JPH02306580A - 薄膜エレクトロルミネセンス素子の製造方法 - Google Patents

薄膜エレクトロルミネセンス素子の製造方法

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JPH02306580A
JPH02306580A JP1127061A JP12706189A JPH02306580A JP H02306580 A JPH02306580 A JP H02306580A JP 1127061 A JP1127061 A JP 1127061A JP 12706189 A JP12706189 A JP 12706189A JP H02306580 A JPH02306580 A JP H02306580A
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Masumi Arai
荒井 真澄
Shinya Mizuki
水木 伸也
Nobue Ito
伊藤 信衛
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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] 本発明は薄膜エレクトロルミネセンス(EL)素子の製
造方法に関し、特に異なる発光色を有する複数の発光層
を同一平面上に形成した薄膜EL素子の製造方法に関す
る。
[従来の技術] 電圧の印加によってエレクトロルミネセンス(EL)発
光する薄膜EL素子は、平面薄型表示素子として広範な
用途を有し、例えば各種情報端末機器等の表示素子とし
て有効である。
現在実用化されているEL素子は、硫化亜鉛(ZnS)
を母材層とし、これにマンガン(Mn>を添加したオレ
ンジ発光の発光層を有するものが主流であるが、モノカ
ラーであるため表示できる情報量に限界がある。そこて
、近年、多量の情報を表示できる多色EL素子が検討さ
れており、例えば、異なる発光色を示す複数の発光層を
同一平面上に分割・配置したEL素子が知られている。
このような構造のE L素子は、多層配線が不要である
、素子の薄型化などの利点を有するが、複数の発光層を
同一平面上に分割・配置しているため、発光層をエツチ
ングしてパターン化する際に、既に形成された他の発光
層がエツチングの影響を受け、発光層の膜厚や発光輝度
が不均一になるという欠点があった。
これを解決する方法として、発光層をパターン化した後
、発光層をエツチングに対し安定なストッパ一層で被覆
することが提案されている。(例えば、特開昭61−1
07696号公報等〉。
第3図はこのような素子の製造工程を示す図であり、ガ
ラス基板1上に、I To (Indium Tin0
xide)!よりなる帯状の透明電極21、五酸化タン
タル(Ta205)等よりなる第1誘電体層31を順次
積層形成し、その上に、例えばZnSを母材層とし、発
光中心としてMnを添加した第1発光層5aを形成する
(工程(1))。
次に、第1発光層5aの所定部位に塗布したフォトレジ
スト71をマスクとしてエツチングを行ない、第1発光
層5aを所定のパターンに加工する(工程(2))。
さらに、第1発光層5aおよび第1誘電体層31の表面
を5i02等よりなる膜厚10〜300への被膜で覆っ
てストッパ一層81とする(工程(3))。
ストッパ一層81上には、例えば、Z n、 Sを母材
層とし希土類フッ化物を添加した第2発光層5bを形成
する(工程(4))。前記第1発光層5aと同様にして
所定部位にフォトレジスト72を塗布し、他をエツチン
グにより除去して第2発光層5bを所定のパターンに加
工する。
同様にして表面にス)〜ツバ一層82を形成した後(工
程(5))、さらに第3発光層5cを形成してフォトレ
ジスト73を塗布しく工程(6))、エツチングにより
所定のパターンに加工する(工程(7))。
その後、全面に第2誘電体132を形成し、帯状の上部
電極22を形成してEL素子とする(工程(8))。
[発明が解決しようとする課題] ところが、上記従来の方法では、発光層を所定のパター
ンに加工する際に、発光層の側面が露出するため、側面
がエツチング液の影響を受けなり(サイドエツチング)
、発光層中へ水分が吸湿されやすい。また、フォトレジ
ストを除去(湿式または乾式)する時にも、発光層表面
に損傷を与え、発光特性、耐久性に悪影響を及ぼすこと
がある。
また、発光層を被覆するストッパ一層は、膜厚が10〜
300八と薄いため(発光層は通常3000八以上)、
発光層との段差部でストッパ一層が段切れを生じたり、
マイクロクラックが発生することがあり、信頼性が必ず
しも十分ではなかっな。
しかして、本発明は、サイドエツチング、あるいはレジ
スト除去時の表面損傷を防止し、高い信頼性を有するE
L素子を得ることを目的とするものである。
[課題を解決するための手段l 上記目的を達成するために、本発明では、少なくとも一
方を透明電極とした一対の電極間に挟持せしめて、異な
る発光色を示す複数の発光層を同一平面上に配した薄膜
エレクトロルミネセンス素子を、 絶縁基板上に下部電極を配設して、該下部電極上に第1
誘電体層を形成する工程と、 第1誘電体層上に、耐湿性・耐薬品性の誘電体層を形成
し、該誘電体層の、上記複数の発光層に対応する部分を
除去して、各発光層を区画する隔壁を形成する工程と、 隔壁により区画された空間内に所定の発光色を有する発
光層を形成し、発光層上に耐湿性・耐薬品性の誘電体よ
りなる被覆層を形成した後、隔壁により区画された空間
内の所定領域を残して、発光層および被覆層を除去する
ことを発光層の種類に応じて順次繰返す工程と、 被覆層および隔壁上に第2誘電体層を形成する工程と、 第2誘電体層上に上部電極を配設する工程により製造す
る。
「作用] 上記方法によれば、発光層を形成するにあたり、予め、
発光層を区画する耐湿性・耐薬品性の隔壁を形成し、該
隔壁内に所定色の発光層を順次形成するようにしたので
、発光層の側面は隔壁により保護され、エツチング液の
影響を受けることを防止する。
また、発光層表面を耐湿性・耐薬品性の被覆層で覆った
後、パターン化しているので、レジスト除去時の表面損
傷が防止される。
[実施例] 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明方法を適用した薄膜EL素子の全体断面
図であり、ガラス基板1上には下部電極21、第1誘電
体層31が形成しである。下部電極21は透明電極で、
複数の帯状電極を平行配設してなる。
第1誘電体層31の上面には、第1−発光層5a、第2
発光層5b、第3発光層5cが同一面上に形成してあり
、各発光層は耐湿性・耐薬品性に優れた誘電体よりなる
隔壁4により区画されている。
各発光層5a、5b、50表面は、それぞれ耐湿性・耐
薬品性に優れた誘電体よりなる被覆層6a、6b、6C
で被覆され、該被覆N6a、6b、6Cおよび隔壁4上
には、第2誘電体層32、」二部電極22が順次積層形
成しである。上部電極22は複数の帯状電極よりなり、
これらを上記下部電極21.と交差する方向に平行に配
しである。
以下、上記構造の薄膜EL素子の製造方法を第2図で説
明する。
まず、ガラス基板1上にI To (Tndium T
in0xide )等の透明導電膜を成膜し、ウェット
エツチングにより帯状に加工して下部電極21とした(
工程(1〉)。
次に、下部電極2inに五酸化タンタル(Ta205)
等よりなる第1誘電体層31を高周波スパッタにより形
成した。第1誘電体層31の膜厚は5000Aとした。
第1誘電体層31上には窒化ケイ素(Si3N4)等よ
りなる誘電体層41を高周波スパッタにて成膜した(膜
厚8000A>(工程(2))。
誘電体層41上にフォトレジスト74を塗布してパター
ン化しく工程(3)〉、これをマスクとして、四フッ化
炭素(CF4)により誘電体層41をエツチングして高
さ7000人の隔壁4を形成した。その後、フォトレジ
スト74を除去した(工程(4)〉。− 隔壁4上に、マンガン(Mn)を0.8重量%の割合で
含有する硫化亜89(ZnS)ペレットを電子ビーム蒸
着法で6000への膜厚で全面成膜して第1発光層5a
を形成したく工程(5))。
さらにその上に膜厚100〇への窒化ケイ素(Si3N
4)等よりなる被覆層6aを高周波スパッタにより全面
成膜した(工程(6))。
次に、所定領域、すなわち第1図における第1発光層5
a形成領域上に、フォトレジスト75を塗布してパター
ン化し、これをマスクとして被覆層6aを四フッ化炭素
(CF4)によりエツチングした後、さらに第1発光層
5aを塩酸(HC,Q)等の酸でエツチングしたく工程
(8〉〉。その後、フォトレジスト75を除去した(工
程(9))。
続いて、三フッ化テルビウム(TbF3)を5重量%の
割合で含有する硫化亜鉛(ZnS)ペレットを電子ビー
ム蒸着法で580OAの膜厚で全面成膜して第2発光層
5bとした(工程(10))。
その上に、上記した第1発光層5aと同様にして膜厚7
00人の被覆層6bを全面成膜した(工程(11))。
さらに、所定領域にフォトレジスト76をパターン化し
く工程(12))、これをマスクとして露出部分の被覆
層6bおよび第2発光層5bを除去したく工程(13>
 )。その後、フォトレジスト76を除去した(工程(
14))。
同様にして、隔壁4内に第3の発光層5cを形、 成す
る工程を繰返しく工程同格)、その後、Ta205等よ
りなる第2誘電体層32を高周波スパッタにより(工程
(15))、アルミニウム(Aρ)等よりなる上部電極
22を電子ビーム蒸着法で成膜したく工程(16))。
各々の膜厚は、第2誘電体層32を500OA、上部電
極22を400OAとした。そして、上部電極22のパ
ターンにフォトレジスト77を塗布して、ウェットエツ
チングにより下部電極21と直交する帯状に加工し、フ
ォトレジスト77を除去しなく工程(17)、(18)
)。さらに下部電極21の電極取出し部を形成するため
のフォトレジスト78をパターニングし、隔壁4をエツ
チングして電極取出し部9を露出させ、フォトレジスト
78を除去してEL素子としな(工程(19>(20)
’)。
これにより、異なる発光色の発光層を同一平面上に複数
有するEL素子が形成され、複数の帯状下部電極21お
よび上部電極22を任意に選択して電圧を印加すること
により、その交点に位置する発光層においてEL光発光
生起する。従ってこれらを組合わせることにより多色表
示が可能となる。
なお、各発光層はその材質により発光特性が異なり、通
常は、各発光層の発光輝度を合せるためには発光層ごと
に印加電圧を制御する必要があるが、上記実施例では各
発光層の膜厚および各被覆層の膜厚を発光特性に応じて
変更することにより発光駆動電圧を一致させである。従
って、発光層ごとに印加電圧を制御する必要がなくなり
、駆動回路を簡単にすることができる。
上記実施例では隔壁の構成材料として窒化ケイ素(Si
3N4)を用いたが、耐湿性・耐薬品性に優れる材料で
あればよく、これ以外に例えば酸化ケイ素(SiO2)
が使用できる。
上記実施例では3種類の異なる発光層を同一面上に有す
る構成のものを示したが、本発明では、発光層を2種類
あるいは4種類以上有するものに適用することももちろ
ん可能である。
さらにドツトマトリックス電極以外にも、セグメントタ
イプ電極などの図形電極のものにも適用でき、電極パタ
ーンに応じて発光層を配設することにより多色表示が可
能である。
[発明の効果] 本発明によれば、予め、発光層を区画する耐湿性・耐薬
品性の隔壁を形成して該隔壁内に所定色の発光層を形成
したので、エツチング時に発光層の側面が露出せず、サ
イドエツチングや水分の吸収による劣化を防止すること
ができる。また、発光層表面を耐湿性・耐薬品性の被覆
層で覆った後、エツチングによりパターン化するように
したので、発光層表面が被覆層により保護され、レジス
ト除去時の表面損傷を確実に防止できる。さらに隔壁は
、加工が容易で、加工精度も高く、従来のように断切れ
、マイクロクラック等が発生するおそれが小さいなど、
高い信頼性を有する薄膜EL素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法により製造された薄膜EL素子の
全体断面図、第2図は本発明の薄膜EL素子の製造方法
を示す工程図、第3図は従来の薄膜EL素子の製造方法
を示す工程図である。 1・・・・・・ガラス基板(絶縁基板)= 13− 21・・・・・・下部電極 22・・・・・・上部電極 31.32・・・・・・誘電体層 4・・・・・・隔壁 5a、5b、5c・・・・・・発光層 6a、6b、6C・・・・・・被覆層 第2図 第2図 第2図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  少なくとも一方を透明電極とした一対の電極間に挟持
    せしめて、異なる発光色を示す複数の発光層を同一平面
    上に配した薄膜エレクトロルミネセンス素子の製造方法
    において、  絶縁基板上に下部電極を配設して、該下部電極上に第
    1誘電体層を形成する工程と、  第1誘電体層上に、耐湿性・耐薬品性の誘電体層を形
    成し、該誘電体層の、上記複数の発光層に対応する部分
    を除去して、各発光層を区画する隔壁を形成する工程と
    、  隔壁により区画された空間内に所定の発光色を有する
    発光層を形成し、発光層上に耐湿性・耐薬品性の誘電体
    よりなる被覆層を形成した後、隔壁により区画された空
    間内の所定領域を残して、発光層および被覆層を除去す
    ることを発光層の種類に応じて順次繰返す工程と、  被覆層および隔壁上に第2誘電体層を形成する工程と
    、  第2誘電体層上に上部電極を配設する工程とからなる
    ことを特徴とする薄膜エレクトロルミネセンス素子の製
    造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5989785A (en) * 1994-12-22 1999-11-23 Nippondenso Co., Ltd. Process for fabricating an electroluminescent device
KR100554495B1 (ko) * 2003-12-30 2006-03-03 엘지.필립스 엘시디 주식회사 듀얼패널타입 유기전계발광 소자 및 그 제조방법
JP2007095706A (ja) * 2006-11-20 2007-04-12 Seiko Epson Corp 発光装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02126591A (ja) * 1988-11-04 1990-05-15 Kenwood Corp 薄膜el素子およびその製造方法

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