JPH0632302B2 - Method for manufacturing electroluminescent element - Google Patents
Method for manufacturing electroluminescent elementInfo
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- JPH0632302B2 JPH0632302B2 JP60217097A JP21709785A JPH0632302B2 JP H0632302 B2 JPH0632302 B2 JP H0632302B2 JP 60217097 A JP60217097 A JP 60217097A JP 21709785 A JP21709785 A JP 21709785A JP H0632302 B2 JPH0632302 B2 JP H0632302B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 エレクトロルミネセンス（EL）薄膜を真空中で形成する
過程において、基板面にイオンビーム照射を行う。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Outline] In the process of forming an electroluminescence (EL) thin film in a vacuum, the substrate surface is irradiated with an ion beam.
本発明はZnS 系EL素子の製造方法に関するもので、さら
に詳しく言えば、真空中で基板上にEL薄膜を成長する過
程に薄膜が成長しつつある基板表面にイオンビームの照
射し高い発光輝度のEL素子を製造する方法に関するもの
である。The present invention relates to a method for manufacturing a ZnS-based EL device, and more specifically, it emits a high emission brightness by irradiating an ion beam on the surface of a substrate on which a thin film is growing in the process of growing an EL thin film on a substrate in vacuum. The present invention relates to a method of manufacturing an EL device.
第２図に断面図で示されるEL素子は知られたものであ
り、同図において、21はガラス基板、22は導電膜、23は
交流電源、24は窒化シリコンの絶縁膜、25はEL薄膜、26
は絶縁膜、27はアルミニウム（Ａｌ）の電極である。か
かるEL素子においては、EL薄膜に隣接する絶縁膜または
それとの界面からEL薄膜（発光層）に向かって電子が注
入され、電子が発光中心に衝突して発光する。The EL element shown in cross section in FIG. 2 is known, in which, 21 is a glass substrate, 22 is a conductive film, 23 is an AC power supply, 24 is a silicon nitride insulating film, and 25 is an EL thin film. , 26
Is an insulating film, and 27 is an aluminum (Al) electrode. In such an EL element, electrons are injected from the insulating film adjacent to the EL thin film or the interface with the insulating film toward the EL thin film (light emitting layer), and the electrons collide with the emission center to emit light.
従来、EL薄膜を真空中で堆積する方法として真空蒸着法
とスパッタ法が用いられている。これらの方法で堆積し
た場合、発光中心材料がクラスター状（かたまった状
態）に飛んだり、基板上で凝集したりして母材中に個々
の原子に分れて均一に分散せず、多数の原子がかたまっ
た状態で入るという傾向がある。その理由は、基板に到
達した原子は急速にそのエネルギーを失うからであると
解される。基板をかなりの高温に加熱することも提案さ
れたが、基板を熱しただけではまた不十分であることが
判明した。この場合、熱電子から伝達された励起エネル
ギーが隣接した発光中心の原子間で伝達される間にキラ
ーセンターや非輻射センターに吸収されて発光に寄与し
ない場合が生ずる。また、余分に存在する発光中心に原
子が熱電子の散乱中心となって、平均自由工程を短かく
するので、熱電子が発光中心の原子を励起するに十分な
エネルギーを得難くなるという問題がある。Conventionally, a vacuum vapor deposition method and a sputtering method have been used as a method for depositing an EL thin film in a vacuum. When deposited by these methods, the emission center material flies in a cluster shape (agglomerated state) or aggregates on the substrate and is divided into individual atoms in the base material and is not uniformly dispersed. There is a tendency for atoms to enter in a packed state. It is understood that the reason is that the atoms that reach the substrate rapidly lose their energy. It has also been proposed to heat the substrate to a fairly high temperature, but heating the substrate alone proved to be insufficient. In this case, the excitation energy transferred from the thermoelectrons may be absorbed by the killer center or the non-radiative center and may not contribute to the light emission while being transferred between the atoms of the adjacent emission centers. In addition, since the atom becomes a scattering center of thermions in the existing luminescence center and shortens the mean free path, it is difficult to obtain sufficient energy for the thermoelectrons to excite the atom in the luminescence center. is there.
本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、EL薄
膜を形成する過程で薄膜が堆積する基板面にイオンビー
ムを照射することにより、発光中心となる原子のクラス
ターを分解し、凝集を防ぎ発光中心を母材中に均一に分
散させて、高い発光輝度のEL素子を製造する方法を提供
することを目的とする。The present invention was created in view of the above points, and by irradiating the substrate surface on which the thin film is deposited in the process of forming the EL thin film with an ion beam, the atomic clusters that become the luminescence centers are decomposed and aggregated. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an EL device having high emission brightness by preventing the above-mentioned phenomenon and uniformly dispersing the emission centers in the base material.
第１図は本発明実施例の断面図である。 FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the present invention.
第１図に示される如く、母材中に発光中心材料を添加し
たEL薄膜を真空中で堆積させて形成するEL素子の製造方
法において、該EL薄膜を形成する過程で薄膜が堆積する
基板17面にイオンビーム照射を行うもので、EL薄膜の形
成方法はスパッタ法であり、イオンソースを収納する真
空槽14と薄膜形成を行う真空槽12を隔離し、両者の間を
スリット13の細孔でつなぎ、そのスリット13よりイオン
ビームを基板17面に導くものである。As shown in FIG. 1, in a method of manufacturing an EL element in which an EL thin film, in which a luminescence center material is added to a base material, is deposited in a vacuum, a substrate 17 on which the thin film is deposited in the process of forming the EL thin film. The surface is irradiated with an ion beam, and the EL thin film forming method is a sputtering method.The vacuum tank 14 for accommodating the ion source and the vacuum tank 12 for forming the thin film are isolated, and the pores of the slit 13 are provided between them. The slits 13 lead the ion beam to the surface of the substrate 17.
本発明の要点は、基板上に到達した発光中心材料の原子
およびクラスターが照射されるイオンの運動エネルギー
を受けて、基板表面で十分なマイグレーションを起し、
またクラスターが個々の原子に分解されて薄膜中に均一
に分散するようにしたものである。The gist of the present invention is that the atoms and clusters of the luminescence center material that reach the substrate receive the kinetic energy of the irradiated ions and cause sufficient migration on the substrate surface,
In addition, the clusters are decomposed into individual atoms and uniformly dispersed in the thin film.
本発明の付随的効果として、結合力の弱い残留ガス（ H
2O，Ar，N2，O2など）が薄膜中に取り込まれるのを防ぐ
ことができる。このような不純物が膜中に取り込まれる
と、熱電子の散乱中心となって、発光中心の励起効率を
低下させる。また母材となる原子およびクラスターのマ
イグレーションや分解も促進されるので、薄膜の結晶性
が改善されて発光輝度が更に向上する。As an incidental effect of the present invention, residual gas (H
2 O, Ar, N 2 , O 2, etc.) can be prevented from being incorporated into the thin film. When such an impurity is taken into the film, it becomes a scattering center of thermoelectrons and reduces the excitation efficiency of the emission center. Further, since migration and decomposition of atoms and clusters as a base material are promoted, the crystallinity of the thin film is improved and the emission brightness is further improved.
〔実施例〕 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。Embodiments Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第２図は本発明を適用して作製したEL素子の一例構造を
模式的に示す断面図で、ガラス基板21上に透明導電膜22
が2000Åの厚さにスパッタリングにより形成されてい
る。導電膜22にはEL素子を駆動させる交流電源23の一方
の端子が接続されている。導電膜22上には、絶縁膜24と
して窒化シリコン（Si3N4 ）が2000Åの厚さにスパッタ
リングにより形成され、さらにこの絶縁膜24の上に本発
明を適用してEL薄膜25が6000Åの厚さに形成されてい
る。EL薄膜25の上には再びSi3N4 の絶縁膜26が2000Åの
厚さでスパッタリング法により形成され、絶縁膜26上に
はＡｌ電極27が形成されている。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example structure of an EL element manufactured by applying the present invention, in which a transparent conductive film 22 is formed on a glass substrate 21.
Is formed by sputtering to a thickness of 2000Å. One terminal of an AC power supply 23 that drives the EL element is connected to the conductive film 22. Silicon nitride (Si 3 N 4 ) is formed as an insulating film 24 on the conductive film 22 by sputtering to a thickness of 2000 Å, and the present invention is applied to the insulating film 24 to form an EL thin film 25 of 6000 Å. It is formed to a thickness. An insulating film 26 of Si 3 N 4 is again formed on the EL thin film 25 with a thickness of 2000 Å by a sputtering method, and an Al electrode 27 is formed on the insulating film 26.
Ａｌ電極27には交流電源13の他端が接続されている。The other end of the AC power supply 13 is connected to the Al electrode 27.
上記EL薄膜25は例えば第１図に示すようなイオンソース
つきのスパッタリング装置により形成することができ
る。同図において、Mnを添加したZnS ターゲット18を被
着した陰極19はマッチング回路を通って、13.56MHzのRF
電源（図示せず）に接続されている。一方、プラズマ室
10と加速室11から成るイオンソースはスパッタ室12とス
リット13を介して接続された真空槽14内に収納されてい
る。この真空槽14は作動排気系15により、スパッタ室よ
り１〜３桁高い真空度に保たれている。スパッタ室12は
スパッタリング中は例えばArガス圧８×10−３Torrに保
たれる。これに対し、真空槽14は照射するイオン種の平
均自由工程がイオンソースとスリットの間隔より小さく
ならないという条件を満たす範囲の真空度に保つことが
望ましい。例えば間隔を10cmとすると14内の真空度に５
×10−４Torrより高く保つのが良い。The EL thin film 25 can be formed by, for example, a sputtering apparatus with an ion source as shown in FIG. In the figure, the cathode 19 coated with the ZnS target 18 with Mn added passes through the matching circuit and the RF of 13.56 MHz is passed.
It is connected to a power supply (not shown). Meanwhile, plasma chamber
An ion source consisting of 10 and an acceleration chamber 11 is housed in a vacuum chamber 14 connected to a sputtering chamber 12 through a slit 13. The vacuum chamber 14 is maintained at a vacuum degree higher by 1 to 3 orders of magnitude than the sputtering chamber by an operating exhaust system 15. The sputtering chamber 12 is maintained, for example, at an Ar gas pressure of 8 × 10 −3 Torr during sputtering. On the other hand, it is desirable that the vacuum chamber 14 be maintained at a degree of vacuum that satisfies the condition that the mean free path of the irradiated ion species does not become smaller than the distance between the ion source and the slit. For example, if the interval is 10 cm, the degree of vacuum in 14 is 5
It is better to keep it higher than × 10 -4 Torr.
ここで、回転式の陽極16の底面にはターゲットと対向す
る位置に基板17が保持されている。この基板17は、第２
図を参照すると、ガラス基板21の上に透明導電膜22と絶
縁膜24が形成され終ったものである。EL薄膜25はクロー
放電を起した ZnS・Mnターゲット18とイオンソース（1
0，11）の上を基板17が陽極16の回転に伴って交互に通
過することにより形成される。基板17がイオンソース上
にくると、スリット13を通してイオンビームが基板面に
照射される。Here, the substrate 17 is held on the bottom surface of the rotary anode 16 at a position facing the target. This board 17 is the second
Referring to the figure, the transparent conductive film 22 and the insulating film 24 are formed on the glass substrate 21 and finished. The EL thin film 25 is composed of a ZnS / Mn target 18 and an ion source (1
The substrate 17 is formed by alternately passing over the (0, 11) as the anode 16 rotates. When the substrate 17 is placed on the ion source, the ion beam is applied to the substrate surface through the slit 13.
EL薄膜15の代表的な形成条件は、 ZnS・Mnターゲットの
直径を100mm とした時、供給電力300 Ｗ、基板回転速度
20rpm 、スリットは長さ100mm 、幅５mmの長方形状であ
る。この条件により、イオン種としてHeを用いて十分な
発光輝度のEL素子を得ることができた。The typical conditions for forming the EL thin film 15 are as follows: when the ZnS / Mn target diameter is 100 mm, the power supply is 300 W and the substrate rotation speed is
At 20 rpm, the slit has a rectangular shape with a length of 100 mm and a width of 5 mm. Under these conditions, it was possible to obtain an EL device with sufficient emission brightness using He as the ion species.
EL薄膜25が形成されると、基板17は別のチャンバに移さ
れそこで絶縁膜26が形成され、次いで更に他の場所でＡ
ｌ電極27が形成されてEL素子が完成する。When the EL thin film 25 is formed, the substrate 17 is transferred to another chamber where the insulating film 26 is formed, and then at another place A
The l-electrode 27 is formed and the EL element is completed.
以上述べてきたように、本発明によれば、EL薄膜成長中
の基板にイオンビームを照射することにより、原子のク
ラスターを分解し、凝集を防ぎ、発光中心を母材中に均
一に分散させることにより、高い発光輝度のEL素子を提
供することが可能である。例えば活性体として TbF３を
用いて緑色のEL素子を作る場合、発光輝度は従来のもの
の２倍以上に向上した。As described above, according to the present invention, by irradiating the substrate during the growth of the EL thin film with the ion beam, the atomic clusters are decomposed, the aggregation is prevented, and the emission centers are uniformly dispersed in the base material. As a result, it is possible to provide an EL element with high emission brightness. For example, when a green EL device is manufactured by using TbF 3 as an activator, the emission brightness is more than double that of the conventional one.
第１図は本発明実施例の断面図、 第２図はEL素子の断面図である。 第１図と第２図において、 10はプラズマ室、 11は加速室、 12はスパッタ室、 13はスリット、 14は真空槽、 15は差動排気系、 16は陽極、 17は基板、 18はターゲット、 19は陰極、 21はガラス基板、 22は導電膜、 23は交流電源、 24は絶縁膜、 25はEL薄膜、 26は絶縁膜、 27はＡｌ電極である。 FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of an EL element. 1 and 2, 10 is a plasma chamber, 11 is an acceleration chamber, 12 is a sputtering chamber, 13 is a slit, 14 is a vacuum chamber, 15 is a differential exhaust system, 16 is an anode, 17 is a substrate, and 18 is A target, 19 is a cathode, 21 is a glass substrate, 22 is a conductive film, 23 is an AC power supply, 24 is an insulating film, 25 is an EL thin film, 26 is an insulating film, and 27 is an Al electrode.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 精威 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−165994（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−171087（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−200678（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−123684（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−35497（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−138188（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−126288（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−78196（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭57−5360（ＪＰ，Ｂ２) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Seitake Sato 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fujitsu Limited (56) References JP 61-165994 (JP, A) JP 61- 171087 (JP, A) JP 62-200678 (JP, A) JP 57-123684 (JP, A) JP 62-35497 (JP, A) JP 51-138188 (JP, A) JP-A-53-126288 (JP, A) Actual exploitation Sho-56-78196 (JP, U) JP-B-57-5360 (JP, B2)
Claims (3)
ロルミネセンス（EL）薄膜（25）を真空中で堆積させる
ことからなるEL素子の製造において、 該薄膜（25）を形成中に該薄膜（25）から堆積する基板
（17）の面にイオンビームを照射することを特徴とする
EL素子の製造方法。1. A method of manufacturing an EL device comprising depositing an electroluminescence (EL) thin film (25) containing a luminescence center material in a base material in a vacuum, wherein the thin film (25) is formed while the thin film (25) is being formed. The surface of the substrate (17) deposited from the thin film (25) is irradiated with an ion beam.
EL element manufacturing method.
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。2. The method according to claim 1, wherein the thin film (25) is formed by a sputtering method.
薄膜（25）の形成を行う真空槽（12）とを隔離し、これ
ら真空槽をスリット（13）の細孔でつなぎ、スリット
（13）を通してイオンビームを基板（17）に導くことを
特徴とする特許請求の範囲第２項記載のエレクトロルミ
ネセンス素子の製造方法。3. A vacuum chamber (14) for accommodating an ion source,
The vacuum chamber (12) for forming the thin film (25) is isolated, these vacuum chambers are connected by the pores of the slit (13), and the ion beam is guided to the substrate (17) through the slit (13). A method of manufacturing an electroluminescent device according to claim 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60217097A JPH0632302B2 (en) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | Method for manufacturing electroluminescent element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60217097A JPH0632302B2 (en) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | Method for manufacturing electroluminescent element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6276280A JPS6276280A (en) | 1987-04-08 |
| JPH0632302B2 true JPH0632302B2 (en) | 1994-04-27 |
Family
ID=16698793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60217097A Expired - Lifetime JPH0632302B2 (en) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | Method for manufacturing electroluminescent element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0632302B2 (en) |
-
1985
- 1985-09-30 JP JP60217097A patent/JPH0632302B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6276280A (en) | 1987-04-08 |
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