JPH03297094A - 薄膜el素子 - Google Patents

薄膜el素子

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JPH03297094A
JPH03297094A JP2098646A JP9864690A JPH03297094A JP H03297094 A JPH03297094 A JP H03297094A JP 2098646 A JP2098646 A JP 2098646A JP 9864690 A JP9864690 A JP 9864690A JP H03297094 A JPH03297094 A JP H03297094A
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JP
Japan
Prior art keywords
insulating layer
thin film
layer
beo
sputtering
Prior art date
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Pending
Application number
JP2098646A
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English (en)
Inventor
Keiichiro Uenae
圭一郎 植苗
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Maxell Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
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Publication date
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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〕 この発明は薄膜EL素子に関し、さらに詳しくは、輝度
の経時劣化が小さくて、安定性に優れた長寿命の薄膜E
L素子に関する。
〔従来の技術〕
一般に、自己発光型で表示品質の良い平面デイスプレィ
として、コンピューターの端末や計測装置の表示部に用
いられている薄膜EL素子は、透明基板上に下部透明電
極、第一絶縁層、発光層、第二絶縁層及び上部電極を順
次積層して構成され、第−絶縁層及び第二絶縁層は、通
常、Y2O3、S r Oz 、A j! z○8等で
構成されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、この種の薄膜EL素子は、駆動時に雰囲気温
度を上昇させると、そのエネルギーによって発光層内で
励起された導電電子の絶対数が増加し、導電電流即ちリ
ーク電流が増加して、発光層に印加される実質的な電界
強度が低下する。このため発光効率が低下して、輝度の
経時劣化が大きくなり、寿命が低下する。このような現
象は、この種の薄膜EL素子の発光効率が一般的に数2
m/Wで、そのほとんどのエネルギーが熱エネルギーに
変換されるため、この熱エネルギーにより発光層内部で
も自発的に生じ、このような輝度の経時劣化を防ぐため
には、発光層で生じた熱エネルギーを放出させることが
望まれるが、発光層を挾む従来の第一絶縁層および第二
絶縁層は、熱伝導度がせいぜいI O−’car/cm
−s−”C以下の5in2やA l z Ox等からな
るものであるため、発光層で生じた熱エネルギーを効率
よく放出することができない。従って、従来の薄膜EL
素子では駆動温度が高くなると、輝度の経時劣化が大き
くなり、安定性が低下して、寿命も短くなる。
〔課題を解決するだめの手段〕
この発明はかかる現状に鑑み種々検討を行った結果なさ
れたもので、薄膜EL素子の第一絶縁層および第二絶縁
層の一部または全部を、熱伝導度が良好なりeOで構成
することによって、発光層で生じた熱エネルギーを、第
一絶縁層および第二絶縁層の一部または全部を構成する
BeOを通して効率よく外部に放出し、発光層で生しる
熱の緩和により輝度の著しい低下を防止して、安定性に
優れた長寿命の薄膜EL素子が得られるようにしたもの
である。
以下、図面を参照しながらこの発明について説明する。
第1図はこの発明の薄膜EL素子の一例を示したもので
あり、透明基板l上に下部透明電極2を形成し、この下
部透明電極2上に、第一絶縁層3と発光層4と第二絶縁
層5とを順次に積層して、第一絶縁層3および第二絶縁
層5の一部または全部をBeOで構成している。そして
第二絶縁層5上に、さらに上部電極6を積層形成して構
成され、下部電極2と上部電極6が交流電源7に接続さ
れて駆動される。
ここで、第一絶縁層3および第二絶縁層5の一部または
全部を構成するBeOは、比誘電率が8〜10と高く、
薄膜EL素子の絶縁層として通している上、CuやAg
並みに高い熱伝導度を有しているため、発光層4の上下
にこれらの第一絶縁層3および第二絶縁層5が設けられ
ると、薄膜EL素子の駆動温度が高くなり、発光層で熱
エネルギーが生じても、これらの第一絶縁層3および第
二絶縁層5の一部または全部を構成するBeOを通して
効率よく外部に放出される。従って、発光層4で住じる
熱エネルギーが緩和されて、輝度の著しい低下が防止さ
れ、安定性が向上されて、長寿命の薄膜EL素子が得ら
れる。
このような一部または全部がBeOで構成された第一絶
縁層3および第二絶縁層5の形成は、Beoからなる第
一絶縁層3をビーム蒸着あるいはスパッタリング等によ
って下部透明電極2上に形成するとともに、BeOから
なる第二絶縁層5をビーム蒸着あるいはスパッタリング
等によって発光層4上に形成するか、あるいは第一絶縁
層3および第二絶縁層5のいずれか一方のみを同様にし
てBeOで構成するか、さらには第一絶縁層3および第
二絶縁層5のいずれか一方あるいは両方を、BeOから
なる薄膜とPbTiO3等からなる薄膜とを電子ビーム
蒸着あるいはスパッタリング等によって積層形成するな
どして行われ、一部または全部がBeOで構成された第
一絶縁層3および第二絶縁層5が形成される。
なお、第一絶縁層3および第二絶縁層5のいずれか一方
のみをBeOで構成する場合、他方の絶縁層は、従来(
DYZ Owl 、S iO2、A Hz Os、5i
ON、Si、N、 、Ta2O,等からなる絶縁層が電
子ビーム蒸着法やスパッタリング法によって形成される
。また第一絶縁層3および第二絶縁層5のいずれか一方
あるいは両方を、BeO薄膜と他の薄膜とを積層して形
成する場合の他の薄膜としては、たとえば、電子ビーム
蒸着法やスパッタリング法によって形成される比誘電率
が80〜100のPbTiO3,20〜30のTazo
s、100−120のSrTiO3などからなる薄膜で
あることが好ましいが、この他、電子ビーム蒸着法やス
パッタリング法によって形成されルYz Owl 、S
 i02 、Alz 03 、S iON。
Si、N、などからなる薄膜であってもよい。
透明基板lとしては、透明で耐熱性があり、さらにある
程度絶縁性を有するものが好ましく使用され、たとえば
、透明ガラス基板、透明ケイ素単結晶基板など、従来一
般に使用されている透明基板がいずれも好ましく使用さ
れる。
また、透明基板1上に形成される下部透明電極2は、従
来の薄膜EL素子の透明電極と同様にして形成され、た
とえば、インジウム−スズ酸化物(ITO)、Inz 
O3,5nOzなどからなる下部透明電極2が、電子ビ
ーム蒸着法やスパッタリング法によって形成される。
さらに、発光層4としては、ZnS、CaS、SrS等
の■族元素と■族元素の化合物を母体とし、これに発光
中心としてMn、Tb、Sm、、EUまたはこれらの硫
化物、酸化物、ノ\ロゲン化物等を適量混合した発光材
料などが使用され、電子ビーム蒸着法やスパッタリング
法、あるいはCVD法(化学気相成長法)によって、こ
れらの発光材料からなる発光層が形成される。
また、第二絶縁層5上に形成される上部電極6は、従来
の薄膜EL素子の上部電極と同様にして形成され、たと
えば、AI、Au、Mo、Cr等の金属電極、さらにI
 nz O:I 、SnO□、インジウム−スズ酸化物
(I To)などの金属酸化物電極が、真空蒸着法や抵
抗加熱法によって形成される。
〔実施例〕
次に、この発明の実施例について説明する。
実施例1 第1図に示すように、厚さ1.1mmのHO¥A社製、
NA40透明ガラス基板1上に、厚さが0.2μmのイ
ンジウム−スズ酸化物(ITO)からなる下部透明電極
2をスパッタリングによってストライブ状にフォトエツ
チングして形成し、さらにこの上に厚さが0.2μmの
BeOからなる第一絶縁層3をスパッタリングにより形
成した。
次いで、この第一絶縁層3上に厚さが0.5μmのZn
S:Sm、Fからなる発光層4を電子ビーム蒸着によっ
て形成し、この発光層4上に厚さが0.2μmのBeO
からなる第二絶縁層5をスパッタリングにより形成した
後、さらにこの上に厚さが0.2μmのAlからなる上
部電極6を抵抗加熱により形成して、第1図に示すよう
な薄膜EL素子をつくった。
実施例2 害施例1において、実施例1の第一絶縁層に代えて、下
部透明電極2上に、まずスパッタリングにより、厚さが
0.1μmのP b T 103からなる薄膜を形成し
、次いでスパッタリングにより、厚さが0.1μmのB
eOからなる薄膜を積層したものを第一絶縁層3とし、
実施例1の第二絶縁層に代えて、発光層4上に、まずス
パッタリングにより、厚さが0.1μmのBeOからな
る薄膜を形成し、次いでスパッタリングにより、厚さが
0.1μmのPbTi0.からなる薄膜を積層したもの
を第二絶縁層5とした以外は、実施例1と同様にして薄
膜EL素子をつ(った。
実施例3 実施例1において、実施例1の第一絶縁層に代えて、下
部透明電極2上に、まずスパッタリングにより、厚さが
0.1μmのBeOからなる薄膜を形成し、次いで、ス
パッタリングにより、厚さが0.1μmのPbTi0.
からなる薄膜を積層したものを第一絶縁層3とした以外
は、実施例1と同様にして薄膜EL素子をつくった。
実施例4 実施例1において、実施例1の第一絶縁層に代えて、下
部透明電極2上にスパッタリングにより厚さが0.2μ
mのAlzOxからなる第一絶縁層3を形成した以外は
、実施例1と同様にして薄膜EL素子をつくった。
実施例5 実施例2において、実施例2の第一絶縁層に代えて、下
部透明電極2上にスパッタリングにより厚さが0.2μ
mのAAzOzからなる第一絶縁層3を形成した以外は
、実施例2と同様にして薄膜EL素子をつくった。
実施例5 実施例1において、実施例1の発光層に代えて、第一絶
縁層3上にスパッタリングにより厚さが0.5μmのZ
nS:Er、Fからなる発光層4を形成した以外は、実
施例1と同様にして薄膜EL素子をつくった。
比較例1 実施例1において、実施例1の第一絶縁層に代えて、下
部透明電極2上にスパッタリングにより厚さが0.2μ
mのA l z○3からなる第一絶縁層3を形成し、実
施例1の第二絶縁層に代えて、発光層4上にスパッタリ
ングにより厚さが0.2μmのA j2 z O3から
なる第二絶縁層5を形成した以外は、実施例1と同様に
して薄膜EL素子をつくった。
比較例2 比較例1において、比較例1の発光層に代えて、第一絶
縁層3上にスパッタリングにより厚さが0.5μmのZ
nS:Er、Fからなる発光層4を形成した以外は、比
較例1と同様にして薄膜EL素子をつくった。
各実施例および比較例で得られた薄膜EL素子の下部透
明電極2と上部電極5を交流電源7に接続し、100■
、400 Hzのパルス波で、20°C160%RHの
条件下に駆動させて、輝度の経時劣化を調べた。
第2図は実施例1〜4および比較例1で得られた薄膜E
L素子の輝度の経時劣化をグラフで示したもので、実施
例1〜4で得られた薄膜EL素子は、いずれも比較例1
で得られた薄膜EL素子に比し、初期輝度に差がなく、
輝度の経時劣化が小さい。
また、第3図は実施例5および比較例2で得られた薄膜
EL素子の輝度の経時劣化をグラフで示したもので、実
施例5で得られた薄膜EL素子は、比較例2で得られた
薄膜EL素子に比し、初期輝度に差がなく、輝度の経時
劣化が小さい。
[発明の効果] 第2図および第3図から明らかなように、この発明で得
られた薄膜EL素子(実施例1ないし5)は、いずれも
比較例1および2で得られた薄膜EL素子に比し、輝度
の低下がゆるやかで小さく、このことからこの発明の薄
膜EL素子は、輝度の経時劣化が小さくて、安定性に優
れ、長寿命であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の薄膜EL素子の一例を示す拡大断面
図、第2図は実施例1〜4および比較例1で得られた薄
膜EL素子の輝度と経過時間との関係図、第3図は実施
例5および比較例2で得られた薄膜EL素子の輝度と経
過時間との関係図である。 1・・・透明基板、2・・・下部透明電極、3・・・第
一絶縁層、4−・・発光層、5・・・第二絶縁層、6−
・・上部電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.透明基板上に、下部透明電極、第一絶縁層、発光層
    、第二絶縁層および上部電極を順次積層した薄膜EL素
    子において、第一絶縁層および第二絶縁層の一部または
    全部をBeOで構成したことを特徴とする薄膜EL素子
  2. 2.発光層が、II族−VI族の化合物を母体とする発
    光材料からなる発光層である請求項1記載の薄膜EL素
JP2098646A 1990-04-13 1990-04-13 薄膜el素子 Pending JPH03297094A (ja)

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