JPH0322394A - 薄膜el素子 - Google Patents
薄膜el素子Info
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- JPH0322394A JPH0322394A JP1157767A JP15776789A JPH0322394A JP H0322394 A JPH0322394 A JP H0322394A JP 1157767 A JP1157767 A JP 1157767A JP 15776789 A JP15776789 A JP 15776789A JP H0322394 A JPH0322394 A JP H0322394A
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Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
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
本発明は 薄型で表示の視認性が優れているた& O
A機器等の端末ディスプレイとして最適である薄膜EL
素子に関するものであり、更に詳しくはコントラストの
良い薄膜ELバネルに関するものであム 従来の技術 従来より薄膜EL素子をX−Yマトリックス構或にした
薄膜ELディスプレイパネルが知られていも このパネ
ルは第1誘電体層/蛍光体層/第2誘電体層の積層薄膜
の両面に水平平行電極群と垂直平行電極群とを互いに直
交するように配置獣それぞれの電極群に接続された給電
線により、切り換え装置を通して信号を加えて両電極の
交点部分の蛍光体層を発光させ(この交点の発光部分面
を絵素と称する)、発光した絵素の組み合わせによって
文字記俵 図形等を表示させるものであも上記薄膜EL
ディスプレイパネルζ上 通常ガラス製の透光性基板上
に スズをドープした酸化インジウム(ITO)薄膜か
らなる透明な平行電極群を形或し その上に下部絶縁体
層、 蛍光体鳳上部絶縁体層を順次形威し さらにその
上に一般にAl金属からなる背面平行電極群を前記透明
平行電極群に直交する配置で積層して作製すも蛍光体層
は一般にZnS母体に発光センターとしてMnや希土類
元素等をドーブしたもQ あるいはCaSやSrS母体
に発光センターとしてCa, Eu等をドーブしたも
のが用いられも 上臥 及び下部誘電体層にはYessS Sins、A
larm、Ta象Os% S++nOs,Si参NaJ
aTiOs,SrTi.O零、P bT io 宴、お
よび13aTa*Q@等から選ばれた絶縁体簿膜が用い
られも これらの第l、第2誘電体層と蛍光体層は透光性の薄膜
であるた八 従来のA1背面電極は上記のような絵素に
給電する役割を担うだけでなく蛍光体層の内部で生じた
光を効率よく外部へ取り出す為の反射板の役割も果たし
ていh しかし 実際のELディスブl/イバネルでは
前記A1背面電極が外部の光に対しても反射板として働
くた& ELディスブレイパネルが鏡面となり、パネ
ルのコントラストが低下する問題があム コントラスト
を改善ずるた吹 通象 円偏向フィルターや光吸収性の
フィルターをガラス基板前面設けも あるいは第2誘電
体層の一部または全部を黒色の光吸収性の薄膜で構戊す
るなどの工夫がなされていも発明が解決しようとする課
題 しかし 前者の場合で(上 フィルターにかかるコスト
が高い問題戟 また後者の場合で(上 一般的に光吸収
層が高い電気絶縁性を持ちにくいたべ電極のピッチを5
本/ m m程度にした高精細のELディスプレイパネ
ルでζ上 発光させた絵素の周りの絵素にも電荷が流れ
高い電圧で高輝度に発光させた場合、電圧を印加しな
い絵素も発光するいわゆるクロストーク現象が生じ易い
問題と、上記光吸収層を蛍光体層に接した場合にはE
L素子の発光特怯 特に寿命特性が劣化する間玖 さら
に絵素の容量と絵素を発光させるための回路中の抵抗で
決定される回路全体の時定数が大きくなり、絵素に十分
な電荷が蓄積されないために高輝度且つ大面積のELデ
ィスプレイパネルを得ることが困難になる問題があり、
ELパネルの実用化を妨げていも 本発明(上 前記従来の課題を解決ヒ コストの安く、
クロストーク現象の生じないライフ特性の優れた高コン
トラストのELディスプレイパネルを提供することを目
的とすも 課題を解決するための手段 本発明ζ上 透光性基板上に 透明電凰 第1誘電体層
、 蛍光体層、 第2誘電体鳳 および背面電極を順次
積層してなる薄膜EL素子において、前記背面電極の少
なくとも第2誘電体層に接する側を光吸収性のホウ化物
薄風 たとえば電気良導体のTiBaとする。
A機器等の端末ディスプレイとして最適である薄膜EL
素子に関するものであり、更に詳しくはコントラストの
良い薄膜ELバネルに関するものであム 従来の技術 従来より薄膜EL素子をX−Yマトリックス構或にした
薄膜ELディスプレイパネルが知られていも このパネ
ルは第1誘電体層/蛍光体層/第2誘電体層の積層薄膜
の両面に水平平行電極群と垂直平行電極群とを互いに直
交するように配置獣それぞれの電極群に接続された給電
線により、切り換え装置を通して信号を加えて両電極の
交点部分の蛍光体層を発光させ(この交点の発光部分面
を絵素と称する)、発光した絵素の組み合わせによって
文字記俵 図形等を表示させるものであも上記薄膜EL
ディスプレイパネルζ上 通常ガラス製の透光性基板上
に スズをドープした酸化インジウム(ITO)薄膜か
らなる透明な平行電極群を形或し その上に下部絶縁体
層、 蛍光体鳳上部絶縁体層を順次形威し さらにその
上に一般にAl金属からなる背面平行電極群を前記透明
平行電極群に直交する配置で積層して作製すも蛍光体層
は一般にZnS母体に発光センターとしてMnや希土類
元素等をドーブしたもQ あるいはCaSやSrS母体
に発光センターとしてCa, Eu等をドーブしたも
のが用いられも 上臥 及び下部誘電体層にはYessS Sins、A
larm、Ta象Os% S++nOs,Si参NaJ
aTiOs,SrTi.O零、P bT io 宴、お
よび13aTa*Q@等から選ばれた絶縁体簿膜が用い
られも これらの第l、第2誘電体層と蛍光体層は透光性の薄膜
であるた八 従来のA1背面電極は上記のような絵素に
給電する役割を担うだけでなく蛍光体層の内部で生じた
光を効率よく外部へ取り出す為の反射板の役割も果たし
ていh しかし 実際のELディスブl/イバネルでは
前記A1背面電極が外部の光に対しても反射板として働
くた& ELディスブレイパネルが鏡面となり、パネ
ルのコントラストが低下する問題があム コントラスト
を改善ずるた吹 通象 円偏向フィルターや光吸収性の
フィルターをガラス基板前面設けも あるいは第2誘電
体層の一部または全部を黒色の光吸収性の薄膜で構戊す
るなどの工夫がなされていも発明が解決しようとする課
題 しかし 前者の場合で(上 フィルターにかかるコスト
が高い問題戟 また後者の場合で(上 一般的に光吸収
層が高い電気絶縁性を持ちにくいたべ電極のピッチを5
本/ m m程度にした高精細のELディスプレイパネ
ルでζ上 発光させた絵素の周りの絵素にも電荷が流れ
高い電圧で高輝度に発光させた場合、電圧を印加しな
い絵素も発光するいわゆるクロストーク現象が生じ易い
問題と、上記光吸収層を蛍光体層に接した場合にはE
L素子の発光特怯 特に寿命特性が劣化する間玖 さら
に絵素の容量と絵素を発光させるための回路中の抵抗で
決定される回路全体の時定数が大きくなり、絵素に十分
な電荷が蓄積されないために高輝度且つ大面積のELデ
ィスプレイパネルを得ることが困難になる問題があり、
ELパネルの実用化を妨げていも 本発明(上 前記従来の課題を解決ヒ コストの安く、
クロストーク現象の生じないライフ特性の優れた高コン
トラストのELディスプレイパネルを提供することを目
的とすも 課題を解決するための手段 本発明ζ上 透光性基板上に 透明電凰 第1誘電体層
、 蛍光体層、 第2誘電体鳳 および背面電極を順次
積層してなる薄膜EL素子において、前記背面電極の少
なくとも第2誘電体層に接する側を光吸収性のホウ化物
薄風 たとえば電気良導体のTiBaとする。
作用
ELディスプレイパネルのコントラストの改善{上 絵
素の発光輝度に対して、ELディスプレイパネルの背景
、即ち非発光時の絵素の明るさを十分暗くすることによ
ってなされも 背面電極の少なくとも第2誘電体層に接
する側に 光吸収性の薄膜を設けることによって外部光
の反射率を低減して非発光時の反射光による明るさを落
し コントラストが高く、クロストークの生じないEL
ディスプレイパネルを得ることができも また 本発明
によれば EL素子の発光特咀 特に素子の寿命に関し
て重要な役割を担う蛍光体層と誘電体層との界面を変化
させることもなく、実用化の為の条件をすべて満たして
いも 一般に 遷移金属ホウ化物は熱伝導度が高く、電気の良
導体が多(1 たとえばTiB*は18μΩ・Cmの低
抵抗を持つ。したがって、電気の良導体であるホウ化物
を用いた場合でi! これ自身が電極となり得るため
従来の技術で記した時定数の問題は生じ得なl,%
TiBsは抵抗率が上記のように低く、対にして設けら
れるITO透明電極より約1桁低賎 しかも黒色といっ
た特徴がある光吸収性の電極となん 以上の説明のよう+.:,EI,ディスプレイパネルの
背面電極を少なくとも第2誘電体層に接する側に光吸収
凰 たとえばTaBeや’TiBt薄膜で構或すること
によって、コントラストや信頼性に優れたELディスプ
レイパネルを製作できも実施例 以下阪 本発明の実施例について図面を参照I2ながら
説明すも 実施例1 図は本発明にかかる薄膜EL素子の断面構造を示す。図
において、 1はガラス基板であり、その上に合金ター
ゲットを用いてITO薄膜を直流スバッター法で形或し
ピッチ0.2mms幅0.16mmの多数のストライ
プ状にエッチング加工して透明電極2とし魅 その上に
第1誘電体層としてSr (Zrs.2Tis.s)
Os薄膜3を形或した 薄膜の厚さは300nmであも
製膜には上記組或のセラミックをターゲットにした高
周波マグネトロンスバッター法を用いtら その後EB蒸着法でZnS: Mn蛍光体薄膜4を5
00nrnの厚さに形戒した。発光センターのMnの含
量は0.8原子%にしf:. ZnS: Mn蛍光
体薄膜を形或する前後に 同じ<EB蒸着法により同一
チャンバー中でCaS薄膜5を各々50nm形戒した
これは駆動時における輝度・電圧特性の安定化を図るた
めの拡散にたいするバッファ一層となa 蛍光体薄膜形或後輝度アップのため真空雰囲気中で55
0t., 1時間の熱処理を行ったつぎに第2誘電体
層6をバッファ一層5の上に第2誘電体層と全く同じ手
法でBaTaeQe薄膜を300nmの厚さに形或した
最後にTil3*背面電極7をTiBe化合物をター
ゲットにして6×10−”TorrのA『ガス中で高周
波スパツター法で2 0 0 nmの厚さに形或しt4
この時基板温度は200℃とし?.,ITO電極と
同じ0.2mmピッチ、0.16mm幅のストライブ状
電極にエッヂング加工し薄膜EL素子を完或しtもさら
に比較のために 以上説明したEL素子構或と全く同じ
であるカt 背面電極のみAI金属とした従来のEL素
子も作製しtも 本発明の一実施例にかかる上記薄膜EL素子において、
コントラストについて調べた まず暗所で素子の平均輝
度が50cd/m”になる駆動電圧を測定しtも つ
ぎに蛍光灯によりEL素子の表面照度を1000ルック
スとし 素子表面から蛍光灯の明るさを拡散反射させた
上記駆動電圧をオン及びオフした時の素子の輝度比を
求めコントラストとしf, その結果 従来の素子で
はコントラストは13: 1であったht 本発明のT
iB象薄膜を背面電極にしたものは70: 1のコント
ラストが得られ5倍強の改善がなされ?Q, また輝
度・電圧特性の経時特性は従来と同様で何ら変わりはな
かっ九 実施例2 実施例1と全く同じEL素子を構或し1, ただし背
面電極のみをTaB*薄膜とし?.,TaB*薄膜はT
aB*化合物をターゲットにして、高周波マグネトロン
スパッター法を用いてTiB*薄膜と同じ条件で作製し
?,,.TaB2薄膜の比抵抗はTiB2薄膜に比較し
やや高く、約70μΩ・cmであったが電極として十分
な導電性を有しており、必要に応じて膜厚をコントロー
ルして電極抵抗を調節すればよ鶏 実施例1と同様なコ
ントラストの測定で同じ(70:1の従来に比較して約
5倍強のコントラストがえらtも 実施例3 実施例1と全く同様のEL素子を構或しtも ただし
背面電極のみWB薄膜とし丸 WB化合物をターゲット
とし高周波マグネトロンスバッター法を用いて200n
mの厚さの薄膜を形或した このKArのガス圧はTa
BeやTiI3*の場合と同じである戟 付着力を高め
るため基板温度をやや高めの350℃とし九 比抵抗は
TiBg膜と殆ど同一で20μΩ・cmであっt4
素子のコントラストは実施例1と同じ測定条件で65:
lの値かえられた 実施例4 実施例1と同様のEL素子を構或し九 ただし背面電極
のみCrBs薄膜とし7’,.CrB2化合物をターゲ
ットとして高周波マグネトロンスバッター法を用いて2
0 0 nmの厚さの薄膜を形或したこの隊Arのガ
ス圧及び基板温度は実施例3のWBの場合と同一とし1
, 薄膜の比抵抗は25μΩ・cmであっ1, 素
子のコントラストは実施例1と同じ測定条件で80:
1と高い値が得られ九以上実施例で明かなよう?Q
TiB*化合物と類似の性質を持つZrB*化合¥!y
J.TaBtと類似のN bB *化合惧 更にWBと
類似のMoB化合物においてもまた同様な効果を持った
薄膜EL素子が得られること(友 原理的に明かであも
更に 背面電極の内第2誘電体層に接する部分のみを
ホウ化物薄膜にし その上に他の金属薄膜、たとえばA
I金属をさらに重ねても外光反射が問題であるので本発
明の原理から考えて、一向に差し支えな鶏誘電体ならび
に蛍光体の種類も限定されるものではな(1 発明の効果 以上のように本発明によれば コントラストに優れ か
つ長時間の駆動によっても輝度・電圧特性の変動が少な
い薄膜EL素子を製造でき、コンピュータ端末などの薄
瓢 高品位ディスプレイとして広く利用で叡 実用的価
値は犬き鶏
素の発光輝度に対して、ELディスプレイパネルの背景
、即ち非発光時の絵素の明るさを十分暗くすることによ
ってなされも 背面電極の少なくとも第2誘電体層に接
する側に 光吸収性の薄膜を設けることによって外部光
の反射率を低減して非発光時の反射光による明るさを落
し コントラストが高く、クロストークの生じないEL
ディスプレイパネルを得ることができも また 本発明
によれば EL素子の発光特咀 特に素子の寿命に関し
て重要な役割を担う蛍光体層と誘電体層との界面を変化
させることもなく、実用化の為の条件をすべて満たして
いも 一般に 遷移金属ホウ化物は熱伝導度が高く、電気の良
導体が多(1 たとえばTiB*は18μΩ・Cmの低
抵抗を持つ。したがって、電気の良導体であるホウ化物
を用いた場合でi! これ自身が電極となり得るため
従来の技術で記した時定数の問題は生じ得なl,%
TiBsは抵抗率が上記のように低く、対にして設けら
れるITO透明電極より約1桁低賎 しかも黒色といっ
た特徴がある光吸収性の電極となん 以上の説明のよう+.:,EI,ディスプレイパネルの
背面電極を少なくとも第2誘電体層に接する側に光吸収
凰 たとえばTaBeや’TiBt薄膜で構或すること
によって、コントラストや信頼性に優れたELディスプ
レイパネルを製作できも実施例 以下阪 本発明の実施例について図面を参照I2ながら
説明すも 実施例1 図は本発明にかかる薄膜EL素子の断面構造を示す。図
において、 1はガラス基板であり、その上に合金ター
ゲットを用いてITO薄膜を直流スバッター法で形或し
ピッチ0.2mms幅0.16mmの多数のストライ
プ状にエッチング加工して透明電極2とし魅 その上に
第1誘電体層としてSr (Zrs.2Tis.s)
Os薄膜3を形或した 薄膜の厚さは300nmであも
製膜には上記組或のセラミックをターゲットにした高
周波マグネトロンスバッター法を用いtら その後EB蒸着法でZnS: Mn蛍光体薄膜4を5
00nrnの厚さに形戒した。発光センターのMnの含
量は0.8原子%にしf:. ZnS: Mn蛍光
体薄膜を形或する前後に 同じ<EB蒸着法により同一
チャンバー中でCaS薄膜5を各々50nm形戒した
これは駆動時における輝度・電圧特性の安定化を図るた
めの拡散にたいするバッファ一層となa 蛍光体薄膜形或後輝度アップのため真空雰囲気中で55
0t., 1時間の熱処理を行ったつぎに第2誘電体
層6をバッファ一層5の上に第2誘電体層と全く同じ手
法でBaTaeQe薄膜を300nmの厚さに形或した
最後にTil3*背面電極7をTiBe化合物をター
ゲットにして6×10−”TorrのA『ガス中で高周
波スパツター法で2 0 0 nmの厚さに形或しt4
この時基板温度は200℃とし?.,ITO電極と
同じ0.2mmピッチ、0.16mm幅のストライブ状
電極にエッヂング加工し薄膜EL素子を完或しtもさら
に比較のために 以上説明したEL素子構或と全く同じ
であるカt 背面電極のみAI金属とした従来のEL素
子も作製しtも 本発明の一実施例にかかる上記薄膜EL素子において、
コントラストについて調べた まず暗所で素子の平均輝
度が50cd/m”になる駆動電圧を測定しtも つ
ぎに蛍光灯によりEL素子の表面照度を1000ルック
スとし 素子表面から蛍光灯の明るさを拡散反射させた
上記駆動電圧をオン及びオフした時の素子の輝度比を
求めコントラストとしf, その結果 従来の素子で
はコントラストは13: 1であったht 本発明のT
iB象薄膜を背面電極にしたものは70: 1のコント
ラストが得られ5倍強の改善がなされ?Q, また輝
度・電圧特性の経時特性は従来と同様で何ら変わりはな
かっ九 実施例2 実施例1と全く同じEL素子を構或し1, ただし背
面電極のみをTaB*薄膜とし?.,TaB*薄膜はT
aB*化合物をターゲットにして、高周波マグネトロン
スパッター法を用いてTiB*薄膜と同じ条件で作製し
?,,.TaB2薄膜の比抵抗はTiB2薄膜に比較し
やや高く、約70μΩ・cmであったが電極として十分
な導電性を有しており、必要に応じて膜厚をコントロー
ルして電極抵抗を調節すればよ鶏 実施例1と同様なコ
ントラストの測定で同じ(70:1の従来に比較して約
5倍強のコントラストがえらtも 実施例3 実施例1と全く同様のEL素子を構或しtも ただし
背面電極のみWB薄膜とし丸 WB化合物をターゲット
とし高周波マグネトロンスバッター法を用いて200n
mの厚さの薄膜を形或した このKArのガス圧はTa
BeやTiI3*の場合と同じである戟 付着力を高め
るため基板温度をやや高めの350℃とし九 比抵抗は
TiBg膜と殆ど同一で20μΩ・cmであっt4
素子のコントラストは実施例1と同じ測定条件で65:
lの値かえられた 実施例4 実施例1と同様のEL素子を構或し九 ただし背面電極
のみCrBs薄膜とし7’,.CrB2化合物をターゲ
ットとして高周波マグネトロンスバッター法を用いて2
0 0 nmの厚さの薄膜を形或したこの隊Arのガ
ス圧及び基板温度は実施例3のWBの場合と同一とし1
, 薄膜の比抵抗は25μΩ・cmであっ1, 素
子のコントラストは実施例1と同じ測定条件で80:
1と高い値が得られ九以上実施例で明かなよう?Q
TiB*化合物と類似の性質を持つZrB*化合¥!y
J.TaBtと類似のN bB *化合惧 更にWBと
類似のMoB化合物においてもまた同様な効果を持った
薄膜EL素子が得られること(友 原理的に明かであも
更に 背面電極の内第2誘電体層に接する部分のみを
ホウ化物薄膜にし その上に他の金属薄膜、たとえばA
I金属をさらに重ねても外光反射が問題であるので本発
明の原理から考えて、一向に差し支えな鶏誘電体ならび
に蛍光体の種類も限定されるものではな(1 発明の効果 以上のように本発明によれば コントラストに優れ か
つ長時間の駆動によっても輝度・電圧特性の変動が少な
い薄膜EL素子を製造でき、コンピュータ端末などの薄
瓢 高品位ディスプレイとして広く利用で叡 実用的価
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図は本発明の一実施例にかかる薄膜EL素子の構或を示
す断面図であも
す断面図であも
Claims (2)
- (1)透光性基板上に、透明電極、第1誘電体層、蛍
光体層、第2誘電体層および背面電極が順次積層されて
なる薄膜EL素子において、前記背面電極の全部、もし
くは少なくとも第2誘電体層に接する側が光吸収性のT
i、Zr、Ta、Nb、Cr、Mo及びWのホウ化物か
ら選ばれた材料の薄膜であることを特徴とする薄膜EL
素子。 - (2)Ti、Zr、Ta、Nb、Cr、MoまたはW
のホウ化物薄膜を、その元素のホウ化物をターゲットと
しArガスを用いたスパッタリング法で作製したことを
特徴とする請求項1記載の薄膜EL素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1157767A JPH0322394A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 薄膜el素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1157767A JPH0322394A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 薄膜el素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0322394A true JPH0322394A (ja) | 1991-01-30 |
Family
ID=15656867
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1157767A Pending JPH0322394A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 薄膜el素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0322394A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7151340B2 (en) | 2001-09-28 | 2006-12-19 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Display device with reduced deterioration of emission layer |
US20110169117A1 (en) * | 2009-04-30 | 2011-07-14 | Massachusetts Institute Of Technology | Cross-Talk Suppression in Geiger-Mode Avalanche Photodiodes |
-
1989
- 1989-06-20 JP JP1157767A patent/JPH0322394A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7151340B2 (en) | 2001-09-28 | 2006-12-19 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Display device with reduced deterioration of emission layer |
US20110169117A1 (en) * | 2009-04-30 | 2011-07-14 | Massachusetts Institute Of Technology | Cross-Talk Suppression in Geiger-Mode Avalanche Photodiodes |
US10361334B2 (en) | 2009-04-30 | 2019-07-23 | Massachusetts Institute Of Technology | Cross-talk suppression in Geiger-mode avalanche photodiodes |
US10636929B2 (en) * | 2009-04-30 | 2020-04-28 | Massachusetts Institute Of Technology | Cross-talk suppression in Geiger-mode avalanche photodiodes |
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