JPH01107495A - 薄膜エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
薄膜エレクトロルミネッセンス素子Info
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- JPH01107495A JPH01107495A JP62264583A JP26458387A JPH01107495A JP H01107495 A JPH01107495 A JP H01107495A JP 62264583 A JP62264583 A JP 62264583A JP 26458387 A JP26458387 A JP 26458387A JP H01107495 A JPH01107495 A JP H01107495A
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- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 title abstract 3
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 61
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 14
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- HLLICFJUWSZHRJ-UHFFFAOYSA-N tioxidazole Chemical compound CCCOC1=CC=C2N=C(NC(=O)OC)SC2=C1 HLLICFJUWSZHRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
この発明は発光層を絶縁体層で挾持した構造を有し、電
界の印加に応答して、Ｅ Ｌ （Ｅ Ｉｅｃｔｒ。
界の印加に応答して、Ｅ Ｌ （Ｅ Ｉｅｃｔｒ。
１ ｕｍｔｎｅｓｃｅｎｃｅ ）発光する、いわゆる３
層構造の薄膜エレクトロルミネッセンス素子（以下薄膜
ＥＬ素子と記す）に関するものであり、特に、その絶縁
体層の構成に関するものである。
層構造の薄膜エレクトロルミネッセンス素子（以下薄膜
ＥＬ素子と記す）に関するものであり、特に、その絶縁
体層の構成に関するものである。
（ロ）従来の技術
従来知られている薄膜Ｅ、 Ｌ素子の基本的な構造を第
３図に示す。
３図に示す。
ガラスなどの透光性基板１上に、透明電極２が帯状に複
数本平行配列され、この上に代表的には５ｔＯ２１１と
３ｉ３Ｎ４膜とが積層化された第１絶縁体１１３が形成
された後、ＺｎＳに活性物質をドープした発光層４が形
成される。更に、この上にたとえば３ｉ３Ｎａｌｌｉと
ＡＱｚＯｓ膜とが積層化された第２絶縁体！５が形成さ
れて、発光層４を上下方向から、第１および第２絶縁体
層３．５で挾持して３層構造部が構成される。第２絶縁
体Ｍ５上には、上記透明電極２と直交する方向に帯状の
たとえばＡＲの背面電極６が複数本平行配列される。そ
して、背面電極６と透明電極２とに交流Ｎ源７が接続さ
れて、Ｉｌｌ！ＥＬ素子は駆動される。
数本平行配列され、この上に代表的には５ｔＯ２１１と
３ｉ３Ｎ４膜とが積層化された第１絶縁体１１３が形成
された後、ＺｎＳに活性物質をドープした発光層４が形
成される。更に、この上にたとえば３ｉ３Ｎａｌｌｉと
ＡＱｚＯｓ膜とが積層化された第２絶縁体！５が形成さ
れて、発光層４を上下方向から、第１および第２絶縁体
層３．５で挾持して３層構造部が構成される。第２絶縁
体Ｍ５上には、上記透明電極２と直交する方向に帯状の
たとえばＡＲの背面電極６が複数本平行配列される。そ
して、背面電極６と透明電極２とに交流Ｎ源７が接続さ
れて、Ｉｌｌ！ＥＬ素子は駆動される。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
しかしながら、この従来構造の薄膜ＥＬ素子は、その駆
動電圧が通常２００Ｖ以上と高く、駆動用回路素子に高
耐圧用のものが要求され、その駆動回路の設計にあたっ
ては、高電圧に対する配慮が必要であった。
動電圧が通常２００Ｖ以上と高く、駆動用回路素子に高
耐圧用のものが要求され、その駆動回路の設計にあたっ
ては、高電圧に対する配慮が必要であった。
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、３層構
造の１ｌｌｌＥＬ素子の第１絶縁体層を、現状の材料よ
り比誘電率の高い高誘電性絶縁膜を用いて構成し、素子
の駆動電圧の低減化をはかった簿膜エレクトロルミネッ
センス素子を提供しようとするものである。
造の１ｌｌｌＥＬ素子の第１絶縁体層を、現状の材料よ
り比誘電率の高い高誘電性絶縁膜を用いて構成し、素子
の駆動電圧の低減化をはかった簿膜エレクトロルミネッ
センス素子を提供しようとするものである。
（ニ）問題点を解決するための手段
この発明の構成は、透光性基板上に透明電極、第１絶縁
体層、エレクトロルミネッセンス発光層、第２絶縁体層
および背面電極をこの順に備えてなる３層構造の薄膜エ
レクトロルミネッセンス素子において、前記第１絶縁体
０層が、透光性基板側から第１酸化シリコン躾、高誘電
性絶ａｌｌ、第２酸化シリコン膜をこの順に積層してな
る複合絶縁膜にて構成されたことを特徴とする薄膜エレ
クトロルミネッセンス素子である。
体層、エレクトロルミネッセンス発光層、第２絶縁体層
および背面電極をこの順に備えてなる３層構造の薄膜エ
レクトロルミネッセンス素子において、前記第１絶縁体
０層が、透光性基板側から第１酸化シリコン躾、高誘電
性絶ａｌｌ、第２酸化シリコン膜をこの順に積層してな
る複合絶縁膜にて構成されたことを特徴とする薄膜エレ
クトロルミネッセンス素子である。
第１絶縁体層を構成するそれぞれの膜の膜厚は、第１酸
化シリコン展が５０〜１０００人、好ましくは２００〜
５００Ａ 、高誘電性絶縁膜が８００〜１００ＯＯＡ
。
化シリコン展が５０〜１０００人、好ましくは２００〜
５００Ａ 、高誘電性絶縁膜が８００〜１００ＯＯＡ
。
好ましくは１０００〜４０ＧＯＡ 、第２酸化シリコン
膜が５０〜１００ＯＡ 、好ましくは１００〜４００Ａ
である。
膜が５０〜１００ＯＡ 、好ましくは１００〜４００Ａ
である。
また、高誘電性絶縁膜としては、７ ａ ｚ Ｏｓ ａ
Ｔｉ Ｏｘ 、Ｈｆ Ｏｘ 、Ｚｒ ０２ などＢ好適
テアル。
Ｔｉ Ｏｘ 、Ｈｆ Ｏｘ 、Ｚｒ ０２ などＢ好適
テアル。
（ホ）作用
第１絶縁体層の高誘電性絶ａｍは比誘電率が高く、した
がって低い駆動電圧でもって発光層を発光させることが
できる。
がって低い駆動電圧でもって発光層を発光させることが
できる。
（へ）実施例
以下この発明の実施例を図面にて詳述するが、この発明
は以下の実施例に限定されるものではない。
は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、この実施例において、第３図に示した従来例と同
一の構成要素については、同一の符号を付して説明し、
基本的な素子構成については従来例と同一であるので、
その説明は省略する。
一の構成要素については、同一の符号を付して説明し、
基本的な素子構成については従来例と同一であるので、
その説明は省略する。
第１図において、この実施例の第１絶縁体ＷＩ３は、透
光性基板１側に位置する第１酸化シリコン膜（第１Ｓｉ
Ｏ２膜）８と、その上に積層される高誘電性絶１ｉ１１
９と、高誘電性絶縁１１９上に積層される第２酸化シリ
コン膜（第２ＳｉＯｚｌｌ）１０とで構成される。つま
り少なくとも３層が積層された構造の複合絶縁膜である
。この実施例では高誘電性絶縁１１９として、比誘電率
の高い（ε二２５） Ｔａ ２０ｓ膜を使用する。
光性基板１側に位置する第１酸化シリコン膜（第１Ｓｉ
Ｏ２膜）８と、その上に積層される高誘電性絶１ｉ１１
９と、高誘電性絶縁１１９上に積層される第２酸化シリ
コン膜（第２ＳｉＯｚｌｌ）１０とで構成される。つま
り少なくとも３層が積層された構造の複合絶縁膜である
。この実施例では高誘電性絶縁１１９として、比誘電率
の高い（ε二２５） Ｔａ ２０ｓ膜を使用する。
以下に各層の役割について述べる。
第１酸化シリコンｌＩ８は、透光性基板１及びその上に
平行配列された複数の帯状の透明電極２と、高誘電性絶
縁膜（以下Ｔａ２０ｓｌｌｉと記す）９との接続機能を
持たせるために設けられている。透明電極２はＩＴＯ（
Ｉｎ ２０ｓ ＋Ｓｎ ０２ ）膜にて構成されている
。
平行配列された複数の帯状の透明電極２と、高誘電性絶
縁膜（以下Ｔａ２０ｓｌｌｉと記す）９との接続機能を
持たせるために設けられている。透明電極２はＩＴＯ（
Ｉｎ ２０ｓ ＋Ｓｎ ０２ ）膜にて構成されている
。
ちなみに、ＩＴＯ１！にて構成された透明電極２を有す
る透光性基板（以下ＩＴＯ膜付基板と記す）１にＴａ２
０５膜９を直接形成しようとすると、膜が剥離し易いと
か、素子を駆動する際、絵素の絶縁破壊が生じ易いなど
の問題が生じる場合が多い。比誘電率の低い（ε＝４）
第１酸化シリコン展８が素子の動作電圧を大きく上げる
ことなく、ＩＴｏｌｌ付基板１とＴａ２ｅｓ膜９との接
１１！を機能を果す膜厚としては５０〜１０００Ａ 、
好ましくは２００〜５００人である。
る透光性基板（以下ＩＴＯ膜付基板と記す）１にＴａ２
０５膜９を直接形成しようとすると、膜が剥離し易いと
か、素子を駆動する際、絵素の絶縁破壊が生じ易いなど
の問題が生じる場合が多い。比誘電率の低い（ε＝４）
第１酸化シリコン展８が素子の動作電圧を大きく上げる
ことなく、ＩＴｏｌｌ付基板１とＴａ２ｅｓ膜９との接
１１！を機能を果す膜厚としては５０〜１０００Ａ 、
好ましくは２００〜５００人である。
Ｔａ２ｏ５躾９は、比誘電率が約２５と高く、薄膜ＥＬ
素子の低電圧駆動化の主役をなす膜であり、第１絶縁体
層３の主要部分となる。ピンホールなどの欠陥が抑えら
れ、絶縁耐圧の大きい、真読電率膜として機能する為の
ＴａｚＯｓの膜厚としては、１０００〜１００００Ａ
、成膜に要する時間の短縮なども考慮すると好ましくは
１０００〜４０００人である。
素子の低電圧駆動化の主役をなす膜であり、第１絶縁体
層３の主要部分となる。ピンホールなどの欠陥が抑えら
れ、絶縁耐圧の大きい、真読電率膜として機能する為の
ＴａｚＯｓの膜厚としては、１０００〜１００００Ａ
、成膜に要する時間の短縮なども考慮すると好ましくは
１０００〜４０００人である。
次に発光１１４側の第２酸化シリコン膜１０であるが、
この膜の主な役目はＴａｚＯｓ膜９と発光層４との分離
にある。第２図にこの第２酸化シリコン膜１０の膜厚を
変化させた場合の、電圧−発光輝度（Ｖ−８）特性の変
化の１例を示す。
この膜の主な役目はＴａｚＯｓ膜９と発光層４との分離
にある。第２図にこの第２酸化シリコン膜１０の膜厚を
変化させた場合の、電圧−発光輝度（Ｖ−８）特性の変
化の１例を示す。
Ｔａ２０ｓｉｉＱ上に第２酸化シリコン！１１１０を積
層せず直接発光１１４を形成した薄膜ＥＬ素子の発光輝
度（実１１１１で示す）は、第２ｗｉ化シリコン膜１０
を積層した他のＥＬ素子の輝度に比べ大きく減少してい
る。この輝度低下の原因としては、ＩＩ！ＥＬ素子を作
製する際、発光層４の形成後に、熱処理の工程が入るた
め、第２１化シリコン膜１０がなく、７ａ ２０ｓ １
１９が直接発光層４に接している場合には、この熱処理
工程において、発光層４とＴａ２０５１１９とが反応し
、界面に変質層が形成されたためと考えられる。
層せず直接発光１１４を形成した薄膜ＥＬ素子の発光輝
度（実１１１１で示す）は、第２ｗｉ化シリコン膜１０
を積層した他のＥＬ素子の輝度に比べ大きく減少してい
る。この輝度低下の原因としては、ＩＩ！ＥＬ素子を作
製する際、発光層４の形成後に、熱処理の工程が入るた
め、第２１化シリコン膜１０がなく、７ａ ２０ｓ １
１９が直接発光層４に接している場合には、この熱処理
工程において、発光層４とＴａ２０５１１９とが反応し
、界面に変質層が形成されたためと考えられる。
第２図において、実１１１２．１４および点線１３にて
示す特性カーブは、それぞれこの実施例における第２酸
化シリコン膜１０の膜厚を、５０Ａ（実線１２）、２０
ＯＡ （点線１３）および５００Ａ（実線１４）にした
場合の電圧−発光輝度特性を示している。この図より、
第２酸化シリコン膜１０の膜厚としては、５０Ａ以上必
要であり、素子の動作電圧を上げないという点を考慮す
るとｉｏｏ。
示す特性カーブは、それぞれこの実施例における第２酸
化シリコン膜１０の膜厚を、５０Ａ（実線１２）、２０
ＯＡ （点線１３）および５００Ａ（実線１４）にした
場合の電圧−発光輝度特性を示している。この図より、
第２酸化シリコン膜１０の膜厚としては、５０Ａ以上必
要であり、素子の動作電圧を上げないという点を考慮す
るとｉｏｏ。
Ａまでの膜厚となり、好ましい膜厚としては１００〜４
００人となる。
００人となる。
ところで、この実施例の第１絶縁体層３の製造にあたっ
ては、Ｓｉ又はＳ！ＯｚターゲットをＡ「と０２の混合
ガスでスパッタリングすることにより第１および第２酸
化シリコンｍｓ、ｉｏを、Ｔａ又はＴａ 、Ｑ、ターゲ
ットを同じ＜Ａｒと０２の混合ガスでスパッタリングす
ることによりＴａ２０５膜９を形成しているが、工業的
に生産する場合には、ＩＴＯ膜付基板１を連続的に送れ
るインラインスパッタリング装置を使用して、第１酸化
シリコン膜８、Ｔａ２０５！１９、第２酸化シリコン１
１１０と続けて一気に形成する方法が有効である。即ち
、Ｓｉ （又はＳ ｉ Ｏｔ ） Ｎ Ｔａ（又Ｇ；
ｔＴａ ｔ Ｏｓ ） 、８１ （又ハＳｉ ０２
） （７）順にターゲットを設置し、その上をＩＴＯｊ
ｌ付基板１を連続的に移動させながら、Ａｒ、Ｑ２の混
合ガスを用いて膜形成する。８膜の膜厚制御は、ターゲ
ットの面積及びＩＴＯｉｌ付基板１の送り速度を変える
ことにより簡単に行なえる。なお、このインラインスパ
ッタリングの方法では、第１および第２酸化シリコン膜
８，１０、ＴａｔＯｓ膜９の８膜の界面に両成分の混合
層が形成されるが、これによってＥＬ特性などに問題を
生じることはない。
ては、Ｓｉ又はＳ！ＯｚターゲットをＡ「と０２の混合
ガスでスパッタリングすることにより第１および第２酸
化シリコンｍｓ、ｉｏを、Ｔａ又はＴａ 、Ｑ、ターゲ
ットを同じ＜Ａｒと０２の混合ガスでスパッタリングす
ることによりＴａ２０５膜９を形成しているが、工業的
に生産する場合には、ＩＴＯ膜付基板１を連続的に送れ
るインラインスパッタリング装置を使用して、第１酸化
シリコン膜８、Ｔａ２０５！１９、第２酸化シリコン１
１１０と続けて一気に形成する方法が有効である。即ち
、Ｓｉ （又はＳ ｉ Ｏｔ ） Ｎ Ｔａ（又Ｇ；
ｔＴａ ｔ Ｏｓ ） 、８１ （又ハＳｉ ０２
） （７）順にターゲットを設置し、その上をＩＴＯｊ
ｌ付基板１を連続的に移動させながら、Ａｒ、Ｑ２の混
合ガスを用いて膜形成する。８膜の膜厚制御は、ターゲ
ットの面積及びＩＴＯｉｌ付基板１の送り速度を変える
ことにより簡単に行なえる。なお、このインラインスパ
ッタリングの方法では、第１および第２酸化シリコン膜
８，１０、ＴａｔＯｓ膜９の８膜の界面に両成分の混合
層が形成されるが、これによってＥＬ特性などに問題を
生じることはない。
以上の結果をもとに、第１絶縁体層３の構成を、ＩＴＯ
膜付基板１側から、第１酸化シリコン膜８（４００Ａ
） ／Ｔａ ２０ｓ １９ （２５ＧＯＡ ） ／第２
１１化シリコン膜１０ （２００人）とした薄１１１Ｅ
Ｌ素子のＶ−８特性を実線１３にて、また従来の薄膜Ｅ
Ｌ素子のＶ−８特性を点線１５にて第２図に示す。
膜付基板１側から、第１酸化シリコン膜８（４００Ａ
） ／Ｔａ ２０ｓ １９ （２５ＧＯＡ ） ／第２
１１化シリコン膜１０ （２００人）とした薄１１１Ｅ
Ｌ素子のＶ−８特性を実線１３にて、また従来の薄膜Ｅ
Ｌ素子のＶ−８特性を点線１５にて第２図に示す。
この実施例の薄膜ＥＬ素子は、駆動電圧が従来のものに
比べ、２０Ｖ以上低電圧化できており、発光輝度、耐圧
、ＥＬ特性の安定性、寿命などに関しては、従来のもの
と同程度であることが確かめられた。なお、Ｔａ ２０
ｓ以外の高誘電性絶縁膜を用いた場合も同様の効果が得
られることは言うまでもない。
比べ、２０Ｖ以上低電圧化できており、発光輝度、耐圧
、ＥＬ特性の安定性、寿命などに関しては、従来のもの
と同程度であることが確かめられた。なお、Ｔａ ２０
ｓ以外の高誘電性絶縁膜を用いた場合も同様の効果が得
られることは言うまでもない。
（ト）発明の効果
この発明によれば、高誘電性絶縁膜を有した３層構造の
第１絶縁体層を採用することにより、従来と変らない発
光輝度、耐圧、安定性及び寿命を有し、かつ駆動電圧が
従来のものより低減化できる薄膜エレクトロルミネッセ
ンス素子が得られる。
第１絶縁体層を採用することにより、従来と変らない発
光輝度、耐圧、安定性及び寿命を有し、かつ駆動電圧が
従来のものより低減化できる薄膜エレクトロルミネッセ
ンス素子が得られる。
第１図はこの発明の実施例の縦断面図、第２図はこの発
明の実施例のＥＬ素子特性を説明する為の電圧−発光輝
度（Ｖ−８）特性を示すグラフ、第３図は従来例の縦断
面図である。 １・・・・・・透光性基板、 ２・・・・・・透明
電極、３・・・・・・第１絶縁体層、 ４・・・・・
・発光層、５・・・・・・第２絶縁体層、 ６・・・
・・・背面電極、８・・・・・・第１酸化シリコン躾、 ９・・・・・・高誘電性絶縁膜、 １０・・・・・・第２酸化シリコン膜。
明の実施例のＥＬ素子特性を説明する為の電圧−発光輝
度（Ｖ−８）特性を示すグラフ、第３図は従来例の縦断
面図である。 １・・・・・・透光性基板、 ２・・・・・・透明
電極、３・・・・・・第１絶縁体層、 ４・・・・・
・発光層、５・・・・・・第２絶縁体層、 ６・・・
・・・背面電極、８・・・・・・第１酸化シリコン躾、 ９・・・・・・高誘電性絶縁膜、 １０・・・・・・第２酸化シリコン膜。
Claims (1)
- １． 透光性基板上に透明電極、第１絶縁体層、エレク
トロルミネッセンス発光層、第２絶縁体層および背面電
極をこの順に備えてなる薄膜エレクトロルミネッセンス
素子において、 前記第１絶縁体層が、前記透光性基板側から第１酸化
シリコン膜、高誘電性絶縁膜、第２酸化シリコン膜をこ
の順に積層してなる複合絶縁膜にて構成されたことを特
徴とする薄膜エレクトロルミネッセンス素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62264583A JPH07118391B2 (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | 薄膜エレクトロルミネッセンス素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62264583A JPH07118391B2 (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | 薄膜エレクトロルミネッセンス素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01107495A true JPH01107495A (ja) | 1989-04-25 |
| JPH07118391B2 JPH07118391B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=17405309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62264583A Expired - Fee Related JPH07118391B2 (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | 薄膜エレクトロルミネッセンス素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07118391B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60134277A (ja) * | 1983-12-22 | 1985-07-17 | 沖電気工業株式会社 | Ｅｌパネルの製造方法 |
| JPS6255893A (ja) * | 1985-09-03 | 1987-03-11 | 沖電気工業株式会社 | Ｅｌパネル |
-
1987
- 1987-10-19 JP JP62264583A patent/JPH07118391B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60134277A (ja) * | 1983-12-22 | 1985-07-17 | 沖電気工業株式会社 | Ｅｌパネルの製造方法 |
| JPS6255893A (ja) * | 1985-09-03 | 1987-03-11 | 沖電気工業株式会社 | Ｅｌパネル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07118391B2 (ja) | 1995-12-18 |
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