JPS63116392A - 薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子Info
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- JPS63116392A JPS63116392A JP61262201A JP26220186A JPS63116392A JP S63116392 A JPS63116392 A JP S63116392A JP 61262201 A JP61262201 A JP 61262201A JP 26220186 A JP26220186 A JP 26220186A JP S63116392 A JPS63116392 A JP S63116392A
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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
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は文字や図形などの表示に用いる薄膜ＥＬ素子に
関するものであり、更に詳しくは発光特性が長期に渡っ
て安定な薄膜ＥＬ素子に関する。
関するものであり、更に詳しくは発光特性が長期に渡っ
て安定な薄膜ＥＬ素子に関する。
従来の技術
従来より電場発光螢光体を用いた固体映像表示装置とし
てＸ−Ｙマトリクス表示装置が知られている。この装置
は電場発光層の両面に水平平行電極群と垂直平行電極群
とを互いに直交するように配置し、それぞれの電極群に
接続された給電線により切換え装置を通して信号を加え
て両電極の交点部分の電場発光層（以下ＥＬ発光体層と
略称する）を発光させ（この交点の発光部分面を絵素と
称する）、発光しだ絵素の組み合わせによって文字記号
、図形等を表示させるものである。
てＸ−Ｙマトリクス表示装置が知られている。この装置
は電場発光層の両面に水平平行電極群と垂直平行電極群
とを互いに直交するように配置し、それぞれの電極群に
接続された給電線により切換え装置を通して信号を加え
て両電極の交点部分の電場発光層（以下ＥＬ発光体層と
略称する）を発光させ（この交点の発光部分面を絵素と
称する）、発光しだ絵素の組み合わせによって文字記号
、図形等を表示させるものである。
ここで用いられる固体映像表示装置の表示板としては、
通常ガラス等の透光性基板上に透明な平行電極群を形成
し、その上に第１誘電体層、ＥＬ発光体層、第２誘電体
層を順次積層し、さらにその上に背面平行電極群を下層
の透明平行電極群に直交する配置で積層して形成する。
通常ガラス等の透光性基板上に透明な平行電極群を形成
し、その上に第１誘電体層、ＥＬ発光体層、第２誘電体
層を順次積層し、さらにその上に背面平行電極群を下層
の透明平行電極群に直交する配置で積層して形成する。
一般に透明平行電極としては平滑なガラス基板上に酸化
インジウムを被着するなどにより形成される。これに直
交し、対向する背面電極としてはアルミニウムが真空蒸
着などにより形成される。
インジウムを被着するなどにより形成される。これに直
交し、対向する背面電極としてはアルミニウムが真空蒸
着などにより形成される。
第１誘電体層や第２誘電体層に用いる材料としては、誘
電率が太きく、絶縁破壊電界強度が大きい材料が低電圧
駆動に適している。前者は、主に透明電極および背面電
極により印加される電圧の、より多くの割合をＥＬ発光
体層に印加し、駆動電圧を低下させ−るためであり、後
者は主に絶縁破壊を起こさない安定な動作のために重要
である。このような低電圧で駆動ができ、安定性の優れ
た薄膜ＥＬ素子を構成するための誘電体層としては誘電
率が大きな酸化物誘電体薄膜（特開昭５６−４５５９５
参照）の方が誘電率が小さな酸化珪素や窒化珪素（特公
昭５３−４２３９８参照）より適しており、酸化物誘電
体薄膜を用いた薄膜ＥＬ素子が広く研究されている。
電率が太きく、絶縁破壊電界強度が大きい材料が低電圧
駆動に適している。前者は、主に透明電極および背面電
極により印加される電圧の、より多くの割合をＥＬ発光
体層に印加し、駆動電圧を低下させ−るためであり、後
者は主に絶縁破壊を起こさない安定な動作のために重要
である。このような低電圧で駆動ができ、安定性の優れ
た薄膜ＥＬ素子を構成するための誘電体層としては誘電
率が大きな酸化物誘電体薄膜（特開昭５６−４５５９５
参照）の方が誘電率が小さな酸化珪素や窒化珪素（特公
昭５３−４２３９８参照）より適しており、酸化物誘電
体薄膜を用いた薄膜ＥＬ素子が広く研究されている。
発明が解決しようとする問題点
マトリクス状電極を有する薄膜ＥＬ素子を、−斉反転方
式により線順次駆動（特公昭５５−２７３５４参照）し
、１走査期間で２回の発光を行わせる場合、透明電極と
背面電極に挾まれた各絵素においては絵素が配置された
場所によって、正極性のパルスが印加されてから逆方向
のパルスが印加されるまでの時間と、逆極性゛のパルス
が印加されてから正極性のパルスが印加されるまでの時
間が異なる。このような正・逆パルスの位相が異なる、
駆動法により従来技術による薄膜ＥＬ素子を長時間１駆
動した場合表示情報に応じて発光させた絵素では、発光
させなかった絵素と比較して、発光開始電圧が数ボルト
変動するという問題点があった。
式により線順次駆動（特公昭５５−２７３５４参照）し
、１走査期間で２回の発光を行わせる場合、透明電極と
背面電極に挾まれた各絵素においては絵素が配置された
場所によって、正極性のパルスが印加されてから逆方向
のパルスが印加されるまでの時間と、逆極性゛のパルス
が印加されてから正極性のパルスが印加されるまでの時
間が異なる。このような正・逆パルスの位相が異なる、
駆動法により従来技術による薄膜ＥＬ素子を長時間１駆
動した場合表示情報に応じて発光させた絵素では、発光
させなかった絵素と比較して、発光開始電圧が数ボルト
変動するという問題点があった。
本発明の目的は、前記問題点を解決し、位相が異なる交
流パルスや正・逆方向の振幅が異なる交流パルスで駆動
しても、長期間に渡り安定した動作が可能な薄膜ＥＬ素
子を提供することにある。
流パルスや正・逆方向の振幅が異なる交流パルスで駆動
しても、長期間に渡り安定した動作が可能な薄膜ＥＬ素
子を提供することにある。
問題点を解決するだめの手段
本発明は、透光性基板上に、透明電極、第１誘電体層、
ＥＬ発光体層、第２誘電体層、および背面電極を順次積
層してなる薄膜ＥＬ素子において、前記第１誘電体層お
よび前記第２誘電体層の前記ＥＬ発光体層側の一部分を
特定された薄膜材料であるＳｒＳ薄膜で構成することに
より上記問題点を解決した。
ＥＬ発光体層、第２誘電体層、および背面電極を順次積
層してなる薄膜ＥＬ素子において、前記第１誘電体層お
よび前記第２誘電体層の前記ＥＬ発光体層側の一部分を
特定された薄膜材料であるＳｒＳ薄膜で構成することに
より上記問題点を解決した。
作 用
発光開始電圧の変動は、ＥＬ発光体層と誘電体層との界
面に、種々の深さのトラップ準位が新たに形成されるこ
とや、ＥＬ発光体層と誘電体層との反応により生じるも
のと考えられる。誘電体層のＥＬ発光層と接する部分に
ＳｒＳ薄膜を介在させた複合誘電体層にすることにより
、トラップ準位の形成が抑制され、長時間に渡り安定し
た動作が可能になったものと考えられる。
面に、種々の深さのトラップ準位が新たに形成されるこ
とや、ＥＬ発光体層と誘電体層との反応により生じるも
のと考えられる。誘電体層のＥＬ発光層と接する部分に
ＳｒＳ薄膜を介在させた複合誘電体層にすることにより
、トラップ準位の形成が抑制され、長時間に渡り安定し
た動作が可能になったものと考えられる。
実施例
第１図は本発明にかかる薄膜ＥＬ素子の断面構造を示す
。図において、１はガラス基板であり、その上に合金タ
ーゲットを用いてインジウム、スズ混晶酸化物薄膜（以
下ＩＴｏ 薄膜と略称する）を直流スパッタ法で形成し
、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。その上にチタンジルコン酸ストロン
チウムｓ ｒ （ｚ ｒ ｏ 、 ２Ｔ １０ 、８
） ０３誘電体薄膜３を酸化物セラミックターゲットを
用い、高周波マグネトロンスパッタ法で、厚さ６００
ｎｍに形成した。
。図において、１はガラス基板であり、その上に合金タ
ーゲットを用いてインジウム、スズ混晶酸化物薄膜（以
下ＩＴｏ 薄膜と略称する）を直流スパッタ法で形成し
、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。その上にチタンジルコン酸ストロン
チウムｓ ｒ （ｚ ｒ ｏ 、 ２Ｔ １０ 、８
） ０３誘電体薄膜３を酸化物セラミックターゲットを
用い、高周波マグネトロンスパッタ法で、厚さ６００
ｎｍに形成した。
さらにその上に、電子ビーム蒸着法によりＳｒＳペレッ
トをソースとしてＳｒＳ 薄膜４を５０ｎｍの厚さに
形成した。
トをソースとしてＳｒＳ 薄膜４を５０ｎｍの厚さに
形成した。
上記５ｒ（Ｚｒｏ、２Ｔｉｏ、８）０３誘電体薄膜３と
ＳｒＳ薄膜４により、第１誘電体層５が形成される。
ＳｒＳ薄膜４により、第１誘電体層５が形成される。
ＳｒＳ薄膜４の上には、共蒸着法により基板温度２００
℃で、厚さ４００画のマンガン添加硫化亜鉛薄膜からな
るＥＬ発光体層６を形成した。その後、真空中４５０〜
５８０℃の温度範囲で１時間熱処理をして発光体層の光
学的活性化を行った。
℃で、厚さ４００画のマンガン添加硫化亜鉛薄膜からな
るＥＬ発光体層６を形成した。その後、真空中４５０〜
５８０℃の温度範囲で１時間熱処理をして発光体層の光
学的活性化を行った。
発光体層の上に再びＳｒＳ薄膜７を前記と同様な手法で
６０画の厚さに形成した。その上にタンタル酸バリウム
Ｂ ａＴａ２０６ 誘電体薄膜８を、酸化物セラミック
をターゲットとして、高周波スパッタ法で厚さ２００
ｎｍに形成した。ＢａＴａ２Ｏ６誘電体薄膜８とＳｒＳ
薄膜７により、第２誘電体層９が形成される。最後にそ
の上に厚さ１５０画のＭを真空蒸着し、ホトリソグラフ
ィ技術により、ＩＴ。
６０画の厚さに形成した。その上にタンタル酸バリウム
Ｂ ａＴａ２０６ 誘電体薄膜８を、酸化物セラミック
をターゲットとして、高周波スパッタ法で厚さ２００
ｎｍに形成した。ＢａＴａ２Ｏ６誘電体薄膜８とＳｒＳ
薄膜７により、第２誘電体層９が形成される。最後にそ
の上に厚さ１５０画のＭを真空蒸着し、ホトリソグラフ
ィ技術により、ＩＴ。
透明電極とは直交する方向に、ストライプ状の背面電極
１ｏを形成し、薄膜ＥＬ素子を完成した。
１ｏを形成し、薄膜ＥＬ素子を完成した。
本発明の一実施例にかかる薄膜ＥＬ素子と、その薄膜Ｅ
Ｌ素子からＳｒＳ薄膜４および７を除いた従来の薄膜Ｅ
Ｌ素子とに、第２図に示すような位相の異なる交流パル
ス電圧を印加した。その結果第３図に示すように、従来
の薄膜ＥＬ素子では１００時間で約６％発光開始電圧が
低下したのに対しく第２図ａ）、本発明の薄膜ＥＬ素子
では１．６多以下であった（第２図ｂ）。更にそれ以後
５０ｏＯ時間までほとんど発光開始電圧の低下は見られ
なかった。
Ｌ素子からＳｒＳ薄膜４および７を除いた従来の薄膜Ｅ
Ｌ素子とに、第２図に示すような位相の異なる交流パル
ス電圧を印加した。その結果第３図に示すように、従来
の薄膜ＥＬ素子では１００時間で約６％発光開始電圧が
低下したのに対しく第２図ａ）、本発明の薄膜ＥＬ素子
では１．６多以下であった（第２図ｂ）。更にそれ以後
５０ｏＯ時間までほとんど発光開始電圧の低下は見られ
なかった。
本実施例ではＳｒＳ薄膜をＥＬ発光体層の両側に接して
形成したが、第１誘電体側だけに形成した場合でも、効
果は多少落ちるが有効でちった。すなわち、ＥＬ発光体
層と接する第１．第２誘電体層の薄膜誘電体材料によっ
て、上記発始電圧の経時変化の割合が変り、本発明のＳ
ｒＳ薄膜のように実験の結果選定された特定誘電体薄膜
が発光体層と接していなくてはならない。ＳｒＳ薄膜は
２０ ｎｍ以上の厚さでその効果を発揮する。実際の厚
さは設定された発光開始電圧により調節すればよい。
形成したが、第１誘電体側だけに形成した場合でも、効
果は多少落ちるが有効でちった。すなわち、ＥＬ発光体
層と接する第１．第２誘電体層の薄膜誘電体材料によっ
て、上記発始電圧の経時変化の割合が変り、本発明のＳ
ｒＳ薄膜のように実験の結果選定された特定誘電体薄膜
が発光体層と接していなくてはならない。ＳｒＳ薄膜は
２０ ｎｍ以上の厚さでその効果を発揮する。実際の厚
さは設定された発光開始電圧により調節すればよい。
低電圧駆動のＥＬ素子を作成する場合、複合誘電体層を
形成した方が灯台が良い。一般に低電圧１駆動のＥＬ素
子を作成する場合、厚さの薄い誘電体薄膜を用いるか、
厚くとも誘電率の高い誘電体薄膜を用いればよい。薄い
誘電体薄膜の使用はＥＬ素子の耐絶縁破壊特性に難があ
るので、本発明の目的の経時的に安定な発光開始電圧を
持ち、かつ低電圧、駆動のＥＬ素子を得ようとする場合
、実施例のごときペロプスカイト組成酸化物であるチタ
ン酸ストロンチウム系の厚い誘電体と薄いＳｒＳ薄膜を
組合わし、ＥＬ発光体層とＳｒＳ薄膜が接するように配
置すればよい。この時、ＳｒＳの膜厚はより薄い方が低
電圧駆動に都合がよいが、製膜時の膜厚コントロールの
し易さから実施例のように５０ ｎｍ付近が適当である
。ペロプスカイト組成酸化物誘電体は一般に高い誘電率
を持ち、Ｓ ｒ Ｔ ｉＯ３で１４０．Ｔｉ位置に更に
Ｚｒ を２ｏ％固溶させた実施例で示しだ５ｒ（Ｚｒｏ
、２Ｔｉｏ、８）０３は１００の誘電率を持つ。他にＳ
ｒ の位置をＢａ、Ｐｂ、Ｃａイオン等で部分的あるい
は全部置換してもよいし、Ｔｉ の位置をＳｎ、Ｈｆ等
で置換しても安定な高誘電率薄膜が得られる。第１誘電
体層は上記のごとき厚いペロプスカイト組成酸化物誘電
体と薄いＳｒＳ薄膜との複合層を用い、第２誘電体層と
しては実施例のごとき比較的誘電率が２２と小さいが膜
厚の薄いＢ ａ Ｔ ａ ２０６薄膜とＳｒＳ薄膜との
複合誘電体層を用いることで本発明の目的にかなった、
耐電圧特性の良好な低電圧駆動型のＥＬ素子を作成でき
る。
形成した方が灯台が良い。一般に低電圧１駆動のＥＬ素
子を作成する場合、厚さの薄い誘電体薄膜を用いるか、
厚くとも誘電率の高い誘電体薄膜を用いればよい。薄い
誘電体薄膜の使用はＥＬ素子の耐絶縁破壊特性に難があ
るので、本発明の目的の経時的に安定な発光開始電圧を
持ち、かつ低電圧、駆動のＥＬ素子を得ようとする場合
、実施例のごときペロプスカイト組成酸化物であるチタ
ン酸ストロンチウム系の厚い誘電体と薄いＳｒＳ薄膜を
組合わし、ＥＬ発光体層とＳｒＳ薄膜が接するように配
置すればよい。この時、ＳｒＳの膜厚はより薄い方が低
電圧駆動に都合がよいが、製膜時の膜厚コントロールの
し易さから実施例のように５０ ｎｍ付近が適当である
。ペロプスカイト組成酸化物誘電体は一般に高い誘電率
を持ち、Ｓ ｒ Ｔ ｉＯ３で１４０．Ｔｉ位置に更に
Ｚｒ を２ｏ％固溶させた実施例で示しだ５ｒ（Ｚｒｏ
、２Ｔｉｏ、８）０３は１００の誘電率を持つ。他にＳ
ｒ の位置をＢａ、Ｐｂ、Ｃａイオン等で部分的あるい
は全部置換してもよいし、Ｔｉ の位置をＳｎ、Ｈｆ等
で置換しても安定な高誘電率薄膜が得られる。第１誘電
体層は上記のごとき厚いペロプスカイト組成酸化物誘電
体と薄いＳｒＳ薄膜との複合層を用い、第２誘電体層と
しては実施例のごとき比較的誘電率が２２と小さいが膜
厚の薄いＢ ａ Ｔ ａ ２０６薄膜とＳｒＳ薄膜との
複合誘電体層を用いることで本発明の目的にかなった、
耐電圧特性の良好な低電圧駆動型のＥＬ素子を作成でき
る。
第２誘電体層は比較的誘電率の低い誘電体薄膜を用いた
方が、一般にＥＬ素子の伝播性絶、碌破壊を抑制するこ
とができ、更に低電圧１駆動をさせる場合はその厚さを
薄くすればよい。
方が、一般にＥＬ素子の伝播性絶、碌破壊を抑制するこ
とができ、更に低電圧１駆動をさせる場合はその厚さを
薄くすればよい。
ＥＬ発光体層６は活性物質を含む硫化亜鉛ＺｎＳを用い
ることができる。活性物質としては実施例の庵以外に、
ＴｂＦ３． Ｓ ｍＦ３． ＥｒＦ３． ＴｍＦ３．Ｄ
ｙＦ３゜Ｐ ｒ Ｆｓが適当である。
ることができる。活性物質としては実施例の庵以外に、
ＴｂＦ３． Ｓ ｍＦ３． ＥｒＦ３． ＴｍＦ３．Ｄ
ｙＦ３゜Ｐ ｒ Ｆｓが適当である。
発明の効果
以上のように本発明によれば、低電圧、駆動も可能であ
り、長時間の１駆動によっても発光開始電圧の変動が極
めて小さい薄膜ＥＬ素子を再現性良く形成することがで
き、コンピュータ端末などの薄形、高品位ディスプレイ
などに広く利用でき、実用的価値が大きい。
り、長時間の１駆動によっても発光開始電圧の変動が極
めて小さい薄膜ＥＬ素子を再現性良く形成することがで
き、コンピュータ端末などの薄形、高品位ディスプレイ
などに広く利用でき、実用的価値が大きい。
第１図は本発明にかかる薄膜ＥＬ素子の構成を示す断面
図、第２図は薄膜ＥＬ素子の駆動電圧波形を示す図、第
３図は発光開始電圧の経時変化を示す図でちる。 １・・・・・・ガラス基板、２・・・・・・透明電極、
３・・・・・・酸化物誘電体薄膜、４・・・・・・Ｓｒ
Ｓ薄膜、５・・・・第１誘電体層、６・・・・・・ＥＬ
発光体層、了・・印・ＳｒＳ薄膜、８・・・・・・酸化
物誘電体薄膜、９・・川・第２誘電体層、１ｏ・・・・
・・背面電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名／−
−−ガラス基＋（ ２−一一速凧竜挽 ３−一一酸化物橋！本遵蔑 ４−−−３し）烏哀 ５−一一見１誘電１羊壱
図、第２図は薄膜ＥＬ素子の駆動電圧波形を示す図、第
３図は発光開始電圧の経時変化を示す図でちる。 １・・・・・・ガラス基板、２・・・・・・透明電極、
３・・・・・・酸化物誘電体薄膜、４・・・・・・Ｓｒ
Ｓ薄膜、５・・・・第１誘電体層、６・・・・・・ＥＬ
発光体層、了・・印・ＳｒＳ薄膜、８・・・・・・酸化
物誘電体薄膜、９・・川・第２誘電体層、１ｏ・・・・
・・背面電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名／−
−−ガラス基＋（ ２−一一速凧竜挽 ３−一一酸化物橋！本遵蔑 ４−−−３し）烏哀 ５−一一見１誘電１羊壱
Claims (4)
- （１）透光性基板上に、透明電極、第１誘電体層、ＥＬ
発光体層、第２誘電体層、および背面電極を順次積層し
てなる薄膜ＥＬ素子において、前記第１誘電体層および
前記第２誘電体層の前記ＥＬ発光体層と接する側の一部
分が２０ｎｍ以上の厚さのＳｒＳ薄膜で構成されている
ことを特徴とする薄膜ＥＬ素子。 - （２）第１誘電体層をＥＬ発光体層に接する部分のＳｒ
Ｓ薄膜と、ペロブスカイト組成酸化物誘電体薄膜との積
層膜としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の薄膜ＥＬ素子。 - （３）第１誘電体層をＥＬ螢光体層と接する部分のＳｒ
Ｓ薄膜とチタン酸ストロンチウム系酸化物誘電体薄膜と
で構成したことを特徴とする特許請求範囲第１項記載の
薄膜ＥＬ素子。 - （４）第２誘電体層をＥＬ発光体層と接するＳｒＳ薄膜
とタンタル酸バリウム系酸化物誘電体薄膜とで構成した
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜ＥＬ
素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61262201A JPS63116392A (ja) | 1986-11-04 | 1986-11-04 | 薄膜ｅｌ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61262201A JPS63116392A (ja) | 1986-11-04 | 1986-11-04 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63116392A true JPS63116392A (ja) | 1988-05-20 |
Family
ID=17372483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61262201A Pending JPS63116392A (ja) | 1986-11-04 | 1986-11-04 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63116392A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5667607A (en) * | 1994-08-02 | 1997-09-16 | Nippondenso Co., Ltd. | Process for fabricating electroluminescent device |
-
1986
- 1986-11-04 JP JP61262201A patent/JPS63116392A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5667607A (en) * | 1994-08-02 | 1997-09-16 | Nippondenso Co., Ltd. | Process for fabricating electroluminescent device |
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