JPS6364291A - 薄膜エレクトロルミネセンス素子 - Google Patents
薄膜エレクトロルミネセンス素子Info
- Publication number
- JPS6364291A JPS6364291A JP61207945A JP20794586A JPS6364291A JP S6364291 A JPS6364291 A JP S6364291A JP 61207945 A JP61207945 A JP 61207945A JP 20794586 A JP20794586 A JP 20794586A JP S6364291 A JPS6364291 A JP S6364291A
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- JP
- Japan
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- insulating layer
- thin film
- transparent electrode
- film
- layer
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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〕
本発明は交流電界の印加によりエレクトロルミネセンス
（Ｅ Ｌ）を呈する薄膜エレクトロルミネセンス素子（
以下薄膜ＥＬ素子と称する）に関するものである７ 〔従来の技術〕 近年、大容量ディスプレイとして、ブラウン管（以下Ｃ
ＲＴと称する）が広く用いられているが、ＣＲＴは真空
管であるため、大重量で破損の危険性もあり、また奥行
き寸法が大きい、偏向走査歪が避けにくく、さらには数
ＫＶ以上の高電圧を必要とするなどの問題があった。
（Ｅ Ｌ）を呈する薄膜エレクトロルミネセンス素子（
以下薄膜ＥＬ素子と称する）に関するものである７ 〔従来の技術〕 近年、大容量ディスプレイとして、ブラウン管（以下Ｃ
ＲＴと称する）が広く用いられているが、ＣＲＴは真空
管であるため、大重量で破損の危険性もあり、また奥行
き寸法が大きい、偏向走査歪が避けにくく、さらには数
ＫＶ以上の高電圧を必要とするなどの問題があった。
一方、平面形のディスプレイとしては、プラズマディス
プレイパネル（以下ＦＤＰと称する）の開発が進められ
ているが、ＦＤＰはＣＲＴに比較して薄形であり、動作
電圧も低く、マトリックス形であるため走査歪がないと
いう利点があるが、ガス放電管であり、また真空管の一
種であるために重量が大きく、破損の危険性は避けられ
ない。
プレイパネル（以下ＦＤＰと称する）の開発が進められ
ているが、ＦＤＰはＣＲＴに比較して薄形であり、動作
電圧も低く、マトリックス形であるため走査歪がないと
いう利点があるが、ガス放電管であり、また真空管の一
種であるために重量が大きく、破損の危険性は避けられ
ない。
また、液晶ディスプレイディバイス（以下ＬＣＤと称す
る）は、固体素子に近く、動作電圧も数Ｖないし十数Ｖ
と低いが、応答速度が小さい、動作可能温度範囲が狭く
、さらには受光形デバイスのため表示面が暗いといった
問題を抱えている。
る）は、固体素子に近く、動作電圧も数Ｖないし十数Ｖ
と低いが、応答速度が小さい、動作可能温度範囲が狭く
、さらには受光形デバイスのため表示面が暗いといった
問題を抱えている。
これに対してＥＬを呈する薄膜ＥＬ索子を用いた薄膜Ｅ
Ｌパネルは、ＣＲＴと比較して駆動電圧が低く、またＦ
Ｄ Ｐに比較して重量、大きさ等において優れ、ＬＣ
Ｄに比較して動作可能温度範囲が広い等、多くの利点を
有しており、文字、グラフィック表示に対して最適であ
る。
Ｌパネルは、ＣＲＴと比較して駆動電圧が低く、またＦ
Ｄ Ｐに比較して重量、大きさ等において優れ、ＬＣ
Ｄに比較して動作可能温度範囲が広い等、多くの利点を
有しており、文字、グラフィック表示に対して最適であ
る。
この薄膜ＥＬ素子は、例えば硫化亜鉛（ＺｎＳ）を母体
とし、これに付活剤としてマンガン（Ｍ ｎ ）や希土
類化合物等を添加した発光層の両側あるいは片側に酸化
イツトリウム（ＹｚＯａ）や窒化シリコン（ＳｉＮｘ）
等の絶縁層を設け、対向電極でサンドインチ状に挟持し
た構成が輝度、寿命等の点で優れている。
とし、これに付活剤としてマンガン（Ｍ ｎ ）や希土
類化合物等を添加した発光層の両側あるいは片側に酸化
イツトリウム（ＹｚＯａ）や窒化シリコン（ＳｉＮｘ）
等の絶縁層を設け、対向電極でサンドインチ状に挟持し
た構成が輝度、寿命等の点で優れている。
第２図は発光層を絶縁層で挟持させた二重絶縁層構造の
薄膜ＥＬ素子の一例を示す要部断面図である。同図にお
いて、１はガラス基板、２は酸化インジウム（Ｉ ｎｚ
ｏ ３）あるいはインジウムと錫との酸化物（ＩＴＯ）
等からなる透明電極、３はＹ２Ｏ３，５ｘＮｘ等からな
る第１の絶縁層、４はＭｎあるいは希土類化合物等を添
加したＺｎＳ発光層、５は第２の絶縁層、６はアルミニ
ウム（Ａ２）笠からなる背面゛電極、７は交流電源であ
る。
薄膜ＥＬ素子の一例を示す要部断面図である。同図にお
いて、１はガラス基板、２は酸化インジウム（Ｉ ｎｚ
ｏ ３）あるいはインジウムと錫との酸化物（ＩＴＯ）
等からなる透明電極、３はＹ２Ｏ３，５ｘＮｘ等からな
る第１の絶縁層、４はＭｎあるいは希土類化合物等を添
加したＺｎＳ発光層、５は第２の絶縁層、６はアルミニ
ウム（Ａ２）笠からなる背面゛電極、７は交流電源であ
る。
このような構成による簿）模ＥＬ索子は、透明゛１七極
２と背面電極６との間に交流電源７により交流電界を印
加すると、約１０６Ｖ／■程度の高電界により高輝度に
発光する。このように高輝度を得るためには、極めて高
い電界を必要とするため、第１、第２の絶縁層３，５は
極めて高い絶縁耐圧をもつことが不可欠である。
２と背面電極６との間に交流電源７により交流電界を印
加すると、約１０６Ｖ／■程度の高電界により高輝度に
発光する。このように高輝度を得るためには、極めて高
い電界を必要とするため、第１、第２の絶縁層３，５は
極めて高い絶縁耐圧をもつことが不可欠である。
なお、絶縁層全体の絶縁性を向上させる方法としては、
絶縁層成膜後、真空中、４００〜６００℃で熱処理する
方法が特公昭５９−１００３３号公報において詳記され
ている。
絶縁層成膜後、真空中、４００〜６００℃で熱処理する
方法が特公昭５９−１００３３号公報において詳記され
ている。
しかしながら、このように構成される薄膜ＥＬ素子は、
同図から明らかなようにガラス基板１上に形成する透明
電極２．第１の絶縁層３．ＺｎＳ発光Ｗ４．第２の絶縁
層５および背面電極６を真空蒸着あるいはスパッタリン
グ法等で成膜し、透明電極２および背面電極６について
は所望のパターンをエツチング法ある゛いはマスク成膜
法によす得た場合、パターンエツジ部に段差を生じる。
同図から明らかなようにガラス基板１上に形成する透明
電極２．第１の絶縁層３．ＺｎＳ発光Ｗ４．第２の絶縁
層５および背面電極６を真空蒸着あるいはスパッタリン
グ法等で成膜し、透明電極２および背面電極６について
は所望のパターンをエツチング法ある゛いはマスク成膜
法によす得た場合、パターンエツジ部に段差を生じる。
特に透明電極２のパターンエツジ部ではこの上に積層し
た第１の絶縁層３２発光層４および第２の絶縁層５にも
段差が生じ、局部的に膜厚が小さくなる。また、この第
２の絶縁層５上に背面電極６を形成し、透明電極２と背
面？ａ極６との間に高′社界を印加すると、透明電極２
のパターンエツジ部に電界集中が生じ、絶縁破壊の起点
となる可能性があり、また高輝度を得るために著しく悪
影響を与え、信頼性を著しく低下させていることが判明
した。
た第１の絶縁層３２発光層４および第２の絶縁層５にも
段差が生じ、局部的に膜厚が小さくなる。また、この第
２の絶縁層５上に背面電極６を形成し、透明電極２と背
面？ａ極６との間に高′社界を印加すると、透明電極２
のパターンエツジ部に電界集中が生じ、絶縁破壊の起点
となる可能性があり、また高輝度を得るために著しく悪
影響を与え、信頼性を著しく低下させていることが判明
した。
したがって、本発明の目的は、高電界印加時に絶縁性基
板上に形成した電極パターンのエツジ部に生じる電界集
中を抑止し、品質および信頼性を向上させた薄膜ＥＬ素
子を提供することにある。
板上に形成した電極パターンのエツジ部に生じる電界集
中を抑止し、品質および信頼性を向上させた薄膜ＥＬ素
子を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明による薄膜ＥＬ素
子は、透明電極パターン間上の第２の絶、数層上に第３
の絶縁層を設け、絶縁層２発光層の膜厚が局部的に小さ
くなるのを抑制するものである。
子は、透明電極パターン間上の第２の絶、数層上に第３
の絶縁層を設け、絶縁層２発光層の膜厚が局部的に小さ
くなるのを抑制するものである。
つまり１本発明においては、透明電極パターンのエツジ
部により生じる第２の絶緑膜の段差を第３の絶緑膜を形
成して埋めることにより、その上に形成される背面電極
のた才り下がりを防止し、もって透明電極パターンエツ
ジ部との間の′電界集中を抑止するようにしたものであ
る。
部により生じる第２の絶緑膜の段差を第３の絶緑膜を形
成して埋めることにより、その上に形成される背面電極
のた才り下がりを防止し、もって透明電極パターンエツ
ジ部との間の′電界集中を抑止するようにしたものであ
る。
次に図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図は本発明による薄膜Ｅ Ｌ素子の一例を示す要部
断面図である。同図において、絶縁性片板として例えば
ホウケイ酸ガラス基板８を用い、このガラス基板８上に
インジウムと錫との酸化物をスパッタリング法により約
２０００人程度の厚さに被着し、焼成して耐熱性を有す
る透明導電１漠を形成する。次にこの透明導電膜を所望
のストライプ状パターンにフォ１−エツチングして透明
電極パターン９を形成する。
断面図である。同図において、絶縁性片板として例えば
ホウケイ酸ガラス基板８を用い、このガラス基板８上に
インジウムと錫との酸化物をスパッタリング法により約
２０００人程度の厚さに被着し、焼成して耐熱性を有す
る透明導電１漠を形成する。次にこの透明導電膜を所望
のストライプ状パターンにフォ１−エツチングして透明
電極パターン９を形成する。
次に透明電極パターン９が形成されたガラス基板８上に
基板温度約３００℃でＹ ｘ Ｏ３をＥＢ蒸着して膜厚
約３０００Ａ程度の第１の絶縁ｙＰＪＩＯを形成する。
基板温度約３００℃でＹ ｘ Ｏ３をＥＢ蒸着して膜厚
約３０００Ａ程度の第１の絶縁ｙＰＪＩＯを形成する。
次にこの絶縁層１０上に付活剤としてＭｎを約０ 、５
ｗｔ％加えたＺｎＳの焼結体を材料として基板温度約
２５０℃でＥＢ蒸着により発光層１１を約５０００人の
厚さに形成する。その後、真空中において約５５０℃で
２時間アニール処理を行ない、発光Ｐ！ｊｉｌ中のＭｎ
の分布の均一化と各薄膜の欠陥の低減をはかる。次にこ
の発光層１１上に基板温度３００℃でＹ ｘ Ｏａを約
３０００Ａ程度の厚さにＥＢ蒸着して第２の絶縁層１２
を形成する。
ｗｔ％加えたＺｎＳの焼結体を材料として基板温度約
２５０℃でＥＢ蒸着により発光層１１を約５０００人の
厚さに形成する。その後、真空中において約５５０℃で
２時間アニール処理を行ない、発光Ｐ！ｊｉｌ中のＭｎ
の分布の均一化と各薄膜の欠陥の低減をはかる。次にこ
の発光層１１上に基板温度３００℃でＹ ｘ Ｏａを約
３０００Ａ程度の厚さにＥＢ蒸着して第２の絶縁層１２
を形成する。
次に、第２の絶縁層１２上の全面にフォトレジストを塗
布し、このレジストを透明電極パターン９と同じ様にス
トライプ状にパターン形成する。
布し、このレジストを透明電極パターン９と同じ様にス
トライプ状にパターン形成する。
この場合、フォトレジストの膜厚は０．５〜５．０μｍ
の範囲が良く、望ましくは、１〜２μｍの厚さに形成し
、これを所定のフォトマスクを用いて露光しで現像して
、ストライプ状にパターン形成する。
の範囲が良く、望ましくは、１〜２μｍの厚さに形成し
、これを所定のフォトマスクを用いて露光しで現像して
、ストライプ状にパターン形成する。
次にフォトレジストをそのまま残した状態で電圧印加用
端子部以外の全面に５ｉＯｚをスパッタリングして厚さ
約２０００Ａ程度のＳｉＯ２膜を形成する。次にフォト
レジストの溶剤中にこれを浸漬し、リフトオフにより第
２の絶縁層１２上のフォトレジストとＳ ｉ Ｏ２膜と
を除去することにより、透明電極パターン間の第２の絶
縁層１２上にのみ第３の絶緑膜１３が形成される。
端子部以外の全面に５ｉＯｚをスパッタリングして厚さ
約２０００Ａ程度のＳｉＯ２膜を形成する。次にフォト
レジストの溶剤中にこれを浸漬し、リフトオフにより第
２の絶縁層１２上のフォトレジストとＳ ｉ Ｏ２膜と
を除去することにより、透明電極パターン間の第２の絶
縁層１２上にのみ第３の絶緑膜１３が形成される。
この場合、第２の絶縁層１２上に残す第３の絶緑膜１３
は、透明電極パターン部上が良く、望ましくは、隣接す
る透明電極パターンのエツジ部上を覆う様に形成する。
は、透明電極パターン部上が良く、望ましくは、隣接す
る透明電極パターンのエツジ部上を覆う様に形成する。
最後に透明電極パターン９と直交する方向にアルミニウ
ムを約２０００Ａ程度の厚さにマスク蒸着してストライ
プ状の背面電極１４を形成して素子を完成する。
ムを約２０００Ａ程度の厚さにマスク蒸着してストライ
プ状の背面電極１４を形成して素子を完成する。
このような構成によれば、透明゛電極パターン形成の第
２の絶緑層上に第３の絶縁層を形成したことにより、透
明電極バタ・−ン９のパターンエツジによる電界の集中
の発生が抑止され、絶縁破壊の起点となることを防止で
きるので１Ｍ子の絶縁耐圧が飛＋ｔＩＪ的に向上し、発
光の寿命を向上させることができる。
２の絶緑層上に第３の絶縁層を形成したことにより、透
明電極バタ・−ン９のパターンエツジによる電界の集中
の発生が抑止され、絶縁破壊の起点となることを防止で
きるので１Ｍ子の絶縁耐圧が飛＋ｔＩＪ的に向上し、発
光の寿命を向上させることができる。
なお、前述した実施例においては、透明電極パターン９
のエツジの影響を抑止するための第３の絶緑膜１３の膜
厚は、透明電極パターン９の膜厚と同一とした場合につ
いて説明したが、これが最も効果的であるが、５ｉＯｚ
膜の膜厚を５００人〜５０００人の範囲で変えても同様
の効果が得られる。
のエツジの影響を抑止するための第３の絶緑膜１３の膜
厚は、透明電極パターン９の膜厚と同一とした場合につ
いて説明したが、これが最も効果的であるが、５ｉＯｚ
膜の膜厚を５００人〜５０００人の範囲で変えても同様
の効果が得られる。
さらに、前述した実施例において、絶緑膜１３はスパッ
タリングで形成したＳ ｉ Ｏｚ膜を用いた場合につい
て説明したが、成膜法は真空蒸着、イオンブレーティン
グ、プラズマＣＶＤ法等でも良く、材料もＳｉＮｘ、Ａ
ＱｚＯｓ、Ｔａ２０ａ、Ｔｉ０ｚ、Ｃｒ２Ｏ３等でも全
く同様の効果が得られる。なお、第３の絶縁層の誘電率
は第２の絶縁層のそれより低い値のものを用いるのが動
作特性上からして好ましい。
タリングで形成したＳ ｉ Ｏｚ膜を用いた場合につい
て説明したが、成膜法は真空蒸着、イオンブレーティン
グ、プラズマＣＶＤ法等でも良く、材料もＳｉＮｘ、Ａ
ＱｚＯｓ、Ｔａ２０ａ、Ｔｉ０ｚ、Ｃｒ２Ｏ３等でも全
く同様の効果が得られる。なお、第３の絶縁層の誘電率
は第２の絶縁層のそれより低い値のものを用いるのが動
作特性上からして好ましい。
また、前述した実施例において、ガラス基板８はホウケ
イ酸ガラスを用いたが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、不透明基板を用いた場合でもこの不透明基板
上に設けられる背面電極パターンのエツジによる段差を
同様の方法で平坦化することにより、同様の効果が得ら
れることは明白である。
イ酸ガラスを用いたが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、不透明基板を用いた場合でもこの不透明基板
上に設けられる背面電極パターンのエツジによる段差を
同様の方法で平坦化することにより、同様の効果が得ら
れることは明白である。
以上説明したように本発明によれば、絶縁性」基板上に
形成した透明電極パターンのエツジにより。
形成した透明電極パターンのエツジにより。
発光層、絶縁層の膜厚が局部的に小さくなるのを抑止で
きるので、電極パターンエツジ部による゛上界集中が著
しく抑制でき、信頼性の高い高品質。
きるので、電極パターンエツジ部による゛上界集中が著
しく抑制でき、信頼性の高い高品質。
高性能、長寿命の薄膜ＥＬ素子が得られるという極めて
優れた効果を有する。
優れた効果を有する。
第１図は本発明による薄１漠Ｅ Ｌ素子の一実施例を説
明するための要部断面図、第２図は従来周知の薄膜ＥＬ
素子の構造を示す要部断面図である。 ８・・・ガラス基板、９・・・透明電極パターン、］０
・・・第１の絶縁層、１１・・・発光層、１２・・・第
２の絶縁層、１３・・・第：３の絶縁層・１４−°゛背
背型電極 ７−）代理人 弁理士
小 川 勝 男ｊ１８・・・ガラス基板 ９・・・透明電極パターン １０・・・第１の絶縁層 １１・・・発光層 １２・・・第２の絶縁層 １３・・・第３の絶縁層 １４・・・背面電極
明するための要部断面図、第２図は従来周知の薄膜ＥＬ
素子の構造を示す要部断面図である。 ８・・・ガラス基板、９・・・透明電極パターン、］０
・・・第１の絶縁層、１１・・・発光層、１２・・・第
２の絶縁層、１３・・・第：３の絶縁層・１４−°゛背
背型電極 ７−）代理人 弁理士
小 川 勝 男ｊ１８・・・ガラス基板 ９・・・透明電極パターン １０・・・第１の絶縁層 １１・・・発光層 １２・・・第２の絶縁層 １３・・・第３の絶縁層 １４・・・背面電極
Claims (2)
- １．絶緑性基板上に少なくとも透明電極，第１の絶縁層
，発光層，第２の絶縁層，および背面電極を形成してな
る薄膜エレクトロルミネセンス素子において、前記透明
電極間上の前記第２の絶緑層上に第３の絶緑膜を有する
ことを特徴とする薄膜エレクトロルミネセンス素子。 - ２．前記第３の絶緑膜の誘電率を、第２の絶縁層の誘電
率より低くしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の薄膜エレクトロルミネセンス素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61207945A JPS6364291A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 薄膜エレクトロルミネセンス素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61207945A JPS6364291A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 薄膜エレクトロルミネセンス素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6364291A true JPS6364291A (ja) | 1988-03-22 |
Family
ID=16548137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61207945A Pending JPS6364291A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 薄膜エレクトロルミネセンス素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6364291A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012144156A1 (ja) * | 2011-04-22 | 2012-10-26 | パナソニック株式会社 | 有機ｅｌディスプレイパネル及びその製造方法 |
-
1986
- 1986-09-05 JP JP61207945A patent/JPS6364291A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012144156A1 (ja) * | 2011-04-22 | 2012-10-26 | パナソニック株式会社 | 有機ｅｌディスプレイパネル及びその製造方法 |
| JP5096648B1 (ja) * | 2011-04-22 | 2012-12-12 | パナソニック株式会社 | 有機ｅｌディスプレイパネル及びその製造方法 |
| EP2618638A4 (en) * | 2011-04-22 | 2013-08-14 | Panasonic Corp | ORGANIC EL DISPLAY BOARD AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| US8829509B2 (en) | 2011-04-22 | 2014-09-09 | Panasonic Corporation | Organic EL display panel and method for manufacturing same |
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