JPH0687428B2 - 薄膜ｅｌ素子およびその製造方法 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子およびその製造方法Info
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- JPH0687428B2 JPH0687428B2 JP61081329A JP8132986A JPH0687428B2 JP H0687428 B2 JPH0687428 B2 JP H0687428B2 JP 61081329 A JP61081329 A JP 61081329A JP 8132986 A JP8132986 A JP 8132986A JP H0687428 B2 JPH0687428 B2 JP H0687428B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、薄膜EL素子に関し、コントラストおよび安定
性の優れたフラットディスプレイを形成するのに適した
薄膜EL素子、およびその製造方法に関する。
性の優れたフラットディスプレイを形成するのに適した
薄膜EL素子、およびその製造方法に関する。
従来の技術 コンピュータ端末などに用いるフラットディスプレイと
して、薄膜EL素子が盛んに研究されている。従来このよ
うな薄膜EL素子は、ガラス基板上に、ITO薄膜からなる
ストライプ状透明電極，酸化イットリウム，酸化チタニ
ウム，チタン酸ストロンチウム，窒化珪素，あるいは酸
化タンタルなどからなる第１誘電体層，マンガン添加硫
化亜鉛やテルビウム添加硫化亜鉛からなるEL発光体層，
酸化イットリウム，酸化アルミニウム，窒化珪素，ある
いはタンタル酸バリウムなどからなる第２誘電体層，お
よびアルミニウム薄膜からなる、透明電極とは直交する
方向のストライプ状背面電極を順次積層した構造を有す
るものであり、透明電極と背面電極間に、交流パルス電
圧を印加することにより、透明電極と背面電極にはさま
れた部分のEL発光体層を発光させ、文字や図形を表示す
るものである。このようなEL素子において、背面電極以
外は透明な薄膜で形成されているため、窓や室内灯など
の周囲からの光は背面電極で反射され、ディスプレイを
見ている人の目に入り、コントラストが低下するという
欠点があった。
して、薄膜EL素子が盛んに研究されている。従来このよ
うな薄膜EL素子は、ガラス基板上に、ITO薄膜からなる
ストライプ状透明電極，酸化イットリウム，酸化チタニ
ウム，チタン酸ストロンチウム，窒化珪素，あるいは酸
化タンタルなどからなる第１誘電体層，マンガン添加硫
化亜鉛やテルビウム添加硫化亜鉛からなるEL発光体層，
酸化イットリウム，酸化アルミニウム，窒化珪素，ある
いはタンタル酸バリウムなどからなる第２誘電体層，お
よびアルミニウム薄膜からなる、透明電極とは直交する
方向のストライプ状背面電極を順次積層した構造を有す
るものであり、透明電極と背面電極間に、交流パルス電
圧を印加することにより、透明電極と背面電極にはさま
れた部分のEL発光体層を発光させ、文字や図形を表示す
るものである。このようなEL素子において、背面電極以
外は透明な薄膜で形成されているため、窓や室内灯など
の周囲からの光は背面電極で反射され、ディスプレイを
見ている人の目に入り、コントラストが低下するという
欠点があった。
そのため第２誘電体層、あるいは第２誘電体層の一部と
して、炭化珪素薄膜などの着色した薄膜を用いることに
よりコントラストの向上が図られている（特公昭59−71
97号公報）。
して、炭化珪素薄膜などの着色した薄膜を用いることに
よりコントラストの向上が図られている（特公昭59−71
97号公報）。
発明が解決しようとする問題点 第２誘電体層、あるいは第２誘電体層の一部として炭化
珪素薄膜を用いた場合、従来の酸化物誘電体や、窒化物
誘電体を用いた場合と比較して、同等もしくはそれ以上
の安定性を有し、かつコントラストの高いEL素子が形成
できる。しかし、炭化珪素薄膜の抵抗率が、酸化物誘電
体薄膜に比較して少し低いため、マトリックス形のEL素
子において、背面電極ストライプ間のギャップが小さい
場合や、ストライプが長い場合に絵素間の電気的リーク
が発生し、クロストークが生じることがあったり、消費
電力が若干増加するという問題点があった。
珪素薄膜を用いた場合、従来の酸化物誘電体や、窒化物
誘電体を用いた場合と比較して、同等もしくはそれ以上
の安定性を有し、かつコントラストの高いEL素子が形成
できる。しかし、炭化珪素薄膜の抵抗率が、酸化物誘電
体薄膜に比較して少し低いため、マトリックス形のEL素
子において、背面電極ストライプ間のギャップが小さい
場合や、ストライプが長い場合に絵素間の電気的リーク
が発生し、クロストークが生じることがあったり、消費
電力が若干増加するという問題点があった。
問題点を解決するための手段 第２誘電体層、あるいは第２誘電体層の一部に、少量の
窒素原子を含む炭化珪素からなる着色層を使用する。ま
た前記着色層は、炭化珪素をターゲットとして窒素ガス
を含む希ガス中でスパッタリングする製法や、珪素をタ
ーゲットとして窒素ガスおよび炭化水素ガスを含む希ガ
ス中でスパッタリングする製法により製造することがで
きる。
窒素原子を含む炭化珪素からなる着色層を使用する。ま
た前記着色層は、炭化珪素をターゲットとして窒素ガス
を含む希ガス中でスパッタリングする製法や、珪素をタ
ーゲットとして窒素ガスおよび炭化水素ガスを含む希ガ
ス中でスパッタリングする製法により製造することがで
きる。
作用 炭化珪素薄膜には、多くの欠陥があり、そのために微小
な電気伝導性が生ずるものと考えられる。少量の窒素原
子を炭化珪素に添加することにより、欠陥が減少し抵抗
率が増大したため、コントラストが高く、安定に動作
し、かつクロストークのないマトリックス形の薄膜EL素
子が形成できたものと考えられる。
な電気伝導性が生ずるものと考えられる。少量の窒素原
子を炭化珪素に添加することにより、欠陥が減少し抵抗
率が増大したため、コントラストが高く、安定に動作
し、かつクロストークのないマトリックス形の薄膜EL素
子が形成できたものと考えられる。
実施例 第１図に本発明の薄膜EL素子の断面図を示す。
コーニグ7059ガラスから成る透光性絶縁体基板１上に、
スパッタリング法により厚さ2000Åの錫添加酸化インジ
ウム薄膜を形成し、ホトリソグラフィ技術によりストラ
イプ状に加工し透明電極２とした。その上にチタン酸ス
トロンチウムを基板温度400℃でスパッタリングするこ
とにより厚さ6000Åの第１誘電体層３を形成した。その
上にマンガンと硫化亜鉛との共蒸着法により、基板温度
200℃で厚さ4000Åのマンガン添加硫化亜鉛薄膜からな
るEL発光体層４を形成した。その後真空中、450℃で１
時間熱処理を行い、EL発光体層４の活性化を行った。そ
の上に炭化珪素の焼結体からなるターゲットを、15％の
窒素を含むアルゴン雰囲気中で、基板温度350℃でスパ
ッタリングすることにより厚さ2000Åの着色層５を形成
した。この着色層５の面積抵抗は３×1011Ω／□であっ
た。また光透過率は、36％であった。最後に厚さ2000Å
のアルミニウムを真空蒸着し、ホトリソグラフィ技術に
より透明電極２とは直交する方向のストライプ状の背面
電極６を形成し、薄膜EL素子を完成した。
スパッタリング法により厚さ2000Åの錫添加酸化インジ
ウム薄膜を形成し、ホトリソグラフィ技術によりストラ
イプ状に加工し透明電極２とした。その上にチタン酸ス
トロンチウムを基板温度400℃でスパッタリングするこ
とにより厚さ6000Åの第１誘電体層３を形成した。その
上にマンガンと硫化亜鉛との共蒸着法により、基板温度
200℃で厚さ4000Åのマンガン添加硫化亜鉛薄膜からな
るEL発光体層４を形成した。その後真空中、450℃で１
時間熱処理を行い、EL発光体層４の活性化を行った。そ
の上に炭化珪素の焼結体からなるターゲットを、15％の
窒素を含むアルゴン雰囲気中で、基板温度350℃でスパ
ッタリングすることにより厚さ2000Åの着色層５を形成
した。この着色層５の面積抵抗は３×1011Ω／□であっ
た。また光透過率は、36％であった。最後に厚さ2000Å
のアルミニウムを真空蒸着し、ホトリソグラフィ技術に
より透明電極２とは直交する方向のストライプ状の背面
電極６を形成し、薄膜EL素子を完成した。
本発明の薄膜EL素子を線順次駆動したところ、コントラ
ストが高く、安定に動作し、クロストークなしに文字や
図形を表示することができた。
ストが高く、安定に動作し、クロストークなしに文字や
図形を表示することができた。
本実施例においては、EL発光体層４と背面電極６との間
に着色層５のみを介在させたが、第２図，第３図，ある
いは第４図に示すようにEL発光体層４と着色層５の間
や、着色層５と背面電極６との間、あるいは両方に酸化
物や窒化物の誘電体層7,8を介在させても本発明の効果
を発揮できたことはもちろんである。
に着色層５のみを介在させたが、第２図，第３図，ある
いは第４図に示すようにEL発光体層４と着色層５の間
や、着色層５と背面電極６との間、あるいは両方に酸化
物や窒化物の誘電体層7,8を介在させても本発明の効果
を発揮できたことはもちろんである。
着色層５に用いた炭化珪素中の窒素の含有量は0.1重量
％未満では、高抵抗化に効果がなく、10重量％より多い
場合は光透過率が高く、駆動中に絶縁破壊が生ずること
もあり、実用的でなかった。
％未満では、高抵抗化に効果がなく、10重量％より多い
場合は光透過率が高く、駆動中に絶縁破壊が生ずること
もあり、実用的でなかった。
着色層５の形成法としては実施例で述べた方法以外に、
珪素をターゲットとし、窒素ガスおよび炭化水素ガスを
含む希ガス中でスパッタリングすることによっても再現
性よく形成することができた。炭化水素ガスとしてはメ
タン，エタン，プロパン，あるいはアセチレンガスを用
いることができた。これらの製法により着色層５を形成
する場合の基板温度は室温から600℃が適当であり、600
℃より高い基板温度の場合、抵抗率が減少し、クロスト
ークが生ずることがあった。
珪素をターゲットとし、窒素ガスおよび炭化水素ガスを
含む希ガス中でスパッタリングすることによっても再現
性よく形成することができた。炭化水素ガスとしてはメ
タン，エタン，プロパン，あるいはアセチレンガスを用
いることができた。これらの製法により着色層５を形成
する場合の基板温度は室温から600℃が適当であり、600
℃より高い基板温度の場合、抵抗率が減少し、クロスト
ークが生ずることがあった。
着色層の厚さを厚くするほど、第５図に示すように光透
過率は減少しコントラストは向上するが、着色層の厚さ
は500Å以上でコントランスの向上に対して効果的であ
った。
過率は減少しコントラストは向上するが、着色層の厚さ
は500Å以上でコントランスの向上に対して効果的であ
った。
発明の効果 本発明によれば、コントラストが高く、長期間に渡り安
定に駆動ができ、マトリックス駆動を行ってもクロスト
ークがない高品位表示が可能な薄膜EL素子を形成するこ
とができ、コンピュータ端末などの薄形ディスプレイと
して広く実用できる。
定に駆動ができ、マトリックス駆動を行ってもクロスト
ークがない高品位表示が可能な薄膜EL素子を形成するこ
とができ、コンピュータ端末などの薄形ディスプレイと
して広く実用できる。
【図面の簡単な説明】 第１図，第２図，第３図，および第４図は本発明の実施
例における薄膜EL素子の断面図、第５図は着色層の厚さ
と光透過率の関係を示すグラフである。 １……透光性絶縁体基板、２……透明電極、３……第１
誘電体層、４……EL発光体層、５……着色層、６……背
面電極、7,8……誘電体層。
例における薄膜EL素子の断面図、第５図は着色層の厚さ
と光透過率の関係を示すグラフである。 １……透光性絶縁体基板、２……透明電極、３……第１
誘電体層、４……EL発光体層、５……着色層、６……背
面電極、7,8……誘電体層。
フロントページの続き (72)発明者 藤田 洋介 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 松岡 富造 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 阿部 惇 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−170678（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−33786（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−216392（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−44597（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭61−43839（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭59−7197（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (6)
- 【請求項１】透光性絶縁体基板，透明電極、誘電体層,E
L発光体層，および背面電極を備えた薄膜EL素子におい
て、前記背面電極と前記EL発光体層との間に、少量の窒
素原子を含む炭化珪素からなる着色層を有することを特
徴とする薄膜EL素子。 - 【請求項２】着色層とEL発光体層との間に、誘電体薄膜
を介在させたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の薄膜EL素子。 - 【請求項３】背面電極と着色層との間に誘電体薄膜を介
在させたことを特徴とする特許請求の範囲第１項、ある
いは第２項に記載の薄膜EL素子。 - 【請求項４】着色層中の窒素原子の含有量が0.1重量％
以上,10重量％以下であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の薄膜EL素子。 - 【請求項５】透光性絶縁体基板，透明電極，誘電体層,E
L発光体層，少量の窒素原子を含む炭化珪素からなる着
色層、および背面電極を備えた薄膜EL素子を製造するに
際して、前記着色層を窒素ガスを含む希ガス中で、炭化
珪素をターゲットとして、スパッタリング法により形成
することを特徴とする薄膜EL素子の製造方法。 - 【請求項６】透光性絶縁体基板，透明電極、誘電体層,E
L発光体層，少量の窒素原子を含む炭化珪素からなる着
色層，および背面電極を備えた薄膜EL素子を製造するに
際して、前記着色層を窒素ガスおよび炭化水素ガスを含
む希ガス中で、珪素をターゲットとして、スパッタリン
グ法により形成することを特徴とする薄膜EL素子の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61081329A JPH0687428B2 (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-09 | 薄膜ｅｌ素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61081329A JPH0687428B2 (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-09 | 薄膜ｅｌ素子およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62237694A JPS62237694A (ja) | 1987-10-17 |
| JPH0687428B2 true JPH0687428B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=13743344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61081329A Expired - Lifetime JPH0687428B2 (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-09 | 薄膜ｅｌ素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0687428B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6908872B2 (en) | 2000-12-20 | 2005-06-21 | Murata Manufacturing Co. Ltd | Transparent ceramic and method for production thereof, and optical element |
-
1986
- 1986-04-09 JP JP61081329A patent/JPH0687428B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62237694A (ja) | 1987-10-17 |
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