JPH07320871A - Ｅｌ素子の製造方法 - Google Patents
Ｅｌ素子の製造方法Info
- Publication number
- JPH07320871A JPH07320871A JP6108410A JP10841094A JPH07320871A JP H07320871 A JPH07320871 A JP H07320871A JP 6108410 A JP6108410 A JP 6108410A JP 10841094 A JP10841094 A JP 10841094A JP H07320871 A JPH07320871 A JP H07320871A
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- Japan
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- layer
- film
- transparent
- light emitting
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- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 透明基板上に透明電極となる導電層を有し、
その上に上下を絶縁層で挟まれた発光層を有した構造の
薄膜状のＥＬ素子を作製するのに際し、基板加熱を行わ
なくても結晶性の良質な発光層が得られ、また透明で絶
縁特性の良い絶縁層が得られるようにする。 【構成】 プラズマガン１９を配置したプラズマガン室
１４と成膜室１５を連結し、Ａｒ（またはＨｅ）ガスを
流しておく。そして、成膜室１５に設けたアノード電極
１７とプラズマガン１９の間に直流電圧を印加し、アー
ク放電によってプラズマビームを生じさせ、このプラズ
マビームによりアノード電極１７上の原料１８を加熱、
蒸発させて基板１６に成膜させる。その際、基板加熱を
行うことなく、透明基板上の各層を各々の原料１８によ
り順次成膜形成する。
その上に上下を絶縁層で挟まれた発光層を有した構造の
薄膜状のＥＬ素子を作製するのに際し、基板加熱を行わ
なくても結晶性の良質な発光層が得られ、また透明で絶
縁特性の良い絶縁層が得られるようにする。 【構成】 プラズマガン１９を配置したプラズマガン室
１４と成膜室１５を連結し、Ａｒ（またはＨｅ）ガスを
流しておく。そして、成膜室１５に設けたアノード電極
１７とプラズマガン１９の間に直流電圧を印加し、アー
ク放電によってプラズマビームを生じさせ、このプラズ
マビームによりアノード電極１７上の原料１８を加熱、
蒸発させて基板１６に成膜させる。その際、基板加熱を
行うことなく、透明基板上の各層を各々の原料１８によ
り順次成膜形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜状の発光層を絶縁
層でサンドイッチ状に挟んだ構造を持つ薄膜ＥＬ(elect
roluminescence) 素子の製造方法に関するものである。
層でサンドイッチ状に挟んだ構造を持つ薄膜ＥＬ(elect
roluminescence) 素子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】薄膜ＥＬ素子は、薄形で平板状の光源と
して用いられ、種々の電子機器に表示素子として利用さ
れている。図４はその一般的なＥＬ素子の構造を示す断
面図である。
して用いられ、種々の電子機器に表示素子として利用さ
れている。図４はその一般的なＥＬ素子の構造を示す断
面図である。
【０００３】図４中、１は下側が発光面となる透明基板
で、この基板上に、透明電極となる導電層２ａ、絶縁層
３ａ、発光層４、絶縁層３ｂ、背面電極となる導電層２
ｂが順次成膜により作製されている。
で、この基板上に、透明電極となる導電層２ａ、絶縁層
３ａ、発光層４、絶縁層３ｂ、背面電極となる導電層２
ｂが順次成膜により作製されている。
【０００４】上記透明基板上の各層の成膜法としては、
従来より電子ビーム（ＥＢ）蒸着法、イオンプレーティ
ング法、スパッタ法、気相成長法などが知られている。
また、これらの各成膜法においては必要に応じて基板の
加熱が行われるが、次にこの各成膜法の概要について説
明する。
従来より電子ビーム（ＥＢ）蒸着法、イオンプレーティ
ング法、スパッタ法、気相成長法などが知られている。
また、これらの各成膜法においては必要に応じて基板の
加熱が行われるが、次にこの各成膜法の概要について説
明する。
【０００５】（Ａ）ＥＢ蒸着法及びイオンプレーティン
ク法 図５の（ａ）はＥＢ蒸着法の装置を示す図である。フィ
ラメント５が真空中で加熱され、この加熱されたフィラ
メント５から電子ビームが放出され、図の破線で示すよ
うに硫化亜鉛焼結ペレット等の蒸発源６に照射される。
そして、蒸発した原料が上部の基板７に付着し、薄膜と
なる。
ク法 図５の（ａ）はＥＢ蒸着法の装置を示す図である。フィ
ラメント５が真空中で加熱され、この加熱されたフィラ
メント５から電子ビームが放出され、図の破線で示すよ
うに硫化亜鉛焼結ペレット等の蒸発源６に照射される。
そして、蒸発した原料が上部の基板７に付着し、薄膜と
なる。
【０００６】また、図５の（ｂ）はイオンプレーティン
グ法の装置を示す図である。これは、図５の（ａ）の装
置において、さらにアルゴンまたは酸素などのガス（Ｇ
ＡＳ）を導入し、ＲＦ電極８に高周波電圧を印加して蒸
発源６と基板７との間にプラズマ９を生成するようにし
たものである。これによって、蒸発粒子やガスを活性化
して反応させることができる。
グ法の装置を示す図である。これは、図５の（ａ）の装
置において、さらにアルゴンまたは酸素などのガス（Ｇ
ＡＳ）を導入し、ＲＦ電極８に高周波電圧を印加して蒸
発源６と基板７との間にプラズマ９を生成するようにし
たものである。これによって、蒸発粒子やガスを活性化
して反応させることができる。
【０００７】（Ｂ）スパッタ法 図５の（ｃ）はスパッタ法の装置を示す図である。低圧
ガスの雰囲気下で、二つの電極の一方に原材料１０、他
方に基板１１を取り付け、これらの間に高周波電圧を印
加すると、プラズマ９が発生する。そして、ガス中で電
離したイオンによって原材料１０がスパッタされ、基板
１１に目的の物質が成膜される。
ガスの雰囲気下で、二つの電極の一方に原材料１０、他
方に基板１１を取り付け、これらの間に高周波電圧を印
加すると、プラズマ９が発生する。そして、ガス中で電
離したイオンによって原材料１０がスパッタされ、基板
１１に目的の物質が成膜される。
【０００８】（Ｃ）気相成長法 図５の（ｄ）は気相成長法の装置を示す図である。低圧
の原料ガスの雰囲気中で基板１２をヒータ１３により加
熱すると、基板表面近傍でガスが化学反応を起こし、そ
れが基板１２に堆積して膜となる。
の原料ガスの雰囲気中で基板１２をヒータ１３により加
熱すると、基板表面近傍でガスが化学反応を起こし、そ
れが基板１２に堆積して膜となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のＥＬ素子の製造方法にあっては、発光層の
結晶性が悪く、また絶縁層の特性も低下し、ＥＬ素子の
応用範囲が限られてしまうという問題があった。
ような従来のＥＬ素子の製造方法にあっては、発光層の
結晶性が悪く、また絶縁層の特性も低下し、ＥＬ素子の
応用範囲が限られてしまうという問題があった。
【００１０】すなわち、ＥＬ素子の輝度を向上させるに
は発光層の結晶性が重要であるが、従来のＥＢ蒸着法、
イオンプレーティング法及びスパッタ法では膜の結晶性
が低く、また気相成長法では基板を加熱しなければガス
の反応が起こらないので、基板の加熱を行う必要があ
る。しかし基板を加熱すると、下地の絶縁層の絶縁特性
が低下する。これは、熱によって絶縁膜に結晶粒界が生
じ、洩れ電流が起こるためと思われる。また、基板も耐
熱性を持った材料を用いなければならないので、ＥＬ素
子の応用範囲が限定されてしまう。
は発光層の結晶性が重要であるが、従来のＥＢ蒸着法、
イオンプレーティング法及びスパッタ法では膜の結晶性
が低く、また気相成長法では基板を加熱しなければガス
の反応が起こらないので、基板の加熱を行う必要があ
る。しかし基板を加熱すると、下地の絶縁層の絶縁特性
が低下する。これは、熱によって絶縁膜に結晶粒界が生
じ、洩れ電流が起こるためと思われる。また、基板も耐
熱性を持った材料を用いなければならないので、ＥＬ素
子の応用範囲が限定されてしまう。
【００１１】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、高輝度の発光層が得られ、また透明で
電気的特性の優れた絶縁層を成膜することができ、応用
範囲の広いＥＬ素子が得られるＥＬ素子の製造方法を提
供することを目的としている。
なされたもので、高輝度の発光層が得られ、また透明で
電気的特性の優れた絶縁層を成膜することができ、応用
範囲の広いＥＬ素子が得られるＥＬ素子の製造方法を提
供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のＥＬ素子の製造
方法は、透明基板上に透明電極となる導電層を有し、そ
の上に絶縁層で挟まれた薄膜状の発光層を有したＥＬ素
子の製造方法において、前記透明基板上の各層を、各々
の原料をアーク放電によって生じたプラズマビームで蒸
発させることにより成膜するようにしたものである。
方法は、透明基板上に透明電極となる導電層を有し、そ
の上に絶縁層で挟まれた薄膜状の発光層を有したＥＬ素
子の製造方法において、前記透明基板上の各層を、各々
の原料をアーク放電によって生じたプラズマビームで蒸
発させることにより成膜するようにしたものである。
【００１３】また、上記の製造方法において、金属と、
酸素ガスまたは窒素ガスを原料として絶縁層を成膜する
ようにしたものである。
酸素ガスまたは窒素ガスを原料として絶縁層を成膜する
ようにしたものである。
【００１４】
【作用】本発明のＥＬ素子の製造方法においては、透明
基板上の各層が、基板の加熱を行うことなく、各々の原
料をアーク放電によって生じたプラズマビームで蒸発さ
せることにより成膜される。
基板上の各層が、基板の加熱を行うことなく、各々の原
料をアーク放電によって生じたプラズマビームで蒸発さ
せることにより成膜される。
【００１５】
【実施例】図１は本発明の製造方法に用いられる成膜装
置の概要を示す図である。この装置によって製造される
ＥＬ素子は、図４に示すものと同じ構造のものであり、
ガラスまたはプラスチック等の透明基板１上に透明電極
となる導電層２ａを有し、その上に絶縁層３ａ，３ｂで
挟まれた（積層された）薄膜状の発光層４を有し、更に
その上に背面電極となる導電層２ｂを有したものが得ら
れる。
置の概要を示す図である。この装置によって製造される
ＥＬ素子は、図４に示すものと同じ構造のものであり、
ガラスまたはプラスチック等の透明基板１上に透明電極
となる導電層２ａを有し、その上に絶縁層３ａ，３ｂで
挟まれた（積層された）薄膜状の発光層４を有し、更に
その上に背面電極となる導電層２ｂを有したものが得ら
れる。
【００１６】図１の（ａ）の装置は、加熱源であるプラ
ズマガン室１４と、これに接続された成膜室１５とから
成り、上記透明基板１上の各層を、各々の原料をアーク
放電によって生じたプラズマビームで蒸発させることに
より成膜するようになっている。
ズマガン室１４と、これに接続された成膜室１５とから
成り、上記透明基板１上の各層を、各々の原料をアーク
放電によって生じたプラズマビームで蒸発させることに
より成膜するようになっている。
【００１７】すなわち、プラズマガン室１４から導入さ
れた不活性ガスであるＡｒ（またはＨｅ）ガスが成膜室
１５を通して排気され、また成膜室１５には、基板１６
と水冷されたアノード電極１７上の原料１８が配置され
ている。そして、プラズマガン１９と電極１７との間に
電源２０の直流電圧を印加すると、ガン室１４に放電が
起き、プラズマが生成される。このプラズマの粒子（ビ
ーム）は、図の破線で示すように成膜室１５へ引き出さ
れ、電極１７へ入射する時に原料１８を加熱、蒸発さ
せ、この蒸発した原料が基板１６に付着して成膜がなさ
れる。
れた不活性ガスであるＡｒ（またはＨｅ）ガスが成膜室
１５を通して排気され、また成膜室１５には、基板１６
と水冷されたアノード電極１７上の原料１８が配置され
ている。そして、プラズマガン１９と電極１７との間に
電源２０の直流電圧を印加すると、ガン室１４に放電が
起き、プラズマが生成される。このプラズマの粒子（ビ
ーム）は、図の破線で示すように成膜室１５へ引き出さ
れ、電極１７へ入射する時に原料１８を加熱、蒸発さ
せ、この蒸発した原料が基板１６に付着して成膜がなさ
れる。
【００１８】ここで、上述の各層の原料１８として、発
光層４にはマンガン（Ｍｎ），テルビウム（Ｔｂ），ツ
リウム（Ｔｍ）を微量含む硫化亜鉛を用いたところ、基
板加熱をしなくても良質な結晶性が得られた。また、絶
縁層３ａ，３ｂには酸化イットリウム、酸化サマリウ
ム、透明電極を含む導電層２ａ，２ｂには酸化亜鉛の焼
結ペレットを用いたところ、同様に基板加熱を行うこと
なく、透明かつ電気特性の優れた絶縁膜及び導電膜が得
られた。
光層４にはマンガン（Ｍｎ），テルビウム（Ｔｂ），ツ
リウム（Ｔｍ）を微量含む硫化亜鉛を用いたところ、基
板加熱をしなくても良質な結晶性が得られた。また、絶
縁層３ａ，３ｂには酸化イットリウム、酸化サマリウ
ム、透明電極を含む導電層２ａ，２ｂには酸化亜鉛の焼
結ペレットを用いたところ、同様に基板加熱を行うこと
なく、透明かつ電気特性の優れた絶縁膜及び導電膜が得
られた。
【００１９】図１の（ｂ）の装置は、絶縁層３ａ，３ｂ
を成膜する際に、イットリウム、サマリウムの金属と、
酸素ガスまたは窒素ガスを原料１８として成膜するよう
にしたものであり、同様に絶縁特性の優れた絶縁膜が得
られた。
を成膜する際に、イットリウム、サマリウムの金属と、
酸素ガスまたは窒素ガスを原料１８として成膜するよう
にしたものであり、同様に絶縁特性の優れた絶縁膜が得
られた。
【００２０】図２は上記のように成膜形成されたＥＬ素
子の発光層（硫化亜鉛膜）４のＸ線回折像を示す図であ
り、角度（Ｄｅｇｒｅｅ）と強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔ
ｙ）の関係を表している。図示のように２８．４°付近
で大きなピークがあり、α−結晶型（００２）面もしく
はβ−結晶型（１１１）面に配向しているものと思われ
る。そして、基板加熱を行わなくてもＣ軸に優先配向し
ており、結晶性が高いことが分かる。
子の発光層（硫化亜鉛膜）４のＸ線回折像を示す図であ
り、角度（Ｄｅｇｒｅｅ）と強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔ
ｙ）の関係を表している。図示のように２８．４°付近
で大きなピークがあり、α−結晶型（００２）面もしく
はβ−結晶型（１１１）面に配向しているものと思われ
る。そして、基板加熱を行わなくてもＣ軸に優先配向し
ており、結晶性が高いことが分かる。
【００２１】また、図３は本実施例により製造されたＥ
Ｌ素子の電圧（Ｖｏｌｔａｇｅ）−輝度（Ｌｕｍｉｎａ
ｎｃｅ）特性を示したものであり、基板を熱処理してい
ない状態（Ａｓ ｄｅｐｏ）での特性を示している。発
光層４の発光色は硫化亜鉛薄膜にマンガンをドープした
黄橙色であり、交流電圧（１ＫＨｚ）で駆動した時、最
大４１０ｎｔの高輝度の発光が得られた。また、絶縁層
３ａ，３ｂは透明で、絶縁耐圧は〜２．２ＭＶ／cm、比
誘電率は１３．６であり、素子を駆動するのに十分な特
性であった。
Ｌ素子の電圧（Ｖｏｌｔａｇｅ）−輝度（Ｌｕｍｉｎａ
ｎｃｅ）特性を示したものであり、基板を熱処理してい
ない状態（Ａｓ ｄｅｐｏ）での特性を示している。発
光層４の発光色は硫化亜鉛薄膜にマンガンをドープした
黄橙色であり、交流電圧（１ＫＨｚ）で駆動した時、最
大４１０ｎｔの高輝度の発光が得られた。また、絶縁層
３ａ，３ｂは透明で、絶縁耐圧は〜２．２ＭＶ／cm、比
誘電率は１３．６であり、素子を駆動するのに十分な特
性であった。
【００２２】このように、アーク放電によって生じたプ
ラズマビームを加熱源とし、原料に焼結ペレットあるい
は金属と反応ガスを用いて透明基板上の各層を成膜形成
するようにしたので、基板加熱を行うことなく、特性の
すぐれた薄膜が得られる。したがってこのＥＬ素子は、
プラスチック基板など熱に弱い基板にも作製することが
でき、広い範囲の製品に応用でき、応用範囲が広いもの
となる。
ラズマビームを加熱源とし、原料に焼結ペレットあるい
は金属と反応ガスを用いて透明基板上の各層を成膜形成
するようにしたので、基板加熱を行うことなく、特性の
すぐれた薄膜が得られる。したがってこのＥＬ素子は、
プラスチック基板など熱に弱い基板にも作製することが
でき、広い範囲の製品に応用でき、応用範囲が広いもの
となる。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、透明基
板上に形成される各層を、各々の原料をアーク放電によ
って生じたプラズマビームで蒸発させることにより成膜
するようにしたため、基板加熱を行うことなく各層を成
膜形成することができ、結晶性の良質な高輝度の発光層
が得られ、また透明で電気的特性の優れた絶縁層を成膜
することができ、応用範囲の広いＥＬ素子が得られると
いう効果がある。
板上に形成される各層を、各々の原料をアーク放電によ
って生じたプラズマビームで蒸発させることにより成膜
するようにしたため、基板加熱を行うことなく各層を成
膜形成することができ、結晶性の良質な高輝度の発光層
が得られ、また透明で電気的特性の優れた絶縁層を成膜
することができ、応用範囲の広いＥＬ素子が得られると
いう効果がある。
【図１】 本発明の製造方法に用いられる成膜装置の概
要を示す構成図
要を示す構成図
【図２】 本発明の一実施例により形成された発光層の
Ｘ線回折像を示す図
Ｘ線回折像を示す図
【図３】 本発明の一実施例により製造されたＥＬ素子
の電圧−輝度特性図
の電圧−輝度特性図
【図４】 一般的なＥＬ素子の構造を示す断面図
【図５】 従来の製造方法に用いられる成膜装置の概要
を示す構成図
を示す構成図
１ 透明基板 ２ａ 導電層（透明電極） ２ｂ 導電層（背面電極） ３ａ 絶縁層 ３ｂ 絶縁層 ４ 発光層 １４ プラズマガン室 １５ 成膜室 １８ 原料 １９ プラズマガン
Claims (2)
- 【請求項１】 透明基板上に透明電極となる導電層を有
し、その上に絶縁層で挟まれた薄膜状の発光層を有した
ＥＬ素子の製造方法において、前記透明基板上の各層
を、各々の原料をアーク放電によって生じたプラズマビ
ームで蒸発させることにより成膜することを特徴とする
ＥＬ素子の製造方法。 - 【請求項２】 金属と、酸素ガスまたは窒素ガスを原料
として絶縁層を成膜することを特徴とする請求項１記載
のＥＬ素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6108410A JPH07320871A (ja) | 1994-05-23 | 1994-05-23 | Ｅｌ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6108410A JPH07320871A (ja) | 1994-05-23 | 1994-05-23 | Ｅｌ素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07320871A true JPH07320871A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=14484057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6108410A Withdrawn JPH07320871A (ja) | 1994-05-23 | 1994-05-23 | Ｅｌ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07320871A (ja) |
-
1994
- 1994-05-23 JP JP6108410A patent/JPH07320871A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010731 |