JPH02144883A - 薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子Info
- Publication number
- JPH02144883A JPH02144883A JP63298410A JP29841088A JPH02144883A JP H02144883 A JPH02144883 A JP H02144883A JP 63298410 A JP63298410 A JP 63298410A JP 29841088 A JP29841088 A JP 29841088A JP H02144883 A JPH02144883 A JP H02144883A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating layer
- light emitting
- layer
- film
- electrode
- Prior art date
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- 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、電界の印加により電界発光を生じる薄膜ＥＬ
素子に関するものである。
素子に関するものである。
［従来の技術〕
通常薄膜ＥＬ素子は、第１図に示すように、ガラスなど
の透明な絶縁基板１上に、ＩＴＯなどからなるストライ
ブ状の透明電極２を形成し、この透明電極２上に順次第
一絶縁層３、発光層４、第二絶縁層５を順次積層した後
、更にＡＪ、ＩＴＯなどの背面電極６を透明電極２と直
交する方向にストライプ状に形成した構造を有している
。
の透明な絶縁基板１上に、ＩＴＯなどからなるストライ
ブ状の透明電極２を形成し、この透明電極２上に順次第
一絶縁層３、発光層４、第二絶縁層５を順次積層した後
、更にＡＪ、ＩＴＯなどの背面電極６を透明電極２と直
交する方向にストライプ状に形成した構造を有している
。
発光層としては、ＺｎＳ、ＣａＳ等のＩＩ−ＶＩ族化合
物の半導体母材中に、Ｍｎ、Ｔｂ５Ｓ−等の遷移金属や
希土類元素イを活性物質として添加したものが使用され
ており、このうち特にＺｎＳを母材とし、Ｍｎを活性物
質として添加した発光層を用いた薄膜ＥＬ索子は既に実
用化されている。
物の半導体母材中に、Ｍｎ、Ｔｂ５Ｓ−等の遷移金属や
希土類元素イを活性物質として添加したものが使用され
ており、このうち特にＺｎＳを母材とし、Ｍｎを活性物
質として添加した発光層を用いた薄膜ＥＬ索子は既に実
用化されている。
また絶縁層としては、従来ｙ ｏ 、ｓｔ。
２３ ２ゝ
Ｔａ Ｏ、などの酸化物やＳ［３Ｎ４などの窒化物が用
いられている。
いられている。
薄膜ＥＬ索子は、ＥＬ発光を得るために発光層にＩ Ｍ
Ｖ／ ｃｍ以上の高電界を印加する必要があり、同時に
絶縁層にも同程度以上の電界が印加されるため、絶縁層
には耐圧が高いこと、ｆ４電損失が小さいこと、素子の
発光特性に悪影響を与えないこと、発光層、透明電極、
背面電極との密着性が良いことなど様々な特性が要求さ
れている。
Ｖ／ ｃｍ以上の高電界を印加する必要があり、同時に
絶縁層にも同程度以上の電界が印加されるため、絶縁層
には耐圧が高いこと、ｆ４電損失が小さいこと、素子の
発光特性に悪影響を与えないこと、発光層、透明電極、
背面電極との密着性が良いことなど様々な特性が要求さ
れている。
しかしながら、絶縁層として酸化物を用いる場合、素子
を長時間駆動した場合、発光層と絶縁層との界面で絶縁
層中の酸素原子が発光層側へ拡散してしまい、界面状態
が悪化し、発光輝度や発光効率が劣化してしまうという
問題点がある。一方、絶縁層として窒化物を用いた場合
、素子を長時間駆動しても発光層と絶縁層との界面での
窒素原子の拡散はほとんど起こらず、発光輝度等への影
響はなくなるが、窒化物絶縁層は発光層、透明電極、背
面電極との密着性が悪く、各層の界面から水分が侵入し
、熱処理等により層間での剥離を生じてしまうという問
題点がある。
を長時間駆動した場合、発光層と絶縁層との界面で絶縁
層中の酸素原子が発光層側へ拡散してしまい、界面状態
が悪化し、発光輝度や発光効率が劣化してしまうという
問題点がある。一方、絶縁層として窒化物を用いた場合
、素子を長時間駆動しても発光層と絶縁層との界面での
窒素原子の拡散はほとんど起こらず、発光輝度等への影
響はなくなるが、窒化物絶縁層は発光層、透明電極、背
面電極との密着性が悪く、各層の界面から水分が侵入し
、熱処理等により層間での剥離を生じてしまうという問
題点がある。
［発明が解決しようとする課題］
本発明の目的は、素子の発光特性の劣化及び層間の剥離
の生じることがない薄膜ＥＬ素子を提供することにある
。
の生じることがない薄膜ＥＬ素子を提供することにある
。
［課題を解決するための手段］
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行
なった結果、絶縁層の全てまたは一部をＳｔ、 ＡＩ、
Ｙ、 Ｏ，Ｎの元素を含む化合物で構成することによ
り、素子の発光特性の劣化及び層間の剥離の生ずること
のない薄膜ＥＬ素子が得られることを見出だし、本発明
を完成するに至った。
なった結果、絶縁層の全てまたは一部をＳｔ、 ＡＩ、
Ｙ、 Ｏ，Ｎの元素を含む化合物で構成することによ
り、素子の発光特性の劣化及び層間の剥離の生ずること
のない薄膜ＥＬ素子が得られることを見出だし、本発明
を完成するに至った。
すなわち本発明は、透明な絶縁基板上に透明電極、第一
絶縁層、発光層、第二絶縁層を順次積層してなる薄膜Ｅ
Ｌ索子において、絶縁層の少なくとも一方の全てまたは
一部を８１、ＡＩ、 Ｙ、０、Ｎの元素を含む化合物膜
で構成し、かつ化合物膜中のＹ原子の割合１．０重量％
以上とすることを特徴とする薄膜ＥＬ索子である。
絶縁層、発光層、第二絶縁層を順次積層してなる薄膜Ｅ
Ｌ索子において、絶縁層の少なくとも一方の全てまたは
一部を８１、ＡＩ、 Ｙ、０、Ｎの元素を含む化合物膜
で構成し、かつ化合物膜中のＹ原子の割合１．０重量％
以上とすることを特徴とする薄膜ＥＬ索子である。
以下、本発明の薄膜ＥＬ素子の一例を第２図にノ、（づ
いて説明する。本発明による薄膜ＥＬ素子は、ガラス基
板などの透明基板ｌｌ上にパターニングした透明電極１
２を形成し、この上に順次第一絶縁層１３、発光層１４
、第二絶縁層１５を形成し、更にこの上にＡｉ、ＩＴＯ
などの背面電極１Ｇを透明電極Ｌ２と直交する方向にス
トライブ状に形成して構成されている。また、絶縁層の
少なくとも一方の全て又は一部はＳｌ、 ＡＩ、 Ｙ、
ＯｌＮの元素を含む化合物膜で（１°１１成される。
いて説明する。本発明による薄膜ＥＬ素子は、ガラス基
板などの透明基板ｌｌ上にパターニングした透明電極１
２を形成し、この上に順次第一絶縁層１３、発光層１４
、第二絶縁層１５を形成し、更にこの上にＡｉ、ＩＴＯ
などの背面電極１Ｇを透明電極Ｌ２と直交する方向にス
トライブ状に形成して構成されている。また、絶縁層の
少なくとも一方の全て又は一部はＳｌ、 ＡＩ、 Ｙ、
ＯｌＮの元素を含む化合物膜で（１°１１成される。
ここで、絶縁層の一部とは、絶縁層の発光層に面し１５
００Å以上の厚みであることが好ましく、残部分につい
ては何ら制限されない。上記の絶縁層を用いることによ
り素子の発光特性の劣化及び層間の剥離は抑制される。
００Å以上の厚みであることが好ましく、残部分につい
ては何ら制限されない。上記の絶縁層を用いることによ
り素子の発光特性の劣化及び層間の剥離は抑制される。
また、上記化合物中のＹの含有量は１．０重量％以上で
あることが必要であり、１．０重量％未満の場合、素子
の発光特性の劣化及び層間の剥離が抑制される効果が得
られない。
あることが必要であり、１．０重量％未満の場合、素子
の発光特性の劣化及び層間の剥離が抑制される効果が得
られない。
／１１：発明の薄膜ＥＬ索子における絶縁層は、例えは
スパッタリング法により形成することができる。
スパッタリング法により形成することができる。
このときターゲットには、Ｓｉ、 ＡＩ、Ｙ、ＯｌＮの
各成分を含むいくつかの化合物を一定の割合で混合し、
焼結してｉ′？た焼結体、例えば５Ｉ３Ｎ４Ａ１□ｏ３
−Ｙ２Ｏ２の混合物の焼結体などが用いられ、スパッタ
リングガスには、不活性ガスまたは不活性ガスとＮ
、Ｎ Ｏ，ＮＨ３などの窒素原子を含むガスとの混合
ガスなどが用いられる。
各成分を含むいくつかの化合物を一定の割合で混合し、
焼結してｉ′？た焼結体、例えば５Ｉ３Ｎ４Ａ１□ｏ３
−Ｙ２Ｏ２の混合物の焼結体などが用いられ、スパッタ
リングガスには、不活性ガスまたは不活性ガスとＮ
、Ｎ Ｏ，ＮＨ３などの窒素原子を含むガスとの混合
ガスなどが用いられる。
また、発光層、背面電極は通常の方法、例えば蒸着、ス
パッタ、ＭＯＣＶＤ、ＭＢＥなどの方法により形成する
ことができる。更に発光層形成後、薄膜ＥＬ素子の発光
特性を向上させるために、必要に応じて真空中またはＡ
「ガス雰囲気中４００〜６００℃程度で数時間アニール
処理を行なってもよい。 以」二の方法により本発明薄
膜ＥＬ素子を得ることができる。
パッタ、ＭＯＣＶＤ、ＭＢＥなどの方法により形成する
ことができる。更に発光層形成後、薄膜ＥＬ素子の発光
特性を向上させるために、必要に応じて真空中またはＡ
「ガス雰囲気中４００〜６００℃程度で数時間アニール
処理を行なってもよい。 以」二の方法により本発明薄
膜ＥＬ素子を得ることができる。
［実施例］
以下実施４例により本発明を更に詳細に説明するが、本
発明は何らこれらに限定されるものではない。
発明は何らこれらに限定されるものではない。
実施例１
第２図に示す本発明の薄膜ＥＬ索子を次のとおり作製し
た。無アルカリガス（コーニング社製７０５９ ）ｗ板
ＩＩを洗浄し、コノ上１．： ２０００人（ＦＢＩＴｏ
膜をスパッタ法により形成した。次にＩＴＯ膜をフォト
リソグラフィによりパターニングし、ストライブ状の透
明電極１２を形成した。次にこの透明電極１２上に、Ｓ
ｌ、 ＡＩ、 Ｙ、０、Ｎの各元素を含む化合物からな
る第一絶縁層１３をスパッタリングメ去により２０００
人形成した。このときターゲットには、ＳＩ Ｎ
＋ＡＩ Ｏ：Ｙ Ｏ−２４：３＝１の割合に混合
した粉末を１２００℃で焼結して得たターゲラ！・を用
い、スパッタガスはＡｒ：Ｎ２−３：１の割合の混合ガ
スを用いて、基板温度１００°Ｃ，スパッタ圧力０．４
Ｐａ 、入力パワー４００Ｗとした。更に、この第一絶
縁層１３上に１Ｅ１３蒸着法により、ＺｎＳ ： Ｍｎ
発光層１４を基板温度２００℃で７０００人積層した。
た。無アルカリガス（コーニング社製７０５９ ）ｗ板
ＩＩを洗浄し、コノ上１．： ２０００人（ＦＢＩＴｏ
膜をスパッタ法により形成した。次にＩＴＯ膜をフォト
リソグラフィによりパターニングし、ストライブ状の透
明電極１２を形成した。次にこの透明電極１２上に、Ｓ
ｌ、 ＡＩ、 Ｙ、０、Ｎの各元素を含む化合物からな
る第一絶縁層１３をスパッタリングメ去により２０００
人形成した。このときターゲットには、ＳＩ Ｎ
＋ＡＩ Ｏ：Ｙ Ｏ−２４：３＝１の割合に混合
した粉末を１２００℃で焼結して得たターゲラ！・を用
い、スパッタガスはＡｒ：Ｎ２−３：１の割合の混合ガ
スを用いて、基板温度１００°Ｃ，スパッタ圧力０．４
Ｐａ 、入力パワー４００Ｗとした。更に、この第一絶
縁層１３上に１Ｅ１３蒸着法により、ＺｎＳ ： Ｍｎ
発光層１４を基板温度２００℃で７０００人積層した。
その後、１時間へ「雰囲気中６００℃でアニールを行な
い、発光層１４上に第一絶縁層１３の形成方法と同様の
方法で第二絶縁層１５を２０００人形成した。最後にＡ
Ｉ膜をＣＢ蒸着法により１０００人積層し、フォ！・リ
ソグラフィにより透明電極１２と直交する方向に、スト
ライブ状にパターニングして背面電極１６とし素子を完
成した。この素子においては途中のアニール工程による
層間の膜Ｊｌｌ Ｈもなく、また長時間安定なＥＬ発光
を示した。
い、発光層１４上に第一絶縁層１３の形成方法と同様の
方法で第二絶縁層１５を２０００人形成した。最後にＡ
Ｉ膜をＣＢ蒸着法により１０００人積層し、フォ！・リ
ソグラフィにより透明電極１２と直交する方向に、スト
ライブ状にパターニングして背面電極１６とし素子を完
成した。この素子においては途中のアニール工程による
層間の膜Ｊｌｌ Ｈもなく、また長時間安定なＥＬ発光
を示した。
実施例２
第３図に示す本発明の薄膜ＥＬ素子を次のとおり作製し
た。無アルカリガス（コーニング社ａＪ７０５９）基板
２１を洗浄し、この上に２０００人のＩＴｏ膜をスパッ
タ法により形成した。次にフォトリソグラフィによりＩ
ＴＯ膜をパターニングし、ストライブ状の透明電極２２
を形成した。次にこの透明電極２２上に、Ａｌ２Ｏ３絶
縁層２３を５００人積層した。このときターゲットには
Ａｌ２Ｏ３の焼結体を用い、スパッタガスにはＡｒ：
０２−４ ： １の割合の混合ガスを用いて、基板温度
１００℃、スパッタ圧力ｏ、４Ｐａｓ入力バワー４００
ｖとした。
た。無アルカリガス（コーニング社ａＪ７０５９）基板
２１を洗浄し、この上に２０００人のＩＴｏ膜をスパッ
タ法により形成した。次にフォトリソグラフィによりＩ
ＴＯ膜をパターニングし、ストライブ状の透明電極２２
を形成した。次にこの透明電極２２上に、Ａｌ２Ｏ３絶
縁層２３を５００人積層した。このときターゲットには
Ａｌ２Ｏ３の焼結体を用い、スパッタガスにはＡｒ：
０２−４ ： １の割合の混合ガスを用いて、基板温度
１００℃、スパッタ圧力ｏ、４Ｐａｓ入力バワー４００
ｖとした。
このモにＳｌ、 ＡＩ、 Ｙ、 ＯｌＮの各元素を含む
化合物から成る絶縁層２４をスパッタリング法により１
５００人形成した。このときターゲットには、ＳＩ Ｎ
：＾１２０３：Ｙ２ｏ３−２４＝３：１の割合に混合
した粉末を１２００℃で焼結したターゲットを用い、ス
パッタガスには＾ｒ： Ｎ２−３ ： １の割合の混合
ガスを用いて、基板温度１００℃、スパッタ圧力０．４
Ｐａ 、入力パワー４００ｖとし、絶縁層２３と２４か
らなる第一絶縁層２５を形成した。次にこの第一絶縁層
２５上にＩ２Ｂ蒸着法により、ＺｎＳ ： Ｍｎ発光層
２６を基板温度２００℃で７０００人積層した。その後
、１時間Ａｒ雰囲気中６００°Ｃでアニールを行なった
。更に発光層２Ｇ上に、Ｓｉ、 ＡＩ、 Ｙ、 ＯｌＮ
の各元素を含む化合物からなる絶縁層２７、Ａｌ２Ｏ３
絶縁層２８を第一絶縁層２５の形成方法と同様の方法に
より形成し、第二絶縁層２９を形成した。最後にＡＩ膜
をＰＪ３蒸着法により１０００人積層し、フ第１・リソ
グラフィにより透明電極１２と直交する方向にストライ
ブ状にパターニングして背面電極３０として素子を得た
。この素子においても実施例１で得られた素子と同様に
、熱処理による層間の膜ｊｌｌ離や発光特性の劣化が見
られず、長時間安定なＥＬ発光を示した。
化合物から成る絶縁層２４をスパッタリング法により１
５００人形成した。このときターゲットには、ＳＩ Ｎ
：＾１２０３：Ｙ２ｏ３−２４＝３：１の割合に混合
した粉末を１２００℃で焼結したターゲットを用い、ス
パッタガスには＾ｒ： Ｎ２−３ ： １の割合の混合
ガスを用いて、基板温度１００℃、スパッタ圧力０．４
Ｐａ 、入力パワー４００ｖとし、絶縁層２３と２４か
らなる第一絶縁層２５を形成した。次にこの第一絶縁層
２５上にＩ２Ｂ蒸着法により、ＺｎＳ ： Ｍｎ発光層
２６を基板温度２００℃で７０００人積層した。その後
、１時間Ａｒ雰囲気中６００°Ｃでアニールを行なった
。更に発光層２Ｇ上に、Ｓｉ、 ＡＩ、 Ｙ、 ＯｌＮ
の各元素を含む化合物からなる絶縁層２７、Ａｌ２Ｏ３
絶縁層２８を第一絶縁層２５の形成方法と同様の方法に
より形成し、第二絶縁層２９を形成した。最後にＡＩ膜
をＰＪ３蒸着法により１０００人積層し、フ第１・リソ
グラフィにより透明電極１２と直交する方向にストライ
ブ状にパターニングして背面電極３０として素子を得た
。この素子においても実施例１で得られた素子と同様に
、熱処理による層間の膜ｊｌｌ離や発光特性の劣化が見
られず、長時間安定なＥＬ発光を示した。
比較例
第一絶縁層、第二絶縁層をそれぞれＴ；１２０．とじた
素子Ａ及びＳｉ３Ｎ４とした索子Ｂを作製した。
素子Ａ及びＳｉ３Ｎ４とした索子Ｂを作製した。
その池の条件は全て実施例１と同様とした。素子Ｂにお
いては発光層成膜後のアニール工程において発光層の一
部に膜の剥離が生じた。一方案子Ａにおいては、アニー
ル工程における発光層の剥離は見られなかったが、素子
を駆動させたところ、輝度むらを生じ、駆動時間の増加
と共に輝度が劣化した。
いては発光層成膜後のアニール工程において発光層の一
部に膜の剥離が生じた。一方案子Ａにおいては、アニー
ル工程における発光層の剥離は見られなかったが、素子
を駆動させたところ、輝度むらを生じ、駆動時間の増加
と共に輝度が劣化した。
［発明の効果コ
以−ヒ述べたとおり、本発明の薄膜ＥＬ素子は、従来の
酸イし物あるいは窒化物を絶縁層に用いたものと比べて
、長時間の素子駆動において発光輝度の低下、膜の剥離
等が見られず安定した特性を示す。
酸イし物あるいは窒化物を絶縁層に用いたものと比べて
、長時間の素子駆動において発光輝度の低下、膜の剥離
等が見られず安定した特性を示す。
第１図は、従来の薄膜ＥＬ素子の断面図を示す。
第２図は、本発明の実施例１において作製した薄膜ＥＬ
素子の断面図を示す。 第３図は、本発明の実施例２において作製した薄膜ＥＬ
索子の断面図を示す。 図中、 １１、２１・・・基板 ２．１２．２２・・・透明電
極２５・・・第一絶縁層 ５，２９・・・第二絶縁層１
４、２Ｇ・・・発光層 ６． ｌ［ｉ、 ３０・・・背
面電極１５、２４．２７・・・Ｓｉ、＾ｌ、Ｙ、０．Ｎ
化合物からなる絶縁層 を各々示す。 ５１：５ 図 第 図
素子の断面図を示す。 第３図は、本発明の実施例２において作製した薄膜ＥＬ
索子の断面図を示す。 図中、 １１、２１・・・基板 ２．１２．２２・・・透明電
極２５・・・第一絶縁層 ５，２９・・・第二絶縁層１
４、２Ｇ・・・発光層 ６． ｌ［ｉ、 ３０・・・背
面電極１５、２４．２７・・・Ｓｉ、＾ｌ、Ｙ、０．Ｎ
化合物からなる絶縁層 を各々示す。 ５１：５ 図 第 図
Claims (1)
- 透明な絶縁基板上に、透明電極、第一絶縁層、発光層
、第二絶縁層及び背面電極を順次積層してなる薄膜ＥＬ
素子において、絶縁層の少なくとも一方の全てまたは一
部をＳｌ、Ａｌ、Ｙ、Ｎ、Ｏの元素を含む化合物膜で構
成し、かつ化合物膜中におけるＹ原子の割合を１．０重
量％以上とすることを特徴とする薄膜ＥＬ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63298410A JPH02144883A (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | 薄膜ｅｌ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63298410A JPH02144883A (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02144883A true JPH02144883A (ja) | 1990-06-04 |
Family
ID=17859346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63298410A Pending JPH02144883A (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02144883A (ja) |
-
1988
- 1988-11-28 JP JP63298410A patent/JPH02144883A/ja active Pending
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