JPS6180792A - エレクトロルミネセンス素子の製造法 - 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） 本発明は工しクト０ルミネセンス（通称ＥＬ）素子に関
し、ＺｎＳを発光体層の母体とする低電圧駆動で高輝度
発光を呈する薄膜ＥＬに関する。

（従来の技術） ＥＬ素子は一般に、少くとも一方が透明電極である一対
の電極間に発光体層を有する構造となっていて、両電極
間に電圧を印加することにより発光体層が発光し、その
光を透明電極を通して観察できるよう罠なっている。

ＥＬ素子における発光体層母体として、ＺｎＳ、ＺｎＣ
ｄ５１ＺｎＳｅなどがあげられるが、特にＺｎＳが広く
用いられている。さらにＺｎＳを母体として、これに発
光中心を形成する活性物質として、Ｍｎ。

Ｃｕ、　ＡＡ’、　　Ｃｒ、希土類元素などが添加され
ている。

これらの母体及び添加成分からなる発光体層の形成方法
としては、添加成分を含むＺｎＳ焼結ペレットを蒸着材
料として、真空蒸着や電子ビーム蒸着する方法（特公昭
５４−２９３１７号公報、特公昭５４−８０８０号公報
、特開昭５６−１６２４９６号公報等）、発光体成分を
有機化合物又は樹脂に分散させて塗布したり、印刷する
方法（％開昭５７−５２８９号公報、特開昭５５−１１
１９８７号公報など）、マグネトロンスパッタする方法
（特開昭５５−１１９３０１号公報）、減圧化学輸送析
出法（特開昭５７−８７０９３号公報）、など多くの方
法が提案されている。

ところで、これら種々の方法で製造されるＫＬ素子につ
いては、輝度を得るために高電界強度を保持しなければ
ならないために印加電圧が高くなる、絶縁耐圧が低い、
駆動電圧波形や周波数に制限がある、発光体層の厚みを
制御しにくい、等々の問題がある他、製造工程の複雑な
ものが多く、これらの種々の点において未だ改善すべき
点のあることが指摘されている。

例えば、焼結ペレットを蒸着材料として真空蒸着等する
既知の方法では、ＺｎＳと活性物質の間で分別蒸発が生
じて、発光体層中の活性物質（例えばＭｎ　）の濃度分
布を安定的に得にくいなどの問題も指摘されているとこ
ろである。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記問題点罠鑑み、低い印加電圧で高輝度が
得られ、しかも製作に複雑な工程を要しないＥＬ素子の
製造法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 前記した問題点を解決するためになされた本発明の要旨
とするところは、ＥＬ素子の発光体層の形成を発光母体
を形成するためのＺｎＳの粉末と、発光中心を形成する
ための活性物質の粉末とを、共蒸着させて行なうことを
特徴とする点にある。

本発明において二種の成分の粉末について行なわれる共
蒸着とは、発光母体成分粉末と発光中心を形成するため
の活性物質粉末を別々のボートに入れて、ボートを別々
に温度コントロールすることをいう（ただし同時に該成
分を昇華させて、基板に発光体層を形成させることを意
味する）。

この様な方法で共蒸着させることにより、発光母体と発
光添加物質とが均一に混ざり合った弯 発光体層が得られ、さらに、特に発光添加物質が分解さ
れることなく分子状態を保ったまま発光体層に混入され
、低電圧印加でも高輝度が得られるものと推定される。

前記の如く、発光体層母体となるＺｎＳの粉末と添加活
性成分の粉末とを共蒸着させて薄膜発光体層を形成させ
た場合には、従来実現されなかった１０５Ｖ／ｃＩｒＬ
のオーターの電界強度、数十ボルト以下の印加電圧で高
輝度のＥＬ素子を得ることが可能になることが分かった
。

前記発光母体となるＺｎＳ粉末と共に共蒸着材料とされ
る活性物質粉末としては、例えばＴｂＦ’３、ＥｒＦ３
、ＭｎＳが好ましく用いられる。

（作用２よび実施例） 以下、本発明を嘔らに詳しく説明する。

本発明方法を、一実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明による共蒸着する際に用いられる蒸着装
置の一例概要を示すものである。

真空チャンバー１内に、基板２と発光体層母体を形成す
るＺｎＳ粉末３の入ったボート４と、添加成分粉末５の
入ったボート６がセットされている。２つのボートは通
常電流を印加することにより、それぞれの粉末を基板に
共蒸着させることかでき、ボート４とボート６への印加
電流を独立に制御することによシ、基板上に蒸着される
発光体層の厚きや母体と添加成分の配合割合を選択する
ことができる。

基板２は、１２０〜２５０℃好ましくは１６０〜２３０
℃の温度に保持されることがよい。

第２図は、本発明方法で得られるＬ素子としての一般的
構造を示しており、ガラス基板７上に透明導電性の電極
８、誘電体層９、発光体層１０１さらに誘電体層９、電
極１１０頭に積層されている。透明電極８と電極１１の
面に交流電圧を印加することで発光体層より光が発光さ
れカラス基板１の側から取り出す。

また、誘電体層９を積層しないで、直流電圧の印加によ
り発光を得ることもできる。

次に第１図で示した装置を使用して作製したＥＬ素子の
特性について示す。この例による場合は、ボートの温度
と蒸着時間を制御することにより、発光体層の膜厚及び
母体と添加成分の組成割合を容易にコントロールできる
。

例えば、共蒸着の際のボート温度は、ＺｎＳでハ１ｌＯ
Ｏ〜１５００℃、Ｔｔ）Ｆａ　テ’ｒｉ、　７５０〜９
００　℃、ＥｒＦ’３　”’Ｃ’は７００〜９００℃、
ＭｎＳ　ｆ　ｔｌ　１２００〜１５００℃が選ばれる。

また、基板への発光体層の膜形成速度は、各成分粉末で
ボート温度と基板温度を選ぶことにより制御できるが、
２００〜１ｏｏｏｃＩＶｍ１ｎノ範囲カ好ましい。

例えば、Ｚｎ５−ＴｂＦ’３系では、ＺｎＳ　（Ｄボー
トを１３００℃、ＴｂＦ１３ノボートを８５０　℃、！
：　シタｊｉｉ合、１６０℃、１８０℃、２００℃、２
３０　℃の基板温度で２５０　Ａ７’ｍｉｎが得られた
。

なお、真空チャンバー内の真空度はＬＸ　１０−’ｗＨ
ｇ以下である必要がある。

本発明のＥＬ素子は、発光体層形成後熱処理を施こさな
くても以下のような特性を示すものである。

他の例については下記表に示した。

第３図は膜厚６０００　ＡのＺｎＳ　：　ＴｂＦ’３系
の基板温度による交流印加電圧と輝度の関係、第４図は
基板温度１８０℃でのＺｎＳ　：　ＥｒＦ’３系の膜厚
による交流印加電圧と輝度の関係、第５図はＺｎＳ　：
Ｔｂ′Ｆ３系（基板温度２３０℃、膜厚６０００　Ａ　
）とＺｎＳ　：　ＫｒＦ３系（基板温度１８０℃、膜厚
６５００Ａ）の交流１　ｋＨｚでの電界強度と輝度の関
係、第６図ハ、ＺｎＳ　：　Ｔｂｌ’３系（膜厚４００
ＯＡ　）　、ＺｎＳ　：ＥｒＦ’３系（膜厚３０００　
Ａ　）、及びＺｎＳ　：　ＭｎＳ　系’（膜厚１０００
０　Ａ　）の直流印加電圧と輝度の関係第７図ｕ　Ｚｎ
Ｓ　：　ＴｂＦ’３系及びＺｎＳ　：　ＭｎＳ系の発光
スペクトル、第８図はＺｎＳ　：　ＴｂＦ’３系の膜の
分光透過率をそれぞれ示している。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明方法により作製した発光体
層を有するＥＬ素子は、 （１）印加電圧が交流、直流いずれでも１０〜５゜Ｖと
低電圧で高輝度を得ることができる。

（２）　　発光開始電界強度が５〜１０　Ｘ　１０　　
Ｖ／ａｎ　と低い０ （３）　　母体成分と添加成分とを同時に共蒸着させる
ことにより、発光体層における母体と添加成分とが均一
に分散される。

（４）そのため、通常基板に発光体層を積層した後、従
来は熱処理を施こさなければ電圧を印加しても発光しな
かったが、本発明方法のものでは熱処理不要で発光し、
製造工程の簡略化がはかられる。

（５）周波数依存性がなく、交直どちらの印加方法でも
使用できる。

など多くの有用性があり、ＥＬ素子の幅広い分野へ応用
を実現することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を適用する装置−例を説明する概略
図、第２図はＥＬ素子を説明する概略図、第３図〜第８
図は本発明方法で得られたＫＬ素子の特性を説明する図
である。 １・・・真空チャンバー ２・・・基板　　　　　３・・・母体粉末４．６・・・
ボート　　５・・・添加成分粉末７・・・ガラス基板　
　８・・・透明電極９・・・誘電体重　　　１０・・・
発光体層第１図 第２図 第３図 交、シ茫、Ｊ′ロカ０電圧　（Ｖ） 第４図 交３Ｌ印刀０電り二 第５図 ５１Ｃ３１Ｌｔ３蝕：　（Ｘ／（７’ｖｉｃｍ）第６図 直３Ｌ印加ｔ／Ｌ（い 第７図 ３庭　　）（（入） 策

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　少なくとも一方が透明電極である一対の電極間に、発
   光体層を挾持したエレクトロルミネセンス素子の製造法
   において、真空チヤンバー内で、前記発光体層の母体を
   形成するためのＺｎＳの粉末と、発光中心を形成するた
   めの活性物質の粉末とを２つのボートに別々に入れ、該
   ボートに電流を独立に印加することにより、基板にＺｎ
   Ｓと活性物質を同時に共蒸着させることを特徴とするエ
   レクトロルミネセンス素子の製造法。