JPH0793191B2 - 薄膜ｅｌ素子の製造方法 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、均一な発光層を形成できる薄膜EL素子の製造
方法に関する。
方法に関する。
＜従来の技術＞ 薄膜EL素子は、液晶、プラズマディスプレイと並ぶ平面
ディスプレイ装置として、薄型・軽量の特徴を生かし
て、OA機器や各種の測定装置のディスプレイに用いられ
ている。最近では、16階調機能付720×400ドットの表示
容量を持つものが商品化されており、表示情報の増大に
伴って、さらに大型化、大面積化が求められている。し
かし、現在実用化されているZnS:Mn ELパネルは電子ビ
ーム蒸着法を用いて生産されているため、大面積基板に
ZnS:Mn薄膜を形成するには、装置の大型化、高真空を得
るための大排気量の排気装置が必要となり困難を伴う。
さらに、電子ビーム蒸着法で作製したZnS:Mn膜は、基板
温度によりその膜質や膜中Mn濃度が大きく変化する事が
知られており（応用物理,51,821（1982））、大面積に
わたって均一な基板温度を保つ際にも困難を伴う。
ディスプレイ装置として、薄型・軽量の特徴を生かし
て、OA機器や各種の測定装置のディスプレイに用いられ
ている。最近では、16階調機能付720×400ドットの表示
容量を持つものが商品化されており、表示情報の増大に
伴って、さらに大型化、大面積化が求められている。し
かし、現在実用化されているZnS:Mn ELパネルは電子ビ
ーム蒸着法を用いて生産されているため、大面積基板に
ZnS:Mn薄膜を形成するには、装置の大型化、高真空を得
るための大排気量の排気装置が必要となり困難を伴う。
さらに、電子ビーム蒸着法で作製したZnS:Mn膜は、基板
温度によりその膜質や膜中Mn濃度が大きく変化する事が
知られており（応用物理,51,821（1982））、大面積に
わたって均一な基板温度を保つ際にも困難を伴う。
一方、大面積に均一な薄膜を形成する方法として、化学
気相成長法（CVD法）が知られており、LSIなどの半導体
工業では最も普及している。一例として、第５図
（ａ），（ｂ）によく知られた減圧CVD装置とこれに用
いられる基板ホルダーの模式図を示す。本装置では、反
応管４の一端に設けられた導入管１、２、３から原料ガ
スが反応管４内へ導入される。反応管４は他端より排気
され、管内は減圧状態に保持される。反応管４には、基
板温度を制御するための電気炉５が設置され、設定温度
に保たれた均熱領域６にホルダー７にセットされた基板
８が置かれる。本装置で例えば原料ガスとしてSiH4とNH
3を用いると、SiH4＋4/3NH3→1/3Si3N4＋4H2の反応によ
るSi3N4膜を形成でき、これはLSIの絶縁膜として用いら
れている。
気相成長法（CVD法）が知られており、LSIなどの半導体
工業では最も普及している。一例として、第５図
（ａ），（ｂ）によく知られた減圧CVD装置とこれに用
いられる基板ホルダーの模式図を示す。本装置では、反
応管４の一端に設けられた導入管１、２、３から原料ガ
スが反応管４内へ導入される。反応管４は他端より排気
され、管内は減圧状態に保持される。反応管４には、基
板温度を制御するための電気炉５が設置され、設定温度
に保たれた均熱領域６にホルダー７にセットされた基板
８が置かれる。本装置で例えば原料ガスとしてSiH4とNH
3を用いると、SiH4＋4/3NH3→1/3Si3N4＋4H2の反応によ
るSi3N4膜を形成でき、これはLSIの絶縁膜として用いら
れている。
一般にCVD装置を量産に用いる場合には、均熱領域に多
数枚の基板が置かれるが、これら基板には原因を異にす
る２種類の膜厚不均一が生じることが知られている。１
つは原料ガスの拡散速度に起因するものであり、他の１
つは原料ガスの流れ方向に沿って原料が順次消費されて
生じる流れ方向の原料ガスの濃度差に起因するものであ
る。本例の装置の場合には、前者は基板面内の膜厚不均
一となって現れ、後者は下流側の基板の膜厚減少となっ
て現れる。しかし、これら不均一は、前者については、
表面律速が支配的な生成状態となるように反応管内の圧
力を下げてガスの拡散係数を増加させることによって、
後者については、流れ方向の原料ガス濃度がほぼ一定と
なるように基板への原料析出による原料消費速度に対し
て原料ガス流による原料の供給速度を十分に大きくする
ことによって解消できることがわかっている。
数枚の基板が置かれるが、これら基板には原因を異にす
る２種類の膜厚不均一が生じることが知られている。１
つは原料ガスの拡散速度に起因するものであり、他の１
つは原料ガスの流れ方向に沿って原料が順次消費されて
生じる流れ方向の原料ガスの濃度差に起因するものであ
る。本例の装置の場合には、前者は基板面内の膜厚不均
一となって現れ、後者は下流側の基板の膜厚減少となっ
て現れる。しかし、これら不均一は、前者については、
表面律速が支配的な生成状態となるように反応管内の圧
力を下げてガスの拡散係数を増加させることによって、
後者については、流れ方向の原料ガス濃度がほぼ一定と
なるように基板への原料析出による原料消費速度に対し
て原料ガス流による原料の供給速度を十分に大きくする
ことによって解消できることがわかっている。
＜発明が解決しようとする課題＞ 上述のCVD法は、薄膜EL素子の発光層作成方法としてこ
れまでほとんど研究されていないが、本発明者らは、薄
膜EL素子の大面積化、量産化の為にCVD法による薄膜EL
素子の製造について検討を行った。この結果について例
を挙げて以下に説明する。
れまでほとんど研究されていないが、本発明者らは、薄
膜EL素子の大面積化、量産化の為にCVD法による薄膜EL
素子の製造について検討を行った。この結果について例
を挙げて以下に説明する。
第５図に示す減圧CVD装置により、ZnS膜の形成を行っ
た。原料は、ZnS粉末を900〜1000℃に加熱し、蒸気とな
ったものをH2ガスにより反応管４内へ輸送した。基板温
度は450〜550℃とし、基板としてガラス基板を用いた。
成長時間は60分とし、成膜中は反応管内の圧力を10-2to
rrに保った。この条件で均熱領域内で得られたZnS膜
は、閃亜鉛鉱構造を持ち、（111）方向に配向した多結
晶膜であった。第６図（ａ）は均熱領域内における膜厚
分布を示しているが、均熱領域内で均一な膜厚が得られ
た。次に、同じ装置を用いてZnS:Mn膜の形成を行った。
成膜条件は前のZnS膜の場合と同一とし、Mnを供給する
ことだけを追加した。Mn原料は、800〜900℃に加熱した
金属MnにHClガスを導入し、 Mn（Ｓ）＋2HCl（ｇ）→MnCl2（ｇ）＋H2（ｇ） の反応により、MnCl2として反応管内に導入した。第６
図（ｂ）は均熱領域内におけるZnS:Mn膜の膜厚分布と、
膜中Mn濃度の分布を示している。膜厚は、Mnを添加しな
い時に比べて約1/3に減少しているが、均一性は良い。M
n濃度は、原料ガスの流れの上流側から下流側へ大きく
変化しており、上流側で高く、下流側で低くなってい
る。尚、ZnS膜の結晶構造はウルツ構造であった。膜厚
が減少した原因としては、Mnの添加に伴って発生するHC
lガスによるZnS膜のエッチング作用等が考えられる。
た。原料は、ZnS粉末を900〜1000℃に加熱し、蒸気とな
ったものをH2ガスにより反応管４内へ輸送した。基板温
度は450〜550℃とし、基板としてガラス基板を用いた。
成長時間は60分とし、成膜中は反応管内の圧力を10-2to
rrに保った。この条件で均熱領域内で得られたZnS膜
は、閃亜鉛鉱構造を持ち、（111）方向に配向した多結
晶膜であった。第６図（ａ）は均熱領域内における膜厚
分布を示しているが、均熱領域内で均一な膜厚が得られ
た。次に、同じ装置を用いてZnS:Mn膜の形成を行った。
成膜条件は前のZnS膜の場合と同一とし、Mnを供給する
ことだけを追加した。Mn原料は、800〜900℃に加熱した
金属MnにHClガスを導入し、 Mn（Ｓ）＋2HCl（ｇ）→MnCl2（ｇ）＋H2（ｇ） の反応により、MnCl2として反応管内に導入した。第６
図（ｂ）は均熱領域内におけるZnS:Mn膜の膜厚分布と、
膜中Mn濃度の分布を示している。膜厚は、Mnを添加しな
い時に比べて約1/3に減少しているが、均一性は良い。M
n濃度は、原料ガスの流れの上流側から下流側へ大きく
変化しており、上流側で高く、下流側で低くなってい
る。尚、ZnS膜の結晶構造はウルツ構造であった。膜厚
が減少した原因としては、Mnの添加に伴って発生するHC
lガスによるZnS膜のエッチング作用等が考えられる。
以上の実験結果から、減圧CDV法によってZnS:Mn発光層
を作製すると、Mn濃度の不均一という問題が生じること
がわかった。尚、上記結果は横型炉によるものである
が、縦型炉を用いて基板を同様に配置すると、原料ガス
の流れ方向のMn濃度の不均一が同一基板内に生じる。こ
のMn濃度の不均一は、Mnを輸送するMnCl2の蒸気圧が基
板温度領域で低いために、基板へのMnの析出が供給律速
となり、また上流側で原料ガス中のMnが多量に消費され
て下流でMn濃度が下がることに起因している。したがっ
て、従来と同様の原料ガスの流速を増大するという方法
により、膜中のMn濃度の均一性を改善することが考えら
れる。しかしながら、ZnS:Mn膜の膜圧が均一であること
から、ZnS原料は十分に供給されていることが明らかで
あり、原料ガスを多量に流す事は、原料ガスの利用率の
低下による薄膜EL素子のコストアップにつながる。ま
た、原料ガスを多量に流すとガス分圧が上昇して反応管
内の圧力が上昇し、拡散速度に起因する不均一を起こし
やすくなり、ZnS:Mn膜の母体であるZnS膜の均一性を悪
化させる原因ともなる。
を作製すると、Mn濃度の不均一という問題が生じること
がわかった。尚、上記結果は横型炉によるものである
が、縦型炉を用いて基板を同様に配置すると、原料ガス
の流れ方向のMn濃度の不均一が同一基板内に生じる。こ
のMn濃度の不均一は、Mnを輸送するMnCl2の蒸気圧が基
板温度領域で低いために、基板へのMnの析出が供給律速
となり、また上流側で原料ガス中のMnが多量に消費され
て下流でMn濃度が下がることに起因している。したがっ
て、従来と同様の原料ガスの流速を増大するという方法
により、膜中のMn濃度の均一性を改善することが考えら
れる。しかしながら、ZnS:Mn膜の膜圧が均一であること
から、ZnS原料は十分に供給されていることが明らかで
あり、原料ガスを多量に流す事は、原料ガスの利用率の
低下による薄膜EL素子のコストアップにつながる。ま
た、原料ガスを多量に流すとガス分圧が上昇して反応管
内の圧力が上昇し、拡散速度に起因する不均一を起こし
やすくなり、ZnS:Mn膜の母体であるZnS膜の均一性を悪
化させる原因ともなる。
以上示した減圧CVD法によりZnS:Mn膜を作製した場合に
生じるMn濃度の不均一についての問題は、減圧CVD法に
より薄膜EL素子を発光層を作製した場合に、発光センタ
ーとなる元素濃度の不均一として同様に生じる問題であ
る。例えば、ZnS:Tb膜中のTb濃度、CaS:Eu膜中のEu濃
度、SrS:Ce膜中のCe濃度の不均一として生じる。
生じるMn濃度の不均一についての問題は、減圧CVD法に
より薄膜EL素子を発光層を作製した場合に、発光センタ
ーとなる元素濃度の不均一として同様に生じる問題であ
る。例えば、ZnS:Tb膜中のTb濃度、CaS:Eu膜中のEu濃
度、SrS:Ce膜中のCe濃度の不均一として生じる。
以上に鑑み、本発明は減圧CVD法において、原料ガスの
供給速度の増大という方法によらずに、薄膜EL素子の発
光層中の発光センターとなる元素濃度を均一化し、減圧
CVD法を用いた薄膜EL素子の大面積化、量産化に適した
製造方法を提供することを目的とする。
供給速度の増大という方法によらずに、薄膜EL素子の発
光層中の発光センターとなる元素濃度を均一化し、減圧
CVD法を用いた薄膜EL素子の大面積化、量産化に適した
製造方法を提供することを目的とする。
＜課題を解決するための手段＞ 上記目的を達成するために本発明は、発光層の母体とな
る元素と発光層の発光センターとなる元素とを含有する
原料ガスを外部より反応室内に導入して減圧CVD法によ
り基板上に発光層を形成する薄膜EL素子の製造方法にお
いて、上記反応室内の原料ガスの流れを遮蔽して原料ガ
スの流れの生じている第１の領域と原料ガスの流れの略
生じていない第２の領域を形成する遮蔽手段を上記反応
室内に設け、上記遮蔽手段には上記第１の領域と第２の
領域を結ぶ開放部を設け、上記基板を上記第２の領域へ
設置し、上記基板への原料の供給を主として上記開放部
からの拡散によるものとすることを特徴とする薄膜EL素
子の製造方法を提供する。
る元素と発光層の発光センターとなる元素とを含有する
原料ガスを外部より反応室内に導入して減圧CVD法によ
り基板上に発光層を形成する薄膜EL素子の製造方法にお
いて、上記反応室内の原料ガスの流れを遮蔽して原料ガ
スの流れの生じている第１の領域と原料ガスの流れの略
生じていない第２の領域を形成する遮蔽手段を上記反応
室内に設け、上記遮蔽手段には上記第１の領域と第２の
領域を結ぶ開放部を設け、上記基板を上記第２の領域へ
設置し、上記基板への原料の供給を主として上記開放部
からの拡散によるものとすることを特徴とする薄膜EL素
子の製造方法を提供する。
本発明における遮蔽手段としては、反応室内の基板設置
領域を板で囲った構造としたもの、基板を収納して反応
室内の基板設置領域に載置する容器等を用いる。
領域を板で囲った構造としたもの、基板を収納して反応
室内の基板設置領域に載置する容器等を用いる。
遮蔽手段に設ける開放部は、遮蔽手段の原料ガス流の遮
蔽効果を低減しない構成とするのが良く、開放部の位置
・形状は、Ｉの領域の原料ガス中の発光センターとなる
元素原料の濃度を考慮して決める。例えば、形状として
は穴状、スリット状、メッシュ状等であり、発光センタ
ーとなる元素原料の濃度が高いところでは、開放部の総
面積を小さく、上記濃度の低いところでは、開放部の総
面積を大きくなるように開放部の位置と形状を決める。
蔽効果を低減しない構成とするのが良く、開放部の位置
・形状は、Ｉの領域の原料ガス中の発光センターとなる
元素原料の濃度を考慮して決める。例えば、形状として
は穴状、スリット状、メッシュ状等であり、発光センタ
ーとなる元素原料の濃度が高いところでは、開放部の総
面積を小さく、上記濃度の低いところでは、開放部の総
面積を大きくなるように開放部の位置と形状を決める。
＜作 用＞ 減圧CVD法を用いて薄膜EL素子の発光層を作製する場合
に生じる発光総中の発光センターとなる元素濃度の不均
一は、該元素の基板への析出が供給律速に支配されてい
るために、原料ガスの流れの上流側で上記元素が多量に
消費されてしまい、下流側では供給される元素量が少な
くなってしまうことに起因している。
に生じる発光総中の発光センターとなる元素濃度の不均
一は、該元素の基板への析出が供給律速に支配されてい
るために、原料ガスの流れの上流側で上記元素が多量に
消費されてしまい、下流側では供給される元素量が少な
くなってしまうことに起因している。
本発明では、遮蔽手段によって形成した原料ガス流の略
生じていない第２の領域に基板を設置するので、原料ガ
ス流による基板への原料の供給が低減され、または皆無
となる。また、遮蔽手段に設けられた開放部から第２の
領域内の基板に原料が拡散によって供給される。こうし
て、基板への原料の供給は、開放部からの拡散と遮蔽手
段によって遮られずに残った原料ガス流とによりされる
こととなるが、前者の拡散による原料の供給が支配的な
ものとなるように遮蔽手段及び開放部を設計すること
で、原料ガスの流れに伴う発光層の不均一が解消され、
主として拡散によって原料が供給されるので濃度差が生
じにくく発光層が均一化される。
生じていない第２の領域に基板を設置するので、原料ガ
ス流による基板への原料の供給が低減され、または皆無
となる。また、遮蔽手段に設けられた開放部から第２の
領域内の基板に原料が拡散によって供給される。こうし
て、基板への原料の供給は、開放部からの拡散と遮蔽手
段によって遮られずに残った原料ガス流とによりされる
こととなるが、前者の拡散による原料の供給が支配的な
ものとなるように遮蔽手段及び開放部を設計すること
で、原料ガスの流れに伴う発光層の不均一が解消され、
主として拡散によって原料が供給されるので濃度差が生
じにくく発光層が均一化される。
そして、開放部より拡散によって基板上に供給される発
光センター元素原料が均一な量を保つように開放部を設
計することで、基板上に均一な発光層が形成される。こ
の開放部の設計に際しては、原料ガス中の発光センター
となる元素原料の濃度を主として考慮するが、これは、
原料ガス中の母体となる元素原料と発光センターとなる
元素原料の濃度を比較すると、発光センターとなる元素
原料の濃度の方がはるかに小さく、こちらの供給を制御
すれば、母体となる元素原料の供給も十分に制御された
状態となることと、母体となる元素に比べて、発光セン
ターとなる元素の方が基板上に形成される発光層におけ
る不均一を起こしやすいことによる。発光センターとな
る元素原料の原料ガス中での濃度は、通常遮蔽手段付近
の第１の領域で原料ガス流の方向に濃度勾配が生じてい
ると考えられるので、この濃度勾配に対応した開放部を
設けることで、開放部から基板上へ同量の発光センター
元素の原料が供給される。
光センター元素原料が均一な量を保つように開放部を設
計することで、基板上に均一な発光層が形成される。こ
の開放部の設計に際しては、原料ガス中の発光センター
となる元素原料の濃度を主として考慮するが、これは、
原料ガス中の母体となる元素原料と発光センターとなる
元素原料の濃度を比較すると、発光センターとなる元素
原料の濃度の方がはるかに小さく、こちらの供給を制御
すれば、母体となる元素原料の供給も十分に制御された
状態となることと、母体となる元素に比べて、発光セン
ターとなる元素の方が基板上に形成される発光層におけ
る不均一を起こしやすいことによる。発光センターとな
る元素原料の原料ガス中での濃度は、通常遮蔽手段付近
の第１の領域で原料ガス流の方向に濃度勾配が生じてい
ると考えられるので、この濃度勾配に対応した開放部を
設けることで、開放部から基板上へ同量の発光センター
元素の原料が供給される。
本発明は以上のような作用をするため、基板を開放部に
対して等価の位置となるように設置すると、基板の枚数
によらず均一な発光層が得られる。
対して等価の位置となるように設置すると、基板の枚数
によらず均一な発光層が得られる。
＜実施例＞ 以下、ZnS:Mn膜について本発明の一実施例について説明
する。
する。
第１図は本実施例に用いた気相成長装置の模式図であ
る。原料ソースのZnSは、ソース炉９で約900〜1000℃に
加熱し、蒸気となったものをN2のキャリアガスを用いて
反応室４へ導入する。キャリアガスはHe等でも良い。発
光センター材料であるMnは、ソース炉10で約800〜900℃
に加熱し、この上にHClガスを導入して、 Mn（固体）＋2HCl（ガス）→MnCl2（ガス） ＋H2（ガス） の反応を起こして、MnCl2として反応室４内へ導入す
る。原料ガスの導入方法としては、ZnCl2H2S、MnCl2等
のガスソースを直接導入する方法を用いても良い。
る。原料ソースのZnSは、ソース炉９で約900〜1000℃に
加熱し、蒸気となったものをN2のキャリアガスを用いて
反応室４へ導入する。キャリアガスはHe等でも良い。発
光センター材料であるMnは、ソース炉10で約800〜900℃
に加熱し、この上にHClガスを導入して、 Mn（固体）＋2HCl（ガス）→MnCl2（ガス） ＋H2（ガス） の反応を起こして、MnCl2として反応室４内へ導入す
る。原料ガスの導入方法としては、ZnCl2H2S、MnCl2等
のガスソースを直接導入する方法を用いても良い。
基板８は、ガラス上に透明電極としてITOを約1500Å形
成した上に、SiO2膜とSi3N4膜を約2500Åとなるように
積層したものを用いた。基板８の大きさは14cm×17cm
で、これをスリット12を設けた容器11内に20枚設置し
た。第２図に容器11の略図を示す。容器11は底辺が１辺
18cmの正方形で、高さが20.6cmの３段重ねの箱である。
これは高さ7.5cmの箱13上に厚さ4mmのスペーサー16を挾
んで高さ5cmの筒14を重ね、さらにこの上に厚さ2mmのス
ペーサー17を挾んで高さ7.5cmの箱15を重ねて組み立て
られる。これによって容器11内に第２の領域19が容器11
外に第１の領域18が形成される。
成した上に、SiO2膜とSi3N4膜を約2500Åとなるように
積層したものを用いた。基板８の大きさは14cm×17cm
で、これをスリット12を設けた容器11内に20枚設置し
た。第２図に容器11の略図を示す。容器11は底辺が１辺
18cmの正方形で、高さが20.6cmの３段重ねの箱である。
これは高さ7.5cmの箱13上に厚さ4mmのスペーサー16を挾
んで高さ5cmの筒14を重ね、さらにこの上に厚さ2mmのス
ペーサー17を挾んで高さ7.5cmの箱15を重ねて組み立て
られる。これによって容器11内に第２の領域19が容器11
外に第１の領域18が形成される。
この容器11を基板ホルダー７上に設置し、基板加熱炉５
によって基板８を450℃〜600℃に加熱した。反応管内の
圧力は約10-2torrに保った。
によって基板８を450℃〜600℃に加熱した。反応管内の
圧力は約10-2torrに保った。
表１に基板温度550℃、成長時間60分で作製したZnS:Mn
発光層の容器の有無による特性を示す。
発光層の容器の有無による特性を示す。
測定はEL素子の発光層領域（10cm×13cm）で６点を測定
した。容器内に基板を設置する事により、成長速度が約
５％減少しているが、膜厚およびMn濃度の分布は改善さ
れている。特に発光センターであるMnの濃度分布の改善
効果が著しい。ZnS:Mn EL素子におけるMnの最適添加量
は、0.3〜0.5at％であり、容器内で成膜する事により、
発光領域全域で最適膜が得られている。この時、基板間
の特性変化は全く無かった。
した。容器内に基板を設置する事により、成長速度が約
５％減少しているが、膜厚およびMn濃度の分布は改善さ
れている。特に発光センターであるMnの濃度分布の改善
効果が著しい。ZnS:Mn EL素子におけるMnの最適添加量
は、0.3〜0.5at％であり、容器内で成膜する事により、
発光領域全域で最適膜が得られている。この時、基板間
の特性変化は全く無かった。
また、この基板に上部絶縁膜として、Si3N4膜とAl2O3膜
の積層膜（〜1500Å）を形成し、さらに背面電極として
Al膜（〜3000Å）を作製し、EL素子としての特性を測定
した。第４図は、現在実用化されている電子ビーム蒸着
法で作製したEL素子と上記の方法により作製したEL素子
のＬ−Ｖ特性を重ねて示したものである。同一の発光層
膜厚及びMn濃度であるにもかかわらず、CVD法で作製し
たEL素子は、低電圧で発光し、かつ、飽和発光輝度が高
く（第４図中Ａ）、電子ビーム蒸着法で作製したEL素子
（第４図中Ｂ）よりも優れた発光特性を有する事が判明
した。この原因としては、従来より、電子ビーム蒸着法
で作製したZnS:Mn膜には、成長初期の〜3000Åの領域に
発光効率の低い領域が存在する事が知られている。SEM
観察によると、CVD法で作製したZnS:Mn膜では、この領
域が初期の〜1000Åに減少していることが明らかになっ
た。よって、この結晶性の向上により、電界が有効に印
加され、低電圧における発光と、飽和輝度の向上が生じ
ていると考えられる。
の積層膜（〜1500Å）を形成し、さらに背面電極として
Al膜（〜3000Å）を作製し、EL素子としての特性を測定
した。第４図は、現在実用化されている電子ビーム蒸着
法で作製したEL素子と上記の方法により作製したEL素子
のＬ−Ｖ特性を重ねて示したものである。同一の発光層
膜厚及びMn濃度であるにもかかわらず、CVD法で作製し
たEL素子は、低電圧で発光し、かつ、飽和発光輝度が高
く（第４図中Ａ）、電子ビーム蒸着法で作製したEL素子
（第４図中Ｂ）よりも優れた発光特性を有する事が判明
した。この原因としては、従来より、電子ビーム蒸着法
で作製したZnS:Mn膜には、成長初期の〜3000Åの領域に
発光効率の低い領域が存在する事が知られている。SEM
観察によると、CVD法で作製したZnS:Mn膜では、この領
域が初期の〜1000Åに減少していることが明らかになっ
た。よって、この結晶性の向上により、電界が有効に印
加され、低電圧における発光と、飽和輝度の向上が生じ
ていると考えられる。
以上、本発明の一実施例について示したが、本実施例に
用いた容器の形状は、発光層を形成する基板の形や大き
さ、または成膜条件に応じて適宜変更して用いる。本実
施例では原料ガスの導入口となる開放部をスリット状と
したが、スリットに代えて穴を複数個設けても良いし、
また、スリットの位置を容器上面と下面に設定しても良
い。第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）に以上述べた容器の
形状の概略図を示すが、容器の形状はこれに限られるも
のではなく、また、原料ガスの導入口となる開放部の形
状や大きさは、基板に原料ガスが均一に供給されるよう
に決定すれば良い。
用いた容器の形状は、発光層を形成する基板の形や大き
さ、または成膜条件に応じて適宜変更して用いる。本実
施例では原料ガスの導入口となる開放部をスリット状と
したが、スリットに代えて穴を複数個設けても良いし、
また、スリットの位置を容器上面と下面に設定しても良
い。第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）に以上述べた容器の
形状の概略図を示すが、容器の形状はこれに限られるも
のではなく、また、原料ガスの導入口となる開放部の形
状や大きさは、基板に原料ガスが均一に供給されるよう
に決定すれば良い。
尚、本実施例は、ZnS:Mn膜について示したが、原料ガス
を変えてZnS:Tb、CaS:Eu、SrS:Ce発光層等の製造にも適
用できる。
を変えてZnS:Tb、CaS:Eu、SrS:Ce発光層等の製造にも適
用できる。
＜発明の効果＞ 本発明によれば、薄膜EL素子に用いる発光層を多数枚の
大面積基板に均一に作製することができ、薄膜EL素子の
大面積化、量産化に適した製造方法が提供される。
大面積基板に均一に作製することができ、薄膜EL素子の
大面積化、量産化に適した製造方法が提供される。
さらに、原料ガスの利用率が良いので、安価な薄膜EL素
子を製造できる。
子を製造できる。
第１図は本発明の一実施例で用いた気相成長装置の模式
図、 第２図は本発明の一実施例で用いた遮蔽手段である容器
の略図、 第３図は本発明で用いる遮蔽手段の実施例を示す図で、
（ａ）は横スリット型、（ｂ）は横穴型、（ｃ）は上下
スリット型の容器である遮蔽手段の略図、 第４図は本発明の一実施例により作製したZnS:Mn EL素
子のＬ−Ｖ特性図、 第５図は従来例を説明する図で、 （ａ）は気相成長装置の模式図、 （ｂ）は基板ホルダーの模式図、 第６図は従来例に示す発光層の均一性を示す図で、 （ａ）はZnS膜の膜厚分布を示す図、 （ｂ）はZnS:Mn膜の膜厚とMn濃度分布を示す図 である。 4:反応室、8:基板、11:容器、12:スリット、18:第１の
領域、19:第２の領域
図、 第２図は本発明の一実施例で用いた遮蔽手段である容器
の略図、 第３図は本発明で用いる遮蔽手段の実施例を示す図で、
（ａ）は横スリット型、（ｂ）は横穴型、（ｃ）は上下
スリット型の容器である遮蔽手段の略図、 第４図は本発明の一実施例により作製したZnS:Mn EL素
子のＬ−Ｖ特性図、 第５図は従来例を説明する図で、 （ａ）は気相成長装置の模式図、 （ｂ）は基板ホルダーの模式図、 第６図は従来例に示す発光層の均一性を示す図で、 （ａ）はZnS膜の膜厚分布を示す図、 （ｂ）はZnS:Mn膜の膜厚とMn濃度分布を示す図 である。 4:反応室、8:基板、11:容器、12:スリット、18:第１の
領域、19:第２の領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沖林 勝司 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 寺田 幸祐 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 山下 卓郎 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 小倉 隆 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 中弥 浩明 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 吉田 勝 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 中島 重夫 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−253794（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−289091（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−191862（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】発光層の母体となる元素と発光層中の発光
センターとなる元素とを含有する原料ガスを外部より反
応室内に導入して減圧CVD法により基板上に発光層を形
成する薄膜EL素子の製造方法において、 上記反応室内の原料ガスの流れを遮蔽して原料ガスの流
れの生じている第１の領域と原料ガスの流れの略生じて
いない第２の領域を形成する遮蔽手段を上記反応室内に
設け、 上記遮蔽手段には上記第１の領域と第２の領域を結ぶ開
放部を設け、 上記基板を上記第２の領域へ設置し、 上記基板への原料の供給を主として上記開放部からの拡
散によるものとすることを特徴とする薄膜EL素子の製造
方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003190A JPH0793191B2 (ja) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
| US07/638,841 US5147683A (en) | 1990-01-09 | 1991-01-08 | Process for preparing a thin film electroluminescent device |
| FI910095A FI101585B1 (fi) | 1990-01-09 | 1991-01-08 | Alennettupaineinen CVD-menetelmä materiaalikerroksen kerrostamiseksi substraatille |
| EP91300159A EP0437355B1 (en) | 1990-01-09 | 1991-01-09 | Process and apparatus for preparing a thin film electroluminescent device |
| DE69119916T DE69119916T2 (de) | 1990-01-09 | 1991-01-09 | Verfahren und Anlage zum Herstellen einer Dünnfilm-Elektroluminescentenvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003190A JPH0793191B2 (ja) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03208298A JPH03208298A (ja) | 1991-09-11 |
| JPH0793191B2 true JPH0793191B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=11550487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003190A Expired - Lifetime JPH0793191B2 (ja) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5147683A (ja) |
| EP (1) | EP0437355B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0793191B2 (ja) |
| DE (1) | DE69119916T2 (ja) |
| FI (1) | FI101585B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US5300316A (en) * | 1991-12-11 | 1994-04-05 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Method of forming thin oxysulfide film |
| US6689422B1 (en) * | 1994-02-16 | 2004-02-10 | Howmet Research Corporation | CVD codeposition of A1 and one or more reactive (gettering) elements to form protective aluminide coating |
| JP3564737B2 (ja) * | 1994-06-24 | 2004-09-15 | 株式会社デンソー | エレクトロルミネッセンス素子の製造方法および製造装置 |
| US5989733A (en) * | 1996-07-23 | 1999-11-23 | Howmet Research Corporation | Active element modified platinum aluminide diffusion coating and CVD coating method |
| EP2001027B1 (en) | 2003-09-17 | 2013-01-23 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | Radiographic image conversion panel and production method thereof |
| CN103289693A (zh) * | 2012-02-28 | 2013-09-11 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 铈铽共掺杂硼磷酸盐发光材料、制备方法及其应用 |
| CN107604340B (zh) * | 2017-08-31 | 2023-09-01 | 安徽光智科技有限公司 | 化学气相沉积炉 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4582720A (en) * | 1982-09-20 | 1986-04-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method and apparatus for forming non-single-crystal layer |
| US4548159A (en) * | 1984-07-06 | 1985-10-22 | Anicon, Inc. | Chemical vapor deposition wafer boat |
| JPH0760738B2 (ja) * | 1988-05-13 | 1995-06-28 | シャープ株式会社 | エレクトロルミネッセンス発光膜の製造方法 |
-
1990
- 1990-01-09 JP JP2003190A patent/JPH0793191B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-01-08 US US07/638,841 patent/US5147683A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-01-08 FI FI910095A patent/FI101585B1/fi active
- 1991-01-09 EP EP91300159A patent/EP0437355B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-01-09 DE DE69119916T patent/DE69119916T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0437355B1 (en) | 1996-06-05 |
| FI910095A7 (fi) | 1991-07-10 |
| FI101585B (fi) | 1998-07-15 |
| DE69119916T2 (de) | 1996-11-28 |
| FI101585B1 (fi) | 1998-07-15 |
| JPH03208298A (ja) | 1991-09-11 |
| DE69119916D1 (de) | 1996-07-11 |
| FI910095A0 (fi) | 1991-01-08 |
| US5147683A (en) | 1992-09-15 |
| EP0437355A1 (en) | 1991-07-17 |
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