JPS617595A - 薄膜ｅｌ素子に於ける透明導電膜の製造方法 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子に於ける透明導電膜の製造方法Info
- Publication number
- JPS617595A JPS617595A JP59129652A JP12965284A JPS617595A JP S617595 A JPS617595 A JP S617595A JP 59129652 A JP59129652 A JP 59129652A JP 12965284 A JP12965284 A JP 12965284A JP S617595 A JPS617595 A JP S617595A
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- Japan
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- transparent conductive
- conductive film
- film
- thin
- sputtering
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く技術分野〉
本発明は、交流電界の印加によってＥＬ全発光呈する薄
膜ＥＬ素子の製造方法に関するもので、特に透明導電膜
の製造方法に関するものである。
膜ＥＬ素子の製造方法に関するもので、特に透明導電膜
の製造方法に関するものである。
〈従来技術〉
従来、交流動作の薄膜ＥＬ素子に関して、発光層に規則
的に高い電界（Ｉ Ｏ６Ｖ／ｃｍ程度）を印加し、絶縁
耐圧、発光効率及び動作の安定性等ｆｆｉ％めるために
、０．１〜２．Ｏｗｔ％のＭｎ（あるいはＣｕ ＋ Ａ
ｌ ＋Ｂｒ 等）をドープしたＺｎＳ、Ｚｎ５ｅ等の
半導体発光層ｅＹ２０３．ＴｉＯ２等の誘電体薄膜でサ
ンドインチした三層構造ＺｎＳ：Ｍｎ（又はＺｎ５ｅ：
Ｍｎ）ＥＬ素子が開発され、発光緒特性の向上が確かめ
られている。この薄膜ＥＬ素子は数に’Ｈｚ の交流
電界印加によって高輝度発光し、しかも長寿命であると
いう特徴を有している。
的に高い電界（Ｉ Ｏ６Ｖ／ｃｍ程度）を印加し、絶縁
耐圧、発光効率及び動作の安定性等ｆｆｉ％めるために
、０．１〜２．Ｏｗｔ％のＭｎ（あるいはＣｕ ＋ Ａ
ｌ ＋Ｂｒ 等）をドープしたＺｎＳ、Ｚｎ５ｅ等の
半導体発光層ｅＹ２０３．ＴｉＯ２等の誘電体薄膜でサ
ンドインチした三層構造ＺｎＳ：Ｍｎ（又はＺｎ５ｅ：
Ｍｎ）ＥＬ素子が開発され、発光緒特性の向上が確かめ
られている。この薄膜ＥＬ素子は数に’Ｈｚ の交流
電界印加によって高輝度発光し、しかも長寿命であると
いう特徴を有している。
薄膜ＥＬ素子の１例としてＺｎＳ：Ｍｎ 薄膜ＥＬ素子
の基本的構造を第３図に示す。
の基本的構造を第３図に示す。
゛第３図に基いて薄膜ＥＬ素子の構造を具体的に説明す
ると、ガラス基板１上にＩｎ２Ｏ３，５ｎ０２等の透明
電極２、さらにその上に積層してＹ２Ｏ３゜ＴｉＯ２，
Ａｌ２Ｏ８，５ｔ３Ｎ４，５ｉ０２等からなる第１の誘
電体層３がスパッタあるいは電子ビーム蒸着法等により
重畳形成されている。第１の誘電体層３上にｔ／′！、
ＺｎＳ：Ｍｎ 焼結ペレットラミ子ビーム蒸着すること
によシ得られるＺｎＳ 発光層４が形成されている。
ると、ガラス基板１上にＩｎ２Ｏ３，５ｎ０２等の透明
電極２、さらにその上に積層してＹ２Ｏ３゜ＴｉＯ２，
Ａｌ２Ｏ８，５ｔ３Ｎ４，５ｉ０２等からなる第１の誘
電体層３がスパッタあるいは電子ビーム蒸着法等により
重畳形成されている。第１の誘電体層３上にｔ／′！、
ＺｎＳ：Ｍｎ 焼結ペレットラミ子ビーム蒸着すること
によシ得られるＺｎＳ 発光層４が形成されている。
この時蒸着用のＺｎＳ：Ｍｎ焼結ペレットには活性物質
となるＭｎが目的に応じた濃度に設定されたペレットが
使用される。ＺｎＳ 発光層４上には第１の誘電体層８
と同様の材質から成る第２の誘電体層５が積層され、更
にその上ＫＡｔ等から成る背面電極６が蒸着形成されて
いる。透明電極２と背面電極６は互いに直交する方向に
配列されて交流電源７に接続され、薄膜ＥＬ素子が駆動
される。
となるＭｎが目的に応じた濃度に設定されたペレットが
使用される。ＺｎＳ 発光層４上には第１の誘電体層８
と同様の材質から成る第２の誘電体層５が積層され、更
にその上ＫＡｔ等から成る背面電極６が蒸着形成されて
いる。透明電極２と背面電極６は互いに直交する方向に
配列されて交流電源７に接続され、薄膜ＥＬ素子が駆動
される。
電極２，６間にＡＣ電圧を印加すると、ＺｎＳ発光層４
あ両側の誘電体層３，５間に上記ＡＣ電圧が誘起される
ことになり、従ってＺｎＳ発光層４内に発生した電界に
よって伝導帯に励起されかつ加速されて充分なエネルギ
ーを得た電子が、直接Ｍｎ発光センターを励起し、励起
され７ｔＭｎ発光センターが基底状態に戻る際に黄色の
発光を行なう。即ち、高電界で加速された電子ｄＥＺｎ
ｓ発光層４中の発光センターであるＺｎサイトに入っｆ
ｃＭｎ原子の電子を励起し、′基底状態に落ちる時、略
々５８５０λをピークに幅広い波長領域で、強い発光を
呈する。
あ両側の誘電体層３，５間に上記ＡＣ電圧が誘起される
ことになり、従ってＺｎＳ発光層４内に発生した電界に
よって伝導帯に励起されかつ加速されて充分なエネルギ
ーを得た電子が、直接Ｍｎ発光センターを励起し、励起
され７ｔＭｎ発光センターが基底状態に戻る際に黄色の
発光を行なう。即ち、高電界で加速された電子ｄＥＺｎ
ｓ発光層４中の発光センターであるＺｎサイトに入っｆ
ｃＭｎ原子の電子を励起し、′基底状態に落ちる時、略
々５８５０λをピークに幅広い波長領域で、強い発光を
呈する。
第３図に示す薄膜ＥＬ素子の場合、発光特性及び絶縁耐
圧等、素子の特性が透明電極２の膜厚、膜質に大きく影
響される。
圧等、素子の特性が透明電極２の膜厚、膜質に大きく影
響される。
Ｉ ｎｐ ３ ＋ Ｓ ｎ Ｏ３を主成分とする透明導
電膜、即ちＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ
）膜の製造方法には、ＩＴＩとＳｎの各々の塩化物や有
機金属等を基板上で反応させる化学的製造法、Ｉ ｎ
２０ ＢとＳ ｎ Ｏ２ｆ蒸発源に用いた真空蒸着法あ
るいはスパッタリング法などがあるが、スパッタリング
にょるＩＴＯ膜は、１の緻密さ、表面の滑らかさ等の特
性を有しているため、この優位性を活用すべく、最近急
速に実用化され始めている。スパッタリングにょるＩＴ
Ｏ膜の製造方法の中で、金属ターゲット表面い、活性ガ
ス（Ａｒ 十０２ ）雰囲気でＤＣ（直流）電圧を印加
する反応性スパッタリング方式が、ターゲット、コスト
、装置コストの点で優れており、特にＤＣプレーナーマ
グネトロンスパッタリングは作動ガス圧範囲が広く、高
速成膜が可能であり、イン？イン化に適し、量産性に優
れる等の種々の利点を有している。しかしながら、この
金属ターゲットを用い、ＤＣスパッタリングにより透明
導電膜を得る方法は、再現性の点で問題がある。
電膜、即ちＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ
）膜の製造方法には、ＩＴＩとＳｎの各々の塩化物や有
機金属等を基板上で反応させる化学的製造法、Ｉ ｎ
２０ ＢとＳ ｎ Ｏ２ｆ蒸発源に用いた真空蒸着法あ
るいはスパッタリング法などがあるが、スパッタリング
にょるＩＴＯ膜は、１の緻密さ、表面の滑らかさ等の特
性を有しているため、この優位性を活用すべく、最近急
速に実用化され始めている。スパッタリングにょるＩＴ
Ｏ膜の製造方法の中で、金属ターゲット表面い、活性ガ
ス（Ａｒ 十０２ ）雰囲気でＤＣ（直流）電圧を印加
する反応性スパッタリング方式が、ターゲット、コスト
、装置コストの点で優れており、特にＤＣプレーナーマ
グネトロンスパッタリングは作動ガス圧範囲が広く、高
速成膜が可能であり、イン？イン化に適し、量産性に優
れる等の種々の利点を有している。しかしながら、この
金属ターゲットを用い、ＤＣスパッタリングにより透明
導電膜を得る方法は、再現性の点で問題がある。
Ｉｎ−Ｓｎ合金ターゲットを活性ガス（Ａｒ十０２）雰
囲気でスパッタリングする場合、スパッタレートは酸素
分圧に非常に大きく左右され、酸素分圧が低い時には、
ターゲット表面の酸化が進行せず、スパッタレー）Ｈ速
くなり、未酸化膜となるが、酸素分圧がある程度以上高
いと、ターゲット表面の酸化が進行して、スパッタレー
Ｍ−ｊ低下し、高抵抗酸化膜となる。この両者の中間の
適当な酸素分圧のときに、光透過率の高い、低抵抗性の
透明導電膜が得られる。つまり、透明導電膜の低械抗性
及び高光透過性を確保するために最も重要な要素ハ、ス
パッタリング時の酸素分圧の制御であるが、この酸素分
圧す制御を完全に行なうことは非常に困難であり、酸素
分圧が適値より若干でもずれると、高抵抗膜や低光透過
率の膜となり、膜質の再現性が悪い。
囲気でスパッタリングする場合、スパッタレートは酸素
分圧に非常に大きく左右され、酸素分圧が低い時には、
ターゲット表面の酸化が進行せず、スパッタレー）Ｈ速
くなり、未酸化膜となるが、酸素分圧がある程度以上高
いと、ターゲット表面の酸化が進行して、スパッタレー
Ｍ−ｊ低下し、高抵抗酸化膜となる。この両者の中間の
適当な酸素分圧のときに、光透過率の高い、低抵抗性の
透明導電膜が得られる。つまり、透明導電膜の低械抗性
及び高光透過性を確保するために最も重要な要素ハ、ス
パッタリング時の酸素分圧の制御であるが、この酸素分
圧す制御を完全に行なうことは非常に困難であり、酸素
分圧が適値より若干でもずれると、高抵抗膜や低光透過
率の膜となり、膜質の再現性が悪い。
透明電極２の電極抵抗は次式により示される０大画面、
高精細度ＥＬパネルを実現するためには、細（て長い電
極ストライプで低抵抗な透明電極が要求されるが、ＩＴ
Ｏの透明電極２は、Ａｔ等の背面電極６に比べて、比抵
抗が高い為、ストライプが長くなるに従い、上式の如ぐ
抵抗が高くなる。よって、透明電極に電圧を印加すると
、端子部から末端部にかけての電圧降下により、輝度ム
ラが発生し、表示の品位を下げることになる。
高精細度ＥＬパネルを実現するためには、細（て長い電
極ストライプで低抵抗な透明電極が要求されるが、ＩＴ
Ｏの透明電極２は、Ａｔ等の背面電極６に比べて、比抵
抗が高い為、ストライプが長くなるに従い、上式の如ぐ
抵抗が高くなる。よって、透明電極に電圧を印加すると
、端子部から末端部にかけての電圧降下により、輝度ム
ラが発生し、表示の品位を下げることになる。
この現象を解決する為には、膜厚を厚くする、あるいは
ストライプ幅を広くすることにより抵抗を下げることが
必要である。しかし、ストライプ幅を広くすることば、
解像度が悪くなるので限界がある。一方、透明導電膜は
膜厚が厚くなるに従い抵抗は下がるが、膜の表面が針状
突起あるいはインジュームの突沸などによシ粗くなるの
で、薄膜ＥＬｉ子の絶縁耐圧全低下させる。
ストライプ幅を広くすることにより抵抗を下げることが
必要である。しかし、ストライプ幅を広くすることば、
解像度が悪くなるので限界がある。一方、透明導電膜は
膜厚が厚くなるに従い抵抗は下がるが、膜の表面が針状
突起あるいはインジュームの突沸などによシ粗くなるの
で、薄膜ＥＬｉ子の絶縁耐圧全低下させる。
く発明の目的〉
本発８Ａは上記問題点を解決することを目的とするもの
である。
である。
〈発明の構成〉
本発明の、薄膜ＥＬ素子に於ける透明導電膜の製造方法
は、スパッタリング法によシ形成した膜厚３０００Å以
上の透明導電膜の表面を機械研摩することにより、所定
膜厚で、且つ、その表面が滑らかな透明導電膜を得るこ
とを特徴とするものである。
は、スパッタリング法によシ形成した膜厚３０００Å以
上の透明導電膜の表面を機械研摩することにより、所定
膜厚で、且つ、その表面が滑らかな透明導電膜を得るこ
とを特徴とするものである。
〈実施例〉
膜厚３０００λ以上の透明導電膜はスパッタリングの制
御が比較的容易で、低抵抗の膜が再現性よく得られる。
御が比較的容易で、低抵抗の膜が再現性よく得られる。
しかしながら、前述のごとく膜の表面が粗い為、薄膜Ｅ
Ｌ素子用の電極として使用できない。そこで、この膜厚
３０００Å以上の透明導電膜の粗い表面を、１００人程
度酸化セレン等の研摩材を用いて機械研摩し、滑らかに
する。この研摩した透明導電膜を薄膜ＥＬ素子の透明電
極２に採用すると、素子の絶縁耐圧を向上させることが
可能となる０つまシ、第３図に示すような薄膜の積層か
らなるＥＬ素子の場合、ガラス基板Ｉ上に積層される第
一層目の透明電極２０表面形状が、そのまま第二層目以
上の誘電体層３＋’５＋ＺｎＳ 発光層４、背面電極６
のそれぞれの表面形状に影響を与えるからである。
Ｌ素子用の電極として使用できない。そこで、この膜厚
３０００Å以上の透明導電膜の粗い表面を、１００人程
度酸化セレン等の研摩材を用いて機械研摩し、滑らかに
する。この研摩した透明導電膜を薄膜ＥＬ素子の透明電
極２に採用すると、素子の絶縁耐圧を向上させることが
可能となる０つまシ、第３図に示すような薄膜の積層か
らなるＥＬ素子の場合、ガラス基板Ｉ上に積層される第
一層目の透明電極２０表面形状が、そのまま第二層目以
上の誘電体層３＋’５＋ＺｎＳ 発光層４、背面電極６
のそれぞれの表面形状に影響を与えるからである。
第１図に研摩前後の透明導電膜の表面粗さを示す。（ａ
）が研摩前、（ｂ）が研摩後である。機械研摩すること
により表面か非常になめらかになっている。
）が研摩前、（ｂ）が研摩後である。機械研摩すること
により表面か非常になめらかになっている。
第２図は、同一条件で作製した膜厚ｇｏｏｏ′Ａ以上の
透明導電膜の表面を研摩したもの、しないもの’ｚＥＬ
素子化し、素子の直流破壊電圧を測定した結果を示した
ものである。（＝）が研摩なし、（ｂ）が研摩あシであ
る。表面研摩することによって素子の絶縁耐圧が約１０
０ボルト程度改善された。なお、表面研摩は、透明導電
膜パターニングの前後いずれに行っても良いことは言う
までもない。
透明導電膜の表面を研摩したもの、しないもの’ｚＥＬ
素子化し、素子の直流破壊電圧を測定した結果を示した
ものである。（＝）が研摩なし、（ｂ）が研摩あシであ
る。表面研摩することによって素子の絶縁耐圧が約１０
０ボルト程度改善された。なお、表面研摩は、透明導電
膜パターニングの前後いずれに行っても良いことは言う
までもない。
〈発明の効果〉
以上詳説したごと（本発明によれば、透明導電膜スゲツ
タリングの制御が容易となり、また、低抵抗の透明導電
膜が得られ、信頼性の高い薄膜ＥＬ累子を製造すること
ができる。
タリングの制御が容易となり、また、低抵抗の透明導電
膜が得られ、信頼性の高い薄膜ＥＬ累子を製造すること
ができる。
第１図（ａ）、 （ｂ）ｒＩ″ｉ研摩前後の透明導電膜
の表面粗さを示す図、第２図（ａ）、 （ｂ）は、同一
条件で作製した膜厚３０００Å以上の透明導電膜の表面
全研摩しないもの、研摩したもの’ｋＥＬ素子化し、素
子の直流破壊電圧を測定した結果を示す図、第３図は薄
膜ＥＬ素子の基本的構造を示す図である。 符号の説明 １ニガラス基板、２：透明電極、３二第１の誘電体層、
４：ＺｎＳ発光層、５：第２の誘電体層、６：背面電極
、７：交流電源。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦 （他２名）（Ｇ）
Ｃｂ）第１図 第３図 （Ｑ） 搏２ （の 図 手続補正書 昭和５９年８月Ｊθ日
の表面粗さを示す図、第２図（ａ）、 （ｂ）は、同一
条件で作製した膜厚３０００Å以上の透明導電膜の表面
全研摩しないもの、研摩したもの’ｋＥＬ素子化し、素
子の直流破壊電圧を測定した結果を示す図、第３図は薄
膜ＥＬ素子の基本的構造を示す図である。 符号の説明 １ニガラス基板、２：透明電極、３二第１の誘電体層、
４：ＺｎＳ発光層、５：第２の誘電体層、６：背面電極
、７：交流電源。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦 （他２名）（Ｇ）
Ｃｂ）第１図 第３図 （Ｑ） 搏２ （の 図 手続補正書 昭和５９年８月Ｊθ日
Claims (1)
- １．スパッタリング法により形成した膜厚３０００Å以
上の透明導電膜の表面を機械研摩することにより、所定
膜厚で、且つ、その表面が滑らかな透明導電膜を得るこ
とを特徴とする、薄膜ＥＬ素子に於ける透明導電膜の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59129652A JPS617595A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | 薄膜ｅｌ素子に於ける透明導電膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59129652A JPS617595A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | 薄膜ｅｌ素子に於ける透明導電膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS617595A true JPS617595A (ja) | 1986-01-14 |
Family
ID=15014807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59129652A Pending JPS617595A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | 薄膜ｅｌ素子に於ける透明導電膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS617595A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04141983A (ja) * | 1990-10-01 | 1992-05-15 | Komatsu Ltd | 薄膜ｅｌ素子 |
-
1984
- 1984-06-21 JP JP59129652A patent/JPS617595A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04141983A (ja) * | 1990-10-01 | 1992-05-15 | Komatsu Ltd | 薄膜ｅｌ素子 |
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