JPS6364293A - 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
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- JPS6364293A JPS6364293A JP61207946A JP20794686A JPS6364293A JP S6364293 A JPS6364293 A JP S6364293A JP 61207946 A JP61207946 A JP 61207946A JP 20794686 A JP20794686 A JP 20794686A JP S6364293 A JPS6364293 A JP S6364293A
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Landscapes
- 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１■エレクトロルミネセンス素子
（以下簿膜ＥＬ素子と称する）に関するものである。
（Ｅ Ｌ）を呈する薄１■エレクトロルミネセンス素子
（以下簿膜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。
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＜＜
、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。
り、また奥行き寸法が大きい、偏向走査歪が避けに＜＜
、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■
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■
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に比較して重置、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に比較して重置、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、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（Ｙ２Ｏ２）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（Ｙ２Ｏ２）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８層で挟持させた二重絶縁層構造の
薄膜ＥＬ索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（ＩｎｚＯ
ａ）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ＹｚＯ３，ＳｉＮｘ等からなる第
１の絶縁層、４はＭｎあるいは希十だｊ化合物等を添加
したＺ ｎ Ｓ発光層、５は第２の絶縁入り、６はアル
ミニラＡ（Ａ２）等からなる背面電極、７は交σ；ｄ電
源である。
薄膜ＥＬ索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（ＩｎｚＯ
ａ）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ＹｚＯ３，ＳｉＮｘ等からなる第
１の絶縁層、４はＭｎあるいは希十だｊ化合物等を添加
したＺ ｎ Ｓ発光層、５は第２の絶縁入り、６はアル
ミニラＡ（Ａ２）等からなる背面電極、７は交σ；ｄ電
源である。
このような構成による薄膜ＥＬ素子は、透明電極２と背
面′ｒヒ極６との間に交流電源７により交流電界を印加
すると、約１０’Ｖ／■程度の高電界により高輝度に発
光する。このように高μ１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′ｒヒ極６との間に交流電源７により交流電界を印加
すると、約１０’Ｖ／■程度の高電界により高輝度に発
光する。このように高μ１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°Ｃで熱処理す
る方法が特公昭５９−１００ ａ ３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°Ｃで熱処理す
る方法が特公昭５９−１００ ａ ３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）Ｅ Ｌ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
る透明電極２．第１の絶縁層３．Ｚｒ１Ｓ発光層４．第
２の絶縁層５および背面電極６を真空熱着あるいはスパ
ッタリング法等で成膜し、透明北極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
じる。特に透明′北極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。
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．Ｚｒ１Ｓ発光層４．第
２の絶縁層５および背面電極６を真空熱着あるいはスパ
ッタリング法等で成膜し、透明北極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
じる。特に透明′北極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１’Ｊ Ｅ
Ｌ素子を提供することにある。
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１’Ｊ Ｅ
Ｌ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索
子は、透明電極パターンエツジ部上の、第２の絶縁層の
上に第３の絶縁膜を設け、透明電極パターンエツジ部に
生じる”Ｉｌｌｌｌ中を抑止させたものである。
子は、透明電極パターンエツジ部上の、第２の絶縁層の
上に第３の絶縁膜を設け、透明電極パターンエツジ部に
生じる”Ｉｌｌｌｌ中を抑止させたものである。
すなわち、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絶縁膜の段差を第３の絶縁膜を形
成して埋めてやることにより、その上に形成される背面
電極のだゎ下がりを防止し、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してやることができる。
ジ部により生じる第２絶縁膜の段差を第３の絶縁膜を形
成して埋めてやることにより、その上に形成される背面
電極のだゎ下がりを防止し、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してやることができる。
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
平面図、そのＡ −Ａ ’断面［イｊである。同図にお
いて、絶も（性基扱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〕メ
さに被着し、焼成して耐熱性を有する透明導〒ぼ膜を形
１反する。次にこの透明導電膜を所望のストライプ状パ
ターンにフォトエツチングして透明電極パターン９を形
成する。
平面図、そのＡ −Ａ ’断面［イｊである。同図にお
いて、絶も（性基扱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〕メ
さに被着し、焼成して耐熱性を有する透明導〒ぼ膜を形
１反する。次にこの透明導電膜を所望のストライプ状パ
ターンにフォト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 ’ＣでＹ ｘ Ｏ３をＥＢ無蒸着て
膜厚約３０００Ａ程度の第１の絶縁層１０を形成する。
基板温度約３００ ’ＣでＹ ｘ Ｏ３をＥＢ無蒸着て
膜厚約３０００Ａ程度の第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Ｑ、５ｗ
ｔ％加えたＺｎＳの焼結体を材料として基板温度約２５
０℃でＥＢ無蒸着より発光層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°Ｃで２
時間アニール処理を行ない、発光層１１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’ＣでＹｚＯａを約３０００
Ａ程度の厚さにＥＢ無蒸着て第２の絶縁層１２を形成す
る。
ｔ％加えたＺｎＳの焼結体を材料として基板温度約２５
０℃でＥＢ無蒸着より発光層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°Ｃで２
時間アニール処理を行ない、発光層１１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’ＣでＹｚＯａを約３０００
Ａ程度の厚さにＥＢ無蒸着て第２の絶縁層１２を形成す
る。
次に、この第２絶縁層１２上の全面にＳｉＯ２膜をスパ
ッタリングして厚さ２０００Ａ程度のＳｉＯ２膜を形成
する。
ッタリングして厚さ２０００Ａ程度のＳｉＯ２膜を形成
する。
次にこのＳｉＯ２膜を所望のストライプ状パターンにフ
ォトエツチングして、第３の絶縁膜１３を形成する。こ
の場合、フォトレジストの膜厚は０゜５〜５μｍ程度の
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現像し、第
３の絶縁膜のエツチングを行ない、フォトレジストを剥
離して、第３の絶縁層１３を形成する。
ォトエツチングして、第３の絶縁膜１３を形成する。こ
の場合、フォトレジストの膜厚は０゜５〜５μｍ程度の
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現像し、第
３の絶縁膜のエツチングを行ない、フォトレジストを剥
離して、第３の絶縁層１３を形成する。
なお、第２の絶縁層１２上の第３の絶縁層１３は、透明
電極パターン９間に対応する上方のみに形成すれば良い
が、望ましくは、隣接する透明電極パターンの双方のエ
ツジ部をいくらか覆う様に形成するのが良い。これは、
第３の絶縁層をエツチングで除去する際のエツチング幅
を調節する°ことにより任意に選択できる。
電極パターン９間に対応する上方のみに形成すれば良い
が、望ましくは、隣接する透明電極パターンの双方のエ
ツジ部をいくらか覆う様に形成するのが良い。これは、
第３の絶縁層をエツチングで除去する際のエツチング幅
を調節する°ことにより任意に選択できる。
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程度のツクさにマスク蒸着してストラ
イプ状の背面な極」４を形成して素子を完成する。
ムを約２０００Ａ程度のツクさにマスク蒸着してストラ
イプ状の背面な極」４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９のエツジ上に第３
の絶縁層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
縁耐圧が飛躍的に向上し、発光の寿命を向上させること
ができる。
の絶縁層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
縁耐圧が飛躍的に向上し、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の絶縁膜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の絶縁膜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、絶縁膜１３はスパッ
タリングで形成したＳ ｉ Ｏ２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
ＱｘＯ３，ＴａｚＯａ、Ｔｉ０ｚ、Ｃｒ２Ｏ３等でも全
く同様の効果が得られる。なお、第３の絶縁Ｍの誘電或
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 Ｏ２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
ＱｘＯ３，ＴａｚＯａ、Ｔｉ０ｚ、Ｃｒ２Ｏ３等でも全
く同様の効果が得られる。なお、第３の絶縁Ｍの誘電或
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、絶縁性桟板上に形
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狭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崇子が得
られるという極めて優れた効果を有する。
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狭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崇子が得
られるという極めて優れた効果を有する。
第１図は本発明による薄膜ＥＬ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、１０
・・・第１の絶・縁’ｐ：ＩＩ、１１・・・発光層、１
２・・・第２の絶縁層、１３・・・第３の絶縁層、１４
・・・背面電極。 ８・・・ガラス基板 ９・・・透明電極パターン １０・・・第１の絶縁層 １１・・・完売層 １２・・・第２の絶縁層 １３・・・第３の絶縁層 １４・・・胃ｍ電極
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、１０
・・・第１の絶・縁’ｐ：ＩＩ、１１・・・発光層、１
２・・・第２の絶縁層、１３・・・第３の絶縁層、１４
・・・背面電極。 ８・・・ガラス基板 ９・・・透明電極パターン １０・・・第１の絶縁層 １１・・・完売層 １２・・・第２の絶縁層 １３・・・第３の絶縁層 １４・・・胃ｍ電極
Claims (2)
- １．絶縁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、前記第２
の絶縁層形成後、第３の絶縁膜を形成し、前記透明電極
上にある第３の絶縁膜の一部もしくは全部をエッチング
で除去してから背面電極を形成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の絶縁膜の誘電率を、第２の絶緑層の誘電
率よりも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 |
|---|---|---|---|
| JP61207946A JPS6364293A (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 |
|---|---|---|---|
| JP61207946A JPS6364293A (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 |
|---|---|
| JPS6364293A true JPS6364293A (ja) | 1988-03-22 |
Family
ID=16548156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61207946A Pending JPS6364293A (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) | JPS6364293A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009295498A (ja) * | 2008-06-06 | 2009-12-17 | Kaneka Corp | 発光デバイス用電極とその製造方法 |
-
1986
- 1986-09-05 JP JP61207946A patent/JPS6364293A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009295498A (ja) * | 2008-06-06 | 2009-12-17 | Kaneka Corp | 発光デバイス用電極とその製造方法 |
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