JP2854737B2 - 電極構造及びその製造方法 - Google Patents
電極構造及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電界を印加することに
よりエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）を呈する薄膜Ｅ
Ｌ素子や液晶表示装置等の表示装置における電極構造及
びその製造方法に関するものである。
よりエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）を呈する薄膜Ｅ
Ｌ素子や液晶表示装置等の表示装置における電極構造及
びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】硫化亜鉛（ＺｎＳ）に電界を印加するこ
とにより、エレクトロルミネッセンス（Electro Lumine
scence）が得られることが発見されて以来、数多くの研
究が行われている。特に、ＺｎＳに発光センターとして
Ｍｎを加えたＺｎＳ：Ｍｎ発光層を、絶縁層でサンドイ
ッチし、絶縁層の両側に電極を設けている二重絶縁構造
薄膜ＥＬ素子が、高輝度・長寿命の特長を持ち、商品化
されている。薄膜ＥＬ素子は、ワークステーションのデ
ィスプレイや計測器のディスプレイなどに使用され、６
４０×４００ドットマトリックス（１５cm×２２cm）の
薄膜ＥＬ素子が、現在商品化されているが、大面積化や
高精細度化が要望されている。
とにより、エレクトロルミネッセンス（Electro Lumine
scence）が得られることが発見されて以来、数多くの研
究が行われている。特に、ＺｎＳに発光センターとして
Ｍｎを加えたＺｎＳ：Ｍｎ発光層を、絶縁層でサンドイ
ッチし、絶縁層の両側に電極を設けている二重絶縁構造
薄膜ＥＬ素子が、高輝度・長寿命の特長を持ち、商品化
されている。薄膜ＥＬ素子は、ワークステーションのデ
ィスプレイや計測器のディスプレイなどに使用され、６
４０×４００ドットマトリックス（１５cm×２２cm）の
薄膜ＥＬ素子が、現在商品化されているが、大面積化や
高精細度化が要望されている。
【０００３】図４は、従来より用いられている薄膜ＥＬ
素子の断面図である。ガラス基板１の上に透明電極７が
フォトリソグラフィ法を用いてストライプ状に形成さ
れ、透明電極７の上に第１絶縁層３が積層されている。
第１絶縁層３の上に発光層４が形成され、発光層４の上
に第２絶縁層５が積層されている。さらに、第２絶縁層
５の上に、背面電極６が形成されて、図４に示す薄膜Ｅ
Ｌ素子が作製されている。
素子の断面図である。ガラス基板１の上に透明電極７が
フォトリソグラフィ法を用いてストライプ状に形成さ
れ、透明電極７の上に第１絶縁層３が積層されている。
第１絶縁層３の上に発光層４が形成され、発光層４の上
に第２絶縁層５が積層されている。さらに、第２絶縁層
５の上に、背面電極６が形成されて、図４に示す薄膜Ｅ
Ｌ素子が作製されている。
【０００４】第１絶縁層３以後に形成される各層は、互
いに一定間隔で平行に配列されたストライプ状の透明電
極７の上に積層されるため、透明電極７の膜厚に相当す
る段差（凹凸）の影響を受ける。この様な凹凸のある段
差部側面に積層される膜の厚さが、平坦部の膜厚より減
少することは知られており、図４に示す平坦部に垂直な
方向の距離ＡＢ（第１絶縁層３と発光層４と第２絶縁層
５を合わせた厚さ）と段差部側面での電極間距離Ａ'Ｂ'
（第１絶縁層３と発光層４と第２絶縁層５を合わせた厚
さ）との間には、ＡＢ＞Ａ'Ｂ'の関係が成立する。
いに一定間隔で平行に配列されたストライプ状の透明電
極７の上に積層されるため、透明電極７の膜厚に相当す
る段差（凹凸）の影響を受ける。この様な凹凸のある段
差部側面に積層される膜の厚さが、平坦部の膜厚より減
少することは知られており、図４に示す平坦部に垂直な
方向の距離ＡＢ（第１絶縁層３と発光層４と第２絶縁層
５を合わせた厚さ）と段差部側面での電極間距離Ａ'Ｂ'
（第１絶縁層３と発光層４と第２絶縁層５を合わせた厚
さ）との間には、ＡＢ＞Ａ'Ｂ'の関係が成立する。
【０００５】従って、薄膜ＥＬ素子の透明電極７と背面
電極６の間に信号電圧を印加した場合、距離Ａ'Ｂ'間の
電圧が距離ＡＢ間に比べて高電圧になる。しかし、現在
商品化されている薄膜ＥＬ素子の透明電極の膜厚０.１
５μm程度では、各層の膜厚構成を最適化することによ
り、距離Ａ'Ｂ'間で絶縁破壊が生じない様に工夫、制御
されている。
電極６の間に信号電圧を印加した場合、距離Ａ'Ｂ'間の
電圧が距離ＡＢ間に比べて高電圧になる。しかし、現在
商品化されている薄膜ＥＬ素子の透明電極の膜厚０.１
５μm程度では、各層の膜厚構成を最適化することによ
り、距離Ａ'Ｂ'間で絶縁破壊が生じない様に工夫、制御
されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】薄膜ＥＬ素子では、図
５に示すように、パルス信号を伝える信号線は、透明電
極の片端でのみ接続されている。信号線の接続端と同一
の透明電極上の未接続端の間の全絵素に対して、同時に
交流のパルス信号が印加される。信号線の接続端および
接続端近傍の絵素に対し、パルス信号は正確に伝わる
が、透明電極の配線内部抵抗が、後述するように非常に
大きいため、未接続端及び未接続端近傍の絵素に対して
は、電圧降下やパルス波形になまりの生じたパルス信号
が伝わる。従って、信号線の接続端から遠くの絵素にな
る程、発光輝度が低下する。
５に示すように、パルス信号を伝える信号線は、透明電
極の片端でのみ接続されている。信号線の接続端と同一
の透明電極上の未接続端の間の全絵素に対して、同時に
交流のパルス信号が印加される。信号線の接続端および
接続端近傍の絵素に対し、パルス信号は正確に伝わる
が、透明電極の配線内部抵抗が、後述するように非常に
大きいため、未接続端及び未接続端近傍の絵素に対して
は、電圧降下やパルス波形になまりの生じたパルス信号
が伝わる。従って、信号線の接続端から遠くの絵素にな
る程、発光輝度が低下する。
【０００７】透明電極の配線内部抵抗について、説明す
る。電極材料の比抵抗をρΩ・cm、断面積（膜厚×電極
幅）をＳcm2、電極長をＬcmとすると、配線内部抵抗値
Ｒは、（式１）で求まる。
る。電極材料の比抵抗をρΩ・cm、断面積（膜厚×電極
幅）をＳcm2、電極長をＬcmとすると、配線内部抵抗値
Ｒは、（式１）で求まる。
【０００８】Ｒ＝（ρ・Ｌ）／Ｓ ‥‥‥‥‥（式１） 薄膜ＥＬ素子の透明電極には、主にＩＴＯ（Indium-Tin
-Oxide）が用いられており、比抵抗値は約２×１０-4Ω
・cmである。薄膜状で細長いストライプ状の透明電極を
形成した場合、電極配線の内部抵抗は、数ｋΩから二十
数ｋΩ程度になる。例えば、従来の例として膜厚０.１
５μm、電極幅２５０μm、電極長１０cmのＩＴＯ電極の
抵抗値は、（式１）より、 Ｒ＝[１０×(２×１０-4)]÷[(０.１５×１０-4)×(２５０×１０-4)] ≒５.３×１０3Ω となり、電極配線内部抵抗は、５.３ｋΩとなる。
-Oxide）が用いられており、比抵抗値は約２×１０-4Ω
・cmである。薄膜状で細長いストライプ状の透明電極を
形成した場合、電極配線の内部抵抗は、数ｋΩから二十
数ｋΩ程度になる。例えば、従来の例として膜厚０.１
５μm、電極幅２５０μm、電極長１０cmのＩＴＯ電極の
抵抗値は、（式１）より、 Ｒ＝[１０×(２×１０-4)]÷[(０.１５×１０-4)×(２５０×１０-4)] ≒５.３×１０3Ω となり、電極配線内部抵抗は、５.３ｋΩとなる。
【０００９】薄膜ＥＬ素子に対する要求は、大面積化お
よび高精細化であり、必然的に透明電極長は長くなり、
電極幅は狭くなる。例えば、大面積化として膜厚０.１
５μm、電極幅２５０μm、電極長を２０cmとすると、
（式１）より透明電極の配線内部抵抗は１０.７ｋΩに
なる。更に、高精細化して、透明電極幅を１／２の１２
５μmに変更すると、透明電極の配線内部抵抗は、２１.
３ｋΩにもなる。
よび高精細化であり、必然的に透明電極長は長くなり、
電極幅は狭くなる。例えば、大面積化として膜厚０.１
５μm、電極幅２５０μm、電極長を２０cmとすると、
（式１）より透明電極の配線内部抵抗は１０.７ｋΩに
なる。更に、高精細化して、透明電極幅を１／２の１２
５μmに変更すると、透明電極の配線内部抵抗は、２１.
３ｋΩにもなる。
【００１０】透明電極の配線内部抵抗が発光輝度ＬRに
与える影響を調べるため、薄膜ＥＬ素子に、可変抵抗Ｒ
ｖを直列に接続して、発光輝度との関係を測定した。直
列に接続した可変抵抗が０、５、１０、１５、２０ｋΩ
のときの発光輝度ＬRを、図６に示す。薄膜ＥＬ素子に
は、同じパルス信号電圧が印加されているが、直列可変
抵抗の値が増加する程、すなわち信号線の接続端より遠
くにある絵素程、発光輝度ＬRが減少していることが、
図６に示されている。
与える影響を調べるため、薄膜ＥＬ素子に、可変抵抗Ｒ
ｖを直列に接続して、発光輝度との関係を測定した。直
列に接続した可変抵抗が０、５、１０、１５、２０ｋΩ
のときの発光輝度ＬRを、図６に示す。薄膜ＥＬ素子に
は、同じパルス信号電圧が印加されているが、直列可変
抵抗の値が増加する程、すなわち信号線の接続端より遠
くにある絵素程、発光輝度ＬRが減少していることが、
図６に示されている。
【００１１】人間の目で発光状態を見ると、各絵素の発
光輝度ＬRが１５ｆｔ−Ｌ以上になると、薄膜ＥＬ素子
の画面全体が均一に発光しているように見え、発光輝度
の異なる絵素間の識別は実際上困難になる。しかし、１
５ｆｔ−Ｌ以下の発光輝度では、顕著な明暗となって確
認され、図６より、約１０ｋΩ以上の抵抗値の抵抗体を
接続した場合、明らかに輝度の違いが、人間の目で確認
できた。
光輝度ＬRが１５ｆｔ−Ｌ以上になると、薄膜ＥＬ素子
の画面全体が均一に発光しているように見え、発光輝度
の異なる絵素間の識別は実際上困難になる。しかし、１
５ｆｔ−Ｌ以下の発光輝度では、顕著な明暗となって確
認され、図６より、約１０ｋΩ以上の抵抗値の抵抗体を
接続した場合、明らかに輝度の違いが、人間の目で確認
できた。
【００１２】先に説明したように、薄膜ＥＬ素子に対す
る要求は、大面積化および高精細度化であるから、透明
電極長は長くなり、電極幅は狭くなる。すなわち、（式
１）から導かれるように、透明電極の配線内部抵抗は増
大し、結果として図６に示すように、薄膜ＥＬ素子の発
光輝度低下が発生する。従って、透明電極の配線内部抵
抗を減少させる必要があり、対策として、（式１）よ
り、透明電極の膜厚を厚くすることが考えられ、以下の
実験を行った。
る要求は、大面積化および高精細度化であるから、透明
電極長は長くなり、電極幅は狭くなる。すなわち、（式
１）から導かれるように、透明電極の配線内部抵抗は増
大し、結果として図６に示すように、薄膜ＥＬ素子の発
光輝度低下が発生する。従って、透明電極の配線内部抵
抗を減少させる必要があり、対策として、（式１）よ
り、透明電極の膜厚を厚くすることが考えられ、以下の
実験を行った。
【００１３】なお、前記従来例と同一構成成分には、同
一符号を付して説明を簡略化する。図７は、図４に示す
従来の薄膜ＥＬ素子に対し、透明電極の膜厚のみを２倍
にした薄膜ＥＬ素子の断面図である。透明電極の積層時
間以外は図４に示す薄膜ＥＬ素子と同一条件で作製し
た。
一符号を付して説明を簡略化する。図７は、図４に示す
従来の薄膜ＥＬ素子に対し、透明電極の膜厚のみを２倍
にした薄膜ＥＬ素子の断面図である。透明電極の積層時
間以外は図４に示す薄膜ＥＬ素子と同一条件で作製し
た。
【００１４】図７に示す薄膜ＥＬ素子に信号電圧を印加
したところ、透明電極のラインに沿って、絶縁破壊が発
生し、マトリックス状に形成した背面電極が断線する場
合も生じた。これは、図７に示す透明電極の膜厚が増え
たために、透明電極側面の垂直段差が大きくなり、電極
面上の電極間距離ＣＤ（第１絶縁層３と発光層４と第２
絶縁層５を合わせた厚さ）に比べて、電極側面での距離
Ｃ'Ｄ'が狭くなり、透明電極側面に電界が集中して、絶
縁破壊が生じたと考えられる。
したところ、透明電極のラインに沿って、絶縁破壊が発
生し、マトリックス状に形成した背面電極が断線する場
合も生じた。これは、図７に示す透明電極の膜厚が増え
たために、透明電極側面の垂直段差が大きくなり、電極
面上の電極間距離ＣＤ（第１絶縁層３と発光層４と第２
絶縁層５を合わせた厚さ）に比べて、電極側面での距離
Ｃ'Ｄ'が狭くなり、透明電極側面に電界が集中して、絶
縁破壊が生じたと考えられる。
【００１５】この絶縁破壊を防ぐ方法として、図８に示
すように、第１絶縁層３の膜厚をより厚くして、電極間
距離ＥＦ（第１絶縁層３と発光層４と第２絶縁層５を合
わせた厚さ）を長くすることが考えられるが、この方法
では、発光面の絶縁層である第１絶縁層の膜厚が増える
ため、発光開始電圧が従来より高電圧になるという弊害
が発生する。
すように、第１絶縁層３の膜厚をより厚くして、電極間
距離ＥＦ（第１絶縁層３と発光層４と第２絶縁層５を合
わせた厚さ）を長くすることが考えられるが、この方法
では、発光面の絶縁層である第１絶縁層の膜厚が増える
ため、発光開始電圧が従来より高電圧になるという弊害
が発生する。
【００１６】以上の実験により、透明電極の膜厚を単に
２倍にして、配線内部抵抗を１／２に下げるだけでは、
信頼性のある薄膜ＥＬ素子を作製することが困難である
ことを、本発明者は確認した。
２倍にして、配線内部抵抗を１／２に下げるだけでは、
信頼性のある薄膜ＥＬ素子を作製することが困難である
ことを、本発明者は確認した。
【００１７】本発明は、このような事情を考慮してなさ
れたもので、電極の膜厚の増大に関連した新しい電極構
造及びその製造方法を提供することを目的としている。
れたもので、電極の膜厚の増大に関連した新しい電極構
造及びその製造方法を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の電極構造は、基
板上に形成される電極の側面が２段以上の階段状の構造
を有する電極構造であって、該電極が一種類の電極材料
により構成されていることを特徴としている。また、本
発明の電極構造は、基板上に形成される電極の側面が２
段以上の階段状の構造を有する電極構造であって、該電
極は２層以上の電極材料が積層されてなり、該積層され
る上層の電極は下層の電極よりも幅広く、かつ該下層の
電極を覆って構成されているとともに、該各層の電極は
同一の材料により構成されていることを特徴としてい
る。このとき、前記電極側面の各垂直段差が１５００〜
２０００Åの範囲内であることが好ましい。
板上に形成される電極の側面が２段以上の階段状の構造
を有する電極構造であって、該電極が一種類の電極材料
により構成されていることを特徴としている。また、本
発明の電極構造は、基板上に形成される電極の側面が２
段以上の階段状の構造を有する電極構造であって、該電
極は２層以上の電極材料が積層されてなり、該積層され
る上層の電極は下層の電極よりも幅広く、かつ該下層の
電極を覆って構成されているとともに、該各層の電極は
同一の材料により構成されていることを特徴としてい
る。このとき、前記電極側面の各垂直段差が１５００〜
２０００Åの範囲内であることが好ましい。
【００１９】本発明の電極の製造方法は、側面が２段以
上の階段状の構造を有する電極の製造方法であって、基
板上に一種類の電極材料を積層する工程と、前記一種類
の電極材料をエッチングして電極を形成する工程と、前
記基板上に形成した電極の側面の厚み方向の一部分を再
度エッチング除去して、側面に段差を有する電極を形成
する工程と、を含むことを特徴としている。また、本発
明の電極の製造方法は、側面が２段以上の階段状の構造
を有する電極の製造方法であって、基板上に一種類の電
極材料を積層する工程と、前記電極材料をエッチングし
て下層の電極を形成する工程と、前記下層の電極を形成
した基板上に、再度該下層の電極材料と同一の電極材料
を積層する工程と、前記下層の電極上に積層した電極材
料を、該下層の電極よりも幅広で、かつ該下層の電極を
覆うようにエッチングして、側面に段差を有する電極を
形成する工程と、を含むことを特徴としている。
上の階段状の構造を有する電極の製造方法であって、基
板上に一種類の電極材料を積層する工程と、前記一種類
の電極材料をエッチングして電極を形成する工程と、前
記基板上に形成した電極の側面の厚み方向の一部分を再
度エッチング除去して、側面に段差を有する電極を形成
する工程と、を含むことを特徴としている。また、本発
明の電極の製造方法は、側面が２段以上の階段状の構造
を有する電極の製造方法であって、基板上に一種類の電
極材料を積層する工程と、前記電極材料をエッチングし
て下層の電極を形成する工程と、前記下層の電極を形成
した基板上に、再度該下層の電極材料と同一の電極材料
を積層する工程と、前記下層の電極上に積層した電極材
料を、該下層の電極よりも幅広で、かつ該下層の電極を
覆うようにエッチングして、側面に段差を有する電極を
形成する工程と、を含むことを特徴としている。
【００２０】図３は、本発明の電極の側面の階段形状を
示す断面図である。各垂直段差値ｂは、図４に示す従来
例の透明電極７の膜厚１５００Å〜２０００Å程度を用
いる。各垂直段差値ｂが大きすぎると、先に述べた様に
第１絶縁層で充分に電極を覆うことが出来なくなり、電
極の側面に絶縁破壊が生じる。逆に、各垂直段差値ｂが
小さい場合、絶縁破壊の問題は生じないが、所定の抵抗
値を得るためには、電極の側面での階段数が多くなり、
製造工程数が増加し、コスト高につながる。
示す断面図である。各垂直段差値ｂは、図４に示す従来
例の透明電極７の膜厚１５００Å〜２０００Å程度を用
いる。各垂直段差値ｂが大きすぎると、先に述べた様に
第１絶縁層で充分に電極を覆うことが出来なくなり、電
極の側面に絶縁破壊が生じる。逆に、各垂直段差値ｂが
小さい場合、絶縁破壊の問題は生じないが、所定の抵抗
値を得るためには、電極の側面での階段数が多くなり、
製造工程数が増加し、コスト高につながる。
【００２１】各水平段差値ａは、各垂直段差値ｂより大
きいことが必要であるが、各水平段差値ａが大きすぎる
と、電極の断面積増大に伴う、配線内部抵抗値の低減効
果が小さくなる。
きいことが必要であるが、各水平段差値ａが大きすぎる
と、電極の断面積増大に伴う、配線内部抵抗値の低減効
果が小さくなる。
【００２２】逆に、各水平段差値ａが小さすぎると、第
１絶縁層で充分に電極を覆うことが出来なくなり、絶縁
破壊が発生する。
１絶縁層で充分に電極を覆うことが出来なくなり、絶縁
破壊が発生する。
【００２３】従って、ａ値は、電極幅の５％以下に設定
することが望ましく、更には２〜２０μｍ程度が望まし
い。
することが望ましく、更には２〜２０μｍ程度が望まし
い。
【００２４】ここで、側面が階段状の構造の電極を形成
する方法として、２方法を以下に説明する。
する方法として、２方法を以下に説明する。
【００２５】（形成方法１）電極用材料を充分に厚く基
板上に全面に一様堆積した後、フォトリソグラフィ法を
用いて、基本となるストライプ状の電極を形成する。更
にフォトリソグラフィ法を繰り返して、電極の周囲の厚
み方向の一部分のみをエッチングする。電極の周囲の厚
み方向の一部分のエッチングを、徐々に内側に向けて繰
り返すことにより、側面が階段状の電極を作製する。
板上に全面に一様堆積した後、フォトリソグラフィ法を
用いて、基本となるストライプ状の電極を形成する。更
にフォトリソグラフィ法を繰り返して、電極の周囲の厚
み方向の一部分のみをエッチングする。電極の周囲の厚
み方向の一部分のエッチングを、徐々に内側に向けて繰
り返すことにより、側面が階段状の電極を作製する。
【００２６】（形成方法２）電極用材料を基板上に全面
に一様堆積した後、フォトリソグラフィ法を用いて電極
を形成する。形成した電極の上に電極用材料を更に積層
し、下層の電極を充分に覆うように、フォトリソグラフ
ィ法を用いて積層した上層の電極層をエッチングし、新
しい電極を形成する。目的とする抵抗値になるまで、電
極用材料の積層及びエッチングを繰り返す。積層した電
極層が下層の電極を充分に覆うように、積層した上層の
電極層をエッチングすることで、側面が階段状の電極を
作製する。
に一様堆積した後、フォトリソグラフィ法を用いて電極
を形成する。形成した電極の上に電極用材料を更に積層
し、下層の電極を充分に覆うように、フォトリソグラフ
ィ法を用いて積層した上層の電極層をエッチングし、新
しい電極を形成する。目的とする抵抗値になるまで、電
極用材料の積層及びエッチングを繰り返す。積層した電
極層が下層の電極を充分に覆うように、積層した上層の
電極層をエッチングすることで、側面が階段状の電極を
作製する。
【００２７】
【作用】本願発明によれば、電極の側面が階段状の構造
を有しているため、一種類の材料からなる電極の膜厚を
十分に厚くすることが可能となり、表示素子作製プロセ
スの中で電極を形成する工程以外を変えること無く、一
種類の材料からなる電極の配線内部抵抗値を低下させる
ことが可能となる。従って、表示素子の輝度低下やばら
つきを生じることが無くなり、表示素子の大面積化や高
精細度化が容易に達成できる。
を有しているため、一種類の材料からなる電極の膜厚を
十分に厚くすることが可能となり、表示素子作製プロセ
スの中で電極を形成する工程以外を変えること無く、一
種類の材料からなる電極の配線内部抵抗値を低下させる
ことが可能となる。従って、表示素子の輝度低下やばら
つきを生じることが無くなり、表示素子の大面積化や高
精細度化が容易に達成できる。
【００２８】
【実施例】以下、本発明を図に示す実施例に基づいて、
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００２９】〔実施例１〕図１は、本発明の透明電極の
一実施例を示す断面図である。薄膜ＥＬ素子は、図１に
示すように、ガラス基板１上に透明電極２、第１絶縁層
３、発光層４、第２絶縁層５、および背面電極６が積層
された構造を持ち、透明電極２と背面電極６はそれぞれ
ストライプ状に加工され、直交する方向に互いに一定間
隔で平行に配列されたＸ−Ｙマトリックスを構成する。
通常、背面電極に使用される材料、例えばＡｌの比抵抗
（２.７４μΩ・cm）に比べて、透明電極に使用される
材料、ＩＴＯの比抵抗（２００μΩ・cm）は、非常に大
きいので、短い電極の側に透明電極を形成する。
一実施例を示す断面図である。薄膜ＥＬ素子は、図１に
示すように、ガラス基板１上に透明電極２、第１絶縁層
３、発光層４、第２絶縁層５、および背面電極６が積層
された構造を持ち、透明電極２と背面電極６はそれぞれ
ストライプ状に加工され、直交する方向に互いに一定間
隔で平行に配列されたＸ−Ｙマトリックスを構成する。
通常、背面電極に使用される材料、例えばＡｌの比抵抗
（２.７４μΩ・cm）に比べて、透明電極に使用される
材料、ＩＴＯの比抵抗（２００μΩ・cm）は、非常に大
きいので、短い電極の側に透明電極を形成する。
【００３０】２０cm×３０cmのガラス基板１上に、電子
ビーム蒸着法により厚さ３０００ÅのＩＴＯ膜を積層す
る。電極幅２７０μm、基板の短い方向に電極長２０cm
のストライプ状のＩＴＯ電極をフォトリソグラフィ法を
用いて形成する。
ビーム蒸着法により厚さ３０００ÅのＩＴＯ膜を積層す
る。電極幅２７０μm、基板の短い方向に電極長２０cm
のストライプ状のＩＴＯ電極をフォトリソグラフィ法を
用いて形成する。
【００３１】次に、再度、フォトリソグラフィ法を用い
て、先に形成したＩＴＯ電極の周囲の一部分（幅１０μ
m、上面から厚さ１５００Åの部分）をエッチング除去
し、厚さ３０００Åで幅２５０μmの領域２ａと厚さ１
５００Åで幅１０μmの周囲領域２ｂをもった、側面が
階段状の透明電極２を形成する。
て、先に形成したＩＴＯ電極の周囲の一部分（幅１０μ
m、上面から厚さ１５００Åの部分）をエッチング除去
し、厚さ３０００Åで幅２５０μmの領域２ａと厚さ１
５００Åで幅１０μmの周囲領域２ｂをもった、側面が
階段状の透明電極２を形成する。
【００３２】厚さ３０００ÅのＩＴＯ透明電極２の抵抗
値は５.１３ｋΩとなり、従来の膜厚１５００Åで電極
幅２７０μm、電極長２０cmのＩＴＯ透明電極の抵抗値
９.８８ｋΩの約半分の値に低減されている。
値は５.１３ｋΩとなり、従来の膜厚１５００Åで電極
幅２７０μm、電極長２０cmのＩＴＯ透明電極の抵抗値
９.８８ｋΩの約半分の値に低減されている。
【００３３】本発明の透明電極２の上に、反応性スパッ
タ法を用いて、ＳｉＯ2とＳｉ3Ｎ4を積層して、厚さ２
０００〜３０００Åの第１絶縁層３を形成する。
タ法を用いて、ＳｉＯ2とＳｉ3Ｎ4を積層して、厚さ２
０００〜３０００Åの第１絶縁層３を形成する。
【００３４】ＺｎＳに適量（０.１〜０.５ｗｔ％）のＭ
ｎを混合し、ペレット状に成型した後、焼成を行い、タ
ーゲットを作製する。このターゲットを蒸発源とした電
子ビーム蒸着法を用いて、第１絶縁層３の上に厚さ６０
００〜８０００Åの発光層４を積層する。発光層４を積
層した後、真空中で５００〜６５０℃に加熱して、１時
間の熱処理を行い、発光層の結晶性改善を図る。
ｎを混合し、ペレット状に成型した後、焼成を行い、タ
ーゲットを作製する。このターゲットを蒸発源とした電
子ビーム蒸着法を用いて、第１絶縁層３の上に厚さ６０
００〜８０００Åの発光層４を積層する。発光層４を積
層した後、真空中で５００〜６５０℃に加熱して、１時
間の熱処理を行い、発光層の結晶性改善を図る。
【００３５】次に、発光層４の上に、反応性スパッタ法
を用いて、Ｓｉ3Ｎ4とＡｌ2Ｏ3を積層して、厚さ１５０
０〜２５００Åの第２絶縁層５を形成する。さらに、第
２絶縁層５の上に厚さ３０００〜５０００Åのアルミニ
ウムを蒸着し、電極幅２７０μm、電極長３０cmのスト
ライプ状にエッチングして、ＩＴＯの透明電極２と直交
する方向に、背面電極６を形成する。
を用いて、Ｓｉ3Ｎ4とＡｌ2Ｏ3を積層して、厚さ１５０
０〜２５００Åの第２絶縁層５を形成する。さらに、第
２絶縁層５の上に厚さ３０００〜５０００Åのアルミニ
ウムを蒸着し、電極幅２７０μm、電極長３０cmのスト
ライプ状にエッチングして、ＩＴＯの透明電極２と直交
する方向に、背面電極６を形成する。
【００３６】ＩＴＯの透明電極２と背面電極６の間に交
流パルス信号電圧を印加したところ、薄膜ＥＬ素子全面
にわたって、均一な発光が得られた。また、透明電極２
の膜を厚くしたにもかかわらず、図７に示す従来の透明
電極７の場合、ラインに沿って絶縁破壊が発生したが、
本発明の透明電極２を用いた場合、絶縁破壊は発生しな
かった。これは、図１に示す透明電極２の側面が階段構
造となっているだけでなく、透明電極２の側面の垂直段
差が、従来の透明電極の膜厚１５００〜２０００Åと等
しいので、図４に示す従来の薄膜ＥＬ素子と同等の信頼
性を得ることができると考えられる。
流パルス信号電圧を印加したところ、薄膜ＥＬ素子全面
にわたって、均一な発光が得られた。また、透明電極２
の膜を厚くしたにもかかわらず、図７に示す従来の透明
電極７の場合、ラインに沿って絶縁破壊が発生したが、
本発明の透明電極２を用いた場合、絶縁破壊は発生しな
かった。これは、図１に示す透明電極２の側面が階段構
造となっているだけでなく、透明電極２の側面の垂直段
差が、従来の透明電極の膜厚１５００〜２０００Åと等
しいので、図４に示す従来の薄膜ＥＬ素子と同等の信頼
性を得ることができると考えられる。
【００３７】本実施例１では、電極の周囲の厚み方向の
一部分をエッチングして、側面が階段状の透明電極２を
形成する方法について説明したが、２層のＩＴＯ層によ
り、側面が階段状の透明電極２を形成しても良い。例え
ば、最初に厚さ１５００ÅのＩＴＯ層をガラス基板１の
上に積層した後、幅２５０μm、長さ２０cmのストライ
プ状ＩＴＯ電極を形成する。ＩＴＯ電極の上に、厚さ１
５００ÅのＩＴＯ膜を再度積層し、下層のＩＴＯ電極の
周囲を１０μmの幅で上層のＩＴＯ層により覆うよう
に、上層のＩＴＯ層をエッチングし、幅２７０μm、長
さ２０cmの側面が階段状の透明電極２を形成する。
一部分をエッチングして、側面が階段状の透明電極２を
形成する方法について説明したが、２層のＩＴＯ層によ
り、側面が階段状の透明電極２を形成しても良い。例え
ば、最初に厚さ１５００ÅのＩＴＯ層をガラス基板１の
上に積層した後、幅２５０μm、長さ２０cmのストライ
プ状ＩＴＯ電極を形成する。ＩＴＯ電極の上に、厚さ１
５００ÅのＩＴＯ膜を再度積層し、下層のＩＴＯ電極の
周囲を１０μmの幅で上層のＩＴＯ層により覆うよう
に、上層のＩＴＯ層をエッチングし、幅２７０μm、長
さ２０cmの側面が階段状の透明電極２を形成する。
【００３８】また、薄膜ＥＬ素子の大面積化がより進ん
で、透明電極長を２０cmから倍の４０cmにした場合で
も、本発明による側面が階段状の構造で膜厚を６０００
Å程度に厚くした透明電極を用いることで、透明電極の
配線内部抵抗を５ｋΩ程度にすることができる。従っ
て、薄膜ＥＬ素子を全面発光させた時に輝度低下、バラ
ツキを生じることが無く、薄膜ＥＬ素子の大面積化が本
発明の透明電極により可能となる。
で、透明電極長を２０cmから倍の４０cmにした場合で
も、本発明による側面が階段状の構造で膜厚を６０００
Å程度に厚くした透明電極を用いることで、透明電極の
配線内部抵抗を５ｋΩ程度にすることができる。従っ
て、薄膜ＥＬ素子を全面発光させた時に輝度低下、バラ
ツキを生じることが無く、薄膜ＥＬ素子の大面積化が本
発明の透明電極により可能となる。
【００３９】〔実施例２〕実施例１では、電極ピッチ３
４０μm（電極幅２７０μm、電極間距離７０μm）、す
なわち３本／mmの透明電極数で、大面積化が可能である
ことを説明した。実施例２では、電極ピッチ１７０μｍ
（電極幅１３０μｍ、電極間距離４０μｍ）、すなわち
透明電極数を６本／mmにして、薄膜ＥＬ素子の高精細度
化が可能であることを説明する。
４０μm（電極幅２７０μm、電極間距離７０μm）、す
なわち３本／mmの透明電極数で、大面積化が可能である
ことを説明した。実施例２では、電極ピッチ１７０μｍ
（電極幅１３０μｍ、電極間距離４０μｍ）、すなわち
透明電極数を６本／mmにして、薄膜ＥＬ素子の高精細度
化が可能であることを説明する。
【００４０】１５cm×２２cmのガラス基板上に、厚さ１
５００ÅのＩＴＯ膜を積層し、電極数を６本／mmとする
ため、電極長１５cm、電極幅１３０μm、電極間距離４
０μmのストライプ状電極をフォトリソグラフィ法を用
いて形成すると、透明電極７の配線内部抵抗は約１５.
４ｋΩとなり、パルス信号の未接続端近傍の絵素では、
発光輝度の低下領域が生じる。
５００ÅのＩＴＯ膜を積層し、電極数を６本／mmとする
ため、電極長１５cm、電極幅１３０μm、電極間距離４
０μmのストライプ状電極をフォトリソグラフィ法を用
いて形成すると、透明電極７の配線内部抵抗は約１５.
４ｋΩとなり、パルス信号の未接続端近傍の絵素では、
発光輝度の低下領域が生じる。
【００４１】図２は、高精細度化を行った薄膜ＥＬ素子
の構造を示す断面図であり、透明電極２は、３層のＩＴ
Ｏ電極層で構成されている。
の構造を示す断面図であり、透明電極２は、３層のＩＴ
Ｏ電極層で構成されている。
【００４２】１５cm×２２cmのガラス基板１の上に、厚
さが１５００ÅのＩＴＯ膜を積層した後、フォトリソグ
ラフィ法を用いてエッチングし、幅１１０μm、長さ１
５cmのストライプ状電極を形成する。次に厚さ１５００
ÅのＩＴＯ膜を再度積層し、下層のＩＴＯ電極の周囲を
５μmの幅で覆うように、上層のＩＴＯ層をエッチング
して、幅１２０μｍ、長さ１５ｃｍで側面が階段状のＩ
ＴＯ電極を形成する。さらに、厚さ１５００ÅのＩＴＯ
膜を積層し、下層のＩＴＯ電極の周囲を５μｍの幅で覆
うように、上層のＩＴＯ層をエッチングして、幅１３０
μｍ、長さ１５ｃｍで側面が階段状の透明電極２を形成
する。
さが１５００ÅのＩＴＯ膜を積層した後、フォトリソグ
ラフィ法を用いてエッチングし、幅１１０μm、長さ１
５cmのストライプ状電極を形成する。次に厚さ１５００
ÅのＩＴＯ膜を再度積層し、下層のＩＴＯ電極の周囲を
５μmの幅で覆うように、上層のＩＴＯ層をエッチング
して、幅１２０μｍ、長さ１５ｃｍで側面が階段状のＩ
ＴＯ電極を形成する。さらに、厚さ１５００ÅのＩＴＯ
膜を積層し、下層のＩＴＯ電極の周囲を５μｍの幅で覆
うように、上層のＩＴＯ層をエッチングして、幅１３０
μｍ、長さ１５ｃｍで側面が階段状の透明電極２を形成
する。
【００４３】この結果、幅１１０μmで膜厚４５００Å
の領域２ｃと両側に幅５μmで膜厚３０００Åの階段状
の領域２ｄ、さらに幅５μmで膜厚１５００Åの階段状
の領域２ｅを含む透明電極が形成される。側面の階段が
３段である本発明のＩＴＯ電極について電気抵抗を求め
ると、５.６ｋΩであった。
の領域２ｃと両側に幅５μmで膜厚３０００Åの階段状
の領域２ｄ、さらに幅５μmで膜厚１５００Åの階段状
の領域２ｅを含む透明電極が形成される。側面の階段が
３段である本発明のＩＴＯ電極について電気抵抗を求め
ると、５.６ｋΩであった。
【００４４】本発明の透明電極２上に、Ａｌ2Ｏ3膜とＴ
ａ2Ｏ5膜をそれぞれ積層し、膜厚２５００Åの第１絶縁
層３を形成する。Ａｌ2Ｏ3膜及びＴａ2Ｏ5膜は、それぞ
れＡｌ（Ｏ−ｉＣ3Ｈ7）3及びＴａ（ＯＣ2Ｈ5）5のアル
コキシドを原料として用い、熱分解ＣＶＤ法を用いて形
成する。なお、成膜後、４００〜６００℃のオゾン雰囲
気中（Ｏ3／Ｏ2≒１〜１０％、０.１〜７６０torr）
で、１時間の熱処理を行い、酸化膜の膜質改善を図る。
ａ2Ｏ5膜をそれぞれ積層し、膜厚２５００Åの第１絶縁
層３を形成する。Ａｌ2Ｏ3膜及びＴａ2Ｏ5膜は、それぞ
れＡｌ（Ｏ−ｉＣ3Ｈ7）3及びＴａ（ＯＣ2Ｈ5）5のアル
コキシドを原料として用い、熱分解ＣＶＤ法を用いて形
成する。なお、成膜後、４００〜６００℃のオゾン雰囲
気中（Ｏ3／Ｏ2≒１〜１０％、０.１〜７６０torr）
で、１時間の熱処理を行い、酸化膜の膜質改善を図る。
【００４５】母体原料のＺｎＳをＨ2ガスにより、また
発光センター原料のＭｎをＨＣｌガスにより第１絶縁層
３の上にそれぞれ輸送し、ＣＶＤ法を用いて、ＺｎＳ：
Ｍｎによる膜厚６０００〜８０００Åの発光層４を形成
する。ＺｎＳ原料は、固体のＺｎＳを約９００〜１００
０℃に加熱し、蒸気となったものをＨ2キャリアガスを
用いることにより供給する。発光センター原料Ｍｎは、
約８００〜９００℃に加熱した固体Ｍｎ上に、ＨＣｌガ
スを接触させることにより、ＭｎＣｌ2（ｇ）を生成
し、反応管へ供給する。
発光センター原料のＭｎをＨＣｌガスにより第１絶縁層
３の上にそれぞれ輸送し、ＣＶＤ法を用いて、ＺｎＳ：
Ｍｎによる膜厚６０００〜８０００Åの発光層４を形成
する。ＺｎＳ原料は、固体のＺｎＳを約９００〜１００
０℃に加熱し、蒸気となったものをＨ2キャリアガスを
用いることにより供給する。発光センター原料Ｍｎは、
約８００〜９００℃に加熱した固体Ｍｎ上に、ＨＣｌガ
スを接触させることにより、ＭｎＣｌ2（ｇ）を生成
し、反応管へ供給する。
【００４６】第１絶縁層３と同様な方法により、Ａｌ2
Ｏ3膜とＴａ2Ｏ5膜の積層して、厚さ１５００Åの第２
絶縁層５を発光層４の上に形成する。さらに、アルミニ
ウムを第２絶縁層５の上に蒸着し、フォトリソグラフィ
法を用いて、電極幅１３０μm、電極長２２cmのストラ
イプ状にエッチングして、ＩＴＯの透明電極２と直交す
る方向に背面電極６を形成する。
Ｏ3膜とＴａ2Ｏ5膜の積層して、厚さ１５００Åの第２
絶縁層５を発光層４の上に形成する。さらに、アルミニ
ウムを第２絶縁層５の上に蒸着し、フォトリソグラフィ
法を用いて、電極幅１３０μm、電極長２２cmのストラ
イプ状にエッチングして、ＩＴＯの透明電極２と直交す
る方向に背面電極６を形成する。
【００４７】積層構造のＩＴＯの透明電極を用いている
ため、電極幅１３０μm（６本／mm）、電極長１５cmで
あるにもかかわらず、透明電極の配線内部抵抗５.６ｋ
Ωが得られ、均一な全面発光が得られると同時に、透明
電極２の断差部における絶縁破壊の発生もなく、高精細
度化に対する本発明の効果が実証された。
ため、電極幅１３０μm（６本／mm）、電極長１５cmで
あるにもかかわらず、透明電極の配線内部抵抗５.６ｋ
Ωが得られ、均一な全面発光が得られると同時に、透明
電極２の断差部における絶縁破壊の発生もなく、高精細
度化に対する本発明の効果が実証された。
【００４８】なお、実施例１、実施例２では、電極材料
として、ＩＴＯを用いて説明したが、他の電極材料、例
えば、ＳｎＯ2、Ｉｎ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＣｄＯ、Ｃｄ2Ｓｎ
Ｏ4なども利用出来る。
として、ＩＴＯを用いて説明したが、他の電極材料、例
えば、ＳｎＯ2、Ｉｎ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＣｄＯ、Ｃｄ2Ｓｎ
Ｏ4なども利用出来る。
【００４９】また、実施例１、実施例２では、薄膜ＥＬ
素子への利用について説明したが、本発明は、薄膜ＥＬ
素子に限るものでは無く、液晶表示装置にも応用でき
る。
素子への利用について説明したが、本発明は、薄膜ＥＬ
素子に限るものでは無く、液晶表示装置にも応用でき
る。
【００５０】
【発明の効果】本発明の電極を用いることにより、従来
の表示素子の信頼性を維持したまま電極の抵抗値を下げ
ることができ、表示素子の大面積化及び高精細度化に対
応することが可能であり、表示素子の高性能化に貢献で
きる。
の表示素子の信頼性を維持したまま電極の抵抗値を下げ
ることができ、表示素子の大面積化及び高精細度化に対
応することが可能であり、表示素子の高性能化に貢献で
きる。
【図１】本発明の透明電極の一実施例を示す薄膜ＥＬ素
子の断面図である。
子の断面図である。
【図２】本発明の透明電極の側面の階段数を変えた一実
施例を示す薄膜ＥＬ素子の断面図である。
施例を示す薄膜ＥＬ素子の断面図である。
【図３】本発明の透明電極の形状を示す断面図である。
【図４】従来の方法により作製した薄膜ＥＬ素子の断面
図である。
図である。
【図５】薄膜ＥＬ素子のマトリックス配線の構成図であ
る。
る。
【図６】透明電極の配線内部抵抗値と発光輝度の関係を
示す特性図である。
示す特性図である。
【図７】本発明を説明するため、従来の方法を用いて作
製した薄膜ＥＬ素子の断面図である。
製した薄膜ＥＬ素子の断面図である。
【図８】本発明を説明するため、従来の方法を用いて、
第１絶縁層を従来より厚くして作製した薄膜ＥＬ素子の
断面図である。
第１絶縁層を従来より厚くして作製した薄膜ＥＬ素子の
断面図である。
１ ガラス基板 ２ 本発明の透明電極 ３ 第１絶縁層 ４ 発光層 ５ 第２絶縁層 ６ 背面電極 ７ 従来の透明電極
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−224192（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−291896（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−213427（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−231024（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−276723（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−159417（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05B 33/28
Claims (5)
- 【請求項１】 基板上に形成される電極の側面が２段以
上の階段状の構造を有する電極構造であって、該電極が
一種類の電極材料により構成されていることを特徴とす
る電極構造。 - 【請求項２】 基板上に形成される電極の側面が２段以
上の階段状の構造を有する電極構造であって、該電極は
２層以上の電極材料が積層されてなり、該積層される上
層の電極は下層の電極よりも幅広く、かつ該下層の電極
を覆って構成されているとともに、該各層の電極は同一
の材料により構成されていることを特徴とする電極構
造。 - 【請求項３】 前記電極側面の各垂直段差が１５００〜
２０００Åの範囲内であることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の電極構造。 - 【請求項４】 側面が２段以上の階段状の構造を有する
電極の製造方法であって、 基板上に一種類の電極材料を積層する工程と、 前記一種類の電極材料をエッチングして電極を形成する
工程と、 前記基板上に形成した電極の側面の厚み方向の一部分を
再度エッチング除去して、側面に段差を有する電極を形
成する工程と、 を含むことを特徴とする電極の製造方法。 - 【請求項５】 側面が２段以上の階段状の構造を有する
電極の製造方法であって、 基板上に一種類の電極材料を積層する工程と、 前記電極材料をエッチングして下層の電極を形成する工
程と、 前記下層の電極を形成した基板上に、再度該下層の電極
材料と同一の電極材料を積層する工程と、 前記下層の電極上に積層した電極材料を、該下層の電極
よりも幅広で、かつ該下層の電極を覆うようにエッチン
グして、側面に段差を有する電極を形成する工程と、 を含むことを特徴とする電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3248723A JP2854737B2 (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 電極構造及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3248723A JP2854737B2 (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 電極構造及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0589964A JPH0589964A (ja) | 1993-04-09 |
| JP2854737B2 true JP2854737B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=17182389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3248723A Expired - Fee Related JP2854737B2 (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 電極構造及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2854737B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| GB2296071B (en) * | 1994-12-16 | 1999-01-13 | Nsk Ltd | Elastic universal joint |
| JP3719739B2 (ja) * | 1995-06-29 | 2005-11-24 | 日本精工株式会社 | 弾性自在継手用ヨークの製造方法 |
| JP3264616B2 (ja) * | 1996-03-13 | 2002-03-11 | 株式会社山田製作所 | ステアリング装置における弾性継手 |
| JPH1089373A (ja) * | 1996-09-11 | 1998-04-07 | Koyo Seiko Co Ltd | 弾性軸継手 |
| JP3627441B2 (ja) * | 1997-05-16 | 2005-03-09 | 日本精工株式会社 | 弾性軸継手 |
| JP3646556B2 (ja) | 1998-06-11 | 2005-05-11 | 日本精工株式会社 | 弾性軸継手 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS60159417U (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-23 | シチズン時計株式会社 | 表示素子 |
| JPS62291896A (ja) * | 1986-06-10 | 1987-12-18 | 富士通株式会社 | 薄膜ｅｌパネル |
| JPS63224192A (ja) * | 1987-03-12 | 1988-09-19 | 富士通株式会社 | 薄膜ｅｌパネル |
-
1991
- 1991-09-27 JP JP3248723A patent/JP2854737B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH0589964A (ja) | 1993-04-09 |
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