JPS62170191A - 薄膜発光素子の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、薄膜発元素子の製造技術に関し、特に薄膜発
光層の両生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Ｅ　Ｌ、（Ｅ
ｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍ１ｎｅｓｃｅｎｃｅ　）発光を生
起する薄膜発元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、発光層を下地としてプラズマＣＶＤ法で重畳
形成したＳｉＮ膜、　ＳｉＯ膜を、第２誘電体層とする
ことによシ、輝度特性、絶縁耐圧及び絶縁破壊特性を改
善するものである。

〈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
元素子は高輝度特性を利用して種種の表示装置や面発光
源等に利用されている。第３図はこの三層構造薄膜発元
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
ＫＳｉＯ２膜３とＳｉＮ膜４から成る第１誘電体層、Ｚ
ｎＳ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　、！：Ａｌ２Ｏ３膜７の重畳層から成る
第２誘電体層が順次積層されて三層購造部が構成されて
いる。Ａｔ２０３膜７上には上記透Ｆ３Ａ電極２と直交
する方向に帯状のＡ、ｔから成る背面電極８が配列され
、背面電極８と透明電極２は交流電源９＆で接続されて
この薄膜発元素子が駆＃Ｊきれる。

上記構造の薄膜発元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ＳｉＮ膜６とＡｔ２０：＋（アルミナ）膜７の複
合膜が用いられている。この５ｉＮｌ１％６け、通常Ｓ
ｉ　（シリコン）ターゲットをＮ２　　（窒素）ガスで
リアクティグスバソ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ＳｉＮ膜６は次
のような欠点を内包している。

（１）　　発光層上の微少突起や異物に対するカバレー
ジが悪い。

（２）　　スパッタ時の２次電子の入射により発光層が
ダメージを受け、発光特性が変化し易い。

（３）　　成膜速度が〜２ｏｏ’；＝、７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。

上記（１）の欠点によって、発光層とＳｉＮ膜間の界面
に湿気が浸透し易く、層間剥離の原因となる。

（２）の欠点は表示装置としての実用化を困難にしく３
）の欠点は量産性を阻害する要因となる。

ＳｉＮ膜の形成法としては、スパッタ法の他に、プラズ
マＣＶＤ法がある。５ｉＨ４（シラン）（！：Ｎ２（窒
素）を反応ガスとして用いてプラズマＣＶＤ法により形
成したＳｉＮ膜は、カバレージも良好で、生産性も高く
発光特性にも優れる。しかし、ＳｉＮ膜のみで第２誘電
体層を形成した場合には、絶縁耐圧は高いが、絶縁破壊
がプロパゲーティングモード（ｐｒｏｐａｇａｔｉｎｇ
　ｍｏｄｅ）であり破壊点が犬きく、絵素欠けが発生し
やすいという問題がある。

また、Ａｌ２Ｏ３等の金属酸化膜をスパッタによりＳｉ
Ｎ膜と背面電極間に形成すれば絶縁破壊特性は良くなる
が、スパッタ法では、ＳｉＮ膜と装置が異なり、生産性
が著しく低下する。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、耐湿
性、量産性、輝度特性及び絶縁耐圧特性の優れた薄膜発
元素子の製造方法を提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、発光層を下地層とする第２誘電体層をプラズ
マＣＶＤ法によるＳｉＮ膜、　ＳｉＯ膜で形成するもの
である。

く作　用〉 上記方法により、絶縁破壊を小さく押さえるこさができ
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。

ガラス基板Ｉ上に透明導電膜（ＩＴＯ膜）を被着後、帯
状成形して複数本の透明電極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Ｓ　ｉ０２
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１０００〜３０
００Ａ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。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Ｍ　ｎ　＋　Ｄｙ　＋　”ｍ　６る
いはこれらの化合物を添加した焼結ベレットを電子ビー
ム蒸着することにより行なわれる。その膜厚は６０００
〜８０００Ａ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、プラズマＣ
ＶＤ法でＳｉＮ膜ＩＯを形成する。このとき、原料ガス
としては、５ｉｎ４　　とＮ２の混合ガスを用いる。Ｓ
　ｉＨ４とＮ２　を用いたプラズマＣＶＤ法では原料ガ
ス中の水素がＳｉＨ４だけであり、プラズマ中及び膜中
の水素量が、ＳｉＨ４とＮＨ３（アンモニア）を原料ガ
スとして用いたときよりも少なく、ＺｎＳのダメージが
少ないため、輝度特性に優れる。このプラズマＣＶＤ法
によるＳｉＮ膜ｌＯは、カバレージが良好で膜欠陥が少
なく耐湿保護膜として優れる。また、スパッタ法よりも
低屯力で成膜速度が速く、量産性にテれる。

このＳｉＮ膜１膜上０上１ｃｓｉＨ４２０（亜酸化窒素
）またｔ／−ｉ、０２（酸素）を原料ガスとしてプラズ
マＣＶＤ法で５１０２膜Ｉ＋を形成する。この５ｉＯｚ
膜１１も成膜速度が速（、ＳｉＮ膜１膜上０一チャンバ
ーで原料ガスの切り替えだけで成膜可能でろリ、生産性
はスパッタ法より高い。これらの膜厚はＳｉＮ膜ＩＯが
ｌ０００〜３０００Ａ、ＳｉＯ膜１１が２００〜８００
Ａが適当であり、成膜条件は温度２００−３５０°Ｃ，
ガス圧０．２−２．Ｏｆｏｒｒ　　が適当である。

このＳｉＯ膜１膜上１上Ｉ等の背面電極８を透明電極２
と直交する方向に帯状形成し、透明電極２とともにマト
ツリクス電極構造を構成する。背面電極８と透明電極２
Ｔｔ交流電源９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ＶＣＥ３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、上部誘電体層をプラズマＣＶＤ
法によるＳｉＮ膜１０とＳｉＯ膜１１を重畳するこ（！
：により形成すると、絶縁破壊のモードがセルフヒーリ
ング（５ｅｌｆ　ｈｅｕｌｉｎｇ）となり、破壊が小さ
く押さえられ、素子の信頼性同上が図れる。

尚、上記実施例において、プラズマＣＶＤ法によるＳｉ
Ｎ膜の成膜中にＮ２０を導入して、５ｉＯＮ（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。

また、第２図に示す様に、ＳｉＮ膜１２．１３を２層と
し、Ｚｒ１Ｓ　＆て接するＳｉＮ膜１２の界面を５ｉＨ
４Ｎ２を原料ガスとして形成し、その上にＳｉＨ４とＮ
Ｈ３を原料ガスとしてＳｉＮ＠Ｉ　３を重畳形成し、さ
らにＳｉＯ膜Ｉ＋を形成することによっても信頼性の高
い薄膜発元素子の製造が可能である。

〈発明の効果〉 以上のように本発明によれば、発光層に対するカバレー
ジが良好な誘電体層を有し、耐湿性に浸れ、発光輝度特
性、絶縁耐圧及び破壊モードが良好であり、量産性に優
れ、安価な薄膜発元素子の製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明の他の実施例を示す断面図、第３図は従来例を示す断
面図である。 ２・・透明電極、３．ＩＩ・・・ＳｉＯ膜、４．　ＩＱ
、　１２゜■３・・・ＳｉＮ膜、５・・・発光層、８・
・・背面電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　１．電界印加に応答してＥＬ発光を生起する発光層と
   該発光層を被覆する第１及び第２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プラズマＣＶＤ法でＳｉＮ膜
   を堆積し、該ＳｉＮ膜に重畳してプラズマＣＶＤ法でＳ
   ｉＯ膜を堆積して、前記ＳｉＮ膜及びＳｉＯ膜より第２
   誘電体層としたことを持徴とする薄膜発元素子の製造方
   法。