JP2004521475A - エレクトロルミネセント表示デバイス用の基板及びその基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、前面と、エレクトロルミネセント（ＥＬ）素子が設けられるべき背面７とを有するＥＬ表示デバイス用の基板に関する。この基板は、前面に向かって広がる複数のリフレクタ５を有する。さらに、リフレクタ５の相対的に狭い端部６は、前記背面７の一部を形成するとともに、少なくとも実質的に同一平面上にある。本発明による基板は、ＥＬデバイスを製造する従来のプロセスにおいて使用され得る。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前面と、エレクトロルミネセント（ＥＬ）素子が設けられるべき背面とを有するＥＬ表示デバイス用の基板に関する。本発明は、さらに表示デバイス及び前記基板を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレクトロルミネセント表示デバイスの一部分である基板の前面の基板−空気界面（インタフェース）における内部反射のために、背面に設けられたＥＬ素子により生成される光量のおよそ半分だけが、観察者に向かって実際に発せられるだろう。内部反射を低減させる１つの態様は、例えばプリズム又はレンズを有する光学パターンを前面に供給することである。しかし、特にかなりの厚さをもつ基板が使用されると、光学クロストークにより、表示される画像の見やすさ（ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ）が損なわれる可能性がある。その上、前面はフラットではないだろうということから、それゆえに、上記パターンの性能を破壊することなく保護又はフィルタリング層を設けることは困難であろう。
【０００３】
内部反射を低減させる別の態様は、リフレクタを設け、これにより、そうでなければ基板に閉じ込められる光が、観察者に向かってリダイレクトされるようにすることである。このような構造の例は、米国特許公報第６，０９１，１９５号から既知であり、この米国特許公報は、テレビジョン受信機、コンピュータ端末、電気通信機器などのような装置に用いるための電子ディスプレイを説明している。一般の基板上にマルチカラーＬＥＤを作成する特定の方法が、この米国特許公報の図４Ａ乃至図４Ｄに示されており、とりわけ、以下のステップ、すなわち、基板（３７）上に透明な５〜１０μｍの誘電層（図面の符号１９）を堆積させるステップと、緑色蛍光体層（２２）、エッチストップ層（２３）及び赤色蛍光体層（２１）を堆積させるステップと、二次元のメサ構造（図４Ｂ）を作成するとともに、特定のメサ構造から赤色及び緑色蛍光体を取り除くためのいくつかのフォトリソグラフィによるパターニングのステップと、コンタクト（３５）を得るためにＩＴＯ及び金属層を堆積させるとともにパターニングするステップと、絶縁層（２５）を堆積させるとともに同一のものにウィンドウをエッチングするステップと、全体の構造体に青色ＯＬＥＤ層（２０）を堆積させるステップと、上記メサ部（図４Ｄ）の側面上に行金属ストライプコンタクト及び金属リフレクタ（４７）を形成するように金属層を堆積させるとともにパターニングするステップとを含んでいる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
米国特許公報第６，０９１，１９５号による電子ディスプレイは、例えば、赤色、緑色、及び青色発光層のインクジェット式印刷を含む既存のかなり簡単なプロセスを使用することによって製造されることができない。その代わりに、実際には、上記プロセスのすべてのステップは、メサ部及びリフレクタが含まれているという事実によって少なくともある程度は影響を及ぼされている。
【０００５】
本発明の目的は、表示デバイスを製造する全体のプロセスを再設計する必要性がなく、リフレクタを有するＥＬ表示デバイスの製造を可能にする基板を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的のために、冒頭段落に記載された基板は、前面に向かって広がる複数のリフレクタを有することと、前記リフレクタの相対的に狭い端部が前記背面の一部分を形成するとともに、同一平面上にあることとを特徴とする。したがって、上記ＥＬ素子は、ＥＬ素子を通常の（ガラス）フラットな基板上に設けるためのプロセスと実質的に同一であるプロセス、又はわずかな変更のみを必要とするプロセスによって、基板の背面上に設けられることができる。
【０００７】
上記リフレクタ間のすきまは、その外面がリフレクタの相対的に狭い端部と同一平面上にある媒介物（ｍｅｄｉｕｍ）で満たされていることが好ましい。それによって、基板の背面は、少なくとも実質的にフラットに作られることが可能になるとともに、（以下により詳細に説明されるように）より小さなＥＬ素子を使用するなどの軽度の調整のみによりＥＬ表示デバイスの製造に関する従来のプロセスにおいて使用されることも可能になる。
【０００８】
本発明による方法は、透明材料のシートを供給するステップと、ボディ部の相対的に広い端部をシートに対向させて、シートの上又は中に透明材料の円錐又はピラミッド型のような複数の広がりボディ部を形成するステップとにより特徴づけられる。
【０００９】
上記リフレクタは、その後、広がりボディ部の屈折率より低い屈折率をもつ媒介物で満たされることが好ましい。さらに、広がりボディ部の相対的に狭い端部、及び存在する場合には前記媒介物が平坦化されることが好ましい。
【００１０】
本発明による方法は、ＥＬ表示デバイスを製造する従来のプロセスにおいて使用され得る基板のかなり簡略な製造を可能にする。
【００１１】
本発明は、本発明の実施例が概略的に示される図面を参照して以下により詳細に説明されるだろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１Ａ乃至図１Ｄ及び図２は、本発明による基板を製造する方法を概略的に示す。これらの図において、通常のガラスシート１が、好ましくは実質的にフラットな金属製の金型（メタルダイ）（図示略）によるＮ行及びＭ列のポリマーコーン２（図１Ａ及び図２）を備えている。このような金型は、例えば先端を切られた円錐（ｔｒｕｎｃａｔｅｄ ｃｏｎｅ）などの広がりボディ部（ｄｉｖｅｒｇｅｎｔ ｂｏｄｙ）２の形状に対応する凹部（のパターン）、又は上記ボディ部２の前駆体、例えばそのトップ部分はやはり取り除かれるべきである完全な円錐をもたらす凹部（のパターン）を有していてもよい。前述のポリマーは、スペクトルの少なくとも可視部分（約４００〜約７００ｎｍ）において透明であるとともに、ガラスシート１の屈折率と少なくとも実質的に等しい屈折率をもつ。好ましくは、広がりボディ部の屈折率と、シート１の屈折率との違いは、多くとも５％にとどまるべきである。この特定の実施例において、上記シートは、１．５２の屈折率をもつガラスから作られている。適切なポリマーの実施例は、１．５０の屈折率をもつアクリレートラッカー＃１３２２０００４００２９（Ｏｓｓ Ｃｏａｔｉｎｇｓ社，オランダオス市）のようなＵＶ硬化可能なポリマーである。
【００１３】
その後、例えばアルミニウム又は銀の反射層３が、真空蒸着、湿式の銀めっき、又はスピンコーティングによって、円錐（コーン）２（図１Ｂ）上に設けられる。複数の円錐２の間のすきまは、スピンコーティングによって、１．３の屈折率をもつテフロン（登録商標）ＡＦ２４００又はテフロン（登録商標）ＡＦ１６００（両方とも例えばデュポン社製）のような間隙ポリマー４（図１Ｃ）で満たされる。間隙ポリマー４自体が反射するか、又は間隙ポリマー４が円錐２の屈折率より十分に低い屈折率をもつ場合、円錐２と他のポリマーとの間の界面において十分に反射されるだろうという理由から、金属反射層は必要とされないだろう。
【００１４】
例えば研磨を用いて上記構造体（図１Ｄ）のトップ層を取り除くことによって、リフレクタ５が得られ、このリフレクタの狭い端部６が互いに関して同一平面上にあり、間隙ポリマー４と共にフラットな背面７を形成している。
【００１５】
ＥＬ素子は、当業者に良く知られている方法を使用して狭い端部６に設けられることができる。このような方法は、透明な第１の電極（アノード）と、１つ又は複数のＥＬ層と、前記第１の電極との交差部においてＥＬ素子が決定される第２の電極（カソード）との堆積（デポジション）を含んでいてもよい。ＥＬ素子が異なる色の２つ以上のサブエレメントに分けられるカラーディスプレイの場合には、これらのサブエレメントが、例えば実質的に同じ表面領域の同心のリングを印刷することによって、同心で構成されることが好ましい。
【００１６】
発光効率の改善により、リフレクタが低減された領域を有するＥＬ素子の使用を可能にする点に留意されたい。その結果、より小さいＥＬ素子は、容量、ドライバ及び電気抵抗損失の低減をもたらす。
【００１７】
特に基板が金属反射層３を有すると、絶縁層は、ＥＬ素子、とりわけ基板に最も近傍の（複数の）電極を、この金属反射層３から絶縁するように、基板の背面７に好ましく堆積される。この背面７は、さらにその平坦度を改良するために平坦化層を備えることも可能である。
【００１８】
広がりボディ部２及び従ってリフレクタ５は、円錐、ピラミッド又はドーム型のような種々の形状を有していてもよい。特定の用途の要件並びにＥＬ素子のピッチ及び寸法（ディメンジョン）に依存して、リフレクタの形状は、ある特定の光学特性を得るために変化させることができる。
【００１９】
例えば、光線追跡による光学モデリングが、図３に示されるように先端を切られた円錐に行われた。このような円錐は、それぞれが“ｒ_０”及び“ρ”によって示されるリフレクタの狭い端部の半径及び広い端部の半径と、先端を切られた円錐の高さ“ｈ_ｒ”とによって決定される。図４Ａ及び図４Ｂは、角輝度“Ｌ_ｖ”を、リフレクタのない基板の視野角“θ” （点線）、並びに相対的に小さい（図４Ａ）及び相対的に大きい（図４Ｂ）想像上の頂角“β”想像上の頂角“β”をもつリフレクタの視野角“θ” （点線）の関数としてそれぞれ示している。ここで“ｒ”はリフレクタに配される発光素子の半径を示す。図４Ａ及び図４Ｂは、そのいずれの場合においても、基板がかなり増やされる場合にその輝度が前面に対して垂直な方向をもつことと、角分散が変更されることとをはっきりと示している。
【００２０】
本発明は上記の実施例に限定されることはなく、請求項の範囲内であれば、多くの態様において変形され得る。
【００２１】
本出願の文脈の範囲内において、エレクトロルミネセント表示デバイスは、エレクトロルミネセンスの現象を利用するとともに、このデバイスが電源に適切に接続されると光を発するデバイスである。この用語エレクトロルミネセンスとは、光がガス（例えばプラズマ表示パネル）、液体、又は固体材料（例えば有機ＬＥＤ表示パネル）の電気的な励起によって発せられる一般の特徴を有するいくつかの現象を含む。
【００２２】
要約すると、本発明は、前面と、エレクトロルミネセント（ＥＬ）素子が設けられるべき背面とを有するＥＬ表示デバイス用の基板に関する。この基板は、前面に向かって広がる複数のリフレクタを有する。さらに、リフレクタの相対的に狭い端部は、前記背面の一部分を形成するとともに、少なくとも実質的に同一平面上にある。本発明による基板は、ＥＬデバイスを製造する従来のプロセスにおいて使われ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】本発明による表示デバイスを製造する方法の１つのステップを示す。
【図１Ｂ】本発明による表示デバイスを製造する方法の１つのステップを示す。
【図１Ｃ】本発明による表示デバイスを製造する方法の１つのステップを示す。
【図１Ｄ】本発明による表示デバイスを製造する方法の１つのステップを示す。
【図２】図１Ａによる中間生成物の平面図を示す。
【図３】本発明による基板を通る概略的な断面図を示す。
【図４Ａ】図３に示される基板を構成するリフレクタの想像上の頂角を変化させる効果を示す。
【図４Ｂ】図３に示される基板を構成するリフレクタの想像上の頂角を変化させる効果を示す。

Claims (11)

1. 前面と、エレクトロルミネセント（ＥＬ）素子が設けられるべき背面とを有するＥＬ表示デバイス用の基板であって、当該基板が前記前面に向かって広がる複数のリフレクタを有することと、前記リフレクタの相対的に狭い端部が前記背面の一部分を形成するとともに、少なくとも実質的に同一平面上にあることとを特徴とする基板。
2. 前記リフレクタ間のすきまは、その外面が前記リフレクタの相対的に狭い端部と同一平面上にある媒介物で満たされている、請求項１に記載の基板。
3. 前記リフレクタは、透明材料の先端を切られた円錐又はピラミッド型のような広がりボディ部を有し、このボディ部の前記広がり面が反射層を備える、請求項１又は２に記載の基板。
4. 前記リフレクタが行及び列に配される、請求項１乃至３の何れか１項に記載の基板。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の基板を有する表示デバイスであって、発光素子が前記リフレクタの少なくともいくつかの狭い端部に設けられる表示デバイス。
6. ＥＬデバイスの基板を製造する方法であって、透明材料のシートを供給するステップと、前記ボディ部の相対的に広い端部を前記シートに対向させて、前記シートの上又は中に透明材料の円錐又はピラミッド型のような複数の広がりボディ部を形成するステップとを有する方法。
7. 前記広がりボディ部が、好ましくは金型によって前記シートに堆積される、請求項６に記載の方法。
8. 前記広がりボディ部が、前記シートの屈折率と少なくとも実質的に等しい屈折率をもつ、請求項７に記載の方法。
9. 反射層が前記広がりボディ部に堆積される、請求項６乃至８の何れか１項に記載の方法。
10. 前記広がりボディ部間のすきまが、前記広がりボディ部の屈折率より低い屈折率をもつ媒介物で満たされる、請求項６乃至９の何れか１項に記載の方法。
11. 前記広がりボディ部の相対的に狭い端部、及び存在する場合には前記媒介物が平坦化される、請求項６乃至１０の何れか１項に記載の方法。