JPH0878160A - 薄膜電場発光素子とその製造方法 - Google Patents

薄膜電場発光素子とその製造方法

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JPH0878160A
JPH0878160A JP6215441A JP21544194A JPH0878160A JP H0878160 A JPH0878160 A JP H0878160A JP 6215441 A JP6215441 A JP 6215441A JP 21544194 A JP21544194 A JP 21544194A JP H0878160 A JPH0878160 A JP H0878160A
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JP
Japan
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electrode
light emitting
emitting layer
insulating film
thin film
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Pending
Application number
JP6215441A
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English (en)
Inventor
Tomoyuki Kawashima
朋之 河島
Hisato Kato
久人 加藤
Yutaka Terao
豊 寺尾
Yukinori Kawamura
幸則 河村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】発光層を硫黄元素を含む雰囲気中で熱処理して
結晶性の改善を行う際に電極が劣化しない薄膜電場発光
素子を得る。 【構成】絶縁基板上に第一の電極2、第一の絶縁膜3、
発光層4、第二の絶縁膜5および第二の電極6が順次積
層されている。第一の電極2と第二の電極6はそれぞれ
複数個のストライプで立体的に交差する。第一の電極2
の二つの端子部21は金メッキ層8で表面被覆されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、薄型表示装置に用いる
薄膜電場発光素子およびその製造方法に係り、特に発光
層を硫黄元素を含む雰囲気中で安定に処理することが可
能な薄膜電場発光素子とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電場の印加によりエレクトロルミネセン
スELを呈する薄膜電場発光素子は、高輝度発光.高速
応答.広視野角.薄型軽量.高解像度など多くの優れた
特長を有することから、薄型表示装置の表示素子として
注目されている。薄膜電場発光素子は、マンガンをドー
プした硫化亜鉛ZnS:Mnやセリウムをドープした硫
化ストロンチウムSrS:Ceなどの発光層の両側に絶
縁膜を設け、透明電極と対向電極との間に交流電圧を印
加することにより、電場発光が得られる。
【0003】このような従来の薄膜電場発光素子は以下
のようにして作製される。図4は従来の薄膜電場発光素
子の製造工程を示し、図(a)は第一の絶縁膜を積層し
た素子を示す断面図、図(b)は発光層を積層し熱処理
を行った素子を示す断面図、図(c)はアルミニウムA
lから成る対向電極を積層した素子を示す断面図であ
る。
【0004】ガラス基板1上にインジウムスズ酸化物I
TOからなる透明電極2を設け、この上に透明電極2の
端子部21を覆わないように(例えば端子部21の部分
にメタルマスクを付けて成膜する)第一の絶縁膜3を被
着する(図(a))。次にZnS:Mnから成る発光層
4を成膜した後、真空中において温度550℃で1時間
熱処理を行い、発光層の膜歪みの緩和や結晶性の改善を
する(図(b))。そして第2絶縁膜5を第一の絶縁膜
3と同様に、透明電極2の端子部21を覆わないように
被着した後、Alから成る対向電極6を設ける(図
(c))。
【0005】上記のように、現在商品化されている黄橙
色モノカラーの薄膜電場発光素子は、発光層にZnS:
Mnを用い、真空中で熱処理することにより発光層の膜
歪みの緩和や結晶性の改善を行うことができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら薄膜電場
発光素子を多色化するために、硫化ストロンチウムSr
S(例えば硫化ストロンチウムにセリウムをドープした
SrS:Ceは青緑色発光、セリウムとユーロピウムを
ドープしたSrS:Ce,Euは白色発光を示す)を母
材とした発光層を用いる場合においては、硫化ストロン
チウムSrSは真空中での熱処理では十分な結晶性の改
善はされないという問題があった。硫化ストロンチウム
SrS発光層の膜質を改善するためには、硫黄元素Sを
含む雰囲気中で熱処理して発光層中の硫黄を補い、発光
層の膜歪みの緩和や結晶性の改善を行う必要があるがこ
の場合には硫黄元素Sを含む雰囲気により下部に形成し
た透明電極2の端子部21が、硫黄で劣化してしまうと
いう問題がおこる。
【0007】このために硫化ストロンチウムSrSを母
材とした発光層を有する薄膜電場発光素子は実用化する
ことが困難であった。この発明は上述の点に鑑みてなさ
れその目的は発光層を硫黄元素Sを含む雰囲気中で熱処
理した際に透明電極が硫化して劣化することを防止して
実用化可能な薄膜電場発光素子およびその製造方法を提
供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述の目的は第一の発明
によれば絶縁基板上に第一の電極、第一の絶縁膜、発光
層、第二の絶縁膜および第二の電極を有している。第一
の電極はストライプであり長さ方向に中央部と二つの端
子部からなり、絶縁基板の上に複数個が並列的に設けら
れている。
【0009】第一の絶縁膜が前記した各ストライプの前
記中央部を被覆し且つ絶縁基板を選択的に被覆してい
る。第一の電極の前記した各ストライプは少なくとも前
記二つの端子部が非硫化性の金属で表面被覆されてい
る。発光層は第一の絶縁膜の上に選択的に被覆されてい
る。
【0010】第二の絶縁膜は発光層の全部と第一の絶縁
膜の上に被覆されている。第二の電極は第一の電極と立
体的に交差する複数のストライプであり、第二の絶縁膜
と絶縁基板を選択的に被覆してなるとすることにより達
成される。上述の薄膜電場発光素子は第一の電極として
インジウムスズ酸化物を用いること若しくはAl,N
i,W,Mo,Crの群から選ばれた少なくとも一つを
用いること又は非硫化性の金属として金を用いることが
有効である。
【0011】第二の発明によれば第一の発明に記載の薄
膜電場発光素子の製造方法であって、非硫化性の金属か
らなる表面層の形成工程と発光層の熱処理工程を有して
いる。薄膜電場発光素子は絶縁基板の上に第一の電極、
第一の絶縁膜、発光層、第二の絶縁膜および第二の電極
を順次積層して製造される。
【0012】非硫化性の金属からなる表面層の形成工程
は、発光層を積層する前に第一の電極の少なくとも二つ
の端子部を非硫化性の金属で表面被覆する工程である。
発光層の熱処理工程は発光層の形成後に硫黄元素を含む
雰囲気中で発光層を熱処理する工程であるとすることに
より達成される。非硫化性の金属として例えば金を用い
る場合は金を端子部の最上部に形成する際に、金の密着
性を改善するために必要に応じてNiメッキ層などの他
の中間層を設けることができる。金表面層の形成方法は
無電解メッキ法,電解メッキ法,蒸着法,スパッタリン
グ法などを適用することができる。
【0013】硫黄元素を含む雰囲気中での熱処理は、硫
黄を加熱してガス状したものや硫化水素H2 Sガスなど
の硫黄元素を含むガスを適用することができる。また必
要に応じてArなどをキャリヤーガスとして用いても良
い。硫黄元素を含む雰囲気ガスの圧力は加圧,常圧,減
圧のいずれでも良く、熱処理温度は400〜700℃の
温度範囲が望ましい。
【0014】第一の電極2と第二の電極6のうち少なく
と一方は、インジウムスズ酸化物ITOなどの透明電極
を適用する必要があり、他方はAl,Ni,W,Mo,
Ta,Crなどの金属を適用することができる。またこ
れらの合金や積層を用いても良い。第一の絶縁膜3と第
二の絶縁膜5はSi3 4 ,SiO2 ,Al2 3 など
を適用することができ、これらの混合物や積層を用いて
も良い。
【0015】発光層4は硫化ストロンチウムSrSや硫
化亜鉛ZnSなどの硫黄元素を含む化合物を母材にし
て、Ce,Eu,Prなどの希土類元素やMnなどの遷
移金属などをドープしたものを適用することができる。
またこれらの混合物や積層を用いても良い。第一の電極
2、第二の電極6、第一の絶縁膜3、第二の絶縁膜5の
成膜方法は、スパッタリング法,蒸着法,CVD法など
を適用することができ、またパターニング方法はウエッ
トエッチング法やドライエッチング法などを適用するこ
とができる。発光層4も上記のような成膜方法を適用す
ることができる。
【0016】
【作用】第一の電極である各ストライプ状インジウムス
ズ酸化物膜の少なくとも二つの端子部が非硫化性の金属
で表面被覆されていると発光層を硫黄元素を含む雰囲気
中で熱処理する際に第一の電極の二つの端子部が硫黄に
より劣化することがない。
【0017】
【実施例】
実施例1 図1はこの発明の実施例に係る薄膜電場発光素子の製造
工程を示し、図(a)は第一の絶縁膜を積層した素子を
示す断面図、図(b)は金メッキ層を表面被覆した素子
を示す断面図、図(c)は発光層を積層し熱処理を行っ
た素子を示す断面図、図(d)はアルミニウムAlから
なる対向電極を積層した素子を示す断面図である。
【0018】図2はこの発明の実施例に係る薄膜電場発
光素子の製造工程を示し、図(a)は第一の絶縁膜を積
層した素子を示す平面図、図(b)はアルミニウムAl
からなる対向電極を積層した素子を示す平面図である。
ガラス基板1に膜厚200nmのインジウムスズ酸化物
ITOをスパッタリングで成膜し、塩酸と塩化第二鉄と
の混合水溶液でウエットエッチングして第一の電極2を
ストライプ状にパターニング形成した後に、スパッタリ
ング法で膜厚200nmのSi3 4 を第一の絶縁膜3
として被着する(図1(a))。
【0019】次に、基板を80℃の無電解Niメッキ浴
に4分浸漬する事により、膜厚600nmのNiメッキ
層7を端子部21、22のITO上に析出させる。そし
て基板を水で洗浄後、85℃の無電解Auメッキ浴に4
分浸漬する事により膜厚30nmのAuメッキ層8をN
iメッキ層7の上部に析出させる (図1(b)、図2
(a))。
【0020】次に、電子ビーム蒸着法で膜厚1000n
mのSrS:Ceからなる発光層4を被着し、アルゴン
と硫黄の混合雰囲気中において600℃の温度で1時間
熱処理を行った(図1(c))。そして、第一の絶縁膜
3と同様に膜厚200nmのSi3 4 からなる第二の
絶縁膜5を形成した後、膜厚500nmのAlをスパッ
タリング法で成膜しリン酸と硝酸の混合水溶液でウエッ
トエッチングして、第二の電極6をストライプ状にパタ
ーニング形成する。第二の電極6と端子部22は、電気
的に接続するように第二の電極6をパターニング形成す
る(図1(d)、図2(b))。
【0021】本発明によれば、硫黄元素を含む雰囲気中
での熱処理工程において、第一の電極2の端子部21や
第二の電極6の端子部22の最上部はAuメッキ層8で
覆われており、Auメッキ層8は硫黄劣化がないので第
一の電極2の端子部21や第二の電極6の端子部22を
硫黄元素を含む雰囲気中で熱処理する際に保護すること
ができる。 実施例2 図3はこの発明の異なる実施例に係る薄膜電場発光素子
を示し、図(a)は金表面層を形成した素子を示す断面
図、図(b)は第一の絶縁膜を積層した素子を示す断面
図、図(c)は第二の電極を積層した素子を示す断面図
である。
【0022】実施例1と異なり金表面層を第一の電極に
積層したのちに第一の絶縁膜3が形成される。ガラス基
板1にインジウムスズ酸化物ITOからなる第一の電極
2をストライプ状にパターニング形成し、表示画面部を
レジストなどで覆った後に、第一の電極の端子部21に
無電解メッキ法でNiメッキ層7とAuメッキ層8を形
成し、表示画面部をレジストは除去する(図(a))。
【0023】第一の絶縁膜3は第一の電極2のAuメッ
キ層8で覆われていないインジウムスズ酸化物ITO
を、被覆するように形成する(図(b))。次に、電子
ビーム蒸着法で膜厚1000nmのSrS:Ce,Eu
からなる発光層4を被着し、硫化水素の雰囲気中におい
て600℃の温度で1時間熱処理を行い、第二の絶縁膜
5を形成した後に第二の電極6をストライプ状にパター
ニング形成する(図(c))。
【0024】本実施例の場合は図示しないが、金メッキ
層8を第一の電極2の全部に積層することができる。
【0025】
【発明の効果】第一の発明によれば第一の電極の各スト
ライプは少なくとも二つの端子部が非硫化性の金属で表
面被覆されているので、発光層を硫黄元素を含む雰囲気
中で熱処理する際に第一の電極の端子部が硫黄により劣
化することがなく、多色化された薄膜電場発光素子の製
造が容易になる。
【0026】第一の電極はインジウムスズ酸化物または
Al,Ni,W,Mo,Crの群から選ばれた少なくと
も一つであるので、これらは表面被覆された非硫化性の
金属により保護され多色化された薄膜電場発光素子の製
造が容易になる。第二の発明によれば非硫化性の金属か
らなる表面層の形成工程と発光層の熱処理工程を有する
ので、発光層の形成前に実施される非硫化性の金属表面
層の形成工程により第一の電極の少なくとも二つの端子
部に非硫化性の金属表面層が形成され、発光層の熱処理
工程において第一の電極が硫黄元素を含む雰囲気ガスに
より劣化する事態を防止しながら発光層の結晶性の改善
を行い、多色化された薄膜電場発光素子を提供すること
が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例に係る薄膜電場発光素子の製
造工程を示し、図(a)は第一の絶縁膜を積層した素子
を示す断面図、図(b)は金メッキ層を表面被覆した素
子を示す断面図、図(c)は発光層を積層し熱処理を行
った素子を示す断面図、図(d)はアルミニウムAlか
らなる対向電極を積層した素子を示す断面図
【図2】この発明の実施例に係る薄膜電場発光素子の製
造工程を示し、図(a)は第一の絶縁膜を積層した素子
を示す平面図、図(b)はアルミニウムAlからなる対
向電極を積層した素子を示す平面図
【図3】この発明の異なる実施例に係る薄膜電場発光素
子を示し、図(a)は金表面層を形成した素子を示す断
面図、図(b)は第一の絶縁膜を積層した素子を示す断
面図、図(c)は第二の電極を積層した素子を示す断面
【図4】従来の薄膜電場発光素子の製造工程を示し、図
(a)は第一の絶縁膜を積層した素子を示す断面図、図
(b)は発光層を積層し熱処理を行った素子を示す断面
図、図(c)はアルミニウムAlから成る対向電極を積
層した素子を示す断面図
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 第一の電極 3 第一の絶縁膜 4 発光層 5 第二の絶縁膜 6 第二の電極 7 ニッケルメッキ層 8 金メッキ層 21 第一の電極の端子部 22 第二の電極の端子部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河村 幸則 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁基板上に第一の電極、第一の絶縁膜、
    発光層、第二の絶縁膜および第二の電極を有している。
    第一の電極はストライプであり長さ方向に中央部と二つ
    の端子部からなり、絶縁基板の上に複数個が並列的に設
    けられている。第一の絶縁膜が前記した各ストライプの
    前記中央部を被覆し且つ絶縁基板を選択的に被覆してい
    る。第一の電極の前記した各ストライプは少なくとも前
    記二つの端子部が非硫化性の金属で表面被覆されてい
    る。発光層は第一の絶縁膜の上に選択的に被覆されてい
    る。第二の絶縁膜は発光層の全部と第一の絶縁膜の上に
    被覆されている。第二の電極は第一の電極と立体的に交
    差する複数のストライプであり、第二の絶縁膜と絶縁基
    板を選択的に被覆してなることを特徴とする薄膜電場発
    光素子。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の素子において、第一の電
    極はインジウムスズ酸化物であることを特徴とする薄膜
    電場発光素子。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の素子において、第一の電
    極はAl,Ni,W,Mo,Crの群から選ばれた少な
    くとも一つであることを特徴とする薄膜電場発光素子。
  4. 【請求項4】請求項1に記載の素子において、非硫化性
    の金属は金であることを特徴とする薄膜電場発光素子。
  5. 【請求項5】請求項1に記載の薄膜電場発光素子の製造
    方法であって、非硫化性の金属からなる表面層の形成工
    程と発光層の熱処理工程を有している。薄膜電場発光素
    子は絶縁基板の上に第一の電極、第一の絶縁膜、発光
    層、第二の絶縁膜および第二の電極を順次積層して製造
    される。非硫化性の金属からなる表面層の形成工程は、
    発光層を積層する前に第一の電極の少なくとも二つの端
    子部を非硫化性の金属で表面被覆する工程である。発光
    層の熱処理工程は発光層の形成後に硫黄元素を含む雰囲
    気中で発光層を熱処理する工程であることを特徴とする
    薄膜電場発光素子の製造方法。
JP6215441A 1994-09-09 1994-09-09 薄膜電場発光素子とその製造方法 Pending JPH0878160A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013121585A1 (ja) * 2012-02-17 2013-08-22 パイオニア株式会社 電子デバイスの製造方法及び電子デバイス

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2013121585A1 (ja) * 2012-02-17 2013-08-22 パイオニア株式会社 電子デバイスの製造方法及び電子デバイス

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