JPS6298595A - 薄膜ｅｌ素子の製造方法 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子の製造方法Info
- Publication number
- JPS6298595A JPS6298595A JP60240163A JP24016385A JPS6298595A JP S6298595 A JPS6298595 A JP S6298595A JP 60240163 A JP60240163 A JP 60240163A JP 24016385 A JP24016385 A JP 24016385A JP S6298595 A JPS6298595 A JP S6298595A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- thin film
- heat treatment
- emitting layer
- light emitting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- 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】
く技術分野〉
本発明は電界の印加に応答して（Ｅｌｅｃｔｒ。
Ｌｕｍ１ｎｅｓｃｅｎｃｅ） 発光を呈する薄膜ＥＬ
素子の製造方法に関し、特に発光層形成後の安定化熱処
理に関するものである。
素子の製造方法に関し、特に発光層形成後の安定化熱処
理に関するものである。
〈従来技術とその問題点〉
発光中心をドープしたＺｎＳに９：流電界を印加するこ
とにより高輝度のＥＬ全発光呈する薄膜発光素子が開発
されて以来、数多くの研究が行なわれ、特に、発光中心
としてＭｎをドープしたＺｎＳ発光層を絶縁層で両面か
ら挾持し、さらにその両側を少なくとも一方が透明な電
極でサンドインチしγこ二重絶縁構造の薄膜発光素子は
高輝度でかつ長寿命であるなどの特性を生かして、軽量
・薄型のＥＬパネルとして商品化されるに至っている。
とにより高輝度のＥＬ全発光呈する薄膜発光素子が開発
されて以来、数多くの研究が行なわれ、特に、発光中心
としてＭｎをドープしたＺｎＳ発光層を絶縁層で両面か
ら挾持し、さらにその両側を少なくとも一方が透明な電
極でサンドインチしγこ二重絶縁構造の薄膜発光素子は
高輝度でかつ長寿命であるなどの特性を生かして、軽量
・薄型のＥＬパネルとして商品化されるに至っている。
しかしながら、上述の薄膜発光素子は、Ｍｎ固有の黄橙
色の発光しか得られないため、発光色の異なる薄膜発光
素子の出現が望まれている。
色の発光しか得られないため、発光色の異なる薄膜発光
素子の出現が望まれている。
発光中心として、希土類元素あるいはそれらの化合物を
用いると希土類元素の種類により、種々の発光色が得ら
れることが知られている。例えば、Ｔ ｂ Ｆ Ｓｍ
Ｆ ３ ｌＴｍＦ ａ 、Ｐ ｒ Ｆ ａ等の希土類
７ツ化物を用いると、それぞれ緑色、赤色、青色、白色
に発光する素子が得られる。しかしながらこれらは輝度
の点で問題があり、充分な実用輝度を有する素子は得ら
れていない。
用いると希土類元素の種類により、種々の発光色が得ら
れることが知られている。例えば、Ｔ ｂ Ｆ Ｓｍ
Ｆ ３ ｌＴｍＦ ａ 、Ｐ ｒ Ｆ ａ等の希土類
７ツ化物を用いると、それぞれ緑色、赤色、青色、白色
に発光する素子が得られる。しかしながらこれらは輝度
の点で問題があり、充分な実用輝度を有する素子は得ら
れていない。
通常、薄膜ＥＬ累子では、発光層形成後発光中心を均一
に拡散させること及び発光層母材の結晶性を改善するこ
とを企図して熱処理が行なわれている０この場合の熱処
理温度は元素の拡散移動を促進し結晶欠陥を消滅させる
意味′でできるだけ高温で行なう方が望ましい。しかし
ながら希土類フッ化物を発光中心とし１こ薄膜ＥＬ素子
では実際には高温で熱処理を行なうと発光層の発光輝度
が低下するという現象が生じ、このｆこめ最大輝度を得
る１こめの最適熱処理温度は通常４００℃〜５００℃の
範囲に存在することとなる。従って、比較的低温度での
熱処理しかできず、発光層母材の結晶性の改善などが不
十分であり発光特性の良い薄膜ＥＬ素子を得ることは困
難であった。
に拡散させること及び発光層母材の結晶性を改善するこ
とを企図して熱処理が行なわれている０この場合の熱処
理温度は元素の拡散移動を促進し結晶欠陥を消滅させる
意味′でできるだけ高温で行なう方が望ましい。しかし
ながら希土類フッ化物を発光中心とし１こ薄膜ＥＬ素子
では実際には高温で熱処理を行なうと発光層の発光輝度
が低下するという現象が生じ、このｆこめ最大輝度を得
る１こめの最適熱処理温度は通常４００℃〜５００℃の
範囲に存在することとなる。従って、比較的低温度での
熱処理しかできず、発光層母材の結晶性の改善などが不
十分であり発光特性の良い薄膜ＥＬ素子を得ることは困
難であった。
高温熱処理による希土類フッ化物を発光中心とした薄膜
ＥＬ素子の輝度低下の原因としては、発光層のスパッタ
時あるいは蒸着時にペルジャー内に存在する残留ガスや
ターゲットあるいは蒸着ベレットの吸着ガス等が不純物
として発光層中に取り込まれ、これらの不純物が熱処理
時にＺｎＳや希土類元素と反応して発光層の膜質を劣化
させていることが主要因であると考えられる。
ＥＬ素子の輝度低下の原因としては、発光層のスパッタ
時あるいは蒸着時にペルジャー内に存在する残留ガスや
ターゲットあるいは蒸着ベレットの吸着ガス等が不純物
として発光層中に取り込まれ、これらの不純物が熱処理
時にＺｎＳや希土類元素と反応して発光層の膜質を劣化
させていることが主要因であると考えられる。
〈発明の目的〉
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、希土
類元素または希土類化合物を発光中心とした発光層のス
パッタ時もしくは蒸着時の真空管理や材料管理を詳細に
検討し、発光層中の不純物を低減させた結果５００℃よ
り高い高温の熱処理を行なっても輝度が低下せず、従来
より高輝度で発光する薄膜ＥＬ素子を作製することがで
きることが確かめられたことより、発光層成膜後の熱処
理温度を５００℃以上に設定して発光層母材の結晶性を
改善するとともに発光中心を均一に分散せしめ、発光特
性を改善した薄膜ＥＬ素子を作製する製造技術を提供す
ることを目的とする。
類元素または希土類化合物を発光中心とした発光層のス
パッタ時もしくは蒸着時の真空管理や材料管理を詳細に
検討し、発光層中の不純物を低減させた結果５００℃よ
り高い高温の熱処理を行なっても輝度が低下せず、従来
より高輝度で発光する薄膜ＥＬ素子を作製することがで
きることが確かめられたことより、発光層成膜後の熱処
理温度を５００℃以上に設定して発光層母材の結晶性を
改善するとともに発光中心を均一に分散せしめ、発光特
性を改善した薄膜ＥＬ素子を作製する製造技術を提供す
ることを目的とする。
〈実施例〉
第１図は本発明の１実施例の説明に供する薄膜ＥＬ素子
の基本構成図である。ガラス基板１上にＳ ｎｏ ２
、Ｉ Ｔｏ （酸化インジウム）等の透明電極２、さら
にその上に積層してＳｉ Ｎ ＳｉＯ２，Ｙ２Ｏ３゜８
４’ Ａｔ２０３等の下部絶縁層３がスパッタ法、電子ビーム
蒸着法等の薄膜生成技術により厚さ＋ ０００Ａ〜３０
００Ａ程度形成される。次に適量のＴｂＦ３を発光中心
としてドープしたＺｎＳ材をスパッタ用ターゲットに用
いたＲＦスパッタ法により、発光層４を下部絶縁層３上
に約７０００Ａ程度の厚さで形成する。
の基本構成図である。ガラス基板１上にＳ ｎｏ ２
、Ｉ Ｔｏ （酸化インジウム）等の透明電極２、さら
にその上に積層してＳｉ Ｎ ＳｉＯ２，Ｙ２Ｏ３゜８
４’ Ａｔ２０３等の下部絶縁層３がスパッタ法、電子ビーム
蒸着法等の薄膜生成技術により厚さ＋ ０００Ａ〜３０
００Ａ程度形成される。次に適量のＴｂＦ３を発光中心
としてドープしたＺｎＳ材をスパッタ用ターゲットに用
いたＲＦスパッタ法により、発光層４を下部絶縁層３上
に約７０００Ａ程度の厚さで形成する。
通常、スパッタ法により薄膜を形成する場合には、材料
源となるスパッタ用ターゲット表面の汚れや吸着ガスな
どを取り除く目的でグリスバッタを適当な時間桁ない、
ターゲット表面を清浄にした後に本スパッタを行なって
膜の形成を行なう０しかしながらこのブリスパッタ時に
はメインバルブはほとんど閉成され１こ状態であるため
、ターゲットから出てくるガスなどはベルジャ内に留ま
ることが多く、このガスなどが本スパッタ時に成膜中に
不純物として取り込まれ、発光特性に悪影響を与えると
考えられる０このため、発光層４をＲＦスパッタ法によ
り形成する際に、膜中に取り込まれる不純物を低減する
手段として、例えばブリスパッタを途中で止めベルジャ
内を高真空に排気しターゲットから抜は出たガスなどを
ベルジャ内から取り除くという操作を少なくとも１回行
なう０これによって得られる発光層４は不純物の抑制さ
れた純度の高いＺ ｎ Ｓ ： Ｔ ｂ Ｆ ａ層とな
る。
源となるスパッタ用ターゲット表面の汚れや吸着ガスな
どを取り除く目的でグリスバッタを適当な時間桁ない、
ターゲット表面を清浄にした後に本スパッタを行なって
膜の形成を行なう０しかしながらこのブリスパッタ時に
はメインバルブはほとんど閉成され１こ状態であるため
、ターゲットから出てくるガスなどはベルジャ内に留ま
ることが多く、このガスなどが本スパッタ時に成膜中に
不純物として取り込まれ、発光特性に悪影響を与えると
考えられる０このため、発光層４をＲＦスパッタ法によ
り形成する際に、膜中に取り込まれる不純物を低減する
手段として、例えばブリスパッタを途中で止めベルジャ
内を高真空に排気しターゲットから抜は出たガスなどを
ベルジャ内から取り除くという操作を少なくとも１回行
なう０これによって得られる発光層４は不純物の抑制さ
れた純度の高いＺ ｎ Ｓ ： Ｔ ｂ Ｆ ａ層とな
る。
発光層４を形成した後、５００℃より高い適当な温度で
熱処理を行なう。本実施例ではこの温度を６００℃ に
設定し１こ。熱処理は真空中または不活性ガス、硫化性
ガス等のガス雰囲気で行なう。熱処理の完了した発光層
４の上には、下部絶縁層と同様の材料からなる上部絶縁
層５が積層され二重絶縁構造が形成される。更に上部絶
縁層５上にＡ７等からなる背面電極６が蒸着形成される
。透明電極２と背面電極６を交流電源に接続して交流電
圧を印加することにより発光層４より緑色のＥＬ発光が
得られる。
熱処理を行なう。本実施例ではこの温度を６００℃ に
設定し１こ。熱処理は真空中または不活性ガス、硫化性
ガス等のガス雰囲気で行なう。熱処理の完了した発光層
４の上には、下部絶縁層と同様の材料からなる上部絶縁
層５が積層され二重絶縁構造が形成される。更に上部絶
縁層５上にＡ７等からなる背面電極６が蒸着形成される
。透明電極２と背面電極６を交流電源に接続して交流電
圧を印加することにより発光層４より緑色のＥＬ発光が
得られる。
第２図は上述の薄膜ＥＬ素子の発光層４を形成した後の
熱処理条件を、熱処理なし、４００℃で熱処理、６００
℃で熱処理、の３種類とした場合の発光輝度−印加電圧
特性を示す説明図である。図中の曲線ｔ は熱処理なし
、ｔ２ は４００℃で熱処理、ｔ３は６００℃で熱処理
した場合の特性曲線である。印加電圧に対して最も発光
輝度効率が高い曲線はｔ３であり、発光層４に６００℃
の熱処理を行なった薄膜ＥＬ素子が他の条件のものに比
べて高輝度のＥＬ光発光呈することとなる０これは発光
層４中にＴｂやＦと反応する不純物が少なく高温熱処理
によっても反応生成物が形成されないためである。
熱処理条件を、熱処理なし、４００℃で熱処理、６００
℃で熱処理、の３種類とした場合の発光輝度−印加電圧
特性を示す説明図である。図中の曲線ｔ は熱処理なし
、ｔ２ は４００℃で熱処理、ｔ３は６００℃で熱処理
した場合の特性曲線である。印加電圧に対して最も発光
輝度効率が高い曲線はｔ３であり、発光層４に６００℃
の熱処理を行なった薄膜ＥＬ素子が他の条件のものに比
べて高輝度のＥＬ光発光呈することとなる０これは発光
層４中にＴｂやＦと反応する不純物が少なく高温熱処理
によっても反応生成物が形成されないためである。
尚、上記実施例は発光中心としてＴｂＦ３を用いた場合
について、説明し１こが、本発明はこれに限定されるも
のではなく他の希土類フッ化物を用い１こ場合にも適用
可能である。また発光層母材はＺｎＳ以外にＺ ｎ Ｓ
ｅ ＋ Ｃａ Ｓ＋ Ｃｄ Ｓ等の硫化物やセレン化
物が用いられる。
について、説明し１こが、本発明はこれに限定されるも
のではなく他の希土類フッ化物を用い１こ場合にも適用
可能である。また発光層母材はＺｎＳ以外にＺ ｎ Ｓ
ｅ ＋ Ｃａ Ｓ＋ Ｃｄ Ｓ等の硫化物やセレン化
物が用いられる。
第１図は本発明の１実施例の説明に供する薄膜発光素子
の構成図である。第２図は発光層形成後の熱処理条件を
変化させた場合の発光輝度−印加電圧特性を示す特性図
である。 】・・・ガラス基板、２・・・透明電極、３・・・下部
絶縁層、４・・・発光層、５・・・上部絶縁層、６・・
・背面電極代理人 弁理士 福 士 愛 彦 （他２名
）第１ｒ２Ｊ 卸 電５
の構成図である。第２図は発光層形成後の熱処理条件を
変化させた場合の発光輝度−印加電圧特性を示す特性図
である。 】・・・ガラス基板、２・・・透明電極、３・・・下部
絶縁層、４・・・発光層、５・・・上部絶縁層、６・・
・背面電極代理人 弁理士 福 士 愛 彦 （他２名
）第１ｒ２Ｊ 卸 電５
Claims (1)
- １．希土類元素又は希土類元素の化合物をドープする
ことにより発光中心を形成した発光層を有する薄膜ＥＬ
素子の製造方法において、前記発光層を成膜した後、５
００℃より高い温度で熱処理することを特徴とする薄膜
ＥＬ素子の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60240163A JPS6298595A (ja) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
| FI862108A FI83015C (fi) | 1985-05-28 | 1986-05-20 | Tunnfilmelektroluminiscensanordning och process foer dess produktion. |
| DE8686106936T DE3672916D1 (de) | 1985-05-28 | 1986-05-22 | Duennschicht-elektrolumineszenz-vorrichtungen und verfahren zu deren herstellung. |
| EP86106936A EP0209668B1 (en) | 1985-05-28 | 1986-05-22 | Thin film electroluminescence devices and process for producing the same |
| US06/867,814 US4707419A (en) | 1985-05-28 | 1986-05-27 | Thin film EL devices and process for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60240163A JPS6298595A (ja) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6298595A true JPS6298595A (ja) | 1987-05-08 |
| JPH0532877B2 JPH0532877B2 (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=17055430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60240163A Granted JPS6298595A (ja) | 1985-05-28 | 1985-10-24 | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6298595A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5186088A (en) * | 1975-01-27 | 1976-07-28 | Sharp Kk | Sekishokuhatsukoerekutorominesensuhakumakunoseiseiho |
-
1985
- 1985-10-24 JP JP60240163A patent/JPS6298595A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5186088A (en) * | 1975-01-27 | 1976-07-28 | Sharp Kk | Sekishokuhatsukoerekutorominesensuhakumakunoseiseiho |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0532877B2 (ja) | 1993-05-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |