JP2905657B2 - Method for manufacturing electroluminescent element - Google Patents
Method for manufacturing electroluminescent elementInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、各種情報機器
の端末のディスプレイなどに使用されるエレクトロルミ
ネッセンス(Electroluminescence)素子(以下、EL素
子という)の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an electroluminescence (EL) device used for, for example, a display of a terminal of various information devices.
【0002】[0002]
【従来技術】従来、EL素子は、硫化亜鉛(ZnS)など
の蛍光体に電界をかけたときに発光する現象を利用した
もので自発光型の平面ディスプレイを構成するものとし
て注目されている。EL素子の典型的な断面構造は、ガ
ラス基板上に、第1電極、第1絶縁層、発光層、第2絶
縁層及び第2電極が順次積層され形成されている。第1
電極としてITO等の透明電極、第1絶縁層及び第2絶
縁層としてSiN,Ta2O5 等をスパッタ法などにより形
成する。発光層として ZnSを母体材料とし、Mn,Tb,
Sm などを発光中心元素として添加し真空蒸着やスパッ
タ法により形成する。発光中心の種類により所望の発光
色として、上記Mn では黄橙色、Tb では緑色、Sm で
は赤色がそれぞれ得られる。その上に第2絶縁層、第2
電極を形成しEL素子を構成する。2. Description of the Related Art Heretofore, an EL element has attracted attention as a device which makes use of a phenomenon of emitting light when an electric field is applied to a phosphor such as zinc sulfide (ZnS) and which constitutes a self-luminous type flat display. In a typical cross-sectional structure of an EL element, a first electrode, a first insulating layer, a light-emitting layer, a second insulating layer, and a second electrode are sequentially stacked and formed on a glass substrate. First
A transparent electrode such as ITO is formed as an electrode, and SiN, Ta 2 O 5 or the like is formed as a first insulating layer and a second insulating layer by a sputtering method or the like. As a light emitting layer, ZnS is used as a base material, and Mn, Tb,
Sm or the like is added as a luminescent center element, and formed by vacuum evaporation or sputtering. Depending on the type of the luminescent center, a desired luminescent color can be obtained for the above-described Mn, yellow-orange, Tb, green, and Sm, red. A second insulating layer, a second
Electrodes are formed by forming electrodes.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上述の構造から成るE
L素子において、高輝度化のために発光層成膜後に、高
温熱処理を行う必要がある。例えば、Mn を添加した黄
橙色発光EL素子では、熱処理により発光中心元素であ
るMn を ZnS中に均一に拡散させてZn 位置に置換さ
せるとともに ZnSの結晶性を改善することにより高輝
度が得られることはよく知られている。一方、TbF3の
ような希土類フッ化物などの発光中心化合物を ZnS中
に添加した場合、発光層成膜後の熱処理によりその発光
中心化合物を拡散させるのは困難である。SUMMARY OF THE INVENTION
In the L element, it is necessary to perform a high-temperature heat treatment after forming the light emitting layer to increase the luminance. For example, in a yellow-orange light emitting EL element to which Mn is added, high luminance can be obtained by heat treatment, whereby Mn, which is a luminescence center element, is uniformly diffused into ZnS and substituted at the Zn position, and the crystallinity of ZnS is improved. It is well known. On the other hand, when a luminescent center compound such as a rare earth fluoride such as TbF 3 is added to ZnS, it is difficult to diffuse the luminescent center compound by heat treatment after forming the luminescent layer.
【0004】ここで、特公昭61−41111号公報
「EL薄膜の形成方法」に示されたものが知られてい
る。このものは、予めスパッタ法で成膜することにより
発光層中に発光中心を均一分散させ、成膜後、真空中で
熱処理することによりスパッタリングダメージを回復さ
せ、発光層の結晶性を改善し高輝度化されている。この
場合、スパッタ中に取り込まれたAr ガスが膜中から放
出され、その膜中に欠陥が生成され非輻射結合中心とな
るため、熱処理温度は 500℃以下に抑える必要がある。
しかし、このように真空中で熱処理した高輝度サンプル
を連続発光させるとその印加電圧−発光輝度特性が大き
く変化する。[0004] Here, a method disclosed in Japanese Patent Publication No. 61-41111, entitled "Method of forming EL thin film" is known. In this method, the luminescent center is uniformly dispersed in the light emitting layer by forming a film in advance by a sputtering method, and after forming the film, heat treatment is performed in a vacuum to recover sputtering damage, improve the crystallinity of the light emitting layer, and improve the crystallinity. The brightness has been increased. In this case, the Ar gas taken in during the sputtering is released from the film and a defect is generated in the film to become a non-radiative coupling center. Therefore, the heat treatment temperature must be suppressed to 500 ° C. or less.
However, when a high-luminance sample that has been heat-treated in a vacuum is continuously emitted, the applied voltage-emission luminance characteristic changes significantly.
【0005】これに対し、例えば、特公昭62−137
98号公報「薄膜EL素子の製造方法」に示されたもの
が知られている。このものでは、真空蒸着ZnS:Mnに
おいて熱処理温度を 580℃以上にし発光層中の未結合Z
n を低減し印加電圧−発光輝度特性の変化を低減する試
みがなされている。しかし、この方法においても、発光
開始電圧における時間に対する印加電圧の変化率が250m
V/hrと大きく、例えば、耐久時間 100時間では20Vも変
化する。このように、EL素子には高輝度化及び長寿命
化の面で解決すべき問題が存在していた。発明者らは、
上述の問題について鋭意実験研究を重ねた結果、発光輝
度の低下及び耐久劣化の原因が真空中高温熱処理による
硫化亜鉛(ZnS)を母体材料とする発光層中のS/Zn比
の低下にあるということを見出し、以下のように新規な
EL素子の製造方法を提供するに至ったのである。On the other hand, for example, Japanese Patent Publication No. 62-137
Japanese Unexamined Patent Publication No. 98, “Method for Manufacturing Thin Film EL Element” is known. In this method, the heat treatment temperature is set to 580 ° C. or higher in vacuum deposited ZnS: Mn, and the unbonded Z
Attempts have been made to reduce n and reduce the change in applied voltage-emission luminance characteristics. However, also in this method, the change rate of the applied voltage with respect to time in the light emission starting voltage is 250 m.
It is as large as V / hr, for example, it changes as much as 20 V when the durability time is 100 hours. As described above, the EL element has a problem to be solved in terms of increasing the luminance and extending the life. The inventors have
As a result of intensive experimental research on the above-mentioned problems, it has been found that the cause of the decrease in light emission luminance and the deterioration of durability is a decrease in the S / Zn ratio in the light-emitting layer having zinc sulfide (ZnS) as a base material due to high-temperature heat treatment in vacuum. As a result, they have provided a novel method for manufacturing an EL element as described below.
【0006】本発明は、上記の課題を解決するために成
されたものであり、その目的とするところは、高輝度安
定性を有し耐久特性に優れたEL素子の製造方法を提供
することである。The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an EL device having high luminance stability and excellent durability characteristics. It is.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の発明の構成は、絶縁性基板上に硫化物を母体材料とし
発光中心元素又は化合物を添加した発光層形成したEL
素子の製造方法であって、前記発光層成膜後に硫化性ガ
スを含む非酸化性ガス雰囲気中で、その硫化性ガスの分
圧を 0.02Torr 〜0.6Torr とし、温度範囲が500 ℃〜65
0 ℃で熱処理することを特徴とする。上記硫化性ガスの
分圧及び熱処理温度の範囲を規定する根拠を以下に挙げ
る。硫化性ガスの分圧が0.02Torr未満ではS元素の供給
が十分でなく、一方、硫化性ガスの分圧が 0.6Torrを越
えるとS元素の供給が過剰となり共に輝度劣化が大きく
なり耐久特性に劣る。又、熱処理温度が 500℃未満では
硫化性ガスの熱分解の程度が小さくS元素の供給が十分
でなく初期輝度の低下、一方、熱処理温度が 650℃を越
えると初期輝度の低下に加えて耐圧余裕度も低下し、高
輝度安定性及び耐久特性に劣る。Means for Solving the Problems To solve the above-mentioned problems, the present invention comprises an EL in which a luminescent layer is formed on an insulating substrate by using a sulfide as a base material and adding a luminescent center element or compound.
A method of manufacturing a device, wherein after forming the light emitting layer, in a non-oxidizing gas atmosphere containing a sulfide gas, a partial pressure of the sulfide gas is set to 0.02 Torr to 0.6 Torr, and a temperature range is set to 500 ° C. to 65 ° C.
The heat treatment is performed at 0 ° C. The grounds for defining the range of the partial pressure of the sulfide gas and the heat treatment temperature are described below. If the partial pressure of the sulfide gas is less than 0.02 Torr, the supply of the S element is not sufficient. On the other hand, if the partial pressure of the sulfide gas exceeds 0.6 Torr, the supply of the S element becomes excessive and the luminance degradation is large, and the durability is increased. Inferior. When the heat treatment temperature is lower than 500 ° C, the degree of thermal decomposition of the sulfide gas is small and the supply of S element is not sufficient, and the initial luminance decreases. On the other hand, when the heat treatment temperature exceeds 650 ° C, the initial luminance decreases and the breakdown voltage decreases. The margin is also reduced, resulting in poor high luminance stability and durability characteristics.
【0008】[0008]
【作用及び効果】上記の手段によれば、硫化物を母体材
料とする発光層は、高温熱処理により蒸気圧の高いS元
素が蒸発し未結合状態のZn 元素が増加しても、その雰
囲気中に例えば、H2 Sガス等の硫化性ガスを含むガス
を導入することでS元素を補充し未結合Zn 元素と結合
させることが可能となる。又、高温熱処理により発光層
の膜中ダメージも回復し結晶性も向上する。この結果、
S元素欠損に伴う不安定な局在準位の発生を抑えること
ができるため、EL素子の耐久劣化が小さくなり、且
つ、結晶性向上による初期輝度の向上が可能となる。According to the above-mentioned means, the luminescent layer containing sulfide as a base material can be used in the atmosphere even when the S element having a high vapor pressure evaporates due to the high-temperature heat treatment and the unbound Zn element increases. For example, by introducing a gas containing a sulfide gas such as H2 S gas, the S element can be replenished and combined with the unbound Zn element. In addition, damage in the film of the light emitting layer is recovered by the high temperature heat treatment, and the crystallinity is improved. As a result,
Since the occurrence of unstable localized levels due to the S element deficiency can be suppressed, the durability deterioration of the EL element is reduced, and the initial luminance can be improved by improving the crystallinity.
【0009】[0009]
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図1は本発明に係るEL素子の断面構造を示し
た模式図である。EL素子10は、絶縁性基板であるガ
ラス基板1上に順次、第1電極2、第1絶縁層3、発光
層4、第2絶縁層5及び第2電極6が積層形成され構成
されている。尚、EL素子10では矢印方向に光を取り
出している。又、以下各層の膜厚はその中央部分を基準
として述べてある。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to specific embodiments. FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of an EL device according to the present invention. The EL element 10 is formed by sequentially laminating a first electrode 2, a first insulating layer 3, a light emitting layer 4, a second insulating layer 5, and a second electrode 6 on a glass substrate 1, which is an insulating substrate. . In the EL element 10, light is extracted in the direction of the arrow. In the following, the thickness of each layer is described with reference to the central portion.
【0010】次に、上述のEL素子10の製造方法を以
下に述べる。絶縁性基板であるガラス基板1(厚さ 1.1
mm:ノンアルカリガラス,歪点 650℃)上にITO(In
dium Tin Oxide:酸化インジウム−錫)透明電極を真空
蒸着法により成膜し、その後ウエットエッチングにより
所望のパターン形状に加工し第1電極2を形成した。そ
の上部にシリコンをターゲットとして用い、アルゴン、
窒素、酸素の混合ガス雰囲気中で高周波スパッタ法によ
り SiON(酸窒化珪素)を、又、Ta2O5(5酸化タン
タル),Al2O3(酸化アルミニウム)を混合ターゲット
として用い、アルゴン、酸素の混合ガス雰囲気中で高周
波スパッタ法により成膜し SiON/Ta2O5・Al2O3
の2層から成る第1絶縁層3を形成する。Next, a method of manufacturing the above-described EL element 10 will be described below. Glass substrate 1 (thickness 1.1
mm: Non-alkali glass, strain point 650 ° C) on ITO (In
A first electrode 2 was formed by forming a transparent electrode of dium Tin Oxide (indium tin oxide) by a vacuum evaporation method and then processing the electrode into a desired pattern shape by wet etching. Using silicon as a target on top of it, argon,
Using SiON (silicon oxynitride) or Ta 2 O 5 (tantalum pentoxide) and Al 2 O 3 (aluminum oxide) as a mixed target by high frequency sputtering in a mixed gas atmosphere of nitrogen and oxygen, argon and oxygen Formed by high frequency sputtering in a mixed gas atmosphere of SiON / Ta 2 O 5 .Al 2 O 3
The first insulating layer 3 consisting of two layers is formed.
【0011】更に、発光中心として TbOFを所定の割
合で含有する ZnSをターゲットとして用い、アルゴ
ン、ヘリウム混合ガス雰囲気中で高周波スパッタ法によ
り成膜し発光層4を形成する。尚、発光中心元素又は化
合物は、マンガン(Mn)又は希土類及びその化合物とす
る。その後、EL素子10をセットした石英チャンバー
内を十分に真空排気した後、非酸化性ガスであるAr(ア
ルゴン) で20%に希釈した H2S(硫化水素)ガスを導
入し、排気速度を調整してチャンバー内圧力を2Torrに
制御し、10℃/minの昇温時間で 550℃まで加熱し3時間
保持した後、徐冷させ熱処理(アニール)を行った。そ
の上に、第1絶縁層3と同様な SiON/Ta2O5・Al
2O3から成る第2絶縁層5を形成する。その上に、Ga2
O3(酸化ガリウム)を添加した ZnO(酸化亜鉛)を蒸
着材として用い、イオンプレーティングにより成膜し、
その後、ウエットエッチングにより所望形状に加工し第
2電極6を形成した。各層の膜厚は、第1電極2が 200
nm、第1絶縁層3及び第2絶縁層5が SiONの 100nm
とTa2O5・Al2O3の 400nmとの2層構成で 500nm、発
光層4が 800nm、第2電極6が 400nmである。Further, a luminescent layer 4 is formed by a high-frequency sputtering method in a mixed gas atmosphere of argon and helium using ZnS containing TbOF at a predetermined ratio as a luminescent center as a target. The luminescent center element or compound is manganese (Mn) or a rare earth and its compound. Thereafter, the inside of the quartz chamber in which the EL element 10 is set is sufficiently evacuated, and H 2 S (hydrogen sulfide) gas diluted to 20% with Ar (argon), which is a non-oxidizing gas, is introduced. The pressure in the chamber was adjusted to 2 Torr by adjustment, heated to 550 ° C. at a temperature rising time of 10 ° C./min, held for 3 hours, and then gradually cooled to perform heat treatment (annealing). On top of that, the same SiON / Ta 2 O 5 .Al
A second insulating layer 5 made of 2 O 3 is formed. On top of that, Ga 2
Using ZnO (zinc oxide) to which O 3 (gallium oxide) is added as a vapor deposition material, forming a film by ion plating,
Thereafter, the second electrode 6 was formed by processing into a desired shape by wet etching. The thickness of each layer is 200
nm, the first insulating layer 3 and the second insulating layer 5 are 100 nm
The thickness of the light emitting layer 4 is 800 nm, and the thickness of the second electrode 6 is 400 nm in a two-layer structure of 400 nm of Ta 2 O 5 .Al 2 O 3 .
【0012】以上のようにして製造されたEL素子10
を本発明品として連続発光させたときの耐久時間(hr)に
対する発光輝度特性(cd/m2)と発光開始電圧(V)との
変化を図2に示した。尚、図2では、 H2Sを導入しな
い真空中熱処理により製造されたEL素子を従来品とし
てその変化も示した。連続発光の駆動条件は、周波数1
KHz 、パルス幅40μsec 、印加電圧は初期状態の発光
開始電圧+60Vとし、乾燥窒素雰囲気中で行った。発光
開始電圧の変化を見ると、従来品では、耐久時間 100時
間以降で急激に変化し 300時間後で40V程度減少してい
るのに対して、本発明品では殆ど変化せず5V以下に抑
えられている。又、発光輝度の変化についても、本発明
品の方が下がり方が小さく、耐久特性に優れていること
が分かる。The EL element 10 manufactured as described above
FIG. 2 shows the change of the light emission luminance characteristic (cd / m 2 ) and the light emission start voltage (V) with respect to the durability time (hr) when the device was continuously emitted as the product of the invention. FIG. 2 also shows a change in an EL element manufactured by heat treatment in a vacuum without introducing H 2 S as a conventional EL element. The driving condition for continuous light emission is frequency 1
KHz, pulse width 40 μsec, and applied voltage were set to an initial light emission start voltage +60 V in a dry nitrogen atmosphere. Looking at the change in the light emission starting voltage, the conventional product sharply changes after 100 hours of the endurance time and decreases by about 40 V after 300 hours, whereas the product of the present invention hardly changes and keeps it at 5 V or less. Have been. Also, regarding the change of the light emission luminance, it can be seen that the product of the present invention has a smaller decrease and has excellent durability characteristics.
【0013】この実施例のような効果を得るためには
H2S中熱処理の条件として、温度範囲を500℃〜650℃
に制御する必要がある。図3に雰囲気ガス圧として20%
希釈 H2Sガス圧力2Torrで熱処理温度を変えたときの
初期特性である初期輝度(cd/m2)又は耐圧余裕度(V)
との関係を示した。又、図4に雰囲気ガス圧として20%
希釈 H2Sガス圧力2Torrで熱処理温度を変えたときの
耐久特性である輝度劣化(%)又は発光開始電圧変化
(V)の関係を示した。尚、輝度劣化又は発光開始電圧
変化は、上述と同様な連続発光の駆動条件で耐久時間 3
00hrにおけるEL素子と製造直後のEL素子との発光輝
度における割合又は発光開始電圧における偏差である。
ここで、熱処理温度が 500℃未満であると H2Sの熱分
解の程度が小さくS元素の供給が十分でないため、発光
層の結晶性の向上がなされず発光輝度が改善されない。
一方、熱処理温度が 650℃を越えると発光輝度低下に加
えて耐圧余裕度の低下、耐久劣化が起こるため望ましく
ない。In order to obtain the effect as in this embodiment,
As a condition of the heat treatment in H 2 S, the temperature range is 500 ° C. to 650 ° C.
Need to be controlled. Fig. 3 shows the atmospheric gas pressure as 20%
Initial luminance (cd / m 2 ) or withstand voltage (V), which is the initial characteristic when the heat treatment temperature is changed at a diluted H 2 S gas pressure of 2 Torr.
The relationship was shown. FIG. 4 shows that the atmospheric gas pressure is 20%.
The relationship between the luminance degradation (%) and the emission start voltage change (V), which are the durability characteristics when the heat treatment temperature is changed at a diluted H 2 S gas pressure of 2 Torr, is shown. It should be noted that the luminance degradation or the change in the light emission start voltage is the same as that described above under the continuous light emission driving condition, and the durability time is 3 hours.
This is a ratio in emission luminance or a deviation in emission start voltage between the EL element and the EL element immediately after manufacture at 00 hours.
Here, if the heat treatment temperature is lower than 500 ° C., the degree of thermal decomposition of H 2 S is small and the supply of S element is not sufficient, so that the crystallinity of the light emitting layer is not improved and the light emission luminance is not improved.
On the other hand, if the heat treatment temperature is higher than 650 ° C., it is not desirable because the light emission luminance is reduced, the withstand voltage tolerance is reduced, and the durability is deteriorated.
【0014】又、硫化性ガスの分圧が 0.02Torr〜0.6To
rrとなるように、その硫化性ガスを含む非酸化性ガスの
雰囲気ガス圧の範囲を 0.1Torr〜3Torrに制御する必要
がある。図5に熱処理温度 550℃で雰囲気ガス圧として
20%希釈 H2Sガス圧力を変えたときの初期特性である
初期輝度(cd/m2)又は耐圧余裕度(V)との関係を示し
た。又、図6に熱処理温度 550℃で雰囲気ガス圧として
20%希釈 H2Sガス圧力を変えたときの耐久特性である
輝度劣化(%)又は発光開始電圧(V)の関係を示し
た。ここで、硫化性ガスの分圧が0.02Torr未満、即ち、
雰囲気ガス圧が 0.1Torr未満ではS元素の供給が十分で
なく初期輝度の向上はあまり見られない。一方、硫化性
ガスの分圧が 0.6Torrを越えると、即ち、雰囲気ガス圧
が3Torrを越えるとS元素の供給が過剰となり輝度劣化
が大きくなってしまっている。この温度範囲及びガス圧
範囲内で処理し、 ZnS発光層のS/Zn比をストイキオ
メトリー値近傍の0.9〜1.1の範囲に制御することにより
耐久劣化の小さいEL素子を得ることができる。尚、
ZnS発光層のストイキオメトリー値は 1.0であり、上
記S/Zn比はEPMA(Electron Probe Micro Analysi
s:電子線微量分析)による元素分析により知ることがで
きる。Further, the partial pressure of the sulfide gas is 0.02 Torr to 0.6 To
It is necessary to control the range of the atmospheric gas pressure of the non-oxidizing gas containing the sulfide gas to 0.1 Torr to 3 Torr so that the pressure becomes rr. Figure 5 shows the heat treatment temperature at 550 ° C and the atmospheric gas pressure.
The relationship with the initial luminance (cd / m 2 ) or the withstand voltage (V), which is the initial characteristic when the H 2 S gas pressure was changed by 20% dilution, was shown. FIG. 6 shows that the heat treatment temperature is 550 ° C. and the atmospheric gas pressure is
The relationship between the luminance degradation (%) and the light emission starting voltage (V), which are the durability characteristics when the H 2 S gas pressure was changed by 20% dilution, was shown. Here, the partial pressure of the sulfide gas is less than 0.02 Torr, that is,
If the atmospheric gas pressure is lower than 0.1 Torr, the supply of S element is not sufficient, and the improvement of the initial luminance is hardly observed. On the other hand, when the partial pressure of the sulfide gas exceeds 0.6 Torr, that is, when the atmospheric gas pressure exceeds 3 Torr, the supply of the S element becomes excessive and the luminance deteriorates. By processing within this temperature range and gas pressure range and controlling the S / Zn ratio of the ZnS light emitting layer to a range of 0.9 to 1.1 near the stoichiometric value, it is possible to obtain an EL device with little deterioration in durability. still,
The stoichiometric value of the ZnS light emitting layer is 1.0, and the S / Zn ratio is EPMA (Electron Probe Micro Analysi
s: electron beam microanalysis).
【0015】上記実施例のEL素子10において、 H2
S中熱処理時の温度が 550℃を越えると、電極取り出し
のため露出されているITOから成る第1電極2が硫化
されるため抵抗が上昇する。発明者らの実験によると、
膜厚 200nmで最初10Ω/□程度のシート抵抗が 100kΩ
/□まで上昇した。X線回折によるとIn2O3 が硫化さ
れIn2S3 が生成していることが確認できた。この硫化
反応はITOから成る第1電極2表面に止まらずその露
出部2aの内部深くまで進む。従って、このような硫化
層をエッチングして導通を図ることはできないこととな
る。In the EL element 10 of the above embodiment, H 2
If the temperature during the heat treatment in S exceeds 550 ° C., the first electrode 2 made of ITO, which is exposed for taking out the electrode, is sulfided, so that the resistance increases. According to our experiments,
The sheet resistance of about 10Ω / □ is 100kΩ at 200nm thickness.
/ □. According to X-ray diffraction, it was confirmed that In 2 O 3 was sulfided and In 2 S 3 was generated. This sulfidation reaction proceeds not only to the surface of the first electrode 2 made of ITO but also deep inside the exposed portion 2a. Therefore, it is impossible to conduct conduction by etching such a sulfide layer.
【0016】このようなITOなどの酸化膜透明導電膜
の場合、高温硫化水素中での硫化は避けられない。そこ
で、第1電極2の高抵抗化を防止する方法について以下
に述べる。第1の方法は、図7に示したように、ITO
から成る第1電極2の露出部2a上に対して H2S中熱
処理前に予め犠牲層7として ZnO膜を成膜しておくこ
とである。この方法では、 H2S中熱処理によりZnO
は硫化されZnSが生成するが、ITOから成る第1電
極2の硫化は防止される。 H2S中熱処理及び第2絶縁
層5成膜後、この犠牲層7を希酸でエッチングすること
により、第1電極2の露出部2aにITOが現出され抵
抗上昇が避けられる。又、第2の方法は、図8に示した
ように、ITOから成る第1電極2の露出部2a上に対
して H2S中熱処理前に予め耐硫化性の金属膜として、
例えば、Au/Ni にてランド電極8を形成しておくこと
である。即ち、第1電極2の露出部2a上には最終的
に、はんだ付けのためのランド電極8を形成する必要が
あるが、H2S中熱処理の前に、Au/Ni ランド電極8
を形成しておくことで硫化防止とする方法である。又、
第3の方法は、第1電極2自体を元々硫化され難い金属
電極(例えば、Cr,Mo,Ta,Au 等)にて形成すること
である。この方法では、ITOから成る第1電極2を使
用した場合のような、発光層4からその電極側への発光
取り出しはできないが、第2電極6を透明導電膜で形成
することにより片側発光取り出しのEL素子が形成可能
となりパネル発光輝度の向上が可能である。In the case of such an oxide film transparent conductive film such as ITO, sulfuration in high-temperature hydrogen sulfide is inevitable. Therefore, a method for preventing the first electrode 2 from having a high resistance will be described below. The first method is, as shown in FIG.
Before the heat treatment in H 2 S, a ZnO film is formed as a sacrificial layer 7 on the exposed portion 2a of the first electrode 2 made of GaAs. In this method, ZnO is heat-treated in H 2 S.
Is sulfurized to generate ZnS, but sulfuration of the first electrode 2 made of ITO is prevented. After the heat treatment in H 2 S and the formation of the second insulating layer 5, the sacrificial layer 7 is etched with dilute acid, so that ITO appears at the exposed portion 2 a of the first electrode 2, thereby avoiding an increase in resistance. In the second method, as shown in FIG. 8, the exposed portion 2a of the first electrode 2 made of ITO is previously formed as a sulfur-resistant metal film before heat treatment in H 2 S.
For example, the land electrode 8 is formed of Au / Ni. That is, it is necessary to finally form a land electrode 8 for soldering on the exposed portion 2a of the first electrode 2, but before the heat treatment in H 2 S, the Au / Ni land electrode 8 is formed.
Is a method of preventing sulfidation by forming in advance. or,
A third method is to form the first electrode 2 itself from a metal electrode (for example, Cr, Mo, Ta, Au, etc.) which is originally hardly sulfided. In this method, light emission cannot be taken out from the light emitting layer 4 to the electrode side as in the case where the first electrode 2 made of ITO is used. However, by forming the second electrode 6 with a transparent conductive film, one-sided light emission can be taken out. EL element can be formed, and panel light emission luminance can be improved.
【0017】尚、上述の実施例では20%希釈 H2Sガス
を用いたが、熱処理時の硫化性ガスの分圧を 0.02Torr
〜0.6Torrに制御できれば良く、20%希釈 H2Sガスに
限定されることはない。つまり、任意に希釈濃度を選択
し、硫化性ガスの分圧が所望範囲となるように雰囲気ガ
ス圧を制御すれば良い。又、希釈用非酸化性ガスはAr
に限定されることなく、他の不活性ガス(He,Ne,Xe,
N2)を使用しても同様の効果を得ることができる。In the above embodiment, the H 2 S gas diluted to 20% was used, but the partial pressure of the sulfide gas during the heat treatment was set to 0.02 Torr.
It is sufficient that the pressure can be controlled to 0.6 Torr, and it is not limited to 20% diluted H 2 S gas. That is, the dilution concentration may be arbitrarily selected, and the atmospheric gas pressure may be controlled so that the partial pressure of the sulfide gas is in a desired range. The non-oxidizing gas for dilution is Ar
Other inert gases (He, Ne, Xe,
The same effect can be obtained by using N 2 ).
【図1】本発明の具体的な一実施例に係るEL素子の基
本的構造を示した模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing a basic structure of an EL device according to a specific example of the present invention.
【図2】本発明に係るEL素子と従来のEL素子とにお
ける耐久時間に対する発光輝度と発光開始電圧との関係
を示した特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between light emission luminance and light emission start voltage with respect to a durability time in an EL element according to the present invention and a conventional EL element.
【図3】同実施例に係るEL素子の製造において、雰囲
気ガス圧が一定で熱処理温度を変えたときの初期特性
(初期輝度及び耐圧余裕度)を示した特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing initial characteristics (initial luminance and breakdown voltage margin) when the heat treatment temperature is changed while the atmospheric gas pressure is constant in the manufacture of the EL device according to the example.
【図4】同実施例に係るEL素子の製造において、雰囲
気ガス圧が一定で熱処理温度を変えたときの耐久特性
(輝度劣化及び発光開始電圧)を示した特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing durability characteristics (luminance degradation and light emission start voltage) when the heat treatment temperature is changed while the atmospheric gas pressure is constant in the manufacture of the EL device according to the example.
【図5】同実施例に係るEL素子の製造において、熱処
理温度が一定で雰囲気ガス圧をを変えたときの初期特性
(初期輝度及び耐圧余裕度)を示した特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing initial characteristics (initial luminance and withstand voltage tolerance) when the heat treatment temperature is constant and the atmospheric gas pressure is changed in the manufacture of the EL device according to the example.
【図6】同実施例に係るEL素子の製造において、熱処
理温度が一定で雰囲気ガス圧を変えたときの耐久特性
(輝度劣化及び発光開始電圧)を示した特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing durability characteristics (luminance degradation and light emission starting voltage) when the heat treatment temperature is constant and the atmospheric gas pressure is changed in the manufacture of the EL device according to the example.
【図7】本発明に係るEL素子の製造方法における工程
途中で、第1電極上に犠牲層を形成した状態を示した平
面図である。FIG. 7 is a plan view showing a state in which a sacrificial layer is formed on a first electrode during a process in a method for manufacturing an EL element according to the present invention.
【図8】本発明に係るEL素子の製造方法における工程
途中で、第1電極上にランド電極を形成した状態を示し
た平面図である。FIG. 8 is a plan view showing a state in which a land electrode is formed on a first electrode during a process in a method for manufacturing an EL element according to the present invention.
1…ガラス基板(絶縁性基板) 2…第1電極 3…第1絶縁層 4…発光層 5…第2絶縁層 6…第2電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass substrate (insulating substrate) 2 ... 1st electrode 3 ... 1st insulating layer 4 ... Light emitting layer 5 ... 2nd insulating layer 6 ... 2nd electrode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 芳康 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 伊藤 信衛 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−306585(JP,A) 特開 昭57−124883(JP,A) 特開 平4−332494(JP,A) 特開 平4−121992(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05B 33/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yoshiyasu Ando 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Japan Inside Denso Co., Ltd. (72) Inventor Nobue Ito 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Japan Nihon Denso (56) References JP-A-2-306585 (JP, A) JP-A-57-124883 (JP, A) JP-A-4-332494 (JP, A) JP-A-4-121992 (JP, A) A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H05B 33/10
Claims (1)
光中心元素又は化合物を添加した発光層を形成したエレ
クトロルミネッセンス素子の製造方法であって、前記発
光層成膜後に硫化性ガスを含む非酸化性ガス雰囲気中
で、その硫化性ガスの分圧を 0.02Torr〜0.6Torrとし、
温度範囲が500℃〜650℃で熱処理することを特徴とする
エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。1. A method for manufacturing an electroluminescent element in which a light-emitting layer in which a sulfide is used as a base material and a light-emitting central element or a compound is added is formed on an insulating substrate, the method including a sulfide gas after the light-emitting layer is formed. In a non-oxidizing gas atmosphere, the partial pressure of the sulfide gas is set to 0.02 Torr to 0.6 Torr,
A method for producing an electroluminescent device, wherein the heat treatment is performed at a temperature in a range of 500 ° C. to 650 ° C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4359406A JP2905657B2 (en) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | Method for manufacturing electroluminescent element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP4359406A JP2905657B2 (en) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | Method for manufacturing electroluminescent element |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9354973A Division JP2831635B2 (en) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | Method for manufacturing electroluminescent element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06203955A JPH06203955A (en) | 1994-07-22 |
| JP2905657B2 true JP2905657B2 (en) | 1999-06-14 |
Family
ID=18464350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4359406A Expired - Lifetime JP2905657B2 (en) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | Method for manufacturing electroluminescent element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2905657B2 (en) |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP4359406A patent/JP2905657B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06203955A (en) | 1994-07-22 |
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