JPH0479192A - エレクトロルミネッセンス表示パネルの保護構造 - 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］ 本発明はエレクトロルミネッセンス（以下ＥＬという）
表示パネルに対する外気の侵入防止用の保護構造に関す
る。

〔従来の技術〕

周知のようにＥＬ表示パネルは液晶表示パネルと同様に
フラットな形状に形成でき、しかもそれと異なり発光性
である利点を有するが、最近ではその表示輝度が一層向
上され、可変画像の表示に適するマトリックス形が開発
されて、ＣＲＴ装置よりも小形かつ軽量で自己発光性を
もつ計）Ｅｌｌ等の表示装置として注目されている。

かかる用途に適するように多数個の画素を行列配列した
最近のマトリックス形のＥＬ表示パネルでは、そのＥＬ
発光層がＺｎＳ等からなる発光膜と絶縁膜を積層して構
成されるが、できるだけ低い表示電圧により高い表示輝
度を得るにはこの積層構造中の絶縁膜の膜厚を薄く９ｇ
通は０．５４以下にする必要がある。このため、使用中
に外気特に湿気が僅かでも侵入すると絶縁膜の性能が落
ちて表示性能が低下しやすく、従ってこれに対し充分な
保護を施して置く必要がある。以下、第３図と第４図を
参照して、ＥＬ表示パネルの概要とその保護構造の従来
例をそれぞれ説明する。

第３図はＥＬ表示パネル１０の要部の斜視図である。絶
縁基板１にはガラス等の透明なものが用いられ、その表
面上に例えばＩＴＯ（インジューム錫酸化物）からなる
透明電極膜２がストライブ状のパターンで多数条並べて
形成される。この上に積層されるＥＬ発光層５は例えば
図のように１対の絶縁膜３の間に発光膜４を挾んでなり
、この内の絶縁膜３は窒化シリコン等の１膜で、発光膜
４はＭｎ等の遷移金属やＴｂ等の稀土類を少量含むＺｎ
Ｓ等の１１１９である。このＥＬ発光層５の上にアルミ
等の裏面電極膜６が透明電極膜２と直交する方向のスト
ライブ状のパターンで多数条並べて配設される。なお、
ＥＬ発光層５中の２個の絶縁膜３の一方、特に透明電極
１２側の絶縁膜３は適宜省略される場合がある。

かかるマトリックス構造のＥＬ表示パネル１０では、透
明電極１１１２と裏面電極膜６の各交点に対応する範囲
のＥＬ発光層５が表示上の各画素を構成し、各画素から
出るＥＬ光は透明な絶縁基板１側から図の下方に向けて
取り出される。

第４図に示す保護構造例では上述のようなＥＬ表示パネ
ルｌＯの裏面側に封止ケース４０を取り付ける　（特開
昭５２−７２１９６号公報や特開昭５２−１２７７９０
号公報を参照）。ケース本体４１は枠状体で、これにガ
ラスの蓋４２を被せ、それらの周囲を接着剤４３により
封止しかつ絶縁基板１に接着した上、蓋４２の封入孔４
２ａからシリコーンオイル等の封止液４４をケース４０
内に封入した後、封入孔４２ａをガラスの閉鎖板４５と
接着剤４６により塞いで封止ケース４０内の封止液４４
を封じ切る。なお、接続線５０を接続すべき透明電極１
１２の外部接続用端部２ａは例えば図のように左右交互
に封止ケース４０の外側に導出され、裏面電極膜６の外
部接続用端部も同様に図の前後方向に導出される。

〔発明が解決しようとする！Ｉｆｆ） 上述の従来の保護構造では、外気の侵入をほぼ完全に遮
断することができ、かつ絶縁耐力の高い封止液を用いる
ことにより裏面電極膜例の絶縁膜の絶縁性を高めること
もできるが、その反面次のような問題点がある。

（１）封止ケースを取り付けるので、ＥＬ表示パネルの
厚みが元の２〜３倍になってフラットパネルとしての特
長が減殺され、重量も２倍以上に増えて軽量パネルとし
ての特長も減殺される。

（２）表示パネルの面積のかなりの部分が封止ケースの
取り付は用に食われるので、パネルの総面積に対する有
効表示面積の比で表されるパネル面積の利用効率が低下
する。

（３）蓋を無アルカリガラスとする必要がある等のため
に、封止ケース用の材料費が高価につく。

（４）封止液の封入前に封止ケース内の水分やガスを除
去するため加熱や真空引きの前処理が必要で、そのため
にかなりの手間と費用を要する。また、封止ケースの本
体を表示パネルに接着する作業もかなり厄介で手間が掛
かり、かつ量産時に仕損じが発生しやすい。

本発明はかかる従来の問題点を解消して、ＥＬ表示パネ
ルがもつ小形軽量の特長を減殺することなく、経済性に
優れ、かつ量産に適する保護構造を得ることを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段］ この目的は本発明によれば、上述のように透明な絶縁基
板上に透明電極膜と、発光膜と絶縁膜を含むＥＬ発光層
と、裏面電極膜とを順次積層してなるＥＬ表示パネルに
対して、透明電極膜および裏面電極膜の外部接続用端部
を除いてＥＬ発光層の全面を含む範囲をＥＬ表示パネル
の裏面側から覆う裏面絶縁膜と、この裏面絶縁膜のほぼ
全面を裏面側から覆う金属の保護膜とを備えてなる保護
構造を設けることによって達成される。

なお、上記構成中の裏面絶縁膜としては酸化シリコン、
燐シリケートガラス、窒化シリコン、アルミナ、酸化タ
リューム等の無機材料のばか有機絶縁材料も適宜用いる
ことができ、また保護膜用の金属にはアルミ、クローム
、タンタル、モリブデン、チタン等の単体金属のほかに
それらの合金材料を適宜に用いることができ、あるいは
これを複層構成の金属膜とすることもできる。さらに、
この保護膜の上を樹脂材料で覆って外傷や腐食等からこ
れを保護するのが有利である。

（作用〕 本発明は金属の薄膜の外気、特に水分に対する気密性に
着目し、これを前項の構成にいう保護膜に利用すること
により、前述の課題の解決に成功したものである。

よく知られているように半導体装置では外気の侵入を遮
断するには絶縁膜、特に窒化シリコン膜を主に用いるが
、本件発明者の種々な実験の結果によれば、ＥＬ表示パ
ネルに関する限り窒化シリコン膜等の絶縁膜は不適、つ
まり外気の遮断性が不充分であり、恐らくは半導体技術
では保護対象が半導体層や金１１：Ｗ！であるのに対し
て、ＥＬ表示パネルではＥＬ発光層中の絶縁膜等が保護
対象である点が異なるためと考えられる。

この実験結果によれば、金属膜１例えばアルミ膜は１虜
程度の厚みでもＥＬ発光層中の絶縁膜や物性上は絶縁性
の発光膜への外気の侵入防止効果が非常に高く、窒化シ
リコン膜等の絶縁膜に普通は若干認められる微視的なり
ラックやピンホールの発生もほぼ皆無である。

二のように金属の保ＩＩＷ！、はＥＬ発光層への外気の
侵入防止に適するが、導電性なので裏面電極麺と絶縁す
る必要があり、本発明では裏面絶縁膜により保ｆｉｌＩ
ｌを裏面電極膜から絶縁するとともに、これにＥＬ発光
層の表面を不活性化しかつ保ｆＩＭの金属原子のＥＬ発
光層へのマイグレーションを防止する役目を兼ねさせる
。

この裏面絶縁膜と金属の保護膜との組み合わせにより、
ＥＬ発光層を水分等の外気の侵入のほか金属原子による
汚染からも保護できるが、本発明ではさらに透明電極膜
や裏面電極膜の外部接続用端部から外気が侵入すること
がないよう、これら電極膜の外部接続用端部を除いて、
ＥＬ発光層の全面を含むＥＬ表示パぶルの全範囲を裏面
側から覆うように裏面絶縁膜を設けた上で保１膜をその
ほぼ全面を覆うように設ける。

本発明のかかる構成により、電極膜の外部接続用端部の
導出部を含めてＥＬ発光層の外気の侵入や金属原子によ
る汚染に基づく発光特性の低下がほぼ完全に防止される
。

［実施例］ 以下、図を参照して本発明のＥＬ表示パネルの保護構造
の実施例を説明する。第１図と第２図はそれぞれ本発明
の第１と第２の実施例の要部拡大断面図である。

第１図において、平坦で透明なガラス等の絶縁基板１の
上にＩＴＯ等からなる０、２ｍ程度の厚みの透明電極膜
２が第３図に示すようなストライプ状のパターンで数百
条並べて形成され、その外部接続用端部２ａが絶縁基板
ｌの図の左右の両端部にこの実施例でも交互に形成され
る。

ＥＬ発光層５はこの実施例でも１対の絶縁膜３とそれら
に挟まれた発光膜４により構成されているが、透明電極
膜２例の絶縁膜３は適宜省略することが可能である。こ
の内の絶縁膜３には例えば窒化シリコンが用いられ、ス
パッタ法等によって０．４虜程度の厚みに成膜される０
発光膜４としては例えば０．５〜０．６　ｗｔ％のＭｎ
を含むＺｎＳが用いられ、通例のように電子ビーム蒸着
法により　０．５−程度の厚みに成膜される。

絶縁ｌ１１３と発光＃４をフォトエツチングによりパタ
ーンニングしてＥＬ発光層５を図示のように形成した後
、例えばアルミを０．５虜程度の厚みにスパッタ法等に
よって全面被着し、これをフォトエツチングすることに
より数百条の裏面電極膜６を透明電極１ｌ１２と直交す
る方向に並ぶストライプ状パターンに形成し、これでＥ
Ｌ表示パネル１０への表示部分の組み込みを終える。な
お、この裏面電極膜６の外部接続用端部は透明電極＃２
の場合と同様に、絶縁基板１の図の前後方向の端部上に
普通は交互に形成される。

この実施例では、本発明の保護構造を構成する裏面絶縁
膜２０用にアルミナをスパッタ法等により０．５ｔ１ｍ
程度の膜厚に全面被着し、さらにその上に保護＊３０用
にアルミをスパッタ法等により０．５〜１虜の膜厚に全
面被着した後、まず保護膜３０用のアルミを所望のパタ
ーンに化学エツチングし、次にこれをマスクとするドラ
イエツチングによって裏面絶縁膜２０用のアルミナをこ
の例では保ｒ１膜３０と同しパターンに形成する。

この際、裏面絶縁膜２０と保護膜３０は図のように透明
電極ＷＡ２の外部接続用端部２ａと裏面電極膜６の図示
しない外部接続用端部がある絶縁基板１の周縁部のみを
露出させ、ＥＬ表示パネル１０のＥＬ発光層５の全面を
含む残余の全範囲を裏面側から覆うパターンに形成され
る。なお、裏面絶縁ｗＩ２０と保護１１１３０のかかる
パターンの周縁は図のようにシリコーン樹脂等をご＜薄
＜塗布しかつ硬化させた封止膜３５によって念のため完
全に封止して置くのが最も望ましい。

以上によってＥＬ表示パネルＩＯへの保護構造の組み込
みが終わり、以後は画電極膜２および６の外部接続用端
部２ａ等を接続線５０等の手段で外部の表示駆動回路と
接続できる。

なお、この実施例における保１１１３０をアルミに例え
ばクロームを組み合わせた２層構成とするのが、金属薄
膜のピンホールの発生確率を減少させ外気に対する封止
効果を高める上で有利である。

この場合０．５ａ以下の膜厚でも保ｒＩ膜３０に非常に
高い封止効果を持たせることができる。

しかし保護１Ｉ１３０の膜厚があまり薄いと外傷により
封止が破れやすいから、接続線５０の接続前や後に保護
［１３０やＥＬ表示パネル１０の背面を樹脂膜で保護す
るのがよい、この樹脂膜は保護膜３０の金属の腐食や発
錆を防止する上でも有用である。

第・２図に示す本発明の第２実施例では保護構造が２重
に設けられる。絶縁基板１上に表示部分を組み込むまで
は前の実施例と同じであるが、その上に裏面絶縁膜２１
用に酸化シリコンを０．３４程度の厚みに５次に保護膜
３１用金属としてタンタルを０．２−程度の厚みにそれ
ぞれスパッタ法によって順次被着した上で、１回目のフ
ォトエツチングにより両膜を前実施例と同様なパターン
に形成して１層目の保護構造とする。

さらに、この実施例では上述と同一構成の裏面絶縁１ｌ
Ｎ２２と保護膜３２からなる２層目の保護構造を図のよ
うに１層目よりやや小さなパターンで形成する。なお、
この実施例においてもこれら２層の保護構造のパターン
の周縁を共通に覆うよう樹脂の封止膜３５を設けるのが
望ましい。

この第２実施例では、裏面絶縁１１１２１と２２および
保護膜３１と３２のいずれも＊ａが第１実施例のほぼ半
分に、従って２層の保護構造の全体の厚みが前実施例の
保護構造と同程度とされるが、２重保護構造とすること
により、製作の手間は２倍掛かるものの、ＥＬ発光層５
に対する外気の遮断効果を一層高めることができる。な
お、この第２実施例の保護１１２３１と３２に用いるタ
ンタルは上述のような薄膜でも外気、特に湿気の遮断効
果が高いことが認められている。

以上説明した実施例に限らず、本発明は種々の態様で実
施することができる。例えば裏面絶縁膜には上述のアル
ミナや酸化シリコンのほか、窒化シリコン、燐シリケー
トガラス、酸化タンタル等の無機材料およびフォトプロ
セスによるパターンニングが可能なエポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂等の有機高分子材料を適宜に利用できる。さ
らに、この裏面絶縁膜を酸化シリコンと窒化シリコンの
組み合わせのような複合膜として、外気に対する遮断性
能を一層高めることも可能である。

また保護膜用の金属については、上述のアルミやタンタ
ルのほか、クローム、モリブデン、チタン等の単体材料
やＡｌ−５ｔ、　Ａｌ−５ｔ−Ｊ＋Ｍｏ−３ｉ＋Ｃｒ−
５ｉ等の合金材料を用いることができ、あるいは必要に
応じて上述のアルミとクロームの組み合わせのような複
合膜を用いて外気に対する遮断効果を一層高めることが
できる。これら金属の成膜や保護膜へのパターンニング
の手段についても、実施例中の記載に限らず各材料にそ
れぞれ最も適した方法を採用すべきことはもちろんであ
る。

〔発明の効果〕

以上の記載のとおり本発明では、絶縁基板上に透明電極
膜と、発光膜と絶縁膜を含むＥＬ発光層と、裏面電極膜
とを順次積層したＥＬ表示パネルに対して、透明電極膜
と裏面電極膜の外部接続用端部を除きＥＬ発光層全体を
含むＥＬ表示パネルの範囲を裏面側から覆う裏面絶縁膜
と、この裏面絶縁膜のほぼ全面を裏面側から覆う金属か
らなる保＠膜とを備える保護構造を設けることにより、
次の効果を得ることができる。

（ａ）金属薄膜の外気特に水分に対する優れた気密性に
着目してこれを保Ｉｌ！Ｉに利用することにより、ＥＬ
発光層への外気の侵入をほぼ完全に防止することができ
る。また、裏面絶縁膜によりＥＬ発光層表面を不活性化
し、かつ金属原子のマイグレーションを防止して、ＥＬ
表示パネルの使用期間中の発光輝度の低下を最低にでき
る。

（ｂ）裏面絶縁膜と保護膜のいずれも一オーダの薄膜な
ので、保護構造のためＥＬ表示パネルの厚みがほどんど
増すことがなく、フラットパネルとしての特長がそのま
ま生かされる。また、重量増加もほとんどないので、非
常に軽量なＥＬ表示パネルを提供できる。

（Ｃ）従来構造のような封止ケース、従ってその取り付
はスペースが不要なので、絶縁基板の面積利用効率が向
上して従来よりも小形のＥＬ表示パネルを提供できる。

（ｄ）従来の封止ケースに比べて保護構造用の材料費が
大幅に減少するので、ＥＬ表示パネルの経済性を向上で
きる。

（ｅ）従来のように封止ケースの取り付けや封止液の封
入のために人手を煩わす必要がなくなるので、ＥＬ表示
パネルの量産性が向上する。

かかる特長を備える本発明は、ＥＬ表示パネルの性能と
経済性の向上を通じてその一層の普及に貢献することが
期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図までが本発明に関し、第１図は本発明
によるＥＬ表示パネルの保ｍｌ構造の第１実施例を示す
その要部拡大断面図、第２図はその第２実施例の要部拡
大断面図、第３図はＥＬ表示パネルの要部の斜視図であ
る。第４図は従来技術によるＥＬ表示パネルの保護構造
の要部拡大断面図である。図において、 １：絶縁基板、２；透明電極膜、２ａ；透明電極膜の外
部接続用端部、３：ＥＬ発光層の絶縁膜、ＩＥＬ発光層
の発光膜、５：ＥＬ発光層、６゜裏面電極膜、１０：Ｅ
Ｌ表示パネル、２０〜２２：裏面絶縁膜、３０〜３２：
保ｉＪ膜、である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　透明な絶縁基板上に透明電極膜と、発光膜および絶縁
   膜を含むエレクトロルミネッセンス発光層と、裏面電極
   膜とを順次積層してなるエレクトロルミネッセンス表示
   パネルに対する外気の侵入防止用の保護構造であって、
   透明電極膜と裏面電極膜の外部接続用端部を除きエレク
   トロルミネッセンス発光層の全面を含む範囲をエレクト
   ロルミネッセンス表示パネルの裏面側から覆う裏面絶縁
   膜と、この裏面絶縁膜のほぼ全面を裏面側から覆う金属
   からなる保護膜とを備えてなるエレクトロルミネッセン
   ス表示パネルの保護構造。