JPS63175379A - 薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子Info
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- JPS63175379A JPS63175379A JP62008484A JP848487A JPS63175379A JP S63175379 A JPS63175379 A JP S63175379A JP 62008484 A JP62008484 A JP 62008484A JP 848487 A JP848487 A JP 848487A JP S63175379 A JPS63175379 A JP S63175379A
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- dielectric
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- sulfide
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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
この発明はキャラクタやグラフィックスなどの表示に用
いる薄膜ＥＬ素子に関するものであり、さらに詳しくは
、発光特性が長期にわたって安定な薄膜ＥＬ素子に関す
る。
いる薄膜ＥＬ素子に関するものであり、さらに詳しくは
、発光特性が長期にわたって安定な薄膜ＥＬ素子に関す
る。
従来の技術
従来より電場発光蛍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）、発光した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）、発光した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」二に第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
酸化錫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。
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」二に第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
酸化錫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（、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
率の大きな酸化物誘電体薄膜（特開昭５６−４５５９５
号公報参照）の方が誘電率の小さな酸化珪素や窒化珪素
（特公昭５３＝４２３９８号公報）より適しており、酸
化物誘電体薄膜を用いた［ＩＥＬ素子が広く研究されて
いる。
電率が太き（、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
率の大きな酸化物誘電体薄膜（特開昭５６−４５５９５
号公報参照）の方が誘電率の小さな酸化珪素や窒化珪素
（特公昭５３＝４２３９８号公報）より適しており、酸
化物誘電体薄膜を用いた［ＩＥＬ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１１１１ＥＬ素子を、−斉
反転方式により線順次駆動（特公昭５５−２７３５４号
公報）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、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・逆パルスの位相が興なる駆動法により従来技術によ
る薄１！ＩＥＬ素子を長時間駆動した場合、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。
反転方式により線順次駆動（特公昭５５−２７３５４号
公報）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、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・逆パルスの位相が興なる駆動法により従来技術によ
る薄１！ＩＥＬ素子を長時間駆動した場合、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、位相が具なる交
流パルスや正・逆方向の振幅が興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・逆方向の振幅が興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。
問題点を解決するための手段
本発明によれば、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、第１誘電体層
および第２誘電体層と前記ＥＬ発光体層の間に、硫化マ
グネシウム薄膜と硫化バリウム薄膜の内少なくとも一方
を形成する。
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、第１誘電体層
および第２誘電体層と前記ＥＬ発光体層の間に、硫化マ
グネシウム薄膜と硫化バリウム薄膜の内少なくとも一方
を形成する。
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形成されることや、Ｅ
Ｌ発光体層と誘電体層との反応により生じ、従って、そ
の界面に硫化マグネシウムあるいは硫化バリウム薄膜を
介在させることにより、変動の原因が解消されるものと
考えられる。
面に種々の深さのトラップ準位が形成されることや、Ｅ
Ｌ発光体層と誘電体層との反応により生じ、従って、そ
の界面に硫化マグネシウムあるいは硫化バリウム薄膜を
介在させることにより、変動の原因が解消されるものと
考えられる。
実施例
第１図は本発明にかかる薄１１１ＥＬ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、コーニング
７０５９ガラスを用いた。ガラス基板１上に、スパッタ
リング法により厚さ２００ｎｍ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ブ
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４トロンチウム（Ｓｒ （ＴｉｘＺｒ ｔ−ｘ）Ｏ
ｓ ］を基板温度４００℃でスパッタリングすることに
より、厚さ６００ｎｓの酸化物誘電体薄Ｎ３を形成した
。さらにその上に、硫化マグネシウムベレットを蒸発源
として基板温度３００℃で電子ビーム蒸着することによ
り厚さ６０ｎｓの硫化マグネシウム薄膜４を形成した。
示す。図において、１はガラス基板であり、コーニング
７０５９ガラスを用いた。ガラス基板１上に、スパッタ
リング法により厚さ２００ｎｍ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ブ
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４トロンチウム（Ｓｒ （ＴｉｘＺｒ ｔ−ｘ）Ｏ
ｓ ］を基板温度４００℃でスパッタリングすることに
より、厚さ６００ｎｓの酸化物誘電体薄Ｎ３を形成した
。さらにその上に、硫化マグネシウムベレットを蒸発源
として基板温度３００℃で電子ビーム蒸着することによ
り厚さ６０ｎｓの硫化マグネシウム薄膜４を形成した。
硫化マグネシウム１１１４の上には、共蒸着法により、
基板湿度２００℃で、厚さ５００ｎｌのマンガン添加硫
化亜鉛薄膜からなるＥＬ発光体層５を形成した。真空中
で４５０℃、１時間熱処理の後、その上に再び硫化マグ
ネシウムベレットを蒸発源として基板温度３００℃で電
子ビーム蒸着することにより厚さ５０ｎ■の硫化マグネ
シウム薄１１１６を形成した。その上にタンタル酸バリ
ウム［ＢａＴａ５ Ｏｓ ］焼結体を、基板温度１５０
℃でスパッタリングすることにより厚さ２００ｎｍの酸
化物誘電体薄１１７を形成した。最後にその上に厚さ１
５０ｎ＊のＡＩを真空蒸着し、ホトリソグラフィ技術に
より、透明電極２とは直交する方向にストライブ状の背
面電極８を形成し、薄１ＩＩＥＬ素子ａを完成した。
基板湿度２００℃で、厚さ５００ｎｌのマンガン添加硫
化亜鉛薄膜からなるＥＬ発光体層５を形成した。真空中
で４５０℃、１時間熱処理の後、その上に再び硫化マグ
ネシウムベレットを蒸発源として基板温度３００℃で電
子ビーム蒸着することにより厚さ５０ｎ■の硫化マグネ
シウム薄１１１６を形成した。その上にタンタル酸バリ
ウム［ＢａＴａ５ Ｏｓ ］焼結体を、基板温度１５０
℃でスパッタリングすることにより厚さ２００ｎｍの酸
化物誘電体薄１１７を形成した。最後にその上に厚さ１
５０ｎ＊のＡＩを真空蒸着し、ホトリソグラフィ技術に
より、透明電極２とは直交する方向にストライブ状の背
面電極８を形成し、薄１ＩＩＥＬ素子ａを完成した。
本発明の薄膜ＥＬ素子すは薄膜ＥＬ素子ａと同様にガラ
ス基板上に、スパッタリング法により厚さ２００ｎｍ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ブ状に加工し透明電極とした。その
上にタンタル酸バリウム［ＢａＴａ＊ ＯＳ ］を基板
温度１５０℃でスパッタリングすることにより、厚さ３
００ｎｓの酸化物誘電体薄膜を形成した。さらにその上
に、硫化バリウムベレットを蒸発源として、基板温度３
００℃で電子ビーム蒸着することにより、厚さ５０ｎｅ
の硫化バリウム薄膜を形成した。硫化バリウム’；ａｍ
の上には、共蒸着法により、基板温度２００’Ｃで、厚
さ４００ｎ■のマンガン添加硫化亜鉛薄膜からなるＥＬ
発光体層を形成した。真空中で５５０℃、１時間熱処理
の後、その上に再び硫化バリウムベレットを蒸発源とし
て基板温度３００℃で電子ビーム蒸着することにより厚
さ５０ｎｍの硫化バリウム薄膜を形成した。その上にタ
ンタル酸バリウム［ＢａＴａ２０５ ］焼結体を、基板
温度１５０’Ｃでスパッタリングすることにより厚さ３
００ｎ−の酸化物誘電体薄膜を形成した。最後にその上
に厚さ１５０ｎｗのＡＩを真空蒸着し、ホトリソグラフ
ィ技術により、透明電極とは直交する方向にストライブ
状の背面電極を形成し、薄Ｉｌ！ＩＥＬ素子すを完成し
た。
ス基板上に、スパッタリング法により厚さ２００ｎｍ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ブ状に加工し透明電極とした。その
上にタンタル酸バリウム［ＢａＴａ＊ ＯＳ ］を基板
温度１５０℃でスパッタリングすることにより、厚さ３
００ｎｓの酸化物誘電体薄膜を形成した。さらにその上
に、硫化バリウムベレットを蒸発源として、基板温度３
００℃で電子ビーム蒸着することにより、厚さ５０ｎｅ
の硫化バリウム薄膜を形成した。硫化バリウム’；ａｍ
の上には、共蒸着法により、基板温度２００’Ｃで、厚
さ４００ｎ■のマンガン添加硫化亜鉛薄膜からなるＥＬ
発光体層を形成した。真空中で５５０℃、１時間熱処理
の後、その上に再び硫化バリウムベレットを蒸発源とし
て基板温度３００℃で電子ビーム蒸着することにより厚
さ５０ｎｍの硫化バリウム薄膜を形成した。その上にタ
ンタル酸バリウム［ＢａＴａ２０５ ］焼結体を、基板
温度１５０’Ｃでスパッタリングすることにより厚さ３
００ｎ−の酸化物誘電体薄膜を形成した。最後にその上
に厚さ１５０ｎｗのＡＩを真空蒸着し、ホトリソグラフ
ィ技術により、透明電極とは直交する方向にストライブ
状の背面電極を形成し、薄Ｉｌ！ＩＥＬ素子すを完成し
た。
本発明の薄１１ＥＬ素子ａ１薄１１ＥＬ素子す及びそれ
らからマンガン添加硫化亜鉛薄膜の両側の硫化マグネシ
ウム薄膜ないし硫化バリウム薄膜を除いた従来の薄！！
ＩＥＬ素子Ｃと薄膜ＥＬ素子ｄ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、発光開始電圧の
経時変化を測定したところ、第３図に示すように、従来
のＩＩＩＩＥＬ素子では１００時間で約４〜６％発光開
始電圧が低下したのに対しく第３図ｃ、ｄ）、本発明の
薄膜ＥＬ素子では１％以下であった（第３図ａ、ｂ）。
らからマンガン添加硫化亜鉛薄膜の両側の硫化マグネシ
ウム薄膜ないし硫化バリウム薄膜を除いた従来の薄！！
ＩＥＬ素子Ｃと薄膜ＥＬ素子ｄ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、発光開始電圧の
経時変化を測定したところ、第３図に示すように、従来
のＩＩＩＩＥＬ素子では１００時間で約４〜６％発光開
始電圧が低下したのに対しく第３図ｃ、ｄ）、本発明の
薄膜ＥＬ素子では１％以下であった（第３図ａ、ｂ）。
本実施例では硫化マグネシウム薄膜ないし硫化バリウム
薄膜をＥＬ発光体層の両側に形成したが、第１誘電体層
例だけに形成した場合でも、効果は多少落ちるが有効で
あった。
薄膜をＥＬ発光体層の両側に形成したが、第１誘電体層
例だけに形成した場合でも、効果は多少落ちるが有効で
あった。
硫化マグネシウム薄膜と硫化バリウム薄膜の厚さは、１
０ｎＩより薄い場合は、発光開始電圧の経時変化を抑制
する効果が少なかった。
０ｎＩより薄い場合は、発光開始電圧の経時変化を抑制
する効果が少なかった。
ＥＬ発光体層としては、活性物質を含む硫化亜鉛（Ｚｎ
Ｓ）を用いることができる。活性物質としては、Ｍｎ、
Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ＋ ＴｂＦ＋ ｅ ＳｍＦ３ ＋Ｅｒ
Ｆｓ 、ＴｍＦｚ 、ＤＹＦ２ 、ＰｒＦｚ
＊ ＥｕＦｓなどが適当である。ＥＬ発光体層は硫化
亜鉛以外のものでもよく、たとえば活性物質を含むＳｒ
ＳやＣａＳなどの電場発光を示すものであればよい。
Ｓ）を用いることができる。活性物質としては、Ｍｎ、
Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ＋ ＴｂＦ＋ ｅ ＳｍＦ３ ＋Ｅｒ
Ｆｓ 、ＴｍＦｚ 、ＤＹＦ２ 、ＰｒＦｚ
＊ ＥｕＦｓなどが適当である。ＥＬ発光体層は硫化
亜鉛以外のものでもよく、たとえば活性物質を含むＳｒ
ＳやＣａＳなどの電場発光を示すものであればよい。
誘電体薄膜は比誘電率と絶縁破壊電界強度の積が大きい
ほど好ましい。このような誘電体薄膜としては、ペロブ
スカイト組成酸化物薄膜とタングステンブロンズ組成酸
化物薄膜が適していた。その中でも５ｒＴｉＯｓ 、Ｓ
ｒｘＭｇ＋ −ｘＴｉ０３ 。
ほど好ましい。このような誘電体薄膜としては、ペロブ
スカイト組成酸化物薄膜とタングステンブロンズ組成酸
化物薄膜が適していた。その中でも５ｒＴｉＯｓ 、Ｓ
ｒｘＭｇ＋ −ｘＴｉ０３ 。
５ｒＴｉｘＺｒ Ｉ−ｘｏ＊ 、あるいはＳｒｘＭｇ＋
−ｘＴｉｙＺｒ Ｉ−ｙｏ、などのチタン酸ストロンチ
ウム系の薄膜とＢａＴａ＊ Ｏｓ 、ＢａｘＳｒ Ｉ−
ｘＴａ２０８などのタンタル酸バリウム系薄膜は、硫化
マグネシウム薄膜や硫化バリウム薄膜と反応等の相互作
用もなく、これらを第１誘電体層に用いれば極めて安定
な薄膜ＥＬ素子を構成することができた。又、タンタル
酸バリウム系薄膜を第２誘電体層に用いることにより、
伝播性絶縁破壊を抑制することができ、信頼性の高い薄
１１［ＥＬ素子を形成する事ができた。
−ｘＴｉｙＺｒ Ｉ−ｙｏ、などのチタン酸ストロンチ
ウム系の薄膜とＢａＴａ＊ Ｏｓ 、ＢａｘＳｒ Ｉ−
ｘＴａ２０８などのタンタル酸バリウム系薄膜は、硫化
マグネシウム薄膜や硫化バリウム薄膜と反応等の相互作
用もなく、これらを第１誘電体層に用いれば極めて安定
な薄膜ＥＬ素子を構成することができた。又、タンタル
酸バリウム系薄膜を第２誘電体層に用いることにより、
伝播性絶縁破壊を抑制することができ、信頼性の高い薄
１１［ＥＬ素子を形成する事ができた。
発明の効果
以上のように本発明によれば、長時間の駆動に際しても
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。
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ＩＩＩＥＬ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ある。 １・・・ガラス基板、 ２・・・透明電極、 ３・・・
誘電体薄膜、 ４・・・硫化マグネシウム薄膜、５・・
・ＥＬ発光体層、 ６・・・硫化マグネシウム薄膜、７
・・・誘電体薄膜、 ８・・・背面電極。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はが１名第１図 第２図
図、第２図は薄ＩＩＩＥＬ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ある。 １・・・ガラス基板、 ２・・・透明電極、 ３・・・
誘電体薄膜、 ４・・・硫化マグネシウム薄膜、５・・
・ＥＬ発光体層、 ６・・・硫化マグネシウム薄膜、７
・・・誘電体薄膜、 ８・・・背面電極。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はが１名第１図 第２図
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誘電体層と前記ＥＬ発光体層の間に各々、硫化
マグネシウム薄膜と硫化バリウム薄膜の内少なくとも一
方が形成されていることを特徴とする薄膜ＥＬ素子。 - （２）第１誘電体層がペロブスカイト組成の酸化物誘電
体薄膜である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）ペロブスカイト組成の酸化物誘電体薄膜がチタン
酸ストロンチウム系薄膜で構成されたことを特徴とする
特許請求の範囲第２項記載の薄膜ＥＬ素子。 - （４）第１誘電体層と第２誘電体層の内少なくとも一方
がタンタル酸バリウム系薄膜である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 |
|---|---|---|---|
| JP62008484A JPH07118389B2 (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | 薄膜ｅｌ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62008484A JPH07118389B2 (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63175379A true JPS63175379A (ja) | 1988-07-19 |
| JPH07118389B2 JPH07118389B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=11694383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62008484A Expired - Lifetime JPH07118389B2 (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07118389B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02196465A (ja) * | 1989-01-26 | 1990-08-03 | Hitachi Ltd | 集積化光素子 |
-
1987
- 1987-01-16 JP JP62008484A patent/JPH07118389B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02196465A (ja) * | 1989-01-26 | 1990-08-03 | Hitachi Ltd | 集積化光素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07118389B2 (ja) | 1995-12-18 |
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