JPS63181296A - 誘電体膜の形成方法 - Google Patents

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。

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。

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。

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）。

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。

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
。

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。

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。

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２００口■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０．１５ｉｕｉ、長さ２
００ｍｍ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／ｎ＋ｉｎ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［５ｒ（ＴｉｘＺｒｌ−ｘ）０９　］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４
００ｎｍ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［ＢａＴａＱＯｓ
　］焼結体を、基板温度１００℃でスパッタリングする
ことにより厚さ２００ｒｖ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。

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　、Ａｇ、Ａｕ　＊　Ｔｂ　Ｆ　ｓ　＊　Ｓａ＋
　Ｆ　３　。

ＥｒＦｓ　、ＴｍＦ２　、ＤｙＦ３　、ＰｒＦ２　、Ｅ
ｕＦ３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（、たとえば活性物質を含むＳｒＳやＣ
ａＳ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，Ｓｒ、Ｍｇ１−ＸＴｉｅｓや。

Ｓ　ｒ　Ｔ　ｉ　ｘ　Ｚ　ｒ　トｘ　Ｏ２、Ｓ　ｒ　Ｘ
Ｍ　ｇ　１−　Ｘ　Ｔ　ｉ　ｙ　Ｚ　ｒ　１−　ｙ　Ｏ
３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Ｅ
Ｌ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。

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Ｅ
Ｌ素子を再現性良（形成することができ、コンピュータ
端末などの薄形、高品位ディスプレイなどに広く利用で
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。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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
   ネトロンスパツタリングによつて形成する方法において
   、前記透光性基板をスパツタリングターゲツトに対して
   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ツタリングすることを特徴と
   する誘電体膜の形成方法。
2. （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。