JPH01102892A - 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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JPH01102892A
JPH01102892A JP62261304A JP26130487A JPH01102892A JP H01102892 A JPH01102892 A JP H01102892A JP 62261304 A JP62261304 A JP 62261304A JP 26130487 A JP26130487 A JP 26130487A JP H01102892 A JPH01102892 A JP H01102892A
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JP
Japan
Prior art keywords
emitting layer
sputtering
thin film
light
zns
Prior art date
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Pending
Application number
JP62261304A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Okamoto
謙次 岡元
Kazuhiro Watanabe
渡邉 和廣
Takuya Yoshimi
琢也 吉見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Japan Science and Technology Agency
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Research Development Corp of Japan
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Publication date
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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〕 フラットデイスプレィパネルの一種である薄膜ELパネ
ル、特に緑色発光表示を呈する薄膜ELパネルの発光層
に関し、 テレビウム(Tb)を発光中心としたZnSからなるE
L発光層を有する薄膜EL素子を高輝度化するための製
造方法を提供することを目的とし、Tbを発光中心とし
たZnSからなるEL発光層を、その発光中心のテレビ
ウム含有濃度がZnに対して2.5〜7.0at%とな
るようにアルゴン(Ar)とヘリウム(He)、若しく
はネオン(Ne)、窒素(N)のいずれかとの混合ガス
をスパッタガスとしたスパッタ ゛リング法により形成
する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は薄膜EL素子の製造方法に係り、特に高輝度の
緑色発光表示を呈する薄膜EL素子の発光層の形成方法
に関するものである。
近来、EL(エレクトロルミネッセンス)薄膜を利用し
た緑色発光の薄膜EL素子が注目され、その実用化のた
めに鋭意研究開発が進められている。
このような薄膜EL素子は他のEL素子と同様に表示品
質を向上させるために高輝度なものが要求される。この
高輝度化はEL発光層の特性に太き(影響されることか
ら、高輝度表示が実現できるEL発光層の形成方法が必
要とされている。
〔従来の技術〕
従来の緑色発光薄膜EL素子、例えば緑色表示用の薄膜
ELパネルは、I T O(Indium Tin 0
xide)等からなるストライプ状の透明電極と高誘電
率の絶縁層が順に積層形成された透明ガラス基板上に、
発光中心としてテレビラム(Tb)をZnに対して2a
t%添加したZnSからなるEL発光層を、アルゴン(
Ar)をスパッタガスとしたスパッタリング法により形
成し、その上に更に高誘電率の絶縁層を介してアルミニ
ウム(八〇)等からなるストライプ状の背面電極を前記
透明電極と交差するように積層形成し、これら積層部分
は保護層により被覆されている。
そしてこのようなパネルは前記透明電極と対向する背面
電極との任意の選択された各電極間に所要の駆動電極を
印加し、EL発光層に交流電界を加えることによって、
その電極交差部分の発光層を発光させて緑色表示を行っ
ている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで上記した従来の薄膜EL素子では輝度の向上を
図るために、Tbを発光中心とするZnSからなるEL
発光層を形成する際に、該Tbの含有濃度をZnに対し
て最適な2at%となるようにArをスパッタガスとし
たスパッタリング法により形成しているが、所望とする
十分な輝度は得られていない。
そこでこのような問題を解決するために検討した結果、
Tbを発光中心としたZnSからなるEL発光層をスパ
ッタリング法社より形成する際のスパッタガスとして、
Arにヘリウム(He)、或いはネオン(Ne)、窒素
(N、)等を混合した混合ガスを用いることにより輝度
が向上することを見出した。しかし高輝度化を図るため
にはなお十分な検討が必要であった。
本発明は上記した従来の実状に鑑み、スパッタリング法
によりTbを発光中心としたZnSからなるEL発光層
を形成する際のスパッタガスとしてArとHe等との混
合ガスを用いると共に、該ZnSからなるEL発光層の
発光中心とするTbのZnに対する含有濃度を高輝度化
に最適な値にして高輝度のEL表示が実現できる新規な
薄膜EL素子の製造方法を提供することを目的とするも
のである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記した目的を達成するため、Tbを発光中心
としたZnSからなるEL発光層を有する薄膜EL素子
の製造において、上記ZnSからなるEL発光層を、例
えばArとHeとの混合ガスをスパッタガスとしたスパ
ッタリング法により、そのTb含有濃度をZnに対して
2.5〜7.Oat%となるように形成する方法を採用
している。
〔作 用〕
薄膜EL素子の高輝度化を実現するために、例えばAr
とHeとの混合ガスをスパッタガスとしたスパッタリン
グ法によりTbを発光中心としたZnSからなるEL発
光層を形成する際に、Tb発光中心濃度を変化させてそ
の最適値を調べた結果、第1図に示すようにTb発光中
心濃度による輝度の増加を表すデータ線Aと、該Tb発
光中心濃度の増加に伴うZnS成膜内の欠陥密度の増加
による輝度の低下を表す曲線Bとが交差する点Pが最適
値に相当し、輝度のTb濃度依存性は曲線Cによって表
される。
曲線りは従来のArのみをスパッタガスとしたスパッタ
リング法により、Tb発光中心濃度を変化させてZnS
からなるEL発光層を形成した場合の該Tb発光中心濃
度の増加に伴うZnS成膜内の欠陥密度の発生による輝
度の低下を表し、データ線Aとの交点Qが最適値に相当
し、輝゛度のTb濃度依存性は曲線Eによって表される
。
この図から、ArとHeとの混合スパッタガスを用いた
スパッタリング法により形成された、Tbを発光中心と
したZnSからなるEL発光層における、Tb含有濃度
の増加によるZnSの結晶粒径の減少によって発生する
欠陥密度の増加に伴う輝度の低下は、Arのみのスパッ
タガスを用いたスパッタリング法により形成された、同
様なEL発光層と比較して高Tb含有濃度側で生じる傾
向が明らかとなった。
この現象は該EL発光層に対する発光中心のTb含有濃
度が増加するに伴って該層中の歪も増大するが、スパッ
タリング法による成膜時にArガスにHeガスを混合し
た混合スパッタガスを用いることで前記歪の発生が緩和
されるものと考察される。
第2図はEL発光層のZnSの結晶粒径とTb含有濃度
との関係を示すもので、実線による曲線は本発明の方法
による実験例、破線による曲線は従来の方法による実験
例を示し、MとNはそれぞれ輝度のピークを示している
。
このような成膜データに基づいて、Arガスに対するH
eガスの混合比を70流量%とじたスパッタガスを用い
たスパッタリング法によりTbを発光中心としたZnS
からなるEL発光層を、そのTb含有濃度がZnに対し
て2.5〜7.Oat%の範囲で形成するこ七により、
熱処理前及び熱処理後の各EL発光層の輝度は、第3図
において実線による曲線■及び■で示されるように、従
来の破線による曲線■で示されるEL発光層の輝度より
も格段に向上する。特にZnに対して4.Oat%のT
b含有濃度を有するEL発光層は最も高輝度となること
が確認できた。
〔実施例〕
以下図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明す
る。
第4図は本発明の形成方法に適用したスパッタリング装
置の一実施例を示す装置構成図であり、第5図(a)、
 (b)及び(C)は本発明に係るELi膜素子の形成
方法の一実施例を工程順に示す断面図である。
先ず第4図に示すようにスパッタリング装置におけるス
パッタチャンバー11内に、第5図(a)に示すように
用意された、例えばI T O(Indiu+w Ti
n0xide)膜等からなる透明電極2と酸窒化シリコ
ン(SiON)からなる第一絶縁膜3とが、それぞれ2
000人の膜厚に形成された透明ガラス基板1を保持し
たヒーター14内藏の基板ホルダー13と、発光母材と
なるZnSからなるAターゲット15及び発光中心添加
材どなるTbオS、とTbF3との混合物からなるBタ
ーゲット16がそれぞれ配設された2つのターゲット電
極17.18とを対向配置する。
次に該スパッタチャンバー11内を排気装置12により
、例えば10− ’ torr程度の真空度に排気した
後、このチャンバー11内にArガスに対するHeガス
の混合比を70流量%とした混合スパッタガスを、0,
2torrのガス圧となるように導入すると共に、前記
基板1を300℃に加熱した状態の基板ホルダー13を
回転機構19により8rp−の回転速度で回転させて、
該基板lを前記Aターゲット15上からBターゲラ)1
6上に順次移動させた状態で該Aターゲット電極17に
2000 W、またBターゲット電極1Bに300W 
(5X 15インチのターゲットを対象とした場合)の
高周波電力を供給してスパッタリングを行い、該基板1
上に例えば6000人の膜厚のZnS薄膜を被着する。
引き続き、その薄膜を500″Cに加熱して1時間程度
熱処理を施すことにより、第5図(ロ)に示すように4
.Oat%の含有濃度を有するTbPを発光中心とする
ZnSからなる高輝度化の可能な良質のEL発光層4が
得られる。
その後、かかるEL発光N4上に第5図(C)に示すよ
うに酸窒化シリコン(SiON)からなる2000人の
膜厚の第二絶縁膜5を設け、その表面にさらにアルミニ
ウム(AIl)等からなる背面電極6を形成することに
より高輝度な緑色の薄膜E、L素子を容易に得ることが
できる。
なお以上の実施例では2つのターゲットを用いたスパッ
タリング装置によりTbFを発光中心とするZnSから
なるEL発光層を形成する場合の例について説明したが
、この例に限定されることなく、例えばZnSに所要と
する適量のTbF、を添加した混合物からなる1つのタ
ーゲットを用いたスパッタリング装置により同様なEL
発光層を形成することも可能であり、同様の効果が得ら
れる。
またスパッタガスとしては、ArとHeとの混合ガスに
限定するものではなく、例えば^rとNeとの混合ガス
、或いはArとN!との混合ガスも適用可能なことはい
うまでもない。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明に係る薄膜EL
素子の製造方法によれば、高輝度な緑色のEL表示を可
能とする高品質の薄膜EL素子を再現性よく得られる優
れた利点を有し、製造歩留りが向上する等、実用上の効
果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るEL発光層のTb発光中心濃度と
輝度との相対的な関係を示す図、第2図は本発明に係る
EL発光層のTb含有濃度とZnS粒径との関係を示す
図、 第3図は本発明に係るEL発光層のTb含を濃度と輝度
との関係を示す図、 第4図は本発明に係る薄膜EL素子の製造方法を説明す
るためのスパッタリング装置 一実施例を示す構成図、 第5図(a)〜(C)は本発明に係る薄膜EL素子の製
造方法の一実施例を工程順に示す要部 断面図である。 第4図及び第5図(a)〜(C)において、1は透明ガ
ラス基板、2は透明電極、3は第一絶縁膜、4はEL発
光層、5は第二絶縁膜、6は背面電極、11はスパッタ
チャンバー、12は排気装置、13は基板ホルダー、1
4はヒーター、15はAターゲット、16はBターゲッ
ト、17はAターゲット電極、18はBターゲット電極
、19は回転機構をそれぞれ示す。  − →″rb発尤瞥切息度(利汀這) Tb41克”f’X:4ftdfflvの間係m第1図 →°r1)づt、、Tit Cd %)’n奢膚メ幕嵐
にZガSn県V廁俵r 第2図 To’t4iKft Cat%) Th喀第幕友を輝度xn闇係■ 第3図 非呵司形六加乏や酬tJ張1藷双の 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  テレビウム(Tb)を発光中心としたZnSからなる
    EL発光層を有する薄膜EL素子を製造する方法であっ
    て、 上記ZnSからなるEL発光層を、その発光中心のテレ
    ビウム含有濃度がZnに対して2.5〜7.0at%と
    なるようにアルゴン(Ar)とヘリウム(He),若し
    くはネオン(Ne)、窒素(N)のいずれかとの混合ガ
    スをスパッタガスとしたスパッタリング法により形成す
    ることを特徴とする薄膜EL素子の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002527569A (ja) * 1998-10-13 2002-08-27 ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー 酸窒化物カプセル化エレクトロルミネセント蛍光体粒子

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59146192A (ja) * 1983-02-10 1984-08-21 松下電器産業株式会社 El素子
JPS6141112A (ja) * 1984-07-31 1986-02-27 Alps Electric Co Ltd 光ピツクアツプ用光学装置

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