KR20060014442A - 발광소자, 표시장치, 및 표시장치의 제어방법 - Google Patents

발광소자, 표시장치, 및 표시장치의 제어방법 Download PDF

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Abstract

발광소자는, 발광성 무기재료를 포함하는 발광체 층과, 상기 발광체 층을 면에 수직한 방향으로부터 사이에 끼우는 제1 및 제2유전체 층으로서, 적어도 일부의 잔류 유전 분극량이 3 μC/cm2 이상이고, 또한 항전계가 20 kV/cm 이상인 상기 유전체 층과, 상기 제1 및 제2유전체 층을 면에 수직한 방향으로부터 사이에 끼우는 제1 및 제2전극을 구비하고 있다.

Description

발광소자, 표시장치, 및 표시장치의 제어방법{LUMINESCENT DEVICE, DISPLAY DEVICE, AND DISPLAY DEVICE CONTROL METHOD}
본 발명은 발광성 무기재료를 이용한 발광소자, 및 그 발광소자를 이용한 표시장치에 관한 것이다.
현재, 평판 표시장치(flat panel display)로서, LCD 패널과 플라즈마 표시장치가 일반적이지만, 비교적 새롭게 개발된 평판 표시장치로서는 전계 발광 표시(EL) 소자로 구성된 평판 표시장치가 있다. EL 소자에는, 발광체에 무기화합물을 사용하는 무기 EL 소자와, 발광체에 유기 화합물을 사용하는 유기 EL 소자의 두 가지가 있다.
EL 소자는, 고속 응답성, 고 콘트라스트(contrast), 내진성(耐振性) 등을 갖는 것을 특징으로 한다. 이 EL 소자는, 그 내부에 기체가 없으므로 고압 및 저압 환경 모두에서 사용할 수 있다.
유기 EL 소자는, 구동 전압이 낮고, 또한 박막 트랜지스터(TFT) 능동 매트릭스형 표시장치에 사용하는 경우 다수의 계조(階調; gradation)를 나타내지만, 이러한 소자는 습도의 영향에 민감하고 수명이 짧다.
무기 EL 소자는, 발광체가 무기재료로 되어 있으므로, 유기 EL 소자에 비하 여, 제조가 용이하다. 또한, 무기 EL 소자는 수명이 길고, 내진성이 양호한 것을 특징으로 하고, 교류 전원에 의해서 구동될 수 있다. 그러나, 무기 EL 소자는 발광에 높은 전압을 필요로 하므로, TFT 능동 매트릭스형 표시장치에서 구동하는 것은 곤란하다. 따라서, 무기 EL 소자는, 수동 매트릭스 방식으로 구동된다.
수동 매트릭스형 표시장치는, 제1방향에 평행하게 연장되는 복수의 주사 전극과, 제1방향과 직교하는 제2방향에 평행하게 연장되는 복수의 데이터 전극을 구비하고 있다. 1쌍의 주사 전극과 데이터 전극의 사이에 교류 전압이 인가되어 하나의 발광소자가 구동된다. 발광소자는, 서로 교차하는 주사 전극과 데이터 전극의 사이에 끼워져 있다. 이 수동 매트릭스형 구동 방법에서의 문제는, 주사 전극의 수가 증가함에 따라서, 표시장치의 전체 발광이 감소하는 것이다.
일본국 특허 공보 No. S54-8080 공보에 의하면, 주로 ZnS의 발광층에, 예로서, Mn, Cr, Tb, Eu, Tm, Yb를 도핑하여, 광 출력을 증가시키고 피크 휘도를 향상시키는 것이 기재되어 있지만, 평균 휘도는 400 cd/m2 미만이고, 이 표시장치는 256 이하의 계조를 나타낸다. 따라서, 예로서, 텔레비전용 표시장치로서는 적합하지 않다.
발광소자를, 예로서, 텔레비전의 표시장치로서 사용하는 경우는, 발광소자의 휘도가 최소한 400 cd/m2가 아니면 화면은 LCD 패널보다도 어두워진다. 따라서, 이러한 표시장치에 사용하는 발광소자의 휘도는 400 cd/m2 이상이 되어야 한다.
또한, 발광소자를 텔레비전 등의 표시장치에 사용하는 경우는, 256 이상의 계조를 필요로 한다. 발광소자에 무기화합물을 이용한 무기 EL 소자를 사용하는 종래의 수동 매트릭스형 표시장치에서는, 도 4에서 종래 기술의 장치에 대하여 점선으로 나타낸 바와 같이 인가 전압에 대한 휘도의 변화가 급격하다. 이때의 임계 전압과, 최대 피크 휘도를 얻는 전압과의 차이가 작고, 또한 외부 전계의 제어에 의한 광 출력의 계조 제어가 매우 어렵거나 또는 불가능하므로, 예로서, 텔레비전에 사용할 수 있는 실현 가능한 표시장치를 개발하는 것이 가능하지 않았다.
따라서, 본 발명의 목적은, 충분한 휘도를 실현하고, 256 계조 제어가 가능한 발광소자를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 발광소자는, 발광성 무기재료를 포함하는 발광체 층과, 상기 발광체 층을 면에 수직한 방향으로 사이에 끼우는 제1 및 제2유전체 층과, 상기 제1 및 제2유전체 층을 면에 수직한 방향으로 사이에 끼우는 제1 및 제2전극을 구비하고 있다.
이 발광소자의 상기 제1 및 제2유전체 층은, 적어도 일부의 잔류 유전 분극량(residual dielectric polarization)이 3 μC/cm2 이상이고, 또한 항전계(抗電界; coercive electric field)가 20 kV/cm 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 발광소자는, 발광성 무기재료를 포함하는 발광체 층과, 상기 발광체 층의 한쪽 면에 형성된 유전체 층으로서, 적어도 일부의 잔류 유전 분극량이 3 μC/cm2 이상이고, 또한 항전계(抗電界)가 20 kV/cm 이상인 유전체 층과, 상기 발광체 층과 상기 유전체 층을 면에 수직한 방향으로부터 사이에 끼우는 제1 및 제2전극을 구비하고 있다.
이 발광소자는 발광성 무기재료를 이용한 무기 EL 소자이다. 이 무기 EL 소자는, 발광체 층의 최소한 한쪽에 강유전체 재료로 이루어지는 강유전체 층이 형성되어 있다. 본 발명자는, 이 발광체 층이 그것에 인가된 외부 전계에 따라서 발광하지만, 발광체 층의 최소한 한쪽에 강유전체 층을 형성하면, 강유전체 재료의 잔류 분극에 의해서 외부 전계가 인가되지 않는 특정 시간 동안 발광체를 발광시킬 수 있는 것을 발견하였다. 이와 같이 생성된 발광소자는, 점등 시간이 길고 발광량이 많고 휘도가 우수한 발광소자를 특징으로 한다.
이 발광소자는 상기 제1전극 또는 제2전극의 한 면을 지지하는 지지 기판을 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 발광소자는 상기 제1전극과 제2전극과의 사이에 인가된 교류 전압을 제어하는 제어부를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 표시장치는, 2차원 매트릭스로 배열된 상기 복수의 발광소자로 구성된 발광소자 어레이(array)와, 상기 발광소자 어레이의 면에 평행한 제1방향에 평행하게 연장되는 복수의 제1전극과, 상기 제1방향에 수직이고 또한 상기 발광소자 어레이의 면에 평행한, 제2방향과 평행하게 연장되는 복수의 제2전극을 구비하고 있다. 이 표시장치는 1쌍의 상기 제1전극과 상기 제2전극과의 사이에 교류 전압을 인가하여 최소한 하나의 발광소자를 구동하는 것을 특징으로 한다.
2차원 매트릭스로 배열된 복수의 발광소자로 구성된 발광소자 어레이와, 상기 발광소자 어레이의 면에 평행한 제1방향에 평행하게 연장되는 복수의 제1전극과, 상기 제1방향에 수직하고 상기 발광소자 어레이의 면에 평행한 제2방향에 평행하게 연장되는 복수의 제2전극을 구비하고, 또한 1쌍의 상기 제1전극과 상기 제2전극과의 사이에 교류 전압을 인가하여 최소한 하나의 발광소자를 구동하는 표시장치의 제어방법은, 상기 제1전극과 상기 제2전극과의 사이에 정부(正負) 교대의 외부 전계를 인가함으로써 발광소자를 구동하고, 상기 발광소자 어레이의 전체에 걸쳐서 주사하는 단계와, 이전의 주사시에 인가된 전계의 강도와 상기 강유전체 층을 구성하는 강유전체의 히스테리시스 특성에 따라서, 다음의 주사시에 인가되는 전계의 강도를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이어서, 본 발명에 의한 발광소자의 구성에 대하여 설명한다.
이 발광소자를 지지 기판상에 고정할 수도 있다. 이 지지 기판으로서는, 전기 절연성이 우수한 재료를 사용한다. 발광소자로부터의 광이 지지 기판측으로부터 추출될 수 있도록, 가시광 스펙트럼에서의 투명성이 높은 재료로 구성된 지지 기판을 사용한다. 제조 공정에 있어서 지지 기판의 온도가 섭씨 수백도에 달하는 경우는, 연화점(軟化點)이 높고, 내열성이 우수하고, 또한 열팽창 계수가 그 위에 적층되는 막과 같은 정도인 재료를 사용한다.
이러한 지지 기판으로서는 유리, 세라믹스, 실리콘 웨이퍼 등을 사용할 수 있지만, 통상의 유리에 포함된 알칼리 이온이 발광소자에 영향을 주지 않도록, 무알칼리 유리를 사용할 수도 있다. 또한, 유리 표면에 알칼리 이온과 발광소자와의 사이의 이온 장벽층으로서, 예로서 알루미나를 피복할 수도 있다.
전극으로서는, 전기 전도성이 높고, 절연층과의 밀착성이 좋고, 강전계에 의한 이온의 마이그레이션(migration)이 없고, 절연 파괴시에 증발 등의 물리적 변화에 의한 대향하는 전극 간에 단락(短絡)을 일으키지 않는 재료를 사용한다. 이 전극으로서는, 예로서 알루미늄, 몰리브덴, 또는 텅스텐을 사용할 수 있다. 발광소자로부터 광을 추출하는 측의 전극은, 상기의 전극 특성 이외에, 가시광 스펙트럼에서의 투명성이 양호한 것이 바람직하고, 또한 산화주석으로 도핑한 산화 인듐(ITO), InZnO, ZnO, SnO2, 또는 가시광에 대하여 투명성을 부여하기 위하여 극히 얇은 막으로서 형성한 Mg와 Ag의 합금으로 제조할 수 있다.
유전체는, 강한 전계를 인가할 때 발광소자의 파괴를 방지하도록 전기 절연성이 높고, 유전율이 높은 것이 바람직하다. 또한, 발광소자가 파괴되지 않도록 핀홀(pinhole)이나 결함이 적은 것이 바람직하다. 또한, 유전체는 발광체 층 및 전극과 적층되므로 밀착성이 좋은 것이 바람직하다. 또한, 유전체는, 표시장치용으로서 적합한 균일한 막 두께와 막 특성을 가지며 대형 크기로 용이하게 제조할 수 있어야 하고, 발광소자 제조시에 고온 처리를 필요로 하는 경우 내열성이 높아야 하며, 또한, 발광소자로부터 광을 추출하기 위하여 가시광에 대하여 투명성이 있는 재료로 제조하여야 한다. 또한, 절연 파괴가 발광소자 전체에 확산되는 것을 방지하는 비전파형(非傳播型)인 유전체가 바람직하다. 이러한 유전체로서는, 강유전체를 주요 성분으로 하는 유전 재료가 있다. 강유전체로서는, 탄탈산바륨, 산화이트륨, 티탄산바륨, 산화탄탈, 티탄산스트론튬, 산화지르코늄인 유전체를 사용할 수 있다. 이러한 유전체로써, 잔류 유전 분극량 Pr이 크고, 또한 항전계 Ec가 클수록 점등 시간이 길고, 광 출력이 큰 발광소자를 실현할 수 있다.
강유전체는, 스퍼터링, 전자빔(EB; electron beam) 증착, CVD, 스크린 인쇄, 스핀코팅 등의 방법으로써 형성할 수 있고, 이 생성된 막은 강유전체 막의 Pr, Ec를 조정하기 위하여 열처리될 수도 있다. 발광소자로부터 발광된 광을 효율적으로 추출하기 위하여, 막의 표면을 매끄럽게 하도록 연마할 수도 있고, 또는 그 막에 평활막(平滑膜)을 피복할 수도 있다. 강유전체의 Pr 및 Ec는 강유전체의 막 두께로써 조정할 수 있다.
이어서, 상기 강유전체 층의 특성에 대하여 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3은, 강유전체 층의 분극량 P와 강유전체 층에 인가된 전계 E와의 히스테리시스 특성을 나타내는 도면이다. 강유전체 층의 양면에 전위를 인가하고, 또한 소정의 전계를 인가함으로써, 강유전체 층내의 각각의 전기 쌍극자(雙極子)의 방향이 전계 방향으로 배열되어서, 강유전체 층의 전체의 분극을 나타낸다. 강유전체는, 약한 전계가 인가되는 경우에도 포화점(상태 B)에서 큰 분극량을 나타낸다. 한편, 인가 전계 강도를 제로로 한 경우에도 분극이 유지되고(상태 C), 이때의 분극량을 잔류 유전 분극량 Pr이라고 부른다. 또한, 이어서 역방향의 전계를 인가하면, 소정의 전계 강도(-Ec)에서 분극량이 제로로 된다. 이때의 전계 강도가 항전계 Ec이다. 다시 역방향 전계를 인가하면, 역방향으로 분극이 포화되고(상태 E), 인가 전계가 다시 제로로 되면, 잔류 유전 분극량이 역방향으로 된다(상태 F).
본 발명자는, 잔류 유전 분극량이 크고, 항전계가 큰 강유전체를 도 1에 나타내는 유전체 층(3) 및/또는 유전체 층(5)에 사용함으로써 고휘도의 발광소자 및 표시장치를 실현할 수 있는 것을 발견하였다. 더욱 상세하게는, 도 3에 나타낸 강유전체의 히스테리시스 도면을 참조하면, 잔류 유전 분극량이 클수록 강유전체에 축적된 분극이 크므로 발광소자가 밝게 발광하고, 또한 항전계가 클수록 강유전체의 자발 분극(自發 分極)이 유지되어 더 오랫동안 지속되므로 발광소자가 계속해서 발광하는 것을 발견하였다.
이어서, 발광소자의 휘도와, 강유전체의 잔류 유전 분극량과, 항전계와의 관계에 대하여 상세하게 설명한다. 도 5는, 발광소자에 외부 전계로서 펄스 V를 인가 했을 때, 전류 i와, 샘플 "a" 및 "b"의 휘도의 시간 변화를 나타낸다. 도면의 횡축은 시간이다. 샘플 "a"는 종래의 발광소자의 휘도의 시간 변화를 나타내고, 샘플 "b"는 본 발명에 의한 발광소자의 휘도의 시간 변화를 나타낸다. 이 예에서는 외부 전계로서 펄스 "V"를 인가하지만, 본 발명은 외부 전계로서 펄스 인가에 한정되지 않는 것을 염두에 두어야 한다.
종래의 발광소자 "a"는 펄스 등의 외부 전계를 인가하면, 대략 1 ms 동안만 발광한다. 따라서, 휘도가 낮고 어둡다.
그러나, 본 발명에 의한 발광소자는, 강유전체에 축적되는 분극량이 크고 또한 지속되므로, 종래의 소자에 비하여 5배 이상 오래 발광한다. 따라서, 휘도가 높은 발광소자를 실현할 수 있다.
이어서, 도 6을 참조하여, 휘도와, 강유전체의 항전계 Ec와 잔류 유전 분극량 Pr에 대하여 설명한다.
도 6은 Ec 값과 Pr 값이 상이한 강유전체 재료를 사용하여 제조한 발광소자에 동일한 외부 전계를 인가했을 때의 휘도의 측정 결과를 나타낸다. 본 발명자는, Ec가 동일하지만 Pr이 상이한 복수의 발광소자를 비교한 경우, Pr이 클수록 휘도가 높지만, Pr이 3 μC/cm2 미만인 발광소자의 휘도는 대체로 동일한 것을 발견하였다. Pr이 3 μC/cm2 이상인 발광소자의 경우에는, Pr이 클수록 휘도가 높다.
Pr이 동일하지만 Ec가 상이한 복수의 발광소자를 비교한 경우, Ec가 클수록 휘도가 높은 것을 알았다. 예로서, 텔레비전에 사용되는 표시장치에 필요한 화소의 휘도는 400 cd/m2 이상이다. 도 6으로부터 본 발명자는, 발광소자의 유전체에, Pr이 최소한 3 μC/cm2이고 또한 Ec가 최소한 20 kV/cm인 강유전체를 사용함으로써 최소한 400 cd/m2를 발광하는 발광소자를 실현할 수 있는 것을 알았다.
도 4는 발광소자에 인가된 외부 전압과 그 발광소자의 휘도와의 관계를 나타낸다.
본 발명의 발광소자의 휘도(도 4에서, 실선으로 나타내었음)는, 종래 기술의 발광소자의 휘도(도 4에서, 점선으로 나타내었음)보다 높다. 더욱 상세하게는, 잔류 분극량 Pr이 3 μC/cm2 이상이고, 또한 항전계 Ec가 20 kV/cm 이상인 강유전체를 사용함으로써, 유전체 층에 축적되는 분극량이 커져서, 발광체 층에 대한 실효적인 전계 강도가 커지고, 발광 임계 전압이 더 낮게 저하하고, 또한 강유전체의 분극의 지속에 의해서 발광의 지속 시간이 연장될 수 있으므로, 휘도가 높은 발광소자를 실현할 수 있다. 더 밝은 표시장치를 실현하기 위해서는, 강유전체의 잔류 유전 분극량 Pr과 항전계 Ec를 더 크게 하는 것이 바람직하다. 또한, 외부 인가 전압에 대한 휘도의 기울기는 도 4에 나타낸 바와 같이 더욱 완만하게 된다. 따라서, 본 발명자는, 외부 인가 전압을 조정함으로써, 발광소자의 휘도를 256 계조로 제어할 수 있는 것을 발견하였다.
본 발명에 의한 표시장치의 제어방법은, 복수의 발광소자가 2차원 매트릭스로 배열된 발광소자 어레이와, 상기 발광소자 어레이의 면에 평행한 제1방향에 평행하게 연장되는 복수의 제1전극과, 상기 제1방향에 수직이고 또한 상기 발광소자의 면에 평행한 제2방향에 평행하게 연장되는 복수의 제2전극을 구비하고, 1쌍의 상기 제1전극과 상기 제2전극과의 사이에 교류 전압을 인가하여 최소한 하나의 발광소자를 구동하는 표시장치의 제어방법이다. 이러한 제어방법을 이용하는 표시장치로서는, 도 2에 나타낸 표시장치인 것이 바람직하다.
이 표시장치의 제어방법은, (a) 제1전극과 제2전극과의 사이에 정부(正負) 교대의 외부 전계를 인가함으로써 각각의 발광소자를 구동하여, 상기 발광소자 어레이의 전체에 걸쳐서 주사하는 단계와, (b) 이전의 주사시에 인가된 전계의 강도와, 다음의 주사시에 인가하려고 하는 전계의 강도를 입력 정보로서 입력하여 미리 준비한 변환 테이블에 따라서, 다음의 주사시에 실제로 인가하는 전계의 강도를 결정함으로써, 휘도를 제어하는 단계를 포함하고 있다. 상기 변환 테이블은, 강유전체의 히스테리시스 특성에 의한 잔류 분극량을 고려하여 작성된 것이다. 2중 유전체 층의 사이에 발광체 층을 끼운 구조의 발광소자의 경우, 발광시에, 발광체 층과 상기 하나의 유전체 층과의 계면(界面)으로부터 방출된 전자가 전계에 의해서 발광체 층에 주입된다. 전자가 다른 쪽의 유전체 층에 도달했을 때, 계면의 깊은 트랩(trap)에 포착되어서, 잔류 전하를 형성한다. 이것을 분극 효과라고 한다. 따라서, 강유전체 재료의 히스테리시스 특성에 의한 잔류 분극량과, 잔류 전하 모두를 고려하여 변환 테이블을 작성함으로써, 고품질의 계조 제어를 실현할 수 있다. 이에 따라서, 인가하는 외부 전계를 제어함으로써 256 계조의 제어를 실행할 수 있다.
잔류 유전 분극량 Pr이 최소한 일부에서 3 μC/cm2 이상이고, 또한 표시장치의 항전계 Ec가 20 kV/cm 이상인 강유전체 재료를 사용함으로써, 본 발명에 의한 발광 소자는 점등 시간이 더 길어지므로 400 cd/m2 이상의 휘도를 실현할 수 있다. 또한, 강유전체 재료의 히스테리시스 특성에 의한 잔류 분극량, 및 잔류 전하를 고려한 변환 테이블을 이용하여, 전계의 강도를 제어함으로써, 인가되는 외부 전압의 조정에 의해서, 발광소자의 휘도를 256 계조로 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시형태에 의한 발광소자의 구성을 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 제1실시형태에 의한 표시장치의 전극의 평면도.
도 3은 강유전체 층의 외부 인가 전계와 분극량과의 히스테리시스 곡선의 그래프.
도 4는 제1실시형태와 비교예 1의, 외부 인가 전압과 휘도와의 관계를 나타 내는 그래프.
도 5는 발광소자에 외부 전계로서 펄스 "V"를 인가했을 때, 전류 i와, 샘플 "a" 및 "b"의 출력 휘도의 시간 변화를 나타내는 그래프.
도 6은 항전계 Ec 및 잔류 유전 분극량 Pr이 상이한 각종 강유전체 재료를 사용하여 제조한 발광소자에 동일한 외부 전계를 인가했을 때의 출력 휘도의 측정 결과 그래프.
도 7은 계조 보정 블록의 플로차트.
도 8은 표시장치의 블록도.
도 9는 본 발명의 제9실시형태에 의한 발광소자의 단면도.
도 10은 외광(外光) 휘도 보정 수단을 구비한 표시장치의 블록도.
도 11은 경시(經時) 변화 보정 수단을 구비한 표시장치의 블록도.
도 12는 주위 온도 보정 수단을 구비한 표시장치의 블록도.
도 13은 소거 펄스 생성 블록을 구비한 표시장치의 블록도.
첨부 도면과 함께 이하의 설명 및 청구범위를 참조함으로써 기타의 목적과 성과를 더 잘 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 의한 발광소자의 바람직한 실시형태에 대하여 첨부 도면을 참조하여 이하에 상세하게 설명하지만, 당업자에게는 본 발명이 이러한 실시형태에 한정되지 않는 것은 명백하다. 또한, 도면에 있어서 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙인 것을 유념해야 한다.
(제1실시형태)
본 발명의 제1실시형태에 의한 발광소자에 대하여, 도 1을 참조하여 이하에 설명한다. 도 1은, 이 발광소자(10)의 구조를 나타내는 개략적인 단면도이다. 이 발광소자(10)는, 발광체로서 발광성 무기재료를 사용한 무기 EL 소자이다. 이 발광소자(10)는, 발광체 층(4)이 2개의 유전체 층[제1 및 제2유전체 층(3 및 5)]의 사이에 끼워져 있고, 또한 이들 유전체 층(3, 5)이 2개의 전극층[즉, 제1전극(2)과 제2전극(6)]의 사이에 끼워져 있다. 이들 층의 상대적인 위치에 대하여 설명하면, 이 발광소자(10)는, 지지 기판(1) 위에, 제1전극(2), 제1강유전체 층(3), 발광체 층(4), 제2강유전체 층(5) 및 제2전극(6)을 순차적으로 적층함으로써 제조된다. 제1전극(2)은 금속 전극이고, 제2전극(6)은 투명 전극이다. 따라서, 발광성 무기재료로부터의 발광이 상기 제2전극(6)을 통하여 출력된다.
이어서, 이 발광소자(10)의 발광 특성에 대하여 설명한다. 전극은, 이 발광소자(10)의 Pd 전극(제1전극)(2)과, ITO 투명 전극(제2전극)(6)으로부터 인출되고, 외부 전계를 인가함으로써 발광이 이루어진다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 전압을 인가함으로써, 560 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
이 제1실시형태에서는, 강유전체로서 티탄산바륨을 사용하여, 20 kV/cm의 항전계에서 잔류 유전 분극량이 4 μC/cm2인 강유전체 막을 형성하였다.
이어서, 본 발명의 제1실시형태에 의한 발광소자(10)의 구성 요소에 대하여 설명한다.
지지 기판(1)의 재료는 특히 한정되지 않으며, 수지 필름, 유리, 세라믹, 실리콘 웨이퍼 등의 재료를 사용할 수 있다. 내열성 지지 기판(1)으로서는, 무알칼리 유리를 사용할 수 있다. 나트륨 등의 알칼리 이온을 포함하는 알칼리 유리를 지지 기판으로서 사용하는 경우에는, 유리 기판 위에 형성된 발광체 막에 알칼리 이온이 확산되어서 소자의 발광 특성을 저하시킬 수도 있다. 이것을 회피하기 위하여, 알칼리 이온의 확산을 방지하는 이온 장벽층을 표면에 코팅한 소다석회(soda-lime) 유리를 사용할 수도 있다. 이온 장벽층으로서 사용할 수 있는 하나의 재료로서는, 산화알루미늄이 있다.
제1전극(2)과 제2전극(6)에는, 각종의 공지된 재료를 아무런 특정한 제한없이 사용할 수 있지만, 제1전극(2)과 제2전극(6)의 어느 하나 또는 모두는, 발광체 층(4)로부터의 광을 통과시킬 수 있는 재료로 제조한다.
강유전체 층(3 및 5)을 형성하는 강유전체로서는, 티탄산바륨을 사용하는 것이 바람직하지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 티탄산비스무트, 탄탈산바륨, 산화지르코늄, 산화이트륨, 산화탄탈, 또한 티탄산스트론튬, 티탄산납, 지르콘티탄산납, 산화사마륨, 니오브산납, 지르콘티탄산스트론튬, 티탄산비스무트나트륨, 비스무트탄탈산스트론튬, 비스무트니오브산스트론튬, 비스무트탄탈산바륨, 비스무트니오브산바륨, 비스무트탄탈산납, 비스무트니오브산납, 비스무트티탄산칼슘, 비스무트티탄산스트론튬, 비스무트티탄산바륨, 비스무트티탄산납, 비스무트티탄산나트륨, 비스무트티탄산칼륨 및 그 혼합물 등이 사용할 수 있는 강유전체이다. 또한, 발광(점등) 시간을 길게 할 목적으로 Pr 및 Ec를 크게 하기 위하여 강유전체를 열 처리할 수도 있다.
발광체 층(4)에 포함되는 발광성 무기재료로서는, 마그네슘 도핑 황화아연을 사용할 수 있다. 그러나, 발광성 무기재료는, 이것에 한정되지 않으며, 예로서, 이하의, 유로퓸 도핑 황화칼슘(발광 파장 650 nm), 유로퓸 도핑 황화칼슘셀렌(발광 파장 610 nm), 유로퓸 도핑 황화칼슘이트륨(발광 파장 650 nm), 사마륨-염소 도핑 황화아연(발광 파장 650 nm), 유로퓸 도핑 황화칼슘스트론튬(610 nm), 유로퓸 도핑 황화스트론튬이트륨(발광 파장 610 nm), 유로퓸 도핑 황화칼슘마그네슘(발광 파장 610 nm), 망간 도핑 황화아연마그네슘(발광 파장 575 nm), 세륨 도핑 황화스트론튬, 테르븀-불소 도핑 황화아연(발광 파장 545 nm), 산화불화테르븀 도핑 황화아연(발광 파장 545 nm), 테르븀 도핑 황화아연(발광 파장 545 nm), 유로퓸 도핑 황화스트론튬갈륨(발광 파장 530 nm), 유로퓸-가돌리늄 도핑 황화칼슘알루미늄(발광 파장 520 nm), 툴륨-불소 도핑 황화아연(발광 파장 475 nm), 세륨 도핑 황화칼슘갈륨(발광 파장 460 nm), 세륨 도핑 황화스트론튬갈륨(발광 파장 445 nm), 구리 도핑 황화스트론튬(발광 파장 480 nm), 구리, 은 도핑 황화스트론튬(발광 파장 430 nm), 납 도핑 황화칼슘(발광 파장 450 nm), 유로퓸 도핑 황화알루미늄바륨마그네슘(발광 파장 440 nm), 유로퓸 도핑 황화알루미늄바륨(발광 파장 470 nm) 중의, 어느 것이라도 포함하는 재료를 사용할 수 있다. 또한, 발광 무기재료는 최소한 1 종류의 모체 재료(matrix material)와, 상기 모체를 활성화하는 최소한 1 종류의 활성제(activator)를 포함할 수도 있다. 모체 재료는, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe 등의 제12족과 제16족 사이의 원소의 화합물, CaS, SrS, CaSe, SrSe 등의 제2족과 제16 족 사이의 화합물, ZnMgS, CaSSe, CaSrS 등의 상기 화합물의 혼정(混晶; mixed crystal) 및 편석(偏析; segregation)되어 있는 그 혼합물, CaGa2S4, SrGa2S4, BaGa2S4 등의 티오갈레이트계 화합물, CaAl2S4, SrAl2S4, BaAl2S4 등의 티오알루미네이트계 화합물, Ga2O3, Y2O3, CaO, GeO2, SnO2, ZnO 등의 금속산화물, Zn2SiO4, Zn2GeO4, ZnGa2O4, CaGa2O4, CaGeO3 , MgGeO3, Y4GeO8, Y2GeO5, Y2GeO7, Y2SiO5, BeGa2O4, Sr3Ga2O6, (Zn2SiO4-Zn2GeO4), (Ga2O3-Al2O3), (CaO-Ga2O3), (Y2O3-GeO2) 등의 복합산화물(composite oxide)의 그룹에서 선택할 수도 있다. 활성제는, Mn, Cu, Ag, Sn, Pb, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Ce, Ti, Cr, Al 등의 금속 원소의 그룹에서 선택할 수도 있다. 또한, 이 활성제는, 염소 Cl, 요드 I 등의 비금속 원소와 TbF2, PrF2 등의 불화물의 그룹에서 선택할 수도 있다. 또한, 상기 활성제는 최소한 2 종류의 활성제의 혼합물일 수도 있다.
발광체 층(4)은, 스퍼터링법, EB 증착법, 저항 가열 증착법, CVD법 등의 공지된 방법으로써 증착할 수 있다. 또한, 발광체 층(4)은, 공기, N2, He, Ar 등의 가스 분위기 또는 혼합 가스 분위기에서 가열하면서 증착할 수도 있다. 이에 따라서, 발광체 층의 결정성이 향상되어서, 발광소자의 고휘도화를 실현할 수 있다.
이어서, 이 발광소자(10)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 이 발광소자(10)는, 이하의 단계로 제조되었다.
(a) 투명 지지 기판(1)으로서, 두께가 1.7 mm인 무알칼리 기판을 사용하였 다.
(b) 기판(1) 위에, Pd 전극 페이스트를 인쇄하여 제1전극을 형성하였다. 이어서, 페이스트를 건조하여 제1전극 패턴(2)이 형성된 기판을 취득하였다.
(c) 이어서, 제1전극 패턴(2) 위에 티탄산바륨(BaTiO3)으로 된 강유전체 층[제1강유전체 층(3)]을 스퍼터링하여 형성하였다. 이 유전체 층의 항전계 Ec는 대략 20 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 대략 4μC/cm2 이다.
(d) 그리고, 이 형성된 제1강유전체 층(3) 위에, EB 증착법으로써 망간 도핑 황화아연 발광체 층(4)을 형성하였다.
(e) 이어서, 망간 도핑 황화아연 발광체 층(4) 위에, 티탄산바륨으로 된 강유전체 층(제2강유전체 층)(5)을 스퍼터링법으로써 형성하였다.
(f) 그리고, 상기 제2강유전체 층(5) 위에, ITO 타겟을 이용하여 RF 마그네트론 스퍼터링법으로써, ITO 투명 전극층(6)을 형성하였다.
이상의 공정에 의해서 발광소자(10)가 구성되었다.
이어서, 이러한 복수의 발광소자가 2차원 매트릭스로 배열된 표시장치에 대하여 설명한다. 더욱 상세하게는, 이 표시장치는, 2차원으로 배열된 복수의 발광소자를 포함하는 발광소자 어레이와, 발광소자 어레이의 면에 평행한 제1방향에 평행하게 연장되는 복수의 제1전극과, 제1방향에 수직이고 발광소자 어레이의 면에 평행한 제2방향에 평행하게 연장되는 복수의 제2전극을 구비하고 있다. 이 표시장치는, 1쌍의 제1전극과 제2전극과의 사이에 외부 교류 전압을 인가하여 최소한 하나 의 발광소자를 구동시킨다.
이 표시장치의 계조 제어는, 이전의 주사시에 인가된 전계의 전위와 강유전체 층을 형성하는 강유전체의 히스테리시스 특성에 따라서, 다음의 주사시에 인가하는 전계의 전위를 제어함으로써 실현된다.
더욱 상세하게는, n-1 프레임의 주사시에 강유전체에 정(正)의 펄스를 인가한 후에, 그 인가 전계가 제로가 되어도 도 3의 히스테리시스 차트에 나타낸 바와 같이 강유전체는 잔류 유전 분극량 Pr을 유지하고 있다. 이것이 소위 프레임 메모리 기능으로서 작용한다. 그러나, 인가 전계가 제로가 되어도 잔류 유전 분극량이 있으므로, 역방향 외부 전계가 인가될 때에 취득되는 분극량은 초기에 전계가 인가되었을 때의 분극량과는 상이하게 된다. 예로서, 다음의 ｎ 프레임에서의 원하는 계조 레벨이 제로인 경우, 이것에 대응하는 잔류 유전 분극량은 제로(P1)이다. 따라서, 항전계 Ec보다 다소 큰 역방향 항전계 E1을 인가해야 한다. 또한, Pr의 반인 잔류 유전 분극량 P2를 얻기 위해서는 역방향 전계 E2를 인가해야 한다. 따라서 원하는 계조를 얻기 위해서는 히스테리시스 곡선내의 마이너 루프에 따라서 인가 전계를 제어하는 것이 필요하다.
도 7은 n-1 프레임을 주사한 후, n 프레임을 주사할 때의 플로차트이다. 도 7에 나타낸 변환 테이블은 상기의 인가 전계의 변환 테이블이다. 더욱 상세하게는, n-1 프레임과 n 프레임간의 상기 변환 테이블을 참조하여, n-1 프레임의 주사시에 데이터 전극에 인가된 외부 전계의 전압 또는 펄스 높이에 따라서 n' 프레임의 주사시에 인가하는 외부 전계의 전압 또는 펄스 높이를 제어함으로써, 256 계조의 제 어가 가능하다.
즉, 본 발명에 의한 발광소자를 구비한 표시장치에, 프레임 메모리 기능을 부여함으로써, 외부 전계를 제어하여 256 계조의 제어가 가능하다.
도 8은, 계조 보정 블록(41), 구동 회로(42), 표시소자 어레이(43), 제어 회로(44), 및 변환 테이블(45)을 저장하는 메모리(46)를 구비한 표시장치의 블록도이다. 입력된 디지털 영상 신호는, 도 7에 상세하게 나타낸 바와 같이, 계조 보정 블록(41)에서 보정된 후, 구동 회로(42)를 통하여, 본 발명의 표시소자 어레이(43)에 인가되어서 밝은 영상을 실현한다.
상기 발광소자는 도 10 내지 도 13에 나타내는 바와 같이, 다른 보정 수단을 구비할 수도 있다. 예로서, 첫째, 도 10에 나타내는 바와 같이, 외광(外光) 휘도 검출 수단(51)과, 검출된 외광 휘도에 따라서 변환 테이블(45)을 변경하는 제어 수단(44)을 구비한 외광 휘도 보정 수단을 설치할 수도 있다. 이 경우, 외광 휘도에 의한 표시 특성의 변화를 고려하여, 발광소자에의 인가 전계를 보정한 다른 변환 테이블을 준비함으로써, 외광 휘도에 대응하는 양호한 표시 특성 및 전력의 효과적인 이용을 실현할 수 있다.
둘째, 도 11에 나타내는 바와 같이, 발광소자의 구동 시간을 적산(積算)하는 적산 수단(52)과 구하여진 적산 시간에 따라서 변환 테이블(45)을 변경하는 제어 수단(44)을 구비한 경시 변화 보정 수단(60)을 설치할 수도 있다. 이 경우, 경시 변화 효과에 의한 표시 특성의 변화를 고려하여, 발광소자에의 인가 전계를 보정한 다른 변환 테이블을 준비함으로써, 경시 변화에 대응하는 양호한 표시 특성 및 전 력의 효과적인 이용을 실현할 수 있다.
셋째, 도 12에 나타내는 바와 같이, 주위 온도 검출 수단(53)과 검출된 주위 온도에 따라서 변환 테이블(45)을 변경하는 제어 수단(44)을 구비한 주위 온도 보정 수단(70)을 설치할 수도 있다. 이 경우, 주위 온도에 의한 표시 특성의 변화를 고려하여, 발광소자에의 인가 전계를 보정한 다른 변환 테이블을 준비함으로써, 주위 온도에 대응하는 양호한 표시 특성 및 전력의 효과적인 이용을 실현할 수 있다.
넷째, 도 13에 나타내는 바와 같이, 소거 펄스 생성 수단(54)을 설치할 수도 있다. 이 경우, 발광소자의 소정의 기간후에 발광 여기(勵起) 펄스에 소거 펄스를 삽입할 수도 있다. 이에 따라서, 잔류 유전 분극량 Pr이 소정량 방전되어서, 표시 특성, 더욱 상세하게는, 다음의 발광에서의 계조 제어를 더욱 안정시킬 수 있다. 소거 펄스를 1회 이상 반복하여, 발광 임계 전압보다 낮은 전압을 인가할 수도 있는 것을 염두에 두어야 한다. 또한, 펄스 폭이 더 짧거나 또는 구동 주파수가 더 낮은 펄스를 사용할 수도 있다.
(제2실시형태)
이어서, 본 발명의 제2실시형태에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 제1실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨(BaTiO3) 대신에, 산화탄탈(Ta2O5) 막을 사용하는 것이 상이하다.
이 산화탄탈로 이루어지는 강유전체 층의 항전계 Ec는 약 25 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 약 3 μC/cm2 이다. 산화탄탈(Ta2O5) 막은, 스퍼터링법으로써 형성하였다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 410 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다. 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 출력 휘도는 180 V로부터 220 V까지의 넓은 인가 전압 범위에 걸쳐서 완만하게 변화하므로, 인가 전압에 의해서 256 계조의 제어가 가능하다.
또한, 이 표시장치에 계조 제어 수동 매트릭스형 구동 방법을 이용하여, 도 7에 나타내는 계조 보정 블록에서, n-1 프레임과 n 프레임간에, 이전의 n-1 프레임의 주사시에 데이터 전극에 인가된 외부 전계 펄스의 전압 또는 펄스 높이에 따라서 다음의 n' 프레임의 주사시에 인가하는 외부 전계 펄스의 전압 또는 펄스 높이를 제어함으로써, 256 계조의 제어를 재현성 좋게 실현할 수 있다.
더욱 상세하게는, 본 발명에 의한 발광소자를 구비한 표시장치에, 프레임 메모리 기능을 부여하여 인가되는 외부 전계를 제어함으로써 256 계조의 제어를 재현성 좋게 실현할 수 있다.
(제3실시형태)
이어서, 본 발명의 제3실시형태에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 제1실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨(BaTiO3) 대신에, 티탄산납(PbTiO3)을 사용하는 것이 상이하다.
이 티탄산납으로 이루어지는 강유전체 층의 항전계 Ec는 약 20 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 약 19 μC/cm2 이다. 티탄산납(PbTiO3) 막은, EB 증착법으로 써 형성하였다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 550 cd/m2의 비교적 높은 휘도를 얻을 수 있었다. 출력 휘도는 195 V로부터 220 V까지의 넓은 인가 전압 범위에 걸쳐서 완만하게 변화하므로, 인가 전압에 의해서 256 계조의 제어가 가능하다.
(제4실시형태)
이어서, 본 발명의 제4실시형태에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 제1실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨(BaTiO3) 대신에, 산화사마륨(Sm2O3)을 사용하는 것이 상이하다.
이 산화사마륨으로 이루어지는 강유전체 층의 항전계 Ec는 약 20 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 약 3 μC/cm2 이다. 산화사마륨 막은, EB 증착법으로써 형성하였다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 400 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다. 출력 휘도는 195 V로부터 220 V까지의 넓은 인가 전압 범위에 걸쳐서 완만하게 변화하므로, 인가 전압에 의해서 256 계조의 제어가 가능하다.
또한, 이 표시장치에 계조 제어 수동 매트릭스형 구동 방법을 이용하여, 도 7에 나타내는 계조 보정 블록에서, n-1 프레임과 n 프레임간에, 이전의 n-1 프레임의 주사시에 데이터 전극에 인가된 외부 전계 펄스의 전압 또는 펄스 높이에 따라서 다음의 n' 프레임의 주사시에 인가하는 외부 전계 펄스의 전압 또는 펄스 높이를 제어함으로써, 256 계조의 제어를 재현성 좋게 실현할 수 있다.
더욱 상세하게는, 본 발명에 의한 발광소자를 구비한 표시장치에, 프레임 메모리 기능을 부여하여 인가되는 외부 전계를 제어함으로써 256 계조의 제어를 재현성 좋게 실현할 수 있다.
(제5실시형태)
이어서, 본 발명의 제5실시형태에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 제1실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨(BaTiO3) 대신에, 티탄산납(PbTiO3)과 산화질화규소(SiON)의 혼합 조성(組成)을 사용하는 것이 상이하다.
티탄산납과 산화질화규소로 이루어지는 막의 항전계 Ec는 약 20 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 약 3.5 μC/cm2 이다. 티탄산납과 산화질화규소의 막은, 스퍼터링법으로써 형성하였다. 티탄산납(PbTiO3)과 산화질화규소(SiON)는 중량비 4:1로 혼합하였다.
2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 540 cd/m2의 높은 휘도를 얻을 수 있었다. 출력 휘도는 180 V로부터 220 V까지의 넓은 인가 전압 범위에 걸쳐서 완만하게 변화하므로, 인가 전압에 의해서 256 계조의 제어가 가능하다.
(제6실시형태)
이어서, 본 발명의 제6실시형태에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발 광소자는, 제1실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨(BaTiO3) 대신에, 탄탈산바륨과 산화규소(SiO2)의 혼합 조성을 사용하는 것이 상이하다.
탄탈산바륨과 산화규소로 이루어지는 막의 항전계 Ec는 약 25 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 약 3 μC/cm2 이다. 탄탈산바륨과 산화규소의 막은, 스퍼터링법으로써 형성하였다. 조성은 중량비로 탄탈산바륨 8부에 대하여 산화규소 1부로 하였다. 2개의 전극에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 400 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
또한, 이 표시장치에 계조 제어 수동 매트릭스형 구동 방법을 이용하여, 도 7에 나타내는 계조 보정 블록에서, n-1 프레임과 n 프레임간에, 이전의 n-1 프레임의 주사시에 데이터 전극에 인가된 외부 전계 펄스의 전압 또는 펄스 높이에 따라서 다음의 n' 프레임의 주사시에 인가하는 외부 전계 펄스의 전압 또는 펄스 높이를 제어함으로써, 256 계조의 제어를 재현성 좋게 실현할 수 있다.
더욱 상세하게는, 본 발명에 의한 발광소자를 구비한 표시장치에, 프레임 메모리 기능을 부여하여 인가되는 외부 전계를 제어함으로써 256 계조의 제어를 재현성 좋게 실현할 수 있다.
(제7실시형태)
이어서, 본 발명의 제7실시형태에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 제1실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바 륨(BaTiO3) 대신에, 티탄산납(PbTiO3)과 산화규소(SiO2)의 혼합물을 사용하는 것이 상이하다.
이 티탄산납과 산화규소로 이루어지는 막의 항전계 Ec는 약 25 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 약 3.5 μC/cm2 이다. 티탄산납과 산화규소의 막은, 스퍼터링법으로써 형성하였다. 2개의 전극 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 550 cd/m2의 비교적 높은 휘도를 얻을 수 있었다. 막의 조성은 중량비로 티탄산납 8부에 대하여 산화규소 1부로 하였다. 2개의 전극 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 690 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
또한, 이 표시장치에 계조 제어 수동 매트릭스형 구동 방법을 이용하여, 도 7에 나타내는 계조 보정 블록에서, n-1 프레임과 n 프레임간에, 이전의 n-1 프레임의 주사시에 데이터 전극에 인가된 외부 전계 펄스의 전압 또는 펄스 높이에 따라서 다음의 n' 프레임의 주사시에 인가하는 외부 전계 펄스의 전압 또는 펄스 높이를 제어함으로써, 256 계조의 제어를 재현성 좋게 실현할 수 있다.
더욱 상세하게는, 본 발명에 의한 발광소자를 구비한 표시장치에, 프레임 메모리 기능을 부여하여 인가되는 외부 전계를 제어함으로써 256 계조의 제어를 재현성 좋게 실현할 수 있다.
(제8실시형태)
이어서, 본 발명의 제8실시형태에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발 광소자는, 제1실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨 대신에, 티탄산납(PbTiO3)과 산화질화규소(SiON)의 혼합 조성을 사용하는 것이 상이하다.
티탄산납과 산화질화규소로 이루어지는 막의 항전계 Ec는 약 25 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 약 5 μC/cm2 이다. 티탄산납과 산화질화규소의 막은, 스퍼터링법으로써 형성하였다. 티탄산납(PbTiO3)과 산화질화규소(SiON)는 중량비 8:1로 혼합하였다.
2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 720 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
(제9실시형태)
본 발명의 제9실시형태에 의한 발광소자에 대하여, 도 9를 참조하여 이하에 설명한다. 도 9는, 이 발광소자(30)의 구조를 나타내는 개략적인 단면도이다. 이 발광소자(30)는, 발광체로서 발광성 무기재료를 사용한 무기 EL 소자이다. 이 발광소자(30)는, 발광체 층(4)의 한 면에 1개의 유전체 층(3)만이 형성된 것이 제1실시형태의 발광소자와 상이하다. 이들 층의 상대적인 위치에 대하여 설명하면, 이 발광소자(30)는, 지지 기판(1) 위에, 제1전극(2), 제1강유전체 층(3), 발광체 층(4), 및 제2전극(6)을 순차적으로 적층함으로써 제조된다. 제1전극(2)은 금속 전극이고, 제2전극(6)은 투명 전극이다. 따라서, 발광성 무기재료로부터의 발광이 상기 제2전 극(6)을 통하여 출력된다.
상기 발광소자(30)는 밀봉 재료로써 완전히 또는 부분적으로 밀봉하는 것이 바람직하다. 예로서, 밀봉 재료로서는, 폴리에틸렌텔레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 폴리아미드, 나일론 등의 수지나, 유리, 석영 및 세라믹스를 사용할 수 있다. 발광소자를 밀봉하면, 소자는 내습성이 양호하고 수명이 길어진다.
또한, 제1전극(2)을 흑색으로 할 수도 있다. 제1전극(2)이 흑색인 경우, 제1전극(2)을 통한 발광소자내의 외부로부터의 입사광이 제1전극(2)내에 흡수되어서, 제1전극(2)이 제2전극(6)상에서 광이 반사하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 발광소자는 외광 휘도에 대하여 콘트라스트가 양호하게 된다.
또 다른 방법으로는, 지지 기판과 제1전극(2)을 투명하게 하여, 발광성 무기재료로부터의 광을 제1전극(2)을 통하여, 또는 제1전극(2)과 제2전극(6)의 양쪽을 통하여 광을 추출할 수도 있다.
이어서, 이 발광소자(30)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 이 발광소자(30)는, 이하의 단계로 제조되었다.
(a) 투명 지지 기판(1)으로서, 두께가 1.7 mm인 무알칼리 기판을 사용하였다.
(b) 기판(1) 위에, Pd 전극 페이스트를 인쇄하여 제1전극을 형성하였다. 이어서, 페이스트를 건조하여 제1전극 패턴(2)이 형성된 기판을 취득하였다.
(c) 이어서, 제1전극 패턴(2) 위에 티탄산바륨으로 된 강유전체 층(3)을 스 퍼터링하여 형성하였다. 이 유전체 층의 항전계 Ec는 대략 20 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 대략 4μC/cm2 이다.
(d) 그리고, 이 형성된 강유전체 층(3) 위에, EB 증착법으로써 망간 도핑 황화아연 발광체 층(4)을 형성하였다.
(e) 이어서, 발광체 층(4) 위에, ITO 타겟을 이용하여 RF 마그네트론 스퍼터링법으로써, ITO 투명 전극층(6)을 형성하였다.
이상의 공정에 의해서 발광소자(30)가 구성되었다.
이 발광소자(30)의 BaTiO3으로 이루어지는 강유전체 층(3)의 항전계 Ec, 및 잔류 유전 분극량 Pr은, 제1실시형태에 의한 발광소자와 동일하다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 520cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
더욱 상세하게는, 본 실시형태의 발광소자를 구비한 표시장치에, 제1실시형태와 마찬가지로 프레임 메모리 기능을 부여하여 인가되는 외부 전계를 제어함으로써 256 계조의 제어를 재현성 좋게 실현할 수 있다.
(제10실시형태)
이하에, 제10실시형태에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 본 발명의 제9실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨(BaTiO3) 대신에, 산화탄탈(Ta2O5)을 사용하는 것이 상이하다.
이 산화탄탈(Ta2O5)로 이루어지는 막의 항전계 Ec, 잔류 유전 분극량 Pr, 및 막의 제조 방법은 제2실시형태와 동일하다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 400 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
더욱 상세하게는, 본 실시형태의 발광소자를 구비한 표시장치에, 제9실시형태와 마찬가지로 프레임 메모리 기능을 부여하여 인가되는 외부 전계를 제어함으로써 256 계조의 제어를 재현성 좋게 실현할 수 있다.
(제11실시형태)
이하에, 제11실시형태에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 본 발명의 제9실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨(BaTiO3) 대신에, 산화사마륨(Sm2O3)을 사용하는 것이 상이하다.
이 산화사마륨(Sm2O3)으로 이루어지는 막의 항전계 Ec, 잔류 유전 분극량 Pr, 및 막의 제조 방법은 제4실시형태와 동일하다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 400 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
더욱 상세하게는, 본 실시형태의 발광소자를 구비한 표시장치에, 제9실시형태와 마찬가지로 프레임 메모리 기능을 부여하여 인가되는 외부 전계를 제어함으로써 256 계조의 제어를 재현성 좋게 실현할 수 있다.
(제12실시형태)
이하에, 제12실시형태에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 본 발명의 제9실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바 륨(BaTiO3) 대신에, 티탄산납(PbTiO3)과 산화질화규소(SiON)의 혼합물을 사용하는 것이 상이하다.
티탄산납(PbTiO3)과 산화질화규소(SiON)의 혼합비, 이 티탄산납(PbTiO3)과 산화질화규소(SiON)의 혼합 조성으로 이루어지는 막의 항전계 Ec, 잔류 유전 분극량 Pr, 및 막의 제조 방법은 제5실시형태와 동일하다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 490 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
더욱 상세하게는, 본 실시형태의 발광소자를 구비한 표시장치에, 제9실시형태와 마찬가지로 프레임 메모리 기능을 부여하여 인가되는 외부 전계를 제어함으로써 256 계조의 제어를 재현성 좋게 실현할 수 있다.
(제13실시형태)
이하에, 제13실시형태에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 본 발명의 제9실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨(BaTiO3) 대신에, 티탄산납(PbTiO3)과 산화질화규소(SiON)의 혼합물을 사용하는 것이 상이하다.
티탄산납(PbTiO3)과 산화질화규소(SiON)의 혼합비, 이 티탄산납(PbTiO3)과 산화질화규소(SiON)의 혼합 조성으로 이루어지는 막의 항전계 Ec, 잔류 유전 분극량 Pr, 및 막의 제조 방법은 제8실시형태와 동일하다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 620 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
더욱 상세하게는, 본 실시형태의 발광소자를 구비한 표시장치에, 제9실시형태와 마찬가지로 프레임 메모리 기능을 부여하여 인가되는 외부 전계를 제어함으로써 256 계조의 제어를 재현성 좋게 실현할 수 있다.
비교예 1
이하, 비교예 1에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 비교예 1의 발광소자는, 본 발명의 제1실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨 대신에, 산화규소의 유전체 층을 사용하는 것이 상이하다.
이 산화규소로 이루어지는 유전체 막의 항전계 Ec는 약 60 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 약 2 μC/cm2 이다. 산화규소 막은, 스퍼터링법으로써 형성하였다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 170 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 이 비교예 1에 의한 발광소자의 휘도는 215 V로부터 220 V까지의 범위에서 변화하므로, 외부 전압으로써 휘도를 256 계조로 제어할 수 없고, 출력 휘도가 낮다. 따라서, 이 발광소자를, 예로서, 텔레비전 표시장치에 사용할 수 없다.
비교예 2
이하, 비교예 2에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 본 발명의 제1실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨 대신에, 티탄산스트론튬(SrTiO3)과 산화규소의 혼합물을 사용하는 것이 상이하다.
티탄산스트론튬(SrTiO3)과 산화규소의 혼합 조성으로 이루어지는 막의 항전계 Ec는 약 20 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 약 2.5 μC/cm2 이다. 티탄산스트론튬(SrTiO3)과 산화규소의 막은, 스퍼터링법으로써 형성하였다. 티탄산스트론튬(SrTiO3)과 산화규소는 중량비 4:1로 혼합하였다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 160 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
비교예 3
이하, 비교예 3에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 본 발명의 제1실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨 대신에, 티탄산스트론튬(SrTiO3)과 산화질화규소(SiON)의 혼합물을 사용하는 것이 상이하다.
티탄산스트론튬(SrTiO3)과 산화질화규소(SiON)의 혼합 조성으로 이루어지는 막의 항전계 Ec는 약 19 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 약 6 μC/cm2 이다. 티탄산스트론튬(SrTiO3)과 산화질화규소(SiON)의 막은 스퍼터링법으로써 형성하였다. 티탄산스트론튬(SrTiO3)과 산화질화규소(SiON)는 중량비 7:1로 혼합하였다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 390 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
비교예 4
이하, 비교예 4에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 본 발명의 제1실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨 대신에, 티탄산납(PbTiO3)과 산화질화규소(SiON)의 혼합물을 사용하는 것이 상이하다.
티탄산납(PbTiO3)과 산화질화규소(SiON)의 혼합 조성으로 이루어지는 막의 항전계 Ec는 약 19 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 약 3 μC/cm2 이다. 티탄산납(PbTiO3)과 산화질화규소(SiON)의 막은 스퍼터링법으로써 형성하였다. 티탄산납(PbTiO3)과 산화질화규소(SiON)는 중량비 2:1로 혼합하였다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 350 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
비교예 5
이하, 비교예 5에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 본 발명의 제1실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨 대신에, 티탄산납(PbTiO3)과 산화질화규소(SiON)의 혼합물을 사용하는 것이 상이하다.
이러한 티탄산납(PbTiO3)과 산화질화규소(SiON)의 혼합 조성으로 이루어지는 막의 항전계 Ec는 약 18 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 약 3 μC/cm2 이다. 티탄산납(PbTiO3)과 산화질화규소(SiON)의 막은 스퍼터링법으로써 형성하였다. 티탄산 납(PbTiO3)과 산화질화규소(SiON)는 중량비 8:3으로 혼합하였다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 200 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
비교예 6
이하, 비교예 6에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 본 발명의 제1실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨 대신에, 산화이트륨과 산화티탄의 혼합물을 사용하는 것이 상이하다.
이러한 산화이트륨과 산화티탄의 혼합 조성으로 이루어지는 막의 항전계 Ec는 약 25 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 약 1 μC/cm2 이다. 산화이트륨과 산화티탄의 막은 스퍼터링법으로써 형성하였다. 산화이트륨과 산화티탄은 중량비 5:1로 혼합하였다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 150 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
비교예 7
이하, 비교예 7에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 본 발명의 제1실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨 대신에, 산화사마륨과 산화티탄의 혼합물을 사용하는 것이 상이하다.
이러한 산화사마륨과 산화티탄의 혼합 조성으로 이루어지는 막의 항전계 Ec는 약 20 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 약 1 μC/cm2 이다. 산화사마륨과 산화티탄의 막은 스퍼터링법으로써 형성하였다. 산화사마륨과 산화티탄은 중량비 5:1로 혼합하였다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 130 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
비교예 8
이하, 비교예 8에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 본 발명의 제1실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨 대신에, 산화탄탈과 산화티탄의 혼합물을 사용하는 것이 상이하다.
이러한 산화탄탈과 산화티탄의 혼합 조성으로 이루어지는 막의 항전계 Ec는 약 19 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 약 1 μC/cm2 이다. 산화탄탈과 산화티탄의 막은 스퍼터링법으로써 형성하였다. 산화탄탈과 산화티탄은 중량비 5:1로 혼합하였다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 100 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
비교예 9
이하, 비교예 9에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 본 발명의 제1실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨 대신에, 니오브산납(PbNb2O6)과 산화티탄의 혼합물을 사용하는 것이 상이하다.
이러한 니오브산납(PbNb2O6)과 산화티탄의 혼합 조성으로 이루어지는 막의 항전계 Ec는 약 18 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 약 1 μC/cm2 이다. 니오브산 납(PbNb2O6)과 산화티탄의 막은 스퍼터링법으로써 형성하였다. 니오브산납(PbNb2O6)과 산화티탄은 중량비 5:1로 혼합하였다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 95 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
비교예 10
이하, 비교예 10에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 본 발명의 제1실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨 대신에, 티탄산바륨과 니오브산납(PbNb2O6)의 혼합물을 사용하는 것이 상이하다.
이러한 티탄산바륨과 니오브산납(PbNb2O6)의 혼합 조성으로 이루어지는 막의 항전계 Ec는 약 19 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 약 3.5 μC/cm2 이다. 티탄산바륨과 니오브산납(PbNb2O6)의 막은 스퍼터링법으로써 형성하였다. 티탄산바륨과 니오브산납(PbNb2O6)은 중량비 4:1로 혼합하였다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 370 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
비교예 11
이하, 비교예 11에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 본 발명의 제1실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨(BaTiO3) 대신에, 티탄산바륨(BaTiO3)과 산화티탄(TiO2)의 혼합물을 사용하는 것이 상이하다.
이러한 티탄산바륨과 산화티탄의 혼합 조성으로 이루어지는 막의 항전계 Ec는 약 18 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 약 3.5 μC/cm2 이다. 티탄산바륨과 산화티탄의 막은 스퍼터링법으로써 형성하였다. 티탄산바륨과 산화티탄은 중량비 7:1로 혼합하였다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 210 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
비교예 12
이하, 비교예 12에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 본 발명의 제1실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨(BaTiO3) 대신에, 탄탈산바륨과 니오브산납(PbNb2O6)의 혼합물을 사용하는 것이 상이하다.
이러한 탄탈산바륨과 니오브산납(PbNb2O6)의 혼합 조성으로 이루어지는 막의 항전계 Ec는 약 19 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 약 4.5 μC/cm2 이다. 탄탈산바륨과 니오브산납(PbNb2O6)의 막은 스퍼터링법으로써 형성하였다. 탄탈산바륨과 니오브산납(PbNb2O6)은 중량비 4:1로 혼합하였다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 385 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
비교예 13
이하, 비교예 13에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 본 발 명의 제1실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨(BaTiO3) 대신에, 탄탈산바륨과 산화티탄(TiO2)의 혼합물을 사용하는 것이 상이하다.
이러한 탄탈산바륨과 산화티탄의 혼합 조성으로 이루어지는 막의 항전계 Ec는 약 18 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 약 4.5 μC/cm2 이다. 탄탈산바륨과 산화티탄의 막은 스퍼터링법으로써 형성하였다. 탄탈산바륨과 산화티탄은 중량비 7:1로 혼합하였다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 220 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
비교예 14
이하, 비교예 14에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 본 발명의 제1실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨(BaTiO3) 대신에, 니오브산납(PbNb2O6)과 산화사마륨(Sm2O3)의 혼합물을 사용하는 것이 상이하다.
이러한 니오브산납(PbNb2O6)과 산화사마륨(Sm2O3)의 혼합 조성으로 이루어지는 막의 항전계 Ec는 약 17 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 약 5 μC/cm2 이다. 니오브산납(PbNb2O6)과 산화사마륨의 막은 스퍼터링법으로써 형성하였다. 니오브산납(PbNb2O6)과 산화사마륨은 중량비 4:1로 혼합하였다. 2개의 전극의 사이에 220 V 의 외부 전압을 인가함으로써, 150 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
비교예 15
이하, 비교예 15에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 본 발명의 제1실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨(BaTiO3) 대신에, 니오브산납(PbNb2O6)과 산화규소(SiO2)의 혼합물을 사용하는 것이 상이하다.
이러한 니오브산납(PbNb2O6)과 산화규소의 혼합 조성으로 이루어지는 막의 항전계 Ec는 약 17 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 약 3 μC/cm2 이다. 니오브산납(PbNb2O6)과 산화규소의 막은 스퍼터링법으로써 형성하였다. 니오브산납(PbNb2O6)과 산화규소는 중량비 9:1로 혼합하였다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 140 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
비교예 16
이하, 비교예 16에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 본 발명의 제1실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨(BaTiO3) 대신에, 탄탈산바륨과 산화티탄(TiO2)의 혼합물을 사용하는 것이 상이하다.
이러한 탄탈산바륨과 산화티탄의 혼합 조성으로 이루어지는 막의 항전계 Ec 는 약 17 kV/cm이고, 잔류 유전 분극량 Pr은 약 1 μC/cm2 이다. 탄탈산바륨과 산화티탄의 막은 스퍼터링법으로써 형성하였다. 탄탈산바륨과 산화티탄은 중량비 2:1로 혼합하였다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 90 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다.
비교예 17
이하, 비교예 17에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 본 발명의 제9실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨(BaTiO3) 대신에, 티탄산스트론튬(SrTiO3)과 산화규소(SiO2)의 혼합물을 사용하는 것이 상이하다.
티탄산스트론튬과 산화규소의 혼합비, 이러한 티탄산스트론튬과 산화규소의 혼합 조성으로 이루어지는 막의 항전계 Ec, 잔류 유전 분극량 Pr, 및 그 막의 제조 방법은 비교예 2와 동일하다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 150 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다. 이 비교예의 휘도는 제9실시형태의 것에 비해서 낮았다.
비교예 18
이하, 비교예 18에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 본 발명의 제9실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨 대신에, 티탄산스트론튬과 산화질화규소(SiON)의 혼합물을 사용하는 것이 상이하다.
티탄산스트론튬과 산화질화규소(SiON)의 혼합비, 이러한 티탄산스트론튬과 산화질화규소(SiON)의 혼합 조성으로 이루어지는 막의 항전계 Ec, 잔류 유전 분극량 Pr, 및 그 막의 제조 방법은 비교예 3과 동일하다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 370 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다. 이 비교예의 휘도는 제9실시형태의 것에 비해서 낮았다.
비교예 19
이하, 비교예 19에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 본 발명의 제9실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨 대신에, 티탄산납과 산화규소의 혼합물을 사용하는 것이 상이하다.
티탄산납과 산화규소의 혼합비, 이러한 티탄산납과 산화규소의 혼합 조성으로 이루어지는 막의 항전계 Ec, 잔류 유전 분극량 Pr, 및 그 막의 제조 방법은 비교예 4와 동일하다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 300 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다. 이 비교예의 휘도는 제9실시형태의 것에 비해서 낮았다.
비교예 20
이하, 비교예 20에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 본 발명의 제9실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨 대신에, 산화이트륨과 산화티탄의 혼합물을 사용하는 것이 상이하다.
산화이트륨과 산화티탄의 혼합비, 이러한 산화이트륨(Y2O3)과 산화티탄의 혼 합 조성으로 이루어지는 막의 항전계 Ec, 잔류 유전 분극량 Pr, 및 그 막의 제조 방법은 비교예 6과 동일하다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 160 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다. 이 비교예의 휘도는 제9실시형태의 것에 비해서 낮았다.
비교예 21
이하, 비교예 21에 의한 발광소자에 대하여 설명한다. 이 발광소자는, 본 발명의 제9실시형태에 의한 발광소자와 비교하면, 강유전체 층으로서 티탄산바륨 대신에, 산화탄탈(Ta2O5)과 산화티탄(TiO2)의 혼합물을 사용하는 것이 상이하다.
산화탄탈(Ta2O5)과 산화티탄(TiO2)의 혼합비, 이러한 산화탄탈(Ta2O5)과 산화티탄(TiO2)의 혼합 조성으로 이루어지는 막의 항전계 Ec, 잔류 유전 분극량 Pr, 및 그 막의 제조 방법은 비교예 8과 동일하다. 2개의 전극의 사이에 220 V의 외부 전압을 인가함으로써, 100 cd/m2의 휘도를 얻을 수 있었다. 이 비교예의 휘도는 제9실시형태의 것에 비해서 낮았다.
본 발명을 바람직한 첨부 도면을 참조하여 바람직한 실시형태와 함께 설명하였지만, 당업자에게는 다양한 변경 및 변형이 있을 수 있는 것을 염두에 두어야 한다. 이러한 변경 및 변형은 첨부된 청구범위로부터 벗어나지 않는 한 청구범위에 정의된 바와 같이 본 발명의 범위내에 포함되는 것으로 이해하여야 한다.

Claims (6)

  1. 발광성 무기재료를 포함하는 발광체 층과,
    상기 발광체 층을 면에 수직한 방향으로부터 사이에 끼우는 제1 및 제2유전체 층으로서, 적어도 일부의 잔류 유전 분극량이 3 μC/cm2 이상이고, 또한 항전계(抗電界)가 20 kV/cm 이상인 상기 제1 및 제2유전체 층과,
    상기 제1 및 제2유전체 층을 면에 수직한 방향으로부터 사이에 끼우는 제1 및 제2전극을 구비한 발광소자.
  2. 발광성 무기재료를 포함하는 발광체 층과,
    상기 발광체 층의 한쪽 면에 형성된 유전체 층으로서, 적어도 일부의 잔류 유전 분극량이 3 μC/cm2 이상이고, 또한 항전계가 20 kV/cm 이상인 유전체 층과,
    상기 발광체 층과 상기 유전체 층을 면에 수직한 방향으로부터 사이에 끼우는 제1 및 제2전극을 구비한 발광소자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1전극 또는 제2전극을 면 위에 지지하는 지지 기판을 추가로 구비한 발광소자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1전극과 제2전극과의 사 이에 인가된 교류 전압을 제어하는 제어부를 추가로 구비한 발광소자.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 의한 복수의 발광소자가 2차원 매트릭스로 배열된 발광소자 어레이(array)와,
    상기 발광소자 어레이의 면에 평행한 제1방향에 평행하게 연장되는 복수의 제1전극과,
    상기 제1방향에 수직이고 또한 상기 발광소자 어레이의 면에 평행한, 제2방향과 평행하게 연장되는 복수의 제2전극을 구비하고,
    1쌍의 상기 제1전극과 상기 제2전극과의 사이에 교류 전압을 인가하여 최소한 하나의 발광소자를 구동하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 의한 복수의 발광소자가 2차원 매트릭스로 배열된 발광소자 어레이와, 상기 발광소자 어레이의 면에 평행한 제1방향에 평행하게 연장되는 복수의 제1전극과, 상기 제1방향에 수직이고 또한 상기 발광소자 어레이의 면에 평행한, 제2방향과 평행하게 연장되는 복수의 제2전극을 구비하고, 또한, 1쌍의 상기 제1전극과 상기 제2전극과의 사이에 교류 전압을 인가하여 최소한 하나의 발광소자를 구동하는 표시장치의 제어방법으로서,
    상기 제1전극과 상기 제2전극과의 사이에 정부(正負) 교대의 외부 전계를 인가함으로써 발광소자를 구동하고, 상기 발광소자 어레이의 전체에 걸쳐서 주사하는 단계와,
    이전의 주사시에 인가된 펄스의 펄스 높이에 따라서, 다음의 주사시에 인가되는 펄스의 펄스 높이를 제어하는 단계를 포함하는 표시장치의 제어방법.
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