JPS62170190A - 薄膜発光素子の製造方法 - Google Patents
薄膜発光素子の製造方法Info
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- JPS62170190A JPS62170190A JP61011544A JP1154486A JPS62170190A JP S62170190 A JPS62170190 A JP S62170190A JP 61011544 A JP61011544 A JP 61011544A JP 1154486 A JP1154486 A JP 1154486A JP S62170190 A JPS62170190 A JP S62170190A
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Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
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】
〈産業上の利用分野〉
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（Ｅｌｅ
ｃｔｒｏ Ｌｕｍ１ｎｅｓｃｅｎｃｅ）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。
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（Ｅｌｅ
ｃｔｒｏ Ｌｕｍ１ｎｅｓｃｅｎｃｅ）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。
〈発明の概要〉
本発明は、発光層を下地とする誘電体層がプラズマＣＶ
Ｄ法でｓｉＮ膜、ＳｉＮ：Ｈ膜、ＳｉＮ膜を重畳して形
成することにより、輝度特性に優れ、かつ絶縁破壊頻度
を低減するものである。
Ｄ法でｓｉＮ膜、ＳｉＮ：Ｈ膜、ＳｉＮ膜を重畳して形
成することにより、輝度特性に優れ、かつ絶縁破壊頻度
を低減するものである。
〈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ンチ状に挟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２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上に透側電極２が帯状に複゛数本配列され、この
上にＳ ｉ０２膜３とＳｉＮ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、ＳｉＮ膜６から成る上部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。ＳｉＮ膜６上には上記
透明電極２と直交する方向に帯状のＡλ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。
を誘電体層でサンドインチ状に挟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２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上に透側電極２が帯状に複゛数本配列され、この
上にＳ ｉ０２膜３とＳｉＮ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、ＳｉＮ膜６から成る上部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。ＳｉＮ膜６上には上記
透明電極２と直交する方向に帯状のＡλ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５ｉＮ（窒化シリコン）膜
６あるいは第３図に示すようにＳｉＮ膜６とＡｌｚＯａ
（アルミナ）膜９の複合膜が用いられている。このＳ
ｉＮ膜６は、通常Ｓｉ（シリコン）ターゲットをＮｚ（
窒素）ガスでリアクティブスパッタリングして成膜され
、５１３Ｎ４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ＳｉＮ膜６は次のような欠点
を内包している。
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５ｉＮ（窒化シリコン）膜
６あるいは第３図に示すようにＳｉＮ膜６とＡｌｚＯａ
（アルミナ）膜９の複合膜が用いられている。このＳ
ｉＮ膜６は、通常Ｓｉ（シリコン）ターゲットをＮｚ（
窒素）ガスでリアクティブスパッタリングして成膜され
、５１３Ｎ４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ＳｉＮ膜６は次のような欠点
を内包している。
ｆｌ＋ 発光層５上の微小突起や異物に対するカバレ
ージが悪い。
ージが悪い。
（２） スパッタ時の２次電子の入射により発光層５
がダメージを受け、発光効率が低下する。
がダメージを受け、発光効率が低下する。
（３）成膜速度が〜２０ ＯＡ／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の欠点は、発光層５とＳｉＮ膜６との界面に
湿気が浸透し易く、層間剥離の原因となる。
湿気が浸透し易く、層間剥離の原因となる。
（２）の欠点は薄膜ＥＬ素子の輝度低下をまねく。また
、（３）の欠点は量産性を阻害する要因となる。
、（３）の欠点は量産性を阻害する要因となる。
ＳｉＮ膜６の成膜法としては、上記スパッタリング法以
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５ｉＨ４（シラン）と
ＮＥ（３（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ガスをキャリアガスとして加えた混
合ガスよりＳｉＮの成膜が行なわれる。得られるＳｉＮ
膜６はステップ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Ｎ２（水素）の量が多く、Ｓ
ｉＮ膜中に多量の５ｉＨｎや（ＳｉＨ２）ｎ及びＮＨｎ
の如き水素化物が含有されＳｉＮ：Ｈ膜となる。このＳ
ｉ’Ｎ：Ｈ膜が発光層５と界面を接する場合には、薄膜
ＥＬ素子に電界を印加することにより、Ｎ２ガスとなり
、発光層と上部誘電体層との間に剥離を生じる結果とな
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って上部誘電体層６形成の初期に
下地の発光層がダメージを受ける。即ち、水素ラジカル
と発光層母材の表面部分のＺｎＳが反応してＺｎ、Ｓ発
光層表面のＳ（イオウ）がＨ２Ｓ （硫化水素）となっ
て奪われ、発光層表面にＳ−ペイキャンシイ（ｖａｃａ
ｎｃｙ ）が形成される。その結果、薄膜ＥＬの輝度が
低下する。以上のように、５ＩＨ４とＮＨ３の混合ガス
を用いたプラズマＣＶＤ法によるＳｉＮ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。これに対し、ＳｉＨ４とＮ２の混合ガスを用いたプ
ラズマＣＶＤ法を利用してＳｉＮ膜を成膜することも可
能である。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Ｓ ｉＨ
４のみであるため、ＳｉＮ膜中の水素量が少なく、また
プラズマ中で生成する水素ラジカルの量も少ない。この
結果、５ｉＨ４−ＮＨａ−Ｎ２系原料ガスで見られた層
間剥離やＺｎＳ発光層表面のダメージが抑制される。し
かし、この５ｉＨ４−Ｎ２系原料ガスを用いたプラズマ
ＣＶＤ膜にょるＳｉＮ膜も、スパッタリングによるＳｉ
Ｎ膜と同様絶縁耐圧は高いが薄膜ＥＬ素子に於てひとた
び絶縁破壊が起った場合、その破壊面積がやや大きい傾
向にあり、絵素欠けを発生せしめる。
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５ｉＨ４（シラン）と
ＮＥ（３（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ガスをキャリアガスとして加えた混
合ガスよりＳｉＮの成膜が行なわれる。得られるＳｉＮ
膜６はステップ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Ｎ２（水素）の量が多く、Ｓ
ｉＮ膜中に多量の５ｉＨｎや（ＳｉＨ２）ｎ及びＮＨｎ
の如き水素化物が含有されＳｉＮ：Ｈ膜となる。このＳ
ｉ’Ｎ：Ｈ膜が発光層５と界面を接する場合には、薄膜
ＥＬ素子に電界を印加することにより、Ｎ２ガスとなり
、発光層と上部誘電体層との間に剥離を生じる結果とな
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って上部誘電体層６形成の初期に
下地の発光層がダメージを受ける。即ち、水素ラジカル
と発光層母材の表面部分のＺｎＳが反応してＺｎ、Ｓ発
光層表面のＳ（イオウ）がＨ２Ｓ （硫化水素）となっ
て奪われ、発光層表面にＳ−ペイキャンシイ（ｖａｃａ
ｎｃｙ ）が形成される。その結果、薄膜ＥＬの輝度が
低下する。以上のように、５ＩＨ４とＮＨ３の混合ガス
を用いたプラズマＣＶＤ法によるＳｉＮ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。これに対し、ＳｉＨ４とＮ２の混合ガスを用いたプ
ラズマＣＶＤ法を利用してＳｉＮ膜を成膜することも可
能である。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Ｓ ｉＨ
４のみであるため、ＳｉＮ膜中の水素量が少なく、また
プラズマ中で生成する水素ラジカルの量も少ない。この
結果、５ｉＨ４−ＮＨａ−Ｎ２系原料ガスで見られた層
間剥離やＺｎＳ発光層表面のダメージが抑制される。し
かし、この５ｉＨ４−Ｎ２系原料ガスを用いたプラズマ
ＣＶＤ膜にょるＳｉＮ膜も、スパッタリングによるＳｉ
Ｎ膜と同様絶縁耐圧は高いが薄膜ＥＬ素子に於てひとた
び絶縁破壊が起った場合、その破壊面積がやや大きい傾
向にあり、絵素欠けを発生せしめる。
これらの問題点を解決する手段としてＳｉＮとＳｉＮ：
Ｈの複合膜が挙げられる。その構造を第４図に示す。こ
れは発光層５上にＳｉＨ４とＮ２のみによるプラズマＣ
ＶＤ法で形成されたＳｉＮ膜ｔ。
Ｈの複合膜が挙げられる。その構造を第４図に示す。こ
れは発光層５上にＳｉＨ４とＮ２のみによるプラズマＣ
ＶＤ法で形成されたＳｉＮ膜ｔ。
を堆積し、さらにその上にＳｉＨ４，ＮＨ３及びＮ２に
よるＳｉＮ：Ｈ膜１１を堆積したもので、水素ラジカル
によるダメージがなく輝度特性も良好となる。しかし、
ＳｉＮ：Ｈ膜１１が背面電極７と界面を接しているため
絶縁破壊が伝播性となり絵素欠けに致る。
よるＳｉＮ：Ｈ膜１１を堆積したもので、水素ラジカル
によるダメージがなく輝度特性も良好となる。しかし、
ＳｉＮ：Ｈ膜１１が背面電極７と界面を接しているため
絶縁破壊が伝播性となり絵素欠けに致る。
〈問題点を解決するための手段〉
本発明は、発光層を下地層としてシランと窒素の混合ガ
スを原料にプラズマＣＶＤ法で第１のＳｉＮ膜を堆積し
、該第１のＳｉＮ膜に重畳してシラント窒素とアンモニ
アの混合ガスを原料にプラズマＣＶＤ法で第２のＳｉＮ
膜を堆積し、該第２のＳｉＮ膜に重畳してシランと窒素
の混合ガスを原料にプラズマＣＶＤ法で第３のＳｉＮ膜
を堆積し、該第１．第２及び第３のＳｉＮ膜で前記誘電
体層を構成したことを特徴とする。
スを原料にプラズマＣＶＤ法で第１のＳｉＮ膜を堆積し
、該第１のＳｉＮ膜に重畳してシラント窒素とアンモニ
アの混合ガスを原料にプラズマＣＶＤ法で第２のＳｉＮ
膜を堆積し、該第２のＳｉＮ膜に重畳してシランと窒素
の混合ガスを原料にプラズマＣＶＤ法で第３のＳｉＮ膜
を堆積し、該第１．第２及び第３のＳｉＮ膜で前記誘電
体層を構成したことを特徴とする。
〈作 用〉
上記方法により、層間剥離をなくし、かつ、輝度の低下
を防ぎ、絶縁破壊を少なくすることができる。
を防ぎ、絶縁破壊を少なくすることができる。
〈実施例〉
以下、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。
詳説する。
ガラス基板ｌ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
ッタリング法または真空蒸着法等で５ｉ０２膜３を厚さ
２００〜８００Ａ程度に堆積し、この上に更にスパッタ
リング法でＳｉＮ膜４を厚さ１０００〜３０００Ａ 程
度積層して下部誘電体層とする。５ｉ０２膜３は下部誘
電体層と透ＦＪＡ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。ＳｉＮ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ットを電子ビーム蒸
着することにより行なわれる。その膜厚は６０００〜８
０００Ａ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上部誘電体層ｌＯ
〜１２を１５００〜３０００Ａ 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挟設した三
層構造部を作製する。
た複数本の透明電極２をパターン形成する。次に、スパ
ッタリング法または真空蒸着法等で５ｉ０２膜３を厚さ
２００〜８００Ａ程度に堆積し、この上に更にスパッタ
リング法でＳｉＮ膜４を厚さ１０００〜３０００Ａ 程
度積層して下部誘電体層とする。５ｉ０２膜３は下部誘
電体層と透ＦＪＡ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。ＳｉＮ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ットを電子ビーム蒸
着することにより行なわれる。その膜厚は６０００〜８
０００Ａ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上部誘電体層ｌＯ
〜１２を１５００〜３０００Ａ 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挟設した三
層構造部を作製する。
ここで、上部誘電体層であるＳｉＮ膜はプラズマＣＶＤ
法を用いＳｉＨ４とＮ２の混合ガスによるＳｉＮ膜１０
を３００〜６００Ａ 、 ＳｉＨ４とＮＨ３とＮ２によ
るＳｉＮ：Ｈ膜１１を９００〜＋８００Ａ 、さらに再
びＳｉＨ４とＮ２によるＳｉＮ膜１２を３００〜６００
Ａの厚さで順次堆積して形成する。これら三層の形成は
それぞれプラズマＣＶＤ法における供給ガスの切替だけ
で行うことが可能であり、三層を形成することによる生
産性の低下は非常に少ないｏａ−５ｉＮ膜ａ−ＳｉＮ：
Ｈ膜の上にさらにａ−５ｉＮを重畳形成することにより
、ａ−３ｉＮ膜及びａ−３ｉＮ：Ｈ膜或いはこれらの二
層複合膜で見られた様な輝度特性、絶縁破壊特性は改善
される。
法を用いＳｉＨ４とＮ２の混合ガスによるＳｉＮ膜１０
を３００〜６００Ａ 、 ＳｉＨ４とＮＨ３とＮ２によ
るＳｉＮ：Ｈ膜１１を９００〜＋８００Ａ 、さらに再
びＳｉＨ４とＮ２によるＳｉＮ膜１２を３００〜６００
Ａの厚さで順次堆積して形成する。これら三層の形成は
それぞれプラズマＣＶＤ法における供給ガスの切替だけ
で行うことが可能であり、三層を形成することによる生
産性の低下は非常に少ないｏａ−５ｉＮ膜ａ−ＳｉＮ：
Ｈ膜の上にさらにａ−５ｉＮを重畳形成することにより
、ａ−３ｉＮ膜及びａ−３ｉＮ：Ｈ膜或いはこれらの二
層複合膜で見られた様な輝度特性、絶縁破壊特性は改善
される。
この上に背面電極７をＡｆｌ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
とともにマトリッ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。
透明電極２と直交する方向に帯状成形され、透明電極２
とともにマトリッ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。
以上説明したように、上部誘電体層をＰ−ＣＶＤ法によ
るＳｉＮ膜１０ 、 ＳｉＮ：Ｈ護ＩＩ、ＳｉＮ膜１２
とすると、輝度特性及び絶縁破壊特性が自己回復型（５
ｅｌｆ ｈｅａｌｉｎｇｍｏｄｅ）となり素子の信頼
性向上が図れる。
るＳｉＮ膜１０ 、 ＳｉＮ：Ｈ護ＩＩ、ＳｉＮ膜１２
とすると、輝度特性及び絶縁破壊特性が自己回復型（５
ｅｌｆ ｈｅａｌｉｎｇｍｏｄｅ）となり素子の信頼
性向上が図れる。
尚上記実施例において、ＳｉＨ４とＮ２のみのプラズマ
ＣＶＤ法でＳｉＮ膜を形成する際に、微量のＮ２０ （
−酸化二窒素）を供給して、５ｉＯＮ（シリコンオキシ
ナイトライド）膜を形成してもＳｉＮ膜の場合と同様の
効果を得ることが可能である０ 〈発明の効果〉 以上詳説した如く、本発明によれば発光層に対するステ
ップカバレージが良好で、輝度特性、絶縁破壊特性に優
れた薄膜発光素子を提供できる。
ＣＶＤ法でＳｉＮ膜を形成する際に、微量のＮ２０ （
−酸化二窒素）を供給して、５ｉＯＮ（シリコンオキシ
ナイトライド）膜を形成してもＳｉＮ膜の場合と同様の
効果を得ることが可能である０ 〈発明の効果〉 以上詳説した如く、本発明によれば発光層に対するステ
ップカバレージが良好で、輝度特性、絶縁破壊特性に優
れた薄膜発光素子を提供できる。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図乃至第
４図はそれぞれ異なる従来例を示す断面図である。 ２・・・透明電極、３・・Ｓ ｉ０２膜、４，１０．１
２・・・ＳｉＮ膜、５・・・発光層、７・・背面電極、
１１・・・ＳｉＮ：Ｈ膜。 代理人 弁理士 杉 山 毅 至（他１名）第１図 第３図
４図はそれぞれ異なる従来例を示す断面図である。 ２・・・透明電極、３・・Ｓ ｉ０２膜、４，１０．１
２・・・ＳｉＮ膜、５・・・発光層、７・・背面電極、
１１・・・ＳｉＮ：Ｈ膜。 代理人 弁理士 杉 山 毅 至（他１名）第１図 第３図
Claims (2)
- １．電界印加に応答してＥＬ発光を生起する発光層と
該発光層の両主面を被覆する誘電体層とを１対の電極間
に介設して成る薄膜発光素子の製造方法において、前記
発光層を下地層としてシランと窒素の混合ガスを原料に
プラズマＣＶＤ法で第１のＳｉＮ膜を堆積し、該第１の
ＳｉＮ膜に重畳してシランと窒素とアンモニアの混合ガ
スを原料にプラズマＣＶＤ法で第２のＳｉＮ膜を堆積し
、該第２のＳｉＮ膜に重畳してさらにシランと窒素の混
合ガスを原料にプラズマＣＶＤ法で第３のＳｉＮ膜を堆
積し、該第１，第２及び第３のＳｉＮ膜で前記誘電体層
を構成したことを特徴とする薄膜発光素子の製造方法。 - ２． 前記第２のＳｉＮ膜は、水素を含むＳｉＮ：Ｈ膜
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄
膜発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61011544A JPS62170190A (ja) | 1986-01-21 | 1986-01-21 | 薄膜発光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61011544A JPS62170190A (ja) | 1986-01-21 | 1986-01-21 | 薄膜発光素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62170190A true JPS62170190A (ja) | 1987-07-27 |
Family
ID=11780904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61011544A Pending JPS62170190A (ja) | 1986-01-21 | 1986-01-21 | 薄膜発光素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62170190A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013125746A (ja) * | 2011-12-14 | 2013-06-24 | Lg Display Co Ltd | 有機電界発光表示素子及びその製造方法 |
-
1986
- 1986-01-21 JP JP61011544A patent/JPS62170190A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013125746A (ja) * | 2011-12-14 | 2013-06-24 | Lg Display Co Ltd | 有機電界発光表示素子及びその製造方法 |
| US8921837B2 (en) | 2011-12-14 | 2014-12-30 | Lg Display Co., Ltd. | Organic light emitting display device with light compensation layer |
| JP2016171088A (ja) * | 2011-12-14 | 2016-09-23 | エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド | 有機電界発光表示素子及びその製造方法 |
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