JPS59123193A - 電界発光表示素子 - 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】 この発明は、電圧の印加によって発光を呈する電界発光
表示素子（以下ｒＥＬ表示素子」と略称する）に係り、
特に単一の発光母体層で多色発光を得ることができるよ
うにしたＥ、　Ｌ表示素子の製法に関するものである。

電界発光現象は、ロンドン・ニシンバラおよびダブリン
フィロソフィ力ルマガシン（１，ｏｎｄｏｎ　、　Ｐｄ
　−−ｉｎｂｕｒｇｈ　ａｎｄ　ｒｌｏｕｈｌｉｎ　Ｐ
ｈｙｌｏｓｏｐｈｉｃａｌＭａｇａｚｉｎｅ）第７系第
３８巻第２８５号第７００〜７３７頁（西暦１９４７年
１０月）に現わたジー・デストリオ−（Ｇ　、＆Ｄｅｓ
ｔｒｉａｕ　）氏の初期の論文の一つに発表されたもの
か初めてであり、この時以来相当な研究と技術的努力と
が費やされしかしてこれによる各種素子かすでに市場に
出されている。

また最近、多色による発光表示を可能とするＥｌ、表示
素子か提案されており、たとえば特公昭５４−２９３１
８号公報中ＺｎＳの発光母体の中に希土類元素弗化物を
含んだ蒸着膜を作り、更にその上または内部に任意の図
形をした金属マンガン蒸着膜をはさみ、熱処理による拡
散を用いてその図形の部分については赤色Ｅ　Ｌ発光（
７００人）、他の部分は希土類元素による発光色たとえ
ばＤｙＦ３なら黄色、ＴｂＦｌ　、ＦｒＦ３なら緑色、
’ｒｍＦ１なら青色の８１７発光をさせ、単−ＺｎＳ薄
膜で二色の電界発光を可能にした薄膜型＋＝　ｒ、表示
素子が開示されている。

しかしながら、こうした製法によるＥｌ−表示素子は、
たとえばＴｂＦ３が混合されたＺｎＳ膜中に所望のパタ
ーンをした金属マンガン薄層が１〜３層はさみ込まれた
多層蒸着膜を形成した後、約６００℃。

３時間熱処理してマンガンをＺｎＳ膜中に拡散さゼる製
法であるため、ＺｎＳ中にＴｂＦ３のみが添加された領
域とＴｂＦ、及びＭｎが添加され両者が複合中心を形成
し７ている領域との境目がはっきりと出に＜＜。

発光の際言わゆる「にじみ」によりシャープな表示を得
にくいという欠点があり、特にドツトマトリクスパター
ンのように微細なパターンによる表示を行う形状とする
には制限があり、表示画素寸法が縦横とも約２００μｓ
を限度とされているという欠点があり、実用に当り使用
範囲が限られていた。

この発明は、前記の欠点に鑑みてなされたものであり、
特に製造が容易にして、種々の文字、数字５画像等を極
めてシャープに発光させることができると共に、微細な
パターンによる表示をも行うことかできる新規なＥｌ−
表示素子の製法を提供することを目的とするものである
。

すなわち、この発明に係るＥ１１表示素子は、発光母体
層に発光中心として複数種の希土類金属イオンを１１６
１別にイオン注入法により注入し、この時フォトレジス
トをマスク材料とし、で用いて発光母体層に注入する希
土類金属イオンの領域を規定して所定パターンの発光中
心層を得ることにより、単一発光母体層で多色の電界発
光を得んとするものであり、以下に実施例を挙げ′にの
発明の詳細な説明する。

第１図〜第６図は、この発明によるＥ　Ｌ表示素子の製
造工程を示す図で、ガラス基板等から成る透明絶縁性の
基板１上に、Ｉｎ２Ｏ３や５ｎ（１２等から成る透明電
極２１’２０．等から成る第１の誘電体層３゜２ｎＳ等
から成る発光母体Ｎ４をこの順で膜厚が約２０００人、
約３０　（１０人、糸勺３０００〜糸勺６０００人とな
るよう真空蒸着法により順次積層形成するく第１図参照
）。

発光母体層４の上にフォトレジスト し、第１の発光中心を注入する部分のフォトレジスト５
ａを紫外線照射もしくは電子ヒームリングラフィによる
露光及び現象液中への浸しによる現象により除去し、Ｔ
ｂ’＋をイオン注入法によって発光母体層４中に注入し
て第１の発光中心Ｊｉｉ１６ａを形成する（第２図参照
）。

第１の発光中心層６ａ形成後、先のフオ）レジスト５ａ
を溶解除去し、別のフォトレジスト５ｂを塗布し、第２
の発光中心を注入する部分のフオトレジス）５ｂを前記
同様の方法により除去し、Ｓｍ３＋をイオン注入法によ
って発光母体層４中に注入して第２の発光中心層６ｂを
形成する（第３図参照）。

第２の発光中心１ｍ６ｂ形成後、先のフォトレジスト５
ｂを溶解除去し、別のフ第１・レジスト５Ｃを塗布し、
第３の発光中心を注入する部分のフ第１レジス）５ｃを
前記同様の方法により除去し、Ｔｍ”をイオン注入法に
よって発光母体層４中に注入して第３の発光中心１ｉ１
６ｃを形成する（第４図参！１．＠　）。

第３の発光中心１ｅ１６Ｃ形成後、フォトレジスト５Ｃ
を溶解除去し、その後結晶欠陥を補うため真空中で約５
００°Ｃに加熱して約３０分程度焼成するアニーリング
を行う（第５図参照）。

この上に、Ｖλ０，等から成る第２の誘電体層７。

へ１等から成る反射性金属背面電極８をこの順で１１Ｑ
厚が何れも約３０００八となるよう真空蒸着法により順
次積層形成することによりＥＬ表示素子を作製する（第
６図参照）。

このように形成したＥＬ表示素子は、電極２。

８間への電圧印加により、発光母体４と各発光中心６ａ
，６ｂ，６ｃとの境界面の部分が発光し、電圧の上昇と
共に発光中心６ａ，６ｂ，６ｃの部分全体が一様に発光
するものであり、第１の発光中心層６ａ領域は緑色，第
２の発光１１１心層６ｂｆ＋域は青色，第３の発光中心
層６Ｃ領域は赤色の発光を各々行う（第７図参照）。

しかも各発光中心層６ａ，６ｂ，６ｃ．は、フォトレジ
スト５ａ，５ｂ．５ｃを用いるマスキンクにより所定領
域を形成するように設けられるため、従来の製法に比べ
て複雑な形状や微細な寸法のものでも高精度に作ること
ができ、「にじみ−１のないシャープな表示を得やすい
。

そして、電極２，８を各々短冊形状とすると共に発光母
体層４をはさんで直交状態となるように形成し、電極２
，８の交叉箇所に各発光中心５ａ。

６ｂ、６ｃ領域が位置するよう設け、各電極２゜８への
印加電圧の選定により、各発光中心６ａ。

６ｂ、６ｃ領域を個別に発光させることもでき、表示画
素寸法が縦横とも数１０μｍ程度の微細なドツトマトリ
クスによる複雑な色変化の表示を行うことも可能である
（第８図参照）。

このようにこの発明によれば、あらかじめ設けた発光母
体層にフォトレジストによるマスキングにより複数種の
希土類金属イオンを個別にイオン注入法によって所定形
状領域を有するよう注入することにより、単一発光母体
層で多色の電界発光を可能とし、特にＺｎＳの発光母体
の中に希土類元素弗化物を含んだ蒸着膜を作り、更にそ
の上または内部に任意の図形をした金属マンガン蒸着膜
をはさみ、熱処理による拡散を用いてその図形の部分と
他の部分とで発光色を異ならせるようにした従来例とは
一見構造がイυているものの製法が全く界なり、従来例
では得ることのできない効果、すなわち１にじみ」ので
ないシャープな表示や数１０７７１１１程度の寸法の微
細な表示形状を得ることができる。

また、異なる種類の発光中心を含む複数種の発光母体層
を絶縁層及び透明電極で挟持することにより多色の発光
を得るようにした多層型のＥＬ表示素子に比べ、絶縁層
数や透明電極数が少ないことから構造が簡単で、しかも
ＥＴ、、表示素子の全体の厚さ寸法が小さくなるという
利点をも有する。

また、異なる種類の発光中心を含む複数種の発光母体層
をマスクを用いて真空蒸着法で平面的に分離して形成す
ることにより多色の発光を得るようにした分離型）−型
のＥｌ、表示素子では、マスク蒸着による分離された発
光母体層間の間隙の最小値が約２００μｍと大きくなり
、これに比べてこの発明に係るＥ　Ｌ表示素子では微細
なパターンの発光形状を得ることができる利点を有する
。

しかも、マスク材料としてフォトレジストを用いるため
、高価な治具や金型を必要とせず、材料の機械的・化学
的性質を変えず、複雑な形状・微細な寸法のものでも高
精度で得られ、設計変更が容易に行えるという、極めて
実用効果大なる利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１回〜第６図は、この発明によるＥＬ表示素子の実施
例の製法を説明する断面図、 第７図は、同上ＥＬ表示素子の発光表示状態を説明する
概略平面図、 第８図は、同上ＥＬ表示素子でドツトマトリクスによる
発光表示状態を説明する概略平面図である。 １：幕板　　　　２：透明電極 ３．７；絶縁！−４−発光母体層 ５ａ、５ｂ、５ｃニアｒ）レジス） ６ａ、６ｂ、６ｃ：発光中心層 ８：背面電極　　　　　　　　　　− 第を図　　　１１４Ｅ 第に　図　　　　　　第６　図 亀 第８図　　　　１１！６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 絶縁物及び電極によりはさまれると共に前記電極への電
   圧の印加によって発光を呈する二重絶縁層構造の電界発
   光表示素子において、 発光母体層を形成した後、前記発光母体層に発光中心と
   して複数種の希土類金属イオンを個別にイオン注入法に
   より注入し、この時フォトレジストをマスク材料として
   用いて、前記発光母体層に注入する前記希土類金属イオ
   ンの領域を規定して所定パターンの発光中心層を得るこ
   とにより、多色の電界発光を得ることを特徴とする電界
   発光表示素子。