JPH04341796A - 薄膜エレクトロルミネセンス素子の製造方法 - Google Patents
薄膜エレクトロルミネセンス素子の製造方法Info
- Publication number
- JPH04341796A JPH04341796A JP3113602A JP11360291A JPH04341796A JP H04341796 A JPH04341796 A JP H04341796A JP 3113602 A JP3113602 A JP 3113602A JP 11360291 A JP11360291 A JP 11360291A JP H04341796 A JPH04341796 A JP H04341796A
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- JP
- Japan
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- zns
- thin film
- film
- substrate
- layer
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、交流電界の印加により
エレクトロルミネセンス （Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉ
ｎｅｓｃｅｎｃｅ， 以下ＥＬと略す） 発光を呈する
薄膜ＥＬ素子の製造方法に関する。
エレクトロルミネセンス （Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉ
ｎｅｓｃｅｎｃｅ， 以下ＥＬと略す） 発光を呈する
薄膜ＥＬ素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、高解像度および大容量表示が可能
な平面型表示素子として全固体素子である薄膜ＥＬ素子
が注目されている。ＥＬは、発光の励起過程の相違によ
って真性ＥＬと注入型ＥＬに分けられる。このうち真性
ＥＬは、螢光体結晶中のキャリアが高電界によって加速
され、これが発光中心を衝突励起し、励起準位に上げら
れた電子が基底状態に戻るときに発光する現象を利用し
たものである。
な平面型表示素子として全固体素子である薄膜ＥＬ素子
が注目されている。ＥＬは、発光の励起過程の相違によ
って真性ＥＬと注入型ＥＬに分けられる。このうち真性
ＥＬは、螢光体結晶中のキャリアが高電界によって加速
され、これが発光中心を衝突励起し、励起準位に上げら
れた電子が基底状態に戻るときに発光する現象を利用し
たものである。
【０００３】図１は真性ＥＬ素子を示し、この薄膜ＥＬ
素子は、ガラス基板１上に透明電極２、絶縁層３， ５
、発光層４、裏面電極６を積層した２重絶縁構造を持っ
ている。この中で、発光層４は硫化亜鉛 （ＺｎＳ），
硫化ストロンチウム （ＳｒＳ），硫化カルシウム （
ＣａＳ） 等のＩＩ−ＶＩ族化合物を母体とし、その中
に少量の発光中心を添加したもので構成されている。発
光層４は、発光中心となるＭｎ， Ｔｂ， Ｓｍ等の元
素を０．１ 〜４原子％という濃度範囲で含有し、しか
も高い結晶性を有する必要がある。従来より、このよう
な薄膜ＥＬ素子の発光層を成膜する方法として、蒸着法
，スパッタ法， ＣＶＤ法が検討されている。この素子
は、駆動電源７により、透明電極２と裏面電極６の間に
交流電界を印加することにより、発光中心に応じた色を
発する。
素子は、ガラス基板１上に透明電極２、絶縁層３， ５
、発光層４、裏面電極６を積層した２重絶縁構造を持っ
ている。この中で、発光層４は硫化亜鉛 （ＺｎＳ），
硫化ストロンチウム （ＳｒＳ），硫化カルシウム （
ＣａＳ） 等のＩＩ−ＶＩ族化合物を母体とし、その中
に少量の発光中心を添加したもので構成されている。発
光層４は、発光中心となるＭｎ， Ｔｂ， Ｓｍ等の元
素を０．１ 〜４原子％という濃度範囲で含有し、しか
も高い結晶性を有する必要がある。従来より、このよう
な薄膜ＥＬ素子の発光層を成膜する方法として、蒸着法
，スパッタ法， ＣＶＤ法が検討されている。この素子
は、駆動電源７により、透明電極２と裏面電極６の間に
交流電界を印加することにより、発光中心に応じた色を
発する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の発光層成
膜法を用いて多色発光薄膜ＥＬ素子を製造するには、母
体となるＩＩ−ＶＩ族化合物と発光中心材料とを同時に
成膜し、発光層を作製する方法である。そのためにカラ
ー表示素子を作製する際には、発光色に対応して異なる
領域に発光中心を有する膜を形成する必要があるため、
それぞれ異なる発光中心を添加した化合物による複数個
の成膜およびホトプロセスが必要であった。
膜法を用いて多色発光薄膜ＥＬ素子を製造するには、母
体となるＩＩ−ＶＩ族化合物と発光中心材料とを同時に
成膜し、発光層を作製する方法である。そのためにカラ
ー表示素子を作製する際には、発光色に対応して異なる
領域に発光中心を有する膜を形成する必要があるため、
それぞれ異なる発光中心を添加した化合物による複数個
の成膜およびホトプロセスが必要であった。
【０００５】本発明の目的は、１回の成膜で多色発光可
能の薄膜ＥＬ素子を製造する方法を提供することにある
。
能の薄膜ＥＬ素子を製造する方法を提供することにある
。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は螢光体母体材料に発光中心となる元素を
添加してなる発光層の両面に絶縁層を介して電極を備え
た薄膜ＥＬ素子の製造方法において、螢光体母体材料を
成膜後、複数種類の発光中心となる元素をそれぞれその
膜の所定の領域にイオン注入により混入するものとする
。そして、螢光体母体材料がＩＩ−ＶＩ族化合物であり
、またそのＩＩ−ＶＩ族化合物がＺｎＳであって、発光
中心となる元素がマンガン （Ｍｎ），トリビウム （
Ｔｂ），あるいはサマリウム （Ｓｍ） であることが
有効である。
めに、本発明は螢光体母体材料に発光中心となる元素を
添加してなる発光層の両面に絶縁層を介して電極を備え
た薄膜ＥＬ素子の製造方法において、螢光体母体材料を
成膜後、複数種類の発光中心となる元素をそれぞれその
膜の所定の領域にイオン注入により混入するものとする
。そして、螢光体母体材料がＩＩ−ＶＩ族化合物であり
、またそのＩＩ−ＶＩ族化合物がＺｎＳであって、発光
中心となる元素がマンガン （Ｍｎ），トリビウム （
Ｔｂ），あるいはサマリウム （Ｓｍ） であることが
有効である。
【０００７】
【作用】螢光体母体材料を成膜後、発光中心となる元素
をイオン注入で混入するため、異なる種類の発光中心を
所定の領域に導入することが容易であり、成膜作業は一
回だけの簡単なプロセスで各領域が注入された元素によ
って決まる色に発光する多色発光表示用の薄膜ＥＬ素子
を製造することができる。
をイオン注入で混入するため、異なる種類の発光中心を
所定の領域に導入することが容易であり、成膜作業は一
回だけの簡単なプロセスで各領域が注入された元素によ
って決まる色に発光する多色発光表示用の薄膜ＥＬ素子
を製造することができる。
【０００８】
【実施例】図１の構造を有する３色表示用薄膜ＥＬ素子
に対する本発明の一実施例について述べる。まず、ガラ
ス基板１に透明電極２として膜厚２０００ÅのＩＴＯか
らなる透明導電膜を成膜した後に、その両端の端子部分
をマスクで覆ってスパッタリング法にて膜厚３０００Å
のＳｉ３ Ｎ４からなる第一絶縁膜３を形成し、次に同
じマスクを取付けて透明電極２および第一絶縁膜３を有
する基板１を図２に示す蒸着室８のヒータ１１の上に設
置する。蒸着室８の中にはヒータ１１に対向してＺｎＳ
ペレット１２を配置し、電子線源１３からの電子ビーム
１４を照射することにより蒸発させる。シャッタ１５を
操作することにより、加熱された基板１に膜厚５０００
ÅのＺｎＳ膜が成膜される。次にこの基板１を図３に示
すＭｎイオン注入室９に移す。イオン注入室９には基板
支持台２１とＭｎイオン源２２が対向配置されている。 上面に所定の位置に穴２４の明いたマスク２３を取付け
て基板１を支持台２１の上に置き、イオン加速電源２５
によりイオン源２２に直流電圧を印加すると、イオン源
２２でＭｎイオンがイオン化され、マスク２３の約０．
３ｍｍ 径の穴２４を通してＭｎイオンが基板１上のＺ
ｎＳ層に注入され、注入された領域に黄橙色に発光する
ＺｎＳ：Ｍｎが生成される。次いで基板１を図４に示す
Ｔｂイオン注入室１０に移す。この室にはＴｂイオン源
２６が収容されており、イオン注入室９におけると同様
にマスク２３の穴２４を通してＴｂイオンがＺｎＳ層中
に注入され、緑色に発光するＺｎＳ：Ｔｂが生成される
。マスク２３の穴２４が同じ位置にある所ではＭｎ，
Ｔｂが同じ領域に注入されるので、黄色に発光するＺｎ
Ｓ：Ｍｎ，Ｔｂが生成される。このようにして透明電極
２， 第一絶縁膜３の上に発光層４を形成した基板１の
上に第一絶縁膜３およびＺｎＳ膜成膜の際に用いたマス
クを取付け、膜厚３０００ÅのＳｉ３ Ｎ４ からなる
第二絶縁膜５を形成する。そしてその上に膜厚５０００
ÅのＡｌ膜を成膜して裏面電極６を形成する。
に対する本発明の一実施例について述べる。まず、ガラ
ス基板１に透明電極２として膜厚２０００ÅのＩＴＯか
らなる透明導電膜を成膜した後に、その両端の端子部分
をマスクで覆ってスパッタリング法にて膜厚３０００Å
のＳｉ３ Ｎ４からなる第一絶縁膜３を形成し、次に同
じマスクを取付けて透明電極２および第一絶縁膜３を有
する基板１を図２に示す蒸着室８のヒータ１１の上に設
置する。蒸着室８の中にはヒータ１１に対向してＺｎＳ
ペレット１２を配置し、電子線源１３からの電子ビーム
１４を照射することにより蒸発させる。シャッタ１５を
操作することにより、加熱された基板１に膜厚５０００
ÅのＺｎＳ膜が成膜される。次にこの基板１を図３に示
すＭｎイオン注入室９に移す。イオン注入室９には基板
支持台２１とＭｎイオン源２２が対向配置されている。 上面に所定の位置に穴２４の明いたマスク２３を取付け
て基板１を支持台２１の上に置き、イオン加速電源２５
によりイオン源２２に直流電圧を印加すると、イオン源
２２でＭｎイオンがイオン化され、マスク２３の約０．
３ｍｍ 径の穴２４を通してＭｎイオンが基板１上のＺ
ｎＳ層に注入され、注入された領域に黄橙色に発光する
ＺｎＳ：Ｍｎが生成される。次いで基板１を図４に示す
Ｔｂイオン注入室１０に移す。この室にはＴｂイオン源
２６が収容されており、イオン注入室９におけると同様
にマスク２３の穴２４を通してＴｂイオンがＺｎＳ層中
に注入され、緑色に発光するＺｎＳ：Ｔｂが生成される
。マスク２３の穴２４が同じ位置にある所ではＭｎ，
Ｔｂが同じ領域に注入されるので、黄色に発光するＺｎ
Ｓ：Ｍｎ，Ｔｂが生成される。このようにして透明電極
２， 第一絶縁膜３の上に発光層４を形成した基板１の
上に第一絶縁膜３およびＺｎＳ膜成膜の際に用いたマス
クを取付け、膜厚３０００ÅのＳｉ３ Ｎ４ からなる
第二絶縁膜５を形成する。そしてその上に膜厚５０００
ÅのＡｌ膜を成膜して裏面電極６を形成する。
【０００９】このようにして製造された薄膜ＥＬ素子の
透明電極２と裏面電極６の間に駆動電源７により交流電
界を印加すると、発光層４のＭｎが注入された領域は黄
橙色に、Ｔｂが注入された領域は緑色にＭｎおよびＴｂ
が注入された領域は黄色に発光する３色表示素子となる
。
透明電極２と裏面電極６の間に駆動電源７により交流電
界を印加すると、発光層４のＭｎが注入された領域は黄
橙色に、Ｔｂが注入された領域は緑色にＭｎおよびＴｂ
が注入された領域は黄色に発光する３色表示素子となる
。
【００１０】上の実施例のほかに、ＺｎＳ膜にＳｍイオ
ンを注入すれば、赤色に発光する領域が得られる。また
、ＺｎＳのほかのＩＩ−ＶＩ族化合物としてＣａＳを用
いてユーロピウム（Ｅｕ） イオンを注入して赤色発光
領域を、ＳｒＳを用いてセリウム （Ｃｅ） イオンを
注入して緑色発光領域を生成することもできる。また発
光層母体材料としてＩＩ−ＶＩ族化合物以外の化合物、
例えば弗化カルシウムなどを用いることもできる。
ンを注入すれば、赤色に発光する領域が得られる。また
、ＺｎＳのほかのＩＩ−ＶＩ族化合物としてＣａＳを用
いてユーロピウム（Ｅｕ） イオンを注入して赤色発光
領域を、ＳｒＳを用いてセリウム （Ｃｅ） イオンを
注入して緑色発光領域を生成することもできる。また発
光層母体材料としてＩＩ−ＶＩ族化合物以外の化合物、
例えば弗化カルシウムなどを用いることもできる。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、螢光体母体材料を成膜
後、発光中心となる元素をイオン注入で導入して、導入
領域が所期の色で発光する発光層を作製するため、１回
のみで成膜で注入領域を制御することにより多色表示可
能の薄膜ＥＬ素子を簡単な工程で製造することが可能に
なった。
後、発光中心となる元素をイオン注入で導入して、導入
領域が所期の色で発光する発光層を作製するため、１回
のみで成膜で注入領域を制御することにより多色表示可
能の薄膜ＥＬ素子を簡単な工程で製造することが可能に
なった。
【図１】本発明の一実施例により製造される薄膜ＥＬ素
子の断面図
子の断面図
【図２】本発明の一実施例に用いられたＺｎＳ成膜装置
の断面図
の断面図
【図３】本発明の一実施例に用いられたＭｎイオン注入
装置の断面図
装置の断面図
【図４】本発明の一実施例に用いられたＴｂイオン注入
装置の断面図
装置の断面図
【符号の説明】
１ ガラス基板
２ 透明電極
３ 第一絶縁膜
４ 発光層
５ 第二絶縁膜
６ 裏面電極
８ 蒸着室
９ Ｍｎイオン注入室
１０ Ｔｂイオン注入室
Claims (6)
- 【請求項１】螢光体母体材料に発光中心となる元素を添
加してなる発光層の両面に絶縁層を介して電極を備えた
薄膜エレクトロルミネセンス素子の製造方法において、
螢光体母体材料を成膜後、複数種類の発光中心となる元
素をそれぞれその膜の所定の領域にイオン注入により混
入することを特徴とする薄膜エレクトロルミネセンス素
子の製造方法。 - 【請求項２】螢光体母体材料がＩＩ−ＶＩ族化合物であ
る請求項１記載の薄膜エレクトロルミネセンス素子の製
造方法。 - 【請求項３】ＩＩ−ＶＩ族化合物が硫化亜鉛である請求
項２記載の薄膜エレクトロルミネセンス素子の製造方法
。 - 【請求項４】発光中心となる元素がマンガンである請求
項３記載の薄膜エレクトロルミネセンス素子の製造方法
。 - 【請求項５】発光中心となる元素がトリビウムである請
求項３記載の薄膜エレクトロルミネセンス素子の製造方
法。 - 【請求項６】発光中心となる元素がサマリウムである請
求項３記載の薄膜エレクトロルミネセンス素子の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3113602A JPH04341796A (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 薄膜エレクトロルミネセンス素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3113602A JPH04341796A (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 薄膜エレクトロルミネセンス素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04341796A true JPH04341796A (ja) | 1992-11-27 |
Family
ID=14616376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3113602A Pending JPH04341796A (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 薄膜エレクトロルミネセンス素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04341796A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2698878A1 (fr) * | 1992-12-03 | 1994-06-10 | Futaba Denshi Kogyo Kk | Substance fluorescente excitée par des électrons à faible vitesse et son procédé de fabrication. |
| JP2006164938A (ja) * | 2004-11-11 | 2006-06-22 | Sony Corp | 発光素子及びその製造方法、並びに、発光装置 |
-
1991
- 1991-05-20 JP JP3113602A patent/JPH04341796A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2698878A1 (fr) * | 1992-12-03 | 1994-06-10 | Futaba Denshi Kogyo Kk | Substance fluorescente excitée par des électrons à faible vitesse et son procédé de fabrication. |
| JP2006164938A (ja) * | 2004-11-11 | 2006-06-22 | Sony Corp | 発光素子及びその製造方法、並びに、発光装置 |
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