JP2819804B2 - エレクトロルミネッセンス素子とその製造方法 - Google Patents
エレクトロルミネッセンス素子とその製造方法Info
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Landscapes
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、表示機器等に用いられるエレクトロルミ
ネッセンス素子とその製造方法に関するものである。
ネッセンス素子とその製造方法に関するものである。
従来から用いられているエレクトロルミネッセンス素
子（以下、EL素子と略す）の基本的な構造は、ガラス基
板からなる電気絶縁性基板の表面にITO（Indium−Tin−
Oxide）膜からなる透明電極が形成され、この透明電極
の上に第１絶縁体層が形成される。そして、この第１絶
縁体層の上にZnS等の発光体層と第２絶縁体層とが順次
積層され、最後に第２絶縁体層の上に高い導電性を有し
て低コスト、しかも第２絶縁体層との密着力が良いアル
ミニウム（Al）からなる背面電極が積層される。この背
面電極と透明電極との間に高周波電源が接続される。
子（以下、EL素子と略す）の基本的な構造は、ガラス基
板からなる電気絶縁性基板の表面にITO（Indium−Tin−
Oxide）膜からなる透明電極が形成され、この透明電極
の上に第１絶縁体層が形成される。そして、この第１絶
縁体層の上にZnS等の発光体層と第２絶縁体層とが順次
積層され、最後に第２絶縁体層の上に高い導電性を有し
て低コスト、しかも第２絶縁体層との密着力が良いアル
ミニウム（Al）からなる背面電極が積層される。この背
面電極と透明電極との間に高周波電源が接続される。
この第１絶縁体層および第２絶縁体層を構成する材料
は、比誘電率や絶縁耐圧を高くして発光体層への電界強
度を大きくしたり、発光体層に湿気や不純物が拡散して
劣化するのを防ぎ、形成が容易で低コスト等の理由によ
り、酸化ケイ素（SiO2），窒化ケイ素（Si3N4），酸化
アルミニウム（Al2O3）等の薄膜が単層または複層で用
いられている。
は、比誘電率や絶縁耐圧を高くして発光体層への電界強
度を大きくしたり、発光体層に湿気や不純物が拡散して
劣化するのを防ぎ、形成が容易で低コスト等の理由によ
り、酸化ケイ素（SiO2），窒化ケイ素（Si3N4），酸化
アルミニウム（Al2O3）等の薄膜が単層または複層で用
いられている。
このような構成のEL素子において、発光体層の発光
は、高周波電源から高周波電圧を透明電極と背面電極と
の間に印加することによりえられる。この電圧により発
光体層と第１絶縁体層および第２絶縁体層との界面など
にトラップされていたキャリアなどが発光体層の発光中
心に衝突し、この発光中心を励起する。そして、この励
起された発光中心が基底状態に遷移するときに光が放射
される。この光が電気絶縁性基板を透過して観察され
る。
は、高周波電源から高周波電圧を透明電極と背面電極と
の間に印加することによりえられる。この電圧により発
光体層と第１絶縁体層および第２絶縁体層との界面など
にトラップされていたキャリアなどが発光体層の発光中
心に衝突し、この発光中心を励起する。そして、この励
起された発光中心が基底状態に遷移するときに光が放射
される。この光が電気絶縁性基板を透過して観察され
る。
しかしながら、従来のEL素子は、第１絶縁体層および
第２絶縁体層の耐候性が低いため、湿気等の影響で発光
体層が劣化し易くEL素子自体の寿命が短い。また、背面
電極以外のEL素子を構成する部分の各薄膜層の透過光性
が高いことと、背面電極の光の反射率が高いことから電
気絶縁性基板の表面から入射する光が、各薄膜層を透過
して背面電極で反射された後、電気絶縁基板を通過して
外部に放射されるので、この反射光が発光体層の光と相
互干渉等を起こし、発光画素と非発光画素とのコントラ
スト低下させ、比較的明るい条件の下でEL素子を使用す
る場合、発光体層の視認性が低下するという問題があ
る。
第２絶縁体層の耐候性が低いため、湿気等の影響で発光
体層が劣化し易くEL素子自体の寿命が短い。また、背面
電極以外のEL素子を構成する部分の各薄膜層の透過光性
が高いことと、背面電極の光の反射率が高いことから電
気絶縁性基板の表面から入射する光が、各薄膜層を透過
して背面電極で反射された後、電気絶縁基板を通過して
外部に放射されるので、この反射光が発光体層の光と相
互干渉等を起こし、発光画素と非発光画素とのコントラ
スト低下させ、比較的明るい条件の下でEL素子を使用す
る場合、発光体層の視認性が低下するという問題があ
る。
この発明の第１の目的は、第１絶縁性層および第２絶
縁体層の耐候性を高めて寿命を長くすることができるエ
レクトロルミネッセンス素子とその製造方法を提供する
ことである。
縁体層の耐候性を高めて寿命を長くすることができるエ
レクトロルミネッセンス素子とその製造方法を提供する
ことである。
この発明の第２の目的は、明るい条件の下でもコント
ラストが低下せず、発光体層の視認性に影響を及ぼすこ
とがないエレクトロルミネッセンス素子とその製造方法
を提供することである。
ラストが低下せず、発光体層の視認性に影響を及ぼすこ
とがないエレクトロルミネッセンス素子とその製造方法
を提供することである。
この発明の請求項（１）のエレクトロルミネッセンス
素子は、電気絶縁性基板の上に、透明電極，第１絶縁体
層，発光体層，第２絶縁体層および背面電極を順次積層
してなるエレクトロルミネッセンス素子において、第１
絶縁体層が窒化アルミニウム（AlN）薄膜により形成さ
れ、第２絶縁体層が黒色の窒化アルミニウム（AlN）薄
膜により形成されることを特徴とするものである。
素子は、電気絶縁性基板の上に、透明電極，第１絶縁体
層，発光体層，第２絶縁体層および背面電極を順次積層
してなるエレクトロルミネッセンス素子において、第１
絶縁体層が窒化アルミニウム（AlN）薄膜により形成さ
れ、第２絶縁体層が黒色の窒化アルミニウム（AlN）薄
膜により形成されることを特徴とするものである。
請求項（２）のエレクトロルミネッセンス素子の製造
方法は、電気絶縁性基板の上に、透明電極，第１絶縁体
層，発光体層，第２絶縁体層および背面電極を順次積層
するエレクトロルミネッセンス素子の製造方法におい
て、第１絶縁体層および第２絶縁体層が、アルミニウム
（Al）の真空蒸着と同時または交互に窒素（Ｎ）イオン
を照射して形成される窒化アルミニウム（AlN）薄膜で
構成されることを特徴とするものである。
方法は、電気絶縁性基板の上に、透明電極，第１絶縁体
層，発光体層，第２絶縁体層および背面電極を順次積層
するエレクトロルミネッセンス素子の製造方法におい
て、第１絶縁体層および第２絶縁体層が、アルミニウム
（Al）の真空蒸着と同時または交互に窒素（Ｎ）イオン
を照射して形成される窒化アルミニウム（AlN）薄膜で
構成されることを特徴とするものである。
請求項（３）のエレクトロルミネッセンス素子の製造
方法は、請求項（２）記載のエレクトロルミネッセンス
素子の製造方法において、第１絶縁体層および第２絶縁
体層を、窒素（Ｎ）イオンの加速エネルギをイオン一個
当たり2KeV以上、5KeV以下とし、かつ真空蒸着するアル
ミニウム（Al）粒子と窒素（Ｎ）イオンの個数比を１以
上、３以下の条件で100Å以上、5000Å以下の膜厚で形
成した後、窒素（Ｎ）イオンの加速エネルギをイオン一
個当たり10eV以上、1KeV以下とし、かつ真空蒸着するア
ルミニウム（Al）粒子と窒素（Ｎ）イオンの個数比を0.
1以上、２以下の条件で形成するものである。
方法は、請求項（２）記載のエレクトロルミネッセンス
素子の製造方法において、第１絶縁体層および第２絶縁
体層を、窒素（Ｎ）イオンの加速エネルギをイオン一個
当たり2KeV以上、5KeV以下とし、かつ真空蒸着するアル
ミニウム（Al）粒子と窒素（Ｎ）イオンの個数比を１以
上、３以下の条件で100Å以上、5000Å以下の膜厚で形
成した後、窒素（Ｎ）イオンの加速エネルギをイオン一
個当たり10eV以上、1KeV以下とし、かつ真空蒸着するア
ルミニウム（Al）粒子と窒素（Ｎ）イオンの個数比を0.
1以上、２以下の条件で形成するものである。
請求項（４）のエレクトロルミネッセンス素子の製造
方法は、請求項（２）記載のエレクトロルミネッセンス
素子の製造方法において、第１絶縁体層を、窒素（Ｎ）
イオンの加速エネルギをイオン一個当たり2KeV以上、5K
eV以下とし、かつ真空蒸着するアルミニウム（Al）粒子
と窒素（Ｎ）イオンの個数比を１以上、３以下の条件で
100Å以上、5000Å以下の膜厚で形成した後、窒素
（Ｎ）イオンの加速エネルギをイオン一個当たり10eV以
上、1KeV以下とし、かつ真空蒸着するアルミニウム（A
l）粒子と窒素（Ｎ）イオンの個数比を0.1以上、２以下
の条件で形成し、 第２絶縁体層を、窒素（Ｎ）イオンの加速エネルギを
イオン一個当たり2KeV以上、5KeV以下とし、かつ真空蒸
着するアルミニウム（Al）粒子と窒素（Ｎ）イオンの個
数比を１以上、３以下の条件で100Å以上、5000Å以下
の膜厚で形成した後、窒素（Ｎ）イオンの加速エネルギ
をイオン一個当たり10eV以上、20KeV以下とし、かつ真
空蒸着するアルミニウム（Al）粒子と窒素（Ｎ）イオン
の個数比を１以上、３以下の条件で形成するものであ
る。
方法は、請求項（２）記載のエレクトロルミネッセンス
素子の製造方法において、第１絶縁体層を、窒素（Ｎ）
イオンの加速エネルギをイオン一個当たり2KeV以上、5K
eV以下とし、かつ真空蒸着するアルミニウム（Al）粒子
と窒素（Ｎ）イオンの個数比を１以上、３以下の条件で
100Å以上、5000Å以下の膜厚で形成した後、窒素
（Ｎ）イオンの加速エネルギをイオン一個当たり10eV以
上、1KeV以下とし、かつ真空蒸着するアルミニウム（A
l）粒子と窒素（Ｎ）イオンの個数比を0.1以上、２以下
の条件で形成し、 第２絶縁体層を、窒素（Ｎ）イオンの加速エネルギを
イオン一個当たり2KeV以上、5KeV以下とし、かつ真空蒸
着するアルミニウム（Al）粒子と窒素（Ｎ）イオンの個
数比を１以上、３以下の条件で100Å以上、5000Å以下
の膜厚で形成した後、窒素（Ｎ）イオンの加速エネルギ
をイオン一個当たり10eV以上、20KeV以下とし、かつ真
空蒸着するアルミニウム（Al）粒子と窒素（Ｎ）イオン
の個数比を１以上、３以下の条件で形成するものであ
る。
この発明のEL素子の一例を第１図に、その第１絶縁体
層および第２絶縁体層の窒化アルミニウム（AlN）薄膜
を形成する装置の一例を第２図に基づいて説明する。
層および第２絶縁体層の窒化アルミニウム（AlN）薄膜
を形成する装置の一例を第２図に基づいて説明する。
真空装置内（図示せず）において、ホルダ10にガラス
基板からなる電気絶縁性基板１が固定される。この電気
絶縁性基板１の表面には、あらかじめマグネトロンスパ
ッタ法やイオンプレーティング法によりITO膜からなる
透明電極２が形成されている。そして、電気絶縁性基板
１の斜め下方には電子ビーム（EB），レーザ線または高
周波等により高温度に加熱することのできる蒸発源８が
設けられている。この蒸発源８の中には蒸発物質となる
アルミニウム（Al）８′が入れられている。また、電気
絶縁性基板１に正対する方向にはマウフマン型やプラズ
マを閉じ込めるためのカスプ磁場を用いたバスケット型
等のイオン源11が設けられている。
基板からなる電気絶縁性基板１が固定される。この電気
絶縁性基板１の表面には、あらかじめマグネトロンスパ
ッタ法やイオンプレーティング法によりITO膜からなる
透明電極２が形成されている。そして、電気絶縁性基板
１の斜め下方には電子ビーム（EB），レーザ線または高
周波等により高温度に加熱することのできる蒸発源８が
設けられている。この蒸発源８の中には蒸発物質となる
アルミニウム（Al）８′が入れられている。また、電気
絶縁性基板１に正対する方向にはマウフマン型やプラズ
マを閉じ込めるためのカスプ磁場を用いたバスケット型
等のイオン源11が設けられている。
このイオン源11は、電気絶縁性基板１に形成した透明
電極２の表面に窒素ガス（N2）をイオン化したイオン1
1′にして照射する装置である。さらに、真空装置内に
は、膜厚計９とイオン電流測定器12とが配置されてい
る。
電極２の表面に窒素ガス（N2）をイオン化したイオン1
1′にして照射する装置である。さらに、真空装置内に
は、膜厚計９とイオン電流測定器12とが配置されてい
る。
この膜厚計９は、透明電極２の表面に蒸着積層される
アルミニウム（Al）８′の膜厚ならびにアルミニウム
（Al）原子の粒子数を測定するためのものであり、例え
ば水晶振動子を使用した水晶振動式膜厚計等である。ま
た、イオン電流測定器12は、透明電極２の表面に照射さ
れるイオン11′の窒素イオンの個数を計測するためのも
のであり、例えばファラデーカップのような２次電子抑
制電極を持つカップ型構造のイオンビーム電流測定器等
である。
アルミニウム（Al）８′の膜厚ならびにアルミニウム
（Al）原子の粒子数を測定するためのものであり、例え
ば水晶振動子を使用した水晶振動式膜厚計等である。ま
た、イオン電流測定器12は、透明電極２の表面に照射さ
れるイオン11′の窒素イオンの個数を計測するためのも
のであり、例えばファラデーカップのような２次電子抑
制電極を持つカップ型構造のイオンビーム電流測定器等
である。
上記のような構成において、蒸発源８からアルミニウ
ム（Al）８′を電気絶縁性基板１に形成した透明電極２
の表面に蒸着すると同時または交互にイオン源11から窒
素ガス（N2）のイオン11′を照射して窒化アルミニウム
（AlN）の薄膜（以下、AlN薄膜と略す）を形成する。
ム（Al）８′を電気絶縁性基板１に形成した透明電極２
の表面に蒸着すると同時または交互にイオン源11から窒
素ガス（N2）のイオン11′を照射して窒化アルミニウム
（AlN）の薄膜（以下、AlN薄膜と略す）を形成する。
このとき、イオン源11から照射されるイオン11′の加
速エネルギの値と、形成されるAlN薄膜の中のアルミニ
ウム（Al）粒子と窒素のイオン11′の個数比（以下、Al
/N輸送比と略す）とを、膜厚計９とイオン電流測定器12
とで測定制御しながら適宜調整してAlN薄膜を形成す
る。
速エネルギの値と、形成されるAlN薄膜の中のアルミニ
ウム（Al）粒子と窒素のイオン11′の個数比（以下、Al
/N輸送比と略す）とを、膜厚計９とイオン電流測定器12
とで測定制御しながら適宜調整してAlN薄膜を形成す
る。
この加速エネルギとAl/N輸送比との具体的な値は、Al
N薄膜の形成の開始時において、イオン源11から照射さ
れるイオン11′の加速エネルギをイオン一個当たり2eV
以上、5KeV以下とし、Al/N輸送比を１以上、３以下とし
て薄膜の膜厚を100Å以上、5000Å以下に形成した後、
イオン11′の加速エネルギをイオン一個当たり10eV以
上、1KeV以下とし、Al/N輸送比を0.1以上、２以下とし
て所定膜圧の第１絶縁体層３を形成することが好まし
い。これは、AlN薄膜の形成の開始時にイオン11′の加
速エネルギを2KeV以上にすると透明電極２と、形成され
るAlN薄膜との界面に、両者の構成原子の混合層を形成
し易くなり透明電極２とAlN薄膜との密着性を高めるた
めであり、加速エネルギを5KeV以下とするのは形成され
るAlN薄膜の内部に欠陥や損傷が発生するのを抑えるた
めである。そして、Al/N輸送比を１以上、３以下にする
のは、形成されるAlN薄膜の透光性を良くするためであ
る。また、形成されるAlN薄膜の膜厚が、100Åより薄い
と前述の透明電極２とAlN薄膜との混合層の形成状態が
不十分になり密着性に劣り、5000Åより厚いと透光性に
悪影響を与えるので好ましくない。さらにその後、イオ
ン11′の加速エネルギを10eV以上、1KeV以下とするの
は、加速エネルギが1KeVを超えると、形成されるAlN薄
膜の耐候性が劣り、10eVに満たないとイオン11′が引き
出せないからである。また、Al/N輸送比を0.1以上、２
以下とするのは、形成されるAlN薄膜が緻密性に優れ耐
候性が良く、透光性に優れたAlN薄膜を形成するためで
ある。
N薄膜の形成の開始時において、イオン源11から照射さ
れるイオン11′の加速エネルギをイオン一個当たり2eV
以上、5KeV以下とし、Al/N輸送比を１以上、３以下とし
て薄膜の膜厚を100Å以上、5000Å以下に形成した後、
イオン11′の加速エネルギをイオン一個当たり10eV以
上、1KeV以下とし、Al/N輸送比を0.1以上、２以下とし
て所定膜圧の第１絶縁体層３を形成することが好まし
い。これは、AlN薄膜の形成の開始時にイオン11′の加
速エネルギを2KeV以上にすると透明電極２と、形成され
るAlN薄膜との界面に、両者の構成原子の混合層を形成
し易くなり透明電極２とAlN薄膜との密着性を高めるた
めであり、加速エネルギを5KeV以下とするのは形成され
るAlN薄膜の内部に欠陥や損傷が発生するのを抑えるた
めである。そして、Al/N輸送比を１以上、３以下にする
のは、形成されるAlN薄膜の透光性を良くするためであ
る。また、形成されるAlN薄膜の膜厚が、100Åより薄い
と前述の透明電極２とAlN薄膜との混合層の形成状態が
不十分になり密着性に劣り、5000Åより厚いと透光性に
悪影響を与えるので好ましくない。さらにその後、イオ
ン11′の加速エネルギを10eV以上、1KeV以下とするの
は、加速エネルギが1KeVを超えると、形成されるAlN薄
膜の耐候性が劣り、10eVに満たないとイオン11′が引き
出せないからである。また、Al/N輸送比を0.1以上、２
以下とするのは、形成されるAlN薄膜が緻密性に優れ耐
候性が良く、透光性に優れたAlN薄膜を形成するためで
ある。
つぎに、前述の方法により得られた第１絶縁体層３の
上に、所定濃度のマンガン（Mn）を添加した硫化亜鉛
（ZnS）等の材料を用いて真空蒸着で発光体層４を形成
する。この発光体層４の形成は、第１絶縁体層３を形成
した装置（第２図）のイオン源11を使用せず、蒸発源８
のみを使用して形成してもよく、別の真空蒸着装置を用
いてもよい。
上に、所定濃度のマンガン（Mn）を添加した硫化亜鉛
（ZnS）等の材料を用いて真空蒸着で発光体層４を形成
する。この発光体層４の形成は、第１絶縁体層３を形成
した装置（第２図）のイオン源11を使用せず、蒸発源８
のみを使用して形成してもよく、別の真空蒸着装置を用
いてもよい。
そしてつぎに、第１絶縁体層３を形成した装置と同じ
装置（第２図）を用いて、発光体層４の上にAlN薄膜か
らなる第２絶縁体層５を形成する。この第２絶縁体層５
の形成方法は、第１絶縁体層２と同様の条件でアルミニ
ウム（Al）８′の真空蒸着と窒素ガス（N2）のイオン1
1′の照射とを行いAlN薄膜の形成を開始し、第１絶縁体
層３と同じく発光体層４との密着性が良く、透光性に悪
影響を与えない膜厚（100Å以上、5000Å以下）のAlN薄
膜を形成する。つぎに、形成されるAlN薄膜が緻密性に
優れ耐候性が良く、透光性が良い第２絶縁体層５を形成
する場合には、第１絶縁体層３の形成条件と同じように
イオン11′の加速エネルギとAl/N輸送比の条件を変更し
て所定膜厚のAlN薄膜を形成する。一方、形成される第
２絶縁体層５を緻密性に優れ耐候性が良い黒色のAlN薄
膜を形成する場合には、イオン11′の加速エネルギをイ
オン一個当たり10KeV以上、20KeV以下とし、Al/N輸送比
を１以上、３以下として所定膜厚のAlN薄膜を形成す
る。
装置（第２図）を用いて、発光体層４の上にAlN薄膜か
らなる第２絶縁体層５を形成する。この第２絶縁体層５
の形成方法は、第１絶縁体層２と同様の条件でアルミニ
ウム（Al）８′の真空蒸着と窒素ガス（N2）のイオン1
1′の照射とを行いAlN薄膜の形成を開始し、第１絶縁体
層３と同じく発光体層４との密着性が良く、透光性に悪
影響を与えない膜厚（100Å以上、5000Å以下）のAlN薄
膜を形成する。つぎに、形成されるAlN薄膜が緻密性に
優れ耐候性が良く、透光性が良い第２絶縁体層５を形成
する場合には、第１絶縁体層３の形成条件と同じように
イオン11′の加速エネルギとAl/N輸送比の条件を変更し
て所定膜厚のAlN薄膜を形成する。一方、形成される第
２絶縁体層５を緻密性に優れ耐候性が良い黒色のAlN薄
膜を形成する場合には、イオン11′の加速エネルギをイ
オン一個当たり10KeV以上、20KeV以下とし、Al/N輸送比
を１以上、３以下として所定膜厚のAlN薄膜を形成す
る。
そして最後に、上記の条件で形成した透明または黒色
の第２絶縁体層５の上に、真空蒸着法等の方法でアルミ
ニウム（Al）からなる背面電極６を形成する。
の第２絶縁体層５の上に、真空蒸着法等の方法でアルミ
ニウム（Al）からなる背面電極６を形成する。
実施例１ 第２図に示して説明した装置において、表面にIn2O3
−SnO2膜の透明電極２を形成したガラス基板からなる電
気絶縁基板１を固定する。そして、アルミニウム（Al）
８′を蒸発物質として蒸発源８の内部に配置して真空装
置の内部を１×10-5Torr以下の高真空に保持し、蒸発源
８を電子ビーム（EB）で加熱してアルミニウム（Al）
８′を透明電極２の表面に蒸着させると同時に、イオン
源11に窒素ガス（N2）を導入して窒素のイオン11′を透
明電極２の表面に照射して透明な第１絶絶縁体層３を形
成した。
−SnO2膜の透明電極２を形成したガラス基板からなる電
気絶縁基板１を固定する。そして、アルミニウム（Al）
８′を蒸発物質として蒸発源８の内部に配置して真空装
置の内部を１×10-5Torr以下の高真空に保持し、蒸発源
８を電子ビーム（EB）で加熱してアルミニウム（Al）
８′を透明電極２の表面に蒸着させると同時に、イオン
源11に窒素ガス（N2）を導入して窒素のイオン11′を透
明電極２の表面に照射して透明な第１絶絶縁体層３を形
成した。
このとき、イオン11′の照射エネルギをイオン一個当
たり2KeVとし、形成されるAlN薄膜のAl/N輸送比が１に
なるように、アルミニウム（Al）８′の蒸発量とイオン
11′の照射量および照射エネルギを、膜厚計９とイオン
電流測定器12とで測定しながら制御して膜厚が1000Åの
AlNを薄膜を形成した後、イオン11′の照射エネルギを
イオン一個当たり1KeV、Al/N輸送比を１にし、最終的に
膜厚が4000Åの透明な第１絶縁体層３を形成した。
たり2KeVとし、形成されるAlN薄膜のAl/N輸送比が１に
なるように、アルミニウム（Al）８′の蒸発量とイオン
11′の照射量および照射エネルギを、膜厚計９とイオン
電流測定器12とで測定しながら制御して膜厚が1000Åの
AlNを薄膜を形成した後、イオン11′の照射エネルギを
イオン一個当たり1KeV、Al/N輸送比を１にし、最終的に
膜厚が4000Åの透明な第１絶縁体層３を形成した。
つぎに、この第１絶縁体層３の上に所定濃度のマンガ
ン（Mn）を添加した硫化亜鉛（ZnS）を用いて真空蒸着
で発光体層４を形成した後、第１の絶縁体層３の形成と
同様に、アルミニウム（Al）８′を発光体層４の表面に
蒸着させると同時に、窒素のイオン11′を発光体層４の
表面に照射して透明な第２絶縁体層５を形成した。
ン（Mn）を添加した硫化亜鉛（ZnS）を用いて真空蒸着
で発光体層４を形成した後、第１の絶縁体層３の形成と
同様に、アルミニウム（Al）８′を発光体層４の表面に
蒸着させると同時に、窒素のイオン11′を発光体層４の
表面に照射して透明な第２絶縁体層５を形成した。
このとき、イオン11′の照射エネルギをイオン一個当
たり2KeVとし、形成されるAlN薄膜のAl/N輸送比が１に
なるように、アルミニウム（Al）８′の蒸発量とイオン
11′の照射量および照射エネルギを、測定制御しながら
膜厚が1000ÅのAlN薄膜を形成した後、イオン11′の照
射エネルギをイオン一個当たり3KeV、Al/N輸送比を１に
変更し、最終的に膜厚が5000Åの透明な第２絶縁体層５
を形成した。
たり2KeVとし、形成されるAlN薄膜のAl/N輸送比が１に
なるように、アルミニウム（Al）８′の蒸発量とイオン
11′の照射量および照射エネルギを、測定制御しながら
膜厚が1000ÅのAlN薄膜を形成した後、イオン11′の照
射エネルギをイオン一個当たり3KeV、Al/N輸送比を１に
変更し、最終的に膜厚が5000Åの透明な第２絶縁体層５
を形成した。
最後に、透明な第２絶縁体層５の上にアルミニウム
（Al）を真空蒸着して背面電極６を形成してEL素子を製
造した。
（Al）を真空蒸着して背面電極６を形成してEL素子を製
造した。
このようにして、EL素子の第１絶縁体層３および第２
絶縁体層５をAlN薄膜で緻密に構成することにより、不
純物の水素等が混入すことがなく、耐候性や透光性が向
上する。また、このAlN薄膜は、発光体層４と同じ六方
晶系の結晶構造であるので、各界面の混合層での相性が
よく、発光効率が向上する。さらに、AlN薄膜は、自己
回復モードを有する材料なので、絶縁破壊が生じても破
壊伝播モードを有する例えばPbTiO3薄膜のように、画素
全体に破壊が伝播して非発光部が認められるという現象
を生じない。
絶縁体層５をAlN薄膜で緻密に構成することにより、不
純物の水素等が混入すことがなく、耐候性や透光性が向
上する。また、このAlN薄膜は、発光体層４と同じ六方
晶系の結晶構造であるので、各界面の混合層での相性が
よく、発光効率が向上する。さらに、AlN薄膜は、自己
回復モードを有する材料なので、絶縁破壊が生じても破
壊伝播モードを有する例えばPbTiO3薄膜のように、画素
全体に破壊が伝播して非発光部が認められるという現象
を生じない。
実施例２ 実施例１と同様に電気絶縁基板１に形成した透明電極
２の表面に、アルミニウム（Al）８′を蒸着させると同
時に、窒素のイオン11′の照射エネルギを2KeV、Al/N輸
送比を１として膜厚が1000ÅのAlN薄膜を形成し、イオ
ン11′の照射エネルギを0.5KeV、Al/N輸送比を１にし、
最終的に膜厚が4000Åの透明な第１絶縁体層３に形成し
た後、この第１絶縁体層３の上に真空蒸着で発光体層４
を形成した。
２の表面に、アルミニウム（Al）８′を蒸着させると同
時に、窒素のイオン11′の照射エネルギを2KeV、Al/N輸
送比を１として膜厚が1000ÅのAlN薄膜を形成し、イオ
ン11′の照射エネルギを0.5KeV、Al/N輸送比を１にし、
最終的に膜厚が4000Åの透明な第１絶縁体層３に形成し
た後、この第１絶縁体層３の上に真空蒸着で発光体層４
を形成した。
つぎに、アルミニウム（Al）を発光体層４の面に蒸着
させると同時に、窒素のイオン11′を発光体層４の表面
に照射して黒色の第２絶縁体層５を形成した。
させると同時に、窒素のイオン11′を発光体層４の表面
に照射して黒色の第２絶縁体層５を形成した。
このとき、イオン11′の照射エネルギを2KeV、Al/N輸
送比を１として膜厚が1000ÅのAlN薄膜を形成した後、
イオン11′の照射エネルギを10KeV、Al/N輸送比を１に
変更し、最終的に膜厚が5000Åの黒色の第２絶縁体層５
を形成した。
送比を１として膜厚が1000ÅのAlN薄膜を形成した後、
イオン11′の照射エネルギを10KeV、Al/N輸送比を１に
変更し、最終的に膜厚が5000Åの黒色の第２絶縁体層５
を形成した。
最後に、この第２絶縁体層５の上にアルミニウム（A
l）を真空蒸着して背面電極６を形成してEL素子を製造
した。
l）を真空蒸着して背面電極６を形成してEL素子を製造
した。
このようにして、EL素子の第１絶縁体層３および第２
絶縁体層５に、不純物の水素等が混入することなく、Al
N薄膜で緻密に構成するので、耐候性が向上し、各界面
の混合層での相性がよく、発光効率が向上する。また、
AlN薄膜は、自己回復モードを有する材料なので、絶縁
破壊が生じても画素全体に破壊が伝播して非発光部が認
められるという現象を生じない。
絶縁体層５に、不純物の水素等が混入することなく、Al
N薄膜で緻密に構成するので、耐候性が向上し、各界面
の混合層での相性がよく、発光効率が向上する。また、
AlN薄膜は、自己回復モードを有する材料なので、絶縁
破壊が生じても画素全体に破壊が伝播して非発光部が認
められるという現象を生じない。
さらに、第２絶縁体層５を黒色のAlN薄膜とすること
により、背面電極６による反射光の影響をなくして円偏
光フィルタを配置したときと同様に、発光画素自体の輝
度を低下させずにコントラストを向上することができ
る。
により、背面電極６による反射光の影響をなくして円偏
光フィルタを配置したときと同様に、発光画素自体の輝
度を低下させずにコントラストを向上することができ
る。
この発明の請求項（１）のエレクトロルミネッセンス
素子は、第１絶縁体層および第２絶縁体層を不純物を含
有せず、緻密な窒化アルミニウム（AlN）薄膜で形成す
るので、耐候性を良くして寿命を長くすることができ
る。また、透明電極および発光体層との密着性を良くし
て発光効率を高める。さらに第２絶縁体層を黒色の窒化
アルミニウム（AlN）薄膜で形成するので、背面電極に
よる反射光の影響をなくし、コントラストを低下させる
ことがない。
素子は、第１絶縁体層および第２絶縁体層を不純物を含
有せず、緻密な窒化アルミニウム（AlN）薄膜で形成す
るので、耐候性を良くして寿命を長くすることができ
る。また、透明電極および発光体層との密着性を良くし
て発光効率を高める。さらに第２絶縁体層を黒色の窒化
アルミニウム（AlN）薄膜で形成するので、背面電極に
よる反射光の影響をなくし、コントラストを低下させる
ことがない。
請求項（２）のエレクトロルミネッセンス素子の製造
方法は、第１絶縁体層および第２絶縁体層を、アルミニ
ウム（Al）の真空蒸着と同時または交互に窒素（Ｎ）イ
オンを照射し、窒化アルミニウム（AlN）薄膜で構成す
るので、第１絶縁体層および第２絶縁体層が不純物を含
有せず、緻密にすることができる。
方法は、第１絶縁体層および第２絶縁体層を、アルミニ
ウム（Al）の真空蒸着と同時または交互に窒素（Ｎ）イ
オンを照射し、窒化アルミニウム（AlN）薄膜で構成す
るので、第１絶縁体層および第２絶縁体層が不純物を含
有せず、緻密にすることができる。
請求項（３）のエレクトロルミネッセンス素子の製造
方法は、第１絶縁体層および第２絶縁体層を、窒素
（Ｎ）のイオンの加速エネルギをイオン一個当たり2KeV
以上、5KeV以下とし、Al/N輸送比を１以上、３以下で10
0Å以上、5000Å以下形成した後、加速エネルギを10eV
以上、1KeV以下、Al/N輸送比を0.1以上、２以下に変更
して形成するので、透明性のよい透明の窒化アルミニウ
ム（AlN）薄膜からなる第１絶縁体層および第２絶縁体
層とすることができる。
方法は、第１絶縁体層および第２絶縁体層を、窒素
（Ｎ）のイオンの加速エネルギをイオン一個当たり2KeV
以上、5KeV以下とし、Al/N輸送比を１以上、３以下で10
0Å以上、5000Å以下形成した後、加速エネルギを10eV
以上、1KeV以下、Al/N輸送比を0.1以上、２以下に変更
して形成するので、透明性のよい透明の窒化アルミニウ
ム（AlN）薄膜からなる第１絶縁体層および第２絶縁体
層とすることができる。
請求項（４）のエレクトロルミネッセンス素子の製造
方法は、第２絶縁体層を、窒素（Ｎ）のイオンの加速エ
ネルギをイオン一個当たり2KeV以上、5KeV以下とし、Al
/N輸送比を１以上、３以下で100Å以上、5000Å以下形
成した後、加速エネルギを10KeV以上、20KeV以下、Al/N
輸送比を１以上、３以下に変更して形成するので、黒色
の窒化アルミニウム（AlN）薄膜からなる第２絶縁体層
とすることができる。
方法は、第２絶縁体層を、窒素（Ｎ）のイオンの加速エ
ネルギをイオン一個当たり2KeV以上、5KeV以下とし、Al
/N輸送比を１以上、３以下で100Å以上、5000Å以下形
成した後、加速エネルギを10KeV以上、20KeV以下、Al/N
輸送比を１以上、３以下に変更して形成するので、黒色
の窒化アルミニウム（AlN）薄膜からなる第２絶縁体層
とすることができる。
第１図はこの発明の一実施例のエレクトロルミネッセン
ス素子の縦断面図、第２図はその製造装置の一例を説明
する概略図である。 １……電気絶縁基板、２……透明電極、３……第１絶縁
体操、４……発光体層、５……第２絶縁体層、６……背
面電極、７……高周波電源、８′……アルミニウム（A
l）、11′……イオン
ス素子の縦断面図、第２図はその製造装置の一例を説明
する概略図である。 １……電気絶縁基板、２……透明電極、３……第１絶縁
体操、４……発光体層、５……第２絶縁体層、６……背
面電極、７……高周波電源、８′……アルミニウム（A
l）、11′……イオン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西山 哲 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機株式会社内 (72)発明者 酒井 滋樹 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−176093（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−246790（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05B 33/22 H05B 33/10
Claims (4)
- 【請求項１】電気絶縁性基板の上に、透明電極，第１絶
縁体層，発光体層，第２絶縁体層および背面電極を順次
積層してなるエレクトロルミネッセンス素子において、
前記第１絶縁体層が窒化アルミニウム（AlN）薄膜によ
り形成され、前記第２絶縁体層が黒色の窒化アルミニウ
ム（AlN）薄膜により形成されていることを特徴とする
エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項２】電気絶縁性基板の上に、透明電極，第１絶
縁体層，発光体層，第２絶縁体層および背面電極を順次
積層する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１絶縁体層および第２絶縁体層が、アルミ
ニウム（Al）の真空蒸着と同時または交互に窒素（Ｎ）
イオンを照射して形成される窒化アルミニウム（AlN）
薄膜で構成されることを特徴とするエレクトロルミネッ
センス素子の製造方法。 - 【請求項３】第１絶縁体層および第２絶縁体層を、窒素
（Ｎ）イオンの加速エネルギをイオン一個当たり2KeV以
上、5KeV以下とし、かつ真空蒸着するアルミニウム（A
l）粒子と窒素（Ｎ）イオンの個数比を１以上、３以下
の条件で100Å以上、5000Å以下の膜厚で形成した後、
窒素（Ｎ）イオンの加速エネルギをイオン一個当たり10
eV以上、1KeV以下とし、かつ真空蒸着するアルミニウム
（Al）粒子と窒素（Ｎ）イオンの個数比を0.1以上、２
以下の条件で形成する請求項（２）記載のエレクトロル
ミネッセンス素子の製造方法。 - 【請求項４】第１絶縁体層を、窒素（Ｎ）イオンの加速
エネルギをイオン一個当たり2KeV以上、5KeV以下とし、
かつ真空蒸着するアルミニウム（Al）粒子と窒素（Ｎ）
イオンの個数比を１以上、３以下の条件で100Å以上、5
000Å以下の膜厚で形成した後、窒素（Ｎ）イオンの加
速エネルギをイオン一個当たり10eV以上、1KeV以下と
し、かつ真空蒸着するアルミニウム（Al）粒子と窒素
（Ｎ）イオンの個数比を0.1以上、２以下の条件で形成
し、 第２絶縁体層を、窒素（Ｎ）イオンの加速エネルギをイ
オン一個当たり2KeV以上、5KeV以下とし、かつ真空蒸着
するアルミニウム（Al）粒子と窒素（Ｎ）イオンの個数
比を１以上、３以下の条件で100Å以上、5000Å以下の
膜厚で形成した後、窒素（Ｎ）イオンの加速エネルギを
イオン一個当たり10KeV以上、20KeV以下とし、かつ真空
蒸着するアルミニウム（Al）粒子と窒素（Ｎ）イオンの
個数比を１以上、３以下の条件で形成する請求項（２）
記載の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 |
|---|---|---|---|
| JP2217926A JP2819804B2 (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | エレクトロルミネッセンス素子とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2217926A JP2819804B2 (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | エレクトロルミネッセンス素子とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04101393A JPH04101393A (ja) | 1992-04-02 |
| JP2819804B2 true JP2819804B2 (ja) | 1998-11-05 |
Family
ID=16711892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2217926A Expired - Fee Related JP2819804B2 (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | エレクトロルミネッセンス素子とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2819804B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101690400B (zh) * | 2007-04-30 | 2011-11-30 | 伊菲雷知识产权公司 | 用于厚膜介质电致发光显示器的层状厚膜介质结构 |
-
1990
- 1990-08-17 JP JP2217926A patent/JP2819804B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04101393A (ja) | 1992-04-02 |
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