JPH042764A - Production of thin-film el element - Google Patents
Production of thin-film el elementInfo
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- JPH042764A JPH042764A JP2102026A JP10202690A JPH042764A JP H042764 A JPH042764 A JP H042764A JP 2102026 A JP2102026 A JP 2102026A JP 10202690 A JP10202690 A JP 10202690A JP H042764 A JPH042764 A JP H042764A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
この発明は、電子機器の表示装置として用いられる薄膜
EL素子の製造方法に関し、より詳しくは薄膜EL素子
の発光層を形成する方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a method of manufacturing a thin film EL element used as a display device of electronic equipment, and more specifically to a method of forming a light emitting layer of a thin film EL element.
〈従来の技術〉
一般に、この種の薄膜EL素子としては、例えば第9図
に示すような3層構造のものが知られている。この薄膜
EL素子は、ガラスからなる透明基板21上にITO(
錫添加酸化インジウム)からなる帯状の透明電極22を
間隔をおいて平行にパターン形成し、この上に酸化物A
ltOs、5iOtもしくはT i O*または窒化物
S t s N 4からなる第1誘電膜24を形成して
いる。この上に、ZnSまたはZn5eなどからなる母
材に発光中心としてMnを微量添加した組成を有する発
光層25と、上記酸化物または窒化物からなる第2誘電
膜26とを順に形成し、さらにこの上に、上記透明電極
22と直交する方向にAlからなる帯状の背面電極28
を間隔をおいて平行にパターン形成している。<Prior Art> Generally, as this type of thin film EL element, one having a three-layer structure as shown in FIG. 9, for example, is known. This thin film EL element is made of ITO (
A band-shaped transparent electrode 22 made of (tin-doped indium oxide) is formed in a parallel pattern at intervals, and oxide A is formed on this.
A first dielectric film 24 is formed of ltOs, 5iOt, T i O* or nitride S t s N 4 . On top of this, a light-emitting layer 25 having a composition in which a trace amount of Mn is added as a light-emitting center to a base material made of ZnS or Zn5e, etc., and a second dielectric film 26 made of the above-mentioned oxide or nitride are formed in order. On top, a band-shaped back electrode 28 made of Al is arranged in a direction perpendicular to the transparent electrode 22.
A pattern is formed in parallel at intervals.
このようにして製造された薄膜EL素子は、透明電極2
2および背面電極28に選択的に電圧を印加することに
より画電極22.28の交点部分の発光層25をドツト
状に任意の組み合せで発光させて、所望のドツトマトリ
ックス表示を行うことができる。The thin film EL device manufactured in this way has a transparent electrode 2
By selectively applying a voltage to the picture electrodes 22 and 28, the light emitting layer 25 at the intersection of the picture electrodes 22 and 28 can be caused to emit light in any combination in the form of dots, thereby producing a desired dot matrix display.
上記薄膜EL素子の発光層25を形成する場合、まずZ
nSなどの母材に発光中心となすべきMnなどの添加材
を一定の割合で混合し、この混合物を成型、焼結して原
料ペレットを作製する。この原料ペレットを電子ビーム
蒸着法により、透明基板21表面の第1誘電膜24上に
蒸着して形成する。When forming the light emitting layer 25 of the thin film EL device, first the Z
Additives such as Mn, which should form luminescent centers, are mixed into a base material such as nS at a constant ratio, and this mixture is molded and sintered to produce raw material pellets. These raw material pellets are deposited on the first dielectric film 24 on the surface of the transparent substrate 21 by electron beam evaporation.
このとき、第8図に示すように、原料ペレットIIの表
面11aを均一に加熱し蒸発させることができるように
電子ビームを偏向コイルで発生させた交番磁界によって
X軸、Y軸方向にスキャンしながら照射している。すな
わち、原料ペレットIfの円形の表面11aの縁に内接
する正方領域A。At this time, as shown in Fig. 8, the electron beam is scanned in the X-axis and Y-axis directions by an alternating magnetic field generated by a deflection coil so that the surface 11a of the raw material pellet II can be uniformly heated and evaporated. while irradiating. That is, a square area A inscribed in the edge of the circular surface 11a of the raw material pellet If.
の全域にわたって電子ビームを照射している。なお、こ
のときのX軸方向、Y軸方向のスキャン幅を便宜上それ
ぞれlと表している。スキャン周波数は、例えばX軸方
向が50Hz、Y軸方向が500Hzである。The electron beam is irradiated over the entire area. Note that the scan widths in the X-axis direction and the Y-axis direction at this time are each expressed as l for convenience. The scan frequency is, for example, 50 Hz in the X-axis direction and 500 Hz in the Y-axis direction.
ところで、上記発光層25中のMn濃度は、薄膜EL素
子の発光特性を決める重要な要素である。By the way, the Mn concentration in the light emitting layer 25 is an important factor that determines the light emitting characteristics of the thin film EL element.
まず輝度が上記Mn濃度に応じて第6図に示すように変
化し、ピークを示す。したがって、このピーりを示すM
n濃度に調整することによって高い輝度を得ることがて
きる。また、Mn濃度が高い場合、輝度−電圧曲線(B
−Vカーブ)が急峻になって高輝度を得やすくなる一方
、Mn濃度が低い場合、電圧に対する輝度変化がゆるや
かにな−って、階調度を取り昌くなる。またさらに、M
n濃度を高くすると、メモリー機能が生じてメモリーパ
ネルとして使用できるようになる。このように、発光層
25中のMn濃度をコントロールすることによって、例
えばMn濃度が低い方から順に階調パネル、高輝度パネ
ル、メモリーパネルというように様々な機能を持つ薄膜
EL素子を作製することができる。First, the brightness changes as shown in FIG. 6 according to the Mn concentration and shows a peak. Therefore, M indicating this peeling
High brightness can be obtained by adjusting the density to n. In addition, when the Mn concentration is high, the brightness-voltage curve (B
-V curve) becomes steep, making it easier to obtain high brightness, but when the Mn concentration is low, the change in brightness with respect to voltage becomes gradual, and the gradation level becomes variable. Furthermore, M
When the n concentration is increased, a memory function occurs and it becomes possible to use it as a memory panel. In this way, by controlling the Mn concentration in the light-emitting layer 25, thin film EL elements with various functions can be manufactured, such as a gradation panel, a high-brightness panel, and a memory panel, in order of decreasing Mn concentration. I can do it.
従来、用途に応じて発光層25中のMn濃度を変えるた
めに、原料ペレットll中のMn添加剤の割合を変えて
制御する方法と、発光層25を電子ビーム蒸着する際に
基板21の温度(基板温度)を変えて制御する方法とが
知られている。原料ペレッ)11中のMn添加剤の割合
を変えて制御する方法の場合、ZnSとMnSの昇華温
度が10−”torrの蒸気圧でそれぞれ1080℃、
1500℃と異なり、原料ペレット11中のMn添加剤
の割合よりも蒸気中のMn濃度の方が低くなるので、予
め原料ペレット11中のMn添加剤の割合を目標のMn
濃度よりも高くしておいて電子ビーム蒸着を行う。一方
、基板温度を変える方法の場合、発光層25中のMn濃
度と基板温度との関係は、第7図に示すように基板温度
が上昇するにつれてMn濃度が高くなるのを利用して、
目標のMn濃度になるように基板温度を設定して電子ビ
ーム蒸着を行う。なお、基板温度が上昇するにつれてM
n濃度が高くなる理由は、基板21に対するZnSの付
着係数が基板温度が高くなるにつれて小さくなる一方、
MnSの付着係数が基板温度にほとんど関係しないから
である。Conventionally, in order to change the Mn concentration in the light emitting layer 25 depending on the application, there has been a method of controlling the Mn additive content in the raw material pellet 11 by changing the ratio of the Mn additive in the raw material pellet 11, and a method of controlling the temperature of the substrate 21 when performing electron beam evaporation of the light emitting layer 25. A method of controlling the temperature by changing the substrate temperature is known. In the case of the method of controlling by changing the ratio of Mn additive in raw material pellet) 11, the sublimation temperature of ZnS and MnS is 1080 ° C. at a vapor pressure of 10-” torr, respectively.
Unlike at 1500°C, the Mn concentration in the steam is lower than the proportion of the Mn additive in the raw material pellets 11, so the proportion of the Mn additive in the raw material pellets 11 is set in advance to the target Mn
Electron beam evaporation is performed with the concentration higher than the concentration. On the other hand, in the case of the method of changing the substrate temperature, the relationship between the Mn concentration in the light emitting layer 25 and the substrate temperature is determined by using the fact that the Mn concentration increases as the substrate temperature rises, as shown in FIG.
Electron beam evaporation is performed with the substrate temperature set so that the target Mn concentration is achieved. Note that as the substrate temperature rises, M
The reason why the n concentration increases is that while the adhesion coefficient of ZnS to the substrate 21 decreases as the substrate temperature increases,
This is because the adhesion coefficient of MnS is hardly related to the substrate temperature.
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、原料ペレットll中のMn添加剤の割合
を変える方法の場合、ある特定のMn濃度の発光層25
だけを形成するときは問題ないが、薄膜EL素子に様々
な機能を持たせるために発光層25のMn濃度を変化さ
せたいとき、Mn添加剤の割合が異なる何種類もの原料
ペレットを用意しなければならないという問題がある。<Problems to be Solved by the Invention> However, in the case of the method of changing the ratio of Mn additive in the raw material pellet ll, the luminescent layer 25 with a certain Mn concentration
There is no problem when just forming the Mn additive, but when it is desired to change the Mn concentration of the light emitting layer 25 in order to give the thin film EL device various functions, it is necessary to prepare several types of raw material pellets with different proportions of Mn additive. There is a problem that it must be done.
また、基板温度を変える方法の場合、ZnSの結晶性が
基板温度によって変化し、また上に述べたようにZnS
の付着レートが変化するので、Mn濃度を制御する方法
としては好ましくない。In addition, in the case of the method of changing the substrate temperature, the crystallinity of ZnS changes depending on the substrate temperature, and as mentioned above, ZnS
Since the deposition rate of Mn changes, it is not preferable as a method for controlling the Mn concentration.
そこで、この発明の目的は、添加剤の割合が同一の原料
ペレットでもって、母材の結晶性や付着レートを変化さ
せることなく発光層中の発光中心の濃度を変えることが
できる薄膜EL素子の製造方法を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to develop a thin film EL device in which the concentration of luminescent centers in the luminescent layer can be changed using raw material pellets with the same proportion of additives without changing the crystallinity or deposition rate of the base material. The purpose is to provide a manufacturing method.
く課題を解決するための手段〉
上記目的を達成するために、この発明は発光層を構成す
べき母材に発光中心となすべき添加材を一定の割合で混
合し、この混合物を成型してなる原料ペレットの表面に
、電子ビーム蒸着法により、電子ビームを偏向コイルで
発生させた交番磁界でスキャンしながら照射して、上記
母材および添加材を基板上に蒸着して発光層を形成する
薄膜EL素子の製造方法において、上記原料ペレットに
単位時間当りに流れ込む上記電子ヒームのエネルギーを
一定に保った状態で、上記偏向コイルで発生させる交番
磁界の振幅を変えることにより一方向または互いに垂直
な二方向のスキャン幅を変化させて、上記原料ペレット
の表面のうち上記電子ビームを照射する領域の単位面積
当りの電子ビームのエネルギー密度を設定するようにし
たことを特徴としている。Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, the present invention mixes additives to form a luminescent center in a fixed ratio into a base material constituting a luminescent layer, and molds this mixture. Using an electron beam evaporation method, the surface of the raw material pellet is irradiated with an electron beam while scanning with an alternating magnetic field generated by a deflection coil, and the base material and additives are evaporated onto the substrate to form a light emitting layer. In the method for manufacturing a thin film EL device, the energy of the electron beam flowing into the raw material pellet per unit time is kept constant, and the amplitude of the alternating magnetic field generated by the deflection coil is changed in one direction or perpendicular to each other. The present invention is characterized in that the energy density of the electron beam per unit area of the region of the surface of the raw material pellet to which the electron beam is irradiated is set by changing the scanning width in two directions.
また、上記交番磁界の周期よりも長い周期で上記交番磁
界の中心値を変化させて、上記原料ペレットの表面全体
に電子ビームを照射するようにするのが望ましい。Further, it is preferable that the center value of the alternating magnetic field is changed at a period longer than the period of the alternating magnetic field, so that the entire surface of the raw material pellet is irradiated with the electron beam.
また、上記交番磁界の周期よりも長い周期で上記原料ペ
レットを回転させて、上記原料ペレットの表面全体に電
子ビームを照射するようにするのが望ましい。Further, it is desirable to rotate the raw material pellet at a period longer than the period of the alternating magnetic field so that the entire surface of the raw material pellet is irradiated with the electron beam.
さらに、蒸着の進行に伴って上記スキャン幅を変化させ
て、膜厚方向に上記添加材の濃度分布を有する発光層を
形成するのが望ましい。Furthermore, it is desirable to change the scan width as the vapor deposition progresses to form a light-emitting layer having the concentration distribution of the additive in the film thickness direction.
く作用〉
原料ペレットに単位時間当りに流れ込む電子ビームのエ
ネルギーを一定に保つことによって、母材の蒸発レート
が一定となる。したがって、基板温度を一定にしておく
ことによって、母材の付着レートを変化させることなく
蒸着が行われる。しかも、この状態で交番磁界の振幅を
変化させることにより電子ビームのスキャン幅を変化さ
せて、原料ペレットの表面で電子ビームの単位面積当り
のエネルギー密度を設定するようにしているので、電子
ビームを照射する領域の温度を変化させることができる
。電子ビームを照射する領域の温度を変化させた場合、
蒸気圧の温度依存性に応じて母材と添加材との蒸発レー
トの比が変化し、この結果、発光層中の発光中心の濃度
が変化する。したがって、電子ビームのスキャン幅を変
えることによって、発光層中の発光中心の濃度を自由に
制御できるようになる。Effect> By keeping the energy of the electron beam flowing into the raw material pellet per unit time constant, the evaporation rate of the base material becomes constant. Therefore, by keeping the substrate temperature constant, vapor deposition can be performed without changing the deposition rate of the base material. Moreover, by changing the amplitude of the alternating magnetic field in this state, the scanning width of the electron beam is changed, and the energy density per unit area of the electron beam is set on the surface of the raw material pellet. The temperature of the irradiated area can be varied. When the temperature of the area irradiated with the electron beam is changed,
The ratio of the evaporation rates of the base material and the additive changes depending on the temperature dependence of vapor pressure, and as a result, the concentration of luminescent centers in the luminescent layer changes. Therefore, by changing the scan width of the electron beam, the concentration of luminescent centers in the luminescent layer can be freely controlled.
また、上記交番磁界の周期よりも長い周期で上記交番磁
界の中心値を変化させて、上記原料ペレットの表面全体
に電子ビームを照射するようにした場合、電子ビームの
スキャン幅を絞ったとしても、原料ペレットの表面全体
が略均−に蒸発する。したがって、原料ペレットの一部
が蒸発せずに残るようなことがなく、原料ペレット全体
が有効に利用される。Furthermore, if the central value of the alternating magnetic field is changed at a period longer than the period of the alternating magnetic field, and the entire surface of the raw material pellet is irradiated with the electron beam, even if the scanning width of the electron beam is narrowed. , the entire surface of the raw material pellet evaporates approximately evenly. Therefore, a portion of the raw material pellets does not remain without being evaporated, and the entire raw material pellets are effectively utilized.
また、上記交番磁界の周期よりも長い周期で上記原料ペ
レットを回転させて、上記原料ペレットの表面全体に電
子ビームを照射するようにした場合、上に述べた場合と
同様に、電子ビームのスキャン幅を絞ったとしても、原
料ペレットの表面全体が略均−に蒸発する。したがって
、原料ペレットの一部が蒸発せずに残るようなことがな
く、原料ペレット全体が有効に利用される。Furthermore, when the raw material pellet is rotated at a cycle longer than the cycle of the alternating magnetic field and the entire surface of the raw material pellet is irradiated with the electron beam, the electron beam scans as in the case described above. Even if the width is narrowed down, the entire surface of the raw material pellet evaporates approximately evenly. Therefore, a portion of the raw material pellets does not remain without being evaporated, and the entire raw material pellets are effectively utilized.
さらに、蒸着の進行に伴って上記スキャン幅を有する発
光層を形成する場合、用途に応じた様々な機能を持つ薄
膜EL素子を製造可能となる。Furthermore, when a light emitting layer having the above scan width is formed as vapor deposition progresses, thin film EL elements having various functions depending on the purpose can be manufactured.
〈実施例〉
以下、この発明の薄膜EL素子の製造方法を実施例によ
り詳細に説明する。<Example> Hereinafter, the method for manufacturing a thin film EL element of the present invention will be explained in detail with reference to Examples.
第5図はこの発明によって製造される薄膜EL素子の断
面の一例を示している。1は厚さ1〜3IIIのガラス
基板を示し、2はこのガラス基板l上にスパッタリング
法で厚さ1000−1800人のITO(錫添加酸化イ
ンジウム)膜を形成し、これをエツチングで多数本の平
行帯状にlくターン形成してなる透明電極を示している
。次に、3はこの透明電極2上にスパッタリング法で厚
さ200〜800人に堆積したSio2膜、4はこの5
ift膜3上にスパッタリング法で厚さ1000〜30
00人に積層した5t−N膜を示している。上記S i
O*膜3と5t−N膜4とで第1誘電体層Aを構成し
ている。また、5は上記5t−N膜4上に後述する電子
ビーム蒸着法で厚さ6000〜8000人に形成したZ
nS:Mnからなる発光層を示している。6はこの発光
層5上にスパッタリング法で厚さ1000〜3000人
に積層した5i−N膜、7はこの5i−N膜6上にスパ
ッタリング法で厚さ200〜600人に堆積したA Q
* 03膜を示している。上記5t−N膜6とAQ、
O5膜7で第2誘電体層Bを構成している。8はこのA
QtO1膜7上に電子ビーム蒸着法で厚さ2000〜6
000人のAQ膜を形成し、これをエツチングで上記透
明電極2と直交する方向に多数本の平行帯状にパターン
形成してなる背面電極を示している。FIG. 5 shows an example of a cross section of a thin film EL device manufactured according to the present invention. 1 shows a glass substrate with a thickness of 1 to 3 III, and 2 shows an ITO (tin-doped indium oxide) film formed on this glass substrate L with a thickness of 1000 to 1800 by sputtering, and then etched to form a large number of ITO (tin-doped indium oxide) films. This figure shows a transparent electrode formed by parallel strip-shaped turns. Next, 3 is a Sio2 film deposited on this transparent electrode 2 to a thickness of 200 to 800 mm by sputtering method, and 4 is this 5
Ift film 3 is coated with a thickness of 1000 to 30 mm by sputtering method.
The figure shows a 5t-N film laminated to 0.00. The above Si
The O* film 3 and the 5t-N film 4 constitute a first dielectric layer A. Further, 5 is a Z layer formed on the 5t-N film 4 to a thickness of 6,000 to 8,000 by the electron beam evaporation method described later.
nS: indicates a light-emitting layer made of Mn. 6 is a 5i-N film laminated to a thickness of 1000 to 3000 nm on this light emitting layer 5 by sputtering, and 7 is an A Q deposited on this 5i-N film 6 to a thickness of 200 to 600 nm by sputtering.
*03 membrane is shown. The above 5t-N film 6 and AQ,
The O5 film 7 constitutes the second dielectric layer B. 8 is this A
On the QtO1 film 7, a thickness of 2000 to 6
The back electrode is formed by forming an AQ film of 0.0000000000000 and etching it to form a pattern into a large number of parallel strips in a direction perpendicular to the transparent electrode 2.
上記透明電極2と背面電極8間に交流転動電圧9が印加
されて、ドツトマトリックス表示が行われる。なお、こ
の薄膜EL素子の表面は、防湿のためシールガラス等に
よりシールされる。An AC rolling voltage 9 is applied between the transparent electrode 2 and the back electrode 8 to perform dot matrix display. Note that the surface of this thin film EL element is sealed with seal glass or the like to prevent moisture.
上記発光層5を形成する場合、まず、発光層5を構成す
べき母材ZnSに発光中心となすべき活性化物質(添加
材)Mnを0.40〜0..50wt%の割合で混合し
、この混合物を成型、焼結して原料ペレット11を作製
する。そして、第4図に示すように、この原料ペレット
11を真空蒸着装置20内のハース12に載置する。ま
た、この真空蒸着装置20のヒータ16の直下に、発光
層5を形成すべきガラス基板lをセットする。そしてチ
ャンバ10内を排気孔10aを通して排気して真空状態
にし、ヒータ16によってガラス基板1を200〜28
0℃の範囲の一定温度に保持する。この状態でシャッタ
15を開放し、電子銃14から原料ペレット11の表面
11aへ出力500〜800Wの範囲の一定エネルギー
で、電子ビームをスキャンしながら照射する。そして、
原料ペレツ)11を加熱、蒸発させて、ガラス基板lの
表面の第1誘電体層A上に蒸着する。このとき、次に■
または■で述べるように、偏向コイル17で発生させる
交番磁界の振幅を、従来に比して小さくして、スキャン
幅を絞って照射する。When forming the above-mentioned light-emitting layer 5, first, 0.40 to 0.0. .. They are mixed at a ratio of 50 wt%, and this mixture is molded and sintered to produce raw material pellets 11. Then, as shown in FIG. 4, the raw material pellets 11 are placed on the hearth 12 in the vacuum evaporation apparatus 20. Further, a glass substrate l on which a light emitting layer 5 is to be formed is set directly under the heater 16 of this vacuum evaporation apparatus 20. Then, the inside of the chamber 10 is evacuated through the exhaust hole 10a to create a vacuum state, and the glass substrate 1 is heated to 200 to 280 cm by the heater 16.
Maintain a constant temperature in the range of 0°C. In this state, the shutter 15 is opened, and the surface 11a of the raw material pellet 11 is irradiated with an electron beam from the electron gun 14 with a constant energy in the output range of 500 to 800 W while scanning. and,
Raw material pellets) 11 are heated and evaporated to be deposited on the first dielectric layer A on the surface of the glass substrate l. At this time, next
Or, as described in (2), the amplitude of the alternating magnetic field generated by the deflection coil 17 is made smaller than that of the conventional method, and the scan width is narrowed down for irradiation.
■第1図(a)に示すように、原料ペレット11への表
面11aのうち電子ビームを照射する領域の単位面積当
りのエネルギー密度を大きくするために、X軸方向のス
キャン幅==l、x軸方向のスキャン幅=X(X=0〜
l)に設定する。すなわち、従来に比して一方向のスキ
ャン幅を変化させて、領域Ax、をスキャンする。こう
して蒸着した場合の発光層5中のMn濃度とスキャン幅
Xの関係は、ZnSとMnSの蒸気圧の温度依存性に応
じて第2図に示すように変化する。すなわち、スキャン
幅Xを絞るにつれてMn濃度が高くなる。したがって、
スキャン幅Xを調整することによって所望のMn濃度を
得ることができる。■As shown in FIG. 1(a), in order to increase the energy density per unit area of the area of the surface 11a of the raw material pellet 11 that is irradiated with the electron beam, the scanning width in the X-axis direction ==l, Scan width in the x-axis direction = X (X = 0 ~
l). That is, the area Ax is scanned by changing the scan width in one direction compared to the conventional method. When deposited in this manner, the relationship between the Mn concentration in the light emitting layer 5 and the scan width X changes as shown in FIG. 2, depending on the temperature dependence of the vapor pressures of ZnS and MnS. That is, as the scan width X is narrowed down, the Mn concentration increases. therefore,
By adjusting the scan width X, a desired Mn concentration can be obtained.
ただし、領域Ax+をスキャンするだけでは、原料ペレ
ット11の一部(右半分)が蒸発せずに残ってしまう。However, if only the area Ax+ is scanned, a part (the right half) of the raw material pellet 11 will remain without being evaporated.
そこで、偏向コイル17が発生する交番磁界の中心値を
変化させて、X軸ポジション(スキャン中心)を第1図
(b)に示すようにX軸方向にゆっくり振動させる。振
動の周期はIHz以下、例えば1760Hzとする。こ
のようにした場合、原料ペレット11全体に電子ビーム
を照射して均一に蒸発させることができ、原料ペレット
11全体を有効に利用することができる。なお、X軸ポ
ジション、Y軸ポジションを共に固定し、原料ペレット
11を保持しているハース12に自転機構を設けて、原
料ペレット11を自転させるようにしても良い。この方
法によっても、原料ペレット11全体に電子ビームを照
射して均一に蒸発させることかでき、原料ペレット11
全体を有効に利用することができる。Therefore, by changing the center value of the alternating magnetic field generated by the deflection coil 17, the X-axis position (scan center) is slowly vibrated in the X-axis direction as shown in FIG. 1(b). The period of vibration is set to IHz or less, for example, 1760Hz. In this case, the entire raw material pellet 11 can be irradiated with an electron beam and evaporated uniformly, and the entire raw material pellet 11 can be effectively utilized. Note that both the X-axis position and the Y-axis position may be fixed, and the hearth 12 holding the raw material pellets 11 may be provided with an autorotation mechanism to cause the raw material pellets 11 to rotate. With this method as well, the entire raw material pellet 11 can be irradiated with the electron beam and evaporated uniformly, and the raw material pellet 11
The whole can be used effectively.
さらに、上記X軸方向のスキャン幅Xを蒸着の進行に伴
って変化させて、発光層5の膜厚方向のMn濃度分布を
変えるようにしても良い。これにより、用途に応じた様
々な機能を持つ薄膜EL素子を作製することができる。Furthermore, the Mn concentration distribution in the film thickness direction of the light-emitting layer 5 may be changed by changing the scan width X in the X-axis direction as the vapor deposition progresses. Thereby, thin film EL elements having various functions depending on the purpose can be manufactured.
■第3図(a)に示すように、従来に比して二方向のス
キャン幅を変化させて、Y軸スキャン幅=y、x軸スキ
ャン幅=x(y=0〜1 、x=0〜1)に設定する。■As shown in Figure 3 (a), the scan width in two directions is changed compared to the conventional one, Y-axis scan width = y, x-axis scan width = x (y = 0 to 1, x = 0). ~1).
そして、領域Axyの面積xyの値を調整する。この場
合、第2図に示したのと同様に、領域Axyの面積xy
が小さくなるにつれて発光層5中のMn濃度が高くなる
。したがって、領域Axyの面積xyを調整することに
よって所望のMn濃度を得ることができる。しかも■で
述べた場合よりも単位面積当りの電子ビームのエネルギ
ー密度を大きく設定でき、より高いMn濃度を得ること
ができる。Then, the value of area xy of area Axy is adjusted. In this case, as shown in FIG. 2, the area xy of the area Axy
As becomes smaller, the Mn concentration in the light emitting layer 5 becomes higher. Therefore, a desired Mn concentration can be obtained by adjusting the area xy of the region Axy. Moreover, the energy density of the electron beam per unit area can be set higher than in the case described in (2), and a higher Mn concentration can be obtained.
この場合、原料ペレット11全体を有効に利用するため
には、第3図(b)、(C)に示すように、X軸ボジン
ヨンとY軸ボジノヨンとを位相が90°ずれた状態で同
一周期で振動させて、スキャン中心を円運動または楕円
運動させれば良い。なお、■で述べたようにハース12
に自転機構を設けて、原料ペレット11を自転させるよ
うにしても良い。In this case, in order to effectively utilize the entire raw material pellet 11, as shown in FIG. All you have to do is vibrate it to make the scan center move in a circular or elliptical motion. In addition, as mentioned in ■, Haas 12
An autorotation mechanism may be provided to cause the raw material pellets 11 to rotate.
さらに、上記X軸方向、Y軸方向のスキャン幅X。Furthermore, the scan width X in the X-axis direction and the Y-axis direction.
yを蒸着の進行に伴って変化させて、発光層5の膜厚方
向のMn濃度分布を変えるようにしても良い。これによ
り用途に応じた様々な機能を持つ薄膜EL素子を作製す
ることができる。The Mn concentration distribution in the thickness direction of the light-emitting layer 5 may be changed by changing y as the vapor deposition progresses. Thereby, thin film EL elements having various functions depending on the purpose can be manufactured.
〈発明の効果〉
以上より明らかなように、この発明の薄膜EL素子の製
造方法は、上記原料ペレットに単位時間当りに流れ込む
上記電子ビームのエネルギーを一定に保った状態で、上
記偏向コイルで発生させる交番磁界の振幅を変えること
により一方向または互いに垂直な二方向のスキャン幅を
変化させて、上記原料ペレットの表面のうち上記電子ビ
ームを照射する領域の単位面積当りの電子ビームのエネ
ルギー密度を設定するようにしているので、発光層中の
発光中心の濃度を自由に制御することができる。<Effects of the Invention> As is clear from the above, the method for manufacturing a thin film EL device of the present invention is such that the energy of the electron beam flowing into the raw material pellet per unit time is kept constant, and the energy of the electron beam generated by the deflection coil is kept constant. By changing the amplitude of the alternating magnetic field, the scan width in one direction or in two directions perpendicular to each other is changed to increase the energy density of the electron beam per unit area of the region of the surface of the raw material pellet to which the electron beam is irradiated. Since the concentration of the luminescent center in the luminescent layer can be freely controlled.
また、上記交番磁界の周期よりも長い周期で上記交番磁
界の中心値を変化させて、上記原料ペレットの表面全体
に電子ビームを照射するようにした場合、原料ペレット
全体を有効に利用することができる。Furthermore, if the center value of the alternating magnetic field is changed at a period longer than the period of the alternating magnetic field, and the entire surface of the raw material pellet is irradiated with the electron beam, the entire raw material pellet can be effectively utilized. can.
また、上記交番磁界の周期よりも長い周期で上記原料ペ
レットを回転させて、上記原料ペレットの表面全体に電
子ビームを照射するようにした場合、同様に原料ペレッ
ト全体を有効に利用することができる。Furthermore, if the raw material pellet is rotated at a cycle longer than the cycle of the alternating magnetic field and the entire surface of the raw material pellet is irradiated with the electron beam, the entire raw material pellet can be effectively utilized as well. .
さらに、蒸着の進行に伴って上記スキャン幅を変化させ
て、膜厚方向に上記添加材の濃度分布を有する発光層を
形成する場合、用途に応じた様々な機能を持つ薄膜EL
素子を作製することができる。Furthermore, when forming a light-emitting layer having a concentration distribution of the additive material in the film thickness direction by changing the scan width as vapor deposition progresses, it is possible to form a thin film EL with various functions depending on the application.
A device can be manufactured.
【図面の簡単な説明】
第1図(a)はこの発明の一実施例の薄膜EL素子の製
造方法によって原料ペレット表面を電子ビームで照射す
る状態を示す図、同図(b)は上記電子ビームのスキャ
ン中心の時間変化を示す図、第2図は上記電子ビームの
スキャン幅と発光層中のMn濃度との関係を示す図、第
3図(a)はこの発明の別の実施例の薄膜EL素子の製
造方法によって原料ペレット表面を電子ビームで照射す
る状態を示す図、同図(b) 、 (c)はそれぞれ上
記電子ビームのX軸方向、Y軸方向のスキャン中心の時
間変化を示す図、第4図は電子ビームを照射するのに用
いる真空蒸着装置を示す図、第5図は作製すべき薄膜E
L素子の断面構造を示す図、第6図は発光層中のMn濃
度と輝度との関係を示す図、第7図は電子ビーム蒸着中
の基板温度と発光層中のMn濃度との関係を示す図、第
8図は従来の薄膜EL素子の製造方法によって原料ペレ
ットの表面を電子ビームで照射する状態を示す図、第9
図は上記従来の薄膜EL素子の断面構造を示す図である
。
l・・・ガラス基板、2・・・透明電極、3・・・St
ow膜、4.6・・・5i−N膜、5・・・発光層、7
・・・AQ*Os膜、8・・・背面電極、9・・・交流
駆動電圧、lO・・・チャンバ、11・・・原料ペレッ
ト、lla・・・表面、12・・・ハース、14・・・
電子銃、15・・・シャッタ、16・・・ヒータ、20
・・・真空蒸着装置、A・・・第1誘電体層、A 、+
、 A X t 、 A XY・・・照射領域、B・
・第2誘電体層。
特
許出願人 シャープ株式会社
代
理 人弁理士 青白 葆 ほか1名
家3閏
X軸ポ〕8〜ン
lOO
第6図
第7図
基板適度(0C)
第8図
第9図[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] FIG. 1(a) is a diagram showing a state in which the surface of a raw material pellet is irradiated with an electron beam according to a method for manufacturing a thin film EL device according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the scan width of the electron beam and the Mn concentration in the light emitting layer. FIG. Figures illustrating the state in which the surface of a raw material pellet is irradiated with an electron beam according to the manufacturing method of a thin film EL element. Figures (b) and (c) show the temporal changes in the scanning center of the electron beam in the X-axis direction and Y-axis direction, respectively. 4 is a diagram showing a vacuum evaporation apparatus used for irradiating an electron beam, and FIG. 5 is a diagram showing a thin film E to be produced.
Figure 6 is a diagram showing the cross-sectional structure of the L element, Figure 6 is a diagram showing the relationship between the Mn concentration in the light emitting layer and brightness, and Figure 7 is a diagram showing the relationship between the substrate temperature during electron beam evaporation and the Mn concentration in the light emitting layer. Figure 8 is a diagram showing a state in which the surface of a raw material pellet is irradiated with an electron beam by a conventional thin film EL device manufacturing method;
The figure is a diagram showing a cross-sectional structure of the conventional thin film EL element. l...Glass substrate, 2...Transparent electrode, 3...St
ow film, 4.6...5i-N film, 5... light emitting layer, 7
... AQ*Os film, 8... Back electrode, 9... AC driving voltage, lO... Chamber, 11... Raw material pellet, lla... Surface, 12... Hearth, 14...・・・
Electron gun, 15...Shutter, 16...Heater, 20
...Vacuum deposition apparatus, A...First dielectric layer, A, +
, A X t , A XY...irradiation area, B.
-Second dielectric layer. Patent Applicant Sharp Co., Ltd. Agent Patent Attorney Aobai Ao and 1 other famous family 3 leaps
Claims (4)
加材を一定の割合で混合し、この混合物を成型してなる
原料ペレットの表面に、電子ビーム蒸着法により、電子
ビームを偏向コイルで発生させた交番磁界でスキャンし
ながら照射して、上記母材および添加材を基板上に蒸着
して発光層を形成する薄膜EL素子の製造方法において
、上記原料ペレットに単位時間当りに流れ込む上記電子
ビームのエネルギーを一定に保った状態で、上記偏向コ
イルで発生させる交番磁界の振幅を変えることにより一
方向または互いに垂直な二方向のスキャン幅を変化させ
て、上記原料ペレットの表面のうち上記電子ビームを照
射する領域の単位面積当りの電子ビームのエネルギー密
度を設定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。(1) Additives to form a luminescent center are mixed in a fixed ratio into a base material that is to form a luminescent layer, and an electron beam is deflected onto the surface of a raw material pellet made by molding this mixture using an electron beam evaporation method. In a method for manufacturing a thin film EL device in which a light-emitting layer is formed by depositing the base material and additives on a substrate by scanning and irradiating with an alternating magnetic field generated by a coil, the material flows into the raw material pellets per unit time. While keeping the energy of the electron beam constant, by changing the amplitude of the alternating magnetic field generated by the deflection coil, the scanning width in one direction or in two mutually perpendicular directions is changed, and the surface of the raw material pellet is A method for manufacturing a thin film EL device, characterized in that the energy density of the electron beam per unit area of the region to be irradiated with the electron beam is set.
界の中心値を変化させて、上記原料ペレットの表面全体
に電子ビームを照射するようにしたことを特徴とする請
求項1に記載の薄膜EL素子の製造方法。(2) The electron beam is irradiated onto the entire surface of the raw material pellet by changing the center value of the alternating magnetic field at a cycle longer than the cycle of the alternating magnetic field. A method for manufacturing a thin film EL element.
レットを回転させて、上記原料ペレットの表面全体に電
子ビームを照射するようにしたことを特徴とする請求項
1に記載の薄膜EL素子の製造方法。(3) The thin film EL element according to claim 1, wherein the raw material pellet is rotated at a period longer than the period of the alternating magnetic field, and the entire surface of the raw material pellet is irradiated with an electron beam. manufacturing method.
、膜厚方向に上記添加材の濃度分布を有する発光層を形
成することを特徴とする請求項1,2または3に記載の
薄膜EL素子の製造方法。(4) The thin film according to claim 1, 2 or 3, wherein the scan width is changed as the vapor deposition progresses to form a light-emitting layer having a concentration distribution of the additive in the film thickness direction. A method for manufacturing an EL element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2102026A JP2618516B2 (en) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | Method for manufacturing thin film EL element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2102026A JP2618516B2 (en) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | Method for manufacturing thin film EL element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH042764A true JPH042764A (en) | 1992-01-07 |
| JP2618516B2 JP2618516B2 (en) | 1997-06-11 |
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ID=14316246
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2102026A Expired - Lifetime JP2618516B2 (en) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | Method for manufacturing thin film EL element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2618516B2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5537429A (en) * | 1978-09-04 | 1980-03-15 | Horiba Ltd | Production of optical thin film |
| JPS55128579A (en) * | 1979-03-26 | 1980-10-04 | Canon Inc | Vacuum deposition apparatus |
| JPS5747869A (en) * | 1980-09-04 | 1982-03-18 | Teijin Ltd | Vacuum depositing method |
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-
1990
- 1990-04-18 JP JP2102026A patent/JP2618516B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JPS62149864A (en) * | 1985-12-24 | 1987-07-03 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Electron beam irradiation method |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2618516B2 (en) | 1997-06-11 |
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