JP2004299985A - 成膜方法およびフラットディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】電極膜等の表面性状がフラットディスプレイパネルの表示性能へ与える影響を軽減することができる成膜方法およびフラットディスプレイパネルを提供する。
【解決手段】ＯＥＬＤ２２は、有機膜層２４を挟んで両面にそれぞれ電極膜２６、２８を有するとともに、電極膜２６側にはさらにパッシベーション膜３０およびアルカリ成分を含むガラス基板３２を有する。パッシベーション膜３０は、ガラス基板３２の温度を５０℃以下に保持して、ＳｉＯ_２を主成分とするターゲットを用いた高周波スパッタリング法で成膜されるＳｉＯ_２膜であり、電極膜２６は、イオンプレーティグ法で成膜されるＩＴＯ膜である。ＯＥＬＤ２２は、電極膜２６の有機膜層２４に接する側の面の微小隆起数が５（個／１６００ｐｍ^２）以下である。
【選択図】 図１２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成膜方法およびフラットディスプレイパネルに関し、特に、ガラス基板にパッシベーション膜を成膜する方法およびパッシベーション膜を有するフラットディスプレイパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機エレクトロルミネセンスディスプレイ（以下、これをＯＥＬＤということがある。）や液晶ディスプレイ（以下、これをＬＣＤということがある。）等のプラットパネルディスプレイ（以下、これをＦＰＤということがある。）は、発光層を含む有機膜層（以下、単に有機膜層ということがある。）や液晶層の厚みが薄いため、これら有機膜層や液晶層に接して設けられる膜の面が粗い場合、有機膜層や液晶層の機能に影響を及ぼしＯＥＬＤやＬＣＤの性能を低下させることがある。
【０００３】
特に、有機膜層は、非常に薄いため、膜の凹凸によって有機膜層中の発光層の厚みの均一性が失われることによる影響、凸部分が発光層に深く侵入することによる電界集中、凸部分が有機膜層を突き抜けることによる短絡さらには凹部分に水分等が残留することによるダークスポットの発生等の不具合を生じるおそれが大きい。
【０００４】
このため、有機膜層に接して設けられる膜には十分な平滑性（粗さが小さいこと）が求められている。
【０００５】
また、ＬＣＤの液晶層の厚みが数μｍ程度であるのに対してＯＥＬＤの発光層の厚みはこれよりも３桁程度小さい値であるため、発光層に接して設けられる膜に対する平滑性の要求はより強い。
【０００６】
なお、発光体材料として有機物を用いて形成した有機薄膜を発光層とする上記ＯＥＬＤは、発光層の厚みが数十〜百ｎｍ程度であり、発光体材料として無機材料の蛍光体を用いて発光層を形成する他のＥＬＤの発光層の厚みに比べて１桁以上小さい値であるため、ＯＥＬＤに用いられるこれらの膜の平滑性に対する要求はさらに強い。
【０００７】
ＯＥＬＤは、基本構成として、例えば図１に示すように、有機膜層１を挟んで両面にそれぞれ電極膜２、３を有するとともに、電極膜２側にはさらに、通常、ガラス基板４を有する。ガラス基板４側に発光を放出させるとき、言いかえれば、ガラス基板４側を表示側とするときには、電極膜２としては、透明導電膜が用いられる。透明導電膜は通常ＩＴＯ膜が用いられ、その厚みは、例えば百〜数百ｎｍ程度である。
【０００８】
電極膜としてのＩＴＯ膜は、通常スパッタ法で成膜される。
【０００９】
しかしながら、スパッタ法で成膜したＩＴＯ膜は、平滑性が低く（表面が粗く）、例えば１０点平均粗さ（Ｒｚ）が数十ｎｍ程度あるため、そのままＯＥＬＤに用いることは好ましくない。
【００１０】
このため、有機膜層と接合する膜（上記したように通常はＩＴＯ膜である。）を成膜した後、さらに研磨して、表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）を５ｎｍ以下とした膜を用いることが提案されている（特許文献１参照。）。
【００１１】
一方、イオンプレーティグ法により成膜したＩＴＯ膜は、上記のスパッタ法で成膜したＩＴＯ膜に比べて十分な平滑性を有するため、基本的に成膜後の研磨を必要としないことがよく知られている。
【００１２】
【特許文献１】
特開平９−２４５９６５号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ガラス基板の種類は、Ｃａ（カルシウム）やＮａ（ナトリウム）等のアルカリ成分を多量に含むソーダ石灰ガラス基板と、アルカリ成分を含まないホウ珪酸ガラス基板や石英ガラス基板等とに大別することができる。
【００１４】
上記のＯＥＬＤでは、ＯＥＬＤが完全な商業化段階に至っていないため、使用するガラス基板の仕様は定まっていないが、少なくとも駆動方法によってガラス基板を使い分けることが必要である。すなわち、アクティブ駆動方式の場合、ガラス基板のアルカリ成分が、駆動源として用いるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の機能に悪影響を与えることを考慮して、ガラス基板としてホウ珪酸ガラス基板等の無アルカリガラスを用いることが求められる。これに対して、パッシブ駆動方式の場合、ＴＦＴを備えていないために、ガラス基板として安価なソーダ石灰ガラス基板を用いることができる。但し、ソーダ石灰ガラス基板を用いる場合は、アルカリ成分が溶出して有機膜層の機能に影響を与えることが容易に予想されるため、通常の半導体装置等の場合と同様に、ＳｉＯ_２（ニ酸化ケイ素）等を材料としたパッシベーション膜（保護膜）を設けることが必要となる。
【００１５】
本発明は、有機ＥＬＤ等のフラットディスプレイパネルに設けられるＩＴＯ膜等の成膜技術の上記の現状および予測を踏まえてなされたものであり、ＩＴＯ膜等の膜の面性状がフラットディスプレイパネルの表示性能へ与える影響を好適に軽減することができる成膜方法およびフラットディスプレイパネルを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記した知見を踏まえつつ、膜の面性状がフラットディスプレイパネルの表示性能へ与える影響について鋭意検討した結果、膜の面性状としての前記した平滑性、言いかえれば通常１０μｍ□程度の大きさの領域内で測定される表面粗さが例えば同程度であっても、例えば４０μｍ□程度の大きな領域内で観察すると、局所的な微小隆起が存在し、この微小隆起がフラットディスプレイパネルの表示性能へ大きな影響を与えるおそれがあることを見出した。また、基板としてアルカリ成分を含むガラス基板を用いた場合、パッシベーション膜上に成膜する電極膜に上記の平滑性や平坦性の不良を生じるおそれがあることを見出した。そして、これらの新たな知見に基づいて本発明に至った。
【００１７】
本発明に係る成膜方法は、アルカリ成分を含むガラス基板の温度を５０℃以下に保持してパッシベーション膜を成膜することを特徴とする。
【００１８】
これにより、アルカリ成分を含むガラス基板の温度を高温に保持して成膜した場合に起こり得るパッシベーション膜の表面粗さおよび平坦性の悪化を軽減することができる。
【００１９】
この場合、前記パッシベーション膜がＳｉＯ_２膜であると、好適である。
【００２０】
また、この場合、前記ガラス基板がアルカリ成分の含有量の大きいソーダ石灰ガラス基板であると、より好適に本発明の効果を奏することができる。
【００２１】
また、この場合、前記ソーダ石灰ガラス基板がフロート法で形成され、形成過程で溶融スズに接していた側の面を研磨することなくそのまま前記パッシベーション膜が成膜される被成膜面とすると、より好適である。
【００２２】
また、この場合、前記ＳｉＯ_２膜をＳｉＯ_２を主成分とするターゲットを用いた高周波スパッタリング法で成膜すると、より好適である。
【００２３】
また、この場合、前記パッシベーション膜にさらに電極膜を成膜すると、表面粗さや平坦性の良好な電極膜を得ることができる。
【００２４】
また、この場合、前記電極膜がＩＴＯ膜であると、好適である。
【００２５】
また、この場合、前記ＩＴＯ膜をイオンプレーティグ法で成膜すると、スパッタ法で形成する場合に比べて、ＩＴＯ膜自体を表面粗さや平坦度の良好な膜に成膜することができるため、より好適である。
【００２６】
また、本発明に係るフラットパネルディスプレイは、上記の成膜方法により成膜されたパッシベーション膜を有するとともに、該パッシベーション膜に近接する層として発光層を含む有機膜層、または液晶層を有することを特徴とする。
【００２７】
これにより、パッシベーション膜の表面粗さや平坦度の不良に起因する表示性能の低下が軽減されたフラットパネルディスプレイを得ることができる。
【００２８】
また、本発明に係る有機エレクトロルミネセンスディスプレイは、発光層を含む有機膜層を挟んで両面にそれぞれ電極膜を有するとともに、１つの電極膜の外側にさらにガラス基板を有する有機エレクトロルミネセンスディスプレイにおいて、該１つの電極膜の該発光層を含む有機膜層に接する側の面の、１０ｎｍ以上の高さの微小隆起数が４０μｍ□の測定領域内において５個以下であることを特徴とする。ここで微小隆起数は、平坦度を表すために本発明において設定した指標であり、その詳細は発明の実施の形態の項で説明する。
【００２９】
これにより、ガラス基板側に設けられる電極膜の表面粗さや平坦度の不良に起因する表示性能の低下が軽減された有機エレクトロルミネセンスディスプレイを得ることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る成膜方法およびフラットディスプレイパネルの好適な実施の形態（以下、本実施の形態例という。）について、フラットディスプレイパネルとして有機エレクトロルミネセンスディスプレイ（以下、ＯＥＬＤという。）を例にとり、図を参照して、以下に説明する。
【００３１】
まず、本実施の形態例に係る成膜方法について説明する。
【００３２】
本実施の形態例に係る成膜方法では、アルカリ成分を含むガラス基板上にパッシベーション膜を成膜する。また、本実施の形態例に係る成膜方法では、パッシベーション膜を成膜したガラス基板をＯＥＬＤの基板に用い、パッシベーション膜上に電極膜を成膜する。
【００３３】
基板としてアルカリ成分を含むガラス基板を用いるのは、先に説明したように、アルカリ成分を含むガラス基板が無アルカリガラス基板に比べて安価であり、例えばＯＥＬＤのの基板に用いる場合、ＯＥＬＤの製造費用の増大を抑制することができるためである。アルカリ成分を含むガラス基板には、１０質量％前後のカルシウムやナトリウムを含む高アルカリガラス基板であるソーダ石灰ガラス基板やいわゆる低アルカリガラス基板と呼ばれる各種のガラス基板があるが、上記した製造費用の観点から、好適には、ソーダ石灰ガラス基板を用いる。
【００３４】
ソーダ石灰ガラス基板は、通常、いわゆるフロート法により大寸法のものが大量生産される。
【００３５】
フロート法では、溶融したスズが満たされるとともに、スズの酸化を防ぐために還元雰囲気に保たれた炉に、溶融したガラスを導入し、比重差によりスズ面上に広がるガラスの上面をバーナーで加熱して、物理的に所定の板厚になるように広げられた溶融したガラスを得る。そして、さらに、この溶融したガラスを徐冷炉に導入して板材に成形する。
【００３６】
上記フロート法で成形されたソーダ石灰ガラス基板の上記上面（以下、これを成形表面という。）側は、詳細を後述するように、粗さが著しく大きいため、例えばＯＥＬＤの基板として用いる場合、ソーダ石灰ガラス基板のスズ接触して形成された側の面（以下、これを成形裏面という。）を有機膜層側に向けて用い、この成形裏面にパッシベーション膜を成膜する。なお、この場合、ソーダ石灰ガラス基板の成形表面は例えばエッチング処理され、駆動源等がこのエッチングされた成形表面側に設けられる。
【００３７】
ソーダ石灰ガラス基板の成形裏面を被成膜面として用いる場合、常識的には、表面粗さを小さくするために、ソーダ石灰ガラス基板の成形裏面に研磨を施すことが考えられる。しかしながら、本発明者等が調べたところ、図２および図３に示すように、ＪＩＳＢ０６０１に基づき、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ：原子間顕微鏡：セイコーインスツルメント社製Ｎａｎｏｐｉｃｓ１０００）を用いたＡＦＭ法により走査エリア１０μｍ□（１０μｍ×１０μｍ）で測定したソーダ石灰ガラス基板の表面粗さが、研磨実施分についてはＲｚで７〜１２ｎｍ、Ｒｍａｘで１２〜１８ｎｍあるのに対して、未研磨分についてはＲｚで２〜３ｎｍ、Ｒｍａｘで３〜４．５ｎｍであり、研磨分より未研磨分の方がはるかに小さいことが分かった。
【００３８】
ここで、表面粗さの測定および表示方法について図４を参照して説明する。
【００３９】
測定は、走査エリア（測定領域）１０μｍ□について行う。この走査エリアの２軸方向（Ｘ方向、Ｙ方向）それぞれに１９．５ｎｍピッチで測定される凹凸の値をプロットし、凹凸プロファイルを描画する。
【００４０】
１０点平均表面粗さＲｚは、図４（ａ）に示すように、基準長さｌ、すなわち、ここでは１０μｍの長さの範囲で、所定の基準線から最も高い（離れた）頂部５点、すなわち、図４（ａ）中、Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９および所定の基準線から最も低い（近い）底部５点、すなわち、図４（ａ）中、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０を求める。このとき、記録開始位置から順次、平均線を下回るまでの複数の頂部のうちの最大の値のものをｒ（１）とし、平均線を下回った後つぎに平均線を上回るまでの複数の底部（ここでは１点のみ）をｒ（２）とし、以下これを繰り返してｒ（１）、ｒ（３）、・・、ｒ（２ｍ−１）（全測定点が５１２あるため、ｍは５を越える。）までの値を求め、さらに、ｒ（１）、ｒ（３）、・・ｒ（２ｍ−１）のなかから大きい順にＲ１、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９の５点を求め、一方、ｒ（２）、ｒ（４）、・・ｒ（２ｍ）のなかから小さい順にＲ２、Ｒ４、Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０の５点を求めることでＲ１〜Ｒ１０の１０点を得る。なお、図４（ａ）では説明の便宜上、ｒ１＝Ｒ１、ｒ２＝Ｒ２、・・ｒ１０＝Ｒ１０としている。そして、以下の式により１０点平均表面粗さＲｚを得る。
【００４１】
Ｒｚ＝｛（Ｒ１＋Ｒ３＋Ｒ５＋Ｒ７＋Ｒ９）−（Ｒ２＋Ｒ４＋Ｒ６＋Ｒ８＋Ｒ１０）｝／５
表面粗さの最大高さＲｍａｘは、図４（ｂ）に示すように、基準長さｌ、すなわち、ここでは１０μｍの長さの範囲で、最も高い頂部１点と最も低い底部１点とを特定し、両者の差で定義する。
【００４２】
つぎに、後の説明で出てくる表面粗さＲａについても、ここで合わせて説明する。
【００４３】
表面粗さＲａは、図４（ａ）あるいは図４（ｂ）に示す凹凸プロファイルから、基準長さｌ内において平均値からの上下の隔たりの絶対値を積分して求める下記式で算出される。
【００４４】
Ｒａ＝（１／ｌ）∫^ｌ _０｜ｆ（ｘ）｜ｄｘ
以上の説明では、便宜的に、１軸上の５１２点の測定点のデータに基づいて各表面粗さの指標を求めるように表現したが、実際には、Ｘ、Ｙの２軸間に形成される平面上の２６２１４４点（＝５１２×５１２）の測定点のデータに基づいて各表面粗さの指標が求められる。
【００４５】
なお、図２および図３の表示中、研磨有条件および研磨無条件それぞれのケースにおいて、多数のデータからなるデータ群について、ほぼ中心の○記号は平均値を示し、ボックス内の水平線は中央値を示し、ボックスの下端（Ｑ１とする。）および上端（Ｑ２とする。）はデータ群の各データの１５〜７５％が含まれる範囲を示す。また、ボックスから上下に伸びたひげは、Ｑ１−１．５×（Ｑ３−Ｑ１）で求められる下限値およびＱ３＋１．５×（Ｑ３−Ｑ１）で求められる上限値を、それぞれ示す。なお、以下の各図についても同様である。
【００４６】
上記の知見に基づいて、本発明では、好ましくは、ソーダ石灰ガラス基板の成形裏面を未研磨状態のまま電極膜等を成膜する被成膜面として用いる。
【００４７】
ソーダ石灰ガラス基板は、厚みが例えば０．７ｍｍ程度のものを用いる。また、ソーダ石灰ガラス基板を例えばＯＥＬＤの基板として用いる場合は、例えば３７０ｍｍ×４８０ｍｍ程度の大きさの平面寸法のものを用いる。
【００４８】
ソーダ石灰ガラス基板を例えばＯＥＬＤの基板として用いる場合、前記したように、ソーダ石灰ガラス基板から溶出するアルカリ成分による有機膜層の性能劣化を防止するために、ソーダ石灰ガラス基板に電極膜を成膜する前にパッシベーション膜を成膜する。
【００４９】
パッシベーション膜は、種類を特に限定するものではないが、パッシベーション性や透過率の観点からＳｉＯ_２膜（二酸化ケイ素膜）を用いる。ＳｉＯ_２膜の厚み（成膜厚み）は、生産性の観点から例えば２０〜３０ｎｍ以下とする。
【００５０】
パッシベーション膜の成膜方法は、パッシベーション膜のより良好な表面粗さや後述する平坦性を得るために、好ましくは、高周波スパッタ法（ＲＦスパッタ法）を用いる。但し、この方法に限定するものではなく、各種のスパッタ法、イオンプレーティング法あるいは真空蒸着法等の成膜方法のなかから適宜選択した方法を用いることができる。
【００５１】
すなわち、本実施の形態例に係るパッシベーション膜の成膜方法では、成膜室にソーダ石灰ガラス基板を配置するとともに、ソーダ石灰ガラス基板の成形裏面（被成膜面となる。）と対向してターゲットとしてのＳｉＯ_２材料を配置する。そして、ソーダ石灰ガラス基板とＳｉＯ_２材料とを高周波（１２．５６ＭＨｚ）電源で接続するとともに、高周波電源とＳｉＯ_２材料との間にインピーダンス整合器を設ける。そして、高周波電源を印加することで、絶縁性のＳｉＯ_２材料に自己バイアスを生じさせ、ＳｉＯ_２材料の蒸発粒子をソーダ石灰ガラス基板にスパッタする。
【００５２】
このとき、高周波スパッタ法をはじめとするスパッタ法では、成膜過程における基板の温度上昇はあまり生じないため、ソーダ石灰ガラス基板は、５０℃以下の低い温度に維持される。なお、スパッタ法において、ソーダ石灰ガラス基板を５０℃以下の一定の温度に保持するときには、例えば、図５に示すように、パネルヒータ１０を設け、抵抗発熱体１２に均熱板１４を介してソーダ石灰ガラス基板１６を保持し、均熱板１４に取り付けた熱電対（図示せず。）からの温度信号に基づいて、抵抗発熱体１２の電源出力をＰＩＤ制御する方法を用いることができる。なお、図５中、参照符号１８は真空チャンバーを、参照符号２０は電源をそれぞれ示す。
【００５３】
本発明者等は、未研磨のソーダ石灰ガラス基板上（成形裏面上）に高周波スパッタ法によりＳｉＯ_２膜を成膜するときの成膜条件について以下のような検討を行った。
【００５４】
成膜条件を検討する実験に先立ち、ＳｉＯ_２膜の成膜品質としての表面粗さを測定するために、前記ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）を用いてＳｉＯ_２膜の表面状態を観察した。ＳｉＯ_２膜の表面状態の一例を図６に示す。
【００５５】
通常の測定方法では、図６中、例えば矢印Ａで示す１辺が１０μｍの□で囲んだ領域を対象（走査エリア）として表面粗さデータが得られることになる。矢印Ａで示す領域の場合、表面粗さは、前記のようにＸ方向およびＹ方向ともに１９．５ｎｍピッチの短い周期で測定される。
【００５６】
ところが、図６に示すように、例えば、上記１０μｍ×１０μｍの１６倍の面積である４０μｍ×４０μｍの広い領域で膜の表面状態を観察すると、図６中、白抜き模様で示す、数十ｎｍ〜６０ｎｍを越えるような大きな凸部が多数個観察される。このような膜の表面状態について図６の膜の断面図を模式的に示すと図７のように表すことができる。この凸部（以下、これを微小隆起という。）は、膜上にＬＣＤの液晶層やＯＥＬＤの有機膜層のように比較的厚みの薄い膜を設ける際には、これらの薄い膜の特性に何らかの影響を与えると思われる。
【００５７】
前記した表面粗さＲａおよび表面粗さの最大値Ｒｍａｘについての上記の測定、表示方法では、測定範囲（走査エリア）が１０μｍ□と狭いため、測定位置の定め方によっては、図７における右側の微小隆起の位置を外れて左側の凹凸のみを捉え、微小隆起を見逃すおそれがある。すなわち、通常の表面粗さを測定するだけでは上記微小隆起を適切に検出して評価することができない。このため、微小隆起の適切な評価方法が必要となる。
【００５８】
本発明者等は、表面粗さについての上記の測定、表示方法を基礎として、凹凸の測定ピッチおよび凹凸の測定範囲（測定領域）を種々変えて検討した結果、測定範囲（走査エリア）を４０μｍ×４０μｍ（４０μｍ□）とし、また、測定範囲内での測定ピッチを７８μｍとし、この測定範囲（走査エリア）の大きさおよび測定ピッチを以外は前記した測定方法および表示方法を用いることで、微小隆起、言いかえれば、膜の表面の平坦度を適切に評価しうることを見出した。なお、例えばＯＥＬＤ等についての膜の表面粗さの測定、表示方法は、もともと各社各様であり、統一されたものは存在しないため、上記本発明における表面粗さの測定、表示方法は、その意味において実質的に本出願人独自のものである。
【００５９】
例えば、上記図６に示した膜について、測定範囲１０μｍ□で、１９．５ｎｍピッチで凹凸を測定したときの凹凸プロファイルは図８のように得られ、このとき、表面粗さＲｚが３．３１ｎｍ、表面粗さの最大値Ｒｍａｘが４．１２ｎｍであり、さらに先に定義した表面粗さＲａが０．４７ｎｍであった。これに対して、測定範囲４０μｍ□で、７８ｎｍピッチで凹凸を測定したときの凹凸プロファイルは図９のように得られ、このとき、表面粗さＲｚが１２．６７ｎｍ、表面粗さの最大値Ｒｍａｘが１９．５６ｎｍであり、さらに先に定義した表面粗さＲａが０．５９ｎｍであった。
【００６０】
すなわち、表面粗さＲａは測定範囲内の平均値の線（平均線）からの隔たりを求めるという測定原理上、周期（裾野間の距離）の長い微小隆起の影響は希釈されてしまうため、測定範囲の大きさを変えても、得られる表面粗さＲａの値に顕著な差は見られないが、これに対して、表面粗さＲｚおよび表面粗さの最大値Ｒｍａｘは常に一定の基準線からの凹凸の隔たりを求めるという測定原理上、微小隆起の有無によって得られる表面粗さＲｚおよび表面粗さの最大値Ｒｍａｘの値に顕著な差が見られる。
【００６１】
上記の知見に基づき、本発明における膜の表面の平坦度は、測定範囲を４０μｍ□（４０μｍ×４０μｍ）とし、その測定範囲内での測定ピッチを７８μｍとする外は前記したＪＩＳＢ０６０１に基づくＡＦＭ法を準用して凹凸を測定して得られる、１０点平均表面粗さＲｚを指標とする。また、この１０点平均表面粗さＲｚとは別に、測定範囲を４０μｍ□とし、その測定範囲内での測定ピッチを７８μｍとする外は前記したＪＩＳＢ０６０１に基づくＡＦＭ法を準用して凹凸を測定して得られる、測定範囲面積（１６００ｐｍ^２）当たりの高さ（深さ）１０ｎｍ以上の微小隆起の個数（個／１６００ｐｍ^２）を平坦度の指標として合わせて用いる。
【００６２】
なお、上記の長い周期で現われる微小隆起に関し、前記したフロート法により成形されるソーダ石灰ガラス基板について、その成形表面にマイクロコルゲーションと呼ばれる数ｍｍ程度の周期性をもったうねりが存在することが従来より知られている（例えば、フラットパネルディスプレイ大事典（工業調査会発行）、ｐ１０８、２００１年１２月２５日発行参照。）。このうねりの基準面に対する高さは数μｍ程度に達するものと思われる。ここでいうソーダ石灰ガラス基板の成形表面とは、前記したように成形時にスズに接しない側の面のことであり、本実施の形態例でいうソーダ石灰ガラス基板の成形裏面とは別であり、かつ、そのうねりの周期や高さも両者で数桁異なる。また、ソーダ石灰ガラス基板の表面のうねりの高さの数μｍという値はＬＣＤの液晶層の厚みに匹敵するものである。このため、ソーダ石灰ガラス基板をＬＣＤの基板に用いるときには、ソーダ石灰ガラス基板の表面を砥石等を用いて研磨することが行われており、ソーダ石灰ガラス基板の表面が未研磨のままＬＣＤに用いられることはない。すなわち、上記の公知のうねりは、本発明者等が見出した上記の微小隆起とは全く異なる事象であるということができる。
【００６３】
ＳｉＯ_２膜の成膜条件の検討は、高周波スパッタ法の主要な操作因子である、スパッタパワーおよびソーダ石灰ガラス基板の保持温度の成膜品質への影響を見るため、ＳｉＯ_２（１）〜ＳｉＯ_２（４）をそれぞれ１５ｎｍの厚みに成膜して評価した。ＳｉＯ_２（１）はスパッタパワー５００Ｗおよび保持温度室温で、１．７ｍｍ／ｓｅｃの成膜速度で成膜し、ＳｉＯ_２（２）はスパッタパワー１５００Ｗおよび保持温度室温で、５．７ｍｍ／ｓｅｃの成膜速度で成膜し、ＳｉＯ_２（３）はスパッタパワー５００Ｗおよび保持温度２００℃で、１．７ｍｍ／ｓｅｃの成膜速度で成膜し、ＳｉＯ_２（４）はスパッタパワー１５００Ｗおよび保持温度２００℃で、５．７ｍｍ／ｓｅｃの成膜速度で成膜したものである。なお、成膜室の圧力は、一律に０．４Ｐａとした。
【００６４】
試験の繰り返し回数（Ｎ数）を含め、成膜品質データを図１０に示した。
【００６５】
得られたＳｉＯ_２膜の微小隆起数は、図１０に示すように、ＳｉＯ_２（１）が１．００（個／１６００ｐｍ^２）、ＳｉＯ_２（２）が１．６０（個／１６００ｐｍ^２）、ＳｉＯ_２（３）が６．３７（個／１６００ｐｍ^２）、ＳｉＯ_２（４）が４．７１（個／１６００ｐｍ^２）であった。なお、成膜前の、未研磨のソーダ石灰ガラス基板の微小隆起数は、１．８２（個／１６００ｐｍ^２）であった。
【００６６】
上記の結果より、高周波スパッタ法におけるスパッタパワーは成膜品質への影響が小さく、これに対してソーダ石灰ガラス基板の保持温度は成膜品質への影響が大きいことが分かった。
【００６７】
このため、高周波スパッタ法におけるスパッタパワーを１５００Ｗに固定した状態で、ソーダ石灰ガラス基板の保持温度を２５℃、５０℃、１００℃および１５０℃の４水準で変えて、ソーダ石灰ガラス基板に形成するＳｉＯ_２膜の成膜品質を調べた。
【００６８】
この結果、図１１に示すように、微小隆起数は、２５℃で１．１（個／１６００ｐｍ^２）、５０℃で１．３（個／１６００ｐｍ^２）、１００℃で１．６（個／１６００ｐｍ^２）、１５０℃で４．０（個／１６００ｐｍ^２）であった。これより、ソーダ石灰ガラス基板をできるだけ低い温度に保持してスパッタするほど、良好な表面性状のＳｉＯ_２膜が得られることが分かった。
【００６９】
したがって、本発明では、高周波スパッタ法でＳｉＯ_２膜を成膜するとき、ソーダ石灰ガラス基板をできるだけ低い温度に保持し、好ましくは、５０℃以下の保持温度とする。保持温度の下限値は特に限定するものではないが、実用上は室温以上とする。
【００７０】
以上説明した成膜方法によって得られるパッシベーション膜の表面（ソーダ石灰ガラス基板に接する側とは反対側の面）は、本発明で定義する表面粗さＲｚが小さい。また、パッシベーション膜の表面は、微小隆起数が少なく、良好な平坦度を有する。
【００７１】
本実施の形態例に係る成膜方法では、上記のパッシベーション膜を成膜したガラス基板を例えばＯＥＬＤの基板に用い、パッシベーション膜上に電極膜を成膜する。
【００７２】
例えば図１２に示すように、ＯＥＬＤ２２は、発光層を例えば電子注入層および正孔注入層で挟んだ有機膜層２４を挟んで両面にそれぞれ電極膜２６、２８を有するとともに、電極膜２６側にはさらに本実施の形態例に係るパッシベーション膜３０およびアルカリ成分を含むガラス基板３２を有する。
【００７３】
有機膜層２４は、通常のＯＥＬＤで用いられる有機薄膜と同様に、例えば、橙黄色の発光色を得る場合、ＺｎＳ：Ｍｎ^{２ ＋}を発光材料として用いて、電子線蒸着法、スパッタ法、真空蒸着法等の成膜法により５０〜１００ｎｍ程度の厚みに形成することができる。有機膜層２４は、単層で形成してもよく、また、複数層で形成してもよい。
【００７４】
電極膜２８は、例えば、ガラス基板３２側に発光を放出させるとき、言いかえれば、ガラス基板３２側を表示側とするときには、例えば、アルミニウム、クロム等の適宜の反射性金属材料を用い、スパッタ法等の適宜の成膜法により１００〜２００ｎｍ程度の厚みに形成することができる。これに対して、電極膜２８側を表示側とするときには、次に説明する電極膜２６と同様の透明電極を用いる。
【００７５】
電極膜２６は、透明導電材料を用いて形成する。透明導電材料の種類は特に限定するものではないが、比抵抗が低い等の理由により汎用的に用いられるＩＴＯ（ＳｎＯ_２とＩｎ_２Ｏ_３の混合・焼結体）を好適に用いることができる。
【００７６】
電極膜２６は、その厚みを限定するものではなく、通常のＯＥＬＤと同様の厚みとすることができるが、好ましくは２００ｎｍ以下の厚みとし、より好ましくは１５０ｎｍ程度の厚みとする。電極膜２６は、それ自体を単独に形成する場合その表面粗さや平坦性を良好に得ることができるときであってもパッシベーション膜の表面粗さや平坦度の影響を受けて電極膜２６表面の表面粗さや平坦度が不良となりうる。しかしながら、表面粗さや平坦度が良好な本実施の形態例に係るパッシベーション膜１８を用いることにより、表面粗さや平坦度が良好な電極膜２６を得ることができる。
【００７７】
電極膜２６は、汎用的に用いられているスパッタ法、あるいはその他の適宜の成膜法で成膜することができるが、好適には、イオンプレーティング法により成膜する。これにより、電極膜自体をより良好な表面粗さや平坦度を有する膜に形成することができる。
【００７８】
イオンプレーティング法により電極膜２６としてのＩＴＯ膜を成膜する場合、例えば、プラズマ電流１５０Ａ、成膜圧力３ｍＴｏｒｒおよびガラス基板温度２００℃とし、ＩＴＯ膜の抵抗値が小さくなる適当量の酸素ガスを流通させた成膜条件で成膜することができる。
【００７９】
以上説明した本実施の形態例に係る成膜方法により成膜するＩＴＯ膜は、本発明における測定、表示方法に基づく表面粗さＲｚが１０ｎｍ以下、微小隆起数が５（個／１６００ｐｍ^２）以下であり、表面性状が良好である。また、このため、ＩＴＯ膜の表面性状の不良に起因して生じうる電界集中、短絡、ダークスポット等のＯＥＬＤの表示性能の低下を軽減することができる。
なお、表面粗さの最大高さＲｍａｘを５ｎｍ以下とした膜を用いる技術を従来技術として先に説明したが、この場合、本発明との関係において対比できるような具体的な測定、表示方法は、明示されていない。上記従来技術における表面粗さの最大高さＲｍａｘは、上記本実施の形態例で説明したＪＩＳＢ０６０１に基づいた通常の測定、表示方法により求めたものと推測される。
【００８０】
本実施の形態例における上記表面粗さＲｚおよび微小隆起数の測定、表示に関し、本発明の効果を奏する限り、測定領域が４０μｍ□未満のものや、あるいは４０μｍ□を越えるものを定義することを排除する趣旨ではなく、また、凹凸の深さや微小隆起の高さが１０ｎｍ未満のものや、あるいは１０ｎｍを越えるものを定義することを排除する趣旨ではない。
【００８１】
本実施の形態例に係る成膜法は、上記したＯＥＬＤの課題と同様の課題を抱えるＬＣＤについても適用することができる。
【００８２】
また、本発明の成膜法は、本発明の作用効果を奏するものである限り、例えば、半導体装置等の他の装置についても好適に適用することができる。
【００８３】
【発明の効果】
本発明に係る成膜方法によれば、アルカリ成分を含むガラス基板の温度を５０℃以下に保持してパッシベーション膜を成膜するため、アルカリ成分を含むガラス基板の温度を高温に保持して成膜した場合に起こり得るパッシベーション膜の表面粗さおよび平坦性の悪化を軽減することができる。
【００８４】
また、本発明に係る成膜方法によれば、パッシベーション膜としてのＳｉＯ_２膜をＳｉＯ_２を主成分とするターゲットを用いた高周波スパッタリング法で成膜するため、より好適である。
【００８５】
また、本発明に係る成膜方法によれば、パッシベーション膜にさらに電極膜を成膜するため、表面粗さや平坦性の良好な電極膜を得ることができる。
【００８６】
また、本発明に係る成膜方法によれば、電極膜としてのＩＴＯ膜をイオンプレーティグ法で成膜するため、ＩＴＯ膜自体を表面粗さや平坦度の良好な膜に成膜することができる。
【００８７】
また、本発明に係るフラットパネルディスプレイによれば、上記の成膜方法により成膜されたパッシベーション膜を有するとともに、パッシベーション膜に近接する層として発光層を含む有機膜層、または液晶層を有するため、パッシベーション膜の表面粗さや平坦度の不良に起因する表示性能の低下が軽減されたフラットパネルディスプレイを得ることができる。
【００８８】
また、本発明に係る有機エレクトロルミネセンスディスプレイによれば、発光層を挟んで両面にそれぞれ電極膜を有するとともに、１つの電極膜の外側にさらにガラス基板を有する有機エレクトロルミネセンスディスプレイにおいて、１つの電極膜の該発光層を含む有機膜層に接する側の面の、１０ｎｍ以上の高さの微小隆起数が４０μｍ□の測定領域内において５個以下であるため、ガラス基板側に設けられる電極膜の表面粗さや平坦度の不良に起因する表示性能の低下が軽減された有機エレクトロルミネセンスディスプレイを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】通常のＯＥＬＤの基本構成を説明するための図である。
【図２】ソーダ石灰ガラス基板の研磨有無と表面粗さＲｚとの関係を示すグラフ図である。
【図３】ソーダ石灰ガラス基板の研磨有無と表面粗さの最大値Ｒｍａｘとの関係を示すグラフ図である。
【図４】表面粗さの測定および表示方法を説明するためのものであり、（ａ）は表面粗さＲｚを（ｂ）は表面粗さの最大値Ｒｍａｘをそれぞれ説明する図である。
【図５】スパッタ法で成膜するときの温度制御に用いるパネルヒータの概略構成を説明するための図である。
【図６】パッシベーション膜としてのＳｉＯ_２膜の表面を原子間顕微鏡で観察した状態を示す図である。
【図７】図６のＳｉＯ_２膜のＶＩＩ−ＶＩＩ線上断面模式図である。
【図８】ＳｉＯ_２膜の１０μｍ□範囲内における凹凸プロファイルを示す図である。
【図９】ＳｉＯ_２膜の４０μｍ□範囲内における凹凸プロファイルを示す図である。
【図１０】高周波スパッタ法の成膜条件のうち温度およびスパッタパワーを変えて作製したＳｉＯ_２膜の微小隆起数を示す図である。
【図１１】高周波スパッタ法の成膜条件のうち温度のみを変えて作製したＳｉＯ_２膜の微小隆起数を示す図である。
【図１２】本実施の形態例に係るＯＥＬＤの構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１０ パネルヒータ
１２ 抵抗発熱体
１４ 均熱板
１６ ソーダ石灰ガラス基板
１８ 真空チャンバー
２０ 電源
２２ ＯＥＬＤ
２４ 有機膜層
２６、２８ 電極膜
３０ パッシベーション膜
３２ ガラス基板

Claims (10)

1. アルカリ成分を含むガラス基板の温度を５０℃以下に保持してパッシベーション膜を成膜することを特徴とする成膜方法。
2. 前記パッシベーション膜がＳｉＯ_２膜であることを特徴とする請求項１記載の成膜方法。
3. 前記ガラス基板がソーダ石灰ガラス基板であることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜方法。
4. 前記ソーダ石灰ガラス基板がフロート法で形成され、形成過程で溶融スズに接していた側の面を研磨することなくそのまま前記パッシベーション膜が成膜される被成膜面とすることを特徴とする請求項３記載の成膜方法。
5. 前記ＳｉＯ_２膜をＳｉＯ_２を主成分とするターゲットを用いた高周波スパッタリング法で成膜することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の成膜方法。
6. 前記パッシベーション膜にさらに電極膜を成膜することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の成膜方法。
7. 前記電極膜がＩＴＯ膜であることを特徴とする請求項６記載の成膜方法。
8. 前記ＩＴＯ膜をイオンプレーティグ法で成膜することを特徴とする請求項７記載の成膜方法。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の成膜方法により成膜されたパッシベーション膜を有するとともに、該パッシベーション膜に近接する層として発光層を含む有機膜層、または液晶層を有することを特徴とするフラットパネルディスプレイ。
10. 発光層を含む有機膜層を挟んで両面にそれぞれ電極膜を有するとともに、１つの電極膜の外側にさらにガラス基板を有する有機エレクトロルミネセンスディスプレイにおいて、
    該１つの電極膜の該発光層を含む有機膜層に接する側の面の、１０ｎｍ以上の高さの微小隆起数が４０μｍ□の測定領域内において５個以下であることを特徴とする有機エレクトロルミネセンスディスプレイ。

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