JPS6364294A - 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
- JPS6364294A JPS6364294A JP61207944A JP20794486A JPS6364294A JP S6364294 A JPS6364294 A JP S6364294A JP 61207944 A JP61207944 A JP 61207944A JP 20794486 A JP20794486 A JP 20794486A JP S6364294 A JPS6364294 A JP S6364294A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- transparent electrode
- insulating layer
- electrode pattern
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- 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
（ＥＬ）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。
（ＥＬ）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。
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
き寸法が太きい、偏向走査歪が避けにく（、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。
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
き寸法が太きい、偏向走査歪が避けにく（、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′重圧も数■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′重圧も数■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素子を用いた薄膜Ｅ
Ｌパネルは、ＣＲＴと比較して駆動電圧が低く、またＦ
ＤＰに比較して重量、大きさ等において優れ、ＬＣＤ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
ＤＰに比較して重量、大きさ等において優れ、ＬＣＤ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１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（Ｙ２Ｏ３）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ッチ状に挟持し
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（Ｙ２Ｏ３）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ッチ状に挟持し
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（Ｉｒ＋ｚ
Ｏａ）あるいはインジウムと錫との酸化物（ＩＴ○）等
からなる透明電極、３はＹ２Ｏ５，ＳｉＮｘ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（ＡＱ）等からなる背面電極、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（Ｉｒ＋ｚ
Ｏａ）あるいはインジウムと錫との酸化物（ＩＴ○）等
からなる透明電極、３はＹ２Ｏ５，ＳｉＮｘ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（ＡＱ）等からなる背面電極、７は交流電源である。
このような構成による薄膜ＥＬ索子は、透明電極２と背
面電極６との間に交流な源７により交流電界を印加する
と、約１０６Ｖ／ａｎ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。
面電極６との間に交流な源７により交流電界を印加する
と、約１０６Ｖ／ａｎ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Ｍ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索子は、
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
゛正極２．第１の絶縁層３．Ｚｎ’Ｓ発光層４．第２の
絶縁層５および背面′市極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
成膜法により得た場合、パターンエツジ部に段差を生し
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３４発光層４および第２の絶８層５
にも段差が生じ１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
と背面電極６との間に高電界を印加すると、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。
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
゛正極２．第１の絶縁層３．Ｚｎ’Ｓ発光層４．第２の
絶縁層５および背面′市極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
成膜法により得た場合、パターンエツジ部に段差を生し
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３４発光層４および第２の絶８層５
にも段差が生じ１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
と背面電極６との間に高電界を印加すると、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。
したがって本発明は、前述した従来の問題に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、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；＋３子を提供することにある。
れたものであり、その目的とするところは、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；＋３子を提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明による薄膜Ｅ
Ｌ索子は、透明電極パターンを絶縁性基板内に埋め込ん
で設け、この上に積層する絶縁層および発光層を平坦化
させたものである。
Ｌ索子は、透明電極パターンを絶縁性基板内に埋め込ん
で設け、この上に積層する絶縁層および発光層を平坦化
させたものである。
透明電極パターンを絶縁性基板内に埋めこんで設ける結
果、透明電極パターンを十分厚く形成しても、絶縁性基
板と透明′１ｊｌｆ極パターンとの上面を而−にもしく
は段差を減少した状態で構成することができ、したがっ
て、透明゛電極パターンのエツジ部による段差の問題が
少なくなる。
果、透明電極パターンを十分厚く形成しても、絶縁性基
板と透明′１ｊｌｆ極パターンとの上面を而−にもしく
は段差を減少した状態で構成することができ、したがっ
て、透明゛電極パターンのエツジ部による段差の問題が
少なくなる。
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（ａ）、（ｂ）は本発明による薄膜ＥＬ素子の一
例を示す要部平面図、そのＡ−Ａ’断面図である。同図
において、絶縁性基板として例えばホウケイ酸ガラス基
板８を用い、この基板全面にフォトレジストを塗布する
９次にこのレジストを所望のストライブ状パターンに形
成し、この状態でガラス基板８をフッ酸系のエツチング
液に浸漬し、２０００人程度基板をエツチングして、透
明電極パターン９を埋設するためのストライプ状の溝を
形成する。この場合、フォトレジストの股ノ１メは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
してｊｕ！し、このレジストパターンを用いて基板のエ
ツチングを行なって透明電極パターン９を埋設するため
の溝を形成する。次にフォトレジストをそのまま残した
状態で全面にインジウムと錫の酸化物をスパッタリング
して厚さ約２０００基稈度の透明導電膜を形成する。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
によりガラス鋸板８上のフォトレジストとその上の透明
導電膜とを除去し、基板８の溝中に埋設された透明電極
９を形成する。これにより透明電極パターン９のエツジ
に段差のない基板が形成される。次にこの表面が平坦な
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°ＣでＹ２Ｏ３をＥＢ蒸着して膜厚約３０
００基稈度の第１の絶縁層１０を形成する。次にこの絶
縁層１０上に付活剤としてＭｎを約０，５ｗｔ％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５ｏｏｏ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！１１中のＭ ｎ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１上上に
鎖板温度３００℃でＹ２Ｏ３を約３０００基板度の厚さ
にＥＢ蒸着して第２の絶縁層１２を形成する。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２
０００基稈度の厚さにマスク蒸着してストライプ状の背
面電極１３を形成して素子を完成する。
例を示す要部平面図、そのＡ−Ａ’断面図である。同図
において、絶縁性基板として例えばホウケイ酸ガラス基
板８を用い、この基板全面にフォトレジストを塗布する
９次にこのレジストを所望のストライブ状パターンに形
成し、この状態でガラス基板８をフッ酸系のエツチング
液に浸漬し、２０００人程度基板をエツチングして、透
明電極パターン９を埋設するためのストライプ状の溝を
形成する。この場合、フォトレジストの股ノ１メは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
してｊｕ！し、このレジストパターンを用いて基板のエ
ツチングを行なって透明電極パターン９を埋設するため
の溝を形成する。次にフォトレジストをそのまま残した
状態で全面にインジウムと錫の酸化物をスパッタリング
して厚さ約２０００基稈度の透明導電膜を形成する。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
によりガラス鋸板８上のフォトレジストとその上の透明
導電膜とを除去し、基板８の溝中に埋設された透明電極
９を形成する。これにより透明電極パターン９のエツジ
に段差のない基板が形成される。次にこの表面が平坦な
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°ＣでＹ２Ｏ３をＥＢ蒸着して膜厚約３０
００基稈度の第１の絶縁層１０を形成する。次にこの絶
縁層１０上に付活剤としてＭｎを約０，５ｗｔ％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５ｏｏｏ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！１１中のＭ ｎ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１上上に
鎖板温度３００℃でＹ２Ｏ３を約３０００基板度の厚さ
にＥＢ蒸着して第２の絶縁層１２を形成する。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２
０００基稈度の厚さにマスク蒸着してストライプ状の背
面電極１３を形成して素子を完成する。
このような構成によれば、ガラス基板８内に埋め込んで
透明電極パターン９を形成したことにより、透明電極パ
ターン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、
素子の絶縁耐圧が飛界的に向上し、発光の寿命を向上さ
せることができる。
透明電極パターン９を形成したことにより、透明電極パ
ターン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、
素子の絶縁耐圧が飛界的に向上し、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に透明電極パターン９の
１漠厚は、基板に設ける溝の深さ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、全く同じ
にすることが困難な場合は、透明電極パターン９の膜厚
に対する溝深さの比を０．５〜２．０の範囲に抑えれば
前述と同様の効果が得ら塾る。この場合、この比が０．
５以下とすると、透明電極パターンのエツジの影響を抑
止することができなくなる。またこの比を２゜０以上と
すると、第１の絶縁層１０が透明電極パターン９上に均
一な膜厚で形成されにくくなるため好ましくない。した
がってその比は０．５〜２゜０の範囲が好ましい。
のエツジの影響を抑止するために透明電極パターン９の
１漠厚は、基板に設ける溝の深さ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、全く同じ
にすることが困難な場合は、透明電極パターン９の膜厚
に対する溝深さの比を０．５〜２．０の範囲に抑えれば
前述と同様の効果が得ら塾る。この場合、この比が０．
５以下とすると、透明電極パターンのエツジの影響を抑
止することができなくなる。またこの比を２゜０以上と
すると、第１の絶縁層１０が透明電極パターン９上に均
一な膜厚で形成されにくくなるため好ましくない。した
がってその比は０．５〜２゜０の範囲が好ましい。
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
上の電極（この場合は背面電極となる）のパターンのエ
ツジを同様の方法で平坦化することにより、前述した実
施例の場合と全く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
上の電極（この場合は背面電極となる）のパターンのエ
ツジを同様の方法で平坦化することにより、前述した実
施例の場合と全く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
成した電極パターンのエツジによる段差がなくなるので
、この電極パターン上に積層形成する絶縁層９発光層お
よび対向電極の平坦化が容易に実現可能となり、電極パ
ターンエツジ部の電界集中が著しく抑制でき、信頼性の
高い高品質。
成した電極パターンのエツジによる段差がなくなるので
、この電極パターン上に積層形成する絶縁層９発光層お
よび対向電極の平坦化が容易に実現可能となり、電極パ
ターンエツジ部の電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′４１）られるという
極めて優れた効果を有する。
極めて優れた効果を有する。
第１図（ａ）、 （ｉ））は本発明による薄膜ＥＬ素子
の一例を説明するための要部断面図、並びにそのＡ−Ａ
’断面回、第２図は従来周知の薄膜ＥＬ素子の要部断面
図である。 ８・・・ガラス基板、９・・・透明電極パターン、１ｏ
・・・第１の絶縁層、１１・・・発光層。 １２・・・第２の絶縁層、１３・・・背面電極。
の一例を説明するための要部断面図、並びにそのＡ−Ａ
’断面回、第２図は従来周知の薄膜ＥＬ素子の要部断面
図である。 ８・・・ガラス基板、９・・・透明電極パターン、１ｏ
・・・第１の絶縁層、１１・・・発光層。 １２・・・第２の絶縁層、１３・・・背面電極。
Claims (1)
- １．絶縁性基板上に少なくとも透明電極，絶縁層，発光
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、前記絶縁性基板上の透明電極パタ
ーンを絶縁性基板内に埋め込んで設けたことを特徴とす
る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 |
|---|---|---|---|
| JP61207944A JPS6364294A (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 |
|---|---|---|---|
| JP61207944A JPS6364294A (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 |
|---|---|
| JPS6364294A true JPS6364294A (ja) | 1988-03-22 |
Family
ID=16548121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61207944A Pending JPS6364294A (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) | JPS6364294A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04250673A (ja) * | 1991-01-16 | 1992-09-07 | Toshiba Corp | 半導体発光素子及びその製造方法 |
-
1986
- 1986-09-05 JP JP61207944A patent/JPS6364294A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04250673A (ja) * | 1991-01-16 | 1992-09-07 | Toshiba Corp | 半導体発光素子及びその製造方法 |
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