JP2502560B2 - 誘電体膜の形成方法 - Google Patents
誘電体膜の形成方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、誘電体膜の形成方法に関し、特に透明導電
膜が形成された基板上に、透明導電膜を覆うように高周
波マグネトロンスパッタリングで選択的に誘電体膜を形
成する方法に関する。
膜が形成された基板上に、透明導電膜を覆うように高周
波マグネトロンスパッタリングで選択的に誘電体膜を形
成する方法に関する。
従来の技術 例えば薄膜EL素子は、第２図に示すようなストライプ
状の透明電極群10が形成されたガラス基板11上に第１誘
電体層12を介してEL（エレクトロルミネッセンス）発光
体層13を形成し、さらにその上に第２誘電体層14を形成
し、その上に上記透明電極群10と直交するようにストラ
イプ状の背面電極群15を設けた構成になっている。この
透明電極群10と背面電極群15に接続された給電線により
切換え装置を通して信号を加えて、両電極の交点部分の
EL発光体層を発光させ（この交点の発光部分面を絵素と
称する）、発光した絵素の組み合わせによって文字記
号、図形等を表示させるものである。
状の透明電極群10が形成されたガラス基板11上に第１誘
電体層12を介してEL（エレクトロルミネッセンス）発光
体層13を形成し、さらにその上に第２誘電体層14を形成
し、その上に上記透明電極群10と直交するようにストラ
イプ状の背面電極群15を設けた構成になっている。この
透明電極群10と背面電極群15に接続された給電線により
切換え装置を通して信号を加えて、両電極の交点部分の
EL発光体層を発光させ（この交点の発光部分面を絵素と
称する）、発光した絵素の組み合わせによって文字記
号、図形等を表示させるものである。
第１誘電体層の誘電体膜は、従来から高周波マグネト
ロンスパッタリング法で作製されている。透明導電膜が
形成されたガラス基板上に誘電体膜をスパッタリング法
で付着形成させる際、透明導電膜とアノード電極とを電
気的に短絡し電子が自由に出入り可能とすると、しばし
ば透明導電膜の一部が還元され黒化し、抵抗値が増大す
る現象が発生する。この透明導電膜の還元現象の発生を
防ぐための一方法として、絶縁物で電極の取り出し部を
覆ってアノード電極と絶縁して、電子の出入りがないよ
うにする方法が考えられた。（特許願58−175188号）。
ロンスパッタリング法で作製されている。透明導電膜が
形成されたガラス基板上に誘電体膜をスパッタリング法
で付着形成させる際、透明導電膜とアノード電極とを電
気的に短絡し電子が自由に出入り可能とすると、しばし
ば透明導電膜の一部が還元され黒化し、抵抗値が増大す
る現象が発生する。この透明導電膜の還元現象の発生を
防ぐための一方法として、絶縁物で電極の取り出し部を
覆ってアノード電極と絶縁して、電子の出入りがないよ
うにする方法が考えられた。（特許願58−175188号）。
発明が解決しようとする問題点 このように絶縁性マスクを用いて透明電極とアノード
電極とを電気的に短絡させない方法でも、ストライプ状
の透明電極群を形成した基板上に高周波マグネトロンス
パッタリングによって誘電体膜を形成するとき、スパッ
タリング中に発生する透明電極の抵抗値の増大の防止に
対しては一応の効果が得られる。しかしストライプ状の
透明電極群を形成した基板をスパッタリングターゲット
に対して動かしながら誘電体材料をスパッタリングする
方法では、とくに誘電体膜を形成しはじめるときに同一
の電極上で電位差が生じて電子の出入りが起こり、その
結果抵抗値が部分的に増大する。したがって同一の電極
上で抵抗値の大小部分が発生し、薄膜EL素子を発光させ
たときの輝度ムラになるという問題点があった。
電極とを電気的に短絡させない方法でも、ストライプ状
の透明電極群を形成した基板上に高周波マグネトロンス
パッタリングによって誘電体膜を形成するとき、スパッ
タリング中に発生する透明電極の抵抗値の増大の防止に
対しては一応の効果が得られる。しかしストライプ状の
透明電極群を形成した基板をスパッタリングターゲット
に対して動かしながら誘電体材料をスパッタリングする
方法では、とくに誘電体膜を形成しはじめるときに同一
の電極上で電位差が生じて電子の出入りが起こり、その
結果抵抗値が部分的に増大する。したがって同一の電極
上で抵抗値の大小部分が発生し、薄膜EL素子を発光させ
たときの輝度ムラになるという問題点があった。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、透明導電
膜からなるストライプ状の透明電極上に高周波マグネト
ロンスパッタリング法によって誘電体膜を形成するとき
の、スパッタリング中に発生する透明電極の抵抗値のム
ラを防ぐ誘電体膜の形成方法を提供することを目的とす
る。
膜からなるストライプ状の透明電極上に高周波マグネト
ロンスパッタリング法によって誘電体膜を形成するとき
の、スパッタリング中に発生する透明電極の抵抗値のム
ラを防ぐ誘電体膜の形成方法を提供することを目的とす
る。
問題点を解決するための手段 透明導電膜からなる複数のストライプ状透明電極を平
行に形成した透光性基板上に誘電体膜を高周波マグネト
ロンスパッタリングによって形成する方法において、前
記透光性基板をスパッタリングターゲットに対して前記
透明電極のストライプの方向と直交する方向に動かしな
がら誘電体材料をスパッタリングする。
行に形成した透光性基板上に誘電体膜を高周波マグネト
ロンスパッタリングによって形成する方法において、前
記透光性基板をスパッタリングターゲットに対して前記
透明電極のストライプの方向と直交する方向に動かしな
がら誘電体材料をスパッタリングする。
作用 上記のように、基板をスパッタリングターゲットに対
して前記透明電極のストライプの方向と直交する方向に
動かしながら誘電体材料をスパッタリングすることによ
り、薄膜EL素子を発光させたときに画面内における輝度
ムラの原因となる電極抵抗値の長さ方向の不均一化を防
ぐことができる。
して前記透明電極のストライプの方向と直交する方向に
動かしながら誘電体材料をスパッタリングすることによ
り、薄膜EL素子を発光させたときに画面内における輝度
ムラの原因となる電極抵抗値の長さ方向の不均一化を防
ぐことができる。
実施例 第１図は本発明にかかる誘電体膜の製造方法の一実施
例を説明するための図である。図において、１はガラス
基板であり、コーニング7059ガラスを用いた。ガラス基
板１上に、スパッタリング法により厚さ200nmの酸化イ
ンジウムすず（以下ITOと略す）膜を形成し、ホトリソ
グラフィ技術により幅0.15mm,長さ200mmのストライプ状
に加工し透明電極２としたものである。このガラス基板
１を基板ホルダ３に設置して、1.5mm/minの一定速度
で、図中の矢印で示すようにカソード４上のスパッタリ
ングターゲット５に対して透明電極２の長さ方向と直交
する方向に動かしながら高周波マグネトロンスパッタリ
ング法にて、スパッタリングターゲット５をスパッタリ
ングして透明電極２の上に第１誘電体層としてチタンジ
ルコン酸ストロンチウム［Sr（TixZr1−ｘ）O3］膜から
なる誘電体膜６を基板温度400℃で600nmの厚さに形成し
た。この基板上にさらに引き続いて共蒸着法により、第
３図（ｂ）に示すように基板温度180℃で、厚さ400nmの
マンガン添加硫化亜鉛膜からなるEL発光体層７を形成し
た。その後真空中で550℃、１時間熱処理の後、その上
にタンタル酸バリウム［BaTa2O6］焼結体を、基板温度1
00℃でスパッタリングすることにより厚さ200nmの第２
誘電体層８を形成した。最後にその上に厚さ150nmのア
ルミニウムを真空蒸着し、ホトリソグラフィ技術によ
り、透明電極２とは直交する方向にストライプ状の背面
電極９を形成し、第３図に示すような薄膜EL素子を完成
した。
例を説明するための図である。図において、１はガラス
基板であり、コーニング7059ガラスを用いた。ガラス基
板１上に、スパッタリング法により厚さ200nmの酸化イ
ンジウムすず（以下ITOと略す）膜を形成し、ホトリソ
グラフィ技術により幅0.15mm,長さ200mmのストライプ状
に加工し透明電極２としたものである。このガラス基板
１を基板ホルダ３に設置して、1.5mm/minの一定速度
で、図中の矢印で示すようにカソード４上のスパッタリ
ングターゲット５に対して透明電極２の長さ方向と直交
する方向に動かしながら高周波マグネトロンスパッタリ
ング法にて、スパッタリングターゲット５をスパッタリ
ングして透明電極２の上に第１誘電体層としてチタンジ
ルコン酸ストロンチウム［Sr（TixZr1−ｘ）O3］膜から
なる誘電体膜６を基板温度400℃で600nmの厚さに形成し
た。この基板上にさらに引き続いて共蒸着法により、第
３図（ｂ）に示すように基板温度180℃で、厚さ400nmの
マンガン添加硫化亜鉛膜からなるEL発光体層７を形成し
た。その後真空中で550℃、１時間熱処理の後、その上
にタンタル酸バリウム［BaTa2O6］焼結体を、基板温度1
00℃でスパッタリングすることにより厚さ200nmの第２
誘電体層８を形成した。最後にその上に厚さ150nmのア
ルミニウムを真空蒸着し、ホトリソグラフィ技術によ
り、透明電極２とは直交する方向にストライプ状の背面
電極９を形成し、第３図に示すような薄膜EL素子を完成
した。
このようにして完成した薄膜EL素子を交流電圧で駆動
して発光させ、透明電極にそった輝度ムラを従来の誘電
体膜の形成方法を用いて作製した薄膜EL素子の輝度ムラ
と比較すると、発光開始の駆動電圧より20V高い駆動電
圧で発光させたときに、従来の製造方法による薄膜EL素
子は透明電極に沿った輝度の最大値と最小値の差が30％
以上であったのに対し、本発明にかかる誘電体膜の形成
方法の一実施例を用いて作製した薄膜EL素子では、５％
以下であった。
して発光させ、透明電極にそった輝度ムラを従来の誘電
体膜の形成方法を用いて作製した薄膜EL素子の輝度ムラ
と比較すると、発光開始の駆動電圧より20V高い駆動電
圧で発光させたときに、従来の製造方法による薄膜EL素
子は透明電極に沿った輝度の最大値と最小値の差が30％
以上であったのに対し、本発明にかかる誘電体膜の形成
方法の一実施例を用いて作製した薄膜EL素子では、５％
以下であった。
EL発光体層としては、活性物質を含む硫化亜鉛（Zn
S）を用いることができる。活性物質としては、Mn,Cu,A
g,Au,TbF3,SmF3,ErF3,TmF3,DyF3,PrF3,EuF3などが適当
である。EL発光体層７は硫化亜鉛以外のものでもよく、
たとえば活性物質を含むSrSやCaSなどの電場発光を示す
ものであればよい。
S）を用いることができる。活性物質としては、Mn,Cu,A
g,Au,TbF3,SmF3,ErF3,TmF3,DyF3,PrF3,EuF3などが適当
である。EL発光体層７は硫化亜鉛以外のものでもよく、
たとえば活性物質を含むSrSやCaSなどの電場発光を示す
ものであればよい。
第１誘電体層に用いる誘電体膜の種類については特に
限定されるものではないが、厚さは第２誘電体層より厚
くした方が絶縁破壊に対する安定性が高い。厚い第１誘
電体層を用いるには、誘電体膜の比誘電率が大きいほど
好ましく、実験結果からは15以上が好ましかった。比誘
電率が15より小さい場合、100〜180Vの電圧で安定に駆
動できる薄膜EL素子を形成するのは困難であった。この
ような誘電体膜としては、ペロブスカイト形の結晶構造
を含む薄膜が、絶縁破壊電圧の面からも適していた。そ
の中でも、SrTiO3,SrxMg1-xTiO3や,SrTixZr1-xO3,SrxMg
1-xTiyZr1-yO3などのチタン酸ストロンチウム系の薄膜
を、第１誘電体層の誘電体膜に用いることにより極めて
安定な薄膜EL素子を構成することができた。
限定されるものではないが、厚さは第２誘電体層より厚
くした方が絶縁破壊に対する安定性が高い。厚い第１誘
電体層を用いるには、誘電体膜の比誘電率が大きいほど
好ましく、実験結果からは15以上が好ましかった。比誘
電率が15より小さい場合、100〜180Vの電圧で安定に駆
動できる薄膜EL素子を形成するのは困難であった。この
ような誘電体膜としては、ペロブスカイト形の結晶構造
を含む薄膜が、絶縁破壊電圧の面からも適していた。そ
の中でも、SrTiO3,SrxMg1-xTiO3や,SrTixZr1-xO3,SrxMg
1-xTiyZr1-yO3などのチタン酸ストロンチウム系の薄膜
を、第１誘電体層の誘電体膜に用いることにより極めて
安定な薄膜EL素子を構成することができた。
第２誘電体層の誘電体膜の種類についても特に限定さ
れるものではないが、比誘電率が約22のタンタル酸バリ
ウム系膜は優れており、タンタル酸バリウム系膜を用い
ることにより、伝播性絶縁破壊を抑制することができ、
信頼性の高い薄膜EL素子を形成する事ができた。この膜
は第１誘電体層の誘電体膜として用いても効果が大き
い。
れるものではないが、比誘電率が約22のタンタル酸バリ
ウム系膜は優れており、タンタル酸バリウム系膜を用い
ることにより、伝播性絶縁破壊を抑制することができ、
信頼性の高い薄膜EL素子を形成する事ができた。この膜
は第１誘電体層の誘電体膜として用いても効果が大き
い。
発明の効果 以上のように本発明の誘電体膜の製造方法を用いれ
ば、透明電極に沿った方向の輝度ムラが極めて小さい薄
膜EL素子を再現性良く形成することができ、コンピュー
タ端末などの薄形、高品位ディスプレィなどに広く利用
でき、実用的価値が大きい。
ば、透明電極に沿った方向の輝度ムラが極めて小さい薄
膜EL素子を再現性良く形成することができ、コンピュー
タ端末などの薄形、高品位ディスプレィなどに広く利用
でき、実用的価値が大きい。
【図面の簡単な説明】 第１図（ａ）は本発明にかかる誘電体膜の製造方法の一
実施例を説明するための正面図、第１図（ｂ）はそれを
下方より見た図、第２図は薄膜EL素子の構造を示す模式
的断面図、第３図（ａ）は第１図で説明した本発明にか
かる誘電体膜の製造方法の一実施例を用いて製造した薄
膜EL素子の平面図、第３図（ｂ）はそのＢ−Ｂ′断面図
である。 １……ガラス基板、２……透明電極、３……基板ホル
ダ、４……カソード、５……スパッタリングターゲッ
ト、６……誘電体膜、７……EL発光体層、８……第２誘
電体層、９……背面電極。
実施例を説明するための正面図、第１図（ｂ）はそれを
下方より見た図、第２図は薄膜EL素子の構造を示す模式
的断面図、第３図（ａ）は第１図で説明した本発明にか
かる誘電体膜の製造方法の一実施例を用いて製造した薄
膜EL素子の平面図、第３図（ｂ）はそのＢ−Ｂ′断面図
である。 １……ガラス基板、２……透明電極、３……基板ホル
ダ、４……カソード、５……スパッタリングターゲッ
ト、６……誘電体膜、７……EL発光体層、８……第２誘
電体層、９……背面電極。
フロントページの続き (72)発明者 藤田 洋介 門真市大字門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (72)発明者 松岡 富造 門真市大字門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (72)発明者 阿部 惇 門真市大字門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−165994（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】透明導電膜からなる複数のストライプ状透
明電極を平行に形成した透光性基板上に誘電体膜を高周
波マグネトロンスパッタリングによって形成する方法に
おいて、前記透光性基板をスパッタリングターゲットに
対して前記透明電極のストライプの方向と直交する方向
に動かしながら誘電体材料をスパッタリングすることを
特徴とする誘電体膜の形成方法。 - 【請求項２】透明導電膜が、酸化インジウムすず膜から
なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の誘電
体膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62014684A JP2502560B2 (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | 誘電体膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62014684A JP2502560B2 (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | 誘電体膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63181296A JPS63181296A (ja) | 1988-07-26 |
| JP2502560B2 true JP2502560B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=11868035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62014684A Expired - Fee Related JP2502560B2 (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | 誘電体膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2502560B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01112691A (ja) * | 1987-10-23 | 1989-05-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61165994A (ja) * | 1985-01-18 | 1986-07-26 | 松下電器産業株式会社 | 誘電体膜の製造法 |
-
1987
- 1987-01-23 JP JP62014684A patent/JP2502560B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63181296A (ja) | 1988-07-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |