JPH0854837A - 発光デバイス及びそれを備えた表示パネル - Google Patents
発光デバイス及びそれを備えた表示パネルInfo
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- JPH0854837A JPH0854837A JP6208235A JP20823594A JPH0854837A JP H0854837 A JPH0854837 A JP H0854837A JP 6208235 A JP6208235 A JP 6208235A JP 20823594 A JP20823594 A JP 20823594A JP H0854837 A JPH0854837 A JP H0854837A
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- electrode
- layer
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- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 歩留り良く製造することができ、しかも制御
性の良い発光デバイス及びそれを備えた表示パネルを提
供する。 【構成】 ガラス基板１１上に制御用電極１２、ゲート
絶縁膜１３を形成し、その上に半導体層１４を形成す
る。半導体層１４のソース側にデータライン電極１５
を、ドレイン側に発光層１７、発光用電極１８等を形成
する。このような構成としたことにより、制御用電極１
２と発光用電極１８とを選択的に制御することにより、
発光動作を制御性よく行わせることのできる発光デバイ
ス及び表示パネルを実現することができる。
性の良い発光デバイス及びそれを備えた表示パネルを提
供する。 【構成】 ガラス基板１１上に制御用電極１２、ゲート
絶縁膜１３を形成し、その上に半導体層１４を形成す
る。半導体層１４のソース側にデータライン電極１５
を、ドレイン側に発光層１７、発光用電極１８等を形成
する。このような構成としたことにより、制御用電極１
２と発光用電極１８とを選択的に制御することにより、
発光動作を制御性よく行わせることのできる発光デバイ
ス及び表示パネルを実現することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、発光デバイス及びそ
れを備えた表示パネルに関し、さらに詳しくは、薄膜半
導体層を介して発光手段を駆動する技術に係る。そし
て、この発明は、フラットディスプレイ等の製造分野で
利用することができる。
れを備えた表示パネルに関し、さらに詳しくは、薄膜半
導体層を介して発光手段を駆動する技術に係る。そし
て、この発明は、フラットディスプレイ等の製造分野で
利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】従来の表示装置としては、図９に示すよ
うなＣＲＴが知られている。このＣＲＴは、同図に示す
ように、電子銃１から照射された電子線２を偏向ヨーク
３などにより電磁的または静電的に偏向させ、発光面４
上に走査させている。そして、グリッドによって蛍光面
に到達する電子の量を制御して画像信号を与えるように
なっている。しかし、このようなＣＲＴでは、消費電力
が大きく、画面を大きくすると奥行きも長くなるという
問題点を有していた。一方、図１０に示すように、シリ
コン基板５上に針状構造の電極（エミッタ）６を各画素
に対応させるように多数立設し、この電極６と図示しな
い蛍光面との間に強電界をかけて、Ｆｏｗｌｅｒ−Ｎｏ
ｒｄｈｅｉｍトンネル電流で発光させる方式が提案され
ている。なお、図中７は絶縁膜、８は引き出し電極（ゲ
ート電極）を示している。この装置は、スピント型冷陰
極装置と称されるものであり、熱電子放出を行わないた
め消費電流が低く、また平面状のディスプレイになる利
点がある。
うなＣＲＴが知られている。このＣＲＴは、同図に示す
ように、電子銃１から照射された電子線２を偏向ヨーク
３などにより電磁的または静電的に偏向させ、発光面４
上に走査させている。そして、グリッドによって蛍光面
に到達する電子の量を制御して画像信号を与えるように
なっている。しかし、このようなＣＲＴでは、消費電力
が大きく、画面を大きくすると奥行きも長くなるという
問題点を有していた。一方、図１０に示すように、シリ
コン基板５上に針状構造の電極（エミッタ）６を各画素
に対応させるように多数立設し、この電極６と図示しな
い蛍光面との間に強電界をかけて、Ｆｏｗｌｅｒ−Ｎｏ
ｒｄｈｅｉｍトンネル電流で発光させる方式が提案され
ている。なお、図中７は絶縁膜、８は引き出し電極（ゲ
ート電極）を示している。この装置は、スピント型冷陰
極装置と称されるものであり、熱電子放出を行わないた
め消費電流が低く、また平面状のディスプレイになる利
点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たスピント型冷陰極装置にあっては、Ｘ電極（エミッ
タ）とＹ電極としての引き出し電極８との間の電位差で
決まる単純マトリクス方式であり、高集積化するとクロ
ストークが生じ易く、コントラストが低下する問題があ
る。また、針状構造の電極６を歩留り良く形成すること
が難しいという問題がある。さらに、蛍光面と電極６と
の間の空間を真空にする必要があるなどの製造上の問題
がある。この発明が解決しようとする課題は、歩留り良
く製造することができ、しかも制御性の良い発光デバイ
ス及びそれを備えた表示パネルを得るにはどのような手
段を講じればよいかという点にある。
たスピント型冷陰極装置にあっては、Ｘ電極（エミッ
タ）とＹ電極としての引き出し電極８との間の電位差で
決まる単純マトリクス方式であり、高集積化するとクロ
ストークが生じ易く、コントラストが低下する問題があ
る。また、針状構造の電極６を歩留り良く形成すること
が難しいという問題がある。さらに、蛍光面と電極６と
の間の空間を真空にする必要があるなどの製造上の問題
がある。この発明が解決しようとする課題は、歩留り良
く製造することができ、しかも制御性の良い発光デバイ
ス及びそれを備えた表示パネルを得るにはどのような手
段を講じればよいかという点にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、請求項１記載の
発明は、半導体層と、この半導体層のチャネル領域を挟
む一方の導電領域に電気的に接続された入力電極と、該
半導体層の前記チャネル領域を挟む他方の導電領域側で
当該半導体層から離間して配設された発光用電極と、前
記発光用電極と前記半導体層の他方の導電領域との間に
設けられた発光層と、前記入力電極と前記発光用電極と
の間の前記半導体層のチャネル領域に対向して配置され
た制御用電極とを備えることを、その解決手段としてい
る。また、請求項２記載の発明は前記半導体層と前記発
光層との間に絶縁膜が介在されることをを特徴としてい
る。請求項３記載の発明は前記発光層が蛍光体膜である
ことを特徴とし、請求項４記載の発明は前記他方の導電
領域と発光用電極とこれらに挟まれた発光層とがＥＬ
（electroluminecence）素子を構成することを特徴とし
ている。さらに、請求項５記載の発明は、前記制御用電
極が前記半導体層の上方及び／又は下方に配設されるこ
とを特徴としている。そして、請求項６記載の発明は、
透明基板上の１画素部毎に、半導体層と選択用のゲート
電極とが絶縁膜を介して互いに対向して形成され、且つ
前記半導体層のチャネル領域を挟む一方の導電領域にデ
ータ線が接続されると共に、前記半導体層のチャネル領
域を挟む他方の導電領域に発光層を介して発光用電極が
設けられたことを特徴としている。また、請求項７記載
の発明は前記発光層が蛍光体膜であることを特徴とし、
請求項８記載の発明は前記他方の導電領域と発光用電極
とこれらに挟まれた発光層とがＥＬ素子を構成すること
を特徴としている。さらに、請求項９記載の発明は、前
記ゲート電極が前記半導体層の上方及び／又は下方に配
設されることを特徴としている。
発明は、半導体層と、この半導体層のチャネル領域を挟
む一方の導電領域に電気的に接続された入力電極と、該
半導体層の前記チャネル領域を挟む他方の導電領域側で
当該半導体層から離間して配設された発光用電極と、前
記発光用電極と前記半導体層の他方の導電領域との間に
設けられた発光層と、前記入力電極と前記発光用電極と
の間の前記半導体層のチャネル領域に対向して配置され
た制御用電極とを備えることを、その解決手段としてい
る。また、請求項２記載の発明は前記半導体層と前記発
光層との間に絶縁膜が介在されることをを特徴としてい
る。請求項３記載の発明は前記発光層が蛍光体膜である
ことを特徴とし、請求項４記載の発明は前記他方の導電
領域と発光用電極とこれらに挟まれた発光層とがＥＬ
（electroluminecence）素子を構成することを特徴とし
ている。さらに、請求項５記載の発明は、前記制御用電
極が前記半導体層の上方及び／又は下方に配設されるこ
とを特徴としている。そして、請求項６記載の発明は、
透明基板上の１画素部毎に、半導体層と選択用のゲート
電極とが絶縁膜を介して互いに対向して形成され、且つ
前記半導体層のチャネル領域を挟む一方の導電領域にデ
ータ線が接続されると共に、前記半導体層のチャネル領
域を挟む他方の導電領域に発光層を介して発光用電極が
設けられたことを特徴としている。また、請求項７記載
の発明は前記発光層が蛍光体膜であることを特徴とし、
請求項８記載の発明は前記他方の導電領域と発光用電極
とこれらに挟まれた発光層とがＥＬ素子を構成すること
を特徴としている。さらに、請求項９記載の発明は、前
記ゲート電極が前記半導体層の上方及び／又は下方に配
設されることを特徴としている。
【０００５】
【作用】この発明においては、制御用電極に制御用電圧
を印加することにより、入力電極側から一方の導電領域
に入力された電流を、半導体層のチャネル領域を介して
他方の導電領域へ流すことが可能となり、このとき発光
用電極と他方の導電領域との間に印加された電圧が所定
電圧になると発光層を発光させることが可能となる。こ
こで、制御用電極はＭＯＳトランジスタのゲートとして
の作用を奏する。また、この発光層が蛍光膜であり、発
光層と他方の導電領域との間に絶縁膜がある場合、Ｆｏ
ｗｌｅｒ−Ｎｏｒｄｈｅｉｍトンネル電流が蛍光材料を
励起して光を起こさせる作用がある。さらに、他方の導
電領域と発光用電極との間に介在された発光層とがＥＬ
素子を構成する場合には、発光層に電界がかかることに
より正孔（電子）が注入されて電荷の再結合が起こり、
発光を起こす作用を奏する。そして、制御用電極を半導
体層の上方及び／又は下方に配設することが可能であ
り、特に上方及び下方の両方に設けることにより、制御
方式の多機能化を可能にすると共に、チャネル電流を実
質的に大きくする作用がある。また、上記構成の発光デ
バイスを透明基板上に形成し、半導体層の一方の導電領
域にデータ線を接続し、半導体層の他方の導電領域に発
光層を介して発光用電極を設け、この発光デバイスを２
次元マトリクス状に配置した画素毎に設けた構成とすれ
ば、各画素を確実に駆動することができるため、大面積
で奥行きの極めて浅い表示パネルが得られる。このよう
に発光用電極と制御用電極とにより、発光層を確実に駆
動させることができるため、クロストークが発生するの
を防止することができる。このため、コントラストの低
下を防止する作用がある。さらに、データ線の電圧を制
御することにより、各画素の階調表示を可能にする作用
を有する。
を印加することにより、入力電極側から一方の導電領域
に入力された電流を、半導体層のチャネル領域を介して
他方の導電領域へ流すことが可能となり、このとき発光
用電極と他方の導電領域との間に印加された電圧が所定
電圧になると発光層を発光させることが可能となる。こ
こで、制御用電極はＭＯＳトランジスタのゲートとして
の作用を奏する。また、この発光層が蛍光膜であり、発
光層と他方の導電領域との間に絶縁膜がある場合、Ｆｏ
ｗｌｅｒ−Ｎｏｒｄｈｅｉｍトンネル電流が蛍光材料を
励起して光を起こさせる作用がある。さらに、他方の導
電領域と発光用電極との間に介在された発光層とがＥＬ
素子を構成する場合には、発光層に電界がかかることに
より正孔（電子）が注入されて電荷の再結合が起こり、
発光を起こす作用を奏する。そして、制御用電極を半導
体層の上方及び／又は下方に配設することが可能であ
り、特に上方及び下方の両方に設けることにより、制御
方式の多機能化を可能にすると共に、チャネル電流を実
質的に大きくする作用がある。また、上記構成の発光デ
バイスを透明基板上に形成し、半導体層の一方の導電領
域にデータ線を接続し、半導体層の他方の導電領域に発
光層を介して発光用電極を設け、この発光デバイスを２
次元マトリクス状に配置した画素毎に設けた構成とすれ
ば、各画素を確実に駆動することができるため、大面積
で奥行きの極めて浅い表示パネルが得られる。このよう
に発光用電極と制御用電極とにより、発光層を確実に駆
動させることができるため、クロストークが発生するの
を防止することができる。このため、コントラストの低
下を防止する作用がある。さらに、データ線の電圧を制
御することにより、各画素の階調表示を可能にする作用
を有する。
【０００６】
【実施例】以下、この発明に係る発光デバイス及びそれ
を備えた表示パネルの詳細を図面に示す実施例に基づい
て説明する。 （実施例１）図１は、発光デバイスを透明基板上の１画
素部毎に２次元マトリクス状に配置した表示パネルの要
部断面図である。図中１１はガラス基板であり、この基
板１１上に例えばメタル膜でなる、選択ゲートラインと
しての制御用電極１２が形成されている。さらに、その
上には例えばＳｉＮ膜１３からなるゲート絶縁膜１３が
周知の成膜技術にて形成されている。このゲート絶縁膜
１３の上には、ポリシリコン等からなる半導体層１４が
制御用電極１２の幅よりも大きくなるように加工されて
いる。なお、半導体層１４の幅方向の中央下方には、上
記制御用電極１２がゲート絶縁膜１３を介して位置する
ように設定されている。そして、半導体層１４には、例
えばＮ型不純物を導入してなる一方の導電領域としての
ソース領域１４Ａと他方の導電領域としてのドレイン領
域１４Ｂとが形成され、ＰＭＯＳトランジスタが構成さ
れている。これらソース領域１４Ａとドレイン領域１４
Ｂとの間の領域は、チャネル領域１４Ｃであり、本実施
例では同図に示すようにゲート長よりチャネル長がやや
短く設定されている。
を備えた表示パネルの詳細を図面に示す実施例に基づい
て説明する。 （実施例１）図１は、発光デバイスを透明基板上の１画
素部毎に２次元マトリクス状に配置した表示パネルの要
部断面図である。図中１１はガラス基板であり、この基
板１１上に例えばメタル膜でなる、選択ゲートラインと
しての制御用電極１２が形成されている。さらに、その
上には例えばＳｉＮ膜１３からなるゲート絶縁膜１３が
周知の成膜技術にて形成されている。このゲート絶縁膜
１３の上には、ポリシリコン等からなる半導体層１４が
制御用電極１２の幅よりも大きくなるように加工されて
いる。なお、半導体層１４の幅方向の中央下方には、上
記制御用電極１２がゲート絶縁膜１３を介して位置する
ように設定されている。そして、半導体層１４には、例
えばＮ型不純物を導入してなる一方の導電領域としての
ソース領域１４Ａと他方の導電領域としてのドレイン領
域１４Ｂとが形成され、ＰＭＯＳトランジスタが構成さ
れている。これらソース領域１４Ａとドレイン領域１４
Ｂとの間の領域は、チャネル領域１４Ｃであり、本実施
例では同図に示すようにゲート長よりチャネル長がやや
短く設定されている。
【０００７】また、半導体層１４のソース領域１４Ａの
表面には、後記するデータライン電極とオーミックコン
タクトをとるための高濃度（Ｎ+）不純物層１４Ｄが形
成されている。そして、この高濃度不純物層１４Ｄの上
には入力電極としてのデータライン電極１５が導電膜を
パターニングして形成されている。このようにして半導
体層１４上にデータライン電極１５を形成した構造及び
露出するゲート絶縁膜１３の上を薄い膜厚の発光用絶縁
膜１６が覆っている。この発光用絶縁膜１６は、例えば
ＳｉＮ膜をＣＶＤ法にて形成することができる。さら
に、半導体層１４のドレイン領域１４Ｂの上方には、発
光用絶縁膜１６を介してこのドレイン領域１４Ｂに対応
する領域に発光層１７が形成され、発光層１７の上には
発光用電極１８が導電膜にて形成されている。なお、こ
の発光層１７は蛍光体でなり、この蛍光体にＦｏｗｌｅ
ｒ−Ｎｏｒｄｈｅｉｍトンネル電流が発光用絶縁膜１６
を介して流れることにより、発光が起こるようになって
いる。なお、制御用電極１２側のゲート絶縁膜１３は、
発光時のような高電圧でもリークの生じないように、絶
縁耐圧を高く設定する。
表面には、後記するデータライン電極とオーミックコン
タクトをとるための高濃度（Ｎ+）不純物層１４Ｄが形
成されている。そして、この高濃度不純物層１４Ｄの上
には入力電極としてのデータライン電極１５が導電膜を
パターニングして形成されている。このようにして半導
体層１４上にデータライン電極１５を形成した構造及び
露出するゲート絶縁膜１３の上を薄い膜厚の発光用絶縁
膜１６が覆っている。この発光用絶縁膜１６は、例えば
ＳｉＮ膜をＣＶＤ法にて形成することができる。さら
に、半導体層１４のドレイン領域１４Ｂの上方には、発
光用絶縁膜１６を介してこのドレイン領域１４Ｂに対応
する領域に発光層１７が形成され、発光層１７の上には
発光用電極１８が導電膜にて形成されている。なお、こ
の発光層１７は蛍光体でなり、この蛍光体にＦｏｗｌｅ
ｒ−Ｎｏｒｄｈｅｉｍトンネル電流が発光用絶縁膜１６
を介して流れることにより、発光が起こるようになって
いる。なお、制御用電極１２側のゲート絶縁膜１３は、
発光時のような高電圧でもリークの生じないように、絶
縁耐圧を高く設定する。
【０００８】本実施例のように発光デバイスをガラス基
板１１の上に２次元マトリクス状に配設する構成とする
ことにより、以下のような作用・動作を有する。即ち、
本実施例で形成した発光デバイスは、制御用電極１２に
よるゲートを開くことにより、データライン電極１５か
ら電流がソース領域１４Ａ、チャネル領域１４Ｃを介し
てドレイン領域１４Ｂへ流れる。このとき、発光用電極
１８に所定の電圧が印加されている場合にドレイン領域
１４Ｂと発光用電極１８との間に強電界が生じ、これに
よって発光用絶縁膜１６を通してＦｏｗｌｅｒ−Ｎｏｒ
ｄｈｅｉｍトンネル電流が発生し、発光層１７の蛍光体
を蛍光発光させる。このため、ガラス基板１１上に多数
形成された発光用電極１８と制御用電極１２とに選択的
に電圧を印加することにより、所定の画素を選択的に発
光させることが可能となる。なお、本実施例では、発光
層１７をＭＯＳトランジスタのオン・オフにより発光さ
せる構成としたことにより、従来のようなクロストーク
による弊害が発生する余地がなく、確実な表示機能を持
つ。
板１１の上に２次元マトリクス状に配設する構成とする
ことにより、以下のような作用・動作を有する。即ち、
本実施例で形成した発光デバイスは、制御用電極１２に
よるゲートを開くことにより、データライン電極１５か
ら電流がソース領域１４Ａ、チャネル領域１４Ｃを介し
てドレイン領域１４Ｂへ流れる。このとき、発光用電極
１８に所定の電圧が印加されている場合にドレイン領域
１４Ｂと発光用電極１８との間に強電界が生じ、これに
よって発光用絶縁膜１６を通してＦｏｗｌｅｒ−Ｎｏｒ
ｄｈｅｉｍトンネル電流が発生し、発光層１７の蛍光体
を蛍光発光させる。このため、ガラス基板１１上に多数
形成された発光用電極１８と制御用電極１２とに選択的
に電圧を印加することにより、所定の画素を選択的に発
光させることが可能となる。なお、本実施例では、発光
層１７をＭＯＳトランジスタのオン・オフにより発光さ
せる構成としたことにより、従来のようなクロストーク
による弊害が発生する余地がなく、確実な表示機能を持
つ。
【０００９】図２は上記のように発光デバイスを２次元
マトリクス状に配置してなる表示パネルの等価回路であ
る。この図から判るように、例えば選択ゲートラインｍ
を選択し、データラインｎを選択し且つ発光ゲートライ
ンｌに電圧が印加されている場合に、これらラインと接
続された部分の発光デバイスの発光層が発光するように
なっている。図３（Ａ）及び（Ｂ）は画素が選択された
状態と非選択の状態とを示す等価回路である。図３
（Ａ）は画素選択状態であり、データ電圧Ｖｄが発光用
電極１８下まで届くため、発光用電極印加電圧Ｖｔｇと
データ電圧Ｖｄの電位差に応じたＦｏｗｌｅｒ−Ｎｏｒ
ｄｈｅｉｍトンネル電流が発光層１７を流れ、蛍光発光
を起こさせる。また、図３（Ｂ）は画素非選択状態であ
り、選択ゲートラインとしての制御用電極１２に電圧が
印加されず、ＭＯＳトランジスタがオフの状態にあり、
発光用電極１８下はほぼ発光用電極１８と同電位である
ため発光しない。なお、発光に必要なＶｔｇ−Ｖｄは、
一般的な蛍光体の吸収エネルギーが１６．５ｅＶ程度で
あるため、２０Ｖオーダでよいと考えられる。一方、こ
のような薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）がＮＭＯＳ動作す
るとすれば、Ｖｔｇ＝２０Ｖ、Ｖｄ＝０Ｖで制御用電極
の電圧Ｖｂｇ＝０Ｖのとき非選択となり、Ｖｂｇ＝＋２
０Ｖで選択、といった電圧関係となる。
マトリクス状に配置してなる表示パネルの等価回路であ
る。この図から判るように、例えば選択ゲートラインｍ
を選択し、データラインｎを選択し且つ発光ゲートライ
ンｌに電圧が印加されている場合に、これらラインと接
続された部分の発光デバイスの発光層が発光するように
なっている。図３（Ａ）及び（Ｂ）は画素が選択された
状態と非選択の状態とを示す等価回路である。図３
（Ａ）は画素選択状態であり、データ電圧Ｖｄが発光用
電極１８下まで届くため、発光用電極印加電圧Ｖｔｇと
データ電圧Ｖｄの電位差に応じたＦｏｗｌｅｒ−Ｎｏｒ
ｄｈｅｉｍトンネル電流が発光層１７を流れ、蛍光発光
を起こさせる。また、図３（Ｂ）は画素非選択状態であ
り、選択ゲートラインとしての制御用電極１２に電圧が
印加されず、ＭＯＳトランジスタがオフの状態にあり、
発光用電極１８下はほぼ発光用電極１８と同電位である
ため発光しない。なお、発光に必要なＶｔｇ−Ｖｄは、
一般的な蛍光体の吸収エネルギーが１６．５ｅＶ程度で
あるため、２０Ｖオーダでよいと考えられる。一方、こ
のような薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）がＮＭＯＳ動作す
るとすれば、Ｖｔｇ＝２０Ｖ、Ｖｄ＝０Ｖで制御用電極
の電圧Ｖｂｇ＝０Ｖのとき非選択となり、Ｖｂｇ＝＋２
０Ｖで選択、といった電圧関係となる。
【００１０】なお、本実施例では、半導体層としてポリ
シリコンを用いたが、アモルファスシリコン膜を用いて
も勿論よい。ところで、ＳｉＮ膜をゲート絶縁膜として
用いるアモルファスシリコンＴＦＴでは、片側のゲート
のみに高電圧を長期的に印加していると、チャージアッ
プにより特性が変動することが知られている。そこで、
図４の波形図に示すように非選択時の制御用電極及び発
光用電極に負電圧を印加するサイクルを設け、蓄積され
た電荷を放出するようにすれば長期的に安定した動作が
期待できる。
シリコンを用いたが、アモルファスシリコン膜を用いて
も勿論よい。ところで、ＳｉＮ膜をゲート絶縁膜として
用いるアモルファスシリコンＴＦＴでは、片側のゲート
のみに高電圧を長期的に印加していると、チャージアッ
プにより特性が変動することが知られている。そこで、
図４の波形図に示すように非選択時の制御用電極及び発
光用電極に負電圧を印加するサイクルを設け、蓄積され
た電荷を放出するようにすれば長期的に安定した動作が
期待できる。
【００１１】また、発光時にはＦｏｗｌｅｒ−Ｎｏｒｄ
ｈｅｉｍ（Ｆ−Ｎ）トンネル電流が発光ゲート絶縁膜１
６中を流れるため、チャネル長方向で電位降下が生じチ
ャネル長方向での発光領域は局所的であったり、チャネ
ル長方向で発光強度が減衰する可能性がある。そこで、
画素当たりの単位面積に対してチャネル幅を大きくとる
ようにすれば、単位面積当たりの輝度が向上し、表示品
質を上げることができる。具体的には、図５に示すよう
に、下層に形成される制御用電極１２をポリシリコン膜
１４より面積が大きくなるように設定し、半導体層１４
がこの制御用電極１２の平面領域内に収まり、且つチャ
ネル幅を稼ぐため曲がりくねった形状になるように形成
する。このように構成することにより、チャネル長方向
で発光領域が局所的であったり、チャネル長方向に発光
強度が減衰する可能性があっても単位面積当たりの輝度
を向上することが可能となる。
ｈｅｉｍ（Ｆ−Ｎ）トンネル電流が発光ゲート絶縁膜１
６中を流れるため、チャネル長方向で電位降下が生じチ
ャネル長方向での発光領域は局所的であったり、チャネ
ル長方向で発光強度が減衰する可能性がある。そこで、
画素当たりの単位面積に対してチャネル幅を大きくとる
ようにすれば、単位面積当たりの輝度が向上し、表示品
質を上げることができる。具体的には、図５に示すよう
に、下層に形成される制御用電極１２をポリシリコン膜
１４より面積が大きくなるように設定し、半導体層１４
がこの制御用電極１２の平面領域内に収まり、且つチャ
ネル幅を稼ぐため曲がりくねった形状になるように形成
する。このように構成することにより、チャネル長方向
で発光領域が局所的であったり、チャネル長方向に発光
強度が減衰する可能性があっても単位面積当たりの輝度
を向上することが可能となる。
【００１２】（実施例２）図６は、本発明に係る発光デ
バイス及びそれを備えた表示パネルの実施例２の要部断
面図である。本実施例では、ガラス基板１１の上に半導
体層としての半導体層１４を所定形状に形成し、この半
導体層１４のソース領域側にデータライン電極１５を形
成している。このデータライン電極１５は、半導体層の
上面と側面にわたって接触するように接続され、コンタ
クト抵抗の低減化を図っている。そして、このような構
造の上に発光用絶縁膜１６を堆積させ、半導体層１４の
ドレイン領域上方に発光用絶縁膜１６を介して発光層１
７及び発光用電極１８を形成している。さらに、例えば
ＳｉＮ膜１３をゲート絶縁膜として形成し、このＳｉＮ
膜１３の上に制御用電極１２が形成されている。本実施
例の構成は、上記実施例１の制御用電極１２を半導体層
の上に配置した所謂トップゲート構造としたものであ
り、作用・動作は上記実施例１とほぼ同様である。本実
施例では、特にデータライン電極１５のコンタクト面積
を大きくできる利点がある。
バイス及びそれを備えた表示パネルの実施例２の要部断
面図である。本実施例では、ガラス基板１１の上に半導
体層としての半導体層１４を所定形状に形成し、この半
導体層１４のソース領域側にデータライン電極１５を形
成している。このデータライン電極１５は、半導体層の
上面と側面にわたって接触するように接続され、コンタ
クト抵抗の低減化を図っている。そして、このような構
造の上に発光用絶縁膜１６を堆積させ、半導体層１４の
ドレイン領域上方に発光用絶縁膜１６を介して発光層１
７及び発光用電極１８を形成している。さらに、例えば
ＳｉＮ膜１３をゲート絶縁膜として形成し、このＳｉＮ
膜１３の上に制御用電極１２が形成されている。本実施
例の構成は、上記実施例１の制御用電極１２を半導体層
の上に配置した所謂トップゲート構造としたものであ
り、作用・動作は上記実施例１とほぼ同様である。本実
施例では、特にデータライン電極１５のコンタクト面積
を大きくできる利点がある。
【００１３】（実施例３）図７は、本発明に係る発光デ
バイス及びそれを備えた表示パネルの実施例３を示す要
部断面図である。本実施例は、ガラス基板１１の上に発
光用電極１８、発光層１７を順次積層し、これらをパタ
ーニングした後、発光用絶縁膜１６を全面にコンフォー
マルに形成し、その上に平坦化絶縁膜１９を設けて形成
されている。そして、平坦化絶縁膜１９の上に半導体層
１４が形成され、この半導体層の一方の領域（ソース
側）にデータライン電極１５を上記実施例２と同様に形
成している。そして、全面にゲート絶縁膜を形成し、こ
のゲート絶縁膜１３の上に制御用電極１２が形成されて
いる。本実施例においても、作用・動作は上記実施例２
と同様である。
バイス及びそれを備えた表示パネルの実施例３を示す要
部断面図である。本実施例は、ガラス基板１１の上に発
光用電極１８、発光層１７を順次積層し、これらをパタ
ーニングした後、発光用絶縁膜１６を全面にコンフォー
マルに形成し、その上に平坦化絶縁膜１９を設けて形成
されている。そして、平坦化絶縁膜１９の上に半導体層
１４が形成され、この半導体層の一方の領域（ソース
側）にデータライン電極１５を上記実施例２と同様に形
成している。そして、全面にゲート絶縁膜を形成し、こ
のゲート絶縁膜１３の上に制御用電極１２が形成されて
いる。本実施例においても、作用・動作は上記実施例２
と同様である。
【００１４】（実施例４）図８は、本発明の実施例４の
要部断面図を示している。同図に示すように、本実施例
では半導体層１４のソース側に形成するデータライン電
極１５を半導体層１４の両面及び側面に渡るように形成
し、さらにコンタクト抵抗の低減化を図るようにしたも
のである。また、発光用絶縁膜１６、発光層１７及び発
光用電極１８も半導体層１４のドレイン側の両面及び側
面に渡るように形成している。さらに、半導体層１４の
上方に制御用電極１２Ａを形成し、半導体層１４の下方
に制御用電極１２Ｂを形成した所謂ダブルゲート構造と
したものである。本実施例では、データライン電極１５
のコンタクト抵抗を低減でき、発光層１７の発光領域を
広くすることができる。また、制御用電極が上下にある
ため、ＭＯＳトランジスタのチャネルを流れる電流を実
質的に大きくすることができる。このほか、本実施例に
よれば、制御用電極の制御方式を多機能化することが可
能となる。
要部断面図を示している。同図に示すように、本実施例
では半導体層１４のソース側に形成するデータライン電
極１５を半導体層１４の両面及び側面に渡るように形成
し、さらにコンタクト抵抗の低減化を図るようにしたも
のである。また、発光用絶縁膜１６、発光層１７及び発
光用電極１８も半導体層１４のドレイン側の両面及び側
面に渡るように形成している。さらに、半導体層１４の
上方に制御用電極１２Ａを形成し、半導体層１４の下方
に制御用電極１２Ｂを形成した所謂ダブルゲート構造と
したものである。本実施例では、データライン電極１５
のコンタクト抵抗を低減でき、発光層１７の発光領域を
広くすることができる。また、制御用電極が上下にある
ため、ＭＯＳトランジスタのチャネルを流れる電流を実
質的に大きくすることができる。このほか、本実施例に
よれば、制御用電極の制御方式を多機能化することが可
能となる。
【００１５】以上、各実施例について説明したが、本発
明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨に
基づいて種々変形することが可能である。例えば、上記
各実施例では発光層１７に蛍光材料を用い、Ｆ−Ｎトン
ネル電流により蛍光材料を励起して発光するものである
が、本発明では発光層１７としてＥＬ（エレクトロルミ
ネッセンス）発光材料を用い、電界の印加により電荷の
再結合をおこして発光させる発光デバイスとすることも
できる。この場合、ＥＬ材料でなる発光層１７は電荷の
結合層とし、絶縁膜１６は電荷（正孔又は電子）の輸送
層とする。この輸送層と半導体層１４との間にはインジ
ウム等の金属膜を設けて電子放出用電極とする。また、
発光用電極１８はＩＴＯ等により形成して正孔放出用電
極とする。発光用電極と電子放出用電極間に電界が印加
されることにより正孔と電子が発光そするにて再結合し
て励起光を発する。ＥＬ材料や蛍光材料は各種の材料の
中から適宜選択が可能である。また、いずれの実施例に
おいても、制御用電極１２のゲート絶縁膜としてＳｉＮ
膜を用いたがＳｉＯ2膜などの他の絶縁膜を用いても勿
論よい。同様に、発光層と半導体層との間に介在される
発光用絶縁膜もＳｉＮ膜に限定されるものではない。
明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨に
基づいて種々変形することが可能である。例えば、上記
各実施例では発光層１７に蛍光材料を用い、Ｆ−Ｎトン
ネル電流により蛍光材料を励起して発光するものである
が、本発明では発光層１７としてＥＬ（エレクトロルミ
ネッセンス）発光材料を用い、電界の印加により電荷の
再結合をおこして発光させる発光デバイスとすることも
できる。この場合、ＥＬ材料でなる発光層１７は電荷の
結合層とし、絶縁膜１６は電荷（正孔又は電子）の輸送
層とする。この輸送層と半導体層１４との間にはインジ
ウム等の金属膜を設けて電子放出用電極とする。また、
発光用電極１８はＩＴＯ等により形成して正孔放出用電
極とする。発光用電極と電子放出用電極間に電界が印加
されることにより正孔と電子が発光そするにて再結合し
て励起光を発する。ＥＬ材料や蛍光材料は各種の材料の
中から適宜選択が可能である。また、いずれの実施例に
おいても、制御用電極１２のゲート絶縁膜としてＳｉＮ
膜を用いたがＳｉＯ2膜などの他の絶縁膜を用いても勿
論よい。同様に、発光層と半導体層との間に介在される
発光用絶縁膜もＳｉＮ膜に限定されるものではない。
【００１６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、歩留り良く製造することができ、しかも制
御性の良い発光デバイス及びそれを備えた表示パネルが
得られる効果を奏する。また、液晶や電子ビーム等を用
いずに安定した発光特性や表示特性を有する大面積フラ
ットディスプレイの製造を可能にする効果がある。
明によれば、歩留り良く製造することができ、しかも制
御性の良い発光デバイス及びそれを備えた表示パネルが
得られる効果を奏する。また、液晶や電子ビーム等を用
いずに安定した発光特性や表示特性を有する大面積フラ
ットディスプレイの製造を可能にする効果がある。
【００１７】
【図１】本発明の実施例１の要部断面図。
【図２】実施例１の表示パネルに備えられた、２次元マ
トリクス状に形成された発光デバイスの等価回路。
トリクス状に形成された発光デバイスの等価回路。
【図３】（Ａ）は実施例１の発光デバイスが画素選択状
態にある等価回路、（Ｂ）は同発光デバイスが非選択状
態にある等価回路。
態にある等価回路、（Ｂ）は同発光デバイスが非選択状
態にある等価回路。
【図４】図３（Ａ）及び（Ｂ）に示された発光デバイス
を駆動する場合のタイミングを示す図。
を駆動する場合のタイミングを示す図。
【図５】実施例１においてポリシリコン膜１４のチャネ
ル幅を長くするようにした改良例を示す平面図。
ル幅を長くするようにした改良例を示す平面図。
【図６】本発明の実施例２を示す要部断面図。
【図７】本発明の実施例３を示す要部断面図。
【図８】本発明の実施例４を示す要部断面図。
【図９】従来のＣＲＴの構造を示す説明図。
【図１０】従来のスピント型冷陰極装置の断面図。
１１ ガラス基板 １２ 制御用電極 １３ ゲート絶縁膜 １４ 半導体層 １４Ａ ソース領域 １４Ｂ ドレイン領域 １５ データライン電極 １６ 発光用絶縁膜 １７ 発光層 １８ 発光用電極
Claims (9)
- 【請求項１】 半導体層と、 前記半導体層のチャネル領域を挟む一方の導電領域に電
気的に接続された入力電極と、 前記半導体層の前記チャネル領域を挟む他方の導電領域
側で当該半導体層から離間して配設された発光用電極
と、 前記発光用電極と前記半導体層の他方の導電領域との間
に設けられた発光層と、 前記入力電極と前記発光用電極との間の前記半導体層の
チャネル領域に対向して配置された制御用電極と、を備
えることを特徴とする発光デバイス。 - 【請求項２】 前記半導体層と前記発光層との間に絶縁
膜が介在されることを特徴とする発光デバイス。 - 【請求項３】 前記発光層は蛍光体膜であることを特徴
とする請求項１記載の発光デバイス。 - 【請求項４】 前記他方の導電領域と発光用電極とこれ
らに挟まれた発光層とはＥＬ素子を構成することを特徴
とする請求項１記載の発光デバイス。 - 【請求項５】 前記制御用電極は前記半導体層の上方及
び／又は下方に配設されることを特徴とする請求項１記
載の発光デバイス。 - 【請求項６】 透明基板上の１画素部毎に、半導体層と
選択用のゲート電極とが絶縁膜を介して互いに対向して
形成され、且つ前記半導体層のチャネル領域を挟む一方
の導電領域にデータ線が接続されると共に、前記半導体
層のチャネル領域を挟む他方の導電領域に発光層を介し
て発光用電極が設けられたことを特徴とする表示パネ
ル。 - 【請求項７】 前記発光層は蛍光体膜であることを特徴
とする請求項６記載の表示パネル。 - 【請求項８】 前記他方の導電領域と発光用電極とこれ
らに挟まれた発光層とはＥＬ素子を構成することを特徴
とする請求項６記載の表示パネル。 - 【請求項９】 前記ゲート電極は前記半導体層の上方及
び／又は下方に配設されることを特徴とする請求項６記
載の表示パネル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6208235A JPH0854837A (ja) | 1994-08-10 | 1994-08-10 | 発光デバイス及びそれを備えた表示パネル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6208235A JPH0854837A (ja) | 1994-08-10 | 1994-08-10 | 発光デバイス及びそれを備えた表示パネル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0854837A true JPH0854837A (ja) | 1996-02-27 |
Family
ID=16552897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6208235A Abandoned JPH0854837A (ja) | 1994-08-10 | 1994-08-10 | 発光デバイス及びそれを備えた表示パネル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0854837A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003208110A (ja) * | 2001-11-09 | 2003-07-25 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光装置 |
| KR101306192B1 (ko) * | 2012-02-10 | 2013-10-16 | 서울대학교산학협력단 | 유기 발광 소자의 제조 방법 및 그에 의한 유기 발광 소자 |
| JP2016040786A (ja) * | 2000-02-03 | 2016-03-24 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 発光装置および電気器具 |
| JP2021508942A (ja) * | 2018-01-15 | 2021-03-11 | 京東方科技集團股▲ふん▼有限公司Ｂｏｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 表示パネル |
-
1994
- 1994-08-10 JP JP6208235A patent/JPH0854837A/ja not_active Abandoned
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016040786A (ja) * | 2000-02-03 | 2016-03-24 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 発光装置および電気器具 |
| JP2003208110A (ja) * | 2001-11-09 | 2003-07-25 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光装置 |
| KR100920316B1 (ko) * | 2001-11-09 | 2009-10-07 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 발광 장치 |
| US8324618B2 (en) | 2001-11-09 | 2012-12-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting device |
| US9054199B2 (en) | 2001-11-09 | 2015-06-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting device |
| US9577016B2 (en) | 2001-11-09 | 2017-02-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting device |
| US9905624B2 (en) | 2001-11-09 | 2018-02-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting device |
| US10461140B2 (en) | 2001-11-09 | 2019-10-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting device |
| US10680049B2 (en) | 2001-11-09 | 2020-06-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting device |
| US11063102B2 (en) | 2001-11-09 | 2021-07-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting device |
| KR101306192B1 (ko) * | 2012-02-10 | 2013-10-16 | 서울대학교산학협력단 | 유기 발광 소자의 제조 방법 및 그에 의한 유기 발광 소자 |
| JP2021508942A (ja) * | 2018-01-15 | 2021-03-11 | 京東方科技集團股▲ふん▼有限公司Ｂｏｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 表示パネル |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20031226 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040113 |
|
| A762 | Written abandonment of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20040310 |