JPH02119093A - 薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子Info
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- JPH02119093A JPH02119093A JP63271673A JP27167388A JPH02119093A JP H02119093 A JPH02119093 A JP H02119093A JP 63271673 A JP63271673 A JP 63271673A JP 27167388 A JP27167388 A JP 27167388A JP H02119093 A JPH02119093 A JP H02119093A
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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〕
本発明は電極間に電圧を印加することにより発光する薄
膜エレクトロルミネッセンス素子（以下、薄膜Ｅｌ−素
子と略称する）に係わり、特に誘電体層の絶縁耐圧を向
−トさせた薄膜ＥＬ素子に関する。
膜エレクトロルミネッセンス素子（以下、薄膜Ｅｌ−素
子と略称する）に係わり、特に誘電体層の絶縁耐圧を向
−トさせた薄膜ＥＬ素子に関する。
従来、薄膜Ｅ Ｌ素子における誘電体層としてＳｉＪ、
と５ｉＯｚとの２層の積層膜、Ｔａｚ０５膜、Ｙ２Ｏ３
膿、Ｔａ、０．膜とＳｉｎ、との２層の積層膜、ＢａＴ
ｉ０．。
と５ｉＯｚとの２層の積層膜、Ｔａｚ０５膜、Ｙ２Ｏ３
膿、Ｔａ、０．膜とＳｉｎ、との２層の積層膜、ＢａＴ
ｉ０．。
などの酸化物などが知られている。
しかしながら、ＳｉＪ、とＳｉＯ２の２層構造にあって
は、必要な絶縁耐圧、例えば１００Ｖを得るためにトー
タル膜厚が例えば２０００ Ａ以上と厚くなり、その結
果駆動電圧が１５０Ｖ〜２００Ｖと高くなってしまうこ
とは避けられなかった。
は、必要な絶縁耐圧、例えば１００Ｖを得るためにトー
タル膜厚が例えば２０００ Ａ以上と厚くなり、その結
果駆動電圧が１５０Ｖ〜２００Ｖと高くなってしまうこ
とは避けられなかった。
また、Ｙ２Ｏ３膜は耐湿性が悪＜ 、ＢａＴｉ０．、な
どの酸化物、Ｔａ、Ｏ，あるいはＴａ２ｅｓを含む２層
の積層膜は誘電率が高く、駆動電圧を低減できるが、ク
ラックを生じるなど膜質の良い膜を得ることは困難であ
った。
どの酸化物、Ｔａ、Ｏ，あるいはＴａ２ｅｓを含む２層
の積層膜は誘電率が高く、駆動電圧を低減できるが、ク
ラックを生じるなど膜質の良い膜を得ることは困難であ
った。
本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、膜質の
良い５ｉＪ４とＳｉＯ□膜を組み合ねセで誘電体層の絶
縁耐圧を向上せしめた薄膜ＥＬ素子を提供することを目
的とする。
良い５ｉＪ４とＳｉＯ□膜を組み合ねセで誘電体層の絶
縁耐圧を向上せしめた薄膜ＥＬ素子を提供することを目
的とする。
本発明は、発光体層の両方の面に、少なくとも一方の面
には誘電体層を介して、一対の電極を設けた薄膜ＥＬ素
子において、少なくとも一方の誘電体層は５ｉｓＮａと
ＳｉＯ□を交互に４層〜１２層積層したことを特徴とす
る。
には誘電体層を介して、一対の電極を設けた薄膜ＥＬ素
子において、少なくとも一方の誘電体層は５ｉｓＮａと
ＳｉＯ□を交互に４層〜１２層積層したことを特徴とす
る。
ＳｉＯ□と５ｉＪｎはミクロな原子配列が異なるため、
ＳｉＯ□と５ｉｘＮａを積層すると原子空隙を互いにふ
さぎ、また単膜でのピンホールを相互に埋めるため、従
来５ｉＯｚと５ｉＪｎの２層の稜層膜が使われてきたが
２層の場合は膜厚が薄いとピンホールを相互に完全に埋
め合わせることができず、所望の絶縁耐圧を得るために
膜厚が厚くなっていた。４層以上の多層にすると原子間
空隙が連続する確率も減少し、また膜厚を薄くしてもビ
ンポールを相互に埋め合わせることができるため、トー
タルの誘電体層の膜厚を薄くすることができる。
ＳｉＯ□と５ｉｘＮａを積層すると原子空隙を互いにふ
さぎ、また単膜でのピンホールを相互に埋めるため、従
来５ｉＯｚと５ｉＪｎの２層の稜層膜が使われてきたが
２層の場合は膜厚が薄いとピンホールを相互に完全に埋
め合わせることができず、所望の絶縁耐圧を得るために
膜厚が厚くなっていた。４層以上の多層にすると原子間
空隙が連続する確率も減少し、また膜厚を薄くしてもビ
ンポールを相互に埋め合わせることができるため、トー
タルの誘電体層の膜厚を薄くすることができる。
以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。
第１図、第２図、第３図はそれぞれ本発明の薄膜Ｅ Ｌ
素子の一実施例を示す全体断面図、第１誘電体層を示す
一部断面図、第２誘電体層を示す断面図であり、第４図
は本発明の薄膜ＥＬ素子の他の実施例を示す断面図、第
５図、第６図はそれぞれ絶縁破壊テストを行なうための
誘電体層を示す断面図と一部詳細図、第７図は積層回数
と最小破壊電圧の関係を示す図である。
素子の一実施例を示す全体断面図、第１誘電体層を示す
一部断面図、第２誘電体層を示す断面図であり、第４図
は本発明の薄膜ＥＬ素子の他の実施例を示す断面図、第
５図、第６図はそれぞれ絶縁破壊テストを行なうための
誘電体層を示す断面図と一部詳細図、第７図は積層回数
と最小破壊電圧の関係を示す図である。
絶縁耐圧試験
まず第５図、第６図に示すように、ガラス基板１にＳｎ
Ｏ□膜（ＮＥＳＡ膜）などにより、複数の透明電極２を
ストライプ状に形成し、さらにＳ ｉ Ｈ４ガスとＮ、
Ｏガスを原料としてプラズマＣＶＤ法によりＳｉＯ□膜
３を、Ｓ ｉ Ｉ＋ ４ガスとＮ２ガスを原料としてプ
ラズマＣＶＤ法によりＳｉ３Ｎ、膜４をそれぞれ同じ厚
さに交互に、２層から４層、６層、８層、１０層、１２
層、１６層まで（７種類）合計厚さが１００ＯＡ、 １
５００Ａ、２０００ Ａ、４０００Ａ（４種類）になる
ように形成して誘電体層５とする。さらにこの上にＡ１
等よりなる背面電極６を透明電極２とクロスするように
ストライプ状に形成して絶縁試験用の誘電体サンプル（
以下、サンプルと略称する）２８種類（７Ｘ ４）を得
た。
Ｏ□膜（ＮＥＳＡ膜）などにより、複数の透明電極２を
ストライプ状に形成し、さらにＳ ｉ Ｈ４ガスとＮ、
Ｏガスを原料としてプラズマＣＶＤ法によりＳｉＯ□膜
３を、Ｓ ｉ Ｉ＋ ４ガスとＮ２ガスを原料としてプ
ラズマＣＶＤ法によりＳｉ３Ｎ、膜４をそれぞれ同じ厚
さに交互に、２層から４層、６層、８層、１０層、１２
層、１６層まで（７種類）合計厚さが１００ＯＡ、 １
５００Ａ、２０００ Ａ、４０００Ａ（４種類）になる
ように形成して誘電体層５とする。さらにこの上にＡ１
等よりなる背面電極６を透明電極２とクロスするように
ストライプ状に形成して絶縁試験用の誘電体サンプル（
以下、サンプルと略称する）２８種類（７Ｘ ４）を得
た。
得られた各サンプルについて、透明電極と背面電極の各
交差点間に直流電圧を１■から徐々に昇圧して背面電極
から透明電極にスパークが飛ぶまで印加してこの電圧を
続みとり、各交差点の最小値をそのサンプルの最小破壊
電圧すなわち絶縁耐圧として、測定したものを第７図に
示す。
交差点間に直流電圧を１■から徐々に昇圧して背面電極
から透明電極にスパークが飛ぶまで印加してこの電圧を
続みとり、各交差点の最小値をそのサンプルの最小破壊
電圧すなわち絶縁耐圧として、測定したものを第７図に
示す。
この結果から明らかなように、最小破壊電圧は従来の２
層構造で最小となり、４層から次第に高くなり８層をピ
ークにして１２層までは比較的高く、４層から１２層ま
では、従来の２層構造に比べ約２割以上高くなっている
ことがわかる。
層構造で最小となり、４層から次第に高くなり８層をピ
ークにして１２層までは比較的高く、４層から１２層ま
では、従来の２層構造に比べ約２割以上高くなっている
ことがわかる。
従って、例えば２００Ｖの絶縁耐圧を得ようとすれば従
来の２層では４０００ Ａのトータル膜厚が必要である
が、４層では約３６００ Ａ、６層では約２８００Ａ、
８層では約１７００Ａ、 １０層では約２７００
Ａ、１２層では約３５００ Ａと格段にトータル膜厚を
薄くすることができる。
来の２層では４０００ Ａのトータル膜厚が必要である
が、４層では約３６００ Ａ、６層では約２８００Ａ、
８層では約１７００Ａ、 １０層では約２７００
Ａ、１２層では約３５００ Ａと格段にトータル膜厚を
薄くすることができる。
大溝」Ｌｌ
第１図に示すように、無アルカリガラスなど透明基板１
１上に５ｎＯｚｌｌ！Ｉ（ＮＥＳＡ膜）などの透明電極
１２をストライブ状に形成する。次に、プラズマＣＶＤ
法により第２図に示すようにＳｉＯ□膜１３とＳｉ、＋
Ｎ４１１＊１４を２０ＯＡ厚さに交互に８層（トータル
厚さ１６００ Ａ ）形成し第１誘電体層１５とする。
１上に５ｎＯｚｌｌ！Ｉ（ＮＥＳＡ膜）などの透明電極
１２をストライブ状に形成する。次に、プラズマＣＶＤ
法により第２図に示すようにＳｉＯ□膜１３とＳｉ、＋
Ｎ４１１＊１４を２０ＯＡ厚さに交互に８層（トータル
厚さ１６００ Ａ ）形成し第１誘電体層１５とする。
そして、ジエチル亜鉛（（ＣｚＨｓ） ｚＺｎ）などの
有機亜鉛化合物とメチルメルカプタン（ＣＨＩＳＨ）な
どの有機硫黄化合物とジシクロペンタジェニルマンガン
（（ＣｓＨｓ） ｚＭｎ）などの有機マンガン化合物と
を原料ガスとしてＭＯＣＶＤ法によりＭｎがドープされ
たＺｎＳ膜（ＺｎＳ：Ｍｎ）を５０００ Ａ厚さに形成
、発光体層１６とする。
有機亜鉛化合物とメチルメルカプタン（ＣＨＩＳＨ）な
どの有機硫黄化合物とジシクロペンタジェニルマンガン
（（ＣｓＨｓ） ｚＭｎ）などの有機マンガン化合物と
を原料ガスとしてＭＯＣＶＤ法によりＭｎがドープされ
たＺｎＳ膜（ＺｎＳ：Ｍｎ）を５０００ Ａ厚さに形成
、発光体層１６とする。
さらに、第１誘電体Ｎ１５と同じ方法、膜厚にして、順
序のみを第３図に示すようにＳｉ、Ｎ、膜１７、ＳｉＯ
２膜１８と逆にして８層（トータル厚さ１６００Ａ）の
第２誘電体層１９を形成、この上にＡＩ等によりなる背
面電極２０を透明電極１２とクロスにストライブ状に形
成して薄膜ＥＬ素子を得る。
序のみを第３図に示すようにＳｉ、Ｎ、膜１７、ＳｉＯ
２膜１８と逆にして８層（トータル厚さ１６００Ａ）の
第２誘電体層１９を形成、この上にＡＩ等によりなる背
面電極２０を透明電極１２とクロスにストライブ状に形
成して薄膜ＥＬ素子を得る。
このようにして得られた薄膜ＥＬ素子の透明電極１２と
背面電極２０の間に１ ｋｈｚの交流電圧を印加したと
ころ約８５■（駆動電圧）で発光した。
背面電極２０の間に１ ｋｈｚの交流電圧を印加したと
ころ約８５■（駆動電圧）で発光した。
従来の２層構造で同じ絶縁耐王を得ようとすると４００
０ Ａ近い膜厚が必要となり、駆動電圧は１５０■以上
となり、駆動電圧が格段に低下したことがわかる。
０ Ａ近い膜厚が必要となり、駆動電圧は１５０■以上
となり、駆動電圧が格段に低下したことがわかる。
犬ｍ１ｌＦ１２．ス」１町屯
第４図に示すように実施例１における第１誘電体層を設
＋Ｊず第２誘電体層に相当する誘電体層のみとした実施
例２、実施例Ｉにおける第２誘電体層をＴａ２Ｏ，と５
ｉＯｚの２層構造とした薄膜ＥＬ素子を作製して実施例
１と同じ方法により駆動電圧を測定したところ、実施例
１と比較して実施例３はほぼ同等、実施例２はさらに低
くなり、いずれも良好な結果が得られた。
＋Ｊず第２誘電体層に相当する誘電体層のみとした実施
例２、実施例Ｉにおける第２誘電体層をＴａ２Ｏ，と５
ｉＯｚの２層構造とした薄膜ＥＬ素子を作製して実施例
１と同じ方法により駆動電圧を測定したところ、実施例
１と比較して実施例３はほぼ同等、実施例２はさらに低
くなり、いずれも良好な結果が得られた。
以上、好適な実施例により説明したが、本発明はこれら
に限定されるものではなく、種々の応用が可能である。
に限定されるものではなく、種々の応用が可能である。
誘電体層は実施例１、実施例３のように発光体層の両側
に設けると信頼性が高く、寿命も長くなるので好ましい
が、実施例２のように片側に設けたＭＩＳ構造としても
よい。また、これらの少なくともどちらかの誘電体層を
構成するＳｉ：＋ｔ’Ｌ膜とＳｉＯ□膜との多層膜は８
層構造に限らず４〜１２層、好ましくは６層〜１０層の
構造で、さらに奇数層の構造であってもよい。
に設けると信頼性が高く、寿命も長くなるので好ましい
が、実施例２のように片側に設けたＭＩＳ構造としても
よい。また、これらの少なくともどちらかの誘電体層を
構成するＳｉ：＋ｔ’Ｌ膜とＳｉＯ□膜との多層膜は８
層構造に限らず４〜１２層、好ましくは６層〜１０層の
構造で、さらに奇数層の構造であってもよい。
発光体層はＭｎをドープしたＺｎＳ （ＺｎＳ ： Ｍ
ｎ）以外にもドーパントとしてＴｂＦ、、ＳｍＦ、、Ｐ
ｒＦ ３、ＤｙＦ、、ＥｒＦｚ等でもよく、ｚｎＳの変
わりにＺｎ５ｅを用いたもの、あるいはＣａＳ：Ｅｕ、
、 ＳｒＳ：Ｃｅ、 Ｋなどでもよい。
ｎ）以外にもドーパントとしてＴｂＦ、、ＳｍＦ、、Ｐ
ｒＦ ３、ＤｙＦ、、ＥｒＦｚ等でもよく、ｚｎＳの変
わりにＺｎ５ｅを用いたもの、あるいはＣａＳ：Ｅｕ、
、 ＳｒＳ：Ｃｅ、 Ｋなどでもよい。
本発明は少なくともどちらか一方の誘電体層を５ｉＪａ
と５ｔ０２の多層膜としたので膜質がよく、積層数を４
〜１２層と特定することにより、従来の２層構造に比較
して、絶縁耐力を格段に向上せしめるものであり、その
結果、信頼性が向」二するとともに、誘電体層厚さを薄
くすることが可能となり駆動電圧を低減せしめるもので
ある。
と５ｔ０２の多層膜としたので膜質がよく、積層数を４
〜１２層と特定することにより、従来の２層構造に比較
して、絶縁耐力を格段に向上せしめるものであり、その
結果、信頼性が向」二するとともに、誘電体層厚さを薄
くすることが可能となり駆動電圧を低減せしめるもので
ある。
第１図、第２図、第３図はそれぞれ本発明の薄膜Ｅ Ｌ
素子の一実施例を示す全体断面図、第１誘電体層を示す
一部断面図、第２誘電体層を示す断面図であり、第４図
は本発明の薄膜ＥＬ素子の他の実施例を示す断面図、第
５図、第６図はそれぞれ絶縁破壊テストを行なうため誘
電体ｊ冒を示す断面図と一部詳細図、第７図は積層回数
と最小破壊電圧の関係を示す図である。 １．１１−透明基板 ２．１２−透明電極３．１３
．１８−３ｉＯ□膜 ３．１４、ＩＴ−５ｉ３Ｎ、
［１５−第１誘電体層 １６−発光体層１９−第２
誘電体層 ２０− 背面電極特許出願人 セント
ラル硝子株式会社代 理 人 弁理士 坂 本 栄 第５図 第６図
素子の一実施例を示す全体断面図、第１誘電体層を示す
一部断面図、第２誘電体層を示す断面図であり、第４図
は本発明の薄膜ＥＬ素子の他の実施例を示す断面図、第
５図、第６図はそれぞれ絶縁破壊テストを行なうため誘
電体ｊ冒を示す断面図と一部詳細図、第７図は積層回数
と最小破壊電圧の関係を示す図である。 １．１１−透明基板 ２．１２−透明電極３．１３
．１８−３ｉＯ□膜 ３．１４、ＩＴ−５ｉ３Ｎ、
［１５−第１誘電体層 １６−発光体層１９−第２
誘電体層 ２０− 背面電極特許出願人 セント
ラル硝子株式会社代 理 人 弁理士 坂 本 栄 第５図 第６図
Claims (1)
- 発光体層の両方の面に、少なくとも一方の面には誘電
体層を介して、一対の電極を設けた薄膜ＥＬ素子におい
て、少なくとも一方の誘電体層はＳｉ＿３Ｎ＿４とＳｉ
Ｏ＿２を交互に４層〜１２層積層したことを特徴とする
薄膜ＥＬ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63271673A JPH02119093A (ja) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | 薄膜ｅｌ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63271673A JPH02119093A (ja) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02119093A true JPH02119093A (ja) | 1990-05-07 |
Family
ID=17503285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63271673A Pending JPH02119093A (ja) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02119093A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05152075A (ja) * | 1991-11-28 | 1993-06-18 | Matsushita Electron Corp | 薄膜ｅｌ素子およびその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6345797A (ja) * | 1986-08-13 | 1988-02-26 | 株式会社日立製作所 | 薄膜発光素子 |
-
1988
- 1988-10-27 JP JP63271673A patent/JPH02119093A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6345797A (ja) * | 1986-08-13 | 1988-02-26 | 株式会社日立製作所 | 薄膜発光素子 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05152075A (ja) * | 1991-11-28 | 1993-06-18 | Matsushita Electron Corp | 薄膜ｅｌ素子およびその製造方法 |
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