JPS6396895A

JPS6396895A - 薄膜ｅｌ素子

Info

Publication number: JPS6396895A
Application number: JP61242831A
Authority: JP
Inventors: 渡部　武人; 孝楡
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1986-10-13
Filing date: 1986-10-13
Publication date: 1988-04-27

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】（産業上の利用分野］本発明は、薄膜ＥＬｉ子に係り、特にその封止構造に関
する。

〔従来技術およびその問題点〕

充分な輝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冑なかった硫化亜鉛（ＺｎＳ）系蛍
光体粉末を用いた分散型ＥＬＭ子に代わり、薄膜蛍光体
層を用いた１膜型ＥＬ素子（以下簿膜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。

この簿膜ＥＬ素子は、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お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、車輪への搭
載用、コンピュータ端末等の表示装置あるいは照明用と
して肺光を浴びている。

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８図に示す如く透光
性の基板１上に、酸化錫（ＳｎＯ２）層等からなる透光
性電極２と、第１の誘電体層３と、Ｂｌ材をＺｎＳ発光
中心不純物をＭｎと鴨た結晶簿膜すなわちＺｎＳ：Ｍｎ
薄膜からなる発光層４と、第２の誘電体ｒＦ４５、アル
ミニウム（Ａ））層等からなる背面電極６とが順次積層
せしめられた２重誘電体桶造をなしており、表面をエポ
キシ系の接着剤７によって保護ガラス８が基板１に接着
せしめられ、内部にはシリコンオイル９が充填されてい
る。

ぞしてこの薄膜ＥＬ素子の発光の過程は、以下に示す如
くである。

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
なエネルギーを得、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。

ところが、このような封止構造の薄膜Ｅｌ素子は気密性
が悪く、水分がオイル中に混入することがあった。この
水分により薄膜ＥＬ素子は破壊することがしばしばあり
、これが信頼性低下の原因となっていた。

本発明は眞記実情に鑑みてなされたもので、簿膜ＥＬ水
素子信頼性を向上させることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明では、薄膜ＥＬ素子の表面を絶縁膜と金属
膜との二層構造の保ｒａＷＡで被覆保護するようにして
いる。

〔作用〕

・　このような封止構造では絶縁膜で保護されている土
金属は撥水性が高いため素子中に水分が浸透することも
ない。

〔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。

第１図は、本発明実施例の薄Ｗｉ！ＥＬ素子を示す図で
ある。

この薄１１ＥＬ素子は、表面を酸化シリコン膜１０とア
ルミニウム膜２０の二層構造の保護膜で被覆したことを
特徴とするもので、他の部分は従来例の薄Ｗｊ！ＥＬ素
子と同様である。なお、以下同一部分には同一符号を付
した。

製造に際しては、通常の薄膜デクノロジーを用いて′ａ
膜Ｅｌ素子を形成した後、ＣＶＤ法により酸化シリコン
膜１０を形成し、同一チャンバー内で、続いてトリメチ
ルアルミを用いたＣＶＤ法によりアルミニウム膜２０を
形成する。

このように、電気的絶縁性の高い酸化シリコン膜と水分
を透過しないアルミニウム膜との二層構造の保護膜を形
成しているため、極めて高い封止効果を有している。

また、これらの工程は全て真？中で行なうことができる
ため、工程中に水分が封入されることもなく、長寿命で
信頼性の高い薄ｒｔＡＥＬ素子を提供することができる
。

このようにして保護膜の形成された薄膜ＥＬ素子の寿命
試験（８５℃　８０％）すなわち点灯時間（横軸）と正
常に動作しているｉ［ＥＬ素子の個数との関係を第２図
の曲線ａに示す。

ここで点灯前の全素子数をＮ個とする。

また、比較のために第８図に示した従来例の薄膜Ｅｌ素
子について同様の関係を調べた結果を第２図に曲１１ｂ
で示す。

これらの比較からも明らかなように、本発明の薄膜ＥＬ
素子によれば大幅に寿命が向上し、信頼性の向上をはか
ることができる。

なお、この例では、絶縁膜として酸化シリコン膜を用い
たが、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）膜、酸化アミニウム
（ＡＪ１２０３）膜、酸化タンタル（ＴａＯ２）膜、酸
化シリコンと窒化シリコンとの二層４１１造膜等の無は
膜の他、ポリイミド等の有機膜等から適宜選択してもよ
い。

また、金属膜についても、アルミニウムに限定されるこ
となく、タンタル等の金属膜を用いてもよい。

加えて、このような保護膜で素子表面を被覆し、第３図
に示す如く更に従来のようなガラスを用いた封止を行な
ってもよい。

すなわち、酸化シリコン膜１０およびアルミニラム腋２
０からなる保護膜で素子表面を被覆した後、共に保護ガ
ラス８をフッ素樹脂系の接着剤１７によって基板１に接
着し、内部にシリコンオイル９を充填する。

ここでは、接着剤として、従来のエポキシ樹脂系の接着
剤に代えて、フッ素樹脂系の接着剤を用いており、これ
により気密性は高められ、水分の浸透はほとんど皆無と
なる。

このように二重の封止を行なうことにより更に大幅に信
頼性は高められる。

また、このフッ素樹脂系の接着剤は従来のエポキシ樹脂
系の接着剤に比べて極めて気密性の高いものである故、
上述の保護膜を除き、第４図に示す如くフッ素樹脂系接
着剤１７で保護ガラス８のみを固着する一重の封止構造
とした場合にも、充分に効果は発揮される。

第５図に、接着剤を代えた一重の封止構造の場合の寿命
試験結果を示す。曲線Ｃはフッ素樹脂系の接着剤を用い
た場合、曲ｌｉｄは従来のエポキシ樹脂系の接着剤を用
いた場合を示す。試験条件は８０℃、湿度は８５％とし
た。

この図からも、接着剤をフッ素樹脂系の接着剤とするこ
とで、寿命が向上することがわかる。

更にまた、封止用の基板を、ガラスに代えて、軽石で加
工性の良いアクリル、プラスチック等の熱可塑性樹脂で
栴成してもよい。

これにより、第６図に示す如く、薄膜ＥＬ素子のガラス
基板に直接熱圧着することかできるため、従来のように
接着剤を用いる必要はなくなり、接着剤からの水分の浸
透を防止することができる。

また、シリコンオイル等のオイルの充填に際しては、例
えば第７図（ａ）に示す如くアクリル樹脂板１８からな
る封止板にオイル注入口１９ａを形成しておき、オイル
充填後注入口封止用ピン１９ｂをオイル注入口１９ａに
挿通した状態で加熱することにより、第７図（ｂ）に示
す如く、容易に封着することができる。

〔発明の効果〕

以上説明してぎたように、本発明によれば、薄膜ＥＬ素
子の表面を絶縁膜と金属膜との二層＠造の保護膜で被部
保護するようにしているため、信頼性を大幅に向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明実施例のＫｌ）ＩＩＡＥＬ素子を示す
図、第２図は、同薄膜ＥＬ素子と従来例との寿命試験の
結果を示す図、第３図は、本発明の他の実施例の薄膜Ｅ
Ｌ素子を示す図、第４図は、他の例の薄１１ＡＥＬ素子
を示す図、第５図は、封止用の接着剤の差による寿命試
験結果の比較図、第６図は、更に他の例を示す図、第７
図（ａ）および（ｂ）は、第６図に示した封止構造のオ
イル充填口の近傍を示す図、第８図は、従来例の薄膜Ｅ
Ｌ素子を示す図である。１・・・基板、２・・・透光性電極、３・・・第１の誘
電体層、４・・・発光層、５・・・第２の誘電体層、６
・・・背面電極、７・・・エポキシ樹脂系の接着剤、８
・・・保護ガラス、９・・・シリコンオイル、１０・・
・酸化シリコン膜、２０・・・アルミニウム膜、１７・
・・フッ素４ｉＰＩ脂系の接着剤、１訃・・アクリルＩ
ｆＡ脂板、１９ａ・・・オイル注入口、１９１）・・・
注入口封止用ビン。賢−リ −一碩　ミ第４図１０°　　１０’　　　１０２１０３１０’時間（Ｈ）第５図第６図第７図（Ｑ）第７図（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）発光層とこれに電圧を印加するための電極とを含
む薄膜ＥＬ素子において、素子表面を絶縁膜と金属膜との複合膜で被覆したことを
特徴とする薄膜ＥＬ素子。
（２）前記絶縁膜は酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、
酸化アルミニウム膜、酸化タンタル膜のいずれかである
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）前記金属膜はアルミニウム薄膜又はタンタル薄膜
である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。