JPS6293896A - 薄層エレクトロルミネツセンス素子 - Google Patents
薄層エレクトロルミネツセンス素子Info
- Publication number
- JPS6293896A JPS6293896A JP60233951A JP23395185A JPS6293896A JP S6293896 A JPS6293896 A JP S6293896A JP 60233951 A JP60233951 A JP 60233951A JP 23395185 A JP23395185 A JP 23395185A JP S6293896 A JPS6293896 A JP S6293896A
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- JP
- Japan
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- film
- plasma
- insulating film
- sin
- insulating
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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】
(イ)産業上の利用分野
この発明は薄膜エレクトロルミネッセンス素子(以下薄
膜EL素子という)に関する。さらに詳しくは二重絶縁
構造簿1f!QEL素子の第2絶縁膜の改良に関する。
膜EL素子という)に関する。さらに詳しくは二重絶縁
構造簿1f!QEL素子の第2絶縁膜の改良に関する。
(ロ)従来の技術
基板上に透明電極、第1絶縁膜、E L発光層、第2絶
縁模および背面電極をこの順に備えてなるいわゆる二重
絶縁構造の簿膜F1−素子において、第2絶縁膜として
は絶縁耐圧、誘電率、ブを光特性の観点からシリコンナ
イトライド(Si N)またはシリコンオキシナイトラ
イド(Si ON>とアルミナ(△1203)等の金属
酸化膜との複合膜が用いられている。この複合膜の一部
であるSIN膜またはSi ON膜はりアクティブスパ
ッタリング法やプラズマ−CVD法(以下p−CV D
法という)を用いて形成されている。
縁模および背面電極をこの順に備えてなるいわゆる二重
絶縁構造の簿膜F1−素子において、第2絶縁膜として
は絶縁耐圧、誘電率、ブを光特性の観点からシリコンナ
イトライド(Si N)またはシリコンオキシナイトラ
イド(Si ON>とアルミナ(△1203)等の金属
酸化膜との複合膜が用いられている。この複合膜の一部
であるSIN膜またはSi ON膜はりアクティブスパ
ッタリング法やプラズマ−CVD法(以下p−CV D
法という)を用いて形成されている。
(ハ)発明が解決しようとする問題点
上記したりアクティブスパッタリング法を用いて形成し
たSiN膜またはSi ON膜については、■ スパッ
タ時の2次電子の入射によりEL発光層であるZnS膜
がダメージを受け、発光特性が変化しやずい、 ■ スパッタレートが低く、高真空を必要とするため、
装茸コストが高く、生産性が低い、■ 膜の緻密性が不
充分で耐湿性が低く、7nS膜とSiN膜の界面への湿
気浸透のため、駆動により居間剥離が生じる、 等の問題点があった。
たSiN膜またはSi ON膜については、■ スパッ
タ時の2次電子の入射によりEL発光層であるZnS膜
がダメージを受け、発光特性が変化しやずい、 ■ スパッタレートが低く、高真空を必要とするため、
装茸コストが高く、生産性が低い、■ 膜の緻密性が不
充分で耐湿性が低く、7nS膜とSiN膜の界面への湿
気浸透のため、駆動により居間剥離が生じる、 等の問題点があった。
また通常の平行平板の電極構造の[)−CVD法による
SiN膜またはSi ON膜は、l!密性は良好で、耐
湿性は向上するが、 ■ 電極の形状、間隔及びガス圧等によりプラズマが影
響を受けるため、均一な膜分布が(qにくい、 ■ プラズマ中の荷電粒子の入射によるプラズマ損傷に
より、ZnS膜がダメージを受け、輝度が低下する、 等の問題点があった。
SiN膜またはSi ON膜は、l!密性は良好で、耐
湿性は向上するが、 ■ 電極の形状、間隔及びガス圧等によりプラズマが影
響を受けるため、均一な膜分布が(qにくい、 ■ プラズマ中の荷電粒子の入射によるプラズマ損傷に
より、ZnS膜がダメージを受け、輝度が低下する、 等の問題点があった。
この発明は、上記の従来の薄膜EL索子の第2絶縁膜形
成に起因する問題点を解決すべくなされたものであって
、第2絶縁膜のSiN膜または5iON膜を、弱電用プ
ラズマを用いるCVD法(以下w−pcvo法という)
で形成することにより・耐湿性・輝度特性、耐圧特性に
すく゛れ、量産にも適した簿膜EL素子を提供すること
を目的とするものである。
成に起因する問題点を解決すべくなされたものであって
、第2絶縁膜のSiN膜または5iON膜を、弱電用プ
ラズマを用いるCVD法(以下w−pcvo法という)
で形成することにより・耐湿性・輝度特性、耐圧特性に
すく゛れ、量産にも適した簿膜EL素子を提供すること
を目的とするものである。
(ニ)問題点を解決するための手段および作用かくして
この発明によれば基板上に透明電極、第1絶縁膜、rレ
フ1〜ロルミネツセンス光尤層、第2絶縁膜および背面
電極をこの順に備えてなる二重絶縁構造の薄膜エレクト
ロルミネッセンス素子において、上記第2絶縁膜が、w
−pCVD法により形成されたシリコンナイトライドま
たはシリコンオキシナイトライド模からなることを特徴
とする簿膜エレクトロルミネッセンス素子が提供される
。
この発明によれば基板上に透明電極、第1絶縁膜、rレ
フ1〜ロルミネツセンス光尤層、第2絶縁膜および背面
電極をこの順に備えてなる二重絶縁構造の薄膜エレクト
ロルミネッセンス素子において、上記第2絶縁膜が、w
−pCVD法により形成されたシリコンナイトライドま
たはシリコンオキシナイトライド模からなることを特徴
とする簿膜エレクトロルミネッセンス素子が提供される
。
さらに他の観点によればこの発明は、基板上に透明電極
、第1絶縁膜、ELL光層、第2絶縁膜および背面電極
をこの順で形成する薄膜[L索子のllI造方法におい
て、 ELL光層上に、W−1)CVD法によりシリコンナイ
トライドまたはシリコンオキシナイ1−ライド膜を形成
しかつ必要に応じて金属酸化物をV4層して第2絶縁膜
を形成することを特徴とする簿膜EL素子の製造方法を
も提供するものである。
、第1絶縁膜、ELL光層、第2絶縁膜および背面電極
をこの順で形成する薄膜[L索子のllI造方法におい
て、 ELL光層上に、W−1)CVD法によりシリコンナイ
トライドまたはシリコンオキシナイ1−ライド膜を形成
しかつ必要に応じて金属酸化物をV4層して第2絶縁膜
を形成することを特徴とする簿膜EL素子の製造方法を
も提供するものである。
この発明で用いるw−pCVD法とは、強電場でプラズ
マを生成する領域と膜堆積領域を分離し、強電場で生成
したプラズマを膜堆積領域まで均一に拡がらせ、弱電用
プラズマを形成しこの弱電用プラズマを用いてSi N
Hを形成することをいう。
マを生成する領域と膜堆積領域を分離し、強電場で生成
したプラズマを膜堆積領域まで均一に拡がらせ、弱電用
プラズマを形成しこの弱電用プラズマを用いてSi N
Hを形成することをいう。
かかる方法を実施する弱電用プラズマ発生装置としては
、いわゆるQ radient−F 1eld P
Iasmaを生起しつるプラズマ発生装置が適用でき、
より具体的には平板状のカソード電極に比して電極面積
の小さな7ノード電極を対向もしくは側面設置させて所
定のガス雰囲気下で放電しうるよう構成されたちのく侵
達する第3図参照)が好適に用いられる。この際、カソ
ードとアノード電極の対向間隙はプラズマ発生領域とな
り強電場となるが、このプラズマがカソード電極の非対
向面(対向配置の場合)又は表面付近に拡散して弱電用
プラズマ領域を形成し、全体として強電場と弱電用とが
分離されたプラズマが得られるが、この発明においては
このうちの弱電用プラズマ領域に被堆積物が配置される なお、かかる弱電用プラズマ発生装置は、例えば弱電用
プラズマCVD装置くプラズマ・フィジックス社製、米
国)の名称のものが挙げられる。
、いわゆるQ radient−F 1eld P
Iasmaを生起しつるプラズマ発生装置が適用でき、
より具体的には平板状のカソード電極に比して電極面積
の小さな7ノード電極を対向もしくは側面設置させて所
定のガス雰囲気下で放電しうるよう構成されたちのく侵
達する第3図参照)が好適に用いられる。この際、カソ
ードとアノード電極の対向間隙はプラズマ発生領域とな
り強電場となるが、このプラズマがカソード電極の非対
向面(対向配置の場合)又は表面付近に拡散して弱電用
プラズマ領域を形成し、全体として強電場と弱電用とが
分離されたプラズマが得られるが、この発明においては
このうちの弱電用プラズマ領域に被堆積物が配置される なお、かかる弱電用プラズマ発生装置は、例えば弱電用
プラズマCVD装置くプラズマ・フィジックス社製、米
国)の名称のものが挙げられる。
従来の平行平板電極によるp−CV D法〈第4図参照
)と比較してこのw−pcvo法では膜堆積領域のプラ
ズマ中には、高エネルギーの荷電粒子が存在しない。従
ってZn5w面への高エネルギー荷電粒子の入射による
ダメージはなく、プラズマ損傷が起こらない。
)と比較してこのw−pcvo法では膜堆積領域のプラ
ズマ中には、高エネルギーの荷電粒子が存在しない。従
ってZn5w面への高エネルギー荷電粒子の入射による
ダメージはなく、プラズマ損傷が起こらない。
また、w−pcvo法ではプラズマ生成領域と膜堆積領
域を分離しているので、p−CVD法と異なり、ガス[
1や電極間隔や形状による影響を・うけないため、大面
積での均一な処理が可能となる。
域を分離しているので、p−CVD法と異なり、ガス[
1や電極間隔や形状による影響を・うけないため、大面
積での均一な処理が可能となる。
ざらにw−pCVD法は、装置内への膜付着が少なく、
スパークも起こらないため、ピンホールが少なく、緻密
な膜が形成される。
スパークも起こらないため、ピンホールが少なく、緻密
な膜が形成される。
この発明は通常の方法、材料により、基板1−に透明電
極、第1絶縁膜、E1発光層をこの順に形成後、EL光
先光層上かかるW−[lCVD法を用いてSiN膜また
はSi ON膜を形成することを特徴とする。SiN膜
を形成するためには反応ガスとして5IHzとN H3
またはN2用い、51oN膜を形成するためには反応ガ
スとしてSiH4どNH3またはN2および02または
N20を用いるのが適切である。形成の反応条件として
はガス圧0.1〜2torrで周波数20〜200KH
zテあるのが適切である。形成プる膜厚は1000〜3
000人が適当である。
極、第1絶縁膜、E1発光層をこの順に形成後、EL光
先光層上かかるW−[lCVD法を用いてSiN膜また
はSi ON膜を形成することを特徴とする。SiN膜
を形成するためには反応ガスとして5IHzとN H3
またはN2用い、51oN膜を形成するためには反応ガ
スとしてSiH4どNH3またはN2および02または
N20を用いるのが適切である。形成の反応条件として
はガス圧0.1〜2torrで周波数20〜200KH
zテあるのが適切である。形成プる膜厚は1000〜3
000人が適当である。
従来技術の薄膜EL索子では、このSiN膜やSi O
N膜上にさらにAN203等の金属酸化膜を積層し、異
種の材料すなわち異なった結晶構造を積み重ねることに
よって絶縁膜の膜質の向上が図られているが、この発明
の絶縁膜であるSiN膜やSi ON膜は優れた絶縁膜
特性を持つので、金属酸化膜を積層せずに用いてもよい
。しかしながら膜質の向上をさらに図るために通常の材
料、方法を用いて金属酸化膜を形成してもよい。
N膜上にさらにAN203等の金属酸化膜を積層し、異
種の材料すなわち異なった結晶構造を積み重ねることに
よって絶縁膜の膜質の向上が図られているが、この発明
の絶縁膜であるSiN膜やSi ON膜は優れた絶縁膜
特性を持つので、金属酸化膜を積層せずに用いてもよい
。しかしながら膜質の向上をさらに図るために通常の材
料、方法を用いて金属酸化膜を形成してもよい。
なお、この発明の薄膜ELfA子の基板としては、例え
ば高品質の硼硅酸ガラスやソーダライムガラスにAQ2
03イオンバリヤ層をコーティングした基板が用いられ
る。
ば高品質の硼硅酸ガラスやソーダライムガラスにAQ2
03イオンバリヤ層をコーティングした基板が用いられ
る。
また、透明電極としてはIfO摸などが好ましく、上記
基板上に電子ビーム蒸着、抵抗加熱蒸着、スパッタリン
グ、イオンブレーティングなどの物理的方法またはスプ
レー法、CVD法などの化学的方法で形成づ゛ることが
できる。
基板上に電子ビーム蒸着、抵抗加熱蒸着、スパッタリン
グ、イオンブレーティングなどの物理的方法またはスプ
レー法、CVD法などの化学的方法で形成づ゛ることが
できる。
第1絶縁膜の材料としては非晶質酸化物や窒化物〈△Ω
z03.s!02.¥20a、T!02゜Hr 02
、S! 3 N4 、Ta 205など)またLX強誘
電体(Ba ’ri o3.Pb Tl O:tなど)
が用いられる。これらの材料を用いて第1絶縁膜を形成
する。これは一種類の絶縁膜でもよいが特性が向上する
ので、二重の絶縁膜を複合化することが望ましく例えば
S!02膜上にSiN膜が積層されたもの等があげられ
る。また絶縁膜の複合化を進めたALE法によるTTO
膜などを用いるのも適している。
z03.s!02.¥20a、T!02゜Hr 02
、S! 3 N4 、Ta 205など)またLX強誘
電体(Ba ’ri o3.Pb Tl O:tなど)
が用いられる。これらの材料を用いて第1絶縁膜を形成
する。これは一種類の絶縁膜でもよいが特性が向上する
ので、二重の絶縁膜を複合化することが望ましく例えば
S!02膜上にSiN膜が積層されたもの等があげられ
る。また絶縁膜の複合化を進めたALE法によるTTO
膜などを用いるのも適している。
EL発光層は発光母体と活性物質からなり、該母体材料
には、電界により励起され、電子なだれが起こりやすく
、十分電界のかかることのできる絶縁性をもち、発光層
!1fiIに十分耐え得る絶縁耐圧、誘電体特性をもつ
こと等が必要であり、材料としては例えばZn S、Z
n Se 、Cd S、Ca S。
には、電界により励起され、電子なだれが起こりやすく
、十分電界のかかることのできる絶縁性をもち、発光層
!1fiIに十分耐え得る絶縁耐圧、誘電体特性をもつ
こと等が必要であり、材料としては例えばZn S、Z
n Se 、Cd S、Ca S。
SrS等が適している。活性物資としては発光センタと
なる物質で母体結晶と結合力の弱いすなわち孤立性の高
いものが適しており、Mn 、 oy 。
なる物質で母体結晶と結合力の弱いすなわち孤立性の高
いものが適しており、Mn 、 oy 。
王mなどが使用される。該活性物質の上記発光母体への
添加はは、たとえばMnの場合0.5wt%稈度が輝度
が高くなるので適当である。上記した第1絶縁膜上へ電
子ビームやスパッタリング、原子層エピタキシー法など
を用いて、EL発光層を積層することができる。
添加はは、たとえばMnの場合0.5wt%稈度が輝度
が高くなるので適当である。上記した第1絶縁膜上へ電
子ビームやスパッタリング、原子層エピタキシー法など
を用いて、EL発光層を積層することができる。
次いで、EL発光層上に、この発明の特徴とするw−p
CVD法による第2絶縁膜が、先に詳述した方法、材料
等により形成される。
CVD法による第2絶縁膜が、先に詳述した方法、材料
等により形成される。
この後第2絶縁膜上に、通常の材料、方法を用いて背面
電極、必要に応じてシールガラスを用いたオイルシール
等を作製することによりこの発明の二重構造薄膜E1−
素子が得られる。
電極、必要に応じてシールガラスを用いたオイルシール
等を作製することによりこの発明の二重構造薄膜E1−
素子が得られる。
(ホ)実施例
以下この発明を実施例を用いて説明するが、この発明は
これにより限定されるものではない。
これにより限定されるものではない。
ガラス基板(1)上に透明層ff1([TO)+2)を
ストライブ状に形成した。次にスパッタリング法でS!
02膜(3)次いでSiN膜(4)をΦ畳形成した。
ストライブ状に形成した。次にスパッタリング法でS!
02膜(3)次いでSiN膜(4)をΦ畳形成した。
膜厚ハS i 02 200〜800A、S i N
1000〜3000人であった。次に発光層(5)をZ
n5J4n焼結ベレツトを用いて電子ビーム蒸着により
6000〜8000人程度形成し500〜650℃で真
空アニールした。
1000〜3000人であった。次に発光層(5)をZ
n5J4n焼結ベレツトを用いて電子ビーム蒸着により
6000〜8000人程度形成し500〜650℃で真
空アニールした。
従来は、この十にスパッタリング法又はp−CV D法
でSiN膜やSi ON膜を形成していたが、この発明
では弱電用プラズマを用いたデポジション法(w−pC
VD法>T”SiN膜(6) ヲ形成シタ。
でSiN膜やSi ON膜を形成していたが、この発明
では弱電用プラズマを用いたデポジション法(w−pC
VD法>T”SiN膜(6) ヲ形成シタ。
第3図にこの時用いた訃−p CVD法の装置の概略図
を示した。
を示した。
反応ガスとしては3iHtとNH3を用い、ガス圧は1
,0torr、周波数は50)1 zであり形成したS
iN膜の膜厚は2000人であった。SiN膜(6)を
形成後、ΔΩ等よりなる背面電極(刀をストライブ状に
形成し薄膜EL索子としたく第1図参照)。
,0torr、周波数は50)1 zであり形成したS
iN膜の膜厚は2000人であった。SiN膜(6)を
形成後、ΔΩ等よりなる背面電極(刀をストライブ状に
形成し薄膜EL索子としたく第1図参照)。
この簿膜EL素子は、従来の構造の薄膜E[−素子(第
2図参照)のようにSiN膜上にA 0203等の金r
iA酸化膜を形成しなくとも優れた耐湿性、耐圧性を有
し、さらに輝度特性も良好であった (へ)発明の効果 この発明の薄膜EL索子は上記したように■ スパッタ
リング法で形成した5iNIl!やSi 0Nj51と
比べて膜が緻密であるから耐湿性及び耐圧性が向上し、
また、Δg203等の金属酸化膜をさらに形成して複合
膜としなくとも十分に実用性がある、 ■ スパッタリングや平行平板電極のρ−CVD法にお
ける2次電子や荷電粒子の入射によるEL発光膜のダメ
ージがなく、輝度特性が向上する、■ 電極の形状、間
隔及びガス圧等によりプラズマが影響を受けるというこ
とがないので条件設定が簡便でしかも大面積で均一な処
理が可能でありm産性が向上1−る、 等の効果を有する。
2図参照)のようにSiN膜上にA 0203等の金r
iA酸化膜を形成しなくとも優れた耐湿性、耐圧性を有
し、さらに輝度特性も良好であった (へ)発明の効果 この発明の薄膜EL索子は上記したように■ スパッタ
リング法で形成した5iNIl!やSi 0Nj51と
比べて膜が緻密であるから耐湿性及び耐圧性が向上し、
また、Δg203等の金属酸化膜をさらに形成して複合
膜としなくとも十分に実用性がある、 ■ スパッタリングや平行平板電極のρ−CVD法にお
ける2次電子や荷電粒子の入射によるEL発光膜のダメ
ージがなく、輝度特性が向上する、■ 電極の形状、間
隔及びガス圧等によりプラズマが影響を受けるというこ
とがないので条件設定が簡便でしかも大面積で均一な処
理が可能でありm産性が向上1−る、 等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の薄膜El−素子の構造を例示するM
4成説明図、第2図は従来の、iり膜[L素子の構造を
例示する構成説明図、第3図はこの発明の素子の製造に
用いるW−ρCVD法の装置の概略図、第4図は平行平
板電極のp−c v o法の装置の概略図である。 (1)・・・・・・ガラス基板、 (2)・・・・・・
透明電極、(3)・・・・・・S i 02膜、 (
4)・・・・・・SiN膜、(5)・・・・・・発光層
、 (6)・・・・・・W−[1CVD法によるSiN膜、
(刀・・・・・・背面電極、 (8)・・・・・・
駆動電源、(9)・・・・・・スパッタリング法による
SiN膜、(10)・・・・・・金属酸化膜、 01
)・・・・・・サセプター、[F]・・・・・・N極、
OJ・・・・・・弱電場プラズマ、(14)
・・・・・・強電場プラズマ、05)・・・・・・プラ
ズマ。 第1図 第2図 第3図 第4図
4成説明図、第2図は従来の、iり膜[L素子の構造を
例示する構成説明図、第3図はこの発明の素子の製造に
用いるW−ρCVD法の装置の概略図、第4図は平行平
板電極のp−c v o法の装置の概略図である。 (1)・・・・・・ガラス基板、 (2)・・・・・・
透明電極、(3)・・・・・・S i 02膜、 (
4)・・・・・・SiN膜、(5)・・・・・・発光層
、 (6)・・・・・・W−[1CVD法によるSiN膜、
(刀・・・・・・背面電極、 (8)・・・・・・
駆動電源、(9)・・・・・・スパッタリング法による
SiN膜、(10)・・・・・・金属酸化膜、 01
)・・・・・・サセプター、[F]・・・・・・N極、
OJ・・・・・・弱電場プラズマ、(14)
・・・・・・強電場プラズマ、05)・・・・・・プラ
ズマ。 第1図 第2図 第3図 第4図
Claims (1)
- 1.基板上に透明電極、第1絶縁膜、エレクトロルミネ
ッセンス発光層、第2絶縁膜および背面電極をこの順に
備えてなる二重絶縁構造の薄膜エレクトロルミネッセン
ス素子において、 上記第2絶縁膜が、弱電場プラズマCVD法により形成
されたシリコンナイトライドまたはシリコンオキシナイ
トライド膜からなることを特徴とする薄膜エレクトロル
ミネッセンス素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60233951A JPS6293896A (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 薄層エレクトロルミネツセンス素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60233951A JPS6293896A (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 薄層エレクトロルミネツセンス素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6293896A true JPS6293896A (ja) | 1987-04-30 |
Family
ID=16963177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60233951A Pending JPS6293896A (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 薄層エレクトロルミネツセンス素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6293896A (ja) |
-
1985
- 1985-10-18 JP JP60233951A patent/JPS6293896A/ja active Pending
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