JPS58209093A - 薄膜発光素子 - Google Patents

薄膜発光素子

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JPS58209093A
JPS58209093A JP57091594A JP9159482A JPS58209093A JP S58209093 A JPS58209093 A JP S58209093A JP 57091594 A JP57091594 A JP 57091594A JP 9159482 A JP9159482 A JP 9159482A JP S58209093 A JPS58209093 A JP S58209093A
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JP
Japan
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thin film
light emitting
dielectric
film layer
film light
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JP57091594A
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洋介 藤田
任田 隆夫
富造 松岡
新田 恒治
阿部 惇
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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】 本発明は電場発光をする薄膜発光素子に関する。
交流電界の印加により発光する薄膜gL(ニレ2 ・ 
−゛ りl−aルミネセンス)素子は螢光体薄膜層の片面ない
し両面に誘電体薄膜層を設け、これを2つの電極層では
さむ構造で高輝度が得られている。誘電体薄膜層が1層
の素子は、構造が簡単で駆動型U1:、が低いという特
徴がある。誘電体薄膜層が2層の素子化L、絶縁破壊を
起こしにぐぐ輝度が特に旨いという特徴がある。ここに
用いる螢光体(A料d活物質を添加したZnS、Zn5
e、ZnF2等が知られており、詩にZnSを母体とし
mnを発光中心として添加した素子では、最高3,50
0〜5,000 c d/m’の輝度が達成されている
。誘電体材料はY2O3,S10,5i3N4IAt2
03.Ta205等が代表的なものである。ZnSは厚
さ50 Q nm〜700nm、比誘電率が約9で、誘
電体薄膜は厚さ400nm〜800 nm 、比誘電率
が4〜26である。
交流駆動する場合、素子に印加をれた電圧はZnS層と
誘電体薄膜層に分圧され、前者には4〜6割程度しかか
からない。発光に必要な電圧は見掛は上高くなついる。
ZnS層の両面に誘電体薄膜層を設けた素子においては
、数Kf(zのパルス駆動で3 ベー:′ 200■以−にの電圧がかけられているのが現状である
。この高電圧C1、駆動回路V(多大な負担をおわせで
おり、特別な商+1i1J「r Cが必°〃となり、コ
ストアップにもつながるものである。
一方駆動′tに圧をFげる/ζめに、高誘電率をもつP
bTlO3やPbCr1l−xZrx)03 等を主成
分とした?t17膜を誘電体薄膜層に用いる事が提案き
れている。こtlらの薄膜iJ、比誘電率(以下ε、と
記す)が150以上ある反面、絶縁破壊電界強度(以下
Ebと記す)が0.5〜0.6 mV /anと小さい
ので、従来用いられて来た誘電体層v1にくらべ、膜厚
を大幅に厚くする必要がある。高輝度の素子の場合、Z
nS層の厚さが0.6μm程度は必要で、素Pの信頼?
/1゛の而から上記誘電体薄膜層の厚さは1.51tm
以」−必要となる。膜厚を厚くすると、基板温度が高い
ために、)膜中の粒子が成長する。この/こめj模が白
濁して光の透過率が下る。この様な白濁膜を用いたEL
素子CI1、X−Yマトリノクスクを生じるという難点
がある。
本発明は以上の点を鑑みなされたものであって、誘電体
層にO1とEbが大きなタングステンブロンズ型の化合
物を主成分とする誘電体層を用いることr(より、従来
の薄膜EL素子の輝度を低下−させずに駆動電圧を下げ
ることができたものである。
交流駆動薄膜EL素子において、誘電体層にかかる市川
は、誘電体薄膜層における膜厚t・ と、電界強度も 
との積t0・E□である。to・Eiが小さいほど螢光
体薄膜層に有効に電圧が印加されている。素子が絶縁破
壊を起こさずに安定に動作するには、tiは誘電体薄膜
層のEbに反比例すると考えて」:い。E、は螢光体薄
膜層における電界強度I!:、2と比誘電率ε2と誘電
体薄膜層のO1よりEにE2・ε2/ε1という関係に
ある。O2お91、びO2は一定とすれば、Elはε、
に反比例する。従ってt、・E、はおお1かにEbとε
、の積Eb・O1に反比例すると言える。Eb・εr7
:)工大キないほど誘電体薄膜層としてすぐれているわ
けである。
5ページ 本発明において用いら11、るタングステンブロンズ型
化合物薄膜ば1Cb・Eiが従来の材料より太き(EL
用用型電体薄膜してすぐれたものである。
タングステンブロンズ型化合物は基本的な化学式として
As2O3の形をとっている。ここでAはPb、 Cd
、 Ba、 Sr、 Ca等の2価金属元素、BはTa
、Nbである。これらの化合物のバルクのO1は犬きく
、例えばPbNb206d: 300 。
PbTa206も300 r  (P b o、 5.
S r o、 4.)Nb206は1600の値が・1
1(告されている。薄膜にし/ζ場合Ir01、バルク
と四じO1を得ることは困難であるが、40以上のεr
rtスパッタリングにより容易に得られる。父、れり膜
のEbは2×106■/m以」−と高い。これらの薄1
1αのEb・O1は80X1o6v/rm以−1−の値
となる。従来用いられてきた材ネさ1のEb・ε、 i
(+、1り11えばY2O3では約50×106V/ 
or+、At203 では30 X 10  ’V /
 cm。
b13N4でd、70X10  V/釧であるのと比較
して本発明において用いら力るタングステンブロンズ型
の化合物薄膜がすぐ711ていることがわかる。
6 べ−″ なかでもAs2O3のA元素がPbであるところのPb
Ta206とPbNb2O6はEb・O1が160×1
06V/lyn、  120X 10”V/cnnあり
非常にすぐれたEL用用膜膜材料ある。これらの薄膜は
、セラミックスをターゲットとし、RFスハノタリング
により形成する。基板温度は高ければ高いほどO1の高
い薄膜が得られる。Ebは基板温度が約400℃以下で
はほぼ一定の値であり、それ以上に加熱すると少しずつ
減少してゆく。Eb・O1が最も大きくなるのは、基板
温度が400’C前後である。この温度域ならば、螢光
体薄膜層に悪影響も及ぼさないし、ガラス基板も熱的な
変形等の問題もなしに使用できる。また、タングステン
ブロンズ薄膜層も粒成長による白濁化はまったく起らな
い。
次に本発明の実施例を図面を用いて説明する。
なおここでは比較のために従来例も併せて説明する。
従来列を第1図に、また本発明の一実施例を第2図にそ
れぞれ示すように、ITO(インジウムたガラス塙板→
1 、 11i、厚さ40膜mのY2O3膜3,13を
電r・ビーム蒸着した。この上にZnSとMnを同時蒸
着しZnS:Mnの螢光体層4.14を形成した。膜厚
は600膜mである。
熱溶1■lj ij:真空中680℃で1時間行なった
。この素子を3分割し、そのうちの素子1は比較用の従
来例として、第1図に示すように、400 nmの厚さ
のY2O3膜5(r−形成した。−力木発明の一実施例
と(〜で素子2にdl、第2図に示すように、Zn5I
V1nの保護用に厚式30 nmの゛ra206膜15
を電?−ビー ム蒸着(〜、その−ににPbNb2O6
の士うミックスをターゲットに用いてマグネトロンRI
I“スパッタリングに」、すPbNb2O6膜16を形
成し/こ。スパッタリング)メ囲気は、02 、’ A
 r=1=4で圧力C1,6Paである。基板温度は4
20℃、膜r= i:I、700膜mである。捷た本発
明の他の実施例として素子3にニ」:、ターゲットとし
てPbNb2O6のかわりにPbTa206を用い、他
は素子2の用台と同一の子1’l’にし、PbTa20
6膜を形成した。Jン十の栄件で洋食したPbNb2O
6膜吉P b T a 206膜の特性は、Ebがそれ
ぞれ2.2×106V/cm、  2.6 X 106
V/lyn、  E、 l):それぞれ70.48であ
る。又、X線回折の結果、それぞれの膜においてPbN
b0 PbTa206のビー  67 りと非晶質を示すハローピークとの重なった回折パター
ンが得られた。一方膜の白濁はみられなかった。
なお第1図、第2図に示すように、光反射At電極6.
17としてAtの薄膜を蒸着した。
以」二の様にして作製きれたEL素子は5KHzの正弦
波駆動をしたところ、素子1では約150vで輝度がほ
ぼ飽和し、素子2では1oo’Vで、素子3では11o
■で輝度がほぼ飽和し安定に発光した。飽和輝度ば3素
子ともに約3000 c d / crlであった。
以上説明した様に、本発明の薄膜発光素子は、従来素子
にくらべ駆動電圧が低く、安定に動作するものである。
【図面の簡単な説明】
9 ページ 第1図C1、?、Y−来の薄膜つ己光素子の断面図、第
2図d1本発明の一実施例である薄膜発光素子の断面図
である。 111・・・・・・ガラス基板、2.12・・・・・・
透明電極、3,13・・・・・・Y2O3膜、4,14
・・・・ZnS:MnJl莫、  5 −−−−− ・
 Y2O3刀1%、   1 5 − 山−−Ta20
5膜、1e ・−・−−−PbNb2O6膜、16.1
7・・・・・−At電俸。 代1′I11人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか
1名第1図 第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)螢光体薄膜層の少くとも一方の面上に誘電体薄膜
    層が設けられるとともに、少くとも一方が光透過性を有
    する2つの電極・−により上記薄膜層に電圧が印加され
    るよう構成きれ、上記誘電体薄膜層がタングステンブロ
    ンズ形の化合物を主成分とする誘電体からなることを特
    徴とする薄膜発光素子。
  2. (2)  タングステンブロンズ形の化合物が一般式A
    B206で表わされ、上記一般式中のAがPb。 Ca、 Sr、 BaおよびCdよりなるグループのな
    かから選ばれた少くとも一種からなり、同BがTa。 ribの内少くとも一種からなることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項に記載の薄膜発光素子0
JP57091594A 1982-05-28 1982-05-28 薄膜発光素子 Granted JPS58209093A (ja)

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JP57091594A JPS58209093A (ja) 1982-05-28 1982-05-28 薄膜発光素子
EP83901629A EP0111568B1 (en) 1982-05-28 1983-05-26 Thin film electric field light-emitting device
DE8383901629T DE3367039D1 (en) 1982-05-28 1983-05-26 Thin film electric field light-emitting device
PCT/JP1983/000164 WO1983004339A1 (en) 1982-05-28 1983-05-26 Thin film electric field light-emitting device
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5111502A (en) * 1974-07-19 1976-01-29 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Senkyokusochi
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