JPS59175592A - 薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子Info
- Publication number
- JPS59175592A JPS59175592A JP58049905A JP4990583A JPS59175592A JP S59175592 A JPS59175592 A JP S59175592A JP 58049905 A JP58049905 A JP 58049905A JP 4990583 A JP4990583 A JP 4990583A JP S59175592 A JPS59175592 A JP S59175592A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- oxygen
- film
- gas
- silicon carbide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- Y02B20/181—
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明はアモルファス質の水素化炭化ケイ素薄膜を用
いた薄膜ＥＬ素子に関する。
いた薄膜ＥＬ素子に関する。
薄膜ＥＬ素子として、ナト２メチルシラン（ＴＭ８）
ガスの低圧グロー族を分゛解により得られるアモルフ
ァス質の水系化炭化ケイ素薄膜を発光層に用いたものが
知られている。この薄膜ＢＬ素子は、その発光スペクト
ルが可視光領域全体にありカラー素子可能な白色を呈す
るため注ａ′されている。
ガスの低圧グロー族を分゛解により得られるアモルフ
ァス質の水系化炭化ケイ素薄膜を発光層に用いたものが
知られている。この薄膜ＢＬ素子は、その発光スペクト
ルが可視光領域全体にありカラー素子可能な白色を呈す
るため注ａ′されている。
しかしながらテトラメチ々シシンのみを原料ガスとした
場合、得られる薄膜ＥＬ素子は輝度が低く実用化には問
題が残されていた。
場合、得られる薄膜ＥＬ素子は輝度が低く実用化には問
題が残されていた。
本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、高輝度の薄
膜ＥＬ素子を提供する事を目的とする。
膜ＥＬ素子を提供する事を目的とする。
本発明は、発光層として酸素を含んだアモルファス質の
水素化炭化ケイ素薄膜を用いることを基本とし、この薄
膜中に含まれる酸素濃度を、原子比 Ｘ ＝ ０／（８４＋Ｃ＋０ ）を用いて０．３≦Ｘ≦
０．５５ の範囲に設定したことを特徴とする。
水素化炭化ケイ素薄膜を用いることを基本とし、この薄
膜中に含まれる酸素濃度を、原子比 Ｘ ＝ ０／（８４＋Ｃ＋０ ）を用いて０．３≦Ｘ≦
０．５５ の範囲に設定したことを特徴とする。
上記の如き薄膜は、ケイ素（Ｓｉ）、炭素（Ｃ）、水素
（）Ｌ）および酸素（０）を主成分とする低圧の原料ガ
ス、例えばテトラメチルシシンと酸素ガスの混合ガスを
グロー放電分解させることにより一得られる。
（）Ｌ）および酸素（０）を主成分とする低圧の原料ガ
ス、例えばテトラメチルシシンと酸素ガスの混合ガスを
グロー放電分解させることにより一得られる。
本発明によれば水素化炭化ケイ素薄膜への酸素の添加に
より薄膜ＥＬ累子の高輝度化が図られ、特に薄膜中の酸
素濃度を最適範囲に設定することで極めて高輝笈のＥＬ
素子を得ることができる。
より薄膜ＥＬ累子の高輝度化が図られ、特に薄膜中の酸
素濃度を最適範囲に設定することで極めて高輝笈のＥＬ
素子を得ることができる。
又上記酸素濃度の最適範囲においては、グロー放電分解
による膜堆積速度も酸素を含まない膜に比べて著るしく
増大し、ＥＬ素子のコストダウンにつながる。
による膜堆積速度も酸素を含まない膜に比べて著るしく
増大し、ＥＬ素子のコストダウンにつながる。
第１図に示す装置を用いアモルファス質の水素化炭化ケ
イ素薄膜形成を行なった。先ずボンベｌ内のキャリアガ
ス（Ｈｅ）を流量調節器２によって５０ＳＣＣＭＫ調節
後、恒温槽５内の原料であるテトラメチルシランＳ ｉ
（ＣＨ３）４を充てんしであるシリンダー３に導入し
、バブリングさせる。
イ素薄膜形成を行なった。先ずボンベｌ内のキャリアガ
ス（Ｈｅ）を流量調節器２によって５０ＳＣＣＭＫ調節
後、恒温槽５内の原料であるテトラメチルシランＳ ｉ
（ＣＨ３）４を充てんしであるシリンダー３に導入し
、バブリングさせる。
キャリアガスはＨｅの他Ｎｅ、ｋｒ等の不活性ガス、あ
るいはＨ２ガスでも良い。この時恒温槽温度は、−２０
°Ｃに保たれており、シリンダー出口４では、その温度
に相当する蒸気正分のテトラメチルシラン（本実施例で
は７．５８ＣＣＭ ）が上記キャリアガスに含まれる事
になる。さらにこのガスにボンベｌ内の０２カスを流量
調節器６により９ ＳＣＣＭに設定して混合させチャン
バ９に導入する。このとき原料カスの総流量は流量計８
によってモニターできる。
るいはＨ２ガスでも良い。この時恒温槽温度は、−２０
°Ｃに保たれており、シリンダー出口４では、その温度
に相当する蒸気正分のテトラメチルシラン（本実施例で
は７．５８ＣＣＭ ）が上記キャリアガスに含まれる事
になる。さらにこのガスにボンベｌ内の０２カスを流量
調節器６により９ ＳＣＣＭに設定して混合させチャン
バ９に導入する。このとき原料カスの総流量は流量計８
によってモニターできる。
本実施例ではこの総流量を６６．５ＳＣＣＭとする。
次に排気系１３でチャンバ９内ガス圧を０．１−５．０
Ｔｏｒｒの低圧、例えば１． ＯＴｏｒｒ Ｋ保ツタ
後、チャンバ９内の上部電極ｌＯと接地電極１２との間
に、外部電源１４かも０．１〜２Ｗ／７、好ましくはＩ
Ｗ／ＣＩ／ｌの「ｆ電力（１３，５６ＭＨｚ ）を印
加する。こうしてグロー放電分解により、接地された下
部電極１２上の透明導電膜付きガラス基板ｌｌ上に酸素
を含む水素化炭化ケイ素薄膜を堆積させた。なお下部電
極１２は加熱されており、これにより基板温度を２００
℃に設定した。この時得られた薄膜への組成は、原子比
を用いて、Ｘ＝Ｏ／Ｓｉ ＋Ｃ＋０＝０．４５ 、 Ｙ
＝Ｓｉ ／Ｃ＝０．５であった。この薄膜Ａの水銀ラン
プ（２５４１ｎｍ）照射時の７オトルミネツセンス（Ｐ
Ｌ ）スペクトルを第２図に示す（実線）。破線は上記
作製条件において酸素を原料ガスに混合させないで作製
した薄膜Ｂ（組成Ｙ＝ Ｓｉ ／Ｃ＝ ０．４ ）のＰ
Ｌスペクトルである。第２図は、酸素を含ませることに
より発光層の発光効率が著しく高（なることを示してい
る。
Ｔｏｒｒの低圧、例えば１． ＯＴｏｒｒ Ｋ保ツタ
後、チャンバ９内の上部電極ｌＯと接地電極１２との間
に、外部電源１４かも０．１〜２Ｗ／７、好ましくはＩ
Ｗ／ＣＩ／ｌの「ｆ電力（１３，５６ＭＨｚ ）を印
加する。こうしてグロー放電分解により、接地された下
部電極１２上の透明導電膜付きガラス基板ｌｌ上に酸素
を含む水素化炭化ケイ素薄膜を堆積させた。なお下部電
極１２は加熱されており、これにより基板温度を２００
℃に設定した。この時得られた薄膜への組成は、原子比
を用いて、Ｘ＝Ｏ／Ｓｉ ＋Ｃ＋０＝０．４５ 、 Ｙ
＝Ｓｉ ／Ｃ＝０．５であった。この薄膜Ａの水銀ラン
プ（２５４１ｎｍ）照射時の７オトルミネツセンス（Ｐ
Ｌ ）スペクトルを第２図に示す（実線）。破線は上記
作製条件において酸素を原料ガスに混合させないで作製
した薄膜Ｂ（組成Ｙ＝ Ｓｉ ／Ｃ＝ ０．４ ）のＰ
Ｌスペクトルである。第２図は、酸素を含ませることに
より発光層の発光効率が著しく高（なることを示してい
る。
第３図は、第１図に示した装置の流量調節器６を調節し
、様々な酸素濃度を有する水素化炭化ケイ素薄膜を形成
した時の各酸素濃度における相対ＰＬ効率（実線）と膜
堆積速度（破線）を示す。同図で示される様に、発光効
率は酸素濃度とともに増大するが、酸素濃度がある値以
上大きくなると減少する。また堆積速度は酸素＃度の増
加とともに増大する。
、様々な酸素濃度を有する水素化炭化ケイ素薄膜を形成
した時の各酸素濃度における相対ＰＬ効率（実線）と膜
堆積速度（破線）を示す。同図で示される様に、発光効
率は酸素濃度とともに増大するが、酸素濃度がある値以
上大きくなると減少する。また堆積速度は酸素＃度の増
加とともに増大する。
第３図のデータから、特に発光効率の高い薄膜ＥＬ素子
を得るには、酸素濃度として適当な範囲が存在し２．０
．３≦Ｘ≦０．５５とすればよいことがわかった。この
範囲内の膜については、堆積速度も従来法による場合よ
りも極めて大きい。特に好ましくは０．３５≦×≦０．
５ の範囲である。
を得るには、酸素濃度として適当な範囲が存在し２．０
．３≦Ｘ≦０．５５とすればよいことがわかった。この
範囲内の膜については、堆積速度も従来法による場合よ
りも極めて大きい。特に好ましくは０．３５≦×≦０．
５ の範囲である。
尚、第２図および第３図では、実験の容易さのためＰＬ
発光強度を測定している□が光励起の代わりに交流電界
を与えれば同じ特性を示すＥＬ発光が得られること明ら
かである。
発光強度を測定している□が光励起の代わりに交流電界
を与えれば同じ特性を示すＥＬ発光が得られること明ら
かである。
第４図は具体的な本発明の実施例のＥＬ素子である。即
ちカラス基板４Ｉ主面上にはまず透明導電膜（ＩＴＯ）
４２をスパッタリングあ之いは電子ビーム蒸着により
堆積させる。次にこの透明導電膜４２上に前記作製条件
でＸ＝０．４５ 、 Ｙ＝０．５ となる酸素を含む水
素化炭化ケイ素薄膜４３を１μｍ堆積する。その後耐圧
を高めるため強誘電体であるＹ２Ｏ３膜４４を１０００
λ〜２０００Ａ程度電子ビーム蒸着により形成し、そ１
７）、１ＫＡ７を極、５ を蒸着して薄膜ＥＬ素子を得
る。この薄膜ＥＬ素子の発光しきい値ｖｔｈは５０Ｖで
あり、これは酸素を含まない膜を用いた場合に比べて約
１／２と著るしく低く、また発光輝度もきわめて高いも
のである。
ちカラス基板４Ｉ主面上にはまず透明導電膜（ＩＴＯ）
４２をスパッタリングあ之いは電子ビーム蒸着により
堆積させる。次にこの透明導電膜４２上に前記作製条件
でＸ＝０．４５ 、 Ｙ＝０．５ となる酸素を含む水
素化炭化ケイ素薄膜４３を１μｍ堆積する。その後耐圧
を高めるため強誘電体であるＹ２Ｏ３膜４４を１０００
λ〜２０００Ａ程度電子ビーム蒸着により形成し、そ１
７）、１ＫＡ７を極、５ を蒸着して薄膜ＥＬ素子を得
る。この薄膜ＥＬ素子の発光しきい値ｖｔｈは５０Ｖで
あり、これは酸素を含まない膜を用いた場合に比べて約
１／２と著るしく低く、また発光輝度もきわめて高いも
のである。
尚上記実施例においては原料ガスとしてＴＭＳを用いた
が、この他シラン＋メタン、シラン＋エタン、トリエチ
ルシラン等を使用できる。また第４図においては、発光
層の上に絶縁膜を介して電極を設けたが発光層の下にも
絶縁膜を介在させてもよく、更にこれらの絶縁膜を除い
て発光層の上下に直接電極を接触させる構造としてもよ
い。
が、この他シラン＋メタン、シラン＋エタン、トリエチ
ルシラン等を使用できる。また第４図においては、発光
層の上に絶縁膜を介して電極を設けたが発光層の下にも
絶縁膜を介在させてもよく、更にこれらの絶縁膜を除い
て発光層の上下に直接電極を接触させる構造としてもよ
い。
第１図はグロー放電分解法による膜作製装置を示す図、
第２図は第１図の装動−により得られた薄膜発光層のＰ
Ｌ強度の特性図、第３図は同じく酸素の膜中濃度とＰＬ
発光効率を示す特性図、第４図は本発明の一実施例の薄
膜ＥＬ素子の断面図である。 ４Ｚ・・・ガラス基板、４ ｚ−０，Ｉ Ｔ Ｏ膜、４
３．。 酸素を含む水素化炭化ケイ素薄膜（発光層）、４４・・
Ｙ２Ｏ，膜、４５・・・ＡＪ電極。 第１図 第２図 メ長（ｎｍ） 第３図 １０「 。■ 第４図
第２図は第１図の装動−により得られた薄膜発光層のＰ
Ｌ強度の特性図、第３図は同じく酸素の膜中濃度とＰＬ
発光効率を示す特性図、第４図は本発明の一実施例の薄
膜ＥＬ素子の断面図である。 ４Ｚ・・・ガラス基板、４ ｚ−０，Ｉ Ｔ Ｏ膜、４
３．。 酸素を含む水素化炭化ケイ素薄膜（発光層）、４４・・
Ｙ２Ｏ，膜、４５・・・ＡＪ電極。 第１図 第２図 メ長（ｎｍ） 第３図 １０「 。■ 第４図
Claims (1)
- 発光層を酸素が添加された７アモルファス質の水素化炭
化ケイ素薄膜により構成し、この薄膜中の酸素濃度を、
原子比Ｘ＝Ｑ／（８ｉ＋ｃ＋ｏ ）を用いて０．３≦Ｘ
≦０．５５ の範囲に設定したことを特徴とする薄膜
ＥＬ素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58049905A JPS59175592A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 薄膜ｅｌ素子 |
| EP83305431A EP0104846B1 (en) | 1982-09-27 | 1983-09-15 | Thin film electroluminescence device and method of manufacturing the same |
| DE8383305431T DE3370565D1 (en) | 1982-09-27 | 1983-09-15 | Thin film electroluminescence device and method of manufacturing the same |
| US06/532,977 US4594528A (en) | 1982-09-27 | 1983-09-16 | Thin film electroluminescence device and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58049905A JPS59175592A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59175592A true JPS59175592A (ja) | 1984-10-04 |
Family
ID=12844021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58049905A Pending JPS59175592A (ja) | 1982-09-27 | 1983-03-25 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59175592A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01102894A (ja) * | 1987-10-14 | 1989-04-20 | Canon Inc | 電界発光素子及びその製造方法 |
| JPH01112693A (ja) * | 1987-10-23 | 1989-05-01 | Minolta Camera Co Ltd | 発光素子およびその製造方法 |
-
1983
- 1983-03-25 JP JP58049905A patent/JPS59175592A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01102894A (ja) * | 1987-10-14 | 1989-04-20 | Canon Inc | 電界発光素子及びその製造方法 |
| JPH01112693A (ja) * | 1987-10-23 | 1989-05-01 | Minolta Camera Co Ltd | 発光素子およびその製造方法 |
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