JPH044400Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は文字、図形等の情報をドツトマトリク
ス表示する薄膜ELマトリクス型デイスプレイパ
ネルに関するものである。

従来の技術 例えば、薄膜ELマトリクス型デイスプレイパ
ネルの構造例を第２図を参照しながら説明する。
尚、第２図の左半分はＸ方向の断面図、右半分は
Ｘ方向と直交するＹ方向の断面図である。第２図
において、１は透光性基板であるガラス基板、２
は該ガラス基板１上に形成されたマトリクス型薄
膜EL素子である。この薄膜EL素子２における３
は上記ガラス基板１上にI.T.O等を蒸着法により
Ｘ方向に定ピツチで多数のストライプ状に形成し
た透明電極、４は透明電極３及びガラス基板１上
に、Al₂O₃やY₂O₃等を蒸着法やスパツタ法で形成
した透明な第１の絶縁層、５はこの第１の絶縁層
４上にZnS：Mn等を蒸着法等で形成した発光層、
６は該発光層５上に、Al₂O₃やY₂O₃等を蒸着法や
スパツタ法により形成した透明な第２の絶縁層、
７は第２の絶縁層６上にＹ方向に定ピツチで多数
のストライプ状に形成したAl蒸着膜による背面
電極である。

尚、上記薄膜EL素子２を囲繞するように、凹
板状のカバーガラス８をガラス基板１上に接着材
を介して固着することにより、薄膜ELマトリク
ス型デイスプレイパネルが構成され、更に上記ガ
ラス基板１とカバーガラス８からなる外囲器内
に、薄膜EL素子２の耐湿性を向上させるためシ
リコンオイル等の絶縁性保護流体が封入される
〔特開昭57−7086号公報〕。

この薄膜ELマトリクス型デイスプレイパネル
では、透明電極３と背面電極７が第３図に示すよ
うにマトリクス状に交差して、多数のマトリクス
状の画素ｍ，ｍ……を形成する。この透明電極３
と背面電極７の各一端部は、１本おきにガラス基
板１の反対側の周辺部上まで延設され、この両電
極３，７の延設端部間に駆動電圧を選択的に印加
すると、発光層５の画素部分が選択的に発光して
所望の情報のドツトマトリクス表示が行われる。

考案が解決しようとする問題点 ところで、上記薄膜EL素子２の形成時、第１
の絶縁層４、発光層５及び第２の絶縁層６の膜厚
が均一になるように積層形成するのは困難で、上
記各層４，５，６の膜厚が薄い箇所でピンホール
が発生し易かつた。この結果、透明電極３と背面
電極７間に駆動電圧を印加した際、第１の絶縁層
４、発光層５及び第２の絶縁層６に発生したピン
ホールを介して、上記透明電極３と背面電極７間
で放電現象が生じて両電極３，７が絶縁破壊され
る。ここで、上記背面電極７は、導電性や第２の
絶縁層６に対する接着性が良好で、比較的高融点
（660℃）を有するAl製のものであるため、上述
のように透明電極３と背面電極７間で絶縁破壊が
発生すると、Alでは蒸発飛散機能が乏しい故に、
その破壊域１ａがスポツト状となる自己回復型絶
縁破壊（第４図参照）に留まらず、第５図に示す
ように破壊域ｂが背面電極７の全面に亘つて急速
に拡がる伝播型絶縁破壊へと至る。このように伝
播型絶縁破壊が発生して背面電極７の全面に亘つ
て破壊域ｂが形成されると、その背面電極７の画
素ｍの断線により、その画素ｍから給電点とは逆
方向の全画素ｍ，ｍ……がすべて発光不能となつ
てその表示機能が大幅に低下するという問題点が
あつた。

そこで、本考案者は、絶縁破壊によつて背面電
極であるAlが溶融して断線に至るのを解決する
ために種々実験検討し、Al（融点660℃）よりも
はるかに高融点のITOなどの透明導電薄膜と融点
が1500℃以上の高融点金属薄膜（例えばTi（融点
1675℃）、Ta（融点1996℃）などの積層膜を背面
電極に使用する技術を開示した（実願昭61−4743
号）。この技術により従来のAlよりは溶融切断を
大幅に改良することができたが、まだ完全ではな
かつた。

そこで上記問題点を解決するため本考案者はさ
らに実験検討した結果、低融点材料が極めて有効
であることを見い出し、前記背面電極７を、Sn，
Zn，Pb，Cd，In，Tl，Bi及びSbの郡から選ばれ
たAlよりも低融点の金属材料の１種、または２
種以上の上記金属材料の合金で形成した技術を開
示した（特開昭61−52319号）。これは、Alより
も低融点の蒸発飛散機能を有する金属材料を使用
するため、透明電極３と背面電極７間で絶縁破壊
が発生した場合、上記背面電極７での破壊点周辺
部分を比較的低いエネルギーレベルまたは低電流
レベルで瞬時に蒸発飛散し、放電点（電極）とし
て作用している部分が瞬時に消滅するので、瞬時
に放電が停止し、電極の破壊が停止する。このた
め電極の破壊孔は放電点とその周辺部分に小さく
限定され、第４図に示すように略スポツト状にと
どまる。このように破壊域がスポツト状となる自
己回復型絶縁破壊を積極的に形成して伝播型絶縁
破壊を回避し、背面電極での断線を未然に防止し
ている。

ところが、上記材質で形成した背面電極７を有
する薄膜ELマトリクス型デイスプレイパネルで
は、前記背面電極７の第２の絶縁層６に対する付
着力が弱いため、背面電極７の両側縁部が浮いた
状態となる。特に、第６図に示すように透明電極
３と背面電極７とが交差する画素ｍにおいて、上
記背面電極７の幅方向の両側縁部ｎ，ｎが浮いた
状態にあると、パネル駆動時、その両側縁部ｎ，
ｎに電界がかかり難くなつて発光しなくなるとい
う問題点が新たに生じてきた。

そこで、本考案の目的は、絶縁破壊発生時に背
面電極での破壊域の拡がりを抑止した自己回復機
能を有し、且つ、上記背面電極の第２の絶縁層に
対する付着力の大きい薄膜ELパネルを提供する
ことにある。

問題点を解決するための手段 本考案は前記問題点を鑑みて提案されたもの
で、上記目的を達成するための技術的手段は、透
光性基板上に、ストライプ状の透明電極、第１の
絶縁層、発光層、第２の絶縁層及びストライプ状
の背面電極を順次積層形成してなる薄膜EL素子
を有する薄膜ELパネルにおいて、Alよりも低融
点の蒸発飛散機能を有する金属材料、または合金
からなる背面電極の下地として、上記第２の絶縁
層に対して付着力の大きい金属薄膜を介在させた
ものである。

作 用 本考案に係る薄膜ELパネルによれば、Alより
も低融点の蒸発飛散機能を有する金属材料、また
は合金からなる背面電極の下地として、上記第２
の絶縁層に対して付着力の大きい金属薄膜を介在
させたから、透明電極と背面電極間で絶縁破壊が
発生して放電現象が生じた場合、上記背面電極及
び金属薄膜の両者における破壊点周辺部分が共に
比較的低いエネルギーレベルまたは低電流レベル
で瞬時に蒸発飛散し、放電点（電極）として作用
する部分が瞬時に消滅するので、瞬時に放電が停
止し、同時に電極の破壊が停止する。このため電
極の破壊孔は放電点とその周辺部分に小さく限定
され、略スポツト状にとどまる。このように背面
電極及び金属薄膜での破壊域がスポツト状となる
自己回復型絶縁破壊を積極的に形成して伝播型絶
縁破壊による背面電極の断線を回避すると共に、
第２の絶縁層と背面電極間に介在する金属薄膜に
より、上記背面電極の第２の絶縁層に対する密着
性を保持する。

実施例 本考案に係る薄膜ELパネルの一実施例を第１
図を参照しながら説明する。尚、第１図の左半分
はＸ方向の断面図、右半分はＹ方向の断面図であ
る。第１図において、９は透光性基板であるガラ
ス基板、１０は該ガラス基板９上に形成された本
考案に係る薄膜EL素子である。この薄膜EL素子
１０における１１は上記ガラス基板９上にI.T.O
等を蒸着法等によりＸ方向に定ピツチで多数のス
トライプ状に形成した透明電極、１２は透明電極
１１及びガラス基板９上にAl₂O₃やY₂O₃等を蒸着
又はスパツタ法で形成した透明な第１の絶縁層、
１３はこの第１の絶縁層１２上に、ZnS：Mn等
を蒸着法等で形成した発光層、１４は該発光層１
３上に、Al₂O₃やY₂O₃等を蒸着やスパツタ法によ
り形成した透明な第２の絶縁層、１５はこの第２
の絶縁層１４上に蒸着法等によりＹ方向に定ピツ
チで、多数のストライプ状に形成した金属薄膜
で、例えばAl，Ni，Ti，Cr等のように第２の絶
縁層１４に対して付着力の大きい金属材料を選定
する。この金属薄膜１５の膜厚は、例えば10〜
500Å程度、最適条件としては30〜100Å程度とな
るように可及的に小さく設定する。これは、後述
する背面電極と同様、上記材質のように高融点の
金属材料からなる金属薄膜１５が、絶縁破壊発生
時、その破壊点周辺部分を比較的低いエネルギー
レベルまたは低電流レベルで瞬時に蒸発飛散させ
るためである。尚、上述のように金属薄膜１５の
膜厚を可及的に小さく設定しても、第２の絶縁層
１４に対する付着力が低下することはない。１６
は上記金属薄膜１５を第２の絶縁層１４に対する
下地として、金属薄膜１５上に同一パターンで蒸
着法等により積層形成した背面電極で、この背面
電極１６は、Alよりも低融点の金属材料、例え
ば先述したようにSn，Zn，Pb，Cd，In，Tl，Bi
及びSbの郡から選ばれた金属材料の１種、また
は２種以上の上記金属材料の合金で形成される。
尚、上記金属薄膜１５と背面電極１６とは金属同
士であるため、その付着力に問題はない。１７は
従来と同様に、ガラス基板９上に接着固定された
凹板状のカバーガラスで、この内部にシリコンオ
イル等の絶縁性保護流体が封入される。

前記透明電極１０と背面電極１６間に駆動電圧
を印加してエージングした場合、その透明電極１
０と背面電極１６間で絶縁破壊が発生して放電現
象が生じても、背面電極１６を蒸発飛散機能を有
するAlよりも低融点の金属材料の１種、或いは
２種以上の合金で形成し、且つ、金属薄膜１５が
高融点の金属材料からなるにもかかわらず、その
膜厚を可及的に小さく設定して蒸発飛散機能を実
質的に保持するため、上記背面電極１６及び金属
薄膜１５の両者ともその破壊点周辺部分が比較的
低いエネルギーレベルまたは低電流レベルで瞬時
に蒸発飛散し、同時に電極の破壊は停止する。こ
のため電極の破壊孔は放電点とその周辺部分に小
さく限定される。これにより背面電極１６及び金
属薄膜１５での破壊域が伝播型絶縁破壊に至ら
ず、スポツト状となる自己回復型絶縁破壊に留ま
る。この結果背面電極の断線が防止される。ま
た、上記背面電極１６の下地としての金属薄膜１
５により、その背面電極１６の第２の絶縁層１４
に対する密着性が保持される。

尚、上記実施例では、背面電極１６を、Sn，
Zn，Pb，Cd，In，Tl，Bi及びSbの郡から選ばれ
た金属材料の１種、または２種以上の上記金属材
料の合金で形成したが、本考案はこれに限定され
ることなく、上記群の少なくとも１種の金属材料
と、この群以外の他の金属材料との合金、例えば
Sn−Ag，Sn−Cu，Pb−Mg，Pb−Te，In−
Mg，In−Te，Bi−Mg，Bi−Te，Sb−Te合金
や、Sn，In，Mg，Zn，Te及びAgの少なくとも
１種の金属材料とAl又はGaとの合金で背面電極
を形成してもよい。この時、上記合金での金属材
料の組成比を所定値に選定すれば、Alよりも低
融点、例えば600℃以下に、さらに望ましくは400
℃〜200℃程度に設定することが可能である。

また一般に低融点材料の薄膜は硬度が低く、ま
た面方向の付着力が弱いので、放電時の蒸発物質
の圧力や熱によつて、低いエネルギーでも容易に
蒸発飛散（蒸発および飛散）するので、放電の持
続を防止でき、破壊孔を小さく抑えることができ
る。したがつて、Alよりも低融点であれば、自
己回復型絶縁破壊モードが出現しやすく、伝播型
絶縁破壊を回避できるので、電極の断線を防止す
ることができる。ただし、融点があまり低すぎる
と背面電極の形成および安定保持が著しく困難に
なる傾向がある。

考案の効果 本考案に係る薄膜ELパネルによれば、Alより
も低融点の金属材料、または合金からなる背面電
極の下地として、上記第２の絶縁層に対して付着
力の大きい金属薄膜を介在させたから、パネル駆
動時、透明電極と背面電極間で絶縁破壊が発生し
てもその破壊域が伝播型絶縁破壊に至ることな
く、自己回復型絶縁破壊に留めることが現実容易
となつて背面電極の断線を未然に防止できる。ま
た背面電極の第２の絶縁層に対する密着性が保持
され、不所望な非発光部分の発生を未然に防止す
ることができて信頼性の高い薄膜ELパネルを提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る薄膜ELパネルの一実施
例を示す断面図で、左半分はＸ方向の断面図、右
半分はＹ方向の断面図である。第２図は従来の薄
膜ELパネルの構造例を示す断面図で、左半分は
Ｘ方向の断面図、右半分はＹ方向の断面図、第３
図は薄膜ELパネルでの画素部分を示す部分平面
図、第４図は背面電極での自己回復型絶縁破壊を
示す部分平面図、第５図は背面電極での伝播型絶
縁破壊を示す部分平面図、第６図は薄膜ELパネ
ルでの画素部分における付着状態を説明するため
の部分平面図である。 ９……透光性基板、１０……薄膜EL素子、１
１……透明電極、１２……第１の絶縁層、１３…
…発光層、１４……第２の絶縁層、１５……金属
薄膜、１６……背面電極。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 透光製基板上に、ストライプ状の透明電極、第
   １の絶縁層、発光層、第２の絶縁層及びストライ
   プ状の背面電極を順次積層形成してなる薄膜EL
   素子を有する薄膜ELパネルにおいて、 Alよりも低融点の金属材料、または合金から
   なる背面電極の下地として、上記第２の絶縁層に
   対して付着力の大きい金属薄膜を介在させたこと
   を特徴とする薄膜ELパネル。