JP2905657B2 - エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 - Google Patents
エレクトロルミネッセンス素子の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、各種情報機器
の端末のディスプレイなどに使用されるエレクトロルミ
ネッセンス（Electroluminescence)素子（以下、ＥＬ素
子という）の製造方法に関する。
の端末のディスプレイなどに使用されるエレクトロルミ
ネッセンス（Electroluminescence)素子（以下、ＥＬ素
子という）の製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】従来、ＥＬ素子は、硫化亜鉛(ＺnＳ）など
の蛍光体に電界をかけたときに発光する現象を利用した
もので自発光型の平面ディスプレイを構成するものとし
て注目されている。ＥＬ素子の典型的な断面構造は、ガ
ラス基板上に、第１電極、第１絶縁層、発光層、第２絶
縁層及び第２電極が順次積層され形成されている。第１
電極としてＩＴＯ等の透明電極、第１絶縁層及び第２絶
縁層としてＳiＮ,Ｔa2Ｏ5 等をスパッタ法などにより形
成する。発光層として ＺnＳを母体材料とし、Ｍn,Ｔb,
Ｓm などを発光中心元素として添加し真空蒸着やスパッ
タ法により形成する。発光中心の種類により所望の発光
色として、上記Ｍn では黄橙色、Ｔb では緑色、Ｓm で
は赤色がそれぞれ得られる。その上に第２絶縁層、第２
電極を形成しＥＬ素子を構成する。
の蛍光体に電界をかけたときに発光する現象を利用した
もので自発光型の平面ディスプレイを構成するものとし
て注目されている。ＥＬ素子の典型的な断面構造は、ガ
ラス基板上に、第１電極、第１絶縁層、発光層、第２絶
縁層及び第２電極が順次積層され形成されている。第１
電極としてＩＴＯ等の透明電極、第１絶縁層及び第２絶
縁層としてＳiＮ,Ｔa2Ｏ5 等をスパッタ法などにより形
成する。発光層として ＺnＳを母体材料とし、Ｍn,Ｔb,
Ｓm などを発光中心元素として添加し真空蒸着やスパッ
タ法により形成する。発光中心の種類により所望の発光
色として、上記Ｍn では黄橙色、Ｔb では緑色、Ｓm で
は赤色がそれぞれ得られる。その上に第２絶縁層、第２
電極を形成しＥＬ素子を構成する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の構造から成るＥ
Ｌ素子において、高輝度化のために発光層成膜後に、高
温熱処理を行う必要がある。例えば、Ｍn を添加した黄
橙色発光ＥＬ素子では、熱処理により発光中心元素であ
るＭn を ＺnＳ中に均一に拡散させてＺn 位置に置換さ
せるとともに ＺnＳの結晶性を改善することにより高輝
度が得られることはよく知られている。一方、ＴbＦ3の
ような希土類フッ化物などの発光中心化合物を ＺnＳ中
に添加した場合、発光層成膜後の熱処理によりその発光
中心化合物を拡散させるのは困難である。
Ｌ素子において、高輝度化のために発光層成膜後に、高
温熱処理を行う必要がある。例えば、Ｍn を添加した黄
橙色発光ＥＬ素子では、熱処理により発光中心元素であ
るＭn を ＺnＳ中に均一に拡散させてＺn 位置に置換さ
せるとともに ＺnＳの結晶性を改善することにより高輝
度が得られることはよく知られている。一方、ＴbＦ3の
ような希土類フッ化物などの発光中心化合物を ＺnＳ中
に添加した場合、発光層成膜後の熱処理によりその発光
中心化合物を拡散させるのは困難である。
【０００４】ここで、特公昭６１−４１１１１号公報
「ＥＬ薄膜の形成方法」に示されたものが知られてい
る。このものは、予めスパッタ法で成膜することにより
発光層中に発光中心を均一分散させ、成膜後、真空中で
熱処理することによりスパッタリングダメージを回復さ
せ、発光層の結晶性を改善し高輝度化されている。この
場合、スパッタ中に取り込まれたＡr ガスが膜中から放
出され、その膜中に欠陥が生成され非輻射結合中心とな
るため、熱処理温度は 500℃以下に抑える必要がある。
しかし、このように真空中で熱処理した高輝度サンプル
を連続発光させるとその印加電圧−発光輝度特性が大き
く変化する。
「ＥＬ薄膜の形成方法」に示されたものが知られてい
る。このものは、予めスパッタ法で成膜することにより
発光層中に発光中心を均一分散させ、成膜後、真空中で
熱処理することによりスパッタリングダメージを回復さ
せ、発光層の結晶性を改善し高輝度化されている。この
場合、スパッタ中に取り込まれたＡr ガスが膜中から放
出され、その膜中に欠陥が生成され非輻射結合中心とな
るため、熱処理温度は 500℃以下に抑える必要がある。
しかし、このように真空中で熱処理した高輝度サンプル
を連続発光させるとその印加電圧−発光輝度特性が大き
く変化する。
【０００５】これに対し、例えば、特公昭６２−１３７
９８号公報「薄膜ＥＬ素子の製造方法」に示されたもの
が知られている。このものでは、真空蒸着ＺnＳ：Ｍnに
おいて熱処理温度を 580℃以上にし発光層中の未結合Ｚ
n を低減し印加電圧−発光輝度特性の変化を低減する試
みがなされている。しかし、この方法においても、発光
開始電圧における時間に対する印加電圧の変化率が250m
V/hrと大きく、例えば、耐久時間 100時間では20Ｖも変
化する。このように、ＥＬ素子には高輝度化及び長寿命
化の面で解決すべき問題が存在していた。発明者らは、
上述の問題について鋭意実験研究を重ねた結果、発光輝
度の低下及び耐久劣化の原因が真空中高温熱処理による
硫化亜鉛(ＺnＳ）を母体材料とする発光層中のＳ/Ｚn比
の低下にあるということを見出し、以下のように新規な
ＥＬ素子の製造方法を提供するに至ったのである。
９８号公報「薄膜ＥＬ素子の製造方法」に示されたもの
が知られている。このものでは、真空蒸着ＺnＳ：Ｍnに
おいて熱処理温度を 580℃以上にし発光層中の未結合Ｚ
n を低減し印加電圧−発光輝度特性の変化を低減する試
みがなされている。しかし、この方法においても、発光
開始電圧における時間に対する印加電圧の変化率が250m
V/hrと大きく、例えば、耐久時間 100時間では20Ｖも変
化する。このように、ＥＬ素子には高輝度化及び長寿命
化の面で解決すべき問題が存在していた。発明者らは、
上述の問題について鋭意実験研究を重ねた結果、発光輝
度の低下及び耐久劣化の原因が真空中高温熱処理による
硫化亜鉛(ＺnＳ）を母体材料とする発光層中のＳ/Ｚn比
の低下にあるということを見出し、以下のように新規な
ＥＬ素子の製造方法を提供するに至ったのである。
【０００６】本発明は、上記の課題を解決するために成
されたものであり、その目的とするところは、高輝度安
定性を有し耐久特性に優れたＥＬ素子の製造方法を提供
することである。
されたものであり、その目的とするところは、高輝度安
定性を有し耐久特性に優れたＥＬ素子の製造方法を提供
することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の発明の構成は、絶縁性基板上に硫化物を母体材料とし
発光中心元素又は化合物を添加した発光層形成したＥＬ
素子の製造方法であって、前記発光層成膜後に硫化性ガ
スを含む非酸化性ガス雰囲気中で、その硫化性ガスの分
圧を 0.02Torr 〜0.6Torr とし、温度範囲が500 ℃〜65
0 ℃で熱処理することを特徴とする。上記硫化性ガスの
分圧及び熱処理温度の範囲を規定する根拠を以下に挙げ
る。硫化性ガスの分圧が0.02Torr未満ではＳ元素の供給
が十分でなく、一方、硫化性ガスの分圧が 0.6Torrを越
えるとＳ元素の供給が過剰となり共に輝度劣化が大きく
なり耐久特性に劣る。又、熱処理温度が 500℃未満では
硫化性ガスの熱分解の程度が小さくＳ元素の供給が十分
でなく初期輝度の低下、一方、熱処理温度が 650℃を越
えると初期輝度の低下に加えて耐圧余裕度も低下し、高
輝度安定性及び耐久特性に劣る。
の発明の構成は、絶縁性基板上に硫化物を母体材料とし
発光中心元素又は化合物を添加した発光層形成したＥＬ
素子の製造方法であって、前記発光層成膜後に硫化性ガ
スを含む非酸化性ガス雰囲気中で、その硫化性ガスの分
圧を 0.02Torr 〜0.6Torr とし、温度範囲が500 ℃〜65
0 ℃で熱処理することを特徴とする。上記硫化性ガスの
分圧及び熱処理温度の範囲を規定する根拠を以下に挙げ
る。硫化性ガスの分圧が0.02Torr未満ではＳ元素の供給
が十分でなく、一方、硫化性ガスの分圧が 0.6Torrを越
えるとＳ元素の供給が過剰となり共に輝度劣化が大きく
なり耐久特性に劣る。又、熱処理温度が 500℃未満では
硫化性ガスの熱分解の程度が小さくＳ元素の供給が十分
でなく初期輝度の低下、一方、熱処理温度が 650℃を越
えると初期輝度の低下に加えて耐圧余裕度も低下し、高
輝度安定性及び耐久特性に劣る。
【０００８】
【作用及び効果】上記の手段によれば、硫化物を母体材
料とする発光層は、高温熱処理により蒸気圧の高いＳ元
素が蒸発し未結合状態のＺn 元素が増加しても、その雰
囲気中に例えば、Ｈ2 Ｓガス等の硫化性ガスを含むガス
を導入することでＳ元素を補充し未結合Ｚn 元素と結合
させることが可能となる。又、高温熱処理により発光層
の膜中ダメージも回復し結晶性も向上する。この結果、
Ｓ元素欠損に伴う不安定な局在準位の発生を抑えること
ができるため、ＥＬ素子の耐久劣化が小さくなり、且
つ、結晶性向上による初期輝度の向上が可能となる。
料とする発光層は、高温熱処理により蒸気圧の高いＳ元
素が蒸発し未結合状態のＺn 元素が増加しても、その雰
囲気中に例えば、Ｈ2 Ｓガス等の硫化性ガスを含むガス
を導入することでＳ元素を補充し未結合Ｚn 元素と結合
させることが可能となる。又、高温熱処理により発光層
の膜中ダメージも回復し結晶性も向上する。この結果、
Ｓ元素欠損に伴う不安定な局在準位の発生を抑えること
ができるため、ＥＬ素子の耐久劣化が小さくなり、且
つ、結晶性向上による初期輝度の向上が可能となる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図１は本発明に係るＥＬ素子の断面構造を示し
た模式図である。ＥＬ素子１０は、絶縁性基板であるガ
ラス基板１上に順次、第１電極２、第１絶縁層３、発光
層４、第２絶縁層５及び第２電極６が積層形成され構成
されている。尚、ＥＬ素子１０では矢印方向に光を取り
出している。又、以下各層の膜厚はその中央部分を基準
として述べてある。
明する。図１は本発明に係るＥＬ素子の断面構造を示し
た模式図である。ＥＬ素子１０は、絶縁性基板であるガ
ラス基板１上に順次、第１電極２、第１絶縁層３、発光
層４、第２絶縁層５及び第２電極６が積層形成され構成
されている。尚、ＥＬ素子１０では矢印方向に光を取り
出している。又、以下各層の膜厚はその中央部分を基準
として述べてある。
【００１０】次に、上述のＥＬ素子１０の製造方法を以
下に述べる。絶縁性基板であるガラス基板１（厚さ 1.1
mm：ノンアルカリガラス，歪点 650℃）上にＩＴＯ（In
dium Tin Oxide：酸化インジウム−錫）透明電極を真空
蒸着法により成膜し、その後ウエットエッチングにより
所望のパターン形状に加工し第１電極２を形成した。そ
の上部にシリコンをターゲットとして用い、アルゴン、
窒素、酸素の混合ガス雰囲気中で高周波スパッタ法によ
り ＳiＯＮ（酸窒化珪素）を、又、Ｔa2Ｏ5(５酸化タン
タル），Ａl2Ｏ3(酸化アルミニウム）を混合ターゲット
として用い、アルゴン、酸素の混合ガス雰囲気中で高周
波スパッタ法により成膜し ＳiＯＮ／Ｔa2Ｏ5・Ａl2Ｏ3
の２層から成る第１絶縁層３を形成する。
下に述べる。絶縁性基板であるガラス基板１（厚さ 1.1
mm：ノンアルカリガラス，歪点 650℃）上にＩＴＯ（In
dium Tin Oxide：酸化インジウム−錫）透明電極を真空
蒸着法により成膜し、その後ウエットエッチングにより
所望のパターン形状に加工し第１電極２を形成した。そ
の上部にシリコンをターゲットとして用い、アルゴン、
窒素、酸素の混合ガス雰囲気中で高周波スパッタ法によ
り ＳiＯＮ（酸窒化珪素）を、又、Ｔa2Ｏ5(５酸化タン
タル），Ａl2Ｏ3(酸化アルミニウム）を混合ターゲット
として用い、アルゴン、酸素の混合ガス雰囲気中で高周
波スパッタ法により成膜し ＳiＯＮ／Ｔa2Ｏ5・Ａl2Ｏ3
の２層から成る第１絶縁層３を形成する。
【００１１】更に、発光中心として ＴbＯＦを所定の割
合で含有する ＺnＳをターゲットとして用い、アルゴ
ン、ヘリウム混合ガス雰囲気中で高周波スパッタ法によ
り成膜し発光層４を形成する。尚、発光中心元素又は化
合物は、マンガン（Ｍn)又は希土類及びその化合物とす
る。その後、ＥＬ素子１０をセットした石英チャンバー
内を十分に真空排気した後、非酸化性ガスであるＡr(ア
ルゴン) で20％に希釈した Ｈ2Ｓ（硫化水素）ガスを導
入し、排気速度を調整してチャンバー内圧力を２Torrに
制御し、10℃/minの昇温時間で 550℃まで加熱し３時間
保持した後、徐冷させ熱処理（アニール）を行った。そ
の上に、第１絶縁層３と同様な ＳiＯＮ／Ｔa2Ｏ5・Ａl
2Ｏ3から成る第２絶縁層５を形成する。その上に、Ｇa2
Ｏ3(酸化ガリウム）を添加した ＺnＯ（酸化亜鉛）を蒸
着材として用い、イオンプレーティングにより成膜し、
その後、ウエットエッチングにより所望形状に加工し第
２電極６を形成した。各層の膜厚は、第１電極２が 200
nm、第１絶縁層３及び第２絶縁層５が ＳiＯＮの 100nm
とＴa2Ｏ5・Ａl2Ｏ3の 400nmとの２層構成で 500nm、発
光層４が 800nm、第２電極６が 400nmである。
合で含有する ＺnＳをターゲットとして用い、アルゴ
ン、ヘリウム混合ガス雰囲気中で高周波スパッタ法によ
り成膜し発光層４を形成する。尚、発光中心元素又は化
合物は、マンガン（Ｍn)又は希土類及びその化合物とす
る。その後、ＥＬ素子１０をセットした石英チャンバー
内を十分に真空排気した後、非酸化性ガスであるＡr(ア
ルゴン) で20％に希釈した Ｈ2Ｓ（硫化水素）ガスを導
入し、排気速度を調整してチャンバー内圧力を２Torrに
制御し、10℃/minの昇温時間で 550℃まで加熱し３時間
保持した後、徐冷させ熱処理（アニール）を行った。そ
の上に、第１絶縁層３と同様な ＳiＯＮ／Ｔa2Ｏ5・Ａl
2Ｏ3から成る第２絶縁層５を形成する。その上に、Ｇa2
Ｏ3(酸化ガリウム）を添加した ＺnＯ（酸化亜鉛）を蒸
着材として用い、イオンプレーティングにより成膜し、
その後、ウエットエッチングにより所望形状に加工し第
２電極６を形成した。各層の膜厚は、第１電極２が 200
nm、第１絶縁層３及び第２絶縁層５が ＳiＯＮの 100nm
とＴa2Ｏ5・Ａl2Ｏ3の 400nmとの２層構成で 500nm、発
光層４が 800nm、第２電極６が 400nmである。
【００１２】以上のようにして製造されたＥＬ素子１０
を本発明品として連続発光させたときの耐久時間(hr)に
対する発光輝度特性(cd/m2）と発光開始電圧（Ｖ）との
変化を図２に示した。尚、図２では、 Ｈ2Ｓを導入しな
い真空中熱処理により製造されたＥＬ素子を従来品とし
てその変化も示した。連続発光の駆動条件は、周波数１
ＫＨz 、パルス幅40μsec 、印加電圧は初期状態の発光
開始電圧＋60Ｖとし、乾燥窒素雰囲気中で行った。発光
開始電圧の変化を見ると、従来品では、耐久時間 100時
間以降で急激に変化し 300時間後で40Ｖ程度減少してい
るのに対して、本発明品では殆ど変化せず５Ｖ以下に抑
えられている。又、発光輝度の変化についても、本発明
品の方が下がり方が小さく、耐久特性に優れていること
が分かる。
を本発明品として連続発光させたときの耐久時間(hr)に
対する発光輝度特性(cd/m2）と発光開始電圧（Ｖ）との
変化を図２に示した。尚、図２では、 Ｈ2Ｓを導入しな
い真空中熱処理により製造されたＥＬ素子を従来品とし
てその変化も示した。連続発光の駆動条件は、周波数１
ＫＨz 、パルス幅40μsec 、印加電圧は初期状態の発光
開始電圧＋60Ｖとし、乾燥窒素雰囲気中で行った。発光
開始電圧の変化を見ると、従来品では、耐久時間 100時
間以降で急激に変化し 300時間後で40Ｖ程度減少してい
るのに対して、本発明品では殆ど変化せず５Ｖ以下に抑
えられている。又、発光輝度の変化についても、本発明
品の方が下がり方が小さく、耐久特性に優れていること
が分かる。
【００１３】この実施例のような効果を得るためには
Ｈ2Ｓ中熱処理の条件として、温度範囲を500℃〜650℃
に制御する必要がある。図３に雰囲気ガス圧として20％
希釈 Ｈ2Ｓガス圧力２Torrで熱処理温度を変えたときの
初期特性である初期輝度(cd/m2）又は耐圧余裕度（Ｖ）
との関係を示した。又、図４に雰囲気ガス圧として20％
希釈 Ｈ2Ｓガス圧力２Torrで熱処理温度を変えたときの
耐久特性である輝度劣化（％）又は発光開始電圧変化
（Ｖ）の関係を示した。尚、輝度劣化又は発光開始電圧
変化は、上述と同様な連続発光の駆動条件で耐久時間 3
00hrにおけるＥＬ素子と製造直後のＥＬ素子との発光輝
度における割合又は発光開始電圧における偏差である。
ここで、熱処理温度が 500℃未満であると Ｈ2Ｓの熱分
解の程度が小さくＳ元素の供給が十分でないため、発光
層の結晶性の向上がなされず発光輝度が改善されない。
一方、熱処理温度が 650℃を越えると発光輝度低下に加
えて耐圧余裕度の低下、耐久劣化が起こるため望ましく
ない。
Ｈ2Ｓ中熱処理の条件として、温度範囲を500℃〜650℃
に制御する必要がある。図３に雰囲気ガス圧として20％
希釈 Ｈ2Ｓガス圧力２Torrで熱処理温度を変えたときの
初期特性である初期輝度(cd/m2）又は耐圧余裕度（Ｖ）
との関係を示した。又、図４に雰囲気ガス圧として20％
希釈 Ｈ2Ｓガス圧力２Torrで熱処理温度を変えたときの
耐久特性である輝度劣化（％）又は発光開始電圧変化
（Ｖ）の関係を示した。尚、輝度劣化又は発光開始電圧
変化は、上述と同様な連続発光の駆動条件で耐久時間 3
00hrにおけるＥＬ素子と製造直後のＥＬ素子との発光輝
度における割合又は発光開始電圧における偏差である。
ここで、熱処理温度が 500℃未満であると Ｈ2Ｓの熱分
解の程度が小さくＳ元素の供給が十分でないため、発光
層の結晶性の向上がなされず発光輝度が改善されない。
一方、熱処理温度が 650℃を越えると発光輝度低下に加
えて耐圧余裕度の低下、耐久劣化が起こるため望ましく
ない。
【００１４】又、硫化性ガスの分圧が 0.02Torr〜0.6To
rrとなるように、その硫化性ガスを含む非酸化性ガスの
雰囲気ガス圧の範囲を 0.1Torr〜３Torrに制御する必要
がある。図５に熱処理温度 550℃で雰囲気ガス圧として
20％希釈 Ｈ2Ｓガス圧力を変えたときの初期特性である
初期輝度(cd/m2）又は耐圧余裕度（Ｖ）との関係を示し
た。又、図６に熱処理温度 550℃で雰囲気ガス圧として
20％希釈 Ｈ2Ｓガス圧力を変えたときの耐久特性である
輝度劣化（％）又は発光開始電圧（Ｖ）の関係を示し
た。ここで、硫化性ガスの分圧が0.02Torr未満、即ち、
雰囲気ガス圧が 0.1Torr未満ではＳ元素の供給が十分で
なく初期輝度の向上はあまり見られない。一方、硫化性
ガスの分圧が 0.6Torrを越えると、即ち、雰囲気ガス圧
が３Torrを越えるとＳ元素の供給が過剰となり輝度劣化
が大きくなってしまっている。この温度範囲及びガス圧
範囲内で処理し、 ＺnＳ発光層のＳ/Ｚn比をストイキオ
メトリー値近傍の0.9〜1.1の範囲に制御することにより
耐久劣化の小さいＥＬ素子を得ることができる。尚、
ＺnＳ発光層のストイキオメトリー値は 1.0であり、上
記Ｓ/Ｚn比はＥＰＭＡ（Electron Probe Micro Analysi
s:電子線微量分析）による元素分析により知ることがで
きる。
rrとなるように、その硫化性ガスを含む非酸化性ガスの
雰囲気ガス圧の範囲を 0.1Torr〜３Torrに制御する必要
がある。図５に熱処理温度 550℃で雰囲気ガス圧として
20％希釈 Ｈ2Ｓガス圧力を変えたときの初期特性である
初期輝度(cd/m2）又は耐圧余裕度（Ｖ）との関係を示し
た。又、図６に熱処理温度 550℃で雰囲気ガス圧として
20％希釈 Ｈ2Ｓガス圧力を変えたときの耐久特性である
輝度劣化（％）又は発光開始電圧（Ｖ）の関係を示し
た。ここで、硫化性ガスの分圧が0.02Torr未満、即ち、
雰囲気ガス圧が 0.1Torr未満ではＳ元素の供給が十分で
なく初期輝度の向上はあまり見られない。一方、硫化性
ガスの分圧が 0.6Torrを越えると、即ち、雰囲気ガス圧
が３Torrを越えるとＳ元素の供給が過剰となり輝度劣化
が大きくなってしまっている。この温度範囲及びガス圧
範囲内で処理し、 ＺnＳ発光層のＳ/Ｚn比をストイキオ
メトリー値近傍の0.9〜1.1の範囲に制御することにより
耐久劣化の小さいＥＬ素子を得ることができる。尚、
ＺnＳ発光層のストイキオメトリー値は 1.0であり、上
記Ｓ/Ｚn比はＥＰＭＡ（Electron Probe Micro Analysi
s:電子線微量分析）による元素分析により知ることがで
きる。
【００１５】上記実施例のＥＬ素子１０において、 Ｈ2
Ｓ中熱処理時の温度が 550℃を越えると、電極取り出し
のため露出されているＩＴＯから成る第１電極２が硫化
されるため抵抗が上昇する。発明者らの実験によると、
膜厚 200nmで最初10Ω／□程度のシート抵抗が 100ｋΩ
／□まで上昇した。Ｘ線回折によるとＩn2Ｏ3 が硫化さ
れＩn2Ｓ3 が生成していることが確認できた。この硫化
反応はＩＴＯから成る第１電極２表面に止まらずその露
出部２ａの内部深くまで進む。従って、このような硫化
層をエッチングして導通を図ることはできないこととな
る。
Ｓ中熱処理時の温度が 550℃を越えると、電極取り出し
のため露出されているＩＴＯから成る第１電極２が硫化
されるため抵抗が上昇する。発明者らの実験によると、
膜厚 200nmで最初10Ω／□程度のシート抵抗が 100ｋΩ
／□まで上昇した。Ｘ線回折によるとＩn2Ｏ3 が硫化さ
れＩn2Ｓ3 が生成していることが確認できた。この硫化
反応はＩＴＯから成る第１電極２表面に止まらずその露
出部２ａの内部深くまで進む。従って、このような硫化
層をエッチングして導通を図ることはできないこととな
る。
【００１６】このようなＩＴＯなどの酸化膜透明導電膜
の場合、高温硫化水素中での硫化は避けられない。そこ
で、第１電極２の高抵抗化を防止する方法について以下
に述べる。第１の方法は、図７に示したように、ＩＴＯ
から成る第１電極２の露出部２ａ上に対して Ｈ2Ｓ中熱
処理前に予め犠牲層７として ＺnＯ膜を成膜しておくこ
とである。この方法では、 Ｈ2Ｓ中熱処理によりＺnＯ
は硫化されＺnＳが生成するが、ＩＴＯから成る第１電
極２の硫化は防止される。 Ｈ2Ｓ中熱処理及び第２絶縁
層５成膜後、この犠牲層７を希酸でエッチングすること
により、第１電極２の露出部２ａにＩＴＯが現出され抵
抗上昇が避けられる。又、第２の方法は、図８に示した
ように、ＩＴＯから成る第１電極２の露出部２ａ上に対
して Ｈ2Ｓ中熱処理前に予め耐硫化性の金属膜として、
例えば、Ａu/Ｎi にてランド電極８を形成しておくこと
である。即ち、第１電極２の露出部２ａ上には最終的
に、はんだ付けのためのランド電極８を形成する必要が
あるが、Ｈ2Ｓ中熱処理の前に、Ａu/Ｎi ランド電極８
を形成しておくことで硫化防止とする方法である。又、
第３の方法は、第１電極２自体を元々硫化され難い金属
電極（例えば、Ｃr,Ｍo,Ｔa,Ａu 等）にて形成すること
である。この方法では、ＩＴＯから成る第１電極２を使
用した場合のような、発光層４からその電極側への発光
取り出しはできないが、第２電極６を透明導電膜で形成
することにより片側発光取り出しのＥＬ素子が形成可能
となりパネル発光輝度の向上が可能である。
の場合、高温硫化水素中での硫化は避けられない。そこ
で、第１電極２の高抵抗化を防止する方法について以下
に述べる。第１の方法は、図７に示したように、ＩＴＯ
から成る第１電極２の露出部２ａ上に対して Ｈ2Ｓ中熱
処理前に予め犠牲層７として ＺnＯ膜を成膜しておくこ
とである。この方法では、 Ｈ2Ｓ中熱処理によりＺnＯ
は硫化されＺnＳが生成するが、ＩＴＯから成る第１電
極２の硫化は防止される。 Ｈ2Ｓ中熱処理及び第２絶縁
層５成膜後、この犠牲層７を希酸でエッチングすること
により、第１電極２の露出部２ａにＩＴＯが現出され抵
抗上昇が避けられる。又、第２の方法は、図８に示した
ように、ＩＴＯから成る第１電極２の露出部２ａ上に対
して Ｈ2Ｓ中熱処理前に予め耐硫化性の金属膜として、
例えば、Ａu/Ｎi にてランド電極８を形成しておくこと
である。即ち、第１電極２の露出部２ａ上には最終的
に、はんだ付けのためのランド電極８を形成する必要が
あるが、Ｈ2Ｓ中熱処理の前に、Ａu/Ｎi ランド電極８
を形成しておくことで硫化防止とする方法である。又、
第３の方法は、第１電極２自体を元々硫化され難い金属
電極（例えば、Ｃr,Ｍo,Ｔa,Ａu 等）にて形成すること
である。この方法では、ＩＴＯから成る第１電極２を使
用した場合のような、発光層４からその電極側への発光
取り出しはできないが、第２電極６を透明導電膜で形成
することにより片側発光取り出しのＥＬ素子が形成可能
となりパネル発光輝度の向上が可能である。
【００１７】尚、上述の実施例では20％希釈 Ｈ2Ｓガス
を用いたが、熱処理時の硫化性ガスの分圧を 0.02Torr
〜0.6Torrに制御できれば良く、20％希釈 Ｈ2Ｓガスに
限定されることはない。つまり、任意に希釈濃度を選択
し、硫化性ガスの分圧が所望範囲となるように雰囲気ガ
ス圧を制御すれば良い。又、希釈用非酸化性ガスはＡr
に限定されることなく、他の不活性ガス（Ｈe,Ｎe,Ｘe,
Ｎ2)を使用しても同様の効果を得ることができる。
を用いたが、熱処理時の硫化性ガスの分圧を 0.02Torr
〜0.6Torrに制御できれば良く、20％希釈 Ｈ2Ｓガスに
限定されることはない。つまり、任意に希釈濃度を選択
し、硫化性ガスの分圧が所望範囲となるように雰囲気ガ
ス圧を制御すれば良い。又、希釈用非酸化性ガスはＡr
に限定されることなく、他の不活性ガス（Ｈe,Ｎe,Ｘe,
Ｎ2)を使用しても同様の効果を得ることができる。
【図１】本発明の具体的な一実施例に係るＥＬ素子の基
本的構造を示した模式図である。
本的構造を示した模式図である。
【図２】本発明に係るＥＬ素子と従来のＥＬ素子とにお
ける耐久時間に対する発光輝度と発光開始電圧との関係
を示した特性図である。
ける耐久時間に対する発光輝度と発光開始電圧との関係
を示した特性図である。
【図３】同実施例に係るＥＬ素子の製造において、雰囲
気ガス圧が一定で熱処理温度を変えたときの初期特性
（初期輝度及び耐圧余裕度）を示した特性図である。
気ガス圧が一定で熱処理温度を変えたときの初期特性
（初期輝度及び耐圧余裕度）を示した特性図である。
【図４】同実施例に係るＥＬ素子の製造において、雰囲
気ガス圧が一定で熱処理温度を変えたときの耐久特性
（輝度劣化及び発光開始電圧）を示した特性図である。
気ガス圧が一定で熱処理温度を変えたときの耐久特性
（輝度劣化及び発光開始電圧）を示した特性図である。
【図５】同実施例に係るＥＬ素子の製造において、熱処
理温度が一定で雰囲気ガス圧をを変えたときの初期特性
（初期輝度及び耐圧余裕度）を示した特性図である。
理温度が一定で雰囲気ガス圧をを変えたときの初期特性
（初期輝度及び耐圧余裕度）を示した特性図である。
【図６】同実施例に係るＥＬ素子の製造において、熱処
理温度が一定で雰囲気ガス圧を変えたときの耐久特性
（輝度劣化及び発光開始電圧）を示した特性図である。
理温度が一定で雰囲気ガス圧を変えたときの耐久特性
（輝度劣化及び発光開始電圧）を示した特性図である。
【図７】本発明に係るＥＬ素子の製造方法における工程
途中で、第１電極上に犠牲層を形成した状態を示した平
面図である。
途中で、第１電極上に犠牲層を形成した状態を示した平
面図である。
【図８】本発明に係るＥＬ素子の製造方法における工程
途中で、第１電極上にランド電極を形成した状態を示し
た平面図である。
途中で、第１電極上にランド電極を形成した状態を示し
た平面図である。
１…ガラス基板（絶縁性基板） ２…第１電極 ３…第１絶縁層 ４…発光層 ５…第２絶縁層 ６…第２電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 芳康 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 伊藤 信衛 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−306585（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−124883（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−332494（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−121992（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05B 33/10
Claims (1)
- 【請求項１】 絶縁性基板上に硫化物を母体材料とし発
光中心元素又は化合物を添加した発光層を形成したエレ
クトロルミネッセンス素子の製造方法であって、前記発
光層成膜後に硫化性ガスを含む非酸化性ガス雰囲気中
で、その硫化性ガスの分圧を 0.02Torr〜0.6Torrとし、
温度範囲が500℃〜650℃で熱処理することを特徴とする
エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4359406A JP2905657B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4359406A JP2905657B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9354973A Division JP2831635B2 (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06203955A JPH06203955A (ja) | 1994-07-22 |
| JP2905657B2 true JP2905657B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=18464350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4359406A Expired - Lifetime JP2905657B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2905657B2 (ja) |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP4359406A patent/JP2905657B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06203955A (ja) | 1994-07-22 |
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