JPH0572078B2 - - Google Patents
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- JPH0572078B2 JPH0572078B2 JP60028105A JP2810585A JPH0572078B2 JP H0572078 B2 JPH0572078 B2 JP H0572078B2 JP 60028105 A JP60028105 A JP 60028105A JP 2810585 A JP2810585 A JP 2810585A JP H0572078 B2 JPH0572078 B2 JP H0572078B2
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Description
【発明の詳細な説明】
＜技術分野＞
本発明は、薄膜発光素子の製造技術に関し、特
に薄膜発光層の両主面を誘電体層で被覆した三層
構造を１対の電極間に介設し、交流電界の印加に
応答してEL（Electro Luminescence）発光を生
起する薄膜発光素子における誘電体層の製造方法
に関するものである。
に薄膜発光層の両主面を誘電体層で被覆した三層
構造を１対の電極間に介設し、交流電界の印加に
応答してEL（Electro Luminescence）発光を生
起する薄膜発光素子における誘電体層の製造方法
に関するものである。
＜従来技術とその問題点＞
交流電界の印加に応答してEL発光を呈する薄
膜発光層を誘電体層でサンドイツチ状に挾設した
三層構造薄膜発光素子は高輝度特性を利用して
種々の表示装置や面発光源等に利用されている。
第１図はこの三層構造薄膜発光素子の基本構造を
示す構成図である。ガラス等の透光性基板１上に
透明電極２が帯状に複数本配列され、この上に
SiO2膜３とSi−Ｎ膜４から成る下部誘電体層、
ZnS発光母材にMn等の活性物質をドープした発
光層５、Si−Ｎ膜６から成る上記誘電体層が順次
積層されて三層構造部が構成されている。Si−Ｎ
膜６上には上記透明電極２と直交する方向に帯状
のAlから成る背面電極７が配列され、背面電極
７と透明電極２は交流電源８に接続されてこの薄
膜発光素子が駆動される。
膜発光層を誘電体層でサンドイツチ状に挾設した
三層構造薄膜発光素子は高輝度特性を利用して
種々の表示装置や面発光源等に利用されている。
第１図はこの三層構造薄膜発光素子の基本構造を
示す構成図である。ガラス等の透光性基板１上に
透明電極２が帯状に複数本配列され、この上に
SiO2膜３とSi−Ｎ膜４から成る下部誘電体層、
ZnS発光母材にMn等の活性物質をドープした発
光層５、Si−Ｎ膜６から成る上記誘電体層が順次
積層されて三層構造部が構成されている。Si−Ｎ
膜６上には上記透明電極２と直交する方向に帯状
のAlから成る背面電極７が配列され、背面電極
７と透明電極２は交流電源８に接続されてこの薄
膜発光素子が駆動される。
上記構造の薄膜発光素子において、上部誘電体
層としては、絶縁耐圧、誘電率、発光特性等の観
点から、非晶質の絶縁膜として知られているSi−
Ｎ（窒化シリコン）膜あるいはSi−Ｎ膜とAl2O3
（アルミナ）膜の複合膜が用いられている。この
Si−Ｎ膜は、通常Si（シリコン）ターゲツトをN2
（窒素）ガスでスパツタリングして成膜され、
Si3N4を基本形として形成される。しかしなが
ら、このようにして得られたSi−Ｎ膜は次のよう
な欠点を内包している。
層としては、絶縁耐圧、誘電率、発光特性等の観
点から、非晶質の絶縁膜として知られているSi−
Ｎ（窒化シリコン）膜あるいはSi−Ｎ膜とAl2O3
（アルミナ）膜の複合膜が用いられている。この
Si−Ｎ膜は、通常Si（シリコン）ターゲツトをN2
（窒素）ガスでスパツタリングして成膜され、
Si3N4を基本形として形成される。しかしなが
ら、このようにして得られたSi−Ｎ膜は次のよう
な欠点を内包している。
(1) 発光層上の微小突起や異物に対するカバレー
ジが悪い。
ジが悪い。
(2) 成膜速度が〜200Å／分と遅く、また高真空
を必要とするため、装置コストが高くなる。
を必要とするため、装置コストが高くなる。
上記(1)の欠点によつて、発光層とSi−Ｎ膜との
界面に湿気が浸透し易く、層間剥離の原因とな
る。また(2)の欠点は量産性を阻害する要因とな
る。
界面に湿気が浸透し易く、層間剥離の原因とな
る。また(2)の欠点は量産性を阻害する要因とな
る。
Si−Ｎ膜の成膜法としては、上記スパツタリン
グ法以外にプラズマCVD法を用いることができ
る。プラズマCVD法を用いる場合には、通常
SiH4（シラン）とNH3（アンモニア）の混合ガス
あるいは必要に応じてこれに若干のN2ガスをキ
ヤリアガスとして加えた混合ガスよりSi−Ｎの成
膜が行なわれる。得られるSi−Ｎ膜はカバレージ
が良好で成膜速度も速いという利点を有するが、
反面SiH4とNH3の混合ガス系では原料ガス中に
含まれるＨ（水素）の量が多く、Si−Ｎ膜中に多
量のSi−HnやＮ−Hnの如き水素化物が含有され
る結果となる。またプラズマ中で生成される水素
ラジカルも多く、この水素ラジカルによつて下地
の発光層がダメージを受ける。即ち、水素ラジカ
ルと発光層母材のZnSが反応してZnS発光層表面
のＳ（イオウ）がH2Sとなつて奪われ、発光層表
面にＳ−ベイキヤンシイ（vacancy）が形成され
る。その結果、SiH4とNH3の混合ガスを用いた
プラズマCVD法によるSi−Ｎ膜を上部誘電体層
とした薄膜発光素子は、発光輝度が低下すること
となる。
グ法以外にプラズマCVD法を用いることができ
る。プラズマCVD法を用いる場合には、通常
SiH4（シラン）とNH3（アンモニア）の混合ガス
あるいは必要に応じてこれに若干のN2ガスをキ
ヤリアガスとして加えた混合ガスよりSi−Ｎの成
膜が行なわれる。得られるSi−Ｎ膜はカバレージ
が良好で成膜速度も速いという利点を有するが、
反面SiH4とNH3の混合ガス系では原料ガス中に
含まれるＨ（水素）の量が多く、Si−Ｎ膜中に多
量のSi−HnやＮ−Hnの如き水素化物が含有され
る結果となる。またプラズマ中で生成される水素
ラジカルも多く、この水素ラジカルによつて下地
の発光層がダメージを受ける。即ち、水素ラジカ
ルと発光層母材のZnSが反応してZnS発光層表面
のＳ（イオウ）がH2Sとなつて奪われ、発光層表
面にＳ−ベイキヤンシイ（vacancy）が形成され
る。その結果、SiH4とNH3の混合ガスを用いた
プラズマCVD法によるSi−Ｎ膜を上部誘電体層
とした薄膜発光素子は、発光輝度が低下すること
となる。
＜発明の目的及び概要＞
本発明は上述の問題点に鑑み、イオウの化合物
からなる発光層を下地層としてこの上にSi−Ｎ膜
からなる誘電体層を形成する際に、従来のNH3
を用いずにシランガス（SiH4）と窒素ガス（N2）
との混合ガスを用いたプラズマCVD法を用いて
製膜することにより、耐湿性、量産性及び輝度特
性の諸条件を満足する薄膜発光素子を作製するこ
とのできる製造技術を提供することを目的とす
る。
からなる発光層を下地層としてこの上にSi−Ｎ膜
からなる誘電体層を形成する際に、従来のNH3
を用いずにシランガス（SiH4）と窒素ガス（N2）
との混合ガスを用いたプラズマCVD法を用いて
製膜することにより、耐湿性、量産性及び輝度特
性の諸条件を満足する薄膜発光素子を作製するこ
とのできる製造技術を提供することを目的とす
る。
＜実施例＞
以下、再度第１図を参照しながら本発明の１実
施例について詳説する。
施例について詳説する。
ガラス基板１上に透明導電膜（ITO膜）を帯状
成形した複数本の透明電極２をパターン形成す
る。次に、スパツタリング法または真空蒸着法等
でSiO2膜３を厚さ200〜800Å程度に堆積し、こ
の上に更にスパツタリング法でSi−Ｎ膜４を厚さ
1000〜3000Å程度積層して下部誘電体層とする。
SiO2膜３は下部誘電体層と透明電極２間の密着
力を強固にするために介層されるものである。Si
−Ｎ膜４上には発光層５を層設する。この発光層
５の形成は、発光層５の母材となるZnSに発光セ
ンターとなるMn、Dy、Tmあるいはこれらの化
合物を添加した焼結ペレツトを電子ビーム蒸着す
ることにより行なわれる。その膜厚は6000〜8000
Å程度に設定し、成膜後真空アニールする。次に
この発光層５を下地層としてこの上にSi−Ｎ膜６
から成る上部誘電体層を1500〜3000Å程度の厚さ
で重畳形成し、発光層５の両主面を上下部誘電体
層で挾設した三層構造部を作製する。
成形した複数本の透明電極２をパターン形成す
る。次に、スパツタリング法または真空蒸着法等
でSiO2膜３を厚さ200〜800Å程度に堆積し、こ
の上に更にスパツタリング法でSi−Ｎ膜４を厚さ
1000〜3000Å程度積層して下部誘電体層とする。
SiO2膜３は下部誘電体層と透明電極２間の密着
力を強固にするために介層されるものである。Si
−Ｎ膜４上には発光層５を層設する。この発光層
５の形成は、発光層５の母材となるZnSに発光セ
ンターとなるMn、Dy、Tmあるいはこれらの化
合物を添加した焼結ペレツトを電子ビーム蒸着す
ることにより行なわれる。その膜厚は6000〜8000
Å程度に設定し、成膜後真空アニールする。次に
この発光層５を下地層としてこの上にSi−Ｎ膜６
から成る上部誘電体層を1500〜3000Å程度の厚さ
で重畳形成し、発光層５の両主面を上下部誘電体
層で挾設した三層構造部を作製する。
ここで、上部誘電体層となるSi−Ｎ膜６は
SiH4（シラン）とN2（窒素）の混合ガスを用いた
プラズマCVD法によつて成膜する。SiH4とN2の
混合ガスを原料ガスとするプラズマCVD法では、
原料ガス中の水素源がSiH4のみであるため、プ
ラズマ中で生成する水素ラジカルの量が少なく、
従来のSiH4−NH3系原料ガスで見られた様な
ZnS発光層５表面のダメージは抑制される。従つ
て発光層５の発光輝度特性は高く維持される。ま
た、SiH4−N2系原料ガスを用いたプラズマCVD
法によるSi−Ｎ膜６もカバレージが良好で膜欠陥
も少なく耐湿保護膜として優れていることが確め
られた。成膜速度も200〜300Å／分程度の値を有
しスパツタリング法の成膜速度よりも速い。この
成膜速度は装置の改良や条件の変更によつて更に
速くすることが可能である。
SiH4（シラン）とN2（窒素）の混合ガスを用いた
プラズマCVD法によつて成膜する。SiH4とN2の
混合ガスを原料ガスとするプラズマCVD法では、
原料ガス中の水素源がSiH4のみであるため、プ
ラズマ中で生成する水素ラジカルの量が少なく、
従来のSiH4−NH3系原料ガスで見られた様な
ZnS発光層５表面のダメージは抑制される。従つ
て発光層５の発光輝度特性は高く維持される。ま
た、SiH4−N2系原料ガスを用いたプラズマCVD
法によるSi−Ｎ膜６もカバレージが良好で膜欠陥
も少なく耐湿保護膜として優れていることが確め
られた。成膜速度も200〜300Å／分程度の値を有
しスパツタリング法の成膜速度よりも速い。この
成膜速度は装置の改良や条件の変更によつて更に
速くすることが可能である。
上記方法によつて成膜されたSi−Ｎ膜６は膜欠
陥が少ないため、この上にAl2O3等の金属酸化膜
を重畳させる必要がなく、直接Al等の背面電極
７をパターン形成することができる。背面電極７
はAl等の金属膜を成膜した後、透明電極２と直
交する方向に帯状成形され、透明電極２とともに
マトリツクス電極構造を構成する。背面電極７と
透明電極２は交流電源８に接続されて発光層５に
交流電界を印加し、この交流電界の印加に応答し
て発光層５よりEL発光が生起される。
陥が少ないため、この上にAl2O3等の金属酸化膜
を重畳させる必要がなく、直接Al等の背面電極
７をパターン形成することができる。背面電極７
はAl等の金属膜を成膜した後、透明電極２と直
交する方向に帯状成形され、透明電極２とともに
マトリツクス電極構造を構成する。背面電極７と
透明電極２は交流電源８に接続されて発光層５に
交流電界を印加し、この交流電界の印加に応答し
て発光層５よりEL発光が生起される。
第２図は薄膜発光素子の印加電圧対発光輝度特
性を示す特性図である。図中の実線はSiH4−
N2系原料ガスを用いてプラズマCVD法でSi−Ｎ
膜６を成膜した上記実施例に対応する薄膜発光素
子の特性曲線である。破線はSiH4−NH3系原
料ガスを用いてプラズマCVD法でSi−Ｎ膜６を
成膜した薄膜発光素子の特性曲線である。一点鎖
線はスパツタリング法によりSi−Ｎ膜６を成膜
した薄膜発光素子の特性曲線である。Si−Ｎ膜６
以外の素子作製条件は全て同一である。また薄膜
発光素子の駆動条件は交流電界100Hz、40μの対
称パルス駆動とした。上記実施例により作製され
た薄膜発光素子はスパツタリング法によりSi−Ｎ
膜６を成膜した素子と同程度の輝度特性を呈し、
SiH4−NH3系原料ガスを用いてプラズマCVD法
によりSi−Ｎ膜６を成膜した薄膜発光素子よりは
るかに優れている。
性を示す特性図である。図中の実線はSiH4−
N2系原料ガスを用いてプラズマCVD法でSi−Ｎ
膜６を成膜した上記実施例に対応する薄膜発光素
子の特性曲線である。破線はSiH4−NH3系原
料ガスを用いてプラズマCVD法でSi−Ｎ膜６を
成膜した薄膜発光素子の特性曲線である。一点鎖
線はスパツタリング法によりSi−Ｎ膜６を成膜
した薄膜発光素子の特性曲線である。Si−Ｎ膜６
以外の素子作製条件は全て同一である。また薄膜
発光素子の駆動条件は交流電界100Hz、40μの対
称パルス駆動とした。上記実施例により作製され
た薄膜発光素子はスパツタリング法によりSi−Ｎ
膜６を成膜した素子と同程度の輝度特性を呈し、
SiH4−NH3系原料ガスを用いてプラズマCVD法
によりSi−Ｎ膜６を成膜した薄膜発光素子よりは
るかに優れている。
尚、上記実施例において、プラズマCVD法に
よるSi−Ｎ膜６の成膜中にN2Oを導入して上部誘
電体層をSi−Ｏ−Ｎ（シリコンオキシナイトライ
ド）膜に置き換えても同様の効果を得ることがで
きる。
よるSi−Ｎ膜６の成膜中にN2Oを導入して上部誘
電体層をSi−Ｏ−Ｎ（シリコンオキシナイトライ
ド）膜に置き換えても同様の効果を得ることがで
きる。
＜発明の効果＞
以上詳説した如く、本発明によれば下地の発光
層へダメージを与えることなく、発光層に対する
カバレージが良好な誘電体層を有し耐湿性の顕著
なかつ発光輝度特性の高い薄膜発光素子を作製す
ることができる。また、成膜速度も向上するため
量産に適し、安価な薄膜発光素子が得られる。
層へダメージを与えることなく、発光層に対する
カバレージが良好な誘電体層を有し耐湿性の顕著
なかつ発光輝度特性の高い薄膜発光素子を作製す
ることができる。また、成膜速度も向上するため
量産に適し、安価な薄膜発光素子が得られる。
第１図は薄膜発光素子の基本的構造を示す構成
図である。第２図は薄膜発光素子の印加電圧対発
光輝度特性を示す特性説明図である。 １……ガラス基板、２……透明電極、３……
SiO2膜、４……Si−Ｎ膜、５……発光層、６…
…Si−Ｎ膜、７……背面電極、８……交流電源。
図である。第２図は薄膜発光素子の印加電圧対発
光輝度特性を示す特性説明図である。 １……ガラス基板、２……透明電極、３……
SiO2膜、４……Si−Ｎ膜、５……発光層、６…
…Si−Ｎ膜、７……背面電極、８……交流電源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電界印加に応答してEL発光を生起するイオ
ウの化合物からなる発光層と該発光層を被覆する
誘電体層とを一対の電極間に介設して成る薄膜発
光素子の製造方法であつて、 前記発光層を下地層としてシランガスと窒素ガ
スとの混合ガスを原料にプラズマCVD法でSi−
Ｎ膜を堆積し、該Si−Ｎ膜を前記誘電体層とした
ことを特徴とする薄膜発光素子の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60028105A JPS61188893A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 薄膜発光素子の製造方法 |
| US07/023,912 US4721631A (en) | 1985-02-14 | 1987-03-09 | Method of manufacturing thin-film electroluminescent display panel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60028105A JPS61188893A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 薄膜発光素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61188893A JPS61188893A (ja) | 1986-08-22 |
| JPH0572078B2 true JPH0572078B2 (ja) | 1993-10-08 |
Family
ID=12239528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60028105A Granted JPS61188893A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 薄膜発光素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61188893A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60202687A (ja) * | 1984-03-27 | 1985-10-14 | 日本電気株式会社 | 薄膜エレクトロルミネツセンス素子 |
| JPS60253193A (ja) * | 1984-05-29 | 1985-12-13 | アルプス電気株式会社 | アモルフアスシリコン系エレクトロルミネセンス装置及びその製造方法 |
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1985
- 1985-02-14 JP JP60028105A patent/JPS61188893A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60202687A (ja) * | 1984-03-27 | 1985-10-14 | 日本電気株式会社 | 薄膜エレクトロルミネツセンス素子 |
| JPS60253193A (ja) * | 1984-05-29 | 1985-12-13 | アルプス電気株式会社 | アモルフアスシリコン系エレクトロルミネセンス装置及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61188893A (ja) | 1986-08-22 |
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