JPS59101795A - エレクトロルミネセンス薄膜表示装置 - 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】 発明の分野 本発明は二股にはエレクトロルミネセンス（ＥＬ）薄膜
表示装置および関連する製造プロセスに関する。詳しく
いうと、本発明はエレクトロルミネセンス薄膜表示装置
の螢光体（リン光体）薄膜の改良された電気的および化
学的保藤を可能にする誘電体層を有するエレクトロルミ
ネセンス薄膜表示装置に関する。

発明の背景 エレクトロルミネセンス薄膜表示装置の製造においては
、腹数の簿膜層がベースガラス基体上に被着される。こ
れらＭ膜層としては透明導体、背面′ｇ極、螢光体層、
および誘電体層がある。現在のプ日セスでは、イツトリ
アフィルムが被着された後で螢光体フィルムが被着され
、続いて第２のイツトリアフィルムが被着されている。

換言すると、螢光体フィルムが２つのイツトリアフィル
ムの間にサンドインチ状にはさまれている。後でざらに
詳細に記載するが、添付図面はガラス基体と保護ガラス
との間に配置される薄膜層の通常の順序を示す。

膜数のイツトリア誘電体フィルムの目的は螢光体フィル
ムに、電気的保自を提供することである。

これら誘電体フィルムは螢光体フィルムにエレクトロル
ミネセンス用の十分な大きさのＡＣ電圧を供給できるよ
うにする。螢光体の欠陥あるいは薄い領域における電気
的゛ブレークダウンは、誘電体フィルムがｌ：ｌ］加Ａ
Ｃ［圧の各半サイクルに流れる電荷を制−眼するので、
防止される。しがしながら、電荷の制限はイツトリアフ
ィルムが均一の厚すヲ有し、峻適であるときにのみ有効
である。もし、イツトリアフィルムの厚さが均一でない
場合には、イツトリアフィルム中の電界は均一でなくな
る〇流れる電荷の制限はイツトリアフィルム中の薄い点
に印加される電界によって決定される。イツトリアフィ
ルムは基体上の電極パターンの縁部上で薄くなる傾向が
あり、また螢光体フィルムに存在し得る隆起部上で薄く
なる傾向がある。イツトリアフィルムの厚さの不均一性
のために、電界が同様に不均一となり、その結果電気的
ブレークダウンレベルが比較的低くなり、動作するラン
プの輝度が制限される欠点がある。

発明の目的 従って、本発明の目的は螢光体薄膜の改良された電気的
および化学的保護を可能にする薄膜誘電体層を有するエ
レクトロルミネセンス＃膜表示装置Ｗ　？提供すること
である。

本発明の他の目的はエレクトロルミネセンス表示装置に
おける螢光体層の保護のために使用される、かつ動作ラ
ンプの輝度をより禽くするのに有用な改良された誘電体
フィルムを提供することである。

本発明の他の目的は螢光体層のいずれの側にも被着され
、湿気状態に対する保護および基体からのハロゲンイオ
ンの拡散に対する保護を含む螢光体層の改良された化学
的保護を特徴とする改良された薄膜誘電体層を提供する
ことである。

本発明の他の目的は螢光体薄膜層をサンドインチ状には
さむｉｔ体体膜膜層より均一な厚さに被着することがで
きるエレクトロルミネセンス薄膜表示装置を提供するこ
とである。

本発明の他の・目的は現存するａ′ｆ／Ｌ体層と比較し
てブレークダウン前の′電荷の流れるレベルをより大き
くすることができるように選択された螢光体薄膜に対す
る保護誘電体層を有するエレクトロルミネセンスｕ膜ｗ
示装置を提供することである。

発明の概要 本発明の上述のおよび他の目的を達成するために、従来
使用されているイツトリア誘電体＃膜よりも螢光体薄膜
に対してすぐれた電気的および化学的保護を提供するこ
とが分った窒化ケイ素誘電体薄膜が用意される。その上
、この改良された性能はエレクトロルミネセンス性能を
犠牲にすることなしに得られる。実際に、窒化ケイ素誘
電体簿膜は従来のイツ）　ＩＪア簿・膜′ｆｔ使用する
従来の表示装置と比較してＡＣサイクルの各半サイクル
により多くの電荷が派れることを可能にし、動作ランプ
の輝度をより高くする。また、窒化ケイ素は水あるいは
ＯＨイオンをより通さず、従って湿気のある雰囲気に存
在する悪影響から螢光体層を保護する。窒化ケイ素はハ
ロゲンイオンをより通さず、従ッテヘース基体からのか
かるハロゲンイオンの拡散に対する障壁となる。また、
窒化ケイ素はより均一な層に被着され、この窒化ケイ素
層が下側表面の凹凸部上に存在する領域において特に重
要であるより均一な厚さを提供することが分った。

本発明の多くの他の目的、特徴、および利点は添付図面
を参照しての以下の説明から明らかとなろう。

好ましい実施例の説明 前記したように、本発明によれば、螢光体層の電気的お
よび化学的保護を提供するために螢光体層のいずれの側
にも被着される窒化ケイ素誘電体フィルムが用意される
。窒化ケイ素フィルムはイツトリア誘電体フィルムの使
用によって提供された電気的および化学的保頗よりもす
ぐれた電気的および化学的保護を提供することが分った
。その上、この電気的および化学的保護、はエレクトロ
ルミネセンス性能を犠牲にすることなしに提供され、実
際に窒化ケイ素フィルムの使用により性能が高められる
。

窒化ケイ素はイツトリアよりも低い誘電率を有し、それ
だけでは気圧ブレークダウンがより高い誘電率のイツト
リアの場合よりも低い電荷レベルで生じるということが
予期される。しかしながら、窒化ケイ素はイツトリアよ
りも大きな絶縁耐力を有し、イツトリアフィルムと比較
して、ブレークダウンすることなしにより高い電界に耐
えることができ、従ってより大きな電荷に耐えることが
できるということが分った。窒化ケイ素のより高い絶縁
耐力は恐らく物質のバンドギャップに関係しているとい
うことが理論上、想定される。「バンドギャップ」は各
イオンから゛亀チを除去するのに必要なエネルギに関係
する。改良された電気的保護および化学的保纏は少なく
とも一部分は、窒化ケイ素が特質上、下側表面の凹凸部
上への付着に対して特に重要であるより均一な厚さに被
着されるという事実によるということも理論上想定され
ることである。

添付図面は本発明による装置を構成する際に使用できる
一連の薄膜層を示す。ガラス基体２０が設けられる。例
示の目的のために、図では各層はガラス基体２０から本
質的に分解された状態で示されている。しかしながら、
これら薄膜層のそれぞれが順次各層の上部に被着される
ということは理解されよう。これら層は背面ガラス２２
および関連する気密封止材２４によって保護される。次
に、これら層が！１１着される態様について詳細に記載
する。

図面に概略的に例示された薄膜層は透明導体２６．９面
電極２８、暗視野（ダーク・フィールド）層３０、およ
び螢光体層３２を含む。ｆＩＩＮプロセスにおいて、螢
光体薄膜層３２の被着の前に窒化ケイ素薄膜層３４が被
着され、その上に螢光体薄膜層６２が被着され、続いて
第２の窒化ケイ素薄膜層３６が被着される。従って、螢
光体層は本質的に２つの窒化ケイ素薄膜層３４．３６間
にサンドインチされている。

次に、窒化ケイ素の誘電体層によって製造されたランプ
の一例について説明する。このランプはスズ酸化物で破
門されたソーダ石灰フロートガラス基体上に一連の薄膜
を被着することによってつくられる。この被着はスパッ
タリングによって遂行される。透明導体としてスズ酸化
物を使用する他に、インジウム・スズ酸化物ご使用して
もよい。

基体は初めに真空下の炉内で、被着プロセスにおける任
意の他の時間に受ける温度よりも高い温度で焼成される
。スズ酸化物透明導体上に窒化ケイ素が被着される。こ
の被層は３μｍ（マイ□クロメードル）の圧力および１
００　［４ｃｍ”　７分（ｓ　ｅ　ｅ’ｍ　）の流盆の
窒素中で比較的低い基体温度においてマグネトロンプラ
ズマでケイ素ターゲットをスパッタリングすることによ
って行なわれる。この被着温度は例えば１ｓｏｎｍ（ナ
ノメートルンの厚さを提供するように一着期間中維持さ
れる。このプロセスの次のステップは基体を再加熱する
ことである。その後、例えば硫化亜鉛およびマンガンが
例えば５００ｎｍの厚さの螢光体層を提供するように既
知のスパッタリング技術によって被層できる。螢光体層
が被着された後、第２の窒化ケイ素フィルムが第１の窒
化ケイ素フィルムの場合と同じ態様で、しかし基体の加
熱なしに、被着される。

また、第２の窒化ケイ素層は窒素の存在下で冷却される
。被着プロセスの終りに、図面の順序で示すように、ア
ルミニウム電極が真空蒸着によって例えば約４００ｎｍ
の厚さに被着される。

窒化ケイ素の被着はケイ素ターゲットあるいは窒化ケイ
素ターゲットのいずれを使用してもよい。

より高い被着速度を望む場合には、スパッタリンクカス
はアルゴンを會んでもよい。スパッタリング技術に使用
される被着圧力は１〜２０μｍの範囲でよく、流量は、
残留ガス流量が低い場合には、１００標準ｃｍ”７分よ
り少なくてよい。

窒化ケイ素によって提供される電気的および化学的保護
の度合は少なくともある程度まで被着されたフィルムの
厚さに依存する。一般に、窒化ケイ素が構造上の完全性
（一体性）を保持するならば、厚さの増大は高い保護を
提供する。窒化シリコン薄膜の厚さは１５０ｎｍ程度で
ある”と前に記載した。実際には、厚さは１１００ｎ〜
５００ｎｍの軛１が好ましいことが分った。この脆囲よ
り小さい厚さは十分な保論を提供せず、またこの範四よ
り大きい厚さは（化ケイ素の構造上の完全性を劣化させ
る傾向がある。

上記ランプの例において、このランプが作動されたとき
に、電気的ブレークダウンが生じる前にｍ　＜’＋Ｍ流
１ノベルを４．３マイクロクーロン／　Ｃ１ｌ　”程度
の値にまで上昇させることができる。この値はイツトリ
ア保護のランプに関する電気的ブレークダウンが五４マ
イクロクーロン７ｃｍ”程度であるのと比較してすぐれ
ている。行なわれた測定においては、両ランプは約１０
０フィート−ランバートの輝度レベルで２４時間動作を
受けた。

不発明の一実施例を記載したけれど、本発明の範口内に
入る種々の他の実施例が意図されるということがこの分
野の技術者には明らかな筈である。

４、図面の　　な−日 添付図面は本発明の原理に従って構成された薄膜エレク
トロルミネセンス表示装置の薄膜層の一□ 構成を示す分解断面図である。

２０ニガラス基体 ２２：背面ガラス ２４：気密封止材 ２６：透＃Ｉ導体 ２Ｂ＝背面電極 ５０＝暗視野層 ３２：螢光体層 ３４：窒化ケイ素薄膜層 ３６：第２の窒化ケイ素薄膜層 ２ ６

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）螢光体層を含むＷ数の薄膜層を有するエレクトロ
   ルミネセンス薄膜１麦示装置において、前記螢光体層の
   保護のために前記螢光体層のそれぞれの側に被着された
   第１および第２の誘電体保護層を含み、該第１および第
   ２の両誘電体保護層が窒化ケイ素よりなり、前記螢光体
   層の電気的および化学的保護を強力にし、かつ均一な層
   厚に被着できるようにしたことを特徴とするエレクトロ
   ルミネセンス薄膜表示装置。
2. （２）　　前記節電体層が窒化ケイ素ターゲットからス
   パッタリングによって被着される特許請求の範囲第１項
   記載のエレクトロルミネセンス□薄膜表示装置。
3. （３）　　前記＃ｓ１！体層がケイ素ターゲットからス
   パッタリングによって被着される特許請求の範囲第１項
   記載のエレクトロルミネセンス＃［表示画Ｎ。
4. （４）前記スパッタリングが比較的低い基体温度で、約
   ３マイクＯメー）Ａ＋＋７３圧力、１００４＄ｃｍ”　
   ７分の施蓋・の窒素中でマグネトロンプラズマ中で遂行
   される特許請求の範囲第３項記載のエレクトロルミネセ
   ンス薄膜表示装置。
5. （５）　　前記窒化ケイ素が１５０ナノメートルの程度
   の厚さに被着される特許請求の範囲第１項記載のエレク
   トロルミネセンス薄膜表示装置。
6. （６）　　前記窒化ケイ素が１００〜３００ナノメート
   ルの範囲内の厚さに被着される特許請求の範囲第１項記
   載のニレ）トロルミネセンス薄膜表示装置。
7. （７）前記スパッタリングが１〜２０マイクロメートル
   の範囲の圧力で遂行される特許請求の範曲第１項記載の
   エレクトロルミネセンス薄膜表示装置。
8. （８）　　ブレークダウン電荷レベルが４．５マイクロ
   クーロン／　ｃｘｎ　”の程度である特許請求の範囲第
   １項記載のエレクトロルミネセンス薄ｍ表示装置。