JPH02165595A - 薄模ｅｌ素子 - Google Patents
薄模ｅｌ素子Info
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- JPH02165595A JPH02165595A JP63317612A JP31761288A JPH02165595A JP H02165595 A JPH02165595 A JP H02165595A JP 63317612 A JP63317612 A JP 63317612A JP 31761288 A JP31761288 A JP 31761288A JP H02165595 A JPH02165595 A JP H02165595A
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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］
本発明は、電界の印加により電界発光を生じる薄膜ＥＬ
索子に関するものである。
索子に関するものである。
［従来の技術］
通常薄膜ＥＬ素子は、第１図に示すように、ガラス等の
透明な絶縁基板１上に、ＩＴＯなどからなるストライプ
状の透明電極２を形成し、この透明電極２上に順次第一
絶縁層３、発光層４、第二絶縁層５を順次積層した後、
更にＡＩ、 ＩＴＯなどの背面電極６を透明電極２と直
交する方向にストライブ状に形成した構造を有している
。
透明な絶縁基板１上に、ＩＴＯなどからなるストライプ
状の透明電極２を形成し、この透明電極２上に順次第一
絶縁層３、発光層４、第二絶縁層５を順次積層した後、
更にＡＩ、 ＩＴＯなどの背面電極６を透明電極２と直
交する方向にストライブ状に形成した構造を有している
。
発光層としては、ＺｎＳ ｓ ＣａＳ等のＩＩ−Ｖｌ族
化合物の半導体母材中に、Ｍｎｓ Ｔｂ、 Ｓ−等の遷
移金属や希土類元素を活性物質として添加したものが使
用されており、このうち特にＺｎＳを母材とし、Ｍｎを
活性物質として添加した発光層を用いた薄膜ＥＬ索子は
既に実用化されている。
化合物の半導体母材中に、Ｍｎｓ Ｔｂ、 Ｓ−等の遷
移金属や希土類元素を活性物質として添加したものが使
用されており、このうち特にＺｎＳを母材とし、Ｍｎを
活性物質として添加した発光層を用いた薄膜ＥＬ索子は
既に実用化されている。
また絶縁層としては、従来Ｙ Ｏ、、Ｓ１０□、１’ａ
Ｏ、等の酸化物やＳｌａ Ｎ 、ａ等の窒化物が用
いられている。
Ｏ、等の酸化物やＳｌａ Ｎ 、ａ等の窒化物が用
いられている。
薄膜ＥＬ索子は、ＥＬ光発光得るために発光層にＩＭＶ
／ｃ＋ｎ以上の高電界を印加する必要があり、同時に絶
縁層にも同程度以上の電界が印加されるため、絶縁層に
は耐圧が高いこと、誘電損失が小さいこと、素子の発光
特性に悪影響を与えないこと、発光層、透明電極、背面
電極との密着性が良いことなど様々な特性が要求されて
いる。
／ｃ＋ｎ以上の高電界を印加する必要があり、同時に絶
縁層にも同程度以上の電界が印加されるため、絶縁層に
は耐圧が高いこと、誘電損失が小さいこと、素子の発光
特性に悪影響を与えないこと、発光層、透明電極、背面
電極との密着性が良いことなど様々な特性が要求されて
いる。
しかしながら、絶縁層として酸化物を用いる場合、素子
を長時間駆動したときに、発光層と絶縁層との界面で絶
縁層中の酸素原子が発光層側へ拡散してしまい、界面状
態が悪化し、発光輝度や発光効率が劣化してしまうとい
う問題点がある。−方、絶縁層として窒化物を用いた場
合、素子を長時間駆動しても発光層と絶縁層との界面で
の窒素・原子の拡散はほとんど起こらず、発光輝度等へ
の影響はなくなるが、窒化物絶縁層は発光層、透明電極
、背面電極との密着性が悪く、各層の界面から水分が侵
入し、熱処理等により層間での剥離を生じてしまうとい
う問題点がある。
を長時間駆動したときに、発光層と絶縁層との界面で絶
縁層中の酸素原子が発光層側へ拡散してしまい、界面状
態が悪化し、発光輝度や発光効率が劣化してしまうとい
う問題点がある。−方、絶縁層として窒化物を用いた場
合、素子を長時間駆動しても発光層と絶縁層との界面で
の窒素・原子の拡散はほとんど起こらず、発光輝度等へ
の影響はなくなるが、窒化物絶縁層は発光層、透明電極
、背面電極との密着性が悪く、各層の界面から水分が侵
入し、熱処理等により層間での剥離を生じてしまうとい
う問題点がある。
［発明が解決しようとする課題］
本発明の目的は、素子の発光特性の劣化及び層間の剥離
の生じることがない薄膜ＥＬ索子を提供することにある
。
の生じることがない薄膜ＥＬ索子を提供することにある
。
［課題を解決するための手段］
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行
なった結果、絶縁層の全てまたは一部をＳｔ、 ＡＩ、
Ｍｇ、 ＯｌＮの元素を含む化合物で構成することによ
り、素子の発光特性の劣化及び層間の７１離の生ずるこ
とのない薄膜ＥＬ索子が得られることを見出だし、本発
明を完成するに至った。
なった結果、絶縁層の全てまたは一部をＳｔ、 ＡＩ、
Ｍｇ、 ＯｌＮの元素を含む化合物で構成することによ
り、素子の発光特性の劣化及び層間の７１離の生ずるこ
とのない薄膜ＥＬ索子が得られることを見出だし、本発
明を完成するに至った。
すなわち本発明は、透明な絶縁基板上に透明電極、第一
絶縁層、発光層、第二絶縁層を順次積層してなる薄膜Ｅ
Ｌ素子において、絶縁層の少なくとも一方の全てまたは
一部をＳｌ、＾ｌ５Ｍｇ、 ＯｌＮの元素を含む化合物
膜で構成し、かつ化合物膜中のＭｇ原子の割合１．０重
量％以上とすることを特徴とする薄膜ＥＬ素子の製造方
法である。
絶縁層、発光層、第二絶縁層を順次積層してなる薄膜Ｅ
Ｌ素子において、絶縁層の少なくとも一方の全てまたは
一部をＳｌ、＾ｌ５Ｍｇ、 ＯｌＮの元素を含む化合物
膜で構成し、かつ化合物膜中のＭｇ原子の割合１．０重
量％以上とすることを特徴とする薄膜ＥＬ素子の製造方
法である。
以下、本発明の薄膜ＥＬ素子の一例を第２図に基いて説
明する。本発明による薄膜ＥＬ素子は、ガラス基板等の
透明基板ｉｌ上にパターニングした透明電極１２を形成
し、この上に順次第一絶縁層１３、発光層１４、第二絶
縁層１５を形成し、更にこの上にＡ１、ＩＴＯなどの背
面電極１Ｇを透明電極１２と直行する方向にス！・ライ
ブ状に形成して構成されている。
明する。本発明による薄膜ＥＬ素子は、ガラス基板等の
透明基板ｉｌ上にパターニングした透明電極１２を形成
し、この上に順次第一絶縁層１３、発光層１４、第二絶
縁層１５を形成し、更にこの上にＡ１、ＩＴＯなどの背
面電極１Ｇを透明電極１２と直行する方向にス！・ライ
ブ状に形成して構成されている。
また、絶縁層の少なくとも一方の全てまたは一部はＳｌ
、Ａ１、Ｍｇ、 Ｏ，Ｎの元素を含む化合物膜で構成さ
れる。ここで絶縁の一部とは、絶縁層の発光層に面する
部分をいい、少なくともし１５００Å以上の厚みである
ことが好ましく、残部分については（＋−■ら制限され
ない。上記の絶縁層を用いることにより素子の発光特性
の劣化及び層間の剥離は抑制される。また、上記化合物
中のＭｇの含有量は１．０市ｍ％以上であることが必要
であり、１．０重量％未満の場合、素子の発光特性の劣
化及び層間の剥離が抑制される効果が得られない。
、Ａ１、Ｍｇ、 Ｏ，Ｎの元素を含む化合物膜で構成さ
れる。ここで絶縁の一部とは、絶縁層の発光層に面する
部分をいい、少なくともし１５００Å以上の厚みである
ことが好ましく、残部分については（＋−■ら制限され
ない。上記の絶縁層を用いることにより素子の発光特性
の劣化及び層間の剥離は抑制される。また、上記化合物
中のＭｇの含有量は１．０市ｍ％以上であることが必要
であり、１．０重量％未満の場合、素子の発光特性の劣
化及び層間の剥離が抑制される効果が得られない。
本発明の薄膜ＥＬ素子における絶縁）―は、例えばスパ
ッタリング法により形成することができる。
ッタリング法により形成することができる。
この時ターゲットにはＳｌ、Ａ１、Ｍｇ、 ０、Ｎの各
成分を含むいくつかの化合物を一定の割合で混合し、焼
結して得た焼結体、例えばＳＩ３Ｎ４−Ａｌ２０３−Ｍ
ｇＯの混合物の焼結体などが用いられ、スパッタリング
ガスには、不活性ガスまたは不活性ガスとＮ、Ｎ２０、
ＮＨ３等の窒素原子を含むガスとの混合ガスなどが用い
られる。
成分を含むいくつかの化合物を一定の割合で混合し、焼
結して得た焼結体、例えばＳＩ３Ｎ４−Ａｌ２０３−Ｍ
ｇＯの混合物の焼結体などが用いられ、スパッタリング
ガスには、不活性ガスまたは不活性ガスとＮ、Ｎ２０、
ＮＨ３等の窒素原子を含むガスとの混合ガスなどが用い
られる。
また発光層、背面電極は通常の方法、例えば蒸着、スパ
ッタリング、ＭＯＣＶＤ、ＭＢＥ等の方法により形成す
ることができる。更に発光層形成後、薄膜ＥＬ素子の発
光特性を向上させるために、必要に応じて真空中または
Ａｒガス雰雰囲気中４註０〜６００ い。 以−にの方法により本発明薄膜ＥＬ素子を得るこ
とができる。
ッタリング、ＭＯＣＶＤ、ＭＢＥ等の方法により形成す
ることができる。更に発光層形成後、薄膜ＥＬ素子の発
光特性を向上させるために、必要に応じて真空中または
Ａｒガス雰雰囲気中４註０〜６００ い。 以−にの方法により本発明薄膜ＥＬ素子を得るこ
とができる。
［実施例］
以下実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発
明は何らこれらに限定されるものではない。
明は何らこれらに限定されるものではない。
実施例１
第２図に示す本発明の薄膜ＥＬ索子を次の通り作’５’
Ｊ した。無アルカリガス（コーニングｌｔ製７０５９
）基板１１を洗浄し、この上に２０００人のＩＴＯ膜を
スパッタリング法により形成した。次にＩＴＯ膜をフォ
トリソグラフィによりパターニングし、ストライブ状の
透明電極１２を形成した。次にこの透明電極１２上に、
９１，＾１， Ｍｇ， ０、Ｎの各元素を含む化合物か
らなる第一絶縁層１３をスパッタリング法により２００
０人形成した。このときタープ・ットには、ＳＩＮ：Ａ
Ｉ Ｏ： ＭｇＯ−２４：３：ｌの割合に混合した粉
末を１２００℃で焼結して得たターゲットを用い、スパ
ッタガスはＡｒ： Ｎ２ ＝ ３ ： １の割合の混合
ガスを用いて、基板温度１００℃、スパッタ圧力０．４
Ｐａ 、入力パワー４００Ｖとした。更にこの第一絶縁
層１３上にＥＢ蒸着法により、ＺｎＳ ： Ｍｎ発光層
１４を基板温度２００ ’Ｃで７０００人積層した。そ
の後、１時間Ａ「雰囲気中６００℃でアニールを行ない
、発光層１４上に第一絶縁層１３の形成方法と同様の方
法で第二絶縁層１５を２０００人形成した。最後にＡＩ
膜をＥＢ蒸イ１法により１０００人積層し、フォトリン
グラフィにより透明電極１２と直行する方向に、ストラ
イブ状にパターニングして背面電極１６とし簿膜ＥＬ素
子を完成した。この素子においては途中のアニール工程
による層間の膜剥離もなく、また長時間安定なＥＬ光発
光示した。
Ｊ した。無アルカリガス（コーニングｌｔ製７０５９
）基板１１を洗浄し、この上に２０００人のＩＴＯ膜を
スパッタリング法により形成した。次にＩＴＯ膜をフォ
トリソグラフィによりパターニングし、ストライブ状の
透明電極１２を形成した。次にこの透明電極１２上に、
９１，＾１， Ｍｇ， ０、Ｎの各元素を含む化合物か
らなる第一絶縁層１３をスパッタリング法により２００
０人形成した。このときタープ・ットには、ＳＩＮ：Ａ
Ｉ Ｏ： ＭｇＯ−２４：３：ｌの割合に混合した粉
末を１２００℃で焼結して得たターゲットを用い、スパ
ッタガスはＡｒ： Ｎ２ ＝ ３ ： １の割合の混合
ガスを用いて、基板温度１００℃、スパッタ圧力０．４
Ｐａ 、入力パワー４００Ｖとした。更にこの第一絶縁
層１３上にＥＢ蒸着法により、ＺｎＳ ： Ｍｎ発光層
１４を基板温度２００ ’Ｃで７０００人積層した。そ
の後、１時間Ａ「雰囲気中６００℃でアニールを行ない
、発光層１４上に第一絶縁層１３の形成方法と同様の方
法で第二絶縁層１５を２０００人形成した。最後にＡＩ
膜をＥＢ蒸イ１法により１０００人積層し、フォトリン
グラフィにより透明電極１２と直行する方向に、ストラ
イブ状にパターニングして背面電極１６とし簿膜ＥＬ素
子を完成した。この素子においては途中のアニール工程
による層間の膜剥離もなく、また長時間安定なＥＬ光発
光示した。
実施例２
第３図に示す本発明の薄膜ＣＬ水素子次の通り作製した
。無アルカリガス（コーニング社製 ７０５９）基板２
１を洗浄し、この上に２０００人のＩＴＯ膜をス、（ツ
タ法により形成した。次にフォトリソグラフィによりＩ
ＴＯ膜をパターニングし、ストライブ状の透明電極２２
を形成した。次にこの透明電極２２上に、Ａｌ２Ｏ３絶
縁層２３を５００人積層した。このときターゲットには
Ａｌ２Ｏ３の焼結体を用い、スノく・ツタガスにはＡｒ
： ０２ ＝ ４ ： １の割合の混合ガスを用いて、
基板温度１００℃、スパッタ圧力Ｑ、４Ｐａ 、入力パ
ワー４００Ｖとした。
。無アルカリガス（コーニング社製 ７０５９）基板２
１を洗浄し、この上に２０００人のＩＴＯ膜をス、（ツ
タ法により形成した。次にフォトリソグラフィによりＩ
ＴＯ膜をパターニングし、ストライブ状の透明電極２２
を形成した。次にこの透明電極２２上に、Ａｌ２Ｏ３絶
縁層２３を５００人積層した。このときターゲットには
Ａｌ２Ｏ３の焼結体を用い、スノく・ツタガスにはＡｒ
： ０２ ＝ ４ ： １の割合の混合ガスを用いて、
基板温度１００℃、スパッタ圧力Ｑ、４Ｐａ 、入力パ
ワー４００Ｖとした。
この１−にＳｌ、 ＡＩ、 Ｍｇ、 ＯｌＮの各元素を
含む化合物からなる絶縁層２４をスパッタリング法によ
り１５００人形成した。このときターゲットには、ＳＩ
Ｎ：＾１ ０ ： ＭｇＯ−２４：３：ｌの割合に混
合した粉末を１２００℃で焼結したターゲットを用い、
スパッタガスにはＡｒ： Ｎ２−３ ： １の割合の混
合ガスを用いて、基板温度１００℃、スバ・ツタ圧力０
．４ｐａｘ人力パワー４００ｗとし、絶縁層２３と２４
からなる第一絶縁層２５を形成した。次にこの第一絶縁
層２５上にＥＢ蒸着法により、ＺｎＳ ： Ｍｎ発光層
２６を基板温度２００℃で７０００八積層した。その後
、１時間Ａ「雰囲気中６００℃でアニールを行なった。
含む化合物からなる絶縁層２４をスパッタリング法によ
り１５００人形成した。このときターゲットには、ＳＩ
Ｎ：＾１ ０ ： ＭｇＯ−２４：３：ｌの割合に混
合した粉末を１２００℃で焼結したターゲットを用い、
スパッタガスにはＡｒ： Ｎ２−３ ： １の割合の混
合ガスを用いて、基板温度１００℃、スバ・ツタ圧力０
．４ｐａｘ人力パワー４００ｗとし、絶縁層２３と２４
からなる第一絶縁層２５を形成した。次にこの第一絶縁
層２５上にＥＢ蒸着法により、ＺｎＳ ： Ｍｎ発光層
２６を基板温度２００℃で７０００八積層した。その後
、１時間Ａ「雰囲気中６００℃でアニールを行なった。
更に発光層２６上に、Ｓｌ、 ＡＩ、 Ｍｇ、 ０、Ｎ
の各元素を含む化合物からなる絶縁層２７、Ａｌ２Ｏ３
絶縁層２８を第一絶縁層２５の形成方法と同様の方法に
より形成し、第二絶縁層２９を形成した。最後にＡＩ膜
をＥＢ蒸ｊ′１法により１０００人積層し、フォトリソ
グラフィにより透明電極Ｉ２と直行する方向にストライ
ブ状にパターニングして背面電極３０として素子を得た
。
の各元素を含む化合物からなる絶縁層２７、Ａｌ２Ｏ３
絶縁層２８を第一絶縁層２５の形成方法と同様の方法に
より形成し、第二絶縁層２９を形成した。最後にＡＩ膜
をＥＢ蒸ｊ′１法により１０００人積層し、フォトリソ
グラフィにより透明電極Ｉ２と直行する方向にストライ
ブ状にパターニングして背面電極３０として素子を得た
。
この素子においても実施例１で得られた素子と同様に、
熱処理による層間の膜剥離や発光特性の劣化が見られず
、長時間安定なＥＬ光発光示した。
熱処理による層間の膜剥離や発光特性の劣化が見られず
、長時間安定なＥＬ光発光示した。
比較例
第一絶縁層、第二絶縁層をそれぞれＴａ２０５とした素
子Ａ及び５ｌａＮ４とした索子Ｂを作製した。
子Ａ及び５ｌａＮ４とした索子Ｂを作製した。
その他の条件は全て実施例１と同様とした。素子Ｂにお
いては発光層成膜後のアニール工程において発光層の一
部に膜の剥離が生じな。一方索子Ａにおいては、アニー
ル工程における発光層の剥離は見られなかったが、素子
を駆動させたところ、輝度むらを生じ、駆動時間の増加
と共に輝度が劣化した。
いては発光層成膜後のアニール工程において発光層の一
部に膜の剥離が生じな。一方索子Ａにおいては、アニー
ル工程における発光層の剥離は見られなかったが、素子
を駆動させたところ、輝度むらを生じ、駆動時間の増加
と共に輝度が劣化した。
［発明の効果］
以−１ユ述べたとおり、本発明の薄膜ＥＬ素子は、従来
の酸化物あるいは窒化物を絶縁層に用いたものと比べて
、長時間の索子駆動において発光輝度の低下、膜の剥離
等が見られず安定した特性を示す。
の酸化物あるいは窒化物を絶縁層に用いたものと比べて
、長時間の索子駆動において発光輝度の低下、膜の剥離
等が見られず安定した特性を示す。
第１図は、従来の薄膜ＥＬ素子の断面図を示す。
第２図は、本発明の実施例１において作製した薄膜ＥＬ
素子の断面図を示す。 第３図は、本発明の実施例２において作製した薄膜ＥＬ
素子の断面図を示す。 図中、 ＋ １１．２１．・・・基板 ２．１２．２２・・
・透明電極３．２５・・・第一絶縁層 ５．２９ ・
・・第二絶縁層４．１４．２０・・・発光層 ロ、１
Ｂ、３０・・・背面電極ｌ３、 【５． ２４． ２７・・・Ｓｌ、 ＾１１ Ｍｇ、 Ｎ化合物から なる絶縁層を各々示す。
素子の断面図を示す。 第３図は、本発明の実施例２において作製した薄膜ＥＬ
素子の断面図を示す。 図中、 ＋ １１．２１．・・・基板 ２．１２．２２・・
・透明電極３．２５・・・第一絶縁層 ５．２９ ・
・・第二絶縁層４．１４．２０・・・発光層 ロ、１
Ｂ、３０・・・背面電極ｌ３、 【５． ２４． ２７・・・Ｓｌ、 ＾１１ Ｍｇ、 Ｎ化合物から なる絶縁層を各々示す。
Claims (1)
- 透明な絶縁基板上に、透明電極、第一絶縁層、発光層
、第二絶縁層及び背面電極を順次積層してなる薄膜ＥＬ
素子において、絶縁層の少なくとも一方の全てまたは一
部をＳｌ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｏ、Ｎの元素を含む化合物膜で
構成し、かつ化合物膜中におけるＭｇ原子の割合を１．
０重量％以上とすることを特徴とする薄膜ＥＬ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63317612A JPH02165595A (ja) | 1988-12-17 | 1988-12-17 | 薄模ｅｌ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63317612A JPH02165595A (ja) | 1988-12-17 | 1988-12-17 | 薄模ｅｌ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02165595A true JPH02165595A (ja) | 1990-06-26 |
Family
ID=18090133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63317612A Pending JPH02165595A (ja) | 1988-12-17 | 1988-12-17 | 薄模ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02165595A (ja) |
-
1988
- 1988-12-17 JP JP63317612A patent/JPH02165595A/ja active Pending
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