JPS5960986A - 薄膜発光素子 - 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】 く技術分野〉 本発明は電界の印加に応答して■言−（Ｅ　１　ｅ　ｃ
　ｔ　ｒ　。

Ｌｕｍ１ｎｅｓｃｅｎｃｅ　）発光を呈する薄膜発光素
子に関し、特に素子を構成する各薄膜の膜厚均一化を達
成した薄膜発光素子の・構造に関するものである。

〈従来技術〉 従来より範型の発光表示パネルに適する薄膜発光素子と
して、高い交流駆動電圧（Ｉ　Ｏ６Ｖ／′Ｃｎ＋程度）
を印加した際の＋泊縁耐圧、発光効率及び動作の安定性
等を高く維持するために、活性物質をドープしたＺＩＳ
、Ｚｎ５ｅ等の薄膜発光層の両主面を誘電体薄膜で被覆
した三層構造薄膜発光素子が開発され、その実用化が積
極的に推し進められている。この薄膜発光素子は数Ｋ　
Ｈｚの交流電圧によって高輝度発光し、表示が鮮明であ
ると同時に長寿命であるという特徴゛全有している。

薄膜発光素子の１例としてｚｎｓ　：　Ｍ　ｎ薄膜発光
素子の基本的）１゛柁は第１図に示す。

第１図に基いて薄膜発光素子の構造及び製造方法を具体
的に説明すると、カラス基板１土にｘｎ２０３．５ｎｏ
２等の透明電極２、更にその上に４貴層してＹ２Ｏ３、
Ｔａ２０５　、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３，５ｉ０２　、Ｂ
ａＴｉＯ３、Ｓｉ３Ｎ４等から成る第１の′ＪＡ電体層
３がスパッタリングあるいは電子ビーム蒸着法等により
形成されている。第１の誘電体層３上に（はＺ　１〕Ｓ
とＭｎの混成された焼結ペレットラミ子ビーム蒸着する
ことにより得られる発光層４が積層されている。この時
、蒸着ターゲ７ＦＩＪ料の焼結ペレットは活性物質とな
るＭｎが目的に応じた濃度に添加されたＺｎＳで構成さ
れ、得られる発光層４はＺｎＳ全母拐とし、この中にＭ
　ｎが００５〜２．５　ｗ　ｔ％程度均一にドープさｆ
′した層となる。発光層４土には第１０訪電体層３と同
様の材料群より選定さ九た第２の１透電体層５か被覆さ
れ、これによ−〕で発光層４は誘電体層３，５内に埋設
される。第２の誘電体層５上ＶＣはＡ１等からなる背面
電極６が蒸着形成されており、透明電極２と背面電極６
は交流電源に接続されて薄膜発光素子に駆動電圧が印加
される。この透明電偵２及び背面電極６をマトリックス
電極とするかあるいは一方をセグメント電極に形成する
ことにより情報をパターン表示することができる。

電極２，６間に交流電圧全印加すると、発光層４０両側
の誘電体層３，５間に上記交流電圧か訪起されることに
なり、従って発光層４内に発生した電界によって伝導帯
に励起されかつ加速されて充分なエネルギーを得た電子
が自由電子となって発光層４界面へ誘引され、この界面
で蓄、潰されて内部分極を形成する。この時に高速移動
する自由電子がＭｎ発光センターを衝突励起し、励起さ
れたＭｎ発光センターか基底状態に戻る際に黄橙色のＥ
Ｌ光を放射する。即ち高い交流電界で加速された自由電
子か発ゲ０層の界面から他力の界面へ２移動する過程で
発光センターを励起状態とし、この発光センターか基底
状態へ復帰する時に放出するエネルギーか１賂々５８５
０Ａｆｆ：ヒータにした強いＥＬ発光となって現われる
。Ｉｆｉ性物質としてＭｎ以外に希土類元素あるいは弗
化物等を用いた場合にｉ−ｉ赤色、緑色、白色その他活
性物質に特有の発光色か得られる。

表示素子として実用上必要な輝度を得るためには充分な
数の自由電子に発光センター励起に要する運動エネルギ
ーを伺与する必要があり、印加電圧対発光輝度特性には
閾値現象か現われる。閥値′亀圧は基本的にｒよ発ｙＣ
層４の電界の閾値に起因するため、各構成薄膜の）膜厚
及び訪屯率の関数になる。膜厚に分布か生じるとこれに
対応した発光開始電圧の分布か生じ、そのため表示画面
で輝度ム“パラ、かできることとなり表示品位か低下す
る。従って、素子構成薄膜は表示画面領域で均一に設定
することが重要な要素となる。

薄膜の形成過程に於いて、膜付着力あるいは結晶学的膜
質の改善等を企図してガラス基板１は加熱処理されるか
、一般に薄膜形成時のガラス基板１の表面温度は膜の付
着係数に大きく影ＩＩ分与えるため、この表面温度を均
一に制御することは膜厚奮一定にする上で必要なことで
ある。しかしながら、ガラス基板１と透明電極２の熱輻
射率は大きく相違し、従って基板表面温度全均一にする
ことは本質的に困離でらる０例えばガラス基板１？パイ
レツクスとし、透明電極２をＩｎ２Ｏ３膜で構成した場
合、透明電極２の熱輻射率が低いため、透明電極２の表
面温度はガラス基板１のそれより高くなる。マトリック
ス電画全構成するため、透明電極２を帯状ＶＣして平行
配列した場合、端部に配列される透明電極２の部分で表
面温度が著しく夏化する。

〈発明の目的〉 っ緬発明は上述した問題点に鑑み、電極に技術的手段を
駆使することにより、熱輻射率の相違等に起因する薄膜
の膜１享変動を防止した新規有用な薄膜発光素子を提供
することを目的とするものである。本発明の他の目的は
表示画面に於ける輝度ムラ全解消した表示品位の高い表
示装置金得ることである。

〈実施例ン 第２図体）はカラス基板１上に帯状の透明電極２を平行
に配列した従来の配置構成を示し、第２図（Ｂ）はこれ
に対して帯状の透明電極２の外側に電気的に接続されな
い補償電極群８を並設した本発明の第１の実施例を示す
平面図である。図中に斜線で示す補償電極群８は透明電
極２と同じＩ　ｎ２０３膜で同時にエツチング形成され
たものである。補償電極群８を両側に配設したことによ
って表示画面内に配列されている透明電極２はその表面
温度が大きく変動することなく各電極とも均一に維持さ
れる。

第３図（Ａ）はガラス基板１上にセグメント電極と引出
し電極の組み合わされた透明電極２を形成した従来の構
成を示す。第３図（Ｂ）はセグメント電極と引出し電極
以外のスペースに多数の帯状に成形された補償電極群、
８を列設した本発明の第２の実施例を示す平面図である
。補償電極群８はガラス基板１上に緻密に配置され、透
明電極２と同材質で電気的に接続されない透明導電膜で
ある。

第４図は上述の各実施例の効果を説明する説明図である
。

カラス基板ｌ土しこ透明電極２と補償電極群８を配置形
成した第４図（Ａ）に示す構造に於いて、各部の表面温
度分布及び膜厚（はそれぞれ第４図（Ｂ）　（Ｃ）に点
線で示す如くとなる。崗、図中の実線は補償ＩＬ電極群
を有しない場合の曲線であり、端部の透明１ｎ極２上で
温度変化、膜厚の不均一が発生している。一方、本発明
の実施例によれば、温度変化、膜厚の不均一は全て補償
電極群８上で発生しており、表示画面内の透明電極２上
ではこれらは全て均一化されている。

補償電極群８を含むガラス基板１上に誘電体層と発光層
の三層構造部を堆積し、更に背面電極を形成することに
より、本実施例の薄膜発光素子が得られる。透明電極２
上の表示画面内に堆積される各薄膜は透明電極２の表面
温度が全て均一化されることによって蒸着、スハノタリ
ング等の薄膜形成工程に於ける膜付着係数が一定となり
、膜厚の均一な構成１模となる。従って、発光開始電圧
も表示画面内全域で同一となる。

〈発明の効果〉 以上詳説した如く本発明によれば表示画面内に於ける素
子（ｈ成膜の膜厚か均一　となり、印加電圧対発光輝度
特性か一定で表示品位の良好な薄膜発光素子を得ること
かできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は薄膜発光素子の基本的（１４造を示す（１４成
図である。 第２図及び第３図はガラス基板上に形成された電極の配
列状態を示す平面図であり、第２図（Ａ）及び第３図（
Ａ）は従来例、第２図（Ｂ）及び第３図（Ｂ）は本発明
の一実施例を示す。 第：、４図は第２図に示す実施例の効果を説明する説明
図である。 １−・・カラス基板　２・・透明電極　３，５　誘電体
層　４・・・発光層　８・・・補償電極代理人　弁理士
　福　士　愛　彦（他２名）第２図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、基板上の表示画面相当領域に透明電極全形成しかつ
   該透明電極の配列余地部に同月貿の温度補償用ストライ
   プを列設し、これらに積層する素子構成膜を形成したこ
   とを特徴とする薄膜発光素子。