JPH01286288A - 電界発光素子 - Google Patents
電界発光素子Info
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- JPH01286288A JPH01286288A JP63115184A JP11518488A JPH01286288A JP H01286288 A JPH01286288 A JP H01286288A JP 63115184 A JP63115184 A JP 63115184A JP 11518488 A JP11518488 A JP 11518488A JP H01286288 A JPH01286288 A JP H01286288A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
この発明は、電界発光素子における表示品質の改良に閃
する。
する。
〈従来の技術〉
電界発光素子には、硫化亜鉛（ＺｎＳ）等のエレクトロ
ルミネッセンス（ＥＬ）の現象が（）られる材料が用い
られでおり、蛍光体母体や発光センター等に関する多く
の研究がなされている。特に、発光センターとしてマン
ガン（Ｍｎ）を添加したＺｎＳ薄膜を絶縁層で挟み、更
にその両側を少なくとも一方が透明な電極で挟持したい
わゆる二重絶縁ｈ１遣の電界発光素子は、高輝度、長寿
命の特長を持ち、薄型で軽量のデイスプレィ装置として
、携帯用コンピュータや測定装置などにかなり使用され
ている。Ｒ近では、デイスプレィ装置の大型化が進んで
７２０ Ｘ ４００ドツト（約３０万絵素）の表示容量
のものが商品化される一方、表示品質や機能面でも改善
が望まれており、発光色の多色化や階調表示などの研究
が行なわれている。
ルミネッセンス（ＥＬ）の現象が（）られる材料が用い
られでおり、蛍光体母体や発光センター等に関する多く
の研究がなされている。特に、発光センターとしてマン
ガン（Ｍｎ）を添加したＺｎＳ薄膜を絶縁層で挟み、更
にその両側を少なくとも一方が透明な電極で挟持したい
わゆる二重絶縁ｈ１遣の電界発光素子は、高輝度、長寿
命の特長を持ち、薄型で軽量のデイスプレィ装置として
、携帯用コンピュータや測定装置などにかなり使用され
ている。Ｒ近では、デイスプレィ装置の大型化が進んで
７２０ Ｘ ４００ドツト（約３０万絵素）の表示容量
のものが商品化される一方、表示品質や機能面でも改善
が望まれており、発光色の多色化や階調表示などの研究
が行なわれている。
第４図はこの種の薄型電界発光素子の基本的な構造を示
したものであり、〃ラス等の透光性基板１の上に、透明
型ｔｆｃ２、第１絶縁屑３、発光層４、第２絶縁層５、
背面電極６が、電子ビーム蒸着法、スパッタ法等の薄膜
形成技術によって順次積層されている。透明電極２と背
面電極６は、エツチングプロセスによりストライプ状に
形成され、互いに直交するように配置されて各交点が絵
素を構成している。ここで、図のように電源８により特
定の電極間にしきい電圧ｖｔｈを越える交流電圧を印加
すると、その電極の交点の絵素（斜線で示したへの領域
）が発光する０発光輝度は電圧の増加に伴って高くなり
、やがて飽和してくるので、電圧をしきい電圧Ｖｔｌ＋
以上の一定の範囲で制御することにより発″Ｌ輝度を変
えて階調表示を行うことが可能である。
したものであり、〃ラス等の透光性基板１の上に、透明
型ｔｆｃ２、第１絶縁屑３、発光層４、第２絶縁層５、
背面電極６が、電子ビーム蒸着法、スパッタ法等の薄膜
形成技術によって順次積層されている。透明電極２と背
面電極６は、エツチングプロセスによりストライプ状に
形成され、互いに直交するように配置されて各交点が絵
素を構成している。ここで、図のように電源８により特
定の電極間にしきい電圧ｖｔｈを越える交流電圧を印加
すると、その電極の交点の絵素（斜線で示したへの領域
）が発光する０発光輝度は電圧の増加に伴って高くなり
、やがて飽和してくるので、電圧をしきい電圧Ｖｔｌ＋
以上の一定の範囲で制御することにより発″Ｌ輝度を変
えて階調表示を行うことが可能である。
〈発明が解決しようとする２！！！題〉しかしながら、
この種の電界発光素子では、第４図に示したように発光
／Ｉ！１４と絶ＡＩｔ／Ｗ３及び５が接するｈ１逍のた
め、屈折率の高いＺｎ５（ｎ＝２．３）とそれより屈折
率の低い絶＆を層の組合わせの場合には、放射角によっ
ては界面での全反射が生ずる。
この種の電界発光素子では、第４図に示したように発光
／Ｉ！１４と絶ＡＩｔ／Ｗ３及び５が接するｈ１逍のた
め、屈折率の高いＺｎ５（ｎ＝２．３）とそれより屈折
率の低い絶＆を層の組合わせの場合には、放射角によっ
ては界面での全反射が生ずる。
又、発光センターからの発光は、その性質上あらゆる方
向に生ずるので、ｐｔＳ５図に示すように、全発光量の
かなりの部分が発光層４内に閉じ込められ、Ｉ！Ｘ厚に
直角な方向に進むことになる。ここでＺｎＳの発光層４
はＺｎＳ多結晶の集合体であって、肉眼では白ぼっく白
濁して見える状態にあるため、隣接する発光絵素からの
光を散乱して、あたかも低輝度で発光しているように見
える０次の表１は、ｔｊＳ４図において絵素Ａを５０７
−）ランバート（ｒｔ−Ｌ）で発光させた場合の、隣接
絵素Ｃと絵素開部分ＢＦ）測定輝度を示したちのである
。
向に生ずるので、ｐｔＳ５図に示すように、全発光量の
かなりの部分が発光層４内に閉じ込められ、Ｉ！Ｘ厚に
直角な方向に進むことになる。ここでＺｎＳの発光層４
はＺｎＳ多結晶の集合体であって、肉眼では白ぼっく白
濁して見える状態にあるため、隣接する発光絵素からの
光を散乱して、あたかも低輝度で発光しているように見
える０次の表１は、ｔｊＳ４図において絵素Ａを５０７
−）ランバート（ｒｔ−Ｌ）で発光させた場合の、隣接
絵素Ｃと絵素開部分ＢＦ）測定輝度を示したちのである
。
表 １
この現象は、Ｘ−Ｙマトリックス表示を行う電界発光パ
ネルにおいて、発光絵素のニック切れの悪化などの表示
品質の低下を生ずる原因となり、従来一般的であった発
光か否かの２段階表示の場合には実用上それはと問題に
はならないが、低輝度の発光状態も用いる多段階の階調
表示の場合には大きな問題点となる。
ネルにおいて、発光絵素のニック切れの悪化などの表示
品質の低下を生ずる原因となり、従来一般的であった発
光か否かの２段階表示の場合には実用上それはと問題に
はならないが、低輝度の発光状態も用いる多段階の階調
表示の場合には大きな問題点となる。
このような間定点を解決するために、素子内に各種の黒
化膜を挿入して？ｒ＆電極からの外部光の反射を防いで
視認性を向上することが試みられているが（例えば特公
昭５８−２０４６８号公Ｉｌ１参照）、黒化膜を挿入し
ただけでは、コントラストの改善には有効であるが、前
述の隣接絵素の発光の影響が強調されるため、階ｒｆ！
４表示の表示品質を向上することには効果がない。
化膜を挿入して？ｒ＆電極からの外部光の反射を防いで
視認性を向上することが試みられているが（例えば特公
昭５８−２０４６８号公Ｉｌ１参照）、黒化膜を挿入し
ただけでは、コントラストの改善には有効であるが、前
述の隣接絵素の発光の影響が強調されるため、階ｒｆ！
４表示の表示品質を向上することには効果がない。
また従来の構造では、第４図に示すように透明電極２の
エツジ部に起因する段差部りが形成され、電界の集中に
よる微少破壊点が生じて電極が断線しやすくなり、表示
パネルの信頼性が低下するという問題もあった。
エツジ部に起因する段差部りが形成され、電界の集中に
よる微少破壊点が生じて電極が断線しやすくなり、表示
パネルの信頼性が低下するという問題もあった。
この発明はこのような問題点にＭ目し、電界発光素子の
表示品質と信頼性を向上することを目的としてなされた
ものである。
表示品質と信頼性を向上することを目的としてなされた
ものである。
く課題を解決するための手段〉
上述の目的を達成するために、この発明では、発光絵素
の周囲の発光絵素を構成しない領域に光吸収層を設けて
いる。
の周囲の発光絵素を構成しない領域に光吸収層を設けて
いる。
〈作用〉
光吸収層によって隣接絵素からの散乱光が防がれ、コン
トラストが改善される。また光吸収層を形成することに
より、ＩＴ○エツジ部により生ずる段差をなくすことが
可能となり、電界の集中による微少破壊点の発生が防止
されて表示パネルの信頼性が向上される。
トラストが改善される。また光吸収層を形成することに
より、ＩＴ○エツジ部により生ずる段差をなくすことが
可能となり、電界の集中による微少破壊点の発生が防止
されて表示パネルの信頼性が向上される。
〈実施例〉
次にｔｊＳ１図に示した一実施例について説明する。
第１図（、）は拡大平面図、第１図（ｂ）はその断面図
である。尚、第４図と同一部分は同一符号で示しである
。
である。尚、第４図と同一部分は同一符号で示しである
。
〃ラス等の透光性基板１の上には、ＩＴＯ１ＳｎＯ２等
の透１１１１７ｒｉ［２（ｒｌ、す１０００−５０００
Ａ）カ形成すれており、エツチングによりストライプ状
とされている。その上には、Ｔ ＆ ａ Ｏｓ −Ｙ
２０ ｓ −Ｔ ！ ０２ 、ＡＬＯ−−６ｉＯ２等の
金属酸化物、または５ｉａＮ４−ＡＩＮ等の窒化物の単
層、積層あるいは混合層からなる第１絶縁Ｐ１３Ｃ）￥
さ１０００〜５０００Ａ）が各種の薄膜形成Ｉｉ術を用
いて８２層されている。更にその上には、発光層中のＴ
ｂ濃度が２〜４ａｔ％に、またＦ／Ｔｂ比が〜１になる
ように、適量のＴｂＦ、をＺｎＳに添加したターゲット
を用いて、スパッタ法によりＺｎＳ：Ｔｂ、Ｆ発光７［
！４（厚さ５０００−１５００ＯＡ）が積層されている
。この発光層４の形成は、発光絵素の面積に相当する大
きさの正方形または長方形のドツト状となるように７オ
トリングラフイ技術を用いて行なわれる。
の透１１１１７ｒｉ［２（ｒｌ、す１０００−５０００
Ａ）カ形成すれており、エツチングによりストライプ状
とされている。その上には、Ｔ ＆ ａ Ｏｓ −Ｙ
２０ ｓ −Ｔ ！ ０２ 、ＡＬＯ−−６ｉＯ２等の
金属酸化物、または５ｉａＮ４−ＡＩＮ等の窒化物の単
層、積層あるいは混合層からなる第１絶縁Ｐ１３Ｃ）￥
さ１０００〜５０００Ａ）が各種の薄膜形成Ｉｉ術を用
いて８２層されている。更にその上には、発光層中のＴ
ｂ濃度が２〜４ａｔ％に、またＦ／Ｔｂ比が〜１になる
ように、適量のＴｂＦ、をＺｎＳに添加したターゲット
を用いて、スパッタ法によりＺｎＳ：Ｔｂ、Ｆ発光７［
！４（厚さ５０００−１５００ＯＡ）が積層されている
。この発光層４の形成は、発光絵素の面積に相当する大
きさの正方形または長方形のドツト状となるように７オ
トリングラフイ技術を用いて行なわれる。
次にドツト状に形成された各発光層４の周囲の隙間頭載
に、５ｉｎ２に適量（Ｏ〜８０鴎ｏ１％）のＴｉを混合
したベレットを用いて、電子ビーム蒸着法によりＰｔ５
１図（ａ）において斜線で示すように光吸収Ｍ７が形成
される。この光吸収層７はＳｉＯ２：Ｔｉのサーメツト
膜からなる黒化膜であり、透明電極２上における＠１１
絶縁３と発光層４の膜厚の和と等しくなる厚さで、透明
電極２の隙間の部分の第１ＪａＵ１３の上に形成されて
いる。更にこの上に、第１絶縁Ｎ３と同様な材料を用い
て第２絶縁層５（厚さ１０００〜５０００Ａ）が積層さ
れ、最後に背面ＴｉｍＧとして、透明電極２と直交する
方向に、且つ発光層４に対応する位置にＡ１１ｆＪがス
トライブ状に形成さｈている。
に、５ｉｎ２に適量（Ｏ〜８０鴎ｏ１％）のＴｉを混合
したベレットを用いて、電子ビーム蒸着法によりＰｔ５
１図（ａ）において斜線で示すように光吸収Ｍ７が形成
される。この光吸収層７はＳｉＯ２：Ｔｉのサーメツト
膜からなる黒化膜であり、透明電極２上における＠１１
絶縁３と発光層４の膜厚の和と等しくなる厚さで、透明
電極２の隙間の部分の第１ＪａＵ１３の上に形成されて
いる。更にこの上に、第１絶縁Ｎ３と同様な材料を用い
て第２絶縁層５（厚さ１０００〜５０００Ａ）が積層さ
れ、最後に背面ＴｉｍＧとして、透明電極２と直交する
方向に、且つ発光層４に対応する位置にＡ１１ｆＪがス
トライブ状に形成さｈている。
この実施例の電界発光素子は上述のように構成されてお
り、第４図及びｆ５５図に閃して述べた発光層４の膜厚
に直交する方向への光の進行は光吸収層７で遮断され、
隣接絵素への発光輝度の影響は生じない、その上、発光
絵素のエツジ部が明瞭になるとともに絵素間が黒化膜と
なるので、背面電極６からの外部光の反射もなくなる。
り、第４図及びｆ５５図に閃して述べた発光層４の膜厚
に直交する方向への光の進行は光吸収層７で遮断され、
隣接絵素への発光輝度の影響は生じない、その上、発光
絵素のエツジ部が明瞭になるとともに絵素間が黒化膜と
なるので、背面電極６からの外部光の反射もなくなる。
従って、表示状態はフントラストが高く、しかも階′：
Ａ表示にも適した見やすいものとなる。また発光ｆｆ１
４と光吸収７！！１７が同一平面となるため、その上に
形成されるｌ絶縁膜５と背面型ｆｆ１６は平坦となって
、透明電極２のエツジ部による段差部での電界の集中に
よる像中破壊点の発生がなくなり、Ａ１の薄膜からなる
背面電極６が断線する可能性もなくなって表示パネルの
信頼性が向上されるのである。
Ａ表示にも適した見やすいものとなる。また発光ｆｆ１
４と光吸収７！！１７が同一平面となるため、その上に
形成されるｌ絶縁膜５と背面型ｆｆ１６は平坦となって
、透明電極２のエツジ部による段差部での電界の集中に
よる像中破壊点の発生がなくなり、Ａ１の薄膜からなる
背面電極６が断線する可能性もなくなって表示パネルの
信頼性が向上されるのである。
第２図及び第３図は他の実施例で、光吸収ＩｖＪ７のほ
かに発光層４の背面に光吸収／！！１７ａを設けた例を
示している。光吸収層７ａは発光層４と背面電極６の間
に適宜数ければよく、この光吸収１７ａにより、−周コ
ントラストが高く、シかも階調表示に適した表示を得る
ことが容易となる。ｒｊｒＪ２図は第１図の第２絶１ｔ
ＷＩ５と背面電極６の間にストライプ状のサーメット黒
化膜からなる光吸収層７ａを設けた例を、第３図は発光
層４と１２絶縁ＷＩ５の間に光吸収層フａを設けた例を
それぞれ示している。
かに発光層４の背面に光吸収／！！１７ａを設けた例を
示している。光吸収層７ａは発光層４と背面電極６の間
に適宜数ければよく、この光吸収１７ａにより、−周コ
ントラストが高く、シかも階調表示に適した表示を得る
ことが容易となる。ｒｊｒＪ２図は第１図の第２絶１ｔ
ＷＩ５と背面電極６の間にストライプ状のサーメット黒
化膜からなる光吸収層７ａを設けた例を、第３図は発光
層４と１２絶縁ＷＩ５の間に光吸収層フａを設けた例を
それぞれ示している。
尚、上記の実施例では、発光層４としてＺｎＳ：Ｔｂ、
Ｆ発光層を用いた電界発光素子の例について説明してい
るが、この発明の発光層はこれに限定されるものではな
く、白濁して見える発光層、例えばＺｎＳ：Ｍｎ、Ｃａ
Ｓ：Ｅｕ、ＳｒＳ：Ｃｅ等の発光層を用いた素子にも適
用可能である。またこの発明に使用する光吸収層の材料
は、光を透過あるいは反射しない材料、例えば光透過率
が５０％以下の黒化膜が形成されるようなものがよく、
各種のサーメツト膜や７モル７アス５ｉ１５！、Ｃ膜、
金属硫化物膜等が使用でき、更に、有機の絶縁材料であ
るシアノエチルセルロース等を７セトン等の溶六哩に溶
かした液に黒色の染料を分散させ、これを塗布した後温
度を上げて溶剤を除いて黒色有機絶縁膜とする等の手段
で光吸収層を形成することもできる。
Ｆ発光層を用いた電界発光素子の例について説明してい
るが、この発明の発光層はこれに限定されるものではな
く、白濁して見える発光層、例えばＺｎＳ：Ｍｎ、Ｃａ
Ｓ：Ｅｕ、ＳｒＳ：Ｃｅ等の発光層を用いた素子にも適
用可能である。またこの発明に使用する光吸収層の材料
は、光を透過あるいは反射しない材料、例えば光透過率
が５０％以下の黒化膜が形成されるようなものがよく、
各種のサーメツト膜や７モル７アス５ｉ１５！、Ｃ膜、
金属硫化物膜等が使用でき、更に、有機の絶縁材料であ
るシアノエチルセルロース等を７セトン等の溶六哩に溶
かした液に黒色の染料を分散させ、これを塗布した後温
度を上げて溶剤を除いて黒色有機絶縁膜とする等の手段
で光吸収層を形成することもできる。
〈発明の効果〉
上述の実施例から明らかなように、この発明は、電界発
光素子の発光絵素を構成しないｇｒｉ域に光吸収層を設
けたものであって、表示品質とＭ顕性が改善され、しか
も高いコントラストが得られて階調表示にも適する電界
発光素子を得ることが可能となり、電界発光デイスプレ
ィの市場拡大に貢献することができる。
光素子の発光絵素を構成しないｇｒｉ域に光吸収層を設
けたものであって、表示品質とＭ顕性が改善され、しか
も高いコントラストが得られて階調表示にも適する電界
発光素子を得ることが可能となり、電界発光デイスプレ
ィの市場拡大に貢献することができる。
Ｐｔ５１図（ａ）は、この発明の一実施例の拡大平面図
、 第１図（ｂ）は、その断面図、 第２図及びＰｔ５３図は、それぞれ他の実施例の断面図
、 第４図は、薄型電界発光素子の基本的な構造図、ｆｊ’
ｒ ５図は、その光の反射状態の説明図である。 １・・・透光性基板 、２・・・透明電極３・・・
第１絶縁層 、４・・・発光層５・・・１２絶縁層
、６・・・背面電極７．７ａ・・・光吸収層 出頴人 シャープ株式会社
、 第１図（ｂ）は、その断面図、 第２図及びＰｔ５３図は、それぞれ他の実施例の断面図
、 第４図は、薄型電界発光素子の基本的な構造図、ｆｊ’
ｒ ５図は、その光の反射状態の説明図である。 １・・・透光性基板 、２・・・透明電極３・・・
第１絶縁層 、４・・・発光層５・・・１２絶縁層
、６・・・背面電極７．７ａ・・・光吸収層 出頴人 シャープ株式会社
Claims (1)
- １、少なくとも一方が透明な電極間に発光層と絶縁層を
設けた電界発光素子であって、発光絵素の周囲に光吸収
層を設けてなることを特徴とする電界発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63115184A JPH01286288A (ja) | 1988-05-11 | 1988-05-11 | 電界発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63115184A JPH01286288A (ja) | 1988-05-11 | 1988-05-11 | 電界発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01286288A true JPH01286288A (ja) | 1989-11-17 |
Family
ID=14656436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63115184A Pending JPH01286288A (ja) | 1988-05-11 | 1988-05-11 | 電界発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01286288A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06290874A (ja) * | 1992-08-31 | 1994-10-18 | Seikosha Co Ltd | Ｅｌ素子 |
| JPH0997678A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Seikosha Co Ltd | Ｅｌ素子 |
| JP2003197368A (ja) * | 2001-12-26 | 2003-07-11 | Samsung Sdi Co Ltd | 有機電界発光表示装置 |
| JP2006065305A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-03-09 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 読み取り機能付き表示装置及びそれを用いた電子機器 |
-
1988
- 1988-05-11 JP JP63115184A patent/JPH01286288A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06290874A (ja) * | 1992-08-31 | 1994-10-18 | Seikosha Co Ltd | Ｅｌ素子 |
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