JPH1092580A - 薄膜エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法 - Google Patents
薄膜エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法Info
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- JPH1092580A JPH1092580A JP8246779A JP24677996A JPH1092580A JP H1092580 A JPH1092580 A JP H1092580A JP 8246779 A JP8246779 A JP 8246779A JP 24677996 A JP24677996 A JP 24677996A JP H1092580 A JPH1092580 A JP H1092580A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】発光層上の絶縁層の上に成膜された電極層のパ
ターニングに、通常のウエットプロセスを適用できる絶
縁層を備えた薄膜ＥＬ素子およびその製造方法を提供す
る。 【解決手段】絶縁性基板１１上に第１の電極層２１、第
１の絶縁層３１、少なくとも希土類元素が添加されたア
ルカリ土類硫化物よりなる発光層４、第２の絶縁層３２
第２の電極層２２とが順次積層された薄膜エレクトロル
ミネッセンス素子において、第２の絶縁層の密度は第２
の絶縁層を構成する材料の単結晶の密度の８７％を越え
ていることとする。第２の絶縁層の構成材料は酸化アル
ミニウム、酸化タンタルまたは窒化アルミニウムのいず
れかであると良い。図１は上記のＥＬ素子を用いたＥＬ
装置であり、１２は封止基板、５ｒ、５ｇ、５ｂはカラ
ーフィルターである。
ターニングに、通常のウエットプロセスを適用できる絶
縁層を備えた薄膜ＥＬ素子およびその製造方法を提供す
る。 【解決手段】絶縁性基板１１上に第１の電極層２１、第
１の絶縁層３１、少なくとも希土類元素が添加されたア
ルカリ土類硫化物よりなる発光層４、第２の絶縁層３２
第２の電極層２２とが順次積層された薄膜エレクトロル
ミネッセンス素子において、第２の絶縁層の密度は第２
の絶縁層を構成する材料の単結晶の密度の８７％を越え
ていることとする。第２の絶縁層の構成材料は酸化アル
ミニウム、酸化タンタルまたは窒化アルミニウムのいず
れかであると良い。図１は上記のＥＬ素子を用いたＥＬ
装置であり、１２は封止基板、５ｒ、５ｇ、５ｂはカラ
ーフィルターである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多色発光ディスプ
レイに用いられる薄膜エレクトロルミネッセンス素子お
よびその製造方法に関する。
レイに用いられる薄膜エレクトロルミネッセンス素子お
よびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】フラットディスプレイ用の素子の１つで
ある薄膜エレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬと記
す）素子は、鮮明でコントラストが高く、視野角依存性
も小さいためコンピュータ端末の表示素子、車両への搭
載用表示素子等として研究開発が進められている。
ある薄膜エレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬと記
す）素子は、鮮明でコントラストが高く、視野角依存性
も小さいためコンピュータ端末の表示素子、車両への搭
載用表示素子等として研究開発が進められている。
【０００３】図２は従来の単色薄膜ＥＬ装置を示し、
（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＸＸ断
面図である。ガラス基板１１の上に第１の電極層２１、
第１の絶縁層３１、発光層４、第２の絶縁層３２、第２
の電極層２２が順次積層された薄膜ＥＬ素子には封止部
材７を介して封止基板１２が被せられシリコーンオイル
６が内部に注入された後、気密封止される。両電極層に
駆動電源Ｅを接続し、両極性のパルス電圧を印加してＥ
Ｌ発光させる。
（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＸＸ断
面図である。ガラス基板１１の上に第１の電極層２１、
第１の絶縁層３１、発光層４、第２の絶縁層３２、第２
の電極層２２が順次積層された薄膜ＥＬ素子には封止部
材７を介して封止基板１２が被せられシリコーンオイル
６が内部に注入された後、気密封止される。両電極層に
駆動電源Ｅを接続し、両極性のパルス電圧を印加してＥ
Ｌ発光させる。
【０００４】薄膜ＥＬ素子は以下の作製プロセスに沿っ
て作製される。 （１）絶縁性基板１１としてガラス基板上に第１の電極
層２を成膜し、フォトプロセスにより所定のパターン
（例えば短冊状）を形成する。第１の電極層２１はモリ
ブデン（Mo）、タングステン（W ）等の金属層、または
酸化インジウムスズ（以下、ＩＴＯと記す）等の透明導
電層である。
て作製される。 （１）絶縁性基板１１としてガラス基板上に第１の電極
層２を成膜し、フォトプロセスにより所定のパターン
（例えば短冊状）を形成する。第１の電極層２１はモリ
ブデン（Mo）、タングステン（W ）等の金属層、または
酸化インジウムスズ（以下、ＩＴＯと記す）等の透明導
電層である。
【０００５】（２）第１の絶縁層３１を成膜する。第１
の絶縁層３１は化ケイ素（以下、SiO2と記す）膜と窒化
ケイ素（以下、Si3N4 と記す）膜の順の積層膜である。 （３）発光層４として黄橙色発光のZnS:Mnからなる蛍光
体層を成膜、熱処理する。 （４）第２の絶縁層６を成膜する。第１の絶縁層とは逆
順の積層膜である。
の絶縁層３１は化ケイ素（以下、SiO2と記す）膜と窒化
ケイ素（以下、Si3N4 と記す）膜の順の積層膜である。 （３）発光層４として黄橙色発光のZnS:Mnからなる蛍光
体層を成膜、熱処理する。 （４）第２の絶縁層６を成膜する。第１の絶縁層とは逆
順の積層膜である。
【０００６】（５）第２の電極７を成膜し、フォトプロ
セスにより所定のパターン（例えば第１の電極に直交す
る短冊状）を作成する。第２の電極層２２はＩＴＯ等の
透明導電層、またはアルミニウム（Al）の様な金属電極
である。上記のZnS:Mnが用いられた単色発光の薄膜ＥＬ
ディスプレイは既に実用化されているが、ディスプレイ
内容の多様化に伴いカラー化が不可欠となっている。
セスにより所定のパターン（例えば第１の電極に直交す
る短冊状）を作成する。第２の電極層２２はＩＴＯ等の
透明導電層、またはアルミニウム（Al）の様な金属電極
である。上記のZnS:Mnが用いられた単色発光の薄膜ＥＬ
ディスプレイは既に実用化されているが、ディスプレイ
内容の多様化に伴いカラー化が不可欠となっている。
【０００７】カラー薄膜ＥＬ素子における発光層に用い
られる蛍光体としては、赤色用にはCaS:Eu、ZnS:Sm、Sr
S:Euなど、緑色用にはZnS:Tb、CaS:Ceなど、青色用には
SrS:Ceなど、また白色用としてSrS:CeとZnS:Mnとの積層
膜など、アルカリ土類硫化物が用いられる。白色発光材
料を用いてカラー発光させる場合は、白色薄膜ＥＬ素子
と、通常あらかじめカラーフィルターを作製した封止基
板とを重ね合わせ、封止基板側から３原色に分光された
光を放射させる（図１参照）。
られる蛍光体としては、赤色用にはCaS:Eu、ZnS:Sm、Sr
S:Euなど、緑色用にはZnS:Tb、CaS:Ceなど、青色用には
SrS:Ceなど、また白色用としてSrS:CeとZnS:Mnとの積層
膜など、アルカリ土類硫化物が用いられる。白色発光材
料を用いてカラー発光させる場合は、白色薄膜ＥＬ素子
と、通常あらかじめカラーフィルターを作製した封止基
板とを重ね合わせ、封止基板側から３原色に分光された
光を放射させる（図１参照）。
【０００８】このようなアルカリ土類硫化物を用いた発
光層を被覆する第２の絶縁層としては、通常スパッタに
より形成された絶縁膜が用いられているが、次に述べる
ような問題点があり、カラーＥＬディスプレイは実現さ
れていない。
光層を被覆する第２の絶縁層としては、通常スパッタに
より形成された絶縁膜が用いられているが、次に述べる
ような問題点があり、カラーＥＬディスプレイは実現さ
れていない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】これらアルカリ土類硫
化物を用いた発光層の上の第２の電極層をパターニング
する際、通常の水系の溶液を用いたウエットプロセスで
は第２の絶縁層を通して発光層に水分が侵入し、アルカ
リ土類硫化物が加水分解するために、第２の電極のパタ
ーニングは不可能であった。このため、第２の電極のパ
ターニングには、ドライプロセス、または非水系プロセ
スなどの、複雑でコストの高いプロセスが必要であっ
た。
化物を用いた発光層の上の第２の電極層をパターニング
する際、通常の水系の溶液を用いたウエットプロセスで
は第２の絶縁層を通して発光層に水分が侵入し、アルカ
リ土類硫化物が加水分解するために、第２の電極のパタ
ーニングは不可能であった。このため、第２の電極のパ
ターニングには、ドライプロセス、または非水系プロセ
スなどの、複雑でコストの高いプロセスが必要であっ
た。
【００１０】本発明の目的は、発光層上の絶縁層の上に
成膜された電極層のパターニングに、通常の水系の溶液
を用いたウエットプロセスを適用できる絶縁層を備えた
薄膜ＥＬ素子およびその製造方法を提供することにあ
る。
成膜された電極層のパターニングに、通常の水系の溶液
を用いたウエットプロセスを適用できる絶縁層を備えた
薄膜ＥＬ素子およびその製造方法を提供することにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、絶縁性基板上に第１の電極層、第１の絶縁層、少
なくとも希土類元素が添加されたアルカリ土類硫化物よ
りなる発光層、第２の絶縁層、第２の電極とを順次積層
した薄膜エレクトロルミネッセンス素子において、第２
の絶縁層の密度（質量／体積）は第２の絶縁層を構成す
る材料の単結晶の密度の８７％を越えていることとす
る。
めに、絶縁性基板上に第１の電極層、第１の絶縁層、少
なくとも希土類元素が添加されたアルカリ土類硫化物よ
りなる発光層、第２の絶縁層、第２の電極とを順次積層
した薄膜エレクトロルミネッセンス素子において、第２
の絶縁層の密度（質量／体積）は第２の絶縁層を構成す
る材料の単結晶の密度の８７％を越えていることとす
る。
【００１２】前記第２の絶縁層の構成材料は酸化アルミ
ニウム、酸化タンタルまたは窒化アルミニウムのいずれ
かであると良い。前記薄膜エレクトロルミネッセンス素
子の製造方法において、前記第２の絶縁層は表面反応を
用いた熱ＣＶＤにより形成されると良い。前記酸化アル
ミニウムはトリメチルアルミニウムガスと水蒸気との混
合ガスを用いて成膜されると良い。
ニウム、酸化タンタルまたは窒化アルミニウムのいずれ
かであると良い。前記薄膜エレクトロルミネッセンス素
子の製造方法において、前記第２の絶縁層は表面反応を
用いた熱ＣＶＤにより形成されると良い。前記酸化アル
ミニウムはトリメチルアルミニウムガスと水蒸気との混
合ガスを用いて成膜されると良い。
【００１３】前記酸化タンタルは五塩化タンタルガスと
水蒸気との混合ガスを用いて成膜されると良い。前記窒
化アルミニウムは三塩化アルミニウムガスとアンモニア
との混合ガスを用いて成膜されると良い。
水蒸気との混合ガスを用いて成膜されると良い。前記窒
化アルミニウムは三塩化アルミニウムガスとアンモニア
との混合ガスを用いて成膜されると良い。
【００１４】
【発明の実施の形態】発明者らは、発光層に水分が侵入
する原因が、(1) 高輝度化のための熱処理で生ずる発光
層のクラックまたは(2) 発光層成膜時に発生する突起と
なる異常結晶粒などの発光層の表面形状に起因する第２
の絶縁層の欠陥以外にも、(3) 第２の絶縁層に微細なピ
ンホールが多数存在し、第２の絶縁層を構成する材料の
密度の同じ材料の単結晶の密度に対する比（相対密度）
が低下していることも大きく影響していることを見出し
た。本発明に係る相対密度の高い第２の絶縁層には微細
なピンホールはなく、さらに発光層の表面形状によらず
被覆が平滑であるため、第２の電極層のウェットエッチ
ングに際して、水分を通さず、発光層は加水分解されな
い。
する原因が、(1) 高輝度化のための熱処理で生ずる発光
層のクラックまたは(2) 発光層成膜時に発生する突起と
なる異常結晶粒などの発光層の表面形状に起因する第２
の絶縁層の欠陥以外にも、(3) 第２の絶縁層に微細なピ
ンホールが多数存在し、第２の絶縁層を構成する材料の
密度の同じ材料の単結晶の密度に対する比（相対密度）
が低下していることも大きく影響していることを見出し
た。本発明に係る相対密度の高い第２の絶縁層には微細
なピンホールはなく、さらに発光層の表面形状によらず
被覆が平滑であるため、第２の電極層のウェットエッチ
ングに際して、水分を通さず、発光層は加水分解されな
い。
【００１５】第２の絶縁層の耐水性は次のように確認し
た。第２の絶縁層まで積層成膜した基板を水に浸し、発
光層に水分が侵入し発光層（SrS:Ce）が加水分解して変
色した面積を調べた。発光層全面積に対する面積比を出
した。表１から、ピンホールを少なくして相対膜密度を
８７％以上とした条件では発光層に水分が侵入せず、第
２の電極を水系の溶液でウエットパターニングすること
が可能であることが判明した。
た。第２の絶縁層まで積層成膜した基板を水に浸し、発
光層に水分が侵入し発光層（SrS:Ce）が加水分解して変
色した面積を調べた。発光層全面積に対する面積比を出
した。表１から、ピンホールを少なくして相対膜密度を
８７％以上とした条件では発光層に水分が侵入せず、第
２の電極を水系の溶液でウエットパターニングすること
が可能であることが判明した。
【００１６】図１は本発明に係る実施例の多色薄膜ＥＬ
装置の断面図である。従来の単色薄膜ＥＬ装置（図２）
と異なっている点のみ説明する。第１の電極層２１と対
向する第２の電極層２２に電源Ｅからパルス電圧を印加
することにより白色発光する発光層４ａとしてSrS:Ceか
らなる層とZnS:Mnからなる層の積層膜を用い、これから
の白色発光を封止基板１２に形成されているカラーフィ
ルター５ｒ、５ｇ、５ｂで分光し赤色、緑色および青色
（Ｒ、Ｇ、Ｂと略記する）の３原色を得ることができ
る。以下に製造プロセスに沿って説明する。
装置の断面図である。従来の単色薄膜ＥＬ装置（図２）
と異なっている点のみ説明する。第１の電極層２１と対
向する第２の電極層２２に電源Ｅからパルス電圧を印加
することにより白色発光する発光層４ａとしてSrS:Ceか
らなる層とZnS:Mnからなる層の積層膜を用い、これから
の白色発光を封止基板１２に形成されているカラーフィ
ルター５ｒ、５ｇ、５ｂで分光し赤色、緑色および青色
（Ｒ、Ｇ、Ｂと略記する）の３原色を得ることができ
る。以下に製造プロセスに沿って説明する。
【００１７】（１）無アルカリガラスの基板１１上に第
１の電極層としてタングステン膜（W ）を直流スパッタ
により膜厚２００nm成膜した後、CF4 ガスによるドライ
エッチングによりW 膜をパターニングし、第１の電極２
とした。 （２）基板１１全面に、第１の絶縁層３１として酸化ケ
イ素と窒化ケイ素の積層膜を高周波反応性スパッタによ
り順に成膜した。それぞれの膜厚は、酸化ケイ素では５
０nm、窒化ケイ素では２００nmとした。 （３）発光層４ａとして、ZnS:Mn膜を４００nm電子線蒸
着により成膜した。その後、真空を破ることなく引き続
きSrS:Ce膜１０００nmを電子線蒸着法にて成膜した。こ
の後、SrS:Ceの結晶性を向上し高輝度化を図る目的で、
硫化水素雰囲気中で６００℃、３０分の熱処理を行っ
た。 （４）第２の絶縁層３２として実施例で説明する構成材
料と成膜方法により、相対密度の高いる成膜を行った。 （５）第２の電極６として、ＩＴＯ膜を直流スパッタ法
にて２００nm成膜し、ウエットプロセスによりＩＴＯ膜
のパターニングを行った。 （６）最後に、カラーフィルター５の形成されている封
止基板１２を封止部材７を用いて対向固定し、薄膜ＥＬ
装置とした。ここで、ＥＬ素子基板１１とカラーフィル
ター付き封止基板１２との間には、シリコーンオイル６
を封入し、直径１０μm のスペーサー（図示せず）を挿
入し、ＥＬ素子とカラーフィルターとの距離を一定とし
た。 実施例１ 上記製造プロセス（４）において、第２の絶縁層として
酸化アルミニウム膜について、２つの成膜方法を試み
た。
１の電極層としてタングステン膜（W ）を直流スパッタ
により膜厚２００nm成膜した後、CF4 ガスによるドライ
エッチングによりW 膜をパターニングし、第１の電極２
とした。 （２）基板１１全面に、第１の絶縁層３１として酸化ケ
イ素と窒化ケイ素の積層膜を高周波反応性スパッタによ
り順に成膜した。それぞれの膜厚は、酸化ケイ素では５
０nm、窒化ケイ素では２００nmとした。 （３）発光層４ａとして、ZnS:Mn膜を４００nm電子線蒸
着により成膜した。その後、真空を破ることなく引き続
きSrS:Ce膜１０００nmを電子線蒸着法にて成膜した。こ
の後、SrS:Ceの結晶性を向上し高輝度化を図る目的で、
硫化水素雰囲気中で６００℃、３０分の熱処理を行っ
た。 （４）第２の絶縁層３２として実施例で説明する構成材
料と成膜方法により、相対密度の高いる成膜を行った。 （５）第２の電極６として、ＩＴＯ膜を直流スパッタ法
にて２００nm成膜し、ウエットプロセスによりＩＴＯ膜
のパターニングを行った。 （６）最後に、カラーフィルター５の形成されている封
止基板１２を封止部材７を用いて対向固定し、薄膜ＥＬ
装置とした。ここで、ＥＬ素子基板１１とカラーフィル
ター付き封止基板１２との間には、シリコーンオイル６
を封入し、直径１０μm のスペーサー（図示せず）を挿
入し、ＥＬ素子とカラーフィルターとの距離を一定とし
た。 実施例１ 上記製造プロセス（４）において、第２の絶縁層として
酸化アルミニウム膜について、２つの成膜方法を試み
た。
【００１８】第１の成膜方法とした熱ＣＶＤでは、トリ
メチルアルミニウムを加熱気化したガスと水蒸気の混合
ガス中に、発光層まで成膜した基板を置いて３００℃に
保持し、膜厚２００nmの酸化アルミニウム膜を成膜し
た。第２の成膜方法としたスパッタでは、酸化アルミニ
ウム（Al203 ）のターゲットとガス圧１３３mPa のArを
用い、２W/cm2 の電力を投入し膜厚２００nmの酸化アル
ミニウム膜を成膜した。
メチルアルミニウムを加熱気化したガスと水蒸気の混合
ガス中に、発光層まで成膜した基板を置いて３００℃に
保持し、膜厚２００nmの酸化アルミニウム膜を成膜し
た。第２の成膜方法としたスパッタでは、酸化アルミニ
ウム（Al203 ）のターゲットとガス圧１３３mPa のArを
用い、２W/cm2 の電力を投入し膜厚２００nmの酸化アル
ミニウム膜を成膜した。
【００１９】スパッタ絶縁層の場合は、上記製造プロセ
ス（５）の電極パターニング後で明らかに発光層が変質
したので、熱ＣＶＤ絶縁層の場合のみ上記製造プロセス
（６）迄行い、ＥＬ装置に組み立てた。第１の絶縁層と
同じ構成逆順の第２の絶縁層を形成し、第２の電極層を
パターニングしないで上記製造プロセス（６）迄行った
ＥＬ装置と発光輝度とその信頼性（長期通電発光試験）
を比較したところ、熱ＣＶＤ酸化アルミニウム絶縁層を
用いたＥＬ装置は同じ特性であった。
ス（５）の電極パターニング後で明らかに発光層が変質
したので、熱ＣＶＤ絶縁層の場合のみ上記製造プロセス
（６）迄行い、ＥＬ装置に組み立てた。第１の絶縁層と
同じ構成逆順の第２の絶縁層を形成し、第２の電極層を
パターニングしないで上記製造プロセス（６）迄行った
ＥＬ装置と発光輝度とその信頼性（長期通電発光試験）
を比較したところ、熱ＣＶＤ酸化アルミニウム絶縁層を
用いたＥＬ装置は同じ特性であった。
【００２０】熱ＣＶＤの際の水蒸気により発光層が吸湿
し、発光特性が劣化することが懸念されたが、上記のよ
うに発光特性は変わらなかった。熱ＣＶＤの際、水は発
光層の表面に１分子層だけ吸着され、直ちに酸化アルミ
ニウム膜の堆積が開始するので、発光層内の水分は少な
く、加水分解は起こらないと推定できる。同時に作製し
た第２の絶縁層の密度をラザフォード後方散乱測定から
算出したところ、熱ＣＶＤ絶縁層の膜密度は単結晶酸化
アルミニウムのそれの９２% であり、スパッタ絶縁層で
は８７% であった。
し、発光特性が劣化することが懸念されたが、上記のよ
うに発光特性は変わらなかった。熱ＣＶＤの際、水は発
光層の表面に１分子層だけ吸着され、直ちに酸化アルミ
ニウム膜の堆積が開始するので、発光層内の水分は少な
く、加水分解は起こらないと推定できる。同時に作製し
た第２の絶縁層の密度をラザフォード後方散乱測定から
算出したところ、熱ＣＶＤ絶縁層の膜密度は単結晶酸化
アルミニウムのそれの９２% であり、スパッタ絶縁層で
は８７% であった。
【００２１】また、第２の絶縁層まで成膜した基板を水
に浸漬し、発光層の加水分解による変色した部分の面積
を測定し、発光層の全面積に対する面積比を求め、これ
を耐水性の目安とした。熱ＣＶＤ絶縁層とスパッタ絶縁
層の耐水性はそれぞれ０％、３０％であった。表１に膜
材質、成膜方法、成膜条件および相対密度、耐水性を示
す。表１には実施例２以降のデータも示してある。
に浸漬し、発光層の加水分解による変色した部分の面積
を測定し、発光層の全面積に対する面積比を求め、これ
を耐水性の目安とした。熱ＣＶＤ絶縁層とスパッタ絶縁
層の耐水性はそれぞれ０％、３０％であった。表１に膜
材質、成膜方法、成膜条件および相対密度、耐水性を示
す。表１には実施例２以降のデータも示してある。
【００２２】
【表１】 実施例２ 実施例１と同様に、第２の絶縁層として酸化タンタル膜
について、２つの成膜方法を試みた。第１の成膜方法と
した熱ＣＶＤでは、五塩化タンタルを加熱気化したガス
と水蒸気の混合ガス中に、発光層まで成膜した基板を置
いて３５０℃に保持し、膜厚２００nmの酸化タンタル膜
を成膜した。
について、２つの成膜方法を試みた。第１の成膜方法と
した熱ＣＶＤでは、五塩化タンタルを加熱気化したガス
と水蒸気の混合ガス中に、発光層まで成膜した基板を置
いて３５０℃に保持し、膜厚２００nmの酸化タンタル膜
を成膜した。
【００２３】第２の成膜方法としたスパッタでは、タン
タル（Ta）のターゲットとガス圧４０３mPa の３０％O2
を含むArを用い、４W/cm2 の電力を投入し膜厚２００nm
の酸化タンタル膜を成膜した。スパッタ絶縁層の場合
は、上記製造プロセス（５）の電極パターニング後で明
らかに発光層が変質したので、熱ＣＶＤ絶縁層の場合の
み上記製造プロセス（６）迄行い、ＥＬ装置に組み立
て、実施例１と同様に発光輝度とその信頼性を調べたと
ころ、実施例１と同じであった。また、実施例１と同様
にして、相対密度と耐水性を調べた結果、熱ＣＶＤ酸化
タンタルとスパッタ酸化タンタルはそれぞれ、９３％、
８５％および０％、２５％であった。 実施例３ 実施例１と同様に、第２の絶縁層として窒化アルミニウ
ム膜について、２つの成膜方法を試みた。
タル（Ta）のターゲットとガス圧４０３mPa の３０％O2
を含むArを用い、４W/cm2 の電力を投入し膜厚２００nm
の酸化タンタル膜を成膜した。スパッタ絶縁層の場合
は、上記製造プロセス（５）の電極パターニング後で明
らかに発光層が変質したので、熱ＣＶＤ絶縁層の場合の
み上記製造プロセス（６）迄行い、ＥＬ装置に組み立
て、実施例１と同様に発光輝度とその信頼性を調べたと
ころ、実施例１と同じであった。また、実施例１と同様
にして、相対密度と耐水性を調べた結果、熱ＣＶＤ酸化
タンタルとスパッタ酸化タンタルはそれぞれ、９３％、
８５％および０％、２５％であった。 実施例３ 実施例１と同様に、第２の絶縁層として窒化アルミニウ
ム膜について、２つの成膜方法を試みた。
【００２４】第１の成膜方法とした熱ＣＶＤでは、三塩
化アルミニウムを加熱気化したガスとアンモニアの混合
ガス中に、発光層まで成膜した基板を置いて４５０℃に
保持し、膜厚２００nmの窒化アルミニウム膜を成膜し
た。第２の成膜方法としたスパッタでは、アルミニウム
（Al）のターゲットとガス圧６７０mPa の５０％N2を含
むArを用い、１W/cm2 の電力を投入し膜厚２００nmの窒
化アルミニウム膜を成膜した。
化アルミニウムを加熱気化したガスとアンモニアの混合
ガス中に、発光層まで成膜した基板を置いて４５０℃に
保持し、膜厚２００nmの窒化アルミニウム膜を成膜し
た。第２の成膜方法としたスパッタでは、アルミニウム
（Al）のターゲットとガス圧６７０mPa の５０％N2を含
むArを用い、１W/cm2 の電力を投入し膜厚２００nmの窒
化アルミニウム膜を成膜した。
【００２５】スパッタ絶縁層の場合は、上記製造プロセ
ス（５）の電極パターニング後で明らかに発光層が変質
したので、熱ＣＶＤ絶縁層の場合のみ上記製造プロセス
（６）迄行い、ＥＬ装置に組み立て、実施例１と同様に
発光輝度とその信頼性を調べたところ、実施例１と同じ
であった。また、実施例１と同様にして、相対密度と耐
水性を調べた結果、熱ＣＶＤ窒化アルミニウムとスパッ
タ窒化アルミニウムはそれぞれ、９４％、８３％および
０％、４５％であった。 比較例 製造方法プロセス（４）の際加水分解がおこり、高輝度
が得られなかった窒化ケイ素膜の場合を説明する。
ス（５）の電極パターニング後で明らかに発光層が変質
したので、熱ＣＶＤ絶縁層の場合のみ上記製造プロセス
（６）迄行い、ＥＬ装置に組み立て、実施例１と同様に
発光輝度とその信頼性を調べたところ、実施例１と同じ
であった。また、実施例１と同様にして、相対密度と耐
水性を調べた結果、熱ＣＶＤ窒化アルミニウムとスパッ
タ窒化アルミニウムはそれぞれ、９４％、８３％および
０％、４５％であった。 比較例 製造方法プロセス（４）の際加水分解がおこり、高輝度
が得られなかった窒化ケイ素膜の場合を説明する。
【００２６】第１の成膜方法としたＲＦプラズマでは、
シランガス（Si H )：アンモニア(NH )：水素ガス（H )
=１：４：１６を用い、ガス圧１３３Pa、０．５W/cm2
の電力を投入し、発光層まで成膜した基板を置いて３０
０℃に保持し、膜厚２００nmの酸化タンタル膜を成膜し
た。第２の成膜方法とした反応性スパッタでは、Siター
ゲットとガス圧４００mPaのN2を用い、２W/cm2 の電力
を投入し、膜厚２００nmの窒化ケイ素膜を成膜した。
シランガス（Si H )：アンモニア(NH )：水素ガス（H )
=１：４：１６を用い、ガス圧１３３Pa、０．５W/cm2
の電力を投入し、発光層まで成膜した基板を置いて３０
０℃に保持し、膜厚２００nmの酸化タンタル膜を成膜し
た。第２の成膜方法とした反応性スパッタでは、Siター
ゲットとガス圧４００mPaのN2を用い、２W/cm2 の電力
を投入し、膜厚２００nmの窒化ケイ素膜を成膜した。
【００２７】ＲＦプラズマ窒化ケイ素膜と反応性スパッ
タ窒化ケイ素膜の各相対密度および耐水性は、それぞれ
８５％、８５％および３５％、４０％であった。以上の
実施例から、第２の絶縁層として、相対密度が８７％を
越えていれば、製造プロセス（５）に耐え、通常のウェ
ットプロセスによるパターニングを適用できることが判
る。
タ窒化ケイ素膜の各相対密度および耐水性は、それぞれ
８５％、８５％および３５％、４０％であった。以上の
実施例から、第２の絶縁層として、相対密度が８７％を
越えていれば、製造プロセス（５）に耐え、通常のウェ
ットプロセスによるパターニングを適用できることが判
る。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、絶縁性基板上に第１の
電極層、第１の絶縁層、少なくとも希土類元素が添加さ
れたアルカリ土類硫化物よりなる発光層、第２の絶縁
層、第２の電極層とを順次積層した薄膜エレクトロルミ
ネッセンス素子において、第２の絶縁層の密度は第２の
絶縁層を構成する材料の単結晶の密度の８７％を越える
ようにしたため、第２の絶縁層は水分を透過させないの
で、第２の絶縁層上の第２の電極層のパターニングにウ
ェットプロセスを適用することができるようになった。
従って、発光層はウェットプロセスの影響を受けずに、
輝度は高く、その信頼性も高い多色薄膜ＥＬ素子を得る
ことができ、これを用いて多色薄膜ＥＬを製造すること
ができる。
電極層、第１の絶縁層、少なくとも希土類元素が添加さ
れたアルカリ土類硫化物よりなる発光層、第２の絶縁
層、第２の電極層とを順次積層した薄膜エレクトロルミ
ネッセンス素子において、第２の絶縁層の密度は第２の
絶縁層を構成する材料の単結晶の密度の８７％を越える
ようにしたため、第２の絶縁層は水分を透過させないの
で、第２の絶縁層上の第２の電極層のパターニングにウ
ェットプロセスを適用することができるようになった。
従って、発光層はウェットプロセスの影響を受けずに、
輝度は高く、その信頼性も高い多色薄膜ＥＬ素子を得る
ことができ、これを用いて多色薄膜ＥＬを製造すること
ができる。
【００２９】上記のように、第２の電極層のパターニン
グが容易に実施できるようになり、歩留りは高く、コス
トは低減できる。
グが容易に実施できるようになり、歩留りは高く、コス
トは低減できる。
【図１】本発明に係る実施例の多色薄膜ＥＬ装置の断面
図
図
【図２】従来の単色薄膜ＥＬ装置を示し、（ａ）は平面
図、（ｂ）は（ａ）におけるＸＸ断面図
図、（ｂ）は（ａ）におけるＸＸ断面図
１１ ガラス基板 ２１ 第１の電極 ３１ 第１の絶縁層 ４ 発光層 ４ａ 白色発光層 ３２ 第２の絶縁層 ２２ 第２の電極 ５ カラーフィルター ５ｒ 赤色フィルター ５ｇ 緑色フィルター ５ｂ 青色フィルター １２ 封止ガラス基板 ６ シリコーンオイル ７ 封止部材 Ｅ 電源
Claims (6)
- 【請求項１】絶縁性基板上に第１の電極層、第１の絶縁
層、少なくとも希土類元素が添加されたアルカリ土類硫
化物よりなる発光層、第２の絶縁層、第２の電極とを順
次積層した薄膜エレクトロルミネッセンス素子におい
て、第２の絶縁層の密度は第２の絶縁層を構成する材料
の単結晶の密度の８７％を越えてい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。 - 【請求項２】前記第２の絶縁層の構成材料は酸化アルミ
ニウム、酸化タンタルまたは窒化アルミニウムのいずれ
かであることを特徴とする請求項１に記載の薄膜エレク
トロルミネッセンス素子。 - 【請求項３】請求項１に記載の薄膜エレクトロルミネッ
センス素子の製造方法において、前記第２の絶縁層は表
面反応を用いた熱ＣＶＤにより形成されることを特徴と
する請求項１に記載の薄膜エレクトロルミネッセンス素
子の製造方法。 - 【請求項４】請求項２に記載の酸化アルミニウムはトリ
メチルアルミニウムガスと水蒸気との混合ガスを用いて
成膜されることを特徴とする請求項３に記載の薄膜エレ
クトロルミネッセンス素子の製造方法。 - 【請求項５】請求項２に記載の酸化タンタルは五塩化タ
ンタルガスと水蒸気との混合ガスを用いて成膜されるこ
とを特徴とする請求項３に記載の薄膜エレクトロルミネ
ッセンス素子の製造方法。 - 【請求項６】請求項２に記載の窒化アルミニウムは三塩
化アルミニウムガスとアンモニアとの混合ガスを用いて
成膜されることを特徴とする請求項３に記載の薄膜エレ
クトロルミネッセンス素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8246779A JPH1092580A (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | 薄膜エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8246779A JPH1092580A (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | 薄膜エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1092580A true JPH1092580A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=17153543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8246779A Pending JPH1092580A (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | 薄膜エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1092580A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005051048A1 (en) * | 2003-11-18 | 2005-06-02 | 3M Innovative Properties Company | A method of making an electroluminescent device including a color filter |
| US7442446B2 (en) | 2002-12-20 | 2008-10-28 | Ifire Ip Corporation | Aluminum nitride passivated phosphors for electroluminescent displays |
| US7812522B2 (en) | 2004-07-22 | 2010-10-12 | Ifire Ip Corporation | Aluminum oxide and aluminum oxynitride layers for use with phosphors for electroluminescent displays |
| US7892382B2 (en) | 2003-11-18 | 2011-02-22 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Electroluminescent devices and methods of making electroluminescent devices including a color conversion element |
| US8569948B2 (en) | 2004-12-28 | 2013-10-29 | Samsung Display Co., Ltd. | Electroluminescent devices and methods of making electroluminescent devices including an optical spacer |
-
1996
- 1996-09-19 JP JP8246779A patent/JPH1092580A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7442446B2 (en) | 2002-12-20 | 2008-10-28 | Ifire Ip Corporation | Aluminum nitride passivated phosphors for electroluminescent displays |
| WO2005051048A1 (en) * | 2003-11-18 | 2005-06-02 | 3M Innovative Properties Company | A method of making an electroluminescent device including a color filter |
| US7892382B2 (en) | 2003-11-18 | 2011-02-22 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Electroluminescent devices and methods of making electroluminescent devices including a color conversion element |
| US7812522B2 (en) | 2004-07-22 | 2010-10-12 | Ifire Ip Corporation | Aluminum oxide and aluminum oxynitride layers for use with phosphors for electroluminescent displays |
| US8569948B2 (en) | 2004-12-28 | 2013-10-29 | Samsung Display Co., Ltd. | Electroluminescent devices and methods of making electroluminescent devices including an optical spacer |
| US9918370B2 (en) | 2004-12-28 | 2018-03-13 | Samsung Display Co., Ltd. | Electroluminescent devices and methods of making electroluminescent devices including an optical spacer |
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