JPH08510589A

JPH08510589A - カラー薄膜ｅｌディスプレイ

Info

Publication number: JPH08510589A
Application number: JP6525801A
Authority: JP
Inventors: ブジレク，ラッセル，エイ; モナーキー，ドミニク，エル; ポドバ，マイロスロウ; シュラム，エリオット; スワットソン，リチャード，アール
Original assignee: ウェスチングハウス・ノーデン・システムズ，インコーポレイテッド
Priority date: 1993-05-17
Filing date: 1994-05-17
Publication date: 1996-11-05
Also published as: TW273066B; EP0706748B1; KR960702727A; RU2131174C1; WO1994027418A1; US5445899A; CA2163102A1; EP0706748A1

Abstract

(57)【要約】多色ＴＦＥＬディスプレイは、透明電極と電気的接触状態にあり、ディスプレイの明るさを向上させる低抵抗金属アシスト構造と、ディスプレイのコントラストを向上させる光吸収性の黒ずんだ層とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】カラー薄膜ＥＬディスプレイ関連出願との相互参照本出願は、１９９２年６月１１日付けで出願され、同一の譲受人に譲渡され、共に係属中の出願第０７／８９７，２１０号（発明の名称：ＥＬディスプレイのための低抵抗で熱安定性を有する電極構造）、出願第０７／９９０，９９１号（発明の名称：昼光下で視やすい薄膜ＥＬディスプレイ）、出願第07／990,322号（発明の名称：黒ずんだ金属電極を有する昼光下で視やすい薄膜ＥＬディスプレイ）（弁護士整理番号Ｎ−１２２１）、及び出願第０７／９８９，６７２号（発明の名称：光吸収性物質の遷移組成層を有する昼光下で視やすい薄膜ＥＬディスプレイ）（弁護士整理番号Ｎ−１２２２）に関連する主題を含んでいる。技術分野本発明はＥＬ（エレクトロルミネセント）ディスプレイに関し、さらに詳細には、カラーＥＬディスプレイに関する。背景技術薄膜ＥＬ（ＴＦＥＬ）ディスプレイパネルは陰極線管（ＣＲＴ）及び液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のような他のディスプレイ技術に比べて幾つかの利点を有する。ＣＲＴと比べるとＴＦＥＬディスプレイパネルは必要とする電力が少なく、可視角が大きく、一段と薄い。また、ＬＣＤと比較して可視角が大きく、補助光源が不要であると共にディスプレイ面積を大きくできる。図１は典型的な従来型の単色（モノクローム）ＴＦＥＬディスプレイパネルを示す。このＴＦＥＬディスプレイはガラスパネル１１、複数の透明電極１２、第１の誘電体層１３、蛍光体層１４、第２の誘電体層１５、透明電極１２に直交する複数の金属電極１６を有する。透明電極１２は通常、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）であり、金属電極１６はアルミニウムが普通である。誘電体層１３，１５は蛍光体層１４を過大な直流電流から保護する。透明電極１２と金属電極１６の間にドライブエレクトロニクス１７により約２００ボルトの電圧を印加すると、誘電体層１３，１５と蛍光体層１４の間の界面の１つから電子が蛍光体層に侵入し、そこで急速に加速される。蛍光体層１４は通常、マンガンをドープしたＺｎＳよりなる。蛍光体層１４に入った電子はこのマンガンを励起し、マンガンが光子を放出する。光子は第１誘電体層１３、透明電極１２及びガラスパネル１１を通過して可視像を形成する。当該技術分野では、カラーＴＦＥＬパネルも公知である。一例として、１９８８年１月６日に発行され、ロックウエル・インターナショナル・コーポレイションに譲渡された米国特許第４，７１７，６０６号は、種々のドープ剤をＺｎＳホスト材料にイオン注入して多色ディスプレイを得る技術を開示している。しかしながら、公知の赤−緑−青（ＲＧＢ）カラーＴＦＥＬディスプレイに関する問題は、青の明るさが不足していることにある。最新型のカラーＴＦＥＬディスプレイは周囲光が少ない或る用途では満足できるが、より進んだ用途では、一層明るくコントラストが一層高いディスプレイ、より大型のディスプレイ、そして昼光下で視やすいカラーディスプレイが必要である。これらの問題を解決する試みにおいて、ＴＦＥＬ蛍光体を改善してディスプレイの明るさ、特に青色蛍光体の明るさを増強する多くの工業的研究及び開発が進行している。他方、ディスプレイに関する他の改良により、多色ＴＦＥＬディスプレイの明るさ及びコントラストが引き続き増強することになろう。発明の開示本発明の目的は、明るさ及びコントラストを向上させたカラーＴＦＥＬディスプレイを提供することにある。本発明のもう一つの目的は、製造が容易なカラーＴＦＥＬディスプレイを提供することにある。本発明によれば、明るさの向上したカラーＴＦＥＬディスプレイは、種々の活性剤及び共活性剤を注入したＺｎＳから成る蛍光体層を含み、光吸収性の黒ずんだ物質の層が、各透明電極の上に電気的接触状態にある低抵抗金属アシスト構造を有するカラーＴＦＥＬ内に設けられる。各透明電極のための低抵抗金属アシスト構造の存在と、ＺｎＳホスト材料内への蛍光体活性剤及び共活性剤の注入との相乗作用により、明るさが向上し、製造が容易な多色ＴＦＥＬディスプレイが得られる。多色ＴＦＥＬディスプレイへの光吸収性の黒ずんだ物質の層を付加することにより、ディスプレイのコントラストが向上する。本発明は、直射日光の下でも快適に視ることができる多色ＴＦＥＬディスプレイパネルを提供する。本発明の上記及び他の目的、特徴及び利点は、添付の図面に示す好ましい実施例についての以下の詳細な説明を読むと、明らかになろう。図面の簡単な説明図１は、従来型単色ＴＦＥＬディスプレイパネルを示す図である。図２は、本発明による多色薄膜ＥＬディスプレイを示す図である。図３は、プラセオジムの誘電定数とターゲット組成のグラフ図である。図４は、低抵抗金属アシスト構造の好ましい実施例を示す図である。図５は、複数の黒ずんだ後部金属電極を有する本発明の変形例を示す図である。図６は、光吸収性の黒ずんだ物質から成る勾配付きの層を有する本発明のもう一つの変形例を示す図である。図７は、光吸収性の黒ずんだ物質の層が蛍光体層第２の誘電体層との間に位置している本発明のさらにもう一つの変形例を示す図である。発明を実施するための最適モード本願は、「昼光下で視やすい薄膜ＥＬディスプレイ」を発明の名称とする1992 年12月16日出願の出願番号０７／９９０，９９１号の一部継続出願である。図２を参照すると、多色薄膜エレクトロルミネセント（ＴＦＥＬ）ディスプレイ２０は、ガラスパネル２３上に付着した複数の透明電極２２を含む。透明電極２２の各々は、電極抵抗を減少させるために透明電極２２の一部と電気的接触状態にある低抵抗金属アシスト構造２４を含む。各透明電極の抵抗を減少させることにより、ドライブエレクトロニクスは、再生速度を増大させ、それ故に一層明るいディスプレイを提供できる。というのは、明るさは、ディスプレイの再生速度に正比例するからである。多色ＴＦＥＬも又、第１の誘電体層２６、蛍光体層２８、第２の誘電体層３０、光吸収性の黒ずんだ物質の層３１、及び透明電極２２と直交して延びるセグメント状金属電極３２を含む。各セグメント状電極は、部分電極又は小電極３２ａ，３２ｂ，３２ｃ（例えば、ＲＧＢディスプレイについては３つ）から成り、これら小電極は各々、特定の画素サイトで所望の色を選択するために独立してアドレス可能である。各金属アシスト構造２４は、対応関係にある透明電極２２の長さ全体に渡って延び、ディスプレイ２０内の透明電極２２及び他の構成部材と適合性のある導電性金属から成る一または二以上の層を含むのが良い。金属アシスト構造２４により覆われる光透過領域を小さくするために、金属アシスト構造は透明電極２２の小部分だけを覆うようにする必要がある。例えば、金属アシスト構造２４は透明電極２２の約１０％またはそれ以下を覆うのが良い。従って、幅が約２５０μｍ（１０ミル）の典型的な透明電極２２では、金属アシスト構造２４と透明電極のオーバーラップの大きさを約２５μｍ（１ミル）またはそれ以下にする必要がある。オーバーラップを約６μｍ（０．２５ミル）乃至約１３μｍ（０．５ミル）の小さいものにすることが望ましい。金属アシスト構造２４と透明電極２２のオーバーラップをできるだけ少なくする必要があるが、金属アシスト構造は電気抵抗を小さくするためにできるだけ幅広にする必要がある。例えば、幅が約50μｍ（２ミル）乃至約７５μｍ（３ミル）の金属アシスト構造２４が望ましい。これら２つの設計パラメータは、金属アシスト構造２４を透明電極だけでなくガラスパネル２３ともオーバーラップさせることにより満足することができる。現在の製造方法により、金属アシスト構造２４の厚さを第１誘電体層２６の厚さに等しいかそれ以下にして第１誘電体層２６が透明電極２２及び金属アシスト構造を適当に覆うようにする必要がある。例えば、金属アシスト構造２４は厚さを約250 ｎｍ以下にすることができる。好ましくは、金属アシスト構造２４の厚さを約２００ｎｍ以下、例えば１５０ｎｍ乃至約２００ｎｍにする。しかしながら、製造方法の改善により金属アシスト構造２４を第１誘電体層２６よりも厚くするのが実用的であるかもしれない。光吸収性の黒ずんだ物質の層３１は、アルミニウムの後部電極３２により反射される周囲光の量を減少させることによってディスプレイのコントラストを改善する。黒ずんだ物質の層３１はアルミニウムの後部電極３２と直接接触し、その抵抗率は後部電極間の漏洩電流に起因するその後部電極３２の間の電気的クロストークを充分に減少できるほどの大きさでなければならない。好ましくは、この黒ずんだ物質の抵抗率は少なくとも１０⁸オーム／ｃｍでなければならない。黒ずんだ物質の層３１はまた第２誘電体層３０の誘電定数（比誘電率）と少なくとも等しいかそれよりも大きい誘電定数をもつ必要があり、その好ましい誘電定数の値は７よりも大きい。拡散反射率を0.5％より小さくするため、この黒ずんだ物質は約１０⁵／ｃｍの光吸収係数をもたねばならない。黒ずんだ物質の層31の候補材料としては、Ｇｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳｅ、Ｓｂ₂ Ｓ₃、ＧｅＮ及びＰｒＭｎＯ₃がある。Ｇｅの使用では充分な成功が得られなかった。より適当な材料としては、その高いブレークダウンしきい値からＧｅＮがあろう。適当な組成のＰｒＭｎＯ₃は１０⁸オーム／ｃｍより大きい抵抗率と、２００と３００の間の誘電定数と、５００ｎｍで１０⁵／ｃｍよりも大きい光吸収係数を有する。これらの特性の組み合わせでこのＰｒＭｎＯ₃は好ましい黒色の層の材料となる。Ｐｒ−Ｍｎ酸化物薄膜、はＲＦスパッタリング法を用い、基板温度を２００℃乃至３５０℃の範囲にして、ＡｒまたはＡｒ＋Ｏ₂の雰囲気中で付着させることができる。図３は、このＰｒＭｎＯ₃の抵抗率と誘電定数をＰｒ− Ｍｎ酸化物薄膜の組成を変えることにより特定の用途に適合するように調整できることを示している。ライン３５に沿って示すこのＰｒＭｎＯ₃で得られる極端に高い誘電定数は、ディスプレイのしきい電圧を顕著に増加させずにＰｒＭｎＯ₃ を使用できることを示唆していることに注意されたい。図４を参照すると、金属アシスト構造２４の好ましい実施例は、接着層４０、第１の耐熱金属層４２、主要導体層４４、第２の耐熱金属層４６をサンドイッチしたものである。接着層４０は金属アシスト構造２４のガラスパネルと透明電極２２への接着を促進する。この接着層は、ガラスパネル２３、透明電極２２及び第１耐熱金属層４２に、接着層４０或いは他の任意の層をこれらの構造からの剥がすように作用する応力を発生させずに、接着できる任意の導電性金属或いは合金を含むことができる。適当な金属としてはＣｒ、Ｖ、Ｔｉがある。Ｃｒは容易に蒸発して良好な接着を与える点で好ましい。好ましくは、接着層４０の厚さを接触する構造体間に安定な接合が形成されるに必要な値に限定する。例えば、接着層４０はその厚さを約１０ｎｍ乃至約２０ｎｍにする。第１耐熱金属層４２がガラスパネル２３及び透明電極２２と安定で低応力の接合を形成するものであれば、接着層４０は不要であろう。その場合、金属アシスト構造２４は２つの耐熱金属層４２，４６と主要導体層４４の３層だけで形成できる。耐熱金属層４２，４６は、ディスプレイを以下に述べるようにアニーリングして蛍光体層を活性化する際、主要導体層４４が酸化されないように保護すると共に、この主要導体層が第１誘電体層２６及び蛍光体層２８内へ拡散しないようにする。従って、耐熱金属層４２，４６はアニーリング温度で安定であり、主要導体層４４への酸素の浸透を阻止することができ、また第１誘電体層２６または蛍光体層２８への主要導体層４４の拡散を阻止できる金属または合金を含む必要がある。適当な金属としてはＷ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｏｓがある。耐熱金属層４２，４６の厚さは共に最大約５０ｎｍである。耐熱金属層の抵抗率は主要導体層４４の抵抗率よりも高いため、耐熱金属層４２，４６をできるだけ薄くして主要導体層４４をできるだけ厚くする必要がある。好ましくは、耐熱金属層４２，４６の厚さは約２０ｎｍ乃至約４０ｎｍである。主要導体層４４は金属アシスト構造２４を流れる電流の大部分を導通させる。この主要導体層はＡｌ、Ｃｕ、ＡｇまたはＡｕのような導電率の高い金属または合金で形成できる。Ａｌは導電率が高く、コストが低く、後の処理との適合性がよいため好ましい。主要導体層４４は金属アシスト構造２４の導電率を最大にするためできるだけ厚くする必要がある。その厚さは金属アシスト構造２４全体の厚さと他の層の厚さとにより制限を受ける。例えば、主要導体層４４の厚さは最大約２００ｎｍである。主要導体層４４の厚さは好ましくは約５０ｎｍ乃至約１８０ｎｍである。本発明のＴＦＥＬディスプレイは所望の構造を形成する任意の方法で製造可能である。透明電極２２、誘電体層２６，３０、蛍光体層２８及び金属電極３２は当業者に知られた従来の方法で形成できる。金属アシスト構造２４は、エッチバック（etch-back）法、リフトオフ（lift-off）法、或いは他の任意適当な方法で形成可能である。図２に示すようなＴＦＥＬディスプレイを製造する第１のステップとして、適当なガラスパネル２３の上に透明な導体の層を付着させる。ガラスパネルとしては、以下に述べる蛍光体のアニーリングに耐え得る任意の耐熱ガラスを用いることができる。例えば、ガラスパネルとしてコーニング7059（Corning Glassworks ,Corning，NY）のようなホウケイ酸ガラスがある。透明な導体としては、導電性で所望の用途にとって充分な光透過性を持つ任意適当な材料を用いる。例えば、透明な導体としてＩＴＯがあるが、これは約１０モル％のＩｎを含み、導電性を有し、約２００ｎｍの厚さで約８５％の光透過性を有する遷移金属の半導体である。透明な導体としては、ガラスを完全に覆い所望の導電性を与える任意適当な厚さのものでよい。適当なＩＴＯ層がすでに付着されたガラスパネルはドネリー社（Donnelly Corporation，Holland，MI）から購入することが可能である。本発明のＴＦＥＬディスプレイを製造する残りの工程については、透明電極としてＩＴＯを用いる例を説明する。当業者にとっては別の透明な導体を用いる方法も同様であることが分かるであろう。ＩＴＯ電極２２は従来のエッチバック法又は他の任意適当な方法によりＩＴＯ層として形成可能である。例えば、ＩＴＯ電極２２となるＩＴＯ層の一部を浄化して耐エッチング剤マスクで覆うことができる。耐エッチング剤マスクは、ＩＴＯ層に適当なホトレジスト化学物質を適用し、このホトレジスト化学物質に適当な波長の光を露光し、ホトレジスト化学物質を現像することによって形成可能である。２−エトキシエチルアセテート、ｎ−ブチルアセテート、キシレン及びキシロールを主要成分として含むホトレジスト化学物質は本発明にとって適当である。かかるホトレジスト化学物質の一つとしてＡＺ４２１０ホトレジスト（Hoec hst Celanese Corp.，Somerville，NJ）がある。ＡＺ現像剤（Hoechst Celanese Corp.，Somerville，NJ）は、ＡＺ４２１０ホトレジストに適合する知的財産権に係わる現像剤である。他の市販のホトレジスト化学物質及び現像剤も本発明にとって適当であろう。ＩＴＯのマスクで覆わなかった部分は適当なエッチング剤で除去してＩＴＯ層にＩＴＯ電極１２の側部を画定するチャンネルを形成する。エッチング剤は、マスクで覆ったＩＴＯ又はマスクで覆わなかったＩＴＯの下にあるガラスに損傷を与えずにマスクで覆わなかったＩＴＯを除去できなければならない。適当なＩＴＯエッチング剤は、約1000mlの水、約2000mlのＨＣｌ、及び約３７０ｇの無水ＦｅＣｌ₃を混合することにより調製可能である。このエッチング剤は約５５℃で用いると特に効果的である。マスクで覆わなかったＩＴＯを除去するに必要な時間はＩＴＯ層の厚さによる。例えば、厚さ３００ｎｍのＩＴＯ層は約２分で除去することができる。ＩＴＯ電極２２の側部は図示のように面取りをして第１誘電体層２６がＩＴＯ電極を適当に覆うことができるようにする必要がある。ＩＴＯ電極２２の大きさと間隔はＴＦＥＬディスプレイの寸法による。例えば、高さ１２．７ｃｍ（５インチ）、幅１７．８ｃｍ（７インチ）の典型的なディスプレイに、厚さ約３０ｎｍ、幅約２５０μｍ（１０ミル）で、間隔が約１２５μｍ（５ミル）のＩＴＯ電極２２を形成できる。エッチング終了後、耐エッチング剤マスクを、水酸化テトラメチルアンモニウムを含むもののような適当なストリップ剤で除去する。ＡＺ４００Ｔホトレジストストリップ剤（Hoec hst Celanese Corp.）はＡＺ４２１０ホトレジストと適合する市販の製品である。他の市販のストリップ剤にもまた本発明に適合するものがある。ＩＴＯ電極２２を形成した後、金属アシスト構造を形成する金属の層を均一な組成と抵抗の層を形成できる従来の方法によりＩＴＯ電極の上に付着させる。適当な方法としてはスパッタリング及び熱蒸着がある。好ましくは、全ての金属層を単一の工程で付着させ、金属界面の酸化や表面汚染を防止することによって接着性を向上させる。モデルＶＥＳ−２５５０（Airco Temescal，Berkley，CA）のような電子ビーム蒸着装置、或いは３またはそれ以上の金属源を使用できる任意のそれに匹敵する装置を用いることができる。金属層はそれらがＩＴＯに近い順にパネルの表面全体に亘って所望の厚さに付着させる必要がある。金属アシスト構造２４は、エッチバックを含む任意適当な方法により金属層として形成できる。金属アシスト構造２４となる金属層の部分は、従来の方法で市販のホトレジスト化学物質より形成した耐エッチング剤マスクで覆うことができる。ＩＴＯを覆うのに用いると同じ方法及び化学物質を金属アシスト構造２４に対して使用することができる。金属層のマスクで覆わない部分は一連のエッチング剤によりそれらが付着されたとは逆の順序で除去する。エッチング剤はパネル上の他の任意の層に損傷を与えずに単一の、マスクで覆われていない金属層を除去できるものでなければならない。適当なタングステンエッチング剤は約４００ mlの水、約５mlの３０重量％のＨ₂Ｏ₂の溶液、約３ｇのＫＨ₂ＰＯ₄、約２ｇのＫＯＨを混合することにより調製できる。約４０°Ｃで特に効果的であるこのエッチング剤は約４０ｎｍのタングステン耐熱金属層を約３０秒で除去できる。適当なアルミニウムエッチング剤は約２５mlの水、約１６０mlのＨ₃ＰＯ₄、約１０ml のＨＮＯ₃、約６mlのＣＨ₃ＣＯＯＨを混合することによって調製可能である。室温で効果的なこのエッチング剤は、約１２０ｎｍのアルミニウム主要導体層を約３分で除去できる。ＨＣｌＯ₄及びＣｅ（ＮＨ₄）₂（ＮＯ₃）₆を含む市販のクロムエッチング剤はクロム層に用いることができる。ＣＲ−７ホトマスク（Cyante k Corp.，Fremont，CA）は本発明に適合する１つのクロムエッチング剤である。このエッチング剤は約４０°Ｃで特に効果的である。他の市販のクロムエッチング剤もまた本発明に適合する。ＩＴＯ電極２２に関しては、段部を適切に遮蔽できるように金属アシスト構造２４の側部を面取りする必要がある。誘電体層２６，３０はスパッタリングまたは熱蒸着を含む任意適当な従来方法によりＩＴＯライン２２及び金属アシスト構造２４の上に付着させることができる。２つの誘電体層２６，３０は約８０ｎｍ乃至約２５０ｎｍのような任意適当な厚さでよく、蛍光体層２８を過大な電流から保護するためキャパシタとして作用可能な任意の誘電体により形成すればよい。好ましくは、誘電体層２６，３０の厚さは約２００ｎｍであり、ＳｉＯｘＮｘよりなる。多色（例えば、ＲＧＢ）ＴＦＥＬディスプレイが得られるよう、蛍光体層２８は、任意のＴＦＥＬ蛍光体、例えば、種々の活性剤及び共活性剤（co-activator ）をドープしたＺｎＳであるのが良い。好ましくは、蛍光体層２８の厚さは、約１０００ｎｍである。一法として、ＭＯＣＶＤ（金属有機物化学蒸着）法を利用して蛍光体層２８のＺｎＳホスト材料を付着させる。ＭＯＣＶＤ法は、比較的低温で化学量論的量を正確に制御すれば単結晶又は非常に大きな粒の多結晶膜（フィルム）を形成する。ＴＦＥＬ蛍光体を蒸着させる際におけるＭＯＣＶＤ法の主要な利点は、成長速度が高いこと（典型例では、１０Å／秒）及び均一性、結晶度及びドーピングプロフィールに関する制御性が優れていることである。蛍光体活性剤及び共活性剤をＺｎＳホスト材料内に導入するためにイオン注入法を利用するのが良い。というのは、これにより周知のやり方でシャドーマスキング法又はホトレジストマスキング法を用いて互いに異なるについて活性剤及び共活性剤を注入できるからであり、かくして従来行われていた幾つかの石版印刷ステップ、エッチングステップ及び蒸着ステップが不要になる。米国特許第４，７１７，６０６号、第４，９８７，３３９号、第５，０４７，６８６号及び第５，１０４，６８３号はそれぞれＴＦＥＬ活性剤及び共活性剤のためのイオン注入法を開示している。蛍光体層への活性剤及び共活性剤のためのイオン注入は、ＺｎＳホスト材料塊が注入されたイオンによる損傷も汚染もされないような方法で行われる。さらに、ＺｎＳホスト材料内における注入活性剤及び共活性剤の局在化により、ＺｎＳホスト材料の非ドープ部分内の高エネルギー電子の密度が増大する。その結果、高エネルギー電子数が増大し、それにより活性剤中の光学的に活性の遷移元素の励起速度及び蛍光体の輝度出力が増大し、それ故にディスプレイの明るさが増大する。種々の活性剤及び共活性剤のイオン注入を、Varian-ＤＦ−４イオン注入装置を用いて実施できる。代表的なイオン注入パラメータを次の表に示す。蛍光体層２８及び第２の誘電体層３０の付着後、ディスプレイを無酸素環境（例えば、窒素）中で約１時間かけて約５００℃まで加熱して蛍光体をアニーリングする。蛍光体層２８のアニーリング後、金属電極３２をエッチバック法又はリフトオフ法を含む任意適当な方法により第２の誘電体層３０上に形成する。金属電極３２を任意の高導電率材料、Ａｌで作るのが良い。ＩＴＯ電極の場合におけるように、金属電極３２ａ，３２ｂ，３２ｃの大きさ及び間隔は、ディスプレイの寸法形状で決まる。例えば、高さ１２.７cm（５インチ）、幅１７.８cm（７インチ）の代表的なＴＦＥＬディスプレイは、厚さが約１００ｎｍ、幅が約２５０μｍ（１０ミル）、相互離隔距離が約１２５μｍ（５ミル）の金属電極を有するのが良い。金属電極３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、格子を形成するようＩＴＯ電極２２に対して垂直であるべきである。図５を参照すると、ＴＦＥＬディスプレイパネルのコントラストを改善するための変形構造５０は、複数の黒ずんだ後部電極５２を含む。図２に示すような光吸収性の黒ずんだ物質から成る別個の層を利用するのではなく、図５の実施例は複数の黒ずんだ後部電極５２を採用している。好ましくは、後部電極５２はＡｌであり、酸化により黒くされ、所要の光吸収性を達成している。黒ずんだＡｌ電極をアルゴンガス雰囲気中でＲＦスパッタリング法により製造するのが良い。後部電極を得るためにＡｌ層をスパッタリングする初期段階において酸素を混合することにより、第２の誘電体層３０と接触状態にあるＡｌの一部５３が酸化される（即ち、黒くなる）。黒くならないＡｌの残部を、酸素を全く導入しないで従来の方法で付着させる。酸化処理された層の厚さは、所望の光吸収特性の関数として様々である。しかしながら、一般に、後部電極の酸化部分５３は、後部電極の全厚の比較的僅かな割合であり、従って、各後部電極の全体的な抵抗に及ぼす影響は殆ど無い。一例として、酸化層５３が後部電極全厚の１０％を占めるとき、以下のパラメータであると仮定して、後部電極の総抵抗は約１１％増大するに過ぎない（例えば、約１２６Ω〜約１４０Ω）。後部電極長さ＝４.７インチ後部電極幅＝０.０１０インチ後部電極厚さ＝１０００Å 酸化厚さ＝１００Å Ａｌ抵抗率＝０.２６９Ω／ｓｑ（１０００Ａ）後部電極５２相互間の中でガラスパネル２３からの周囲光の反射に起因して存在する場合のあるストライプ状の外観を防止するため、黒色のエポキシ被膜（図示せず）をガラスパネル５０に被着させるのが良い。エポキシ被膜の反射率及び色を黒ずんだ電極の黒ずんだ陽極化表面に厳密に適合させて均一に黒ずんだディスプレイが得られるようにする必要がある。光吸収性の黒ずんだ層６２を有するＴＦＥＬディスプレイパネルのもう一つの実施例６０が図６に示されている。この実施例は、図２に示す実施例に似ているが、重要な相違点は、この実施例の光吸収性層６２は、勾配の付いた（graded）光吸収性層であり、その材料は第２の誘電体層３０について用いられた材料に過ぎず、新規な材料ではないということである。勾配付きの黒ずんだ層は、高品質の光吸収性層を提供する非化学量論的珪素窒化物（ＳｉＮｘ）であり、標準的な誘電付着法（dielectric deposition process）の間、窒素／アルゴンガス流比を調節することによりかなり容易に作ることができる。図７は、本発明の更にもう一つの変形例７０を示している。図７の実施例７０は、図２の実施例と似ているが、これら２つの実施例は主として、黒ずんだ層３１と第２の誘電体層３０の位置が逆であるという点に相違がある。図７に示す実施例中の残りの層は、図２の実施例と同一又は実質的に同一の材料でできている。図２、図５、図６及び図７に示す実施例に加えて、本発明の多色ＴＦＥＬディスプレイの構成は、低抵抗の透明電極と光吸収性の黒ずんだ物質の組合せから利点が得られるものであれば任意のもので良い。本発明は、従来技術と比べて幾つかの利点を有している。例えば、低抵抗の電極と光吸収性の黒ずんだ物質の層の組合せにより、多色ＴＦＥＬディスプレイは全てのサイズのものについて一層明るくなる。これにより、大型の多色ＴＦＥＬディスプレイ、例えば、約９１cm（３６インチ）×９１cmのディスプレイが製造可能となる。というのは、低抵抗の電極が、パネル全体にわたり均一の明るさを得るのに充分な電流をパネルの全ての部品に与えることができ、しかも黒ずんだ層の物質が周囲光の反射を減少させてパネルのコントラストを改善するからである。低抵抗の電極及び黒ずんだ層を備えたディスプレイは、昼光下でも直に視やすい多色ＴＦＥＬディスプレイを得るのに充分なコントラストを達成する際に重要である。本発明は、活性剤及び共活性剤を注入するイオン注入法を利用する多色ＴＦＥＬディスプレイに限定されず、熱拡散法又は他の周知の方法のうち任意のものを使用しても良い。本発明を好ましい実施例について図示説明したが、当業者であれば、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、開示した実施例に関する種々の他の変形、省略及び付加を想到できることは理解されるべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者モナーキー，ドミニク，エルアメリカ合衆国，コネチカット州 06851, ノーウォーク，ウェイフェアリング・ロード５ (72)発明者ポドバ，マイロスロウアメリカ合衆国，コネチカット州 06492, ウォーリングフォード，ハイヒル・ロード 87 (72)発明者シュラム，エリオットアメリカ合衆国，ニュージャージー州 07712，ウエイサイド，マホラス・ドライブ４ (72)発明者スワットソン，リチャード，アールアメリカ合衆国，コネチカット州 06611, トランブル，ヘッジホッグ・ロード 21

Claims

【特許請求の範囲】１．多色ＥＬディスプレイパネルであって、ガラス基板と、前記ガラス基板上に付着され、それぞれの一部の上に金属アシスト構造が電気的接触状態に形成された複数の平行な透明電極と、前記複数の透明電極の上に付着された第１の誘電体層と、前記第１誘電体層の上に付着され、カラー蛍光体が得られるよう種々の活性剤及び共活性剤を注入した蛍光体層と、前記蛍光体層の上に付着された第２の誘電体層と、前記第２誘電体層の上に付着され、反射光を減少させる、光吸収性の黒ずんだ物質の層と、各々が前記光吸収性の黒ずんだ物質層の上方に平行に付着された複数の金属電極とより成るＥＬディスプレイパネル。２．前記金属アシスト構造の各々は、第１の耐熱金属層と、第１耐熱金属層の上に形成された主要導体層と、主要導体層の上に形成された第２の耐熱金属層とより成り、第１及び第２耐熱金属層はＥＬディスプレイが前記蛍光体層を活性化するためアニーリングされるとき主要導体層を酸化しないように保護することができる、請求項１の昼光下で視やすいＥＬディスプレイパネル。３．前記金属アシスト構造は前記透明電極の約１０％またはそれ以下を覆う、請求項２の昼光下で視やすいＥＬディスプレイパネル。４．前記光吸収性の黒ずんだ物質層はＰｂＭｎＯ₃である、請求項２の昼光下で視やすいＥＬディスプレイパネル。５．前記光吸収性の黒ずんだ物質層の抵抗率は少なくとも１０⁸オーム／cmである請求項１の昼光の下で視やすいＥＬディスプレイパネル。６．前記光吸収性の黒ずんだ物質層はＧｅＮである、請求項１の昼光下で視やすいＥＬディスプレイパネル。７．前記金属アシスト構造の端縁部は面取りされている、請求項２の昼光下で視やすいＥＬディスプレイパネル。８．前記光吸収性の黒ずんだ物質層は、光吸収性の黒ずんだ物質の勾配付きの層である、請求項７の昼光下で視やすいＥＬディスプレイパネル。９．光吸収性の黒ずんだ物質の前記勾配付きの層は、非化学量論的珪素窒化物（ＳｉＮｘ）である、請求項８の昼光下で視やすいＥＬディスプレイパネル。 10．前記金属アシスト構造は、前記第１耐熱金属層と透明電極との間に形成された接着層を更に有し、前記接着層は透明電極と前記第１耐熱金属層に接着可能である、請求項２の昼光下で視やすいＥＬディスプレイパネル。 11．前記金属アシスト構造は前記透明電極の約１０％またはそれ以下を覆う、請求項１０の昼光下で視やすいＥＬディスプレイパネル。 12．前記光吸収性の黒ずんだ物質層はＰｂＭｎＯ₃である、請求項１１の昼光下で視やすいＥＬディスプレイパネル。 13．前記光吸収性の黒ずんだ物質層の誘電定数は少なくとも７である、請求項12 の昼光下で視やすいＥＬディスプレイパネル。 14．前記光吸収性の黒ずんだ物質層の吸収定数は約１０⁵／cmである、請求項13 の昼光下で視やすいＥＬディスプレイパネル。 15．前記光吸収性の黒ずんだ物質層はＧｅＮである、請求項１４の昼光下で視やすいＥＬディスプレイパネル。 16．前記金属アシスト構造の端縁部は面取りされている、請求項１５の昼光下で視やすいＥＬディスプレイパネル。 17．前記光吸収性の黒ずんだ物質層は、光吸収性の黒ずんだ物質の勾配付きの層である、請求項１６の昼光下で視やすいＥＬディスプレイパネル。 18．光吸収性の黒ずんだ物質の前記勾配付きの層は、非化学量論的珪素窒化物（ＳｉＮｘ）である、請求項１７の昼光下で視やすいＥＬディスプレイパネル。 19．多色ＥＬディスプレイパネルであって、ガラス基板と、前記ガラス基板上に付着され、それぞれの一部の上に金属アシスト構造が電気的接触状態に形成された複数の平行な透明電極と、前記複数の透明電極の上に付着された第１の誘電体層と、前記第１誘電体層の上に付着され、カラー蛍光体が得られるよう種々の活性剤及び共活性剤を注入した蛍光体層と、前記蛍光体層の上に付着され、反射光を減少させる、光吸収性の黒ずんだ物質の層と、前記光吸収性の黒ずんだ物質の層の上に付着された第２の誘電体層と、各々が前記光吸収性の黒ずんだ物質層の上方に平行に付着された複数の金属電極とより成るＥＬディスプレイパネル。 20．多色ＥＬディスプレイパネルであって、ガラス基板と、前記ガラス基板上に付着され、それぞれの一部の上に金属アシスト構造が電気的接触状態に形成された複数の平行な透明電極と、前記複数の透明電極の上に付着された第１の誘電体層と、前記第１誘電体層の上に付着され、カラー蛍光体が得られるよう種々の活性剤及び共活性剤を注入した蛍光体層と、前記蛍光体層の上に付着された第２の誘電体層と、各々が前記光吸収性の黒ずんだ物質層の上方に平行に付着された複数の金属電極とより成り、金属電極の各々は、第２の誘電体層と前記金属電極の導電性部分との間に設けられた光吸収性の黒ずんだ物質の層を有するＥＬディスプレイパネル。