JPH0218895A - 薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子Info
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- JPH0218895A JPH0218895A JP63166582A JP16658288A JPH0218895A JP H0218895 A JPH0218895 A JP H0218895A JP 63166582 A JP63166582 A JP 63166582A JP 16658288 A JP16658288 A JP 16658288A JP H0218895 A JPH0218895 A JP H0218895A
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- tantalum oxide
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- sputtering
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- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
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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］
この発明は、薄膜ＥＬ素子に関するもので、特に、薄膜
ＥＬ累子において用いられる絶縁層の材料に対する改良
に関するものである。
ＥＬ累子において用いられる絶縁層の材料に対する改良
に関するものである。
［従来の技術］
第１図には、薄膜ＥＬ素子の典型的な構造の概略図が示
されている。薄膜ＥＬ素子は、たとえばガラスからなる
基板１を備え、その上に、蒸若、スパッタリング、等の
薄膜形成技術により、薄膜ＥＬ素子を構成する種々の要
素が順次形成される。
されている。薄膜ＥＬ素子は、たとえばガラスからなる
基板１を備え、その上に、蒸若、スパッタリング、等の
薄膜形成技術により、薄膜ＥＬ素子を構成する種々の要
素が順次形成される。
すなわち、基板１の上には、たとえばインジウム・錫酸
化物（ＩＴＯ）からなる透明電極２がたとえば０． ２
μｍ程度の厚みをもって形成される。
化物（ＩＴＯ）からなる透明電極２がたとえば０． ２
μｍ程度の厚みをもって形成される。
透明電極２の上には、第１絶縁層３が、たとえば０．３
μｍ程度の厚みをもって形成される。第１絶縁層３の上
には、たとえば緑色の発光色を有するＺ ｎ Ｓ ：
Ｔ ｂ Ｆ ｘ （ｘ ＝ １〜３ ）を含む発光層
４が、たとえば０．６μｍ程度の厚みをもって形成され
る。発光層４の上には、第２絶縁層５が、たとえば０．
３μｍ程度の厚みをもって形成される。そして、第２
絶縁層５の上には、たとえばアルミニウムからなる背面
電極６が、たとえば０゜３μｍ程度の厚みをもって形成
される。
μｍ程度の厚みをもって形成される。第１絶縁層３の上
には、たとえば緑色の発光色を有するＺ ｎ Ｓ ：
Ｔ ｂ Ｆ ｘ （ｘ ＝ １〜３ ）を含む発光層
４が、たとえば０．６μｍ程度の厚みをもって形成され
る。発光層４の上には、第２絶縁層５が、たとえば０．
３μｍ程度の厚みをもって形成される。そして、第２
絶縁層５の上には、たとえばアルミニウムからなる背面
電極６が、たとえば０゜３μｍ程度の厚みをもって形成
される。
上述した構造の薄膜ＥＬ素子において、透明電極２と背
面電極６との間にたとえば交流電圧が印加されたとき、
発光層４が励起され、発光層４において発光を生じる。
面電極６との間にたとえば交流電圧が印加されたとき、
発光層４が励起され、発光層４において発光を生じる。
この発光は、基板１側から見ることができる。
上述した第１および第２絶縁層３および５は、透明電極
２と背面電極６との間の耐電圧性を向上させるため、お
よび発光層４に電界を均一にかけるために有利に作用す
る。
２と背面電極６との間の耐電圧性を向上させるため、お
よび発光層４に電界を均一にかけるために有利に作用す
る。
上述したようないわゆる２重絶縁構造の薄膜ＥＬ素子の
絶縁層３および５には、従来、５ｉ０２、Ｓ ｒ ３
Ｎ４ 、Ａ ｌ ２０ｓ 、といった絶縁材料が用いら
れていた。しかしながら、これらの材料は、誘電率が低
いため、ＥＬ索子の駆動電圧として、２００Ｖ程度必要
であり、したがって、駆動回路が高価になるという問題
点があった。
絶縁層３および５には、従来、５ｉ０２、Ｓ ｒ ３
Ｎ４ 、Ａ ｌ ２０ｓ 、といった絶縁材料が用いら
れていた。しかしながら、これらの材料は、誘電率が低
いため、ＥＬ索子の駆動電圧として、２００Ｖ程度必要
であり、したがって、駆動回路が高価になるという問題
点があった。
他方、絶縁層３および５に用いる材料として、ＢａＴｉ
０．．５ｒＴｉＯ，、といった誘電率の高いペロブスカ
イト型の絶縁材料を用いることについての研究も行なわ
れている。しかしながら、これらの材料を用いると、駆
動電圧を低くできる反面、たとえばスパッタリングにょ
る成膜時おいて、６００℃程度の高い基板（成膜される
側の構造物）の温度を必要とするため、層間拡散や、透
明電極２の劣化が問題となる。
０．．５ｒＴｉＯ，、といった誘電率の高いペロブスカ
イト型の絶縁材料を用いることについての研究も行なわ
れている。しかしながら、これらの材料を用いると、駆
動電圧を低くできる反面、たとえばスパッタリングにょ
る成膜時おいて、６００℃程度の高い基板（成膜される
側の構造物）の温度を必要とするため、層間拡散や、透
明電極２の劣化が問題となる。
また、酸化タンタル（Ｔａ２０５）を、絶縁層３および
５の材料として用いることもしばしば行なわれている。
５の材料として用いることもしばしば行なわれている。
このように従来用いられている酸化タンタルは、すべて
、非晶質の絶縁膜を形成するものであった。非晶質の酸
化タンタルは、比誘電率が２０〜３０であり、前述した
Ｓｉｎ、、のような材料に比べれば誘電率が高いが、ペ
ロブスカイト型の絶縁材料に比べると、低い基板温度て
成膜が可能であるが、誘電率の点で劣るという問題点が
あった。
、非晶質の絶縁膜を形成するものであった。非晶質の酸
化タンタルは、比誘電率が２０〜３０であり、前述した
Ｓｉｎ、、のような材料に比べれば誘電率が高いが、ペ
ロブスカイト型の絶縁材料に比べると、低い基板温度て
成膜が可能であるが、誘電率の点で劣るという問題点が
あった。
〔発明が解決しようとする課題］
そこで、この発明は、スパッタリングにおいて低い基板
温度で成膜することが可能であるとともに、比誘電率が
高く、したがって駆動電圧を低くすることができる、そ
のような材料からなる絶縁層を備える薄膜ＥＬ索子を提
供しようとするものである。
温度で成膜することが可能であるとともに、比誘電率が
高く、したがって駆動電圧を低くすることができる、そ
のような材料からなる絶縁層を備える薄膜ＥＬ索子を提
供しようとするものである。
し課題を解決するための手段］
この発明は、発光層の両面にそれぞれ絶縁層を介して電
極が配置された薄膜ＥＬ素子に向けられるものであって
、上述した技術的課題を解決するため、絶縁層の全部ま
たは一部が結晶化した酸化タンタル（Ｔａ２０．）層か
らなることを特徴とするものである。
極が配置された薄膜ＥＬ素子に向けられるものであって
、上述した技術的課題を解決するため、絶縁層の全部ま
たは一部が結晶化した酸化タンタル（Ｔａ２０．）層か
らなることを特徴とするものである。
［発明の効果コ
この発明において、絶縁層を構成する結晶化酸化タンタ
ルは、従来の非晶質酸化タンタルと実質的に同様の温度
条件にて、スパッタリングにより成膜することができる
。そのため、層間拡散や透明電極の劣化、といった問題
が解消される。
ルは、従来の非晶質酸化タンタルと実質的に同様の温度
条件にて、スパッタリングにより成膜することができる
。そのため、層間拡散や透明電極の劣化、といった問題
が解消される。
また、非晶質酸化タンタルの比誘電率は２０〜３０であ
るのに対し、結晶化酸化タンタルの比誘電率は４０以上
ある。したがって、薄膜ＥＬ素子の駆動電圧を低くする
ことができる。たとえば、絶縁層として酸化アルミニウ
ム（Ａｌ□Ｏａ）を用いた素子と比較すると、駆動電圧
を約１００Ｖ低くすることができる。
るのに対し、結晶化酸化タンタルの比誘電率は４０以上
ある。したがって、薄膜ＥＬ素子の駆動電圧を低くする
ことができる。たとえば、絶縁層として酸化アルミニウ
ム（Ａｌ□Ｏａ）を用いた素子と比較すると、駆動電圧
を約１００Ｖ低くすることができる。
なお、絶縁層を結晶化した酸化タンタル層でも構成する
場合、全部が結晶化した酸化タンタル層で構成してもよ
く、あるいは一部が結晶化した酸化タンタル層でその他
が従来の絶縁層を形成する材料、たとえばＳ ｔ０２
、Ｓ １３ Ｎ４ 、Ａ１２０３で構成してもよい。絶
縁層の一部を結晶化した酸化タンタル層で構成した場合
、従来の５ｉ０２、Ｓｔ、Ｎ４、Ａ１２０３なとで構成
したものに比べて比誘電率が全体として高くなり、同様
に駆動電圧を低くすることができる。
場合、全部が結晶化した酸化タンタル層で構成してもよ
く、あるいは一部が結晶化した酸化タンタル層でその他
が従来の絶縁層を形成する材料、たとえばＳ ｔ０２
、Ｓ １３ Ｎ４ 、Ａ１２０３で構成してもよい。絶
縁層の一部を結晶化した酸化タンタル層で構成した場合
、従来の５ｉ０２、Ｓｔ、Ｎ４、Ａ１２０３なとで構成
したものに比べて比誘電率が全体として高くなり、同様
に駆動電圧を低くすることができる。
［実施例］
前述した第１図に示した薄膜ＥＬ素子における第１およ
び第２絶縁層３および５を、結晶化した酸化タンタルに
より形成した。このような酸化タンタルの成膜には、以
下示すような条件のＲＦマグネトロンスパッタリング法
を用いた。
び第２絶縁層３および５を、結晶化した酸化タンタルに
より形成した。このような酸化タンタルの成膜には、以
下示すような条件のＲＦマグネトロンスパッタリング法
を用いた。
基板温度：２５０℃
スパッタガス：Ａｒ１０□ （５０１５０％）同ガス圧
、： ｌＸｌ０”” Ｔｏｒ ｒターゲット−基板間距
離二３５ｍｍ 高周波電カニ２．５Ｗ／ｃｍ２ （１３，５６ＭＨｚ） ターゲット：Ｔａ２０３ （セラミックターゲット） １００ｍｍ（直径）Ｘ５ｍｍ （厚み）得られた酸化タ
ンタル膜についてＸ線回折分析をしたところ、結晶性を
示していることが判明した。
、： ｌＸｌ０”” Ｔｏｒ ｒターゲット−基板間距
離二３５ｍｍ 高周波電カニ２．５Ｗ／ｃｍ２ （１３，５６ＭＨｚ） ターゲット：Ｔａ２０３ （セラミックターゲット） １００ｍｍ（直径）Ｘ５ｍｍ （厚み）得られた酸化タ
ンタル膜についてＸ線回折分析をしたところ、結晶性を
示していることが判明した。
なお、比較例として、上記のスパッタリング条件のうち
、ターゲット−基板間距離を６０ｍｍに疫更したところ
、非晶質の酸−化タンタルの絶縁膜が形成された。
、ターゲット−基板間距離を６０ｍｍに疫更したところ
、非晶質の酸−化タンタルの絶縁膜が形成された。
このような実施例および比較例のそれぞれについて、比
誘電率および絶縁耐圧［ＭＶ／ｃｍ］を１ｌｐｊ定し、
これらの関数である性能指数［μＣ／ｃｍ２］を求めた
ところ、以下の表のような結果を得た。
誘電率および絶縁耐圧［ＭＶ／ｃｍ］を１ｌｐｊ定し、
これらの関数である性能指数［μＣ／ｃｍ２］を求めた
ところ、以下の表のような結果を得た。
上記の表から明らかなように、この発明の実施例によれ
ば、比較例に比べて、高い比誘電率を示し、かつ性能指
数についても高い値を示している。
ば、比較例に比べて、高い比誘電率を示し、かつ性能指
数についても高い値を示している。
なお参考例として、５ｉ０２、Ｓｉ、Ｎ、、Ａｌ２Ｏ３
の比誘電率は、４〜８程度の値しか示さず、性能指数に
ついても、３〜６程度の値しか得られていない。
の比誘電率は、４〜８程度の値しか示さず、性能指数に
ついても、３〜６程度の値しか得られていない。
また、上述したようなこの発明に係る実施例と比較例と
に基づいて薄膜ＥＬ索子を構成したとき、それぞれの発
光しきい値電圧［Ｖ］としては、比較例では、１７０で
あるのに対し、実施例では、１４０であった。これらの
数値かられかるように、この発明に係る薄膜ＥＬ素子は
、低電圧で駆動できることがわかる。なお、参考例とし
て、ＳｉＯ２、Ｓｔ、Ｎ４、Ａｌ２Ｏ，のそれぞれによ
り絶縁層を形成して、薄膜ＥＬ素子を構成した場合の、
その発光しきい値電圧は２４０〜３６０程度の高い値を
示した。
に基づいて薄膜ＥＬ索子を構成したとき、それぞれの発
光しきい値電圧［Ｖ］としては、比較例では、１７０で
あるのに対し、実施例では、１４０であった。これらの
数値かられかるように、この発明に係る薄膜ＥＬ素子は
、低電圧で駆動できることがわかる。なお、参考例とし
て、ＳｉＯ２、Ｓｔ、Ｎ４、Ａｌ２Ｏ，のそれぞれによ
り絶縁層を形成して、薄膜ＥＬ素子を構成した場合の、
その発光しきい値電圧は２４０〜３６０程度の高い値を
示した。
第１図は、この発明が向けられる薄膜ＥＬ素子の典型的
な構造を示す概略図である。 図において、２は透明電極、３は第１絶縁層、４は発光
層、５は第２絶縁層、６は背面電極である。
な構造を示す概略図である。 図において、２は透明電極、３は第１絶縁層、４は発光
層、５は第２絶縁層、６は背面電極である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 発光層の両面にそれぞれ絶縁層を介して電極が配置さ
れた薄膜ＥＬ素子において、 前記絶縁層の全部または一部が結晶化した酸化タンタル
層からなることを特徴とする、薄膜ＥＬ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63166582A JPH0218895A (ja) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | 薄膜ｅｌ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63166582A JPH0218895A (ja) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0218895A true JPH0218895A (ja) | 1990-01-23 |
Family
ID=15833950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63166582A Pending JPH0218895A (ja) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0218895A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008157226A (ja) * | 2006-12-19 | 2008-07-10 | General Electric Co <Ge> | ガスタービンで低ｂｔｕ燃料ガスを使用する方法及び系 |
| JP2009536791A (ja) * | 2006-05-10 | 2009-10-15 | マイクロン テクノロジー， インク． | マイクロ電子工学装置のための電子部品、およびその製造方法 |
-
1988
- 1988-07-04 JP JP63166582A patent/JPH0218895A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009536791A (ja) * | 2006-05-10 | 2009-10-15 | マイクロン テクノロジー， インク． | マイクロ電子工学装置のための電子部品、およびその製造方法 |
| US8450173B2 (en) | 2006-05-10 | 2013-05-28 | Micron Technology, Inc. | Electrical components for microelectronic devices and methods of forming the same |
| US8987863B2 (en) | 2006-05-10 | 2015-03-24 | Micron Technology, Inc. | Electrical components for microelectronic devices and methods of forming the same |
| JP2008157226A (ja) * | 2006-12-19 | 2008-07-10 | General Electric Co <Ge> | ガスタービンで低ｂｔｕ燃料ガスを使用する方法及び系 |
| KR101362603B1 (ko) * | 2006-12-19 | 2014-02-12 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 가스 터빈에서 낮은 ｂｔｕ 연료 가스를 사용하기 위한방법 및 시스템 |
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