JPH05159878A - Optical annealing method of thin film phosphor and optical annealer - Google Patents
Optical annealing method of thin film phosphor and optical annealerInfo
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- JPH05159878A JPH05159878A JP3341709A JP34170991A JPH05159878A JP H05159878 A JPH05159878 A JP H05159878A JP 3341709 A JP3341709 A JP 3341709A JP 34170991 A JP34170991 A JP 34170991A JP H05159878 A JPH05159878 A JP H05159878A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜ＥＬ（エレクトロ
ルミネセンス）ディスプレイ装置等に用いられる薄膜蛍
光体の光アニール方法及び前記方法に使用される光アニ
ール装置に係わり、特に、薄膜蛍光体の発光輝度及び発
光効率を向上させるようにした薄膜蛍光体の光アニール
方法及び前記方法に使用される光アニール装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoannealing method for a thin film phosphor used in a thin film EL (electroluminescence) display device and the like and a photoannealing device used for the method, and more particularly to a thin film phosphor. The present invention relates to a method for photoannealing a thin-film phosphor that improves luminous brightness and luminous efficiency, and a photoannealing apparatus used in the method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、自発光タイプの薄膜ＥＬディスプ
レイ装置は、全体を固体素子で構成できる、高コントラ
スト特性が得られる、視野角が相当広く明瞭な画像が得
られる等、液晶ディスプレイ装置では期待できない優れ
た特性を具備しているため、汎用的な液晶ディスプレイ
装置に対抗できる平面ディスプレイ装置として注目を集
めており、最近ではこうした薄膜ＥＬディスプレイ装置
のカラー化の研究も急速に進んでいる。2. Description of the Related Art In recent years, self-luminous thin-film EL display devices are expected to be used in liquid crystal display devices because they can be constructed entirely of solid-state elements, have high contrast characteristics, and have a wide viewing angle and a clear image. Since it has excellent characteristics that cannot be achieved, it has attracted attention as a flat display device that can compete with a general-purpose liquid crystal display device, and recently, research into colorization of such a thin film EL display device has been rapidly progressing.
【０００３】ところで、これまでに慣用されているカラ
ー化可能な薄膜ＥＬディスプレイ装置の薄膜蛍光体とし
ては、発光層の母体材料としてＺnＳ、ＣaＳ、ＳrＳ等
を用い、発光中心材料としてＴb、Ｅu、Ｃe等の希土類
元素を用いているものであって、前述のような材料の選
択を行なうことは、例えば、次の文献、「Applied Phys
ics Letters」 48(25) 23 June 1986 pp1730-1731 "Hig
h brightness red electroluminescence in CaS:Eu thi
n films" にも記載されている。By the way, as a thin film phosphor for a colorizable thin film EL display device which has been conventionally used, ZnS, CaS, SrS or the like is used as a base material of a light emitting layer, and Tb, Eu, or The rare earth element such as Ce is used, and the selection of the material as described above is described in, for example, the following document, "Applied Phys".
ics Letters "48 (25) 23 June 1986 pp1730-1731" Hig
h brightness red electroluminescence in CaS: Eu thi
n films ".
【０００４】そして、かかる薄膜蛍光体の発光層は、前
記母体材料を結晶化して得られる透明な多結晶（母体）
と、前記発光中心材料を前記母体中に分散して得られる
微量の不純物（発光中心）とによって構成されているも
のである。The light emitting layer of the thin film phosphor is a transparent polycrystal (matrix) obtained by crystallizing the matrix material.
And a minute amount of impurities (emission center) obtained by dispersing the luminescence center material in the matrix.
【０００５】前述の発光層を用いてなる当初の薄膜ＥＬ
フルカラーディスプレイ装置は、前記発光層における発
光輝度及び発光効率が実用化レベルよりも一桁程度低い
値を示すに過ぎなかった。このように発光輝度及び発光
効率が低くなる理由は、母体の結晶化の程度が低いこ
と、及び、母体内の発光中心の分布が不均一であること
に起因するものである。即ち、母体の結晶化の程度が低
いと、母体中に非輻射中心が形成されたり、母体結晶中
の結晶場が乱れたりして、発光中心の発光効率が低下す
るようになり、また、母体内の発光中心の分布が不均一
であると、発光中心の密度が高い領域と低い領域とが存
在し、この中で発光中心の密度の高い領域は母体結晶中
の結晶場を乱すことになり、その結果、発光中心の密度
の高い領域内にある発光中心の発光効率が低下するため
である。Original thin film EL using the above-mentioned light emitting layer
In the full-color display device, the emission luminance and the emission efficiency of the emission layer are only about one digit lower than the practical level. The reason why the emission brightness and the emission efficiency are low is that the degree of crystallization of the matrix is low and that the distribution of the emission centers in the matrix is non-uniform. That is, when the degree of crystallization of the host is low, non-radiative centers are formed in the host or the crystal field in the host crystal is disturbed, so that the luminous efficiency of the luminescent center is reduced, and If the distribution of the luminescence centers in the inside is non-uniform, there are regions where the luminescence centers have a high density and regions where the luminescence centers are low, and the regions where the luminescence centers have a high density disturb the crystal field in the host crystal. As a result, the luminous efficiency of the luminescent centers in the high-density region of the luminescent centers is reduced.
【０００６】従って、前記発光層の発光輝度及び発光効
率を高めるためには、母体の結晶化の程度を向上させ、
かつ、前記母体内の発光中心の分布を均一にする必要が
あることになる。Therefore, in order to increase the luminous brightness and luminous efficiency of the light emitting layer, the degree of crystallization of the matrix is improved,
At the same time, it is necessary to make the distribution of the luminescence centers in the mother body uniform.
【０００７】従来、このような必要性を充足させる手段
としては、薄膜蛍光層（発光層）を基板へ蒸着する時ま
たは蒸着した後で、前記発光層にレーザ光や電子ビーム
等を照射して加熱し、母体の結晶化の程度を向上させ、
かつ、前記母体内の発光中心の分布を均一にする手段、
いわゆる、発光層をアニールするアニール方法が知られ
ている。Conventionally, as a means for satisfying such a need, when a thin film fluorescent layer (light emitting layer) is vapor-deposited on a substrate or after vapor deposition, the light emitting layer is irradiated with a laser beam or an electron beam. Heating to improve the degree of crystallization of the matrix,
And means for making the distribution of luminescence centers in the mother body uniform,
A so-called annealing method for annealing a light emitting layer is known.
【０００８】こうしたアニール方法の一例としては、特
開平３−１４１５８４号に開示の手段がある。この手段
は、薄膜ＥＬディスプレイ装置の下部絶縁層と発光層の
間にシリコン膜を介在させ、このシリコン膜を発光層と
ともにレーザ光や電子ビームによるアニールを行なうこ
とにより、前記シリコン膜と発光層の結晶性を良好に
し、発光層の発光効率を高めるようにしたものである。As an example of such an annealing method, there is a means disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-141584. According to this means, a silicon film is interposed between the lower insulating layer and the light emitting layer of the thin film EL display device, and this silicon film is annealed together with the light emitting layer by laser light or an electron beam, whereby the silicon film and the light emitting layer are annealed. The crystallinity is improved and the luminous efficiency of the light emitting layer is improved.
【０００９】また、薄膜ＥＬディスプレイ装置の技術分
野と異なる半導体装置の分野においても、アニール方法
を用いて非晶質半導体領域の結晶化を促進させたり、不
純物を拡散させることが行われており、その例として
は、特開平２−２７５６２２号、特開平２−２８０３２
０号、特開平３−１１６８０号等に開示の手段を挙げる
ことができる。Also, in the field of semiconductor devices different from the technical field of thin film EL display devices, crystallization of amorphous semiconductor regions is promoted and impurities are diffused by using an annealing method. Examples thereof are JP-A-2-275622 and JP-A-2-28032.
No. 0, JP-A-3-11680 and the like can be mentioned.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平３−１４１５８４号に開示の手段は、レーザ光や電
子ビームを発光層とシリコン膜に照射し、結果的に、発
光層全体を均一に加熱するものアニール方法であるた
め、母体の結晶化の程度の向上と前記母体内の発光中心
の分布の均一化とが同時に進行することになる。そし
て、このアニール方法を用いた場合には、母体の結晶化
の程度が次第に向上し、母体構成元素間の結合が強固に
なるに応じて、発光中心は前記結晶化に阻害されて母体
内に分散し難くなるため、母体の結晶化の程度がある一
定レベル以上に向上すると、発光中心の母体内への分布
の均一化はそれ以上進行しなくなる。このため、前記ア
ニール方法においては、母体の結晶化の程度の向上と発
光中心の母体内への分布の均一化とを両立させることが
困難であるという問題を有している。However, the means disclosed in JP-A-3-141584 irradiates the light emitting layer and the silicon film with a laser beam or an electron beam, and as a result, uniformly heats the entire light emitting layer. Since this is an annealing method, the degree of crystallization of the host material and the uniformity of the distribution of luminescent centers in the host material are simultaneously advanced. When this annealing method is used, the degree of crystallization of the host material is gradually improved, and as the bond between the constituent elements of the host material is strengthened, the luminescence center is blocked by the crystallization and becomes Since it becomes difficult to disperse, if the degree of crystallization of the host is increased to a certain level or higher, the distribution of the luminescence centers in the host is not made uniform. Therefore, the annealing method has a problem that it is difficult to achieve both improvement of the degree of crystallization of the host material and uniform distribution of the emission centers in the host material.
【００１１】また、通常の薄膜ＥＬディスプレイ装置の
薄膜蛍光層（発光層）は、ガラス基板上に透明電極と下
部絶縁層を介して蒸着された構成を有し、アニール時に
は前記透明電極や下部絶縁層からなる下地層及び前記ガ
ラス基板とともに前記発光層をアニールするようにして
いる。そして、アニールによる加熱に際して、前記ガラ
ス基板を熱により湾曲させないためには、加熱温度を前
記ガラス基板の融点である約５００℃程度に抑えること
が好ましいが、前記発光層の融点は１０００℃程度であ
るため、前述の約５００℃程度の加熱温度のアニールで
は、前記発光層の結晶化の程度を向上させたり、発光中
心の母体内への分布を均一化させたりすることは難しく
なる。そこで、アニール時の加熱温度を前述の約５００
℃よりも高くする必要があるが、このときには前記ガラ
ス基板及び透明電極や絶縁層からなる前記下地層も発光
層と同時に加熱されることにより、前記下地層から前記
発光層に不純物が混入して、前記発光層の発光効率がよ
り低下してしまうという問題があるが、前記特開平３−
１４１５８４号に開示の手段は、そのような問題点に何
等言及していない。Further, the thin film fluorescent layer (light emitting layer) of a normal thin film EL display device has a structure in which it is deposited on a glass substrate through a transparent electrode and a lower insulating layer. The light emitting layer is annealed together with the underlayer composed of a layer and the glass substrate. In order to prevent the glass substrate from being bent by heat during heating by annealing, the heating temperature is preferably suppressed to about 500 ° C. which is the melting point of the glass substrate, but the melting point of the light emitting layer is about 1000 ° C. Therefore, it is difficult to improve the degree of crystallization of the light emitting layer and to make the distribution of the emission centers uniform in the mother body by annealing at a heating temperature of about 500 ° C. described above. Therefore, the heating temperature during annealing is set to about 500 as described above.
It is necessary to make the temperature higher than 0 ° C, but at this time, the glass substrate and the underlayer composed of the transparent electrode and the insulating layer are also heated at the same time as the light emitting layer, so that impurities are mixed from the underlayer into the light emitting layer. However, there is a problem in that the light emitting efficiency of the light emitting layer is further reduced.
The means disclosed in 141584 does not mention such a problem at all.
【００１２】さらに、半導体装置の分野において用いら
れているアニール方法は、単に、非晶質半導体領域の結
晶化を促進させたり、不純物を拡散させることに利用さ
れているだけであって、前述のように母体の結晶化の程
度の向上と発光中心の母体内への分布の均一化とを両立
させることをなんら意図しているものではない。Further, the annealing method used in the field of semiconductor devices is merely used for promoting crystallization of the amorphous semiconductor region and diffusing impurities. Thus, it is not intended to improve the degree of crystallization of the host material and make the distribution of the emission centers uniform in the host material.
【００１３】本発明は、こうした薄膜ＥＬディスプレイ
装置における問題点を除去するために考案されたもの
で、その目的は、発光層における母体の結晶化の程度の
向上と発光中心の母体内への分布の均一化を両立させ、
かつ、加熱時において発光層に不純物が混入しない薄膜
蛍光体のアニール方法及びアニール装置を提供すること
にある。The present invention was devised in order to eliminate the problems in such a thin film EL display device, and its purpose is to improve the degree of crystallization of the matrix in the light emitting layer and to distribute the luminescent centers in the matrix. Balances the uniformity of
Another object of the present invention is to provide an annealing method and an annealing device for a thin film phosphor in which impurities are not mixed in the light emitting layer when heated.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、母体と、前記母体中に添加される発光中
心とからなる薄膜蛍光体を光照射により加熱し、前記母
体の結晶化の程度を向上させるとともに前記発光中心の
前記母体内への分布を均一にする薄膜蛍光体の光アニー
ル方法において、最初に、前記発光中心が吸収する波長
の光の照射で光アニールを行ない、次に、前記母体が吸
収する波長の光の照射で光アニールを行なう第１の手段
を備える。In order to achieve the above object, the present invention provides a thin film phosphor comprising a matrix and a luminescent center added in the matrix, which is heated by light irradiation to form a crystal of the matrix. In the photoannealing method of the thin-film phosphor for improving the degree of oxidization and for making the distribution of the luminescence centers uniform in the matrix, first, the photoannealing is performed by irradiation with light having a wavelength absorbed by the luminescence centers, Next, there is provided a first means for performing photo-annealing by irradiation with light having a wavelength absorbed by the matrix.
【００１５】また、前記目的を達成するために、本発明
は、可変波長レーザ光発生器と、アニールすべき薄膜蛍
光体を載置させる縦横移動自在なＸ−Ｙステージと、前
記レーザ光発生器の出力レーザ光を前記薄膜蛍光体に照
射する光学系と、前記薄膜蛍光体の吸収スペクトル測定
手段と、前記吸収スペクトル測定手段の出力に対応して
前記レーザ光発生器の出力レーザ光の波長を制御する波
長制御手段とを具備した第２の手段を備える。In order to achieve the above object, the present invention provides a variable wavelength laser light generator, a vertically and horizontally movable XY stage on which a thin film phosphor to be annealed is mounted, and the laser light generator. An optical system for irradiating the thin film phosphor with the output laser light, an absorption spectrum measuring means of the thin film phosphor, and a wavelength of the output laser light of the laser light generator corresponding to the output of the absorption spectrum measuring means. A second means including a wavelength control means for controlling is provided.
【００１６】[0016]
【作用】本発明は、レーザ光等の強力な光源による輻射
加熱を利用してアニールを実行する光アニール方法を採
用しているもので、この光アニールは以下に述べるよう
な順序工程によって実行される。The present invention employs an optical annealing method in which annealing is performed by utilizing radiant heating by a strong light source such as a laser beam. This optical annealing is performed by the following sequential steps. It
【００１７】最初に、レーザ光の波長として比較的長波
長である発光中心の吸収波長範囲内のものを選択し、そ
の長波長のレーザ光を発光層に照射して光アニールを行
なう。この照射時においては、前記レーザ光は発光層内
の発光中心だけに吸収され、母体には殆ど吸収されるこ
とがない。このため、母体の結晶化の程度は何等向上す
ることがないので、発光中心は母体の結晶化に全く阻害
されることなく、母体内を自由に進行し、母体内に均等
に分布されるようになる。First, as the wavelength of the laser light, one having a relatively long wavelength within the absorption wavelength range of the emission center is selected, and the long wavelength laser light is irradiated to the light emitting layer to perform optical annealing. During this irradiation, the laser light is absorbed only by the emission center in the light emitting layer and is hardly absorbed by the matrix. Therefore, the degree of crystallization of the host does not improve at all, so that the luminescence centers can freely move in the host without being disturbed by the host crystallization and be evenly distributed in the host. become.
【００１８】続いて、レーザ光の波長として比較的短波
長である母体の吸収波長範囲内のものを選択し、その短
波長のレーザ光を発光層に照射して光アニールを行な
う。この照射時においては、前記レーザ光は発光層内の
母体だけにより吸収され、発光中心には殆ど吸収される
ことがない。このため、今回の光アニール時には、母体
の結晶化の程度だけが向上するのに対して、発光中心は
熱励起されないため、母体内の発光中心の分布は以前の
状態と殆ど同じである。Then, a laser beam having a relatively short wavelength within the absorption wavelength range of the matrix is selected, and the light emitting layer is irradiated with the laser beam having the short wavelength to perform optical annealing. During this irradiation, the laser light is absorbed only by the matrix in the light emitting layer, and hardly absorbed by the emission center. Therefore, during the photoanneal this time, only the degree of crystallization of the host is improved, whereas the luminescence centers are not thermally excited, so that the distribution of the luminescence centers in the host is almost the same as the previous state.
【００１９】このように、本発明による光アニール方法
によれば、始めに、発光中心に対してのみ光アニールを
行なって、発光中心を母体内に均一に分布させるように
し、次に、母体に対してのみ光アニールを行なって、母
体の結晶化の程度を向上させるようにしているので、母
体の結晶化の程度の向上と発光中心の母体内への分布の
均一化とを同時に達成することができ、発光層の発光輝
度及び発光効率をともに増大させることができる。As described above, according to the photo-annealing method of the present invention, first, the photo-annealing is performed only on the emission centers so that the emission centers are uniformly distributed in the matrix, and then the emission centers are formed on the matrix. Since the optical anneal is performed only to improve the degree of crystallization of the matrix, it is possible to simultaneously improve the degree of crystallization of the matrix and make the distribution of the emission centers uniform in the matrix. Therefore, both the emission brightness and the emission efficiency of the light emitting layer can be increased.
【００２０】また、ガラス基板上に透明電極と下部絶縁
層からなる下地層を介して蒸着した薄膜蛍光体（発光
層）をアニールする場合に、本発明による光アニール方
法を採用すれば、アニール時に発光層に照射される比較
的長波長のレーザ光はともに全て発光層における発光中
心や母体に吸収され、前記下地層及び前記ガラス基板に
は殆ど到達しないため、前記発光層だけが有効に加熱さ
れることになる。Further, when annealing the thin film phosphor (light emitting layer) deposited on the glass substrate through the underlying layer consisting of the transparent electrode and the lower insulating layer, if the optical annealing method according to the present invention is adopted, the annealing is performed at the time of annealing. All the relatively long-wavelength laser light irradiated to the light emitting layer is absorbed by the light emission center and the matrix of the light emitting layer, and hardly reaches the underlayer and the glass substrate, so that only the light emitting layer is effectively heated. Will be.
【００２１】このように、本発明による光アニール方法
によれば、アニール時に熱によってガラス基板が湾曲す
るようなことはなく、かつ、下地層から発光層に不純物
が混入することもない。As described above, according to the optical annealing method of the present invention, the glass substrate is not bent by heat during annealing, and impurities are not mixed into the light emitting layer from the underlayer.
【００２２】[0022]
【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００２３】図１は、本発明に係わる光アニール装置の
第１の実施例を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of an optical annealing apparatus according to the present invention.
【００２４】図１において、１は波長可変レーザ光発生
器、２はＸ−Ｙステージ、３は薄膜蛍光体、４は反射鏡
や集光レンズ等を含む光学系、５は吸収スペクトル測定
装置、６はレーザ光発生器の波長制御装置、７は吸収ス
ペクトルモニター、８は暗箱である。In FIG. 1, 1 is a wavelength tunable laser light generator, 2 is an XY stage, 3 is a thin film fluorescent substance, 4 is an optical system including a reflecting mirror and a condenser lens, 5 is an absorption spectrum measuring device, 6 is a wavelength control device for the laser light generator, 7 is an absorption spectrum monitor, and 8 is a dark box.
【００２５】そして、波長可変レーザ光発生器１は波長
制御装置６の制御によって所定波長範囲内のいずれかの
波長のレーザ光を発生し、Ｘ−Ｙステージ２は薄膜蛍光
体３を載置させるとともに、駆動装置（図示なし）の制
御により縦横方向自在に移動できるように構成されてい
る。また、光学系４は波長可変レーザ光発生器１からの
レーザ光を薄膜蛍光体３上に集束し、吸収スペクトル測
定装置５は薄膜蛍光体３を透過したレーザ光のスペクト
ルを測定する。さらに、吸収スペクトルモニター７は吸
収スペクトル測定装置５で測定されたレーザ光スペクト
ルの表示を行ない、波長制御装置６は吸収スペクトル測
定装置５の出力等に応答して波長可変レーザ光発生器１
の出力波長を制御するものである。なお、Ｘ−Ｙステー
ジ２、薄膜蛍光体３、光学系４及び吸収スペクトル測定
装置５はいずれも暗箱９内に収納されている。Then, the wavelength tunable laser light generator 1 generates laser light of any wavelength within a predetermined wavelength range under the control of the wavelength control device 6, and the XY stage 2 mounts the thin film phosphor 3 thereon. At the same time, it is configured so that it can be moved freely in the vertical and horizontal directions by the control of a driving device (not shown). The optical system 4 focuses the laser light from the variable wavelength laser light generator 1 onto the thin film phosphor 3, and the absorption spectrum measuring device 5 measures the spectrum of the laser light transmitted through the thin film phosphor 3. Further, the absorption spectrum monitor 7 displays the laser light spectrum measured by the absorption spectrum measurement device 5, and the wavelength control device 6 responds to the output of the absorption spectrum measurement device 5 and the like.
The output wavelength of is controlled. The XY stage 2, the thin film phosphor 3, the optical system 4, and the absorption spectrum measuring device 5 are all housed in a dark box 9.
【００２６】本実施例による光アニール装置は、以下に
述べるような動作を行なう。ところで、この光アニール
装置による動作は、正規の光アニール実行動作と、前記
動作の前に行われる予備操作とからなっている。The optical annealing apparatus according to this embodiment operates as described below. By the way, the operation by this optical annealing apparatus is composed of a regular optical annealing execution operation and a preliminary operation performed before the above operation.
【００２７】始めに行われる予備操作は、光アニールに
使用されるレーザ光の波長を選択するためのもので、ま
ず、光アニールを行なう薄膜蛍光体３をＸ−Ｙステージ
２上に載置し、次いで、波長制御装置６を走査状態に設
定して、波長可変レーザ光発生器１から所定波長範囲
内、例えば、１００乃至７５０ｎｍの波長範囲のレーザ
光を走査により順次発生させ、続いて、このレーザ光を
光学系４を介して薄膜蛍光体４に照射させる。薄膜蛍光
体４に照射されたレーザ光は、一部の波長のものは薄膜
蛍光体４で大きく吸収されるが、その余の波長のものは
薄膜蛍光体４を透過して吸収スペクトル測定装置５に供
給され、吸収スペクトルモニター７上には図１０に示す
ようにレーザ波長に対する薄膜蛍光体４の吸収特性が表
示される。この表示された吸収特性から判るように、薄
膜蛍光体４は２つの波長λ1 、λ2 において大きな吸収
のピークを有しているが、この中の長い方の波長λ1 は
発光中心による吸収のピークであり、短い方の波長λ2
は母体による吸収のピークであって、これら吸収のピー
クを示す波長λ1 、λ2 は薄膜蛍光体４に使用される発
光中心材料及び母体材料によって若干異なるものであ
る。次に、吸収スペクトル測定装置５は、前記吸収のピ
ークを示す波長λ1 、λ2 を表す情報を波長制御装置６
に伝達すると、波長制御装置６は波長可変レーザ光発生
器１を制御してレーザ光の発生を一時的に停止させ、こ
の予備操作を終了する。The preliminary operation performed first is to select the wavelength of the laser beam used for optical annealing. First, the thin film phosphor 3 to be optically annealed is placed on the XY stage 2. Then, the wavelength control device 6 is set to the scanning state, and the variable wavelength laser light generator 1 sequentially generates laser light within a predetermined wavelength range, for example, a wavelength range of 100 to 750 nm by scanning. The thin film phosphor 4 is irradiated with laser light through the optical system 4. The laser light with which a part of the wavelengths of the laser light applied to the thin-film fluorescent material 4 is largely absorbed by the thin-film fluorescent material 4, but the other wavelengths of the laser light are transmitted through the thin-film fluorescent material 4 and the absorption spectrum measuring device 5 The absorption characteristics of the thin film phosphor 4 with respect to the laser wavelength are displayed on the absorption spectrum monitor 7 as shown in FIG. As can be seen from the displayed absorption characteristics, the thin film phosphor 4 has large absorption peaks at the two wavelengths λ 1 and λ 2 , but the longer wavelength λ 1 among them has absorption by the emission center. Of the shorter wavelength λ 2
Are the peaks of absorption by the host material, and the wavelengths λ 1 and λ 2 that exhibit these absorption peaks are slightly different depending on the emission center material and the host material used for the thin film phosphor 4. Next, the absorption spectrum measuring device 5 sends the information indicating the wavelengths λ 1 and λ 2 showing the absorption peaks to the wavelength control device 6
Then, the wavelength control device 6 controls the wavelength tunable laser light generator 1 to temporarily stop the generation of the laser light, and ends this preliminary operation.
【００２８】続いて行われる正規の光アニール実行動作
は、最初に、波長制御装置６の制御により波長可変レー
ザ光発生器１の出力波長を前記１つの吸収のピークを示
す波長λ1 に選択し、このとき波長可変レーザ光発生器
１から得られる波長λ1 のレーザ光を光学系４を介して
薄膜蛍光体４に照射させる。この照射された前記波長λ
1 のレーザ光は専ら薄膜蛍光体４内の発光中心によって
吸収され、母体では殆ど吸収されないので、発光中心は
母体内を自由に進行して、母体内に均一に分布されるよ
うになる。次に、同じく波長制御装置６の制御により波
長可変レーザ光発生器１の出力波長を前記もう１つの吸
収のピークを示す波長λ2 に選択し、このとき波長可変
レーザ光発生器１から得られる波長λ2 のレーザ光を光
学系４を介して薄膜蛍光体４に照射させる。このときに
は照射された前記波長λ2 のレーザ光は薄膜蛍光体４内
の母体のみに吸収され、発光中心では殆ど吸収されない
ため、発光中心の母体内の分布が殆ど変化しないまま、
母体の結晶化の程度のみが向上するようになって、正規
の光アニール実行動作を終了する。In the subsequent regular optical annealing execution operation, first, the output wavelength of the tunable laser light generator 1 is selected to the wavelength λ 1 showing the one absorption peak under the control of the wavelength controller 6. At this time, the thin film phosphor 4 is irradiated with the laser light of the wavelength λ 1 obtained from the variable wavelength laser light generator 1 through the optical system 4. This irradiated wavelength λ
The laser light 1 is exclusively absorbed by the emission center in the thin film phosphor 4 and hardly absorbed by the matrix, so that the emission center freely travels in the matrix and is uniformly distributed in the matrix. Next, the output wavelength of the tunable laser light generator 1 is similarly selected by the control of the wavelength control device 6 to the wavelength λ 2 showing the other absorption peak, and at this time, it is obtained from the tunable laser light generator 1. The thin film phosphor 4 is irradiated with the laser beam having the wavelength λ 2 through the optical system 4. At this time, since the irradiated laser light of the wavelength λ 2 is absorbed only by the matrix in the thin film phosphor 4 and hardly absorbed by the emission center, the distribution of the emission center in the matrix remains almost unchanged,
Only the degree of crystallization of the matrix is improved, and the regular optical annealing execution operation is completed.
【００２９】このように、本実施例の光アニール装置に
よれば、始めに、レーザ光の波長をλ1 に選択して発光
中心に対してのみ光アニールを行ない、次に、レーザ光
の波長をλ2 に選択して母体に対してのみ光アニールを
行なっているので、母体の結晶化の程度の向上と発光中
心の母体内への分布の均一化とを同時に達成でき、発光
層の発光輝度及び発光効率をともに増大させることがで
きる。As described above, according to the optical annealing apparatus of this embodiment, first , the wavelength of the laser light is selected to be λ 1 and the optical annealing is performed only on the emission center, and then the wavelength of the laser light is changed. Is selected as λ 2 and the photo-annealing is performed only on the base material, so that the degree of crystallization of the base material and the uniform distribution of emission centers in the base material can be achieved at the same time. Both brightness and luminous efficiency can be increased.
【００３０】また、本実施例の光アニール装置によれ
ば、正規の光アニール実行動作に先立って行われる予備
操作において、前記光アニール実行動作時に使用される
レーザ光の波長を選択しているので、いかなる組成の薄
膜蛍光体４であっても前記光アニール実行動作時に使用
されるレーザ光の波長を正しく選択することができる。Further, according to the optical annealing apparatus of this embodiment, the wavelength of the laser beam used during the optical annealing execution operation is selected in the preliminary operation performed prior to the regular optical annealing execution operation. It is possible to correctly select the wavelength of the laser light used during the optical annealing execution operation regardless of the composition of the thin film phosphor 4.
【００３１】図２（ａ）乃至（ｃ）は、本発明に係わる
光アニール方法の実施により発光層内部の状態がどのよ
うに変化するかを示す系統図である。FIGS. 2 (a) to 2 (c) are system diagrams showing how the state inside the light emitting layer changes due to the execution of the optical annealing method according to the present invention.
【００３２】図２において、１０は発光層、１１は結晶
化の程度が低い母体、１２は結晶化の程度が高い母体、
１３は発光中心、１４は波長λ1 のレーザ光、１５は波
長λ2 のレーザ光である。In FIG. 2, 10 is a light emitting layer, 11 is a matrix with a low degree of crystallization, 12 is a matrix with a high degree of crystallization,
13 is an emission center, 14 is a laser beam having a wavelength λ 1 , and 15 is a laser beam having a wavelength λ 2 .
【００３３】そして、図２（ａ）に示すように、光アニ
ールを行なう前の発光層１０は、結晶化の程度が低い母
体１１内に発光中心１３が幾つかの個所にまとまった状
態で分布したものになっている。Then, as shown in FIG. 2A, in the light emitting layer 10 before the photo-annealing, the light emitting centers 13 are distributed in several places in the matrix 11 where the degree of crystallization is low. It has been done.
【００３４】本発明に係わる光アニール方法は、以下に
述べるような工程順序により実施される。始めに、図２
（ａ）において、光アニールを行なう前の発光層１０に
波長λ1 のレーザ光１４を照射すると、前記レーザ光１
４は発光中心１３にだけ吸収されて、発光中心１３が加
熱励起されるため、図２（ｂ）に示すように、結晶化の
程度が低い母体１１はそのままの状態に維持され、発光
中心１３が前記母体１１内に均等に分布された発光層１
０が得られるようになる。次に、図２（ｂ）において、
発光中心１３が均等に分布されている結晶化の程度が低
い母体１１に波長λ2 のレーザ光１５を照射すると、こ
のレーザ光１５は母体にだけ吸収されて、母体が有効に
輻射加熱されるため、今度は結晶化の程度が低い母体１
１の結晶化が進行するのに対して、発光中心１３は殆ど
加熱励起されないため、依然として母体内に均等に分布
した状態を維持しており、最終的には、図２（ｃ）に示
すように、結晶化の程度が高い母体１２内に発光中心１
３が均等に分布された発光層１０を得ることができる。The optical annealing method according to the present invention is carried out in the order of steps as described below. First, Figure 2
In (a), when the light emitting layer 10 before the optical annealing is irradiated with the laser light 14 having the wavelength λ 1 , the laser light 1
4 is absorbed only by the luminescence center 13, and the luminescence center 13 is heated and excited. Therefore, as shown in FIG. 2B, the matrix 11 having a low degree of crystallization is maintained as it is, and the luminescence center 13 is maintained. Of the light emitting layer 1 in which the particles are evenly distributed in the matrix 11.
You will get 0. Next, in FIG. 2 (b),
When the laser light 15 having the wavelength λ 2 is applied to the base material 11 in which the emission centers 13 are evenly distributed and the degree of crystallization is low, the laser light 15 is absorbed only by the base material, and the base material is effectively radiatively heated. Therefore, this time, the matrix 1 with low degree of crystallization
While crystallization of No. 1 proceeds, the luminescence centers 13 are hardly heated and excited, and therefore, the state of being evenly distributed in the matrix is still maintained, and finally, as shown in FIG. In addition, the luminescent center 1 is formed in the matrix 12 which has a high degree of crystallization.
It is possible to obtain the light emitting layer 10 in which 3 is evenly distributed.
【００３５】そして、こうして得られた結晶化の程度が
高い母体１２内に発光中心１３が均等に分布された発光
層１０は、母体の結晶化の程度の向上と発光中心の母体
内への分布の均一化とを同時に達成でき、発光層１０の
発光輝度及び発光効率をともに増大させることができる
ものである。The luminescent layer 10 thus obtained, in which the luminescent centers 13 are evenly distributed in the matrix 12 having a high degree of crystallization, improves the crystallization degree of the matrix and distributes the luminescent centers in the matrix. Can be achieved at the same time, and both the emission brightness and the emission efficiency of the light emitting layer 10 can be increased.
【００３６】また、前述の光アニール方法を用いれば、
ガラス基板上に下地層を介して薄膜蛍光体（発光層）１
０を蒸着したものであっても、薄膜蛍光体（発光層）１
０に照射される波長λ1 、λ2 のレーザ光１４、１５は
全て発光層１０に吸収され、前記下地層を構成する下部
絶縁層や透明電極、または前記ガラス基板に到達しない
ので、発光層１０だけが有効に加熱され、前記照射時の
加熱によって前記ガラス基板が湾曲したり、前記下地層
から発光層に不純物が混入することもない。If the above-mentioned optical annealing method is used,
Thin-film phosphor (light-emitting layer) on a glass substrate with an underlayer interposed 1
Thin-film phosphor (light-emitting layer) 1 even if 0 is vapor-deposited
The laser beams 14 and 15 having wavelengths λ 1 and λ 2 applied to 0 are all absorbed by the light emitting layer 10 and do not reach the lower insulating layer and the transparent electrode constituting the underlayer, or the glass substrate. Only 10 is effectively heated, and the heating at the time of irradiation does not cause the glass substrate to be curved and impurities are not mixed from the underlayer to the light emitting layer.
【００３７】図３は、本発明に係わる光アニール装置の
第２の実施例の要部を示す概要構成図である。FIG. 3 is a schematic block diagram showing the essential parts of a second embodiment of the optical annealing apparatus according to the present invention.
【００３８】図３において、９はステージであり、その
他、図１に示す構成要素と同じ構成要素には同じ符号を
付けている。In FIG. 3, reference numeral 9 denotes a stage, and other components that are the same as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
【００３９】そして、本実施例においては、ステージ９
は、固定のもので、その上に薄膜蛍光体４が載置される
ように構成されており、ステージ９が移動する代わり
に、本実施例は、波長可変レーザ光発生器１が適当な駆
動装置（図示なし）によりＸ、Ｙ方向に任意に移動でき
るように構成されている。In this embodiment, the stage 9
Is a fixed one, and is configured such that the thin film phosphor 4 is placed thereon. Instead of moving the stage 9, in this embodiment, the tunable laser light generator 1 is driven appropriately. A device (not shown) is configured so that it can be moved arbitrarily in the X and Y directions.
【００４０】本実施例の動作は、前述の第１の実施例の
動作と全く同じであるので、ここでの詳しい説明は省略
するが、本実施例においては、薄膜蛍光体４の任意の位
置にレーザ光を照射する場合に、Ｘ−Ｙステージ２を移
動させる代わりに、波長可変レーザ光発生器１を移動さ
せている点においてのみ第１の実施例と異なっているも
のである。The operation of this embodiment is exactly the same as the operation of the above-mentioned first embodiment, so a detailed description will be omitted here, but in this embodiment, an arbitrary position of the thin film phosphor 4 is used. In the case of irradiating the laser light on the laser beam, the wavelength tunable laser light generator 1 is moved instead of moving the XY stage 2, which is the only difference from the first embodiment.
【００４１】次に、図４は、本発明に係わる光アニール
装置の第３の実施例の要部を示す概要構成図である。Next, FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a main part of a third embodiment of the optical annealing apparatus according to the present invention.
【００４２】図４において、４’は回動可能な反射ミラ
ーであり、その他、図１及び図３に示す構成要素と同じ
構成要素には同じ符号を付けている。In FIG. 4, reference numeral 4'denotes a rotatable reflecting mirror, and the same components as those shown in FIGS. 1 and 3 are designated by the same reference numerals.
【００４３】そして、本実施例においては、波長可変レ
ーザ光発生器１は前記第１の実施例と同じ構成のもので
あり、かつ、ステージ９は前記第２の実施例と同じ構成
のものであるが、本実施例は、回動可能な反射ミラー
４’が適当な駆動装置（図示なし）によりＸ、Ｙ方向に
任意に回動できるように構成されている。In this embodiment, the wavelength tunable laser light generator 1 has the same structure as that of the first embodiment, and the stage 9 has the same structure as that of the second embodiment. However, in this embodiment, the rotatable reflecting mirror 4'is configured to be freely rotatable in the X and Y directions by an appropriate driving device (not shown).
【００４４】本実施例の動作も、前述の第１の実施例の
動作と全く同じであるので、ここでも詳しい説明は省略
するが、本実施例においては、薄膜蛍光体４の任意の位
置にレーザ光を照射する場合に、Ｘ−Ｙステージ２また
は波長可変レーザ光発生器１を移動させる代わりに、回
動可能な反射ミラー４’を回動させて、その反射角を変
化させている点においてのみ第１の実施例または第２の
実施例と異なっているものである。The operation of the present embodiment is also exactly the same as that of the first embodiment described above, so a detailed description thereof will be omitted here, but in this embodiment, the thin film phosphor 4 is placed at an arbitrary position. When irradiating a laser beam, instead of moving the XY stage 2 or the wavelength tunable laser beam generator 1, a rotatable reflecting mirror 4 ′ is rotated to change its reflection angle. Only in the second embodiment is different from the first or second embodiment.
【００４５】続いて、図５は、本発明による光アニール
を行なう前後において、薄膜蛍光体を紫外光により励起
した場合における薄膜蛍光体の発光強度と励起光強度と
の関係を示す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the emission intensity and the excitation light intensity of the thin film phosphor when the thin film phosphor is excited by ultraviolet light before and after the optical annealing according to the present invention. ..
【００４６】この図から明らかなように、本発明による
光アニールを行なった後の薄膜蛍光体（前者）は、行な
う前の薄膜蛍光体（後者）に比べて、励起光強度に依存
することなく、前者の発光強度は後者の発光強度より１
桁以上高くなっており、このれ点から、本発明による光
アニールが有効であることが理解できる。As is clear from this figure, the thin film phosphor after the optical annealing according to the present invention (the former) does not depend on the excitation light intensity as compared with the thin film phosphor before the annealing (the latter). , The emission intensity of the former is 1 than the emission intensity of the latter
It is higher than the order of magnitude, and it can be understood from this point that the optical annealing according to the present invention is effective.
【００４７】また、図６は、発光層まで形成した半製品
の薄膜ＥＬディスプレイ装置の要部を示す横断面図であ
る。FIG. 6 is a cross sectional view showing a main part of a semi-finished thin film EL display device in which a light emitting layer is formed.
【００４８】図６において、２０は薄膜蛍光体（発光
層）、２１はガラス基板、２２は下部絶縁層、２３は透
明電極、２４は下地層である。In FIG. 6, 20 is a thin film phosphor (light emitting layer), 21 is a glass substrate, 22 is a lower insulating layer, 23 is a transparent electrode, and 24 is a base layer.
【００４９】そして、ガラス基板２１の上に透明電極２
３と下部絶縁層２２からなる下地層２４が蒸着され、そ
の上に薄膜蛍光体（発光層）２０が蒸着されている。Then, the transparent electrode 2 is formed on the glass substrate 21.
3 and the lower insulating layer 22, a base layer 24 is vapor-deposited, and a thin film phosphor (light-emitting layer) 20 is vapor-deposited thereon.
【００５０】この場合、薄膜蛍光体（発光層）２０は、
例えば、母体材料である硫化カルシウム（ＣａＳ）に発
光中心としてユーロピューム（Ｅu）を０.３ mol％添加
したものからなっており、透明電極２３は、例えば、イ
ンジウム・錫酸化物（ＩＴＯ）よりなっており、下部絶
縁層２２は、例えば、五酸化タンタル（Ｔa2Ｏ5）より
なっている。In this case, the thin film phosphor (light emitting layer) 20 is
For example, it is made of calcium sulfide (CaS), which is a base material, to which 0.3 mol% of europume (Eu) is added as an emission center, and the transparent electrode 23 is made of, for example, indium tin oxide (ITO). The lower insulating layer 22 is made of, for example, tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ).
【００５１】前記構成による半製品の薄膜ＥＬディスプ
レイ装置は、以下の工程順序により形成される。まず、
コーニング７０５９ガラス基板２１上に前記インジウム
・錫酸化物（ＩＴＯ）よりなる透明電極２３を抵抗加熱
真空蒸着法により蒸着形成する。次いで、その蒸着層の
上に前記五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）よりなる厚さ０.
５μmの下部絶縁層２２をスパッタリング法により形成
する。続いて、この下部絶縁層２２上に、発光中心とな
るユーロピューム（Ｅu）を０.３ mol％添加した硫化カ
ルシウム（ＣａＳ）よりなる蒸着用ペレットを用い、薄
膜蛍光体（発光層）２０を電子ビーム蒸着法により形成
することにより半製品の薄膜ＥＬディスプレイ装置が得
られる。The semi-finished thin film EL display device having the above structure is formed by the following process sequence. First,
The transparent electrode 23 made of the indium tin oxide (ITO) is vapor-deposited on the Corning 7059 glass substrate 21 by a resistance heating vacuum vapor deposition method. Then, the thickness of the tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) on the vapor-deposited layer is reduced to 0.
The lower insulating layer 22 having a thickness of 5 μm is formed by the sputtering method. Then, a thin film phosphor (light emitting layer) 20 was formed on the lower insulating layer 22 by using a vapor deposition pellet made of calcium sulfide (CaS) to which 0.3 mol% of europume (Eu), which is a luminescent center, was added. A semi-finished thin film EL display device can be obtained by forming by a beam evaporation method.
【００５２】この発光層２０まで形成した半製品の薄膜
ＥＬディスプレイ装置は、Ｘ−Ｙステージ２またはステ
ージ９に載置固定され、前述のいずれかの実施例に示さ
れる光アニール装置によって光アニールが行われる。The semi-finished thin film EL display device having the light emitting layer 20 formed thereon is mounted and fixed on the XY stage 2 or the stage 9 and subjected to optical annealing by the optical annealing device shown in any of the above-described embodiments. Done.
【００５３】続く、図７は、光アニールを行なった前記
半製品の薄膜ＥＬディスプレイ装置を用いて構成した薄
膜ＥＬディスプレイ装置の要部を示す横断面図である。FIG. 7 is a transverse sectional view showing a main part of a thin film EL display device constructed by using the semi-finished thin film EL display device which is annealed by light.
【００５４】図７において、２５は上部絶縁層、２６は
背面電極であり、その他、図６に示される構成要素と同
じ構成要素には同じ符号をつけている。In FIG. 7, reference numeral 25 is an upper insulating layer, 26 is a back electrode, and the same components as those shown in FIG. 6 are designated by the same reference numerals.
【００５５】そして、薄膜蛍光体（発光層）２０上には
上部絶縁層２５が蒸着され、この上部絶縁層２５上には
背面電極２６が蒸着される。この場合、上部絶縁層２５
は、例えば、五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）よりなってお
り、背面電極２６は、例えば、アルミニウム（Ａl）よ
りなっている。An upper insulating layer 25 is deposited on the thin film phosphor (light emitting layer) 20, and a back electrode 26 is deposited on the upper insulating layer 25. In this case, the upper insulating layer 25
Is made of, for example, tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), and the back electrode 26 is made of, for example, aluminum (Al).
【００５６】前記構成による薄膜ＥＬディスプレイ装置
は、以下の工程順序により形成される。まず、前記半製
品の薄膜ＥＬディスプレイ装置の薄膜蛍光体（発光層）
２０の上に前記五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）よりなる厚
さ０.５μmの上部絶縁層２５をスパッタリング法により
形成する。次いで、この上部絶縁層２５上に前記アルミ
ニウム（Ａl）よりなる背面電極２６を蒸着させること
により、薄膜ＥＬディスプレイ装置が完成される。The thin film EL display device having the above structure is formed by the following process sequence. First, the thin film phosphor (light emitting layer) of the thin film EL display device of the semi-finished product
An upper insulating layer 25 made of tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) and having a thickness of 0.5 μm is formed on 20 by a sputtering method. Then, the back electrode 26 made of aluminum (Al) is deposited on the upper insulating layer 25 to complete the thin film EL display device.
【００５７】図８は、本発明による光アニールを行なっ
た後の発光層を有する薄膜ＥＬディスプレイ装置と、本
発明による光アニールを行う前の発光層を有する薄膜Ｅ
Ｌディスプレイ装置における、印加電圧に対する輝度特
性を示した特性図である。FIG. 8 shows a thin film EL display device having a light emitting layer after the optical annealing according to the present invention and a thin film E having a light emitting layer before the optical annealing according to the present invention.
FIG. 9 is a characteristic diagram showing luminance characteristics with respect to an applied voltage in the L display device.
【００５８】この図から明らかなように、本発明による
光アニールを行なった後の薄膜ＥＬディスプレイ装置
（前者）は、本発明による光アニールを行う前の薄膜Ｅ
Ｌディスプレイ装置（後者）に比べて、前者の輝度は後
者の輝度より１桁以上高くなっており、この点から、本
発明による光アニールがやはり有効であることが理解で
きる。As is clear from this figure, the thin film EL display device (the former) after the optical annealing according to the present invention is the thin film E before the optical annealing according to the present invention.
Compared to the L display device (latter), the former luminance is higher than the latter luminance by one digit or more, and from this point, it can be understood that the optical annealing according to the present invention is still effective.
【００５９】次に、図９は、本発明によるアニール方法
をフルカラ−画像表示用薄膜ＥＬディスプレイ装置の発
光層に適用した場合の実施例を示す要部構成図である。Next, FIG. 9 is a main part configuration diagram showing an embodiment in which the annealing method according to the present invention is applied to a light emitting layer of a full color image display thin film EL display device.
【００６０】図９において、２７は青色発光層、２８は
赤色発光層、２９は緑色発光層である。In FIG. 9, 27 is a blue light emitting layer, 28 is a red light emitting layer, and 29 is a green light emitting layer.
【００６１】そして、青色発光層２７、赤色発光層２
８、緑色発光層２９は、いずれも、帯状に形成されてお
り、それらは交互に並べられてストライプ状の発光層を
構成している。この場合、例えば、青色発光層２７は母
体材料ＳrＳに発光中心Ｃeを０.１mol％添加したＳrＳ:
Ｃeからなり、赤色発光層２８は母体材料ＣaＳに発光中
心Ｅuを０.３mol％添加したＣaＳ:Ｅuからなり、緑色発
光層２９は母体材料ＺnＳに発光中心Ｔbを５mol％添加
したＺnＳ:Ｔbからなっている。The blue light emitting layer 27 and the red light emitting layer 2
8 and the green light emitting layer 29 are all formed in a strip shape, and they are alternately arranged to form a striped light emitting layer. In this case, for example, the blue light emitting layer 27 includes SrS which is obtained by adding 0.1 mol% of the emission center Ce to the base material SrS:
The red light emitting layer 28 is made of CeS: Eu in which the emission center Eu is added by 0.3 mol% to the base material CaS, and the green light emitting layer 29 is made of ZnS: Tb in which the emission center Tb is added by 5 mol% in the base material ZnS. Is becoming
【００６２】前記構成によるストライプ状の発光層は、
次のように光アニールが行われる。ただし、ここで使用
される光アニール装置としては第１の実施例に示される
装置である。まず、波長可変レーザ光発生器１を発光中
心Ｃeがよく吸収する４６０ｎｍの発光波長にチューニ
ングし、続いて、Ｘ−Ｙステージ２を適宜移動させ、波
長可変レーザ光発生器１が発生する前記波長のレーザ光
をＳrＳ:Ｃeの青色発光層２７に一定時間照射して前記
発光中心Ｃeをアニールする。次に、波長可変レーザ光
発生器１を発光中心Ｅuがよく吸収する５００ｎｍの発
光波長にチューニングし、再び、Ｘ−Ｙステージ２を適
宜移動させ、波長可変レーザ光発生器１が発生する前記
波長のレーザ光をＣaＳ:Ｅuの赤色発光層２８に一定時
間照射して前記発光中心Ｅuをアニールする。さらに、
波長可変レーザ光発生器１を発光中心Ｔbがよく吸収す
る５００ｎｍの発光波長にチューニングし、再度、Ｘ−
Ｙステージ２を適宜移動させ、波長可変レーザ光発生器
１が発生する前記波長のレーザ光をＺnＳ:Ｔbの緑色発
光層に一定時間照射して前記発光中心Ｔbをアニールす
る。この場合、各発光中心Ｃｅ、Ｅｕ、Ｔｂに対する光
アニールの順序は、必ずしも、前述の順序に限られるも
のではなく、それ以外のどのような順序でも構わない。The stripe-shaped light emitting layer having the above structure is
Optical annealing is performed as follows. However, the optical annealing apparatus used here is the apparatus shown in the first embodiment. First, the wavelength tunable laser light generator 1 is tuned to an emission wavelength of 460 nm that is well absorbed by the emission center Ce, and subsequently, the XY stage 2 is appropriately moved to change the wavelength generated by the wavelength tunable laser light generator 1. Laser light is irradiated to the SrS: Ce blue light emitting layer 27 for a certain period of time to anneal the light emission center Ce. Next, the wavelength tunable laser light generator 1 is tuned to an emission wavelength of 500 nm, which is well absorbed by the emission center Eu, and the XY stage 2 is appropriately moved again to the wavelength generated by the wavelength tunable laser light generator 1. To anneal the emission center Eu by irradiating the CaS: Eu red light emitting layer 28 for a certain period of time. further,
The wavelength tunable laser light generator 1 is tuned to an emission wavelength of 500 nm that the emission center Tb absorbs well, and X-
The Y stage 2 is appropriately moved, and the laser light of the wavelength generated by the wavelength tunable laser light generator 1 is irradiated on the green light emitting layer of ZnS: Tb for a certain period of time to anneal the light emission center Tb. In this case, the order of light annealing for each of the emission centers Ce, Eu, and Tb is not necessarily limited to the order described above, and any other order may be used.
【００６３】これらのアニールが終了すると、波長可変
レーザ光発生器１を何れの発光層２７乃至２９もよく吸
収する２５０ｎｍのピーク波長にチューニングし、続い
て、Ｘ−Ｙステージ２を適宜移動させ、波長可変レーザ
光発生器１が発生する前記波長のレーザ光を各発光層２
７乃至２９に一定時間照射してそれらの母体の光アニー
ルを行ない、全部の光アニール処理が終了する。Upon completion of these annealings, the wavelength tunable laser light generator 1 is tuned to a peak wavelength of 250 nm that absorbs well any of the light emitting layers 27 to 29, and then the XY stage 2 is moved appropriately. The laser light of the wavelength generated by the wavelength tunable laser light generator 1 is applied to each light emitting layer 2
7 to 29 are irradiated for a certain period of time to perform photo-annealing of those bases, and the entire photo-annealing process is completed.
【００６４】そして、光アニールが終了した各色の発光
層２７乃至２９上には、周知の方法により絶縁層と背面
電極が形成され、フルカラ−画像表示用薄膜ＥＬディス
プレイ装置が形成される。Then, an insulating layer and a back electrode are formed on the light emitting layers 27 to 29 of each color after the photo-annealing by a known method to form a full color image display thin film EL display device.
【００６５】以上のようにして得られたストライプ状の
発光層は、各色の発光層２７乃至２９のいずれのもの
も、本発明によるアニールが行われないものに比べて輝
度が１桁以上向上し、実用的なレベルの輝度を有するも
のである。そして、このストライプ状の発光層を具備し
たフルカラ−画像表示用薄膜ＥＬディスプレイ装置を走
査回路及び信号回路で駆動すれば、高輝度を有するフル
カラ−画像表示を行なうことができる。In the striped light emitting layer obtained as described above, the brightness of each of the light emitting layers 27 to 29 of each color is improved by one digit or more as compared with the case where the annealing according to the present invention is not performed. , Having a practical level of brightness. Then, by driving the full-color image display thin-film EL display device having the stripe-shaped light emitting layer by the scanning circuit and the signal circuit, a full-color image display having high brightness can be performed.
【００６６】[0066]
【発明の効果】以上説明したように、本発明による光ア
ニール方法によれば、始めに、発光中心１３に対しての
み光アニールを行ない、発光中心１３を母体１１内に均
一に分布させ、次に、母体１１に対してのみ光アニール
を行ない、母体１１の結晶化の程度を向上させているの
で、母体１１の結晶化の程度の向上と発光中心１３の母
体１１内への分布の均一化とを同時に達成することがで
き、この結果、蛍光体薄膜（発光層）１０の発光輝度及
び発光効率をともに１桁以上向上させて、実用レベルに
到達させることができるという効果がある。As described above, according to the photo-annealing method of the present invention, the photo-annealing is first performed only on the emission centers 13 so that the emission centers 13 are evenly distributed in the matrix 11. In addition, since the degree of crystallization of the base 11 is improved by performing the optical annealing only on the base 11, the degree of crystallization of the base 11 is improved and the distribution of the emission centers 13 in the base 11 is made uniform. Can be achieved at the same time, and as a result, the luminous brightness and luminous efficiency of the phosphor thin film (light-emitting layer) 10 can be improved by one digit or more to reach a practical level.
【００６７】また、本発明による光アニール方法によれ
ば、ガラス基板２１上に下地層２４を介して装着された
蛍光体薄膜（発光層）２０の光アニール時に、発光層２
０に照射される２つのレーザ光はそれぞれ発光中心及び
母体に吸収され、下地層２４に吸収されないので、発光
層２０だけが有効に加熱され、ガラス基板２１が湾曲し
たり、下地層２４から不純物が混入したりすることがな
いという効果がある。Further, according to the photo-annealing method of the present invention, the light-emitting layer 2 is light-annealed when the phosphor thin film (light-emitting layer) 20 mounted on the glass substrate 21 via the underlayer 24 is photo-annealed.
The two laser beams irradiated to 0 are absorbed by the emission center and the matrix, respectively, and are not absorbed by the underlayer 24, so that only the light-emitting layer 20 is effectively heated, the glass substrate 21 is curved, and impurities from the underlayer 24 are absorbed. There is an effect that is not mixed.
【００６８】本発明による光アニール装置によれば、正
規の光アニールの実行動作に先立って、前記実行動作に
おいて用いるレーザ光の波長を予め選択するようにして
いるので、いかなる組成の蛍光体薄膜（発光層）３であ
っても、前記実行動作において用いるレーザ光の波長を
正しく選択することができるという効果がある。According to the optical annealing apparatus of the present invention, the wavelength of the laser beam used in the performing operation is selected in advance before the performing operation of the regular optical annealing. Therefore, the phosphor thin film of any composition ( Even the light emitting layer 3 has an effect that the wavelength of the laser beam used in the execution operation can be correctly selected.
【００６９】また、本発明による光アニール装置によれ
ば、蛍光体薄膜（発光層）のどのような個所にも所望の
波長のレーザ光を簡単な機構及び操作により照射させる
ことができるという効果がある。Further, according to the optical annealing apparatus of the present invention, it is possible to irradiate any part of the phosphor thin film (light emitting layer) with laser light of a desired wavelength by a simple mechanism and operation. is there.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本発明に係わる光アニール装置の第１の実施例
を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of an optical annealing apparatus according to the present invention.
【図２】本発明の光アニール方法により発光層が変化す
る状態を示す系統図である。FIG. 2 is a system diagram showing a state in which a light emitting layer is changed by the optical annealing method of the present invention.
【図３】本発明の光アニール装置の第２の実施例の要部
を示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a main part of a second embodiment of an optical annealing apparatus of the present invention.
【図４】本発明の光アニール装置の第３の実施例の要部
を示す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a main part of a third embodiment of an optical annealing apparatus of the present invention.
【図５】本発明の光アニールの効果を示す特性図であ
る。FIG. 5 is a characteristic diagram showing an effect of optical annealing of the present invention.
【図６】本発明の光アニールが実施される半製品の薄膜
ＥＬディスプレイ装置の要部を示す横断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a main part of a semi-finished thin film EL display device to which the optical annealing of the present invention is applied.
【図７】本発明の光アニールが実施された薄膜ＥＬディ
スプレイ装置の要部を示す横断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a main part of a thin film EL display device that has been subjected to optical annealing of the present invention.
【図８】本発明の光アニールの効果を示す特性図であ
る。FIG. 8 is a characteristic diagram showing the effect of the optical annealing of the present invention.
【図９】フルカラ−画像表示薄膜ＥＬディスプレイ装置
の発光層を示す構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram showing a light emitting layer of a full-color image display thin film EL display device.
【図１０】母体と発光中心から構成される一般的な発光
層の光吸収スペクトルを示す特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram showing a light absorption spectrum of a general light emitting layer composed of a matrix and an emission center.
１ 波長可変レーザ光発生器 ２ Ｘ−Ｙステージ ３、１０、２０ 薄膜蛍光体（発光層） ４ 光学系 ４’ 回動可能な反射ミラー ５ 吸収スペクトル測定装置 ６ 波長制御装置 ７ 吸収スペクトルモニター ８ 暗箱 １１ 結晶化が低い母体 １２ 結晶化が高い母体 １３ 発光中心 １４ 波長λ1 のレーザ光 １５ 波長λ2 のレーザ光 ２１ ガラス基板 ２２ 下部絶縁層 ２３ 透明電極 ２４ 下地層 ２５ 上部絶縁層 ２６ 背面電極 ２７ 青色発光層 ２８ 赤色発光層 ２９ 緑色発光層1 wavelength tunable laser light generator 2 XY stage 3, 10, 20 thin film phosphor (light emitting layer) 4 optical system 4'rotatable reflection mirror 5 absorption spectrum measurement device 6 wavelength control device 7 absorption spectrum monitor 8 dark box 11 matrix with low crystallization 12 matrix with high crystallization 13 emission center 14 laser light with wavelength λ 1 15 laser light with wavelength λ 2 21 glass substrate 22 lower insulating layer 23 transparent electrode 24 underlayer 25 upper insulating layer 26 back electrode 27 Blue light emitting layer 28 Red light emitting layer 29 Green light emitting layer
Claims (7)
心とからなる薄膜蛍光体を光照射により加熱し、前記母
体の結晶化の程度を向上させるとともに前記発光中心の
前記母体内への分布を均一にする薄膜蛍光体の光アニー
ル方法において、最初に、前記発光中心が吸収する波長
の光の照射で光アニールを行ない、次に、前記母体が吸
収する波長の光の照射で光アニールを行なうことを特徴
とする薄膜蛍光体の光アニール方法。1. A thin-film phosphor comprising a matrix and a luminescence center added to the matrix is heated by light irradiation to improve the degree of crystallization of the matrix and to improve the luminescence center of the matrix into the matrix. In the method for photoannealing a thin film phosphor to make the distribution uniform, first, photoannealing is performed by irradiation with light having a wavelength absorbed by the emission center, and then photoannealing is performed by irradiation with light having a wavelength absorbed by the host. An optical annealing method for a thin-film phosphor, which comprises:
ガラス基板上に透明電極と下部絶縁層を介して装着され
た薄膜ＥＬディスプレイ装置用の薄膜蛍光体であること
を特徴とする請求項１記載の光アニール方法。2. The thin film phosphor for performing the optical annealing is
2. The optical annealing method according to claim 1, which is a thin film phosphor for a thin film EL display device mounted on a glass substrate via a transparent electrode and a lower insulating layer.
ストライプ状に形成された３色の発光セグメントからな
る薄膜ＥＬフルカラーディスプレイ装置用の薄膜蛍光体
であることを特徴とする請求項１記載の光アニール方
法。3. The thin film phosphor for performing the optical annealing is
2. The photo-annealing method according to claim 1, wherein the photo-annealing method is a thin-film phosphor for a thin-film EL full-color display device which is composed of light-emitting segments of three colors formed in a stripe shape.
べき薄膜蛍光体を載置させるステージと、前記レーザ光
発生器の出力レーザ光を前記薄膜蛍光体に照射する光学
系と、前記薄膜蛍光体の吸収スペクトル測定手段と、前
記吸収スペクトル測定手段の出力に対応して前記レーザ
光発生器の出力レーザ光の波長を制御する波長制御手段
とを具備していることを特徴とする光アニール装置。4. A variable wavelength laser light generator, a stage on which a thin film phosphor to be annealed is mounted, an optical system for irradiating the thin film phosphor with output laser light from the laser light generator, and the thin film fluorescence. An optical annealing apparatus comprising: a body absorption spectrum measuring means; and a wavelength control means for controlling the wavelength of the output laser light of the laser light generator corresponding to the output of the absorption spectrum measuring means. ..
吸収スペクトル測定手段は、暗箱内に収容されているこ
とを特徴とする請求項４記載の光アニール装置。5. The optical annealing apparatus according to claim 4, wherein the stage, the optical system, and the absorption spectrum measuring means are housed in a dark box.
スペクトルモニターが付属されていることを特徴とする
請求項４記載の光アニール装置。6. The optical annealing apparatus according to claim 4, wherein an absorption spectrum monitor is attached to the absorption spectrum measuring means.
系、前記ステージの中の１つは、レーザ光を任意の位置
に移動させるため、自由に位置が変えられるように構成
されていることを特徴とする請求項４記載の光アニール
装置。7. One of the variable wavelength laser light generator, the optical system, and the stage is configured to freely change its position in order to move the laser light to an arbitrary position. The optical annealing apparatus according to claim 4, wherein
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3341709A JPH05159878A (en) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | Optical annealing method of thin film phosphor and optical annealer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3341709A JPH05159878A (en) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | Optical annealing method of thin film phosphor and optical annealer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05159878A true JPH05159878A (en) | 1993-06-25 |
Family
ID=18348174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3341709A Pending JPH05159878A (en) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | Optical annealing method of thin film phosphor and optical annealer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05159878A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5614133A (en) * | 1994-05-27 | 1997-03-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for producing thin-film electro luminescent device |
| WO2003018863A3 (en) * | 2001-08-24 | 2003-05-22 | Siemens Ag | Method for producing a fluorescent material layer |
| KR100552956B1 (en) * | 2000-10-17 | 2006-02-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | Method for manufacturing organic electroluminescence device |
| JP2009147244A (en) * | 2007-12-18 | 2009-07-02 | Japan Steel Works Ltd:The | Method of manufacturing optical processing substrate and device therefor |
| EP2187445A1 (en) | 2008-11-13 | 2010-05-19 | Hitachi, Ltd. | Nanoparticle material |
-
1991
- 1991-12-02 JP JP3341709A patent/JPH05159878A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5614133A (en) * | 1994-05-27 | 1997-03-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for producing thin-film electro luminescent device |
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| WO2003018863A3 (en) * | 2001-08-24 | 2003-05-22 | Siemens Ag | Method for producing a fluorescent material layer |
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| EP2187445A1 (en) | 2008-11-13 | 2010-05-19 | Hitachi, Ltd. | Nanoparticle material |
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