JPS6269490A - 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 本発明は、薄膜ＥＬ素子の製造方法に関し、特に絶縁膜
にピンホール等の欠陥がすくなく、安定に動作する薄膜
ＥＬ素子の製造方法に関するものである。

従来の技術 例えば薄膜ＥＬ表示素子は、ストライプ状の透明電極群
が形成されたガラス板上に第１の絶縁膜を介してＥ　Ｌ
　（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍ１ｎｅｓｃｅｎｃｅ）発光
層を形成し、さらにその上に第２の絶縁膜を形成し、そ
の上に上記透明電極群と直交するようにストライプ状の
背面電極群を設けた構成になっている。

すなわち透明電極群はすくなくとも端部の電極取出し部
を除いて絶縁膜で被われている。

上記絶縁膜は従来から電子ビーム蒸着法や高周波スパッ
タリング法などで形成される。このような形成方法でピ
ンホール等の欠陥が全くない絶縁膜を形成することは非
常に困難であり、通常は複数個の微小なピンホール等の
絶縁膜の欠陥が発生する。このような絶縁膜の欠陥があ
ると薄膜ＥＬ素子を形成して電圧を印加した場合その個
所で絶縁破壊がおきやすく電極断線の原因となったシ、
あるいは発光特性が局所的に異常となって表示素子とし
ての品位を低下させたりする。この問題を解決するため
、たとえば透明電極の上に絶縁膜を形成した後、ピンホ
ール等の欠陥個所下の透明電極のみをエツチングして除
去する提案がなされている。

発明が解決しようとする問題点 上記の提案によると絶縁膜のピンホール等の矢ないため
薄膜ＥＬ素子の非発光欠陥点となシ表示素子としての品
位を低下させる。

このような問題は透明電極と絶縁膜の付着強度の弱さか
らくるものが多く、本発明の目的は透明電極と絶縁膜の
付着強度を上げて絶縁膜のノ・クリから生じる絶縁膜の
ピンホール等の欠陥をなくし、安定に動作する高品位な
薄膜ＥＬ素子を提供することである。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、透光性基板上に、
透明電極、酸化物絶縁膜からなる第１の絶縁体層、ＥＬ
発光体層、第２の絶縁体層および背面電極を順次積層し
てなる薄膜ＥＬ素子の製造方法において、前記透明電極
と前記第１の絶縁体層との間に前記第１の絶縁体層を構
成する金属元素のすくなくとも一つ以上からなる金属膜
を形成するものである。

作　　用 本発明は上記した構成によシ、透明電極と酸化物絶縁膜
からなる第１の絶縁体層との間に、酸化物絶縁膜を構成
する金属元素のうちすくなくとも一つ以上からなる金属
膜を形成することによシ、透明電極と金属膜、金属膜と
酸化物絶縁膜との間でそれぞれで付着強度を大きくし、
その結果、透明電極と酸化物絶縁膜の付着強度を増大さ
せて膜間のハクリから生じるピンホール等の欠陥の発生
を防止するものである。

この時、金属膜は膜の形成状態が島状層となるように形
成するか、金属膜が後の工程において酸化絶縁化される
ようにすることで発光体層に印加される電界の減少や透
明電極間の電流のリークの発生をなくすことができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。

図は、本発明による薄膜ＥＬ素子の製造方法を用いて製
造した薄膜ＥＬ素子の一例を模式的断面で示したもので
ある。図に示す薄膜ＥＬ素子は以下の手順で製造される
。

まずガラス基板１０上に、スパッタリング法により厚さ
３００　ｎｍの酸化インジウムすず（以下ＩＴｏと略す
）膜を形成し、フォトリングラフィ技術を用いてストラ
イプ状のＩＴＯ透ａＡ電極１１を形成した。その上にチ
タン（Ｔｉ）の金属膜１２を１０ｎｍ電子ビーム蒸着法
にて形成した。

このとき基板温度は３００℃であった。その上に酸素を
含むアルゴン雰囲気中でチタン酸ストロンチウム（５ｒ
ＴｉＯｓ　）焼結体ターゲットを高周波スパッタリング
することによシ、厚さ６００　ｎｍの第１の絶縁体層１
３を形成した。

次に、基板温度を２６０°Ｃに保って、ＺｎＳ：ｋｎ（
Ｍｎ濃度は１モルチ）を４００ｎｍ　の厚さに電子ビー
ム蒸着してＥＬ発光体層１４を形成した。

蒸着後、引き続いて真空チャンバ内において５００℃の
温度で１時間熱処理を施して、ＥＬ発光体層１４の特性
を向上させた。それから、この上に６０画の厚さに酸化
イツトリウム（Ｙ２Ｏ２）膜を電子ビーム蒸着すること
によシ、第２絶縁体層１５を形成した。なお、このとき
の基板温度は２００’Ｃとした。さらにその上に、アル
ミニウムを２００画の厚さに真空蒸着して背面電極１６
を形成して、図の薄膜ＥＬ素子を完成した。

本実施例ではＩＴＯ透明電極１１を用いたが、酸化すず
（５ｎＯ２）や酸化インジウム（Ｉ　ｎ２０ｓ　）のよ
うな透明導電性膜で形成しても同様の効果が得られ、背
面電極１６としては他に白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）など
の金属でもよい。

第１．第２絶縁体層１３，１５はＢｅ　、　Ｍｇ　、Ｙ
。

Ｔｉ　、Ｚｒ　、Ｓｒ　、Ｈｆ　、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ　
、Ｍｏ、　Ｗ。

Ｚｎ　、　Ａｌ　、　Ｇａ　、　Ｓｉｉたはランタナイ
ド元素の酸化物などが適しておシ、これらの混合物また
は化合物でもよい。とくにペロプスカイト構造の酸化物
では高誘電率の誘電体層が得られる。

ＥＬ発光体層１４は、活性物質を含む硫化亜鉛を用いる
ことができる。活性物質としてはＭｎ　ｒ　Ｃｕ　ｒＡ
ｇ　、　Ａｕ　、　ＴｂＦ３．　ＳｍＦ３．　ＥｒＦ３
．　ＴｍＦ３．　ＤｙＦ３゜ＰｒＦ３．　ＥｕＦ３など
が適当である。ＥＬ発光体層１４は硫化亜鉛以外のもの
でもよく、たとえば活性物質を含むＳｒＳやＣａＳなど
、電場発光を示すものであればよい。

金属膜１２はこの実施例においてもつとも特徴的なもの
であシ、形成方法はとくに限定されるものではないが、
その厚さは６〜２０唾が適当である。それが５ｎｍ　よ
シも薄いと付着強度を大きくする効果が小さくなり、ま
た２０Ｋ１ｍ　　よりも厚いと島状膜ではなく連続した
導電性の膜となって、ＥＬ発光体層１４に印加される実
効的な電界を減少させたシ、あるいはストライブ状のＩ
ＴＯ透明電極１１０間で電流のリークが発生したシする
ことになる。

酸化物絶縁膜からなる第１の絶縁体層１３の形成条件と
しては本実施例以外にたとえば電子ビーム蒸着法でも効
果は得られるが、とくに酸素プラズマを含む雰囲気中の
スパッタリング法によると金属膜１２は効率よく酸化さ
れるため、前記電界の減少や、電極間リークの問題は全
く発生せず、特に効果が大きかった。また、金属膜１２
に第１の絶縁体層１３の構成元素をすくなくとも一つ以
上含むことで、金属膜１２と第１の絶縁体層１３との界
面での両者のなじみが良くなシ、付着強度が増大した。

このようにして製造した薄膜ＥＬ素子のＩＴＯ透明電極
１１と背面電極１６との間に交流電圧を印加して素子を
発光させた。

このとき薄膜ＥＬ素子の非発光欠陥点は全く見られず、
また素子全面で発生した絶縁破壊の個数は金属膜を設け
なかった素子に比較して１／１ｏ以下に減少した。また
外部駆動電圧の増加もほとんどなく、安定に発光した。

発明の効果 以上述べてきたように、本発明の薄膜ＥＬ素子の製造方
法によれば、きわめて簡易な構成で、絶縁破壊が少なく
安定で高品位な薄膜ＥＬ素子を提供することができ、実
用的にきわめて有用である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明にかかる薄膜ＥＬ素子の製造方法の一実施例
を用いて製造した薄膜ＥＬ素子を示す模式的断面図であ
る。 １０・・・・−・ガラス基板、１１・・・・・・ＩＴＯ
透明電極、１２・・・・・・金属膜、１３・・・・・・
第１の絶縁体層、１４・・・・・・ＥＬ発光体層、１５
・・・・・・第２の絶縁体層、１６・・・・・・背面電
極。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｌ０
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Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）透光性基板上に、透明電極、酸化物絶縁膜からな
   る第１の絶縁体層、ＥＬ発光体層、第２の絶縁体層およ
   び背面電極を順次積層してなる薄膜ＥＬ素子の製造方法
   であって、前記透明電極と前記第１の絶縁体層との間に
   前記第１の絶縁体層を構成する金属元素のすくなくとも
   一つ以上からなる金属膜を形成する工程を含むことを特
   徴とする薄膜ＥＬ素子の製造方法。
2. （２）金属膜の膜厚が５〜２０ｎｍであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の薄膜ＥＬ素子の製造方
   法。
3. （３）第１の絶縁体層がすくなくとも酸素プラズマを含
   む雰囲気中でスパッタリングにより形成されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜ＥＬ素子の製
   造方法。