JPH0432195A - Ｅｌ素子およびその製法 - 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、エレクトロルミネンス（ＥＬ）　現象を利用
してデイスプレィ等に応用される薄膜ＥＬ素子およびそ
の製法に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

従来の薄膜ＥＬ素子の一般的な例を示せば、ガラス等か
らなる透明基板上に透明電極、絶縁層、ＥＬ発光層、第
２絶縁層および対向電極を順次積層して形成し、透明電
極と対向電極との間に数１０Ｈｚから数ＫＨｚの交流電
場を印加することによりＥＬ発光層４内の活性種イオン
を励起して発光させるものである。

前記印加発光電圧は１００Ｖ以上を必要とするが、これ
を低下できれば、駆動回路に高耐圧を必要としなくなる
ことによるコストダウン、さらに素子への負荷が低減さ
れることによる長寿命化、あるいは消費電力量の低減等
が図れ、産業利用上きわめて有利となる。

印加発光電圧を低下するための方策として絶縁層に高誘
電率のものを用いたり、その膜厚を薄くしたり、ＥＬ発
光層の膜厚を薄くする等の試みが為されているが、耐久
性に劣り、発光輝度が低い等実用上条くの問題を残す。

また、例えば特開昭６３−２３１８９７号、特開昭６３
＝２３１８９８号には、特に希土類ドープＥＬ発光層を
有するＥＬ素子に適用できるもので、ＥＬ発光層と両絶
縁層の量大々に複数の半導体層を介在させることにより
、電圧印加に際し電荷をＥＬ発光層中に容易に導入でき
、印加発光電圧を低減できることが開示されているが、
前記複数の半導体膜形成のための工程が増大し、手間も
要するため有利な手段とはいい難い。

さらに特開昭６３−１８６２９２号には、ＥＬ発光層の
内部または近接した位置にアンチモン化セシウム等の外
部光電効果を有する層を設け、外部等からの光により当
該層の電子をＥＬ発光層中に導入することにより、印加
発光電圧を低減できることが開示されているが、希少元
素を含む高価なものであったり、成分組成が複雑である
等成膜コストを高騰し、また本発明の目的の１つである
ＥＬ発光層を含めこれらを、工程を変更することなく連
続して容易に成膜することは困難であるという難点があ
る。

本発明はこれら問題点を解消し、印加発光電圧を低下し
て、駆動回路に高耐圧を要さないことによる製造コスト
ダウン、素子の長寿命化あるいは消費電力量の低減等に
有効なＥＬ素子、オヨび硫化マンガン層およびＥＬ発光
層の連続成膜が簡単容易なＥＬ素子の製法を提供するも
のである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は基板に、ＥＬ発光層を挟んで一対の絶縁層、さ
らに一対の電極を積層、重着して形成したＥＬ素子にお
いて、前記ＥＬ発光層と、一方または双方の絶縁層の間
に硫化マンガン層を介在せしめたこと、および該ＥＬ素
子の製法において、前記ＥＬ発光層はマンガンをドーピ
ングした硫化亜鉛よりなり、該ＥＬ発光層と硫化マンガ
ン層を連続的に成膜することからなる。

Ｃ実施例〕 以下添付の図面に基づき本発明を説明する。

第１図は本発明の側断面図であり、１はガラス等よりな
る透明基板で、該透明基板１上に透明電極２、絶縁層３
、ＥＬ発光層４、第２絶縁層５、および対向電極６を積
層重着し、さらに前記絶縁層３とＥＬ発光層４との間、
および／またはＥＬ発光層４と第２絶縁層５の間に、夫
々硫化マンガン層７、第２硫化マンガン層８を介在させ
、ＩＥＬ素子を形成するものである。

本発明の製造手段を例示すれば、市販の透明ガラス基板
（コーニング＃７０５９）　　１上に、Ｉｎ２０３Ｓｎ
Ｏ，系の透明導電膜であるＩＴＯ（酸化インジウム錫）
からなる透明電極２をスパッタリング形成し、エツチン
グしパターン化する。次に、この透明電極２上に５ｉ（
ｈおよびＳｉ　３Ｎ４の複層絶縁層３をプラズマＣＶＤ
法により形成し、さらに後述するように硫化マンガン（
ＭｎＳ）層７、マンガンをドーピングした硫化亜鉛（Ｚ
ｎＳ：Ｍｎ９Ｍｎ＝０．３ａｔχ）からなるＥＬ発光層
４、次いで第２の硫化マンガン層８を例えば化学的蒸着
（ＣＶＤ）法により連続して成膜し、その上に前記絶縁
層同様の第２の絶縁層５を同様に形成し、さらに該第２
の絶縁層５上に電圧印加電極用のアルミニウム膜をスパ
ッタリング後エツチングしパターン化して、対向電極６
を形成しＥＬ素子を完成するものである。

前記硫化マンガン層７およびマンガンをドーピングした
硫化亜鉛からなるＥＬ発光層４、さらに第２の硫化マン
ガン層８を連続成膜するには物理的、化学的蒸着法等そ
の手段は問わないが、好適には有機金属化合物化学的蒸
着法（ＭＯＣＶＤ法）を採用するものであり、第２図に
示すように、加熱手段９を設けた反応槽１０に透明電極
および絶縁層２．３を膜付けしたガラス基板１をセツテ
ィングし、反応槽１０内に有機マンガン化合物１１、有
機硫黄化合物１２、有機亜鉛化合物１３の蒸気をキャリ
ヤーガス１４とともに適時、適量送入し前記絶縁層３上
に膜付けする。

詳しくはＭＯＣＶＤ法においてはまずキャリヤーガス１
４、例えば水素を有機マンガン化合物１１、例えばジシ
クロペンタジェニルマンガンと、有機硫黄化合物１２、
例えばメチルメルカプタンを流量調整しつつ反応槽■０
内に送入し、予めヒーター９により例えば４８０℃に加
熱した基板１の絶縁層３上に蒸着せしめて、硫化マンガ
ン層７を形成し、次に前記各化合物１１．１２を再度流
量調整しつつ、有機亜鉛化合物１３、例えばジエチル亜
鉛を調整、送入しマンガンをドーピングした硫化亜鉛か
らなるＥＬ発光層４を形成する。

さらにジメチル亜鉛１３の送入を止め、前記同様の操作
でジシクロペンタジェニルマンガン１１およびメチルメ
ルカプタン１２により同様な硫化マンガン層８を形成し
、ここに硫化マンガン層７−ＥＬ発光層４−第２の硫化
マンガン層８の積層膜を、逐一工程を変更することな（
操作の切換えにより連続して得ることができる。

なお、前記硫化マンガン層はいずれか一方、７または８
であっても印加発光電圧の低下に効果を有するが、より
好ましくは両方７．８に設けることにより著しい効果を
奏するものである。

硫化マンガン層７．８の作用機構については明らかでな
いが、電圧印加に際して硫化マンガン層中の電子がＥＬ
発光層４に移動し、発光に寄与することは充分推察され
るところである。

前記したように硫化マンガン層とＥＬ発光層の一連の成
膜は他の公知の物理的、化学的蒸着手段でも可能である
が、組成コントロールが容易なこと、成膜速度が早いこ
と、原料蒸発温度が低く、また低温で成膜できること、
膜の接着性に優れること等多くの利点を有するＭＯＣＶ
Ｄ法を推奨するものである。

このように形成したＥＬ素子と、前記実施例同様に形成
し、ただし硫化マンガン層７．８を全く介在させない従
来公知のＥＬ素子（比較例）について、電圧印加し発光
輝度を測定したところ、第３図に示すような発光輝度特
性曲線が得られた。ここで曲線Ａは実施例にかかるもの
、曲線Ｂは比較例にかかるもので、実施例においては１
００ｖ以下で発光し、かつ印加電圧の調整により発光輝
度を適宜加減できるいわゆる階調表示が可能である点で
、きｂｉで有用であり、実用性に富むことが明らかであ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、硫化マンガン層の介在によりＥＬ素子
の印加発光電圧を低下させ、製造コストダウン、長寿命
化あるいは消費電圧の低減を図ることができ、またその
製造に際しても、マンガンをドーピングした硫化亜鉛よ
りなるＥＬ発光層との連続成膜により容易かつ能率的、
効率的に行うことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の側断面図、第２図はその１製造手段を
示した図、第３図は印加電圧−発光輝度特性を示したグ
ラフである。 柚 １−ｍ−透明基板　　　　２−一一透明電１３−−−絶
縁層　　　　　４−−−ＥＬ発光層５−−一第２絶縁層
　　　６一−一対向電極７−−−硫化マンガン層　８−
一一第２硫化マンガン層１０−−−反応槽 特許出願人　　セントラル硝子株式会社代理人　弁理士
　坂　　本　栄　　−′第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）基板に、ＥＬ発光層を挟んで一対の絶縁層、さらに
   一対の電極を積層、重着して形成したＥＬ素子において
   、前記ＥＬ発光層と、一方または双方の絶縁層の間に硫
   化マンガン層を介在せしめたことを特徴とするＥＬ素子
   。 ２）基板にＥＬ発光層を挟んで、一対の絶縁層、さらに
   一対の電極を積層、重着し、かつ前記ＥＬ発光層と、一
   方または双方の絶縁層の間に硫化マンガン層を介在せし
   めるＥＬ素子の製法において、前記ＥＬ発光層はマンガ
   ンをドーピングした硫化亜鉛よりなり、該ＥＬ発光層と
   硫化マンガン層を連続的に成膜することを特徴とするＥ
   Ｌ素子の製法。