JPH02274573A - 端面発光型ｅｌ素子アレイの製作方法 - 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、薄膜技術を用いて端面発光型ＥＬ素子を基板
上に連設する端面発光型ＥＬ素子アレイの製作方法に関
するものである。

従来の技術 近年、電子写真方式のプリンタの発展などに伴い、各種
発光素子が開発された。このような発光素子としてはＥ
Ｌ（エレクトロルミネセンス）素子などが存するが、こ
れは不足しがちな発光輝度の改善が望まれていた。そこ
で、上面が発光する従来のＥＬに比して１００倍程の発
光輝度を示す端面発光型ＥＬが開発された。これは、薄
膜状の活性層を誘電体層で囲んで先導波路を形成したも
ので、活性層の端面から極扁平な光が照射されるように
なっており、その輝度の高さからプリンタヘッドなどへ
の利用が期待されている。

そこで、このような＃面発光型ＥＬを連設した端面発光
型ＥＬ素子アレイ１の構造を第９図及び第１０図に基づ
いて説明する。まず、端面発光型ＥＬ素子２の構造を第
１０図に基づいて説明する。

この端面発光型ＥＬ素子２では、活性元素を含む硫化亜
鉛等からなる薄膜状の活性層３を上下から誘電体層４，
５で囲み、この上下面に電極６．７を形成している。そ
して、この端面発光型ＥＬ素子アレイｌでは、基板８上
に薄膜技術等により層形成した下部電極層（図示せず）
をドライエツチング等でパターニングして、複数個の端
面発光型ＥＬ素子２に導通する共通電極形の下部電極９
を形成し、この下部電極９の上に、薄膜技術により積層
形成した前記各層３〜５と上部電極層１０とをドライエ
ツチング等でパターニングして分割することにより、複
数個の端面発光型ＥＬ素子２を形成する。そこで、下部
電極９と上部電極層１０とに導通したマトリクス配線用
の電極（図示せず）を形成するなどして、この端面発光
型ＥＬ素子アレイ１は製作されている。

このような構成において、この端面発光型ＥＬ素子アレ
イｌは、下部電極９と上部電極層１０とに駆動回路（図
示せず）をマトリクス接続して各端面発光型ＥＬ素子２
を選択的に発光させるなどして電子写真方式のラインヘ
ッド等に利用される。

発明が解決しようとする課題 上述のような端面発光型ＥＬ素子アレイ１は高電圧で駆
動されるため、水分による劣化が進行しやすい。このた
め、マトリクス配線を形成した後に湿気等を遮断する保
護膜（図示せず）を形成するなどして、端面発光型ＥＬ
素子アレイ１を湿気等から防止するようにしているが、
下部電極９と上部電極層１０とにマトリゲス配線用の接
続端子を配線する過程などでは、各端面発光型ＥＬ素子
２の切断面が雰囲気と接触している。従って、雰囲気内
の蒸気やクリーニング水等のために、端面発光型ＥＬ素
子２の層間や保護膜との間に水分が入り込む可能性が高
い。このため、端面発光型ＥＬ素子アレイｌは性能が安
定せず信頼性が低い。

課題を解決するための手段 基板上に導電層を形成し、この導電層をエツチングして
各々所定数の端面発光型ＥＬ素子と導通するブロック電
極を形成し、これらブロック電極の上にＥＬ素子層と上
部電極層とを順次積層形成し、これらＥＬ素子層と上部
電極層とをパターニングして複数個の端面発光型ＥＬ素
子を分割形成し、これら端面発光型ＥＬ素子を含む基板
全面に透光性を有する保護膜を形成し、この保護膜をエ
ツチングしてブロック電極の端部を露出させた端子部と
端面発光型ＥＬ素子の上部電極層まで到達したコンタク
トホールとを形成し、これらコンタクトホールを被うよ
うに導電層を形成し、この導電層をエツチングして各ブ
ロックの所定の端面発光型ＥＬ素子と導通する共通電極
を形成するようにした。

作用 分割形成した端面発光型ＥＬ素子を含む基板全面に透光
性を有する保護膜を形成し、この保護膜をエツチングし
てブロック電極の端部を露出させた端子部と端面発光型
ＥＬ素子の上部電極層まで到達したコンタクトホールと
を形成し、これらコンタクトホールを被うように形成し
た導電層をエツチングして各ブロックの所定の端面発光
型ＥＬ素子と導通する共通電極を形成するようにしたこ
とにより、端面発光型ＥＬ素子は分割形成の次工程で保
護膜に被われて、端面発光型ＥＬ素子の切断面が雰囲気
と接触する時間が極めて短いので、端面発光型ＥＬ素子
の層間や保護膜との間に水分が入り込む可能性が低い。

実施例 本発明の実施例を第１図ないし第６図に基づいて説明す
る。そこで、本実施例の端面発光型ＥＬ素子アレイ１４
の製作工程を第１図（ａ）〜（ｊ）。

第２図（ａ）〜（ｊ）に例示する。まず、第１第２図（
８月こ図示するように、予め洗浄した平滑性の高いガラ
ス基板１５上に、各々導電層である厚さ５００人のＣｒ
からなる第一下部電極層１６と厚さ５０００人のＴｉか
らなる第二下部電極層１７′とを順次積層形成する。

つぎに、第１第２図（ｂ）に図示するように、複数個の
端面発光型ＥＬ素子と導通するように、素子アレイ方向
に細長い共通電極状に前記第二下部電極層１７′のみを
フォトエツチングしてブロック電極１７を形成する。こ
の時、前記第一第二下部電極層１６．１７’は材質が異
なるため、選択的エツチングは容易に行なわれる。

そこで、第１第２図（Ｃ）に図示するように、これら第
一下部電極層１６とブロック電極１７どの上に、厚さ３
０００人のＹ、０．からなる誘電体層１８、Ｍｎをドー
プした厚さ１００００人のＺｎＳからなる活性層１９、
厚さ３００（＋へのＹ、　Ｏ，からなる誘電体層２０を
順次電子ビーム蒸着等で積層してＥＬ素子層２１を形成
する。そして、このＥＬ素子層２１の上にスパッタリン
グで厚さ１００ＯＡのＣｒ膜を形成した後、このＣｒ膜
の前記ブロック電極１７と対向する部分をフォトエツチ
ングで除去して上部電極層２２を形成する。

つぎに、第１第２図（ｄ）に図示するように、イオンミ
リング装置２３により、前記各層１８〜２２と第一下部
電極層１６とを連続的にエツチングして、複数個の端面
発光型ＥＬ素子２４を形成する。この場合、イオンミリ
ング装置２３ではアルゴンイオンによる物理的なエツチ
ングが行なわれるので、反応ガスによるドライエツチン
グ等とは異なり、物性の異なる積層膜も連続的にエツチ
ングされる。なお、イオンミリング装置２３とは、第３
図に例示するような、真空槽２５内に導入したアルゴン
ガス（図示せず）をカソード２６から放出した電子によ
りイオン化し、このアルゴンイオンを試材に誘導してエ
ツチングを行なうと云うものであり、アルゴンイオンの
入射方向に対して試材を傾斜させて配置することでエツ
チング面の角度を調節することができる。そこで、この
アルゴンイオンの入射角θ＝３０°として実際に端面発
光型ＥＬ素子を製作したところ、第４図（ａ）に図示す
るように、その発光端面２７の形状は端面発光型ＥＬ素
子２４の光照射方向に対して大きく傾斜した不適当なも
のとなった。そこで、アルゴンイオンの入射角０を上部
電極層２２がら活性層１９まではθ＝５″　下方の誘電
体層１８ではθ＝１ｏ。

とし、第−下部型＠層１６及びガラス基板１５ではθ＝
１５’　としてエツチングを行なうことで、第４図（ｂ
）に図示するような、光照射方向に対して略直角で平滑
性の高い良好な発光端面２７が得られた。この時、厚さ
５０００人のＴｉからなる前記第二下部電極層１７’は
エツチングされる速度が遅いので、第一第二下部電極層
１６．１７’はＥＬ素子層２１のように分断される恐れ
がなく、容易かつ確実にブロック電極１７が形成される
。

そこで、第１第２図（ｅ）に図示するように、上述のよ
うにして得られた端面発光型ＥＬ素子アレイ１４の上に
、厚さ５０００Ａの窒化シリコン層（ＳｉＮｘ）により
透光性を有する保護８２８をプラダマＣＶＤ法で全面に
形成する。この時、スパッタリング法や蒸着法に比して
立体形状への膜形成が良好なＣＶＤ法により保護膜２８
を形成したので、これはステップカバレッジも良好で生
産性が良好である。

つぎに、第１第２図（ｆ）に図示するように、感光性を
有するポリイミド樹脂を前記保護膜２８の全面にロール
コーダ等で塗布し、フォトリソグラフィ法で前記発光端
面２７を露出させると共にプレホール２９を形成した後
、熱硬化させてポリイミド樹脂１１ｇ３０を形成する。

なお、本工程を省略しても端面発光型ＥＬ素子アレイ１
４の製作は可能であるが、このポリイミド樹脂膜３０を
形成することで、端面発光型ＥＬ素子２４の間隙が平坦
化されて後述する共通電極３１の形成が容易となり、さ
らに、この共通１！極３１と前記上部１ａ極層２２との
絶縁が確実になるため、装置の生産性及び特性の向上が
期待できる。

そこで、第１第２図（ｇ）に図示するように、前記保護
ｇ２８をＣＦ４ガスでドライエツチングして、ブロック
電極１７の末端を露出させて端子部３２を形成すると共
に、前記ブレホール２９を介してコンタクトホール３３
を形成する。

そして、第１第２図（ｈ）に図示するように、スパッタ
リングで前記コンタクトホール３３を被うように形成し
た厚さ１μｍのアルミからなる導電層を、フォトエツチ
ングでパターニングして四本の前記共通！［３１を形成
する。この時、各共通電極３１は前記コンタクトホール
３３を介して端面発光型ＥＬ素子２４と導通し、この共
通′Ｉ！を極３１と前記ブロック電極１７とにより、端
面発光型ＥＬ素子アレイ１４のマトリクス配線が形成さ
れる。

つぎに、第１第２図（ｉ）に図示するように、製品の信
頼性耐久性等の向上のために、前記端子部３２及び発光
端面２７以外の部分を被うように、エポキシレジン等を
スクリーン印刷してコーテイング膜３４を形成すること
で、基板１５上に端面発光型ＥＬ素子アレイ１４が連設
されたものが得られる。

そして、第１第２図（ｊ）に図示するように、この基板
１５を分断することで、多数の端面発光型ＥＬ素子アレ
イ１４が一度に得られる。

そこで、第７図に例示するように、上述のようにして得
た端面発光型ＥＬ素子アレイ１４に、異方導電性フィル
ム３５を介して駆動回路３６を接続することなどにより
、小型で高性能なラインヘッド（図示せず〕等を製作で
きる。

発明の効果 本発明は上述のように、分割形成した端面発光型ＥＬ素
子を含む基板全面に透光性を有する保護膜を形成し、こ
の保護膜をエツチングしてブロック電極の端部を露出さ
せた端子部と端面発光型ＥＬ素子の上部電極層まで到達
したコンタクトホールとを形成し、これらコンタクトホ
ールを被うように形成した導電層をエツチングして各ブ
ロックの所定の端面発光型ＥＬ素子と導通する共通電極
を形成するようにしたことにより、端面発光型ＥＬ素子
は分割形成の次工程で保護膜に被われて、端面発光型Ｅ
Ｌ素子の切断面が雰囲気と接触する時間が極めて短いの
で、端面発光型ＥＬ素子の層間や保護膜との間に水分が
入り込む可能性が低く、内部劣化が少なく性能が安・定
した端面発光型ＥＬ素子アレイを得ることができ、しか
も、透光性を有する保護膜の上にポリイミド樹脂膜を積
層形成することで、端面発光型ＥＬ素子間の間隙を平坦
にして共通電極の形成を容易化すると共に共通電極と上
部電極層との絶縁を確実にすることもでき、特性が良好
な保護膜を生産性高く形成することもできる等の効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図（ａ）〜（ｊ）は本発明の実施例を示
す端面発光型ＥＬ素子アレイの製作工程図、第３図はイ
オンミリング装置の説明図、第４図（ａ）、（ｂ）は端
面発光型ＥＬ素子の縦断側面図、第５図は端面発光型Ｅ
Ｌ素子アレイの斜視図、第６図は正面図、第７図は使用
状態の説明図、第８図は回路図、第９図は従来例の斜視
図、第１Ｏ図は端面発光型ＥＬ素子の斜視図である。 １４・・・端面発光型ＥＬ素子アレイ、１５・・・基板
、１６．１７’・・・導電層、１７・・・ブロック電極
、２１・・・ＥＬ素子層、２２・・・土部電極層、２４
・・・端面発光型ＥＬ素子、２７・・・発光端面、２８
・・・保護膜、３０・・・ポリイミド樹脂膜、３１・・
・共通電極（導電層）、３２・・・端子部 出　願　人　　　東京電気株式会社 二軍 −あ ｌＬ図 Ｊ Ｊ：）　Ａｂ 」０沼ｔＵａω刃

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に導電層を形成し、この導電層をエッチング
   して各々所定数の端面発光型ＥＬ素子と導通するブロッ
   ク電極を形成し、これらブロック電極の上にＥＬ素子層
   と上部電極層とを順次積層形成し、これらＥＬ素子層と
   上部電極層とをパターニングして複数個の端面発光型Ｅ
   Ｌ素子を分割形成し、これら端面発光型ＥＬ素子を含む
   基板全面に透光性を有する保護膜を形成し、この保護膜
   をエッチングして前記ブロック電極の端部を露出させた
   端子部と前記端面発光型ＥＬ素子の上部電極層まで到達
   したコンタクトホールとを形成し、これらコンタクトホ
   ールを被うように導電層を形成し、この導電層をエッチ
   ングして各ブロックの所定の端面発光型ＥＬ素子と導通
   する共通電極を形成するようにしたことを特徴とする端
   面発光型ＥＬ素子アレイの製作方法。 ２、透光性を有する保護膜の全面に感光性を有するポリ
   イミド樹脂膜を形成し、このポリイミド樹脂膜をエッチ
   ングして端面発光型ＥＬ素子の発光端面を露出させると
   共に前記ブロック電極まで到達したコンタクトホールを
   形成し、前記ポリイミド樹脂膜を熱硬化させて絶縁層を
   形成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の端
   面発光型ＥＬ素子アレイの製作方法。