JPH0834125B2 - 多色薄膜ｅｌ素子の製造方法 - Google Patents
多色薄膜ｅｌ素子の製造方法Info
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- JPH0834125B2 JPH0834125B2 JP63304926A JP30492688A JPH0834125B2 JP H0834125 B2 JPH0834125 B2 JP H0834125B2 JP 63304926 A JP63304926 A JP 63304926A JP 30492688 A JP30492688 A JP 30492688A JP H0834125 B2 JPH0834125 B2 JP H0834125B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、多色薄膜EL素子の製造方法に関するもので
あり、とりわけ低輝度領域から高輝度領域にいたるま
で、発光輝度が広い面積に渡り均一な薄膜EL素子の製造
方法に関するものである。
あり、とりわけ低輝度領域から高輝度領域にいたるま
で、発光輝度が広い面積に渡り均一な薄膜EL素子の製造
方法に関するものである。
従来の技術 近年、コンピュータ端末などに用いるフラットディス
プレイとして、薄膜EL素子が盛んに研究されている。こ
のような薄膜EL素子は以下のように形成されている。
プレイとして、薄膜EL素子が盛んに研究されている。こ
のような薄膜EL素子は以下のように形成されている。
ガラス基板上に錫添加酸化インジウム（ITO）薄膜を
堆積し、ホトリソプロセスによりストライプ状の透明電
極を形成する。その上にSi3N4、Y2O3、SrTiO3などから
成る第１絶縁体層を、真空蒸着法やスパッタリング法に
より形成する。引き続き第１絶縁体層上に、たとえばZn
S:Tb,Fから成る絶縁発光蛍光体薄膜を真空蒸着法やスパ
ッタリング法により形成する。ついで、ホトリソプロセ
スにより第３図に示すようにストライプ状に加工し、ホ
トレジストを除去後、たとえばCaS:Euから成る赤色発光
蛍光体薄膜を真空蒸着法やスパッタリング法により形成
する。その後ホトリソプロセスにより第４図に示すよう
にストライプ状に加工し、ホトレジストを除去後、たと
えばSrS:Ceから成る青色発光蛍光体薄膜を真空蒸着法や
スパッタリング法により形成する。そして、ホトリソプ
ロセスにより第５図に示すようにストライプ状に加工
し、ホトレジストを除去し発光体層を完成する。次に発
光体層の上に、Si3N4、Y2O3、SrTiO3などから成る第２
絶縁体層を真空蒸着法やスパッタリング法により形成
し、最後に透明電極とは直交する方向のストライプ状の
Al薄膜から成る背面電極を形成することにより薄膜EL素
子が完成される（たとえば、特願昭63−46192号公報記
載の技術）。
堆積し、ホトリソプロセスによりストライプ状の透明電
極を形成する。その上にSi3N4、Y2O3、SrTiO3などから
成る第１絶縁体層を、真空蒸着法やスパッタリング法に
より形成する。引き続き第１絶縁体層上に、たとえばZn
S:Tb,Fから成る絶縁発光蛍光体薄膜を真空蒸着法やスパ
ッタリング法により形成する。ついで、ホトリソプロセ
スにより第３図に示すようにストライプ状に加工し、ホ
トレジストを除去後、たとえばCaS:Euから成る赤色発光
蛍光体薄膜を真空蒸着法やスパッタリング法により形成
する。その後ホトリソプロセスにより第４図に示すよう
にストライプ状に加工し、ホトレジストを除去後、たと
えばSrS:Ceから成る青色発光蛍光体薄膜を真空蒸着法や
スパッタリング法により形成する。そして、ホトリソプ
ロセスにより第５図に示すようにストライプ状に加工
し、ホトレジストを除去し発光体層を完成する。次に発
光体層の上に、Si3N4、Y2O3、SrTiO3などから成る第２
絶縁体層を真空蒸着法やスパッタリング法により形成
し、最後に透明電極とは直交する方向のストライプ状の
Al薄膜から成る背面電極を形成することにより薄膜EL素
子が完成される（たとえば、特願昭63−46192号公報記
載の技術）。
発明が解決しようとする課題 従来の技術を用いて薄膜EL素子を形成した場合、同一
基板内においても場所により発光開始電圧が若干異な
り、とくに低輝度レベルにおいて発光ムラが生じるとい
う問題点があった。そのため階調表示の際の表示品位が
不十分であり、特にフルカラー表示に問題があった。
基板内においても場所により発光開始電圧が若干異な
り、とくに低輝度レベルにおいて発光ムラが生じるとい
う問題点があった。そのため階調表示の際の表示品位が
不十分であり、特にフルカラー表示に問題があった。
本発明の目的は上記問題点に鑑み発明されたものであ
って、広い面積に渡り発光輝度が均一な多色薄膜EL素子
の製造方法を提供することを目的とする。
って、広い面積に渡り発光輝度が均一な多色薄膜EL素子
の製造方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 上記の目的を達成するため本発明は、透光性基板上に
透明電極、絶縁体層、２種以上の蛍光体薄膜が同一平面
上に配置された発光体層、電極などを積層してなる多色
薄膜EL素子の製造方法において、前記発光体層を形成す
る際、蛍光体薄膜を形成し、ついでホトレジストを用い
て任意のパターンにエッチング加工し、ホトレジストを
除去した後、加速されたイオンあるいは原子を照射する
ことにより蛍光体薄膜表面を含む基板全面を清浄化する
ためエッチングすることを特徴とする。
透明電極、絶縁体層、２種以上の蛍光体薄膜が同一平面
上に配置された発光体層、電極などを積層してなる多色
薄膜EL素子の製造方法において、前記発光体層を形成す
る際、蛍光体薄膜を形成し、ついでホトレジストを用い
て任意のパターンにエッチング加工し、ホトレジストを
除去した後、加速されたイオンあるいは原子を照射する
ことにより蛍光体薄膜表面を含む基板全面を清浄化する
ためエッチングすることを特徴とする。
作用 同一基板内における場所的な発光開始電圧の違いの原
因の一つは蛍光体薄膜の表面状態の違いにあり、この表
面状態の相違は、たとえばホトレジストやホトレジスト
中に含まれる金属元素による汚染が考えられるが、本発
明によれば、加速されたイオンあるいは原子により前記
蛍光体薄膜表面を含む基板全面をエッチングすることに
より、表面状態を均質にすることができ、広い面積に渡
り発光輝度が均一な薄膜EL素子を製造することができ
る。
因の一つは蛍光体薄膜の表面状態の違いにあり、この表
面状態の相違は、たとえばホトレジストやホトレジスト
中に含まれる金属元素による汚染が考えられるが、本発
明によれば、加速されたイオンあるいは原子により前記
蛍光体薄膜表面を含む基板全面をエッチングすることに
より、表面状態を均質にすることができ、広い面積に渡
り発光輝度が均一な薄膜EL素子を製造することができ
る。
実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図は本発明の製造法の１実施例を説明するための
フローチャート、第２図は素子構造の断面図を示す。ガ
ラス基板１上にスパッタリング法により厚さ300nmのITO
薄膜を形成した。次に、レジスト塗布、露光、現像、エ
ッチング、レジスト除去などからなるホトリソプロセス
を用いてストライプ状の透明電極２を形成した。その上
に、酸素を10％含むアルゴン雰囲気中、450℃の基板温
度でSrTiO3をrfスパッタリングすることにより、厚さ50
0nmの第１絶縁体層３を形成した。
フローチャート、第２図は素子構造の断面図を示す。ガ
ラス基板１上にスパッタリング法により厚さ300nmのITO
薄膜を形成した。次に、レジスト塗布、露光、現像、エ
ッチング、レジスト除去などからなるホトリソプロセス
を用いてストライプ状の透明電極２を形成した。その上
に、酸素を10％含むアルゴン雰囲気中、450℃の基板温
度でSrTiO3をrfスパッタリングすることにより、厚さ50
0nmの第１絶縁体層３を形成した。
第１絶縁体層３の上には、電子ビーム蒸着法により厚
さ560nmのZnS:Tbから成る蛍光体薄膜を形成し、その後
真空中500℃で１時間熱処理を行った。このZnS:Tb薄膜
をホトリソプロセスを用いて、第３図に示されるような
ストライプ状の緑色発光体層４を形成した。ホトレジス
ト７を除去後、基板をドライエッチング装置の陰極上に
設置して、１×10-2Torrの10％の酸素を含むアルゴンガ
ス雰囲気中で、rfパワー500Wで５分間スパッタエッチ
し、緑色発光体層４の表面を約30nmエッチングした。引
き続き電子ビーム蒸着法により厚さ530nmのCaS:Euから
成る蛍光体薄膜を形成し、その後真空中500℃で１時間
熱処理を行った。このCaS:Eu薄膜をホトリソプロセスを
用いて、第４図に示されるようなストライプ状の赤色発
光体層５を形成した。ホトレジスト８を除去後、基板を
陰極上に設置して、１×10-2Torrの10％の酸素を含むア
ルゴンガス雰囲気中で、rfパワー500Wで５分間スパッタ
エッチし、緑色発光体層４、および赤色発光体層５の表
面を約30nmエッチングした。引き続き電子ビーム蒸着法
により厚さ500nmのSrS:Ceから成る蛍光体薄膜を形成
し、その後真空中500℃で１時間熱処理を行った。このS
rS:Ce薄膜をホトリソプロセスを用いて、第５図に示さ
れるようなストライプ状の青色発光体層６を形成した。
ホトレジスト９を除去後、基板を陰極上に設置して、１
×10-2Torrの10％の酸素を含むアルゴンガス雰囲気中
で、rfパワー500Wで５分間スパッタエッチし、発光体層
４、５、６の表面を約30nmエッチングした。
さ560nmのZnS:Tbから成る蛍光体薄膜を形成し、その後
真空中500℃で１時間熱処理を行った。このZnS:Tb薄膜
をホトリソプロセスを用いて、第３図に示されるような
ストライプ状の緑色発光体層４を形成した。ホトレジス
ト７を除去後、基板をドライエッチング装置の陰極上に
設置して、１×10-2Torrの10％の酸素を含むアルゴンガ
ス雰囲気中で、rfパワー500Wで５分間スパッタエッチ
し、緑色発光体層４の表面を約30nmエッチングした。引
き続き電子ビーム蒸着法により厚さ530nmのCaS:Euから
成る蛍光体薄膜を形成し、その後真空中500℃で１時間
熱処理を行った。このCaS:Eu薄膜をホトリソプロセスを
用いて、第４図に示されるようなストライプ状の赤色発
光体層５を形成した。ホトレジスト８を除去後、基板を
陰極上に設置して、１×10-2Torrの10％の酸素を含むア
ルゴンガス雰囲気中で、rfパワー500Wで５分間スパッタ
エッチし、緑色発光体層４、および赤色発光体層５の表
面を約30nmエッチングした。引き続き電子ビーム蒸着法
により厚さ500nmのSrS:Ceから成る蛍光体薄膜を形成
し、その後真空中500℃で１時間熱処理を行った。このS
rS:Ce薄膜をホトリソプロセスを用いて、第５図に示さ
れるようなストライプ状の青色発光体層６を形成した。
ホトレジスト９を除去後、基板を陰極上に設置して、１
×10-2Torrの10％の酸素を含むアルゴンガス雰囲気中
で、rfパワー500Wで５分間スパッタエッチし、発光体層
４、５、６の表面を約30nmエッチングした。
最後に発光体層４、５、６の上に電子ビーム蒸着法に
より厚さ200nmのY2O3からなる第２絶縁体層10、および1
50nmのAlからなるストライプ状の背面電極11を順次形成
することにより薄膜EL素子を完成した。
より厚さ200nmのY2O3からなる第２絶縁体層10、および1
50nmのAlからなるストライプ状の背面電極11を順次形成
することにより薄膜EL素子を完成した。
上記で得られた薄膜EL素子の60Hzにおける輝度−電圧
特性は、100×200mm2の全発光領域内において、発光開
始電圧の差異が5V以下の特性が得られた。また、発光状
態も低電圧から高電圧領域に至るまで均質であった。こ
れと比較して、発光体層表面をスパッタエッチせずに、
第２絶縁体層10を成膜した素子では、場所により発光開
始電圧が異なり、不均質な発光を示す部分もあった。ま
た２及び３回目に形成した蛍光体薄膜において、微小な
剥離が発生することもあった。従来の製造法におけるこ
のような特性のバラツキは、発光体層表面や第１絶縁体
層表面の不均一性によるものであり、この原因としては
ホトレジストや、ホトレジスト中に含まれる金属による
部分的な汚染が考えられる。本発明の製造法において
は、発光体層表面や第１絶縁体層表面の不均一な変質部
分が加速されたイオンによりエッチング除去されたた
め、広い面積に渡り剥離や汚染がなく均質な発光体層表
面が得られ、その結果、均一な輝度−電圧特性が得られ
たものと考えられる。発光体層のエッチング法として
は、HClやH2SO4を用いる湿式エッチング法が通常行われ
ているが、この方法では発光体層表面の変質した部分に
おいてはエッチングレートが大きく異なり、発光体層の
均一な厚さの除去はできなかった。
特性は、100×200mm2の全発光領域内において、発光開
始電圧の差異が5V以下の特性が得られた。また、発光状
態も低電圧から高電圧領域に至るまで均質であった。こ
れと比較して、発光体層表面をスパッタエッチせずに、
第２絶縁体層10を成膜した素子では、場所により発光開
始電圧が異なり、不均質な発光を示す部分もあった。ま
た２及び３回目に形成した蛍光体薄膜において、微小な
剥離が発生することもあった。従来の製造法におけるこ
のような特性のバラツキは、発光体層表面や第１絶縁体
層表面の不均一性によるものであり、この原因としては
ホトレジストや、ホトレジスト中に含まれる金属による
部分的な汚染が考えられる。本発明の製造法において
は、発光体層表面や第１絶縁体層表面の不均一な変質部
分が加速されたイオンによりエッチング除去されたた
め、広い面積に渡り剥離や汚染がなく均質な発光体層表
面が得られ、その結果、均一な輝度−電圧特性が得られ
たものと考えられる。発光体層のエッチング法として
は、HClやH2SO4を用いる湿式エッチング法が通常行われ
ているが、この方法では発光体層表面の変質した部分に
おいてはエッチングレートが大きく異なり、発光体層の
均一な厚さの除去はできなかった。
本実施例においては、発光体層のエッチング法として
rfスパッタエッチング法を用いたが、他のイオンビーム
スパッタエッチング法など、加速されたイオンあるいは
原子の衝突を利用したエッチング法であれば本発明を実
施することができる。
rfスパッタエッチング法を用いたが、他のイオンビーム
スパッタエッチング法など、加速されたイオンあるいは
原子の衝突を利用したエッチング法であれば本発明を実
施することができる。
エッチング用のイオンあるいは原子として10％の酸素
を含むアルゴンガスを用いたが、希ガスや酸素ガスを単
独で用いても、あるいは他の希ガスと酸素ガスとの混合
ガスを用いても本発明の効果を発揮することができた。
しかし酸素を含有させた方が発光状態の均質性において
再現性に優れていた。
を含むアルゴンガスを用いたが、希ガスや酸素ガスを単
独で用いても、あるいは他の希ガスと酸素ガスとの混合
ガスを用いても本発明の効果を発揮することができた。
しかし酸素を含有させた方が発光状態の均質性において
再現性に優れていた。
加速されたイオンあるいは原子による発光体層のエッ
チング深さは5nm以上のときに効果があり、深くなると
共に効果の大きさは飽和の傾向を示し、100nm以上で完
全に飽和した。
チング深さは5nm以上のときに効果があり、深くなると
共に効果の大きさは飽和の傾向を示し、100nm以上で完
全に飽和した。
また本実施例では、２重絶縁層型薄膜EL素子の製造法
について説明したが、たとえば第１絶縁層を使用しない
片側絶縁層型薄膜EL素子を製造する場合や、絶縁層を用
いない直流型薄膜EL素子にも本発明の効果を発揮できる
ことはもちろんである。さらに２回目、および３回目の
蛍光体薄膜を形成する直前に、薄い絶縁体薄膜を形成
し、２回目、および３回目の蛍光体薄膜をエッチングす
る際のオーバーエッチング防止層とした構成の薄膜EL素
子にも本発明の効果を発揮することができた。つまり、
蛍光体薄膜を形成後その表面にレジストを塗布する工程
を含むすべての薄膜EL素子の製造法において本発明の効
果を発揮することができるものである。
について説明したが、たとえば第１絶縁層を使用しない
片側絶縁層型薄膜EL素子を製造する場合や、絶縁層を用
いない直流型薄膜EL素子にも本発明の効果を発揮できる
ことはもちろんである。さらに２回目、および３回目の
蛍光体薄膜を形成する直前に、薄い絶縁体薄膜を形成
し、２回目、および３回目の蛍光体薄膜をエッチングす
る際のオーバーエッチング防止層とした構成の薄膜EL素
子にも本発明の効果を発揮することができた。つまり、
蛍光体薄膜を形成後その表面にレジストを塗布する工程
を含むすべての薄膜EL素子の製造法において本発明の効
果を発揮することができるものである。
発明の効果 本発明によれば広い面積に渡り剥離による欠陥がな
く、低輝度領域から高輝度領域にいたるまで、発光輝度
が均一な薄膜EL素子を再現性良く形成できるものであ
る。したがって、輝度変調機能が不可欠な多色薄膜EL素
子を形成する際、特に実用的価値は大きい。
く、低輝度領域から高輝度領域にいたるまで、発光輝度
が均一な薄膜EL素子を再現性良く形成できるものであ
る。したがって、輝度変調機能が不可欠な多色薄膜EL素
子を形成する際、特に実用的価値は大きい。
第１図は本発明の１実施例を説明するためのフローチャ
ート、第２図は薄膜EL素子断面図、第３図〜第５図は製
造工程中の薄膜EL素子の断面図を示す。 １……ガラス基板、２……ITO透明電極、３……第１絶
縁体層、４、５、６……発光体層、７、８、９……ホト
レジスト、10……第２絶縁体層、11……背面電極。
ート、第２図は薄膜EL素子断面図、第３図〜第５図は製
造工程中の薄膜EL素子の断面図を示す。 １……ガラス基板、２……ITO透明電極、３……第１絶
縁体層、４、５、６……発光体層、７、８、９……ホト
レジスト、10……第２絶縁体層、11……背面電極。
フロントページの続き (72)発明者 阿部 惇 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−260594（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−136491（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】透光性基板上に透明電極、絶縁体層、２種
以上の蛍光体薄膜が同一平面上に配置された発光体層、
電極などを積層してなる多色薄膜EL素子の製造方法にお
いて、前記発光体層を形成する際、蛍光体薄膜を形成
し、ついでホトレジストを用いて任意のパターンにエッ
チング加工し、ホトレジストを除去した後、加速された
イオンあるいは原子を照射することにより蛍光体薄膜表
面を含む基板全面を清浄化するためエッチングすること
を特徴とする多色薄膜EL素子の製造方法。 - 【請求項２】加速されたイオンあるいは原子によるエッ
チング手段がイオンビームエッチング法である請求項１
記載の多色薄膜EL素子の製造方法。 - 【請求項３】加速されたイオンあるいは原子によるエッ
チング手段がプラズマにより生成されたイオンを用いる
スパッタエッチング法である請求項１記載の多色薄膜EL
素子の製造方法。 - 【請求項４】蛍光体薄膜のエッチング深さが5nm以上、1
00nm以下である請求項１記載の多色薄膜EL素子の製造方
法。 - 【請求項５】蛍光体薄膜表面のエッチングに用いるイオ
ンあるいは原子が、希ガスおよび酸素のうちの１種ある
いは２種以上から成る請求項１記載の多色薄膜EL素子の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63304926A JPH0834125B2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 多色薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63304926A JPH0834125B2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 多色薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02152192A JPH02152192A (ja) | 1990-06-12 |
| JPH0834125B2 true JPH0834125B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=17938976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63304926A Expired - Lifetime JPH0834125B2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 多色薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0834125B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5698353A (en) * | 1994-03-31 | 1997-12-16 | Orion Electric Company, Ltd. | Flat display and method of its manufacture |
| JP5654037B2 (ja) * | 2011-09-15 | 2015-01-14 | パナソニック株式会社 | 有機ｅｌ素子の製造方法及び評価方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61260594A (ja) * | 1985-05-15 | 1986-11-18 | 松下電器産業株式会社 | 多色発光ｅｌ素子の製造法 |
| JPS63136491A (ja) * | 1986-11-27 | 1988-06-08 | 松下電器産業株式会社 | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
-
1988
- 1988-12-01 JP JP63304926A patent/JPH0834125B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02152192A (ja) | 1990-06-12 |
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