JPH0321060A - Optical reading memory device - Google Patents

Optical reading memory device

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Publication number
JPH0321060A
JPH0321060A JP1155188A JP15518889A JPH0321060A JP H0321060 A JPH0321060 A JP H0321060A JP 1155188 A JP1155188 A JP 1155188A JP 15518889 A JP15518889 A JP 15518889A JP H0321060 A JPH0321060 A JP H0321060A
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JP
Japan
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conductive film
layer
tunnel switch
laminate
optical
Prior art date
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Pending
Application number
JP1155188A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiyuki Mimura
三村 義行
Hidetoshi Yamada
秀俊 山田
Yoshinori Ota
好紀 太田
Takao Okada
孝夫 岡田
Takashi Mihara
孝士 三原
Yasuo Isono
磯野 靖雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP1155188A priority Critical patent/JPH0321060A/en
Publication of JPH0321060A publication Critical patent/JPH0321060A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To form a memory part and an optical output part integrally on one chip as well as speed up reading by providing a conductive film as one end of laminate tunnel switch part in the direction of lamination and an electroluminescence layer formed between said conductive film and an electrode provided on said conductive film. CONSTITUTION:There is provided an electroluminescence layer 17 as an optical output part which can be formed at a low temperature process between a conductive film 3 as one end of a laminate tunnel switch part in the direction of lamination and an electrode 2 provided on said conductive film 3. Hereby, there can simultaneously be formed on one chip the laminate tunnel switch part as a memory part and the electroluminescence layer 17 as the optical output part. Further, since a plurality of the optical reading laminate memory device are integrated two-dimensionally such that the electroluminescence layers 17 of the optical reading laminate memory devices form the same plane, the electroluminescence layers 17 can emit light in a plane by being simultaneously supplied with voltage for high speed reading.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、メモリ用のコンデンサに蓄積された情報を光
読出しする光読出し型メモリ素子に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optically readable memory element that optically reads out information stored in a memory capacitor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、高度情報化社会の発展に伴い、各種の情報機器が
一般的に用いられるようになっており、情報機器の主な
構成要素の一つであるメモリ素子の高性能化が強く要望
されている。
In recent years, with the development of an advanced information society, various information devices have become commonly used, and there is a strong demand for higher performance of memory elements, which are one of the main components of information devices. There is.

一方、最近のエレクトロニクス分野におけるL’S I
技術は、超微細化の方向にその研究開発が進められてき
た。しかし、超微細化への技術開発が限界に達しつつあ
る今日、メモリ素子を高密度化,多機能化,高速化する
ことを目的として、三次元化の研究開発が行われている
On the other hand, recent L'S I in the electronics field
Research and development of technology has been progressing in the direction of ultra-fine technology. However, today, as technological development toward ultra-fine design is reaching its limits, research and development into three-dimensional technology is being carried out with the aim of increasing the density, multifunction, and speed of memory elements.

このような三次元集積回路を実現するための技術として
は、無機材料を用いたSOI(Sioninsulat
or ) ,  S I M O X  (Separ
ation byImplanted Oxidant
 )等のシリコン系技術,あるいは■族およびV族の物
質を組合わせる■−V系技術,さらには有機LB膜(ラ
ングミュアブ口ジェット法により成膜された超薄膜)を
応用した技術があり、各種の三次元メモリ素子が考えら
れている。
As a technology for realizing such three-dimensional integrated circuits, SOI (Sioninsulator) using inorganic materials is used.
or ), SIMO
ation by Implanted Oxidant
), silicon-based technology such as ■-V technology that combines Group ■ and Group V materials, and technology that applies organic LB films (ultra-thin films formed by the Langmuir jet method). Various three-dimensional memory elements have been considered.

この種の三次元メモリ素子は、多数のメモリセルを三次
元的に作り込んだものであり、多数のメモリセルを同一
基板上に二次元的に形成すると共に、高さ方向に多数積
層した構成をしている。
This type of three-dimensional memory element has a large number of memory cells built three-dimensionally, and has a structure in which a large number of memory cells are formed two-dimensionally on the same substrate, and a large number are stacked in the height direction. doing.

ところで、メモリ素子に蓄積されている情報を読出す方
法としては、電気的読出し法と光出力させる光読出し法
がある。特に、光読出し法は、高速読出し,光演算処理
系との結合性,表示素子として兼用できるといった点で
電気的読出しよりも優れている。そこで、従来は、メモ
リ部と半導体ダイオード(LED)あるいはレーザダイ
オード(LD)からなる光出力部とをワンチップ上に一
体的に作成して、メモリ部に蓄積されている電荷を光出
力部から光読出ししていた。
By the way, methods for reading information stored in a memory element include an electrical reading method and an optical reading method that outputs light. In particular, the optical readout method is superior to electrical readout in terms of high speed readout, connectivity with an optical processing system, and ability to be used as a display element. Therefore, conventionally, a memory section and a light output section consisting of a semiconductor diode (LED) or a laser diode (LD) are integrated on one chip, and the electric charge accumulated in the memory section is transferred from the light output section. It was optically read out.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら三次元メモリ素子の光出力部として半導体
ダイオードまたはレーザダイオードを用いた場合は、一
点または数点から光出力させることはできるが、二次元
的に配置された複数のメモリセルから一括して面状に光
出力させることができなかった。そのため、高速に光読
出しできないという問題があった。また、半導体ダイオ
ードまたはレーザダイオードは、その作或プロセスが1
000℃以上の高温熱プロセスを用いるので、三次元メ
モリを作成する上で有用な手段となる有機LB膜を用い
ることができないという欠点があった。しかも、基板の
種類がSiウェハ GaPウェハ等に限定されるので、
ITO等の透明導電性基板を使用することができず、光
出力させることができない。そのため、一旦電気的に読
出した信号をラッチし、これをディスクリートな別の光
出力素子に出力するといったことを行わなければならず
、素子のコンパクト化の点で好ましくなかった。
However, when a semiconductor diode or a laser diode is used as the light output part of a three-dimensional memory element, it is possible to output light from one point or several points, but it is possible to output light from multiple memory cells arranged two-dimensionally. It was not possible to output light properly. Therefore, there was a problem in that high-speed optical readout was not possible. In addition, semiconductor diodes or laser diodes are made by one process.
Since a high-temperature thermal process of 000° C. or higher is used, there is a drawback that an organic LB film, which is a useful means for creating a three-dimensional memory, cannot be used. Moreover, since the type of substrate is limited to Si wafers, GaP wafers, etc.
A transparent conductive substrate such as ITO cannot be used, and light cannot be output. Therefore, it is necessary to latch the electrically read signal and output it to another discrete optical output element, which is not desirable in terms of making the element more compact.

そこで、本発明の目的は、メモリ部と光出力部とをワン
チップ上に一体的に作成できると共に、二次元的に光読
出しでき、読出しの高速化を図り得る光読出し型メモリ
素子を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an optically readable memory element in which a memory section and an optical output section can be integrally formed on one chip, and which can be optically read out two-dimensionally, thereby increasing the speed of reading. There is a particular thing.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は上記課題を解決するために、電荷蓄積用コンデ
ンサに接続されている導電膜と絶縁膜とを交互に積層し
てなる積層トンネルスイッチ部と、この積層トンネルス
イッチ部の積層方向の一端となる導電股上および他端と
なる絶縁膜上に設けられた一対の電極と、前記積層トン
ネルスイッチ部の積層方向の一端となる導電膜とこの導
電膜上に設けられた前記電極との間に形成されたエレク
トロルミネッセンス層とを備える構成とした。
In order to solve the above problems, the present invention provides a laminated tunnel switch section formed by alternately laminating conductive films and insulating films connected to a charge storage capacitor, and one end of the laminated tunnel switch section in the stacking direction. a pair of electrodes provided on a conductive rise and an insulating film serving as the other end, and a conductive film serving as one end in the stacking direction of the laminated tunnel switch section and the electrode provided on the conductive film. The structure includes an electroluminescent layer.

また、上記課題を解決するために、請求項1記載の光読
出し型積層メモリ素子を二次元的に集積し、各エレクト
ロルミネッセンス層で同一平面を形成する構成とした。
In order to solve the above problem, the optical readout type stacked memory element according to claim 1 is two-dimensionally integrated, and each electroluminescent layer forms the same plane.

なお、上記エレクトロルミネッセンス層は、注入型有機
エレクトロルミネッセンス層を用いることが望ましい。
Note that it is desirable to use an injection type organic electroluminescent layer as the electroluminescent layer.

また、上記絶縁膜は、ラングミュ5 アブロジエツ1・法で形成することが望ましい。Further, the above insulating film is made of Langmuth 5 It is preferable to form by the Avroziets 1 method.

〔作用〕[Effect]

上記手段を講じたことにより次のような作用を奏する。 By taking the above measures, the following effects are achieved.

すなわち、積層トンネルスイッチ部の積層方向の一端と
なる導電膜とこの導電膜上に設けられた電極との間に、
低温プロセスで作成できる光出力部としてのエレクトロ
ルミネッセンス層を設けたので、例えばトンネルスイッ
チ部にLB膜を用いたとしても、熱的悪影響がないので
、メモリ部としての積層トンネルスイッチ部と光出力部
としてのエレクトロルミネッセンス層とをワンチップ上
に作成することができる。
That is, between the conductive film that forms one end of the stacked tunnel switch section in the stacking direction and the electrode provided on this conductive film,
Since we have provided an electroluminescent layer as a light output section that can be created using a low-temperature process, there will be no adverse thermal effect even if an LB film is used in the tunnel switch section, for example, so that the stacked tunnel switch section as a memory section and the light output section can be used as a memory section. and an electroluminescent layer can be created on one chip.

また、請求項1記載の光読出し型積層メモリ素子のエレ
クトロルミネッセンス層が同一平面を形成するように、
複数の光り読出し型積層メモリ素子を二次元的に集積し
たので、各エレクトロルミネッセンス層に同時に電圧を
印加することにより、面発光させることができ、高速な
読出しを行うことができるものとなる。
Further, so that the electroluminescent layers of the optically readable stacked memory element according to claim 1 form the same plane,
Since a plurality of optical readout type stacked memory elements are two-dimensionally integrated, by simultaneously applying a voltage to each electroluminescent layer, it is possible to emit light from the surface and perform high-speed readout.

〔実施例〕〔Example〕

6 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
6 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本実施例に係る光読出し型三次元メモリ素子の
模式図である。この先続出し型三次元メモリ素子は、電
荷を三次元的に蓄積したメモリ部と、光読出しを行うた
めの光出力部(Xi,Yi.ZE)とを備えた積層メモ
リュニッl・(Xi.Yi,Zl〜Z6)を、同一基板
上にマトリクス状に配置した構成をしている。
FIG. 1 is a schematic diagram of an optically readable three-dimensional memory element according to this embodiment. This sequential readout type three-dimensional memory element is a stacked memory unit (Xi.Yi. , Zl to Z6) are arranged in a matrix on the same substrate.

積層メモリユニットは、第2図に示すように、ガラス等
からなる透明基板1上に、下部電極としての透明導電層
2が形成されている。そして、この透明導電層2上には
、導電膜3〜8と絶縁膜11〜16とを交互に積層した
メモリ部としての積層トンネルスイッチ部が形戊されて
おり、この積層トンネルスイッチ部の最下層となる導電
膜3と透明導電層2との間に光出力部としてのエレクト
ロルミネッセンス層(以下、EL層と称する)17が形
成されている。積層l・ンネルスイッチ部の最」二層と
なる絶縁膜16上には上部電極18か設けられている。
In the stacked memory unit, as shown in FIG. 2, a transparent conductive layer 2 as a lower electrode is formed on a transparent substrate 1 made of glass or the like. A laminated tunnel switch section serving as a memory section is formed on this transparent conductive layer 2, in which conductive films 3 to 8 and insulating films 11 to 16 are alternately laminated. An electroluminescent layer (hereinafter referred to as EL layer) 17 as a light output section is formed between the lower conductive film 3 and the transparent conductive layer 2. An upper electrode 18 is provided on the insulating film 16 which is the second most layer of the laminated l/channel switch section.

また、積層トンネルスイッチ部の各導電膜3〜8には電
荷蓄積用のコンデンサC1〜C6が形成されており、(
C3,C6),(C2,C5),(CI,C4)にそれ
ぞれ独立に電圧を印加可能に構成されている。
In addition, capacitors C1 to C6 for charge storage are formed in each of the conductive films 3 to 8 of the laminated tunnel switch section, and (
It is configured such that voltages can be applied independently to C3, C6), (C2, C5), and (CI, C4).

ここで、透明導電層2は、ITO,SnO2,In2 
03+  ZnO:A,Q,TiO2の中のいずれかの
月料で形成されており、絶縁膜11〜16は有機LB膜
で形成されている。
Here, the transparent conductive layer 2 is ITO, SnO2, In2
03+ ZnO: It is formed of one of A, Q, and TiO2, and the insulating films 11 to 16 are formed of organic LB films.

また、光出力部となるEL層17は、第3図に示すよう
に、透明基板1に形成した透明導電層2上にホール輸送
層21,EL発光層22を積層し、さらにEL発光層2
2上に電極23を設けた構成をしている。なお、光出力
部は、第4図に示すように、透明導電層2上にMIS型
EL層24,絶縁膜25を積層し、絶縁膜25上に電極
26を設けた構成としても良く、また第5図に示すよう
に、透明導電層2上に、ホール輸送層21,EL発光層
22,電子輸送層27を積層し、さらに電子輸送層27
上に電極23を設けた構成としても良い。
Further, as shown in FIG. 3, the EL layer 17 serving as a light output section is formed by laminating a hole transport layer 21 and an EL light emitting layer 22 on a transparent conductive layer 2 formed on a transparent substrate 1, and further forming an EL layer 22 on a transparent conductive layer 2 formed on a transparent substrate 1.
2, an electrode 23 is provided on top of the electrode 23. Note that the light output section may have a structure in which a MIS type EL layer 24 and an insulating film 25 are laminated on the transparent conductive layer 2, and an electrode 26 is provided on the insulating film 25, as shown in FIG. As shown in FIG. 5, a hole transport layer 21, an EL light emitting layer 22, and an electron transport layer 27 are laminated on the transparent conductive layer 2, and the electron transport layer 27 is further laminated.
It may also be configured such that the electrode 23 is provided thereon.

このように構或された光出力部は、電極からの直接注入
または1・ンネル注入発光を利用しているので、駆動電
圧が1〜15V程度の低い電圧でEL発光する。従って
、積層メモリユニットの最終段部のコンデンサC1の電
荷で直接駆動することができる。具体的には、コンデン
サC1の出力レベルにもよるが、通常は0.3〜数V程
度の出力レベルとなるので、コンデンサC1の容量を前
段のコンデンサC2の容量の1/2〜1/3にすれば、
数v〜15Vに昇圧し、直接駆動できることとなる。
Since the light output section constructed in this manner utilizes direct injection from the electrode or 1-channel injection light emission, it emits EL light at a low driving voltage of about 1 to 15V. Therefore, it can be directly driven by the charge of the capacitor C1 in the final stage of the stacked memory unit. Specifically, it depends on the output level of capacitor C1, but since the output level is usually about 0.3 to several V, the capacitance of capacitor C1 should be set to 1/2 to 1/3 of the capacitance of capacitor C2 in the previous stage. If you do that,
This means that it can be boosted to several volts to 15 volts and driven directly.

なお、ホール輸送層21としては、ホール注入および輸
送性に優れたトリフェニルジアミン誘導体,チクロペン
タジエン誘導体,フタロシアニン等が適している。EL
発光層22としては、クマリン,コロネン,ペリレン,
アントラセン,12ーフタロペリノン誘導体,トリ (
8−ヒドロキシキノリン)アルミニュウム等が適してい
る。また、MIS型EL発光層24としては、n−yv
r化合物(例えば、ZnS,ZnSe等),m−V化合
物9 ?例えば、GaP,InP等)等が適している。
Note that triphenyldiamine derivatives, cyclopentadiene derivatives, phthalocyanine, etc., which have excellent hole injection and transport properties, are suitable for the hole transport layer 21. EL
As the light-emitting layer 22, coumarin, coronene, perylene,
Anthracene, 12-phthaloperinone derivative, tri(
8-hydroxyquinoline) aluminum, etc. are suitable. Further, as the MIS type EL light emitting layer 24, n-yv
r compound (e.g. ZnS, ZnSe, etc.), m-V compound 9? For example, GaP, InP, etc.) are suitable.

電極23としては、電子の注入を容易にするために、仕
事関数の小さい, Mg (3.61e V) ,  
I n(3.85e V) ,  S n (4.29
e V) , All  (4.19e V) , A
 g (4.34e V) ,あるいはポリピロール,
電荷移動錯体等の有機導電膜を用いることが好ましい。
The electrode 23 is made of Mg (3.61e V), which has a small work function, in order to facilitate electron injection.
I n (3.85e V), S n (4.29
e V), All (4.19e V), A
g (4.34e V), or polypyrrole,
It is preferable to use an organic conductive film such as a charge transfer complex.

絶縁膜25としては、ポリイミド,ポリベンゾイミダゾ
ール,あるいはSin2,St3N4等の無機材料を用
いることが好ましい。
As the insulating film 25, it is preferable to use polyimide, polybenzimidazole, or an inorganic material such as Sin2 or St3N4.

電子輸送層27としては、電子注入および輸送性に優れ
ているペリレン誘導体(例えば、3.4,9,10ペリ
レン),テトラカルボキシービスーペンズイミダゾール
等が適している。
As the electron transport layer 27, perylene derivatives (for example, 3.4, 9, 10 perylene), tetracarboxybisupenzimidazole, etc., which have excellent electron injection and transport properties, are suitable.

このような材料を成膜して構成されるEL層17を作成
する方法としては、真空蒸着法.電子ビーム蒸着法,ス
パッタ法,CVD法等の乾式法、あるいは適当な親水基
および疎水基を用いたLB法を利用することができる。
As a method for creating the EL layer 17 formed by depositing such a material, there is a vacuum evaporation method. A dry method such as an electron beam evaporation method, a sputtering method, a CVD method, or an LB method using an appropriate hydrophilic group and hydrophobic group can be used.

これらの成膜法は、いずれも400℃以下の低温プロセ
スで■あるので・、先に積層メモリ部がLB膜を用いて
作成されてぃ10 る場合であっても、熱ダメージを与える心配かない。
All of these film-forming methods are low-temperature processes below 400°C, so there is no need to worry about thermal damage even if the stacked memory section is created using an LB film first. .

次に、積層メモリユニットの基本動作における書き込み
,転送,光読出しについて、第6図を参照して説明する
。なお、第6図は第2図に示す積層メモリユニットの電
気的な構成を示す図である。
Next, the basic operations of the stacked memory unit, such as writing, transfer, and optical reading, will be explained with reference to FIG. Note that FIG. 6 is a diagram showing the electrical configuration of the stacked memory unit shown in FIG. 2.

この積層メモリユニットは、スイッチSWをオンして上
部電極18に電圧を印加すると、書込み電荷が絶縁膜1
6をトンネル伝導して、電荷蓄積用のコンデンサC6に
蓄積される。
In this stacked memory unit, when the switch SW is turned on and a voltage is applied to the upper electrode 18, a write charge is transferred to the insulating film 1.
6 is tunnel-conducted and stored in the charge storage capacitor C6.

そして、位相の異なる転送パルスφa,φbφCを、コ
ンデンサC6〜C1に次々と印加していくことにより、
コンデンサC6に蓄積された書込み電荷がC6〜C1へ
転送される。
Then, by sequentially applying transfer pulses φa and φbφC with different phases to the capacitors C6 to C1,
The write charge accumulated in capacitor C6 is transferred to C6 to C1.

次いで、最終段のコンデンサC1に負極性の転送パルス
φCを印加することにより、コンデンサC1の蓄積電荷
である電子がEL層17内に注入されると供に、正極性
の下部電極2からホールが注入される。その結果、EL
発光層がEL発光して蓄積電荷が光読出しされる。
Next, by applying a negative transfer pulse φC to the final stage capacitor C1, electrons, which are the accumulated charges of the capacitor C1, are injected into the EL layer 17, and holes are removed from the positive lower electrode 2. Injected. As a result, EL
The light emitting layer emits EL light and the accumulated charges are optically read out.

11 なお、積層トンネルスイッチ部の最上層に光出力部とし
てのEL層17を設け、最下層となる基板1側から電荷
を読み込むようにする場合は、第7図に示す構成とする
。このとき、光出力部の構成は、第3図〜第5図に示す
光出力部の積層構造を上下逆転させた構成とする。
11. In the case where the EL layer 17 as a light output section is provided in the uppermost layer of the stacked tunnel switch section and charges are read from the substrate 1 side which is the lowermost layer, the structure shown in FIG. 7 is used. At this time, the configuration of the light output section is such that the laminated structure of the light output section shown in FIGS. 3 to 5 is reversed upside down.

次に、上記積層メモリユニットを二次元的に集積した光
読出し型三次元メモリ素子の動作について説明する。
Next, the operation of an optically readable three-dimensional memory element in which the above stacked memory units are two-dimensionally integrated will be explained.

まず、書込みを行う場合は、書込み面となる21面に、
面状に光を照射して光面人力し、(Xi,Yi,Zl)
の各コンデンサC6に一括してデータの書込みを行う。
First, when writing, write on side 21, which will be the writing side.
By irradiating light onto a surface and applying light to the surface, (Xi, Yi, Zl)
Data is written to each capacitor C6 at once.

または、第9図に示すように、各積層メモリユニットの
書込み面となる最上層に設けた複数のトランジタTr(
または薄膜FET)により、各積層メモリユニットの最
上層から各々電圧を印加して、(Xi,Yi,Zl)の
各コンデンサC6に一括したデータの書込みを行う。
Alternatively, as shown in FIG. 9, a plurality of transistors Tr (
A voltage is applied from the top layer of each stacked memory unit using a thin film FET (or thin film FET) to write data all at once to each capacitor C6 of (Xi, Yi, Zl).

次に、各積層メモリユニットの各コンデンサ12 C1〜C6に対して、第6図に示す電荷転送パルスφa
,φb,φCを、積層面ごとに一括して印加して、順次
下段のコンデンサに転送させる。なお、電荷転送に用い
るパルスは、二相のものであっても良い。
Next, charge transfer pulse φa shown in FIG. 6 is applied to each capacitor 12 C1 to C6 of each stacked memory unit.
, φb, φC are applied all at once to each laminated surface and are sequentially transferred to the lower capacitors. Note that the pulse used for charge transfer may be of two phases.

ここで、本実施例では、転送パルスを積層面ごとに一括
して印加するために、第8図に示すように、Zi面の各
コンデンザCの電荷転送電圧印加ラインを共通接続した
In this embodiment, in order to apply the transfer pulse to each laminated surface at once, as shown in FIG. 8, the charge transfer voltage application lines of each capacitor C on the Zi surface are commonly connected.

そして、光読出しを行う場合は、(Xi,Yi,Z6)
面の各コンデンサに共通接続された転送パルス印加ライ
ンLから電荷転送パルスφC(負パルス)を印加し、各
下部電極2に正パルスを同時に印加する。そうすると、
(Xi,Yi,ZE)面が面発光し、各積層メモリユニ
ットから一括した光読出しが行なわれる。
Then, when performing optical readout, (Xi, Yi, Z6)
A charge transfer pulse φC (negative pulse) is applied from a transfer pulse application line L commonly connected to each capacitor on the surface, and a positive pulse is simultaneously applied to each lower electrode 2. Then,
The (Xi, Yi, ZE) plane emits surface light, and collective optical reading is performed from each stacked memory unit.

また、(Xi,Yi,Z6)面の各コンデンサC6の蓄
積電荷に応じて、EL層17に注入される電荷量か異な
るので、書込み時に、(Xi,Yi,Zl)面の各コン
デンザC6に対して、ア13 ナログ的に変化させて電荷を蓄積させれば、(Xi,Y
i,ZE)面から、アナログ光出力させることができる
。したがって、積層メモリユニットの光出力面を画素と
して用いる場合、デジタル信号による書込みの場合には
、画素の濃淡度をだすのに複数の画素を組み合わせる必
要があるが、アナログ光出力の場合であれば、一つの画
素で濃淡度の調整を行なうことができ、複数の画素から
形成される画像の鮮鋭度を向上させることができる。
Also, since the amount of charge injected into the EL layer 17 differs depending on the accumulated charge of each capacitor C6 on the (Xi, Yi, Z6) plane, during writing, the amount of charge injected into each capacitor C6 on the (Xi, Yi, Zl) plane differs. On the other hand, if A13 is changed analogously to accumulate charges, (Xi, Y
i, ZE) plane, analog light can be output. Therefore, when using the optical output surface of a stacked memory unit as a pixel, in the case of writing using digital signals, it is necessary to combine multiple pixels to obtain the density of the pixel, but in the case of analog optical output, , the density can be adjusted with one pixel, and the sharpness of an image formed from a plurality of pixels can be improved.

このように本実施例によれば、低温プロセスで作成でき
るEL層コ7を光出力部として用いているので、積層ト
ンネルスイッチ部に有機LB膜11〜16を用いること
ができると供に、光出力部とメモリ部とをワンチップ上
に一体的に作り込むことができ、素子のコンパクト化を
図ることができる。
As described above, according to this embodiment, since the EL layer 7, which can be produced by a low-temperature process, is used as the light output section, the organic LB films 11 to 16 can be used in the stacked tunnel switch section, and the optical The output section and the memory section can be integrated on one chip, and the device can be made more compact.

また、光出力部を同一方向に向けた積層メモリユニット
を透明基板1上に二次元的に集積し、積層メモリユニッ
トの各積層面となるZi面の各コ14 ンデンサCに対して、共通接続した転送パルス印加ライ
ンから一括して電荷転送パルスφa,φbφCを印加す
るようにしたので、各コンデンサCに蓄積されている電
荷を積層面(Zi面)毎に一括して転送できるとともに
(Xi,Yi,ZE)面を面発光させることができ、高
速の光読出しができるものとなる。その結果、光演算素
子と結合した場合には、情報の伝達速度および演算速度
の高速化を図ることができる。
In addition, the stacked memory units with their optical output parts facing the same direction are two-dimensionally integrated on the transparent substrate 1, and a common connection is made to each capacitor C on the Zi surface, which is the stacked surface of the stacked memory unit. Since the charge transfer pulses φa and φbφC are applied all at once from the transferred transfer pulse application line, the charges accumulated in each capacitor C can be transferred all at once to each laminated surface (Zi surface). Yi, ZE) surface can be surface-emitted, and high-speed optical reading can be performed. As a result, when combined with an optical arithmetic element, it is possible to increase the information transmission speed and the calculation speed.

さらに、EL層l7として、注入型有機EL層あるいは
MIS型EL層を用いているので、増幅器等を用いなく
ても、コンデンサC1の蓄積電荷により直接光出力させ
ることができ、素子のコンパクト化を図ることができる
Furthermore, since an injection-type organic EL layer or a MIS-type EL layer is used as the EL layer 17, light can be output directly using the accumulated charge in the capacitor C1 without using an amplifier or the like, and the device can be made more compact. can be achieved.

なお、上記実施例において、各積層メモリユニットの光
出力部を画素として用い、この画素面積を適正化するこ
とにより、メモリの出力表示機能を持たせることができ
る。
In the above embodiment, the light output section of each stacked memory unit is used as a pixel, and by optimizing the pixel area, the memory can have an output display function.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳記したように本発明によれば、積層トン15 ネルスイッチ部の積層方向の一端に、低温プロセスで作
成できるエレクトロルミネッセンス層を設けたので、メ
モリ部と光出力部としてのエレクトロルミネッセンス層
とをワンチップ上に作成することができ、素子のコンパ
クト化を図ることができ、特に、エレクトロルミネッセ
ンス層は、低温プロセスで作成できるので、積層トンネ
ルスイッチ部に三次元方向への集積化が容易な有機LB
膜を用いることができるといった利点がある。
As described in detail above, according to the present invention, an electroluminescent layer that can be created by a low-temperature process is provided at one end of the stacked tunnel switch section in the stacking direction. can be created on a single chip, making the device more compact.In particular, the electroluminescent layer can be created using a low-temperature process, making it easy to three-dimensionally integrate it into the stacked tunnel switch section. organic LB
It has the advantage that a membrane can be used.

また、エレクトロルミネッセンス層が一端部に形成され
た光読出し型積層メモリ素子を複数個集積し、各エレク
トロルミネッセンス層で同一平面を形成する構成とした
ので、各エレクトロルミネッセンス層に同時に電圧を印
加することにより、面発光による一括した光読出しを行
うことができ、高速な読出しを行うことができる。
In addition, since a plurality of optically readable stacked memory elements each having an electroluminescent layer formed at one end are integrated, and each electroluminescent layer forms the same plane, it is possible to apply a voltage to each electroluminescent layer at the same time. Accordingly, it is possible to perform collective optical readout using surface emission, and high-speed readout can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例に係る光読出し型三次元メモ
リ素子の模式的な構或を示す斜視図、第2図は積層メモ
リユニットの断面図、第3図〜第16 5図は光出力部の構成を示す断面図、第6図は基板側に
光出力部を設けた積層メモリユニットの電気的な構成を
示す構成図、第7図は基板対抗側に光出力部を設けた積
層メモリユニットの電気的な構成を示す図、第8図は各
コンデンサの転送パルス印加ラインを共通接続した状態
を示す図、第9図は書込み用トランジスタを各積層メモ
リユニット毎に設けた三次元メモリ素子の斜視図である
。 1・・・透明基板、2・・・透明導電層、3〜8・・・
導電膜、11〜16・・・絶縁膜、17・・・エレクト
ロルミネッセンス層、18・・・上部電極、c1〜c6
・・・電荷蓄積用キャパシタ。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic structure of an optically readable three-dimensional memory element according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a stacked memory unit, and FIGS. 3 to 165 are A cross-sectional view showing the structure of the light output section, FIG. 6 is a block diagram showing the electrical structure of a stacked memory unit with the light output section provided on the substrate side, and FIG. A diagram showing the electrical configuration of a stacked memory unit. Figure 8 is a diagram showing a state in which the transfer pulse application lines of each capacitor are commonly connected. Figure 9 is a diagram showing a three-dimensional structure in which a write transistor is provided for each stacked memory unit. FIG. 2 is a perspective view of a memory element. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Transparent substrate, 2... Transparent conductive layer, 3-8...
Conductive film, 11-16... Insulating film, 17... Electroluminescent layer, 18... Upper electrode, c1-c6
...Charge storage capacitor.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)電荷蓄積用コンデンサに接続されている導電膜と
絶縁膜とを交互に積層してなる積層トンネルスイッチ部
と、 この積層トンネルスイッチ部の積層方向の一端となる導
電膜上および他端となる絶縁膜上に設けられた一対の電
極と、 前記積層トンネルスイッチ部の積層方向の一端となる導
電膜とこの導電膜上に設けられた前記電極との間に形成
されたエレクトロルミネッセンス層とを具備したことを
特徴とする光読出し型積層メモリ素子。
(1) A laminated tunnel switch section formed by alternately laminating a conductive film and an insulating film connected to a charge storage capacitor, and a layer on the conductive film that is one end in the stacking direction of this laminated tunnel switch section and the other end. a pair of electrodes provided on an insulating film, and an electroluminescent layer formed between a conductive film serving as one end in the stacking direction of the laminated tunnel switch section and the electrode provided on the conductive film. An optical readout type stacked memory element comprising:
(2)前記光読出し型積層メモリ素子を二次元的に集積
し、前記各エレクトロルミネッセンス層で同一平面を形
成したことを特徴とする光読出し型三次元メモリ素子。
(2) An optically readable three-dimensional memory element, characterized in that the optically readable stacked memory element is two-dimensionally integrated, and each of the electroluminescent layers forms the same plane.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004507020A (en) * 2000-08-14 2004-03-04 マトリックス セミコンダクター インコーポレイテッド Modular memory devices

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JP2004507020A (en) * 2000-08-14 2004-03-04 マトリックス セミコンダクター インコーポレイテッド Modular memory devices

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