JPH0697418A - 表示装置 - Google Patents

表示装置

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JPH0697418A
JPH0697418A JP27083392A JP27083392A JPH0697418A JP H0697418 A JPH0697418 A JP H0697418A JP 27083392 A JP27083392 A JP 27083392A JP 27083392 A JP27083392 A JP 27083392A JP H0697418 A JPH0697418 A JP H0697418A
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JP
Japan
Prior art keywords
display device
light emitting
emitting element
single crystal
porous silicon
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP27083392A
Other languages
English (en)
Inventor
Shusuke Mimura
秀典 三村
Toushirou Futaki
登史郎 二木
Takahiro Matsumoto
貴裕 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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Priority to US08/008,566 priority patent/US5285078A/en
Priority to DE4301940A priority patent/DE4301940A1/de
Publication of JPH0697418A publication Critical patent/JPH0697418A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、低価格で表示機能に優れ、信頼性
も高い表示装置を提供する。 【構成】 本発明の表示装置1は、一枚の単結晶シリコ
ン基板2上に、多孔質シリコン3を用いたpn接合構造
の発光素子4と、この発光素子4を駆動するスイッチ素
子5とを形成したものである。この構成により、単結晶
シリコン基板2に多孔質シリコン3を用いたpn接合構
造の発光素子4とこの発光素子4を駆動するスイッチ素
子5とを容易に組み込むことができ、低コストで信頼性
も良好となり、優れた表示機能を発揮させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、表示装置に関し、より
詳しくは、テレビジョン、表示モニタ、ビューファイン
ダ等に用いられる平面型の表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、平面型の表示装置として、液晶デ
ィスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、
プラズマディスプレイ、LEDディスプレイ等が実用化
されている。
【0003】しかしながら、液晶ディスプレイは、自発
光型ではなくバックライトが必要になること、視野角が
狭いこと、1画素を50μm以下の高精細に構成できな
いこと等の問題がある。エレクトロルミネッセンスディ
スプレイ、プラズマディスプレイの場合には、いずれも
駆動電圧が100V以上と高く電源構成の点で問題があ
る。LEDディスプレイは、自発光型ではあるが、現在
のところGaAs:InP系の化合物半導体で作製する
ため、Si系に比べ材料コスト高く信頼性も低いという
問題がある。また、その駆動回路をLEDディスプレイ
とモノリシックに作り難いという問題もある。即ち、L
EDを一個一個並べて大画面構成としたものは存在する
が単一のウェハー上に画素を組み込んだものは実在しな
いのが現状である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の各種の平面型の表示装置は、コスト面、表示機能、信
頼性等種々の点で欠点を含有している。
【0005】そこで、本発明は、低価格で表示機能に優
れ、信頼性も高い表示装置を提供することを目的とする
ものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の表示装置
は、一画素が多孔質シリコンを用いたpn接合構造の発
光素子と、この発光素子を選択するスイッチ素子から成
り、かつこの発光素子とスイッチ素子が同一の単結晶シ
リコン基板上に形成されたものである。
【0007】請求項2記載の表示装置は、表示装置を駆
動する駆動回路を、前記単結晶シリコン基板上に表示装
置とモノリシックに形成したものである。
【0008】
【作用】上述した構成表示装置の作用を以下に説明す
る。請求項1記載の表示装置は、一画素が多孔質シリコ
ンを用いたpn接合構造の発光素子と、この発光素子を
選択するスイッチ素子から成り、かつこの発光素子とス
イッチ素子が同一の単結晶シリコン基板上に形成された
ものである。単結晶シリコン基板は、化合物半導体を用
いた基板に比べ、そのコストが安く、物理的な信頼性も
高いので、多孔質シリコンを用いたpn接合構造の発光
素子と発光素子を選択するスイッチ素子とを容易に組み
込むことができ、したがって、本発明の表示装置は、低
コストで信頼性も良好となる。また、発光素子に多孔質
シリコンを用いているので、簡便で優れた表示機能を発
揮させることができる。
【0009】また、駆動回路を、単結晶シリコン基板上
に表示装置とモノリシックに形成できるので、単一のウ
ェハー上に表示装置とその駆動回路とを高密度に搭載で
きる。
【0010】
【実施例】以下に、本発明の実施例を詳細に説明する。
図1に示す表示装置1は、p型の単結晶シリコン基板2
上に、多孔質シリコン3を用いたpn接合構造の発光素
子4と、この発光素子4を選択するスイッチ素子5とを
形成したものである。発光素子4は、単結晶シリコン基
板2の一方の端部側に形成した多孔質シリコン3と、こ
の多孔質シリコン3上に形成したn−μC−SiC(n
型の微結晶を含有する非晶質シリコンカーボン)6と、
このn−μC−SiC6上に形成したITO(インジウ
ムティンオキサイド)7とを具備している。前記スイッ
チ素子5は、単結晶シリコン基板2上に積層構造に成膜
したトランジスタ8により構成されている。
【0011】次に、表示装置1の製造工程について、図
2乃至図5を参照して説明する。まず、一面にAl(又
はAu)2aを蒸着してオーミック接触させたp型の単
結晶シリコン基板2を用意し、この単結晶シリコン基板
2の他面に絶縁層としてのSiO2 膜11をプラズマC
VD、スパッタ、熱酸化のいずれかの方法により成膜す
る。
【0012】次に、SiO2 膜11のパターニングを行
った後、図2に示すようにイオン注入又は拡散により単
結晶シリコン基板2の上部に一対のn+ 層12,13を
形成するとともに、SiO2 膜11を貫いて一対のn+
層12,13に接触するAl又はCr又はITO等から
なる内部電極層14を成膜し、この内部電極層14をパ
ターニングして、図3に示すように、一対のn+ 層1
2,13に接触したソース電極15、ドレイン電極16
及び前記SiO2 膜11上のゲート電極17を形成す
る。次に、プラズマCVD又はスパッタにより、図4に
示すように、絶縁層としてのSiO2 膜(又はSi3
4 膜)18をソース電極15、ドレイン電極16、ゲー
ト電極17を覆うように成膜し、パターニングする。
【0013】次に、単結晶シリコン基板2上の上述した
スイッチ素子5の形成領域の隣に多孔質シリコン3を作
成する。この多孔質シリコン3は、例えば、p型の単結
晶シリコン基板2として、面方位(111)及び(10
0)又は抵抗率0.1乃至40Ωcmのp型単結晶シリ
コンを用い、エチルアルコール:弗酸(48%水溶液)
=0.1:1乃至5:1の水溶液中で電流密度5乃至5
0mA/cm2 、陽極化成時間1乃至10分により作成
できる。さらに、光化学エッチング又はKOH溶液に数
秒間浸し多孔質シリコン3の表面の不純物を除去する。
【0014】次に、多孔質シリコン3上に、図5に示す
ようにn−μC−SiC6、ITO7を成膜し、これら
のパターニングを行うことで、発光素子4を形成する。
さらに、SiO2 膜18を再度パターニングし、ドレイ
ン電極16、ゲート電極17への上面への穴開けを行っ
た後、SiO2 膜18上にドレイン電極16に接触する
金属電極21、ゲート電極17へ接触する金属電極22
を成膜する。ドレイン電極16に接触する金属電極21
は、前記ITO7にも接触させる。
【0015】このような製造工程により、図1、図5に
示す発光素子4、トランジスタ8が一画素に形成された
表示装置1を得ることができる。この表示装置1の等価
回路を図6に示す。
【0016】本実施例の表示装置1は、一枚の単結晶シ
リコン基板2上に、多孔質シリコン3を用いたpn接合
構造の発光素子4と、この発光素子4を選択するスイッ
チ素子5とを形成したものである。単結晶シリコンから
なる単結晶シリコン基板2は、化合物半導体を用いた基
板に比べ、そのコストが安く、物理的な信頼性も高いの
で、多孔質シリコン3を用いたpn接合構造の発光素子
4とこの発光素子4を選択するスイッチ素子5とを従来
の半導体製造プロセスにより容易に組み込むことがで
き、したがって、本実施例の表示装置1は、低コストで
信頼性も良好となる。
【0017】また、発光素子として多孔質シリコンを用
いているので、簡便で優れた表示機能を発揮させること
ができる。
【0018】さらに、駆動回路を、単結晶シリコン基板
上に表示装置とモノリシックに形成できるので、単一の
ウェハー上に表示装置とそのスイッチ素子とを高密度に
搭載できる。
【0019】次に、上述した表示装置1を多数マトリッ
クス状に展開して構成したより実用的な表示装置1Aに
ついて図7、図8を参照して説明する。図7に等価的に
示す表示装置1Aは、表示装置1の各発光素子4を単位
画素として、480行×480列のマトリックス状に構
成している。そして、各発光素子4を選択する選択素子
5の各ソース電極15を列方向に配置したデータ線…,
j−1,j,j+1,…に各々接続し、各ゲート電極2
2を行方向に配置したゲート線…,i−1,i,i+
1,…に各々接続している。
【0020】このような構成の表示装置1Aにおいて、
1分間に60枚の画像を表示しようとすると、ゲート線
…,i−1,i,i+1,…には、図示しない駆動回
路、たとえばシフトレジスタで(1/60)×(1/4
80)=34μsec のパルスを順次送ればよい。また、
データについては、34μsec の間に、1,2,…,j
−1,j,j+1,…の各画素にデータを加える必要が
あるので、34μsec /480=71nsec のパルスを
データ線…,j−1,j,j+1,…に順次送ればよ
い。この場合、メモリに1ライン分ためておいて1ライ
ン一括して送るようにすることも可能である。
【0021】また、各発光素子4の発光制御は以下のよ
うにして行う。例えば、(i,j)の発光素子4を明に
しようとすれば、iにゲートパルスが、jにデータパル
スが同時に入るようにすればよい。また、ゲート線i−
1にゲートパルスを送り、データ線1,3,…,j,j
+2,…にデータ線を送った場合には、図9に示すよう
に、(i−1,1),(i−1,3),…,(i−1,
j),(i−1,j+2),…の各発光素子4が発光
し、これらの間の各発光素子4は発光しない。
【0022】図10は、既述した構成の表示装置1Aの
ゲート線…,i−1,i,i+1,…用に垂直シフトレ
ジスタ31を、データ線…,j−1,j,j+1,…用
に水平シフトレジスタ32を組み込んだ表示装置1Bを
示す。
【0023】また、図11は、既述した構成の表示装置
1Aのゲート線…,i−1,i,i+1,…用に垂直シ
フトレジスタ31を、データ線…,j−1,j,j+
1,…用にメモリ33を組み込んだ表示装置1Cを示
す。
【0024】このような表示装置1B,1Cの場合、駆
動回路(垂直シフトレジスタ31、水平シフトレジスタ
32、メモリ33)は1ウェハー上ではなく外付けしワ
イヤボンディングにより接続してもよいが、1のウェハ
ー上にモノリシックに組み込んだ方が集積度の向上を図
る上でより利点が多い。
【0025】図12は、本発明の他の実施例を示すもの
であり、同図に示す表示装置1Dは、既述した表示装置
1のn−μC−SiC6の代りに、a−SiC(アモル
ファスSiC)6aを用いたものである。この表示装置
1Dの場合、前記n−μC−SiC6の形成にはECR
−CVDが必要であるのに比べa−SiC6aは通常の
CVDで形成できるため製造コストの点で利点がある。
【0026】また、図13に示すさらに別の実施例であ
る表示装置1Eのように、多孔質シリコン3の上にIT
O7のみを形成するだけでも実施可能である。
【0027】本発明は、上述した実施例に限定されるも
のではなく、その要旨の範囲内で種々の変形が可能であ
る。
【0028】
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、上述した
構成としたので、以下の効果を奏する。請求項1記載の
発明によれば、低コストで信頼性も高く優れた表示機能
を発揮させることが可能な表示装置を提供することがで
きる。
【0029】請求項2記載の発明によれば、駆動回路
を、単結晶シリコンの半導体基板上に表示装置とモノリ
シックに形成したので、単一のウェハー上に表示装置と
素子とその駆動回路とを高密度に搭載でき、集積度が高
く実用価値の大きい表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例装置の断面図である。
【図2】本発明の実施例装置の製造工程図である。
【図3】本発明の実施例装置の製造工程図である。
【図4】本発明の実施例装置の製造工程図である。
【図5】本発明の実施例装置の製造工程図である。
【図6】本発明の実施例装置の等価回路図である。
【図7】本発明の実施例装置を用いたより具体的な表示
装置の等価回路図である。
【図8】図7に示す表示装置の駆動用パルスの波形図で
ある。
【図9】図8に示す表示装置の発光制御を示す説明図で
ある。
【図10】本発明の実施例装置を用いたより具体的な表
示装置の等価回路図である。
【図11】本発明の実施例装置を用いたより具体的な表
示装置の等価回路図である。
【図12】本発明の他の実施例装置を示す概略図であ
る。
【図13】本発明のさらに別の実施例装置を示す概略図
である。
【符号の説明】
1 表示装置 2 単結晶シリコン基板 3 多孔質シリコン 4 発光素子 5 スイッチ素子

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一画素が、多孔質シリコンを用いたpn
    接合構造の発光素子と、この発光素子を選択するスイッ
    チ素子から成り、かつこの発光素子とスイッチ素子が同
    一の単結晶シリコン基板上に形成されたことを特徴とす
    る表示装置。
  2. 【請求項2】 前記表示装置を駆動する駆動回路は、前
    記単結晶シリコン基板上に前記表示装置とモノリシック
    に形成されたものである請求項1記載の表示装置。
  3. 【請求項3】 前記発光素子は、p型又はn型単結晶シ
    リコン基板上に形成された多孔質シリコンと前記単結晶
    シリコンと異なる伝導型をもつ微結晶を含有する非晶質
    シリコンカーボン膜からなるpn接合を用いたものであ
    る請求項1又は2記載の表示装置。
  4. 【請求項4】 前記発光素子は、p型又はn型単結晶シ
    リコン基板上に形成された多孔質シリコンと前記単結晶
    シリコンと異なる伝導型をもつ非晶質シリコンカーボン
    膜からなるpn接合を用いたものである請求項1又は2
    記載の表示装置。
JP27083392A 1992-01-24 1992-09-14 表示装置 Withdrawn JPH0697418A (ja)

Priority Applications (3)

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JP27083392A JPH0697418A (ja) 1992-09-14 1992-09-14 表示装置
US08/008,566 US5285078A (en) 1992-01-24 1993-01-22 Light emitting element with employment of porous silicon and optical device utilizing light emitting element
DE4301940A DE4301940A1 (ja) 1992-01-24 1993-01-25

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JP27083392A JPH0697418A (ja) 1992-09-14 1992-09-14 表示装置

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Effective date: 19991130