JPH01241794A - 薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子Info
- Publication number
- JPH01241794A JPH01241794A JP63067431A JP6743188A JPH01241794A JP H01241794 A JPH01241794 A JP H01241794A JP 63067431 A JP63067431 A JP 63067431A JP 6743188 A JP6743188 A JP 6743188A JP H01241794 A JPH01241794 A JP H01241794A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- insulating layer
- emitting layer
- oxide
- film
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- 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ＥＬ素子に係り、特に、発光物性の経時変
化の少ない、安定なＥＬ素子構造に関する。
化の少ない、安定なＥＬ素子構造に関する。
薄膜ＥＬ素子は自己発光型で表示品質の良い平面デイス
プレィとしてコンピュータ端末や計測装置の表示部に用
いられている。薄膜ＥＬ素子の構造を第２図の模式図に
よって説明する。ガラス基板１の上にＩ Ｔ Ｏ（Ｉｎ
ｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）等の下部の透明電極２
が形成されている。この上にＹ２Ｏ３゜Ｓ ｉ Ｏｘ
、 Ａ ＱｚＯｓ、 Ｔ ａｚｏＩＩ、 Ｓ １ａＨａ
、あるいは、これらの組み合わせからなる第一絶縁層７
が電子ビーム蒸着、あるいは、スパッタリングによって
形成されている。この上には、ＩＩ−Ｖｒ族化合物（Ｚ
ｎＳ、ＣａＳ、ＳｒＳ悼）を母体とし、これに活性物質
（Ｍ、ｎ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｃｅまたは、これらの硫化物、
酸化物、燐化物、ハロゲン化物等）を適量混合した発光
層４が、電子ビーム蒸着、スパッタリング、あるいは、
ＣＶＤ （化学気相成長法）により形成されている。さ
らに、この上には、第一絶縁層と同様な第二絶縁層８が
形成されており、その上に、ＡＱ、Ａｕ、ＩＴＯ等の上
部電極５が、ガラス基板１上の下部電極２と直角方向に
ストライプ状に形成されている。このような構造の薄膜
ＥＬ素子は、たとえば、日経エレクトロニクス１９８１
．１１．９．Ｎｎ２７７ Ｐ８６（１９８１）に記載
されている。下部電極２と上部電極５の間に交流電圧を
印加すると、交差した部分（画素）のみが発光するので
、文字やグラフィックス表示等のデイスプレィ機能が実
現できる。
プレィとしてコンピュータ端末や計測装置の表示部に用
いられている。薄膜ＥＬ素子の構造を第２図の模式図に
よって説明する。ガラス基板１の上にＩ Ｔ Ｏ（Ｉｎ
ｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）等の下部の透明電極２
が形成されている。この上にＹ２Ｏ３゜Ｓ ｉ Ｏｘ
、 Ａ ＱｚＯｓ、 Ｔ ａｚｏＩＩ、 Ｓ １ａＨａ
、あるいは、これらの組み合わせからなる第一絶縁層７
が電子ビーム蒸着、あるいは、スパッタリングによって
形成されている。この上には、ＩＩ−Ｖｒ族化合物（Ｚ
ｎＳ、ＣａＳ、ＳｒＳ悼）を母体とし、これに活性物質
（Ｍ、ｎ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｃｅまたは、これらの硫化物、
酸化物、燐化物、ハロゲン化物等）を適量混合した発光
層４が、電子ビーム蒸着、スパッタリング、あるいは、
ＣＶＤ （化学気相成長法）により形成されている。さ
らに、この上には、第一絶縁層と同様な第二絶縁層８が
形成されており、その上に、ＡＱ、Ａｕ、ＩＴＯ等の上
部電極５が、ガラス基板１上の下部電極２と直角方向に
ストライプ状に形成されている。このような構造の薄膜
ＥＬ素子は、たとえば、日経エレクトロニクス１９８１
．１１．９．Ｎｎ２７７ Ｐ８６（１９８１）に記載
されている。下部電極２と上部電極５の間に交流電圧を
印加すると、交差した部分（画素）のみが発光するので
、文字やグラフィックス表示等のデイスプレィ機能が実
現できる。
薄膜ＥＬ素子の絶縁層には、多くの場合、酸化物系の材
料が使われている。しかし、ＣａＳ：Ｅｕ発光層を用い
た赤色ＥＬ素子では、輝度−電圧曲線に極大が現われる
。あるいは、輝度の低下が大きいなど、安定性に問題が
あることが、シャープ技報第３７号１９８７年Ｐ１７に
論じられている。
料が使われている。しかし、ＣａＳ：Ｅｕ発光層を用い
た赤色ＥＬ素子では、輝度−電圧曲線に極大が現われる
。あるいは、輝度の低下が大きいなど、安定性に問題が
あることが、シャープ技報第３７号１９８７年Ｐ１７に
論じられている。
このようなＣａＳ：Ｅｕ発光層を用いたＥＬ素子での特
性劣化に対しては、発光層に接する絶縁層材料に５ｉａ
Ｎａを用いることで、特性が改善されることが、上記文
献で述べられている。また、Ｚ ｎ Ｓ ： Ｍ ｎ発
光層を用いた黄橙色ＥＬ素子でも、発光層と酸化物絶縁
層の中間に５ｉｓＮ４のバッファ層を入れることにより
、発光特性が安定することが昭和６２年、秋季応用物理
学会予稿集Ｐ、８５６に述べられている。
性劣化に対しては、発光層に接する絶縁層材料に５ｉａ
Ｎａを用いることで、特性が改善されることが、上記文
献で述べられている。また、Ｚ ｎ Ｓ ： Ｍ ｎ発
光層を用いた黄橙色ＥＬ素子でも、発光層と酸化物絶縁
層の中間に５ｉｓＮ４のバッファ層を入れることにより
、発光特性が安定することが昭和６２年、秋季応用物理
学会予稿集Ｐ、８５６に述べられている。
（発明が解決しようとする課題〕
上記、従来技術により、ＥＬ発光特性の経時変化は減少
したが、５ｉｓＮａ膜は、膜中の応力が大きく、密着性
が低いため、膜はがれ等の欠陥が生じやすいという問題
がある。
したが、５ｉｓＮａ膜は、膜中の応力が大きく、密着性
が低いため、膜はがれ等の欠陥が生じやすいという問題
がある。
本発明の目的は、発光特性の安定した欠陥のない薄膜Ｅ
Ｌ素子を提供することにある。
Ｌ素子を提供することにある。
上記目的は、発光層に接する絶縁層材料として、酸化物
形成時の標準生成Ｇｉｂｂｓエネルギの絶対値｜ΔＧｏ
｜と硫化物形成時の標準生成Ｇｉｂｂｓエネルギの絶対
値の差１ΔＧｏ ｌ−｜ΔＧｓ｜が１２７ｋＪ／ｎｏｎ
以上である金属の酸化物を用いることにより達成される
。
形成時の標準生成Ｇｉｂｂｓエネルギの絶対値｜ΔＧｏ
｜と硫化物形成時の標準生成Ｇｉｂｂｓエネルギの絶対
値の差１ΔＧｏ ｌ−｜ΔＧｓ｜が１２７ｋＪ／ｎｏｎ
以上である金属の酸化物を用いることにより達成される
。
薄膜ＥＬ素子の発光層母体材料はＺｎＳ。
ＣａＳ、ＳｒＳなどの硫化物が用いられているが、これ
らの材料は酸化の混入により発光特性が劣化する。この
三種の発光層母体材料の中ではＣａＳが最も酸化されや
すく、 ＣａＳ＋Ｏ−＋ＣａＯ＋Ｓ＋１２７（ｋＪ／ｍｏｆｆ）
となる。
らの材料は酸化の混入により発光特性が劣化する。この
三種の発光層母体材料の中ではＣａＳが最も酸化されや
すく、 ＣａＳ＋Ｏ−＋ＣａＯ＋Ｓ＋１２７（ｋＪ／ｍｏｆｆ）
となる。
従って、絶縁層材料として金属酸化物を用いる場合、酸
化物中の酸素が発光層中に混入しないためには、エネル
ギ的に酸化物状態が安定であり、酸素を放出しにくい金
属元素の酸化物を用いればよい。金属元素をＭ、酸化物
形成時の標準生成Ｇｉｂｂｓエネルギの絶対値を１ΔＧ
ｏ １．硫化物形成時の標準生成Ｇｉｂｂｓエネルギの
絶縁値を｜ΔＧｓ｜と書くと、 Ｍ＋Ｏ→ＭＯ＋ ｌΔＧｏ１ Ｍ＋Ｓ−＋ＭＳ＋ｌ ΔＧｓｌ 従って、 ＭＳ＋０４Ｍ０＋Ｓ＋ ｌΔＧｏｌ−｜ΔＧｓ｜となる
ａ ＣａとＭの硫化物及び酸化物の間での反応を考える
と。
化物中の酸素が発光層中に混入しないためには、エネル
ギ的に酸化物状態が安定であり、酸素を放出しにくい金
属元素の酸化物を用いればよい。金属元素をＭ、酸化物
形成時の標準生成Ｇｉｂｂｓエネルギの絶対値を１ΔＧ
ｏ １．硫化物形成時の標準生成Ｇｉｂｂｓエネルギの
絶縁値を｜ΔＧｓ｜と書くと、 Ｍ＋Ｏ→ＭＯ＋ ｌΔＧｏ１ Ｍ＋Ｓ−＋ＭＳ＋ｌ ΔＧｓｌ 従って、 ＭＳ＋０４Ｍ０＋Ｓ＋ ｌΔＧｏｌ−｜ΔＧｓ｜となる
ａ ＣａとＭの硫化物及び酸化物の間での反応を考える
と。
Ｃａ Ｏ＋ＭＳ−＋Ｃａ Ｓ ＋ＭＯ刊ΔＧｏｌ−ｌΔ
Ｇ５ｌ−１２７となる。このため、｜ΔＧｏ｜−｜ΔＧ
ｓ｜が１２７ｋＪ／＋ｗｏＱより大きな金属Ｍの酸化物
を用いれば、ＣａＳの酸化を防ぐことができる。この条
件を満たす金属には、例えば、ＭｇやＢｅがある。
Ｇ５ｌ−１２７となる。このため、｜ΔＧｏ｜−｜ΔＧ
ｓ｜が１２７ｋＪ／＋ｗｏＱより大きな金属Ｍの酸化物
を用いれば、ＣａＳの酸化を防ぐことができる。この条
件を満たす金属には、例えば、ＭｇやＢｅがある。
（実施例〕
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。
厚さ１ｎｌｔのコーニング＃７０５９ガラス１上に下部
透明電極２として、ＩＴＯをスパッタリングによって０
．２５ｍｍの厚さに形成し、ストライプ状にフォトエツ
チングする。この上にスパッタリングによりＴａ２ｅ６
の第一絶縁層３を０．５μｍ形成した。さらに、スパッ
タリング法により、ＭｇＯ膜６を０．１μｍ形成した。
透明電極２として、ＩＴＯをスパッタリングによって０
．２５ｍｍの厚さに形成し、ストライプ状にフォトエツ
チングする。この上にスパッタリングによりＴａ２ｅ６
の第一絶縁層３を０．５μｍ形成した。さらに、スパッ
タリング法により、ＭｇＯ膜６を０．１μｍ形成した。
この上に発光層４としてＧａＳ：Ｅｕを電子ビーム蒸着
法により約１μｍ形成した後、再び、ＭｇＯ膜６、Ｔａ
ａＯｓ第二絶縁層３を形成し、最後に上部電極５として
ＡΩを抵抗加熱蒸着により形成した。
法により約１μｍ形成した後、再び、ＭｇＯ膜６、Ｔａ
ａＯｓ第二絶縁層３を形成し、最後に上部電極５として
ＡΩを抵抗加熱蒸着により形成した。
発光層に接する絶縁層材料を変えたＥＬ素子の輝度の経
時変化を第３図に示した。Ｔａｘｅｓを用いた素子では
、輝度の低下が著しい、しかし、ＭｇＯを用いた素子で
は、初期劣化がほとんどない安定な特性が得られている
。
時変化を第３図に示した。Ｔａｘｅｓを用いた素子では
、輝度の低下が著しい、しかし、ＭｇＯを用いた素子で
は、初期劣化がほとんどない安定な特性が得られている
。
本発明によれば、発光層中への酸素の拡散を防ぐことが
できるので、ＥＬ発光特性の経時変化を安定化する効果
がある。
できるので、ＥＬ発光特性の経時変化を安定化する効果
がある。
第１図は１本発明の一実施例の絶縁層材料として、Ｍｇ
Ｏ膜を用いた薄膜ＥＬ素子の断面図、第２図は、一般的
な交流駆動型薄膜ＥＬ素子の断面図、第３図は異なる絶
縁層材料を用いたＥＬ素子の輝度の経時変化図を示す。 １・・・ガラス基板、２・・・下部電極、３・・・Ｔａ
２．ｅｓ、４・・・ＣａＳ：Ｅｕ、５・・・上部電極、
６・ＭｇＯ１７・・・第一絶縁層、８・・・第二絶縁層
。 第１図 第２図 第３図 ｆｆＭ（ｈ）
Ｏ膜を用いた薄膜ＥＬ素子の断面図、第２図は、一般的
な交流駆動型薄膜ＥＬ素子の断面図、第３図は異なる絶
縁層材料を用いたＥＬ素子の輝度の経時変化図を示す。 １・・・ガラス基板、２・・・下部電極、３・・・Ｔａ
２．ｅｓ、４・・・ＣａＳ：Ｅｕ、５・・・上部電極、
６・ＭｇＯ１７・・・第一絶縁層、８・・・第二絶縁層
。 第１図 第２図 第３図 ｆｆＭ（ｈ）
Claims (3)
- １． 基板上に下部電極、第一絶縁層、発光層、第二絶
縁層及び上部電極を順次積層した薄膜ＥＬ素子において
、 前記第一絶縁層および／または、第二絶縁層の一部、あ
るいは、全部を酸化物形成時の標準生成Ｇｉｂｂｓエネ
ルギの絶対値｜ΔＧｏ｜と硫化物形成時の標準生成Ｇｉ
ｂｂｓエネルギの絶対値｜ΔＧｓ｜との差｜ΔＧｏ｜−
｜ΔＧｓ｜が１２７ｋＪ／ｍｏｌ以上である金属の酸化
物からなる膜で構成し、前記金属の酸化物からなる膜を
前記発光層と接するようにしたことを特徴とする薄膜Ｅ
Ｌ素子。 - ２． 前記金属の酸化物が酸化マグネシウムであること
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． 前記発光層の母体材料がＣａＳ、あるいは、Ｓｒ
Ｓであることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
第２項記載の薄膜ＥＬ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63067431A JPH01241794A (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 薄膜ｅｌ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63067431A JPH01241794A (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01241794A true JPH01241794A (ja) | 1989-09-26 |
Family
ID=13344717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63067431A Pending JPH01241794A (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01241794A (ja) |
-
1988
- 1988-03-23 JP JP63067431A patent/JPH01241794A/ja active Pending
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