JP2003101031A - 能動素子及びそれを有する表示素子 - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/30—Organic light-emitting transistors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光強度を制御して発光強度の均一性を向上
できる能動素子及びそれを有する表示素子を提供する。 【解決手段】 ソース電極１、半導体層２及びドレイン
電極３が順次積層され、該半導体層２中の略中央部分に
間隔をあけて該ソース電極１及びドレイン電極２と略平
行に配置された複数の棒状のゲート電極４又は１つのド
ーナツ状のゲート電極が積層された、電気信号によって
電流値を制御する能動素子であって、該ソース電極とド
レイン電極との間に流れる電流が略垂直方向に流れる能
動素子において、該能動素子の断面からみたゲート電極
設置数とチャネル幅との関係が、次の式 ｛チャネル幅（μｍ）−（チャネル幅方向から見たゲー
ト電極幅（μｍ）×ゲート電極の設置数）｝／ゲート電
極の設置数＞０．２μｍ （１） を満たすものとする。
できる能動素子及びそれを有する表示素子を提供する。 【解決手段】 ソース電極１、半導体層２及びドレイン
電極３が順次積層され、該半導体層２中の略中央部分に
間隔をあけて該ソース電極１及びドレイン電極２と略平
行に配置された複数の棒状のゲート電極４又は１つのド
ーナツ状のゲート電極が積層された、電気信号によって
電流値を制御する能動素子であって、該ソース電極とド
レイン電極との間に流れる電流が略垂直方向に流れる能
動素子において、該能動素子の断面からみたゲート電極
設置数とチャネル幅との関係が、次の式 ｛チャネル幅（μｍ）−（チャネル幅方向から見たゲー
ト電極幅（μｍ）×ゲート電極の設置数）｝／ゲート電
極の設置数＞０．２μｍ （１） を満たすものとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、能動素子及びそれ
を有する表示素子に関し、さらに、詳しくは、ソース電
極、半導体層及びドレイン電極が順次積層された電気信
号によって電流値を制御する能動素子及びそれを有する
エレクトロルミネッセンス（以下、「ＥＬ」という。）
表示素子に関する。
を有する表示素子に関し、さらに、詳しくは、ソース電
極、半導体層及びドレイン電極が順次積層された電気信
号によって電流値を制御する能動素子及びそれを有する
エレクトロルミネッセンス（以下、「ＥＬ」という。）
表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、情報表示等の目的に用いられてき
た代表的な表示装置は、カソード レイ チューブ（以
下、「ＣＲＴ」という。）、液晶表示装置、ＥＬ表示装
置である。ＣＲＴは、高い表示品質を有し、しかも、装
置コストが比較的低いので、今日に至るまで表示装置と
して広く用いられてきたが、これに用いるブラウン管の
小型化が難しく、また、それに消費される電力を低下さ
せることも難しい、という欠点があった。こういった背
景から、液晶表示装置及びＥＬ表示装置の需要が急速に
高まってきている。特に、ＥＬ表示装置において用いら
れる有機ＥＬ表示素子は、自己発光型であるので低電圧
で駆動することができ、しかも、表示が鮮明であるの
で、有機ＥＬ表示素子への期待が高まっている。
た代表的な表示装置は、カソード レイ チューブ（以
下、「ＣＲＴ」という。）、液晶表示装置、ＥＬ表示装
置である。ＣＲＴは、高い表示品質を有し、しかも、装
置コストが比較的低いので、今日に至るまで表示装置と
して広く用いられてきたが、これに用いるブラウン管の
小型化が難しく、また、それに消費される電力を低下さ
せることも難しい、という欠点があった。こういった背
景から、液晶表示装置及びＥＬ表示装置の需要が急速に
高まってきている。特に、ＥＬ表示装置において用いら
れる有機ＥＬ表示素子は、自己発光型であるので低電圧
で駆動することができ、しかも、表示が鮮明であるの
で、有機ＥＬ表示素子への期待が高まっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＥＬ表示素子
は、電流値によって発光輝度が規定される電流動作型の
素子であるので、これに大きな電流を流すためには、能
動素子として高価なポリシリコンの様な高移動度の材料
を用いる必要があり、その低コスト化が困難であるとい
った問題を有している。そこで、安価な有機材料を能動
素子において用いることが提案されているが、有機材料
は電荷移動度が低いので、これを能動素子に用いる場合
には、チャネル幅を増加させるという問題があった。
は、電流値によって発光輝度が規定される電流動作型の
素子であるので、これに大きな電流を流すためには、能
動素子として高価なポリシリコンの様な高移動度の材料
を用いる必要があり、その低コスト化が困難であるとい
った問題を有している。そこで、安価な有機材料を能動
素子において用いることが提案されているが、有機材料
は電荷移動度が低いので、これを能動素子に用いる場合
には、チャネル幅を増加させるという問題があった。
【０００４】また、チャネル幅を増加させた能動素子に
おいて、ポリシリコンの様な高い電荷移動度の材料を用
いると、非常に高速応答のスイッチング素子を作製する
ことが可能となるが、その能動素子は、ゲート電極、ソ
ース電極、ドレイン電極を有するトランジスタであっ
て、ソース電極とドレイン電極とが同一平面上に並べて
成膜されたものとなっているので、チャネル幅を増加さ
せるためには能動素子の面積を増大させる必要があり、
そのために、このような能動素子を表示素子に用いる場
合には、高精細であって、かつ、高発光輝度を有するな
ディスプレイを作製することが困難となる、という問題
があった。
おいて、ポリシリコンの様な高い電荷移動度の材料を用
いると、非常に高速応答のスイッチング素子を作製する
ことが可能となるが、その能動素子は、ゲート電極、ソ
ース電極、ドレイン電極を有するトランジスタであっ
て、ソース電極とドレイン電極とが同一平面上に並べて
成膜されたものとなっているので、チャネル幅を増加さ
せるためには能動素子の面積を増大させる必要があり、
そのために、このような能動素子を表示素子に用いる場
合には、高精細であって、かつ、高発光輝度を有するな
ディスプレイを作製することが困難となる、という問題
があった。
【０００５】かかる問題を解決するために、ソース電
極、ゲート電極、ドレイン電極を順次積層して電解効果
型トランジスタ（以下、「ＦＥＴ（ＳＩＴ）」とい
う。）構造の能動素子とした複合型有機ＥＬトランジス
タが（社）応用物理学会主催、有機分子・バイオエレク
トロニクス分科会、第９回講習会（２００１）において
発表された。しかし、ここで発表されたＦＥＴ構造の能
動素子は、ソース／ドレイン電圧（以下、「Ｓ／Ｄ電
圧」という。）に対し、ソース／ドレイン電流（以下、
「Ｓ／Ｄ電流」という。）が飽和特性を示さない。図１
１は、このようなＦＥＴ構造の能動素子のＳ／Ｄ電圧と
Ｓ／Ｄ電流の関係を表すグラフである。図１１に示され
ているように、ＦＥＴ構造の能動素子は、僅かなＳ／Ｄ
電圧の変動でＳ／Ｄ電流値が変動するので、これを電流
値によって発光強度が規定されるＥＬ表示素子に用いる
場合には、発光強度を電流値で良好に制御性をすること
が難しく、そのために、表示面において発光強度の均一
性が損なわれるという問題があった。
極、ゲート電極、ドレイン電極を順次積層して電解効果
型トランジスタ（以下、「ＦＥＴ（ＳＩＴ）」とい
う。）構造の能動素子とした複合型有機ＥＬトランジス
タが（社）応用物理学会主催、有機分子・バイオエレク
トロニクス分科会、第９回講習会（２００１）において
発表された。しかし、ここで発表されたＦＥＴ構造の能
動素子は、ソース／ドレイン電圧（以下、「Ｓ／Ｄ電
圧」という。）に対し、ソース／ドレイン電流（以下、
「Ｓ／Ｄ電流」という。）が飽和特性を示さない。図１
１は、このようなＦＥＴ構造の能動素子のＳ／Ｄ電圧と
Ｓ／Ｄ電流の関係を表すグラフである。図１１に示され
ているように、ＦＥＴ構造の能動素子は、僅かなＳ／Ｄ
電圧の変動でＳ／Ｄ電流値が変動するので、これを電流
値によって発光強度が規定されるＥＬ表示素子に用いる
場合には、発光強度を電流値で良好に制御性をすること
が難しく、そのために、表示面において発光強度の均一
性が損なわれるという問題があった。
【０００６】本発明は、かかる問題を解決することを目
的としている。即ち、本発明は、発光強度を制御して発
光強度の均一性を向上できる能動素子及びそれを有する
表示素子を提供することを目的としている。
的としている。即ち、本発明は、発光強度を制御して発
光強度の均一性を向上できる能動素子及びそれを有する
表示素子を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】図２は、本発明を完成さ
せるに至った過程を説明する説明図である。図３は、Ｓ
／Ｄ電流がＳ／Ｄ電圧に対して飽和する飽和領域を示
す。図４は、Ｓ／Ｄ電流の飽和領域の必要性を説明する
ための説明図である。
せるに至った過程を説明する説明図である。図３は、Ｓ
／Ｄ電流がＳ／Ｄ電圧に対して飽和する飽和領域を示
す。図４は、Ｓ／Ｄ電流の飽和領域の必要性を説明する
ための説明図である。
【０００８】本発明者は、前記本発明の目的を達成する
ために、従来のＳＥＴ構造の能動素子を実験に基づいて
考察したところ次のことがわかった。図２（ａ）に示さ
れているように、従来のＳＥＴ構造の能動素子における
ゲート電極は、複数本の櫛形電極から構成されている。
図２（ａ）おいて、１はソース電極であり、２は（ｎ
型）半導体であり、３はドレイン電極であり、４はゲー
ト電極であり、そして、５は（ｐ型）半導体膜である。
かかる従来の能動素子においては、電極間距離が非常に
高精細に形成されている場合には、ゲート電圧未満の小
さなＳ／Ｄ電圧が印加されても、ゲート電圧印加と同時
にチャネル幅全体に空乏層が広がる。このような状態の
時にＳ／Ｄ電圧を印加すると、この空乏層には電子が注
入され、この電子が電界に沿ってドレイン方向へ移動し
ていく。この空乏層への電子の注入による電流の流れ
は、Ｓ／Ｄ電位がゲート電圧に対して低い領域から高い
領域に至るまで変わらないために、Ｓ／Ｄ電流がＳ／Ｄ
電圧に対して飽和することはない。Ｓ／Ｄ電流の制御
は、主に、ゲート電圧の増加によって空乏層の厚みが増
すことにより行われているが、このように空乏層の厚み
が増すとソース電極とドレイン電極との間の抵抗値が増
加するので、同一のＳ／Ｄ電圧においても、Ｓ／Ｄ電流
の値は減少する。
ために、従来のＳＥＴ構造の能動素子を実験に基づいて
考察したところ次のことがわかった。図２（ａ）に示さ
れているように、従来のＳＥＴ構造の能動素子における
ゲート電極は、複数本の櫛形電極から構成されている。
図２（ａ）おいて、１はソース電極であり、２は（ｎ
型）半導体であり、３はドレイン電極であり、４はゲー
ト電極であり、そして、５は（ｐ型）半導体膜である。
かかる従来の能動素子においては、電極間距離が非常に
高精細に形成されている場合には、ゲート電圧未満の小
さなＳ／Ｄ電圧が印加されても、ゲート電圧印加と同時
にチャネル幅全体に空乏層が広がる。このような状態の
時にＳ／Ｄ電圧を印加すると、この空乏層には電子が注
入され、この電子が電界に沿ってドレイン方向へ移動し
ていく。この空乏層への電子の注入による電流の流れ
は、Ｓ／Ｄ電位がゲート電圧に対して低い領域から高い
領域に至るまで変わらないために、Ｓ／Ｄ電流がＳ／Ｄ
電圧に対して飽和することはない。Ｓ／Ｄ電流の制御
は、主に、ゲート電圧の増加によって空乏層の厚みが増
すことにより行われているが、このように空乏層の厚み
が増すとソース電極とドレイン電極との間の抵抗値が増
加するので、同一のＳ／Ｄ電圧においても、Ｓ／Ｄ電流
の値は減少する。
【０００９】図２（ｂ）に示されているように、チャネ
ル部分に（ｎ型）半導体層２を形成し、ゲート電極近傍
に（ｐ型）半導体膜５を形成して、その能動素子にゲー
ト電圧として負電位を印加すると、ゲート電極の周辺に
は空乏層が形成される。この際、この能動素子における
チャネル部分には、空乏層の存在している領域と空乏層
の存在していない領域がある。この状態で能動素子にＳ
／Ｄ電圧を印加すると、電流は抵抗値の低い部位、つま
り、チャネル部分の空乏層が存在していない領域を流れ
ていく。このような状態にある時には、Ｓ／Ｄ電圧の印
加に伴いＳ／Ｄ電流も増加する。Ｓ／Ｄ電圧を上昇させ
ていくと、ｐｎ接合からみた時の逆バイアスがＳ／Ｄ電
圧の正極印加電極に近づくほど高くなるので、図２
（ｃ）に示されているように、左右の空乏層が正極近傍
でつながる。この状態の時には、Ｓ／Ｄ電圧を増加させ
ても、増加分の電圧は空乏層に対して印加されて、チャ
ネル両端の印加電圧は大きく変化せず、このために、図
３のグラフに示されているようなＳ／Ｄ電流が飽和する
電気特性が得られる。
ル部分に（ｎ型）半導体層２を形成し、ゲート電極近傍
に（ｐ型）半導体膜５を形成して、その能動素子にゲー
ト電圧として負電位を印加すると、ゲート電極の周辺に
は空乏層が形成される。この際、この能動素子における
チャネル部分には、空乏層の存在している領域と空乏層
の存在していない領域がある。この状態で能動素子にＳ
／Ｄ電圧を印加すると、電流は抵抗値の低い部位、つま
り、チャネル部分の空乏層が存在していない領域を流れ
ていく。このような状態にある時には、Ｓ／Ｄ電圧の印
加に伴いＳ／Ｄ電流も増加する。Ｓ／Ｄ電圧を上昇させ
ていくと、ｐｎ接合からみた時の逆バイアスがＳ／Ｄ電
圧の正極印加電極に近づくほど高くなるので、図２
（ｃ）に示されているように、左右の空乏層が正極近傍
でつながる。この状態の時には、Ｓ／Ｄ電圧を増加させ
ても、増加分の電圧は空乏層に対して印加されて、チャ
ネル両端の印加電圧は大きく変化せず、このために、図
３のグラフに示されているようなＳ／Ｄ電流が飽和する
電気特性が得られる。
【００１０】表示素子は、図４に示されるように階調信
号と走査信号を透明電極線を介して画素の選択・非選択
を行っている。この場合、配線抵抗が各々の画素によっ
て異なり、図４において、左上の画素はその抵抗値が最
低となり、右下の画素は抵抗値が最大となる。このため
に、画素に印加される実効的な電圧が異なる。回路から
の信号は、一般に電圧を規定して表示素子に印加される
ために、ＥＬ表示素子のように電流値によって発光強度
が規定される場合には、ＴＦＴのＩ−Ｖ特性は所定値以
上の電圧で電流値が飽和する必要がある。
号と走査信号を透明電極線を介して画素の選択・非選択
を行っている。この場合、配線抵抗が各々の画素によっ
て異なり、図４において、左上の画素はその抵抗値が最
低となり、右下の画素は抵抗値が最大となる。このため
に、画素に印加される実効的な電圧が異なる。回路から
の信号は、一般に電圧を規定して表示素子に印加される
ために、ＥＬ表示素子のように電流値によって発光強度
が規定される場合には、ＴＦＴのＩ−Ｖ特性は所定値以
上の電圧で電流値が飽和する必要がある。
【００１１】それ故、図２（ａ）に示されているような
ゲート電圧印加時にチャネル幅全域に空乏層が形成され
ないように、ゲート電極間距離を適正な距離に離して設
置することが重要となる。
ゲート電圧印加時にチャネル幅全域に空乏層が形成され
ないように、ゲート電極間距離を適正な距離に離して設
置することが重要となる。
【００１２】そこで、本発明者は、前記考察を踏まえて
さらに実験を続けて探求したところ、能動素子の断面か
らみたゲート電極設置数とチャネル幅との関係が、次の
式（１）、即ち、｛チャネル幅（μｍ）−（チャネル幅
方向から見たゲート電極幅（μｍ）×ゲート電極の設置
数）｝／ゲート電極の設置数＞０．２μｍを満たしてい
ると、図３に示されるように、Ｓ／Ｄ電流がＳ／Ｄ電圧
に対して飽和する飽和領域に入るような電気特性を得る
ことが可能となり、かかる電気特性を用いれば、発光強
度を制御して発光強度の均一性を向上できる能動素子が
得られることを見いだして本発明を完成するに至った。
さらに実験を続けて探求したところ、能動素子の断面か
らみたゲート電極設置数とチャネル幅との関係が、次の
式（１）、即ち、｛チャネル幅（μｍ）−（チャネル幅
方向から見たゲート電極幅（μｍ）×ゲート電極の設置
数）｝／ゲート電極の設置数＞０．２μｍを満たしてい
ると、図３に示されるように、Ｓ／Ｄ電流がＳ／Ｄ電圧
に対して飽和する飽和領域に入るような電気特性を得る
ことが可能となり、かかる電気特性を用いれば、発光強
度を制御して発光強度の均一性を向上できる能動素子が
得られることを見いだして本発明を完成するに至った。
【００１３】即ち、請求項１に記載された発明は、上記
目的を達成するために、ソース電極、半導体層及びドレ
イン電極が順次積層され、該半導体層中の略中央部分に
間隔をあけて該ソース電極及びドレイン電極と略平行に
配置された複数の棒状のゲート電極又は１つのドーナツ
状のゲート電極が積層された、電気信号によって電流値
を制御する能動素子であって、該ソース電極とドレイン
電極との間に流れる電流が略垂直方向に流れる能動素子
において、該能動素子の断面からみたゲート電極設置数
とチャネル幅との関係が、次の式 ｛チャネル幅（μｍ）−（チャネル幅方向から見たゲート電極幅（μｍ）×ゲ ート電極の設置数）｝／ゲート電極の設置数＞０．２μｍ （１） を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の能動
素子である。
目的を達成するために、ソース電極、半導体層及びドレ
イン電極が順次積層され、該半導体層中の略中央部分に
間隔をあけて該ソース電極及びドレイン電極と略平行に
配置された複数の棒状のゲート電極又は１つのドーナツ
状のゲート電極が積層された、電気信号によって電流値
を制御する能動素子であって、該ソース電極とドレイン
電極との間に流れる電流が略垂直方向に流れる能動素子
において、該能動素子の断面からみたゲート電極設置数
とチャネル幅との関係が、次の式 ｛チャネル幅（μｍ）−（チャネル幅方向から見たゲート電極幅（μｍ）×ゲ ート電極の設置数）｝／ゲート電極の設置数＞０．２μｍ （１） を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の能動
素子である。
【００１４】請求項２に記載された発明は、ソース電
極、半導体層及びドレイン電極が順次積層され、該半導
体層中の略中央部分に間隔をあけて該ソース電極及びド
レイン電極と略平行に配置された複数の棒状のゲート電
極又は１つのドーナツ状のゲート電極が積層された、電
気信号によって電流値を制御する能動素子であって、該
ソース電極とドレイン電極との間に流れる電流が略垂直
方向に流れる能動素子において、該半導体層がｎ型半導
で構成され、且つ、該複数のゲート電極近傍に電子がト
ンネル可能なｐ型半導体で構成される半導体薄膜が設け
られていることを特徴とする能動素子である。
極、半導体層及びドレイン電極が順次積層され、該半導
体層中の略中央部分に間隔をあけて該ソース電極及びド
レイン電極と略平行に配置された複数の棒状のゲート電
極又は１つのドーナツ状のゲート電極が積層された、電
気信号によって電流値を制御する能動素子であって、該
ソース電極とドレイン電極との間に流れる電流が略垂直
方向に流れる能動素子において、該半導体層がｎ型半導
で構成され、且つ、該複数のゲート電極近傍に電子がト
ンネル可能なｐ型半導体で構成される半導体薄膜が設け
られていることを特徴とする能動素子である。
【００１５】請求項３に記載された発明は、請求項２に
記載された発明において、前記ｐ形半導体で構成される
半導体薄膜が前記複数のゲート電極に平面的に接するよ
うに設けられていることを特徴とするものである。
記載された発明において、前記ｐ形半導体で構成される
半導体薄膜が前記複数のゲート電極に平面的に接するよ
うに設けられていることを特徴とするものである。
【００１６】請求項４に記載された発明は、請求項２に
記載された発明において、前記ｐ形半導体で構成される
半導体薄膜が前記複数のゲート電極をそれぞれ被覆する
ように設けられていることを特徴とするものである。
記載された発明において、前記ｐ形半導体で構成される
半導体薄膜が前記複数のゲート電極をそれぞれ被覆する
ように設けられていることを特徴とするものである。
【００１７】請求項５に記載された発明は、ソース電
極、半導体層及びドレイン電極が順次積層され、該半導
体層中の略中央部分に間隔をあけて該ソース電極及びド
レイン電極と略平行に配置された複数の棒状のゲート電
極又は１つのドーナツ状のゲート電極が積層された、電
気信号によって電流値を制御する能動素子であって、該
ソース電極とドレイン電極との間に流れる電流が略垂直
方向に流れる能動素子において、該ソース電極とドレイ
ン電極との間にｐ型半導体層が設けられ、且つ、該複数
のゲート電極近傍に電子がトンネル可能なｎ型半導体で
構成される半導体薄膜が設けられていることを特徴とす
る能動素子である。
極、半導体層及びドレイン電極が順次積層され、該半導
体層中の略中央部分に間隔をあけて該ソース電極及びド
レイン電極と略平行に配置された複数の棒状のゲート電
極又は１つのドーナツ状のゲート電極が積層された、電
気信号によって電流値を制御する能動素子であって、該
ソース電極とドレイン電極との間に流れる電流が略垂直
方向に流れる能動素子において、該ソース電極とドレイ
ン電極との間にｐ型半導体層が設けられ、且つ、該複数
のゲート電極近傍に電子がトンネル可能なｎ型半導体で
構成される半導体薄膜が設けられていることを特徴とす
る能動素子である。
【００１８】請求項６に記載された発明は、請求項５に
記載された発明において、前記ｎ形半導体で構成される
半導体薄膜が前記複数のゲート電極に平面的に接するよ
うに設けられていることを特徴とするものである。
記載された発明において、前記ｎ形半導体で構成される
半導体薄膜が前記複数のゲート電極に平面的に接するよ
うに設けられていることを特徴とするものである。
【００１９】請求項７に記載された発明は、請求項５に
記載された発明において、前記ｎ形半導体で構成される
半導体薄膜が前記複数のゲート電極をそれぞれ被覆する
ように設けられていることを特徴とするものである。
記載された発明において、前記ｎ形半導体で構成される
半導体薄膜が前記複数のゲート電極をそれぞれ被覆する
ように設けられていることを特徴とするものである。
【００２０】請求項８に記載された発明は、請求項１〜
７のいずれかに記載された発明において、前記半導体を
構成する材料が、ナフタレン、アントラセン、テトラ
セン、ペンタセン、ヘキサセン及びそれらの誘導体より
なる群から選択されるアセン分子材料、フタロシアニ
ン系化合物、アゾ系化合物及びペリレン系化合物よりな
る群から選ばれる顔料及びその誘導体、ヒドラゾン化
合物、トリフェニルメタン化合物、ジフェニルメタン化
合物、スチルベン化合物、アリールビニル化合物、ピラ
ゾリン化合物、トリフェニルアミン化合物及びトリアリ
ールアミン化合物よりなる群から選択される低分子化合
物及びその誘導体、或いは、ポリ−アルキルチオフェ
ン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ハロゲン化ポリ−
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及びエチ
ルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂よりなる群から選
択される高分子化合物であることを特徴とするものであ
る。
７のいずれかに記載された発明において、前記半導体を
構成する材料が、ナフタレン、アントラセン、テトラ
セン、ペンタセン、ヘキサセン及びそれらの誘導体より
なる群から選択されるアセン分子材料、フタロシアニ
ン系化合物、アゾ系化合物及びペリレン系化合物よりな
る群から選ばれる顔料及びその誘導体、ヒドラゾン化
合物、トリフェニルメタン化合物、ジフェニルメタン化
合物、スチルベン化合物、アリールビニル化合物、ピラ
ゾリン化合物、トリフェニルアミン化合物及びトリアリ
ールアミン化合物よりなる群から選択される低分子化合
物及びその誘導体、或いは、ポリ−アルキルチオフェ
ン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ハロゲン化ポリ−
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及びエチ
ルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂よりなる群から選
択される高分子化合物であることを特徴とするものであ
る。
【００２１】請求項９に記載された発明は、請求項１〜
８のいずれかに記載された発明において、 前記ゲート
電極、ソース電極及びドレイン電極が、クロム（Ｃ
ｒ）、Ｔａ（タリウム）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃ
ｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タ
ングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、パ
ラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｓ
ｎ）、導電性ポリアニリン、導電性ポリピロール、導電
性ポリチアジル及び導電性ポリマよりなる群から選択さ
れる少なくとも１種の材料で構成されていることを特徴
とするものである。
８のいずれかに記載された発明において、 前記ゲート
電極、ソース電極及びドレイン電極が、クロム（Ｃ
ｒ）、Ｔａ（タリウム）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃ
ｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タ
ングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、パ
ラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｓ
ｎ）、導電性ポリアニリン、導電性ポリピロール、導電
性ポリチアジル及び導電性ポリマよりなる群から選択さ
れる少なくとも１種の材料で構成されていることを特徴
とするものである。
【００２２】請求項１０に記載された発明は、前記ゲー
ト電極にゲート電気絶縁膜が形成されていることを特徴
とするものである。
ト電極にゲート電気絶縁膜が形成されていることを特徴
とするものである。
【００２３】請求項１１に記載された発明は、請求項１
０に記載された発明において、ゲート電気絶縁膜が、二
酸化ケイ素、窒化ケイ素、チタン酸バリウムストロンチ
ウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム
酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロン
チウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウ
ム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマ
ス、五酸化タンタル、タンタル酸ストロンチウムビスマ
ス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、二酸化チタン及び三
酸化イットリウムよりなる群から選択される少なくとも
１種の材料で構成されていることを特徴とするものであ
る。
０に記載された発明において、ゲート電気絶縁膜が、二
酸化ケイ素、窒化ケイ素、チタン酸バリウムストロンチ
ウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム
酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロン
チウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウ
ム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマ
ス、五酸化タンタル、タンタル酸ストロンチウムビスマ
ス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、二酸化チタン及び三
酸化イットリウムよりなる群から選択される少なくとも
１種の材料で構成されていることを特徴とするものであ
る。
【００２４】請求項１２に記載された発明は、請求項１
０に記載された発明において、前記ゲート電気絶縁膜
が、金属で構成されるゲート電極の表面の酸化により形
成された金属酸化膜からなることを特徴とするものであ
る。
０に記載された発明において、前記ゲート電気絶縁膜
が、金属で構成されるゲート電極の表面の酸化により形
成された金属酸化膜からなることを特徴とするものであ
る。
【００２５】請求項１３に記載された発明は、請求項１
〜１２のいずれかに記載された能動素子と、電流値によ
って発光強度が規定される発光素子と、を有することを
特徴とする表示素子である。
〜１２のいずれかに記載された能動素子と、電流値によ
って発光強度が規定される発光素子と、を有することを
特徴とする表示素子である。
【００２６】請求項１４に記載された発明は、請求項１
３に記載された発明において、前記発光素子が、基板、
透明電極、有機ＥＬ材料層及び陰極を順次有することを
特徴とするものである。
３に記載された発明において、前記発光素子が、基板、
透明電極、有機ＥＬ材料層及び陰極を順次有することを
特徴とするものである。
【００２７】請求項１５に記載された発明は、請求項１
４に記載された発明において、前記能動素子におけるド
レイン電極及び発光素子における陰極が１層の電極で共
用されるように、該能動素子と発光素子とが直列的に積
層されていることを特徴とするものである。
４に記載された発明において、前記能動素子におけるド
レイン電極及び発光素子における陰極が１層の電極で共
用されるように、該能動素子と発光素子とが直列的に積
層されていることを特徴とするものである。
【００２８】請求項１６に記載された発明は、請求項１
４に記載された発明において、前記電極が、リチウム
（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃ
ａ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、銀（Ａ
ｇ）、インジウム（Ｉｎ）、クロム（Ｃｒ）よりなる群
から選択される少なくとも１種の金属、又は、これらの
金属の合金、若しくは、これらの金属の化合物で構成さ
れていることを特徴とするものである。
４に記載された発明において、前記電極が、リチウム
（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃ
ａ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、銀（Ａ
ｇ）、インジウム（Ｉｎ）、クロム（Ｃｒ）よりなる群
から選択される少なくとも１種の金属、又は、これらの
金属の合金、若しくは、これらの金属の化合物で構成さ
れていることを特徴とするものである。
【００２９】請求項１７に記載された発明は、請求項１
４に記載された発明において、前記能動素子におけるド
レイン電極及び発光素子における透明電極が共通する基
板上に設けられた１層の透明電極で共用されるように、
該能動素子と発光素子とが並列的に積層されていること
を特徴とするものである。
４に記載された発明において、前記能動素子におけるド
レイン電極及び発光素子における透明電極が共通する基
板上に設けられた１層の透明電極で共用されるように、
該能動素子と発光素子とが並列的に積層されていること
を特徴とするものである。
【００３０】請求項１８に記載された発明は、請求項１
３〜１７のいずれかに記載された発明において、前記基
板が、ガラス、プラスチック、石英、アンドープ・シリ
コン（Ｓｉ単結晶）及び高ドープ・シリコン（Ｓｉ単結
晶）から選ばれる材料で構成されていることを特徴とす
るものである。
３〜１７のいずれかに記載された発明において、前記基
板が、ガラス、プラスチック、石英、アンドープ・シリ
コン（Ｓｉ単結晶）及び高ドープ・シリコン（Ｓｉ単結
晶）から選ばれる材料で構成されていることを特徴とす
るものである。
【００３１】請求項１９に記載された発明は、請求項１
３〜１７のいずれかに記載された発明において、前記Ｅ
Ｌ材料が、ベンゾチアゾール系蛍光増白剤、ベンゾイ
ミダゾール系蛍光増白剤及びベンゾオキサゾール系の蛍
光増白剤から選ばれる少なくとも１種の蛍光増白剤、
金属キレート化オキシノイド化合物、スチリルベンゼン
系化合物、ジスチリルピラジン誘導体、ポリフェニル系
化合物、１２−フタロペリノン、１，４−ジフェニル−
１，３−ブタジエン、１，１，４，４−テトラフェニル
−１，３−ブタジエン、ナフタルイミド誘導体、ペリレ
ン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アルダジン誘導
体、ピラジリン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ピ
ロロピロール誘導体、スチリルアミン誘導体、クマリン
系化合物、芳香族ジメチリディン化合物及び８−キノリ
ノール誘導体から選ばれる少なくとも１種の金属錯体、
或いは、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体並び
にポリフルオレン及びその誘導体から選ばれる少なくと
も１種の高分子材料であることを特徴とするものであ
る。
３〜１７のいずれかに記載された発明において、前記Ｅ
Ｌ材料が、ベンゾチアゾール系蛍光増白剤、ベンゾイ
ミダゾール系蛍光増白剤及びベンゾオキサゾール系の蛍
光増白剤から選ばれる少なくとも１種の蛍光増白剤、
金属キレート化オキシノイド化合物、スチリルベンゼン
系化合物、ジスチリルピラジン誘導体、ポリフェニル系
化合物、１２−フタロペリノン、１，４−ジフェニル−
１，３−ブタジエン、１，１，４，４−テトラフェニル
−１，３−ブタジエン、ナフタルイミド誘導体、ペリレ
ン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アルダジン誘導
体、ピラジリン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ピ
ロロピロール誘導体、スチリルアミン誘導体、クマリン
系化合物、芳香族ジメチリディン化合物及び８−キノリ
ノール誘導体から選ばれる少なくとも１種の金属錯体、
或いは、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体並び
にポリフルオレン及びその誘導体から選ばれる少なくと
も１種の高分子材料であることを特徴とするものであ
る。
【００３２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施の形態を
示す能動素子の断面図である。図５は、本発明の他の一
実施の形態を示す能動素子の断面図である。図６は、本
発明の他の一実施の形態を示す能動素子の断面図であ
る。図７は、本発明の一実施の形態を示すゲート電極の
平面図である。図８は、本発明の一実施の形態を示す表
示素子の断面図である。図９は、本発明の他の一実施の
形態を示す表示素子の断面図である。図１０は、本発明
の一実施の形態を示す能動素子の製造工程を示す説明図
である。
示す能動素子の断面図である。図５は、本発明の他の一
実施の形態を示す能動素子の断面図である。図６は、本
発明の他の一実施の形態を示す能動素子の断面図であ
る。図７は、本発明の一実施の形態を示すゲート電極の
平面図である。図８は、本発明の一実施の形態を示す表
示素子の断面図である。図９は、本発明の他の一実施の
形態を示す表示素子の断面図である。図１０は、本発明
の一実施の形態を示す能動素子の製造工程を示す説明図
である。
【００３３】図１，５，６に示されているように、本発
明の能動素子１０、２０，３０は、ソース電極１，１
１，２１、半導体層２，１２，２２及びドレイン電極
３，１３，２３が順次積層され、該半導体層中の略中央
部分に間隔をあけて該ソース電極及びドレイン電極と略
平行に配置された複数の棒状のゲート電極４，１４，２
４又は１つのドーナツ状のゲート電極１０４が積層され
た、電気信号によって電流値を制御する能動素子であっ
て、該ソース電極とドレイン電極との間に流れる電流が
略垂直方向に流れる能動素子である。本発明の能動素子
１０、２０，３０は、その能動素子の断面からみたゲー
ト電極設置数とチャネル幅との関係が、次の式 ｛チャネル幅（μｍ）−（チャネル幅方向から見たゲート電極幅（μｍ）×ゲ ート電極の設置数）｝／ゲート電極の設置数＞０．２μｍ （１） を満たしている。前記棒状のゲート電極４，１４，２４
は、好ましくは、それらの断面が矩形であるが、本発明
の目的に反しないかぎり、それ以外の断面形状を有して
いてもかまわない。
明の能動素子１０、２０，３０は、ソース電極１，１
１，２１、半導体層２，１２，２２及びドレイン電極
３，１３，２３が順次積層され、該半導体層中の略中央
部分に間隔をあけて該ソース電極及びドレイン電極と略
平行に配置された複数の棒状のゲート電極４，１４，２
４又は１つのドーナツ状のゲート電極１０４が積層され
た、電気信号によって電流値を制御する能動素子であっ
て、該ソース電極とドレイン電極との間に流れる電流が
略垂直方向に流れる能動素子である。本発明の能動素子
１０、２０，３０は、その能動素子の断面からみたゲー
ト電極設置数とチャネル幅との関係が、次の式 ｛チャネル幅（μｍ）−（チャネル幅方向から見たゲート電極幅（μｍ）×ゲ ート電極の設置数）｝／ゲート電極の設置数＞０．２μｍ （１） を満たしている。前記棒状のゲート電極４，１４，２４
は、好ましくは、それらの断面が矩形であるが、本発明
の目的に反しないかぎり、それ以外の断面形状を有して
いてもかまわない。
【００３４】本発明によれば、能動素子１０、２０，３
０の断面からみたゲート電極設置数とチャネル幅との関
係が、式（１）、即ち、｛チャネル幅（μｍ）−（チャ
ネル幅方向から見たゲート電極幅（μｍ）×ゲート電極
の設置数）｝／ゲート電極の設置数＞０．２μｍを満た
していると、図３に示されるように、Ｓ／Ｄ電流がＳ／
Ｄ電圧に対して飽和する飽和領域に入るような電気特性
を得ることが可能となり、そのために、発光強度を制御
して発光強度の均一性を向上できる能動素子及びそれを
有する表示素子を提供することができる。
０の断面からみたゲート電極設置数とチャネル幅との関
係が、式（１）、即ち、｛チャネル幅（μｍ）−（チャ
ネル幅方向から見たゲート電極幅（μｍ）×ゲート電極
の設置数）｝／ゲート電極の設置数＞０．２μｍを満た
していると、図３に示されるように、Ｓ／Ｄ電流がＳ／
Ｄ電圧に対して飽和する飽和領域に入るような電気特性
を得ることが可能となり、そのために、発光強度を制御
して発光強度の均一性を向上できる能動素子及びそれを
有する表示素子を提供することができる。
【００３５】そして、前記式（１）において、「チャネ
ル幅方向から見たゲート電極幅」とは、図１において示
されるように、断面矩形で全てのゲート電極幅が一定と
なっている場合には、ゲート電極の幅である。式（１）
の分子は、チャネル幅のうち、ゲート電極が形成されて
いない部位の長さの総和を示している。この長さをゲー
ト電極設置数で割ることによって、ゲート電極間距離の
平均的な長さが得られる。また、ゲート電極の幅が一定
でない場合には、別途、式（１）の分子にあたる量を算
出する必要がある。さらに、能動素子上面から見た時の
ゲート電極形状が、櫛形ではなく、例えば、図７のよう
なドーナツ形状となったものが１つだけ形成されている
場合には、素子断面においてゲート電極が２つ現れるの
で、本発明では、このような場合には、ゲート電極設置
数は２と定義する。本発明では、このゲート電極間距離
の平均的な長さが０．２μｍを超えることを示してお
り、これによって、図３に示されるような電気特性を得
ることが可能となる。それ故、本発明によれば、発光強
度を制御して発光強度の均一性を向上できる能動素子及
びそれを有する表示素子を提供することができる。
ル幅方向から見たゲート電極幅」とは、図１において示
されるように、断面矩形で全てのゲート電極幅が一定と
なっている場合には、ゲート電極の幅である。式（１）
の分子は、チャネル幅のうち、ゲート電極が形成されて
いない部位の長さの総和を示している。この長さをゲー
ト電極設置数で割ることによって、ゲート電極間距離の
平均的な長さが得られる。また、ゲート電極の幅が一定
でない場合には、別途、式（１）の分子にあたる量を算
出する必要がある。さらに、能動素子上面から見た時の
ゲート電極形状が、櫛形ではなく、例えば、図７のよう
なドーナツ形状となったものが１つだけ形成されている
場合には、素子断面においてゲート電極が２つ現れるの
で、本発明では、このような場合には、ゲート電極設置
数は２と定義する。本発明では、このゲート電極間距離
の平均的な長さが０．２μｍを超えることを示してお
り、これによって、図３に示されるような電気特性を得
ることが可能となる。それ故、本発明によれば、発光強
度を制御して発光強度の均一性を向上できる能動素子及
びそれを有する表示素子を提供することができる。
【００３６】図５、７に示されているように、本発明の
能動素子２０は、ソース電極１１、半導体層１２及びド
レイン電極１３が順次積層され、該半導体層中の略中央
部分に間隔をあけて該ソース電極及びドレイン電極と略
平行に配置された複数の棒状のゲート電極１４又は１つ
のドーナツ状のゲート電極１０４が積層された、電気信
号によって電流値を制御する能動素子であって、該ソー
ス電極とドレイン電極との間に流れる電流が略垂直方向
に流れる能動素子である。本発明の能動素子２０は、そ
の半導体層１２がｎ型半導体で構成され、且つ、該複数
のゲート電極近傍に電子がトンネル可能なｐ型半導体で
構成される半導体膜１５が設けられている。前記ｐ形半
導体で構成される半導体薄膜１５は、好ましくは、前記
複数のゲート電極１４に平面的に接するように設けられ
るか、又は、前記複数のゲート電極１４をそれぞれ被覆
するように設けられる。しかし、本発明においては、図
２（ｂ）に示すようなｐ型半導体とｎ型半導体の接合を
必ずしも形成する必要はない。詳細な原因は不明である
が、一般に有機半導体の場合、一種類の半導体材料だけ
でスイッチング特性を得ることが可能である。
能動素子２０は、ソース電極１１、半導体層１２及びド
レイン電極１３が順次積層され、該半導体層中の略中央
部分に間隔をあけて該ソース電極及びドレイン電極と略
平行に配置された複数の棒状のゲート電極１４又は１つ
のドーナツ状のゲート電極１０４が積層された、電気信
号によって電流値を制御する能動素子であって、該ソー
ス電極とドレイン電極との間に流れる電流が略垂直方向
に流れる能動素子である。本発明の能動素子２０は、そ
の半導体層１２がｎ型半導体で構成され、且つ、該複数
のゲート電極近傍に電子がトンネル可能なｐ型半導体で
構成される半導体膜１５が設けられている。前記ｐ形半
導体で構成される半導体薄膜１５は、好ましくは、前記
複数のゲート電極１４に平面的に接するように設けられ
るか、又は、前記複数のゲート電極１４をそれぞれ被覆
するように設けられる。しかし、本発明においては、図
２（ｂ）に示すようなｐ型半導体とｎ型半導体の接合を
必ずしも形成する必要はない。詳細な原因は不明である
が、一般に有機半導体の場合、一種類の半導体材料だけ
でスイッチング特性を得ることが可能である。
【００３７】本発明によれば、ｐ型半導体で構成される
半導体薄膜１５には、ゲート電極１４に印加された電位
が印加されているが、図２（ａ）に示すようにゲート電
極全面にｐ型半導体で構成される半導体薄膜が形成され
ているわけではないので、空乏層の広がりは図２（ａ）
に示すものと同様とはならず、チャネル幅中に空乏層が
存在していない領域が存在する。一方、ゲート電極１４
とドレイン電極１３との間には、ｐｎ接合からみた逆バ
イアスが印加されているので、Ｓ／Ｄ電圧の印加に伴
い、図２（ｃ）のような空乏層の結合が発生し、この時
の電気特性は、図３における飽和領域の特性を示す。そ
れ故、本発明によれば、発光強度を制御して発光強度の
均一性を向上できる能動素子及びそれを有する表示素子
を提供することができる。
半導体薄膜１５には、ゲート電極１４に印加された電位
が印加されているが、図２（ａ）に示すようにゲート電
極全面にｐ型半導体で構成される半導体薄膜が形成され
ているわけではないので、空乏層の広がりは図２（ａ）
に示すものと同様とはならず、チャネル幅中に空乏層が
存在していない領域が存在する。一方、ゲート電極１４
とドレイン電極１３との間には、ｐｎ接合からみた逆バ
イアスが印加されているので、Ｓ／Ｄ電圧の印加に伴
い、図２（ｃ）のような空乏層の結合が発生し、この時
の電気特性は、図３における飽和領域の特性を示す。そ
れ故、本発明によれば、発光強度を制御して発光強度の
均一性を向上できる能動素子及びそれを有する表示素子
を提供することができる。
【００３８】図６、７に示されているように、本発明の
能動素子３０は、ソース電極２１、半導体層２２及びド
レイン電極２３が順次積層され、該半導体層中の略中央
部分に間隔をあけて該ソース電極及びドレイン電極と略
平行に配置された複数の棒状のゲート電極２４又は１つ
のドーナツ状のゲート電極１０４が積層された、電気信
号によって電流値を制御する能動素子３０であって、該
ソース電極とドレイン電極との間に流れる電流が略垂直
方向に流れる能動素子である。本発明の能動素子３０
は、その半導体層２２がｐ型半導体で構成され、且つ、
該複数のゲート電極近傍に電子がトンネル可能なｎ型半
導体で構成される半導体膜２５が設けられている。前記
ｎ形半導体で構成される半導体薄膜２５は、好ましく
は、前記複数のゲート電極２４に平面的に接するように
設けられるか、又は、前記複数のゲート電極２４をそれ
ぞれ被覆するように設けられる。しかし、本発明におい
ては、図２（ｂ）に示すようなｐ型半導体とｎ型半導体
の接合を必ずしも形成する必要はない。詳細な原因は不
明であるが、一般に有機半導体の場合、一種類の半導体
材料だけでスイッチング特性を得ることが可能である。
能動素子３０は、ソース電極２１、半導体層２２及びド
レイン電極２３が順次積層され、該半導体層中の略中央
部分に間隔をあけて該ソース電極及びドレイン電極と略
平行に配置された複数の棒状のゲート電極２４又は１つ
のドーナツ状のゲート電極１０４が積層された、電気信
号によって電流値を制御する能動素子３０であって、該
ソース電極とドレイン電極との間に流れる電流が略垂直
方向に流れる能動素子である。本発明の能動素子３０
は、その半導体層２２がｐ型半導体で構成され、且つ、
該複数のゲート電極近傍に電子がトンネル可能なｎ型半
導体で構成される半導体膜２５が設けられている。前記
ｎ形半導体で構成される半導体薄膜２５は、好ましく
は、前記複数のゲート電極２４に平面的に接するように
設けられるか、又は、前記複数のゲート電極２４をそれ
ぞれ被覆するように設けられる。しかし、本発明におい
ては、図２（ｂ）に示すようなｐ型半導体とｎ型半導体
の接合を必ずしも形成する必要はない。詳細な原因は不
明であるが、一般に有機半導体の場合、一種類の半導体
材料だけでスイッチング特性を得ることが可能である。
【００３９】本発明によれば、ｎ型半導体で構成される
半導体薄膜２５には、ゲート電極２４に印加された電位
が印加されているが、図２（ａ）に示すようにゲート電
極全面にｎ型半導体で構成される半導体薄膜が形成され
ているわけではないので、空乏層の広がりは図２（ａ）
に示すものと同様とはならず、チャネル幅中に空乏層が
存在していない領域が存在する。一方、ゲート電極２４
とドレイン電極２３の間には、ｐｎ接合からみた逆バイ
アスが印加されているので、Ｓ／Ｄ電圧の印加に伴い、
図２（ｃ）のような空乏層の結合が発生し、この時の電
気特性は、図３における飽和領域の特性を示す。それ
故、本発明によれば、発光強度を制御して発光強度の均
一性を向上できる能動素子及びそれを有する表示素子を
提供することができる。
半導体薄膜２５には、ゲート電極２４に印加された電位
が印加されているが、図２（ａ）に示すようにゲート電
極全面にｎ型半導体で構成される半導体薄膜が形成され
ているわけではないので、空乏層の広がりは図２（ａ）
に示すものと同様とはならず、チャネル幅中に空乏層が
存在していない領域が存在する。一方、ゲート電極２４
とドレイン電極２３の間には、ｐｎ接合からみた逆バイ
アスが印加されているので、Ｓ／Ｄ電圧の印加に伴い、
図２（ｃ）のような空乏層の結合が発生し、この時の電
気特性は、図３における飽和領域の特性を示す。それ
故、本発明によれば、発光強度を制御して発光強度の均
一性を向上できる能動素子及びそれを有する表示素子を
提供することができる。
【００４０】本発明における半導体層２，１２，２２を
構成する材料は、好ましくは、ナフタレン、アントラ
セン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン及びそれら
の誘導体よりなる群から選択されるアセン分子材料、
フタロシアニン系化合物、アゾ系化合物及びペリレン系
化合物よりなる群から選ばれる顔料及びその誘導体、
ヒドラゾン化合物、トリフェニルメタン化合物、ジフェ
ニルメタン化合物、スチルベン化合物、アリールビニル
化合物、ピラゾリン化合物、トリフェニルアミン化合物
及びトリアリールアミン化合物よりなる群から選択され
る低分子化合物及びその誘導体、或いは、ポリ−アルキ
ルチオフェン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ハロゲ
ン化ポリ−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
樹脂及びエチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂より
なる群から選択される高分子化合物である。また、フル
オレノン系、ジフェノキノン系、ベンゾキノン系、アン
トラキノン系、インデノン系化合物も使用可能である。
また、本発明における半導体薄膜５，１５，２５を構成
する材料は、好ましくは、前記〜から選ばれる有機
材料である。
構成する材料は、好ましくは、ナフタレン、アントラ
セン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン及びそれら
の誘導体よりなる群から選択されるアセン分子材料、
フタロシアニン系化合物、アゾ系化合物及びペリレン系
化合物よりなる群から選ばれる顔料及びその誘導体、
ヒドラゾン化合物、トリフェニルメタン化合物、ジフェ
ニルメタン化合物、スチルベン化合物、アリールビニル
化合物、ピラゾリン化合物、トリフェニルアミン化合物
及びトリアリールアミン化合物よりなる群から選択され
る低分子化合物及びその誘導体、或いは、ポリ−アルキ
ルチオフェン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ハロゲ
ン化ポリ−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
樹脂及びエチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂より
なる群から選択される高分子化合物である。また、フル
オレノン系、ジフェノキノン系、ベンゾキノン系、アン
トラキノン系、インデノン系化合物も使用可能である。
また、本発明における半導体薄膜５，１５，２５を構成
する材料は、好ましくは、前記〜から選ばれる有機
材料である。
【００４１】このように、前記半導体を構成する材料が
有機材料であると、半導体層２，１２，２２及び半導体
薄膜５，１５，２５の成膜において蒸着、塗布といった
方法を採用することが可能となり、そのために、製造装
置コストの低減、及び、素子コストの低減に有効とな
る。
有機材料であると、半導体層２，１２，２２及び半導体
薄膜５，１５，２５の成膜において蒸着、塗布といった
方法を採用することが可能となり、そのために、製造装
置コストの低減、及び、素子コストの低減に有効とな
る。
【００４２】本発明におけるゲート電極４，１４，２
４、ソース電極１，１１，２１及びドレイン電極３，１
３，２３は、好ましくは、クロム（Ｃｒ）、Ｔａ（タリ
ウム）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム
（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、
ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、
白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｓｎ）、導電性ポリア
ニリン、導電性ポリピロール、導電性ポリチアジル及び
導電性ポリマよりなる群から選択される少なくとも１種
の材料で構成される。
４、ソース電極１，１１，２１及びドレイン電極３，１
３，２３は、好ましくは、クロム（Ｃｒ）、Ｔａ（タリ
ウム）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム
（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、
ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、
白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｓｎ）、導電性ポリア
ニリン、導電性ポリピロール、導電性ポリチアジル及び
導電性ポリマよりなる群から選択される少なくとも１種
の材料で構成される。
【００４３】本発明におけるゲート電極４，１４，２４
には、好ましくは、ゲート電気絶縁膜が形成されてい
る。このようなゲート電気絶縁膜は、好ましくは、二酸
化ケイ素、窒化ケイ素、チタン酸バリウムストロンチウ
ム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸
チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチ
ウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウ
ム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマ
ス、五酸化タンタル、タンタル酸ストロンチウムビスマ
ス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、二酸化チタン及び三
酸化イットリウムよりなる群から選択される少なくとも
１種の材料で構成されている。また、前記ゲート電気絶
縁膜は、さらに好ましくは、金属で構成されるゲート電
極の表面の酸化により形成された金属酸化膜である。こ
のような金属酸化膜は、好ましくは、Ｔａの酸化膜であ
る。
には、好ましくは、ゲート電気絶縁膜が形成されてい
る。このようなゲート電気絶縁膜は、好ましくは、二酸
化ケイ素、窒化ケイ素、チタン酸バリウムストロンチウ
ム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸
チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチ
ウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウ
ム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマ
ス、五酸化タンタル、タンタル酸ストロンチウムビスマ
ス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、二酸化チタン及び三
酸化イットリウムよりなる群から選択される少なくとも
１種の材料で構成されている。また、前記ゲート電気絶
縁膜は、さらに好ましくは、金属で構成されるゲート電
極の表面の酸化により形成された金属酸化膜である。こ
のような金属酸化膜は、好ましくは、Ｔａの酸化膜であ
る。
【００４４】このように、ゲート電極４，１４，２４に
ゲート電気絶縁膜が形成されていると、このゲート電極
と半導体層２，１２，２２との間にショットキー接合が
形成されるので、ゲートからの電流リークを防ぐことが
可能となり、そのために、ゲート電圧として高い電圧を
印加することが可能となる。それ故、図２（ｂ）に示す
ようなゲート電圧の印加によって、Ｓ／Ｄ電流を遮断す
る素子においては、ＯＦＦ時の電流を極力小さくするこ
とが可能となり、素子の消費電力を押さえることが可能
となる。また、ゲート電気絶縁膜が金属で構成されるゲ
ート電極の表面の酸化により形成された金属酸化膜であ
ると、容易に信頼性の高い絶縁膜を得ることが可能とな
る。このような金属酸化膜をＴａの酸化によって形成す
ると、信頼性の高い電気絶縁となる。
ゲート電気絶縁膜が形成されていると、このゲート電極
と半導体層２，１２，２２との間にショットキー接合が
形成されるので、ゲートからの電流リークを防ぐことが
可能となり、そのために、ゲート電圧として高い電圧を
印加することが可能となる。それ故、図２（ｂ）に示す
ようなゲート電圧の印加によって、Ｓ／Ｄ電流を遮断す
る素子においては、ＯＦＦ時の電流を極力小さくするこ
とが可能となり、素子の消費電力を押さえることが可能
となる。また、ゲート電気絶縁膜が金属で構成されるゲ
ート電極の表面の酸化により形成された金属酸化膜であ
ると、容易に信頼性の高い絶縁膜を得ることが可能とな
る。このような金属酸化膜をＴａの酸化によって形成す
ると、信頼性の高い電気絶縁となる。
【００４５】本発明の表示素子は、能動素子と電流値に
よって発光強度が規定される発光素子とを有している。
前記発光素子は、基板、透明電極、有機ＥＬ材料層及び
陰極を順次有するものであるが、視界でよく知られてい
るものである。本発明の表示素子は、好ましくは、前記
能動素子におけるドレイン電極及び発光素子における陰
極が１層の電極で共用されるように、該能動素子と発光
素子とが直列的に積層されている。前記電極は、リチウ
ム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃ
ａ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、銀（Ａ
ｇ）、インジウム（Ｉｎ）、クロム（Ｃｒ）よりなる群
から選択される少なくとも１種の金属、又は、これらの
金属の合金、若しくは、これら金属の化合物で構成され
ている。
よって発光強度が規定される発光素子とを有している。
前記発光素子は、基板、透明電極、有機ＥＬ材料層及び
陰極を順次有するものであるが、視界でよく知られてい
るものである。本発明の表示素子は、好ましくは、前記
能動素子におけるドレイン電極及び発光素子における陰
極が１層の電極で共用されるように、該能動素子と発光
素子とが直列的に積層されている。前記電極は、リチウ
ム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃ
ａ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、銀（Ａ
ｇ）、インジウム（Ｉｎ）、クロム（Ｃｒ）よりなる群
から選択される少なくとも１種の金属、又は、これらの
金属の合金、若しくは、これら金属の化合物で構成され
ている。
【００４６】本発明の表示素子は、例えば、図８に示さ
れる。図８において、４０は、表示素子である。表示素
子４０は、発光素子として、基板３１、透明電極３２、
有機ＥＬ材料層３３及び電極（陰極）３４を順次有し、
そして、能動素子として、電極（ソース電極）３４、
（ｎ型）半導体層３５、ドレイン電極３６を有してい
る。また、（ｎ型）半導体層３５中の略中央部分には、
間隔をあけて電極（ソース電極）３４及びドレイン電極
３６と略平行に配置された複数の棒状のゲート電極３７
が積層され、ゲート電極３７の全面にｐ型半導体で構成
される半導体薄膜が形成されている。
れる。図８において、４０は、表示素子である。表示素
子４０は、発光素子として、基板３１、透明電極３２、
有機ＥＬ材料層３３及び電極（陰極）３４を順次有し、
そして、能動素子として、電極（ソース電極）３４、
（ｎ型）半導体層３５、ドレイン電極３６を有してい
る。また、（ｎ型）半導体層３５中の略中央部分には、
間隔をあけて電極（ソース電極）３４及びドレイン電極
３６と略平行に配置された複数の棒状のゲート電極３７
が積層され、ゲート電極３７の全面にｐ型半導体で構成
される半導体薄膜が形成されている。
【００４７】本発明によれば、前述したとおりの発光強
度を制御して発光強度の均一性を向上できる能動素子を
用いたので、発光輝度の高い表示素子を提供することが
可能となる。また、本発明によれば、発光強度を制御し
て発光強度の均一性を向上できる能動素子を用い、しか
も、能動素子と発光素子とを順次積層したので、開口率
（１画素中の発光面積率）をほぼ１００％とすることが
可能となり、そのために、発光輝度のさらに高い表示素
子を提供することが可能となる。この際、ドレイン電極
を射率の良好な金属薄膜とすることによって、さらに発
光輝度の高いものとすることができる。
度を制御して発光強度の均一性を向上できる能動素子を
用いたので、発光輝度の高い表示素子を提供することが
可能となる。また、本発明によれば、発光強度を制御し
て発光強度の均一性を向上できる能動素子を用い、しか
も、能動素子と発光素子とを順次積層したので、開口率
（１画素中の発光面積率）をほぼ１００％とすることが
可能となり、そのために、発光輝度のさらに高い表示素
子を提供することが可能となる。この際、ドレイン電極
を射率の良好な金属薄膜とすることによって、さらに発
光輝度の高いものとすることができる。
【００４８】本発明の表示素子は、能動素子におけるド
レイン電極及び発光素子における透明電極が共通する基
板の上に設けられた１層の透明電極で共用されるよう
に、該能動素子と発光素子とが並列的に積層されたもの
である。このような表示素子は、図９に示される。図９
において、５０は、表示素子である。表示素子５０は、
発光素子として、基板４１、透明電極４２、有機ＥＬ材
料層４３及び陰極４４を順次有し、そして、能動素子と
して、透明電極（ソース電極）４２、（ｎ型）半導体層
４５、ドレイン電極４６を有している。また、（ｎ型）
半導体層４５中の略中央部分には、間隔をあけて透明電
極（ソース電極）４２及びドレイン電極４６と略平行に
配置された複数の棒状のゲート電極４７が積層され、ゲ
ート電極４７の全面にｐ型半導体で構成される半導体薄
膜が形成されている。
レイン電極及び発光素子における透明電極が共通する基
板の上に設けられた１層の透明電極で共用されるよう
に、該能動素子と発光素子とが並列的に積層されたもの
である。このような表示素子は、図９に示される。図９
において、５０は、表示素子である。表示素子５０は、
発光素子として、基板４１、透明電極４２、有機ＥＬ材
料層４３及び陰極４４を順次有し、そして、能動素子と
して、透明電極（ソース電極）４２、（ｎ型）半導体層
４５、ドレイン電極４６を有している。また、（ｎ型）
半導体層４５中の略中央部分には、間隔をあけて透明電
極（ソース電極）４２及びドレイン電極４６と略平行に
配置された複数の棒状のゲート電極４７が積層され、ゲ
ート電極４７の全面にｐ型半導体で構成される半導体薄
膜が形成されている。
【００４９】本発明によれば、前述したとおりの発光強
度を制御して発光強度の均一性を向上できる能動素子を
用いたので、発光輝度の高い表示素子を提供することが
可能となるが、能動素子と発光素子とが並列的に積層さ
れたものであるので、前述した能動素子と発光素子とを
順次積層したものと比べれば、開口率が小さくなり発光
輝度が低くなる。この際、ドレイン電極を射率の良好な
金属薄膜とすることによって、さらに発光輝度の高いも
のとすることができる。
度を制御して発光強度の均一性を向上できる能動素子を
用いたので、発光輝度の高い表示素子を提供することが
可能となるが、能動素子と発光素子とが並列的に積層さ
れたものであるので、前述した能動素子と発光素子とを
順次積層したものと比べれば、開口率が小さくなり発光
輝度が低くなる。この際、ドレイン電極を射率の良好な
金属薄膜とすることによって、さらに発光輝度の高いも
のとすることができる。
【００５０】本発明の表示素子における電極３４は、リ
チウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム
（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、銀
（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、クロム（Ｃｒ）よりな
る群から選択される少なくとも１種の金属、又は、これ
らの金属の合金、若しくは、これら金属の化合物で構成
されている。そして、透明電極３２，４２は、好ましく
は、ＩＴＯである。
チウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム
（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、銀
（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、クロム（Ｃｒ）よりな
る群から選択される少なくとも１種の金属、又は、これ
らの金属の合金、若しくは、これら金属の化合物で構成
されている。そして、透明電極３２，４２は、好ましく
は、ＩＴＯである。
【００５１】本発明の表示素子における基板は、例え
ば、ガラス、プラスチック、石英及び表面に絶縁膜を形
成した高ドープ・シリコンから選ばれる材料で構成され
ている。
ば、ガラス、プラスチック、石英及び表面に絶縁膜を形
成した高ドープ・シリコンから選ばれる材料で構成され
ている。
【００５２】本発明の表示素子におけるＥＬ材料層を構
成するＥＬ材料は、ベンゾチアゾール系蛍光増白剤、
ベンゾイミダゾール系蛍光増白剤及びベンゾオキサゾー
ル系の蛍光増白剤から選ばれる少なくとも１種の蛍光増
白剤、金属キレート化オキシノイド化合物、スチリル
ベンゼン系化合物、ジスチリルピラジン誘導体、ポリフ
ェニル系化合物、１２−フタロペリノン、１，４−ジフ
ェニル−１，３−ブタジエン、１，１，４，４−テトラ
フェニル−１，３−ブタジエン、ナフタルイミド誘導
体、ペリレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アルダ
ジン誘導体、ピラジリン誘導体、シクロペンタジエン誘
導体、ピロロピロール誘導体、スチリルアミン誘導体、
クマリン系化合物、芳香族ジメチリディン化合物及び８
−キノリノール誘導体から選ばれる少なくとも１種の金
属錯体、或いは、ポリフェニレンビニレン及びその誘
導体並びにポリフルオレン及びその誘導体から選ばれる
少なくとも１種の高分子材料である。
成するＥＬ材料は、ベンゾチアゾール系蛍光増白剤、
ベンゾイミダゾール系蛍光増白剤及びベンゾオキサゾー
ル系の蛍光増白剤から選ばれる少なくとも１種の蛍光増
白剤、金属キレート化オキシノイド化合物、スチリル
ベンゼン系化合物、ジスチリルピラジン誘導体、ポリフ
ェニル系化合物、１２−フタロペリノン、１，４−ジフ
ェニル−１，３−ブタジエン、１，１，４，４−テトラ
フェニル−１，３−ブタジエン、ナフタルイミド誘導
体、ペリレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アルダ
ジン誘導体、ピラジリン誘導体、シクロペンタジエン誘
導体、ピロロピロール誘導体、スチリルアミン誘導体、
クマリン系化合物、芳香族ジメチリディン化合物及び８
−キノリノール誘導体から選ばれる少なくとも１種の金
属錯体、或いは、ポリフェニレンビニレン及びその誘
導体並びにポリフルオレン及びその誘導体から選ばれる
少なくとも１種の高分子材料である。
【００５３】本発明の能動素子の製造例
本発明の能動素子は、図１０に示されるように、
予め、透明基板５２及び有機ＥＬ材料層５３を順次成
膜した基板５１を準備しておく工程、 前記有機ＥＬ材料層５３の上に電極（ソース電極、陰
極）５４を形成する工程、 前記電極５４の上に（ｎ型）半導体層５５の一部を形
成する工程、 前記（ｎ型）半導体層５５の一部の上に（ｐ型）半導
体膜５８の一部を成膜する工程、 前記（ｐ型）半導体膜５８の一部の上にゲート電極５
７を形成する工程、 前記ゲート電極５７の上にこれを覆いかぶせるように
（ｐ型）半導体膜５８の残り部分を形成する工程、 前記（ｐ型）半導体膜５８の上にこれを覆いかぶせる
ように（ｎ型）半導体層５５の残り部分を形成する工
程、及び、 前記（ｎ型）半導体膜５５の上にドレイン電極５６を
形成する工程、順次経て製造される。
膜した基板５１を準備しておく工程、 前記有機ＥＬ材料層５３の上に電極（ソース電極、陰
極）５４を形成する工程、 前記電極５４の上に（ｎ型）半導体層５５の一部を形
成する工程、 前記（ｎ型）半導体層５５の一部の上に（ｐ型）半導
体膜５８の一部を成膜する工程、 前記（ｐ型）半導体膜５８の一部の上にゲート電極５
７を形成する工程、 前記ゲート電極５７の上にこれを覆いかぶせるように
（ｐ型）半導体膜５８の残り部分を形成する工程、 前記（ｐ型）半導体膜５８の上にこれを覆いかぶせる
ように（ｎ型）半導体層５５の残り部分を形成する工
程、及び、 前記（ｎ型）半導体膜５５の上にドレイン電極５６を
形成する工程、順次経て製造される。
【００５４】
【実施例】（実施例１）図９に示されるガラス基板、Ｉ
ＴＯよりなる透明基板、ＰＰＶ系材料よりなる有機ＥＬ
材料層、フッ化リチム（ＬｉＦ）よりなる電極（陰極、
ソース電極）、銅フタロシアニンの末端水素をフッ素に
置換した材料よりなる（ｎ型）半導体層、Ａｕよりなる
ドレイン電極を順次有し、そして、前記（ｎ型）半導体
層中の略中央部分に間隔をあけて前記電極（陰極、ソー
ス電極）及び前記ドレイン電極と略平行に配置された複
数の断面矩形の棒状のＡｌよりなるゲート電極が積層さ
れ、前記ゲート電極の全面にポリ−３−ヘキシルチオフ
ェンよりなるｐ型半導体で構成される半導体薄膜が形成
された発光素子を１画素とした場合に、これを２００×
２００画素有する表示素子を図１０に示される製造工程
にしたがって製造した。そして、その際、チャネル幅を
５０μｍとし、チャネル幅方向から見たゲート電極幅を
１μｍとして、ゲート電極数を７〜４０個に変えて表示
素子を７セット製作した。
ＴＯよりなる透明基板、ＰＰＶ系材料よりなる有機ＥＬ
材料層、フッ化リチム（ＬｉＦ）よりなる電極（陰極、
ソース電極）、銅フタロシアニンの末端水素をフッ素に
置換した材料よりなる（ｎ型）半導体層、Ａｕよりなる
ドレイン電極を順次有し、そして、前記（ｎ型）半導体
層中の略中央部分に間隔をあけて前記電極（陰極、ソー
ス電極）及び前記ドレイン電極と略平行に配置された複
数の断面矩形の棒状のＡｌよりなるゲート電極が積層さ
れ、前記ゲート電極の全面にポリ−３−ヘキシルチオフ
ェンよりなるｐ型半導体で構成される半導体薄膜が形成
された発光素子を１画素とした場合に、これを２００×
２００画素有する表示素子を図１０に示される製造工程
にしたがって製造した。そして、その際、チャネル幅を
５０μｍとし、チャネル幅方向から見たゲート電極幅を
１μｍとして、ゲート電極数を７〜４０個に変えて表示
素子を７セット製作した。
【００５５】（実施例２）図９に示される能動素子を図
５に示す能動素子とした以外は実施例２と同様にして表
示素子を製作した。
５に示す能動素子とした以外は実施例２と同様にして表
示素子を製作した。
【００５６】（実施例３）図９に示される能動素子を図
６に示す能動素子とした以外は実施例２と同様にして表
示素子を製作した。
６に示す能動素子とした以外は実施例２と同様にして表
示素子を製作した。
【００５７】（比較例１）ゲート電極数を４３（式
（１）における＝０．１７）にした以外は、実施例１と
同様にして表示素子を製作した。
（１）における＝０．１７）にした以外は、実施例１と
同様にして表示素子を製作した。
【００５８】このように製作された実施例１〜３及び比
較例１で製作した表示素子をゲート電圧設定値：０．５
Ｖ及びＳ／Ｄ電圧設定値：２．５Ｖに設定し、その表示
面の発光強度の均一性を目視により評価した。その評価
基準は、 ◎・・・・・全く均一に発光している。 ○・・・・・実用的に問題なく均一に発光している。 ×・・・・・やや発光ムラがある。 とした。評価結果は、次の表１に示される。
較例１で製作した表示素子をゲート電圧設定値：０．５
Ｖ及びＳ／Ｄ電圧設定値：２．５Ｖに設定し、その表示
面の発光強度の均一性を目視により評価した。その評価
基準は、 ◎・・・・・全く均一に発光している。 ○・・・・・実用的に問題なく均一に発光している。 ×・・・・・やや発光ムラがある。 とした。評価結果は、次の表１に示される。
【００５９】
【表１】
【００６０】
【発明の効果】（１）請求項１，９に記載された発明に
よれば、能動素子の断面からみたゲート電極設置数とチ
ャネル幅との関係が、式（１）、即ち、｛チャネル幅
（μｍ）−（チャネル幅方向から見たゲート電極幅（μ
ｍ）×ゲート電極の設置数）｝／ゲート電極の設置数＞
０．２μｍを満たしているので、図３に示されるよう
に、Ｓ／Ｄ電流がＳ／Ｄ電圧に対して飽和する飽和領域
に入るような電気特性を得ることが可能となり、そのた
めに、発光強度を制御して発光強度の均一性を向上でき
る能動素子及びそれを有する表示素子を提供することが
できる。
よれば、能動素子の断面からみたゲート電極設置数とチ
ャネル幅との関係が、式（１）、即ち、｛チャネル幅
（μｍ）−（チャネル幅方向から見たゲート電極幅（μ
ｍ）×ゲート電極の設置数）｝／ゲート電極の設置数＞
０．２μｍを満たしているので、図３に示されるよう
に、Ｓ／Ｄ電流がＳ／Ｄ電圧に対して飽和する飽和領域
に入るような電気特性を得ることが可能となり、そのた
めに、発光強度を制御して発光強度の均一性を向上でき
る能動素子及びそれを有する表示素子を提供することが
できる。
【００６１】（２）請求項２〜４，９に記載された発明
によれば、半導体層がｎ型半導体で構成され、且つ、該
複数のゲート電極近傍に電子がトンネル可能なｐ型半導
体で構成されると共に、半導体膜が設けられているゲー
ト電極とドレイン電極の間には、ｐｎ接合からみた逆バ
イアスが印加されているので、Ｓ／Ｄ電圧の印加に伴
い、図２（ｃ）のような空乏層の結合が発生し、この時
の電気特性は、図３における飽和領域の特性を示し、そ
のために、発光強度を制御して発光強度の均一性を向上
できることができる。
によれば、半導体層がｎ型半導体で構成され、且つ、該
複数のゲート電極近傍に電子がトンネル可能なｐ型半導
体で構成されると共に、半導体膜が設けられているゲー
ト電極とドレイン電極の間には、ｐｎ接合からみた逆バ
イアスが印加されているので、Ｓ／Ｄ電圧の印加に伴
い、図２（ｃ）のような空乏層の結合が発生し、この時
の電気特性は、図３における飽和領域の特性を示し、そ
のために、発光強度を制御して発光強度の均一性を向上
できることができる。
【００６２】（３）請求項５〜７，９に記載された発明
によれば、半導体層がｐ型半導体で構成され、且つ、該
複数のゲート電極近傍に電子がトンネル可能なｎ型半導
体で構成されると共に、半導体膜が設けられているゲー
ト電極とドレイン電極の間には、ｐｎ接合からみた逆バ
イアスが印加されているので、Ｓ／Ｄ電圧の印加に伴
い、図２（ｃ）のような空乏層の結合が発生し、この時
の電気特性は、図３における飽和領域の特性を示し、そ
のために、発光強度を制御して発光強度の均一性を向上
できることができる。
によれば、半導体層がｐ型半導体で構成され、且つ、該
複数のゲート電極近傍に電子がトンネル可能なｎ型半導
体で構成されると共に、半導体膜が設けられているゲー
ト電極とドレイン電極の間には、ｐｎ接合からみた逆バ
イアスが印加されているので、Ｓ／Ｄ電圧の印加に伴
い、図２（ｃ）のような空乏層の結合が発生し、この時
の電気特性は、図３における飽和領域の特性を示し、そ
のために、発光強度を制御して発光強度の均一性を向上
できることができる。
【００６３】（４）請求項８に記載された発明によれ
ば、前記半導体を構成する材料が例示したような有機材
料であるので、半導体層及び半導体薄膜の成膜において
蒸着、塗布といった方法を採用することが可能となり、
そのために、製造装置コストの低減、及び、素子コスト
の低減に有効となる。
ば、前記半導体を構成する材料が例示したような有機材
料であるので、半導体層及び半導体薄膜の成膜において
蒸着、塗布といった方法を採用することが可能となり、
そのために、製造装置コストの低減、及び、素子コスト
の低減に有効となる。
【００６４】（５）請求項１０〜１３に記載された発明
によれば、ゲート電気絶縁膜に印加する電圧のゲート電
気絶縁膜内における均一化が図れる。また、ゲート電極
にゲート電気絶縁膜が形成されていると、ゲート電極と
半導体層との間にショットキー接合が形成されるので、
ゲートからの電流リークを防ぐことが可能となり、その
ために、ゲート電圧として高い電圧を印加することが可
能となる。それ故、図２（ｂ）に示すようなゲート電圧
の印加によって、Ｓ／Ｄ電流を遮断する素子において
は、ＯＦＦ時の電流を極力小さくすることが可能とな
り、素子の消費電力を押さえることが可能となる。ま
た、ゲート電気絶縁膜が金属で構成されるゲート電極の
表面の酸化により形成された金属酸化膜であると、容易
に信頼性の高い絶縁膜を得ることが可能となる。
によれば、ゲート電気絶縁膜に印加する電圧のゲート電
気絶縁膜内における均一化が図れる。また、ゲート電極
にゲート電気絶縁膜が形成されていると、ゲート電極と
半導体層との間にショットキー接合が形成されるので、
ゲートからの電流リークを防ぐことが可能となり、その
ために、ゲート電圧として高い電圧を印加することが可
能となる。それ故、図２（ｂ）に示すようなゲート電圧
の印加によって、Ｓ／Ｄ電流を遮断する素子において
は、ＯＦＦ時の電流を極力小さくすることが可能とな
り、素子の消費電力を押さえることが可能となる。ま
た、ゲート電気絶縁膜が金属で構成されるゲート電極の
表面の酸化により形成された金属酸化膜であると、容易
に信頼性の高い絶縁膜を得ることが可能となる。
【００６５】（６）請求項１４、１８〜１９に記載され
た発明によれば、発光強度を制御して発光強度の均一性
を向上できる表示素子を用いたので、発光強度を制御し
て発光強度の均一性を向上きる。
た発明によれば、発光強度を制御して発光強度の均一性
を向上できる表示素子を用いたので、発光強度を制御し
て発光強度の均一性を向上きる。
【００６６】（７）請求項１５〜１６に記載された発明
によれば、発光強度を制御して発光強度の均一性を向上
できる能動素子を用い、しかも、能動素子と発光素子と
を順次積層したので、開口率（１画素中の発光面積率）
をほぼ１００％とすることが可能となり、そのために、
発光輝度のいっそう高い表示素子を提供することが可能
となる。
によれば、発光強度を制御して発光強度の均一性を向上
できる能動素子を用い、しかも、能動素子と発光素子と
を順次積層したので、開口率（１画素中の発光面積率）
をほぼ１００％とすることが可能となり、そのために、
発光輝度のいっそう高い表示素子を提供することが可能
となる。
【００６７】（８）請求項１７に記載された発明によれ
ば、発光強度を制御して発光強度の均一性を向上できる
能動素子を用いたので、発光輝度の高い表示素子を提供
することが可能となるが、能動素子と発光素子とが並列
的に積層されたものであるので、前述した能動素子と発
光素子とを順次積層したものと比べれば、開口率が小さ
くなり発光輝度が低くなる。
ば、発光強度を制御して発光強度の均一性を向上できる
能動素子を用いたので、発光輝度の高い表示素子を提供
することが可能となるが、能動素子と発光素子とが並列
的に積層されたものであるので、前述した能動素子と発
光素子とを順次積層したものと比べれば、開口率が小さ
くなり発光輝度が低くなる。
【図１】本発明の一実施の形態を示す能動素子の断面図
である。
である。
【図２】本発明を完成させるに至った過程を説明する説
明図である。
明図である。
【図３】Ｓ／Ｄ電流がＳ／Ｄ電圧に対して飽和する飽和
領域を示す。
領域を示す。
【図４】Ｓ／Ｄ電流の飽和領域の必要性を説明するため
の説明図である。
の説明図である。
【図５】本発明の他の一実施の形態を示す能動素子の断
面図である。
面図である。
【図６】本発明の他の一実施の形態を示す能動素子の断
面図である。
面図である。
【図７】本発明の他の一実施の形態を示すゲート電極の
平面図である。
平面図である。
【図８】本発明の一実施の形態を示す表示素子の断面図
である。
である。
【図９】本発明の他の一実施の形態を示す表示素子の断
面図である。
面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態を示す能動素子の製造
工程を示す説明図である。
工程を示す説明図である。
【図１１】 ＦＥＴ構造の能動素子のＳ／Ｄ電圧とＳ／
Ｄ電流の関係を表すグラフである。
Ｄ電流の関係を表すグラフである。
１，１１，２１ ソース電極
２，１２，２２，３５ （ｎ型）（ｐ型）半導体層
３，１３，２３，３６ ドレイン電極
４，１４，２４，３７ ゲート電極
５，１５，２５，３８ （ｎ型）（ｐ型）半導体薄膜
１０，２０，３０ 能動素子
３１，４１ 基板
３２，４２ 透明電極
３３，４３ 有機ＥＬ材料層
３４ 電極（ソース電極、陰極）
４０，５０ 表示素子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｌ 27/095 Ｈ０１Ｌ 29/80 Ｅ
29/43 29/28
51/00 29/62 Ｇ
(72)発明者 家地 洋之
東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式
会社リコー内
(72)発明者 田野 隆徳
東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式
会社リコー内
Ｆターム(参考） 4M104 AA10 BB02 BB04 BB06 BB07
BB08 BB09 BB14 BB16 BB17
BB36 CC01 CC05 EE03 EE16
EE17 GG09
5C094 AA03 AA10 AA21 BA03 BA43
CA19 DA15 EA04 EA07 FB02
FB12
5F102 FB01 FB05 GA19 GB04 GC08
GD04 GJ01 GT01 GT03
Claims (19)
- 【請求項１】 ソース電極、半導体層及びドレイン電極
が順次積層され、該半導体層中の略中央部分に間隔をあ
けて該ソース電極及びドレイン電極と略平行に配置され
た複数の棒状のゲート電極又は１つのドーナツ状のゲー
ト電極が積層された、電気信号によって電流値を制御す
る能動素子であって、該ソース電極とドレイン電極との
間に流れる電流が略垂直方向に流れる能動素子におい
て、該能動素子の断面からみたゲート電極設置数とチャ
ネル幅との関係が、次の式 ｛チャネル幅（μｍ）−（チャネル幅方向から見たゲート電極幅（μｍ）×ゲ ート電極の設置数）｝／ゲート電極の設置数＞０．２μｍ （１） を満たすことを特徴とする能動素子。 - 【請求項２】 ソース電極、半導体層及びドレイン電極
が順次積層され、該半導体層中の略中央部分に間隔をあ
けて該ソース電極及びドレイン電極と略平行に配置され
た複数の棒状のゲート電極又は１つのドーナツ状のゲー
ト電極が積層された、電気信号によって電流値を制御す
る能動素子であって、該ソース電極とドレイン電極との
間に流れる電流が略垂直方向に流れる能動素子におい
て、該半導体層がｎ型半導で構成され、且つ、該複数の
ゲート電極近傍に電子がトンネル可能なｐ型半導体で構
成される半導体薄膜が設けられていることを特徴とする
能動素子。 - 【請求項３】 前記ｐ形半導体で構成される半導体薄膜
が前記複数のゲート電極に平面的に接するように設けら
れていることを特徴とする請求項２に記載の能動素子。 - 【請求項４】 前記ｐ形半導体で構成される半導体薄膜
が前記複数のゲート電極をそれぞれ被覆するように設け
られていることを特徴とする請求項２に記載の能動素
子。 - 【請求項５】 ソース電極、半導体層及びドレイン電極
が順次積層され、該半導体層中の略中央部分に間隔をあ
けて該ソース電極及びドレイン電極と略平行に配置され
た複数の棒状のゲート電極又は１つのドーナツ状のゲー
ト電極が積層された、電気信号によって電流値を制御す
る能動素子であって、該ソース電極とドレイン電極との
間に流れる電流が略垂直方向に流れる能動素子におい
て、該ソース電極とドレイン電極との間にｐ型半導体層
が設けられ、且つ、該複数のゲート電極近傍に電子がト
ンネル可能なｎ型半導体で構成される半導体薄膜が設け
られていることを特徴とする能動素子。 - 【請求項６】 前記ｎ形半導体で構成される半導体薄膜
が前記複数のゲート電極に平面的に接するように設けら
れていることを特徴とする請求項５に記載の能動素子。 - 【請求項７】 前記ｎ形半導体で構成される半導体薄膜
が前記複数のゲート電極をそれぞれ被覆するように設け
られていることを特徴とする請求項５に記載の能動素
子。 - 【請求項８】 前記半導体を構成する材料が、ナフタ
レン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサ
セン及びそれらの誘導体よりなる群から選択されるアセ
ン分子材料、フタロシアニン系化合物、アゾ系化合物
及びペリレン系化合物よりなる群から選ばれる顔料及び
その誘導体、ヒドラゾン化合物、トリフェニルメタン
化合物、ジフェニルメタン化合物、スチルベン化合物、
アリールビニル化合物、ピラゾリン化合物、トリフェニ
ルアミン化合物及びトリアリールアミン化合物よりなる
群から選択される低分子化合物及びその誘導体、或い
は、ポリ−アルキルチオフェン、ポリ−Ｎ−ビニルカ
ルバゾール、ハロゲン化ポリ−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及びエチルカルバゾールホルム
アルデヒド樹脂よりなる群から選択される高分子化合物
であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載
の能動素子。 - 【請求項９】 前記ゲート電極、ソース電極及びドレイ
ン電極が、クロム（Ｃｒ）、Ｔａ（タリウム）、チタン
（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブ
デン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎ
ｉ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐ
ｔ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｓｎ）、導電性ポリアニリン、
導電性ポリピロール、導電性ポリチアジル及び導電性ポ
リマよりなる群から選択される少なくとも１種の材料で
構成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれ
かに記載の能動素子。 - 【請求項１０】 前記ゲート電極にゲート電気絶縁膜が
形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれ
かに記載された能動素子。 - 【請求項１１】 ゲート電気絶縁膜が、二酸化ケイ素、
窒化ケイ素、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコ
ニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸
鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チ
タン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン
酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、五酸化
タンタル、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタ
ル酸ニオブ酸ビスマス、二酸化チタン及び三酸化イット
リウムよりなる群から選択される少なくとも１種の材料
で構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の
能動素子。 - 【請求項１２】 前記ゲート電気絶縁膜が、金属で構成
されるゲート電極の表面の酸化により形成された金属酸
化膜からなることを特徴とする請求項１０に記載の能動
素子。 - 【請求項１３】 請求項１〜１２のいずれかに記載され
た能動素子と、電流値によって発光強度が規定される発
光素子と、を有することを特徴とする表示素子。 - 【請求項１４】 前記発光素子が、基板、透明電極、有
機ＥＬ材料層及び陰極を順次有することを特徴とする請
求項１３に記載の表示素子。 - 【請求項１５】 前記能動素子におけるドレイン電極及
び発光素子における陰極が１層の電極で共用されるよう
に、該能動素子と発光素子とが直列的に積層されている
ことを特徴とする請求項１４に記載の表示素子。 - 【請求項１６】 前記電極が、リチウム（Ｌｉ）、マグ
ネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム
（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉ
ｎ）、クロム（Ｃｒ）よりなる群から選択される少なく
とも１種の金属、又は、これらの金属の合金、若しく
は、これらの金属の化合物で構成されていることを特徴
とする請求項１５に記載の表示素子。 - 【請求項１７】 前記能動素子におけるドレイン電極及
び発光素子における透明電極が共通する基板上に設けら
れた１層の透明電極で共用されるように、該能動素子と
発光素子とが並列的に積層されていることを特徴とする
請求項１４に記載の表示素子。 - 【請求項１８】 前記基板が、ガラス、プラスチック、
石英、アンドープ・シリコン（Ｓｉ単結晶）及び高ドー
プ・シリコン（Ｓｉ単結晶）から選ばれる材料で構成さ
れていることを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか
に記載の表示素子。 - 【請求項１９】 前記ＥＬ材料が、ベンゾチアゾール
系蛍光増白剤、ベンゾイミダゾール系蛍光増白剤及びベ
ンゾオキサゾール系の蛍光増白剤から選ばれる少なくと
も１種の蛍光増白剤、金属キレート化オキシノイド化
合物、スチリルベンゼン系化合物、ジスチリルピラジン
誘導体、ポリフェニル系化合物、１２−フタロペリノ
ン、１，４−ジフェニル−１，３−ブタジエン、１，
１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエン、ナ
フタルイミド誘導体、ペリレン誘導体、オキサジアゾー
ル誘導体、アルダジン誘導体、ピラジリン誘導体、シク
ロペンタジエン誘導体、ピロロピロール誘導体、スチリ
ルアミン誘導体、クマリン系化合物、芳香族ジメチリデ
ィン化合物及び８−キノリノール誘導体から選ばれる少
なくとも１種の金属錯体、或いは、ポリフェニレンビ
ニレン及びその誘導体並びにポリフルオレン及びその誘
導体から選ばれる少なくとも１種の高分子材料であるこ
とを特徴とする請求項１３〜１８のいずれかに記載の表
示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001290937A JP2003101031A (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | 能動素子及びそれを有する表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001290937A JP2003101031A (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | 能動素子及びそれを有する表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003101031A true JP2003101031A (ja) | 2003-04-04 |
Family
ID=19113162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001290937A Pending JP2003101031A (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | 能動素子及びそれを有する表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003101031A (ja) |
Cited By (4)
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| WO2005066920A1 (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 表示装置 |
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