JPH0766857B2 - Thin film EL device and method of manufacturing the same - Google Patents
Thin film EL device and method of manufacturing the sameInfo
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- JPH0766857B2 JPH0766857B2 JP61149036A JP14903686A JPH0766857B2 JP H0766857 B2 JPH0766857 B2 JP H0766857B2 JP 61149036 A JP61149036 A JP 61149036A JP 14903686 A JP14903686 A JP 14903686A JP H0766857 B2 JPH0766857 B2 JP H0766857B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本出願に含まれる第1の発明は薄膜EL素子の改良であ
り、硫化亜鉛と希土類元素とハロゲン元素またはマンガ
ンとの組成物よりなるEL膜に含まれる希土類元素とハロ
ゲン元素との組成比を1に近づけて発光効率・輝度特性
を向上した薄膜EL素子を構成するEL膜が、その下地をな
す膜(下部絶縁膜または透光性電極)から剥離すること
を防止する改良である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Outline] The first invention contained in the present application is an improvement of a thin film EL element, and a rare earth element contained in an EL film composed of a composition of zinc sulfide and a rare earth element and a halogen element or manganese. The EL film that constitutes the thin film EL device with improved luminous efficiency and brightness characteristics by making the composition ratio of the element and the halogen element close to 1 is separated from the underlying film (lower insulating film or transparent electrode). It is an improvement to prevent.
本出願に含まれる第2の発明は薄膜EL素子の製造方法の
改良であり、硫化亜鉛と希土類元素とハロゲン元素との
組成物よりなるEL膜に含まれる希土類元素とハロゲン元
素との組成比を1に近づけて発光効率・輝度特性を向上
するために、または、硫化亜鉛とマンガンとの組成物よ
りなるEL膜の硫黄が過小になってEL膜の膜質が悪くなる
ことを防止するために、硫化水素を含むガスをスパッタ
ガスとしてなすスパッタ法を使用してEL膜を形成するEL
膜の製造方法に不可避の欠点、すなはち、EL膜が、その
下地をなす膜(下部絶縁膜または透光性電極)から剥離
しやすいという欠点を改良するEL膜の製造方法である。A second invention included in the present application is an improvement in a method for manufacturing a thin film EL element, which is characterized in that a composition ratio of a rare earth element to a halogen element contained in an EL film made of a composition of zinc sulfide, a rare earth element and a halogen element is set. In order to improve the luminous efficiency and luminance characteristics close to 1, or to prevent the EL film made of a composition of zinc sulfide and manganese from having too little sulfur, the film quality of the EL film is deteriorated. An EL film is formed by using a sputtering method in which a gas containing hydrogen sulfide is used as a sputtering gas.
This is a method for manufacturing an EL film, which solves an unavoidable defect in the film manufacturing method, that is, an EL film is easily separated from a film (a lower insulating film or a translucent electrode) which is a base of the film.
これら第1の発明と第2の発明の要旨は、EL膜の下面
に、硫黄またはセレンとII族、III族またはV族元素と
の化合物よりなる結合膜を介在させたものである。The gist of the first invention and the second invention is that a bonding film made of a compound of sulfur or selenium and a group II, group III or group V element is interposed on the lower surface of the EL film.
本発明は薄膜EL素子及びその製造方法の改良に関する。
特に、発光効率・輝度特性を向上するために、母材たる
硫化亜鉛に含有される発光中心たる希土類元素とハロゲ
ン元素との組成比を1に近づけたEL膜とその下地をなす
層(下部絶縁膜または透光性電極)との付着性が向上す
る構造の薄膜EL素子と、発光効率・輝度特性を向上する
ために母材たる硫化亜鉛に含有される発光中心たる希土
類元素とハロゲン元素との組成比を1に近づけるため
に、または、発光中心としてマンガンを含有する硫化亜
鉛よりなるEL膜の膜質を向上するために、硫化水素をス
パッタガスとするスパッタ法を使用してEL膜を製造する
薄膜EL素子の製造方法において、EL膜とその下地をなす
層(下部絶縁膜または透光性電極)との付着性を再現性
よく向上する改良に関する。The present invention relates to an improvement in a thin film EL device and a manufacturing method thereof.
In particular, in order to improve luminous efficiency and luminance characteristics, the EL film and the underlying layer (lower insulating layer) in which the composition ratio of the rare earth element as the luminescent center and the halogen element contained in the base material zinc sulfide are close to 1 Thin film EL element with a structure that improves the adhesion to the film or translucent electrode), and a rare earth element and a halogen element that are the luminescent centers contained in the zinc sulfide matrix to improve the luminous efficiency and luminance characteristics. In order to bring the composition ratio close to 1 or to improve the film quality of an EL film made of zinc sulfide containing manganese as an emission center, the EL film is manufactured by using a sputtering method using hydrogen sulfide as a sputtering gas. The present invention relates to an improvement in a method of manufacturing a thin film EL element, which improves reproducibility of adhesion between an EL film and a layer (lower insulating film or translucent electrode) which is a base thereof.
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
テルビュウム、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、従来第2図に示すような直流駆動
型と第3図に示すような交流駆動型とが知られている。A thin film EL element is a rare earth element such as terbium, samarium, thulium, praseodymium, etc., which functions as a luminescence center, and a halogen element such as fluorine or chlorine. It is a light-emitting element that emits light based on the luminescence phenomenon, and conventionally known are a DC drive type as shown in FIG. 2 and an AC drive type as shown in FIG.
第2図参照 直流駆動型の薄膜EL素子にあっては、ガラス基板等1上
に、ITO等よりなり厚さが約2,000Åの透明電極2が形成
され、その上に発光中心として機能する希土類元素例え
ばテルビュウムとハロゲン元素例えばフッ素との組合せ
またはマンガンを含有する硫化亜鉛等よりなるEL膜4が
形成され、さらに、その上にアルミニュウム等よりなる
対向電極6が形成されている。See Fig. 2. In the DC drive type thin film EL device, a transparent electrode 2 made of ITO or the like and having a thickness of about 2,000 Å is formed on a glass substrate 1 and the rare earth element that functions as an emission center is formed on the transparent electrode 2. An EL film 4 made of zinc sulfide or the like containing a combination of elements such as terbium and a halogen element such as fluorine or manganese is formed, and a counter electrode 6 made of aluminum or the like is further formed thereon.
第3図参照 交流駆動型の薄膜EL素子にあっては、上記の第2図に示
す層構成に加えて、EL膜4を挟んで酸窒化シリコン、酸
化アルミニュウム、酸化イットリュウム等よりなり厚さ
が約2,000Åの第1の絶縁膜3と第2の絶縁膜5とが形
成されている。See FIG. 3. In the AC drive type thin film EL device, in addition to the layer structure shown in FIG. 2, the EL film 4 is sandwiched between silicon oxynitride, aluminum oxide, yttrium oxide, etc. A first insulating film 3 and a second insulating film 5 having a thickness of about 2,000 Å are formed.
ところで、発光中心として機能する希土類元素のうち、
テルビュウムは緑色を、サマリュウムは赤色を、ツリュ
ウムは青色を、プラセオジュウム白色を、また、マンガ
ンは橙色を、それぞれ発光するが、その発光効率・輝度
は、テルビュウムを除き、いづれも満足すべきものでは
ない。最もすぐれているテルビュウムにおいても、発光
効率は0.1〜0.2ルーメン/Wであり、また、輝度は30フー
トランバートであり、いづれも十分満足すべきものとは
言い難く、しかも、再現性も必ずしも良くない。By the way, of the rare earth elements that function as emission centers,
Terbium emits green light, samarium emits red light, thulium emits blue light, praseodium white light, and manganese emits orange light, but their luminous efficiency and brightness are not satisfactory except for terbium. Even in the best terbium, the luminous efficiency is 0.1 to 0.2 lumen / W, and the brightness is 30 foot lambert, and it cannot be said that each of them is sufficiently satisfactory, and the reproducibility is not always good.
この問題を解決する手段として、本発明の発明者は、EL
膜に含まれる希土類元素とハロゲン元素との組成比と発
光効率・輝度特性との間に相関関係があり、希土類元素
の原子数とハロゲン元素の原子数とが同一の場合、最も
すぐれた発光効率・輝度を実現することができ、EL膜中
に含有される希土類元素とハロゲン元素との組成比を少
なくとも化学料論的組成比に比べて希土類元素の組成比
を大きくしておくことが有効であることを発見して、発
光効率・輝度特性のすぐれた薄膜EL素子の発明を完成し
た。As a means for solving this problem, the inventor of the present invention has
There is a correlation between the composition ratio of the rare earth element contained in the film and the halogen element and the luminous efficiency / luminance characteristics, and the best luminous efficiency is obtained when the number of atoms of the rare earth element and the number of atoms of the halogen element are the same. It is effective to realize brightness and to increase the composition ratio of the rare earth element and the halogen element contained in the EL film to at least the chemical composition ratio. By discovering this, we completed the invention of a thin film EL device with excellent luminous efficiency and brightness characteristics.
また、発光中心としてマンガンを含有する硫化亜鉛より
なるEL膜を有する薄膜EL素子においては、マンガンと亜
鉛との化学的性質が近似しているため、母材に発光中心
たるマンガンが添加された場合、陽イオンの数が陰イオ
ンの数よりも多くなりEL膜に含まれる硫黄が過小となり
EL膜の膜質が不良になり、発光効率・輝度特性が悪くな
ると言う欠点がある。Further, in a thin film EL element having an EL film made of zinc sulfide containing manganese as an emission center, when the chemical properties of manganese and zinc are similar, when manganese as an emission center is added to the base material. , The number of cations exceeds the number of anions, and the sulfur contained in the EL film becomes too small.
There is a drawback that the quality of the EL film becomes poor and the luminous efficiency and luminance characteristics deteriorate.
上記発光中心たる希土類元素とハロゲン元素の組成比を
1に近づける目的と、発光中心たるマンガンの添加にと
もないEL膜の膜質が不良になり発光効率・輝度特性が悪
くなることを防止する目的とを実現するために、本発明
者は、硫化水素を成分の一部とするガスをスパッタガス
とし硫化亜鉛とハロゲン化希土類元素とをターゲットと
してなすスパッタ法、または、硫化水素を成分の一部と
するガスをスパッタガスとし硫化亜鉛とマンガンとをタ
ーゲットとしてなすスパッタ法を使用してEL膜を製造す
る薄膜EL素子の製造方法を完成した。The purpose is to bring the composition ratio of the rare earth element, which is the emission center, to the halogen element close to 1, and to prevent the EL film quality from being deteriorated due to the addition of manganese, which is the emission center, and the emission efficiency and luminance characteristics being deteriorated. In order to realize the present invention, the present inventors have proposed a sputtering method in which a gas containing hydrogen sulfide as a part of a component is used as a sputtering gas and zinc sulfide and a rare earth element are used as targets, or hydrogen sulfide is used as a part of the component. A thin film EL device manufacturing method has been completed in which an EL film is manufactured using a sputtering method in which a gas is a sputtering gas and zinc sulfide and manganese are targets.
上記せる薄膜EL素子の製造方法(硫化水素を成分の一部
とするスパッタガス中においてなすスパッタ法を使用し
てEL膜を製造する薄膜EL素子の製造方法)を実施して製
造した薄膜EL素子は、その製造当初は発光効率・輝度特
性が十分満足すべき程度にすぐれているが、EL膜とその
下地(交流駆動型にあっては下部絶縁膜(第1の絶縁
膜)、直流駆動型にあってはITO等よりなる透光性電
極)との付着性が悪く、スライス工程や実装工程等の取
り扱い期間中等にEL膜が下地から剥離しやすいと言う欠
点がある。Thin-film EL element manufactured by performing the above-described method for manufacturing a thin-film EL element (method for manufacturing a thin-film EL element using a sputtering method in a sputtering gas containing hydrogen sulfide as a component) At the beginning of manufacture, the EL film is excellent enough to satisfy emission efficiency and luminance characteristics, but the EL film and its base (lower insulating film (first insulating film) in the case of AC drive type, DC drive type) In that case, there is a drawback in that the adhesiveness to the transparent electrode made of ITO or the like) is poor and the EL film is easily peeled off from the base during the handling period such as the slicing process and the mounting process.
本発明の第1の目的は、発光中心たる希土類元素とハロ
ゲン元素との組成比が1に近い硫化亜鉛をEL膜とする薄
膜EL素子において、EL膜とその下地との付着性が向上し
ており、EL膜がその下地から剥離することのない薄膜EL
素子を提供することにある。A first object of the present invention is to improve the adhesion between an EL film and its underlayer in a thin film EL element using zinc sulfide whose EL film has a composition ratio of a rare earth element as a luminescence center and a halogen element close to 1. And the EL film does not peel off from its underlayer.
It is to provide an element.
本発明の第2の目的は、発光中心たる希土類元素とハロ
ゲン元素との組成比を1に近づけて発光効率・輝度特性
を向上するために、または、硫化亜鉛の膜質を良好にし
て発光効率・輝度特性を向上するために、硫化水素を成
分の一部とするスパッタガス中においてスパッタをなし
てEL膜を製造する薄膜EL素子の製造方法において、EL膜
とその下地との付着性を向上しうる薄膜EL素子の製造方
法を提供することにある。A second object of the present invention is to improve the luminous efficiency / luminance characteristics by making the composition ratio of the rare earth element, which is the luminescent center, and the halogen element close to 1, or to improve the luminous quality by improving the film quality of zinc sulfide. In order to improve the luminance characteristics, in the method of manufacturing a thin film EL element in which an EL film is manufactured by sputtering in a sputtering gas containing hydrogen sulfide as a component, the adhesion between the EL film and its base is improved. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film EL device.
上記の第1の目的を達成するために本発明が採った手段
は、 (イ)透光性基板1上に透光性電極2が形成されてお
り、この透光性電極2上にEL膜4が形成されており、こ
のEL膜4上に対向電極6が形成されている薄膜EL素子、
または、透光性基板1上に透光性電極2が形成されてお
り、この透光性電極2上に第1の絶縁膜3が形成されて
おり、この第1の絶縁膜3上にEL膜4が形成されてお
り、このEL膜4上に第2の絶縁膜5が形成されており、
この第2の絶縁膜5上に対向電極6が形成されている薄
膜EL素子において、 (ロ)前記の透光性電極2と前記のEL膜4との間に、ま
たは、前記の第1の絶縁膜3と前記のEL膜4との間に、
硫黄またはセレンとII族、III族またはV族元素との化
合物よりなる結合膜7を介在させたことにある。The means adopted by the present invention to achieve the above first object is as follows: (a) A transparent electrode 2 is formed on a transparent substrate 1, and an EL film is formed on the transparent electrode 2. 4 is formed, and a counter electrode 6 is formed on the EL film 4, a thin film EL element,
Alternatively, the transparent electrode 2 is formed on the transparent substrate 1, the first insulating film 3 is formed on the transparent electrode 2, and the EL is formed on the first insulating film 3. The film 4 is formed, and the second insulating film 5 is formed on the EL film 4.
In the thin film EL element in which the counter electrode 6 is formed on the second insulating film 5, (b) between the translucent electrode 2 and the EL film 4 or the first Between the insulating film 3 and the EL film 4 described above,
This is because the bonding film 7 made of a compound of sulfur or selenium and a group II, group III or group V element is interposed.
上記の結合膜としては、酸硫化ガドリニュウム、酸硫化
イットリュウム、酸セレン化ガドリニュウム、酸セレン
化イットリュウム等が適当である。As the above-mentioned bonding film, gadolinium oxysulfide, yttrium oxysulfide, gadolinium oxyselenide, yttrium oxyselenide and the like are suitable.
上記第2の目的を目的を達成するために本発明が採った
手段は、 (イ)透光性基板1上に透光性電極2を形成し、この透
光性電極2上に、硫化水素を含むガスをスパッタガスと
してなすスパッタ法を使用して、硫化亜鉛単体、また
は、希土類元素とアルカリ元素もしくはマンガンを含む
硫化亜鉛組成物よりなるEL膜4を形成し、このEL膜4上
に対向電極6を形成する薄膜EL素子の製造方法、また
は、透光性基板1上に透光性電極2を形成し、この透光
性基板1上に第1の絶縁膜3を形成し、この第1の絶縁
膜3上に、硫化水素を含むガスをスパッタガスとしてな
すスパッタ法を使用して、硫化亜鉛単体、または、希土
類元素とアルカリ元素もしくはマンガンを含む硫化亜鉛
組成物よりなるEL膜4を形成し、このEL膜4上に第2の
絶縁膜5を形成し、この第2の絶縁膜5上に対向電極6
を形成する薄膜EL素子の製造方法において、 (ロ)前記のEL膜4の形成に先立ち、硫黄またはセレン
とII族、III族またはV族元素との化合物よりなる結合
膜7を形成することにある。The means adopted by the present invention to achieve the second object is as follows. (A) A transparent electrode 2 is formed on a transparent substrate 1, and hydrogen sulfide is formed on the transparent electrode 2. An EL film 4 made of zinc sulphide alone or a zinc sulphide composition containing a rare earth element and an alkali element or manganese is formed by using a sputtering method in which a gas containing is used as a sputtering gas, and the EL film 4 is opposed to the EL film 4. A method of manufacturing a thin film EL element in which an electrode 6 is formed, or a transparent electrode 2 is formed on a transparent substrate 1, and a first insulating film 3 is formed on the transparent substrate 1. On the insulating film 3 of No. 1, an EL film 4 made of a zinc sulfide simple substance or a zinc sulfide composition containing a rare earth element and an alkali element or manganese is used by a sputtering method using a gas containing hydrogen sulfide as a sputtering gas. And then form a second insulating film 5 on this EL film 4. , The counter electrode 6 on the second insulating film 5
In the method of manufacturing a thin film EL device for forming a film, (b) forming a bonding film 7 made of a compound of sulfur or selenium and a group II, group III or group V element prior to forming the EL film 4. is there.
上記の結合膜としては、酸硫化ガドリニュウム、酸硫化
イットリュウム、酸セレン化ガドリニュウム、酸セレン
化イットリュウム等が適当である。As the above-mentioned bonding film, gadolinium oxysulfide, yttrium oxysulfide, gadolinium oxyselenide, yttrium oxyselenide and the like are suitable.
上記せる付着性不良の原因が、EL膜の材料と下地をなす
材料との化学的結合力が小さいことに起因することは明
らかである。It is obvious that the cause of the above-mentioned poor adhesion is due to the small chemical bonding force between the EL film material and the underlying material.
上記せる場合は、下地をなす第1の絶縁膜またはITO等
よりなる透光性電極の表面に硫化水素が接触すると、そ
の表面に硫黄が一面に付着する。ところが、この硫黄
は、ファンデルワールス力により、下地をなす第1の絶
縁膜またはITO等よりなる透光性電極に吸着されている
にすぎない。換言すれば、硫黄と、第1の絶縁膜をなす
シリコン原子や酸素原子やITOをなすインジュウム原
子、スズ原子、酸素原子等とは化学的に結合していな
い。そのため、スライス工程や実装工程等においてEL膜
がその下地から剥離するのである。In the above case, when hydrogen sulfide comes into contact with the surface of the underlying first insulating film or the transparent electrode made of ITO or the like, sulfur is entirely attached to the surface. However, the sulfur is only adsorbed by the van der Waals force on the first insulating film as the base or the translucent electrode made of ITO or the like. In other words, sulfur is not chemically bonded to the silicon atom or the oxygen atom forming the first insulating film, the indium atom forming the ITO, the tin atom, the oxygen atom, or the like. Therefore, the EL film is peeled off from the base in the slicing process, the mounting process, and the like.
この原因を解消するためには、EL膜の材料とも、また、
下地の材料とも化学的に強固に結合しうる材料の結合膜
を、EL膜とその下地との間に介在させればよいことは明
らかである。In order to eliminate this cause, together with the EL film material,
It is obvious that a bonding film made of a material that can be chemically and strongly bonded to the material of the base may be interposed between the EL film and the base.
ところで、薄膜EL素子において、EL膜の下地として使用
される材料は酸化シリコン・酸窒化シリコン・酸化イッ
トリウム等の絶縁物やITO等であり、EL膜の材料は硫化
亜鉛であるから、このいづれとも化学的に結合しやすい
材料、すなわち、硫黄またはセレンを構成要素とする材
料、例えば、酸硫化ガドリニュウム、酸硫化イットリュ
ウム、酸セレン化ガドリニュウム、酸セレン化イットリ
ュウム等よりなる結合膜を透光性電極とEL膜との間に、
または、第1の絶縁膜とEL膜との間に介在させればよ
い。このようにすれば、硫黄の蒸気圧は非常に高いの
で、硫黄と硫黄との結合は成立せず、下地構成要素であ
る硫黄とEL膜をなす硫化亜鉛の亜鉛とが直接に強固に結
合し、硫化亜鉛よりなるEL膜がその下地から剥離するこ
とはない。By the way, in the thin film EL element, the material used as the base of the EL film is an insulator such as silicon oxide, silicon oxynitride, yttrium oxide, or ITO, and the material of the EL film is zinc sulfide. A material that is easily chemically bonded, that is, a material having sulfur or selenium as a constituent element, such as gadolinium oxysulfide, yttrium oxysulfide, gadolinium oxyselenide, or yttrium oxyselenide, is used as a translucent film. Between the electrode and the EL film,
Alternatively, it may be interposed between the first insulating film and the EL film. In this way, since the vapor pressure of sulfur is very high, the bond between sulfur and sulfur is not established, and the sulfur as the base component and the zinc of zinc sulfide forming the EL film are directly and strongly bonded. The EL film made of zinc sulfide does not peel off from the underlying layer.
以下、図面を参照しつゝ、特許請求の範囲第2項と第5
項との実施例に係る交流駆動型薄膜EL素子1例と、特許
請求の範囲第1項と第4項との実施例に係る直流駆動型
薄膜EL素子1例とについてさらに説明する。Hereinafter, with reference to the drawings, the scope of claims 2 and 5
An example of the AC drive type thin film EL element according to the embodiment of the present invention and the example of the DC drive type thin film EL element according to the embodiments of the claims 1 and 4 will be further described.
第1例 交流駆動型薄膜EL素子を製造する場合について述べる。First Example A case of manufacturing an AC drive type thin film EL element will be described.
第1a図参照 スパッタ法を使用して、ガラス基板1上に厚さ約2,000
ÅのITO膜よりなる透光性電極2と酸化シリコンまたは
酸窒化シリコンよりなり厚さ約2,000Åの第1の絶縁膜
3とを形成する。See Fig. 1a. Sputtering method is used to deposit a thickness of approximately 2,000 on the glass substrate 1.
A transparent electrode 2 made of an ITO film of Å and a first insulating film 3 made of silicon oxide or silicon oxynitride and having a thickness of about 2,000Å are formed.
つづいて、アルゴンをスパッタガスとし、酸硫化イット
リウムをターゲットとして、厚さ約2,000Åの酸硫化イ
ットリウム膜よりなる結合膜7を形成する。Subsequently, using argon as a sputtering gas and yttrium oxysulfide as a target, a bonding film 7 made of an yttrium oxysulfide film having a thickness of about 2,000 Å is formed.
次に、硫化水素(5%)を含むアルゴンをスパッタガス
とし、硫化亜鉛と、フッ化テルビュウムをターゲットと
して、厚さ約6,000ÅのEL膜4を形成する。代表的なス
パッタ条件は、ガス圧は1×10-2torrであり、パワーは
硫化亜鉛ターゲットに対して1KW、フッ化テルビュウム
ターゲットに対して300Wであり、基板温度は約230℃で
ある。成膜後、600℃・2時間熱処理をなして、結晶性
を向上し、同時に、フッ素とテルビュウムとが最適の格
子位置に位置するようにする。Next, an argon film containing hydrogen sulfide (5%) is used as a sputtering gas, and zinc sulfide and terbium fluoride are used as targets to form an EL film 4 having a thickness of about 6,000Å. Typical sputtering conditions are a gas pressure of 1 × 10 -2 torr, a power of 1 KW for a zinc sulfide target and 300 W for a terbium fluoride target, and a substrate temperature of about 230 ° C. . After film formation, heat treatment is performed at 600 ° C. for 2 hours to improve crystallinity, and at the same time, fluorine and terbium are positioned at optimal lattice positions.
次に、スパッタ法を使用して、酸化シリコンまたは酸窒
化シリコンよりなり厚さ約2,000Åの第2の絶縁膜5を
形成し、さらに、蒸着法またはスパッタ法を使用して厚
さ約3,000Åのアルミニュウム膜よりなる対向電極(背
面電極)6を形成する。Next, a second insulating film 5 made of silicon oxide or silicon oxynitride and having a thickness of about 2,000Å is formed by using a sputtering method, and further, a thickness of about 3,000Å is formed by using an evaporation method or a sputtering method. The counter electrode (back surface electrode) 6 made of the aluminum film is formed.
以上の工程をもって製造した薄膜EL素子のEL膜4は、そ
の下地と強固に化学的に結合しており、スライス工程や
実装工程等の取り扱い期間中等に剥離することはない。
また、このEL膜4に含まれるテルビュウムの原子数とフ
ッ素の原子数とは、おゝむね同一である。その輝度(1K
Hzで駆動するとき発光しきい電圧を30V超過する電圧に
対する輝度)は、第4図(本実施例を実施して製造した
交流駆動型薄膜EL素子の輝度対電圧関係Aを従来技術の
輝度対電圧関係Bと比較して表すグラフ)に従来技術と
比較して示してあるように、大幅に向上している。な
お、図においてAは本実施例の値を示し、Bは従来技術
の値を示す。図より明らかなように、発光効率と輝度
(1KHzで駆動するとき発光しきい電圧を30V超過する電
圧に対する輝度)はそれぞれ1.1ルーメン/Wと200フート
ランバートとに向上している。The EL film 4 of the thin-film EL device manufactured through the above steps is firmly chemically bonded to the base, and is not peeled off during the handling period such as the slicing step and the mounting step.
Further, the number of atoms of terbium and the number of atoms of fluorine contained in the EL film 4 are almost the same. Its brightness (1K
Fig. 4 (brightness vs. voltage relationship A of the AC drive type thin film EL element manufactured by carrying out the present example shows the brightness vs. voltage of the prior art) when driving at Hz. As shown in the graph (compared to the voltage relationship B) and compared to the conventional technique, it is significantly improved. In the figure, A indicates the value of this embodiment, and B indicates the value of the prior art. As is clear from the figure, the luminous efficiency and the luminance (luminance for a voltage exceeding the light emission threshold voltage of 30 V when driven at 1 KHz) are improved to 1.1 lumen / W and 200 foot transversal, respectively.
第2例 直流駆動型薄膜EL素子を製造する場合について述べる。Second Example A case of manufacturing a DC drive type thin film EL element will be described.
第1b図参照 第1例の場合と同様に、スパッタ法を使用して、ガラス
基板1上に厚さ約2,000ÅのITO膜よりなる透光性電極2
を形成する。See Fig. 1b As in the case of the first example, a transparent electrode 2 made of an ITO film having a thickness of about 2,000Å is formed on the glass substrate 1 by using the sputtering method.
To form.
つづいて、アルゴンをスパッタガスとし、酸硫化イット
リウムをターゲットとして、厚さ約500Å以下の酸硫化
イットリウム膜よりなる結合膜7を形成する。Subsequently, using argon as a sputtering gas and yttrium oxysulfide as a target, a bonding film 7 made of an yttrium oxysulfide film having a thickness of about 500 Å or less is formed.
次に、硫化水素(5%)を含むアルゴンをスパッタガス
とし、硫化亜鉛と、フッ化テルビュウムをターゲットと
して、厚さ約6,000ÅのEL膜4を形成する。代表的なス
パッタ条件は、ガス圧は1×10-2torrであり、パワーは
硫化亜鉛ターゲットに対して1KW、フッ化テルビュウム
ターゲットに対して300Wであり、基板温度は約230℃で
ある。成膜後、600℃・2時間熱処理をなして、結晶性
を向上し、同時に、フッ素とテルビュウムとが最適の格
子位置に位置するようにする。Next, an argon film containing hydrogen sulfide (5%) is used as a sputtering gas, and zinc sulfide and terbium fluoride are used as targets to form an EL film 4 having a thickness of about 6,000Å. Typical sputtering conditions are a gas pressure of 1 × 10 -2 torr, a power of 1 KW for a zinc sulfide target and 300 W for a terbium fluoride target, and a substrate temperature of about 230 ° C. . After film formation, heat treatment is performed at 600 ° C. for 2 hours to improve crystallinity, and at the same time, fluorine and terbium are positioned at optimal lattice positions.
次に、第1例の場合と同様に、蒸着法またはスパッタ法
を使用して厚さ約3,000Åのアルミニュウム膜よりなる
対向電極(背面電極)6を形成する。Next, as in the case of the first example, the counter electrode (back electrode) 6 made of an aluminum film having a thickness of about 3,000 Å is formed by using the vapor deposition method or the sputtering method.
以上の工程をもって製造した薄膜EL素子のEL膜4は、そ
の下地と強固に化学的に結合しており、スライス工程や
実装工程等の取り扱い期間中等に剥離することはない。
また、このEL膜4に含まれるテルビュウムの原子数とフ
ッ素の原子数とは、おゝむね同一である。その輝度(発
光しきい電圧を10V超過する電圧に対する輝度)は、第
5図(本実施例を実施して製造した直流駆動型薄膜EL素
子の輝度対電圧関係Aを従来技術の輝度対電圧関係Bと
比較して表すグラフ)に従来技術と比較して示してある
ように、大幅に向上している。なお、図においてAは本
実施例の値を示し、Bは従来技術の値を示す。図より明
らかなように、発光効率と輝度(発光しきい電圧を10V
超過する電圧に対する輝度)はそれぞれ0.5ルーメン/W
と400フートランバートとに向上している。The EL film 4 of the thin-film EL device manufactured through the above steps is firmly chemically bonded to the base, and is not peeled off during the handling period such as the slicing step and the mounting step.
Further, the number of atoms of terbium and the number of atoms of fluorine contained in the EL film 4 are almost the same. The luminance (luminance for a voltage exceeding the light emission threshold voltage by 10 V) is shown in FIG. 5 (the luminance-voltage relation A of the DC drive type thin film EL element manufactured by carrying out this embodiment is the luminance-voltage relation of the prior art). As shown in the graph (compared to B) and compared to the prior art, it is significantly improved. In the figure, A indicates the value of this embodiment, and B indicates the value of the prior art. As is clear from the figure, the luminous efficiency and the luminance (the luminous threshold voltage is 10 V
Brightness against excess voltage) is 0.5 lumen / W each
And has improved to 400 foot lamberts.
また、結合膜の材料として、、酸硫化イットリュウムに
代えて、酸硫化ガドリニュウム、酸セレン化ガドリニュ
ウム、酸セレン化イットリュウム等についても同様の試
みをなしたが、全く同様の結果が得られた。Further, as a material for the bonding film, in place of yttrium oxysulfide, gadolinium oxysulfide, gadolinium oxyselenide, yttrium oxyselenide, etc. were also tried in the same manner, but exactly the same results were obtained. .
以上説明せるとおり、本発明に係る薄膜EL素子のEL膜と
透光性電極との間に、または、EL膜と第1の絶縁膜との
間に、硫黄またはセレンとII族、III族またはV族元素
との化合物よりなる結合膜が介在されているので、EL膜
は、その下地と強固に化学的に結合しており、スライス
工程や実装工程等の取り扱い期間中等に剥離することは
ない。しかも、このEL膜に含まれるテルビュウムの原子
数とフッ素の原子数とは、おゝむね同一であるから、そ
の輝度は大幅に向上している。As described above, sulfur or selenium and Group II, Group III or between the EL film and the translucent electrode of the thin film EL element according to the present invention or between the EL film and the first insulating film Since the bonding film made of the compound with the group V element is interposed, the EL film is strongly chemically bonded to the underlying layer and does not peel off during the handling period such as the slicing process or the mounting process. . Moreover, since the number of terbium atoms and the number of fluorine atoms contained in this EL film are almost the same, the brightness thereof is greatly improved.
【図面の簡単な説明】 第1a図は、本発明の特許請求の範囲第2項と第5項との
実施例に係る交流駆動型薄膜EL素子の断面図である。 第1b図は、本発明の特許請求の範囲第1項と第4項との
実施例に係る直流駆動型薄膜EL素子の断面図である。 第2図は、従来技術に係る直流駆動型薄膜EL素子の断面
図である。 第3図は、従来技術に係る交流駆動型薄膜EL素子の断面
図である。 第4図は、本発明の特許請求の範囲第2項と第5項との
実施例に係る交流駆動型薄膜EL素子の輝度(1KHzで駆動
するとき発光しきい電圧を30V超過する電圧に対する輝
度)対電圧関係Aと従来技術の輝度対電圧関係Bとを比
較して表すグラフである。 第5図は、本発明の特許請求の範囲第1項と第4項との
実施例に係る直流駆動型薄膜EL素子の輝度(発光しきい
電圧を10V超過する電圧に対する輝度)対電圧関係Aと
従来技術の輝度対電圧関係Bとを比較して表すグラフで
ある。 1……透光性基板、 2……透光性電極、 3……第1の絶縁膜 4……EL膜、 5……第2の絶縁膜 6……対向電極、 7……結合膜。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1a is a sectional view of an AC drive type thin film EL device according to the embodiments of claims 2 and 5 of the present invention. FIG. 1b is a sectional view of a DC drive type thin film EL device according to the embodiments of claims 1 and 4 of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of a DC drive type thin film EL element according to the prior art. FIG. 3 is a sectional view of an AC drive type thin film EL element according to the prior art. FIG. 4 shows the luminance of the AC drive type thin film EL element according to the embodiments of claims 2 and 5 of the present invention (luminance for a voltage exceeding the light emission threshold voltage of 30 V when driven at 1 KHz). ) A graph showing a comparison between a voltage relationship A and a brightness-voltage relationship B of the related art. FIG. 5 shows the luminance (luminance for a voltage exceeding the light emission threshold voltage of 10 V) of the DC drive type thin film EL device according to the embodiments of claims 1 and 4 of the present invention versus voltage relationship A. 7 is a graph showing a comparison between a brightness-voltage relationship B of the related art and the related art. 1 ... Translucent substrate, 2 ... Translucent electrode, 3 ... First insulating film, 4 ... EL film, 5 ... Second insulating film, 6 ... Counter electrode, 7 ... Coupling film.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 精威 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−105393(JP,A) 特開 昭60−124397(JP,A) 特開 昭61−260595(JP,A) 特開 昭62−216194(JP,A) 特開 昭63−6779(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Seitake Sato 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture, Fujitsu Limited (56) References JP 62-105393 (JP, A) JP 60- 124397 (JP, A) JP 61-260595 (JP, A) JP 62-216194 (JP, A) JP 63-6779 (JP, A)
Claims (6)
形成され、 該透光性電極(2)上にEL膜(4)が形成され、 該EL膜(4)上に対向電極(6)が形成されてなる薄膜
EL素子において、 前記透光性電極(2)と前記EL膜(4)との間には、硫
黄またはセレンとII族、III族またはV族の元素との化
合物よりなる結合膜(7)が介在してなることを特徴と
する薄膜EL素子。1. A transparent electrode (2) is formed on a transparent substrate (1), an EL film (4) is formed on the transparent electrode (2), and the EL film (4) is formed. Thin film having counter electrode (6) formed on top
In the EL element, a coupling film (7) made of a compound of sulfur or selenium and a group II, III or V element is provided between the translucent electrode (2) and the EL film (4). A thin film EL device characterized by being interposed.
との間と、前記EL膜(4)と前記対向電極(6)との間
とには、それぞれ、第1の絶縁膜(3)と第2の絶縁膜
(5)とが介在してな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。2. The transparent electrode (2) and the coupling film (7).
A first insulating film (3) and a second insulating film (5) between the EL film (4) and the counter electrode (6). The thin film EL element according to claim 1, characterized in that
はV族元素との化合物は、酸硫化ガドリニュウム、酸硫
化イットリュウム、酸セレン化ガドリニュウム、また
は、酸セレン化イットリュウムであることを特徴とする
特許請求の範囲第1項または第2項記載の薄膜EL素子。3. The compound of sulfur or selenium with a group II, III or V element is gadolinium oxysulfide, yttrium oxysulfide, gadolinium oxyselenide, or yttrium acid selenide. The thin film EL element according to claim 1 or 2.
形成し、 硫化水素を含むガスをスパッタガスとしてなすスパッタ
法を使用して、硫化亜鉛単体、または、希土類元素とハ
ロゲン元素もしくはマンガンを含む硫化亜鉛組成物より
なるEL膜(4)を形成し、 該EL膜(4)上に対向電極(6)を形成する薄膜EL素子
の製造方法において、 前記EL膜(4)の形成に先立ち、硫黄またはセレンとII
族、III族またはV族元素との化合物よりなる結合膜
(7)を形成することを特徴とする薄膜EL素子の製造方
法。4. A zinc sulfide simple substance or a rare earth element is formed by using a sputtering method in which a transparent electrode (2) is formed on a transparent substrate (1) and a gas containing hydrogen sulfide is used as a sputtering gas. In the method for producing a thin film EL element, an EL film (4) made of a zinc sulfide composition containing a halogen element or manganese and a counter electrode (6) is formed on the EL film (4). II) prior to formation of 4) with sulfur or selenium
A method for manufacturing a thin film EL device, which comprises forming a coupling film (7) made of a compound with a group III, group III or group V element.
との間と、前記EL膜(4)と前記対向電極(6)との間
とに、それぞれ、第1の絶縁膜(3)と第2の絶縁膜
(5)とを形成することを特徴とする特許請求の範囲第
4項記載の薄膜EL素子の製造方法。5. The transparent electrode (2) and the coupling film (7).
A first insulating film (3) and a second insulating film (5) between the EL film (4) and the counter electrode (6), respectively. A method of manufacturing a thin film EL element according to claim 4.
はV族元素との化合物は、酸硫化ガドリニュウム、酸硫
化イットリュウム、酸セレン化ガドリニュウム、また
は、酸セレン化イットリュウムであることを特徴とする
特許請求の範囲第4項または第5項記載の薄膜EL素子の
製造方法。6. The compound of sulfur or selenium with a Group II, Group III or Group V element is gadolinium oxysulfide, yttrium oxysulfide, gadolinium oxyselenide, or yttrium acid selenide. The method for manufacturing a thin film EL element according to claim 4 or 5.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP61149036A JPH0766857B2 (en) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | Thin film EL device and method of manufacturing the same |
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|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62105393A (en) * | 1985-10-31 | 1987-05-15 | 富士通株式会社 | El device |
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1986
- 1986-06-25 JP JP61149036A patent/JPH0766857B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPS636778A (en) | 1988-01-12 |
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