JPH01241792A - 薄膜el素子の製造方法 - Google Patents

薄膜el素子の製造方法

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JPH01241792A
JPH01241792A JP63070530A JP7053088A JPH01241792A JP H01241792 A JPH01241792 A JP H01241792A JP 63070530 A JP63070530 A JP 63070530A JP 7053088 A JP7053088 A JP 7053088A JP H01241792 A JPH01241792 A JP H01241792A
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謙次 岡元
Kazutaka Hanaoka
一孝 花岡
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 蒸着法による薄膜EL素子の発光層の形成方法に関し、 一層高輝度に発光させることを目的とし、アルカリ土類
硫化物を発光母材とする発光層の形成工程において、硫
化水素を含有した減圧気中で前記発光母材を蒸発させて
発光層を蒸着するようにしたことを特徴とする。
また、アルカリ土類硫化物を発光母材とする発光層の形
成工程において、蒸着容器内に発光母材ペレットからな
る複数の蒸発源を配置し、それぞれの蒸発源から酸素を
含む化合物が放出されはじめる蒸発速度以下の蒸発速度
に制御して前記発光母材を蒸発して発光層を蒸着するよ
うにしたことを特徴とする。
(産業上の利用分野〕 本発明は薄膜EL素子の製造方法にかかり、特に蒸着法
による発光層の形成方法に関する。
最近、OA機器の普及によって各種の表示装宣が汎用さ
れており、その表示装置のうちのEL(Electro
 Lum1nescence)デイスプレイノイネ11
番よ薄型°軽量の利点があるために、その実用化が大き
く期待されている。
〔従来の技術〕
第3図は薄膜ELパネルの構造図を示しており、lはガ
ラス基板、2はシールガラス、3は透明電極、4,6は
第1.第2絶縁膜、5は発光層、7は背面電極で、図の
ように、基本構造は発光層の両側を絶縁膜でサンドイン
チ状に挟んだ三層構造で、発光層には、例えば、マンガ
ンを添加した硫化亜鉛(Zn S : Mn)が使用さ
れる。且つ、ガラス基Fi、1とシールガラス2を除い
た薄膜の合計膜厚は2μm以下と極めて薄く、その薄膜
に200v程度の交流電圧(交流駆動パルス)を印加し
て、発光層に1〜zxto  V/am以上の高電界を
生じさせ、電界発光を得る構造である。従って、これら
の薄膜の膜質は掻めて重要である。
第4図にこの薄膜ELの具体例として青色薄膜EL素子
の断面図を示しており、透明電極には膜厚1B00人の
I To (Indium Tin 0xide)膜3
.第1絶縁膜には膜厚2300人の5iON(酸窒化シ
リコン)膜4.第2絶縁膜には膜厚1500人の5iO
N膜6、背面電極には膜厚5000人のアルミニウム電
極7を配設し、且つ、発光層としてはセリウムを添加し
た硫化ストロンチウム(SrS : Ce、膜厚700
0人程度)5を設けた構造で、更に、この発光層はZn
5(硫化亜鉛)膜からなるバッファ層8,9(膜厚20
00人程度)で挾んだ構成になっている。
SrS:Ce発光層5は僅かに添加したCeが発光中心
となって青色に発光するが、このSrS:Ce発光層と
同時にZnSバッファ層8.9を連続蒸着して、発光層
の変質(吸湿によって酸素濃度が増加する膜質の変化)
を軽減させ、且つ、発光層と絶縁膜との反応を防止して
、安定で、高輝度なパネル素子を作成しているものであ
る。
なお、第4図の例は青色EL素子であるが、薄膜ELに
よってカラーパネルを実現させるためには、R(赤)、
G(緑)、B(青)の3色を発光させる必要があり、現
在、赤色用発光層にはユーロピウムを添加した硫化カル
シウム(Ca S : Eu)が開発され、緑色用発光
層にはテレビラムを添加した硫化亜鉛(ZnS : T
b)が開発されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
さて、上記のような薄膜EL素子を高輝度に発光させる
ための検討を続けているが、青色薄膜EL素子の検討過
程において、蒸着速度(M着し−ト)を速くするほど輝
度が高くなることが判ってきた。これは膜質が蒸着速度
に依存して、蒸着速度が速いほど発光層の膜質の良いも
のが被着するためと考えられる。
ところが、更に蒸着速度を速くすると、輝度が急に低下
することが明らかになってきた。第5図はその従来の問
題点を示す蒸着速度と輝度および酸素との関係図である
が、SrS:Ceからなる発光母材ペレット(発光母材
の焼結体をペレットと呼ぶ)の2つの試料A、Bの蒸着
速度と輝度との関係を・と実線(ペレットA)、・と点
vA(ペレットB)で示しており、いずれの試料も輝度
が急に低下していることが判る。
その原因を究明するために、蒸着工程におけるペレット
A、Bの蒸発時間と放出ガスとの関係を四重極質量分析
器で調べたところ、第6図に示す関係が得られ、同図(
8)はペレッ)Aの関係図、同図(b)はペレットBの
関係図である。いずれのペレット試料も途中で電子銃に
よる電子ビーム(EB)照射強度を強くしているが、放
出ガスは二酸化炭素(CO2)、−酸化炭素(CO)な
どの酸素化合物が主であることが明らかで、また、ペレ
ットAの方がペレットBよりも放出ガスが多く、ペレッ
ト試料によって放出ガス量が大きく相違していることも
判った。
このガス分析データに基づき、酸素濃度(相対値)と蒸
着速度との関係を調べると、第5図に示すムと実線(ペ
レットA)、ムと点vA(ペレットB)が得られた。従
って、輝度と酸素とに深い関わりがあることが明らかに
なり、更に、調査を進めると、ペレット作製時に炭酸ス
トロンチウム(5rCO3)が残存することが予想され
た。これより推考するに、蒸発速度を速くするために電
子銃による照射強度を強くすると、ペレットの温度が上
昇してペレット中の含有SrCO3の分解が進み、酸素
が蒸発し易くなるものと思われる。
従って、本発明はこの問題点を軽減させ、−層高輝度に
発光させることを目的とした薄膜EL素子の製造方法を
提供するものである。
〔課題を解決するための手段〕
その目的は、アルカリ土類硫化物を発光母材とする発光
層の形成工程において、蒸着容器内を硫化水素を含有す
る減圧気にして、前記発光層を蒸着するようにした製造
方法、または、蒸着容器内に発光母材ペレットからなる
複数の蒸発源を配置し、それぞれの蒸発源から酸素を含
む化合物が放出されはじめる蒸発速度以下の蒸発速度に
制御し、全蒸発源からの合計の蒸発速度(即ち、基板へ
の蒸着速度)を大きくして蒸着させるようにした製造方
法によって達成される。
〔作 用〕
即ち、本発明は、蒸発速度(蒸着速度に比例)を速くし
て、且つ、酸素を含む化合物母材を硫化水素(H2S)
で還元して、蒸着した発光層に酸素が含まれないように
する方法を用いるか、または、複数の蒸発源を配置して
、合計の蒸発量(蒸着りを多くし、且つ、個々の蒸発源
からの蒸発速度を低く抑えて、発光母材から酸素を含む
化合物が放出されないようにして蒸着する方法を用いる
〔実施例〕
以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第1図は本発明にかかる蒸着方法(1)を示す図で、硫
化水素を含有させた減圧雰囲気中における蒸着方法を示
しており、11は蒸着容器、12は基板(素子基板)、
13はペレット(SrS:Ceからなる発光母材ペレッ
ト)、14はヒータ、15は電子銃。
16は真空排気口、17はパルプ、18は硫化水素ボン
ベである。
基板12はガラス基板上にITO膜、5iON膜。
ZnS膜を被着した素子基板(第4図参照)で、5tO
N膜を被着した後、蒸着容器11内部の真空度をlXl
0  Torr以下にし、ヒータ14によって基板12
を550℃に加熱し、次にパルプ17を開いてH2Sガ
スを硫化水素ボンベ18から流入して減圧度(真空度)
を1〜5X10  Torr程度にする。そして、電子
銃15を動作させてペレット13を照射し、200人/
分の蒸着速度で蒸着する。なお、ここに、ペレット13
とはハウス(容器)に納めたペレットを意味しており、
そのペレットを電子銃15から発射させた電子ビームを
磁界で屈折させて照射(点線で示している)し、発光母
材を蒸発させるものである。
この本発明にかかる形成工程(成膜処理工程)中の酸素
濃度を四重極質量分析器で測定したところ、H2Sガス
を流入しない従来法に比べ、酸素濃度は10分の1に低
下した。また、その後の形成工程を経て完成した薄膜E
L素子の輝度を測定したところ、H2Sガスを導入しな
い従来方法(蒸着速度70人/分の場合)に比べて2倍
に向上、する結果を得た。
次に、第2図は本発明にかかる蒸着方法(n)を示す図
で、本例は複数のペレットからなる蒸発源を用いた蒸着
方法の図である。第1図と同一部位に同一記号が付けで
あるが、ペレットと電子銃とで構成した蒸発源を3つ配
置しており、ペレット13と電子銃15.ペレット13
′と電子銃15”およびペレット13″゛と電子銃15
°′で、蒸発源はいずれも基板に対向させである。
第1図に示す実施例と同じ(、ガラス基板上にITO膜
、5iON膜、ZnS膜を被着した基板12を被着基板
にして、蒸着容器II内の真空度をlXl0−’Tor
r以下にし、ヒータ14によって基板12を550℃に
加熱し、次に、すべての電子銃を同時に動作させてペレ
ットを照射し1.1つの蒸発源から70人/分の蒸着速
度で蒸着するように制御する。この蒸着速度は酸素を含
む化合物(CO2やCOなど)がペレットから放出され
ない上限の蒸発速度に相当する。
その結果、成膜処理中の真空度は3X10  Torr
程度に維持され、且つ、作成した薄膜EL素子の輝度は
、1つの蒸発源を用いた従来方法(蒸着速度70人/分
の場合)に比べて2倍に向上(2fL−4fL)L、且
つ、発光層の成膜時間が3分の1に短縮される結果が得
られた。
従って、本発明にかかるこれらの蒸着方法は、薄膜EL
素子の輝度を向上させるために極めて有効である。
尚、上記実施例はSrS:Ceからなる青色発光層によ
って説明しているが、本発明は他のアルカリ土類硫化物
、例えば、硫化カルシウム(CaS)。
硫化バリウム(Ba S )などを発光母材とする薄膜
EL素子にも適用が可能である。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、上記の蒸着方法を採り
入れた薄膜EL素子の製造方法によれば、高輝度の発光
層が形成され、ELオカラ−イスプレィパネルの実用化
に大きく寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる蒸着方法(りを示す図、第2図
は本発明にかかる蒸着方法(II)を示す図、第3図は
薄膜ELパネルの構造図、 第4図は青色薄膜EL素子の断面図、 第5図は従来の問題点である蒸着速度と輝度および酸素
との関係図、 第6図は従来の蒸発時間と放出ガスとの関係図である。 図において、 lはガラス基板、 2はシールガラス、 3はITO膜(透明電極)、 4は5iON(第1絶縁膜)、 5はSr S : Ce (発光層)、6は5iON(
第2絶縁膜)、 7はアルミニウム電極(背面電極)、 8.9はZnS膜(バッファ層)、 11は蒸着容器、 12は基板(素子基板)、 13、13 ’ 、 13”はペレット、14はヒータ
、 15、15 ’ 、 15 ”は電子銃、16は真空排
気口、 17はバルブ、 18は硫化水素ボンベ 449月+:v>5J’J75乏(J)を尉0ゴ第1図 第2図 第3図 第4図 玉4υt(A/9F) i朱epr 7’fTJ!Jj *AhiJIt叢℃輝
戊AFtA−球勲墓戊とめ閏保m第5図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) アルカリ土類硫化物を発光母材とする発光層の
    形成工程において、 硫化水素を含有した減圧気中で前記発光母材を蒸発させ
    て発光層を蒸着するようにしたことを特徴とする薄膜E
    L素子の製造方法。
  2. (2) アルカリ土類硫化物を発光母材とする発光層の
    形成工程において、 蒸着容器内に発光母材ペレットからなる複数の蒸発源を
    配置し、それぞれの蒸発源から酸素を含む化合物が放出
    されはじめる蒸発速度以下の蒸発速度に制御して前記発
    光母材を蒸発して発光層を蒸着するようにしたことを特
    徴とする薄膜EL素子の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6359715A (ja) * 1986-08-29 1988-03-15 津田電気計器株式会社 高速度直流短絡電流検出装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6359715A (ja) * 1986-08-29 1988-03-15 津田電気計器株式会社 高速度直流短絡電流検出装置

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