JPS63294692A - 薄膜ｅｌ素子の製造方法 - 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】 〔４既　　要〕 本発明は、薄膜ＥＬ素子の製造方法において、Ｅ　Ｌ膜
のスパッタ時の基板温度を高くしたときに生じるイオウ
抜けを解決するため、ターゲット中のイオウ濃度を化学
量論的組成比より多くしたターゲットを用いる。ＥＬ、
膜からのイオウ抜けを防止することにより高輝度化を実
現した。

〔産業上の利用分野〕

本発明は薄膜ＥＬ素子の製造方法に係り、より詳しく述
べると、ｒｉｉ膜ＥＬ素子の発光効率、輝度を向上させ
ることを可能にする薄ＩＩＩＥＬ素子の製造方法の改良
に関する。

〔従来の技術〕

薄膜ＥＬ素子は発光中心として機能する希土類元素例え
ばテルビエウム、サマリュウム、ツリュウム、プラセオ
ジュウム等とハロゲン元素例えばフッ素、塩素等とを含
有する硫化亜鉛等のけい光体の多結晶薄膜に電界を印加
し、エレクトロルミネッセンス現象にもとづいて発光さ
せる発光素子であり、従来、直流駆動型と交流駆動型と
が知られている。

このような薄膜ＥＬ素子のＥＬ膜（発光層）は、例えば
、発光母材と発光中心材料とをコスパッタして形成され
る。発光母材としては上記硫化亜鉛のほか、硫化カルシ
ウム、硫化ストロンチウムなどの硫化物が用いられるこ
とが多い。一方、発光中心材料としては希土類金属のハ
ロゲン化物が代表的に用いられるが、希土類金属とハロ
ゲン元素の１：１化学種が好ましいことが知られ・この
ような化学種を形成するために、スパッタ時に基板温度
を高めることが行なわれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の如く、ＥＬ層のスパッタ時の基板温度を高くして
希土類元素とハロゲン元素の組成比を１：ｌにしようと
しても薄膜ＥＬ素子の輝度は必ずしも十分に高くならな
いという問題があった。

これは基板を高温にすると基板上の発光層から飽和蒸気
圧の高いイオウが抜け、発光母材をなす硫化物の格子中
のイオウ抜けの位置にハロゲン元素が入って、ハロゲン
元素が格子中希土類金属の側の格子間隙に存在させよう
とする所期の目的が達成されないためと考えられる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記問題点を解決するために、スパッタ用タ
ーゲット中のイオウ濃度を化学量論的組成比より多くし
たターゲットを用いてスパッタを行なってＥＬ層を形成
する。

すなわち、本発明は、硫化物からなる発光母材に発光中
心材料を添加して成るＥＬ層をスパッタ法で形成する際
に、イオウを化学量論的量より多く含有するターゲット
を用いることを特徴とする薄膜ＥＬ素子の製造方法にあ
る。

本発明が適用されるＥＬ層の発光母材は硫化物からなり
、例えば硫化亜鉛ＺｎＳ、硫化カルシウムＣａＳ　、硫
化ストロンチウムＳｒＳ、である。発光中心材料は典型
的には希土類金属のハロゲン化物、特にフッ化物である
。前述の如く、発光中心として望ましいのは、希土類金
属が母材硫化物の陽原子の位置に入り、ハロゲン原子が
希土類金属の電荷補償のために格子間隙に存在すること
である。

このような発光中心材料は希土類金属のハロゲン化物を
嗅独または母材との混合ターゲットとして用いてＥＬ層
の母材中に添加する。このとき、基板を高温に加熱する
ことによって、希土類金属とハロゲン元素の１：１化学
種として母材中に混入させる−ことができる。

本発明では、スパッタのターゲット中のイオウ濃度を化
学量論的量より多くしたものを用いる。

過剰なイオウの量は化学量論的量に対して５モル％過剰
程度が一般的である。過剰なイオウを添加する方法は単
純に元素状イオウを添加する方法を採るが、この他の方
法であってもよい。

スパッタ時の基板温度は高くするほど、希土類元素とハ
ロゲン元素の組成比を１２１に近づけることができ、５
００℃程度が好ましい。

〔作　用〕

イオウ過剰のターゲットを用いることにより、基板温度
を高くしたときに生じるイオウ抜けを防止できるため、
ハロゲン元素が母材硫化物格子のイオウの位置にはいり
込むことなく希土類元素と結合して、格子間に位置する
ため、高輝度化が実現できる。

〔実施例〕

第１図に本発明の一実施例による薄膜ＥＬ素子の模式図
を示す、ガラス基板１上にスパッタ法により透明電極（
ＩＴＯ）層２、絶縁層（ＳｉＯＮ）　３をそれぞれ厚さ
２０００人形成する。次にＥＬ層４を、イオウが５モル
％過剰であるＺｎＳターゲットと、ＴｂＦ　、とＴｂｔ
Ｓｚの混合粉末ターゲットを用いて、それぞれ独立にＲ
Ｆスパッタで基板温度５００℃で厚さ６０００人に形成
する。このときＺｎＳターゲットのパワーは３　Ｗ　／
　ｃ艷、ＴｂＦ　ｓターゲットのパワーは０゜３　Ｗ／
ａＪとする。

その後絶縁層（ＳｉＯＮ）　５をスパッタ法で厚さ２０
００人形成し、最後に背面電極６としてＡｌを形成する
。

このようにして製作した薄膜ＥＬ素子において、６０Ｈ
ｚの駆動周波数で１０ｆＬの輝度（発光閾イ１ｎ電圧よ
り３０Ｖ高い電圧での輝度）が実現できた。

比較のために、イオウが過剰でないＺｎＳターゲットを
用いてＥ　Ｌ膜を形成した以外上記と同じに作製した薄
膜ＥＬ素子の対応する輝度は５ｆＬであった。この輝度
の向上の様子を第２図に示す。

〔発明の効果〕

本発明によれば、希土類元素とハロゲン元素の組成比を
１＝１にすることができ、かつハロゲン元素を発光母材
硫化物の格子間に位置できるため、高輝度化が実現する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は薄膜ＥＬ素子の模式断面図、第２図は本発明の
効果（輝度）を示すグラフ図である。 ■・・・ガラス基板、　　　２・・・透明電極層、３．
５・・・絶縁膜、　　　４・・・ＥＬ膜（発光層）、６
・・・対向電極。 薄膜ＥＬ素子 第１図 電圧（Ｖ） 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　１．硫化物からなる発光母材に発光中心材料を添加し
   て成るＥＬ膜をスパッタ法で形成する際に、イオウを化
   学量論的量より多く含有するターゲットを用いることを
   特徴とする薄膜ＥＬ素子の製造方法。