JPH0354439B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、希土類または希土類フツ化物で活性
化された硫化亜鉛を発光体層に有する薄膜EL素
子に関するものである。

従来例の構成とその問題点 透明電極を有するガラス基板上に、絶縁体層、
希土類または稀土類フツ化物付活硫化亜鉛発光体
層、絶縁体層、および反応電極を順次積層した構
造の薄膜EL素子が形成され、付活剤の種類によ
り、種々の発光色のEL素子が得られている。た
とえば、付活剤にTbF₃、SmF₃、TmF₃、PrF₃を
用いることにより、それぞれ緑色、赤色、青色、
白色に発光する素子が得られている。付活剤に希
土類元素を用いた場合も同じ発光色のものが得ら
れるが、その発光輝度は希土類フツ化物を用いた
場合よりも幾分低い。しかしこの種のEL素子に
おいては、発光輝度が十分でなく、マトリツクス
駆動の表示パネルに応用することができない。

前述のようなEL素子を形成する際、基板上に
発光体層を形成した後、真空中において300〜600
℃の範囲内の温度で熱処理する。これは発光体層
の硫化亜鉛の結晶性を向上させ、発光輝度を増大
させるためである。

一般に硫化亜鉛の結晶性を向上させるために
は、より高温で熱処理するのが望ましい。Mn付
活硫化亜鉛を発光体層に用いた薄膜EL素子にお
いては、熱処理温度が高いほど、高輝度の素子が
得られている。実際には用いるガラス基板の耐熱
温度の制約があり、約600℃で熱処理が行なわれ
ている。しかし、希土類フツ化物付活硫化亜鉛を
発光体層に用いた薄膜EL素子においては、最大
の輝度が得られる熱処理温度が存在し、350〜400
℃であることが判明した。したがつて、この種の
希土類フツ化物付活硫化亜鉛を発光体層に用いる
薄膜EL素子の発光輝度が低い理由の一つは、最
適熱処理温度が低いがために硫化亜鉛の結晶性が
よくないということが考えられる。

発明の目的 本発明は、希土類付活硫化亜鉛または希土類フ
圧物付活硫化亜鉛を発光体層に用いた薄膜EL素
子の発光輝度を向上させることを目的とする。

発明の構成 この目的を達成するため、本発明では希土類付
活硫化亜鉛または希土類フツ化物付活硫化亜鉛層
の少なくとも一方の面に、フツ化物層を形成する
ことを特徴とする。このフツ化物層は、高温熱処
理時における硫化亜鉛層からのフツ素の離脱を防
ぐものであり。希土類フツ化物、フツ化マグネシ
ウム、フツ化カルシウム、フツ化ストロンチウ
ム、フツ化バリウム、フツ化リチウムおよびフツ
化亜鉛のうちの一つまたは二つ以上を主成分とす
ることにより効果があることが判明した。これら
の中においても、フツ化物層として発光層である
硫化亜鉛を付活した希土類のフツ化物を用いるこ
とにより、発光に無関係な元素による硫化亜鉛の
汚染を防ぐことができ、きわめて効果的であつ
た。またフツ化物層の厚さとしては100〜10000Å
が適当であつた。100Åより薄いフツ化物層を設
けた場合、輝度向上が少なく、再現性に乏しかつ
た。この原因はフツ化物層が島状構造になるため
と考えられる。10000Å以上の場合には、発光に
必要な電圧が増大し、実用的でない。

以上のように本発明によれば、熱処理中の発光
体層からのフツ素の離脱を防ぐことができ、発光
輝度の高い輝度EL素子が形成される。

実施例の説明 第１図は本発明による薄膜EL素子の断面構造
を示す。図において、１はガラス基板であり、そ
の上に厚さ2000Åの錫添加酸化インジウム透明電
極２がスパツタリング法により形成されている。
さらにその上に電子ビーム加熱真空蒸着法によ
り、100℃の基板温度で、500Åの厚さのY₂O₃絶
縁体層３が形成されている。さらにその上に、基
板温度250℃で、２モル％のTbF₃を含む硫化亜鉛
ターゲツトを用いて、Ar雰囲気中で高周波スパ
ツタリングすることにより、4000Åの厚さの
TbF₃付活硫化亜鉛発光体層４が形成されている。
その上に200℃の基板温度で、200Åの厚さの
TbF₃層５が抵抗加熱真空蒸着法により形成され
ている。このTbF₃層５には形成後Arガス中500
℃で１時間の熱処理が施されている。そして、
TbF₃層５の上に、基板温度100℃で、電子ビ―ム
加熱真空蒸着法により、3000ÅのY₂O₃絶縁体層
６が形成されている。この層６上に真空蒸着法に
より、圧さ1000ÅのAl電極７が形成され、これ
らによつて薄膜EL素子が構成されている。

第２図は、本実施例の素子と、TbF₃層５を形
成していない従来の構造の素子との電圧−輝度特
性の比較を示す。駆動は5KHzの正弦波電圧を印
加することによつて行なつた。図における実線Ａ
が本実施例の素子の特性であり、破線Ｂが従来の
構造の素子の特性である。この図からわかるよう
に、本実施例の素子は従来の素子に比べて、発光
輝度が高い。

この結果の原因を調べるため、従来構造の素子
の希土類フツ化物付活硫化亜鉛薄膜中のフツ素含
量の熱処理による変化を、オージエ電子分光法に
より解析したところ、500℃の熱処理により、フ
ツ素含量が熱処理前の約1/2に減少していること
が判明した。したがつて、本発明によれば、フツ
化物層を発光体層の一方の面に形成することによ
り、熱処理中の発光体層からのフツ素の離脱を防
ぐことができ、前記の結果が得られたものと考え
られる。

第３図は本発明による他の実施例の薄膜EL素
子の断面構造を示す。図において、１１はガラス
基板であり、その上に厚さ2000Åの錫添加酸化イ
ンジウム透明電極１２がスパツタリング法により
形成されている。その上に抵抗加熱真空蒸着法に
より、100℃の基板温度で、500Åの厚さのSmF₃
層１３が形成されている。さらにその上に、基板
温度200℃で２モル％のSmF₃を含む硫化亜鉛焼
結体ペレツトを用いて電子ビーム加熱真空蒸着法
により、3000Åの厚さのSmF₃付活硫化亜鉛発光
体層１４が形成されている。その上に200℃の基
板温度で、200Åの厚さのSmF₃層１５が抵抗加
熱真空蒸着法により形成されている。このSmF₃
層１５は、形成後、真空中400℃で１時間の熱処
理が施されているものである。さらにSmF₃層１
５上に、基板温度550℃で、高周波スパツタリン
グ法により、6000Åの厚さのPbTiO₃絶縁体層１
６が形成されている。そして、この層１６上に真
空蒸着法により厚さ1000ÅのAl電極１７が形成
され、本発明の薄膜EL素子が完成される。この
素子と、SmF₃層１３，１５のかわりに同じ厚さ
のY₂O₃層を用いた従来の構造の素子との発光特
性を比較したところ、本発明の素子の方が大きい
発光輝度が得られた。

発明の効果 以上のように、本発明の構成にすることによ
り、発光輝度の高い希土類フツ化物付活硫化亜鉛
を発光体層に用いた薄膜EL素子を再現性よく形
成することができる。これは発光体層をフツ化物
で被覆したため、たとえば熱処理中などにフツ素
元素が発光体層から離脱しなくなつたためと考え
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の薄膜EL素子の一実施例の断
面図、第２図はこの実施例の薄膜EL素子と従来
の構造の薄膜EL素子の発光特性を対比して示す
図、第３図は本発明の他の実施例の断面図であ
る。 １，１１……ガラス基板、２，１２……錫添加
酸化インジウム透明電極、３，６……Y₂O₃層、
４，１４……発光体層、５，１３，１５……フツ
化物層、１６……PbTiO₃層、７，１７……Al電
極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板上に少なくとも電極、発光体層、および
   絶縁体層が積層されており、前記発光体層は希土
   類付活硫化亜鉛または希土類フツ化物付活硫化亜
   鉛からなり、かつ前記発光体層の少なくとも一方
   の面にフツ化物層が形成されていることを特徴と
   する薄膜EL素子。 ２ フツ化物層が希土類フツ化物、フツ化マグネ
   シウム、フツ化カルシウム、フツ化ストロンチウ
   ム、フツ化バリウム、フツ化リチウム、およびフ
   ツ化亜鉛のうちの一つまたは二つ以上からなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜
   EL素子。 ３ フツ化物層が硫化亜鉛発光体層の付活剤とし
   て用いられた希土類のフツ化物と同一の希土類フ
   ツ化物を主成分とすることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の薄膜EL素子。 ４ フツ化物層の厚さが100〜10000Åであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜
   EL素子。