JPH03250586A

JPH03250586A - 薄膜ｅｌパネルの電極形成方法

Info

Publication number: JPH03250586A
Application number: JP2311741A
Authority: JP
Inventors: Mayumi Inoue; 井上　真弓; Koji Matsunaga; 浩二松永; Tomizo Matsuoka; 富造松岡
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-01-11
Filing date: 1990-11-16
Publication date: 1991-11-08

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キャラクタやグラフィックスなどの表示に用い
る薄膜ＥＬパネルの形成方法に関するものであり、さら
に詳しくは薄膜ＥＬパネルの背面電極と外部導出電極の
形成方法に関するものである。

従来の技術従来より電場発光素子を用いた固体表示パネルとしてＸ
−Ｙマトリックス表示パネルが知られている。このパネ
ルは電場発光層の両面に水平電極群と垂直電極群とを互
いに直行するように配置し、それぞれの電極群に接続さ
れた給電線により切り換え装置を通して信号を加えて画
電極の交点部分の電場発光層を発光させ（この交点の発
光部分を絵素と称する）、発光した絵素の組み合わせに
よって文字や図形などを表示させるものである。以下、
水平電極群を透明電極、垂直電極群を背面電極と称する
。

ここで用いられる固定表示パネルとしては、通常ガラス
などの発光性基板上に透明電極を形成し、その上に第１
誘電体層、ＥＬ発光体層、第２誘電体層を順次積層し、
さらにその上に背面電極を下層の透明電極に直交する配
置で積層して形成する。

一般に透明電極としては平滑なガラス基板上に酸化錫や
錫添加酸化インジウム（以下ＩＴＯ膜と称する）を被着
する。対向する背面電極としてはアルミニウムなどの金
属膜（以下Ａｌ膜と称する）が真空蒸着などにより形成
される。

外部導出電極と背面電極は、従来から以下に示すような
形成方法が用いられていた。

（１）　　Ｎ　ｉ　／　Ｃｒなとの金属膜を、背面電極
の外部導出電極の形成される部分にメタルマスクを用い
て真空蒸着して外部導出電極を形成した後、ＡＩＷｌを
その所定開城に製膜し、レジストパターンを形成する。

その後エツチングを行い、背面電極を形成する方法。

（２）背面電極を形成した後、パネルの耐湿保護封止と
してガラス基板などを用いてＥＬ発光体層を覆うように
シーリングする。その後メツキ法によって外部導出電極
の形成される部分にＮｉメツキなどをして外部導出電極
を形成する方法。

（３）Ａｌ膜を形成した後、所定の外部導出電極の形成
される部分にＮｉ１Ｊｉを形成し、レジストパターンを
形成する。その後、順次エツチング（特開昭５９−２７
４９７）又は−括エッチングを行い（特開平１−１４２
０８９）、外部導出電極と背面電極を形成する方法。

（４〕　　外部導出電極と背面電極の形成される領域に
Ａｆｆｉ膜とＮｉ膜を一括製膜した後、レジストパター
ンを形成する。その後で順次エツチングを行い、外部導
出電極と背面電極を形成する方法（特公昭６Ｏ−５８７
９５）。

（５）外部導出電極と背面電極の形成される領域にＡｌ
ＩＩとＮｉ膜を一括製膜した後、レジストパターンを形
成する。その後、リン酸と硝酸と酢酸からなるエツチン
グ液を用いて一括エッチングを行い、外部導出電極と背
面電極を形成する方法（特公昭６３−４６１５１）。

発明が解決しようとする課題ところが（１）の方法の場合、メタルマスクの伸縮によ
るパターンのずれなどが原因で、背面電極を形成する場
合、外部導出電極と位置あわせの必要なフォトリソプロ
セスが非常に困難であった。また（２）の方法の場合、
電解メツキ法では共通電極が必要であり、その形成ある
いは除去プロセスが加わるためにプロセスが複雑になり
、一方、無電解メツキ法を行なった場合には、前処理液
などでガラスや透明電極のダメージが見られた。

（３）の方法の場合、Ａｌ膜とＮｉ膜を順次製膜した後
、レジストパターン形成をして順次または一括にエツチ
ングする。よって、製膜プロセスを２回行なった後で電
極形成をするが、エツチングを順次行う方法は、プロセ
スが複雑であるという問題点があった。

Ｎｉ１ｌｌとＡｆｔを一括エッチングできる溶液として
は、それぞれのエツチング液である塩酸と塩化第２鉄の
混液、あるいはリン酸と硝酸からなる水溶液が知られて
いる。しかしながら、前者の溶液では、塩酸濃度が大き
いと電極のパターンを所定の寸法に保つことが困難であ
り、逆に塩酸濃度が小さいとエツチングが不均一になる
という問題点があった。一方、後者の溶液では、Ｎｉ薄
膜の表面酸化膜が硝酸のみではエツチングしにくいため
に、エツチング速度が極端に遅くなり、実質的にはエツ
チングができない等の問題点があった。

また、Ｎｒの表面酸化膜をエツチングできるエツチング
液としてリン酸１，５モル／ｌ、硫酸１．０モル／ｌ，
硝酸５．０モル／ｌおよび酢酸９．０モル／ｌからなる
水溶液が射出ら（真空　第３２号　第９号　６９７）に
よって紹介されているが、この混合水溶液によってＮｒ
とＡｌの複合膜をエツチングした場合には、Ｎｉに対し
てＡｆｔ、のエンチング速度が非常に小さいために、−
括エッチングをするとパターン幅精度がよくなかった。

同じくリン酸３゜Ｏモル／ｌ，硫酸３．５モル／ＩＩ！
および硝酸１Ｏ００モル／ｌの混合水溶液が射出らによ
って紹介されているが、この場合には硝酸の濃度が非常
に大きいためにエツチング中にレジストが剥離するとい
う問題点があった。

（４）の方法の場合、ＡＩ！、膜とＮｉ膜を一括製膜す
るため、製膜プロセスは簡略化されるが、エツチングプ
ロセスを２回行なっている。

（５）の方法の場合、リン酸と硝酸と酢酸のエツチング
液では（３）で述べたように、Ｎｉ膜が均一にエツチン
グできない場合があった。

課題を解決するための手段本発明は、透光性基板上に、透明電極、第１誘電体層、
ＥＬ発光体層、第２誘電体層、背面電極を順次積層して
なる薄膜ＥＬパネルにおいて、前記背面電極と前記背面
電極及び前記透明電極の外部導出電極として、Ａｌを主
成分とする金属膜にＮｉを主成分とする金属膜を積層し
た複合膜を一括製膜し、前記複合膜を一括にリン酸３．
５〜１３．０モルフＮ、硫酸０．１〜９．０モル／ｌ、
硝酸０．１〜８．０モル／ｌおよび酢酸０．０〜８．０
モル／ｒからなる水溶液によってストライプ状に加工す
ることにより、前記の従来の問題点を解決したものであ
る。

作用ＡＮとＮｉの複合膜を一括製膜し、前記複合膜をその濃
度を最適化したリン酸と硫酸と硝酸と酢酸からなる水溶
液によって一括エノチングすることによって、薄膜ＥＬ
パネルの背面電極と外部導出電極を一括形成することで
ある。

実施例以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

実施例１第１図に示したように、ガラス基板上にＡｌ膜を真空蒸
着法により、２００ｎｍの厚さに形成し、その上にＮｉ
膜をやはり真空薫着により、２００ｎ？ｎの厚さで形成
した（ａ）。この複合膜にフォトリソプロセスにより、
ポジレジスト（マイクロポジット１４００−３１　　シ
ブレイ社製）を用いて、１６０μｍ幅のストライプ状レ
ジストパターンを形成した［有］）、この複合膜を、表
１に示した種々のエツチング液を用いて、２２℃で数分
間エツチング処理した（Ｃ）。その後、レジストを除去
しくｄ）、エツチングによって形成されたパターンを観
察した。

その結果を表１に示した。

（以　下　余　白）ここで混酸を用いたのは、複数の膜を一括に工７チング
してパターン形成するには一種類の酸ではできないから
である。８酸の働きを示すと、リン酸はＡｎのエツチン
グ液として、硫酸はＮｉの表面酸化膜を除去するために
、硝酸はＮｉのエツチングとＡｆを均一にエツチングす
るために、酢酸はこれらの酸の希釈剤として働いている
。また、水溶液中の８酸の濃度は、バターニング性（エ
ツチング速度の適否及びパターン幅の精度とレジスト耐
性）の総合評価により決定されたものである。

エンチング速度の適否の評価はＯと△と×に３種類に分
類して示した。ＯはＮｉのエツチング速度Ｌ　ＨとＡｎ
２のエツチング速度ｔ２の比１．／１゜が５以下のもの
、△は速度比が５より大きいもの、×はエツチングでき
ないものを示している。速度比が５より大きくなるとど
ちらか一方が、オーバーエンチングとなり、そのために
パターン幅が狭くなり、好ましくない。

パターン幅の精度はエツチング完了時のパターン幅Ｗ２
と初期のレジストパターン幅Ｗ１の差から３種類に分類
して示した。Ｏはその差が２％以下のもの、×は５％よ
り大きいもの、△は差が２％より大きく５％以下のもの
を示している。

レジスト耐性はエツチング中にレジストが剥離するもの
を×、エツチング後にレジストが剥離するものを△、全
く剥離しないものを○とした。

表１より明らかなように、サンプルＮα５，６゜７．１
４，１５，１６，１．７，２６，２７．２Ｂ。

３３．３４．３５のものが良いパターニング特性を示し
、Ｎａ、６において最も良い結果が得られた。

階１と２のように、リン酸濃度が３．５モル／ｌより少
なくなるとＡＩのエツチングが困難となるためにＡＩｌ
とＮｉの複合膜を一括してエツチングできなくなった。

また、Ｎｏ、１０のようにリン酸濃度が１３．０モル／
Ｅより多くなると、硫酸や硝酸の含量が少なくなるため
にＮｉのエツチングが困難となった。

階１１のように、硫酸の濃度が０の場合にはＮｉのエツ
チングができなかった。また漱１２と１３のように、硫
酸の濃度が０．５モル／７！より少一方、阻２１と２２
のように、硫酸の濃度が９．０モル／Ｉ２より多くなる
と、エツチング中にレジストが剥離した。

随２３のように、硝酸の濃度が００場合には、ＮｉとＡ
Ｐのエツチングができなかった。またＮＩＩＬ２４と２
５のように、０．５モル／ｌ，より少なくなると、Ｎｉ
とＡｌのエツチングが困難となった。

一方、Ｎｔ１３１と３２のように、８．０モル／ｌより
多くなるとエツチング中にレジストが剥離した。

またレジスト剥離についてはＮｏ、１８．１９゜２０．
２９．３０に示したように、硫酸と硝酸の濃度の合計が
８モル／ｌ以上の場合にはエンチング途中に剥離するも
のもあった。

酢酸の濃度については、硫酸は希釈剤として作用するた
め、含まれなくても水で代用が可能であるが、水を使用
した場合にはエツチング速度が低下しやすい。このため
酢酸を用いる方が有効であった。しかしながら、酢酸濃
度が８モル／ｌより多くなると、リン酸や流酸や硝酸の
含量が少なくなるために、随２や３日で示したように、
ＡＩのエツチング速度が１０ｎｍ以下となり、Ｎｉとの
エツチング速度の比が非常に大きくなり、そのためにＮ
ｉのパターン幅が狭くなったり、あるいはＮｉのエツチ
ング速度が１０ｎｍ以下となり、エツチングが非常に困
難となった。上記以外にも種々の混酸濃度でＮｉとＡｌ
の複合膜のエツチングを行なった。その結果、いずれの
場合においても、リン酸３．５〜１３．０モル／Ｌ　硫
酸０．１〜９．０モル／ｌ．硝酸０．１〜８６０モル／
ｌ，および酢酸０．０〜８．０モル／ｌ，からなる水溶
液とすることにより、Ａｌ膜とＮｉ膜を、−括にエツチ
ングすることが可能であった。しかしながら、パターン
精度の最適化、エツチングの高速化、フォトレジストの
密着性等を考えると、より望ましくは、リン酸７．０〜
１０．０モル／ｊ２．硫酸０．５〜４．０モル／ｌ、硝
酸０．５〜４．０モル／ｌおよび酢酸０．０〜３．０モ
ル／ｊ２のエツチング液を用いれば、１０インチ相当の
ガラス基板上に形成するＡｌ膜とＮｉ膜を、１００枚以
上−括にパターン精度よくエツチングすることが可能で
あった。

実施例２本発明の第２実施例を第２図（断面図）と第３図（上面
図）を参照しながら説明する。

透光性基板１上に透明電極２を形成する（ｅ）。その上
に第１誘電体層３を形成する（ｆ）。その上にＥＬ発光
体層４を形成する（ｇ）、その上に第２誘電体層５を形
成する（ハ）、最後にＡｌ膜６゛とＮｉ膜７”を連続製
膜する０）。フォトリソグラフィーによりレジストパタ
ーンを形成した後（ｊ）、リン酸と硫酸と硝酸と酢酸の
混合水溶液を用いて、Ｎｉ膜６′　とＡＮ膜７′をエン
チングして背面電極及び外部導出電極とするａｃＪ、以
上のプロセスで本発明の実施例の薄膜ＥＬパネルを完成
した。

以下に作製プロセスをより詳しく説明する。ガラス基板
ｌ上にスパッタリング法により基板温度４５０℃で厚さ
６００ｎｍのＩＴＯ膜を形成した後、所定のマスクを用
いてフォトリソグラフィーとエツチングによりストライ
プ状に加工し、透明電極を形成した（ｅ）、その上に第
１誘電体層とじてアルミナ膜を基板温度２００°Ｃでス
パッタリング法により、厚さ３００ｎｍに形成した（ｆ
）。その上に共蒸着法により、基板温度２００°Ｃで厚
さ５００ｎｍのマンガン添加硫化亜鉛膜からなるＥｌ、
発光体層４を形成した（ｇ）。５５０℃の真空中で１時
間熱処理して発光体層の活性化をした後、第２誘電体層
としてタンタル酸バリウム薄膜を、基板温度１５０°Ｃ
でスパッタリング法により厚さ２００ｎｍの第２誘電体
層５を形成した（ハ）。最後に、実施例１と同様に、厚
さ２５０ｎｍのＡｌ膜と厚さ３００ｎｍのＮｉ膜を基板
温度２００°Ｃで所定の製膜領域に連続製膜した後（ｉ
）、フォ）　ＩＪソゲラフイーによりレジストパターン
を形成し、表１に示したＮα６のリン酸と硫酸と硝酸と
酢酸の混合水溶液を用いて３０°ＣでＮｉ膜とＡ２膜を
エンチングし、レジストパターンを除去して、背面電極
及び外部導出電極を形成した０）。

以上のプロセスで作製した薄膜ＥＬパネルは、発光体層
のダメージも少な（、歩留まりよく薄膜ＥＬパネルを作
製できた。

以上の実施例では、薄膜ＥＬパネル作製プロセスにおけ
る複合膜（Ｎｉ／Ａｊりの一括エソチングの場合を示し
たが、本発明で用いたエツチング液はこれに限定される
ものではなく、液晶パネルやプラズマデイスプレィパネ
ルなどの電極形成用エツチング液としても用いることが
できるものである。

発明の効果本発明は、透光性基板上に、透明電極、第１誘電体層、
ＥＬ発光体層、第２誘電体層、背面電極を順次積層して
なる薄膜ＥＬパネルにおいて、前記背面電極と前記背面
電極及び前記透明電極の外部導出電極として、Ａｌを主
成分とする金属膜にＮｉを主成分とする金属膜を積層し
た複合膜を用い、前記複合膜を一括にリン酸３．５〜１
３．０モル／ｌ、硫酸０．１〜９．０モル／ｌ、硝酸０
．１〜８．０モル／ｆおよび酢酸０．０〜８．０モル／
ｌからなる水溶液によってストライプ状に加工すること
を特徴とする薄膜ＥＬパネルの電極形成方法であり、こ
れに用いるエツチング液である。本発明によれば、外部
導出電極を背面ｉｔ極と一括形成できるため、製造工程
を簡略化でき製造コストを下げることができる。また、
本発明により作製した薄膜ＥＬパネルは、安価かつ高倍
転性である。

【図面の簡単な説明】

第１図は外部導出電極と背面電極の形成プロセスを示す
フォトリソプロセスの断面図、第２図は本発明の薄膜Ｅ
Ｌパネルの作成プロセスを示す断面図、第３図はその上
面図である。１・・・・・・ガラス基板、２・・・・・・透明電極、
３・・・・・・第１誘電体層、４・・・・・・蛍光体層
、５・・・・・・第２誘電体層、６゛・・・・・・Ａｌ
膜、６・・・・・・Ａｆｌｉ極、７　・・・・・・Ｎｉ
膜、７・・・・・・Ｎｉ電極、８″・・・・・・複合膜
（Ｎｉ／Ａｌ！、）、８・・・・・・背面電極及び外部
導出電極（Ｎｊ／Ａｊり。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）透光性基板上に、透明電極，第１誘電体層，ＥＬ
発光体層，第２誘電体層，背面電極を順次積層してなる
薄膜ＥＬパネルにおいて、前記背面電極と前記背面電極
及び前記透明電極の外部導出電極として、Ａｌを主成分
とする金属膜にＮｉを主成分とする金属膜を積層した複
合膜を用い、前記複合膜を一括にリン酸３．５〜１３．
０モル／ｌ，硫酸０．１〜９．０モル／ｌ，硝酸０．１
〜８．０モル／ｌ，および酢酸０．０〜８．０モル／ｌ
からなる水溶液によってストライプ状に加工することを
特徴とする薄膜ＥＬパネルの電極形成方法。
（２）水溶液の濃度が、リン酸７．０〜１０．０モル／
ｌ，硫酸０．５〜４．０モル／ｌ，硝酸０．５〜４．０
モル／ｌおよび酢酸０．０〜３．０モル／ｌとすること
を特徴とする請求項（１）記載の薄膜ＥＬパネルの電極
形成方法。
（３）Ａｌを主成分とする金属膜にＮｉを主成分とする
金属膜を積層した複合膜を一括にストライプ状に加工す
るために用いるリン酸３．５〜１３．０モル／ｌ，硫酸
０．１〜９．０モル／ｌ，硝酸０．１〜８．０モル／ｌ
および酢酸０．０〜８．０モル／ｌからなるエッチング
液。