JPH04504923A - 多色ｔｆｅｌパネルの形成方法 - 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】 多色ＴＦ［ＥＬパネルの形成方法 以下の発明は、単一の基板上に形どりされた（ｐａｔｔｅｒｅｎｄ）異なる発色 特性を有する複数のエレクトロルミネセンスけい光体を用いてフルカラー表示を 与えることのできる多色ＴＰＥ！Ｌパネルおよびその製造方法に関するものであ る。　′５つの層すなわちエレクトロルミネセンスけい光体を挟んだ一対の絶縁 層と次にこれ等の絶縁層を挟んだ一対の電極とを有し、この場合この積層構造が ガラスまたはその他の透明材料の基板上に支持されるようにしたＩｎａｚａｋｉ 氏外の米国特許第３９４６３７１号に記載されたようなＡＣ駆動単色ＴＦＢＬデ バイスは良く知られている。関連した電源、マトリックスアドレス指定および論 理回路を有するこのようなＴＰＢＬデバイスは、可搬コンピュータの偏平スクリ ーンとして軍用や商用に用いられている。けれども、特にこのような表示デバイ スの読み易さや有用性を改良する目的に対しては、情報を二色以上で表させるの が望ましい。

現在ではコンピュータの多色表示能力は主にカラー陰極線管によって改良されて はいるが、特に可搬性と軽量を必要とする用途では、この能力も有する偏平スク リーン表示が利用可能なことが望ましいであろう。

このようなディスプレーは、過去において、異なる発色能力のエレクトロルミネ センス材料の多重層を有するＴＰＥＬパネルの使用によって与えられた。このよ うなデバイスはＣｈａｎｇ氏の米国特許第４１５５０３０号に示されている。こ の米国特許のデバイスはエレクトロルミネセンス材料の多重層を有し、この多重 層内で、各層が異なる発色特性を有するけい光体を有する。けれどもこの技術は エレクトロルミネセンス材料と絶縁体の多数の透明層を必要とする。多色、多層 構造の幾つかの欠点は、多数の電子デバイスと層への相互接続、より複雑な駆動 装置及びコストを必要とすることである。更にまた多層、多色スクリーンによる 視差の影響やクロストークもあるであろう。最も重大な欠点は、この構造は決し て信頼性を有するようにできないということである。このタイプのすべての公知 のデバイスは見込みのない失敗した方式を示す。

発明の概略 本発明は、異なる光放出および色発生能力を有するけい光体材料の多数のストラ イプを有する単一層を用いたものである。

これ等のストライプは、ディスプレーに用いられる異なるタイプの光発生けい光 材料が１つのストライプから次のストライプに所定のシーケンスで交替するよう に１つの基板上に平行な線として配設される。例えば赤、緑および青がスクリー ンに用いられる色とすると、これ等の発色特性を有するけい光体が赤−緑一青の シーケンスに従ってスクリーン上にストライプで形どりされる。このシーケンス は基板を横ぎって繰返される。

夫々の色発生ストライプは該ストライプとだけ関係された行または列電極を有し 、このため電極はストライプと同一線上に配されるが絶縁体でストライプより分 離されている。このようにして、夫々の色発生ストライプの付勢はパネルの駆動 電子装置で個々に制御されることができる。列電極は、画素の容量が最小限にさ れることができるように用いられる。このような構造に用いるのに適した駆動装 置の一例は同一譲受人に譲渡されたＤｒｉｖｉｎｇＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　 Ｆｏｒ　Ｍａｔｒｉｘ　Ａｄｄｒｅｓｓｅｄ　ＴＦＥＬ　Ｄｉｓｐｌａｙという 名称の同時係属出願第７２９９７４号に示されている。

色ストライプは、ドライエツチング処理を用いて一回に一色エッチされることが できる。各色は、頂部絶縁層、けい光体層および底部絶縁層を含む積層体を有す ることができる。エツチング処理に耐える“阻止（ｓｔｏｐ）”層を少なくとも 第１積層体上に用いることができる。この層は、第１の色の積層体のエツチング の間行電極がエツチングにより損傷されるのを防ぎ、第２と第３の色の積層体の エツチング時一つの積層体の頂部絶縁体と次の積層体の底部絶縁体間でエツチン グを阻止することを可能にする。工程は、阻止層を有する色けい光体積層体を基 板および透明な行電極を横切って堆積し、マスクの形のフォトレジスト材料を積 層体を横切って置くことを含む。積層体は、プラズマエツチング装置またはりア クティブイオンエツチング装置内でエッチされ、頂部および底部絶縁体層の間に 挟まれた第１の色のけい光体のストライプが残される。次いで、第２の色のけい 光体積層体が基板上に前記の第１の色のストライプを覆って堆積され、別のマス クが用いられる。この時、このマスクは、エツチング処理の後第１の色のストラ イプと僅かにオーバーラツプする第２の色のけい光体のストライプが残るように 設計される。第３の色のストライプを同様にして加えることもできる。

前記のオーバーラツプは、阻止層と同様に、各色パターンが堆積される時反復し た露出によりエッチされるのを防ぐ。

本発明の主な目的は、コンパクトで安価な多色ＴＦＥＬスクリーンを供すること にある。

本発明の別の目的は、単一の基板を横切って並んで配設された異なる色を発生す る特性を有するけい光体のストライプを有するマトリックスの使用によって多色 ＴＦＥＬスクリーンを供することにある。

本発明の更に別の目的は、前記の特性を有する多色スクリーンをつくるためのド ライエツチング処理を供することにある。

本発明の前述したおよびその他の目的、特徴ならびに利点は、以下の添付の図面 についての本発明の詳細な説明を考慮すればより一層容易に理解されるであろう 。

図面の簡単な説明 第１図は本発明に従って構成された多色ＴＦＥＬスクリーンの構造の一部の分解 斜視図。

第２図は本発明に従って構成された多色スクリーンの一部の略平面図。

’ＪＣａＡ図は本発明の第１段階のエツチング処理を受けるＴＦＥＬパネルの一 部の断面図。

第３Ｂ図は本発明の工程の第１エツチング処理段階の後の第３Ａ図のＴＰＢＬパ ネルの断面図。

第３Ｃ図は本発明の工程の第２段階のエツチング処理を受ける第３Ａ図のＴＦＥ Ｌパネルの断面図。

第３Ｄ図は本発明のエツチング処理の第２エツチング段階を受けた第３Ｃ図のＴ ＦＥＬパネルの断面図。

第３Ｂ図は本発明の第３エツチング段階に対して用意された第３０図のＴＦＥＬ パネルの断面図。

第３Ｆ図は本発明の第３エツチング段階の後の第３Ｅ図のＴＦＥＬの断面図。

第３Ｇ図は各色発生けい光体積層体上に堆積された列電極を有する第３Ｆ図のＴ ＦＥＬパネルの断面図。

発明の詳細な説明。

第１図において、例えばガラスより構成することのできる基板１０は列電極１２ ．１４および１６を夫々有する。絶縁材料の薄い層１８が前記の列電極を被覆し て基板の上に堆積される。列電極１２゜１４フよび１Ｇは透明で、その構造は当 該技術において良く知られたものである。形どりされたけい光体のストライプ２ ０．２２および２４が前記の絶縁層１８の上に置かれる。これ等の形どりされた けい光体ストライプを被覆して第２絶縁体２６がある。行電極２８゜３０、３２ が絶縁体２６の上に置かれ、形どりされたけい光体ストライブ２０．２２および ２４と列電極１２．１４および１６に直交して配設される。

スクリーン１０の正面に垂直な視角においては、行電極２８．３０または３２の １つと３つの列電極１２．１４および１６の交差部は１つの画素を形成する。こ の画素は、列電極の何れが付勢されるかに応じて赤、緑または青色を有し、また は形づけされたけい光体ストライプ２０．２２および２４の２つまたはそれ以上 の組合せである光を照射することができる。したがって、ストライプ２０゜２２ および２４での任意の組合せにより照射される光の相対的な強さのレベルを制御 してグレーコードを用い、フルカラー表示を得ることができる。

赤、緑および青の形どりされたけい光体ストライプ２４．２２および２０は、同 じ赤−緑一青シーケンスを用いた反復グループでスクリーン１０を横ぎって夫々 形どりされている。異なる色のストライプが並んだ関係で基板１０上に形どりさ れていることは、この構造を薄膜トランジスタ駆動技術に対して特に適したもの にする。このような場合、薄膜スイッチングおよび／または制御回路を、直交し て配設された電極お形どりされたけい光体ストライプとの各交差部に用いること ができる。例えば、電極３２と形どりされたけい光体ストライプ２４との交差部 は１つの画素を形成し、この画素は、該画素に所属し且つ隣接して位置する薄膜 スイッチングおよび／または制御回路によって制御されることができる。

形どりされたけい光体ストライプに対する適当な材料は、青色発生用の弗化セリ ウム添加砒化ストロンチウム（ＳｒＳ：ＣｅＦ、）　；緑色発生用の弗化テルビ ウム添加硫化亜鉛（ＺｎＳ：ＴｂＦ＊）　；　ｂよび赤色発生用のユーロピウム 添加硫化カルシウム（ＣａＳ：８ｕ）である。

更に、単に二色特性を有するスクリーンをつくるために前記の任意の材料を相互 に或は黄色発光ＺｎＳ：Ｍｎと共に用いることもできる。

第２図において、行電極３２．３４．３６および３８が基板（第２図には図示せ ず）上に堆積されている。これ等の電極３２．３４．３６および３８は、（通常 は上から下である）所定の走査パターンでフレーム毎に一度順次走査される走査 或は行電極である。これ等の電極は透明な材料、通常はインジウム錫酸化物（Ｉ ＴＯ）で構成される。これ等の電極は最大の導電率を与えるために比較的幅広く つくることができる。ＩＴＯ透明導電材料は比較的大きなシート抵抗を有するの でこのことは大切である。これ等の線を幅広くすることはその導電率を増し、こ の導電率の増加が今度は迅速な充電を可能にする。データ電極４０．４２および ４４が以下に述べるエツチング工程の後にスクリーン上に置かれる。各データ電 極４２．４０および４４は所定の色のけい光体ストライプを挟む。

フルカラースクリーンでは、例えば、電極４０は青色を放出するけい光体に所属 され、電極４２は緑色を放出するけい光体に所属され、電極４４は赤色を放出す るけい光体に所属されることができる。電極４０．４２および４４は、典型的に はアルミニウムで構成されるが、アルミニウムは低いシート抵抗を有ししたがっ て完全に充電するのに要する時間を著しく増すことなしに狭くすることができる 。列またはデータ電極は比較的低い変調電圧で付勢され、この変調電圧は、走査 電極３２．３４．３６および３８の比較的高い走査電圧と代数的に加算されると 、その間に挟まれたけい光体に可視光を放出させる。色ストライブは、これ等ス トライプがデータ電極４０．４２および４４で付勢されるように配設される。

したがって、各画素は１つの走査電極と３つのデータ電極４０゜４２オよび４４ との交差部を有する。このことは画素を行方向に分けるよりも効率的である。と いうのは、各画素に対して１つの列は３倍早くまた３倍多く付勢されねばならな いからである。

例えば、エレクトロルミネセンスは、走査電極を順次に一１６０ボルトの電圧で 充電し、電極４０．４２および４４のようなデータ電極を略々５０ボルトの電圧 で選択的に付勢することによって生じさせることができる。これは、発光画素に 対して、ルミネセンスを生じるのに十分な２１０ボルトの合成電圧をパネルを横 切って生じる。この装置はパネルの低電力動作を与え、高いリフレッシュ速度を 可能にする。この装置はまた頂上電極がけい光体ストライプの縁を横切る必要が ないのでより大きな信頼性を与える。

第３Ａ図において、基板４６はＩＴＯ電極層４８を支持している。本発明の工程 に従って、酸化アルミニウムの“阻止”層５０、底部誘電層５１、第１の色発生 けい光体層５２、および頂部絶縁体層５４を有する積層皮膜がＩＴＯ電極層４８ の上に堆積される。頂部層はＡｌ２Ｏ３より成り且つ２００人の厚さを有するこ とができる。次いで、フォトレジストストライプ５６と５８を有することができ るマスクが、前記の層５０．５１．５２および５４を有するけい光体積層皮膜上 に置かれる。この第３Ａ図のパネルはプラズマ或はリアクティブイオンエツチン グ装置内に置かれ、ここで、強い電界の存在中で腐蝕性ガスで処理される。その 結果、頂部絶縁層５４とけい光体層５２と底部絶縁層５１とは、フォトレジスト マスクストライプ５６と５８で覆れた領域を除いてエツチングで除去される。次 いで、第３ｃ図において、阻止層６０、底部絶縁層６１、第２の色発生けい光体 層６２および頂部絶縁体層６４を有する第２薄膜けい光体積層体が基板４６上に 堆積される。フォトレジスト材料のストライプ６６と６８を有する第２マスクが 前記の第２薄膜けい光体積層体の上に設けられ、パネルは再びドライエツチング 処理を受ける。けれども、この時は、フォトレジストストライプ６６と６８は、 第２薄膜積層体が第１薄膜けい光体ストライプ５２にオーバーラツプするような 寸法にされる。このオーバーラツプは、異なる色の線間のＩＴＯ層が、各カラー パターンが形成される時腐蝕性ガスに繰返し露出されることによりエッチされる のを阻止する。

第３Ｂ図においては、阻止層７０、底部絶縁層７１、第３の色発生けい光体のけ い光体層７２および頂部絶縁体層７４を有する第３薄膜積層体が薄膜けい光体ス トライプ５２と６２およびそれ等の頂部絶縁体層の上に堆積される。フォトレジ スト材料を有するマスク７６が積層体の上に置かれ、パネルは再びエツチング装 置内に置かれる。その結果は第３Ｆ図に示されているが、ここでは、全部の３つ の薄膜積層体が、基板４６上のオーバーラツプしたけい光体ストライプ５２．６ ２および７２として配されている。第３Ｇ図に示した最後の工程では、同一線に 且つ個々のけい光体ストライプ５２．６２および７２の頂部を延在する頂部電極 ４０．４２および４４が設けられる。

成る場合には底部阻止層５０或は代りに阻止層６０および７０を省略するのが望 ましいであろう。例えばレーザ干渉計および／または光学スペクトロメータを用 いてエツチング工程を厳密にモニターすることができれば、エツチング処理がＩ ＴＯに達した時を知ることが可能であろう。続く積層体は、エツチング処理を厳 密に制御し、且つエツチング処理が頂部層に達した時に停止されるのを確実にす るために阻止層を用いることができる。

以上本明細書において用いた表現は説明の用語として用いたものでこの用語に限 定されるものではなく、またこのような用語や表現の使用は以上説明し且つ図示 した特徴或はその一部の均等物を排除するものではなく、本発明の要旨は請求の 範囲によってのみ定義され且つ限定されるものである。

３フ ＦＩＧ、２ 補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成元年１１月１７日 特許庁長官　吉　１）　文　毅　殿 ２、発明の名称 多色ＴＦＥＬパネルの形成方法 ３、特許出願人 名称フレイナー　システムス　インコーホレーテッド先代　理　人 （１）補正書の写しく翻訳文）　１通 第３Ｇ図は各色発生けい光体積層体上に堆積された列電極を有する第３Ｆ図のＴ ＦＥＬパネルの断面図。

発明の詳細な説明 第１図において、例えばガラスより構成することのできる基板１０は行電極１２ ．１４および１６を夫々有する。絶縁材料の薄い層１８が前記の行電極を被覆し て基板の上に堆積される。行電極１２゜１４および１６は透明で、その構造は当 該技術において良く知られたものである。形どりされたけい光体のストライプ２ ０．２２および２４が前記の絶縁層１８の上に置かれる。これ等の形どりされた けい光体ストライプを被覆して第２絶縁体２６がある。列電極２８゜３０、３２ が絶縁体２６の上に置かれ、形どりされたけい光体ストライプ２０．２２および ２４に対し平行にまた行電極１２．１４および１６に対して直角に配設される。

スクリーン１０の正面に垂直な視角においては、電極１２．１４または１６の１ つと３つの列電極２８．３０および３２の交差部は１つの画素を形成する。この 画素は、列電極の何れが付勢されるかに応じて赤、緑または青色を有し、または 形づけされたけい光体ストライプ２０．２２および２４０２つまたはそれ以上の 組合せである光を照射することができる。したがって、ストライプ２０．２２お よび２４の任意の組合せにより照射される光の相対的な強さのレベルを制御して グレーコードを用い、フルカラー表示を得ることができる。

赤、緑および青の形どりされたけい光体ストライプ２４．２２Ｊよび２０は、同 じ赤−緑一青シーケンスを用いた反復グループでスクリーン１０を横ぎって夫々 形どりされている。異なる色のストライプが並んだ関係で基板１０上に形どりさ れていることは、４、　エツチング工程をドライエツチング処理で行う請求項１ 記載の方法。

５、　底部絶縁層は、薄膜積層体の他の層よりもエツチング処理に耐性のある組 成物の薄い誘電材料より成るエツチング阻止層を有する請求項３記載の方法。

６、（補正）エツチング阻止層はＡｌ２Ｏ３である請求項５記載の方法。

７、（補正）エツチング阻止層の厚さは約２００八である請求項６記載の方法。

８、　工程（ｅ）のエツチング処理は、各軍２の色発生けい光体のストライプが 第１の色発生けい光体のストライプと夫々僅かにオーバーラツプするように行わ れる請求項１記載の方法。

９、　工程（ｄ）と（ｅ）を第３の薄膜積層体で繰返し、第１．第２および第３ の色発生けい光体が赤、緑および青の可視光を夫々発生するようにした請求項８ 記載の方法。

１０、ドライエンチング処理は、薄膜積層体にフォトレジストマスクを置いてこ れ等薄膜積層体を電界中で腐蝕性ガスにさらすことより成り、前記のマスクは、 けい光体ストライプの寸法に対応した細長いフォトレジストストライプを有する 請求項４記載の方法。

１１、工程（ｅ）のエツチング処理において用いられるフォトレジストストライ プは、第２の色発生けい光体のストライプを第１の色発生けい光体のストライプ にオーバーラツプさせるのに十分な広い寸法にされる請求項１０記載の方法。

１２、（補正）第２および第３の薄膜積層体はエツチング阻止層を有する請求項 ９記載の方法。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．以下の工程なるより成ることを特徴とする多色ＴＦＥＬ表示スクリーンの製 造方法。 （ａ）基板上に第１の組の細長い透明電極を堆積し、（ｂ）この第１の組の電極 の上に第１の色発生けい光体の薄膜積層体を堆積し、 （ｃ）この薄膜積層体をエッチして前記の透明電極に対して直角に延在する前記 の第１の色発生けい光体の薄膜積層ストライプを残し、 （ｄ）前記の第１の色発生けい光体の薄膜ストライプの上に第２の色発生けい光 体の薄膜積層体を堆積し、（ｅ）この薄膜積層体をエッチし、前記の第１の色発 生けい光体のストライプに隣接して位置し且つ該ストライプに平行に延在する第 ２の色発生けい光体のストライプを残し、（ｆ）前記の第１および第２の薄膜積 層体のストライプ上に、これ等と同一線に延在するように第２の組の細長い電極 を堆積する。 ２．第１の組の透明電極は走査電極で，第２の組の電極はデータ電極である請求 項１記載の方法。 ３．第１および第２の薄膜積層体は，夫々底部絶縁層、けい光体層および頂部絶 縁層より成る請求項１記載の方法。 ４．エッチング工程をドライエッチング処理で行う請求項１記載の方法。 ５．底部絶縁層は、薄膜積層体の他の層よりもエッチング処理に耐性のある組成 物の薄い誘電材料より成るエッチング阻止層を有する請求項３記載の方法。 ６エッチング阻止層はＡｌ２Ｏ３である請求項６記載の方法。 ７．エンチング阻止層の厚さは約２００Åである請求項７記載の方法。 ８．工程（ｅ）のエッチング処理は、各第２の色発生けい光体のストライプが第 １の色発生けい光体のストライプと夫々僅かにオーバーラップするように行われ る請求項１記載の方法。 ９．工程（ｄ）と（ｅ）を第３の薄膜積層体で繰返し、第１，第２および第３の 色発生けい光体が赤、縁および青の可視光を夫々発生するようにした請求項８記 載の方法。 １０．ドライエッチング処理は、薄膜積層体にフォトレジストマスクを置いてこ れ等薄膜積層体を電界中で腐蝕性ガスにさらすことより成り、前記のマスクは、 けい光体ストライプの寸法に対応した細長いフォトレジストストライプを有する 請求項４記載の方法。 １１．工程（ｅ）のエッチング処理において、用いられるフォトレジストストラ イプは、第２の色発生けい光体のストライプを第１の色発生けい光体のストライ プにオーバーラップさせるのに十分な広い寸法にされる請求項１０記載の方法。 １２．第２および第３の薄膜積層体の底部絶縁層はエッチング阻止層を有する請 求項９記載の方法。