JPS6247989A - Ｅｌデイスプレイ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 不発明は、ＥＬディスプレイに関するものである。

従来の技術 エレクトロ・ルミネッセンス（ＥＬ）の動作原理は古く
から知られ、平面ディスプレイ装置実現のため多くの研
究がなされている。近年、薄膜ＥＬ素子の開発には目ざ
ましいものがあり、その代表的なものとしては、ガラス
基板の上に順次、透明電極、第１絶縁層、発光層（ＥＬ
膜）、第ユ絶縁層、背面電極層を真空蒸着、またはスパ
ッタ等で形成してなる構造のものがめる。これらの従来
構造においては、透明電極としては、ＩＴＯ膜等が使用
され、絶縁層としては、ＹｔＯｓ、ＡｔｔＯｓ、Ｔａ、
Ｏ，、Ｓｉｎ、、５ｒＴｉＯｓ、ＢａＴａ１Ｏｓ　　膜
等が使用され、発光層としては、ＺｎＳ　ＸＺｎ５ｅ　
ＸＣｄ５　　等が使用され、背面電極層としては、Ｍ膜
等が使用されている。特に、ＺｎＳ：Ｍｎの螢光層をＹ
ｔＯｓ　　の絶縁層で挾んだ（ＹＩＯＩ　−ＺｎＳ　：
　Ｍｎ−ＹＩＯｓ　）構造の素子は、＃度、スｊ命とも
に従来の素子に比べて大幅に改善され、実用化に至って
いる。

発明が解決しようとする間１照 しかし、前述し九ような従来のＥＬディスプレイは、ど
れも駆動電圧が２００ｖ以上と高いという難点がアリ、
これでは、そのための駆動回路に特殊な筒耐圧１ｃ（集
積回路）を必要とし、全体としてのコストがどうしても
高くなってしまっていた。このような問題を解決するた
め低電圧駆動化が考えられ、その低電圧駆動の方法とし
て、外部印加電圧を螢光層に有効に印加できるように絶
縁１ｊ−の誘電率を上げればよいことが考えられる。

しかし、一般に誘Ｘ率の大きな材料は、ヒステリシス損
を有する強誘電体であり、このような材料を使用するの
では、ＥＬディスプレイの長時間駆動を考えたとき誘電
体損によって発生するジュール熱によって、ＥＬディス
プレイ素子の緒特性に悪影替が及ぼされ、信頼性の点で
問題がでてきてしまう。

本発明の目的は、前述したような従来技術の問題点を解
消し、低電圧駆動できて低価格化できしかも信頼性の良
いＥＬディスプレイを提供することである。

問題点を解決するための手段 本発明によれば、電極層、絶縁層及び発光、智を有する
ＥＬディスプレイにおいて、前記絶縁７台を、５ｒＴｉ
Ｏｓ　　ＢＩｔＯｓ−ＴＩＯｔ三成分系の組成物にて形
成する。

実施例 次に、添付図面に基づいて本発明の実施例について本発
明をより詳細に説明する。

第１図は、本発明を適用する薄膜ＥＬディスプレイの基
本構造を部分的に概略断面図にて示している。第１図に
略示するように、この基本構造では、ガラス基板１上に
、Ｉｎ、Ｏ，：Ｓｎ等から形成される数百本の透明スト
ライブ電極２を付与し、その上に、第１絶縁層３、Ｚｒ
１Ｓ：Ｍｎ等の発光層４及び第２絶縁層５を付与し、更
にその上に、Ｍ等から形成される数百本の背面ストライ
ブ電極６を付与している。そして、基板ガラス１にもう
７枚のシールガラス７を接看樹脂８等を用いて貼合わせ
、それらの二枚のガラスの間隙にシリコンオイル９を充
填している。

この↓うな基本構造における絶縁層として考慮しなけれ
ばならない点は、前述した理由から誘電率が高く、誘電
損失が少ないこと、また、他層との関係から熱膨張係数
の小さいこと、光を絶縁層を通して取り出すことがら透
光性のよいこと、そして、ディスプレイとして広い面積
が要求されることから比較的低７ｍ　（３００℃以下）
にて成膜できるということである。

そこで、先ず、絶縁層の誘電率は、どの程度であれば、
低電圧駆動化を達成できるかについて以下考察してみる
。

７８２図は、第１図の基本構造において発光層４の各音
をＣＩ　　、絶縁層３，５の容量を０２　　として、外
部印加電圧ｋＶ。とじたときの発光層にか＼る電圧を１
　、絶縁層にか＼る電圧を■２　　として、第１図の基
本構造を概略的に電気回路化して表わしたものである。

こ−で、発光ノーの厚みを（ｊｌ　　Ｎ誘電率を６１　
　とし、絶縁層の厚みをｄｔ　　Ｎ誘電率を６．とする
と、次の関係式が成り立つ。

現在使用しうる発光層としては、膜厚は最低、２０００
　’Ａ必要であり、十分な発光を得るためには２〜３　
Ｘ　／　０’　Ｖ／ｍ　の電界をかければ工い。従って
、発光層にかける電圧としては、（二〜３×１０”Ｖ／
ｍ　）Ｘ　（２０００人）−グ０〜６０■でよいことに
なる。そこで、発光層の材料としてＺｎＳを使用すると
してその誘電率Ｃ２をｇ、３、その膜厚を２０００λと
し、絶縁層の膜厚を５ｏｏｏＡとすると、前記（ハ式よ
り、 となる。この＠）式を、前記一式及び（３）式に代入す
ると、 となる。これらけ）式及び（６）式から、ｌ −＝　　ｇｑｘ　ｉｏ−”　ａ２　・・・・・・・・・
・・・・・・　　（７）■！ となる。

この（７）式から、絶縁層の誘Ｎ、率を種々選定したと
きに、外部印加電圧■。に対する発光層にか＼る電圧■
１　　の割合（％）の変化を算出してみた結果を、第３
図に示している。この第３図から明らかなように、絶縁
層の誘電率りが１００であれば、外部印加電圧の約ｇｏ
条が発光層にか＼Ｆ）、２００であれば、外部印加電圧
の約９０チが発光層にかかる。従つ１、発光層に１Ｊｔ
ｏ〜ろ０■の電圧をかけるには、外部印加電圧は、絶縁
層の誘電率りが７００の場合には、５０〜７ＳＶでよく
、絶縁層の誘電率が２００の場合にはｔグ〜ＡＡＶでよ
いことになり、従来のものよりはるかに低電圧駆動化で
きることになる。

本発明者は、この工うなことを念頭において１、！００
０Ａ程度の膜厚でｖｊ寛率が１００以上となりしかも誘
電体損が小さくヒステリシス類の小さい絶縁ＮＩＩを形
成するにはどんな材料が良いかについて種々検討した結
果、５ｒＴｉＯ，−ＢｉｌＯｓ−ＴｉＯｔ三成分系の組
成物が最適であることを見出したのである。

例えば、（Ｓｒ、−ｘＢａｘ）Ｔｉ０３−ｅｉ、ｏ、−
ｎＴｉ０ｇ系の材料を焼結して、ディスク型の焼結体を
作り、この焼結体をターゲットＫしてスパッタリングを
行うと、ガラス基板上に％　　（Ｓｒ、−ｘＢａＸ）Ｔ
ＩＯＩ　−Ｂ　１ｚｏｓ　−ｎＴ　ｉ　Ｏｘの膜が形成
され、この絶縁膜は、膜厚！ｒｏｏｏｔｘの状態で、ｔ
ｉｔｏｏ　〜ｓｏｏの誘電率を有するもので多ることが
確認できた。そして、この絶縁膜のＤ−Ｅヒステリシス
・ループヲ調べてみたところ、第９図に示すように、は
とんどヒステリシス４負のないものであることも確認で
きた。

また、この絶縁膜を形成するためのスパッタリングの時
に、Ａｒ　　ガス中に０．ガスを、例えば、ｇ対ユから
７対３位の割合で混ぜることによって、良好な酸化膜が
得られることも分った。

第１図に示したような基本構造のＥＬディスプレイにお
ける絶縁層として、このようにして形成される５ｒＴｉ
０３　　ＢｉｚＯｓ−ＴＩＯｔ三成分系の組成物からな
る絶縁膜を使用してみたところ、最低でダ０■、最高で
も７５Ｖ程度の低電圧で駆動でき、しかも発熱の少ない
長時間駆動の行なえるＥＬディスプレイとすることがで
きた。

発明の効果 前述したように、本発明にょるＥＬディスプレイは、ｌ
ＩＯ〜７５■程度の低い電圧で駆動でき、従って、その
ための駆動回路を通常のＩＧ（集積回路）を用いて構成
できるので、全体としての価格を低く抑えることができ
、しかも、ヒステリシス損等の誘電体損に↓る発熱も少
なく、長時間、駆動しても信頼性を保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用するＥＬディスプレイの基本構造
を示す部分断面図、第二図は第１図の基本構造の発光層
と絶縁Ｊｆ４との等価電気回路図、第３図は第二図の等
価電気回路に関して絶縁層の誘電率と、外部印加電圧に
対する発光層にか＼る電圧の割合との関係を示す図、第
≠図は本発明によって使用する絶縁層のＤ−Ｅヒステリ
シス・ループの一例を示す図でおる。 １・・・ガラス基板、２・・・透明ストライブ電極、３
・・・第１絶縁７ｍ、４・・・発光層、５・・・第コ絶
線層、６・・・背面ストライブ電極、Ｔ・・・シールガ
ラス、８・・・接着樹月旨、９・・・シリコンオイル。 第１図 第３図 ＋ＯＯ２００３００４００５００６００７００絶練層の
誘電率− 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電極層、絶縁層及び発光層を有するＥＬデイスプレイに
   おいて、前記絶縁層は、ＳｒＴｉＯ＿３−Ｂｉ＿２Ｏ＿
   ３−ＴｉＯ＿３三成分系の組成物からなることを特徴と
   するＥＬデイスプレイ。