JPH0256893A - 薄膜ｅｌパネル - 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】 の１ 本発明は文字９図形等の情報をドツトマトリクス表示す
る薄膜ＥＬマトリクス型デイスプレィパネルに関するも
のである。

従迷！ＩＬ１ 例えば、薄膜ＥＬマトリクス型デイスプレィパネルの構
造例を第６図を参照しながら説明する。

尚、第６図の右半分はＸ方向の断面図、左半分はＸ方向
と直交するＹ方向の断面図である。第６図において、１
は透光性基板であるガラス基板、２はこのガラス基板１
上に形成されたマトリクス型薄膜ＥＬ素子である。

この薄膜ＥＬ素子２における３は上記ガラス基板１上に
１．Ｔ、Ｏ等を蒸着法によりＹ方向を長手方向としてＸ
方向に定ピツチで多数のストライプ状に形成した透明電
極、４は透明電極３及びガラス基板１上に、Ａｅ２０３
やＹ２Ｏ３等を蒸着又はスパッタ法で形成した透明な第
１の絶縁層、５はこの第１の絶縁層４上にＺｎＳ　：　
Ｍｎ等を蒸着法等で形成した発光層、６はこの発光層５
上に、Ａｅ２０ａやＹ２Ｏ３等を蒸着やスパッタ法によ
り形成した透明な第２の絶縁層、７は第２の絶縁層６上
にＸ方向を長手方向としてＹ方向に定ピツチで多数のス
トライプ状に形成したＭ蒸着膜による背面電極である。

尚、上記薄膜ＥＬ素子２を囲繞するように、逆皿状のカ
バーガラス８をガラス基板１上に接着材を介して固着す
ることにより、薄膜ＥＬマトリクス型デイスプレィパネ
ルが構成され、更に上記ガラス基板１とカバーガラス８
からなる外囲器内に、薄膜、Ｅ　Ｌ素子２の耐湿性を向
上させるためシリコンオイルや乾燥空気等の絶縁性保護
流体が封入される（特開昭５７−７０８６号公報）。こ
の薄膜ＥＬマトリクス型デイスプレィパネルでは、透明
電極３と背面電極７が第７図に示すようにマトリクス状
に交差して、多数のマトリクス状の画素ｍ、ｍ・・・を
形成する。この透明電極３と背面電極７の各−端部は、
１本おきにガラス基板１の反対側の周辺部上まで延設さ
れ、この画電極３，７の延設端部間に駆動電圧を選択的
に印加すると、発光層５の画素部分が選択的に発光して
所望の情報のドツトマトリクス表示が行われる。

ところで、上記薄膜ＥＬ素子２の形成時、第１の絶縁層
４１発光層５及び第２の絶縁層６の膜厚が均一になるよ
うに積層形成するのは困難で、上記各層４，５．６の膜
厚が薄い箇所でピンホールが発生し易かった。ごの結果
、透明電極３と背面電極７間に駆動電圧を印加した際、
第１の絶縁層４、発光層５及び第２の絶縁層６に発生し
たピンホールを介して、上記透明電極３と背面電極７間
で放電現象が生じて画電極３，７が絶縁破壊される。こ
こで、上記背面電極７は、導電性や第２の絶縁層６に対
する接着性が良好で、比較的高融点（６６０℃）を有す
るＭ製のものであるため、上述のように透明電極３と背
面電極７間で絶縁破壊が発生すると、Ｍでは蒸発飛散機
能が乏しい故に、その破壊域ａがスポット状となる自己
回復型絶縁破壊（第８図参照）に留まらず、第９図に示
すように破壊域すが背面電極７の全面に亘って急速に拡
がる伝播型絶縁破壊へと至る。このように伝播型絶縁破
壊が発生して背面電極７の全面に亘って破壊域すが形成
されると、その背面電極７の画素ｍの断線により、その
画素ｍから給電点とは逆方向の全画素ｍ、　ｍ・・・が
すべて発光不能となってその表示機能が大幅に低下する
という問題点があった。

そこで、上記問題点を解決するための手段として、前記
背面電極７を、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｔ１．
Ｂｉ及びｓｂの群から選ばれたＡｌよりも低融点の金属
材料の１種、または２種以上の上記金属材料の合金で形
成したものが開発されている（特開昭６２−２４３２９
０）。これは、蒸発飛散機能を有するＡｌよりも低融点
の金属材料を使用するため、透明電極３と背面電極７間
で絶縁破壊が発生した場合、上記背面電極７での破壊点
周辺部分を比較的低電流レベルで瞬時に蒸発飛散させる
。このように破壊域がスポット状となる自己回復型絶縁
破壊を積極的に形成して伝播型絶縁破壊を回避し、背面
電極での断線を未然に防止している。

ところが、上記材質のうち、特にＳｎなどの材質で形成
した背面電極７を有する薄膜ＥＬマ）　ＩＪクス型デイ
スプレィパネルでは、パネルの動作中又は高温状態での
放置中、時間の経過と共に徐々に上記背面電極７に使用
したＳｎなどの金属が、第７図に示すように背面電極７
の端部ＰからホイスカーＷとなって成長し、そのホイス
カーＷの先端がついに隣接する背面電極と接触し、電極
を短絡させるという問題点が新たに生じてきた。電極が
短絡すると、電流が増大し駆動用ＩＣ損傷する恐れがあ
る。又、発光しないはずの電極にも電圧がかかって発光
してしまう等誤動作することにもなる。

そこで本発明の目的は、万一ホイスカーが成長しても容
易に隣接する背面電極を短絡しないような薄膜ＥＬパネ
ルを提供することにある。

、の 本発明は前記問題点に鑑みて提案されたもので、上記目
的を達成するための技術的手段は、透光性基板上に、ス
トライプ状の透明電極、第１の絶縁層９発光層、第２の
絶縁層及びＭより低融点の金属材料を使用したストライ
プ状の背面電極を順次積層形成してなる薄膜ＥＬ素子を
有する薄膜ＥＬパネルにおいて、隣接するストライプ状
の背面電極間に、この電極の厚みよりも十分に厚い、断
面形状が逆山形の絶縁層を形成させたものである。

１皿 本発明に係る薄膜ＥＬパネルによれば、Ｓｎ等のＡｌよ
りも低融点の金属材料からなる隣接背面電極の間に、こ
の電極の厚みよりも十分に厚い、断面形状が逆山形の絶
縁層を形成させたから、透明電極と背面電極間で絶縁破
壊が発生しても、自己回復型絶縁破壊を積極的に形成し
て伝播型絶縁破壊を回避すると共に、背面電極端からホ
イスカーが成長しても、背面電極間に形成した特殊形状
の絶縁層の働きによって、ホイスカーの成長方向を隣接
する背面電極から避けるよう規制し、背面電極間の短絡
を防止するものである。

更五■ 本発明に係る薄膜ＥＬパネルの一実施例を第１図を参照
しながら説明する。尚、第１図の右半分はＸ方向の断面
図、左半分はＸ方向の断面図である。第１図において、
９は透光性基板で蘂るガラス基板、１０はこのガラス基
板９上に形成された薄膜ＥＬ素子である。この薄膜ＥＬ
素子１０における１１は上記ガラス基板９上に、１．Ｔ
、Ｏ等を蒸着法等によりＸ方向を長手方向としてＸ方向
に定ピツチで多数のストライプ状に形成した透明電極、
１２は透明電極１１及びガラス基［９上にＡｅ２０３や
Ｙ２Ｏ３等を蒸着又はスパッタ法で形成した透明な第１
の絶縁層、１３はこの第１の絶縁層１２上に、ＺｎＳ：
Ｍｎ等を蒸着法等で形成した発光層、１４はこの発光層
１３上に、Ｍ２Ｏ３やＹ２Ｏ３等を蒸着やスパッタ法に
より形成した透明な第２の絶縁層、１５はＡｌよりも低
融点の金属材料１例えばＳｎからなるストライプ状の背
面電極、１６は本発明の主要構成部である形状が逆山形
の絶縁層で、電子ビーム蒸着、スパッタ、ＣＶＤなどの
成膜手段により、Ｍ！２０３１５ｉ０２．　Ｔａ２０５
　＋　５１３Ｎ４　＋Ｙ２Ｏ３等の絶縁物材料にて形成
されたものである。絶縁層１６の厚みは背面電極１５の
厚みより十分に厚いことが必要であり、背面電極１５（
通常は厚みが０．２〜０．６μｍ程度である）より１．
５倍以上、望ましくは２倍以上の厚みにする必要がある
。本発明の目的からすれば絶縁層１６は厚ければ厚い程
よいが、形成上の問題やその他の問題により実用上の上
限は２〜３μｍ程度である。

本発明の目的であるホイスカーの短絡防止のためには、
絶縁層１６の厚みは重要なファクターであるが、別の重
要なファクターは絶縁層１６の断面形状である。望まし
い断面形状の実施例について第２図を使用して説明する
。第２図は、第１図の背面電極１５．絶縁層１６及び絶
縁層１６の側端部に形成したテーパ部１７を示す部分拡
大断面図である。本発明による絶縁層１６の断面形状は
第２図に示すように逆山形であることが特徴であり、そ
のテーパ部１７は上方に拡がる形状１７ａを有している
。このテーパ部１７の特殊形状による作用によって、背
面電極１５の端部から成長したホイスカーは隣接する背
面電極１５から避けるようその方向を曲げられ、しかも
絶縁層１６を越えて成長することが困難となるので、隣
接する背面電極の短絡を防止できる。

更に、絶縁層１６の形状について他の実施例を第３図に
示す。第３図も第２図と同様に、背面電極部付近の部分
拡大断面図である。第３図では絶縁層１６は、逆山形で
あると同時に、テーパ部１７が凹形に曲線を描いた形状
１７ｂである。このように凹形の曲線を描いているため
にボイスカーが成長してテーパ部１７にあたった場合、
より容易に方向を曲げられ、絶縁層１６を越えにくくな
る。したがって、この形状では、より効果的に電極間の
短絡を防止できる。

次に、本発明の主要構成部である逆山形の絶縁層１６の
具体的な形成方法について第４図を使用して説明する。

第４図は概略工程の説明図である。

第４図ａは第２の絶縁層１４まで形成した薄膜ＥＬ素子
の表面に全面に亘って所定厚さ（約０．２μｍ）のＳｎ
等の背面電極用の金属薄膜１５Ａを形成したものである
。

次に、第４図すに示すように金属薄膜１５Ａ上に通常の
ＰＲ工程により所定のストライプ状にパターンニングさ
れた山形のフォトレジスト１８を形成する。レジスト形
状は逆山形にならないように注意する必要がある。

次に第４図Ｃに示すように、フォトレジスト１８は溶解
しないが金μ薄膜１５Ａは溶解するようなエンチング液
によって、金属薄１１ｕ１５Ａをストライプ状にエツチ
ングする。金属薄膜１５Ａの形状は山形が望ましいので
、オーバーエツチングにならないよう注意が必要である
。

次に第４図ｄ、に示すように、蒸着、スパッタ等の成膜
手段によって、全面に５ｔ０２＋　Ｍ’２０３等の絶縁
層１６を所定厚みに形成する。

最後に第４図ｅに示すように、フォトレジスト１８及び
フォトレジス）１８の上に付着している不要な絶縁層ｌ
ｅａを除去すると、逆山形の絶縁層１．６と背面電極１
５が形成される。ここで、逆山形の絶縁層を形成するた
めには第４図す及びＣのフォトレジスト形状と、第４図
Ｃに示す金属薄膜形状を必ず山形にしておかなければな
らない。

さて、以上の絶縁層形成方法はエツチングによって背面
電極を形成する場合の実施例であるが、＋１フトオフで
背面電極を形成する場合の絶縁層形成方法について第５
図の概略工程図を使用して説明する。

第Ｓ図ａに示すように第２の絶縁層１４を形成した薄膜
ＥＬ素子の上に、所定のストライブ状にフォトレジスト
１９を断面形状が山形になるようパターンニングし、そ
の上から背面電極用の金属薄膜１５Ｂ（例えばＳｎ）を
形成する。次に第５図すに示すように、アセトン等でフ
ォトレジスト１９を除去すると断面形状が逆山形の背面
電極１５が形成される。

次に第５図Ｃに示すように、背面電極１５上にフォトレ
ジスト２０をパターンニング形成する。

この時、レジスト２０の端部が山形になるように注意す
る。

次に、第５図ｄに示すように、絶縁層１６を形成し、最
後に第５図ｅに示すようにフォトレジスト２０及びフォ
トレジスト２０上に付着している不要な絶縁層ｔａｂを
除去すると、逆山形絶縁層１６と背面電極１５が形成で
きる。

ｌ暖Δ夏敦 本発明に係る薄膜ＥＬパネルによれば、Ｓｎ等のＡｌよ
りも低融点の金属材料からなる隣接背面電極の間に、こ
の電極よりも十分ｌ厚い断面形状が逆山形の絶縁層を形
成させたから、透明電極と背面電極間で絶縁破壊が発生
しても、自己回復型絶縁破壊を積極的に形成して伝播型
絶縁破壊を回避できるので背面電極の断線を未然に防止
できる。

また背面電極からホイスカーが発生し成長しても、背面
電極間に形成した特殊形状の絶縁層の働きによって、ホ
イスカーの成長方向が規制され、背面電極間の短絡を未
然に防止することができて、信頼性の高い薄膜ＥＬパネ
ルを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る薄膜ＥＬパネルの一実施例を示す
断面図で、右半分はＸ方向の断面図、左半分はＸ方向の
断面図、第２図、第３図は絶縁層の形状を示す部分拡大
断面図、第４図、第５図は絶縁層の形成方法を説明する
ための概略工程図である。 第６図は従来の薄膜ＥＬパネルの構造例を示す断面図で
、右半分はＸ方向の断面図、左半分はＸ方向の断面図、
第７図は薄膜ＥＬパネルでの画素とホイスカーを示す部
分平面図、第８図は背面電極での一自己回復型絶縁破壊
を示す部分平面図、第９図は背面電極での伝播型絶縁破
壊を示す部分平面図である。 ９・・・・・・透光性基板、 １０・・・・・・薄膜ＥＬ素子、 １１・・・・・・透明電極、 １２・・・・・・第１の絶縁層、 １３・・・・・・発光層、 １４・・・・・・第２の絶縁層、 １５・・・・・・背面電極、 １６・・・・・・絶縁層、 １７・・・・・・絶縁層のテーパ部。 第 図 第 図 慣 図 ］４ ］４ 第 図 （α） ｆｂ） ｒｃ） （ｄ） ／ｆ？） 第 図 （α） （ｂ） （Ｃ） （ｄ”１ （１？）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　透光性基板上に、ストライプ状の透明電極，第１の絶
   縁層，発光層，第２の絶縁層及びＡｌよりも低融点の金
   属材料を使用したストライプ状の背面電極を順次積層形
   成してなる薄膜ＥＬ素子を有する薄膜ＥＬパネルにおい
   て、 　隣接する背面電極間に、この電極の厚みよりも十分に
   厚く、断面形状が逆山形の絶縁層を形成したことを特徴
   とする薄膜ＥＬパネル。