JPS62176093A - Thin film light emitting device - Google Patents

Thin film light emitting device

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Publication number
JPS62176093A
JPS62176093A JP61228119A JP22811986A JPS62176093A JP S62176093 A JPS62176093 A JP S62176093A JP 61228119 A JP61228119 A JP 61228119A JP 22811986 A JP22811986 A JP 22811986A JP S62176093 A JPS62176093 A JP S62176093A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating layer
light emitting
layer
thin film
emitting layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP61228119A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
喜之 影山
大瀬戸 誠一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Priority to GB8709099A priority patent/GB2195823B/en
Publication of JPS62176093A publication Critical patent/JPS62176093A/en
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  • 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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、薄膜発光素子、エレクトロルミネッセンス
ディスプレイに関し、コンピュータ端末笠のディスプレ
イにも応用できるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field The present invention relates to thin film light emitting devices and electroluminescent displays, and can also be applied to displays for computer terminal shades.

従来技術 マルチカラー化を目ざしたエレクトロルミネッセンス素
子の発光層母材として、アルカリ土類カルコゲン化合物
の開発が行なわれている。そのひとつはアルカリ土類硫
化物である。srs、cas等にCe、ELJ等の発光
中心を添加した薄膜発光素子が知られている[帽^、B
arrOW、11.E、C00Vert and C,
N、にing;Digest 1984 SID In
t、Symp、(Society forInform
ation Display、Los Angeles
、1977、P8BとV、5hanker、S、Tan
aka、M、Shi iki、H,Deguchi。
BACKGROUND OF THE INVENTION Alkaline earth chalcogen compounds are being developed as a base material for the light-emitting layer of electroluminescent devices aiming at multicolor. One of them is alkaline earth sulfides. Thin film light emitting devices are known in which luminescent centers such as Ce and ELJ are added to srs, cas, etc.
arrOW, 11. E, C00Vert and C,
Digest 1984 SID In
t,Symp,(Society forInform
ation Display, Los Angeles
, 1977, P8B and V, 5hanker, S, Tan.
aka, M., Shiiki, H., Deguchi.

、H,Kobayashi’ and H,5asak
ura;^pp1.Phys。
, H.Kobayashi' and H.5asak.
ura;^pp1. Phys.

Lett、45,960(1984)を参照]。Lett, 45, 960 (1984)].

もうひとつはアルカリ土類セレン化物である。5rSe
、Ca5e等にCe、Eu等の発光中心を添加した薄膜
発光素子がある。
The other is alkaline earth selenide. 5rSe
There are thin film light emitting devices in which a luminescent center such as Ce or Eu is added to Ca5e or the like.

これらの薄膜素子では絶縁層として Y20x、SiO2、Al 203、 Ta205等の酸化物が用いられている。しかしこれら
の素子においては絶縁層と発光層との間で高電圧印加時
に相互作用がおこり発光輝度の低下がおこることが問題
となっている。
In these thin film devices, oxides such as Y20x, SiO2, Al203, Ta205, etc. are used as insulating layers. However, in these devices, there is a problem in that interaction occurs between the insulating layer and the light-emitting layer when a high voltage is applied, resulting in a decrease in luminance.

目   的 この発明は、従来技術の上記問題を解決し、高輝度、低
電圧駆動、低コスト、高信頼性のマルヂカラーEL素子
を提供することを目的としている。
Purpose The present invention aims to solve the above-mentioned problems of the prior art and provide a multicolor EL element with high brightness, low voltage drive, low cost, and high reliability.

構   成 上記目的を達成するための、この発明の構成は、アルカ
リ土類カルコゲン発光層の少なくとも一方の面上に誘電
体層を介して電極を配した構成を有する薄膜発光素子に
おいて、前記誘電体層の少なくとも一層が窒化物で構成
されている薄膜発光素子である。
Structure To achieve the above object, the present invention has a structure in which an electrode is disposed on at least one surface of an alkaline earth chalcogen light emitting layer via a dielectric layer. This is a thin film light emitting device in which at least one of the layers is made of nitride.

上記目的を達成するためのこの発明の構成を以下に述べ
る。薄膜発光素子の発光層母材としてはアルカリ土類カ
ルコゲン化物であるSrS、Cab、BaS等のアルカ
リ土類硫化物やSr’Se、CaSe等のアルカリ土類
、セレン化物等である。この母材中に発光中心としてC
e1Eu等のランタノイド系希土類元素を添加りること
により、[I I4と発光中心の組合Uにしたがって種
々の発光色を得ることができる。たとえば5rSe:C
eでは青色発光がcas : ceでは緑色発光かCa
S :Euでは赤色発光がI8られるといった具合であ
る。
The structure of the present invention for achieving the above object will be described below. The light emitting layer base material of the thin film light emitting device includes alkaline earth chalcogenides such as alkaline earth sulfides such as SrS, Cab, and BaS, alkaline earth metals such as Sr'Se and CaSe, and selenides. C as a luminescent center in this base material
By adding a lanthanoid rare earth element such as e1Eu, various luminescent colors can be obtained according to the combination U of [I I4 and the luminescent center. For example, 5rSe:C
In e, blue emission is cas; in ce, green emission or Ca
S: Eu emits red light as I8.

本発明はこの発光層と積層される絶縁体層を窒化物とす
ることを特徴とする。窒化物としてはBN、AIN、T
iN、TaNあるいはSi3N4等がある。これらの膜
はスパッタリング、イオンブレーティング、蒸着、CV
D等の方法で作製される。
The present invention is characterized in that the insulating layer laminated with the light emitting layer is made of nitride. Nitrides include BN, AIN, and T.
Examples include iN, TaN, and Si3N4. These films can be fabricated by sputtering, ion blasting, vapor deposition, CV
It is produced by methods such as D.

酸化物を絶縁層とした場合の輝度低下の原因は明確では
ない。原因のひとつとして考えられるのは絶縁層中の酸
素が高電圧下で発光層側へ拡散し、発光層材お1、特に
アルカリ土類と反応することである。したがって、発光
層と接する側に窒化物からなる絶縁層を設けることが望
ましい。
The cause of the decrease in brightness when an oxide is used as an insulating layer is not clear. One possible cause is that oxygen in the insulating layer diffuses toward the light-emitting layer under high voltage and reacts with the light-emitting layer material 1, especially alkaline earth. Therefore, it is desirable to provide an insulating layer made of nitride on the side in contact with the light emitting layer.

薄膜発光素子における絶縁層は発光層の発光側あるいは
背面側どちらか一方に設ける場合と両側に設けて二重絶
縁構造とする場合がある。本発明の場合にも片側絶縁、
両側絶縁、両構造をとることができる。どちらの構造の
場合も発光層に接する側に窒化物絶縁層を設けることが
望ましい。こうすることにより発光層、特にアルカリ土
類元素と絶縁層との反応を抑制し、信頼性の高い発光素
子を得ることができる。この場合各絶縁層は必ずしも単
層である必要はない。前述のように発光層と゛ 接する
側に窒化物層があれば反応は抑制されるので、たとえば
窒化物と酸化物の積層としてよいことは勿論である。こ
の場合の酸化物層としてはY2O3,5i02、Al2
O3、Ta205等の常誘電体やSrTiO3、PbT
 !03 、PbNb2O6等の強誘電体を用いること
ができる。
The insulating layer in a thin film light emitting device may be provided on either the light emitting side or the back side of the light emitting layer, or may be provided on both sides to form a double insulation structure. In the case of the present invention, one side is also insulated,
Both sides can be insulated and both structures can be used. In either structure, it is desirable to provide a nitride insulating layer on the side in contact with the light emitting layer. By doing so, the reaction between the light emitting layer, especially the alkaline earth element, and the insulating layer can be suppressed, and a highly reliable light emitting element can be obtained. In this case, each insulating layer does not necessarily have to be a single layer. As mentioned above, if there is a nitride layer on the side in contact with the light-emitting layer, the reaction is suppressed, so it goes without saying that a stacked layer of nitride and oxide, for example, may be used. In this case, the oxide layer is Y2O3, 5i02, Al2
Paraelectric materials such as O3, Ta205, SrTiO3, PbT
! 03, PbNb2O6, or other ferroelectric materials can be used.

この薄膜発光素子はガラス基板上に各層が順次積層され
て作製される。ガラス基板上にははじめに透明電極が堆
積される。透明電極材料としてはI T O、S n 
O2GL S b、1:などを添加したもの、Z、 n
 OにA1などを添加したものが適している。これらの
透明電極層はスパッタリング、蒸着、CVD等により作
製される。膜厚は数百入から数千人が適している。
This thin film light emitting device is manufactured by sequentially laminating each layer on a glass substrate. A transparent electrode is first deposited on the glass substrate. Transparent electrode materials include ITO, Sn
O2GL S b, 1: etc. added, Z, n
A mixture of O and A1 added thereto is suitable. These transparent electrode layers are produced by sputtering, vapor deposition, CVD, or the like. Suitable film thickness is from several hundred to several thousand.

この透明電極上には前述のにうに絶縁層を積層する場合
と、発光層を積層する場合がある。発光層と透明電極層
との反応を抑制するため、に透明電極上に絶縁層を設け
ることが望ましい。絶縁層としては前述の窒化物層単層
あるいは窒化物、酸化物、炭化物層等との積層構造が適
している。この場合発光層と接する側に窒化物層を積層
する。絶縁層の作製はスパッタリング、蒸着、CVD、
イオンプレーディング等によりおこなう。
On this transparent electrode, an insulating layer may be laminated as described above, or a light emitting layer may be laminated. In order to suppress the reaction between the light emitting layer and the transparent electrode layer, it is desirable to provide an insulating layer on the transparent electrode. As the insulating layer, the above-mentioned single nitride layer or a laminated structure with nitride, oxide, carbide, etc. layers is suitable. In this case, a nitride layer is laminated on the side in contact with the light emitting layer. The insulating layer is manufactured by sputtering, vapor deposition, CVD,
This is done by ion plating, etc.

この絶縁層上にE、L発光層を積層する。発光層材料と
しては前述のアルカリ土類カルコゲン化物に希土類元素
等を添加したものを用いる。発光層の作製法としてはE
B蒸着、スパッタリング、反応性蒸着、イオンブレーテ
ィング等が適している。またCVD、 MOCVD等により薄膜作製を行なうこと−bできる。
E and L light emitting layers are laminated on this insulating layer. As the light-emitting layer material, a material obtained by adding a rare earth element or the like to the above-mentioned alkaline earth chalcogenide is used. The method for producing the light emitting layer is E.
B vapor deposition, sputtering, reactive vapor deposition, ion blating, etc. are suitable. Furthermore, thin films can be fabricated by CVD, MOCVD, etc.

発光層の膜厚は数千入から数μmが適している。The thickness of the light-emitting layer is suitably from several thousand to several μm.

この発光層には絶縁層を積層する場合と背面電極を積層
する場合がある。絶縁層を積層でる場合には上述の方法
と同様にして積層することができる。これらの絶縁層膜
厚は数百入から数μmが適している。
This light-emitting layer may have an insulating layer laminated thereon or a back electrode laminated thereon. When laminating insulating layers, they can be laminated in the same manner as described above. The thickness of these insulating layers is suitably from several hundred to several μm.

次に背面電極層を積層する。背面電極材料はAI、Ti
等の金属やITO等の透明電極を用いることができる。
Next, a back electrode layer is laminated. Back electrode material is AI, Ti
Transparent electrodes such as metals such as ITO and ITO can be used.

これらの膜は蒸着、スパッタリング、CVD等により作
製される。
These films are produced by vapor deposition, sputtering, CVD, or the like.

膜厚は数百人から数千人が適している。A film thickness of several hundred to several thousand is suitable.

以上の積層プロセスににり単色の薄膜発光素子を作製す
ることができる。マルヂカラー発光素子を作製する場合
には各色に対応する発光層を絶縁層、電極によってはさ
んだ構造単位を積層する。この場合台111ffU単位
間の絶縁は酸化物絶縁層、窒化物絶縁層等によって行な
うことができる。
A monochromatic thin film light emitting device can be manufactured by the above lamination process. When producing a multicolor light emitting device, structural units are laminated in which a light emitting layer corresponding to each color is sandwiched between insulating layers and electrodes. In this case, insulation between the units of the base 111ffU can be achieved by an oxide insulating layer, a nitride insulating layer, or the like.

すなわら、この発明は、エレク1−ロルミネッセンス(
EL)素子の絶縁層を窒化物とすることににす、発光層
のアルカリ土類化合物との反応を抑制し、高性能で信頼
性が高いEL素子ができるという発見に基づくものであ
る。
In other words, this invention is based on the electroluminescence (
The decision was made to use nitride as the insulating layer of the EL device, which was based on the discovery that reaction with the alkaline earth compound in the light-emitting layer could be suppressed, resulting in a high-performance and highly reliable EL device.

その具体的構成を添付図面によって例示すると、ガラス
基板1の表面に順次、透明電極2、窒化物絶縁層3、発
光層4、窒化物絶縁層3、背面電極5を有するものであ
る。
To illustrate its specific configuration with reference to the accompanying drawings, a transparent electrode 2, a nitride insulating layer 3, a light emitting layer 4, a nitride insulating layer 3, and a back electrode 5 are sequentially formed on the surface of a glass substrate 1.

上記EL素子を製造する装置の一例を第2図に示ず。電
極、絶縁層、発光層等の材料をそれぞれの蒸発源6.7
.8に装入する。蒸発源の開口にはフィラメント12、
あるいはイオン化電極13が備えられている。
An example of an apparatus for manufacturing the above EL element is not shown in FIG. 6.7 Evaporation sources for materials such as electrodes, insulating layers, and light emitting layers.
.. 8. A filament 12 is provided in the opening of the evaporation source.
Alternatively, an ionization electrode 13 is provided.

蒸発源6.7.8に対向して基板ヒーター10で温度調
節できるように基板9が設けられ、基板9と上記蒸発源
の間にはシャッター11がある。
A substrate 9 is provided opposite the evaporation source 6.7.8 so that the temperature can be controlled by a substrate heater 10, and a shutter 11 is provided between the substrate 9 and the evaporation source.

イオン化電極にはイオン化電源14によって電圧■2が
印加され、基板9にはバイアス電源16によってバイア
ス電圧V+が印加されている。
A voltage 2 is applied to the ionization electrode by an ionization power supply 14, and a bias voltage V+ is applied to the substrate 9 by a bias power supply 16.

こうして蒸発源から蒸発した分子は基板9にイオンブレ
ーティングされる。15はイオン化電流81.17はバ
イアス電流H1である。
The molecules thus evaporated from the evaporation source are ion-blated onto the substrate 9. 15 is an ionization current 81, and 17 is a bias current H1.

以下、実施例によって、この発明を具体的に説明する。Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples.

実施例1 絶縁層を窒化ケイ素(Si3N4)とした薄膜EL索子
を下記の工程によって製造した。
Example 1 A thin film EL cord having an insulating layer made of silicon nitride (Si3N4) was manufactured by the following steps.

まずガラス基板1の上にド[0膜を厚さ500Aになる
ようにスパッタリングにより形成した。その上にイオン
ブレーティングF B蒸着により3 i 3 N 、s
絶縁層を厚ざ2000iにbるように形成した。絶縁層
材料は4NのS i 3 N 4粉末をプレスしてダブ
レット状に固めたしのを用いた、1絶縁層成膜時の塁板
温[衰は350”Cでおる。イオンプレーディングは加
速熱電子による513N+蒸気の−fオン化プロセスを
用いている。成膜時基板には一200Vのバイアス電圧
を印加した。反応雰囲気は窒素ガスであり、圧力は4X
10’paとした。
First, a do[0 film was formed on a glass substrate 1 to a thickness of 500 Å by sputtering. On top of that, 3 i 3 N,s is deposited by ion blating F B
The insulating layer was formed to have a thickness of 2000i. The material for the insulating layer was 4N Si 3 N 4 powder pressed into a doublet shape. -F ionization process of 513N+ vapor using accelerated thermionic electrons is used.A bias voltage of -200V was applied to the substrate during film formation.The reaction atmosphere was nitrogen gas, and the pressure was 4X.
It was set to 10'pa.

投入RFパワーは100Wである。The input RF power is 100W.

こうして作製した絶縁層の上に3r3e:Ce発光層を
蒸着した。発光層は加速熱電子によるイオン化共蒸着法
により作製した。発光層の膜厚は1μmとした。膜作製
時の基板温度は400℃とし、図2に示したバイアス電
圧(V+)は−100Vとした。また投入イオン化パワ
ー[イオン化電圧(V2)とイオン化電流(A2)の積
]を200Wとした。
A 3r3e:Ce light emitting layer was deposited on the insulating layer thus produced. The light-emitting layer was fabricated by an ionized co-evaporation method using accelerated thermionic electrons. The thickness of the light emitting layer was 1 μm. The substrate temperature during film fabrication was 400° C., and the bias voltage (V+) shown in FIG. 2 was −100V. Further, the input ionization power [product of ionization voltage (V2) and ionization current (A2)] was set to 200W.

この発光層の上に再びSi3N4絶縁層を厚さ2000
人になるように形成した。作製条件は第一の絶縁層と同
じにした。ざらにこの絶縁層上にアルミニウム電極を蒸
着しEし素子を完成した。
On top of this light emitting layer, a Si3N4 insulating layer is again placed to a thickness of 2000 mm.
Formed to become a person. The manufacturing conditions were the same as those for the first insulating layer. An aluminum electrode was roughly vapor-deposited on this insulating layer and subjected to E to complete the device.

こうして製作したEL索子に交番パルス電圧を300 
V、5kllzで印加し、雰囲気湿度80℃で強制劣化
試験をした。その結果絶縁層がY20:lの素子に比べ
輝度の半減値で寿命が2倍になることがわかった。
Apply an alternating pulse voltage of 300 to the EL cord thus manufactured.
A forced deterioration test was conducted at an atmospheric humidity of 80° C. by applying voltage of V and 5 kllz. As a result, it was found that when the luminance was halved, the lifespan was doubled compared to a device with an insulating layer of Y20:l.

実施例2 絶縁層を窒化ホウ素(BN)とした薄膜EL素子を実施
例1と同様の方法で製造した。
Example 2 A thin film EL device using boron nitride (BN) as an insulating layer was manufactured in the same manner as in Example 1.

BN層の厚さは2000λとした。BNN層成待時基板
温度は150℃である。バイアス電圧は一500V、反
応雰囲気は窒素ガス、反応圧力は4x 10’ f〕a
、投入RFパワーはioowとした。
The thickness of the BN layer was 2000λ. The substrate temperature during deposition of the BNN layer was 150°C. The bias voltage was -500V, the reaction atmosphere was nitrogen gas, and the reaction pressure was 4x 10'f]a
, the input RF power was ioow.

こうして作製した絶縁層の上に実施例1と同様の方法で
5rSe:Ce発光層を蒸着した。この発光層の上に再
びBN絶縁層を厚さ2000 Aになるように形成した
。ざらにこの絶縁層上にアルミニウム電極を蒸盾しEL
水素子完成した。
A 5rSe:Ce light-emitting layer was deposited on the insulating layer thus prepared in the same manner as in Example 1. A BN insulating layer was again formed to a thickness of 2000 Å on this light emitting layer. An aluminum electrode is evaporated on top of this insulating layer and an EL
Hydrogen completed.

このFL素子に交番パルス電圧を300V。Apply an alternating pulse voltage of 300V to this FL element.

5kllzで叩i:ilシ、雰囲気温度80℃で強制劣
化試験を行なった。その結果絶縁層がY203の素子に
比べ寿命が約3倍になることがわがった。この素子の輝
度は最高値で約1000cd/m2であった。またこの
素子の発光スペクトルを第3図に示す。
A forced deterioration test was conducted at an ambient temperature of 80° C. by beating i:il at 5 kllz. As a result, it was found that the life of the insulating layer was approximately three times longer than that of the Y203 element. The maximum brightness of this device was about 1000 cd/m2. Furthermore, the emission spectrum of this device is shown in FIG.

実施例3 絶縁層を窒化アルミニウム(AIN>とした薄膜E、L
素子を実施例1と同様の方法で製法した。AIN層の厚
さは2000人とした。
Example 3 Thin films E and L with aluminum nitride (AIN>) as the insulating layer
A device was manufactured in the same manner as in Example 1. The thickness of the AIN layer was set at 2,000 people.

AIN層成膜時の基板温度は300’Cである。The substrate temperature during the AIN layer deposition was 300'C.

バイアス電圧−500V、反応雰囲気は窒素ガス、反応
圧力は4x 1O−2P a 、投入パワーは100W
とした。
Bias voltage -500V, reaction atmosphere is nitrogen gas, reaction pressure is 4x 1O-2P a, input power is 100W
And so.

こうして作製した絶縁層の上に実施例1と同様の方法で
5rSe:Ce発光層を蒸着した。この発光層の上に再
びAIN絶縁層を厚さ2000λになるように形成した
。ざらにこの絶縁層上にアルミニウム電極を蒸着しEL
水素子完成した。
A 5rSe:Ce light-emitting layer was deposited on the insulating layer thus prepared in the same manner as in Example 1. On this light emitting layer, an AIN insulating layer was again formed to a thickness of 2000λ. An aluminum electrode is roughly deposited on this insulating layer and an EL
Hydrogen completed.

このEL水素子交番パルス電圧を300V。This EL hydrogen element alternating pulse voltage is 300V.

5kHzで印加し、雰囲気温度80℃で強制劣化試験を
おこなった。その結果絶縁層がY2O3の素子に比べ寿
命が約3倍になることがわかった。またAIN膜は3i
3N4膜に比べ接着強度が優れており、剥離しにくいこ
とがわかった。
A forced deterioration test was conducted at an ambient temperature of 80° C. with an applied frequency of 5 kHz. As a result, it was found that the lifespan of this device was approximately three times longer than that of a device with an insulating layer of Y2O3. Also, the AIN film is 3i
It was found that the adhesive strength was superior to that of the 3N4 film, and it was difficult to peel off.

実施例4 絶縁層を酸化ケイ素(SiO2)と窒化チタン(TiN
)の積層構造とした薄膜EL素子を下記の工程によって
製造した。
Example 4 Insulating layer made of silicon oxide (SiO2) and titanium nitride (TiN)
) A thin film EL device having a laminated structure was manufactured by the following steps.

まずガラス基板1の上にITO膜を厚さ500人になる
ようにスパッタリングにより形成した。その上にSiO
2絶縁層を厚さ1000人になるようにスパッタリング
により形成した。ざらにその上にイオンブレーティング
FB蒸着によりTiN絶縁層を厚さi ooo入になる
ように形成した。絶縁層成膜1h5の基板温度はそれぞ
れ150℃(SiO2)、200’C(TiN)である
。SiO2の場合、雰囲気はアルゴンと酸化の混合ノj
ス、圧力は1×10’ pa、 RFパワーは4kWと
した。TiNの場合、バイアス電圧−500v、雰囲気
は窒素ガス、反応圧力は3X 1O−2P a、投入R
Fパワーは150Wとした。
First, an ITO film was formed on a glass substrate 1 to a thickness of 500 mm by sputtering. On top of that, SiO
Two insulating layers were formed by sputtering to a thickness of 1,000 layers. Roughly thereon, a TiN insulating layer was formed to a thickness of Iooo by ion-blating FB evaporation. The substrate temperatures for the insulating layer formation 1h5 are 150°C (SiO2) and 200'C (TiN), respectively. In the case of SiO2, the atmosphere is a mixture of argon and oxidation.
The pressure was 1×10'pa, and the RF power was 4kW. In the case of TiN, the bias voltage is -500v, the atmosphere is nitrogen gas, the reaction pressure is 3X 1O-2P a, and the input R
F power was 150W.

こうして作製した絶縁層の上に実施例1と同様の方法で
5rSe:Ce発光層を蒸むした。この発光層の上に再
びTiN絶縁層を厚さ1ooo人、5i02絶縁層を厚
さ1000人積層した。ざらにこの絶縁層上にアルミニ
ウム電極を蒸着しEL水素子完成した。
A 5rSe:Ce light-emitting layer was vaporized on the insulating layer thus prepared in the same manner as in Example 1. On this light emitting layer, a TiN insulating layer with a thickness of 100 mm and a 5i02 insulating layer with a thickness of 1000 mm were laminated again. An aluminum electrode was roughly deposited on this insulating layer to complete the EL hydrogen element.

このEl素子に交番パルス電圧を300V。Apply an alternating pulse voltage of 300V to this El element.

5kllZで印加し、雰囲気温度80’Cで強制劣化試
験を行なった。その結果絶縁層がY20yの素子に比べ
寿命が約2倍になった。また絶縁層がSi3N4の素子
に比べ、駆動電圧を約30%下げることができた。
A forced deterioration test was conducted at an ambient temperature of 80'C with an applied voltage of 5kllZ. As a result, the lifespan was approximately twice as long as that of a device with an insulating layer of Y20y. Furthermore, compared to a device with an insulating layer of Si3N4, the driving voltage could be lowered by about 30%.

実施例5 絶縁層として酸化ケイ素(SiO2)、窒化ホ1り素(
BN)、窒化アルミニウム(AIN>を用いた薄膜「「
素子を下記の工程によって製造した。
Example 5 As an insulating layer, silicon oxide (SiO2), phosphorus nitride (
BN), thin film using aluminum nitride (AIN)
The device was manufactured by the following steps.

まずカラス基板1の上にITO膜を厚さ500人になる
ようにスパッタリングにより形成した。その上に同じく
スパッタリングにより3iQ2絶縁層を厚さ1000λ
に4【るように形成した。さらにその上にイオンブレー
ティングEB蒸着によりBN絶縁層を厚さ1000Aに
なるように形成した。SiO2絶縁肱絶縁台、塁仮温度
150°C,雰囲気はアルゴンと酸素の混合カス、圧力
は1xlO−’ Pa、RFパワーは旧<Wとした。B
N絶縁層の場合、基板温度150’C,雰囲気は窒素ガ
ス、圧力は4×10’pa、R[パワーはioowとし
た。
First, an ITO film was formed on the glass substrate 1 to a thickness of 500 mm by sputtering. On top of that, a 3iQ2 insulating layer is applied to a thickness of 1000λ by sputtering.
It was formed to look like 4. Furthermore, a BN insulating layer was formed thereon to a thickness of 1000 Å by ion-blating EB deposition. A SiO2 insulating base was used, the base temperature was 150°C, the atmosphere was a mixture of argon and oxygen, the pressure was 1xlO-' Pa, and the RF power was <W. B
In the case of the N insulating layer, the substrate temperature was 150'C, the atmosphere was nitrogen gas, the pressure was 4 x 10'pa, and the power was ioow.

こうして作製した絶縁層の上に実施例1と同様の方法で
cas : cu発光層を蒸着した。
A cas:cu light emitting layer was deposited on the insulating layer thus prepared in the same manner as in Example 1.

発光層の膜厚は1μmとした。膜作製時の基板温度は4
00’Cとし、バイアス電圧は一150Vとした。投入
イオン化パワーは200 Wとした。
The thickness of the light emitting layer was 1 μm. The substrate temperature during film fabrication was 4
The temperature was 00'C, and the bias voltage was -150V. The input ionization power was 200W.

この発光層の上にAIN絶縁層を厚さ2000人になる
ように形成した。基板温度は300’C、バイアス電圧
は−booyJ雰囲気は窒素ガス、反応圧力は4X10
−2Pa、RFパワーは100Wとした。
On this light emitting layer, an AIN insulating layer was formed to a thickness of 2000 nm. Substrate temperature is 300'C, bias voltage is -booyJ atmosphere is nitrogen gas, reaction pressure is 4X10
-2Pa and RF power was 100W.

こうして作製した絶縁層の上にさらにアルミニウム化(
へを蒸着し[L索子を完成した。
Further aluminization (
Then, the L-column was completed.

この[L素子に交番パルス電圧を300V、5kllZ
で印加し、雰囲気温度80’Cで強制劣化試験を行なっ
た。その結果絶縁層がY2O3の素子に比べ寿命が約3
18になった。
This [L element is applied an alternating pulse voltage of 300V, 5kllZ
A forced deterioration test was conducted at an ambient temperature of 80'C. As a result, the lifespan is about 3 times longer than that of an element with an insulating layer of Y2O3.
I turned 18.

実施例6 実施例1と同様の層構成で絶縁層を一 3i  3N4、発光層をcas : ccとしだ訪+
1tAEc素子を作製した。
Example 6 The same layer structure as in Example 1 was used, with the insulating layer being 13i 3N4 and the light emitting layer being cas: cc.
A 1tAEc device was fabricated.

絶縁層の形成条件はつぎのようにした。原材料としては
、4Nの窒化ケイ素( 3i:+N4)粉末をプレスしてタブレット状に固めた
ものを用いた。ガラス基板の温度は350°Cである。
The conditions for forming the insulating layer were as follows. As a raw material, 4N silicon nitride (3i:+N4) powder was pressed and solidified into a tablet shape. The temperature of the glass substrate is 350°C.

イオンブレーティング時の反応圧力は3x 10″l’
−orr、雰囲気はアルゴンである。加えたRFパワー
は100W、加速電圧は300 Vとした。
The reaction pressure during ion blating is 3x 10″l'
-orr, the atmosphere is argon. The applied RF power was 100 W, and the acceleration voltage was 300 V.

こうして作製した絶縁層の上にイオンブレーティングE
B蒸着により厚さ1.2μmのcas : ce発光層
を形成した。この時のり板温度は400°Cであった。
Ion blasting E was applied on the insulating layer thus prepared.
A cas:ce light emitting layer with a thickness of 1.2 μm was formed by B vapor deposition. At this time, the glue plate temperature was 400°C.

この発光層の上に再びSi3N4絶縁層をイオンブレー
ティングにより、膜厚2000人になるように形成した
。その上にアルミニウム電極を蒸着し、[L素子を完成
した。
A Si3N4 insulating layer was again formed on this light emitting layer by ion blasting to a thickness of 2000 nm. An aluminum electrode was deposited thereon to complete the L element.

こうして作製した絶縁層を用いたEl素子は実施例1と
同様、寿命はこれまでの Y203を用いたしのよりも優れていることかわかった
As with Example 1, it was found that the El element using the insulating layer produced in this way had a longer lifespan than the conventional one using Y203.

実施例7 絶縁層を窒化アルミニウム(AIN>としたa9膜E[
素子を下記の工程によって製造した。
Example 7 A9 film E [with aluminum nitride (AIN>) as the insulating layer
The device was manufactured by the following steps.

ます、カラス基板1の上にITO膜を厚ざ500iにな
るように形成した。その十にイオンブレーティング[[
3蒸ン1によりAIN絶縁絶縁厚さ2000fiになる
J、うに形成した。
First, an ITO film was formed on the glass substrate 1 to a thickness of 500i. Ion blasting [[
By steaming 3 and 1, an AIN insulation layer was formed with an insulation thickness of 2000 fi.

上記絶縁層の材料は4NのAIN扮末をブレスしてタブ
レット状に固めたものを用いた。
The material used for the insulating layer was 4N AIN powder pressed and solidified into a tablet shape.

ITO膜を有する上記ガラス基板1の温度を350℃に
保ら、イオンブレーティング時の反応圧力は5xlO’
 Torr 、雰囲気はアルゴン、投入RFパワーは5
0W、基板への加速電圧は200Vとした。
The temperature of the glass substrate 1 having the ITO film was maintained at 350°C, and the reaction pressure during ion blating was 5xlO'.
Torr, atmosphere is argon, input RF power is 5
0W, and the acceleration voltage to the substrate was 200V.

こうして作製した絶縁層の上にイオンブレーティングE
B@肴により厚さ1.2μmのcas’:ce発光層を
作製した。この時の基板温度は400℃であった。
Ion blasting E was applied on the insulating layer thus prepared.
A cas':ce light-emitting layer with a thickness of 1.2 μm was prepared using B@Sake. The substrate temperature at this time was 400°C.

この発光層の上に再びAIN絶縁層をイオ。Place the AIN insulating layer again on top of this light emitting layer.

ンプレーティングにより膜厚2000Xになるように形
成した。その上にアルミニウム電極を蒸着し、EL素子
を完成した。
The film was formed to have a film thickness of 2000× by template plating. An aluminum electrode was deposited thereon to complete the EL device.

こうして製作したEL累子に交番パルス電圧を300V
、5KHzで印加し、雰囲気温度80°Cで強制劣化試
験をした。添附図面の構成で絶縁層がY2O:lのもの
に比較して輝度の半減値で寿命か2倍になることかわか
った。
An alternating pulse voltage of 300V was applied to the EL element produced in this way.
, 5 KHz was applied, and a forced deterioration test was conducted at an ambient temperature of 80°C. It was found that with the structure shown in the attached drawings, the lifespan is doubled when the luminance is halved compared to the insulating layer made of Y2O:l.

また、3 i 3 N 4 栖縁層を用いた素子(実圧
倒6)に比較しても寿命か優れていることがわかった。
Furthermore, it was found that the device has a longer lifespan than an element using a 3 i 3 N 4 edge layer (actual score of 6).

実施例8 実施例6と同様の層?f4成で、絶縁層を窒化ホウ素(
BN)とした薄膜EL素子を作製した。
Example 8 Layer similar to Example 6? f4 composition, the insulating layer is made of boron nitride (
A thin film EL device was fabricated.

絶11層の作製条1シ1はつぎのとおりにした。Fabrication of 11 layers was performed as follows.

原材料は4NのBN粉をプレスしてタブレット状に固め
たものを用いた。ガラス基板の温度は400’Cである
。イオンプレーディング時の反応圧力は3x 10’ 
T orr 、雰囲気はアルゴンである。投入RFパワ
ーは150W、加速電圧は400Vとした。
The raw material used was 4N BN powder pressed and solidified into a tablet shape. The temperature of the glass substrate is 400'C. The reaction pressure during ion plating is 3x 10'
T orr , the atmosphere is argon. The input RF power was 150W, and the acceleration voltage was 400V.

こうして作製した絶B層を用いたEL水素子実施例1と
同様、寿命の点で従来の Y2O3を用いたものよりも優れていることがわかった
Similar to Example 1 of the EL hydrogen device using the thus produced absolute B layer, it was found that it was superior to the conventional device using Y2O3 in terms of life.

また、Si3N4絶縁層を用いた素子(実施例6)に比
較しても寿命が優れていることかわかった。
Furthermore, it was found that the life span was excellent compared to the element using the Si3N4 insulating layer (Example 6).

[効  果] 以上説明したように、[し素子の絶縁層として、窒化吻
を用いたことにより信頼11の高いEL水素子得ること
かできる。
[Effects] As explained above, by using a nitride layer as the insulating layer of the element, an EL hydrogen element with high reliability of 11 can be obtained.

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

第1図はこの発明の薄膜発光素子の構成の一例を示V説
明図、 第2図はこの発明の薄膜発光素子の製造装置の一例を示
す説明図、 第3図はこの発明の実施例2で作製したEL水素子発光
スペクトルを示すグラフである。 1・・・ガラス基板、2・・・透明電極、3・・・絶縁
層、4・・・発光層、5・・・背面型1〜、&、 7.
8・・・蒸発源、9・・・基板、10・・・基板ヒータ
ー、11・・・シセッター、12・・・フィラメント、
13・・・イオン化電極、14・・・イオン化電源、1
5・・・イオン化電流計、16・・・バイアス電源、1
7・・・バイアス電流計。 第1図 才2 図 滓長(mm)
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the structure of a thin film light emitting device of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a manufacturing apparatus for a thin film light emitting device of the present invention, and FIG. 3 is a second embodiment of the present invention. 2 is a graph showing an EL hydrogen emission spectrum prepared in FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Glass substrate, 2...Transparent electrode, 3...Insulating layer, 4...Light emitting layer, 5...Back type 1~, &, 7.
8... Evaporation source, 9... Substrate, 10... Substrate heater, 11... Scissetter, 12... Filament,
13... Ionization electrode, 14... Ionization power source, 1
5... Ionization ammeter, 16... Bias power supply, 1
7...Bias ammeter. Figure 1 Figure 2 Diagram length (mm)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  アルカリ土類カルコゲン発光層の少なくとも一方の面
上に誘電体屈を介して電極を配した構成を有する薄膜発
光素子において、前記誘電体層の少なくとも一層が窒化
物で構成されていることを特徴とする薄膜発光素子。
A thin film light emitting device having a structure in which an electrode is disposed on at least one surface of an alkaline earth chalcogen light emitting layer via a dielectric material, characterized in that at least one layer of the dielectric layer is made of nitride. Thin film light emitting device.
JP61228119A 1985-10-16 1986-09-29 Thin film light emitting device Pending JPS62176093A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19873712855 DE3712855A1 (en) 1986-09-29 1987-04-15 THICK LAYER ELECTROLUMINESCENT DEVICE
GB8709099A GB2195823B (en) 1986-09-29 1987-04-15 Thin film electroluminescent device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22886385 1985-10-16
JP60-228863 1985-10-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
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ID=16883061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61228119A Pending JPS62176093A (en) 1985-10-16 1986-09-29 Thin film light emitting device

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