JP2928773B2 - Ｅｌディスプレイ素子の製造方法 - Google Patents
Ｅｌディスプレイ素子の製造方法Info
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- JP2928773B2 JP2928773B2 JP10081437A JP8143798A JP2928773B2 JP 2928773 B2 JP2928773 B2 JP 2928773B2 JP 10081437 A JP10081437 A JP 10081437A JP 8143798 A JP8143798 A JP 8143798A JP 2928773 B2 JP2928773 B2 JP 2928773B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、計器類のバッ
クライト用の面発光源などに使用されるＥＬ(Electrolu
minescence）ディスプレイ素子の製造方法に関する。
クライト用の面発光源などに使用されるＥＬ(Electrolu
minescence）ディスプレイ素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】ＥＬディスプレイ素子の製造方法として、
有機亜鉛化合物とＨ2 Ｓ又は有機硫黄化合物などを用い
た有機金属気相成長(Metal Organic Chemical Vapor De
position：以下、ＭＯＣＶＤという）法が、高品質の薄
膜が均一で且つ、大面積なものが安価に製造できるとし
て注目されつつある。
有機亜鉛化合物とＨ2 Ｓ又は有機硫黄化合物などを用い
た有機金属気相成長(Metal Organic Chemical Vapor De
position：以下、ＭＯＣＶＤという）法が、高品質の薄
膜が均一で且つ、大面積なものが安価に製造できるとし
て注目されつつある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
ガス状原料を用いた気相成長法によって発光層を形成す
る方法において、発光層を効率よく形成できる方法を提
供することにある。
ガス状原料を用いた気相成長法によって発光層を形成す
る方法において、発光層を効率よく形成できる方法を提
供することにある。
【０００４】
【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、絶縁基板の上方に発光層を具えるＥｌ
ディスプレイ素子の製造方法において、発光層母体材料
となるII族元素原料ガス、VI族元素原料ガス及び発光中
心元素原料ガスをそれぞれ反応炉内に供給し、該反応炉
内でこれら原料ガスを反応させる気相成長法を用いて前
記発光層を形成するに当って、前記VI族元素原料ガスの
流れの内側に前記II族元素原料ガスの流れが存在するよ
うに、前記II族元素原料ガス及び前記VI族元素原料ガス
を前記反応炉内に供給する方法及び装置を特徴とするも
のである。
の発明の構成は、絶縁基板の上方に発光層を具えるＥｌ
ディスプレイ素子の製造方法において、発光層母体材料
となるII族元素原料ガス、VI族元素原料ガス及び発光中
心元素原料ガスをそれぞれ反応炉内に供給し、該反応炉
内でこれら原料ガスを反応させる気相成長法を用いて前
記発光層を形成するに当って、前記VI族元素原料ガスの
流れの内側に前記II族元素原料ガスの流れが存在するよ
うに、前記II族元素原料ガス及び前記VI族元素原料ガス
を前記反応炉内に供給する方法及び装置を特徴とするも
のである。
【０００５】
【作用及び効果】上記構成によれば、II族元素原料ガス
がVI族元素原料ガスによって反応炉内に拡散するのを防
ぐことができる。即ち、II族元素原料ガスを絶縁基板上
に確実に到達させることができるようになる。このた
め、成膜される発光層の膜組成を均一なものとすること
ができる。
がVI族元素原料ガスによって反応炉内に拡散するのを防
ぐことができる。即ち、II族元素原料ガスを絶縁基板上
に確実に到達させることができるようになる。このた
め、成膜される発光層の膜組成を均一なものとすること
ができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】図２は本発明に係る薄膜ＥＬディ
スプレイ素子の製造方法を用いて形成された薄膜ＥＬデ
ィスプレイ素子の断面構造を示した模式図である。薄膜
ＥＬディスプレイ素子１０は、絶縁性基板であるガラス
基板１上に順次、以下の薄膜が積層形成され構成されて
いる。光学的に透明な酸化亜鉛( Ｚn Ｏ）から成る透明
電極２が形成され、その上面には、光学的に透明な五酸
化タンタル（Ｔa2Ｏ5)から成る第１絶縁層３、サマリウ
ム（Ｓm)が添加された硫化亜鉛( Ｚn Ｓ）から成る発光
層４、窒化シリコン（Ｓi3Ｎ4)から成る第２絶縁層５、
アルミニウム（Ａl)から成る背面電極６が形成されてい
る。
スプレイ素子の製造方法を用いて形成された薄膜ＥＬデ
ィスプレイ素子の断面構造を示した模式図である。薄膜
ＥＬディスプレイ素子１０は、絶縁性基板であるガラス
基板１上に順次、以下の薄膜が積層形成され構成されて
いる。光学的に透明な酸化亜鉛( Ｚn Ｏ）から成る透明
電極２が形成され、その上面には、光学的に透明な五酸
化タンタル（Ｔa2Ｏ5)から成る第１絶縁層３、サマリウ
ム（Ｓm)が添加された硫化亜鉛( Ｚn Ｓ）から成る発光
層４、窒化シリコン（Ｓi3Ｎ4)から成る第２絶縁層５、
アルミニウム（Ａl)から成る背面電極６が形成されてい
る。
【０００７】図１は、上述の薄膜ＥＬディスプレイ素子
１０の製造装置であるＭＯＣＶＤ装置を示した概略図で
ある。母体材料として硫化亜鉛( Ｚn Ｓ）、塩化サマリ
ウム( Ｓm Ｃl3）から成る発光中心物質１７を用いて薄
膜ＥＬディスプレイ素子の発光層を形成する場合につい
て以下に説明する。尚、塩化サマリウム( Ｓm Ｃl3）か
ら成る発光中心物質１７を還元すると共に反応炉１１内
へ輸送するためのガスに水素（Ｈ2)を使用した。又、母
体材料を形成する主原料にはジエチルジンク（ＤＥＺ：
有機亜鉛化合物）及び硫化水素( Ｈ2 Ｓ）を使用してＺ
n Ｓ：Ｓm から成る薄膜（発光層）を製造した。ＭＯＣ
ＶＤ装置１００は、反応炉１１の下部よりＤＥＺを供給
するためのノズル１２とＨ2 Ｓを供給するノズル１３と
を有している。図１から理解されるように、II族元素原
料ガスとしてのＤＥＺを供給するノズル１２の周囲には
VI族元素原料ガスとしてのＨ2 Ｓを供給するノズル１３
が配置されている。又、上部には回転可能なサセプタ１
８が設けられており、このサセプタ１８には薄膜が形成
される基板１９が配置されている。又、反応炉１１の側
面には、発光中心物質１７を供給するためのノズル１４
が設けられている。更に、ノズル１４の上流側には発光
中心物質１７を還元するための反応室１５が配置されて
いる。そして、上記ノズル１４及び反応室１５の周囲に
はそれら内部雰囲気温度を一定に保つことのできる加熱
ヒータ１６が巻装されている。更に、反応炉１１には図
示しない真空ポンプが接続されている。
１０の製造装置であるＭＯＣＶＤ装置を示した概略図で
ある。母体材料として硫化亜鉛( Ｚn Ｓ）、塩化サマリ
ウム( Ｓm Ｃl3）から成る発光中心物質１７を用いて薄
膜ＥＬディスプレイ素子の発光層を形成する場合につい
て以下に説明する。尚、塩化サマリウム( Ｓm Ｃl3）か
ら成る発光中心物質１７を還元すると共に反応炉１１内
へ輸送するためのガスに水素（Ｈ2)を使用した。又、母
体材料を形成する主原料にはジエチルジンク（ＤＥＺ：
有機亜鉛化合物）及び硫化水素( Ｈ2 Ｓ）を使用してＺ
n Ｓ：Ｓm から成る薄膜（発光層）を製造した。ＭＯＣ
ＶＤ装置１００は、反応炉１１の下部よりＤＥＺを供給
するためのノズル１２とＨ2 Ｓを供給するノズル１３と
を有している。図１から理解されるように、II族元素原
料ガスとしてのＤＥＺを供給するノズル１２の周囲には
VI族元素原料ガスとしてのＨ2 Ｓを供給するノズル１３
が配置されている。又、上部には回転可能なサセプタ１
８が設けられており、このサセプタ１８には薄膜が形成
される基板１９が配置されている。又、反応炉１１の側
面には、発光中心物質１７を供給するためのノズル１４
が設けられている。更に、ノズル１４の上流側には発光
中心物質１７を還元するための反応室１５が配置されて
いる。そして、上記ノズル１４及び反応室１５の周囲に
はそれら内部雰囲気温度を一定に保つことのできる加熱
ヒータ１６が巻装されている。更に、反応炉１１には図
示しない真空ポンプが接続されている。
【０００８】本実施形態においては、前記II族元素原料
ガスを前記反応炉の中央から供給し、前記VI族元素原料
ガスをその周囲から供給して前記VI族元素原料ガスの流
れの内側に前記II族元素原料ガスの流れが存在するよう
にした原料ガス供給方法を採用することにより、II族元
素原料ガスが反応炉内に拡散するのをVI族元素原料ガス
の流れによって好適に防ぐことができるようになる。す
なわち、同II族元素原料ガスを絶縁基板上に確実に到達
させることができるようになる。そしてこのため、成膜
される発光層の膜組成をより均一なものとすることがで
きるようになる。
ガスを前記反応炉の中央から供給し、前記VI族元素原料
ガスをその周囲から供給して前記VI族元素原料ガスの流
れの内側に前記II族元素原料ガスの流れが存在するよう
にした原料ガス供給方法を採用することにより、II族元
素原料ガスが反応炉内に拡散するのをVI族元素原料ガス
の流れによって好適に防ぐことができるようになる。す
なわち、同II族元素原料ガスを絶縁基板上に確実に到達
させることができるようになる。そしてこのため、成膜
される発光層の膜組成をより均一なものとすることがで
きるようになる。
【０００９】
【実施例】上述の構成から成るＭＯＣＶＤ装置１００を
用いて、基板１９上に前述の薄膜ＥＬディスプレイ素子
１０における発光層４となるＺn Ｓ：Ｓm 膜を形成し
た。尚、Ｚn Ｓ：Ｓm 膜の成膜条件としては、基板温度
350℃、Ｓm Ｃl3加熱温度 800℃、Ｓm Ｃl3キャリヤガ
ス流量 100sccm、反応室内圧力１Torr、ＤＥＺ導入速度
１×10-7mol/min 、Ｈ2 Ｓ導入速度 6.2×10-6mol/min
とした。上記各条件に設定した後、気相反応させたとこ
ろ基板１９上にＺn Ｓ：Ｓm 膜が形成された。又、同時
に反応室４内でＨ2 ガスにより還元された発光中心物質
Ｓm Ｃlx( ｘ＜３）は加熱蒸発し、その蒸発したＳm Ｃ
lxは上記Ｈ2 ガスにより反応炉１１内に輸送される。こ
の時、Ｓm Ｃl3加熱温度、キャリヤガス流量を調節する
ことにより、母体材料のＺn ＳのＺn と同じ価数をもつ
Ｓm Ｃl2を生成することができる。このように生成され
たＳm Ｃl2蒸気はＺn Ｓから成る気相中に取り込まれ、
上記Ｚn Ｓ膜中のＺn と容易に置換してＺn Ｓ：Ｓm か
ら成る薄膜（発光層）を形成することができた。つま
り、還元しない状態の発光中心物質Ｓm Ｃl3にて母体材
料Ｚn Ｓから成る気相中に取り込まれるのに比べ、所定
のドーピング濃度となるように母体材料Ｚn Ｓ中の格子
内に取り込まれることになる。また、図３は、このよう
にして得られた発光層を用いた薄膜ＥＬディスプレイ素
子１０の印加電圧と発光輝度との関係を示した特性図で
ある。尚、還元作用なしの状態で母体材料Ｚn Ｓ膜中に
発光中心物質を添加したものを発光層として用いた薄膜
ＥＬディスプレイ素子を従来品として示した。図から明
らかなように、本実施例の薄膜ＥＬディスプレイ素子の
製造方法を用いて形成された薄膜ＥＬディスプレイ素子
（本実施例品）の発光輝度は従来品に比べ1.7 倍に向上
した。
用いて、基板１９上に前述の薄膜ＥＬディスプレイ素子
１０における発光層４となるＺn Ｓ：Ｓm 膜を形成し
た。尚、Ｚn Ｓ：Ｓm 膜の成膜条件としては、基板温度
350℃、Ｓm Ｃl3加熱温度 800℃、Ｓm Ｃl3キャリヤガ
ス流量 100sccm、反応室内圧力１Torr、ＤＥＺ導入速度
１×10-7mol/min 、Ｈ2 Ｓ導入速度 6.2×10-6mol/min
とした。上記各条件に設定した後、気相反応させたとこ
ろ基板１９上にＺn Ｓ：Ｓm 膜が形成された。又、同時
に反応室４内でＨ2 ガスにより還元された発光中心物質
Ｓm Ｃlx( ｘ＜３）は加熱蒸発し、その蒸発したＳm Ｃ
lxは上記Ｈ2 ガスにより反応炉１１内に輸送される。こ
の時、Ｓm Ｃl3加熱温度、キャリヤガス流量を調節する
ことにより、母体材料のＺn ＳのＺn と同じ価数をもつ
Ｓm Ｃl2を生成することができる。このように生成され
たＳm Ｃl2蒸気はＺn Ｓから成る気相中に取り込まれ、
上記Ｚn Ｓ膜中のＺn と容易に置換してＺn Ｓ：Ｓm か
ら成る薄膜（発光層）を形成することができた。つま
り、還元しない状態の発光中心物質Ｓm Ｃl3にて母体材
料Ｚn Ｓから成る気相中に取り込まれるのに比べ、所定
のドーピング濃度となるように母体材料Ｚn Ｓ中の格子
内に取り込まれることになる。また、図３は、このよう
にして得られた発光層を用いた薄膜ＥＬディスプレイ素
子１０の印加電圧と発光輝度との関係を示した特性図で
ある。尚、還元作用なしの状態で母体材料Ｚn Ｓ膜中に
発光中心物質を添加したものを発光層として用いた薄膜
ＥＬディスプレイ素子を従来品として示した。図から明
らかなように、本実施例の薄膜ＥＬディスプレイ素子の
製造方法を用いて形成された薄膜ＥＬディスプレイ素子
（本実施例品）の発光輝度は従来品に比べ1.7 倍に向上
した。
【００１０】本発明は上記の実施例に限定されるもので
はなく、以下のような種々の変形が可能である。 (1) 発光層の母体材料として硫化亜鉛( Ｚn Ｓ）を用い
たが、その他、セレン化亜鉛、硫化ストロンチウムとし
ても良い。 (2) 発光中心物質として塩化サマリウム( Ｓm Ｃl3）を
用いたが、発光色を考慮し、Ｔb,Ｓm,Ｔm,Ｃe の各フッ
化物、塩化物又は有機化合物としても良い。 (3) 還元性を有するガスとして水素（Ｈ2)を用いたが、
その他、Ｓi Ｈ4 ，ＮＨ4,ＰＨ3,Ｂ2 Ｈ6 としても良
い。 (4) 上記実施例では、薄膜ＥＬディスプレイ素子の一方
向側より光を放出させたが、電極及び絶縁層の材質を適
宜変更することにより、両方向側からの光の放出も可能
である。
はなく、以下のような種々の変形が可能である。 (1) 発光層の母体材料として硫化亜鉛( Ｚn Ｓ）を用い
たが、その他、セレン化亜鉛、硫化ストロンチウムとし
ても良い。 (2) 発光中心物質として塩化サマリウム( Ｓm Ｃl3）を
用いたが、発光色を考慮し、Ｔb,Ｓm,Ｔm,Ｃe の各フッ
化物、塩化物又は有機化合物としても良い。 (3) 還元性を有するガスとして水素（Ｈ2)を用いたが、
その他、Ｓi Ｈ4 ，ＮＨ4,ＰＨ3,Ｂ2 Ｈ6 としても良
い。 (4) 上記実施例では、薄膜ＥＬディスプレイ素子の一方
向側より光を放出させたが、電極及び絶縁層の材質を適
宜変更することにより、両方向側からの光の放出も可能
である。
【図１】本発明の具体的な一実施例に係る薄膜ＥＬディ
スプレイ素子の製造方法を達成するための製造装置であ
るＭＯＣＶＤ装置を示した概略図である。
スプレイ素子の製造方法を達成するための製造装置であ
るＭＯＣＶＤ装置を示した概略図である。
【図２】同実施例装置により形成された薄膜ＥＬディス
プレイ素子の断面構造を示した模式図である。
プレイ素子の断面構造を示した模式図である。
【図３】本発明品と従来品との薄膜ＥＬディスプレイ素
子における印加電圧と発光輝度との関係を示した特性図
である。
子における印加電圧と発光輝度との関係を示した特性図
である。
１１ 反応炉 １２，１３，１４ ノズル １５ 反応室 １６ 加熱ヒータ １７ 発光中心物質 １８ サセプタ １９ 基板 １００ ＭＯＣＶＤ装置
フロントページの続き (72)発明者 服部 有 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式 会社デンソー内 (72)発明者 伊藤 信衛 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式 会社デンソー内 (56)参考文献 特開 平１−163995（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−29487（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−4482（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05B 33/10 C23C 16/44
Claims (2)
- 【請求項１】 絶縁基板の上方に発光層を具えるＥＬデ
ィスプレイ素子の製造方法において、 発光層母体材料となるII族元素原料ガス、VI族元素原料
ガス及び発光中心元素原料ガスをそれぞれ反応炉内に供
給し、該反応炉内でこれら原料ガスを反応させる気相成
長法を用いて前記発光層を形成するに、 前記VI族元素原料ガスの流れの内側に前記II族元素原料
ガスの流れが存在するように前記II族元素原料ガス及び
前記VI族元素原料ガスを前記反応炉内に供給することを
特徴とするＥＬディスプレイ素子の製造方法。 - 【請求項２】 絶縁基板上に第１電極、第１絶縁層、発
光層、第２絶縁層、及び第２電極を、少なくとも光取り
出し側の材料を光学的に透明なものにて形成して順次積
層するＥＬディスプレイ素子の前記発光層を気相成長法
によって形成する装置であって、 反応炉と、 該反応炉内に配設されて、前記第１電極及び前記第１絶
縁層が積層された絶縁基板を支持するサセプタと、 同反応炉内に発光層母体材料となるII族元素原料ガスを
供給するための第１のガス供給管と、 同反応炉内に発光層母体材料となるVI族元素原料ガスを
供給するための第２のガス供給管と、 同反応炉内に発光中心元素原料ガスを供給するための第
３のガス供給管と、 を具え、前記第１のガス供給管は、そのガス吹き出し口
が前記支持された基板の表面に対向するように配設さ
れ、前記第２のガス供給管は、該第２のガス供給管から
供給された前記VI族元素原料ガスの流れの内側に前記第
１のガス供給管から供給された前記II族元素原料ガスの
流れが存在するように該第１のガス供給管の周囲に配設
されることを特徴とするＥＬディスプレイ素子の製造装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10081437A JP2928773B2 (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | Ｅｌディスプレイ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10081437A JP2928773B2 (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | Ｅｌディスプレイ素子の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04197590A Division JP3133829B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | Ｅｌディスプレイ素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10284249A JPH10284249A (ja) | 1998-10-23 |
| JP2928773B2 true JP2928773B2 (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=13746383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10081437A Expired - Fee Related JP2928773B2 (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | Ｅｌディスプレイ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2928773B2 (ja) |
-
1998
- 1998-03-27 JP JP10081437A patent/JP2928773B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10284249A (ja) | 1998-10-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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