JPH02230690A - 薄膜el素子 - Google Patents

薄膜el素子

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JPH02230690A
JPH02230690A JP1052552A JP5255289A JPH02230690A JP H02230690 A JPH02230690 A JP H02230690A JP 1052552 A JP1052552 A JP 1052552A JP 5255289 A JP5255289 A JP 5255289A JP H02230690 A JPH02230690 A JP H02230690A
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JP
Japan
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thin film
light emitting
emitting layer
layer
light
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Pending
Application number
JP1052552A
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English (en)
Inventor
Kenji Okamoto
謙次 岡元
Kiyotake Sato
佐藤 精威
Kazuhiro Watanabe
和廣 渡辺
Junichi Watabe
純一 渡部
Tadashi Hasegawa
正 長谷川
Kimiaki Nakamura
公昭 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 フラット表示パネルや照明用光源に用いられる高輝度で
、信頼性の良い薄膜E L素子の構造に関し、 絶縁破壊電圧の高い絶縁層と、ハロゲン元素等の不純物
による発光特性の劣化のないE L発光層とを組み合わ
せた素子構成とすることにより、発光輝度及び信幀性を
高めることを目的とし、相対向する一対の電極の間隙に
、それぞれ絶縁層を介してEL発光層を設けたEL素子
の構成において、前記EL発光層は発光層構成元素から
なる複数の蒸発源を用いた多元蒸着法により形成された
薄膜からなり、該EL発光層の両側に設けた絶縁層は原
子層エピタキシー法により形成された薄膜からなる構成
とする。
〔産業上の利用分野〕
本発明はフラット表示パネルや照明用光源に用いられる
FI膜EL(エレクトロルミネッセンス)素子に係り、
特に高輝度で、信頼性の良い薄膜E t,素子の構造に
関するものである。
薄膜EL素子は表示パネルとした場合、X, Yのマト
リックス構造がとられる電極の寸法精度が良好で、かつ
そのEl、発光層が非常に薄いため、表示画像に滲みが
なく、鮮明で表示品質が優れている。また薄型化及び軽
量化が容易に達成でき、低消費電力であるなどの特長を
有し、近来、電算機の端末表示等にも適用されている。
このような薄膜EL素子では、該素子を構成するそれぞ
れの膜の形成法によっては発光特性及び絶縁破壊強度を
低下させる傾向があり、高輝度で信頬性の優れた薄膜E
L素子が必要とされる。
?従来の技術〕 従来の薄膜E L素子の構造は、第4図に示すように透
明なガラス基板1上に例えば酸化インジウム(InOs
)と酸化錫(SnO■)との固溶体からなる薄膜(以下
ITO膜と略称する)による複数の透明電極2がストラ
イブ状に設けられ、その表面には酸窒化珪素(SiOウ
Ny)、酸化アルミニウム(A 1 t’3)等からな
る透明な第一絶縁層3を介して、例えば発光中心となる
マンガン(Mn)を含む硫化亜鉛(ZnS)からなるE
L発光J!14が積層されている。
また、そのEL発光層4の表面には酸窒化珪素(SiO
Jy)、酸化アルミニウム(A l zos)等からな
る透明な第二絶縁層5を介してアルミニウム(A ff
i )などからなるストライプ状の背面電極6が前記透
明電極2と直交してマトリンクス状となるように配設さ
れ、更に、これら積層構成体の表面は絶縁性樹脂材等か
らなる防湿保護膜7によって被覆されている。
そしてかかるEL素子の前記マトリックス状に直交する
ストライブ状の透明電極2と背面電極6の各電極群の任
意の対となる電極間に選択的に交流電圧を印加すること
によって、その選択部分におけるE L発光層4を部分
的に発光させている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、このような従来の薄膜E I,素子は、該E
L素子を構成する前記第一、第二絶縁層3,5及びE 
L発光層4を、全てハロゲン化合物等の生成ガスを用い
る原子層エピタキシー法(ALE法)により形成するか
、或いは該第一、第二絶縁層3,5はスパッタリング法
、E L発光層4を蒸着法によって形成している。
ところが前者の形成法により得られた薄膜E L.素子
にあっては、絶縁破壊電圧が高く、この絶縁耐圧に対す
る信顛性に.優れ、初期発光輝度も極めて良好ではある
が、E■5発光層中に塩素(Cff)などのハロゲン元
素が不純物として残留し、この残留不純物が発光駆動時
の電界により活性化され、前記E L発光層の母材(’
Z n S )のバンドギャップ中に不必要な電子準位
を形成し、発光特性を徐々に変動劣化させる欠点があっ
た。
また後者の形成法により得られた薄膜EL素子では、E
L発光層中に塩素(C I!.)などのハロゲン元素等
の不純物の残留がないので、高輝度で、発光特性が優れ
てはいるものの、絶縁破壊電圧が低く、信転性に欠ける
問題があった。
本発明は上記した従来の問題点に鑑み、絶縁破壊電圧の
高い絶縁層と、ハロゲン元素等の不純物による発光特性
の劣化のないEL発光層を組み合わせた素子構成とする
ことにより、高輝度で、信転性の高い新規な薄膜E■,
素子を提供することを目的とするものである。
[課題を解決するだめの手段] 本発明は上記した目的を達成するため、相対向する一対
の電極の間隙に、それぞれ絶縁層を介してEL発光層を
設けたE L素子の構成において、前記EL発光層は発
光層構成元素からなる複数の蒸発源を用いた多元蒸着法
により形成された薄膜からなり、該EL発光層の両側に
設けた絶縁層は原子層エピタキシー法により形成された
薄膜からなる構成とする。
〔作 用〕 本発明の薄膜EL素子では、原子層エピタキシー法によ
り形成された絶縁耐圧の高い絶縁層と、ハロゲン元素等
の不純物による発光特性の劣化のない多元蒸着法により
形成されたEL発光層とを組み合わせた素子構成として
いるため、発光効率、発光輝度が高められ、信頼性が向
上ずる。
また、前記E L発光層とその両側の絶縁層との間に、
スパッタリング法により形成されたA ffi .0:
I等からなる絶縁中間膜を介在させることにより、前記
絶縁層からEl、発光層への不純物の介入及びPjEL
発光層からの構成元素の抜け出しが阻止され、発光輝度
が更に向上する。
〔実施例〕
以下図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明す
る。
第1図は本発明に係る薄膜EL素子の一実施例を示す要
部断面図である。
図において、11は透明なガラス基板であり、該ガラス
基板11上にはITO膜等からなる1700人の膜厚の
ストライブ状の透明電極12が設けられ、その表面には
塩化アルミニウム(AffiCj!s)等の原料?用い
た原子層エビタキシ−(ALE)法により形成された酸
化アルミニウム(A l zOx>などからなる240
0人の膜厚の透明な第一絶縁113とスパッタリング法
、または蒸着法により形成されたALo3,TaxeS
等からなる第一中間絶縁膜14を介して、例えば発光母
材を構成する亜鉛(Zn)と硫黄(S)及び発光中心と
なるマンガン(Mn)との複数個の蒸発源を用いた多元
蒸着法によって形成された6000人の膜厚のEL発光
N (ZnS二Mn) 15が設けられている。
また、そのEL発光層15上にはスパッタリング法、ま
たは蒸着法により形成されたA I− zOa+ Ta
xes等からなる第二中間絶縁膜I6と前記原子層エピ
タキシー(ALE)法により形成された酸化アルミニウ
ム(Af■0,)などからなる2000人の膜厚の透明
な第二絶縁層17を介して、例えば3000人の膜厚の
アルミニウム(八!)などからなるストライブ状の背面
電極l8が、前記透明電極12と直交してマトリックス
状となるように配設され、それら積層構成体の表面には
、更に絶縁性樹脂材等からなる防湿保護膜19が被覆さ
れている。
上記シタEI−発光層15の多元蒸着法による形成とし
ては、亜鉛(Zn)と硫黄(S)及びマンガン(Mn)
の三種の蒸発源からの各薫発元素を所定の成分比となる
ように制御することによって容易に形成することができ
る。
このような構成の本発明の薄膜EL素子にあっては、前
記E L発光[15の両側に設けてなる第一第二絶縁層
13. 17の絶縁耐圧が高く、不純物による発光特性
の劣化がないため、発光効率が向−1ニ一シ、高輝度な
特性を得られる。
第2図は本発明の薄膜El、素子と、第一,第二絶縁層
をスパッタリング法により形成し、がっEL発光層を通
常の蒸着法により形成された従来の薄膜EL素子との印
加電圧と発光輝度との関係を比較した図である。
この図において本発明の薄膜E L素子の輝度は曲線(
a)で示すように、曲線(b)で示す従来の薄膜EL素
子の輝度に比べ、印加電圧に対して箸、峻に、しかも2
倍程度高く立ち上がっており、マトリックス発光表示に
適した特性を示し、一定の印加電圧の下で1000時間
以」二動作させてもその発光輝度の劣化は認められなか
った。
特に本発明の薄膜EL素子では、EL発光層15が化学
的に安定なA l z03+Tatos等からなる中間
絶縁膜14. 16により被包され、更に絶縁耐圧の高
い絶縁層により挟まれているため、より発光輝度が向上
し、長時間にわたり安定な発光特性が得られる。
また第3図は本発明の薄膜EL素子と前記した従来の薄
膜EL素子との絶縁耐圧を比較した図である。この図で
示すように従来の薄膜E I,素子の発光開始電圧(ν
th)が200 V、駆動電圧が230 Vにおいて、
微小な絶縁破壊がIOOV近辺から既に発生しているの
に対して、本発明の薄膜EL素子では、その発光開始電
圧(V th)が150V、駆動電圧が180Vと低い
にもかかわらず絶縁破壊電圧は逆に330v以上と数倍
程度高められていることが示されている。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明に係る薄膜El
、素子によれば、発光効率が高められ、高輝度な発光特
性が長時間にわたり安定化する等、信頼性が著しく向」
ニする。
従って、この種の薄膜EL素子に適用して極めて有利で
ある。
はE L発光層、16は第二中間絶縁膜、17は第二絶
縁層、18は背面電極、19は防湿保3I膜をそれぞれ
示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る薄膜EL素子の一実施例を示す要
部断面図、 第2図は本発明に係る薄膜EL素子の印加電圧と発光輝
度特性とを説明するための図、第3図は本発明に係る薄
膜EL素子の絶縁耐圧と効果を説明するための図、 第4図は従来の薄膜E L素子を説明するための要部断
面図である。 第1図において、 11は透明ガラス基板、12は透明電掻、13は第一絶
縁層、14は第一中間絶縁膜、l5ネ茫所4S鏝EL!
Jn−餞例は肉#r酌口第1図 DC ’!/3:CV) 杢到庖1綽rrJiJcq廚b折X位6αB訂シ閏第3
図 17fjl71h M 簿躾EL景J/l印如劃h豹婢劃肘訃主帽第2図 氾/l蕩繕ELIハ説明rat舒打面閃第4図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 相対向する一対の電極(12、18)の間隙に
    、それぞれ絶縁層(13、17)を介してEL発光層(
    15)を設けたEL素子であって、  上記EL発光層(15)は発光層構成元素からなる複
    数の蒸発源を用いた多元蒸着法により形成された薄膜か
    らなり、該EL発光層(15)の両側に設けた絶縁層(
    13、17)は原子層エピタキシー法により形成された
    薄膜からなることを特徴とする薄膜EL素子。
  2. (2) 上記EL発光層(15)と両側の絶縁層(13
    、17)との間に、スパッタリング法により形成された
    50〜500Åの膜厚の中間絶縁膜(14、16)を介
    在してなることを特徴とする請求項1に記載の薄膜EL
    素子。
JP1052552A 1989-03-03 1989-03-03 薄膜el素子 Pending JPH02230690A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7732325B2 (en) 2002-01-26 2010-06-08 Applied Materials, Inc. Plasma-enhanced cyclic layer deposition process for barrier layers
US10280509B2 (en) 2001-07-16 2019-05-07 Applied Materials, Inc. Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques

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JPS58206095A (ja) * 1982-05-10 1983-12-01 エルコトレ−ド ア−ゲ− 特に薄膜エレクトロルミネセンス構造体用組み合わせ膜
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JPS6276281A (ja) * 1985-09-30 1987-04-08 新技術事業団 薄膜el素子の製造方法
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