JPH0845664A - 薄膜ｅｌ素子の製造方法 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子の製造方法Info
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- JPH0845664A JPH0845664A JP7205903A JP20590395A JPH0845664A JP H0845664 A JPH0845664 A JP H0845664A JP 7205903 A JP7205903 A JP 7205903A JP 20590395 A JP20590395 A JP 20590395A JP H0845664 A JPH0845664 A JP H0845664A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高輝度、低電圧駆動の薄膜ＥＬ素子を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 本発明では、透明電極と誘電体層と発光
層と、背面電極とを具えた薄膜ＥＬ素子の製造方法にお
いて、発光層の形成工程が、１０-3Torr乃至１０-6Torr
の真空中で、発光層の母材あるいは母材の構成元素と発
光中心不純物とを、固体硫黄からなる蒸発源を含む夫々
別の固体からなる複数の蒸発源から蒸発せしめ、基板上
で結合させる多元蒸着工程であることを特徴とする。
ることを目的とする。 【解決手段】 本発明では、透明電極と誘電体層と発光
層と、背面電極とを具えた薄膜ＥＬ素子の製造方法にお
いて、発光層の形成工程が、１０-3Torr乃至１０-6Torr
の真空中で、発光層の母材あるいは母材の構成元素と発
光中心不純物とを、固体硫黄からなる蒸発源を含む夫々
別の固体からなる複数の蒸発源から蒸発せしめ、基板上
で結合させる多元蒸着工程であることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜ＥＬ（エレク
トロ・ルミネッセンス）素子の製造方法に係り、特に、
高輝度・低電圧駆動の薄膜ＥＬ素子の形成に関する。
トロ・ルミネッセンス）素子の製造方法に係り、特に、
高輝度・低電圧駆動の薄膜ＥＬ素子の形成に関する。
【０００２】
【従来の技術】輝度の面で問題が多く、照明用光源とし
ての開発を断念せざるを得なかった、硫化亜鉛（Ｚｎ
Ｓ）系蛍光体粉末を用いた分散型ＥＬ素子に代わって、
薄膜蛍光体層を用いた薄膜型ＥＬ素子が高輝度を得られ
ることから近年注目されてきている。
ての開発を断念せざるを得なかった、硫化亜鉛（Ｚｎ
Ｓ）系蛍光体粉末を用いた分散型ＥＬ素子に代わって、
薄膜蛍光体層を用いた薄膜型ＥＬ素子が高輝度を得られ
ることから近年注目されてきている。
【０００３】薄膜ＥＬ素子は、発光層が透明な薄膜で構
成されていて、外部から入射する光および発光層内部で
発光した光が散乱されてハレ―ションやにじみを生じる
ことが少なく、鮮明でコントラストが高いことから、車
両への搭載用、コンピュ―タ端末等の表示装置あるいは
照明用として脚光を浴びている。
成されていて、外部から入射する光および発光層内部で
発光した光が散乱されてハレ―ションやにじみを生じる
ことが少なく、鮮明でコントラストが高いことから、車
両への搭載用、コンピュ―タ端末等の表示装置あるいは
照明用として脚光を浴びている。
【０００４】例えば、マンガン（Ｍｎ）を、ＺｎＳ中の
発光中心として用いた薄膜ＥＬ素子の基本構造は透光性
の基板上に、酸化錫（ＳｎＯ2 ）層等からなる透明電極
と、第１の誘電体層と、母材をＺｎＳ、発光中心不純物
をＭｎとした結晶薄膜すなわちＺｎＳ：Ｍｎ薄膜からな
る発光層と、第２の誘電体層、アルミニウム（Ａｌ）層
等からなる背面電極とが順次積層せしめられた２重誘電
体構造をなしている。そして、発光の過程は、以下に示
す如くである。前記透明電極と前記背面電極との間に電
圧を印加すると、発光層内に誘起された電界によって界
面準位にトラップされていた電子が引き出されて加速さ
れ充分なエネルギ―を得、この電子がＭｎ（発光中心）
の軌道電子に衝突しこれを励起する。そしてこの励起さ
れた発光中心が基底状態に戻る際に発光を行なう。
発光中心として用いた薄膜ＥＬ素子の基本構造は透光性
の基板上に、酸化錫（ＳｎＯ2 ）層等からなる透明電極
と、第１の誘電体層と、母材をＺｎＳ、発光中心不純物
をＭｎとした結晶薄膜すなわちＺｎＳ：Ｍｎ薄膜からな
る発光層と、第２の誘電体層、アルミニウム（Ａｌ）層
等からなる背面電極とが順次積層せしめられた２重誘電
体構造をなしている。そして、発光の過程は、以下に示
す如くである。前記透明電極と前記背面電極との間に電
圧を印加すると、発光層内に誘起された電界によって界
面準位にトラップされていた電子が引き出されて加速さ
れ充分なエネルギ―を得、この電子がＭｎ（発光中心）
の軌道電子に衝突しこれを励起する。そしてこの励起さ
れた発光中心が基底状態に戻る際に発光を行なう。
【０００５】従来、このような薄膜ＥＬ素子では、通常
上述の如きＺｎＳ：Ｍｎ等の発光層の形成に際し、電子
ビ―ム蒸着法が用いられていた（特公昭５２−１０３５
８号公報、特公昭５４−８０８０号公報参照）。
上述の如きＺｎＳ：Ｍｎ等の発光層の形成に際し、電子
ビ―ム蒸着法が用いられていた（特公昭５２−１０３５
８号公報、特公昭５４−８０８０号公報参照）。
【０００６】これは、第８図に示す如く、真空槽１内
で、ＺｎＳと０．１〜１％のマンガン（Ｍｎ）とを混ぜ
合せ焼結せしめて形成されるペレット２を電子銃３から
の電子ビ―ム４で照射することにより該ペレットを加熱
せしめ、蒸発させてこれを基板５上に堆積させるもので
ある。
で、ＺｎＳと０．１〜１％のマンガン（Ｍｎ）とを混ぜ
合せ焼結せしめて形成されるペレット２を電子銃３から
の電子ビ―ム４で照射することにより該ペレットを加熱
せしめ、蒸発させてこれを基板５上に堆積させるもので
ある。
【０００７】この方法によると、発光層の母材の蒸気
圧、母材を構成する元素の蒸気圧、並びに発光中心不純
物の蒸気圧（例えばＰZnS 、ＰZn、ＰS 、ＰMn）が大き
く異なる（ＰZnS ＜ＰMn＜ＰZn＜ＰS ）ため、蒸発の仕
方が均一でなかったり、一担基板に付着した元素が再蒸
発したりすることにより、成膜される発光層の母材が化
学量論的組成からずれ、結晶性が悪くなったり発光中心
不純物の分布が不均一となる等の不都合があった。（な
お、ＰZnS 、ＰMn、ＰZn、ＰS は夫々ＺｎＳ、Ｍｎ、Ｚ
ｎ、Ｓの蒸気圧を示すものとする。） 従って、電子ビ―ム蒸着法によって、成膜された発光層
は第９図に示す如く、粒状の多結晶構造あるいは成長の
初期段階に小さな結晶粒がたくさんできる、いわゆるデ
ッドレイヤ―が存在する構造であった。
圧、母材を構成する元素の蒸気圧、並びに発光中心不純
物の蒸気圧（例えばＰZnS 、ＰZn、ＰS 、ＰMn）が大き
く異なる（ＰZnS ＜ＰMn＜ＰZn＜ＰS ）ため、蒸発の仕
方が均一でなかったり、一担基板に付着した元素が再蒸
発したりすることにより、成膜される発光層の母材が化
学量論的組成からずれ、結晶性が悪くなったり発光中心
不純物の分布が不均一となる等の不都合があった。（な
お、ＰZnS 、ＰMn、ＰZn、ＰS は夫々ＺｎＳ、Ｍｎ、Ｚ
ｎ、Ｓの蒸気圧を示すものとする。） 従って、電子ビ―ム蒸着法によって、成膜された発光層
は第９図に示す如く、粒状の多結晶構造あるいは成長の
初期段階に小さな結晶粒がたくさんできる、いわゆるデ
ッドレイヤ―が存在する構造であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このような発光層を用
いた薄膜ＥＬ素子では、外部から印加された電界によっ
て加速される発光層中の電子Ｅが発光中心不純物Ｉｍに
衝突して発光に寄与する前に結晶粒界面Ｂによって散乱
されるため、外部から印加された電界が有効に発光に寄
与しない。
いた薄膜ＥＬ素子では、外部から印加された電界によっ
て加速される発光層中の電子Ｅが発光中心不純物Ｉｍに
衝突して発光に寄与する前に結晶粒界面Ｂによって散乱
されるため、外部から印加された電界が有効に発光に寄
与しない。
【０００９】従って、かかる構造の薄膜ＥＬ素子では、
実用に供し得る程度の輝度（２０ｆｔ−Ｌ）を得るため
には２００Ｖ程度の高い電圧が必要であった。
実用に供し得る程度の輝度（２０ｆｔ−Ｌ）を得るため
には２００Ｖ程度の高い電圧が必要であった。
【００１０】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、高輝度、低電圧駆動の薄膜ＥＬ素子を提供すること
を目的とする。
で、高輝度、低電圧駆動の薄膜ＥＬ素子を提供すること
を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そこで本発明では、透明
電極と誘電体層と発光層と、背面電極とを具えた薄膜Ｅ
Ｌ素子の製造方法において、発光層の形成工程が、１０
-3Torr乃至１０-6Torrの真空中で、発光層の母材あるい
は母材の構成元素と発光中心不純物とを、固体硫黄から
なる蒸発源を含む夫々別の固体からなる複数の蒸発源か
ら蒸発せしめ、基板上で結合させる多元蒸着工程である
ことを特徴とする。
電極と誘電体層と発光層と、背面電極とを具えた薄膜Ｅ
Ｌ素子の製造方法において、発光層の形成工程が、１０
-3Torr乃至１０-6Torrの真空中で、発光層の母材あるい
は母材の構成元素と発光中心不純物とを、固体硫黄から
なる蒸発源を含む夫々別の固体からなる複数の蒸発源か
ら蒸発せしめ、基板上で結合させる多元蒸着工程である
ことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】すなわち、第１図に示す如く、化
学量論的組成を満たし、発光中心不純物が均一に分布さ
れた柱状多結晶を発光層として用いることにより、外部
から電界を加えると発光層中の電子Ｅが加速され、発光
中心不純物Ｉｍに衝突し、有効に発光する。
学量論的組成を満たし、発光中心不純物が均一に分布さ
れた柱状多結晶を発光層として用いることにより、外部
から電界を加えると発光層中の電子Ｅが加速され、発光
中心不純物Ｉｍに衝突し、有効に発光する。
【００１３】発光層の形成に際しては、第２図に示す如
く、例えば１０-3〜１０-6Torr程度の真空度に設定され
た真空槽１１内に、発光層の母材であるＺｎＳの構成元
素と発光中心不純物Ｍｎ（例えばＺｎとＳとＭｎ）を別
々のルツボ１２、１３、１４に入れ各々を独立に温度コ
ントロ―ルしつつ加熱し、形成された発光層が化学量論
的組成になるように各々の蒸発量を制御することによっ
て、発光中心不純物の分布が均一な柱状結晶を基板１５
上に析出せしめることができる。
く、例えば１０-3〜１０-6Torr程度の真空度に設定され
た真空槽１１内に、発光層の母材であるＺｎＳの構成元
素と発光中心不純物Ｍｎ（例えばＺｎとＳとＭｎ）を別
々のルツボ１２、１３、１４に入れ各々を独立に温度コ
ントロ―ルしつつ加熱し、形成された発光層が化学量論
的組成になるように各々の蒸発量を制御することによっ
て、発光中心不純物の分布が均一な柱状結晶を基板１５
上に析出せしめることができる。
【００１４】これは、次に示すような成長過程をたどる
ことによる。
ことによる。
【００１５】例えば物質Ａと物質Ｂを別々のルツボに入
れ、独立した蒸発源とした多元蒸着法により基板上に物
質ＡＢを形成する場合を想定する。
れ、独立した蒸発源とした多元蒸着法により基板上に物
質ＡＢを形成する場合を想定する。
【００１６】ある温度ＴA における物質Ａの蒸気圧をＰ
A とすると、真空槽内の真空度（圧力）Ｐ0 がＰ0 ＜Ｐ
A であるとき、基板温度ＴS をＴS における物質Ａの蒸
気圧ＰASがＰAS＞ＰA となるようにＴS ＞ＴA とするこ
とにより、ＰAS＞Ｐ0 となり、Ａ単体を蒸発させて基板
上に付着させようとしても基板上にはほとんど付着しな
い。
A とすると、真空槽内の真空度（圧力）Ｐ0 がＰ0 ＜Ｐ
A であるとき、基板温度ＴS をＴS における物質Ａの蒸
気圧ＰASがＰAS＞ＰA となるようにＴS ＞ＴA とするこ
とにより、ＰAS＞Ｐ0 となり、Ａ単体を蒸発させて基板
上に付着させようとしても基板上にはほとんど付着しな
い。
【００１７】このとき、他物質Ｂと前記物質Ａとの化合
物ＡＢの温度ＴS における蒸気圧ＰABS がＰABS ＜Ｐ0
となるようにＴS を設定すれば、基板上に物質Ｂがあれ
ば（ＰBS＜Ｐ0 とする）基板上で物質Ａと物質Ｂとが反
応し、化合物結晶ＡＢが成長していく。このとき基板上
に存在する元素Ｂ（あるいはＡ）と飛来してきた元素Ａ
（あるいはＢ）とが結合するとき、最もポテンシャルの
低い位置に元素がおさまるため、結果的にある結晶面だ
けが成長していき柱状結晶をなすように成長していく。
物ＡＢの温度ＴS における蒸気圧ＰABS がＰABS ＜Ｐ0
となるようにＴS を設定すれば、基板上に物質Ｂがあれ
ば（ＰBS＜Ｐ0 とする）基板上で物質Ａと物質Ｂとが反
応し、化合物結晶ＡＢが成長していく。このとき基板上
に存在する元素Ｂ（あるいはＡ）と飛来してきた元素Ａ
（あるいはＢ）とが結合するとき、最もポテンシャルの
低い位置に元素がおさまるため、結果的にある結晶面だ
けが成長していき柱状結晶をなすように成長していく。
【００１８】基板上に到達して結合される元素のうち、
特に硫黄は蒸発しやすいため、高真空中で形成される硫
化物薄膜は、Ｓ空孔の生成により化学量論比からずれた
ものとなってしまうという問題がある。
特に硫黄は蒸発しやすいため、高真空中で形成される硫
化物薄膜は、Ｓ空孔の生成により化学量論比からずれた
ものとなってしまうという問題がある。
【００１９】本発明の方法は、この問題を解決するため
になされたもので、固体硫黄を別の独立した蒸発源とし
て用い、これから硫黄を供給することにより過剰に供給
すると共に、圧力を高めにすることにより、分子線の衝
突が生じ易くなり、基板にすぐに捕えられなくても真空
系によって即座に運び去られるのではなく残留して、硫
黄分子が成長に寄与し、化学量論的組成を満たした良好
な柱状多結晶が形成される。
になされたもので、固体硫黄を別の独立した蒸発源とし
て用い、これから硫黄を供給することにより過剰に供給
すると共に、圧力を高めにすることにより、分子線の衝
突が生じ易くなり、基板にすぐに捕えられなくても真空
系によって即座に運び去られるのではなく残留して、硫
黄分子が成長に寄与し、化学量論的組成を満たした良好
な柱状多結晶が形成される。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しつつ詳細に説明する。
しつつ詳細に説明する。
【００２１】この薄膜ＥＬ素子は、第３図に示す如く、
二重誘電体構造をなすもので、発光層２１を、母材とし
てのＺｎＳ中に、発光中心不純物としての０．４at. ％
のＭｎを含有せしめた膜厚５００nmの柱状多結晶構造の
薄膜層（以下ＺｎＳ：０．４at. ％Ｍｎというように表
現するものとする。）によって構成するようにしてい
る。
二重誘電体構造をなすもので、発光層２１を、母材とし
てのＺｎＳ中に、発光中心不純物としての０．４at. ％
のＭｎを含有せしめた膜厚５００nmの柱状多結晶構造の
薄膜層（以下ＺｎＳ：０．４at. ％Ｍｎというように表
現するものとする。）によって構成するようにしてい
る。
【００２２】すなわち、厚さ１mmの透光性のガラス基板
２２上に膜厚０．３μm の酸化錫（ＳｎＯ2 ）層等から
なる透明電極２３、膜厚０．５μm の酸化タンタル（Ｔ
ａ2 Ｏ5 ）層からなる第１の誘電体層２４、前記発光層
２１、膜厚０．５μm の酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）層
からなる第２の誘電体層２５、膜厚０．５μm のアルミ
ニウム薄膜からなる背面電極２６とが順次積層せしめら
れて構成されている。 この薄膜ＥＬ素子の等価回路は
第４図に示す如く、夫々、第１の誘電体層２４、発光層
２１、第２の誘電体層２５によって構成される３つのコ
ンデンサの直列接続体として表わすことができる。
２２上に膜厚０．３μm の酸化錫（ＳｎＯ2 ）層等から
なる透明電極２３、膜厚０．５μm の酸化タンタル（Ｔ
ａ2 Ｏ5 ）層からなる第１の誘電体層２４、前記発光層
２１、膜厚０．５μm の酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）層
からなる第２の誘電体層２５、膜厚０．５μm のアルミ
ニウム薄膜からなる背面電極２６とが順次積層せしめら
れて構成されている。 この薄膜ＥＬ素子の等価回路は
第４図に示す如く、夫々、第１の誘電体層２４、発光層
２１、第２の誘電体層２５によって構成される３つのコ
ンデンサの直列接続体として表わすことができる。
【００２３】次に、本発明実施例の薄膜ＥＬ素子の製造
方法について説明する。
方法について説明する。
【００２４】まず、第５図（ａ）に示す如く、透光性の
ガラス基板２２上に、スパッタリング法によりＳｎＯ2
層からなる透明電極２３を形成する。
ガラス基板２２上に、スパッタリング法によりＳｎＯ2
層からなる透明電極２３を形成する。
【００２５】次いで、第５図（ｂ）に示す如く、スパッ
タリング法により酸化タンタル層からなる第１の誘電体
層２４を形成する。
タリング法により酸化タンタル層からなる第１の誘電体
層２４を形成する。
【００２６】続いて、第２図に示したような蒸着装置を
使用し、Ｚｎ、Ｓ、Ｍｎを夫々別のルツボに入れ、真空
槽内の蒸気圧を１０-5Ｔ0rr に設定した後、３つのルツ
ボを、形成される発光層が化学量論的組成となるように
独立的に温度コントロ―ルしながら前記Ｚｎ、Ｓ、Ｍｎ
を加熱蒸発せしめると共に、該ガラス基板（基板１５）
の温度ＴS を１００〜１０００℃の適切な範囲に設定す
ることにより、発光中心不純物Ｍｎの均一に分布するＺ
ｎＳ柱状多結晶からなる発光層２１が析出する（第５図
（ｃ））。
使用し、Ｚｎ、Ｓ、Ｍｎを夫々別のルツボに入れ、真空
槽内の蒸気圧を１０-5Ｔ0rr に設定した後、３つのルツ
ボを、形成される発光層が化学量論的組成となるように
独立的に温度コントロ―ルしながら前記Ｚｎ、Ｓ、Ｍｎ
を加熱蒸発せしめると共に、該ガラス基板（基板１５）
の温度ＴS を１００〜１０００℃の適切な範囲に設定す
ることにより、発光中心不純物Ｍｎの均一に分布するＺ
ｎＳ柱状多結晶からなる発光層２１が析出する（第５図
（ｃ））。
【００２７】更に、第５図（ｄ）に示す如く、スパッタ
リング法により、酸化タンタル層からなる第２の誘電体
層２５を形成する。
リング法により、酸化タンタル層からなる第２の誘電体
層２５を形成する。
【００２８】そして最後に、第５図（ｅ）に示す如く、
真空蒸着法により、アルミニウム薄膜を成膜した後、フ
ォトリソエッチング法によりパタ―ニングし背面電極２
６を形成する。
真空蒸着法により、アルミニウム薄膜を成膜した後、フ
ォトリソエッチング法によりパタ―ニングし背面電極２
６を形成する。
【００２９】このようにして形成された薄膜ＥＬ素子の
発光層は、第６図（ａ）にそのＸ線回析の結果を示す如
く、極めて結晶性の良いものとなっている。比較のため
に、従来の電子ビ―ム蒸着法によって形成したＺｎＳ：
Ｍｎ層（発光層）のＸ線回析の結果を第６図（ｂ）に示
す。これらの比較からも明らかなように、本発明の方法
によって形成した発光層は結晶性のより良いものとなっ
ていることがわかる。また、この薄膜ＥＬ素子は、透明
電極と背面電極との間に交番電界を加えることによって
駆動されるが、その電圧―輝度特性曲線ａを従来例の薄
膜ＥＬ素子の電圧―輝度特性曲線ｂと共に第７図に示
す。これらの比較からも、本発明の薄膜ＥＬ素子は、従
来例の薄膜ＥＬ素子の約１／２の電圧で同一の輝度を得
ることができ、低電圧で高輝度特性を有するものである
ことがわかる。
発光層は、第６図（ａ）にそのＸ線回析の結果を示す如
く、極めて結晶性の良いものとなっている。比較のため
に、従来の電子ビ―ム蒸着法によって形成したＺｎＳ：
Ｍｎ層（発光層）のＸ線回析の結果を第６図（ｂ）に示
す。これらの比較からも明らかなように、本発明の方法
によって形成した発光層は結晶性のより良いものとなっ
ていることがわかる。また、この薄膜ＥＬ素子は、透明
電極と背面電極との間に交番電界を加えることによって
駆動されるが、その電圧―輝度特性曲線ａを従来例の薄
膜ＥＬ素子の電圧―輝度特性曲線ｂと共に第７図に示
す。これらの比較からも、本発明の薄膜ＥＬ素子は、従
来例の薄膜ＥＬ素子の約１／２の電圧で同一の輝度を得
ることができ、低電圧で高輝度特性を有するものである
ことがわかる。
【００３０】ここで、本発明の発光層２１に、更に誘電
率の大きい誘電体膜、例えばチタン酸バリウムＢａＴｉ
Ｏ3 を第１の誘電体層２４、第２の誘電体層２５に用い
ることにより、電圧―輝度特性は第７図の曲線（ｃ）に
示す如くなり、従来例の薄膜ＥＬ素子（曲線（ｂ））に
比べて約１／３〜１／４の電圧で駆動するとが可能とな
る。これは第１の誘電体層２４、第２の誘電体層２５、
発光層２１の比誘電率を夫々εr1、εr2、εl とする
と、これらの関係はεr1、εr2》εl となり（第４図参
照）、従ってこれらの電気容量Ｃr1、Ｃr2、Ｃl はＣr
1、Ｃr2》Ｃl となるため、この素子への外部からの印
加電圧のほとんどが発光層にだけかかることになるから
である。
率の大きい誘電体膜、例えばチタン酸バリウムＢａＴｉ
Ｏ3 を第１の誘電体層２４、第２の誘電体層２５に用い
ることにより、電圧―輝度特性は第７図の曲線（ｃ）に
示す如くなり、従来例の薄膜ＥＬ素子（曲線（ｂ））に
比べて約１／３〜１／４の電圧で駆動するとが可能とな
る。これは第１の誘電体層２４、第２の誘電体層２５、
発光層２１の比誘電率を夫々εr1、εr2、εl とする
と、これらの関係はεr1、εr2》εl となり（第４図参
照）、従ってこれらの電気容量Ｃr1、Ｃr2、Ｃl はＣr
1、Ｃr2》Ｃl となるため、この素子への外部からの印
加電圧のほとんどが発光層にだけかかることになるから
である。
【００３１】このように、本発明実施例の薄膜ＥＬ素子
によれば、約２０ｆｔ−Ｌ（フットランバ―ト）の輝度
を得るのに約１００Ｖ以下の低電圧でよく、極めて実用
的なものとなっている。
によれば、約２０ｆｔ−Ｌ（フットランバ―ト）の輝度
を得るのに約１００Ｖ以下の低電圧でよく、極めて実用
的なものとなっている。
【００３２】なお、実施例においては、ＺｎＳ：Ｍｎ薄
膜を発光層に用いた場合について説明したが、これに限
定されることなく、母材をＺｎＳとして、発光中心不純
物のみをフッ化テルビウム（ＴｂＦ3 ）、フッ化サマリ
ウム（ＳｍＦ3 ）等で置き換えたＺｎＳ：０．１〜１a
t. ％ＴｂＦ3 、ＺｎＳ：０．１〜１at. ％ＳｍＦ3 等
の柱状多結晶をはじめとし、硫化カルシウム（Ｃａ
Ｓ）：０．１〜１at. ％ユ―ロピウム（Ｅｕ）、硫化ス
トロンチウム（ＳｒＳ）：０．１〜１at. ％フッ化セリ
ウム（ＣｅＦ3 ）の柱状多結晶等、他の物質の柱状多結
晶でもよいことはいうまでもない。
膜を発光層に用いた場合について説明したが、これに限
定されることなく、母材をＺｎＳとして、発光中心不純
物のみをフッ化テルビウム（ＴｂＦ3 ）、フッ化サマリ
ウム（ＳｍＦ3 ）等で置き換えたＺｎＳ：０．１〜１a
t. ％ＴｂＦ3 、ＺｎＳ：０．１〜１at. ％ＳｍＦ3 等
の柱状多結晶をはじめとし、硫化カルシウム（Ｃａ
Ｓ）：０．１〜１at. ％ユ―ロピウム（Ｅｕ）、硫化ス
トロンチウム（ＳｒＳ）：０．１〜１at. ％フッ化セリ
ウム（ＣｅＦ3 ）の柱状多結晶等、他の物質の柱状多結
晶でもよいことはいうまでもない。
【００３３】また、実施例においては、ＺｎＳ：Ｍｎの
柱状多結晶薄膜を成膜するのに、夫々Ｚｎ、Ｓ、Ｍｎの
入った３つのルツボを蒸着源として用いたが、ＺｎＳ、
Ｓ、Ｍｎの３つあるいは、Ｚｎ、Ｓ、ＭｎＳの３つある
いは、Ｚｎ、Ｓ、ＺｎＳ、Ｍｎ等、適宜調整可能であ
る。
柱状多結晶薄膜を成膜するのに、夫々Ｚｎ、Ｓ、Ｍｎの
入った３つのルツボを蒸着源として用いたが、ＺｎＳ、
Ｓ、Ｍｎの３つあるいは、Ｚｎ、Ｓ、ＭｎＳの３つある
いは、Ｚｎ、Ｓ、ＺｎＳ、Ｍｎ等、適宜調整可能であ
る。
【００３４】加えて、この薄膜ＥＬ素子は、表示装置以
外にも照明用として、光記録媒体への信号の書き込み、
読み出し、消去用の光源としても使用可能である。
外にも照明用として、光記録媒体への信号の書き込み、
読み出し、消去用の光源としても使用可能である。
【００３５】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の薄膜
ＥＬ素子によれば、発光層を複数個の蒸発源を独立的に
温度コントロ―ルしつつ蒸着せしめた柱状多結晶で構成
しているため、低い駆動電圧で高輝度を得ることが可能
となる。
ＥＬ素子によれば、発光層を複数個の蒸発源を独立的に
温度コントロ―ルしつつ蒸着せしめた柱状多結晶で構成
しているため、低い駆動電圧で高輝度を得ることが可能
となる。
【図１】本発明の薄膜ＥＬ素子の発光層の結晶構造を示
す図
す図
【図２】本発明に基づく発光層の形成方法の原理図
【図３】本発明実施例の薄膜ＥＬ素子を示す図
【図４】同素子の等価回路図
【図５】同素子の製造工程図
【図６】本発明および従来例の薄膜ＥＬ素子の発光層の
Ｘ線回析の結果を示す比較図
Ｘ線回析の結果を示す比較図
【図７】本発明および従来例の薄膜ＥＬ素子の電圧―輝
度特性の比較図
度特性の比較図
【図８】従来例の薄膜ＥＬ素子の発光層の形成方法の原
理を示す図
理を示す図
【図９】従来例の発光層の結晶構造を示す図
１，１１ 真空槽 ２ ペレット ３ 電子銃 ４ 電子ビ―ム ５，１５ 基板 Ｅ 電子 Ｉｍ 発光中心不純物 Ｂ 結晶粒界面 １２，１３，１４ ルツボ ２１ 発光層 ２２ ガラス基板 ２３ 透明電極 ２４ 第１の誘電体層 ２５ 第２の誘電体層 ２６ 背面電極
【手続補正書】
【提出日】平成７年９月５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】
【課題を解決するための手段】そこで本発明の第１で
は、透明電極と誘電体層と発光層と、背面電極とを具え
た薄膜ＥＬ素子の製造方法において、発光層の形成工程
が、硫黄分子線の衝突回数を高め真空槽から運び去られ
ることなく残留して成長に寄与するように、１０-3Torr
乃至１０-6Torrの真空中で、発光層の母材あるいは母材
の構成元素と発光中心不純物とを、固体硫黄からなる蒸
発源を含む夫々別の固体からなる複数の蒸発源から蒸発
せしめ、基板上で結合させることにより、化学量論的組
成を満たし発光中心不純物が均一に分布された柱状多結
晶層をなすように形成する多元蒸着工程であることを特
徴とする。本発明の第２では、透明電極と誘電体層と発
光層と、背面電極とを具えた薄膜ＥＬ素子の製造方法に
おいて、発光層の形成工程が、硫黄分子線の衝突回数を
高め真空槽から運び去られることなく残留して成長に寄
与するように、１０-3Torr乃至１０-6Torrの真空中で、
発光層の母材あるいは母材の構成元素と発光中心不純物
とを、固体硫黄からなる蒸発源を含む夫々別の固体から
なる複数の蒸発源から蒸発せしめ、基板上の誘電体層表
面で結合させることにより、化学量論的組成を満たし、
発光中心不純物が均一に分布され、前記誘電体層との界
面から急俊に組成を変化し柱状多結晶層をなすように形
成する多元蒸着工程であることを特徴とする。本発明の
第３では、透明電極と誘電体層と発光層と、背面電極と
を具えた薄膜ＥＬ素子の製造方法において、発光層の形
成工程が、硫黄分子線の衝突回数を高め真空槽から運び
去られることなく残留して成長に寄与するように、１０
-3Torr乃至１０-6Torrの真空中で、発光層の母材あるい
は母材の構成元素と発光中心不純物とを、固体硫黄から
なる蒸発源を含む夫々別の固体からなる複数の蒸発源か
ら蒸発せしめ、化学量論的組成をなして、発光中心不純
物を均一に分布せしめ、かつ電圧印加方向に沿って平行
に粒界が形成された柱状多結晶材料となるように制御す
る工程であることを特徴とする。
は、透明電極と誘電体層と発光層と、背面電極とを具え
た薄膜ＥＬ素子の製造方法において、発光層の形成工程
が、硫黄分子線の衝突回数を高め真空槽から運び去られ
ることなく残留して成長に寄与するように、１０-3Torr
乃至１０-6Torrの真空中で、発光層の母材あるいは母材
の構成元素と発光中心不純物とを、固体硫黄からなる蒸
発源を含む夫々別の固体からなる複数の蒸発源から蒸発
せしめ、基板上で結合させることにより、化学量論的組
成を満たし発光中心不純物が均一に分布された柱状多結
晶層をなすように形成する多元蒸着工程であることを特
徴とする。本発明の第２では、透明電極と誘電体層と発
光層と、背面電極とを具えた薄膜ＥＬ素子の製造方法に
おいて、発光層の形成工程が、硫黄分子線の衝突回数を
高め真空槽から運び去られることなく残留して成長に寄
与するように、１０-3Torr乃至１０-6Torrの真空中で、
発光層の母材あるいは母材の構成元素と発光中心不純物
とを、固体硫黄からなる蒸発源を含む夫々別の固体から
なる複数の蒸発源から蒸発せしめ、基板上の誘電体層表
面で結合させることにより、化学量論的組成を満たし、
発光中心不純物が均一に分布され、前記誘電体層との界
面から急俊に組成を変化し柱状多結晶層をなすように形
成する多元蒸着工程であることを特徴とする。本発明の
第３では、透明電極と誘電体層と発光層と、背面電極と
を具えた薄膜ＥＬ素子の製造方法において、発光層の形
成工程が、硫黄分子線の衝突回数を高め真空槽から運び
去られることなく残留して成長に寄与するように、１０
-3Torr乃至１０-6Torrの真空中で、発光層の母材あるい
は母材の構成元素と発光中心不純物とを、固体硫黄から
なる蒸発源を含む夫々別の固体からなる複数の蒸発源か
ら蒸発せしめ、化学量論的組成をなして、発光中心不純
物を均一に分布せしめ、かつ電圧印加方向に沿って平行
に粒界が形成された柱状多結晶材料となるように制御す
る工程であることを特徴とする。
Claims (1)
- 【請求項１】透明電極と誘電体層と発光層と、背面電極
とを具えた薄膜ＥＬ素子の製造方法において、 発光層の形成工程が、 １０-3Torr 乃至１０-6Torrの真空中で、発光層の母材
あるいは母材の構成元素と発光中心不純物とを、固体硫
黄からなる蒸発源を含む夫々別の固体からなる複数の蒸
発源から蒸発せしめ、 基板上で結合させる多元蒸着工程であることを特徴とす
る薄膜ＥＬ素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7205903A JPH0845664A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7205903A JPH0845664A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61001883A Division JPH0668999B2 (ja) | 1986-01-08 | 1986-01-08 | 薄膜ｅｌ素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0845664A true JPH0845664A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=16514665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7205903A Pending JPH0845664A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0845664A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58112299A (ja) * | 1981-12-26 | 1983-07-04 | 高橋 清 | エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 |
| JPS61211993A (ja) * | 1985-03-14 | 1986-09-20 | 富士通株式会社 | Ｅｌパネルの製造方法 |
-
1995
- 1995-08-11 JP JP7205903A patent/JPH0845664A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58112299A (ja) * | 1981-12-26 | 1983-07-04 | 高橋 清 | エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 |
| JPS61211993A (ja) * | 1985-03-14 | 1986-09-20 | 富士通株式会社 | Ｅｌパネルの製造方法 |
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