JPH02215080A - 薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子Info
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- JPH02215080A JPH02215080A JP1034462A JP3446289A JPH02215080A JP H02215080 A JPH02215080 A JP H02215080A JP 1034462 A JP1034462 A JP 1034462A JP 3446289 A JP3446289 A JP 3446289A JP H02215080 A JPH02215080 A JP H02215080A
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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、ニレクートロルミネセンス（ＢＬ）現象を利
用した薄膜ＥＬ素子に関するものである。
用した薄膜ＥＬ素子に関するものである。
「従来技術と発明が解決しようとする課題」第２図は、
従来の２重＠縁構造の薄膜ＥＬ素子を示すものである。
従来の２重＠縁構造の薄膜ＥＬ素子を示すものである。
この薄膜ＥＬ素子は、ガラス基板！上に透明電極２と、
誘電体層３と、蛍光層４と、誘電体層５と対向電極６と
が順次積層されてなるものである。
誘電体層３と、蛍光層４と、誘電体層５と対向電極６と
が順次積層されてなるものである。
前記誘電体１！Ｉ３，５の役割は、蛍光層４を電気的な
破壊から保護すると共に、電極２．６から蛍光層４への
イオン拡散を防止することにある。
破壊から保護すると共に、電極２．６から蛍光層４への
イオン拡散を防止することにある。
初期の薄膜ＥＬ素子の誘電体層３．５は酸化物で形成さ
れていた。ところがこのように酸化物で誘電体層３．５
を形成すると、蛍光ＨＩ４を形成するＣａＳやＳｒＳ等
の蛍光体材料が誘電体層３．５中の酸素と反応して変質
し、素子の輝度が短時間で低下してしまうため寿命が短
い問題があった。
れていた。ところがこのように酸化物で誘電体層３．５
を形成すると、蛍光ＨＩ４を形成するＣａＳやＳｒＳ等
の蛍光体材料が誘電体層３．５中の酸素と反応して変質
し、素子の輝度が短時間で低下してしまうため寿命が短
い問題があった。
このような問題に対処するため、最近の薄膜ＥＬ素子の
誘電体層３，５は窒化物で形成されている（特公昭５７
−４８３１３号公報参照）。ところ７！ｉ（窒化物は比
誘電率が低いため、窒化物製の誘電体層３゜５を用いた
ＥＬ素子においては、蛍光層４に有効に電圧が加わらず
、高い駆動電圧（２００Ｖ程度）が必要になる問題があ
った。
誘電体層３，５は窒化物で形成されている（特公昭５７
−４８３１３号公報参照）。ところ７！ｉ（窒化物は比
誘電率が低いため、窒化物製の誘電体層３゜５を用いた
ＥＬ素子においては、蛍光層４に有効に電圧が加わらず
、高い駆動電圧（２００Ｖ程度）が必要になる問題があ
った。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、低い電圧
で駆動できるうえ寿命の長い薄１ｉＥＬ素子を提供する
ことを目的とする。
で駆動できるうえ寿命の長い薄１ｉＥＬ素子を提供する
ことを目的とする。
「課題を解決するための手段」
本発明の薄膜ＥＬ素子にあっては、誘電体層を、酸化物
からなる膜と該膜をなす酸化物と同一元素の窒化物から
なる膜とを積層して形成すると共に、誘電体層の蛍光層
に接する面を窒化物からなる膜で形成することによって
上記課題の解決を図った。
からなる膜と該膜をなす酸化物と同一元素の窒化物から
なる膜とを積層して形成すると共に、誘電体層の蛍光層
に接する面を窒化物からなる膜で形成することによって
上記課題の解決を図った。
誘電体膜を形成する酸化物と窒化物の組み合わせとして
は、８１０ ｍ −Ｓ ｉｓＮ ４、ＡムＯｓ−Ａ Ｑ
Ｎ １ＴｉＯ＊−ＴｉＮおよび’ｆ ａ、ｏ ＠ Ｔ
ａａＮ ｓなどを例示できる。
は、８１０ ｍ −Ｓ ｉｓＮ ４、ＡムＯｓ−Ａ Ｑ
Ｎ １ＴｉＯ＊−ＴｉＮおよび’ｆ ａ、ｏ ＠ Ｔ
ａａＮ ｓなどを例示できる。
また誘電体層を形成する酸化鉤裂の膜と窒化鉤裂の膜は
、ぞれぞれ１層以上設けられる。
、ぞれぞれ１層以上設けられる。
さらに誘電体層は、蛍光層の両面に設けられても、片面
に設けられても良い。
に設けられても良い。
「作用」
この薄膜ＥＬ素子では、蛍光層に接する誘電体層の面が
窒化物で形成されているので、蛍光層が誘電体層の影響
で酸化されることはない。
窒化物で形成されているので、蛍光層が誘電体層の影響
で酸化されることはない。
さらにこの薄膜ＥＬ素子では、誘電体層が酸化物製膜と
窒化物製膜との２Ｎ類の膜で形成されているので、蛍光
層に有効に電圧が印加されるように比誘電率の低い窒化
物製膜の厚さを薄くすることができる。
窒化物製膜との２Ｎ類の膜で形成されているので、蛍光
層に有効に電圧が印加されるように比誘電率の低い窒化
物製膜の厚さを薄くすることができる。
しかもこの薄膜ＥＬ素子の誘電体層は、同一元素の酸化
物と窒化物によって形成されているので、反応性スパッ
タリングを用いることにより、作動ガスの成分を酸素を
含むものと窒素を含むものに変えるだけで誘電体層全体
を形成できる。
物と窒化物によって形成されているので、反応性スパッ
タリングを用いることにより、作動ガスの成分を酸素を
含むものと窒素を含むものに変えるだけで誘電体層全体
を形成できる。
「実施例」
以下、図に示す実施例に沿って本発明の薄膜ＥＬ素子を
説明する。なお前記従来例と同一構成部分には同一符号
を付して説明を簡略化する。
説明する。なお前記従来例と同一構成部分には同一符号
を付して説明を簡略化する。
第１図は本発明の薄膜ＥＬ素子の一実施例を示すもので
、図中符号１３．１５は誘電体層である。
、図中符号１３．１５は誘電体層である。
これら誘電体５１３．１５は、酸化硅素（Ｓｉｆｔ）か
らなる酸化物製膜２０と窒化硅素（ＳｉｓＮ＋）からな
る窒化物製膜２１とが積層されてなるもので・ある。そ
してこれら誘電体層１３．１５の蛍光層４に接する側の
面は、窒化物製膜２１．２１で形成されている。
らなる酸化物製膜２０と窒化硅素（ＳｉｓＮ＋）からな
る窒化物製膜２１とが積層されてなるもので・ある。そ
してこれら誘電体層１３．１５の蛍光層４に接する側の
面は、窒化物製膜２１．２１で形成されている。
これら誘電体層１３．１５の厚さは約５００ｎａであっ
た。またこれら誘電体層１３．１５をなす酸化鉤裂［２
０と窒化物製膜２１との間の界面は酸化物と窒化物が混
合した状態となっており明瞭でないが、酸素物製膜２０
の厚さはほぼ３００ｎｓ、窒化鉤裂１５１２１の厚さは
ほぼ１１００ｎであった。
た。またこれら誘電体層１３．１５をなす酸化鉤裂［２
０と窒化物製膜２１との間の界面は酸化物と窒化物が混
合した状態となっており明瞭でないが、酸素物製膜２０
の厚さはほぼ３００ｎｓ、窒化鉤裂１５１２１の厚さは
ほぼ１１００ｎであった。
この１ＱｌｉＥＬ索子の蛍光層４は、母材としての硫化
カルシウム（ＣａＳ ）に付活剤としてのユーロピウム
（Ｅｕ）と塩素（Ｃｉ２）が添加されてなるものである
。また透明電極２はインジウム・チタン酸化物（ＩＴＯ
）によって形成されており、対向電極６はアルミニウム
によって形成されている。
カルシウム（ＣａＳ ）に付活剤としてのユーロピウム
（Ｅｕ）と塩素（Ｃｉ２）が添加されてなるものである
。また透明電極２はインジウム・チタン酸化物（ＩＴＯ
）によって形成されており、対向電極６はアルミニウム
によって形成されている。
つぎにこの薄膜ＥＬ素子の製造方法を説明する。
この薄膜ＥＬ素子を製造するには、まずガラス基板ｌに
ＩＴＯをスパッタリングして、透明電極２を形成した。
ＩＴＯをスパッタリングして、透明電極２を形成した。
ついで、シリコンターゲットをカソードとし作動ガスに
酸素を２５％含むアルゴンガスを用いて反応性スパッタ
リングを行い、誘電体７１１３の酸化鉤裂ｌＡ２０を形
成した。このとき基板温度は５０℃に、スパッタ速度は
５０Ａ／ｓｉｎに設定された。このあと酸素ガスを止め
窒素ガスを供給して、窒化物製膜２１を形成した。この
窒化鉤裂Ｍ４２１を形成する際の条件は、作動ガスの窒
素織度２５％、基板温度５０℃、スパッタ速度５０Ａ／
ｓｉｎであった。このように供給するガスを酸素ガスか
ら窒素ガスに変化させると、形成される膜は、酸素物の
みからなる膜から徐々に窒化物が混合したものに変化し
最終的に窒化物からなる膜となる。
酸素を２５％含むアルゴンガスを用いて反応性スパッタ
リングを行い、誘電体７１１３の酸化鉤裂ｌＡ２０を形
成した。このとき基板温度は５０℃に、スパッタ速度は
５０Ａ／ｓｉｎに設定された。このあと酸素ガスを止め
窒素ガスを供給して、窒化物製膜２１を形成した。この
窒化鉤裂Ｍ４２１を形成する際の条件は、作動ガスの窒
素織度２５％、基板温度５０℃、スパッタ速度５０Ａ／
ｓｉｎであった。このように供給するガスを酸素ガスか
ら窒素ガスに変化させると、形成される膜は、酸素物の
みからなる膜から徐々に窒化物が混合したものに変化し
最終的に窒化物からなる膜となる。
この後、蛍光層４を電子ビーム蒸着法によって形成、つ
いで熱処理した。蒸着時の基板温度は２００℃、熱処理
温度は５００℃であった。
いで熱処理した。蒸着時の基板温度は２００℃、熱処理
温度は５００℃であった。
つぎに、誘電体１１１３を形成した時とは逆の順序で窒
素ガスと酸素ガスを導入してスパッタリングを行い、誘
電体Ｊｌ１５を形成した。
素ガスと酸素ガスを導入してスパッタリングを行い、誘
電体Ｊｌ１５を形成した。
この後、アルミニウムを電子ビーム蒸着法で蒸着して対
向電極６を形成した。
向電極６を形成した。
このようにして作成され−た薄膜ＥＬ素子を５ｋｌ−１
、ｚで駆動したところ、赤色に発色し１００ｖで輝度が
安定した。飽和輝度は、５００ｃｄ／ｍ’であった。
、ｚで駆動したところ、赤色に発色し１００ｖで輝度が
安定した。飽和輝度は、５００ｃｄ／ｍ’であった。
また絶縁破壊は自己回復型であり、影響を受けた範囲は
直径的３０μｍの領域に留どまりでおり、致命的な絶縁
破壊は生じなかった。
直径的３０μｍの領域に留どまりでおり、致命的な絶縁
破壊は生じなかった。
この実施例で製造した薄膜ＥＬ素子と、ｉｉ体層１３．
１５／ｌ’５ｉｏｔのみで形成されたｉｔＪ膜ＥＬ素子
（比較例りおよび誘電体層１３．１５がＳｉ＊Ｎ＊のみ
で形成された薄膜ＥＬ素子（比較例２）の、発光しきい
電圧、飽和輝度、寿命を調べた。
１５／ｌ’５ｉｏｔのみで形成されたｉｔＪ膜ＥＬ素子
（比較例りおよび誘電体層１３．１５がＳｉ＊Ｎ＊のみ
で形成された薄膜ＥＬ素子（比較例２）の、発光しきい
電圧、飽和輝度、寿命を調べた。
ここで発光しきい電圧とは、Ｉｃｄ／ｓ’の輝度が得ら
れた時の電圧である。また飽和輝度とは、（発光しきい
電圧＋３０ｖ）の電圧を印加した時に得られた輝度であ
る。寿命とは、表示輝度が３０％劣化する時間である。
れた時の電圧である。また飽和輝度とは、（発光しきい
電圧＋３０ｖ）の電圧を印加した時に得られた輝度であ
る。寿命とは、表示輝度が３０％劣化する時間である。
結果を第１表に示す。
以下余白
第１表
上表の結果から、実施例のものは誘電体層１．３゜１５
が酸化物のみで形成された比較例１のものや、窒化物の
みで形成された比較例２のものに比較して、極めて長寿
命であるうえ、低電圧で駆動でき、しかも高輝度である
ことが判明した。
が酸化物のみで形成された比較例１のものや、窒化物の
みで形成された比較例２のものに比較して、極めて長寿
命であるうえ、低電圧で駆動でき、しかも高輝度である
ことが判明した。
この薄膜ＦＩＬ素子では、蛍光層４に接する誘電体層１
３．１５の面が窒化物製膜２１．２１で形成されている
ので、蛍光＠４に酸素が拡散することがなく誘電体５１
３，１５の影響で蛍光層４が酸化されることはない。従
ってこの薄膜ＥＬ素子は、寿命の長いものとなる。
３．１５の面が窒化物製膜２１．２１で形成されている
ので、蛍光＠４に酸素が拡散することがなく誘電体５１
３，１５の影響で蛍光層４が酸化されることはない。従
ってこの薄膜ＥＬ素子は、寿命の長いものとなる。
さらにこの薄膜Ｅｌ、＄子では、誘電体層１３゜１５が
酸化鉤裂１８Ｉ２０と窒化物製膜２１との２Ｎ類の膜で
形成されているので、蛍光層４に有効に電圧が印加され
るように比誘電率の低い窒化物製膜２１の厚さを薄くす
ることができる。従ってこの薄膜ＥＬ素子は、低電圧駆
動できるものとなる。
酸化鉤裂１８Ｉ２０と窒化物製膜２１との２Ｎ類の膜で
形成されているので、蛍光層４に有効に電圧が印加され
るように比誘電率の低い窒化物製膜２１の厚さを薄くす
ることができる。従ってこの薄膜ＥＬ素子は、低電圧駆
動できるものとなる。
しかもこの薄膜ＥＬ素子の誘電体層１３．１５は、硅素
の酸化物と窒化物とによって形成されているので、Ａｒ
ガスに混合するガスを酸素から窒素あるいは窒素から酸
素に変えるだけで誘電体層１３．１５を同一装置内で形
成できる。従ってこの１ＱｉｌｉＥＬ素子は、製造設備
やコストの点でも有利なものとなる。
の酸化物と窒化物とによって形成されているので、Ａｒ
ガスに混合するガスを酸素から窒素あるいは窒素から酸
素に変えるだけで誘電体層１３．１５を同一装置内で形
成できる。従ってこの１ＱｉｌｉＥＬ素子は、製造設備
やコストの点でも有利なものとなる。
加えて、この薄膜ＥＬ素子のＳｉｎ、とＳｉ３Ｎ＋とか
らなる誘電体層１３．１５は、自己回復型絶縁破壊をす
るので、この薄膜ＢＬ素子は致命的な絶縁破壊が起こる
ことがなく、寿命の長いものとなる。
らなる誘電体層１３．１５は、自己回復型絶縁破壊をす
るので、この薄膜ＢＬ素子は致命的な絶縁破壊が起こる
ことがなく、寿命の長いものとなる。
なお実施例には、ＣａＳにＥｕとＣｅがドープされた蛍
光層４を有する薄１１［ＢＬ素子を示したが、本発明の
薄Ｉｌ！ＥＬ素子において、蛍光層４を形成する母材や
付活剤の種類は問われない。例えば、蛍光Ｊｍ４がＳｒ
ＳにＣｅとＣａがドープされたものであってら、ＺｎＳ
にＭｎが添加されたものであっても同様の効果が得られ
る。
光層４を有する薄１１［ＢＬ素子を示したが、本発明の
薄Ｉｌ！ＥＬ素子において、蛍光層４を形成する母材や
付活剤の種類は問われない。例えば、蛍光Ｊｍ４がＳｒ
ＳにＣｅとＣａがドープされたものであってら、ＺｎＳ
にＭｎが添加されたものであっても同様の効果が得られ
る。
「発明の効果」
以上説明したように本発明の薄膜ＥＬ素子は、１ｓｔｒ
１体層が、酸化物からなる膜と該膜をなす酸化物と同一
元素の窒化物からなる膜とが積層されてなるものであり
、かつ蛍光層に接する面が窒化物からなる膜で形成され
たものであるので、蛍光層には酸素が拡散せず誘電体層
の影響で蛍光層が酸化されることはない。従って本発明
の薄膜ＥＬ素子は、寿命の長いものとなる。
１体層が、酸化物からなる膜と該膜をなす酸化物と同一
元素の窒化物からなる膜とが積層されてなるものであり
、かつ蛍光層に接する面が窒化物からなる膜で形成され
たものであるので、蛍光層には酸素が拡散せず誘電体層
の影響で蛍光層が酸化されることはない。従って本発明
の薄膜ＥＬ素子は、寿命の長いものとなる。
また本発明の薄膜ＥＬ素子では、誘電体層が酸化物製膜
と窒化物製膜との２種類の膜で形成されているので、蛍
光層に有効に電圧が加わるように比誘電率の低い窒化物
製膜の厚さを薄くすることができる。従って本発明の薄
膜ＥＬ素子は、低電圧で駆動できるものとなる。
と窒化物製膜との２種類の膜で形成されているので、蛍
光層に有効に電圧が加わるように比誘電率の低い窒化物
製膜の厚さを薄くすることができる。従って本発明の薄
膜ＥＬ素子は、低電圧で駆動できるものとなる。
しかも本発明の薄膜ＥＬ素子の誘電体層は、同一元素の
酸化物と窒化物によって形成されているので、反応性ス
パッタリング時に用いる作動ガスの成分を酸素を含むも
のから窒素を含むものに、あるいはその逆に変えるだけ
で誘電体層を同一装置内で形成できる。従って本発明の
薄膜ＥＬ素子は、製造設備やコストの点でも有利なもの
となる。
酸化物と窒化物によって形成されているので、反応性ス
パッタリング時に用いる作動ガスの成分を酸素を含むも
のから窒素を含むものに、あるいはその逆に変えるだけ
で誘電体層を同一装置内で形成できる。従って本発明の
薄膜ＥＬ素子は、製造設備やコストの点でも有利なもの
となる。
第１図は本発明の薄膜ＥＬ素子の一実施例を示す断面図
、第２図は従来の薄膜ＥＬ素子の一例を示す概略図であ
る。 ２・・・透明電極、４・・・蛍光層、６・・・対向電極
、１３．１５・・・誘電体層、２０・・・酸化物製膜、
２１・・・窒化物製膜。
、第２図は従来の薄膜ＥＬ素子の一例を示す概略図であ
る。 ２・・・透明電極、４・・・蛍光層、６・・・対向電極
、１３．１５・・・誘電体層、２０・・・酸化物製膜、
２１・・・窒化物製膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 蛍光層に誘電体層を介して電極層が積層されてなる薄膜
ＥＬ素子において、 前記誘電体属が、酸化物からなる膜と該膜をなす酸化物
と同一元素の窒化物からなる膜とが積層されてなるもの
であり、かつ蛍光層に接する面が窒化物からなる膜で形
成されたものであることを特徴とする薄膜ＥＬ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1034462A JPH02215080A (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 薄膜ｅｌ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1034462A JPH02215080A (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02215080A true JPH02215080A (ja) | 1990-08-28 |
Family
ID=12414914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1034462A Pending JPH02215080A (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02215080A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50103982A (ja) * | 1974-01-14 | 1975-08-16 | ||
| JPH01204394A (ja) * | 1988-02-10 | 1989-08-16 | Hitachi Ltd | 薄膜ｅｌ素子 |
-
1989
- 1989-02-14 JP JP1034462A patent/JPH02215080A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50103982A (ja) * | 1974-01-14 | 1975-08-16 | ||
| JPH01204394A (ja) * | 1988-02-10 | 1989-08-16 | Hitachi Ltd | 薄膜ｅｌ素子 |
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