JPH09114398A - Organic el display - Google Patents
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- JPH09114398A JPH09114398A JP7275929A JP27592995A JPH09114398A JP H09114398 A JPH09114398 A JP H09114398A JP 7275929 A JP7275929 A JP 7275929A JP 27592995 A JP27592995 A JP 27592995A JP H09114398 A JPH09114398 A JP H09114398A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/10—OLED displays
- H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、駆動素子のスイッ
チング動作で画素ＥＬ素子が発光し、又は発光を停止し
てテレビジョン映像などの情報を画面表示する有機ＥＬ
ディスプレイ有機ＥＬ(Electro Luminescence)表示素子
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic EL device in which a pixel EL element emits light by switching operation of a driving element or stops emitting light to display information such as a television image on a screen.
Display relates to an organic EL (Electro Luminescence) display element.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種の有機ＥＬディスプレイで
は主に単純マトリックス駆動が行われている。しかし、
この単純マトリックス駆動方式では、配置できるライン
数が１００〜２００程度であり、高精細な表示画像を得
ることがむずかしいため、その改善が種々行われてい
た。2. Description of the Related Art Conventionally, in this type of organic EL display, simple matrix drive is mainly performed. But,
In this simple matrix driving method, the number of lines that can be arranged is about 100 to 200, and it is difficult to obtain a high-definition display image, so various improvements have been made.
【０００３】これらの改善技術としては、特開平５−３
４６５９２号、特開平６−３２５８６９号、特開平７−
１１１３４１号、及び、ＥＰ−０５７２７７９号に開示
された技術が知られている。Japanese Patent Laid-Open No. 5-3
46592, JP-A-6-325869, JP-A-7-
The technology disclosed in 111341 and EP-0572779 is known.
【０００４】特開平５−３４６５９２号のものは、平面
型表示装置の駆動素子用基板にあって、アクティブマト
リックスの駆動素子として単結晶シリコン（Ｃ−Ｓｉ）
によるＭＯＳ電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用いて
いる。また、特開平６−３２５８６９号のものは、有機
電界発光素子をアクティブマトリックスで駆動し、液晶
ディスプレイに用いるＴＦＴ(Thin Film Transister)を
アクティブ素子として用いている。さらに、特開平７−
１１１３４１号のものも、特開平６−３２５８６９号の
ものと類似し、ＴＦＴを用いている。さらに、ＥＰ−０
５７２７７９号ののものは、有機ＥＬディスプレイにあ
って半導体の結晶内部にアクティブ素子を形成してい
る。Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-346592 discloses a substrate for a driving element of a flat-panel display device, in which single crystal silicon (C-Si) is used as a driving element of an active matrix.
The MOS field effect transistor (FET) by Further, in JP-A-6-325869, an organic electroluminescent device is driven by an active matrix, and a TFT (Thin Film Transister) used in a liquid crystal display is used as an active device. Further, Japanese Unexamined Patent Publication No.
The device of 111341 is similar to that of JP-A-6-325869 and uses a TFT. Furthermore, EP-0
No. 571779 has an organic EL display in which an active element is formed inside a semiconductor crystal.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来例の特開平５−３４６５９２号のものは有機ＥＬ
を用いたものではなく、また、１個のみのＭＯＳＦＥＴ
が画素ごとに設けられているため、有機ＥＬ素子を用い
たとしても、テレビジョン映像信号の１フレーム期間中
有機ＥＬ素子をオン状態にしておくことができない。さ
らに、特開平６−３２５８６９号及び特開平７−１１１
３４１号のものは、ＴＦＴの半導体材料にアモルファス
Ｓｉを用いているが、このアモルファスＳｉは通電によ
って劣化し易く、ＴＦＴ素子の寿命が短くなってしま
う。However, the conventional example described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-346592 is an organic EL device.
Is not used, and only one MOSFET
Is provided for each pixel, even if the organic EL element is used, the organic EL element cannot be kept in the ON state during one frame period of the television video signal. Furthermore, JP-A-6-325869 and JP-A-7-111.
No. 341 uses amorphous Si as the semiconductor material of the TFT, but this amorphous Si is easily deteriorated by energization, and the life of the TFT element is shortened.
【０００６】また、ＥＰ−０５７２７７９号のものは、
アクティブ素子としてバイポーラトランジスタを用いて
おり、構造が複雑化する。さらに、一画素を形成するＥ
Ｌ素子の１個に対してトランジスタが１個であるため、
アクティブマトリックスを用いても画素ＥＬ素子の点灯
が、その要求時間を持続できない。またさらに、画素Ｅ
Ｌ素子の画素電極がＣａであるため酸化し易く、製造プ
ロセスでの劣化が生じ易い。[0006] In EP-0572779,
A bipolar transistor is used as an active element, which complicates the structure. In addition, E which forms one pixel
Since there is one transistor for each L element,
Even if an active matrix is used, the pixel EL elements cannot be lit up for the required time. Furthermore, pixel E
Since the pixel electrode of the L element is Ca, it is easily oxidized and easily deteriorated in the manufacturing process.
【０００７】このように、従来の技術は、劣化が生じ易
く、また、テレビジョン映像表示が困難であり、画素輝
度を高くできないため、高品質のテレビジョン映像表示
装置などの、より薄型化、配置及び携帯の利便性の向上
の要求に対応できないという欠点がある。As described above, in the conventional technique, deterioration is apt to occur, and it is difficult to display a television image, and the pixel brightness cannot be increased. Therefore, the high quality television image display device can be made thinner, There is a drawback in that it is not possible to meet the demand for improvement in layout and convenience of carrying.
【０００８】本発明は、このような従来の技術における
課題を解決するものであり、駆動素子の劣化が阻止さ
れ、かつ、テレビジョン映像表示が可能になるととも
に、画素内での駆動素子の専有面積が低減して高画素輝
度が得られ、かつ、駆動集積回路の組み込みが容易にな
って、高品質のテレビジョン映像表示装置などの、より
薄型化、携帯の利便性等の要求に対応できるようにした
有機ＥＬディスプレイの提供を目的とする。The present invention solves the problems in the prior art as described above, in which deterioration of the driving element is prevented, television image display becomes possible, and the driving element is exclusively used in the pixel. The area is reduced, high pixel brightness is obtained, and the drive integrated circuit can be easily incorporated, so that it is possible to meet the demands for higher quality television image display devices such as thinner and more portable. The purpose is to provide such an organic EL display.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に本発明は、単結晶シリコンウェーハを用いなくとも、
ＭＯＳ電界効果トランジスタのドレイン−ソース間（活
性層）が単結晶ならば、実現できるようにしてある。In order to achieve the above object, the present invention is
It can be realized if the drain-source (active layer) of the MOS field effect transistor is a single crystal.
【００１０】請求項１記載の発明は、複数の信号電極
線、走査電極線及び共通電極線の間に画素ＥＬ素子が配
置され、信号電極線と走査電極線との交差近傍に設けら
れる電気スイッチが走査信号パルス及び信号パルスでス
イッチング動作し、画素ＥＬ素子が発光又は発光停止し
て画像表示を行うアクティブマトリックスの有機ＥＬデ
ィスプレイであって、前記電気スイッチは、単結晶シリ
コンで活性層が形成された二つのＭＯＳ電界効果トラン
ジスタ駆動素子からなり、前記画素ＥＬ素子の画素電極
を前記電気スイッチによりスイッチングする構成として
ある。According to a first aspect of the present invention, an electric switch in which a pixel EL element is arranged between a plurality of signal electrode lines, scanning electrode lines and common electrode lines and which is provided near the intersection of the signal electrode lines and the scanning electrode lines. Is an active matrix organic EL display that performs a switching operation with a scanning signal pulse and a signal pulse, and a pixel EL element emits light or stops emitting light to display an image. The electric switch has an active layer formed of single crystal silicon. It is composed of two MOS field effect transistor drive elements, and the pixel electrode of the pixel EL element is switched by the electric switch.
【００１１】請求項２記載の有機ＥＬディスプレイは、
電気スイッチの第１ＭＯＳ電界効果トランジスタ駆動素
子のゲートと走査電極線とが接続され、かつ、ドレイン
と信号電極線とが接続されるとともに、ソースがコンデ
ンサの一端と接続され、かつ、第２ＭＯＳ電界効果トラ
ンジスタ駆動素子のゲートがコンデンサの一端と接続さ
れ、さらに、ソースが共通電極線と接続され、かつ、ド
レインが画素ＥＬ素子の一方の画素電極に接続される構
成としてある。The organic EL display according to claim 2 is
The gate of the first MOS field effect transistor drive element of the electric switch is connected to the scan electrode line, the drain is connected to the signal electrode line, the source is connected to one end of the capacitor, and the second MOS field effect is provided. The gate of the transistor drive element is connected to one end of the capacitor, the source is connected to the common electrode line, and the drain is connected to one pixel electrode of the pixel EL element.
【００１２】請求項３記載の有機ＥＬディスプレイは、
単結晶シリコンの内部に電気スイッチを構成する素子の
一部が形成され、この素子と信号電極線又は走査電極線
を絶縁する層が単結晶シリコン表面に形成され、かつ、
信号電極線又は走査電極線が絶縁層上に密着して形成し
た構成としてある。The organic EL display according to claim 3 is
A part of an element forming an electric switch is formed inside the single crystal silicon, a layer for insulating the element and the signal electrode line or the scanning electrode line is formed on the single crystal silicon surface, and
The signal electrode lines or the scanning electrode lines are formed in close contact with each other on the insulating layer.
【００１３】請求項４記載の有機ＥＬディスプレイは、
電気スイッチと接続される画素ＥＬ素子の画素電極を、
非アルカリ金属、非アルカリ土類金属である低仕事関数
の化合物又は金属とした構成としてある。The organic EL display according to claim 4 is
The pixel electrode of the pixel EL element connected to the electric switch,
The composition is a low work function compound or metal that is a non-alkali metal or a non-alkaline earth metal.
【００１４】請求項５記載の有機ＥＬディスプレイは、
電気スイッチに接続される画素ＥＬ素子の画素電極がＰ
型シリコン、Ｎ型シリコン、ＩＴＯ，ＩｎＺｎＯのいず
れかとした構成としてある。The organic EL display according to claim 5 is
The pixel electrode of the pixel EL element connected to the electric switch is P
Type silicon, N-type silicon, ITO, or InZnO.
【００１５】請求項６記載の有機ＥＬディスプレイは、
信号電極線、走査電極線及び電気スイッチ及び共通電極
が絶縁膜中に埋め込まれ、画素ＥＬ素子の画素電極に対
向する電極と、絶縁膜中に埋め込まれた信号電極線、走
査電極線及び電気スイッチ及び共通電極とを絶縁するた
めに、前記絶縁膜の絶縁破壊強度が２〜１０ＭＶ／ｃｍ
とした構成としてある。The organic EL display according to claim 6 is
The signal electrode line, the scanning electrode line, the electric switch and the common electrode are embedded in the insulating film, and the electrode facing the pixel electrode of the pixel EL element and the signal electrode line, the scanning electrode line and the electric switch embedded in the insulating film. And the dielectric breakdown strength of the insulating film is 2 to 10 MV / cm in order to insulate the common electrode.
The configuration is as follows.
【００１６】請求項７記載の有機ＥＬディスプレイは、
選択酸化膜が設けられていない箇所にＭＯＳ電界効果ト
ランジスタが設けられており、さらに前記選択酸化膜上
の一部に透明な画素電極を形成するとともに、この透明
な画素電極の下部層を取り除いた構成としてある。The organic EL display according to claim 7 is
A MOS field effect transistor is provided at a location where the selective oxide film is not provided, and a transparent pixel electrode is formed on a part of the selective oxide film, and a lower layer of the transparent pixel electrode is removed. It is as a configuration.
【００１７】このような有機ＥＬディスプレイによれ
ば、アクティブマトリックスで構成されているので、テ
レビジョン映像信号などの１フレーム期間の画像を表示
できるようになり、テレビジョン映像表示装置などに適
用可能になる。また、電気スイッチの二つのＭＯＳ電界
効果トランジスタ駆動素子の活性層が単結晶シリコンで
形成されているので、例えば、アモルファスシリコンを
用いた場合に比較して、ＭＯＳ電界効果トランジスタ駆
動素子の劣化を有効に阻止することができ、かつ、ＭＯ
Ｓ電界効果トランジスタ駆動素子の形状が小さくなっ
て、画素電極の専有する割合を画素に対して大きくする
ことができる。すなわち、開口率が大きくなって、高輝
度が得られるようになる。According to such an organic EL display, since it is composed of an active matrix, it becomes possible to display an image of one frame period such as a television image signal, and it can be applied to a television image display device or the like. Become. Further, since the active layers of the two MOS field effect transistor driving elements of the electric switch are formed of single crystal silicon, for example, the deterioration of the MOS field effect transistor driving element is more effective than the case where amorphous silicon is used. Can be blocked, and MO
Since the shape of the S field effect transistor drive element is reduced, the ratio occupied by the pixel electrode can be increased with respect to the pixel. That is, the aperture ratio becomes large and high brightness can be obtained.
【００１８】さらに、単結晶シリコン基板を用いている
ので、熱伝導率が良く、有機ＥＬ素子の熱疲労による劣
化が阻止される。また、単結晶シリコン上に形成する絶
縁膜の作製時に基板温度を、例えば、２００℃以上の高
温とすることができるので、絶縁膜が高耐圧（２〜１０
ＭＶ／ｃｍ）を得られ、絶縁不良による素子の機能停止
や劣化が阻止される。またさらに、単結晶シリコンのウ
ェーハを用いているので、電気スイッチを駆動する、図
示しないシフトレジスタやラッチ回路を含む駆動集積回
路（ＩＣ）の組み込みが容易になる。この場合、駆動駆
動集積回路を外付けする必要がなくなり、外部の取り出
し線が、アモルファスシリコンを用いた場合に比較し
て、例えば、１０本以下に低減され、小型化が促進され
る。Further, since the single crystal silicon substrate is used, the thermal conductivity is good, and deterioration of the organic EL element due to thermal fatigue is prevented. In addition, since the substrate temperature can be set to a high temperature of, for example, 200 ° C. or higher when an insulating film formed over single crystal silicon is used, the insulating film has a high withstand voltage (2 to 10).
MV / cm) can be obtained, and functional stoppage and deterioration of the element due to poor insulation can be prevented. Furthermore, since a single crystal silicon wafer is used, it becomes easy to incorporate a drive integrated circuit (IC) that drives an electric switch and includes a shift register and a latch circuit (not shown). In this case, it is not necessary to externally attach the drive / driving integrated circuit, and the number of external lead lines is reduced to, for example, 10 or less as compared with the case where amorphous silicon is used, and miniaturization is promoted.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】次に、本発明の有機ＥＬディスプ
レイの実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図
１は本発明の有機ＥＬディスプレイの実施形態における
平面構造を示す平面図である。図２は図１中のＡ−Ａ線
における断面構成を示す断面図であり、図３は、図１及
び図２に示す電気スイッチの電気的構成を示す回路図で
ある。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the organic EL display of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing a planar structure in an embodiment of the organic EL display of the present invention. 2 is a cross-sectional view showing the cross-sectional structure taken along the line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a circuit diagram showing the electric structure of the electric switch shown in FIGS. 1 and 2.
【００２０】図１、図２及び図３の有機ＥＬディスプレ
イには、図示しない駆動集積回路（ＩＣ）からテレビジ
ョン映像信号などを画面表示するための走査（ＳＣＡ
Ｎ）信号が入力されるＳＣＡＮ電極線１が、単結晶Ｓｉ
（Ｃ−Ｓｉ）上に絶縁皮膜を介して平行に配置されてい
る。また、データ（ＤＡＴＡ）信号が供給されるＤＡＴ
Ａ電極線２が単結晶Ｓｉ上に絶縁皮膜を介して平行して
配置されている。さらに、共通（ＣＯＭＭＯＮ）電極線
３が単結晶Ｓｉ上に絶縁皮膜を介して平行して配置され
ている。この二次元配列の画素（有機ＥＬ素子）数がＮ
×Ｍの場合、ＳＣＡＮ電極線１及びＣＯＭＭＯＮ電極線
３はＮ本、ＤＡＴＡ電極線２はＭ本が設けられる。The organic EL displays shown in FIGS. 1, 2 and 3 are scanned (SCA) for displaying a television video signal on a screen from a drive integrated circuit (IC) (not shown).
N) SCAN electrode wire 1 to which a signal is input is made of single crystal Si
They are arranged in parallel on (C-Si) via an insulating film. In addition, DAT to which the data (DATA) signal is supplied
The A electrode wire 2 is arranged in parallel on the single crystal Si via an insulating film. Further, a common (COMMON) electrode wire 3 is arranged in parallel on the single crystal Si via an insulating film. The number of pixels (organic EL elements) in this two-dimensional array is N
In the case of × M, N SCAN electrode lines 1 and COMMON electrode lines 3 and M DATA electrode lines 2 are provided.
【００２１】このＳＣＡＮ電極線１、ＤＡＴＡ電極線２
及びＣＯＭＭＯＮ電極線３で囲まれた部分が一つの画素
（有機ＥＬ素子）である。この画素には、有機ＥＬ素子
をオン・オフ（スイッチング駆動）するための電気スイ
ッチが設けられている。この電気スイッチは、活性層が
単結晶ＳｉのＭＯＳ電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）駆
動素子Ｔｒ１，Ｔｒ２（以下、単にＭＯＳ素子Ｔｒ１，
Ｔｒ２と記載する）からなり、さらにコンデンサＣを有
している。そして、これらは絶縁層１０内に形成されて
いる。This SCAN electrode line 1 and DATA electrode line 2
The portion surrounded by the COMMON electrode line 3 is one pixel (organic EL element). This pixel is provided with an electric switch for turning on and off (switching driving) the organic EL element. This electric switch includes MOS field effect transistor (FET) driving elements Tr1 and Tr2 (hereinafter simply referred to as MOS element Tr1, whose active layer is single crystal Si).
(Described as Tr2) and further has a capacitor C. Then, these are formed in the insulating layer 10.
【００２２】この電気スイッチのＭＯＳ素子Ｔｒ１は、
そのゲート（Ｇ）がＳＣＡＮ電極線１と接続され、ドレ
イン（Ｄ）がＤＡＴＡ電極線２と接続されている。ま
た、ＭＯＳ素子Ｔｒ１のソース（Ｓ）がコンデンサＣを
通じてＣＯＭＭＯＮ電極線３と接続されている。さら
に、ＭＯＳ素子Ｔｒ２のゲートがＭＯＳ素子Ｔｒ１のソ
ースと接続され、かつ、ソースがＣＯＭＭＯＮ電極線３
と接続されている。The MOS element Tr1 of this electric switch is
The gate (G) is connected to the SCAN electrode line 1 and the drain (D) is connected to the DATA electrode line 2. The source (S) of the MOS element Tr1 is connected to the COMMON electrode line 3 through the capacitor C. Further, the gate of the MOS element Tr2 is connected to the source of the MOS element Tr1, and the source is the COMMON electrode line 3
Is connected to
【００２３】ＭＯＳ素子Ｔｒ２のドレインは画素電極５
の一方に接続され、また、この画素電極５の他方がＣＯ
ＭＭＯＮ電極線３に接続されている。ＭＯＳ素子Ｔｒ
１，Ｔｒ２は、画素ごとに設けられている。すなわち、
二次元配列の画素数がＮ×Ｍの場合、この合計数が設け
られている。なお、これらの接続は、必要に応じて配線
を介して行われる。The drain of the MOS element Tr2 is the pixel electrode 5
One of the pixel electrodes 5 is connected to
It is connected to the MMON electrode wire 3. MOS element Tr
1 and Tr2 are provided for each pixel. That is,
If the number of pixels in the two-dimensional array is N × M, this total number is provided. Note that these connections are made via wiring as necessary.
【００２４】次に、以上のように構成される電気スイッ
チの動作について説明する。電気スイッチは、ＭＯＳ素
子Ｔｒ１のゲートにＳＣＡＮ電極線１から駆動パルスの
ＳＣＡＮ信号が入力された際に、オン（導通）し、ＤＡ
ＴＡ電極線２からのＤＡＴＡ信号がドレイン、ソースを
通じてコンデンサＣに充電される。ＳＣＡＮ信号が未入
力の場合、ＭＯＳ素子Ｔｒ１はオフ（非導通）となり、
コンデンサＣの電荷は充電のままである。Next, the operation of the electric switch configured as described above will be described. The electric switch is turned on (conducted) when the SCAN signal of the drive pulse is input from the SCAN electrode line 1 to the gate of the MOS element Tr1,
The DATA signal from the TA electrode line 2 is charged in the capacitor C through the drain and the source. When the SCAN signal is not input, the MOS element Tr1 is turned off (non-conductive),
The electric charge of the capacitor C remains charged.
【００２５】したがって、このコンデンサＣが充電中
は、この電位がＭＯＳ素子Ｔｒ２のゲートに印加されて
オン状態となり、ＣＯＭＭＯＮ電極線３と画素電極５と
が導通状態となる。この結果、画素電極５に形成されて
いる有機ＥＬ素子が継続して発光する。その後、ＳＣＡ
Ｎ電極線１の駆動パルス（ＳＣＡＮ信号）が入力されな
くなると、ＭＯＳ素子Ｔｒ１，Ｔｒ２がＭＯＳ素子Ｔｒ
１のリーク電流によりオフとなり、有機ＥＬ素子の発光
が停止する。しかし、この停止するまでの時間は１フレ
ームに要する時間に比べ長いので問題は生じない。な
お、駆動パルス（ＳＣＡＮ信号）が入力され、かつ、Ｄ
ＡＴＡ信号が入力されない場合、コンデンサＣの充電電
荷が放電してＭＯＳ素子Ｔｒ２がオフとなり、その発光
を停止する。Therefore, while the capacitor C is being charged, this potential is applied to the gate of the MOS element Tr2 and turned on, so that the COMMON electrode line 3 and the pixel electrode 5 are brought into conduction. As a result, the organic EL element formed on the pixel electrode 5 continuously emits light. Then SCA
When the drive pulse (SCAN signal) of the N-electrode line 1 is no longer input, the MOS elements Tr1 and Tr2 become
It is turned off by the leak current of 1 and the light emission of the organic EL element is stopped. However, since the time until this stop is longer than the time required for one frame, no problem occurs. The drive pulse (SCAN signal) is input and D
When the ATA signal is not input, the charge charged in the capacitor C is discharged, the MOS element Tr2 is turned off, and the light emission is stopped.
【００２６】ここでＭＯＳ素子Ｔｒ１，Ｔｒ２は、ゲー
トに正電位が規定値以上印加されている場合に、ドレイ
ンからソースにドレイン電圧ＶD ＞０の条件で電流が流
れる。これは、ＭＯＳ素子Ｔｒ１，Ｔｒ２がＮマイナス
（−）チャネル型の場合であり、したがって、ドレイン
電圧ＶD ＜０、ゲート電圧ＶG ＜０のときに、ＭＯＳ素
子Ｔｒ１，Ｔｒ２になるようにＰ−チャネル型を用いて
もよく、ＳＣＡＮ電極線１，ＤＡＴＡ電極線２及びＣＯ
ＭＭＯＮ電極線３に加える信号の電位によって適宜、そ
の選択を行えばよい。Here, in the MOS devices Tr1 and Tr2, when a positive potential is applied to the gates at a specified value or more, a current flows from the drain to the source under the condition of drain voltage VD> 0. This is a case where the MOS elements Tr1 and Tr2 are of N-minus (-) channel type. Therefore, when the drain voltage VD <0 and the gate voltage VG <0, the P-channel is set so as to be the MOS elements Tr1 and Tr2. A mold may be used, such as SCAN electrode line 1, DATA electrode line 2 and CO
The selection may be appropriately made according to the potential of the signal applied to the MMON electrode line 3.
【００２７】また、図２に示すように単結晶ＳｉはＰ型
とし、これにＰチャネル型ＭＯＳを設けた例を示してい
るが、単結晶ＳｉがＮ型の場合でも、この単結晶Ｓｉ上
にＰ型エピタキシャルＳｉ層を設け、Ｎプラス（＋）チ
ャネル型のドレイン、ソースを設ければ、ＮチャネルＭ
ＯＳ素子が形成できる。これとは逆に、単結晶ＳｉがＮ
型である場合にも、Ｐチャネル型、Ｎチャネル型の両方
のＭＯＳ素子Ｔｒ１，Ｔｒ２形成できことは自明であ
る。Further, as shown in FIG. 2, the single crystal Si is of P type, and the example in which the P channel type MOS is provided is shown. However, even when the single crystal Si is of N type, it is on this single crystal Si. If a P-type epitaxial Si layer is provided on the N-type (+) channel type drain and source,
An OS element can be formed. On the contrary, single crystal Si is N
It is obvious that both the P-channel type and the N-channel type MOS elements Tr1 and Tr2 can be formed even in the case of the type.
【００２８】また、ＭＯＳ素子Ｔｒ１，Ｔｒ２は、ドレ
イン−ソース間が単結晶であれば本発明のＭＯＳ素子と
して用いることができるので、ＭＯＳ素子Ｔｒ１，Ｔｒ
２を形成するウェーハ１４が多結晶Ｓｉだとしても、Ｍ
ＯＳ素子部分が単結晶Ｓｉを用いていればよい。すなわ
ち、ＭＯＳ素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のドレイン−ソース間
（活性層）が、単結晶であればよい。Since the MOS elements Tr1 and Tr2 can be used as the MOS element of the present invention as long as the drain-source is a single crystal, the MOS elements Tr1 and Tr2 can be used.
Even if the wafer 14 forming 2 is polycrystalline Si, M
It is sufficient that the OS element portion uses single crystal Si. That is, the drain-source (active layer) of the MOS elements Tr1 and Tr2 may be a single crystal.
【００２９】なお、ＭＯＳ素子Ｔｒ１，Ｔｒ２は、John
Wiley＆ＳＯＮＳ社出版、Ｓ．ＭＳｚｅ著「Physics of
Semiconductor device 」Ｐ４３１〜５０７に記載され
るように、その各種の変形が可能である。また、この素
子の製作方法は周知であり、例えば、東京大学出版、庄
克房著「半導体技術」、又は、東京大学出版、菅野卓雄
著、「集積回路技術」などに記載がある製作方法を用い
ればよい。The MOS elements Tr1 and Tr2 are John
Published by Wiley & Sons, S.M. "Physics of" by MSze
Semiconductor device "P431-507, various modifications thereof are possible. Further, the manufacturing method of this element is well known, and for example, the manufacturing method described in "Semiconductor Technology" by The University of Tokyo Press, Shokatsu Sho, or "Integrated Circuit Technology" by The University of Tokyo Press, Takuo Sugano. You can use it.
【００３０】一つの重要な変形例としては、ＭＯＳ素子
Ｔｒ１，Ｔｒ２を公知技術である選択酸化膜（ＬＯＣＯ
Ｓ）の間に埋め込む形で形成することができる。また、
ゲート電極をポリシリコンで形成することも可能であ
る。このとき、ＬＯＣＯＳ部分はＳｉＯ2であるので、
ＬＯＣＯＳの下部のＳｉウェーハ又はＳｉ結晶をエッチ
ングすることでＬＯＣＯＳを光透過性の窓として用いる
ことができる。このように形成されたＬＯＣＯＳによる
窓部分に有機ＥＬ素子を形成すれば、有機ＥＬの画素電
極を透明とすることでＳｉウェハー側より素子の発光を
取り出すことができる。As one important modification, the MOS devices Tr1 and Tr2 are formed by a known selective oxide film (LOCO).
It can be formed by embedding between S). Also,
It is also possible to form the gate electrode with polysilicon. At this time, since the LOCOS part is SiO 2 ,
LOCOS can be used as a light transmissive window by etching the Si wafer or Si crystal underneath LOCOS. If an organic EL element is formed in the window portion formed by LOCOS thus formed, the pixel electrode of the organic EL can be made transparent so that the light emission of the element can be taken out from the Si wafer side.
【００３１】このように、画素（有機ＥＬ素子）ごとに
設けられた電気スイッチに、例えば、テレビジョン映像
のＳＣＡＮ信号及びＤＡＴＡ信号が図示しない駆動集積
回路（ＩＣ）から入力されて発光する。この場合、画素
（有機ＥＬ素子）は、アクティブマトリックスで構成さ
れているので、テレビジョン映像信号などの１フレーム
期間の画像が表示できるようになり、テレビジョン映像
表示装置などに適用可能になる。In this way, for example, the SCAN signal and the DATA signal of the television image are input from the drive integrated circuit (IC) (not shown) to the electric switch provided for each pixel (organic EL element), and light is emitted. In this case, since the pixel (organic EL element) is composed of an active matrix, it becomes possible to display an image of one frame period such as a television video signal, and it can be applied to a television video display device or the like.
【００３２】以下、このように構成される各部を、その
特性改善内容と併せて説明する。まず、電気スイッチに
ついて説明する。１画素に流れる電流は１μＡ以上とな
る。この電流はＭＯＳ素子Ｔｒ２を流れる。このＭＯＳ
素子Ｔｒ２をアモルファスＳｉで作製した場合は、流れ
る電流でアモルファスＳｉが劣化するが、ここでは単結
晶Ｓｉを用いており、大電流が流れても劣化しない。Hereinafter, each section configured as described above will be described together with its characteristic improvement contents. First, the electric switch will be described. The current flowing through one pixel is 1 μA or more. This current flows through the MOS element Tr2. This MOS
When the element Tr2 is made of amorphous Si, the amorphous Si is deteriorated by the flowing current, but single crystal Si is used here and does not deteriorate even when a large current flows.
【００３３】また、アモルファスＳｉにおける電荷移動
度は１ｃｍ2／Ｖ・Ｓ以下、多結晶(Poly)Ｓｉにおける
電荷移動度は５０ｃｍ2／Ｖ・Ｓ以下であるので、ＭＯ
Ｓ素子Ｔｒ２をアモルファスＳｉで作製した場合、その
面積が大きくなる。このようなアモルファスＳｉを用い
た例は、前記の特開平６−３２５８６９号に開示されて
いるが、この従来例のＭＯＳ素子は、その形状が大きく
なるので開口率はわずか５６％である。Further, since the charge mobility in amorphous Si is 1 cm 2 / V · S or less and the charge mobility in polycrystalline (Poly) Si is 50 cm 2 / V · S or less, MO
When the S element Tr2 is made of amorphous Si, its area becomes large. An example using such amorphous Si is disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 6-325869. However, the MOS element of this conventional example has a large shape, so that the aperture ratio is only 56%.
【００３４】この実施形態では単結晶ＳｉでＭＯＳ素子
Ｔｒ１及びＴｒ２を作製しており、その電荷移動度が数
百ｃｍ2／Ｖ・Ｓ程度と大きいので、ＭＯＳ素子Ｔｒ１
及びＴｒ２の面積を小さくすることができる。換言すれ
ば、画素電極の専有する割合が画素に対して大きくで
き、開口率が大きくなって、高輝度が得られるようにな
る。さらに、単結晶Ｓｉ基板を用いているので熱伝導率
が良く、有機ＥＬ素子の熱疲労による劣化が阻止され
る。In this embodiment, the MOS elements Tr1 and Tr2 are made of single crystal Si, and the charge mobility thereof is as high as several hundred cm 2 / V · S.
It is possible to reduce the area of Tr2 and Tr2. In other words, the ratio occupied by the pixel electrode can be increased with respect to the pixel, the aperture ratio can be increased, and high brightness can be obtained. Further, since the single crystal Si substrate is used, the thermal conductivity is good, and deterioration of the organic EL element due to thermal fatigue is prevented.
【００３５】また、単結晶Ｓｉ上に作製された絶縁膜は
ＳｉＯ2 ，Ｓｉ3 Ｎ4 、ポリイミドなどの各種の材料を
用いることができるが、その作製時に基板温度を２００
℃以上に高くできるので、高耐圧（２〜１０ＭＶ／ｃ
ｍ）のものが得られ、絶縁不良による素子の機能停止や
劣化を阻止できる。したがって、単結晶Ｓｉに対してア
モルファスＳｉを用いた場合でも、その温度を２００℃
以上にできないが故に発生する、耐圧不良の膜が形成さ
れ易いという問題を解決することができる。For the insulating film formed on the single crystal Si, various materials such as SiO 2 , Si 3 N 4 and polyimide can be used.
High breakdown voltage (2-10 MV / c)
m) can be obtained, and it is possible to prevent the functional stoppage and deterioration of the element due to poor insulation. Therefore, even when amorphous Si is used for single crystal Si, the temperature should be 200 ° C.
It is possible to solve the problem that a film having a poor breakdown voltage is apt to be formed due to the above problems.
【００３６】さらに、ＳＣＡＮ電極線１，ＤＡＴＡ電極
線２及びＣＯＭＭＯＮ電極線３に接続されて、電気スイ
ッチ（ＭＯＳ素子Ｔｒ１，Ｔｒ２）を駆動する図示しな
い駆動ＩＣを同一の単結晶Ｓｉのウェーハ上に組み込む
ことができ、駆動ＩＣを外付けする必要がなくなるの
で、外部の取り出し線を、例えば、１０本以下にするこ
とができる。なお、この単結晶Ｓｉを用いた場合に対し
て、アモルファスＳｉを用いた場合、駆動ＩＣを組み込
むことができないため、二次元配列の画素数がＮ×Ｍの
場合、Ｍ＋２Ｎ本の外部の取り出し線が必要となり、そ
の実装に困難を伴うことになる。この実施形態では、こ
の問題が解決される。Further, a driving IC (not shown) connected to the SCAN electrode line 1, the DATA electrode line 2 and the COMMON electrode line 3 to drive the electric switches (MOS elements Tr1, Tr2) is provided on the same single crystal Si wafer. Since it can be incorporated and the drive IC does not need to be externally attached, the number of external lead lines can be reduced to, for example, 10 or less. In contrast to the case of using this single crystal Si, when amorphous Si is used, a drive IC cannot be incorporated. Therefore, when the number of pixels in the two-dimensional array is N × M, M + 2N external extraction lines are used. Is required, and its implementation is difficult. In this embodiment, this problem is solved.
【００３７】次に、ＳＣＡＮ電極線１，ＤＡＴＡ電極線
２及びＣＯＭＭＯＮ電極線３、及び、電気スイッチ内の
配線並びに他の部分との接続について説明する。これら
の接続は、低い抵抗値の金属薄膜を用いる。好ましい材
料としてはＡｌ，Ｃｒ，Ｔａなどを挙げることができ
る。ゲートの電極、及び、ドレイン、ソースとの配線の
接続には多結晶Ｓｉを用いるのが好ましい。これらの金
属薄膜はスパッタリング、蒸着で形成する。これらの配
線、電極及び、接続のパターニングには、周知のフォト
エッチングの製法を用いる。Next, the SCAN electrode line 1, the DATA electrode line 2 and the COMMON electrode line 3, the wiring inside the electric switch, and the connection with other parts will be described. These connections use low resistance metal thin films. Preferred materials include Al, Cr, Ta and the like. It is preferable to use polycrystalline Si for connecting the gate electrode and the wiring to the drain and the source. These metal thin films are formed by sputtering and vapor deposition. A well-known photo-etching method is used for patterning these wirings, electrodes, and connections.
【００３８】次に、絶縁膜（絶縁層）１０について説明
する。Ｓｉウェーハ、電極、配線、接続の相互を絶縁す
る場合、図２に示すように絶縁層１０を形成する。この
絶縁層１０としてはＳｉＯ2 ，Ｓｉ3 Ｎ4 、ポリイミド
が好ましい。また、Ｓｉウェーハに密着して用いるとき
は、単結晶Ｓｉを熱酸化して形成したＳｉＯ2 が高耐圧
（５〜１０ＭＶ／ｃｍ）を得られるので、この熱酸化に
よるＳｉＯ2 を用いる。Next, the insulating film (insulating layer) 10 will be described. When insulating the Si wafer, electrodes, wirings, and connections from each other, an insulating layer 10 is formed as shown in FIG. The insulating layer 10 is preferably SiO 2 , Si 3 N 4 , or polyimide. Further, when used in close contact with a Si wafer, SiO 2 formed by thermally oxidizing single crystal Si can obtain a high breakdown voltage (5 to 10 MV / cm), so SiO 2 by this thermal oxidation is used.
【００３９】この金属配線、電極上に形成する絶縁層１
０は、ＣＶＤ法によるＳｉＯ2 ，ＣＶＤ法によるＳｉ3
Ｎ4 、スピンコートにより形成されたポリイミド材が最
適である。ＣＶＤ法としては、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶ
Ｄを用いることもできる。これらの絶縁膜１０を開口し
て下部の半導体又は金属と接続する場合、この開口のパ
ターンニングには、周知のフォトエッチングの製法を用
いる。Insulating layer 1 formed on the metal wiring and electrodes
0 is SiO 2 by the CVD method, Si 3 by the CVD method
N 4 and a polyimide material formed by spin coating are most suitable. As the CVD method, thermal CVD, plasma CV
D can also be used. When these insulating films 10 are opened and connected to the semiconductor or metal underneath, a well-known photo-etching method is used for patterning the openings.
【００４０】なお、ＭＯＳ素子Ｔｒ１，Ｔｒ２はＳＣＡ
Ｎ電極線１，ＤＡＴＡ電極線２，ＣＯＭＭＯＮ電極線３
及びコンデンサＣ上に有機ＥＬ素子の画素電極に対向す
る電極（対向電極）が設けられる場合、図３に示すよう
にＭＯＳ素子Ｔｒ１，Ｔｒ２，ＳＣＡＮ電極線１，ＤＡ
ＴＡ電極線２，ＣＯＭＭＯＮ電極線３及びコンデンサＣ
と、対向電極との間を絶縁する。この場合、絶縁破壊強
度２ＭＶ／ｃｍ以上の絶縁層１０を形成することが好ま
しい。これは有機ＥＬの対向電極に印加される電圧が通
常５〜２０Ｖ（絶対値）であり、この使用域での絶縁不
良による素子の破壊や不動作を防止するためである。The MOS elements Tr1 and Tr2 are SCA
N electrode line 1, DATA electrode line 2, COMMON electrode line 3
When an electrode (counter electrode) facing the pixel electrode of the organic EL element is provided on the capacitor C and the capacitor C, as shown in FIG. 3, the MOS elements Tr1, Tr2, SCAN electrode lines 1, DA
TA electrode line 2, COMMON electrode line 3 and capacitor C
And the opposite electrode from each other. In this case, it is preferable to form the insulating layer 10 having a dielectric breakdown strength of 2 MV / cm or more. This is because the voltage applied to the counter electrode of the organic EL is usually 5 to 20 V (absolute value), and the element is prevented from being damaged or inoperative due to insulation failure in this usage range.
【００４１】画素電極は有機ＥＬ素子の一方の電極に配
置する。画素電極を正極とすれば、これに用いる材質
は、仕事関数４．５ｅＶ以上の化合物、又は金属であ
り、例えば、ＩＴＯ，ＳｎＯ2：Ｓｂ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｚ
ｎＯ：Ａｌ，Ｎｉなどが好ましい。また、画素電極を陰
極とする場合は、低仕事関数（仕事関数４．１ｅＶ）の
化合物、又は、金属が好ましく、例えば、Ａｌ：Ｌｉ、
Ｍｇ：Ａｇなどをフォトエッチングすると表面に酸化物
が形成されるので、その使用は困難となる。耐食性を考
慮する場合は、非アルカリ土類、非アルカリ金属から選
択して用いるのが好ましく、例えば、ＬａＢ6 などでの
ホウ化金属、ＴｉＮなどの窒化金属を用いるとよい。The pixel electrode is arranged on one electrode of the organic EL element. If the pixel electrode is a positive electrode, the material used for this is a compound having a work function of 4.5 eV or more, or a metal, such as ITO, SnO 2 : Sb, Au, Pt, Z.
nO: Al, Ni and the like are preferable. Further, when the pixel electrode is used as a cathode, a compound having a low work function (work function 4.1 eV) or a metal is preferable, for example, Al: Li,
When Mg: Ag or the like is photo-etched, an oxide is formed on the surface, which makes its use difficult. In consideration of corrosion resistance, it is preferable to select and use from non-alkaline earths and non-alkali metals. For example, metal boride such as LaB 6 or metal nitride such as TiN may be used.
【００４２】次に、有機ＥＬ素子部分について説明す
る。有機ＥＬ素子の層構成は、有機ＥＬ素子として機能
するものであれば、特に限定されないが、この層構成の
具体例として、画素電極上の積層順が下記の（１）〜
（４）のようになっているものを挙げることができる。 （１）陽極（画素電極）／発光層／陰極（対向電極） （２）陽極（画素電極）／発光層／電子注入層／陰極
（対向電極） （３）陽極（画素電極）／正孔注入層／発光層／陰極
（対向電極） （４）陽極（画素電極）／正孔注入層／発光層／電子注
入層／陰極（対向電極） なお、この（１）〜（４）にあって、画素電極を陽極と
しているが、陰極としてもよい。ここで、発光層は、通
常１種又は複数種の有機発光材料によって形成される
が、有機発光材料と正孔注入材料及び／又は電子注入と
の混合物で形成する。Next, the organic EL element portion will be described. The layer structure of the organic EL element is not particularly limited as long as it functions as an organic EL element. As a specific example of this layer structure, the stacking order on the pixel electrode is (1) to
The thing like (4) can be mentioned. (1) Anode (pixel electrode) / light emitting layer / cathode (counter electrode) (2) Anode (pixel electrode) / light emitting layer / electron injection layer / cathode (counter electrode) (3) Anode (pixel electrode) / hole injection Layer / light emitting layer / cathode (counter electrode) (4) anode (pixel electrode) / hole injection layer / light emitting layer / electron injection layer / cathode (counter electrode) In addition, in these (1) to (4), Although the pixel electrode is used as the anode, it may be used as the cathode. Here, the light emitting layer is usually formed of one or more kinds of organic light emitting materials, but is formed of a mixture of an organic light emitting material and a hole injection material and / or electron injection.
【００４３】発光層の材料（有機発光材料）は、有機Ｅ
Ｌ素子用の発光層、すなわち、電界印加時に陽極又は正
孔注入層から正孔を注入することができるとともに、陰
極又は電子注入層から電子を注入できる注入機能や、注
入された電荷（電子と正孔の少なくとも一方）を電界の
力で移動させる輸送機能、電子と正孔の再結合の場を提
供して、これを発光につなげる発光機能等を有する層を
形成することができるものであればよい。The material of the light emitting layer (organic light emitting material) is organic E
A light emitting layer for an L element, that is, an injection function capable of injecting holes from an anode or a hole injection layer when an electric field is applied and an electron from a cathode or an electron injection layer, and injected charges (electron It is possible to form a layer having a transport function of moving at least one of holes) by the force of an electric field, a field of recombination of electrons and holes, and a light emitting function of connecting the holes to light emission. Good.
【００４４】具体的には、ベンゾチアゾール系、ベンゾ
イミダゾール系、ベンゾオキサゾール系等の系の蛍光増
白剤や、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、８−
キノリノール誘導体等の金属錯体等を挙げることができ
る。また、ポリフェニレンビニレン類などの全共役系ポ
リマーなども挙げられる。なお、発光層の厚さは特に限
定されないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜選択
する。Specifically, benzothiazole-based, benzimidazole-based, and benzoxazole-based fluorescent whitening agents, metal chelated oxinoid compounds, styrylbenzene-based compounds, distyrylpyrazine derivatives, polyphenyl-based compounds, 12-phthaloperinone, 1,4-diphenyl-1,3-butadiene, 1,1,4,4-tetraphenyl-1,3-butadiene, naphthalimide derivative, perylene derivative, oxadiazole derivative, aldazine derivative, pyrazirine derivative , Cyclopentadiene derivative, pyrrolopyrrole derivative, styrylamine derivative,
Coumarin compounds, aromatic dimethylidin compounds, 8-
Examples thereof include metal complexes such as quinolinol derivatives. In addition, all-conjugated polymers such as polyphenylene vinylenes may also be mentioned. Although the thickness of the light emitting layer is not particularly limited, it is usually selected appropriately in the range of 5 nm to 5 μm.
【００４５】正孔注入層の材料（正孔注入材料）は、正
孔の注入性と電子の障壁性のいずれかを有していればよ
い。その具体例としては、トリアゾール誘導体、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、オキサゾール誘導体、
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、
ポリシラ系化合物、アニリン系共重合体、チオフェンオ
リゴマー等の導電性高分子オリゴマー、ポルフィリン化
合物、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等を挙げることがで
きる。The material of the hole injecting layer (hole injecting material) may have either a hole injecting property or an electron barrier property. Specific examples thereof include triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives,
Styrylanthracene derivative, fluorenone derivative, hydrazone derivative, stilbene derivative, silazane derivative,
Examples thereof include polysila-based compounds, aniline-based copolymers, conductive polymer oligomers such as thiophene oligomers, porphyrin compounds, aromatic tertiary amine compounds, styrylamine compounds, and aromatic dimethylidin-based compounds.
【００４６】正孔注入層の厚さも、特に限定されない
が、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜選択する。正孔
注入層は、前記の材料の１種又は２種以上からなる一層
の構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数
層からなる複数層構造であってもよい。The thickness of the hole injecting layer is not particularly limited, but is usually properly selected within the range of 5 nm to 5 μm. The hole injection layer may have a single-layer structure composed of one or more of the above materials, or may have a multi-layer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.
【００４７】電子注入層は、陰極から注入された電子を
発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料
（電子注入材料）の具体例としては、ニトロ置換フルオ
レノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニ
ルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタ
レンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、カル
ボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラ
キノジメタン誘導体、アントロン誘導体、オキサジアゾ
ール誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体、メタ
ルフリーフタロシアニンやメタルフタロシアニンあるい
は、これらの末端がアルキル基やスルホン基等で置換さ
れているもの、ジスチリルピラジン誘導体等を挙げるこ
とができる。The electron injection layer may have a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer, and specific examples of the material (electron injection material) include nitro-substituted fluorenone derivatives and anthraquinodines. Heterocyclic tetracarboxylic acid anhydrides such as methane derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, naphthalene perylene, carbodiimides, phenylenylidene methane derivatives, anthraquinodimethane derivatives, anthrone derivatives, oxadiazole derivatives, 8-quinolinol Examples thereof include metal complexes of derivatives, metal-free phthalocyanines and metal phthalocyanines, those whose terminals are substituted with an alkyl group or a sulfone group, and distyrylpyrazine derivatives.
【００４８】電子注入層の厚さも特に限定されないが、
通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜選択する。電子注入
層は前記の前記の材料の１種又は２種以上からなる一層
の構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数
層からなる複数層構造でもよい。The thickness of the electron injection layer is not particularly limited, either.
Usually, it is appropriately selected within the range of 5 nm to 5 μm. The electron injection layer may have a single-layer structure composed of one or more of the above-mentioned materials, or may have a multi-layer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.
【００４９】また、有機ＥＬ素子を構成する各層（陽極
及び陰極を含む）の形成方法についても、特に限定され
ない。陽極、陰極、発光層、正孔注入層、電子注入層の
形成方法としては、例えば、真空蒸着法、スピンコート
法、キャスト法、スパッタリング法、ＬＢ法等を適用で
きが、発光層についてはスパッタリング法以外の方法
（真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法
等）を適用することが望ましい。The method of forming each layer (including the anode and the cathode) forming the organic EL element is not particularly limited. As a method for forming the anode, the cathode, the light emitting layer, the hole injecting layer, and the electron injecting layer, for example, a vacuum vapor deposition method, a spin coating method, a casting method, a sputtering method, an LB method or the like can be applied. It is desirable to apply a method other than the method (vacuum vapor deposition method, spin coating method, casting method, LB method, etc.).
【００５０】発光層は、特に分子堆積膜であることが望
ましい。ここで分子堆積膜とは、気相状態の材料化合物
から沈着して形成された薄膜や、溶液状態又は液相状態
の材料化合物から固化して形成された膜である。通常、
この分子堆積膜は、ＬＢ法によって形成された薄膜（分
子累積膜）とは凝集構造、高次構造の相違や、それに起
因する機能的な相違によって区分することができる。ス
ピンコート法等によって発光層を形成する場合、樹脂な
どの結着剤と材料化合物を溶剤で溶かしてコーディング
溶液を調製する。The light emitting layer is preferably a molecular deposition film. Here, the molecular deposition film is a thin film formed by depositing a material compound in a vapor phase state or a film formed by solidifying a material compound in a solution state or a liquid phase state. Normal,
This molecular deposition film can be classified from a thin film (molecular cumulative film) formed by the LB method based on a difference in agglomeration structure and higher order structure, and a functional difference due to the difference. When the light emitting layer is formed by a spin coating method or the like, a binder such as a resin and a material compound are dissolved in a solvent to prepare a coding solution.
【００５１】[0051]
【実施例】次に、製造工程の一実施例について説明す
る。図４及び図５はこの製造プロセスを説明するための
工程図である。図４（１）に示す第１工程によって、６
インチウェーハを洗浄後に乾燥した。次に熱酸化を行い
ＳｉＯ2 膜を形成した。EXAMPLE Next, an example of the manufacturing process will be described. 4 and 5 are process diagrams for explaining this manufacturing process. By the first step shown in FIG. 4A, 6
The inch wafer was dried after cleaning. Next, thermal oxidation was performed to form a SiO 2 film.
【００５２】図４（２）に示す第２工程では、コンデン
サＣ部分のＳｉＯ2 膜を開口した。開口はフォトレジス
トを用いてＳｉＯ2 膜をパターンニングした。次に熱拡
散炉でホウ素（ボロン）を開口部に拡散し、Ｐ+チャネ
ル層を形成した。In the second step shown in FIG. 4B, the SiO 2 film in the capacitor C portion was opened. The openings were patterned in the SiO 2 film using a photoresist. Next, boron (boron) was diffused into the opening in a thermal diffusion furnace to form a P + channel layer.
【００５３】図４（３）に示す第３工程によって、熱酸
化を再度行い、ウェーハ全面を酸化膜で覆った。次に、
ソース及びドレインを形成する部分のＳｉＯ2 膜に開口
した。この開口はフォトレジストを用いＳｉＯ2 膜をパ
ターンニングした。In the third step shown in FIG. 4C, thermal oxidation was performed again to cover the entire surface of the wafer with an oxide film. next,
Openings were made in the SiO 2 film where the source and drain were to be formed. This opening was patterned with a photoresist using a SiO 2 film.
【００５４】図４（４）に示す第４工程では、リンを開
口部に熱拡散して、ドレイン、ソースを形成した後に、
熱酸化して、ＳｉＯ2 膜を形成した。In the fourth step shown in FIG. 4 (4), phosphorus is thermally diffused into the openings to form drains and sources, and then,
Thermal oxidation was performed to form a SiO 2 film.
【００５５】図５（１）に示す第５工程によって、Ｓｉ
Ｏ2 膜をパターンニングし、ゲート開口部を設け、ゲー
ト用酸化膜を熱酸化して形成した。By the fifth step shown in FIG. 5A, Si
The O 2 film was patterned, a gate opening was provided, and the gate oxide film was thermally oxidized to be formed.
【００５６】図５（２）に示す第６工程では、ソース、
ドレイン部分、及び、ＭＯＳ素子Ｔｒ１のソースと接続
するコンデンサＣの部分を開口し、この次にＡｌを全面
に蒸着した。In the sixth step shown in FIG. 5B, the source,
A drain portion and a portion of the capacitor C connected to the source of the MOS element Tr1 were opened, and then Al was vapor-deposited on the entire surface.
【００５７】図５（３）に示す第７工程では、Ａｌをパ
ターンニングして、ＤＡＴＡ電極線２，ＣＯＭＭＯＮ電
極線３との接続部を形成し、さらに、ＤＡＴＡ電極線２
とＭＯＳ素子Ｔｒ１のドレインと接続する。また、ＭＯ
Ｓ素子Ｔｒ１のソースとＭＯＳ素子Ｔｒ２のゲートの接
続を行い、ＭＯＳ素子Ｔｒ２のソースとコンデンサＣと
を接続し、ＭＯＳ素子Ｔｒ２のソースとＣＯＭＭＯＮ電
極線３とを接続し、また、ＭＯＳ素子Ｔｒ１のソースと
コンデンサＣの接続を行った。In the seventh step shown in FIG. 5C, Al is patterned to form a connection portion with the DATA electrode line 2 and the COMMON electrode line 3, and further the DATA electrode line 2 is formed.
And the drain of the MOS element Tr1. Also, MO
The source of the S element Tr1 is connected to the gate of the MOS element Tr2, the source of the MOS element Tr2 is connected to the capacitor C, the source of the MOS element Tr2 is connected to the COMMON electrode line 3, and the source of the MOS element Tr1 is connected. The source and the capacitor C were connected.
【００５８】図５（４）に示す第８工程では、ＣＶＤ法
によってＳｉＯ2 膜を全面に形成した。ＭＯＳ素子Ｔｒ
１のゲート部分、ＭＯＳ素子Ｔｒ２の部分を開口した。
ＬａＢ6 を全面に蒸着し、次に、パターンニングして、
ＳＣＡＮ電極線１及び画素電極を形成した。次に全面に
ポリイミドコーティング膜を形成し、画素電極５部分の
みを露出させた。In the eighth step shown in FIG. 5D, a SiO 2 film was formed on the entire surface by the CVD method. MOS element Tr
The gate portion 1 and the MOS element Tr2 portion were opened.
LaB 6 is vapor-deposited on the entire surface, then patterned,
The SCAN electrode line 1 and the pixel electrode were formed. Next, a polyimide coating film was formed on the entire surface to expose only the pixel electrode 5 portion.
【００５９】なお、ＭＯＳ素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のゲート
幅、ゲート長は、それぞれ５μｍであった。画素面積は
１３０μｍ×１５０μｍであり、開口率は７５％まで達
成できた。これは前記したように単結晶Ｓｉを用いるこ
とによってＭＯＳ素子Ｔｒ１，Ｔｒ２の大きさを、従来
技術と比較して小さくできたことによるものである。The gate width and gate length of the MOS elements Tr1 and Tr2 were 5 μm, respectively. The pixel area was 130 μm × 150 μm, and the aperture ratio could be achieved up to 75%. This is because the size of the MOS elements Tr1 and Tr2 can be made smaller than that of the conventional technique by using single crystal Si as described above.
【００６０】次に、有機ＥＬ素子の形成について説明す
る。図４及び図５に示す工程で作製したアクティブ素子
（ＭＯＳ素子Ｔｒ１，Ｔｒ２）上の全面にＡｌｑ（８ヒ
ドロキシキノリンのＡｌ錯体）を２０ｎｍの厚さで蒸着
し電子輸送層をとした。Ａｌｑとキナクサドンを１０
０：２の重量比で蒸着し、４０ｎｍ発光層とした。ここ
でキナクサドンは、蛍光分子であり、発光層に微量ドー
プすることにより、発光効率が向上することが知られて
いる。Next, the formation of the organic EL element will be described. Alq (Al complex of 8-hydroxyquinoline) having a thickness of 20 nm was vapor-deposited on the entire surface of the active elements (MOS elements Tr1 and Tr2) manufactured in the steps shown in FIGS. 4 and 5 to form an electron transport layer. 10 Alq and quinaxadon
It vapor-deposited in the weight ratio of 0: 2, and set it as the 40 nm light emitting layer. Here, quinaxadon is a fluorescent molecule, and it is known that light emitting efficiency is improved by doping a small amount in the light emitting layer.
【００６１】次に、下記化学式（１）に示されるＮＰＤ
を２０ｎｍ蒸着し、正孔輸送層とした。さらに、下記化
学式（２）に示されるＭＴＤＡＴＡを１００ｎｍ蒸着
し、第２正孔注入層とした。次に、ＣｕＰＣ（銅フタロ
シアニン）を２０ｎｍ蒸着し、第１正孔注入層とした。
最後に原子比Ｉｎ／（Ｉｎ＋２ｎ）が０．６７である酸
化インジュウムと酸化亜鉛の混合物をスパッタリングタ
ーゲットとし、ＤＣマグネトロンスパッタリングにて、
ＩｎＺｎＯ（ＩｎとＺｎの酸化物）を基板温度６０℃に
して２００ｎｍを形成し、透明導電性の陽極とした。Next, the NPD represented by the following chemical formula (1)
Was evaporated to a thickness of 20 nm to form a hole transport layer. Further, MTDATA represented by the following chemical formula (2) was vapor-deposited with a thickness of 100 nm to form a second hole injection layer. Next, CuPC (copper phthalocyanine) was evaporated to a thickness of 20 nm to form a first hole injection layer.
Finally, a mixture of indium oxide and zinc oxide having an atomic ratio In / (In + 2n) of 0.67 was used as a sputtering target, and DC magnetron sputtering was performed.
InZnO (an oxide of In and Zn) was formed at a substrate temperature of 60 ° C. to a thickness of 200 nm to form a transparent conductive anode.
【００６２】[0062]
【化１】 Embedded image
【００６３】[0063]
【化２】 Embedded image
【００６４】次に、有機ＥＬディスプレイの表示につい
て説明する。各ＳＣＡＮ電極線１ごとに点灯試験を行っ
た。ＳＣＡＮ信号、ＤＡＴＡ信号を加えたところでは、
ＥＬ素子が、少なくとも１／６０秒間点灯していること
が確認できた。したがって、フレーム周波数６０Ｈｚで
は、ＭＯＳ素子Ｔｒ１，Ｔｒ２で形成した電気スイッチ
はオンしており、また、乾燥Ｎ2 下で、この試験を３０
００時間（ｈｒ）連続して行ったが、輝度の劣化は７０
％に留まった。Next, the display of the organic EL display will be described. A lighting test was conducted for each SCAN electrode wire 1. Where SCAN and DATA signals are added,
It was confirmed that the EL element was turned on for at least 1/60 seconds. Therefore, at the frame frequency of 60 Hz, the electric switch formed by the MOS elements Tr1 and Tr2 is on, and this test is performed under dry N 2 for 30 seconds.
It was performed continuously for 00 hours (hr), but the deterioration of the brightness was 70.
% Stayed.
【００６５】[0065]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の有機ＥＬディスプレイでは、アクティブマトリックス
で構成されているので、テレビジョン映像信号などの１
フレーム期間の画像が表示できるようになり、テレビジ
ョン映像表示装置などに適用可能になる。As is apparent from the above description, since the organic EL display of the present invention is composed of the active matrix, it can be used for television image signals and the like.
The image in the frame period can be displayed, and it can be applied to a television image display device or the like.
【００６６】また、電気スイッチの二つのＭＯＳ電界効
果トランジスタ駆動素子が単結晶シリコンで形成されて
いるので、ＭＯＳ電界効果トランジスタ駆動素子の劣化
が阻止できるようになる。また、ＭＯＳ電界効果トラン
ジスタ駆動素子の形状が小さく、画素電極の割合が大き
くなる。すなわち、開口率が大きくなって、高輝度を得
ることができるようになる。Further, since the two MOS field effect transistor driving elements of the electric switch are formed of single crystal silicon, deterioration of the MOS field effect transistor driving element can be prevented. Further, the shape of the MOS field effect transistor drive element is small, and the ratio of the pixel electrode is large. That is, the aperture ratio is increased and high brightness can be obtained.
【００６７】さらに、単結晶シリコン基板を用いている
ので、熱伝導率が良く、熱疲労による劣化が阻止できる
ようになる。また、単結晶シリコン上に形成された絶縁
膜の作製時に基板温度を高くできるので、高耐圧が得ら
れ、絶縁不良による素子の機能停止や劣化を防止できる
ようになる。加えて、電気スイッチを駆動する駆動集積
回路を、同一の単結晶シリコンウェーハ上に組み込むこ
とができるので、外部取り出し線の数を低減できるよう
になる。Further, since the single crystal silicon substrate is used, the thermal conductivity is good and deterioration due to thermal fatigue can be prevented. In addition, since the substrate temperature can be increased during the production of the insulating film formed on the single crystal silicon, a high breakdown voltage can be obtained, and it becomes possible to prevent the functional stoppage and deterioration of the element due to the insulation failure. In addition, since the drive integrated circuit for driving the electric switch can be incorporated on the same single crystal silicon wafer, the number of external extraction lines can be reduced.
【００６８】これらの結果から、高品質のテレビジョン
映像表示装置などの、より薄型化、携帯の利便性などの
要求に対応することができるようになる。From these results, it becomes possible to meet the demands for higher quality television image display devices and the like, such as slimming down and convenience of carrying.
【図１】図１は本発明の有機ＥＬディスプレイの実施形
態における平面構造を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a planar structure in an embodiment of an organic EL display of the present invention.
【図２】図２は、図１中のＡ−Ａ線における断面構成を
示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure taken along the line AA in FIG.
【図３】図３は、図１及び図２に示す電気スイッチの電
気的構成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing an electrical configuration of the electric switch shown in FIGS. 1 and 2.
【図４】図４（１）〜（４）はこの製造プロセスの第１
〜４工程を説明するための図である。FIG. 4 (1) to (4) are the first part of this manufacturing process.
It is a figure for demonstrating-4 steps.
【図５】図５（１）〜（４）はこの製造プロセスの第５
〜８工程を説明するための図である。5 (1) to 5 (4) are views showing the fifth part of this manufacturing process.
It is a figure for explaining 8 steps.
１ ＳＣＡＮ電極線 ２ ＤＡＴＡ電極線 ３ ＣＯＭＭＯＮ電極線 ５ 画素電極 １０ 絶縁層 Ｃ コンデンサ Ｔｒ１，Ｔｒ２ ＭＯＳ素子 1 SCAN electrode line 2 DATA electrode line 3 COMMON electrode line 5 Pixel electrode 10 Insulating layer C Capacitor Tr1, Tr2 MOS element
Claims (7)
電極線の間に画素ＥＬ素子が配置され、前記信号電極線
と前記走査電極線との交差近傍に設けられる電気スイッ
チが走査信号パルス及び信号パルスでスイッチング動作
し、前記画素ＥＬ素子が発光又は発光停止して画像表示
を行うアクティブマトリックスの有機ＥＬディスプレイ
であって、 前記電気スイッチは、単結晶シリコンで活性層が形成さ
れた二つのＭＯＳ電界効果トランジスタ駆動素子からな
り、前記画素ＥＬ素子の画素電極を前記電気スイッチに
よりスイッチングすることを特徴とする有機ＥＬディス
プレイ。1. A pixel EL element is arranged between a plurality of signal electrode lines, a scanning electrode line and a common electrode line, and an electric switch provided near an intersection of the signal electrode line and the scanning electrode line is a scanning signal pulse. And an active matrix organic EL display that performs a switching operation by a signal pulse, and the pixel EL element emits light or stops emitting light to display an image, wherein the electric switch includes two active layers formed of single crystal silicon. An organic EL display comprising a MOS field effect transistor driving element, wherein the pixel electrode of the pixel EL element is switched by the electric switch.
イにおいて、 電気スイッチの第１ＭＯＳ電界効果トランジスタ駆動素
子のゲートと走査電極線とが接続され、かつ、ドレイン
と信号電極線とが接続されるとともに、ソースがコンデ
ンサの一端と接続され、かつ、前記第２ＭＯＳ電界効果
トランジスタ駆動素子のゲートがコンデンサの一端と接
続され、さらに、ソースが共通電極線と接続され、か
つ、ドレインが画素ＥＬ素子の一方の画素電極に接続さ
れることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。2. The organic EL display according to claim 1, wherein the gate of the first MOS field effect transistor driving element of the electric switch is connected to the scanning electrode line, and the drain is connected to the signal electrode line. , The source is connected to one end of a capacitor, the gate of the second MOS field effect transistor drive element is connected to one end of the capacitor, the source is connected to a common electrode line, and the drain is one of the pixel EL elements. An organic EL display, which is connected to the pixel electrode of.
イにおいて、 単結晶シリコンの内部に電気スイッチを構成する素子の
一部が形成され、この素子と信号電極線又は走査電極線
を絶縁する層が単結晶シリコン表面に形成され、かつ、
信号電極線又は走査電極線が絶縁層上に密着して形成さ
れることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。3. The organic EL display according to claim 1, wherein a part of an element forming an electric switch is formed inside single crystal silicon, and a layer for insulating the element from a signal electrode line or a scanning electrode line is formed. Formed on the surface of single crystal silicon, and
An organic EL display characterized in that signal electrode lines or scanning electrode lines are formed in close contact with each other on an insulating layer.
イにおいて、 電気スイッチと接続される画素ＥＬ素子の画素電極が非
アルカリ金属、非アルカリ土類金属である低仕事関数の
化合物又は金属であることを特徴とする有機ＥＬディス
プレイ。4. The organic EL display according to claim 1, wherein the pixel electrode of the pixel EL element connected to the electric switch is a low work function compound or metal which is a non-alkali metal or a non-alkaline earth metal. An organic EL display characterized by.
イにおいて、 電気スイッチに接続される画素ＥＬ素子の画素電極がＰ
型シリコン、Ｎ型シリコン、ＩＴＯ，ＩｎＺｎＯのいず
れかであることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。5. The organic EL display according to claim 1, wherein the pixel electrode of the pixel EL element connected to the electric switch is P.
An organic EL display characterized by being any one of type silicon, N type silicon, ITO and InZnO.
イにおいて、 信号電極線、走査電極線及び電気スイッチ及び共通電極
が絶縁膜中に埋め込まれ、画素ＥＬ素子の画素電極に対
向する電極と、絶縁膜中に埋め込まれた信号電極線、走
査電極線及び電気スイッチ及び共通電極とを絶縁するた
めに、前記絶縁膜の絶縁破壊強度が２〜１０ＭＶ／ｃｍ
であることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。6. The organic EL display according to claim 1, wherein the signal electrode line, the scanning electrode line, the electric switch, and the common electrode are embedded in an insulating film, and are insulated from an electrode facing a pixel electrode of a pixel EL element. In order to insulate the signal electrode line, the scanning electrode line, the electric switch and the common electrode embedded in the film, the dielectric breakdown strength of the insulating film is 2 to 10 MV / cm.
Is an organic EL display.
イにおいて、 選択酸化膜が設けられていない箇所にＭＯＳ電界効果ト
ランジスタが設けられており、さらに前記選択酸化膜上
の一部に透明な画素電極を形成するとともに、この透明
な画素電極の下部層を取り除いたことを特徴とする有機
ＥＬディスプレイ。7. The organic EL display according to claim 1, wherein a MOS field effect transistor is provided in a portion where the selective oxide film is not provided, and a transparent pixel electrode is provided in a part of the selective oxide film. And an organic EL display in which the lower layer of the transparent pixel electrode is removed.
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| JP7275929A JPH09114398A (en) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | Organic el display |
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