Светоизлучающее устройство

Светоизлучающее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к светоизлучающему устройству, использующему оксид и, в частности, использующему органический EL элемент и неорганический EL элемент. Светоизлучающее устройство согласно настоящему изобретению также относится к типу устройства с верхним излучением или типу устройства с нижним излучением.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В последние годы плоскопанельный дисплей (ППД) получил широкое распространение в результате технологического прогресса в области жидких кристаллов и электролюминесценции (EL). ППД приводится в действие посредством схемы активной матрицы, состоящей из тонкопленочного полевого транзистора (ТПТ), использующего в качестве активного слоя тонкую аморфную кремниевую пленку или тонкую пленку из поликристаллического кремния, расположенную на стеклянной подложке.

С другой стороны, была сделана попытка вместо стеклянной подложки использовать легкую и гибкую полимерную подложку, чтобы еще больше уменьшить толщину ППД, сделать его более тонким и стойким к разрушению. Однако поскольку для производства транзистора с использованием вышеописанной тонкой кремниевой пленки требуется термический процесс со сравнительно высокой температурой, трудно сформировать тонкую кремниевую пленку непосредственно на полимерной подложке с низкой термостойкостью. В связи с этим активно разрабатывался (выложенная заявка на патент Японии №2003-298062) ТПТ, использующий тонкую полупроводниковую оксидную пленку, содержащую в основном, например, ZnO, который может быть сформирован в виде пленки при низкой температуре.

Однако технический уровень разработки ТПТ, использующего традиционную тонкую полупроводниковую оксидную пленку, не был доведен до технологического уровня, достаточного для применения на практике, из-за отсутствия адекватных приемлемых характеристик, какими обладает кремниевый ТПТ.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является предоставление нового светоизлучающего устройства, электронографа и устройства отображения с транзистором, использующим оксид в качестве активного слоя.

Согласно аспекту настоящего изобретения предоставляется светоизлучающее устройство, имеющее светоизлучающий элемент, содержащий первый и второй электроды, и светоизлучающий слой, находящийся между первым и вторым электродами, и полевой транзистор для возбуждения светоизлучающего элемента, причем

активный слой полевого транзистора сформирован из аморфного оксида с концентрацией электронных носителей меньше чем 10¹⁸/см³.

Аморфный оксид предпочтительно включает в себя, по меньшей мере, один из In, Zn или Sn.

В качестве альтернативы аморфный оксид предпочтительно представляет собой любой оксид, выбранный из группы, состоящей из: оксида, содержащего In, Zn или Sn; оксида, содержащего In или Zn; и оксида, содержащего In.

В качестве альтернативы аморфный оксид предпочтительно включает в себя In, Zn и Ga.

Светоизлучающий элемент и полевой транзистор предпочтительно расположены на оптически прозрачной подложке, и свет, испускаемый из светоизлучающего слоя, проходит через подложку. Полевой транзистор предпочтительно расположен между подложкой и светоизлучающим слоем.

В качестве альтернативы светоизлучающий элемент и полевой транзистор предпочтительно расположены на оптически прозрачной подложке, и свет, испускаемый из светоизлучающего слоя, проходит через подложку и аморфный оксид. Полевой транзистор предпочтительно расположен между подложкой и светоизлучающим слоем.

В светоизлучающем устройстве, по меньшей мере, один из электрода стока полевого транзистора и второго электрода предпочтительно сформирован из оптически прозрачного электропроводящего оксида.

Светоизлучающий элемент предпочтительно представляет собой электролюминесцентный элемент.

В светоизлучающем устройстве множество светоизлучающих элементов предпочтительно расположены в один ряд. Светоизлучающий элемент предпочтительно расположен смежно с полевым транзистором.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предоставляется электрофотографическое устройство, имеющее

фотодатчик,

электризатор для электризации фотодатчика,

источник экспонирования светом для экспонирования фотодатчика с целью формирования латентного изображения на фотодатчике, и

проявляющее устройство для проявки латентного изображения, в котором

источник экспонирования светом имеет светоизлучающее устройство.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предоставляется светоизлучающее устройство, имеющее светоизлучающий элемент, содержащий первый и второй электроды и светоизлучающий слой, находящийся между первым и вторым электродами, и полевой транзистор для возбуждения светоизлучающего элемента, в котором

подвижность электронов активного слоя полевого транзистора увеличивается с увеличением концентрации электронных носителей.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения светоизлучающее устройство, имеющее светоизлучающий элемент, который содержит первый и второй электроды, и светоизлучающий слой, находящийся между первым и вторым электродами, и полевой транзистор для возбуждения светоизлучающего элемента, в котором

активный слой полевого транзистора включает в себя такой прозрачный полупроводник из аморфного оксида, который способен реализовать нормально выключенное состояние. Прозрачный полупроводник из аморфного оксида предпочтительно имеет концентрацию электронных носителей меньше чем 10¹⁸/см³, которая является достаточно низкой для реализации нормально выключенного состояния.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предоставляется устройство отображения с активной матрицей, содержащее светоизлучающий элемент, содержащий первый и второй электроды и светоизлучающий слой, находящийся между первым и вторым электродами, и полевой транзистор для возбуждения светоизлучающего элемента, и схему элементов изображения, выполненную в виде двумерной матрицы, в которой

активный слой полевого транзистора включает в себя такой прозрачный полупроводник из аморфного оксида, который способен реализовать нормально выключенное состояние. Прозрачный полупроводник из аморфного оксида предпочтительно имеет концентрацию электронных носителей меньше чем 10¹⁸/см³, которая является достаточно низкой для реализации нормально выключенного состояния.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предоставляется изделие отображения, содержащее:

светоизлучающий элемент, содержащий первый и второй электроды, и светоизлучающий слой, находящийся между первым и вторым электродами, и полевой транзистор для возбуждения светоизлучающего элемента, в котором

активный слой полевого транзистора включает в себя полупроводник из аморфного оксида.

В качестве аморфного оксида предпочтительно выбирают любой один оксид из группы, состоящей из: оксида, состоящего из In, Zn и Sn; оксида, состоящего из In и Zn; и оксида, состоящего из In.

В качестве альтернативы транзистор предпочтительно представляет собой транзистор нормально выключенного типа.

Настоящее изобретение может использоваться при разработке нового светоизлучающего устройства, электронографа и устройства отображения с активной матрицей.

В результате исследований полупроводника на основе оксида ZnO авторы настоящего изобретения обнаружили, что стабильная аморфная фаза не может быть сформирована в обычном процессе. Более того, считается, что большее количество ZnO, образуемое обычным способом, находится в поликристаллической фазе и рассеивает носители на границе раздела между поликристаллическими гранулами и, следовательно, не может увеличить подвижность электронов. Кроме того, ZnO имеет тенденцию образовывать кислородные дефекты и, следовательно, образует большое количество электронных носителей, при этом возникают трудности с уменьшением его электропроводности. Было обнаружено, что ТПТ, использующий ZnO полупроводник, пропускает сильный ток между терминалом истока и терминалом стока, даже если не прикладывается напряжение затвора транзистора, и не может реализовать нормально выключенное состояние. Также считается, что для ТПТ, использующего ZnO полупроводник, трудно увеличить отношение включено/выключено.

Более того, авторы настоящего изобретения исследовали пленку из аморфного оксида Zn_xM_yIn_zO_{(x+3y/2+3z/2)} (где М представляет собой, по меньшей мере, один из Al или Ga), описанную в выложенной заявке на патент Японии №2000-044236. Материал имеет концентрацию электронных носителей, равную 1·10¹⁸/см³ или больше, и, следовательно, подходит для использования в качестве прозрачного электрода. Однако было обнаружено, что материал не подходит для ТПТ нормально выключенного типа, поскольку, если ТПТ имеет канальный слой, выполненный из оксида с концентрацией электронных носителей/ равной 1·10¹⁸/см³ или больше, то ТПТ не может обеспечить достаточное отношение включено/выключено.

Другими словами, обычная пленка из аморфного оксида не дает концентрацию электронных носителей меньше чем 1·10¹⁸/см³.

Авторы настоящего изобретения активно исследовали свойства InGaO₃(ZnO)_m и условия формирования пленки для этого материала и в результате обнаружили, что концентрация электронных носителей может быть уменьшена ниже 1·10¹⁸/см³, управляя параметрами кислородной среды во время формирования пленки.

Следовательно, авторы настоящего изобретения обнаружили, что ТПТ, имеющий в качестве активного слоя полевого транзистора аморфный оксид, содержащий электронные носители с концентрацией меньше чем 1·10¹⁸/см³, может давать желаемые характеристики и может быть использован в плоскопанельном дисплее, таком как светоизлучающее устройство.

В качестве электронографа с линейно расположенным источником света и фотодатчиком, использующим светоизлучающее устройство согласно настоящему изобретению, предоставлено копировально-множительное устройство, устройство постраничной печати и картридж со встроенным барабаном.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет собой диаграмму, показывающую связь между концентрацией электронных носителей в аморфной пленке на основе In-Ga-Zn-O, сформированной способом импульсного лазерного осаждения, и парциальным давлением кислорода во время формирования пленки;

Фиг.2 представляет собой диаграмму, показывающую связь между электропроводностью аморфной пленки на основе In-Ga-Zn-O, сформированной способом напыления в атмосфере аргона, и парциальным давлением кислорода во время формирования пленки;

Фиг.3 представляет собой диаграмму, показывающую связь между количеством электронных носителей и подвижностью электронов в аморфной пленке на основе In-Ga-Zn-O, сформированной способом импульсного лазерного осаждения;

Фиг.4А, 4В и 4С представляют собой диаграммы, показывающие изменение электропроводности, концентрации носителей и подвижности электронов в зависимости от значения х в пленке InGaO₃(Zn_1-xMg_xO), сформированной способом импульсного лазерного осаждения в атмосфере при парциальном давлении кислорода, равном 0,8 Па;

Фиг.5 представляет собой блок-схему, показывающую структуру МДП-транзистора с верхним затвором, получаемого в варианте осуществления 1;

Фиг.6 представляет собой диаграмму, показывающую вольтамперную характеристику МДП-транзистора с верхним затвором, получаемого в варианте осуществления 1;

Фиг.7 представляет собой блок-схему, показывающую поперечное сечение светоизлучающего устройства согласно настоящему изобретению;

Фиг.8 представляет собой принципиальную схему, на которой светоизлучающее устройство согласно настоящему изобретению используется в устройстве отображения;

Фиг.9 представляет собой блок-схему, показывающую поперечное сечение светоизлучающего устройства согласно настоящему изобретению;

Фиг.10 представляет собой блок-схему, показывающую электрическое соединение линейного источника света согласно настоящему изобретению;

Фиг.11 представляет собой сечение, показывающее пример конфигурации линейного источника света согласно настоящему изобретению;

Фиг.12 представляет собой сечение (структура расположенная справа на Фиг.11), показывающее пример конфигурации линейного источника света согласно настоящему изобретению;

Фиг.13 представляет собой блок-схему, показывающую пример конструкции копировально-множительного устройства, устройства постраничной печати, картриджа со встроенным барабаном и линейного источника света;

Фиг.14 представляет собой блок-схему, показывающую устройство для импульсного лазерного осаждения; и

Фиг.15 представляет собой блок-схему, показывающую устройство для формирования пленки напылением.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже со ссылкой на Фиг.7, на которой представлен первый вариант осуществления, показана основная конфигурация согласно настоящему изобретению.

На чертеже ссылочная позиция 70 обозначает электрод стока, ссылочная позиция 71 - подложку, ссылочная позиция 72 - активный слой, ссылочная позиция 73 - изолирующую пленку затвора, ссылочная позиция 74 - электрод затвора, ссылочная позиция 75 -электрод истока, ссылочная позиция 77 - второй электрод, ссылочная позиция 78 - светоизлучающий слой, ссылочная позиция 79 - первый электрод. В первом варианте осуществления второй электрод (называемый в настоящем описании "нижний электрод") расположен к подложке ближе, чем светоизлучающий слой, при этом светоизлучающий слой представляет собой органический EL слой, а первый электрод (называемый в настоящем описании "противоэлектродом") расположен от подложки дальше, чем светоизлучающий слой. Зазор между вышеописанными компонентами заполнен промежуточным изолирующим слоем 76.

В первую очередь будет подробно описан каждый компонент.

1. ПОДЛОЖКА

Обычно в светоизлучающем устройстве в качестве материала подложки используется стекло. Однако, поскольку ТПТ, используемый в настоящем изобретении, может быть сформирован при низкой температуре, в настоящем изобретении может быть использована пластмассовая подложка, которую было сложно использовать в активной матрице. Таким образом, может быть предоставлено светоизлучающее устройство, которое является легким, устойчивым к повреждениям и до некоторой степени гибким. Как правило, может использоваться полупроводниковая подложка, такая как Si - подложка и керамическая подложка. Также может использоваться подложка с изолирующим слоем, расположенная на металлической пластине, при условии, что подложка плоская.

2. ТРАНЗИСТОР

Активный слой транзистора может представлять собой любой материал при условии, что он имеет желаемые характеристики, в частности концентрацию электронных носителей меньше чем 1·10¹⁸/см³, и подвижность электронов больше чем 1 см²/(В·сек). Материал включает в себя, например, полупроводник на основе In-Ga-Zn-O аморфного оксида. Аморфный оксид представляет собой прозрачную пленку. В данном случае слово прозрачный относится не только к случаю по существу оптической прозрачности для видимого света, но также включает в себя случай оптической прозрачности, по меньшей мере, только для части спектра в области видимого света. Что касается оптической прозрачности, полупроводник на основе In-Ga-Zn-O аморфного оксида имеет коэффициент пропускания предпочтительно 50% или больше, более предпочтительно 80% или больше. Описанная выше композиция может содержать замещающий или добавленный магний. Если светоизлучающее устройство использует ТПТ с активным слоем на основе In-Ga-Zn-O, он обладает полезными техническими характеристиками, поскольку ТПТ обеспечивает достаточную движущую силу как напряжения, так и тока в органическом EL элементе.

Аморфный оксид более подробно описан ниже.

Как описано выше, для формирования активного слоя являются подходящими способ напыления и способ импульсного лазерного осаждения, но предпочтительными являются такие способы напыления, которые имеют преимущество в продуктивности. Также является эффективным размещение буферного слоя подходящим способом между активным слоем и подложкой.

В качестве изолирующего слоя (пленки) затвора является предпочтительным любой из: Al₂O₃, Y₂О₃ и HfO₂ или смешанное кристаллическое соединение, содержащее, по меньшей мере, два или более из них, но может быть и другое соединение.

Используемый электрод истока и электрод стока включают в себя электропроводящий оксид, представленный ITO (оксидом индия-олова) и металлом, таким как Au. Однако электрод предпочтительно может быть соединен с активным слоем омически или почти омически. Электрод стока также может быть соединен непосредственно со светоизлучающим слоем без шунтирования второго электрода.

3. СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИЙ СЛОЙ

Светоизлучающий слой может быть любым при условии, что он может быть возбужден при помощи ТПТ, но, в частности, является предпочтительным органический EL слой. Органический EL слой 78, используемый в настоящем изобретении, редко используется в виде одного слоя, но часто используется в конфигурации, состоящей из множества слоев, как показано далее. Далее "слой переноса электронов" означает светоизлучающий слой, имеющий функцию транспорта электронов.

Слой переноса дырок/светоизлучающий слой + слой переноса электронов.

Слой переноса дырок/светоизлучающий слой/слой переноса электронов.

Слой инжекции дырок/слой переноса дырок/светоизлучающий слой/слой переноса электронов.

Слой инжекции дырок/слой переноса дырок/светоизлучающий слой/слой переноса электронов/слой инжекции электронов.

Иногда между множеством слоев помещают электронный барьерный слой и слой, улучшающий адгезию.

В общем случае существует два принципа излучения света светоизлучающим слоем, флуоресценция и фосфоресценция, но с точки зрения световой отдачи фосфоресценция эффективнее. Комплекс иридия является полезным в качестве фосфоресцирующего материала. Как низкомолекулярный полимер, так и высокомолекулярный полимер могут использоваться в качестве полимера, используемого в основном металле для светоизлучающего слоя. Если используется низкомолекулярный полимер, светоизлучающий слой, как правило, может быть сформирован способом осаждения из паровой фазы, а если используется высокомолекулярный полимер, светоизлучающий слой может быть сформирован способом струйной печати или при помощи печати. Например, материалы с низким молекулярным весом (MB) включают в себя аминный комплекс, антрацен, комплекс редкоземельных элементов и комплекс благородных металлов; а материалы с высоким молекулярным весом включают конъюгированный полимер и пигментсодержащий полимер.

Слой инжекции электронов включает в себя щелочной металл, щелочно-земельный металл, их соединение, и органический слой легирован щелочным металлом. Кроме того, слой переноса электронов включает в себя комплекс алюминия, оксадиазол, триазол и фенантролин.

Слой инжекции дырок включает в себя ариламины, фталоцианины, и органический слой легирован кислотой Льюиса; и слой переноса дырок включает в себя ариламин.

На Фиг.7 показан пример конфигурации органического EL элемента, но такая же конфигурация может быть использована для неорганического EL элемента.

4. ПЕРВЫЙ ЭЛЕКТРОД

Первый электрод будет описан для случая, когда он является противоэлектродом. Предпочтительный материал для противоэлектрода отличается в зависимости от того, где он используется, в устройстве с верхним излучением или в устройстве с нижним излучением, и используется в качестве катода или анода.

Если противоэлектрод используется в устройстве с верхним излучением, требуется прозрачность; а если он используется в качестве анода, используемый материал включает в себя ITO, электропроводящий олово-олово-олово оксид, электропроводящие оксиды на основе ZnO, In-Zn-O и In-Ga-Zn-O, имеющие концентрацию электронных носителей 1·10¹⁸/см³ или больше, которые являются прозрачными электропроводящими оксидами. При использовании в качестве катода противоэлектрод может быть сформирован путем формирования сплава, легированного щелочным металлом или щелочно-земельным металлом, в виде пленки толщиной несколько десятков нанометров или тоньше и путем образования прозрачного электропроводящего оксида в верхней части.

Если он используется в устройстве с нижним излучением, прозрачность не нужна, поэтому, если он используется в качестве анода, для него могут применяться сплав Au и сплав Pt, а если он используется в качестве катода, могут применяться Mg с добавлением Ag, Al с добавлением Li, силицид, борид и нитрид.

5. ВТОРОЙ ЭЛЕКТРОД

Второй электрод соединен с электродом стока. Второй электрод может иметь композицию такую же или отличную от композиции электрода стока.

Второй электрод может быть нижним электродом. Нижний электрод может быть сформирован в виде слоя вдоль подложки или светоизлучающего слоя.

Если светоизлучающий слой является слоем инжекции заряда, примером чего является органический EL элемент, то согласно данной конфигурации предпочтителен нижний электрод.

Если светоизлучающий слой, соединенный с нижним электродом, является катодом, нижний электрод предпочтительно представляет собой металл, имеющий небольшую работу выхода. Нижний электрод включает в себя, например, Mg с добавлением Ag, Al с добавлением Li, силицид, борид и нитрид. В этом случае, более предпочтительным является соединение с электродом стока ТПТ посредством провода, чем соединение с ним напрямую.

Если светоизлучающий слой, соединенный с нижним электродом, является анодом, нижний электрод предпочтительно представляет собой металл, имеющий большую работу выхода. Нижний электрод включает в себя, например, ITO, электропроводящий олово-олово оксид, электропроводящий ZnO, In-Zn-O, сплав Pt и сплав Au. Кроме того, может быть использован оксид на основе In-Ga-Zn-O с концентрацией электронных носителей 1·10¹⁸/см³ или выше. В этом случае, более предпочтительна более высокая концентрация, поскольку нижний электрод представляет собой оксид, который отличается от случая, используемого для ТПТ. Например, предпочтительна концентрация носителей 1·10¹⁹/см³ или выше. Если нижний электрод изготовлен из ITO или оксида на основе In-Ga-Zn-O (с высокой концентрацией носителей), он может обеспечить высокую долю открытой области, даже если используется в устройстве с нижним излучением, поскольку является прозрачным. Если нижний электрод соединен напрямую с электродом стока, в частности ITO, особенно предпочтительными для него являются вышеописанный оксид на основе In-Ga-Zn-O (с высокой концентрацией носителей) и сплав Au.

Если нижний электрод соединен напрямую с электродом стока, то нижний электрод предпочтительно представляет собой электрод инжекции дырок. В частности, предпочтительным материалом для нижнего электрода являются ITO, ZnO легированный Al или Ga, и оксид на основе In-Ga-Zn-O с концентрацией носителей 1·10¹⁸/см³ или выше. В частности, если в качестве электрода и активного слоя используется оксид на основе In-Ga-Zn-O, концентрация носителей активного слоя In-Ga-Zn-O может быть увеличена способом введения в него кислородных дефектов или т.п., и светоизлучающее устройство имеет простую эффективную конфигурацию. В этом случае на активном слое формируются сразу слой переноса дырок и слой инжекции дырок. Эта конфигурация находится в пределах настоящего изобретения. В особенности, это относится к конфигурации, в которой нижний электрод и электрод стока объединены с одной частью активного слоя.

6. ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ИЗОЛИРУЮЩИЙ СЛОЙ

В частности, если второй электрод представляет собой нижний электрод, предполагается, что в промежуточном изолирующем слое 76, который является верхним слоем нижнего электрода 77, может использоваться такой же материал, как и в изолирующем слое затвора. Как правило, для получения плоского слоя может быть сформирован изолирующий слой с применением другого материала. Например, полиимидная пленка может представлять собой пленку, полученную методом центрифугирования, а оксид кремния может быть образован способом CVD в газоразрядной плазме, способом PECVD и способом LPCVD или покрытием и отжигом алкоксида кремния. Промежуточный изолирующий слой необходим для наличия соответствующего контактного окна для связи с электродом истока или электродом стока, сформированного в нем.

7. ПРОВОД ЭЛЕКТРОДА И ДР.

Для провода электрода такого, как провод сканирующего электрода и провод сигнального электрода, которые представляют собой провода электрода затвора, можно использовать в качестве материала металл, такой как Al, Cr и W и силицид, такой как WSi.

Ниже более подробно описаны связи между каждыми компонентами.

Сначала описан первый вариант осуществления со ссылкой на Фиг.7, на которой нижний электрод частично соединен с электродом стока посредством проводного соединения.

ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Электрод 75 истока и электрод 70 стока связаны непосредственно с активным слоем 72, и ток, проходящий через активный слой 72, управляется электродом 74 затвора через изолирующий слой 73 затвора.

Органический EL слой 78 светоизлучающего слоя соединен с электродом 70 стока через нижний электрод 77 и провод в контактном окне. Промежуточный изолирующий слой 76 находится между нижним электродом 77 и секцией ТПТ для их электрической изоляции. Промежуточный изолирующий слой 76 необязательно должен быть однослойным, но обычно он состоит из изолирующих слоев, расположенных на изолирующем слое затвора и на верхней части электрода затвора, и обычного промежуточного изолирующего слоя, предусмотренного с целью выравнивания.

Противоэлектрод 79 находится в верхней части органического EL слоя 78, и обеспечивает приложение напряжения к органическому EL слою 78 для инициации излучения им света во включенном состоянии ТПТ.

В этом случае электрод 70 стока электрически соединен со вторым электродом или сам является вторым электродом.

На Фиг.7 показан пример высокой доли открытой области, на котором органический EL слой 78 находится непосредственно наверху ТПТ, но органический EL слой 78 может быть сформирован в других частях, отличных от части ТПТ, при условии, что это не вызовет проблем при использовании. Однако если органический EL слой 78 используется в конфигурации, показанной на Фиг.7, нижняя часть органического EL слоя 78 предпочтительно является плоской, насколько это возможно.

Хотя по Фиг.7 электрод 70 стока соединен с нижним электродом 77, электрод 75 истока соединен с нижним электродом 77 в зависимости от способа использования. То есть настоящее изобретение отличается тем, что любой один из электрода истока и электрода стока транзистора, содержащего аморфный оксид, соединен с электродом, наслоенным на светоизлучающий слой. В случае, при котором нижний электрод 77 под светоизлучающим слоем 78 представляет собой анод, также является предпочтительной структура, в которой электрод истока ТПТ связан с анодом.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

В этой части обсуждается процесс производства светоизлучающего устройства согласно настоящему изобретению со ссылкой на пример конфигурации, в которой электрод стока соединен с нижним электродом посредством проводного соединения, а органический EL слой используется в качестве светоизлучающего элемента.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ТРАНЗИСТОРА

Транзистор изготавливают посредством этапов, на которых:

осаждают тонкую пленку полупроводника на основе In-Ga-Zn-O аморфного оксида на стеклянную подложку толщиной 120 мм способом импульсного лазерного осаждения при таких условиях, чтобы получить концентрацию электронных носителей 1·10¹⁸/см³, которые описаны ниже, используя при этом в качестве мишени поликристаллический спеченный компакт, имеющий композицию InGaO₃(Zn)₄;

далее наслаивают пленку InGaO₃(Zn)₄ с высокой электропроводностью толщиной 30 нм способом импульсного лазерного осаждения в камере, имеющей парциальное давление кислорода, управляемое с точностью лучше чем 1 Па, и формируют на ней Au-пленку толщиной 50 нм в качестве электрода истока и электрода стока путем осаждения с использованием электронно-лучевого испарения; и

далее формируют Y₂O₃-пленку в качестве изолирующего слоя затвора, и Au-пленку в качестве электрода затвора, которые имеют толщину соответственно 90 нм и 50 нм, путем осаждения с использованием электронно-лучевого испарения. В последовательности вышеописанных процессов каждый слой формируется с желаемым размером способом фотолитографии и способом обратной литографии. Более того, изолирующий слой формируется на них аналогичным способом. Затем в них также формируется контактное окно для электрода стока.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ СЛОЯ НИЖНЕГО ЭЛЕКТРОДА

Затем формируют нижний электрод путем формирования ITO пленки толщиной 300 нм способом напыления и затем соединяют с электродом стока и нижним электродом при помощи провода, сформированного в контактном окне.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО EL СВЕТОИЗЛУЧАЮЩЕГО СЛОЯ

На следующем этапе органический EL светоизлучающий слой изготавливают, формируя нижеследующие пленки способом жаростойкого осаждения из паровой фазы: пленку из 4,4'-бис[N,N-диамино]-4''-фенил-трифениламина толщиной 60 нм в качестве слоя инжекции дырок; пленку из 4,4'-бис[N-(1-нафтил)N-фениламино]-бифенила толщиной 20 нм в качестве слоя переноса дырок; пленку из 4,4'-бис(2,2-дифенил)винила толщиной 40 нм в качестве светоизлучающего слоя; и пленку из трис(8-хинолинол)алюминия толщиной 20 нм в качестве слоя переноса электронов.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРОТИВОЭЛЕКТРОДА

В заключении противоэлектрод изготавливают посредством формирования пленки из сплава Al и Ag толщиной 50 нм способом двойного осаждения из паровой фазы и пленки из Al толщиной 50 нм.

После возбуждения вышеописанного элемента путем приведения его в контакт с зондом испускается синий свет из задней части подложки, другими словами, получается элемент с нижним излучением.

В настоящем варианте осуществления является важным то, что для полупроводника на основе In-Ga-Zn-O аморфного оксида получается желаемая концентрация электронных носителей посредством управления количеством кислородных дефектов.

В вышеприведенном описании количество кислорода (количество кислородных дефектов) в прозрачной оксидной пленке управляется посредством формирования пленки в атмосфере, включающей в себя заданную концентрацию кислорода, но также предпочтительным является управление (уменьшение или увеличение) количеством кислородных дефектов посредством последующей обработки оксидной пленки, сформированной на предыдущем этапе в атмосфере, включающей в себя кислород.

Для эффективного управления количеством кислородных дефектов температуру атмосферы, включая кислород, поддерживают в пределах от 0°С до 300°С, предпочтительно в пределах от 25°С до 250°С и более предпочтительно в пределах от 100°С до 200°С.

Естественно, пленка может быть сформирована в атмосфере, включающей в себя кислород, и затем подвергнута последующей обработке в атмосфере, включающей в себя кислород. Кроме того, пленка может быть сформирована в атмосфере, в которой парциальное давление кислорода не управляется, а последующая обработка может происходить в атмосфере, включающей в себя кислород, если способ обеспечивает заданную концентрацию электронных носителей (менее 1·10¹⁸/см³).

При этом нижний предел концентрации электронных носителей в настоящем изобретении зависит от того, для какого типа элемента, схемы и устройства используется получаемая оксидная пленка, например 1·10¹⁸/см³ или выше.

Далее со ссылкой на Фиг.9 описан второй вариант осуществления, в котором нижний электрод соединен с электродом стока напрямую без провода, проходящего между ними.

ВТОРОЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

На Фиг.9 ссылочная позиция 91 обозначает подложку, ссылочная позиция 92 - активный слой, изготовленный из полупроводникового материала, специфичного для настоящего изобретения, ссылочная позиция 93 - изолирующий слой затвора, ссылочная позиция 94 - электрод затвора, ссылочная позиция 95 - электрод истока, ссылочная позиция 96 - изолирующий слой, ссылочная позиция 97 - нижний электрод. Нижний электрод 97 наслоен на электрод стока или идентичен электроду стока, другими словами, сам по себе является электродом стока. Ссылочная позиция 98 обозначает органический EL слой, а ссылочная позиция 99 - противоэлектрод.

Настоящий вариант осуществления в основном имеет тот же самый тип конфигурации, что и первый вариант осуществления, в котором часть нижнего электрода контактирует с электродом стока через проводное соединение, но отличается по конфигурации тем, что электрод стока и светоизлучающий слой наслоены на одну и ту же область покрытия, если смотреть на подложку 91 сверху, а между ними находится нижний электрод.

Электрод стока может представлять собой нижний электрод. В этом случае электрод стока должен быть способным эффективно инжектировать электроны или дырки в органический EL слой.

Является предпочтительным доведение плотности электронных носителей в части активного слоя, соответствующей нижней части электрода стока, до 1·10¹⁸/см³ или выше путем увеличения кислородных дефектов. При этом он может функционировать одновременно в качестве электрона стока и нижнего электрода. В этом случае предпочтительным является, чтобы активный слой был изготовлен из In-Ga-Zn-O пленки, функционировал в качестве слоя инжекции дырок и был соединен с анодной частью светоизлучающего слоя.

На Фиг.9 показан пример светоизлучающего слоя, расположенного в верхней части слоя ТПТ, но допустима конфигурация, в которой противоэлектрод первого электрода и нижний электрод второго электрода имеют обратное расположение, и первый электрод наслоен непосредственно на электрод стока, если это не вызывает никаких функциональных проблем. В этом случае второй электрод, который прежде являлся нижним электродом, находится в верхней части, но имеет те же функции при условии, если он соединен с электродом стока. В частности, если используется неорганический EL слой, может быть использован такой обратный порядок благодаря устойчивости при обработке более высокой, чем та, которую имеет органический EL слой.

В предпочтительной конфигурации светоизлучающего устройства согласно настоящему изобретению первый и второй электроды представляют собой противоэлектрод и нижний электрод; полевой транзистор представляет собой ТПТ; активный слой ТПТ включает в себя In, Ga и Z; по меньшей мере, часть активного слоя представляет собой аморфный оксид; и одна часть светоизлучающего слоя электрически соединена с электродом стока ТПТ.

В светоизлучающем устройстве согласно настоящему изобретению одна часть светоизлучающего слоя соединена напрямую с электродом стока или часть светоизлучающего слоя может быть соединена с электродом стока посредством проводного соединения. Предпочтительным является, чтобы одна часть соединенного таким образом светоизлучающего слоя представляла собой сторону анода или сторону катода светоизлучающего слоя.

Предпочтительным является, чтобы, по меньшей мере, один из электрода стока и вышеописанного нижнего электрода представляла собой прозрачный электропроводящий оксид.

Ниже со ссылкой на Фиг.8 будет описан третий вариант осуществления, который представляет собой пример конфигурации, применимой в устройстве отображения.

Хотя на Фиг.9 в качестве нижнего электрода используется электрод 97 стока, в зависимости от структуры светоизлучающего слоя в качестве нижнего электрода может быть использован электрод 95 истока. То есть настоящее изобретение отличается соединением и т.п.любого одного из электрода истока и электрода стока транзистора, содержащего аморфный оксид, с электродом, наслоенным на светоизлучающий слой.

ТРЕТИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

На Фиг.8 ссылочная позиция 81 обо