JP3874771B2 - ディスプレイパネルの形成方法 - Google Patents
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Description
エレクトロルミネセンスの層は異なる誘電率を有する。ラミネートの層間の電位差は各層の厚さに比例して、また材料の相対的誘電率に反比例して各層に分散される。例えば、1つの層が別の層の2倍の厚さと誘電率を有していれば、電圧はこれら2つの層に均等に分散される。本発明はこの性質を利用して、高誘電率を有する厚い誘電層を、格段に低い誘電率を有する薄い蛍光層と組み合わせるのである。このようにして蛍光層による導電が開始する前に、誘電層が十分に高い誘電率を有していればピクセルを通る電圧が蛍光層全体にわたって十分に存在することができる。本発明は新しい改善された誘電層を有するELラミネートと、その製造方法を提供する。誘電層は厚膜として次のセラミック材料から形成される。
−基板裏面に形成され、公知の形式の公差アドレス線のフロントセットおよびリアセットを有するエレクトロルミンエセンスラミネートと、
−アドレス線の端部に隣接する基板に形成された複数のスルーホールと、
−基板のスルーホールのそれぞれを通ってアドレス線の各端部へ、各アドレス線と駆動回路の電圧駆動素子との電気接続を行うための導電経路形成手段とを有する。
V=E2 *d2 +E1 *d1 (1)
この場合、E2 は誘電層における電界強度、E1 は燐光層における電界強度、d2 は誘電層の厚さ,d1 は燐光層の厚さである。
k2 *E2 =k1 *E1 (2)
この場合、k2 は誘電材料の誘電率であり、k1 は燐光材料の誘電率である。
V=(k1 *d2 /k2 +d1 )*E1 (3)
閾値電圧を最小化するために、式3の第1項は実用に即して小さくする必要がある。燐光層の発する光を最大にするために、第2項は燐光層の厚さの選択の要求により定められる。これらの数値を定める際、第1項は第2項の10分の1の大きさになるように選択する。この条件を式3に代入することにより式4が得られる:
d2 /k2 =0.1*d1 /k1 (4)
式4により、燐光層の特性に関して誘電層の厚さとその誘電率との比が得られる。この厚さは、燐光層が閾値電圧を超過して導通したときに、印加された電圧全体を保持するのに絶縁層の絶縁耐力が十分であるようにするという要求から独自に決定される。厚さは式5を用いて算出される:
d2 =V/S (5)
この場合、Sは誘電材料の絶縁耐力である。
基板層 アルミナ
背面電極 Ag/Ptアドレス線路 10ミクロン
第1の誘電層 ニオブ酸鉛 30ミクロン
第2の誘電層 ジルコン酸−チタン酸鉛 2ミクロン
燐光層 ZnS:Mn 0.5ミクロン
前面電極 ITO 0.1ミクロン
シール層 ガラス 10〜20ミクロン
大きなELディスプレイの場合、層の厚さを変化させることができる。たとえばゾル・ゲル層の厚さは、所望の滑らかさを得るために典型的には約6〜10ミクロン増やされる。同様に、ITO層の厚さは大きなディスプレイの場合には0.3ミクロンまで増やすことができる。
αu=下側層の吸収係数、
αo=上側層の吸収係数、
Tu=下側層の厚さ、
To=上側層の厚さ、
積αuTuは積αoToよりも著しく大きくすると一層有利である。
ΣiαuiTui>ΣiαoiToi
上述の関数が維持される時は、本発明のステップにより下側層の一部だけを、その全体の厚さを貫通して切り込むことなしに、直接穿孔すべきであり、上側層の全体の厚さを貫通して間接的に穿孔すべきである。
この実施例は、バリウムチタン酸塩の厚膜層(Miyata他の文献におけるセラミックシートとして用いられる材料)を簡単に印刷することが、条件の下での電気的絶縁破壊に左右されることを示す。
この実施例は、なまりニオブ酸塩−この材料はバリウムチタン酸塩よりも高い誘電定数および低い焼結温度を有することが知られている−を含むペーストから成るスクリーンプリント誘電体層が、適切な誘電率を与えるが発光はしないことを示す。
この実施例は、スルーホールを用いた駆動回路へ、ELラミネートのローおよび行アドレス線を接続する有利な実施例を示す。
この実施例では本発明のELラミネートのインジウム−スズ−酸化物−アドレスラインがスクライビングされるレーザの有利な具体例が示されている。
このステップに続いて、図7に示されている回路補強パターンがプリントされ基板後方の回路側に焼結される(ここでも前述の“Cellmaloy”導電性ペーストと同じものが使用される)。このステップは、その後に電気的接続のなされる確実な領域において比較的厚い回路パターンを生ぜしめる。
この実施例は本発明に従って誘電的に構成された2つの層で表される。但しこの実施例では最初の誘電層は、前記実施例3及び4で用いられたペーストよりも誘電率の高いペーストから形成される。
この実施例は誘電的に構成された2つの層で表される。この場合第1の誘電層は鉛・ニオブ酸塩ペーストで形成され、第2の誘電層は鉛・ランタン・ジルコン酸塩・チタン酸塩ペースト(PLZT)から形成される。このPLZTは約1000の誘電率を有している。このPLZTにおいてはジルコニウム:チタニウム:ランタンの質量比が52:32:16である。
本発明により、改善されたエレクトロルミネセンスラミネート誘電層構造体およびこの誘電層構造体を生成する方法が提供される。
12 基板
14 背面電極
18 第1の誘電層
20 第2の誘電層
22 燐光層
24 前面電極
26 シール層
Claims (19)
- ELラミネートから電圧駆動回路へ電気接続されたエレクトロルミネセンスディスプレイパネルを形成する方法であって、該ELラミネートは交差するアドレス線路の前面のセットと背面のセットとの間に挟まれた燐光層を有しており、背面アドレス線路はラミネートを支持する堅固な背面基板上に形成され、前記燐光層は1つ又は2つ以上の誘電層により背面アドレス線路から分離されて成る、エレクトロルミネセンスディスプレイパネルを形成する方法において、
(a)前記ELラミネートを支持する剛性を有し、かつ続いて形成すべきアドレス線路の端部近傍に位置するようにパターン化された複数個のスルーホールが形成された前記背面基板を形成する段階と、
(b)続いて形成される各アドレス線路を電圧駆動回路と電気接続するために、背面基板中のスルーホールの各々を貫通する導電経路を形成する段階と、
(c)前記背面基板上に離間された背面アドレス線路を形成する段階であって、一端がスルーホールに隣接して終端しかつ前記導電経路と電気接続されている各背面アドレス線路を形成する段階と、
(d)前記背面アドレス線路上に焼結により誘電層を形成する段階であって、該誘電層は、厚膜技術により前記背面電極上にセラミック材料をディポジットし、続いて焼結することにより形成され、約1.0×10 6 V/mよりも大きい絶縁耐力Sと、誘電材料の誘電率と燐光体の誘電率との比が約50:1よりも大きくなるような誘電率と、式d 2 =V/Sにより規定され作動中に誘電破壊を防止するに充分な厚さとを有する誘電層が形成され、ここで、d 2 は誘電層の厚さ、Vは最大印加電圧であり、誘電層の表面が1000ミクロンにわたって0.5ミクロンより大きく変化していない表面起伏を有するところの段階と、
(e)前記誘電層上に燐光層を形成する段階と、
(g)アンダーレイ燐光体上に離間された前面アドレス線路を形成する段階であって、その一端がスルーホールに近接して終端しかつ導電経路と電気接続している前面アドレス線路を形成する段階と、
を備えることを特徴とする方法。 - 前記電圧駆動回路は電圧駆動コンポーネントを有しており、電圧駆動コンポーネントが基板の背面に回路パターンで設けられ、かつ前記コンポーネントの出力側は各スルーホールを貫通した導電経路により前面アドレス線路及び背面アドレス線路に接続されるようなパターンで、回路パターンが基板の背面上に印刷され、
スルーホールの各々を貫通する導体経路は、基板背面上に回路パターンで印刷された厚膜導電性ペーストから形成され、基板の両側の前面コネクタ路と背面コネクタ路とを形成するために基板中のスルーホールを貫通して引き出され、かつ焼成され、前記背面コネクタ路は電圧駆動回路へ電気接続しており、前記前面コネクタ路は背面アドレス線路へ電気接続しており、かつ前記前面アドレス線路を、第2の導電材料を用いて又は前面アドレス線路及び背面アドレス線路の一端が前面コネクタ路を覆うかのいずれかによって前面コネクタ路に接続することを特徴とする請求項1記載の方法。 - 前記基板と前記背面アドレス線路は、約850°Cの温度に耐え得る材料から成ることを特徴とする請求項2記載の方法。
- 前記基板は不透明であり、前記スルーホールはレーザにより形成されることを特徴とする請求項3記載の方法。
- 前記基板はアルミナであることを特徴とする請求項4記載の方法。
- 前記基板は概して方形であり、前記スルーホールは少なくとも前記基板の2つの側において続いて形成される前面アドレス線路端部及び背面アドレス線路端部に隣接する基板の周囲に形成されることを特徴とする請求項3記載の方法。
- 導電経路、背面回路パターン、及び前面コネクタ路及び背面コネクタ路中の導電材料は焼成された銀/プラチナペーストであり、前記前面アドレス線路を前記前面コネクタ路に接続するために使用した前記導電材料は銀であることを特徴とする請求項6記載の方法。
- ELラミネートから電圧駆動回路へ電気接続されたエレクトロルミネセンスディスプレイパネルを形成する方法であって、該ELラミネートは交差するアドレス線路の前面のセットと背面のセットとの間に挟まれた燐光層を有しており、背面アドレス線路はラミネートを支持する堅固な背面基板上に形成され、前記燐光層は1つ又は2つ以上の誘電層により背面アドレス線路から分離されて成る、エレクトロルミネセンスディスプレイパネルを形成する方法において、
(a)前記ELラミネートを支持する剛性を有し、かつ続いて形成すべきアドレス線路の端部近傍に位置するようにパターン化された複数個のスルーホールが形成された前記背面基板を形成する段階と、
(b)続いて形成される各アドレス線路を電圧駆動回路と電気接続するために、背面基板中のスルーホールの各々を貫通する導電経路を形成する段階と、
(c)前記背面基板上に離間された背面アドレス線路を形成する段階であって、一端がスルーホールに隣接して終端しかつ前記導電経路と電気接続されている各背面アドレス線路を形成する段階と、
(d)前記背面アドレス線路上に焼結により誘電層を形成する段階であって、該誘電層は少なくとも2つの層として形成され、第1の誘電層は厚膜技術で背面電極上にディポジットされ続いて焼結され、第2の誘電層は前記第1誘電層上に設けられ第1誘電層の孔を埋めるものであり、第1及び第2の誘電層を合わせた誘電層全体は、約1.0×10 6 V/mよりも大きい絶縁耐力Sと、該誘電層全体の誘電率と燐光層の誘電率の比が約50:1よりも大きくなるような誘電率とを有し、かつ、該誘電層全体は、式d 2 =V/Sにより規定され作動中に誘電破壊を防止するに充分な厚さを有し、ここで、d 2 は該誘電層全体の厚さ、Vは最大印加電圧であるところの段階と、
(e)前記誘電層上に燐光層を形成する段階と、
(g)アンダーレイ燐光体上に離間された前面アドレス線路を形成する段階であって、その一端がスルーホールに近接して終端しかつ導電経路と電気接続している前面アドレス線路を形成する段階と、
を備えることを特徴とする方法。 - 前記電圧駆動回路は電圧駆動コンポーネントを有しており、電圧駆動コンポーネントが基板の背面に回路パターンで設けられ、かつ前記コンポーネントの出力側は各スルーホールを貫通した導電経路により前面アドレス線路及び背面アドレス線路に接続されるようなパターンで、回路パターンが基板の背面上に印刷され、
スルーホールの各々を貫通する導体経路は、基板背面上に回路パターンで印刷された厚膜導電性ペーストから形成され、基板の両側の前面コネクタ路と背面コネクタ路とを形成するために基板中のスルーホールを貫通して引き出され、かつ焼成され、前記背面コネクタ路は電圧駆動回路へ電気接続しており、前記前面コネクタ路は背面アドレス線路へ電気接続しており、かつ前記前面アドレス線路を、第2の導電材料を用いて又は前面アドレス線路及び背面アドレス線路の一端が前面コネクタ路を覆うかのいずれかによって前面コネクタ路に接続することを特徴とする請求項8記載の方法。 - 前記基板および前記背面アドレス線路は約850℃の温度に耐えることが可能である材料により形成されることを特徴とする請求項9記載の方法。
- 前記基板は不透明であり、前記スルーホールはレーザにより形成されることを特徴とする請求項10記載の方法。
- 前記基板はアルミナであることを特徴とする請求項11記載の方法。
- 前記基板は概して方形であり、前記スルーホールは、前記基板の少なくとも2つの側で前面アドレス線路端部及び背面アドレス線路端部と隣接する基板の周囲に形成されていることを特徴とする請求項10記載の方法。
- 導電経路、背面回路パターン、及び前面コネクタ路及び背面コネクタ路中の導電材料は焼成された銀/プラチナペーストであり、前記前面アドレス線路を前記前面コネクタ路に接続するために使用した前記導電材料は銀であることを特徴とする請求項13記載の方法。
- 前記第1の誘電層および前記第2の誘電層は、ペロブスカイト結晶構造を有する強誘電性セラミック材料から成り、前記第1の誘電層は少なくとも1000の誘電率を有し、前記第2の誘電層は少なくとも100の誘電率と約2〜10ミクロンの厚さを有することを特徴とする請求項9記載の方法。
- 前記第1の誘電層はスクリーン印刷と厚膜誘電ペーストの焼結により生成され、前記第2の誘電層はゾル・ゲル技術とこれに続く焼結により生成されることを特徴とする請求項15記載の方法。
- 前記第1の誘電層はニオブ酸鉛から成り、前記第2の誘電層はジルコン酸−チタン酸鉛またはランタン酸−ジルコン酸−チタン酸鉛から成ることを特徴とする請求項16記載の方法。
- ELラミネートから電圧駆動回路へ電気接続されたエレクトロルミネセンスディスプレイパネルを形成する方法であって、該ELラミネートは交差するアドレス線路の前面のセットと背面のセットとの間に挟まれた燐光層を有しており、背面アドレス線路はラミネートを支持する堅固な背面基板上に形成され、前記燐光層は1つ又は2つ以上の誘電層により背面アドレス線路および前面アドレス線路から分離されて成る、エレクトロルミネセンスディスプレイパネルを形成する方法において、
(a)前記ELラミネートを支持する剛性を有し、かつ続いて形成すべきアドレス線路の端部近傍に位置するようにパターン化された複数個のスルーホールが形成された前記背面基板を形成する段階と、
(b)続いて形成される各アドレス線路を電圧駆動回路と電気接続するために、背面基板中のスルーホールの各々を貫通する導電経路を形成する段階であって、
前記電圧駆動回路は電圧駆動コンポーネントを有しており、電圧駆動コンポーネントが基板の背面に回路パターンで設けられ、かつ前記コンポーネントの出力側は各スルーホールを貫通した導電経路により前面アドレス線路及び背面アドレス線路に接続されるようなパターンで、回路パターンが基板の背面上に印刷され、
スルーホールの各々を貫通する導体経路は、基板背面上に回路パターンで印刷された厚膜導電性ペーストから形成され、基板の両側の前面コネクタ路と背面コネクタ路とを形成するために基板中のスルーホールを貫通して引き出され、かつ焼成され、前記背面コネクタ路は電圧駆動回路へ電気接続しており、前記前面コネクタ路は背面アドレス線路へ電気接続しており、かつ前記前面アドレス線路を、第2の導電材料を用いて又は前面アドレス線路及び背面アドレス線路の一端が前面コネクタ路を覆うかのいずれかによって前面コネクタ路に接続するところの段階と、
(c)前記背面基板上に離間された背面アドレス線路を形成する段階であって、一端がスルーホールに隣接して終端しかつ前記導電経路と電気接続されている各背面アドレス線路を形成する段階と、
(d)前記背面アドレス線路上に焼結により誘電層を形成する段階であって、該誘電層は、厚膜技術により前記背面電極上にセラミック材料をディポジットし、続いて焼結することにより形成され、約1.0×10 6 V/mよりも大きい絶縁耐力Sと、誘電材料の誘電率と燐光体の誘電率との比が約50:1よりも大きくなるような誘電率と、式d 2 =V/Sにより規定され作動中に誘電破壊を防止するに充分な厚さとを有する誘電層が形成され、ここで、d 2 は誘電層の厚さ、Vは最大印加電圧であり、誘電層の表面が1000ミクロンにわたって0.5ミクロンより大きく変化していない表面起伏を有するところの段階と、
(e)前記誘電層上に燐光層を形成する段階と、
(f)前記燐光層上に透過性誘電層を形成する段階と、
(g)透過性誘電層上に離間された前面アドレス線路を形成する段階であって、その一端がスルーホールに近接して終端しかつ導電経路と電気接続している前面アドレス線路を形成する段階と、
を備えることを特徴とする方法。 - ELラミネートから電圧駆動回路へ電気接続されたエレクトロルミネセンスディスプレイパネルを形成する方法であって、該ELラミネートは交差するアドレス線路の前面のセットと背面のセットとの間に挟まれた燐光層を有しており、背面アドレス線路はラミネートを支持する堅固な背面基板上に形成され、前記燐光層は1つ又は2つ以上の誘電層により背面アドレス線路および前面アドレス線路から分離されて成る、エレクトロルミネセンスディスプレイパネルを形成する方法において、
(a)前記ELラミネートを支持する剛性を有し、かつ続いて形成すべきアドレス線路の端部近傍に位置するようにパターン化された複数個のスルーホールが形成された前記背面基板を形成する段階と、
(b)続いて形成される各アドレス線路を電圧駆動回路と電気接続するために、背面基板中のスルーホールの各々を貫通する導電経路を形成する段階であって、
前記電圧駆動回路は電圧駆動コンポーネントを有しており、電圧駆動コンポーネントが基板の背面に回路パターンで設けられ、かつ前記コンポーネントの出力側は各スルーホールを貫通した導電経路により前面アドレス線路及び背面アドレス線路に接続されるようなパターンで、回路パターンが基板の背面上に印刷され、
スルーホールの各々を貫通する導体経路は、基板背面上に回路パターンで印刷された厚膜導電性ペーストから形成され、基板の両側の前面コネクタ路と背面コネクタ路とを形成するために基板中のスルーホールを貫通して引き出され、かつ焼成され、前記背面コネクタ路は電圧駆動回路へ電気接続しており、前記前面コネクタ路は背面アドレス線路へ電気接続しており、かつ前記前面アドレス線路を、第2の導電材料を用いて又は前面アドレス線路及び背面アドレス線路の一端が前面コネクタ路を覆うかのいずれかによって前面コネクタ路に接続するところの段階と、
(c)前記背面基板上に離間された背面アドレス線路を形成する段階であって、一端がスルーホールに隣接して終端しかつ前記導電経路と電気接続されている各背面アドレス線路を形成する段階と、
(d)前記背面アドレス線路上に焼結により誘電層を形成する段階であって、該誘電層は少なくとも2つの層として形成され、第1の誘電層は厚膜技術で背面電極上にディポジットされ続いて焼結され、第2の誘電層は前記第1誘電層上に設けられ第1誘電層の孔を埋めるものであり、第1及び第2の誘電層を合わせた誘電層全体は、約1.0×10 6 V/mよりも大きい絶縁耐力Sと、該誘電層全体の誘電率と燐光層の誘電率の比が約50:1よりも大きくなるような誘電率とを有し、かつ、該誘電層全体は、式d 2 =V/Sにより規定され作動中に誘電破壊を防止するに充分な厚さを有し、ここで、d 2 は該誘電層全体の厚さ、Vは最大印加電圧であるところの段階と、
(e)前記誘電層上に燐光層を形成する段階と、
(f)前記燐光層上に透過性誘電層を形成する段階と、
(g)透過性誘電層上に離間された前面アドレス線路を形成する段階であって、その一端がスルーホールに近接して終端しかつ導電経路と電気接続している前面アドレス線路を形成する段階と、
を備えることを特徴とする方法。
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