JPH02306586A

JPH02306586A - 薄膜ｅｌ素子の製造法

Info

Publication number: JPH02306586A
Application number: JP1128411A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Takemura; 賢三竹村; Takeshi Yoshida; 健吉田; Akio Yamazaki; 聡夫山崎
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1989-05-22
Filing date: 1989-05-22
Publication date: 1990-12-19

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、薄膜Ｅ　Ｌ素子の製造法に関する。

〔従来の技術〕

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次積層してなる薄
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時間時間別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）。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来の薄膜ＥＬ素子において発光層としてＭｎを少
量添加したＺｎＳ発光層を用いたものであって第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１１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２
０〜３０フートランバートであり、ＣＲＴ　（カソード
・レイ・チューブ）などと比べ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。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、透光性基材」―に、透明導電膜、発光層及び
導電膜を順次積層し、これらの層間のうち少なくとも一
つの層間に絶縁膜を形成する薄膜Ｅ丁、素子の製造法に
おいて、上記発光層を母材物質であるＵＡ族又はＩＩ　
Ｂ族の元素とＶＪＢ族元素（ただし、酸素は除く）とか
ら構成される化合物を含むターゲラ１−を用い、酸化性
雰囲気下に電子ビーム蒸着法又は抵抗加熱蒸着法により
形成することを特徴とする薄膜ＥＴ、素子の製造法に関
する。

上記発光層は、Ｍｎ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｃｅ等の遷移金属、
希土類などからなる発光性付活元素（発光中心）を含む
ＺｎＳ、ＣａＳ、ＳｒＳ、Ｚｎ５ｅ等の母材物質からな
る螢光体からなり酸素を含むものである。形成方法とし
ては、電子ビーム蒸着法又は抵抗加熱蒸着法が用いられ
る。これらの方法において、ターゲットとしては、上記
の母材物質又は上記の発光中心を添加（１＜−ブ）した
上記母材物質が使用される。発光中心を添加（ドープ）
していない母材物質をターゲラ１〜として用いるときは
、Ｍ　ｎ　Ｓ　Ｏ、、、Ｍ　ｎ　Ｏ、Ｍ　ｎ　Ｓ　、　
Ｍ　ｎ　Ｃｎ　２笠の発光性付活元素の化合物を上記タ
ーゲットとは別に使用する。発光中心を添加（ドープ）
した母材物質を用いるとき発光中心は母材物質に対して
０．００１〜１０重量％添加されているのが好ましい。

母材物質としては特に硫化物が好ましい。

発光層の形成は、酸化性雰囲気下に行われる。

酸化性雰囲気下とは、Ｃｅ２等の酸化炭素、８０２等の
酸化硫黄、Ｎ２０等の酸化窒素等の酸化性化合物のガス
、酸素、水蒸気などの酸化性ガスを含む雰囲気であって
、他にＡｒ、Ｎ、、等の不活性ガスを含んでいてもよい
。酸化性雰囲気は、酸化性ガスの分圧をｌＸｌ０−Ｒ〜
Ｉ　Ｘ　１０−”　Ｉ−−ル（Ｔｏｒｒ）とされるのが
好ましい１゜電子ビーム蒸着法又は抵抗加熱蒸着法により１ηられる
発光層は結晶性に優れ、また、蒸着時の真空度を１×１
０−３〜ｌＸｌ０−’と高くてきるため、不純物の混入
を防ぐことができ、高輝度の７１１１′膜ＥＬ素子が得
やすい。また、成膜速度を速くすることができるので短
時間で発光層を形成することができる。

このようにして作成される発光層には、酸素が導入され
ており、この酸素が発光層のＶＪＢ族元素の欠陥を埋め
る役目を果たすためと考えられるが、結果として発光輝
度が向上する。

本発明における透光性基材としてはガラス板等が使用さ
れる。

透明導電膜は、Ｓｎ○２　Ｔ　Ｔ　ｎ２０３、インジウ
ムスズオキサイド（ＴＴＯ）等からなり、電子ビーム蒸
着法、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶ　Ｄ　（Ｃ
ｈｅｍｊ、ｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
）法、プラズマＣＶＤ法等によって形成される。

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。

前記絶縁層は、Ｔａ２Ｏ，、Ｙ２Ｏ，，５ｊｎ２゜Ａｎ
２０．、Ｓ】３Ｎ、、ＡＲＮ、５ｒＴｊＯ３等からなり
、これらの層を２層以」二積層して絶縁層としてもよい
。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。

本発明において、絶縁層は、前記透明導電膜と前記発光
層の間に及び／又は前記発光層と前記導電膜の間に積層
される。以下、前記透明導電膜と前記発光層の間の絶縁
層を第１の絶縁層と及び前記発光層と前記導電膜の間を
第２の絶縁層と言う。

本発明において、透明導電膜、第１の絶縁層。

発光層、第２の絶縁層及び導電膜（背面電極）が、この
順序で、基材」二に順次形成される。ただし、第１及び
第２の絶縁層のうちどちらか一つはなくてもよい。また
、発光層を形成後前記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、これらの工程中発光層の形成後に、
真空下又はＡｒ、Ｎ７等の不活性ガス雰囲気下に２００
〜６５０’Ｃて加熱処理をしてもよい。

本発明を図面を用いて説明する。第１図は本発明により
得られる薄膜ＥＬ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３９
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ＩＴＯ透明電極（膜厚０．２μ
ｍ、幅０．１５ｎｗｎ、電極間隔０、］、ｍｍ）３２０
本を形成した。この旧に、第１の絶縁層３としてＳｉ３
Ｎ４膜プラズマＣＶＤ法で０．２２μｍの厚さに形成し
た。

次いで、発光層４として電子ビーム蒸着法によりマンガ
ン付活硫化亜鉛（ＺｎＳ：Ｍｎ）層０．６μｍ　の厚さ
に形成した。ターゲットとしてはＭｎをＺｎＳに対して
０．５重量％添加したＺｎＳペレットを使用し、電子ビ
ーム蒸着槽内は、一旦ｌＸｌ０−’トールまで減圧にし
た後酸素を導入し、１×１０−６トールとした。また、
基板温度は２００℃とし、成膜速度は、６０ｎｍ／分と
した。

次いで、第２の絶縁１’１ｉＪ５としてＳ　ｉ、Ｎ、膜
をスパッタリング法で０．２２μｍの厚さに形成した。

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としてのストライプ状Ａｆｌの背面電極
（膜厚０．２μｍ、幅０．１５＋ｎｍ、電極間隔０．１
ｍｍ）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、発光層の形成を、電子ビーム蒸着槽
内をｌＸｌ０−７トールまで減圧にした後酸素を導入し
ないで行ったこと以外は、実施例〕に準じて、薄膜ＥＬ
素子を得た。得られた薄膜ＥＬ素子を試料Ｂとした。

前記で得られた試料Ａ及び試料Ｂの発光輝度特性を周波
数１５０Ｈｚの余弦波電圧を用いて邸動し、透明電極と
背面電極の間に印加する開動電圧（Ｖｒｍｓ）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
はこの結果を示す。第２図中、グラフ７は試料Ａについ
ての及びグラフ８は試料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、発光開始電圧よ
り３０Ｖ高い印加電圧において１発光輝度は試料Ａでは
３８０　ｃ　ｄ　／　ｒｌ　（１７６Ｖにおいて）及び
試料Ｂでは２３０　ｃ　ｄ　／　ｒｒｒ　（１７４Ｖに
おいて）であった。

実施例２実施例１において発光層を、電子ビーム蒸着法の代わり
に抵抗加熱蒸着法によりマンガン付活硫化亜鉛（ＺｎＳ
：Ｍｈ）層をＱ、６　μｍ　の厚さに形成した〔ただし
、ターゲットとしては、ＺｎＳペレット及びＭｎＳを使
用し、これらを異なるタングステンるつぼヒーターから
同時に蒸発させた。

基板温度は２００℃とし、成膜速度は６０ｎｍ／分で、
ＭｎＳの蒸発速度は膜中のＭｎが０．５重量％となるよ
うに制御した。蒸着層内は一旦１×１０−７トールまで
減圧にした後酸素を導入し、１×１０−６トールとした
。〕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Ｅ　。

Ｌ素子を試料Ｃとした。

比較例２実施例２において、発光層の形成を、蒸着槽内をｌＸｌ
０−７）−−ルまで減圧にした後酸素を導入しないで行
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素子を試料りとした。

前記で得られた試料Ｃ及び試料りの印加電圧−発光輝度
特性を前記と同様にして求めた。この結果、発光開始電
圧より３０Ｖ高い印加電圧において、試料Ｃは試料りの
１．６倍の発光輝度を示した。

〔発明の効果〕

本発明によれば、発光輝度の優れた薄膜Ｅ　Ｉ、素子を
容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る薄膜Ｅ　Ｌ素子の断面図及び第２
図は実施例１及び比較例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である。１・・・基材、２・・・透明導電膜、３・・・第１の絶
縁層。４・・・発光層、５・・・第２の絶縁膜、６・・・導電
膜（背面電極）、７・・・実施例１の結果を示すグラフ
、８・・・比較例１の結果を示すグラフ。

Claims

【特許請求の範囲】

　１．透光性基材上に、透明導電膜、発光層及び導電膜
を順次積層し、これらの層間のうち少なくとも一つの層
間に絶縁膜を形成する薄膜ＥＬ素子の製造法において、
上記発光層を母材物質であるIIＡ族又はIIＢ族の元素と
VIＢ族元素（ただし、酸素は除く）とから構成される化
合物を含むターゲットを用い、酸化性雰囲気下に電子ビ
ーム蒸着法又は抵抗加熱蒸着法により形成することを特
徴とする薄膜ＥＬ素子の製造法。