JPS6235498A - 薄膜ｅｌパネルの製造方法 - Google Patents

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〕 本発明は相互に直交する２組の縞状電極を有する薄膜Ｂ
Ｌ　（エレクトロルミネッセント）パネルの製造方法に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来交流動作の薄膜ＥＬ、やネルに用いられる薄膜ＥＬ
素子においては輝度と発光効率を改善し、長時間にわた
る動作の安定性を得るために、発光中心として０．５〜
３　ｍｏ　１　ｆａのＭｎあるいはＴｂＦ、、ＳｍＦ３
．ＰｒＦ。

等を添加しｆＣＺｎＳ、Ｚｎ５ｅ等の発光層を、Ｙ２Ｏ
３あるいはＡＬ２０．、ＰｂＴｉ０．、ＢａＴｉ０．．
８１．Ｎ４等の絶縁層で２両側よりはさんだいわゆる二
重絶縁構造の薄膜ＥＬ針が用いられている。

従来の二重絶縁型薄膜ＥＬ素子の基本構造の一例を第４
図に示す〔ニスアイディーインターナシ。

ナルシンポジウムダイジェストオプテクニカルペーパー
ズ（ＳＩＤ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｙｍｐｏ
ａｉｕｍ　Ｄｉｇｅｓｔ　ｏｆＴｅｃｈｎｉｅａｌ　Ｐ
ａｐｅｒｓ　（１９７４）８４）　）。

第４図において、４１はガラス基板、４２は、Ｉｎ２Ｏ
３゜５ｎ０２ｙＩＴＯあるいは金属薄膜等からなる第１
の電極、４３はその上に電子ビームあるいはスパッタ蒸
着法等により蒸着されたＹ２Ｏ，、Ａｔ２０３．ＰｂＴ
ｉ０．、ＢａＴｉ０．。

Ｓｔ、Ｎ４等の絶縁層、４４はその上に蒸着されたＭｎ
。

ＴｂＴ　ｓ　ｔ　ＳｍＦ　ｓ　ｔ　Ｐ　ｒ　Ｆ　ｓ等の
発光中心を含むＺｎＳからなる発光層である。この発光
層４４も電子ビーム蒸着法あるいはスパッタ蒸着法等に
より製造される。４５は発光層４４の上に蒸着された絶
縁層であシ、その蒸着法及び材料は絶縁層４３と同じで
ある。４６は絶縁層４５の上に蒸着されたＡ／、または
ＩＴＯ等よシなる第２の電極であシ、４７はＥＬ素子を
駆動する交流電源であシ、電極４２と電極４６に接続さ
れている。

次に二重絶縁型薄膜ＥＬ素子の発光原理を第４図に示す
構造の素子について簡単に説明する。

発光層４４は、その発光開始前は単純なコンデンサと考
えられる。従って電極４２と４６との間に電源４７の交
流電圧を印加すると、発光層４４及び絶縁層４３．４５
には各々の静電容量に応じた電圧が加えられる。発光層
４４に加えられる電界が十分高くなると（約１０６Ｖ／
儒以上）発光層４４の伝導帯に電子が励起される。この
電子は電界によって加速され、発光中心を励起するのに
十分なエネルギーを持って発光中心に衝突する。これに
より適当な励起状態にあがった発光中心の電子が基底状
態へ戻る際に、発光中心に固有のエネルギー値を持った
光が放出される。実際には結晶格子との相互作用等によ
り発光スイクトルはある程度の拡がりを持つ。

発光中心としてＭｎ　ｓ　ＴｂＦ　ｓ　ｔ　ＳｍＦ　３
またはＰ　ｒ　Ｆ　ｓを用いた場合はそれぞれ黄橙色、
緑色、赤色、白色の発光が観測される。

以上二重絶縁型薄膜ＥＬ素子について述べたが上述した
ことは二重絶縁型薄膜ＥＬ素子の絶縁層４３または４５
のいずれか一方をとプ除いた構造を有するいわゆる片絶
縁型薄膜ＥＬ素子についても適用される。

以上の説明から明らかなように発光は電極４２と４６と
が相対する部分においてのみ生ずる。そこで電極４２と
４６とをどちらも縞状とし互層に直交するように配置す
ればドツトマトリックス表示が可能な薄膜ＥＬ　Ｉ４ネ
ルが得られる。このようなパネルの断面斜視図を第５図
に示す。第５図において、４８は縞状の第１の電極、４
は縞状の第２の電極である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来縞状の第２の電極を形成するにはメタルマスクを用
いる方法やフォトリソグラフィーによる方法が用いられ
てきたがこれらの方法は以下に述べるような欠点を有し
ていた。

まずメタルマスクを用いて縞状の第２の電極を形成する
場合を考える。第６図は発光層４４または絶縁層４５ま
で薄膜を形成したガラス基板１の上に固定具５２を用い
てメタルマスク５１を治具５３にとシつけた状態の斜視
図である。縞状の第２の電極を形成するにはこのように
セットしたガラス基板１上に、電極を形成するＡＡやＩ
ＴＯの蒸着が行われる。ところで一般に薄膜ＥＬ　Ｉ４
ネルの電極間隔は０．０５〜０．２　ｍ程度であるから
、メタルマスクの細線部５４の巾も０．０５〜０．２■
となる。このような幅で電極の長さを長くするとメタル
マスクの細線部が完全カ直線を保つことは困難となシ、
作成した電極がゆがんでしまい薄膜ＥＬパネルの画素位
置が不正確となったり、画素の寸法がまちまちとなった
シしてＩ４ネルの実用性が著しくそこなわれてしまう欠
点を有していた。このようなメタルマスクの細線部のゆ
がみをさける方法として特殊な形状のマスクを用いる方
法が提案されている〔ニス・アイ・ディー・インターナ
シ、ナル・シンポジウム会ダイジェスト・オブ・テクニ
カルーペーパーズ（ＳＩＤＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
　Ｓｙｍｐｏｓｌｕｍ　Ｄｉｇｅｓｔ　ｏｆ　Ｔｅｃｈ
ｎｉｃａｌ　ｐａｐｅｒｓ（１９８２）　１２２　）　
］。このマスクの断面斜視図を第７図に示す。第７図に
おいて、このマスクはＮｉからなる基板６１の上に細線
部をなす磁性体マスク６２があシ、磁性体マスク６２の
上にＮｉから々るブリッジを有する薄いメタルマスク６
３が積層され細線間の間隔を保つようになっている。ブ
リッジは十分細くかつ蒸着面からりいているので蒸着に
よってブリッジの影によりミ極が切れることはない。マ
グネットチャック上に蒸着面を上にしてガラス基板を置
き、ガラス基板上にこのマスクをマグネットチャックで
固定することにより正確に縞状の第２の電極を形成でき
る。しかしながらこの方法は非常に特殊々マスクを用い
なければならないため一般的に用いることは困難であり
、またマスクの製作費が高い欠点を有してい喪。

次にフォトリソグラフィーを用いて縞状の第２の電極を
形成する場合を考える。縞状の第２の電極は薄膜の絶縁
層の上に積層されるため、通常のフォトリソグラフィー
では第２の電極をなすＡｔやＩＴＯの薄膜とともに絶縁
層まで同時にエツチングされてしまうため、いわゆるリ
フトオフ法が通常用いられる。リフトオフ法には２回の
湿式エツチング工程が必要であるが、発光層であるＺｎ
Ｓ等の■−■族化合物は吸湿しやすく、かつ吸湿した状
態で電圧を印加すると非常に早く劣化してしまうため、
湿式エツチングを行うには絶縁層に完全な耐湿性やピン
ホール・クラック等のない完全性が要求されることにな
シ、薄膜ＥＬ　Ａ／ネルの長寿命化及び低コスト化が困
難である欠点を有していた。

またフォ）　ＩＪソゲラフイーは工程数が多いため時間
及び費用がかかる欠点を有していた。

本発明の目的はこのような従来の欠点を除去し、発光層
に有害な湿式エツチング工程や、高価な特殊メタルマス
クを用いずに、縞状の第２の電極を発光層の信頼性を損
うことなく簡単かつ安価に人造する方法を提供すること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は縞状に配置された第１の電極を一方に有する薄
膜ＥＬの他方に、第１の電極と直交する方向に配置して
第２の電極を蒸着により縞状に形成する薄膜ＥＬ　ノ４
ネルの製造方法において、前記第２の電極を長さ方向に
少くとも２以上の部分に分割し、メタルマスクを用い、
２回以上に分けて分割部分の蒸着を行い、隣接相互の各
蒸着部分の端縁を重ね合せて所定長さの第２の電極に形
成することを特徴とする薄膜ＥＬ　１４ネルの製造方法
である。

〔作用〕

縞状の第２の電極をなす各々の線状電極を２以上の部分
すなわち、非常に長い電極をいくつかの短い長さの電極
に分割する。したがって各部分の形成に用いるメタルマ
スクの細線部の長さが短くなシ、細線がゆがむことがな
く人る。そこで各部分ごとにメタルマスクを用いて蒸着
をくシかえせば所望の電極パターンが得られる。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を図によって説明する。

第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明の第１の実施例を工程順
に示す図である。第１図（ａ）において、ガラス基板１
には第４図に示した発光層（４４）又は絶縁層（４５）
に至る各層が蒸着され、その蒸着面が上向きに置かれて
いる。このガラス基板１上に、メタルマスク６を用いて
、形成すべき縞状の第２の電極の一部（上半分の長さ）
２の蒸着を行う。次に、第１図（ｂ）に示すようにメタ
ルマスク７に交換して残りの第２の電極の一部（下半分
の長さ）３の蒸着を行い、両電極部分２，３の端縁を一
定の幅で重ね、第１図（ｃ）のように、重なシ部分５（
斜線にて示す）にて長さ方向に接続された所定長さの縞
状の第２の電極４を完成する。

このように各縞状電極を２つの部分に分割することによ
りメタルｉスクの細線部の長さが半分近くに短縮される
ため細線部がゆがむことが少くなる。しかし薄膜ＥＬパ
ネルが大面積化し、電極長がざらに長くなるとこれでも
対応できなくなる。このような場合は次のようにする。

第２図（ａ）〜（Ｃ）は縞状の第２の電極の製造法の第
２の実施例の工程図である。

本実施例は縞状電極を長さ方向に４分割した場合の例で
ある。第２図（ａ）　ｓ　（ｂ）において、本実施例で
は、第２図（、）に示す第１列目と第３列目の第２の電
極の一部１１を形成する第１のメタルマスク１３と、第
２列目と第４列目の第２の電極の一部１２を形成する第
２のメタルマスク１４とを順に用いてガラス基板１に蒸
着を行い、第１図（ｃ）に示すようにガラス基板１上に
各列の電極一部を雷な多部分５にて長さ方向に接続した
縞状の第２の電極４を得る。このように各線状電極を多
数の部分に分割することにより各メタルマスクの細線部
の長さが大幅に短縮されるため電極間隔が非常に狭く、
従ってメタルマスク細線部の幅が非常に狭い場合や電極
の長さが長く、従ってメタルマスク細線部の長さが非常
に長い場合にも、メタルマスクを用いて２回の蒸着工程
により縞状の第２の電極が製造できる。

第３図（ａ）〜（ｃ）は本発明の縞状の第２の電極の製
造方法の第３の実施例の工程図である。第３図（ａ）。

（ｂ）に示す２３及び２４はメタルマスクである。第３
図（ａ）において、まず、メタルマスク２３を用いて発
光部、すなわち縞状の第１の電極と相対するマトリック
ス状の方形部分２１をガラス基板１に蒸着し、次に第３
図（ｂ）においてメタルマスク２４を用いてその間の線
状部分２２を蒸着し第３図（ｃ）に示したように長さ方
向に接続された縞状の第２の電極４を完成させる。この
方法では第３図（ｄ）の２５で示されるように（、）と
（ｂ）の工程で作成される電極の重なシ部分の幅方向に
子桁２５があるため２回目の蒸着時におけるメタルマス
クの目合わせ誤差の許容範囲が広くとれるため、電極作
成が容易になるという利点がある。

またメタルマスクに磁性体を用いて、メタルマスクの固
定にマグネットチャックを用いてもよい。

この場合は特にメタルマスクとガラス基板間の密着性が
良好となるので微細間隔の縞状電極の作成に有利である
。

〔発明の効果〕

以上述べた通シ本発明の製造方法を用いれば従来はメタ
ルマスクでは作成できなかった大面積パネルの縞状の第
２の電極をメタルマスクを用いて蒸着法のみで作成でき
るため、従来の大面積薄膜ＥＬパネルで一般的に用いら
れてきたフォトリソグラフィー法を用いた湿式エツチン
グ工程がなくなシ、このため吸湿性の高い発光層に水分
を吸収させることなく第２の電極が作成できる。よく知
られているように発光層に水分が含まれていると、ＥＬ
素子動作時に発光特性、特に寿命が著しく短く一部なＦ
）　ＥＬ　／ＩＰネルの信頼性が低下するが本発明の製
造方法を用いれば発光層に水分を吸収させる工程なしで
ＥＬ　／譬ネルを完成させることができ高い信頼性を有
する薄膜ＥＬ　／＃ネルの製造が可能となる。また本発
明の製造方法は２回の蒸着工程で行えるためフォトリソ
グラフィー法よシも工程が非常に簡単かつ確実であシ、
縞状の第２の電極を高い信頼性と歩走シをもって安価に
製造することが可能である。また複雑な形状の特殊なメ
タルマスクを使用せずに通常用いられているメタルマス
クを用いて製造できるためメタルマスクにかかる費用を
少くできる。

また本発明は薄膜ＥＬパネルに限らずマトリックス型の
電極を必要とする分散型ＥＬ　／４’ネル等の縞状電極
を作成する場合にも用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜０）は本発明の縞状の第２の電極の作成
方法の第１の実施例の工程図、 第２図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の縞状の第２の電極の作
成方法の第２の実施例の工程図、 第３図（ａ）〜（ｃ）は本発明の縞状の第３の電極の作
成方法の第３の実施例の工程図、第３図（ｄ）は接続部
分の拡大図、第４図は従来の薄膜ＥＬ素子の断面図、 第５図は従来の薄膜ＥＬパネルの断面斜視図、第６図は
薄膜を蒸着したガラス基板上にメタルマスクを固定した
状態を示す斜視図、 第７図は特殊な積層構造をもつメタルマスクの断面斜視
図である。 １・・・発光層または絶縁層まで蒸着したガラス基板、
２，３，１１，１２，２１，２２・・・縞状の第２の電
極の一部、４・・・縞状の第２の電極、５・・・２回の
蒸着における重な〕部分、６，７，１３，１４，２３，
２４・・・メタルマスク、２５・・・重なシ部分の子桁
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　（１）縞状に配置された第１の電極を一方に有する薄
   膜ＥＬの他方に、第１の電極と直交する方向に配置して
   第２の電極を蒸着により縞状に形成する薄膜ＥＬパネル
   の製造方法において、前記第２の電極を長さ方向に少く
   とも２以上の部分に分割し、メタルマスクを用い、２回
   以上に分けて分割部分の蒸着を行い、隣接相互の各蒸着
   部分の端縁を重ね合せて所定長さの第２の電極に形成す
   ることを特徴とする薄膜ＥＬパネルの製造方法。