JP2959566B1 - フラットパネルディスプレイ - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 微細化された発光素子を狭いピッチで配置し
ても、ガラスパネルの厚さを薄くせずに他の発光素子か
らの光の影響を少なくできるフラットパネルディスプレ
イを提供する。 【解決手段】 フラットパネルディスプレイ１０は、一
定の厚さを持つガラスパネル１１上のＡ面１１ａに、一
定間隔でマトリックス状に発光素子１２が形成されてお
り、ガラスパネル１１の発光素子形成面であるＡ面１１
ａとは反対側の表示面であるＢ面１１ｂから、Ａ面１１
ａの隣接する発光素子１２間の間隙に向けて、隣接する
発光素子１２間の間隙と同じ幅もしくは、間隙より狭い
幅にて、一定の深さの溝１３が形成されており、溝１３
の深さは、発光素子１１からの発光光が、その発光素子
１１の領域以外の表示面であるＢ面１１ｂに透過しない
ような光路を形成するように調整される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は片面に発光素子がマ
トリックス状に形成されたフラットパネルディスプレイ
に関し、特に他の発光素子の発光光の影響の少ないフラ
ットパネルディスプレイに関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来のフラットパネルディスプレ
イの模式的平面図であり、図７は図６のＹ−Ｙ’矢視の
模式的断面図である。従来、フラットパネルディスプレ
イ６０ではフラットなガラスパネル６１の１面であるＡ
面６１ａにマトリックス状に有機ＥＬ素子で複数の発光
素子６２が形成され、発光素子６２から照射された光が
ガラスパネル６１を通過して表示面であるＢ面６２ｂか
ら外部に出射されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この場合、発光素子６
２からの光は図７中の矢線に示されるように、本来の発
光位置より広がってガラスパネル６１を透過して外部に
出射される。このため、それぞれの発光素子６２からの
直進光は、周囲の発光素子６２からの光の影響を受け全
体の解像度が下がってしまうという問題点があった。

【０００４】例えば図７のように発光素子６２の幅を８
０μｍとし、発光素子間の間隙を４０μｍにしても、Ｂ
面６２ｂでの透過領域のサイズｒ１は、ガラスパネル６
１の厚さｔ１とガラスの屈折率ｎ１および空気の屈折率
ｎ２で規定される次式に示されるように広がる。

【０００５】ｒ１＝８０μｍ＋２×ｔ１×ｎ２／ｎ１ 具体的に数値で示すと、ｔ１＝１ｍｍ、ｎ１＝１．６、
ｎ２＝１とすると、ｒ１＝１．３３ｍｍとなり発光素子
６２の幅の約１７倍に広がる。

【０００６】上記の式から判るように、ガラスパネル６
１の厚さｔ１を薄くすれば広がりの幅は狭くなるが、ガ
ラスパネル６１の強度の点から限界がある。

【０００７】本発明の目的は、微細化された発光素子を
狭いピッチで配置しても、ガラスパネルの厚さを薄くせ
ずに他の発光素子からの光の影響を少なくできるフラッ
トパネルディスプレイを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のフラットパネル
ディスプレイは、ガラスパネルと、そのガラスパネルの
片面にマトリックス状に配設された複数の発光素子とを
備えたフラットパネルディスプレイであって、ガラスパ
ネルの発光素子の配設された面と反対の面から、隣接す
るその発光素子間の間隙に向けて、隣接するその発光素
子間の間隙以下の幅の溝が、ガラスパネルの厚さの３分
の２以上の深さで、そのガラスパネルに形成されてい
る。

【０００９】ガラスパネルの溝の形成面に第２のガラス
パネルが貼りつけられていてもよく、発光素子の幅が１
００μｍ以下であってもよい。

【００１０】溝の幅をｗ２、発光素子の幅をｗ１、その
発光素子のピッチをｐ、ガラスパネルの厚さをｔ１、ガ
ラスの屈折率をｎ１、空気の屈折率をｎ２としたとき、
その溝の深さｄ２が、 ｄ２＝ｔ１−｛０．５×（ｐ−ｗ１＋ｗ２）｝×ｔａｎ
｛ｓｉｎ^-1（ｎ２／ｎ１）｝ 以上であることが好ましい。

【００１１】溝に接するガラスパネルの表面が鏡面加工
されていてもよく、溝に接するガラスパネルの表面に金
属膜や光吸収膜が形成されていてもよい。

【００１２】他の態様では、接合された第１のガラスパ
ネルと第２のガラスパネルの２層からなるガラスパネル
と、その第２のガラスパネルの非接合面にマトリックス
状に配設された複数の発光素子とを備えたフラットパネ
ルディスプレイであって、第１のガラスパネルの接合面
から、第２のガラスパネルに形成された発光素子間の間
隙に対応して、隣接するその発光素子間の間隙以下の幅
の溝が、第２のガラスパネルの厚さの２倍以上の深さ
で、その第１のガラスパネルに形成されている。このよ
うに本発明の構成の溝をガラスパネルに形成することに
よって、隣接する発光素子からの漏れ光を低減または遮
断できる。具体的には、溝の境界面に入射する隣接する
発光素子の発光光を、溝の深さを調整することで表示面
に反射させず、ガラスパネル内を発光素子と平行な方向
に誘導することで実現した。

【００１３】このことにより、フラットディスプレイの
表示性能、特に精細度を向上させ、本来の発光素子領域
の発光光のみを平行に表示面に誘導することができた。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施
の形態のフラットパネルディスプレイの模式的平面図で
あり、図２は図１のＸ−Ｘ’矢視の模式的部分断面図で
ある。

【００１５】第１の実施の形態のフラットパネルディス
プレイ１０は、一定の厚さを持つガラスパネル１１上の
Ａ面１１ａに、一定間隔でマトリックス状に発光素子１
２が形成されており、ガラスパネル１１の発光素子形成
面であるＡ面１１ａとは反対側の表示面であるＢ面１１
ｂから、Ａ面１１ａの隣接する発光素子１２間の間隙に
向けて、隣接する発光素子１２間の間隙と同じ幅もしく
は、間隙より狭い幅にて、一定の深さの溝１３が形成さ
れている。第１の実施の形態では溝１３のガラスパネル
１１の表面は化学処理等により鏡面処理されている。

【００１６】溝１３の深さは、発光素子１１からの発光
光が、その発光素子１１の領域以外の面で表示面である
Ｂ面１１ｂに透過しないような光路を形成するように調
整される。

【００１７】本発明の第１の実施の形態の発光素子１１
の光路について、図２を参照して説明する。溝１３は、
上述のように発光素子１１間の間隙と同様かそれ以下の
幅で、Ｂ面１１ｂからＡ面１１ａの隣接する発光素子１
２間の間隙に向けて形成されている。

【００１８】第１の実施の形態で溝１３の深さは、発光
素子１２の幅とピッチと溝１３の幅とガラスパネル１１
の屈折率と空気の屈折率により決まる最も有効な深さと
なっている。つまり、溝１３の側面から溝１３を挟んで
隣接する発光素子１２の溝側の側面までの距離をｄ１
｛ ＝０．５×（ピッチ＋溝の幅−発光素子の幅）｝、
ガラスパネル１１の厚さをｔ１、ガラスの屈折率をｎ
１、空気の屈折率をｎ２とすると、溝１３の深さを以下
の式で計算されるｄ２以上にすることによって目的が達
成できる。

【００１９】 ｄ２＝ｔ１−ｄ１×ｔａｎ｛ｓｉｎ^-1（ｎ２／ｎ１）｝ これは、フレネルの式に則り、溝１３に入射した光が全
て溝のガラス表面で全反射する臨界角の条件を満たす溝
１３の深さｄ２を計算する計算式であり、これより溝１
３が深ければ、溝の側面のその部分に入射した光は溝１
３の表面で全反射されないで後述の光路に示したよう
に次々と溝の側面を通過していく。また溝１３がこれよ
りも浅い場合は、後述の光路に示したように隣接画素
の溝１３にて全反射し、本来の発光素子の隣接画素の直
下のＢ面１１ｂより外部に出射されて、漏れ光になる。

【００２０】発光素子１２から種々の角度で照射された
発光光の光路について、図２で符号〜で示される光
路を用いて詳細に説明する。

【００２１】：最も横に広がった光路は、溝１３の
上面により反射もしくは拡散されて、ガラスパネル１１
内に閉じ込められていき、最後にガラスパネル１１の側
面より空気中に出射される。

【００２２】：発光素子１２の端部から溝１３の端部
を結ぶ光路はθ１が臨界角となるようにｄ２が設定さ
れているので、光路と光路との間の光は隣接する発
光素子１２の溝１３の側面に入射し、溝１３による屈折
の影響を受けながらガラスパネル１１を横方向に伝搬し
ていき、本来の発光素子１２よりかなり離れた位置で出
射するか、ガラスパネル１１が十分厚ければガラスパネ
ル１１の側面より空気中に出射される。

【００２３】：発光素子１２の直下の溝１３の上面に
入射した光は、θ１が臨界角となっているので溝の内部
で全反射を繰り返し、溝１３の開口部より出射する。溝
１３の深さが上述の式のｄ２の値より大きいと臨界角以
下で入射した光はと同様の光路をとる。

【００２４】：発光素子１２の領域のガラスパネル１
１の溝側の側面に臨界角以下で入射した光は光路に示
すようにガラスパネル１１の壁面で乱反射しながらガラ
スパネル１１の表示面であるＢ面１１ｂより出射する。

【００２５】：９０度に近い角度で発光素子１２より
出射した光は光路に示すように直接ガラスパネル１１
の表示面であるＢ面１１ｂより出射する。

【００２６】：もし、溝１３の深さが図に破線で示す
ように浅いとすると、光路に示すように発光素子１２
からの光は隣接する発光素子１２の領域のガラスパネル
１１に直接入射し、壁面で反射して隣接する発光素子１
２の領域のガラスパネル１１のＢ面１１ｂから出射す
る。これは漏れ光となってフラットディスプレイの精細
度を低下させる。

【００２７】以上のように、溝１３を十分深くすること
によって隣接する発光素子１２からの発光光は、ガラス
パネルの横方向に伝搬し、漏れ光となってフラットディ
スプレイの精細度を低下させることはない。

【００２８】具体的な例で説明すると、発光素子１２の
幅を８０μｍ、発光素子１２間の間隙を４０μｍ、溝１
３の幅を４０μｍ、ガラスパネルの厚さを５００μｍ、
ガラスパネルの屈折率を１．６、空気の屈折率を１とす
ると、 ｄ２＝５００−４０×ｔａｎ｛ｓｉｎ^-1（１／１．６）｝ ＝５００−４０×ｔａｎ（３８．６゜） ＝５００−３１．９＝４６８．１μｍ となる。

【００２９】この深さ４６８．１μｍより深い溝を形成
すれば、隣接配置の発光素子の光は漏れない。

【００３０】もし、発光素子１２の光が、少なくとも隣
接する発光素子１２の領域のガラスパネル１１のＢ面１
１ｂを直射しないための溝１３の深さｄ２の条件を求め
ると、発光素子１２の幅をｗ１、溝１３の幅をｗ２、発
光素子１２のピッチをｐ、ガラスパネル１１の厚さをｔ
１とすると、 ｄ２＝ｔ１×２（ｐ−ｗ２）÷（３ｐ−ｗ１−ｗ２） であり、もし発光素子１２の幅を８０μｍ、発光素子１
２間の間隙を４０μｍ、溝１３の幅を４０μｍとする
と、 ｄ２＝ｔ１×２／３ となる。従って溝１３の深さは少なくともガラスパネル
の厚さの２／３以上あることが望ましい。

【００３１】図３は本発明の第２の実施の形態のフラッ
トパネルディスプレイの模式的部分断面図である。本発
明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態のフラット
パネルディスプレイと同様に溝を形成するが、第１の実
施の形態では鏡面処理していた溝１３のガラスパネル１
１の表面を、第２の実施の形態の溝３３では鏡面処理を
行わずに溝３３のガラスパネル３１の表面に金属膜３４
を形成し、この面で発光光を全反射させる点が異なって
いる。

【００３２】金属膜３４を溝の３３のガラスパネル３１
の表面に形成した場合は、隣接の発光素子３２からの漏
れ光を溝３３の金属膜３４で全反射するので、隣接する
発光素子３２の発光光が離れた表示面（Ｂ面）より出射
することが防止できる。ただし、これはこの隣接発光素
子３２の発光光がガラスパネル３１内で十分に減衰する
ことを前提にしている。また、この金属膜３４は外光の
入射を遮断するので、パネル表示のコントラストを向上
させる効果も併せ持つ。

【００３３】また、図３の金属膜３４の代わりに無機若
しくは有機膜からなる光吸収膜を形成して発光光を吸収
しても同様の効果を得られる。

【００３４】無機若しくは有機の吸収膜の場合は、隣接
発光素子からの漏れ光を溝の表面で吸収するため、漏れ
光が外部に出ることはない。また、外光も吸収膜で吸収
されるため、金属膜よりもパネル表示のコントラストは
向上する。

【００３５】図４は本発明の第３の実施の形態のフラッ
トパネルディスプレイの模式的部分断面図である。本発
明の第３の実施の形態では、第１の実施の形態と同様な
発光素子４２と溝４３とを形成したガラスパネル４１の
表示面であるＢ面４１ｂに第２のガラスパネル４５を貼
り合わせている。ガラスパネルを２重構造にしたことに
より第１の実施の形態より物理的強度を増加することが
できる。

【００３６】第３の実施の形態は溝４３のガラスパネル
４１の表面を鏡面処理することとしたが、溝４３に金属
膜、無機若しくは有機の吸収膜を形成すると、第２の実
施の形態と同様に一層漏れ光の遮蔽およびコントラスト
向上の効果を上げることができる。

【００３７】図５は本発明の第４の実施の形態のフラッ
トパネルディスプレイの模式的部分断面図である。本発
明の第４の実施の形態では、ガラスパネル５１の溝５３
の形成方向が第１の実施の形態と逆であり、発光素子側
を開口部として形成されており、溝５３の間隔は第２の
ガラスパネル５６上の発光素子間隔に合わせて形成さ
れ、溝５３のガラスパネル５１の表面は鏡面処理されて
いる。

【００３８】発光素子５２は第２のガラスパネル５６の
片面であるＡ面５６ａに形成され、反対面をガラスパネ
ル５１の溝５３の開口部を有する面に、発光素子５２間
の間隙と溝５３の位置が整合するように貼り合わせられ
てＢ面５１が形成されている。

【００３９】第２のガラスパネル５６の厚さは、第１の
実施の形態のガラスパネル１１の厚さから溝１３の深さ
を引いた厚さと同様にする。この構成により第１の実施
の形態と同様に隣接する発光素子５２からの漏れ光が外
部に出ることはない。また、第４の実施の形態の場合の
溝５３の深さは、第２のガラスパネル５６とガラスパネ
ル５１の屈折率が同じとすると、近似的に第２のガラス
パネル５６の厚さに発光素子領域の長さ／発光素子間隙
の長さを乗じた値以上あれば、隣接発光素子からの漏れ
光の処理はほぼ完了する。

【００４０】溝５３の底の発光素子５２とは反対の面に
溝５３の形成されていない任意の厚さのガラスパネル５
１が存在するので、第３の実施の形態と同様にガラスパ
ネル５１の強度が強化される。

【００４１】また、第４の実施の形態は溝５３のガラス
パネル５１の表面を鏡面処理することとしたが、溝５３
に金属膜、無機若しくは有機の吸収膜を形成すると、第
２の実施の形態と同様に一層漏れ光の遮蔽およびコント
ラスト向上の効果を上げることができる。

【００４２】これらの実施の形態では、溝は発光素子を
取り囲むように直交する２方向に形成されていることと
したが、使用の目的によっては１方向としてもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明のフラットパ
ネルディスプレイは、隣接する発光素子からの漏れ光を
低減、または遮断できるという効果がある。

【００４４】これは、本発明の構成の溝の効果である。
具体的には、溝の境界面に入射する隣接する発光素子の
発光光を、溝の深さを調整することで表示面に反射させ
ず、ガラスパネル内を発光素子と平行な方向に誘導する
ことで実現した。

【００４５】このことにより、フラットディスプレイの
表示性能、特に精細度を向上させ、本来の発光素子領域
の発光光のみを平行に表示面に誘導することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のフラットパネルデ
ィスプレイの模式的平面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ’矢視の模式的部分断面図であ
る。

【図３】本発明の第２の実施の形態のフラットパネルデ
ィスプレイの模式的部分断面図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態のフラットパネルデ
ィスプレイの模式的部分断面図である。

【図５】本発明の第４の実施の形態のフラットパネルデ
ィスプレイの模式的部分断面図である。

【図６】従来のフラットパネルディスプレイの模式的平
面図である。

【図７】図６のＹ−Ｙ’矢視の模式的断面図である。

【符号の説明】

１０、３０、４０、５０、６０ フラットパネルディ
スプレイ １１、３１、４１、５１、６１ ガラスパネル １１ａ、３１ａ、４１ａ、５１ａ、６１ａ Ａ面 １１ｂ、３１ｂ、４１ｂ、５１ｂ、６１ｂ Ｂ面 １２、３２、４２、５２、６２ 発光素子 １３、３３、４３、５３ 溝 ３４ 金属膜 ４５、５６ 第２のガラスパネル

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラスパネルと、該ガラスパネルの片面
   にマトリックス状に配設された複数の発光素子とを備え
   たフラットパネルディスプレイであって、 前記ガラスパネルの前記発光素子の配設された面と反対
   の面から、隣接する該発光素子間の間隙に向けて、隣接
   する該発光素子間の間隙以下の幅の溝が、前記ガラスパ
   ネルの厚さの３分の２以上の深さで、該ガラスパネルに
   形成されていることを特徴とするフラットパネルディス
   プレイ。
2. 【請求項２】 前記ガラスパネルの前記溝の形成面に第
   ２のガラスパネルが貼りつけられている請求項１に記載
   のフラットパネルディスプレイ。
3. 【請求項３】 前記発光素子の幅が１００μｍ以下であ
   る請求項１または請求項２に記載のフラットパネルディ
   スプレイ。
4. 【請求項４】 前記溝の幅をｗ２、前記発光素子の幅を
   ｗ１、該発光素子のピッチをｐ、前記ガラスパネルの厚
   さをｔ１、ガラスの屈折率をｎ１、空気の屈折率をｎ２
   としたとき、該溝の深さｄ２が、 ｄ２＝ｔ１−｛０．５×（ｐ−ｗ１＋ｗ２）｝×ｔａｎ
   ｛ｓｉｎ^-1（ｎ２／ｎ１）｝ 以上である、請求項１または請求項２に記載のフラット
   パネルディスプレイ。
5. 【請求項５】 前記溝に接するガラスパネルの表面が鏡
   面加工されている請求項１または請求項２に記載のフラ
   ットパネルディスプレイ。
6. 【請求項６】 前記溝に接するガラスパネルの表面に金
   属膜が形成されている請求項１または請求項２に記載の
   フラットパネルディスプレイ。
7. 【請求項７】 前記溝に接するガラスパネルの表面に光
   吸収膜が形成されている請求項１または請求項２に記載
   のフラットパネルディスプレイ。
8. 【請求項８】 接合された第１のガラスパネルと第２の
   ガラスパネルの２層からなるガラスパネルと、該第２の
   ガラスパネルの非接合面にマトリックス状に配設された
   複数の発光素子とを備えたフラットパネルディスプレイ
   であって、 前記第１のガラスパネルの接合面から、前記第２のガラ
   スパネルに形成された前記発光素子間の間隙に対応し
   て、隣接する該発光素子間の間隙以下の幅の溝が、前記
   第２のガラスパネルの厚さの２倍以上の深さで、該第１
   のガラスパネルに形成されていることを特徴とするフラ
   ットパネルディスプレイ。
9. 【請求項９】 前記発光素子の幅が１００μｍ以下であ
   る請求項８に記載のフラットパネルディスプレイ。
10. 【請求項１０】 前記溝に接するガラスパネルの表面が
    鏡面加工されている請求項８に記載のフラットパネルデ
    ィスプレイ。
11. 【請求項１１】 前記溝に接するガラスパネルの表面に
    金属膜が形成されている請求項８に記載のフラットパネ
    ルディスプレイ。
12. 【請求項１２】 前記溝に接するガラスパネルの表面に
    光吸収膜が形成されている請求項８に記載のフラットパ
    ネルディスプレイ。