JPH03184297A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、薄膜ＥＬ素子の製造方法の改良に関するもの
である。

［発明の概要コ 本発明は、交流駆動薄膜ＥＬ素子の製造工程の一部を変
えるだけで、蛍光体に非発光領域が生じる現象を解消な
いし低減できるようにしたものである。

［従来の技術］ 従来の薄膜ＥＬ素子の製造方法は、一般に、第２図に示
すように、透明電極ｌであるＩＴＯをコーティングした
硼硅酸ガラス基板２上に、ＥＢ法、スパッタ法等で絶縁
膜３．蛍光膜４．絶縁膜５、金属電極６を数千オングス
トローム（人）ずつ順次に積層する方法が適用されてい
る。その際、蛍光膜形成時の基板温度は約２００℃程度
、形成後の熱処理は真空中にて約５００℃でＩ時間程度
行われるのが普通である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記工程で製造されたＥＬ素子には、蛍
光膜４の基板側絶縁膜３の界面より約１０００への厚さ
の層状部分７が、発光しない「デッド・レイヤー」（Ｄ
ｅａｄ　１ａｙｅｒ）と呼ばれる部分として存在する。

この層状部分７はＴＥＭ（透過電子顕１［）の１１１ｍ
によると、結晶粒が小さく、他の部分より結晶性の劣る
部分であることが判っている。

蛍光膜にＺｎＳ：Ｍｎを用いたＥＬ素子の発光機構は、
絶縁膜／蛍光膜界面の界面準位から蛍光層の伝導帯へ電
子がトンネル効果により放出され、それが電界により加
速されて、発光中心と衝突することによって、発光中心
原子（イオン）を励起し、それが緩和する際に放射する
と、一般に言われている。したがって、上記のような結
晶性の乱れた部分があると、加速される電子が、粒界や
欠陥による散乱によりエネルギを失うか１発光中心が励
起されても欠陥により生じた準位を介した非輻射遷移を
起こす等の原因により、この部分では発光が生じないと
考えられる。これはＥＬ素子全体の効率の低下を招くこ
とになる。

また、基板側の絶縁膜／蛍光膜界面近傍の蛍光膜部分の
結晶性が金属電極側の絶縁膜／ｇ＆光膜界面近傍の蛍光
膜部分より結晶性が劣る（界面近傍の欠陥準位のでき方
が異なる）ということは、界面からの電子の注入効率に
基板側と金属電極側とで差を生ずる原因となり、駆動電
圧の極性（正負）による発光強度の差となって現われる
。このような極性による発光特性の非対称性は、駆動方
法を複雑化させることになる。

更に、従来法のように、蛍光膜全体を形成してから熱処
理をする方法では、前述した「デッド・レイヤー１部の
結晶欠陥や歪はある程度低減されるが、他の部分の結晶
性はｒデッド・レイヤー１部の歪みや欠陥の拡散により
、かえって堆積直後より劣化すると考えられ、素子性能
を改善する方法として適切でない。

［発明の目的〕 本発明は、薄膜ＥＬ素子の製造過程で、蛍光膜の基板側
絶縁膜界面に「デッド・レイヤーｊと呼ばれる非発光領
域が生じないようにする薄膜ＥＬ素子の製造方法を提供
することを主たる目的としているものである。

［Ｉａ題を解決するための手段］ 本発明は、ガラス基板上に透明電極を形成し、その透明
電極上に絶縁膜を形成し、その絶縁膜上に蛍光膜を形成
する工程を含む薄膜ＥＬ素子の製造方法において、前記
蛍光膜堆積時、その蛍光膜の膜厚が所定の膜厚となった
際に堆積を少なくとも１回中断し、熱処理を施した後、
再度、蛍光膜の堆積を行うことによって、上述した問題
点の解決を図ったものである。

［作用］ 上記薄膜ＥＬ素子の製造方法にあっては、「デッド・レ
イヤー」部の結晶の劣る層部分を独立して熱処理するの
で、この部分の欠陥や歪み等は、その時点で緩和され、
熱処理後、欠陥や歪みが。

膜全体に伝播しないようになる。

［実施例］ 第１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、薄膜ＥＬ素
子の製造工程の一例を示したもので、下記工程からなる
０図面中、１は透明電極、２はガラス基板。

３は第１絶縁膜、４は蛍光膜、４ａ、４ｂは蛍光膜部分
、５は第２絶縁膜、６は金属電極である。

［１］まず、第１図（ａ）に示すように、透明電極１お
よび第１絶縁膜３を順次に堆積したガラス基板２上に、
蛍光膜を堆積する際、１０００Å以下の膜厚で堆積を一
旦中断し、蛍光膜部分４ａを形成する。

［２］そのあと、第１図（ｂ）に示すように、真空中な
いし蛍光膜が粒化物である場合にはｓ２雰囲気中にて、
４００’Ｃ〜９５０’Ｃ程度の温度で熱処理を１時間程
度行う。

［３］次に、第１図（ｃ）に示すように、所望の厚さ（
数千人〜１μｍ程度）になるよう、蛍光膜部分４ｂを堆
積し、［２］と同様の熱処理を行う。

［４］そのあと、第２絶縁膜５および金属電極を形成し
、ＥＬ素子を作製する。

なお、上記製造工程から、［１１、［２］の工程は１回
以上繰り返してもよい。

上記の如く、蛍光膜の堆積を中断し、熱処理をする工程
を行うことにより、次のような効果が得られる。

（ａ）「デッド・レイヤー」に相当する層部分のみを、
上に堆積する蛍光膜の束縛なしに熱処理できるため、原
子の再配列等が生じ易く、欠陥や歪みの改善上、熱処理
の効果が顕著になる。

（ｂ）前記［３コで堆積する蛍光膜部分４ｂは、下地と
なっている蛍光膜部分４ｂの結晶性改善の効果を受け、
連続して成長した場合に比べて、配向性等の結晶性が向
上する。

（ｃ）連続して所望の膜厚まで堆積し、その後熱処理を
施す場合と比べ、「デッド・レイヤー」部の結晶性の劣
る層部分を独立して熱処理できるため、この部分の歪み
等が、その時点で緩和され、熱処理後、歪みが膜全体に
伝播するということがない。

したがって、上記のような工程で作製したＥＬ素子は、
「デッド・レイヤー」を著しく低減でき、かつ、蛍光膜
全体の欠陥や歪みも改善できるため、発光効率を向上さ
せることができる。

また、蛍光膜の厚さ方向の結晶性の差を低減できる。即
ち、第２絶縁膜と第１絶縁膜近傍の蛍光膜の結晶性の差
を低減できるため、ＥＬ駆動電圧の極性による発光特性
の非対称性を低減し得る。

［発明の効果］ 本発明によれば、結晶性に劣る「デッド・レイヤー」部
の欠陥や歪み等を蛍光膜全体に拡散することなしに改善
できるため、結晶欠陥による電子散乱や非輻射遷移等を
低減でき、素子の効率向上が図れる。

また、第１絶縁膜近傍の蛍光膜の結晶性を改善できるた
め、第１および第２絶縁膜近傍の蛍光膜の結晶性の差を
低減でき、絶縁膜／蛍光膜界面からの電子注入効率の差
を低減できる。したがって、駆動電圧の極性の差による
発光特性の非対称性による駆動手段（回路）の複雑さを
低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す薄膜ＥＬ素子の製造工
程図、第２図は従来の薄１ｌＩＥＬ素子の模式的断面図
である。 １・・・・・・・・・透明電極、２・・・・・・・・・
ガラス基板、３゜５・・・・・・・・・絶縁膜、４・・
・・・・・・・蛍光膜、４ａ、４ｂ・・・・・・・・・
蛍光膜部分、６・・・・・・・・・金属電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ガラス基板上に透明電極を形成し、その透明電極上に
   絶縁膜を形成し、その絶縁膜上に蛍光膜を形成する工程
   を含む薄膜ＥＬ素子の製造方法において、 前記蛍光膜堆積時、その蛍光膜の膜厚が所定の膜厚とな
   つた際に堆積を少なくとも１回中断し、熱処理を施した
   後、再度、蛍光膜の堆積を行うことを特徴とする薄膜Ｅ
   Ｌ素子の製造方法。