JPH02306582A - 薄膜ｅｌ素子の製造法 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子の製造法Info
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- JPH02306582A JPH02306582A JP1128407A JP12840789A JPH02306582A JP H02306582 A JPH02306582 A JP H02306582A JP 1128407 A JP1128407 A JP 1128407A JP 12840789 A JP12840789 A JP 12840789A JP H02306582 A JPH02306582 A JP H02306582A
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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、発光輝度を向上させ、発光特性を安定化させ
た薄膜ＥＬ素子の製造法に関する。
た薄膜ＥＬ素子の製造法に関する。
従来、透明導電膜、必要に応じ第１の絶縁層。
発光層、第２の絶縁層及び導電膜を順欣積層してなる薄
膜ＥＬ素子において該薄膜ＥＬ素子の発光輝度を向上さ
せるために通常、その製造工程において、一般的には発
光層の形成後基板を真空下、５００〜６００℃で１〜２
時間程度加熱する熱処理が行われている（日経エレクト
ロニクス１９７９年４月号）。
膜ＥＬ素子において該薄膜ＥＬ素子の発光輝度を向上さ
せるために通常、その製造工程において、一般的には発
光層の形成後基板を真空下、５００〜６００℃で１〜２
時間程度加熱する熱処理が行われている（日経エレクト
ロニクス１９７９年４月号）。
前記従来の薄膜Ｅ Ｌ素子において発光層としてＭ ｎ
を少量添加したＺｒｔＳ発光層を用ｔ）だものであって
第１及び第２の゛絶縁層を有するものが、現在、最も高
い発光輝度を示すものとされている。
を少量添加したＺｒｔＳ発光層を用ｔ）だものであって
第１及び第２の゛絶縁層を有するものが、現在、最も高
い発光輝度を示すものとされている。
しかし、この薄膜ＥＬ素子においても、フレーム周波数
が数十Ｈｚである線順次走査による発光時の輝度は２０
〜３０フートランバートであり、ＣＲＴ（カソード・レ
イ・チューブ）などと比へると実用的なディスプレイパ
ネルとするには、未だ、発光輝度が不充分である。
が数十Ｈｚである線順次走査による発光時の輝度は２０
〜３０フートランバートであり、ＣＲＴ（カソード・レ
イ・チューブ）などと比へると実用的なディスプレイパ
ネルとするには、未だ、発光輝度が不充分である。
本発明は、透光性基月−］二に、透明心電ＩＩケ、必要
に応じて非酸化物絶縁体からなる第１の＃！林層、発光
層、第２の絶縁層及び導電ｊ模を順次積層する薄膜Ｅ
Ｌ素子の製造法において、」二記第２の絶縁層の少なく
とも一部として」−記発光層に接するように酸化物誘電
体層を３０ｎｍ以−にの厚さに形成した後３５０°Ｃ以
」二で熱処理することを特徴とする薄膜ＥＬ素子の製造
法に関する。
に応じて非酸化物絶縁体からなる第１の＃！林層、発光
層、第２の絶縁層及び導電ｊ模を順次積層する薄膜Ｅ
Ｌ素子の製造法において、」二記第２の絶縁層の少なく
とも一部として」−記発光層に接するように酸化物誘電
体層を３０ｎｍ以−にの厚さに形成した後３５０°Ｃ以
」二で熱処理することを特徴とする薄膜ＥＬ素子の製造
法に関する。
本発明における透光性暴利としてはガラス板等が使用さ
れる。
れる。
透明導電膜は、５１１０２．Ｔ ｎ７０．、インジウム
スズオキサイド（ＩＴＯ）等からなり、電子ヒーム蒸着
法、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶ Ｄ （Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｒｊｌ；ｊｏｎ）
法、プラズマＣＶＤ法等によって形成される。
スズオキサイド（ＩＴＯ）等からなり、電子ヒーム蒸着
法、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶ Ｄ （Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｒｊｌ；ｊｏｎ）
法、プラズマＣＶＤ法等によって形成される。
第１の絶縁層Ｓ〕、、Ｎ、等の非酸化物誘電体の層から
なる。その形成方法は、透明導電膜の形成方法と同様で
ある。
なる。その形成方法は、透明導電膜の形成方法と同様で
ある。
発光層は、Ｍｎ、Ｔｂ等の発光中心を含むＺｎＳ、Ｃａ
Ｓ、ＳｒＳ、Ｚｎ５ｅ等のＶＩＢ族元素を含む母体から
なる螢光体からなり、電子ビーム蒸着法、真空蒸着法、
スパッタリング法、ＭＯＣＶＤ （Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇ
ａｎｊｃ ＣＶＤ）法、 Ａ Ｌ Ｅ （Ａｔｏｍｉｃ
ｌａｙｅｒ Ｅｐｉｔａｘｙ）法等で形成される。
Ｓ、ＳｒＳ、Ｚｎ５ｅ等のＶＩＢ族元素を含む母体から
なる螢光体からなり、電子ビーム蒸着法、真空蒸着法、
スパッタリング法、ＭＯＣＶＤ （Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇ
ａｎｊｃ ＣＶＤ）法、 Ａ Ｌ Ｅ （Ａｔｏｍｉｃ
ｌａｙｅｒ Ｅｐｉｔａｘｙ）法等で形成される。
第２の絶縁層としては、Ｔａ、０５．Ｙ２Ｏ３＋ Ｓ〕
、ｏ２．Ａｎ２０３等の純酸化物ノホカ、Ｓ ｉ ＯＮ
。
、ｏ２．Ａｎ２０３等の純酸化物ノホカ、Ｓ ｉ ＯＮ
。
Ａ Ｑ ＯＮ、 Ｓ ｉ Ａ Ｑ ＯＮ等の酸素を含む
誘電体からなる酸化物誘電体の層が」二記発光層と接す
るように形成される。酸化物誘電体の層の上にＡｆｌＮ
。
誘電体からなる酸化物誘電体の層が」二記発光層と接す
るように形成される。酸化物誘電体の層の上にＡｆｌＮ
。
Ｓ］３Ｎ４等の非酸化物誘電体の層を形成してもよい。
これらの層の形成方法は、透明導電膜の形成方法と同様
である。
である。
もう一つの導電膜は、透明導電膜と同様のものでもよく
、アルミニウム、クロム、金等の金属からなるものであ
ってもよい。
、アルミニウム、クロム、金等の金属からなるものであ
ってもよい。
本発明において、透明導電膜、第１の絶縁層２発光層、
第２の絶縁層及び導電膜（背面電極）か、この順序で、
基月上に順次形成される。第１の絶縁層は必要に応じて
設けられるが、第１の絶縁層は設ける方が好ましい。ま
た、発光層を形成後前記した第１のＭ縁層又は第２の絶
縁層と同様の絶縁層を積層し、さらに発光層を形成して
もよい。
第２の絶縁層及び導電膜（背面電極）か、この順序で、
基月上に順次形成される。第１の絶縁層は必要に応じて
設けられるが、第１の絶縁層は設ける方が好ましい。ま
た、発光層を形成後前記した第１のＭ縁層又は第２の絶
縁層と同様の絶縁層を積層し、さらに発光層を形成して
もよい。
本発明においては、これらの工程中、第２の絶縁層の少
なくとも一部として上記発光層に接するように酸化物誘
電体層を３０ｎｍ以上の厚さに形成した後３５０℃以上
で少なくとも１回熱処理する。３０ｎｍ未満又は３５０
℃未満では、発光特性の安定化、輝度の向上が回前。に
なる。また、熱処理時の温度が高すぎると、ガラス基板
等の暴利が変形しやすくなるので６５０°Ｃ以下が好ま
しい。
なくとも一部として上記発光層に接するように酸化物誘
電体層を３０ｎｍ以上の厚さに形成した後３５０℃以上
で少なくとも１回熱処理する。３０ｎｍ未満又は３５０
℃未満では、発光特性の安定化、輝度の向上が回前。に
なる。また、熱処理時の温度が高すぎると、ガラス基板
等の暴利が変形しやすくなるので６５０°Ｃ以下が好ま
しい。
熱処理時の雰囲気は、真空、不活性ガス（Ｈｅ。
Ａｒ、Ｎｅ、Ｎ２等）等の雰囲気が採用される。
前記の酸化物絶縁体層を形成した後、」二記の熱処理を
することにより、発光層に酸素が導入され、発光層のＶ
ＩＢ族元素の欠陥を埋めるものと考えられ、結果として
発光輝度が向」−する。発光層への酸素の導入は、第１
の絶縁層として前記と同様の酸化物絶縁体を形成し、−
１−記と同様の熱処理を行うことによっても行うことが
できるが、本発明のように、第２の絶縁層の少なくとも
一部として酸化物絶縁体を形成し、熱処理する方が発光
輝度向上の効果が大きい。この原因は、発光層の結晶性
の違いに起因していると考えられる。すなわち、発光層
のうち第１の絶縁層又は透明導電膜のすぐ」二に形成さ
れた部分は結晶性が悪く、粒界の多い膜となっており、
結晶成長の進んだ緻密な第２の絶縁層側の部分と膜質が
異なっているため、酸素の導入に違いが現われるものと
考えられる。
することにより、発光層に酸素が導入され、発光層のＶ
ＩＢ族元素の欠陥を埋めるものと考えられ、結果として
発光輝度が向」−する。発光層への酸素の導入は、第１
の絶縁層として前記と同様の酸化物絶縁体を形成し、−
１−記と同様の熱処理を行うことによっても行うことが
できるが、本発明のように、第２の絶縁層の少なくとも
一部として酸化物絶縁体を形成し、熱処理する方が発光
輝度向上の効果が大きい。この原因は、発光層の結晶性
の違いに起因していると考えられる。すなわち、発光層
のうち第１の絶縁層又は透明導電膜のすぐ」二に形成さ
れた部分は結晶性が悪く、粒界の多い膜となっており、
結晶成長の進んだ緻密な第２の絶縁層側の部分と膜質が
異なっているため、酸素の導入に違いが現われるものと
考えられる。
前記と同様の熱処理を発光層の形成後行ってもよい。
本発明を図面を用いて説明する。第１図は本発明により
得られる簿膜Ｅ Ｌ素子の一例を示す断面図であり、基
板１の上に透明導電膜（透明電極）２、第１の絶縁層３
９発光層４．第２の絶縁層５及びもう一つの導電膜（背
面電極）６をこの順に積層して作製したものである。
得られる簿膜Ｅ Ｌ素子の一例を示す断面図であり、基
板１の上に透明導電膜（透明電極）２、第１の絶縁層３
９発光層４．第２の絶縁層５及びもう一つの導電膜（背
面電極）６をこの順に積層して作製したものである。
実施例１
第１図に示すような構造の薄膜Ｅ Ｌ素子を作成した。
基材１としてのホウケイ酸ガラス（３４ｍ ｍ角、厚さ
１ｎｎ）上にＩＴＯ膜をスパッタリング法で形成し、こ
れをエツチングして透明導電膜２としてのストライプ状
ＩＴ○透明電極（膜厚０．２μｍ 。
１ｎｎ）上にＩＴＯ膜をスパッタリング法で形成し、こ
れをエツチングして透明導電膜２としてのストライプ状
ＩＴ○透明電極（膜厚０．２μｍ 。
幅０．１５ｍｍ、電極間隔０．１ｍｍ）３２０本を形成
した。
した。
この上に、第１の絶縁層３としてＳｉ３Ｎ、、膜をスパ
ッタリング法により０．３μｍの厚さに形成した。さら
に、発光層４として電子ビーム蒸着法でＺ ｎ Ｓ ：
Ｍ ｎ層０．５μｒｎ の厚さに形成した。この後、
ｌＸｌ０−３Ｐａの真空中５００℃で１時間加熱処理を
行った。ついで、第２の絶１ＷＪ５としてＴａ２Ｏ，、
膜及びＳｉ３Ｎ、膜を順次スパッタリング法でそれぞれ
０．３μｍ及び０．１μｍの厚さに形成した。この後、
Ｉ Ｘ Ｉ ０−３Ｐ ａの真空中５００℃で１時間加
熱処理を行った。なお、Ｔ ａ ２０５膜の形成は、酸
素量が化学量論的に当量又はわずかにそれ以下になるこ
とを予め、ＸＰＳ法（Ｘ線光電子分光法、 Ｘ−ｒａｙ
Ｐｈｏｔｏｅ］、ｅｃｔｒｏｎ ５ｐｅｃｔｒｏｓｃ
ｏｐｙ）によって確認した条件下に形成した。
ッタリング法により０．３μｍの厚さに形成した。さら
に、発光層４として電子ビーム蒸着法でＺ ｎ Ｓ ：
Ｍ ｎ層０．５μｒｎ の厚さに形成した。この後、
ｌＸｌ０−３Ｐａの真空中５００℃で１時間加熱処理を
行った。ついで、第２の絶１ＷＪ５としてＴａ２Ｏ，、
膜及びＳｉ３Ｎ、膜を順次スパッタリング法でそれぞれ
０．３μｍ及び０．１μｍの厚さに形成した。この後、
Ｉ Ｘ Ｉ ０−３Ｐ ａの真空中５００℃で１時間加
熱処理を行った。なお、Ｔ ａ ２０５膜の形成は、酸
素量が化学量論的に当量又はわずかにそれ以下になるこ
とを予め、ＸＰＳ法（Ｘ線光電子分光法、 Ｘ−ｒａｙ
Ｐｈｏｔｏｅ］、ｅｃｔｒｏｎ ５ｐｅｃｔｒｏｓｃ
ｏｐｙ）によって確認した条件下に形成した。
最後に、電子ビーム蒸着法でＡＱ層を形成し、エツチン
グして導電膜６としてのストライブ状Ａρの背面′電極
（ＩＩＡＪ’Ａ０ 、２ μｍ 、幅０．１５ａｍ、電
極間隔０．１ｍｍ）を２００本、ＩＴＯ透明電極と直交
するように形成した。得られた薄膜ＥＬ素子を試料Ａと
した。
グして導電膜６としてのストライブ状Ａρの背面′電極
（ＩＩＡＪ’Ａ０ 、２ μｍ 、幅０．１５ａｍ、電
極間隔０．１ｍｍ）を２００本、ＩＴＯ透明電極と直交
するように形成した。得られた薄膜ＥＬ素子を試料Ａと
した。
比較例１
実施例１において、第２の絶縁層形成後の加熱処理を行
わないこと以外は、実施例１に準じて、薄膜Ｅ Ｌ素子
を得た。得られた薄膜ＥＬ素子を試料Ｂとした。
わないこと以外は、実施例１に準じて、薄膜Ｅ Ｌ素子
を得た。得られた薄膜ＥＬ素子を試料Ｂとした。
前記で得られた直後の試料Ａ及び試料Ｂ並びに周波数１
ｋＨ７の正弦波電圧で１００時間通電処理（エージング
処理）した試料Ａ及び試料Ｂを周波数１ ｋ Ｈｚの正
弦波電圧を用いて即動し、透明電極と背面電極の間に印
加する即動電圧（ｖｏ−Ｐ）と発光輝度の関係（印加電
圧−発光輝度特性）を求めた。第２図は、試料Ａについ
ての結果を示す、２第２図中、グラフ７は前記で得られ
た直後の試料Ａについての及びグラフ８はエージング処
理した試料Ａについての結果である。第３図は、試料Ｂ
についての結果を示す。第３図中、グラフ９は前記で得
られた直後の試料Ｂについての及びグラフ１０はエージ
ング処理した試料Ｂについての結果である。これらの結
果から明らかであるように、試料Ａではエージング処理
の前後で特性の変化はわずかであるが、試料Ｂではエー
ジング処理の後でしきい値電圧が約３０Ｖ増加した。従
って、試料Ａはエージング処理しなくても発光特性が安
定であることがわかる。
ｋＨ７の正弦波電圧で１００時間通電処理（エージング
処理）した試料Ａ及び試料Ｂを周波数１ ｋ Ｈｚの正
弦波電圧を用いて即動し、透明電極と背面電極の間に印
加する即動電圧（ｖｏ−Ｐ）と発光輝度の関係（印加電
圧−発光輝度特性）を求めた。第２図は、試料Ａについ
ての結果を示す、２第２図中、グラフ７は前記で得られ
た直後の試料Ａについての及びグラフ８はエージング処
理した試料Ａについての結果である。第３図は、試料Ｂ
についての結果を示す。第３図中、グラフ９は前記で得
られた直後の試料Ｂについての及びグラフ１０はエージ
ング処理した試料Ｂについての結果である。これらの結
果から明らかであるように、試料Ａではエージング処理
の前後で特性の変化はわずかであるが、試料Ｂではエー
ジング処理の後でしきい値電圧が約３０Ｖ増加した。従
って、試料Ａはエージング処理しなくても発光特性が安
定であることがわかる。
比較例２
実施例１において、第２の絶縁層としてＳ ｉ、Ｎ４膜
を０．３μｍの厚さに１層形成したこと以外は、実施例
１に準じて、薄膜ＥＬ素子を得た。得られた薄膜ＥＬ素
子を試料Ｃとした。
を０．３μｍの厚さに１層形成したこと以外は、実施例
１に準じて、薄膜ＥＬ素子を得た。得られた薄膜ＥＬ素
子を試料Ｃとした。
得られた直後の試料Ｃの印加電圧−発光輝度特性を前記
と同様にして求めた。第４図は、試料Ｃについての結果
を示す。第２図及び第４図から明らかなように、しきい
値電圧より３０Ｖ高い印加電圧において、発光輝度は試
料Ａでは２３００ｃｄ／ｒｒＦ（２１５Ｖにおいて）で
あったのに対し、試料Ｃでは１３００ ｃ ｄ ／ ｒ
ｒｆ （１９５Ｖにおいて）あった。
と同様にして求めた。第４図は、試料Ｃについての結果
を示す。第２図及び第４図から明らかなように、しきい
値電圧より３０Ｖ高い印加電圧において、発光輝度は試
料Ａでは２３００ｃｄ／ｒｒＦ（２１５Ｖにおいて）で
あったのに対し、試料Ｃでは１３００ ｃ ｄ ／ ｒ
ｒｆ （１９５Ｖにおいて）あった。
実施例２
実施例１において第１の絶縁層３を設けないこと以外は
実施例１に準じて、薄膜ＥＬ素子を作製した。得られた
薄膜ＥＬ素子を試料りとした比較例３ 実施例２において、第２の絶縁層形成後の加熱処理を行
わなかったこと以外は、実施例２に準じて、薄膜ＥＬ、
素子を得た。得られた薄膜ＥＬ素子を試料Ｅとした。
実施例１に準じて、薄膜ＥＬ素子を作製した。得られた
薄膜ＥＬ素子を試料りとした比較例３ 実施例２において、第２の絶縁層形成後の加熱処理を行
わなかったこと以外は、実施例２に準じて、薄膜ＥＬ、
素子を得た。得られた薄膜ＥＬ素子を試料Ｅとした。
得られた直後及び前記と同様のエージング処理後の試料
り及び試料Ｅの印加電圧−発光輝度特性を前記と同様に
して求めた。その結果、試料りについてはエージング処
理の前後で特性の変化は小さかったが、試料Ｅではエー
ジング処理の後でしきい値電圧が約２０Ｖ増加した。
り及び試料Ｅの印加電圧−発光輝度特性を前記と同様に
して求めた。その結果、試料りについてはエージング処
理の前後で特性の変化は小さかったが、試料Ｅではエー
ジング処理の後でしきい値電圧が約２０Ｖ増加した。
本発明によれば発光特性が安定化され、発光輝度の大き
な薄膜ＥＬ素子を容易に得ることができる。
な薄膜ＥＬ素子を容易に得ることができる。
第１図は本発明に係る薄膜ＥＬ素子の一例を示す断面図
、第２図は実施例１て得られた薄膜ＥＬ素子の印加電圧
−発光輝度特性を示すグラフ、第３図は比較例１で得ら
れた薄膜ＥＬ素子の印加電圧−発光輝度特性を示すグラ
フ及び第４図は比較例２で得られた薄膜Ｅ Ｌ素子の印
加電圧−発光輝度特性を示すグラフである。 １・・基材、２・・透明導電１１’ｉ、、３・・第１の
絶縁層、４・・発光層、５・・・第２の絶縁膜、６ も
う一つの導電膜。
、第２図は実施例１て得られた薄膜ＥＬ素子の印加電圧
−発光輝度特性を示すグラフ、第３図は比較例１で得ら
れた薄膜ＥＬ素子の印加電圧−発光輝度特性を示すグラ
フ及び第４図は比較例２で得られた薄膜Ｅ Ｌ素子の印
加電圧−発光輝度特性を示すグラフである。 １・・基材、２・・透明導電１１’ｉ、、３・・第１の
絶縁層、４・・発光層、５・・・第２の絶縁膜、６ も
う一つの導電膜。
Claims (2)
- １．透光性基材上に、透明導電膜、非酸化物絶縁体か
らなる第１の絶縁層、発光層、第２の絶縁層及び導電膜
を順次積層する薄膜ＥＬ素子の製造法において、上記第
２の絶縁層の少なくとも一部として上記発光層に接する
ように酸化物誘電体層を３０ｎｍ以上の厚さに形成した
後３５０℃以上で熱処理することを特徴とする薄膜ＥＬ
素子の製造法。 - ２．透光性基材上に、透明導電膜、発光層、絶縁層及
び導電膜を順次積層する薄膜ＥＬ素子の製造法において
、上記絶縁層の少なくとも一部として上記発光層に接す
るように酸化物誘電体層を３０ｎｍ以上の厚さに形成し
た後３５０℃以上で熱処理することを特徴とする薄膜Ｅ
Ｌ素子の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1128407A JPH02306582A (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 薄膜ｅｌ素子の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1128407A JPH02306582A (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 薄膜ｅｌ素子の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02306582A true JPH02306582A (ja) | 1990-12-19 |
Family
ID=14984021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1128407A Pending JPH02306582A (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 薄膜ｅｌ素子の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02306582A (ja) |
-
1989
- 1989-05-22 JP JP1128407A patent/JPH02306582A/ja active Pending
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