JP2509354B2

JP2509354B2 - 薄膜ｅｌパネルの製造方法

Info

Publication number: JP2509354B2
Application number: JP1341162A
Authority: JP
Inventors: 佳弘遠藤; 正明平井; 章夫猪原; 博岸下; 久上出
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-12-29
Filing date: 1989-12-29
Publication date: 1996-06-19
Anticipated expiration: 2011-06-19
Also published as: JPH03203194A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞この発明は、発光層の上下に絶縁層を設けたいわゆる
三層構造を有する薄膜ELパネルの製造方法に関する。

＜従来の技術＞従来、この種の薄膜ELパネルの製造方法としては、た
とえば第４図（ａ）乃至（ｃ）に示す方法がある。すな
わち、ガラス基板11の表面にITO（インジウム錫酸化
物）からなる透明導電膜を形成し、フォトエッチングし
て、平行な帯状の透明電極12を形成する（第４図
（ａ））。次に、第３図（ａ）に示すように、基板11
を、表面を下向きにして基板ホルダ20に取り付け、膜を
形成しない周辺領域を枠状のマスク21で覆う。そして、
形成する膜の密着強度が大きくなるように上記基板11を
加熱した状態で、第４図（ｂ）に示すように、電子ビー
ム蒸着法またはスパッタ法によって、Si₃N₄膜を有する
下部絶縁層13と、ZnS:Mnからなる発光層14と、Si₃N₄膜
を有する上部絶縁層15とを形成する。最後に、電子ビー
ム蒸着法によって金属膜を形成し、フォトエッチングし
て、帯状の背面電極17と端子電極18を形成する（第４図
（ｃ））。

＜発明が解決しようとする課題＞ところで、上記マスク21および基板ホルダ20は、基板
11よりも熱容量が大きいものであり、しかも支持部材に
よってチャンバ壁面に取り付けられている。そのため、
上記基板11加熱時に、熱伝導によってチャンバ壁面に熱
が逃げて、第３図（ｂ）に示すように、基板11の周辺領
域が中心付近よりも低温であるような温度分布が生じ
る。基板温度が低い領域は膜の成長レートが大きいの
で、上記従来の製造方法のようにこの状態で下部絶縁層
13,発光層14,上部絶縁層15を形成する場合、これら三層
の膜厚は、第３図（ｃ）に示すように、膜形成領域E₀の
周辺領域すなわちマスク21の近傍にて厚く、中心付近に
て薄いような分布となる。この分布は、特に基板温度に
より膜付着係数が大きく変化するZnS:Mn発光層14で顕著
である。上記膜厚と発光輝度とは略比例する関係がある
ので、膜厚が上記分布となった場合、第３図（ｄ）に示
すように、発光輝度は、膜形成領域E₀すなわちパネルの
表示領域D₀にて、鍋底状の分布を示し、輝度差B₀を生じ
る。このように、従来の製造方法によって製造されたEL
パネルは発光特性の点で問題があった。

さらに、上記従来の方法にはマスク21へ付着した絶縁
膜や発光層の膜片による基板の汚染という問題がある。
基板の汚染は薄膜ELパネルの欠陥の原因となる。

そこで、この発明の目的は、均一な発光特性を持ち、
欠陥の少ない薄膜ELパネルの製造方法を提供することで
ある。

＜課題を解決するための手段＞上記目的を達成するために、この発明は、ガラス基板
上に透明電極と下部絶縁層と発光層と上部絶縁層と背面
電極を順次積層して形成する薄膜ELパネルの製造方法に
おいて、上記基板上の略全面に下部絶縁層、発光層、上
部絶縁層の三層を形成し、続いて上記上部絶縁層上に有
機膜を形成した後、周辺領域に存する上記下部絶縁層、
発光層、上部絶縁層、有機膜を機械的研削手法で除去し
て、透明電極の端部を露出させ、その後、上記上部絶縁
層上に残った有機膜を除去することを特徴としている。

上記有機膜は溶剤等によって容易に除去でき、かつ上
部絶縁層に汚れを残さない材料で形成するのが望まし
い。

＜作用＞基板上の略全面に発光層を形成する場合、蒸着または
スパッタを行う際にマスクを使用しないので、従来のマ
スクに付着した絶縁層や発光層の膜片による基板の汚染
という問題が解消される上、マスクを使用する場合に比
して、基板加熱時に基板の周辺領域と中心付近との温度
差が小さくなる。したがって形成される膜は、膜形成領
域の周辺部にて厚く中心付近にて薄い傾向に変わりはな
いが、膜厚バラツキが小さくなる。

さらに、膜厚の変動が大きい膜形成領域の周辺部を除
去してしまうため、結果として、発光輝度の分布の広が
りが極めて小さくなり、均一な発光特性が得られる。

また、機械的手法を用いての研削加工時、有機膜が上
部絶縁層上を覆っているので、研摩剤や、研削された三
層膜や基板ガラスの微粒子は有機膜に付着する。そし
て、有機膜に付着した微粒子は有機膜の除去工程におい
て、有機膜と共に除去される。このように、上部絶縁層
に直接マスクを被せて研削加工を行なう場合に発生し得
る上部絶縁層上の汚染が有機膜によって防止されるの
で、上部絶縁層上に形成されることになる背面電極には
ピンホールができにくく、また上部絶縁層との密着性は
よく、かつ電界の印加が均一になるため、発光特性の均
一な欠陥の少ない薄膜ELパネルの製造が可能となる。

＜実施例＞以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例である薄膜ELパネルの製造
方法を示した工程図である。以下、第１図に従って説明
する。

まず、第１図（ａ）に示すように、アルミノシリケ
ートガラス等のガラス基板１の表面に、ITOから成り膜
厚1000〜2000Åの透明導電膜を形成し、フォトエッチン
グによって平行な帯状の透明電極２を形成する。

次に、第２図（ａ）に示すように、この基板１を表
面を下向きにして基板ホルダー20に取り付け、マスク21
を取り付けないで、そのまま上記基板１を所定温度に加
熱する。この状態で、スパッタ法または電子ビーム蒸着
法等の手法により、SiO₂やSi₃N₄等から成る下部絶縁層
３を透明電極２を含む基板１の略全面にわたって〜2000
Åの厚さに形成する。続いて、同様の手法によって、Zn
S:Mnから成り膜厚が〜8000Åの発光層４と、Si₃N₄やAl₂
O₃等から成り膜厚〜2000Åの上部絶縁層５を基板１の略
全面に重層形成する。さらに、上部絶縁層５上全面にス
ピンナーやロールコーターを用いてポジタイプのフォト
レジスト（以下、ポジレジストと言う。）を厚さ１〜３
μ塗布することにより、有機膜の一例としてのポジレジ
スト膜６を形成する。（第１図（ｂ））。

次に、第１図（ｃ）に示すように、上記重層形成さ
れた三層膜3,4,5およびポジレジスト膜６のうちパネル
の表示領域D₁となる領域をマスク31で保護して、周辺領
域△の不要な部分を乾式ブラスト法や液体ホーニング法
のように研磨剤を高圧で吹き付ける方法によって完全に
除去する。この周辺領域△の膜除去工程中に、研摩剤や
研削された膜等の微粒子がマスク31とポジレジスト膜６
との間隙から入ることがあるが、ポジレジスト膜６によ
る保護のおかげで上部絶縁層５への微粒子の付着は防止
される。膜除去が完了すると、透明電極２の端部2aは、
第１図（ｄ）に示すように、上記三層膜3,4,5およびポ
ジレジスト膜６から露出した状態となる。第１図（ｄ）
はマスク31を取り外した後の状態を示したものである
が、マスク31を取り外したときにもポジレジスト膜６が
上部絶縁層５を覆っているので、基板周辺領域にある微
粒子によって上部絶縁層５が汚染されることはない。

マスク31を取り外した後、アセトン等の溶剤やNaOH等
のアルカリ水溶液でポジレジスト膜６を除去する。この
とき、ポジレジスト膜６上に付着している微粒子も同時
に除去される。

なお、上記三層膜を除去するために液体ホーニング法
を用いる場合、アランダム（商品名）等で＃400〜＃100
0程度の硬くてしかも比較的粒子の細かい研磨剤を用い
ることによって、１辺当り20sec程度で簡単に完全除去
することができる。

最後に、第１図（ｅ）に示すように、電子ビーム蒸
着法によってAlとNiによる積層金属膜を形成し、フォト
エッチングして、帯状の背面電極７および端子電極８を
形成する。このとき、端子電極８は、三層膜3,4,5から
露出した上記透明電極２の端部2aと導通する状態にな
る。

このように、比較的簡単な手法で、基板１の略全面に
形成した三層膜3,4,5の不要部分を除去して、三層膜3,
4,5から露出した透明電極２の端部2aに導通する端子電
極８を形成することができる。また、このように薄膜EL
パネルを製造する際、上記工程において、マスク21を
取り付けないでそのまま基板１を加熱しているため、マ
スク21を使用する場合に比して、第２図（ｂ）に示すよ
うに基板１の面内の温度差が小さくなっている。そのた
め、この状態で、三層膜を基板１上に略全面に形成する
場合、第２図（ｃ）に示すように膜形成領域E₁の周辺に
て膜厚が厚く中心付近にて薄い傾向に変わりはないが、
膜厚バラツキが小さくなる。さらに、上記工程にて、
所定の表示領域D₁以外の周辺領域△の三層膜を除去して
いるので、第２図（ｄ）に示すように、輝度差はいっそ
う小さくなる（輝度差B₁）。したがって、薄膜ELパネル
の表示品位を向上させることができる。さらに、上記工
程において、上部絶縁層５上にはポジレジスト膜６を
塗布形成しているので、研削加工時あるいはマスク31の
取り外し時に上部絶縁層５が研摩剤等の微粒子によって
汚染されるのを防止することができる。しかも、ポジレ
ジスト膜６は溶剤によって簡単に除去できるという利点
がある。

なお、本実施例においては、膜除去の手法として液体
ホーニング法や乾式ブラスト法を使用したが、これに限
られるものではなく、他の機械的、物理的な方法を用い
てもよい。また、下部絶縁層、上部絶縁層、発光層の材
料は本実施例のものに限るものではない。また、本実施
例では、ポジタイプのフォトレジストを用いて有機膜６
を形成したが、除去が容易で上部絶縁層５上に汚れを残
さないものであれば他の材料であってもよい。ただし、
シリコンゴム等のゴム系のものは、機械的研削の妨げと
なるので使用には適さない。

＜効果＞以上より明らかなように、この発明によれば、マスク
を用いないで基板を加熱して基板の略全面に膜形成を行
い、さらに膜形成後、膜厚の変動が比較的大きい膜形成
領域の周辺部を除去して、膜厚バラツキが極めて小さい
領域のみを使用するため、輝度差を極めて小さく抑え
て、薄膜ELパネルの発光特性を向上させることができ
る。

さらに、膜形成時にマスクを使用しないので、基板ホ
ルダーの形状が簡単になり軽量化、共通化が図れ、生産
効率の向上にも役立つ。

また、１枚のガラス基板から複数枚のELパネルを作製
するいわゆる多数枚取りを行なう場合に、複数個の開口
部を持った様な複雑な形態のマスクを用いて膜形成しな
くても、この発明を適用して、すなわち基板全面に膜形
成し、端子部として使用する部分の膜を除去し、露出し
た透明電極の端部と端子電極との導通をとることによっ
て容易に行うことができる。

また、本発明によれば、基板周辺領域の膜除去を行な
う前に上部絶縁層上に有機膜を形成してこの上部絶縁層
を保護するようにしているので、機械的研削処理工程に
おいて使用される研摩剤あるいは研削された膜や基板の
微粒子が上部絶縁層に直接付着してこの上部絶縁層を汚
染するのを防止することができる。有機膜に付着した微
粒子は、上記透明電極の端部に導通する端子電極を設け
る前に有機膜を除去することによって、薄膜上から除去
することができるので、上部絶縁層上に対して密着性よ
く、かつピンホールを生じさせることなく、背面電極を
形成することができ、電界の印加が均一になり、発光特
性の均一な欠陥の少ない薄膜ELパネルを製造することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）乃至（ｅ）はこの発明の一実施例である薄
膜ELパネルの製造方法を示す工程図、第２図（ａ）はこ
の発明における三層膜形成時の基板取り付け状態を示す
図、第２図（ｂ）は上記基板の温度分布を示す図、第２
図（ｃ）は上記三層膜の膜厚分布を示す図、第２図
（ｄ）はこの発明により製造した薄膜ELパネルの発光輝
度の分布を示す図、第３図（ａ）は従来の製造方法にお
ける三層膜形成時の基板取り付け状態を示す図、第３図
（ｂ）は上記基板の温度分布を示す図、第３図（ｃ）は
上記三層膜の膜厚分布を示す図、第３図（ｄ）は上記従
来の製造方法により製造した薄膜ELパネルの発光輝度の
分布を示す図、第４図（ａ）乃至（ｃ）は従来の薄膜EL
パネルの製造方法の工程を示す図である。 1,11……ガラス基板、7,17……背面電極、 2,12……透明電極、8,18……端子電極、 3,13……下部絶縁層、20……基板ホルダー、 4,14……発光層、21,31……マスク、 5,15……上部絶縁層、32……研磨剤、６……ポジレジスト膜、33……研磨剤噴射ガン。

フロントページの続き (72)発明者岸下博大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シヤープ株式会社内 (72)発明者上出久大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シヤープ株式会社内

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス基板上に透明電極と下部絶縁層と発
光層と上部絶縁層と背面電極を順次積層して形成する薄
膜ELパネルの製造方法において、上記基板上の略全面に下部絶縁層、発光層、上部絶縁層
の三層を形成し、続いて上記上部絶縁層上に有機膜を形
成した後、周辺領域に存する上記下部絶縁層、発光層、
上部絶縁層、有機膜を機械的研削手法で除去して、透明
電極の端部を露出させ、その後、上記上部絶縁層上に残
った有機膜を除去することを特徴とする薄膜ELパネルの
製造方法。