JP2001192813A - Method and device for producing sulfide light emitting layer - Google Patents

Method and device for producing sulfide light emitting layer

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JP2001192813A
JP2001192813A JP2000007338A JP2000007338A JP2001192813A JP 2001192813 A JP2001192813 A JP 2001192813A JP 2000007338 A JP2000007338 A JP 2000007338A JP 2000007338 A JP2000007338 A JP 2000007338A JP 2001192813 A JP2001192813 A JP 2001192813A
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JP
Japan
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emitting layer
light emitting
substrate
sulfide
producing
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JP2000007338A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiko Yano
義彦 矢野
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing an SrS series light emitting layer small in impurities and capable of conrolling the amount of the center of light emitting to be added at a practical level and to provide a producing device therefor. SOLUTION: In this method and device for producing a sulfide light emitting layer, the sulfide light emitting layer formed by an evaporating method at least has a strontium evaporation source and a zinc sulfide evaporation source to which the center of light emitting has been added, strontium and zinc sulfide raw materials are evaporated from these evaporation sources, and the respective raw material substances are bonded when being deposited on a substrate to obtain the sulfide light emitting layer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、無機EL素子等に
用いられる硫化物発光層の製造方法に関し、特に発光層
中の不純物が少なく、硫黄の組成制御性に優れ、発光輝
度が高い硫化物発光層の製造方法、および製造装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a sulfide light-emitting layer used for an inorganic EL device or the like, and more particularly to a sulfide having a small impurity in the light-emitting layer, excellent controllability of sulfur composition, and high emission luminance. The present invention relates to a method for manufacturing a light emitting layer and a manufacturing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、小型または、大型軽量のフラット
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。黄橙色発光のマンガン添加硫化亜鉛からなる蛍光
体薄膜を用いたモノクロ薄膜ELディスプレイは図2に
示すような薄膜の絶縁層2,4を用いた2重絶縁型構造
で既に実用化されている。図2において、基板1上には
所定パターンの下部電極5が形成されていて、この下部
電極5上に第1の絶縁層2が形成されている。また、こ
の第1の絶縁層2上には、発光層3、第2の絶縁層4が
順次形成されるとともに、第2の絶縁層4上に前記下部
電極5とマトリクス回路を構成するように上部電極6が
所定パターンで形成されている。
2. Description of the Related Art In recent years, thin-film EL devices have been actively studied as small, large, and lightweight flat displays. A monochrome thin-film EL display using a phosphor thin film made of manganese-doped zinc sulfide that emits yellow-orange light has already been put to practical use in a double insulating structure using thin insulating layers 2 and 4 as shown in FIG. In FIG. 2, a lower electrode 5 having a predetermined pattern is formed on a substrate 1, and a first insulating layer 2 is formed on the lower electrode 5. A light emitting layer 3 and a second insulating layer 4 are sequentially formed on the first insulating layer 2, and a matrix circuit with the lower electrode 5 is formed on the second insulating layer 4. Upper electrode 6 is formed in a predetermined pattern.

【0003】さらに、ディスプレイとしてパソコン用、
TV用、その他表示用に対応するためにはカラー化が必
要不可欠である。硫化物蛍光体薄膜を用いた薄膜ELデ
ィスプレイは、信頼性、耐環境性に優れているが、現在
のところ、赤色、緑色、青色の3原色に発光するEL用
蛍光体の特性が十分でないため、カラー用には不適当と
されている。青色発光蛍光体は、母体材料としてSr
S、発光中心としてCeを用いたSrS:CeやZn
S:Tm、赤色発光蛍光体としてはZnS:Sm、Ca
S:Eu、緑色発光蛍光体としてはZnS:Tb、Ca
S:Ceなどが候補であり研究が続けられている。
[0003] Furthermore, as a display for personal computers,
Colorization is indispensable for TVs and other displays. The thin-film EL display using the sulfide phosphor thin film is excellent in reliability and environmental resistance. However, at present, the characteristics of the EL phosphor emitting in the three primary colors of red, green and blue are not sufficient. Are unsuitable for color applications. The blue light emitting phosphor is Sr as a base material.
S, SrS using Ce as an emission center: Ce or Zn
S: Tm, ZnS: Sm, Ca
S: Eu, green light emitting phosphors: ZnS: Tb, Ca
S: Ce is a candidate and research is ongoing.

【0004】これらの赤色、緑色、青色の3原色に発光
する蛍光体薄膜は発光輝度、効率、色純度に問題があ
り、現在、カラーELパネルの実用化には至っていな
い。特に、青色は、SrS:Ceを用いて、比較的高輝
度が得られてはいるが、フルカラーディスプレー用の青
色としては、輝度が不足し、色度も緑側にシフトしてい
るため、さらによい青色発光層の開発が望まれている。
これらの、輝度不足、色度の縁側へのシフトは、Sr
S:Ce発光層の結晶性の悪さ、イオウ抜けによる欠陥
の発生、不純物の混入によるものとされている。
[0004] These phosphor thin films which emit light in the three primary colors of red, green and blue have problems in light emission luminance, efficiency and color purity, and color EL panels have not been put to practical use at present. In particular, for blue, relatively high luminance is obtained using SrS: Ce, but for blue for full-color display, luminance is insufficient and chromaticity is shifted to the green side. Development of a good blue light emitting layer is desired.
The lack of luminance and the shift of the chromaticity toward the edge are caused by Sr
S: It is attributed to poor crystallinity of the Ce light emitting layer, generation of defects due to sulfur removal, and contamination of impurities.

【0005】これらの課題を解決するための、高純度、
高品質の硫化物蛍光体薄膜の製造方法の1つとして、形
成しようとする組成の硫化物蛍光体を600℃以上の高
い温度で形成する方法や600℃以上の高い温度でアニ
ールする方法がある。さらに、IDW 97 プロシーディン
グ 593 ページ、および信学技報EID97−57(1
997−10)13ページに示されているように、蒸着
に際して、H2SガスやSガスを導入することにより、
硫黄不足を補う方法や、J.Appl.Phys.78、1995,
428ページに示されているような薄膜形成後に硫黄雰
囲気中でアニールする方法、さらにSID95 DIG
EST 720ページに示される方法では、高い基板温
度でSrSとZnSを共蒸著し、ZnSの再蒸発を利用
してSrSを得る方法で、Znの添加とともにZnSか
らのSの補償をねらった方法などにより、硫黄の組成ず
れを無くす方法が試みられている。
[0005] In order to solve these problems, high purity,
As a method of manufacturing a high-quality sulfide phosphor thin film, there is a method of forming a sulfide phosphor having a composition to be formed at a high temperature of 600 ° C. or more and a method of annealing at a high temperature of 600 ° C. or more. . In addition, page 593 of the IDW 97 Proceedings and IEICE EID 97-57 (1)
997-10) As shown on page 13, by introducing H 2 S gas or S gas at the time of vapor deposition,
Methods for supplementing sulfur deficiencies, and J. Appl. Phys. 78, 1995,
A method of annealing in a sulfur atmosphere after forming a thin film as shown on page 428, and furthermore, SID95 DIG
In the method shown on page EST 720, SrS and ZnS are co-evaporated at a high substrate temperature, and SrS is obtained by re-evaporation of ZnS. The method aims at the addition of Zn and the compensation of S from ZnS. For example, a method for eliminating a sulfur composition deviation has been attempted.

【0006】しかし、これらいずれの方法もSrS:C
eのペレットを作製し、蒸着に供している。SrS:C
eペレットの作製に関しては、IDW 97 プロシーディン
グ 593 ページに示されているように、市販のSrS原
料には、酸素などの不純物が混入していることが指摘さ
れている。SrS系の発光層は、酸素など不純物に敏感
で、高輝度の発光体を得るには、発光層中の不純物を極
力減らすことが必要である。しかし、現在の技術ではS
rSの合成中やペレットの作製中に不純物が混入するこ
とが避けられない。
However, any of these methods uses SrS: C
e pellets are prepared and provided for vapor deposition. SrS: C
Regarding the production of e-pellet, as indicated on IDW 97 Proceedings page 593, it has been pointed out that impurities such as oxygen are mixed in the commercially available SrS raw material. The SrS-based light-emitting layer is sensitive to impurities such as oxygen, and it is necessary to reduce impurities in the light-emitting layer as much as possible to obtain a high-luminance light-emitting body. However, with current technology, S
It is inevitable that impurities are mixed during the synthesis of rS and the production of pellets.

【0007】一方、SrS:Ceのような、ペレットを
用いない蒸着法が特許第2549319号公報、および
特公平6−68999号公報に示されている。この方法
では、真空槽内にイオウ単体ガスを導入し、母体材料を
構成する金属元素と発光中心を各々の金属源から供給し
て発光層を得るいわゆる共蒸着法である。この方法をS
rS:Ce発光層の作製に適用すると、出発原料が金属
であり、金属単体は高純度の原料を用いることが可能で
あるから、前述したSrS:Ceペレットの作製時の不
純物の混入が避けられる。
On the other hand, an evaporation method using no pellet, such as SrS: Ce, is disclosed in Japanese Patent No. 2549319 and Japanese Patent Publication No. 6-68999. This method is a so-called co-evaporation method in which a sulfur elemental gas is introduced into a vacuum chamber, and a metal element and a luminescent center constituting a base material are supplied from respective metal sources to obtain a luminescent layer. This method is called S
When applied to the production of the rS: Ce light-emitting layer, the starting material is a metal, and a high-purity raw material can be used as a single metal, so that the above-described contamination of impurities during the production of the SrS: Ce pellet can be avoided. .

【0008】一方、SrS:Ce発光層におけるCeの
量は1 mol%以下である。共蒸着法により、母体材料の
金属と発光中心物質を各々の金属源を制御して、発光中
心の量を正確に制御することは、困難を伴う。たとえ
ば、SrとCeをモル比で99.5:0.1にし、かつ
Ceの0.1の量のばらつきを5%以下にすることは、
現状の蒸着プロセスでは不可能に近い。ちなみに、比較
的蒸着源の安定したAlなどの蒸着プロセスでは、Al
薄膜の膜厚のばらつきは、約5%である。したがってC
eを精度5%以下にすることが極めて困難である。
On the other hand, the amount of Ce in the SrS: Ce light emitting layer is 1 mol% or less. It is difficult to accurately control the amount of the luminescent center by controlling the respective metal sources of the base metal and the luminescent center substance by the co-evaporation method. For example, to make the molar ratio of Sr and Ce 99.5: 0.1 and to make the variation of the amount of 0.1 0.1% or less,
It is almost impossible with current deposition processes. By the way, in a deposition process of Al or the like whose deposition source is relatively stable, Al
The variation in the thickness of the thin film is about 5%. Therefore C
It is extremely difficult to make e an accuracy of 5% or less.

【0009】したがって、以上のような、各種の蒸着方
法では、不純物が少なく、発光中心の添加量を実用レベ
ルで制御できる発光層形成方法とはいえない。
Therefore, the above-described various methods of vapor deposition cannot be said to be a method of forming a light emitting layer in which impurities are small and the amount of light emission center can be controlled at a practical level.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、不純
物が少なく、発光中心の添加量を実用レベルで制御でき
るSrS系発光層の製造方法、および製造装置を提供す
ることである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for producing a SrS-based light-emitting layer, which have a small amount of impurities and can control the amount of light-emission centers at a practical level.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(4)のいずれかの構成により達成される。 (1) 蒸着法により形成する硫化物発光層の製造方法
であって、少なくともストロンチウム蒸発源と、発光中
心が添加された硫化亜鉛蒸発源とを有し、これらの蒸発
源の各々からストロンチウムおよび硫化亜鉛原料を蒸発
させ、基板上に堆積する際にそれぞれの原料物質を結合
させて硫化物発光層を得る硫化物発光層の製造方法。 (2) 基板温度を350℃以上として硫化物発光層を
形成する上記(1)の硫化物発光層の製造方法。 (3) 成膜時に基板を回転させる上記(1)または
(2)の硫化物発光層の製造方法。 (4) 真空槽と、この真空槽内に少なくともストロン
チウムを蒸発させるためのクヌーセンセル蒸発源と、硫
化亜鉛を蒸発させるためのエレクトロンビーム蒸発源
と、これらの蒸発源から蒸発した材料が堆積する基板
と、前記基板の温度を350℃以上に加熱する加熱手段
とを有する硫化物発光層の製造装置。
This and other objects are achieved by any one of the following constitutions (1) to (4). (1) A method for producing a sulfide light emitting layer formed by a vapor deposition method, comprising at least a strontium evaporation source and a zinc sulfide evaporation source to which a luminescence center is added, and strontium and sulfide from each of these evaporation sources. A method for producing a sulfide light-emitting layer in which a zinc raw material is evaporated and the respective raw materials are combined when deposited on a substrate to obtain a sulfide light-emitting layer. (2) The method for producing a sulfide light-emitting layer according to the above (1), wherein the substrate temperature is 350 ° C. or higher to form a sulfide light-emitting layer. (3) The method for producing a sulfide light-emitting layer according to (1) or (2), wherein the substrate is rotated during film formation. (4) A vacuum chamber, a Knudsen cell evaporation source for evaporating at least strontium in the vacuum chamber, an electron beam evaporation source for evaporating zinc sulfide, and a substrate on which materials evaporated from these evaporation sources are deposited. And a heating means for heating the temperature of the substrate to 350 ° C. or higher.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態について詳
細に説明する。本発明は、蒸着法により、SrSを主成
分とした母体材料からなる発光層を蒸着で形成するため
の製造方法であって、高純度化が可能なSr金属と発光
中心物質が添加されたZnSを蒸発源として共蒸着する
方法およびこれを用いる装置を特徴とする。
Embodiments of the present invention will be described below in detail. The present invention is a manufacturing method for forming, by vapor deposition, a light-emitting layer composed of a base material containing SrS as a main component by vapor deposition, wherein ZnS to which highly purified Sr metal and a luminescent center substance are added is added. The present invention is characterized by a method of co-evaporation using as an evaporation source and an apparatus using the same.

【0013】ここで、金属Srは金属の精錬法により高
純度のものが得られ、本発明では、この高純度のSrを
基板上で直接硫化して、SrSを合成するため、不純物
の混入が少ない。
Here, high purity metal Sr is obtained by a metal refining method. In the present invention, this high purity Sr is directly sulfided on a substrate to synthesize SrS, so that impurities are not mixed. Few.

【0014】硫化のイオウ供給源としては、ZnSを用
いる。ZnSはSrSに比べると、粉末の合成が容易で
高耗度の原料が得られる。またZnS粉末は、SrSに
比べ、水分と反応しにくく、ペレットとしたときに、不
純物が混入しない。
As a sulfur source for sulfurization, ZnS is used. Compared with SrS, ZnS makes it easier to synthesize powder and provides a raw material with a high degree of wear. ZnS powder is less likely to react with moisture than SrS, and does not contain impurities when pelletized.

【0015】ZnSには、発光中心を加える。ZnSに
は、数 mol%以下の発光中心を均一に添加することが可
能で、これを用いたペレット、粉体、圧粉体、固まりな
どを蒸発させる。発光中心物質は、ZnSとともに蒸発
して基板上に達し、SrS系発光層中に微量の発光中心
を制御性よく添加できる。すなわちZnSは不純物物質
(発光中心)のキャリアーとしての働きを有し、SrS
中へ1 mol%以下の発光中心を精度よく、均一に添加す
ることができる。
An emission center is added to ZnS. Emission centers of several mol% or less can be uniformly added to ZnS, and pellets, powders, compacts, agglomerates, and the like using the same are evaporated. The luminescent center substance evaporates together with ZnS and reaches the substrate, and a small amount of luminescent center can be added to the SrS-based luminescent layer with good controllability. That is, ZnS has a function as a carrier of the impurity substance (emission center), and SrS
A luminescent center of 1 mol% or less can be accurately and uniformly added therein.

【0016】発光中心は、既存の遷移金属、希土類を既
存の量、添加すればよい。例えば、Ce,Euなどの希
土類、Cr,Fe,Co,Ni,Cu,Bi,Agなど
を金属、フッ化物または硫化物の形で原料に添加する。
添加量は、原料と形成される薄膜で異なるので、適当な
添加量となるように原料の組成を調整する。
The luminescent center may be added with existing transition metals and rare earths in existing amounts. For example, rare earth elements such as Ce and Eu, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Bi, and Ag are added to the raw material in the form of metal, fluoride or sulfide.
Since the amount of addition differs depending on the raw material and the thin film to be formed, the composition of the raw material is adjusted so as to be an appropriate addition amount.

【0017】蒸発方法、蒸発源には、EB(エレクトロ
ンビーム)、抵抗加熱、レーザー、K−セル〔クヌーセ
ンセル(Knudsen Cell)〕など公知の方法、蒸発源によ
ればよい。特に、Srは抵抗加熱およびK−セルによる
ものが好ましく、ZnSは、EBによる蒸発が好まし
い。各材料の蒸発速度は、成膜しようとする膜の組成に
より異なるが、Sr:1〜10nm/sec 、ZnS:5〜
50nm/sec 程度である。
As an evaporation method and an evaporation source, known methods such as EB (electron beam), resistance heating, laser, K-cell (Knudsen Cell), and an evaporation source may be used. In particular, Sr is preferably formed by resistance heating and a K-cell, and ZnS is preferably evaporated by EB. The evaporation rate of each material depends on the composition of the film to be formed, but Sr: 1 to 10 nm / sec, ZnS: 5 to 5 nm.
It is about 50 nm / sec.

【0018】蒸着中の基板温度は、200℃〜1000
℃、好ましくは、350℃〜800℃さらに好ましく
は、450℃〜700℃とすればよい。ZnSは、基板
温度250℃付近から後述するように基板表面から再蒸
発するようになり、本発明のZnSからの硫黄供給、お
よび得ようとする母体材料の高結晶化が効果的に行われ
る。基板温度が高すぎると、母体材料の薄膜表面の凹凸
が激しくなり、薄膜中にピンホールが発生し、EL素子
に電流リークの問題が発生する。このため、上述の温度
範囲が好ましい。また、250℃付近または、それ以下
であると母体材料に対して、ZnSから硫黄を供給しつ
つ、ZnS自体も成膜され、混合薄膜が形成される。従
って、混合薄膜を形成して発光層に用いる場合は250
℃以下が好ましい。
The substrate temperature during the deposition is 200 ° C. to 1000 ° C.
° C, preferably 350 ° C to 800 ° C, more preferably 450 ° C to 700 ° C. ZnS is re-evaporated from the substrate surface at a substrate temperature of around 250 ° C. as described later, so that the supply of sulfur from ZnS of the present invention and the high crystallization of the base material to be obtained are effectively performed. If the substrate temperature is too high, the unevenness of the surface of the thin film of the base material becomes severe, pinholes are generated in the thin film, and a problem of current leakage occurs in the EL element. For this reason, the above-mentioned temperature range is preferable. If the temperature is around 250 ° C. or lower, ZnS itself is also formed into a film while supplying sulfur from ZnS to the base material, and a mixed thin film is formed. Therefore, when a mixed thin film is formed and used for the light emitting layer, the thickness is 250
C. or less is preferred.

【0019】発光層として、SrS:Ce薄膜を得よう
とする場合、SrSにCeを添加したペレットを用いて
蒸着を行うと、薄膜の組成は、S/Sr=1ではなく、
S/Sr<1で化学量論的に硫黄の不足が生じてしま
う。
When an SrS: Ce thin film is to be obtained as a light emitting layer, if the vapor deposition is performed using pellets obtained by adding Ce to SrS, the composition of the thin film is not S / Sr = 1, but
When S / Sr <1, a stoichiometric shortage of sulfur occurs.

【0020】本発明では、ZnSがSrS薄膜の硫黄供
給源となる。すなわち、Sr金属源とZnS源から基板
表面にS、Zn、Sr、ZnS、反応生成したSrSお
よびこれらのクラスターが供給される。基板の温度が高
いと、S、Zn、ZnS、およびこれらのクラスター付
着係数は、1以下であり、基板表面で再蒸発し、ZnS
薄膜は形成されない。しかしながら、SrSおよびその
クラスターの付着係数は、ほぼ1であり、基板表面にS
rS薄膜が形成される。この際、S、Zn、ZnSは、
基板表面に飛来して拡散し、再蒸発するが、表面拡散中
にSrS薄膜にS成分を供給する。したがって、ZnS
薄膜は形成されずに、硫黄不足を生じないSrS薄膜が
得られる。
In the present invention, ZnS is a sulfur source for the SrS thin film. That is, S, Zn, Sr, ZnS, SrS produced by the reaction, and these clusters are supplied to the substrate surface from the Sr metal source and the ZnS source. When the temperature of the substrate is high, S, Zn, ZnS, and their cluster adhesion coefficients are 1 or less and re-evaporate on the substrate surface, and ZnS
No thin film is formed. However, the adhesion coefficient of SrS and its cluster is almost 1, and SrS
An rS thin film is formed. At this time, S, Zn, and ZnS are:
Although it flies and diffuses on the substrate surface and re-evaporates, it supplies the S component to the SrS thin film during surface diffusion. Therefore, ZnS
An SrS thin film that does not cause sulfur deficiency without forming a thin film is obtained.

【0021】本発明では、SrS組成制御が可能になる
ばかりか、SrSの結晶性も向上する。SrS薄膜のS
rとSが1:1になるため結晶性が高くなるのと同時
に、基板表面でのS、Zn、Sr、ZnS、SrSおよ
びこれらのクラスターの表面拡散により、それぞれの元
素が安定な結晶サイトに位置してゆくため、高結晶性の
薄膜が得られる。ELは、高電界の下での発光現象であ
るため、高輝度の蛍光体薄膜を得るためには、母体材料
の結晶を高める必要がある。本発明によると、イオウの
供給源としてZnSを用いるだけで、容易に高結晶化が
可能になる。また、H2S、Sなどのガスを導入しても
よい。
According to the present invention, not only the SrS composition can be controlled, but also the crystallinity of SrS is improved. S of SrS thin film
At the same time, the crystallinity is increased due to the ratio of r and S being 1: 1. At the same time, S, Zn, Sr, ZnS, SrS and the surface diffusion of these clusters on the substrate surface make each element a stable crystal site. Since it is located, a highly crystalline thin film can be obtained. Since EL is a light emission phenomenon under a high electric field, it is necessary to increase the crystal of the base material in order to obtain a high-luminance phosphor thin film. According to the present invention, high crystallization can be easily achieved only by using ZnS as a sulfur supply source. Further, a gas such as H 2 S or S may be introduced.

【0022】発光層において、高輝度化には、高結晶性
の母体材料に、欠陥を含まない形で発光中心を添加する
必要がある。例えば、SrS中のCeを例にとると、C
eは、3価と4価の電子状態をとるが、Ceを発光する
Ce3+ として添加する必要がある。SrS母体材料結
晶は、NaCl型結晶構造であり、Ceを添加すると、
Srの位置に置換し、ドーピングされる。このとき、S
2+ とCe3+ とでは、イオン価が異なるためにSr位
置に空孔を生じ、さらには、Ceが発光に寄与しないC
4+ 形でドーピングされてしまう。
In the light emitting layer, in order to increase the luminance, it is necessary to add a light emitting center to a highly crystalline base material in a form containing no defect. For example, taking Ce in SrS as an example, C
e has a trivalent and tetravalent electronic state, and needs to be added as Ce 3+ which emits Ce. The SrS host material crystal has a NaCl type crystal structure, and when Ce is added,
It is substituted at the position of Sr and is doped. At this time, S
Since r 2+ and Ce 3+ have different ionic valencies, vacancies are generated at the Sr position.
e 4+ doping.

【0023】ここで、本発明では、蒸発源から供給され
たZnイオン、Zn、それらのクラスターがCe置換に
より発生したSr空孔のサイトに位置し、欠陥を減少さ
せ、また、発光しないCe4+ の発生を防ぐ。過剰のZ
nは、再蒸発により、膜に取り込まれず、適量が母体材
料にドーピングされる。したがって、欠陥が少なく、C
3+ が効果的にドーピングされるため、輝度の高い発
光層が得られる。
Here, in the present invention, Zn ions, Zn and their clusters supplied from the evaporation source are located at the site of the Sr vacancy generated by Ce substitution, thereby reducing defects and Ce 4 which does not emit light. Prevent the occurrence of + . Excess Z
n is not taken into the film by re-evaporation, and an appropriate amount is doped into the base material. Therefore, there are few defects and C
Since e 3+ is effectively doped, a light emitting layer with high luminance can be obtained.

【0024】このように、本発明では、蒸発した高純度
金属Srに対し、ZnSは、イオウの供給源としての働
きと、不純物物質のキャリアーすなわちZnS蒸気にC
eを混入し供給する働きを有する。
As described above, according to the present invention, ZnS acts as a sulfur supply source with respect to the evaporated high-purity metal Sr, and the carrier of the impurity substance, that is, ZnS vapor is converted into ZnS vapor.
It has the function of mixing and supplying e.

【0025】なお、各温度でのZnSとSrSの付着係
数差を用い、ZnSの一部のみ再蒸発する基板温度条件
で、薄膜を形成することにより、SrS+ZnS混合薄
膜の形成も可能である。
It is possible to form an SrS + ZnS mixed thin film by forming a thin film using the difference in the adhesion coefficient between ZnS and SrS at each temperature and under the substrate temperature condition in which only part of ZnS is re-evaporated.

【0026】形成された硫化物蛍光薄膜は、高結晶性の
薄膜であることが好ましく、形成される材料にもよる
が、特にNaCl型の結晶構造を有し、(100)配向
した結晶薄膜であることが好ましい。結晶性の評価は、
例えばX線回折により行うことができる。結晶性をあげ
るためには、できるだけ基板温度高温にする。また、薄
膜形成後の真空中、N2 中、Ar中、S蒸気中、H2
中などでのアニールも効果的である。
The formed sulfide fluorescent thin film is preferably a highly crystalline thin film, and although it depends on the material to be formed, it is particularly a (100) -oriented crystalline thin film having a NaCl-type crystal structure. Preferably, there is. Evaluation of crystallinity
For example, it can be performed by X-ray diffraction. In order to increase the crystallinity, the substrate temperature should be as high as possible. In addition, in a vacuum, N 2 , Ar, S vapor, H 2 S
Annealing in the middle is also effective.

【0027】発光層の膜厚としては、特に制限されるも
のではないが、厚すぎると駆動電圧が上昇し、薄すぎる
と発光効率が低下する。具体的には、蛍光材料にもよる
が、好ましくは100〜1000nm、特に150〜70
0nm程度である。
The thickness of the light emitting layer is not particularly limited, but if it is too thick, the driving voltage increases, and if it is too thin, the luminous efficiency decreases. Specifically, although it depends on the fluorescent material, it is preferably 100 to 1000 nm, particularly 150 to 70 nm.
It is about 0 nm.

【0028】蒸着時の圧力は好ましくは1.33×10
-4〜1.33×10-1 Pa(1×10-6〜1×10-3Tor
r)である。
The pressure during the deposition is preferably 1.33 × 10
-4 to 1.33 × 10 -1 Pa (1 × 10 -6 to 1 × 10 -3 Tor
r).

【0029】また、必要により蒸着時に基板を移動、ま
たは回転させてもよい。基板を移動、回転させることに
より、膜組成が均一となり、膜厚分布のバラツキが少な
くなる。
Further, the substrate may be moved or rotated at the time of vapor deposition, if necessary. By moving and rotating the substrate, the film composition becomes uniform, and the variation in the film thickness distribution is reduced.

【0030】基板を回転させる場合、基板の回転数とし
ては、好ましくは10回/min 以上、より好ましくは1
0〜50回/min 、特に10〜30回/min 程度であ
る。基板の回転数が速すぎると、真空チャンバーへの導
入時にシール性などの問題が発生しやすくなる。また、
遅すぎると槽内の膜厚方向に組成ムラが生じ、作製した
発光層の特性が低下してくる。基板を回転させる回転手
段としては、モータ、油圧回転機構等の動力源と、ギ
ア、ベルト、プーリー等を組み合わせた動力伝達機構・
減速機構等を用いた公知の回転機構により構成すること
ができる。
When the substrate is rotated, the rotation speed of the substrate is preferably 10 times / min or more, more preferably 1 rotation / min.
It is about 0 to 50 times / min, especially about 10 to 30 times / min. If the number of rotations of the substrate is too high, problems such as sealing properties tend to occur when the substrate is introduced into the vacuum chamber. Also,
If it is too slow, composition unevenness occurs in the film thickness direction in the tank, and the characteristics of the produced light emitting layer deteriorate. As a rotating means for rotating the substrate, a power source such as a motor, a hydraulic rotating mechanism, and a power transmission mechanism combining a gear, a belt, a pulley, etc.
It can be constituted by a known rotation mechanism using a reduction mechanism or the like.

【0031】抵抗加熱またはK−セル蒸発源の”るつ
ぼ”ないしボートは蒸着される材料と容易に化学反応せ
ず、所定の温度に耐えうるものが好ましく、例えばパイ
ロライティックボロンナイトライド(PBN)、アルミ
ナ、マグネシア等のセラミックス、石英等が挙げられ、
特にアルミナ等が好ましい。
The "crucible" or boat of the resistive heating or K-cell evaporation source is preferably one which does not easily react chemically with the material to be deposited and can withstand a predetermined temperature, for example, pyrolytic boron nitride (PBN). , Alumina, ceramics such as magnesia, quartz and the like,
Particularly, alumina and the like are preferable.

【0032】蒸発源や基板を加熱する加熱手段は所定の
熱容量、反応性等を備えたものであればよく、例えばタ
ンタル線ヒータ、シースヒータ、カーボンヒータ等が挙
げられる。加熱手段による加熱温度は、好ましくは10
0〜1400℃程度、温度制御の精度は、1000℃で
±1℃、好ましくは±0.5℃程度である。
The heating source for heating the evaporation source and the substrate may be any one having a predetermined heat capacity, reactivity, etc., and examples thereof include a tantalum wire heater, a sheath heater, and a carbon heater. The heating temperature by the heating means is preferably 10
The temperature control accuracy is about ± 1 ° C. at 1000 ° C., preferably about ± 0.5 ° C.

【0033】本発明の発光層を形成するための装置の構
成例を図1に示す。図において、真空層11内には、発
光層が形成される基板12と、ストロンチウム蒸発源と
なるK−セル14、および硫化亜鉛蒸発源となるEB蒸
発源15が配置されている。真空槽11は、排気ポート
11aを有し、この排気ポートからの排気により、真空
槽11内を所定の真空度にできるようになっている。
FIG. 1 shows a structural example of an apparatus for forming a light emitting layer of the present invention. In the figure, a vacuum layer 11 includes a substrate 12 on which a light emitting layer is formed, a K-cell 14 as a strontium evaporation source, and an EB evaporation source 15 as a zinc sulfide evaporation source. The vacuum chamber 11 has an exhaust port 11a, and the inside of the vacuum chamber 11 can be set to a predetermined degree of vacuum by exhausting from the exhaust port.

【0034】基板12は基板ホルダー12aに固定さ
れ、この基板ホルダー12aの固定軸12bは図示しな
い回転軸固定手段により、真空槽11内の真空度を維持
しつつ、外部から回転自在に固定されている。そして、
図示しない回転手段により、必要に応じて所定の回転数
で回転可能なようななっている。また、基板ホルダー1
2aには、ヒーター線などにより構成される加熱手段1
3が密着・固定されていて、基板を所望の温度に加熱、
保持できるようになっている。
The substrate 12 is fixed to a substrate holder 12a, and a fixed shaft 12b of the substrate holder 12a is rotatably fixed from the outside while maintaining the degree of vacuum in the vacuum chamber 11 by rotating shaft fixing means (not shown). I have. And
Rotation means (not shown) enables rotation at a predetermined rotation number as required. Also, the substrate holder 1
2a is a heating means 1 composed of a heater wire or the like.
3 is closely attached and fixed, and heats the substrate to a desired temperature;
It can be held.

【0035】ストロンチウム蒸発源となるK−セル14
には、蒸発材料となるストロンチウム金属材料14aが
納められている。このK−セル14は、図示しない加熱
手段により加熱され、所望の蒸発速度で金属材料を蒸発
させるようになっている。硫化亜鉛蒸発手段となるEB
(エレクトロンビーム)蒸発源15は、発光中心の添加
された硫化亜鉛15aが納められる”るつぼ”50と電
子放出用のフィラメント51aを内蔵した電子銃51と
を有する。この電子銃51には、交流電源52およびバ
イアス電源53が接続されている。
K-cell 14 serving as a strontium evaporation source
Contains a strontium metal material 14a to be an evaporation material. The K-cell 14 is heated by a heating means (not shown) and evaporates the metal material at a desired evaporation rate. EB to be zinc sulfide evaporation means
(Electron beam) The evaporation source 15 has a "crucible" 50 in which zinc sulfide 15a to which an emission center is added is stored, and an electron gun 51 having a built-in filament 51a for emitting electrons. An AC power supply 52 and a bias power supply 53 are connected to the electron gun 51.

【0036】このような装置を用い、K−セル14から
蒸発させたストロンチウム材料の蒸気とEB蒸発源15
から蒸発させた酸化亜鉛蒸気とを基板12上に堆積、結
合させ、発光層が形成される。そのとき、必要により基
板12を回転させることにより、堆積される発光層の組
成と膜厚分布をより均一なものとすることができる。
Using such a device, the strontium material vapor evaporated from the K-cell 14 and the EB evaporation source 15
The vaporized zinc oxide vapor is deposited and combined on the substrate 12 to form a light emitting layer. At that time, by rotating the substrate 12 as necessary, the composition and the film thickness distribution of the light emitting layer to be deposited can be made more uniform.

【0037】以上述べたように、本発明の蒸着による製
造方法、製造装置によると、高輝度に発光する蛍光体薄
膜が容易に形成可能となる。
As described above, according to the manufacturing method and the manufacturing apparatus by vapor deposition of the present invention, it is possible to easily form a phosphor thin film emitting light with high luminance.

【0038】本発明の発光層3を用いて無機EL素子を
得るには、例えば、図2に示すような構造とすればよ
い。基板1、電極5.6、厚膜絶縁層2,薄膜絶縁層4
のそれぞれの間には、密着を上げるための層、応力を緩
和するための層、反応を防止する層、など中間層を設け
てもよい。また厚膜表面は研磨したり、平坦化層を用い
るなどして平坦性を向上させてもよい。
In order to obtain an inorganic EL device using the light emitting layer 3 of the present invention, for example, a structure as shown in FIG. 2 may be used. Substrate 1, electrode 5.6, thick insulating layer 2, thin insulating layer 4
Between them, an intermediate layer such as a layer for increasing adhesion, a layer for relaxing stress, a layer for preventing a reaction, and the like may be provided. The surface of the thick film may be polished or a flattening layer may be used to improve the flatness.

【0039】図2は本発明の発光層を用いた無機EL素
子の構造を示す一部断面斜視図である。図2において、
基板1上には所定パターンの下部電極5が形成されてい
て、この下部電極5上に厚膜の第1の絶縁層(厚膜誘電
体層)2が形成されている。また、この第1の絶縁層2
上には、発光層3、第2の絶縁層(薄膜誘電体層)4が
順次形成されるとともに、第2の絶縁層4上に前記下部
電極5とマトリクス回路を構成するように上部電極6が
所定パターンで形成されている。
FIG. 2 is a partially sectional perspective view showing the structure of an inorganic EL device using the light emitting layer of the present invention. In FIG.
A lower electrode 5 having a predetermined pattern is formed on a substrate 1, and a thick first insulating layer (thick film dielectric layer) 2 is formed on the lower electrode 5. In addition, the first insulating layer 2
A light emitting layer 3 and a second insulating layer (thin film dielectric layer) 4 are sequentially formed thereon, and an upper electrode 6 is formed on the second insulating layer 4 so as to form a matrix circuit with the lower electrode 5. Are formed in a predetermined pattern.

【0040】基板として用いる材料は、厚膜形成温度、
およびEL蛍光層の形成温度、EL素子のアニール温度
に耐えうる耐熱温度ないし融点が600℃以上、好まし
くは700℃以上、特に800℃以上の基板を用い、そ
の上に形成されるEL素子が形成でき、所定の強度を維
持できるものであれば特に限定されるものではない。具
体的には、アルミナ(Al23 )、フォルステライト
(2MgO・SiO2)、ステアタイト(MgO・Si
2 )、ムライト(3Al23 ・2SiO2)、ベリリ
ア(BeO)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化シリ
コン(SiN)、炭化シリコン(SiC+BeO)等の
セラミック基板、結晶化ガラスなど耐熱性ガラス基板を
挙げることができる。これらの耐熱温度はいずれも10
00℃程度以上である。これらのなかでも特にアルミナ
基板、結晶化ガラスが好ましく、熱伝導性が必要な場合
にはベリリア、窒化アルミニウム、炭化シリコン等が好
ましい。
The material used for the substrate is a thick film forming temperature,
A substrate having a heat-resistant temperature or a melting point of not less than 600 ° C., preferably not less than 700 ° C., especially not less than 800 ° C., which can withstand the formation temperature of the EL fluorescent layer and the annealing temperature of the EL element, is used to form the EL element formed thereon. It is not particularly limited as long as it can maintain a predetermined strength. Specifically, alumina (Al 2 O 3 ), forsterite (2MgO.SiO 2 ), steatite (MgO.Si)
O 2 ), mullite (3Al 2 O 3 .2SiO 2 ), beryllia (BeO), aluminum nitride (AlN), silicon nitride (SiN), ceramic substrate such as silicon carbide (SiC + BeO), heat-resistant glass substrate such as crystallized glass Can be mentioned. Each of these heat-resistant temperatures is 10
It is about 00 ° C or more. Among these, an alumina substrate and crystallized glass are particularly preferable, and when thermal conductivity is required, beryllia, aluminum nitride, silicon carbide and the like are preferable.

【0041】また、このほかに、石英、熱酸化シリコン
ウエハー等、チタン、ステンレス、インコネル、鉄系な
どの金属基板を用いることもできる。金属等の導電性基
板を用いる場合には、基板上に内部に電極を有した厚膜
を形成した構造が好ましい。
In addition, a metal substrate made of titanium, stainless steel, inconel, iron, or the like, such as quartz or thermally oxidized silicon wafer, can also be used. When a conductive substrate such as a metal substrate is used, a structure in which a thick film having electrodes inside is formed on the substrate is preferable.

【0042】誘電体厚膜材料(第1の絶縁層)として
は、公知の誘電体厚膜材料を用いることができる。さら
に比較的誘電率の大きな材料が好ましい。
As the dielectric thick film material (first insulating layer), a known dielectric thick film material can be used. Further, a material having a relatively large dielectric constant is preferable.

【0043】例えばチタン酸鉛系、ニオブ酸鉛系、チタ
ン酸バリウム系等の材料を用いることができる。
For example, materials such as lead titanate, lead niobate, and barium titanate can be used.

【0044】誘電体厚膜の抵抗率としては、108 Ω・
cm以上、特に1010〜1018 Ω・cm程度である。また
比較的高い誘電率を有する物質であることが好ましく、
その誘電率εとしては、好ましくはε=100〜100
00程度である。膜厚としては、5〜50μm が好まし
く、10〜30μm が特に好ましい。
The resistivity of the dielectric thick film is 10 8 Ω ·
cm or more, particularly about 10 10 to 10 18 Ω · cm. It is also preferable that the material has a relatively high dielectric constant,
The dielectric constant ε is preferably ε = 100 to 100
It is about 00. The film thickness is preferably from 5 to 50 μm, particularly preferably from 10 to 30 μm.

【0045】絶縁層厚膜の形成方法は、特に限定され
ず、10〜50μm 厚の膜が比較的容易に得られる方法
が良いが、ゾルゲル法、印刷焼成法などが好ましい。
The method for forming the insulating layer thick film is not particularly limited, and a method in which a film having a thickness of 10 to 50 μm can be obtained relatively easily is preferable, but a sol-gel method, a printing and baking method and the like are preferable.

【0046】印刷焼成法による場合には、材料の粒度を
適当に揃え、バインダーと混合し、適当な粘度のペース
トとする。このペーストを基板上にスクリーン印刷法に
より形成し、乾燥させる。このグリーンシートを適当な
温度で焼成し、厚膜を得る。
In the case of the printing and baking method, the particle size of the material is appropriately adjusted and mixed with a binder to obtain a paste having an appropriate viscosity. This paste is formed on a substrate by a screen printing method and dried. The green sheet is fired at an appropriate temperature to obtain a thick film.

【0047】薄膜絶縁層(第2の絶縁層)の構成材料と
しては、例えば酸化シリコン(SiO2)、窒化シリコ
ン(SiN)、酸化タンタル(Ta25)、チタン酸ス
トロンチウム(SrTiO3)、酸化イットリウム(Y2
3)、チタン酸バリウム(BaTiO3)、チタン酸鉛
(PbTiO3)、PZT、ジルコニア(ZrO2)、シ
リコンオキシナイトライド(SiON)、アルミナ(A
23)、ニオブ酸鉛、PMN−PT系材料等およびこ
れらの多層または混合薄膜を挙げることができ、これら
の材料で絶縁層を形成する方法としては、蒸着法、スパ
ッタ法、CVD法、ゾルゲル法、印刷焼成法など既存の
方法を用いればよい。この場合の絶縁層の膜厚として
は、好ましくは50〜1000nm、特に100〜500
nm程度である。
As a constituent material of the thin film insulating layer (second insulating layer), for example, silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiN), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), Yttrium oxide (Y 2
O 3 ), barium titanate (BaTiO 3 ), lead titanate (PbTiO 3 ), PZT, zirconia (ZrO 2 ), silicon oxynitride (SiON), alumina (A
l 2 O 3), lead niobate, PMN-PT based material and can be exemplified these multilayer or mixed thin film, as a method of forming an insulating layer with these materials, vapor deposition, sputtering, CVD An existing method such as a sol-gel method or a printing and baking method may be used. In this case, the thickness of the insulating layer is preferably 50 to 1000 nm, particularly 100 to 500 nm.
It is about nm.

【0048】電極(下部電極)は、少なくとも基板側ま
たは第1の誘電体内に形成される。厚膜形成時、さらに
発光層と共に熱処理の高温下にさらされる電極層は、主
成分としてパラジウム、ロジウム、イリジウム、レニウ
ム、ルテニウム、白金、タンタル、ニッケル、クロム、
チタン等の通常用いられている金属電極を用いればよ
い。
The electrode (lower electrode) is formed at least on the substrate side or in the first dielectric. When forming a thick film, the electrode layer exposed to the high temperature of the heat treatment together with the light emitting layer further includes palladium, rhodium, iridium, rhenium, ruthenium, platinum, tantalum, nickel, chromium, as a main component.
A commonly used metal electrode such as titanium may be used.

【0049】また、上部電極となる他の電極層は、通
常、発光を基板と反対側から取り出すため、所定の発光
波長域で透光性を有する透明な電極が好ましい。透明電
極は、基板が透明であれば、発光光を基板側から取り出
すことが可能なため下部電極に用いてもよい。この場
合、ZnO、ITOなどの透明電極を用いることが特に
好ましい。ITOは、通常In2 3 とSnOとを化学
量論組成で含有するが、O量は多少これから偏倚してい
てもよい。In2 3 に対するSnO2 の混合比は、1
〜20wt%、さらには5〜12wt%が好ましい。また、
IZOでのIn2 3 に対するZnOの混合比は、通
常、12〜32wt%程度である。
The other electrode layer serving as the upper electrode has
Normally, the light emission is taken out from the opposite side of the substrate,
A transparent electrode having a light-transmitting property in a wavelength range is preferable. Transparent
The pole takes out the emitted light from the substrate side if the substrate is transparent
It may be used for the lower electrode because it can be used. This place
In particular, it is particularly preferable to use a transparent electrode such as ZnO or ITO.
preferable. ITO is usually InTwoOThreeChemistry with SnO
Although it is contained in a stoichiometric composition, the O content is slightly deviated from this.
You may. InTwoOThreeSnO againstTwoIs 1
-20 wt%, more preferably 5-12 wt%. Also,
In at IZOTwoO ThreeThe mixing ratio of ZnO to
Usually, it is about 12 to 32% by weight.

【0050】また、電極は、シリコンを有するものでも
良い。このシリコン電極層は、多結晶シリコン(p−S
i)であっても、アモルファス(a−Si)であっても
よく、必要により単結晶シリコンであってもよい。
Further, the electrode may have silicon. This silicon electrode layer is made of polycrystalline silicon (p-S
i) or amorphous (a-Si), and if necessary, single crystal silicon.

【0051】電極は、主成分のシリコンに加え、導電性
を確保するため不純物をドーピングする。不純物として
用いられるドーパントは、所定の導電性を確保しうるも
のであればよく、シリコン半導体に用いられている通常
のドーパントを用いることができる。具体的には、B、
P、As、Sb、Al等が挙げられ、これらのなかで
も、特にB、P、As、SbおよびAlが好ましい。ド
ーパントの濃度としては0.001〜5at%程度が好ま
しい。
The electrodes are doped with impurities in order to ensure conductivity, in addition to silicon as the main component. The dopant used as the impurity only needs to be able to secure predetermined conductivity, and a normal dopant used for a silicon semiconductor can be used. Specifically, B,
Examples thereof include P, As, Sb, and Al. Among them, B, P, As, Sb, and Al are particularly preferable. The concentration of the dopant is preferably about 0.001 to 5 at%.

【0052】これらの材料で電極層を形成する方法とし
ては、蒸着法、スパッタ法、CVD法、ゾルゲル法、印
刷焼成法など既存の方法を用いればよいが、特に、基板
上に内部に電極を有した厚膜を形成した構造を作製する
場合、誘電体厚膜と同じ方法が好ましい。
As a method for forming an electrode layer from these materials, existing methods such as a vapor deposition method, a sputtering method, a CVD method, a sol-gel method, and a printing and baking method may be used. In particular, an electrode is formed inside a substrate. When fabricating a structure having a thick film having the same, the same method as that for forming a dielectric thick film is preferable.

【0053】電極層の好ましい抵抗率としては、発光層
に効率よく電界を付与するため、1Ω・cm以下、特に
0.003〜0.1Ω・cmである。電極層の膜厚として
は、形成する材料にもよるが、好ましくは50〜200
0nm、特に100〜1000nm程度である。
The preferable resistivity of the electrode layer is 1 Ω · cm or less, particularly 0.003 to 0.1 Ω · cm in order to efficiently apply an electric field to the light emitting layer. The thickness of the electrode layer depends on the material to be formed, but is preferably from 50 to 200.
0 nm, especially about 100 to 1000 nm.

【0054】以上、本発明の発光層を無機EL素子に応
用する場合について説明したが、本発明の発光層を用い
ることが可能な素子であれば他の形態の素子、ディスプ
レイに応用することも可能である。
The case where the light emitting layer of the present invention is applied to an inorganic EL device has been described above. However, as long as the light emitting layer of the present invention can be used, the present invention can be applied to other types of devices and displays. It is possible.

【0055】[0055]

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。 〔実施例1〕図1に本発明の製造方法に用いることがで
きる蒸着装置の一例を示す。Ceを0.04 mol%添加
したZnSペレットを入れたEB源15、金属Srを入
れたK−セル14を真空槽11内に設け、それぞれの源
より同時に蒸発させ、650℃に加熱し、回転させた基
板上にSrS:Ce層を成膜した。各々の蒸発源の蒸発
速度は、 mol/sec でZnS:Srの比が3:1になる
ように調節した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail by showing specific examples of the present invention. Embodiment 1 FIG. 1 shows an example of a vapor deposition apparatus that can be used in the manufacturing method of the present invention. An EB source 15 containing ZnS pellets containing 0.04 mol% of Ce and a K-cell 14 containing metal Sr are provided in the vacuum chamber 11 and are simultaneously evaporated from the respective sources, heated to 650 ° C., and rotated. An SrS: Ce layer was formed on the substrate thus formed. The evaporation rate of each evaporation source was adjusted so that the ratio of ZnS: Sr was 3: 1 in mol / sec.

【0056】SrS:Ce薄膜を蛍光X線分析により組
成分析した結果、原子比でSr:Zn:S:Ce=4
9.74:0.10:50.10:0.11であった。
X線回折によるとNaCl型の結晶構造を有し、(10
0)配向した結晶薄膜であることがわかった。
As a result of composition analysis of the SrS: Ce thin film by X-ray fluorescence analysis, Sr: Zn: S: Ce = 4 in atomic ratio.
9.74: 0.10: 50.10: 0.11.
According to X-ray diffraction, it has a NaCl-type crystal structure, and (10
0) It was found that the crystal thin film was oriented.

【0057】さらにこの発光層を用いたEL素子を作製
した。電極に1KHzのパルス幅50μSの電界を印加す
ることにより、300cd/m2 の発光輝度が再現良く得
られた。
Further, an EL device using the light emitting layer was manufactured. By applying a 1 KHz electric field having a pulse width of 50 μS to the electrode, a light emission luminance of 300 cd / m 2 was obtained with good reproducibility.

【0058】比較のため、本発明によらず、従来例のS
rS:Ceペレットを用い、650℃の基板温度でSガ
スを導入しつつ形成した発光層では、15cd/m2 であ
り、本発明の効果が明白に現れた。
For comparison, the conventional S
The light emitting layer formed using rS: Ce pellets while introducing S gas at a substrate temperature of 650 ° C. was 15 cd / m 2 , and the effect of the present invention was clearly exhibited.

【0059】以上の実施例から明らかなように、蛍光体
薄膜の母体材料である硫化物の硫黄不足と不純物の混入
を解決し、輝度の高い発光層が得られることがわかる。
このような薄膜を用いたEL素子は、発光特性に優れ、
特に、多色EL素子やフルカラーEL素子を形成する
際、再現良く発光層を製造することができ、実用的価値
が大きい。
As is clear from the above examples, it can be understood that a sulfur deficiency as a base material of the phosphor thin film and the incorporation of impurities can be solved and a light emitting layer with high luminance can be obtained.
An EL element using such a thin film has excellent light-emitting characteristics,
In particular, when a multicolor EL element or a full-color EL element is formed, a light-emitting layer can be manufactured with good reproducibility, which is of great practical value.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、硫黄不足
と不純物の混入を抑制した硫化物薄膜が得られるため、
発光輝度、効率、色紙度に優れた発光層の製造方法、お
よび製造装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a sulfide thin film in which sulfur deficiency and contamination of impurities are suppressed.
It is possible to provide a method and an apparatus for manufacturing a light-emitting layer having excellent light-emitting luminance, efficiency, and color strength.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の方法が適用可能な装置、または本発明
の製造装置の構成例を示す概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an apparatus to which a method of the present invention can be applied or a configuration example of a manufacturing apparatus of the present invention.

【図2】本発明の方法、装置により製造可能な無機EL
素子の構成例を示す一部断面図である。
FIG. 2 is an inorganic EL that can be manufactured by the method and apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration example of an element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 第1の絶縁層(誘電体層) 3 蛍光体薄膜(発光層) 4 第2の絶縁層(誘電体層) 5 下部電極 6 上部電極(透明電極) 11 真空槽 12 基板 13 加熱手段 14 K−セル 15 EB蒸発源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 1st insulating layer (dielectric layer) 3 Phosphor thin film (light emitting layer) 4 2nd insulating layer (dielectric layer) 5 Lower electrode 6 Upper electrode (transparent electrode) 11 Vacuum tank 12 Substrate 13 Heating means 14 K-cell 15 EB evaporation source

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05B 33/10 H05B 33/10 33/14 33/14 Z Fターム(参考) 3K007 AB02 AB03 AB04 AB15 BA06 CA01 CA02 CA04 CB01 DA05 DB01 DB02 DC01 DC04 EA04 EC01 EC02 EC03 EC04 FA00 FA01 FA03 4H001 CF01 XA16 XA38 YA58 4K029 AA24 BA02 BA51 BB02 CA02 DB03 DB05 EA08 JA08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H05B 33/10 H05B 33/10 33/14 33/14 Z F-term (Reference) 3K007 AB02 AB03 AB04 AB15 BA06 CA01 CA02 CA04 CB01 DA05 DB01 DB02 DC01 DC04 EA04 EC01 EC02 EC03 EC04 FA00 FA01 FA03 4H001 CF01 XA16 XA38 YA58 4K029 AA24 BA02 BA51 BB02 CA02 DB03 DB05 EA08 JA08

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 蒸着法により形成する硫化物発光層の製
造方法であって、 少なくともストロンチウム蒸発源と、発光中心が添加さ
れた硫化亜鉛蒸発源とを有し、 これらの蒸発源の各々からストロンチウムおよび硫化亜
鉛原料を蒸発させ、基板上に堆積する際にそれぞれの原
料物質を結合させて硫化物発光層を得る硫化物発光層の
製造方法。
1. A method for producing a sulfide light emitting layer formed by a vapor deposition method, comprising: at least a strontium evaporation source; and a zinc sulfide evaporation source to which a luminescent center is added. And a method for producing a sulfide light-emitting layer by evaporating a zinc sulfide raw material and combining the respective raw materials when depositing on a substrate to obtain a sulfide light-emitting layer.
【請求項2】 基板温度を350℃以上として硫化物発
光層を形成する請求項1の硫化物発光層の製造方法。
2. The method for producing a sulfide light emitting layer according to claim 1, wherein the sulfide light emitting layer is formed at a substrate temperature of 350 ° C. or higher.
【請求項3】 成膜時に基板を回転させる請求項1また
は2の硫化物発光層の製造方法。
3. The method for producing a sulfide light emitting layer according to claim 1, wherein the substrate is rotated during film formation.
【請求項4】 真空槽と、この真空槽内に少なくともス
トロンチウムを蒸発させるためのクヌーセンセル蒸発源
と、硫化亜鉛を蒸発させるためのエレクトロンビーム蒸
発源と、 これらの蒸発源から蒸発した材料が堆積する基板と、 前記基板の温度を350℃以上に加熱する加熱手段とを
有する硫化物発光層の製造装置。
4. A vacuum chamber, a Knudsen cell evaporation source for evaporating at least strontium, an electron beam evaporation source for evaporating zinc sulfide, and materials evaporated from these evaporation sources are deposited in the vacuum chamber. An apparatus for producing a sulfide light-emitting layer, comprising: a substrate to be heated; and heating means for heating the temperature of the substrate to 350 ° C. or higher.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007153996A (en) * 2005-12-02 2007-06-21 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Method for producing fluorescent substance and fluorescent substance produced thereby
US7394191B2 (en) 2003-07-15 2008-07-01 Hitachi Displays, Ltd. Image display device having a long-life phosphor layer

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