JP3419039B2 - 自発光型カラーディスプレイおよびその製造方法 - Google Patents
自発光型カラーディスプレイおよびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えばカラーテレ
ビ、パソコン等の薄型表示装置として用いられる自発光
型カラーディスプレイおよびその製造方法に関する。
ビ、パソコン等の薄型表示装置として用いられる自発光
型カラーディスプレイおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の自発光型カラーディスプレイの
従来例として、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）式の
ものがある。
従来例として、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）式の
ものがある。
【０００３】そのような自発光型カラーディスプレイの
構造を図６を参照して説明すると、この自発光型カラー
ディスプレイは、ガラス基板１０２上に赤色用、緑色用
および青色用の透明電極１０４ａ〜１０４ｃを形成し、
その上に下部絶縁膜１０５を形成し、その上であって各
透明電極１０４ａ〜１０４ｃ上に位置する所に赤色発光
層１０６ａ、緑色発光層１０６ｂおよび青色発光層１０
６ｃをそれぞれ形成し、その間および上に発光領域分離
用の絶縁膜１０７を形成し、その上に上部絶縁膜１０８
を形成し、その上に上部電極１１０を形成して成る。
構造を図６を参照して説明すると、この自発光型カラー
ディスプレイは、ガラス基板１０２上に赤色用、緑色用
および青色用の透明電極１０４ａ〜１０４ｃを形成し、
その上に下部絶縁膜１０５を形成し、その上であって各
透明電極１０４ａ〜１０４ｃ上に位置する所に赤色発光
層１０６ａ、緑色発光層１０６ｂおよび青色発光層１０
６ｃをそれぞれ形成し、その間および上に発光領域分離
用の絶縁膜１０７を形成し、その上に上部絶縁膜１０８
を形成し、その上に上部電極１１０を形成して成る。
【０００４】各発光層１０６ａ〜１０６ｃは、例えばＺ
nＳ系ＥＬディスプレイの場合には、ＺnＳ結晶中に赤色
用、緑色用および青色用の発光中心（発光体粒子）をそ
れぞれ分散させて成る。
nＳ系ＥＬディスプレイの場合には、ＺnＳ結晶中に赤色
用、緑色用および青色用の発光中心（発光体粒子）をそ
れぞれ分散させて成る。
【０００５】各透明電極１０４ａ〜１０４ｃおよび上部
電極１１０は、図示例のものは互いに直交する複数のス
トライプ状のものであるが、それ以外にも、透明電極１
０４ａ〜１０４ｃが多数の画素電極であり、上部電極１
１０が共通電極の場合もある。いずれにしても、このよ
うな透明電極１０４ａ〜１０４ｃと上部電極１１０との
間に、マトリクス状に配置された多数の画素が形成され
る。
電極１１０は、図示例のものは互いに直交する複数のス
トライプ状のものであるが、それ以外にも、透明電極１
０４ａ〜１０４ｃが多数の画素電極であり、上部電極１
１０が共通電極の場合もある。いずれにしても、このよ
うな透明電極１０４ａ〜１０４ｃと上部電極１１０との
間に、マトリクス状に配置された多数の画素が形成され
る。
【０００６】透明電極１０４ａ〜１０４ｃと上部電極１
１０との間に電圧を印加すると、各赤色発光層１０６
ａ、緑色発光層１０６ｂおよび青色発光層１０６ｃへ電
子が注入され、それが電界によって加速されて各発光層
１０６ａ〜１０６ｃ中の発光中心と衝突し、その際に、
赤色光１１２ａ、緑色光１１２ｂおよび青色光１１２ｃ
がそれぞれ放出され、これが透明電極１０４ａ〜１０４
ｃおよびガラス基板１０２を通して外部に取り出され
る。
１０との間に電圧を印加すると、各赤色発光層１０６
ａ、緑色発光層１０６ｂおよび青色発光層１０６ｃへ電
子が注入され、それが電界によって加速されて各発光層
１０６ａ〜１０６ｃ中の発光中心と衝突し、その際に、
赤色光１１２ａ、緑色光１１２ｂおよび青色光１１２ｃ
がそれぞれ放出され、これが透明電極１０４ａ〜１０４
ｃおよびガラス基板１０２を通して外部に取り出され
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なＥＬ式の自発光型カラーディスプレイには、発光効率
が極めて低く、従って大きな発光強度を得るためには電
力消費が大きいという問題がある。これは、各発光層１
０６ａ〜１０６ｃの大部分を構成しているＺnＳ結晶は
それ自体は発光するものではなく、そのような発光しな
いものの中に分散させた発光中心のみが発光するからで
ある。
なＥＬ式の自発光型カラーディスプレイには、発光効率
が極めて低く、従って大きな発光強度を得るためには電
力消費が大きいという問題がある。これは、各発光層１
０６ａ〜１０６ｃの大部分を構成しているＺnＳ結晶は
それ自体は発光するものではなく、そのような発光しな
いものの中に分散させた発光中心のみが発光するからで
ある。
【０００８】そこでこの発明は、発光効率の高い自発光
型カラーディスプレイおよびその製造方法を提供するこ
とを主たる目的とする。
型カラーディスプレイおよびその製造方法を提供するこ
とを主たる目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の自発光型カラーディスプレイは、ガラス
基板と、このガラス基板上に形成された赤色用、緑色用
および青色用の透明電極と、微粒子の表層部のみにその
酸化層または窒化層を形成して成り量子効果を発現して
発光する量子箱の集合体である量子箱層であって、前記
赤色用、緑色用および青色用の透明電極上にそれぞれ形
成されており、かつ各量子箱層を構成する量子箱の大き
さがそれぞれ相対的に大、中および小である赤色発光量
子箱層、緑色発光量子箱層および青色発光量子箱層と、
これらの量子箱層の間および上に形成された絶縁膜と、
この絶縁膜上に形成された上部電極とを備えることを特
徴とする。
め、この発明の自発光型カラーディスプレイは、ガラス
基板と、このガラス基板上に形成された赤色用、緑色用
および青色用の透明電極と、微粒子の表層部のみにその
酸化層または窒化層を形成して成り量子効果を発現して
発光する量子箱の集合体である量子箱層であって、前記
赤色用、緑色用および青色用の透明電極上にそれぞれ形
成されており、かつ各量子箱層を構成する量子箱の大き
さがそれぞれ相対的に大、中および小である赤色発光量
子箱層、緑色発光量子箱層および青色発光量子箱層と、
これらの量子箱層の間および上に形成された絶縁膜と、
この絶縁膜上に形成された上部電極とを備えることを特
徴とする。
【００１０】また、この発明の製造方法は、上記のよう
な自発光型カラーディスプレイを製造するに当たり、前
記ガラス基板上の赤色用、緑色用および青色用の透明電
極に、大きさが相対的に小、中および大の正電圧をそれ
ぞれ印加した状態で、当該ガラス基板上にプラズマＣＶ
Ｄ法によって微粒子を堆積させ、次に当該ガラス基板を
大気に曝すことなく、前記のようにして堆積させた各微
粒子の表層部のみを酸化または窒化して前記赤色発光量
子箱層、緑色発光量子箱層および青色発光量子箱層を形
成することを特徴とする。
な自発光型カラーディスプレイを製造するに当たり、前
記ガラス基板上の赤色用、緑色用および青色用の透明電
極に、大きさが相対的に小、中および大の正電圧をそれ
ぞれ印加した状態で、当該ガラス基板上にプラズマＣＶ
Ｄ法によって微粒子を堆積させ、次に当該ガラス基板を
大気に曝すことなく、前記のようにして堆積させた各微
粒子の表層部のみを酸化または窒化して前記赤色発光量
子箱層、緑色発光量子箱層および青色発光量子箱層を形
成することを特徴とする。
【００１１】
【作用】上記自発光型カラーディスプレイは、その各量
子箱層を形成している量子箱の全てが発光するので発光
効率が高い。
子箱層を形成している量子箱の全てが発光するので発光
効率が高い。
【００１２】しかも量子箱の発光は、量子効果による発
光であり、量子箱に注入された電子か殆ど全て、量子箱
のエネルギー準位間で発光し再結合するので、元々発光
効率が高い。このことも、この発明の自発光型カラーデ
ィスプレイの発光効率向上に寄与している。
光であり、量子箱に注入された電子か殆ど全て、量子箱
のエネルギー準位間で発光し再結合するので、元々発光
効率が高い。このことも、この発明の自発光型カラーデ
ィスプレイの発光効率向上に寄与している。
【００１３】また、プラズマ中で発生した微粒子は帯
電、より具体的には負に帯電している場合が殆どであ
り、上記製造方法では、この性質を利用することによっ
て、ガラス基板上の正電圧を印加した透明電極上に微粒
子を選択的に導いて堆積させることができる。これによ
って、従来から困難であった微粒子膜の微細加工工程を
省くことができる。
電、より具体的には負に帯電している場合が殆どであ
り、上記製造方法では、この性質を利用することによっ
て、ガラス基板上の正電圧を印加した透明電極上に微粒
子を選択的に導いて堆積させることができる。これによ
って、従来から困難であった微粒子膜の微細加工工程を
省くことができる。
【００１４】しかも、各透明電極に印加しておく正電圧
の大きさを上記のように異ならせておくことにより、一
回の微粒子堆積工程で、赤色発光用の粒径の大きい微粒
子、緑色発光用の粒径の中位の微粒子および青色発光用
の粒径の小さい微粒子を、赤色用、緑色用および青色用
の透明電極上にそれぞれ堆積させることができる。
の大きさを上記のように異ならせておくことにより、一
回の微粒子堆積工程で、赤色発光用の粒径の大きい微粒
子、緑色発光用の粒径の中位の微粒子および青色発光用
の粒径の小さい微粒子を、赤色用、緑色用および青色用
の透明電極上にそれぞれ堆積させることができる。
【００１５】このように上記製造方法によれば、赤、緑
および青の発色部を、一回の微粒子堆積工程で、しかも
パターニング工程を用いずに形成することができるの
で、製造コストの大幅な低減が可能になる。
および青の発色部を、一回の微粒子堆積工程で、しかも
パターニング工程を用いずに形成することができるの
で、製造コストの大幅な低減が可能になる。
【００１６】
【実施例】図１は、この発明に係る自発光型カラーディ
スプレイの一実施例を部分的に示す概略断面図である。
スプレイの一実施例を部分的に示す概略断面図である。
【００１７】この自発光型カラーディスプレイは、ガラ
ス基板２と、このガラス基板２上に形成された赤色用、
緑色用および青色用の透明電極４ａ〜４ｃと、この透明
電極４ａ〜４ｃ上にそれぞれ形成された赤色発光量子箱
層６ａ、緑色発光量子箱層６ｂおよび青色発光量子箱層
６ｃと、これらの量子箱層６ａ〜６ｃの間および上に形
成された絶縁膜８と、この絶縁膜８上に形成された上部
電極１０とを備えている。
ス基板２と、このガラス基板２上に形成された赤色用、
緑色用および青色用の透明電極４ａ〜４ｃと、この透明
電極４ａ〜４ｃ上にそれぞれ形成された赤色発光量子箱
層６ａ、緑色発光量子箱層６ｂおよび青色発光量子箱層
６ｃと、これらの量子箱層６ａ〜６ｃの間および上に形
成された絶縁膜８と、この絶縁膜８上に形成された上部
電極１０とを備えている。
【００１８】各量子箱層６ａ〜６ｃは、例えば図２に示
すように、微粒子６１の表層部６２のみにその酸化層ま
たは窒化層を形成して成る多数の量子箱６０の集合体で
ある。量子箱とは、量子効果が現れる立体状（例えば箱
状、球状等）をした粒子をいう。
すように、微粒子６１の表層部６２のみにその酸化層ま
たは窒化層を形成して成る多数の量子箱６０の集合体で
ある。量子箱とは、量子効果が現れる立体状（例えば箱
状、球状等）をした粒子をいう。
【００１９】上記表層部６２は酸化物あるいは窒化物の
いずれでも良いが、酸化物の方がエネルギーのバンドギ
ャップが大きく、多くの量子化準位ができやすいので、
発光色を制御する場合に有利である。例えば、微粒子６
１がＳiの場合、表層部６２はＳiＯ2またはＳi3Ｎ4であ
るが、ＳiＯ2のバンドギャップは約１０ｅＶ、Ｓi3Ｎ4
のバンドギャップは約５．２ｅＶである。
いずれでも良いが、酸化物の方がエネルギーのバンドギ
ャップが大きく、多くの量子化準位ができやすいので、
発光色を制御する場合に有利である。例えば、微粒子６
１がＳiの場合、表層部６２はＳiＯ2またはＳi3Ｎ4であ
るが、ＳiＯ2のバンドギャップは約１０ｅＶ、Ｓi3Ｎ4
のバンドギャップは約５．２ｅＶである。
【００２０】このような量子箱６０は、それを形成する
微粒子６１の大きさによって、電子が存在するエネルギ
ー準位（量子化準位）が決まり、微粒子６１が小さいほ
ど、より高いエネルギー準位にしか電子が存在できなく
なり、発光時のエネルギー差が大きいので青色に近い色
の光を発し、逆に微粒子６１が大きいほど、赤色に近い
色の光を発する。
微粒子６１の大きさによって、電子が存在するエネルギ
ー準位（量子化準位）が決まり、微粒子６１が小さいほ
ど、より高いエネルギー準位にしか電子が存在できなく
なり、発光時のエネルギー差が大きいので青色に近い色
の光を発し、逆に微粒子６１が大きいほど、赤色に近い
色の光を発する。
【００２１】従ってこの実施例では、赤色発光量子箱層
６ａ、緑色発光量子箱層６ｂおよび青色発光量子箱層６
ｃを構成する各量子箱の大きさを、それぞれ、相対的に
大きくて赤色発光に適した大きさ、相対的に中位で緑色
発光に適した大きさ、および相対的に小さくて青色発光
に適した大きさにしている。
６ａ、緑色発光量子箱層６ｂおよび青色発光量子箱層６
ｃを構成する各量子箱の大きさを、それぞれ、相対的に
大きくて赤色発光に適した大きさ、相対的に中位で緑色
発光に適した大きさ、および相対的に小さくて青色発光
に適した大きさにしている。
【００２２】各透明電極４ａ〜４ｃおよび上部電極１０
は、図示例のものは互いに直交する複数のストライプ状
のものであるが、それ以外にも、透明電極４ａ〜４ｃが
多数の画素電極であり、上部電極１０が共通電極の場合
もある。いずれにしても、このような透明電極４ａ〜４
ｃと上部電極１０との間に、マトリクス状に配置された
多数の画素が形成される。
は、図示例のものは互いに直交する複数のストライプ状
のものであるが、それ以外にも、透明電極４ａ〜４ｃが
多数の画素電極であり、上部電極１０が共通電極の場合
もある。いずれにしても、このような透明電極４ａ〜４
ｃと上部電極１０との間に、マトリクス状に配置された
多数の画素が形成される。
【００２３】このような自発光型カラーディスプレイに
おいては、その各透明電極４ａ〜４ｃと上部電極１０と
の間に電圧を印加すると、それによって各量子箱層６ａ
〜６ｃに電界がかけられ、各量子箱層６ａ〜６ｃを構成
する各量子箱が量子効果によって前述したような色で発
光する。即ち、赤色発光量子箱層６ａは赤色光１２ａを
発し、緑色発光量子箱層６ｂは緑色光１２ｂを発し、青
色発光量子箱層６ｃは青色光１２ｃを発し、これが透明
電極４ａ〜４ｃおよびガラス基板２を通して外部に取り
出される。
おいては、その各透明電極４ａ〜４ｃと上部電極１０と
の間に電圧を印加すると、それによって各量子箱層６ａ
〜６ｃに電界がかけられ、各量子箱層６ａ〜６ｃを構成
する各量子箱が量子効果によって前述したような色で発
光する。即ち、赤色発光量子箱層６ａは赤色光１２ａを
発し、緑色発光量子箱層６ｂは緑色光１２ｂを発し、青
色発光量子箱層６ｃは青色光１２ｃを発し、これが透明
電極４ａ〜４ｃおよびガラス基板２を通して外部に取り
出される。
【００２４】この自発光型カラーディスプレイは、その
各量子箱層６ａ〜６ｃを形成している量子箱の全てが発
光するので、発光層の大部分は発光しない物質で構成さ
れていてその中に発光中心を分散させている従来のＥＬ
式の自発光型カラーディスプレイに比べて、発光効率が
非常に高い。
各量子箱層６ａ〜６ｃを形成している量子箱の全てが発
光するので、発光層の大部分は発光しない物質で構成さ
れていてその中に発光中心を分散させている従来のＥＬ
式の自発光型カラーディスプレイに比べて、発光効率が
非常に高い。
【００２５】しかも、量子箱の発光は、量子効果による
発光であり、量子箱に注入された電子が殆ど全て、量子
箱のエネルギー準位間で発光し再結合するので、元々発
光効率が高い。このことも、この自発光型カラーディス
プレイの発光効率向上に寄与している。
発光であり、量子箱に注入された電子が殆ど全て、量子
箱のエネルギー準位間で発光し再結合するので、元々発
光効率が高い。このことも、この自発光型カラーディス
プレイの発光効率向上に寄与している。
【００２６】従って、この自発光型カラーディスプレイ
は、電力消費を小さく抑えながら、大きな発光強度を得
ることができる。
は、電力消費を小さく抑えながら、大きな発光強度を得
ることができる。
【００２７】次に、上記のような自発光型カラーディス
プレイの製造方法について説明する。
プレイの製造方法について説明する。
【００２８】図３は、この発明の製造方法の実施に使用
するプラズマＣＶＤ装置の一例を示す概略図である。真
空排気装置３２によって真空排気される真空容器２４内
に、高周波電極２６とホルダ兼電極２８とを対向させて
収納している。ホルダ兼電極２８は、ここでは接地され
ている。ホルダ兼電極２８上には、微粒子を堆積させよ
うとするガラス基板２が載せられる。ガラス基板２は、
例えばホルダ兼電極２８内のヒータ３０によって加熱さ
れる。
するプラズマＣＶＤ装置の一例を示す概略図である。真
空排気装置３２によって真空排気される真空容器２４内
に、高周波電極２６とホルダ兼電極２８とを対向させて
収納している。ホルダ兼電極２８は、ここでは接地され
ている。ホルダ兼電極２８上には、微粒子を堆積させよ
うとするガラス基板２が載せられる。ガラス基板２は、
例えばホルダ兼電極２８内のヒータ３０によって加熱さ
れる。
【００２９】真空容器２４内には、高周波電極２６につ
ながるガス導入部３４を経由して原料ガス４０が導入さ
れる。この例では、ガス源４２および４４から、マスフ
ローコントローラ４６および４８をそれぞれ経由して、
原料ガス４０を構成するガスがガス導入部３４に供給さ
れる。５０は、ガス源４２からのガスの気化に用いられ
るヒータであり、ガスの種類によっては不要な場合もあ
る。
ながるガス導入部３４を経由して原料ガス４０が導入さ
れる。この例では、ガス源４２および４４から、マスフ
ローコントローラ４６および４８をそれぞれ経由して、
原料ガス４０を構成するガスがガス導入部３４に供給さ
れる。５０は、ガス源４２からのガスの気化に用いられ
るヒータであり、ガスの種類によっては不要な場合もあ
る。
【００３０】高周波電極２６とホルダ兼電極２８間に
は、マッチングボックス３６を経由して、高周波電源３
８から例えば１３．５６ＭＨｚの周波数の高周波電力が
供給される。
は、マッチングボックス３６を経由して、高周波電源３
８から例えば１３．５６ＭＨｚの周波数の高周波電力が
供給される。
【００３１】このような装置において、真空容器２４内
に原料ガス４０を導入して真空容器２４内を例えば数百
ｍＴｏｒｒ程度にすると共に、高周波電極２６とホルダ
兼電極２８間に高周波電源３８から高周波電力を供給す
ると、両電極２６、２８間で高周波放電が生じてプラズ
マ５２が発生する。そしてこのプラズマ５２によって原
料ガス４０が活性化され、化学反応が進んで微粒子が生
成され、これがガラス基板２上に堆積して微粒子膜が形
成される。例えば、原料ガス４０としてＳiＨ4（シラ
ン）ガスを用いた場合、ガラス基板２上にＳi微粒子が
堆積される。
に原料ガス４０を導入して真空容器２４内を例えば数百
ｍＴｏｒｒ程度にすると共に、高周波電極２６とホルダ
兼電極２８間に高周波電源３８から高周波電力を供給す
ると、両電極２６、２８間で高周波放電が生じてプラズ
マ５２が発生する。そしてこのプラズマ５２によって原
料ガス４０が活性化され、化学反応が進んで微粒子が生
成され、これがガラス基板２上に堆積して微粒子膜が形
成される。例えば、原料ガス４０としてＳiＨ4（シラ
ン）ガスを用いた場合、ガラス基板２上にＳi微粒子が
堆積される。
【００３２】上記成膜時のプラズマ５２のポテンシャル
の一例を図４に示す。高周波電極２６はマッチングボッ
クス３６内に含まれているブロッキングコンデンサによ
って直流的に切られており、この高周波電極２６には軽
くてイオンよりも移動度の遙かに大きい電子の方が多く
入射するので、高周波電極２６の表面は負の電位になっ
ており、これに対してプラズマ５２のポテンシャル（電
位）ＶP は正になっている。ガラス基板２は、この例で
はホルダ兼電極２８が接地されているので接地電位にあ
る。ガラス基板２および高周波電極２６の表面とプラズ
マ５２との間には、イオンのシース５２ａ、５２ｂがそ
れぞれ形成されている。
の一例を図４に示す。高周波電極２６はマッチングボッ
クス３６内に含まれているブロッキングコンデンサによ
って直流的に切られており、この高周波電極２６には軽
くてイオンよりも移動度の遙かに大きい電子の方が多く
入射するので、高周波電極２６の表面は負の電位になっ
ており、これに対してプラズマ５２のポテンシャル（電
位）ＶP は正になっている。ガラス基板２は、この例で
はホルダ兼電極２８が接地されているので接地電位にあ
る。ガラス基板２および高周波電極２６の表面とプラズ
マ５２との間には、イオンのシース５２ａ、５２ｂがそ
れぞれ形成されている。
【００３３】上記のようにしてプラズマＣＶＤ法で微粒
子を堆積させる際、プラズマ５２中で発生した微粒子
は、プラズマ５２中の電子の衝突やイオンの衝撃を受け
て通常は帯電している。より具体的には、イオンよりも
電子の方が軽くて移動度が遙かに大きいので、当該微粒
子は通常は負に帯電している。そしてこの性質を利用す
ることによって、ガラス基板２側の必要の部位に微粒子
を静電気力（クーロン力）によって選択的に導くことが
できる。また、堆積させる微粒子の大きさの制御も可能
である。これを図５を参照して詳述する。
子を堆積させる際、プラズマ５２中で発生した微粒子
は、プラズマ５２中の電子の衝突やイオンの衝撃を受け
て通常は帯電している。より具体的には、イオンよりも
電子の方が軽くて移動度が遙かに大きいので、当該微粒
子は通常は負に帯電している。そしてこの性質を利用す
ることによって、ガラス基板２側の必要の部位に微粒子
を静電気力（クーロン力）によって選択的に導くことが
できる。また、堆積させる微粒子の大きさの制御も可能
である。これを図５を参照して詳述する。
【００３４】図５は、図１で説明したような自発光型カ
ラーディスプレイを製造する方法の一例を示すものであ
り、まず図５Ａに示すように、ガラス基板２上の前述し
たような赤色用、緑色用および青色用の透明電極４ａ〜
４ｃに、直流電源５４ａ〜５４ｃから、大きさが相対的
に小、中および大の正電圧をそれぞれ印加した状態で、
ガラス基板２上に図３の装置を用いたプラズマＣＶＤ法
によって微粒子を堆積させる。
ラーディスプレイを製造する方法の一例を示すものであ
り、まず図５Ａに示すように、ガラス基板２上の前述し
たような赤色用、緑色用および青色用の透明電極４ａ〜
４ｃに、直流電源５４ａ〜５４ｃから、大きさが相対的
に小、中および大の正電圧をそれぞれ印加した状態で、
ガラス基板２上に図３の装置を用いたプラズマＣＶＤ法
によって微粒子を堆積させる。
【００３５】透明電極４ａ〜４ｃに正電圧を印加してお
くと、プラズマ５２中で作られかつ負に帯電した微粒子
は、この透明電極４ａ〜４ｃの正電位によって引き寄せ
られ、結果として、図５Ｂに示すように、ガラス基板２
上の透明電極４ａ〜４ｃ上のみに微粒子を選択的に堆積
させて微粒子膜５ａ〜５ｃを形成することができる。従
って、透明電極４ａ〜４ｃを所望のパターンにしておけ
ば、そのパターンどおりに微粒子膜５ａ〜５ｃを形成す
ることができる。
くと、プラズマ５２中で作られかつ負に帯電した微粒子
は、この透明電極４ａ〜４ｃの正電位によって引き寄せ
られ、結果として、図５Ｂに示すように、ガラス基板２
上の透明電極４ａ〜４ｃ上のみに微粒子を選択的に堆積
させて微粒子膜５ａ〜５ｃを形成することができる。従
って、透明電極４ａ〜４ｃを所望のパターンにしておけ
ば、そのパターンどおりに微粒子膜５ａ〜５ｃを形成す
ることができる。
【００３６】微粒子膜をパターニングする場合、従来
は、まず粗いパターンで微粒子膜を基板上に塗布した
り、プラズマＣＶＤ法によって基板上の全面に微粒子を
堆積させたりした後、微粒子膜をフォトリソグラフィー
およびドライエッチングによって加工していたが、フォ
トリソグラフィーおよびドライエッチングの技術を用い
て加工を行う場合、光の回折によるマスクパターンのぼ
けや、サイドエッチングによるアンダーカット等が不可
避的に生じるため、微粒子膜の微細加工は非常に困難で
あった。また、実験によれば、微粒子膜は、理由は定か
ではないが、ドライエッチングによる微細加工は不可能
に近いことが確かめられている。
は、まず粗いパターンで微粒子膜を基板上に塗布した
り、プラズマＣＶＤ法によって基板上の全面に微粒子を
堆積させたりした後、微粒子膜をフォトリソグラフィー
およびドライエッチングによって加工していたが、フォ
トリソグラフィーおよびドライエッチングの技術を用い
て加工を行う場合、光の回折によるマスクパターンのぼ
けや、サイドエッチングによるアンダーカット等が不可
避的に生じるため、微粒子膜の微細加工は非常に困難で
あった。また、実験によれば、微粒子膜は、理由は定か
ではないが、ドライエッチングによる微細加工は不可能
に近いことが確かめられている。
【００３７】これに対して、上記方法によれば、微粒子
を透明電極４ａ〜４ｃ上にそのパターンどおりに選択的
に堆積させることができるので、従来困難であった微粒
子膜の微細加工工程を省くことができる。
を透明電極４ａ〜４ｃ上にそのパターンどおりに選択的
に堆積させることができるので、従来困難であった微粒
子膜の微細加工工程を省くことができる。
【００３８】また、透明電極４ａ〜４ｃ上に堆積する微
粒子の大きさを制御することもできる。これは次のよう
な理由による。
粒子の大きさを制御することもできる。これは次のよう
な理由による。
【００３９】プラズマ５２中で作られる微粒子は、その
粒径の大きいものほど、表面積が大きいので多くの負電
荷を帯びやすいという性質がある。このプラズマ５２中
の微粒子が有する負電荷、その微粒子の重さおよびガラ
ス基板２上のシース５２ａ（図４参照）の部分の電界に
よって、ガラス基板２上に堆積する微粒子の大きさが異
なることが実験によって確かめられている。
粒径の大きいものほど、表面積が大きいので多くの負電
荷を帯びやすいという性質がある。このプラズマ５２中
の微粒子が有する負電荷、その微粒子の重さおよびガラ
ス基板２上のシース５２ａ（図４参照）の部分の電界に
よって、ガラス基板２上に堆積する微粒子の大きさが異
なることが実験によって確かめられている。
【００４０】即ち、ガラス基板２上のシース５２ａの部
分の電位差（これは、ガラス基板２が０電位であれば、
プラズマ５２のポテンシャルＶP に等しい）が小さい場
合、プラズマ５２中の微粒子は粒径が小さいままでガラ
ス基板２側に引かれて堆積し、シース５２ａの部分の電
位差が中位の場合は、プラズマ５２中の微粒子は粒径が
中位になった時にガラス基板２側に引かれて堆積し、シ
ース５２ａの部分の電位差が大きい場合、プラズマ５２
中の微粒子は粒径が大きくなって初めてガラス基板２側
に引かれて堆積するという性質がある。つまり、シース
５２ａでの電位差が小さければ粒径の小さい微粒子が選
択的にガラス基板２上に堆積し、シース５２ａでの電位
差が中位であれば粒径の中位の微粒子が選択的にガラス
基板２上に堆積し、シース５２ａでの電位差が大きけれ
ば粒径の大きい微粒子が選択的にガラス基板２上に堆積
する。
分の電位差（これは、ガラス基板２が０電位であれば、
プラズマ５２のポテンシャルＶP に等しい）が小さい場
合、プラズマ５２中の微粒子は粒径が小さいままでガラ
ス基板２側に引かれて堆積し、シース５２ａの部分の電
位差が中位の場合は、プラズマ５２中の微粒子は粒径が
中位になった時にガラス基板２側に引かれて堆積し、シ
ース５２ａの部分の電位差が大きい場合、プラズマ５２
中の微粒子は粒径が大きくなって初めてガラス基板２側
に引かれて堆積するという性質がある。つまり、シース
５２ａでの電位差が小さければ粒径の小さい微粒子が選
択的にガラス基板２上に堆積し、シース５２ａでの電位
差が中位であれば粒径の中位の微粒子が選択的にガラス
基板２上に堆積し、シース５２ａでの電位差が大きけれ
ば粒径の大きい微粒子が選択的にガラス基板２上に堆積
する。
【００４１】透明電極４ａ〜４ｃに印加する電圧の大き
さを制御することにより、図４中のガラス基板２側の電
位が（より具体的にはその上の透明電極４ａ〜４ｃの電
位が）上下することになり、プラズマ５２のポテンシャ
ルＶP を変えなくても、この透明電極４ａ〜４ｃの部分
では、シース５２ａの部分の電位差が制御されることに
なり、その結果、上記のような性質によって透明電極４
ａ〜４ｃ上に堆積する微粒子の大きさを制御することが
できる。
さを制御することにより、図４中のガラス基板２側の電
位が（より具体的にはその上の透明電極４ａ〜４ｃの電
位が）上下することになり、プラズマ５２のポテンシャ
ルＶP を変えなくても、この透明電極４ａ〜４ｃの部分
では、シース５２ａの部分の電位差が制御されることに
なり、その結果、上記のような性質によって透明電極４
ａ〜４ｃ上に堆積する微粒子の大きさを制御することが
できる。
【００４２】即ち、赤色用、緑色用および青色用の透明
電極４ａ〜４ｃに、大きさが相対的に小、中および大の
正電圧をそれぞれ印加しておくことにより、各透明電極
４ａ〜４ｃ上のシース５２ａでの電位差がそれぞれ相対
的に大、中および小になるので、赤色用の透明電極４ａ
上には粒径の相対的に大きい微粒子を、緑色用の透明電
極４ｂ上には粒径の相対的に中位の微粒子を、青色用の
透明電極４ｃ上には粒径の相対的に小さい微粒子を、そ
れぞれ選択的に堆積させることができる。
電極４ａ〜４ｃに、大きさが相対的に小、中および大の
正電圧をそれぞれ印加しておくことにより、各透明電極
４ａ〜４ｃ上のシース５２ａでの電位差がそれぞれ相対
的に大、中および小になるので、赤色用の透明電極４ａ
上には粒径の相対的に大きい微粒子を、緑色用の透明電
極４ｂ上には粒径の相対的に中位の微粒子を、青色用の
透明電極４ｃ上には粒径の相対的に小さい微粒子を、そ
れぞれ選択的に堆積させることができる。
【００４３】量子箱は、それを形成する微粒子が大きい
ほど、赤色に近い色の光を発し、逆に微粒子が小さいほ
ど、青色に近い色の光を発することは前述のとおりであ
る。
ほど、赤色に近い色の光を発し、逆に微粒子が小さいほ
ど、青色に近い色の光を発することは前述のとおりであ
る。
【００４４】従って、微粒子を堆積させる際に各透明電
極４ａ〜４ｃに印加しておく正電圧の大きさを、相対的
に小、中および大の関係を維持しつつ適度なものにする
ことにより、赤色用の透明電極４ａ上には赤色発光量子
箱層６ａの形成に都合の良い大きさの微粒子から成る微
粒子膜５ａを、緑色用の透明電極４ｂ上には緑色発光量
子箱層６ｂの形成に都合の良い大きさの微粒子から成る
微粒子膜５ｂを、青色用の透明電極４ｃ上には青色発光
量子箱層６ｃの形成に都合の良い大きさの微粒子から成
る微粒子膜５ｃを、それぞれ形成することができる（図
５Ｂ）。
極４ａ〜４ｃに印加しておく正電圧の大きさを、相対的
に小、中および大の関係を維持しつつ適度なものにする
ことにより、赤色用の透明電極４ａ上には赤色発光量子
箱層６ａの形成に都合の良い大きさの微粒子から成る微
粒子膜５ａを、緑色用の透明電極４ｂ上には緑色発光量
子箱層６ｂの形成に都合の良い大きさの微粒子から成る
微粒子膜５ｂを、青色用の透明電極４ｃ上には青色発光
量子箱層６ｃの形成に都合の良い大きさの微粒子から成
る微粒子膜５ｃを、それぞれ形成することができる（図
５Ｂ）。
【００４５】ガラス基板２上の各透明電極４ａ〜４ｃ上
に上記のようにして微粒子を堆積させて微粒子膜５ａ〜
５ｃを形成した後、当該ガラス基板２を大気に曝すこと
なく、即ち真空容器２４の真空を破ることなく、原料ガ
ス４０を酸素（酸化処理を行う場合）またはアンモニア
（窒化処理を行う場合）に切り換えて、真空容器２４内
にプラズマ５２として酸素プラズマまたはアンモニアプ
ラズマを発生させ、これによって、微粒子膜５ａ〜５ｃ
を構成する各微粒子の表層部のみを酸化または窒化させ
る（図５Ｃ）。これにより、各透明電極４ａ〜４ｃ上に
前述したような赤色発光量子箱層６ａ、緑色発光量子箱
層６ｂおよび青色発光量子箱層６ｃが形成される（図５
Ｄ）。
に上記のようにして微粒子を堆積させて微粒子膜５ａ〜
５ｃを形成した後、当該ガラス基板２を大気に曝すこと
なく、即ち真空容器２４の真空を破ることなく、原料ガ
ス４０を酸素（酸化処理を行う場合）またはアンモニア
（窒化処理を行う場合）に切り換えて、真空容器２４内
にプラズマ５２として酸素プラズマまたはアンモニアプ
ラズマを発生させ、これによって、微粒子膜５ａ〜５ｃ
を構成する各微粒子の表層部のみを酸化または窒化させ
る（図５Ｃ）。これにより、各透明電極４ａ〜４ｃ上に
前述したような赤色発光量子箱層６ａ、緑色発光量子箱
層６ｂおよび青色発光量子箱層６ｃが形成される（図５
Ｄ）。
【００４６】微粒子は表面積が大きいので、それを堆積
させたガラス基板２を、酸化または窒化処理前に大気に
曝すと、微粒子の表面に水分が付着して、後の酸化また
は窒化処理によって量子箱を一様に形成することが困難
になるが、上記方法によれば、このような問題の発生を
防止することができる。
させたガラス基板２を、酸化または窒化処理前に大気に
曝すと、微粒子の表面に水分が付着して、後の酸化また
は窒化処理によって量子箱を一様に形成することが困難
になるが、上記方法によれば、このような問題の発生を
防止することができる。
【００４７】その後は、公知の方法により、各量子箱層
６ａ〜６ｃの間および上に絶縁膜８を形成し（図５
Ｅ）、更にその上に上部電極１０を形成する（図５
Ｆ）。これによって、図１で説明したような自発光型カ
ラーディスプレイが得られる。
６ａ〜６ｃの間および上に絶縁膜８を形成し（図５
Ｅ）、更にその上に上部電極１０を形成する（図５
Ｆ）。これによって、図１で説明したような自発光型カ
ラーディスプレイが得られる。
【００４８】従来のＥＬ式の自発光型カラーディスプレ
イの場合、その赤、緑および青の発色部を形成するため
には、成膜工程およびパターニング工程が三回ずつ（即
ち赤用に一回ずつ、緑用に一回ずつ、および青用に一回
ずつ）繰り返す必要があり製造コストが高くなるという
欠点があったが、上記製造方法によれば、赤、緑および
青の発色部を、一回の微粒子堆積工程で、しかもパター
ニング工程を用いずに形成することができるので、製造
コストの大幅な低減が可能になる。
イの場合、その赤、緑および青の発色部を形成するため
には、成膜工程およびパターニング工程が三回ずつ（即
ち赤用に一回ずつ、緑用に一回ずつ、および青用に一回
ずつ）繰り返す必要があり製造コストが高くなるという
欠点があったが、上記製造方法によれば、赤、緑および
青の発色部を、一回の微粒子堆積工程で、しかもパター
ニング工程を用いずに形成することができるので、製造
コストの大幅な低減が可能になる。
【００４９】上記のような製造方法に従ったより具体的
な実施例を説明すると、ガラス基板上の表示領域部分
に、ＩＴＯ（スズをドープしたインジウム）から成るス
トライプパターンの透明電極を赤色用、緑色用および青
色用に形成しておき、これらに相対的に小、中および大
の正電圧を印加した状態で、ＳiＨ4（シラン）プラズマ
によって各透明電極上にＳi微粒子を引き寄せて選択的
に堆積させた。その際に赤色用、緑色用および青色用の
各透明電極に印加する正電圧の大きさは、赤色発光、緑
色発光および青色発光に都合の良い粒径が得られるよう
にそれぞれ設定した。そして、各透明電極上にＳi微粒
子を堆積させた後、真空を破らずに、原料ガスを酸素に
切り換えて酸素プラズマを発生させ、各Ｓi微粒子の表
層部のみを酸化させて量子箱層を形成した。この実施例
の処理条件等をまとめると次のとおりである。
な実施例を説明すると、ガラス基板上の表示領域部分
に、ＩＴＯ（スズをドープしたインジウム）から成るス
トライプパターンの透明電極を赤色用、緑色用および青
色用に形成しておき、これらに相対的に小、中および大
の正電圧を印加した状態で、ＳiＨ4（シラン）プラズマ
によって各透明電極上にＳi微粒子を引き寄せて選択的
に堆積させた。その際に赤色用、緑色用および青色用の
各透明電極に印加する正電圧の大きさは、赤色発光、緑
色発光および青色発光に都合の良い粒径が得られるよう
にそれぞれ設定した。そして、各透明電極上にＳi微粒
子を堆積させた後、真空を破らずに、原料ガスを酸素に
切り換えて酸素プラズマを発生させ、各Ｓi微粒子の表
層部のみを酸化させて量子箱層を形成した。この実施例
の処理条件等をまとめると次のとおりである。
【００５０】ディスプレイの用途：パソコン用据置薄型
表示装置、基板：ガラス基板、基板寸法：３５０×３５
０ｍｍ角、透明電極：ＩＴＯ、電圧印加方法：正電圧の
大きさを異ならせた、成膜時の原料ガス：ＳiＨ4 ４０
ｓｃｃｍ、ガス圧：３５０ｍＴｏｒｒ、基板温度：２０
０℃、堆積微粒子：Ｓi、微粒子直径：５０〜５００ｎ
ｍ、高周波電力：１００Ｗ、後処理：酸素プラズマによ
る酸化
表示装置、基板：ガラス基板、基板寸法：３５０×３５
０ｍｍ角、透明電極：ＩＴＯ、電圧印加方法：正電圧の
大きさを異ならせた、成膜時の原料ガス：ＳiＨ4 ４０
ｓｃｃｍ、ガス圧：３５０ｍＴｏｒｒ、基板温度：２０
０℃、堆積微粒子：Ｓi、微粒子直径：５０〜５００ｎ
ｍ、高周波電力：１００Ｗ、後処理：酸素プラズマによ
る酸化
【００５１】
【発明の効果】以上のようにこの発明の自発光型カラー
ディスプレイによれば、発光層に量子箱層を用いている
ので、発光効率が高く、従って、電力消費を小さく抑え
ながら、大きな発光強度を得ることができる。しかも、
各量子箱層を構成する量子箱の大きさの違いによって発
光色の違いを実現することができる。
ディスプレイによれば、発光層に量子箱層を用いている
ので、発光効率が高く、従って、電力消費を小さく抑え
ながら、大きな発光強度を得ることができる。しかも、
各量子箱層を構成する量子箱の大きさの違いによって発
光色の違いを実現することができる。
【００５２】また、この発明の製造方法によれば、赤、
緑および青の発色部を、一回の微粒子堆積工程で、しか
もパターニング工程を用いずに形成することができるの
で、製造コストの大幅な低減が可能になる。
緑および青の発色部を、一回の微粒子堆積工程で、しか
もパターニング工程を用いずに形成することができるの
で、製造コストの大幅な低減が可能になる。
【図１】この発明に係る自発光型カラーディスプレイの
一実施例を部分的に示す概略断面図である。
一実施例を部分的に示す概略断面図である。
【図２】量子箱の構造を示す概略断面図である。
【図３】プラズマＣＶＤ装置の一例を示す概略図であ
る。
る。
【図４】図３の装置におけるプラズマのポテンシャルの
一例を示す図である。
一例を示す図である。
【図５】図１で説明したような自発光型カラーディスプ
レイを製造する方法の一例を示す図である。
レイを製造する方法の一例を示す図である。
【図６】従来のＥＬ式の自発光型カラーディスプレイの
一例を部分的に示す概略断面図である。
一例を部分的に示す概略断面図である。
２ ガラス基板
４ａ 赤色用の透明電極
４ｂ 緑色用の透明電極
４ｃ 青色用の透明電極
６ａ 赤色発光量子箱層
６ｂ 緑色発光量子箱層
６ｃ 青色発光量子箱層
８ 絶縁膜
１０ 上部電極
１２ａ 赤色光
１２ｂ 緑色光
１２ｃ 青色光
２４ 真空容器
２６ 高周波電極
２８ ホルダ兼電極
３８ 高周波電源
４０ 原料ガス
５２ プラズマ
５４ａ〜５４ｃ 直流電源
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−206515（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−100916（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−101388（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−218499（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−112548（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−53567（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−112524（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−12498（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 33/00
G09F 9/30 - 9/46
H04N 9/12
H05B 33/00 - 33/28
Claims (2)
- 【請求項１】 ガラス基板と、このガラス基板上に形成
された赤色用、緑色用および青色用の透明電極と、微粒
子の表層部のみにその酸化層または窒化層を形成して成
り量子効果を発現して発光する量子箱の集合体である量
子箱層であって、前記赤色用、緑色用および青色用の透
明電極上にそれぞれ形成されており、かつ各量子箱層を
構成する量子箱の大きさがそれぞれ相対的に大、中およ
び小である赤色発光量子箱層、緑色発光量子箱層および
青色発光量子箱層と、これらの量子箱層の間および上に
形成された絶縁膜と、この絶縁膜上に形成された上部電
極とを備えることを特徴とする自発光型カラーディスプ
レイ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の自発光型カラーディス
プレイを製造するに当たり、前記ガラス基板上の赤色
用、緑色用および青色用の透明電極に、大きさが相対的
に小、中および大の正電圧をそれぞれ印加した状態で、
当該ガラス基板上にプラズマＣＶＤ法によって微粒子を
堆積させ、次に当該ガラス基板を大気に曝すことなく、
前記のようにして堆積させた各微粒子の表層部のみを酸
化または窒化して前記赤色発光量子箱層、緑色発光量子
箱層および青色発光量子箱層を形成することを特徴とす
る自発光型カラーディスプレイの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22814993A JP3419039B2 (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | 自発光型カラーディスプレイおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22814993A JP3419039B2 (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | 自発光型カラーディスプレイおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0758361A JPH0758361A (ja) | 1995-03-03 |
| JP3419039B2 true JP3419039B2 (ja) | 2003-06-23 |
Family
ID=16871999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22814993A Expired - Fee Related JP3419039B2 (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | 自発光型カラーディスプレイおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3419039B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE332572T1 (de) | 1996-06-19 | 2006-07-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photoelektronisches material, dieses verwendende vorrichtungen und herstellungsverfahren |
| KR100367977B1 (ko) * | 2000-05-10 | 2003-01-14 | 광주과학기술원 | 투명 디스플레이 소자 및 그의 제조방법 |
| JP4665457B2 (ja) | 2004-03-31 | 2011-04-06 | 住友化学株式会社 | プロジェクション用スクリーン |
| JP4747067B2 (ja) * | 2006-03-20 | 2011-08-10 | 株式会社住友金属エレクトロデバイス | 白色セラミックス及びリフレクター及び半導体発光素子搭載用基板及び半導体発光素子収納用パッケージ |
-
1993
- 1993-08-19 JP JP22814993A patent/JP3419039B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0758361A (ja) | 1995-03-03 |
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