JPH01186588A - 表示装置およびその作製方法 - 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】 〔産業上の利用分野） この発明は、薄膜ニレクトロルミネセント表示装置に代
表される自己発光型表示装置の発光効率改善を可能にす
る表示装置およびその作製方法に関するものである。

（従来の技術］ 近年、情報通信システムの発達にともない、マン・マシ
ン・インターフェースとしての表示装置への関心が高ま
っている。特に、軽量・薄形の平面表示装置に関して活
発な研究開発が行われている。各種の平面表示のなかで
も、薄膜エレクトロミネセント表示装置は自己発光型で
あるため表示が優れている、信顆性が高いなどの利点を
有する。

従来の薄膜エレクトロルミネセント表示装置の断面構造
を第４図に示す。透明基板１の主面上に透明電極２、第
１絶縁膜３、発光膜４、第２絶縁膜５、背面電極６が順
次形成されている。この薄膜エレクトロルミネセント表
示装置では、透明電極２と背面電極６の間に交番電圧を
印加することにより、発光膜４に含まれる発光中心に電
子を衝突させ発光を得る。発光膜４の母材とこれに添加
する発光中心の組み合わせを選択することにより様々な
発光を実現できる。特に硫化亜鉛にマンガンを添加した
ＺｎＳ：Ｍｎ膜による黄橙色の発光や、硫化亜鉛にテル
ビウムを添加したＺｎＳ：Ｔｂ膜による緑色発光が良く
知られている。

（発明が解決しようとする課題） 第４図に示す従来の薄膜エレクトロルミネセント表示装
置は、通常の場合は屈折率の高い発光膜４が、それより
屈折率の低い第１絶縁膜３と第２絶縁膜５によって挟ま
れた構造となる。このため、発光膜４の内部で発光した
光の一部は、発光膜４と第１絶縁膜３の界面での全反射
および発光膜４と第２絶縁膜５の界面での全反射を繰り
返すため、発光膜４の中に閉じ込められる。また、発光
膜４と第１絶縁膜３の界面を通過した光も、その一部は
第１絶縁膜３と透明電極２の界面での全反射と、第２絶
縁膜５と背面電極６の界面での全反射を繰り返すため、
透明基板１の外に取り出せない。さらに透明電極２と透
明基板１の界面でも同様な全反射の繰返しが起こる。こ
のように、発光膜４の内部で発光した光のうち透明基板
１の外部に取り出して表示に利用することのできない光
が相当な割合を占める。特開昭５７−６０６９１号公報
に記載されている詳細な計算によれば、発光膜４中での
全発光量のうち透明基板１の外部に取り出せる光は９％
に過ぎず、残りの９１％は透明基板１と背面電極６の間
に閉じ込められる。

このように、従来の薄膜ニレクトロルミネセント表示装
置では、発光膜が本来有している発光能力を充分に利用
できないという問題があった。

この発明は、発光能力を最大限有効に活用して表示装置
を提供することと、その表示装置を得るための作製方法
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にかかる表示装置は、透明基板の主面に凹凸が
形成されているものである。

また、この発明にかかる透明基板の作製方法は、透明基
板の主面上に反応性イオンエツチング法を用いて凹凸を
形成する工程を含むものである。

（作用） この発明の表示装置では、凹凸に起因して生じる段差に
おいて発光光を反射させるので、透明基板の外部に取り
出せる光量を増やし、発光効率を高めることができる。

また、この発明にかかる表示装置の製作方法は、反応性
ゼオエツチング法を用いて透明基板の主面に凹凸が形成
される。

〔実施例］ 以下に、この発明の表示装置の実施例を図面を用いて説
明する。

第１図はこの発明にかかる表示装置の一実施例を示す図
である。透明基板１の主面に一定の高さで一定の間隔を
有する凹凸が形成されている。このような透明基板１の
主面上に、透明電極２．第１絶縁膜３９発光膜４．第２
絶縁膜５．および背面電極６が順次形成されている。透
明電極２と背面電極６の間に交番電極を印加することに
より発光膜４の内部で発光中心に電子を衝突させ、発光
を得る。発光した光の一部は薄膜間界面で全反射するが
、透明基板１の凹凸によって生じた段差の部分で反射す
るため、透明基板１の外部に取り出して表示に利用でき
る。凹凸の高さｈを発光膜４の膜厚ｔより大とすること
により、発光光の大部分を透明基板１の外に取り出して
表示に利用できる。そして、凹凸の高さｈを発光膜４の
膜厚ｔより大とすることにより、発光光量の大部分を透
明基板１の外に取り出すことができる。このため、同一
の消費電力で表示装置の発光輝度を高めて、発光効率を
高めることができる。

次に、この発明の表示装置の作製方法の実施例を具体的
に説明する。

第２図はこの発明の表示装置の作製方法の一実施例の各
工程における断面図を示すものである。

ガラス基板（商品名コーニング７０５９）からなる透明
基板１の主面上にフォトリソグラフィによりフォトレジ
スト７（商品名マイクロポジット１４００−２７）のパ
ターンを形成し、第２図（ａ）に示す構造を得た。パタ
ーンはライン６μｍ５スペース２μｍのライン・アンド
・スペース・パターンとした。次に、第２図（ｂ）に示
すように、ＣＦ４とＨ２の混合ガスを反応ガスとする反
応性イオンエツチングによりフォトレジストアで被覆さ
れていない部分の透明基板１をエツチング加工した。反
応性イオンエツチング法の採用により均一で再現性の良
いエツチング加工が可能となった。また、凹凸に適度な
テーパー形状を付与することができた。エツチング深さ
が０．６μｍとなるまでエツチングを行った後、フォト
レジストアを除去した。次に、膜厚０．２μｍのＩＴＯ
膜からなる透明電極２、膜厚０．３μｍのＴａ２Ｏ、膜
からなる第１絶縁膜３、膜厚０．５μｍのＺｎＳ　：Ｔ
ｂ膜からなる発光膜４、膜厚０．３μｍのＴａ２０５膜
からなる第２絶縁膜５を高周波マグネトロンスパッタ法
により堆積した。

最後に、膜厚０．２μｍのＡ１膜からなる背面電極６を
直流マグネトロンバッタ法により形成し、第２図（Ｃ）
に示すように、第１図と同じ構造の表示装置を完成した
。なお、フォトレジストアのパターンを反転させれば、
凹凸が反転したものが得られる。

第３図に、上記実施例において作製した薄膜エレクトロ
ルミネセント表示装置の輝度−電圧特性を第４図に示し
た従来の構造、製法による表示装置と比較して示す。点
線の曲線がこの発明によるものであり、実線の曲線が従
来のものである。発光開始電圧はほぼ同一であるが、こ
の発明による表示装置の輝度は同じ電圧における従来の
表示装置の輝度の約２倍である。消費電力を比較したと
ころ、両者で差異は認められなかった。従って、この発
明により、表示装置の発光効率を約２倍に改善できた。

また、絶縁耐圧を比較した結果、両者で顕著な違いは認
られなかった。

なお、以上の実施例ではＺｎＳ：Ｔｂ膜を発光膜４とし
た薄膜エレクトロルミネセント表示装置について述べた
が、発光膜材料はこれに限定されるものではなく、Ｚｎ
：Ｓ：Ｍｎ膜、ＺｎＳ：Ｓｍ膜、ＳｒＳ：Ｃｅ膜など様
々な材料を適用できる。また、この発明の考え方は、発
光ダイオードを用いた表示装置やプラズマ発光表示装置
などの自己発光型表示、装置全般に適用できる。その他
、この発明の趣旨を逸脱しない限り様々な変更や改良を
行い得ることはいうまでもない。

〔発明の効果） この発明にかかる表示装置は、透明基板の主面に凹凸を
形成したので、閉じ込められる発光光量が減り、木来有
する発光能力を最大限有効に利用できる。したがって、
平面表示装置の輝度、コントラストの改善に多大の効果
がある。

さらに、凹凸の高さを発光膜の膜厚より高くすることに
よって、より有効に発光光を外部に取り出すことができ
る。

また、この発明の表示装置の作製方法では、凹凸を形成
するのに反応性イオンエツチング法を用いたので、凹凸
に適度のテーパが形成され、再現性のよいものが得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の表示装置の一実施例を示す断面図、
第２図はこの発明にかかる表示装置の作製方法の一実施
例を示す主要工程における断面図、第３図はこの発明に
よる表示装置の輝度−電圧特性を従来技術による表示装
置と比較して示す図、第４図は従来の表示装置の断面構
造を示す図である。 図中、１は透明基板、２は透明電極、３は第１絶縁膜、
４は発光膜、５は第２絶縁膜、６は背面電極、７はフォ
トレジストである。 第１図 ｂ　首口電揄 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　透明基板の主面上に透明電極と背面電極に挟ま
   れた発光膜が形成されている表示装置において、前記透
   明基板の主面に凹凸が形成されていることを特徴とする
   表示装置。
2. （２）　凹凸の高さが発光膜の膜厚より大であることを
   特徴とする請求項１記載の表示装置。
3. （３）　透明基板上の主面に凹凸が形成され、この主面
   上に二つの電極に挟まれた発光膜が形成されている表示
   装置の作製方法において、前記透明基板の主面上に反応
   性イオンエッチング法を用いて前記凹凸を形成する工程
   を含むことを特徴とする表示装置の作製方法。