JPH01286290A - 交流駆動エレクトロルミネッセント・デバイス - Google Patents

交流駆動エレクトロルミネッセント・デバイス

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JPH01286290A
JPH01286290A JP63115459A JP11545988A JPH01286290A JP H01286290 A JPH01286290 A JP H01286290A JP 63115459 A JP63115459 A JP 63115459A JP 11545988 A JP11545988 A JP 11545988A JP H01286290 A JPH01286290 A JP H01286290A
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JP
Japan
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film
insulating film
heat
insulating
less
Prior art date
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Application number
JP63115459A
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English (en)
Inventor
Masakazu Kamikita
正和 上北
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 −の1 本発明は、エレクトロルミネッセント・デバイス(以下
、ELデバイスという)に関する。
更に詳しくは、透明基板上に、透明電極と、高比抵抗の
第1の絶縁膜と低比抵抗の第2の絶縁膜と、発光膜と、
低比抵抗の第3の絶縁膜と、高比抵抗の第4の絶縁膜と
背面電極を順次積層してなるELディスプレイにおいて
、第1あるいは第4の絶縁膜の少なくとも1方に厚みが
500Å以下好ましくは300人更に好ましくは200
Å以下で、絶縁破壊強度がI X 106V/cm以上
でかつ耐熱性が300℃以上好ましくは400℃以上更
に好ましくは500℃以上である耐熱性高分子LBl!
i!を用いたことを特徴とする交流駆動エレクトロルミ
ネッセント・デバイスに関する。
′ の ′ ・八H(”°しよ゛と る。 市電子機器
の軽薄短小化や表示品質の向上などの社会的要請のもと
、ELデバイスの研究が盛んに行われている。
最近、MnをドープしたZnS発光層の両側を絶縁層(
誘電体層)でサンドインチした高輝度で寿命の長い、い
わゆる二重絶縁構造の薄膜ELデバイスが開発され、実
用化されてきている。
しかしながら、二重絶縁構造の薄膜ELデバイスは20
0V程度の高い交流電圧を必要とするため、専用の高耐
圧ICを用いなければならず、これがコストを引上げ、
広い実用化が妨げられているという問題がある。
このような問題を解決して駆動回路を単純化するため、
低電圧で駆動しうる薄膜ELデバイスの開発が望まれて
おり、チタン酸鉛のような強誘電体を使用することによ
って60V程度まで動作電圧を下げうろことが報告され
ているが、十分な誘電率を得るためには、基板を高温度
に加熱しなければならないなど実用上は問題がある。
關 占 ”° るための 本発明は、上記のごとき実情に鑑み、低電圧で駆動させ
ることができ、安定で高輝度の交流駆動ELデバイスを
うるためになされたものであり、透明基板上に、透明電
橋と、高比抵抗の第1の絶縁膜と低比抵抗の第2の絶縁
膜と、発光膜と、低比抵抗の第3の絶縁膜と、高比抵抗
の第4の絶縁膜と背面電極を順次積層してなるELディ
スプレイにおいて、第1あるいは第4の絶縁膜の少なく
とも1方に厚みが1000Å以下で、絶縁破壊強度がl
X106V/an以上でかつ耐熱性が300℃以上好ま
しくは400℃以上更に好ましくは500℃以上である
耐熱性高分子LB膜を用いたことを特徴とする交流駆動
エレクトロルミネッセント・デバイスに関する。
実施例 本発明に用いる発光膜とは、周期律表ffA族またはU
B族に属する元素とVII3族に属する元素から選ばれ
た少なくとも1種ずつの元素の組合せによってできる■
−■族化合物からなる多結晶薄膜のことである。前記、
II−Vl族化合物は固溶体として存在し得るので、上
記化合物の元素を他の元素で置き換えた固溶体も本発明
に用い得る。たとえばZnの1部をCdで置き換えたZ
nxCdl−xS (Q<x<1)やSの1部をSeで
置き換えたZnSxSe1−x  (0’< x< 1
)など、さらにはZnzCd t−zSySel−y 
 (0<y<l、O<z<1)などである。
また、これらII−Vl族化合物には非化学量論的組成
のずれが存在しろるので、■族元素:■族元素の比が必
ずしも1:1ではないようなものも本発明に用い得る。
通常、If−Vl族化合物多結晶薄膜は、Mn、 Cu
、AgなどやTb、Sm、Er、Ho、Pr。
Tmなどのような希土類金属、TbFa 、SmF3゜
ErFa 、HOF3 、PrFa 、TmFaなどの
ような希土類ぶつ化物からなる賦活剤でドープされてお
り、さらに要すればハロゲンイオンやA1などの3価金
属の塩のような共賦活剤を含有していても良い。
このようにIf−Vl族化合物多結晶薄膜に賦活剤をド
ープすることによって、赤、緑、青、黄、黄橙などの種
々の発光をうろことができる。このとき、マトリックス
である■−■族化合物は可視光領域の光を吸収しないよ
うに、II−Vl族化合物としてバンドギャップの大き
い、できれば2.5 e V以上のものを選択すること
が好適である。このようなII−Vl族化合物としては
、たとえばZnS。
Zn5eのほか、ZnO,CaS、SrSなどがあげら
れるが、発光効率が高いという点からするとZnS、Z
n5eが好ましい。
ドープする賦活剤の量は■−■族化合物多結晶薄膜10
0部(重量部、以下同様)当り0.01〜7部、好まし
くは0.2〜3部であり、共賦活剤は好ましくは0.0
1〜3部より好ましくは0.05〜1部である。前記賦
活剤の量が0.01部未満になると発光に寄与する活性
点の濃度が低く、有効な発光が得られず、7部をこえる
と活性点の濃度が高すぎ飽和現象がおこったり、n−v
r族化合物多結晶薄膜の結晶性の低下を生じる傾向があ
り、いずれも好ましくない。また、共賦活剤の量も上記
の範囲をこえると、賦活剤の場合とおなし理由で望まし
くない。
このような賦活剤や共賦活剤をドーピングする方法につ
いては特に制限はなく、iIN當の方法が採用されうる
本発明におけるII−Vl族化合物の薄膜の形成法には
特に制限はなく、たとえば蒸着法、スパッタ法、スプレ
ーパイロリシス法、塗布法、CVD法(化学的気相成長
法)、MOCVD法(有機金属気相成長法)、MBE法
(分子線エピタキシ法)、ALE法(原子層エピタキシ
法)などを利用した薄膜形成法によって基板上に形成さ
れる。
本発明に用いる■−■族化合物の結晶系は、六方晶系、
立方晶系、あるいはそれらが混合した形などで存在する
が、いずれの場合も使用し得る。
さらに前記多結晶薄膜は、各種雰囲気で熱処理すること
によって結晶性などの物性が改善されることが知られて
いるので、薄膜形成後に熱処理して使用しても良い。
本発明に用いる多結晶薄膜は多数の小結晶がいろいろの
方位をもって集合してできた結晶質の薄膜であるが、小
結晶の方位の分布に規則性があり、繊維構造や柱状構造
をもっていることが望ましい。
多結晶薄膜の厚さについては特に限定はないが、通常1
00人〜10μm程度、さらには0.1〜l。
0μm程度が好適である。
つぎに、基板および電極について説明する。
基板については特に限定はなく、ガラス、アルミナ、石
英などの一般的な基板材料からなる基板のほか、金属板
、金属製ホイル、プラスチック基板、プラスチックフィ
ルム、■族半導体、■−v族化合物半導体、多結晶ウェ
ハーなどが使用される。
電極としては、アルミニウム、金、銀、白金、パラジウ
ム、インジウム、ln−Hg5  In−Gaなどのほ
か、酸化スズや酸化スズ・インジウム(ITO)などの
透明電極などを使用しうるが、発光を取り出すために少
なくとも一方の電極は半透明または透明な電極であるこ
とが必要である。
実用上はネサガラスやITOガラスなど透明電極つき基
板を用い、背面電極としてAI、Ti、Ni−Crなど
からなる金属電極を用いることが好ましい。もちろん両
側の電極とも透明電極でも良い。また、デバイスを表示
デバイストとして使用する場合には、一般に行われてい
るようにこれら2つの電極(透明電極および背面電極)
をパターン化して用いても良い。
つぎに絶縁膜について述べる。前記2.第3の絶縁膜は
比抵抗が106くρく109好ましくは105<p<1
07Ω’Cl1)で膜圧が500〜10000人好まし
くは3000〜10ooO人である。前記第1、第4の
絶縁膜は比抵抗が10”<ρ<101sΩ・0であるよ
うに構成したものである。前記第1.第4の絶縁膜の1
方としては5iOzが好適であり、スパッタ法で好まし
く作製される。
前記第2.第3の絶縁膜としては、Ta2e!+が好適
であり、電子ビーム蒸着法で好ましく作製される。
つぎに本発明にもちいるもう1方の高抵抗絶縁膜である
耐熱層LB膜について説明する。
実用的な交流駆動エレクトロルミネッセンスデバイスに
使用できるためには、LB膜の耐熱性が300℃以上好
ましくは400’C以上更に好ましくは500℃以上で
あり、絶縁破壊強度が1×106V/e1m以上である
ことが望ましい。LBHIflの上に発光層が形成され
る場合には耐熱性が3oo℃以上あることが望まれる。
なぜなら、発光層が蒸着される時は、200℃程度の温
度でなされるが、形成後300℃以上好ましくは400
’C以上更に好ましくは500℃以上でアニールして結
晶性を改善させる方法が取ら・れるからである。厚みに
ついては、出来るだけ低電圧駆動にする要請とともに厚
いLB膜を使用することはコスト的にメリットがないの
で500Å以下が好ましい。300Å以下更には200
人が好ましい。このような3゜0℃以上の耐熱性と1x
106V/am以上の絶縁破壊強度かえられるLB膜は
、我々が特願昭61−1)6390に提案した高分子薄
膜の中がら選ぶことが出来る。ヘテロ環を含む耐熱性高
分子の前駆体構造をもち、これをLB法で累積したのち
環構造を形成させた耐熱性高分子の薄膜が好ましい。全
芳香族ポリイミド系の薄膜が特に望ましい。
つぎにLB膜の製法について説明する。
LB膜は膜を形成する物質を水面上に展開し、水面上に
展開された物質を一定の表面圧で圧縮した単分子膜を形
成し、その膜を基板上に移し取る方法(ラングミュア・
プロジェット法)で作製しうる。このほか水平付着法、
回転円筒法などの方法(新実験化学講座第18巻、界面
とコロイド、49B−508ページ)などでも作製しう
る。このような通常おこなわれている方法であれば特に
限定されることなく通用しうる。
通常のELデバイスは発光層の両側に無機物からなる厚
い絶縁膜があるが本発明のELデバイスでは、これらの
絶縁膜のうち少なくとも1方が、厚みが500Å以下で
、絶縁破壊強度が1×106V/ロ以上でかつ耐熱性が
300℃以上である耐熱性高分子LB膜と低比抵抗の絶
縁膜で置き換えられる。従来のLB膜では、その上にL
BII!i!にダメージを与えることなく無機物層を形
成することはできなかったが、我々が先に提案した耐熱
性LB膜ではこれが可能になる。勿論無機物層の上に、
耐熱性LB膜を形成することも可能である。
つぎに、本発明のELデバイスを実施例に基づき、さら
に詳しく説明する。
実施例1 パターン化したITOガラス上に、ピロメリット酸ジス
テアリルエステルの酸クロリドとジアミノジフェニルエ
ーテルとから合成されたポリイミド前駆体とステアリル
アルコールの1:1混合しB膜を、21層累積し、これ
を400℃で1時間キュアーしてイミド化した。この上
に低抵抗絶縁膜としての酸化タンタルをEB蒸着法で3
000人製膜し、さらに6000人の発光層ZnS:M
nと1000人の絶縁層5iOzがそれぞれEB蒸着法
、スパッタ法で製膜された。最後に、アルミニウム電極
をつけてELデバイスとした。IKHzの正弦波を印加
して輝度−電圧特性を評価したところ90Vから輝度が
たちあがり、120vでほぼ飽和に達し、輝度は200
0Cd/calで実用化に十分な輝度が得られた。
実施例2 パターン化したITOガラス上に、ピロメリット酸ジス
テアリルエステルの酸クロリドとジアミノジフェニルエ
ーテルとから合成されたポリイミド前駆体とステアリル
アルコールの1:1混合しB膜を、21層累積し、これ
を400℃で1時間キュアーしてイミド化した。この上
に低抵抗絶縁膜としての酸化タンタル、6000人の発
光層Zn S : M nと酸化タンタルをすべてEB
蒸着法で製膜した。さらにこの上に21Mのポリイミド
膜を形成し、他方の絶縁膜とした。最後に、アルミニウ
ム電極をつけてELデバイスとした。lKH2の正弦波
を印加して輝度−電圧特性を評価したところ70Vから
輝度がたちあがり、100Vでほぼ飽和に達し、輝度は
2000 Cd / c4で実用化に十分な輝度が得ら
れた。
発明の効果 絶縁膜の少なくとも1方に厚みが500Å以下で、絶縁
破壊強度が1X106V/e1)以上でかつ耐熱性が3
00℃以上である耐熱性高分子LB膜と低抵抗絶縁膜を
設けることにより低電圧で駆動させることができ、安定
な高輝度の■−■族化合物多結晶薄膜交流駆動ELデバ
イスが得られる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 透明基板上に、透明電極と、高比抵抗の第1の
    絶縁膜と低比抵抗の第2の絶縁膜と、発光膜と、低比抵
    抗の第3の絶縁膜と、高比抵抗の第4の絶縁膜と背面電
    極を順次積層してなるELディスプレイにおいて、第1
    あるいは第4の絶縁膜の少なくとも1方に厚みが500
    Å以下で、絶縁破壊強度が1×10^6V/cm以上で
    かつ耐熱性が300℃以上である耐熱性高分子LB膜を
    用いたことを特徴とする交流駆動エレクトロルミネッセ
    ント・デバイス。
  2. (2) 耐熱性高分子LB膜が、全芳香族ポリイミド系
    LB膜であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の交流駆動エレクトロルミネッセント・デバイス。
JP63115459A 1988-05-12 1988-05-12 交流駆動エレクトロルミネッセント・デバイス Pending JPH01286290A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0290491A (ja) * 1988-09-27 1990-03-29 Oki Electric Ind Co Ltd エレクトロルミネセンス素子及びその製造方法
US6939189B2 (en) 1999-05-14 2005-09-06 Ifire Technology Corp. Method of forming a patterned phosphor structure for an electroluminescent laminate

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US7586256B2 (en) 1999-05-14 2009-09-08 Ifire Ip Corporation Combined substrate and dielectric layer component for use in an electroluminescent laminate

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