JP2758785B2 - Electrode for thin film EL element and method for forming the same - Google Patents

Electrode for thin film EL element and method for forming the same

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JP2758785B2 JP4191756A JP19175692A JP2758785B2 JP 2758785 B2 JP2758785 B2 JP 2758785B2 JP 4191756 A JP4191756 A JP 4191756A JP 19175692 A JP19175692 A JP 19175692A JP 2758785 B2 JP2758785 B2 JP 2758785B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、薄膜EL(エレクトロ
ルミネッセンス)素子におけるパネルの電極に係り、特
に、有機カラーフィルターを用いる反転構造EL素子の
電極構造、材料および形成方法に係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode of a panel in a thin film EL (electroluminescence) device, and more particularly to an electrode structure, a material, and a forming method of an inverted structure EL device using an organic color filter.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在実用化されている薄膜EL素子は、
ガラス基板上にITO(インジウムスズ酸化物)による
透明電極、絶縁層、発光層、絶縁層、アルミウムによる
背面電極を順次積層した二重絶縁構造の薄膜EL素子で
あり、発光は透明電極を積層したガラス基板を通して取
り出している。しかしながら、前記構造での発光色は黄
橙色のみであるため、カラー化が切望されている。
2. Description of the Related Art Thin-film EL devices currently in practical use include:
This is a thin film EL device having a double insulation structure in which a transparent electrode made of ITO (indium tin oxide), an insulating layer, a light emitting layer, an insulating layer, and a back electrode made of aluminum are sequentially stacked on a glass substrate. It is taken out through the glass substrate. However, since the emission color of the above structure is only yellow-orange, there is a strong demand for colorization.

【0003】そこで、薄膜EL素子のカラー化方式の1
つとして、無機または有機材料のカラーフィルターと組
み合わせる方法が提案されているが、無機材料のカラー
フィルターは微細加工性および視野角依存性に対し問題
がある。そこで、液晶ディスプレイでは価格も無機フィ
ルターと比較して安い有機材料によるカラーフィルター
が広く採用されている。
[0003] Therefore, one of the colorization methods for a thin film EL element is described.
For example, a method of combining with a color filter made of an inorganic or organic material has been proposed. However, a color filter made of an inorganic material has problems in terms of fine workability and viewing angle dependency. For this reason, color filters made of organic materials, which are cheaper than inorganic filters, are widely used in liquid crystal displays.

【0004】しかし、前記構造で、有機材料によるフィ
ルタを用いたカラー薄膜EL素子及び製造方法を考えた
場合、有機材料によるカラーフィルターの耐熱温度が2
00℃程度であるのに対し、薄膜EL素子の作製プロセ
スの中での温度は、例えば透明電極の熱処理温度は50
0℃程度、絶縁層作成時の基板温度は300℃程度、発
光層作成時の基板温度は500℃程度と高くなる。よっ
て、ガラス基板、透明電極、絶縁層、発光層のいずれか
の間に有機材料のカラーフィルターを挿入することは、
耐熱性の点で不可能である。
However, when considering a color thin film EL device and a manufacturing method using a filter made of an organic material with the above structure, the heat resistance temperature of the color filter made of an organic material is 2.
While the temperature is about 00 ° C., the temperature in the manufacturing process of the thin-film EL element is, for example, 50%.
The substrate temperature when forming the insulating layer is as high as about 0 ° C., the substrate temperature when forming the insulating layer is about 300 ° C., and about 500 ° C. when forming the light emitting layer. Therefore, inserting a color filter of an organic material between any of a glass substrate, a transparent electrode, an insulating layer, and a light emitting layer,
This is not possible in terms of heat resistance.

【0005】従って、有機フィルタを用いてカラー薄膜
EL素子を作製するには、現在実用化されている薄膜E
L素子とは異なった構造、ガラス基板上に背面電極、絶
縁層、発光層、絶縁層、透明電極を順次積層した構造、
いわゆる反転構造を採用し、最後にこの上に有機カラー
フィルターを乗せた構造が提案されている(Tsurumaki
et al., Eurodisplay '90 Digest, p212(1990))。
図2に示す薄膜EL素子は、従来の反転構造の素子で、
ガラス基板1の上に、第1電極(背面電極)10、第1
絶縁層3、ZnSを母材としてMn等を添加した発光層
4、第2絶縁層5、第2電極(透明電極)6を積層して
いる。その後、緑色及び赤色顔料を感光性樹脂に分散し
たフィルタ原料を、シール用ガラス9上に塗布した後、
フォトリソグラフィ法によりモザイク状に加工する。赤
色または緑色顔料について同様の加工を行い、カラーフ
ィルター8を形成する。最後に、ガラス基板1とシール
用ガラス9を張り合わせ、同時にオイル7をガラス基板
1とシール用ガラス9の間に封入し、カラー薄膜EL素
子を作製する。
Therefore, in order to manufacture a color thin film EL device using an organic filter, a thin film E which is currently in practical use is required.
A structure different from the L element, a structure in which a back electrode, an insulating layer, a light emitting layer, an insulating layer, and a transparent electrode are sequentially laminated on a glass substrate,
A structure that adopts a so-called inverted structure and finally puts an organic color filter on it has been proposed (Tsurumaki
et al., Eurodisplay '90 Digest, p212 (1990)).
The thin film EL device shown in FIG. 2 is a device having a conventional inversion structure,
On a glass substrate 1, a first electrode (back electrode) 10, a first electrode
An insulating layer 3, a light emitting layer 4 containing ZnS as a base material and adding Mn or the like, a second insulating layer 5, and a second electrode (transparent electrode) 6 are laminated. Thereafter, a filter material in which green and red pigments are dispersed in a photosensitive resin is applied on the sealing glass 9,
It is processed into a mosaic by photolithography. The same processing is performed on the red or green pigment to form the color filter 8. Finally, the glass substrate 1 and the sealing glass 9 are bonded together, and at the same time, the oil 7 is sealed between the glass substrate 1 and the sealing glass 9 to produce a color thin film EL element.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図2に
示す反転構造の薄膜EL素子を作成する場合、第1電極
(背面電極)10に幾つかの問題がある。
However, there are some problems with the first electrode (back electrode) 10 when fabricating a thin film EL device having the inverted structure shown in FIG.

【0007】第1に、薄膜EL素子の作製プロセスで用
いる高温度、例えば透明電極の熱処理温度である500
℃程度、絶縁層作成時の基板温度である300℃程度、
発光層作成時の基板温度である500℃程度を考慮する
と、第1電極(背面電極)の材料として、従来同様のA
lを使用するのは耐熱性の点から適当でない。
First, a high temperature used in the process of manufacturing a thin-film EL element, for example, a heat treatment temperature of 500 for a transparent electrode.
About 300 ° C, which is the substrate temperature at the time of forming the insulating layer,
Considering the substrate temperature of about 500 ° C. at the time of forming the light emitting layer, the material of the first electrode (back electrode) is the same as that of the related art.
It is not appropriate to use l from the viewpoint of heat resistance.

【0008】第2に、第1電極(背面電極)10は、通
常80℃でレジストのポストベーキングを行った後、C
4ガスのみでエッチングを行い形成するため、該側面
はほぼ垂直になる。しかしながら、この形状は好ましい
ものではなく、側面部での電気的絶縁破壊の原因とな
り、実際に絶縁破壊電圧は180V以下と低かった。
Second, after the first electrode (back electrode) 10 is subjected to post-baking of the resist at 80 ° C.
Since the etching is performed using only the F 4 gas, the side surface becomes substantially vertical. However, this shape is not preferable, and causes electrical breakdown at the side surface, and the breakdown voltage was actually as low as 180 V or less.

【0009】そこで、第1電極(背面電極)が薄膜EL
素子の作製プロセスで用いる高温度に耐えられる高融点
金属材料、例えばTa、Mo、W、Niなどにより形成
する必要があり、かつ、第1電極(背面電極)の形状も
考慮しなければならない。
Therefore, the first electrode (back electrode) is a thin film EL.
It must be made of a high melting point metal material that can withstand the high temperature used in the device fabrication process, for example, Ta, Mo, W, Ni, and the like, and the shape of the first electrode (back electrode) must be considered.

【0010】ここで、Alと高融点金属とを比較する
と、Alは固有抵抗値(Alの2.74μΩ・cm)が低
いが、高融点金属材料の固有抵抗値(例えば、Ta:1
3.1μΩ・cm、Mo:5.33μΩ・cm、W:5.44
μΩ・cm、Ni:7.04μΩ・cm)は高い。従って、
高融点金属材料を用いて、Alによる電極と同じ抵抗値
を実現するには、第1電極(背面電極)の幅を広げる方
法、膜厚を厚くする方法が考えられる。
Here, when comparing Al with the high melting point metal, Al has a low specific resistance (2.74 μΩ · cm of Al), but has a low specific resistance (for example, Ta: 1) of the high melting point metal material.
3.1 μΩ · cm, Mo: 5.33 μΩ · cm, W: 5.44
μΩ · cm, Ni: 7.04 μΩ · cm) are high. Therefore,
In order to realize the same resistance value as the electrode made of Al using a high melting point metal material, a method of increasing the width of the first electrode (back electrode) and a method of increasing the film thickness are conceivable.

【0011】しかし、第1電極(背面電極)の幅を広げ
る方法は、ディスプレイの高精細化や大型化に対応出来
ない。第1電極(背面電極)の膜厚を厚くする方法は、
膜厚が厚くなるにつれて、配線形状の第1電極(背面電
極)の側面部において、第1絶縁層の材料が付着しにく
くなり、薄い絶縁層の部分が第1電極(背面電極)の側
面部に生じ、第1電極(背面電極)の側面部で電気的絶
縁破壊が多く生じ、その結果、カラーEL素子の絵素破
壊や断線に至るという問題点を有していた。
However, the method of increasing the width of the first electrode (back electrode) cannot cope with high definition and large display. The method of increasing the thickness of the first electrode (back electrode) is as follows.
As the film thickness increases, the material of the first insulating layer becomes less likely to adhere to the side surface of the first electrode (back electrode) in the form of a wiring, and the thin insulating layer portion becomes closer to the side surface of the first electrode (back electrode). In this case, a large amount of electrical breakdown occurs on the side surface of the first electrode (back electrode), and as a result, there is a problem that picture elements are destroyed or the color EL element is broken.

【0012】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、カラー薄膜EL素子用の第1電極(背
面電極)に用いることのできる材料、第1電極(背面電
極)の膜厚を厚くしても、電気的絶縁破壊に対する信頼
性の高いカラー薄膜EL素子用の第1電極の構造、及び
その形成方法を提供することを目的としている。
The present invention has been made in order to solve such problems, and a material which can be used for a first electrode (back electrode) for a color thin film EL element, a film of the first electrode (back electrode). It is an object of the present invention to provide a structure of a first electrode for a color thin film EL element which is highly reliable against electrical breakdown even when the thickness is increased, and a method for forming the first electrode.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、反転構造の薄
膜EL素子において、第1電極(背面電極)材料とし
て、高融点金属材料、特に、Ta、Mo、W、Niを用
い、かつ、電極側面が斜めに傾斜をしている電極構造と
する。
According to the present invention, there is provided a thin film EL device having an inverted structure, wherein a refractory metal material, particularly Ta, Mo, W, Ni, is used as a first electrode (back electrode) material; The electrode structure is such that the electrode side surfaces are obliquely inclined.

【0014】また、第1電極(背面電極)に対する第1
絶縁層のステップカバレージを良好にするには、第1電
極(背面電極)の側面と基板とがなす角度(以下、傾斜
角という)は小さくすること、特に45°以下であるこ
とが望ましい。さらには、ステップカバレージが良好
で、電極の配線抵抗を小さくするには、傾斜角が25°
以下であることが望ましい。
Also, the first electrode (back electrode) with respect to the first electrode
In order to improve the step coverage of the insulating layer, the angle formed between the side surface of the first electrode (back electrode) and the substrate (hereinafter, referred to as an inclination angle) is desirably small, particularly preferably 45 ° or less. Furthermore, in order to improve the step coverage and reduce the wiring resistance of the electrodes, the inclination angle is set to 25 °.
It is desirable that:

【0015】また、第1電極(背面電極)材料として、
高融点金属材料、特に、Ta、Mo、W、Niのうち、
2種以上の異なる材料を選択して積層し、かつ、電極側
面が斜めに傾斜をしている電極構造とする。特に、ガラ
ス基板を用いた際には、積層された2種以上の高融点金
属のガラス基板に接する部分がMoやTaで、第1絶縁
層に接する部分が、Wであることが望ましい。
Further, as a material of the first electrode (back electrode),
Among the refractory metal materials, particularly, Ta, Mo, W, and Ni,
An electrode structure in which two or more different materials are selected and laminated, and the electrode side surfaces are obliquely inclined. In particular, when a glass substrate is used, it is preferable that a portion in contact with the laminated glass substrate of two or more kinds of refractory metals is Mo or Ta, and a portion in contact with the first insulating layer is W.

【0016】さらに、その形成方法として、混合ガスに
よるドライエッチング法を用いることを特徴とする。
Further, the method is characterized in that a dry etching method using a mixed gas is used as the formation method.

【0017】本発明の反転構造の薄膜EL素子におい
て、基板は透明である必要はなく、絶縁性で、かつ高温
プロセスに耐性がある材料であればガラス基板に限られ
ることはなく、樹脂なども用いることができる。しかし
ながら、ガラス基板は比較的低価格で入手しやすいた
め、一般に広く用いられ、本発明中で、積層された2種
以上の高融点金属のガラス基板に接する部分がMoやT
aで、第1絶縁層に接する部分が、Wである構造はガラ
ス基板を用いる場合に特に有効である。
In the thin film EL device having the inverted structure according to the present invention, the substrate does not need to be transparent, and is not limited to a glass substrate as long as the material is insulative and resistant to a high-temperature process. Can be used. However, since the glass substrate is relatively inexpensive and easily available, it is generally widely used, and in the present invention, the portion in contact with the laminated glass substrate of two or more kinds of refractory metals is Mo or T.
The structure in which the portion a is W in contact with the first insulating layer is particularly effective when a glass substrate is used.

【0018】[0018]

【作用】第1電極(背面電極)を高融点金属材料にて、
形成することにより、反転構造の高温プロセスが容易と
なり、第1電極(背面電極)の側面に、斜めの傾斜をつ
けることにより、第1絶縁層の材料が第1電極(背面電
極)の側面に堆積し易くなり、第1電極(背面電極)の
膜厚増加による電気的絶縁破壊を防止できる。
The first electrode (back electrode) is made of a high melting point metal material.
By forming, the high-temperature process of the inversion structure is facilitated, and the material of the first insulating layer is applied to the side surface of the first electrode (back electrode) by forming an oblique slope on the side surface of the first electrode (back electrode). This facilitates deposition, and prevents electrical breakdown due to an increase in the film thickness of the first electrode (back electrode).

【0019】つまり、電気的絶縁破壊による絵素破壊や
断線が改善され、安価な有機カラーフィルターと組み合
わせることで、安価で、信頼性の高いカラー薄膜EL素
子を提供することができる。
That is, it is possible to provide an inexpensive and highly reliable color thin-film EL device by improving picture element destruction and disconnection due to electrical insulation breakdown and combining with an inexpensive organic color filter.

【0020】また、第1電極(背面電極)を2種以上の
異なる材料、即ち、ガラス基板との密着性が良好な材料
(例えばMoやTa)をガラス基板側に、抵抗率が小さ
く、電極エッジ部のテーパー部も平坦で、絶縁性破壊が
起こりにくい材料(例えばW)を第1絶縁層側に選択し
て積層することにより、1種類の高融点金属材料を用い
た場合より、電気的絶縁破壊電圧をより高くすることが
でき、さらに、輝度むらも生じなくなる。
The first electrode (back electrode) is made of two or more different materials, that is, a material having good adhesion to the glass substrate (for example, Mo or Ta) is placed on the glass substrate side with a low resistivity, The tapered portion of the edge portion is also flat, and a material (for example, W) that is unlikely to cause dielectric breakdown is selected and laminated on the first insulating layer side, so that the electrical resistance is higher than when one kind of high melting point metal material is used. The dielectric breakdown voltage can be made higher, and furthermore, the brightness unevenness does not occur.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明の薄膜EL素子用電極及びその
形成方法を実施例により詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The electrodes for a thin film EL device and the method of forming the same according to the present invention will be described in detail below with reference to embodiments.

【0022】〈実施例1〉図1(a)は、本発明の薄膜
EL素子用電極を用いたカラー薄膜EL素子の一実施例
の構造断面図である。このカラー薄膜EL素子は、いわ
ゆる反転構造で、基板ガラス1上に、互いに一定間隔で
平行に配列されたストライプ状の第1電極(背面電極)
2、第1絶縁層3、ZnS:Mnによる発光層4、第2
絶縁層5、第1電極(背面電極)2に直交する方向に互
いに一定間隔で平行に配列されたストライプ状の第2電
極(透明電極)6を積層した構造をしている。
Embodiment 1 FIG. 1A is a structural sectional view of an embodiment of a color thin-film EL device using the electrode for a thin-film EL device according to the present invention. This color thin film EL element has a so-called inverted structure, and has a stripe-shaped first electrode (back electrode) arranged in parallel on a substrate glass 1 at a constant interval.
2, first insulating layer 3, light emitting layer 4 of ZnS: Mn, second
It has a structure in which an insulating layer 5 and a stripe-shaped second electrode (transparent electrode) 6 arranged in parallel with a certain interval in a direction perpendicular to the first electrode (back electrode) 2 are stacked.

【0023】第1電極(背面電極)2は厚さ3500Å
のTaで、発光層4は母体材料ZnSに発光中心として
Mnをドープ(〜0.4%)した厚さ約1μmのZn
S:Mn層である。第1絶縁層3は、厚さ300〜80
0ÅのSiO2膜3aと厚さ2000〜3000ÅのS
34膜3bの2層で構成されている。一方、第2絶縁
層5は、厚さ1000〜2000ÅのSi34膜5aと
厚さ300〜500ÅのAl23膜5bの2層で構成さ
れている。また、第2電極(透明電極)6は、厚さ20
00ÅのITO(インジウムスズ酸化物)膜からなる。
ここで、第1電極(背面電極)2の側面は、図1に示す
ように傾斜を有しており、θは第1電極(背面電極)の
側面と基板とがなす角度(傾斜角)を示す。
The first electrode (back electrode) 2 has a thickness of 3500 °
The light emitting layer 4 is made of ZnS having a thickness of about 1 μm in which the base material ZnS is doped with Mn (about 0.4%) as a light emitting center.
S: Mn layer. The first insulating layer 3 has a thickness of 300 to 80
0 ° SiO 2 film 3a and 2000-3000 ° thick S
It is composed of two layers of an i 3 N 4 film 3b. On the other hand, the second insulating layer 5 is composed of two layers: an Si 3 N 4 film 5a having a thickness of 1000 to 2000 ° and an Al 2 O 3 film 5b having a thickness of 300 to 500 °. The second electrode (transparent electrode) 6 has a thickness of 20 mm.
It is made of an ITO (indium tin oxide) film having a thickness of 00%.
Here, the side surface of the first electrode (back electrode) 2 has a slope as shown in FIG. 1, and θ is the angle (tilt angle) formed between the side surface of the first electrode (back electrode) and the substrate. Show.

【0024】第1電極(背面電極)2は、以下に示す工
程により作製する。まず、基板ガラス1上に、Ta薄膜
11をスパッタ法により製膜し、フォトリソグラフィ法
で所定の配線形状、例えばストライプ状に加工するとと
もに第1電極(背面電極)2の側面に傾斜を付ける。
The first electrode (back electrode) 2 is manufactured by the following steps. First, a Ta thin film 11 is formed on the substrate glass 1 by a sputtering method, processed into a predetermined wiring shape, for example, a stripe shape by a photolithography method, and the side surface of the first electrode (back electrode) 2 is inclined.

【0025】第1電極(背面電極)2の側面に傾斜を付
けるフォトリソグラフィ法は、次の2つの工程からな
る。
The photolithography method in which the side surface of the first electrode (back electrode) 2 is inclined comprises the following two steps.

【0026】工程(1):レジスト膜側面に傾斜を付け
る工程。
Step (1): A step of inclining the side surface of the resist film.

【0027】工程(2):混合ガスにより、電極材料と
レジストを同時にエッチングし、第1電極(背面電極)
の側面に傾斜を付ける工程。
Step (2): The electrode material and the resist are simultaneously etched by the mixed gas to form a first electrode (back electrode).
The process of inclining the side of the car.

【0028】図3は、上記工程(1)、(2)を説明す
る図である。ポジ型フォトレジスト12(東京応化工業
(株)製:OFPR−800、富士ハントエレクトロニ
クステクノロジー(株)製:HF−2030、HF−2
130など)を、ガラス基板1上に形成されたTa薄膜
11の上にコーティングし、乾燥、プリベーキング、露
光、現像した後、ポストベーキングを施す工程が、工程
(1)である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the above steps (1) and (2). Positive photoresist 12 (OFPR-800, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd .; HF-2030, HF-2, manufactured by Fuji Hunt Electronics Technology Co., Ltd.)
130) is coated on the Ta thin film 11 formed on the glass substrate 1, dried, pre-baked, exposed, developed, and then subjected to post-baking, which is the step (1).

【0029】ポストベーキングを施す前のレジスト12
とTa薄膜11の断面を図3(a)に示す。ポストベー
キングの温度を通常の使用温度である80〜120℃よ
り高い温度、例えば150℃以上にして、レジスト12
に収縮を発生させ、レジスト側面に傾斜を付ける。ポス
トベーキング後のレジスト12とTa薄膜11の断面の
状況を図3(b)に示す。
Resist 12 before post-baking
FIG. 3A shows a cross section of the Ta thin film 11. The post-baking temperature is set to a temperature higher than the normal use temperature of 80 to 120 ° C., for example, 150 ° C. or higher, and the resist 12
Is generated, and the side surface of the resist is inclined. FIG. 3B shows the state of the cross section of the resist 12 and the Ta thin film 11 after the post-baking.

【0030】次に、CF4とO2の混合ガスにより、Ta
薄膜11とレジスト12を同時にエッチングし、第1電
極(背面電極)2の側面に傾斜をつける。ドライエッチ
ング後のレジスト12とTa薄膜11の断面の状況を図
3(c)に示す。
Next, Ta is mixed with a mixed gas of CF 4 and O 2.
The thin film 11 and the resist 12 are simultaneously etched, and the side surface of the first electrode (back electrode) 2 is inclined. FIG. 3C shows the cross section of the resist 12 and the Ta thin film 11 after the dry etching.

【0031】CF4はTa薄膜11を、O2はレジスト1
2をエッチングするので、エッチングガスの混合比をC
4:O2=70:30に調節して、Ta薄膜11とレジ
スト12のエッチング速度を制御し、第1電極(背面電
極)2の側面に斜めの傾斜をつける。このとき、工程
(1)において形成したレジスト12の側面の傾斜が、
工程(2)に反映される。
CF 4 is the Ta thin film 11 and O 2 is the resist 1
2 so that the mixing ratio of the etching gas is C
The etching speed of the Ta thin film 11 and the resist 12 is controlled by adjusting F 4 : O 2 = 70: 30, and the side surface of the first electrode (back electrode) 2 is inclined. At this time, the inclination of the side surface of the resist 12 formed in the step (1) is
This is reflected in step (2).

【0032】その後、残ったレジスト12をアセトン、
又は剥離液で除去することにより、本発明の第1電極
(背面電極)2が形成できる。レジストを除去した後の
第1電極(背面電極)2の断面の状況を図3(d)に示
す。
Thereafter, the remaining resist 12 is replaced with acetone,
Alternatively, the first electrode (back electrode) 2 of the present invention can be formed by removing with a stripper. FIG. 3D shows the state of the cross section of the first electrode (back electrode) 2 after removing the resist.

【0033】第1電極(背面電極)2を形成した後、反
応性スパッタ法によりSiO2 膜3a、Si34 膜3
bを堆積して第1絶縁層3を形成し、電子ビーム蒸着法
またはCVD法により発光層4を第1絶縁層3の上に積
層する。発光層4の上に、反応性スパッタ法によるSi
34膜5a、Al23膜5bを堆積して第2絶縁層5を
形成する。次に、ITOを蒸着して、フォトリソグラフ
ィ法により第1電極(背面電極)2と直交するストライ
プ状の第2電極(透明電極)6を形成する。
After the first electrode (back electrode) 2 is formed, the SiO 2 film 3a and the Si 3 N 4 film 3 are formed by reactive sputtering.
The first insulating layer 3 is formed by depositing b, and the light emitting layer 4 is laminated on the first insulating layer 3 by an electron beam evaporation method or a CVD method. Si on the light emitting layer 4 is formed by reactive sputtering.
A second insulating layer 5 is formed by depositing a 3N 4 film 5a and an Al 2 O 3 film 5b. Next, ITO is vapor-deposited, and a stripe-shaped second electrode (transparent electrode) 6 orthogonal to the first electrode (back electrode) 2 is formed by photolithography.

【0034】また、緑色または赤色顔料を感光性樹脂に
分散したたフィルタ原料を、シールガラス9上に塗布し
た後、フォトリソグラフィ法でモザイク状に加工する。
赤色及び緑色顔料について同様の加工を行い、カラーフ
ィルター8を形成する。
A filter material in which a green or red pigment is dispersed in a photosensitive resin is applied on the seal glass 9 and then processed into a mosaic shape by photolithography.
The same processing is performed for the red and green pigments to form the color filter 8.

【0035】そして、第2電極6を形成後、シリコン樹
脂を塗布し、加熱硬化した後、上記カラーフィルター8
を形成したシールガラス9を張り合わせている。
After the second electrode 6 is formed, a silicone resin is applied and cured by heating.
Are adhered to each other.

【0036】もしくは、ガラス基板1とシールガラス9
を張り合わせ、オイル7を封入している。この製造方法
によれば、第1電極(背面電極)2をエッチングする工
程とカラーフィルター8を形成する工程を除き、従来の
商品化工程とほとんど変わることなく簡単にカラー薄膜
EL素子が作製できる。
Alternatively, the glass substrate 1 and the sealing glass 9
And oil 7 is sealed. According to this manufacturing method, a color thin-film EL element can be easily manufactured with almost no difference from the conventional commercialization process, except for the step of etching the first electrode (back electrode) 2 and the step of forming the color filter 8.

【0037】次に、レジストのポストベーキング温度と
エッチングガスの混合比との組み合わせを数種の条件に
より作製した第1電極(背面電極)の傾斜角の結果の一
例を表1に示す。
Next, Table 1 shows an example of the result of the inclination angle of the first electrode (back electrode) prepared by combining the post-baking temperature of the resist and the mixing ratio of the etching gas under several conditions.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】表1の実験B、実験Dは、エッチングに混
合ガスを用いたもので、傾斜角は小さい。しかも、ポス
トベーキング温度を、通常使用する温度80℃より高い
温度150℃で処理した場合、より傾斜角を小さくでき
る。しかし、CF4ガスのみを用いた実験A、実験Cで
は、傾斜角は大きい。
In Experiments B and D in Table 1, the mixed gas was used for etching, and the inclination angle was small. In addition, when the post-baking temperature is set to 150 ° C., which is higher than the normally used temperature of 80 ° C., the inclination angle can be further reduced. However, in Experiments A and C using only CF 4 gas, the inclination angle is large.

【0040】通常付加する電圧より高い電圧を第1電極
(背面電極)と第2電極(透明電極)の間に印加して、
強制的に絶縁破壊を起こさせ、傾斜角の大きさと電気的
絶縁破壊の関係を求めた。典型的な薄膜EL素子の電気
的絶縁破壊の光学顕微鏡写真を図4、図5にそれぞれ示
す。表1の実験Bと実験Dによる第1電極(背面電極)
2の傾斜角が小さい場合、図4に示す小さな絶縁破壊部
分のみが、発光絵素内部に発生し、点による発光欠陥の
みが見られるとともに、図2に示すような従来構造に比
べて絶縁破壊電圧も200〜250Vと高くなった。
A voltage higher than the voltage normally applied is applied between the first electrode (back electrode) and the second electrode (transparent electrode).
The breakdown was forcibly caused, and the relationship between the magnitude of the tilt angle and the electrical breakdown was determined. Optical micrographs of electrical breakdown of a typical thin film EL device are shown in FIGS. 4 and 5, respectively. First electrode (back electrode) from Experiments B and D in Table 1
2 is small, only a small dielectric breakdown portion shown in FIG. 4 is generated inside the light emitting picture element, and only a light emitting defect due to a point is seen, and the dielectric breakdown is smaller than that of the conventional structure shown in FIG. The voltage also increased to 200 to 250V.

【0041】一方、実験Aと実験Cによる第1電極(背
面電極)10の傾斜角の大きい場合、図5に示す大きな
絶縁破壊が、電極線端に集中して発生し、ライン状の発
光欠陥が見られ、前記絶縁破壊電圧より低かった。
On the other hand, when the inclination angle of the first electrode (back electrode) 10 in Experiments A and C is large, a large dielectric breakdown shown in FIG. And lower than the dielectric breakdown voltage.

【0042】上述するように、第1電極(背面電極)の
傾斜角の大きさと電気的絶縁破壊の関係を確認できた。
As described above, the relationship between the magnitude of the inclination angle of the first electrode (back electrode) and the electrical breakdown was confirmed.

【0043】〈実施例2〉本発明の実施例2で作製した
カラー薄膜EL素子の構造は、実施例1の場合と同様で
ある。作製方法は、第1電極(背面電極)の形成方法を
除いて同じである。基板ガラス1の上に第1電極(背面
電極)2として、Mo膜をスパッタ法により製膜して、
実施例1の場合と同じく、フォトリソグラフィ法で所定
のストライプ状に加工する。エッチングに使用する混合
ガスは、実施例1と一部異なっていて、CF4とO2の混
合ガスを用いる。ガス混合比が、CF4:O2=30:7
0のとき、電極側面の傾斜角は3°になった。作製した
EL素子は、図4に示す絶縁破壊を示し、絶縁破壊電圧
は250〜300Vと高かった。
<Embodiment 2> The structure of the color thin film EL device manufactured in Embodiment 2 of the present invention is the same as that in Embodiment 1. The manufacturing method is the same except for the method of forming the first electrode (back electrode). A Mo film is formed as a first electrode (back electrode) 2 on a substrate glass 1 by a sputtering method.
As in the case of the first embodiment, a predetermined stripe shape is formed by photolithography. The mixed gas used for the etching is partly different from that of the first embodiment, and a mixed gas of CF 4 and O 2 is used. When the gas mixture ratio is CF 4 : O 2 = 30: 7
At 0, the tilt angle of the electrode side surface was 3 °. The manufactured EL element showed the dielectric breakdown shown in FIG. 4, and the dielectric breakdown voltage was as high as 250 to 300V.

【0044】上記実施例1および2では、電極材料とし
て、TaおよびMoを用いたが、W、Niを用いても、
同様な薄膜EL素子用電極を作製できた。
In Examples 1 and 2, Ta and Mo were used as electrode materials.
A similar thin-film EL element electrode was produced.

【0045】〈実施例3〉図1(b)は、本発明の薄膜
EL素子用電極を用いたカラー薄膜EL素子の一実施例
の構造断面図である。本発明の実施例3で作製したカラ
ー薄膜EL素子の構造は、実施例1の場合とほぼ同様
で、第1電極(背面電極)の構造および形成方法のみ異
なる。
<Embodiment 3> FIG. 1B is a structural sectional view of an embodiment of a color thin film EL device using the electrode for a thin film EL device of the present invention. The structure of the color thin-film EL device manufactured in Example 3 of the present invention is almost the same as that of Example 1, except for the structure and forming method of the first electrode (back electrode).

【0046】基板ガラス1の上に第1電極(背面電極)
2として、Mo膜2aをスパッタ法により500Å蒸着
し、続いてW膜2bを1000Å蒸着した後、実施例1
の場合と同じく、フォトリソグラフィ法で所定のストラ
イプ状に加工する。エッチングに使用する混合ガスは、
実施例1と一部異なっていて、エッチングガスの混合比
をCF4:O2=60:40に調節して、MoとW薄膜と
レジストのエッチング速度を制御する。作製した薄膜E
L素子は、ガラス基板との密着性がより良好で、かつ、
電極の抵抗値は小さくなり、実施例1より、さらに絶縁
破壊電圧は100V程度高く、300〜400Vであっ
た。
First electrode (back electrode) on substrate glass 1
As Example 2, a Mo film 2a was deposited at 500 ° by a sputtering method, and a W film 2b was subsequently deposited at 1000 °.
As in the case of (1), it is processed into a predetermined stripe shape by photolithography. The mixed gas used for etching is
Unlike the first embodiment, the etching rate of the Mo and W thin films and the resist is controlled by adjusting the mixing ratio of the etching gas to CF 4 : O 2 = 60: 40. The prepared thin film E
The L element has better adhesion to the glass substrate, and
The resistance value of the electrode was reduced, and the breakdown voltage was higher by about 100 V than in Example 1, and was 300 to 400 V.

【0047】上記実施例3で、金属電極のガラス基板側
の材料のMoは、Wとガラス基板との密着性を改善する
ために用いており、Taを用いても良い。
In the third embodiment, the material Mo on the glass substrate side of the metal electrode is used to improve the adhesion between W and the glass substrate, and Ta may be used.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明の形成方法による薄膜EL素子用
電極を用いることにより、反転構造のEL素子の作製が
可能となり、第1電極(背面電極)の膜厚の増加に伴う
絵素破壊、断線が改善され、安価な有機カラーフィルタ
ーとの組み合わせによるカラーEL薄膜素子が提供でき
る。
By using the thin film EL device electrode according to the method of the present invention, it is possible to manufacture an EL device having an inverted structure, and to reduce the destruction of picture elements due to an increase in the film thickness of the first electrode (back electrode). Disconnection is improved, and a color EL thin film element can be provided in combination with an inexpensive organic color filter.

【0049】さらに、多層構造の金属電極とすることに
より、ガラス基板との密着性が向上し、かつ、抵抗値が
低くなるため輝度むらが小さくなり、歩留まりの向上と
共に、信頼性の高いカラーEL薄膜素子を提供できる。
Further, by using a metal electrode having a multi-layer structure, the adhesion to the glass substrate is improved, and the resistance value is reduced, so that the luminance unevenness is reduced. A thin-film element can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a) 本発明の薄膜EL素子用電極の実施例
1および実施例2によるカラー薄膜EL素子構造の断面
図である。 (b) 本発明の薄膜EL素子用電極の実施例3による
カラー薄膜EL素子構造の断面図である。
FIG. 1 (a) is a cross-sectional view of a color thin film EL element structure according to Examples 1 and 2 of an electrode for a thin film EL element of the present invention. (B) It is sectional drawing of the color thin film EL element structure by Example 3 of the electrode for thin film EL elements of this invention.

【図2】従来の方法により作製したカラー薄膜EL素子
構造の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a color thin film EL element structure manufactured by a conventional method.

【図3】本発明の第1電極(背面電極)の作製手順を示
す図である。
FIG. 3 is a view showing a procedure for manufacturing a first electrode (back electrode) of the present invention.

【図4】本発明を適用したカラー薄膜EL素子における
電気的絶縁破壊の光学顕微鏡写真である。
FIG. 4 is an optical microscope photograph of electrical breakdown in a color thin film EL device to which the present invention is applied.

【図5】従来の方法により作製したカラー薄膜EL素子
における電気的絶縁破壊の光学顕微鏡写真である。
FIG. 5 is an optical microscope photograph of electrical breakdown in a color thin film EL device manufactured by a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガラス基板 2 本発明の第1電極(背面電極) … 2a 第1の
高融点金属(Mo) … 2b 第2の高融点金属(W) 3 第1絶縁層 … 3a SiO2 … 3b Si34 4 発光層 5 第2絶縁層 … 5a Si34 … 5b Al23 6 第2電極(透明電極) 7 オイル 8 カラーフィルター 9 シールガラス 10 従来の第1電極(背面電極) 11 金属薄膜 12 レジスト
1 first electrode (back electrode) of the glass substrate 2 invention ... 2a first refractory metal (Mo) ... 2b second refractory metal (W) 3 first insulating layer ... 3a SiO 2 ... 3b Si 3 N 4 4 Light-emitting layer 5 Second insulating layer 5a Si 3 N 4 5b Al 2 O 3 6 Second electrode (transparent electrode) 7 Oil 8 Color filter 9 Seal glass 10 Conventional first electrode (back electrode) 11 Metal thin film 12 Resist

フロントページの続き (72)発明者 吉田 勝 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 中島 重夫 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−147598(JP,A) 特開 平4−126391(JP,A) 特開 平3−22395(JP,A) 特開 平1−200594(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05B 33/26 H05B 33/10Continued on the front page (72) Inventor Masaru Yoshida 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Sharp Corporation (72) Inventor Shigeo Nakajima 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Sharp Corporation (56 References JP-A-4-147598 (JP, A) JP-A-4-126391 (JP, A) JP-A-3-22395 (JP, A) JP-A-1-200594 (JP, A) (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H05B 33/26 H05B 33/10

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上に第1電極(背面電極)と第1絶
縁層と発光層と第2絶縁層と第2電極(透明電極)とを
順次積層した薄膜EL素子において、 基板に接して形成される第1電極が高融点金属であり、
かつ、第1電極(背面電極)の側面が、斜めに傾斜して
いることを特徴とする薄膜EL素子用電極。
1. A thin-film EL device in which a first electrode (back electrode), a first insulating layer, a light-emitting layer, a second insulating layer, and a second electrode (transparent electrode) are sequentially laminated on a substrate. The first electrode formed is a refractory metal,
An electrode for a thin-film EL element, wherein a side surface of the first electrode (back electrode) is obliquely inclined.
【請求項2】 上記第1電極(背面電極)の側面と上記
基板とがなす角度(傾斜角)が45°以下であることを
特徴とする請求項1記載の薄膜EL素子用電極。
2. The electrode for a thin film EL device according to claim 1, wherein an angle (inclination angle) formed between a side surface of the first electrode (back electrode) and the substrate is 45 ° or less.
【請求項3】 上記第1電極(背面電極)の材料である
高融点金属が、Ta、Mo、W、Niであることを特徴
とする請求項1記載の薄膜EL素子用電極。
3. The electrode for a thin-film EL device according to claim 1, wherein the refractory metal as a material of the first electrode (back electrode) is Ta, Mo, W, or Ni.
【請求項4】 基板上に第1電極(背面電極)と第1絶
縁層と発光層と第2絶縁層と第2電極(透明電極)とを
順次積層した薄膜EL素子において、 第1電極(背面電極)を形成する高融点金属に、2種以
上の異なる金属材料を選択して、積層したことを特徴と
する請求項1記載の薄膜EL素子用電極。
4. A thin-film EL device in which a first electrode (back electrode), a first insulating layer, a light emitting layer, a second insulating layer, and a second electrode (transparent electrode) are sequentially laminated on a substrate. 2. The electrode for a thin film EL device according to claim 1, wherein two or more different metal materials are selected and laminated as the high melting point metal forming the back electrode.
【請求項5】 請求項4記載の積層された2種以上の異
なる金属材料により形成された第1電極(背面電極)に
おいて、 基板にはガラス基板を用い、ガラス基板に接する側の高
融点金属がMoまたはTaであり、かつ、第1絶縁層に
接する側の高融点金属がWであることを特徴とする薄膜
EL素子用電極。
5. The first electrode (back electrode) formed of two or more different metal materials laminated according to claim 4, wherein a glass substrate is used as the substrate, and the high melting point metal on the side in contact with the glass substrate. Is Mo or Ta, and the refractory metal on the side in contact with the first insulating layer is W.
【請求項6】 上記第1電極(背面電極)をエッチング
するガスとレジストをエッチングするガスを含む混合ガ
スによるドライエッチングにより、上記第1電極(背面
電極)の側面を、斜めの傾斜面にする工程を含むことを
特徴とする請求項1または請求項4記載の薄膜EL素子
用電極の形成方法。
6. A side face of the first electrode (back electrode) is formed into an inclined surface by dry etching with a mixed gas containing a gas for etching the first electrode (back electrode) and a gas for etching a resist. 5. The method for forming an electrode for a thin-film EL device according to claim 1, comprising a step.
【請求項7】 エッチングに用いる上記混合ガスが、上
記第1電極(背面電極)をエッチングするガスとして少
なくともCF4を含み、レジストをエッチングするガス
として少なくともO2を含む混合ガスであることを特徴
とする請求項6記載の薄膜EL素子用電極の形成方法。
7. The mixed gas used for etching is a mixed gas containing at least CF 4 as a gas for etching the first electrode (back electrode) and at least O 2 as a gas for etching a resist. The method for forming an electrode for a thin film EL device according to claim 6.
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