超高精細薄膜エレクトロルミネッセント素子の集積化に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08455141
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 中西 洋一郎 静岡大学, 電子工学研究所, 助教授 (00022137)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 澤田 和明 静岡大学, 電子工学研究所, 助手 (40235461) ; 中村 高遠 静岡大学, 工学部, 教授 (10022287)
• Keywords: ディスプレイ / エレクトロルミネッセンス(EL) / ホットエレクトロン / MOSFET / 集積化 / 薄膜 / 硫化亜鉛(ZnS)

Research Abstract

薄膜EL素子が優れた画像品質を示すとともに、全固体型という特長を有していることから、超微細加が可能であり、従ってEL素子の集積化による超高精細化が期待される。しかし、EL素子の集積化を達成するためには、駆動電圧を低くすることが不可欠である。本研究では、申請者らが既にp-Si基板上に形成したホットエレクトロン注入型溥膜EL素子により駆動電圧の低減化が達成されることを実現しており、このことを利用して、同一Si基板上に発光素子部と駆動回路部とを集積化することを試みた。この集積型EL素子の作製にあたって、まず素子設計を行った上で、申請書の研究計画に記述した順序に従って作製・評価を行った。
1.MOSデバイスの形成と評価:駆動回路として用いるp-MOSFETをシリコンプロセス技術を用いてSi基板上に形成した。p-n接合部においては、電流-電圧特性測定により、100V以上の逆方向対電圧が得られていることがわかった。また、動特性として、ゲート電圧約1.5Vからゲートによるスイッチングが行われることが示された。以上のことから、良好なp-MOSFETが作製されたいることが確認された。
2.発光層薄膜の作製と発光特性の評価:上記のp-MOSFETのドレイン部分にSiO_2を介して電子ビーム蒸着法によりホットエレクトロン注入型ZnS:Mn薄膜EL素子を作製し、諸特性を評価した。このEL素子は1kHz、110Vの印加電圧で150cd/m^2以上の輝度が達成された。次にこの集積化されたEL素子のソース及びゲート電極に適当な負電圧を印加し、ゲート電圧をon-offすることによって、発光を明瞭に制御することに成功した。
以上は1画素のみについての研究であったので、次年度としては、以上の結果を基にして、複数画素の素子の形成と、それに対する駆動回路の検討を行うとともに、画素の高精細化、多色化についても試みたい。

Research Products

• [Publications] 今田武史: "Si基板上のEL素子の集積化" 電子情報通信学会技術研究報告. 95・525. 73-78 (1996)
• [Publications] 今田武史: "MOSFET上への薄膜EL素子の作製" 第43回応用物理学関係連合講演会予稿集,26pZE14. 1210- (1996)
• [Publications] Y.Nakanishi: "Integration of thin-film electroluminescent device using hot electron injection into emitting layer on Si substrate" Proceeding of International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence. 395-398 (1996)
• [Publications] 今田武史: "MOSFET上ZnS薄膜EL素子の発光特性" 第57回応用物理学会学術講演会予稿集,10pZL8. 1159- (1996)
• [Publications] T.Imada: "Integration of Thin-Film EL Devices" Proceeding of 3rd International Display Workshops. 2. 101-104 (1996)
• [Publications] 今田武史: "集積型EL素子の作製と発光特性" 映像情報メディア学会技術報告. 21・3. 71-76 (1997)