JPS59101794A - 薄膜エレクトロルミネツセンス素子 - Google Patents
薄膜エレクトロルミネツセンス素子Info
- Publication number
- JPS59101794A JPS59101794A JP57211828A JP21182882A JPS59101794A JP S59101794 A JPS59101794 A JP S59101794A JP 57211828 A JP57211828 A JP 57211828A JP 21182882 A JP21182882 A JP 21182882A JP S59101794 A JPS59101794 A JP S59101794A
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- Japan
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- layer
- emitting layer
- insulating layer
- insulating
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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】
本発明は、高１！４ｉ度化及び低電圧駆動化を図った内
部電界発光型の薄膜ｊニレクトロルミネツセンス素子に
関する。
部電界発光型の薄膜ｊニレクトロルミネツセンス素子に
関する。
従来のエレクトロルミネッセンス（以下、「ＥＬ」とい
う）素子の構成は、第１図に示す様なものぐあ゛る゛を
第１図に基づいてその構成を説明プる。
う）素子の構成は、第１図に示す様なものぐあ゛る゛を
第１図に基づいてその構成を説明プる。
ガラス基板１２の上部表面にＩ］°０等でできた透明電
極層１４を設【ノ、該透明電極層の」部にチタン酸バリ
ウム（Ｂａ Ｔｉ ０３ ）等の誘電体物質でできた絶
縁層１６ａ／！！−設番ノる。さらに、該誘電体絶縁層
１６ａの上部に、発光中心となる付活剤の銅、及び該（
Ｊ活剤を母体へ導入りるのを容易にさせる作用をＪる助
活剤のアルミニウムを微吊含み、発光体の母体の硫化亜
鉛（ＺｎＳ）からなる発光体層を結晶成長させる。ざら
に、この発光体層１８の上表面を覆うように前記の誘電
体からなる絶１１層１〜６ｂをｈ１層させる。そして、
この誘電体絶縁層の上面にアルミニウムでできＩＣ電極
２０を蒸着により設Ｇノる。従来の［し素子は、土、記
の構成から成る。そして、アルミニウム電極２０と下部
の透明電極１４との間に高電圧の適当な周波数を右づる
電界をかけて発光層１８中の導電性物！：ＩＣｚＳ中の
電η電子を加速して非単性衝突により発光中心を励起又
は、イオン化する。ＥＬ素了は、励起された発光中心に
、再度電子が捕獲されるとぎに発光１−る。
極層１４を設【ノ、該透明電極層の」部にチタン酸バリ
ウム（Ｂａ Ｔｉ ０３ ）等の誘電体物質でできた絶
縁層１６ａ／！！−設番ノる。さらに、該誘電体絶縁層
１６ａの上部に、発光中心となる付活剤の銅、及び該（
Ｊ活剤を母体へ導入りるのを容易にさせる作用をＪる助
活剤のアルミニウムを微吊含み、発光体の母体の硫化亜
鉛（ＺｎＳ）からなる発光体層を結晶成長させる。ざら
に、この発光体層１８の上表面を覆うように前記の誘電
体からなる絶１１層１〜６ｂをｈ１層させる。そして、
この誘電体絶縁層の上面にアルミニウムでできＩＣ電極
２０を蒸着により設Ｇノる。従来の［し素子は、土、記
の構成から成る。そして、アルミニウム電極２０と下部
の透明電極１４との間に高電圧の適当な周波数を右づる
電界をかけて発光層１８中の導電性物！：ＩＣｚＳ中の
電η電子を加速して非単性衝突により発光中心を励起又
は、イオン化する。ＥＬ素了は、励起された発光中心に
、再度電子が捕獲されるとぎに発光１−る。
ここでＭ電体絶縁層１６ａ、および１６ｂは発光層１８
に印加電圧の大部分を印加し得るように高誘電率の物質
でできており、その絶縁を保持し、キ１７リアの注入が
防止し得る限りなるべり薄り構成される。
に印加電圧の大部分を印加し得るように高誘電率の物質
でできており、その絶縁を保持し、キ１７リアの注入が
防止し得る限りなるべり薄り構成される。
上記、誘電体絶縁層１６ａまたは１６１）の物質は、高
誘電率絶縁物質、例えばチタン酸バリウム（［３ａ Ｔ
ｉ ０３ ）や酸化イツトリウム（Ｙ２Ｏ２）、酸化タ
ンタル（、ＴａｚＯｓ）等の透明絶縁物質を用いること
が一般的である。
誘電率絶縁物質、例えばチタン酸バリウム（［３ａ Ｔ
ｉ ０３ ）や酸化イツトリウム（Ｙ２Ｏ２）、酸化タ
ンタル（、ＴａｚＯｓ）等の透明絶縁物質を用いること
が一般的である。
ところが薄膜型のＩＬ索子は、誘電体絶縁層１６ａの上
部に発光中心となるイ１活剤を混合した発光母体物質を
ＣＶＤ、ＰＶＤ法等によってｖＩ膜状に結晶成長させて
作成する。このために、発光層の結晶性は、該発光層の
結晶成長の基板となる下部誘電体絶縁物質の秤類及びそ
の結晶性に大きく依存する。しかも、この様な薄膜Ｅ
１．素子の発光計度及び発光効率は、発光層の結晶性に
大きく関与す゛る。従って上記の特性を向上さＵるため
には、発光層の結晶性を向上させる必要がある。ところ
が、従来にＪ３いては、発光層の結晶性を上げるために
発光層の膜厚を厚くしていｌこ。しかし、膜厚を厚くづ
′れば高Ｘｉ１度を得やだめの駆動電圧が必然的に大き
くなるという欠点を有することになる。
部に発光中心となるイ１活剤を混合した発光母体物質を
ＣＶＤ、ＰＶＤ法等によってｖＩ膜状に結晶成長させて
作成する。このために、発光層の結晶性は、該発光層の
結晶成長の基板となる下部誘電体絶縁物質の秤類及びそ
の結晶性に大きく依存する。しかも、この様な薄膜Ｅ
１．素子の発光計度及び発光効率は、発光層の結晶性に
大きく関与す゛る。従って上記の特性を向上さＵるため
には、発光層の結晶性を向上させる必要がある。ところ
が、従来にＪ３いては、発光層の結晶性を上げるために
発光層の膜厚を厚くしていｌこ。しかし、膜厚を厚くづ
′れば高Ｘｉ１度を得やだめの駆動電圧が必然的に大き
くなるという欠点を有することになる。
そこで、本発明【よ、上記の欠点を改良覆るために成さ
れたものであり、発光層の物質を結晶成長ざ眩る基板物
質に、発光層の物質との関係において特有な物質を選定
づることにより、発光層物質の結晶成長にお番プる結晶
性を向上さぼることによって発光１ｌｉＩ！度を高め、
ざらに、結晶性の向上の結果、発光層の膜厚を薄くする
ことによって、駆動型ＩＪを低くし得るようにしたＥｌ
累素工提供することを目的としている。
れたものであり、発光層の物質を結晶成長ざ眩る基板物
質に、発光層の物質との関係において特有な物質を選定
づることにより、発光層物質の結晶成長にお番プる結晶
性を向上さぼることによって発光１ｌｉＩ！度を高め、
ざらに、結晶性の向上の結果、発光層の膜厚を薄くする
ことによって、駆動型ＩＪを低くし得るようにしたＥｌ
累素工提供することを目的としている。
すなわら、本発明は、素子基板と、該察了基根上に積層
された電極層と、該電極層上に積層された絶縁層と、該
絶縁層上に結晶成長されＩＣ発光層と、該発光層上に積
層された絶縁層と、該絶縁層上に積層された電極層とか
ら成る薄膜エレク１〜Ｌ１ルミネッセンス素子において
、上記発光層を結晶成長さ「る基板となる絶縁層をｆＸ
Ｘ成心物質は、その格子定数と、上記発光層を構成する
母体物質の格子定数どの関係にお番ノるミスフィツトの
絶対値が１．１％以内である絶縁物質であることを特徴
どするａ９膜ｌレクトロルミネッセンス県子から成る。
された電極層と、該電極層上に積層された絶縁層と、該
絶縁層上に結晶成長されＩＣ発光層と、該発光層上に積
層された絶縁層と、該絶縁層上に積層された電極層とか
ら成る薄膜エレク１〜Ｌ１ルミネッセンス素子において
、上記発光層を結晶成長さ「る基板となる絶縁層をｆＸ
Ｘ成心物質は、その格子定数と、上記発光層を構成する
母体物質の格子定数どの関係にお番ノるミスフィツトの
絶対値が１．１％以内である絶縁物質であることを特徴
どするａ９膜ｌレクトロルミネッセンス県子から成る。
ここで、上記のＥｌ素子の構成については、従来の［［
素子の構造と同一であるために、その構成についでの説
明を省略する。
素子の構造と同一であるために、その構成についでの説
明を省略する。
本発明の特徴部分は、絶縁層を構成し、かつ発光層を結
晶成長さＣる基板を構成する物質の選定にある。発光層
の結晶成長の基板である絶縁層の物質は、その物質の格
子定数（ｂ’）と発光層の母体物質の格子定数（ａ）と
の１３！ｉ係にお（）るミスフィツト（Ｘ）が、（の絶
対値において１．１％以下である物質が選定される。た
だしｘ ＝ （ａ −ｂ ）／ｂである。即ち、両物質
のミスフィツトが１゜１％、昼下であるならば、発光層
の結晶性が、従来のＥＬ素子に比べ高くなり、発光ｌ！
！反を高く、かつ駆動電圧を低くし得ることが実験的に
確められた。
晶成長さＣる基板を構成する物質の選定にある。発光層
の結晶成長の基板である絶縁層の物質は、その物質の格
子定数（ｂ’）と発光層の母体物質の格子定数（ａ）と
の１３！ｉ係にお（）るミスフィツト（Ｘ）が、（の絶
対値において１．１％以下である物質が選定される。た
だしｘ ＝ （ａ −ｂ ）／ｂである。即ち、両物質
のミスフィツトが１゜１％、昼下であるならば、発光層
の結晶性が、従来のＥＬ素子に比べ高くなり、発光ｌ！
！反を高く、かつ駆動電圧を低くし得ることが実験的に
確められた。
したがって、発光層の母体物質と、それに対応した結晶
成長の基板となる適当な絶縁物質の選定が必要となる。
成長の基板となる適当な絶縁物質の選定が必要となる。
発光層の母体物質は、例えば硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレ
ン化亜鉛（Ｚｎ Ｓｅ ） 、硫化カルシウム（Ｃａｓ
ｅ、フッ化カドミウム（ＣｄＦ２）等を用いることが（
・さ・る。又、発光中心である不純物は、発光母体の物
質に応じ゛Ｃ選定され、例えば銅（ＣＬＩ）、マンガン
（Ｍｎ ） 、希土類元素、又【よフッ化テルビコーム
（Ｔｂｌ”３）、フッ化す−マリーＬウム（、Ｓ＋＋＋
Ｆ３）、フッ化エルビラム（ＥｒＦ３）等のフッ素化合
物、その他公知の不純物の使用が可能である。望ましい
実ＩＭ態様で（。Ｌ、発光母体物質に対して、結晶成長
の基板となる絶縁層の物￥１は、格子定数のミスフィツ
ト絶対圃が１．１％以内にあるフッ化カルシウム（Ｃａ
Ｆｚ＞、酸化Ｌリウム（ＣｅＯｔ）、塩化銅（Ｃｕ Ｃ
ｌ ）を用いることができる。
ン化亜鉛（Ｚｎ Ｓｅ ） 、硫化カルシウム（Ｃａｓ
ｅ、フッ化カドミウム（ＣｄＦ２）等を用いることが（
・さ・る。又、発光中心である不純物は、発光母体の物
質に応じ゛Ｃ選定され、例えば銅（ＣＬＩ）、マンガン
（Ｍｎ ） 、希土類元素、又【よフッ化テルビコーム
（Ｔｂｌ”３）、フッ化す−マリーＬウム（、Ｓ＋＋＋
Ｆ３）、フッ化エルビラム（ＥｒＦ３）等のフッ素化合
物、その他公知の不純物の使用が可能である。望ましい
実ＩＭ態様で（。Ｌ、発光母体物質に対して、結晶成長
の基板となる絶縁層の物￥１は、格子定数のミスフィツ
ト絶対圃が１．１％以内にあるフッ化カルシウム（Ｃａ
Ｆｚ＞、酸化Ｌリウム（ＣｅＯｔ）、塩化銅（Ｃｕ Ｃ
ｌ ）を用いることができる。
以上、２ｙ！Ｉるに本発明の特徴は、発光層を薄膜状に
結晶成長ざぜる場合にＪ３いて、基板物質と結晶成長物
質との格子定数のミスフィツトを１．１％以内に押さえ
れば、発光層の結晶性が向上し、もって発光層の膜厚を
薄くする°ことができ、したがって、駆動電圧を低くす
ることができるという特徴を右している。
結晶成長ざぜる場合にＪ３いて、基板物質と結晶成長物
質との格子定数のミスフィツトを１．１％以内に押さえ
れば、発光層の結晶性が向上し、もって発光層の膜厚を
薄くする°ことができ、したがって、駆動電圧を低くす
ることができるという特徴を右している。
以下、本発明を実施例に基づいてさらに説明を加える。
第２図は、本発明の口し素子の一員体的実施例の構成を
示したものである。
示したものである。
本発明の［［Ｓ子は、その構成において従来の１ミＬＳ
子（第１図）とほぼ同様な構成をとっている。ガラス基
板３２の上層に電子ビーム蒸着法によりＩＴＯから成る
透明導電膜３４を厚さ０．１〜０．２μｍに形成づ−る
。該透明電極３４の上部にさらに酸化ｐリウム（Ｃｅｏ
ｚ）を同じく電子ビーム蒸着法ににす０．２〜０．５μ
ｍの厚さに形成し勢縁層を（９る。該絶縁層は、絶縁膜
の作用をすると、同時に、さらにその上部に発光層を結
晶成長させるための基板の作用をもしでいる。そして、
次に、発光層として、マンガン（Ｍｎ）や希土類元系の
発光中心を微■含む硫化亜鉛の混合物質を同じく電子ビ
ームＭ着法により結晶成長させた。この硫化亜鉛と酸化
セリウムのミスフッイトは−０，０，９２％−（゛ある
。発光層の膜厚は、０゜１〜０．３μｍである。ざらに
発光層の上面にイツトリア（Ｙ２Ｏ３）からなる絶縁層
を電子ビーム蒸着法により厚さ０．２〜０．５μ霜に形
成した。そして、このイツ１−リアから成る絶縁物質の
上端面にアルミニウムを電子ビーム蒸着法により１μｍ
の厚さに形成して電極層を得た。以上の様にしてＥＬ素
子を形成した。結晶成長の基板となる絶縁層を形成する
物質をＣｕ Ｃｌ 、Ｃａ Ｆ２、Ｙ２Ｏ３として同様
な方法により８梗のＥＬ素子を作製した。尚、これらの
基板物質に対゛Ｖる発光層Ｂ１体のＺＩＩＳのミスフィ
ン１−は、それぞれ、−０，１８５％、−１，０６％、
−１，９６％である。これらの素子に、同一周波数、同
一電圧の電力を加えて発光ｌ！！度を測定したのが第３
図に示リグラフである。横軸はミスフィツトの絶対値、
縦軸は発光輝度の相対目盛りを示す。このグラフから明
らかな様にミスフィツトの絶対値が１．１％Ｊスートの
場合には発光輝度の上昇効果がみられる。
子（第１図）とほぼ同様な構成をとっている。ガラス基
板３２の上層に電子ビーム蒸着法によりＩＴＯから成る
透明導電膜３４を厚さ０．１〜０．２μｍに形成づ−る
。該透明電極３４の上部にさらに酸化ｐリウム（Ｃｅｏ
ｚ）を同じく電子ビーム蒸着法ににす０．２〜０．５μ
ｍの厚さに形成し勢縁層を（９る。該絶縁層は、絶縁膜
の作用をすると、同時に、さらにその上部に発光層を結
晶成長させるための基板の作用をもしでいる。そして、
次に、発光層として、マンガン（Ｍｎ）や希土類元系の
発光中心を微■含む硫化亜鉛の混合物質を同じく電子ビ
ームＭ着法により結晶成長させた。この硫化亜鉛と酸化
セリウムのミスフッイトは−０，０，９２％−（゛ある
。発光層の膜厚は、０゜１〜０．３μｍである。ざらに
発光層の上面にイツトリア（Ｙ２Ｏ３）からなる絶縁層
を電子ビーム蒸着法により厚さ０．２〜０．５μ霜に形
成した。そして、このイツ１−リアから成る絶縁物質の
上端面にアルミニウムを電子ビーム蒸着法により１μｍ
の厚さに形成して電極層を得た。以上の様にしてＥＬ素
子を形成した。結晶成長の基板となる絶縁層を形成する
物質をＣｕ Ｃｌ 、Ｃａ Ｆ２、Ｙ２Ｏ３として同様
な方法により８梗のＥＬ素子を作製した。尚、これらの
基板物質に対゛Ｖる発光層Ｂ１体のＺＩＩＳのミスフィ
ン１−は、それぞれ、−０，１８５％、−１，０６％、
−１，９６％である。これらの素子に、同一周波数、同
一電圧の電力を加えて発光ｌ！！度を測定したのが第３
図に示リグラフである。横軸はミスフィツトの絶対値、
縦軸は発光輝度の相対目盛りを示す。このグラフから明
らかな様にミスフィツトの絶対値が１．１％Ｊスートの
場合には発光輝度の上昇効果がみられる。
それに対してミスフィツトの絶対値が２％以十になると
発光輝度が低下していることが判る。従来のＹ２Ｏ３絶
縁基板のＥ［に対し、最も望ましい実施例のミスフィツ
ト−０，０９２％のＣｅＯ２の場合のＥＬは、その輝瓜
が約５．７倍にも達している。
発光輝度が低下していることが判る。従来のＹ２Ｏ３絶
縁基板のＥ［に対し、最も望ましい実施例のミスフィツ
ト−０，０９２％のＣｅＯ２の場合のＥＬは、その輝瓜
が約５．７倍にも達している。
第１図は、従来の内部電界発光型の薄膜エレク１〜ロル
ミネッセンス素子の構造を示寸断面図である。第２図は
、本発明の一具体的実施例に係る薄膜エレクト［１ルミ
ネツＬンス素子の４１４造を示Ｊ断面図である。第３図
は、結晶成長基板の絶縁層を構成ψる物質ど、その上に
結晶成長さＵた発光層物質とのミスフィン１−を変化さ
Ｕて作成したＥｌ素子のミスフィツトに対り′る発光輝
度特性を調べたものである。 １２．３２・・・ガラス基板 １４．３４・・・透明電極 １６ａ、１６ｂ・・・誘電体絶縁層 １８・・・発光層 ２０・・・アルミ電極 ３６・・・結晶成長基板絶縁層 ３８・・・発光層 ３７・・・絶縁層 ４０・・・）１ルミニウム電極 特許出願人 口本電装株式会着 代理人 弁理士 大川 宏 同 弁理士 膝谷 修 、 同 弁理士 丸山明人 第１図 第２図 第３図 ミズフィット （’／、）
ミネッセンス素子の構造を示寸断面図である。第２図は
、本発明の一具体的実施例に係る薄膜エレクト［１ルミ
ネツＬンス素子の４１４造を示Ｊ断面図である。第３図
は、結晶成長基板の絶縁層を構成ψる物質ど、その上に
結晶成長さＵた発光層物質とのミスフィン１−を変化さ
Ｕて作成したＥｌ素子のミスフィツトに対り′る発光輝
度特性を調べたものである。 １２．３２・・・ガラス基板 １４．３４・・・透明電極 １６ａ、１６ｂ・・・誘電体絶縁層 １８・・・発光層 ２０・・・アルミ電極 ３６・・・結晶成長基板絶縁層 ３８・・・発光層 ３７・・・絶縁層 ４０・・・）１ルミニウム電極 特許出願人 口本電装株式会着 代理人 弁理士 大川 宏 同 弁理士 膝谷 修 、 同 弁理士 丸山明人 第１図 第２図 第３図 ミズフィット （’／、）
Claims (2)
- （１）索子基板と、該素子基板上に積層された電極層と
、該電極層上にｉｆされた絶縁層と、該絶縁層上に結晶
成長された発光層と、該発光層上にｖ４層された絶縁層
と、該絶縁層上に積層された電極層とから成る薄膜エレ
クトロルミネッセンス素子において、 上記発光層を結晶成長させる基板となる絶縁層を構成す
る物質は、その格子定数と、上記発光層を構成する母体
物質の格子定数との関係にお番プるミスフ、イツ１〜の
絶対値が１．１％以内である絶縁物質であることを特徴
とする薄膜エレクト［１ルミネツセンス素子。 - （２）上記発光層をｍ威する母体物質は、硫化亜鉛、セ
レン化亜鉛、硫化カルシウム、フッ化カドミウムのうち
の１種であり、上記発光層を結晶成長させる絶縁層を構
成する絶縁物質は、フッ化カルシウム、酸化セリウム、
塩化銅のうちの１ｇ！であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のｌ膜エレク１〜ロルミネッセンス素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57211828A JPS59101794A (ja) | 1982-12-02 | 1982-12-02 | 薄膜エレクトロルミネツセンス素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57211828A JPS59101794A (ja) | 1982-12-02 | 1982-12-02 | 薄膜エレクトロルミネツセンス素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59101794A true JPS59101794A (ja) | 1984-06-12 |
Family
ID=16612260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57211828A Pending JPS59101794A (ja) | 1982-12-02 | 1982-12-02 | 薄膜エレクトロルミネツセンス素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59101794A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59169095A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-09-22 | 高橋 清 | エレクトロルミネツセンス素子 |
| JPS6142895A (ja) * | 1984-08-01 | 1986-03-01 | 松下電器産業株式会社 | 薄膜ｅｌパネル |
| JPS61193396A (ja) * | 1985-02-21 | 1986-08-27 | 株式会社村田製作所 | 薄膜ｅｌ素子 |
| JPS61198592A (ja) * | 1985-02-27 | 1986-09-02 | 株式会社村田製作所 | 薄膜ｅｌ素子 |
| JPS62113386A (ja) * | 1985-11-11 | 1987-05-25 | 新技術事業団 | 薄膜型ｅｌ素子及びその製造方法 |
| JPH0845666A (ja) * | 1995-08-11 | 1996-02-16 | Komatsu Ltd | 薄膜ｅｌ素子 |
-
1982
- 1982-12-02 JP JP57211828A patent/JPS59101794A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59169095A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-09-22 | 高橋 清 | エレクトロルミネツセンス素子 |
| JPS6142895A (ja) * | 1984-08-01 | 1986-03-01 | 松下電器産業株式会社 | 薄膜ｅｌパネル |
| JPH0148631B2 (ja) * | 1984-08-01 | 1989-10-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | |
| JPS61193396A (ja) * | 1985-02-21 | 1986-08-27 | 株式会社村田製作所 | 薄膜ｅｌ素子 |
| JPH046278B2 (ja) * | 1985-02-21 | 1992-02-05 | Murata Manufacturing Co | |
| JPS61198592A (ja) * | 1985-02-27 | 1986-09-02 | 株式会社村田製作所 | 薄膜ｅｌ素子 |
| JPH046279B2 (ja) * | 1985-02-27 | 1992-02-05 | Murata Manufacturing Co | |
| JPS62113386A (ja) * | 1985-11-11 | 1987-05-25 | 新技術事業団 | 薄膜型ｅｌ素子及びその製造方法 |
| JPH0845666A (ja) * | 1995-08-11 | 1996-02-16 | Komatsu Ltd | 薄膜ｅｌ素子 |
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