JPS63116393A - 薄膜電場発光素子 - Google Patents
薄膜電場発光素子Info
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- JPS63116393A JPS63116393A JP61262205A JP26220586A JPS63116393A JP S63116393 A JPS63116393 A JP S63116393A JP 61262205 A JP61262205 A JP 61262205A JP 26220586 A JP26220586 A JP 26220586A JP S63116393 A JPS63116393 A JP S63116393A
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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。
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
本発明は文字や図形等の表示に応用される薄膜電場発光
素子（薄膜ＥＬ素子）に関するものである。
素子（薄膜ＥＬ素子）に関するものである。
従来の技術
薄膜ＥＬ素子は通常、ガラス基板上に透明電極、第１絶
縁体層、螢光体層、第２絶縁体層および金属背面電極の
薄膜が順に積層された構造を持ち、表示パターンはこれ
らの薄膜層が形成されていないガラス基板面（以下観察
面という）側から観察される。上記薄膜層は金属背面電
極以外は可視光に対し透明であるので、一般に背面電極
として用いられるＭ金属薄膜によって、観察面から見た
場合に鏡面になる。従って観察面から入射した外光は正
反射（入射角と反射角が等しい反射）されるために表示
のコントラストが非常に悪くなる。
縁体層、螢光体層、第２絶縁体層および金属背面電極の
薄膜が順に積層された構造を持ち、表示パターンはこれ
らの薄膜層が形成されていないガラス基板面（以下観察
面という）側から観察される。上記薄膜層は金属背面電
極以外は可視光に対し透明であるので、一般に背面電極
として用いられるＭ金属薄膜によって、観察面から見た
場合に鏡面になる。従って観察面から入射した外光は正
反射（入射角と反射角が等しい反射）されるために表示
のコントラストが非常に悪くなる。
すでに、第２絶縁体層の一部または全部を光吸収性の黒
色絶縁体層とするＥＬ素子構成あるいは背面電極を光吸
収性の黒色電極にするＥＬ素子構成が提案されているが
、コントラストの改善が十分に行なわれているとはいえ
ない。
色絶縁体層とするＥＬ素子構成あるいは背面電極を光吸
収性の黒色電極にするＥＬ素子構成が提案されているが
、コントラストの改善が十分に行なわれているとはいえ
ない。
発明が解決しようとする問題点
外光がＥＬ素子の形成されたガラス基板に観察面側から
入射した場合、その拡散反射成分に対しては従来の技術
で説明した黒色絶縁体層および黒色電極法の作用が十分
なので大きなコントラスト比が得られる。しかし入射角
と反射角が等しい正反射成分に対しては上記方法によっ
ても十分なコントラストが得られない。従って実用価値
をより高めるために、外光の正反射成分に対してもさら
にコントラストを改善することが望まれる。本発明はか
かる問題点を解決し、同時に駆動回路コストを低めるた
めに、低電圧駆動ができるＥＬ素子を得ようとするもの
である。
入射した場合、その拡散反射成分に対しては従来の技術
で説明した黒色絶縁体層および黒色電極法の作用が十分
なので大きなコントラスト比が得られる。しかし入射角
と反射角が等しい正反射成分に対しては上記方法によっ
ても十分なコントラストが得られない。従って実用価値
をより高めるために、外光の正反射成分に対してもさら
にコントラストを改善することが望まれる。本発明はか
かる問題点を解決し、同時に駆動回路コストを低めるた
めに、低電圧駆動ができるＥＬ素子を得ようとするもの
である。
問題点を解決するだめの手段
ＥＬ素子において第２絶縁体層の一部または全部を黒色
絶縁体層にすることで、外光反射を防ぎ、コントラスト
を向上させることができるが十分なものではない。また
単に通常のＥＬ素子において観察面側のガラス基板表面
に無反射コーシングを施してもコントラストは向上しな
い。上記黒色絶縁体層とガラス基板の無反射コーティン
グを組合せることで、効果的にＥＬ素子の外光の正反射
に対するコントラストを高めることができた。
絶縁体層にすることで、外光反射を防ぎ、コントラスト
を向上させることができるが十分なものではない。また
単に通常のＥＬ素子において観察面側のガラス基板表面
に無反射コーシングを施してもコントラストは向上しな
い。上記黒色絶縁体層とガラス基板の無反射コーティン
グを組合せることで、効果的にＥＬ素子の外光の正反射
に対するコントラストを高めることができた。
更にこの時、誘電率が周波数５０ｋＨｚ以下で１００以
上の黒色絶縁体薄膜を用いることで、素子を低電圧駆動
させ得た。
上の黒色絶縁体薄膜を用いることで、素子を低電圧駆動
させ得た。
作 用
ＥＬ素子のコントラストを高めることは、明るい環境に
おいてもその表示内容を容易に認識でき、観察者にとっ
て疲労感の少い見易いディスプレイになる。またＥＬ素
子の輝度をむやみに上げなくとも視認が可能であるので
、ＥＬ素子の信頼性を高め得る。
おいてもその表示内容を容易に認識でき、観察者にとっ
て疲労感の少い見易いディスプレイになる。またＥＬ素
子の輝度をむやみに上げなくとも視認が可能であるので
、ＥＬ素子の信頼性を高め得る。
低電圧駆動は駆動回路を低コストで作成し得る利点を有
する。
する。
実施例
第１図に以下述べる手法にて作成したＥＬ素子の断面図
を示す。
を示す。
ガラス基板１１上に形成されたインジウム、スズ混晶酸
化物透明電極（ＩＴＯ電極）１２を０，１６態巾、Ｓ本
／ｍの割合のストライプ状にエツチング加工した。その
上に誘電体薄膜” ｒ （ＺｒＯ，２”０．８）Ｏｓ１
３を酸化物セラミックターゲットを用い、高周波マグネ
トロンスパッタ法で５０００人の厚さに形成し、第１絶
縁体層とした。この薄膜は誘電率ε、亦１００以上で、
ＥＬ素子の低電圧駆動に寄与している。
化物透明電極（ＩＴＯ電極）１２を０，１６態巾、Ｓ本
／ｍの割合のストライプ状にエツチング加工した。その
上に誘電体薄膜” ｒ （ＺｒＯ，２”０．８）Ｏｓ１
３を酸化物セラミックターゲットを用い、高周波マグネ
トロンスパッタ法で５０００人の厚さに形成し、第１絶
縁体層とした。この薄膜は誘電率ε、亦１００以上で、
ＥＬ素子の低電圧駆動に寄与している。
ひき続き螢光体薄膜ＺｎＳ ：Ｍｎ １４を電子ビーム
蒸着法で４２００への厚さに形成し、それを真空中で４
５０’Ｃ，１時間の条件で熱処理を加え、光学的な活性
化（輝度向上）を行った。ＺｎＳ：Ｍｎ薄膜が形成され
た領域上の半分のみにＰｒＯ２＋ Ｐｒ６Ｏ１１混合物
薄膜１５を５０００人の厚さに積み重ねた。
蒸着法で４２００への厚さに形成し、それを真空中で４
５０’Ｃ，１時間の条件で熱処理を加え、光学的な活性
化（輝度向上）を行った。ＺｎＳ：Ｍｎ薄膜が形成され
た領域上の半分のみにＰｒＯ２＋ Ｐｒ６Ｏ１１混合物
薄膜１５を５０００人の厚さに積み重ねた。
この時、Ｐ ｒ ６０１１酸化物をターゲットとして、
酸化性雰囲気中で高周波マグネ）Ｏンスバッタ法を用い
て薄膜を形成した。上記薄膜は光吸収係数が波長ｅｉｏ
ｏｏ人で１Ｑ％−１以上と大きく、かつ抵抗率と誘電率
もそれぞれρ＝８Ｘ１０”Ｑ−傭、！：１６０（６０１
ｄ（ｚ）と高い値を示し、低電圧駆動ＥＬ素子の黒色絶
縁体層として適したものである。誘電率は交流駆動電圧
のパルス巾から考えて、約６０曲の周波数まで高い値を
有する必要がある。
酸化性雰囲気中で高周波マグネ）Ｏンスバッタ法を用い
て薄膜を形成した。上記薄膜は光吸収係数が波長ｅｉｏ
ｏｏ人で１Ｑ％−１以上と大きく、かつ抵抗率と誘電率
もそれぞれρ＝８Ｘ１０”Ｑ−傭、！：１６０（６０１
ｄ（ｚ）と高い値を示し、低電圧駆動ＥＬ素子の黒色絶
縁体層として適したものである。誘電率は交流駆動電圧
のパルス巾から考えて、約６０曲の周波数まで高い値を
有する必要がある。
つぎに再び素子の全面に渡って、誘電体薄膜ＢａＴａ２
０ｅ １６をＳ、 （Ｚｒｏ、 ２’ｒｉ、 ８）０
３薄膜とほぼ同じ手法で１５００人の厚さに形成し、第
２絶縁体層またはその一部とした。この薄膜もε、が２
２と比較的高く、低電圧駆動に適した絶縁体薄膜である
０ 最後にＡｄ薄膜１７を電子ビーム蒸着法で１６００Ａの
厚さに形成し、それをＩＴＯ電極と直交し、かつ同じ巾
とピッチを有するストライブパターンにエツチング加工
してＥＬ素子を完成した。
０ｅ １６をＳ、 （Ｚｒｏ、 ２’ｒｉ、 ８）０
３薄膜とほぼ同じ手法で１５００人の厚さに形成し、第
２絶縁体層またはその一部とした。この薄膜もε、が２
２と比較的高く、低電圧駆動に適した絶縁体薄膜である
０ 最後にＡｄ薄膜１７を電子ビーム蒸着法で１６００Ａの
厚さに形成し、それをＩＴＯ電極と直交し、かつ同じ巾
とピッチを有するストライブパターンにエツチング加工
してＥＬ素子を完成した。
一方、観察面側のガラス基板上の無反射コーティングは
代表的な単相膜コーティングであるＭｑＦ２薄膜１８を
ｎｄ ＝ λ／４ （ｎ 二ＭｇＦ２の屈折率１．３８
、ｄ：膜厚、λ：可視光の中心波長５ｏｏｏＡ）式を満
足するように９００人の厚さに電子ビーム蒸着法で形成
した。この時第２図のＥＬ素子を観察面側から見た図で
示すように、無反射コーティングは一点鎖線で囲まれた
素子の半分領域２３に行った。図中実線で囲まれた領域
２１は無反射コーテインクが行なわれだ観察面側とは反
対側のガラス基板面に、すでに説明した方法により形成
されたＥＬ積層膜であり、その中で更に点線で示された
領域２２は、同じくすでに説明した黒色絶縁体層が組込
まれた部分である。従って素子の発光面の種類として、
図中にアルファべ・ｙトで示したように、四 黒色絶縁
体層なし、無反射コーティングなし、（′Ｂ）黒色絶縁
体層なし、無反射コーティングあり、（Ｃ） 黒色絶
縁体層あり、無反射コーティングなし、およびｐ 黒色
絶縁体層あり、無反射コーティングありの４種類を作成
した。
代表的な単相膜コーティングであるＭｑＦ２薄膜１８を
ｎｄ ＝ λ／４ （ｎ 二ＭｇＦ２の屈折率１．３８
、ｄ：膜厚、λ：可視光の中心波長５ｏｏｏＡ）式を満
足するように９００人の厚さに電子ビーム蒸着法で形成
した。この時第２図のＥＬ素子を観察面側から見た図で
示すように、無反射コーティングは一点鎖線で囲まれた
素子の半分領域２３に行った。図中実線で囲まれた領域
２１は無反射コーテインクが行なわれだ観察面側とは反
対側のガラス基板面に、すでに説明した方法により形成
されたＥＬ積層膜であり、その中で更に点線で示された
領域２２は、同じくすでに説明した黒色絶縁体層が組込
まれた部分である。従って素子の発光面の種類として、
図中にアルファべ・ｙトで示したように、四 黒色絶縁
体層なし、無反射コーティングなし、（′Ｂ）黒色絶縁
体層なし、無反射コーティングあり、（Ｃ） 黒色絶
縁体層あり、無反射コーティングなし、およびｐ 黒色
絶縁体層あり、無反射コーティングありの４種類を作成
した。
暗所で３０μ８ｅＣ巾の交流パルスを、はぼ通常駆動状
態のパワーで印加し、各４種類の発光面の平均輝度Ｂｄ
を求めた。更に各発光面の平均正反射反射率ｒを求め
、外光光源の輝度をＢ。とじてｄ の場合の結果を表１に示す。
態のパワーで印加し、各４種類の発光面の平均輝度Ｂｄ
を求めた。更に各発光面の平均正反射反射率ｒを求め
、外光光源の輝度をＢ。とじてｄ の場合の結果を表１に示す。
以下余白
表１
表から明らかなように、（Ｑ、（Ｑの黒色絶縁体層を用
いだＥＬ素子は、それによる自発光吸収のため輝度が約
半分になるが、コントラストは非常に高くなる。特にｑ
で示されるように、ガラス基板表面に無反射コーティン
グを施したＥＬ素子は、２００％合の外光光源が正反射
で映し込まれた場合でも、６．３という実用的に十分な
コントラストを持つことが判る。
いだＥＬ素子は、それによる自発光吸収のため輝度が約
半分になるが、コントラストは非常に高くなる。特にｑ
で示されるように、ガラス基板表面に無反射コーティン
グを施したＥＬ素子は、２００％合の外光光源が正反射
で映し込まれた場合でも、６．３という実用的に十分な
コントラストを持つことが判る。
また（Ｑ、Ｃ０面の発光のしきい電圧は、ＥＬ積層構造
の中で、単に黒色絶縁体層の無い構成の（８）。
の中で、単に黒色絶縁体層の無い構成の（８）。
（Ｂ）面とほぼ同一で、何ら発光しきい電圧の上昇はな
い。このことには黒色絶縁体薄膜の高い誘電率が効いて
いる。一般に絶縁体層の誘電率が１００以上であれば、
ＺｎＳ：Ｍｎ螢光体の誘電率８の１桁以上大きいので、
外部印加電圧はほとんど螢光体層に印加でき、低電圧駆
動のＥＬ素子が作成し得る。
い。このことには黒色絶縁体薄膜の高い誘電率が効いて
いる。一般に絶縁体層の誘電率が１００以上であれば、
ＺｎＳ：Ｍｎ螢光体の誘電率８の１桁以上大きいので、
外部印加電圧はほとんど螢光体層に印加でき、低電圧駆
動のＥＬ素子が作成し得る。
以上の実施例は最も作成容易でコストの低い単層膜無反
射コーティングの例であるが、更に２層膜、３層膜の無
反射コーティングを行えばより反射率が下るので、効果
が強まる。たとえば３層膜無反射コーティング ＭｇＦ２／ Ｚ ｒｏ２−Ｔ ｉ○２／Ａ６２０３（／
／４−／／２−／／４膜）を用いるとｐの反射率を４％
に下げることができ、従ってコントラストが６．６マで
向上する。
射コーティングの例であるが、更に２層膜、３層膜の無
反射コーティングを行えばより反射率が下るので、効果
が強まる。たとえば３層膜無反射コーティング ＭｇＦ２／ Ｚ ｒｏ２−Ｔ ｉ○２／Ａ６２０３（／
／４−／／２−／／４膜）を用いるとｐの反射率を４％
に下げることができ、従ってコントラストが６．６マで
向上する。
黒色絶縁体層として更にＰｒ−Ｍｎ酸化物についても検
討した結果、Ｍｎの原子割合が５０％以上の組成（Ｍｎ
のみの時はＭｎ２ｏ３ 化合物）で、光吸収係数が１０
５ｃｍ−１以上、抵抗率ρが１０８Ω憫台、５０匹以下
での誘電率ε、が１００以上の性能を有する低電圧１駆
動ＥＬ素子の黒色絶縁体層として適した薄膜が得られ、
上記Ｐｒ○２ Ｐｒｅｃｕｌと同等の結果を得た。薄
膜の作成はＰｒ６Ｏ１１と’ｂｌｘｈＣＯ３原料を所定
のモル比で配合、混合し、空気中で熱処理をしたものを
ターゲットとして、Ａｒ またはＡ ｒ ＋ ０２雰囲
気中で高周波マグネトロンスパッタ法にて行った。
討した結果、Ｍｎの原子割合が５０％以上の組成（Ｍｎ
のみの時はＭｎ２ｏ３ 化合物）で、光吸収係数が１０
５ｃｍ−１以上、抵抗率ρが１０８Ω憫台、５０匹以下
での誘電率ε、が１００以上の性能を有する低電圧１駆
動ＥＬ素子の黒色絶縁体層として適した薄膜が得られ、
上記Ｐｒ○２ Ｐｒｅｃｕｌと同等の結果を得た。薄
膜の作成はＰｒ６Ｏ１１と’ｂｌｘｈＣＯ３原料を所定
のモル比で配合、混合し、空気中で熱処理をしたものを
ターゲットとして、Ａｒ またはＡ ｒ ＋ ０２雰囲
気中で高周波マグネトロンスパッタ法にて行った。
以上説明した例はＥＬ素子構造において、第２絶縁層が
黒色絶縁体薄膜とＢ ａ Ｔ ａ２０ｅ 薄膜の２層に
なっているが、黒色絶縁体薄膜のみでも、また黒色絶縁
体とＢ ａ Ｔ ａ ２０ｅ 薄膜が逆の配置、更にＢ
ａ Ｔ ａ２０６／黒色絶縁体／ Ｂ ａ Ｔ ａ２
０６とＢａＴａ２Ｏ６の中間に黒色絶縁体を設けた場合
にも同等の効果を確認している。
黒色絶縁体薄膜とＢ ａ Ｔ ａ２０ｅ 薄膜の２層に
なっているが、黒色絶縁体薄膜のみでも、また黒色絶縁
体とＢ ａ Ｔ ａ ２０ｅ 薄膜が逆の配置、更にＢ
ａ Ｔ ａ２０６／黒色絶縁体／ Ｂ ａ Ｔ ａ２
０６とＢａＴａ２Ｏ６の中間に黒色絶縁体を設けた場合
にも同等の効果を確認している。
発明の詳細
な説明したように、第２絶縁体層の一部または全部に５
０曲以下の誘電率が１００以上の黒色誘電体層を配置し
、かつ観察面側のガラス基板表面に無反射コートを施し
だＥＬ素子は、たとえ２０００述、の外光光源が正反射
し映し込まれても実用的な５．３以上の高いコントラス
トを有し、かつ低電圧駆動が可能である。
０曲以下の誘電率が１００以上の黒色誘電体層を配置し
、かつ観察面側のガラス基板表面に無反射コートを施し
だＥＬ素子は、たとえ２０００述、の外光光源が正反射
し映し込まれても実用的な５．３以上の高いコントラス
トを有し、かつ低電圧駆動が可能である。
第１図は本発明の一実施例における薄膜電場発光素子の
断面図、第２図は同素子の発光面を示しだ図でちる。 １１・・・・・・ガラス基板、１２・・・・・・ＩＴ○
透明電極、１３・・・・・・５ｒ（Ｚｒｏ、２Ｔ１０．
８）０３誘電体薄膜、１４・・・・・・ＺｎＳ：Ｍｎ螢
光体薄膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｆイ
ー 丁う（纂Ｊ及 １７−ＡＩ−饗［相］電劾 第 ２ 図
断面図、第２図は同素子の発光面を示しだ図でちる。 １１・・・・・・ガラス基板、１２・・・・・・ＩＴ○
透明電極、１３・・・・・・５ｒ（Ｚｒｏ、２Ｔ１０．
８）０３誘電体薄膜、１４・・・・・・ＺｎＳ：Ｍｎ螢
光体薄膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｆイ
ー 丁う（纂Ｊ及 １７−ＡＩ−饗［相］電劾 第 ２ 図
Claims (2)
- （１）透光性基板上に透明電極、第１絶縁体層、螢光体
層、第２絶縁体層および背面電極を順に積層し、かつ第
２絶縁体層の一部または全部が５０ＫＨｚ以下の周波数
領域において誘電率が１００以上で、かつ可視光を吸収
する黒色絶縁体層からなり、かつ透光性基板上に積層さ
れた上記背面電極と反対側の面に可視光に対する無反射
コーテイング層を設けたことを特徴とする薄膜電場発光
素子。 - （２）黒色絶縁体層がＰｒＯ＿２＋Ｐｒ＿６Ｏ＿１＿１
混合物、Ｐ＿ｒ＿（＿１＿−＿ｘ＿）Ｍ＿ｘ酸化物（た
だしｘは原子割合で０．５≦ｘ≦１）から選ばれた薄膜
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄
膜電場発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61262205A JPS63116393A (ja) | 1986-11-04 | 1986-11-04 | 薄膜電場発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61262205A JPS63116393A (ja) | 1986-11-04 | 1986-11-04 | 薄膜電場発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63116393A true JPS63116393A (ja) | 1988-05-20 |
Family
ID=17372536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61262205A Pending JPS63116393A (ja) | 1986-11-04 | 1986-11-04 | 薄膜電場発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63116393A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5757127A (en) * | 1994-06-10 | 1998-05-26 | Nippondenso Co., Ltd. | Transparent thin-film EL display apparatus with ambient light adaptation means |
| JP2003150071A (ja) * | 2001-11-15 | 2003-05-21 | New Industry Research Organization | 高効率ディスプレイ前面パネル |
-
1986
- 1986-11-04 JP JP61262205A patent/JPS63116393A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5757127A (en) * | 1994-06-10 | 1998-05-26 | Nippondenso Co., Ltd. | Transparent thin-film EL display apparatus with ambient light adaptation means |
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