JPH0580796B2 - - Google Patents
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- JPH0580796B2 JPH0580796B2 JP60016755A JP1675585A JPH0580796B2 JP H0580796 B2 JPH0580796 B2 JP H0580796B2 JP 60016755 A JP60016755 A JP 60016755A JP 1675585 A JP1675585 A JP 1675585A JP H0580796 B2 JPH0580796 B2 JP H0580796B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- emitting layer
- thin film
- dielectric layer
- light emitting
- glass substrate
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は薄膜ELパネルの製造方法に関し、
特にマトリツクス型薄膜ELパネルの発光層を形
成する場合に利用されるものである。
特にマトリツクス型薄膜ELパネルの発光層を形
成する場合に利用されるものである。
従来の技術
従来、交流動作の薄膜EL素子に関して、発光
層に規則的に高い電界（108V／cm程度）を印加
し、絶縁耐圧、発光効率及び動作の安定性等を高
めるために、0.1〜1.0wt％のMn（あるいはCu、
Al、Br等）をドーブしたZnS、ZnSe等の発光層
をY2O3、Ta2O5等の誘電体薄膜でサンドイツチ
した三層構造ZnS：Mn（又はZnSe：Mn）EL素
子が開発され、発光諸特性の向上が確かめられて
いる。この薄膜EL素子は数ＫHzの交流電界印加
によつて高輝度発光し、しかも長寿命であるとい
う特徴を有している。
層に規則的に高い電界（108V／cm程度）を印加
し、絶縁耐圧、発光効率及び動作の安定性等を高
めるために、0.1〜1.0wt％のMn（あるいはCu、
Al、Br等）をドーブしたZnS、ZnSe等の発光層
をY2O3、Ta2O5等の誘電体薄膜でサンドイツチ
した三層構造ZnS：Mn（又はZnSe：Mn）EL素
子が開発され、発光諸特性の向上が確かめられて
いる。この薄膜EL素子は数ＫHzの交流電界印加
によつて高輝度発光し、しかも長寿命であるとい
う特徴を有している。
薄膜EL素子の１例としてZnS：Mn薄膜EL素
子の基本的構造を第２図に示す。
子の基本的構造を第２図に示す。
第２図に基づいて薄膜EL素子の構造を具体的
に説明すると、硬質かつ透明の前面ガラス基板１
上にIn2O3、SnO3等の透明電極２、更にその上に
積層してY2O3、Ta2O5、Al2O3、Si3N4、SiO2等
からなる第１の誘電体層３がスパツタあるいは電
子ビーム蒸着法等により形成されている。第１の
誘電体層３上にはZnS：Mn焼結ペレツトを電子
ビーム蒸着することにより得られるZnS発光層４
が形成されている。この時蒸着用のZnS：Mn焼
結ペレツトには活性物質となるMnが目的に応じ
た濃度に設定されたペレツトが使用される。ZnS
発光層４上には第１の誘電体層３と同様または異
質の材質から成る第２の誘電体層５が積層され、
更にその上にAl等から成る背面電極６が蒸着形
成されている。透明電極２と背面電極６は第３図
に示すようにストライプ状に成形され、互いに直
交する如く複数本配列されたマトリツクス電極構
造が採用されており、透明電極２と背面電極６が
平面図的に見て交叉した位置７（図示斜線部分）
がパネルの１画素に相当する。透明電極２と背面
電極６はそれぞれスイツチ８，９を介して交流電
源１０に接続され、薄膜EL素子が駆動される。
に説明すると、硬質かつ透明の前面ガラス基板１
上にIn2O3、SnO3等の透明電極２、更にその上に
積層してY2O3、Ta2O5、Al2O3、Si3N4、SiO2等
からなる第１の誘電体層３がスパツタあるいは電
子ビーム蒸着法等により形成されている。第１の
誘電体層３上にはZnS：Mn焼結ペレツトを電子
ビーム蒸着することにより得られるZnS発光層４
が形成されている。この時蒸着用のZnS：Mn焼
結ペレツトには活性物質となるMnが目的に応じ
た濃度に設定されたペレツトが使用される。ZnS
発光層４上には第１の誘電体層３と同様または異
質の材質から成る第２の誘電体層５が積層され、
更にその上にAl等から成る背面電極６が蒸着形
成されている。透明電極２と背面電極６は第３図
に示すようにストライプ状に成形され、互いに直
交する如く複数本配列されたマトリツクス電極構
造が採用されており、透明電極２と背面電極６が
平面図的に見て交叉した位置７（図示斜線部分）
がパネルの１画素に相当する。透明電極２と背面
電極６はそれぞれスイツチ８，９を介して交流電
源１０に接続され、薄膜EL素子が駆動される。
上記の構成において、スイツチ８，９を閉じて
電極２，６間にAC電圧を印加すると、発光層４
の両側の誘電体層２，５間に上記AC電圧が誘起
されることになり、従つて発光層４内に発生した
電界によつて伝導体に励起され、かつ加速されて
充分なエネルギーを得た電子が、直接Mn発光セ
ンターを励起し、励起されたMn発光センターが
基底状態に戻る際に橙黄色の発光を行う。即ち、
高電界で加速された電子が発光層４中の発光セン
ターであるZnサイトに入ったMn原子の電子を励
起し、基底状態に落ちる時、略々5850Åをピーク
に幅広い波長領域で強い発光を呈する。
電極２，６間にAC電圧を印加すると、発光層４
の両側の誘電体層２，５間に上記AC電圧が誘起
されることになり、従つて発光層４内に発生した
電界によつて伝導体に励起され、かつ加速されて
充分なエネルギーを得た電子が、直接Mn発光セ
ンターを励起し、励起されたMn発光センターが
基底状態に戻る際に橙黄色の発光を行う。即ち、
高電界で加速された電子が発光層４中の発光セン
ターであるZnサイトに入ったMn原子の電子を励
起し、基底状態に落ちる時、略々5850Åをピーク
に幅広い波長領域で強い発光を呈する。
上記の如き構造を有する薄膜EL素子はスペー
スフアクタの利点を生かした平面薄型デイスプレ
イデバイスとして、文字及び図形を含むコンピユ
ーターの出力表示端末機器その他種々の表示装置
に文字、記号、静止画像、動画像等の表示手段と
して利用することができ非常に有効なものであ
る。
スフアクタの利点を生かした平面薄型デイスプレ
イデバイスとして、文字及び図形を含むコンピユ
ーターの出力表示端末機器その他種々の表示装置
に文字、記号、静止画像、動画像等の表示手段と
して利用することができ非常に有効なものであ
る。
しかしながら、薄膜EL素子の誘電体層は製造
工程途中で発生した多数のピンホールやマイクロ
クラツク等を含み、これらの欠陥を通して発光層
４に湿気等が侵入するため、EL発光損失による
発熱、層間剥離、素子特性の劣化等を招来する。
工程途中で発生した多数のピンホールやマイクロ
クラツク等を含み、これらの欠陥を通して発光層
４に湿気等が侵入するため、EL発光損失による
発熱、層間剥離、素子特性の劣化等を招来する。
上記問題を解決することを目的として、第４図
に示すように、薄膜EL素子特有の不完全さ、即
ちピンホール等によつて通電時び生じるブレーク
ダウンのため起こる微小な熱損傷領域の拡大を防
止、固定化し、大気環境下で湿気保護、放熱効
果、さらに振動、たわみに対しても有効となる薄
膜ELパネル１１が知られている。
に示すように、薄膜EL素子特有の不完全さ、即
ちピンホール等によつて通電時び生じるブレーク
ダウンのため起こる微小な熱損傷領域の拡大を防
止、固定化し、大気環境下で湿気保護、放熱効
果、さらに振動、たわみに対しても有効となる薄
膜ELパネル１１が知られている。
この薄膜ELパネル１１を第４図に基づいて説
明する。なお、第４図の左半分は透明電極２に平
行なＸ方向の断面図を示し、右半分は透明電極２
に直交するＹ方向の断面図を示す。１はガラス基
板であり、ガラス基板１上に透明電極２が帯状に
一定ピツチ間隔をもつて平行配列されて、その上
に第１の誘電体層３、発光層４、第２の誘電体層
５、背面電極６を積層形成した薄膜EL素子１２
が構成されている。この薄膜EL素子１２を収納
する如く皿状のカバーガラス１３がガラス基板１
上に重畳され、その内部間隙に薄膜EL素子１２
が内蔵される。ガラス基板１とカバーガラス１３
の接合部はエポキシ樹脂、光硬化性樹脂（フオト
ポンド）等の接着剤１４で密封されている。即
ち、ガラス基板１とカバーガラス１３は薄膜EL
素子１２に対する外囲器１５を構成する。そして
外囲器１５内には薄膜EL素子１２が内蔵される
と共にシリコンオイル、真空グリース等の薄膜
EL素子１２の保護用の絶縁性保護流体１６が充
填封入されている（特開昭54―122990号公報）。
明する。なお、第４図の左半分は透明電極２に平
行なＸ方向の断面図を示し、右半分は透明電極２
に直交するＹ方向の断面図を示す。１はガラス基
板であり、ガラス基板１上に透明電極２が帯状に
一定ピツチ間隔をもつて平行配列されて、その上
に第１の誘電体層３、発光層４、第２の誘電体層
５、背面電極６を積層形成した薄膜EL素子１２
が構成されている。この薄膜EL素子１２を収納
する如く皿状のカバーガラス１３がガラス基板１
上に重畳され、その内部間隙に薄膜EL素子１２
が内蔵される。ガラス基板１とカバーガラス１３
の接合部はエポキシ樹脂、光硬化性樹脂（フオト
ポンド）等の接着剤１４で密封されている。即
ち、ガラス基板１とカバーガラス１３は薄膜EL
素子１２に対する外囲器１５を構成する。そして
外囲器１５内には薄膜EL素子１２が内蔵される
と共にシリコンオイル、真空グリース等の薄膜
EL素子１２の保護用の絶縁性保護流体１６が充
填封入されている（特開昭54―122990号公報）。
上記薄膜ELパネル１において、第１の誘電体
層３、発光層４、第２の誘電体層５は、いずれも
第５図に示すように、ガラス基板１にメタルマス
ク１９を添設して、ハロゲンランプ２０でガラス
基板１を下地加熱しながら、蒸着源２１から所定
の物質２２を電子ビーム２３で蒸発せしめて形成
している。
層３、発光層４、第２の誘電体層５は、いずれも
第５図に示すように、ガラス基板１にメタルマス
ク１９を添設して、ハロゲンランプ２０でガラス
基板１を下地加熱しながら、蒸着源２１から所定
の物質２２を電子ビーム２３で蒸発せしめて形成
している。
発明が解決しようとする問題点
ところが、上記のようにメタルマスク１９を用
いて、ハロゲンランプ２０でガラス基板１を下地
加熱して蒸着して成膜すると、メタルマスク１９
の熱伝導や熱容量等によつてガラス基板１の中央
部と周辺部に温度差が生じ、これが発光層４の結
晶性や膜質に影響し、中央部と周辺部で輝度むら
を起こす原因となつている。また、ガラス基板１
を下地加熱すると、メタルマスクの開口周辺が図
示するように変形し、ガラス基板１との密着性が
悪くなるので、メタルマスク１９とガラス基板１
との隙間に蒸着物質がまわり込んで、第６図に示
すように、周辺部に極端に膜厚の薄い部分が発生
し、この部分で剥離が発生しやすい。このため、
この部分を背面電極６が横切つた場合、背面電極
６の断線の原因となつている。
いて、ハロゲンランプ２０でガラス基板１を下地
加熱して蒸着して成膜すると、メタルマスク１９
の熱伝導や熱容量等によつてガラス基板１の中央
部と周辺部に温度差が生じ、これが発光層４の結
晶性や膜質に影響し、中央部と周辺部で輝度むら
を起こす原因となつている。また、ガラス基板１
を下地加熱すると、メタルマスクの開口周辺が図
示するように変形し、ガラス基板１との密着性が
悪くなるので、メタルマスク１９とガラス基板１
との隙間に蒸着物質がまわり込んで、第６図に示
すように、周辺部に極端に膜厚の薄い部分が発生
し、この部分で剥離が発生しやすい。このため、
この部分を背面電極６が横切つた場合、背面電極
６の断線の原因となつている。
問題点を解決するための手段
そこで、この発明は第１の誘電体層３をメタル
マスクを用いてAl2O3、Si3N4、Ta2O5等の誘電
体物質をスパツタして形成し、この第１の誘電体
層の上にZnS：Mn等の発光層をメタルマスクを
用いることなく蒸着等で形成後、公知のフオトリ
ソグラフイ等によりパターニングすることを特徴
とするものである。
マスクを用いてAl2O3、Si3N4、Ta2O5等の誘電
体物質をスパツタして形成し、この第１の誘電体
層の上にZnS：Mn等の発光層をメタルマスクを
用いることなく蒸着等で形成後、公知のフオトリ
ソグラフイ等によりパターニングすることを特徴
とするものである。
作 用
上記の手段によれば、第１の誘電体層をガラス
基板に対して密着力の強いスパツタで形成するの
で、周辺部に発生する極端に膜厚の薄い部分の剥
離が生じないし、マスクを用いないでいつたん全
面に形成した発光層をパターニングするので、全
体に均一な結晶性でしかも均一な厚さの、したが
つて周辺部の境界を画然とした発光層を形成で
き、輝度むらのない薄膜ELパネルが得られる。
基板に対して密着力の強いスパツタで形成するの
で、周辺部に発生する極端に膜厚の薄い部分の剥
離が生じないし、マスクを用いないでいつたん全
面に形成した発光層をパターニングするので、全
体に均一な結晶性でしかも均一な厚さの、したが
つて周辺部の境界を画然とした発光層を形成で
き、輝度むらのない薄膜ELパネルが得られる。
実施例
以下、この発明の一実施例の製造方法につい
て、図面を参照して説明する。
て、図面を参照して説明する。
第１図ＡないしＤは第１の誘電体層３および発
光層４の成膜時の各段階の断面図を示す。まず、
ガラス基板１に公知の方法で、Ｘ方向に平行状の
多数のストライプ状の透明電極２を形成後、透明
電極２の上にメタルマスク１９を添設して、耐酸
性の優れたAl2O3、Si3N4、Ta2O5等の誘電体物
質をスパツタして、厚さ約3000Å程度の第１の誘
電体層３を形成する（第１図Ａ）。
光層４の成膜時の各段階の断面図を示す。まず、
ガラス基板１に公知の方法で、Ｘ方向に平行状の
多数のストライプ状の透明電極２を形成後、透明
電極２の上にメタルマスク１９を添設して、耐酸
性の優れたAl2O3、Si3N4、Ta2O5等の誘電体物
質をスパツタして、厚さ約3000Å程度の第１の誘
電体層３を形成する（第１図Ａ）。
次にメタルマスク１９を外して、第１の誘電体
層３と透明電極２の上に、ZnS：Mn等の螢光体
を蒸着して、厚さ6000〜8000Å程度の発光層４を
形成する（第１図Ｂ）。
層３と透明電極２の上に、ZnS：Mn等の螢光体
を蒸着して、厚さ6000〜8000Å程度の発光層４を
形成する（第１図Ｂ）。
次に、発光層４の上全面にフオトレジスト膜２
４を形成し、公知の露光、現象工程を経て、フオ
トレジスト膜２４を所定の形状にパターニングす
る（第１図Ｃ）。
４を形成し、公知の露光、現象工程を経て、フオ
トレジスト膜２４を所定の形状にパターニングす
る（第１図Ｃ）。
上記の状態で全体を冷塩酸等のエツチング液に
浸漬すると、フオトレジスト膜２４が被覆されて
いない発光層４がエツチングされて、フオトレジ
スト膜２４のパターンに対応したパターンの発光
層４が形成される。こののち、フオトレジスト膜
２４を有機溶剤で溶解除去すると、所定形状の境
界の画然とした発光層４が露出する（第１図Ｄ）。
浸漬すると、フオトレジスト膜２４が被覆されて
いない発光層４がエツチングされて、フオトレジ
スト膜２４のパターンに対応したパターンの発光
層４が形成される。こののち、フオトレジスト膜
２４を有機溶剤で溶解除去すると、所定形状の境
界の画然とした発光層４が露出する（第１図Ｄ）。
なお、上記実施例は、発光層４のパターニング
を、冷塩酸によるウエツトエツチングにより実施
する場合について説明したがリアクテイブ・イオ
ン・エツチング（R.I.E.）等のドライエツチング
により実施してもよい。
を、冷塩酸によるウエツトエツチングにより実施
する場合について説明したがリアクテイブ・イオ
ン・エツチング（R.I.E.）等のドライエツチング
により実施してもよい。
発明の効果
この発明によれば、第１の誘電体層をメタルマ
スクを用いてスパツタにより形成するのでガラス
基板に対して密着性がよく、この第１の誘電体層
の上にマスクを用いることなく発光層を形成した
のち、この発光層を所定の形状にパターニングす
るので、全面に均一な結晶性でかつ均一な厚さの
発光層が形成され、発光層の剥離や輝度むらのな
い薄膜ELパネルが得られる。
スクを用いてスパツタにより形成するのでガラス
基板に対して密着性がよく、この第１の誘電体層
の上にマスクを用いることなく発光層を形成した
のち、この発光層を所定の形状にパターニングす
るので、全面に均一な結晶性でかつ均一な厚さの
発光層が形成され、発光層の剥離や輝度むらのな
い薄膜ELパネルが得られる。
第１図ＡないしＤはこの発明の一実施例の薄膜
ELパネルの製造方法について説明するための各
段階の断面図である。第２図は薄膜EL素子の断
面図で、第３図は第２図の概略平面図、第４図は
薄膜ELパネルの断面図である。第５図は従来の
薄膜ELパネルの製造方法について説明するため
の成膜時の断面図で、第６図は従来方法によつて
形成した膜の要部拡大断面図である。 １……ガラス基板、２……透明電極、３……第
１の誘電体層、４……発光層、５……第２の誘電
体層、６……背面電極、１９……メタルマスク、
２４……フオトレジスト膜。
ELパネルの製造方法について説明するための各
段階の断面図である。第２図は薄膜EL素子の断
面図で、第３図は第２図の概略平面図、第４図は
薄膜ELパネルの断面図である。第５図は従来の
薄膜ELパネルの製造方法について説明するため
の成膜時の断面図で、第６図は従来方法によつて
形成した膜の要部拡大断面図である。 １……ガラス基板、２……透明電極、３……第
１の誘電体層、４……発光層、５……第２の誘電
体層、６……背面電極、１９……メタルマスク、
２４……フオトレジスト膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １(a) ガラス基板に透明電極を形成する工程
と、 (b) 前記透明電極上にメタルマスクを用いて誘電
体物質をスパツタして所定パターンの第１の誘
電体層を形成する工程と、 (c) 前記第１の誘電体層の上にメタルマスクを用
いることなく発光層を形成する工程と、 (d) 前記発光層を所定の形状にパターニングする
工程とを含むことを特徴とする薄膜ELパネル
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60016755A JPS61176093A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | 薄膜ｅｌパネルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60016755A JPS61176093A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | 薄膜ｅｌパネルの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61176093A JPS61176093A (ja) | 1986-08-07 |
| JPH0580796B2 true JPH0580796B2 (ja) | 1993-11-10 |
Family
ID=11925056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60016755A Granted JPS61176093A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | 薄膜ｅｌパネルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61176093A (ja) |
-
1985
- 1985-01-30 JP JP60016755A patent/JPS61176093A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61176093A (ja) | 1986-08-07 |
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