527851 A7 _B7_ ________ 五、發明説明（1) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 有關於具有電氣絕緣性之基板，和於前述基板上具有 圖案之電極層，和於前述電極層上至少堆積有介電質層， 和發光層及透明電極層的構造的薄膜電激發光元件。 【背景技術】 電激發光元件係做爲液晶顯示器C L C D )或時鐘之 背光被加以實用化。電激發光元件係經由電場之施加物質 發光之現象，即使用電激發光（E L )現象的元件。於電 激發光元件中，有使用將粉末發光體分散於有機物或琺瑯 ，於上下具有設置電極層之構造的分散型E L元件，和於 電氣絕緣性之基板上，以挾於2個之電極層和2個之薄膜 絕緣體間的形式所形成的薄膜發光體的薄膜E L元件。又 ，對於以上，驅動方式有直流電壓驅動型、交流電壓驅動 型。分散型E L元件自以前即爲所知，有在製造上容易的 優點，但因亮度爲低，壽命爲短之故，其利用則被限制。 另一方面，薄膜E L元件係具有高亮度、超長壽命的特性 之故，近年以來被廣爲使用。 經濟部智慧財產¾員工消費合作社印製 於圖2，顯示做爲以往之薄膜E L元件代表性之雙重 絕緣型薄膜E L元件之構造。此薄膜E L元件係於使用於 液晶顯示器或P D P等之藍板玻璃等之透明基板（2 1 ) 上，堆積具有膜厚0 · 2//m〜l//m程度之ιτ〇等所 成所定之條紋狀之圖案的透明電極層（2 2 )、薄膜透明 第1絕緣體層（23) 、0 · 2//m〜l//m程度之膜厚 之發光層（2 4 )、薄膜透明第2絕緣體層（2 5 )，更 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ^ ' 527851 A7 B7 五、發明説明（2) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 且正交透明電極層（2 2 )地，形成圖案化條紋狀之A 1 薄膜等之電極層（26)，於透明電極層（22)和電極 層（2 6 )所構成之矩陣所選擇之特定發光體，經由將電 壓選擇性地施加，發光特定畫素之發光體，將該發光自基 板側取出。如此薄膜絕緣體層係賦予具有限制流動於發光 層內之電流的機能，可抑制薄膜E L元件之絕緣破壞，可 得安定之發光特性，此構造之薄膜E L元件在於商業上亦 被廣爲實用化。 上述薄膜透明絕緣體層（2 3 )、（ 2 5 )係將 Y2〇3、Ta2〇5、A13N4、BsTi〇3等之膜透明 介電質薄膜，經由濺鍍或蒸著等，以約〇 . 1〜1 # m程 度之膜厚，各別加以形成。 經濟部智慧財產alT員工消費合作社印製 做爲發光體材料由成膜的容易性，發光特性之觀點， 主要使用顯示黃橙色發光之添加Μη之Z n S。而製作彩 色顯示器時，發光爲紅色、綠色、藍色之3原色的發光體 材料之採用是不可獲缺的。做爲此等之材料，有藍色發光 之添加C e的S r S或添加Tm之Zn s、紅色發光之添 加S m的Z n s或添加E u之C a S，綠色發光之添加 Tb之Zn e或添加Ce的Ca S等。 又’於月刊顯示器’ 9 8 4月號「最近之顯示器之技 術動向」之田中省作之P 1〜P 1 〇中，做爲得紅色發光 之材料，揭示有ZnS、Mn/CdSSe等，做爲得綠 色發光之材料，揭示有ZnS : Tb〇F、ZnS : Tb 等，做爲得藍色發光之材料，揭示有SrS:Cr、( 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 527851 A7 _B7_ 五、發明説明（3)
SrS : Ce/ZnS) n、Ca2Ga2S4: Ce、 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) S r 2 G a 2 S 4 ： Ce等的發光材料。又，做爲得白 色發光者，揭示有SrS:Ce/ZnS:Mn等之發光 材料。 更且，上述材料內，將S r S : C e用於具有藍色發 光層之薄膜E L元件，則揭示於I D W ( International Display Workshop)’97 X.Wu”Muliticolor Thin-Film Ceramic Hybrid EL Displays”p593 to 596。更且，於此文獻中，揭示 有形成SrS : Ce之發光層之時，於H2S氣氛下，經由 電子束蒸著法形成時，可得高純度之發光層。 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 但是，如此之薄膜E L元件中，仍然存在有構造上的 問題。即，絕緣體層以薄膜形成之故，當成爲大面積之顯 示器時，難以排除透明電極之圖案邊緣之階差部，或製造 工程所產生塵埃等之薄膜絕緣體之缺陷，經由局部性之絕 緣耐壓之下降，而產生發光層之破壞。如此缺陷就做爲顯 不器裝置爲致命的問題之故，薄膜E L元件係較液晶顯示 器或電槳顯不器而言，爲做爲大畫面之顯示器資爲實用化 上，存在有很大的問題。 爲解決產生如此薄膜絕緣體之缺陷的問題，於日本特 開平7 - 50 1 97公報或日本特公平7 -44072公 報，揭示有做爲基板使用電氣絕緣性之陶瓷基板，代替發 光體下部之薄膜絕緣體，使用厚膜介電質之薄膜E L元件 。如圖3所示，此薄膜E L元件係於陶瓷等之基板（3 1 )上，成爲堆積下部厚膜電極層（32)、厚膜介電質層 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' 527851 A7 B7 五、發明説明（4) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (33)、發光層（34)、薄膜絕緣體層（35)、上 部透明電極層（3 6 )的構造。如此地，與圖2所示之薄 膜E L元件的構造變得不同，發光體之發光由與基板相反 之上部側取出之故，透明電極層係構成於上部。 於此薄膜E L元件中，厚膜介電質層係數1 〇 //m〜 數1 0 0 //m，形成成爲薄膜絕緣體層之數1 〇 〇〜數 1 ◦ 0 0倍之厚度。爲此，起因於經由電極之階差或製造 工程之塵埃等所形成之針孔的絕緣破壞則變少，具有獲得 高可靠性和製造時之高產率的優點。又，經由使用此厚膜 介電質層雖會產生施加於發光層之實效電壓下降的問題， 但經由於介電質層使用高介電率材料改善如此之問題。 但是，形成於厚膜介電質層上之發光層係只有數 1 0 0 n m，爲厚膜介電質層之1 / 1 〇 〇程度的厚度。 爲此，厚度介電質層係雖於發光層之厚度以下之位準，該 表面雖必需爲平滑，但難以將於通常之厚膜工程所製造之 介電質表面使之充分平滑。 經濟部智慧財產^員工消費合作社印製 即，厚膜介電質層係本體上爲使用粉體示料之陶瓷所 構成之故，爲了緊密加以燒結，雖通常會產生3 0〜4 0 %程度之體積收縮，但對於通常之陶瓷於燒結時，成爲3 次元體積收縮地加以緊密化，形成於基板上之厚膜陶瓷之 時，厚膜係受限於基板之故，於基板之面內方向無法收縮 ，僅能向厚度方向1次元地進行體積收縮。因此，厚膜介 電質層之燒結則在不充分的狀態下，本質上會成爲多孔質 體0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 527851 A7 _____B7_ 五、發明説明（5) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 又，緊密化之過程，因具有一定粒度分布的粉體之陶 瓷固相反應，易於形成異常磊晶或巨大空洞之形成等之燒 結異常的部分。更且，厚膜之表面粗糙度係不會成爲多結 晶燒結體之結晶粒尺寸以下之故，即使沒有上述之缺陷， 該表面亦會成爲次// m尺寸以上之凹凸形狀。 如此，介電質層之表面之缺陷或膜質爲多孔質或凹凸 形狀時，於其上，以蒸著法或濺鍍法所形成之發光層，則 伴隨表面形狀，無法均勻地加以形成。爲此，於形成於如 此基板之非平坦部的發光層部，無法有效施加電場之故， 有著減少有效發光面積，或由於膜厚之局部不均勻性，發 光層被部分絕緣破壞而產生發光亮度之下降的問題。又， 膜厚於局部上有大變動之故，有著施加於發光層之電場強 度在局部上大爲參差，無法得明確發光電壓臨限値的問題 爲此’以往之製造步驟中，需要將厚膜介電質層之表 面的大凹凸經由硏磨加工除去之後，更將微細之凹凸經由 溶膠凝膠工程除去的作業。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 但是’爲硏磨顯示器用等之大面積之基板在技術上爲 困難，而成爲成本提高之要因。然後，附加溶膠凝膠工程 ，更成爲成本提高的要因。又，於厚膜介電質層存在異常 燒結點，產生硏磨所無法處理的大凹凸時，於該溶膠凝膠 工程之附加中，無法進行處理，而成爲產率下降之要因。 爲此，將以低成本’且無發光缺陷的介電質層，以厚膜介 電質層加以形成者極爲困難。 又，厚膜介電質層係以陶瓷之粉體材料燒結步驟加以 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21GX297公羞) 527851 A7 B7 五、發明説明（6) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 形成之故，該燒成溫度爲高。即，做爲燒成溫度與通常之 陶瓷同樣，需8 0 0 °C以上，通常係需8 5 0 °C，尤其爲 得緊密之厚膜燒結體，需要9 0 0 °C以上之燒成溫度。做 爲形成如此之厚膜介電質層之基板，由耐熱性及介電質層 的反應性問題，限定於氧化鋁陶瓷或氧化锆陶瓷基板，使 用便宜之玻璃基板爲困難。前述陶瓷基板係做爲顯示器用 加以使用時，具有大面積良好之平滑性爲必要之條件，但 爲得如此之條件之基板，在於技術上極爲困難，成爲高成 本的要因。 更且，做爲下部電極層使用之金屬膜，由於該耐熱性 需使用鈀或白金等之高價貴金屬，而成爲成本提高之要因 〇 本發明之目的係爲解決以往之薄膜E L元件之問題， 即，解決 (1 )絕緣體層以薄膜加以形成之時，經由起因於絕 緣體層之缺陷的局部性絕緣配壓之下降，產生發光層之破 壞，做爲顯示器，會產生致命缺陷， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (2 )使用陶瓷厚膜介電質層時，起因於介電質層表 面之缺陷或膜質爲多孔質或凹凸形狀的發光特性之不良， (3 )附加厚膜介電質層表面之硏磨加工之困難工程 所造成之高成本化，和更加上溶膠凝膠工程的高成本化的 問題， (4 )起因於厚膜介電質層之燒成溫度的基板和電極 層材料之選擇限制的問題等。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 527851 A7 _ B7 五、發明説明（7) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 又，提供無基板選擇之限制，可使用容易大面積化之 玻璃基板等，經由簡便之方法，修正電極層或工程之塵埃 等所成介電質層之非平坦部，無絕緣耐壓之下降，更且， 介電質層表面之平滑性爲良好地，無高成本化得高顯示品 質之薄膜E L元件和該製造方法。 上述課題係經由以下之（1 )〜（5 )之本發明所解 決。 (1 )至少具有於具有電氣絕緣性之基板，和於前述 基板上具有圖案之電極層，和於前述電極層上，堆積介電 質層，和發光層及透明電極層之構造的薄膜E L元件中， 前述介電質層係經由複數次重覆溶液塗佈燒成法形成 成爲多層狀之多層狀介電質層， 此多層狀介電質層之膜厚爲前述電極層之膜厚的4倍 以上，且爲4//m以上1 6 um以下之薄膜EL元件。 (2 )前述多層構造之介電質層則經由3次以上重覆 溶液塗佈燒成法所形成之（1 )的薄膜E L元件。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (3 )前述多層狀介電質層之每一層之膜厚爲前述電 極層之膜厚之1 / 2以上之薄膜E L元件。 (4 )於製造至少備有於具有電氣絕緣性之基板，和 於前述基板上具有圖案之電極層，和於前述電極層上，堆 積介電質層’和發光層及透明電極層之構造的薄膜E L元 件之製造方法中，
於前述電極層上經由複數次重覆介電質之前驅體溶液 之塗佈燒成’將前述介電質層形成成爲多層狀之薄膜E L -10- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公董） 527851 A7 B7 五、發明説明（9) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 2 :下部電極層 1 3 :多層狀介電質層 1 4 :發光層 1 5 :絕緣體層 1 6 :透明電極層 21:透明基板 2 2 :透明電極層 2 3 :薄膜透明第1絕緣體層 2 4 :發光層 2 5 :薄膜透明第2絕緣體層 2 6 :電極層 3 1 :基板 3 2 :下部厚膜電極層 33:厚膜介電質層 3 4 :發光層 3 5 :薄膜絕緣體層 3 6 :上部透明電極層 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 1 :基板 4 2 :下部電極層 43 - 1 :介電質層第1層 43-2:介電質層第2層 43 - 3 :介電質層第3層 4 3 - 4:介電質層第4層 4 4 :圖案邊緣附近 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 527851 A7 B7 五、發明説明（ιό 4 5 :塵埃 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 6 :針孔 4 7 :龜裂 4 8 :缺陷 較佳之形態之說明 本發明之薄膜E L元件係於具有電氣絕緣性之基板， 形成具有圖案之電極層，更且做爲介電質層，經由複數重 覆溶液塗佈燒成法，形成成爲多層狀之後，發光層及透明 電極層被堆積，前述多層狀介電質層之膜厚爲前述電極層 之膜厚的4倍以上，且前述多層狀介電質層之膜厚爲4 β m以上1 6 u m以下者。 圖1係本發明之薄膜E L元件之構造圖。本發明之薄 膜E L元件係構成將於具有電氣絕緣性之基板（1 1 )上 ’具有所定之圖案之下部電極層（12)、和於其上複數 次重覆溶液塗佈燒成法所形成之多層狀介電質層（1 3 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ’和更且於介電質層上，堆積發光層（i 4 )、薄膜絕緣 體層（1 5 )、透明電極層（1 6 )之構成。然而，絕緣 體層（1 5 )可省略。下部電極層和上部透明電極層係各 別形成成爲條紋狀，配置於相互正交之方向。各別選擇此 下部電極層和上部電極層，於兩電極之正交部之發光層， 經由選擇性施加電壓’可得特定晝素之發光。 基板係具有電氣絕緣性，不會污染到於其上形成之下 部電極層、介電質層，可維持所定之耐熱強度者時，則不 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公羡） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 527851 A7 _________B7 五、發明説明（1) 需特別加以限定。 做爲具體之材料，可使用氧化鋁（A 1 2〇3 )，石英 玻璃CSi〇2)、氧化鎂（Mg〇）、鎂橄欖石（ 2 M g 0 · S i 0 2 )、塊滑石（Mg〇.Si〇2)、多 鋁紅柱石（3 A 1 2〇3 · 2 S i〇2 )、氧化鈹耐火材料 CBe〇）、氧化鉻（zr〇2)、氮化鋁（A1N)、氮 化砂（S i N)、碳化砂（S i C)等之陶瓷基板或炉：曰 * 口曰白 化玻璃或，高耐熱玻璃、藍板玻璃等即可，又可使用進行 琺瑯處理之金屬基板等。 其中，尤其是結晶化玻璃、高耐熱玻璃、或可取得與 形成介電質之燒成溫度的整合，藍板玻璃由於該低成本性 、表面性、平坦性、大面積基板製作的容易性來看，爲較 佳者。 下部電極層係具有複數之條紋狀之圖案地加以形成， 該線寬成爲1畫素之寬度，線間峙空間係成爲非發光範圍 之故，極力將線間之空間變小者爲佳。雖亦攸關於目的之 顯示器之解析度，但需要例如線寬2 0 0〜5 〇 〇 m、 空間2 Ο β m的程度。 做爲下部電極層之材料，可得高導電性、且於介電質 層形成時不會受到損傷，更且與介電質層或發光層的反應 性低的材料者爲佳。做爲如此之下部電極層材料，將A u 、Pt 、Pd、I r 、Ag 等之貴金屬，或 Au — Pd、 Au — P t 、Ag— Ag、Ag — P t等貴金屬合金，或 A g - P d - C u等之貴金屬爲主成分，添加賤金屬元素 . Ι.Φ —、玎------Φ— {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} i紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ^ 14 ' 527851 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（ 的電極材料，對於介電質層燒成時之氧化氣氛的耐氧化性 可被容易獲得者爲佳。又，使用I 丁 ◦，或Sn〇2 (透明 導電膜）、Ζ η〇一 A 1等之氧化物導電性材料亦可。或 者，使用N i 、C u等之賤金屬，將燒成介電質層時氧分 壓，設定於此等之賤金屬不被氧化之範圍加以使用亦可。 做爲下部電極層之形成方法，可使用濺鍍法、蒸著法、電 鍍法等之公知之技術。 介電質層係以高介電率高耐壓之材料加以構成者爲佳 。在此，令介電質層和發光層之比介電率各成爲e 1、 e 2，膜厚爲d 1、d 2，於上部電極層和下部電極層間 ，施加電壓V 〇時，施加於發光層之電壓V 2係以下式顯 示 V2/Vo = (el xd2)/(el xd2 + e2><dl).........(1) 假定發光層之比介電率e 2 = 1 〇時，將膜厚d 2 = 1 // m 時， V2/Vo = el/(el + l〇xdl).........(2) 於發光層實效施以之電壓係至少施加電壓之5 Ο %以 上，較佳爲8 0 %以上，更佳爲9 0 %以上，是故經由上 式， 50% 以上時 e 1-lOxdl-----(3) 80%以上時el-4〇xdl-----(4) 9〇％以上時61-90乂己1-----(5) 即，介電質層之比介電率係需要至少將單位以// m加 以表示時之膜厚的1 0倍以上，較佳爲4 0倍以上，更佳 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） • 衣------、玎------Φ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 527851 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（ 爲9 0倍以上。例如介電質層之膜厚有5 # m時，該比介 電率需要50〜2〇〇〜45〇以上。 做爲如此咼介電率材料，可使用例如；B a T i 0 3、( Γ) a x C a 1 - χ ) T i 〇 3 , ( B a x S r i - x ) T i 0 3 ^
PbTi〇3、Pb (zrxTii-x)〇3等之鈣鈦礦構 造（強）介電質材料’或代表P b ( M g i 3 N i 2 3 ) 0 3等之複合鈣鈦礦利勒克沙型鐵電體材質，或代表 B 1 4 T 1 3 ◦ 1 2、s r B i 2 T a 2〇9等之鉍層狀化合物 、代表CSrxBai — x) Nb2〇6、PbNb〇6等之鎢 青銅型鐵電體材質。其中，又以具有B a T i〇3或P ZT 等之鈣鈦礦構造的鐵電體材料，其比介電率爲高，可容易 在較低溫下合成的因素較佳。 前述介電質係經由溶膠凝膠法或Μ ◦ D法等之溶液塗 佈燒成法加以形成。丨谷膠凝膠法一般而言’於溶解於溶媒 的金屬醇鹽，加上所定量之水，將具有水解、聚縮合反應 所成Μ - ◦- Μ結合的溶膠之前驅體溶液，經由塗佈於基 板加以燒成，進行膜形成之方法。又，Μ〇D法係，將具 有Μ - ◦結合之羧酸之金屬鹽等，溶於有機溶媒，形成前 驅體溶液，經由塗佈於基板加以燒成，進行膜形成之方法 。在此前驅體溶液係指於溶膠凝膠法、Μ ◦ D法等之膜形 成法中，包含原料化合物溶解於溶媒生成之中間化合物的 溶液。 洛膠凝膠法和Μ ◦ D法非完全個別之方法，相互組合 使用爲一般的。例如形成Ρ Ζ Τ膜時，做爲p b源使用醋 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） ------ir------Aw (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 527851 A7 B7 五、發明説明（作 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 酸鉛，做爲τ i 、z !·源使用醇鹽調整溶液爲一般的。又 ’雖然總稱溶膠凝膠法和Μ〇D法之二個方法，稱之爲溶 膠凝膠時，在任何時將前驅體溶液塗佈於基板，經由燒成 ’形成膜之故，本發明中稱爲溶液塗佈燒成法。又，混合 次"m之介電質粒子和介電質之前驅體溶液的溶液中，包 S於本發明之介電質之即驅體溶液’將該溶液塗佈燒成於 基板時，包含於本發明之溶液塗佈燒成法。 溶液塗佈燒成法係溶膠凝膠法、Μ 0 D法之任何情形 時’以構成介電質之元素以次// m以下之規則，，均句混 合之故，較使用厚膜法所成介電質形成之本質性之陶瓷少 粉體燒結的手法，於極低之溫度，可合成介電質。 例如’以B a T i〇3或P Z T等鈣鈦礦構造的鐵電體 爲例，於通常之陶瓷粉體燒結法，需9 0 〇〜1 〇 〇 〇 °C 以上之高溫步驟，使用溶液塗佈燒成法時，可以5 0 0〜 7 0 0 °C程度之低溫形成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如此地，經由溶液塗佈燒成法形成介電質層，於以往 之厚膜法中，可使用於耐熱性之觀點不可能的高耐熱玻璃 或結晶玻璃、或藍板玻璃等之使用的優點。 首先，於圖4 A中，於基板（4 1 )上形成有成爲條 紋狀圖案化之下部電極層（4 2 )的介電質層第1層（ 4 3 - 1 )。溶液塗佈燒成法所成膜形成法係對於階差， 無均勻之膜厚形成（階層性）之故，下部電極之圖案邊緣 部附近（4 4 )膜厚呈薄狀地形成。又’於基板上，存在 起因於製造工程之塵埃（45)。此塵埃附近介電質層層 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 527851 A7 _B7 五、發明説明（1矣 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 之膜厚亦薄，又經由如此之塵埃於燒成前後的剝離，形成 針孔（4 6 )。然後，於溶液塗佈後之燒成時，於介電質 層會因某種原因形成龜裂（4 7 )，此部分則成爲針孔， 而成爲介電質層之絕緣不良點。如此龜裂係特別於金屬電 極層上易於產生，此係主要於介電質層燒成時，經由金屬 電極層之再結晶或微少小丘之形成，於介電質層有過大的 應力被施加爲其示因之一。如此介電質層之缺陷係成爲介 電質層之絕緣耐壓下降的原因。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 接著，於圖4 B中，介電質層經由4次重覆溶液塗佈 燒成法形成成爲多層狀。改善產生於介電質層第1層形成 時之下部電極的圖案邊緣部附近、塵埃附近、針孔、龜裂 係經由介電質層第2層（4 3 - 2 )埋入之介電質層之表 面缺陷之故，絕緣耐壓則明顯改善。於介電質層第2層之 形成時，雖可能產生工程中之塵埃附著所成之針孔等，此 第2層之缺陷（4 8 )產生於與第1層之缺陷同位置的可 能性極低之故，經由此等之缺陷部分所產生之介電質層第 1層、第2層之膜厚下降部係至少可確保介電質層1層分 之厚度。 又，關於產生於介電質層第2層（4 3 - 2 )之龜裂 時，尤其產生原因爲起因於下部金屬電極層之介電質層的 應力時，第1層之介電質層做爲下部金屬電極層之夾片層 工作，緩和對第2層以後之應力傳達。爲此第2層以後之 龜裂產生機率則明顯減少，可避免此種缺陷堆積所成介電 質層之絕緣耐壓的下降。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 527851 A7 B7 五、發明説明（1隹 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於圖4B中，更形成介電質第3層（44 一 3)、第 4層（4 4 - 4 )。如此地，經由重覆溶液塗佈燒成法， 可完全抑制伴隨下部電極之圖案邊緣部附近，或介電質層 中之缺陷所成介電質層之膜厚的減少的絕緣耐壓缺陷部。 更且，將構成多層狀介電質層之各層之膜厚相等地力口 以形成亦可，或以各層不同之膜厚加以形成亦可。然後， 此各層係可自同一之材質加以構成亦可，或自不同之材質 加以構成亦可。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 接著，爲明確本發明之作用，對於不將介電質層使用 本發明所成溶液塗佈燒成法形成於多層狀介電質層，經由 濺射法形成之時，使用電子顯微鏡照片加以說明。圖5係 形成3 v m以下之下部電極層，於圖案之基板上，以濺射 法將B a T i〇3薄膜形成8 # m時之電子顯微鏡照片。由 圖5可知，經由濺射法形成介電質層時，介電質膜之表面 係將基板之階差以強調之形式加以形成之故，介電質表面 產生明顯之凹凸和突起。如此之表面形狀之凹凸現象係除 濺射法以外，以蒸著法形成介電質層之時，亦同樣發現。 於如此介電質層上，完全不可能使用形成如E L發光層之 機能性薄膜。如此地，將在以以往之濺射法等之手法形成 之介電質層不可能的下部電極層之階差或塵埃等所成缺陷 ，本發明係經由重覆複數次溶液塗佈燒成法地完全被覆， 介電質層表面被平坦化。 本發明人所成詳細檢討之結果，上述之效果係於以下 之條件中，特別有其效果。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -19- 527851 A7 B7 五、發明説明（炒 第1 ，將介電質層經由至少複數重覆溶液塗佈燒成法 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 加以形成。此效果係如記述上述者。尤其，重複次數爲3 次以上之時，於單層之介電質層由於塵埃等之示因所產生 之缺陷部之膜厚，可至少成爲多層狀鉛系介電質層之平坦 膜厚的2 / 3以上。做爲通常介電質之絕緣耐壓之設計値 ，爲予產生預定施加電壓之5 0 %程度的餘力，於經由上 述缺陷所產生之局部性耐壓下降部中，亦可避免絕緣破壞 等之問題。 第2，將介電質層之膜厚，成爲下部電極層之膜厚之 4倍以上。由本發明人之實驗檢討，形成於下部電極之圖 案邊緣部之介電質層膜厚之減少部分係可得知下部電極層 膜厚成爲介電質層之平坦膜厚之1/4以下，幾近成爲平 坦膜厚之2 / 3以上。又，此時此階差部之平坦化亦進行 ，並不充分。經由此平坦化效果，形成於介電質層上部之 薄膜發光層亦均勻地形成。 第3，令多層狀介電質層之膜厚成爲4 #ηι以上， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 6 ^ m以下。根據本發明之檢討，於通常之潔淨室內的 工程所產生之麈埃等之粒子尺寸爲0 · 1〜2 //m，尤其 ，集中於1厂m前後，將平坦膜厚經由成爲4 # m以上， 較佳爲6 # m以上，可令塵埃等之缺陷所造成介電質層缺 陷部的絕緣耐壓成爲平坦耐壓的2 / 3以上。 膜厚成爲1 6 " m以上時，溶液塗佈燒成法之重覆次 數會太多之故，成本會增大。更且，如式（3)〜（5) 所示，當介電質層之膜厚變大時，介電質層之比介電率本 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X；297公釐） 527851 A7 ______ B7 五、發明説明（1矣 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 身有變大之必要，例如膜厚爲1 6 // m以上時，必需之比 介電率爲1 60〜640〜1 440以上。但是，一般而 言’使用溶液塗佈燒成法形成比介電率1 5 0 0以上之介 電質層在技術困難性爲大。又，於本發明中，，可容易形 成耐壓爲高’無缺陷之介電質層之故，無需形成1 6 #ηι 以上之介電質層。爲此，膜厚之上限爲1 6 # m以下，較 佳爲1 2 # m以下。 第4，將前述介電質層之每1層之厚度，成爲前述下 部電極層之膜厚之1 / 2以上。根據本發明人之檢討，介 電質層之每1層之厚度爲電極層之膜厚之1/2以下時， 於圖案邊緣附近，易於產生介電質層之龜裂，更且此龜裂 形成下個介電質層時亦難以修復，又於下個介電質層亦易 於產生新的龜裂。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又，於不產生龜裂之時，介電質層所成下部電極之圖 案邊緣部之被覆部於此介電質層每1層膜厚爲電極層之 1 / 2以下時和以上之時’ g周整堆積次數，構成同一^之最 終之膜厚時，每一層之膜厚之電極層之1 / 2以下時之電 極圖案邊緣部之被覆性明顯不佳。 此現象係約莫每1層之介電質層膜厚爲小之時，圖案 邊緣部之介電質層極薄之故，經由介電質層燒成時之熱疲 勞，影響產生於下部電極層之應力。 做爲發光層之材料，雖未特別加以限制，可使用攙雜 前述Μη之Z n S等之公知之材料。於此等之中，S r S :C e可得優異特性之故，特別爲佳。做爲發光層之膜厚 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐）
i、發明説明（作 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ’雖未特別加以限制，過厚時驅動電壓會上昇，太薄時發 光效率會下降。具體而言，雖依發光體材料有所不同，但 較佳爲1 0 0〜2 Ο ο ο n m程度。 發光層之形成方法係可使用氣相堆積法。做爲氣相堆 積法，較佳爲濺鍍法或蒸著法等之物理性氣相堆積法或 c V D法等之化學性氣相堆積法。又，如前述，尤其形成 S r S : C e之發光層時，經由H2S氣氛下，電子束黑著 法成膜中之基板溫度保持於5 0 0 °C〜6 0 0 t加以形成 時，可得高純度之發光層。 發光層之形成後，較佳爲進行加熱處理。加熱處理係 自基板側堆積電極層、介電質層、發光層後加以進行亦可 ’自基板側形成電極層、介電質層、發光層、絕緣體層或 於此形成電極層後加以進行加熱處理（覆蓋退火）亦可。 熱處理之溫度會根據形成發光層有所不同，於S r S : C e時，於5 0 0 t〜6 0 0 t以上，介電質層之燒成溫 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 度以下，處理時間爲1 0〜6 0 0分者爲佳。做爲加熱處 理時之氣氛，經由發光層之組成、形成條件選擇空氣、N 2 、A r、H e等即可。 形成於發光層上之絕緣體層雖可如前述省略亦可’但 具有此者爲佳。此薄膜絕緣體層係做爲阻抗率，爲 1 08Qcm以上，尤其1 01。〜1 018ncm程度爲佳 。又，具有較高之比介電率之物質爲佳。做爲該比介電率 芒，較佳爲e = 3〜1 0 0 0程度。做爲此薄膜絕緣體層 之構成材料，例如可使用氧化矽（S i〇2 )、氮化矽（ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 527851 A7 B7_ 五、發明説明（20 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) S 1 μ )、氧化鉅（T a 2 0 5 )、鈦酸總（S r τ i〇 )、氧化釔（Y 2〇3 )、鈦酸鋇（B a T i〇3 )、鈦酸 鉛（PbTi〇3)、氧化鉻（Zr〇2)、氮氧化砂（ S 1 〇 n )、氧化鋁（A 1 2〇3 )、鈮酸鉛（ p b N b 2 〇 6 )等。 做爲形成薄膜絕緣體層’與上述發光層相同。做爲此 時絕緣體層之膜厚，較佳爲5 0〜1 0 0 0 n m，尤其更 佳爲50〜200nm程度。 透明電極層係使用膜厚0 · 〜lem之1丁〇 或Sn〇2 (透明導電膜）、Zn ◦- A 1等之氧化導電性 材料等。做爲透明導電膜之形成方法，除濺鍍法外，可使 用公知之蒸著法等。 然而，上述薄膜E L元件僅具有單一發光層，本發明 之薄膜E L元件係非限定於此等之構成，於膜厚方向複數 堆積發光層亦可’成爲矩陣狀地組合各種類之不同發光層 (晝素），配置成爲平面性之構成亦可。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又，本發明之薄膜E L元件係經由電子顯微鏡可容易 觀察識別。即，於本發明中，經由複數重覆溶液塗佈燒成 法所形成之多層狀的介電質層與經由其他之方法所形成之 介電質層，不但是在於介電質層形成爲多層狀，在於膜質 上之不同亦可被觀察。更且，有介電質層表面之平滑性極 佳的特徵。 如上所述，本發明之薄膜E L元件係堆積發光層之介 電質層表面之平滑性極佳，絕緣耐壓爲高且無缺陷，更且 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 527851 A7 B7 五、發明説明（幻 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 可完全防止以往問題之介電質層的過剩鉛成分所成之發光 層的損害之故，可容易構成亮度爲高，亮度之長期可靠性 爲高’高性能、高精細之顯示器。又，製造工程爲容易， 可抑制在低的製造成本。 實施例 以下將本發明之實施例具體加以顯示，再更加地詳細 說明。 (實施例1 ) 表面硏磨9 9 · 6 %純度之氧化鋁基板，於該基板上 經由濺鍍法添加之微量添加物的A u薄膜形成爲1 # m之 厚度’於7 0 0 °C進行熱處理而安定化。將此a u薄膜使 用光触刻法，圖案化成爲寬3 0 0 // m，空間3 0 // m之 多數條紋狀。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於此基板使用溶液塗佈燒成法，形成鈴系介電質層之 P Z T介電質。做爲溶液塗佈燒成法所成介電質層的形成 方法’將以下方法所製造之溶膠凝膠液，做爲P Z T前方 口 7體溶液，於基板以旋轉塗佈法加以塗佈，令7 〇 〇 1 5分鐘之燒成以所定次數重覆。 基本之溶膠凝膠液之製作方法係將8 · 4 9 g之酷酸 錯三水合物和4 · 1 7 g之1 ，3丙二醇加熱攪拌約2小 時’得透明之溶液。除此之外，將3 · 7 0 g之7 0 w t %锆·正丙氧基1 一丙醇溶液和1 · 5 8g之二乙醯甲院 ，於乾燥氮氣氛中，加熱攪拌3 0分鐘，於此加上 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） —— 527851
1、發明説明（线 3 · 14g之75wt%鈦.二異丙氧基·雙二乙醯甲烷 2〜丙醇溶液和2 . 3 2g之1 ，3 -丙二醇，更加熱攪 拌2小時。將此等2個溶液於8 0 °C混合，於乾燥氮氣氛 中，加熱攪拌2小時，製作褐色透明之溶液。將亥溶液於 1 3 〇。(：經由數分鐘的保持’除去副生成物，更加熱攪拌 3小時，製作P Z T前驅體溶液。 溶膠凝膠液之粘度調整係經由使用n 一丙醇稀釋進行 。每單層之介電質層之膜厚係經由調整旋轉塗佈條件及溶 膠凝膠液之粘度，1層爲0 · 4 # m、0 · 7 e m。將上 述溶膠凝膠液做爲P Z T前驅體溶液，經由重覆旋轉塗佈 及燒成，形成表1所示之介電質層。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 試料 全膜厚 膜構造 耐壓 誘電率 電子顯微鏡寫真 備註 1 β m) (ν) 」1 2.0 0·4χ 5 0 圖6 比較例 12 2.1 0·7χ 3 30 500 圖7 比較例 13 3.5 0_7χ 5 140 520 — 比較例 14 4.2 0·7χ 6 220 540 圖8 本發明 15 4.4 0.4χ 11 170 530 —— 本發明 16 7.0 0.7χ 10 320 600 — 本發明 17 14.0 0.7χ 20 430 620 — 本發明 18 16.4 0.7χ 22 450 620 — 比較例 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 527851 A7 B7 五、發明説明（2》 表1中之膜構造係顯示膜厚X堆積次數。例如試料 14之膜構造係0 , 6層堆積之構造。由表1可知 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，多層狀介電質層之膜厚爲不足4 時，耐壓爲低，適 用於薄膜E L元件爲不充分。又，每1層之膜厚不足電極 層膜厚（l#m)之1/2的0 · 4//m時，耐壓明顯下 降，可得良好之結果。 圖6、7、8係各試料1 1、1 2、1 4之介電質層 表面之電子顯微鏡照片。如圖可知，每一層爲0 · 4 // m 厚度，形成全膜厚爲2 // m之介電質層的試料1 1係雖無 法埋入介電質層之龜裂，存在於表面，每一層之0·7 V m厚之試料1 2係幾近與試料1 1同樣的全膜厚爲 2 · l#m時，表面之龜裂之痕跡雖會留下，但完全被封 閉。更且，全膜厚爲4 · 2 # m之試料1 4係龜裂之痕跡 則完全消失。如此地，對於電極薄膜，每1層之介電質層 之膜厚爲不足1 / 2時，無法充分抑制電極層應力所成介 電質層之龜裂產生，有無法得耐壓之傾向。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又，對於下部電極膜厚，多層狀介電質層之膜厚爲沒 有4倍以上時，無法得充分之耐壓。 於做爲與表1之試料1 3〜1 8同樣之構成所形成之 介電質層，加熱至2 0 0 t之狀態，使用攙雜Μ η之 ZnS蒸著源，經由將ZnS發光體薄膜成爲厚0 · 8 β m之蒸著法加以形成之後，於真空中，於6 0 0 °C，進 行1 0分鐘熱處理。 接著，將做爲絕緣體層之S i 3 N 4薄膜和做爲上部電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 527851 A7 ______B7 五、發明説明（2灰 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 極層之I T〇薄膜經由濺鍍法順序形成，而成薄膜e二元 件。此時，上部電極層之I T〇薄膜係經由將金屬光罩使 用於成膜時，於寬度1 m m之條紋上圖案化。發光特性係 自所得元件構造之下部電極、上部透明電極引出電極，於 1kHz之脈衝寬度50//S ，發光亮度直至飽和地，施 加電場加以測定。 結果’使用試料1 3之薄膜E L元件於施加發光臨限 値附近（1 4 0〜1 6 Ο V )之電壓時，產生絕緣破壞而 破壞。做爲此原因，應爲耐壓爲低。對此，形成於試料 1 4、1 6、1 7、1 8上的薄膜E L元件係皆可得最高 亮度6 0 00〜1 0 0 〇 〇 c d/m2，且於此時之施加電 壓，不會產生絕緣破壞。 (實施例2 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使用方鈉石基礎高耐熱玻璃基板（軟化點8 2 0 °C ) ’於此基板上，經由濺射法，做爲薄膜下部電極層，將 Ag/Pd/Cu薄膜形成成爲〇 · 5u/^m之厚度，於 7 0 0 °C進行熱處理安定化。將此薄膜下部電極層使用光 鈾刻法，成爲寬5 0 0 // m、空間5 0 // m之多數之條紋 狀地圖案化。 於此基板，使用溶液塗佈燒成法形成介電質層。做爲 溶液塗佈燒成法所成之介電質層之形成方法，將以下方法 所形成之溶膠凝膠液，做爲B a T i 0 3前驅體溶液，於基 板，於深塗佈加以塗佈，於最高溫度7 0 〇 t，所定次數 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 527851 A7 B7 五、發明説明（2务 重覆1 -分鐘之燒成。此時，每一餍之介電質層之膜厚爲 1 · 5 # m 〇 做爲B a T i〇3前驅體溶液之製作方法，將分子量 63萬之PVP (聚乙烯吡咯烷酮），完全溶解於2-丙 醇，將醋酸及異四丙氧基鈦邊攪拌邊進行添加，得透明之 溶液。於此溶液攪拌純水和醋酸鋇之混合溶液加以滴下， 於此狀態邊加以攪拌地，進行所定時間之老化。各起始原 料之組成比係醋酸鋇：異四丙氧基鈦：P V P :醋酸：純 水：2 -丙醇=1:1:0.5:9:20:20。由此 可得B a T i〇3前驅體溶液。 經由重覆上述B a T i ◦ 3前驅體溶液之塗佈和燒成’ 形成表2所示之介電質層。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 試料 全膜厚（β m) 膜構造 耐壓（ν) 誘電率 備註 21 1.5 1.5x 1 0 — 比較例 22 3.0 1·5χ 2 80 350 比較例 23 4.5 1·5χ 3 250 370 本發明 24 7.5 1_5χ 5 350 380 本發明 一2 5 12.0 1·5χ 8 390 380 本發明 26 15.〇 1·5χ 10 450 390 本發明 27 19.5 1.5χ 13 460 400 比較例 知 可 2 表 由 ο 數 次 積 r一三 堆 X 厚 膜 示 顯 係 造 構 膜 之 中 2 表 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --28- 527851 A7 B7 _ 五、發明説明（2多 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ’此時’對於電極膜厚，多層狀介電質層之膜厚爲不足4 倍時’無法得耐壓’又多層狀介電質層之膜厚爲不足4 β m時’耐壓爲低，做爲E l用基板爲不充分。 如此地所形成之g式料2 2〜2 7，與實施例1同樣， 形成發光層、絕緣體層、上部透明電極，評估發光特性。 結果’使用試料2 2之薄膜E L元件於施加發光臨限 値附近（1 4 0〜1 6 Ο V )之電壓時，產生絕緣破壞而 破壞。形成於基板2 3〜2 6上的薄膜E L元件係皆可得 最高亮度6 0 0 0〜1 〇 〇 〇 〇 c d/m2，不會產生絕緣 破壞。又’形成於基板2 7 1之薄膜E L元件係施加使用 於評估之電源之最大施加電壓的3 5 Ο V，亦無法得最大 売度。 【發明之效果】 由上述所述，本發明之效果爲明確的。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據本發明時，解決如產生於以往之薄膜E L元件之 問題的絕緣體膜以薄膜形成時，經由起因於絕緣體層之缺 陷的局部性絕緣耐壓之下降，做爲產生發光層之破壞的顯 不益，產生致命性缺陷，使用陶瓷厚膜介電質層之時，介 電質層表面之缺陷或膜質爲多孔質或起因於凹凸形成之發 光不良，厚膜介電質層表面之硏磨加工之困難工程之附加 所產生之高成本化，和溶膠凝膠工程之附加所產生之更高 成本化，起因於厚膜介電質層之燒成溫度之基板和電極層 材料之選擇之限制，可無基板選擇之限制，可使用便宜大 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 527851 A7 __B7 五、發明説明（力 面積化容易之玻璃基板等，經由簡便之方法，修正電極層 或工程之塵埃等所成之介電質層之非平坦部，可無絕緣耐 可法 供方 提造 ， 製 ， 該 好和 良件 爲元 性 L 滑 E 平膜 之薄 面之 表質 層品 質示 電顯 介高 且得 更化 ,本 降成 下高 之需 壓無 。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）