JPS6366896A

JPS6366896A - 表示装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPS6366896A
Application number: JP61211940A
Authority: JP
Inventors: 山内　規義; 小沢口　治樹; 小暮　攻
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1986-09-09
Filing date: 1986-09-09
Publication date: 1988-03-25

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、複数の色を用いた表示が可能な表示装置及び
その製造方法に関し、特にエレクトロルミネセント表示
装置及びその製造方法に関する。

「従来の技術」情報社会の発達に伴い、表示装置の重要性が高まってい
る。特に、軽量、薄型の平面表示装置の実ＩＱが強く望
まれている。このため、各種方式の平面表示装置の研究
開発が盛んに行われている。

中でも、薄膜エレクトロルミネセント平面表示装置（以
下、ＥＬ表示装置という）は、全固体デバイスであるた
め信頼性が高い、自己発光型であり表示品質が優れてい
る、等の理由により、将来主流となる平面表示装置の最
有力候補である。現在、Ｚ　ｎ　Ｓ　：　Ｍ　ｎ膜を発
光膜とする単色（この場合は黄唱色）のＥＬ表示装置が
実用化されている。また、ＺｎＳ：ＴｂＨを発光膜とす
る緑色ＥＬ素子や、ＺｎＳ：Ｓｍ膜を発光膜とする赤色
ＥＬ素子、ＳｒＳ：Ｃｅ膜を発光膜とする青色ＥＬ素子
などが研究され、発光特性の改善が進められている。

しかしながら、これらの発光色を組み合わせた多色ＥＬ
表示装置あるいはフルカラーＥＬ表示装置については、
その重要性が指摘されながらも素子の構成や製造方法が
確立されていないのが現状である。

従来提案されている２色以上の発光を同一の発光Ｈａで
実現させる方法としては、以下に述べる２つの方法があ
る。

第一の方法は、文献（Ｙ、　０ｉｓｈｉ、　Ｔ、にａｔ
ｏ　ａｎｄＹ、　ｌｌａｍａｋａｖａ：　Ｔｅｃｈｎｉ
ｃａｌ　Ｄｉｇｅｓｔ　ｏｆ　１９８３　ＪａｐａｎＤ
ｉｓｐｌａｙ、　ｐ、５７０．１９８３）に述べられて
いるような異なる発光色の素子を重ねる方法である。第
９図はこの方法により製造したＥＬ表示装置の断面を示
している。この図において、１はガラス基板、２は第１
の透明電極膜、３は第１の″ｐ、綽膜、４は第１の発光
膜、５は第２の絶縁膜、６は第２の透明電極膜・７は第
３の絶縁膜、８は第２の発光膜、９は第４の絶縁膜、モ
して１０は１１′面電極である。

また、第二の方法は、特願昭５９−２３０８［３７号に
記載されている方法である。この方法によれば、第１０
図に示すように、ガラス基板Ｉｆ上に透明電極膜１２及
び第１の絶縁膜１３を順次形成した後、この第１の絶縁
膜１３上に形成された第１の発光膜１４をフォトエツチ
ング行程によりパタン加工し、次いで第２の絶縁膜１５
を堆積させた後、その上部に形成された第２の発光膜１
８をフォトエツチング行程によりパタン加工し、続いて
第３の′ｅ縁膜１７及び背面電極２０を順次形成するこ
とによって、最終的に２種類の発光膜が基板面上に平面
配列された構造を実現しようとしている。

「発明が解決しようとする問題点」しかしながら前記第一の方法は、電極を外部回路に接続
するための電極取り出しが著しく複雑になる、また駆動
回路が著しく複雑になる、等の欠点を有しており、した
がって実用的なＥＬ表示装置に適用することは困難であ
る。また、この方法を用いてフルカラー表示の実現に必
要な３種類の発光ｔ！！、（赤、緑及び青）の素子を積
層して高精細な表示が可能な多色表示装置を構成するこ
とは、電極を外部に取り出すための有効な手段がないた
め、極めて困難である。

また、前記第二の方法も、以下に述べるような欠点があ
るため、実用的な多色表示装置の製造方法とは言い難い
、すなわち、第２の発光膜１８をパタン加工する際、パ
タン合わせにずれが生じるため、第１の発光膜１４と第
２の発光膜１８とが重なった部分が生じたり、あるいは
これら２つの発光膜１４．１８の間に間隙が生じたりす
る。このような重なり部分や間隙は、ＥＬ表示装置の平
坦性を大きく損なうため、耐圧の低下や背面電極の断線
の原因となる。また、第２の３ａ線膜１５として第２の
発光膜１８のフォトエツチングに対してｉ５１性のある
材料を選択しなければならないため、第２０′＠紳膜１
５として使用できる財７，１の逗沢の範囲が著しく制限
される。更に、この方法では使用できる発光膜は２種類
に限られるため、フルカラー表示に必要な３種類の発光
色（赤、緑及び青）を同一基板上に配列することは不可
能である。

この発明は、上述したような諸問題を解決ずろため、２
種類以上の発光膜を間隙なくかつ互いに重ならないよう
に配列して構成した表示ＨＢ、および発光膜のフォトエ
ツチング加工とリフトオフ加工を組み合わせることによ
ってこのような（形成の表示装置を製造する方法を提供
することを目的としている。

「問題点を解決するための手段および作用」第１図ない
し第７図は、この発明による表示装置の断面をその製造
行程に従って示したものである。

第１図において、符号２１で示すものはガラス基板で、
このガラス基板２１上に、透明電極膜２２を形成したの
ち、これらガラス基ｔｆ２１および透明ＴＬ電極膜２の
上面に第１の絶縁Ｉ！２３を形成する。この第１の絶８
ｍ２３としては、Ｔａ２０５膜、Ａ　Ｉ　２０３膜、Ｓ
　ｉ　３ＮａＭ、Ｓ　ｉ　０２膜、およびＹ２Ｏ３１Ｎ
のいずれか、またはこれらの膜を組、み合わせた膜を使
用することができる０次ぎに、この第１の絶縁膜２３の
上面に例えばＺｎＳ：Ｓｍからなる第１の発光膜２４を
電子ビーム蒸着法、ＭＯＣＶＤ法あるいはスパッタ法な
どにより形成する。次ぎに、フォト行程により第１の発
光膜２４上にフォトレジストパタン３１を形成し、硝酸
、酢酸、燐酸および水の混合液からなるエツチングＩｙ
を用いて第１の発光膜２４をエツチングし、第１図に示
すような構造を得る。ＺｎＳ膜のエツチングは主に硝酸
とＺｎＳ膜の反応により進行する。

しかし、硝酸のみをエツチング液とした場合、エツチン
グ速度が早過ぎるため、エツチングの終了を判定するこ
とが困難となる場合がある。この問題を回避するため、
エツチング液には硝酸の他に燐酸および酢酸を加える。

これにより、硝酸が希釈され、かつエツチング液が適度
の粘性を持つ・ようになるため、エツチング速度が毎分
１００　ｎ　ｍ程度となり、エツチングの終了の判定が
容易となり、基板面上での均一性の高いエツチングを実
現することができる。第１の発光膜２４のエツチングを
行う際、超音波を印加するとエツチング１αが攪拌され
るため基板面上ての工・ンチング均一性がさらに向上す
る。

次ぎに、フォトレジストパタン３１が残された状態で、
この残留フォトレジストパタン３１および第１の絶縁Ｕ
２３上に、例えばＺ　ｎ　Ｓ　：　Ｔ　Ｉ）膜からなる
第２の発光膜２８をスパッタ法あるいは電子ビーム蒸着
法などにより１８０００以下の基板温度で形成し、第２
図に示す構造を得る。

次ぎに、上記の様な処理を施したガラス基板２１をレジ
スト剥離液に浸漬し、フォトレジストパタン３１を除去
することにより前記第２の発光膜２８をリフトオフ加工
して、第３図に示す構造を得る。この第２の発光膜２８
のワットオフ加工を超音波を印加しながら行うと、フォ
トレジストパタン３１とその上面に形成された第２の発
光膜２８の剥離が促進されるため、上記のリフトオフ加
工に要する時間を短縮することができる。この行程によ
り、ガラス基板２１上に第１の発光膜２４ど第２の発光
ＫＸ２Ｂを間隙なく、かつ重ね合わさることなく配列す
ることができる。

次ぎに、このようにして形成された第１および第２の発
光膜２４．２日上に、フォト行程によりフォトレジスト
パタン３２を形成し、その後、硝酸、酢酸、ｖ４Ｉおよ
び水の混合ｉαからなるエツチング潰を用いて第１の発
光膜２４および第２の発光膜２８のいずれか一方または
両方をエツチングして第４図に示す構造を得る。続いて
、第１の絶縁膜２３およびフォトレジストパタン３２上
に、スパッタ法あるいは電子ビーム蒸着法などにより、
例えばＳｒＳ：Ｃｅからなる第３の発光膜３３を形成し
、第５図に示す構造を得る。次ぎに、このように処理さ
れたガラス基板２１をレジスト剥離液に浸漬し、フォト
レジストパタン３２を除去することにより第３の発光膜
３３をリフトオフ加工する。この第３の発光膜３３のリ
フトオフ加工を超音波を印加しながら行うと、フォトレ
ジストパタン３２とその上面に形成された第３の発光膜
３３の１１１離が促進されるため、上記のりフトオフ加
工に要する時間を短縮することができる０以上の行程に
より、第６図に示すように、ガラス基板２１上に第１の
発光膜２４、第２の発光ｖ、２８および第３の発光膜３
３を互いに間隙なくかつ重なり合うことなく配列するこ
とができる。

次ぎに、第１ないし第３の発光膜２４．２８．３：］上
に第２の絶縁膜２５を形成する。この第２の絶縁膜２５
としては、Ｔａ２０５膜、Ａ１２０３Ｈ１Ｓｉ３Ｎａ膜
、ＳｉＯ２膜、およびＹ２Ｏ３膜のいずれか、またはこ
れらの膜を複数組み合わせた膜を使用することができる
。最後に、この第２の絶縁膜２５の上面に、例えばＡＩ
膜からなる背面電極３０を形成することによって、第７
図に示すような断面を有する表示Ｈ＠　４０の製造が完
了する。

この第７図に示す表示装置４０によれば、透明電極２２
と背面電極３０との間に交流電界を印加することにより
、ＺｎＳ：Ｓｍ膜からなる第１の発光膜２４は赤色に、
ＺｎＳ　：Ｔｂ膜からなる第２の発光膜２８は緑色に、
またＳｒＳ：Ｃｅ膜からなる第３の発光膜３３は青色に
発光する。従って、この構成の表示装置４０によれば、
３原色の発光による多色表示を実現することができる。

第７図に示す表示装置４０において、透明電極２２、第
１の発光膜２４、第２の発光膜２８および第３の発光１
１ｉ３３の相対位置は、第１、第２および第３の発光膜
２４．２８．３３の各境界が、透明電極２２および背面
電極３０のいずれとも厚さ方向において重ならないか、
またはこれらのいずれか一方としか重ならないように設
定される。

このようにすれば、異なる発光膜間の境界部分に強い電
界が印加されろことがないから、絶縁耐圧の劣化を回避
することができ、信頼性の高い表示装置を実現すること
ができろ。

なお、発光膜２４．２８．３３は、前述した材料のみに
限定されるわけてはなく、例えば赤色発光膜としてはＣ
ａＳ：Ｅｕ、青色発光膜としてはＺｎＳ：Ｔｍなども使
用することができる。

また、本発明によれば、フォトエツチング加工とリフト
オフ加工とを縁り返すことにより、４種類以上の発光膜
を互いに間隙なくかつ重なり合うことなく配列させるこ
ともてきる。さらに、第２の発光［１２＋１１のリフト
オフ加工を終了し第３図に示した凄うな（息遣を得た後
で、第２の絶縁膜２５及び背面電極３０を形成すれば、
赤色と緑色の２色およびこれら２色の混合による黄色の
都合３色による表示が可能な多色表示装置を実現するこ
とができる。

「実施例」次ぎに、本発明の具体的な実施例を述べろ。

ガラス基板２１として、厚さ１．２ｍｍの商品名コーニ
ング７０５９ガラスを用い、このガラス基板２１上に膜
厚２０　’Ｏｎ　ｍのＩＴＯ透明電極２２をスパッタ法
により形成した。次ぎに、膜厚３０’ＯｎｍのＴａ２０
５膜からなる第１の絶縁膜２３をスパッタ法により形成
した。次い°て、電子ビーム蒸着法により膜厚（３００
ｎｍのＺｎＳ：ＳｍＵからなる第１の発光膜２４を形成
した。次ぎに、ボッ型レジスト、商品名マイクロポジッ
ト１４００−２７を用いてフォトレジストパタン３１を
形成し、その後、硝酸、燐酸、酢酸を含むエツチング１
αにより、第１の発光膜２４をエツチング加工した。こ
の時、硝酸の濃度は、２ないし５０　ｗ　ｔ％の範囲と
した。また、エツチングの際、超音波を印加した。次ぎ
に、スパッタ法により、膜厚６００ｎｍのＺｎＳ：Ｔｂ
膜からなる第２の発光膜２８を形成した。この時の基板
温度は１８００Ｃとした。改ぎに、ガラス基板２１をレ
ジスト剥離）α、商品名マイクロポジットリムーバ１４
０に浸漬し、さらに超音波を印加することにより、フォ
トレジストパタン３１を除去して第２の発光膜２８をリ
フトオフ加工した。次いで、商品名マイクロポジット１
４００−２７を用いてフォトレジストパタン３２を形成
し、第１の発光膜２４をエツチング加工したのと同じ要
領で第２の発光ｖ１２Ｂをエツチング加工した。次ぎに
、スパッタ法によりＭ厚３００ｎｍのＴａ２０５膜から
なる第２の絶縁膜２５を形成し、続いて膜厚２００ｎｍ
のＡ１背面電極３０を形成して第８図に示すような表示
長、ｆ：ｉ↓Ｏａを完成した。

この騙示装置４０ａにおいて、第１の発光膜２ジ４による赤色発光および第２の発光膜２８による緑色発
光を同時に実現することができた。Ｉ　Ｋ　ＩＩＺの正
弦波駆動における閾値電圧は、第１、第２の発光膜２４
．２８ともに１４０Ｖ（０−１））であり、５ａｉｔ破
壊電圧は２５０Ｖ　（０−ｐ）であった。また、発光輝
度は、第１の発光膜２４て３００　ｃ　ｄ　／　ｍ２、
第２の発光膜２８で１０００　Ｃ（１／ｍ２が各々得ら
れた。これらの性能は、第１、第２の発光膜を単独で用
いた表示装置における性能と同じてあった。

以上に述べた表示装置の構成および製造方法は、あくま
でも本発明の一実施例であり、本発明の趣旨を逸脱しな
い範囲てＩ−Ｊｉ々の変更や散着を行い得ることは言う
までもない。

「発明の効果」以上説明したように、本発明によれば、絶縁耐圧の劣化
をもたらすことなく、フルカラー表示に必要な３原色の
発光膜を配列した多色ＥＬ表示装査を構成することがで
きる。また、本発明の製造方法によれば、上記のＥＬ表
示装置を優れた再現性でまた均一性に富んだ品質で製造
することができる。さらに、本発明による表示装置にお
いては、各発光膜が自己整合的に配列されるため、表示
装置の画素の微細化に対する構造上のあるいは製造行程
上の制約はない。したがって、本発明によれば、高精細
なフルカラ一平面表示装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図はこの発明による表示装置をその製
造行程に従って示す断面図、第８図はこの発明の一実施
例の断面図、第９図は従来の表示装置の断面図、第１０
図は他の従来の表示装置の断面図である。２１・・・・・・ガラス基板、２２・・・・・・第１の
透明電極、２３・・・・・・第１の絶縁膜、２４・・・
・・・第１の発光膜、２５・・・・・・第２の絶縁膜、
２８・・・・・・第２の発光膜、３０・・・・・・背面
電極、３１．３２・・・・・・フォトレジストパタン、
３３・・・・・・第３の発光膜。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　第１、第２の電極膜間に発光膜を配し前記第１
、第２の電極間に電界を生じさせることによって前記発
光膜を発光させる表示装置において、前記発光膜を各縁
部が間隙なく接しかつ互いに重なり合うことなく配置さ
れた種類の異なる２以上の発光膜により構成し、かつこ
れら各発光膜をそれらの境界部を除いて前記第１および
第２の電極膜で挟む構成としたことを特徴とする表示装
置。
（２）　電極膜が面上に形成された基板上に第１の発光
膜を形成する行程と、前記第１の発光膜をフォトエッチ
ングによりパタン加工する行程と、前記第１の発光膜の
フォトエッチングに使用したフォトレジストを残した状
態で前記基板上に第２の発光膜を形成する行程と、前記
フォトレジストを除去することにより前記第２の発光膜
をリフトオフ加工する行程と、を含むことを特徴とする
表示装置の製造方法。
（３）　前記第１の発光膜のフォトエッチングによるパ
タン加工行程を硝酸を含むエッチング液を使用して行う
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の表示装置
の製造方法。
（４）　前記第１の発光膜のフォトエッチングによるパ
タン加工行程を硝酸、燐酸および酢酸を含むエッチング
液を使用して行うことを特徴とする特許請求の範囲第２
項記載の表示装置の製造方法。
（５）　前記第１の発光膜のフォトエッチングによるパ
タン加工行程を超音波を印加しながら行うことを特徴と
する特許請求の範囲第２項記載の表示装置の製造方法。
（６）　前記第２の発光膜のリフトオフ加工行程を超音
波を印加しながら行うことを特徴とする特許請求の範囲
第２項記載の表示装置の製造方法。
（７）　電極膜が面上に形成された基板上に第１の発光
膜を形成する第１の行程と、前記第１の発光膜をフォト
エッチングによりパタン加工する第２の行程と、前記第
２の行程で使用した第１のフォトレジストを残した状態
で前記基板上に第２の発光膜を形成する第３の行程と、
前記第１のフォトレジストを除去することにより前記第
２の発光膜をリフトオフ加工する第４の行程と、前記第
１および第２の発光膜の少なくともどちらか一方をフォ
トエッチングによりパタン加工する第５の行程と、前記
第５の行程で使用した第２のフォトレジストを残した状
態で前記基板上に第３の発光膜を形成する第６の行程と
、前記第２のフォトレジストを除去することにより前記
第３の発光膜をリフトオフ加工する第７の行程と、を含
むことを特徴とする表示装置の製造方法。
（８）　前記第２および第５の行程を硝酸を含むエッチ
ング液を使用して行うことを特徴とする特許請求の範囲
第７項記載の表示装置の製造方法。
（９）　前記第２および第５の行程を硝酸、燐酸および
酢酸を含むエッチング液を使用して行うことを特徴とす
る特許請求の範囲第７項記載の表示装置の製造方法。
（１０）　前記第２および第５の行程を超音波を印加し
ながら行うことを特徴とする特許請求の範囲第７項記載
の表示装置の製造方法。
（１１）　前記第４および第７の行程を超音波を印加し
ながら行うことを特徴とする特許請求の範囲第７項記載
の表示装置の製造方法。