JPS63225500A - 薄膜ｅｌパネルの透明電極構造 - 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、薄膜ＥＬパネルの透明電極構造に関する。

（従来の技術） 従来の薄膜ＥＬパネルの構造の一例を第２２図及び第２
３図に示す。なお、第２２図は表示面積の小さい薄膜Ｅ
Ｌパネル（例えば５１２Ｘ１２８ドツト）、第２３図は
それよりも表示面積の太きい薄膜ＥＬパネル（例えば６
４０Ｘ４００ドツト）を示している。

同図において、従来の薄膜ＥＬパネルは、ガラス基板１
０上に酸化インジウム（ＩｎｚＬ）からなる透明電極（
以下ＩＴＯ膜という）１１．１１・・・が横方向に所定
間隔を存して多数本形成されるとともに、このＩＴＯ膜
１１．．１１・・・上に第１絶縁層１２、発光層（図示
省略）、第２絶縁層１３、及びＡ６等からなる裏面電極
１４．１４・・・が順次堆積された構造であり、前記Ｉ
ＴＯ膜１１．１１・・・は、通常その厚み及び幅が均一
となるように形成されている。なお、図中の符号１５は
ガラス基板１０上の端部に形成された前記ＩＴＯ膜１１
．１１・・・ｐ端部をそれぞれ接続するＡｊ２−Ｎｉ端
子、１６は表示部、１７は表示画素である。

このような従来の薄膜ＥＬパネルでは、動作中に絶縁破
壊点（以下Ｂ　Ｐ　：　Ｂｒｅａｋｄｏｉｖｎ　Ｐｏ１
ｎｔと略記する）１８が表示画素１７内に発生すること
がある。

（発明が解決しようとする問題点） このＢＰ１８はその大きさが一定の大きさを越えると表
示の品位が著しく損なわれ、表示装置の機能を著しく低
下させるといった問題があった。

このような不良となる基準はＢＰ１８の面積が１画素の
面積のＡ以上となった場合に発生する。

また、ＢＰ１８の発生傾向は、薄膜ＥＬパネルの構造、
例えば表示面積、透明電極の抵抗値等によって違いが見
られる。

（問題点の検討） 本発明者らは、このようなりＰＩ３の発生モードの違い
を解明すべく、ＩＴＯ膜１工のライン抵抗に着目し、Ｉ
ＴＯ膜１１の長さく抵抗）とＬＢＰ　（Ｌａｒｇｅ　Ｂ
、Ｐ　：直径が１００μｍ以上のＢＰ）の分布との関係
について次の実験を行った。

（１）実験１ ■実験１の方法 表示面積及びＩＴＯ膜のライン抵抗の異なる種々の薄膜
ＥＬパネル（以下試料と称する）を作製し、周囲温度７
５℃、動作電圧ｖＬｈ＋１００Ｖの条件で２０時間連続
の加速エージングを行った後、発生したＬＢＰの大きさ
く最大径）とそのＬＢＰのＩＴＯ膜の基端部（Ａｌ−Ｎ
ｉ端子との接続端）からの距離を測定した。

■実験１に用いた試料 試料は表１に示す条件のものを用いた。

なお、表１に示した各試料の測定箇所を第４図に示す。

また、ｒＴｏ膜抵抗は、比抵抗Ｐ＝２；ｌＸ１０−’Ω
・ｃｍ、ＩＴＯ膜厚−１４００人として計算した。

（以下余白） （２）実験１の結果 この実験１の結果を第７図に示す。同図より、試料２、
試料４、試料７においてはＩＴＯ膜抵抗が５００Ω（計
算値）の付近にＬＢＰが多く発生し、また試料５におい
てはＩＴＯ膜抵抗が１０にΩ以上（計算値）の先端部分
（Ａｊｌ！−Ｎｉ端子との接続端より遠い側）にＬＢＰ
が多く発生した。

ここで、ＩＴＯ膜抵抗の高い所で発生する画素欠け（Ｌ
　Ｂ　Ｐ）の原因を明確にするために、さらに以下の実
験を行った。

まず、以下の実験に使用する各試料を表２に示す。

（以下余白） ただし、この表２において前記実験１で使用した試料と
同じ試料には同番号を付している。また、試料２′は試
料２において、試料３′は試料３において、試料４′は
試料４においてそれぞれ絶縁層１２．１３のスパッタ領
域を拡大したものである。

なお、表２のｌはＩｎ５（絶縁層）から最初の画素まで
の距離、ＷはＩＴＯ膜の幅である（第５図参照）。

（１）実験項目 ■実験２　：　ＬＢＰ　（ＢＰ）の分布測定表２の各試
料をＩＴＯ膜抵抗の違いにより幾らかの領域に分けてＬ
ＢＰ及びＢＰの数を測定し、ＬＢＰ及びＢＰの表示部内
での分布を求める。また、ＬＢＰ及びＢＰ数とＩＴ○膜
抵抗との関係を調べる。

ここで、領域の分は方としては、第６図に示すように、
各試料の表示部１６を縦に６分割（Ａ−Ｆ）、横に４分
割（Ｉ〜ＩＶ）して２４の領域に分割し、各領域につい
てＬＢＰ及びＢＰの発生数を調べるものとする。

■実験３：ＤＣ（直流電圧）による破壊におけるＩＴＯ
膜抵抗又は外部抵抗とＢＰの大きさの関係の測定 ＩＴＯ膜をプラスとしてＤＣを印加することによりＢＰ
を発生させ、そのＢＰの大きさを測定することによりＩ
ＴＯ膜抵抗（長さ）とＢＰの大きさの関係を求める。

また、ＤＣ電源と試料との間に種々の外部抵抗を入れて
ＢＰを発生させ、外部抵抗とＢＰの大きさの関係を求め
る。この場合、外部抵抗はＩＴＯ膜の先端部側に挿入す
るものとする。

■実験４：ＢＰ加速テスト 周囲温度７５℃、印加電圧Ｖｔｈ＋１００ＶでＢＰ加速
テストを行い、ＢＰの増加率、ＢＰの平均の大きさ等を
求める。また、加速テスト後の各試料についてＩＴＯ膜
抵抗とＢＰ数及びＢＰの大きさの関係を求める。

（２）実験結果 ■実験２の結果 表３〜表６に、４種類の試料５を作製してそれぞれエー
ジングを行った後のＬＢＰ及びＢＰの分布を示す。

ここで、各表において、ＩＴＯ（長）とはその領域内に
おいてＩＴＯ膜の基端部からの距離が遠い側に発生した
ＬＢＰ及びＢＰを、ＩＴＯ（短）とはその領域内におい
てＩＴＯ膜の基端部からの距離が近い側に発生したＬＢ
Ｐ及びＢＰを示している。なお、Ｃ−（１〜■）領域、
Ｉ）−（１〜■）領域ばＩＴＯ膜の長さが両端部（基端
部と先端部）から略等しいので特に区別をしていない。

上記表３〜６より、ＬＢＰは全体的にＩＴＯ膜抵抗の高
い所の方がＩＴＯ膜抵抗の低い所よりも２〜３倍多く発
生している。一方、ＢＰ全全体は、ＩＴＯ膜抵抗の低い
所の方がＩＴＯ膜抵抗の高い所と同程度かそれよりも５
０％程度多く発生している。これらの結果は、試料５に
おいて、ＩＴ○膜抵抗の高い部分でＬＢＰ及び画素欠け
が多く発生している現象と一致する。これは、試料５の
ようにＩＴｏ膜抵抗の高い（１０，４にΩ）ものでは、
ＩＴＯ膜抵抗が高い領域においてＢＰが大きくなる（ｐ
ｒｏｐａｇａｔｉｎｇモード：以下Ｐモードという）確
率が高くなるためであると考えられる。

■実験３の結果 ■−１：ＤＣによる破壊におけるＩＴＯ膜抵抗とＢＰの
大きさの関係 第８図に試料５のＩＴＯ膜抵抗（比抵抗２．ｌＸｌ０−
’Ω・口とした場合の計算値）とＢＰの大きさの関係を
示す。同図は５種類の試料５−１．５−２．５−３．５
−４．５−５を作製して実験した結果である。

各試料５−１〜５−５の間である程度の差はあるが、ど
の試料５−１〜５−５もＩＴＯ膜抵抗が８にΩ以上にな
ると急激にＢＰの大きさが増し、ＩＴＯ膜抵抗が１にΩ
以下の領域でもＢＰの大きさが増す傾向にある。

また、ＩＴＯ膜抵抗が８〜９にΩ（ＩＴ○膜の長さ９〜
ＬｏＣｎ）以上になると、ＢＰの破壊モードがＳモード
（ｓｅｌｆ　ｈｅａｌｉｎｇモード）からＰモードに変
わる（Ｐモードの割合が増す）傾向が強い。

第９図に、試料５においてＩＴＯ膜の幅を２２０μｍと
した場合のＩＴＯ膜抵抗とＢＰの大きさの関係を示す。

同図は、５種類の試料５−１′・・・試料５−５′を作
製して実験した結果である。

各試料とも、第８図に示す試料５−１〜５−５のものに
比べて全体的にＢＰの大きい領域は少ない。また、ＢＰ
の大きさとＩＴＯ膜抵抗の関係は、前記試料５−１〜５
−５及びこの試料５−１′〜５−５′の両方ともほぼ一
致しており、ＩＴＯ膜の先端部分でのＢＰの大きさは、
ＩＴＯ膜の抵抗値によっている。

従って、他の条件が同じであれば、ＩＴＯ膜の幅を１８
０μｍから２２０μｍに変えることにより、ＩＴＯ膜の
先端部分での抵抗値が下がり、ＤＣによる破壊において
ＢＰの大きさが小さくなっている。

第１０図（ａｌ、　（ｔｅｌに、試料５において、ＩＴ
Ｏ膜の厚さを１４００人から１７００人に変更してＩＴ
Ｏ膜抵抗を減少させた場合の、該ＩＴＯ膜長さとＢＰの
大きさ及びＩＴＯ膜抵抗とＢＰの大きさの関係を示す。

同図は、上記要件（膜厚：１７００人）を備えた１つの
試料５−１’（ＩＴＯ膜抵抗８．２にΩ：実測値）と通
常の膜厚（１４００人）を有する２種類の試料５−６　
（ＩＴＯ膜抵抗１４、５　ｋΩ：実測値）、試料５−７
（１，ＴＯ膜抵抗１７．２にΩ：実測値）とを作製して
比較した結果である。

同図（ａ）、　（ｂ）において、ＩＴＯ膜長さとＢＰの
大きさはある程度対応しているが、ＩＴＯ膜抵抗とＢＰ
の大きさの関係においては対応はほとんど見られない。

このことは、ＢＰの大きさがＩＴＯ膜抵抗だけでなくＩ
ＴＯ膜の長さ、つまり試料中における破壊点の位置によ
る影響を受けていると考えられる。

第１１図にその他の各種試料２、試料６、試料７のＩＴ
Ｏ膜抵抗（計算値）とＢＰの大きさの関係を示す。

試料５のものに比べある程度のずれはあるが、最大のＢ
Ｐの大きさの値はＩＴＯ膜抵抗の影響を受けている。

■−２：ＤＣによる破壊における外部抵抗とＢＰの大き
さの関係 表７に各種試料の外部抵抗とＢＰの大きさの関係を求め
た結果を示す。

測定位置はｒＴｏ膜抵抗が最も小さい点、つまりＩＴＯ
膜の基端部に最も近い画素とした。

同表より、全体的に外部抵抗の値が増すとＢＰが大きく
なるが、この傾向は試料５に強く表れ、表示面積の小さ
い試料３−１．３−２や試料２−１ではこの傾向は小さ
い。

また、表示面積の等しい試料５−１〜５−３、試料５−
１′〜５−３’、試料５−８、試料７−１の中で画素の
縦横比が大きい試料５−１〜５−３と試料５−８の方が
外部抵抗に対しＢＰが大きくなっている。

第１２図に試料５−３と試料５−４の外部゛抵抗とＢＰ
の大きさの関係を示す。

ＢＰの大きさは数にΩ〜１０にΩの間で増加し、それ以
上になると飽和状態となってい　゛る。

また、第１３図に外部抵抗と画素が破壊されるときにＰ
モードになる割合との関係を示す。

Ｐモードの割合は、２にΩ〜ＩＯｋΩの間で大きく変化
し、第１１図に示すＢＰの大きさとの関係の場合よりも
変化の割合は大きい。

したがって、試料５の各サンプルにおいて、外部抵抗の
増加に伴ってＢＰの大きさが増すのは、電源と画素の間
にある値以上の抵抗が入ることにより、ＢＰ破壊モード
がＰモードになることに強く影響を受けると考えられる
。

第１４図及び第１５図は、試料５−１及び試料５−４中
のＢＰの位置と外部抵抗の関係を求めるため、測定位置
をＩＴＯ膜の基端部から先端部側に順次移動させて求め
た［ＴＯ膜の長さとＢＰの大きさの関係を示している。

同図より、１０にΩ以上の外部抵抗を挿入してＢＰの大
きさが増加しているのは、試料５−１及び試料５−４と
も表示部の基端部から１０重１程度の所までであり、表
示部の中心に近い所では、外部抵抗をつけない場合とほ
とんど差がない、つまり、外部抵抗を挿入するだけでは
ＢＰが大きくなることはなく、表示部の周辺部分のＩＴ
Ｏ膜の膜質や膜構成が中心部分より劣化している場合に
、画素とＤＣ電源の間にある値以上の抵抗が入った時に
ＢＰが大きくなるのではないかと考えられる。

これらの結果は、ＤＣにより生じたＢＰにおける検討で
あるが、実際のＡＣ駆動における場合と全体的な傾向は
一致すると考えられる。

■実験４の結果 ■−１：ＢＰ加速テスト結果 第１６図に各試料５−１．　５−２．　５−５゜５−７
のエージング時間とＢＰ数との関係を、第１７図ニＩ　
Ｔ　Ｏ膜厚を１４００人から１７００人に変更した各試
料５−６’、５−７’及び通常の膜厚（１４，００人）
を有する試料５−９のエージング時間とＢＰ数との関係
を、第１８図に試料６．試料７のエージング時間とＢＰ
数との関係を、及び表８にこれら各試料のＢＰ加速テス
ト結果を示す。ただし、第１７図において「端し」とは
測定位置が表示部の左右両端し、すなわちＩＴＯ膜の幅
方向の両端しのことである。

第１６図において、ＢＰ数及びＢＰ増加率は全体的にか
なり多くなっている。また、試料５−２はＩＴＯ膜抵抗
の先端部側で画素欠けが発生している。

第１７図において、ＢＰ数は若干多めであるが、１／λ
（発生したＢＰの平均の大きさ）は十分に小さく画素欠
けは発生していない。

また、Ｎｉをエツチング除去した試料５−６′は通常の
膜厚を有する試料５−９と比べ変化は見られない。一方
、この試料５−９は、１６、９　ｋΩものＩＴＯ膜抵抗
があるにもかかわらず画素欠けは発生していない。これ
より薄膜Ｅ　Ｌパネルの膜質及び膜構成が悪くなければ
、ＩＴＯ膜抵抗力月７にΩ程度あっ□ても試料５に特有
の画素欠けのモードは生しないと思われる。

第１８図において、ＢＰ数はかなり多く画素欠けが発生
しているが、数としては少ない。

■−２：ＢＰ加速テスト後のＢＰの大きさの分布 第１９図（ａ）、　（＋）１〜第２１図（ａｌ、　（ｂ
ｌにＩＴＯ膜の長さの違いによるＢＰ加速テスト後のＢ
Ｐ数及びＢＰの大きさの分布を示す。

同図より、全体としてＢＰ数はＩＴＯ膜の長さが増す（
ＴＴＯ膜抵抗が増す）と減少し、ＢＰの大きさはＩＴＯ
膜の長さが８０ｎ以上になると増大する。この傾向は、
前記実験２における場合より顕著ではないが、ＩＴ○膜
抵抗が増加するとＢＰの大きさが増すという点で一致し
ている。

これら実験２〜実験４の結果より、ＩＴＯ膜抵抗が高い
所（ＩＴＯ膜の先端部分）で起こる画素欠け（ＬＢＰ）
の原因は、主としてＩＴＯ膜抵抗が一定値より高いこと
によりＢＰ発生時に画素破壊のエネルギーとなる電流が
制限されるため画素破壊が停止せず（Ｓモードとならず
）、破壊がｗＥ続する（Ｐモートになる）ことにより、
ＢＰが大きくなると考えられる。

以上、実験１の結果及び実験２〜実験４の結果を総合的
に判断すると、 薄膜ＥＬパネルの表示部に位置するＩＴＯ膜抵抗を１に
Ω〜９．５にΩ（計算値：実測値では５００Ω〜１３に
Ω）の範囲に設定すれば、表示部内のＬＢＰの発生数を
大幅に減らすことができると考えられる。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る薄膜ＥＬパネルの透明電極構造は係る実験
結果に鑑みてなされたもので、基板上に透明電極が形成
されるとともに、該透明電極上に第１絶縁層、発光層、
第２絶縁層、及び裏面電極がこの順序で堆積された構造
の薄膜ＥＬパネルにおいて、前記透明電極の形状が表示
画素部と該表示画素部外とで異なるようにしたものであ
る。

（作用） 透明電極（ＩＴＯ膜）の形状、例えば幅を細くしたり広
くしたりして、ｒＴｏ膜の抵抗値を適値（ＩｋΩ〜９．
５にΩの範囲：計算値）に設定することにより、ＢＰの
発生を低減させる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

〔実施例１〕 第１図は、ＩＴ○膜抵抗の基端部側に発生するＢＰに対
処するための実施例を示している。

同図において、１はガラス基板、２はガラス基板１上に
形成された酸化インジウム（ＩｎｚＯ：＋）からなる透
明電極（ＩＴＯ膜）であり、横方向に所定の間隔を存し
て多数本配設されている。このＩＴＯ膜２，２・・・上
に第１絶縁層３、発光層（図示省略）、第２絶縁層４が
順次堆積されるとともに、第２絶縁層４上にＡ１等から
なる裏面電極５，５・・・が前記ＩＴＯ膜２と直交して
多数本配設されている。また、図中の符号６はＡＡ−Ｎ
ｉ端子、７は表示部、８は表示画素である。このような
積層構造は前記従来例のものと同様である。本実施例で
は、前記ＩＴＯ膜２のＡｌ−Ｎｉ端子６との接続端２ａ
から表示部７までの膜幅を、表示部７に位置するＩＴＯ
膜２の膜幅より小さく　（すなわら面積を小さく）シて
、接続端２ａから表示部７までのＩＴＯ膜抵抗を大きく
し、抵抗範囲を１にΩ〜９．５にΩ（計算値）となるよ
うにしたものである。これにより、ＩＴＯ膜２の接続端
２ａがら表示部７までの電圧降下を大きくすることがで
き、ＩＴＯ膜２の基端部側でのＢＰの発生を低減するこ
とができる。

〔実施例２〕 本実施例は第２図に示し、ＩＴＯ膜の先端部（図示省略
）側に発生するＢＰに対処するための実施例である。

この薄膜ＥＬパネルの積層構造は上記実施例１と同様で
あるので、ここでは説明を省略し、かつ同部材には同符
号を付するものとする。

本実施例では、上記実施例１とは逆に、接続端２ａから
表示部７までのＩＴＯ膜２の膜幅を表示部７に位置する
Ｉ’Ｌ’Ｏ膜２の膜幅より広く　（すなわち面積を広＜
）シて、接続端２ａから表示部７までのＩＴＯ膜抵抗を
小さくし、抵抗範囲を１にΩ〜９．５にΩ（計算値）と
なるようにしたものである。これ、によりＩＴＯ膜２の
接続端２ａがら表示部７までの電圧降下を小さくするこ
とができ、■ＴＯ膜２の先端部側でのＢＰ（特にＬＢＰ
）の発生を低減することができる。

〔実施例３〕 本実施例は第３図に示し、上記実施例２の変形実施例で
あって、接続端２ａと表示部７までのＩＴＯ膜２の膜幅
を広くしただけではまだ抵抗値が大きすぎる場合に適用
する。

すなわち、ＩＴＯ膜２のうち表示部７に位置する部分で
あって、隣接する表示画素８．８間（すなわち、隣接す
る裏面電極５，５のギヤツブ部分）に相当するＩＴＯ膜
部分２ｂの膜幅も広くすることにより、ＩＴＯ膜抵抗を
より一層小さくしたものである。他の構成は上記実施例
２と同様である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明に係る薄膜ＥＬパネルの透
明電極構造によれば、表示画素以外の透明電極の形状を
最適な面積とすることにより、ＢＰの３発生を大幅に低
減することができる。したがって、薄膜ＥＬパネルの表
示品位の向上を図ることができるとともに、生産工程に
おける良品率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明に係る薄膜ＥＬパネルの透
明電極構造の各実施例を示す一部拡大した概略平面図、
第４図は表１に示した試料の測定箇所を示すための薄膜
ＥＬパネルの概略平面図、第５図は表２のＸ、Ｗの測定
箇所を示す図、第６図は各試料の表示部をいくつかの領
域に分割した状態を示す図、第７図ないし第２１図は実
験１〜実験４の各結果をそれぞれグラフに表した図、第
２２図及び第２３図は従来の薄膜ＥＬパネルの透明電極
構造を示す概略平面図である。 １・・・ガラス基板 ２・・・透明電極（ＩＴＯ膜） ３・・・第１絶縁層　　　４・・・第２絶縁層５・・・
裏面電極　　　　７・・・表示部８・・・表示画素 喜１図 、／、／　　　　／ 第２図 第３図 σ　　２　　　σ　　２ 専４図 呵７４図 ＋ＴＯ月美０長＊　　　　　　　　　　　　　［ｍｍｌ
第７６図 第１７題 ＢＰ／）大＊”Ｊ　（ＡＣ：　Ｗ＋＋１００ｍ　）ＢＰ
の＆　　（ＡＣ：Ｖ＋ｋ　＋１ＯＯ（ｖｌ）ＢＰ／）　
火ｋ”ｌ　（ＡＣ：Ｖｔｈ＋１００１ｖＪ、８０Ｈ）！

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　基板上に透明電極が形成されるとともに、該透明
   電極上に第１絶縁層、発光層、第２絶縁層、及び裏面電
   極がこの順序で堆積された構造の薄膜ＥＬパネルにおい
   て、 前記透明電極の形状が表示画素部と該表示 画素部外とで異なることを特徴とする薄膜ＥＬパネルの
   透明電極構造。