JPH05114484A - 薄膜エレクトロルミネツセンス素子の製造法 - Google Patents
薄膜エレクトロルミネツセンス素子の製造法Info
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- JPH05114484A JPH05114484A JP3275099A JP27509991A JPH05114484A JP H05114484 A JPH05114484 A JP H05114484A JP 3275099 A JP3275099 A JP 3275099A JP 27509991 A JP27509991 A JP 27509991A JP H05114484 A JPH05114484 A JP H05114484A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 二重絶縁構造の薄膜ＥＬ素子の製造法におい
て、発光層が、スパッタ蒸着法等で成膜した薄膜を、硫
化性ガス以外の還元性ガス雰囲気または不活性ガス雰囲
気下で５００℃以上に昇温の後連続して、または、同雰
囲気下で第一次の熱処理をした後に６５０℃以上で硫化
性ガス雰囲気において第二次の熱処理をすることにより
作製される。 【効果】 結晶粒径の大きな高結晶化した発光層を得る
ことができるので、高輝度に発光する薄膜ＥＬ素子を作
製できる。
て、発光層が、スパッタ蒸着法等で成膜した薄膜を、硫
化性ガス以外の還元性ガス雰囲気または不活性ガス雰囲
気下で５００℃以上に昇温の後連続して、または、同雰
囲気下で第一次の熱処理をした後に６５０℃以上で硫化
性ガス雰囲気において第二次の熱処理をすることにより
作製される。 【効果】 結晶粒径の大きな高結晶化した発光層を得る
ことができるので、高輝度に発光する薄膜ＥＬ素子を作
製できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電界の印加に応じて発光
を示す薄膜エレクトロルミネッセンス素子（以下、ＥＬ
素子と略記する。）の製造法に関するものである。
を示す薄膜エレクトロルミネッセンス素子（以下、ＥＬ
素子と略記する。）の製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＺｎＳやＺｎＳｅ等の化合物半導体にＭ
ｎ等の発光中心を添加したものに高電圧を印加すること
で発光するエレクトロルミネッセンスの現象は古くから
知られている。近年二重絶縁層型ＥＬ素子の開発によ
り、輝度および寿命が飛躍的に向上し、薄膜ＥＬ素子は
薄型ディスプレイに応用されるようになり、現在市販さ
れるまでに至った。
ｎ等の発光中心を添加したものに高電圧を印加すること
で発光するエレクトロルミネッセンスの現象は古くから
知られている。近年二重絶縁層型ＥＬ素子の開発によ
り、輝度および寿命が飛躍的に向上し、薄膜ＥＬ素子は
薄型ディスプレイに応用されるようになり、現在市販さ
れるまでに至った。
【０００３】ＥＬ素子の発光色は、発光層を構成する半
導体母体と、ドープされる発光中心の組合せで決まる。
例えば、ＺｎＳ母体に発光中心としてＭｎをドープする
と黄橙色、Ｔｂを添加すると緑色のエレクトロルミネッ
センス発光（以下ＥＬ発光と略記する。）が得られる。
また、ＳｒＳ母体に発光中心としてＣｅをドープすると
青緑色、ＣａＳ母体に発光中心としてＥｕをドープする
と赤色のそれぞれＥＬ発光が得られる。
導体母体と、ドープされる発光中心の組合せで決まる。
例えば、ＺｎＳ母体に発光中心としてＭｎをドープする
と黄橙色、Ｔｂを添加すると緑色のエレクトロルミネッ
センス発光（以下ＥＬ発光と略記する。）が得られる。
また、ＳｒＳ母体に発光中心としてＣｅをドープすると
青緑色、ＣａＳ母体に発光中心としてＥｕをドープする
と赤色のそれぞれＥＬ発光が得られる。
【０００４】しかしながら、現在実用レベルの輝度に達
しているものはＺｎＳ母体ににＭｎを添加した黄橙色の
系のみである。フルカラーの薄膜型ディスプレイをＥＬ
素子を用いて作製する場合、青、緑、赤の３原色を発光
するＥＬ素子が必要であり、各色を高輝度に発光するＥ
Ｌ素子の開発が精力的に進められている。発光層の成膜
方法として、抵抗加熱蒸着法、電子線加熱蒸着法、スパ
ッタ蒸着法、ＭＯＣＶＤ法（有機金属ガス気相成長
法）、ＭＢＥ法（モレキュラー・ビーム・エピタキシャ
ル法）、ＡＬＥ法（原子層エピタキシャル法）などが用
いられている。これらの方法で形成された発光層の結晶
性とＥＬ素子の輝度の関係に関して、高結晶化した発光
層を有するＥＬ素子の輝度が高いことが知られている。
これは、発光層に印加された電界により加速された電子
が効率良く発光中心を励起するためであると推定されて
いる。ＭＯＣＶＤ法、ＡＬＥ法、ＭＢＥ法を用いて作成
されたＺｎＳ：Ｍｎ発光層で高結晶性の薄膜が得られ、
高輝度に発光するＥＬ素子が作製されている。しかし、
ＺｎＳ以外の化合物半導体を母体として用いた系、例え
ば青色発光を示すＳｒＳ：Ｃｅ発光層では、高輝度に発
光する素子は得られていない。
しているものはＺｎＳ母体ににＭｎを添加した黄橙色の
系のみである。フルカラーの薄膜型ディスプレイをＥＬ
素子を用いて作製する場合、青、緑、赤の３原色を発光
するＥＬ素子が必要であり、各色を高輝度に発光するＥ
Ｌ素子の開発が精力的に進められている。発光層の成膜
方法として、抵抗加熱蒸着法、電子線加熱蒸着法、スパ
ッタ蒸着法、ＭＯＣＶＤ法（有機金属ガス気相成長
法）、ＭＢＥ法（モレキュラー・ビーム・エピタキシャ
ル法）、ＡＬＥ法（原子層エピタキシャル法）などが用
いられている。これらの方法で形成された発光層の結晶
性とＥＬ素子の輝度の関係に関して、高結晶化した発光
層を有するＥＬ素子の輝度が高いことが知られている。
これは、発光層に印加された電界により加速された電子
が効率良く発光中心を励起するためであると推定されて
いる。ＭＯＣＶＤ法、ＡＬＥ法、ＭＢＥ法を用いて作成
されたＺｎＳ：Ｍｎ発光層で高結晶性の薄膜が得られ、
高輝度に発光するＥＬ素子が作製されている。しかし、
ＺｎＳ以外の化合物半導体を母体として用いた系、例え
ば青色発光を示すＳｒＳ：Ｃｅ発光層では、高輝度に発
光する素子は得られていない。
【０００５】ＭＯＣＶＤ法、ＡＬＥ法、ＭＢＥ法は高結
晶性の薄膜を作成するための有望な方法ではあるが、発
光中心を均一に分散させることが困難であること、大面
積のＥＬ発光層を経済的に作製することが困難であるこ
と等の面では、電子線加熱蒸着法やスパッタ蒸着法に比
べて劣っているという問題点もある。高輝度発光を示す
ＥＬ素子を製造するための１つの有望な条件である発光
層の高結晶化を図るため、発光層の作成時の基板温度を
高くしたり、発光層作成後に真空中或いは不活性ガス雰
囲気下で高温熱処理するなどの方法がとられてきた。し
かし、多くの場合薄膜ＥＬ素子は基板としてガラスを使
用しているため、８５０℃以上の高温で熱処理する場
合、ガラスの歪などが問題とされた。さらに発光層の母
体としてＺｎＳ、ＳｒＳ、ＣａＳ、ＣｄＳなどの硫化物
を用いる場合、高温熱処理により膜中のＳの量が減少し
化学量論的組成からずれ、Ｓの抜けによる欠陥のために
高結晶化した発光層を作ることができないことも大きな
問題点であった。
晶性の薄膜を作成するための有望な方法ではあるが、発
光中心を均一に分散させることが困難であること、大面
積のＥＬ発光層を経済的に作製することが困難であるこ
と等の面では、電子線加熱蒸着法やスパッタ蒸着法に比
べて劣っているという問題点もある。高輝度発光を示す
ＥＬ素子を製造するための１つの有望な条件である発光
層の高結晶化を図るため、発光層の作成時の基板温度を
高くしたり、発光層作成後に真空中或いは不活性ガス雰
囲気下で高温熱処理するなどの方法がとられてきた。し
かし、多くの場合薄膜ＥＬ素子は基板としてガラスを使
用しているため、８５０℃以上の高温で熱処理する場
合、ガラスの歪などが問題とされた。さらに発光層の母
体としてＺｎＳ、ＳｒＳ、ＣａＳ、ＣｄＳなどの硫化物
を用いる場合、高温熱処理により膜中のＳの量が減少し
化学量論的組成からずれ、Ｓの抜けによる欠陥のために
高結晶化した発光層を作ることができないことも大きな
問題点であった。
【０００６】特公昭６３ー４６１１７号公報、特開平１
ー２７２０９３号公報および英国特許第２２３０３８２
号明細書に、発光層を成膜後Ｈ2 Ｓ中で熱処理すること
が記載されている。特に英国特許第２２３０３８２号明
細書には、６５０℃以上、１時間以上のＨ2 Ｓ熱処理に
より、ＳｒＳ：Ｃｅ系で最高輝度１２０００ｃｄ／ｍ 2
が得られている。
ー２７２０９３号公報および英国特許第２２３０３８２
号明細書に、発光層を成膜後Ｈ2 Ｓ中で熱処理すること
が記載されている。特に英国特許第２２３０３８２号明
細書には、６５０℃以上、１時間以上のＨ2 Ｓ熱処理に
より、ＳｒＳ：Ｃｅ系で最高輝度１２０００ｃｄ／ｍ 2
が得られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、発光層の結
晶性を更に向上させることにより高輝度に発光するＥＬ
素子を提供することを目的とする。
晶性を更に向上させることにより高輝度に発光するＥＬ
素子を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる状況下において、
本発明者らは、高輝度発光を示すＥＬ素子の製造方法に
ついて鋭意検討した結果、発光層薄膜を形成した後に、
該発光層を硫化性ガス以外の還元性ガス雰囲気または不
活性ガス雰囲気下で５００℃以上に昇温の後、同雰囲気
で第一次熱処理し、その後連続して６５０℃以上で硫化
性ガス雰囲気において第二次熱処理することにより発光
層の結晶粒が大きく成長し、それによってＥＬ素子の輝
度が大幅に向上することを見いだし本発明をなすに至っ
た。
本発明者らは、高輝度発光を示すＥＬ素子の製造方法に
ついて鋭意検討した結果、発光層薄膜を形成した後に、
該発光層を硫化性ガス以外の還元性ガス雰囲気または不
活性ガス雰囲気下で５００℃以上に昇温の後、同雰囲気
で第一次熱処理し、その後連続して６５０℃以上で硫化
性ガス雰囲気において第二次熱処理することにより発光
層の結晶粒が大きく成長し、それによってＥＬ素子の輝
度が大幅に向上することを見いだし本発明をなすに至っ
た。
【０００９】すなわち本発明は、発光中心をドープした
発光層の両側を絶縁層ではさみ、さらにその両側を少な
くとも一方が光透過性の電極ではさんだ構造を有する薄
膜エレクトロルミネッセンス素子の製造法において、前
記発光層を堆積した後に、該発光層を硫化性ガス以外の
還元性ガス雰囲気または不活性ガス雰囲気下で５００℃
以上に昇温の後、連続して６５０℃以上で硫化性ガス雰
囲気において第二次熱処理する、または該発光層を硫化
性ガス以外の還元性ガス雰囲気または不活性ガス雰囲気
下で５００℃以上に昇温の後、同雰囲気で第一次熱処理
し、その後連続して６５０℃以上で硫化性ガス雰囲気に
おいて第二次熱処理することを特徴とする薄膜エレクト
ロルミネッセンス素子の製造法である。
発光層の両側を絶縁層ではさみ、さらにその両側を少な
くとも一方が光透過性の電極ではさんだ構造を有する薄
膜エレクトロルミネッセンス素子の製造法において、前
記発光層を堆積した後に、該発光層を硫化性ガス以外の
還元性ガス雰囲気または不活性ガス雰囲気下で５００℃
以上に昇温の後、連続して６５０℃以上で硫化性ガス雰
囲気において第二次熱処理する、または該発光層を硫化
性ガス以外の還元性ガス雰囲気または不活性ガス雰囲気
下で５００℃以上に昇温の後、同雰囲気で第一次熱処理
し、その後連続して６５０℃以上で硫化性ガス雰囲気に
おいて第二次熱処理することを特徴とする薄膜エレクト
ロルミネッセンス素子の製造法である。
【００１０】以下に本発明を詳細に説明する。図１は、
この発明の一具体例を示す二重絶縁構造の薄膜ＥＬ素子
である。図中、１はガラス板などからなる透明基板、２
は厚みが１００〜３００ｎｍ程度のＩＴＯ薄膜などから
なる透明電極、３はＡｌ薄膜やＩＴＯ薄膜などからなる
厚みが１００〜５００ｎｍ程度の背面電極で、表示パタ
ーンに応じた形状にパターン化されている。４はＺｎ
Ｓ、ＣｄＳ、Ｚｎx Ｃｄ1-x Ｓ等のIIｂ族硫化物やＳｒ
Ｓ、ＣａＳ等のアルカリ土類金属の硫化物、Ｚｎx Ｓｒ
1-x Ｓ等の混合組成物等からなる半導体母体中に少量の
希土類元素やＭｎなどの発光中心をドープさせたもの、
例えば、ＳｒＳ：Ｃｅ、ＳｒＳ：Ｃｅ，Ｅｕ、ＣａＳ：
Ｅｕなどからなる発光層である。発光層の膜厚は特に限
定されないが、薄すぎると発光輝度が低く、厚すぎると
発光開始電圧が高くなるため、好ましくは５０〜３００
０ｎｍの範囲であり、より好ましくは１００〜１５００
ｎｍの範囲である。５、６は上記発光層４の表面及び背
面に隣接する絶縁層である。本発明のＥＬ素子に用いら
れる絶縁層としては特に限定されない。例えば、ＳｉＯ
2 、Ｙ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 、Ａｌ 2 Ｏ3 、ＨｆＯ2 、Ｔａ
2 Ｏ5 、ＢａＴａ2 Ｏ5 、ＰｂＴｉＯ3 、Ｓｉ3Ｎ4 、
ＺｒＯ2 等やこれらの混合膜または２種以上の積層膜を
挙げることができる。また、絶縁層と発光層の間には、
成膜時、加熱処理時に両者の反応を防ぐためにバッファ
ー層を用いることが好ましい。バッファー層としては特
に限定されないが、金属硫化物、中でもＺｎＳ、Ｃｄ
Ｓ、ＳｒＳ、ＣａＳ、ＢａＳ、ＣｕＳ等が挙げられる。
バッファー層の膜厚は特に限定されないが１０〜１００
０ｎｍの範囲であり、より好ましくは５０〜３００ｎｍ
の範囲である。
この発明の一具体例を示す二重絶縁構造の薄膜ＥＬ素子
である。図中、１はガラス板などからなる透明基板、２
は厚みが１００〜３００ｎｍ程度のＩＴＯ薄膜などから
なる透明電極、３はＡｌ薄膜やＩＴＯ薄膜などからなる
厚みが１００〜５００ｎｍ程度の背面電極で、表示パタ
ーンに応じた形状にパターン化されている。４はＺｎ
Ｓ、ＣｄＳ、Ｚｎx Ｃｄ1-x Ｓ等のIIｂ族硫化物やＳｒ
Ｓ、ＣａＳ等のアルカリ土類金属の硫化物、Ｚｎx Ｓｒ
1-x Ｓ等の混合組成物等からなる半導体母体中に少量の
希土類元素やＭｎなどの発光中心をドープさせたもの、
例えば、ＳｒＳ：Ｃｅ、ＳｒＳ：Ｃｅ，Ｅｕ、ＣａＳ：
Ｅｕなどからなる発光層である。発光層の膜厚は特に限
定されないが、薄すぎると発光輝度が低く、厚すぎると
発光開始電圧が高くなるため、好ましくは５０〜３００
０ｎｍの範囲であり、より好ましくは１００〜１５００
ｎｍの範囲である。５、６は上記発光層４の表面及び背
面に隣接する絶縁層である。本発明のＥＬ素子に用いら
れる絶縁層としては特に限定されない。例えば、ＳｉＯ
2 、Ｙ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 、Ａｌ 2 Ｏ3 、ＨｆＯ2 、Ｔａ
2 Ｏ5 、ＢａＴａ2 Ｏ5 、ＰｂＴｉＯ3 、Ｓｉ3Ｎ4 、
ＺｒＯ2 等やこれらの混合膜または２種以上の積層膜を
挙げることができる。また、絶縁層と発光層の間には、
成膜時、加熱処理時に両者の反応を防ぐためにバッファ
ー層を用いることが好ましい。バッファー層としては特
に限定されないが、金属硫化物、中でもＺｎＳ、Ｃｄ
Ｓ、ＳｒＳ、ＣａＳ、ＢａＳ、ＣｕＳ等が挙げられる。
バッファー層の膜厚は特に限定されないが１０〜１００
０ｎｍの範囲であり、より好ましくは５０〜３００ｎｍ
の範囲である。
【００１１】発光層の成膜方法としては、電子線加熱蒸
着、スパッタ蒸着、ＭＢＥ、ＭＯＣＶＤ、ＡＬＥ法など
多くの方法が選択できるが、各種成膜法の中でもスパッ
タ蒸着法は高輝度を示す素子が得られて好ましい。発光
層の熱処理条件において、硫化性ガス以外の還元性ガス
雰囲気または不活性ガス雰囲気下で昇温、同雰囲気で第
一次熱処理し、その後連続して硫化性ガス雰囲気化で第
二次熱処理することが重要である。硫化性ガス以外の還
元性ガスとしては、水素、一酸化炭素等があり、中でも
水素ガスが輝度向上効果上好ましい。また、不活性ガス
としてはＡｒ、Ｈｅ、Ｎ2 等があげられる。硫化性ガス
以外の還元性ガス雰囲気または不活性ガス雰囲気での昇
温時間としては０．０１〜４時間であり、より好ましく
は０．２〜２時間である。同雰囲気での熱処理時間とし
ては０〜１２時間、より好ましくは０．１〜６時間であ
る。熱処理温度としては、５００℃以上が必要であり、
この温度は後述する硫化性ガス雰囲気での熱処理温度よ
り高くても、低くても、同じでも良い。硫化性ガスとし
ては、硫化水素、二硫化炭素、硫黄蒸気、エチルメルカ
プタン、メチルメルカプタン、ジメチル硫黄、ジエチル
硫黄等があり、中でも硫化水素ガスは輝度向上効果が大
きく好ましい。硫化性ガスの濃度としては、特に限定さ
れないが、０．０１〜１００ｍｏｌ％、より好ましくは
０．１〜３０ｍｏｌ％である。希釈ガスとしてはＡｒ、
Ｈｅ等の不活性ガスが用いられる。また、硫化性ガスの
効果が顕著に現れるためには、熱処理の温度が６５０℃
以上であることが必要であり、時間は１時間以上が好ま
しい。また、８００℃以上の温度で熱処理を行うこと
は、基板ガラスの歪や透明電極として用いているＩＴＯ
の高抵抗化や高価な石英ガラス基板を用いなくてはなら
ないことなどの問題から現実的ではない。
着、スパッタ蒸着、ＭＢＥ、ＭＯＣＶＤ、ＡＬＥ法など
多くの方法が選択できるが、各種成膜法の中でもスパッ
タ蒸着法は高輝度を示す素子が得られて好ましい。発光
層の熱処理条件において、硫化性ガス以外の還元性ガス
雰囲気または不活性ガス雰囲気下で昇温、同雰囲気で第
一次熱処理し、その後連続して硫化性ガス雰囲気化で第
二次熱処理することが重要である。硫化性ガス以外の還
元性ガスとしては、水素、一酸化炭素等があり、中でも
水素ガスが輝度向上効果上好ましい。また、不活性ガス
としてはＡｒ、Ｈｅ、Ｎ2 等があげられる。硫化性ガス
以外の還元性ガス雰囲気または不活性ガス雰囲気での昇
温時間としては０．０１〜４時間であり、より好ましく
は０．２〜２時間である。同雰囲気での熱処理時間とし
ては０〜１２時間、より好ましくは０．１〜６時間であ
る。熱処理温度としては、５００℃以上が必要であり、
この温度は後述する硫化性ガス雰囲気での熱処理温度よ
り高くても、低くても、同じでも良い。硫化性ガスとし
ては、硫化水素、二硫化炭素、硫黄蒸気、エチルメルカ
プタン、メチルメルカプタン、ジメチル硫黄、ジエチル
硫黄等があり、中でも硫化水素ガスは輝度向上効果が大
きく好ましい。硫化性ガスの濃度としては、特に限定さ
れないが、０．０１〜１００ｍｏｌ％、より好ましくは
０．１〜３０ｍｏｌ％である。希釈ガスとしてはＡｒ、
Ｈｅ等の不活性ガスが用いられる。また、硫化性ガスの
効果が顕著に現れるためには、熱処理の温度が６５０℃
以上であることが必要であり、時間は１時間以上が好ま
しい。また、８００℃以上の温度で熱処理を行うこと
は、基板ガラスの歪や透明電極として用いているＩＴＯ
の高抵抗化や高価な石英ガラス基板を用いなくてはなら
ないことなどの問題から現実的ではない。
【００１２】本発明の特徴は、発光層薄膜を硫化性ガス
以外の還元雰囲気または不活性ガス雰囲気で昇温、同雰
囲気で第一次熱処理し、連続して硫化性ガス雰囲気化で
第二次熱処理することにより、ドラスティックに結晶粒
の成長がおこり高結晶化した発光層が作製できることで
ある。発光層熱処理時の昇温雰囲気が硫化性ガスである
と、かえって熱処理による粒成長の効果が抑制される傾
向があり、むしろ、硫化性ガス以外の還元雰囲気または
不活性ガス雰囲気下で昇温、第一次熱処理し、その後連
続して硫化性ガス雰囲気化で第二次熱処理することによ
り顕著な粒成長がおこるために粒径の大きな発光層が形
成でき、ＥＬ素子の輝度もさらに高くなる。
以外の還元雰囲気または不活性ガス雰囲気で昇温、同雰
囲気で第一次熱処理し、連続して硫化性ガス雰囲気化で
第二次熱処理することにより、ドラスティックに結晶粒
の成長がおこり高結晶化した発光層が作製できることで
ある。発光層熱処理時の昇温雰囲気が硫化性ガスである
と、かえって熱処理による粒成長の効果が抑制される傾
向があり、むしろ、硫化性ガス以外の還元雰囲気または
不活性ガス雰囲気下で昇温、第一次熱処理し、その後連
続して硫化性ガス雰囲気化で第二次熱処理することによ
り顕著な粒成長がおこるために粒径の大きな発光層が形
成でき、ＥＬ素子の輝度もさらに高くなる。
【００１３】
【実施例】以下に、この発明の実施例を具体的に説明す
る。
る。
【００１４】
【実施例１】ガラス基板上［ホーヤ（株）製、ＮＡ−４
０］に、反応性スパッタ法により、厚さ約１００ｎｍの
ＩＴＯ電極を形成した。その上に、Ｔａターゲット及び
ＳｉＯ2 ターゲットを用いて、厚さ４００ｎｍのＴａ2
Ｏ5 と厚さ１００ｎｍのＳｉＯ2 をスパッタ蒸着法によ
り順次形成し絶縁層とした。続いてバッファ−層とし
て、厚さ約１００ｎｍのＺｎＳ薄膜を、ＺｎＳターゲッ
トを用いたアルゴンガス中のスパッタ蒸着により作製し
た。次に、発光層として、ＳｒＳとＳｒＳに対して０．
３ｍｏｌ％のＣｅＦ3 及びＫＣｌを混合したターゲット
を用い、基板温度を約３００℃に保ちながらスパッタ蒸
着を行い、厚さ約８００ｎｍの薄膜を形成した。その後
アルゴンガス雰囲気中で１時間かけて７００℃に昇温
し、同雰囲気、同温度で１時間第一次熱処理した後、連
続して同温度にて２ｍｏｌ％の硫化水素を含むアルゴン
ガス雰囲気中で４時間熱処理を行った。さらに発光層の
上には、ＺｎＳ、ＳｉＯ2 、Ｔａ2 Ｏ5 の順に上記の方
法で積層膜を形成し、二重絶縁構造を構築した。最後に
Ａｌ電極を抵抗加熱蒸着法により、金属マスクを用いて
ストライプ状に形成した。下部電極は、発光層及び絶縁
層の一部を剥離させてＩＴＯ電極を露出させ、これを用
いた。
０］に、反応性スパッタ法により、厚さ約１００ｎｍの
ＩＴＯ電極を形成した。その上に、Ｔａターゲット及び
ＳｉＯ2 ターゲットを用いて、厚さ４００ｎｍのＴａ2
Ｏ5 と厚さ１００ｎｍのＳｉＯ2 をスパッタ蒸着法によ
り順次形成し絶縁層とした。続いてバッファ−層とし
て、厚さ約１００ｎｍのＺｎＳ薄膜を、ＺｎＳターゲッ
トを用いたアルゴンガス中のスパッタ蒸着により作製し
た。次に、発光層として、ＳｒＳとＳｒＳに対して０．
３ｍｏｌ％のＣｅＦ3 及びＫＣｌを混合したターゲット
を用い、基板温度を約３００℃に保ちながらスパッタ蒸
着を行い、厚さ約８００ｎｍの薄膜を形成した。その後
アルゴンガス雰囲気中で１時間かけて７００℃に昇温
し、同雰囲気、同温度で１時間第一次熱処理した後、連
続して同温度にて２ｍｏｌ％の硫化水素を含むアルゴン
ガス雰囲気中で４時間熱処理を行った。さらに発光層の
上には、ＺｎＳ、ＳｉＯ2 、Ｔａ2 Ｏ5 の順に上記の方
法で積層膜を形成し、二重絶縁構造を構築した。最後に
Ａｌ電極を抵抗加熱蒸着法により、金属マスクを用いて
ストライプ状に形成した。下部電極は、発光層及び絶縁
層の一部を剥離させてＩＴＯ電極を露出させ、これを用
いた。
【００１５】また、図２は、上記条件で熱処理後の発光
層のＸ線回折スペクトルを示すものであるが、ＳｒＳの
（２００）面及び（２２０）面に対応する位置に強く鋭
いピ−クが現れていることから、上記の熱処理によっ
て、発光層の結晶化度が著しく向上し、粒成長のおこっ
ていることが確認できる。尚、ピークの最大値の半分の
強度を持つ点の幅を測定することにより求めたＳｒＳ
（２００）面及び（２２０）面のピークの半値幅は、各
々０．１２度、０．１６度であり、従来技術である比較
例１におけるピーク半値幅に比べて小さくなっている。
層のＸ線回折スペクトルを示すものであるが、ＳｒＳの
（２００）面及び（２２０）面に対応する位置に強く鋭
いピ−クが現れていることから、上記の熱処理によっ
て、発光層の結晶化度が著しく向上し、粒成長のおこっ
ていることが確認できる。尚、ピークの最大値の半分の
強度を持つ点の幅を測定することにより求めたＳｒＳ
（２００）面及び（２２０）面のピークの半値幅は、各
々０．１２度、０．１６度であり、従来技術である比較
例１におけるピーク半値幅に比べて小さくなっている。
【００１６】この発光層から作製したＥＬ素子の最高輝
度は、５ｋＨｚ ｓｉｎ波駆動で１６５００ｃｄ／ｍ2
であった。
度は、５ｋＨｚ ｓｉｎ波駆動で１６５００ｃｄ／ｍ2
であった。
【００１７】
【実施例２】発光層の熱処理時の昇温雰囲気、第一次の
熱処理雰囲気を水素雰囲気としたこと以外は、実施例１
と同様にして素子を作製した。作製したＥＬ素子の最高
輝度は 、５ｋＨｚ ｓｉｎ波駆動で１６３００ｃｄ／
ｍ2であった。
熱処理雰囲気を水素雰囲気としたこと以外は、実施例１
と同様にして素子を作製した。作製したＥＬ素子の最高
輝度は 、５ｋＨｚ ｓｉｎ波駆動で１６３００ｃｄ／
ｍ2であった。
【００１８】
【比較例１】発光層の熱処理時に昇温開始から２ｍｏｌ
％の硫化水素を含むアルゴンガス雰囲気としたこと以外
は、実施例１と同様にして素子を作製した。この素子の
熱処理後のＸ線回折スペクトルを図３に示す。実施例１
と同様の方法によりと求めた熱処理後のＳｒＳ（２０
０）面及び（２２０）面のピークの半値幅は、各々０．
１７度、０．２４度であった。また、この発光層から作
製したＥＬ素子の最高輝度は、５ｋＨｚ ｓｉｎ波駆動
で１２０００ｃｄ／ｍ2 であった。
％の硫化水素を含むアルゴンガス雰囲気としたこと以外
は、実施例１と同様にして素子を作製した。この素子の
熱処理後のＸ線回折スペクトルを図３に示す。実施例１
と同様の方法によりと求めた熱処理後のＳｒＳ（２０
０）面及び（２２０）面のピークの半値幅は、各々０．
１７度、０．２４度であった。また、この発光層から作
製したＥＬ素子の最高輝度は、５ｋＨｚ ｓｉｎ波駆動
で１２０００ｃｄ／ｍ2 であった。
【００１９】
【実施例３】発光層の熱処理として、アルゴンガス雰囲
気中で２時間かけて７００℃まで昇温し、同雰囲気、同
温度で２時間第一次熱処理した後、連続して同温度にて
２ｍｏｌ％の硫化水素を含むアルゴンガス雰囲気中で４
時間熱処理を行ったこと以外は実施例１と同様にして素
子を作製した。作製した素子の最高輝度は、５ｋＨｚｓ
ｉｎ波駆動で１５５００ｃｄ／ｍ2 であった。
気中で２時間かけて７００℃まで昇温し、同雰囲気、同
温度で２時間第一次熱処理した後、連続して同温度にて
２ｍｏｌ％の硫化水素を含むアルゴンガス雰囲気中で４
時間熱処理を行ったこと以外は実施例１と同様にして素
子を作製した。作製した素子の最高輝度は、５ｋＨｚｓ
ｉｎ波駆動で１５５００ｃｄ／ｍ2 であった。
【００２０】
【実施例４】発光層の熱処理として 、アルゴンガス雰
囲気中で１時間かけて６００℃まで昇温し、同雰囲気、
同温度で２時間第一次熱処理した後、連続して２ｍｏｌ
％の硫化水素を含むアルゴンガス雰囲気中で７００℃ま
で昇温の後、同温度で４時間熱処理を行ったこと以外は
実施例１と同様にして素子を作製した。作製した素子の
最高輝度は、５ｋＨｚ ｓｉｎ波駆動で１６０００ｃｄ
／ｍ2 であった。
囲気中で１時間かけて６００℃まで昇温し、同雰囲気、
同温度で２時間第一次熱処理した後、連続して２ｍｏｌ
％の硫化水素を含むアルゴンガス雰囲気中で７００℃ま
で昇温の後、同温度で４時間熱処理を行ったこと以外は
実施例１と同様にして素子を作製した。作製した素子の
最高輝度は、５ｋＨｚ ｓｉｎ波駆動で１６０００ｃｄ
／ｍ2 であった。
【００２１】
【実施例５】発光層の熱処理として 、アルゴンガス雰
囲気中で１時間かけて６００℃まで昇温し、連続して２
ｍｏｌ％の硫化水素を含むアルゴンガス雰囲気中で７０
０℃まで昇温の後、同温度で４時間熱処理を行ったこと
以外は実施例１と同様にして素子を作製した。作製した
素子の最高輝度は、５ｋＨｚ ｓｉｎ波駆動で１５７０
０ｃｄ／ｍ2 であった。
囲気中で１時間かけて６００℃まで昇温し、連続して２
ｍｏｌ％の硫化水素を含むアルゴンガス雰囲気中で７０
０℃まで昇温の後、同温度で４時間熱処理を行ったこと
以外は実施例１と同様にして素子を作製した。作製した
素子の最高輝度は、５ｋＨｚ ｓｉｎ波駆動で１５７０
０ｃｄ／ｍ2 であった。
【００２２】
【実施例６】発光層の熱処理として 、アルゴンガス雰
囲気中で１時間かけて７５０℃まで昇温し、同雰囲気、
同温度で１時間第一次熱処理した後、同雰囲気にて７０
０℃まで降温し、その後連続して２ｍｏｌ％の硫化水素
を含むアルゴンガス雰囲気中、同温度で４時間熱処理を
行ったこと以外は実施例１と同様にして素子を作製し
た。作製した素子の最高輝度は、５ｋＨｚ ｓｉｎ波駆
動で１５０００ｃｄ／ｍ 2 であった。
囲気中で１時間かけて７５０℃まで昇温し、同雰囲気、
同温度で１時間第一次熱処理した後、同雰囲気にて７０
０℃まで降温し、その後連続して２ｍｏｌ％の硫化水素
を含むアルゴンガス雰囲気中、同温度で４時間熱処理を
行ったこと以外は実施例１と同様にして素子を作製し
た。作製した素子の最高輝度は、５ｋＨｚ ｓｉｎ波駆
動で１５０００ｃｄ／ｍ 2 であった。
【００２３】
【実施例７】発光層をスパッタ蒸着により形成する際、
ＳｒＳとＳｒＳに対して０．３ｍｏｌ％のＣｅＦ3 とＫ
Ｃｌ、及び０．０２ｍｏｌ％のＥｕＦ3 を混合したター
ゲットを用いたこと以外は、実施例１と同様にしてＳｒ
Ｓ：Ｃｅ，Ｅｕ白色ＥＬ素子を作製した。この素子の最
高輝度は、５ｋＨｚｓｉｎ波駆動で８２００ｃｄ／ｍ2
であった。
ＳｒＳとＳｒＳに対して０．３ｍｏｌ％のＣｅＦ3 とＫ
Ｃｌ、及び０．０２ｍｏｌ％のＥｕＦ3 を混合したター
ゲットを用いたこと以外は、実施例１と同様にしてＳｒ
Ｓ：Ｃｅ，Ｅｕ白色ＥＬ素子を作製した。この素子の最
高輝度は、５ｋＨｚｓｉｎ波駆動で８２００ｃｄ／ｍ2
であった。
【００２４】
【実施例８】発光層をスパッタ蒸着により形成する際、
ＣａＳとＣａＳに対して０．３ｍｏｌ％のＥｕＦ3 とＫ
Ｃｌを混合したターゲットを用いたこと以外は、実施例
１と同様にしてＣａＳ：Ｅｕ赤色ＥＬ素子を作製した。
この素子の最高輝度は、５ｋＨｚ ｓｉｎ波駆動で２７
００ｃｄ／ｍ2 であった。
ＣａＳとＣａＳに対して０．３ｍｏｌ％のＥｕＦ3 とＫ
Ｃｌを混合したターゲットを用いたこと以外は、実施例
１と同様にしてＣａＳ：Ｅｕ赤色ＥＬ素子を作製した。
この素子の最高輝度は、５ｋＨｚ ｓｉｎ波駆動で２７
００ｃｄ／ｍ2 であった。
【００２５】
【実施例９】発光層をスパッタ蒸着により形成する際、
ＳｒＳとＺｎＳを９対１のモル比で混合し、さらに０．
３ｍｏｌ％のＣｅＦ3 及びＫＣｌを混合したターゲット
を用いたこと以外は、実施例１と同様にして（Ｓｒ，Ｚ
ｎ）Ｓ：ＣｅＥＬ素子を作製した。この素子の最高輝度
は、５ｋＨｚ ｓｉｎ波駆動で６３００ｃｄ／ｍ2 であ
った。
ＳｒＳとＺｎＳを９対１のモル比で混合し、さらに０．
３ｍｏｌ％のＣｅＦ3 及びＫＣｌを混合したターゲット
を用いたこと以外は、実施例１と同様にして（Ｓｒ，Ｚ
ｎ）Ｓ：ＣｅＥＬ素子を作製した。この素子の最高輝度
は、５ｋＨｚ ｓｉｎ波駆動で６３００ｃｄ／ｍ2 であ
った。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、結晶粒径の大きな高結
晶化した発光層を得ることができ、その結果、従来技術
を用いて作製した素子に比べて高輝度に発光するＥＬ素
子を作製できる。
晶化した発光層を得ることができ、その結果、従来技術
を用いて作製した素子に比べて高輝度に発光するＥＬ素
子を作製できる。
【図１】本発明が適用されるＥＬ素子を示す断面図であ
る。
る。
【図２】実施例１における、熱処理後の発光層のＸ線回
折スペクトル図である。
折スペクトル図である。
【図３】比較例１における、熱処理後の発光層のＸ線回
折スペクトル図である。
折スペクトル図である。
１．ガラス基板 ２．透明電極 ３．背面電極 ４．発光層 ５、６．絶縁層
Claims (2)
- 【請求項１】 発光中心をドープした発光層の両側を絶
縁薄膜ではさみ、さらにその両側を、少なくとも一方が
光透過性の電極ではさんだ構造を有する薄膜エレクトロ
ルミネッセンス素子の製造法において、上記発光層を堆
積した後に、該発光層を硫化性ガス以外の還元性ガス雰
囲気または不活性ガス雰囲気下で５００℃以上に昇温の
後、連続して６５０℃以上で硫化性ガス雰囲気において
熱処理することを特徴とする薄膜エレクトロルミネッセ
ンス素子の製造法。 - 【請求項２】 発光中心をドープした発光層の両側を絶
縁薄膜ではさみ、さらにその両側を、少なくとも一方が
光透過性の電極ではさんだ構造を有する薄膜エレクトロ
ルミネッセンス素子の製造法において、上記発光層を堆
積した後に、該発光層を硫化性ガス以外の還元性ガス雰
囲気または不活性ガス雰囲気下で５００℃以上に昇温の
後、同雰囲気で第一次の熱処理をし、その後連続して６
５０℃以上で硫化性ガス雰囲気において第二次の熱処理
することを特徴とする薄膜エレクトロルミネッセンス素
子の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3275099A JPH05114484A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | 薄膜エレクトロルミネツセンス素子の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3275099A JPH05114484A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | 薄膜エレクトロルミネツセンス素子の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05114484A true JPH05114484A (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=17550757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3275099A Withdrawn JPH05114484A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | 薄膜エレクトロルミネツセンス素子の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05114484A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100503139B1 (ko) * | 2002-01-23 | 2005-07-21 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 유기 ｅｌ 장치의 제조 방법 및 제조 장치, 유기 ｅｌ장치, 전자기기 및 액체방울 토출 장치 |
-
1991
- 1991-10-23 JP JP3275099A patent/JPH05114484A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100503139B1 (ko) * | 2002-01-23 | 2005-07-21 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 유기 ｅｌ 장치의 제조 방법 및 제조 장치, 유기 ｅｌ장치, 전자기기 및 액체방울 토출 장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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