JPS6141112B2 - - Google Patents
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- JPS6141112B2 JPS6141112B2 JP57231297A JP23129782A JPS6141112B2 JP S6141112 B2 JPS6141112 B2 JP S6141112B2 JP 57231297 A JP57231297 A JP 57231297A JP 23129782 A JP23129782 A JP 23129782A JP S6141112 B2 JPS6141112 B2 JP S6141112B2
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 発明の技術分野
本発明はEL表示装置の発光層となるEL薄膜の
形成方法にかかり、特にEL薄膜をスパツタリン
グによつて形成する方法の改善に関する。
形成方法にかかり、特にEL薄膜をスパツタリン
グによつて形成する方法の改善に関する。
(b) 従来技術と問題点
最近、全固体化表示装置としてEL（エレクト
ロルミネツセンス）薄膜を利用した平板型表示装
置が注目されており、その実用化のため鋭意研究
が続けられている。
ロルミネツセンス）薄膜を利用した平板型表示装
置が注目されており、その実用化のため鋭意研究
が続けられている。
このようなEL薄膜を被着形成する方法として
抵抗加熱蒸着法，電子ビーム加熱蒸着法，あるい
はスパツタリング法があるが、前二者の加熱蒸着
法は異種物質（化合物や元素）を混合した場合に
各物質の昇華，蒸発の温度が異なるため所望の割
合や濃度で被着することが困難である。例えば、
硫化亜鉛（ZnS）に弗化テルビウム（TbF3）を添
加したEL薄膜を形成する際に、ZnSに均一な濃
度のTbF3を添加することは大変に難しいことで
ある。
抵抗加熱蒸着法，電子ビーム加熱蒸着法，あるい
はスパツタリング法があるが、前二者の加熱蒸着
法は異種物質（化合物や元素）を混合した場合に
各物質の昇華，蒸発の温度が異なるため所望の割
合や濃度で被着することが困難である。例えば、
硫化亜鉛（ZnS）に弗化テルビウム（TbF3）を添
加したEL薄膜を形成する際に、ZnSに均一な濃
度のTbF3を添加することは大変に難しいことで
ある。
一方、スパツタリング法は物質の昇華、蒸発で
はなく原子や分子の形で被着するからターゲツト
材と同じ成分で均一になり、所望濃度のEL薄膜
が得られやすい方法である。しかし、このような
スパツタリング法において、スパツタリングガス
としては通常アルゴン（Ar）が用いられてお
り、その場合被着したEL薄膜内にも多くのArが
含まれて、スパツタ後の熱処理によつてその含有
ArがEL薄膜から抜け出し、膜内部に多量の欠陥
準位が形成される。この欠陥準位は発光中心の非
輻射再結合中心または電子の散乱中心として働ら
くから発光効率が低くなる欠点がある。
はなく原子や分子の形で被着するからターゲツト
材と同じ成分で均一になり、所望濃度のEL薄膜
が得られやすい方法である。しかし、このような
スパツタリング法において、スパツタリングガス
としては通常アルゴン（Ar）が用いられてお
り、その場合被着したEL薄膜内にも多くのArが
含まれて、スパツタ後の熱処理によつてその含有
ArがEL薄膜から抜け出し、膜内部に多量の欠陥
準位が形成される。この欠陥準位は発光中心の非
輻射再結合中心または電子の散乱中心として働ら
くから発光効率が低くなる欠点がある。
(c) 発明の目的
本発明はこのような欠点を解消せしめて、欠陥
準位の少ないEL薄膜の成膜手法を提供し、良質
のEL薄膜を作成して高効率，高輝度のEL素子を
実現することを目的とするものである。
準位の少ないEL薄膜の成膜手法を提供し、良質
のEL薄膜を作成して高効率，高輝度のEL素子を
実現することを目的とするものである。
(d) 発明の構成
その目的は、遷移金属あるいは希土類元素を所
定量添加した発光母材をターゲツトとしてスパツ
タリングによつてEL薄膜を形成する際に、アル
ゴン（Ar）に窒素（N2），ヘリウム（He）又は
ネオン（Ne）のいづれかまたはそれらの混合ガ
スを混入したガス、あるいは該窒素，ヘリウム，
ネオンのうちいづれかの単体ガスまたはそれらの
混合ガスをスパツタガスとして上記発光母材を被
着させるEL薄膜の形成方法によつて達成させる
ことができる。
定量添加した発光母材をターゲツトとしてスパツ
タリングによつてEL薄膜を形成する際に、アル
ゴン（Ar）に窒素（N2），ヘリウム（He）又は
ネオン（Ne）のいづれかまたはそれらの混合ガ
スを混入したガス、あるいは該窒素，ヘリウム，
ネオンのうちいづれかの単体ガスまたはそれらの
混合ガスをスパツタガスとして上記発光母材を被
着させるEL薄膜の形成方法によつて達成させる
ことができる。
(e) 発明の実施例
以下、本発明を好ましい実施例を用いて詳細に
説明する。
説明する。
第１図は本発明を適用して作成した交流形EL
素子の模式的な構造断面図で、透明ガラス板１の
上に酸化インジウム（ln2O3）と酸化錫（SnO2）と
の混合蒸着膜（lTO膜）からなる透明電極２が設
けられ、その上にSi3N4膜３でサンドイツチ状に
挾んだ本発明にかかるEL薄膜４が設けられて、
最上面に背面電極５を積層した構造となつてい
る。ここに、Si3N4膜３は高品位の絶縁膜であ
り、EL薄膜４を電気的に保護し、且つ湿気から
も保護する保護膜である。かくして、通常は透明
電極２と背面電極５との間に交流電源６を接続
し、EL薄膜４を発光させて透明ガラス板１面か
ら表示が観察できる。
素子の模式的な構造断面図で、透明ガラス板１の
上に酸化インジウム（ln2O3）と酸化錫（SnO2）と
の混合蒸着膜（lTO膜）からなる透明電極２が設
けられ、その上にSi3N4膜３でサンドイツチ状に
挾んだ本発明にかかるEL薄膜４が設けられて、
最上面に背面電極５を積層した構造となつてい
る。ここに、Si3N4膜３は高品位の絶縁膜であ
り、EL薄膜４を電気的に保護し、且つ湿気から
も保護する保護膜である。かくして、通常は透明
電極２と背面電極５との間に交流電源６を接続
し、EL薄膜４を発光させて透明ガラス板１面か
ら表示が観察できる。
ここで本発明によれば、上記のEL薄膜４は高
周波（RF）スパツタリング法によつて作成され
る。第２図は二極型RFスパツタリング装置の概
念図を示しており、ターゲツトホルダ７上の石英
シヤーレ８の中にターゲツト材９が入れてある。
ターゲツト材９は、例えば発光母材としてのZnS
粉末に発光中心となるTbF3粉末を４％前後添加
した混合粉末の形で準備されていて、その石英シ
ヤーレ８の直径は約105mmである。一方、背面に
加熱ヒータ１０を備えた基板ホルダ１１上に上記
ターゲツトと約40mmの間隔を隔てて基板１が対向
して設けられている。基板１面には事前に同じく
スパツタリング法によつて透明電極２と窒化シリ
コン膜３とが形成されている。
周波（RF）スパツタリング法によつて作成され
る。第２図は二極型RFスパツタリング装置の概
念図を示しており、ターゲツトホルダ７上の石英
シヤーレ８の中にターゲツト材９が入れてある。
ターゲツト材９は、例えば発光母材としてのZnS
粉末に発光中心となるTbF3粉末を４％前後添加
した混合粉末の形で準備されていて、その石英シ
ヤーレ８の直径は約105mmである。一方、背面に
加熱ヒータ１０を備えた基板ホルダ１１上に上記
ターゲツトと約40mmの間隔を隔てて基板１が対向
して設けられている。基板１面には事前に同じく
スパツタリング法によつて透明電極２と窒化シリ
コン膜３とが形成されている。
このような状態で、最初にスパツタリング装置
のベルジヤ（図示せず）内を真空に排気しながら
ターゲツト材を200〜300℃に加熱してターゲツト
材の脱ガスを行う。脱ガスが終了し真空度が回復
すると、Ar：He＝２：８の比率のガスを２×
10-2Torrの圧力になるように導入し、基板温度
を150℃に設定するとともにスパツタリング電力
100Wを印加してスパツタを行う。この時、スパ
ツタリング速度は50Å／分となる。
のベルジヤ（図示せず）内を真空に排気しながら
ターゲツト材を200〜300℃に加熱してターゲツト
材の脱ガスを行う。脱ガスが終了し真空度が回復
すると、Ar：He＝２：８の比率のガスを２×
10-2Torrの圧力になるように導入し、基板温度
を150℃に設定するとともにスパツタリング電力
100Wを印加してスパツタを行う。この時、スパ
ツタリング速度は50Å／分となる。
次いで、スパツタリング終了後、基板１を300
〜400℃の温度で熱処理して結晶性の改善と発光
中心の活性化をはかる。そうすると、Arガスの
みでスパツタリングした場合に比べて欠陥準位の
少ないEL薄膜が得られる。これはヘリウム
（He）ガスでスパツタリングすると、Heイオン
はイオン半径が小さく膜中の透過性が良いため、
EL膜中でトラツプされることが極めて少ないも
のと考察される。
〜400℃の温度で熱処理して結晶性の改善と発光
中心の活性化をはかる。そうすると、Arガスの
みでスパツタリングした場合に比べて欠陥準位の
少ないEL薄膜が得られる。これはヘリウム
（He）ガスでスパツタリングすると、Heイオン
はイオン半径が小さく膜中の透過性が良いため、
EL膜中でトラツプされることが極めて少ないも
のと考察される。
従つて、Heガスのみでスパツタリングするこ
とが膜質上から最良であるが、スパツタレート
（スパツタリング速度）が減少するためにArガス
を０〜20％程度混合することが実用上望ましく、
その程度では膜内の欠陥量に余り大きな差は生じ
ない。
とが膜質上から最良であるが、スパツタレート
（スパツタリング速度）が減少するためにArガス
を０〜20％程度混合することが実用上望ましく、
その程度では膜内の欠陥量に余り大きな差は生じ
ない。
ところで、上記はHeガスの例で説明したが、
Arガスに比較してイオン半径が小さい窒素
（N2）ガス、またはネオン（Ne）ガスを単体ガス
としてあるいはArガスに混合して用いても同様
に欠陥準位の少ないEL薄膜を形成することがで
きる。また、上記例はZnSにTbF3を添加した材
料（ZnS：TbF3）よりなるEL薄膜で説明したが、
同様の他の多色化材料、ZnS：SmF3（赤橙），
ZnS：DyF3（黄），ZnS：ErF3（緑），ZnS：
TmF3（青）などのような希土類弗化物を発光中
心とするEL薄膜は勿論、ZnS：MnよりなるEL薄
膜の形成にも適用できるものである。
Arガスに比較してイオン半径が小さい窒素
（N2）ガス、またはネオン（Ne）ガスを単体ガス
としてあるいはArガスに混合して用いても同様
に欠陥準位の少ないEL薄膜を形成することがで
きる。また、上記例はZnSにTbF3を添加した材
料（ZnS：TbF3）よりなるEL薄膜で説明したが、
同様の他の多色化材料、ZnS：SmF3（赤橙），
ZnS：DyF3（黄），ZnS：ErF3（緑），ZnS：
TmF3（青）などのような希土類弗化物を発光中
心とするEL薄膜は勿論、ZnS：MnよりなるEL薄
膜の形成にも適用できるものである。
(f) 発明の効果
以上の説明から明らかなように、要するに本発
明は均一な濃度や混合比に被着されるスパツタリ
ング法を用いてEL薄膜の結晶欠陥を減少できる
形成方法であるから、発光の高効率化（高輝度
化）、率いては長寿命化に役立ち、高品質のEL表
示装置を実現して、EL表示パネルの多色化を図
る上で極めて寄与する方法である。
明は均一な濃度や混合比に被着されるスパツタリ
ング法を用いてEL薄膜の結晶欠陥を減少できる
形成方法であるから、発光の高効率化（高輝度
化）、率いては長寿命化に役立ち、高品質のEL表
示装置を実現して、EL表示パネルの多色化を図
る上で極めて寄与する方法である。
第１図は本発明により作成したEL素子の模式
的な構造断面図、第２図は本発明に従つてEL薄
膜を形成する場合の二極型RFスパツタリング装
置の概念図である。 図中、１は透明ガラス板、２は透明電極、３は
SiN4膜、４はEL薄膜、５は背面電極、６は交流
電源、７はターゲツトホルダ、８は石英シヤー
レ、９はターゲツト材、１０は加熱ヒータ、１１
は基板ホルダを示している。
的な構造断面図、第２図は本発明に従つてEL薄
膜を形成する場合の二極型RFスパツタリング装
置の概念図である。 図中、１は透明ガラス板、２は透明電極、３は
SiN4膜、４はEL薄膜、５は背面電極、６は交流
電源、７はターゲツトホルダ、８は石英シヤー
レ、９はターゲツト材、１０は加熱ヒータ、１１
は基板ホルダを示している。
Claims (1)
- １ 遷移金属あるいは希土類元素を所定量添加し
た発光母材をターゲツトとしてスパツタリングに
よつてEL薄膜を形成する際に、アルゴン（Ar）
に窒素（N2），ヘリウム（He）又はネオン
（Ne）のいずれかまたはそれらの混合ガスを混入
したガス、あるいは該窒素、ヘリウム，ネオンの
うちいづれかの単体ガスまたはそれらの混合ガス
をスパツタガスとして上記発光母材を被着させる
ことを特徴とするEL薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57231297A JPS59119697A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | Ｅｌ薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57231297A JPS59119697A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | Ｅｌ薄膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59119697A JPS59119697A (ja) | 1984-07-10 |
| JPS6141112B2 true JPS6141112B2 (ja) | 1986-09-12 |
Family
ID=16921400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57231297A Granted JPS59119697A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | Ｅｌ薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59119697A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01109004U (ja) * | 1988-01-14 | 1989-07-24 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61170561A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 高融点金属膜形成方法 |
| JPH0634389B2 (ja) * | 1985-05-23 | 1994-05-02 | 松下電器産業株式会社 | 薄膜発光素子の製造法 |
| JPH02182873A (ja) * | 1989-01-10 | 1990-07-17 | Seiko Epson Corp | 薄膜の製造方法 |
| US5853552A (en) * | 1993-09-09 | 1998-12-29 | Nippondenso Co., Ltd. | Process for the production of electroluminescence element, electroluminescence element |
-
1982
- 1982-12-27 JP JP57231297A patent/JPS59119697A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01109004U (ja) * | 1988-01-14 | 1989-07-24 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59119697A (ja) | 1984-07-10 |
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