JPH07201466A - マルチカラー薄膜エレクトロルミネセンス素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】マルチカラー薄膜ＥＬ素子のカラーフィルタ
を、発光層の光出射側に設けられる上部電極の上に均一
な間隔で対向させて、視野角依存性を均一に制御し、ま
たフィルタと上部電極の接触による絶縁破壊を防ぐ。 【構成】発光層４を覆う絶縁層５の上に平行条状に形成
した上部電極６の間隙に入るスペーサ９をシールガラス
基板７上に形成したフィルタ８１，８２上に形成して重
ね合わせることにより、絶縁層５とフィルタ８１，８２
との間隔が一定に保たれ、上部電極６とフィルタ８１，
８２の間に均一な間隙を確保することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電界の印加に応じて発
光を示す薄膜エレクトロルミネセンス素子とカラーフィ
ルタを組み合わせて構成されるフィルタ方式のマルチカ
ラー薄膜エレクトロルミネセンス (ＥＬ) 素子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】単色の発光をする薄膜ＥＬ素子を用いて
多色の表示を行うマルチカラー薄膜ＥＬ素子は、情報量
の増大のために極めて有効である。現在提案されている
薄膜ＥＬ素子のカラー化には以下の２方式がある。一つ
は単一発光層から出る光を複数のカラーフィルタにより
分光し複数の発光色を得るフィルタ方式であり、もう一
つは異なる発光色の発光層をモザイク状、あるいはスト
ライプ状に配置し、複数の発光色を得るノンフィルタ方
式である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】例えば特開平５−０９
４８７８号公報に記載されているように、ノンフィルタ
方式では、発光層を形成する際に微細加工が必要なた
め、製造プロセスが複雑になり、また異なる発光層を用
いるために、輝度・駆動電圧特性やエージング特性に差
が生じ、特性の均一化が難しいという問題がある。

【０００４】一方、フィルタ方式には、フィルタとＥＬ
素子の間の間隙により視野角依存性が発生するという問
題がある。そのため、ＥＬ素子面とカラーフィルタとの
ギャップをできるだけ小さくする構成としなければなら
ないが、密着させると基板の反りや表面の微細な凹凸の
ために強く接触する部分とほとんど接触しない部分が発
生し、視野角依存性に差が生じ、また強く接する部分で
絶縁破壊が発生しやすくなるという問題が発生する。

【０００５】本発明の目的は、上記の問題を解決し、フ
ィルタ方式のマルチカラー薄膜ＥＬ素子において、視野
角依存性を均一に制御でき、しかもカラーフィルタが強
く接触することによるＥＬ素子の絶縁破壊を防止でき、
画素欠陥の発生を抑制できるカラー薄膜ＥＬ素子を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は、発光層の一側を覆う絶縁層の上面に複
数の平行に走る条状の透光性上部電極を備え、上部電極
を発光層の他側の下部電極の間に選択的に電圧を印加す
ることにより発光層より出射する光を選択的に透過させ
るフィルタが上部電極上に配置されたマルチカラー薄膜
ＥＬ素子において、上部電極相互間の間隙の絶縁層とフ
ィルタ間に、上部電極の高さより高い遮光性のスペーサ
が介在するものとする。スペーサの幅は上部電極相互間
の間隙の幅より狭いことが良い。スペーサが顔料または
染料を含有する有機物よりなることが有効である。

【０００７】

【作用】上部電極の間隙に、上部電極の高さより高い遮
光性のスペーサが介在することにより、フィルタと上部
電極の下の絶縁層の間隙の高さが保持され、フィルタ面
を、直接各画素の上部電極に接触することなく、最小限
の一定の間隔で上部電極に対向させることができる。こ
れにより、視野角依存性が最小限に均一化でき、しかも
基板の反りや両者の表面の微細凹凸による接触の不均一
に起因する絶縁破壊が防止され、画素欠陥の発生が抑制
される。また、遮光性のスペーサは各画素からの光の散
乱を防止する。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の一実施例のマルチカラー薄膜
ＥＬ素子を、図１の断面構造図に基づいて説明する。こ
のマルチカラー薄膜ＥＬ素子は次のように作製される。
先ず、ガラス基板１上にＣｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗなどで下
部電極層２を形成し、その上にＳｉＯ₂ 、Ｓｉ₃ Ｎ₄ か
らなる下部絶縁層３を条状に被着し、その上に発光層４
を単一色を発生するＺｎＳ：Ｍｎにより全面に形成す
る。さらに、ＳｉＯ₂ 、Ｓｉ₃ Ｎ₄ からなる上部絶縁層
５を被覆し、その上に透明なＩＴＯを下部電極と直交す
る方向にストライプ状に形成して上部電極６とする。上
部電極６と下部電極２は共に0.３ｍｍピッチで電極幅0.
２２ｍｍであり、それらの交差する部分が画素となる。

【０００９】一方、カラーフィルタの作製には、シール
ガラス基板７に感光性の樹脂に赤色、緑色顔料を分散さ
せたフィルタ材料をスピンコータなどにより１〜３μｍ
の厚さに塗布し、フォトリソグラフィ法によって上記画
素と同じピッチと幅でモザイク状の膜に形成し、赤色フ
ィルタ８１と緑色フィルタ８２とする。つぎに各色のフ
ィルタ膜８１、８２の上 (図では下方) に黒色の顔料を
分散させた感光性樹脂をスピンコータで１〜１００μ
ｍ，本実施例では約５μｍの厚さに塗布し、フィルタ形
成と同様のプロセスで、各色のフィルタ膜８１，８２間
に、画素の間隔より狭い約６０μｍの幅で上部電極６よ
り高いスペーサ９を形成する。

【００１０】このように形成した基板１上の単色発光薄
膜ＥＬ素子と基板７上のマルチカラーフィルタとを、画
素とモザイク状の各色のフィルタ膜とが対向するように
重ね合わせて真空密閉、またはシリコーン油を注入して
密閉する。この際、スペーサ９が上部電極６相互間の間
隙に入るが、その間隙より約２０μｍ狭い幅なので、位
置合わせが容易である。

【００１１】このような構成で作成したマルチカラー薄
膜ＥＬ素子は、電源１０により電圧を印加するとＺｎ
Ｓ：Ｍｎの発光層４から黄橙色の光が発光し、この光が
カラーフィルタ８１あるいは８２を通過することにより
赤と緑に分離され、任意の画素で多色発光する。また、
フィルタ部と薄膜ＥＬ素子とは、フィルタ膜８１、８２
上に形成され、上部電極６の間隙に存在するスペーサ９
により直接接触しないため、製品段階で画素に損傷を与
えることがなくなる。さらに、それぞれの画素が独立分
離され、スペーサ９の高さの制御によりフィルタ部と薄
膜ＥＬ素子部との間に一定の間隔１１が保たれるため、
視野角依存性が大きく改善される。

【００１２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、基
板上にマトリックス状に配置された画素面に対向してカ
ラーフィルタを配置し、このフィルタを通して光を出射
する薄膜ＥＬ素子において、各画素に対向して配置され
たフィルタ間に、遮光性を有するスペーサを設け、この
スペーサが画素の一方の電極となる上部電極の間隙に介
在し、上部電極とカラーフィルタの間に均一な間隙が保
持することにより、フィルタ面が直接上部電極に接する
ことを阻止される。その結果、ＥＬ素子の画素面とフィ
ルタ面とが直接接触しなくなり、視野角依存性が最小限
に均一化でき、しかも基板の反りや両者の表面の微細凹
凸による接触の不均一に起因する絶縁破壊が防止され、
画素欠陥の発生が抑制される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のマルチカラーＥＬ素子の断
面図

【符号の説明】

１ ガラス基板 ２ 下部電極 ３、５ 絶縁層 ４ 発光層 ６ 上部電極 ７ シールガラス基板 ８１ 赤色フィルタ膜 ８２ 緑色フィルタ膜 ９ スペーサ １０ 電源

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発光層の一側を覆う絶縁層の上面に複数の
   平行に走る条状の透光性上部電極を備え、上部電極と発
   光層の他側の下部電極との間に選択的に電圧を印加する
   ことにより発光層より出射する光を選択的に透過させる
   フィルタが上部電極上に配置されたものにおいて、上部
   電極相互間の間隙の絶縁層とフィルタ間に、上部電極よ
   り高さの高い遮光性のスペーサが介在することを特徴と
   するマルチカラー薄膜エレクトロルミネセンス素子。
2. 【請求項２】スペーサの幅が上部電極相互間の間隙の幅
   より狭い請求項１記載のマルチカラー薄膜エレクトロル
   ミネセンス素子。
3. 【請求項３】スペーサが顔料または染料を含有する有機
   物である請求項１あるいは２記載のマルチカラー薄膜エ
   レクトロルミネセンス素子。