JPS6262437B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6262437B2 JPS6262437B2 JP58203370A JP20337083A JPS6262437B2 JP S6262437 B2 JPS6262437 B2 JP S6262437B2 JP 58203370 A JP58203370 A JP 58203370A JP 20337083 A JP20337083 A JP 20337083A JP S6262437 B2 JPS6262437 B2 JP S6262437B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- transparent electrode
- electrode
- thin film
- dielectric layer
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
この発明は、交流電界の印加によつてEL
（Electro Luminescence）発光を呈する薄膜EL
素子の構造に関し、特に電極構造が改良された薄
膜EL素子に関する。
（Electro Luminescence）発光を呈する薄膜EL
素子の構造に関し、特に電極構造が改良された薄
膜EL素子に関する。
発明の背景
従来、交流動作の薄膜EL素子に関して、発光
層に規則的に高い電界（106V／cm程度）を印加
し、絶縁耐圧、発光効率および動作の安定性など
を高めるために、0.1〜2.0重量％のMn（あるい
はCu、Al、Brなど）をドープしたZnS、ZnSeな
どの半導体発光層をY2O3、TiO2などの誘電体薄
膜でサンドイツチした３層構造のZnS：Mn（ま
たはZnSe：Mn）EL素子が開発されており、発
光諸特性の向上が確かめられている。この薄膜
EL素子は数ＫHzの交流電界の印加によつて高輝
度発光し、しかも長寿命であるという特徴を有し
ている。
層に規則的に高い電界（106V／cm程度）を印加
し、絶縁耐圧、発光効率および動作の安定性など
を高めるために、0.1〜2.0重量％のMn（あるい
はCu、Al、Brなど）をドープしたZnS、ZnSeな
どの半導体発光層をY2O3、TiO2などの誘電体薄
膜でサンドイツチした３層構造のZnS：Mn（ま
たはZnSe：Mn）EL素子が開発されており、発
光諸特性の向上が確かめられている。この薄膜
EL素子は数ＫHzの交流電界の印加によつて高輝
度発光し、しかも長寿命であるという特徴を有し
ている。
また、この薄膜EL素子の発光に関しては、印
加電圧を昇圧していく過程と高電圧側より降圧し
ていく過程で、同じ印加電圧に対しての発光輝度
が異なるというヒステリシス特性を有しているこ
とが発見されており、このヒステリシス特性を有
する薄膜EL素子に印加電圧を昇圧する過程にお
いて、光、電界、熱などが付与されると、薄膜
EL素子はその強度に対応した発光輝度の状態に
励起され、光、電界、熱などを除去し元の状態に
戻しても発光輝度が高くなつた状態に留まるとい
つたメモリー現象が存在することが知られてい
る。このメモリー現象を有効に活用して、薄膜
EL素子をメモリー素子に利用する薄膜EL素子応
用技術が現在産業界で研究開発途上にある。
加電圧を昇圧していく過程と高電圧側より降圧し
ていく過程で、同じ印加電圧に対しての発光輝度
が異なるというヒステリシス特性を有しているこ
とが発見されており、このヒステリシス特性を有
する薄膜EL素子に印加電圧を昇圧する過程にお
いて、光、電界、熱などが付与されると、薄膜
EL素子はその強度に対応した発光輝度の状態に
励起され、光、電界、熱などを除去し元の状態に
戻しても発光輝度が高くなつた状態に留まるとい
つたメモリー現象が存在することが知られてい
る。このメモリー現象を有効に活用して、薄膜
EL素子をメモリー素子に利用する薄膜EL素子応
用技術が現在産業界で研究開発途上にある。
薄膜EL素子の一例としてZnS：Mn薄膜EL素子
の基本的構造を第１図に正面断面図で示す。
の基本的構造を第１図に正面断面図で示す。
第１図を参照して、ガラス基板１上には
In2O3、SnO2などの材料からなる透明電極２が、
さらに透明電極２の上に積層してY2O3、TiO2、
Al2O3、Si3N4、SiO2などからなる第１の誘電体
層３が、スパツタあるいは電子ビーム蒸着法など
の方法により重畳形成されている。第１の誘電体
層３上には、ZnS：Mn焼結ペレツトを電子ビー
ム蒸着することにより得られるZnS発光層４が形
成されている。この際蒸着用のZnS：Mn焼結ペ
レツトには、活性物質となるMnが目的に応じた
濃度に設定されたペレツトが用いられる。
In2O3、SnO2などの材料からなる透明電極２が、
さらに透明電極２の上に積層してY2O3、TiO2、
Al2O3、Si3N4、SiO2などからなる第１の誘電体
層３が、スパツタあるいは電子ビーム蒸着法など
の方法により重畳形成されている。第１の誘電体
層３上には、ZnS：Mn焼結ペレツトを電子ビー
ム蒸着することにより得られるZnS発光層４が形
成されている。この際蒸着用のZnS：Mn焼結ペ
レツトには、活性物質となるMnが目的に応じた
濃度に設定されたペレツトが用いられる。
ZnS発光層４上には、第１の誘電体層３と同様
の材質からなる第２の誘電体層５が積層されてお
り、さらに第２の誘電体層５の上面にはAlなど
からなる背面電極６が蒸着形成されている。透明
電極２と背面電極６とは互いに直交する方向に配
列されて交流電源７に接続され、薄膜EL素子が
駆動される。
の材質からなる第２の誘電体層５が積層されてお
り、さらに第２の誘電体層５の上面にはAlなど
からなる背面電極６が蒸着形成されている。透明
電極２と背面電極６とは互いに直交する方向に配
列されて交流電源７に接続され、薄膜EL素子が
駆動される。
電極２，６間に交流電圧を印加すると、ZnS発
光層４の両側の誘電体層３，５間に該交流電圧が
誘起されることになり、したがつてZnS発光層４
内に発生した電界によつて伝導帯に励起されかつ
加速されて十分なエネルギを得た電子が、直接
Mn発光センターを励起し、励起されたMn発光セ
ンターが基底状態に戻る際に黄色の発光を行な
う。すなわち、高電界で加速された電子がZn発
光層４中の発光センターであるZnサイトに入つ
たMn原子の電子を励起し、該電子が基底状態に
落ちるとき、略々5850Åをピークに幅広い波長領
域で強い発光を呈する。
光層４の両側の誘電体層３，５間に該交流電圧が
誘起されることになり、したがつてZnS発光層４
内に発生した電界によつて伝導帯に励起されかつ
加速されて十分なエネルギを得た電子が、直接
Mn発光センターを励起し、励起されたMn発光セ
ンターが基底状態に戻る際に黄色の発光を行な
う。すなわち、高電界で加速された電子がZn発
光層４中の発光センターであるZnサイトに入つ
たMn原子の電子を励起し、該電子が基底状態に
落ちるとき、略々5850Åをピークに幅広い波長領
域で強い発光を呈する。
第２図および第３図は、第１図に示した薄膜
EL素子の問題点を説明するための図であり、第
１図に示した構造における基板１、透明電極２お
よび誘電体層３の相互の関係を示す部分切欠き平
面図および第１図のＸ方向から見た部分断面図で
ある。上述ような構造を有する薄膜EL素子にお
いて、全体の面積を同一に保つたままで表示容量
を増大させるには、帯状電極群２，６の電極幅
（ストライプ幅）を細くしなければならない。し
かしながら、第２図に明瞭に示されている透明電
極２のストライプ幅を細くすれば、その線抵抗
は、 Ｒ＝ρ・ｌ／（ｄ・Ｗ） 式……(1) の式から明らかにように、透明電極２の末端部分
に行くに従い印加電圧の降下が大きくなることに
なる。なお、式(1)においてｌは電極２の長さ、ｄ
は電極２の厚み、Ｗは電極２の幅、ρは比抵抗お
よびＲは線抵抗を示す。このように電圧降下が発
生し、無視できないほど大きくなれば、電極２の
取出側から電極の長手方向に沿つて発光輝度が順
次低下し、均一な発光状態を得ることができなく
なり、結果表示素子として用いることができなく
なる。
EL素子の問題点を説明するための図であり、第
１図に示した構造における基板１、透明電極２お
よび誘電体層３の相互の関係を示す部分切欠き平
面図および第１図のＸ方向から見た部分断面図で
ある。上述ような構造を有する薄膜EL素子にお
いて、全体の面積を同一に保つたままで表示容量
を増大させるには、帯状電極群２，６の電極幅
（ストライプ幅）を細くしなければならない。し
かしながら、第２図に明瞭に示されている透明電
極２のストライプ幅を細くすれば、その線抵抗
は、 Ｒ＝ρ・ｌ／（ｄ・Ｗ） 式……(1) の式から明らかにように、透明電極２の末端部分
に行くに従い印加電圧の降下が大きくなることに
なる。なお、式(1)においてｌは電極２の長さ、ｄ
は電極２の厚み、Ｗは電極２の幅、ρは比抵抗お
よびＲは線抵抗を示す。このように電圧降下が発
生し、無視できないほど大きくなれば、電極２の
取出側から電極の長手方向に沿つて発光輝度が順
次低下し、均一な発光状態を得ることができなく
なり、結果表示素子として用いることができなく
なる。
したがつて、透明電極２のストライプ幅を細く
し、しかも線抵抗を増大させないためには、式(1)
から明らかなように透明電極２の膜厚ｄを厚くす
る必要がある。しかしながら、薄膜EL素子は、
前述したように、その構造の大部分がスパツタ、
真空蒸着、プラズマCVDなどの方法により形成
されている。したがつて形成される層のうち最も
下層となる透明電極２の膜厚ｄを大きくすると、
基板１上での透明電極２の上方への突出量が大き
くなり、透明電極２の端縁での段差が大きくな
り、さらにその上に誘電体層３などの均一な膜を
積層することが困難となる。
し、しかも線抵抗を増大させないためには、式(1)
から明らかなように透明電極２の膜厚ｄを厚くす
る必要がある。しかしながら、薄膜EL素子は、
前述したように、その構造の大部分がスパツタ、
真空蒸着、プラズマCVDなどの方法により形成
されている。したがつて形成される層のうち最も
下層となる透明電極２の膜厚ｄを大きくすると、
基板１上での透明電極２の上方への突出量が大き
くなり、透明電極２の端縁での段差が大きくな
り、さらにその上に誘電体層３などの均一な膜を
積層することが困難となる。
発明の目的
それゆえに、この発明の目的は、透明電極の電
極幅を細くしても線抵抗の増大を効果的に防止す
ることができ、したがつて大容量の表示を可能と
し得る新規な構造の薄膜EL素子を提供すること
にある。
極幅を細くしても線抵抗の増大を効果的に防止す
ることができ、したがつて大容量の表示を可能と
し得る新規な構造の薄膜EL素子を提供すること
にある。
発明の構成
この発明は、要約すれば、複数本の電極からな
り、互いに交差するように配置された第１および
第２の電極群から構成されるマトリクス電極間
に、誘電体層でサンドイツチされたEL発光層を
配置し、基板上に搭載してなる薄膜EL素子にお
いて、第１および第２の電極群のうち前記基板と
前記誘電体層間に設けられた電極群は前記基板に
埋設されて形成されていることを特徴とする、薄
膜EL素子である。
り、互いに交差するように配置された第１および
第２の電極群から構成されるマトリクス電極間
に、誘電体層でサンドイツチされたEL発光層を
配置し、基板上に搭載してなる薄膜EL素子にお
いて、第１および第２の電極群のうち前記基板と
前記誘電体層間に設けられた電極群は前記基板に
埋設されて形成されていることを特徴とする、薄
膜EL素子である。
この発明のその他の特徴は、以下の実施例の説
明により明らかとなろう。
明により明らかとなろう。
実施例の説明
第４図ないし第６図は、この発明の一実施例を
説明するための図であり、第４図はこの発明の一
実施例に用いられる基板に溝を形成した状態を示
す斜視図であり、第５図および第６図は、従来技
術で示した第２図および第３図に相当する図であ
る。
説明するための図であり、第４図はこの発明の一
実施例に用いられる基板に溝を形成した状態を示
す斜視図であり、第５図および第６図は、従来技
術で示した第２図および第３図に相当する図であ
る。
この実施例では、まず第４図に斜視図で示すよ
うに、ガラス基板１の表面に透明電極を埋設する
ための溝１１を形成する。溝１１は、目的の透明
電極の厚みと同一の深さを有するように形成され
ており、たとえばフツ酸を用いたフオトエツチン
グなどの公知の方法により形成し得る。なおこの
フオトエツチングに際しては、基板１の裏面の腐
食を避けるため、基板１の裏面全面および基板１
の表面の透明電極を構成しない部分をレジストで
コーテイングしておく。このようにして溝１１を
形成した後、透明電極２を構成する材料を基板１
の全面に形成し、表面を研磨することにより複数
本の帯状電極からなる透明電極２を形成し、さら
にその上に誘電体層３を積層する。この状態が第
６図に示されている。第６図から明らかなよう
に、この実施例では透明電極２が基板１に形成さ
れた溝１１内に埋設されて形成されているため、
透明電極２の厚みを厚くしたとしても、透明電極
２と基板１との間に段差は生じない。したがつて
誘電体層３、さらにはZnS発光層４…などを均一
に順次積層することが可能である。それゆえに、
透明電極２のストライプ幅を細くしても、透明電
極２の厚みを厚みすることにより線抵抗Ｒの増大
を防ぐことができる。
うに、ガラス基板１の表面に透明電極を埋設する
ための溝１１を形成する。溝１１は、目的の透明
電極の厚みと同一の深さを有するように形成され
ており、たとえばフツ酸を用いたフオトエツチン
グなどの公知の方法により形成し得る。なおこの
フオトエツチングに際しては、基板１の裏面の腐
食を避けるため、基板１の裏面全面および基板１
の表面の透明電極を構成しない部分をレジストで
コーテイングしておく。このようにして溝１１を
形成した後、透明電極２を構成する材料を基板１
の全面に形成し、表面を研磨することにより複数
本の帯状電極からなる透明電極２を形成し、さら
にその上に誘電体層３を積層する。この状態が第
６図に示されている。第６図から明らかなよう
に、この実施例では透明電極２が基板１に形成さ
れた溝１１内に埋設されて形成されているため、
透明電極２の厚みを厚くしたとしても、透明電極
２と基板１との間に段差は生じない。したがつて
誘電体層３、さらにはZnS発光層４…などを均一
に順次積層することが可能である。それゆえに、
透明電極２のストライプ幅を細くしても、透明電
極２の厚みを厚みすることにより線抵抗Ｒの増大
を防ぐことができる。
なお、上述した実施例では、マトリクス電極を
構成する透明電極２および背面電極６（第１図を
参照）はほぼ直交するように配置されていたが、
互いに交差するものでさえあればよく、必ずしも
直交するように配置されていなくともよいことを
指摘しておく。
構成する透明電極２および背面電極６（第１図を
参照）はほぼ直交するように配置されていたが、
互いに交差するものでさえあればよく、必ずしも
直交するように配置されていなくともよいことを
指摘しておく。
発明の効果
以上のように、この発明によれば、基板と誘電
体層間に設けられる電極群すなわち透明電極が、
基板に埋設されて形成されているため、透明電極
のストライプ幅を細くしたとしても、厚みを厚く
することにより線抵抗の増大を効果的に防止する
ことができ、したがつてピツチの細かい大容量の
表示が可能な薄膜EL素子を実現することが可能
となる。
体層間に設けられる電極群すなわち透明電極が、
基板に埋設されて形成されているため、透明電極
のストライプ幅を細くしたとしても、厚みを厚く
することにより線抵抗の増大を効果的に防止する
ことができ、したがつてピツチの細かい大容量の
表示が可能な薄膜EL素子を実現することが可能
となる。
第１図は、薄膜EL素子の一例を示す正面断面
図である。第２図および第３図は、従来の透明電
極と基板との配置関係を示すための部分切欠き平
面図および部分切欠き側面断面図である。第４図
は、この発明の一実施例に用いられる基板に溝を
形成した状態いを示す部分切欠き斜視図である。
第５図および第６図は、第４図に資した基板を用
いて形成したこの発明の一実施例における透明電
極と基板との配置関係を説明するための部分切欠
き平面図および部分切欠き側面断面図であり、従
来技術で示した第２図および第３図に相当する図
である。 １……基板、２……基板と誘電体層間に設けら
れる電極群としての透明電極、３，５……誘電体
層、４……EL発光層、６……マトリクス電極を
構成する電極群としての背面電極。
図である。第２図および第３図は、従来の透明電
極と基板との配置関係を示すための部分切欠き平
面図および部分切欠き側面断面図である。第４図
は、この発明の一実施例に用いられる基板に溝を
形成した状態いを示す部分切欠き斜視図である。
第５図および第６図は、第４図に資した基板を用
いて形成したこの発明の一実施例における透明電
極と基板との配置関係を説明するための部分切欠
き平面図および部分切欠き側面断面図であり、従
来技術で示した第２図および第３図に相当する図
である。 １……基板、２……基板と誘電体層間に設けら
れる電極群としての透明電極、３，５……誘電体
層、４……EL発光層、６……マトリクス電極を
構成する電極群としての背面電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数本の電極からなり、互いに交差するよう
に配置された第１および第２の電極群から構成さ
れるマトリクス電極間に、誘電体層でサンドイツ
チされたEL発光層を配置し、基板上に搭載して
なる薄膜EL素子において、 前記第１および第２の電極群のうち前記基板と
前記誘電体層間に設けられた電極群は、前記基板
に埋設されて形成されていることを特徴とする、
薄膜EL素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58203370A JPS6095888A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | 薄膜ｅｌ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58203370A JPS6095888A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6095888A JPS6095888A (ja) | 1985-05-29 |
| JPS6262437B2 true JPS6262437B2 (ja) | 1987-12-26 |
Family
ID=16472903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58203370A Granted JPS6095888A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6095888A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61224293A (ja) * | 1985-03-28 | 1986-10-04 | ホ−ヤ株式会社 | 透明導電膜パタ−ン付き基板とその製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54146167U (ja) * | 1978-03-31 | 1979-10-11 | ||
| JPS58154107A (ja) * | 1982-03-09 | 1983-09-13 | 富士通株式会社 | 電極基板の製造方法 |
-
1983
- 1983-10-28 JP JP58203370A patent/JPS6095888A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6095888A (ja) | 1985-05-29 |
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