JPH04169094A

JPH04169094A - 薄膜エレクトロルミネッセンス素子の製造法

Info

Publication number: JPH04169094A
Application number: JP2294846A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Tsuruoka; 恭生鶴岡; Takeshi Yoshida; 健吉田; Yasuo Kouda; 古宇田　康雄
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1990-10-31
Filing date: 1990-10-31
Publication date: 1992-06-17

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、薄膜エレクトロルミネッセンス（以下ＥＬと
いう）素子の製造法に関する。

〔従来の技術〕

従来、透明基板上に透明電極、第１の絶縁層。

発光層、第２の絶縁層及び背面電極を順次積層してなる
薄膜ＥＬ素子において薄膜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、−船釣には発
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）。

この従来の薄膜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。

〔発明が解決しようとする課題〕

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）などと比べると実用的なデイスプレィ
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、優れた発光輝度を有する薄膜ＥＬ素子の製造
法を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、透明基板上に、透明電極、発光層、背面電極
、発光層の少なくとも片面の絶縁層を形成する薄膜エレ
クトロルミネッセンス素子の製造法において、発光層の
形成を■族の元素とＶＩＢ族の元素（ただし、酸素は除
く）とから構成される化合物を蒸発源としてイオウ酸化
物雰囲気下で真空成膜法により形成することを特徴とす
るものである。

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Ｚｎ
Ｓ、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等の真空成膜法
が用いられる。

これらの真空成膜法において、ターゲット等の蒸発源と
しては、発光中心を添加（ドープ）した母材物質が使用
される。発光中心を添加（ドープ）していない母材物質
をターゲット等の蒸発源として用いるときは、Ｍｎ５Ｏ
，、ＭｎＯ，ＭｎＳ。

Ｍ　ｎ　Ｃｌ□等の発光性付活元素の化合物を蒸発源と
して別に使用する。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０．００
１〜１０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、イオウ酸化物雰囲気下に行われる。イ
オウ酸化物雰囲気下とは、ＳＯｘ　（ｘ＞０）で表わさ
れる酸化イオウガスを含む雰囲気であって、他にＡ　ｒ
　、　Ｎ２等の不活性ガスを含んでいてもよい。イオウ
酸化物雰囲気は、イオウ酸化物ガスの分圧をｌＸｌ０”
’〜１ｘｌＯ−’ｈ−ル（Ｔｏｒｒ）とされるのが好ま
しい。

電子ビーム蒸着法又は抵抗加熱蒸着法により得られる発
光層は結晶性に優れ、また、蒸着時の真空度を１×１０
−８〜ｌＸｌ０−’と高（できるため、不純物の混入を
防ぐことができ、高輝度の薄膜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ＶＩＢ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。

透明基板としてはガラス板等が使用される。

透明電極は、Ｓｎｏｗ　、Ｉｎ、Ｏｌ、インジウムスズ
オキサイド（ＩＴｏ）等からなり、それらを電子ビーム
蒸着法、真空蒸着法、スパッタリング法、　ＣＶＤ　（
Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
）法、プラズマＣＶＤ法等によって成膜した後、エツチ
ングレジストの塗布中エツチングΦエツチングレジスト
除去によりパターンニングすることにより形成される。

背面電極は、透明電極と同様のものでもよ（、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
。これらを透明電極の場合と同様に成膜した後、パター
ンニングして背面電極とする。

絶縁Ｍは、Ｔａ２１ｓ、　Ｙ２Ｏ３，Ｓ　ｉｏ２．　Ａ
１２ｏ、、Ｓ　ｉ、Ｎ、、ＡＩＮ、ＳｒＴ　ｉｏ、等か
らなり、これらの層を２層以上積層して絶縁層としても
よい。これらの層の形成方法は、透明電極の形成方法と
同様である。

透明電極、第一の絶縁層１発光層、第二の絶縁層及び背
面電極が、この順序で、透明基板上に順次形成される。

ただし、第−及び第二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膜に、
真空下又はＡ　ｒ　、　Ｎ　２等の不活性ガス雰囲気下
に２００〜６５０℃で加熱処理をしてもよい。

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、透明基板１の上に透明電極２．第一の
絶縁層３９発光層４．第二の絶縁層５及び背面電極６を
この順に積層して作製したものである。

実施例第１図に示すような構造の薄膜ＥＬ素子を作成した。

透明基板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電
極２としてのストライプ状ＩＴＯ透明電極（膜厚０．２
μｍ、幅０．１５ｍｍ、電極間隔０．１ｍ＋＋）３２０
本を形成した。この上に、第一の絶縁層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Ｚｎ、Ｓペレットを使用し、電子ビ
ーム蒸着槽内は、−旦ｌＸｌ０−’ｈ−ルまで減圧にし
だ後Ｓ０２を導入し、ｌＸｌ０−’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、第二の絶縁層５としてＳｉ、Ｎａ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Ａｇ層を形成し、エツチン
グして背面電極６としてのストライプ状Ａ！の背面電極
（膜厚０．２μｍ、幅０．１５ｍｍ、電極間隔０．１ｍ
ｍ）を２００本、ＩＴＯ透明電極と直交するように形成
した。

比較例実施例において、発光層の形成を、電子ビーム蒸着槽内
を１×１０−７トールまで減圧にした後ＳＯ２を導入し
ないで行ったこと以外は、実施例（こ準じて、薄膜ＥＬ
素子を得た。

実施例、比較例により得られた薄膜ＥＬ素子の発光輝度
特性を周波数１５０　Ｈｚの余弦波電圧を用いて駆動し
、透明電極と背面電極の間【こ印加する駆動電圧（Ｖｒ
ｍｓ）と発光輝度の関係（印加電圧−発光輝度特性）を
第２図に示す。第２図中、グラフ７は実施例についての
、グラフ８は比較側番こ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（Ａて、発光輝度は実施例の
場合では３８０ｃｄ／ゴ（１７６Ｖにおいて）及び比較
例の場合では２３０ｃｄ／ｍ’（１７４Ｖにおいて）で
あった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、発光輝度の優れた薄膜ＥＬ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図は本発明の薄膜ＥＬ素子の断面図、第２図は実施
例及び比較例で得られた薄膜ＥＬ素子の印加電圧−発光
輝度特性を示すグラフである。ｌ・・・透明基板、２・・・透明電極、３・・・第一の
絶縁層、４・・・発光層、５・・・第二の絶縁膜、６・
・・背面電極、７・・・実施例の結果を示すグラフ、８
・・・比較例の結果を示すグラフ。

Claims

【特許請求の範囲】

１．透明基板上に、透明電極、発光層、背面電極、発光
層の少なくとも片面の絶縁層を形成する薄膜エレクトロ
ルミネッセンス素子の製造法において、発光層の形成を
II族の元素とVIＢ族の元素（ただし、酸素は除く）とか
ら構成される化合物を蒸発源としイオウ酸化物雰囲気下
で真空成膜法により形成することを特徴とする薄膜エレ
クトロルミネッセンス素子の製造法。