JPH07211460A - 電界発光素子の製造方法 - Google Patents

電界発光素子の製造方法

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JPH07211460A
JPH07211460A JP6308807A JP30880794A JPH07211460A JP H07211460 A JPH07211460 A JP H07211460A JP 6308807 A JP6308807 A JP 6308807A JP 30880794 A JP30880794 A JP 30880794A JP H07211460 A JPH07211460 A JP H07211460A
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insulating film
lower electrode
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electroluminescent device
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Jae S Chung
宰▲祥▼ 鄭
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Goldstar Electron Co Ltd
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 透明な下部電極の黒化現象を防止し、良質の
電界発光素子を得る電界発光素子の製造方法を提供す
る。 【構成】 基板21上に所定パターンの下部電極22を
形成する段階と、該下部電極22を制限器に連結して接
地させた状態で該下部電極22および基板21上に第1
絶縁膜23を形成する段階と、該第1絶縁膜23上に発
光層24を形成する段階と、該発光層24上に第2絶縁
膜25を形成する段階と、該第2絶縁膜25上に所定パ
ターンの上部電極26を形成する段階と、を順次行な
う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電界発光素子(Electr
oluminescence Device)の製造方法に関するものであ
り、詳しくは、透明な下部電極に制限器(Limitator )
を連結し、該下部電極表面上に強誘電体(Ferroelectri
cs)の絶縁膜を蒸着して、該下部電極の黒化(Barkenin
g )減少を防止し得る、電界発光素子の製造方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、電子管(Cathode Ray Tube:C
RT)が情報表示素子として用いられているが、近来、
該情報表示素子を軽量化、固体化および平面化させて次
の世代の情報表示素子を得るため、電界発光素子(Elec
troluminescence Device)、LCD(Liquid Crystal D
isplay)、LED(Light Emitting Dicode )、PDP
(Plasma Display Panel)に対する研究が活発に行なわ
れている。そして、これら情報表示素子の中で、前記電
界発光素子は、高電気場で発生したエネルギ性電子と、
発光中心との相互作用により能動的に光を発生する固定
表示素子であって、表示面積が大きく、輝度、色対比お
よび視野等が優秀であるので、その適用性が広く認めら
れている。
【0003】ところが、現在ZnSを母体とする電界発
光素子は、実用面において十分な黄橙色および緑色の輝
度を有するが、赤色および青色の輝度は十分に有してい
ないので、ZnSの代わりにCaSまたはSrSを母体
とし高輝度で多色化を実現し得る電界発光素子の研究が
行なわれている。
【0004】かつ、アルカリ土類(Alkali Earth)の母
体に、二重の発光中心を添加した白色光電界発光素子に
関する研究が行なわれており、該白色光電界発光素子は
単色表示素子として適用され、フィルタにより三原色発
光を制御し得るので、注目されている。
【0005】また、従来の電界発光素子においては、図
5に示したように、基板1と、該基板1上に成層された
所定パターンの透明な下部電極2と、該下部電極2の形
成された基板1上に蒸着された第1絶縁膜3と、該第1
絶縁膜3上に蒸着された発光層4と、該発光層4上に蒸
着された第2絶縁膜5と、該第2絶縁膜5上に蒸着され
た所定パターンに形成された上部電極6と、を備えてい
た。
【0006】そして、このような従来の電界発光素子の
製造方法を説明すると、次のようであった。
【0007】すなわち、たとえば、ガラス製の基板1上
に、ITOが2000Å程度の厚さに蒸着された後、写
真食刻法により所定パターンの透明なITO下部電極2
が形成される。次いで、該下部電極2の形成された基板
1上に、第1絶縁膜3として、たとえば、Y2 3 、S
3 4 、Ta2 5 、SiO2 、SiON、SrTi
3 、BaTiO3 、PLZT、PbTiO3 の中の1
つの成分が、3000Å〜5000Å程度の厚さにスパ
ッタリング(Sputtering)により蒸着される。
【0008】この場合、図6に示したように、スパッタ
リング装置の真空チャンバ11内部上方側には基板ホル
ダ(holder)12が垂下され、該真空チャンバ11内部
底面上にはスパッタリングターゲット13を有するター
ゲットホルダ14が設置され、前記基板ホルダ12下面
に下部電極2の形成された基板1下面が設置される。次
いで、該真空チャンバ11内部に、プロセスガス(Proc
ess Gas )のArと反応ガス(Reactive Gas)のO2
2 とをそれぞれ注入し、それら基板1とスパッタリン
グターゲット13とに外部から電源を印加すると、前記
反応ガスのプラズマ(plasma)が発生し、前記下部電極
2および基板1上に第1絶縁膜3が蒸着される。その
後、電子ビーム蒸着法(Electron-Beam Evaporation )
またはスパッタリング法(Sputtering)により、該第1
絶縁膜3上にSnS、SrS、CaS系の発光層4を6
000〜10000Å程度の厚さに蒸着し、該発光層4
上に前記第1絶縁膜3と同様な材質の第2絶縁膜5を、
3000〜5000Å程度の厚さに蒸着する。次いで、
該第2絶縁膜5上にアルミニウム系の金属を2000Å
程度の厚さに蒸着し、写真食刻法により所定パターンの
上部電極6を形成する。
【0009】そして、このような従来の電界発光素子に
おいては、下部電極2と上部電極6とに、約1MV/c
m以上の高電界が発生されるように交流電圧を印加する
と、第1絶縁膜3と発光層4間および発光層4と第2絶
縁膜5間の界面状態(Interface State )にいた電子
(Electron)が、該発生層4の伝導帯(Cunduction Ban
d )にトンネリング(Tunneling )され、該発光層4の
高電界によりエネルギ性電子(Hot Electron)に加速さ
れる。次いで、該加速された電子は、発光層4の母体Z
nS内にドーピングされた発光中心のMn2+に衝突(Im
pact)して励起(Exictation)され、該母体をイオン化
させて正孔(Hole)と結合し、電子−ホール対(Electr
on-Hole Pair)を作る。
【0010】一方、エネルギ性電子(Hot Electron)に
より伝導帯で励起された電子は再び価電子帯(Valence
Band)に落下するが、この場合、該価電子帯に落下する
エネルギ差に該当する量だけの光が発光層4から放出さ
れ、該放出光は基板1を経て電界発光素子の外部に放出
される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、このような
従来の電界発光素子の製造方法においては、強誘電体
(Ferroelectrics)であるSrTiO3 、BaTi
3 、PLZT、PBTiO3の中の1つが第1絶縁膜
3として蒸着される場合、該蒸着される第1絶縁膜3表
面に電位(electric potential)が発生するが、該電位
が透明な下部電極2を黒化(darkening )させるので、
基板を経て外部に放出される光の量が少なくなって発光
素子の質が低下されるという不都合な点があった。
【0012】本発明の目的は、上述の問題を解決し、基
板上に透明な下部電極を制限器に連結させた状態で蒸着
させ、該下部電極の黒化(darkening )現象発生を防止
し、良質の電界発光素子製造方法を提供しようとするも
のである。
【0013】
【課題を解決するための手段】この発明による電界発光
素子の製造方法は、基板上に所定パターンの下部電極を
形成する段階と、該下部電極を接地させた状態で該下部
電極および基板上に第1絶縁膜を形成する段階と、該第
1絶縁膜上に発光層を形成する段階と、該発光層上に第
2絶縁膜を形成する段階と、該第2絶縁膜上に所定パタ
ーンの上部電極を形成する段階と、を順次行なうもので
ある。
【0014】好ましくは、第1絶縁膜は、下部電極が制
限器に連結され接地された状態で、スパッタリングによ
り蒸着されるとよい。
【0015】また、好ましくは、第1絶縁膜は、強誘電
体であるとよい。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例に対し、図面を用いて
詳細に説明する。
【0017】図1に示したように、本発明に係る電界発
光素子においては、基板21上に蒸着された後所定パタ
ーンに形成される透明な下部電極22と、該下部電極2
2および基板21上面に蒸着された強誘電体の第1絶縁
膜23と、該第1絶縁膜23上に蒸着された発光層24
と、該発光層24上に蒸着された第2絶縁膜25と、該
第2絶縁膜25上に蒸着された後所定パターンに形成さ
れる上部電極26と、を備えている。
【0018】そして、このように構成される本発明に係
る電界発光素子の製造方法を説明すると、次のようであ
る。
【0019】まず、従来と同様な方法で、たとえば、ガ
ラスの基板21上にITOの層が蒸着された後、所定パ
ターンに写真食刻されて透明なITOの下部電極22が
形成される。
【0020】次いで、該下部電極22および基板21上
面に強誘電体の第1絶縁膜23として、たとえばY2
3 、Si3 4 、Ta2 5 、SiON、SrTi
3 、BaTiO3 、PLZT、PbTiO3 の中の1
つ、好ましくは、SiTiO3 、BaTiO3 、PLZ
T、PbTiO3 の中の1つが、スパッタリング(Sput
tering)法により蒸着される。すなわち、図2および図
4に示したように、スパッタリング装置の真空チャンバ
11内部上方側に連結線30を有する基板ホルダ12が
垂下され、該基板ホルダ12下部に銅Cuの導電層29
が被覆されたシャドーマスク(Shadow Mask )28が掛
合され、それら基板ホルダ12内の連結線30とシャド
ーマスク28の導電層29とが接続され、該連結線30
は真空チャンバ11外部の制限器27に連結されて接地
され、該真空チャンバ11内部底面上にスパッタリング
13を有するターゲットホルダ14が設置される。
【0021】次いで、前記下部電極22の形成された基
板21が前記基板ホルダ12下面に設置されると、該下
部電極22は前記導電層29を通って前記連結線30に
連結され、前記制限器27に連結される。
【0022】このような状態で、プロセスガス(Proces
s Gas )のArと反応ガス(Reactive Gas)のO2 、N
2 とを前記真空チャンバ11内部にそれぞれ注入し、そ
れら基板21とスパッタリングターゲット13に電源を
印加すると、前記反応ガスのプラズマ(Plasma)が発生
して、下部電極22および基板上に第1絶縁膜23が蒸
着される。この場合、前記制限器27はツェナーダイオ
ードおよび抵抗を有する通常の素子が用いられ、図3に
電流/電圧特性を示したように、前記第1絶縁膜23に
生成される電位(electric potential)は、それら下部
電極22、導電層29、連結線30および制限器27を
経て接地され、該制限器27に流れる電流Iは電圧Vの
増加に従いある程度増加された後、臨界電圧
(Vlimit )が増加してもそれ以上増加されなくなる。
したがって、前記強誘電体の第1絶縁膜23が透明なI
TOの下部電極22上に蒸着されても、該下部電極22
は従来のように黒化されなくなる。
【0023】次いで、従来と同様に、前記第1絶縁膜2
3上にSnS、SrS、CaS系の発光層24が蒸着さ
れ、該発光層24上に前記第1絶縁膜23と同様な材質
の強誘電体の第2絶縁膜25が蒸着され、該第2絶縁膜
25上にアルミニウム系の金属が蒸着されて、所定パタ
ーンの上部電極26が形成される。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電界
発光素子の製造方法においては、透明なITOの下部電
極を制限器に電気的に連結して接地させ、該下部電極お
よび基板上に強誘電体の第1絶縁膜をスパッタリングさ
せて形成するようになっているため、従来のようなIT
Oの下部電極の黒化現象が防止され、第1絶縁膜の電位
を制御して良質の電界発光素子を製造し得るという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電界発光素子の構造を示した縦断
面図である。
【図2】本発明に係る電界発光素子製造方法の制限器を
利用したスパッタリング過程表示説明図である。
【図3】本発明に係る制限器の電流/電圧特性を表示す
る図である。
【図4】本発明に係る下部電極に制限器が連結され接地
された状態表示説明図である。
【図5】従来の電界発光素子の構造を示した縦断面図で
ある。
【図6】従来の電界発光素子の製造方法のスパッタリン
グ過程表示説明図である。
【符号の説明】
1,21 基板 2,22 下部電極 3,23 第1絶縁膜 4,24 発光層 5,25 第2絶縁膜 6,26 上部電極 11 真空チャンバ 12 基板ホルダ 13 スパッタリングターゲット 14 ターゲットホルダ 27 制限器 28 シャドーマスク(shadow mask ) 29 導電層 30 連結線 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電界発光素子の製造方法であって、 基板上に所定パターンの下部電極を形成する段階と、 該下部電極を接地させた状態で該下部電極および基板上
    に第1絶縁膜を形成する段階と、 該第1絶縁膜上に発光層を形成する段階と、 該発光層上に第2絶縁膜を形成する段階と、 該第2絶縁膜上に所定パターンの上部電極を形成する段
    階と、を順次行なう電界発光素子の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記第1絶縁膜は、前記下部電極が制限
    器に連結され接地された状態で、スパッタリングにより
    蒸着される、請求項1記載の電界発光素子の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記第1絶縁膜は、強誘電体である、請
    求項1記載の電界発光素子の製造方法。
JP6308807A 1993-12-14 1994-12-13 電界発光素子の製造方法 Pending JPH07211460A (ja)

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