JPH02103894A - 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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- JPH02103894A JPH02103894A JP1090841A JP9084189A JPH02103894A JP H02103894 A JPH02103894 A JP H02103894A JP 1090841 A JP1090841 A JP 1090841A JP 9084189 A JP9084189 A JP 9084189A JP H02103894 A JPH02103894 A JP H02103894A
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Links
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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】
［産業上の利用分野コ
この発明は、薄膜エレクトロルミネッセンス素子（以下
ＥＬ素子と記載する）に関し、エレクトロルミネッセン
スデイスプレィに応用できるものである。
ＥＬ素子と記載する）に関し、エレクトロルミネッセン
スデイスプレィに応用できるものである。
［従来の技術］
薄膜ＥＬ素子は優れた視認性をもつ大容量のフラットパ
ネルデイスプレィとして開発が進められている。その構
造は透明ガラス基板上に透明電極、絶縁層、発光層、絶
縁層、背面電極を積層したものが代表的である。ＥＬ素
子は全固体であるため強度があり、耐環境性に優れ、可
搬型のワードプロセッサー コンピューターへの応用が
進みつつある。
ネルデイスプレィとして開発が進められている。その構
造は透明ガラス基板上に透明電極、絶縁層、発光層、絶
縁層、背面電極を積層したものが代表的である。ＥＬ素
子は全固体であるため強度があり、耐環境性に優れ、可
搬型のワードプロセッサー コンピューターへの応用が
進みつつある。
マルチカラー化をめさしたＥＬ素子の発光層母材として
は５ｒＳＳＣａＳ等のアルカリ土類硫化物、５ｒＳｅＳ
ＣａＳｅ等のアルカリ土類セレン化物などアルカリ土類
カルコゲン化物の開発が進められている。しかしこれら
の発光層を用いたＥＬ素子は長期信頼性の点で十分なも
のとは言い難くその対策として絶縁層に窒化物層を用い
ることがこころみられている（特開昭８２−５５Ｈ１特
願昭［ｉ２−１７８０９３）。しかしこれらの素子にお
いても輝度、絶縁耐圧などは十分とはいいがたい。
は５ｒＳＳＣａＳ等のアルカリ土類硫化物、５ｒＳｅＳ
ＣａＳｅ等のアルカリ土類セレン化物などアルカリ土類
カルコゲン化物の開発が進められている。しかしこれら
の発光層を用いたＥＬ素子は長期信頼性の点で十分なも
のとは言い難くその対策として絶縁層に窒化物層を用い
ることがこころみられている（特開昭８２−５５Ｈ１特
願昭［ｉ２−１７８０９３）。しかしこれらの素子にお
いても輝度、絶縁耐圧などは十分とはいいがたい。
一方ＥＬ素子の透明電極として配向性の酸化亜鉛を用い
るこころみもなされているが（特開昭０ｌ−１９８５９
２） 、アルカリ土類カルコゲン化物を発光層とするも
のについては、長期信頼性に優れたものは得られていな
い。
るこころみもなされているが（特開昭０ｌ−１９８５９
２） 、アルカリ土類カルコゲン化物を発光層とするも
のについては、長期信頼性に優れたものは得られていな
い。
更に、アルカリ土類カルコゲン化物を発光層とするＥＬ
素子において絶縁層を結晶性の窒化物層とするこころみ
かある。しかしこれにおいても輝度、絶縁耐圧は十分で
はない。また、透明電極の配向性までは示されていない
。
素子において絶縁層を結晶性の窒化物層とするこころみ
かある。しかしこれにおいても輝度、絶縁耐圧は十分で
はない。また、透明電極の配向性までは示されていない
。
［発明が解決しようとする課題］
この発明は、従来技術の上記問題点を解決し、高輝度、
高信頼性のマルチカラーＥＬ素子を提供することを目的
としている。
高信頼性のマルチカラーＥＬ素子を提供することを目的
としている。
［課題を解決するための課ＷＢ］
上記課題を達成するための、この発明の構成は、特許請
求の範囲に記載のとおり、基板上に透明電極、一層以上
の絶縁層、発光層および背面電極を設けた薄膜エレクト
ロルミネッセンス素子において、」二記発光層が母体及
び発光中心からなり、母体材料かアルカリ土類カルコゲ
ン化物、発光中心が希土類元素であり、前記絶縁層のう
ち、透明電極と発光層の間の絶縁層が窒化アルミニウム
絶縁層であり、透明電極がＣ軸配向した酸化亜鉛を母材
とするものである薄膜エレクトロルミネッセンス素子で
ある。
求の範囲に記載のとおり、基板上に透明電極、一層以上
の絶縁層、発光層および背面電極を設けた薄膜エレクト
ロルミネッセンス素子において、」二記発光層が母体及
び発光中心からなり、母体材料かアルカリ土類カルコゲ
ン化物、発光中心が希土類元素であり、前記絶縁層のう
ち、透明電極と発光層の間の絶縁層が窒化アルミニウム
絶縁層であり、透明電極がＣ軸配向した酸化亜鉛を母材
とするものである薄膜エレクトロルミネッセンス素子で
ある。
以下添付図面に沿って本発明をさらに詳細に説明する。
第１図は本発明の薄膜ＥＬ素子の構成例を示す断面図で
ある。ガラス基板１上に透明電極２、第１絶縁層３、発
光層４、第２絶縁層５、背面電極６が順次積層されてい
る。
ある。ガラス基板１上に透明電極２、第１絶縁層３、発
光層４、第２絶縁層５、背面電極６が順次積層されてい
る。
ガラス基板１としてはソーダ石灰ガラス、ボロ、シリケ
ートガラス、アミノシリケートガラス、石英ガラス等を
用いることができる。なかでも耐熱性、コスト、アルカ
リ濃度の問題からボロシリケート、アルミノシリケート
等が適している。
ートガラス、アミノシリケートガラス、石英ガラス等を
用いることができる。なかでも耐熱性、コスト、アルカ
リ濃度の問題からボロシリケート、アルミノシリケート
等が適している。
透明電極２としてはＺｎＯを母材としＡｔ。
Ｓｉ等をドープしたものを用いることができる。ＺｎＯ
層は特にＣ軸に配向したものが好適である。Ｘ線回折ピ
ークの半値幅（△２θ）で０．４°以下になるＺｎ０層
を用いた素子で輝度の向上、絶縁耐圧の向上か見られた
。透明電極の膜厚は １，０００オングストロームから
５，０００オングストロームが好適である。
層は特にＣ軸に配向したものが好適である。Ｘ線回折ピ
ークの半値幅（△２θ）で０．４°以下になるＺｎ０層
を用いた素子で輝度の向上、絶縁耐圧の向上か見られた
。透明電極の膜厚は １，０００オングストロームから
５，０００オングストロームが好適である。
第１絶縁層材料３は、２つ以上の層で構成することかで
きるが、その内の発光層に接する層には結晶性窒化アル
ミニウム（以下ＡＩＮと示す）や結晶性窒化ボロン（以
下ＢＮと示す）を用いる。一般に絶縁層としては非晶質
層が適しているがＡＩＮでは多結晶あるいは単結晶が適
している。多結晶ＡＩＮ、ＢＮは絶縁耐圧が高く、特に
ＥＬ素子に用いた場合に素子の絶縁耐圧を大きくてきる
。
きるが、その内の発光層に接する層には結晶性窒化アル
ミニウム（以下ＡＩＮと示す）や結晶性窒化ボロン（以
下ＢＮと示す）を用いる。一般に絶縁層としては非晶質
層が適しているがＡＩＮでは多結晶あるいは単結晶が適
している。多結晶ＡＩＮ、ＢＮは絶縁耐圧が高く、特に
ＥＬ素子に用いた場合に素子の絶縁耐圧を大きくてきる
。
ＡＩＮ層、ＢＮ層の膜厚は１０００Å以上、２μＭ以下
が適している。１０００λ以下では絶縁耐圧が低下し、
２μｍ以上ではしきい値電圧の増加、膜の経時的剥離が
発生する。
が適している。１０００λ以下では絶縁耐圧が低下し、
２μｍ以上ではしきい値電圧の増加、膜の経時的剥離が
発生する。
第２絶縁層５としては第１絶縁層３と同様にＡＩＮ層或
いはＢＮＷＩを用いることができる。
いはＢＮＷＩを用いることができる。
またＡＩＮ層或いはＢＮ層に積層して発光層と反対側に
酸化物絶縁層を積層することもできる。
酸化物絶縁層を積層することもできる。
酸化物絶縁層料としては５ＩＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２
０５あるいはＳｒＴｉＯ３、 ＰｂＴｉＯ３等の強誘電材料が用いられる。
０５あるいはＳｒＴｉＯ３、 ＰｂＴｉＯ３等の強誘電材料が用いられる。
酸化物層の膜厚は５００オングストロームから３．００
０オングストローム、好ましくは Ｌ、０００オングス
トロームから ２，０００オングストローム、更に好ま
しくは １ 、２００オングストロームから１．８００
オングストロームが適している。
０オングストローム、好ましくは Ｌ、０００オングス
トロームから ２，０００オングストローム、更に好ま
しくは １ 、２００オングストロームから１．８００
オングストロームが適している。
発光層４は母材と発光中心とからなる。母材としては５
ｒＳＳＣａＳ、ＢａＳといったアルカリ土類硫化物、５
ｒＳｅ、ＣａＳｅ。
ｒＳＳＣａＳ、ＢａＳといったアルカリ土類硫化物、５
ｒＳｅ、ＣａＳｅ。
ＢａＳｅといったアルカリ土類セレン化物などのアルカ
リ土類カルコゲン化物が挙げられるが、これらの内Ｓｒ
Ｓ及びＣａＳが特に好ましい。
リ土類カルコゲン化物が挙げられるが、これらの内Ｓｒ
Ｓ及びＣａＳが特に好ましい。
発光中心としてＣｅ、Ｐ ｒ、Ｓｍ５ＥｕＳＴｂ。
Ｔｍ等の希土類元素が挙げられるが、これらの内Ｃｅ及
びＥｕが特に好ましい。これらの母材、発光中心の組合
せにより赤、緑、青等の発光色を得る。
びＥｕが特に好ましい。これらの母材、発光中心の組合
せにより赤、緑、青等の発光色を得る。
発光層の膜厚は、５，０００オングストロームから１．
５，０００オングストローム、好ましくは ８，０００
オングストロームから１２ 、０００オングストローム
が適している。
５，０００オングストローム、好ましくは ８，０００
オングストロームから１２ 、０００オングストローム
が適している。
背面電極６としてはＡ１等の金属あるいは前述の透明電
極に用いることのできる材料を用いる。電極の膜厚は１
．．０００オングストロームから１０．０００オングス
トローム、好ましくは２，０００オングストロームから
３，０００オングストロームが適している。
極に用いることのできる材料を用いる。電極の膜厚は１
．．０００オングストロームから１０．０００オングス
トローム、好ましくは２，０００オングストロームから
３，０００オングストロームが適している。
これらの薄膜は蒸着、イオンブレーティング、スパッタ
リング、ＣＶＤ等種々の薄膜形成方法により成膜される
。
リング、ＣＶＤ等種々の薄膜形成方法により成膜される
。
以下に本発明を実施例によって更に詳細に説明する。
実施例１
第１図の構成のパネルにおいてガラス基板１は厚さ １
．Ｌｍｍのアルミノシリケートガラスとした。透明電極
２はＺｎＯ： Ａ ｌで膜厚を２００ＯＡとした。第１
絶縁層３はＡＩＮ層とし膜厚を２０００人とした。発光
層４はＳｒＳ：Ｃｅとし膜厚は １μ川である。第２絶
縁層５の内、発光層に接する絶縁層５ａはＡＩＮ層とそ
の上にＳｉＯ２層を絶縁層５ｂとして積層した。膜厚は
それぞれ２０００人、１．０００人とした。背面電極６
はＡ１で膜厚は１０００人とした。
．Ｌｍｍのアルミノシリケートガラスとした。透明電極
２はＺｎＯ： Ａ ｌで膜厚を２００ＯＡとした。第１
絶縁層３はＡＩＮ層とし膜厚を２０００人とした。発光
層４はＳｒＳ：Ｃｅとし膜厚は １μ川である。第２絶
縁層５の内、発光層に接する絶縁層５ａはＡＩＮ層とそ
の上にＳｉＯ２層を絶縁層５ｂとして積層した。膜厚は
それぞれ２０００人、１．０００人とした。背面電極６
はＡ１で膜厚は１０００人とした。
以上の構成の素子においてＡＩＮ層の結晶性を一定（△
２θ＝０．５°）にしＺｎＯ： Ａ １層の結晶性を変
化させ、それぞれの素子について電圧−輝度特性曲線を
求めた。素子の駆動は周波数１．ｋｌｌｚ 、パルス幅
１００μｓの交輻パルスでおこない、測定は室温で行っ
た。
２θ＝０．５°）にしＺｎＯ： Ａ １層の結晶性を変
化させ、それぞれの素子について電圧−輝度特性曲線を
求めた。素子の駆動は周波数１．ｋｌｌｚ 、パルス幅
１００μｓの交輻パルスでおこない、測定は室温で行っ
た。
上記測定で得られた特性曲線から、それぞれの素子の素
子破壊電圧（Ｖ ＢＤ）としきい値電圧（Ｖ ｔｈ）と
を求めた。しきい値電圧（Ｖ ｔｈ）は、発光輝度（Ｌ
）がｌｅｄ／ｍ２となる電圧とした。
子破壊電圧（Ｖ ＢＤ）としきい値電圧（Ｖ ｔｈ）と
を求めた。しきい値電圧（Ｖ ｔｈ）は、発光輝度（Ｌ
）がｌｅｄ／ｍ２となる電圧とした。
素子破壊電圧（Ｖ ＢＤ）としきい値電圧との差をその
素子の絶縁耐圧のめやすとした。
素子の絶縁耐圧のめやすとした。
ＺｎＯ： Ａ １層の結晶性はＸ線回折法により測定し
た。回折装置は理学電機製ガイガーフレックス４０３［
ｉＡ ］を用いた。回折線の半値幅（△２θ）の逆数（
１／△２θ）を結晶性の特性値とした。なお、Ｘ線回折
に用いた固有Ｘ線はＣｕＫαである。
た。回折装置は理学電機製ガイガーフレックス４０３［
ｉＡ ］を用いた。回折線の半値幅（△２θ）の逆数（
１／△２θ）を結晶性の特性値とした。なお、Ｘ線回折
に用いた固有Ｘ線はＣｕＫαである。
以上の方法で評価したＺｎＯ：Ａｌの結晶性とＥＬ素子
の絶縁耐圧の関係を第２図に示す。
の絶縁耐圧の関係を第２図に示す。
Ｘ線回折によりピークがあられれない場合（非晶質の場
合）１／△２θ−０とした。このＸ線回折により、Ｚｎ
Ｏ：Ａ１層はＣ軸（０００２）配向したものであり、Ｃ
軸配向したものは他のものに比べ絶縁耐圧が増加してい
ることがわかった。
合）１／△２θ−０とした。このＸ線回折により、Ｚｎ
Ｏ：Ａ１層はＣ軸（０００２）配向したものであり、Ｃ
軸配向したものは他のものに比べ絶縁耐圧が増加してい
ることがわかった。
第２図より非晶質のＺｎＯ：Ａｌを用いた素子では絶縁
耐圧が低く、］／△２θが２．５以上で絶縁耐圧が顕著
に増加していることがわかる。
耐圧が低く、］／△２θが２．５以上で絶縁耐圧が顕著
に増加していることがわかる。
ＺｎＯ：ＡｌをＣ軸配向の結晶性とすることにより信頼
性の高いＥＬ素子を得ることができた。なおこの際ＡＩ
Ｎ第１絶縁層もＣ軸配向し、ＺｎＯ：Ａｌの結晶性の増
加にともない、ＡＩＮ層の結晶性も増加することがわか
った。
性の高いＥＬ素子を得ることができた。なおこの際ＡＩ
Ｎ第１絶縁層もＣ軸配向し、ＺｎＯ：Ａｌの結晶性の増
加にともない、ＡＩＮ層の結晶性も増加することがわか
った。
ＡＩＮ層としてＣ軸配向していないものを用いた場合、
絶縁耐圧は低下した。
絶縁耐圧は低下した。
ＺｎＯ：ＡｌのかわりにＩＴＯを透明電極として用いた
場合には結晶性のＺｎＯ： Ａ Ｉを用いた素子に比べ
絶縁耐圧は低かった。
場合には結晶性のＺｎＯ： Ａ Ｉを用いた素子に比べ
絶縁耐圧は低かった。
［発明の効果］
以上説明したように、アルカリ土類カルコゲン化物を母
体Ｈ料とする発光層を用いたＥＬ素子において、第一絶
縁層をＡＩＮとし、透明電極をＣ軸配向のＺｎＯを母材
とする層とすることにより、表示品質に優れ、信頼性の
高いＥＬ素子を得ることができる。
体Ｈ料とする発光層を用いたＥＬ素子において、第一絶
縁層をＡＩＮとし、透明電極をＣ軸配向のＺｎＯを母材
とする層とすることにより、表示品質に優れ、信頼性の
高いＥＬ素子を得ることができる。
第１図はこの発明の薄膜ＥＬ素子の具体例の構成を示す
断面図、 第２図はＺｎＯ：Ａｌ透明電極の結晶性とＥＬ素子の絶
縁耐圧との関係を示すグラフである。 ■・・・ガラス基板、２・・・透明電極、３・・・第１
絶縁層、４・・・発光層、５ａ、５ｂ・・・第２絶縁層
、 ６・・・背面電極。
断面図、 第２図はＺｎＯ：Ａｌ透明電極の結晶性とＥＬ素子の絶
縁耐圧との関係を示すグラフである。 ■・・・ガラス基板、２・・・透明電極、３・・・第１
絶縁層、４・・・発光層、５ａ、５ｂ・・・第２絶縁層
、 ６・・・背面電極。
Claims (1)
- 基板上に透明電極、一層以上の絶縁層、発光層および
背面電極を設けた薄膜エレクトロルミネッセンス素子に
おいて、上記発光層が母体及び発光中心からなり、母体
材料がアルカリ土類カルコゲン化物、発光中心が希土類
元素であり、前記絶縁層のうち、透明電極と発光層の間
の絶縁層が窒化アルミニウム絶縁層であり、透明電極が
Ｃ軸配向した酸化亜鉛を母材とするものであることを特
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 |
|---|---|---|---|
| JP1090841A JPH02103894A (ja) | 1988-04-13 | 1989-04-12 | 薄膜エレクトロルミネッセンス素子 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-89309 | 1988-04-13 | ||
| JP8930988 | 1988-04-13 | ||
| JP1090841A JPH02103894A (ja) | 1988-04-13 | 1989-04-12 | 薄膜エレクトロルミネッセンス素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02103894A true JPH02103894A (ja) | 1990-04-16 |
Family
ID=26430735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1090841A Pending JPH02103894A (ja) | 1988-04-13 | 1989-04-12 | 薄膜エレクトロルミネッセンス素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02103894A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5337114A (en) * | 1991-12-27 | 1994-08-09 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Method and apparatus for adding water to photosensitive material processor |
| EP0631185A1 (en) | 1993-06-11 | 1994-12-28 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Method for continuously processing silver halide color photosensitive material |
| WO2004057925A1 (en) * | 2002-12-20 | 2004-07-08 | Ifire Technology Corp. | Aluminum nitride passivated phosphors for electroluminescent displays |
-
1989
- 1989-04-12 JP JP1090841A patent/JPH02103894A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5337114A (en) * | 1991-12-27 | 1994-08-09 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Method and apparatus for adding water to photosensitive material processor |
| EP0631185A1 (en) | 1993-06-11 | 1994-12-28 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Method for continuously processing silver halide color photosensitive material |
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| US7442446B2 (en) | 2002-12-20 | 2008-10-28 | Ifire Ip Corporation | Aluminum nitride passivated phosphors for electroluminescent displays |
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