JPH0322396A - 薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子Info
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- JPH0322396A JPH0322396A JP1157827A JP15782789A JPH0322396A JP H0322396 A JPH0322396 A JP H0322396A JP 1157827 A JP1157827 A JP 1157827A JP 15782789 A JP15782789 A JP 15782789A JP H0322396 A JPH0322396 A JP H0322396A
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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《よ 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も 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
交するように配置レ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
文字記蛛 図形等を表示させるものであん上記薄膜ＥＬ
ディスプレイパネル（友 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、 蛍光体層、上部絶縁体層を順次形或レ さらにそ
の上に一般にＡ１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ちα あるいはＣａＳやＳｒＳ母
体に発光センターとしてＣａ， Ｅｕ等をドープした
ものが用いられも 上臥 及び下部誘電体層にはＹ２０３、ＳｉＯｚ、Ａｈ
○３、Ｔａ２’ｓ，ＳｍｔＯｔＸＳｉｓＮａ、ＢａＴｉ
Ｏｔ、ＳｒＴｉＯｓ、Ｐ ｂＴ ｉｏ ｓ， および
ＢａＴａａＱｅ等から選ばれた絶縁体薄膜が用いられる
。
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も 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
交するように配置レ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
文字記蛛 図形等を表示させるものであん上記薄膜ＥＬ
ディスプレイパネル（友 通常ガラス製の透光性基板上
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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、 蛍光体層、上部絶縁体層を順次形或レ さらにそ
の上に一般にＡ１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ちα あるいはＣａＳやＳｒＳ母
体に発光センターとしてＣａ， Ｅｕ等をドープした
ものが用いられも 上臥 及び下部誘電体層にはＹ２０３、ＳｉＯｚ、Ａｈ
○３、Ｔａ２’ｓ，ＳｍｔＯｔＸＳｉｓＮａ、ＢａＴｉ
Ｏｔ、ＳｒＴｉＯｓ、Ｐ ｂＴ ｉｏ ｓ， および
ＢａＴａａＱｅ等から選ばれた絶縁体薄膜が用いられる
。
これらの第１，第２誘電体層と蛍光体層は透光性の薄膜
であるた△ 従来のＡＩ背面電極は上記のような絵素に
給電ず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
ていも しかし 実際のＥＬディスプレイパネルでは前
記Ａｌ背面電極が外部の光に対しても反射板として働く
た６ ＥＬディスプ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も コントラストを
改善するたム 通家 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或する
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（友 フィルターにかかるコスト
が高い問題力文 また後者の場合で（友 一般的に光吸
収層が高い電気絶縁性を持ちにくいた吹電極のピッチを
５本／ｍｍ程度にした高精細のＥＬディスプレイパネル
で（よ 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ＥＬ素
子の発光特怯 特に寿命特性が劣化する問題 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
バ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改 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（よ 透光性基板上′４ヘ 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
の炭化物薄風 たとえば電気良導体のＴａＣとしたもの
である。
であるた△ 従来のＡＩ背面電極は上記のような絵素に
給電ず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
ていも しかし 実際のＥＬディスプレイパネルでは前
記Ａｌ背面電極が外部の光に対しても反射板として働く
た６ ＥＬディスプ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も コントラストを
改善するたム 通家 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或する
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（友 フィルターにかかるコスト
が高い問題力文 また後者の場合で（友 一般的に光吸
収層が高い電気絶縁性を持ちにくいた吹電極のピッチを
５本／ｍｍ程度にした高精細のＥＬディスプレイパネル
で（よ 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ＥＬ素
子の発光特怯 特に寿命特性が劣化する問題 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
バ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改 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（よ 透光性基板上′４ヘ 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
の炭化物薄風 たとえば電気良導体のＴａＣとしたもの
である。
作用
本発明ｉ１ＥＬディスプレイパネルのコントラストの改
善（よ 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素子の発光特怯 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 遷移金属炭化物は熱伝導度が高く、電気の良導
体が多い。たとえばＴａＣは２０μΩ・Ｃｍの低抵抗を
持つ。したがって、電気の良導体である炭化物を用いた
場合では 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，％ ’ｒａｃ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（ちしかも黒色といった特徴がある
光吸収性の電極とな也 以上の説明のように ＥＬ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胤 た
とえばＴａＣやＴｉＣ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 以下に 本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。
善（よ 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素子の発光特怯 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 遷移金属炭化物は熱伝導度が高く、電気の良導
体が多い。たとえばＴａＣは２０μΩ・Ｃｍの低抵抗を
持つ。したがって、電気の良導体である炭化物を用いた
場合では 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，％ ’ｒａｃ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（ちしかも黒色といった特徴がある
光吸収性の電極とな也 以上の説明のように ＥＬ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胤 た
とえばＴａＣやＴｉＣ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 以下に 本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。
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薄膜を直流スパッター法で形或し
、ピッチＱ ， ２ ｍｍ，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とした そ
の上に第１誘電体層としてＳｒ （Ｚｒｓ．２Ｔｉｓ．
＊）Ｏｓ薄膜３を形或しｔも 薄膜の厚さは３００ｎ
ｍであも 製膜には上記組戊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パッター法を用いｔも その後ＥＢ蒸着法でＺｎＳ： Ｍｎ蛍光体薄膜４を５
００ｎｍの厚さに形或した。発光センターのＭｎの含量
は０．８原子％にし？．：，，ＺｎＳ： Ｍｎ蛍光体
薄膜を形或する前後Ｇヘ 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も 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九次に第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
Ｂ ａＴ ａｔ○ｅ薄膜を３００ｎｍの厚さに形威しん
最後にＴａＣ背面電極７をＴａＣ化合物をターゲット
にして６Ｘ１０−’ＴｏｒｒのＡｒガス中で高周波スバ
ッター法で２００ｎｍの厚さに形或しｔも この時基
板温度は２００℃とし？，，，ＩＴ○電極と同じ０．２
ｒｎｍピッチ、０．１６ｍｍ幅のストライプ状電極にエ
ッチング加工し薄膜ＥＬ素子を完或しｆ， さらに比較のために 以上説明したＥＬ素子構或と全く
同じであるバ 背面電極のみＡ１金属とした従来のＥＬ
素子も作製し氾 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九 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丸
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九 その結果 従来の素子ではコ
ントラストは１３： １であった力ｔ 本発明のＴａＣ
薄膜を背面電極にしたものは６０： １のコントラスト
が得られ４倍以上の改善がなされｆ， 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ｔ
も 実施例２ 実施例１と全く同じＥＬ素子を構或した。ただし背面電
極のみをＴｉＣ薄膜とした。ＴｉＣ薄膜はＴｉＣ化合物
をターゲットにして、高周波マグネトロンスバッター法
を用いてＴａＣ薄膜と同じ条件で作製し？，，，ＴｉＣ
薄膜の比抵抗はＴａＣ薄膜に比較しやや高く、約１００
μΩ・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
５５＝１の従来に比較して約４倍のコントラストがえら
れ九 実施例３ 実施例ｌと全く同様のＥＬ素子を構或しｔラ ただし
背面電極のみＷＣ薄膜とし？．，ＷＣ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２００
ｎｍの厚さの薄膜を形或しｔラ この線Ａｒのガス圧
はＴａＣやＴｉＣの場合と同じである力ｔ 付着力を高
めるため基板温度をやや高めの３００℃としｆ， 比
抵抗はＴａＣ薄膜と殆ど同一であっｔも 素子のコン
トラストは実施例１と同じ測定条件で６５＝ １の値が
えられ九 以上実施例で明かなように ＴｉＣ化合物と類似の性質
を持つＺｒＣ、またＴａＣと類似のＮｂＣ化合物及びＶ
Ｃ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（戴 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炭化物薄膜
にし その上に他の金属薄風 たとえばＡｌ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〜 誘電体ならびに蛍光体の種類も限定されるものではな（
〜 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き、実用的価
値は大き賎
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薄膜を直流スパッター法で形或し
、ピッチＱ ， ２ ｍｍ，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とした そ
の上に第１誘電体層としてＳｒ （Ｚｒｓ．２Ｔｉｓ．
＊）Ｏｓ薄膜３を形或しｔも 薄膜の厚さは３００ｎ
ｍであも 製膜には上記組戊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パッター法を用いｔも その後ＥＢ蒸着法でＺｎＳ： Ｍｎ蛍光体薄膜４を５
００ｎｍの厚さに形或した。発光センターのＭｎの含量
は０．８原子％にし？．：，，ＺｎＳ： Ｍｎ蛍光体
薄膜を形或する前後Ｇヘ 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も 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九次に第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
Ｂ ａＴ ａｔ○ｅ薄膜を３００ｎｍの厚さに形威しん
最後にＴａＣ背面電極７をＴａＣ化合物をターゲット
にして６Ｘ１０−’ＴｏｒｒのＡｒガス中で高周波スバ
ッター法で２００ｎｍの厚さに形或しｔも この時基
板温度は２００℃とし？，，，ＩＴ○電極と同じ０．２
ｒｎｍピッチ、０．１６ｍｍ幅のストライプ状電極にエ
ッチング加工し薄膜ＥＬ素子を完或しｆ， さらに比較のために 以上説明したＥＬ素子構或と全く
同じであるバ 背面電極のみＡ１金属とした従来のＥＬ
素子も作製し氾 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九 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丸
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九 その結果 従来の素子ではコ
ントラストは１３： １であった力ｔ 本発明のＴａＣ
薄膜を背面電極にしたものは６０： １のコントラスト
が得られ４倍以上の改善がなされｆ， 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ｔ
も 実施例２ 実施例１と全く同じＥＬ素子を構或した。ただし背面電
極のみをＴｉＣ薄膜とした。ＴｉＣ薄膜はＴｉＣ化合物
をターゲットにして、高周波マグネトロンスバッター法
を用いてＴａＣ薄膜と同じ条件で作製し？，，，ＴｉＣ
薄膜の比抵抗はＴａＣ薄膜に比較しやや高く、約１００
μΩ・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
５５＝１の従来に比較して約４倍のコントラストがえら
れ九 実施例３ 実施例ｌと全く同様のＥＬ素子を構或しｔラ ただし
背面電極のみＷＣ薄膜とし？．，ＷＣ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２００
ｎｍの厚さの薄膜を形或しｔラ この線Ａｒのガス圧
はＴａＣやＴｉＣの場合と同じである力ｔ 付着力を高
めるため基板温度をやや高めの３００℃としｆ， 比
抵抗はＴａＣ薄膜と殆ど同一であっｔも 素子のコン
トラストは実施例１と同じ測定条件で６５＝ １の値が
えられ九 以上実施例で明かなように ＴｉＣ化合物と類似の性質
を持つＺｒＣ、またＴａＣと類似のＮｂＣ化合物及びＶ
Ｃ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（戴 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炭化物薄膜
にし その上に他の金属薄風 たとえばＡｌ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〜 誘電体ならびに蛍光体の種類も限定されるものではな（
〜 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き、実用的価
値は大き賎
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Ｔｉ
、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、及びＷの炭化物から選ばれた
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、Ｖ、またはＷの炭化物
薄膜を、その元素の炭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項記載の薄膜ＥＬ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1157827A JPH0322396A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 薄膜ｅｌ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1157827A JPH0322396A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0322396A true JPH0322396A (ja) | 1991-01-30 |
Family
ID=15658187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1157827A Pending JPH0322396A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0322396A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120032201A1 (en) * | 2009-04-28 | 2012-02-09 | Nippon Seiki Co., Ltd. | Light-emitting display apparatus |
-
1989
- 1989-06-20 JP JP1157827A patent/JPH0322396A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120032201A1 (en) * | 2009-04-28 | 2012-02-09 | Nippon Seiki Co., Ltd. | Light-emitting display apparatus |
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