JPS63108698A - 薄膜電子ルミネセンス表示素子 - 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〕 本発明は、薄膜電子ルミネセンス表示素子に係るもので
、一層詳しくは、表示素子の金属背面電極構造を、改良
することに依り、絶縁破壊現象に影響を受けることがな
く、高い駆動電圧下においても、長時間安定された駆動
が行われるようにした薄膜電子ルミネセンス表示素子に
関するもので゛ある。

〔従来の技術〕

−ｍに、外部エネルギーにより、成る物質がｈＪ起され
る場合には、そのエネルギー状態の変化に依り、短い波
長の光を放出するようになるが、特に、このような現象
において、温度とは無関係にその発光が電気的に誘導さ
れておこる場合に、それを電子ルミネセンス現象と称し
ている。

平面表示素子はこのような電子ルミネセンス効果を有効
に使用しているものであるが、その平面表示素子におい
てＸ−Ｙ電極マトリックスに電圧をかける電子ルミネセ
ンス膜の性質を実際的に活用するには、少くない問題点
がある。

すなわち、電子ルミネセユ／ス膜に高電場が附加される
と、その膜の成る位置で電極の連結を破壊する局部的な
絶縁破壊現象を起こすおそれがあり、一般に公知の蒸着
技術に依り電極を形成した場合に、しばしばその電子ル
ミネセンス表示板の完全な線電極破壊現象をおこしてい
る。

従来使用されていた薄膜電子ルミネセンス表示素子は、
第２図に示したように、平面上の硝子基板（１）に、Ｓ
ｎｏｗ　、　ＩｎｚＯ＊、ＴＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉ
ｎ　０ｘｉｄｅ）等より成る透明電極群（２）がコーテ
ィングされ、該透明電極群（２）は、所定の幅（約１５
０〜３００Ｒ）を存するように相互平行にエツチングさ
れて形成される。該透明電極群（２）の上面部には、１
次誘電Ｊｌ１３）が形成され、該１次誘電膜（３）の上
部には、ＺｎＳ　；　Ｍμｍの蛍光膜（４）及び２次誘
電膜（５）が順次形成される。又、該２次誘電膜（５）
の上面部には、前記透明電極群（２）と、直角方向に交
叉されるアルミニウム背面電極群（６）がフォトエツチ
ングに依り所定の幅（１５０〜３００　ｍ）に平行に形
成される。

そして、このような従来の電子ルミネセンス表示素子は
、透明電極群（２）と、アルミニウム背面電極群（６）
との間に、所定の電圧（１００〜２００Ｖ）がかかると
、１・２次誘電膜（３）（５）間に位置されたＺｎＳ　
：　Ｍμｍの蛍光膜（４）が発光するようになる。この
ように蛍光膜（４）が発光されるためには、臨界電場が
約２Ｘ１０’Ｖ／ｃｍにならなければならず、このよう
な臨界電場に到達されるための外部電圧は、誘電率が高
い誘電体を使用し且つ、蛍光膜（４）の厚さを薄くする
ことにより低下され得る。しかるに、膜の厚さの分布は
、薄膜電子ルミネセンス表示素子の絶縁破壊特性に影響
を与えるようになり、誘電膜の厚さが薄い程、絶縁破壊
がおこる可能性が高くなるので、実際に電子ルミネセン
ス表示素子を製造するに当っては、その膜の厚さを薄く
するよりは、誘電率の高い誘電体を使用するのが望まし
く、現在の技術では、膜の厚さを５００〜６００ｎｍ以
上に保っている。

一方、前記したような従来の構造において、透明電極群
（２）とアルミニウム背面電極群（６）に電気エネルギ
ーが選択的に励起されると、それら電極群（２）（６）
の各画素が要求する像を形成するようになり、このよう
に形成された像は透明電極群（２）と硝子基板（１）と
を通して現れるようになるが、この場合に後面から放出
される光は、アルミニウム背面電極群（６）により遮断
されると同時に反射されて前面電極の透明電極（２）に
放出される。

そして、前面電極の透明電極に直接放出される光と、ア
ルミニウム背面電極群（６）に反射されて前面電極に放
出される光との比率（以下、画面のコントラストという
）が低下されるのを防ぐために、２次誘電膜（５）とア
ルミニウム背面電極群（６）との間に、別途の光吸収膜
（図示されていない）を形成することができる。又、薄
膜電子ルミネセンス表示素子に悪影響を及ぼす水分浸透
を防ぐために、その表示素子の背面電極後面部を硝子に
より封じて真空を成すように形成させている。

［発明が解決しようとする問題点〕 このような従来の薄膜電子ルミネセンス表示素子は、蛍
光膜（４）に存在するピンホールの欠陥部により、ピン
ホール形態の破損がおこり易く、その破損現象が背面電
極群（６）の上部位で発生すると、その部位には、相当
に高い電場がかかりそのピンホールに電気的破損がおこ
るようになる。

すると、その電極の周囲が、漏電領域のプラスマ放電に
より、漸次に溶融されて、漏電破損がおこるようになる
。

このようなピンホール形態の破損は、直ちにその電極自
体を消耗させ且つその部分の線電極の作動を停止させる
ことになる問題点がある。

このような問題点を解決するため、本発明は、薄膜電子
ルミネセンスの表示素子が、ピンホール形態の破損をお
こす場合に、その破損を部分的に局限させることに依り
、電極の作動には影響を与えることが無い薄膜電子ルミ
ネセンス表示素子を提出しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、金属背面電極と２次誘電層との間に絶
縁性及び光吸収性が良好且つ、水分との親和性が極めて
低い感光絶縁膜を介在させて、該感光絶縁膜の光吸収特
性に依り画面のコントラストを顕著に向上させる。そし
て、前記金属背面電極を該感光絶縁膜上に延在する上部
金属電極部分と、２次誘電層上の下部金属電極部分とか
らなる２重構造に形成し、該上部金属電極を前記２次誘
電層上に介在させた前記感光絶縁膜に依り蛍光層から所
定距離だけ離間させる。よって上部金属電極には、高い
電場が直接かかることなく継続的に電気が通ずるように
なるので、従来のように背面電極の各電極全体が作動し
ないような現象が排除された薄膜電子ルミネセンス表示
素子が得られる。

〔実施例〕

以下、本発明による薄膜電子ルミネセンス表示素子を参
考図面を用いて詳細に説明する。第１図は、本発明によ
る薄膜電子ルミネセンス表示素子の構成を示した一部斜
視図で、図面に示したように、Ｎａイオンが排除された
硝子基板（１０）上に、る、該透明電極群（１１）上面
部に、Ｙ２Ｏ，又はＡｌ２Ｏコの１次誘電層（１２）を
約３０００人の厚さに真空蒸着し、該１次誘電層（１２
）の上面部にＭｎを１ｗｔ％以下にドーピングしたＺｎ
Ｓ蛍光層（１３）を約６０００人の厚さに真空蒸着させ
る。該ＺｎＳ蛍光層（１３）の上面部にＹ２Ｏ，又はＡ
ｈ（ｈの２次誘電層（１４）を真空蒸着し、感光絶縁膜
（１５）をその２次誘電層（１４）上面部にＩＯｐｍ以
下の厚さを有するようには感光性ポリイミド（東しく株
）製品：　ＰｈｏｔｏｎｅｅｃｅＵＲ−３１００シリー
ズ）を用いた。

このように形成された前記感光絶縁膜（１５）上と、前
記２次誘電層（１４）の上面部位に、それぞれ上部及び
下部金属電極（１６’　）（１６”　’）を有する金属
背面電極群（１６）を所定厚さくｄ）に蒸着し、該上部
金属電極（１６’　）の上面部長手方向に該上部金属電
極（１６’　）幅の５０〜９０％程度をエツチングして
電極を分離することにより該上部金属電極（１６’　”
）を形成する。符号１７がその上部金属電極（１６”）
の上面部のエツチングされた部位を示す。

前記の感光絶縁膜（１５）は、表示素子のコントラスト
を向上させるために、絶縁性及び光吸収性が良く、薄膜
電子ルミネセンス表示素子に悪影響を及ぼす水分の浸入
を防ぐために水分との親和力が極めて低い材料を使用す
る。

又、外部に露出される金属背面電極群（１６）は、Ａｌ
　、Ｔｉ　　、Ｙ、Ｍｇのような金属により形成され、
その厚さくｄ）が２０００Å以下になる場合は、ピンホ
ール形態の破損が生じ易いため、金属背面電極群（１６
）の厚さくｄ）は、約３０００人程度が適合である。

このように構成される本発明の電子ルミネセンス表示素
子は、前記透明電極群（１１）と前記金属背面電極群（
１６）との間に１００〜２００■のＡＣ電源を印加させ
ると、それら各電極群（１１）　（１６）が相互交叉さ
れる部位で発光をするようになる。この時、前記蛍光膜
（１３）にあるピンホール欠陥部位により、ピンホール
形態の破損が生ずるような場合にその現象が金属背面電
極群（１６）上部位から発生されると、その部位では相
当高い電場がかかってそのピンホール欠陥部位に電気的
波…が生ずることがある。しかるに従来の電極構造にお
いては、このような破損が生ずる場合に、その電極部位
の周囲を漏電領域のプラスマ放電により漸次溶解させる
ようになって漏７ｇ、破損が生じ、直ちにその電極自体
が消耗されて、線電極の作動が停止されるようになる、
しかし、本発明による電子ルミネセンス表示素子におい
ては、金属背面電極群（１６）の下部金属電極（１６”
　）が発光膜で発生されるピンホールに依り、破壊され
ても上部金属電極（１６’　）は、感光絶縁膜（１５）
に依り、蛍光層（１３）から所定距離だけ離れているた
め、高い電場がかかることがな（なり金属背面電極群と
しては′ｍ続的に電気が通ずるようになる。従って、従
来のように金属背面電極群（１６）全体が作動し得ない
電極破損現象が発生しない。すなわち、金属背面電極群
（１６）の上部金属電極（１６’　）には、ピンホール
形態の完全な電極破損が生ずる憂慮がない。尚、下部金
属電極（１６”　）から発生される欠損領域は、その半
径が０．００１ｉｎ以下になるため、部分的な欠損は人
間の肉眼では殆んど感知し得す、従って出力画面には殆
んど影響を与えない。

又、誘電体と電極の厚さを適切に調節させることにより
、表示素子の使用寿命を向上させ且つ感光絶縁膜の光吸
収特性により画面のコントラストをより向上することが
できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による薄膜電子ルミネセン
ス表示素子は、金属背面１掻を、上部金属電極と下部金
属電極の２重構造に成すことにより、ピンホール形態の
破損に依る完全な電極破損を防止し得るため、表示素子
の使用寿命を向上し得る効果がある。又、従来のように
、電子ルミネセンス表示板全体が電気的破損現象をおこ
さないので、長時間安定した駆動により表示素子の信頼
性が向上され、高い印加電圧下においても表示素子には
大した損傷を与えずに高い画面のコントラストを維持す
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

・　第１図は本発明による薄膜電子ルミネセンス表示素
子の構成を示した斜視図、第２図は、従来の薄膜電子ル
ミネセンス表示素子の構成を示した斜視図、である。 １０・・・硝子基板、　　　　１１・・・透明電極群、
１２・・・１次誘電層、　　　１３・・・蛍光層、１４
・・・２次誘電層、　　　１５・・・感光麺縁膜、１６
・・・金属背面電極群、１６′・・・上部金属電極、１
６″・・・下部金属電極、１７・・・エツチング部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）硝子基板（１０）上に、透明電極群（１１）、１次
   誘電層（１２）、蛍光層（１３）、２次誘電層（１４）
   を順次形成してなる薄膜電子ルミネセンス表示素子にお
   いて、 前記２次誘電層（１４）の上面部に絶縁性及び光吸収性
   で且つ水分との親和力が極めて低い感光絶縁膜（１５）
   を所定パターンに形成し、該感光絶縁膜（１５）の上面
   から前記２次誘電層（１４）の上面にまたがるそれぞれ
   上部金属電極（１６’）と下部金属電極（１６”）とを
   有する金属背面電極群（１６）を形成して成ることを特
   徴とする薄膜電子ルミネセンス表示素子。 ２）感光絶縁膜（１５）が、厚さ１０μｍ以下、幅１５
   ０〜３００μｍの線状パターンに形成された特許請求の
   範囲第１項記載の薄膜電子ルミネセンス表示素子。 ３）上部金属電極（１６’）が該上部金属電極（１６’
   ）の上面部長手方向に該上部金属電極（１６’）の幅の
   約５０〜９０％をエツチングして形成された特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の薄膜電子ルミネセンス表示
   素子。