JPS62152178A

JPS62152178A - 薄膜ダイオ−ド

Info

Publication number: JPS62152178A
Application number: JP60292343A
Authority: JP
Inventors: Takuo Sato; 佐藤　拓生; Hiroshi Kobayashi; 浩志小林; Shinichi Nishi; 眞一西
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1985-12-26
Filing date: 1985-12-26
Publication date: 1987-07-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、液晶、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）、エ
レクトロクロミズム（Ｅ　Ｃ）などの表示要素からなる
マトリクス型表示装置において、前記表示要素を駆動す
るために用いられる薄膜ダイオードに関する。

〔技術の背景〕

液晶、ＥＬ、ＥＣなどの表示要素からなるマトリクス型
表示装置においては、解像度が高く精細な画像を得るた
めには、高密度のマトリクス構成が必要とされる。この
ような要請に答える技術として、近年においては、各表
示素子をスイッチング素子によって直接的に駆動する、
いわゆるアクティブマトリクス表示が注目されている。

このようなアクティブマトリクス表示において用いられ
るスイッチング素子としては、通常、薄ｎクトランジス
タなどの３端子素子あるいは薄膜ダイオード、バリスタ
、ＭｒＭなどの２端子素子より構成される能動素子が用
いられている。中でも、薄膜ダイオードは、（１）素子
の構成が簡易で、微細なマトリクス構造を有する表示装
置を高い歩留まりで製造することができること、（２）
表示品質が良好なこと、などから有望視されている。

かかるＦｉ　ＴＩＱダイオードをアクティブマトリクス
表示に用いた例としては、たとえば文献Ｎ、５ｚｙｄｌ
ｏｅｔａ１．＋Ｊａｐａｎ　　Ｄｉｓｐｌａｙ　　’８
３．ｆ’ｒｏｃ、ＩロＲＣ，，Ｐ４１６　〜４１８（１
９８３）において、ショットキダイオードを直列かつ逆
方向に接続したもの、特開昭５９−５７２７３号公報に
おいて、ＰＩ’Ｎダイオードあるいはショソトキダイオ
ードを並列かつ逆方向に接続したものが開示されている
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような薄膜ダイオードをたとえば液晶表示装置に用
いた場合には、液晶表示装置が外部光を利用することか
ら、つぎような問題を生ずる。すなわち、薄膜ダイオー
ドを構成する半導体たとえばアモルファスシリコンは光
感度を有するため、外部光が半導体層に照射されると光
電流が発生し、このため低電圧領域におけるリーク電流
が大きくなってしきい値が低下し、照射光の変動により
電流が不安定となる。その結果、表示品質の低下ならび
に表示の誤動作が発生しやすく、さらに光電流による劣
化のため寿命も低下するという問題がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、外部光による影響を受けにくく、光照
射下においても安定な特性を有する薄膜ダイオードを提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、第一電極層、半導体層および第二電極層
を順次積層して構成される薄膜ダイオードにおいて、前記第一電極層および第二電極層の少なくとも一方が、
波長３００〜８００ｎｍの光に対して透過率が１０％以
下であることを特徴とする薄膜ダイオードによって解決
される。

すなわち、本発明においては、半導体層の外側に位置す
る第一電極層および第二電極層の少なくとも一方、好ま
しくは両者が、波長３００〜８００　ｎｍの領域の光に
対して１０％以下、さらに好ましくは１％以下の透過率
を有する点に特徴を有する。

ここにおいて、透過率とは、透明な基板上に上記第一電
極層あるいは第二電極層と同様な条件下で形成された電
極層を分光光度計によって測定した結果得られたもので
ある。また、外部光の波長領域については、半導体層を
構成する半導体たとえばアモルファスシリコンの光感度
がほぼ７００ｎｍ以下であること、および通常基板とし
て使用されるガラスの光吸収領域が３００ｎｍ以下であ
ることなどを考慮すると、上記範囲３００〜８００ｎｍ
でよい。

以上の構成の薄膜ダイオードにおいては、半４体層の外
側に位置する第一電極層および第二電極層の少なくとも
一方が、外部光に対して特定のイ１αより小さい透過率
を有するため、半導体層に照射される光量が制限され、
半導体層に生ずる外部光による光電流が抑制される。そ
の結果、低電圧領域におけるリーク電流が小さくなって
しきい値が大きく減少しないので、照射光の変動により
電流が不安定となることがなく、安定した表示品質なら
びに光電流による劣化を受けることがない。

本発明においては、半導体層と第二電極層との界面にお
いては障壁が形成され、また半導体層と第一電極層との
界面においてはオーミック接触もしくは第二電極層との
間に生ずる障壁より小さい障壁が形成された４Ｊ　ｆ１
３ｉとされることが好ましいが、これに限定されない。

本発明においては、前記第一電極層を構成する材料は特
に限定されないが、半導体とオーミ、ツク接触が可能な
材料または半導体との界面において生ずる障壁が第二電
極層と半導体との界面における障壁より小さいものを好
ましく用いることができる。第一電極層を構成する材料
としては、たとえば、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（
Ａｎ）、マグネンウム（Ｍｇ）　、ニッケル（Ｎｉ）、
釘）１、タンタルなどを用いることができる。

前記半導体層を構成する材料は、特に限定されないが、
たとえば、アモルファスシリコン（ａ　−３ｉ：Ｉｒ）
、ポリクリスタルシリコン（ｐｏｌｙ　−３ｉ）、マイ
クロクリスタルシリコン（μｃ−３ｉ）、アモルファス
シリコンカーバイド（ａ−３ｉｃ：Ｈ）、アモルファス
窒化シリコン（ａ−３ｉＮ：Ｈ）、アモルファスシリコ
ンゲルマニウム（ａ−３ｉＧｅ　：　Ｈ）　、テルル（
Ｔｅ）、セレン（Ｓｅ）などを用いることができる。半
導体層の構成は特に限定されないが、たとえば、■型半
導体からなる単層構造、Ｎ型半導体もしくはＰ型半導体
と■型半導体とを組合わせた多層構造とすることができ
る。

また、前記第二電極層を構成する材料は特に限定されな
いが、半導体層との界面において障壁を形成する材料、
たとえば、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐ
ｄ）、タングステン（Ｗ）、ロジウム（Ｒｈ）、チタン
（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、イリジウム（■「）な
どを用いることができる。

本発明においては、電極層の透過率は、たとえばその膜
厚によって規定することができるが、電極層の形成方法
や形成速度によってその値は多少異なる。電極層の透過
率が１０％以下となる膜厚の最小値としては、次の値を
おおよその目安とすることができる。

クロム、チタン、タングステン：３００　人アルミニウ
ム、マグネシウム、ニッケル＝５００人銅＝６００人白金、金、タンタル：　１０００人本発明においては、各層の膜厚は特に限定されないが、
電極層の透過率を考慮して、たとえば、第一電極層の膜
Ｉγは３００〜５０００人、半導体層のＩＩは０．１〜
５．０μｍ、第二電極層の膜厚は３００〜５０００人程
度とされることが好ましい。

本発明の薄膜ダイオードは、たとえば、基板上に第一電
極層、半導体層および第二電極層を順次形成したのち、
第二電極層、半導体層および第一電極層の順にホトリソ
グラフィによってパターニングを行うことにより形成す
ることができる。なお、基板上に形成される層構成は、
上記積層順序と逆転した状態であってもよい。また、上
記各層は、通常のプラズマＣＶＤ　（化学的気相成長）
、光ＣＶＤ、常圧ＣＶＤ、減圧ＣＶＤ、イオンブレーテ
ィング、スパッタリング、真空蒸着などの薄膜形成手段
によって形成することができる。

本発明の薄膜ダイオードは、液晶、ＥＬ、ＥＣなどの表
示要素からなるマトリクス型表示装置に適用することが
できる。そして、表示要素として液晶を用いる場合には
、液晶の種類は特に制限されず、たとえば、ネマティッ
ク液晶、カイラルネマテインク液晶、コレステリック液
晶、スメクティノク液晶、カイラルスメクテインク液晶
その他公知のものを用いることができ、またこれらを組
合わせることもできる。また、液晶表示装置における表
示モードとしては、ツイストネマティック（ＴＮ）型モ
ード、ゲスト・ホスト（ＧＨ）型モード、電圧制御複屈
折（Ｅ　ＣＢ）型モード、コレステリノクーネマテイン
ク型相転移モード、動的散乱（ＤＳ）型モードなどのい
ずれのモードも用いることができる。

〔実施例〕以下、本発明の実施例について、凹面を参照しながら詳
細に説明する。

実施例１第１図に示す実施例の薄膜ダイオードは、基板ｌ上に、
スパッタリングにより形成された膜厚２００　人のクロ
ムよりなる第一電極層Ｅｌ、該第一電極層ＥｌＯ上にプ
ラズマＣＶＤにより形成された膜厚０．８　μｍのノン
ドープのａ−５ｉ：Ｈよりなる半導体層Ｓ（Ｉ型）、お
よび該半導体層Ｓ上に真空蒸着により形成された膜厚２
０００人の白金よりなる一対の電極２および３からなる
第二電極層Ｅ２が順次積層されて構成されている。この
薄膜ダイオードは、第一電極層Ｅｌと半導体１ｓとの界
面においてはオーミック接触が形成され、また半導体層
Ｓと第二電極層Ｅ２を構成する電極２および３の各層と
の界面においてはショットキバリアが形成され、２個の
ダイオードが直列かつ逆方向に電気的に接続された、い
わゆる背面結合（パック−トウーバック結合）とされて
いる。

この薄膜ダイオードにおいては、第一電極層Ｅｌ　（ク
ロム層）の平均透過率は１５％（最大透過率２０％）、
第二電極層Ｅ２　　（白金厄）の平均透過率は１％（最
大透過率２％）であった。

次に、上記薄膜ダイオードについて行った電圧−電流密
度特性の実験例について述べる。実験においては、薄膜
ダイオードの第一Ｔ電極層Ｅ１側からＡＭ　　１　　（
１００ｍＶ／ｃｍ”）の照射条件で光照射し、そのとき
の電圧と電流密度との関係を求めた。その結果を第２図
において記号△で示す。また、光照射のない状態におけ
る′セ圧−電流密度（暗電流）を第２図において記号・
で示す。

第２図の結果より明らかなように、本実施例における薄
膜ダイオードにおいては、低電圧領域における外部光に
よる光電流の増加を暗電流の場合に比較してオーダで約
１．５程度に抑制することができた。

比較例１第二電極層Ｅ２（白金層）の膜厚を２００人とした他は
、実施例１と同様にして薄膜ダイオードを形成した。こ
の例においては、第二電極層Ｅ２の平均透過率は６０％
（最大透過率７０％）であった。

また、上記薄膜ダイオードについて実施例１において述
べたと同様な方法によって電圧−電流密度特性を求めた
ところ、第２図において記号○で示す結果が得られた。

これより比較例１においては、低電圧領域における外部
光による光電流の増加が、暗電流の場合に比較してオー
ダで約３程度と大きいことが１′１１明した。

〔発明の効果〕

本発明の薄膜ダイオードによれば、外部光による影うを
受けに＜＜、光照射下においても安定な特性を有する薄
膜ダイオードを提供することができる。

【図面の簡単な説明】第１図は、本発明の一実施例を示す説明用断面図、第２
図は、実施例および比較例について行った電圧−電流密
度の関係を表すグラフである。ｌ・・・基板　　　　　　　Ｅｌ・・・第一電極層Ｓ・
・・半導体層　　　　　Ｅ２・・・第二電極層２．３・
・・電極

Claims

【特許請求の範囲】

１）第一電極層、半導体層および第二電極層を順次積層
して構成される薄膜ダイオードにおいて、前記第一電極
層および第二電極層の少なくとも一方が、波長３００〜
８００ｎｍの光に対して透過率が１０％以下であること
を特徴とする薄膜ダイオード。