JPS63126192A - 薄膜el素子の製造方法 - Google Patents

薄膜el素子の製造方法

Info

Publication number
JPS63126192A
JPS63126192A JP61272477A JP27247786A JPS63126192A JP S63126192 A JPS63126192 A JP S63126192A JP 61272477 A JP61272477 A JP 61272477A JP 27247786 A JP27247786 A JP 27247786A JP S63126192 A JPS63126192 A JP S63126192A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
dielectric
dielectric layer
substrate temperature
calcium sulfide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP61272477A
Other languages
English (en)
Inventor
西川 正博
任田 隆夫
純 桑田
洋介 藤田
富造 松岡
阿部 惇
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP61272477A priority Critical patent/JPS63126192A/ja
Publication of JPS63126192A publication Critical patent/JPS63126192A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

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 この発明はキャラクタやグラフィックスなどの表示に用
いる薄膜EL素子の製造方法に関するものであり、さら
に詳しくは発光特性が長期にわたって安定な薄膜EL素
子の製造方法に関する。
従来の技術 従来より、電場発光蛍光体を用いた固体映像表示装置と
して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り切換え装置を通して信号を加
えて、両電極の交点部分の電場発光層(以下EL発光体
層と略称する)を発光させ(この交点の発光部分面を絵
素と称する)、発光した絵素の組み合わせによって文字
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装置の表示板は、通常ガ
ラス等の透光性基板上に透明な平行電極群を形成し、そ
の上に第1誘電体層、EL発光体層、第2誘電体層を順
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。一般に
透明平行電極は平滑なガラス基板上に酸化錫を被着する
などにより形成される。これに直交し、対向する背面電
極としてはアルミニウムが真空蒸着などにより形成され
る。
第1誘電体層や第2誘電体層に用いる材料としては、誘
電率が太き(、絶縁破壊電界強度が太きい材料が低電圧
駆動に適している。前者は、主に透明電極および背面電
極により印加される電圧の、より多(の割合をEL発光
体層に印加し、駆動電圧を低下させるためであり、後者
は主に絶縁破壊を起こさない安定な動作のために重要で
ある。このような低電圧で駆動ができ、安定性の優れた
薄膜EL素子を構成するための誘電体層としては、誘電
率が大きな酸化物誘電体薄膜(特開昭56−45595
号公報参照)の方が誘電率が小さな酸化珪素や窒化珪素
(特公昭53−42398号公報)より適しており、酸
化物誘電体薄膜を用いた薄膜EL素子が広(研究されて
いる。
発明が解決しようとする問題点 マトリクス状電極を有する薄膜EL素子を、−斉反転方
式により線順次駆動(特公昭55−27354号公報)
し、1走査期間で2回の発光を行わせる場合、透明電極
と背面電極に挟まれた各絵素においては、正極性のパル
スが印加されてから逆方向のパルスが印加されるまでの
時間と、逆極性のパルスが印加されてから正極性のパル
スが印加されるまでの時間が異なる。このような正・逆
パルスの位相が異なる駆動法により従来技術による薄膜
EL素子を長時間駆動した場合表示情報に応じて発光さ
せた絵素では、発光させなかった絵素と比較して、発光
開始電圧が数ボルト変動するという問題点があった。
本発明の目的は、前記問題点を解決し、位相が異なる交
流パルスや正・逆方向の振幅が異なる交流パルスで駆動
しても、長期間に渡り安定した動作が可能な薄膜EL素
子の製造方法を提供することにある。
問題点を解決するための手段 本発明においては、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、および背面電極
を順次積層してなる薄膜EL素子の製造方法において、
電子ビーム蒸着法を用いて基板温度150℃〜240℃
の範囲で硫化カルシウム薄膜を形成し、その上に前記基
板温度と同じ基板温度でEL発光体層を積層して形成し
、さらに前記EL発光体層の上に電子ビーム蒸着法を用
いて基板温度250℃〜400℃の範囲で硫化カルシウ
ム薄膜を形成し、その後前記EL発光体層を500℃以
上、600℃以下の温度で加熱処理する工程を含む。
作用 発光開始電圧の変動は、EL発光体層と誘電体層との界
面に種々の深さのトラップ準位が形成されることや、E
L発光体層と誘電体層との反応により生じるものと考え
られる。EL発光体層と誘電体層との間に10rv以上
200nm以下の硫化カルシウム薄膜を介在させること
により、トラップ準位の形成が抑制され、長期間に渡り
安定した動作が可能になったものと考えられる。。
実施例 第1図は本発明にかかる薄膜EL素子の製造方法の一実
施例により作製した薄膜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、コーニング7059
ガラスを用いた。ガラス基板1上に、スパッタリング法
により厚さ200nI11の錫添加酸化インジウム薄膜
を形成し、ホトリソグラフィ技術によりストライプ状に
加工し透明電極2とした。その上にチタンジルコン酸ス
トロンチウム[Sr (TixZrl−x)C)+ ]
を基板温度400℃でスパッタリングすることにより厚
さ600na+の酸化物誘電体薄膜3を形成した。さら
にその上に、硫化カルシウムペレットを蒸発源として基
板温度180℃で電子ビーム蒸着することにより厚さ5
0’niの硫化カルシウム薄膜4を形成した。酸化物誘
電体薄膜3と硫化カルシウム薄膜4により、第1誘電体
層5が形成される。硫化カルシウム薄膜4の上には、共
蒸着法により、基板温度180℃で、厚さ400rvの
マンガン添加硫化亜鉛薄膜からなるEL発光体層6を形
成した。その上に再び硫化カルシウムペレットを蒸発源
として基板温度300℃で電子ビーム蒸着することによ
り厚さ50nmの硫化カルシウム薄膜7を形成した。そ
の後真空中・550℃で1時間熱処理の後、その上にタ
ンタル酸バリウム[BaTa2Oθ]焼結体を、基板温
度100℃でスパッタリングすることにより厚さ200
nmの酸化物誘電体薄膜8を形成した。酸化物誘電体薄
膜8と硫化カルシウム薄膜7により、第2誘電体層9が
形成される。最後にその上に厚さ150nmのAIを真
空蒸着し、ホトリソグラフィ技術により、透明電極2と
は直交する方向にストライプ状の背面電極10を形成し
、薄膜EL素子を完成した。
本発明の一実施例にかかる薄膜EL素子と、本発明の一
実施例にかかる薄膜EL素子から硫化カルシウム薄膜4
および7を除いた従来の薄膜EL素子とに、第2図に示
すような位相の異なる交流パルス電圧を印加し、発光開
始電圧の経時変化を測定したところ、第3図に示すよう
に、従来の薄膜EL素子では100時間で約6%発光開
始電圧が低下したのに対しく第2図b)、本発明の薄膜
EL素子では1%以下であった(第2図a)。
本実施例では硫化カルシウム薄膜をEL発光体層の両側
に形成したが、第1誘電体層側だけに形成した場合でも
、効果は多少落ちるが有効であった。また硫化カルシウ
ム薄膜の形成に電子ビーム蒸着法を用いたが、他の方法
例えばスパッタリング法では膜が剥離を起こし易(、さ
らにEL発光体層の熱処理温度が500℃以上では薄膜
EL素子の発光開始電圧の経時変化を抑制する効果が消
滅してしまい使用できなかった。
硫化カルシウム薄膜の厚さは、10nmより薄い場合は
、発光開始電圧の経時変化を抑制する効果が少なく 、
200 nmより厚(した場合は、硫化カルシウム薄膜
の誘電率は小さいため、厚くするほど薄膜EL素子を駆
動するのに必要な電圧が高くなり、駆動用のICが高価
なものとなって好ましくない。
硫化カルシウム薄膜4の基板温度としては、なるべ(高
いほど付着力は強いが、その上に積層して形成するEL
発光体層は成膜速度の基板温度依存性が大きく、膜厚分
布が生じやすいため、EL発光体層の基板温度は240
℃以下が望ましい。
したがってEL発光体層の基板温度より硫化カルシウム
薄膜4の基板温度のほうが高い場合には、ワンポンプダ
ウンでEL発光体層と硫化カルシウム薄膜4とを積層し
て形成することを考えると、硫化カルシウム薄膜4の形
成後EL発光体層の基板温度まで温度が低下するのには
長時間を必要とし、極めて効率が悪い。これはEL発光
体層と硫化カルシウム薄膜4の基板温度を同一にするこ
とで改善される。この場合硫化カルシウム薄III 4
の付着力は多少弱くなるが、上にEL発光体層が積層し
て形成されるため問題はない。また150℃より低いと
付着力が急激に弱くなるだけでなく、EL発光体層の特
性も低下して良(なかった。
硫化カルシウム薄膜7の基板温度としては、ワンポンプ
ダウンでEL発光体層の上に硫化カルシウム薄膜7を積
層して形成する場合でも昇温にはあまり時間を要しない
ため、なるべく高いほど付着力は強く、250℃以上で
あることが望ましく、400℃より高くなると成膜速度
の低下や蒸着装置の構成上あまり実用的でな(なる。
EL発光体層6としては活性物質を含む硫化亜鉛(Zn
S)を用いることができる。活性物質としてはMn、C
u、Ag、Au、TbF3.5IIIFG 。
ErF3.TmFs 、DyF3.PrF:+ 、Eu
F*などが適当である。EL発光体層6は硫化亜鉛以外
のものでもよ(、たとえば活性物質を含むSrSやCa
Sなどの電場発光を示すものであればよい。
第1誘電体層に用いる酸化物誘電体薄膜の厚さは、第2
誘電体層より厚(した方が絶縁破壊に対する安定性が高
い。厚い第1誘電体層を用いるには、酸化物誘電体薄膜
の比誘電率が大きいほど好ましく、実験結果からは15
以上が好ましかった。
比誘電率が15より小さい場合、100〜180Vの電
圧で安定に駆動できる薄膜EL素子を形成するのは困難
であった。このような酸化物誘電体薄膜としては、ペロ
ブスカイト形の結晶構造を含む薄膜が、絶縁破壊電圧の
面からも適していた。
その中でも、S r T i Oo 、 S r XM
 g 1 、 T i○3゜5rTiXZr1−XO+
 、SrXMg1−XTiyZrl−、Chなどのチタ
ン酸ストロンチウム系の薄膜を、第1誘電体層の酸化物
誘電体薄膜に用いることにより極めて安定な薄膜EL素
子を構成することができた。
第2誘電体層の酸化物誘電体薄膜の一つとじては、比誘
電率が約22のタンタル酸バリウム系薄膜が適しており
、タンタル酸バリウム系薄膜を用いることにより、伝播
性絶縁破壊を抑制することができ、信頼性の高い薄膜E
L素子を形成する事ができた。
発明の効果 以上のように本発明によれば、低電圧駆動が可能であり
、長時間の駆動によっても発光開始電圧の変動が極めて
小さい薄膜EL素子を再現性良(形成することができ、
コンピュータ端末などの薄形、高品位ディスプレイなど
に広く利用でき、実用的価値が大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる薄膜EL素子の製造方法の一実
施例により作製した薄膜EL素子の構成を示す断面図、
第2図は薄111EL素子の駆動電圧波形を示す図、第
3図は発光開始電圧の経時変化を示すグラフである。 1・・・ガラス基板、 2・・・透明電極、 3・・・
酸化物誘電体薄膜、 4・・・硫化カルシウム薄膜5・
・・第1誘電体層、 6・・・EL発光体層、7・・・
硫化カルシウム薄膜、 8・・・酸化物誘電体薄膜、 
9・・・第2誘電体層、 10・・・背面電極。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか1名第1図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (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、および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、電子ビーム蒸
    着法を用いて基板温度150℃〜240℃の範囲で硫化
    カルシウム薄膜を形成し、その上に前記基板温度と同じ
    基板温度で前記EL発光体層を積層して形成する工程と
    、前記EL発光体層の上に電子ビーム蒸着法を用いて基
    板温度250℃〜400℃の範囲で硫化カルシウム薄膜
    を形成する工程と、前記EL発光体層を500℃以上、
    600℃以下の温度で加熱処理する工程とを含むことを
    特徴とする薄膜EL素子の製造方法。
  2. (2)第1誘電体層を、ペロブスカイト形構造の結晶部
    分を有する酸化物誘電体薄膜を含んで構成したことを特
    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. (3)第1誘電体層を酸化物誘電体薄膜を含んで構成し
    、その酸化物誘電体薄膜としてチタン酸ストロンチウム
    系薄膜を用い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。
  4. (4)第2誘電体層を酸化物誘電体薄膜を含んで構成し
    、その酸化物誘電体薄膜としてタンタル酸バリウム系薄
    膜を用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項、第
    2項または第3項のいずれかに記載の薄膜EL素子の製
    造方法。
JP61272477A 1986-11-14 1986-11-14 薄膜el素子の製造方法 Pending JPS63126192A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61272477A JPS63126192A (ja) 1986-11-14 1986-11-14 薄膜el素子の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61272477A JPS63126192A (ja) 1986-11-14 1986-11-14 薄膜el素子の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63126192A true JPS63126192A (ja) 1988-05-30

Family

ID=17514469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61272477A Pending JPS63126192A (ja) 1986-11-14 1986-11-14 薄膜el素子の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63126192A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4500594B2 (ja) 発光素子、表示デバイス及び表示デバイスの制御方法
EP0258888B1 (en) Thin film electroluminescence display device
JPS63126192A (ja) 薄膜el素子の製造方法
JPS63128594A (ja) 薄膜el素子およびその製造方法
JPS63175379A (ja) 薄膜el素子
JPS6366897A (ja) 薄膜el素子およびその製造方法
JPS63239796A (ja) 薄膜el素子
JPS63252392A (ja) 薄膜el素子
JPS63116392A (ja) 薄膜el素子
JPS63254699A (ja) 薄膜el素子およびその製造方法
JPS6386388A (ja) 薄膜el素子
JPH01227395A (ja) 薄膜el素子の製造方法
JPS63116394A (ja) 薄膜el素子
JPS62237693A (ja) 薄膜el素子
JPS63119195A (ja) 薄膜el素子
JPH01232695A (ja) 薄膜el素子
JPH088147B2 (ja) 薄膜el素子
JPS63119196A (ja) 薄膜el素子
JPS62147693A (ja) 薄膜el素子
JPH0516158B2 (ja)
JP2502560B2 (ja) 誘電体膜の形成方法
JPH0824071B2 (ja) 薄膜エレクトロルミネセンス素子
JPS6180793A (ja) 薄膜el素子
JPS62285395A (ja) 直流駆動薄膜el素子
JPS6124192A (ja) 薄膜エレクトロルミネツセンス素子