JPH02306585A - 薄膜ｅｌ素子の製造法 - Google Patents

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、発光輝度を向上させた薄膜ＥＬ素子の製造法
に関する。

〔従来の技術〕

従来、透明導電膜、必要に応じ第１の絶縁層。

発光層、第２の絶縁層及び導電膜を順次積層してなる薄
膜ＥＬ素子において該薄膜ＥＩ、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、一般的に
は発光層の形成後基板を真空下、５００〜６００°Ｃ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）。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来の薄膜ＥＬ素子において発光層としてＭｎを少
量添加したＺｎＳ発光層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。

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ィスプレイパ
ネルとするには、未だ、発光輝度が不充分である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、透光性基材」−に、透明導電膜、発光層及び
導電膜を順次積層し、これらの層間のうち少なくとも一
つの層間に絶縁層を形成する薄膜ＥＬ素子の製造法にお
いて、上記発光層を形成した後上記導電膜を形成する前
に基板を酸化性ガスの存在下に熱処理する工程を含むこ
とを特徴とする薄膜ＥＬ素子の製造法に関する。

本発明における透光性基材としてはガラス板等が使用さ
れる。

透明導電膜は、Ｓｎ○２１　Ｉ　ｎ２０３、インジウム
スズオキサイド（ＩＴＯ）等からなり、電子ビーム蒸着
法、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ　（Ｃｈｅ
ｍｊｃａ］　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｊｏｎ）法、
プラズマＣＶＤ法等によって形成される。

発光層は、Ｍｎ、Ｔ’ｂ等の発光中心を含むＺｎＳ、Ｃ
ａＳ、ＳｒＳ、Ｚｎ５ｅ等のＶＩＢ族元素を含む母体か
らなる螢光体からなり、電子ビーム蒸着法、真空蒸着法
、スパッタリング法、ＭＯＣＶＤ　（Ｍｅｔａｌ　Ｏｒ
ｇａｎｉｃ　ＣＶ　Ｄ　）法、　Ａ　Ｌ　Ｅ　（Ａｔｏ
ｍｉｃＬａｙｅｒ　Ｅｐｉｔａｘｙ）法等で形成される
。

もう一つの導電膜は、透明導電膜と同様のものでもよく
、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。

前記絶縁層は、’ｆ　ａ　２０Ｈ、Ｙ２Ｏ３，ＳｉＣ２
゜ＡＱ、０３．Ｓｉ３Ｎ、、ＡＲＮ、５ｒＴｊＯ，等か
らなり、これらの層を２層以上積層して絶ｇ層としても
よい。これらの層の形成方法は、透明導電膜の形成方法
と同様である。

本発明において、絶縁層は、前記透明導電膜と前記発光
層の間に及び／又は前記発光層と前記導電膜の間に積層
される。以下、前記透明導電膜と前記発光層の間の絶縁
層を第」の絶縁層と及び前記発光層と前記導電膜の間を
第２の絶縁層と言う。

本発明において、透明導電膜、第１の絶縁層。

発光層、第２の絶縁層及び導電膜（背面電極）が、この
順序で、基材上に順次形成される。ただし、第１及び第
２の絶ｍＮ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後背面
電極を形成する前までに少なくとも１回基板を酸化性ガ
スの存在下で熱処理する。この基板は、発光層を形成し
た後のものでもよいが、第２の絶縁層の少なくとも一部
を形成した後のものが好ましい。また、この場合、前記
熱処理前に形成されている第２の絶縁層の少なくとも一
部が酸化物からなるものであるのが好ましい。

上記酸化性ガスとしては、Ｎ２０等の酸化窒素、ＣＯ２
等の酸化炭素、ＳＣ２等の酸化硫黄などがあり、Ａｒ、
Ｎ２等の不活性ガスで希釈して用いてもよい。酸化性ガ
スを含む雰囲気は全圧が１気圧であっても、また１気圧
を超えてもそれ未満であってもよく、いずれの場合も酸
化性ガスの分圧が０．１ｐａ以上あればよい。酸化性ガ
スの分圧が小さすぎると本発明の効果が小さくなる。

前記熱処理は、２００〜６５０．’Ｃの範囲で行うのが
好ましい。温度が低すぎる場合は、発光輝度向−ヒの効
果を得るのが困難になる傾向があり、温−５＝ 度が高いほど本発明の効果を得るのに処理時間が短くて
済むが、高すぎると基材等が劣化しゃすくな傾向がある
。

このような処理により、発光層に酸素が導入され、発光
層中のＶＩＢ族元素の欠陥が埋められるものと考えられ
、結果として、発光輝度が向」ニする。

本発明を図面を用いて説明する。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、基板
１の上に透明導電膜（透明電極）２、第１の絶縁層３２
発光層４．第２の絶縁層の第１層５．第２の絶縁層の第
２層６及びもう一つの導電膜（背面電極）７をこの順に
積層して作製したものである。

実施例１ 第１図に示すような構造の薄膜Ｅ　Ｌ素子を作成した。

基材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導電膜
２としてのス１〜ライブ状ＴＴＯ透明電極（膜厚０．２
μｍ、幅０．１５ｕｎ、ｆｔ極間隔０．１ｎｗｎ）３２
０本を形成した。この上に、第１の絶縁層３としてＳｉ
３Ｎ４膜をプラズマＣＶＤ法で０．３μｍの厚さに形成
し、さらに、発光層４として電子ビーム蒸着法でマンガ
ン付活硫化亜鉛（ＺｎＳ：Ｍｎ）層０．５　μｍ　の厚
さに形成した。

ついで、第２の絶縁層の第１層５としてＳｉＯ２膜をス
パッタリング法で０．０５μｍの厚さに形成した。この
後、得られた基板を拡散炉中でＮ２０１容量％及びＮ２
９９容量％からなる混合ガスをほぼ常圧で流しながら５
００℃で１時間熱処理した。次いで、第２の絶縁層の第
２層６としてＳｉ３Ｎ４膜をスパッタリング法で０．２
μｍの厚さに形成した。最後に、電子ビーム蒸着法でＡ
Ｑ層を形成し、エツチングして導電膜７としてのストラ
イプ状Ａｆｌの背面電極（膜厚０．２μｍ９幅０．１５
ｎｗｎ、電極間隔０．１ｍｍ）を２００本、ＩＴＯ透明
電極と直交するように形成した。得られた薄膜ＥＬ素子
を試料Ａとした。

比較例１ 実施例１において、拡散炉中でＮ２’０　１容量％及び
Ｎ、９９容量％からなる混合ガスを流しながら５００℃
で１時間行う熱処理をしないこと以外は、実施例１に準
じて、薄膜ＥＬ素子を得た。得られた薄膜ＥＬ素子を試
料Ｂとした。

前記で得られた試料Ａ及び試料Ｂを周波数１ｋＨｚの正
弦波電圧を用いて駆動し、透明電極と背面電極の間に印
加する駆動電圧（Ｖｏ４）と発光輝度の関係（印加電圧
−発光輝度特性）を求めた。第２図はこの結果を示す。

第２図中、グラフ８は試料Ａについての及びグラフ９は
試料Ｂについての結果である。この結果から明、らかで
あるように、発光開始電圧より５０Ｖ高い印加電圧にお
いて、発光輝゛度は試料Ａでは３０００　ｃ　ｄ　／　
ｍ　（２４０Ｖにおいて）及び試料Ｂでは２０００ｃｄ
／ｍ２（２１５Ｖにおいて）あった。

実施例２ 実施例１において第１の絶縁層３を設けないこと以外は
実施例１に準じて、薄膜ＥＴ、素子を作製した。得られ
た薄膜ＥＬ素子を試料Ｃとした比較例２ 実施例２において、拡散炉中でＮ２０　］−容量％及び
Ｎ２９９容量％からなる混合ガスを流しながら５００℃
で１時間行う熱処理を行わないこと以外は、実施例２に
準じて、薄膜ＥＬ素子を得た。

得られた薄膜ＥＬ素子を試料りとした。

前記で得られた試料Ｃ及び試料りの印加電圧−発光輝度
特性を前記と同様にして試験した。その結果、試料Ｃの
輝度は試料りの輝度の約１．６倍であった。

〔発明の効果〕

本発明によれば発光輝度の大きな薄膜ＥＬ素子を容易に
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る薄膜ＥＬ素子の断面図及び第２図
は実施例１及び比較例１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。 １・・・基材、２・・・透明導電膜、３・・・第１の絶
縁層、４・・・発光層、５・・・第２の絶縁膜の第１層
、６・・・第２の絶縁膜の第２層、７・・・導電膜（背
面電極）、８・・・実施例１の結果を示すグラフ、９・
・・比較例１の結果を示すグラフ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 　１．透光性基材上に、透明導電膜、発光層及び導電膜
   を順次積層し、これらの層間のうち少なくとも一つの層
   間に絶縁層を形成する薄膜ＥＬ素子の製造法において、
   上記発光層を形成した後上記導電膜を形成する前に基板
   を酸化性ガスの存在下に熱処理する工程を含むことを特
   徴とする薄膜ＥＬ素子の製造法。
2. 　２．酸化性ガスが酸化窒素、酸化炭素又は酸化硫黄で
   ある請求項１記載の薄膜ＥＬ素子の製造法。
3. 　３．発光層の上に絶縁層の少なくとも一部として酸化
   物絶縁体層を形成した後、酸化性ガスの存在下に熱処理
   する請求項１又は請求項２記載の薄膜ＥＬ素子の製造法
   。