JPH01298681A - 薄膜el素子 - Google Patents

薄膜el素子

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JPH01298681A
JPH01298681A JP63128291A JP12829188A JPH01298681A JP H01298681 A JPH01298681 A JP H01298681A JP 63128291 A JP63128291 A JP 63128291A JP 12829188 A JP12829188 A JP 12829188A JP H01298681 A JPH01298681 A JP H01298681A
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    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces
    • H05B33/22Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of auxiliary dielectric or reflective layers
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    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C23C16/305Sulfides, selenides, or tellurides
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電極間に電圧を印加することにより発光するn
膜エレクトロルミネッセンス素子(以下、薄膜EL素子
と略称する)に係わり、特に発光体層を硫化亜鉛にマン
ガンをドープした膜(以下ZnS:Mn膜と略称する)
とするEL素子に関する。
〔従来の技術〕
近年、分散型EL素子に代わり、高輝度の薄膜EL素子
が注目されてきている。
従来このようなEL素子の発光層は、EB蒸着法、スパ
ッタリング法などにより製膜されているが、EB蒸着法
においては(1)蒸発ルツボからクラスター状のものが
飛びだし、膜中に1〜10μmの欠陥が生じる。(2)
膜中にピンホールなどの欠陥が生じる。(3)蒸発源が
点なので、膜ムラができる等の欠点があり、スパッタリ
ング法においては、(1)ターゲット2次電子によりZ
nS :Mn膜(発光体層)が損傷を受ける。(2)ス
パッタガスが膜中に混入する。(3)ターゲット表面の
組成がスパッタリング中に変化するなどの欠点があった
また、有機亜鉛化合物と有機マンガン化合物と有機硫黄
化合物としてのジメチル硫黄、ジエチル硫黄、硫化水素
などの一種以上を含む原料ガスを気相成長させる、いわ
ゆるMOCVD法により製膜する方法が提案されている
(特開昭62−98596号)。しかしながら、ジメチ
ル硫黄やジエチル硫黄を用いると基板温度が500℃以
下では成膜できず、500℃以上とする必要があるが、
成膜速度が遅いという欠点があり、硫化水素を用いると
気相中で、ジエチルジンク((C2Hs) zZn)な
どの有機亜鉛化合物と反応し粉を生じ膜質に悪影響を与
えることは避けられないものであった。
〔発明の目的〕
本発明はこのような点に鑑みてなされたもので従来の薄
膜EL素子の欠点を解消し、製膜時の基板温度が低く、
しかも発光層の結晶配向が良好で、膜の均一性が良好な
EL素子を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、発光体層の両方の面に、少なくとも一方の面
には誘電体層を介して、一対の電極を設けた薄膜EL素
子において、発光体層は有機亜鉛化合物と、有機硫黄化
合物としてのメチルメルカプタンかエチルメルカプタン
の一種と、ジシクロペンタジェニルマンガンとを含む原
料ガスを化学的に気相成長させて形成したことを、さら
には、発光体層はこの方法で形成するとともに、誘電体
層はプラズマCVD法により形成したことを特徴とする
〔作用〕
本発明の薄膜EL素子において、発光体層は特定の原料
ガスを化学的に気相成長させて形成するので、後述する
ように結晶配向性が優れており、発光駆動電圧、すなわ
ちしきい値電圧を低減させ、発光効率を向上させる。ま
た、均一で緻密な膜を精度よく成膜できるということ以
外にも、透明電極をストライプ状に形成した場合の段差
部におけるステップカバレッジが良いので絶縁耐圧を高
め、その結果、膜厚を薄(でき、しきい値電圧を低減さ
せることができる。
さらに、誘電体層をプラズマCVD法により形成するこ
とにより、真空蒸着法、スパッタ法などのPVD法に比
較し、膜圧の均一性が良好であり、原料ガスをプラズマ
励起しない熱CVD法に比較し、基板温度を低くできる
ので、耐熱性基板を用いる必要がなく、耐熱温度の低い
透明電極に悪影響を与えることもない。また、透明電極
をストライプ状に形成した場合の段差部におけるステッ
プカバレッジが良いので、絶縁耐圧を高め特定原料をM
OCVD法で形成した発光体層との組み合わせにより、
−段と発光のしきい値電圧を低減させる作用をする。
実施例 以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の薄膜EL素子を示す断面図、第2図、
第3図は本発明のEL素子において、それぞれ誘電体層
、発光体層を形成するための装置の概略図、第4図、第
5図は、それぞれ本発明のEL素子の電圧−輝度特性お
よび発光体層のX線回折パターンである。
大豊■工 無アルカリガラスなどの透明基板1上に有機錫化合物と
フッ素化合物を含む加熱蒸気を原料としてCVD法によ
りSSn0z1を形成させて、その後HCI水溶液にコ
ーンスターチを懸濁させ、亜鉛粉末を添加したスラリー
によりエツチングしてストライプ状の透明電極2とする
次に、第2図にしめずプラズマCVD装置3を用いて、
まず、SiH,ガスとN20ガスを原料として、基板温
度375℃、ガス圧力0.3Torr、放電ハ’7−0
.44w/adなる条件テ50OA厚さ)SiO2膜4
を形成、さらに同装置によりSiH,ガスとN2ガスを
原料として、基板温度375℃、ガス圧力0.26〜0
.28Torr、放電パワー0.44w/a(なる条件
で、1500A厚さのSi3N4膜5を形成、2層から
なる第1誘電体層6とする。
そして、第3図に示すMOCVD装置7を用いて、有機
亜鉛化合物としてジエチル亜鉛((C2Is) zZn
)  (以下、DEZと略称する)と有機硫黄化合物と
してのメチルメルカプタン(C)1.SH)かエチルメ
ルカプタン(CzHsSH) (以下、EMCと略称す
る)の一種と有機マンガン化合物としてのジシクロペン
タジェニルマンガン((csns)zMn)を含む原料
ガスを基板温度450℃、反応圧力9 TorrSD 
E Z流量2.2X10−5mol/min、 EMC
流量4.5X10−’mol/min、 (CsHs)
zMnは昇華温度80℃、キャリアガス流量401R1
/minなる条件で500OA厚さのMnがドープされ
たZnS膜(ZnS:Mn)を′形成、発光体層8とす
る。
さらに、Si3N4膜9.5tot膜10の順に前述の
CVD法によりそれぞれ1500A厚さ、500A厚さ
に積層、第2誘電体層11とし、この上にAI等よりな
る背面電極12を透明電極2とクロスするようにストラ
イブ状に形成してtall!JEL素子とする。
このようにして得られたEL素子の透明電極2と背面電
極12の間にIKI(zの交流電圧を印加して発光させ
たところ第4図■に示すような電圧−輝度特性が得られ
、輝度1cd/ rdにおける駆動電圧(しきい値電圧
)が90Vとなり極めて低いことが、また傾き(輝度/
電圧)も急であり、1000cd/ rd程度までの電
圧−輝度特性が優れていることがわかる。
また、ガラス基板上に形成した発光体層として機能する
ZnS:Mn膜の結晶構造をX線回折法によって調べた
ところ、第5図に示すようなX線回折パターンが得られ
ピークが一個所だけにしかも鋭く現われており、膜面に
対して垂直方向に柱状に配向し、結晶配向性が優れてい
ることがわかる。
実施例2 第1誘電体6と第2誘電体層11における5iJn15
.9をそれぞれ反応時間を長(して250OAとした以
外は実施例1と同じ構成にしたもので、このようにして
得られたEL素子の電圧−輝度特性を測定したところ、
第4図■に示すようになり、良好な特性を奏することが
わかる。
以上、好適な実施例により説明したが、本発明はこれら
に限定されるものではなく、種々の応用が可能である。
発光体層のZnS : Mn膜について、有機亜鉛化合
物としてジエチル亜鉛以外にも、ジメチル亜鉛(CHs
)zZnを用いても同等の特性を有する薄膜EL素子を
得ることができる。
誘電体層について、第1、第2誘電体とも5i3NJI
とSiO□膜の2層構造にすると、互いにピンホール、
クラスターなどを埋め合うことにより  1絶縁耐圧が
向上するので好ましいが、どちらか−層としてもよく、
あるいはその他の誘電体層、例えばTi1tSAh03
などを用いてもよい。また、第1誘電体層と第2誘電体
層を設けて発光体層を挟持する構造にする方が絶縁上好
ましいが、第2誘電体層を省いて、第1誘電体層のみと
する構造とすることも可能である。
〔発明の効果〕
本発明に係るl!WMEL素子は発光体層(ZnS:M
n膜)を特定の原料ガスを化学的に気相成長させて形成
することによりZnS : MnWAの結晶配向性が優
れ、透明電極をストライプ状にしたときのカバレッジの
良さ、さらには、誘電体層をプラズマCVD法により形
成したときのカバレッジの良さとあいまってしきい値電
圧を低減させ、発光効率を向上させることができる。
また、発光体層、誘電体層とも膜の均一性、緻密性が良
好であり、絶縁耐圧が高いなどの効果を奏するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の薄膜EL素子を示す断面図、第2図、
第3図は本発明のEL素子において、それぞれ誘電体層
、発光体層を形成するための装置の概略図、第4図、第
5図は、それぞれ本発のEL素子の電圧−輝度特性およ
び発光体層のX線回折パターンである。 1−〜−−透明基板、   2−一一一透明電極、6−
−−−第1誘電体層、8−−−一発光体層、11〜−−
一第2誘電体層、12−−−一背面電極特許出願人 セ
ントラル硝子株式会社 第1図 第2図 第3図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 発光体層の両方の面に、少なくとも一方の面に
    は誘電体層を介して、一対の電極を設けた薄膜EL素子
    において、発光体層は有機亜鉛化合物と、有機硫黄化合
    物としてのメチルメルカプタンかエチルメルカプタンの
    一種と、ジシクロペンタジエニルマンガンとを含む原料
    ガスを化学的に気相成長させて形成したことを特徴とす
    る薄膜EL素子。
  2. (2) 発光体層の両方の面に、少なくとも一方の面に
    は誘電体層を介して、一対の電極を設けた薄膜EL素子
    において、発光体層は有機亜鉛化合物と、有機硫黄化合
    物としてのメチルメルカプタンかエチルメルカプタンの
    一種と、ジシクロペンタジエニルマンガンとを含む原料
    ガスを化学的に気相成長させて形成するとともに、誘電
    体層はプラズマCVD法により形成したことを特徴とす
    る薄膜EL素子。
JP63128291A 1988-05-27 1988-05-27 薄膜el素子 Expired - Lifetime JPH077713B2 (ja)

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JP63128291A JPH077713B2 (ja) 1988-05-27 1988-05-27 薄膜el素子
US07/357,218 US4981712A (en) 1988-05-27 1989-05-26 Method of producing thin-film electroluminescent device using CVD process to form phosphor layer

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JPH077713B2 JPH077713B2 (ja) 1995-01-30

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JP63128291A Expired - Lifetime JPH077713B2 (ja) 1988-05-27 1988-05-27 薄膜el素子

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