JPS61121290A - 薄膜el素子の製法 - Google Patents
薄膜el素子の製法Info
- Publication number
- JPS61121290A JPS61121290A JP59243678A JP24367884A JPS61121290A JP S61121290 A JPS61121290 A JP S61121290A JP 59243678 A JP59243678 A JP 59243678A JP 24367884 A JP24367884 A JP 24367884A JP S61121290 A JPS61121290 A JP S61121290A
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- Japan
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- heat treatment
- insulator
- thin film
- manufacturing
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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
この発明は、薄膜EL素子の製法に関し、とりわけ、大
面積に渡り均質で、優れた特性の薄膜EL素子の製法に
関するものである。
面積に渡り均質で、優れた特性の薄膜EL素子の製法に
関するものである。
従来の技術
]ンピュータ端末などに用いるフラットディスプレイと
して、薄膜EL素子が盛んに研究されている。従来この
ような薄膜EL素子は覧以下のように形成されていた。
して、薄膜EL素子が盛んに研究されている。従来この
ような薄膜EL素子は覧以下のように形成されていた。
ガラス基板上に錫添加酸化インジウム(ITO)からな
る透明電極を形成し、その上にSi3N4.Y2O3,
5zTi03などからなる第1絶縁体層を、真空蒸着法
やスパッタリング法によシ形成する。引きつづき第1絶
縁体層上にZnS :Mn −? ZnS : TbF
3からなるEL発光体層を真空蒸着法やスパッタリング
法で形成し、その後300〜600℃の温度で熱処理す
る。この熱処理温度の最適値は、EL発光体層の種類や
製法により異なる値をとるものである。その後EL発光
体層の上に、S t3N4. Y2O3,S r T
t 03などの第2絶縁体層および背面電極を順次形成
することによシ薄膜EL素子が形成されている。(例え
ば、特開昭59−119697 、特公昭59−303
9、参照) 発明が解決しようとする問題点 従来の技術を用いて、大きな面積の薄膜EL素子を形成
する場合、たとえばマグネトロンスパッタリング法によ
り、ITO上に5 r T iO3の第1絶縁体層を形
成すると、ITOの抵抗率が部分的に変化したり、Sr
TiO3の結晶性や、可視光の吸収係数が部分的に変化
することがあった。このような不均質性は、第1絶縁体
層上に形成するEL発光体層の発光特性にも影#を与え
、均一に筒輝度に発光する大きな面積の薄膜EL素子を
形成することができなかった。このようなITOや第1
絶縁体層の不均質性は、たとえば真空熱処理によシ改善
することは可能であるが、真空熱処理により第1絶縁体
層の絶縁破壊電界強度が低下し、安定に動作する薄膜E
L素子を形成できなかった。
る透明電極を形成し、その上にSi3N4.Y2O3,
5zTi03などからなる第1絶縁体層を、真空蒸着法
やスパッタリング法によシ形成する。引きつづき第1絶
縁体層上にZnS :Mn −? ZnS : TbF
3からなるEL発光体層を真空蒸着法やスパッタリング
法で形成し、その後300〜600℃の温度で熱処理す
る。この熱処理温度の最適値は、EL発光体層の種類や
製法により異なる値をとるものである。その後EL発光
体層の上に、S t3N4. Y2O3,S r T
t 03などの第2絶縁体層および背面電極を順次形成
することによシ薄膜EL素子が形成されている。(例え
ば、特開昭59−119697 、特公昭59−303
9、参照) 発明が解決しようとする問題点 従来の技術を用いて、大きな面積の薄膜EL素子を形成
する場合、たとえばマグネトロンスパッタリング法によ
り、ITO上に5 r T iO3の第1絶縁体層を形
成すると、ITOの抵抗率が部分的に変化したり、Sr
TiO3の結晶性や、可視光の吸収係数が部分的に変化
することがあった。このような不均質性は、第1絶縁体
層上に形成するEL発光体層の発光特性にも影#を与え
、均一に筒輝度に発光する大きな面積の薄膜EL素子を
形成することができなかった。このようなITOや第1
絶縁体層の不均質性は、たとえば真空熱処理によシ改善
することは可能であるが、真空熱処理により第1絶縁体
層の絶縁破壊電界強度が低下し、安定に動作する薄膜E
L素子を形成できなかった。
本発明の目的は、肋記問題点を解決した、大面積に渡シ
均質で優れた特性の博wXh;L素子の製法を提供する
ことである。
均質で優れた特性の博wXh;L素子の製法を提供する
ことである。
問題点を解決するための手段
前記問題点は、電極上に絶縁体層を形成する第1工程、
前記絶縁体層上に硫化物を主成分とする絶縁体保護層を
形成する第2工程、第2工程終了後の熱処理から成る第
3工程、および第3工程終了後、硫化物を主成分とする
EL発光体層を形成する第4工程を含む薄膜EL素子の
製法により解決することができた。
前記絶縁体層上に硫化物を主成分とする絶縁体保護層を
形成する第2工程、第2工程終了後の熱処理から成る第
3工程、および第3工程終了後、硫化物を主成分とする
EL発光体層を形成する第4工程を含む薄膜EL素子の
製法により解決することができた。
作 用
絶縁体層上に硫化物を主成分とする絶縁体保護層を設け
た後、熱処理を行うことにより、絶縁体層の表面が安定
化し、熱処理による絶縁体層の絶縁破壊電界強度の低下
が防止され、かつ、ITO電極の均質化、絶縁体層の均
質化が達成できたものと考えられる。
た後、熱処理を行うことにより、絶縁体層の表面が安定
化し、熱処理による絶縁体層の絶縁破壊電界強度の低下
が防止され、かつ、ITO電極の均質化、絶縁体層の均
質化が達成できたものと考えられる。
実施例
第1図に本発明の製法を説明するためのフローチャート
a、および素子構造すを示す。ガラス基板1上にスパッ
タリング法により厚さ300朋のITO層を形成し、ホ
トリソグラフィ技術を用いてストライプ状のITO透明
電極2を形成した。その上に、酸素を含むアルゴン雰囲
気中で高周波スパッタリングすることにより厚さ600
ramのS r T i O,Jr・らなる第1杷脈
体ノー3を形成した。第1絶縁体層3の上に電子ビーム
蒸着法により50朋の卑さのZnS絶縁体保護層4を形
成した後、真空中、600℃で1時間熱処理を行った。
a、および素子構造すを示す。ガラス基板1上にスパッ
タリング法により厚さ300朋のITO層を形成し、ホ
トリソグラフィ技術を用いてストライプ状のITO透明
電極2を形成した。その上に、酸素を含むアルゴン雰囲
気中で高周波スパッタリングすることにより厚さ600
ramのS r T i O,Jr・らなる第1杷脈
体ノー3を形成した。第1絶縁体層3の上に電子ビーム
蒸着法により50朋の卑さのZnS絶縁体保護層4を形
成した後、真空中、600℃で1時間熱処理を行った。
その後絶縁体保護層4の上に、電子ビーム蒸着法により
、厚さ400ffのZnS : kin E L発光体
層5を形成し、再び真空中500℃で1時間熱処理を行
った。
、厚さ400ffのZnS : kin E L発光体
層5を形成し、再び真空中500℃で1時間熱処理を行
った。
EL発光体層5の上に電子ビーム蒸着法により厚さ10
0ffllのY2O3第2絶縁体層6.および厚さ15
0間のAI背面電極7を順次形成することによシ薄膜E
L素子を完成した。
0ffllのY2O3第2絶縁体層6.および厚さ15
0間のAI背面電極7を順次形成することによシ薄膜E
L素子を完成した。
第2図に、本発明の製法で作成した縦5Cm+横20c
mのEL素子の発光開始電圧分布aを、従来の製法、つ
まり絶縁体保護層4を設けずに、また絶縁体保護層4形
成後の熱処理を行わない製法による素子の発光開始電圧
分布すとを比較して示すまた第3図にはこれらの素子の
駆動周波数60 Hzにおける素子中央部の輝度−電圧
特性を示す。
mのEL素子の発光開始電圧分布aを、従来の製法、つ
まり絶縁体保護層4を設けずに、また絶縁体保護層4形
成後の熱処理を行わない製法による素子の発光開始電圧
分布すとを比較して示すまた第3図にはこれらの素子の
駆動周波数60 Hzにおける素子中央部の輝度−電圧
特性を示す。
第2図、第3図から判るように、本発明の製法で作成し
た素子は、大きい面積に渡り均一な輝度分布を有し、か
つ発光特性も優れている。
た素子は、大きい面積に渡り均一な輝度分布を有し、か
つ発光特性も優れている。
本実施例では、50 mtlの厚さのf2脈体保1&層
を用いたが、8朋以上の厚さで輝度分布を改善する効果
があり、絶縁破壊を起すことなく安定に動作した。また
200朋以上でもこれらの効果は得られたが、駆動電圧
が高くなり実用的ではなかった。
を用いたが、8朋以上の厚さで輝度分布を改善する効果
があり、絶縁破壊を起すことなく安定に動作した。また
200朋以上でもこれらの効果は得られたが、駆動電圧
が高くなり実用的ではなかった。
絶縁体保護層としてはZnSを用いた場合について説明
したがこの他にCdS、CaS、SrSなどの硫化物や
、Mn、希土類元素などを含む硫化物を用いても同様の
効果が得られた。また絶縁体保護層の主成分がEL発光
体層の主成分である硫化物と同一の場合、発光不純物が
絶縁体保護層へ拡散し、絶縁体保護層がEL発光体層の
1部と見なせるようになるため、若干有利であることが
判明した。絶縁体保護層を形成した直後の熱処理を、本
実施例では真空中で行ったが、不活性ガス中や、H2S
を含むArガス中などの硫化性雰囲気中の熱処理でも同
様の効果が得られた。熱処理温度は、400°C以上に
すると、第1絶縁体層の形成時に、部分的に高抵抗化し
たITOfl邸肋正力柘たaまし)しかし700″Cよ
り高い場合、基板ガラスとITOが反応を起すため望ま
しくない。
したがこの他にCdS、CaS、SrSなどの硫化物や
、Mn、希土類元素などを含む硫化物を用いても同様の
効果が得られた。また絶縁体保護層の主成分がEL発光
体層の主成分である硫化物と同一の場合、発光不純物が
絶縁体保護層へ拡散し、絶縁体保護層がEL発光体層の
1部と見なせるようになるため、若干有利であることが
判明した。絶縁体保護層を形成した直後の熱処理を、本
実施例では真空中で行ったが、不活性ガス中や、H2S
を含むArガス中などの硫化性雰囲気中の熱処理でも同
様の効果が得られた。熱処理温度は、400°C以上に
すると、第1絶縁体層の形成時に、部分的に高抵抗化し
たITOfl邸肋正力柘たaまし)しかし700″Cよ
り高い場合、基板ガラスとITOが反応を起すため望ま
しくない。
次に1つの基板上に2種類のEL発光体層を形成した多
色EL索子の実施例を説明する。第4図は多色EL素子
の実施例を説明するための素子構造を示す。ガラス基板
11上にスパッタリング法により厚さ300朋のITO
層を形成し、ホトリソグラフィ技術を用いてストライプ
状のITO透明電極12を形成した。その上に酸素を含
むアルゴン雰囲気中で高周波スパッタリングすることに
より厚さ600肩肩のS r T iOsからなる第1
絶縁体層13を形成した。第1絶縁体層13の上にアル
ゴン雰囲気中で高周波スパッタリングすることにより3
0顛の厚さのCaS 絶縁体保護層14を形成した。
色EL索子の実施例を説明する。第4図は多色EL素子
の実施例を説明するための素子構造を示す。ガラス基板
11上にスパッタリング法により厚さ300朋のITO
層を形成し、ホトリソグラフィ技術を用いてストライプ
状のITO透明電極12を形成した。その上に酸素を含
むアルゴン雰囲気中で高周波スパッタリングすることに
より厚さ600肩肩のS r T iOsからなる第1
絶縁体層13を形成した。第1絶縁体層13の上にアル
ゴン雰囲気中で高周波スパッタリングすることにより3
0顛の厚さのCaS 絶縁体保護層14を形成した。
その後絶縁体保護層14の所望の部分上に電子ビーム蒸
着法により、厚さ4001ffのZnS:MnEL発光
体層15を形成し、硫化水素を1%含む窒素ガス雰囲気
中、ZnS::Mnの最適熱処理温度である500℃で
1時間熱処理を行った。
着法により、厚さ4001ffのZnS:MnEL発光
体層15を形成し、硫化水素を1%含む窒素ガス雰囲気
中、ZnS::Mnの最適熱処理温度である500℃で
1時間熱処理を行った。
その後ZnS:Mn EL発光体層16を形成しなか
った絶縁体保護層14の上にスペッタリング法によシ、
厚さ400HのZ n S 、” T b F 3発光
体層16を形成し、硫化水素を1チ含む窒素ガス雰囲気
中、ZnS : TbF の最適熱処理温度である3
50℃で1時間熱処理を行った。EL発光体層15,1
6の上にスペッタリング法により厚さ2001ffのS
L 3N4第2絶縁体層17.および厚さ150n1の
AI背面電極18を順次形成することにより多色薄膜E
L素子を完成した。この素子に130V200Hzの交
流パルス電圧を印加したところ、ZnS:Mn EL発
光体層16を設けた場所は黄橙色に、またZ n S
:T b F 3E L発光体層16を設けた場所は緑
色に安定に発光することが確認できた。
った絶縁体保護層14の上にスペッタリング法によシ、
厚さ400HのZ n S 、” T b F 3発光
体層16を形成し、硫化水素を1チ含む窒素ガス雰囲気
中、ZnS : TbF の最適熱処理温度である3
50℃で1時間熱処理を行った。EL発光体層15,1
6の上にスペッタリング法により厚さ2001ffのS
L 3N4第2絶縁体層17.および厚さ150n1の
AI背面電極18を順次形成することにより多色薄膜E
L素子を完成した。この素子に130V200Hzの交
流パルス電圧を印加したところ、ZnS:Mn EL発
光体層16を設けた場所は黄橙色に、またZ n S
:T b F 3E L発光体層16を設けた場所は緑
色に安定に発光することが確認できた。
しかし従来の素子のように絶縁体保護層14を設けずに
作製した素子では、Z n S : T b F 3E
L発光体層16を設けた場所の第1絶縁体層13の絶
縁破壊電界強度が低く、120V200H2の交流パル
ス電圧の印加で、Z n S : T b F s E
L発光体層16を設けた場所で絶縁破壊が頻発した。
作製した素子では、Z n S : T b F 3E
L発光体層16を設けた場所の第1絶縁体層13の絶
縁破壊電界強度が低く、120V200H2の交流パル
ス電圧の印加で、Z n S : T b F s E
L発光体層16を設けた場所で絶縁破壊が頻発した。
この原因はZnS:MnEL発光体層16を形成した直
後の熱処理時に、該ZnS:MnEL帰劉橿16徘成じ
かった場所の第1絶縁体層13の表面に絶縁体保護層1
4が形成されていないため、その部分の第1絶縁体層が
劣化したものと考えられる。この実施例では、2種類の
EL発光体層を同一の基板に形成した場合について説明
したが、3種類以上の場合も同一の効果があることはも
ちろんである。
後の熱処理時に、該ZnS:MnEL帰劉橿16徘成じ
かった場所の第1絶縁体層13の表面に絶縁体保護層1
4が形成されていないため、その部分の第1絶縁体層が
劣化したものと考えられる。この実施例では、2種類の
EL発光体層を同一の基板に形成した場合について説明
したが、3種類以上の場合も同一の効果があることはも
ちろんである。
発明の効果
以上で説明したように、本発明によれば大きい面積に渡
り均一で優れた発光特性を有する薄膜EL素子を形成で
きる。また、最適熱処理温度の異なる複数種のEL発光
体層を同一基板に順次形成し熱処理を行う場合、まだE
L発光体層が形成されていない部分の絶縁体層の熱処理
による劣化を防ぐためにも有効であり実用的に憔めて有
用である0
り均一で優れた発光特性を有する薄膜EL素子を形成で
きる。また、最適熱処理温度の異なる複数種のEL発光
体層を同一基板に順次形成し熱処理を行う場合、まだE
L発光体層が形成されていない部分の絶縁体層の熱処理
による劣化を防ぐためにも有効であり実用的に憔めて有
用である0
第1図aは本発明の一実施例を説明するためのフローチ
ャート、同図すはEL素子断面図、第2図は発光開始電
圧分布を示し、同図aは本発明の製法による素子による
分布図、同図すは従来の製法による素子の分布図、第3
図は発光輝度−電圧・ 特性図・ 第4図は本発明の他の一実施例を説明するためのEL素
子断面図である。 111・・・・・・ガラス基板、2,12・・・・・・
透明電極、3,13・・・・・・第1絶縁体層、4,1
4・・・・−・絶縁体保護層、5,15.16・・・・
・・EL発光体層、6.17・・・・・・第2絶縁体層
、7,18・・・・・・背面電極0 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図
ャート、同図すはEL素子断面図、第2図は発光開始電
圧分布を示し、同図aは本発明の製法による素子による
分布図、同図すは従来の製法による素子の分布図、第3
図は発光輝度−電圧・ 特性図・ 第4図は本発明の他の一実施例を説明するためのEL素
子断面図である。 111・・・・・・ガラス基板、2,12・・・・・・
透明電極、3,13・・・・・・第1絶縁体層、4,1
4・・・・−・絶縁体保護層、5,15.16・・・・
・・EL発光体層、6.17・・・・・・第2絶縁体層
、7,18・・・・・・背面電極0 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)基板上に配設された電極上に絶縁体層を形成する
第1工程、前記絶縁体層上に硫化物を主成分とする絶縁
体保護層を形成する第2工程、第2工程終了後の熱処理
からなる第3工程、および第3工程終了後、硫化物を主
成分とするEL発光体層を形成する第4工程を含むこと
を特徴とする薄膜EL素子の製法。 2)絶縁体保護層の厚さが8mm以上、200mm以下
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
薄膜EL素子の製法。 3)絶縁体保護層の主成分である硫化物が、EL発光体
層の主成分である硫化物と同一であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項に記載の薄膜EL素子の製法。 4)第3工程における熱処理が、真空熱処理、不活性ガ
ス中熱処理、または硫化性雰囲気中熱処理であることを
特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の薄膜EL素子
の製法。 5)第3工程における熱処理温度が、400℃以上、7
00℃以下であることを特徴とする特許請求の範囲第1
項に記載の薄膜EL素子の製法。 6)ガラス基板上に形成された透明電極上に第1絶縁体
層および絶縁体保護層を順次形成した後、熱処理を行い
、続いて前記絶縁体保護層上にEL発光体層を形成し、
再度熱処理を行った後、前記EL発光体層上に、第2絶
縁体層および背面電極を形成することを特徴とする特許
請求の範囲第1項に記載の薄膜EL素子の製法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59243678A JPS61121290A (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 薄膜el素子の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59243678A JPS61121290A (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 薄膜el素子の製法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61121290A true JPS61121290A (ja) | 1986-06-09 |
Family
ID=17107358
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59243678A Pending JPS61121290A (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 薄膜el素子の製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61121290A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6366897A (ja) * | 1986-09-05 | 1988-03-25 | 松下電器産業株式会社 | 薄膜el素子およびその製造方法 |
JPS63254699A (ja) * | 1987-04-10 | 1988-10-21 | 松下電器産業株式会社 | 薄膜el素子およびその製造方法 |
WO1992008333A1 (en) * | 1990-11-02 | 1992-05-14 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Thin-film el element |
-
1984
- 1984-11-19 JP JP59243678A patent/JPS61121290A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6366897A (ja) * | 1986-09-05 | 1988-03-25 | 松下電器産業株式会社 | 薄膜el素子およびその製造方法 |
JPS63254699A (ja) * | 1987-04-10 | 1988-10-21 | 松下電器産業株式会社 | 薄膜el素子およびその製造方法 |
WO1992008333A1 (en) * | 1990-11-02 | 1992-05-14 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Thin-film el element |
US5444268A (en) * | 1990-11-02 | 1995-08-22 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Thin film el device |
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