JP3460260B2 - Light emitting device manufacturing method - Google Patents

Light emitting device manufacturing method

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JP3460260B2
JP3460260B2 JP22814893A JP22814893A JP3460260B2 JP 3460260 B2 JP3460260 B2 JP 3460260B2 JP 22814893 A JP22814893 A JP 22814893A JP 22814893 A JP22814893 A JP 22814893A JP 3460260 B2 JP3460260 B2 JP 3460260B2
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fine particles
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light emitting
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えば液晶ディスプ
レイのバックライトのような面発光体、あるいは自発光
型ディスプレイ等として用いられる発光デバイスおよび
その製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting device used as a surface light emitter such as a backlight of a liquid crystal display or a self-luminous display, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶ディスプレイのバックライトのよう
な面発光体や自発光型ディスプレイ等として用いられる
従来の発光デバイスに、EL(エレクトロルミネッセン
ス)式のものがある。
2. Description of the Related Art An EL (electroluminescence) type is known as a conventional light emitting device used as a surface light emitter such as a backlight of a liquid crystal display or a self-luminous display.

【0003】そのような発光デバイスの構造を図11を
参照して説明すると、この発光デバイスは、ガラス基板
102上に透明電極104を形成し、その上に下部絶縁
膜107を形成し、その上に発光層106を形成し、そ
の上に上部絶縁膜108を形成し、その上に上部電極1
10を形成して成る。
The structure of such a light emitting device will be described with reference to FIG. 11. In this light emitting device, a transparent electrode 104 is formed on a glass substrate 102, a lower insulating film 107 is formed thereon, and a transparent insulating film 107 is formed thereon. The light emitting layer 106 is formed on the top surface, the upper insulating film 108 is formed thereon, and the upper electrode 1 is formed thereon.
10 is formed.

【0004】発光層106には、例えば、液晶ディスプ
レイのバックライトのような面発光体の場合は、有機物
中に発光中心(発光体粒子)を分散させたものが使用さ
れ、自発光型ディスプレイの場合は、ZnS結晶中に発
光中心を分散させたものが使用される。
In the case of a surface light emitter such as a backlight of a liquid crystal display, for the light emitting layer 106, a material in which light emitting centers (light emitting particles) are dispersed in an organic material is used. In this case, a ZnS crystal having luminescent centers dispersed therein is used.

【0005】透明電極104および上部電極110に
は、面発光体の場合は広い面状のものが使用され、自発
光型ディスプレイの場合はそれぞれを複数本の電極とし
て互いに交差させたものが使用される。
As the transparent electrode 104 and the upper electrode 110, a wide surface-shaped one is used in the case of a surface light-emitting body, and a plurality of electrodes each crossing each other is used in the case of a self-luminous display. It

【0006】透明電極104と上部電極110との間に
電圧を印加すると、発光層106へ電子が注入され、そ
れが電界によって加速されて発光層106中の発光中心
と衝突し、その際に発光する。112はその光である。
When a voltage is applied between the transparent electrode 104 and the upper electrode 110, electrons are injected into the light emitting layer 106, which is accelerated by the electric field and collides with the light emission center in the light emitting layer 106, at which time light is emitted. To do. 112 is the light.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なEL式の発光デバイスには、発光効率が極めて低く、
従って大きな発光強度を得るためには電力消費が大きい
という問題がある。これは、発光層106の大部分を構
成している有機物とかZnS結晶はそれ自体は発光する
ものではなく、そのような発光しないものの中に分散さ
せた発光中心のみが発光するからである。
However, in the EL type light emitting device as described above, the luminous efficiency is extremely low,
Therefore, there is a problem that power consumption is large in order to obtain a large emission intensity. This is because the organic substances or ZnS crystals that make up the majority of the light emitting layer 106 do not emit light by themselves, but only the emission centers dispersed in such non-emissive substances emit light.

【0008】そこでこの発明は、面発光体や自発光型デ
ィスプレイ等として使用することができるものであっ
て、しかも発光効率の高い発光デバイスおよびその製造
方法を提供することを主たる目的とする。
Therefore, it is a main object of the present invention to provide a light emitting device which can be used as a surface light emitting device, a self-luminous display, etc., and has a high luminous efficiency, and a manufacturing method thereof.

【0009】[0009]

【発明の概要】この発明の発光デバイスは、簡単にいえ
ば、発光層として、微粒子の表層部のみにその酸化層ま
たは窒化層を形成して成り量子効果を発現して発光す
量子箱の集合体である量子箱層を用いていることを特徴
としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The light emitting device of the invention, Briefly, quantum box as a light emitting layer, luminescence by forming the oxide layer or a nitride layer only in the surface layer of the fine particles expressing formed Ri quantum effects It is characterized by using a quantum box layer that is an aggregate of.

【0010】このような発光デバイスは、その量子箱層
を形成している量子箱の全てが発光するので、発光効率
が高い。
In such a light emitting device, since all the quantum boxes forming the quantum box layer emit light, the luminous efficiency is high.

【0011】しかも量子箱の発光は、量子効果による発
光であり、量子箱に注入された電子が殆ど全て、量子箱
のエネルギー準位間で発光し再結合するので、元々発光
効率が高い。このことも、この発明の発光デバイスの発
光効率向上に寄与している。
Moreover, the light emission of the quantum box is due to the quantum effect, and almost all the electrons injected into the quantum box emit light between the energy levels of the quantum box and recombine, so that the light emission efficiency is originally high. This also contributes to the improvement of the luminous efficiency of the light emitting device of the present invention.

【0012】この発明の製造方法は、簡単にいえば、基
板上にプラズマCVD法によって微粒子を堆積させ、そ
の基板を大気に曝すことなく、先に堆積させた各微粒子
の表層部のみを酸化または窒化させて量子箱層を形成す
ることを特徴としている。
Briefly, the manufacturing method of the present invention deposits fine particles on a substrate by a plasma CVD method, and oxidizes or only oxidizes only the surface layer portion of each fine particle previously deposited without exposing the substrate to the atmosphere. The feature is that the quantum box layer is formed by nitriding.

【0013】微粒子は表面積が大きいので、それを堆積
させた基板を、酸化または窒化処理前に大気に曝すと、
微粒子の表面に水分が付着して、後の酸化または窒化処
理によって量子箱を一様に形成することが困難になる
が、上記方法によれば、このような問題の発生を防止す
ることができる。
Since fine particles have a large surface area, if the substrate on which they are deposited is exposed to the atmosphere before the oxidation or nitriding treatment,
Although water adheres to the surface of the fine particles and it becomes difficult to uniformly form the quantum boxes by the subsequent oxidation or nitriding treatment, the above method can prevent the occurrence of such a problem. .

【0014】また、プラズマ中で発生した微粒子は帯
電、より具体的には負に帯電している場合が殆どであ
り、この発明の製造方法では、この性質を利用すること
によって、基板側の必要な部位に微粒子を選択的に導い
て堆積させることができる。これによって、従来から困
難であった微粒子膜の微細加工工程を省くことができ
る。また、堆積させる微粒子の大きさの制御も可能であ
る。
In most cases, the fine particles generated in plasma are charged, more specifically, negatively charged. In the manufacturing method of the present invention, by utilizing this property, it is necessary for the substrate side. It is possible to selectively guide and deposit the fine particles at various positions. This makes it possible to omit the fine processing step of the fine particle film, which has been difficult in the past. It is also possible to control the size of fine particles to be deposited.

【0015】[0015]

【実施例】図1は、この発明に係る発光デバイスの一実
施例を部分的に示す概略断面図である。
1 is a schematic sectional view partially showing an embodiment of a light emitting device according to the present invention.

【0016】この発光デバイスは、液晶ディスプレイの
バックライトのような面発光体の場合の例であり、ガラ
ス製の基板2と、この基板2上に面状に形成された透明
電極4と、この透明電極4上の全域に形成された量子箱
層6と、この量子箱層6上の全域に形成された絶縁膜8
と、この絶縁膜8上の全域に形成された上部電極10と
を備えている。
This light emitting device is an example of a surface light emitting body such as a backlight of a liquid crystal display, and is made of a glass substrate 2, a transparent electrode 4 formed on the substrate 2 in a plane shape, and Quantum box layer 6 formed on the entire area of transparent electrode 4, and insulating film 8 formed on the entire area of quantum box layer 6
And an upper electrode 10 formed on the entire area of the insulating film 8.

【0017】量子箱層6は、例えば図2に示すような、
微粒子61の表層部62のみにその酸化層または窒化層
を形成して成る多数の量子箱60の集合体である。量子
箱とは、量子効果が現れる立体状(例えば箱状、球状
等)をした粒子をいう。
The quantum box layer 6 is, for example, as shown in FIG.
It is an assembly of a large number of quantum boxes 60 in which the oxide layer or the nitride layer is formed only on the surface layer portion 62 of the fine particles 61. A quantum box means a particle having a three-dimensional shape (for example, a box shape, a spherical shape, etc.) in which a quantum effect appears.

【0018】上記のような量子箱を形成する場合、表層
部62は酸化物あるいは窒化物のいずれでも良いが、酸
化物の方がエネルギーのバンドギャップが大きく、多く
の量子化準位ができやすいので、発光色を制御する場合
等に有利である。例えば、微粒子61がSiの場合、表
層部62はSiO2またはSi34であるが、SiO2のバ
ンドギャップは約10eV、Si34のバンドギャップ
は約5.2eVである。
When forming the quantum box as described above, the surface layer portion 62 may be either an oxide or a nitride, but the oxide has a larger energy bandgap and is likely to have many quantization levels. Therefore, it is advantageous when controlling the emission color. For example, when the fine particles 61 are Si, the surface layer portion 62 is SiO 2 or Si 3 N 4 , but the band gap of SiO 2 is about 10 eV and the band gap of Si 3 N 4 is about 5.2 eV.

【0019】図1に戻って、このような発光デバイスに
おいては、その透明電極4と上部電極10との間に電圧
を印加すると、それによって量子箱層6に電界がかけら
れ、量子箱層6を構成する各量子箱が量子効果によって
発光する。即ち、量子箱層6の全領域が面状に発光す
る。12はその光である。
Returning to FIG. 1, in such a light emitting device, when a voltage is applied between the transparent electrode 4 and the upper electrode 10, an electric field is applied to the quantum box layer 6 by this, and the quantum box layer 6 is caused. Each of the quantum boxes that compose is emitted by a quantum effect. That is, the entire region of the quantum box layer 6 emits light in a plane. 12 is the light.

【0020】しかもこの発光デバイスは、その量子箱層
6を形成している量子箱の全てが発光するので、発光層
の大部分は発光しない物質で構成されていてその中に発
光中心を分散させている従来のEL式の発光デバイスに
比べて、発光効率が非常に高い。
Moreover, in this light emitting device, since all the quantum boxes forming the quantum box layer 6 emit light, most of the light emitting layer is made of a substance that does not emit light, and the emission centers are dispersed in it. The luminous efficiency is much higher than that of the conventional EL type light emitting device.

【0021】更に、量子箱の発光は、量子効果による発
光であり、量子箱に注入された電子が殆ど全て、量子箱
のエネルギー準位間で発光し再結合するので、元々発光
効率が高い。このことも、この発光デバイスの発光効率
向上に寄与している。
Further, the light emission of the quantum box is due to the quantum effect, and almost all the electrons injected into the quantum box emit light between the energy levels of the quantum box and recombine, so that the light emission efficiency is originally high. This also contributes to the improvement of the luminous efficiency of this light emitting device.

【0022】従って、この発光デバイスは、電力消費を
小さく抑えながら、大きな発光強度を得ることができ
る。
Therefore, this light emitting device can obtain a large light emission intensity while suppressing the power consumption to be small.

【0023】図3は、他の実施例を示すものであり、こ
の発光デバイスは、基板2と、この基板2上に形成され
た凸部2aと、この凸部2a上に形成された前述したよ
うな量子箱層6と、この量子箱層6を左右から挟むよう
に形成された第1および第2の電極14および16と、
両電極14、16と量子箱層6との間に形成された絶縁
膜8とを備えている。絶縁膜8は、一方の電極14また
は16と量子箱層6との間だけに設けても良い。
FIG. 3 shows another embodiment. This light emitting device has a substrate 2, a convex portion 2a formed on the substrate 2, and the above-mentioned convex portion 2a formed on the convex portion 2a. Such a quantum box layer 6, and first and second electrodes 14 and 16 formed so as to sandwich the quantum box layer 6 from the left and right,
It is provided with an insulating film 8 formed between both electrodes 14 and 16 and the quantum box layer 6. The insulating film 8 may be provided only between the one electrode 14 or 16 and the quantum box layer 6.

【0024】この発光デバイスの発光作用は図1の実施
例の場合と同様であるが、この実施例では量子箱層6を
横方向から電極14、16で挟んでいるので、量子箱層
6の上下方向から光12を取り出すことができる。従っ
て、電極14、16に透明電極を用いる必要はなく、ま
た上方向のみの光を利用するのであれば、基板2はガラ
ス基板に限らず他の不透明の基板でも良い。従って、電
極材料および基板材料の選択の幅が広くなる。
The light emitting action of this light emitting device is the same as that of the embodiment of FIG. 1, but in this embodiment the quantum box layer 6 is laterally sandwiched by the electrodes 14 and 16, so that the quantum box layer 6 is formed. The light 12 can be taken out from the vertical direction. Therefore, it is not necessary to use transparent electrodes for the electrodes 14 and 16, and the substrate 2 is not limited to the glass substrate and may be another opaque substrate as long as light in the upward direction is used. Therefore, the selection range of the electrode material and the substrate material is widened.

【0025】図4は、更に他の実施例を示すものであ
り、この発光デバイスは、基板2と、この基板2上に互
いの間に隙間をあけて並設された第1および第2の電極
14および16と、この両電極14、16間に形成され
た前述したような量子箱層6と、この量子箱層6と両電
極14、16との間に形成された絶縁膜8とを備えてい
る。絶縁膜8は、一方の電極14または16と量子箱層
6との間だけに設けても良い。
FIG. 4 shows still another embodiment. This light emitting device includes a substrate 2 and first and second light emitting devices which are juxtaposed on the substrate 2 with a gap therebetween. The electrodes 14 and 16, the quantum box layer 6 described above formed between the electrodes 14 and 16, and the insulating film 8 formed between the quantum box layer 6 and the electrodes 14 and 16. I have it. The insulating film 8 may be provided only between the one electrode 14 or 16 and the quantum box layer 6.

【0026】この発光デバイスの発光作用ならびに電極
材料および基板材料の選択の幅が広くなるという特有の
効果は、図3の実施例の場合と同様であるが、この実施
例では基板2に凸部を設ける必要がないので、そのぶん
構造が簡単になる。
The light-emitting function of this light-emitting device and the peculiar effect of widening the selection range of the electrode material and the substrate material are the same as those in the embodiment of FIG. 3, but in this embodiment, the convex portion is formed on the substrate 2. Since there is no need to provide the structure, the structure is simpler.

【0027】なお、図1の発光デバイスにおける透明電
極4および上部電極10をそれぞれ複数本の電極として
それらを互いに交差するように配置して複数の画素を形
成すれば、自発光型ディスプレイを形成することができ
る。
If the transparent electrode 4 and the upper electrode 10 in the light emitting device of FIG. 1 are used as a plurality of electrodes and are arranged so as to intersect each other to form a plurality of pixels, a self-luminous display is formed. be able to.

【0028】また、一つの基板上に図3あるいは図4の
構造を多数構成してその各々が画素を形成するようにす
ることによっても、自発光型ディスプレイを構成するこ
とができる。
A self-luminous display can also be formed by forming a large number of the structures shown in FIG. 3 or 4 on one substrate so that each of them forms a pixel.

【0029】次に、上記各実施例に示したような発光デ
バイスの製造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing the light emitting device as shown in each of the above embodiments will be described.

【0030】図5は、この発明の製造方法の実施に使用
するプラズマCVD装置の一例を示す概略図である。真
空排気装置32によって真空排気される真空容器24内
に、高周波電極26とホルダ兼電極28とを対向させて
収納している。ホルダ兼電極28は、ここでは接地され
ている。ホルダ兼電極28上には、微粒子を堆積させよ
うとする基板2が載せられる。基板2は、例えばホルダ
兼電極28内のヒータ30によって加熱される。
FIG. 5 is a schematic view showing an example of a plasma CVD apparatus used for carrying out the manufacturing method of the present invention. A high-frequency electrode 26 and a holder / electrode 28 are housed in a vacuum container 24 that is evacuated by a vacuum evacuation device 32 so as to face each other. The holder / electrode 28 is grounded here. The substrate 2 on which the particles are to be deposited is placed on the holder / electrode 28. The substrate 2 is heated by, for example, the heater 30 in the holder / electrode 28.

【0031】真空容器24内には、高周波電極26につ
ながるガス導入部34を経由して原料ガス40が導入さ
れる。この例では、ガス源42および44から、マスフ
ローコントローラ46および48をそれぞれ経由して、
原料ガス40を構成するガスがガス導入部34に供給さ
れる。50は、ガス源42からのガスの気化に用いられ
るヒータであり、ガスの種類によっては不要な場合もあ
る。
A raw material gas 40 is introduced into the vacuum container 24 via a gas introducing portion 34 connected to the high frequency electrode 26. In this example, from gas sources 42 and 44 via mass flow controllers 46 and 48, respectively,
The gas forming the raw material gas 40 is supplied to the gas introduction unit 34. Reference numeral 50 denotes a heater used for vaporizing the gas from the gas source 42, which may be unnecessary depending on the type of gas.

【0032】高周波電極26とホルダ兼電極28間に
は、マッチングボックス36を経由して、高周波電源3
8から例えば13.56MHzの周波数の高周波電力が
供給される。
A high frequency power supply 3 is provided between the high frequency electrode 26 and the holder / electrode 28 via a matching box 36.
A high frequency power having a frequency of, for example, 13.56 MHz is supplied from 8.

【0033】このような装置において、真空容器24内
に原料ガス40を導入して真空容器24内を例えば数百
mTorr程度にすると共に、高周波電極26とホルダ
兼電極28間に高周波電源38から高周波電力を供給す
ると、両電極26、28間で高周波放電が生じてプラズ
マ52が発生する。そしてこのプラズマ52によって原
料ガス40が活性化され、化学反応が進んで微粒子が生
成され、これが基板2上に堆積して微粒子膜が形成され
る。例えば、原料ガス40としてSiH4とH2の混合ガ
スを用いた場合、基板2上にSi微粒子が堆積される。
In such an apparatus, the raw material gas 40 is introduced into the vacuum container 24 to make the inside of the vacuum container 24 to be, for example, about several hundred mTorr, and the high frequency power is supplied from the high frequency power supply 38 between the high frequency electrode 26 and the holder / electrode 28. When electric power is supplied, high-frequency discharge is generated between the electrodes 26 and 28, and plasma 52 is generated. The source gas 40 is activated by the plasma 52, a chemical reaction proceeds, fine particles are generated, and these are deposited on the substrate 2 to form a fine particle film. For example, when a mixed gas of SiH 4 and H 2 is used as the source gas 40, Si particles are deposited on the substrate 2.

【0034】このようにして基板2上に微粒子を堆積さ
せた後、当該基板2を大気に曝すことなく、即ち真空容
器24の真空を破ることなく、原料ガス40を酸素(酸
化処理を行う場合)またはアンモニア(窒化処理を行う
場合)に切り換えて、真空容器24内にプラズマ52と
して酸素プラズマまたはアンモニアプラズマを発生さ
せ、これによって、先に基板2上に堆積させた各微粒子
の表層部のみを酸化または窒化させる。その結果、基板
2上に前述したような量子箱層6を形成することができ
る。
After depositing the fine particles on the substrate 2 in this manner, the source gas 40 is oxygen (when oxidation treatment is performed without exposing the substrate 2 to the atmosphere, that is, without breaking the vacuum of the vacuum container 24). ) Or ammonia (when performing a nitriding treatment) to generate oxygen plasma or ammonia plasma as plasma 52 in the vacuum container 24, whereby only the surface layer portion of each fine particle previously deposited on the substrate 2 is generated. Oxidize or nitrid. As a result, the quantum box layer 6 as described above can be formed on the substrate 2.

【0035】微粒子は表面積が大きいので、それを堆積
させた基板2を、酸化または窒化処理前に大気に曝す
と、微粒子の表面に水分が付着して、後の酸化または窒
化処理によって量子箱を一様に形成することが困難にな
るが、上記方法によれば、このような問題の発生を防止
することができる。
Since the fine particles have a large surface area, when the substrate 2 on which the fine particles are deposited is exposed to the atmosphere before the oxidation or nitriding treatment, water adheres to the surface of the fine particles and the quantum box is formed by the subsequent oxidation or nitriding treatment. Although it is difficult to form uniformly, the above method can prevent the occurrence of such a problem.

【0036】上記成膜時のプラズマ52のポテンシャル
の一例を図6に示す。高周波電極26はマッチングボッ
クス36内に含まれているブロッキングコンデンサによ
って直流的に切られており、この高周波電極26には軽
くてイオンよりも移動度の遙かに大きい電子の方が多く
入射するので、高周波電極26の表面は負の電位になっ
ており、これに対してプラズマ52のポテンシャル(電
位)VP は正になっている。基板2は、この例ではホル
ダ兼電極28が接地されているので接地電位にある。基
板2および高周波電極26の表面とプラズマ52との間
には、イオンのシース52a、52bがそれぞれ形成さ
れている。
FIG. 6 shows an example of the potential of the plasma 52 during the film formation. The high-frequency electrode 26 is DC-cut by a blocking capacitor included in the matching box 36. Since many high-electrons, which are light and have much higher mobility than ions, enter the high-frequency electrode 26. The surface of the high-frequency electrode 26 has a negative potential, whereas the potential (potential) V P of the plasma 52 is positive. The substrate 2 is at the ground potential because the holder / electrode 28 is grounded in this example. Ion sheaths 52a and 52b are formed between the surfaces of the substrate 2 and the high-frequency electrode 26 and the plasma 52, respectively.

【0037】上記のようにしてプラズマCVD法で微粒
子を堆積させる際、プラズマ52中で発生した微粒子
は、プラズマ52中の電子の衝突やイオンの衝撃を受け
て通常は帯電している。より具体的には、イオンよりも
電子の方が軽くて移動度が遙かに大きいので、当該微粒
子は通常は負に帯電している。そしてこの性質を利用す
ることによって、基板2側の必要な部位に微粒子を静電
気力(クーロン力)によって選択的に導くことができ
る。また、堆積させる微粒子の大きさの制御も可能であ
る。
When the fine particles are deposited by the plasma CVD method as described above, the fine particles generated in the plasma 52 are normally charged by the collision of electrons in the plasma 52 and the impact of ions. More specifically, electrons are lighter than ions and have much higher mobility, so that the particles are usually negatively charged. By utilizing this property, it is possible to selectively guide the particles to a necessary portion on the substrate 2 side by electrostatic force (Coulomb force). It is also possible to control the size of fine particles to be deposited.

【0038】例えば、図7は図1で説明したような発光
デバイスを製造する方法の一例を示すものであり、まず
図7Aに示すように、基板2上の透明電極4に直流電源
54から正電圧を印加した状態で、基板2上に図5の装
置を用いたプラズマCVD法によって微粒子を堆積させ
る。
For example, FIG. 7 shows an example of a method of manufacturing the light emitting device as described in FIG. 1. First, as shown in FIG. With a voltage applied, fine particles are deposited on the substrate 2 by the plasma CVD method using the apparatus shown in FIG.

【0039】透明電極4に正電圧を印加しておくと、プ
ラズマ52中で作られかつ負に帯電した微粒子は、この
透明電極4の正電位によって吸引され、結果として、図
7Bに示すように、基板2上の透明電極4上のみに微粒
子を選択的に堆積させて微粒子膜5を形成することがで
きる。従って、透明電極4を所望のパターンにしておけ
ば、そのパターン通りに微粒子膜5を形成することがで
きる。
When a positive voltage is applied to the transparent electrode 4, the fine particles produced in the plasma 52 and negatively charged are attracted by the positive potential of the transparent electrode 4, and as a result, as shown in FIG. 7B. The fine particle film 5 can be formed by selectively depositing fine particles only on the transparent electrode 4 on the substrate 2. Therefore, if the transparent electrode 4 is formed in a desired pattern, the fine particle film 5 can be formed according to the pattern.

【0040】微粒子膜をパターニングする場合、従来
は、まず粗いパターンで微粒子膜を基板上に塗布した
り、プラズマCVD法によって基板上の全面に微粒子を
堆積させたりした後、微粒子膜をフォトリソグラフィー
およびドライエッチングによって加工していたが、フォ
トリソグラフィーおよびドライエッチングの技術を用い
て加工を行う場合、光の回折によるマスクパターンのぼ
けや、サイドエッチングによるアンダーカット等が不可
避的に生じるため、微粒子膜の微細加工は非常に困難で
あった。また、実験によれば、微粒子膜は、理由は定か
ではないが、ドライエッチングによる微細加工は不可能
に近いことが確かめられている。
When patterning a fine particle film, conventionally, the fine particle film is first coated on the substrate in a rough pattern, or fine particles are deposited on the entire surface of the substrate by a plasma CVD method, and then the fine particle film is subjected to photolithography and Although processing was performed by dry etching, when processing is performed using photolithography and dry etching techniques, blurring of the mask pattern due to light diffraction and undercutting due to side etching inevitably occur. Microfabrication was very difficult. Further, according to experiments, it is confirmed that fine processing by dry etching is almost impossible, although the reason is not clear for the fine particle film.

【0041】これに対して、上記方法によれば、微粒子
を透明電極4上にそのパターン通りに選択的に堆積させ
ることができるので、従来困難であった微粒子膜の微細
加工工程を省くことができる。
On the other hand, according to the above method, the fine particles can be selectively deposited on the transparent electrode 4 in accordance with the pattern thereof, so that the fine processing step of the fine particle film, which has been difficult in the past, can be omitted. it can.

【0042】また、透明電極4上に堆積する微粒子の大
きさを制御することもできる。これは次のような理由に
よる。
The size of the fine particles deposited on the transparent electrode 4 can also be controlled. This is for the following reasons.

【0043】プラズマ52中で作られる微粒子は、その
粒径の大きいものほど、表面積が大きいので多くの負電
荷を帯びやすいという性質がある。このプラズマ52中
の微粒子が有する負電荷、その微粒子の重さおよび基板
2上のシース52a(図6参照)の部分の電界によっ
て、基板2上に堆積する微粒子の大きさが異なることが
実験によって確かめれている。
The particles formed in the plasma 52 have a property that the larger the particle size, the larger the surface area, and thus more likely to carry a lot of negative charges. According to an experiment, the size of the fine particles deposited on the substrate 2 varies depending on the negative charge of the fine particles in the plasma 52, the weight of the fine particles, and the electric field of the sheath 52a (see FIG. 6) on the substrate 2. It is confirmed.

【0044】即ち、基板2上のシース52aの部分の電
位差(これは、基板2が0電位であれば、プラズマ52
のポテンシャルVP に等しい)が小さい場合、プラズマ
52中の微粒子は粒径が小さいままで基板2側に引かれ
て堆積し、シース52aの部分の電位差が中位の場合
は、プラズマ52中の微粒子は粒径が中位になった時に
基板2側に引かれて堆積し、シース52aの部分の電位
差が大きい場合、プラズマ52中の微粒子は粒径が大き
くなって初めて基板2側に引かれて堆積するという性質
がある。つまり、シース52aの電位差が小さければ粒
径の小さい微粒子が選択的に基板2上に堆積し、シース
52aの電位差が中位であれば粒径の中位の微粒子が選
択的に基板2上に堆積し、シース52aの電位差が大き
ければ粒径の大きい微粒子が選択的に基板2上に堆積す
る。
That is, the potential difference of the portion of the sheath 52a on the substrate 2 (this means that if the substrate 2 has a zero potential, the plasma 52
Is smaller than the potential V P of the plasma 52), the fine particles in the plasma 52 are attracted and deposited on the side of the substrate 2 with a small particle size, and when the potential difference of the sheath 52a part is medium, The fine particles are attracted and deposited on the substrate 2 side when the particle size becomes medium, and when the potential difference in the portion of the sheath 52a is large, the fine particles in the plasma 52 are attracted to the substrate 2 side only when the particle size becomes large. It has the property of being deposited. That is, if the potential difference of the sheath 52a is small, fine particles having a small particle diameter are selectively deposited on the substrate 2, and if the potential difference of the sheath 52a is medium, the fine particles having a medium particle diameter are selectively deposited on the substrate 2. If the potential difference of the sheath 52a is large, fine particles having a large particle size are selectively deposited on the substrate 2.

【0045】透明電極4に印加する電圧の大きさを制御
することにより、図6中の基板2側の電位が(より具体
的にはその上の透明電極4の電位が)上下することにな
り、プラズマ52のポテンシャルVP を変えなくても、
この透明電極4の部分では、シース52aの部分の電位
差が制御されることになり、その結果、上記のような性
質によって透明電極4上に堆積する微粒子の大きさを制
御することができる。例えば、透明電極4に大きな正電
圧を印加することにより、シース52aでの電位差が小
さくなるので、粒径の小さい微粒子を選択的に透明電極
4上に堆積させることができる。
By controlling the magnitude of the voltage applied to the transparent electrode 4, the potential on the substrate 2 side in FIG. 6 (more specifically, the potential of the transparent electrode 4 above it) rises and falls. , Without changing the potential V P of the plasma 52,
At the transparent electrode 4 portion, the potential difference at the sheath 52a portion is controlled, and as a result, the size of the fine particles deposited on the transparent electrode 4 can be controlled by the above properties. For example, when a large positive voltage is applied to the transparent electrode 4, the potential difference in the sheath 52a becomes small, so that fine particles having a small particle size can be selectively deposited on the transparent electrode 4.

【0046】また、微粒子の堆積中に、透明電極4に印
加する正電圧の大きさを変化させることにより、透明電
極4上に堆積する微粒子の粒径を変化させることもでき
る。
Further, the particle size of the fine particles deposited on the transparent electrode 4 can be changed by changing the magnitude of the positive voltage applied to the transparent electrode 4 during the fine particle deposition.

【0047】量子箱を形成する微粒子の大きさによっ
て、電子が存在するエネルギー準位(量子化準位)が決
まり、微粒子が小さいほど、より高いエネルギー準位に
しか電子が存在できなくなり、発光時のエネルギー差が
大きいので青色に近い色の光を発し、逆に微粒子が大き
いほど、赤色に近い色の光を発する。
The size of the fine particles forming the quantum box determines the energy level (quantization level) in which the electrons exist. The smaller the fine particles, the more the electrons can exist only in the higher energy level. Because of the large energy difference between the two, light with a color close to blue is emitted, and conversely, the larger the particles, the light with a color close to red is emitted.

【0048】従って、上記のようにして、透明電極4上
に堆積させる微粒子の粒径を徐々に、あるいは段階的に
変化させることにより、白色光を発光させることもでき
る。これは、例えば上記発光ディスプレイを液晶ディス
プレイのバックライトに使用する場合に特に効果があ
る。
Therefore, white light can be emitted by gradually or stepwise changing the particle size of the fine particles deposited on the transparent electrode 4 as described above. This is particularly effective when, for example, the light emitting display is used as a backlight of a liquid crystal display.

【0049】図7に戻って、透明電極4上に上記のよう
にして微粒子を堆積させて微粒子膜5を形成した後、当
該基板2を前述したように大気に曝すことなく、微粒子
膜5を構成する各微粒子の表層部のみを酸化または窒化
させる(図7C)。これにより、透明電極4上に前述し
たような量子箱層6(図7D参照)が形成される。
Returning to FIG. 7, after the fine particles are deposited on the transparent electrode 4 as described above to form the fine particle film 5, the fine particle film 5 is formed without exposing the substrate 2 to the atmosphere as described above. Only the surface layer portion of each of the constituent fine particles is oxidized or nitrided (FIG. 7C). As a result, the quantum box layer 6 (see FIG. 7D) as described above is formed on the transparent electrode 4.

【0050】その後は、公知の方法により、量子箱層6
上に絶縁膜8を形成し(図7D)、更にその上に上部電
極10を形成する(図7E)。これによって、図1で説
明したような発光デバイスが得られる。
After that, the quantum box layer 6 is formed by a known method.
An insulating film 8 is formed thereon (FIG. 7D), and an upper electrode 10 is further formed thereon (FIG. 7E). As a result, the light emitting device as described in FIG. 1 is obtained.

【0051】この図7の方法によるより具体的な実施例
を説明すると、液晶パネルを作製した後、そのガラス基
板の裏面であって液晶の表示領域部分に、ITO(スズ
をドープしたインジウム)から成る透明電極を形成して
おき、これに正電圧を印加した状態で、SiH4(シラ
ン)プラズマによって透明電極上にSi微粒子を引き寄
せて堆積させた。その際、透明電極に印加する電圧を、
白色光を発光するのに都合の良い粒径になるように徐々
に変化させた。そして、透明電極上にSi微粒子を堆積
させた後、真空を破らずに、原料ガスをNH4(アンモ
ニア)に切り換えてアンモニアプラズマを発生させ、各
Si微粒子の表層部のみを窒化させて量子箱層を形成し
た。この実施例の処理条件等をまとめると次のとおりで
ある。
A more specific example according to the method of FIG. 7 will be described. After a liquid crystal panel is manufactured, ITO (tin-doped indium) is applied to the display area of the liquid crystal on the back surface of the glass substrate. The transparent electrode was formed, and Si fine particles were attracted and deposited on the transparent electrode by SiH 4 (silane) plasma while a positive voltage was applied to the transparent electrode. At that time, the voltage applied to the transparent electrode is
The particle size was gradually changed so that the particle size was suitable for emitting white light. After depositing Si particles on the transparent electrode, the source gas is switched to NH 4 (ammonia) to generate ammonia plasma without breaking the vacuum, and only the surface layer of each Si particle is nitrided to form a quantum box. Layers were formed. The processing conditions and the like of this embodiment are summarized as follows.

【0052】発光デバイスの用途:液晶ディスプレイの
バックライト、基板:ガラス基板(液晶パネルの裏
面)、基板寸法:10インチ(対角)、透明電極:IT
O、印加電圧:正電圧を徐々に変化、成膜時の原料ガ
ス:SiH4 40sccm、ガス圧:800mTor
r、基板温度:150℃、堆積微粒子:Si 、微粒子直
径:50〜500nm、高周波電力:400W、後処
理:アンモニアプラズマによる窒化
Application of light emitting device: backlight of liquid crystal display, substrate: glass substrate (back surface of liquid crystal panel), substrate size: 10 inches (diagonal), transparent electrode: IT
O, applied voltage: Gradually change positive voltage, source gas during film formation: SiH 4 40 sccm, gas pressure: 800 mTorr
r, substrate temperature: 150 ° C., deposited fine particles: Si, fine particle diameter: 50 to 500 nm, high frequency power: 400 W, post-treatment: nitriding with ammonia plasma

【0053】図8は、図3で説明したような発光デバイ
スを製造する方法の一例を示すものであり、絶縁物から
成る基板2上の微粒子を堆積させたい部位に凸部2aを
形成しておき、このような基板2上に前述したようなプ
ラズマCVD法によって微粒子を堆積させる(図8
A)。
FIG. 8 shows an example of a method for manufacturing the light emitting device as described with reference to FIG. 3, in which a convex portion 2a is formed on a portion of the substrate 2 made of an insulating material where fine particles are to be deposited. Then, fine particles are deposited on the substrate 2 by the plasma CVD method described above (FIG. 8).
A).

【0054】絶縁物から成る基板2上に凸部2aを形成
しておくと、成膜の際に、凸部2aは正に帯電する。こ
れは、プラズマ52のシース52aの部分の電位差(例
えば500〜600V程度)によってプラズマ52a中
のイオンが加速されて基板2に衝突し、その際、凸部2
aには電界が集中するのでそこに集中的にイオンの衝突
が生じ、この衝突によって凸部2aから電子が多数放出
される結果、しかも基板2は絶縁物から成るので、凸部
2aが正に帯電するからである。なお、基板2にはプラ
ズマ52から電子も入射するが、凸部2aについてみれ
ば、入射する電子よりも放出される電子の方が多いの
で、結果として正に帯電する。この凸部2aの正帯電の
程度は、凸部2aの高さによって制御することができ
る。
When the convex portion 2a is formed on the substrate 2 made of an insulating material, the convex portion 2a is positively charged during film formation. This is because the ions in the plasma 52a are accelerated and collide with the substrate 2 due to the potential difference (for example, about 500 to 600 V) in the sheath 52a portion of the plasma 52, and at that time, the convex portion 2
Since the electric field is concentrated on a, ions collide intensively there, and a large number of electrons are emitted from the projections 2a by this collision. Moreover, since the substrate 2 is made of an insulating material, the projections 2a are positive. Because it is charged. It should be noted that although electrons are incident on the substrate 2 from the plasma 52, as for the convex portion 2a, more electrons are emitted than the incident electrons, and as a result, they are positively charged. The degree of positive charging of the convex portion 2a can be controlled by the height of the convex portion 2a.

【0055】このように、この方法では、凸部2aが正
に帯電するので、プラズマ52中で作られかつ負に帯電
した微粒子は、この凸部2aの正電荷によって引き付け
られ、凸部2aの表面に選択的に堆積して微粒子膜5が
形成される(図8B)。従って、この方法によっても、
従来困難であった微粒子膜の微細加工工程を省くことが
できる。
As described above, in this method, since the convex portion 2a is positively charged, the fine particles produced in the plasma 52 and negatively charged are attracted by the positive charge of the convex portion 2a, and the convex portion 2a is charged. The fine particle film 5 is formed by selectively depositing on the surface (FIG. 8B). Therefore, even with this method
It is possible to omit the fine processing step of the fine particle film which has been difficult in the past.

【0056】なお、上記基板2上の凸部2aは、他の部
分と同材質でも良いが、異材質にしても良く、異材質に
すれば、高さ以外に凸部2aの材質によっても凸部2a
の帯電の程度を変えることができるので、凸部2aの正
帯電の程度をより自由に制御することができる。
The convex portion 2a on the substrate 2 may be made of the same material as the other portions, but may be made of a different material. If made of a different material, the convex portion 2a may have a convex shape other than the height. Part 2a
The degree of positive charging of the convex portion 2a can be controlled more freely because the degree of positive charging of the convex portion 2a can be changed.

【0057】このようにして、凸部2aの高さや材質等
によって凸部2aの正帯電の程度を制御することによ
り、微粒子の凸部2a上への集まりやすさを制御するこ
とができる他、先に図7の実施例のところで説明したよ
うな作用によって、凸部2a上に堆積する微粒子の大き
さ、ひいては発光色を制御することもできる。例えば、
凸部2aの高さを大きくして凸部2aの正電位を大きく
することにより、シース52aでの電位差が小さくなる
ので、粒径の小さい微粒子を選択的に凸部2a上に堆積
させることができる。
In this way, by controlling the degree of positive charging of the convex portion 2a depending on the height and material of the convex portion 2a, it is possible to control the easiness of collecting the fine particles on the convex portion 2a. It is possible to control the size of the fine particles deposited on the convex portion 2a, and by extension, the emission color, by the action described above in the embodiment of FIG. For example,
By increasing the height of the convex portion 2a and increasing the positive potential of the convex portion 2a, the potential difference in the sheath 52a is reduced, so that fine particles having a small particle diameter can be selectively deposited on the convex portion 2a. it can.

【0058】凸部2a上に上記のようにして微粒子を堆
積させて微粒子膜5を形成した後、前述したように基板
2を大気に曝すことなく、微粒子膜5を構成する各微粒
子の表層部のみを酸化または窒化させる(図8C)。こ
れにより、凸部2a上に前述したような量子箱層6(図
8D参照)が形成される。
After the fine particles are deposited on the convex portions 2a as described above to form the fine particle film 5, the surface layer portion of each fine particle forming the fine particle film 5 is not exposed to the atmosphere of the substrate 2 as described above. Only oxidize or nitride (FIG. 8C). As a result, the quantum box layer 6 (see FIG. 8D) as described above is formed on the convex portion 2a.

【0059】その後は、公知の方法によって、この例で
は量子箱層6上および基板2上を覆うように絶縁膜8を
形成し(図8D)、次にこの絶縁膜8を介在させて量子
箱層6を左右から挟むように、第1および第2の電極1
4および16を形成する(図8E)。これによって、図
3で説明したのとほぼ同様の構造をした発光デバイスが
得られる。
After that, an insulating film 8 is formed by a known method so as to cover the quantum box layer 6 and the substrate 2 in this example (FIG. 8D), and then the insulating film 8 is interposed to form the quantum box. The first and second electrodes 1 sandwich the layer 6 from the left and right.
4 and 16 are formed (FIG. 8E). As a result, a light emitting device having a structure substantially similar to that described with reference to FIG. 3 is obtained.

【0060】なお、この例では、図3の例と違って、量
子箱層6上にも絶縁膜8が形成されているが、絶縁膜8
が透明であれば上方への発光に支障はなく、基板2が透
明であれば下方への発光に支障はなく、あるいは絶縁膜
8が邪魔であれば、マスクを使用する等して、量子箱層
6の上部に絶縁膜8が成膜されるのを防止すれば良い。
In this example, unlike the example of FIG. 3, the insulating film 8 is also formed on the quantum box layer 6, but the insulating film 8 is formed.
Is transparent, there is no problem in upward light emission, and if the substrate 2 is transparent, there is no problem in downward light emission, or if the insulating film 8 is an obstacle, a mask is used to It is sufficient to prevent the insulating film 8 from being formed on the layer 6.

【0061】図9は、図4で説明したような発光デバイ
スを製造する方法の一例を示すものであり、基板2上に
設けた電極14と16との間を覆うように絶縁膜8を形
成しておき(図9A)、この電極14および16に直流
電源54から負電圧を印加した状態で、基板2上に前述
したようなプラズマCVD法によって微粒子を堆積させ
る(図9B)。
FIG. 9 shows an example of a method of manufacturing the light emitting device as described with reference to FIG. 4, in which the insulating film 8 is formed so as to cover between the electrodes 14 and 16 provided on the substrate 2. Preliminarily (FIG. 9A), while a negative voltage is applied to the electrodes 14 and 16 from the DC power supply 54, fine particles are deposited on the substrate 2 by the plasma CVD method as described above (FIG. 9B).

【0062】電極14および16に負電圧を印加してお
くと、プラズマ52中で作られかつ負に帯電した微粒子
は、この電極14および16の負電圧によって反発さ
れ、結果として、基板2上の電極14と16との間のみ
に選択的に堆積して微粒子膜5が形成される(図9
C)。従って、この方法によっても、従来困難であった
微粒子膜の微細加工工程を省くことができる。
When a negative voltage is applied to the electrodes 14 and 16, the negative particles charged in the plasma 52 and negatively charged are repelled by the negative voltage of the electrodes 14 and 16, and as a result, on the substrate 2. The particulate film 5 is formed by selectively depositing only between the electrodes 14 and 16 (FIG. 9).
C). Therefore, also by this method, it is possible to omit the fine processing step of the fine particle film, which has been difficult in the past.

【0063】また、この実施例の場合、電極14と16
との間の部位の電位を、電極14および16に印加する
負電圧によってある程度制御することができ(これは両
側の電極14および16からの電位の滲み出しによ
る)、そのようにすることによって、電極14と16と
の間の部位についてのシース52aの電位差を制御する
ことができるので、先に図7の実施例のところで説明し
たような作用によって、電極14と16との間に堆積す
る微粒子の大きさ、ひいては発光色を制御することがで
きる。例えば、電極14および16に大きな負電圧を印
加することにより、シース52aでの電位差が大きくな
るので、粒径の大きい微粒子を選択的に電極14と16
との間に堆積させることができる。
Further, in the case of this embodiment, the electrodes 14 and 16 are
The potential at the site between and can be controlled to some extent by the negative voltage applied to electrodes 14 and 16 (this is due to potential bleeding from electrodes 14 and 16 on both sides), and by doing so, Since it is possible to control the potential difference of the sheath 52a with respect to the portion between the electrodes 14 and 16, the fine particles deposited between the electrodes 14 and 16 by the action described above in the embodiment of FIG. It is possible to control the size of, and thus the emission color. For example, when a large negative voltage is applied to the electrodes 14 and 16, the potential difference in the sheath 52a increases, so that fine particles having a large particle size are selectively applied to the electrodes 14 and 16.
Can be deposited between.

【0064】電極14と16との間に上記のようにして
微粒子を堆積させて微粒子膜5を形成した後、前述した
ように基板2を大気に曝すことなく、微粒子膜5を構成
する各微粒子の表層部のみを酸化または窒化させる(図
9D)。これにより、電極14と16との間に絶縁膜8
を介在させて、前述したような量子箱層6が形成され、
図3で説明したのとほぼ同様の構造をした発光デバイス
が得られる。
After the fine particles are deposited between the electrodes 14 and 16 as described above to form the fine particle film 5, the fine particles forming the fine particle film 5 are not exposed to the atmosphere of the substrate 2 as described above. Only the surface layer portion of is oxidized or nitrided (FIG. 9D). As a result, the insulating film 8 is formed between the electrodes 14 and 16.
And the quantum box layer 6 as described above is formed,
A light emitting device having a structure substantially similar to that described with reference to FIG. 3 can be obtained.

【0065】なお、上記図7および図9の方法により、
電極4、14、16に直流電源54によって強制的に負
または正の電圧を印加しておく場合は、帯電現象を利用
しないので、基板2は絶縁物または半導体のいずれであ
っても良い。
According to the method shown in FIGS. 7 and 9,
When a negative or positive voltage is forcibly applied to the electrodes 4, 14, 16 by the DC power supply 54, the charging phenomenon is not used, and thus the substrate 2 may be either an insulator or a semiconductor.

【0066】上記図7ないし図9のいずれの方法におい
ても、プラズマ52のポテンシャルVP (図6参照)を
制御することを併用しても良く、そのようにすれば、プ
ラズマ52のポテンシャルVP によってもシース52a
の部分の電位差を制御することができるので、先に図7
の実施例のところで説明したような作用によって、基板
2上に選択的に堆積させる微粒子の大きさ、ひいては発
光色を制御することができる。例えば、プラズマ52の
ポテンシャルVP を大きくすることにより、シース52
aでの電位差が大きくなるので、粒径の大きい微粒子を
選択的に基板2上に堆積させることができる。
[0066] In any of the methods of FIG. 7 to FIG. 9, may be used in combination to control the potential of the plasma 52 V P (see FIG. 6), if so, the potential V P of the plasma 52 Also by the sheath 52a
Since it is possible to control the potential difference in the part of FIG.
The size of the particles selectively deposited on the substrate 2 and thus the emission color can be controlled by the action as described in the embodiment. For example, by increasing the potential V P of the plasma 52, the sheath 52
Since the potential difference at a becomes large, fine particles having a large particle diameter can be selectively deposited on the substrate 2.

【0067】プラズマ52のポテンシャルVP は、プラ
ズマ52の生成に寄与するエネルギー、例えば図5のプ
ラズマCVD装置の場合は、高周波電源38から電極2
6、28間に供給する高周波電力の大きさを制御するこ
とによって制御することができる。例えば、高周波電力
を大きくすればプラズマ52のポテンシャルVP も大き
くなる。
The potential V P of the plasma 52 is the energy that contributes to the generation of the plasma 52, for example, in the case of the plasma CVD apparatus of FIG.
It can be controlled by controlling the magnitude of the high-frequency power supplied between 6 and 28. For example, if the high frequency power is increased, the potential V P of the plasma 52 is also increased.

【0068】また、上記図7ないし図9の方法、更には
それにプラズマ52のポテンシャルVP を制御する方法
を併用する場合のいずれにおいても、基板2全体に正ま
たは負のバイアス電圧を印加しておくことを併用しても
良い。これは、例えば、図10に示すように、基板2を
保持するホルダ兼電極28とアース間にバイアス電源5
6を接続し、このバイアス電源56によってホルダ兼電
極28に正または負のバイアス電圧を印加することによ
って実現することができる。
In any of the methods shown in FIGS. 7 to 9 and the method of controlling the potential V P of the plasma 52 in combination with the method, a positive or negative bias voltage is applied to the entire substrate 2. You may use together. This is, for example, as shown in FIG. 10, the bias power supply 5 is connected between the holder / electrode 28 holding the substrate 2 and the ground.
6 is connected, and a positive or negative bias voltage is applied to the holder / electrode 28 by the bias power source 56.

【0069】このようにすれば、基板2のバイアス電圧
によってもシース52aの部分の電位差を制御すること
ができるので、先に図7の実施例のところで説明したよ
うな作用によって、基板2上に選択的に堆積させる微粒
子の大きさ、ひいては発光色を制御することができる。
例えば、基板2全体に負のバイアス電圧を印加すること
により、シース52aでの電位差が大きくなるので、粒
径の大きい微粒子を選択的に基板2上に堆積させること
ができる。
In this way, the potential difference in the portion of the sheath 52a can be controlled by the bias voltage of the substrate 2 as well, so that the substrate 2 will be affected by the action described in the embodiment of FIG. It is possible to control the size of the fine particles to be selectively deposited, and thus the emission color.
For example, by applying a negative bias voltage to the entire substrate 2, the potential difference in the sheath 52a increases, so that fine particles having a large particle size can be selectively deposited on the substrate 2.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、次のよ
うな効果を奏する。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

【0071】[0071]

【0072】[0072]

【0073】請求項ないしの製造方法によれば、表
面積の大きい微粒子の表面に大気中の水分が付着するの
を防止して、量子箱層中に量子箱を一様に形成すること
ができる。
According to the manufacturing method of the first to third aspects, it is possible to prevent the moisture in the atmosphere from adhering to the surface of the fine particles having a large surface area and form the quantum boxes uniformly in the quantum box layer. it can.

【0074】それに加えて、請求項の製造方法によれ
ば、プラズマ中で作られる微粒子は負に帯電しているの
に対して、基板上の透明電極に正電圧を印加しておくの
で、両チャージの吸引作用により、量子箱層を形成する
ための微粒子を、基板上の透明電極上に選択的に堆積さ
せることができる。その結果、従来困難であった微粒子
膜の微細加工工程を省くことができる。しかも、透明電
極への印加電圧を調整することによって、堆積させる微
粒子の大きさ、ひいては発光色の制御が可能である。
In addition to that, according to the manufacturing method of the first aspect , since the fine particles produced in the plasma are negatively charged, a positive voltage is applied to the transparent electrode on the substrate. Fine particles for forming the quantum box layer can be selectively deposited on the transparent electrode on the substrate by the suction action of both charges. As a result, it is possible to omit the fine processing of the fine particle film, which has been difficult in the past. Moreover, by adjusting the voltage applied to the transparent electrode, it is possible to control the size of the particles to be deposited, and thus the emission color.

【0075】請求項の製造方法によれば、プラズマ中
で作られる微粒子は負に帯電しているのに対して、プラ
ズマに曝される基板上の凸部は正に帯電するので、両チ
ャージの吸引作用により、量子箱層を形成するための微
粒子を、基板上の凸部上に選択的に堆積させることがで
きる。その結果、従来困難であった微粒子の微細加工工
程を省くことができる。しかも、凸部の高さや材質によ
って、凸部の帯電の程度を変えることができるので、堆
積させる微粒子の大きさ、ひいては発光色の制御がある
程度可能である。
According to the manufacturing method of the second aspect, the fine particles produced in the plasma are negatively charged, whereas the convex portions on the substrate exposed to the plasma are positively charged, so that both charges are charged. By the suction action of, the fine particles for forming the quantum box layer can be selectively deposited on the convex portions on the substrate. As a result, it is possible to omit the fine processing step of fine particles, which has been difficult in the past. Moreover, since the degree of electrification of the convex portion can be changed depending on the height and material of the convex portion, it is possible to control the size of the deposited fine particles, and thus the emission color, to some extent.

【0076】また、請求項の製造方法によれば、プラ
ズマ中で作られる微粒子は負に帯電したのに対して、基
板上の第1および第2の電極に負電圧を印加しておくの
で、両チャージの反発作用により、量子箱層を形成する
ための微粒子を、基板上の第1および第2の電極間に選
択的に堆積させることができる。その結果、従来困難で
あった微粒子膜の微細加工工程を省くことができる。し
かも、第1および第2の電極への印加電圧を調整するこ
とによって、堆積させる微粒子の大きさ、ひいては発光
色の制御が可能である。
According to the manufacturing method of the third aspect , the fine particles formed in the plasma are negatively charged, whereas the negative voltage is applied to the first and second electrodes on the substrate. By the repulsive action of both charges, fine particles for forming the quantum box layer can be selectively deposited between the first and second electrodes on the substrate. As a result, it is possible to omit the fine processing of the fine particle film, which has been difficult in the past. Moreover, by adjusting the voltage applied to the first and second electrodes, it is possible to control the size of the deposited fine particles, and thus the emission color.

【0077】請求項の製造方法によれば、基板上に選
択的に堆積させる微粒子の大きさを堆積中に変化させる
ことができるので、量子箱中に大きさの異なる量子箱を
混在させることができ、これによって白色光の発光デバ
イスを得ることもできる。
According to the manufacturing method of the fourth aspect , since the size of the fine particles selectively deposited on the substrate can be changed during the deposition, the quantum boxes having different sizes can be mixed. It is also possible to obtain a white light emitting device.

【0078】請求項の製造方法によれば、プラズマの
ポテンシャルを制御することによって、プラズマの基板
上付近のシース部での電位差を制御することができるの
で、これによっても、基板上に選択的に堆積させる微粒
子の大きさ、ひいては発光色の制御が可能である。
According to the manufacturing method of the fifth aspect , the potential difference of the plasma in the sheath portion near the substrate can be controlled by controlling the plasma potential. Therefore, also by this, the selective potential on the substrate can be obtained. It is possible to control the size of the particles deposited on the substrate, and thus the emission color.

【0079】請求項の製造方法によれば、基板全体に
印加するバイアス電圧によって、プラズマの基板上付近
のシース部での電位差を制御することができるので、こ
れによっても、基板上に選択的に堆積させる微粒子の大
きさ、ひいては発光色の制御が可能である。
According to the manufacturing method of the sixth aspect , the potential difference of the plasma in the sheath portion near the substrate can be controlled by the bias voltage applied to the entire substrate, and this also enables selective selection on the substrate. It is possible to control the size of the particles deposited on the substrate, and thus the emission color.

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

【図1】この発明に係る発光デバイスの一実施例を部分
的に示す概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view partially showing an embodiment of a light emitting device according to the present invention.

【図2】量子箱の構造を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a quantum box.

【図3】この発明に係る発光デバイスの他の実施例を部
分的に示す概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view partially showing another embodiment of the light emitting device according to the present invention.

【図4】この発明に係る発光デバイスの更に他の実施例
を部分的に示す概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view partially showing still another embodiment of the light emitting device according to the present invention.

【図5】プラズマCVD装置の一例を示す概略図であ
る。
FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a plasma CVD apparatus.

【図6】図5の装置におけるプラズマのポテンシャルの
一例を示す図である。
6 is a diagram showing an example of plasma potential in the apparatus of FIG.

【図7】図1で説明したような発光デバイスを製造する
方法の一例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a method of manufacturing the light emitting device as described in FIG. 1.

【図8】図3で説明したような発光デバイスを製造する
方法の一例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a method of manufacturing a light emitting device as described in FIG.

【図9】図4で説明したような発光デバイスを製造する
方法の一例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a method of manufacturing the light emitting device as described in FIG.

【図10】基板全体にバイアス電圧を印加しておく場合
の例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing an example in which a bias voltage is applied to the entire substrate.

【図11】従来のEL式の発光デバイスの一例を部分的
に示す概略断面図である。
FIG. 11 is a schematic sectional view partially showing an example of a conventional EL type light emitting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 基板 2a 凸部 4 透明電極 6 量子箱層 8 絶縁膜 10 上部電極 12 光 14,16 電極 24 真空容器 26 高周波電極 28 ホルダ兼電極 38 高周波電源 40 原料ガス 52 プラズマ 54 直流電源 56 バイアス電源 2 substrates 2a convex part 4 transparent electrodes 6 Quantum box layer 8 insulating film 10 Upper electrode 12 light 14, 16 electrodes 24 vacuum vessels 26 high frequency electrodes 28 Holder and electrode 38 high frequency power supply 40 source gas 52 plasma 54 DC power supply 56 bias power supply

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−206515(JP,A) 特開 平1−100916(JP,A) 特開 平1−101388(JP,A) 特開 平5−218499(JP,A) 特開 平4−112584(JP,A) 特開 平3−53567(JP,A) 特開 平6−112524(JP,A) 特開 昭64−12498(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 33/00 H01L 21/205 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-5-206515 (JP, A) JP-A-1-100916 (JP, A) JP-A-1-101388 (JP, A) JP-A-5- 218499 (JP, A) JP 4-112584 (JP, A) JP 3-53567 (JP, A) JP 6-112524 (JP, A) JP 64-12498 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 33/00 H01L 21/205

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ガラス製の基板と、この基板上に形成さ
れた透明電極と、この透明電極上に形成されていて、微
粒子の表層部のみにその酸化層または窒化層を形成して
成り量子効果を発現して発光する量子箱の集合体である
量子箱層と、この量子箱層の上に形成された絶縁膜と、
この絶縁膜の上に形成された上部電極とを備える発光デ
バイスを製造する当たり、 前記透明電極に正電圧を印加した状態で、前記基板上に
プラズマCVD法によって微粒子を堆積させ、次に当該
基板を大気に曝すことなく、前記のようにして堆積させ
た各微粒子の表層部のみを酸化または窒化させて前記量
子箱層を形成し、次にこの量子箱層の上に前記絶縁膜を
形成し、次にこの絶縁膜の上に前記上部電極を形成する
ことを特徴とする発光デバイスの製造方法。
1. A glass substrate and a substrate formed on the substrate.
And a transparent electrode formed on the transparent electrode.
Form the oxide or nitride layer only on the surface layer of the particle
It is a collection of quantum boxes that emit a quantum effect.
A quantum box layer and an insulating film formed on the quantum box layer,
In manufacturing a light emitting device including an upper electrode formed on the insulating film, fine particles are deposited on the substrate by a plasma CVD method while applying a positive voltage to the transparent electrode, and then the substrate is formed. Without exposing it to the atmosphere, only the surface layer portion of each fine particle deposited as described above is oxidized or nitrided to form the quantum box layer, and then the insulating film is formed on the quantum box layer. Then, a method for manufacturing a light emitting device, characterized in that the upper electrode is formed on the insulating film.
【請求項2】 基板と、この基板上に形成された凸部
と、この凸部上に形成されていて、微粒子の表層部のみ
にその酸化層または窒化層を形成して成り量子効果を発
現して発光する量子箱の集合体である量子箱層と、この
量子箱層を左右から挟むように形成された第1および第
2の電極と、この電極の少なくとも一方と量子箱層との
間に形成された絶縁膜とを備える発光デバイスを製造す
るに当たり、 前記凸部が形成された基板上にプラズマCVD法によっ
て微粒子を堆積させ、次に当該基板を大気に曝すことな
く、前記のようにして堆積させた各微粒子の表層部のみ
を酸化または窒化させて前記量子箱層を形成し、次にこ
の量子箱層の少なくとも一方の側面を覆うように前記絶
縁膜を形成し、次にこの絶縁膜を介在させて量子箱層を
左右から挟むように前記第1および第2の電極を形成す
ることを特徴とする発光デバイスの製造方法。
2. A substrate and a convex portion formed on the substrate
And, it is formed on this convex part, only the surface layer part of the fine particles
Is formed by forming an oxide layer or a nitride layer on the
This is a quantum box layer, which is a collection of quantum boxes that emit light and
The first and the first formed so as to sandwich the quantum box layer from the left and right
Two electrodes and at least one of the electrodes and the quantum box layer
In manufacturing a light emitting device having an insulating film formed between them, fine particles are deposited on the substrate on which the convex portion is formed by a plasma CVD method, and then the substrate is exposed to the atmosphere as described above. Only the surface layer portion of each fine particle deposited in the above is oxidized or nitrided to form the quantum box layer, and then the insulating film is formed so as to cover at least one side surface of the quantum box layer. A method for manufacturing a light-emitting device, characterized in that the first and second electrodes are formed so as to sandwich the quantum box layer from the left and right with an insulating film interposed.
【請求項3】 基板と、この基板上に互いの間に隙間を
あけて並設された第1および第2の電極と、この両電極
間に形成されていて、微粒子の表層部のみにその酸化層
または窒化層を形成して成り量子効果を発現して発光す
る量子箱の集合体である量子箱層と、この量子箱層と前
記第1および第2の電極の内の少なくとも一方との間に
形成された絶縁膜とを備える発光デバイスを製造するに
当たり、 前記第1および第2の電極の内の少なくとも一方の電極
の少なくとも内側の側面を覆うように前記絶縁膜を形成
しておき、この第1および第2の電極に負電圧を印加し
た状態で、前記基板上にプラズマCVD法によって微粒
子を堆積させ、次に当該基板を大気に曝すことなく、前
記のようにして堆積させた各微粒子の表層部のみを酸化
または窒化させて前記量子箱層を形成することを特徴と
する発光デバイスの製造方法。
3. A substrate and a gap between the substrate and each other.
First and second electrodes arranged in parallel with each other, and both electrodes
The oxide layer is formed only between the surface layers of the fine particles.
Or, it is formed by forming a nitride layer to generate quantum effect and emit light.
Quantum box layer, which is a collection of quantum box layers,
Between at least one of the first and second electrodes
In manufacturing a light emitting device including the formed insulating film, the insulating film is formed so as to cover at least the inner side surface of at least one of the first and second electrodes, and In the state where a negative voltage is applied to the first and second electrodes, fine particles are deposited on the substrate by the plasma CVD method, and then the fine particles deposited as described above are exposed without exposing the substrate to the atmosphere. A method for manufacturing a light-emitting device, which comprises forming the quantum box layer by oxidizing or nitriding only a surface layer portion.
【請求項4】 微粒子を堆積させる際に、前記電極に印
加する電圧の大きさを変化させる請求項または記載
の発光デバイスの製造方法。
Wherein when depositing the fine particles, the method of manufacturing the light emitting device of claim 1 or 3 wherein changing the size of the voltage applied to the electrode.
【請求項5】 微粒子を堆積させる際のプラズマのポテ
ンシャルを制御する請求項1、2、3または記載の発
光デバイスの製造方法。
5. The method for manufacturing a light emitting device according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein the potential of plasma when depositing the fine particles is controlled.
【請求項6】 微粒子を堆積させる際に、前記基板全体
に正または負のバイアス電圧を印加しておく請求項1、
2、3、4または記載の発光デバイスの製造方法。
6. A positive or negative bias voltage is applied to the entire substrate when the fine particles are deposited .
2. A method for manufacturing a light emitting device according to 2, 3, 4 or 5 .
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