JPS61277194A - 薄膜ｅｌ素子の製造方法 - 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 本発明は薄、膜ＥＬ素子の製造方法に関する。

従来の技術 交流電界の印加によシ発光する薄膜ＥＬ素子は螢光体薄
膜層の片面ないし両面に誘電体薄膜層を設け、これを二
つの電極層ではさむ構造で高輝度が得られている０Ｚｎ
Ｓを母体としＭｎを発光中心として添加した螢光体薄膜
層を有した素子は実用レグエルに達している。誘電体薄
膜層としては性能指数の大きなＡｓ２Ｏ３（Ａとしては
Ｃａ、Ｓｒ。

Ｂａ、Ｐｂのうちのすくなくとも１つＢとしては島。

Ｔａのうちのすくなくとも１つ）の組成を有した誘電体
薄膜材料（たとえば特願昭５８−１７５３５２号公罎）
や主としてペロプスカイト構造を有した誘電体薄膜材料
（特願昭５８−２３３０１５号鱒が開発され、Ｙ２Ｏ３
やｂｔｓｅ４を誘電体薄膜層として用いたＥＬ素子より
も駆動電圧が大幅に低減している。

螢光体薄膜層上面の誘電体薄膜層は螢光体薄膜層を保護
し、素子の安定化に必要である。前述の高い性能指数を
有した酸化物誘電体薄膜材料は通常アルゴンと酸素ガス
雰囲気中でスパッタリングによシ成膜できるが、特にＺ
ｎＳ薄膜層上面に形成する場合はＺｎＳ薄膜との付着力
が弱い。このため、螢光体薄膜層と前記の誘電体薄膜層
との間にＥＢ蒸着等により酸化タンタル、酸化イツトリ
ウム。

酸化マグネシウム等の薄膜層を数十ｎｍの厚さに形成し
、付着力を良くする必要があった。

発明が解決しようとする問題点 従来の方法では性能指数の低いＥＢ蒸着による酸化イツ
トリウム、酸化タンタル、酸化マグネシウム等の誘電体
薄膜層を設けていたため誘電体薄膜層の性能指数が平均
として下ってしまい素子の駆動中の安定性が損なわれて
いた。又、上部誘電体薄膜層形成のため成膜装置として
ＥＢ蒸着装置とスパッタリング装置の両方を用いる必要
があり製造コスト高につながっていた。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、素子の安定
性が十分高く、上部誘電体薄膜層の成膜装置がスパッタ
リング装置一種類ですみ製造コストの安い薄膜ＥＬ素子
の製造方法を提供することを目的としている。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、酸化物焼結体をタ
ーゲットとし、スパッタガスとして希ガスのみを用いた
スパッタリングによシ酸化物誘電体薄膜層を螢光体薄膜
層上に直接形成する。

作　　用 本発明は上記の手段により酸素プラズマで螢光体薄膜層
の表面を損傷することなしに螢光体薄膜層上に酸化物誘
電体薄膜層を形成するので、２つの薄膜層間の付着力を
十分高くできる。

実施例 図は本発明の１実施例の薄膜ＥＬ素子の製造方法を示す
。まずガラス基板１の上に、ＤＣスパッタリングにより
ＩＴＯ薄膜層２を形成し、その上に誘電体薄膜層３とし
てＳｒＴｉＯ３膜をＲＦスパッタリングによシ形成する
。

基板温度は４００’Ｃであり膜厚は５００　ｎｍである
。螢光体薄膜層４としてＺｎＳ：Ｍｎ膜をＥＢ蒸着によ
シ形成する。基板温度は２００℃であり膜厚は４００　
ｎｍである。熱処理後上部の誘電体薄膜層５としてＢａ
Ｔａ２Ｏ６の焼結体をターゲットに用い、アルゴンガス
のみによりＲＦスパッタリングしてＢ　ａ　Ｔ　ａ　２
０　ｓ膜を形成した。基板加熱は行なわない。膜厚は１
６０ｎ−である。次いで上部電極６としてＡ７膜をＥＢ
蒸着により形成した。

この様にして形成した薄膜ＥＬ素子は、従来螢光体薄膜
層４と上部の誘電体薄膜層６の間に設けられていた。性
能指数の小さなＥＢ蒸着による酸化タンタル、酸化イツ
トリウム、酸化マグネシウム等の薄膜層が不要になって
いるため駆動中の安定性が改善されている。ま次、Ｂ　
ａ　Ｔ　ａ　２０６膜５とＺｎＳ：Ｍｎ膜４との付着力
は良好であり、素子を水中で１０分間煮沸しても剥離は
全くなかった〇又、駆動中においてもＥＢ蒸着により酸
化イツトリウム膜等を用いた場合に見られる円状の剥離
も生じなかった。

スパッタリングガスがアルゴンガス単独なら螢光体薄膜
層と上部の誘電体薄膜層間の付着力が良好であり、酸素
ガスを導入すると付着力が下る。

この理由は酸素ガスがプラズマとなると酸素プラ　゛ズ
マが螢光体薄膜層の表面に損傷を与えるためと考えられ
る。

上部の酸化物誘電体薄膜層は焼結体ターゲットを用いれ
ば、アルゴンガス単独でスパッタリングによシ成膜でき
るが、酸素ガスを導入した方が絶縁破壊電界強度は向上
する。従ってまずアルゴンガス単独で螢光体薄膜層の上
に直接酸化物誘電体薄膜層を形成し、次にこの上に酸素
ガスを用諭て酸化物誘電体薄膜層を形成することにより
、付着力が良好でかつ絶縁破壊電界強度の高い膜が得ら
れる。表にはこの様にして作製した薄膜ＥＬ素子の構成
及び特性を示す。表中の膜厚、比誘電率。

絶縁破壊電界強度は酸化物誘電体薄膜層全体の値であり
、アルゴンガス単独で成膜した部分の厚みは全て５０ｎ
ｍである。

以上、表から明らかな様に本発明の薄膜ＥＬ素子の上部
酸化物薄膜層、は比誘電率と絶縁破壊電界強度が大きい
ので、素子が安定に駆動できかつ駆動電圧が低い。

５ＫＨｚの正弦波で駆動したところ、全素子とも１０５
〜１２０ｖで輝度がほぼ飽和し安定に発光した。飽和輝
度は全素子ともに約３０００　ｃ　ｄ　／ｒｒ？であっ
た。又、ピンホール等の欠陥部における絶縁破壊は自己
回復型で約３０μｍの領域にとどまっており、薄膜ＥＬ
素子にとって致命的なグロパゲイト型の絶縁破壊は生じ
なかった。

一般式ＡＢ２Ｏ６で表わされ、ＡがＰｂ、Ｃａ、Ｓｒな
いしＢａであり、ＢがＴａないしＮｂ　である複合酸化
物の誘電体薄膜層及び一般式ＣＤｏ３で表わされＣがＭ
ｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、ないしＰｂよりなりＤが必ずＳ
ｎを含みかつＴ　ｉ　、、　Ｚ　ｒないしＨｌ　よりな
る複合酸化物の誘電体薄膜層は自己回復型の絶縁破壊を
し、比誘電率、絶縁破壊電界強度が大きく薄膜ＥＬ素子
の上部誘電体薄膜層として好ましいものである。

なお上記実施例においては螢光体薄膜層にＺｎＳ：Ｍｎ
を用いたが、ＺｎＳ：Ｔｂ、ＰやＣａ　Ｓ　：　Ｃｏ　
。

ＳｒＳ：Ｃｅ等他の材料においても本発明は同様に有効
であることはいうまでもない。

発明の効果 本発明によれば、螢光体薄膜層の上に比誘電率が大きく
絶縁破壊電界強度の大きい酸化物誘電体薄膜層を直接形
成する事が可能で、低い駆動電圧１で安定に駆動可能な
薄膜ＥＬ素子を簡単に低いコストで製造できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例方法により製造した薄膜ＥＬ素子
の断面図である。 ４・・・・・・螢光体薄膜層、６・・・・・・上部の酸
化物誘電体薄膜層。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　螢光体薄膜層の少なくとも上側の面上に酸化物
   誘電体薄膜層が設けられるとともに、少なくとも一方が
   光透過性を有する二つの電極層により、上記薄膜層に電
   圧が印加されるように構成され、上記酸化物誘電体薄膜
   層と同一組成の酸化物焼結体をターゲットとして希ガス
   単独の雰囲気中でスパッタリングにより上記酸化物誘電
   体薄膜層の少なくとも上記螢光体薄膜層に接する部分を
   形成することを特徴とする薄膜ＥＬ素子の製造方法。
2. （２）　酸化物誘電体薄膜層の螢光体薄膜層に接する部
   分を希ガス単独でスパッタリングにより形成し、次にそ
   の上に酸化物誘電体薄膜層を少なくとも酸素ガスを含む
   雰囲気中でスパッタリングにより形成することを特徴と
   する特許請求第１項記載の簿膜ＥＬ素子の製造方法。
3. （３）　酸化物誘電体簿膜層が自己回復型絶縁破壊をす
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜Ｅ
   Ｌ素子の製造方法。
4. （４）　上記酸化物誘電体薄膜層が一般式ＡＢ＿２Ｏ＿
   ６で表わされ、上記一般式中のＡがＰｂ，Ｃａ，Ｓｒお
   よびＢａよりなるグループのなかから選ばれた少なくと
   も一種であり、ＢがＴａおよびＮｂのうちの少なくとも
   一種である複合酸化物からなることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の薄膜ＥＬ素子の製造方法。
5. （５）　上記酸化物誘電体薄膜層が一般式ＣＤＯ＿３で
   表わされ、上記一般式中のＣがＭｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ
   およびＰｂよりなるグループのなかから選ばれた少なく
   とも一種であり、Ｄが必ずＳｎを含みかつＴｉ，Ｚｒお
   よびＨｆよりなるグループのなかから選ばれた少なくと
   も一種である複合酸化物からなることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の薄膜ＥＬ素子の製造方法。