JPH05266979A - 薄膜型エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

薄膜型エレクトロルミネッセンス素子

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JPH05266979A
JPH05266979A JP5833292A JP5833292A JPH05266979A JP H05266979 A JPH05266979 A JP H05266979A JP 5833292 A JP5833292 A JP 5833292A JP 5833292 A JP5833292 A JP 5833292A JP H05266979 A JPH05266979 A JP H05266979A
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JP
Japan
Prior art keywords
light emitting
dielectric
emitting layer
tfel
light
Prior art date
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Pending
Application number
JP5833292A
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English (en)
Inventor
Fusakichi Kido
房吉 木戸
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】向上した端面発光の光出力特性を有し、したが
って優れた光プリンタ用光源として利用できるTFEL
を提供する。 【構成】発光層(4)の両面に誘電体層(3a,3b)
を有する薄膜型エレクトロルミネッセンス素子である。
発光層(4)は、ZnSを母材とする蛍光体材料で形成
され、誘電体層(3a,3b)は、SiOx y (ここ
で、yは、1以上、およびx/yは0.5ないし1.
4)からなる非晶質誘電体で形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光プリンタヘッドの分
野に係わり、特には、光プリンタ用光源に使用される高
分解能、薄膜型エレクトロミネッセンス素子(以下TF
ELと称する)に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的に知られているプリンタとして、
例えば電子写真方式ページプリンタがある。この方式で
は、帯電した感応部に印字情報を光書き込みし、感応面
に静電潜像を形成させる。しかる後、この潜像をトナー
で処理し可視化する。
【0003】このような光書き込みによるプリンタにお
いて、従来、光源として、発光ダイオードを使用するも
のもあるが、レーザーダイオードが最も多く用いられて
いる。
【0004】これに対し、最近、TFELの端面発光を
光源として利用することが提案されている(例えば、米
国特許第4,535,341号参照)。このTFEL装
置は、ZnS:Mnからなる発光層の両面にY2 3
らなる誘電体層を設けた構造を有する。それぞれの誘電
体層上に配設された一対の電極に所要の交流電圧を印加
したときに得られるEL発光は、発光層と誘電体層との
界面で全反射され、発光層内に閉じ込められ、発光層の
所定の端部に導光されて放射される。この放射光が感応
部への印字情報の書き込みに利用される。この方式は、
レーザーダイオードの方式と比べて、光学系を簡略で
き、高精細の書き込みができる等、優れた特徴を有す
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このTFEL
の端面発光により書き込みをする場合、その光出力の不
足のため、静電潜像の形成が不十分となり、結果として
印字速度を下げざるをえないことが往々にして起こる。
このためTFELに印加する電圧を高くしたり、発光層
に用いる蛍光体として前記米国特許公報に記載されてい
るZnS:Mnの代わりにZnS:Tbを用いることが
提案されている。
【0006】しかし、従来の光プリンタの光源用TFE
Lは、使用するY2 3 絶縁層の絶縁破壊電圧が低いこ
と等により、端面発光の光出力が十分に得られていな
い。
【0007】従って、本発明は、上記問題を解決し、向
上した端面発光の光出力特性を有し、したがって優れた
光プリンタ用光源として利用できるTFELを提供する
ことを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、発光層の両面
に誘電体層を有する薄膜型エレクトロルミネッセンス素
子であって、前記発光層は、ZnSを母材とする蛍光体
材料で形成され、前記誘電体層は、SiOx Y (ここ
で、yは、1以上、およびx/yは0.5ないし1.
4)からなる非晶質誘電体で形成されたことを特徴とす
る薄膜型エレクトロミネセンス素子を提供する。光書き
込みに利用する端面発光のTFELに対する要件は、
【0009】(1)発光層の屈折率をn1 、誘電体層の
それをn2 としたとき、発光層の中で発光した光を発光
層と誘電体層の界面で全反射させるために、n1 >n2
の条件を満足すること、(2)印字速度は端面発光の光
出力に比例するため、光出力はできるだけ高くする必要
があることである。上記二つの要件を満たす上で、考慮
すべきTFELの構成材料の条件は、以下の通りであ
る。即ち、
【0010】(1)光書き込みに利用できる発光層の蛍
光体は、相応する光出力を達成できるものでなければな
らない。この観点から、本発明において使用する蛍光体
材料は、ZnSを母材とするものに限られる。他の材料
では光書き込みに必要な光出力を得ることはできないの
である。本発明において使用されるZnS系蛍光体は、
付活剤としてMnを用いたもの(ZnS:Mn)、付活
剤としてランタニドを用いたもの(例えば、ZnS:T
b)を含む。
【0011】(2)誘電体層と発光層の界面で全反射し
発光層中を伝搬する光の出力は、その光のモード数に比
例するが、そのモード数Nは、発光層の厚さをa、発光
波長をλ、発光層と誘電体層の屈折率を夫々n1 ,n2
とすると、 N=θc・4an1 /λ 但し、θcは発光層と誘電体層の界面における臨界角で
あり、 θc=cos-1(n2 /n2 ) で表される。
【0012】従って、蛍光体が定まれば、Nは発光層の
厚さと誘電体材料で決まり、誘電体の屈折率n2 は、n
2 <n1 でなければならず、且つ、できるだけ小さい方
がこのましい。
【0013】(3)端面発光のTFELは、ディスプレ
ー用と異なり、電圧−光出力特性の飽和領域付近で使用
される。このため駆動電圧はディスプレー用に比べ2倍
程度高くなる。従って、誘電体の絶縁破壊電圧もそれに
見合った水準でなければならない。ここで、上に述べた
ように、蛍光体は、ZnSを母材とするものに限られる
ので、次に誘電体について述べる。
【0014】ZnS系蛍光体は、ほぼ2.4の屈折率を
有する。誘電体は、上に述べたように、この屈折率未満
でなければならない。しかも、誘電体は、絶縁破壊電界
が高く、薄膜化が容易であることも必要である。こうし
た要件を満たす優れた誘電体としてSiONがあるが、
端面発光TFELに用いられた例はない。本発明者は、
このSiON誘電体について、端面発光TFELの誘電
体層として利用すべく鋭意研究した結果、SiOx y
で示される組成において、yを1以上とし、かつx/y
を0.5ないし1.4とする非晶質誘電体とすることに
より、TFELの端面発光において、従来にない高い絶
縁破壊電圧と光出力が得られることを見い出した。yが
1未満であると、耐絶縁破壊特性が低下し、またx/y
が、0.5ないし1.4の範囲を逸脱しても耐絶縁破壊
特性が悪化する。従って、化学量論組成のSi2 ON2
は、絶縁破壊電圧が十分でないため、利用できない。
【0015】
【作用】本発明の端面発光TFELによれば、誘電体層
の組成を最適化することにより、素子の耐電圧と光出力
が大幅に向上する。
【0016】
【実施例】図1に、本発明の端面発光TFELの一例を
示す。このTFELは、例えば石英からなる基板1を備
え、この上に金属電極2aが設けられている。電極2a
上には、上に詳述した本発明のSiOx y 非晶質絶縁
体からなる誘電体層3aが被覆されている。誘電体層3
a上には、上に詳述したZnSを母材とする蛍光体材料
からなる発光層4が設けられている。発光層4上には、
もう一方の本発明のSiOx y 非晶質絶縁体からなる
誘電体層3bが形成されており、その上にもう一方の金
属電極2bが設けられている。電極2aおよび2b間に
電源Vから所定の電圧を印加することにより、発光層4
からの出力光は、誘電体層3a、3bとの界面で全反射
され、発光層4の端面に案内され、そこから出力光OL
として放射される。
【0017】なお、発光層4の厚さは、端面発光TFE
Lの性能に影響を及ぼすものと考えられる。しかし、一
般的にTFELの駆動電圧は発光層厚さに比例して高く
なる。従って、発光層4の厚さは、電源電圧の余裕度、
或いは素子の耐電圧等の外的要素から設計的に決定され
る要素であり、それ自体に最適値を有しない。また、誘
電体層3aの厚さは、基板ガラスの粗面度が約30nm
程度であるので、これをカバーするために、約100n
m以上であることが好ましい。 実験例 1
【0018】鏡面研磨された石英板上に、膜厚500n
mのSiOx y をスパッター法により成膜し、yを
0.5〜1.5の範囲で、x/yを0.6〜1.7の範
囲で変化させ、屈折率n2 を臨界角法で調べた。その結
果、yが0.8から2の範囲でいずれのyに対しても、
x/yが0.5から1.4の範囲で膜の屈折率は1.5
1から1.86であった。 実験例 2
【0019】ガラス基板上に、電極としてアルミニウム
からなる薄膜を形成し、その上にと実験例1と同様にS
iOx y を成膜した。更にその上にアルミニウムから
なるドット状の薄膜を形成し、もう一方の電極とした。
この両電極間に周波数5KHzの交流電圧を印加し絶縁
破壊電圧を測定した。このときのyとx/yの範囲は実
験例1と同じであった。図2にその結果を示す。絶縁破
壊電界はyが1以上の値である場合において、x/yに
対し極大値を有することが分かる。その極大値の最大値
は従来得られなかった値である。 実施例 1
【0020】実験例1および実験例2の結果から、Si
x y 誘電体の屈折率と絶縁破壊電界の最適値は、y
が1以上でx/yが0.5ないし1.4の範囲に存在す
ることが確認できたので、誘電体層の組成をSiO1.2
1.5 (屈折率1.72)とし、以下のように図1に示
す構造のTFELを作製した。
【0021】すなわち、基板1としてガラスを用い、金
属電極2aおよび2bとして、それぞれ、厚さ200n
mアルミニュウム膜を形成した。誘電体層3aおよび3
bとして、それぞれ、厚さ100nmのSiO1.2
1.5 からなる非晶質誘電体を用いた。発光層4の材料と
して、厚さ920nmのZnS:Tbを用いた。
【0022】こうして作製されたTFELの電極2aと
電極2bの間に周波数5KHzの交流電圧を印加し、光
出力−電圧特性を測定した。その結果、図3に示すよう
に、0.6W/cm2 の飽和光出力が得られた。
【0023】比較のため、誘電体としてY2 3 を用い
た以外は実施例1と全く同様にしてTFELを作製し
た。その結果、各誘電体層の厚さを300nmとして
も、0.25W/cm2 の飽和出力しか得られなかっ
た。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
端面発光の光出力に優れ、誘電体層の絶縁破壊電圧特性
にも優れた端面発光TFELが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の端面発光TFEL示す模式図。
【図2】SiOx y におけるx、y値と絶縁破壊電界
との関係を示すグラフ図。
【図3】本発明の端面発光TFELの光出力特性を示す
グラフ図。
【符号の説明】
1…基板、2a,2b…電極、3a,3b…誘電体層、
4…発光層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光層の両面に誘電体層を有する薄膜型
    エレクトロルミネッセンス素子であって、前記発光層
    は、ZnSを母材とする蛍光体材料で形成され、前記誘
    電体層は、SiOx y (ここで、yは、1以上、およ
    びx/yは0.5ないし1.4)からなる非晶質誘電体
    で形成されたことを特徴とする薄膜型エレクトロミネセ
    ンス素子。
JP5833292A 1992-03-16 1992-03-16 薄膜型エレクトロルミネッセンス素子 Pending JPH05266979A (ja)

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JP5833292A JPH05266979A (ja) 1992-03-16 1992-03-16 薄膜型エレクトロルミネッセンス素子

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ID=13081358

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JP (1) JPH05266979A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10144469A (ja) * 1996-09-12 1998-05-29 Mitsubishi Chem Corp 有機電界発光素子及びその製造方法
JP2007242406A (ja) * 2006-03-08 2007-09-20 Fujifilm Corp 端面発光型発光素子およびその製造方法
JP2008218421A (ja) * 1996-09-12 2008-09-18 Mitsubishi Chemicals Corp 有機電界発光素子及びその製造方法
CN104244487A (zh) * 2013-06-24 2014-12-24 上海科斗电子科技有限公司 电致发光片及其电致发光显示器和生产工艺

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JPH10144469A (ja) * 1996-09-12 1998-05-29 Mitsubishi Chem Corp 有機電界発光素子及びその製造方法
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JP2007242406A (ja) * 2006-03-08 2007-09-20 Fujifilm Corp 端面発光型発光素子およびその製造方法
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