JPH02297894A - 薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子Info
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- JPH02297894A JPH02297894A JP1078257A JP7825789A JPH02297894A JP H02297894 A JPH02297894 A JP H02297894A JP 1078257 A JP1078257 A JP 1078257A JP 7825789 A JP7825789 A JP 7825789A JP H02297894 A JPH02297894 A JP H02297894A
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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〕
本発明は薄膜ＥＬ素子に係り、特に、低駆動電圧化に好
適な、薄膜ＥＬ素子の構造に関する。
適な、薄膜ＥＬ素子の構造に関する。
薄１１ｉＥＬ、素子は、自己発光器で表示品質の良い平
面ディスプレイである。薄膜ＥＬ素子の構造は。
面ディスプレイである。薄膜ＥＬ素子の構造は。
第１図に断面図を示したように、ガラス基板１の上にＩ
Ｔ Ｏ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ ０ｘｉｄｅ）等の下
部電極２が形成されている。この上にＹ２０ａ、 Ｓ
ｉ ０２ ｔＡ Ｑ ２０３． Ｔ ａ ２０６． Ｓ
ｉ ３Ｎ４、あるいは、これらの組み合わせからなる
第一絶縁層３が電子ビーム蒸着法、あるいは、スパッタ
リング法によって形成されている。この上には、ＺｎＳ
、ＣａＳ。
Ｔ Ｏ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ ０ｘｉｄｅ）等の下
部電極２が形成されている。この上にＹ２０ａ、 Ｓ
ｉ ０２ ｔＡ Ｑ ２０３． Ｔ ａ ２０６． Ｓ
ｉ ３Ｎ４、あるいは、これらの組み合わせからなる
第一絶縁層３が電子ビーム蒸着法、あるいは、スパッタ
リング法によって形成されている。この上には、ＺｎＳ
、ＣａＳ。
ＳｒＳ等の硫化物を母体とし、これに発光中心として、
希土類元素、あるいは、遷移元素を適当量混合した発光
層が４、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、あるい
は、ＣＶＤ法（化学気相成長法）により形成されている
。さらに、この上には、第一絶縁層と、同様な第二絶縁
層５が形成されており、その上にＡｌ１．Ａｕ、ＩＴＯ
等の上部電極６が形成されている。このような構造の薄
膜ＥＬ素子は、たとえば、日経エレクトロニクス１９８
１゜１１．９．Ｎ［Ｌ２７７、ｐ、８６ （１９８１）
に記載されている。下部電極２と上部電極６との間に交
流電圧を印加すると１発光層４からＥＬ発光が生じる。
希土類元素、あるいは、遷移元素を適当量混合した発光
層が４、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、あるい
は、ＣＶＤ法（化学気相成長法）により形成されている
。さらに、この上には、第一絶縁層と、同様な第二絶縁
層５が形成されており、その上にＡｌ１．Ａｕ、ＩＴＯ
等の上部電極６が形成されている。このような構造の薄
膜ＥＬ素子は、たとえば、日経エレクトロニクス１９８
１゜１１．９．Ｎ［Ｌ２７７、ｐ、８６ （１９８１）
に記載されている。下部電極２と上部電極６との間に交
流電圧を印加すると１発光層４からＥＬ発光が生じる。
薄膜ＥＬ素子の低駆動電圧化のためには、電子情報通信
学会技術報告、第８５巻Ｐ、１（１９８５）に記載され
ているように、５ｒＴｉＯａなどの高誘電率の絶縁膜を
用いることか有効である。しかし、ＣａＳ：Ｅｕ発光層
を用いた赤色Ｅ Ｌ素子では、絶縁層に酸化物を用いた
場合、輝度−電圧特性の安定性に問題があることが、シ
ャープ技報。
学会技術報告、第８５巻Ｐ、１（１９８５）に記載され
ているように、５ｒＴｉＯａなどの高誘電率の絶縁膜を
用いることか有効である。しかし、ＣａＳ：Ｅｕ発光層
を用いた赤色Ｅ Ｌ素子では、絶縁層に酸化物を用いた
場合、輝度−電圧特性の安定性に問題があることが、シ
ャープ技報。
第３７号、ｐ１７（１９８７）に記載されている。
この文献では、発光層に接する絶縁層材料にチツ化シリ
コンを用いることで、特性が改善されることが述べられ
ている。
コンを用いることで、特性が改善されることが述べられ
ている。
上記従来技術では、安定な輝度−電圧特性を得るために
、誘電率が小さいチツ化シリコン（比誘電率約８）を絶
Ｒ層にｍいるため、絶Ｒ層にかかる電圧が大きくなり、
駆ＦＩＩ電圧が高くなるという問題があった。
、誘電率が小さいチツ化シリコン（比誘電率約８）を絶
Ｒ層にｍいるため、絶Ｒ層にかかる電圧が大きくなり、
駆ＦＩＩ電圧が高くなるという問題があった。
本発明の目的は、低駆動電圧の薄膜ＥＬ素子を提供する
ことにある。
ことにある。
上記１１的は、ＥＬ発光層として、アルカリ土類金属の
酸化物の母体に、希土類元素、または、遷移金属元素を
発光中心として添加した蛍光体薄膜、例えば、酸化カル
シウム（Ｃａｂ）にユウロピウム（Ｅｕ）を添加したも
のを用いることにより達成、される。
酸化物の母体に、希土類元素、または、遷移金属元素を
発光中心として添加した蛍光体薄膜、例えば、酸化カル
シウム（Ｃａｂ）にユウロピウム（Ｅｕ）を添加したも
のを用いることにより達成、される。
薄膜ＥＬ素子の発光層母体材料として、硫化亜鉛（Ｚｎ
Ｓ）、硫化カルシウム（ＣａＳ）、硫化ストロンチウム
（ＳｒＳ）などの硫化物が用いられているが、これらの
材料は酸素と反応しやすい。
Ｓ）、硫化カルシウム（ＣａＳ）、硫化ストロンチウム
（ＳｒＳ）などの硫化物が用いられているが、これらの
材料は酸素と反応しやすい。
このため、硫化物である発光層を酸化物の絶縁膜で挾ん
だ場合、発光層中に酸素が混入し、ＥＬ発光特性を劣化
する。
だ場合、発光層中に酸素が混入し、ＥＬ発光特性を劣化
する。
この問題を避ける一つの方法として、絶縁膜にチツ化物
を用いる方法があるが、一般にチッ化物の誘電率は酸化
物に比べて小さいので、ＥＬ素子の駆動電圧は高くなっ
てしまう。
を用いる方法があるが、一般にチッ化物の誘電率は酸化
物に比べて小さいので、ＥＬ素子の駆動電圧は高くなっ
てしまう。
本発明では１発光層母体材料として、アルカリ土類金属
の酸化物を用いることにより、発光層と酸化物絶縁膜と
の間の反応を防ぐことができる。
の酸化物を用いることにより、発光層と酸化物絶縁膜と
の間の反応を防ぐことができる。
また、酸化物には、ｖｔ誘電率大きい材料があるのでこ
れを絶縁層に用いることで駆動電圧を下げることができ
る。
れを絶縁層に用いることで駆動電圧を下げることができ
る。
〈実施例１〉
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。厚さ
ｌｎｗｉのコーニング＃７０５９ガラス１上に下部電極
２としてＩＴＯをスパッタリング法によって０．２５μ
ｍの厚さに形成し、ストライプ状にフォト・エツチング
する。この上に電子ビーム蒸着法により、Ｙ２Ｏ３第一
絶縁層３．Ｃａｂ：Ｅｕ発光層４．ｙｚｏａ第二絶縁層
５を順に形成した。膜厚はＹ２Ｏ３膜が０．３μｍ 、
Ｃａｂ：Ｅｕ膜が１μｍであるａ Ｅ ｕ濃度は０．０
１〜ＩＴＩＩｏＱ％である。この上に上部電極６として
ＡＱを抵抗加熱蒸着法により０．２μｍの厚さに形成し
た。
ｌｎｗｉのコーニング＃７０５９ガラス１上に下部電極
２としてＩＴＯをスパッタリング法によって０．２５μ
ｍの厚さに形成し、ストライプ状にフォト・エツチング
する。この上に電子ビーム蒸着法により、Ｙ２Ｏ３第一
絶縁層３．Ｃａｂ：Ｅｕ発光層４．ｙｚｏａ第二絶縁層
５を順に形成した。膜厚はＹ２Ｏ３膜が０．３μｍ 、
Ｃａｂ：Ｅｕ膜が１μｍであるａ Ｅ ｕ濃度は０．０
１〜ＩＴＩＩｏＱ％である。この上に上部電極６として
ＡＱを抵抗加熱蒸着法により０．２μｍの厚さに形成し
た。
このＥＬ素子は、第２図に示した発光スペクトル
“をもつ赤色発光を示す。
“をもつ赤色発光を示す。
発光層であるＣ ａ Ｏ： Ｅ ｕ膜は大気中の水分と
反応しやすいので、Ｃａｂ：Ｅｕ膜と第二絶縁層のＹｚ
Ｏａ膜とは、同一の電子ビーム蒸若装置を用いて連続し
て作製する必要がある。また、ＣａＯ：Ｅｕ発光層の蒸
着の際にチャンバ内にＭ素ガスを導入し、１０″″５〜
１０−３Ｔ ｏ ｒ ｒの酸化ガス雰囲気中で蒸着する
ことは、暎の組成ずれを防ぐ効果がある。
反応しやすいので、Ｃａｂ：Ｅｕ膜と第二絶縁層のＹｚ
Ｏａ膜とは、同一の電子ビーム蒸若装置を用いて連続し
て作製する必要がある。また、ＣａＯ：Ｅｕ発光層の蒸
着の際にチャンバ内にＭ素ガスを導入し、１０″″５〜
１０−３Ｔ ｏ ｒ ｒの酸化ガス雰囲気中で蒸着する
ことは、暎の組成ずれを防ぐ効果がある。
発光層母体材料としては、ＣａＯのほか、ＳｒＯ。
ＭｇＯなど他のアルカリ土類金属の酸化物を用いること
ができる。また、発光中心としては、Ｅｕのほか、Ｃｅ
、Ｐｒ、Ｔｂなどの他の希土類元素。
ができる。また、発光中心としては、Ｅｕのほか、Ｃｅ
、Ｐｒ、Ｔｂなどの他の希土類元素。
および、Ｍｎなどの遷移金属を用いることができ、それ
ぞれ異なる発光色が得られる。
ぞれ異なる発光色が得られる。
〈実施例２〉
絶縁膜として、ＹｚＯａｔＥＪトＳ ｒ Ｔ ｉ Ｏａ
膜の積層膜を用いた。５ｒＴｉＯａの比誘電率を約１０
０と大きいので、絶縁層にかかる電圧が小さくできる。
膜の積層膜を用いた。５ｒＴｉＯａの比誘電率を約１０
０と大きいので、絶縁層にかかる電圧が小さくできる。
図に、絶縁膜にチツ化シリコンを用いた従来例、Ｙ２Ｏ
３を用いた実施例１．ＹｚＯａと５ｒＴｉＯａの積層膜
を用いた実施例２の各素子の輝度−電圧特性を示す。高
誘導率の酸化物絶縁を用いることで、ＥＬ素子の駆動電
圧を下げることができる。
３を用いた実施例１．ＹｚＯａと５ｒＴｉＯａの積層膜
を用いた実施例２の各素子の輝度−電圧特性を示す。高
誘導率の酸化物絶縁を用いることで、ＥＬ素子の駆動電
圧を下げることができる。
本発明の薄膜ＥＬ素子をＥＬディスプレイに用いた場合
に、駆動電圧が低いので駆動回路の低コスト化、小型化
ができる。
に、駆動電圧が低いので駆動回路の低コスト化、小型化
ができる。
〈実施例３〉
Ｃａ Ｏ母体にＴｂ、Ｐｒ、Ｈｏなどを添加した発光層
は可視域に複数の発光ピークを示す。この発光スペクト
ルをカラー・フィルタにより分割することにより、二色
以上の異なる発光色が得られる。この発光層を用いた薄
［ＥＬ素子とカラー・フィルタを組合わせることにより
、マルチ・カラー表示が可能となる。
は可視域に複数の発光ピークを示す。この発光スペクト
ルをカラー・フィルタにより分割することにより、二色
以上の異なる発光色が得られる。この発光層を用いた薄
［ＥＬ素子とカラー・フィルタを組合わせることにより
、マルチ・カラー表示が可能となる。
本発明によれば、誘電率の大きな酸化物絶縁膜を用いて
も、安定な発光特性が得られるので、駆動電圧の低減に
効果がある。
も、安定な発光特性が得られるので、駆動電圧の低減に
効果がある。
第１図は本発明の一実施例の薄膜ＥＬ素子の断面図、第
２図は実施例１の薄膜ＥＬ素子の発光スペクトル図、第
３図は本発明および従来例の薄膜ＥＬ素子の輝度−電圧
特桂図である。 １・・・ガラス基板、２・・・下部電極、３・・・第−
絶縁層、４・・・発光層、５・・・第二絶縁層、６・・
・上部電極。 第 ２ 目 ３ 第一９．、昧１
２図は実施例１の薄膜ＥＬ素子の発光スペクトル図、第
３図は本発明および従来例の薄膜ＥＬ素子の輝度−電圧
特桂図である。 １・・・ガラス基板、２・・・下部電極、３・・・第−
絶縁層、４・・・発光層、５・・・第二絶縁層、６・・
・上部電極。 第 ２ 目 ３ 第一９．、昧１
Claims (6)
- １．透明基板上に、下部電極，第一絶縁層，発光層，
第二絶縁層，上部電極を積層した薄膜ＥＬ素子において
、 前記発光層がアルカリ土類金属の酸化物を母体とし、
これに希土類元素、または、遷移金属元素を発光中心と
して添加した蛍光体薄膜であることを特徴とする薄膜Ｅ
Ｌ素子。 - ２．前記アルカリ土類金属の酸化物が、酸化カルシウ
ムであることを特徴とする請求項１に記載の薄膜ＥＬ素
子。 - ３．前記アルカリ土類金属の酸化物と発光中心からな
る前記蛍光体薄膜が、酸素ガス雰囲気中での電子ビーム
蒸着法によつて形成されたことを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の薄膜ＥＬ素子。 - ４．前記第一絶縁層および前記第二絶縁層の一部、ま
たは、全部が高誘電率の酸化物であることを特徴とする
請求項１，２または３に記載の薄膜ＥＬ素子。 - ５．前記発光層と前記発光層上の絶縁膜を同一の電子
ビーム蒸着装置を用いて連続して作製したことを特徴と
する請求項１，２，３または４に記載の薄膜ＥＬ素子。 - ６．請求項１に記載の薄膜ＥＬ素子を用いたＥＬデイ
スプレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1078257A JPH02297894A (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 薄膜ｅｌ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1078257A JPH02297894A (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02297894A true JPH02297894A (ja) | 1990-12-10 |
Family
ID=13656939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1078257A Pending JPH02297894A (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02297894A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5643685A (en) * | 1993-10-26 | 1997-07-01 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Thin film electroluminescence element and process for producing the same |
-
1989
- 1989-03-31 JP JP1078257A patent/JPH02297894A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5643685A (en) * | 1993-10-26 | 1997-07-01 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Thin film electroluminescence element and process for producing the same |
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