JPS6378494A - 薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子Info
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- JPS6378494A JPS6378494A JP61221450A JP22145086A JPS6378494A JP S6378494 A JPS6378494 A JP S6378494A JP 61221450 A JP61221450 A JP 61221450A JP 22145086 A JP22145086 A JP 22145086A JP S6378494 A JPS6378494 A JP S6378494A
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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、薄膜Ｅ ’Ｌ水素子係り、特にその構３）に
関する。
関する。
〔従来技術Ｊ３よびその問題点）
充分なｉ１１度が得られないことから、照明用光源とし
ての開発を断念せざるを得なかった硫化亜鉛（ＺｎＳ）
系蛍光体粉末を用いた分散型Ｅし素子に代わり、簿膜蛍
光体層を用いた簿膜型Ｅし素子（以下ａφ膜ＥＬ素子）
が高輝度を得られることから近年注目されてきている。
ての開発を断念せざるを得なかった硫化亜鉛（ＺｎＳ）
系蛍光体粉末を用いた分散型Ｅし素子に代わり、簿膜蛍
光体層を用いた簿膜型Ｅし素子（以下ａφ膜ＥＬ素子）
が高輝度を得られることから近年注目されてきている。
この薄膜ＥＬ木子は、発光層が透明な薄膜で構成されて
いて、外部から入射する光Ｊ）よび発光層内部で発光し
た光が散乱されてハレーションやにじみを生じることが
少なく、鮮明でコントラストが高いことから、車輌への
搭載用、コンピュータ端末等の表示装置あるいは照明用
として脚光を浴びている。
いて、外部から入射する光Ｊ）よび発光層内部で発光し
た光が散乱されてハレーションやにじみを生じることが
少なく、鮮明でコントラストが高いことから、車輌への
搭載用、コンピュータ端末等の表示装置あるいは照明用
として脚光を浴びている。
例えば、マンガン（Ｍｎ）をＺｎＳ中の発光中心として
用いた薄膜ＥＬ素子の基本構造は第４図に示す如く透光
性の基板２２上に、酸化錫（ＳｎＯ２）層等からなる透
光性電極２３と、第１の誘電体層２４と、母材をＺｎＳ
発光中心不純物をＭｎとした結晶薄膜すなわちＺｎＳ
：Ｍｎ薄膜からなる発光ＩＰ１２１と、第２の誘電体層
２５、アルミニウム（ＡＮ ）層等からなる背面電極２
６とが順次積層せしめられた２重誘電体構造をなしてい
る。
用いた薄膜ＥＬ素子の基本構造は第４図に示す如く透光
性の基板２２上に、酸化錫（ＳｎＯ２）層等からなる透
光性電極２３と、第１の誘電体層２４と、母材をＺｎＳ
発光中心不純物をＭｎとした結晶薄膜すなわちＺｎＳ
：Ｍｎ薄膜からなる発光ＩＰ１２１と、第２の誘電体層
２５、アルミニウム（ＡＮ ）層等からなる背面電極２
６とが順次積層せしめられた２重誘電体構造をなしてい
る。
この薄膜ＥＬ素子の等価回路は第５図に示Ｖ如く、夫々
、第１の誘電体層２４、発光層２１、第２の誘電体層２
５によって構成される３つのコンデンサの直列接続体と
して表わすことができる。
、第１の誘電体層２４、発光層２１、第２の誘電体層２
５によって構成される３つのコンデンサの直列接続体と
して表わすことができる。
この薄膜ＥＬ素子の発光の過程は、以下に示す如くであ
る。
る。
まず、前記透光性電極と前記背面電極との間に電圧を印
加すると、発光層内に誘起された電界によって界面順位
にトラップされていた電子が引き出されて加速され充分
なエネルギーを青、この電子が発光中心であるＭｎの軌
道電子に衝突しこれを励起する。そしてこの励起された
発光中心が基底状態に戻る際に発光を行なう。
加すると、発光層内に誘起された電界によって界面順位
にトラップされていた電子が引き出されて加速され充分
なエネルギーを青、この電子が発光中心であるＭｎの軌
道電子に衝突しこれを励起する。そしてこの励起された
発光中心が基底状態に戻る際に発光を行なう。
ところで、このような薄膜ＥＬ素子においては、発光層
にがかる印加電圧を大きくするには、第１および第２の
誘電体層の比誘電率ε 、ε２は光光層の比誘電率ε、
に比べて充分に大きくする〈ε１（ε、１．εｒ２）の
がよいとされている。すなわち、これら第１および第２
の誘電体層の電気容量Ｃ１に比べて充分に太きく （Ｃ
，＜Ｃ，。
にがかる印加電圧を大きくするには、第１および第２の
誘電体層の比誘電率ε 、ε２は光光層の比誘電率ε、
に比べて充分に大きくする〈ε１（ε、１．εｒ２）の
がよいとされている。すなわち、これら第１および第２
の誘電体層の電気容量Ｃ１に比べて充分に太きく （Ｃ
，＜Ｃ，。
Ｃｒ２）、従ってこの素子への外部からの印加電圧のほ
とんどが発光層にだけかがることになるからである。
とんどが発光層にだけかがることになるからである。
以上のような理由から、発光層の両側の誘電体層は誘電
率の高いもの、すなわち比抵抗ρ−１０、〜１０１４Ω
ｃｒｎ程度の高抵抗のものが用いられる。
率の高いもの、すなわち比抵抗ρ−１０、〜１０１４Ω
ｃｒｎ程度の高抵抗のものが用いられる。
しかしながら、このような構造の薄膜ＥＬ索子の電圧−
輝度特性曲線は第３図に曲線すで示す如く立上りなだら
かであり、駆動電圧が高くなってしまうという不都合が
あった。
輝度特性曲線は第３図に曲線すで示す如く立上りなだら
かであり、駆動電圧が高くなってしまうという不都合が
あった。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、輝度の立
上りが急峻で、駆動電圧を低くすることのできる薄膜Ｅ
Ｌ素子を提供することを目的とする。
上りが急峻で、駆動電圧を低くすることのできる薄膜Ｅ
Ｌ素子を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段および作用）そこで本発
明では、発光層の両側を低抵抗のａ９膜ではさむように
している。
明では、発光層の両側を低抵抗のａ９膜ではさむように
している。
例えば、発光層の両側を夫々第１および第２の誘電体層
ではさんだ二重誘電体構造の薄膜ＥＬ素子において、こ
れらの誘電体層とフチ光層との間に夫々比抵抗がρ＝１
０〜１０１２ΩｃｔｎＦ！度の低紙抗の絶縁膜を介在さ
ゼるようにする。
ではさんだ二重誘電体構造の薄膜ＥＬ素子において、こ
れらの誘電体層とフチ光層との間に夫々比抵抗がρ＝１
０〜１０１２ΩｃｔｎＦ！度の低紙抗の絶縁膜を介在さ
ゼるようにする。
これにより、輝度の立上りが急峻となる。
（実施例）
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に
説明する。
説明する。
第１図は、本発明実施例の；ｉｇ膜ＥＬ素了のｖ４造を
示す図である。
示す図である。
この薄膜ＥＬ素子は、二重誘電体＋１’４造をなすもの
で、発光層１をはさむ酸化タンタル（ＴａｏＸ）からな
る第１および第２の誘電体層４，５を夫々２層構造とし
たことを特徴とするものである。ここで発光層１の側に
配されて夫々比抵抗が１０”〜１０１２Ωｃｒｎ次第に
大ぎくなるように連続的に変化する第１および第２の内
層４ａ、５ａと、夫々比抵抗が１０１４Ωｃｔｎの高抵
抗を有する７ｔ５１および第２の外層４ｂ、５ｂとから
構成されている。
で、発光層１をはさむ酸化タンタル（ＴａｏＸ）からな
る第１および第２の誘電体層４，５を夫々２層構造とし
たことを特徴とするものである。ここで発光層１の側に
配されて夫々比抵抗が１０”〜１０１２Ωｃｒｎ次第に
大ぎくなるように連続的に変化する第１および第２の内
層４ａ、５ａと、夫々比抵抗が１０１４Ωｃｔｎの高抵
抗を有する７ｔ５１および第２の外層４ｂ、５ｂとから
構成されている。
他は、通常の薄膜ＥＬ素子と同様であり、透光性のガラ
ス基板２上に、酸化Ｗ （Ｓ ｎ Ｏ２）からなる透光
性電極３と、前記第１の誘電体層４、硫化亜鉛（ＺｎＳ
）：マンガン（Ｍｎ）からなる発光層１第２の誘電体層
５、アルミニウム簿膜からなる背面電極６とが順次積層
せしめられ二車誘電体Ｍ４造をなしている。
ス基板２上に、酸化Ｗ （Ｓ ｎ Ｏ２）からなる透光
性電極３と、前記第１の誘電体層４、硫化亜鉛（ＺｎＳ
）：マンガン（Ｍｎ）からなる発光層１第２の誘電体層
５、アルミニウム簿膜からなる背面電極６とが順次積層
せしめられ二車誘電体Ｍ４造をなしている。
次に、この薄膜ＥＬ素子の製造方法について説明する。
まず、第２図（ａ＞に示す如り、透光性のガラス基板２
上に、スパッタリング法によりＳｎＯ２層からなる透光
性電極３を形成する。
上に、スパッタリング法によりＳｎＯ２層からなる透光
性電極３を形成する。
次いで、第２図（ｂ）に示す如く、酸化タンタルをター
ゲットとして使用しスパッタリング法により、第１の外
１？Ｊ４ｂと第１の内層４ａとからなる第１の誘電体層
を形成する。ここでは、初期においては酸素分圧を高く
し、徐々に酸素分圧を低くしながら、第１の外層４ｂを
形成し、最後は、酸素分圧を低くして、低抵抗の第１の
内層４ａを形成する。
ゲットとして使用しスパッタリング法により、第１の外
１？Ｊ４ｂと第１の内層４ａとからなる第１の誘電体層
を形成する。ここでは、初期においては酸素分圧を高く
し、徐々に酸素分圧を低くしながら、第１の外層４ｂを
形成し、最後は、酸素分圧を低くして、低抵抗の第１の
内層４ａを形成する。
続いて、第２図＜Ｃ）に示す如く、蒸着法により、Ｚｎ
Ｓ：Ｍｎ柱状多結晶からなる光光層１を形成する。ここ
では、結晶性の良好なＺｎＳ：Ｍｎ柱状多結晶を得るた
めに、Ｚｒｌ、Ｓ、Ｍｒｌを夫々別のルツボに入れて真
空槽内の蒸気圧を１０ ’Ｔｏｒｒ程度に設定し、各ル
ツボを独立的に温度コントロールすると共に、前記ガラ
ス基板の温度を１００〜ｉ ｏｏｏ℃の適切な温度範囲
に設定する。
Ｓ：Ｍｎ柱状多結晶からなる光光層１を形成する。ここ
では、結晶性の良好なＺｎＳ：Ｍｎ柱状多結晶を得るた
めに、Ｚｒｌ、Ｓ、Ｍｒｌを夫々別のルツボに入れて真
空槽内の蒸気圧を１０ ’Ｔｏｒｒ程度に設定し、各ル
ツボを独立的に温度コントロールすると共に、前記ガラ
ス基板の温度を１００〜ｉ ｏｏｏ℃の適切な温度範囲
に設定する。
更に、第２図（ｄ）に示す如く、酸化タンタルをターゲ
ットとして使用しスパッタリング法により、第２の外層
５ａおよび第２の内層５ｂとからなる第２の誘雷体層５
を形成する。ここでは、第１の誘電体層４の形成時とは
逆に初期においては酸素分圧を低くと低抵抗の第２の内
層５ａを形成し、徐々に酸素分圧を高くし、次第に高抵
抗となる第２の外ＩＭ５ｂを形成する。
ットとして使用しスパッタリング法により、第２の外層
５ａおよび第２の内層５ｂとからなる第２の誘雷体層５
を形成する。ここでは、第１の誘電体層４の形成時とは
逆に初期においては酸素分圧を低くと低抵抗の第２の内
層５ａを形成し、徐々に酸素分圧を高くし、次第に高抵
抗となる第２の外ＩＭ５ｂを形成する。
そして最後に、真空蒸着法により、アルミニウム薄膜を
成膜した後、フォトリソエツチング法によりパターニン
グし背面電極６を形成することにより第１図に示した薄
膜ＥＬ素子が完成する。
成膜した後、フォトリソエツチング法によりパターニン
グし背面電極６を形成することにより第１図に示した薄
膜ＥＬ素子が完成する。
このようにして形成された薄膜Ｅし素子の輝度−電圧特
性を第３図に曲ＩＪａで示す。曲ａｂは、従来例の二車
誘電体構造の薄膜Ｅ［−素子の輝度−電圧特性を比較の
ために示す。これらの比較からも明らかなように、光り
始めの電圧のλヤ膜は従来例と同じであるが、本発明の
薄膜Ｅし素子によれば、立上りが急激である。
性を第３図に曲ＩＪａで示す。曲ａｂは、従来例の二車
誘電体構造の薄膜Ｅ［−素子の輝度−電圧特性を比較の
ために示す。これらの比較からも明らかなように、光り
始めの電圧のλヤ膜は従来例と同じであるが、本発明の
薄膜Ｅし素子によれば、立上りが急激である。
従って、例えば、５００ ｃｄ／ ｒｒｔの輝度をＷ？
るのに従来では約１５０Ｖ必要であったのに対し、本発
明実施例の簿膜ＥＬ素子によれば、約１２０Ｖでよく、
駆！ＰＩｌ電圧は低くてすむことになる。
るのに従来では約１５０Ｖ必要であったのに対し、本発
明実施例の簿膜ＥＬ素子によれば、約１２０Ｖでよく、
駆！ＰＩｌ電圧は低くてすむことになる。
また、製造に際しても、酸素分圧を制御するのみで、何
ら工程を付加することなく形成できる。
ら工程を付加することなく形成できる。
また、第１および第２の内層４ｂ、５ａの抵抗率を変化
さゼて同球のｒ４度−電圧特性を測定したが、１０８Ω
ｃｒｎニス下では効果は見られず１０８ΩＣ１ｌ〜１０
１２Ωｍの範囲に設定するとよい。
さゼて同球のｒ４度−電圧特性を測定したが、１０８Ω
ｃｒｎニス下では効果は見られず１０８ΩＣ１ｌ〜１０
１２Ωｍの範囲に設定するとよい。
なお、実施例では、発光層と接する層を低抵抗とし、外
側にいくに従って徐々に高抵抗となるようにしたが、外
側の層は、一定の抵抗を有する高抵抗層とするようにし
てもよい。
側にいくに従って徐々に高抵抗となるようにしたが、外
側の層は、一定の抵抗を有する高抵抗層とするようにし
てもよい。
また、実施例では低抵抗の薄、摸として酸化タンタルを
用いたが、酸化クンタルに限定さ″れることなく、他の
材料を用いてもよいことはいうまでもない。
用いたが、酸化クンタルに限定さ″れることなく、他の
材料を用いてもよいことはいうまでもない。
（効 果）
以上説明してきたように、本発明によれば、二重誘電体
Ｍ４造の薄膜Ｅｌ索子において光光層の両側を低抵抗の
薄膜ではさむようにしているため、輝度の立上りが急激
で、駆動電圧の低い薄膜ＥＬ素子を得ることができる。
Ｍ４造の薄膜Ｅｌ索子において光光層の両側を低抵抗の
薄膜ではさむようにしているため、輝度の立上りが急激
で、駆動電圧の低い薄膜ＥＬ素子を得ることができる。
第１図は、本発明実施例の薄膜Ｅｌ−素子を示す図、第
２図（ａン乃至（ｄ）は、同薄膜ＥＬ素子の製造工程図
、第３図は、同薄膜ＥＬ素子と従来例の薄膜Ｅ１−素子
の輝度−電圧特性の比較図、第４図は、従来例薄膜ＥＬ
素子を示す図、第５図は、同薄膜ＥＬ素子の等価回路図
である。 １．２１・・・発光層、２，２２・・・ガラス基板、３
゜２３・・・透光性電極、４，２４・・・第１の誘電体
層、４ａ・・・第１の内層、４ｂ・・・第１の外層、５
，２５・・・第２の誘電体層、５ａ・・・第２の内層、
５ｂ・・・第２の外層、６．２６・・・背面電極。 ；・Ｌヨ・１ 第２図（ｂ） 第２図（Ｃ） 第２図（ｄ） 電圧 （■） 第３図 第４図 第５図
２図（ａン乃至（ｄ）は、同薄膜ＥＬ素子の製造工程図
、第３図は、同薄膜ＥＬ素子と従来例の薄膜Ｅ１−素子
の輝度−電圧特性の比較図、第４図は、従来例薄膜ＥＬ
素子を示す図、第５図は、同薄膜ＥＬ素子の等価回路図
である。 １．２１・・・発光層、２，２２・・・ガラス基板、３
゜２３・・・透光性電極、４，２４・・・第１の誘電体
層、４ａ・・・第１の内層、４ｂ・・・第１の外層、５
，２５・・・第２の誘電体層、５ａ・・・第２の内層、
５ｂ・・・第２の外層、６．２６・・・背面電極。 ；・Ｌヨ・１ 第２図（ｂ） 第２図（Ｃ） 第２図（ｄ） 電圧 （■） 第３図 第４図 第５図
Claims (3)
- （１） 透光性電極、第１の誘電体層、発光層、第２の
誘電体層を順次積層せしめてなる２重誘電体構造の薄膜
ＥＬ素子において、 発光層と第１および第２の誘電体層との間に夫々低抵抗
薄膜を介在させるようにしたことを特徴とする薄膜ＥＬ
素子。 - （２） 前記第１および第２の誘電体層は酸化タンタル
（ＴａＯ＿Ｘ）層からなり、 前記低抵抗薄膜は酸化成分が前記第１および第２の誘電
体層よりも小さい酸化タンタル （ＴａＯ＿Ｘ，Ｘ＜Ｘ）層から構成されていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜ＥＬ素子。 - （３） 前記低抵抗薄膜は、比抵抗が１０＾８Ωｃｍ以
上であることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
２項記載の薄膜ＥＬ素子。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61221450A JPS6378494A (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 薄膜ｅｌ素子 |
| DE87906107T DE3788134T2 (de) | 1986-09-19 | 1987-09-18 | Dünnfilmanordnung. |
| PCT/JP1987/000691 WO1988002209A1 (en) | 1986-09-19 | 1987-09-18 | Thin-film el device |
| EP87906107A EP0326615B1 (en) | 1986-09-19 | 1987-09-18 | Thin-film el device |
| FI891288A FI891288A0 (fi) | 1986-09-19 | 1989-03-17 | Tunnskikt-el-apparat. |
| US07/700,947 US5072263A (en) | 1986-09-19 | 1991-05-14 | Thin film el device with protective film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61221450A JPS6378494A (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6378494A true JPS6378494A (ja) | 1988-04-08 |
Family
ID=16766920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61221450A Pending JPS6378494A (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6378494A (ja) |
-
1986
- 1986-09-19 JP JP61221450A patent/JPS6378494A/ja active Pending
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