JPH0155757B2 - - Google Patents

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JPH0155757B2
JPH0155757B2 JP58231343A JP23134383A JPH0155757B2 JP H0155757 B2 JPH0155757 B2 JP H0155757B2 JP 58231343 A JP58231343 A JP 58231343A JP 23134383 A JP23134383 A JP 23134383A JP H0155757 B2 JPH0155757 B2 JP H0155757B2
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zns
electrode
transparent
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Nissan Motor Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26Materials of the light emitting region
    • H01L33/28Materials of the light emitting region containing only elements of Group II and Group VI of the Periodic Table
    • H01L33/285Materials of the light emitting region containing only elements of Group II and Group VI of the Periodic Table characterised by the doping materials

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 技術分野 本発明は、膜剥れがなく歩留りのよい多色発光
薄膜ELパネルの製造方法に関する。
(ロ) 従来技術 従来、ELパネルで多色を発光させようとする
試みが種々なされており、特開昭54−155789号に
は透明基板上に異なる発光色を呈する領域を複数
層積層させて混合発光させるようにした多色発光
薄膜EL素子が提案されている。このEL素子は構
造上混合色は得られるが単色は得られず、しかも
混合色も一種類の色に限定されてしまう。
多色発光でしかも発光色が変えられるEL素子
パネルとしては、たとえばSID(Society of
Information Display)のシンポジウム ダイジ
エスト 1982年 第128頁〜第129頁に示されてい
るようなものがある。第1図はこの文献に開示さ
れている多色発光薄膜ELパネルを示しており、
透明電極1が形成された基板ガラス2の上に、透
明な絶縁膜(たとえばY2O3)3と、不純物とし
てMnを添加したZnS:Mn膜4と、透明な絶縁膜
(たとえばY2O3)5とを順次それぞれ5000Å〜
10000Åの膜厚で真空蒸着法などで積層する。透
明な絶縁膜5の上には所望のパターンの透明な中
間電極6を形成し、この中間電極6の上に再び透
明な絶縁膜(たとえばY2O3)7と、不純物とし
てTbF3を添加したZnS:TbF3膜8と、透明な絶
縁膜(たとえばY2O3)9とをそれぞれ2000Å〜
10000Åの膜厚で積層する。その後この透明な絶
縁膜9の上と、透明電極1と交差する中間電極6
の上とにAl電極10,11をそれぞれ形成する。
このような構造のパネルに1KHz200Vrms程度
の交流電圧を印加すると図のDの方向に橙色、G
の方向に緑色の発光を呈する。すなわち中間電極
6と基板側の透明電極1との間に交流電圧12を
印加すると、両電極に挾まれるZnS:Mn膜4が
励起されて橙色に発光し、この橙色の発光は透明
な絶縁膜3、透明電極1、基板ガラス2を通過し
てパネルの外へ放出される。一方中間電極6と
Al電極10との間に交流電圧13を印加すると、
両電極に挾まれるZnS:TbF3膜8が励起され緑
色に発光し、この緑色発光はそれぞれ透明な絶縁
膜5、ZnS:Mn膜4、透明な絶縁膜3および基
板ガラス2を通過してパネルの外へ放出される。
ただし第1図では橙色を発色する領域と緑色を発
色する領域とが平面的にずれているように表現さ
れているが、実際はそうではなく同一の領域であ
る点注意を要する。
上記例では、橙色と緑色の2色の発光色である
が、透明な絶縁膜3とZnS:TbF3膜8の代りに
次のような不純物を添加したZnS膜を用いること
により、異なる色での発光が可能である。すなわ
ち不純物としてPrF3を添加すると白、DyF3を添
加すると黄、TmF3を添加すると青になる。また
上記例では2色発光であるが、Al電極10を透
明な中間電極とし、その上に絶縁膜−ZnS膜−絶
縁膜−透明電極(ただし最後はAl電極)の4層
を重ねた構造とすることにより3色以上の発光色
を得ることが原理的に可能である。
このような多色発光薄膜ELパネルにおいては、
中間電極の上に、絶縁膜−ZnS膜−絶縁膜−中間
電極の4層構造を色の数だけ重ねて多色発光させ
ているために次のような問題があつた。
(1) 発光色の数をNとすると、パネル上での膜の
積層数は(4N+1)と膨大な数になり、膜を
重ねていくうちに膜剥れが発生しやすく、歩留
りが悪い。経験的に最も膜剥れの発生しやすい
場所はZnS膜とその上の絶縁膜との間と、中間
電極とその上の絶縁膜との間である。
(2) 透明な中間電極6はホトリゾグラフイーでパ
ターン形成されるが、化学的な性質上酸系のエ
ツチヤント(たとえばiTO(酸化インジウムと
酸化スズとの混合物)膜ではH2O:HCl:
HNO3=1:1:0.1の混合液)を用いる。こ
のため酸に極めて弱い下部ZnS:Mn膜4がエ
ツチングの際、透明な絶縁膜5のピンホールや
クラツクを通して浸入してきたエツヤチントに
侵され、歩留りが悪くなる。(蒸着マスクを用
いても中間電極6は形成できるが1mm以下の微
細パターンの形成には実用的でない)。
(3) 上記問題(1)、(2)の発生率は発光色が増えるに
従つて指数関数的に増大するため、歩留りを考
慮すると工業的に実現可能な発光色の数は2〜
3色にとどまるため色彩面に関する造形上の要
求に充分答えられず、商品性に乏しい。
(ハ) 発明の目的および構成 本発明は上記の点にかんがみてなされたもの
で、透明基板上の透明電極と背面電極との間に異
なる発光色を有する複数の発光層を挾持して成る
薄膜ELパネルを膜剥れせず歩留りよく製造する
ことを目的とし、そのために、透明電極と背面電
極との交差領域に異なる発光色の発光層をリフト
オフ法で発光層どうしが重ならないように形成す
るに当り、発光層の蒸着温度に耐えるレジストを
用いるとともに発光層の蒸着に先立つて透明基板
温度を発光層蒸着温度にまで加熱するようにした
ものである。
(ニ) 実施例 以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第2図は本発明方法により製造した多色発光薄
膜ELパネルの一実施例の断面構造を示しており、
21は基板ガラス、22は透明電極、23,26
はY2O3などの透明な絶縁膜で、絶縁膜26の上
にはAl電極27aと27bとが設けられている。
一方透明な絶縁膜23と26との間にはZnS:
Mn膜24とZnS:TbF3膜25とが設けられてお
り、これらの膜24,25の面積はそれぞれAl
電極27aと透明電極22とが交差する面積およ
びAl電極27bと透明電極22とが交差する面
積よりも大きい。透明電極22とAl電極27a
との間に1KHz200Vrms程度の交流電圧28を印
加すると、ZnS:Mn膜24が橙色に発光する。
また透明電極22とAl電極27bとの間に交流
電圧29を印加すると、ZnS:TbF3膜25が緑
色に発光する。
次に上記ELパネルの製造方法を第3図に示し
た工程図を用いて説明する。
良く洗浄した基板ガラス21のiToやIn2O3
どの透明導電膜を蒸着しホトリゾグラフイで透明
電極22a,22bを形成する(A工程)、つづ
いて絶縁膜23をスパツタリングや抵抗線加熱法
などの手法で約5000Åの膜厚に蒸着する(B工
程)。
次にZnS:Mn膜24およびZnS:TbF3膜25
の形成であるが、これにはリフトオフ法(フオト
リゾグラフイの一種)を用いる。すなわち絶縁膜
23の上に少なくとも150℃の熱に耐え且つ酸系
の現像液、剥離液を使用しないレジスト(たとえ
ば東京応化株式会社製OFPR−800)30を塗布
し、後に橙色の発光をさせるべき画素を含むくり
抜き部31を形成する(工程C)。
次にくり抜き部31を有するレジスト30上に
全面にわたつて基板温度約150℃でZnS:Mn膜2
4′を電子ビーム蒸着機などで約8000Åの厚さに
蒸着する(工程D)。
つづいて剥離液につけると、ZnS:Mn膜2
4′はレジスト30にくり抜き部31に相当する
部分24を残してすべてレジストと一緒に取り除
かれる(工程E)。上記工程C、D、Eがリフト
オフ法である。
再び工程C〜Eと同様の工程を行い、こんどは
ZnS:TbF3膜25を形成する(工程F)。
その後真空中で500℃で1時間程度の熱処理を
行つた後、ZnS膜を覆うようにY2O3などの絶縁
膜26を約5000Åの厚さで蒸着する(工程G)。
最後に基板全面に渡つてAlを約3000Åの厚さ
で真空蒸着し、ホトリゾグラフイを用いてAl電
極27a,27bを形成する(工程H)。
このようにして作製した薄膜ELパネルの透明
電極22とAl電極27との間に交流電圧を印加
すると、透明電極22aとAl電極27aとが交
差する部分(画素に相当する)および透明電極2
2bとAl電極27bとが交差する部分(画素に
相当する)では橙色の発光が透明電極22aと
Al電極27bとが交差する部分および透明電極
22bとAl電極27aとが交差する部分では緑
色の発光が得られる。なお、第2図は第3図Hの
Z−Z′断面図である。
第2図から明らかなように、薄膜ELパネルの
基本構造は透明電極−絶縁膜−ZnS膜−絶縁膜−
Al電極の5層構造であり、発光色の数すなわち
ZnS膜の数とは無関係に常に一定(5層)であ
る。従つて、従来の多段積層による膜剥離の問題
は解決され、3色以上の多色パネルも容易に製作
できる。
また透明な中間電極を設ける必要がないから、
中間電極の酸系エツチヤントで下部のZnS膜が侵
されるおそれは全くない。さらにリフトオフ法を
用いてZnS膜の選択形成を行つているので、1mm
以下の微細パターンの多色パネルの製作が可能で
ある。
第4図は本発明による方法で製造した多色発光
薄膜ELパネルの他の実施例の断面構造を示して
おり、この実施例は片側絶縁型薄膜ELパネルの
例で、第2図に示した実施例におけるZnS膜の下
の絶縁膜23がないことが特徴である。
図において、40は基板ガラス、41はiToな
どの透明電極、42および43はそれぞれ前の実
施例と同様にリフトオフ法で形成されたZnS:
Mn膜およびZnS:TbF3膜、44は真空蒸着され
たY2O3などの絶縁膜、45a,45bは真空蒸
着後、ホトリゾグラフイで形成されたAl電極で
ある。
このELパネルの製造方法はZnS膜の下に絶縁
膜を設ける蒸着工程がない点を除けば第2図の実
施例と同じであるので説明は省略する。
この実施例はZnS膜の下に絶縁膜がないパネル
の例であるが、この他にZnS膜の上に絶縁膜がな
い片側絶縁型薄膜ELパネルや絶縁膜が全くない
薄膜ELパネルにも本発明が適用できることは言
うまでもない。
第5図は本発明による方法で製造した多色発光
薄膜ELパネルのさらに他の実施例の断面構造を
示す。
図において50は基板ガラス、51は透明電
極、52,54はそれぞれZnS:Mn膜、ZnS:
TbF3膜、53はY2O3などの絶縁膜、55a,5
5bはAl電極である。この実施例も片側絶縁型
ELパネルの例であるが、絶縁膜の位置がZnS:
Mn膜52とZnS:TbF3膜54とでは異なる。
基板ガラス50に透明電極51を形成した後、
まずZnS:Mn膜52をリフトオフ法を用いて選
択蒸着する。次にY2O3などの絶縁膜53を真空
蒸着する。つづいて再びリフトオフ法を用いて
ZnS:TbF3膜54を選択蒸着する。最後にAlを
蒸着した後ホトリゾグラフイでAl電極55a,
55bを形成する。
上記実施例ではいずれもZnSの選択蒸着の手段
としてリフトオフ法を用いたが、表示パターンの
精度がそれほど要求されない場合には蒸着マスク
を用いてもよい。
(ホ) 発明の効果 以上説明したように、本発明においては透明基
板上の透明電極と背面電極との間に発光色の異な
る複数の発光層を発光層どうしが重ならないよう
にリフトオフ法により形成するに当り、発光層の
蒸着温度に耐えるレジストを用いるとともに発光
層の蒸着に先立つて透明基板温度を発光層蒸着温
度にまで加熱するようにしたので、膜剥れの発生
がなくなり歩留りが向上し、酸系エツチヤントに
よりZnS膜が侵食されるおそれが全くなくなり、
パネルの歩留り、信頼性が向上する。また同一基
板上で3色以上の高輝度の多色発光が実現でき
る。さらにZnS膜の選択蒸着の手段としてリフト
オフ法を用いると、1mm以下の微細パターンを有
するパネルで多色化ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の多色発光薄膜ELパネルの構造
を示す断面図、第2図は本発明の製造方法により
製作された多色発光薄膜ELパネルの一実施例の
構造断面図、第3図は第2図に示した多色発光薄
膜ELパネルの製造方法の工程図、第4図は本発
明の製造方法により製造された多色発光薄膜EL
パネルの他の実施例の構造断面図、第5図は本発
明の製造方法により製造された多色発光薄膜EL
パネルのさらに他の実施例3の構造断面図であ
る。 1,22,22a,22b,41,51……透
明電極、2,21,40,50……基板ガラス、
3,5,7,9,23,26,44,53……絶
縁膜、4,24,24′,42,52……ZnS:
Mn膜、6……中間電極、8,25,43,54
……ZnS:TbF3膜、10,27,27a,27
b,45a,45b,55a,55b……Al電
極、12,28……交流電圧、30……レジス
ト、31……くり抜き部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 透明基板上の透明電極と背面電極との間に、
    発光色の異なる複数の発光層を発光層どうしが重
    ならないように形成する多色発光薄膜ELパネル
    の製造方法において、前記透明電極上に発光層形
    成部分を除いて発光層の蒸着温度に耐えるレジス
    トを形成する工程と、前記透明基板温度を発光層
    の蒸着温度まで加熱する工程と、発光層を蒸着す
    る工程と、前記発光層形成部分を除いて剥離液に
    より前記発光層を前記レジストと共に除去する工
    程とを含むことを特徴とする多色発光薄膜ELパ
    ネルの製造方法。
JP58231343A 1983-12-09 1983-12-09 多色発光薄膜elパネルの製造方法 Granted JPS60124393A (ja)

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