JPH10308283A - Ｅｌ素子およびその製造方法 - Google Patents
Ｅｌ素子およびその製造方法Info
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- JPH10308283A JPH10308283A JP9341462A JP34146297A JPH10308283A JP H10308283 A JPH10308283 A JP H10308283A JP 9341462 A JP9341462 A JP 9341462A JP 34146297 A JP34146297 A JP 34146297A JP H10308283 A JPH10308283 A JP H10308283A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 温度変化に対し耐圧変化の少ない高耐圧のＥ
Ｌ素子を提供する。 【解決手段】 ガラス基板１上に第１電極２、第１絶縁
層３、発光層４、第２絶縁層５、第２電極６を順次積層
してなるＥＬ素子において、第１絶縁層３、第２絶縁層
５を、原子層エピタキシャル法（ＡＬＥ法）を用いて、
Ａｌ2 Ｏ3 層と、Ｂａを添加した酸化チタン（Ｔｉ
ＯX ：Ｂａ）層を交互に積層したＡｌ2 Ｏ3 ／Ｔｉ
ＯX ：Ｂａ積層構造膜とした。
Ｌ素子を提供する。 【解決手段】 ガラス基板１上に第１電極２、第１絶縁
層３、発光層４、第２絶縁層５、第２電極６を順次積層
してなるＥＬ素子において、第１絶縁層３、第２絶縁層
５を、原子層エピタキシャル法（ＡＬＥ法）を用いて、
Ａｌ2 Ｏ3 層と、Ｂａを添加した酸化チタン（Ｔｉ
ＯX ：Ｂａ）層を交互に積層したＡｌ2 Ｏ3 ／Ｔｉ
ＯX ：Ｂａ積層構造膜とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、計器類の自発光型
のセグメント表示やマトリックス表示、あるいは各種情
報端末機器のディスプレイなどに使用されるＥＬ（エレ
クトロルミネッセンス）素子およびその製造方法に関す
る。
のセグメント表示やマトリックス表示、あるいは各種情
報端末機器のディスプレイなどに使用されるＥＬ（エレ
クトロルミネッセンス）素子およびその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＥＬ素子は、絶縁性基板であるガ
ラス基板上に第１電極、第１絶縁層、発光層、第２絶縁
層、第２電極を順次積層して形成されている。ここで、
絶縁層は、スパッタ法や蒸着法により、二酸化珪素（Ｓ
ｉＯ2 ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、酸窒化珪素（ＳｉＯ
Ｎ）、五酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）などを用いて形成
することができる。
ラス基板上に第１電極、第１絶縁層、発光層、第２絶縁
層、第２電極を順次積層して形成されている。ここで、
絶縁層は、スパッタ法や蒸着法により、二酸化珪素（Ｓ
ｉＯ2 ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、酸窒化珪素（ＳｉＯ
Ｎ）、五酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）などを用いて形成
することができる。
【０００３】このような絶縁層の形成に対し、絶縁層の
耐圧を向上させるため、原子層エピタキシャル法（以
下、ＡＬＥ法という）により、酸化アルミニウム（Ａｌ
2 Ｏ3）層と酸化チタン（ＴｉＯ2 ）層を交互に積層
し、Ａｌ2 Ｏ3 ／ＴｉＯ2 積層構造膜として、絶縁層を
形成することが提案されている（特公昭６４−５４４０
号公報参照）。
耐圧を向上させるため、原子層エピタキシャル法（以
下、ＡＬＥ法という）により、酸化アルミニウム（Ａｌ
2 Ｏ3）層と酸化チタン（ＴｉＯ2 ）層を交互に積層
し、Ａｌ2 Ｏ3 ／ＴｉＯ2 積層構造膜として、絶縁層を
形成することが提案されている（特公昭６４−５４４０
号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記したＡｌ2 Ｏ3 ／
ＴｉＯ2 積層構造膜の場合、Ａｌ2 Ｏ3 層は絶縁体、Ｔ
ｉＯ2 層は導電体の性質を有し、この絶縁体と導電体の
積層構造によって高耐圧な絶縁層を構成している。しか
しながら、この積層構造体で用いられるＴｉＯ2 は非常
に温度に敏感な材料であり、温度が上昇すると比抵抗が
著しく低下する性質を有する。比抵抗が低下すると、Ａ
ｌ2 Ｏ3 ／ＴｉＯ2 積層構造膜中のＴｉＯ2 １層当たり
の抵抗も低下するため、耐圧向上の効果が著しく低下し
てしまう。
ＴｉＯ2 積層構造膜の場合、Ａｌ2 Ｏ3 層は絶縁体、Ｔ
ｉＯ2 層は導電体の性質を有し、この絶縁体と導電体の
積層構造によって高耐圧な絶縁層を構成している。しか
しながら、この積層構造体で用いられるＴｉＯ2 は非常
に温度に敏感な材料であり、温度が上昇すると比抵抗が
著しく低下する性質を有する。比抵抗が低下すると、Ａ
ｌ2 Ｏ3 ／ＴｉＯ2 積層構造膜中のＴｉＯ2 １層当たり
の抵抗も低下するため、耐圧向上の効果が著しく低下し
てしまう。
【０００５】本発明は上記問題に鑑みたもので、酸化チ
タンを組成として含む層を有して積層構造とした絶縁層
を、ＥＬ素子の絶縁層に用いた場合に、温度変化に対し
耐圧変化の少ない高耐圧のＥＬ素子を提供することを目
的とする。
タンを組成として含む層を有して積層構造とした絶縁層
を、ＥＬ素子の絶縁層に用いた場合に、温度変化に対し
耐圧変化の少ない高耐圧のＥＬ素子を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明においては、ＥＬ素子に用い
る絶縁層を、絶縁材料からなる第１の層と、酸化チタン
を組成として含む第２の層を交互に積層した構造とし、
第２の層に、温度変化に対する比抵抗の変化特性を緩和
する元素を添加したことを特徴としている。
め、請求項１に記載の発明においては、ＥＬ素子に用い
る絶縁層を、絶縁材料からなる第１の層と、酸化チタン
を組成として含む第２の層を交互に積層した構造とし、
第２の層に、温度変化に対する比抵抗の変化特性を緩和
する元素を添加したことを特徴としている。
【０００７】酸化チタンを組成として含む第２の層に上
記した元素を添加することにより、温度変化に対して第
２の層の比抵抗の変化を少なくすることができ、温度変
化に対し耐圧変化の少ない高耐圧のＥＬ素子を得ること
ができる。この場合、チタンに対する添加元素の原子比
は、請求項２に記載の発明のように、０．０１以上１以
下であるのが望ましい。
記した元素を添加することにより、温度変化に対して第
２の層の比抵抗の変化を少なくすることができ、温度変
化に対し耐圧変化の少ない高耐圧のＥＬ素子を得ること
ができる。この場合、チタンに対する添加元素の原子比
は、請求項２に記載の発明のように、０．０１以上１以
下であるのが望ましい。
【０００８】また、添加元素としては、請求項３に記載
の発明のように、カルシウム、バリウム、ストロンチウ
ム、アルミニウム、鉛、マグネシウムのいずれかを用い
ることができる。請求項４に記載の発明においては、Ｅ
Ｌ素子に用いる絶縁層を、絶縁材料からなる第１の層
と、酸化チタンを組成として含み比抵抗の温度係数が正
の値を持つ第２の層を交互に積層した構造としたことを
特徴としている。
の発明のように、カルシウム、バリウム、ストロンチウ
ム、アルミニウム、鉛、マグネシウムのいずれかを用い
ることができる。請求項４に記載の発明においては、Ｅ
Ｌ素子に用いる絶縁層を、絶縁材料からなる第１の層
と、酸化チタンを組成として含み比抵抗の温度係数が正
の値を持つ第２の層を交互に積層した構造としたことを
特徴としている。
【０００９】酸化チタンを組成として含む第２の層を、
比抵抗の温度係数が正の値を持つものとすることによ
り、請求項１と同様、温度変化に対し耐圧変化の少ない
高耐圧のＥＬ素子を得ることができる。この場合、上記
した第２の層としては、請求項５に記載の発明のよう
に、チタン酸カルシウム、チタン酸バリウム、チタン酸
ストロンチウムのいずれかを用いることができる。
比抵抗の温度係数が正の値を持つものとすることによ
り、請求項１と同様、温度変化に対し耐圧変化の少ない
高耐圧のＥＬ素子を得ることができる。この場合、上記
した第２の層としては、請求項５に記載の発明のよう
に、チタン酸カルシウム、チタン酸バリウム、チタン酸
ストロンチウムのいずれかを用いることができる。
【００１０】なお、上記した第１の層としては、請求項
６に記載の発明のように、比抵抗が１×１０10Ωｃｍ以
上の材料からなる層を用いることができ、具体的には、
請求項７に記載の発明のように、酸化アルミニウム、酸
化マグネシウム、酸化珪素のいずれかを用いることがで
きる。請求項８に記載の発明においては、ＥＬ素子に用
いる絶縁層を、酸化アルミニウムからなる第１の層と、
酸化チタンを組成として含む第２の層を交互に積層した
構造とし、第２の層に、温度変化に対する比抵抗の変化
特性を緩和する元素としてアルミニウムを添加したこと
を特徴としている。
６に記載の発明のように、比抵抗が１×１０10Ωｃｍ以
上の材料からなる層を用いることができ、具体的には、
請求項７に記載の発明のように、酸化アルミニウム、酸
化マグネシウム、酸化珪素のいずれかを用いることがで
きる。請求項８に記載の発明においては、ＥＬ素子に用
いる絶縁層を、酸化アルミニウムからなる第１の層と、
酸化チタンを組成として含む第２の層を交互に積層した
構造とし、第２の層に、温度変化に対する比抵抗の変化
特性を緩和する元素としてアルミニウムを添加したこと
を特徴としている。
【００１１】酸化チタンを組成として含む第２の層にア
ルミニウムを添加することにより、温度変化に対して第
２の層の比抵抗の変化を少なくすることができ、温度変
化に対し耐圧変化の少ない高耐圧のＥＬ素子を得ること
ができる。また、請求項９に記載の発明のように、絶縁
層において最初と最後の層を第１の層にすれば、電極お
よび／又は発光層から耐圧を低下させる恐れのある元素
が拡散して絶縁層に混入するのを防止でき、絶縁層の絶
縁性能を良好にすることができる。
ルミニウムを添加することにより、温度変化に対して第
２の層の比抵抗の変化を少なくすることができ、温度変
化に対し耐圧変化の少ない高耐圧のＥＬ素子を得ること
ができる。また、請求項９に記載の発明のように、絶縁
層において最初と最後の層を第１の層にすれば、電極お
よび／又は発光層から耐圧を低下させる恐れのある元素
が拡散して絶縁層に混入するのを防止でき、絶縁層の絶
縁性能を良好にすることができる。
【００１２】なお、請求項１０に記載のように、上記し
た第１の層と第２の層のそれぞれの膜厚を、０．５ｎｍ
以上１００ｎｍ以下にすれば、絶縁体として機能させる
とともに積層構造による耐電圧の向上効果を得ることが
できる。この場合、第１の層と第２の層の積層数として
は、請求項１１に記載のように、それぞれ１０層以上３
００層以下の層数にするのが好ましい。
た第１の層と第２の層のそれぞれの膜厚を、０．５ｎｍ
以上１００ｎｍ以下にすれば、絶縁体として機能させる
とともに積層構造による耐電圧の向上効果を得ることが
できる。この場合、第１の層と第２の層の積層数として
は、請求項１１に記載のように、それぞれ１０層以上３
００層以下の層数にするのが好ましい。
【００１３】また、上述したＥＬ素子に用いる絶縁層
は、請求項１２乃至１５に記載の発明のように、ＡＬＥ
法を用いて形成することができる。この場合、請求項８
に記載のＥＬ素子をＡＬＥ法を用いて製造するようにし
たときには、第１の層と第２の層の形成においてアルミ
ニウムの原料ガスを共に用いることができるため、製造
コストを低減することができる。
は、請求項１２乃至１５に記載の発明のように、ＡＬＥ
法を用いて形成することができる。この場合、請求項８
に記載のＥＬ素子をＡＬＥ法を用いて製造するようにし
たときには、第１の層と第２の層の形成においてアルミ
ニウムの原料ガスを共に用いることができるため、製造
コストを低減することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。 （第１実施形態）図１に、本発明の一実施形態に係るＥ
Ｌ素子の縦断面構造を示す。この実施形態に係るＥＬ素
子は、絶縁性基板であるガラス基板１上に、第１電極
２、第１絶縁層３、発光層４、第２絶縁層５、第２電極
６を順次積層して構成されており、第１電極２、第１絶
縁層３、第２絶縁層５、第２電極６のうち少なくとも光
取り出し側が透明な材料にて構成されている。また、第
１電極２、第１絶縁層３、第２絶縁層５、第２電極６の
全てを透明な材料で構成すれば、発光層４の両側から光
の取り出しを行うことができる。
について説明する。 （第１実施形態）図１に、本発明の一実施形態に係るＥ
Ｌ素子の縦断面構造を示す。この実施形態に係るＥＬ素
子は、絶縁性基板であるガラス基板１上に、第１電極
２、第１絶縁層３、発光層４、第２絶縁層５、第２電極
６を順次積層して構成されており、第１電極２、第１絶
縁層３、第２絶縁層５、第２電極６のうち少なくとも光
取り出し側が透明な材料にて構成されている。また、第
１電極２、第１絶縁層３、第２絶縁層５、第２電極６の
全てを透明な材料で構成すれば、発光層４の両側から光
の取り出しを行うことができる。
【００１５】この実施形態においては、第１絶縁層３、
第２絶縁層５として、Ａｌ2 Ｏ3 層（第１の層）と、バ
リウム（Ｂａ）を添加した酸化チタンＴｉＯX ：Ｂａ層
（第２の層）を交互に積層したＡｌ2 Ｏ3 ／ＴｉＯX ：
Ｂａ積層構造膜を用いている。なお、ＴｉＯX ：Ｂａ層
は、ＴｉＯ2 にＢａを添加することによって形成される
が、Ｂａを添加することによってＢａＴｉＯ3 が形成さ
れるため、その分ＴｉとＯの量論比が２から若干低下す
る。従って、ＴｉＯX の添字ｘは、２よりも若干小さい
値で、製造条件等によってばらつきが生じる値である。
第２絶縁層５として、Ａｌ2 Ｏ3 層（第１の層）と、バ
リウム（Ｂａ）を添加した酸化チタンＴｉＯX ：Ｂａ層
（第２の層）を交互に積層したＡｌ2 Ｏ3 ／ＴｉＯX ：
Ｂａ積層構造膜を用いている。なお、ＴｉＯX ：Ｂａ層
は、ＴｉＯ2 にＢａを添加することによって形成される
が、Ｂａを添加することによってＢａＴｉＯ3 が形成さ
れるため、その分ＴｉとＯの量論比が２から若干低下す
る。従って、ＴｉＯX の添字ｘは、２よりも若干小さい
値で、製造条件等によってばらつきが生じる値である。
【００１６】図２に、Ｂａを添加したＴｉＯX ：Ｂａ
と、何も添加していないＴｉＯ2 （それぞれ所定膜厚の
１層のもの）についての、温度−比抵抗特性を示す。こ
の図２から分かるように、ＴｉＯ2 は、温度の上昇とと
もに比抵抗が著しく低下し、室温（２５℃）から８０℃
に温度を上げると比抵抗が約１０分の１になる。これに
対し、ＴｉＯX ：Ｂａは、温度変化にする比抵抗の変化
が少なくなっている。従って、Ｂａを添加することによ
り、比抵抗に対する温度特性、すなわち温度変化に対す
る比抵抗の変化特性を緩和することができる。
と、何も添加していないＴｉＯ2 （それぞれ所定膜厚の
１層のもの）についての、温度−比抵抗特性を示す。こ
の図２から分かるように、ＴｉＯ2 は、温度の上昇とと
もに比抵抗が著しく低下し、室温（２５℃）から８０℃
に温度を上げると比抵抗が約１０分の１になる。これに
対し、ＴｉＯX ：Ｂａは、温度変化にする比抵抗の変化
が少なくなっている。従って、Ｂａを添加することによ
り、比抵抗に対する温度特性、すなわち温度変化に対す
る比抵抗の変化特性を緩和することができる。
【００１７】図３に、絶縁層（第１絶縁層３、第２絶縁
層５）としてＡｌ2 Ｏ3 ／ＴｉＯX：Ｂａ積層構造膜を
用いたＥＬ素子と、同じく絶縁層としてＡｌ2 Ｏ3 ／Ｔ
ｉＯ 2 積層構造膜を用いたＥＬ素子について、破壊電圧
（ＥＬ素子に電圧を印加しＥＬ素子が絶縁破壊したとき
の電圧）の温度依存性を測定した結果を示す。この場
合、Ａｌ2 Ｏ3 ／ＴｉＯX ：Ｂａ積層構造膜、Ａｌ2 Ｏ
3 ／ＴｉＯ2 積層構造膜とも、１層当たりの厚さを５ｎ
ｍとし、それぞれ３０層積層した構造としている。
層５）としてＡｌ2 Ｏ3 ／ＴｉＯX：Ｂａ積層構造膜を
用いたＥＬ素子と、同じく絶縁層としてＡｌ2 Ｏ3 ／Ｔ
ｉＯ 2 積層構造膜を用いたＥＬ素子について、破壊電圧
（ＥＬ素子に電圧を印加しＥＬ素子が絶縁破壊したとき
の電圧）の温度依存性を測定した結果を示す。この場
合、Ａｌ2 Ｏ3 ／ＴｉＯX ：Ｂａ積層構造膜、Ａｌ2 Ｏ
3 ／ＴｉＯ2 積層構造膜とも、１層当たりの厚さを５ｎ
ｍとし、それぞれ３０層積層した構造としている。
【００１８】この図３から分かるように、Ａｌ2 Ｏ3 ／
ＴｉＯX ：Ｂａ積層構造膜を用いたＥＬ素子の方が、温
度変化に対し破壊電圧の変化が少ない、すなわち温度変
化に対し耐圧変化の少ない高耐圧のものとなっている。
また、高温においても優れた耐電圧を有しているため、
ＥＬ素子発光時の発熱に対して、十分な耐圧を有し、Ｅ
Ｌ素子としての信頼性を向上させることができる。
ＴｉＯX ：Ｂａ積層構造膜を用いたＥＬ素子の方が、温
度変化に対し破壊電圧の変化が少ない、すなわち温度変
化に対し耐圧変化の少ない高耐圧のものとなっている。
また、高温においても優れた耐電圧を有しているため、
ＥＬ素子発光時の発熱に対して、十分な耐圧を有し、Ｅ
Ｌ素子としての信頼性を向上させることができる。
【００１９】次に、図１に示すＥＬ素子の製造方法につ
いて説明する。まず、ガラス基板１上に、第１電極２と
して光学的に透明であるＩＴＯをスパッタ法で形成す
る。その上に、第１絶縁層３として、Ａｌ2 Ｏ3 層とＴ
ｉＯX ：Ｂａ層を交互に積層したＡｌ2 Ｏ3 ／Ｔｉ
ＯX ：Ｂａ積層構造膜をＡＬＥ法で形成する。
いて説明する。まず、ガラス基板１上に、第１電極２と
して光学的に透明であるＩＴＯをスパッタ法で形成す
る。その上に、第１絶縁層３として、Ａｌ2 Ｏ3 層とＴ
ｉＯX ：Ｂａ層を交互に積層したＡｌ2 Ｏ3 ／Ｔｉ
ＯX ：Ｂａ積層構造膜をＡＬＥ法で形成する。
【００２０】このＡｌ2 Ｏ3 ／ＴｉＯX ：Ｂａ積層構造
膜の具体的な形成方法について説明する。まず、第１の
ステップとして、アルミニウム（Ａｌ）の原料ガスとし
て三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3 ）、酸素（Ｏ）の原
料ガスとして水（Ｈ2 Ｏ）を用いて、Ａｌ2 Ｏ3 層をＡ
ＬＥ法で形成する。ＡＬＥ法では１原子層ずつ膜を形成
していくために、原料ガスを交互に供給する。従って、
この場合には、ＡｌＣｌ3をアルゴン（Ａｒ）のキャリ
アガスで反応炉に１秒導入した後に、反応炉内のＡｌＣ
ｌ3 ガスを排気するのに十分なパージを行う。次に、Ｈ
2 Ｏを同様にＡｒキャリアガスで反応炉に１秒導入した
後に、反応炉内のＨ2 Ｏを排気するのに十分なパージを
行う。このサイクルを繰り返して所定の膜厚のＡｌ2 Ｏ
3 層を形成する。
膜の具体的な形成方法について説明する。まず、第１の
ステップとして、アルミニウム（Ａｌ）の原料ガスとし
て三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3 ）、酸素（Ｏ）の原
料ガスとして水（Ｈ2 Ｏ）を用いて、Ａｌ2 Ｏ3 層をＡ
ＬＥ法で形成する。ＡＬＥ法では１原子層ずつ膜を形成
していくために、原料ガスを交互に供給する。従って、
この場合には、ＡｌＣｌ3をアルゴン（Ａｒ）のキャリ
アガスで反応炉に１秒導入した後に、反応炉内のＡｌＣ
ｌ3 ガスを排気するのに十分なパージを行う。次に、Ｈ
2 Ｏを同様にＡｒキャリアガスで反応炉に１秒導入した
後に、反応炉内のＨ2 Ｏを排気するのに十分なパージを
行う。このサイクルを繰り返して所定の膜厚のＡｌ2 Ｏ
3 層を形成する。
【００２１】第２のステップとして、Ｔｉの原料ガスと
して四塩化チタン（ＴｉＣｌ4 ）、酸素の原料ガスとし
てＨ2 Ｏを用いて、酸化チタン層を形成する。具体的に
は、第１のステップと同様にＴｉＣｌ4 をＡｒキャリア
ガスで反応炉に１秒導入した後に、反応炉内のＴｉＣｌ
4 を排気するのに十分なパージを行う。次に、Ｈ2 Ｏを
同様にＡｒキャリアガスで反応炉に１秒導入した後に、
反応炉内のＨ2 Ｏを排気するのに十分なパージを行う。
このサイクルを繰り返して所定の膜厚の酸化チタン層を
形成する。
して四塩化チタン（ＴｉＣｌ4 ）、酸素の原料ガスとし
てＨ2 Ｏを用いて、酸化チタン層を形成する。具体的に
は、第１のステップと同様にＴｉＣｌ4 をＡｒキャリア
ガスで反応炉に１秒導入した後に、反応炉内のＴｉＣｌ
4 を排気するのに十分なパージを行う。次に、Ｈ2 Ｏを
同様にＡｒキャリアガスで反応炉に１秒導入した後に、
反応炉内のＨ2 Ｏを排気するのに十分なパージを行う。
このサイクルを繰り返して所定の膜厚の酸化チタン層を
形成する。
【００２２】なお、酸化チタン層の形成に際し、酸化チ
タンの比抵抗の温度依存性を緩和するためにＢａを添加
する。Ｂａを添加する方法としては、ＴｉＣｌ4 を導入
するタイミングの直前にＢａの原料ガスとしてビスジピ
バロイルメタン化バリウム（Ｂａ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）
をＡｒキャリアガスで反応炉に導入する方法を用いるこ
とができる。この場合、Ｂａの添加量は、Ｂａ原料ガス
の導入時間で調整する方法、あるいはＢａ原料をＴｉＣ
ｌ4 導入サイクルの数回に１回導入する方法を用いて制
御することができる。
タンの比抵抗の温度依存性を緩和するためにＢａを添加
する。Ｂａを添加する方法としては、ＴｉＣｌ4 を導入
するタイミングの直前にＢａの原料ガスとしてビスジピ
バロイルメタン化バリウム（Ｂａ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）
をＡｒキャリアガスで反応炉に導入する方法を用いるこ
とができる。この場合、Ｂａの添加量は、Ｂａ原料ガス
の導入時間で調整する方法、あるいはＢａ原料をＴｉＣ
ｌ4 導入サイクルの数回に１回導入する方法を用いて制
御することができる。
【００２３】また、Ｂａを添加する他の方法としては、
Ｂａの原料ガスであるＢａ（Ｃ11Ｈ 19Ｏ2 ）2 を、Ｔｉ
の原料ガスであるＴｉＣｌ4 と同じタイミングで導入す
る方法を用いることもできる。この場合、両方の原料を
導入割合に応じた温度に設定することにより添加量を制
御することができる。また、それぞれの原料ガスを導入
する場合のＡｒキャリアガスの流量を調整することによ
っても添加量を制御することができる。
Ｂａの原料ガスであるＢａ（Ｃ11Ｈ 19Ｏ2 ）2 を、Ｔｉ
の原料ガスであるＴｉＣｌ4 と同じタイミングで導入す
る方法を用いることもできる。この場合、両方の原料を
導入割合に応じた温度に設定することにより添加量を制
御することができる。また、それぞれの原料ガスを導入
する場合のＡｒキャリアガスの流量を調整することによ
っても添加量を制御することができる。
【００２４】そして、上述した第１のステップと第２の
ステップを繰り返し、所定膜厚のＡｌ2 Ｏ3 ／Ｔｉ
ＯX ：Ｂａ積層構造膜を形成して、これを第１絶縁層３
とする。具体的には、Ａｌ2 Ｏ3 層、ＴｉＯX ：Ｂａ層
とも、１層当たりの厚さを５ｎｍとし、それぞれ３０層
積層した構造とした。なお、Ａｌ2 Ｏ3 ／ＴｉＯX ：Ｂ
ａ積層構造膜の最初と最後の層は、Ａｌ2 Ｏ3 層とＴｉ
ＯX ：Ｂａ層のいずれであってもよい。
ステップを繰り返し、所定膜厚のＡｌ2 Ｏ3 ／Ｔｉ
ＯX ：Ｂａ積層構造膜を形成して、これを第１絶縁層３
とする。具体的には、Ａｌ2 Ｏ3 層、ＴｉＯX ：Ｂａ層
とも、１層当たりの厚さを５ｎｍとし、それぞれ３０層
積層した構造とした。なお、Ａｌ2 Ｏ3 ／ＴｉＯX ：Ｂ
ａ積層構造膜の最初と最後の層は、Ａｌ2 Ｏ3 層とＴｉ
ＯX ：Ｂａ層のいずれであってもよい。
【００２５】次に、第１絶縁層３上に、ＺｎＳを母体材
料とし、発光中心としてＭｎを添加した硫化亜鉛：マン
ガン（ＺｎＳ：Ｍｎ）発光層４を蒸着法により形成す
る。この後、発光層４上に第２絶縁層５を第１絶縁層３
と同様の方法で形成し、その上にＩＴＯ膜からなる第２
電極６を第１電極２と同様の方法で形成する。なお、Ｚ
ｎＳ：Ｍｎ発光層４は、ＡＬＥ法で形成するようにして
もよい。この場合には、第１絶縁層３、発光層４、第２
絶縁層５を連続して成膜することができる。
料とし、発光中心としてＭｎを添加した硫化亜鉛：マン
ガン（ＺｎＳ：Ｍｎ）発光層４を蒸着法により形成す
る。この後、発光層４上に第２絶縁層５を第１絶縁層３
と同様の方法で形成し、その上にＩＴＯ膜からなる第２
電極６を第１電極２と同様の方法で形成する。なお、Ｚ
ｎＳ：Ｍｎ発光層４は、ＡＬＥ法で形成するようにして
もよい。この場合には、第１絶縁層３、発光層４、第２
絶縁層５を連続して成膜することができる。
【００２６】このようにして図１に示すＥＬ素子を作製
することができる。なお、ＡＬＥ法を用いて原子層オー
ダで膜を形成する場合、０．５ｎｍより薄い膜では絶縁
体として機能せず、また１層当たりの膜厚が１００ｎｍ
よりも厚い場合には、積層構造による耐電圧の向上効果
が低下してしまう。従って、積層構造膜の１層当たりの
膜厚は０．５ｎｍから１００ｎｍ、好ましくは１ｎｍか
ら１０ｎｍとするのがよい。
することができる。なお、ＡＬＥ法を用いて原子層オー
ダで膜を形成する場合、０．５ｎｍより薄い膜では絶縁
体として機能せず、また１層当たりの膜厚が１００ｎｍ
よりも厚い場合には、積層構造による耐電圧の向上効果
が低下してしまう。従って、積層構造膜の１層当たりの
膜厚は０．５ｎｍから１００ｎｍ、好ましくは１ｎｍか
ら１０ｎｍとするのがよい。
【００２７】また、Ｂａの添加量は少なすぎると比抵抗
の温度依存性を低減する効果が得らないため、Ｂａ／Ｔ
ｉの原子比は０．０１以上である必要がある。また、チ
タン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3 ）の化学量論比である、
Ｂａ／Ｔｉの原子比が１より大きくなると、過剰に添加
したＢａが水に可溶な酸化バリウム（ＢａＯ）を形成
し、ＥＬ素子の絶縁層として用いることができないた
め、Ｂａ／Ｔｉの原子比は１以下である必要がある。
の温度依存性を低減する効果が得らないため、Ｂａ／Ｔ
ｉの原子比は０．０１以上である必要がある。また、チ
タン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3 ）の化学量論比である、
Ｂａ／Ｔｉの原子比が１より大きくなると、過剰に添加
したＢａが水に可溶な酸化バリウム（ＢａＯ）を形成
し、ＥＬ素子の絶縁層として用いることができないた
め、Ｂａ／Ｔｉの原子比は１以下である必要がある。
【００２８】なお、上述した実施形態では、添加元素と
してＢａを用いるものを示したが、カルシウム（Ｃ
ａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、アルミニウム（Ａ
ｌ）、鉛（Ｐｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）などを添加元
素として用いることができる。また、Ａｌ2 Ｏ3 層は１
層の膜厚が数ｎｍと非常に薄い場合でも絶縁体として機
能する。このＡｌ2 Ｏ3 と同様の機能が得られる材料と
しては、比抵抗が１０10Ωｃｍ以上であってＡＬＥ法な
どにより非常に薄い膜を成膜できる材料であれば他の材
料、例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化珪素（Ｓ
ｉＯ2 ）などを用いることができる。
してＢａを用いるものを示したが、カルシウム（Ｃ
ａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、アルミニウム（Ａ
ｌ）、鉛（Ｐｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）などを添加元
素として用いることができる。また、Ａｌ2 Ｏ3 層は１
層の膜厚が数ｎｍと非常に薄い場合でも絶縁体として機
能する。このＡｌ2 Ｏ3 と同様の機能が得られる材料と
しては、比抵抗が１０10Ωｃｍ以上であってＡＬＥ法な
どにより非常に薄い膜を成膜できる材料であれば他の材
料、例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化珪素（Ｓ
ｉＯ2 ）などを用いることができる。
【００２９】なお、第１の層の絶縁材料および第２の層
の添加元素については、上述した種々のものを組み合わ
せることが可能であり、例えば、第１の層としてＡｌ2
Ｏ3層を、第２の層としてＡｌを添加した酸化チタンＴ
ｉＯX ：Ａｌ層とすることができる。このＡｌ2 Ｏ3 層
とＴｉＯX ：Ａｌ層を積層して第１、第２絶縁層３、５
を形成する方法について説明する。
の添加元素については、上述した種々のものを組み合わ
せることが可能であり、例えば、第１の層としてＡｌ2
Ｏ3層を、第２の層としてＡｌを添加した酸化チタンＴ
ｉＯX ：Ａｌ層とすることができる。このＡｌ2 Ｏ3 層
とＴｉＯX ：Ａｌ層を積層して第１、第２絶縁層３、５
を形成する方法について説明する。
【００３０】まず、第１のステップとして、Ａｌの原料
ガスとしてＡｌＣｌ3 、酸素の原料ガスとしてＨ2 Ｏを
用い、上述したのと同様の方法で、Ａｌ2 Ｏ3 層をＡＬ
Ｅ法により形成する。第２のステップとして、Ｔｉの原
料ガスとしてＴｉＣｌ4 、酸素の原料ガスとしてＨ2 Ｏ
を用い、上述したのと同様の方法で、酸化チタン層を形
成する。このとき、酸化チタンの比抵抗の温度依存性を
緩和する元素としてＡｌを添加する。Ａｌを添加する方
法としては、ＴｉＣｌ4 を導入するタイミングの直前に
Ａｌの原料ガスとしてＡｌＣｌ3 を反応炉に導入する。
この場合、Ａｌの添加量は、Ａｌ原料ガスの導入時間、
導入サイクルの回数で制御することができる。
ガスとしてＡｌＣｌ3 、酸素の原料ガスとしてＨ2 Ｏを
用い、上述したのと同様の方法で、Ａｌ2 Ｏ3 層をＡＬ
Ｅ法により形成する。第２のステップとして、Ｔｉの原
料ガスとしてＴｉＣｌ4 、酸素の原料ガスとしてＨ2 Ｏ
を用い、上述したのと同様の方法で、酸化チタン層を形
成する。このとき、酸化チタンの比抵抗の温度依存性を
緩和する元素としてＡｌを添加する。Ａｌを添加する方
法としては、ＴｉＣｌ4 を導入するタイミングの直前に
Ａｌの原料ガスとしてＡｌＣｌ3 を反応炉に導入する。
この場合、Ａｌの添加量は、Ａｌ原料ガスの導入時間、
導入サイクルの回数で制御することができる。
【００３１】この場合、Ａｌを添加するときに用いるＡ
ｌ原料ガスに、Ａｌ2 Ｏ3 層を形成するときのＡｌ原料
ガスと同じ原料ガスを使うことができるため、原料コス
トおよび設備コストなどの製造コストを低減することが
できる。そして、上述した第１のステップと第２のステ
ップを繰り返して、Ａｌ2 Ｏ3／ＴｉＯX ：Ａｌ積層構
造膜を形成することができる。具体的には、Ａｌ2 Ｏ3
層を２ｎｍ、ＴｉＯX ：Ａｌ層を２．５ｎｍとし、それ
ぞれ１２１層、１２０層積層した構造とし、第１絶縁層
３における最初の層（第１電極２と接する層）と最後の
層（発光層４と接する層）は、Ａｌ2 Ｏ3 層とした。
ｌ原料ガスに、Ａｌ2 Ｏ3 層を形成するときのＡｌ原料
ガスと同じ原料ガスを使うことができるため、原料コス
トおよび設備コストなどの製造コストを低減することが
できる。そして、上述した第１のステップと第２のステ
ップを繰り返して、Ａｌ2 Ｏ3／ＴｉＯX ：Ａｌ積層構
造膜を形成することができる。具体的には、Ａｌ2 Ｏ3
層を２ｎｍ、ＴｉＯX ：Ａｌ層を２．５ｎｍとし、それ
ぞれ１２１層、１２０層積層した構造とし、第１絶縁層
３における最初の層（第１電極２と接する層）と最後の
層（発光層４と接する層）は、Ａｌ2 Ｏ3 層とした。
【００３２】このように第１絶縁層３における最初と最
後の層をＡｌ2 Ｏ3 層にすることによって、それらの層
をＴｉＯX ：Ａｌ層とした場合に比べ、第１電極２、発
光層４から拡散してくる、耐圧を低下させる恐れのある
元素の混入を防止することができる。そのような耐圧を
低下させる元素としては、第１電極２、発光層４の原材
料（例えば、ＺｎＳのペレットとかＩＴＯ材料）中に存
在しているアルカリ土類金属、アルカリ金属、鉄などの
重金属がある。第１絶縁層３の最初と最後の層をＴｉＯ
X ：Ａｌ層とした場合、酸化チタンは酸素欠陥が発生し
やすく、かつ導電体であるため、酸化チタン中をそれら
の元素が拡散し、耐圧低下を引き起こす恐れがある。す
なわち、ＥＬ駆動時には、それらの元素が電界の力を受
けて拡散することになるが、酸化チタンは導電体である
ため、それらの元素のイオンが拡散しやすく、また上記
したように酸化チタンの酸素欠陥によってイオンの通り
道となるので、拡散スピードが大きくなると考えられ
る。これに対し、第１絶縁層３の最初と最後の層をＡｌ
2 Ｏ3 層とした場合には、Ａｌ2 Ｏ3 層は絶縁体である
ので、上記した元素による耐圧の低下を防止することが
できる。なお、同様の理由で、第２絶縁層５についても
最初と最後の層をＡｌ2 Ｏ3 層とした。
後の層をＡｌ2 Ｏ3 層にすることによって、それらの層
をＴｉＯX ：Ａｌ層とした場合に比べ、第１電極２、発
光層４から拡散してくる、耐圧を低下させる恐れのある
元素の混入を防止することができる。そのような耐圧を
低下させる元素としては、第１電極２、発光層４の原材
料（例えば、ＺｎＳのペレットとかＩＴＯ材料）中に存
在しているアルカリ土類金属、アルカリ金属、鉄などの
重金属がある。第１絶縁層３の最初と最後の層をＴｉＯ
X ：Ａｌ層とした場合、酸化チタンは酸素欠陥が発生し
やすく、かつ導電体であるため、酸化チタン中をそれら
の元素が拡散し、耐圧低下を引き起こす恐れがある。す
なわち、ＥＬ駆動時には、それらの元素が電界の力を受
けて拡散することになるが、酸化チタンは導電体である
ため、それらの元素のイオンが拡散しやすく、また上記
したように酸化チタンの酸素欠陥によってイオンの通り
道となるので、拡散スピードが大きくなると考えられ
る。これに対し、第１絶縁層３の最初と最後の層をＡｌ
2 Ｏ3 層とした場合には、Ａｌ2 Ｏ3 層は絶縁体である
ので、上記した元素による耐圧の低下を防止することが
できる。なお、同様の理由で、第２絶縁層５についても
最初と最後の層をＡｌ2 Ｏ3 層とした。
【００３３】なお、第１の層の絶縁材料としては、上記
したＡｌ2 Ｏ3 以外に、ＭｇＯ、ＳｉＯ2 があるが、こ
れらを用いた場合にも第１、第２絶縁層３、５における
最初と最後の層をそれらの絶縁材料で形成することによ
り、耐圧の低下を防止することができる。 （第２実施形態）この実施形態は、絶縁層（第１絶縁膜
３、第２絶縁層５）として、Ａｌ2 Ｏ3／チタン酸スト
ロンチウム（ＳｒＴｉＯ3 ）積層構造膜を用いたもので
ある。
したＡｌ2 Ｏ3 以外に、ＭｇＯ、ＳｉＯ2 があるが、こ
れらを用いた場合にも第１、第２絶縁層３、５における
最初と最後の層をそれらの絶縁材料で形成することによ
り、耐圧の低下を防止することができる。 （第２実施形態）この実施形態は、絶縁層（第１絶縁膜
３、第２絶縁層５）として、Ａｌ2 Ｏ3／チタン酸スト
ロンチウム（ＳｒＴｉＯ3 ）積層構造膜を用いたもので
ある。
【００３４】第１実施形態に対し、絶縁層（第１絶縁膜
３、第２絶縁層５）の形成以外は同じであるため、以
下、この実施形態における絶縁層の形成について説明す
る。まず、第１のステップとして、第１実施形態と同様
の方法でＡｌ2 Ｏ3 層をＡＬＥ法で形成する。第２のス
テップとして、Ｔｉの原料ガスとしてＴｉＣｌ4 、Ｓｒ
の原料ガスとしてビスジピバロイルメタン化ストロンチ
ウム（Ｓｒ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）、酸素の原料ガスとし
てＨ2 Ｏを用いて、ＳｒＴｉＯ3 層を形成する。
３、第２絶縁層５）の形成以外は同じであるため、以
下、この実施形態における絶縁層の形成について説明す
る。まず、第１のステップとして、第１実施形態と同様
の方法でＡｌ2 Ｏ3 層をＡＬＥ法で形成する。第２のス
テップとして、Ｔｉの原料ガスとしてＴｉＣｌ4 、Ｓｒ
の原料ガスとしてビスジピバロイルメタン化ストロンチ
ウム（Ｓｒ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）、酸素の原料ガスとし
てＨ2 Ｏを用いて、ＳｒＴｉＯ3 層を形成する。
【００３５】具体的には、まず、ＴｉＣｌ4 をＡｒキャ
リアガスで反応炉に１秒導入した後に、反応炉内のＴｉ
Ｃｌ4 を排気するのに十分なパージを行う。次に、Ｈ2
Ｏを同様にＡｒキャリアガスで反応炉に１秒導入した後
に、反応炉内のＨ2 Ｏを排気するのに十分なパージを行
う。次に、Ｓｒ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 を同様にＡｒキャリ
アガスで反応炉に１秒導入した後に反応炉内のＳｒ（Ｃ
11Ｈ19Ｏ2 ）2 を排気するのに十分なパージを行う。そ
して、Ｈ2 Ｏを同様にＡｒキャリアガスで反応炉に１秒
導入した後に、反応炉内のＨ2 Ｏを排気するのに十分な
パージを行う。このサイクルを繰り返して所定の膜厚の
ＳｒＴｉＯ3 層を形成する。
リアガスで反応炉に１秒導入した後に、反応炉内のＴｉ
Ｃｌ4 を排気するのに十分なパージを行う。次に、Ｈ2
Ｏを同様にＡｒキャリアガスで反応炉に１秒導入した後
に、反応炉内のＨ2 Ｏを排気するのに十分なパージを行
う。次に、Ｓｒ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 を同様にＡｒキャリ
アガスで反応炉に１秒導入した後に反応炉内のＳｒ（Ｃ
11Ｈ19Ｏ2 ）2 を排気するのに十分なパージを行う。そ
して、Ｈ2 Ｏを同様にＡｒキャリアガスで反応炉に１秒
導入した後に、反応炉内のＨ2 Ｏを排気するのに十分な
パージを行う。このサイクルを繰り返して所定の膜厚の
ＳｒＴｉＯ3 層を形成する。
【００３６】そして、上述した第１のステップと第２の
ステップを繰り返し、所定の膜厚のＡｌ2 Ｏ3 ／ＳｒＴ
ｉＯ3 積層構造膜を形成して、これを第１絶縁膜３、第
２絶縁層５とする。なお、Ａｌ2 Ｏ3 ／ＳｒＴｉＯ3 積
層構造膜の最初と最後の層は、Ａｌ2 Ｏ3 層とＳｒＴｉ
Ｏ3 層のいずれであってもよい。上述した方法で成膜さ
れたＡｌ2 Ｏ3 ／ＳｒＴｉＯ3 積層構造膜は熱処理を行
うことによってＳｒＴｉＯ3 を結晶化させ、さらに性能
を向上させることができる。この熱処理は、通常行われ
る発光層４の熱処理と兼ねることもできる。
ステップを繰り返し、所定の膜厚のＡｌ2 Ｏ3 ／ＳｒＴ
ｉＯ3 積層構造膜を形成して、これを第１絶縁膜３、第
２絶縁層５とする。なお、Ａｌ2 Ｏ3 ／ＳｒＴｉＯ3 積
層構造膜の最初と最後の層は、Ａｌ2 Ｏ3 層とＳｒＴｉ
Ｏ3 層のいずれであってもよい。上述した方法で成膜さ
れたＡｌ2 Ｏ3 ／ＳｒＴｉＯ3 積層構造膜は熱処理を行
うことによってＳｒＴｉＯ3 を結晶化させ、さらに性能
を向上させることができる。この熱処理は、通常行われ
る発光層４の熱処理と兼ねることもできる。
【００３７】このようにして作製したＥＬ素子の場合、
ＳｒＴｉＯ3 層は比抵抗の温度係数が正の値を持つた
め、図４に示すように、温度上昇に伴う耐圧の低下はほ
とんど見られない。なお、本実施形態では、比抵抗の温
度係数が正の値を持つ第２の層としてＳｒＴｉＯ3 を用
いるものを示したが、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ
3 ）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3 ）を用いても同
様の効果を得ることができる。この場合、ＣａＴｉ
Ｏ3 、ＢａＴｉＯ3 により第２の層を形成するときは、
上述したのと同様の製造方法を用いる。
ＳｒＴｉＯ3 層は比抵抗の温度係数が正の値を持つた
め、図４に示すように、温度上昇に伴う耐圧の低下はほ
とんど見られない。なお、本実施形態では、比抵抗の温
度係数が正の値を持つ第２の層としてＳｒＴｉＯ3 を用
いるものを示したが、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ
3 ）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3 ）を用いても同
様の効果を得ることができる。この場合、ＣａＴｉ
Ｏ3 、ＢａＴｉＯ3 により第２の層を形成するときは、
上述したのと同様の製造方法を用いる。
【００３８】また、この実施形態においても、第１実施
形態と同様、第１の層と第２の層のそれぞれの膜厚は、
０．５ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましく、また第１、
第２絶縁層３、５における最初と最後の層を、第１の層
にしてもよい。また、第１、第２実施形態において、第
１の層と第２の層の積層数は、それぞれ１０層以上であ
れば所望の絶縁性能を得ることができる。また、積層数
は多い程よいが、積層数が多くなると全体の膜厚が大き
くなるため、それぞれ３００層以下にするのが好まし
い。
形態と同様、第１の層と第２の層のそれぞれの膜厚は、
０．５ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましく、また第１、
第２絶縁層３、５における最初と最後の層を、第１の層
にしてもよい。また、第１、第２実施形態において、第
１の層と第２の層の積層数は、それぞれ１０層以上であ
れば所望の絶縁性能を得ることができる。また、積層数
は多い程よいが、積層数が多くなると全体の膜厚が大き
くなるため、それぞれ３００層以下にするのが好まし
い。
【００３９】また、第１、第２実施形態において、第１
電極２、第２電極６を透明な材料にて構成するものを示
したが、光取り出し側と反対側の電極を透明でない金属
電極としてもよい。この場合、発光層４の片側から光を
取り出すことになる。また、発光層４としては、ＺｎＳ
を母体材料とし、発光中心としてＭｎを添加したもの以
外に、発光中心としてマンガン（Ｍｎ）やテルビウム
（Ｔｂ）を添加したもの、あるいは硫化ストロンチウム
（ＳｒＳ）を母体材料とし、セリウム（Ｃｅ）を添加し
たものを用いることができる。
電極２、第２電極６を透明な材料にて構成するものを示
したが、光取り出し側と反対側の電極を透明でない金属
電極としてもよい。この場合、発光層４の片側から光を
取り出すことになる。また、発光層４としては、ＺｎＳ
を母体材料とし、発光中心としてＭｎを添加したもの以
外に、発光中心としてマンガン（Ｍｎ）やテルビウム
（Ｔｂ）を添加したもの、あるいは硫化ストロンチウム
（ＳｒＳ）を母体材料とし、セリウム（Ｃｅ）を添加し
たものを用いることができる。
【００４０】また、ＥＬ素子としては、発光層４の両側
に絶縁層を設けるものに限らず、片側のみに絶縁層を設
けるものであってもよい。
に絶縁層を設けるものに限らず、片側のみに絶縁層を設
けるものであってもよい。
【図１】本発明の一実施形態に係るＥＬ素子の縦断面構
造を示す図である。
造を示す図である。
【図２】Ｂａを添加したＴｉＯX ：Ｂａと、何も添加し
ていないＴｉＯ2 の、温度に対する比抵抗特性を示す図
である。
ていないＴｉＯ2 の、温度に対する比抵抗特性を示す図
である。
【図３】Ａｌ2 Ｏ3 ／ＴｉＯX ：Ｂａ積層構造膜を用い
たＥＬ素子と、Ａｌ2 Ｏ3 ／ＴｉＯ2 積層構造膜を用い
たＥＬ素子の、温度に対する破壊電圧特性を示す図であ
る。
たＥＬ素子と、Ａｌ2 Ｏ3 ／ＴｉＯ2 積層構造膜を用い
たＥＬ素子の、温度に対する破壊電圧特性を示す図であ
る。
【図４】Ａｌ2 Ｏ3 ／ＳｒＴｉＯ3 積層構造膜を用いた
ＥＬ素子の温度に対する破壊電圧特性を示す図である。
ＥＬ素子の温度に対する破壊電圧特性を示す図である。
１…ガラス基板、２…第１電極、３…第１絶縁層、４…
発光層、５…第２絶縁層、６…第２電極。
発光層、５…第２絶縁層、６…第２電極。
Claims (15)
- 【請求項１】 少なくとも一方が透明な一対の電極間
に、絶縁層および発光層が配置されてなるＥＬ素子にお
いて、 前記絶縁層は、絶縁材料からなる第１の層と、酸化チタ
ンを組成として含む第２の層を交互に積層した構造にな
っており、 前記第２の層には、温度変化に対する比抵抗の変化特性
を緩和する元素が添加されていることを特徴とするＥＬ
素子。 - 【請求項２】 前記第２の層において、チタンに対する
前記元素の原子比が０．０１以上１以下になっているこ
とを特徴とする請求項１に記載のＥＬ素子。 - 【請求項３】 前記元素は、カルシウム、バリウム、ス
トロンチウム、アルミニウム、鉛、マグネシウムのうち
の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１又は
２に記載のＥＬ素子。 - 【請求項４】 少なくとも一方が透明な一対の電極間
に、絶縁層および発光層が配置されてなるＥＬ素子にお
いて、 前記絶縁層は、絶縁材料からなる第１の層と、酸化チタ
ンを組成として含み比抵抗の温度係数が正の値を持つ第
２の層を交互に積層した構造になっていることを特徴と
するＥＬ素子。 - 【請求項５】 前記第２の層は、チタン酸カルシウム、
チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウムのうちの少
なくとも１つからなることを特徴とする請求項４に記載
のＥＬ素子。 - 【請求項６】 前記第１の層は、比抵抗が１×１０10Ω
ｃｍ以上の材料からなる層であることを特徴とする請求
項１乃至５のいずれか１つに記載のＥＬ素子。 - 【請求項７】 前記比抵抗が１×１０10Ωｃｍ以上の材
料は、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化珪素
のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項
６に記載のＥＬ素子。 - 【請求項８】 少なくとも一方が透明な一対の電極間
に、絶縁層および発光層が配置されてなるＥＬ素子にお
いて、 前記絶縁層は、酸化アルミニウムからなる第１の層と、
酸化チタンを組成として含む第２の層を交互に積層した
構造になっており、 前記第２の層には、温度変化に対する比抵抗の変化特性
を緩和する元素としてアルミニウムが添加されているこ
とを特徴とするＥＬ素子。 - 【請求項９】 前記絶縁層において、最初と最後の層が
前記第１の層になっていることを特徴とする請求項１乃
至８のいずれか１つに記載のＥＬ素子。 - 【請求項１０】 前記第１の層と前記第２の層のそれぞ
れの膜厚は、０．５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であること
を特徴とする請求項１乃至９のいずれか１つに記載のＥ
Ｌ素子。 - 【請求項１１】 前記第１の層と前記第２の層は、それ
ぞれ１０層以上３００層以下の層数になっていることを
特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１つに記載のＥ
Ｌ素子。 - 【請求項１２】 請求項１乃至１１のいずれか１つに記
載のＥＬ素子の製造方法であって、 原子層エピタキシャル法により前記第１の層と前記第２
の層を交互に積層して前記絶縁層を形成することを特徴
とするＥＬ素子の製造方法。 - 【請求項１３】 少なくとも一方が透明な一対の電極間
に、絶縁層および発光層が配置されてなるＥＬ素子の製
造方法において、 酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化珪素のうち
の少なくとも１つからなる第１の層と、酸化チタンにカ
ルシウム、バリウム、ストロンチウム、アルミニウム、
鉛、マグネシウムのうちの少なくとも１つの元素を添加
した第２の層を、原子層エピタキシャル法により交互に
積層して前記絶縁層を形成し、 前記第２の層を成膜する際に、前記元素の原料ガスを単
独で導入するサイクルを有することを特徴とするＥＬ素
子の製造方法。 - 【請求項１４】 少なくとも一方が透明な一対の電極間
に、絶縁層および発光層が配置されてなるＥＬ素子の製
造方法において、 酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化珪素のうち
の少なくとも１つからなる第１の層と、酸化チタンにカ
ルシウム、バリウム、ストロンチウム、アルミニウム、
鉛、マグネシウムのうちの少なくとも１つの元素を添加
した第２の層を、原子層エピタキシャル法により交互に
積層して前記絶縁層を形成し、 前記第２の層を成膜する際に、前記元素をチタンの原料
ガスと同じタイミングで導入することを特徴とするＥＬ
素子の製造方法。 - 【請求項１５】 少なくとも一方が透明な一対の電極間
に、絶縁層および発光層が配置されてなるＥＬ素子の製
造方法において、 酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化珪素のうち
の少なくとも１つからなる第１の層と、チタン酸カルシ
ウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウムのう
ちの少なくとも１つからなる第２の層を、原子層エピタ
キシャル法により交互に積層して前記絶縁層を形成し、 前記第２の層を、チタンの原料ガス、酸素の原料ガス、
カルシウム、バリウム、ストロンチウムのうちの少なく
とも１つの原料ガス、酸素の原料ガスを、順に繰り返し
導入して成膜することを特徴とするＥＬ素子の製造方
法。
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