JPS61271780A - 薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子Info
- Publication number
- JPS61271780A JPS61271780A JP60114780A JP11478085A JPS61271780A JP S61271780 A JPS61271780 A JP S61271780A JP 60114780 A JP60114780 A JP 60114780A JP 11478085 A JP11478085 A JP 11478085A JP S61271780 A JPS61271780 A JP S61271780A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- emitting layer
- tbf3
- light
- thin film
- 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.)
- Granted
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く技術分野〉
本発明は電界の印加に応答してＥＬ（エレクトロ・ルミ
ネセンス）発光を呈する薄膜ＥＬ素子に関し、特にフッ
化物又は塩化物を発光センターとする発光層を誘電体層
で挟設した多層構造の薄膜ＥＬ素子における眉間密着性
の改善に関するものである。
ネセンス）発光を呈する薄膜ＥＬ素子に関し、特にフッ
化物又は塩化物を発光センターとする発光層を誘電体層
で挟設した多層構造の薄膜ＥＬ素子における眉間密着性
の改善に関するものである。
〈従来技術〉
ＺｎＳまたはＺｎ５ｅ等に発光センターとし”Ｑ（ｎ等
をドープした発光層の両面は酸化膜または窒化膜等の誘
電体層で被覆して成る二重絶縁構造薄膜ＥＬ素子は、高
輝度で発光し、しかも長寿命であるという性質を有する
ため、情報表示用平面ディスプレイパネル等としてすで
に広範囲な用途に利用されている。しかしながら、一般
的に普及しているものはＺｎＳ母材中に発光センターと
してＭｎをドープしたＺｎＳ：Ｍｎを発光層とし、Ｙ２
Ｏ３やＳｉ８Ｎ４等を誘電体層として発光層の両面に層
設した黄橙色の発光色のものに限定されており、ＥＬ発
光を多色化した薄膜ＥＬ素子については実用化のレベル
にまで達していないのが実情である。
をドープした発光層の両面は酸化膜または窒化膜等の誘
電体層で被覆して成る二重絶縁構造薄膜ＥＬ素子は、高
輝度で発光し、しかも長寿命であるという性質を有する
ため、情報表示用平面ディスプレイパネル等としてすで
に広範囲な用途に利用されている。しかしながら、一般
的に普及しているものはＺｎＳ母材中に発光センターと
してＭｎをドープしたＺｎＳ：Ｍｎを発光層とし、Ｙ２
Ｏ３やＳｉ８Ｎ４等を誘電体層として発光層の両面に層
設した黄橙色の発光色のものに限定されており、ＥＬ発
光を多色化した薄膜ＥＬ素子については実用化のレベル
にまで達していないのが実情である。
一方、近年の情報処理技術の発展にともなって、ディス
プレイにおける表示の多色化は欠くことのできない要素
となりつつある。
プレイにおける表示の多色化は欠くことのできない要素
となりつつある。
ＥＬ発光の多色化を得る目的で、希土類フッ化物等を発
光センターとして用いると、たとえばＴｂＦ３ 、Ｓｍ
ＦＢ 、ＴｍＦＢあるいはＰ ｒ Ｆ３により、それぞ
れ緑色、赤色、青色、白色のＥＬ発光が得られることは
良（知られているが、特に発光層をＺｎＳ：ＴｂＦ３と
した場合には実用的輝度に近い値が得られるため、緑色
ＥＬ発光素子として有望視されている。発光層をＺｎＳ
：Ｍｎとする薄膜ＥＬ素子の場合、ＭＡＬ原子はＺｎ格
子位置に置換している。これに対し、Ｚ ｎ Ｓ ’
Ｔ ｂ Ｆａを発光層とする薄膜ＥＬ素子では、ＴｂＦ
３は分子状及び粒子状の状態にあり、極論すれば混合状
態にある。このため、Ｚ ｎ Ｓ ： Ｔ ｂ Ｆ ａ
発光層と誘電体層との密着力は、ＴｂＦ３濃度が高（な
る程弱（なり、誘電体層と発光層間の接合部で剥離とい
う問題が生じる。この現象は次のような原因によると考
えられる。例えばＴｂＦ３濃度が１．６’ｍｏ１％のＺ
ｎＳ膜を想定すれば、ＴｂＦ３分子が等間隔に分布して
いるとして、ＴｂＦ３の最短分子間隔中にはＺｎとＳの
対が３組だけ存在すること（（１・６／１ｏｏ）’Ｊ＝
１／４ ）になる。四方がＺｎとＳの対に囲まれたＺ
ｎとＳの対は、ＴｂＦ３分子の最稠密面上で、極めて少
ない。
光センターとして用いると、たとえばＴｂＦ３ 、Ｓｍ
ＦＢ 、ＴｍＦＢあるいはＰ ｒ Ｆ３により、それぞ
れ緑色、赤色、青色、白色のＥＬ発光が得られることは
良（知られているが、特に発光層をＺｎＳ：ＴｂＦ３と
した場合には実用的輝度に近い値が得られるため、緑色
ＥＬ発光素子として有望視されている。発光層をＺｎＳ
：Ｍｎとする薄膜ＥＬ素子の場合、ＭＡＬ原子はＺｎ格
子位置に置換している。これに対し、Ｚ ｎ Ｓ ’
Ｔ ｂ Ｆａを発光層とする薄膜ＥＬ素子では、ＴｂＦ
３は分子状及び粒子状の状態にあり、極論すれば混合状
態にある。このため、Ｚ ｎ Ｓ ： Ｔ ｂ Ｆ ａ
発光層と誘電体層との密着力は、ＴｂＦ３濃度が高（な
る程弱（なり、誘電体層と発光層間の接合部で剥離とい
う問題が生じる。この現象は次のような原因によると考
えられる。例えばＴｂＦ３濃度が１．６’ｍｏ１％のＺ
ｎＳ膜を想定すれば、ＴｂＦ３分子が等間隔に分布して
いるとして、ＴｂＦ３の最短分子間隔中にはＺｎとＳの
対が３組だけ存在すること（（１・６／１ｏｏ）’Ｊ＝
１／４ ）になる。四方がＺｎとＳの対に囲まれたＺ
ｎとＳの対は、ＴｂＦ３分子の最稠密面上で、極めて少
ない。
第３図はこの様子を模式的に示す説明図である。
Ａ はＴｂＦ の発光センター、Ａ はＴｂＦ３と接
するＺｎ−３対、Ａ３はＴｂＦ３と接しないＺｎ−８対
を表わしている。ＺｎとＳの対に囲まれないＺｎとＳの
対が多数生じる結果、密着力が著しく゛低下すると考え
られる。ところで、発光輝度に対する最適膜中のＴｂＦ
濃度は約２ｍｏ１％を必要とし、このため発光輝度を
高くすることと密着力が強く信頼性の高い素子を作製す
ることは相反する状況にあった。この問題は発光センタ
ーとしてＴｂＦ３を用いた場合に限らず、他のフッ化物
や塩化物を用いた場合でも同様に生じる。
するＺｎ−３対、Ａ３はＴｂＦ３と接しないＺｎ−８対
を表わしている。ＺｎとＳの対に囲まれないＺｎとＳの
対が多数生じる結果、密着力が著しく゛低下すると考え
られる。ところで、発光輝度に対する最適膜中のＴｂＦ
濃度は約２ｍｏ１％を必要とし、このため発光輝度を
高くすることと密着力が強く信頼性の高い素子を作製す
ることは相反する状況にあった。この問題は発光センタ
ーとしてＴｂＦ３を用いた場合に限らず、他のフッ化物
や塩化物を用いた場合でも同様に生じる。
〈発明の概要〉
本発明は上述の問題点に鑑み、薄膜ＥＬ素子の信頼性を
得るための素子構造を提供することを目的とする。
得るための素子構造を提供することを目的とする。
一般に、二重絶縁構造薄膜ＥＬ素子の発光メカニズムは
、外部電圧の印加によって生じた発光層中の誘起電界に
より電子が加速され、これよって得られるホットエレク
トロンが発光センターへ衝突して発光センターを励起す
ることにより電磁スペクトルがＥＬ発光として放出され
る。発光層中の電界強度は均一でなく誘電体層との界面
近傍で電界が強くなっている。電界が強い程電子のエネ
ルギーは高く、発光センター励起が効率良（行なわれる
。しかし電界強度の不均一は、外部電圧が低い場合すな
わち発光輝度−印加電圧特性において低輝度領域でのみ
顕著である。実用的に問題となる高輝度領域（飽和輝度
）では、不均一は生じない。従って界面近傍で発光セン
ター濃度を下げることによる輝度低下は少ない。以上よ
り、発光層と誘電体層の界面近傍で発光層中の発光セン
ター濃度を下げることにより、発光輝度の大幅な低下を
もたらすことなく膜間の剥離による素子の信頼性低下を
防ぐことが可能となる。
、外部電圧の印加によって生じた発光層中の誘起電界に
より電子が加速され、これよって得られるホットエレク
トロンが発光センターへ衝突して発光センターを励起す
ることにより電磁スペクトルがＥＬ発光として放出され
る。発光層中の電界強度は均一でなく誘電体層との界面
近傍で電界が強くなっている。電界が強い程電子のエネ
ルギーは高く、発光センター励起が効率良（行なわれる
。しかし電界強度の不均一は、外部電圧が低い場合すな
わち発光輝度−印加電圧特性において低輝度領域でのみ
顕著である。実用的に問題となる高輝度領域（飽和輝度
）では、不均一は生じない。従って界面近傍で発光セン
ター濃度を下げることによる輝度低下は少ない。以上よ
り、発光層と誘電体層の界面近傍で発光層中の発光セン
ター濃度を下げることにより、発光輝度の大幅な低下を
もたらすことなく膜間の剥離による素子の信頼性低下を
防ぐことが可能となる。
〈実施例〉
第１図は本発明のｌ実施例を示す薄膜ＥＬ素子の構成図
である。ガラス基板１上にＩｎ２Ｏ３。
である。ガラス基板１上にＩｎ２Ｏ３。
ＳｎＯ□等から成る透明電極２が帯状に配列され、この
上に５ｔＢＮ４から成る下部誘電体層３がスパッタ法に
より堆積されている。下部誘電体層８上にはＺｎＳ母材
中に′ＦｂＦ３をドープした焼結ペレットを電子ビーム
蒸着することにより得られるＺｎＳ：ＴｂＦ３から成る
発光層が積層されている。
上に５ｔＢＮ４から成る下部誘電体層３がスパッタ法に
より堆積されている。下部誘電体層８上にはＺｎＳ母材
中に′ＦｂＦ３をドープした焼結ペレットを電子ビーム
蒸着することにより得られるＺｎＳ：ＴｂＦ３から成る
発光層が積層されている。
この発光層は下部誘電体層３と接する側に位置するＴｂ
Ｆ３のドープ量が少ない低濃度領域４とこの上に重畳さ
れるＥＬ発光に最適の濃度にＴｂＦ３ヲドープした高濃
度領域５の計２層構造より構成されている。低濃度領域
４のＴｂＦ３濃度は０．１乃至１．０ｍｏ１％、高濃度
領域５のＴｂＦ３濃度は２ｍｏｌ襲前後の適当な値に設
定される。低濃度領域４の厚さは１０〜１００ＯＡ程度
望ましくは５０〜５００Ａの範囲に、また発光層全体の
厚さは２０００〜１００００ Ａ程度に設定される。発
光層にドープするＴｂＦ３の濃度制御は、電子ビーム蒸
着過程でターゲットとなる焼結ペレットをＴｂＦ３の含
有されたＺｎＳとし、この焼結ペレット中のＴｂＦ３含
有量を制御することにより決定する。発光層上にはＹ２
Ｏ３から成る上部誘電体層７がスパッタ法又は電子ビー
ム蒸着法等によって被覆されている。、上部誘電体層７
上には背面電極８として蒸着法等により帯状に成形され
たＡｌが透明電極２と直交する方向に配列され、マトリ
ックス電極構造が形成されている。
Ｆ３のドープ量が少ない低濃度領域４とこの上に重畳さ
れるＥＬ発光に最適の濃度にＴｂＦ３ヲドープした高濃
度領域５の計２層構造より構成されている。低濃度領域
４のＴｂＦ３濃度は０．１乃至１．０ｍｏ１％、高濃度
領域５のＴｂＦ３濃度は２ｍｏｌ襲前後の適当な値に設
定される。低濃度領域４の厚さは１０〜１００ＯＡ程度
望ましくは５０〜５００Ａの範囲に、また発光層全体の
厚さは２０００〜１００００ Ａ程度に設定される。発
光層にドープするＴｂＦ３の濃度制御は、電子ビーム蒸
着過程でターゲットとなる焼結ペレットをＴｂＦ３の含
有されたＺｎＳとし、この焼結ペレット中のＴｂＦ３含
有量を制御することにより決定する。発光層上にはＹ２
Ｏ３から成る上部誘電体層７がスパッタ法又は電子ビー
ム蒸着法等によって被覆されている。、上部誘電体層７
上には背面電極８として蒸着法等により帯状に成形され
たＡｌが透明電極２と直交する方向に配列され、マトリ
ックス電極構造が形成されている。
透明電極２と背面電極８を介して発光層に交流電界を印
加すると、発光層ではホットエレクトロンが誘起された
交流電界の極性に応じて発光層の界面から他方の界面へ
走行し、ＴｂＦ３の発光センターと衝突して励起スペク
トルのＥＬ光発光生起される。このＥＬ光発光発光特性
の最適値に近い値にＴｂＦ３がドープされている主とし
て高濃度領域５より放射され、ガラス基板ｌを介して高
輝度の緑色に近い発光が観察される。低濃度領域４は厚
さが薄いため、実質的に高濃度領域５のＥＬ発光輝度を
低下させることはほとんどなく、コントラストの高い発
光表示を実行することができる。
加すると、発光層ではホットエレクトロンが誘起された
交流電界の極性に応じて発光層の界面から他方の界面へ
走行し、ＴｂＦ３の発光センターと衝突して励起スペク
トルのＥＬ光発光生起される。このＥＬ光発光発光特性
の最適値に近い値にＴｂＦ３がドープされている主とし
て高濃度領域５より放射され、ガラス基板ｌを介して高
輝度の緑色に近い発光が観察される。低濃度領域４は厚
さが薄いため、実質的に高濃度領域５のＥＬ発光輝度を
低下させることはほとんどなく、コントラストの高い発
光表示を実行することができる。
ＴｂＦ３を発光層中に高濃度ｌこドープすると誘電体層
との接合界面で密着力が弱くなる傾向にあることは前述
した如くであるが、本実施例では、特に、密着力が主と
してファンデルワールス力に依存し、酸化膜に比べて密
着性の弱いアモルファスのＳ ｉＢ Ｎ４から成る下部
誘電体層８と発光層との接合界面領域にＴｂＦ３のドー
プ量が少ない低濃度領域４を介挿して密着力の低下を抑
制している。
との接合界面で密着力が弱くなる傾向にあることは前述
した如くであるが、本実施例では、特に、密着力が主と
してファンデルワールス力に依存し、酸化膜に比べて密
着性の弱いアモルファスのＳ ｉＢ Ｎ４から成る下部
誘電体層８と発光層との接合界面領域にＴｂＦ３のドー
プ量が少ない低濃度領域４を介挿して密着力の低下を抑
制している。
第２図は本発明の他の実施例を示す薄膜ＥＬ素子の構成
図である。
図である。
本実施例では発光層と下部誘電体層３の接合界面領域に
上記同様の低濃度領域４を介挿するとともｌζ発光層と
上部誘電体層７の接合界面領域にも同様な低濃度領域６
を介挿し、発光層と誘電体層の密着力の低下をより顕著
に防止している。上部の低濃度領域６も厚さは上記同様
に１０〜１０００Ａ程度、望ましくは５０〜５００Ａの
範囲とする。
上記同様の低濃度領域４を介挿するとともｌζ発光層と
上部誘電体層７の接合界面領域にも同様な低濃度領域６
を介挿し、発光層と誘電体層の密着力の低下をより顕著
に防止している。上部の低濃度領域６も厚さは上記同様
に１０〜１０００Ａ程度、望ましくは５０〜５００Ａの
範囲とする。
また上部誘電体層７も下部誘電体層３と同様な耐水性の
ある５ｉ８Ｎ４とし、発光層への湿気侵入を防止する効
果の高い構造とすることができる。
ある５ｉ８Ｎ４とし、発光層への湿気侵入を防止する効
果の高い構造とすることができる。
尚、上記実施例はＺ ｎ Ｓ ” Ｔ ｂ Ｆ ａを発
光層と、する薄膜ＥＬ素子について説明したが、発光層
母材はＺｎ５ｅ、ＣｄＳｅ等芝用いても良く、発光セン
ターとなる不純物は他の希土類フッ化物や塩化物を用い
ても良い。発光センターの種類の選択によってそれに対
応したＥＬ発光色が得られ、発光表示の多様化を計るこ
とができるとともに素子の長期信頼性も得られる。
光層と、する薄膜ＥＬ素子について説明したが、発光層
母材はＺｎ５ｅ、ＣｄＳｅ等芝用いても良く、発光セン
ターとなる不純物は他の希土類フッ化物や塩化物を用い
ても良い。発光センターの種類の選択によってそれに対
応したＥＬ発光色が得られ、発光表示の多様化を計るこ
とができるとともに素子の長期信頼性も得られる。
〈発明の効果〉
以上詳説した如く本発明によれば、発光層界面で接合強
度を低下させることなく希土類化合物に対応した高輝度
のＥＬ光発光得ることができ、表示の多様化を画ること
ができる。
度を低下させることなく希土類化合物に対応した高輝度
のＥＬ光発光得ることができ、表示の多様化を画ること
ができる。
第１図は本発明の１実施例を示す薄膜ＥＬ素子の構成図
である。第２図は本発明の他の実施例を示す薄膜ＥＬ累
子の構成図である。第３図はＺｎＳ：ＦｂＦ 発光層
の原子配列を示す模式説明図である。 ｌ・・・ガラス基板、２・・・透明電極、３川下部誘電
体層、４，６・・・低濃度領域、５・・・高濃度領域、
７・・・上部誘電体層、８・・・背面電極。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦（他２名）第２図
である。第２図は本発明の他の実施例を示す薄膜ＥＬ累
子の構成図である。第３図はＺｎＳ：ＦｂＦ 発光層
の原子配列を示す模式説明図である。 ｌ・・・ガラス基板、２・・・透明電極、３川下部誘電
体層、４，６・・・低濃度領域、５・・・高濃度領域、
７・・・上部誘電体層、８・・・背面電極。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦（他２名）第２図
Claims (1)
- １・ フツ化物または塩化物の不純物を発光センター
としてドープした発光層の接合界面付近に前記不純物の
低濃度領域を設けたことを特徴とする薄膜ＥＬ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60114780A JPS61271780A (ja) | 1985-05-27 | 1985-05-27 | 薄膜ｅｌ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60114780A JPS61271780A (ja) | 1985-05-27 | 1985-05-27 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61271780A true JPS61271780A (ja) | 1986-12-02 |
| JPH046274B2 JPH046274B2 (ja) | 1992-02-05 |
Family
ID=14646495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60114780A Granted JPS61271780A (ja) | 1985-05-27 | 1985-05-27 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61271780A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5991697A (ja) * | 1982-11-16 | 1984-05-26 | 富士通株式会社 | 薄膜ｅｌ素子 |
-
1985
- 1985-05-27 JP JP60114780A patent/JPS61271780A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5991697A (ja) * | 1982-11-16 | 1984-05-26 | 富士通株式会社 | 薄膜ｅｌ素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH046274B2 (ja) | 1992-02-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |