(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を有する第１の回路、及び発光素子が設けられた第１のガラス基板と、
半導体素子を有する第２の回路、及び受光素子が設けられた第２のガラス基板と、を有し、
前記発光素子は、一対の電極間に、ホール輸送層及び発光層が設けられた電界発光層を有し、
前記電界発光層は、電流を流すことにより、前記一対の電極のいずれか一方に設けられた開口部から光信号を放射し、
前記光信号を前記受光素子において電気信号に変換することで、前記第１の回路及び前記第２の回路間の信号の伝送が行われることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体素子を有する第１の回路、及び発光素子が設けられた第１のガラス基板と、
半導体素子を有する第２の回路、受光素子、及び複数の画素を有する画素部が設けられた第２のガラス基板と、を有し、
前記発光素子は、一対の電極間に、ホール輸送層及び発光層が設けられた電界発光層を有し、
前記電界発光層は、電流を流すことにより、前記一対の電極のいずれか一方に設けられた開口部から光信号を放射し、
前記光信号を前記受光素子において電気信号に変換することで、前記第１の回路及び前記第２の回路間の信号の伝送が行われ、
前記電気信号に応じて前記画素部に画像が表示されることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記一対の電極は、金属を含み、且つ前記電界発光層が発する光を反射することを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記開口部を覆う透光性を有する膜が設けられることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記一対の電極から漏れ出る光を遮蔽する遮蔽膜が設けられることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記第１のガラス基板及び前記第２のガラス基板が積層されることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記発光素子及び前記受光素子が対向することを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
前記発光層は、りん光性材料を含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
前記発光層は、イリジウム錯体及びＣＢＰを含み、
前記ホール輸送層は、α―ＮＰＢを含むことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板上に形成された結晶構造を有する半導体膜を用いて構成される半
導体装置に係り、該装置内における信号の伝達を、光インターコネクションにより行なう
半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁基板又は絶縁膜上に形成される薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、シリコンウェハに
形成されるＭＯＳトランジスタに比べて製造方法が簡単であり、大型の基板を用いて低コ
ストで製造できるという特徴がある。特に、活性層が多結晶シリコン膜で形成されるＴＦ
Ｔ（多結晶ＴＦＴ）は、非晶質シリコンを用いたＴＦＴに比べて移動度が大きいので、表
示装置や光電変換だけでなく集積回路の分野も含めたより広汎な機能素子への適用が望ま
れている。
【０００３】
しかし、多結晶ＴＦＴの電気的特性は、所詮単結晶のシリコンウェハに形成されるＭＯ
Ｓトランジスタ（単結晶トランジスタ）の特性に匹敵するものではなかった。特にオン電
流や移動度は、結晶粒界における欠陥の存在により、多結晶ＴＦＴが単結晶トランジスタ
に比べ劣っていた。そのため、多結晶ＴＦＴを用いて集積回路の作製を試みた場合、十分
なオン電流を得ようとするとＴＦＴのサイズを抑えることができなかった。さらに、大型
のガラス基板上に微細なパターンを高速で描画するのは困難であり、これらのことが集積
回路の高集積化の妨げとなっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
集積回路において十分に高集積化がなされないと、各素子を接続している配線が長くな
り、配線抵抗が高まる。配線抵抗が高まると、信号の遅延や波形の乱れを引き起こし、信
号の伝送量を低下させてしまう。よって、該集積回路の情報処理の性能が制限され、高性
能で高速動作が可能な集積回路の実現を阻むこととなる。また、配線の長距離化に伴い配
線間の寄生容量が増大し、配線への充放電エネルギーが増加して消費電力が増大してしま
う。
【０００５】
また１枚のガラス基板上に様々な半導体回路を一体形成することは、歩留りの低下を招
く要因になる。さらに集積回路は様々な機能を有する回路で構成されており、各回路ごと
にＴＦＴに求められる性能に違いが生じることは当然予測される。そこで、所望の性能を
得るため、同一基板上の各回路ごとにＴＦＴの構成を最適化しようとすると、プロセスが
複雑になり、さらに工程数も増大する。そのため、歩留りが低下し、また製品を完成させ
るまでかかる時間（ＴＡＴ：Ｔｕｒｎ  Ａｒｏｕｎｄ  Ｔｉｍｅ）を短縮化するのが難し
くなる。
【０００６】
逆に複数の基板に形成された半導体回路どうしをＦＰＣ等で電気的に接続すると、接続
している部分は物理的な衝撃に弱いため、機械的強度における信頼性が低くなる。またＦ
ＰＣ等によって接続した場合、半導体装置が処理する信号の情報量が増加するにつれ、接
続端子の数が増え、接点不良の発生確率が高まる。そして、半導体装置が処理する情報量
のさらなる増加により接続端子の数が増えると、基板の端部において接続端子を配置しき
れなくなる事態も起こり得る。しかし、接続端子の配置場所を確保するためだけに基板の
面積を拡大することは、半導体装置の小型化を妨げる要因ともなり望ましくない。
【０００７】
本発明は上述したことに鑑み、安価なガラス基板を用い、情報量の増加に対応でき、な
おかつ高性能で高速動作が可能な集積回路を有する半導体装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では上記課題を解決するために、集積回路を構成する種々の回路を複数のガラス
基板上に形成し、各ガラス基板間の信号の伝送は、光信号を用いる所謂光インターコネク
ションで行なう。具体的には、あるガラス基板に形成された上段の回路の出力側に発光素
子を設け、別のガラス基板に形成された後段の回路の入力側に、該発光素子と対向するよ
うに受光素子を形成する。そして上段の回路から出力された電気信号から変換された光信
号が発光素子から出力され、該光信号を受光素子が電気信号に変換し、後段の回路に入力
される。
【０００９】
このように光インターコネクションを用いることで、ガラス基板間でデータの伝送を行
なうことができる。また、受光素子が設けられたガラス基板を更に積層すれば、一つの発
光素子の信号を複数の受光素子で受光することができる。つまり一つのガラス基板から同
時に複数の他のガラス基板に伝送することができ、非常に高速な光バスを形成することが
できる。
【００１０】
また本発明では、ＴＦＴと共に基板上に形成できる有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ
）素子を、発光素子として用いる。有機ＥＬ素子から発せられる光は、指向性の高いレー
ザ光であることが望ましい。しかし一般的に有機ＥＬ素子から発せられる光は、波長帯域
が比較的広く（色純度が悪く）、しかも指向性が劣っていることから、レーザ光として用
いることができなかった。さらに、従来の有機ＥＬ素子では、レーザ発振するために必要
とされる高密度の電流を流すことができない。
【００１１】
そこで本発明では、発光素子として用いる有機ＥＬ素子からのレーザ光の放射を可能と
するために、その波長を考慮して積層構造と各層の膜厚を決定する。本発明において、一
対の電極（陽極と陰極）間に形成される、有機化合物を主成分とする薄膜を、総称して電
界発光層と呼ぶ。電界発光層は、一対の電極間に挟まれるように形成されるものであり、
好ましくはキャリア輸送特性、発光波長の異なる複数の層を用いて形成される。さらに本
発明で用いる有機ＥＬ素子は、一対の電極間に形成された電界発光層に電流を流すことに
よりレーザ光の発振が可能であるように、電界発光層において発光可能な複数の層が接し
て形成されている。
【００１２】
この有機ＥＬ素子において、一対の電極間の内側であって、その電界発光層の両方また
は一方の面に反射体が備えられた、所謂共振器構造とすることは、好ましい形態である。
すなわち、一対の電極間の内側であって、電界発光層で発光した特定波長の光に対して定
在波が立つように電界発光層の少なくとも一方の面には反射体が備えられていることは好
ましい形態である。さらに電界発光層の厚さは、レーザ発振する波長の１／２倍（半波長
）、またはその整数倍とすることが望ましい。
【００１３】
そして本発明で用いる有機ＥＬ素子は、複数の発光ピークを有し、少なくとも一つの発
光ピークの半値幅が１０ｎｍ以下である光を放射する電界発光層が、一対の電極間に備え
られているである。
【００１４】
またこの有機ＥＬ素子において、一対の電極間の内側であって、その電界発光層の両方
または一方の面には、反射体が備えられ、所謂共振器構造としておくことは好ましい形態
である。すなわち、一対の電極間の内側であって、発光ピークの半値幅が１０ｎｍ以下の
光に対して、定在波が立つように前記電界発光層の少なくとも一方の面には反射体が備え
られていることは好ましい形態となる。さらに電界発光層の厚さは、レーザ発振する波長
の１／２倍、すなわち半波長、またはその整数倍とすることが望ましい。
【００１５】
本発明は、電流注入により発光層で発光する光の波長帯域よりも短波長側であって、ピ
ーク波長の半値幅が１０ｎｍ以下の発光ピークを有する光を放射するように、発光層に接
してホール輸送層が形成されている有機ＥＬ素子である。発光層には、発光色を変化させ
るために金属錯体や、もしくは有機色素材料、各種誘導体などを含ませたものが適用可能
である。
【００１６】
本発明に適用される電界発光層は、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層
、電子注入層などを適宣組み合わせた構造となっている。この分類において、ホール移動
度などホール輸送性に適した材料をホール注入層、ホール輸送層と呼び、電子移動度など
電子輸送性に適した材料を電子注入層、電子輸送層と呼ぶ。なお、ホール注入層とホール
輸送層とを区別して表記しているが、これらはホール輸送性が特に重要な特性である意味
において同じである。便宜上区別するために、ホール注入層は陽極に接する側の層であり
、発光層に接する側の層はホール輸送層と呼んでいる。また、陰極に接する層を電子注入
層と呼び、発光層に接する側の層を電子輸送層と呼んでいる。発光層は電子輸送層を兼ね
る場合もあり、発光性電子輸送層と呼ぶこともできる。また、ホール注入層、ホール輸送
層、電子注入層、電子輸送層なども、発光層と兼用することができる。
【００１７】
このような電界発光層の積層構造を適用した場合、陰極から注入された電子と、陽極か
ら注入されたホールが発光層で再結合して励起子を形成し、その励起子が基底状態に戻る
時に光を放出する、所謂エレクトロルミネセンスにより発光も得られる。本発明で用いる
有機ＥＬ素子では、電流注入により発光層で発光する光の波長帯域よりも短波長側であっ
て、ピーク波長の半値幅が１０ｎｍ以下の発光ピークを有する光を放射するように、発光
層に接してホール輸送層が形成することにより、レーザ光を発振させることを可能として
いる。
【００１８】
本発明は、電流注入によりピーク波長の半値幅が１０ｎｍ以下である光を放射する電界
発光層が一対の電極間に備えられ、電流密度に対する発光ピーク強度の変化が、傾きの異
なる二つの線形領域で区分可能であり、傾きの大きい領域は、傾きの小さい領域に対して
高電流密度側にある有機ＥＬ素子である。特に、本発明では、傾きのことなる二つの線形
領域の閾値が、５乃至２０ｍＡ／ｃｍ2の間にあることを特徴としている。また、電界発
光層に注入する電流密度が閾値に達するまでに、発光ピークの半値幅が２０％以上変化す
ることを特徴としているものである。
【００１９】
上記構成により、電流励起でレーザ光を発振することができる有機ＥＬ素子を得ること
ができる。よって、基板間において、光が対応しない受光素子に入射する、所謂クロスト
ークが抑えられ、光信号の送受を確実に行なうことができる。
【００２０】
そして単結晶のシリコンウェハとは異なり、ガラス基板は光を透過するので、３枚以上
のガラス基板間の、信号の伝送を比較的容易に行なうことが可能である。そして、上述し
たようにガラス基板上に形成されたＴＦＴは単結晶トランジスタに比べて動作速度が低い
。しかし、ガラス基板間の信号の伝送に光信号を用いることで、基板間を伝送する信号の
バス幅を大きく取ることができ、複数のガラス基板上の回路で効率の良い並列動作をさせ
ることが可能になるので、単結晶トランジスタと比較したときのガラス基板上に形成され
たＴＦＴの動作速度の低さをカバーすることが可能である。
【００２１】
また、単結晶のシリコンウェハの場合に比べてガラス基板上に形成された回路の集積度
が低くても、基板間の信号の伝送に光信号を用いることで複数のガラス基板を積層するこ
とができるので、装置が水平方向に嵩張るのを防ぐことができる。さらに配線の長距離化
を防ぐことができ、配線容量に起因する消費電力の増加を抑えられる。
【００２２】
また、基板ごとにプロセスを変更すれば、各回路のＴＦＴの構成を容易に最適化するこ
とができるので、最適化に際し、基板１枚ごとの工程数の増加を抑え、製品を完成させる
までかかる時間（ＴＡＴ：Ｔｕｒｎ  Ａｒｏｕｎｄ  Ｔｉｍｅ）を抑えることができる。
また、安価なガラス基板を用いることでコストを抑えることができ、簡単な製造方法で作
製することが可能である。
【００２３】
そして、各基板に形成された回路を組み合わせて１つの集積回路を構成するので、１つ
の基板上に集積回路を形成する場合に比べて、歩留りを高めることができる。また、基板
間の信号の伝送に光信号を用いることで、回路間を電気的に接続するための、ＦＰＣ等の
端子の数を抑えることができ、機械的強度における信頼性を高めることができる。さらに
、処理する信号の情報量が増加しても、端子の部分における接点不良の発生による歩留り
の低下を抑えることができる。
【００２４】
そして、光信号の送受を行なう発光素子及び受光素子は、ＦＰＣの端子と異なり必ずし
も基板の端部に配置する必要がないので、レイアウト上の制約が小さくなり、処理する情
報量のさらなる増加に対応しやすい。
【００２５】
このように本発明は、高性能で高速動作が可能な集積回路を有する半導体装置の提供を
可能とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は透光性を有する基板を用いることで、３枚以上の基板間の、信号の伝送を比較
的容易に行なうことが可能である。また、基板間を伝送する信号のバス幅を大きく取るこ
とができ、複数のガラス基板上の回路で効率の良い並列動作をさせることが可能になるの
で、単結晶トランジスタと比較したときのガラス基板上に形成されたＴＦＴの動作速度の
低さをカバーすることが可能である。
【００２７】
また、単結晶のシリコンウェハの場合に比べてガラス基板上に形成された回路の集積度
が低くても、基板間の信号の伝送に光信号を用いることで複数のガラス基板を積層するこ
とができるので、装置が水平方向に嵩張るのを防ぐことができる。さらに配線の長距離化
を防ぐことができ、配線容量に起因する消費電力の増加を抑えられる。
【００２８】
また電流励起でレーザ光を発振することができる有機ＥＬ素子を得ることができる。よ
って、基板間において、光が対応しない受光素子に入射する、所謂クロストークが抑えら
れ、光信号の送受を確実に行なうことができる。
【００２９】
また、基板ごとにプロセスを変更すれば、各回路のＴＦＴの構成を容易に最適化するこ
とができるので、最適化に際し、基板１枚ごとの工程数の増加を抑え、製品を完成させる
までかかる時間を抑えることができる。また、安価なガラス基板を用いることでコストを
抑えることができ、簡単な製造方法で作製することが可能である。
【００３０】
そして、各基板に形成された回路を組み合わせて１つの集積回路を構成するので、１つ
の基板上に集積回路を形成する場合に比べて、歩留りを高めることができる。また、基板
間の信号の伝送に光信号を用いることで、回路間を電気的に接続するための、ＦＰＣ等の
端子の数を抑えることができ、機械的強度における信頼性を高めることができる。さらに
、処理する信号の情報量が増加しても、端子の部分における接点不良の発生による歩留り
の低下を抑えることができる。
【００３１】
そして、光信号の送受を行なう発光素子及び受光素子は、ＦＰＣの端子と異なり必ずし
も基板の端部に配置する必要がないので、レイアウト上の制約が小さくなり、処理する情
報量のさらなる増加に対応しやすい。
【００３２】
このように本発明は、高性能で高速動作が可能な集積回路を有する半導体装置の提供を
可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多く
の異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱すること
なくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従っ
て、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００３４】
（実施の形態１）
本発明の半導体装置の構成について、以下詳しく説明する。
【００３５】
図１（Ａ）に、本発明の半導体装置が有するガラス基板の構成を、一例として示す。図
１（Ａ）において、ガラス基板１０上には、半導体素子で形成された１つまたは複数の回
路１１が形成されている。さらに、ガラス基板１０上には、光信号の送受を行なう光入出
力部１２と、該光入出力部１２に出入りする電気信号を処理するインターフェース１３と
を有している。
【００３６】
光入出力部１２は、光信号を受信するための受光素子が形成された光入力部１４と、光
信号を送信するための発光素子が形成された光出力部１５とを有している。図１（Ａ）で
は、説明を分かり易くするため、光入力部１４と光出力部１５とを区分けして示している
が、光信号を受信する機能を有する素子と、光信号を送信する機能を有する素子とが混在
していても良い。
【００３７】
また図１（Ａ）では、他基板との間の信号の送受を光信号のみによって行なう場合につ
いて示しているが、信号の一部を電気信号のまま送受しても良く、電気信号のまま送受用
の機能、例えば端子などを有していても良い。
【００３８】
図１（Ｂ）に、図１（Ａ）に示したガラス基板を重ね合わせ、各基板間で光信号の送受
信を行なっている様子を示す。各基板どうしで光入出力部１２が重なり合っており、各基
板間で光信号の送受を行なうことで、各ガラス基板１０に形成された回路１１からなる集
積回路が構築される。
【００３９】
図２（Ａ）に、光入出力部１２のより具体的な構成を示す。図２（Ａ）では、基板間で
１つの発光素子１６に対して少なくとも１つの受光素子１７が対応している様子を示して
いる。発光素子１６は、ガラス基板上に形成することができ、なおかつ指向性を有する発
光が得られる素子であることが望ましい。
【００４０】
なお図２（Ａ）では光入出力部１２に発光素子１６と受光素子１７のみ示しているが、
実際には電気信号により発光素子１６を発光させるための駆動部と、受光素子１７から得
られた電気信号を増幅する回路や、得られた電気信号の波形を整形するための回路を設け
る。なおこれらの機能をインターフェース１３が備えるようにしても良い。
【００４１】
図２（Ｂ）に、光入力部１４と光出力部１５の具体的な構成を示す。光出力部１５は、
発光素子１６と、インターフェース１３から出力された電気信号（出力信号）を用いて該
発光素子１６を発光させるための発光素子駆動部１８を有している。発光素子駆動部１８
の具体的な構成は、発光素子１６の構成に合わせて適宜決めることができる。
【００４２】
光入力部１４は、受光素子１７と、該受光素子１７において得られた電気信号を増幅す
るための増幅回路１９と、電気信号の波形を整形するための波形整形回路２０とを有して
いる。なお、増幅回路１９と波形整形回路２０は必ずしも設ける必要はなく、またこれら
の回路の他に、電気信号の波形に何らかの処理を加える回路を有していても良い。図２（
Ｂ）では、波形整形回路２０から出力された電気信号がインターフェース１３に入力され
る。
【００４３】
なお、図２（Ａ）では、発光素子１６と受光素子１７が一対一で対応している例につい
て示したが、本発明はこの構成に限定されない。２つ以上の発光素子１６が１つの受光素
子１７に対応していても良いし、１つの発光素子１６が２つ以上の受光素子１７に対応し
ていても良い。
【００４４】
図３（Ａ）に、それぞれ異なる基板に形成された２つの発光素子が、さらに別の基板上
に形成された１つの受光素子に対応している様子を示す。発光素子３０は、発せられる光
が、発光素子３１の形成されているガラス基板３３を透過して受光素子３２に入射するよ
うに配置されている。上記構成により、発光素子３０から光信号を受光素子３２に送って
いる間に、発光素子３１が形成されているガラス基板３３において別の動作を行なうこと
ができ、逆に発光素子３１から光信号を受光素子３２に送っている間に、発光素子３０が
形成されている基板において別の動作を行なうことができる。
【００４５】
逆に、それぞれ異なる基板に形成された２つの受光素子が、さらに別の基板上に形成さ
れた１つの発光素子に対応している場合、複数の基板へ同時に光信号を送信することがで
きる。
【００４６】
また図３（Ｂ）に、複数の受光素子で得られた電気信号のいずれかを選択し、例えば増
幅回路のような光入力部内のほかの回路や、インターフェースに送る機能を有する選択回
路を設けた場合を示す。図３（Ｂ）では、それぞれ異なる基板上に形成された２つの発光
素子３５、３６から発せられた光信号を、さらに別の基板上に形成された２つの受光素子
３７、３８において電気信号に変換する。そして得られる２つの電気信号のいずれか一方
を、選択回路３９において選択し、後段の回路に送信する。上記構成により、図３（Ａ）
の場合と同様に、発光素子１つあたりの発振周波数を低くすることができ、発光素子の駆
動を制御する発光素子駆動部の負担を小さくすることができる。
【００４７】
なお、ガラス基板間で光信号によるデータの伝送を並列に行なうためには、光信号の経
路を夫々独立させる必要がある。よって、光の指向性が高いレーザ光を用いることは、ク
ロストークを抑えるのに非常に有効である。以下、本発明の半導体装置において発光素子
として用いる、有機ＥＬ素子の構成について説明する。
【００４８】
図４に、本発明の半導体装置において用いられる、有機ＥＬ素子の断面図を示す。基板
６１は、透光性を有し、半導体素子の形成やその他のプロセスにおける処理温度に耐え得
る基板であれば、プラスチック基板など、ガラス基板以外の基板も用いることは当然可能
である。この基板６１上に陽極６２が形成される。ここでは、縦モードの共振とし、共振
による光の増幅は膜面に対して平行な発光成分のみに着目する。従って、電極の透光性や
反射率は無視することができるので、仕事関数を主たるパラメータとして選択すればよい
。具体的には、ＡｇやＰｔ、Ａｕなどの大きな仕事関数を有する金属、あるいは合金を用
いればよい。もちろん、仕事関数の大きな透明性電極であるＩＴＯやＺｎＯも用いても良
いが、面方向に出る光の回り込みを考慮すると、透光性のない電極が好ましい。
【００４９】
陽極６２の上には、電界発光層が形成されている。電界発光層は、陽極６２からのホー
ル注入に優れるホール注入層６３、ホール注入層６３から発光層６５へホールを効率よく
輸送するためのホール輸送層６４、陰極６８からの電子注入障壁を軽減する機能を有する
電子注入層６７であり、注入された電子を発光層６５へ効率よく輸送するための電子輸送
層６６が含まれている。そして注入されたキャリア（ホールと電子）は発光層６５で再結
合する。これらのキャリア注入、輸送、再結合から発光に至る機構は、通常の有機ＥＬ素
子と同様である。したがって、通常の有機ＥＬ素子で用いることができる材料を上述した
各機能層で用いることができる。なお、本実施の形態では、電界発光層として５つの機能
層を用いることとしているが、本発明はこれに限定されず、複数の機能を同一の層で担う
ことにより、層の数を減らすことも可能である。なお、これらの電界発光層、ならびに前
記した陽極６２の膜厚は、効率よく発光するに適切な膜厚を選択すればよい。電子注入層
６７の上には陰極６８が設けられる。陰極６８の材料としては透光性や反射率を考慮する
必要はなく、主として仕事関数をパラメータとして選択すればよい。
【００５０】
なおホール注入層６３に用いられるホール注入材料としては、イオン化ポテンシャルの
小さな材料が用いられ、大別すると金属酸化物、低分子有機化合物、および高分子系化合
物に分けられる。金属酸化物の例としては、酸化バナジウムや酸化モリブデン、酸化ルテ
ニウム、酸化アルミニウムなどを用いることができる。低分子有機化合物の例としては、
ｍ−ＭＴＤＡＴＡに代表されるスターバースト型アミンや金属フタロシアニンなどが挙げ
られる。一方高分子系化合物材料としては、ポリアニリンやポリチオフェン誘導体などの
共役高分子を用いることができる。これらの材料をホール注入層６３として用いることに
より、ホール注入障壁が低減し、効率よくホールが注入される。
【００５１】
ホール輸送層６４としても公知の材料を用いることができ、芳香族アミンが良い例であ
る。例えば４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニ
ル（以下、α−ＮＰＢと示す）や、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−ア
ミノ）−トリフェニルアミン（以下、ＴＤＡＴＡと示す）などを用いることができる。一
方、高分子材料としては良好なホール輸送性を示すポリ（ビニルカルバゾール）などを用
いてもよい。
【００５２】
発光層６５でも既知の材料が使用可能である。例えばトリス（８−キノリノラト）アル
ミニウム（以下、Ａｌｑ3と示す）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニ
ウム（以下、Ａｌｍｑ3と示す）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［η］−キノリノラト
）ベリリウム（以下、ＢｅＢｑ2と示す）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−（
４−ヒドロキシ−ビフェニリル）−アルミニウム（以下、ＢＡｌｑと示す）、ビス［２−
（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（以下、Ｚｎ（ＢＯＸ）2と示
す）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜鉛（以下、Ｚｎ（
ＢＴＺ）2と示す）などの金属錯体の他、各種蛍光色素が有効である。また、白金オクタ
エチルポルフィリン錯体やトリス（フェニルピリジン）イリジウム錯体、トリス（ベンジ
リデンアセトナート）フェナントレンユーロピウム錯体などのりん光材料も有効である。
特にりん光材料は蛍光材料と比較して励起寿命が長いため、レーザ発振に不可欠な、反転
分布、すなわち、基底状態にある分子数よりも励起状態にある分子数が多い状態を作り出
すことが容易になる。
【００５３】
なお、上述した発光層６５では、発光材料をドーパントとして用いても構わない。すな
わち、発光材料よりもイオン化ポテンシャルが大きく、かつバンドギャップの大きな材料
をホストとし、これに上述した発光材料を少量（０．００１％から３０％程度）混合して
も構わない。
【００５４】
電子輸送層６６も公知材料を使用することが可能である。具体的には、トリス（８−キ
ノリノラト）アルミニウム錯体（以下、Ａｌｑ3と記す）に代表されるような、キノリン
骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体やその混合配位子錯体などが好ましい。
さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフ
ェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（以下、ＰＢＤと示す）、１，３−ビス［５−
（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼ
ン（以下、ＯＸＤ−７と示す）などのオキサジアゾール誘導体、３−（４−ｔｅｒｔ−ブ
チルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール
（以下、ＴＡＺと示す）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフ
ェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（以下、ｐ−ＥｔＴＡ
Ｚと示す）などのトリアゾール誘導体、バソフェナントロリン（以下、ＢＰｈｅｎと示す
）、バソキュプロイン（以下、ＢＣＰと示す）などのフェナントロリン誘導体を用いるこ
とができる。
【００５５】
電子注入層６７では、フッ化カルシウムやフッ化リチウム、臭化セシウムなどのアルカ
リ金属、アルカリ土類金属塩を使用すればよい。この上に陰極６８が形成される。陰極６
８は通常の有機ＥＬ素子で用いられるような仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化
合物、およびこれらの混合物などでよい。具体的には、１族または２族の典型元素、すな
わちＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、およ
びこれらを含む合金（Ｍｇ／Ａｇ、Ａｌ／Ｌｉ）の他、希土類金属を含む遷移金属を用い
て形成することができるが、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ等の金属（合金を含む）との積層により
形成することもできる。ただし、本実施の形態では発光層から得られる発光を陽極と陰極
上の反射体の間で共振器構造を形成する必要がある。したがって、陰極材料としては可視
光の吸収が小さく、反射率の大きな金属が好ましい。具体的にはＡｌやＭｇ、あるいはこ
れらの合金が好ましい。また、この陰極では反射率が限りなく１００％に近いことが好ま
しいので、可視光が透過しない程度の膜厚は必要である。
【００５６】
なお、上述した有機材料は、湿式、乾式、いずれの方法を適用して形成しても構わない
。高分子材料の場合では、スピンコート法やインクジェット法、ディップコート法、印刷
法などが適している。一方低分子材料であれば、ディップコート法やスピンコート法だけ
でなく、真空蒸着などによっても成膜される。陽極材料及び陰極材料は、蒸着法、スパッ
タリング法等によって形成される。
【００５７】
なお、本実施の形態では電界発光層の端面からレーザ発振する。従って、電界発光層の
幅は短くても良く、通常幅数μｍ、長さ数百μｍで十分である。ここで重要なことは、複
数の縦モードの制御である。電界発光層の横方向から発振する場合、通常の電界発光層の
長さよりも波長の方が短いので、多くの縦モードが生じ、その結果、何本もの縦モードが
発生する。そこで図４に示すように、発光層６５付近に回折格子６９を作製する。例えば
図４では、ホール輸送層６４の上面は平坦とせず、縞状にして回折格子６９を形成する。
すると、発光層６５内で発生した光はこの回折格子６９の格子間隔によって周期的に反射
されて共振・増幅され、単色性の高い光を増幅することができる。ここで電界発光層の屈
折率をｎ、発振させる波長をλとすると、（λ／２ｎ）の格子間隔を作製すれば良い。
【００５８】
上記構成により、単一の縦モードが実現でき、単色性の良いレーザ光を電界発光層の側
面から得ることができる。
【００５９】
次に、図４に示した有機ＥＬ素子を半導体装置の発光素子として用いる際に、該有機Ｅ
Ｌ素子から得られるレーザ光の向きを、基板と交差する方向に変更するための構成につい
て説明する。
【００６０】
図５（Ａ）に、有機ＥＬ素子の断面図を示す。図５（Ａ）において、有機ＥＬ素子に電
流を供給するためのＴＦＴを覆うように、層間絶縁膜８０３が形成されている。該層間絶
縁膜８０３は開口部を有しており、該開口部においてＴＦＴの不純物領域８０１が層間絶
縁膜８０３上に形成された配線８０９と接している。
【００６１】
配線８０９は複数の導電膜を積層することで形成されており、本実施の形態では、Ｔａ
Ｎからなる第１の導電膜８０２、Ａｌからなる第２の導電膜８０４が順に積層されている
。第１の導電膜８０２と第２の導電膜８０４はこの材料に限定されないが、第２の導電膜
８０４は光を透過せずに反射するような材料を用いる。
【００６２】
そして配線８０９を覆って有機樹脂膜を成膜して、部分的にエッチングすることで開口
部を有するバンク８０５を形成する。このとき有機樹脂膜のエッチングと共に、配線８０
９の第２の導電膜８０４も一部エッチングすることで、第１の導電膜８０２を部分的に露
出させる。
【００６３】
その後、バンク８０５の開口部に陽極８０６、電界発光層８０７を成膜する。本実施の
形態では、電界発光層８０７が、バンク８０５の開口部の端部において第２の導電膜８０
４が一部露出するように成膜されているが、第２の導電膜８０４が露出しないように電界
発光層８０７で完全に覆っていても良い。
【００６４】
そして電界発光層８０７上に陰極８０８を成膜する。本実施の形態では陰極８０８とし
てＡｌＬｉを用いた。陽極８０６と、電界発光層８０７と、陰極８０８とが重なる部分に
おいて、有機ＥＬ素子８１０が形成される。
【００６５】
さらに陰極８０８は、バンク８０５の開口部の端部において光が第２の導電膜８０４に
反射して上に放射するように、電界発光層８０７を一部露出させて成膜されている。上記
構成により、電界発光層８０７において生成されたレーザ光が、バンク８０５の開口部の
端部において電界発光層８０７の一部露出したところから放射され、なおかつバンク８０
５の開口部の端部において第２の導電膜８０４によって反射されるので、指向性の良い光
が得られる。
【００６６】
なお、電界発光層８０７の劣化を防ぐために、光が放射される部分を完全に露出させる
のではなく、光を透過する程度の薄い金属膜や、透光性を有するその他の膜で覆い、電界
発光層８０７内に水分や酸素が混入するのを防ぐようにしても良い。
【００６７】
図５（Ｂ）に、有機ＥＬ素子の、図５（Ａ）とは異なる断面図を示す。図５（Ｂ）にお
いて、有機ＥＬ素子に電流を供給するためのＴＦＴを覆うように、層間絶縁膜８２３が形
成されている。該層間絶縁膜８２３は開口部を有しており、該開口部においてＴＦＴの不
純物領域８２１が層間絶縁膜８２３上に形成された配線８２９と接している。
【００６８】
配線８２９は複数の導電膜を積層することで形成されており、本実施の形態では、Ｔｉ
ＮまたはＴｉからなる第１の導電膜８２２、Ａｌからなる第２の導電膜８２４が順に積層
されている。第１の導電膜８２２と第２の導電膜８２４はこの材料に限定されないが、第
２の導電膜８２４は、その一部を有機ＥＬ素子の陽極として用いるので、陽極として用い
るのに十分な程度に、仕事関数の高い材料を用いる。
【００６９】
そして配線８２９を覆って有機樹脂膜を成膜して、部分的にエッチングすることで開口
部を有するバンク８２５を形成する。このとき有機樹脂膜のエッチングと共に、配線８２
９の第２の導電膜８２４も一部エッチングすることで、第１の導電膜８２２を部分的に露
出させる。
【００７０】
その後、バンク８２５の開口部に電界発光層８２７を成膜する。本実施の形態では、電
界発光層８２７が、バンク８２５の開口部の端部において第２の導電膜８２４が一部露出
するように成膜されているが、第２の導電膜８２４が露出しないように電界発光層８２７
で完全に覆っていても良い。
【００７１】
そして電界発光層８２７上に陰極８２８を成膜する。本実施の形態では陰極８２８とし
てＡｌＬｉを用いた。陽極として用いる配線８２９と、電界発光層８２７と、陰極８２８
とが重なる部分において、有機ＥＬ素子８３０が形成される。
【００７２】
さらに陰極８２８は、バンク８２５の開口部の端部において光が第２の導電膜８２４に
反射して上に放射するように、電界発光層８２７を一部露出させて成膜されている。上記
構成により、電界発光層８２７において生成されたレーザ光が、バンク８２５の開口部の
端部において電界発光層８２７の一部露出したところから放射され、なおかつバンク８２
５の開口部の端部において第２の導電膜８２４によって反射されるので、指向性の良い光
が得られる。
【００７３】
なお、電界発光層８２７の劣化を防ぐために、光が放射される部分を完全に露出させる
のではなく、光を透過する程度の薄い金属膜や、透光性を有するその他の膜で覆い、電界
発光層８２７内に水分や酸素が混入するのを防ぐようにしても良い。
【００７４】
なお、本実施の形態で示す有機ＥＬ素子は、電界発光層で生成された光が陽極に形成さ
れた開口部から放射されているが、陰極に形成された開口部から放射するようにしても良
い。
【００７５】
また有機ＥＬ素子では、陽極と陰極に透光性を有するような材料を用いても良いが、陽
極または陰極側から漏れ出る光によって、縦モードのレーザ光を用いた光信号の送受が妨
げられないように、陽極または陰極は透光性を有さず、光を反射するような材料で形成し
ても良い。また、透光性を有する材料で、陽極または陰極を形成する場合でも、陽極また
は陰極側から漏れ出る光を遮蔽できるような膜（遮蔽膜）を形成することで、縦モードの
レーザ光を用いた光信号の送受が妨げられないようにすることができる。
【００７６】
なお光信号として指向性の高いレーザ光を用いる場合でも、光信号の経路における媒質
の屈折率によっては、クロストークが起こってしまう場合もあり得ないとは言い切れない
。よって、受光素子と発光素子のレイアウト、基板の厚さ、基板間の距離、基板間の媒質
等を、クロストークが抑えられるように考慮して、適宜設定することが望ましい。またク
ロストークを防ぐために、光信号の経路に、円筒形またはそれに近い断面をもつ光ファイ
バーや、平面状の誘電体薄膜にそって光を伝える薄膜導波路等の光導波路を設けても良い
。
【００７７】
なお、半導体装置に用いる基板は、透光性を有し、半導体素子の形成やその他のプロセ
スにおける処理温度に耐え得る基板であれば、プラスチック基板など、ガラス基板以外の
基板も用いることは当然可能である。
【００７８】
（実施の形態２）
本実施の形態では基板の上面、すなわち陰極側からレーザ光を取り出す構成について示
す。図１７において、４１は基板であり、特に材料は選ばない。ガラスや石英、プラスチ
ックのみならず、紙や布などの柔軟な基板でも用いることができる。もちろん、透明であ
る必要はない。
【００７９】
４２は陽極である。これは電界発光層にホールを注入するため、ならびに反射体として
機能する。したがって、可視光の吸収が少なく、反射率が高く、かつ仕事関数の大きい（
仕事関数４．０ｅＶ以上）材料が必要である。これらの条件を満たすものとしては、例え
ばＡｇやＰｔ、あるいはＡｕなどが用いることが可能である。なお、この陽極は反射体と
して用いるため、可視光を透過しない程度以上の膜厚が必要である。具体的には、数十ｎ
ｍから数百ｎｍとすればよい。
【００８０】
陽極４２の上には電流を流すことによって発光に至らしめる有機ＥＬ素子と同様の構造
を用いることができる。つまり、ホール注入層４３、ホール輸送層４４、発光層４５、電
子輸送層４６を設ける。これらは実施の形態１で示されるような公知の材料を用いればよ
い。電子輸送層４６の上には通常電子注入層４７を設けるが、ＬｉやＣｅなどのアルカリ
金属がドープされた有機化合物を使用するのが好ましい。有機化合物としては、実施の形
態１に示した電子輸送材料を併用することができる。この後、陰極４８を形成する。陰極
４８としては実施の形態１で示したような公知材料を用いればよい。あるいは、電子注入
層４７を設けず、電子注入性に優れたＭｇＡｇ合金を陰極４８として直接積層してもよい
。なお、この構造では上面からレーザ光を取り出すので、陰極４８は出力鏡として機能す
る。したがって、発振するレーザ光に対して透過率が５０〜９５％となるように陰極を形
成する。例えばＭｇとＡｇとの合金の場合は１０〜２０ｎｍ程度となる。
【００８１】
陽極４２上の反射体と陰極４８の間隔は、定常波を形成して光を増幅させるために、半
波長の整数倍の間隔が必要である。例えば４００ｎｍの光を増幅させるためには、少なく
とも２００ｎｍの間隔が必要である。同様に、８００ｎｍの光を増幅させるためには、４
００ｎｍの間隔が必要である。上述した有機発光材料の発光波長は、主として可視光領域
に存在する。したがって、４００ｎｍから８００ｎｍと定義される可視光を増幅させるた
めには、反射体と陰極４８の間隔、すなわち機能層の膜厚を２００ｎｍ以上にする必要が
ある。なお、光速は材料の屈折率分小さくなることを考慮する必要があるため、実際には
膜厚を屈折率で割った値が２００ｎｍよりも大きいことが必要である。
【００８２】
このようにして形成された本実施の形態の有機ＥＬ素子に電流を供給することにより、
電界発光層から発した光が誘導放射によって増幅され、陰極４８と陽極４２の間で共振し
、レーザ光を素子上面（陰極側）から取り出すことができる。
【００８３】
なお本実施の形態では、陰極側からレーザ光を取り出す構成について説明したが、本発
明はこの構成に限定されない。陽極側からレーザ光を取り出すことができる有機ＥＬ素子
を、光信号を生成するための発光素子として用いることができる。
【００８４】
（実施の形態３）
本発明で用いられる有機ＥＬ素子の一形態について、説明する。
【００８５】
図１６（Ａ）に、有機ＥＬ素子の断面図を示す。図１６（Ａ）において、有機ＥＬ素子
に電流を供給するためのＴＦＴを覆うように、層間絶縁膜９０３が形成されている。該層
間絶縁膜９０３は開口部を有しており、該開口部においてＴＦＴの不純物領域９０１が層
間絶縁膜９０３上に形成された配線９０９と接している。
【００８６】
配線９０９は光を透過せずに反射するような導電性を有する材料を用いて形成されてお
り、実施の形態ではＡｌを用いている。本実施の形態において配線９０９に用いる材料は
Ａｌに限定されず、光を透過せずに反射するような導電性を有する材料であれば良い。
【００８７】
そして配線９０９を覆って有機樹脂膜を成膜して、部分的にエッチングすることで開口
部を有するバンク９０５を形成する。その後、バンク９０５の開口部に陽極９０６、電界
発光層９０７を成膜する。そして電界発光層９０７上に陰極９０８を成膜する。本実施の
形態では陰極９０８としてＡｌＬｉを用いた。陽極９０６と、電界発光層９０７と、陰極
９０８とが重なる部分において、有機ＥＬ素子９１０が形成される。
【００８８】
なお陰極９０８は、バンク９０５の開口部において、電界発光層９０７と配線９０９と
重なる領域において、開口部を有し、該開口部において電界発光層９０７が一部露出する
ように成膜されている。上記構成により、電界発光層９０７において生成された光が、配
線９０９と陰極９０８間において反射を繰り返し、電界発光層９０７の一部露出したとこ
ろから放射されるので、指向性の良いレーザ光が得られる。
【００８９】
なお、電界発光層９０７の劣化を防ぐために、光が放射される部分を完全に露出させる
のではなく、光を透過する程度の薄い金属膜や、透光性を有するその他の膜で覆い、電界
発光層９０７内に水分や酸素が混入するのを防ぐようにしても良い。
【００９０】
図１６（Ｂ）に、有機ＥＬ素子の、図１６（Ａ）とは異なる断面図を示す。図１６（Ｂ
）において、有機ＥＬ素子に電流を供給するためのＴＦＴを覆うように、層間絶縁膜９２
３が形成されている。該層間絶縁膜９２３は開口部を有しており、該開口部においてＴＦ
Ｔの不純物領域９２１が層間絶縁膜９２３上に形成された配線９２９と接している。
【００９１】
配線９２９は光を透過せずに反射するような導電性を有する材料を用いて形成されてお
り、本実施の形態ではＴｉＮまたはＴｉを用いている。本実施の形態において配線９２９
に用いる材料はＴｉＮまたはＴｉに限定されず、光を透過せずに反射するような導電性を
有する材料であれば良い。また配線９２９はその一部を有機ＥＬ素子の陽極として用いる
ので、陽極として用いるのに十分な程度に、仕事関数の高い材料を用いる。
【００９２】
そして配線９２９を覆って有機樹脂膜を成膜して、部分的にエッチングすることで開口
部を有するバンク９２５を形成する。その後、バンク９２５の開口部に電界発光層９２７
を成膜する。そして電界発光層９２７上に陰極９２８を成膜する。本実施の形態では陰極
９２８としてＡｌＬｉを用いた。陽極として用いる配線９２９と、電界発光層９２７と、
陰極９２８とが重なる部分において、有機ＥＬ素子９３０が形成される。
【００９３】
なお陰極９２８は、バンク９２５の開口部において、電界発光層９２７と配線９２９と
が重なる領域に開口部を有し、該開口部において電界発光層９２７が一部露出するように
成膜されている。上記構成により、電界発光層９２７において生成された光が、配線９２
９と陰極９２８の間において反射を繰り返し、電界発光層９２７の一部露出したところか
ら放射されるので、指向性の良いレーザ光が得られる。
【００９４】
なお、電界発光層９２７の劣化を防ぐために、光が放射される部分を完全に露出させる
のではなく、光を透過する程度の薄い金属膜や、透光性を有するその他の膜で覆い、電界
発光層９２７内に水分や酸素が混入するのを防ぐようにしても良い。
【００９５】
また、本実施の形態で示す有機ＥＬ素子は、電界発光層で生成された光が陽極に形成さ
れた開口部から放射されているが、陰極に形成された開口部から放射するようにしても良
い。
【００９６】
また本実施の形態では、陽極または陰極に開口部を形成し、該開口部から電界発光層で
発生した光を取り出す構成について説明したが、バンクの開口部を小さくすることで、発
光素子から発せられる光の指向性を高めるようにしても良い。
【００９７】
また有機ＥＬ素子では、陽極と陰極に透光性を有するような材料を用いても良いが、陽
極または陰極側から漏れ出る光によって、縦モードのレーザ光を用いた光信号の送受が妨
げられないように、陽極または陰極は透光性を有さず、光を反射するような材料で形成し
ても良い。また、透光性を有する材料で、陽極または陰極を形成する場合でも、陽極また
は陰極側から漏れ出る光を遮蔽できるような膜（遮蔽膜）を形成することで、縦モードの
レーザ光を用いた光信号の送受が妨げられないようにすることができる。
【００９８】
なお光信号として指向性の高いレーザ光を用いる場合でも、光信号の経路における媒質
の屈折率によっては、クロストークが起こってしまう場合もあり得ないとは言い切れない
。よって、受光素子と発光素子のレイアウト、基板の厚さ、基板間の距離、基板間の媒質
等を、クロストークが抑えられるように考慮して、適宜設定することが望ましい。またク
ロストークを防ぐために、光信号の経路に、円筒形またはそれに近い断面をもつ光ファイ
バーや、平面状の誘電体薄膜にそって光を伝える薄膜導波路等の光導波路を設けても良い
。
【００９９】
なお、半導体装置に用いる基板は、透光性を有し、半導体素子の形成やその他のプロセ
スにおける処理温度に耐え得る基板であれば、プラスチック基板など、ガラス基板以外の
基板も用いることは当然可能である。
【実施例１】
【０１００】
本実施例では、マイクロプロセッサに代表されるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅ
ｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）のＣＰＵコアを複数のガラス基板上に形成し、各基板間を光イン
ターコネクションによって接続する例について説明する。
【０１０１】
ガラス基板上に形成されたＴＦＴは単結晶トランジスタに比べて動作速度が遅い。その
ため、ガラス基板上にＣＰＵを形成した場合、処理内容が複雑化すると単一のＣＰＵコア
では、十分な速度で処理を実行することが困難である。そこでＣＰＵコアの一連の処理を
、その目的別にいくつかの処理に分け、各処理に一つの基板上に形成されたＣＰＵコアを
割り当てる。そして各ＣＰＵコアが形成された複数の基板を光インターコネクションで接
続することで、単一のＣＰＵコアを用いた場合と同じく一連の処理を行なうことができる
。それぞれの基板上に形成されたＣＰＵコアは割り当てられた処理だけを行なえばよく、
単一のＣＰＵコアですべての処理を行なう場合にくらべて処理速度が向上する。
【０１０２】
図１３に、本実施例のマイクロプロセッサの斜視図を示す。マイクロプロセッサ１００
は、ガラス基板を用いた複数のＣＰＵコア用基板１０１、メインメモリ１０２、クロック
コントローラ１０３、キャッシュコントローラ１０４、シリアルインターフェース１０５
、Ｉ／Ｏポート１０６等から構成される。勿論、図１３に示すマイクロプロセッサ１００
は簡略化した一例であり、実際のマイクロプロセッサはその用途によって多種多様な構成
を有している。
【０１０３】
ＣＰＵコア用基板１０１は透光性を有する基板で形成されており、本実施例ではガラス
基板を用いている。そして、ＣＰＵコア用基板１０１は、光入出力部１０７と、インター
フェース１０８と、ＣＰＵコア１０９と、キャッシュメモリ１１０とをそれぞれ有してい
る。
【０１０４】
なお光入出力部１０７には、電気信号を光信号として出力する機能を有する発光素子と
、光信号を電気信号に変換する機能を有する受光素子の両方を有していても良いし、基板
によっては片方だけ有していても良い。そして、マイクロプロセッサ１００を構成する他
の回路との間で、電気信号を光信号に変換せずにそのまま送受信するための端子を有して
いても良い。
【０１０５】
キャッシュメモリ１１０は、ＣＰＵコア１０９とメインメモリ１０２の間に介在した、
小容量で高速のメモリである。高速動作のＣＰＵコアは高速動作のメモリを必要とする。
しかし、ＣＰＵコア１０９の動作スピードにあったアクセスタイムをもつ高速の大容量メ
モリを使用した場合、一般的にコストが高くなってしまう。ＣＰＵコア１０９はキャッシ
ュメモリをアクセスすることによりメインメモリのスピードによらず、高速で動作するこ
とが可能となる。
【０１０６】
以下、各ＣＰＵコア１０９の動作の一例について説明する。
【０１０７】
例えば、まず実行初期において、プログラムをメインメモリ１０２や他の外付メモリな
どから、各ＣＰＵコア用基板１０１のキャッシュメモリ１１０（ＳＲＡＭ）にダウンロー
ドする。マスターとなるＣＰＵコア１０９がこれを行っても良い。
【０１０８】
次に、スレーブとなる各ＣＰＵコア１０９は、同じＣＰＵコア用基板１０１のキャッシ
ュメモリ１１０に格納されたプログラムを順に実行する。同じＣＰＵコア用基板１０１の
キャッシュメモリ１１０は、プログラムを格納するだけでなく、ワーク領域としても機能
し、ＣＰＵコア１０９の計算結果等を一時的に格納する。
【０１０９】
各ＣＰＵコア１０９が、他のＣＰＵコア１０９の出力結果や、メインメモリ１０２とい
った、ＣＰＵコア用基板１０１内のキャッシュメモリ１１０以外との信号のやりとりが必
要となる場合には、光入出力部１０７を経由して、これを行なう。
【０１１０】
ＣＰＵコア１０９の数に応じて全体の動作速度は向上する。特に、ＣＰＵコア１０９間
の信号や、ＣＰＵコア用基板１０１外への信号のやりとりが少ない場合に、並列化の効果
が高い。
【０１１１】
プログラム例としては、例えば、非常に多くの極小値をもつ位相空間内において最小値
を探すような最適化問題（例えば、自動配線、セールスマンの巡回問題）や、バラツキの
評価（回路シミュレーション、等）において、モンテカルロ法やシミュレーテッドアニー
リングなどを適用する場合が挙げられる。
【０１１２】
これらのプログラムでは、基本的には、独立に、多数回、同じサブプログラムを実行す
る構造となっており、各サブプログラムを異なるＣＰＵコア１０９に担当させる事で、実
質的には、各ＣＰＵコア用基板１０１内のＣＰＵコア１０９とキャッシュメモリ１１０で
完結したプログラムを実行することができ、理想的な並列計算を行なうことが可能となる
。
【０１１３】
なお、ＣＰＵコア間の処理速度がまちまちだと処理全体で見たときに不都合が起きる場
合があるので、スレーブとなる各ＣＰＵコア間の処理速度のバランスを、マスターとなる
ＣＰＵコアでとるようにしても良い。
【実施例２】
【０１１４】
図７は本実施例で作製する試料の素子構造を示す。電極や発光層などの被膜を形成する
ための支持体上に、陽極３０１としてＩＴＯ膜をスパッタリング法で１００ｎｍの厚さで
形成した。
【０１１５】
その上にホール輸送層３０２として、α−ＮＰＤを真空蒸着により１３５ｎｍの厚さで
成膜した。続いて、ホール輸送層３０２の上に、回折格子３０７を形成した後、ホスト材
料である４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）−ビフェニル（以下、ＣＢＰと略す）と三
重項発光材料であるイリジウム錯体、Ｉｒ（ｔｐｙ）2（ａｃａｃ）とを共蒸着して、３
０ｎｍの厚さの発光層３０３を形成した。ＣＢＰとイリジウム錯体は重量比で１０：１で
ある。これらの膜上に電子輸送層３０４としてＢＣＰ、電子注入層３０５としてフッ化カ
ルシウム（ＣａＦ2）、ならびに陰極３０６としてＡｌを蒸着によって成膜してサンドイ
ッチ構造とした。なお、実際に半導体装置に用いる有機ＥＬ素子の大きさは、設計者が適
宜決めることができるが、本実施例では試験的に２ｍｍ×２ｍｍとした。
【０１１６】
有機材料で形成する各層の膜厚は、発生した光を電界発光層中で増幅する事を目的とし
て設定している。すなわち、ＣＢＰ層中に添加されたＩｒ錯体、またはα−ＮＰＤ層から
の発光が、ＩＴＯと電界発光層が接する界面と、ＢＣＰ層とＣａＦ2層が接する界面、あ
るいはＣａＦ2とＡｌとが接する界面で反射を繰り返しながら定常波を形成するようにす
ることが好ましい。
【０１１７】
本実施例で用いた有機材料のうち、発光可能なものはＩｒ錯体とα−ＮＰＤである。こ
れらは可視光領域（４００〜８００ｎｍ）に発光を示す。定常波を形成するためには、回
折格子の間隔が半波長の整数倍であることが必要条件である。例えば、４００ｎｍの光の
定常波を形成するためには、回折格子の間隔を２００ｎｍおよびこれの整数倍の長さにす
ることが必要である。つまり回折格子の間隔を、２００、４００、６００ｎｍというよう
に、２００の整数倍にする必要がある。同様に、８００ｎｍの光の定常波を形成させるた
めには、回折格子の間隔は４００、８００、１２００ｎｍというように、４００ｎｍの整
数倍であることが必須条件である。
【０１１８】
なお、図７で示す有機ＥＬ素子は、電界発光層の合計膜厚を２７０ｎｍに設定している
が、本発明において有機ＥＬ素子の膜厚はこれに限定されない。図７で示す有機ＥＬ素子
の場合、有機化合物の屈折率を１．７と仮定すると、定常波を形成できる光の波長は９２
０ｎｍを整数で割った波長であり可視光領域では４６０ｎｍとなる。
【０１１９】
図８（Ａ）、図８（Ｂ）に、図７に示した構成を有する有機ＥＬ素子の発光スペクトル
を示す。両スペクトルに於いて、強度は規格化している。図８（Ａ）は、ＩＴＯ表面から
観測した面発光のスペクトルである。一方、図８（Ｂ）は有機ＥＬ素子の横方向から観測
した発光のスペクトルである。図８（Ａ）では、４７５〜６５０ｎｍの波長帯域に強い発
光が観測される。この発光はＩｒ錯体からの発光に基づくものである。また、４００〜４
７５ｎｍ付近には別の発光が観測される。この発光はα−ＮＰＤからの発光に基づくもの
である。
【０１２０】
この結果は、キャリア（ホールと電子）は主としてＣＢＰ層中で再結合してＩｒからの
発光に寄与するが、一部のキャリアはα−ＮＰＤ層の中でも再結合していると考察される
。この面発光では、発光強度は電流密度の変化に比例して変化する。したがって、いずれ
の電流密度においても、スペクトルは全く同一の形状となり、強度だけが電流密度の増大
に比例して直線的に増大する。
【０１２１】
図８（Ａ）のスペクトルに対し、有機ＥＬ素子の側面から得られる発光スペクトルは二
つの特徴を有する。まず一つは、４７５〜６５０ｎｍの波長帯域における発光スペクトル
の波形が異なる点である。もう一点は４６０ｎｍ付近に鋭い発光スペクトルが観測される
ことである。前者の原因は明らかでないが、後者の発光スペクトルは有機ＥＬ素子の電界
発光層で定常波が形成され、この波長の光のみが増幅されているためと考えられる。実際
、上述したように、この有機ＥＬ素子の膜厚で定常波が許容される波長は４６０ｎｍであ
る。最も特徴的なことは、４７５〜６５０ｎｍの波長帯域における発光は、電流密度の増
大に比例して強度が変化するのに対し、４６０ｎｍ付近にピークのある別の発光スペクト
ルは電流密度の増大よりもさらに大きく発光強度が増大する事である。したがって、規格
化された図８（Ｂ）では、４６０ｎｍの発光のみが相対的に増大することになる。
【０１２２】
以上のことから、この有機ＥＬ素子内で４６０ｎｍの波長を持つ光は定常波を形成して
いるものと考えられる。すなわち、この有機ＥＬ素子が４６０ｎｍの光の共振器として働
き、光を増幅させていると言える。さらに電流密度１２０ｍＡ／ｃｍ2まで増大させると
、面発光のスペクトル形状は全く変化しないのに対し、４６０ｎｍの発光はさらに強度が
増大し、鋭い発光シグナルを与える（図９）。
【０１２３】
図１０は、４６０ｎｍの光の発光強度を電流密度に対してプロットした図であり、図１
０（Ａ）は有機ＥＬ素子の面側から、図１０（Ｂ）は有機ＥＬ素子の側面側から放射され
る光を測定したものである。いずれの特性においても、電流密度の増大に伴って発光強度
は直線的に増大する。しかしながら、それは単調な増加ではなく、いずれの発光に於いて
も、電流密度が５〜１０ｍＡ／ｃｍ2付近でその傾きが変化する閾値があることが示され
ている。このとき、電流密度が閾値よりも低い場合には自然放出による発光であり、高い
場合には誘導放出により発光しているということができる。
【０１２４】
図１０（Ｂ）では、発光ピーク４６０ｎｍの発光スペクトルの半値幅を電流密度に対し
てプロットした図も示している。閾値に達するまでの間、半値幅は急激に減少し、閾値以
上の電流密度では徐々に半値幅が減少する。なお、有機ＥＬ素子の断面からの発光を、角
度を変えて測定したが、発光波長には変化がなかった。このことは、半値幅の減少は、屈
折率が波長に依存するためではないと考察することができる。換言すると、発光のごく一
部の波長のみを選択的に絞って観測したために発光スペクトルが見かけ上シャープになっ
ているのではないと言える。
【０１２５】
一方、面側からの発光および側面側からの発光のいずれの場合においても、４７５〜６
５０ｎｍの発光には閾値を見出すことはできなかった。この波長帯域の発光は、電流密度
の増大に伴って直線的に強度が増大し、高電流領域に至ると発光の増大率が低下する現象
を示していた。これは通常の有機ＥＬ素子の典型的な挙動と同じである。なお、素子のＩ
ＴＯ側から観測される４６０ｎｍの発光はいずれの電流密度でもブロードなスペクトルを
与えるため、半値幅を求めることができなかった。
【０１２６】
表１は本実施例で作製した試料のレーザ発振特性を示している。これは、３個の試料に
ついて測定した結果を示しているが、ピーク波長は４６２〜４６４ｎｍ、半値幅は１０ｎ
ｍ以下であり、閾値は１０〜１２．５ｍＡ／ｃｍ2となっている。なお、この特性は室温
において測定された値である。
【０１２７】
【表１】
0004652088.tif 000002
【０１２８】
以上の結果から、以下のような結論を導き出すことができる。本実施例の有機ＥＬ素子
では、４６０ｎｍ付近の発光に対して共振器構造を有しており、この波長の光の定常波が
形成される。また、４６０ｎｍの発光は電流密度に対して閾値を示す。こうした挙動は、
所謂固体レーザと同様に挙動である。この閾値が、所謂反転分布が始まった閾値であると
すると、これよりも大きな電流密度ではレーザ光が発振していることになる。
【０１２９】
このようにレーザ光が発振する理由について、図１１で示すバンド図を用いて考察する
。
【０１３０】
ホールはα−ＮＰＤに注入された後、ＣＢＰ（Ｉｒが添加されている）へ輸送される。
そしてドープされたＩｒへホールが注入される。しかし、ＣＢＰとの間にエネルギー障壁
があるので、ある程度ホールはα−ＮＰＤにも存在する。ＣＢＰに輸送されたホールは、
ＢＣＰにはエネルギー障壁が大きいため殆んど入らない。
【０１３１】
ＢＣＰに注入された電子は、ＣＢＰへ輸送され、ドーパントであるＩｒに注入される。
ここでホールと電子が再結合してＩｒの励起子が生成する。もちろん、一部はＣＢＰにホ
ールと電子が注入され、再結合によりＣＢＰの励起子も生成するが、ＣＢＰは殆んど発光
しないので、ＣＢＰからの発光は観測されない。ＣＢＰからα−ＮＰＤへの電子輸送は、
エネルギー障壁が比較的小さいので、ある程度進む。このため、α−ＮＰＤでの発光も一
部生じる。
【０１３２】
大量の電流が流れると、まずＣＢＰ層にホールと電子が溜まるが、再結合によってＩｒ
の励起子が生成する。Ｉｒの励起寿命はとても長いので、Ｉｒの励起子は飽和する。する
と、Ｉｒは全て励起状態になる。さらに電流が注入されると、ＣＢＰにホールと電子が溜
まり、ＣＢＰもＣＢＰとして存在できず、ＣＢＰカチオンラジカル、あるいはＣＢＰアニ
オンラジカルとなる。これらが再結合することもありえるが、発光はしない。
【０１３３】
さらに電流が流れると、α−ＮＰＤにホールが溜まりだす。そして、α−ＮＰＤ層のＣ
ＢＰよりは全てα−ＮＰＤのカチオンラジカルになり、基底状態が存在しない。ここで電
子ＣＢＰから注入されると、励起状態の分子数が基底状態の分子数よりも大きくなるため
、反転分布が形成されてレーザ発振となる。
【実施例３】
【０１３４】
本実施例では、本発明の半導体装置の１つである半導体表示装置の一実施例について説
明する。
【０１３５】
図１２に本実施例の半導体表示装置の構成をブロック図で示す。図１２では２枚のガラ
ス基板を用いており、第１の基板２００には外部入力端子２２５、ＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ
Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２０１、タイミング信号発生回路２０２
、映像信号処理回路２０３、制御信号用光出力部２０４及び映像信号用光出力部２０５が
設けられている。
【０１３６】
制御信号用光出力部２０４及び映像信号用光出力部２０５には、それぞれ１つまたは複
数の発光素子２２０と、それに対応する発光素子駆動部２２１とが形成されている。なお
、１つの発光素子駆動部２２１が複数の発光素子２２０に対応していても良いし、一対一
で対応していても良い。
【０１３７】
また、第２の基板２１０には、制御信号用光入力部２１１、映像信号用光入力部２１２
、信号線駆動回路２１３、走査線駆動回路２１４及び画素部２１５が設けられている。
【０１３８】
制御信号用光入力部２１１及び映像信号用光入力部２１２には、それぞれ１つまたは複
数の受光素子２２２と、それに対応する増幅回路２２３及び波形整形回路２２４とが形成
されている。
【０１３９】
ＶＲＡＭ２０１には外部入力端子２２５から入力された画像情報を有するデータが記憶
されており、映像信号処理回路２０３では、信号線駆動回路２１３の規格に合わせて、該
データをに何らかの処理を加え、映像信号として映像信号用光出力部２０５に送る。映像
信号用光出力部２０５の発光素子駆動部２２１では、送られた映像信号を用いて発光素子
２２０の発光を制御する。
【０１４０】
一方、タイミング信号発生回路２０２では、映像信号処理回路２０３、信号線駆動回路
２１３、走査線駆動回路２１４の駆動のタイミングを制御するクロック信号（ＣＬＫ）、
スタートパルス信号（ＳＰ）、ラッチ信号等の信号が生成される。映像信号処理回路２０
３の駆動を制御する信号は直接該回路に与えられるが、第２の基板２１０に形成された回
路、ここでは信号線駆動回路２１３、走査線駆動回路２１４に与える信号は、制御信号用
光出力部２０４において光信号に変換され、制御信号用光入力部２１１において再び電気
信号に変換される。そして電気信号に変換された各種制御信号は、信号線駆動回路２１３
、走査線駆動回路２１４に与えられる。
【０１４１】
信号線駆動回路２１３は与えられた制御信号のタイミングに同期して駆動し、映像信号
をサンプリングして画素部２１５に入力する。また走査線駆動回路２１４も入力された制
御信号に同期して、画素部２１５の各画素に映像信号が入力されるタイミングを制御する
。
【０１４２】
なお、本実施例では画像情報を有するデータを、外部入力端子２２５を介して電気信号
として伝送しているが、電気信号としてではなく光信号として伝送するようにしても良い
。
【０１４３】
図６に、本実施例で用いたアクティブマトリクス型の半導体表示装置の信号線駆動回路
２１３、走査線駆動回路２１４、画素部２１５の具体的な構成を示す。なお図６では、画
素部２１５に画像を表示する素子の１つである発光素子として、ＯＬＥＤ（ＯＬＥＤ：Ｏ
ｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ）を用いた場合を示す。
【０１４４】
図６（Ａ）において信号線駆動回路２１３は、シフトレジスタ２１３＿１、ラッチＡ２
１３＿２、ラッチＢ２１３＿３、Ｄ／Ａ変換回路２１３＿４を有している。シフトレジス
タ２１３＿１は、入力されたクロック信号（ＣＬＫ）およびスタートパルス（ＳＰ）に基
づき、タイミング信号を順に発生させ、後段の回路へタイミング信号を順次供給する。
【０１４５】
なおシフトレジスタ２１３＿１からのタイミング信号を、バッファ等によって緩衝増幅
し、後段の回路へ緩衝増幅したタイミング信号を順次供給しても良い。タイミング信号が
供給される配線には、多くの回路あるいは素子が接続されているために負荷容量（寄生容
量）が大きい。この負荷容量が大きいために生ずるタイミング信号の立ち上がりまたは立
ち下がりの”鈍り”を防ぐために、このバッファが設けられる。
【０１４６】
シフトレジスタ２１３＿１からのタイミング信号は、ラッチＡ２１３＿２に供給される
。ラッチＡ２１３＿２は、デジタルの映像信号を処理する複数のステージのラッチを有し
ている。ラッチＡ２１３＿２は、前記タイミング信号が入力されると同時に、映像信号を
順次書き込み、保持する。
【０１４７】
なお、ラッチＡ２１３＿２に映像信号を取り込む際に、ラッチＡ２１３＿２が有する複
数のステージのラッチに、順に映像信号を入力する。
【０１４８】
ラッチＡ２１３＿２の全ステージのラッチへの映像信号の書き込みが一通り終了するま
での時間を、ライン期間と呼ぶ。すなわち、ラッチＡ２１３＿２中で一番左側のステージ
のラッチに映像信号の書き込みが開始される時点から、一番右側のステージのラッチに映
像信号の書き込みが終了する時点までの時間間隔がライン期間である。実際には、上記ラ
イン期間に水平帰線期間が加えられた期間を含むことがある。
【０１４９】
１ライン期間が終了すると、ラッチＢ２１３＿３にラッチ信号（Ｌａｔｃｈ  Ｓｉｇｎ
ａｌ）が供給される。この瞬間、ラッチＡ２１３＿２に書き込まれ保持されている映像信
号は、ラッチＢ２１３＿３に一斉に送出され、ラッチＢ２１３＿３の全ステージのラッチ
に書き込まれ、保持される。
【０１５０】
映像信号をラッチＢ２１３＿３に送出し終えたラッチＡ２１３＿２は、シフトレジスタ
２１３＿１からのタイミング信号に基づき、再び映像信号の書き込みを順次行なう。
【０１５１】
この２順目の１ライン期間中には、ラッチＢ２１３＿３に書き込まれ、保持されている
映像信号がＤ／Ａ変換回路２１３＿４においてアナログに変換され、画素部２１５に設け
られた信号線に入力される。
【０１５２】
なお、Ｄ／Ａ変換回路２１３＿４は必ずしも用いる必要はなく、時分割階調を行なう場
合は、Ｄ／Ａ変換回路２１３＿４を用いずに、デジタルの映像信号をそのまま画素部２１
５に設けられた信号線に入力する。
【０１５３】
なお、映像信号用光入力部２１２における光信号のバス幅を広く取ることができるので
、映像信号用光入力部２１２における入力信号数が１ライン分の信号線の数と同じにする
ことも可能である。この場合、タイミング信号で順にラッチを選択して書き込まなくとも
、一度に全ステージのラッチへの書き込みができるので、シフトレジスタ２１３＿１を用
いなくても駆動が可能である。また、映像信号用光入力部２１２における入力信号数が１
ライン分の全信号線に対応していなくとも、いずれにしろ光入出力部における光信号のバ
ス幅を広く取ることができるので、端子を用いたときよりも信号線駆動回路２１３の駆動
周波数を十分落とすことができる。
【０１５４】
また、映像信号用光入力部２１２における入力信号数が１ライン分の信号線の数と同じ
場合、ラッチＢ２１３＿３を設けなくとも駆動が可能である。
【０１５５】
一方、走査線駆動回路２１４は、それぞれシフトレジスタ２１４＿１、バッファ２１４
＿２を有している。また場合によっては、さらにレベルシフタを有していても良い。
【０１５６】
走査線駆動回路２１４において、シフトレジスタ２１４＿１からの選択信号がバッファ
に供給され、対応する走査線に供給される。
【０１５７】
図６（Ｂ）に画素部の一部を示す。各走査線には、１ライン分の画素の、ＴＦＴ２３０
のゲートが接続されている。そして、１ライン分の画素のＴＦＴ２３０を一斉にＯＮにし
なくてはならないので、バッファ２１４＿２は大きな電流を流すことが可能なものが用い
られる。
【０１５８】
次に、本実施例の半導体表示装置の外観について説明する。図１４（Ａ）は、図１２に
示した半導体表示装置の斜視図の一実施例である。また図１４（Ｂ）はその断面を示した
ものである。
【０１５９】
第１の基板２００上に形成された外部入力端子２２５は、ＦＰＣ２３１に接続されてお
り、ＦＰＣ２３１を介して画像情報を有するデータが外部入力端子２２５に入力される。
また図１４（Ｂ）に示すように、第１の基板２００上にはＶＲＡＭ２０１、映像信号処理
回路２０３、映像信号用光出力部２０５が設けられている。なお、図１４（Ｂ）で示した
以外に、第１の基板２００上にはタイミング信号発生回路２０２と、制御信号用光出力部
２０４が形成されている。
【０１６０】
第１の基板２００は、接着剤２３３により第２の基板２１０と対向するように貼り合わ
されている。この接着剤２３３は、光を透過し、なおかつクロストークを考慮した上での
最適な屈折率を有する材料であれば良い。
【０１６１】
第２の基板２１０上には、画素部２１５と、信号線駆動回路２１３と、映像信号用光入
力部２１２とが形成されている。なお、図１４（Ｂ）で示した以外に、第２の基板２１０
上には走査線駆動回路２１４と、制御信号用光入力部２１１が形成されている。
【０１６２】
第２の基板２１０上に形成された画素部２１５は、第２の基板２１０とカバー材２３２
との間に、不活性ガスまたは樹脂等と共に密封されている。なお第２の基板２１０とカバ
ー材２３２とは、シール材２３４で封止されている。
【０１６３】
第１の基板２００上に形成された映像信号用光出力部２０５は、接着剤２３３と第２の
基板２１０を間に挟んで、映像信号用光入力部２１２と重なり合っている。また、制御信
号用光出力部２０４と制御信号用光入力部２１１も、接着剤２３３と第２の基板２１０を
間に挟んで重なり合っている。
【０１６４】
なお本実施例では、発光素子を表示素子として用いた半導体表示装置について説明した
が、半導体表示装置はこれに限定されず、発光素子以外の素子を表示素子として用いた半
導体表示装置であっても良いし、液晶表示装置（ＬＣＤ）、ＰＤＰ、ＤＬＰやその他の半
導体表示装置であっても良い。
【実施例４】
【０１６５】
本発明の半導体装置は、様々な電子機器への適用が可能である。その一例は、携帯情報
端末（電子手帳、モバイルコンピュータ、携帯電話等）、ビデオカメラ、デジタルカメラ
、パーソナルコンピュータ、テレビ受像器、投影型表示装置等が挙げられる。それら電子
機器の具体例を図１５に示す。
【０１６６】
図１５（Ａ）は表示装置であり、筐体２００１、表示部２００２、スピーカー部２００
３等を含む。本発明により、表示部２００２またはその他信号処理用の回路を作製して、
表示装置を完成させることができる。なお、表示装置には、コンピュータ用、テレビジョ
ン放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【０１６７】
図１５（Ｂ）はデジタルスチルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、受像部
２１０３、操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッター２１０６等を含む。
本発明の半導体装置を表示部２１０２またはその他の回路に用いることで、本発明のデジ
タルスチルカメラが完成する。
【０１６８】
図１５（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２
、表示部２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウ
ス２２０６等を含む。本発明の半導体装置を表示部２２０３またはその他の回路に用いる
ことで、本発明のノート型パーソナルコンピュータが完成する。
【０１６９】
図１５（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体２３０１、表示部２３０２、スイッ
チ２３０３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含む。本発明の半導体装置を
表示部２３０２またはその他の回路に用いることで、本発明のモバイルコンピュータが完
成する。
【０１７０】
図１５（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）
であり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体
（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。
表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を
表示する。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
本発明の半導体装置を表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４またはその他の回路に用いる
ことで、本発明の画像再生装置が完成する。
【０１７１】
図１５（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体
２５０１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。本発明の半導体装置を表示部２５
０２またはその他の回路に用いることで、本発明のゴーグル型ディスプレイが完成する。
【０１７２】
図１５（Ｇ）はビデオカメラであり、本体２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、
外部接続ポート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０６、バッテリー２６０
７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９、接眼部２６１０等を含む。本発明の半導体
装置を表示部２６０２またはその他の回路に用いることで、本発明のビデオカメラが完成
する。
【０１７３】
ここで図１５（Ｈ）は携帯電話であり、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３
、音声入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、外部接続ポート２７０
７、アンテナ２７０８等を含む。なお、表示部２７０３は黒色の背景に白色の文字を表示
することで携帯電話の消費電流を抑えることができる。本発明の半導体装置を表示部２７
０３またはその他の回路に用いることで、本発明の携帯電話が完成する。
【０１７４】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが
可能である。また、本実施例は実施例１〜３に示したいずれの構成とも組み合わせて実施
することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１７５】
【図１】光入出力部を有するガラス基板の構成を示す図。
【図２】光入出力部の構成を示す図。
【図３】発光素子と受光素子の対応関係を示す図。
【図４】本発明の発光素子として用いる有機ＥＬ素子の断面図。
【図５】本発明の半導体表示装置の断面図。
【図６】信号線駆動回路、走査線駆動回路及び画素部の構成を示す図。
【図７】本発明の発光素子として用いる有機ＥＬ素子の断面図。
【図８】図７に示した構成を有する有機ＥＬ素子の発光スペクトル。
【図９】図７に示した構成を有する有機ＥＬ素子の発光スペクトル。
【図１０】４６０ｎｍの光の発光強度を電流密度に対してプロットした図。
【図１１】有機ＥＬ素子のバンド図。
【図１２】本発明の半導体表示装置の構成を示すブロック図。
【図１３】本発明のマイクロプロセッサの構成を示す図。
【図１４】本発明の半導体表示装置の斜視図及び断面図。
【図１５】本発明の半導体装置の、発光素子の一実施例を示す図。
【図１６】本発明の発光素子として用いる有機ＥＬ素子の断面図。
【図１７】本発明の発光素子として用いる有機ＥＬ素子の断面図。
【符号の説明】
【０１７６】
１０  ガラス基板
１１  回路
１２  光入出力部
１３  インターフェース
１４  光入力部
１５  光出力部
１６  発光素子
１７  受光素子
１８  発光素子駆動部
１９  増幅回路
２０  波形整形回路
【図１】
0004652088.tif 000003
【図２】
0004652088.tif 000004
【図３】
0004652088.tif 000005
【図４】
0004652088.tif 000006
【図５】
0004652088.tif 000007
【図６】
0004652088.tif 000008
【図７】
0004652088.tif 000009
【図８】
0004652088.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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