JPH0475295A - 薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子Info
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- JPH0475295A JPH0475295A JP2188813A JP18881390A JPH0475295A JP H0475295 A JPH0475295 A JP H0475295A JP 2188813 A JP2188813 A JP 2188813A JP 18881390 A JP18881390 A JP 18881390A JP H0475295 A JPH0475295 A JP H0475295A
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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
この発明は、絶縁層をゾル−ゲル（ｓｏｌ −ｇｅｌ）
法によって形成した薄膜ＥＬ素子に関する。
法によって形成した薄膜ＥＬ素子に関する。
従来、発光層を絶縁層ではさんだ二重絶縁構造の薄膜Ｅ
Ｌ素子は、ガラスなどの透明基板上に、５ｎＯｔやＩＴ
Ｏなどで形成した透明電極と、５ｉ０２．５ｉ３ＮＬ、
Ａｌｔｏｓ、ＴａｔＯ５、Ｔ ｉ ＯｙあるいはＹ、０
３などの材料を用いた単層膜あるいは積層膜からなる下
部絶縁層と、ＺｎＳなとの母体材料中にＭｎ、Ｔｂなと
の発光中心を添加した発光層と、下部絶縁層と同様の材
料からなる上部絶縁層と、ＡＩなとの金属からなる背面
電極とを順次積層した構造をしている。
Ｌ素子は、ガラスなどの透明基板上に、５ｎＯｔやＩＴ
Ｏなどで形成した透明電極と、５ｉ０２．５ｉ３ＮＬ、
Ａｌｔｏｓ、ＴａｔＯ５、Ｔ ｉ ＯｙあるいはＹ、０
３などの材料を用いた単層膜あるいは積層膜からなる下
部絶縁層と、ＺｎＳなとの母体材料中にＭｎ、Ｔｂなと
の発光中心を添加した発光層と、下部絶縁層と同様の材
料からなる上部絶縁層と、ＡＩなとの金属からなる背面
電極とを順次積層した構造をしている。
従来、薄膜ＥＬ素子を構成する各層は、通常、蒸着法や
スパッタ法により形成されている。しかしなから、これ
らの方法は真空を用いるために、大型の装置が必要であ
り、また、真空排気に時間かかかるという問題がある。 特に、絶縁膜を形成するためによく用いられるスパッタ
法は、成膜速変が遅いため、必要な膜厚を得るには更に
時間がかかり、薄膜ＥＬ素子の低コスト化を妨げる原因
の１つになっている。 この問題を解決するために、真空を用いないゾル−ゲル
法による絶縁膜を薄膜ＥＬ素子に適用することが試みら
れている。 通常、ゾル−ゲル法で絶縁膜を形成する場合には、焼成
温度が高い程、気孔が少なく絶縁耐圧の大きな膜が得ら
れる。しかしながら、Ａ ｌ ２０３やＴ ｉ Ｏｔの
ように比較的誘電率の大きな絶縁膜を、ＺｎＳ：Ｍｎｒ
、；どの発光層上にゾル−ゲル法により形成して薄膜Ｅ
Ｌ素子を作成すると、高温で焼成した場合、発光輝度か
低くなったり、全く発光しないという問題かある。 第２図は、Ａ ｌ ２０３膜を上部絶縁層としてゾル−
ゲル法によりＺｎＳ：Ｍｎ発光層上に形成し１こ場合の
焼成温度の違いによる薄膜ＥＬ素子の発光特性の変化を
調べた実験結果を示す図である。焼成温度が３００℃の
場合は従来の素子と同等の輝度−電圧特性が得られてい
る。しかしながら、この場合には、耐圧が低く、素子の
信頼性に問題があった。また、焼成温度が６００℃の場
合には、発光開始電圧が極端に低くなり、輝度も低くな
る。６８０℃では発光しなかった。 一方、誘電率の小さい５ｉＯｚ膜をゾル−ゲル法により
形成した場合には、高温で焼成しても発光輝度の低下と
いう問題は生じないが、駆動電圧が高くなったり、画素
破壊が生じ易く、信頼性に劣るという問題かある。 つまり、ゾル−ケル法による絶縁膜の形成：よ、真空を
用いる必要か１．； Ｌ ” ｆこめ、大型の装置を用
いることも、真空排気することら不要となるので、膜形
成時間を短縮することかてき、薄膜ＥＬ素子の製造費の
低減を可能にすることができる反面、比較的誘電率の大
きい絶縁膜のし成においては、薄膜ＥＬ素子の輝度特性
が焼成温度に大きく影響されると共に、輝度特性か焼成
温度の影響を受けない誘電率の小さい５ｉＯｚ膜の場合
には信頼性に劣るという問題かある。 そこで、本発明の目的は、絶線膜をゾル−ゲル法により
形成して薄膜ＥＬ素子を作製する場合、高い温度で焼成
を行っても良好な輝度特性が得られ、信頼性にも優れた
薄膜ＥＬ素子を提供することである。
スパッタ法により形成されている。しかしなから、これ
らの方法は真空を用いるために、大型の装置が必要であ
り、また、真空排気に時間かかかるという問題がある。 特に、絶縁膜を形成するためによく用いられるスパッタ
法は、成膜速変が遅いため、必要な膜厚を得るには更に
時間がかかり、薄膜ＥＬ素子の低コスト化を妨げる原因
の１つになっている。 この問題を解決するために、真空を用いないゾル−ゲル
法による絶縁膜を薄膜ＥＬ素子に適用することが試みら
れている。 通常、ゾル−ゲル法で絶縁膜を形成する場合には、焼成
温度が高い程、気孔が少なく絶縁耐圧の大きな膜が得ら
れる。しかしながら、Ａ ｌ ２０３やＴ ｉ Ｏｔの
ように比較的誘電率の大きな絶縁膜を、ＺｎＳ：Ｍｎｒ
、；どの発光層上にゾル−ゲル法により形成して薄膜Ｅ
Ｌ素子を作成すると、高温で焼成した場合、発光輝度か
低くなったり、全く発光しないという問題かある。 第２図は、Ａ ｌ ２０３膜を上部絶縁層としてゾル−
ゲル法によりＺｎＳ：Ｍｎ発光層上に形成し１こ場合の
焼成温度の違いによる薄膜ＥＬ素子の発光特性の変化を
調べた実験結果を示す図である。焼成温度が３００℃の
場合は従来の素子と同等の輝度−電圧特性が得られてい
る。しかしながら、この場合には、耐圧が低く、素子の
信頼性に問題があった。また、焼成温度が６００℃の場
合には、発光開始電圧が極端に低くなり、輝度も低くな
る。６８０℃では発光しなかった。 一方、誘電率の小さい５ｉＯｚ膜をゾル−ゲル法により
形成した場合には、高温で焼成しても発光輝度の低下と
いう問題は生じないが、駆動電圧が高くなったり、画素
破壊が生じ易く、信頼性に劣るという問題かある。 つまり、ゾル−ケル法による絶縁膜の形成：よ、真空を
用いる必要か１．； Ｌ ” ｆこめ、大型の装置を用
いることも、真空排気することら不要となるので、膜形
成時間を短縮することかてき、薄膜ＥＬ素子の製造費の
低減を可能にすることができる反面、比較的誘電率の大
きい絶縁膜のし成においては、薄膜ＥＬ素子の輝度特性
が焼成温度に大きく影響されると共に、輝度特性か焼成
温度の影響を受けない誘電率の小さい５ｉＯｚ膜の場合
には信頼性に劣るという問題かある。 そこで、本発明の目的は、絶線膜をゾル−ゲル法により
形成して薄膜ＥＬ素子を作製する場合、高い温度で焼成
を行っても良好な輝度特性が得られ、信頼性にも優れた
薄膜ＥＬ素子を提供することである。
本発明者らは、第２図に示した焼成温度の違いによる電
圧−輝度特性の変化の原因を調べるために、オージェ電
子分光分析により、深さ方向の元素分析を行った。その
結果、第３図に示すように、６８０℃で焼成し几場合に
は、ＺｎＳ：Ｍｎ発光層へＡ１原子や０原子か拡散して
いることかわかった。 ところが、ＳｉＯ２膜の場合は、前述しｒ二ように、高
温で焼成しても、Ａ１．０３膜やＴ ｉｏ ２膜のよう
に発光輝度の低下は起こらない。つまり、膜中の原子の
発光層への拡散が起こらない。 そこで、本発明の薄膜ＥＬ素子は、基板上に透明電極、
下部絶縁層、発光層、上部絶縁層および背面電極を順次
積層してなり、上記下部絶縁層および上部絶縁層はゾル
−ゲル法により形成された薄膜ＥＬ素子において、上記
上部絶縁層は発光層と接する側にＳ ｉ Ｏを膜を有す
ることを特徴としている。
圧−輝度特性の変化の原因を調べるために、オージェ電
子分光分析により、深さ方向の元素分析を行った。その
結果、第３図に示すように、６８０℃で焼成し几場合に
は、ＺｎＳ：Ｍｎ発光層へＡ１原子や０原子か拡散して
いることかわかった。 ところが、ＳｉＯ２膜の場合は、前述しｒ二ように、高
温で焼成しても、Ａ１．０３膜やＴ ｉｏ ２膜のよう
に発光輝度の低下は起こらない。つまり、膜中の原子の
発光層への拡散が起こらない。 そこで、本発明の薄膜ＥＬ素子は、基板上に透明電極、
下部絶縁層、発光層、上部絶縁層および背面電極を順次
積層してなり、上記下部絶縁層および上部絶縁層はゾル
−ゲル法により形成された薄膜ＥＬ素子において、上記
上部絶縁層は発光層と接する側にＳ ｉ Ｏを膜を有す
ることを特徴としている。
高い温度で焼成を行っても、５ｉＯｚ膜によって上部絶
縁層の５ｉＯｔ膜上の部分における例えばＡｌ原子や０
原子等の発光層への拡散が防止されるので、素子特性が
劣化しない。また、５ｉｄｅ膜は上部絶縁層の一部を占
めているだけなので、誘電率か小さくてし、駆動電圧か
高くなったり、画素破壊か生じたりすることかなく、信
頼性が得られる。
縁層の５ｉＯｔ膜上の部分における例えばＡｌ原子や０
原子等の発光層への拡散が防止されるので、素子特性が
劣化しない。また、５ｉｄｅ膜は上部絶縁層の一部を占
めているだけなので、誘電率か小さくてし、駆動電圧か
高くなったり、画素破壊か生じたりすることかなく、信
頼性が得られる。
以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。
第１図は本発明の薄膜ＥＬ素子の一実施例を示した断面
図である。この図において、■はカラス基板、２はＴＴ
Ｏからなる透明電極、３はＡＩ、０３膜からなる下部絶
縁層、４はＺｎＳ：Ｍｎ膜からなる発光層、５は上記発
光層４上に形成されたＳ１０、膜５ａとこの５ｉＯｚ膜
５ａ上に形成されたＡ ｌ ２０３膜５ｂとからなる上
部絶縁層、６はＡｔの背面電極である。 上記発光層４は電子ビーム蒸着法により、また、下部絶
縁層３および上部絶縁層５はゾル−ゲル法によって形成
したものである。 以下、下部絶縁層３および上部絶縁層５を構成するＡｈ
ｏｙ膜および５ｉｆｔ膜の形成材料および形成方法につ
いて説明する・ Ａ ｌ ２０３膜はトリプトキノアルミニウムＡｔ（Ｏ
Ｃ，Ｈｇ）、、トリエタノールアミン（Ｃ，Ｉ−１，０
Ｈ）。 ＮおよびエタノールＣ２Ｈ”、 ＯＨをモル比て１１２
０の割合て混合した溶液をスピンナーて塗布した後、所
定の温度で１時間、空気中で焼成した。 まｒこ、５１０２膜は、テトラエトキノノラン５ｉ（Ｏ
Ｃ２Ｈ５）いエタノールＣ２Ｈ５ＯＨおよび水Ｈ７０を
モル比で１２０１の割合で混合した溶液を用いて、Ａｌ
２Ｏ３膜と同様の方法で作成した。 上記構成の薄膜ＥＬ素子の輝度−電圧特性を調べたとこ
ろ、５００℃以上の高温で焼成しても、スパッタ法や蒸
着法で絶縁層を形成した場合と同等の特性か得られた。 第２図にその結果を示す。 これは、上部絶縁層５において、ＡＩ、０．３＠５ｂ中
のＡＩ原子やＯ原子の発光層４への拡散が５ｉＯｙ膜５
ａによって阻止されたためである。 なお、上記実施例では絶線膜３．５ｂをＡｌｘＯｓ膜に
よって形成したか、テトラプロポキンチタンＴ＋（ＯＣ
３Ｈ７）４を用いたＴｉＯ＋＋＠やペンタブトキノタノ
タルＴａ（ＯＣ４Ｈ９）５を用Ｌ １ｒ二Ｔ ａ ＨＯ
５膜等によって形成して乙よい。
図である。この図において、■はカラス基板、２はＴＴ
Ｏからなる透明電極、３はＡＩ、０３膜からなる下部絶
縁層、４はＺｎＳ：Ｍｎ膜からなる発光層、５は上記発
光層４上に形成されたＳ１０、膜５ａとこの５ｉＯｚ膜
５ａ上に形成されたＡ ｌ ２０３膜５ｂとからなる上
部絶縁層、６はＡｔの背面電極である。 上記発光層４は電子ビーム蒸着法により、また、下部絶
縁層３および上部絶縁層５はゾル−ゲル法によって形成
したものである。 以下、下部絶縁層３および上部絶縁層５を構成するＡｈ
ｏｙ膜および５ｉｆｔ膜の形成材料および形成方法につ
いて説明する・ Ａ ｌ ２０３膜はトリプトキノアルミニウムＡｔ（Ｏ
Ｃ，Ｈｇ）、、トリエタノールアミン（Ｃ，Ｉ−１，０
Ｈ）。 ＮおよびエタノールＣ２Ｈ”、 ＯＨをモル比て１１２
０の割合て混合した溶液をスピンナーて塗布した後、所
定の温度で１時間、空気中で焼成した。 まｒこ、５１０２膜は、テトラエトキノノラン５ｉ（Ｏ
Ｃ２Ｈ５）いエタノールＣ２Ｈ５ＯＨおよび水Ｈ７０を
モル比で１２０１の割合で混合した溶液を用いて、Ａｌ
２Ｏ３膜と同様の方法で作成した。 上記構成の薄膜ＥＬ素子の輝度−電圧特性を調べたとこ
ろ、５００℃以上の高温で焼成しても、スパッタ法や蒸
着法で絶縁層を形成した場合と同等の特性か得られた。 第２図にその結果を示す。 これは、上部絶縁層５において、ＡＩ、０．３＠５ｂ中
のＡＩ原子やＯ原子の発光層４への拡散が５ｉＯｙ膜５
ａによって阻止されたためである。 なお、上記実施例では絶線膜３．５ｂをＡｌｘＯｓ膜に
よって形成したか、テトラプロポキンチタンＴ＋（ＯＣ
３Ｈ７）４を用いたＴｉＯ＋＋＠やペンタブトキノタノ
タルＴａ（ＯＣ４Ｈ９）５を用Ｌ １ｒ二Ｔ ａ ＨＯ
５膜等によって形成して乙よい。
以上の説明より明らかなよう７こ、本発明の薄膜ＥＬ素
子は下部絶縁層および上部絶縁層かゾルゲル法により形
成され、しかも上記下部絶縁層は発光層と接する側に５
ｉｏ２膜を有するので、膜形成時間を短縮できて低コス
ト化を実現できると共に、高い焼成温度によっても発光
特性が損なわれず、しかも信Ｍ性にも優れｆこものとな
る。
子は下部絶縁層および上部絶縁層かゾルゲル法により形
成され、しかも上記下部絶縁層は発光層と接する側に５
ｉｏ２膜を有するので、膜形成時間を短縮できて低コス
ト化を実現できると共に、高い焼成温度によっても発光
特性が損なわれず、しかも信Ｍ性にも優れｆこものとな
る。
第１図は本発明の薄膜ＥＬ素子の一実施例の断面図、ｗ
、２図は上部絶縁層をＡｌ２Ｏ３膜のみを用いて形成し
た薄膜ＥＬ素子と第１図に示した実施例の薄膜ＥＬ素子
の特性図、第３図は下部絶縁層にＡ ｌ ｒｏ ＊膜の
みを用いて６８０℃で焼成した場合の薄膜ＥＬ素子の深
さ方向の分析結果を示す図である。 ｌ・・ガラス基板、２・・・透明電極、３・・下部絶縁
層、４・発光層、５・下部絶縁層、５ａ・・・５ｉＯ７
膜、５ｂ−Ａｌｚ０３膜、６・・・背面電極。 特許出顆人ンヤープ株式会社
、２図は上部絶縁層をＡｌ２Ｏ３膜のみを用いて形成し
た薄膜ＥＬ素子と第１図に示した実施例の薄膜ＥＬ素子
の特性図、第３図は下部絶縁層にＡ ｌ ｒｏ ＊膜の
みを用いて６８０℃で焼成した場合の薄膜ＥＬ素子の深
さ方向の分析結果を示す図である。 ｌ・・ガラス基板、２・・・透明電極、３・・下部絶縁
層、４・発光層、５・下部絶縁層、５ａ・・・５ｉＯ７
膜、５ｂ−Ａｌｚ０３膜、６・・・背面電極。 特許出顆人ンヤープ株式会社
Claims (1)
- （１）基板上に透明電極、下部絶縁層、発光層、上部絶
縁層および背面電極を順次積層してなり、上記下部絶縁
層および上部絶縁層はゾル−ゲル法により形成された薄
膜ＥＬ素子において、 上記上部絶縁層は発光層と接する側にＳｉＯ＿２膜を有
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 |
|---|---|---|---|
| JP2188813A JP2686170B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 薄膜ｅｌ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2188813A JP2686170B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0475295A true JPH0475295A (ja) | 1992-03-10 |
| JP2686170B2 JP2686170B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=16230264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2188813A Expired - Lifetime JP2686170B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2686170B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007157501A (ja) * | 2005-12-05 | 2007-06-21 | Kanazawa Inst Of Technology | Ｅｌ素子 |
| CN105244450A (zh) * | 2015-10-09 | 2016-01-13 | 北京大学深圳研究生院 | 一种用于交流电场驱动的有机发光器件及其制备方法 |
Citations (6)
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| JPS6388789A (ja) * | 1986-10-02 | 1988-04-19 | 日立化成工業株式会社 | 薄膜エレクトロルミネツセンス素子の製造法 |
| JPS63232296A (ja) * | 1987-03-20 | 1988-09-28 | 日本電信電話株式会社 | 薄膜エレクトロルミネセンス素子 |
| JPH01309292A (ja) * | 1988-06-06 | 1989-12-13 | Sharp Corp | 薄膜ｅｌ素子 |
| JPH01177898U (ja) * | 1988-06-03 | 1989-12-19 | ||
| JPH0254895A (ja) * | 1988-08-20 | 1990-02-23 | Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd | エレクトロルミネセンス発光素子の製造方法 |
| JPH02132791A (ja) * | 1988-11-11 | 1990-05-22 | Sharp Corp | 薄膜ｅｌ素子 |
-
1990
- 1990-07-16 JP JP2188813A patent/JP2686170B2/ja not_active Expired - Lifetime
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