JPH09320761A - Ｅｌ素子の製造方法 - Google Patents
Ｅｌ素子の製造方法Info
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- JPH09320761A JPH09320761A JP8133626A JP13362696A JPH09320761A JP H09320761 A JPH09320761 A JP H09320761A JP 8133626 A JP8133626 A JP 8133626A JP 13362696 A JP13362696 A JP 13362696A JP H09320761 A JPH09320761 A JP H09320761A
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- light
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Abstract
(57)【要約】
【課題】不純物を除去するとともに絶縁破壊を防止し、
発光特性に優れたＥＬ素子とする。 【解決手段】少なくとも発光層３に高エネルギープラズ
マ６０を照射する。水素などの不純物を除去するととも
に、高エネルギープラズマを用いているため、不純物除
去の際に形成された貫孔やクラックが修復され、均一な
表面をもつ発光層となり絶縁破壊が防止される。
発光特性に優れたＥＬ素子とする。 【解決手段】少なくとも発光層３に高エネルギープラズ
マ６０を照射する。水素などの不純物を除去するととも
に、高エネルギープラズマを用いているため、不純物除
去の際に形成された貫孔やクラックが修復され、均一な
表面をもつ発光層となり絶縁破壊が防止される。
Description
【発明の属する技術分野】本発明はＥＬ素子の製造方法
に関する。本発明の製造方法によれば、高輝度で発光効
率の高いＥＬ素子を容易に製造することができる。
に関する。本発明の製造方法によれば、高輝度で発光効
率の高いＥＬ素子を容易に製造することができる。
【従来の技術】表示用ディスプレイデバイスとしては、
ブラウン管（Cathode Ray Tube）、液晶（Liquid Cryst
al）、プラズマ（Plasma）、発光ダイオード（Light Em
ittingDiode）及びＥＬ（Electro Luminescence）など
が従来より知られ、コンピュータ用ディスプレイ、液晶
ディスプレイのバックパネルなどに広く利用されてい
る。この中でもＥＬは自発光形であり、また薄膜を用い
ることができるために薄い表示素子として期待されてい
る。このＥＬ素子は、ＺｎＳなどの蛍光体粉末を高誘電
率のバインダ中に分散させた分散形ＥＬと、蒸着などに
よって蛍光体や絶縁体を薄膜化して素子を形成した薄膜
形ＥＬに分類されるが、そのほかに単結晶形、セラミッ
ク形などがある。また駆動方式によってＡＣ形、ＤＣ形
に分類される。ＥＬの歴史は古いが、輝度や寿命の点で
などで大きな壁に突き当たり、その開発や利用が低迷し
ていた。しかし、近年になって米国のベル研究所が「ル
モセン」と呼ばれる高輝度・多色化の可能性を秘めた薄
膜形ＥＬを発表したり、国内でも高輝度・高寿命を達成
した二重絶縁構造をもつ薄膜形ＥＬ素子が開発され、Ｅ
Ｌは再び注目を浴びている。二重絶縁構造の薄膜形ＥＬ
素子は、例えば図６に示すように、ガラス基板１００
と、ガラス基板１００表面に形成された透明電極層１０
１と、透明電極層１０１表面に形成された絶縁層１０２
と、絶縁層１０２表面に形成された発光層１０３と、発
光層１０３を覆う絶縁層１０４と、最表面に形成された
背面電極層１０５とから構成されている。このように発
光層１０３は絶縁層１０２，１０４で囲まれているた
め、高電界を安定して印加することができ、高輝度・高
寿命が達成される。なお、この薄膜形ＥＬ素子の各層
は、蒸着、スパッタリングなどのＰＶＤ法あるいは化学
気相成長法（ＣＶＤ法）などによって形成されている。
ブラウン管（Cathode Ray Tube）、液晶（Liquid Cryst
al）、プラズマ（Plasma）、発光ダイオード（Light Em
ittingDiode）及びＥＬ（Electro Luminescence）など
が従来より知られ、コンピュータ用ディスプレイ、液晶
ディスプレイのバックパネルなどに広く利用されてい
る。この中でもＥＬは自発光形であり、また薄膜を用い
ることができるために薄い表示素子として期待されてい
る。このＥＬ素子は、ＺｎＳなどの蛍光体粉末を高誘電
率のバインダ中に分散させた分散形ＥＬと、蒸着などに
よって蛍光体や絶縁体を薄膜化して素子を形成した薄膜
形ＥＬに分類されるが、そのほかに単結晶形、セラミッ
ク形などがある。また駆動方式によってＡＣ形、ＤＣ形
に分類される。ＥＬの歴史は古いが、輝度や寿命の点で
などで大きな壁に突き当たり、その開発や利用が低迷し
ていた。しかし、近年になって米国のベル研究所が「ル
モセン」と呼ばれる高輝度・多色化の可能性を秘めた薄
膜形ＥＬを発表したり、国内でも高輝度・高寿命を達成
した二重絶縁構造をもつ薄膜形ＥＬ素子が開発され、Ｅ
Ｌは再び注目を浴びている。二重絶縁構造の薄膜形ＥＬ
素子は、例えば図６に示すように、ガラス基板１００
と、ガラス基板１００表面に形成された透明電極層１０
１と、透明電極層１０１表面に形成された絶縁層１０２
と、絶縁層１０２表面に形成された発光層１０３と、発
光層１０３を覆う絶縁層１０４と、最表面に形成された
背面電極層１０５とから構成されている。このように発
光層１０３は絶縁層１０２，１０４で囲まれているた
め、高電界を安定して印加することができ、高輝度・高
寿命が達成される。なお、この薄膜形ＥＬ素子の各層
は、蒸着、スパッタリングなどのＰＶＤ法あるいは化学
気相成長法（ＣＶＤ法）などによって形成されている。
【発明が解決しようとする課題】ところが二重絶縁構造
の薄膜形ＥＬ素子では、絶縁層が二層存在しているため
に、高い駆動電圧が必要となるという問題があり、低電
圧駆動が可能なＥＬ素子の開発が望まれている。そこで
絶縁層を一層のみとすることが考えられる。絶縁層が半
分になる訳であるから、原理的には二重絶縁構造の薄膜
形ＥＬ素子に比べて駆動電圧が半減する。しかしながら
絶縁層が一層となると、絶縁破壊が生じ易くなり、その
ため所定の駆動電圧を印加することが困難となるため、
結果的に高輝度とすることが困難となる。この絶縁破壊
が生じる原因としては、薄膜形ＥＬ素子の各層中のガス
や水分などの不純物の存在が考えられる。つまりガスや
水分などの不純物が各層中に存在すると、ＥＬ素子駆動
中の温度上昇により不純物に起因する気泡が発生し、そ
れによって層剥離などが生じて絶縁破壊に至ることがあ
る。しかし各層の形成工程において不純物の混入を回避
することは、現在の技術では困難である。そこで例えば
特開平５−３３１６１８号公報には、基板表面に形成さ
れた酸化物薄膜中の水分を除去するために、ＥＣＲプラ
ズマを照射する方法が開示されている。そして同公報に
は、ＥＣＲプラズマの照射により基板の温度を上昇させ
ずに、短時間で酸化物薄膜中の水分を脱離させることが
できる、との記載がある。ところが上記方法を薄膜形Ｅ
Ｌ素子に適用した場合には、発生したガスが放出される
際に発光層や絶縁層に微細な貫孔が形成され、そこに応
力が集中してクラックが生じたり表面モフォロジー劣化
が発生する場合がある。このような障害もまた絶縁破壊
の原因となるため、絶縁破壊を防止することが困難とな
る。本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであ
り、不純物を除去するとともに絶縁破壊を防止し、発光
特性に優れたＥＬ素子とすることを目的とする。
の薄膜形ＥＬ素子では、絶縁層が二層存在しているため
に、高い駆動電圧が必要となるという問題があり、低電
圧駆動が可能なＥＬ素子の開発が望まれている。そこで
絶縁層を一層のみとすることが考えられる。絶縁層が半
分になる訳であるから、原理的には二重絶縁構造の薄膜
形ＥＬ素子に比べて駆動電圧が半減する。しかしながら
絶縁層が一層となると、絶縁破壊が生じ易くなり、その
ため所定の駆動電圧を印加することが困難となるため、
結果的に高輝度とすることが困難となる。この絶縁破壊
が生じる原因としては、薄膜形ＥＬ素子の各層中のガス
や水分などの不純物の存在が考えられる。つまりガスや
水分などの不純物が各層中に存在すると、ＥＬ素子駆動
中の温度上昇により不純物に起因する気泡が発生し、そ
れによって層剥離などが生じて絶縁破壊に至ることがあ
る。しかし各層の形成工程において不純物の混入を回避
することは、現在の技術では困難である。そこで例えば
特開平５−３３１６１８号公報には、基板表面に形成さ
れた酸化物薄膜中の水分を除去するために、ＥＣＲプラ
ズマを照射する方法が開示されている。そして同公報に
は、ＥＣＲプラズマの照射により基板の温度を上昇させ
ずに、短時間で酸化物薄膜中の水分を脱離させることが
できる、との記載がある。ところが上記方法を薄膜形Ｅ
Ｌ素子に適用した場合には、発生したガスが放出される
際に発光層や絶縁層に微細な貫孔が形成され、そこに応
力が集中してクラックが生じたり表面モフォロジー劣化
が発生する場合がある。このような障害もまた絶縁破壊
の原因となるため、絶縁破壊を防止することが困難とな
る。本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであ
り、不純物を除去するとともに絶縁破壊を防止し、発光
特性に優れたＥＬ素子とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１に記載のＥＬ素子の製造方法の特徴は、ガラス基板
上に透明電極層、発光層、絶縁層及び背面電極層を形成
するＥＬ素子の製造方法において、少なくとも発光層に
高エネルギープラズマを照射することにある。また請求
項２に記載のＥＬ素子の製造方法の特徴は、請求項１に
記載のＥＬ素子の製造方法において、発光層はジエチル
亜鉛と二硫化炭素を原料として有機金属化学気相成長法
（ＭＯＣＶＤ法）で形成することにある。
項１に記載のＥＬ素子の製造方法の特徴は、ガラス基板
上に透明電極層、発光層、絶縁層及び背面電極層を形成
するＥＬ素子の製造方法において、少なくとも発光層に
高エネルギープラズマを照射することにある。また請求
項２に記載のＥＬ素子の製造方法の特徴は、請求項１に
記載のＥＬ素子の製造方法において、発光層はジエチル
亜鉛と二硫化炭素を原料として有機金属化学気相成長法
（ＭＯＣＶＤ法）で形成することにある。
【発明の実施の形態】薄膜形ＥＬ素子の発光層は、例え
ばジエチル亜鉛（(C2H5)2Zn ）と二硫化炭素（CS2 ）を
原料とし、キャリアガス及び反応ガスとして水素ガス
（Ｈ2 ）を用いて、ＭＯＣＶＤ法（Metal Organic Chem
ical Vapor Deposition ）で形成される。この反応は以
下のように表される。 (C2H5)2Zn → 2(C2H5) ＋ Zn CS2 ＋ 3H2 → CH3SH ＋ H2S CH3SH ＋ H2 → CH4 ＋ H2S CS2 ＋ 4H2 → CH4 ＋ 2H2S Zn ＋ 2H2S → ZnS ＋ 2H2 この反応により生成したＺｎＳ薄膜が発光層として機能
するが、Ｈ2 Ｓが完全に分解せずにＺｎと反応して薄膜
中に残留したり、分解後のＨ2 やＳそれぞれが独立して
薄膜中に残留することが考えられる。そこで本発明のＥ
Ｌ素子の製造方法では、少なくとも発光層に高エネルギ
ープラズマが照射される。このプラズマ照射により、少
なくとも発光層に含まれる水素などの不純物、あるいは
少なくとも発光層の表面に吸着している水分などの不純
物を除去することができる。ところで、上記のようにプ
ラズマ照射した場合には、不純物の放出に伴う貫孔やク
ラックが薄膜表面に生じる場合がある。しかしながら本
発明では高エネルギープラズマを用いているため、貫孔
やクラックが修復され、均一な表面をもつ発光層となる
と考えられ、絶縁破壊が発生しにくくなる。また高エネ
ルギープラズマによるアニール効果も生じ、発光層の結
晶性の良化により発光特性が向上する。さらに、高エネ
ルギープラズマの照射により発光層中に残留しているＨ
2 ＳやＨ2 ＳとＺｎの反応物の分解が促進され、かつそ
の分解により生成したＳあるいは薄膜中に残留している
ＳとＺｎとの反応が促進されるため、ＺｎＳが新たに形
成されて発光特性が向上する。そして高エネルギープラ
ズマの照射により、発光層と透明電極層との層間、ある
いは透明電極層とガラス基板との層間に、両層の成分が
混合された混合領域が形成されていわゆる傾斜組成とな
るため、それぞれの層間における付着力が向上し剥離が
生じにくくなる。これにより絶縁破壊が一層防止される
とともに、寿命が延長される。高エネルギープラズマの
照射は、発光層形成後で絶縁層の形成前に行ってもよい
し、発光層及び絶縁層を形成後に行うこともできる。絶
縁層を形成後に照射すれば、絶縁層中の不純物も除去す
ることができ、また混合領域の形成により絶縁層と発光
層との付着性も向上する。目的性能の程度によっては、
背面電極層を形成後に行ってもよい。また高エネルギー
プラズマの照射は、一般には大気中で行われるが、照射
により表面の酸化が懸念される場合には、不活性ガス雰
囲気下あるいは減圧雰囲気下で行ってもよい。高エネル
ギープラズマとは、例えばプラズマ溶射ならば、エネル
ギーレベルが４０ｋＷ前後以上のものをいう。また溶射
に用いられるプラズマフレームの他、ＨＶＯＦ（High V
elocity Oxygen Fuel ）またはＨＶＡＦ（High Velocit
y AirFuel）溶射のフレームなど、その他溶射フレーム
も利用することができる。この中でも不活性ガスを用い
たプラズマ溶射フレームを用いることが望ましい。高エ
ネルギープラズマのエネルギーレベルが３０ｋＷより低
いと、不純物除去後の貫孔やクラックを修復することが
困難となり絶縁破壊し易くなるとともに、上記したアニ
ール効果が得にくく付着性の向上が望めない。なお、高
エネルギープラズマとして溶射に用いられるプラズマフ
レームを用いた場合には、プラズマフレームを発生する
ために一般にＨ2 ガス及びＮ2 ガスが用いられるが、透
明電極層にＩＴＯ（Ｓｎ添加ＩｎＯ3 ）を用いている場
合には、プラズマ照射によりＩｎＯ3 が還元されてＩｎ
が析出する場合がある。このような場合には、Ｈ2 ガス
の代わりにＡｒガスを用いることでＩｎの析出を防止す
ることができる。また、高エネルギープラズマとして溶
射に用いられるプラズマフレームを用いた場合には、プ
ラズマフレームを直接被照射表面に接触させるのでな
く、少し離れた位置から照射することが好ましい。これ
により被照射表面の表面モフォロジーの劣化を抑制する
ことができ、絶縁破壊を一層防止することが可能とな
る。透明電極層としては、従来と同様にＡＺＯ（Ａｌ添
加ＺｎＯ）、ＩＴＯ、ＳｎＯ2 などが用いられ、従来と
同様に高周波スパッタリング法、真空蒸着法などにより
ガラス基板表面に形成することができる。発光層として
は、従来と同様にＺｎＳ、ＣｄＳ、ＺｎＳｅなどが用い
られ、一般に不純物（発光中心）としてＣｕ、Ｍｎ、Ｔ
ｂなどが添加される。この発光層は、従来と同様にＰＶ
Ｄ法又はＣＶＤ法により形成できるが、本発明はＭＯＣ
ＶＤ法により形成された発光層に特に効果的である。絶
縁層としては、従来と同様にＹ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｓ
ｉＯ2 などが用いられ、従来と同様に高周波スパッタリ
ング法、真空蒸着法あるいはＣＶＤ法などにより形成す
ることができる。この絶縁層を透明電極層と発光層の間
及び発光層と背面電極の間に設ければ、二重絶縁構造の
薄膜形ＥＬ素子となり、発光層と背面電極の間のみに設
ければ片絶縁構造の薄膜形ＥＬ素子となる。本発明はい
ずれの構造においても効果的である。背面電極層として
は、従来と同様にＡｌなどの導電性金属が一般に用いら
れ、従来と同様に高周波スパッタリング法、真空蒸着法
などにより形成することができる。なお、以上のように
薄膜形ＥＬ素子の場合を例示して説明したが、本発明は
分散形ＥＬ素子にも適用可能である。但し分散型ＥＬパ
ネルは、粘性バインダー中に粉末を混入させた発光層や
絶縁層を備えているので、これにプラズマを照射するの
はやや問題があるかもしれない。したがって、薄膜型の
発光層と分散型の絶縁層をもつＥＬ素子（ハイブリッド
素子）において発光層のみにプラズマを照射することが
望ましい。
ばジエチル亜鉛（(C2H5)2Zn ）と二硫化炭素（CS2 ）を
原料とし、キャリアガス及び反応ガスとして水素ガス
（Ｈ2 ）を用いて、ＭＯＣＶＤ法（Metal Organic Chem
ical Vapor Deposition ）で形成される。この反応は以
下のように表される。 (C2H5)2Zn → 2(C2H5) ＋ Zn CS2 ＋ 3H2 → CH3SH ＋ H2S CH3SH ＋ H2 → CH4 ＋ H2S CS2 ＋ 4H2 → CH4 ＋ 2H2S Zn ＋ 2H2S → ZnS ＋ 2H2 この反応により生成したＺｎＳ薄膜が発光層として機能
するが、Ｈ2 Ｓが完全に分解せずにＺｎと反応して薄膜
中に残留したり、分解後のＨ2 やＳそれぞれが独立して
薄膜中に残留することが考えられる。そこで本発明のＥ
Ｌ素子の製造方法では、少なくとも発光層に高エネルギ
ープラズマが照射される。このプラズマ照射により、少
なくとも発光層に含まれる水素などの不純物、あるいは
少なくとも発光層の表面に吸着している水分などの不純
物を除去することができる。ところで、上記のようにプ
ラズマ照射した場合には、不純物の放出に伴う貫孔やク
ラックが薄膜表面に生じる場合がある。しかしながら本
発明では高エネルギープラズマを用いているため、貫孔
やクラックが修復され、均一な表面をもつ発光層となる
と考えられ、絶縁破壊が発生しにくくなる。また高エネ
ルギープラズマによるアニール効果も生じ、発光層の結
晶性の良化により発光特性が向上する。さらに、高エネ
ルギープラズマの照射により発光層中に残留しているＨ
2 ＳやＨ2 ＳとＺｎの反応物の分解が促進され、かつそ
の分解により生成したＳあるいは薄膜中に残留している
ＳとＺｎとの反応が促進されるため、ＺｎＳが新たに形
成されて発光特性が向上する。そして高エネルギープラ
ズマの照射により、発光層と透明電極層との層間、ある
いは透明電極層とガラス基板との層間に、両層の成分が
混合された混合領域が形成されていわゆる傾斜組成とな
るため、それぞれの層間における付着力が向上し剥離が
生じにくくなる。これにより絶縁破壊が一層防止される
とともに、寿命が延長される。高エネルギープラズマの
照射は、発光層形成後で絶縁層の形成前に行ってもよい
し、発光層及び絶縁層を形成後に行うこともできる。絶
縁層を形成後に照射すれば、絶縁層中の不純物も除去す
ることができ、また混合領域の形成により絶縁層と発光
層との付着性も向上する。目的性能の程度によっては、
背面電極層を形成後に行ってもよい。また高エネルギー
プラズマの照射は、一般には大気中で行われるが、照射
により表面の酸化が懸念される場合には、不活性ガス雰
囲気下あるいは減圧雰囲気下で行ってもよい。高エネル
ギープラズマとは、例えばプラズマ溶射ならば、エネル
ギーレベルが４０ｋＷ前後以上のものをいう。また溶射
に用いられるプラズマフレームの他、ＨＶＯＦ（High V
elocity Oxygen Fuel ）またはＨＶＡＦ（High Velocit
y AirFuel）溶射のフレームなど、その他溶射フレーム
も利用することができる。この中でも不活性ガスを用い
たプラズマ溶射フレームを用いることが望ましい。高エ
ネルギープラズマのエネルギーレベルが３０ｋＷより低
いと、不純物除去後の貫孔やクラックを修復することが
困難となり絶縁破壊し易くなるとともに、上記したアニ
ール効果が得にくく付着性の向上が望めない。なお、高
エネルギープラズマとして溶射に用いられるプラズマフ
レームを用いた場合には、プラズマフレームを発生する
ために一般にＨ2 ガス及びＮ2 ガスが用いられるが、透
明電極層にＩＴＯ（Ｓｎ添加ＩｎＯ3 ）を用いている場
合には、プラズマ照射によりＩｎＯ3 が還元されてＩｎ
が析出する場合がある。このような場合には、Ｈ2 ガス
の代わりにＡｒガスを用いることでＩｎの析出を防止す
ることができる。また、高エネルギープラズマとして溶
射に用いられるプラズマフレームを用いた場合には、プ
ラズマフレームを直接被照射表面に接触させるのでな
く、少し離れた位置から照射することが好ましい。これ
により被照射表面の表面モフォロジーの劣化を抑制する
ことができ、絶縁破壊を一層防止することが可能とな
る。透明電極層としては、従来と同様にＡＺＯ（Ａｌ添
加ＺｎＯ）、ＩＴＯ、ＳｎＯ2 などが用いられ、従来と
同様に高周波スパッタリング法、真空蒸着法などにより
ガラス基板表面に形成することができる。発光層として
は、従来と同様にＺｎＳ、ＣｄＳ、ＺｎＳｅなどが用い
られ、一般に不純物（発光中心）としてＣｕ、Ｍｎ、Ｔ
ｂなどが添加される。この発光層は、従来と同様にＰＶ
Ｄ法又はＣＶＤ法により形成できるが、本発明はＭＯＣ
ＶＤ法により形成された発光層に特に効果的である。絶
縁層としては、従来と同様にＹ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｓ
ｉＯ2 などが用いられ、従来と同様に高周波スパッタリ
ング法、真空蒸着法あるいはＣＶＤ法などにより形成す
ることができる。この絶縁層を透明電極層と発光層の間
及び発光層と背面電極の間に設ければ、二重絶縁構造の
薄膜形ＥＬ素子となり、発光層と背面電極の間のみに設
ければ片絶縁構造の薄膜形ＥＬ素子となる。本発明はい
ずれの構造においても効果的である。背面電極層として
は、従来と同様にＡｌなどの導電性金属が一般に用いら
れ、従来と同様に高周波スパッタリング法、真空蒸着法
などにより形成することができる。なお、以上のように
薄膜形ＥＬ素子の場合を例示して説明したが、本発明は
分散形ＥＬ素子にも適用可能である。但し分散型ＥＬパ
ネルは、粘性バインダー中に粉末を混入させた発光層や
絶縁層を備えているので、これにプラズマを照射するの
はやや問題があるかもしれない。したがって、薄膜型の
発光層と分散型の絶縁層をもつＥＬ素子（ハイブリッド
素子）において発光層のみにプラズマを照射することが
望ましい。
【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明する。 （実施例１）図１に本実施例により形成された片絶縁構
造の薄膜形ＥＬ素子を示す。このＥＬ素子は、ガラス基
板１と、ガラス基板１表面に形成された透明電極層２
と、透明電極層２表面に形成された発光層３と、発光層
３を覆う絶縁層４と、絶縁層４表面に形成された背面電
極層５とから構成されている。このＥＬ素子は、以下の
ようにして製造された。先ずガラス基板（コーニング＃
７０５９）１を用意し、高周波マグネトロンスパッタリ
ング法によりその表面にＡＺＯ（ＺｎＯ：Ａｌ（Ａｌ添
加ＺｎＯ））からなる透明電極層２を成膜した。透明電
極層２の膜厚は２００ｎｍであり、抵抗率は２×１０-4
Ω・ｃｍ前後、透過率は８５％以上である。次に、ジエ
チル亜鉛（ＤＥＺ）、二硫化炭素（ＣＳ2 ）及びトリカ
ルボニルシクロペンタジエニルマンガン（ＴＣＭ）を用
意し、これらを重量比でＤＥＺ：ＣＳ2 ：ＴＣＭ＝１：
２０：０．０３となるように供給するとともにキャリア
ガス及び反応ガスとしてＨ2 を用いて、ＭＯＣＶＤ法に
より透明電極層２表面にＺｎＳ：Ｍｎよりなる発光層３
を成膜した。成膜時の基板温度は３７５℃、成膜時の真
空度は３．０×１０-4Ｐａであって、成膜された発光層
３の膜厚は２２０ｎｍである。なお、この時電極取り出
し部分２０を確保するために、ガラス片でマスキングを
行った。次に、溶射ガン（「９ＭＢ」メテコ（株）製）
６を用い、表１に示す条件でプラズマフレーム６０を発
生させ、図２及び図３に示すように発光層３の表面にプ
ラズマフレーム６０を照射した。溶射ガン６先端と発光
層３との距離は４００ｍｍであり、プラズマフレーム６
０の長さは目視で約１５０〜２５０ｍｍであって、プラ
ズマフレーム６０の先端は発光層３から約１５０〜２５
０ｍｍ離れた位置にある。その状態で溶射ガン６を３６
００ｍｍ／秒の移動速度で移動させながら、図３に示す
ように１２．５ｍｍの間隔でストライプ状に照射した。
的に説明する。 （実施例１）図１に本実施例により形成された片絶縁構
造の薄膜形ＥＬ素子を示す。このＥＬ素子は、ガラス基
板１と、ガラス基板１表面に形成された透明電極層２
と、透明電極層２表面に形成された発光層３と、発光層
３を覆う絶縁層４と、絶縁層４表面に形成された背面電
極層５とから構成されている。このＥＬ素子は、以下の
ようにして製造された。先ずガラス基板（コーニング＃
７０５９）１を用意し、高周波マグネトロンスパッタリ
ング法によりその表面にＡＺＯ（ＺｎＯ：Ａｌ（Ａｌ添
加ＺｎＯ））からなる透明電極層２を成膜した。透明電
極層２の膜厚は２００ｎｍであり、抵抗率は２×１０-4
Ω・ｃｍ前後、透過率は８５％以上である。次に、ジエ
チル亜鉛（ＤＥＺ）、二硫化炭素（ＣＳ2 ）及びトリカ
ルボニルシクロペンタジエニルマンガン（ＴＣＭ）を用
意し、これらを重量比でＤＥＺ：ＣＳ2 ：ＴＣＭ＝１：
２０：０．０３となるように供給するとともにキャリア
ガス及び反応ガスとしてＨ2 を用いて、ＭＯＣＶＤ法に
より透明電極層２表面にＺｎＳ：Ｍｎよりなる発光層３
を成膜した。成膜時の基板温度は３７５℃、成膜時の真
空度は３．０×１０-4Ｐａであって、成膜された発光層
３の膜厚は２２０ｎｍである。なお、この時電極取り出
し部分２０を確保するために、ガラス片でマスキングを
行った。次に、溶射ガン（「９ＭＢ」メテコ（株）製）
６を用い、表１に示す条件でプラズマフレーム６０を発
生させ、図２及び図３に示すように発光層３の表面にプ
ラズマフレーム６０を照射した。溶射ガン６先端と発光
層３との距離は４００ｍｍであり、プラズマフレーム６
０の長さは目視で約１５０〜２５０ｍｍであって、プラ
ズマフレーム６０の先端は発光層３から約１５０〜２５
０ｍｍ離れた位置にある。その状態で溶射ガン６を３６
００ｍｍ／秒の移動速度で移動させながら、図３に示す
ように１２．５ｍｍの間隔でストライプ状に照射した。
【表１】 その後、高周波マグネトロンスパッタリング法により、
発光層３の表面を被覆するように、Ａｌ2 Ｏ3 からなる
絶縁層４を成膜した。絶縁層４の膜厚は３５０ｎｍであ
る。この時、発光層形成時と同様に、電極取り出し部分
２０を確保するためマスキングを行っている。そして最
後に、高周波マグネトロンスパッタリング法により、絶
縁層４の表面にＡｌからなる背面電極層５を成膜した。
背面電極層５の膜厚は６００ｎｍである。得られたＥＬ
素子の透明電極層２と背面電極層５の間に１（ｋＨｚ）
正弦波による電圧を印加し、輝度Ｌ（ｃｄ／ｍ2 ）と発
光効率η（ｌm ／Ｗ）を測定した。より具体的には、印
加電圧を絶縁破壊が生じるまでゆっくりと上げながら、
各印加電圧における輝度Ｌと発光効率ηを測定した。結
果を図４に示す。また図４から最高輝度と最高発光効率
を読み取り、結果を表２に示す。なお、輝度Ｌは輝度計
（「ＢＭ−３」東京光学機械（株）製）を用いて測定し
た。また発光効率ηは以下のようにして求めた。先ずＥ
Ｌ素子を正弦波電圧で駆動し、Sawyer-Towerの回路を用
いて図５に示すような電荷−電圧特性を求め、駆動周波
数ｆとＰin≒２ｆΔＱＶcx式により、入力パワーＰinを
算出する。そして、その時の輝度Ｌより、発光効率ηを
η＝π（Ｌ／Ｐin）式から算出した。 （比較例１）発光層３にプラズマフレームを照射しなか
ったこと以外は実施例１と同様にして、片絶縁構造の薄
膜形ＥＬ素子を形成した。そして実施例１と同様にして
輝度と発光効率を測定し、結果を図４に示す。また図４
から最高輝度と最高発光効率を読み取り、結果を表２に
示す。 （評価）
発光層３の表面を被覆するように、Ａｌ2 Ｏ3 からなる
絶縁層４を成膜した。絶縁層４の膜厚は３５０ｎｍであ
る。この時、発光層形成時と同様に、電極取り出し部分
２０を確保するためマスキングを行っている。そして最
後に、高周波マグネトロンスパッタリング法により、絶
縁層４の表面にＡｌからなる背面電極層５を成膜した。
背面電極層５の膜厚は６００ｎｍである。得られたＥＬ
素子の透明電極層２と背面電極層５の間に１（ｋＨｚ）
正弦波による電圧を印加し、輝度Ｌ（ｃｄ／ｍ2 ）と発
光効率η（ｌm ／Ｗ）を測定した。より具体的には、印
加電圧を絶縁破壊が生じるまでゆっくりと上げながら、
各印加電圧における輝度Ｌと発光効率ηを測定した。結
果を図４に示す。また図４から最高輝度と最高発光効率
を読み取り、結果を表２に示す。なお、輝度Ｌは輝度計
（「ＢＭ−３」東京光学機械（株）製）を用いて測定し
た。また発光効率ηは以下のようにして求めた。先ずＥ
Ｌ素子を正弦波電圧で駆動し、Sawyer-Towerの回路を用
いて図５に示すような電荷−電圧特性を求め、駆動周波
数ｆとＰin≒２ｆΔＱＶcx式により、入力パワーＰinを
算出する。そして、その時の輝度Ｌより、発光効率ηを
η＝π（Ｌ／Ｐin）式から算出した。 （比較例１）発光層３にプラズマフレームを照射しなか
ったこと以外は実施例１と同様にして、片絶縁構造の薄
膜形ＥＬ素子を形成した。そして実施例１と同様にして
輝度と発光効率を測定し、結果を図４に示す。また図４
から最高輝度と最高発光効率を読み取り、結果を表２に
示す。 （評価）
【表２】 図４及び表２より、発光層３にプラズマフレームを照射
することにより、絶縁破壊が生じにくくなり、輝度及び
発光効率が著しく向上していることが明らかである。 （実施例２）発光層３の成膜後、プラズマフレームを照
射することなく絶縁層４を成膜し、その後プラズマフレ
ームを同様に照射したこと以外は実施例１と同様にし
て、片絶縁構造の薄膜形ＥＬ素子を形成した。このＥＬ
素子も実施例１と同様の優れた発光特性を示した。 （実施例３）透明電極層２表面に、実施例１の絶縁層４
の成膜と同様にして絶縁層を成膜し、その後発光層３を
成膜しプラズマフレームを照射したこと以外は実施例１
と同様にして、図６と同様の二重絶縁構造の薄膜形ＥＬ
素子を形成した。 （比較例２）プラズマフレームを照射しなかったこと以
外は実施例３と同様にして、二重絶縁構造の薄膜形ＥＬ
素子を形成した。そして実施例３と比較例２のＥＬ素子
について、実施例１と同様に輝度と発光効率を測定し、
最高輝度と最高発光効率を表３に示す。
することにより、絶縁破壊が生じにくくなり、輝度及び
発光効率が著しく向上していることが明らかである。 （実施例２）発光層３の成膜後、プラズマフレームを照
射することなく絶縁層４を成膜し、その後プラズマフレ
ームを同様に照射したこと以外は実施例１と同様にし
て、片絶縁構造の薄膜形ＥＬ素子を形成した。このＥＬ
素子も実施例１と同様の優れた発光特性を示した。 （実施例３）透明電極層２表面に、実施例１の絶縁層４
の成膜と同様にして絶縁層を成膜し、その後発光層３を
成膜しプラズマフレームを照射したこと以外は実施例１
と同様にして、図６と同様の二重絶縁構造の薄膜形ＥＬ
素子を形成した。 （比較例２）プラズマフレームを照射しなかったこと以
外は実施例３と同様にして、二重絶縁構造の薄膜形ＥＬ
素子を形成した。そして実施例３と比較例２のＥＬ素子
について、実施例１と同様に輝度と発光効率を測定し、
最高輝度と最高発光効率を表３に示す。
【表３】 表３より、実施例１及び比較例１に比べれば、素子の構
成上、発光開始電圧は上昇するが、実施例３の方が比較
例２に比べて高い発光特性を示していることがわかる。
成上、発光開始電圧は上昇するが、実施例３の方が比較
例２に比べて高い発光特性を示していることがわかる。
【発明の効果】すなわち本発明のＥＬ素子の製造方法に
よれば、プラズマを照射するという簡単な工程を付加す
るだけで、発光特性に優れたＥＬ素子を容易にかつ安定
して製造することができる。また溶射ガンによるプラズ
マフレームを用いれば、絶縁層など既に酸化物となって
いる層への照射は大気中で可能であるため、大がかりな
設備が不要となる。また、プラズマ発生領域が狭く部分
的な照射が可能となるため、照射位置の選択の自由度が
向上する。
よれば、プラズマを照射するという簡単な工程を付加す
るだけで、発光特性に優れたＥＬ素子を容易にかつ安定
して製造することができる。また溶射ガンによるプラズ
マフレームを用いれば、絶縁層など既に酸化物となって
いる層への照射は大気中で可能であるため、大がかりな
設備が不要となる。また、プラズマ発生領域が狭く部分
的な照射が可能となるため、照射位置の選択の自由度が
向上する。
【図１】本発明の一実施例で製造された片絶縁構造の薄
膜形ＥＬ素子の断面図である。
膜形ＥＬ素子の断面図である。
【図２】本発明の一実施例においてプラズマフレームを
照射している状態を示す説明図である。
照射している状態を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施例においてプラズマフレームの
照射方法を示す説明図である。
照射方法を示す説明図である。
【図４】印加電圧と輝度及び発光効率の関係を示すグラ
フである。
フである。
【図５】Sawyer-Towerの回路を用いて求められた電荷−
電圧を示すグラフである。
電圧を示すグラフである。
【図６】従来の二重絶縁構造の薄膜形ＥＬ素子の断面図
である。
である。
１：ガラス基板 ２：透明電極層 ３：発
光層 ４：絶縁層 ５：背面電極層 ６：溶
射ガン ６０：プラズマフレーム
光層 ４：絶縁層 ５：背面電極層 ６：溶
射ガン ６０：プラズマフレーム
Claims (2)
- 【請求項１】 ガラス基板上に透明電極層、発光層、絶
縁層及び背面電極層を形成するＥＬ素子の製造方法にお
いて、少なくとも発光層に高エネルギープラズマを照射
することを特徴とするＥＬ素子の製造方法。 - 【請求項２】 前記発光層はジエチル亜鉛と二硫化炭素
を原料として有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）
で形成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 |
|---|---|---|---|
| JP8133626A JPH09320761A (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | Ｅｌ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8133626A JPH09320761A (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | Ｅｌ素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09320761A true JPH09320761A (ja) | 1997-12-12 |
Family
ID=15109222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8133626A Pending JPH09320761A (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | Ｅｌ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09320761A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003023836A1 (fr) * | 2001-09-10 | 2003-03-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Appareil permettant de reparer un defaut d'un substrat |
| KR100623223B1 (ko) * | 2000-10-14 | 2006-09-11 | 삼성에스디아이 주식회사 | 유기 전계 발광 표시소자의 보호 장치 및 그 제조 방법 |
| JP2012508923A (ja) * | 2008-11-14 | 2012-04-12 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | タッチスクリーン及びその製造方法 |
-
1996
- 1996-05-28 JP JP8133626A patent/JPH09320761A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100623223B1 (ko) * | 2000-10-14 | 2006-09-11 | 삼성에스디아이 주식회사 | 유기 전계 발광 표시소자의 보호 장치 및 그 제조 방법 |
| WO2003023836A1 (fr) * | 2001-09-10 | 2003-03-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Appareil permettant de reparer un defaut d'un substrat |
| JP2012508923A (ja) * | 2008-11-14 | 2012-04-12 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | タッチスクリーン及びその製造方法 |
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