JPH01213989A - Formation of el-panel - Google Patents
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Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分母）
この発明はＥＬパネルの形成法に係り、特に、ｒｆマグ
ネトロン・スパッタリング法を用いて、緑色発光を示す
ＥＬ素子の発光膜ＺｎＳ： Ｔｂ、 Ｆを形成するとき
のスパッタリング条件に関するものである。[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Denominator) The present invention relates to a method for forming an EL panel, and in particular, a method for forming an EL panel using an RF magnetron sputtering method to form a light-emitting film of an EL element that emits green light, ZnS: Tb, F. This relates to sputtering conditions when forming.
（従来の技術）
従来、ＥＬパネルの形成法において、ＺｎＳ： Ｔｂ、
Ｆ緑色発光膜は、製膜法として電子ビーム・蒸着法が
主に用いられてきた。しかし、電子ビーム蒸着法では、
発光中心である ＴｂＦのクラスターすなわち粒が膜中
に生じてしまい、発光しない黒点が生じてしまう。(Prior Art) Conventionally, in a method for forming an EL panel, ZnS: Tb,
The electron beam/evaporation method has been mainly used as a film forming method for the F green light emitting film. However, in the electron beam evaporation method,
Clusters or grains of TbF, which are luminescent centers, are formed in the film, resulting in black spots that do not emit light.
このため、最近では、ｒｆスパッタリング法、特にｒｆ
マグネトロン・スパッタリング法が主流となっている。For this reason, recently, rf sputtering method, especially rf
Magnetron sputtering method is the mainstream.
この方法を用いて、高輝度発光を示すＺｎＳ： Ｔｂ、
Ｆ発光膜を得ろためには、ＺｎＳ： Ｔｂ。Using this method, ZnS exhibiting high luminance emission: Tb,
In order to obtain a F luminescent film, ZnS: Tb.
Ｆ膜中のＦ／Ｔ ｂ原子数比を１程度とすることが必要
とされる。ざらにＦ／Ｔ ｂ原子数比が１であることは
、膜形成後の熱処理を施したとき、より高輝度を得られ
ることが報告されている。その原因としては、未熱処理
のＺｎＳ膜中では、ＦとＴｂイオンが隣接して添加され
ておらず、熱処理によって、ＴｂイオンとＦイオンが隣
接したＴｂ−Ｆ発光中心が形成されることが考えられて
いる。さらに、Ｚｎ３膜中にイオン半径の大きなＦイオ
ンが多く存在すると、ＺｎＳ格子に歪みを与へ、母体自
体の結晶性の低下をまねき、ひいては、発光中心を励起
するホット・エレクトロンのエネルギーを低下させると
考えられる。It is necessary to set the F/Tb atomic ratio in the F film to about 1. It has been reported that when the F/Tb atomic ratio is roughly 1, higher brightness can be obtained when heat treatment is performed after film formation. The reason for this is thought to be that F and Tb ions are not added adjacent to each other in the unheated ZnS film, and the heat treatment forms Tb-F luminescent centers where Tb ions and F ions are adjacent. It is being Furthermore, the presence of many F ions with large ionic radii in the Zn3 film causes distortion to the ZnS lattice, leading to a decrease in the crystallinity of the host itself, which in turn reduces the energy of hot electrons that excite the luminescent center. it is conceivable that.
ところで、従来、ｒｆスパッタリング法で、ＺｎＳ：
Ｔｂ、 Ｆ緑色発光膜を形成する方法としては、ジャパ
ン・デイスプレィ８３ Ｐａ４に開示されるように、Ａ
ｒをスパッタリング・ガスとして用いして、Ａｒガス圧
１０ ｍＴｏｒｒ付近で製膜している。By the way, conventionally, ZnS:
As a method for forming a Tb, F green light-emitting film, A is disclosed in Japan Display 83 Pa4.
The film was formed at an Ar gas pressure of around 10 mTorr using r as a sputtering gas.
したがって、ｒｆマグネトロン・スパッタリング法でＺ
ｎＳ： Ｔｂ、 Ｆ緑色発光膜を形成する場合も、スパ
ッタリング・ガスであるＡｒガス圧を１０ｓ＋Ｔｏｒｒ
付近とすることが考えられる。Therefore, by rf magnetron sputtering method, Z
nS: Tb, F When forming a green light-emitting film, the Ar gas pressure as the sputtering gas is kept at 10 s + Torr.
It is possible to set it nearby.
（発明が解決しようとする課題）
しかし、Ａｒガスをスパッタリング・ガスとするｒｆマ
グネトロン・スパッタリング法において、Ａｒガス圧１
０ ｍ Ｔｏｒｒ付近では、高輝度の緑色発光を示すＺ
ｎＳ： Ｔｂ、 Ｆ発光膜が得られなかった。(Problem to be Solved by the Invention) However, in the rf magnetron sputtering method using Ar gas as the sputtering gas, the Ar gas pressure 1
At around 0 m Torr, Z exhibits high-intensity green light emission.
nS: No Tb, F luminescent film was obtained.
この発明は、ｒｆマグネトロン・スパッタリング法にお
いて高輝度の緑色発光を示すＺｎＳ： Ｔｂ、 Ｆ発光
膜を得ることを目的とする。The object of the present invention is to obtain a ZnS:Tb,F light-emitting film that emits high-intensity green light using an RF magnetron sputtering method.
（課題を解決するための手段）
この発明は、ＥＬパネルの形成法において、Ａｒガスを
スパッタリング・ガスとするｒｆマグネトロン・スパッ
タリング法を用いてＺｎＳ： Ｔｂ、 Ｆ発光膜を形成
するとき、Ａｒガス圧は１．３〜３ ｍ Ｔｏｒｒとす
るものである。(Means for Solving the Problems) The present invention provides a method for forming an EL panel in which a ZnS:Tb,F luminescent film is formed using an RF magnetron sputtering method using Ar gas as a sputtering gas. The pressure is 1.3 to 3 m Torr.
（作 用）
Ａｒガスを１．３〜３ ｍ Ｔｏｒｒとすると、ＦＺＴ
ｂ比は１となり、結晶性も改善され、不純物混入も最小
限となり、高輝度の緑色発光を示すＺｎＳ： Ｔｂ、
Ｆ発光膜が得られる。(Function) When Ar gas is set at 1.3 to 3 m Torr, FZT
The b ratio is 1, the crystallinity is improved, impurity contamination is minimized, and ZnS: Tb exhibits high brightness green light emission.
A F luminescent film is obtained.
（実施例）
以下この発明の一実施例を説明する。この発明の一実施
例では、ＥＬパネルの形成法において、ＺｎＳ： Ｔｂ
、 Ｆ発光膜は、Ａｒガスをスパッタリング・ガスとす
るｒｆマグネトロン・スパッタリング法を用いて形成す
ることとし、その際のＡｒガス圧は１．３〜３ ｍ Ｔ
ｏｒｒとする。(Example) An example of the present invention will be described below. In one embodiment of the present invention, in a method for forming an EL panel, ZnS: Tb
The F light-emitting film is formed using an RF magnetron sputtering method using Ar gas as the sputtering gas, and the Ar gas pressure at that time is 1.3 to 3 mT.
orr.
本発明者は実験を行った。ｒｆマグネトロン・スパッタ
リング法において、スパッタリング・ガスであるＡｒガ
ス圧を０．６ ｍ Ｔｏｒｒから３０ ｍＴｏｒｒまで
変化させて、ＺｎＳ： Ｔｂ、 Ｆ発光膜を形成した。The inventor conducted an experiment. In the rf magnetron sputtering method, a ZnS:Tb,F light-emitting film was formed by changing the Ar gas pressure as the sputtering gas from 0.6 mTorr to 30 mTorr.
その結果を第１図に示す。この図において、縦軸として
示す輝度は、それぞれのＡｒガス圧で形成したＺｎＳ：
Ｔｂ、 Ｆ膜を発光膜とするＥＬ素子から得られた輝
度−印加電圧特性において、輝度１ ｃｄ／ｍ”が得ら
れる電圧を発光開始電圧として、これより３０Ｖおよび
６０Ｖ高電圧側の輝度をプロットしたものである、。こ
の結果より、この発明のように、Ａｒガス圧ＺｍＴｏｒ
ｒ付近（１，３〜３ ｍ Ｔｏｒｒ）に選択すれば、最
高輝度の緑色発光のＺｎＳ： Ｔｂ、 Ｆ発光膜が得ら
れる。The results are shown in FIG. In this figure, the luminance shown as the vertical axis is the luminance of ZnS formed at each Ar gas pressure:
In the brightness-applied voltage characteristics obtained from an EL element using a Tb, F film as a light-emitting film, the voltage at which a brightness of 1 cd/m'' is obtained is taken as the light emission starting voltage, and the brightness on the higher voltage side of 30V and 60V is plotted. From this result, as in this invention, Ar gas pressure ZmTor
If the temperature is selected near r (1.3 to 3 m Torr), a ZnS:Tb,F light-emitting film that emits green light with the highest brightness can be obtained.
従来のＡｒガスを用いたｒｆダイオード・スパッタリン
グ法において、最高輝度が１０ ｍＴｏｒｒ（１，２７
Ｐａ ）において得られるのに対し、ｒｆマグネトロン
・スパッタリング法では、上述の結果より、ＺｍＴｏｒ
ｒｍＴｏｒｒ付近ずれを生じている。In the conventional RF diode sputtering method using Ar gas, the maximum brightness is 10 mTorr (1,27
However, in the rf magnetron sputtering method, from the above results, ZmTor
A deviation near rmTorr has occurred.
この−ように、ｒｆマグネトロン・スパッタリング法に
おいて、最高輝度が２ｍＴｏｒｒｍＴｏｒｒ付近原因と
しては、次の３点が考えられる。As described above, in the RF magnetron sputtering method, the following three points can be considered as reasons why the maximum brightness is around 2 mTorr.
第１番目の原因としては、発光膜ＺｎＳ膜中に存在する
Ｆ／Ｔｂ原子数比の値が挙げられる。このＦ／Ｔｂ比は
本来Ｘ線マイクロアナライザ等の分析法を用いて測定さ
れるが、簡易法として、この発光膜のＥＬ発光スペクト
ルによって判定可能である。すなわち、発光中心である
Ｔｂ イオンの５Ｄ４−７ｐ’、遷移に基づ（発光ス
ペクトルのうち、５４２ｎｍと５５１ ｎｍとの２つの
発光ピーク強度比が、Ｆ／Ｔｂ＝３のときには５４２
ｎｍが優勢であり、Ｆ／Ｔｂ−１のときには５４２ ｎ
ｍと５５１ ｎｍのピークが同程度となる。第２図に示
すように、ｒｆマグネトロン・スパッタリング法におい
ては、Ａｒガス圧を上述の範囲で減少させていくと、５
５１ｎｍのピークが成長し、ＺｍＴｏｒｒｍＴｏｒｒ付
近なる。すなわち、ＺｍＴｏｒｒｍＴｏｒｒ付近比が１
となることを示している。The first cause is the value of the F/Tb atomic ratio present in the light-emitting ZnS film. This F/Tb ratio is originally measured using an analysis method such as an X-ray microanalyzer, but as a simple method, it can be determined based on the EL emission spectrum of this light-emitting film. That is, based on the 5D4-7p' transition of the Tb ion which is the emission center (in the emission spectrum, the intensity ratio of the two emission peaks at 542 nm and 551 nm is 542 nm when F/Tb = 3).
nm is predominant, and when F/Tb-1, 542 n
The peaks at 551 nm and 551 nm are approximately the same. As shown in Figure 2, in the rf magnetron sputtering method, when the Ar gas pressure is decreased within the above range, the
A peak of 51 nm grows and becomes near ZmTorrmTorr. That is, the ratio near ZmTorrmTorr is 1
It shows that.
第２番目の原因としては、ＺｎＳ発光膜の結晶性が考え
られろ。第３図に、ＺｎＳ： Ｔｂ、 Ｆ発光膜をｘｆ
ｓ回折で分析した結果を示す。結晶性に関しては、ｒｆ
ダイオード・スパッタと同様に、ｒｆマグネトロン・ス
パッタリング法においても１０ ｍＴｏｒｒ以上の領域
でＸ線回折ピーク強度２面間隔および半値幅が著しく改
善される。しかし、３０ｍＴｏｒｒでは、結晶性が改善
されるにもかかわらず、Ａｒガス等の混入によって輝度
は低下する。２ ｍ Ｔｏｒｒ以下のＡｒガス圧の領域
では、高エネルギーのスパッタリング粒子によって半値
幅は小さい、すなわち、結晶粒径が小さいにもかかわら
ず、Ｘ線回折ピーク強度および面間隔は改善されている
。The second reason may be the crystallinity of the ZnS light emitting film. Figure 3 shows a ZnS:Tb,F luminescent film xf
The results of analysis by s-diffraction are shown. Regarding crystallinity, rf
Similar to diode sputtering, the rf magnetron sputtering method also significantly improves the X-ray diffraction peak intensity spacing and half-value width in the region of 10 mTorr or higher. However, at 30 mTorr, although the crystallinity is improved, the brightness decreases due to the inclusion of Ar gas and the like. In the region of Ar gas pressure of 2 m Torr or less, the half-width is small due to the high-energy sputtered particles, that is, the X-ray diffraction peak intensity and interplanar spacing are improved despite the small crystal grain size.
第３番目の原因としては、より高真空である２ｍ Ｔｏ
ｒｒでスパッタリングすることにより、スパッタリング
ガスであるＡｒガスの残留ガスであるＯ 。The third cause is the higher vacuum, 2m To
By sputtering with rr, residual gas of Ar gas, which is sputtering gas, is removed.
）（２０等の膜中への混入を最小限に抑えることができ
ることである。) (It is possible to minimize the contamination of materials such as No. 20 into the film.
（発明の効果）
以上詳細に説明したように、この発明によれば、Ａｒガ
ス圧を１．３〜３ｍＴｏｒｒに設定してｒｆマグネトロ
ン・スパッタリング法によｌ） ＺｎＳ： Ｔｂ、 Ｆ
発光膜を形成するようにしたので、Ｆ／Ｔｂ比は１とな
り、結晶性も改善され、不純物混入も最小限となり、高
輝度の緑色発光を示すＺｎＳ： Ｔｂ、 Ｆ発光膜を得
ることが可能となる。(Effects of the Invention) As explained in detail above, according to the present invention, ZnS: Tb, F is formed by the RF magnetron sputtering method with the Ar gas pressure set at 1.3 to 3 mTorr.
Since a light-emitting film is formed, the F/Tb ratio is 1, crystallinity is improved, and impurity inclusion is minimized, making it possible to obtain a ZnS:Tb,F light-emitting film that emits high-intensity green light. becomes.
第１図はＡｒガス圧と輝度との関係を示す特性図、第２
図はＡｒガス圧と発光スペクトルの関係を示す特性図、
第３図はＺｎＳ： Ｔｂ、 Ｆ発光膜をＸ線回折で分析
した結果を示す特性図である。
Ａ「ガス三 （ｍＴｏｒｒ）
波長ｎｍ
Ａｒガス圧変化に対する発光スペクトル第２図Figure 1 is a characteristic diagram showing the relationship between Ar gas pressure and brightness, Figure 2 is a characteristic diagram showing the relationship between Ar gas pressure and brightness.
The figure is a characteristic diagram showing the relationship between Ar gas pressure and emission spectrum.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the results of X-ray diffraction analysis of the ZnS:Tb,F luminescent film. A "Gas 3 (mTorr) Wavelength nm Figure 2 Emission spectrum for changes in Ar gas pressure
Claims (1)
ロン・スパッタリング法を用いて緑色発光を示すＺｎＳ
：Ｔｂ，Ｆ発光膜を形成するようにしたＥＬパネルの形
成法において、 前記ＺｎＳ：Ｔｂ，Ｆ発光膜を形成する際、Ａｒガス
圧は１．３〜３ｍＴｏｒｒに設定することを特徴とする
ＥＬパネルの形成法。[Claims] ZnS that emits green light using an RF magnetron sputtering method using Ar gas as a sputtering gas.
A method for forming an EL panel in which a :Tb,F luminescent film is formed, characterized in that when forming the ZnS:Tb,F luminescent film, the Ar gas pressure is set to 1.3 to 3 mTorr. How to form panels.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63038613A JPH01213989A (en) | 1988-02-23 | 1988-02-23 | Formation of el-panel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63038613A JPH01213989A (en) | 1988-02-23 | 1988-02-23 | Formation of el-panel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01213989A true JPH01213989A (en) | 1989-08-28 |
Family
ID=12530109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63038613A Pending JPH01213989A (en) | 1988-02-23 | 1988-02-23 | Formation of el-panel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01213989A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7303825B2 (en) | 2003-01-21 | 2007-12-04 | Kyushu Electric Power Co., Inc. | Electroluminescence device |
-
1988
- 1988-02-23 JP JP63038613A patent/JPH01213989A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7303825B2 (en) | 2003-01-21 | 2007-12-04 | Kyushu Electric Power Co., Inc. | Electroluminescence device |
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