JPS6324588A - エレクトロルミネセントディスプレイパネルおよびその製造方法 - Google Patents

エレクトロルミネセントディスプレイパネルおよびその製造方法

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JPS6324588A
JPS6324588A JP62109629A JP10962987A JPS6324588A JP S6324588 A JPS6324588 A JP S6324588A JP 62109629 A JP62109629 A JP 62109629A JP 10962987 A JP10962987 A JP 10962987A JP S6324588 A JPS6324588 A JP S6324588A
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JP
Japan
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display panel
electroluminescent display
main layer
manufacturing
dopant
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JP62109629A
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レナード・ジー・ヘイル
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Boeing North American Inc
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Rockwell International Corp
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Publication date
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    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces
    • H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • H05B33/145—Arrangements of the electroluminescent material
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2323/00—Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition
    • C09K2323/06—Substrate layer characterised by chemical composition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S428/917—Electroluminescent

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

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】 [発明の背景コ この発明は、ディスプレイ装置に関し、特に、薄膜エレ
クトロルミネセントディスプレイパネルに関するもので
ある。
電界に対して特殊な発光材料(時には、螢光体と呼ばれ
る)をさらすことによって得られるエレクトロルミネセ
ント効果を利用して、発光ディスプレイ装置が製造され
ている。たとえば、米国特許第4’、342,945号
を参照されたい。
異なった色を出す螢光体が見つけられている。
いくつかの螢光体を使用してマルチカラーディスプレイ
を作る試みがなされている。いくつかの色を得るために
、異なった螢光体層を積み雷ねると胃贋咥 Olg、l)による資料では、レーザ光化学蒸iHによ
って空間的に変、要された活性体ドーピングを使用する
ことによって、マルチカラー装置が作られ得るというこ
とを提案している。「空間的に選択件のある活性体ドー
ピングを用いた2色薄膜エレクトロルミネセンスJ 、
 SID 83  Digest、 I)り 。
138−139を参照願いたい。他の研究者は、ZnS
がMnイオンとともに注入されてエレクトロルミネセン
ス膜を作るということを示している。
るr M nとともにドープされたZnSの膜のルミネ
セントおよび電気特性の研究J 、 Journal 
orの光ルミネセンスにおけるMn6度の影’f?J 
、 JPhys、 D、Appl、Phys、16 (
19g 3) 、 pp、  225−232を参照願
いたい。
[発明の概要] この発明の目的は、イオン注入を用いることによって薄
膜エレクトロルミネセンス(T F E L)ディスプ
レイパネルを提供することである。
また、この発明の目的は、マルチカラーTFELディス
プレイパネルを提供することである。
この発明によれば、EL層は、主層内の選択された位置
にドーパントのイオン注入を行なうことによって作られ
る。この方法では、異なったドーパントイオンを持つE
L材料のストライプが、精密に形成され得る。また、こ
れらの異なったストライプは、マルチカラーディスプレ
イパネルを得るために、別々の電極によってアドレスさ
れ得る。
この発明のこれらの目的、およびその他の目的、および
特徴は、図面を参照して行なわれる以下の詳細な説明か
ら明らかとなろう。
[好ましい実施例の説明] エレクトロルミネセンスを与えるのに適当な主層内にド
ーパントが注入され得るということが発見されており、
また、これらのドーパントが、そのイオン注入されたド
ーパントを持つ主層の熱処理前か、あるいは熱処理のと
きに十分な側方拡散なしに一定のパターンに限定され得
るということも発見されている。
Y2O,誘電層が、透明電極を有しているガラス基板上
に付着された。緑のエレクトロルミネセンスを生じさせ
るのに適したテルビウムフッ化物ドーパントを持つZn
Sの主層が、誘電層の上部に付着された。0.01イン
チの幅の開口のストライプを有しているフォトレジスト
パターンが、普通のりソグラフィ技術を用いて主層上に
形成された。そのサンプルは、その後、イオン注入チャ
ンバ内に置かれ、そして200kVの加速電圧を用いて
1016イオン/Cm2の束でM nイオンを注入した
。
その後、そのサンプルをチャンバから取出し、そのフォ
トレジストパターンを取り除き、そして600°Cで熱
処理を施した。その熱処理は、主材料を、アモルファス
から多結晶構造に変換し、Mn注入物を再分配し、さら
に、注入時に生じた欠陥を除去するように作用する。そ
の結果、エレクトロルミネセンスのときより明るいもの
が得られる。
第1図は、二次イオン質量分光測定による解析に基づ<
Mnストライプ内のM n 濃度を示している。縦軸(
数)は、Mnの濃度に比便すし、横軸(深さ)は、40
0 oiの厚さの主層内における位置を示している。
第2図は、適当な電圧がサンプル内のすべてのストライ
プを横切るように与えられたときに得られるストライプ
のパターンを、(約20xで)示している。各ストライ
プは、0.01インチの幅である。黄色のストライプ2
は、イオン注入されたMnドーパントによって形成され
た。緑のストライプ4は、フォトレジストパターンによ
ってイオン注入から保護されたZnS : TbF、主
層のエレクトロルミネセンスによって作られる。
この発明の重要な特徴は、はっきりした輪郭が2個の色
のついたストライプの間に得られるという事実である。
拡大して調べてみると、境界部において色の混合が存在
していなかった。このことは、サンプルを600℃で熱
処理したという事実にもかかわらず、側方におけるイオ
ン注入されたM nの拡散がないということを示してい
る。このことは、イオン注入が、単一の主層内にはっき
りと規定された色ストライプを提供するのに使用され得
るということを意味し、それによって、マルチカラーデ
ィスプレイを与え得ることをも意味する。
著しい側方拡散がないということが観察されたが、60
0’Cの熱処理のとき、長さ方向(注入方向)において
いくらかの拡散が存在し得るようである。このことは、
第1図に示すようにイオン注入されたドーパントの均一
な分配を与えることによって役に立つ。そのような差別
拡散は、主材料の好ましい配向によって生じ得る。
第3図は、1016イオン/Cm2の束のMnでイオン
注入した3個の異なった厚さく2000人、4000Å
、6000A)の層に対する、輝度とピーク電圧との関
係を示している。6000人の厚さの層は、最も明るい
成果を与えた。わずか1015イオン/Cm2の束で同
様のテストを行なったが、その場合には、約21/2の
ファクタだけ輝度を減じた。
第4図は、この発明に従ったマルチカラーTFELディ
スプレイパネルの拡大断面図である。ガラス基板6は、
この分野においてよく知られている錫酸化物またはイン
ジウム錫酸化物の透明電極8を有している。透明電極8
は、Y2O3のような絶縁誘電層10で覆われている。
ZnSまたは他の適当な材料の主層12は、電子ビーム
蒸着またはスパッタリングのような公知の方法を用いて
誘電層10の上に形成される。
第4図に示されている例では、密接して配置される3個
の原色を与えるために、3個の異なったイオン注入が主
層12内になされている。たとえば、ストライプ14に
はEuがイオン注入されて赤色のエレクトロルミネセン
ス(E L)を提供し、ストライプ16にはTmまたは
Ceがイオン注入されて青色のELを提供し、ストライ
プ18にはTbが注入されて緑色のELを提供している
。もちろん、他の適当なドーパントも使われ得る。
熱処理後に、第2の絶縁誘電層20がイオン注入された
主層(または活性層)の−にに形成され、そして、背面
側電極22,24.26が、各イオン注入されたストラ
イプの上に直接正確に形成される。背面側電極は、典型
的にはアルミニウムであり、それらは、たとえばイオン
注入された列を規定するのに使用されるフォトリソグラ
フィ技術を用いて形成され得る。各電極は、コンタクト
28.30によって代表されるような公知の駆動回路に
よって別々にアドレスされる。
適当な電圧が電極を横切って与えられると、電極交差部
間の活性層内に作られるピクセルで光が発せられる。電
極8は、1個のピクセルにおいて単一の広い電極となり
得る。しかしながら、十分なマルチカラーを得るために
、各イオン注入されたストライプが、それ自身の個々の
電極22.24、または26によって別々にアドレスさ
れる。
上記例示によって説明したように、)′!す膜エレクト
ロルミネセント装置(TFEL)は、普通には、安定度
を改良するために、発光層(活性層)の両面に誘電層を
をしている。しかしながら、活性層の一方の面にのみ誘
電層をF、1つ装置を製造することも可能である。この
発明は、また、そのような−刃側面の誘電層の装置に対
しても適用され得る。
いくつかの実施例において、薄い活性層を支持する基板
は、透明材、料というよりもむしろ不透明材料となり得
る。たとえば、基板は、その上に集積回路を有している
不透明半導体材料となり得る。
そのような場合、発光を観察し得るようにするために、
基板と反対側の表面には、透明電極が設けられる。
上記例示は、交流薄膜エレクトロルミネセンス(ACT
FEL)装置層を説明するのに用いられたが、この発明
は、直流TFEL装置に対しても適用され得る。そのよ
うなり、  C,装置は、その直流特性のために、誘電
層を必要としない。
この発明から逸脱することなく多くのバリエーションが
なされ得る。したがって、上述されたこの発明の形態は
例示的なものであり、この発明の範囲を限定することを
意図するものではないと理解されねばならない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、ZnSの主7層内におけるマンガンの濃度を
示している深さの線図である。 第2図は、ZnS : TbF、主層内にイオン注入さ
れているMnによって作られた4個の緑色のエレクトロ
ルミネセントストライプおよび3個の黄色のエレクトロ
ルミネセントストライプを示している拡大図である。 第3図は、1015イオン/Cm2の束のM nで注入
された3種類の厚さのZnS主材料に対する輝度と電圧
との関係をプロットしている図である。 第4図は、この発明にしたがったマルチカラーTFEL
ディスプレイパネルの図解的断面図である。 図において、2は黄色のストライプ、4は緑色のストラ
イプ、6はガラス基板、8は透明電極、10は誘電層、
12は主層、14,16.’1lllはストライプ、2
0は誘電層、22,24.26は背面側電極を示す。 特許出願人 ロックウェル・インターナショナル・コー
ポレーション FIG、 2 ブンアル〜o、 = Zh S : MFI  イ>7
’5〉) l0flG(−)t 足 FIG、 3 手続補正書く方式) 1.事件の表示 昭和62年特許願第109629号 2、発明の名称 エレクトロルミネセントディスプレイパネルおよびその
製造方法3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所  アメリカ合衆国、カリフォルニア州、エル・セ
グンドイースト・イムベリアル・ハイウェイ、2230
名称  ロックウェル・インターナショナル・コーポレ
ーション代表者 フレイブ・オー・マリン 4、代理人 住 所 大阪市東区平野町2丁目8番地の1 平野町八
千代ビル電話 大阪(06)222−0381 (代)
6、補正の対象 図面全図 7、補正の内容 製出で描いた図面企図を別紙のとおり補充致します。な
お、内容についての変更はありません。 以上

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)交流薄膜エレクトロルミネセントディスプレイパ
    ネルを製造するための方法であって、透明電極を有する
    透明基板上に誘電層を付着する工程と、 前記誘電層の上に主層を付着する工程と、 選択された位置で前記主層内にドーパントをイオン注入
    する工程と、 イオン注入された主層を熱処理する工程と、前記イオン
    注入された主層の上に第2の誘電層を付着する工程と、 前記選択された位置と反対側にある前記第2の誘電層の
    上に背面側電極を形成する工程と、を備える、エレクト
    ロルミネセントディスプレイパネルの製造方法。
  2. (2)前記主層の上に開口を有しているパターンを写真
    蝕刻で形成する工程をさらに含み、それによって、前記
    選択された位置が前記開口によって規定され、さらに、 前記ドーパントイオンを注入した後に、前記パターンを
    除去する工程を含む、特許請求の範囲第1項に記載のエ
    レクトロルミネセントディスプレイパネルの製造方法。
  3. (3)前記主層はZnSを含む、特許請求の範囲第1項
    に記載のエレクトロルミネセントディスプレイパネルの
    製造方法。
  4. (4)前記選択された位置は、前記主層の上にストライ
    プを備える、特許請求の範囲第1項に記載のエレクトロ
    ルミネセントディスプレイパネルの製造方法。
  5. (5)前記透明電極および前記背面側電極は、互いに交
    差して縦列および横列を作る帯の中に形成されるもので
    あり、それによって、発光ピクセルが交差部における前
    記横列の間に形成される、特許請求の範囲第4項に記載
    のエレクトロルミネセントディスプレイパネルの製造方
    法。
  6. (6)前記主層は、第1のドーパントでドープされ、エ
    レクトロルミネセンスのときに第1の色を提供するもの
    であり、そして、前記選択された位置は第2のドーパン
    トで注入され、エレクトロルミネセンスのときに第2の
    色を提供するものであり、それによって、マルチカラー
    ディスプレイパネルが形成される、特許請求の範囲第1
    項に記載のエレクトロルミネセントディスプレイパネル
    の製造方法。
  7. (7)第2の選択された位置に第2のドーパントイオン
    を注入する工程をさらに含み、前記第2のドーパントイ
    オンは、ルミネセンスのときに前記第1のドーパントイ
    オンとは異なった色を提供するもめであり、それによっ
    て、マルチカラーディスプレイパネルが形成される、特
    許請求の範囲第1項に記載のエレクトロルミネセント・
    ディスプレイパネルの製造方法。
  8. (8)第3の選択された位置に第3のドーパントイオン
    を注入する工程をさらに含み、前記第3のドーパントイ
    オンは、ルミネセンスのときに前記第1のドーパントイ
    オンおよび前記第2のドーパントイオンとは異なった色
    を提供するものであり、それによって、マルチカラーデ
    ィスプレイパネルが形成される、特許請求の範囲第7項
    に記載のエレクトロルミネセントディスプレイパネルの
    製造方法。
  9. (9)交流薄膜エレクトロルミネセントディスプレイパ
    ネルの製造方法であって、 透明電極を有する透明基板上に主層を付着する工程と、 選択された位置で前記主層内にドーパントをイオン注入
    する工程と、 前記選択された位置で前記主層の上に背面側電極を形成
    する工程と、 を備える、エレクトロルミネセントディスプレイパネル
    の製造方法。
  10. (10)異なった色のエレクトロルミネセンスを得るた
    めに、異なったドーパントでイオン注入され、かつ近接
    して配置される少なくとも5個の領域を持つ活性層と、 前記各領域に個々にアドレスするための電極手段と、 を有している、エレクトロルミネセントディスプレイパ
    ネル。
  11. (11)前記活性層の両面に誘電層を含み、それによっ
    て、前記エレクトロルミネセントディスプレイパネルが
    交流エレクトロルミネセントディスプレイパネルになる
    、特許請求範囲第10項に記載のエレクトロルミネセン
    トディスプレイパネル。
  12. (12)透明電極を有している透明基板をさらに含む、
    特許請求の範囲第10項に記載のエレクトロルミネセン
    トディスプレイパネル。
  13. (13)不透明基板をさらに含み、前記電極手段は、前
    記不透明基板と反対側にある前記パネルの面上に透明電
    極手段を備えている、特許請求の範囲第10項に記載の
    エレクトロルミネセントディスプレイパネル。
JP62109629A 1986-05-21 1987-05-01 エレクトロルミネセントディスプレイパネルおよびその製造方法 Pending JPS6324588A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US865498 1986-05-21
US06/865,498 US4717606A (en) 1986-05-21 1986-05-21 Method of fabricating a thin film electroluminescent display panel

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JPS6324588A true JPS6324588A (ja) 1988-02-01

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US5212558A (en) * 1990-02-26 1993-05-18 Nippondenso Co., Ltd. Using thermally transferred invisible ink detectable by exposure to invisible light of specific wavelength

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