DE2812592A1 - Elektrolumineszenz-duennschichtanzeigeelement und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Elektrolumineszenz-duennschichtanzeigeelement und verfahren zu seiner herstellungInfo
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Description
BESCHREIBUNG
Gegenstand der Erfindung ist ein Elektrolumineszenz-Dünnschichtelement,
wie es insbesondere für elektrolumineszente Dünnschicht- oder Dünnfilmmatrixanzeigen in Form
von Anzeigepaneelen oder -tafeln verwendet wird. Bei solchen Anzeigetafeln ist eine dünne Schicht eines elektrolumineszenten
Materials sandwichartig zwischen einem Paar von dielektrischen Schichten angeordnet. Hinsichtlich der
Gattung solcher Elektrolumineszenzelemente wird auf den
Oberbegriff der Patentansprüche verwiesen. 10
Für die dielektrischen Schichten solcher Dünnschicht-EL-Matrixanzeigen
(El = Elektrolumineszenz) wurden Si-,Ν.-Filme
auf einer elektrolumineszenten Dünnschicht aus mit Mangan dotiertem ZnS niedergeschlagen, um die dielektrischen
Eigenschaften zu stabilisieren. Diese Si-jN^-Filme werden
in der üblichen Sputter-Technik, also einem Aufsprühverfahren
unter Vakuum oder Aufdampfverfahren hergestellt.
SioN.-Filme haben jedoch den Nachteil, daß die Adhäsionskräfte
zum angrenzenden ZnS-Dünnfilm unvermeidbarerweise gering sind, so daß die Verhaftung der beiden Schichten
vergleichsweise schlecht ist und in Zufallsverteilung unerwünschte ungleichmäßige Oberflächenniveaus auftreten
aufgrund kleiner Unregelmäßigkeiten im Oberflächenzustand
des Si3N4-FiImS. Als Ursache für die zu geringe Adhäsion
sind die van der Waal'sehen Kräfte zwischen Heterofilmen
anzusehen, die zu einer ungleichmäßigen partiellen Ablösung des Si,N.-Films vom ZnS-Dünnfilm und damit zu feinsten
Löchern oder unerwünschten Verunreinigungen an der Zwischenfläche führen. Die in Zufallsverteilung auftretenden ungleichmäßigen
Oberflächenniveaus führen dazu, daß der Einsatzpunkt oder die Auslösespannung für das Elektrolumineszenzphänomen
nicht mehr genau steuerbar ist, so daß un-
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gleichmäßige Elektrolumineszenz auftritt.
Um diese Schwierigkeiten wenigstens teilweise zu beseitigen, ist zu fordern, daß die Si3N,-Filme bei der Herstellung
der Elektrolumineszenzfilme unter äußerst sauberen Bedingungen aufgebracht werden. Dadurch werden jedoch
die Anforderungen an eine rationelle Massenfertigung sehr hoch und die Herstellungsanlagen entsprechend teuer. Zur
Herstellung der Si^N4-Filme ist die aus der Planardiodenherstellung
bekannte Sputter- oder Aufdampftechnik gut anwendbar,
da die erforderlichen Reinheitsbedingungen an den Substratoberflächen eingehalten werden können, wobei
die Filme mittels Sekundäremission von einem Target erzeugt werden. Zur Herstellung von Planardioden ist seit
einiger Zeit eine Zerstäubertechnik mit Hilfe eines Planar-Magnetrons bekannt. Bei der Planar-Magnetron-Sputter-Technik
entsteht jedoch m geringem Umfang eine Sekundäremission, so daß die Reinheitsbedingungen, wie sie hier
erforderlich sind, nur schwer erreicht werden können, obgleich diese Technik sehr wirtschaftlich angewendet werden
kann. Zur Herstellung von vergleichsweise großflächigen Dünnschicht-EL-Matrixanzeigefeidern läßt sich aus diesem
Grund die Planar-Magnetron-Sputter-Technik noch nicht befriedigend einsetzen, da die Adhäsionseigenschaften zwischen den einzelnen
Schichten noch zu ungleichmäßig werden.
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine EL-Dünnschicht-Matrixanzeige zu schaffen, die sich durch
eine oder mehrere homogene stabile dielektrische Schichten auszeichnet« Insbesondere soll sich das in Verbindung mit
der Erfindung zu entwickelnde Herstellungsverfahren zur Herstellung auch von vergleichsweise großflächigen Dünnschicht-EL-Matrixanzeigetafeln
eignen, die sich durch
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sehr gleichförmige Elektrolumineszenz auszeichnen.
Ein erfindungsgemäßes Elektrolumineszenz-Dünnschichtelement
zeichnet sich durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale aus. Ein erfindungsgemäßes
Verfahren zur Herstellung solcher Elektrolumineszenzanzeigen ist im Patentanspruch 11 angegeben. Vorteilhafte
Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
10
Zur Herstellung einer vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung wird auf einer elektrolumineszenten Schicht ein Silicium-Oxinitrid-Film als dielektrische Schicht erzeugt.
Dieser Silicium-Oxinitridfilm umfaßt einen mit einem geringen Anteil an Sauerstoffatomen dotierten Si_.N.-Film. Der
Anteil der Sauerstoffatome in dem Silicium-Oxinitridfilm
liegt im Bereich von 0,1 bis 10 Atom-%, sofern Distickstoff-Monoxid
(N-O) zusammen mit einem Sprüh- oder Bedampfungsgas
in einem geringen Anteil von 0,1 bis 2,0 Mol-% eingesetzt
wird.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform werden
auf einer Seite der elektrolumineszenten Schicht zwei dielektrische Filmschichten aufgebracht, von denen eine ein
Silicium-Oxinitridfilm ist. Auf der anderen Seite der Elektrolumineszenz
schicht wird analog verfahren.
Bei einer noch anderen Ausführunsform der Erfindung
ist vorgesehen, einen Silicium-Oxinitridfilm zwischen der Elektrolumineszenz-Schicht und einer Transparentelektrode
anzuordnen. Weiterhin kann eine weitere Silicium-Oxinitridschicht zwischen einer isolierenden Schicht und der Elektrolumineszenz
schicht vorgesehen sein.
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In einer zu bevorzugenden Ausführungsform läßt sich die
Erfindung wie folgt zusammenfassen:
Zur Erzielung einer gleichförmigen stabilen dielektrischen Schicht für eine Elektrolumineszenz-Anzeigetafel wird
mindestens auf einer Fläche einer elektrolumineszenten Schicht ein Silicium-Oxinitridfilm mittels Sputter-Technik niedergeschlagen,
wobei ein geringer Anteil (1 Mol-%) von Distickstoff-Monoxidgas
(N2O) dem Bedampfungsgas,beispielsweise
Stickstoff (N2) zugesetzt wird. Anstelle des N20-Gases kann
dem Bedampfungsgas auch Sauerstoff (0~) in einem Anteil von
etwa 5 Mol-% zugesetzt werden. Als Target für den Sputter-Prozeß wird reines Silicium oder eine gesinterte Si3N4-Platte
verwendet. Durch eine Hochfrequenzentladung wird erreicht, daß die Leistungsdichte am Target mehrere bis zu
mehreren zehn Watt erreicht. Der Silicium-Oxinitridfilm entsteht durch eine Reaktion zwischen den zerstäubten Ionen
und dem Bedampfungsgas. Um eine hohe Zuverlässigkeit und
gute dielektrische Eigenschaften der Elektrolumineszenz-Anzeigetafel
zu erreichen, wird eine weitere dielektrische Schicht vorgesehen, die zusammen mit dem Silicium-Oxinitridf
ilm aufgebracht wird und aus einem Vertreter der
3N4 und Y3O3 umfassenden Gruppe be
SiO2, Ta2O5,
steht. Auch der Siliciumoxinitridfilm selbst, in den geeignete
Ionen wie P , H , He , Ne oder Ar injiziert werden, kann als dielektrische Schicht dienen.
Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung in beispielsweisen
Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung des grundsätzlichen Aufbaus einer bekannten EL-Dünnschicht-Matrixanzeige;
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Fig. 2 die Schnittansicht einer Ausführungsform einer
erfindungsgemäßem EL-Dünnschicht-Matrixanzeige
und
Fig. 3 die Schnittdarstellung einer anderen Ausführungsform
einer EL-Dünnschicht-Matrixanzeige
mit erfindungsgemäßen Merkmalen.
Bevor auf die Einzelheiten der Erfindung eingegangen wird, erscheint es als zweckmäßig, den grundsätzlichen Auf-'°
bau einer bekannten EL-Matrixanzeigetafel zu erläutern, von der die Erfindung ausgeht:
Die "in Fig. 1 veranschaulichte EL-Matrixanzeige besteht
im wesentlichen aus einem flachen Glassubstrat 1, einer Mehrzahl von transparenten, in parallelen Streifen
aufgebrachten Elektroden 2, beispielsweise aus In3O3 oder
SnO„, zwei dielektrischen Filmschichten 3 und 5 aus Y2 <-)3'
Si-N, oder SiO2, einer dazwischen liegenden elektrolumineszenten
(EL)-Schicht 4 aus mit Mangan dotiertem ZnS und einer Mehrzahl von in parallelen Streifen aufgebrachten Gegenelektroden
6 aus Al auf dem dielektrischen Film 5. Die dielektrischen
Schichten 3 und 5 sind durch eine bekannte Verdampfung*technik oder Sputter- bzw. Aufsprühverfahren
in einer Schichtstärke von 0,05 bis 1,0 μπι aufgebracht.
Die parallelen Streifenelektroden 2 und 6 überkreuzen einander im rechten Winkel. Die EL-Schicht 4 wird vorzugsweise
durch Verdampfen von mit Mn dotierten gesinterten ZnS-Pellets in geeigneter Menge hergestellt, wobei das
Mn in der EL-Schicht 4 als Lumineszenz- oder Leuchtzentrum
dient.
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Eine Wechselstromquelle 7 beaufschlagt die parallelen Streifenelektroden 2 bzw. 6, wodurch in der EL-Schicht 4
das Elektrolumineszenzphanomen auftritt. Für die dielektri-
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sehen Schichten 3 und 5 wird eine hohe spezifische induzierbare
Kapazität verlangt, um ausreichende Feldstärken für die EL-Schicht 4 zur Verfügung zu haben; bisher sind
für diese dielektrischen Schichten vor allem Materialien
wie SiO, SiO2/ GeO2, Y3O3/ Al2°3 oder Ta2°5 usw- verwendet
worden; das wegen herstellungsbedingter Einschränkungen. Dielektrische Schichten aus solchen Materialien
sind jedoch in ihren dielektrischen Eigenschaften leider
nicht gleichbleibend konstant, vielmehr hängen diese stark von den Herstellungsbedingungen ab. Die Schwierigkeiten mit
solchen dielektrischen Schichten lassen sich wie folgt zusammenfassen: Zunehmendes Entstehen von feinsten Löchern
auf Kosten einer ausreichend stabilen Kristallisation; Verminderung der anlegbaren Spannung aufgrund der Änderungen
im Kristallkorngefüge; ungleichmäßige Helligkeit der elektrolumineszenten Anzeige; Kristallscherung; Verminderung
der möglichen Packungsdichte und Auftreten von mikrofeinen
Sprüngen.
Um diese Nachteile herkömmlicher dielektrischer Schichten zu vermeiden, werden seit kurzem Si-,Ν.-Filme aus amorphem
Si-,Ν. verwendet. Solche Si3N,-Filme werden beispielsweise
als dielektrische Schichten 3 und 5 üblicherweise mit bekannten Sputter-Verfahren aufgebracht. Sie zeichnen
sich in Verbindung mit EL-Matrix-Anzeigen vor allem dadurch aus, daß vergleichsweise hohe Spannungswerte angelegt
werden können.
Bereits oben erwähnte Probleme mit solchen Si-,N.-Filmen
entstehen.jedoch dadurch, daß die Adhäsion zur Lumineszenzschicht vergleichsweise schlecht ist, so daß ungleichmäßige
Flächenniveaus entstehen. Die geringe Adhäsion beruht vor allem auf den van-der-Waal"sehen Kräften zwischen
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den heterogenen Filmschichten, da der Si3N4-FiIm kein Atom
enthält, das eine elektrische Verbindung ermöglicht, beispielsweise Sauerstoffatome, was dazu führt, daß sich Verunreinigungen
insbesondere an der Zwischenfläche zwischen den heterogenen Filmschichten einlagern und mikrofeine
Löcher entstehen, die zu einer partiellen Ablösung führen. Die ungleichmäßigen Flächenniveaus führen zu uneinheitlichen
Ansteuerbedingungen, so daß sich die Auslösung des Elektrolumineszenz
-Phänomens durch eine entsprechende Spannung nur schwer steuern läßt und eine in Zufallsverteilung auftretende
ungleichmäßige Helligkeit die Folge ist. Wie bereits ebenfalls erwähnt, sind daher für das Aufbringen der Si3N4-Filme
äußerst reine Herstellungsbedingungen und sehr plane Oberflächen der Substrate zu fordern. Durch diese Bedingungen
wird jedoch die Massenherstellung solcher Anzeigeelemente nicht nur schwierig, sondern auch vergleichsweise teuer.
Bei Zerstäubungsverfahren, wie sie bei der Herstellung von Planardioden angewendet werden, sind die Reinheitsbedingungen,
aber auch die Ebenheit des Materials besser einzuhalten, da durch die Sekundäremission nicht nur das Substrat
selbst erwärmt wird, sondern außerdem ein Vorspannungspotentiä.1
durch die Ansammlung von Minusladungen entsteht. Die Höhe des Vorspannungspotentials hängt von den Sprühbedingungen
ab, erstreckt sich jedoch bis in den Bereich von mehreren zehn Kilovolt. Das Vorspannungspotential wirkt
den unerwünschten Sprüheffekten entgegen, wodurch die Reinheitsbedingungen und die Ebenheit an der Zwischenfläche verbessert
werden.
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Für die Herstellung von Planardioden werden seit kurzem
Systeme mit Planar-Magnetrons verwendet. Mit diesen Systemen lassen sich jedoch die Reinheitsbedingungen und auch die geforderte
Planheit oder Ebenheit an der Zwischenfläche nicht mehr erreichen, da nur vergleichsweise geringe Sekundäremission
entsteht. Für die Herstellung von EL-Dünnschicht-Matrixanzeigen läßt sich ein solches Planar-Magnetronsystem
bis jetzt nicht verwenden, da nur eine geringe Adhäsion und Gleichförmigekeit an der Zwischenfläche zu erwarten ist, die
zu unregelmäßiger Lumineszenz in der EL-Matrixanzeige führt und außerdem wird die Lebensdauer vermindert.
Die Fig. 2 veranschaulicht den prinzipiellen Aufbau einer EL-Matrixanzeige gemäß einer Ausführungsform der Erfindung:
Das Elektrolumineszenz-Element umfaßt ein flaches Glassubstrat 8 aus chemisch widerstandsfähigem Glas, beispielsweise'mit
der Typenbezeichnung 7059 Pyrex, eine Mehrzahl von transparenten parallelen Streifenelektroden 9 aus In3O3
oder SnO2 mit einer Schichtstärke von 0,14 bis 0,15 μπι, zwei
Silicium-Oxinitridfilme 10 und 12, die dazwischen angeordnete EL-Schicht 11 aus einem mangandotierten ZnS-Dünnfilm sowie
eine Mehrzahl von parallelen Streifenelektroden 13 aus Al
auf dem Silicium-Oxinitridfilm 12. Die parallelen Streifenelektroden
9 und 13 überschneiden einander rechtwinklig. Die Schichtstärke der EL-Schicht 11 beträgt beispielsweise
0,01 bis 2O nm; sie ist durch Verdampfen von mit einer bestimmten
Menge an Mn dotierten gesinterten ZnS-Pellets bei
-7 -3
einem Druck von 10 bis 10 Torr hergestellt; wie bereits erwähnt, dienen auch hier die Mn-Atome als Lumineszenz-Zentrum in der EL-Schicht 11. Bei einer Mn-Konzentration oberhalb von 5 Gew.-% treten Speichereffekte auf, die mit
einem Druck von 10 bis 10 Torr hergestellt; wie bereits erwähnt, dienen auch hier die Mn-Atome als Lumineszenz-Zentrum in der EL-Schicht 11. Bei einer Mn-Konzentration oberhalb von 5 Gew.-% treten Speichereffekte auf, die mit
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ansteigender Mn-Konzentration vergrößert werden. Hinsichtlich
des Speicherverhaltens solcher Anzeigeelemente in Einzelheiten sei auf die US-PS 4 024 389 der gleichen Anmelderin verwiesen.
Die Wechselstromquelle 7 wird wiederum zwischen den parallelen Streifenelektroden 9 und 13 angelegt, um das
erwünschte Elektrolumineszenz-Phänomen in der EL-Schicht 11 zu erzeugen.
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Die Silicium-Oxinitridfilme 10 und 11 weisen eine
Stärke von 0,1 bis 10 ^m auf; sie bestehen aus mit einem
geringen Anteil an Sauerstoffatomen dotierten Si-,N.-Filmen.
Diese Sauerstoffdotierung wird durch Zusatz eines geringen Anteils, und zwar von unter 1 % von Distickstoff-Monoxidgas
(N-O) zu einem Sprühgas, etwa Stickstoff (N,,) oder
einer Kombination von Stickstoff und Argon bei einem Druck von 10 bis 10 mm/Hg erreicht. Der Si^N.-Film wird in
herkömmlicher reaktiver Sputter-Technik unter der Bedingung hergestellt, daß als Träger oder Sprühgas N2 oder die Kombination
von N2 und Ar verwendet und eine Hochfrequenzentladung
mit einer Leistungsdichte von mehreren zehn Watt auf einem Siliciumtarget erzeugt wird, das aus reinem
polykristallinem Silicium oder einer gesinterten Si-.N.Platte
bestehen kann. Der Si3N4-FiIm entsteht durch die
Reaktion zwischen den Bedampfungsionen und dem N3-GaS. Der
Si,N.-Film weist eine Dielektrizitätskonstante von £= 7-9,
einen dielektrischen Verlustwinkel
tan£= 0,002 bis 0,003 (bei 1 kHz) und einer angelegten Spannung E=6-7x1OV/
cm auf. Die Silicium-Oxinitridfilme 10 und 12 werden durch Besprühen des Siliciumtargets mit dem Sputter-Gas erzeugt,
das einen kleinen Anteil an Distickstoff-Monoxidgas (N3O)
enthält.
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Da die Reaktionsfähigkeit des Sauerstoffs wesentlich größer ist als die des Stickstoffs, ist der Anteil an Sauerstoff
in den Silicium-Oxinitridfilmen 10 und 12 vergleichsweise
wesentlich größer als es dem Anteil im Sputter- oder Sprühgas entspricht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
wird der Sauerstoffanteil in den Silicium-Oxinitridfilmen
10 und 12 auf den Bereich von 0,1 bis etwa 10 Atom-% eingestellt. Diese Silicium-Oxinitridfilme 10 und 12 zeichnen
sich nicht nur durch eine gute Adhäsion frei von den vander-Waal'sehen
Kräften, wie sie beim Si^N.-Film auftraten,
sondern auch durch eine gute elektrische Verbindung der Sauerstoffatome aus. Das Auftreten von unterschiedlichen
Flächenniveaus wird durch gleichförmige Oberflächenbedingungen
vermindert. Durch eine geeignete überwachung des Anteils an Distickstoffmonoxid (N^O) im Sprühgas werden die
elektrischen Eigenschaften sowie die amorphen Eigenschaften des Si3N4-FiImS nicht verändert. Wird Distickstoff-Monoxid
dem Sprühgas in einem Anteil von mehr als 5 Mol-% zugemischt, so entsteht ein Film der SiO- enthält oder ein
Siliciumfilm, wodurch die Dielektrizitätskonstante verschlechtert
wird und eine Schicht mit kristalliner Struktur entsteht. Aus diesem Grund ist das Zumischen des Distickstoff-Monoxids
zum Sprühgas in einem Anteilsbereich von 0,1 bis 2,0 Mol-% jeweils in Abhängigkeit von den Sprühbedingungen
zu bevorzugen. SiN,, Ta-On. oder Y2 0O können
anstelle des Silicium-Oxinitridfilms 12 verwendet werden.
Die Fig. 3 zeigt in Schnittdarstellung eine andere Ausführungsform einer EL-Matrixanzeige mit Merkmalen nach
der Erfindung. Die bereits aus der Fig. 2 bekannten Bauteile sind mit den gleichen Bezugshinweisen gekennzeichnet.
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Um die Betriebszuverlässigkeit und die dielektrischen Eigenschaften der dielektrischen Schichten für die Dünnschicht
EL-Matrixanzeige zu verbessern, ist eine Doppelschicht für die EL-Schicht 11 einschließenden dielektrischen Schichten vorgesehen,
nämlich eine erste Doppelschicht 14a, 14b und eine zweite Doppelschicht 15a, 15b. Als erste der Doppelschichten
ist ein Silicium-Oxinitridfilm 14 vorgesehen, während der
zweite Schichtanteil 14b aus SiO2 in einer Schichtstärke von
O,OO5 μπι bis 0,06 μπι besteht. Die zweite dielektrische Schicht
setzt sich aus einer Al^O3 -Schicht 15a und einem zweiten Anteil
15b zusammen, der wiederum ein Silicium-Oxinitridfilm ist. In anderen Worten: Die mit der Al-Schicht 11 kontaktierten
Anteile der dielektrischen Schichten, die mit den Bezugshinweisen 14a bzw. 15b bezeichnet sind, bestehen aus Silicium-
Oxinitrid, während die beiden anderen Schichtbestandteile 15a
bzw. 14b Ta„0,- enthalten. In den Silicium-Oxinitridf ilm des
Schichtanteils 15a werden außerdem geeignete Ionen durch Injektion mit einer Beschleunigungsenergie von 20 bis 300 keV
1 4 bei Raumtemperatur mit einer Plächenkonzentration von 10 bis 5 χ 10 Atome/cm eindotiert, und zwar P+, H+, He+, Ne+
oder Ar . Die erfindungsgemäßen Merkmale der dielektrischen
Schichten 10, 12 nach Fig. 2 bzw. 14a, 14b, 15a und 15b nach
Fig. 3 lassen sich wie in der nachfolgenden Tabelle veranschaulicht zusammenfassen:
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12 | 15a | ! 15b | \ Silicium- Oxinitrid |
Si3N4 | 10 | 14a | 14b | SiO2 |
S i1ic ium-Oxin itr id | Silicium- Oxinitrid f |
Ta2O5 | Silicium-Oxinitrid | Ta2O5 | ||||
Silicium-Oxinitrid (ggfs. mit inji zierter Dotierung) |
Silicium- Oxinitrid |
Y2O3 | Silicium-Oxinitrid | Silicium-Oxinitrid | ||||
Al2O3 | : Silicium- Oxinitrid |
Silicium-Oxinitrid | ||||||
Ta2O5 | Silicium- Oxinitrid |
Silicium-Oxinitrid i |
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Der Silicium-Oxinitridfilm kann durch Ioneninjektion
behandelt sein, um die dielektrischen Eigenschaften zu verbessern. Der dielektrische Film aus Ta3O5 oder Al3O3
schützt die EL-Schicht 11 gegen Umgebungseinflüsse, insbesondere gegen Feuchtigkeit, um die hohe Dielektrizitätskonstante
nicht zu verschlechtern.
Obgleich beim obigen Ausführungsbeispiel die Verwendung von Distickstoff-Monoxid (N2O) als Zusatz zum Zerstäubungsgas
erwähnt ist, kann auch jedes andere geeignete Oxidgas oder auch Sauerstoff direkt verwendet werden. Vorzugsweise
jedoch sollte das als Sauerstofflieferant dienende Gas dem Zerstäubungsgas in einem Anteil unter 5 Mol-%
zugemischt werden.
Auch kann der Si3N^-FiIm durch andere geeignete dielektrische
Filme ersetzt sein.
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Claims (11)
- Patentanwälte TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER 281 2592D-8OOO München 22 D-48OO BielefeldTriftstraßG 4 Siekerwall 71005-GER 22. März 1978Sharp Kabushiki Kaisha 22-22, Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka,JapanElektrolumineszenz-Dünnschichtanzeigeelement und Verfahren zu seiner HerstellungPrioritäten: 16. September 1977, Japan, Ser.Nr. 112018/1977 11. Oktober 1977, Japan, Ser.Nr. 122084/1977PATENTANSPRÜCHEElektrolumineszenz-Dünnschichtelement mit einer ein Lumineszenz-Zentrum einschließenden dünnen Elektrolumineszenzschicht, gekennzeichnet durch- ein Paar von die Elektrolumineszenz-Schicht begrenzenden dielektrischen Schichten (10, 12; 14a, b, 15a, b), von denen wenigstens eine eine Sauerstoffatome enthaltende Filmschicht ist und durch- auf den dielektrischen Schichten aufgebrachte Elektroden (9, 13) .ORIGINAL INSPECTED 909813/0650Sharp K.K.1005-GER
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTE^ - 2. Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die genannte dielektrische
Schicht eine Silicium-Oxinitrid-Filmschicht umfaßt. - 3. Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens eine der dielektrischen Schichten mit einem Silicium-Oxinitrid-Film (14a,15b) verbunden ist.
- 4. Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß unmittelbar auf der dünnen
Elektrolumineszenz-Schicht (11) eine mit Sauerstoffatomen dotierte Filmschicht aufgebracht ist. - 5. Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Zusammensetzung der
Sauerstoffatome enthaltenden Filmschicht so gewählt ist, daß
bestimmte Ionen,ausgewählt aus der mindestens die Ionen P , H ,
Ne und/oder A-r umfassenden Gruppe in einem gewünschten Anteilin die Sauerstoffatome enthaltende Filmschicht injizierbar sind. - 6. Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die dielektrische Schicht
aus der Gruppe dielektrischer Materialien ausgewählt ist, die
SiO2, Ta3O5, Al3O3, Si3N4 und/oder Y3O3 umfaßt. - 7. Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die dielektrischen Schichten jeweils zweilagig aus zwei übereinander angeordneten heterogenen dielektrischen Schichtmaterialien (14a, b bzw. 15a, b) aufgebaut sind, und daß jeweils eine der Lagen (14a bzw. 15b) durch den
Sauerstoffatome enthaltenden Film gebildet ist.909813/0650Sharp K.K.TER MEER ■ MÖLLER · STEINMEISTL·.=? 1005-GER - 8. Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die heterogen zusammengesetzten dielektrischen Schichten aus der Kombination einer Sauerstoffatome enthaltenden Filmschicht und einer dielektrischen Schicht bestehen, die aus der Al3O3, Ta3O5 oder SiO- umfassenden Gruppe von Schichtmaterialien ausgewählt ist.
- 9. Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Anteil von Sauerstoffatomen in der betreffenden Filmschicht im Bereich von 0,1 bis 10 Atom-% liegti
- 10. Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Element mit einer dünnen Elektrolumineszenzschxcht, die eine als Lumineszenzzentrum dienende Verunreinigung enthält sowie mit einem Paar von dielektrischen Schichten, die sandwichartig die Elektrolumineszenzschxcht einschließen, dadurch gekennzeichnet , daß zur engen Verkopplung und Verbindung mit der Lumineszenzschicht (11) wenigstens eine der dielektrischen Schichten (10, 12; 14a, b, 15a, b) mit Sauerstoffatomen dotiert ist.
- 11. Verfahren zur Herstellung von Elektrolumineszenz-Dünnschichtelementen mit einer dünnen Elektrolumineszenzschxcht (EL-Schicht), die eine als LuminesζenζZentrum dienende Verunreinigungsdotierung enthält sowie mit einem Paar von die EL-Schicht sandwichartig einschließenden Schichten, dadurch gekennzeichnet , daß als Bestandteil mindestens einer der dielektrischen Schichten ein Sauerstoffatome enthaltender Film durch ein Sputter-Verfahren aufgebracht wird, bei dem das zum Sprühen vorzugsweise als Trägergas verwendete Stickstoffgas (N2) Distickstoff-Monoxid (N2O), Sauerstoff (O2) oder ein anderes Oxidgas enthält, wobei im Falle von Distickstoff-Monoxid (N2O) dieses dem Trägergas in einem Anteil von 0,1 bis 2,0 Mo1-% und im Falle von Sauerstoff (O2) dieses dem Trägergas in einem Anteil von weniger als 5 Mol-% zugemischt wird.909813/0650
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