JPH02306590A - 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ＥＬ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、発光層の形成
後基板を真空下５００〜６００℃で１〜２時間時間割熱
する熱処理が行われている（日経エレクトロニクス１９
７９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
量添加下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Ｈ，ｚの線順次走査によ
る発光時の輝度は２０〜３ｏ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、透光性基材上に、透明導電膜、発光層、絶縁
層、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膜を形成する薄膜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１削に基板を酸素プラズマ処理する工程を
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○２．Ｉｎ２Ｏ：ｌ、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　（Ｃｈｅｍ
ｉＣａｌ　　ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、プ
ラズマＣＶＤ法等によって形成される。

発光層は、Ｍｎ、Ｔｂ、Ｆ等を含んでいてもよいＺｎＳ
−ＣａＳ、ＳｒＳ、Ｚｎ５ｅ等のＶＩＢ族元素を含む螢
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（Ｍｅｔａ
ｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ　ＣＶ　Ｄ　）法、　Ａ　Ｌ　Ｅ　
（Ａｔｏｍｉｃしａｙｅｒ　Ｅｐｊｔａｘｙ）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、Ｔ　ａ２０．、、　Ｙ２Ｏ３，Ｓ　ｉ　
０２゜８ｊ３Ｎ４．ＡＱ７０３．ＡＱＮ、５ｒＴｊＯ３
痔からなり、これらの層を２層以−ト積層してもよい。

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１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、基月」二に順次形成される。ただし、第１及び
第２の絶縁層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回基板を酸素プラ
ズマ処理する。この基板は、発光層を形成した後のもの
でもよいが、さらに、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、酸素プラズマ処理
する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。

上記酸素プラズマ処理は、酸素プラズマ中で処理するも
ので、このとき、基板温度は室温乃至４００℃、好まし
くは１０．０〜２００℃であり、処理時間は、１〜３０
分でよい。酸素プラズマは、プラズマＣＶＤ法等におい
て、チャンバー内で０゜０５〜２トール（Ｔａｒ・ｒ）
程度の酸素ガスの存在下、高周波を印加すること等によ
り容易に発生させることができる。

この処理によって、酸素が発光層に導入され、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、発光輝度が向上する。

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３９
発光層４．第２のＮ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−ヒにＩ　’ｒ　Ｏ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としてのストライプ状ＩＴＯ透明電極（膜厚
０．２μｍ、幅０．１５＋ｎｍ、電極間隔０．１ｎｗｎ
）３２０本を形成した。この上に、第１の絶縁層３とし
てＳｉ３Ｎ、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０．５μｍ　
の厚さに形成した。

ついで、第２のＭ縁層の第１層５としてＳｉＯ□膜をプ
ラズマＣＶＤ法で０．０２μｍの厚さに形成した。この
後、得られた基板をプラズマＣＶＤ装置のチャンバー内
に収納し、基板温度２００℃としてチャンバー内雰囲気
１．５Ｘ１０−６トール（Ｔｏｒｒ）の圧力まで減圧し
た後、酸素を導入して０．１５トールの圧力とし、投入
電力０．２Ｗ　／　ｃｎｌ、印加する高周波１３　、５
６ＭＩ−Ｉ　ｚの条件で１５分間、酸素プラズマ処理し
た。次いで、第２のＭ縁周の第２ＷＩ６としてＳ　ｌ　
ｚ　Ｎ４膜をスパッタリング法で０．１８μｍの厚さに
形成した。最後に、電子ビーム蒸着法でＡｆ１層を形成
し、エツチングして導電膜６としてのストライプ状ＡＱ
の背面電極（膜厚０．２μｍ２幅０．１５厨１．電極間
隔０．ｌｎｗｎ）を２００本、Ｉ　Ｔ○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、酸素プラズマ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Ｅ　Ｌ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
弦波電圧を用いて那動し、透明電極と背面電極の間に印
加する匪動電圧（Ｖｏ−ｒ）と発光輝度の関係（印加電
性−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１発光輝度は試料Ａでは
２２００　ｃ　ｄ　／イ（２１５Ｖにおいて）及び試料
Ｂでは１２００ｃｄ／＋ｒＦ（１９０Ｖにおいて）あっ
た。

また、試料Ａ及び試料Ｂについて、Ｅ　Ｌ発光スペクト
ルを測定した。この結果を第３図に示す。

第３図中、グラフ１０は試料Ａについての結果。

グラフ１１は試料Ｂについての結果を示す。グラフ１０
はグラフ１１に比較して、高エネルギー側にシフトして
おり、発光中心の結晶場が、変化していることがわかる
。

実施例２ 実施例１において第１の絶縁ＷＪ３を設けないこと以外
は実施例１に準じて、薄ＰＩｉＥＬ素子を作製した。得
られた薄膜Ｅ　Ｔ、素子を試料Ｃとした比較例２ 実施例２において、酸素プラズマ処理を行わないこと以
外は、実施例２に準じて、薄膜ＥＩ、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１．５倍であり、試料ＣのＥＬ
発光スペクトルは試料りのＥＬ発光スペクトルより高エ
ネルギー側にシフトしていた。

〔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。 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及び第３図は実
施例１及び比較例１で得られた薄膜ＥＬ素子のＥＬ発光
スペクトルを示す。 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
）。 ８．１０・・・実施例１の結果を示すグラフ。 ９．１１・・・比較例１の結果を示すグラフ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　１．透光性基材上に、透明導電膜、発光層、絶縁層、
   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膜を形成する薄膜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素プラズマ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。