JP2572080B2 - 薄膜ｅｌ素子及びその製造方法 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子及びその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 緑色光を発する薄膜EL素子及びその製造方法に関し、 発光母材に発光中心が添加されたEL発光層を有する薄
膜EL素子の発光効率の向上と、高輝度化を図ることを目
的とし、 発光母材に発光中心が添加されたEL発光層を有する薄
膜EL素子において、前記EL発光層に発光中心として酸素
（Ｏ），セレン（Se），テルル（Te）の内の何れか一つ
の元素、またはそれらの組合わせた複数の元素が発光中
心と結合した形で添加されているように構成する。
膜EL素子の発光効率の向上と、高輝度化を図ることを目
的とし、 発光母材に発光中心が添加されたEL発光層を有する薄
膜EL素子において、前記EL発光層に発光中心として酸素
（Ｏ），セレン（Se），テルル（Te）の内の何れか一つ
の元素、またはそれらの組合わせた複数の元素が発光中
心と結合した形で添加されているように構成する。
発光母材に発光中心材が酸素と結合した形で添加され
ているEL発光層を有する薄膜EL素子の該EL発光層を、該
発光母材用のターゲットと極めて酸化され易い希土類元
素、または遷移金属を用いた発光中心材用のターゲット
を使用し、酸化性ガスを添加したスパッタガスによりス
パッタリングにより形成する。
ているEL発光層を有する薄膜EL素子の該EL発光層を、該
発光母材用のターゲットと極めて酸化され易い希土類元
素、または遷移金属を用いた発光中心材用のターゲット
を使用し、酸化性ガスを添加したスパッタガスによりス
パッタリングにより形成する。
発光母材に発光中心材が酸素と結合した形で添加され
ているEL発光層を有する薄膜EL素子の該EL発光層を、酸
素と結合した形の発光中心添加材と発光母材のターゲッ
トを用いたスパッタリングにより形成する。
ているEL発光層を有する薄膜EL素子の該EL発光層を、酸
素と結合した形の発光中心添加材と発光母材のターゲッ
トを用いたスパッタリングにより形成する。
本発明は薄膜EL素子及びその製造方法に係り、特に高
効率、高輝度な緑色光を発する薄膜EL素子及びその製造
方法に関するものである。
効率、高輝度な緑色光を発する薄膜EL素子及びその製造
方法に関するものである。
近来、エレクトロルミネッセンス（EL）薄膜を利用し
た薄膜EL素子ではカラー化が注目され、その実用化のた
めに鋭意研究開発が進められている。
た薄膜EL素子ではカラー化が注目され、その実用化のた
めに鋭意研究開発が進められている。
このような薄膜EL素子は他のEL素子等と同様にカラー
表示品質を向上させるために、高輝度なものが要求され
る。この高輝度化はEL発光層の特性に大きく影響される
ことから、高輝度なカラー発光が実現できるEL発光層を
有する薄膜EL素子及びその製造方法が必要とされてい
る。
表示品質を向上させるために、高輝度なものが要求され
る。この高輝度化はEL発光層の特性に大きく影響される
ことから、高輝度なカラー発光が実現できるEL発光層を
有する薄膜EL素子及びその製造方法が必要とされてい
る。
従来、カラー化薄膜EL素子、例えば希土類元素、特に
テルビウム（Tb）を発光中心として添加したZnSからな
るEL発光層を有する緑色を発光する薄膜EL素子は、その
EL発光層を、発光中心添加材と発光母材とからなる複数
のターゲットを用いたスパッタリング法、アルゴン（A
r）とヘリウム（He）の混合ガスをスパッタガスとして
用いたスパッタリング法、或いは弗硫化テリビウム（Tb
FS）からなるターゲットを用いたスパッタリング法等の
技術的に改良された成膜方法と熱処理によって発光効率
及び輝度の向上を図っている。
テルビウム（Tb）を発光中心として添加したZnSからな
るEL発光層を有する緑色を発光する薄膜EL素子は、その
EL発光層を、発光中心添加材と発光母材とからなる複数
のターゲットを用いたスパッタリング法、アルゴン（A
r）とヘリウム（He）の混合ガスをスパッタガスとして
用いたスパッタリング法、或いは弗硫化テリビウム（Tb
FS）からなるターゲットを用いたスパッタリング法等の
技術的に改良された成膜方法と熱処理によって発光効率
及び輝度の向上を図っている。
しかしながら、上記したような緑色発光の薄膜EL素子
の輝度は、実用的な輝度レベルには程遠く、少なくとも
現状の２倍程度の改善と再現性の向上を必要とする問題
があった。
の輝度は、実用的な輝度レベルには程遠く、少なくとも
現状の２倍程度の改善と再現性の向上を必要とする問題
があった。
本発明は上記した従来の問題点に鑑み、発光母材に発
光中心が添加されたEL発光層を有する薄膜EL素子におけ
る該EL発光層に、励起発光の活性を促進させる物質を含
有させることによって発光効率を向上し、高輝度化を図
った薄膜EL素子及びその製造方法を提供することを目的
とするものである。
光中心が添加されたEL発光層を有する薄膜EL素子におけ
る該EL発光層に、励起発光の活性を促進させる物質を含
有させることによって発光効率を向上し、高輝度化を図
った薄膜EL素子及びその製造方法を提供することを目的
とするものである。
本発明は上記した目的を達成するため、ZnSからなる
発光母材にTb,Mn等からなる発光中心が添加されたEL発
光層を有する薄膜EL素子における該EL発光層に、発光中
心として酸素（Ｏ），セレン（Se），テルル（Te）の内
の何れか一つの元素、またはそれらを組合わせた複数の
元素が発光中心と結合した形で添加、特に酸素（Ｏ）と
結合した状態の素子構造とする。
発光母材にTb,Mn等からなる発光中心が添加されたEL発
光層を有する薄膜EL素子における該EL発光層に、発光中
心として酸素（Ｏ），セレン（Se），テルル（Te）の内
の何れか一つの元素、またはそれらを組合わせた複数の
元素が発光中心と結合した形で添加、特に酸素（Ｏ）と
結合した状態の素子構造とする。
また上記した薄膜EL素子は、 ZnSからなる発光母材にTb,Mn等からなる発光中心材が
酸素と結合された状態で添加されているEL発光層を有す
る薄膜EL素子の該EL発光層を、該発光母材用のターゲッ
トと極めて酸化され易いTb等からなる希土類元素、また
はMn等の遷移金属からなる発光中心材用のターゲット
と、酸素（Ｏ），水蒸気（H2O）、或いは三酸化硫黄（S
O3）等の酸化性ガスを添加したスパッタガスによるスパ
ッタリングにより形成する製造方法、 ZnSからなる発光母材にTb,Mn等からなる発光中心材が
添加され、かつ発光中心が酸素と結合しているEL発光層
を有する薄膜EL素子の該EL発光層を、酸素と結合した形
の発光中心元素の酸化物、若しくは酸化物と弗化物の混
合物である酸弗化テレビウム（TbOF）、或いはTbOXSYF
等の酸素を含有する発光中心添加材と発光母材のターゲ
ットを用いたスパッタリングにより形成する製造方法、 によって得られる。
酸素と結合された状態で添加されているEL発光層を有す
る薄膜EL素子の該EL発光層を、該発光母材用のターゲッ
トと極めて酸化され易いTb等からなる希土類元素、また
はMn等の遷移金属からなる発光中心材用のターゲット
と、酸素（Ｏ），水蒸気（H2O）、或いは三酸化硫黄（S
O3）等の酸化性ガスを添加したスパッタガスによるスパ
ッタリングにより形成する製造方法、 ZnSからなる発光母材にTb,Mn等からなる発光中心材が
添加され、かつ発光中心が酸素と結合しているEL発光層
を有する薄膜EL素子の該EL発光層を、酸素と結合した形
の発光中心元素の酸化物、若しくは酸化物と弗化物の混
合物である酸弗化テレビウム（TbOF）、或いはTbOXSYF
等の酸素を含有する発光中心添加材と発光母材のターゲ
ットを用いたスパッタリングにより形成する製造方法、 によって得られる。
ZnSからなる発光母材にTb,Mn等からなる発光中心が酸
素と結合された状態で添加されたEL発光層を有する薄膜
EL素子の励起発光機構は、高電界より加速された発光母
材中の高エネルギーの熱電子が発光中心を衝突によるエ
ネルギー伝達により励起し、この励起レベルが元の基底
レベルに戻る際に発光すると考えられていた、所謂熱電
子による直接衝突励起機構に対して、添加した該発光中
心近傍の発光母材の歪みによって、電界により加速され
た熱電子と発光母材との衝突断面積が大きくなるため、
熱電子により母材がイオン化された際に生ずる電子−正
孔対は、前記発光母材の歪み領域で効率よく発生し、そ
の電子−正孔対が再結合する際のエネルギー伝達により
発光中心が励起され、この励起レベルがエネルギーを放
出して元の安定な基底レベル状態に戻る際に発光する事
実を明らかにした。
素と結合された状態で添加されたEL発光層を有する薄膜
EL素子の励起発光機構は、高電界より加速された発光母
材中の高エネルギーの熱電子が発光中心を衝突によるエ
ネルギー伝達により励起し、この励起レベルが元の基底
レベルに戻る際に発光すると考えられていた、所謂熱電
子による直接衝突励起機構に対して、添加した該発光中
心近傍の発光母材の歪みによって、電界により加速され
た熱電子と発光母材との衝突断面積が大きくなるため、
熱電子により母材がイオン化された際に生ずる電子−正
孔対は、前記発光母材の歪み領域で効率よく発生し、そ
の電子−正孔対が再結合する際のエネルギー伝達により
発光中心が励起され、この励起レベルがエネルギーを放
出して元の安定な基底レベル状態に戻る際に発光する事
実を明らかにした。
従って、発光中心近傍の発光母材の歪を、ダングリン
グボンド等の欠陥を発生させることなく、更に歪ませる
ことにより前記熱電子に対する発光母材の衝突断面積を
より増大させ、これによってEL素子の発光効率をより向
上することができるとの考えに基づきその有効な材料及
び方法を検討した。
グボンド等の欠陥を発生させることなく、更に歪ませる
ことにより前記熱電子に対する発光母材の衝突断面積を
より増大させ、これによってEL素子の発光効率をより向
上することができるとの考えに基づきその有効な材料及
び方法を検討した。
その結果、Tb,Mn等からなる発光中心が添加されたZnS
からなる発光母材、即ちEL発光層に対して元素の周期律
表のVI族における硫黄（Ｓ）を除いた酸素（Ｏ），セレ
ン（Se），テルル（Te）の内の何れかの原子を微量に結
合した形で添加させることにより発光中心近傍の発光母
材をより効果的に歪ませることが可能となり、中でも特
に酸素（Ｏ）を結合した状態に添加させるとその効果が
顕著であり、発光効率をより向上させることができるこ
とを確認した。
からなる発光母材、即ちEL発光層に対して元素の周期律
表のVI族における硫黄（Ｓ）を除いた酸素（Ｏ），セレ
ン（Se），テルル（Te）の内の何れかの原子を微量に結
合した形で添加させることにより発光中心近傍の発光母
材をより効果的に歪ませることが可能となり、中でも特
に酸素（Ｏ）を結合した状態に添加させるとその効果が
顕著であり、発光効率をより向上させることができるこ
とを確認した。
よって、薄膜EL素子を構成するEL発光層として、Tb,M
n等からなる発光中心が添加されたZnSからなる発光母材
に微量の例えば酸素（Ｏ）を結合した状態に含有させた
EL発光層を用いることにより高輝度な薄膜EL素子が実現
でき、またそのEL発光層は、酸素（Ｏ）を含有させるた
めのスパッタガスを用いたスパッタリング法、及び同様
に酸素（Ｏ）を含有させるためのターゲットを用いたス
パッタリング法により形成することが可能であり、高輝
度な薄膜EL素子を容易に得ることができる。
n等からなる発光中心が添加されたZnSからなる発光母材
に微量の例えば酸素（Ｏ）を結合した状態に含有させた
EL発光層を用いることにより高輝度な薄膜EL素子が実現
でき、またそのEL発光層は、酸素（Ｏ）を含有させるた
めのスパッタガスを用いたスパッタリング法、及び同様
に酸素（Ｏ）を含有させるためのターゲットを用いたス
パッタリング法により形成することが可能であり、高輝
度な薄膜EL素子を容易に得ることができる。
以下図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明に係る緑色を発光する薄膜EL素子の一
実施例を示す要部断面図である。
実施例を示す要部断面図である。
図において、１は透明ガラス基板であり、その上には
酸化インジウム．錫（Indum Tin Oxide:以下ITOと略称
する）からなる透明電極２と酸窒化シリコン（SiON）か
らなる第一絶縁層３とがそれぞれ200nmの膜厚で順に設
けられている。また該第一絶縁層３上には、硫化亜鉛
（ZnS）からなる発光母材に、例えば該発光母材中のZn
に対する添加濃度が3at％のTb,Fと、Tbの添加濃度に対
する含有濃度比（O/Tb）が2.5の酸素（Ｏ）が結合され
た酸弗化テレビウム（TbOF）からなる発光中心が添加さ
れた750nmが膜厚のEL発光層４が設けられ、その表面に2
00nmの膜厚の酸窒化シリコン（SiON）からなる第二絶縁
層５を介してアルミニウム（Al）からなる背面電極６が
積層されている。
酸化インジウム．錫（Indum Tin Oxide:以下ITOと略称
する）からなる透明電極２と酸窒化シリコン（SiON）か
らなる第一絶縁層３とがそれぞれ200nmの膜厚で順に設
けられている。また該第一絶縁層３上には、硫化亜鉛
（ZnS）からなる発光母材に、例えば該発光母材中のZn
に対する添加濃度が3at％のTb,Fと、Tbの添加濃度に対
する含有濃度比（O/Tb）が2.5の酸素（Ｏ）が結合され
た酸弗化テレビウム（TbOF）からなる発光中心が添加さ
れた750nmが膜厚のEL発光層４が設けられ、その表面に2
00nmの膜厚の酸窒化シリコン（SiON）からなる第二絶縁
層５を介してアルミニウム（Al）からなる背面電極６が
積層されている。
このような素子構造とすることにより、第２図に示す
ように本実施例による薄膜EL素子の輝度は、従来の輝度
に比べて略2.5倍以上の向上が見られ、ZnSからなる発光
母材に添加された発光中心のTbの添加濃度に対する酸素
（Ｏ）の含有濃度比（O/Tb）が0.5〜5.0の範囲のEL発光
層を有する薄膜EL素子の輝度は、最低でも最大輝度の50
％が得られた。
ように本実施例による薄膜EL素子の輝度は、従来の輝度
に比べて略2.5倍以上の向上が見られ、ZnSからなる発光
母材に添加された発光中心のTbの添加濃度に対する酸素
（Ｏ）の含有濃度比（O/Tb）が0.5〜5.0の範囲のEL発光
層を有する薄膜EL素子の輝度は、最低でも最大輝度の50
％が得られた。
EL発光層４への酸素の含有による輝度の向上は、既述
したように添加した発光中心近傍の発光母材の歪が酸素
の含有により効果的に増大すること、即ち、発光中心Tb
と結合しているZnSのＳが含有するＯと置換することに
より発光効率が向上するものと考察され、該発光中心Tb
に対するＯの結合数は最低１個から最大４個の範囲であ
り、この結合数によって前記歪が増大することが容易に
想定できる。
したように添加した発光中心近傍の発光母材の歪が酸素
の含有により効果的に増大すること、即ち、発光中心Tb
と結合しているZnSのＳが含有するＯと置換することに
より発光効率が向上するものと考察され、該発光中心Tb
に対するＯの結合数は最低１個から最大４個の範囲であ
り、この結合数によって前記歪が増大することが容易に
想定できる。
次に上記した本発明の薄膜EL素子を製造する二つの実
施例について詳細に説明する。
施例について詳細に説明する。
第３図は本発明の第１実施例に適用したスパッタリン
グ装置の一例を示す構造図であり、第４図（ａ）〜
（ｃ）はこの実施例を工程順に示す断面図である。
グ装置の一例を示す構造図であり、第４図（ａ）〜
（ｃ）はこの実施例を工程順に示す断面図である。
第３図のスパッタリング装置において、21はチャンバ
ー、23はヒータ24内蔵の基板ホルダー、27,28はターゲ
ット電極であり、該基板ホルダー23上に第４図（ａ）に
示しているITO等からなる180nmの膜厚の透明電極12と酸
窒化シリコン（SiON）からなる200nmの膜厚の第一絶縁
層13が順に形成された透明ガラス基板11を保持し、一方
のターゲット電極27上に発光母材ZnSからなるＡターゲ
ット25、他方のターゲット電極28上に発光中心添加材用
の弗硫化テレビウム（TbFS）、または三硫化二テレビウ
ム（Tb2S3）と三弗化テレビウム（TbF3）との混合物か
らなるＢターゲット26をそれぞれ配設する。
ー、23はヒータ24内蔵の基板ホルダー、27,28はターゲ
ット電極であり、該基板ホルダー23上に第４図（ａ）に
示しているITO等からなる180nmの膜厚の透明電極12と酸
窒化シリコン（SiON）からなる200nmの膜厚の第一絶縁
層13が順に形成された透明ガラス基板11を保持し、一方
のターゲット電極27上に発光母材ZnSからなるＡターゲ
ット25、他方のターゲット電極28上に発光中心添加材用
の弗硫化テレビウム（TbFS）、または三硫化二テレビウ
ム（Tb2S3）と三弗化テレビウム（TbF3）との混合物か
らなるＢターゲット26をそれぞれ配設する。
そして該チャンバー21内を排気装置22により10-6torr
の真空度にした後、該チャンバー21内にArに対してHeを
70流量％の混合比で混合したスパッタガスに、更にEL発
光層の酸素を含有させるための酸化性ガス、例えば酸素
（O2）ガスを該混合ガスに対して0.01〜1.0流量at％の
範囲、本実施例では0.15流量％添加したスパッタガス0.
2torrのガス圧となるように導入する。
の真空度にした後、該チャンバー21内にArに対してHeを
70流量％の混合比で混合したスパッタガスに、更にEL発
光層の酸素を含有させるための酸化性ガス、例えば酸素
（O2）ガスを該混合ガスに対して0.01〜1.0流量at％の
範囲、本実施例では0.15流量％添加したスパッタガス0.
2torrのガス圧となるように導入する。
そしてかかるスパッタガス雰囲気中で、前記基板11を
300℃の加熱状態とした基板ホルダー23を回転機構29に
より8rpmd程度の回転速度で回転させ、該基板11を前記
ターゲット25上からＢターゲット26上に順次移動させな
がらＡターゲット電極27に1500W、Ｂターゲット電極28
に300Wの（５×15インチのターゲットの場合）の高周波
電力を供給してスパッタリングを行い、ZnSが60nm/min,
TbFSが0.18nm/minのスパッタレートで該基板11上にTb,F
がZnに対して3at％含有すTbOFを発光中心とする、例え
ば750nmの膜厚のZnS薄膜を被着する。この時、EL発光層
に添加された酸素はその殆どの原子が極めて酸化され易
いTbと結合した形となる。
300℃の加熱状態とした基板ホルダー23を回転機構29に
より8rpmd程度の回転速度で回転させ、該基板11を前記
ターゲット25上からＢターゲット26上に順次移動させな
がらＡターゲット電極27に1500W、Ｂターゲット電極28
に300Wの（５×15インチのターゲットの場合）の高周波
電力を供給してスパッタリングを行い、ZnSが60nm/min,
TbFSが0.18nm/minのスパッタレートで該基板11上にTb,F
がZnに対して3at％含有すTbOFを発光中心とする、例え
ば750nmの膜厚のZnS薄膜を被着する。この時、EL発光層
に添加された酸素はその殆どの原子が極めて酸化され易
いTbと結合した形となる。
引き続き、そのZnS薄膜を真空中で500℃に加熱して１
時間程度熱処理を施すことにより、第４図（ｂ）に示す
ように高輝度化の可能なEL発光層14を形成する。
時間程度熱処理を施すことにより、第４図（ｂ）に示す
ように高輝度化の可能なEL発光層14を形成する。
その後、第４図（ｃ）に示すように前記EL発光層14上
に、酸窒化シリコン（SiON）からなる200nmの膜厚の第
二絶縁層15を介してアルミニウム（Al）等からなる背面
電極16を被着形成して緑色の薄膜EL素子を完成させる。
に、酸窒化シリコン（SiON）からなる200nmの膜厚の第
二絶縁層15を介してアルミニウム（Al）等からなる背面
電極16を被着形成して緑色の薄膜EL素子を完成させる。
かくすれば、第５図の輝度特性図に示すように従来の
薄膜EL素子の輝度と比較して略２倍の高輝度な薄膜EL素
子を再現性良く容易に得ることができる。
薄膜EL素子の輝度と比較して略２倍の高輝度な薄膜EL素
子を再現性良く容易に得ることができる。
なお、以上の実施例ではスパッタリング法によりTbOF
を発光中心とするZnS薄膜を被着形成する際のスパッタ
ガスとして、Arに対してHeを70流量％の混合比で混合し
たガスに、更にEL発光層に酸素を含有させるための酸化
性ガスとして酸素（O2）ガスを添加したスパッタガスを
用いた場合の例について説明したが、本発明はこの例に
限定されるものではなく、例えば前記ArとHeとの混合ガ
スに酸化性ガスとしてH2O（水蒸気）を該混合ガスに対
して0.1〜10.0流量％の範囲で添加したスパッタガス、
或いは同じく酸化性ガスとして三酸化硫黄ガス（SO3）
を前記ArとHeとの混合ガスに対して0.05〜5.0流量％の
範囲で添加したスパッタガスを用いた場合にも同様にTb
OFを発光中心とするZnS薄膜を被着することができ、真
空中、500℃で１時間の熱処理によって、高輝度化の可
能なEL発光層を形成することができる。
を発光中心とするZnS薄膜を被着形成する際のスパッタ
ガスとして、Arに対してHeを70流量％の混合比で混合し
たガスに、更にEL発光層に酸素を含有させるための酸化
性ガスとして酸素（O2）ガスを添加したスパッタガスを
用いた場合の例について説明したが、本発明はこの例に
限定されるものではなく、例えば前記ArとHeとの混合ガ
スに酸化性ガスとしてH2O（水蒸気）を該混合ガスに対
して0.1〜10.0流量％の範囲で添加したスパッタガス、
或いは同じく酸化性ガスとして三酸化硫黄ガス（SO3）
を前記ArとHeとの混合ガスに対して0.05〜5.0流量％の
範囲で添加したスパッタガスを用いた場合にも同様にTb
OFを発光中心とするZnS薄膜を被着することができ、真
空中、500℃で１時間の熱処理によって、高輝度化の可
能なEL発光層を形成することができる。
次に本発明の薄膜EL素子の製造方法の第２実施例につ
いて詳細に説明する。
いて詳細に説明する。
この第２実施例が前記第１実施例と異なる点は、ITO
等からなる透明電極と酸窒化シリコン（SiON）からなる
第一絶縁層がそれぞれ200nmの膜厚で順に形成された透
明ガラス基板上にTbOFを発光中心として添加したZnS膜
をスパッタリング法により被着するに適用する前記第３
図に示すスパッタリング装置における発光中心添加材用
のＢターゲット25として、酸弗化テレビウム（TbOF）、
三弗化テレビウム（TbF3）と酸化テレビウム（Tb2O3,Tb
4O7）との混合物、或いはTbOxSyF等のEL発光層に酸素を
含有させるための酸化物、或いは酸弗化物を用いると共
に、スパッタガスとしては、酸素を含まないArに対して
Heを70流量％の混合比で混合した混合ガスを用いたこと
である。
等からなる透明電極と酸窒化シリコン（SiON）からなる
第一絶縁層がそれぞれ200nmの膜厚で順に形成された透
明ガラス基板上にTbOFを発光中心として添加したZnS膜
をスパッタリング法により被着するに適用する前記第３
図に示すスパッタリング装置における発光中心添加材用
のＢターゲット25として、酸弗化テレビウム（TbOF）、
三弗化テレビウム（TbF3）と酸化テレビウム（Tb2O3,Tb
4O7）との混合物、或いはTbOxSyF等のEL発光層に酸素を
含有させるための酸化物、或いは酸弗化物を用いると共
に、スパッタガスとしては、酸素を含まないArに対して
Heを70流量％の混合比で混合した混合ガスを用いたこと
である。
そして0.2torrのガス圧を有する前記ArとHeの混合ス
パッタガス雰囲気中で、発光母材用のZnSからなるＡタ
ーゲット電極に4W/cm2、発光中心添加材用の例えばTbOF
からなるＢターゲット電極に1W/cm2の高周波電力を供給
してスパッタリングを行い、例えば280℃に加熱され、
かつ回転する前記基板上にTbOFを発光中心とする例えば
600nmの膜厚のZnS薄膜を被着する。
パッタガス雰囲気中で、発光母材用のZnSからなるＡタ
ーゲット電極に4W/cm2、発光中心添加材用の例えばTbOF
からなるＢターゲット電極に1W/cm2の高周波電力を供給
してスパッタリングを行い、例えば280℃に加熱され、
かつ回転する前記基板上にTbOFを発光中心とする例えば
600nmの膜厚のZnS薄膜を被着する。
その後、該ZnS薄膜を第１実施例と同様に熱処理してE
L発光層を形成すると共に、その表面上に酸窒化シリコ
ン（SiON）からなる第二絶縁層を介して背面電極を被着
形成することにより、第１実施例と同様に従来のEL素子
の輝度よりも略２倍の高輝度な薄膜EL素子を容易に得る
ことができる。
L発光層を形成すると共に、その表面上に酸窒化シリコ
ン（SiON）からなる第二絶縁層を介して背面電極を被着
形成することにより、第１実施例と同様に従来のEL素子
の輝度よりも略２倍の高輝度な薄膜EL素子を容易に得る
ことができる。
なお、以上の各実施例では、Tbの酸化物、または酸弗
化物を発光中心としたEL発光層を有する薄膜EL素子及び
その製造方法について説明したが、Tb以外の希土類元
素、或いはMnなどの遷移金属を発光中心としたEL発光層
を有する薄膜EL素子及びその製造方法にも適用可能なこ
とは勿論のこと、同様の効果が得られる。
化物を発光中心としたEL発光層を有する薄膜EL素子及び
その製造方法について説明したが、Tb以外の希土類元
素、或いはMnなどの遷移金属を発光中心としたEL発光層
を有する薄膜EL素子及びその製造方法にも適用可能なこ
とは勿論のこと、同様の効果が得られる。
またこれらEL発光層の成膜法も前記各実施例で説明し
たスパッタリング法に限定されるものではなく、例えば
蒸着法、MOCVD（Metal Organic Chemical Vapor Deposi
tion）法、或いはALE（Atomic Layer Epitaxial）法等
の薄膜作成法を適用できることはいうまでもない。
たスパッタリング法に限定されるものではなく、例えば
蒸着法、MOCVD（Metal Organic Chemical Vapor Deposi
tion）法、或いはALE（Atomic Layer Epitaxial）法等
の薄膜作成法を適用できることはいうまでもない。
以上の説明から明らかなように本発明に係る薄膜EL素
子及びその製造方法によれば、TbF,Tb、或いはMnなどを
発光中心としたEL発光層に、元素の周期律表のVI族にお
ける硫黄（Ｓ）を除く酸素（Ｏ），セレン（Se）及びテ
ルル（Te）の内の何れかの原子、特に酸素（Ｏ）を発光
中心と同程度から４倍に含有させた構成とすることによ
り発光効率が向上し、従来のEL素子の輝度よりも略２倍
の高輝度な薄膜EL素子を再現性良く容易に得ることがで
きる優れた利点を有し、表示品質が向上する等、実用上
の効果は大きい。
子及びその製造方法によれば、TbF,Tb、或いはMnなどを
発光中心としたEL発光層に、元素の周期律表のVI族にお
ける硫黄（Ｓ）を除く酸素（Ｏ），セレン（Se）及びテ
ルル（Te）の内の何れかの原子、特に酸素（Ｏ）を発光
中心と同程度から４倍に含有させた構成とすることによ
り発光効率が向上し、従来のEL素子の輝度よりも略２倍
の高輝度な薄膜EL素子を再現性良く容易に得ることがで
きる優れた利点を有し、表示品質が向上する等、実用上
の効果は大きい。
第１図は本発明に係る薄膜EL素子の一実施例を示す要部
断面図、 第２図は本発明に係る薄膜EL素子におけるEL発光層中の
酸素含有濃度と輝度との関係を示す図、 第３図は本発明に係る薄膜EL素子の製造方法の第1,第２
実施例に適用するためのスパッタリング装置の一例を示
す構成図、 第４図は本発明に係る薄膜EL素子の製造方法の第１実施
例を工程順に示す要部断面図、 第５図は本発明に係る製造方法によって得れた薄膜EL素
子の輝度特性を示す図である。 第１図、第３図及び第４図において、1,11は透明ガラス
基板、2,12は透明電極、3,13は第一絶縁層、4,14はEL発
光層、5,15は第二絶縁層、6,16は背面電極、21はチャン
バー、22は排気装置、23は基板ホルダー、24はヒータ
ー、25はＡターゲット、26はＢターゲット、27,28はタ
ーゲット電極、29は回転機構をそれぞれ示す。
断面図、 第２図は本発明に係る薄膜EL素子におけるEL発光層中の
酸素含有濃度と輝度との関係を示す図、 第３図は本発明に係る薄膜EL素子の製造方法の第1,第２
実施例に適用するためのスパッタリング装置の一例を示
す構成図、 第４図は本発明に係る薄膜EL素子の製造方法の第１実施
例を工程順に示す要部断面図、 第５図は本発明に係る製造方法によって得れた薄膜EL素
子の輝度特性を示す図である。 第１図、第３図及び第４図において、1,11は透明ガラス
基板、2,12は透明電極、3,13は第一絶縁層、4,14はEL発
光層、5,15は第二絶縁層、6,16は背面電極、21はチャン
バー、22は排気装置、23は基板ホルダー、24はヒータ
ー、25はＡターゲット、26はＢターゲット、27,28はタ
ーゲット電極、29は回転機構をそれぞれ示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡邉 和廣 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 三浦 照信 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−260593（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−226806（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−100398（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−175592（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−115691（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−56477（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−141192（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−260593（ＪＰ，Ａ)
Claims (10)
- 【請求項１】発光母材に発光中心が添加されたEL発光層
を有する薄膜EL素子において、 上記EL発光層に発光中心として酸素，セレン，テルルの
内の何れか一つの元素、またはそれらを組合わせた複数
の元素が発光中心と結合した形で添加されていることを
特徴とする薄膜EL素子。 - 【請求項２】前記EL発光層の発光中心と結合した元素
が、酸素であることを特徴とする特許請求の範囲第
（１）項に記載した薄膜EL素子。 - 【請求項３】発光母材に発光中心が酸素と結合した状態
で添加されているEL発光層を有する薄膜EL素子の該EL発
光層を、該発光母材用のターゲットと酸化容易性の希土
類元素、または遷移金属からなる発光中心材用のターゲ
ットとを酸化性ガスを添加したスパッタガスによるスパ
ッタリングにより形成することを特徴とする薄膜EL素子
の製造方法。 - 【請求項４】前記酸化性ガスが、酸素であることを特徴
とする特許請求の範囲第（３）項に記載した薄膜EL素子
の製造方法。 - 【請求項５】前記酸化性ガスが、水蒸気であることを特
徴とする特許請求の範囲第（３）項に記載した薄膜EL素
子の製造方法。 - 【請求項６】前記酸化性ガスが、三酸化硫黄であること
を特徴とする特許請求の範囲第（３）項に記載した薄膜
EL素子の製造方法。 - 【請求項７】発光母材に発光中心が添加され、かつ発光
中心が酸素と結合しているEL発光層を有する薄膜EL素子
の該EL発光層を、酸素と結合した形の発光中心添加材と
発光母材のターゲットを用いたスパッタリングにより形
成することを特徴とする薄膜EL素子の製造方法。 - 【請求項８】前記酸素と結合した形の発光中心添加材の
ターゲットが、酸弗化テレビウムであることを特徴とす
る特許請求の範囲第（７）項に記載した薄膜EL素子の製
造方法。 - 【請求項９】前記酸素と結合した形の発光中心添加材の
ターゲットが、発光中心元素の酸化物、若しくは酸化物
と弗化物の混合物であることを特徴とする特許請求の範
囲第（７）項に記載した薄膜EL素子の製造方法。 - 【請求項１０】前記酸素と結合した形の発光中心添加材
のターゲットが、TbOXSyFであることを特徴とする特許
請求の範囲第（７）項に記載した薄膜EL素子の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62261305A JP2572080B2 (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 薄膜ｅｌ素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62261305A JP2572080B2 (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 薄膜ｅｌ素子及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01102897A JPH01102897A (ja) | 1989-04-20 |
| JP2572080B2 true JP2572080B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=17359945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62261305A Expired - Fee Related JP2572080B2 (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 薄膜ｅｌ素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2572080B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3644131B2 (ja) * | 1995-08-25 | 2005-04-27 | 株式会社デンソー | Ｅｌ素子の製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60100398A (ja) * | 1983-11-04 | 1985-06-04 | 株式会社リコー | 薄膜発光素子 |
| JPS61260593A (ja) * | 1985-05-15 | 1986-11-18 | 富士通株式会社 | Ｅｌ薄膜の製造方法 |
| JPS62226806A (ja) * | 1986-03-29 | 1987-10-05 | Makoto Moriyama | 発光素子用化合物 |
-
1987
- 1987-10-15 JP JP62261305A patent/JP2572080B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01102897A (ja) | 1989-04-20 |
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|---|---|---|---|
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