JPS608600B2 - 薄膜発光素子 - Google Patents
薄膜発光素子Info
- Publication number
- JPS608600B2 JPS608600B2 JP52034951A JP3495177A JPS608600B2 JP S608600 B2 JPS608600 B2 JP S608600B2 JP 52034951 A JP52034951 A JP 52034951A JP 3495177 A JP3495177 A JP 3495177A JP S608600 B2 JPS608600 B2 JP S608600B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- light
- dielectric
- light emitting
- thin film
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明はェレクトロルミネッセソス（略称ＥＬ）形式
の薄膜発光素子に関する。
の薄膜発光素子に関する。
第１図は、この発明の先行技術となる交流またはパルス
駆動の硫化亜鉛（ＺｎＳ）薄膜発光素子の断面を示す。
駆動の硫化亜鉛（ＺｎＳ）薄膜発光素子の断面を示す。
この素子は２重絶縁膜構造を有し、ガラス基板１上にＺ
ｎ０２やｌｎ２Ｑなどの透明電極２を形成し、さらに第
１議電体層３（その厚さは０．２〜０．５仏）、ＺｎＳ
のＥＬ層４（その厚さは０．５〜１．０ｒ）、第２誘電
体層５（その厚さは０．２〜０．５山）、および山等の
背面電極６をこの順序で設ける。ＥＬ層４を譲霞体層３
，５で挟持することによって、安定な高電界（約１びＶ
／仇）を維持し、発光効率や動作の安定性を高めること
ができる。Ｚ船のＥＬ層４をはさむ誘電体薄膜３，５と
しては、交流動作時に印加電圧の極性による発光強度の
非対称性をできるだけ少なくするために、誘電体層３−
ＥＬ層４−誘電体層５の各界面に形成される電子状態（
界面電荷密度やトラップのエネルギー分布等）を同一に
する必要があり、従って同一の誘電体材料であることが
望ましい。また、ＥＬ層４の有効電界強度を大きくする
必要上、比誘電率が大きく、膜充填密度の大きい、充分
ち密な薄膜材料が必要である。さらに絶縁破壊電圧が充
分高い材料であることが必要である。このような誘電体
薄腰３，５としてはＹ２０３，Ｔａ２Ｑ，Ｚｒ０２，Ｓ
ｉ３Ｎ４，ＡＩ２０３などが従来から用いられてきた。
しかし、これらの誘電体薄膜は、多くの場合薄膜生成過
程で化学量論的組成平衡がそこなわれｔこれにともなっ
て薄膜中に種々の構造上の欠陥が生じ、またピンホール
やマイクロクラック等の巨視的な欠陥も生じ易い欠点が
ある。このような薄膜は、一般にバルク本来の特性に比
べて誘電特性の劣化が大きく「ＥＬ素子の謙電体薄膜と
して用いた場合に、発光効率〜絶縁耐圧および寿命特性
等の低下の原因になった。それゆえに「 この発明の主
な目的は発光特性の劣化を改善したＥＬ薄膜発光素子を
提供することである。
ｎ０２やｌｎ２Ｑなどの透明電極２を形成し、さらに第
１議電体層３（その厚さは０．２〜０．５仏）、ＺｎＳ
のＥＬ層４（その厚さは０．５〜１．０ｒ）、第２誘電
体層５（その厚さは０．２〜０．５山）、および山等の
背面電極６をこの順序で設ける。ＥＬ層４を譲霞体層３
，５で挟持することによって、安定な高電界（約１びＶ
／仇）を維持し、発光効率や動作の安定性を高めること
ができる。Ｚ船のＥＬ層４をはさむ誘電体薄膜３，５と
しては、交流動作時に印加電圧の極性による発光強度の
非対称性をできるだけ少なくするために、誘電体層３−
ＥＬ層４−誘電体層５の各界面に形成される電子状態（
界面電荷密度やトラップのエネルギー分布等）を同一に
する必要があり、従って同一の誘電体材料であることが
望ましい。また、ＥＬ層４の有効電界強度を大きくする
必要上、比誘電率が大きく、膜充填密度の大きい、充分
ち密な薄膜材料が必要である。さらに絶縁破壊電圧が充
分高い材料であることが必要である。このような誘電体
薄腰３，５としてはＹ２０３，Ｔａ２Ｑ，Ｚｒ０２，Ｓ
ｉ３Ｎ４，ＡＩ２０３などが従来から用いられてきた。
しかし、これらの誘電体薄膜は、多くの場合薄膜生成過
程で化学量論的組成平衡がそこなわれｔこれにともなっ
て薄膜中に種々の構造上の欠陥が生じ、またピンホール
やマイクロクラック等の巨視的な欠陥も生じ易い欠点が
ある。このような薄膜は、一般にバルク本来の特性に比
べて誘電特性の劣化が大きく「ＥＬ素子の謙電体薄膜と
して用いた場合に、発光効率〜絶縁耐圧および寿命特性
等の低下の原因になった。それゆえに「 この発明の主
な目的は発光特性の劣化を改善したＥＬ薄膜発光素子を
提供することである。
本発明はこの目的を達するために、比誘電率の大きな透
光性セラミックをＥＬ層の基板としてかつ誘電体層とし
て用いた事を特徴とする。
光性セラミックをＥＬ層の基板としてかつ誘電体層とし
て用いた事を特徴とする。
この様な透光性セラミックとしては例えばＰＺＴ（Ｐｂ
ＺｒＴｉ０３），ＰＬＺＴ（ＰｂねＺｒＴｉ０３）等が
知られている。
ＺｒＴｉ０３），ＰＬＺＴ（ＰｂねＺｒＴｉ０３）等が
知られている。
ＰＬＺＴ（Ｐｂ，‐ｘＬａｘＺｒ，‐ＹＴ言Ｙ０３）に
於いて各組成のものが考えられるが〜モル組成比Ｘを０
．０７，０．０８，…あるいは０。１２等としたもの、
Ｙを０．３５，０．３８等としたものが今一般的に知ら
れている。
於いて各組成のものが考えられるが〜モル組成比Ｘを０
．０７，０．０８，…あるいは０。１２等としたもの、
Ｙを０．３５，０．３８等としたものが今一般的に知ら
れている。
またこの素子はいの組成比Ｘの減少に従ってその比護電
率が高くなる頭向を示す。第２図はこの発明の一実施例
の断面図でありもその特徴は比誘電率の大きい透光性セ
ラミック官亀を基板としてかつ誘電体層として機能させ
ることにある。
率が高くなる頭向を示す。第２図はこの発明の一実施例
の断面図でありもその特徴は比誘電率の大きい透光性セ
ラミック官亀を基板としてかつ誘電体層として機能させ
ることにある。
この透光性セラミック基板１亀は「厚さ８０体 キュリ
ー温度Ｔｃ＝１００ｏＣ「比誘電率ぞ＝５０００のＰＬ
ＺＴ（Ｐｑ−ｘＬａｘＺｒ船５Ｔｊ。．３５０３）であ
る。ここで各元素記号の添字はモル組成比を示し「Ｘは
任意数を表わす。第翼図に示す従来の発光素子の誘電体
層３，５の比誘電率どが約１０であるから、前記ＰＬＺ
Ｔの比誘電率は５０Ｍ苦大きい。したがってＥＬ層に印
加される交流駆動電圧の電圧配分を考慮する場合、ＰＬ
ＺＴの厚さが第１図で用いた譲雷体層の厚さよりも５０
の音厚いときに等しい誘電体としての効果を生じる。第
２図の実施例ではＰＬＺＴの厚さは８０仏であったから
も第１図で用いた誘電体層の厚さに換算すると８０」５
００＝０．１６Ａに相当する。ＰＬＺＴの実際の厚さが
大きいから」ピンホールなどによる絶縁破壊の確率は低
くなる。Ｐ仏Ｔ基板軍 曹上にはＺｎＳのＥＬ層１２を
生成する。
ー温度Ｔｃ＝１００ｏＣ「比誘電率ぞ＝５０００のＰＬ
ＺＴ（Ｐｑ−ｘＬａｘＺｒ船５Ｔｊ。．３５０３）であ
る。ここで各元素記号の添字はモル組成比を示し「Ｘは
任意数を表わす。第翼図に示す従来の発光素子の誘電体
層３，５の比誘電率どが約１０であるから、前記ＰＬＺ
Ｔの比誘電率は５０Ｍ苦大きい。したがってＥＬ層に印
加される交流駆動電圧の電圧配分を考慮する場合、ＰＬ
ＺＴの厚さが第１図で用いた譲雷体層の厚さよりも５０
の音厚いときに等しい誘電体としての効果を生じる。第
２図の実施例ではＰＬＺＴの厚さは８０仏であったから
も第１図で用いた誘電体層の厚さに換算すると８０」５
００＝０．１６Ａに相当する。ＰＬＺＴの実際の厚さが
大きいから」ピンホールなどによる絶縁破壊の確率は低
くなる。Ｐ仏Ｔ基板軍 曹上にはＺｎＳのＥＬ層１２を
生成する。
このＥＬ層亀２はト発光センタとしてのＭｎを０．０５
〜０．７５ｗｔ％の範囲で添加したＺｎＳ糠続べレット
を厚さ０．５〜１．０仏に真空蒸着して生成される。蒸
着時の基板１ １の温度は２３０ｑｏであり、蒸着後は
同一真空中で基板１ １を４００℃に６び分間保ち、Ｅ
Ｌ層１２の熱処理を行なう。ＥＬ膜１２の生成後「 さ
らにその上にＹ２０３の護露体層１３を電子ビーム蒸着
法によって「約０．３〜０，５〆の厚みで生成する。
〜０．７５ｗｔ％の範囲で添加したＺｎＳ糠続べレット
を厚さ０．５〜１．０仏に真空蒸着して生成される。蒸
着時の基板１ １の温度は２３０ｑｏであり、蒸着後は
同一真空中で基板１ １を４００℃に６び分間保ち、Ｅ
Ｌ層１２の熱処理を行なう。ＥＬ膜１２の生成後「 さ
らにその上にＹ２０３の護露体層１３を電子ビーム蒸着
法によって「約０．３〜０，５〆の厚みで生成する。
この誘電体層１ ３はトＥＬ層亀２と、後述の透明電極
膜亀４との直接接触による界面反応を防止することを考
慮した保護膜である。この発光素子の上下の電極１４，
亀５としてはも上下両方向からＥＬ光を導出する目的で
１舷０３およびＳｎ０２の透明導電膜を用いる。
膜亀４との直接接触による界面反応を防止することを考
慮した保護膜である。この発光素子の上下の電極１４，
亀５としてはも上下両方向からＥＬ光を導出する目的で
１舷０３およびＳｎ０２の透明導電膜を用いる。
第３図は「第愚図と第２図との発光素子の特性を曲線１
亀？ １２でそれぞれ示すもので、ＺｎＳのＥり漢の
厚さはともに０．７舷であり〜駆動電力として靴ＨＺの
矩形波を用いた。
亀？ １２でそれぞれ示すもので、ＺｎＳのＥり漢の
厚さはともに０．７舷であり〜駆動電力として靴ＨＺの
矩形波を用いた。
特性曲線１川まＳｉ３Ｎ４−ＺｎＳ（０．７仏厚のＥＬ
膜）−Ｓｊ３Ｎ４の構成をもった素子の測定値である。
本発明による発光素子の特性１２を先行技術の特性１１
と比較すると、同一輝度を得るための駆動電圧は本件発
明素子の方が低くてすみ、輝度の電圧依存性もわずかな
がら大きい。その理由は「ＰＬＺｒ基板１ １の比誘電
率ごがＥＬ層１２のそれに比べて箸るしく大きいため、
発光素子の各層亀亀，１２，１３に印加される電界強度
がＥＬ層１２で最大となるような電圧分が得られるため
であり、ＰＬＺｒ基板１ 亀の厚み約８０Ａ‘こよる駆
動電圧の増大は実用上問題にならないからである。大面
積の透光性セラミック基板を用いることによって「均一
な発光面を有する平面型表示装置の実現も加能であり、
各種の表示装置への応用上有用な発光素子と言える。
膜）−Ｓｊ３Ｎ４の構成をもった素子の測定値である。
本発明による発光素子の特性１２を先行技術の特性１１
と比較すると、同一輝度を得るための駆動電圧は本件発
明素子の方が低くてすみ、輝度の電圧依存性もわずかな
がら大きい。その理由は「ＰＬＺｒ基板１ １の比誘電
率ごがＥＬ層１２のそれに比べて箸るしく大きいため、
発光素子の各層亀亀，１２，１３に印加される電界強度
がＥＬ層１２で最大となるような電圧分が得られるため
であり、ＰＬＺｒ基板１ 亀の厚み約８０Ａ‘こよる駆
動電圧の増大は実用上問題にならないからである。大面
積の透光性セラミック基板を用いることによって「均一
な発光面を有する平面型表示装置の実現も加能であり、
各種の表示装置への応用上有用な発光素子と言える。
なお「この発明においては、ＥＬ層官２の両面に、種類
の異なる誘電体を形成することも当然含むものである。
の異なる誘電体を形成することも当然含むものである。
この発明によれば「誘電率の大きい透光性セラミックを
ＥＬ形式の薄膜発光素子の基板としてかつ誘電体層とし
て機能せしめるため「薄膜発光素子の特徴である粒子性
がなく透明な発光層を有すること、輝度の電圧依存性が
大きいこと、さらに輝度が高いこと等「発光素子として
の多くの利点がそこなわれず「 また従来からの２重絶
縁膜構造素子に多くみられる絶縁膜の種々の欠陥に基づ
くピンホールの発生や絶縁耐圧の低下等の特性劣化がな
い安定な薄膜発光素子の実現が可能である。また、前述
のごとく、ェレクトロルミネッセンス発光層の両面に種
類の異なる誘電体層を形成すれば、さらに、つぎのよう
な利点がある。すなわち、ガラス基板側の誘電体層は透
明導電膜との密着性のよいことが要求され、他方背面電
極側の誘電体層は、ＥＬ層上に積層する際にＥＬ層表面
に酸化物や不純物層を作らないこと、またこの誘電体層
がＥＬ層の保護膜ともなることから化学的に安定である
ことが要求され、２つの誘電体層に要求される特性に若
干の相違があるが、それぞれ異なる材質で構成すること
によって、双方の特性を満足させ得る。なお、２つの議
電体には、共通的に、絶縁耐圧が高いこと、誘電率が高
いこと等が要求されることはもちろんである。
ＥＬ形式の薄膜発光素子の基板としてかつ誘電体層とし
て機能せしめるため「薄膜発光素子の特徴である粒子性
がなく透明な発光層を有すること、輝度の電圧依存性が
大きいこと、さらに輝度が高いこと等「発光素子として
の多くの利点がそこなわれず「 また従来からの２重絶
縁膜構造素子に多くみられる絶縁膜の種々の欠陥に基づ
くピンホールの発生や絶縁耐圧の低下等の特性劣化がな
い安定な薄膜発光素子の実現が可能である。また、前述
のごとく、ェレクトロルミネッセンス発光層の両面に種
類の異なる誘電体層を形成すれば、さらに、つぎのよう
な利点がある。すなわち、ガラス基板側の誘電体層は透
明導電膜との密着性のよいことが要求され、他方背面電
極側の誘電体層は、ＥＬ層上に積層する際にＥＬ層表面
に酸化物や不純物層を作らないこと、またこの誘電体層
がＥＬ層の保護膜ともなることから化学的に安定である
ことが要求され、２つの誘電体層に要求される特性に若
干の相違があるが、それぞれ異なる材質で構成すること
によって、双方の特性を満足させ得る。なお、２つの議
電体には、共通的に、絶縁耐圧が高いこと、誘電率が高
いこと等が要求されることはもちろんである。
第１図は先行技術の薄膜発光素子の断面図である。
第２図はこの発明の一実施例の断面図である。第３図は
この発明による発光素子と先行技術の発光素子との特性
を示す図である。図において、１１は透光性セラミック
基板、１２はＺｎＳのＥＬ層、１ ３は誘電体層、１
４および１５は透明電極を示す。 第１図 第２図 第３図
この発明による発光素子と先行技術の発光素子との特性
を示す図である。図において、１１は透光性セラミック
基板、１２はＺｎＳのＥＬ層、１ ３は誘電体層、１
４および１５は透明電極を示す。 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- １ 電圧印加によりエレクトロルミネツセンス発光を呈
する発光層を、比誘電率の大きい透光性セラミツクから
成る第１の誘電体層と、前記発光層上に蒸着形成された
、前記第１の誘電体層とは種類の異なる第２の誘電体層
とで挟持した積層体を１対の電極間に介設して成る薄膜
発光素子に於いて、前記発光層は層厚の厚い前記第１の
誘電体層を蒸着基板として蒸着形成され、前記発光層と
前記第１の誘電体層間の接合界面に前記発光層内のキヤ
リアに対する捕獲機能を構成するとともに前記エレクト
ロルミネツセンス発光の電圧依存性を顕著にしたことを
特徴とする薄膜発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52034951A JPS608600B2 (ja) | 1977-03-28 | 1977-03-28 | 薄膜発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52034951A JPS608600B2 (ja) | 1977-03-28 | 1977-03-28 | 薄膜発光素子 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP743307A Division JPS5710557B2 (ja) | 1973-12-29 | 1973-12-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52141595A JPS52141595A (en) | 1977-11-25 |
| JPS608600B2 true JPS608600B2 (ja) | 1985-03-04 |
Family
ID=12428461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52034951A Expired JPS608600B2 (ja) | 1977-03-28 | 1977-03-28 | 薄膜発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS608600B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2755457A (en) * | 1954-01-14 | 1956-07-17 | Hartford Nat Bank & Trust Co | Tuning indicator |
| JPS4885093A (ja) * | 1972-02-15 | 1973-11-12 |
-
1977
- 1977-03-28 JP JP52034951A patent/JPS608600B2/ja not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2755457A (en) * | 1954-01-14 | 1956-07-17 | Hartford Nat Bank & Trust Co | Tuning indicator |
| JPS4885093A (ja) * | 1972-02-15 | 1973-11-12 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52141595A (en) | 1977-11-25 |
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