JP3218069B2 - 薄膜ｅｌ素子の製造方法 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は薄膜ＥＬ(エレクトロ
・ルミネッセンス)素子の製造方法に関し、より詳しく
は、ＥＬ発光層のアニール処理方法に関する。
・ルミネッセンス)素子の製造方法に関し、より詳しく
は、ＥＬ発光層のアニール処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】薄膜ＥＬ素子としては、図１に示すよう
に、ガラス基板１上に、ＩＴＯ(錫添加酸化インジウム)
からなる第１電極(透明電極群)２と、ＳiＯ2,ＳiＯＮ,
Ｓi3Ｎ4などからなる第１絶縁層３と、ＺnＳ：Ｍnなど
からなる発光層４と、Ｓi3Ｎ4,ＳiＯＮ,ＳiＯ2,Ａl2Ｏ3
などからなる第２絶縁層５と、Ａl,Ｎiなどからなる第
２電極(背面電極群)６を順次積層して形成したものが知
られている。
に、ガラス基板１上に、ＩＴＯ(錫添加酸化インジウム)
からなる第１電極(透明電極群)２と、ＳiＯ2,ＳiＯＮ,
Ｓi3Ｎ4などからなる第１絶縁層３と、ＺnＳ：Ｍnなど
からなる発光層４と、Ｓi3Ｎ4,ＳiＯＮ,ＳiＯ2,Ａl2Ｏ3
などからなる第２絶縁層５と、Ａl,Ｎiなどからなる第
２電極(背面電極群)６を順次積層して形成したものが知
られている。
【０００３】従来、発光層４の結晶性を改善して素子特
性を向上させるために、発光層４を電子ビーム蒸着法等
により成膜した後、第２絶縁層５を形成する前に、発光
層４に対して高真空(１×１０-5Ｔorr以下)に排気され
たアニール炉内で、温度６００℃程度に、１時間程度保
持するいわゆる真空アニール処理を行っていた。また
は、同じく第２絶縁層５を形成する前に、Ｎ2などの不
活性ガス中で、同条件(温度６００℃程度に１時間程度)
に保持するいわゆるガスアニール処理を行っていた。
性を向上させるために、発光層４を電子ビーム蒸着法等
により成膜した後、第２絶縁層５を形成する前に、発光
層４に対して高真空(１×１０-5Ｔorr以下)に排気され
たアニール炉内で、温度６００℃程度に、１時間程度保
持するいわゆる真空アニール処理を行っていた。また
は、同じく第２絶縁層５を形成する前に、Ｎ2などの不
活性ガス中で、同条件(温度６００℃程度に１時間程度)
に保持するいわゆるガスアニール処理を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記真
空アニール処理には次のような問題がある。 １×１０-5Ｔorrの高真空を必要とするため、アニー
ル炉の装置コストが高価であり、処理能力の大きな装置
を用意するのが難しい。 真空にまつわるトラブル(真空の漏れ(リーク)、排気
ポンプの排気能力低下、液体窒素トラップ使用の場合は
液体窒素がなくなることによる真空度悪化など)によっ
て、主にＯ2(酸素)ガスの分圧が上昇(Ｏ2が混入)するこ
とがある。このような条件で発光層４のアニール処理を
行った場合、素子完成後に発光特性が異常(発光のムラ)
を示すことになる。すなわち、画素が均一に発光せず
に、部分的に発光のしきい電圧が変化して、汚れた様な
感じに発光する状態となる。 真空中の処理であるため、外界と基板１との間の熱伝
導が悪く、熱処理に時間がかかる。特に、降温時は真空
中での自然冷却となるので、ガラス基板１を外へ取り出
せる温度(約５０℃)まで冷却するのに長時間を要してい
る(約６時間かかる)。
空アニール処理には次のような問題がある。 １×１０-5Ｔorrの高真空を必要とするため、アニー
ル炉の装置コストが高価であり、処理能力の大きな装置
を用意するのが難しい。 真空にまつわるトラブル(真空の漏れ(リーク)、排気
ポンプの排気能力低下、液体窒素トラップ使用の場合は
液体窒素がなくなることによる真空度悪化など)によっ
て、主にＯ2(酸素)ガスの分圧が上昇(Ｏ2が混入)するこ
とがある。このような条件で発光層４のアニール処理を
行った場合、素子完成後に発光特性が異常(発光のムラ)
を示すことになる。すなわち、画素が均一に発光せず
に、部分的に発光のしきい電圧が変化して、汚れた様な
感じに発光する状態となる。 真空中の処理であるため、外界と基板１との間の熱伝
導が悪く、熱処理に時間がかかる。特に、降温時は真空
中での自然冷却となるので、ガラス基板１を外へ取り出
せる温度(約５０℃)まで冷却するのに長時間を要してい
る(約６時間かかる)。
【０００５】これに対して、上記ガスアニール処理で
は、真空に起因する上記,の問題を避けることがで
きる。しかしながら、真空アニール処理の場合と同様
に、不活性ガス雰囲気中にＯ2ガスが残留または混入し
た状態でアニール処理を行ったとき、素子完成後に発光
のムラが生ずるという問題がある。
は、真空に起因する上記,の問題を避けることがで
きる。しかしながら、真空アニール処理の場合と同様
に、不活性ガス雰囲気中にＯ2ガスが残留または混入し
た状態でアニール処理を行ったとき、素子完成後に発光
のムラが生ずるという問題がある。
【０００６】そこで、この発明の目的は、熱処理雰囲気
中にＯ2ガスが存在していたとしても、素子完成後に発
光特性を良好に保つことができる薄膜ＥＬ素子の製造方
法を提供することにある。
中にＯ2ガスが存在していたとしても、素子完成後に発
光特性を良好に保つことができる薄膜ＥＬ素子の製造方
法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の薄膜ＥＬ素子の製造方法は、基板上に、
第１電極と、第１絶縁層と、発光層と、第２絶縁層と、
第２電極を順次積層して形成する薄膜ＥＬ素子の製造方
法において、上記第２絶縁層を形成した後、第２電極形
成前に、所定温度で所定時間だけ、上記発光層に対する
熱処理を不活性ガスを流しながら行うことを特徴として
いる。
め、この発明の薄膜ＥＬ素子の製造方法は、基板上に、
第１電極と、第１絶縁層と、発光層と、第２絶縁層と、
第２電極を順次積層して形成する薄膜ＥＬ素子の製造方
法において、上記第２絶縁層を形成した後、第２電極形
成前に、所定温度で所定時間だけ、上記発光層に対する
熱処理を不活性ガスを流しながら行うことを特徴として
いる。
【０００８】
【作用】第２絶縁層形成後に不活性ガス雰囲気中で発光
層に対する熱処理を行うので、発光層は第２絶縁膜に覆
われて、雰囲気成分の影響を受けにくくなっている。し
たがって、不活性ガス雰囲気中に比較的高濃度(１００p
pm)のＯ2ガスが存在していたとしても、素子完成後に発
光特性が良好に保たれる。例えば、次表１に示すよう
に、発光層成膜後(直後)にＯ2ガスが１００ppm存在する
Ｎ2ガス雰囲気中で熱処理を行う場合はＯ2ガスが１００
ppm存在すると発光ムラが生じるが、第２絶縁膜成膜後
に同一条件で熱処理を行う場合は発光ムラが生じない。
すなわち、薄膜ＥＬ素子の発光が均一になり、表示品位
が良好に保たれる。
層に対する熱処理を行うので、発光層は第２絶縁膜に覆
われて、雰囲気成分の影響を受けにくくなっている。し
たがって、不活性ガス雰囲気中に比較的高濃度(１００p
pm)のＯ2ガスが存在していたとしても、素子完成後に発
光特性が良好に保たれる。例えば、次表１に示すよう
に、発光層成膜後(直後)にＯ2ガスが１００ppm存在する
Ｎ2ガス雰囲気中で熱処理を行う場合はＯ2ガスが１００
ppm存在すると発光ムラが生じるが、第２絶縁膜成膜後
に同一条件で熱処理を行う場合は発光ムラが生じない。
すなわち、薄膜ＥＬ素子の発光が均一になり、表示品位
が良好に保たれる。
【表１】
【０００９】なお、不活性ガス雰囲気中で熱処理を行う
ので、当然ながら、高真空を必要としない。また、炉内
が不活性ガスで満たされるので、真空中の場合に比して
短時間で昇温,冷却がなされ、かつ、均熱状態も良くな
る。
ので、当然ながら、高真空を必要としない。また、炉内
が不活性ガスで満たされるので、真空中の場合に比して
短時間で昇温,冷却がなされ、かつ、均熱状態も良くな
る。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の薄膜ＥＬ素子の製造方法を
実施例により詳細に説明する。
実施例により詳細に説明する。
【００１１】図１に示した構造の薄膜ＥＬ素子を作製す
るものとする。まず、ガラス基板１上に、ＩＴＯからな
る第１電極(透明電極群)２を形成する。その上に、スパ
ッタリング法またはＣＶＤ法により、ＳiＯ2,ＳiＯＮ,
Ｓi3Ｎ4などからなる第１絶縁層３を膜厚２５００Å程
度に形成する。さらに、その上に電子ビーム蒸着法,Ｃ
ＶＤ法またはスパッタリング法により、ＺnＳ：Ｍnなど
からなる発光層４を膜厚７０００Å程度に形成する。さ
らにその上に、スパッタリング法またはＣＶＤ法によ
り、Ｓi3Ｎ4,ＳiＯＮ,ＳiＯ2,Ａl2Ｏ3などからなる第２
絶縁層５を１５００Å程度形成する。この後、上記各層
３,４,５を形成した基板１を不活性ガス雰囲気中に最高
温度６３０℃で１時間保持して、発光層４に対する熱処
理を行う。不活性ガスとしては、Ｎ2ガスＡrガスなど何
でも良いが、通常半導体工場では液体窒素から得られる
Ｎ2ガスが安価で高純度であるのでＮ2ガスを用いる。最
後に、Ａl,Ｎiなどからなる第２電極(背面電極群)６を
形成して薄膜ＥＬ素子の作製を完了する。
るものとする。まず、ガラス基板１上に、ＩＴＯからな
る第１電極(透明電極群)２を形成する。その上に、スパ
ッタリング法またはＣＶＤ法により、ＳiＯ2,ＳiＯＮ,
Ｓi3Ｎ4などからなる第１絶縁層３を膜厚２５００Å程
度に形成する。さらに、その上に電子ビーム蒸着法,Ｃ
ＶＤ法またはスパッタリング法により、ＺnＳ：Ｍnなど
からなる発光層４を膜厚７０００Å程度に形成する。さ
らにその上に、スパッタリング法またはＣＶＤ法によ
り、Ｓi3Ｎ4,ＳiＯＮ,ＳiＯ2,Ａl2Ｏ3などからなる第２
絶縁層５を１５００Å程度形成する。この後、上記各層
３,４,５を形成した基板１を不活性ガス雰囲気中に最高
温度６３０℃で１時間保持して、発光層４に対する熱処
理を行う。不活性ガスとしては、Ｎ2ガスＡrガスなど何
でも良いが、通常半導体工場では液体窒素から得られる
Ｎ2ガスが安価で高純度であるのでＮ2ガスを用いる。最
後に、Ａl,Ｎiなどからなる第２電極(背面電極群)６を
形成して薄膜ＥＬ素子の作製を完了する。
【００１２】このように、第２絶縁層５形成後にＮ2ガ
ス雰囲気中で熱処理を行うので、発光層４は第２絶縁層
５に覆われて、雰囲気成分の影響を受けにくくなってい
る。したがって、Ｎ2ガス中に比較的高濃度(１００ppm)
のＯ2ガスが存在していても、素子完成後に発光特性を
良好に保つことができる。
ス雰囲気中で熱処理を行うので、発光層４は第２絶縁層
５に覆われて、雰囲気成分の影響を受けにくくなってい
る。したがって、Ｎ2ガス中に比較的高濃度(１００ppm)
のＯ2ガスが存在していても、素子完成後に発光特性を
良好に保つことができる。
【００１３】図２は上記熱処理に使用した不活性ガスア
ニール炉２０を示している。このアニール炉２０は、石
英チューブ７の外側からチューブ内を加熱するヒータ８
を有している。石英チューブ７の内径は５５０mm、有効
高さは５００mmである。ガス導入口９の直下、ガラス基
板１の直上にはガス拡散板１３を設けて、導入されたガ
スが石英チューブ７の中央部にストレートに入らないよ
うにして、ヒータ加熱時の均熱を取り易くしている。熱
処理を行う場合、まず、第２絶縁膜５まで形成したガラ
ス基板１をバスケット１４に入れて、テーブル１１上に
載せる(なお、テーブル１１は、この段階では図２に示
した位置よりも下方に移動されている。)。次に、石英
チューブ７の天井中央部にあるガス導入口９より大量の
Ｎ2ガスをチューブ内に噴出させながらテーブル１１を
上昇させる。外気(特にＯ2ガス)が、チューブ７内に混
入しないように、炉口シール１２によって石英チューブ
７を密閉する(図２は密閉した状態を示している。)。こ
の状態で、Ｎ2ガスを流量５０〜１５０ｌ／min程度流し
て、テーブル１１の下部に設けたガス排出口１０から排
出する(なお、ガス排出口１０の口径はガス導入口９の
口径より十分に小さく設計されている。)。このように
して、石英チューブ７内に外気を混入させずに１時間程
度ガスを流すことにより、石英チューブ７内をＮ2ガス
に置換することができる。この後、ヒータ８に通電し
て、基板１に対する加熱を開始する。昇温速度の設定は
４００〜６００℃／時間とする。基板１の温度が５００
℃程度に到達したとき、Ｎ2ガス流量は、チューブ７内
のＯ2ガス濃度が１００ppmを超えない値まで減少させ
る。この値は、石英チューブ７内の各構成部分１,１１,
１３,１４からのアウトガス量によって変化するが、大
体のところ１０ｌ／min程度となる。このように、小量
(１０ｌ／min)のガスを導入して対流を作るので、石英
チューブ(炉)７内の温度が均一となる。温度６３０℃で
１時間だけ保持した後、冷却過程に移る。石英チューブ
７内に上記Ｎ2ガスをそのまま流しながら、石英チュー
ブ７とヒータ８との隙間に図示しない冷却空気を流す。
これにより、Ｏ2ガス濃度１００ppm以下の雰囲気のまま
で、ガラス基板１は温度２００℃以下まで急冷される。
２００℃以下になれば、最早Ｏ2ガスの影響を受けない
(発光ムラが発生しない)。したがって、この時点でテー
ブル１１を下げて、大気中でＮ2ガスを流しながら５０
℃程度の常温付近まで冷却する。このようにして、発光
層４を第２絶縁層５で覆った上、雰囲気中のＯ2ガス濃
度を１００ppm以下に保ったまま、発光層４に対する熱
処理を完了する。したがって、素子完成後の発光特性を
さらに向上することができる。しかも、冷却時間は約２
時間で済み、真空アニール処理の場合に比して時間を３
分の１に短縮できる。
ニール炉２０を示している。このアニール炉２０は、石
英チューブ７の外側からチューブ内を加熱するヒータ８
を有している。石英チューブ７の内径は５５０mm、有効
高さは５００mmである。ガス導入口９の直下、ガラス基
板１の直上にはガス拡散板１３を設けて、導入されたガ
スが石英チューブ７の中央部にストレートに入らないよ
うにして、ヒータ加熱時の均熱を取り易くしている。熱
処理を行う場合、まず、第２絶縁膜５まで形成したガラ
ス基板１をバスケット１４に入れて、テーブル１１上に
載せる(なお、テーブル１１は、この段階では図２に示
した位置よりも下方に移動されている。)。次に、石英
チューブ７の天井中央部にあるガス導入口９より大量の
Ｎ2ガスをチューブ内に噴出させながらテーブル１１を
上昇させる。外気(特にＯ2ガス)が、チューブ７内に混
入しないように、炉口シール１２によって石英チューブ
７を密閉する(図２は密閉した状態を示している。)。こ
の状態で、Ｎ2ガスを流量５０〜１５０ｌ／min程度流し
て、テーブル１１の下部に設けたガス排出口１０から排
出する(なお、ガス排出口１０の口径はガス導入口９の
口径より十分に小さく設計されている。)。このように
して、石英チューブ７内に外気を混入させずに１時間程
度ガスを流すことにより、石英チューブ７内をＮ2ガス
に置換することができる。この後、ヒータ８に通電し
て、基板１に対する加熱を開始する。昇温速度の設定は
４００〜６００℃／時間とする。基板１の温度が５００
℃程度に到達したとき、Ｎ2ガス流量は、チューブ７内
のＯ2ガス濃度が１００ppmを超えない値まで減少させ
る。この値は、石英チューブ７内の各構成部分１,１１,
１３,１４からのアウトガス量によって変化するが、大
体のところ１０ｌ／min程度となる。このように、小量
(１０ｌ／min)のガスを導入して対流を作るので、石英
チューブ(炉)７内の温度が均一となる。温度６３０℃で
１時間だけ保持した後、冷却過程に移る。石英チューブ
７内に上記Ｎ2ガスをそのまま流しながら、石英チュー
ブ７とヒータ８との隙間に図示しない冷却空気を流す。
これにより、Ｏ2ガス濃度１００ppm以下の雰囲気のまま
で、ガラス基板１は温度２００℃以下まで急冷される。
２００℃以下になれば、最早Ｏ2ガスの影響を受けない
(発光ムラが発生しない)。したがって、この時点でテー
ブル１１を下げて、大気中でＮ2ガスを流しながら５０
℃程度の常温付近まで冷却する。このようにして、発光
層４を第２絶縁層５で覆った上、雰囲気中のＯ2ガス濃
度を１００ppm以下に保ったまま、発光層４に対する熱
処理を完了する。したがって、素子完成後の発光特性を
さらに向上することができる。しかも、冷却時間は約２
時間で済み、真空アニール処理の場合に比して時間を３
分の１に短縮できる。
【００１４】
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の薄
膜ＥＬ素子の製造方法は、第２絶縁層形成後に不活性ガ
スを流しながら発光層に対する熱処理を行うので、第２
絶縁層によって発光層に対する雰囲気成分の影響を遮断
することができる。したがって、不活性ガス雰囲気中に
比較的高濃度(１００ppm)のＯ2ガスが存在していたとし
ても、素子完成後に発光特性を良好に保つことができ
る。
膜ＥＬ素子の製造方法は、第２絶縁層形成後に不活性ガ
スを流しながら発光層に対する熱処理を行うので、第２
絶縁層によって発光層に対する雰囲気成分の影響を遮断
することができる。したがって、不活性ガス雰囲気中に
比較的高濃度(１００ppm)のＯ2ガスが存在していたとし
ても、素子完成後に発光特性を良好に保つことができ
る。
【図１】 作製すべき薄膜ＥＬ素子の断面構造を示す図
である。
である。
【図２】 この発明により薄膜ＥＬ素子を作製するのに
用いる不活性ガスアニール炉を示す図である。
用いる不活性ガスアニール炉を示す図である。
１ 基板 ２ 第１電極(透明電極群) ３ 第１絶縁層 ４ 発光層 ５ 第２絶縁層 ６ 第２電極(背面電極群) ７ 石英チューブ ８ ヒータ ９ ガス導入口 １０ ガス排出口 １１ テーブル １２ 炉口シール １３ ガス拡散板 １４ バスケット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−43293（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−260793（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−46790（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−693（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−306582（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 33/00 - 33/28
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上に、第１電極と、第１絶縁層と、
発光層と、第２絶縁層と、第２電極を順次積層して形成
する薄膜ＥＬ素子の製造方法において、 上記第２絶縁層を形成した後、第２電極形成前に、所定
温度で所定時間だけ、上記発光層に対する熱処理を不活
性ガスを流しながら行うことを特徴とする薄膜ＥＬ素子
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04678192A JP3218069B2 (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04678192A JP3218069B2 (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05251182A JPH05251182A (ja) | 1993-09-28 |
| JP3218069B2 true JP3218069B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=12756874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04678192A Expired - Lifetime JP3218069B2 (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3218069B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2825756B2 (ja) * | 1994-05-27 | 1998-11-18 | シャープ株式会社 | 薄膜ｅｌ素子の製造方法および製造装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6343293A (ja) * | 1986-08-08 | 1988-02-24 | オリンパス光学工業株式会社 | 薄膜ｅｌ素子 |
| JPH01260793A (ja) * | 1988-04-08 | 1989-10-18 | Res Dev Corp Of Japan | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
-
1992
- 1992-03-04 JP JP04678192A patent/JP3218069B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05251182A (ja) | 1993-09-28 |
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Legal Events
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