JPS59141192A - 薄膜ｅｌ素子 - 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、希土類または希土類フッ化物で活性化された
硫化亜鉛を発光体層に有する薄膜ＥＬ素子に関するもの
である。

従来例の構成とその問題点 透明電極を有するガラス基板上に、絶縁体層。

希土類または希土類フッ化物付活硫化亜鉛発光体層、絶
縁体層、および反射電極を順次積層した構造の薄［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。たとえば、伺活剤にＴ、ｂＦ
３．ＳｍＦ３．ＴｍＦ３．ＰｒＦ３を用いることにより
、それぞれ緑色、赤色、青色、白色に発光する素子が得
られている。付活剤に希土類元素を用いた場合も同じ発
光色のものが得られるが、その発光輝度は拓土類フッ化
物を用いた場合よりも幾分低い。しかしこの種のＥＬ素
子においては、発光輝度が十分でなく、マトリックス駆
動の表示パネルに応用することができない。

前述のようｚＥＬ素子を形成する際、基板上に発光体層
を形成した後、真空中において３００〜６００１：の範
囲内の温度で熱処理する。これは発光体層の硫化亜鉛の
結晶性を向上させ、発光輝度を増大させるだめである。

一般に硫化亜鉛の結晶性を向上させるためには、より高
温で熱処理するのが望ましい。Ｍｎ付活硫化亜鉛を発光
体層に用いた薄膜ＥＬ素子においては、熱処理温度が高
いほど、高輝度の素子が得られている。実際には用いる
ガラス基板の耐熱温度の制約があり、約６ｏ○℃で熱処
理が行なわれている。

しかし、希土類フッ化物付活値イヒ亜鉛を発光体層に用
いた薄膜ＥＬ素子においては、最大の輝度が得られる熱
処理温度が存在し、３５０〜４ｐＯ℃であることが判明
した。したがって、この種の希土類フッ化物付活硫化亜
鉛を発光体層に用いる薄膜ＥＬ素子の発光輝度が低い理
由の一つは、最適１１．、　　　熱処理温度が低いがだ
めに硫化亜鉛の結晶性がよくないということが考えられ
る。

発明の目的 本発明は、希土類付活硫化亜鉛寸たは希土類フ圧物付活
硫化亜鉛を発光体層に用いた薄膜ＥＬ素子の発光輝度を
向上させることを目的とする。

発明の構成 この目的を達成するだめ、本発明では希土類付活硫化亜
鉛または希土類フッ化物付活硫化亜鉛層の少なくとも一
方の面に、フッ化物層を形成することを特徴とする。こ
のフン化物層は、高温熱□処理時における硫化亜鉛層か
らのフッ素の離脱を防ぐものであり。希土類フッ化物、
フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フン化ストロ
ンチウム。

フッ化バリウム、フッ化リチウムおよびフッ化亜鉛のう
ちの一つまたは二つ以上を主成分とすることにより効果
があることが判明しブζ。これらの中においても、フッ
化物層として発光層である硫化亜鉛を付活した希土類の
フン化物を用いることにより、発光に無関係な元素によ
る硫化亜鉛の汚染を防ぐことができ、きわめて効果的で
あった。またフッ化物層の厚さとしては１００〜１００
００八が適当であった。１００八より薄いフン化物層を
設けた場合、輝度向上が少なく、再現性に乏しかった。

この原因はフッ化物層が島状構造になるためと考えられ
る。１００００Å以上の場合には、発光に必要な電圧が
増大し、実用的でない。

以北のように本発明によれば、熱処理中の発光体層から
のフッ素の離脱を防ぐことができ、発光輝度の高い薄膜
ＥＬ素子が形成される。

実施例の説明 第１図は本発明による薄膜ＥＬ素子の断面構造を示す。

図において、１はガラス基板であり、その上に厚さ２０
００人の錫添加酸化インジウム透明電極２がスパッタリ
ング法により形成されている。

さらにその上に電子ビーム加熱真空蒸着法により、１０
０℃の基板温度で、５００Ａの厚さのＹ２Ｏ３絶縁体層
３が形成されている。さらにその上に、基板温度２５０
℃で、２モル係のＴｂＦ３を含む硫化亜鉛ターゲットを
用いて、Ａｒ雰囲気中で高周波スパッタリングすること
により、４０００への厚さのＴｂＦ３付活硫化亜鉛発光
体層４が形成されている。その上に２００℃の基板温度
で、２００人の厚さのＴｂ２３層６が抵抗加熱真空蒸着
法により形成されている。このＴｂ２３層６には形成後
Ａｒガス中６００℃で１時間の熱処理が施されている。

そして、Ｔｂ１３層５の上に、基板温度１００℃で、電
子ビーム加熱真空蒸着法により、３００　ｏＪのＹ２Ｏ
３絶縁体層６が形成されている。この層６」二に真空蒸
着法により、厚さ１０００へのＡＰ電極７が形成され、
これらによって薄膜ＥＬ素子が構成されている。

第２図は、本実施例の素子と、Ｔｂ２３層６を形成して
いない従来の構造の素子との電圧−輝度特性の比較を示
す。駆動はｔｓ　ｋｌｈの正弦波電圧を印加することに
よって行なった。図における実線Ａが本実施例の素子の
特性であり、破線Ｂが従来の構造の素子の特性である。

この図かられかるように、本実施例の素子は従来の構造
の素子に比べて、発光輝度が高い。

この結果の原因を調べるため、従来構造の素子の希土類
フッ化物付活硫化亜鉛薄膜中のフッ素含昂の熱処理によ
る変化を、オージェ電子分光法により解析したところ、
６００℃の熱処理により、フッ素含量が熱処理前の約１
／／２に減少していることが判明した。したがって、本
発明によれば、フッ化物層を発光イ層の一方の面に形成
することにより、熱処理中の発光体層からのフッ素の離
脱を防ぐことができ、前記の結果が得られたものと考え
られる。

第３図は本発明による他の実施例の薄膜ＥＬ素子の断面
構造を示す。図において、１１はガラス基板であり、そ
の上に厚さ２０００への錫添加酸化インジウム透明電極
１２がスパッタリング法により形成されている。その上
に抵抗加熱真空蒸着法により、１００℃の基板温度で、
５００への厚さのＳｍＦ３層１３が形成されている。さ
らにその上に、基板温度２ｏ○℃で２モル係のｂｒｒ＋
Ｆｓを含む硫化亜鉛焼結体ペレットを用いて電子ビーム
加熱真空蒸着法により、３０００人の厚さのＳｍＦ３付
活硫化亜鉛発光体層１４が形成されている。その」ニに
２００℃の基板温度で、２００人の厚さのｂｒｒｘＦｓ
層１５が抵抗加熱真空蓋公法により形成されている。こ
の５ｒｒ１Ｆ３層１５は、形成後、真空中４００℃で１
時間の熱処理が施されているものである。さらに５ｒｒ
ｒＦ３層１５上に、基板温度５５０℃で、高周波スパッ
タリング法により、６０００への厚さのＰ　ｂＴ　ｉＯ
３絶縁体層１６が形成されている。そして、この層１６
上に真空蒸着法により厚さ１０００人のＡＲ電極１７が
形成され、本発明の薄膜ＥＬ素子が完成される。この素
子と、・ＳｍＦ３層１３．１５のかわりに同じ厚さのＹ
２Ｏ３層を用いた従来の構造の素子との発光特性を比較
したところ、本発明の素子の方が大きい発光輝度が得ら
れた。

発明の効果 以上のように、本発明の構成にすることにより、発光輝
度の高い希土類フッ化物イ」活硫化亜鉛を発光体層に用
いた薄膜ＥＬ素子を再現性よく形成することができる。

これは発光体層をフッ化物で被覆したため、たとえば熱
処理中などにフッ素元素が発光体層から離脱しなくなっ
たためと考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の薄膜ＥＬ素子の一実施例の断面図、第
２図はこの実施例の薄膜ＥＬ素子と従来の構造の薄膜Ｅ
Ｌ素子の発光特性を対１：ｌＺ−して示す図、第３図は
本発明の他の実施例の断面図である。 １．１１・・　・ガラス基板、２，１２・　・・錫添加
酸化インジウム透明電極、３，６・・・・・Ｙ２Ｏ３層
、４．１４−、・・発光体層、５，１３．１５・−・フ
ッ化物層、１６・・・−ＰｂＴｉ０３層、７．１７・・
・・Ａｆｌ電極。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に少外くとも電極１発光体層、および絶縁
   体層が積層たれており、前記発光体層は希土類付７ｆｉ
   硫化亜鉛まだは希土類フッ化物付活硫化亜鉛からなり、
   かつ前記発光体層の少なくとも一方の面にフッ化物層が
   形成されていることを特徴とする薄膜ＥＬ素子。′
2. （２）　　フン化物層が希土類フッ化物、フッ化カルシ
   ウム、フッ化カルシウム、フッ化ストロンチウム、フン
   化バリウム、フン化すチウｌ１．およびフッ化亜鉛のう
   ちの一つまたは二つ以上からな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。
3. （３）　　フッ化物層が硫化亜鉛発光体層の付活剤とし
   て用いられた希土類のフッ化物と同一の希土類フン化物
   ケ主成分とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の簿膜ＥＬ素子。
4. （４）　　フン化物層の厚さがＩＱＯ〜１００００人で
   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。