(57)【要約】本発明は、封止された厚膜誘電体ディスプレイであって、厚膜誘電体ディスプレイ構造と、そのディスプレイ構造の上に配置された接着層と、を備えるディスプレイである。発明は、また、カバープレートの下側と、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの表面と、に接着される接着層を備えるシールを提供する。シールは、ディスプレイコンポーネントが空気中の汚染物質にさらされることを十分に抑止する。
2009541948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機又はポリマー材料である接着層であって、前記接着層は厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイ内に接着されて前記厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイを封止する接着層であり、前記接着層が、
厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの各層と反応する水分および空気中の汚染物質の侵入を低減する機能、
厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイ内で動作の際に生成された気体・蒸気類を封じ込めることを支援する機能、
厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの劣化を引き起こす化学反応を抑制する機能、
厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイ内の圧力を封じ込める機能、
厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの全体的な機械的一体性を強化する機能、
機械的応力および熱応力に耐える機能の１つ以上の機能を有している接着層。
【請求項２】
前記封止された厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイは、前記接着層を前記ディスプレイのカバープレートの下側に備えている請求項１に記載の接着層。
【請求項３】
前記有機材料はある有機材料である請求項１または２に記載の接着層。
【請求項４】
前記有機材料は、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＴＰＵ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）および他の熱可塑性あるいは熱的に硬化可能な接着有機材料からなる群から選択される請求項３に記載の接着層。
【請求項５】
接着層が硬化した際、接着層の光学的屈折率が、ディスプレイ内の光学的に透明なカバープレートと等しいか、それ未満である請求項１〜４のいずれかに記載の接着層。
【請求項６】
前記接着層は、０．０５〜０．５ｍｍの厚さを有する請求項５に記載の接着層。
【請求項７】
ディスプレイサブストラクチャと、
前記ディスプレイサブストラクチャ上に配置される接着層と、
前記接着層上に配置されるカバープレートとを備える封止された厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイであって、前記接着層がカバープレートをディスプレイサブストラクチャに接着している封止されたディスプレイ。
【請求項８】
ディスプレイサブストラクチャが、順に、基板と、下部電極と、その上に平滑化層に有する厚膜誘電体層と、蛍光体層と、薄膜誘電体層と、インジウムスズ酸化物層を備えるサブピクセル列と、色変換層とを備えている請求項７に記載の封止されたディスプレイ。
【請求項９】
ディスプレイサブストラクチャの色変換層は、カバープレートの下側に直接隣接して配置されており、接着層は色変換層の下側に直接隣接して配置されている請求項８に記載の封止されたディスプレイ。
【請求項１０】
前記接着層が、有機材料あるいはポリマー材料である請求項７、８又は９に記載の封止されたディスプレイ。
【請求項１１】
前記有機材料は、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＴＰＵ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）および他の熱可塑性あるいは熱的に硬化可能な接着有機材料からなる群から選択される請求項１０に記載の封止されたディスプレイ。
【請求項１２】
接着層が硬化した際、接着層の光学的屈折率が、ディスプレイ内の光学的に透明なカバープレートと等しいか、それ未満である請求項７に記載の封止されたディスプレイ。
【請求項１３】
前記接着層は、０．０５〜０．５ｍｍの厚さを有する請求項７〜１２のいずれかに記載の封止されたディスプレイ。
【請求項１４】
封止された厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイを作成する方法であって、
（ａ）接着層をカバープレートの下側への配置し、
（ｂ）他のそれ以外の厚膜エレクトロルミネセンスディスプレイのコンポーネントに、（ａ）を位置あわせして接着することを備える方法。
【請求項１５】
ステップ（ｂ）を、密封された空気が除去された減圧状態において行う請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ディスプレイを加熱する請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
圧力を、加熱されたディスプレイ、カバープレートおよび接着層に印加して、前記封止されたディスプレイを形成する請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
圧力を０．５〜１ミリトルとする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ディスプレイを、１２０℃〜２００℃の温度へ加熱する請求項１６、１７および１８に記載の方法。
【請求項２０】
厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイのコンポーネントが、順に、基板と、下部電極と、上に平滑化層に有する厚膜誘電体層と、蛍光体層と、薄膜誘電体層と、インジウムスズ酸化物層を備えるサブピクセル列と、色変換層とを備える請求項１４〜１９のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエレクトロルミネセンスディスプレイに関する。特に、本発明は、封止された厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイ、封止された厚膜誘電体エレクトロルミネッセンス装置および製造方法に関する。本発明は、より具体的には、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイ内に配置され、ディスプレイを封止しディスプレイコンポーネントが空気中の汚染物質にさらされることを十分に抑止する接着層に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜蛍光体および厚膜誘電体層を用いるフルカラー厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイは、従来の薄膜エレクトロルミネセンスディスプレイと比較してより高い輝度と優れた信頼性とを提供する。しかし、これらのディスプレイにおいて用いられる蛍光体材料、絶縁体材料および厚膜誘電体層は、水や他の空気中の蒸気との反応により劣化しやすい。さらに、厚膜誘電体層は、ディスプレイ構造とその動作の際に不都合に反応する水や他の汚染物質に対する貯蔵所として機能するおそれがある。一般に、空気中の汚染物質は、エレクトロルミネセンスディスプレイの寿命を短くすることが知られており、したがって、これらのエレクトロルミネセンスディスプレイを保護し、これらのエレクトロルミネセンスディスプレイに対するダメージ最小限にするために、種々のタイプのシールが、ディスプレイに組み込まれるよう開発されている。
【０００３】
米国特許６，７７１，０１９号（全趣旨を参照することによりここに取り込む）は、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイにおいて周辺シールの使用を開示している。簡潔には、薄膜蛍光体は、典型的に、１組のアドレス指定できる電極の間に挟持され、そして水や空気中の汚染物質を通さない耐熱性の基板上で加工される。蛍光体材料は、電極間で生成された電界の印加によってアクティブにされる。基板とカバープレートとの間の蛍光体材料、誘電体層および電極を保護するために、化学的に不浸透性のカバープレートが、典型的には、加工されたディスプレイ上に配置され、そして、基板と周辺シールを有するカバープレートとの間で封止される。ある場合には、カバープレートは、ディスプレイの表示側にある。その場合には、光学的に透明でなければならない。また、他の場合において、ディスプレイは光学的に透明な表示側の基板上に構成され、カバープレートは見る側の反対側に配置される。
【０００４】
周辺シールの有効性は、ディスプレイ基板とディスプレイのためのカバープレートとの間の異なる熱膨張により生成される応力による、シーリング材と、ディスプレイ基板および／またはカバープレートとの間の接着の低下又は不足によって、あるいは外部から印加される機械的ストレスによって、周辺シールが機能しなくなる傾向により制限される。
【０００５】
ディスプレイ構造への空気中の汚染物質の侵入を最小限にするために、出願人の係属している国際特許出願ＷＯ２００４／０６７６７６（全趣旨を参照することによりここに取り込む）によって例証されているように、乾燥剤を、ディスプレイ基板とカバープレートとの間の周辺シールに組み込むこともできる。しかし、乾燥剤がこれらの汚染物質を吸収する容量には限度がある。
【０００６】
また、無機膜が上に被覆されているポリマーの平滑化・応力緩和層を備えている１つ以上の二層構造のラミネートからなる、ディスプレイの表示側に適用される、ラミネート構造を用いるコンフォーマルシールデザインが開発されている。無機膜は、周囲の環境からくる水又は他の空気中の汚染物質に対する拡散障壁として機能するものである。しかし、ラミネートされる構造の厚みは、その構造の光学的透過率によって制限されており、外部の汚染物質蒸気類に対して完全に不浸透性である障壁を提供できないおそれがある。
【０００７】
例えば、米国特許５，９２０，０８０号、６，１４６，２２５号、６，２６８，６９５号、６，４０６，８０２号、６，８９１，３３０号および６，８９６，９７９号、および米国出願シリアル番号２００５／０２３８９０８、２００５／０２４８２７０および２００５／０２７６９４７において記載されているように、封止層は、ＯＬＥＤなど他のタイプのディスプレイとともに使用されるよう開発されている。
【０００８】
上記の参照文献は、種々のタイプのシールの使用およびエレクトロルミネセンスディスプレイに対するシール構造を教示しているかもしれないが、これらのシールおよびシール構造は、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイには十分ではない。既知のシールは、エレクトロルミネセンスディスプレイへの空気中の汚染物質の流れをディスプレイの意図された寿命にわたって十分に固定することができないおそれがある。既知のシールは、蒸気反応生成物を生成する化学反応によるディスプレイ構造の劣化を最小限にするためのディスプレイ構造内の種々の蒸気類の分圧の維持を十分に行えないおそれがある。多くの場合、そのような反応は、ディスプレイ構造内のこれらの蒸気反応生成物の十分な分圧の維持によって抑制することができる。ディスプレイシールが周辺シールである場合、ディスプレイが保管・動作されるにつれて、ディスプレイ構造内の内圧は増加するおそれがあり、ディスプレイ基板とそのカバーガラスとの間の膨張あるいは分離を引き起こすおそれがあり、その結果、光学視差効果による高解像度カラーディスプレイでの光学歪みを、最終的にはシール破壊を、引き起こすおそれがある。さらに、機械的ストレスあるいは、ディスプレイ全体にわたる温度バラツキあるいはディスプレイに及ぼされた急速な温度変化による応力が、周辺シールの破壊を引き起こすおそれがある。
【０００９】
したがって、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイに対する、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの動作安定性を改善する、有効なシールおよびシールプロセスの要求がなお存在し、また、全体的な信頼性が、従来技術の欠点のうちのいくつかを克服する。
本発明は、従来技術において教示されるような厚い誘電体ディスプレイのための封止技術に固有の多くの問題を、ディスプレイの画質の大きな低下を引き起こすことなく、解決する。
【発明の概要】
【００１０】
本発明は、封止された厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイ、およびその製造方法である。ディスプレイは、ディスプレイに接着層で接着されたカバープレートで封止される。
【００１１】
カバープレートと接着層によって配置されたシールは、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの種々の層、特に蛍光体層と化学的に反応しうる水分および空気中の汚染物質の侵入のレートを、従来技術に説明した従来の周辺あるいはコンフォーマルシールと比較して、低減する。これは、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの光学性能の大きな低下なしに、達成される。シール、つまり接着層と組み合わせたカバープレートは、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの作動部分の縁端部を越えて延設されており、これにより、シールの縁端部から浸透する水分あるいは他の汚染物質が、接着層のその延設されている周辺領域において、固定されるか、あるいは化学反応によって消費され、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの作動部分に到達することができない。
【００１２】
さらに、接着層は、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイ内に動作の際に生成された気体・蒸気類の封じ込めを促進し、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイ内の圧力が上昇しているそのような気体あるいは蒸気の反応生成物の維持により、そのような反応の熱力学平衡をシフトさせることによって、ディスプレイ劣化を引き起こす化学反応を抑制することができる。ディスプレイ内での、基板へカバープレートを接着する周辺シールである封止構造は、１気圧より高い圧力を封じ込めることができず、ディスプレイ内の内圧が１気圧近づくと、基板とカバープレートが、これらの２つのコンポーネントをともに押している大気圧が減少することによって、互いに対して膨張する傾向がある。この膨張は、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの光学的な品質を害する場合があり、カバープレートが色変換膜などの光学エレメントを組込んでいる場合には、色均一性および色忠実度が大きく劣化する。
【００１３】
したがって、本発明は、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイ内の小さい気孔隙に１気圧を大幅に超える圧力の封じ込めを促進し、これにより、接着シールの破壊をなくし、色忠実度あるいは色均一性の低下を伴う厚膜誘電体ディスプレイ構造の巨視的な機械的変形をなくす。この機能は、Ｐ＝σ／ｒによって与えられる球状の気泡に封じ込め可能な圧力Ｐ（σは気泡の表面張力）と、その半径であるｒとの関係の点から理解されよう。
【００１４】
本発明のさらなる利点は、ラミネートされた安全ガラスが割れたときバラバラにならないのとほとんど同じ方法で、落下したとき又は機械的に雑な扱いを受けたとき、ディスプレイがバラバラになることを防止することにより、本発明の接着層を用いるディスプレイの安全性を向上することにある。
【００１５】
最後に、本発明の接着シールは、周辺シールと比較してより耐久性が高く堅牢であるので、非常に改善されている。周辺シールは、機械的応力あるいは熱応力下では、破壊するおそれがあり、これにより、シールによって密封される空隙容量を生じて空気中の汚染物質で満たされるおそれがある。
【００１６】
本発明の一観点では、有機材料あるいはポリマー材料である接着層であって、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイ内に配置されており、これにより、封止された厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイを形成する接着層である。
【００１７】
本発明の他の観点では、有機材料あるいはポリマー材料である接着層であって、前記接着層は厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイ内に接着されて前記厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイを封止し、前記接着層が、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの各層と反応する水分および空気中の汚染物質の侵入を低減する機能、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイ内で動作の際に生成された気体・蒸気類を封じ込めることを支援する機能、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの劣化を引き起こす化学反応を抑止する機能、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイ内の圧力を封じ込める機能、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの全体的な機械的一体性を強化する機能、および機械的応力および熱応力に耐える機能の１つ以上の機能を有している接着層である。
【００１８】
本発明のさらなる観点によれば、封止された厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイであって、前記ディスプレイは、前記ディスプレイのカバープレートの下側に配置された接着層を備えているディスプレイである。
【００１９】
本発明のさらに他の観点によれば、封止された厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイであって、前記ディスプレイは、
ディスプレイサブストラクチャと、
前記ディスプレイサブストラクチャの上に配置される接着層と、
前記接着層の上に配置されるカバープレートと、を備える封止されたディスプレイであり、前記接着層がカバープレートをディスプレイサブストラクチャに接着している封止されたディスプレイである。
【００２０】
本発明の観点では、ディスプレイサブストラクチャは、順に、基板と、下部電極と、上に平滑化層に有する厚膜誘電体層と、蛍光体層と、薄膜誘電体層と、インジウムスズ酸化物層を備えるサブピクセル列と、色変換層とを備えている。
【００２１】
本発明のさらなる観点では、ディスプレイサブストラクチャの色変換層は、カバープレートの下側に直接隣接して配置されており、接着層は色変換層の下側に直接隣接して配置されている。
【００２２】
本発明の実施形態では、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイ、接着層およびカバープレートが、位置合わせされてラミネートされ、これにより、一体構造の封止された厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイを形成する。
【００２３】
本発明の他の観点によれば、基板とカバープレートの縁部は、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの縁部を越えて延設されており、これにより、接着層の連続的な環状部は、ガラスあるいはガラスセラミック基板、およびカバープレートと直接接している厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイである。
【００２４】
本発明のさらなる観点によれば、接着層の厚さがおよそ０．５ミリメートル未満であり、かつ、接着層の連続的な環状部の幅はおよそ１０ミリメートルより大きい厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイである。光ルミネセンス色変換層がカバープレートの下側にある態様では、接着層の厚さは、およそ０．０５ミリメートル未満あるいはサブピクセルサイズのおよそ５％未満とすることができ、これにより、光学視差効果による観察者が見えるイメージの色視角依存性を十分に防止する。
【００２５】
本発明の観点によれば、一体構造の封止された厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイに組み込まれた接着層の光学的屈折率が、カバープレートの光学的屈折率未満であるか同じである。
【００２６】
本発明の他の観点によれば、封止された厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイを形成する方法であって、前記方法は、
接着層を、前記ディスプレイ内であって、かつ前記カバープレートの下側に隣接して配置することを備える方法である。
【００２７】
本発明の観点によれば、接着層は、カバープレートと、ディスプレイサブストラクチャつまりディスプレイコンポーネントとの間に配置される。
【００２８】
本発明の他の観点によれば、封止された厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイを形成する方法であって、前記方法は、
（ａ）接着層をカバープレートの下側への配置し、
（ｂ）他のそれ以外のディスプレイのコンポーネントに、（ａ）を位置あわせして接着することを備える方法である。
【００２９】
いくつかの観点では、これは、密封された空気が除去された減圧状態において行う。さらに、方法のいくつかの観点では、ディスプレイを加熱する。圧力を、加熱されたディスプレイ、カバープレートおよび接着層に印加して、封止されたディスプレイを形成することもできる。
【００３０】
本発明のさらに他の観点では、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイのシールであって、シールは、
カバープレートと、
前記カバープレートの下側に予めコーティングされた接着層とを備えるシールであり、前記接着層およびカバープレートが、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイのコンポーネントに接着されているシールである。
【００３１】
本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明から明らかとなる。本発明の実施形態を示している詳細な説明および具体的な実施例は、発明の精神および範囲内の種々の変更および変形が当該詳細な説明から当業者にはあきらかであろうから、単なる例示であることは、当然理解される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
本発明は、ここで与える詳細な説明から、そして単なる例示のためであって本発明の意図する範囲を限定するものではない添付の図面からより十分に理解される。
【図１】厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの断面図である。
【図２】組み込まれた周辺シールを示すエレクトロルミネセンスディスプレイの断面図である。
【図３】本発明の実施形態に関して構成された、封止された厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に関して構成された、封止された厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの断面図である、
【図５】本発明のさらなる実施形態に関して構成された、封止された厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの断面図である。
【図６】厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの上面図部分の詳細を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明は、封止された厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイであって、接着層をその封止されたディスプレイ内の組込んでいる封止された厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイである。接着層は、カバープレートと、他のそれ以外のディスプレイコンポーネントとの間に配置される。接着層は、次のように、カバープレートを厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイのコンポーネントに接着するように機能する。厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの各層と反応する水分および空気中の汚染物質の侵入を低減し、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイ内で動作の際に生成された気体・蒸気類を封じ込めることを支援し、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの劣化を引き起こす化学反応を抑制し、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイ内の圧力を封じ込め、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの全体的な機械的一体性を強化し、機械的応力および熱応力に耐える。このように、接着層は、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイを封止する。
【００３４】
本発明は、接着層と、接着層を組込んでいる厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイと、封止された厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイと、シールおよび封止されたディスプレイを製造する方法とを包含する。本発明は、また、カバープレートの下側に配置される接着層であって、カバープレートを厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイのコンポーネントに接着している接着層を備えるシールを包含する。
【００３５】
本発明の封止された厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイは、米国特許５，４３２，０１５号および６，９１９，１２６号（全趣旨を参照することによりここに取り込む）において説明されている方法によって、ガラスあるいはガラスセラミック基板上に加工された厚膜誘電体層を備える。厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイは、ディスプレイ基板の縁端部までは延設されておらず、ディスプレイの行（ｒｏｗ）および列（ｃｏｌｕｍｎ）への電気的コネクタを除いて、ディスプレイコンポーネントの周辺の帯状部分を露出したままにしている。いくつかの面において、当業者には理解されるように、ディスプレイ内の水分に反応しない薄膜層を、どれも、実際には、ディスプレイ基板の縁端部近くまで、あるいは縁端部まで延設することもできる。ほぼ均一な厚さの接着層は、ディスプレイの上に配置される。ディスプレイは、ある特定のパターンの光ルミネセンス色変換と、光学フィルタと、その下側のコントラストエンハンス（強調）コンポーネントとを備えることができ、出願人の係属している米国特許公開公報２００４／０１３５４９５号、および米国仮特許出願第６０／７７４，６０４号および６０／７３８，９８４号（全趣旨を参照することによりここに取り込む）において教示されるようなフルカラーディスプレイのエレクトロルミネセンスディスプレイ構造のサブピクセルと組み合わせて形成する。また、任意選択的に、光学的に透明なカバープレートによってカバーされてもよい。
【００３６】
図１に示す厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイ１０は、基板１２を有する。基板１２上には、行電極１４、厚膜誘電体層１６および薄膜誘電体平滑化層１８（これらの層１６、１８は、ともに複合厚膜誘電体層を形成する）が配置される。サブストラクチャ２０は、薄膜誘電体層１８上に配置される。限定されないが、例えば、ユウロピウム賦活バリウムチオアルミネートからなるエレクトロルミネセンスの蛍光体層２０が、その上に配置される。薄膜誘電体層２２は、エレクトロルミネセンスの蛍光体層２２上に配置される。エレクトロルミネセンスの蛍光体層２２および薄膜誘電体層２２は、出願人の米国特許公開公報２００２／０１２２８９５号（全趣旨を参照することによりここに取り込む）において説明されている方法を用いて被覆される。３つのサブピクセル列２４，２６，２８は、その上に配置される。サブピクセル列２４，２６，２８はそれぞれ、薄膜誘電体層２２の上に配置される表示側電極３０を有する。表示側電極のそれぞれは、典型的には、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）を備える。
【００３７】
表示側電極３２の構成は、パターン化（例えば、適当なデザイン）されている。それぞれの表示側電極３２は、同じあるいは異なる材料を備えることができる。ピクセルのサブストラクチャ２０は、さらに、光ルミネセンスの蛍光体層である色変換層を備える。本実施形態において、光学エンハンス層４０の一部は、サブピクセル列２４の表示側電極３２の上に配置されている光ルミネセンスの赤発光色変換層３４（第１色変換層）の一部と一体化されている。光学エンハンス層４２の一部は、サブピクセル列２６の表示側電極３２の上に配置されている光ルミネセンスの緑発光色変換層３８（第２色変換層）の一部と一体化されている。光学エンハンス層４４は、サブピクセル列２８の表示側電極３２の上に配置されている。光学エンハンス層４０、４２、４４は、合わせてコントラストエンハンス・色補正光学フィルタ層である。本実施形態において、表示側電極３２は、不活性材料で形成されており、これにより、色変換層３４，３８、および光学エンハンス層４２の表示側電極３２とのいかなる潜在的な反応も抑制される。不活性材料からなる光学的に透明な障壁層を、表示側電極３２と、被覆された色変換層３４、３８および光学エンハンス層４２との間に配置することもでき、これにより、色変換層３４，３８の表示側電極３２とのいかなる潜在的な反応も抑制できる。光学的に透明な障壁層は、すでに知られている。どのような適当な光学的に透明な障壁層を用いてもよい。
【００３８】
いくつかの実施形態において、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイは、ガラスあるいはガラスセラミック基板上に、連続して、金の下部電極セットと、マグネシウムニオブ酸鉛（ｌｅａｄ  ｍａｇｎｅｓｉｕｍ  ｎｉｏｂａｔｅ）、マグネシウムチタン酸鉛（ｌｅａｄ  ｍａｇｎｅｓｉｕｍ  ｔｉｔａｎａｔｅ）およびジルコニウムチタン酸鉛（ｌｅａｄ  ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ  ｔｉｔａｎａｔｅ）から選択されるチタン酸バリウムからなるオーバーレイヤ層を有する強誘電性材料を備える複合厚膜誘電体と、酸化アルミニウムを備える薄膜障壁層、ユウロピウム賦活バリウムチオアルミネートを備える薄膜蛍光体層と、酸窒化アルミニウムを備える第２薄膜障壁層と、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）を備える第２電極セットとを被覆することによって、構成することができる。また、有機あるいは無機の不活性化層を、ＩＴＯ電極セット上に、ディスプレイの赤、緑および青のサブピクセルを配置するようパターン化された光ルミネセンスの色変換層と、２００５年１１月２３日に出願された出願人の係属中の米国仮特許出願６０／７３８，９８４号において説明されているような任意選択的なパターン化された光学フィルタ・コントラストエンハンス層とに続いて配置することもできる。さらに、ポリマー・無機ラミネート封止膜を、出願人のともに係属中の米国仮特許出願６０／４８４，６６６号（その開示は参照によってここに援用される）に説明されている、色変換・光学フィルタ・コントラストエンハンス層の上に、配置することもできる。
【００３９】
図２は、ディスプレイの上に配置されるとともに周辺シール５２を用いて雰囲気からディスプレイを保護するようガラス基板１２に封止されるカバープレート５０を有する、図１に示す、厚い誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの概略的な断面を示す。
【００４０】
図３は、本発明の実施形態に関して構成された、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイ１００の断面を示している。図１に示すように、行電極１１４は、ガラス基板１１２上に被覆される。複合厚膜誘電体層１１６は、行電極１１４の上に被覆される。厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの当技術およびここで説明したように、蛍光体層およびその他の薄膜誘電体層（図示せず）が、厚膜誘電体層の上にかつ厚膜誘電体層と概ね一致して被覆される。１セットの光学的に透明な列電極１３２が、薄膜層の上に被覆される。１セットの色変換ストライプ１４０（つまり色変換層）が、列電極１３２の上に被覆され、これにより、複数のセットの赤、緑および青のサブピクセルを形成する。連続的な接着層１５１が、ディスプレイコンポーネントおよび基板の上に配置され、かつ、厚膜誘電体層、薄膜誘電体層および蛍光体層を越えて延設されている。接着層と同じ面積のカバープレート１５０が、接着層およびディスプレイコンポーネントの上に配置される。接着層およびカバープレートは、ともに加圧されて、一体構造を形成する。
【００４１】
図４は、図３の厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの代替的な実施形態を示す。本実施形態において、ディスプレイ２００は、可撓性コネクタストリップ２６０が、より大きい接着層２５０およびカバープレートが貼り付けられる前に、行電極２１４および／または列電極２３０に接着されることを除いて、図２に示される通りである。本実施形態は、コネクタストリップと行および列電極との間の物理的に強固な接続を提供する。
【００４２】
図５は、図３のものと同様な厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの代替的な実施形態を示す。本実施形態において、ディスプレイ３００は、列電極３３２にわたる代わりにカバープレート３３４の下側で被覆されて、ディスプレイコンポーネント、接着層３５１およびカバープレート３５０が、ともに接着されると列電極３３２と並ぶ色変換ストライプ３４０（つまり色変換層）を有する。
【００４３】
図６は、本発明の接着層を有する本発明の厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイ４００の一部の平面図を示している。行電極４１４はガラス基板４１２上に形成される。また、厚膜誘電体層４１６は行電極の上に形成される。追加的な薄膜誘電体層および蛍光体層４２０は、厚膜誘電体層の上に形成される。列電極４３２および一致している色変換ストライプ４４０は、薄膜蛍光体層および誘電体層の上に形成される。連続的な接着層４５１および一致するカバープレート４５０は、エレクトロルミネセンスディスプレイコンポーネントの上に配置される。
【００４４】
あるいは、パターン化された光学フィルタ・コントラストエンハンス層および光ルミネセンスの色変換層を、逆の順に、光学的に透明なカバープレート上へと被覆し、赤、緑および青のサブピクセルコンポーネントが適切に並ぶように、ディスプレイ構造の上に並べることもできる。
【００４５】
本発明の封止された厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイは、ここに及び上に説明した、ガラスあるいはガラスセラミック基板上に、以下のように構成されるコンポーネントを備える。接着層をディスプレイコンポーネントの上に配置し位置合わせし、光学的に透明なカバープレートを位置合わせして、ディスプレイコンポーネントへと降下させ、ディスプレイコンポーネントを位置合わせした接着層およびカバープレートとともに真空チャンバ内の予め加熱したプラテン上へ配置し、真空チャンバを排気し、その後、接着層、カバープレートおよびディスプレイコンポーネントをともに加圧して接着層を硬化させて封止されたディスプレイを形成する。当業者に理解されるように、典型的には、加圧は、およそ０．２〜２気圧の圧力範囲で、いくつかの面ではおよそ０．２〜１気圧でおよそ５〜１０分間行われる。押圧は、各層をラミネートするのに必要な圧力をかけるよう、気体で加圧される、カバープレートの全表面積と接するメンブレン（ｍｅｍｂｒａｎｅ）空気袋（ブラダー（ｂｌａｄｄｅｒ））を用いて行うことができる。あるいは、圧力を、機械的なプラテン、ローラあるいは当技術において公知の他の手段を用いて、一軸圧力の印加によってラミネート構造を形成するよう、印加することもできる。
【００４６】
厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイを、接着層とカバープレートとともに、組み立てる前に、いくつかの面では、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイを減圧下で予め加熱して、これにより、ディスプレイの多孔性のコンポーネント内に吸着されるおそれがあり、予め加熱しなければ動作や保管の際に封止されたディスプレイの劣化を引き起こすおそれがある水など揮発類を除去することが望ましい。ディスプレイの厚膜誘電体層は、物理的に吸収された水への強い親和性を有する強誘電体材料を備えている。予め加熱するステップの温度および持続時間は、例えば、残留ガス分析器を用いて、加熱の際に発生気体が発生するレートをモニターすることによって決定される。当業者には理解されるように、予め加熱する温度は、十分に揮発性汚染物質類を除去するよう、しかし、ディスプレイ構造、カバープレートあるいは接着層材料にダメージを与えるほどには高くせず、およそ１２０℃〜２００℃の範囲内、いくつかの面ではおよそ１５０℃〜１７０℃の範囲とする必要があろう。
【００４７】
本発明の接着層は、限定されないが、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＴＰＵ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、あるいは光学的に透明なラミネート構造を形成するために当技術において既知の他の熱可塑性あるいは熱的に硬化可能な接着有機材料などの、あらゆる適当な有機材料を備えることができる。硬化した接着層の光学的屈折率は、光学的に透明なカバープレートのそれ未満かあるいはおよそ等しく、これにより、表示コントラストあるいは色解像度の低下を引き起こす、サブピクセルによって出射された光の、接着層あるいはその上を覆っている光学的に透明なプレートに沿った伝播を最小限にすることが望ましい。さらに、硬化した接着層およびカバープレートを通る光の伝播が、ディスプレイの期待される動作期間にわたって無色であり、色忠実度の低下が生じないことが望ましい。
【００４８】
接着層を、光学的に透明なカバープレートに予め貼り付けて、これにより、ディスプレイ構造へのラミネーションの際に各層の位置合わせをより容易にすることもできる。また、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイに予め貼り付けておくこともできるが、この場合、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイを、まずガス抜きして、ディスプレイラミネーティングプロセスの際に接着層における気泡形成を防止しなければならない。
【００４９】
カバープレートの寸法が、行および列電極が行・列ドライバと接続されている可撓性コネクタに接続される、接続パッドを覆うようなものである場合、接着層の厚さは、接続パッドとカバープレートとの間の可撓性コネクタの挿入のための空間があるために十分である必要があろう。このようないくつかの実施形態については、可撓性コネクタは、ディスプレイ構造の接着層およびカバープレートへのラミネーションに先立って、行および列パッドに接着されなければならない。水および他の有害物質類の接着層に沿った横方向の移動を最小限にするために、この層の厚さを最小限にする必要がある。さらに、接着層の厚さを最小限にして、ディスプレイのコントラストおよび色解像度を劣化させる、ディスプレイから出射された光の接着層に沿った伝播を最小限にし、そして、各層にわたる光の吸収を最小限にする必要があろう。接着層の所望の厚さは、およそ０．０５〜およそ０．５ｍｍの範囲にある必要があろう。接着層を、発明のいくつかの面では、例えば２つのより薄い層として、所望の厚さに貼り付けることもできる。行および列を覆う距離を、同じにでき、行および列に対する接続パッドの厚さに応じて、そしてもし実質的に異なるのであれば、異なるようにすることもできる。
【００５０】
本発明において用いられる光学的に透明なカバープレートは、ガラス、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデン、あるいは蒸気類への障壁を提供するあらゆる適当な光学的に透明なポリマー材料とできる。ポリマーカバープレートが用いられる場合、カバープレートを通る水分の浸透を最小限にするように、その内側の表面上を無機薄膜でコーティングすることもできる。無機コーティングと接着層との間の接着、および無機層とカバープレートとの間の接着が封止されたディスプレイのラミネーションの剥離を防止するのに十分であるということを前提として。カバープレートの外側の表面上の無機物層のコーティングは、水分および他の環境上の汚染物質への障壁としての有効性を低下させる、無機層の引っ掻き傷がつくことあるいは他の機械的摩耗の可能性のために、一般的には十分ではない。しかし、外側の表面のコーティングは、表面を引っ掻き傷への耐性を高めることができ、審美的な理由で重要である場合もある。
【００５１】
カバープレートの厚さは、水および他の空気中物質類の拡散に対する障壁として機能するのに十分であり、カバーガラスに沿った光の伝播を最小限にしてコントラストあるいは色解像度の低下を防止するのに十分に薄い必要がある。典型的には、ガラスの厚さは、およそ０．２〜０．５ｍｍの範囲にある必要があろう。
【００５２】
ラミネートを加熱し加圧して封止された厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイを形成する条件は、接着剤によって接着されたラミネートを形成する当業者には理解される。ラミネーションに先立って、ラミネートされるシートを含んでいるラミネーション真空チャンバは、およそ０．５〜１ミリトルの範囲の圧力に排気される。基板を有している厚膜誘電体ディスプレイは、およそ１５５℃の温度に加熱され、また、０．２〜１気圧の圧力がおよそ７分間印加される。加圧の際に、カバープレートの周辺を越える接着層のある程度の突出が、一般的に生じる。カバープレートの周辺を越える突出の程度を最小限にするために、接着層をカバープレートより少し小さいサイズにカットすることができるが、この場合、そして特に非常に薄いカバープレートに対しては、圧力を、ラミネートに注意深く印加して、接着剤が流れてカバープレートの周辺近くの空間を満たす時間の前の縁端部でのカバープレートの破損を防止するようしなければならない。
【００５３】
過度の応力が封止された厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイ内に蓄積されないこと、ディスプレイ基板あるいはカバープレートの破損を招くおそれがある周囲温度変化あるいは熱衝撃を受けないことを確実にするために、ディスプレイ基板とカバープレートの熱膨脹係数（ＣＴＥ）を一致させる必要がある。許容することができるこれら２つのコンポーネント間のＣＴＥミスマッチの程度を、種々の基板材料およびカバープレート材料を有する封止されたディスプレイを、ディスプレイ製品信頼性規格および試験方法論に従って、熱衝撃試験にかけることによって、実験的に決定することができる。
【００５４】
上記の開示は、概略的に本発明を説明している。より完全な理解は、以下の具体的な実施例を参照することによって得ることができる。これらの実施例は、単に例示の目的のために説明され、発明の範囲を制限することを意図しない。状況が便宜的手段を示唆あるいは与えるように、態様の変更および均等物の置換が予想される。具体的な語をここで用いるが、そのような語は、説明的な意味で意図されているのであって、制限する目的のためにではない。
【００５５】
実施例１
ＡＧ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（ヒルズバラ（Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏ）、オレゴン州（Ｏｒｅｇｏｎ））から得られたＰＤ２００ガラスの５センチメートル×５センチメートルの２枚のシートをともに、ＳＴＲ（エンフィールド（Ｅｎｆｉｅｌｄ）、コネティカット州（ＣＴ）、アメリカ合衆国（ＵＳＡ））から得られたＥＶ１５２９５Ｐ／ＶＦ接着剤の０．４６ミリメートルの厚さのシートで、接着した。結果として得られたラミネートを、５℃／分〜６℃／分の範囲の温度上昇レートかつ０．３時間と１４時間の間の温度整定時間で、１０〜１５パーセントの範囲の相対湿度にて、−４０℃と８０℃の間の温度変動に暴露した。構造のラミネーションの剥離の形跡は観察されなかった。これは、ガラスとボンディング層との間の接着が十分であったということを支持している。
【００５６】
実施例２
厚さ１．５ミリメートルの５センチメートル×５センチメートルのＡｓａｈｉ  ＰＤ２００ガラス基板上に順に被覆された、２５ナノメートルの厚さのアルミナ膜と、０．４マイクロメーターの厚さのユウロピウム賦活バリウムチオアルミネート膜と、１００ナノメートルの厚さの窒化アルミニウム膜と、から成る複数の６ミリメートル×１０ミリメートルの寸法のラミネート試験構造を、加工した。試験構造は、厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイの薄膜蛍光体構造を反映している。第２の、５センチメートル×５センチメートルのシートのＰＤ２００ガラスを、上にその試験構造が加工されたその第１基板の側に、同様なサイズのＥＶ  １５２９５Ｐ／ＶＦ接着剤シートを用いて、接着した。封止された試験構造を、環境チャンバにおいて６５℃の温度かつ９０パーセントを超える相対湿度で暴露し、いくつかの時間間隔で劣化を調査した。ダメージは、環境チャンバにおける２８時間の暴露の後に、基板の縁端部から１センチメートルの試験構造エッジで最初に確認された。４２〜５２時間の後に、試験構造のすべてが壊れた。試験の結果は、水分と反応しやすいラミネート構造の劣化を、試験構造の縁端部を越える十分なオーバーラップを有する密封封止構造があることによって、遅らせることができることを示している。
【００５７】
実施例３
対角線が４３センチメートル（１７インチ）の厚膜誘電体エレクトロルミネセンスディスプレイであって、ユウロピウム賦活バリウムチオアルミネート蛍光体膜と、光ルミネセンス色変換・光学フィルタ層と、がそのエレクトロルミネセンスディスプレイ構造の上面にプリントされたエレクトロルミネセンスディスプレイを、ＰＤ２００ガラス基板上に構成した。１．１ミリメートルの厚さのＳｃｈｏｔｔ  Ｄ２６３Ｔカバーガラスを、ＳＴＲ（エンフィールド、コネチカット州）からの１５２９５Ｐ／ＵＦ  ＥＶＡ接着剤の．４６ミリメートルの厚さのシートを用いて、ディスプレイの上に接着した。接着剤シートを、ラミネーションプロセスの際にカバーガラスの周辺を越える接着剤の突出ができるような、カバーガラスよりも少し小さいサイズにカットした。接着剤とカバーガラスは厚膜誘電体層の周辺を越えて延設されており、接着層が順に被覆された積層体に直接的に接する、ディスプレイ構造の厚い誘電体層の環状領域外側部を形成した。積層体は、米国の特許６，５８９，６７４に開示されるように金属有機溶液をスピンコーティングし焼成することによって被覆されたチタン酸バリウム層と、スパッタリングされたタンタル酸バリウム層と、アルミナ層と、からなる。アルミナ層は、厚膜誘電体層の被覆に続いてディスプレイ基板の全表面をカバーしているか、あるいはディスプレイ基板の周辺のまわりに配置されディスプレイ電極へとつながっている金のコネクタストリップを有している。環状領域の幅は、ディスプレイの行電極側では５〜６ミリメートルであり、ディスプレイの列電極側では３〜４ミリメートルであった。シールラミネーションプロセスは、ディスプレイ基板を１５５℃に加熱された真空ラミネーティングチャンバ内のプラテンに配置し、そのラミネーションチャンバを３００秒間１．３ｍｂａｒの圧力まで減圧し、そして冷却の前に７分間０．５気圧の圧力を与えることによって、行なわれた。エレクトロルミネセンスディスプレイ構造を構成する種々の層のある範囲の部分上面図を、図５に示す。
【００５８】
封止されたディスプレイを、環境チャンバ内で６５℃の温度かつ９０パーセントを超える相対湿度で保管し、種々の時間間隔で劣化をモニターした。５５時間後、ディスプレイ構造の縁端部の近くがある程度黒っぽくなっていることが確認された。１５１時間後、黒っぽくなることが、ディスプレイ構造の厚い誘電体層の縁端部から内側へ、列電極側および行電極側でおよそ１９ミリメートル広がった。６３１時間後、黒っぽくなることが、さらに内側へ、列側ではトータルでおよそ３２ミリメートル、行側では３２〜３６ミリメートル広がった。
【００５９】
シール一体性予備試験の実験記録は、ディスプレイが６５℃、９０％を超える相対湿度で少なくとも２５０時間耐えることができ、製品信頼性と保管寿命基準を満たすことができるに違いないということを支持している。したがって、これらの試験結果は、ディスプレイの厚膜層のまわりの環状領域の幅について、ディスプレイの行電極側に配置される環状領域の幅は３〜４ミリメートルより広くする必要があり、このディスプレイの列側の環状領域の幅は３〜６ミリメートルより広くする必要があることを示している。
【００６０】
実施例４
行および列電極の可撓性コネクタをカバーガラスをディスプレイ基板への接着する前に取り付けたこと、および厚い誘電体層の周辺と行電極側の可撓性コネクタの最も内側の端部と間のシールの環状領域の幅をそれぞれの可撓性コネクタストリップの配置に応じて４．５ミリメートルあるいは９ミリメートルとしてこと、を除いて実施例３のディスプレイと同様なディスプレイを構成した。厚膜誘電体層の周辺と列電極側の可撓性コネクタの最も内側の端部と間のシールの環状領域の幅を、７ミリメートルとした。さらなる実施例３と実施例４のディスプレイとの間の差は、後者がＳｃｈｏｔｔ  Ｄ２６３Ｔガラスではなく１．５ミリメートルの厚さのＡｓａｈｉ  ＰＤ２００ガラスのカバーガラスを有していたということにある。
【００６１】
このディスプレイを、実施例３のディスプレイと同じ６５℃、９０％を超える相対湿度の環境に暴露した。この場合、３２０時間保管後、ディスプレイ構造の黒っぽくなった領域の広がりは、列側の厚い誘電体層の周辺から内側へわずか８ミリメートルしか浸透しておらず、ディスプレイの行側の厚い誘電体の周辺から内側へは１２ミリメートルであった。６４８時間の保管後、ディスプレイ構造のダメージ領域の広がりは、列側の厚膜誘電体層の周辺から内側へわずか１８ミリメートルしか浸透しておらず、ディスプレイの行側の厚い誘電体の周辺から内側へは２０ミリメートルであった。このように、このディスプレイにおいて配置されたより広い環状領域は、より狭い環状領域を有する実施例３のディスプレイよりも、外部環境からの水分など有害物質類の浸透からの保護を非常に大きく提供した。さらに、列側の効果的により広い環状領域は、行側のより狭い環状領域よりも、保護をより大きく提供した。実施例３および４からのデータの推論は、環状領域は、周囲の水分に対する十分なシールを提供するには、少なくともおよそ９ミリメートルの幅である必要があるということを支持している。
【００６２】
実施例５
ベルギーのＧｌａｖｅｒｂｅｌから得られたソーダ石灰フロートガラスをＡｓａｈｉ  ＰＤ２００ガラスの代わりに用いたことを除いて、サンプルを、実施例２のサンプルと同様に構成した。この試験において、熱を低下させる暴露によって、ガラスがカバーガラスから分離し、ひびが入った。この試験は、ディスプレイ基板とカバーガラスとの間の熱膨張の一致と、ガラスに対する適切な表面処理が重要であるという考察を示した。
【００６３】
ここまでにここに本発明の好ましい実施形態を詳細に説明したが、本発明の精神から逸脱することなく変形を本発明の好ましい実施形態に行いうることは、当業者には理解されよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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