(57)【要約】【課題】硫黄を含む発光層にレーザ照射を行い、高輝度化を図るようにした無機ＥＬ素子において、レーザ照射によるさらなる高輝度化を実現する。【解決手段】ガラス基板１１上に、下部電極１２、下部絶縁層１３、硫黄を含む発光層としてのＳｒＳ：Ｃｕ、Ａｇよりなる発光層１４、上部絶縁層１６、上部電極１７を順次形成する無機ＥＬ素子の製造方法において、発光層１４を形成後、発光層１４の上に、硫黄を含む層として酸化ケイ素（ＳｉＯ2）を主成分とする絶縁層に硫黄を添加してなるキャップ層１５を形成する工程と、キャップ層１５の上からキャップ層１５を介して発光層１４にレーザを照射する工程と、その後、キャップ層１５の上に上部絶縁層１６を形成する工程とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板（１１）上に、下部電極（１２）、下部絶縁層（１３）、硫黄（Ｓ）を含む発光層（１４）、上部絶縁層（１６）、上部電極（１７）を順次形成するとともに、少なくとも光取り出し側を光学的に透明な材料にて形成してなる無機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
前記発光層（１４）を形成後、前記発光層（１４）の上に、硫黄（Ｓ）を含む層であるキャップ層（１５）を形成する工程と、
前記キャップ層（１５）の上から前記キャップ層（１５）を介して前記発光層（１４）にレーザを照射する工程と、
その後、前記キャップ層（１５）の上に前記上部絶縁層（１６）を形成する工程とを有することを特徴とする無機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項２】
前記キャップ層（１５）の形成工程では、前記発光層（１４）の上に、前記キャップ層（１５）を構成する材料のうち硫黄を除く材料により層を形成した後、当該層を２００℃以上で熱処理して前記発光層（１４）から当該層へ硫黄を拡散させることにより、前記キャップ層（１５）を形成することを特徴とする請求項１に記載の無機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項３】
前記キャップ層（１５）は、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）を主成分とする絶縁層に硫黄を添加したものとして形成することを特徴とする請求項１または２に記載の無機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項４】
前記発光層（１４）は、硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）を主成分とする発光層として形成し、前記レーザの照射工程では、３０８ｎｍのエキシマレーザを使用してレーザ照射することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の無機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項５】
絶縁性基板（１１）上に、下部電極（１２）、下部絶縁層（１３）、硫黄（Ｓ）を含む発光層（１４）、上部絶縁層（１６）、上部電極（１７）が順次形成され、少なくとも光取り出し側を光学的に透明な材料にて構成してなる無機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記発光層（１４）と前記上部絶縁層（１６）との間には、硫黄（Ｓ）を含む層であるキャップ層（１５）が介在されていることを特徴とする無機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記発光層（１４）は、硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）を主成分とする発光層であることを特徴とする請求項５に記載の無機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記キャップ層（１５）は、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）を主成分とする絶縁層に硫黄を添加したものであることを特徴とする請求項５または６に記載の無機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば透明ディスプレイなどに使用される無機エレクトロルミネッセンス素子（以下、無機ＥＬ素子と記す）およびその製造方法に関し、特に硫黄を含む発光層にレーザ照射を行い、高輝度化を図るものに関する。
【背景技術】
【０００２】
無機ＥＬ素子は、硫化亜鉛（ＺｎＳ）等の蛍光体に電界を印加し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。この無機ＥＬ素子は、一般に、絶縁性基板上に、下部電極、下部絶縁層、発光層、上部絶縁層、上部電極が順次形成され、少なくとも光取り出し側を光学的に透明な材料にて形成してなる。
【０００３】
ここで、従来より、発光層を成膜した後に発光層にレーザを照射し、そのときに発生する熱で発光層をアニールすることにより、高輝度を実現する方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−３２２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本発明者の検討によれば、上記従来のレーザーアニール方法では発光層上から直接レーザを照射するため、発光層が硫黄（Ｓ）を含むものである場合、レーザ照射によって硫黄が抜けて発光層の組成がずれてしまうことがわかった。そして、それにより、レーザーアニールによる高輝度化の効果は低減してしまう。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、硫黄を含む発光層にレーザ照射を行い、高輝度化を図るようにした無機ＥＬ素子において、レーザ照射によるさらなる高輝度化を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、絶縁性基板（１１）上に、下部電極（１２）、下部絶縁層（１３）、硫黄（Ｓ）を含む発光層（１４）、上部絶縁層（１６）、上部電極（１７）を順次形成する無機ＥＬ素子の製造方法において、発光層（１４）を形成後、発光層（１４）の上に、硫黄（Ｓ）を含む層であるキャップ層（１５）を形成する工程と、キャップ層（１５）の上からキャップ層（１５）を介して発光層（１４）にレーザを照射する工程と、その後、キャップ層（１５）の上に上部絶縁層（１６）を形成する工程とを有することを、第１の特徴とする。
【０００７】
本発明は、実験的に見出されたものであり、硫黄を含むキャップ層（１５）により発光層（１４）を被覆した状態にてレーザ照射を行うことで、発光層（１４）の硫黄の抜けを抑制することにより、後述の図３に示されるように、従来に比べて、レーザ照射によるさらなる高輝度化が実現できる。
【０００８】
また、上記従来のレーザーアニール方法では、高輝度化のために、高エネルギーのレーザ照射が必要であるが、高エネルギーでレーザを照射すると発光層がアブレーションしてしまい、輝度向上効果が少ない、プロセスウィンドウが狭いといった問題が生じやすい。しかしながら、本製造方法によれば、レーザ照射時にはキャップ層（１５）が発光層（１４）からの放熱をブロックする役割を果たすため、発光層がアブレーションする照射エネルギーより少ないレーザの照射エネルギーで効率よく発光層（１４）をアニーリングすることができる。
【０００９】
ここで、キャップ層（１５）の形成工程では、発光層（１４）の上に、キャップ層（１５）を構成する材料のうち硫黄を除く材料により層を形成した後、当該層を２００℃以上で熱処理して発光層（１４）から当該層へ硫黄を拡散させるようにすれば、キャップ層（１５）を適切に形成できる。
【００１０】
また、キャップ層（１５）は、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）を主成分とする絶縁層に硫黄を添加したものとして形成することができる。
【００１１】
また、発光層（１４）は、硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）を主成分とする発光層として形成し、レーザの照射工程では、３０８ｎｍのエキシマレーザを使用してレーザ照射することが好ましい。
【００１２】
また、本発明は、無機ＥＬ素子において、発光層（１４）と上部絶縁層（１６）との間には、硫黄（Ｓ）を含む層であるキャップ層（１５）が介在されていることを、第２の特徴とする。
【００１３】
本発明の無機ＥＬ素子は、上記第１の特徴を有する製造方法により適切に製造されるものであり、この場合も、後述の図３に示されるように、従来に比べて、レーザ照射によるさらなる高輝度化が実現できる。
【００１４】
この無機ＥＬ素子においても、発光層（１４）は、硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）を主成分とする発光層であるものにでき、また、キャップ層（１５）は、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）を主成分とする絶縁層に硫黄を添加したものにできる。
【００１５】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００１７】
本実施形態は、発光層を成膜した後、上部絶縁層を成膜する前に、発光層にレーザを照射して熱処理をし、発光層の結晶性を向上させ、無機ＥＬ素子の輝度を高めようとするものである。
【００１８】
図１は、本実施形態に係る無機ＥＬ素子１００の概略断面構成を示す図である。無機ＥＬ素子１００は、絶縁性基板であるガラス基板１１上に順次、以下の薄膜が積層形成され構成されている。
【００１９】
本実施形態の無機ＥＬ素子１００では、発光層１４の上下両側の各層がすべて透明であるため、絶縁性基板１１および上部電極１７の両側から、発光層１４の光を取り出せるものである。
【００２０】
ガラス基板１１は、ソーダガラスなどの透明な電気絶縁性の基板である。このガラス基板１１の上には、光学的に透明な下部電極１２が形成されている。本実施形態の下部電極１２は、ＩＴＯ（インジウムチンオキサイド）の膜よりなる。
【００２１】
この下部電極１２の上には、光学的に透明且つ電気絶縁性を有する下部絶縁層１３が形成されている。この下部絶縁層１３は、本実施形態では、Ａｌ2Ｏ3とＴｉＯ2とが交互に積層されたＡｌ2Ｏ3／ＴｉＯ2積層構造膜よりなり、膜厚は４００ｎｍ程度である。ここで、Ａｌ2Ｏ3はアルミナのことであり、ＴｉＯ2はチタニアのことである。
【００２２】
下部絶縁層１３の上には、硫黄（Ｓ）を含む発光層１４が形成されている。本実施形態の発光層１４は、ＳｒＳ（硫化ストロンチウム）を母体材料とし、発光中心としてＣｕ（銅）およびＡｇ（銀）を添加したＳｒＳ：Ｃｕ、Ａｇである。また、発光層１４の膜厚は１．５μｍ程度である。
【００２３】
そして、本実施形態では、この発光層１４の上に、硫黄（Ｓ）を含む層であるキャップ層１５が形成されている。このキャップ層１５は、無機絶縁材料である酸化ケイ素（ＳｉＯ2）を主成分、すなわち母体材料として、これに硫黄を添加したものである。このキャップ層１５は、後述するレーザ照射工程において発光層１４からの硫黄の抜けを抑制する機能を有する。
【００２４】
ここで、キャップ層１５における硫黄の濃度は、１ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下が望ましい。これは、本発明者の実験検討の結果によるもので、硫黄の濃度が１ｍｏｌ％以上であれば、上記硫黄抜け抑制機能が適切に発揮される。また、２０ｍｏｌ％を超えると、詳細は不明であるが、無機ＥＬ素子１００の輝度が低下することを実験的に確認している。
【００２５】
キャップ層の膜厚はできるだけ薄いことが望ましい。周知の通り、無機ＥＬ素子の駆動電圧は、発光層１４の膜厚と絶縁層（下部絶縁層１３及び上部絶縁層１６）の容量によって決まる。ここで、キャップ層１５は絶縁層であるため、挿入したキャップ層の膜厚分だけ容量が低下し、その結果、無機ＥＬ素子の駆動電圧を上昇させることになる。
【００２６】
本実施形態の場合、Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＯ２積層構造膜である上部絶縁層１６の膜厚４００ｎｍに相当する酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を主成分としたキャップ層１５の膜厚は９０ｎｍであるため、キャップ層１５の膜厚は９０ｎｍよりも小さいことが望ましい。しかしながら、キャップ層１５の膜厚を９０ｎｍにすると、駆動電圧の制約から上部絶縁層１６の膜厚は計算上ゼロになってしまい、無機ＥＬ素子の信頼性が低下してしまう。無機ＥＬ素子の信頼性を確保するため、好ましくは５０ｎｍ以下がよい。
【００２７】
また、本発明者の検討によれば、上記硫黄抜け抑制機能が適切に発揮されるためには、キャップ層１５の膜厚は５ｎｍ以上であることが望ましい。これらキャップ層１５における硫黄濃度および膜厚に関する知見をまとめると、本実施形態では、キャップ層１５は、硫黄濃度が１〜２０ｍｏｌ％、膜厚が５〜５０ｎｍとすることが好ましい。
【００２８】
また、キャップ層１５の上には、光学的に透明且つ電気絶縁性を有する上部絶縁層１６が形成されている。この上部絶縁層１６は、本実施形態では、下部絶縁層１３と同じく、膜厚４００ｎｍ程度のＡｌ2Ｏ3／ＴｉＯ2積層構造膜よりなる。
【００２９】
そして、上部絶縁層１６の上には、光学的に透明な上部電極１７が形成されている。本実施形態の上部電極１７は、下部電極１２と同じくＩＴＯ膜よりなる。なお、図１では、下部電極１２は、図１中の左右方向に延びるものが、紙面垂直方向に複数本配列されたストライプ状をなすものであり、上部電極１７は、下部電極１２と直交するストライプ状をなす。
【００３０】
そして、本実施形態の無機ＥＬ素子１００においては、上下両電極１２、１７に挟まれた部位が画素として構成されており、上下電極１２、１７に電圧を印加することにより、発光層１４が発光し、この光は、絶縁性基板１１側および上部電極１７から取り出されるようになっている。
【００３１】
次に、本無機ＥＬ素子１００の製造方法について述べる。まず、ガラス基板１上に、下部電極１２としてＩＴＯ膜をスパッタ法で形成し、フォトリソグラフ技術によりパターニングする。その上に、下部絶縁層１３としてのＡｌ2Ｏ3／ＴｉＯ2積層構造膜をＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ−Ｌａｙｅｒ−Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で作製する。
【００３２】
具体的には以下のようにしてＡｌ2Ｏ3／ＴｉＯ2積層構造膜形成する。まず、第１のステップとして、アルミニウム（Ａｌ）の原料ガスとして三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3）、酸素（Ｏ）の原料ガスとして水（Ｈ2Ｏ）を用いて、Ａｌ2Ｏ3層をＡＬＤ法で形成する。
【００３３】
ＡＬＤ法では１原子層ずつ膜を形成していくために、原料ガスを交互に供給する。従って、この場合には、ＡｌＣｌ3をアルゴン（Ａｒ）のキャリアガスで反応炉に１秒導入した後に、反応炉内のＡｌＣｌ3ガスを排気するのに十分なパージを行う。次に、Ｈ2Ｏを同様にＡｒキャリアガスで反応炉に１秒導入した後に、反応炉内のＨ2Ｏを排気するのに十分なパージを行う。このサイクルを繰り返して所定の膜厚のＡｌ2Ｏ3層を形成する。
【００３４】
第２のステップとして、Ｔｉの原料ガスとして四塩化チタン（ＴｉＣｌ4）、酸素の原料ガスとしてＨ2Ｏを用いて、酸化チタン層を形成する。具体的には、第１のステップと同様にＴｉＣｌ4をＡｒキャリアガスで反応炉に１秒導入した後に、反応炉内のＴｉＣｌ4を排気するのに十分なパージを行う。次に、Ｈ2Ｏを同様にＡｒキャリアガスで反応炉に１秒導入した後に、反応炉内のＨ2Ｏを排気するのに十分なパージを行う。このサイクルを繰り返して所定の膜厚の酸化チタン層を形成する。
【００３５】
そして、上述した第１のステップと第２のステップを繰り返し、所定膜厚のＡｌ2Ｏ3／ＴｉＯ2積層構造膜を形成して、これを下部絶縁層１３とする。具体的には、Ａｌ2Ｏ3層、ＴｉＯ2層とも、１層当たりの厚さを５ｎｍとし、それぞれ４０層積層した構造として膜厚４００ｎｍとする。なお、Ａｌ2Ｏ3／ＴｉＯ2積層構造膜の最初と最後の層は、Ａｌ2Ｏ3層とＴｉＯ2層のいずれであってもよい。
【００３６】
また、ＡＬＤ法を用いて原子層オーダで膜を形成する場合、０．５ｎｍより薄い膜では絶縁体として機能せず、また１層当たりの膜厚が２０ｎｍよりも厚い場合には、積層構造による耐電圧の向上効果が低下してしまう。従って、当該積層構造膜の１層当たりの膜厚は０．５ｎｍから２０ｎｍ、好ましくは１ｎｍから１０ｎｍとするのがよい。
【００３７】
そして、下部絶縁層１３上に、ＳｒＳ：Ｃｕ、Ａｇよりなる発光層１４をスパッタ法により形成する。すなわち、ＳｒＳ粉末中に０．１〜２．０重量％のＣｕ2Ｓ粉末および０．１〜２．０重量％のＡｇ2Ｓ粉末を混合し、所定の形状に成形した後、８００〜１０００℃程度の温度で焼結することにより形成したターゲットを用いて、ＲＦマグネトロンスパッタリング法により形成する。
【００３８】
具体的には、真空槽にガラス基板１１を、前記ターゲットと対向するようにセットし、このガラス基板の温度が１５０〜３００℃、より好ましくは２００〜２５０℃となるように加熱を行う。ガラス基板１１を所定の温度まで加熱後、真空槽中にＡｒガスを導入し、真空槽内の圧力が１×１０-3〜３×１０-3Ｔｏｒｒ程度となるようにガス流量等を調整する。
【００３９】
この後、ターゲットに高周波電力を印加し、スパッタリングを実施する。この際、発光層１４の膜厚が１．５μｍ程度となるように、ターゲットへの投入電力やスパッタリング時間を調整する。こうして、発光層１４が形成される。
【００４０】
次に、発光層１４の上に、硫黄を含むキャップ層１５を形成する（キャップ層形成工程）。このキャップ層形成工程では、まず、発光層１４の上に、キャップ層１５を構成する材料のうち硫黄を除く材料により層を形成する。本実施形態では、当該硫黄を除く材料は酸化ケイ素であり、これの層をスパッタにより、厚さ１〜２０ｎｍ形成する。
【００４１】
次に、オーブンなどにより、この酸化ケイ素の層を２００℃以上で熱処理して、発光層１４から当該酸化ケイ素の層へ硫黄を拡散させる。この熱処理の雰囲気は、真空中や不活性ガス中、あるいは大気中などで行える。これにより、硫黄を含む酸化ケイ素の層として、本実施形態のキャップ層１５ができあがる。
【００４２】
ここで、当該熱処理温度を２００℃以上としたのは、本発明者の実験検討による。室温〜２００℃未満の熱処理では、発光層１４から上記酸化ケイ素の層への硫黄の拡散がほとんど生じないことが確認されている。
【００４３】
また、この熱処理は、絶縁性基板であるガラス基板１１の歪点以下の温度で行うことが必要である。たとえば歪点５００℃程度のソーダガラスを使用した場合には、当該熱処理は２００℃以上５００℃以下で行うようにする。
【００４４】
次に、キャップ層１５の上からキャップ層１５を介して発光層１４にレーザを照射する工程（レーザ照射工程）。図２は、本実施形態の製造方法におけるレーザ照射工程を示す工程図である。
【００４５】
ここでは、発光層１４は、硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）を主成分とする発光層であるため、３０８ｎｍのエキシマレーザを使用してレーザ照射する。硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）を主成分とする発光層の場合、使用するレーザの波長を長くすると、発光層での吸収率が小さくなるためレーザアニールの効果が小さくなってしまう。また、使用するレーザの波長を短くすると、発光層の表面でしか吸収しなくなる。現在存在するレーザでは、３０８ｎｍのエキシマレーザが最適である。
【００４６】
図２に示されるように、矢印Ｌ方向から照射されたレーザは、キャップ層１５を通過して発光層１４に当たる。これにより、発光層１４にレーザを照射し、そのときに発生する熱で発光層１４をアニールすることにより、高輝度を実現するものである。
【００４７】
その後、上部絶縁層１６を、ＡＬＤ法によって下部絶縁層１３と同様の構造と膜厚で成膜し、最後に上部電極１７として下部電極１２と同様にしてＩＴＯ膜を成膜する。これにより、上記図１に示されるような無機ＥＬ素子１００が完成する。
【００４８】
つまり、本実施形態によれば、絶縁性基板１１上に、下部電極１２、下部絶縁層１３、硫黄を含む発光層１４、上部絶縁層１６、上部電極１７が順次形成され、少なくとも光取り出し側を光学的に透明な材料にて構成してなる無機ＥＬ素子１００において、発光層１４と上部絶縁層１６との間に、硫黄を含む層であるキャップ層１５が介在されている無機ＥＬ素子１００が提供される。
【００４９】
そして、この無機ＥＬ素子１００を製造する上記製造方法は、発光層１４を形成後、キャップ層形成工程、レーザ照射工程を行い、その後、キャップ層１５の上に上部絶縁層１６を形成するものである。
【００５０】
このように、本製造方法では、上述したように、硫黄を含む発光層にレーザ照射したときに、硫黄抜けが発生することにより高輝度化の効果が阻害されることに着目し、キャップ層１５を新たに発光層１４の上に設けた状態で、レーザ照射を行うという独自の方法を採用したものである。
【００５１】
図３は、本製造方法においてレーザ照射による高輝度化の効果を具体的に示す図であり、本実施形態の製造方法により製造された無機ＥＬ素子１００と従来構造の無機ＥＬ素子に相当する比較例とで、ＥＬ発光輝度を調査した結果を示す図である。
【００５２】
ここで、本実施形態の無機ＥＬ素子１００においては、発光層１４は、ＳｒＳ：Ｃｕ、Ａｇよりなり膜厚が１．５μｍであり、キャップ層１５は、酸化ケイ素を母材として硫黄が８ｍｏｌ％添加された膜厚２０ｎｍのものである。このキャップ層１５は、スパッタ法で成膜した酸化ケイ素の層を、大気雰囲気にて３００℃で熱処理することで作製した。
【００５３】
また、比較例は、上記図１に示される構成においてキャップ層１５を省略した無機ＥＬ素子である。また、レーザ照射は、本実施形態および比較例ともに、３０８ｎｍのエキシマレーザで同条件にて行った。ＥＬ発光輝度は、２４０Ｈｚ、２０μｓｅｃのパルス波で、本実施形態および比較例ともに同じ電圧で駆動したときの輝度であり、図３では、比較例の輝度レベルを１と規格化してある。
【００５４】
この図３に示されるように、本実施形態の無機ＥＬ素子１００は、従来構成に相当する比較例のものに比べて、レーザ照射によるさらなる高輝度化が実現されている。そして、この本実施形態の効果は、硫黄を含むキャップ層１５により発光層１４を被覆した状態にてレーザ照射を行うことで、発光層１４の硫黄の抜けを抑制することによる。
【００５５】
このメカニズムについては、従来では、硫黄を含む発光層へのレーザ照射により、発光層中の硫黄が発光層の外へ抜けてしまうのに対し、本実施形態では、発光層１４を被覆するキャップ層１５が硫黄を含むものとなっているため、発光層１４中の硫黄がキャップ層１５へ拡散しにくくなっており、そのため、硫黄の抜けが抑制されることによると考えられる。
【００５６】
このメカニズムは、実際、上記図３における本実施形態と比較例とで、レーザ照射の前後における発光層中の硫黄の組成を、ＳＩＭＳ分析（二次イオン質量分析）によって調査したところ、確認された。つまり、本実施形態および比較例ともに、レーザ照射前の発光層１４における膜厚方向の硫黄の濃度分布は、当該膜厚方向の距離に依らず発光層全体で一定であった。
【００５７】
そして、本実施形態では、レーザ照射後でも、発光層１４における膜厚方向の硫黄の濃度分布は、レーザ照射前に対してほとんど変化しておらず、実質的に硫黄抜けが無く、発光層１４の組成変化も無いことが確認された。
【００５８】
それに対して、比較例では、レーザ照射後の発光層１４における膜厚方向の硫黄の濃度分布は、発光層の最も深い部位（下部絶縁層との界面近傍）から表層側の部位に行くにつれて、当該表層ではほとんど硫黄が確認されない程度まで、硫黄濃度が小さくなってしまうことが確認された。つまり、比較例では、硫黄抜けが発生し、発光層１４の組成変化が発生することが確認された。
【００５９】
このように、本実施形態の製造方法および無機ＥＬ素子１００によれば、硫黄を含むキャップ層１５により発光層１４を被覆した状態にてレーザ照射を行うことができることから、発光層１４の硫黄の抜けを抑制するため、従来に比べて、レーザ照射によるさらなる高輝度化を実現できる。
【００６０】
また、上記従来のレーザーアニール方法では、高輝度化のために、高エネルギーのレーザ照射が必要であるが、高エネルギーでレーザを照射すると発光層がアブレーションしてしまい、輝度向上効果が少ない、プロセスウィンドウが狭いといった問題が生じやすい。
【００６１】
しかしながら、上述した本実施形態の製造方法によれば、レーザ照射時にはキャップ層１５が発光層１４からの放熱をブロックする役割を果たすため、発光層がアブレーションする照射エネルギーより少ないレーザの照射エネルギーで効率よく発光層１４をアニーリングすることができる。
【００６２】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態の製造方法では、キャップ層１５を構成する材料のうち硫黄を除く材料により層を形成した後、これを２００℃以上で熱処理して当該層へ発光層１４から硫黄を拡散させることにより、キャップ層１５を形成したが、キャップ層１５の形成方法は、これに限定するものではない。
【００６３】
たとえば、酸化ケイ素を主成分とする絶縁層に硫黄を添加してなるキャップ層１５を形成する場合、硫黄をイオン注入によってキャップ層１５にドーピングすれば、当該キャップ層１５が作製できる。
【００６４】
また、絶縁性基板１１としては、透明な電気絶縁性の基板であれば、上記ガラス基板１１以外にも、樹脂などよりなる基板でもよい。また、下部および上部電極１２、１７としては、光学的に透明な導電膜であれば、ＩＴＯの膜以外のものでもよい。また、下部および上部絶縁層１３、１６としては、Ａｌ2Ｏ3／ＴｉＯ2積層構造膜以外にも、たとえば、アルミナのみの膜やシリカの膜などでもよい。
【００６５】
また、発光層１４としては、硫黄を含むものであれば、一般的な無機ＥＬにおける発光材料を採用できる。上記ＳｒＳ：Ｃｕ、Ａｇ以外にも、ＺｎＳ（硫化亜鉛）を母体材料とし、発光中心としてＭｎ（マンガン）を添加したＺｎＳ：Ｍｎや、ＣａＳ（硫化カルシウム）を母体材料とし、発光中心としてＥｕ（ユーロピウム）を添加したＣａＳ：Ｅｕなどが挙げられる。これらの成膜方法は一般的なものと同様である。
【００６６】
また、キャップ層１５としては、硫黄（Ｓ）を含む層であればよく、上記した酸化ケイ素（ＳｉＯ2）を主成分とする絶縁層に硫黄を添加したもの以外にも、それ以外の無機絶縁材料を母材として、硫黄が添加されたものであってもよい。
【００６７】
また、上記図１に示される無機ＥＬ素子１００では、発光層１４の上下両側の各層がすべて透明であるため、絶縁性基板１１および上部電極１７の両側から、発光層１４の光を取り出せたが、たとえば発光層１４よりも上部電極１７側の層は不透明な層であり、絶縁性基板１１側のみ光取り出しするものであってもよい。たとえば、光取り出し側と反対側の電極を透明でない金属電極として、発光層１４の片側から光を取り出すようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施形態に係る無機ＥＬ素子の概略断面図である。
【図２】上記実施形態の製造方法におけるレーザ照射工程を示す工程図である。
【図３】上記実施形態においてレーザ照射による高輝度化の効果を具体的に示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
１１…絶縁性基板としてのガラス基板、１２…下部電極、１３…下部絶縁層、
１４…発光層、１５…キャップ層、１６…上部絶縁層、１７…上部電極。
【図１】
2009117239.tif 000003
【図２】
2009117239.tif 000004
【図３】
2009117239.tif 000005