JPS60216497A - 薄膜el表示パネル - Google Patents

薄膜el表示パネル

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JPS60216497A
JPS60216497A JP59070562A JP7056284A JPS60216497A JP S60216497 A JPS60216497 A JP S60216497A JP 59070562 A JP59070562 A JP 59070562A JP 7056284 A JP7056284 A JP 7056284A JP S60216497 A JPS60216497 A JP S60216497A
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JP
Japan
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thin film
display panel
emitting layer
film
light emitting
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Application number
JP59070562A
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English (en)
Inventor
岡本 則久
直行 伊藤
隆 下林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suwa Seikosha KK
Original Assignee
Suwa Seikosha KK
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明け、発光中心を含む薄膜に交流又は直流を引加す
る事により発光する薄膜E L表示パネルの信頼性と、
低電圧化に有効となる絶縁膜と発光層に関するものであ
る。
薄膜ELパネルは、ブラウン管に比べ、完全なフラット
ディスプレイであるため、画面の歪もなく、容積も小ζ
く、又液晶ディスプレイに比べ、 。
自発光型のため、明るく見易いという特徴を有し、多く
の表示装置、特に壁掛けT、 V、への応用が期待はh
でいる。
〔従来技術〕
従来薄nK E IJ衣示パネルは、発光効率、信頼性
を高めるために1M??5. Orb又n T?IFs
、 S??+、F、等の発光中心を含むZ7+、8 、
 Zt+、Sg等の発光層の両(l]llをSiO2,
Ta2O!I、 Y2O3等の絶縁層で挾みその両側に
電極を有する所謂る二重絶縁構造が代表的であ−た。第
1図は二重絶縁構造薄膜KL表示パネルの基本構成を例
示する。
透明なガラス基板1上にITO(工n’を含むRqO2
膜)透明電極2′f−約200OA 、 Ta20i 
、 Y2O3、A12osらの第1の透明絶縁膜3茶杓
300OA、ζらにMn 。
Ou 、 ThF、 、 S7+?、F、ら発光中心f
01〜5重量係含有するZnB 、 ZnBe発光層4
を約3000A、濾らに第2の絶縁層5を約300OA
 、スパッタ又は電子ビーム蒸着で形成し、その上にA
1市極6f蒸着してなり、両電極間に約200vの交流
常圧を外部電源7より印加する車で、両電極の交叉部8
が発光し、透明電極側から発光が観察される。
この様な二重絶縁構造の薄膜ELパネルは駆動電圧が2
00 V以−ヒと高く、駆動回路に高耐圧の素子が必要
で使用上大きな間鴎となっていた。
駆111雷圧を下げる方向として、第1の絶縁層を除去
したM I S (Metal xnttrblato
r −5etn、1conrhbctar )型にし、
発光層にかかる電界強度を高くする方向が提案はね検討
がすすめられているが、絶縁破壊や@頼件の点で未だ実
用に到っていない。
コ17″lけ、スパッタや蒸着等の真空技術では、本質
的に薄くピンホールの無い、絶縁性の優れた膜をKL表
示パネルレベルの大面積に渡って形成するのが田難な事
に起因している。又MIS型の場合、絶縁層が一層であ
るため時にその膜質の良否が信頼性に効くためである。
一方発光層に於ても同様に、二重絶縁構に比べMIS型
の場合、発光層の結晶性、均質性、欠陥等が強く素子特
性に影響するのに対し、通常のスパッタや蒸着では、成
長温間が低く、良質の膜が得られないのが実情であった
〔目的〕
本発明の目的は、従来のMIS型EL素子のかかる欠点
を除去し、数十Vの駆動電圧で信頼性も高く十分実用に
而1える#′嘆EL衣示パネルの提供にある。
〔概要〕
本発明の特徴は、上記目的のため(C1薄くても雷気特
性的に均質で絶縁破壊を生じにくい金属薄膜の陽極酸化
膜を絶縁層に用い、又純度、結晶性、発光特性の優れた
■−■族化合物半導体のMO−CVD膵を発光層に用い
た点にある。
陽極酸化llIけ、ガラス基板上にTrz 、 A4 
、 Ti 等をスパッタ又は蒸着により形成した後、こ
れを電解質を含む溶媒中で、雪解して得られるもので、
最終雷流密度を数μM−以下にする事で、電気的に極め
て均質で絶縁特性の優れた絶縁膜が得られる。特にT(
Zの陽極酸化膜は、膜が粗密で比誘電率も〜25と犬き
く薄膜EI、素子の絶縁膜にけふざおしいものである。
一方、M O−OV D (yetal organi
c−ahemicalVa7rour Deposit
ion )け、I−V族又1−tll−T%’族化合物
半導体をエピタ千シャル成長させる技術として近年注目
をあつめてきたが、Royal signa、IRad
srEstablishmentの報告(l Elec
tronDevices ED−30451983P4
71 )にも記載これる 5− 如く、FiL素子の活性層に用いても優れた多結晶膜を
形成する技術として注目されている。薄膜EL素子に利
用できるのけTI−Vl族の中でもバンドギャップの広
いZnS、 Zn5eであるが、これは■族の原料とし
てZn(CHs )2 、 Z?+、(02H512の
有機アルキル亜鉛化合物と、■族原料としてH2S、H
2EJe等の水素化、物を350〜500℃に加熱した
成長基板上にH2゜He等のキャリアーガスで供給し、
分解反応を起して形成するもので、蒸気圧の高い■族原
料ガスを過剰に供給する車で成長温度が蒸着等に比べて
高いにもかかわらイストイキオメトリーな組成が得られ
るものである。又、発光中心としての不純物、もMn(
Ca5k −(!HA ) −(co )s (略称T
OM)をけじめ各種カルボニル化合物は蒸気圧が高く亜
鉛化合物と同様、キャリアーガスに混ぜて供給し分解す
る事が可能である。又近年半導体材料の高純度化により
−F記有機金属化合物並びに水素化物も極めて高純ザの
原料が入手可能となり、必然的1cMO−CVD膜の純
度も高く、良質の膜が得られる迄に到ったものである。
6一 従来MIS型ET、素子に上記MO−CVD19”(i
−用いる場合、第2図に示す如く、I T o膜2の上
に発光層9を積む事になり、この場合、基板温度が高い
と工TOの粒子成長や、原料ガスとのル゛応のため荒れ
た膜が得られるが、本発明の如く、構成を逆にして、陽
極酸化膜の一ヒに形成し、次に■TO膜を形成する事で
、この様な問題は解決される。以下実施例に基づき本発
明を説明する。
〔実施例〕
第3図は本発明に基づく薄膜EL表示パ坏ルの構成を示
す。パイレックス基板1上にTa電極10、約3000
 AのT(Lの陽極酸化膜11、Mn 0.5重着係を
含有する約300OAのZnSのM O−OV D膜9
、約100OAのITO透明電極13を順次積層はせて
なる。
この素子に交流電界を印加した時の輝度対電圧特性11
図に示す。横軸は5ine波の波高、縦軸は輝度を表わ
す。図から明らかな如く、この素子の場合、立ち上り電
圧は約35Vで、発光の均一性が非常によく、又、本表
示パネルは、エーシング特性に優れ、作製後100時間
を経鍋してもほとんど初期のものに一致する電圧特性を
示す。又第5図は本表示パネルの応答粘性を示す。周波
数100H2で50Vの正弦波を引加したもので横軸が
時間軸、−ヒ14が輝度、下15が電圧を示す。これか
ら本表示パネルが両極性の電圧に対しても発光している
事がわかる。
水薄膜KL表示パネルの製法について概略を述べる。陽
極酸化膜を形成するにあたり、先ずパイレックス基板に
Taのスパッタ膜を約500OA堆積する。次いで、ク
エン酸0.01重量係を含む水溶液中に、該Ta薄膜を
陽極に、又陰極にはPt1fJf用いて 7始めに1〜
0.1mA/cfn”の電流密度で足電流電解を行い、
%q位差が50〜300 VK達した後、足電圧電解に
切り換え十分雷流密邸が下が−た後、取り出した。膜厚
は電圧で決まりTaの場合は約15 A/V に相当す
る。陽極酸化膜としてはTaの他にt At 、 Ti
等でもよく、又、電、解液には非水溶媒系の無水エチレ
ングリコール等でも有効である。
次に発光層の原料には2η(02H3)2とTOM、及
びH2Sを用いて上記基板上にzns : M?Z膜を
形成した。第6図はその概要を示す。石英ガラス製の反
応管’ 6 内に、SiCコートしたカーボンサセプタ
ー17を置き、基板18けその上に載せちれる。
基板の加熱は赤外線ランプ19により反応管の外部より
行い、導入口20,21.22より、H2又は、Heを
キャリアーガスとして、Zn(C2H、)2. T (
! M。
H2Sの蒸気を、全ガク流量4.51/min、濃度(
Zn(C!2)I、)、、: 5X1 o−”mole
/l、 70M3X1 a−8mole/l。
HgS : 2 X 1 a−5molt/l)で供給
する事により成長ζせた。基板温度は約450℃である
。約数分で300OAの均質で透明なMn0.5重量係
を含む(1,1,1)配向したcubic Z?1.5
)IFが得られる。
原料としては上記例以外にも、ZnBの場合、Zn(C
H3)2でもよく、ヌ、H2Sefr用いればZn5e
も可能である。
薄膜EL表示素子に於ては、絶縁層の厚ζけ、均質でピ
ンホールが無ければ、薄い程、発光層にかかる電界が強
くなり、駆動電圧の低下の点で有利であり、陽極酸化膜
の場合、薄くても良質の臆が得られるので100OA以
下でも十分な耐圧特性ン・ 9− 持ち有効である。峙に非水溶媒(エチレングリコール等
)を用いると非常に平担な表面が得られ、MO−OVD
の下地としては望ましい。
又、陽極酸化膜る金属けTa以外にもAtやTjでもよ
い。
一方発光層のドーパントけTOM以外にも、C篤cr、
co等の遷移金属カルボニル化合物をけじめフェロセン
等のメタロセンや希土類元素でもよい。
又、これら不純物の濃度は01〜5重量係のレベルで有
効である。
又、発光層の形成にあたっては、ZnBの場合、Z??
、(OH8)2とH211を用いてもほぼ同じ条件でよ
く、H2Seを用いてZ?ZSll K しても同様の
条件で、良質の嘆が形成できる。
〔効果〕
以上の実施例からも明らかな如く、本発明に基づく薄膜
EL表示パネルは、数10Vと駆動電圧も低く、発光も
均一で、特に電圧輝変特性の安定性に優れ、エージング
によりほとんど変化しないものである。
10− これにより、フラットディスプレイとして、壁掛ff 
T、 V、への利用けもちろん、各種端末の表示装置と
して、広く利用され、情報化社会に本発明の果す役割は
非常に大であると確信する。
【図面の簡単な説明】
第1図は二重絶縁構造薄膜EL表示パネルの基本構成を
示す。 第2図は従来のM工SI!1薄膜KL表示パネルの基本
構成を示す。 第3図は本発明の薄膜KLパネルの基本構成を示す。 1・・ガラス基板 2・・透明電極 3・・第1の絶縁層 4・・発光層 5・・第2の絶縁層 6・・At電極 7・・交流電源 8・・発光層 9・・Tα電極 10・・陽極酸化膜 11 ・MO−OVD発光層 12・・ITO透明電極 13・・発光第4図は、本発
明の薄膜KLパネルの電圧−輝変特性を示す。 第5図は、本発明の薄a= E Lパネルの正弦波に対
する輝度の応答特性を示す。 14・・輝窄−雷圧力−プ15・・輝度−発光レベル1
6・・輝度の〃゛−クレペ ル7・・印加雪圧の信号 18・・0レベル第6図は、
発光層の形成に用いたMO−OVDシステムの基本構成
を示す。 19・・赤外線炉 20.21.22・・ガヌ導入管 23・・石英ガラス反応管 24・・カーボンサセプター 25・・基板 以 上 出願人 株式会社 諏訪精工台 代理人 弁理士 最上 務 第3図 第2図 第4図 第6図 −に11−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)少なくとも一方が透明電極である対向する電極間に
    、発光層と絶縁層を挾持し、該電極間に直流又は交流常
    圧を引加してEL発光を呈する薄膜EL素子に於て、絶
    縁膜として金属薄膜の陽極酸化1Ilf又、発光層とし
    目−VI族半導体のMO−OV D Iffを用いた事
    f特徴とする薄膜EL表示パネル。 2)ガラス某板上に、Tα、At又けTiの金属薄膜、
    及び該金属薄膜の一部を陽極酸化して得られる陽極酸化
    膜、発光層、透明電極を形成した事を特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の薄膜EL表示パネル、 3)発光層として、 H2S又けH2Seの■施水素化
    物と、Zn(CH3)2又はzn(c2a、)2の有機
    亜鉛化合物並びに少量の発光中心となるM7+、、+4
    の有機化合物を同時に反応はせてなるM O−OV D
    膜を用いた虞を特徴とする特許請求の範囲第1項ヌけ2
    項記載の薄膜EL表示パネル。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62145694A (ja) * 1985-12-18 1987-06-29 キヤノン株式会社 電場発光素子の製造方法
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