JPH01245086A - 薄膜el素子及びその製造法 - Google Patents

薄膜el素子及びその製造法

Info

Publication number
JPH01245086A
JPH01245086A JP63069865A JP6986588A JPH01245086A JP H01245086 A JPH01245086 A JP H01245086A JP 63069865 A JP63069865 A JP 63069865A JP 6986588 A JP6986588 A JP 6986588A JP H01245086 A JPH01245086 A JP H01245086A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
light
emitting layer
zns
transition metal
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.)
Pending
Application number
JP63069865A
Other languages
English (en)
Inventor
Koyata Takahashi
小弥太 高橋
Akio Kondo
近藤 昭夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tosoh Corp filed Critical Tosoh Corp
Priority to JP63069865A priority Critical patent/JPH01245086A/ja
Publication of JPH01245086A publication Critical patent/JPH01245086A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Luminescent Compositions (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、交流電界の印加によってEL(Electr
oluminescence)発光を呈するEL素子に
関するものであり、特にその薄膜発光層に関するもので
ある。
(従来の技術) 一般的に薄膜EL索子は第1図に示すとおりガラス等の
透明基板1上に透明電極2を形成し、この透明電極2上
に第一絶縁層3、発光層4、第二絶縁層5を順次形成し
、さらにその上に背面電極6を形成した二重絶縁構造を
有している。
現在、この様な構造の薄膜EL素子の発光層の母材とし
てZnSを用いたものが実用化されており、さらに近年
、EL水素子多色化を目的としてCaS、SrS等のア
ルカリ土類金属硫化物を母材とした発光層をもつEL水
素子注目されている。
例えばEuをドープしたCaSを発光層として用いたE
L水素子赤色に、CeをドープしたSrSを発光層とし
て用いたEL水素子青緑色に発光する。また、5rSl
:CeとEuをドープしたEL索子は、はぼ可視光全領
域のスペクトルを有するために良質な白色発光素子とし
て期待されているが、発光特性の点から未だ実用化に至
っていない。
また、従来Ca5SSrS等のアルカリ土類金属硫化物
を母材とした発光層を調製する方法としては、基板温度
を500℃以上に保ちながら蒸着する方法あるいは比較
的低温の基板上に蒸着した後に700℃以上の温度で熱
処理する方法が行なわれているが、高い基板温度と合わ
せて蒸着装置の耐久性の点で問題があり、更にSrSに
関しては酸素を取込みやすいために化学量論比がずれや
す<、硫黄の同時蒸着が必要になるという問題がある。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明の目的は、優れた発光特性を有し、しかも比較的
低温で成膜可能な発光層をを有するEL水素子提供する
ことにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明者等は上記問題点を解決するために、鋭意検討を
行った結果、SrSにZnSが34 mo1%程度まで
固溶し、その前後の組成において比較的低い基板温度で
薄膜を調製しても良好な発光特性が得られることを見出
し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、組成式が Sr   Zn  S 1−x   x (ただし、0.05≦X≦0.6) で表される母材に光学的に活性である遷移金属あるいは
希土類元素をドープした発光層を有することを特徴とす
る薄膜EL素子である。
本発明の薄膜EL素子は、第1図に示すとおりガラス等
の基板1上にI n  O、S n O2、ITO,Z
nO:At等の透明電極2を形成し、この透明電極2上
にY  O、TLO、SiN。
23   .2 A I  O−S t A I ON SS iO2、
Ta O、、SrTiO3等の単層あるいは多層の第一
絶縁層3を形成し、さらにその上層に発光層4、第一絶
縁層と同様の材料からなる第二絶縁層5、A1等の背面
電極6で構成されたものが例示できる。
本発明のEL索子におけるSr   Zn  Sを1−
x   x 母材とする発光層は、Xが0.34以下ではほぼ100
%のZnSがSrSに固溶し、それ以上では過剰のZn
Sの相分離が生じ、Xが0.6より大きな領域では、分
離したZnSが著しく多くなるために発光特性が低下す
る。また、Xが0.05以下では輝度向上の効果が少な
い。さらに発光層の組成領域を0.2≦X≦0.45と
すれば、x−0,34の飽和輝度と比較し、50%以上
の飽和輝度が得られるので好ましい。
更に本発明のEL水素子おける発光層は、Cu。
Sn、Pb等の遷移金属あるいはLa、Ce。
Sm、Eu、Er、Tm等の希土類元素の1種以上を母
材中にドープするものである。そのドープ量は0.00
05〜0.02mo1%であることが好ましく、この範
囲より多い場合、発光特性が低下し、少ない場合、発光
が弱くなるおそれがある。
また、このうち特にEu及びCeまたはEuをドープし
、発光層の組成式を Sr   Zn  S:Ce  、Eu  、Mkl−
x   X     Y    Z(ただし、0.05
≦X≦0.6. 0.0005<y <0.02゜ 0≦z<0.01.0≦k<0.03、M−L i、N
a5K、Rb。
F、CI、Br、り とすることにより、青緑色から白色を経てオレンジがか
った赤色までの発光を呈するEL水素子得られる。この
とき、2が0に近づく程、発光色は青緑色に近づき、y
が0.0005に近づき2が0.01に近づく程オレン
ジがかった赤色を呈する。更にyに対して2の値が30
〜40%程度である場合、白色光を呈する。またMは、
電荷補償のためのものでCe濃度と同程度に添加するこ
とにより発光特性の安定化が望める。
本発明のEL素子における発光層は蒸着法、スパッタリ
ング法、MOCVD法、ALE法等によって調製される
が、母材中で光学的に活性である遷移金属あるいは希土
類元素とSrS及びZnSを用いて、基板温度を150
℃以上400℃以下に保って蒸着法あるいはスパッタリ
ング法により薄膜を調製することにより、znSがZr
Sに充分固溶し、優れた発光特性を有する発光層が得ら
れるので好ましい。更に、調製後の発光層を真空中ある
いは不活性ガス雰囲気中、500℃以上で熱処理すれば
、発光層の結晶性の改善が為され、より優れた発光特性
を得ることができる。また本発明のEL素子における発
光層以外の層については、従来の蒸着法、スパッタリン
グ法、MOCVD法、ALE法等により調製することが
できる。
(実施例) 以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、
本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない
実施例1 第1図に示すEL素子を次の手順で作製した。
始めに、透明電極2をバターニングしたガラス基板1上
にSi   AI   ON   の組成の5.5  
0.5 0.5 7.5 ターゲツトを用い、A r : N 2の比率を3:1
とした混合ガス中でスパッタリングを行うことにより、
厚さ200nmの第一絶縁層3を調製した。
その後、SrSにZnSを0から50mo1%混合し、
さらにCe F sを0.2mo1%混合したペレット
を真空中で電子ビーム加熱することにより、温度200
℃に保持した第一絶縁層3上に蒸若して、11000n
の厚みの発光層4を調製した。
その後、熱処理を650℃の温度で1時間、A「ガス気
流中で行った後、前述の第一絶縁層3と同じ方法で厚さ
200nmの第二絶縁層5を調製し、さらにAIからな
る背面電極6を電子ビーム蒸着法により調製し、青緑色
に発光する薄膜EL素子を得た。
得られた薄膜EL素子の発光層中のCe濃度はZn5f
J度が変化してもほぼ0.2wo1%であった。第2図
にZnS濃度に対してEL素子の飽和輝度の変化を示す
。第2図よりEL素子の飽和輝度はZnS濃度34 l
lol%付近まで増加し、それ以上で急激に減少してい
る。第3図にZnS濃度31.50■o1%でのX線回
折パターンを示す。
ZnS濃度31 llol%ではSrSとZnSの固溶
体Sr   Z  Sの(200)面の強い配向がみ1
−x    x られ、分離したZnSに因るピーク強度は極弱い。
それに対してZnS濃度50mo1%ではSrSとZn
’Sの固溶体Sr   Z  Sの(200)面と1−
x    x (111)面がみられ、さらに分離したZnSに因るピ
ークとしてα−ZnSの(100)面と(OO2)面が
みられ、znSの分離が進んでいる。第4図に(200
)、(111)、(002)のピーク強度とZnS濃度
の関係を示す。x −0,34の前後で(200’)の
ピーク強度は最大で、この面の配向性も最も強くなり、
この様な配向性の向上がEL素子の輝度の向上に貢献し
ていると考えられる。またZnS (002)の強度が
x>0.4で顕著に増加することから、X〉0.34で
の輝度の急激な低下は相分離による影響と考えられる。
実施例2 実施例1と同様の方法で発光層の組成についてのみ、 Sr   Zn 0.87  0.338’ Ce” として、黄緑色のEL素子を作製し、yを0.001か
ら0.01まで変化させて発光特性を調べた。第5図に
薄膜EL素子の飽和輝度とCe7a度の関係を示す。図
より0.002<y <O,o。
7で高い飽和輝度を示すことがわかる。
実施例3 実施例1と同様の方法でEL素子を作製し、発光層の組
成についてのみ、 Sr     Zn     S:Ce       
、Eu   。
0.67    0.33       0.004 
      ZKO,004 として、Zを0.0005から0.004まで変化させ
たところ、0.001<z <Q、0025の領域で良
好な白色発光をする薄膜EL索子が得られた。
(発明の効果) 以上述べたとおり、本発明の薄膜EL素子は、発光層の
母材としてSr   Zn  Sの組成物を1−x  
 X 用いる多色化EL素子であり、付活剤をかえることによ
り青緑色、白色等の高輝度発光が得られ、また、発光層
の成膜プロセスにおいては、150〜400℃の基板温
度で優れた発光特性を有する発光層を得ることができ更
にこの温度は従来法と比較し、基本的に低温であるため
に通常のプラネタリ−型または公転ドーム型の蒸着機、
あるいは大型のスパッタリング装置等にて大面積の薄膜
を形成することができる。
また、多色ELパネルを製造する場合に、発光層の成膜
プロセスの基板温度を200℃以下に設定することも可
能であり、その場合リフトオフ法により発光層をパター
ニングすることができ、条件の複雑なエツチングプロセ
スを経ることなくマルチカラーが実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の薄膜EL素子の構造の一例を示す図で
ある。 第2図は実施例1で得られた薄膜EL素子を5kHzで
交流駆動をした場合の飽和輝度とZnS濃度の関係を示
す図である。 第3図は実施例1で得られた薄膜EL素子の発光層のZ
n5a度31,50a+o1%でのX線回折パターンを
示す図である。 第4図は実施例1で得られた薄膜EL素子の発光層のZ
n5a度にたいして固溶体Sr   Z−x  x Sの(200)面と(111)面のピーク強度及びα−
ZnSの(OO2)面のピーク強度とZnS7Q度の関
係を示す図である。 第5図は実施例1で得られた薄膜EL素子の飽和輝度と
発光層中のCe濃度の関係を示す図である。 図中、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1) 組成式が Sr_1_−_xZn_xS (ただし、0.05≦x≦0.6) で表される母材に光学的に活性である遷移金属あるいは
    希土類元素をドープした発光層を有することを特徴とす
    る薄膜EL素子。 (2) 組成式が Sr_1_xZn_xS:Ce_y、Eu_2、M_k
    (ただし、0.05≦x≦0.6、 0.0005<y<0.02、 0≦z<0.01、0≦k<0.03、 M=Li、Na、K、Rb、 F、Cl、Br、I) である発光層を有する特許請求の範囲第1項記載の薄膜
    EL素子。 (3) 薄膜発光層を母材中で光学的に活性である遷移
    金属あるいは希土類元素とSrS及びZnSを用いて、
    基板温度を150℃以上400℃以下に保って蒸着法あ
    るいはスパッタリング法により調製することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載の薄膜EL素子の製造法
JP63069865A 1988-03-25 1988-03-25 薄膜el素子及びその製造法 Pending JPH01245086A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63069865A JPH01245086A (ja) 1988-03-25 1988-03-25 薄膜el素子及びその製造法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63069865A JPH01245086A (ja) 1988-03-25 1988-03-25 薄膜el素子及びその製造法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01245086A true JPH01245086A (ja) 1989-09-29

Family

ID=13415118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63069865A Pending JPH01245086A (ja) 1988-03-25 1988-03-25 薄膜el素子及びその製造法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01245086A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0266872A (ja) * 1988-08-31 1990-03-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 白色発光薄膜el素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0266872A (ja) * 1988-08-31 1990-03-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 白色発光薄膜el素子

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5677594A (en) TFEL phosphor having metal overlayer
JPH08127771A (ja) エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法
US6043602A (en) Alternating current thin film electroluminescent device having blue light emitting alkaline earth phosphor
JP2795194B2 (ja) エレクトロルミネッセンス素子とその製造方法
US6072198A (en) Electroluminescent alkaline-earth sulfide phosphor thin films with multiple coactivator dopants
JP2004533095A (ja) チオアルミン酸塩蛍光体膜の単独ソーススパッタリング
US7597969B2 (en) Oxygen substituted barium thioaluminate phosphor materials
JPS6346117B2 (ja)
JPH0272592A (ja) 薄膜el素子
US6242858B1 (en) Electroluminescent phosphor thin films
JP4047095B2 (ja) 無機電界発光素子およびその製造方法
JPH01245086A (ja) 薄膜el素子及びその製造法
JP2005523375A5 (ja)
JP2828019B2 (ja) エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法
JPH10199675A (ja) 薄膜el素子の製造方法
JP3941126B2 (ja) エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法
JP3584574B2 (ja) El素子及びその製造方法
JP3726134B2 (ja) エレクトロルミネッセンス発光層薄膜、無機薄膜エレクトロルミネッセンス素子及び発光層薄膜の製造方法
JP3543414B2 (ja) エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法
JP3016323B2 (ja) エレクトロルミネッセンス素子
JPH01245085A (ja) 薄膜el素子
Braunger et al. Flux-enhanced growth of multi-source physical vapor deposited SrGa2S4: Ce, Cl electroluminescent thin films
JPH10199676A (ja) 薄膜エレクトロルミネッセンス素子の製造方法と装置
JP2622390B2 (ja) 薄膜el素子
JP3661248B2 (ja) El素子及びその製造方法