネル５０は、発光素子４０として、一対の電極４２，４６（陽極及び陰極）間に少なくとも発光層４４を含む有機電界発光層（有機ＥＬ層）が挟まれた有機電界発光素子４０を備え、光調整手段２２とともに光照射手段を構成する。薄膜トランジスタ３０と有機電界発光素子４０との間に平坦化層（層間絶縁層）３２が形成されているが、有機電界発光素子４０の下部電極４２は層間絶縁層３２に設けられたコンタクトホール（不図示）を通じて電気的に接続しており、ＴＦＴの駆動によって発光が制御される。
本実施形態の表示パネル５０は、発光素子４０として、一対の電極４２，４６（陽極及び陰極）間に少なくとも発光層４４を含む有機電界発光層（有機ＥＬ層）が挟まれた有機電界発光素子４０を備え、光調整手段２２とともに光照射手段を構成する。薄膜トランジスタ３０と有機電界発光素子４０との間に平坦化層（層間絶縁層）３２が形成されているが、有機電界発光素子４０の下部電極４２は層間絶縁層３２に設けられたコンタクトホール（不図示）を通じて電気的に接続しており、ＴＦＴの駆動によって発光が制御される。
有機電界発光素子４０は、上下の電極４２，４６のうち一方を陽極とし、他方を陰極とするが、本実施形態に係る表示パネル５０は、発光層４４から発せられた光を支持基板１０とは反対側、すなわち上部電極４６側から取り出すため、少なくとも上部電極４６は光透過性を有するように形成する。一方、下部電極４２は前記したようなハーフミラーとしても機能させる場合は、発光層４４から発せられた光の一部を反射し、一部を透過するように形成する。
有機電界発光素子４０は、例えば以下のような層構成を採用することができるが、以下の層構成に限定されず、目的等に応じて適宜決めればよい。
・陽極／発光層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／発光層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
−陽極−
陽極は、有機ＥＬ層に正孔を供給する電極としての機能を有するものであれば、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、表示パネル５０の用途、目的等に応じて公知の電極材料から適宜選択すればよい。
陽極を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの混合物が好適に挙げられる。具体例として、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫（ＡＴＯ、ＦＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、及びこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられる。
本実施形態の表示パネル５０では、発光層４４から発せられる光を上部電極４６側から取り出すため、上部電極を陽極をとする場合は、光透過性が高い材料により構成することが好ましい。上記材料の中で好ましいのは導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からはＩＴＯが好ましい。
陽極は、有機ＥＬ層に正孔を供給する電極としての機能を有するものであれば、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、表示パネル５０の用途、目的等に応じて公知の電極材料から適宜選択すればよい。
陽極を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの混合物が好適に挙げられる。具体例として、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫（ＡＴＯ、ＦＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、及びこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられる。
本実施形態の表示パネル５０では、発光層４４から発せられる光を上部電極４６側から取り出すため、上部電極を陽極をとする場合は、光透過性が高い材料により構成することが好ましい。上記材料の中で好ましいのは導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からはＩＴＯが好ましい。
陽極を形成する方法としては、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式が挙げられ、陽極を構成する材料との適性等を考慮して適宜選択すればよい。例えば、陽極材料としてＩＴＯを用いる場合には、直流又は高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って陽極を形成することができる。
陽極を形成する際のパターニングは、フォトリソグラフィ法などを用いた化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよい。また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等を行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
陽極の厚みは、陽極を構成する材料等に応じて適宜選択すればよいが、通常は１０ｎｍ〜５０μｍ程度すればよい。
また、陽極の抵抗値は、有機ＥＬ層に確実に正孔を供給するために、１０３Ω／□以下が好ましく、１０２Ω／□以下がより好ましい。
また、陽極の抵抗値は、有機ＥＬ層に確実に正孔を供給するために、１０３Ω／□以下が好ましく、１０２Ω／□以下がより好ましい。
上部電極４６の光透過率は６０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましい。透明陽極については、沢田豊監修「透明電極膜の新展開」シーエムシー刊（１９９９）に詳述があり、ここに記載されている事項を本発明でも適用することができる。例えば、耐熱性の低いプラスチック製の支持基板を用いる場合は、ＩＴＯ又はＩＺＯを使用し、１５０℃以下の低温で成膜した透明陽極が好ましい。
−陰極−
陰極は、通常、発光層に電子を注入する電極としての機能を有し、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、表示パネル５０の用途、目的等に応じて公知の電極材料の中から適宜選択すればよい。陰極を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられる。具体例としてアルカリ金属（たとえば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ等）、アルカリ土類金属（たとえばＭｇ、Ｃａ等）、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、イッテルビウム等の希土類金属、などが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点から、２種以上を好適に併用することができる。
陰極は、通常、発光層に電子を注入する電極としての機能を有し、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、表示パネル５０の用途、目的等に応じて公知の電極材料の中から適宜選択すればよい。陰極を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられる。具体例としてアルカリ金属（たとえば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ等）、アルカリ土類金属（たとえばＭｇ、Ｃａ等）、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、イッテルビウム等の希土類金属、などが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点から、２種以上を好適に併用することができる。
これらの中でも、陰極を構成する材料としては、電子注入性の点で、アルカリ金属やアルカリ土類金属が好ましく、保存安定性に優れる点でアルミニウムを主体とする材料が好ましい。アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、アルミニウムと０．０１〜１０質量％のアルカリ金属又はアルカリ土類金属との合金若しくはこれらの混合物（例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金など）をいう。なお、陰極の材料については、例えば、特開平２−１５５９５号公報及び特開平５−１２１１７２号公報に詳述されており、これらの公報に記載の材料は本発明においても適用することができる。
陰極の形成方法については特に制限はなく、公知の方法に従って形成することができる。例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式などの中から、陰極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って形成すればよい。例えば、陰極の材料として金属等を選択する場合には、その１種又は２種以上を同時に又は順次、スパッタ法等に従って陰極を形成することができる。
陰極の厚みは、陰極を構成する材料、要求される光透過性、光反射性などに応じて適宜選択すればよく、通常は１ｎｍ〜５μｍ程度である。
陰極を形成するに際してのパターニングは、フォトリソグラフィなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよい。また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等によって行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
陰極と有機ＥＬ層との間に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物、酸化物等による誘電体層を０．１〜５ｎｍの厚みで形成してもよい。この誘電体層は、一種の電子注入層と解することもできる。誘電体層は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等により形成することができる。
−有機ＥＬ層−
有機ＥＬ層は、上下の電極（陽極及び陰極）４２，４６の間に挟まれ、少なくとも発光層４４を有する。好ましい層構成として、例えば、陽極側から、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の順に積層されている態様が挙げられ、さらに、例えば正孔輸送層と発光層との間、又は、発光層と電子輸送層との間に、電荷ブロック層等を有していてもよい。また、各層は複数の二次層に分かれていてもよい。有機ＥＬ層を構成する各層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、転写法、印刷法等いずれによっても形成することができる。
有機ＥＬ層は、上下の電極（陽極及び陰極）４２，４６の間に挟まれ、少なくとも発光層４４を有する。好ましい層構成として、例えば、陽極側から、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の順に積層されている態様が挙げられ、さらに、例えば正孔輸送層と発光層との間、又は、発光層と電子輸送層との間に、電荷ブロック層等を有していてもよい。また、各層は複数の二次層に分かれていてもよい。有機ＥＬ層を構成する各層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、転写法、印刷法等いずれによっても形成することができる。
発光層４４は、電界印加時に、陽極、正孔注入層、又は正孔輸送層から正孔を受け取り、陰極、電子注入層、又は電子輸送層から電子を受け取り、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。
発光層４４は、発光材料のみで構成されていても良く、ホスト材料と発光材料の混合層とした構成でも良い。発光材料は蛍光発光材料でも燐光発光材料であっても良く、ドーパントは１種であっても２種以上であっても良い。ホスト材料は電荷輸送材料であることが好ましい。ホスト材料は１種であっても２種以上であっても良く、例えば、電子輸送性のホスト材料とホール輸送性のホスト材料を混合した構成が挙げられる。さらに、発光層中に電荷輸送性を有さず、発光しない材料を含んでいても良い。
また、発光層４４は１層であっても２層以上であってもよく、それぞれの層が異なる発光色で発光してもよい。
発光層４４は、発光材料のみで構成されていても良く、ホスト材料と発光材料の混合層とした構成でも良い。発光材料は蛍光発光材料でも燐光発光材料であっても良く、ドーパントは１種であっても２種以上であっても良い。ホスト材料は電荷輸送材料であることが好ましい。ホスト材料は１種であっても２種以上であっても良く、例えば、電子輸送性のホスト材料とホール輸送性のホスト材料を混合した構成が挙げられる。さらに、発光層中に電荷輸送性を有さず、発光しない材料を含んでいても良い。
また、発光層４４は１層であっても２層以上であってもよく、それぞれの層が異なる発光色で発光してもよい。
蛍光発光材料の例としては、例えば、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、ポリフェニル誘導体、ジフェニルブタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ナフタルイミド誘導体、クマリン誘導体、縮合芳香族化合物、ペリノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、オキサジン誘導体、アルダジン誘導体、ピラリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピリジン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、スチリルアミン誘導体、ジケトピロロピロール誘導体、芳香族ジメチリディン化合物、８−キノリノール誘導体の金属錯体やピロメテン誘導体の金属錯体に代表される各種金属錯体等、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シラン誘導体などの化合物等が挙げられる。
また、燐光発光材料としては、例えば、遷移金属原子又はランタノイド原子を含む錯体が挙げられる。
遷移金属原子としては、特に限定されないが、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、及び白金が挙げられ、より好ましくは、レニウム、イリジウム、及び白金である。
ランタノイド原子としては、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテシウムが挙げられる。これらのランタノイド原子の中でも、ネオジム、ユーロピウム、及びガドリニウムが好ましい。
遷移金属原子としては、特に限定されないが、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、及び白金が挙げられ、より好ましくは、レニウム、イリジウム、及び白金である。
ランタノイド原子としては、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテシウムが挙げられる。これらのランタノイド原子の中でも、ネオジム、ユーロピウム、及びガドリニウムが好ましい。
錯体の配位子としては、例えば、Ｇ．Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ等著，Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， Ｐｅｒｇａｍｏｎ Ｐｒｅｓｓ社１９８７年発行、Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著，「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」 Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社１９８７年発行、山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社１９８２年発行等に記載の配位子などが挙げられる。
具体的な配位子としては、好ましくは、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、含窒素ヘテロ環配位子（例えば、フェニルピリジン、ベンゾキノリン、キノリノール、ビピリジル、フェナントロリンなど）、ジケトン配位子（例えば、アセチルアセトンなど）、カルボン酸配位子（例えば、酢酸配位子など）、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子であり、より好ましくは、含窒素ヘテロ環配位子である。上記錯体は、化合物中に遷移金属原子を一つ有してもよいし、また、２つ以上有するいわゆる複核錯体であってもよい。異種の金属原子を同時に含有していてもよい。
具体的な配位子としては、好ましくは、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、含窒素ヘテロ環配位子（例えば、フェニルピリジン、ベンゾキノリン、キノリノール、ビピリジル、フェナントロリンなど）、ジケトン配位子（例えば、アセチルアセトンなど）、カルボン酸配位子（例えば、酢酸配位子など）、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子であり、より好ましくは、含窒素ヘテロ環配位子である。上記錯体は、化合物中に遷移金属原子を一つ有してもよいし、また、２つ以上有するいわゆる複核錯体であってもよい。異種の金属原子を同時に含有していてもよい。
例えば、４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満に発光ピークを持つ青色燐光発光材料としては、例えば以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
燐光発光材料は、発光層４４中に、０．１〜４０質量％含有されることが好ましく、０．５〜２０質量％含有されることがより好ましい。
また、発光層４４に含有されるホスト材料としては、例えば、カルバゾール骨格を有するもの、ジアリールアミン骨格を有するもの、ピリジン骨格を有するもの、ピラジン骨格を有するもの、トリアジン骨格を有するもの及びアリールシラン骨格を有するものや、後述の正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層の項で例示されている材料が挙げられる。
発光層４４の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
−正孔注入層、正孔輸送層−
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。正孔注入層、正孔輸送層は、具体的には、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、有機シラン誘導体、カーボン、フェニルアゾールやフェニルアジンを配位子に有するＩｒ錯体に代表される各種金属錯体等を含有する層であることが好ましい。
正孔注入層、正孔輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々５００ｎｍ以下であることが好ましい。
正孔輸送層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜２００ｎｍであるのが更に好ましい。また、正孔注入層の厚さとしては、０．１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、０．５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔注入層、正孔輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。正孔注入層、正孔輸送層は、具体的には、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、有機シラン誘導体、カーボン、フェニルアゾールやフェニルアジンを配位子に有するＩｒ錯体に代表される各種金属錯体等を含有する層であることが好ましい。
正孔注入層、正孔輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々５００ｎｍ以下であることが好ましい。
正孔輸送層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜２００ｎｍであるのが更に好ましい。また、正孔注入層の厚さとしては、０．１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、０．５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔注入層、正孔輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
−電子注入層、電子輸送層−
電子注入層、電子輸送層は、陰極又は陰極側から電子を受け取り陽極側に輸送する機能を有する層である。電子注入層、電子輸送層は、具体的には、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン誘導体、等を含有する層であることが好ましい。
電子注入層、電子輸送層は、陰極又は陰極側から電子を受け取り陽極側に輸送する機能を有する層である。電子注入層、電子輸送層は、具体的には、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン誘導体、等を含有する層であることが好ましい。
電子注入層、電子輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々５００ｎｍ以下であることが好ましい。
電子輸送層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。また、電子注入層の厚さとしては、０．１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、０．２ｎｍ〜１００ｎｍであるのがより好ましく、０．５ｎｍ〜５０ｎｍであるのが更に好ましい。
電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
電子輸送層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。また、電子注入層の厚さとしては、０．１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、０．２ｎｍ〜１００ｎｍであるのがより好ましく、０．５ｎｍ〜５０ｎｍであるのが更に好ましい。
電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
−正孔ブロック層−
正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陰極側で隣接する有機化合物層として、正孔ブロック層を設けることができる。
正孔ブロック層を構成する有機化合物の例としては、ＢＡｌｑ等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、ＢＣＰ等のフェナントロリン誘導体、等が挙げられる。
正孔ブロック層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔ブロック層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陰極側で隣接する有機化合物層として、正孔ブロック層を設けることができる。
正孔ブロック層を構成する有機化合物の例としては、ＢＡｌｑ等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、ＢＣＰ等のフェナントロリン誘導体、等が挙げられる。
正孔ブロック層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔ブロック層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
＜封止基板＞
有機ＥＬ素子４０を形成した後、大気中の水分や酸素によって素子が劣化されることを抑制するため封止する。封止基板（不図示）は、光透過性を有するとともに、酸素や水分に対するバリア性が高いものを使用する。好ましくは、ガラス基板又はバリア層を設けた樹脂基板を用いることができる。
有機ＥＬ素子４０を形成した後、大気中の水分や酸素によって素子が劣化されることを抑制するため封止する。封止基板（不図示）は、光透過性を有するとともに、酸素や水分に対するバリア性が高いものを使用する。好ましくは、ガラス基板又はバリア層を設けた樹脂基板を用いることができる。
封止の際、封止基板と支持基板１０との間の空間には、気体又は液体の不活性流体を充填する。不活性ガスとして、例えばアルゴン、窒素等が挙げられる。また、不活性液体として、例えば、パラフィン類、流動パラフィン類、パーフルオロアルカンやパーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等のフッ素系溶剤、塩素系溶剤、シリコーンオイル類が挙げられる。
駆動方法については、例えば、特開平２−１４８６８７号、同６−３０１３５５号、同５−２９０８０号、同７−１３４５５８号、同８−２３４６８５号、同８−２４１０４７号の各公報、特許第２７８４６１５号、米国特許５８２８４２９号、同６０２３３０８号の各明細書、等に記載の駆動方法を適用することができる。
本実施形態の表示パネル５０では、ＴＦＴ３０によって有機電界発光素子４０の発光が制御され、一対の電極４２，４６と、有機ＥＬ層とが重なっている領域が発光することになる。従って、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各画素が支持基板１０上の縦横に規則的に配列するように、各色に対応した発光層をパターニングすることでフルカラーの表示させることができる。また、発光層４４が、それぞれＲ、Ｇ、Ｂに相当する光を発する発光材料を含む場合、あるいは、それぞれＲ、Ｇ、Ｂに相当する発光層が積層されている場合は、白色光を発する光源とすることができる。
Ｒ画素及びＧ画素では、発光層から発せられた光（Ｒ又はＧ）がＴＦＴのＩＧＺＯ層に照射されてもＴＦＴ特性が低下したり、閾値シフトが大きく変化することはないため、これらの画素に設けられたＴＦＴには本実施形態に係る光調整手段２２を設ける必要はない。
一方、青色光を発する画素や白色を発する画素では、短波長の光が含まれており、ＩＧＺＯ−ＴＦＴの閾値が大きくシフトしやすく、また、ＴＦＴ特性が低下しやすい。そこで、青色光を発する画素や白色を発する画素では、画素に設けられたＴＦＴに本実施形態に係る光調整手段２２，４２を設け、発光層４４が発光している間、酸化物半導体層１６に４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長光を、前記式（Ｉ）を満たす強度で照射することで、閾値シフトが抑制され、ＴＦＴ特性の低下も抑制することができる。
一方、青色光を発する画素や白色を発する画素では、短波長の光が含まれており、ＩＧＺＯ−ＴＦＴの閾値が大きくシフトしやすく、また、ＴＦＴ特性が低下しやすい。そこで、青色光を発する画素や白色を発する画素では、画素に設けられたＴＦＴに本実施形態に係る光調整手段２２，４２を設け、発光層４４が発光している間、酸化物半導体層１６に４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長光を、前記式（Ｉ）を満たす強度で照射することで、閾値シフトが抑制され、ＴＦＴ特性の低下も抑制することができる。
（２）Ｘ線撮像装置
本発明は間接型のＸ線撮像装置にも適用することができる。間接型のＸ線撮像装置では、一般的に、被検体を通じて透過したＸ線が蛍光体層によって可視光に変換され、この可視光は光電変換層によって電荷に変換され、さらに、光電変換層で生じた電荷が画素ごとに形成されているキャパシタと薄膜トランジスタを通じて電気信号として外部に取り出されて全体像を得ることができる。
図６は、本実施形態に係るＸ線撮像装置の構成の一例を示している。この装置１００では、支持基板１１０上に薄膜トランジスタ（ゲート電極１１２、ゲート絶縁層１１４、酸化物半導体層１１６、ソース・ドレイン電極１２０Ａ，１２０Ｂ）及びキャパシタ（蓄積容量）１２４が設けられ、薄膜トランジスタの酸化物半導体層１１６上には光調整手段１２２が配置されている。さらに、層間絶縁層１３２、キャパシタの上部電極及び薄膜トランジスタのドレイン電極１２０Ｂと電気的に接続する画素電極（電荷収集電極）１４２、下引層１５０、電荷発生層１５２、電荷輸送層１４４、バイアス電極１４６、透明接着層１３４、蛍光体層１３６、背面基板１３８が順次積層されている。
本発明は間接型のＸ線撮像装置にも適用することができる。間接型のＸ線撮像装置では、一般的に、被検体を通じて透過したＸ線が蛍光体層によって可視光に変換され、この可視光は光電変換層によって電荷に変換され、さらに、光電変換層で生じた電荷が画素ごとに形成されているキャパシタと薄膜トランジスタを通じて電気信号として外部に取り出されて全体像を得ることができる。
図６は、本実施形態に係るＸ線撮像装置の構成の一例を示している。この装置１００では、支持基板１１０上に薄膜トランジスタ（ゲート電極１１２、ゲート絶縁層１１４、酸化物半導体層１１６、ソース・ドレイン電極１２０Ａ，１２０Ｂ）及びキャパシタ（蓄積容量）１２４が設けられ、薄膜トランジスタの酸化物半導体層１１６上には光調整手段１２２が配置されている。さらに、層間絶縁層１３２、キャパシタの上部電極及び薄膜トランジスタのドレイン電極１２０Ｂと電気的に接続する画素電極（電荷収集電極）１４２、下引層１５０、電荷発生層１５２、電荷輸送層１４４、バイアス電極１４６、透明接着層１３４、蛍光体層１３６、背面基板１３８が順次積層されている。
このような構成のＸ線撮像装置１００において、酸化物半導体層１１６を有する薄膜トランジスタを備えている場合、蛍光体層（シンチレータ）１３６で生じた光に、４００ｎｍ〜４４０ｎｍの波長域の青色光が含まれ、この青色光が光電変換層を透過してＴＦＴの酸化物半導体層１１６に達すると、ＴＦＴの閾値が大きく変動するおそれがある。しかし、発光層である蛍光体層１３６で光が生じる間、ＴＦＴの酸化物半導体層１１６に４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長光を前記式（Ｉ）を満たす強度で照射する光調整手段１２２を設けておくことで、閾値の変動を抑制することができ、良好に撮像することができる。なお、本実施形態のＸ線撮像装置１００では、例えば、画素電極１４２を反射性と透過性を有する光強度調整手段として機能させてもよい。
以下、実施例を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下の説明において、括弧内の単位（ｎｍ）が付いた数値は膜厚を表している。
＜実施例１＞
−薄膜トランジスタの形成−
以下の工程により図５に示す構成を有する薄膜トランジスタを製造した。
０．５ｍｍ厚み、２．５ｃｍ角のガラス基板を洗浄容器に入れ、２−プロパノール中で超音波洗浄した後、３０分間ＵＶ−オゾン処理を行った。この透明陽極上に真空蒸着法にて以下の層（膜）を蒸着した。なお、厚さは水晶振動子を用いて測定したものである。
ガラス基板上にゲート電極としてスパッタリングによってＭｏＮｂ膜（４０ｎｍ）を成膜した後、エッチングによりパターニングした。
次いで、ゲート絶縁層を形成するため、レジストパターンを形成し、ゲート絶縁層としてスパッタリングによってＳｉＯ２膜（２００ｎｍ）を成膜した。
ＳｉＯ２膜をＢＨＦ（バッファードフッ酸）によりエッチングしてパターニングした。
＜実施例１＞
−薄膜トランジスタの形成−
以下の工程により図５に示す構成を有する薄膜トランジスタを製造した。
０．５ｍｍ厚み、２．５ｃｍ角のガラス基板を洗浄容器に入れ、２−プロパノール中で超音波洗浄した後、３０分間ＵＶ−オゾン処理を行った。この透明陽極上に真空蒸着法にて以下の層（膜）を蒸着した。なお、厚さは水晶振動子を用いて測定したものである。
ガラス基板上にゲート電極としてスパッタリングによってＭｏＮｂ膜（４０ｎｍ）を成膜した後、エッチングによりパターニングした。
次いで、ゲート絶縁層を形成するため、レジストパターンを形成し、ゲート絶縁層としてスパッタリングによってＳｉＯ２膜（２００ｎｍ）を成膜した。
ＳｉＯ２膜をＢＨＦ（バッファードフッ酸）によりエッチングしてパターニングした。
次いで、アモルファス酸化物半導体層としてＩＧＺＯ層（５０ｎｍ）及びエッチングストッパー層としてＧａ２Ｏ３層（２０ｎｍ）を順次形成し、エッチングによるパターニングを行った。
次いで、Ｍｏ膜（１００ｎｍ）を形成した後、エッチングによるパターニングを行うことによりソース・ドレイン電極を形成した。
平坦化膜（層間絶縁膜）を形成するためアクリル系平坦化膜を塗布し、アニール（２５０℃、１時間）を行った。
次いで、Ｍｏ膜（１００ｎｍ）を形成した後、エッチングによるパターニングを行うことによりソース・ドレイン電極を形成した。
平坦化膜（層間絶縁膜）を形成するためアクリル系平坦化膜を塗布し、アニール（２５０℃、１時間）を行った。
−光調整手段の形成−
薄膜トランジスタを形成した後、ＪＥＭ−５３１（ＪＳＲ製アクリル系平坦化膜）により平坦化層（層間絶縁層）を形成した。粘度を１５ｃｐとしたアクリル系樹脂を用いて、スピンコート法により膜厚５μｍの層間絶縁膜を形成した。また、層間絶縁膜には薄膜トランジスタのドレイン電極の一部を露出させるコンタクトホールを形成した。
薄膜トランジスタを形成した後、ＪＥＭ−５３１（ＪＳＲ製アクリル系平坦化膜）により平坦化層（層間絶縁層）を形成した。粘度を１５ｃｐとしたアクリル系樹脂を用いて、スピンコート法により膜厚５μｍの層間絶縁膜を形成した。また、層間絶縁膜には薄膜トランジスタのドレイン電極の一部を露出させるコンタクトホールを形成した。
−有機電界発光素子の形成−
次に、層間絶縁膜上に、陽極としてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を厚み１００ｎｍにスパッタ蒸着した。
次に、陽極（ＩＴＯ）上に、正孔注入層として２−ＴＮＡＴＡ（４，４’，４”−Ｔｒｉｓ(Ｎ−(２−ｎａｐｈｔｙｌ)−Ｎ−ｐｈｅｎｙｌ−ａｍｉｎｏ)−ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）および２−ＴＮＡＴＡに対して１質量％のＦ４−ＴＣＮＱ（ｐ−ドープ材、構造は後述）の混合物を厚み１２０ｎｍに共蒸着した。
次に、正孔注入層上に、正孔輸送層として下記構造式で表される化合物Ｃを厚み１０ｎｍに蒸着した。
この実験では、正孔注入層と正孔輸送層とが、陽極側介在層となる。
次に、層間絶縁膜上に、陽極としてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を厚み１００ｎｍにスパッタ蒸着した。
次に、陽極（ＩＴＯ）上に、正孔注入層として２−ＴＮＡＴＡ（４，４’，４”−Ｔｒｉｓ(Ｎ−(２−ｎａｐｈｔｙｌ)−Ｎ−ｐｈｅｎｙｌ−ａｍｉｎｏ)−ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）および２−ＴＮＡＴＡに対して１質量％のＦ４−ＴＣＮＱ（ｐ−ドープ材、構造は後述）の混合物を厚み１２０ｎｍに共蒸着した。
次に、正孔注入層上に、正孔輸送層として下記構造式で表される化合物Ｃを厚み１０ｎｍに蒸着した。
この実験では、正孔注入層と正孔輸送層とが、陽極側介在層となる。
次に、正孔輸送層上に、正孔輸送性ホスト材料である下記構造式で表される化合物Ａと、化合物Ａに対して１５質量％の正孔輸送性燐光発光材料である下記構造式で表される化合物Ｂをドープした発光層を３０ｎｍの厚みとなるように蒸着した。
次に、発光層上に、電子輸送層として電子輸送性ホスト材料であるＢＡｌｑを厚み１０ｎｍに蒸着した。
次に、電子輸送層上に、電子注入層として電子輸送性ホスト材料であるＢＣＰとＬｉ（ｎ−ドープ材）との９９：１（質量比）の混合物を厚み３０ｎｍとなるように蒸着した。
この実験では電子注入層と電子輸送層が、陰極側介在層となる。
次に、電子輸送層上に、電子注入層として電子輸送性ホスト材料であるＢＣＰとＬｉ（ｎ−ドープ材）との９９：１（質量比）の混合物を厚み３０ｎｍとなるように蒸着した。
この実験では電子注入層と電子輸送層が、陰極側介在層となる。
次に、電子注入層上に、陰極としてパタ−ニングしたマスク（発光領域が２ｍｍ×２ｍｍとなるマスク）を設置し、金属アルミニウムを厚み１００ｎｍとなるように蒸着した。
以上により作製した積層体を、アルゴンガスで置換したグローブボックス内に入れ、ステンレス製の封止缶、及び紫外線硬化型の接着剤（ＸＮＲ５５１６ＨＶ、長瀬チバ株式会社製）を用いて封止した。以上により、実施例１の有機ＥＬ発光素子を作製した。
以下、青色発光素子に用いた化合物の構造式を示す。
上記のように作製した有機ＥＬ素子を備えた表示装置を駆動させたところ、図１に示すスペクトル特性を示した。
以上、本発明について説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されない。例えば、上記実施形態では、ボトムゲート−トップコンタクト型の薄膜トランジスタについて説明したが、本発明はこの形態に限られず、トップゲート型でもよいし、ボトムコンタクト型でもよい。特に、トップゲート型の薄膜トランジスタにおいてゲート電極が透明電極である場合は、活性層は発光層からの光に曝されて影響を受けやすいが、本発明を適用することで閾値シフトを効果的に抑制することができる。
また、有機電界発光素子を用いた表示パネルの場合、トップエミッションタイプに限らず、ボトムエミッションタイプでもよい。
また、有機電界発光素子を用いた表示パネルの場合、トップエミッションタイプに限らず、ボトムエミッションタイプでもよい。
１０ 支持基板
１２ ゲート電極
１４ ゲート絶縁層
１６ 酸化物半導体層
１８ 保護層
２０Ａ ソース電極
２０Ｂ ドレイン電極
２２ 色変換層（光照射手段の一例）
３０ 薄膜トランジスタ
３２ 平坦化層（層間絶縁層）
４０ 有機電界発光素子
４２ 下部電極（ハーフミラー）
４４ 発光層
４６ 上部電極
５０ 表示パネル
１００ Ｘ線撮像装置
１１０ 支持基板
１１２ ゲート電極
１１４ ゲート絶縁層
１１６ 酸化物半導体層
１２０Ａ ソース電極
１２０Ｂ ドレイン電極
１２２ 光調整手段
１３２ 層間絶縁層
１３４ 透明接着層
１３６ 蛍光体層
１３８ 背面基板
１４２ 画素電極
１４４ 電荷輸送層
１４６ バイアス電極
１５０ 下引層
１５２ 電荷発生層
１２ ゲート電極
１４ ゲート絶縁層
１６ 酸化物半導体層
１８ 保護層
２０Ａ ソース電極
２０Ｂ ドレイン電極
２２ 色変換層（光照射手段の一例）
３０ 薄膜トランジスタ
３２ 平坦化層（層間絶縁層）
４０ 有機電界発光素子
４２ 下部電極（ハーフミラー）
４４ 発光層
４６ 上部電極
５０ 表示パネル
１００ Ｘ線撮像装置
１１０ 支持基板
１１２ ゲート電極
１１４ ゲート絶縁層
１１６ 酸化物半導体層
１２０Ａ ソース電極
１２０Ｂ ドレイン電極
１２２ 光調整手段
１３２ 層間絶縁層
１３４ 透明接着層
１３６ 蛍光体層
１３８ 背面基板
１４２ 画素電極
１４４ 電荷輸送層
１４６ バイアス電極
１５０ 下引層
１５２ 電荷発生層
Claims (6)
- 支持基板と、
前記支持基板上に配置され、ゲート電極、ゲート絶縁層、酸化物半導体層、ソース電極、及びドレイン電極を有する薄膜トランジスタと、
前記酸化物半導体層に、４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長光を、下記式（Ｉ）を満たす範囲で照射する光照射手段と、
を備えた薄膜トランジスタ基板。
（式（Ｉ）において、ｘは波長（ｎｍ）、ｙは強度（ｃｄ／ｍ２）をそれぞれ表し、１０３５２００＜Ｃ＜１０３５５００である。） - 前記光照射手段として、前記支持基板上に配置された発光層と、前記発光層から発せられた光の強度を低減させる光強度低減手段、５００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長光を前記青色光に変換する色変換手段、及び、４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長光を選択的に透過させる光学フィルターから選ばれる少なくとも一種の光調整手段と、を有する請求項１に記載の薄膜トランジスタ基板。
- 前記酸化物半導体層が、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎの少なくとも一種を含む請求項１又は請求項２に記載の薄膜トランジスタ基板。
- 前記薄膜トランジスタが、ボトムゲート型である請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の薄膜トランジスタ基板。
- 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の薄膜トランジスタ基板を備えた有機電界発光表示装置。
- 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の薄膜トランジスタ基板を備えたＸ線撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009237566A JP2011086726A (ja) | 2009-10-14 | 2009-10-14 | 薄膜トランジスタ基板並びにそれを備えた有機電界発光表示装置及びｘ線撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009237566A JP2011086726A (ja) | 2009-10-14 | 2009-10-14 | 薄膜トランジスタ基板並びにそれを備えた有機電界発光表示装置及びｘ線撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011086726A true JP2011086726A (ja) | 2011-04-28 |
Family
ID=44079470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009237566A Pending JP2011086726A (ja) | 2009-10-14 | 2009-10-14 | 薄膜トランジスタ基板並びにそれを備えた有機電界発光表示装置及びｘ線撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2011086726A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013122084A1 (ja) * | 2012-02-15 | 2013-08-22 | シャープ株式会社 | 酸化物半導体及びこれを含む半導体接合素子 |
| JP2014006519A (ja) * | 2012-05-31 | 2014-01-16 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光装置及び電子機器 |
| KR20160143800A (ko) * | 2015-03-03 | 2016-12-14 | 보에 테크놀로지 그룹 컴퍼니 리미티드 | 어레이 기판 및 그 제조 방법, x-선 평판 검출기 및 카메라 시스템 |
| JP2019215535A (ja) * | 2018-06-12 | 2019-12-19 | シャープ株式会社 | 表示パネル及び表示装置 |
| JP2020523767A (ja) * | 2017-06-16 | 2020-08-06 | 武漢華星光電半導体顕示技術有限公司Ｗｕｈａｎ Ｃｈｉｎａ Ｓｔａｒ Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｄｉｓｏｌａｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ | Ｏｌｅｄ表示パネル及びその製造方法 |
| JP2023182716A (ja) * | 2013-07-12 | 2023-12-26 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 表示装置 |
| WO2024001125A1 (zh) * | 2022-07-01 | 2024-01-04 | 惠科股份有限公司 | 显示面板制备方法及显示面板 |
-
2009
- 2009-10-14 JP JP2009237566A patent/JP2011086726A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013122084A1 (ja) * | 2012-02-15 | 2013-08-22 | シャープ株式会社 | 酸化物半導体及びこれを含む半導体接合素子 |
| JP2014006519A (ja) * | 2012-05-31 | 2014-01-16 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光装置及び電子機器 |
| JP2023182716A (ja) * | 2013-07-12 | 2023-12-26 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 表示装置 |
| US12154906B2 (en) | 2013-07-12 | 2024-11-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device and method for manufacturing display device |
| KR20160143800A (ko) * | 2015-03-03 | 2016-12-14 | 보에 테크놀로지 그룹 컴퍼니 리미티드 | 어레이 기판 및 그 제조 방법, x-선 평판 검출기 및 카메라 시스템 |
| KR101921402B1 (ko) * | 2015-03-03 | 2018-11-23 | 보에 테크놀로지 그룹 컴퍼니 리미티드 | 어레이 기판 및 그 제조 방법, x-선 평판 검출기 및 카메라 시스템 |
| JP2020523767A (ja) * | 2017-06-16 | 2020-08-06 | 武漢華星光電半導体顕示技術有限公司Ｗｕｈａｎ Ｃｈｉｎａ Ｓｔａｒ Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｄｉｓｏｌａｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ | Ｏｌｅｄ表示パネル及びその製造方法 |
| JP2019215535A (ja) * | 2018-06-12 | 2019-12-19 | シャープ株式会社 | 表示パネル及び表示装置 |
| DE102019004088B4 (de) | 2018-06-12 | 2023-12-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Anzeigepanel und anzeigevorrichtung |
| WO2024001125A1 (zh) * | 2022-07-01 | 2024-01-04 | 惠科股份有限公司 | 显示面板制备方法及显示面板 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101495371B1 (ko) | 유기 전계발광 표시 장치 | |
| CN101641794B (zh) | 有机电致发光显示装置和图案形成方法 | |
| JP5430248B2 (ja) | 薄膜電界効果型トランジスタおよび表示装置 | |
| KR101421303B1 (ko) | 박막 전계 효과형 트랜지스터 및 그것을 사용한 표시 장치 | |
| JP4555358B2 (ja) | 薄膜電界効果型トランジスタおよび表示装置 | |
| JP5489446B2 (ja) | 薄膜電界効果型トランジスタおよびそれを用いた表示装置 | |
| JP5258467B2 (ja) | 薄膜電界効果型トランジスタおよびそれを用いた表示装置 | |
| JP2008276212A (ja) | 有機電界発光表示装置 | |
| JP5330739B2 (ja) | 有機ｅｌ表示装置およびその製造方法 | |
| US20090001881A1 (en) | Organic el display and manufacturing method thereof | |
| JP2009031750A (ja) | 有機ｅｌ表示装置およびその製造方法 | |
| US20090001360A1 (en) | Organic el display and method for producing the same | |
| CN103367650A (zh) | 发光元件及显示装置 | |
| JP2011086726A (ja) | 薄膜トランジスタ基板並びにそれを備えた有機電界発光表示装置及びｘ線撮像装置 | |
| JP5568224B2 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
| JP5489410B2 (ja) | 薄膜電界効果型トランジスタおよびそれを用いた表示装置 | |
| JP5191247B2 (ja) | 薄膜電界効果型トランジスタおよびそれを用いた表示装置 | |
| JP2012134071A (ja) | 有機電界発光素子の製造方法及び有機電界発光素子 | |
| JP2010277956A (ja) | 有機電界発光表示装置 |