DE2812592A1 - Elektrolumineszenz-duennschichtanzeigeelement und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Elektrolumineszenz-duennschichtanzeigeelement und verfahren zu seiner herstellung

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DE2812592A1
DE2812592A1 DE19782812592 DE2812592A DE2812592A1 DE 2812592 A1 DE2812592 A1 DE 2812592A1 DE 19782812592 DE19782812592 DE 19782812592 DE 2812592 A DE2812592 A DE 2812592A DE 2812592 A1 DE2812592 A1 DE 2812592A1
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Yoshihiro Endo
Kinichi Isaka
Masashi Kawaguchi
Hiroshi Kishishita
Etsuo Mizukami
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Sharp Corp
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/22Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of auxiliary dielectric or reflective layers

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  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

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
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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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TABELLE
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
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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)

  1. Patentanwälte TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER 281 2592
    D-8OOO München 22 D-48OO Bielefeld
    TriftstraßG 4 Siekerwall 7
    1005-GER 22. März 1978
    Sharp Kabushiki Kaisha 22-22, Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka,
    Japan
    Elektrolumineszenz-Dünnschichtanzeigeelement und Verfahren zu seiner Herstellung
    Prioritäten: 16. September 1977, Japan, Ser.Nr. 112018/1977 11. Oktober 1977, Japan, Ser.Nr. 122084/1977
    PATENTANSPRÜCHE
    Elektrolumineszenz-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) .
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  2. 2. Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die genannte dielektrische
    Schicht eine Silicium-Oxinitrid-Filmschicht umfaßt.
  3. 3. Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens eine der dielektrischen Schichten mit einem Silicium-Oxinitrid-Film (14a,
    15b) verbunden ist.
  4. 4. Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß unmittelbar auf der dünnen
    Elektrolumineszenz-Schicht (11) eine mit Sauerstoffatomen dotierte Filmschicht aufgebracht ist.
  5. 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 Anteil
    in die Sauerstoffatome enthaltende Filmschicht injizierbar sind.
  6. 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. 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.
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  8. 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. 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. 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. 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.
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DE19782812592 1977-09-16 1978-03-22 Elektrolumineszenz-duennschichtanzeigeelement und verfahren zu seiner herstellung Ceased DE2812592A1 (de)

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