JPS6147096A - 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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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。
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、電界の印加によってＥ Ｌ （Ｅｌｅｃｔｒ
ｏ−Ｌｕｍｉｎ＊５ｃｅｎｃ＊）発光を呈する薄膜Ｅｌ
、素子の製造方法に関するものであり、とくに薄膜ＥＬ
素子の輝度向上に関するものである。
ｏ−Ｌｕｍｉｎ＊５ｃｅｎｃ＊）発光を呈する薄膜Ｅｌ
、素子の製造方法に関するものであり、とくに薄膜ＥＬ
素子の輝度向上に関するものである。
（従来例の構成とその問題点）
従来よシミ場発光螢光体を用いた固体映像表示装置とし
ては、Ｘ−Ｙマトリクス表示装置が知られている。この
装置は電場発光層の両面に水平平行電極群と垂直平行電
極群とを互いに直交するように配置し、それぞれの電極
群に接続された給電線によシ切換装置を通して鐸号を加
えて両電極の交点部分の電場発光層（以下、ＥＬ発光体
層と略称）を発光させ（この交点の発光部分面が絵素）
、発光絵素の組合せによって文字記号、図形等を表示さ
せるものである。
ては、Ｘ−Ｙマトリクス表示装置が知られている。この
装置は電場発光層の両面に水平平行電極群と垂直平行電
極群とを互いに直交するように配置し、それぞれの電極
群に接続された給電線によシ切換装置を通して鐸号を加
えて両電極の交点部分の電場発光層（以下、ＥＬ発光体
層と略称）を発光させ（この交点の発光部分面が絵素）
、発光絵素の組合せによって文字記号、図形等を表示さ
せるものである。
ここで用いられる固体映像表示板は、通常ガラスなどめ
透光性基板上に透明平行電極群を形成し、その上に片側
、あるいは両側に誘電体層を介してＥＬ発光体層を順次
積層し、さらにその上に背面平行電極群を下層の透明平
行電極群に直交する配置で積層して形成する。第１図に
示したのは従来の薄膜ＥＬ素子であシ、一般に透明平行
電極群１としては平滑なガラス基板２上に酸化錫や酸化
インジウムを被着するなどによ膜形成される。これに直
交し、対向する背面平行電極群３としてはアルミニウム
が真空蒸着などによ膜形成される。
透光性基板上に透明平行電極群を形成し、その上に片側
、あるいは両側に誘電体層を介してＥＬ発光体層を順次
積層し、さらにその上に背面平行電極群を下層の透明平
行電極群に直交する配置で積層して形成する。第１図に
示したのは従来の薄膜ＥＬ素子であシ、一般に透明平行
電極群１としては平滑なガラス基板２上に酸化錫や酸化
インジウムを被着するなどによ膜形成される。これに直
交し、対向する背面平行電極群３としてはアルミニウム
が真空蒸着などによ膜形成される。
ＥＬ発光体層４としては目的の発光色によって各種のも
のが用いられるが、たとえば黄橙色では主としてマンガ
ン付活硫化亜鉛が用いられている。
のが用いられるが、たとえば黄橙色では主としてマンガ
ン付活硫化亜鉛が用いられている。
このＥＬ発光体層４が形成された後、通常はＥＬ素子の
輝度を向上させる目的で、真空中や不活性ガス中で数百
度、１〜２時間程度の熱処理を行なう工程を有する。
輝度を向上させる目的で、真空中や不活性ガス中で数百
度、１〜２時間程度の熱処理を行なう工程を有する。
第１誘電体層５、第２誘電体層６としては、従来、耐圧
性、透光性、膜形成の容易さなどから、酸化アルミニウ
ム（Ａｔ２０３）、酸化イツトリウム（Ｙ２Ｏ２） 、
二酸化ケイ素（ｓｉｏ□）や窒化シリコン（ｓ ｉｓ
Ｎ４ ）などが、電子ビーム蒸着法やスパッタ法などで
形成して用いられている。しかしこれらの誘電体材料の
誘電率は、周波数１ ｋＨｚにおいて十数以下程度であ
シ、そのため素子の駆動電圧に２００Ｖ以上必要とした
。そこで最近では、外部から印加する駆動電圧を低減す
る目的で高誘電率のペロプスカイト構造誘電体材料、た
とえばチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ，）やチタン酸バリウム
（ＢａＴｉＯ３）などが誘電体層として用いられている
。これを用いて、従来通シ真空中あるいは不活性ガス中
で熱処理を行なうと駆動電圧は１００ｖ以°下に低減で
きるが、輝度も同時に低下してしまうという欠点があっ
た。
性、透光性、膜形成の容易さなどから、酸化アルミニウ
ム（Ａｔ２０３）、酸化イツトリウム（Ｙ２Ｏ２） 、
二酸化ケイ素（ｓｉｏ□）や窒化シリコン（ｓ ｉｓ
Ｎ４ ）などが、電子ビーム蒸着法やスパッタ法などで
形成して用いられている。しかしこれらの誘電体材料の
誘電率は、周波数１ ｋＨｚにおいて十数以下程度であ
シ、そのため素子の駆動電圧に２００Ｖ以上必要とした
。そこで最近では、外部から印加する駆動電圧を低減す
る目的で高誘電率のペロプスカイト構造誘電体材料、た
とえばチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ，）やチタン酸バリウム
（ＢａＴｉＯ３）などが誘電体層として用いられている
。これを用いて、従来通シ真空中あるいは不活性ガス中
で熱処理を行なうと駆動電圧は１００ｖ以°下に低減で
きるが、輝度も同時に低下してしまうという欠点があっ
た。
（発明の目的）
本発明は、上記のように、微細に分割された多数の′Ｉ
Ｘ極を有する薄膜ＥＬ素子の製造方法において、誘電体
層として高誘電体材料を用いたときにも従来よシ安価で
、容易に発光輝度の大きい薄膜ＥＬ素子を得ることので
きる製造方法を提供することを目的とする。
Ｘ極を有する薄膜ＥＬ素子の製造方法において、誘電体
層として高誘電体材料を用いたときにも従来よシ安価で
、容易に発光輝度の大きい薄膜ＥＬ素子を得ることので
きる製造方法を提供することを目的とする。
（発明の構成）
本発明は上記の目的を達成するために、薄膜ＥＬ素子の
製造方法を以下の構成とすることを特徴とする。
製造方法を以下の構成とすることを特徴とする。
すなわち、透光性基板上に透明電極、第１誘電体層、Ｅ
Ｌ発光体層、第２誘電体層、背面電極を順次積層してな
る薄膜ＫＬ素子の製造方法において、前記ＥＬ発光体層
を形成し、前記背面電極を形成する前の前記基板をすく
なくとも酸素を含む雰囲気中において３００〜６５０℃
で熱処理するようＫしたものである。これによシ、従来
よシ高輝度の薄膜ＥＬ素子が得られる。
Ｌ発光体層、第２誘電体層、背面電極を順次積層してな
る薄膜ＫＬ素子の製造方法において、前記ＥＬ発光体層
を形成し、前記背面電極を形成する前の前記基板をすく
なくとも酸素を含む雰囲気中において３００〜６５０℃
で熱処理するようＫしたものである。これによシ、従来
よシ高輝度の薄膜ＥＬ素子が得られる。
（実施例の説明）
図面を用いて本発明にかかる薄膜ＥＬ素子の製造方法の
一実施例について説明する。
一実施例について説明する。
本発明にかかる薄膜ＥＬ素子の製造方法忙よれば以下の
ようにして薄膜ＥＬ素子が製造される。
ようにして薄膜ＥＬ素子が製造される。
第２図において１０は透明なガラス基板であシ、この上
にスパッタリング法にて膜厚２０００Ｘの酸化すずイン
ジウム膜（以下ＩＴＯ膜と略す）を全面に形成し、写真
食刻法を用いて透明電極１１を所望の形状に形成する。
にスパッタリング法にて膜厚２０００Ｘの酸化すずイン
ジウム膜（以下ＩＴＯ膜と略す）を全面に形成し、写真
食刻法を用いて透明電極１１を所望の形状に形成する。
次に第１誘電体層１２として膜厚６０００にのチタン酸
ストロンチウム（ＳｒＴｘＯｓ）膜をスパッタリング法
にて形成し、ＥＬ発光体層１３として膜厚４０００Ｘの
マンガン付活硫化亜鉛（ＺｎＳ：Ｍｎ）膜、第２誘電体
層１４として膜厚５００Ｘの酸化イツトリウム（Ｙ２Ｏ
２）膜をそれぞれ電子ビーム蒸着法にて積層して形成し
た。
ストロンチウム（ＳｒＴｘＯｓ）膜をスパッタリング法
にて形成し、ＥＬ発光体層１３として膜厚４０００Ｘの
マンガン付活硫化亜鉛（ＺｎＳ：Ｍｎ）膜、第２誘電体
層１４として膜厚５００Ｘの酸化イツトリウム（Ｙ２Ｏ
２）膜をそれぞれ電子ビーム蒸着法にて積層して形成し
た。
この基板を炉の中に設置し、空気中で４５０℃の温度に
て１時間熱処理を行なった。その上に背面電極１５とし
て膜厚１０００Ｘのアルミニウム膜をメタルマスクを用
いて電子ビーム蒸着法にて形成した。
て１時間熱処理を行なった。その上に背面電極１５とし
て膜厚１０００Ｘのアルミニウム膜をメタルマスクを用
いて電子ビーム蒸着法にて形成した。
このようにして作成した薄膜ＥＬ素子の発光輝度特性を
周波数５ ｋＨｚの正弦波電圧を用いて測定したところ
第３図のような結果が得られた。Ｍ３図は透明電極１１
と背面電極１５との間に外部から印加する駆動電圧とＣ
ｄ ／ｒｎ ２で表した発光輝度との関係を示しておシ
、実線Ａは従来の薄ＪｌｉＥＬ素子の製造方法によって
作成された素子の特性であり、すなわちＥＬ発光体層を
形成後、真空中で４５０℃の温度にて１時間熱処理を行
ない、しかる後に第２誘電体層を形成したものでちる。
周波数５ ｋＨｚの正弦波電圧を用いて測定したところ
第３図のような結果が得られた。Ｍ３図は透明電極１１
と背面電極１５との間に外部から印加する駆動電圧とＣ
ｄ ／ｒｎ ２で表した発光輝度との関係を示しておシ
、実線Ａは従来の薄ＪｌｉＥＬ素子の製造方法によって
作成された素子の特性であり、すなわちＥＬ発光体層を
形成後、真空中で４５０℃の温度にて１時間熱処理を行
ない、しかる後に第２誘電体層を形成したものでちる。
破線Ｂは本発明にかかる薄膜ＥＬ素子の製造方法にて作
成された素子についての測定結果をあられすものである
。たとえば発光開始電圧よｐｘｓｖ高い印加電圧におけ
る画素子の輝度を比較すると、Ａでは８００ Ｃｄ７ｍ
” 、Ｂでは１２００Ｃｄ／ｍ”であシ、Ｂの方が１．
５倍程大でありた。この原因の１つとしては、従来の製
造法による真空中あるいは不活性ガス中の熱処理では、
誘電体層の組成が変化してしまうことが考えられる。と
くに誘電体層が酸化物である場合には本発明は有効であ
シ、その中でもぺａシスカイト構造誘電体に対しては効
果が大きかった。
成された素子についての測定結果をあられすものである
。たとえば発光開始電圧よｐｘｓｖ高い印加電圧におけ
る画素子の輝度を比較すると、Ａでは８００ Ｃｄ７ｍ
” 、Ｂでは１２００Ｃｄ／ｍ”であシ、Ｂの方が１．
５倍程大でありた。この原因の１つとしては、従来の製
造法による真空中あるいは不活性ガス中の熱処理では、
誘電体層の組成が変化してしまうことが考えられる。と
くに誘電体層が酸化物である場合には本発明は有効であ
シ、その中でもぺａシスカイト構造誘電体に対しては効
果が大きかった。
このことはペロシスカイト構造の酸化物誘電体の化学量
論的組成が酸素分圧に影響されやすいためと考えられる
。効果的酸素分圧範囲を求めるために、さらに酸素と窒
素の混合ガス雰囲気で酸素分圧（全圧１気圧）を変えて
４５０℃、１時間熱処理をして輝度を測定した。その結
果、圧力換算で酸素分圧がＩ Ｔｏｒｒ以上であれば上
記と同様な効果があることを確認した。１気圧（７６０
Ｔｏｒｒ）以上は製造装置の観点から実施が困難で、高
価となるので、そのような条件下の熱処理は論外と考え
てよい。したかりて全圧が１気圧以内で、かつ酸素分圧
がＩ Ｔｏｒｒ 〜１気圧（７６０Ｔｏｒｒ ）の範囲
が適切な熱処理条件であり、たとえば上記空気、酸素と
窒素の混合ガスの他に１気圧の酸素、合成空気、または
酸素と不活性ガスの混合ガスなどを用いても本発明の効
果は同じである。また、全圧が１気圧以下（減圧状態）
であっても酸素がＩ Ｔｏｒｒ以上含まれていればよい
。
論的組成が酸素分圧に影響されやすいためと考えられる
。効果的酸素分圧範囲を求めるために、さらに酸素と窒
素の混合ガス雰囲気で酸素分圧（全圧１気圧）を変えて
４５０℃、１時間熱処理をして輝度を測定した。その結
果、圧力換算で酸素分圧がＩ Ｔｏｒｒ以上であれば上
記と同様な効果があることを確認した。１気圧（７６０
Ｔｏｒｒ）以上は製造装置の観点から実施が困難で、高
価となるので、そのような条件下の熱処理は論外と考え
てよい。したかりて全圧が１気圧以内で、かつ酸素分圧
がＩ Ｔｏｒｒ 〜１気圧（７６０Ｔｏｒｒ ）の範囲
が適切な熱処理条件であり、たとえば上記空気、酸素と
窒素の混合ガスの他に１気圧の酸素、合成空気、または
酸素と不活性ガスの混合ガスなどを用いても本発明の効
果は同じである。また、全圧が１気圧以下（減圧状態）
であっても酸素がＩ Ｔｏｒｒ以上含まれていればよい
。
素子についても、電極のノ臂ターン形状や各層の膜厚に
関しても何ら限定されるものではなく、各層の形成法に
ついても種々考えられることは言うまでもない。
関しても何ら限定されるものではなく、各層の形成法に
ついても種々考えられることは言うまでもない。
熱処理の温度についてはＥＬ発光体層が形成されるとき
の温度より高くて、透光性基板の軟化点よシ低ければ効
果は失われず、本発明の実施例では３００〜６５０℃が
適当であった。
の温度より高くて、透光性基板の軟化点よシ低ければ効
果は失われず、本発明の実施例では３００〜６５０℃が
適当であった。
本発明の他の実施例は、第１誘電体層として膜厚４００
０＾の酸化イツトリウム（Ｙ２Ｏ２）膜、ＥＬ発光体層
として層厚４０００＾のマンガン付活硫化亜鉛（ＺｎＳ
：Ｍｎ）膜をそれぞれ電子ビーム蒸着法にて積層して形
成し、酸素雰囲気中にて５００℃で１時間熱処理を行な
い、その後電子ビーム蒸着法にて膜厚５００Ｘの酸化イ
ツトリウム膜を形成し、最後に背面電極として膜厚１５
００Ｘのアルミニウム膜をメタルマスクを用いて電子ビ
ーム蒸着法忙て形成し、薄膜ＥＬ素子を作成した。本薄
膜ＥＬ素子を従来の製造方法すなわち熱処理を真空中５
００℃で１時間行なうことにより得られた薄膜ＥＬ素子
と発光輝度を比較してみると、周波数５ ｋＨｚの正弦
波電圧を用いて測定したところ、発光開始電圧よ、り１
５Ｖ高い電圧における両者の発光輝度は本発明にかかる
薄膜ＥＬ素子のほうが３割大であったＯ （発明の効果） 上述のように、本発明によれば薄膜ＫＬ素子の製造方法
忙おいて、素子を酸素を含む雰囲気中で加熱処理するこ
とによシ容易に発光輝度の大きい薄膜ＥＬ素子を提供す
ることができ、その実用的価値は大である。
０＾の酸化イツトリウム（Ｙ２Ｏ２）膜、ＥＬ発光体層
として層厚４０００＾のマンガン付活硫化亜鉛（ＺｎＳ
：Ｍｎ）膜をそれぞれ電子ビーム蒸着法にて積層して形
成し、酸素雰囲気中にて５００℃で１時間熱処理を行な
い、その後電子ビーム蒸着法にて膜厚５００Ｘの酸化イ
ツトリウム膜を形成し、最後に背面電極として膜厚１５
００Ｘのアルミニウム膜をメタルマスクを用いて電子ビ
ーム蒸着法忙て形成し、薄膜ＥＬ素子を作成した。本薄
膜ＥＬ素子を従来の製造方法すなわち熱処理を真空中５
００℃で１時間行なうことにより得られた薄膜ＥＬ素子
と発光輝度を比較してみると、周波数５ ｋＨｚの正弦
波電圧を用いて測定したところ、発光開始電圧よ、り１
５Ｖ高い電圧における両者の発光輝度は本発明にかかる
薄膜ＥＬ素子のほうが３割大であったＯ （発明の効果） 上述のように、本発明によれば薄膜ＫＬ素子の製造方法
忙おいて、素子を酸素を含む雰囲気中で加熱処理するこ
とによシ容易に発光輝度の大きい薄膜ＥＬ素子を提供す
ることができ、その実用的価値は大である。
第１図は従来の薄膜ＥＬ素子の製造方法を説明するため
の薄膜ＥＬ素子の一例構成を示す模型的断面図、第２図
は本発明にかかる薄膜ＥＬ素子の製造方法を適用して作
成した薄膜ＥＬ素子の一実施例構成を示す模型的断面図
、第３図は薄膜ＥＬ素子の外部印加寛厚と輝度との相関
特性を示す線図である。 １０・・・ガラス基板、１１・・・透明電極、１２・・
・第１誘電体層、１３・・・ＥＬ発光体層、１４・・・
第２誘電体層、１５・・・背面電極。 第１図 第２図 第３図 外卵＃９加ｆＬ７’Ｌ（Ｖ） −４７；
の薄膜ＥＬ素子の一例構成を示す模型的断面図、第２図
は本発明にかかる薄膜ＥＬ素子の製造方法を適用して作
成した薄膜ＥＬ素子の一実施例構成を示す模型的断面図
、第３図は薄膜ＥＬ素子の外部印加寛厚と輝度との相関
特性を示す線図である。 １０・・・ガラス基板、１１・・・透明電極、１２・・
・第１誘電体層、１３・・・ＥＬ発光体層、１４・・・
第２誘電体層、１５・・・背面電極。 第１図 第２図 第３図 外卵＃９加ｆＬ７’Ｌ（Ｖ） −４７；
Claims (5)
- （１）透光性基板上に透明電極、第１誘電体層、ＥＬ
発光体層、第２誘電体層、背面電極を順次積層してなる
薄膜ＥＬ素子の製造方法において、前記ＥＬ発光体層を
形成し、前記背面電極を形成する前の前記基板をすくな
くとも酸素を含む雰囲気中において３００〜６５０℃で
熱処理することを特徴とする薄膜ＥＬ素子の製造方法。 - （２）前記薄膜ＥＬ素子。加熱処理が前記第２誘電体
層のすくなくとも一部が形成された後行なわれることを
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。 - （３）前記第１誘電体層が酸化物の誘電体からなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の薄膜Ｅ
Ｌ素子の製造方法。 - （４）前記酸化物の誘電体のすくなくとも一部がペロ
ブスカイト構造誘電体からなることを特徴とする特許請
求の範囲第（３）項記載の薄膜ＥＬ素子の製造方法。 - （５）前記酸素を含む雰囲気中の酸素の分圧が１・Ｔ
ｏｒｒ以上１気圧以下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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59166532A JPS6147096A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59166532A JPS6147096A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6147096A true JPS6147096A (ja) | 1986-03-07 |
Family
ID=15833036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59166532A Pending JPS6147096A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6147096A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5667607A (en) * | 1994-08-02 | 1997-09-16 | Nippondenso Co., Ltd. | Process for fabricating electroluminescent device |
| US8082862B2 (en) | 2007-02-01 | 2011-12-27 | Groz-Beckert Kg | Gripper for a tufting machine |
-
1984
- 1984-08-10 JP JP59166532A patent/JPS6147096A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5667607A (en) * | 1994-08-02 | 1997-09-16 | Nippondenso Co., Ltd. | Process for fabricating electroluminescent device |
| US8082862B2 (en) | 2007-02-01 | 2011-12-27 | Groz-Beckert Kg | Gripper for a tufting machine |
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