JPH0645064A - Ｅｌ端面発光素子 - Google Patents
Ｅｌ端面発光素子Info
- Publication number
- JPH0645064A JPH0645064A JP19838392A JP19838392A JPH0645064A JP H0645064 A JPH0645064 A JP H0645064A JP 19838392 A JP19838392 A JP 19838392A JP 19838392 A JP19838392 A JP 19838392A JP H0645064 A JPH0645064 A JP H0645064A
- Authority
- JP
- Japan
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- layer
- light emitting
- dielectric layer
- electrode layer
- edge
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 発光時の印加電圧を低減することができ、ド
ライエッチングが容易にでき素子としての信頼性に優れ
たＥＬ端面発光素子。 【構成】 基板と、該基板上に順に積層した下部電極
層、下部誘電体層、ＥＬ発光層、上部誘電体層、上部電
極層からなる積層体の端面を形成し発光部としたピクセ
ルを所定の間隔で複数個有するＥＬ端面発光素子におい
て、下部電極層および上部電極層がＴａからなり、下部
誘電体層および上部誘電体層がＴａ2 Ｏ5 からなる。
ライエッチングが容易にでき素子としての信頼性に優れ
たＥＬ端面発光素子。 【構成】 基板と、該基板上に順に積層した下部電極
層、下部誘電体層、ＥＬ発光層、上部誘電体層、上部電
極層からなる積層体の端面を形成し発光部としたピクセ
ルを所定の間隔で複数個有するＥＬ端面発光素子におい
て、下部電極層および上部電極層がＴａからなり、下部
誘電体層および上部誘電体層がＴａ2 Ｏ5 からなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＥＬ端面発光素子に関
し、さらに詳しくは、発光時の印加電圧を低減すること
のできるＥＬ端面発光素子に関する。
し、さらに詳しくは、発光時の印加電圧を低減すること
のできるＥＬ端面発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ファクシミリ、電子写真方式等の
プリンターヘッドとして、種々の発光素子が開発される
とともに、その小型化や信頼性の向上が望まれている。
プリンターヘッドとして、種々の発光素子が開発される
とともに、その小型化や信頼性の向上が望まれている。
【０００３】従来、プリンターヘッドの発光素子として
は、光源として半導体レーザーが主流をしめていたが、
光学系が大きくなり、プリンタの小型化が困難という問
題に加えて高価格であることから、より低価格の発光素
子としてＥＬ（電場発光）発光素子やＬＥＤ（発光ダイ
オード）発光素子等が検討されている。しかし、ＬＥＤ
発光素子は素子間の光量バラツキが大きいため、プリン
ターヘッドの発光素子として鮮明な印刷を行うには複雑
な光量補正の必要がある等の問題がある。
は、光源として半導体レーザーが主流をしめていたが、
光学系が大きくなり、プリンタの小型化が困難という問
題に加えて高価格であることから、より低価格の発光素
子としてＥＬ（電場発光）発光素子やＬＥＤ（発光ダイ
オード）発光素子等が検討されている。しかし、ＬＥＤ
発光素子は素子間の光量バラツキが大きいため、プリン
ターヘッドの発光素子として鮮明な印刷を行うには複雑
な光量補正の必要がある等の問題がある。
【０００４】一方、蛍光体に電圧を印加すると発光する
ことを利用した薄膜ＥＬ発光素子を基板上にアレイ状に
配設してなる光プリンタヘッドは、小型化が容易で、ま
たマルチチップでないために光量のバラツキも小さく補
正を必要としない等の優れた点が多い。また端面発光機
構のＥＬ発光素子とすることにより、平面発光素子の約
100倍の発光輝度を示すことが知られている。このた
め、複数のピクセルからなる薄膜ＥＬ端面発光素子を基
板上にアレイ状に形成し、この光照射により感光部材を
介して印字を行うプリンターヘッドが開発されている。
ことを利用した薄膜ＥＬ発光素子を基板上にアレイ状に
配設してなる光プリンタヘッドは、小型化が容易で、ま
たマルチチップでないために光量のバラツキも小さく補
正を必要としない等の優れた点が多い。また端面発光機
構のＥＬ発光素子とすることにより、平面発光素子の約
100倍の発光輝度を示すことが知られている。このた
め、複数のピクセルからなる薄膜ＥＬ端面発光素子を基
板上にアレイ状に形成し、この光照射により感光部材を
介して印字を行うプリンターヘッドが開発されている。
【０００５】従来の端面発光型ＥＬ素子の構成の一例を
図１に示す。絶縁基板１上に下部電極層２、下部誘電体
層３、ＥＬ発光層４、上部誘電体層５、上部電極層６が
順に積層されてなるピクセルが所定の間隔で複数個配列
されている。このようなＥＬ端面発光素子においては、
通常、下部および上部電極層はＣｒ−ＡｕやＡｌなどが
0.4μｍ〜0.6 μｍの層厚にスパッタリング法で形成さ
れ、下部および上部誘電体層はＳｉＯＮやＳｉＯ2 など
が 0.4μｍ〜0.6 μｍの層厚にやはりスパッタリング法
で形成される。発光層はＺｎＳ：Ｍｎが 1.0μｍ〜2.0
μｍの層厚に蒸着或いはスパッタリング法で形成され
る。したがってこのようにピクセルを配列して得られる
ＥＬ端面発光素子アレイは光プリンタヘッドとして十分
使用可能な光量を有している。またこのＥＬ端面発光を
利用して作製される光プリンタヘッドは、従来のレーザ
ビームプリンタなどのヘッドに比較して消費電力も少な
く、小型でしかも機械的駆動部分も無いため、組立・取
扱いも容易という特長を有している。
図１に示す。絶縁基板１上に下部電極層２、下部誘電体
層３、ＥＬ発光層４、上部誘電体層５、上部電極層６が
順に積層されてなるピクセルが所定の間隔で複数個配列
されている。このようなＥＬ端面発光素子においては、
通常、下部および上部電極層はＣｒ−ＡｕやＡｌなどが
0.4μｍ〜0.6 μｍの層厚にスパッタリング法で形成さ
れ、下部および上部誘電体層はＳｉＯＮやＳｉＯ2 など
が 0.4μｍ〜0.6 μｍの層厚にやはりスパッタリング法
で形成される。発光層はＺｎＳ：Ｍｎが 1.0μｍ〜2.0
μｍの層厚に蒸着或いはスパッタリング法で形成され
る。したがってこのようにピクセルを配列して得られる
ＥＬ端面発光素子アレイは光プリンタヘッドとして十分
使用可能な光量を有している。またこのＥＬ端面発光を
利用して作製される光プリンタヘッドは、従来のレーザ
ビームプリンタなどのヘッドに比較して消費電力も少な
く、小型でしかも機械的駆動部分も無いため、組立・取
扱いも容易という特長を有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＥＬ端
面発光素子は以下のような解決すべき問題がある。
面発光素子は以下のような解決すべき問題がある。
【０００７】通常ＥＬ発光素子は交流を印加して発光さ
せるが、比較的高い印加電圧が必要である。特に、発光
層の厚みが面発光ＥＬ素子の発光層に比して 2〜4 倍と
大きいＥＬ端面発光素子は、一般の面発光ＥＬ素子に比
較して倍以上の高い印加電圧が必要となる。この結果Ｅ
Ｌ端面発光素子の駆動ＩＣは、高電圧のパワーＩＣとな
り、集積化が難かしく、駆動ＩＣを多数接続する必要が
あることから高価になるなどの問題がある。
せるが、比較的高い印加電圧が必要である。特に、発光
層の厚みが面発光ＥＬ素子の発光層に比して 2〜4 倍と
大きいＥＬ端面発光素子は、一般の面発光ＥＬ素子に比
較して倍以上の高い印加電圧が必要となる。この結果Ｅ
Ｌ端面発光素子の駆動ＩＣは、高電圧のパワーＩＣとな
り、集積化が難かしく、駆動ＩＣを多数接続する必要が
あることから高価になるなどの問題がある。
【０００８】一方、面発光型ＥＬ素子を駆動するための
印加電圧を低減させる方法は種々検討されており、その
1つとして誘電率の大きい誘電体層を用いる方法があ
る。なかでも高誘電率かつ高絶縁破壊電圧の材料である
Ｔａ2 Ｏ5 の使用が種々検討されている。たとえば、IE
EE TRANSACTION ON ELECTRON DEVICES,vol.ED-31,No1,J
ANUARY 1984,P105〜P108, “Choice of Dielectrics fo
r TFEL Displays.”にＴａ2 Ｏ5 を利用する方法が発表
されている。しかし、この方法は、Ｔａ2 Ｏ5 と電極
（ＩＴＯ）とが反応しやすいためＴａ2 Ｏ5 と電極との
間にＳｉＡｌＯＮを介して積層することで、Ｔａ2 Ｏ5
の使用を可能としている。このため、この方法は絶縁層
を２種類堆積せねばならず、発光端面部を形成しなけれ
ばならないＥＬ端面発光素子にとって充分良い方法とは
言い難い。
印加電圧を低減させる方法は種々検討されており、その
1つとして誘電率の大きい誘電体層を用いる方法があ
る。なかでも高誘電率かつ高絶縁破壊電圧の材料である
Ｔａ2 Ｏ5 の使用が種々検討されている。たとえば、IE
EE TRANSACTION ON ELECTRON DEVICES,vol.ED-31,No1,J
ANUARY 1984,P105〜P108, “Choice of Dielectrics fo
r TFEL Displays.”にＴａ2 Ｏ5 を利用する方法が発表
されている。しかし、この方法は、Ｔａ2 Ｏ5 と電極
（ＩＴＯ）とが反応しやすいためＴａ2 Ｏ5 と電極との
間にＳｉＡｌＯＮを介して積層することで、Ｔａ2 Ｏ5
の使用を可能としている。このため、この方法は絶縁層
を２種類堆積せねばならず、発光端面部を形成しなけれ
ばならないＥＬ端面発光素子にとって充分良い方法とは
言い難い。
【０００９】また、上下の電極面で光を反射させ端面方
向へ光を導くことで光の利用効率を高めるため、通常、
ＥＬ端面発光素子では上下の電極とも金属電極を採用し
ている。さらに、発光端面は上下の電極層を含めＥＬ層
をドライエッチングで形成する。その際、上部電極のＡ
ｌ層がＺｎＳをエッチングする際にダメージを受けやす
くなる。さらに下部電極として使用されている貴金属電
極はドライエッチングに対し選択性もある。したがっ
て、ドライエッチングで発光層の信頼性は増すものの、
電極層の信頼性が損なわれるという問題がある。
向へ光を導くことで光の利用効率を高めるため、通常、
ＥＬ端面発光素子では上下の電極とも金属電極を採用し
ている。さらに、発光端面は上下の電極層を含めＥＬ層
をドライエッチングで形成する。その際、上部電極のＡ
ｌ層がＺｎＳをエッチングする際にダメージを受けやす
くなる。さらに下部電極として使用されている貴金属電
極はドライエッチングに対し選択性もある。したがっ
て、ドライエッチングで発光層の信頼性は増すものの、
電極層の信頼性が損なわれるという問題がある。
【００１０】以上述べたように、光プリンタヘッド用と
してすぐれた性能を備えているＥＬ端面発光素子は、駆
動電圧を低減させること、およびドライエッチング性の
改善が必要とされている。
してすぐれた性能を備えているＥＬ端面発光素子は、駆
動電圧を低減させること、およびドライエッチング性の
改善が必要とされている。
【００１１】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、発光時の印加電圧を低減することが
でき、ドライエッチングが容易にでき素子としての信頼
性に優れたＥＬ端面発光素子を提供することを目的とす
る。
になされたもので、発光時の印加電圧を低減することが
でき、ドライエッチングが容易にでき素子としての信頼
性に優れたＥＬ端面発光素子を提供することを目的とす
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のＥＬ端面発光素
子は、基板と、該基板上に順に積層した下部電極層、下
部誘電体層、ＥＬ発光層、上部誘電体層、上部電極層か
らなる積層体の端面を形成し発光部としたピクセルを所
定の間隔で複数個有するＥＬ端面発光素子において、下
部電極層および上部電極層がＴａからなり、下部誘電体
層および上部誘電体層がＴａ2 Ｏ5 からなることを特徴
とする。
子は、基板と、該基板上に順に積層した下部電極層、下
部誘電体層、ＥＬ発光層、上部誘電体層、上部電極層か
らなる積層体の端面を形成し発光部としたピクセルを所
定の間隔で複数個有するＥＬ端面発光素子において、下
部電極層および上部電極層がＴａからなり、下部誘電体
層および上部誘電体層がＴａ2 Ｏ5 からなることを特徴
とする。
【００１３】本発明のＥＬ端面発光素子で使用できる基
板材料は、通常の端面発光型ＥＬ素子の製造に使用する
ことのできる材料であれば特に制限がなく使用できる。
たとえば、ガラスなどの絶縁性の良好な高抵抗の材料が
使用できる。また、ＥＬ発光層には、ＺｎＳに少量のＭ
ｎやＴｂなどをドープしたＺｎＳ：ＭｎやＺｎＳ：Ｔ
ｂ，Ｆなどの発光材料が使用できる。
板材料は、通常の端面発光型ＥＬ素子の製造に使用する
ことのできる材料であれば特に制限がなく使用できる。
たとえば、ガラスなどの絶縁性の良好な高抵抗の材料が
使用できる。また、ＥＬ発光層には、ＺｎＳに少量のＭ
ｎやＴｂなどをドープしたＺｎＳ：ＭｎやＺｎＳ：Ｔ
ｂ，Ｆなどの発光材料が使用できる。
【００１４】本発明のＥＬ端面発光素子は、下部電極層
および上部電極層がＴａからなり、下部誘電体層および
上部誘電体層がＴａ2 Ｏ5 からなるが、下部および上部
の電極層、ＥＬ発光層ならびに下部および上部の誘電体
層は、スパッタリング法等で形成することができる。
および上部電極層がＴａからなり、下部誘電体層および
上部誘電体層がＴａ2 Ｏ5 からなるが、下部および上部
の電極層、ＥＬ発光層ならびに下部および上部の誘電体
層は、スパッタリング法等で形成することができる。
【００１５】
【作用】本発明のＥＬ端面発光素子は、平面発光素子の
ように発光面に透明電極を用いる必要がないため、電極
層としてＴａを用いても誘電体層のＴａ2 Ｏ5 との反応
に基因する輝度低下の現象もみられない。この理由は充
分解明されてはいないが、恐らく、ＴａとＴａ2 Ｏ5 が
アニール時に反応しても、いわゆる電極劣化には繋がっ
ていないためと考えられる。その結果、駆動電圧のロス
がなくなり、効率良く誘電体層およびＥＬ発光層に電圧
が印加されることになる。さらに、Ｔａ電極層はＺｎ
Ｓ：Ｍｎ等からなるＥＬ発光層のエッチングガスに対し
て選択性があり、製造工程におけるドライエッチング時
に損傷を受けることがないため、従来の電極に比較して
信頼性に優れる。
ように発光面に透明電極を用いる必要がないため、電極
層としてＴａを用いても誘電体層のＴａ2 Ｏ5 との反応
に基因する輝度低下の現象もみられない。この理由は充
分解明されてはいないが、恐らく、ＴａとＴａ2 Ｏ5 が
アニール時に反応しても、いわゆる電極劣化には繋がっ
ていないためと考えられる。その結果、駆動電圧のロス
がなくなり、効率良く誘電体層およびＥＬ発光層に電圧
が印加されることになる。さらに、Ｔａ電極層はＺｎ
Ｓ：Ｍｎ等からなるＥＬ発光層のエッチングガスに対し
て選択性があり、製造工程におけるドライエッチング時
に損傷を受けることがないため、従来の電極に比較して
信頼性に優れる。
【００１６】したがって、Ｔａを電極層として、Ｔａ2
Ｏ5 を誘電体層として使用することにより、従来の構造
のＥＬ端面発光素子で得られていた輝度が確保でき、光
プリンタヘッドとしての性能を充分に有する。
Ｏ5 を誘電体層として使用することにより、従来の構造
のＥＬ端面発光素子で得られていた輝度が確保でき、光
プリンタヘッドとしての性能を充分に有する。
【００１７】
【実施例】以下本発明に係わる実施例について詳細に説
明する。なお、この実施例のＥＬ端面発光素子の断面は
図１に示した従来のＥＬ端面発光素子と同一断面である
ので、図１を援用しながら説明する。
明する。なお、この実施例のＥＬ端面発光素子の断面は
図１に示した従来のＥＬ端面発光素子と同一断面である
ので、図１を援用しながら説明する。
【００１８】まず、ガラス基板１上に、Ｔａからなる下
部電極層２をスパッタリング法で形成した。層厚は 0.2
μｍとした。次いで下部誘電体層３、ＥＬ発光層４、上
部誘電体層５を連続して堆積した。下部誘電体層３およ
び上部誘電体層５はＴａ2 Ｏ5 をスパッタリング法で形
成し、層厚は各々 0.2μｍとした。ＥＬ発光層４はＺｎ
Ｓ：ＭｎをＥＢ蒸着法で形成し、層厚は 0.5μｍとし
た。次いで上部電極層６としてＴａをスパッタリング法
で 0.2μｍ形成した。その後に所定の形状にホトリソグ
ラフィ法によりエッチングして、複数個のピクセルを有
するＥＬ端面発光素子を形成した。この時のエッチング
方法としては、ＲＩＥ装置を用い、Ｔａ電極層、Ｔａ2
Ｏ5 誘電体層はＣＦ4 を主成分としたエッチングガスを
用い、ＺｎＳ：Ｍｎ発光層に対しては、Ｃｌ2 を主成分
としたエッチングガスを用い夫々エッチングした。
部電極層２をスパッタリング法で形成した。層厚は 0.2
μｍとした。次いで下部誘電体層３、ＥＬ発光層４、上
部誘電体層５を連続して堆積した。下部誘電体層３およ
び上部誘電体層５はＴａ2 Ｏ5 をスパッタリング法で形
成し、層厚は各々 0.2μｍとした。ＥＬ発光層４はＺｎ
Ｓ：ＭｎをＥＢ蒸着法で形成し、層厚は 0.5μｍとし
た。次いで上部電極層６としてＴａをスパッタリング法
で 0.2μｍ形成した。その後に所定の形状にホトリソグ
ラフィ法によりエッチングして、複数個のピクセルを有
するＥＬ端面発光素子を形成した。この時のエッチング
方法としては、ＲＩＥ装置を用い、Ｔａ電極層、Ｔａ2
Ｏ5 誘電体層はＣＦ4 を主成分としたエッチングガスを
用い、ＺｎＳ：Ｍｎ発光層に対しては、Ｃｌ2 を主成分
としたエッチングガスを用い夫々エッチングした。
【００１９】このようにして得られたＥＬ端面発光素子
は、発光しきい値電圧（ 1ｃｄ／ｍ2 の発光時の印加電
圧）を従来のＥＬ端面発光素子の約 250Ｖに比較して 1
50Ｖと半分近くまで低減できた。その結果、駆動印加電
圧が従来の 1/2程度ですみ信頼性にも優れており、光プ
リンタヘッドとして望ましい性能が得られた。
は、発光しきい値電圧（ 1ｃｄ／ｍ2 の発光時の印加電
圧）を従来のＥＬ端面発光素子の約 250Ｖに比較して 1
50Ｖと半分近くまで低減できた。その結果、駆動印加電
圧が従来の 1/2程度ですみ信頼性にも優れており、光プ
リンタヘッドとして望ましい性能が得られた。
【００２０】
【発明の効果】本発明のＥＬ端面発光素子は、下部電極
層および上部電極層がＴａからなり下部誘電体層および
上部誘電体層がＴａ2 Ｏ5 からなるので、電極劣化が起
こらない。また、Ｔａ2 Ｏ5 が高誘電率なので駆動印加
電圧を大幅に低減できる。さらに、Ｔａ電極層はＥＬ発
光層のエッチングガスに対して選択性があるため、製造
工程におけるドライエッチング時に損傷を受けることが
なく、従来の電極に比較して信頼性に優れる。したがっ
て、光プリンタヘッドとして好ましい性能を有するＬ端
面発光素子が得られる。
層および上部電極層がＴａからなり下部誘電体層および
上部誘電体層がＴａ2 Ｏ5 からなるので、電極劣化が起
こらない。また、Ｔａ2 Ｏ5 が高誘電率なので駆動印加
電圧を大幅に低減できる。さらに、Ｔａ電極層はＥＬ発
光層のエッチングガスに対して選択性があるため、製造
工程におけるドライエッチング時に損傷を受けることが
なく、従来の電極に比較して信頼性に優れる。したがっ
て、光プリンタヘッドとして好ましい性能を有するＬ端
面発光素子が得られる。
【図１】ＥＬ端面発光素子の断面図である。
１………基板、２………下部電極層、３………下部誘電
体層、４………ＥＬ発光層、５………上部誘電体層、６
………上部電極層。
体層、４………ＥＬ発光層、５………上部誘電体層、６
………上部電極層。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/036 Ａ 9070−5Ｃ Ｈ０５Ｂ 33/22 33/26
Claims (1)
- 【請求項１】 基板と、該基板上に順に積層した下部電
極層、下部誘電体層、ＥＬ発光層、上部誘電体層、上部
電極層からなる積層体の端面を形成し発光部としたピク
セルを所定の間隔で複数個有するＥＬ端面発光素子にお
いて、前記下部電極層および前記上部電極層がＴａから
なり、前記下部誘電体層および前記上部誘電体層がＴａ
2 Ｏ5 からなることを特徴とするＥＬ端面発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19838392A JPH0645064A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | Ｅｌ端面発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19838392A JPH0645064A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | Ｅｌ端面発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645064A true JPH0645064A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=16390215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19838392A Withdrawn JPH0645064A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | Ｅｌ端面発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645064A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10172766A (ja) * | 1996-12-04 | 1998-06-26 | Hitachi Ltd | 有機発光素子及びその作成方法 |
| JP2014072227A (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-21 | Sharp Corp | Ｌｅｄプリントヘッド |
-
1992
- 1992-07-24 JP JP19838392A patent/JPH0645064A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10172766A (ja) * | 1996-12-04 | 1998-06-26 | Hitachi Ltd | 有機発光素子及びその作成方法 |
| JP2014072227A (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-21 | Sharp Corp | Ｌｅｄプリントヘッド |
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