JPH0752672B2 - 薄膜ｅｌ素子の製造方法 - Google Patents

薄膜ｅｌ素子の製造方法

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JPH0752672B2
JPH0752672B2 JP58020606A JP2060683A JPH0752672B2 JP H0752672 B2 JPH0752672 B2 JP H0752672B2 JP 58020606 A JP58020606 A JP 58020606A JP 2060683 A JP2060683 A JP 2060683A JP H0752672 B2 JPH0752672 B2 JP H0752672B2
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    • H05B33/18—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the nature or concentration of the activator

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はEL素子、とりわけ希土類で活性化された硫化亜
鉛薄膜を発光体に用いたEL素子の製造方法に関するもの
である。
従来例の構成とその問題点 希土類元素や希土類フッ化物で付活した硫化亜鉛に、高
電界を印加することにより発光することは古くから知ら
れている。例えば、透明電極を設けたガラス基板上に、
絶縁体、希土類付活硫化亜鉛発光体層、絶縁体層および
上部電極を順次積層して薄膜EL素子が形成され、付活剤
の種類により、種々の発光色のEL素子が得られている。
また付活剤として希土類のフッ化物を用いることによ
り、希土類元素のみを用いた場合よりも高輝度の素子が
得られている。しかしこの種のEL素子においては発光効
率が低く、実用レベルの発光輝度が得られていない。そ
の原因としては、希土類元素が硫化亜鉛中の亜鉛の位置
に入っていないことや、フッ素の導入などにより硫化亜
鉛の結晶性が悪くなることが考えられる。
発明の目的 本発明は、希土類添加硫化亜鉛を発光体に用いた、発光
輝度の優れたEL素子の製造方法の提供を目的とする。
発明の構成 透光性基板の一方の面に透明電極を形成する工程と、透
明電極上に少なくとも発光体薄膜を形成する工程と、発
光体薄膜上に絶縁体薄膜を形成する工程と、絶縁体薄膜
上に上部電極を形成する工程とを有する薄膜EL素子の製
造方法であって、さらに、発光体薄膜を形成する工程に
おいて、共付活剤としての窒素または窒素化合物を含む
雰囲気ガス中で、硫化亜鉛及び付活剤としての希土類元
素または希土類元素の化合物を含有するターゲットを用
いてスパッタリングにより発光体薄膜を形成するか、ま
たは共付活剤としての燐または燐化合物、硫化亜鉛及び
付活剤としての希土類元素または希土類元素の化合物を
含有するターゲットを用いてスパッタリングにより発光
体薄膜を形成することを特徴とする薄膜EL素子の製造方
法によってかかる従来の課題を克服した。
但し、発光体薄膜の両面に誘電体薄膜を形成してもよ
い。
実施例の説明 第１図は本発明による製造方法を説明するための薄膜型
EL素子の断面図である。図において１は透明基板の１種
であるガラス基板であり、その上に厚さ2000Åの錫添加
酸化インジウムの透明電極２をスパッタリング法により
形成した。その上に電子ビーム加熱真空蒸着法により、
100℃の基板温度で500Åの厚さのY2O3の絶縁体層３を形
成した。さらにその上に基板温度250℃で、１モル％のT
b2S3を含むZnSターゲットを用いて、５％の窒素ガスを
含むアルゴンガス雰囲気中、２×10-2Torrの圧力で高周
波スパッタリングすることにより、4000Åの厚さの発光
体層４を形成した。これらについて真空中500℃で１時
間熱処理を施した。さらに発光体層４の上に基板温度10
0℃で、電子ビーム加熱真空蒸着法により、厚さ3000Å
のY2O3の絶縁体層５を形成し、その上に真空蒸着法によ
り厚さ1000ÅのAlの電極６を形成した。
第２図は本発明の実施例の素子と、２モル％のTbF3を含
むZnSターゲットを用いて、アルゴンガス雰囲気中、２
×10-2Torrの圧力で高周波スパッタリングすることによ
り形成した。厚さ4000Åの発光体層を用いた従来の素子
との電圧−輝度特性を比較して示す。駆動は5kHzの正弦
波電圧で行い、実線Ａが本発明の実施例の製造方法によ
る素子の特性であり、破線Ｂが従来の製造方法による素
子の特性を示す。図からわかるように、本発明の製造方
法による素子は従来の素子に比べて発光輝度が高い。こ
の原因としては、Tb元素の共付活剤として窒素を導入し
たことにより、ZnS結晶格子を乱すことなくTbをZnの位
置に導入できると同時に、発光体薄膜全体にわたり均一
に付活剤及び共付活剤を含有した薄膜を成膜できたため
と考えられる。
第３図は本発明による他の製造方法の実施例を説明する
ための薄膜型EL素子の断面図を示す。図において11はガ
ラス基板であり、その上に厚さ2000Åの錫添加酸化イン
ジウムの透明電極12をスパッタリング法により形成し
た。その上にＰおよびSmをそれぞれ２モル％含むZnSタ
ーゲットを用いて、アルゴンガス雰囲気中、２×10-2To
rrの圧力で高周波スパッタリングすることにより、厚さ
3000Åの発光体層13を形成した。そして、これらについ
てはアルゴンガス中、400℃で１時間熱処理を施した。
さらに発光体層13の上に、基板温度380℃で高周波スパ
ッタリング法により、6000ÅのSrTiO3の絶縁体層14を形
成し、その上に真空蒸着法により厚さ1000ÅのAlの電極
15を形成した。この実施例の素子と、２モル％のSmF3を
含むZnSターゲットを用いて、アルゴンガス雰囲気中、
２×10-2Torrの圧力で高周波スパッタリングすることに
より形成した、厚さ3000Åの発光体層を用いた従来の製
造方法の素子との発光特性を比較したところ、本発明の
製造方法による素子の方が高い発光輝度が得られた。
以上の実施例では、付活剤および共付活剤の濃度が硫化
亜鉛中の亜鉛に対して２モル％の場合について述べた
が、それぞれ0.1〜10％の濃度領域において、希土類フ
ッ化物を用いた場合より高輝度のEL素子が得られた。
発明の効果 以上のように本発明は、付活剤、共付活剤及び硫化亜鉛
を含むターゲットを用い、または付活剤と硫化亜鉛とを
含むターゲットを用い共付活剤の雰囲気中でスパッタリ
ングにより形成する発光体薄膜の形成工程を含む製造方
法であるため、発光輝度の高いEL素子を再現性よく形成
することができる。これは共付活剤として窒素あるいは
燐を用い、スパッタリング法により希土類付活硫化亜鉛
薄膜を作製することにより、硫化亜鉛結晶格子を乱すこ
となく、希土類元素を亜鉛の位置に導入することがで
き、また、発光体薄膜全体にわたり均一に付活剤及び共
付活剤を含有した薄膜を成膜できたためと考えられる。
また絶縁体層は安定に発光させるのに効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の製造方法を説明するためのEL素子の断
面図。第２図はこの実施例による薄膜型のEL素子と従来
の製造方法による薄膜型のEL素子の発光特性を比較して
示す。第３図は本発明の他の製造方法を説明するための
EL素子の断面図である。 １、11……透明基板、２、12……透明電極、３、５、14
……絶縁体層、４、13……発光体層、６、15……電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 洋介 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 西川 雅博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 阿部 惇 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 新田 恒治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−4991（ＪＰ，Ａ) 特公 昭32−9217（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭31−69（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】透光性基板、透明電極、発光体薄膜、絶縁
    体薄膜及び上部電極を含む薄膜EL素子の製造方法であっ
    て、前記透光性基板の一方の面に前記透明電極を形成す
    る工程と、前記透明電極上に少なくとも前記発光体薄膜
    を形成する工程と、前記発光体薄膜上に前記絶縁体薄膜
    を形成する工程と、前記絶縁体薄膜上に上部電極を形成
    する工程とを有し、前記発光体薄膜を形成する工程にお
    いて、共付活剤としての窒素または窒素化合物を含む雰
    囲気ガス中で、硫化亜鉛及び付活剤としての希土類元素
    または希土類元素の化合物を含有するターゲットを用い
    てスパッタリングにより前記発光体薄膜を形成すること
    を特徴とする薄膜EL素子の製造方法。
  2. 【請求項２】発光体薄膜の両面に絶縁体薄膜を形成した
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜EL素
    子の製造方法。
  3. 【請求項３】希土類元素が、Pr、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、
    ErおよびTmのうちの１種または２種以上であることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜EL素子の製造
    方法。
  4. 【請求項４】付活剤および共付活剤の亜鉛に対する原子
    比がそれぞれ0.1〜10％であることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項記載の薄膜EL素子の製造方法。
  5. 【請求項５】透光性基板、透明電極、発光体薄膜、絶縁
    体薄膜及び上部電極を含む薄膜EL素子の製造方法であっ
    て、前記透光性基板の一方の面に前記透明電極を形成す
    る工程と、前記透明電極上に少なくとも前記発光体薄膜
    を形成する工程と、前記発光体薄膜上に前記絶縁体薄膜
    を形成する工程と、前記絶縁体薄膜上に上部電極を形成
    する工程とを有し、前記発光体薄膜を形成する工程にお
    いて、共付活剤としての燐または燐化合物、硫化亜鉛及
    び付活剤としての希土類元素または希土類元素の化合物
    を含有するターゲットを用いてスパッタリングにより前
    記発光体薄膜を形成することを特徴とする薄膜EL素子の
    製造方法。
  6. 【請求項６】発光体薄膜の両面に絶縁体薄膜を形成した
    ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の薄膜EL素
    子の製造方法。
  7. 【請求項７】希土類元素が、Pr、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、
    ErおよびTmのうちの１種または２種以上であることを特
    徴とする特許請求の範囲第５項記載の薄膜EL素子の製造
    方法。
  8. 【請求項８】付活剤および共付活剤の亜鉛に対する原子
    比がそれぞれ0.1〜10％であることを特徴とする特許請
    求の範囲第５項記載の薄膜EL素子の製造方法。
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