JPS6332895A - 薄膜ｅｌ発光素子 - Google Patents

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、信頼性の高い薄膜エレクトロルミネセンス
（ＥＬ）発光素子に関するものである。

（従来の技術） 薄膜ＥＬ発光素子として、二重絶縁層を設けた構造を持
つものが良く知られており、その中でも、最近は五層構
造の薄膜ＥＬ発光素子が開発されている。第２図は、従
来既知の五層構造の薄［ＥＬ発光素子を概略的に示す断
面図である。この図において、２！はガラス基板、２２
は例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ０ｘｉｄｅ）又
はその他の透明導電材料からなる透明電極、２３は第一
絶縁層、２４はＺｎＳ：Ｍｕ又はその他の発光材料から
成る発光層、２５は第二絶縁層、２６は４文又はその他
の導電性材料よりなる背面電極である。

この五層構造では、第一及び第二絶縁層２３及び２５を
夫々発光層２４側からＴａ２Ｏ５　　（五酸化タンタル
）及び５ｒＮｂｚＯ６にオブ酸ストロンチウム）の二つ
の順次に積層された絶縁層（２３ａ、　２３ｂ及び２５
ａ、２５ｂ）を以って形成している。即ち、この五層構
造の薄膜発光ＥＬ素子は、従来の二重絶縁構造の薄膜発
光ＥＬ素子にくらべて、第一絶縁層２３及び第二絶縁層
２５が夫々一層ずつ多いという構造上の特色を持ってい
る。この構造を採用することによって、駆動電圧は約８
０ｖ（二重構造は約１８０Ｖ）　、周波数６０Ｈｚの正
弦波による駆動を行った際の発光輝度は約１０００ｃｄ
／ｍ２　　（二重構造は約５００　ｃｄ／ｓ２）と、い
ずれの特性も優れている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、第２図に示した五層構造では、ＳｒＮｂ
２Ｏｓ及びＴａ２Ｏ５各々の比抵抗が比較的小さいので
、ＥＬ全発光伴う電流増加が著しい。

このため、ジュール熱の発生等により素子が破壊し易い
、或いは隣接電極への電流リークのためマトリクス駆動
が困難である等の問題を生じていた。

この発明の目的は、五層構造の持つ駆動電圧が低く、高
輝度を得るといった利点を損なうことなく、上述したよ
うなＥＬ光発光時素子破壊を起すような過剰゛を流が流
れないように構成した薄膜ＥＬ発光素子を提供すること
にある。

（問題を解決するための１段） この目的の達成を図るため、この発明の薄膜ＥＬ発光素
子によれば第一及び第二絶縁層にＳｒＮｂ２Ｏ６とＴａ
２Ｏ５を用いた五層構造を持つＦｌ膜ＥＬ発光素子にお
いて、第一絶縁層と透明電極との間、及び第二絶縁層と
背面電極との間に、電流制限層を夫々積層するように構
成したものである。

この場合、電流制限層としては、ＥＬ光発光時過剰電流
が流れて素子破壊を起すことがないように、ＥＬ光発光
時電流を制限出来るような比抵抗を有する層とする。そ
して、好ましくは、この比抵抗を、電界強度が１０６マ
／ｃ＋ｗ程度であるとき、１Ｑ１４Ω・１４台の値とす
るのが良い。

（作用） この発明に述べる電流制限層を設けることによって、Ｅ
Ｌ全発光伴う過剰電流を制限することができる。従って
、ＥＬ全発光よって素子破壊が生じたり、リーク電流が
流れたりすることを低減又は削除することが出来る。

（実施例） 以下、この発明の薄膜ＥＬ発光素子の実施例を第１図を
参照して説明する。

第１図は、この発明の五層構造の薄膜ＥＬ発光素子の一
実施例を示す断面図である。尚、この図において、断面
を表わすハツチング等は一部分を除き省略して示しであ
る。又、その断面構造も、この発明が理解出来る程度に
簡略化して示しである。同図において、１１はガラス基
板、１２は透明電極、１３は第一・絶縁層、１４は発光
層、１５は第二絶縁層、１６は透明電極、そして第一絶
縁層１３は発光層１４側よりＴａ２Ｏ５絶縁層１３ａ及
びＳｒＮｂ２Ｏ６絶縁層１３ｂの積層から成り、又、第
二絶縁層１５は発光層１４側より、Ｔａ２Ｏｓ絶絶縁１
５ａ及びＳｒＮｂ２Ｏ６絶縁層１５ｂの積層から成って
いる。

尚、透明電極１２は、例えばＩＴＯが用いられ、背面電
極１６はＡｌｌ、ＩＴＯ又はその他の金属であっても良
い、また、発光層１４はＺｎＳ＋Ｍｎ又はその他の好適
な発光材料が用いられる。

この発明の薄膜ＥＬ発光素子では、第一絶縁層１３のＳ
ｒＮｂ２Ｏ６絶縁層１３ｂと透明電極１２との間及び第
二絶縁層１５のＳｒＮｂ２Ｏ６絶縁層１５ｂと背面電極
１６との間に、電流制限層１７及び１８を夫々具えた構
造と成っている。この電流制限層１７及び１８としては
、ＥＬ光発光時素子破壊を起さない程度の電流に制限す
るような比抵抗を有する層とする。このような比抵抗は
、電界強度を従来と同様な１０６マ／ｃ＋ｓ程度とした
とき、少なくとも１Ｑ１３ＱＩＩｃ層程度以北であれば
良いが、好ましくは１Ｑ１４Ω・Ｃ■台の値とするのが
良い、比抵抗を１０１２Ω・ｃｍ台の値以下とすると過
剰電流が流れ、素子破壊が起ってしまうので好ましくな
い、又、１０１３Ω・Ｃ置台の値であると、素子によっ
ては過剰電流が流れてしまラヶースもあるが、１０１４
Ω・Ｃ１１台の値であればほとんど過剰電流が流れる恐
れはない、比抵抗の上限値は、現在の製造技術に依存す
るが、好ましくは５　！１０１４Ω・ｃｍ程度乃至＜　
ｌｏｔ　５Ω・ｃ１１程度が良い、このように、比抵抗
を約１０１４ΩφＣ薦程度とし、ＥＬ発尤に伴なう電流
増加を従来よりも著しく小さく抑制することか出来る。

又、電流が低減すれば、リーク電流も低減する。

このような構造のＦ！膜ＥＬ発光素子を作成する場合、
積層の際の積層手段は、従来の五層構造に準じて、高速
マグネトロンスパッタリング、電子ビーム蒸着等の方法
で行われる。又、積層される各膜厚は、従来通り２Ｏ〜
１００　ｕｓ程度に形成される。

しかしながら、この発明の特徴である電流制限層１７及
び１８は、５ｉＣｈ　（二酸化ケイ素）、或いはＡｈ０
３（酸化アルミニウム）を高周波マグネトロンスパッタ
リング、又は、その他の任意好適な方法によって膜厚２
Ｏ〜１００　ｎｍに形成する。

但し、電流制限層１７及び１８の材質は、素子駆動時に
これらの層に印加する電界強度が、通常は＋０６　Ｖ／
ｃｍ程度であるので、その場合の比抵抗が１０１３Ω・
Ｃ１ｌ程度の値以上の材質、好ましくは１０１４Ω・ｃ
ｍ程度の材質であれば、他の材質であっても差支えない
。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明の蒔膜Ｅ
Ｌ発光素−トの構成によれば、素子を通り抜ける電流を
制限して著しく少なくするので発生するジュール熱も小
さく、素子破壊を起すことがなく、また、マトリクス駆
動時において隣接電極への’ｉｆｆ、流リークを防止で
きる。従って、従来の五層構造の薄膜ＥＬ発光素子の特
徴である低い駆動電圧及び高輝度を損うことなく、素子
破壊を起こしにくい安定な薄膜ＥＬ発光素子を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は五層構造を有するこの発明の薄膜ＥＬ発光素子
の構造の一実施例を概略的に示す断面図、第２図は、従
来のＳ膜ＥＬ発光素子の構造を示す断面図である。 １１．２１・・−・ガラス基板、１２．２２・・・・透
明電極１３．２３・・・・第一絶縁層 １３ａ、１５ａ、２３ａ、２５ａ　・−−−Ｔａ２Ｏｓ
絶縁層１３ｂ、１５ｂ、２３ｂ、２５ｂ　・・・−８ｒ
Ｎｂ２Ｏｂ絶縁層１４．２４・・・・発光層 １５．２５・・・・第二絶縁層 １８．２６・・・・背面電極 １７４８・・・・を流制限層。 特　許　出　願　人　　沖電気工業株式会社このχ明の
実施「すの説明１・仔１術先東九町命国第１図 Ｕ米ノ！９ｆ＝東±Ｊ党Ｆ！ｆｂ＝ｆＸＴＩＪ先、Ｈ＝
ｑｍｉｉ第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）発光暦を第一及び第二絶縁層で挟み、第一絶縁層
   の発光層と反対側に透明電極を有すると共に、第二絶縁
   層の発光層と反対側に背面電極を有し、前記第一及び第
   二絶縁層の双方をＳｒＮｂ＿２Ｏ＿６とＴａ＿２Ｏ＿５
   を以って夫々構成して成る五層構造の薄膜ＥＬ発光素子
   において、 前記第一絶縁層と前記透明電極との間及び前記第二絶縁
   層と前記背面電極との間にＥＬ発光時に素子破壊を起さ
   ない程度の電流に制限するための電流制限層を、夫々具
   えて成ることを特徴とする薄膜ＥＬ発光素子。
2. （２）前記電流制限層の比抵抗を、電界強度を１０＾６
   ｖ／ｃｍ程度とした時、１０＾１＾４Ω・ｃｍ台の値と
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の薄
   膜ＥＬ発光素子。