JPH0158639B2 - - Google Patents
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- JPH0158639B2 JPH0158639B2 JP57026886A JP2688682A JPH0158639B2 JP H0158639 B2 JPH0158639 B2 JP H0158639B2 JP 57026886 A JP57026886 A JP 57026886A JP 2688682 A JP2688682 A JP 2688682A JP H0158639 B2 JPH0158639 B2 JP H0158639B2
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H05B33/00—Electroluminescent light sources
- H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces
- H05B33/22—Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of auxiliary dielectric or reflective layers
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- Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
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- Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
- Y10T428/263—Coating layer not in excess of 5 mils thick or equivalent
- Y10T428/264—Up to 3 mils
- Y10T428/265—1 mil or less
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、例えばガラス製の少なくとも一つの
支持体層、少なくとも一つの第一の電極層、第一
の電極層からある距離をおいて配置された少なく
とも一つの第二の電極層、第一および第二の電極
層の間に配置されたルミネセンス層および電極層
とルミネセンス層の間に配置され電流制限および
化学的保護機能を有する付加的層構造を有する薄
膜エレクトロルミネセンス構造体に関する。
支持体層、少なくとも一つの第一の電極層、第一
の電極層からある距離をおいて配置された少なく
とも一つの第二の電極層、第一および第二の電極
層の間に配置されたルミネセンス層および電極層
とルミネセンス層の間に配置され電流制限および
化学的保護機能を有する付加的層構造を有する薄
膜エレクトロルミネセンス構造体に関する。
エレクトロルミネセンスは、現象としては1930
年代より公知である。それの実用的な用途がこれ
まで創造されなかつた理由は、主としてエレクト
ロルミネセンス構造体の耐久性および信頼性を実
用的要請の標準までにもつてくることが困難であ
つたことによる。薄膜エレクトロルミネセンス成
分については60年代初期より更に鋭意な研究が進
められてきている。主たるルミネセンス物質は、
硫黄亜鉛、ZnSであり、これは典型的には、真空
蒸着方法により薄膜形態に調製されている。材料
として、硫化亜鉛は大きな禁止帯（約4eV）を有
し、その比導電率は比較的低い（ほぼ109Ωcm）
半導体である。
年代より公知である。それの実用的な用途がこれ
まで創造されなかつた理由は、主としてエレクト
ロルミネセンス構造体の耐久性および信頼性を実
用的要請の標準までにもつてくることが困難であ
つたことによる。薄膜エレクトロルミネセンス成
分については60年代初期より更に鋭意な研究が進
められてきている。主たるルミネセンス物質は、
硫黄亜鉛、ZnSであり、これは典型的には、真空
蒸着方法により薄膜形態に調製されている。材料
として、硫化亜鉛は大きな禁止帯（約4eV）を有
し、その比導電率は比較的低い（ほぼ109Ωcm）
半導体である。
エレクトロルミネセンスの形成には、硫化亜鉛
材料中に適当な活性剤が存在すること、及びある
大きさの電流がその中を流れることが要請され
る。非合金硫化亜鉛中に十分な電流密度を生成す
るためには、極めて強力な電界（106V／cmのオ
ーダー）が必要とされる。薄膜を横切つて作用す
る場合には、そのような電界を用いるに当つて硫
化亜鉛材料に極めて高度の電気的および構造的均
一が要請される。他方において、硫化亜鉛の導電
率は温度上昇とともに増大するので、硫化亜鉛薄
膜は関連する強力な電界条件下においてはいわゆ
るサーマル・ブレークダウン（thermal
breakdown）に対して極めて敏感である。電流
強度が材料のいずれかの点において増大し余分の
熱を発生するときにサーマル・ブレークダウンが
起る。上昇した温度は、次いで関連する点の導電
率を増加させ、これは再び正のフイールドバツク
として電流を増加させる。
材料中に適当な活性剤が存在すること、及びある
大きさの電流がその中を流れることが要請され
る。非合金硫化亜鉛中に十分な電流密度を生成す
るためには、極めて強力な電界（106V／cmのオ
ーダー）が必要とされる。薄膜を横切つて作用す
る場合には、そのような電界を用いるに当つて硫
化亜鉛材料に極めて高度の電気的および構造的均
一が要請される。他方において、硫化亜鉛の導電
率は温度上昇とともに増大するので、硫化亜鉛薄
膜は関連する強力な電界条件下においてはいわゆ
るサーマル・ブレークダウン（thermal
breakdown）に対して極めて敏感である。電流
強度が材料のいずれかの点において増大し余分の
熱を発生するときにサーマル・ブレークダウンが
起る。上昇した温度は、次いで関連する点の導電
率を増加させ、これは再び正のフイールドバツク
として電流を増加させる。
非合金硫化亜鉛薄膜にのみ基づいた薄膜構造体
は使用可能であることが証明されておらず、実質
的な改良として、硫化亜鉛膜内を流れる電流を制
限する直列インピーダンスを用いてサーマル・ブ
レークダウンを防止する構造体が提案されている
〔ダブリユー・ジエー・ハーパー（W.J.
Harper）；電気化学会誌（J.Electrochem.Soc.）、
第109巻 第103頁（1962年）〕。使用される直列イ
ンピーダンスが容量性である場合には、交流ルミ
ネセンス構造体が通常取り扱われており、直列イ
ンピーダンスが抵抗性である場合には、構造体に
直流電気もまた流れることができる。その場合に
は、直流ルミネセンス構造体であることも可能で
ある。
は使用可能であることが証明されておらず、実質
的な改良として、硫化亜鉛膜内を流れる電流を制
限する直列インピーダンスを用いてサーマル・ブ
レークダウンを防止する構造体が提案されている
〔ダブリユー・ジエー・ハーパー（W.J.
Harper）；電気化学会誌（J.Electrochem.Soc.）、
第109巻 第103頁（1962年）〕。使用される直列イ
ンピーダンスが容量性である場合には、交流ルミ
ネセンス構造体が通常取り扱われており、直列イ
ンピーダンスが抵抗性である場合には、構造体に
直流電気もまた流れることができる。その場合に
は、直流ルミネセンス構造体であることも可能で
ある。
実用的には、薄膜形状においては、交流構造体
の方が直流構造体よりも光学的性能および耐久性
のいずれの面からも良好な結果を与えている。従
来法の範囲においては、最良の実施態様はシヤー
プ（Sherp）社より公開されている交流構造体と
考えられる〔テイー・イノグチ（T.Inoguchi）
等；電子工学会誌（Journal of Electronic
Engineering），44，1974年10月〕。この構造体
は、硫化亜鉛層の両面に誘電層が存在するいわゆ
る二重絶縁構造体〔エム・ジエー・ルス；デイ
ー・アイ・ケネデイー（M.J.Russ；D.I.
Kennedy））；電気化学会誌（J.Elec―trochem.，
Soc.）、第114巻、第1066頁（1967年）〕として達
成されたものである。二重絶縁構造体の欠点は、
二つの絶縁間に残存する電圧が全構造体の操作電
圧を増大させることである。高い操作電圧はエレ
クトロルミネセンス成分を制御する制御エレクト
ロニクスの観点より特に有害な要因である。
の方が直流構造体よりも光学的性能および耐久性
のいずれの面からも良好な結果を与えている。従
来法の範囲においては、最良の実施態様はシヤー
プ（Sherp）社より公開されている交流構造体と
考えられる〔テイー・イノグチ（T.Inoguchi）
等；電子工学会誌（Journal of Electronic
Engineering），44，1974年10月〕。この構造体
は、硫化亜鉛層の両面に誘電層が存在するいわゆ
る二重絶縁構造体〔エム・ジエー・ルス；デイ
ー・アイ・ケネデイー（M.J.Russ；D.I.
Kennedy））；電気化学会誌（J.Elec―trochem.，
Soc.）、第114巻、第1066頁（1967年）〕として達
成されたものである。二重絶縁構造体の欠点は、
二つの絶縁間に残存する電圧が全構造体の操作電
圧を増大させることである。高い操作電圧はエレ
クトロルミネセンス成分を制御する制御エレクト
ロニクスの観点より特に有害な要因である。
本発明は、エレクトロルミネセンスの使用寿命
が硫化亜鉛間の化学的相互作用により相当に影響
される一方、他方において電極または電極の外側
の材料によつて影響されるという効果の観察に基
づくものである。従つて、エレクトロルミネセン
ス構造体中の絶縁の機能は、電気的な貫通を防止
することのみならず、硫化亜鉛と環境との間の化
学的相互作用を防止することであり、これはイオ
ンの移動度が低い結果として、殆んどの誘電性材
料を用いることによつて達成される。二重絶縁構
造体を用いて得られた使用寿命特性に関する比較
的に良好な結果は、電流制限器として設けられた
誘電層がまた硫化亜鉛と環境との間の化学的障壁
として機能することによつて主として説明される
ものである。
が硫化亜鉛間の化学的相互作用により相当に影響
される一方、他方において電極または電極の外側
の材料によつて影響されるという効果の観察に基
づくものである。従つて、エレクトロルミネセン
ス構造体中の絶縁の機能は、電気的な貫通を防止
することのみならず、硫化亜鉛と環境との間の化
学的相互作用を防止することであり、これはイオ
ンの移動度が低い結果として、殆んどの誘電性材
料を用いることによつて達成される。二重絶縁構
造体を用いて得られた使用寿命特性に関する比較
的に良好な結果は、電流制限器として設けられた
誘電層がまた硫化亜鉛と環境との間の化学的障壁
として機能することによつて主として説明される
ものである。
本発明による構造体は、化学的障壁および電流
制限の機能は相互に分離することが可能であると
の考えに基づくものであり、これによつて、それ
自体の内における化学的保護の形成が電圧損失を
起すことなく行なうことができ、すなわち、電流
制限器の導電率よりも実質的に高い導電率を有す
る材料を用いて行なうことが可能となる。更に具
体的には、本発明の構造体は、化学的保護機能を
有する第一および第二の付加的層構造体が両電極
層とルミネセンス層との間に配置され、且つ電流
制限機能を有する第三の付加的層構造体が実質的
に第二の電極層とルミネセンス層との間にのみ配
置されていることを特徴とするものである。
制限の機能は相互に分離することが可能であると
の考えに基づくものであり、これによつて、それ
自体の内における化学的保護の形成が電圧損失を
起すことなく行なうことができ、すなわち、電流
制限器の導電率よりも実質的に高い導電率を有す
る材料を用いて行なうことが可能となる。更に具
体的には、本発明の構造体は、化学的保護機能を
有する第一および第二の付加的層構造体が両電極
層とルミネセンス層との間に配置され、且つ電流
制限機能を有する第三の付加的層構造体が実質的
に第二の電極層とルミネセンス層との間にのみ配
置されていることを特徴とするものである。
換言すれば、本発明によるエレクトロルミネセ
ンス構造体は、硫化亜鉛膜の両側に化学的障壁と
して機能する層があるが、電流制限機能は一方の
側にのみ別個の抵抗性あるいは誘電性層として、
あるいは化学障壁層を構成する材料層に一体化さ
れて存在することである。
ンス構造体は、硫化亜鉛膜の両側に化学的障壁と
して機能する層があるが、電流制限機能は一方の
側にのみ別個の抵抗性あるいは誘電性層として、
あるいは化学障壁層を構成する材料層に一体化さ
れて存在することである。
本発明は、遷移層として機能するやや薄い付加
的絶縁層が、ルミネセンス層の少なくとも一方の
側に配置されていることを特徴とする。
的絶縁層が、ルミネセンス層の少なくとも一方の
側に配置されていることを特徴とする。
他方、本発明のもう一つの重要な実施態様は、
より詳細にはルミネセンス層が一方の側において
電気絶縁化学的保護層によつて制限されており、
他方の側において遷移層として機能するやや薄い
付加的絶縁層および導電性の化学的保護層とより
なる組合わせによつて制限されていることを特徴
とするものである。
より詳細にはルミネセンス層が一方の側において
電気絶縁化学的保護層によつて制限されており、
他方の側において遷移層として機能するやや薄い
付加的絶縁層および導電性の化学的保護層とより
なる組合わせによつて制限されていることを特徴
とするものである。
本発明により著るしい利点が達成される。すな
わち、一方の化学的保護層を導電性とし、他方の
化学的保護層を誘電性としたことにより、簡単に
長寿命低電圧駆動形エレクトロルミネセンス構造
体を得ることが可能となつた。そして、ルミネセ
ンス層と導電性保護層の間に極めて薄いAl2O3層
を配置することによつて、電流の瞬間的な方向の
如何にかかわらず、良好な発光が達成される。換
言すれば、この付加層のために、ルミネセンス構
造体において発光の対称性が達成される。尚、本
発明による構造体は、交流および直流操作のいず
れにも適用可能なものである。
わち、一方の化学的保護層を導電性とし、他方の
化学的保護層を誘電性としたことにより、簡単に
長寿命低電圧駆動形エレクトロルミネセンス構造
体を得ることが可能となつた。そして、ルミネセ
ンス層と導電性保護層の間に極めて薄いAl2O3層
を配置することによつて、電流の瞬間的な方向の
如何にかかわらず、良好な発光が達成される。換
言すれば、この付加層のために、ルミネセンス構
造体において発光の対称性が達成される。尚、本
発明による構造体は、交流および直流操作のいず
れにも適用可能なものである。
以下、本発明を図面を参照しながら具体的実施
例により詳細に説明する。
例により詳細に説明する。
第１図〜第５図は、各種エレクトロルミネセン
ス構造体を例示するものである。第１図において
例えば、ガラス製の基板または支持体層１の上に
第一の電極層２、第一の導電性化学的保護層３、
第一の誘導性物質でつくられた第一の化学的保護
層４、遷移層として機能する、やや薄い第一の付
加的絶縁層５、ルミネセンス層本体６、第二の付
加的絶縁層７、第二の誘電性保護層８、第二の導
電性保護層９および第二の電極層１０が順次配置
される。破線によつて支持体層１′が構造体の反
対側に代替的に配置されることを示す。
ス構造体を例示するものである。第１図において
例えば、ガラス製の基板または支持体層１の上に
第一の電極層２、第一の導電性化学的保護層３、
第一の誘導性物質でつくられた第一の化学的保護
層４、遷移層として機能する、やや薄い第一の付
加的絶縁層５、ルミネセンス層本体６、第二の付
加的絶縁層７、第二の誘電性保護層８、第二の導
電性保護層９および第二の電極層１０が順次配置
される。破線によつて支持体層１′が構造体の反
対側に代替的に配置されることを示す。
層３および４からなる第一の付加的層構造３，
４およびこれに対応する層８および９よりなる第
二の付加的層構造８，９は、化学的保護の機能を
有する。第一および第二の付加的層構造３，４お
よび８，９の内部をそれぞれ形成する層４および
８は電流制限器の機能を有する。
４およびこれに対応する層８および９よりなる第
二の付加的層構造８，９は、化学的保護の機能を
有する。第一および第二の付加的層構造３，４お
よび８，９の内部をそれぞれ形成する層４および
８は電流制限器の機能を有する。
第２図に示される構造体は、第一の誘電性保護
層４を欠く他は第１図に示されるものと同様であ
る。
層４を欠く他は第１図に示されるものと同様であ
る。
第３図に示される構造体は、第二の導電性保護
層９を欠く他は、第２図に示されるものと同様で
ある。
層９を欠く他は、第２図に示されるものと同様で
ある。
第４図に示される構造体は、第二の付加的絶縁
層７を欠く他は、第３図に示されるものと同様で
ある。
層７を欠く他は、第３図に示されるものと同様で
ある。
第５図に示される構造体は更に第一の付加的絶
縁層５を欠く他は、第４図に示されるものと同様
である。
縁層５を欠く他は、第４図に示されるものと同様
である。
以下に、或る種の最適な解決を例示する構造体
である第４図に示される構造体が本発明を表わす
ものである。この構造体において、適用される材
料および寸法は、しかしながら、第１図〜第３図
および第５図による構造体にも適用可能である。
である第４図に示される構造体が本発明を表わす
ものである。この構造体において、適用される材
料および寸法は、しかしながら、第１図〜第３図
および第５図による構造体にも適用可能である。
すなわち、第４図による構造体において、誘電
性材料でつくられた保護層（第１図の４）は、導
電性化学的保護層３によつて置換されている。
性材料でつくられた保護層（第１図の４）は、導
電性化学的保護層３によつて置換されている。
層８に用いられる混合絶縁体、タンタル―チタ
ン酸化物（TTO）は、他方において電気絶縁体、
いわゆる電流制限体層ならびに上部化学的保護の
両方の機能をも有する。
ン酸化物（TTO）は、他方において電気絶縁体、
いわゆる電流制限体層ならびに上部化学的保護の
両方の機能をも有する。
層３において用いられ且つ適当な導電性を有す
る酸化チタン（TiO2）は、下部電極２およびル
ミネセンス層６中の硫化亜鉛の化学的セパレータ
として機能する。酸化チタンと硫化亜鉛の間に
は、極めて薄い酸化アルミニウムの層５があり、
これはルミネセンスを改良するある種の特性を有
し電気的保護としては余り機能しない。
る酸化チタン（TiO2）は、下部電極２およびル
ミネセンス層６中の硫化亜鉛の化学的セパレータ
として機能する。酸化チタンと硫化亜鉛の間に
は、極めて薄い酸化アルミニウムの層５があり、
これはルミネセンスを改良するある種の特性を有
し電気的保護としては余り機能しない。
電流制限体層および導電性化学的保護層はこの
ように相互に分離されているので、各種層厚を
各々の特性に関して別々に最適化することが可能
である。
ように相互に分離されているので、各種層厚を
各々の特性に関して別々に最適化することが可能
である。
第６図は、典型的な電圧―明度曲線を示す。曲
線より、操作電圧は100Vp未満のレベルに低下し
たことがわかる。良好な電流制限により、電圧限
界（voltage marginal）が極めて高い。加速寿
命試験によると化学的安定性は良好である。
線より、操作電圧は100Vp未満のレベルに低下し
たことがわかる。良好な電流制限により、電圧限
界（voltage marginal）が極めて高い。加速寿
命試験によると化学的安定性は良好である。
層３，５，６および８は、いわゆるALE法
（原子層エピタキシー）によつて成長させられた
ものである。ITO（インジウム―スズ酸化物）膜
２および１０は、反応性スパツタリングによつて
成長させられたものである。
（原子層エピタキシー）によつて成長させられた
ものである。ITO（インジウム―スズ酸化物）膜
２および１０は、反応性スパツタリングによつて
成長させられたものである。
支持体１は、通常のソーダ石灰ガラスあるいは
無ソーダガラス例えばコーニング（Corning）
7059のいずれでもよい。破線によつて支持体層
１′が構造体の反対側に代替的に配置されること
を示す。
無ソーダガラス例えばコーニング（Corning）
7059のいずれでもよい。破線によつて支持体層
１′が構造体の反対側に代替的に配置されること
を示す。
支持体に対して透明な導電体例えばインジウム
―スズ酸化物（ITO）の層がある。
―スズ酸化物（ITO）の層がある。
層３は、酸化チタン（TiO2）でつくられてい
る。この膜の比抵抗は103〜105Ωcmである。これ
は、底部構造体ITO２が図示される構造体におい
て酸化チタン膜の厚みを100nm未満に制限する。
これは、底部図の端部が鮮明に残るように横方向
の導電率を低いレベルに保つという願望によるも
のである。一体化された底部導電体２がある場合
には、図の精度は表面導電体１０によつて決定さ
れるので、この要請は適用されない。
る。この膜の比抵抗は103〜105Ωcmである。これ
は、底部構造体ITO２が図示される構造体におい
て酸化チタン膜の厚みを100nm未満に制限する。
これは、底部図の端部が鮮明に残るように横方向
の導電率を低いレベルに保つという願望によるも
のである。一体化された底部導電体２がある場合
には、図の精度は表面導電体１０によつて決定さ
れるので、この要請は適用されない。
酸化チタンのかなり良好な導電性により膜内に
電圧が残留しないので、ある種の利点が得られ
る。支持体ガラス１から拡散される不純物は、絶
縁層の不純物と異なつて、酸化チタンの電気的特
性に影響を及ぼさない。また酸化チタンは、電界
促進拡散（electric field promoting diffusion）
を有しない。
電圧が残留しないので、ある種の利点が得られ
る。支持体ガラス１から拡散される不純物は、絶
縁層の不純物と異なつて、酸化チタンの電気的特
性に影響を及ぼさない。また酸化チタンは、電界
促進拡散（electric field promoting diffusion）
を有しない。
酸化チタンは化学的に極めて安定であり、たと
えば、そのエツチングは極めて困難である。
えば、そのエツチングは極めて困難である。
硫化亜鉛と酸化チタンの層６および３の各々の
間に酸化アルミニウムの極めて薄い層５が存在す
る。この層は、次の三つの機能を有する。それ
は、硫化亜鉛のための安定な成長する支持体を形
成し且つ同時に、硫化亜鉛に対して良好な注入境
界表面が得られる。更にそれは、低エネルギー電
子の構造体内の通過を防止することができる。
間に酸化アルミニウムの極めて薄い層５が存在す
る。この層は、次の三つの機能を有する。それ
は、硫化亜鉛のための安定な成長する支持体を形
成し且つ同時に、硫化亜鉛に対して良好な注入境
界表面が得られる。更にそれは、低エネルギー電
子の構造体内の通過を防止することができる。
一方、絶縁材料としての酸化アルミニウムは、
構造体の操作電圧を増大する。このために、望ま
しい良好な特性が得られるように、Al2O3層５を
なるべく薄くする試みが行われている。
構造体の操作電圧を増大する。このために、望ま
しい良好な特性が得られるように、Al2O3層５を
なるべく薄くする試みが行われている。
活性ルミネセンス層６は、マンガンとの合金で
ある硫化亜鉛である。硫化亜鉛層の厚みは点孤電
圧（ignition voltage）を決定し、従つて、交流
操作においては最大明度も決定する。これらの要
因は、いずれも硫化亜鉛層の厚みの増大と共に増
加する。
ある硫化亜鉛である。硫化亜鉛層の厚みは点孤電
圧（ignition voltage）を決定し、従つて、交流
操作においては最大明度も決定する。これらの要
因は、いずれも硫化亜鉛層の厚みの増大と共に増
加する。
これらの相互に相反する側面が、互いに相互に
適合されるためには、硫化亜鉛層６の厚みの決定
に当つて妥協がなされなければならない。これに
対する結論は、現在のところ、硫化亜鉛層の厚み
を約300nmにすることである。
適合されるためには、硫化亜鉛層６の厚みの決定
に当つて妥協がなされなければならない。これに
対する結論は、現在のところ、硫化亜鉛層の厚み
を約300nmにすることである。
硫化亜鉛層６のすぐ上には、タンタル―チタン
酸化物層８が存在する。これに対してはTTOと
いう略称を用いる。
酸化物層８が存在する。これに対してはTTOと
いう略称を用いる。
TTOは、パルス比Ta：Ti＝２：１を用いて成
長させられたものである。その他のパルス比を用
いてもまた実験が行なわれた。TTOがTa2O5型
の絶縁体からTiO2型の非絶縁体に転換するマー
ジン（margin）は極めて鋭いものである。一方
がいずれかのマージンに残存する場合には、製造
工程のパルス比が膜の特性に除々に影響を及ぼす
ようには見えない。
長させられたものである。その他のパルス比を用
いてもまた実験が行なわれた。TTOがTa2O5型
の絶縁体からTiO2型の非絶縁体に転換するマー
ジン（margin）は極めて鋭いものである。一方
がいずれかのマージンに残存する場合には、製造
工程のパルス比が膜の特性に除々に影響を及ぼす
ようには見えない。
TTOはTa2O5に極似している。TTOの誘電係
数としては1KHzの記録周波数において20が記録
された。TTOのブレーク―スルー電界（break
―through field）の値としては、7MVcm−１が
記録された。この値は最良のTa2O5膜と同一であ
る。しかしながら、薄膜構造に関しては、材料の
特性の他にその他の状況も貫通周波数（break―
through frequency）に影響を及ぼす。膜の薄い
部分あるいは膜の結晶特性が全貫通（total bulk
break―through）前の膜の破壊の原因となるこ
とが多い。この点において、TTOの薄膜は
Ta2O5の薄膜と異る。
数としては1KHzの記録周波数において20が記録
された。TTOのブレーク―スルー電界（break
―through field）の値としては、7MVcm−１が
記録された。この値は最良のTa2O5膜と同一であ
る。しかしながら、薄膜構造に関しては、材料の
特性の他にその他の状況も貫通周波数（break―
through frequency）に影響を及ぼす。膜の薄い
部分あるいは膜の結晶特性が全貫通（total bulk
break―through）前の膜の破壊の原因となるこ
とが多い。この点において、TTOの薄膜は
Ta2O5の薄膜と異る。
TTO層がルミネセンス構造体において電流制
限層として用いられる場合には、限界操作電圧の
顕著な限界が得られる。第７図は、第４図に従つ
たルミネセンス構造体の点孤電圧と破壊電圧を
TTO層の函数として示すものである。第７図に
おいて、下の線は点孤電圧を、上の線は破壊電圧
を示す。過剰電圧の許容度が高いことは、構造体
の電気的信頼性に関する証拠を与えるものであ
る。
限層として用いられる場合には、限界操作電圧の
顕著な限界が得られる。第７図は、第４図に従つ
たルミネセンス構造体の点孤電圧と破壊電圧を
TTO層の函数として示すものである。第７図に
おいて、下の線は点孤電圧を、上の線は破壊電圧
を示す。過剰電圧の許容度が高いことは、構造体
の電気的信頼性に関する証拠を与えるものであ
る。
本発明は、ルミネセンス層の片側にのみ電流制
限機能を有する層を設けたものである。両側に設
ける場合には、一つの絶縁層の厚さは、絶縁層中
のピンホールの密度が膜の厚みに大いに依存する
ので、片面絶縁層の厚みの半分にはなり得ない。
膜の厚みを薄くするとピンポールの密度が増大す
る。ある電気的限界を維持しようと考えるなら
ば、二面絶縁の総厚は片面絶縁の厚みの倍であ
る。これは、操作電圧の増大を引き起すことにな
る。
限機能を有する層を設けたものである。両側に設
ける場合には、一つの絶縁層の厚さは、絶縁層中
のピンホールの密度が膜の厚みに大いに依存する
ので、片面絶縁層の厚みの半分にはなり得ない。
膜の厚みを薄くするとピンポールの密度が増大す
る。ある電気的限界を維持しようと考えるなら
ば、二面絶縁の総厚は片面絶縁の厚みの倍であ
る。これは、操作電圧の増大を引き起すことにな
る。
化学的耐久性を改良したい場合には、TTO層
の上に、さらに酸化チタン層をおくことができ
る。
の上に、さらに酸化チタン層をおくことができ
る。
誘電性保護層８はまたバリウム―チタン酸化物
（BaxTiyOz）あるいは鉛―チタン酸化物
（PbTiO3）でつくられてもよい。
（BaxTiyOz）あるいは鉛―チタン酸化物
（PbTiO3）でつくられてもよい。
誘電性保護層の厚みは例えば100〜300nm、好
ましくは約200nmである。
ましくは約200nmである。
導電性保護層３はまた酸化スズ（SnO2）製で
あつてもよい。
あつてもよい。
導電性保護層３の厚みは50〜100nm、好ましく
は約70nmである。
は約70nmである。
遷移層として機能する付加的絶縁層５はまたタ
ンタル―チタン酸化物でもよく、その厚みは例え
ば５〜100nm、好ましくは約20nmである。
ンタル―チタン酸化物でもよく、その厚みは例え
ば５〜100nm、好ましくは約20nmである。
以上、本発明の構造体は主として交流用途とし
て検討されてきた。しかしながら、本発明の構造
体は直流電圧によつても機能することができる。
このことは、電流制限機能を有する層（単または
複数）が抵抗性を有することを意味する。
て検討されてきた。しかしながら、本発明の構造
体は直流電圧によつても機能することができる。
このことは、電流制限機能を有する層（単または
複数）が抵抗性を有することを意味する。
以下においては第４図の構造体を直流用途とし
て考慮する。その場合には、層１，２，３，５お
よび６は既に説明したものと同様である。抵抗性
材料の保護層８はまた前記の如くタンタル―チタ
ン酸化物（TTO）製でもよく、その厚みは例え
ば200〜300nm、好ましくは約250nmである。
て考慮する。その場合には、層１，２，３，５お
よび６は既に説明したものと同様である。抵抗性
材料の保護層８はまた前記の如くタンタル―チタ
ン酸化物（TTO）製でもよく、その厚みは例え
ば200〜300nm、好ましくは約250nmである。
第二の別の態様としては化学的保護層の抵抗性
材料はTa2O5であり、この層の厚みは50〜
1000nm、好ましくは約100nmである。
材料はTa2O5であり、この層の厚みは50〜
1000nm、好ましくは約100nmである。
第二の電極層１０はアルミニウム製とすること
ができる。
ができる。
第８図には1KHzの10％直流パルスを用いて測
定した上記構造体の電圧―明度曲線が示されてい
る。
定した上記構造体の電圧―明度曲線が示されてい
る。
第１図乃至第５図はエレクトロルミネセンス構
造体の各種態様の概略部分断面図である。第６図
は第４図に示された構造体の交流電圧―明度曲線
を示す。第７図は第４図に示された構造体の点孤
（ignition）および破壊電圧を保護層の厚みの函
数として示すものである。第８図は本発明の構造
体の直流電圧―明度曲線を示す。 主要部分の符号の説明、支持体層……１，１′、
第一の電極層……２、第１化学的保護層……３、
第２化学的保護層……８、付加的絶縁層……５、
ルミネセンス層……６、第二の電極層……１０。
造体の各種態様の概略部分断面図である。第６図
は第４図に示された構造体の交流電圧―明度曲線
を示す。第７図は第４図に示された構造体の点孤
（ignition）および破壊電圧を保護層の厚みの函
数として示すものである。第８図は本発明の構造
体の直流電圧―明度曲線を示す。 主要部分の符号の説明、支持体層……１，１′、
第一の電極層……２、第１化学的保護層……３、
第２化学的保護層……８、付加的絶縁層……５、
ルミネセンス層……６、第二の電極層……１０。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１電極層２、第１化学的保護層３、付加的
絶縁層５、ルミネセンス層６、第２化学的保護層
８及び第２電極層１０をこの順に有する薄膜エレ
クトロルミネセンス構造体において、 該第１化学的保護層３が50〜1000nmの層厚で
あつて導電性を示し、 該第２化学的保護層８が50〜1000nmの層厚で
あつて誘電性又は抵抗性を示し、 該付加的絶縁層５が５〜100nmの層厚であつて
Al2O3及びタンタル―チタン酸化物から選ばれる
材料から成ることを特徴とする薄膜エレクトロル
ミネセンス構造体。 ２ 前記第１化学的保護層３が、TiO2及びSnO2
から選ばれる材料から成る特許請求の範囲第１項
記載の薄膜エレクトロルミネセンス構造体。 ３ 前記第１化学的保護層３が、TiO2から成り
50〜100nmの層厚を有する特許請求の範囲第２項
記載の薄膜エレクトロルミネセンス構造体。 ４ 前記第２化学的保護層８が、タンタル―チタ
ン酸化物、バリウム―チタン酸化物、鉛―チタン
酸化物及びTa2O5から選ばれる材料から成る特許
請求の範囲第１項記載の薄膜エレクトロルミネセ
ンス構造体。 ５ 前記第２化学的保護層が、100〜300nmの層
厚を有する特許請求の範囲第４項記載の薄膜エレ
クトロルミネセンス構造体。 ６ 前記第１化学的保護層３がTiO2及びSnO2か
ら選ばれる材料から成り、前記第２化学的保護層
８が、タンタル―チタン酸化物、バリウム―チタ
ン酸化物、鉛―チタン酸化物及びTa2O5か選ばれ
る材料から成る特許請求の範囲第１項記載の薄膜
エレクトロルミネセンス構造体。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI810547A FI61983C (fi) | 1981-02-23 | 1981-02-23 | Tunnfilm-elektroluminensstruktur |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57154794A JPS57154794A (en) | 1982-09-24 |
| JPH0158639B2 true JPH0158639B2 (ja) | 1989-12-12 |
Family
ID=8514160
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57026886A Granted JPS57154794A (en) | 1981-02-23 | 1982-02-23 | Thin film electroluminescent structure |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4416933A (ja) |
| JP (1) | JPS57154794A (ja) |
| AU (1) | AU554467B2 (ja) |
| BR (1) | BR8200944A (ja) |
| DD (1) | DD202364A5 (ja) |
| DE (1) | DE3204859A1 (ja) |
| FI (1) | FI61983C (ja) |
| FR (1) | FR2500333B1 (ja) |
| GB (1) | GB2094059B (ja) |
| HU (1) | HU183831B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5871589A (ja) * | 1981-10-22 | 1983-04-28 | シャープ株式会社 | 薄膜ｅｌ素子 |
| US4482841A (en) * | 1982-03-02 | 1984-11-13 | Texas Instruments Incorporated | Composite dielectrics for low voltage electroluminescent displays |
| FI64878C (fi) * | 1982-05-10 | 1984-01-10 | Lohja Ab Oy | Kombinationsfilm foer isynnerhet tunnfilmelektroluminensstrukturer |
| DE3367039D1 (en) * | 1982-05-28 | 1986-11-20 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Thin film electric field light-emitting device |
| JPS59201392A (ja) * | 1983-04-28 | 1984-11-14 | アルプス電気株式会社 | 分散型エレクトロルミネツセンス素子の製造方法 |
| JPS6074384A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-26 | 松下電器産業株式会社 | 薄膜発光素子 |
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