JPS60193294A - 薄膜ｅｌ素子の製造方法 - 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 この発明は、電界の印加によってＥＬ　（Ｅｌｅｃｔｒ
ｏ　−Ｌｕｍ１ｎｅｓｃｅｎｃｅ　）発光を呈する薄膜
ＥＬ素子の製造方法に関するものであり、特に背面電極
を形成するための方法に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来より電場発光蛍光体を用いた固体映像表示装置とし
ては、Ｘ−Ｙマトリックス表示装置が知られている。こ
の装置は電場発光層の両面に水平平行電極群と垂直平行
電極群とを互いに直交するように配置し、それぞれの電
極群に接続された給電線により切換装置を通して信号え
加えて両電極の交点部分の電場発光層（以下、ＥＬ発光
層と略称する。）を発光させ（この交点の発光部分面を
絵素と称する。）、発光絵素の組合せによって文字記号
２図形等を表示させるものである。ここで用いられる固
体映像表示板は、通常ガラスなどの透光性基板上に透明
平行電極群を形成し、その上にＥＬ発光層および発光制
御層を順次積層し、さらにその上に背面平行電極群を下
層の透明平行電極群に直交する配置で積層して形成する
。各電極群には給電線への接続のために引出し端子が設
けられている。一般に透明平行電極群としては平滑なガ
ラス基板上に酸化錫を被着するなどにより形成される。

これに直交し、対向する背面平行電極群としてはアルミ
ニウムが真空蒸着などにより形成される。これらのそれ
ぞれの電極群から給電線を引出すには、各電極群に設り
られた引出し端子へ給電線を接続することによっておこ
なう。

ところで、前記発光制御層としては各種の誘電体膜が用
いられるが、ＥＬ発光層が発光時には誘電体膜にかかる
電界強度はＩＯＶ／ｃｎ＋以上の高電場となることが多
い。誘電体膜は蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等の方法
で作製されるが、膜の中にはピンホールやホコリ等の種
々の欠陥が生成される。これらの欠陥においては、欠陥
のない場所より低い電界強度で１模は絶縁破壊を起しや
すい。

この股におりる絶縁破壊は大きくわけて２種類ある。一
つは自己回復層絶縁破壊と呼ばれるもので、第１図に示
すように絶縁破壊した箇所１の周囲の上部電極２が放電
エネルギーにより数十μＩｎの範囲で飛ｔｉｋ　シ、上
部電極２と下部電極３が電気的に開放状態になるタイプ
である。ここで４は基板、５は誘電体膜を示す。もう１
つは自己回復層絶縁破壊しないタイプで、第２図のよう
に上部電極２が十分に飛散しないで、絶縁破壊した穴１
を通して上部電極２と上部電極３が電気的に短絡した状
態にμる。この状態でさらに電圧を印加していりば絶縁
破壊は誘電体膜全体に広がる事もあり、このタイプの絶
縁破壊がおきれば、それ以上この電子部品は使用不能と
なり、致命的なものとなる。

このタイプは上部電極２が薄い程この絶縁破壊は起りに
くく、したがって薄膜ＥＬ索子においては背面電極を抵
抗が高くなり過ぎて電極として好ましくならない程度に
できるだ１）ＲＶ　＜　シたり、あるいは誘電体層自身
の材料を自己回ｔＭ形絶縁破壊するものにしたりしてい
る。

しかし、自己回復層絶縁破壊する薄膜ＥＬ素子において
も全く問題がないわけではない。すなわち薄膜ＢＬ素子
の表示面積を微細化高密度化しようとすればする程背面
電極のピンチは小さくなり、背面電極の幅も狭くなって
くる。自己回復層絶縁破壊は、前述のように絶縁破壊し
た箇所の周囲の上部電極（薄膜ＥＬ素子においては背面
電極）が放電エネルギーにより数十μｍの範囲で飛散す
る。

したがって背面電極の幅が１００μｍ程度になると、自
己回復層絶縁破壊が発生した場合で、背面電極の飛散が
背面電極の幅より大きいときには背面電極の断線が生じ
る。また、自己回復層絶縁破壊による背面電極の飛散が
背面電極の幅よりも小さくても、背面電極上の近接した
複数の箇所で絶縁破壊が発生した場合には背面電極の飛
散部が重なり合って、やはり背面電極の断線につながる
。

断線にまでは致らない場合でも、絶縁破壊による背面電
極の飛散面積が大きいと、画素の一部が非発光部となっ
て薄膜ＥＬ素子の表示素子としての品位を大きく阻害す
る。このような絶縁破壊による背面電極の飛散を修復す
るだめの効果的な技術はほとんど知られていないのが現
状である。

発明の目的 この発明は、前記のように、微細に分割された多数の電
極を有する薄膜ＥＬ素子であっても、絶縁破壊による背
面電極の断線や欠陥画素のない薄ＩＩＱＥＬ素子の製造
方法を提供することを目的とする。

発明の構成 この発明は、透明電極および背面電極の間に、すくなく
とも片側に誘電体層を介してＥＬ発光層を層設した薄膜
ＥＬ索子の前記背面型（］を形成する工程において、前
記背面電極と前記透明電極との間に一定期間電圧を印加
しつつ前記背面電極の電極膜を形成することを特徴とし
、以下に詳述するように絶縁破壊と面形成が同時に行わ
れるため背面電極の断線や欠陥画素の発生を防止するこ
とができる。

実施例の説明 この発明の一実施例を第３図ないし第６図により説明す
る。すなわち、第３図において、６は透明なガラス基板
であり、この上に電子ビーム蒸着法にて膜厚２０００人
の酸化ずずインジウム股（以下■ＴＯＢｒＡと略す。）
を前面に形成し、写真食刻法を用いて透明電極７および
背面電極用の引出し端子８を所望のパターンに形成する
。次に第４図に示すように、第１の誘電体層９として膜
厚５００人の酸化イツトリウム膜、ＥＬ発光層１０とし
て膜厚４０００人のマンガン付活硫化亜鉛膜、第２の誘
電体ｊｉｆｆｌｌとして膜厚３０００人の酸化イントリ
ウム膜をそれぞれ電子ビーム蒸着法にて積層して形成し
た。その上にさらに第５図（ａｌに示すようにホトレジ
スト１２を用い、背面電極のパターンが透明電極７と直
交するような配置で、カス食刻法によってパターン形成
を行なった。

この基１反６をホトレジスト１２が蒸発源の方向に向（
ようにして電子ビーム蒸着装置（図示せず）内に設置し
、透明電極７と背面電極用の引出し端子８との間に周波
数５　Ｋ　Ｉｌｚの正弦波電圧１２０Ｖ（実効値）を印
加する。電圧を印加したまま、電子ビーム蒸着を去にて
アルミニウムを５〜１ｏ人／秒の蒸、１Ｆ速度にて膜厚
１０００人になるまで蒸着をおこなう。この場合、ボト
レシスＩ・１２のない背面電極のパターン内ではアルミ
ニウムの蒸着膜１３が第５図（ｂ）のように両側の引出
し端子８と電気的に接続するように形成される。アルミ
ニウムの蒸着膜１３の厚めが数百人程度になると、透明
電極７と引出し端子８との間には電圧が印加されている
ため、第１．第２の誘電体層９，１１やＥＬ発光層１０
の膜の中にピンホールやホコリ等の欠陥があると、その
個所で自己回復形の絶縁破壊を生じ背面電極を構成して
いるアルミニウムの膜１３が飛１１にする。しかしアル
ミニウムの蒸着がひきつづき行なわれているため、自己
回復形絶縁破壊により飛散し消滅した個所のアルミニウ
ム股は再形成される。また、絶縁破壊の穴を通して下部
の透明電極７と短絡状態を生じても、両電極間には電圧
を印加しているため、瞬間的に飛散し開放状態となる。

アルミニウムのＨ’Ａが１０００人の厚さに達した後、
蒸着装置からＥＬ素子を取出し、リフトオフ法を用いて
不要部のアルミニウムの膜をホトレジストごと除去する
と、第６図に示ずよに背面電極１３′の形成された薄膜
ＥＬ素子が得られた。

このような方法で作製した薄膜ＥＬ素子の背面電極には
自己回復形絶縁破壊による断線は発生せず、薄膜ＥＬ素
子の歩留りを著しく上げることができる。また、膜の弱
い個所はすでに絶縁破壊を起こしているので、薄膜ＥＬ
素子を動作させるとき新たに発生する絶縁破壊の数はき
わめて少なくなった。

この実施例では、薄膜ＥＬ素子を構成する各層の薄膜と
して上述のような薄膜を用いたが、自己回復形絶縁破壊
を生じるような組合せの構成であれば、特に種類は限定
されるものではなく、パターン形状や膜厚に関しても何
ら限定されるものではないことも言うまでもない。また
各層の薄膜の作製法もこの実施例では電子ビーム蒸着法
を用いたが、他の方法、たとえば抵抗加熱法やスパッタ
リング法でもよい。

印加電圧について、もっとも効果が大きいのは、薄膜Ｅ
Ｌ素子の実際の駆動条件（波形１周波数。

電圧値など）による電圧印加であるが、必要最低限薄膜
ＥＬ素子が自己回復形絶縁破壊を生じる電圧であれば問
題なく、印加時間についても何ら制限されない。したが
って、この実施例ではアルミニウムの蒸着による背面電
極の形成中に終始電圧を印加したが、たとえば最初アル
ミニウムの膜厚が５００人までは印加せずに蒸着を行な
い、その後に膜厚が１０００人に達するまで電圧を印加
するという方法も考えられる。また、背面電極のパター
ン形成にリフトオフ法を用いたが、他にたとえば蒸着用
マスクを用いる方法も容易に考えられる。さらに、この
実施例では背面電極へ電圧を印加するために引出し端子
８を用いたが、必ずしも不可欠なものではなく、要は形
成されつつある背面電極へ電圧を印加できればどのよう
な方法でも可能である。

発明の効果 以上のように、この発明の薄膜ＥＬ素子の製造方法によ
れば、背面電極の電極膜の形成中に背面電極と透明電極
との間に電圧を印加する工程を含むことにより、背面電
極の絶縁破壊による断線がなく、画素欠陥のない、薄Ｍ
ｆＡＥＬ素子作製の歩留りの大幅に向上した薄膜ＥＬ素
子の製造方法を提供することができるという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌは誘電体膜の自己回復形絶縁破壊を説明す
るための平面図、同図（ｂ）はその断面図、第２図（ａ
ｌは誘電体膜の自己回復形でない絶縁破壊を説明するた
めの平面図、同図（ｂ）はその断面図、第３図から第６
図まではこの発明の一実施例の薄ＩＱＥＬ素子の製造方
法を説明するための図であり、第５図（ｂｌは第５図（
ａｌのＡ−Ａ　’線断面図、その他は概略平面図である
。 ６・・・基板、７・・・透明電極、９．１１・・・誘電
体層、１０・・・ＥＬ発光層、１３′・・・背面電極第
１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ＩＩＥＬ発光層を介して透明電極の反対側に透明電極
   との間に一定期間電圧を印加しながら背面電極を形成す
   る背面電極形成工程を含む薄膜ＥＬ素子の製造方法。 （２）前記背面電極の形成のためのパターンがあらかじ
   めホトレジストにより前記ＥＬ発光層に形成されている
   特許請求の範囲第（］、１項記載の薄膜ＥＬ素子の製造
   方法。