JPH08185978A - Ｅｌ表示器とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ピンホールやステップカバーの不良部から表面
処理液が侵入してもダメージを受けないこと。 【構成】ＥＬ素子１０は、無アルカリガラスから成るガ
ラス基板９上に、ＩＴＯをＤＣスパッタにより成膜され
た第一電極層２、ＳｉＯＮとＴａＡｉＯの２層から成る
絶縁層５、ＺｎＳ：０．８％ＭｎまたはＺｎＳ：３．６
％ＴｂＯＦから成る発光層４、ＺｎＯ：２．６％Ｇａか
ら成る第二電極層としての背面電極層１から構成され
る。また、背面電極層１の接続端子２’はＩＴＯから成
り、第一絶縁層２の形成時に同時に形成され、背面電極
層１の形成後、外部接続用にハンダ付けを行うため、Ｎ
ｉから成る金属層３、３’が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄膜ＥＬ素子を用いた
ＥＬ表示器において、その製造の過程で化学処理による
損傷を受けない電極構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＥＬ素子を用いて発光パターンを
形成するには、ガラス基板上に第一電極層、発光層、絶
縁層、背面電極層（第二電極層）を所定のパターンに積
層形成して構成するのが一般的方法である。上記二つの
電極層の一方に例えば、ＩＴＯのような酸化物透明電極
層を用い、他方に不透明な電極層を用いれば、非透過型
のＥＬパネルとなり、両方に透明電極層を用いれば、透
過型のＥＬパネルとなる。

【０００３】これら各層のパターン形成をフォトエッチ
ングプロセスにより行う場合には、第一電極層と背面電
極層とが同じ材質である場合、背面電極層のエッチング
液により第一電極層が再エッチングされるため、第一電
極層を何らかの方法で保護しておくか、或いは、多少エ
ッチングされても問題がないような設計をする必要があ
るが、そのために第一電極層を保護する工程が増えた
り、設計上の自由度が減少することがある。

【０００４】この工程増加や設計の自由度の減少を避け
るためには、第一電極層を比較的エッチングされにくい
材質で形成し、背面電極層をエッチングされやすい材質
で形成すればよく、さらには、背面電極層のエッチング
液で、第一電極層、絶縁層、発光層が劣化、或いは、浸
食することのない材質の背面電極層を選定すればよい。
そして、これら各層を形成した後、背面電極層を非発光
領域、即ち、外部との接続を行う領域まで伸ばし、この
領域で、例えば、ハンダの接続が可能な金属層を介して
ハンダ付けを行い、ハンダ層を形成し、背面電極層の接
続を行うことができる。

【０００５】上記構成から成る従来のＥＬ素子２０の構
成を図４及び図５に示す。ＥＬ素子２０は、ガラス基板
９上にＩＴＯから成る第一電極層２、絶縁層５、発光層
４、絶縁層５、ＺｎＯから成る背面電極層（第二電極
層）１が順次積層され、第一電極層２と背面電極層１と
が直交して配置されることにより構成されている。ま
た、第一電極層２側の外部との接続端子は、発光層４の
領域外において、第一電極層２上にＺｎＯ、そのＺｎＯ
上にハンダとの接続が容易なＮｉから成る金属層３が積
層形成されることにより構成されており、背面電極層１
側の接続端子は、同じく発光層４の領域外において、背
面電極層１上にハンダとの接続が容易なＮｉから成る金
属層３’が形成されることにより構成されており、図４
中のＢ−Ｂ断面を示したものが図５である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
金属層３’の上にハンダ層を設ける際に、メッキなどの
化学反応で形成する場合、背面電極層１がエッチングの
容易な物質で形成されていると、図６に示されるように
金属層３’中にピンホールが存在したり、或いは、背面
電極層１のパターンエッジ部に電圧印加時に電界集中が
発生し、ステップカバー部に不良部が存在すると、これ
らの箇所を通じて背面電極層１にメッキ液が侵入し、背
面電極層１がダメージを受けるという問題がある。

【０００７】従って、本発明の目的は、ハンダ接続のた
めの金属層のピンホールやステップカバー不良部からメ
ッキ液等の表面処理液が侵入してもダメージを受けない
ＥＬ表示器とその製造方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の構成は、絶縁基板上において、第一電極層
と、背面電極としての第二電極層との間に少なくとも発
光層を挟持した構成のＥＬ素子と、第一電極層及び第二
電極層と外部との電気的接続のための配線ランドとを備
えたＥＬ表示器であって、第二電極層はエッチング可能
な材料で構成され、ＥＬ素子における発光層領域外の絶
縁基板上に形成され、第二電極層よりもエッチング性に
劣る材料で構成された連結配線層を具備し、該連接配線
層が第二電極層と配線ランドとに接続されていることを
特徴とする。

【０００９】また、第二の発明の構成は、連結配線層を
構成するエッチングの困難な材料は、第一電極層を構成
する材料であることを特徴とする。

【００１０】第三の発明の構成は、第二電極層を構成す
る他の下層よりエッチングの容易な材料は、ＺｎＯまた
はその混合物であることを特徴とする。

【００１１】第四の発明の構成は、連結配線層を構成す
る第二電極層よりエッチングの困難な材料は、Ｔａ、Ｎ
ｉ、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、ＩＴＯのいずれかであることを特
徴とする。

【００１２】第五の発明の構成は、第一電極層及び連結
配線層は、成膜後にパターンエッジが丸められたことを
特徴とする。

【００１３】第六の発明の構成は、第一電極層と連結配
線層とが絶縁基板上に同一材料で同時に形成されたこと
を特徴とする。

【００１４】第七の発明の構成は、絶縁基板上に、第一
電極層、発光層、絶縁層、背面電極としての第二電極層
が積層形成されて構成されたＥＬ素子と、第一電極層及
び第二電極層と外部との接続のための配線ランドとを備
えたＥＬ表示器の製造方法であって、第二電極層を他の
下層を形成する材料よりエッチングの容易な材料で形成
し、第一電極層と、第一電極層と同じ材料で構成された
連結配線層とを絶縁基板上に同一工程にて形成し、ＥＬ
素子における発光層領域外の絶縁基板上に、第二電極層
と配線ランドとを連結配線層に接続することを特徴とす
る。

【００１５】第八の発明の構成は、ＥＬ表示器の製造方
法は、さらに、第一電極層及び連結配線層の成膜後にパ
ターンエッジを丸める平坦化処理工程を有することを特
徴とする。

【００１６】

【作用及び効果】ガラス基板上に、第一電極層、発光
層、絶縁層、背面電極層（第二電極層）を順次積層形成
してＥＬ素子を形成する際に、背面電極層のエッチング
液によって他の層が浸食されないようにするために、背
面電極層をエッチングされやすい材質で形成する。一
方、背面電極層上に外部との接続のためのハンダとの接
続可能な金属層を形成した後、メッキなどの化学反応に
よって金属層上にハンダ層を形成する。

【００１７】このとき、金属層中にピンホールが存在し
たり、背面電極層にパターンエッジがあると、このパタ
ーンエッジ部に電界集中が作用することによってステッ
プカバー部に不良箇所が発生する。このピンホールやス
テップカバーの不良部からメッキ液が侵入し、それによ
り背面電極層が浸食を受けることがあるため、メッキ液
の侵入を防止する、或いは、メッキ液が侵入しても背面
電極層が浸食を受けないようにする必要がある。

【００１８】よって、第一の作用は、発光層領域外の絶
縁基板上において、背面電極層と配線ランドとの間に、
エッチングの困難な耐薬品性材料から成る連結配線層を
接触して形成し、その効果は、ハンダ層との接続のため
の配線ランド（金属層）にピンホールが存在し、そのピ
ンホールからメッキ液が侵入したとしても、背面電極層
は耐薬品性であるため浸食されることがなく、接続不良
等によるトラブルを防ぐことができる。（請求項１〜請
求項４、請求項６、請求項７）

【００１９】また、第二の作用は、連結配線層及び第一
電極層のパターン形成時にテーパエッチングを行うこと
により、または、パターン形成後に平坦化処理を行い、
パターンエッジを丸め、電圧印加時に電界集中が起きに
くい構造とし、その効果は、ステップカバー部に不良箇
所が発生しにくくなり、よりＥＬ表示器の品質向上を図
ることができる（請求項５、請求項８）

【００２０】第三の作用は、連結配線層を形成する耐薬
品性材料を第一電極層と同じ材料とし、絶縁基板上に第
一電極層の形成時に連結配線層も同一工程で形成するこ
とにより、その効果として、ＥＬ素子の製造をより効率
よく行うことができる。（請求項６〜請求項８）

【００２１】

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図１は、本発明の第一実施例として、第一電極
層２にエッチングされにくい透明材料としてＩＴＯ（Ｉ
ｎ₂ Ｏ₃ −１０％ＳｎＯ）を用い、背面電極層（第二電
極層）１にエッチングの容易な透明材料としてＺｎＯを
用いた構成を示したものである。

【００２２】ＥＬ素子１０は、無アルカリガラス（日本
電気ガラス（株）製）から成るガラス基板９上に、ＩＴ
ＯをＤＣスパッタにより成膜された第一電極層２、Ｓｉ
ＯＮとＴａＡｉＯ（Ｔａ₂ Ｏ₅ −６％Ａｌ₂ Ｏ₃ ）の２
層から成る絶縁層５、ＺｎＳ：０．８％ＭｎまたはＺｎ
Ｓ：３．６％ＴｂＯＦからなる発光層４、ＳｉＯＮとＴ
ａＡｉＯ（Ｔａ₂ Ｏ₅ −６％Ａｌ₂ Ｏ₃ ）の２層から成
る絶縁層５、ＺｎＯ：２．６％Ｇａから成る背面電極層
１から構成され、図中のＡ−Ａ断面図を図２に示す。

【００２３】第一電極層２に用いられるＩＴＯは比較的
エッチングされにくい物質であるが、この段階では、ガ
ラス基板９を浸食しないエッチング液であればよく、本
実施例では５０ｖｏｌ％ＨＣｌに少量の酸化剤を添加し
た腐食性の高いエッチング液を用いた。

【００２４】ＩＴＯの成膜後、フォトエッチング工程に
よりパターニングを行うが、従来は、ＩＴＯ膜を第一電
極層２としてのみ用いていたため図４に示されるように
背面電極層１に直交する方向にのみ形成したが、本実施
例ではＩＴＯ膜を背面電極層１の外部との接続端子とし
ても用いるために、同時に背面電極層１の連結配線層と
しての接続端子２’も形成する。

【００２５】このＩＴＯ膜は、フォトエッチング時にテ
ーパエッチングを行うか、パターニング後に平坦化処理
を行ってパターンエッジを丸め、電圧印加時に電界集中
が起きにくい形状にしている。尚、この平坦化処理は、
背面電極層１の接続端子２’に対しても実施する。

【００２６】絶縁層５はＲｆスパッタリング装置により
成膜し、発光層４は、発光色が黄橙色の場合はＺｎＳ：
０．８％Ｍｎを蒸着装置により成膜し、発光色が緑色の
場合はＺｎＳ：３．６％ＴｂＯＦをＲｆスバッタリング
装置により成膜する。このとき、第一電極層２の直上の
絶縁層５は、場合によっては省略することも可能であ
る。

【００２７】２層目の絶縁層５の成膜終了後、ＩＴＯ及
び他の層よりもエッチングの容易なＺｎＯ：２．６％Ｇ
ａ透明導電膜を背面電極層１としてイオンプレーティン
グ装置により成膜する。この成膜後、フォトエッチング
によりバターニングする際に、ＩＴＯ膜から成る接続端
子２’に一部重ねるような電極形状にエッチングする。
このとき、背面電極層１のエッチング液による他の膜へ
のダメージを避けるため、エッチング液には弱酸（数％
の酢酸）を用いるため、他の膜はエッチングされること
はない。

【００２８】背面電極層１のパターニング後、第一電極
層２及び背面電極層１の接続端子２’上にハンダ付けを
行うための金属層３及び３’（配線ランド）としてＮｉ
を成膜し、フォトエッチングによりパターニングを行
う。金属層３及び３’の成膜には、エッチング液として
５０ｖｏｌ％ＨＮＯ₃ を用いたが、このエッチング液に
よってＩＴＯがエッチングされることはほとんどなく、
また、金属層３及び３’の成膜領域を限定することによ
り、このエッチング液が直接ＩＴＯに接しないような配
置をとることも可能である。また、背面電極層１は離れ
ているため、フォトレジストでカバーし、エッチング液
を防止してもよい。

【００２９】上記構成にて形成されたＥＬ素子１０の第
一電極層２及び背面電極層１の外部との接続部にハンダ
メッキを施すと、図３に示されるように、背面電極層１
の接続端子２’はパターニング時に形成されたエッジが
取れて平坦化されており、ハンダメッキ前処理液（不動
態層除去）及びメッキ液の侵入を防ぐことができる。

【００３０】また、Ｎｉから成る金属層３’にピンホー
ルが存在し、これらの液の侵入があっても、接続端子
２’はエッチングされにくいため、メッキ液等によるダ
メージを受けることがない。さらに、背面電極層１の接
続端子２’を第一電極層２と同じ材質とすることで、接
続端子２’の形成を第一電極層２の形成時に同一の工程
にて行うことができるため、ＥＬ素子１０の製造を効率
よく行える。

【００３１】上記に示されるように、本発明によれば、
背面電極層１の外部との接続のための耐薬品性の接続端
子２’を設けるとともに、接続端子２’のパターンエッ
ジを丸める平坦化処理を施すことにより、接続端子２’
のステップカバー部からメッキ液等の侵入を防止し、万
一金属層３’のピンホールからメッキ液等の侵入があっ
ても、それにより接続端子２’が浸食されることがな
く、ＥＬ素子１０の品質が向上する。また、背面電極層
１の接続端子２’を第一電極層２と同じ材質とすること
で、第一電極層２の形成時に同時に接続端子２’を形成
することができ、効率のよいＥＬ素子１０の製造を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる第一実施例の構成を示した模式
図。

【図２】本発明に係わる第一実施例の断面の構成を示し
た断面図。

【図３】本発明に係わる第一実施例の背面電極層接続部
におけるメッキ液侵入を示した模式図。

【図４】従来のＥＬ素子の構成を示した模式図。

【図５】従来のＥＬ素子の断面の構成を示した断面図。

【図６】従来の背面電極層の接続部のメッキ液による浸
食を示した模式図。

【符号の説明】

１ 背面電極層（第二電極層） ２ 第一電極層 ２’ 背面電極層の接続端子 ３ 金属層（第一電極層側） ３’ 金属層（背面電極層側） ４ 発光層 ５ 絶縁層 ９ ガラス基板 １０、２０ ＥＬ素子

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁基板上において、第一電極層と、背面
   電極としての第二電極層との間に少なくとも発光層を挟
   持した構成のＥＬ素子と、 前記第一電極層及び前記第二電極層と外部との電気的接
   続のための配線ランドとを備えたＥＬ表示器であって、 前記第二電極層はエッチング可能な材料で構成され、 前記ＥＬ素子における発光層領域外の前記絶縁基板上に
   形成され、前記第二電極層よりもエッチング性に劣る材
   料で構成された連結配線層を具備し、 該連接配線層が前記第二電極層と前記配線ランドとに接
   続されていることを特徴とするＥＬ表示器。
2. 【請求項２】前記連結配線層を構成するエッチングの困
   難な材料は、前記第一電極層を構成する材料であること
   を特徴とする請求項１に記載のＥＬ表示器。
3. 【請求項３】前記第二電極層を構成する他の下層よりエ
   ッチングの容易な前記材料は、ＺｎＯまたはその混合物
   であることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ表示器。
4. 【請求項４】前記連結配線層を構成する前記第二電極層
   よりエッチングの困難な材料は、Ｔａ、Ｎｉ、Ａｌ、
   Ｗ、Ｍｏ、ＩＴＯのいずれかであることを特徴とする請
   求項１に記載のＥＬ表示器。
5. 【請求項５】前記第一電極層及び前記連結配線層は、成
   膜後にパターンエッジが丸められたことを特徴とする請
   求項２に記載のＥＬ表示器。
6. 【請求項６】前記第一電極層と前記連結配線層とが前記
   絶縁基板上に同一材料で同時に形成されたことを特徴と
   する請求項１または請求項２に記載のＥＬ表示器。
7. 【請求項７】絶縁基板上に、第一電極層、発光層、絶縁
   層、背面電極としての第二電極層が積層形成されて構成
   されたＥＬ素子と、前記第一電極層及び前記第二電極層
   と外部との接続のための配線ランドとを備えたＥＬ表示
   器の製造方法であって、 前記第二電極層を他の下層を形成する材料よりエッチン
   グの容易な材料で形成し、 前記第一電極層と、前記第一電極層と同じ材料で構成さ
   れた連結配線層とを前記絶縁基板上に同一工程にて形成
   し、 前記ＥＬ素子における前記発光層領域外の前記絶縁基板
   上に、前記第二電極層と前記配線ランドとを前記連結配
   線層に接続することを特徴とするＥＬ表示器の製造方
   法。
8. 【請求項８】前記ＥＬ表示器の製造方法は、さらに、前
   記第一電極層及び前記連結配線層の成膜後にパターンエ
   ッジを丸める平坦化処理工程を有することを特徴とする
   請求項７に記載のＥＬ表示器の製造方法。