JPH01217884A - 薄膜ｅｌ素子の製造方法 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子の製造方法Info
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- JPH01217884A JPH01217884A JP63041332A JP4133288A JPH01217884A JP H01217884 A JPH01217884 A JP H01217884A JP 63041332 A JP63041332 A JP 63041332A JP 4133288 A JP4133288 A JP 4133288A JP H01217884 A JPH01217884 A JP H01217884A
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Landscapes
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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】
産業上の利用分野
この発明はキャラクタやグラフィックスなどの表示に用
いるものであり、さらに詳しくは発光特性が長期間にわ
たって安定な薄膜１ＣＬ素子の製造方法に関する。
いるものであり、さらに詳しくは発光特性が長期間にわ
たって安定な薄膜１ＣＬ素子の製造方法に関する。
従来の技術
薄膜ＥＬ素子としては、通常ガラス等の透光性基板上に
透明な平行電極群を形成し、その上に第１誘電体層、ｆ
ｃＬ発光体層、第２誘電体層を順次積層して形成し、そ
の上に背面平行電極群を下層の透明平行電極群に直交す
る配置で積層して形成する。一般に透明平行電極として
は平滑なガラス基板上に酸化錫を被着するなどにより形
成される。
透明な平行電極群を形成し、その上に第１誘電体層、ｆ
ｃＬ発光体層、第２誘電体層を順次積層して形成し、そ
の上に背面平行電極群を下層の透明平行電極群に直交す
る配置で積層して形成する。一般に透明平行電極として
は平滑なガラス基板上に酸化錫を被着するなどにより形
成される。
これに直交し、対向する背面電極としてはアルミニウム
が真空蒸着などにより形成される。
が真空蒸着などにより形成される。
従来よりＥＬ発光素子を構成する主要各層の製造方法と
しては、第１誘電体層および第２誘電体層をスパッタリ
ング法で形成し、ＥＬ発光体層を電子ビーム（以下ＫＢ
と略する）蒸着法もしくは抵抗加熱法を用いて形成して
いた。したがってスパッタリング装置およびＫＢ蒸着装
置などの最低２種類の成膜装置を使って主要各層を形成
するため、１層形成するたびに基板を装置の外部へ取り
出し、再び別の装置内へセットするという非常に時間の
かかる工程であった。このため装置設備に要する費用が
多大なものとなり、ＥＬ発光素子のコストアップにもつ
ながっていた。この工程時間を短縮するためには、１台
のインライン装置で第１誘電体層、ＥＬ発光体層、およ
び第２誘電体層の３つの層を同一蒸着槽内で形成するこ
とが考えられている。
しては、第１誘電体層および第２誘電体層をスパッタリ
ング法で形成し、ＥＬ発光体層を電子ビーム（以下ＫＢ
と略する）蒸着法もしくは抵抗加熱法を用いて形成して
いた。したがってスパッタリング装置およびＫＢ蒸着装
置などの最低２種類の成膜装置を使って主要各層を形成
するため、１層形成するたびに基板を装置の外部へ取り
出し、再び別の装置内へセットするという非常に時間の
かかる工程であった。このため装置設備に要する費用が
多大なものとなり、ＥＬ発光素子のコストアップにもつ
ながっていた。この工程時間を短縮するためには、１台
のインライン装置で第１誘電体層、ＥＬ発光体層、およ
び第２誘電体層の３つの層を同一蒸着槽内で形成するこ
とが考えられている。
発明が解決しようとする課題
同ーマスクを使って、第１誘電体層、ＥＬ発光体層、お
よび第２誘電体層の３つの層を形成する場合、各層とも
同ーマスクを使って形成されることになるが、成膜され
た積層膜の端部においては発光体層の再蒸発などにより
、発光体層の形成範囲が他の誘電体層より広く形成され
、そのため端部では発光体層が一部表面に出てしまう。
よび第２誘電体層の３つの層を形成する場合、各層とも
同ーマスクを使って形成されることになるが、成膜され
た積層膜の端部においては発光体層の再蒸発などにより
、発光体層の形成範囲が他の誘電体層より広く形成され
、そのため端部では発光体層が一部表面に出てしまう。
通常発光体層膜は硫化物蛍光体膜からなり、したがって
酸化物や窒化物等の誘電体膜に比べて付着強度や耐食性
が悪く、プロセス中に剥離などが発生し、背面電極の断
線等の問題が生ずる。
酸化物や窒化物等の誘電体膜に比べて付着強度や耐食性
が悪く、プロセス中に剥離などが発生し、背面電極の断
線等の問題が生ずる。
本発明の目的は、この問題点を解決し、同ーマスクを使
って、第１誘電体層、ＥＬ発光体層、および第２誘電体
層の３つの層を形成しても、剥離等による背面電極の断
線が発生しない、長期間安定な薄膜ＥＬ素子の製造方法
を提供することである。
って、第１誘電体層、ＥＬ発光体層、および第２誘電体
層の３つの層を形成しても、剥離等による背面電極の断
線が発生しない、長期間安定な薄膜ＥＬ素子の製造方法
を提供することである。
課題を解決するための手段
本発明は、透明電極の形成された透光性基板上に、同ー
マスクを用いて、第１誘電体層、ＥＬ発光体層、および
第２誘電体層を順次積層して形成し、前記基板全体をエ
ツチングすることにより。
マスクを用いて、第１誘電体層、ＥＬ発光体層、および
第２誘電体層を順次積層して形成し、前記基板全体をエ
ツチングすることにより。
上記問題点が解決された。
作用
本発明によって、同ーマスクを用いて第１誘電体層、Ｅ
Ｌ発光体層、および第２誘電体層の３つの層を連続的に
形成した場合に形成膜の端部において一部表面に露出す
る発光体層をエツチングにより除去することで、主要構
成層の同一蒸着槽での連続形成を可能とし、薄膜ＥＬ素
子の製造時間が大幅に短縮された。また同一真空蒸着槽
中で第１誘電体層、ＥＬ発光体層、および第２誘電体層
の３つの層を形成するため、各膜間の密着性の良い高信
頼性の薄膜ＥＬ素子の製造が可能となった。
Ｌ発光体層、および第２誘電体層の３つの層を連続的に
形成した場合に形成膜の端部において一部表面に露出す
る発光体層をエツチングにより除去することで、主要構
成層の同一蒸着槽での連続形成を可能とし、薄膜ＥＬ素
子の製造時間が大幅に短縮された。また同一真空蒸着槽
中で第１誘電体層、ＥＬ発光体層、および第２誘電体層
の３つの層を形成するため、各膜間の密着性の良い高信
頼性の薄膜ＥＬ素子の製造が可能となった。
実施例
第１図は本発明の一実施例の製造方法を説明するための
図で、薄膜ＥＬ素子製造過程における素子の断面構造を
示したものであり、マスクを基板からＱ、５１１１１１
１の距離に離した状態で固定して、第１誘電体層、ＩＥ
Ｌ発光体層、および第２誘電体層の３つの層を形成する
ことにより１作製したものである。図において、１はガ
ラス基板であり、旭硝子製五Ｎ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６５０ｎＨの
錫添加酸化インジウム薄膜を形成し、ホトリソグラフィ
技術によりストライプ状に加工し透明電極２とした。そ
の上に成膜範囲の大きさの開口部を有するステンレス製
のマスク３を用いて、チタン酸ジルコン酸ストロンチウ
ムＩ：５ｒ（ＴｉｘＺｒ、−ｘ）Ｏ，：１を基板温度４
５０℃でスパッタリングすることにより厚さｓｏｏｎｍ
の第１誘電体層４を形成した。
図で、薄膜ＥＬ素子製造過程における素子の断面構造を
示したものであり、マスクを基板からＱ、５１１１１１
１の距離に離した状態で固定して、第１誘電体層、ＩＥ
Ｌ発光体層、および第２誘電体層の３つの層を形成する
ことにより１作製したものである。図において、１はガ
ラス基板であり、旭硝子製五Ｎ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６５０ｎＨの
錫添加酸化インジウム薄膜を形成し、ホトリソグラフィ
技術によりストライプ状に加工し透明電極２とした。そ
の上に成膜範囲の大きさの開口部を有するステンレス製
のマスク３を用いて、チタン酸ジルコン酸ストロンチウ
ムＩ：５ｒ（ＴｉｘＺｒ、−ｘ）Ｏ，：１を基板温度４
５０℃でスパッタリングすることにより厚さｓｏｏｎｍ
の第１誘電体層４を形成した。
更にその上には、マスク３を用いて共蒸着法により、基
板温度２００℃で厚さ４００ｎＥｌのマンガン添加硫化
亜鉛薄膜からなる！Ｌ発光体層６を形成した。続いてそ
の上に、タンタル酸バリウム〔ＢａＴａ２０６） を
スパッタリングすることにより厚さ２００ｎＩｎの第２
誘電体層ｅを形成した。
板温度２００℃で厚さ４００ｎＥｌのマンガン添加硫化
亜鉛薄膜からなる！Ｌ発光体層６を形成した。続いてそ
の上に、タンタル酸バリウム〔ＢａＴａ２０６） を
スパッタリングすることにより厚さ２００ｎＩｎの第２
誘電体層ｅを形成した。
図に示すように、マスク３を基板から浮かせると、第１
誘電体層４．ＩＥＬ発光体層６．および第２誘電体層６
の６膜がマスクの外側まで回り込んで形成されるが、Ｅ
Ｌ発光体層６は第１誘電体層４、および第２誘電体層６
に較べて、より外側まで回り込んで形成される。したが
って、置発光体層だけが直接ガラスの上に薄く形成され
る部分ができる。
誘電体層４．ＩＥＬ発光体層６．および第２誘電体層６
の６膜がマスクの外側まで回り込んで形成されるが、Ｅ
Ｌ発光体層６は第１誘電体層４、および第２誘電体層６
に較べて、より外側まで回り込んで形成される。したが
って、置発光体層だけが直接ガラスの上に薄く形成され
る部分ができる。
ＸＬ発光体層５は硫化亜鉛薄膜からなるため、ＥＬ発光
体層６だけが直接ガラスの上に薄く形成される部分では
、ＸＬ発光体層６と酸化物からなるガラスとの密着性が
悪く、また、第２誘電体層６によって覆われていないの
で、外部の水分と反応分解して剥離をおこしやすい。
体層６だけが直接ガラスの上に薄く形成される部分では
、ＸＬ発光体層６と酸化物からなるガラスとの密着性が
悪く、また、第２誘電体層６によって覆われていないの
で、外部の水分と反応分解して剥離をおこしやすい。
そこで、第２図に示すように、ガラス基板１１上に第１
誘電体層１２．および第２誘電体層１３が形成されてい
る範囲までをエツチングマスク１４を用いてマスキング
して、その外側の直接ガラスの上に薄く形成されるＥＬ
発光体層１６の不要部分１６だけをアルゴンガスプラズ
マによる逆スパツタ法にてアルゴンイオン１７によりド
ライエツチングしてけずりとり除去した。
誘電体層１２．および第２誘電体層１３が形成されてい
る範囲までをエツチングマスク１４を用いてマスキング
して、その外側の直接ガラスの上に薄く形成されるＥＬ
発光体層１６の不要部分１６だけをアルゴンガスプラズ
マによる逆スパツタ法にてアルゴンイオン１７によりド
ライエツチングしてけずりとり除去した。
このようにして、透明電極の形成されたガラス上に形成
した第１誘電体層、ＥＬ発光体層、および第２誘電体層
の上知、厚さ１５０ｎｍのム１を真空蒸着し、ホトリン
グラフィ技術により、透明電極２とは直交する方向にス
トライブ状の背面Ｉ極を形成し、薄膜ＥＬ素子を完成し
た。
した第１誘電体層、ＥＬ発光体層、および第２誘電体層
の上知、厚さ１５０ｎｍのム１を真空蒸着し、ホトリン
グラフィ技術により、透明電極２とは直交する方向にス
トライブ状の背面Ｉ極を形成し、薄膜ＥＬ素子を完成し
た。
そのあと、第１誘電体層、ＥＬ発光体層、および第２誘
電体層が形成されている範囲までをシート状のゼオライ
トを挿入した状態でシールガラスで封止して薄膜ＥＬパ
ネルを完成した。
電体層が形成されている範囲までをシート状のゼオライ
トを挿入した状態でシールガラスで封止して薄膜ＥＬパ
ネルを完成した。
この薄膜ＥＬパネルを温度８０℃、湿度９６％の環境で
１０００時間の連続点灯をおこなったところ、各膜間で
の剥離もなく、背面電極の断線も全く発生せず、はとん
ど表示品位の劣下がなかった。
１０００時間の連続点灯をおこなったところ、各膜間で
の剥離もなく、背面電極の断線も全く発生せず、はとん
ど表示品位の劣下がなかった。
それに対して、同ーマスクを基板から浮がせた状態で固
定して、第１誘電体層、ＥＬ発光体層、および第２誘電
体層の３つの層を形成し、第１誘電体層、および第２誘
電体層に較べて、より外側まで回り込んで形成されるＩ
ＣＩ、発光体層をドライエツチングせずに、その上に背
面電極を形成し。
定して、第１誘電体層、ＥＬ発光体層、および第２誘電
体層の３つの層を形成し、第１誘電体層、および第２誘
電体層に較べて、より外側まで回り込んで形成されるＩ
ＣＩ、発光体層をドライエツチングせずに、その上に背
面電極を形成し。
上述と同様の方法でシールして完成した薄膜ＥＬパネル
を温度８０℃、湿度９６％の環境で連続点灯をおこなっ
たところ、数時間でＥＬ発光体層だけが直接ガラスの上
に薄く形成される部分の上に形成される背面電極が剥離
し、その部分において多数の背面電極が断線し問題とな
った。
を温度８０℃、湿度９６％の環境で連続点灯をおこなっ
たところ、数時間でＥＬ発光体層だけが直接ガラスの上
に薄く形成される部分の上に形成される背面電極が剥離
し、その部分において多数の背面電極が断線し問題とな
った。
本実施例では、成膜時のマスクを基板から離して設けた
が、離したほうが膜の端部における断面形状がなだらか
になり、その上に形成される背面電極の断線防止には効
果が大きいが、マスクを基板と密着させて成膜を行った
場合でも効果は多少減少するがかまわない。マスクを離
す距離についても制約されるものではない。
が、離したほうが膜の端部における断面形状がなだらか
になり、その上に形成される背面電極の断線防止には効
果が大きいが、マスクを基板と密着させて成膜を行った
場合でも効果は多少減少するがかまわない。マスクを離
す距離についても制約されるものではない。
発光体層の不要部の除去に本実施例ではドライエツチン
グ法を用いたが、他の方法でもかまわないことは言うま
でもなく、例えばケミカルエツチング法を用いても良く
、その場合にはエツチング液としては市販の混酸アルミ
液を用いれば簡単に発光体層のみを選択的にエツチング
除去することができる。ドライエツチング法の利点とし
ては、エツチング工程も同一槽内でインラインの処理が
可能となる点である。この場合、本実施例ではエツチン
グマスクを用いたが１発光体層と誘電体層とのエツチン
グ速度の差を利用すれば、第２誘電体層をエツチングマ
スクとして使用でき、エツチングマスクを用いる必要が
なくなる。
グ法を用いたが、他の方法でもかまわないことは言うま
でもなく、例えばケミカルエツチング法を用いても良く
、その場合にはエツチング液としては市販の混酸アルミ
液を用いれば簡単に発光体層のみを選択的にエツチング
除去することができる。ドライエツチング法の利点とし
ては、エツチング工程も同一槽内でインラインの処理が
可能となる点である。この場合、本実施例ではエツチン
グマスクを用いたが１発光体層と誘電体層とのエツチン
グ速度の差を利用すれば、第２誘電体層をエツチングマ
スクとして使用でき、エツチングマスクを用いる必要が
なくなる。
ＥＬ発光体層は活性物質を含む硫化亜鉛（ＺｎＳ）を用
いることができる。活性物質としてはＭｎ、Ｃｔｌ。
いることができる。活性物質としてはＭｎ、Ｃｔｌ。
ムｇ、ムｕ、ＴｂＦ、、ＳｍＦｊ、ＫｒＦ、、ＴｍＦ、
、ＤｙＦ、。
、ＤｙＦ、。
ＰｒＦ、、ＸｕＦ３などが適当である。ＥＬ発光体層は
活性物質を含む硫化亜鉛以外のものでもよく、たとえば
活性物質を含むＳｒＳやＣａＳなどの電場発光を示すも
のであればよい。
活性物質を含む硫化亜鉛以外のものでもよく、たとえば
活性物質を含むＳｒＳやＣａＳなどの電場発光を示すも
のであればよい。
第１誘電体層に用いる酸化物誘電体膜の厚さは。
第２誘電体層より厚くしたほうが、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。
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１６以上が好ましかった。比誘電率が１
６より小さい場合、１００〜１ ｓｏｖの電圧で安定に
駆動できる薄膜１ｃＩ、素子を形成するのは困難であっ
た。このような酸化物誘電体薄膜としては、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５ｒＴｉ０５ 、ＳｒｘＭｇ
、−ｘＴｉｅ、、８ｒＴｉｘＺｒ、。
６より小さい場合、１００〜１ ｓｏｖの電圧で安定に
駆動できる薄膜１ｃＩ、素子を形成するのは困難であっ
た。このような酸化物誘電体薄膜としては、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５ｒＴｉ０５ 、ＳｒｘＭｇ
、−ｘＴｉｅ、、８ｒＴｉｘＺｒ、。
０５、あるいはＳｒｘＭｇ、−ｘＴｉ、Ｚｒ１−ｙＯ，
などのチタン酸ストロンチウム系の薄膜を、第１誘電体
層に用いることにより極めて安定な薄膜ＥＬ素子を構成
することができた。
などのチタン酸ストロンチウム系の薄膜を、第１誘電体
層に用いることにより極めて安定な薄膜ＥＬ素子を構成
することができた。
第２誘電体層の一つとしては、比誘電率が約２２のタン
タル酸バリウム系薄膜が適しており、タンタル酸バリウ
ム系薄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素子を形成するこ
とができた。このタンタル酸バリウム系薄膜は第一誘電
体層として用いても優れた特性を示し、高耐圧で安定な
薄膜ＥＬ素子を形成することができた。
タル酸バリウム系薄膜が適しており、タンタル酸バリウ
ム系薄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素子を形成するこ
とができた。このタンタル酸バリウム系薄膜は第一誘電
体層として用いても優れた特性を示し、高耐圧で安定な
薄膜ＥＬ素子を形成することができた。
発明の効果
本発明によって、第１誘電体層、ＥＬ発光体層、および
第２誘電体層の３つの層を同一槽内で連続的に形成する
ことが可能となり、薄膜ＥＬ素子の製造時間が大幅に短
縮することができ、各膜間の密着性の良い高信頼性の薄
膜ＩＥＬ素子の製造が可能となった。
第２誘電体層の３つの層を同一槽内で連続的に形成する
ことが可能となり、薄膜ＥＬ素子の製造時間が大幅に短
縮することができ、各膜間の密着性の良い高信頼性の薄
膜ＩＥＬ素子の製造が可能となった。
第１図は本発明の詳細な説明するための製造過程におけ
る薄膜ＥＬ、素子の構成を示す断面図。 第２図は本発明の製造法にかかるエツチング法を説明す
るための薄膜ＥＬ素子の構成を示す断面図である。 １・・・・・・ガラス基板、２・・・・・・透明電極、
３・・・・・・マスク、４・・・・・・第１誘電体層、
６・・・・・・ＥＬ発光体層。 ６・・・・・・第２誘電体層。
る薄膜ＥＬ、素子の構成を示す断面図。 第２図は本発明の製造法にかかるエツチング法を説明す
るための薄膜ＥＬ素子の構成を示す断面図である。 １・・・・・・ガラス基板、２・・・・・・透明電極、
３・・・・・・マスク、４・・・・・・第１誘電体層、
６・・・・・・ＥＬ発光体層。 ６・・・・・・第２誘電体層。
Claims (7)
- （１） 透明電極の形成された透光性基板上に、同ーマ
スクを用いて、第１誘電体層、ＥＬ発光体層、および第
２誘電体層を順次積層して形成する工程、および第１誘
電体層、ＥＬ発光体層、および第２誘電体層が順次積層
して形成された前記基板全体をエッチングする工程とを
含むことを特徴とする薄膜ＥＬ素子の製造方法。 - （２） 第１誘電体層、ＥＬ発光体層、および第２誘電
体層を形成する際、前記マスクを基板から浮かすことを
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。 - （３） 第１誘電体層、ＥＬ発光体層、および第２誘電
体層を形成した後、前記基板全体をドライエッチングす
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） 第１誘電体層、ＥＬ発光体層、および第２誘電
体層を形成した後、前記基板全体をケミカルエッチング
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
ＥＬ素子の製造方法。 - （５） 第１誘電体層がチタン酸ストロンチウム系薄膜
で構成されてい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。 - （６） ＥＬ発光体層がマンガンで活性化した硫化亜鉛
薄膜であ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。 - （７） 第２誘電体層がタンタル酸バリウム系薄膜で構
成されてい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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63041332A JPH01217884A (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63041332A JPH01217884A (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01217884A true JPH01217884A (ja) | 1989-08-31 |
Family
ID=12605566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63041332A Pending JPH01217884A (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01217884A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5888410A (en) * | 1996-04-01 | 1999-03-30 | Denso Corporation | Dry etching method and manufacturing method of manufacturing EL element using same |
-
1988
- 1988-02-24 JP JP63041332A patent/JPH01217884A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5888410A (en) * | 1996-04-01 | 1999-03-30 | Denso Corporation | Dry etching method and manufacturing method of manufacturing EL element using same |
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