JPS6091597A - 薄膜ｅｌ発光装置 - Google Patents
薄膜ｅｌ発光装置Info
- Publication number
- JPS6091597A JPS6091597A JP58197578A JP19757883A JPS6091597A JP S6091597 A JPS6091597 A JP S6091597A JP 58197578 A JP58197578 A JP 58197578A JP 19757883 A JP19757883 A JP 19757883A JP S6091597 A JPS6091597 A JP S6091597A
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- Japan
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- emitting device
- thin film
- insulating layer
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
１１１」
本発明は薄１１ＥＬ発光装置に関するものであり、より
詳細には、コンピュータ表示端末装置や薄膜平面ディス
プレイ、面発光体等に適用可能な、非晶質材料を用いた
薄膜ＥＬ発光装置に関するものである。
詳細には、コンピュータ表示端末装置や薄膜平面ディス
プレイ、面発光体等に適用可能な、非晶質材料を用いた
薄膜ＥＬ発光装置に関するものである。
従来技術
半導体に高電界を印加してキャリアを加速させ、母材構
成原子或いは適当な方法で母材中に混入した発光中心と
なる原子や分子を衝突励起して輻射再結合を起こさせて
発光を得るＥＬ発光素子が知られている。この様なＥＬ
発光素子は、通常、発光物質からなる発光層の両側に少
くとも一方を透明とした１対の電極でサンドインチさせ
た構造を有しており、１対の電極間に電圧を印加するこ
とによって発光層に電界を形成させて発光を行なわせる
。又、発光効率を上げる為に、活性体と呼ばれる不純物
を発光物質中にドープすることが行なわれる。
成原子或いは適当な方法で母材中に混入した発光中心と
なる原子や分子を衝突励起して輻射再結合を起こさせて
発光を得るＥＬ発光素子が知られている。この様なＥＬ
発光素子は、通常、発光物質からなる発光層の両側に少
くとも一方を透明とした１対の電極でサンドインチさせ
た構造を有しており、１対の電極間に電圧を印加するこ
とによって発光層に電界を形成させて発光を行なわせる
。又、発光効率を上げる為に、活性体と呼ばれる不純物
を発光物質中にドープすることが行なわれる。
ところで、従来のＥＬ素子においては、特開昭５７−５
３５８５号に見られる様にＺｎＳ、Ｚｎ５ｅ等のＵ−Ｉ
Ｖ族化合物半導体の８１膜中にＭｎ。
３５８５号に見られる様にＺｎＳ、Ｚｎ５ｅ等のＵ−Ｉ
Ｖ族化合物半導体の８１膜中にＭｎ。
Ｐｒ、Ｔｂ等をドープした発光材料を使用したものが主
流であるが、駆動電圧が高い（１ｏｏｙ〜２ＯＯＶ ＞
為専用の駆動用ＩＣが必要であった。又、Ｍｎドープ以
外は発光強度が実用域に達しておらず、多様化、多色化
が遅れているという問題があった。
流であるが、駆動電圧が高い（１ｏｏｙ〜２ＯＯＶ ＞
為専用の駆動用ＩＣが必要であった。又、Ｍｎドープ以
外は発光強度が実用域に達しておらず、多様化、多色化
が遅れているという問題があった。
目 的
本発明は以上の問題を解決する為に成されたものであっ
て、駆動用の薄膜トランジスタと一体化した構造を持ち
、多色化が容易な材料からなり、全固体で信頼性が高く
、低電圧駆動の可能な薄膜ＥＬ発光装置を提供すること
を目的とする。
て、駆動用の薄膜トランジスタと一体化した構造を持ち
、多色化が容易な材料からなり、全固体で信頼性が高く
、低電圧駆動の可能な薄膜ＥＬ発光装置を提供すること
を目的とする。
構 成
本発明の構成について、以下、具体的な実施例に基づい
て説明する。第１図は本発明の薄ＩＩ！ＥＬ発光装置を
使用したマトリクス駆動のＥしディスプレイパネル１の
平面図、第２図は第１図の■−■線に沿った断面図であ
る。ＥＬディスプレイパネル１において、発光部２はＸ
Ｙ方向にマトリクスを構成する所定寸法の画素（Ａ＋
、Ａ２ 、・・・。
て説明する。第１図は本発明の薄ＩＩ！ＥＬ発光装置を
使用したマトリクス駆動のＥしディスプレイパネル１の
平面図、第２図は第１図の■−■線に沿った断面図であ
る。ＥＬディスプレイパネル１において、発光部２はＸ
Ｙ方向にマトリクスを構成する所定寸法の画素（Ａ＋
、Ａ２ 、・・・。
Ａｎ）に分割されており、１画素に１個ずつ駆動用の薄
膜トランジスタ３が設けられている。Ｘ方向の電極３に
とＹ方向の電極３ｈを選択的に駆動して各画素（Ａ＋
、Ａ２ 、・・・、 Ａｎ ）を発光させることにより
ディスプレイパネルとして表示を行なう。第３図はＥＬ
ディスプレイパネル１に於ける発光部２の構成を示す断
面図である。ガラス基３− 板、ポリマー基板等の透明材料からなる支持体２ｆ上に
透明導電ｇ！（ＩＴＯ）等からなる電極膜２ｅが形成さ
れ、その上に強誘電体の絶縁層２ｄが形成されている。
膜トランジスタ３が設けられている。Ｘ方向の電極３に
とＹ方向の電極３ｈを選択的に駆動して各画素（Ａ＋
、Ａ２ 、・・・、 Ａｎ ）を発光させることにより
ディスプレイパネルとして表示を行なう。第３図はＥＬ
ディスプレイパネル１に於ける発光部２の構成を示す断
面図である。ガラス基３− 板、ポリマー基板等の透明材料からなる支持体２ｆ上に
透明導電ｇ！（ＩＴＯ）等からなる電極膜２ｅが形成さ
れ、その上に強誘電体の絶縁層２ｄが形成されている。
絶縁層２ｄは例えば、ニオブ酸リチウム、チタン酸鉛、
ジルコンチタン酸すヂウム、チタン酸バリウム等の材料
を使用する。この絶縁層２ｄの上に非晶質シリコン系の
発光材料からなる発光層２Ｃが形成され、その上に前述
した絶縁１２ｄと同一材料からなる絶縁層２ｂが形成さ
れ、さらにその上に電極膜２ａが形成されており、電極
１！２ａは所定の画素サイズに分割されている。第４図
はＥＬディスプレイパネル１における１膜トランジスタ
３の構成を示す断面図である。
ジルコンチタン酸すヂウム、チタン酸バリウム等の材料
を使用する。この絶縁層２ｄの上に非晶質シリコン系の
発光材料からなる発光層２Ｃが形成され、その上に前述
した絶縁１２ｄと同一材料からなる絶縁層２ｂが形成さ
れ、さらにその上に電極膜２ａが形成されており、電極
１！２ａは所定の画素サイズに分割されている。第４図
はＥＬディスプレイパネル１における１膜トランジスタ
３の構成を示す断面図である。
発光部２−（第１図の２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ。
２ｆからなるものであるが便宜的に一層として示しであ
るｂ）上に電極膜材料、例えばＯｒ 、 Ｎ’ｉ 。
るｂ）上に電極膜材料、例えばＯｒ 、 Ｎ’ｉ 。
ＭＯ，Ａｊ２等からなる。ゲート電極３ｋがＸＹマトリ
クスのＸ方向電極としてバタン形成され、その上にゲー
ト絶縁層３ｍが電極膜２ａ上の１部に窓開けを有する様
な形状にバタン形成されている。
クスのＸ方向電極としてバタン形成され、その上にゲー
ト絶縁層３ｍが電極膜２ａ上の１部に窓開けを有する様
な形状にバタン形成されている。
４−
絶縁Ｊｉ１３ｍは第３図の絶縁層２ｖ、２ｄと同一材料
からなるものとする。第４図において、ゲート絶縁層３
ｍを介在させてゲート電極３にの上部位置に非晶質シリ
コン系材料からなる半導体層３ρがバタン形成され、更
にその上に電極膜材料、例えばＣｒ’、Ｎｉ、ＭＯ，Ａ
Ｊ２等からなるソース電極３ｈがＸＹマトリクスのＹ方
向電極として、又ドレイン電極３ｊがゲート絶縁層３ｍ
の窓開けを通して電極膜２ａと部分的に接触する様な形
状にバタン形成されている。
からなるものとする。第４図において、ゲート絶縁層３
ｍを介在させてゲート電極３にの上部位置に非晶質シリ
コン系材料からなる半導体層３ρがバタン形成され、更
にその上に電極膜材料、例えばＣｒ’、Ｎｉ、ＭＯ，Ａ
Ｊ２等からなるソース電極３ｈがＸＹマトリクスのＹ方
向電極として、又ドレイン電極３ｊがゲート絶縁層３ｍ
の窓開けを通して電極膜２ａと部分的に接触する様な形
状にバタン形成されている。
次に、ＥＬディスプレイパネル１の駆動方法について説
明する。第２図において、ゲート電極３ｋ （Ｘ方向電
極）とソース電ｆｆ１３ｈ （Ｙ方向電極）に対して所
望の画素Ａｎを駆動する様に外部信号を与えると、画素
Ａｎに設けられている薄膜トランジスタ３がオン状態と
なりドレイン電極３Ｊを通して電極膜２ａをチャージす
る。対向する電極膜２ｅは通常アース電位に接続されて
おり、画素Ａｎの電極ＩＩ！２ａと電極！ｌ！２ｅの間
にある発光層２Ｃに電界Ｅが形成されて発光ｈνが起こ
る。その際、発光層の両側に形成されている絶縁！！２
ｂ及び２ｄが強誘電体である為、実効的な内部電界Ｆは
次式の様になる。
明する。第２図において、ゲート電極３ｋ （Ｘ方向電
極）とソース電ｆｆ１３ｈ （Ｙ方向電極）に対して所
望の画素Ａｎを駆動する様に外部信号を与えると、画素
Ａｎに設けられている薄膜トランジスタ３がオン状態と
なりドレイン電極３Ｊを通して電極膜２ａをチャージす
る。対向する電極膜２ｅは通常アース電位に接続されて
おり、画素Ａｎの電極ＩＩ！２ａと電極！ｌ！２ｅの間
にある発光層２Ｃに電界Ｅが形成されて発光ｈνが起こ
る。その際、発光層の両側に形成されている絶縁！！２
ｂ及び２ｄが強誘電体である為、実効的な内部電界Ｆは
次式の様になる。
ま
ただし、Ｅは外部電界、ε０は１！電体の真空誘電率、
Ｐは強誘電性に伴う自発分極である。即ち、上式におい
て第２項の分だけ内部電界Ｆの方が電界強度が強まるこ
とになる。又、薄膜トランジスタ３のゲート絶縁層３Ｉ
１１も絶縁層２ｂ、２ｄと同じ強誘電体であるから、１
ｉｌｌｉ！トランジスタ３の内部電界についても上述の
式が当てはまる。従って、＊ｍｔ−ランジスタ３と発光
部２の系全体として駆動電圧の低下を実現することがで
き、５０Ｖ以下とすることが可能である。
Ｐは強誘電性に伴う自発分極である。即ち、上式におい
て第２項の分だけ内部電界Ｆの方が電界強度が強まるこ
とになる。又、薄膜トランジスタ３のゲート絶縁層３Ｉ
１１も絶縁層２ｂ、２ｄと同じ強誘電体であるから、１
ｉｌｌｉ！トランジスタ３の内部電界についても上述の
式が当てはまる。従って、＊ｍｔ−ランジスタ３と発光
部２の系全体として駆動電圧の低下を実現することがで
き、５０Ｖ以下とすることが可能である。
次にＥＬディスプレイパネル１の製造工程の１例を第２
図に参照して説明する。まず、支持体２ｆとしてガラス
基板を使用し、その上に電極膜２ｅとして透明導電膜（
ＩＴＯ）を膜厚４００人に蒸着、スパッタリング等の方
法で形成する。次に、絶縁１１２ｄとしてニオブ酸リチ
ウムを膜厚ｉ 、 ｏｏ。
図に参照して説明する。まず、支持体２ｆとしてガラス
基板を使用し、その上に電極膜２ｅとして透明導電膜（
ＩＴＯ）を膜厚４００人に蒸着、スパッタリング等の方
法で形成する。次に、絶縁１１２ｄとしてニオブ酸リチ
ウムを膜厚ｉ 、 ｏｏ。
〜８，０００人にプラズマＣＶＤ、光ＣＶＤ等の方法に
より形成する。更にその上に、非晶質シリコン系の発光
層２Ｃとしてａ −８ｉ ｘ Ｃ＋−ｘ ： Ｈを膜厚
１，０００〜１０，０００人にグロー放電分解法、常圧
・減圧ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等により形成する。更に、
絶縁層２ｂとしてニオブ酸リチウムを膜厚１゜０００〜
８，０ＯＯＡｋ：フラスｖＣＶＤ、光ＣＶＤ等の方法に
より形成する。次に、電極膜２ｅとして透明導電膜（Ｉ
Ｔｏ）を膜厚〜４００人に蒸着、スパッタリング等の方
法で形成し、フォトリソ工程により所定の画素形状にパ
タン形成する。次に、Ｃｒを膜厚〜５００人に蒸着、ス
パッタリング法等を用いて形成し、フォトリソ工程によ
り所定のパタンにエツチングしゲート電極３ｋを作成す
る。次に、ゲート絶縁層３Ｉ１１としてニオブ酸リチウ
ムを膜厚〜４，０００人にプラズマＣＶＤ、光ＣＶＤ等
の方法により形成し、フォトリソ工程により所定のパタ
ンにエツチングする。更に、半導体層３ρと７− してａ−８ｉ：＠を膜厚〜４，０００人にグロー放電分
解法や常圧・減圧ＣＶＤ法により形成し、フォトリソ工
程により所定のパタンにエツチングする。
より形成する。更にその上に、非晶質シリコン系の発光
層２Ｃとしてａ −８ｉ ｘ Ｃ＋−ｘ ： Ｈを膜厚
１，０００〜１０，０００人にグロー放電分解法、常圧
・減圧ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等により形成する。更に、
絶縁層２ｂとしてニオブ酸リチウムを膜厚１゜０００〜
８，０ＯＯＡｋ：フラスｖＣＶＤ、光ＣＶＤ等の方法に
より形成する。次に、電極膜２ｅとして透明導電膜（Ｉ
Ｔｏ）を膜厚〜４００人に蒸着、スパッタリング等の方
法で形成し、フォトリソ工程により所定の画素形状にパ
タン形成する。次に、Ｃｒを膜厚〜５００人に蒸着、ス
パッタリング法等を用いて形成し、フォトリソ工程によ
り所定のパタンにエツチングしゲート電極３ｋを作成す
る。次に、ゲート絶縁層３Ｉ１１としてニオブ酸リチウ
ムを膜厚〜４，０００人にプラズマＣＶＤ、光ＣＶＤ等
の方法により形成し、フォトリソ工程により所定のパタ
ンにエツチングする。更に、半導体層３ρと７− してａ−８ｉ：＠を膜厚〜４，０００人にグロー放電分
解法や常圧・減圧ＣＶＤ法により形成し、フォトリソ工
程により所定のパタンにエツチングする。
次に、感光性レジスト膜を形成し、フォトリソ工程によ
りソース電極３ｈとドレイン電極３ｊのマスクパタンを
作成した後、Ｎｉ−０ｒを膜厚５，０００人に蒸着、ス
パッタリング等を用いて形成し、感光性レジスタ膜を除
去してソース電極３ｈとドレイン電極３ｊを形成する。
りソース電極３ｈとドレイン電極３ｊのマスクパタンを
作成した後、Ｎｉ−０ｒを膜厚５，０００人に蒸着、ス
パッタリング等を用いて形成し、感光性レジスタ膜を除
去してソース電極３ｈとドレイン電極３ｊを形成する。
効 果
以上の如く、薄膜Ｅ１発光装置において発光層の両側の
絶縁層と薄膜トランジスタのゲート絶縁層とを同一材料
、とすることにより、製造工程が簡素化しコストダウン
がもたらされる。例えば、発光部と薄膜トランジスタの
全製造工程をＣＶＤ法によって連続的に行なうことも可
能となる。又、これらの絶縁層を強誘電体としたことに
より、従来の駆動電圧１００〜２００Ｖが５０Ｖ以下に
低減でき、低電圧駆動が可能になる。更に、発光層の両
側の絶縁層は発光層と電極膜との付着性を向上さ８− せ、発光層を湿度や機械的衝撃から保護するから、大面
積化、多色化が容易な非晶質系材料を用いた薄膜Ｅ１発
光装置の信頼性を高めるという効果がある。
絶縁層と薄膜トランジスタのゲート絶縁層とを同一材料
、とすることにより、製造工程が簡素化しコストダウン
がもたらされる。例えば、発光部と薄膜トランジスタの
全製造工程をＣＶＤ法によって連続的に行なうことも可
能となる。又、これらの絶縁層を強誘電体としたことに
より、従来の駆動電圧１００〜２００Ｖが５０Ｖ以下に
低減でき、低電圧駆動が可能になる。更に、発光層の両
側の絶縁層は発光層と電極膜との付着性を向上さ８− せ、発光層を湿度や機械的衝撃から保護するから、大面
積化、多色化が容易な非晶質系材料を用いた薄膜Ｅ１発
光装置の信頼性を高めるという効果がある。
第１図は本発明を適用したマトリクス駆動のＥしディス
プレイパネル１の平面図、第２図は第１図の１−１線に
よる断面図、第３図はＥＬディスプレイパネル１におけ
る発光部２の構成を示す断面図、第４図はＥＬディスプ
レイパネル１における薄膜トランジスタ３の構成を示す
断面図である。 （符号の説明） ２ａ、２ｅ： 電極Ｉ！ｌｌ ２ｂ、２ｄ： 絶縁層２
Ｃ： 発光層 ２ｆ： 支持体 ３ｈ： ソース電極 ３ｊ ： ドレイン電極３ｋ ＝
ゲート電極 ３ρ二 半導体層３ｍ： ゲート絶縁層 第１図 第２図 第３図 第４図 手続補正書 昭和５８年１２月１４日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５８年 特 許 願 第 １９７
５７８ 号２、発明の名称 薄 膜 ＥＬ 発 光 装
置３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代理人 ６、補正により増加する発明の数 な し７、補正の対
象 明 細 書 ８、補正の内容 別紙の通り 補 正 の 内 容 １、本願明細書「発明の詳細な説明」の欄中、下記の点
を補正する。 （１） 第３頁、１３行中、ｒｎ−ＩＶ族」を「■−■
族」と訂正する。 （２） 第７頁、５〜６行中、「ε０は誘電体の真空誘
電率」を「ε０は真空の誘電率」と訂正する。 第８頁、３行中、９行中及び１８行中の［光ＣＶＤＪを
夫々「スパッタリング」と訂正する。 第９頁、１４〜１６行中、「例えば、発部と・・・・・
・可能となる。」の４７字を削除す（以 上）
プレイパネル１の平面図、第２図は第１図の１−１線に
よる断面図、第３図はＥＬディスプレイパネル１におけ
る発光部２の構成を示す断面図、第４図はＥＬディスプ
レイパネル１における薄膜トランジスタ３の構成を示す
断面図である。 （符号の説明） ２ａ、２ｅ： 電極Ｉ！ｌｌ ２ｂ、２ｄ： 絶縁層２
Ｃ： 発光層 ２ｆ： 支持体 ３ｈ： ソース電極 ３ｊ ： ドレイン電極３ｋ ＝
ゲート電極 ３ρ二 半導体層３ｍ： ゲート絶縁層 第１図 第２図 第３図 第４図 手続補正書 昭和５８年１２月１４日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５８年 特 許 願 第 １９７
５７８ 号２、発明の名称 薄 膜 ＥＬ 発 光 装
置３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代理人 ６、補正により増加する発明の数 な し７、補正の対
象 明 細 書 ８、補正の内容 別紙の通り 補 正 の 内 容 １、本願明細書「発明の詳細な説明」の欄中、下記の点
を補正する。 （１） 第３頁、１３行中、ｒｎ−ＩＶ族」を「■−■
族」と訂正する。 （２） 第７頁、５〜６行中、「ε０は誘電体の真空誘
電率」を「ε０は真空の誘電率」と訂正する。 第８頁、３行中、９行中及び１８行中の［光ＣＶＤＪを
夫々「スパッタリング」と訂正する。 第９頁、１４〜１６行中、「例えば、発部と・・・・・
・可能となる。」の４７字を削除す（以 上）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、支持体と、前記支持体上に水素原子又はハロゲン原
子の少くとも一方を含む非晶質シリコン系材料を用いて
形成され電界を印加することにより発光する発光層と、
前記発光層と一体化して前記支持体上に形成され外部か
らの信号に応じて前記発光層への電界の印加を制御する
薄膜トランジスタとを有する薄！ＩＩＥＬ発光装置にお
いて、前記発光層の両側に絶縁層が設けられており、前
記絶縁層材料が前記薄膜トランジスタのゲート絶縁層と
同一材料であることを特徴とするＷＩ膜ＥＬ発光装置。 ２、上記第１項において、前記絶縁層材料が強誘電体で
あることを特徴とするｗＩ膜ＥＬ発光装置。 ３、上記第２項において、前記強誘電体がニオブ酸リチ
ウムであることを特徴とするＩＩＩＩＥＬ発光装置。 ４、上記第２項において、前記強誘電体がチタン酸鉛で
あることを特徴とする薄膜Ｅ１発光装置。 ５、上記第２項において、前記強誘電体がジルコンチタ
ン酸リチウムであることを特徴とする薄１！ＥＬ発光装
置。 ６、上記第２項において、前記強誘電体がチタン酸バリ
ウムであることを特徴とする１１！ＥＬ発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58197578A JPS6091597A (ja) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | 薄膜ｅｌ発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58197578A JPS6091597A (ja) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | 薄膜ｅｌ発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6091597A true JPS6091597A (ja) | 1985-05-22 |
| JPH0467319B2 JPH0467319B2 (ja) | 1992-10-27 |
Family
ID=16376822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58197578A Granted JPS6091597A (ja) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | 薄膜ｅｌ発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6091597A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100423617C (zh) * | 1999-06-21 | 2008-10-01 | 株式会社半导体能源研究所 | 电致发光显示器件、驱动方法和带有该显示器件的电子设备 |
-
1983
- 1983-10-24 JP JP58197578A patent/JPS6091597A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100423617C (zh) * | 1999-06-21 | 2008-10-01 | 株式会社半导体能源研究所 | 电致发光显示器件、驱动方法和带有该显示器件的电子设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0467319B2 (ja) | 1992-10-27 |
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