JP2000260570A - Thin-film el element and its manufacture - Google Patents

Thin-film el element and its manufacture

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JP2000260570A
JP2000260570A JP11064598A JP6459899A JP2000260570A JP 2000260570 A JP2000260570 A JP 2000260570A JP 11064598 A JP11064598 A JP 11064598A JP 6459899 A JP6459899 A JP 6459899A JP 2000260570 A JP2000260570 A JP 2000260570A
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layer
electrode
insulating layer
electrode layer
film
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Katsuto Nagano
克人 長野
Masato Usuda
真人 薄田
Jun Hirabayashi
潤 平林
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TDK Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To thermally stabilize an electrode and realize blue luminescence with high brightness by installing a substrate having heat resistant temperature or a melting point of a specified value or higher, an electrode layer containing silicon as a main component and having conductivity, an insulating layer positioned on a luminescent layer side than the electrode layer, a luminescent layer placed between this insulating layer and another insulating layer, and another electrode layer formed on the opposite side to the luminescent layer of the another insulating layer. SOLUTION: A substrate has a heat resistant temperature or a melting point of at least 600 deg.C or higher. An electrode layer preferably contains impurities added to ensure conductivity, in addition to silicon of a main component, and as the impurities, B, P, As, Sb, and Al are cited. Preferably, resistivity of the electrode layer is 1 Ω.cm or less, and the film thickness of the electrode layer is 50-2,000 nm. An insulating layer is preferably formed with an oxide of an electrode constituting material. The insulating layer is preferably a material having a resistivity of 108 Ω.cm or higher and a relatively high dielectric constant, such as about 3-1,000. The film thickness of the insulating layer is preferably 20-500 nm.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、薄型でかつ平板状
の表示手段として好適に用いられる薄膜EL(エレクト
ロルミネセンス)素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin-film EL (electroluminescence) element suitably used as a thin and flat display means.

【0002】[0002]

【従来の技術】エレクトロルミネセンス(電界効果)と
いう現象を応用した無機物質からなる発光層を有する薄
膜EL素子は、発光デバイスとして平面薄型ディスプレ
イに用いられている。
2. Description of the Related Art Thin-film EL devices having a light-emitting layer made of an inorganic substance utilizing a phenomenon called electroluminescence (electric field effect) are used as light-emitting devices in flat-panel displays.

【0003】薄膜EL素子の発光色は、その素子のもつ
発光層の材料によって定まる。従来から、発光層の材料
として、母体材料にはZnS、CaS、SrS等が選ば
れ、発光中心材料には、例えば遷移金属元素群の中から
選ばれている。
[0003] The luminescent color of a thin film EL device is determined by the material of the luminescent layer of the device. Conventionally, ZnS, CaS, SrS, and the like have been selected as the base material as the material of the light-emitting layer, and the luminescent center material has been selected from, for example, a group of transition metal elements.

【0004】これらの組み合わせにより、ZnS:Mn
等を用いた黄色発光素子、ZnS:Tb等を用いた緑色
発光素子、CaS:Eu或いはZnS:Sm等を用いた
赤色発光素子、およびSrS:Ce或いはZnS:Tm
等を用いた青色発光素子等が知られている。
[0004] By combining these, ZnS: Mn
, A green light-emitting element using ZnS: Tb, etc., a red light-emitting element using CaS: Eu or ZnS: Sm, etc., and SrS: Ce or ZnS: Tm.
There are known blue light emitting elements using the same.

【0005】また、白色発光素子としては、SrS:C
e,EuあるいはZnS:Pr等の単膜発光層や、Sr
S:Ce/CaS:Eu、あるいは特開昭62−749
86に開示されているSrS:Ce/ZnS:Mn等の
積層発光層等が知られている。
Further, as a white light emitting element, SrS: C
e, Eu or ZnS: Pr, etc.
S: Ce / CaS: Eu, or JP-A-62-749
86, a laminated light emitting layer of SrS: Ce / ZnS: Mn or the like is known.

【0006】しかしながら、上述の発光素子のうち、実
用化されているものはZnS:Mnを用いた黄色発光素
子程度であり、他の発光素子については十分な発光輝度
が得られておらず、特に青色発光素子では未だ実用化に
は至っていないのが現状である。
[0006] However, among the above-mentioned light-emitting elements, those practically used are about yellow light-emitting elements using ZnS: Mn, and other light-emitting elements have not obtained sufficient light emission luminance. At present, blue light-emitting elements have not yet been put to practical use.

【0007】ELディスプレイの発展を妨げているの
は、高輝度で色純度の高い青色発光素子ないし白色発光
素子が見つかっていない点にある。
What hinders the development of EL displays is that no blue light emitting element or white light emitting element with high luminance and high color purity has been found.

【0008】フルカラーディスプレイや、現在実用化さ
れているZnS:Mnを用いた黄色発光素子を利用して
白色発光素子を得ようとすると、3元色1つであり、黄
色発光の補色である青色発光素子の高性能化が必要にな
ってくる。
When a white light-emitting element is obtained by using a full-color display or a yellow light-emitting element using ZnS: Mn which is currently in practical use, one ternary color, blue, which is a complementary color of yellow light emission, is used. It is necessary to improve the performance of the light emitting element.

【0009】上述の特開昭62−74986に開示され
た白色発光素子は、SrS:Ceの性能が劣っており、
やや緑がかった青色を呈するので、全体的にも緑がかっ
た白色を呈してしまう。
The white light emitting device disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-74886 has inferior SrS: Ce performance.
Since it has a slightly greenish blue color, it has a greenish white color as a whole.

【0010】高性能の青色発光素子が実現すれば、Zn
S:Mnを用いた黄色発光素子と組み合わせることによ
り、高性能の白色発光素子も実現できる。
If a high performance blue light emitting device is realized, Zn
By combining with a yellow light emitting element using S: Mn, a high performance white light emitting element can be realized.

【0011】青色発光のための有望な蛍光物質として、
SrSが知られている。IDW(International Display
Workshop)1997 X.Wu "Multicolor Thin-Film Ceramic
Hybrid EL Displays" p593 to 596 には、SrSを用い
たELディスプレイについての検討がなされている。
As a promising fluorescent substance for blue light emission,
SrS is known. IDW (International Display
Workshop) 1997 X.Wu "Multicolor Thin-Film Ceramic
Hybrid EL Displays "p593 to 596 discusses an EL display using SrS.

【0012】この文献では、SrSにCeをドープして
安定性を向上させると共に、SrSの劣化を防止する有
効な手段として酸素からの汚染を防止し、高純度のSr
S発光層を形成するために、H2S雰囲気下で電子ビー
ム蒸着法により発光層を形成する手法が有効である旨記
載されている。また、形成された発光層を、窒素雰囲気
下、600℃以上の温度でアニールすることにより、良
好な発光特性が得られる旨記載されてる。
In this document, SrS is doped with Ce to improve the stability and, as an effective means for preventing the deterioration of SrS, to prevent contamination from oxygen and to provide high purity SrS.
It is described that a technique of forming a light emitting layer by an electron beam evaporation method in an H 2 S atmosphere is effective for forming an S light emitting layer. Further, it is described that good luminescence characteristics can be obtained by annealing the formed luminescent layer at a temperature of 600 ° C. or more in a nitrogen atmosphere.

【0013】しかしながら、上記文献に記載されている
EL素子は、600℃以上でのアニーリングを必要とす
る。このため、その電極層として、通常、厚膜プロセス
で焼成により形成される電極が用いられている。このた
め、ゾル−ゲルプロセスによる表面の平坦化工程を必要
とする。しかし、厚膜工程により形成された電極表面
を、ゾル−ゲルプロセスのみで完全に平坦化することは
困難であり、ディスプレイの性能や精度を高める上で障
害となっていた。また、厚膜プロセスで形成された電極
は、精度にしてせいぜい数100μm 程度が限界であ
り、それ以上の微細なパターンを有するディスプレイを
構成することができない。このため、ディスプレイをS
VGA等の高精細化画面に対応させることが極めて困難
であった。
However, the EL element described in the above-mentioned document requires annealing at 600 ° C. or higher. For this reason, an electrode formed by firing in a thick film process is usually used as the electrode layer. Therefore, a surface flattening step by a sol-gel process is required. However, it is difficult to completely flatten the electrode surface formed by the thick film process only by the sol-gel process, which has been an obstacle in improving the performance and accuracy of the display. Further, the electrodes formed by the thick film process have a limit of several hundred μm at most in accuracy, and a display having a finer pattern than that can not be constituted. Therefore, the display is set to S
It is extremely difficult to correspond to a high definition screen such as VGA.

【0014】また、表面が平坦な電極として、薄膜工程
で金属膜を形成することも考えられるが、上記熱処理を
行った場合に、この金属電極ヒロックが発生し、これが
その上に形成されている誘電体(絶縁層)にクラックを
生じさせて絶縁不良を生じる恐れがあった。また、熱処
理を行うと金属電極と誘電体層との間で相互に材料元素
の拡散現象が生じてしまい絶縁不良を生じる場合もあっ
た。
It is also conceivable to form a metal film in a thin film process as an electrode having a flat surface. However, when the above-mentioned heat treatment is performed, this metal electrode hillock is generated, and this hillock is formed thereon. There is a possibility that cracks may occur in the dielectric (insulating layer), resulting in poor insulation. In addition, when heat treatment is performed, a diffusion phenomenon of a material element occurs between the metal electrode and the dielectric layer, which may cause insulation failure.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、熱的
に安定で、不良の生じ難い電極を有し、高輝度の青色発
光が得られ、白色発光やフルカラー化、高精細化が可能
で、しかも製造が容易な薄膜EL素子、およびその製造
方法を実現することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electrode which is thermally stable, hardly causes defects, can emit blue light with high luminance, and can emit white light, full color, and high definition. Another object of the present invention is to realize a thin-film EL element which is easy to manufacture and a method of manufacturing the same.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】すなわち、上記目的は以
下の構成により達成される。 (1) 少なくとも耐熱温度ないし融点が600℃以上
の基板と、主成分にシリコンを含有し、導電性を有する
電極層と、前記電極層より発光層側にある絶縁層と、こ
の絶縁層と他の絶縁層に挟まれている発光層と、前記他
の絶縁層の発光層とは反対側に形成されている他の電極
層とを有する薄膜EL素子。 (2) 前記絶縁層は、電極層構成材料の酸化物で形成
されている上記(1)の薄膜EL素子。 (3) 前記他の絶縁層は、抵抗率1×108 Ω・cm以
上であって、誘電率3以上の材料で構成されている上記
(1)の薄膜EL素子。 (4) 前記電極層の抵抗率は、1Ω・cm以下である上
記(1)〜(3)のいずれかの薄膜EL素子。 (5) 前記電極層は、シリコンにB、P、As、Sb
およびAlの1種または2種以上がドーピングされてい
る上記(1)〜(4)のいずれかの薄膜EL素子。 (6) 前記電極層の膜厚は、50〜2000nmである
上記(1)〜(5)のいずれかの薄膜EL素子。 (7) 前記絶縁層の膜厚は、20〜500nmである上
記(1)〜(6)のいずれかの薄膜EL素子。 (8) 少なくとも基板と、主成分にシリコンを含有
し、導電性を有する電極層と、前記電極層の発光層側で
あって前記電極層構成材料の酸化物で形成されている絶
縁層と、発光層とを形成した後、600℃以上の温度で
加熱処理を行う薄膜EL素子の製造方法。 (9) 前記電極層、発光層を薄膜製造プロセスにより
形成する上記(8)の薄膜EL素子の製造方法。
That is, the above object is achieved by the following constitutions. (1) a substrate having at least a heat-resistant temperature or a melting point of 600 ° C. or more; an electrode layer containing silicon as a main component and having conductivity; an insulating layer closer to the light emitting layer than the electrode layer; A thin-film EL device comprising: a light-emitting layer sandwiched between the above-mentioned insulating layers; and another electrode layer formed on the other insulating layer on the side opposite to the light-emitting layer. (2) The thin-film EL device according to the above (1), wherein the insulating layer is formed of an oxide of a material constituting an electrode layer. (3) The thin-film EL device according to (1), wherein the other insulating layer has a resistivity of 1 × 10 8 Ω · cm or more and is made of a material having a dielectric constant of 3 or more. (4) The thin film EL device according to any one of (1) to (3), wherein the resistivity of the electrode layer is 1 Ω · cm or less. (5) The electrode layer is made of B, P, As, Sb on silicon.
And the thin film EL device according to any one of the above (1) to (4), wherein one or two or more of Al are doped. (6) The thin film EL device according to any one of (1) to (5), wherein the thickness of the electrode layer is 50 to 2000 nm. (7) The thin film EL device according to any one of (1) to (6), wherein the thickness of the insulating layer is 20 to 500 nm. (8) at least a substrate, an electrode layer containing silicon as a main component and having conductivity, and an insulating layer formed of an oxide of the electrode layer constituent material on the light emitting layer side of the electrode layer; A method for manufacturing a thin-film EL device, wherein a heat treatment is performed at a temperature of 600 ° C. or higher after forming a light emitting layer. (9) The method for manufacturing a thin film EL device according to the above (8), wherein the electrode layer and the light emitting layer are formed by a thin film manufacturing process.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の薄膜EL素子は、少なく
とも耐熱温度ないし融点が600℃以上の基板と、主成
分にシリコンを含有し導電性を有する電極層と、前記電
極層より発光層側にある絶縁層と、この絶縁層と他の絶
縁層に挟まれている発光層と、前記他の絶縁層の発光層
とは反対側に形成されている他の電極層とを有する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A thin film EL device according to the present invention comprises a substrate having at least a heat-resistant temperature or a melting point of at least 600 ° C., an electrode layer containing silicon as a main component and having conductivity, and a light emitting layer closer to the electrode layer. And a light emitting layer sandwiched between the insulating layer and another insulating layer, and another electrode layer formed on the other insulating layer on the side opposite to the light emitting layer.

【0018】このように、耐熱性を有する基板上に、シ
リコンを含有する一対の電極層を形成し、この電極間に
発光層を形成することにより、薄膜プロセスで平坦な電
極を形成でき、高温でのアニリングに耐えうるデバイス
を形成することができる。すなわち、熱的に安定なシリ
コンを電極材料とすることにより、高温処理に耐えるこ
とができ、ヒロックによるクラックの発生を抑制するこ
とができる。発光層との絶縁性は、少なくとも電極層を
構成する物質の酸化物により形成された絶縁層により確
保することができ、簡単な構成によりELデバイスを形
成することができる。また、シリコンの電極と比較的安
定したその酸化物の絶縁層を有するので、電極と絶縁
層、発光層相互間でのこれらの構成材料の拡散による絶
縁不良等も防止することができる。
As described above, by forming a pair of silicon-containing electrode layers on a heat-resistant substrate and forming a light-emitting layer between the electrodes, a flat electrode can be formed by a thin film process. A device that can withstand the annealing in the above can be formed. That is, by using thermally stable silicon as the electrode material, it is possible to withstand high-temperature processing and to suppress the occurrence of cracks due to hillocks. Insulation with the light-emitting layer can be ensured by an insulating layer formed of at least an oxide of a substance constituting the electrode layer, and an EL device can be formed with a simple structure. In addition, since a silicon electrode and an oxide insulating layer which is relatively stable are provided, insulation failure due to diffusion of these constituent materials between the electrode, the insulating layer, and the light emitting layer can be prevented.

【0019】また、電極を気相堆積法などの薄膜プロセ
スにより形成できるため、極めて容易に高精細ディスプ
レイを得ることができ、生産性も向上する。さらに、完
成されたLSI等の表面平坦化技術を応用することによ
り、極めて精度の高い平坦化が可能となり、ディスプレ
イの性能が飛躍的に向上する。
Further, since the electrodes can be formed by a thin film process such as a vapor deposition method, a high-definition display can be obtained very easily, and the productivity is improved. Furthermore, by applying the surface flattening technology of a completed LSI or the like, extremely accurate flattening becomes possible, and the performance of the display is dramatically improved.

【0020】耐熱温度ないし融点が600℃以上の基板
としては、絶縁性を有し、その上に形成されるシリコン
電極層を汚染することなく、所定の強度を維持できるも
のであれば特に限定されるものではない。具体的には、
アルミナ(Al23)、フォルステライト(2MgO・
SiO2)、ステアタイト(MgO・SiO2)、ムライ
ト(3Al23・2SiO2)、ベリリア(BeO)、
窒化アルミニウム(AlN)、窒化シリコン(Si
N)、炭化シリコン(SiC+BeO)等のセラミック
基板を挙げることができる。これらの耐熱温度はいずれ
も1000℃以上である。これらのなかでも特にアルミ
ナ基板が好ましく、熱伝導性が必要な場合にはベリリ
ア、窒化アルミニウム、炭化シリコン等が好ましい。
The substrate having a heat-resistant temperature or melting point of 600 ° C. or higher is not particularly limited as long as it has insulating properties and can maintain a predetermined strength without contaminating a silicon electrode layer formed thereon. Not something. In particular,
Alumina (Al 2 O 3 ), Forsterite (2MgO.
SiO 2), steatite (MgO · SiO 2), mullite (3Al 2 O 3 · 2SiO 2 ), beryllia (BeO),
Aluminum nitride (AlN), silicon nitride (Si
N) and a ceramic substrate such as silicon carbide (SiC + BeO). All of these heat resistant temperatures are 1000 ° C. or higher. Among these, an alumina substrate is particularly preferable, and when thermal conductivity is required, beryllia, aluminum nitride, silicon carbide and the like are preferable.

【0021】また、このほかに、石英、耐熱性ガラス、
熱酸化シリコンウエハー等を用いることもできる。
In addition, quartz, heat-resistant glass,
A thermally oxidized silicon wafer or the like can also be used.

【0022】電極層、少なくとも基板側に形成され、発
光層と共に熱処理の高温下にさらされる電極層は、主成
分としてシリコンを有する。このシリコン電極層は、多
結晶シリコン(p−Si)であっても、アモルファス
(α−Si)であってもよく、必要により単結晶シリコ
ンであってもよい。
The electrode layer, which is formed at least on the substrate side and exposed together with the light emitting layer under the high temperature of the heat treatment, has silicon as a main component. This silicon electrode layer may be polycrystalline silicon (p-Si) or amorphous (α-Si), and may be single-crystal silicon if necessary.

【0023】電極層は、主成分のシリコンに加え、導電
性を確保するため不純物をドーピングする。不純物とし
て用いられるドーパントは、所定の導電性を確保しうる
ものであればよく、シリコン半導体に用いられている通
常のドーパントを用いることができる。具体的には、
B、P、As、Sb、Al等が挙げられ、これらのなか
でも、特にB、P、As、SbおよびAlが好ましい。
ドーパントの濃度としては0.001〜5at%程度が好
ましい。
The electrode layer is doped with impurities in order to ensure conductivity, in addition to silicon as the main component. The dopant used as the impurity only needs to be able to secure predetermined conductivity, and a normal dopant used for a silicon semiconductor can be used. In particular,
Examples thereof include B, P, As, Sb, and Al. Among them, B, P, As, Sb, and Al are particularly preferable.
The concentration of the dopant is preferably about 0.001 to 5 at%.

【0024】電極層は主成分であるシリコン中に上記不
純物がドーピングされ、導電性が付与され、電極として
機能する。電極層の好ましい抵抗率としては、発光層に
効率よく電界を付与するため、好ましくは1Ω・cm以
下、特に0.003〜0.1Ω・cmである。電極層の膜
厚としては、好ましくは50〜2000nm、特に100
〜1000nm程度である。
The electrode layer is obtained by doping the above-described impurity into silicon, which is a main component, to impart conductivity and function as an electrode. The preferable resistivity of the electrode layer is preferably 1 Ω · cm or less, particularly 0.003 to 0.1 Ω · cm, in order to efficiently apply an electric field to the light emitting layer. The thickness of the electrode layer is preferably 50 to 2000 nm, particularly 100
About 1000 nm.

【0025】電極層の形成には、気相堆積法を用いるこ
とができる。気相堆積法としては、スパッタ法や蒸着法
等の物理的気相堆積法や、CVD法等の化学的気相堆積
法を挙げることができる。これらのなかでもCVD法等
の化学的気相堆積法が好ましい。
For forming the electrode layer, a vapor deposition method can be used. Examples of the vapor deposition method include a physical vapor deposition method such as a sputtering method and a vapor deposition method, and a chemical vapor deposition method such as a CVD method. Among these, a chemical vapor deposition method such as a CVD method is preferable.

【0026】CVD法によりSi層を形成するには、先
ず、原料ガスとして、シラン(SiH4)、塩化ケイ素
等をシリコンソースとし、必要によりシリコン中に他の
元素、具体的には上記ドーパントを含有させるときは、
その塩化物、水素化物、有機物等をソースとする。
In order to form a Si layer by the CVD method, first, silane (SiH 4 ), silicon chloride or the like is used as a silicon source as a source gas, and another element, specifically, the above dopant is added to silicon as required. When including
The chloride, hydride, organic matter, etc. are used as a source.

【0027】シリコンソースとしては、SiF4 等のフ
ッ化ケイ素、SiCl4 等の塩化ケイ素、SiH4 ,S
26 ,Si38 ,SiH3Cl,SiH2Cl2 ,S
iHCl3 、SiCl4 等のシラン類等を挙げることが
できる。
As the silicon source, silicon fluoride such as SiF 4 , silicon chloride such as SiCl 4 , SiH 4 , S
i 2 H 6 , Si 3 H 8 , SiH 3 Cl, SiH 2 Cl 2 , S
Examples include silanes such as iHCl 3 and SiCl 4 .

【0028】ドーパントとしては、B、P、As、S
b、Al元素を添加しうるものであれば特に限定される
ものではないが、例えばAsH3 等のアルシン類、PH
3 等のフォスフィン類、POCl3 等のリン酸化合物、
26 等のジボラン類、Al(CH33 、B(C
33 等を好ましく挙げることができる。これらの反
応性ガスは単独で用いてもよいし、2種以上を混合して
用いてもよい。反応性ガスを2種以上混合して用いる場
合の混合比は任意である。
As the dopant, B, P, As, S
There is no particular limitation as long as b and Al elements can be added. For example, arsines such as AsH 3 , PH
Phosphine such as 3, phosphoric acid compounds such as POCl 3,
Diboranes such as B 2 H 6 , Al (CH 3 ) 3 , B (C
H 3 ) 3 and the like are preferred. These reactive gases may be used alone or in combination of two or more. When two or more reactive gases are used in combination, the mixing ratio is arbitrary.

【0029】また、キャリヤガスとしては、H2,H
e,Ar等を用いればよい。反応温度としては、500
〜1000℃程度とすればよい。
As carrier gas, H 2 , H
e, Ar, etc. may be used. The reaction temperature is 500
The temperature may be set to about 1000 ° C.

【0030】なお、化学的気相成長法としては、通常の
減圧CVD法の他、プラズマCVD、常圧CVD等によ
ってもよい。また、キャリアガスとソースの混合比、流
量等は、薄膜シリコン層の抵抗値等により最適なものに
調整すればよい。
As the chemical vapor deposition method, plasma CVD, normal pressure CVD, etc. may be used in addition to the ordinary low pressure CVD method. Further, the mixing ratio between the carrier gas and the source, the flow rate, and the like may be adjusted to optimal values according to the resistance value of the thin film silicon layer.

【0031】上記CVD法の他、物理的気相堆積法とし
て、EB蒸着法や、RFスパッタ法によってもシリコン
層を形成することができる。
In addition to the above-described CVD method, a silicon layer can be formed by an EB vapor deposition method or an RF sputtering method as a physical vapor deposition method.

【0032】また、加熱処理時の高温下にさらされない
場合の他の電極層は、ZnO、ITOなどの透明電極を
用いることが特に好ましい。ITOは、通常In2 3
とSnOとを化学量論組成で含有するが、O量は多少こ
れから偏倚していてもよい。In2 3 に対するSnO
2 の混合比は、1〜20wt%、さらには5〜12wt%が
好ましい。また、IZOでのIn2 3 に対するZnO
の混合比は、通常、12〜32wt%程度である。
It is particularly preferable to use a transparent electrode such as ZnO or ITO for the other electrode layer when it is not exposed to a high temperature during the heat treatment. ITO is usually In 2 O 3
And SnO are contained in a stoichiometric composition, but the O amount may be slightly deviated from this. SnO for In 2 O 3
The mixing ratio of 2 is preferably 1 to 20% by weight, more preferably 5 to 12% by weight. Also, ZnO for In 2 O 3 in IZO
Is usually about 12 to 32% by weight.

【0033】本発明の薄膜EL素子は、上記電極層と発
光層との間に、絶縁層を有する。この絶縁層は、好まし
くは上記電極材料構成物質の酸化物により形成されてい
る。電極構成材料の酸化物を形成する方法としては、上
記電極を形成する際に、O2ガス等の酸素を含有するガ
スを導入すればよい。このように、電極材料を形成する
際に、酸素を含有するガスを導入するだけで電極から連
続的に成膜することができ、製造工程を簡略化できる。
The thin film EL device of the present invention has an insulating layer between the above-mentioned electrode layer and the light emitting layer. This insulating layer is preferably formed of an oxide of the above-mentioned electrode material constituent material. As a method for forming an oxide of an electrode constituent material, a gas containing oxygen such as O 2 gas may be introduced when forming the electrode. As described above, when the electrode material is formed, the film can be continuously formed from the electrode only by introducing the gas containing oxygen, and the manufacturing process can be simplified.

【0034】また、半導体製造工程で用いられている熱
酸化法を用いてもよい。熱酸化法は、ドライO2 酸化
法、ウエットO2 酸化法、スチーム酸化法のいずれの手
法を用いてもよい。ドライO2 酸化法を用いる場合、必
要により酸素中にPb、HCl、Cl2 、C2HCl3
等を混入してもよい。
Further, a thermal oxidation method used in a semiconductor manufacturing process may be used. As the thermal oxidation method, any of a dry O 2 oxidation method, a wet O 2 oxidation method, and a steam oxidation method may be used. When the dry O 2 oxidation method is used, Pb, HCl, Cl 2 , C 2 HCl 3
May be mixed.

【0035】このような電極構成材料を用いた絶縁層の
膜厚としては、好ましくは20〜500nm、特に50〜
300nm程度である。
The thickness of the insulating layer using such an electrode constituting material is preferably 20 to 500 nm, particularly preferably 50 to 500 nm.
It is about 300 nm.

【0036】絶縁層は、電極構成材料の酸化物と異なっ
たものであってもよい。特に上記熱処理されない他の電
極(発光層より上方に形成される)側の絶縁層は、電極
形成工程とは別個に形成される。この場合の絶縁層の抵
抗率としては、108 Ω・cm以上、特に1010〜1018
Ω・cm程度である。また、比較的高い誘電率を有する物
質であることが好ましく、その誘電率εとしては、好ま
しくはε=3〜1000程度である。
The insulating layer may be different from the oxide of the electrode constituting material. In particular, the insulating layer on the side of the other electrode (formed above the light emitting layer) that is not heat-treated is formed separately from the electrode forming step. In this case, the resistivity of the insulating layer is 10 8 Ω · cm or more, particularly 10 10 to 10 18
It is about Ω · cm. Further, it is preferable that the substance has a relatively high dielectric constant, and the dielectric constant ε thereof is preferably about 3 to 1000.

【0037】絶縁層を電極と別個に形成する場合の構成
材料としては、例えば酸化シリコン(SiO2)、窒化
シリコン(SiN)、酸化タンタル(Ta25)、チタ
ン酸ストロンチウム(SrTiO3)、酸化イットリウ
ム(Y23)、チタン酸バリウム(BaTiO3)、チ
タン酸鉛(PbTiO3)、ジルコニア(Zr23)、
シリコンオキシナイトライド(SiON)、アルミナ
(Al23)、ニオブ酸鉛(PbNbO3)等を挙げる
ことができ。これらの材料で絶縁層を形成する方法とし
ては、上記電極と同様である。この場合の絶縁層の膜厚
としては、好ましくは50〜1000nm、特に100〜
500nm程度である。
When the insulating layer is formed separately from the electrodes, the constituent materials include, for example, silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiN), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), yttrium oxide (Y 2 O 3), barium titanate (BaTiO 3), lead titanate (PbTiO 3), zirconia (Zr 2 O 3),
Silicon oxynitride (SiON), alumina (Al 2 O 3 ), lead niobate (PbNbO 3 ), and the like can be given. The method for forming the insulating layer with these materials is the same as the method for forming the electrode. In this case, the thickness of the insulating layer is preferably 50 to 1000 nm, particularly 100 to 1000 nm.
It is about 500 nm.

【0038】また、必要により電極構成材料の絶縁層を
形成した後、さらに他の材料を用いて絶縁層を2重に形
成してもよい。
If necessary, after forming an insulating layer of a material for forming an electrode, the insulating layer may be further formed double using another material.

【0039】発光層の材料としては、例えば、月刊ディ
スプレイ ’98 4月号 最近のディスプレイの技術
動向 田中省作 p1〜10に記載されているような材料を
挙げることができる。具体的には、赤色発光を得る材料
として、ZnS、Mn/CdSSe等、緑色発光を得る
材料として、ZnS:TbOF、ZnS:Tb、Zn
S:Tb等、青色発光を得るための材料として、Sr
S:Ce、(SrS:Ce/ZnS)n、CaCa
24:Ce、Sr2Ga25:Ce等を挙げることがで
きる。
Examples of the material for the light emitting layer include the materials described in “Technical Trends of Recent Display, Monthly Display '98 April”, Tasaku Tanaka, pp. 1-10. Specifically, as materials for obtaining red light emission, such as ZnS, Mn / CdSSe, and the like, for obtaining green light emission, ZnS: TbOF, ZnS: Tb, Zn
S: As a material for obtaining blue light emission such as Tb, Sr
S: Ce, (SrS: Ce / ZnS) n, CaCa
2 S 4 : Ce, Sr 2 Ga 2 S 5 : Ce and the like.

【0040】また、白色発光を得るものとして、Sr
S:Ce/ZnS:Mn等が知られている。
In order to obtain white light emission, Sr
S: Ce / ZnS: Mn and the like are known.

【0041】これらのなかでも、上記IDW(Internati
onal Display Workshop)’97 X.Wu"Multicolor Thin-Fi
lm Ceramic Hybrid EL Displays" p593 to 596 で検討
されている、SrS:Ceの青色発光層を有するELに
本発明を適用することにより特に好ましい結果を得るこ
とができる。
Of these, the IDW (Internati
onal Display Workshop) '97 X.Wu "Multicolor Thin-Fi
Particularly favorable results can be obtained by applying the present invention to an EL having a blue light emitting layer of SrS: Ce, which is discussed in "lm Ceramic Hybrid EL Displays" p593 to 596.

【0042】発光層の膜厚としては、特に制限されるも
のではないが、厚すぎると駆動電圧が上昇し、薄すぎる
と発光効率が低下する。具体的には、蛍光材料にもよる
が、好ましくは100〜1000nm、特に150〜50
0nm程度である。
The thickness of the light emitting layer is not particularly limited, but if it is too thick, the driving voltage increases, and if it is too thin, the luminous efficiency decreases. Specifically, although it depends on the fluorescent material, it is preferably 100 to 1000 nm, particularly 150 to 50 nm.
It is about 0 nm.

【0043】発光層の形成方法は、上記電極層の形成方
法に準ずればよい。また特に上記IDWに記載されてい
るように、上記SrS:Ceの発光層を形成する場合に
は、H2S雰囲気下、エレクトロンビーム蒸着法により
形成すると、高純度の発光層を得ることができる。
The method for forming the light emitting layer may be in accordance with the method for forming the electrode layer. In addition, as described in the above-mentioned IDW, when the SrS: Ce light-emitting layer is formed by an electron beam evaporation method in an H 2 S atmosphere, a high-purity light-emitting layer can be obtained. .

【0044】発光層の形成後、好ましくは加熱処理を行
う。加熱処理は、基板側から電極層、絶縁層、発光層と
積層した後に行ってもよいし、基板側から電極層、絶縁
層、発光層、絶縁層、あるいはこれに電極層を形成した
後にキャップアニールしてもよい。通常、キャップアニ
ール法を用いることが好ましい。熱処理の温度は、好ま
しくは600〜1300℃、特に800〜1200℃程
度、処理時間は10〜600分、特に30〜180分程
度である。アニール処理時の雰囲気としては、N2 、A
r、HeまたはN2 中にO2 が0.1%以下の雰囲気が
好ましい。
After the formation of the light emitting layer, a heat treatment is preferably performed. The heat treatment may be performed after the electrode layer, the insulating layer, and the light-emitting layer are stacked from the substrate side, or may be formed after forming the electrode layer, the insulating layer, the light-emitting layer, the insulating layer, or the electrode layer from the substrate side. Annealing may be performed. Usually, it is preferable to use the cap annealing method. The temperature of the heat treatment is preferably 600 to 1300 ° C, particularly about 800 to 1200 ° C, and the processing time is 10 to 600 minutes, particularly about 30 to 180 minutes. The atmosphere during the annealing treatment may be N 2 , A
An atmosphere in which O 2 is 0.1% or less in r, He or N 2 is preferable.

【0045】次に本発明の薄膜EL素子の製造工程につ
いて、図を参照しつつ説明する。先ず、図1に示すよう
に、所定の耐熱性、または高融点を有する基板1を用意
する。次いで、図2に示すように、この基板1上に例え
ばCVD法等により、多結晶p−Si等の電極層2を形
成する。その際、所定の導電性を有するように、不純物
をドープする。
Next, the manufacturing process of the thin film EL device of the present invention will be described with reference to the drawings. First, as shown in FIG. 1, a substrate 1 having a predetermined heat resistance or a high melting point is prepared. Next, as shown in FIG. 2, an electrode layer 2 of polycrystalline p-Si or the like is formed on the substrate 1 by, for example, a CVD method or the like. At this time, impurities are doped so as to have a predetermined conductivity.

【0046】次いで、図3に示すように、ホトリソグラ
フィーの手法を用いて電極層2を所定のパターンに形成
する。この場合、マトリクスディスプレイを構成するの
であれば、下部電極層2と後述の上部電極層6とが上下
で直交し、その部分に各画素を形成するようなパターン
を形成する。ホトリソグラフィーは、半導体製造技術で
通常用いられている手法に従えばよい。
Next, as shown in FIG. 3, the electrode layer 2 is formed in a predetermined pattern using a photolithographic technique. In this case, if a matrix display is to be formed, a pattern is formed such that the lower electrode layer 2 and an upper electrode layer 6, which will be described later, are vertically orthogonal to each other and each pixel is formed in that portion. Photolithography may follow a method generally used in semiconductor manufacturing technology.

【0047】さらに、図3に示すように、パターニング
されたシリコン電極層の表面を酸化し、絶縁層3を形成
する。絶縁層3の形成には、例えば、熱酸化法を用いる
ことができる。また、電極層を直接酸化することなく、
比較的誘電率の高い絶縁物を用い、CVD、スパッタ等
により形成してもよい。
Further, as shown in FIG. 3, the surface of the patterned silicon electrode layer is oxidized to form an insulating layer 3. For example, a thermal oxidation method can be used to form the insulating layer 3. Also, without directly oxidizing the electrode layer,
The insulator may have a relatively high dielectric constant and may be formed by CVD, sputtering, or the like.

【0048】次に、図4に示すように下部絶縁層3が形
成された基板1上に発光層4を形成する。発光層4は、
上述のようにEB−蒸着法などにより形成することがで
きる。そして、図5に示すように、この発光層4上に上
部絶縁層5を形成する。この絶縁層5も、上記下部絶縁
層3と同様に、電極構成材料から連続的に形成するよう
にしてもよいし、別個の材料を用いて形成するようにし
てもよい。
Next, as shown in FIG. 4, a light emitting layer 4 is formed on the substrate 1 on which the lower insulating layer 3 is formed. The light emitting layer 4
As described above, it can be formed by the EB-evaporation method or the like. Then, as shown in FIG. 5, an upper insulating layer 5 is formed on the light emitting layer 4. Like the lower insulating layer 3, the insulating layer 5 may be formed continuously from an electrode forming material, or may be formed using a separate material.

【0049】そして、この絶縁層5が形成された基板1
を加熱処理する。この加熱処理は、発光層4を形成した
段階で行ってもよいし、上部絶縁層5上に、さらに上部
電極層6等を形成した後に行ってもよい。
Then, the substrate 1 on which the insulating layer 5 is formed
Is heat-treated. This heat treatment may be performed at the stage when the light emitting layer 4 is formed, or may be performed after the upper electrode layer 6 and the like are further formed on the upper insulating layer 5.

【0050】次いで、図6に示すように、上部絶縁層5
上に上部電極層6を形成する。この上部電極層6は、加
熱処理を行った後に形成する場合は、Si電極に限定さ
れるものではなく、光取り出しのために最適な透明導電
膜などを用いることができる。また、必要によりSi膜
の膜厚を調整して光透過率を高め、これと金属等の補助
電極と組み合わせてもよい。
Next, as shown in FIG.
An upper electrode layer 6 is formed thereon. When the upper electrode layer 6 is formed after the heat treatment, the upper electrode layer 6 is not limited to the Si electrode, and a transparent conductive film or the like optimal for extracting light can be used. If necessary, the light transmittance may be increased by adjusting the thickness of the Si film, and this may be combined with an auxiliary electrode such as a metal.

【0051】さらに、図7に示すように、形成された上
部電極5を、上記同様にホトリソグラフィーの手法を用
いパターニングする。なお、図7は、図6の断面A−
A’矢視図部分に相当する(以下図9まで同様)。
Further, as shown in FIG. 7, the formed upper electrode 5 is patterned by using the photolithographic technique in the same manner as described above. FIG. 7 is a sectional view taken along the line A-
It corresponds to the portion viewed from the arrow A '(the same applies to FIG. 9 hereinafter).

【0052】次いで、ホトリソグラフィーの手法を用
い、図8に示すように、下部絶縁層3の一部を除去し、
コンタクトホール2aを形成する。そして、図9に示す
ように、形成されたコンタクトホール2a上に取り出し
電極7を形成し、下部電極2と接続させ、薄膜EL素子
を得る。
Next, as shown in FIG. 8, a part of the lower insulating layer 3 is removed by photolithography,
A contact hole 2a is formed. Then, as shown in FIG. 9, an extraction electrode 7 is formed on the formed contact hole 2a and connected to the lower electrode 2 to obtain a thin film EL device.

【0053】なお、上記例では、単一発光層のみの場合
を例示して説明したが、本発明の薄膜EL素子はこのよ
うな構成に限定されるものではなく、膜厚方向に発光層
を複数積層してもよいし、マトリクス状にそれぞれ種類
の異なる発光層(画素)を組み合わせて平面的に配置す
るような構成としてもよい。
In the above example, the case where only a single light-emitting layer is used has been described. However, the thin-film EL device of the present invention is not limited to such a structure. A plurality of light-emitting layers (pixels) may be combined in a matrix and may be arranged two-dimensionally in a matrix.

【0054】本発明の薄膜EL素子は、高輝度の青色発
光が得られ、しかも、電極が微細加工の可能な薄膜プロ
セスにより形成できるシリコン層であるので、高精細R
GBカラーディスプレイを容易に構成することができ
る。また、比較的製造工程が容易であり、製造コストを
低く押さえることができる。そして、効率のよい、高輝
度の青色発光が得られることから、白色発光の素子とし
てカラーフィルターと組み合わせてもよい。
The thin-film EL device of the present invention can emit high-intensity blue light and has a high-definition R
A GB color display can be easily configured. Further, the manufacturing process is relatively easy, and the manufacturing cost can be kept low. Since efficient blue light emission with high luminance can be obtained, a white light emitting element may be combined with a color filter.

【0055】カラーフィルター膜には、液晶ディスプレ
イ等で用いられているカラーフィルターを用いれば良い
が、EL素子の発光する光に合わせてカラーフィルター
の特性を調整し、取り出し効率・色純度を最適化すれば
よい。
As the color filter film, a color filter used in a liquid crystal display or the like may be used, but the characteristics of the color filter are adjusted according to the light emitted from the EL element to optimize the extraction efficiency and the color purity. do it.

【0056】また、EL素子材料や蛍光変換層が光吸収
するような短波長の外光をカットできるカラーフィルタ
ーを用いれば、素子の耐光性・表示のコントラストも向
上する。
If a color filter capable of cutting off short-wavelength external light that is absorbed by the EL element material or the fluorescence conversion layer is used, the light resistance of the element and the display contrast are improved.

【0057】また、誘電体多層膜のような光学薄膜を用
いてカラーフィルターの代わりにしても良い。
Further, an optical thin film such as a dielectric multilayer film may be used instead of the color filter.

【0058】蛍光変換フィルター膜は、EL発光の光を
吸収し、蛍光変換膜中の蛍光体から光を放出させること
で、発光色の色変換を行うものであるが、組成として
は、バインダー、蛍光材料、光吸収材料の三つから形成
される。
The fluorescent conversion filter film absorbs the EL light and emits light from the phosphor in the fluorescent conversion film to convert the color of the emitted light. It is formed from a fluorescent material and a light absorbing material.

【0059】蛍光材料は、基本的には蛍光量子収率が高
いものを用いれば良く、EL発光波長域に吸収が強いこ
とが望ましい。実際には、レーザー色素などが適してお
り、ローダミン系化合物・ペリレン系化合物・シアニン
系化合物・フタロシアニン系化合物(サブフタロシアニ
ン等も含む)ナフタロイミド系化合物・縮合環炭化水素
系化合物・縮合複素環系化合物・スチリル系化合物・ク
マリン系化合物等を用いればよい。
As the fluorescent material, basically, a material having a high fluorescence quantum yield may be used, and it is desirable that the material has a strong absorption in an EL emission wavelength region. In practice, laser dyes and the like are suitable, and rhodamine compounds, perylene compounds, cyanine compounds, phthalocyanine compounds (including subphthalocyanines, etc.) naphthaloimide compounds, condensed ring hydrocarbon compounds, condensed heterocyclic compounds A styryl compound, a coumarin compound or the like may be used.

【0060】バインダーは、基本的に蛍光を消光しない
ような材料を選べば良く、フォトリソグラフィー・印刷
等で微細なパターニングが出来るようなものが好まし
い。また、基板上に透明電極と接する状態で形成される
場合、透明電極(ITO、IZO)ダメージを受けない
ような材料が好ましい。
As the binder, basically, a material that does not quench the fluorescence may be selected, and a binder that can be finely patterned by photolithography, printing, or the like is preferable. In the case where the transparent electrode (ITO, IZO) is formed on the substrate in contact with the transparent electrode, a material that does not damage the transparent electrode (ITO, IZO) is preferable.

【0061】光吸収材料は、蛍光材料の光吸収が足りな
い場合に用いるが、必要のない場合は用いなくても良
い。また、光吸収材料は、蛍光性材料の蛍光を消光しな
いような材料を選べば良い。
The light absorbing material is used when the light absorption of the fluorescent material is insufficient, but may be omitted when unnecessary. As the light absorbing material, a material that does not quench the fluorescence of the fluorescent material may be selected.

【0062】本発明のEL素子は、通常、パルス駆動、
交流駆動され、その印加電圧は、50〜150V 程度で
ある。
The EL device of the present invention is generally provided with a pulse drive,
AC driving is performed, and the applied voltage is about 50 to 150V.

【0063】[0063]

【実施例】以下に、本発明の実施例を示す。以下の実施
例で用いたEL構造体は、基板の一方の表面に、下部電
極、下部絶縁膜、発光層、上部絶縁膜、上部電極を順次
積層した構造をもつものである。
Examples of the present invention will be described below. The EL structure used in the following examples has a structure in which a lower electrode, a lower insulating film, a light emitting layer, an upper insulating film, and an upper electrode are sequentially stacked on one surface of a substrate.

【0064】アルミナ基板の一方の表面に、Si下部電
極を、プラズマCVD法により、膜厚800nmに形成し
た。このときの成膜条件は下記の通りである。 SiH4 :100SCCM B26/H2 :150SCCM 圧力:0.3Torr 温度:600℃ 成長速度:10nm/min
On one surface of the alumina substrate, a Si lower electrode was formed to a thickness of 800 nm by a plasma CVD method. The film forming conditions at this time are as follows. SiH 4 : 100 SCCM B 2 H 6 / H 2 : 150 SCCM Pressure: 0.3 Torr Temperature: 600 ° C. Growth rate: 10 nm / min

【0065】次いで、成膜されたα−Si層を固相成長
させ、p−Si層とした。このときの条件は、下記の通
りである。 N2 :1SLM 温度:600℃ 処理時間:5〜20時間 得られた、電極層の抵抗率は、4×10-2Ω・cmであっ
た。
Next, the formed α-Si layer was subjected to solid phase growth to form a p-Si layer. The conditions at this time are as follows. N 2 : 1 SLM Temperature: 600 ° C. Treatment time: 5 to 20 hours The obtained electrode layer had a resistivity of 4 × 10 −2 Ω · cm.

【0066】形成されたp−Si電極層の表面を熱酸化
させ、絶縁層を形成した。酸化はドライ酸化法を用い。
そのときの条件は以下の通りである。 O2 :500SCCM 温度:1200℃ 処理時間:20分
The surface of the formed p-Si electrode layer was thermally oxidized to form an insulating layer. Oxidation uses a dry oxidation method.
The conditions at that time are as follows. O 2 : 500 SCCM Temperature: 1200 ° C Processing time: 20 minutes

【0067】形成されたSiO2 絶縁層の膜厚は、10
0nmであった。また、その抵抗率は、1016Ω・cm以上
であった。
The thickness of the formed SiO 2 insulating layer is 10
It was 0 nm. The resistivity was 10 16 Ω · cm or more.

【0068】次いで、SrS:Ce発光層をEB−蒸着
法により、150nmの膜厚に形成した。成膜条件として
は、槽内を1.0×10-6 Torrに減圧し、SrS:C
eの成膜レートは1.5〜3nm/sec とし、成膜期間中
2Sを供給し続けた。SrS:Ceは、Ceを0.1
mol%含む材料を用いた。
Next, a SrS: Ce light emitting layer was formed to a thickness of 150 nm by EB-evaporation. As the film forming conditions, the pressure in the tank was reduced to 1.0 × 10 −6 Torr, and SrS: C
The deposition rate of e was 1.5 to 3 nm / sec, and H 2 S was continuously supplied during the deposition. SrS: Ce is 0.1
A material containing mol% was used.

【0069】次いで、同様にしてZnS:Mn発光層
を、150nmの膜厚に形成した。ZnS:Mnは、Mn
を0.45wt%含む材料を用いた。
Next, similarly, a ZnS: Mn light emitting layer was formed to a thickness of 150 nm. ZnS: Mn is Mn
Was used.

【0070】次いで、これら発光層の上にY23 絶縁
層をRFスパッタ法により200nmの膜厚に形成した。
Next, a Y 2 O 3 insulating layer was formed on these light emitting layers to a thickness of 200 nm by RF sputtering.

【0071】絶縁層が成膜された基板を、加熱処理層に
移しN2 100%雰囲気下、1200℃、2時間加熱処
理した。
The substrate on which the insulating layer was formed was transferred to a heat treatment layer and heat-treated at 1200 ° C. for 2 hours in a 100% N 2 atmosphere.

【0072】次いで、スパッタ装置に戻し、ITOをタ
ーゲットとして、RFスパッタ法によりITO上部透明
電極を200nmの膜厚に形成した。
Next, the film was returned to the sputtering apparatus, and an ITO upper transparent electrode was formed to a thickness of 200 nm by RF sputtering using ITO as a target.

【0073】得られた薄膜EL素子に、Ar雰囲気下、
120V 、3kHzの交流電圧を印加したところ、ITO
電極側から観察して300cd/m2 以上の白色の発光が
確認できた。
The obtained thin-film EL device was placed under an Ar atmosphere.
When an AC voltage of 120 V and 3 kHz was applied, ITO
Observation from the electrode side confirmed white emission of 300 cd / m 2 or more.

【0074】<実施例2>実施例1において、Si電極
にドープする元素をBからP、As、Sb、Alのいず
れかに代えても同様な結果が得られた。
<Example 2> In Example 1, similar results were obtained even when the element doped into the Si electrode was changed from B to any of P, As, Sb, and Al.

【0075】[0075]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、熱的に安
定で、不良の生じ難い電極を有し、高輝度の青色発光素
等のが得られ、白色発光やフルカラー化、高精細化が可
能で、しかも製造が容易な薄膜EL素子、およびその製
造方法を実現することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a high-luminance blue light-emitting element having an electrode which is thermally stable and hard to cause a defect, and which emits white light, full color, and high definition. It is possible to realize a thin-film EL element which can be manufactured and which can be easily manufactured, and a manufacturing method thereof.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の薄膜EL素子の製造工程を示した部分
断面図である。
FIG. 1 is a partial sectional view showing a manufacturing process of a thin film EL device of the present invention.

【図2】本発明の薄膜EL素子の製造工程を示した部分
断面図である。
FIG. 2 is a partial sectional view showing a manufacturing process of the thin-film EL device of the present invention.

【図3】本発明の薄膜EL素子の製造工程を示した部分
断面図である。
FIG. 3 is a partial sectional view showing a manufacturing process of the thin-film EL device of the present invention.

【図4】本発明の薄膜EL素子の製造工程を示した部分
断面図である。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a manufacturing process of the thin-film EL device of the present invention.

【図5】本発明の薄膜EL素子の製造工程を示した部分
断面図である。
FIG. 5 is a partial sectional view showing a manufacturing process of the thin-film EL device of the present invention.

【図6】本発明の薄膜EL素子の製造工程を示した部分
断面図である。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a manufacturing process of the thin-film EL device of the present invention.

【図7】本発明の薄膜EL素子の製造工程を示した部分
断面図で、図6のA−A’断面矢視図に相当するもので
ある。
7 is a partial cross-sectional view showing a manufacturing process of the thin-film EL element of the present invention, and corresponds to a cross-sectional view taken along the line AA 'in FIG.

【図8】本発明の薄膜EL素子の製造工程を示した部分
断面図で、図6のA−A’断面矢視図に相当するもので
ある。
FIG. 8 is a partial cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the thin-film EL element of the present invention, and corresponds to a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.

【図9】本発明の薄膜EL素子の製造工程を示した部分
断面図で、図6のA−A’断面矢視図に相当するもので
ある。
9 is a partial cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the thin-film EL element of the present invention, and corresponds to a cross-sectional view taken along the line AA 'in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 下部電極層 3 下部絶縁層 4 発光層 5 上部絶縁層 6 上部電極層 7 取り出し電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Lower electrode layer 3 Lower insulating layer 4 Light emitting layer 5 Upper insulating layer 6 Upper electrode layer 7 Extraction electrode

フロントページの続き (72)発明者 平林 潤 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 Fターム(参考) 3K007 AB02 AB04 AB14 AB17 AB18 BB06 CA02 DA02 DA05 DB01 DB02 DC02 DC04 FA01 FA03Continuation of the front page (72) Inventor Jun Hirabayashi 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo FDT term in TDK Corporation (reference) 3K007 AB02 AB04 AB14 AB17 AB18 BB06 CA02 DA02 DA05 DB01 DB02 DC02 DC04 FA01 FA03

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも耐熱温度ないし融点が600
℃以上の基板と、 主成分にシリコンを含有し、導電性を有する電極層と、 前記電極層より発光層側にある絶縁層と、 この絶縁層と他の絶縁層に挟まれている発光層と、 前記他の絶縁層の発光層とは反対側に形成されている他
の電極層とを有する薄膜EL素子。
1. A heat-resistant temperature or melting point of at least 600
° C. or higher substrate, an electrode layer containing silicon as a main component and having conductivity, an insulating layer closer to the light emitting layer than the electrode layer, and a light emitting layer sandwiched between the insulating layer and another insulating layer And a further electrode layer formed on a side of the other insulating layer opposite to the light emitting layer.
【請求項2】 前記絶縁層は、電極層構成材料の酸化物
で形成されている請求項1の薄膜EL素子。
2. The thin film EL device according to claim 1, wherein said insulating layer is formed of an oxide of a material constituting an electrode layer.
【請求項3】 前記他の絶縁層は、抵抗率1×108 Ω
・cm以上であって、誘電率3以上の材料で構成されてい
る請求項1の薄膜EL素子。
3. The other insulating layer has a resistivity of 1 × 10 8 Ω.
The thin-film EL device according to claim 1, wherein the device is made of a material having a dielectric constant of 3 or more.
【請求項4】 前記電極層の抵抗率は、1Ω・cm以下で
ある請求項1〜3のいずれかの薄膜EL素子。
4. The thin-film EL device according to claim 1, wherein the resistivity of the electrode layer is 1 Ω · cm or less.
【請求項5】 前記電極層は、シリコンにB、P、A
s、SbおよびAlの1種または2種以上がドーピング
されている請求項1〜4のいずれかの薄膜EL素子。
5. The electrode layer is made of B, P, A on silicon.
5. The thin film EL device according to claim 1, wherein one or more of s, Sb and Al are doped.
【請求項6】 前記電極層の膜厚は、50〜2000nm
である請求項1〜5のいずれかの薄膜EL素子。
6. The electrode layer has a thickness of 50 to 2000 nm.
The thin film EL device according to any one of claims 1 to 5, wherein
【請求項7】 前記絶縁層の膜厚は、20〜500nmで
ある請求項1〜6のいずれかの薄膜EL素子。
7. The thin-film EL device according to claim 1, wherein said insulating layer has a thickness of 20 to 500 nm.
【請求項8】 少なくとも基板と、主成分にシリコンを
含有し、導電性を有する電極層と、前記電極層の発光層
側であって前記電極層構成材料の酸化物で形成されてい
る絶縁層と、発光層とを形成した後、 600℃以上の温度で加熱処理を行う薄膜EL素子の製
造方法。
8. At least a substrate, an electrode layer containing silicon as a main component and having conductivity, and an insulating layer formed on the light emitting layer side of the electrode layer and made of an oxide of the material constituting the electrode layer. And forming a light emitting layer, and then performing a heat treatment at a temperature of 600 ° C. or higher.
【請求項9】 前記電極層、発光層を薄膜製造プロセス
により形成する請求項8の薄膜EL素子の製造方法。
9. The method according to claim 8, wherein the electrode layer and the light emitting layer are formed by a thin film manufacturing process.
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