ＥＬ素子の製造方法
【課題】 ＥＬ素子において、レーザ光を用いて、第１電極へのダメージを極力抑制しつつ第１電極を取り出せるようにする。
【解決手段】 絶縁性基板であるガラス基板１０上に、第１電極２０、第１絶縁層３０、発光中心を含む発光層４０、第２絶縁層５０および第２電極６０を順次積層し、光取り出し側を光学的に透明な材料にて構成するＥＬ素子１００の製造方法において、第２絶縁層５０を成膜した後に、第２絶縁層５０の上から３３６ｎｍ〜５８７ｎｍの範囲の波長を有するレーザ光を照射することにより、第１電極２０の上の層を除去し第１電極２０を露出させる。
【解決手段】 絶縁性基板であるガラス基板１０上に、第１電極２０、第１絶縁層３０、発光中心を含む発光層４０、第２絶縁層５０および第２電極６０を順次積層し、光取り出し側を光学的に透明な材料にて構成するＥＬ素子１００の製造方法において、第２絶縁層５０を成膜した後に、第２絶縁層５０の上から３３６ｎｍ〜５８７ｎｍの範囲の波長を有するレーザ光を照射することにより、第１電極２０の上の層を除去し第１電極２０を露出させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば透明ディスプレイなどに使用されるエレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子（以下、ＥＬ素子と記す）の製造方法に関し、特に下部電極である第１電極の取り出し方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＬ素子は、硫化亜鉛（ＺｎＳ）等の蛍光体に電界を印加したときに発光する現象を利用したものであり、自発光型の平面ディスプレイを構成するものとして、近年、注目されている。
【０００３】
このＥＬ素子は、一般に、ガラス基板などからなる絶縁性基板上に、光学的に透明なＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜などからなる第１電極、第１絶縁層、発光中心を含む発光層、第２絶縁層および第２電極を順次積層してなり、光取り出し側を光学的に透明な材料にて構成するようにしたものである。
【０００４】
ここにおいて、絶縁性基板であるガラス基板としては、コストとＥＬ素子製造プロセスにおける耐薬品性などを考慮して、無アルカリガラスや低アルカリガラスなどが用いられている。
【０００５】
また、電極としてのＩＴＯ膜は、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）に錫（Ｓｎ）をドープした透明の導電膜であり低抵抗率であることから、従来より透明電極用として広く使用されている。
【０００６】
また、発光層としては、希土類元素を添加したII−VI族化合物半導体が用いられる。ここで、II−VI族化合物半導体は、旧周期律表におけるＣａ、Ｓｒ、Ｚｎ、ＣｄなどのIIＡ族（現２族）およびIIＢ族（現１２族）とＯ、ＳなどのVIＢ族（現１６族）との化合物半導体である。
【０００７】
具体的には、発光層としては、たとえば硫化亜鉛を母体材料とし、発光中心としてマンガン（Ｍｎ）やテルビウム（Ｔｂ）、サマリウム（Ｓｍ）などの希土類元素を添加したものが使用される。
【０００８】
また、上述の構造からなるＥＬ素子において、黄燈色発光を得る発光層の構成材料としてマンガン（Ｍｎ）、緑色発光を得る発光層の構成材料としてテルビウム（Ｔｂ）、赤色発光を得る発光層の構成材料としてサマリウム（Ｓｍ）を添加した硫化亜鉛などがあり、発光中心材料の種類によって発光色を制御できる。
【０００９】
また、第１絶縁層および第２絶縁層には、ＥＬ素子を駆動するに適した容量になるように、材料の膜厚を選択してきた。
【００１０】
ここで、従来より、ＥＬ素子における第１電極の取り出しについては、ＥＬ素子の形成工程において、第１電極の上に各絶縁層や発光層などが積層されるため、これら第１電極の上の層を除去し、第１電極を露出させる必要がある。
【００１１】
そして、露出した第１電極の上に第２電極を形成することにより、外部と接続可能な第１電極の端子部を形成するものである。
【００１２】
ここで、第１電極上の絶縁層などの層を除去する方法としては、通常砥粒による研磨、ウェットエッチング、ドライエッチング等が知られているが、これらの方法は、製造プロセスとしては使用する薬品などが高価でありコストに問題がある。
【００１３】
そこで、従来より、絶縁層などを除去する手段として、レーザを照射することにより、第１電極を露出する方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この方法は、第１電極に吸収される波長のレーザを照射する方法である。
【特許文献１】特開平８−３１１２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記の従来方法にて第１絶縁層や第２絶縁層をレーザによって除去しようとすると、第１電極のダメージを制御することが難しく、通電できないという問題が生じることがわかった。
【００１５】
たとえば、本発明者が１０６４ｎｍの波長のＹＡＧレーザにて除去を試みたところ、第１電極もしくはその下のガラス基板まで、加工されてしまった。これは、上記特許文献１に記載されているように、赤外領域のレーザでは第１電極にてアブレーションが発生してしまうためである。
【００１６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ＥＬ素子において、レーザ光を用いて、第１電極へのダメージを極力抑制しつつ第１電極を取り出せるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者は、上記目的を達成するため、レーザ波長および除去膜の構成について検討した。その結果、本発明を実験的に創出するに至った。
【００１８】
請求項１に記載の発明では、絶縁性基板（１０）上に、第１電極（２０）、第１絶縁層（３０）、発光中心を含む発光層（４０）、第２絶縁層（５０）および第２電極（６０）を順次積層し、光取り出し側を光学的に透明な材料にて構成するＥＬ素子の製造方法において、第２絶縁層（５０）を成膜した後に、第２絶縁層（５０）の上から３３６ｎｍ〜５８７ｎｍの範囲の波長を有するレーザ光を照射することにより、第１電極（２０）の上の層を除去し第１電極（２０）を露出させることを特徴としている。
【００１９】
本発明は、本発明者の行った検討の結果、実験的に見出されたものであり、３３６ｎｍ〜５８７ｎｍの範囲の波長を有するレーザ光を照射することにより、第１電極（２０）へ実質的にダメージを与えることなく第１電極（２０）の上の層を除去し、第１電極（２０）を露出させることができる。
【００２０】
つまり、本発明によれば、ＥＬ素子において、レーザ光を用いて、第１電極（２０）へのダメージを極力抑制しつつ第１電極（２０）を取り出すことができる。
【００２１】
そして、露出した第１電極（２０）の上に第２電極（６０）を形成することにより、外部と接続可能な第１電極（２０）の端子部（２１）を形成することができる。
【００２２】
ここで、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載のＥＬ素子の製造方法においては、第１絶縁層（３０）および第２絶縁層（５０）として、アルミナとチタニアの積層膜である絶縁層を用いることが好ましい。
【００２３】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載のＥＬ素子の製造方法において、第１電極（２０）としてインジウムチンオキサイド膜を用いることを特徴としている。
【００２４】
このように第１電極（２０）としてインジウムチンオキサイド膜を用いれば、第１電極（２０）にダメージが入りにくくなり、好ましい。
【００２５】
また、請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３に記載のＥＬ素子の製造方法において、レーザ光の照射においては、マスクを用いないで除去部に選択的にレーザ光を照射することにより、第１電極（２０）の上の層を除去を行うことを特徴としている。
【００２６】
それによれば、第１電極（２０）の上の層が除去された部分において、この除去部の開口端部のテーパ角が鈍角になりやすい。そのため、その除去部上に第２電極（６０）を形成するときに、均一な膜厚の第２電極（６０）を形成しやすくなり、好ましい。
【００２７】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。
【００２９】
図１は、本発明の実施形態に係るＥＬ素子１００の構成を示す図であり、（ａ）はＥＬ素子１００における第１電極２０の端子部２１周辺の平面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ概略断面図、（ｃ）は（ａ）中のＢ−Ｂ概略断面図である。
【００３０】
なお、図１（ｂ）に示される部分は、本ＥＬ素子１００の基本的な積層部に相当する部分であり、この図１（ｂ）に示される積層構成が、そのまま本ＥＬ素子１００の発光部分の断面構成を示している。
【００３１】
図１（ｂ）に示されるように、ＥＬ素子１００は、絶縁性基板であるガラス基板１０上に順次、以下に述べられる薄膜２０〜６０が積層形成されることによって構成された薄膜ＥＬ素子である。
【００３２】
ガラス基板１０上には、光学的に透明な、たとえばＩＴＯ（インジウムチンオキサイド）膜や酸化亜鉛などからなる透明な第１電極２０が、下部電極として形成されている。本例では、第１電極２０は、好ましい形態としてＩＴＯ膜から構成されている。
【００３３】
第１電極２０の上面には、たとえばアルミナとチタニアの積層膜であるＡＴＯ膜（Ａｌ2Ｏ3／ＴｉＯ2積層構造膜）や五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）などからなる第１絶縁層３０が形成されている。本例では、第１絶縁層３０は、好ましい形態としてＡｌ2Ｏ3／ＴｉＯ2積層構造膜から構成されている。
【００３４】
第１絶縁層３０の上には、発光中心を含む発光層４０が形成されている。ここで、発光層４０としては、特に限定するものではないが、希土類元素などの発光中心を添加したII−VI族化合物半導体が用いられる。
【００３５】
ここで、II−VI族化合物半導体は、旧周期律表におけるＣａ、Ｓｒ、Ｚｎ、ＣｄなどのIIＡ族（現２族）およびIIＢ族（現１２族）とＯ、ＳなどのVIＢ族（現１６族）との化合物半導体である。
【００３６】
具体的には、本実施形態の発光層４０としては、少なくともＺｎＳ、ＳｒＳ、ＣａＳの１つを母体材料とし、発光中心としてマンガン（Ｍｎ）やテルビウム（Ｔｂ）、サマリウム（Ｓｍ）などの希土類元素を添加したものが使用される。本例では、発光層４０は、ＺｎＳを母体材料とし、発光中心としてＭｎを添加した硫化亜鉛：マンガン（ＺｎＳ：Ｍｎ）の膜からなる。
【００３７】
発光層４０の上には、たとえば上記ＡＴＯ膜や五酸化タンタルなどからなる第２絶縁層５０が形成されている。本例では、第２絶縁層５０は、好ましい形態としてＡｌ2Ｏ3／ＴｉＯ2積層構造膜から構成されている。
【００３８】
第２絶縁層５０の上には、光学的に透明な、たとえばＩＴＯ膜や酸化亜鉛などからなる透明な第２電極６０が、上部電極として形成されている。本例では、第２電極１０６は、好ましい形態としてＩＴＯ膜から構成されている。
【００３９】
ここで、この第１電極２０と第２電極６０とが重なり合う部分が、これら電極２０、６０の膜間に挟まれている第１絶縁層３０、第２絶縁層５０および発光層４０とともに画素を構成しており、第１電極２０、第２電極６０間に電圧を印加することで、この画素が発光可能となっている。
【００４０】
本例では、ＥＬ素子１００は、第１電極２０と第２電極６０とが光学的に透明であるため、ガラス基板１０側および第２電極６０側の両方の側から光の取り出しが可能となっている。
【００４１】
また、図１（ａ）、（ｃ）に示されるように、第１電極２０の取り出し部である端子部２１は、ガラス基板１０の周辺部に設けられている。
【００４２】
この端子部２１は、第１電極２０の上の層、すなわち第１絶縁層３０、発光層４０および第２絶縁層５０が除去されてなる貫通穴２２に第２電極６０が充填されてなるものである。
【００４３】
そして、この端子部２１は、たとえばフレキシブルプリント基板などの外部配線部材が電気的に接続されるようになっており、ＥＬ素子１００と外部との電気的なやり取りが行われる部分である。
【００４４】
なお、本例では、図１（ｃ）に示されるように、端子部２１は、第１絶縁層３０、発光層４０および第２絶縁層５０発光層の積層体を除去したものとして構成されているが、発光層４０は無く２つの絶縁層３０、５０の積層体を除去したものとしてもよい。実際には、その方が通常行われることが多い。
【００４５】
次に、上記図１に示される本実施形態のＥＬ素子１００の製造方法について、上記した一具体例の膜構成に基づいて説明する。
【００４６】
まず、ガラス基板１０上に、第１電極２０として光学的に透明であるＩＴＯ膜をスパッタ法によって形成する。次に、その上に、第１絶縁層３０として、Ａｌ2Ｏ3／ＴｉＯ2積層構造膜をＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ−Ｌａｙｅｒ−Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって作製する。
【００４７】
このＡｌ2Ｏ3／ＴｉＯ2積層構造膜の具体的な形成方法について説明する。
【００４８】
まず、第１のステップとして、アルミニウム（Ａｌ）の原料ガスとして三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3）、酸素（Ｏ）の原料ガスとして水（Ｈ2Ｏ）を用いて、Ａｌ2Ｏ3層をＡＬＤ法で形成する。
【００４９】
ＡＬＤ法では１原子層ずつ膜を形成していくために、原料ガスを交互に供給する。従って、この場合には、ＡｌＣｌ3をアルゴン（Ａｒ）のキャリアガスで反応炉に１秒導入した後に、反応炉内のＡｌＣｌ3ガスを排気するのに十分なパージを行う。
【００５０】
次に、Ｈ2Ｏを同様にＡｒキャリアガスで反応炉に１秒導入した後に、反応炉内のＨ2Ｏを排気するのに十分なパージを行う。このサイクルを繰り返して所定の膜厚のＡｌ2Ｏ3層を形成する。
【００５１】
第２のステップとして、Ｔｉの原料ガスとして四塩化チタン（ＴｉＣｌ4）、酸素の原料ガスとしてＨ2Ｏを用いて、酸化チタン層を形成する。
【００５２】
具体的には、第１のステップと同様にＴｉＣｌ4をＡｒキャリアガスで反応炉に１秒導入した後に、反応炉内のＴｉＣｌ4を排気するのに十分なパージを行う。次に、Ｈ2Ｏを同様にＡｒキャリアガスで反応炉に１秒導入した後に、反応炉内のＨ2Ｏを排気するのに十分なパージを行う。そして、このサイクルを繰り返して所定の膜厚の酸化チタン層を形成する。
【００５３】
そして、上述した第１のステップと第２のステップを繰り返し、所定膜厚のＡｌ2Ｏ3／ＴｉＯ2積層構造膜を形成して、これを第１絶縁層３０とする。具体的には、Ａｌ2Ｏ3層、ＴｉＯ2層とも、１層当たりの厚さを５ｎｍとし、それぞれ３０層積層した構造とすることができる。
【００５４】
なお、Ａｌ2Ｏ3／ＴｉＯ2積層構造膜の最初と最後の層は、Ａｌ2Ｏ3層とＴｉＯ2層のいずれであってもよいが、最下層すなわち第１電極２０上の最初の層はＡｌ2Ｏ3層であることが好ましい。
【００５５】
また、ＡＬＤ法を用いて原子層オーダで膜を形成する場合、０．５ｎｍより薄い膜では絶縁体として機能せず、また１層当たりの膜厚が２０ｎｍよりも厚い場合には、積層構造による耐電圧の向上効果が低下してしまう。従って、積層構造膜の１層当たりの膜厚は０．５ｎｍから２０ｎｍ、好ましくは１ｎｍから１０ｎｍとするのがよい。
【００５６】
次に、第１絶縁層３０上に、発光層４０として、ＺｎＳを母体材料とし発光中心としてＭｎを添加した硫化亜鉛：マンガン（ＺｎＳ：Ｍｎ）からなる膜を蒸着法によって形成する。
【００５７】
その後、第２絶縁層５０を第１絶縁層３０と同様の構造と膜厚で成膜し、最後に第２電極６０として、第１電極２０と同様にしてＩＴＯ膜を成膜する。
【００５８】
ここで、本実施形態においては、第２絶縁層５０を成膜した後に、第２絶縁層５０の上から３３６ｎｍ〜５８７ｎｍの範囲の波長を有するレーザ光を照射することにより、第１電極２０の上の層を除去し第１電極２０を露出させ取り出し可能とする。つまり、第１電極２０の端子部２１を形成する。
【００５９】
図２は、この第１電極２０の端子部２１の製造方法を、上記図１（ｂ）、（ｃ）に示される断面に対応した断面にて示す工程図である。
【００６０】
具体的には、図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、第１電極２０のうち上記端子部２１となる部位に、上記波長のレーザ光を照射して、第１絶縁層３０、発光層４０および第２絶縁層５０を除去し、上記貫通穴２２を形成する。
【００６１】
その後、図２（ｃ）に示されるように、この貫通穴２２を含む第２絶縁層５０の上に、第２電極６０を形成する。こうして、第１電極２０の端子部２１が形成され、上記図１（ｂ）に示されるようなＥＬ素子１００が完成する。
【００６２】
ところで、本実施形態によれば、絶縁性基板であるガラス基板１０上に、第１電極２０、第１絶縁層３０、発光中心を含む発光層４０、第２絶縁層５０および第２電極６０を順次積層し、光取り出し側を光学的に透明な材料にて構成するＥＬ素子１００の製造方法において、第２絶縁層５０を成膜した後に、第２絶縁層５０の上から３３６ｎｍ〜５８７ｎｍの範囲の波長を有するレーザ光を照射することにより、第１電極２０の上の層を除去し第１電極２０を露出させることを特徴とするＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子１００の製造方法が提供される。
【００６３】
このように、第１電極２０の上の層を除去し第１電極２０を取り出し可能とするために、３３６ｎｍ〜５８７ｎｍの範囲の波長を有するレーザ光を照射する根拠について、説明する。
【００６４】
図３は、本具体例におけるＥＬ素子１００を構成する膜の透過率の波長依存性を測定した結果を示す図であり、横軸にレーザ光の波長、縦軸に透過率を示している。
【００６５】
図３において、曲線Ａは、ガラス基板１０上に第１絶縁層３０のみを形成した場合の測定結果を示す。また、曲線Ｂは、ガラス基板１０上に第１絶縁層３０のうちアルミナ膜のみを形成した場合の測定結果であり、曲線Ｃは、同様のチタニア膜のみを形成した場合の測定結果を示す。また曲線Ｄは、ガラス基板１０上に第１電極のみを形成した場合の測定結果を示す。
【００６６】
図３に示されるように、これら各々の被測定対象膜の特徴としては、レーザ光の波長が可視領域内では、透過率は６０％以上であることである。つまり、これら被測定対象膜においては、可視光領域のレーザ光が透過することである。
【００６７】
よって、レーザ光によりこれらの膜が除去されるメカニズムとしては、各膜にレーザが印加されると、レーザ光による熱吸収ではなく、多光子吸収により除去がなされると考えられる。
【００６８】
多光子吸収とは、複数個の光子が同時に相互作用して、そのエネルギーによって膜を消滅させる反応であり、本例の被測定対象膜のすべての膜において、この多光子吸収反応により除去加工が行われていると考えられる。
【００６９】
ここで、各被測定対象膜において、ガラス基板上に各被測定対象膜のみを形成し、その被測定対象膜に対して同等のレーザ照射条件にて照射を行い、観察した結果、明らかにチタニア膜が最も低いパワー領域にて除去されることがわかった。このことは、チタニア膜の反応、衝撃により膜の除去がなされているものと思われる。
【００７０】
また、上記具体例では、第１電極２０の直上の層すなわち第１絶縁層３０の最下層はアルミナ膜であるが、このアルミナ膜はチタニア膜に比べて、レーザ光にて除去しにくい。そのため、アルミナ膜を第１電極２０の直上の層とすれば、第１電極２０へのダメージを最小限に抑えることができ、好ましい。
【００７１】
以上のことより、本実施形態におけるレーザ光の使用可能な波長としては第１電極２０の透過率とチタニア膜の透過率との差が重要なファクタであると言える。
【００７２】
図３に示されるように、第１電極２０の透過率とチタニア膜の透過率と比較した場合、５８７ｎｍ以下の波長では、第１電極２０の透過率に比べてチタニア膜の透過率の方が大きく、５８７ｎｍにてこれら透過率の大小が逆転し、５８７ｎｍ以上の波長では、第１電極２０の透過率の方が大きくなることがわかる。
【００７３】
つまり、チタニア膜の透過率が、ＩＴＯからなる第１電極２０の透過率よりも大きくなると、チタニア膜をレーザ光が透過して、第１電極２０に多くのレーザ光が到達し、その結果、第１電極２０が多光子吸収によりダメージを受けやすくなる。このことから、レーザ光の波長の上限値は５８７ｎｍに設定することになる。
【００７４】
また、レーザ光の波長の下限値については、チタニア膜のみの透過率が１０％を下回る値、すなわち３３６ｎｍ以上の波長である必要がある。これは、チタニア膜のみの透過率が１０％を下回ると、チタニア膜において多光子吸収ではなく熱吸収の発生が大きくなり、第１電極２０を含めた全ての膜がダメージを受けやすくなるためである。
【００７５】
そして、これらのことを考慮し、本実施形態の製造方法におけるレーザ光の使用可能な波長を、すなわち図３に示される加工可能範囲として、３３６ｎｍ〜５８７ｎｍとすることにした。
【００７６】
以上のメカニズムに基づいて、実際に端子部２１においてレーザ照射による加工を行った具体的な結果を示す。
【００７７】
たとえば、波長が１０６４ｎｍのレーザ光を用い、第２絶縁層５０の上から、第１電極２０上の層である第１絶縁層３０、発光層４０および第２絶縁層５０に照射した場合、このレーザ光は、第１、２絶縁層３０、５０および発光層４０を透過し、第１電極２０にてアブレーションが発生し、第１電極２０が除去されてしまった。
【００７８】
これは、第１絶縁層３０、発光層４０および第２絶縁層５０にて多光子吸収を発生させるパワーよりも低い領域にて、第１電極２０においてアブレーションが発生してしまうためと考えられる。
【００７９】
これは、レーザ光が１０００ｎｍ以上の波長である場合、第１電極２０であるＩＴＯ膜の透過率が急激に低下し、レーザ光をＩＴＯ膜が吸収するようになり、多光子吸収よりも熱吸収が多く発生し、その結果、第１絶縁層３０、発光層４０および第２絶縁層５０にてアブレーションを引き起こすよりも低いエネルギーにて第１電極２０がアブレーションを起こすためと考えられる。
【００８０】
また、波長が３５５ｎｍのレーザ光を用いた場合、１回もしくは複数回（例えば８回）、レーザ光を照射することにより、第１電極２０の上の層を適切に除去することが可能となる。
【００８１】
これは、チタニア膜にてアブレーションが発生しているためと考えられる。レーザ光の照射回数にて除去深さを制御することは可能であるが、１つの取り出し口を形成するにあたって除去時間が長くなってしまう。
【００８２】
しかし、１回の照射よりは、複数回照射する方が、バラツキは少ない。このことから、第１絶縁層３０、発光層４０や第２絶縁層５０の構造により、レーザ光の波長や照射回数を選択することが肝要である。
【００８３】
また、波長が５３２ｎｍのレーザ光を用いる場合には、上記した波長が３５５ｎｍのレーザ光を用いる場合よりは第１電極２０の透過率が高い領域にて加工が行われることになる（図３参照）。
【００８４】
そのため、波長が３５５ｎｍのレーザ光を用いる場合に比べて、使用可能なレーザ光のパワーの領域（つまり、エネルギー密度）を広く且つ大きく設定することができる。また、それに伴い、レーザ光自体のバラツキにも強いものにできる。
【００８５】
これらのことより、５３２ｎｍの波長のレーザ光を用いる場合には、チタニア膜で発生する多光子吸収反応のみにて絶縁層を除去することが容易である。
【００８６】
さらに、波長が２６６ｎｍのレーザ光を照射して、第１絶縁層３０、発光層４０および第２絶縁層５０のみを除去することを試みたが、図３に示されるように、この波長では、該膜３０〜５０および第１電極２０ともに、該波長のレーザ光をほぼ１００％吸収するので、すべての膜２０〜５０が除去されてしまった。
【００８７】
このように、本実施形態によれば、３３６ｎｍ〜５８７ｎｍの範囲の波長を有するレーザ光を照射することにより、第１電極２０へ実質的にダメージを与えることなく第１電極２０の上の層を除去し、第１電極２０を露出させることができる。
【００８８】
つまり、本実施形態によれば、ＥＬ素子１００において、レーザ光を用いて、第１電極２０へのダメージを極力抑制しつつ第１電極２０を取り出すことができる。
【００８９】
そして、露出した第１電極２０の上に第２電極６０を形成することにより、外部と接続可能な第１電極２０の端子部２１を適切に形成することができる。
【００９０】
ちなみに、レーザ照射パワーについては、レーザの光源、光源からＥＬ素子までの光学系、ＥＬ素子の膜厚によって変動するが、加工部でのレーザ密度を適切な範囲に設定すれば、適切な加工が可能である。
【００９１】
なお、端子部２１を、発光層４０は無く２つの絶縁層３０、５０の積層体を除去したものとした場合にも、上記した加工の具体例と同様の結果が得られた。つまり、この場合にも、３３６ｎｍ〜５８７ｎｍの範囲の波長を有するレーザ光を照射することにより、第１電極２０へのダメージを極力抑制しつつ第１電極２０を取り出すことができ、結果的に、第１電極２０の端子部２１を適切に形成することができる。
【００９２】
また、本実施形態の製造方法においては、第１絶縁層３０および第２絶縁層５０として、アルミナとチタニアの積層膜である絶縁層を用いることも特徴のひとつである。それによれば、絶縁層３０、５０と発光層４０のみを除去しやすくなり、好ましい。
【００９３】
また、本実施形態の製造方法においては、第１電極２０としてＩＴＯ膜（インジウムチンオキサイド膜）を用いることも特徴のひとつである。それによれば、第１電極２０にダメージが入りにくくなり、好ましい。
【００９４】
次に、第１電極２０の端子部２１を形成すべくレーザ光を照射する場合、上述したように、端子部２１となる部位に選択的にレーザ光を照射するが、その選択的な照射方法としては、下記に示すような３種類の方法がある。
【００９５】
まず、第２絶縁層５０上にレジストを形成し加工したい部分だけレジストを除去し、この状態でレーザ光をガラス基板１０上の全面に照射する方法（第１の方法）がある。
【００９６】
また、加工したい部分だけを開口したマスクをＥＬ素子１００上に配置し、この状態でレーザ光をガラス基板１０上の全面に照射する方法（第２の方法）がある。さらに、マスクやレジストを用いずに、レーザ径を絞るなどにより、加工したいところだけにレーザを照射する方法（第３の方法）がある。
【００９７】
この中では、レーザ光の照射においては、マスクを用いないで除去部に選択的にレーザ光を照射することにより、第１電極２０の上の層を除去を行うことが好ましい。
【００９８】
これは、第１電極２０の上の層が除去された部分において、この除去部の開口端部のテーパ角が鈍角になりやすいため、その除去部上に第２電極６０を形成するときに、均一な膜厚の第２電極６０を形成しやすくなるためである。
【００９９】
このことについて、さらに言うならば、上記第１および第２の方法で除去を行う場合、加工部すべて均一な除去が可能となるが、第１、２絶縁層３０、５０の加工部のテーパ角が鈍角になり、第２電極６０をたとえばスパッタ法にて成膜した場合、テーパ部に均一な膜厚を成膜することが難しくなる。
【０１００】
それに対して、第２電極６０にＩＴＯ膜を用いる場合に第３の方法により除去を行う、すなわちマスクレスにて照射を行った場合には、レーザ光のエネルギー密度の関係により加工部周辺の絶縁層３０、５０が熱加工され、上記テーパ角が鋭角になり、第２電極６０を形成することが容易となる。
【０１０１】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態に述べられた絶縁性基板１０、第１電極２０、第１絶縁層３０、発光層４０、第２絶縁層５０及び第２電極６０は、一具体例を示したものであり、これらに限定されるものではない。
【０１０２】
要するに、本発明は、絶縁性基板上に、第１電極、第１絶縁層、発光中心を含む発光層、第２絶縁層および第２電極を順次積層し、光取り出し側を光学的に透明な材料にて構成するＥＬ素子の製造方法において、第２絶縁層を成膜した後に、第２絶縁層の上から３３６ｎｍ〜５８７ｎｍの範囲の波長を有するレーザ光を照射することにより、第１電極の上の層を除去し第１電極を露出させ取り出し可能とすること要部とするものであり、その他の層など、細部の構成については適宜設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施形態に係るＥＬ素子の構成を示す図であり、（ａ）は第１電極の端子部周辺の平面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ概略断面図、（ｃ）は（ａ）中のＢ−Ｂ概略断面図である。
【図２】上記実施形態における第１電極の端子部の製造方法を示す工程図である。
【図３】上記実施形態におけるＥＬ素子を構成する膜の透過率の波長依存性を測定した結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０…絶縁性基板としてのガラス基板、２０…第１電極、３０…第１絶縁層、４０…発光層、５０…第２絶縁層、６０…第２電極。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば透明ディスプレイなどに使用されるエレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子（以下、ＥＬ素子と記す）の製造方法に関し、特に下部電極である第１電極の取り出し方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＬ素子は、硫化亜鉛（ＺｎＳ）等の蛍光体に電界を印加したときに発光する現象を利用したものであり、自発光型の平面ディスプレイを構成するものとして、近年、注目されている。
【０００３】
このＥＬ素子は、一般に、ガラス基板などからなる絶縁性基板上に、光学的に透明なＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜などからなる第１電極、第１絶縁層、発光中心を含む発光層、第２絶縁層および第２電極を順次積層してなり、光取り出し側を光学的に透明な材料にて構成するようにしたものである。
【０００４】
ここにおいて、絶縁性基板であるガラス基板としては、コストとＥＬ素子製造プロセスにおける耐薬品性などを考慮して、無アルカリガラスや低アルカリガラスなどが用いられている。
【０００５】
また、電極としてのＩＴＯ膜は、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）に錫（Ｓｎ）をドープした透明の導電膜であり低抵抗率であることから、従来より透明電極用として広く使用されている。
【０００６】
また、発光層としては、希土類元素を添加したII−VI族化合物半導体が用いられる。ここで、II−VI族化合物半導体は、旧周期律表におけるＣａ、Ｓｒ、Ｚｎ、ＣｄなどのIIＡ族（現２族）およびIIＢ族（現１２族）とＯ、ＳなどのVIＢ族（現１６族）との化合物半導体である。
【０００７】
具体的には、発光層としては、たとえば硫化亜鉛を母体材料とし、発光中心としてマンガン（Ｍｎ）やテルビウム（Ｔｂ）、サマリウム（Ｓｍ）などの希土類元素を添加したものが使用される。
【０００８】
また、上述の構造からなるＥＬ素子において、黄燈色発光を得る発光層の構成材料としてマンガン（Ｍｎ）、緑色発光を得る発光層の構成材料としてテルビウム（Ｔｂ）、赤色発光を得る発光層の構成材料としてサマリウム（Ｓｍ）を添加した硫化亜鉛などがあり、発光中心材料の種類によって発光色を制御できる。
【０００９】
また、第１絶縁層および第２絶縁層には、ＥＬ素子を駆動するに適した容量になるように、材料の膜厚を選択してきた。
【００１０】
ここで、従来より、ＥＬ素子における第１電極の取り出しについては、ＥＬ素子の形成工程において、第１電極の上に各絶縁層や発光層などが積層されるため、これら第１電極の上の層を除去し、第１電極を露出させる必要がある。
【００１１】
そして、露出した第１電極の上に第２電極を形成することにより、外部と接続可能な第１電極の端子部を形成するものである。
【００１２】
ここで、第１電極上の絶縁層などの層を除去する方法としては、通常砥粒による研磨、ウェットエッチング、ドライエッチング等が知られているが、これらの方法は、製造プロセスとしては使用する薬品などが高価でありコストに問題がある。
【００１３】
そこで、従来より、絶縁層などを除去する手段として、レーザを照射することにより、第１電極を露出する方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この方法は、第１電極に吸収される波長のレーザを照射する方法である。
【特許文献１】特開平８−３１１２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記の従来方法にて第１絶縁層や第２絶縁層をレーザによって除去しようとすると、第１電極のダメージを制御することが難しく、通電できないという問題が生じることがわかった。
【００１５】
たとえば、本発明者が１０６４ｎｍの波長のＹＡＧレーザにて除去を試みたところ、第１電極もしくはその下のガラス基板まで、加工されてしまった。これは、上記特許文献１に記載されているように、赤外領域のレーザでは第１電極にてアブレーションが発生してしまうためである。
【００１６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ＥＬ素子において、レーザ光を用いて、第１電極へのダメージを極力抑制しつつ第１電極を取り出せるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者は、上記目的を達成するため、レーザ波長および除去膜の構成について検討した。その結果、本発明を実験的に創出するに至った。
【００１８】
請求項１に記載の発明では、絶縁性基板（１０）上に、第１電極（２０）、第１絶縁層（３０）、発光中心を含む発光層（４０）、第２絶縁層（５０）および第２電極（６０）を順次積層し、光取り出し側を光学的に透明な材料にて構成するＥＬ素子の製造方法において、第２絶縁層（５０）を成膜した後に、第２絶縁層（５０）の上から３３６ｎｍ〜５８７ｎｍの範囲の波長を有するレーザ光を照射することにより、第１電極（２０）の上の層を除去し第１電極（２０）を露出させることを特徴としている。
【００１９】
本発明は、本発明者の行った検討の結果、実験的に見出されたものであり、３３６ｎｍ〜５８７ｎｍの範囲の波長を有するレーザ光を照射することにより、第１電極（２０）へ実質的にダメージを与えることなく第１電極（２０）の上の層を除去し、第１電極（２０）を露出させることができる。
【００２０】
つまり、本発明によれば、ＥＬ素子において、レーザ光を用いて、第１電極（２０）へのダメージを極力抑制しつつ第１電極（２０）を取り出すことができる。
【００２１】
そして、露出した第１電極（２０）の上に第２電極（６０）を形成することにより、外部と接続可能な第１電極（２０）の端子部（２１）を形成することができる。
【００２２】
ここで、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載のＥＬ素子の製造方法においては、第１絶縁層（３０）および第２絶縁層（５０）として、アルミナとチタニアの積層膜である絶縁層を用いることが好ましい。
【００２３】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載のＥＬ素子の製造方法において、第１電極（２０）としてインジウムチンオキサイド膜を用いることを特徴としている。
【００２４】
このように第１電極（２０）としてインジウムチンオキサイド膜を用いれば、第１電極（２０）にダメージが入りにくくなり、好ましい。
【００２５】
また、請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３に記載のＥＬ素子の製造方法において、レーザ光の照射においては、マスクを用いないで除去部に選択的にレーザ光を照射することにより、第１電極（２０）の上の層を除去を行うことを特徴としている。
【００２６】
それによれば、第１電極（２０）の上の層が除去された部分において、この除去部の開口端部のテーパ角が鈍角になりやすい。そのため、その除去部上に第２電極（６０）を形成するときに、均一な膜厚の第２電極（６０）を形成しやすくなり、好ましい。
【００２７】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。
【００２９】
図１は、本発明の実施形態に係るＥＬ素子１００の構成を示す図であり、（ａ）はＥＬ素子１００における第１電極２０の端子部２１周辺の平面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ概略断面図、（ｃ）は（ａ）中のＢ−Ｂ概略断面図である。
【００３０】
なお、図１（ｂ）に示される部分は、本ＥＬ素子１００の基本的な積層部に相当する部分であり、この図１（ｂ）に示される積層構成が、そのまま本ＥＬ素子１００の発光部分の断面構成を示している。
【００３１】
図１（ｂ）に示されるように、ＥＬ素子１００は、絶縁性基板であるガラス基板１０上に順次、以下に述べられる薄膜２０〜６０が積層形成されることによって構成された薄膜ＥＬ素子である。
【００３２】
ガラス基板１０上には、光学的に透明な、たとえばＩＴＯ（インジウムチンオキサイド）膜や酸化亜鉛などからなる透明な第１電極２０が、下部電極として形成されている。本例では、第１電極２０は、好ましい形態としてＩＴＯ膜から構成されている。
【００３３】
第１電極２０の上面には、たとえばアルミナとチタニアの積層膜であるＡＴＯ膜（Ａｌ2Ｏ3／ＴｉＯ2積層構造膜）や五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）などからなる第１絶縁層３０が形成されている。本例では、第１絶縁層３０は、好ましい形態としてＡｌ2Ｏ3／ＴｉＯ2積層構造膜から構成されている。
【００３４】
第１絶縁層３０の上には、発光中心を含む発光層４０が形成されている。ここで、発光層４０としては、特に限定するものではないが、希土類元素などの発光中心を添加したII−VI族化合物半導体が用いられる。
【００３５】
ここで、II−VI族化合物半導体は、旧周期律表におけるＣａ、Ｓｒ、Ｚｎ、ＣｄなどのIIＡ族（現２族）およびIIＢ族（現１２族）とＯ、ＳなどのVIＢ族（現１６族）との化合物半導体である。
【００３６】
具体的には、本実施形態の発光層４０としては、少なくともＺｎＳ、ＳｒＳ、ＣａＳの１つを母体材料とし、発光中心としてマンガン（Ｍｎ）やテルビウム（Ｔｂ）、サマリウム（Ｓｍ）などの希土類元素を添加したものが使用される。本例では、発光層４０は、ＺｎＳを母体材料とし、発光中心としてＭｎを添加した硫化亜鉛：マンガン（ＺｎＳ：Ｍｎ）の膜からなる。
【００３７】
発光層４０の上には、たとえば上記ＡＴＯ膜や五酸化タンタルなどからなる第２絶縁層５０が形成されている。本例では、第２絶縁層５０は、好ましい形態としてＡｌ2Ｏ3／ＴｉＯ2積層構造膜から構成されている。
【００３８】
第２絶縁層５０の上には、光学的に透明な、たとえばＩＴＯ膜や酸化亜鉛などからなる透明な第２電極６０が、上部電極として形成されている。本例では、第２電極１０６は、好ましい形態としてＩＴＯ膜から構成されている。
【００３９】
ここで、この第１電極２０と第２電極６０とが重なり合う部分が、これら電極２０、６０の膜間に挟まれている第１絶縁層３０、第２絶縁層５０および発光層４０とともに画素を構成しており、第１電極２０、第２電極６０間に電圧を印加することで、この画素が発光可能となっている。
【００４０】
本例では、ＥＬ素子１００は、第１電極２０と第２電極６０とが光学的に透明であるため、ガラス基板１０側および第２電極６０側の両方の側から光の取り出しが可能となっている。
【００４１】
また、図１（ａ）、（ｃ）に示されるように、第１電極２０の取り出し部である端子部２１は、ガラス基板１０の周辺部に設けられている。
【００４２】
この端子部２１は、第１電極２０の上の層、すなわち第１絶縁層３０、発光層４０および第２絶縁層５０が除去されてなる貫通穴２２に第２電極６０が充填されてなるものである。
【００４３】
そして、この端子部２１は、たとえばフレキシブルプリント基板などの外部配線部材が電気的に接続されるようになっており、ＥＬ素子１００と外部との電気的なやり取りが行われる部分である。
【００４４】
なお、本例では、図１（ｃ）に示されるように、端子部２１は、第１絶縁層３０、発光層４０および第２絶縁層５０発光層の積層体を除去したものとして構成されているが、発光層４０は無く２つの絶縁層３０、５０の積層体を除去したものとしてもよい。実際には、その方が通常行われることが多い。
【００４５】
次に、上記図１に示される本実施形態のＥＬ素子１００の製造方法について、上記した一具体例の膜構成に基づいて説明する。
【００４６】
まず、ガラス基板１０上に、第１電極２０として光学的に透明であるＩＴＯ膜をスパッタ法によって形成する。次に、その上に、第１絶縁層３０として、Ａｌ2Ｏ3／ＴｉＯ2積層構造膜をＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ−Ｌａｙｅｒ−Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって作製する。
【００４７】
このＡｌ2Ｏ3／ＴｉＯ2積層構造膜の具体的な形成方法について説明する。
【００４８】
まず、第１のステップとして、アルミニウム（Ａｌ）の原料ガスとして三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3）、酸素（Ｏ）の原料ガスとして水（Ｈ2Ｏ）を用いて、Ａｌ2Ｏ3層をＡＬＤ法で形成する。
【００４９】
ＡＬＤ法では１原子層ずつ膜を形成していくために、原料ガスを交互に供給する。従って、この場合には、ＡｌＣｌ3をアルゴン（Ａｒ）のキャリアガスで反応炉に１秒導入した後に、反応炉内のＡｌＣｌ3ガスを排気するのに十分なパージを行う。
【００５０】
次に、Ｈ2Ｏを同様にＡｒキャリアガスで反応炉に１秒導入した後に、反応炉内のＨ2Ｏを排気するのに十分なパージを行う。このサイクルを繰り返して所定の膜厚のＡｌ2Ｏ3層を形成する。
【００５１】
第２のステップとして、Ｔｉの原料ガスとして四塩化チタン（ＴｉＣｌ4）、酸素の原料ガスとしてＨ2Ｏを用いて、酸化チタン層を形成する。
【００５２】
具体的には、第１のステップと同様にＴｉＣｌ4をＡｒキャリアガスで反応炉に１秒導入した後に、反応炉内のＴｉＣｌ4を排気するのに十分なパージを行う。次に、Ｈ2Ｏを同様にＡｒキャリアガスで反応炉に１秒導入した後に、反応炉内のＨ2Ｏを排気するのに十分なパージを行う。そして、このサイクルを繰り返して所定の膜厚の酸化チタン層を形成する。
【００５３】
そして、上述した第１のステップと第２のステップを繰り返し、所定膜厚のＡｌ2Ｏ3／ＴｉＯ2積層構造膜を形成して、これを第１絶縁層３０とする。具体的には、Ａｌ2Ｏ3層、ＴｉＯ2層とも、１層当たりの厚さを５ｎｍとし、それぞれ３０層積層した構造とすることができる。
【００５４】
なお、Ａｌ2Ｏ3／ＴｉＯ2積層構造膜の最初と最後の層は、Ａｌ2Ｏ3層とＴｉＯ2層のいずれであってもよいが、最下層すなわち第１電極２０上の最初の層はＡｌ2Ｏ3層であることが好ましい。
【００５５】
また、ＡＬＤ法を用いて原子層オーダで膜を形成する場合、０．５ｎｍより薄い膜では絶縁体として機能せず、また１層当たりの膜厚が２０ｎｍよりも厚い場合には、積層構造による耐電圧の向上効果が低下してしまう。従って、積層構造膜の１層当たりの膜厚は０．５ｎｍから２０ｎｍ、好ましくは１ｎｍから１０ｎｍとするのがよい。
【００５６】
次に、第１絶縁層３０上に、発光層４０として、ＺｎＳを母体材料とし発光中心としてＭｎを添加した硫化亜鉛：マンガン（ＺｎＳ：Ｍｎ）からなる膜を蒸着法によって形成する。
【００５７】
その後、第２絶縁層５０を第１絶縁層３０と同様の構造と膜厚で成膜し、最後に第２電極６０として、第１電極２０と同様にしてＩＴＯ膜を成膜する。
【００５８】
ここで、本実施形態においては、第２絶縁層５０を成膜した後に、第２絶縁層５０の上から３３６ｎｍ〜５８７ｎｍの範囲の波長を有するレーザ光を照射することにより、第１電極２０の上の層を除去し第１電極２０を露出させ取り出し可能とする。つまり、第１電極２０の端子部２１を形成する。
【００５９】
図２は、この第１電極２０の端子部２１の製造方法を、上記図１（ｂ）、（ｃ）に示される断面に対応した断面にて示す工程図である。
【００６０】
具体的には、図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、第１電極２０のうち上記端子部２１となる部位に、上記波長のレーザ光を照射して、第１絶縁層３０、発光層４０および第２絶縁層５０を除去し、上記貫通穴２２を形成する。
【００６１】
その後、図２（ｃ）に示されるように、この貫通穴２２を含む第２絶縁層５０の上に、第２電極６０を形成する。こうして、第１電極２０の端子部２１が形成され、上記図１（ｂ）に示されるようなＥＬ素子１００が完成する。
【００６２】
ところで、本実施形態によれば、絶縁性基板であるガラス基板１０上に、第１電極２０、第１絶縁層３０、発光中心を含む発光層４０、第２絶縁層５０および第２電極６０を順次積層し、光取り出し側を光学的に透明な材料にて構成するＥＬ素子１００の製造方法において、第２絶縁層５０を成膜した後に、第２絶縁層５０の上から３３６ｎｍ〜５８７ｎｍの範囲の波長を有するレーザ光を照射することにより、第１電極２０の上の層を除去し第１電極２０を露出させることを特徴とするＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子１００の製造方法が提供される。
【００６３】
このように、第１電極２０の上の層を除去し第１電極２０を取り出し可能とするために、３３６ｎｍ〜５８７ｎｍの範囲の波長を有するレーザ光を照射する根拠について、説明する。
【００６４】
図３は、本具体例におけるＥＬ素子１００を構成する膜の透過率の波長依存性を測定した結果を示す図であり、横軸にレーザ光の波長、縦軸に透過率を示している。
【００６５】
図３において、曲線Ａは、ガラス基板１０上に第１絶縁層３０のみを形成した場合の測定結果を示す。また、曲線Ｂは、ガラス基板１０上に第１絶縁層３０のうちアルミナ膜のみを形成した場合の測定結果であり、曲線Ｃは、同様のチタニア膜のみを形成した場合の測定結果を示す。また曲線Ｄは、ガラス基板１０上に第１電極のみを形成した場合の測定結果を示す。
【００６６】
図３に示されるように、これら各々の被測定対象膜の特徴としては、レーザ光の波長が可視領域内では、透過率は６０％以上であることである。つまり、これら被測定対象膜においては、可視光領域のレーザ光が透過することである。
【００６７】
よって、レーザ光によりこれらの膜が除去されるメカニズムとしては、各膜にレーザが印加されると、レーザ光による熱吸収ではなく、多光子吸収により除去がなされると考えられる。
【００６８】
多光子吸収とは、複数個の光子が同時に相互作用して、そのエネルギーによって膜を消滅させる反応であり、本例の被測定対象膜のすべての膜において、この多光子吸収反応により除去加工が行われていると考えられる。
【００６９】
ここで、各被測定対象膜において、ガラス基板上に各被測定対象膜のみを形成し、その被測定対象膜に対して同等のレーザ照射条件にて照射を行い、観察した結果、明らかにチタニア膜が最も低いパワー領域にて除去されることがわかった。このことは、チタニア膜の反応、衝撃により膜の除去がなされているものと思われる。
【００７０】
また、上記具体例では、第１電極２０の直上の層すなわち第１絶縁層３０の最下層はアルミナ膜であるが、このアルミナ膜はチタニア膜に比べて、レーザ光にて除去しにくい。そのため、アルミナ膜を第１電極２０の直上の層とすれば、第１電極２０へのダメージを最小限に抑えることができ、好ましい。
【００７１】
以上のことより、本実施形態におけるレーザ光の使用可能な波長としては第１電極２０の透過率とチタニア膜の透過率との差が重要なファクタであると言える。
【００７２】
図３に示されるように、第１電極２０の透過率とチタニア膜の透過率と比較した場合、５８７ｎｍ以下の波長では、第１電極２０の透過率に比べてチタニア膜の透過率の方が大きく、５８７ｎｍにてこれら透過率の大小が逆転し、５８７ｎｍ以上の波長では、第１電極２０の透過率の方が大きくなることがわかる。
【００７３】
つまり、チタニア膜の透過率が、ＩＴＯからなる第１電極２０の透過率よりも大きくなると、チタニア膜をレーザ光が透過して、第１電極２０に多くのレーザ光が到達し、その結果、第１電極２０が多光子吸収によりダメージを受けやすくなる。このことから、レーザ光の波長の上限値は５８７ｎｍに設定することになる。
【００７４】
また、レーザ光の波長の下限値については、チタニア膜のみの透過率が１０％を下回る値、すなわち３３６ｎｍ以上の波長である必要がある。これは、チタニア膜のみの透過率が１０％を下回ると、チタニア膜において多光子吸収ではなく熱吸収の発生が大きくなり、第１電極２０を含めた全ての膜がダメージを受けやすくなるためである。
【００７５】
そして、これらのことを考慮し、本実施形態の製造方法におけるレーザ光の使用可能な波長を、すなわち図３に示される加工可能範囲として、３３６ｎｍ〜５８７ｎｍとすることにした。
【００７６】
以上のメカニズムに基づいて、実際に端子部２１においてレーザ照射による加工を行った具体的な結果を示す。
【００７７】
たとえば、波長が１０６４ｎｍのレーザ光を用い、第２絶縁層５０の上から、第１電極２０上の層である第１絶縁層３０、発光層４０および第２絶縁層５０に照射した場合、このレーザ光は、第１、２絶縁層３０、５０および発光層４０を透過し、第１電極２０にてアブレーションが発生し、第１電極２０が除去されてしまった。
【００７８】
これは、第１絶縁層３０、発光層４０および第２絶縁層５０にて多光子吸収を発生させるパワーよりも低い領域にて、第１電極２０においてアブレーションが発生してしまうためと考えられる。
【００７９】
これは、レーザ光が１０００ｎｍ以上の波長である場合、第１電極２０であるＩＴＯ膜の透過率が急激に低下し、レーザ光をＩＴＯ膜が吸収するようになり、多光子吸収よりも熱吸収が多く発生し、その結果、第１絶縁層３０、発光層４０および第２絶縁層５０にてアブレーションを引き起こすよりも低いエネルギーにて第１電極２０がアブレーションを起こすためと考えられる。
【００８０】
また、波長が３５５ｎｍのレーザ光を用いた場合、１回もしくは複数回（例えば８回）、レーザ光を照射することにより、第１電極２０の上の層を適切に除去することが可能となる。
【００８１】
これは、チタニア膜にてアブレーションが発生しているためと考えられる。レーザ光の照射回数にて除去深さを制御することは可能であるが、１つの取り出し口を形成するにあたって除去時間が長くなってしまう。
【００８２】
しかし、１回の照射よりは、複数回照射する方が、バラツキは少ない。このことから、第１絶縁層３０、発光層４０や第２絶縁層５０の構造により、レーザ光の波長や照射回数を選択することが肝要である。
【００８３】
また、波長が５３２ｎｍのレーザ光を用いる場合には、上記した波長が３５５ｎｍのレーザ光を用いる場合よりは第１電極２０の透過率が高い領域にて加工が行われることになる（図３参照）。
【００８４】
そのため、波長が３５５ｎｍのレーザ光を用いる場合に比べて、使用可能なレーザ光のパワーの領域（つまり、エネルギー密度）を広く且つ大きく設定することができる。また、それに伴い、レーザ光自体のバラツキにも強いものにできる。
【００８５】
これらのことより、５３２ｎｍの波長のレーザ光を用いる場合には、チタニア膜で発生する多光子吸収反応のみにて絶縁層を除去することが容易である。
【００８６】
さらに、波長が２６６ｎｍのレーザ光を照射して、第１絶縁層３０、発光層４０および第２絶縁層５０のみを除去することを試みたが、図３に示されるように、この波長では、該膜３０〜５０および第１電極２０ともに、該波長のレーザ光をほぼ１００％吸収するので、すべての膜２０〜５０が除去されてしまった。
【００８７】
このように、本実施形態によれば、３３６ｎｍ〜５８７ｎｍの範囲の波長を有するレーザ光を照射することにより、第１電極２０へ実質的にダメージを与えることなく第１電極２０の上の層を除去し、第１電極２０を露出させることができる。
【００８８】
つまり、本実施形態によれば、ＥＬ素子１００において、レーザ光を用いて、第１電極２０へのダメージを極力抑制しつつ第１電極２０を取り出すことができる。
【００８９】
そして、露出した第１電極２０の上に第２電極６０を形成することにより、外部と接続可能な第１電極２０の端子部２１を適切に形成することができる。
【００９０】
ちなみに、レーザ照射パワーについては、レーザの光源、光源からＥＬ素子までの光学系、ＥＬ素子の膜厚によって変動するが、加工部でのレーザ密度を適切な範囲に設定すれば、適切な加工が可能である。
【００９１】
なお、端子部２１を、発光層４０は無く２つの絶縁層３０、５０の積層体を除去したものとした場合にも、上記した加工の具体例と同様の結果が得られた。つまり、この場合にも、３３６ｎｍ〜５８７ｎｍの範囲の波長を有するレーザ光を照射することにより、第１電極２０へのダメージを極力抑制しつつ第１電極２０を取り出すことができ、結果的に、第１電極２０の端子部２１を適切に形成することができる。
【００９２】
また、本実施形態の製造方法においては、第１絶縁層３０および第２絶縁層５０として、アルミナとチタニアの積層膜である絶縁層を用いることも特徴のひとつである。それによれば、絶縁層３０、５０と発光層４０のみを除去しやすくなり、好ましい。
【００９３】
また、本実施形態の製造方法においては、第１電極２０としてＩＴＯ膜（インジウムチンオキサイド膜）を用いることも特徴のひとつである。それによれば、第１電極２０にダメージが入りにくくなり、好ましい。
【００９４】
次に、第１電極２０の端子部２１を形成すべくレーザ光を照射する場合、上述したように、端子部２１となる部位に選択的にレーザ光を照射するが、その選択的な照射方法としては、下記に示すような３種類の方法がある。
【００９５】
まず、第２絶縁層５０上にレジストを形成し加工したい部分だけレジストを除去し、この状態でレーザ光をガラス基板１０上の全面に照射する方法（第１の方法）がある。
【００９６】
また、加工したい部分だけを開口したマスクをＥＬ素子１００上に配置し、この状態でレーザ光をガラス基板１０上の全面に照射する方法（第２の方法）がある。さらに、マスクやレジストを用いずに、レーザ径を絞るなどにより、加工したいところだけにレーザを照射する方法（第３の方法）がある。
【００９７】
この中では、レーザ光の照射においては、マスクを用いないで除去部に選択的にレーザ光を照射することにより、第１電極２０の上の層を除去を行うことが好ましい。
【００９８】
これは、第１電極２０の上の層が除去された部分において、この除去部の開口端部のテーパ角が鈍角になりやすいため、その除去部上に第２電極６０を形成するときに、均一な膜厚の第２電極６０を形成しやすくなるためである。
【００９９】
このことについて、さらに言うならば、上記第１および第２の方法で除去を行う場合、加工部すべて均一な除去が可能となるが、第１、２絶縁層３０、５０の加工部のテーパ角が鈍角になり、第２電極６０をたとえばスパッタ法にて成膜した場合、テーパ部に均一な膜厚を成膜することが難しくなる。
【０１００】
それに対して、第２電極６０にＩＴＯ膜を用いる場合に第３の方法により除去を行う、すなわちマスクレスにて照射を行った場合には、レーザ光のエネルギー密度の関係により加工部周辺の絶縁層３０、５０が熱加工され、上記テーパ角が鋭角になり、第２電極６０を形成することが容易となる。
【０１０１】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態に述べられた絶縁性基板１０、第１電極２０、第１絶縁層３０、発光層４０、第２絶縁層５０及び第２電極６０は、一具体例を示したものであり、これらに限定されるものではない。
【０１０２】
要するに、本発明は、絶縁性基板上に、第１電極、第１絶縁層、発光中心を含む発光層、第２絶縁層および第２電極を順次積層し、光取り出し側を光学的に透明な材料にて構成するＥＬ素子の製造方法において、第２絶縁層を成膜した後に、第２絶縁層の上から３３６ｎｍ〜５８７ｎｍの範囲の波長を有するレーザ光を照射することにより、第１電極の上の層を除去し第１電極を露出させ取り出し可能とすること要部とするものであり、その他の層など、細部の構成については適宜設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施形態に係るＥＬ素子の構成を示す図であり、（ａ）は第１電極の端子部周辺の平面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ概略断面図、（ｃ）は（ａ）中のＢ−Ｂ概略断面図である。
【図２】上記実施形態における第１電極の端子部の製造方法を示す工程図である。
【図３】上記実施形態におけるＥＬ素子を構成する膜の透過率の波長依存性を測定した結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０…絶縁性基板としてのガラス基板、２０…第１電極、３０…第１絶縁層、４０…発光層、５０…第２絶縁層、６０…第２電極。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板（１０）上に、第１電極（２０）、第１絶縁層（３０）、発光中心を含む発光層（４０）、第２絶縁層（５０）および第２電極（６０）を順次積層し、光取り出し側を光学的に透明な材料にて構成するＥＬ素子の製造方法において、
前記第２絶縁層（５０）を成膜した後に、前記第２絶縁層（５０）の上から３３６ｎｍ〜５８７ｎｍの範囲の波長を有するレーザ光を照射することにより、前記第１電極（２０）の上の層を除去し前記第１電極（２０）を露出させることを特徴とするＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
前記第１絶縁層（３０）および前記第２絶縁層（５０）として、アルミナとチタニアの積層膜である絶縁層を用いることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】
前記第１電極（２０）としてインジウムチンオキサイド膜を用いることを特徴とする請求項１または２に記載のＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】
前記レーザ光の照射においては、マスクを用いないで除去部に選択的にレーザ光を照射することにより、前記第１電極（２０）の上の層を除去を行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のＥＬ素子の製造方法。
【請求項１】
絶縁性基板（１０）上に、第１電極（２０）、第１絶縁層（３０）、発光中心を含む発光層（４０）、第２絶縁層（５０）および第２電極（６０）を順次積層し、光取り出し側を光学的に透明な材料にて構成するＥＬ素子の製造方法において、
前記第２絶縁層（５０）を成膜した後に、前記第２絶縁層（５０）の上から３３６ｎｍ〜５８７ｎｍの範囲の波長を有するレーザ光を照射することにより、前記第１電極（２０）の上の層を除去し前記第１電極（２０）を露出させることを特徴とするＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
前記第１絶縁層（３０）および前記第２絶縁層（５０）として、アルミナとチタニアの積層膜である絶縁層を用いることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】
前記第１電極（２０）としてインジウムチンオキサイド膜を用いることを特徴とする請求項１または２に記載のＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】
前記レーザ光の照射においては、マスクを用いないで除去部に選択的にレーザ光を照射することにより、前記第１電極（２０）の上の層を除去を行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のＥＬ素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−１５５９２０（Ｐ２００６−１５５９２０Ａ）
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３４０３９２（Ｐ２００４−３４０３９２）
【出願日】平成１６年１１月２５日（２００４．１１．２５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月２５日（２００４．１１．２５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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