JPH01241792A - 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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- 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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Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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
。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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)。
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。
EL素子にも適用が可能である。
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。
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。
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
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)
- (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) 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63070530A JP2669637B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 薄膜el素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63070530A JP2669637B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 薄膜el素子の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01241792A true JPH01241792A (ja) | 1989-09-26 |
JP2669637B2 JP2669637B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=13434181
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63070530A Expired - Fee Related JP2669637B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 薄膜el素子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2669637B2 (ja) |
Citations (1)
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 |
-
1988
- 1988-03-23 JP JP63070530A patent/JP2669637B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2669637B2 (ja) | 1997-10-29 |
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---|---|---|---|
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