JPH0124358B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、表示デバイスなどに用いる薄膜電場
発光素子（以下薄膜EL素子という）に関し、と
りわけ安定性および発光輝度の向上のための新し
い構造を有する薄膜EL素子を提供しようとする
ものである。

従来、基板上に、第１電極、第１絶縁体層、電
場発光体層（以下EL層という）、第２絶縁体層、
および第２電極を順次積層した薄膜EL素子にお
いて、第１および第２絶縁体層には酸化イツトリ
ウム、酸化珪素、窒化珪素、酸化ハフニウム等が
用いられている。これらの絶縁体層用材料の種類
により、異なる発光特性や安定性を有する薄膜
EL素子が形成されることも知られている。発明
者らの実験によれば、第１および第２絶縁体層に
酸化イツトリウムを用いた場合に、最大の発光輝
度を得ることができるが、この素子には安定性、
再現性に乏しいという面があつた。また、第１絶
縁体層として酸化珪素、窒化珪素、または酸化ハ
フニウムを用い、第２絶縁体層として酸化イツト
リウムを用いた場合には、安定性、再現性に優れ
るが、最大発光輝度が第１絶縁体層に酸化イツト
リウムを用いた素子より幾分小さいということを
見い出した。

本発明は、以上のような欠点を解決した、発光
輝度が大きく、安定性、再現性に優れた薄膜EL
素子を提供するものである。つまり酸化ハフニウ
ム、酸化珪素、窒化珪素、またはこれらの２種も
しくは３種の混合物を主成分とする第１絶縁体層
上に、酸化イツトリウムを主成分とする、厚さ
0.01〜0.1μｍの第２絶縁体層、EL層、および第３
絶縁体層が順次積層された構造を用いることによ
り、発光輝度が大きく、かつ安定性、再現性に優
れた薄膜EL素子を形成できることを見い出した
ものである。

以下、本発明について、実施例にもとづいて詳
細に説明する。

第１図は本発明の薄膜EL素子の一実施例を示
す断面図である。図において、１はガラス基板で
あり、その上に酸化インジウムの高周波スパツタ
リングにより透明電極２を形成した。その上に高
周波スパツタリング法により酸化珪素と酸化ハフ
ニウムの１対９混合物からなる第１絶縁体層３を
0.3μｍの厚さに形成した。その上に電子ビーム加
熱真空蒸着法により、0.04μｍの厚さに酸化イツ
トリウムの第２絶縁体層４を形成し、さらにその
上に、電子ビーム加熱真空蒸着法によりMnを１
％含む硫化亜鉛からなる厚さ0.5μｍのEL層５を
形成した。その後、真空中において550℃で２時
間熱処理を行つた。さらに、その上に電子ビーム
蒸着法により、0.3μｍの厚さに酸化イツトリウム
の第２絶縁体層６を形成した。最後にアルミニウ
ムの反射電極７を真空蒸着法により形成し、本発
明の薄膜EL素子を完成した。

第２図の曲線ａはこの実施例の印加電圧（周波
数5kHz）と発光輝度との関係を示す。

比較のために、第１絶縁体層に厚さ0.3μｍの酸
化珪素と酸化ハフニウムの１対９混合物を用い、
第２絶縁体層は設けずに、第１絶縁体層の上に厚
さ0.5μｍのMn付活硫化亜鉛からなるEL層を形成
し、その上に厚さ0.3μｍの酸化イツトリウムから
なる第３絶縁体層を設けたものであり、第２絶縁
体層を設けなかつたこと以外は、上記実施例と全
く同様にして薄膜EL素子を作製した。その印加
電圧と発光輝度との関係は、第２図の曲線ｂのと
おりである。

第２図から明らかなように、酸化イツトリウム
からなる第２絶縁体層を設けることにより、発光
しきい値電圧が５〜10％増加するが、飽和発光輝
度が50〜100％増加している。

第２絶縁体層の厚さが0.01μｍより薄い場合に
は輝度の増加は顕著でなく、それが0.1μｍより厚
い場合には、輝度の増加は見られるものの、発光
しきい値電圧が増加するために実際的でないこと
が判明した。また、EL層としては、Mn以外に
Cu、Ag、Al、Tb、Dy、Er、Pr、Sm、Ho、
Tmまたはこれらのハロゲン化物のうちの１種類
以上を含む硫化亜鉛で形成しても、同様の効果が
得られた。さらに、本発明の素子は、第１絶縁体
層および第３絶縁体層に酸化イツトリウムを用
い、第２絶縁体層を設けなかつた素子と比べて、
安定性と再現性に優れ、長期間の動作においても
絶縁破壊や剥離現象が生じなかつた。

上記実施例では、第１の絶縁体層として酸化珪
素と酸化ハフニウムとの混合物の層を使用した
が、酸化珪素もしくは酸化ハフニウムで第１の絶
縁体層を構成してもよく、あるいはそれに代えて
窒化珪素を用いてそれを構成してもよい。無論、
それらを適宣組合わせた混合物であつても、第１
の絶縁体層を構成することができる。

以上説明したように、本発明は、上記第１の絶
縁体層上に厚さ0.01〜0.1μｍの酸化イツトリウム
を主成分とする第２の絶縁体層を設け、さらに
EL層と第３の絶縁体層を順次積層しているので、
EL発光輝度、安定性に優れた素子を再現性よく
形成できるものであり、ELフラツトパネルを製
造する上で非常に有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の薄膜EL素子の一実施例の断
面図、第２図はこの実施例と比較品との印加電圧
発光輝度特性を示す図である。 １……ガラス基板、２……透明電極、３……第
１絶縁体層、４……酸化イツトリウム第２絶縁体
層、５……EL層、６……第３絶縁体層、７……
反射電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 酸化ハフニウム、酸化珪素、窒化珪素、また
   はこれらのうちの２種もしくは３種の混合物を主
   成分とする第１絶縁体層上に、厚さ0.01〜0.1μｍ
   の酸化イツトリウムを主成分とする第２絶縁体
   層、電場発光体層、および第３絶縁体層が順次積
   層されていることを特徴とする薄膜電場発光素
   子。 ２ 第３絶縁体層が酸化イツトリウムを主成分と
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の薄膜電場発光素子。 ３ 電場発光体層がMn、Cu、Ag、Al、Tb、
   Dy、Er、Pr、Sm、Ho、Tm、またはこれらの
   ハロゲン化物のうちの少なくとも１種を含む硫化
   亜鉛で構成されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の薄膜電場発光素子。