JPH02195679A - 一体的な光学レンズ系を有する簿膜ｅｌ端部発光構造体 - 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】 本発明は個別発光画素の線形アレイを形成するように構
成された薄膜ＥＬ端部発光構造体、特に、アレイ中の各
画素の発光面を、該画素内で放射される光エネルギーを
所定の方向に投射すると共に所定のビーム・パターンを
有する光エネルギー・ビームに成形する、前記発光面と
一体の光学レンズを画定するような所定形状に形成しで
ある薄膜端部発光構造体に係わる。

電子制御式高解像度光源を得るためにＥＬ装置を利用で
きることは公知である。

（以　下　余　白） 例えば、種々のフラット・パネル表示装置に電界発光装
置を利用することも公知である。この種の用途の１例が
本願発明の譲受人に譲渡された＾５ａｒｓ等の米国特許
第４，１１０，６６４号に開示されている。この特許の
フラット・パネル表示装置は薄膜トランジスター・ダイ
ナミック・シフト・レジスターと接続する複数の非連続
的に隣接する個別制御可能なＥＬＬ示素子を一体的な基
板上に含むＥＬ棒棒グラフ表示システムある。シフト・
レジスターの個々の段は個々の表示素子と接続している
。このようなシステムに使用されるＥＬＬ示素子はＥＬ
Ｌ光体と併用される電極の１つが共通光伝達部材であり
、この共通電極が装置面と隣接して、光がこの電極を通
過しなければならないタイプである。

このような表示パネルの構造は本願発明の譲受人に譲渡
されたＬｕｏ等の米国特許第４，００６，３８３号にも
開示されている。　Ｌｕｏ等の特許は有効表示面積を広
くするため個々のＥＬ電極がパネルの広い面積を占める
ように構成したＥＬＬ示パネル構造を開示している。Ｅ
Ｌ素子の面が表示面電極である。

電子制御される高解像度光源の他の例が本願発明の譲受
人に譲渡されたＮｕｎ等の米国特許第４．５３５．３４
１号に開示されている。この特許は従来のフラット・パ
ネル表示光源の面発光よりも３０乃至４０倍明るい端部
発光を可能にする薄膜ＥＬ線形アレイ発光構造を開示し
ている。この発明の一実施例では、発光構造が各発光構
造素子と直列の一体的なコンデンサーを含む、この一体
的な薄膜構造の絶縁／蛍光複合層は端部発光装置の発光
層とコンデンサーの絶縁層を兼ねる。

（以　下　余　白） 上述した薄膜ＥＬ装置はいずれも高解像度光源として利
用できるが、いずれも光エネルギーの投射方向及びその
パターンに関しては特に考慮が払われていないから、特
定のビーム・パターンを有する光エネルギー・ビームを
特定の方向に投射するために上記装置を利用したければ
、別設の結像またはビーム成形光学レンズを採用しなけ
ればならない、別設のレンズ構造を利用することである
程度の成果は得られるが、このレンズを付加すれば各装
置のサイズ及び複雑さが増大することになる。

従って、光エネルギーを所定方向に投射すると共に投射
光エネルギーを所期のビーム・パターンを有する光エネ
ルギー・ビームに成形する、発光面と一体の光学レンズ
を画定するような所定の形状にそれぞれの発光面が形成
されている複数の発光画素を有する改良型薄膜ＥＬ端部
発光構造体の実現が要望される。薄膜端部発光構造体に
おける各画素の発光面と一体の光学レンズを形成すれば
構造体が嵩ばったりさらに複雑になることはなく、薄膜
端部発光構造体と、アレイを構成する各画素の発光面に
近接させた別設の結像レンズとを含む発光集合体よりも
製造コストが低くなる。

本発明は共通電極層及びこれに重ねた第１絶縁層を含む
一体的光学レンズ系を有する薄１１［ＥＬ端部発光構造
体を提案する。第１絶縁層から間隔を保って第２絶縁層
が配置され、第１と第２の絶縁層の間に蛍光体層が介在
し、第２絶縁層上に複数の制御電極が配列されている。

共通電極層、蛍光体層を挟む第１及び第２絶縁層、及び
複数制御電極が複数の発光画素を画定する。共通電極層
、第１及び第２絶縁層、蛍光体層及び複数制御電極はそ
れぞれ端面を有し、各層及び制御電極の端面は互いにほ
ぼ整列し、複数画素の発光面を形成する。

複数の制御電極及び共通電極層は任意の画素に励起信号
を供給する励起装置と接続する０個々の画素に励起信号
が供給されると、この画素と連携する蛍光体層が少なく
とも画素の発光面に向けられた光エネルギーを放射する
０個々の画素の発光面はこれを通過する光エネルギーを
屈折させる、画素と一体の光学レンズを画定する所定の
形状に形成されている。一体的光学レンズの形状に応じ
て、屈折光エネルギーが所定の方向に投射され、所定の
ビーム・パターンを有する光エネルギー・ビームに成形
される。

本発明はまた、共通電極層及びこれに重ねた第１絶縁層
を含み、一体的光学レンズ系を有し、かつ所定のカラー
画像を発生させることのできる薄膜ＥＬ端部発光構造体
を提案する。第１絶縁層から間隔を保って第２絶縁層が
配置され、第１と第２の絶縁層の間に蛍光体層が介在す
る。蛍光体層は複数の蛍光体ゾーンに分割されており、
各ゾーンは所定組成の発光材から成り、第１及び第２絶
縁層間にまたがっている。第２絶縁層上にそれぞれが各
蛍光体ゾーンと整列する複数の制御電極が配列されてい
る。共通電極層、複数の蛍光体ゾーンを挟む第１及び第
２絶縁層、及び複数の制御電極が複数の発光画素を画定
する。共通ｉｉＥ極層、３４１及び′ｓ２絶祿層、蛍光
体層中の蛍光体ゾーン及び複数制御電極はそれぞれ端面
を有する。

各層、蛍光体ゾーン及びｆｌｉｌＪｍ電極の端面は互い
にほぼ整列関係にあり、複数画素の発光面を形成する。

複数制御電極及び共通電極層は任意の画素に励起信号を
供給する励起源と接続する０個々の画素に励起信号が供
給されると、この画素と連携する蛍光体ゾーンが少なく
とも画素発光面に向けられた光エネルギーを放射する。

放射される光エネルギーのカラーは蛍光体ゾーンを形成
している発光材の組成に応じて異なる０個々の画素の発
光面は通過するカラー光エネルギーを所定の他の画素に
よって投射されるカラー光エネルギーとオーバラップ関
係に投射する、画素と一体的な光学レンズを画定するよ
うな所定の形状に形成されている。

個々の画素及び所定の他の画素によ）てオーバラップ関
係に投射されるカラー光エネルギーはオーバラップ域に
おいてブレンドされて個々の画素及び所定の他の画素に
よって投射される光エネルギーのカラーによって決定さ
れるカラーの光画像を形成する。

本発明はまた、共通電極層及びこれと間隔を保って配列
された複数の制御電極を含む一体的なビーム成形レンズ
系を育する薄膜ＥＬ端部発光構造体をも提案する。共通
電極層と複数制御電極の間に絶縁材層が介在し、共通電
極層と複数制御電極の間に端面を有する蛍光体層も共通
電極層と複数制御電極の間に介在する。共通電極層、絶
縁材層、蛍光体層及び複数制御電極はほぼ積層状の構造
を形成し、基板層上に配置される。共通電極層、絶縁材
層、蛍光体層及び複数制御電極はそれぞれが少なくとも
蛍光体層から成る発光面を有する複数の画素を画定する
。

複数の制御電極及び共通電極層は任意の画素に励起信号
を供給する励起源と接続する。ある画素に励起信号が供
給されると、この画素はこれと連携する蛍光体層部分内
で少なくとも画素発光面に向けられる光エネルギーを放
射する。画素発光面はこれを通過する光エネルギーを所
定の方向に投射すると共に投射光エネルギーを所定のビ
ーム・パターンを有する光エネルギー・ビームに成形す
る、画素と一体の光学レンズを画定するような所定の形
状に形成されている。

本発明の特徴及び長所は添付図面に沿った以下の詳細な
説明から明らかになるのであろう。

第１Ａ及び１８図にはソリッドステート電子制御高解像
度光源として利用できる公知の薄膜電界発光性（ＴＦＥ
Ｌ）端部発光構造体の１例を示した。この公知ＴＦＥＬ
端部発光構造体の構成及び作用は本発明の譲受人に譲渡
されたＫｕｎ等の米国特許第４，５３５，３４１号に開
示されている。

第１Ａ図では公知のＴＦＥＬ端部発光構造体に一括して
参照番号１０を付した。ＴＦＥＬｉ部発光構造体１０は
共通電極層１２、第１絶縁層１４、第２絶縁層１６、第
１と第２の絶縁層１４．１６の間に介在する蛍光体層１
８、及び励起電極層２０を含む、共通電極層１２、蛍光
体層１８を挟む第１及び第２絶縁層１４．１６、並びに
励起電極層２０から成るほぼ積層状の構造を基板層２１
上に配置する。励起源２２が共通電極層１２及び励起電
極層２０と接続してＥＬ蛍光層１８を励起するのに必要
な信号を提供する。

ＴＦＥＬ構造の端面２４は発光面または発光源である。

構造の背面、即ち、発光面とは反対側の端面２６は適当
な非導電性反射体２８で鏡面化されている。なお、第１
及び第２絶縁層１４．．１６を第１Ａ図ではそれぞれ一
体的な層として図示しであるが、各絶縁層を複数の部分
層で構成してもよい、また、この部分層をそれぞれ異な
る絶縁材で構成してもよく、当業者ならば所要の絶縁性
能に応じて利用すべき部分層材料を選択することができ
るであろう。

第１Ａ図には具体的に図示しなかったが、電極層の少な
くとも一方、例えば励起電極層２０を複数の制御電極に
分割することにより、構造の他の構成成分と共に複数の
個別発光画素を画定することができる。ただし、励起電
極層を複数の制御電極に分割する場合、励起源を共通電
極層と、個々の制御電極との間に接続して複数画素に励
起信号を供給できるようにしなければならない。

第１Ａ及び１８図に示したＴＦＥＬ端部発光構造体１０
は平面的な発光面２４を有する個別画素３０を形成する
。従って、電極１２．２０間に励起信号が印加されると
同時に蛍光体層１８内で発光する光エネルギーはこの平
面的な発光面２４において屈折し、自然発生的に放射ビ
ーム・パターンで投射され、第１Ｂ図に３２で示すよう
な境界で画定され一定の角度で発散する光エネルギー・
ビームを形成する。換言すれば、蛍光体層１８の屈折率
は発光面２４に隣接する媒質（即ち空気）の屈折率より
も高く、しかも発光面２４は平面的な形状を有するから
、蛍光体層１８内で発生する光エネルギーは平面的発光
面２４において屈折し、空気媒質中を通過して、画素３
０の幅と平行な方向Ｙに自然発散するビーム・パターン
を形成する。

既に述べた通り、光エネルギーを所定の方向に投射し、
正確に制御された収斂、平行または発散ビーム・パター
ンを有する光エネルギー・ビームを形成するため高解像
度光源を必要とする用途には、高解像度光源として平面
的な発光面を有するＴＦＥＬ端部発光構造体を使用する
のは望ましくない。

第２図に示す本発明のＴＦＥＬ端部発光構造体４０は放
射光エネルギーを所期の方向に投射し、所定のビーム・
パターンを有する光エネルギー・ビームを形成すること
ができる。第２図から明らかなように、ＴＦＥＬ端部発
光構造体４０は基板層４４に重ねた共通電極層４２を含
み、共通電極層４２上に第１絶縁層４６が配置され、第
１絶縁層４６から間隔を保って第２絶縁層４８ｂ（配置
されている。第１と第２の絶縁層４６．４８の間に蛍光
体層５０が介在し、第２絶縁層４８上に１対の制御また
は励起電極５２を設けである。

第２図から明らかなように、共通電極層４２、蛍光体層
５０を挟む第１及び第２絶縁層４６．４８、並びに１対
の制御電極５２が１対の発光画素５４を形成し、共通電
極層４２と、第１及び第２絶縁層４６．４８と両絶縁層
間に介在する蛍光体層５０は両画素に共通である。従っ
て、１対の制御電極５２は構造の他の構成成分と共に、
図示のような１対の画素５４を画定する。第２図には発
光画素５４を１対だけ示しであるが、ＴＦＥＬ構造４０
のようなＴＦＥＬ構造において形成できる個別発光画素
の個数は構造の全長及び制御電極材層中に形成されてい
る制御電極の総数に応じて異なる。また、第２図には第
１及び第２絶縁層４６．４８をそれぞれ一体的な層とし
て図示したが、それぞれの層を複数の部分層で構成して
もよい０部分層はそれぞれ異なる絶縁材で形成すればよ
く、当業者ならば所要の絶縁性能に応じて利用すべき部
分層材料を選択できるであろう。

各発光画素５４の制御電極５２及び１対の画素に共通の
電極層４２は励起源５６と接続可能である。公知のよう
に、励起源５６は共通電極層４２及び１対の制御電極５
２と電気的に接続することにより、１対の画素に共通の
ＥＬ蛍光体層５０を励起するのに必要な励起信号を提供
する。

個々の画素５４の制御電極５２及び共通電極層４２に励
起信号が供給されると、この個別画素と連携する蛍光体
層５０の部分が光エネルギーを発する。公知のＴＦＥＬ
端部発光構造体１０の場合と同様に、各画素５４の背面
５８には非金属反射コーティング６０が施されている０
反射コーティング６０の層は個々の画素５４の背面５８
に現われる光の大部分をほぼ画素の発光端部６２にむか
って反射する。

各画素５４の発光端部６２は所定の形状に形成された外
面または発光面６４を有する０例えば、第２図に示す各
画素５４の発光面６４は画素の本体部分６６から見て凹
面状に形成されている。

各画素５４の発光面６４は第１及び第２絶縁層４６．４
８の端面６８．７０、共通及び制御電極４２．５２の端
面７２．７３、及び蛍光体層５０の端面７４から形成さ
れる。蛍光体層５０の端面７４は第１及び第２絶縁層４
６．４８の端面８８．７０間にまたがっている。詳しく
は後述するように、各画素５４の発光面６４は画素面か
ら出る光エネルギーを所期の方向に投射し、所定のビー
ム・パターンを有する光エネルギー・ビームに形成する
ための、画素と一体の光学レンズを形成する。

既に述べた通り、励起源５６から各画素５４の蛍光体層
５０に励起信号が供給されると、各画素と連携する蛍光
体層が光エネルギーを発する。

個々の画素５４と連携する蛍光体層５０内に発生する光
エネルギーは個々の画素発光面６４にむかって蛍光体層
を通過する。蛍光体の屈折率は約２．４であり、発光面
６４の外側に存在する媒質、例えば空気の屈折率は１．
０であるから、個々の画素の蛍光体層５０の内部から画
素を囲む外部媒質へ出る光エネルギーは画素発光面６４
において屈折する。

各個別画素５４の発光面６４は所定の形状（第２図では
凹面形状）を呈するから、各発光面は画素と一体の光学
レンズを画定する０個別画素の発光面形状を変えること
により、発光面で屈折する光エネルギーを所期の方向に
投射し、所定のビーム・パターンを有する光エネルギー
・ビームに成形することができる。また、各画素発光面
６４、特に各画素蛍光体層５０の端面７４は蛍光体その
もの、及び共通電極４２、制御電極５２によって画定さ
れる第１及び第２面に対してほぼ直交関係にある。従っ
て、各画素と一体のレンズによって屈折させられる光エ
ネルギーは１対の画素の幅Ｙと平行に進む。

第３乃至６図には第２図に関連して述べた画素対５４の
各部の種々の実施態様を示した。第３乃至６図に示す画
素はいずれも画素から投射される光エネルギーの方向及
びビーム・パターンを制御するため所定の形状に形成し
た発光面を含む端部を有する。

先ず第３図には、第２図の発光画素対５４の各部を頂面
図で示した０画素５４のそれぞれは本体部分６６を有し
、本体部分６６には端部６２が形成されている。各画素
の端部６２は本体部分６６から見て凹面形状を有する一
体的な光学レンズを画定するように形成された外面また
は発光面６４を含む０発光面６４によって画定される一
体的光学レンズの曲率半径を決定する半径Ｒは投射した
い光エネルギー・ビームのパターンが収斂か、発散か平
行かに応じて異なる。即ち、半径Ｒを制御することによ
り、光エネルギー・ビーム・パターンを制御することが
できる。

従って、用途に合わせてビーム・パターンを成形できる
。第２図に関連して述べた通り、発光面６４で屈折する
光エネルギーは発光面６４に対してほぼ直角の方向に進
むから、収斂、発散または平行光エネルギー・ビームは
画素対の幅Ｙと平行に進む。

第４図にはＮ３図の画素対５４を頂面図で示した。第４
図から明らかなように、各画素発光面６４の曲率半径を
Ｒ′とＲ″の間で変動させると、各発光面の形状もこれ
に対応して変化する。

即ち、各画素５４の発光面６４が凹面となるように曲率
半径を選択することにより、発光面において投射される
光エネルギーに任意の収斂率の収斂ビーム・パターン、
任意の発散率の発散ビーム・パターンまたは平行ビーム
・パターンを与えることができる。

第５図には第２図に関連して述べた画素対５４を頂面図
で示した。第５図に示した各画素５４は第２乃至４図に
示した各画素の端部６２とは異なる形状の端部８０を有
するが、各端部８０の外面または発光面は光エネルギー
を所定の方向に投射し、収斂、発散または平行ビーム・
パターンを有する光エネルギー・ビームを形成するよう
な形状に形成されている。

′ｓ５図から明らかなように、各画素５４の端部８０は
互いに発散関係の１対の側面８４から形成された外方に
広がる円錐形の第１部分８２を含む、それぞれの側面８
４は画素本体部分６６の隣接端部８８と一体的に接続す
る端部８６を有する。それぞれの側面８４はまた端部９
０を含み、−法的光学レンズを形成する発光面９２は側
面８４の端部９０間にまたがってこれと接続する。

各発光面９２は連携の画素本体部分６６から見て凹面の
形状を有する。既に述べたように、各凹面状発光面９２
の曲率半径を必要に応じて変化させることにより、光エ
ネルギーを所期の方向に投射し、収斂、発散または平行
ビーム・パターンを有する光エネルギー・ビームに形成
することができる。

第６図には上述した画素対５４を頂面図で示した。ただ
し、第６図から明らかなように、個々の画素５４は発散
ビーム・パターンを有する光エネルギー・ビームを投射
することのできる一体的な凸面状発光面９６を含む端部
９４を有する。

第６図に示す各画素５４は第２乃至５図に示した画素と
同様の積層構造を有するが、第６図に示す各画素５４の
発光面９６は連携の画素本体部分６６から見て凸面形状
を有する。第２乃至５図に示した凹面状発光面の場合と
同様に、各凸面状発光面９６の曲率半径Ｒを変化させる
ことにより、任意の発散率の発散ビーム・パターンを有
する光エネルギー・ビームを投射させることができる。

第７図には基板４４上に並置された発光画素５４のよう
な３つの発光画素を頂面図で示した。

第７図に示した各画素５４は第２乃至６図に示した画素
と同様の積層構造を有する。第７図から明らかなように
、個々の画素５４は本体部分６６を有し、本体部分６６
から端部９８が突出している。各端部９８は本体部分６
６から見て凸面形状を呈する一体的なレンズを画定する
発光面１００を有する。１対の外側画素５４の凸面状発
光面１００を、外側画素端部の内側面を表わ−す破線１
０１から所定角度θだけ離すことにより、外側画素５４
からの光エネルギー・ビームを中央画素からの光エネル
ギー・ビームとオーバラップするように投射する。換言
すると、第７図に示すように外側画素対５４の発光面１
００がそれぞれの本体部分６６に対して角度を形成する
ように構成すれば、並置された３つの画素５４が平面１
０２において互いにオーバラップする３本の光エネルギ
ー・ビームを投射する。３本の光エネルギー・ビームは
オーバラップ域でブレンドされて、点１０４及び１０６
間の平面１０２において線形光画像を形成する。

３つの画素における各画素５４の蛍光体層はそれぞれ異
なる所定組成の発光材で形成されている。各画素から放
射される光エネルギーのカラーは蛍光体層を形成する材
料の組成に応じて異なり、従って、特定画素の蛍光体層
を形成する発光材の組成を選択して各画素からの光エネ
ルギーのカラーを制御することは容易である。

例えば、３つの画素に共通の蛍光体層を第１組成の発光
材から形成された第１ゾーンと、第２組成の発光材から
形成された第２ゾーンと、第３組成の発光材から形成さ
れた第３ゾーンとに分割し、各ゾーンを個々の画素と連
携させると、第１、第２及び第３のカラーをそれぞれ帯
びる３つの光エネルギー・ビームが平面１０２において
オーバラップするように投射される。３つのカラー光エ
ネルギー・ビームはオーバラップ域においてブレンドさ
れて第１、第２及び第３光エネルギー・ビームのカラー
に基づくカラーを帯びる線形光画像を形成する。もし第
１ゾーンが赤色蛍光体（ｚｒｌｓ：ｓ、）　、第２ゾー
ンが緑色蛍光体（ＺｎＳ：Ｔｂ）、第３ゾーンが青色蛍
光体（Ｓ、Ｓ：Ｃ，）なら、平面１０２に形成される線
形画像は赤、υ及び青のブレンドに相当するカラーを呈
することになる。単数または複数画像の制御及び共通電
極間に印加される励起信号の大きさを変えることにより
、画像と連携する蛍光体ゾーンから放射されるカラー光
エネルギーの強さを変化させることができる。

従って、投射される個々の光エネルギー・ビームの強さ
も変化する。オーバラップ関係に投射される所定の組み
合わせの光エネルギー・ビームの強さを変えることによ
り、所期のカラーを有する光画像を形成することができ
る。　既に述べたように、第２乃至７図に示した種々の
発光画素はいずれも基板層、基板層上に配置された共通
電極層、共通電極層上に配置された第１絶縁層、第１絶
縁層から間隔を保って配置された第２絶縁層、第１と第
２の絶縁層の間に介在する蛍光体層、及び第２絶縁層上
に配置された複数の制御電極を含む、制御電極は絶縁層
、蛍光体層及び共通電極層と共に複数の個別発光画素を
画定する。各画素は一体的な光学レンズを画定する所定
形状の外面または発光面を含む端部を有する。各画素の
蛍光体層はレンズの一部を形成する端面を有するから、
画素の蛍光体層内で発生し、端面にむかって進む光エネ
ルギーは画定されたレンズによって屈折させられる。一
体レンズの形状に応じて、光エネルギー・ビームは発散
、平行または収斂ビーム・パターンで各画素から投射さ
れる。必要に応じて、並置関係の複数画素のそれぞれに
一体的な凸レンズを形成し、複数画素からの光エネルギ
ー・ビームが互いにオーバラップする関係で投射される
ように前記レンズの方向を設定することができる。各画
素蛍光体層を形成する発光材の組成を通正に選択するこ
とにより、各画素から投射される光エネルギー・ビーム
に所期のカラーを与えることができる。複数画素からの
光ビームをオーバラップ関係に投射し、オーバラップ域
においてブレンドすれば、個々のビームのカラーに基づ
くカラーの光画像を発生させることができる。

第８図には本発明のＴＦＥＬ端部発光構造体の他の実施
例を示した。第８図から明らかなように、ＴＦＥＬ端部
発光構造体１１０は第２図のＴＦＥＬ端部発光構造体４
０と同様に構成されており、共通電極層１１３上に配置
された第１絶縁層１１２を含む、第１絶縁層１１２から
間隔を保って第２絶縁層１１６が配設され、両絶縁層間
に蛍光体層１１１３が介在する。第２絶縁層１１ａ上に
１対の制御電極１２０を設けてあり、制御電極１２０は
第１及び′ｓ２絶縁層！１２．１１６、蛍光体層１１８
及び共通電極層１１３と共に、１対の発光画素１２２を
画定する。

各画素１２２の共通及び制御電極は各画素の蛍光体層に
任意の励起信号を供給するための励起源！２４と接続可
能である。第２図のＴＦＥＬ端部発光構造体に関して既
に述べたように、各画素１２２−の蛍光体層に励起信号
が供給されると、連携の蛍光体層が励起されてこの蛍光
体層内で光エネルギーを全方向に放射する。光エネルギ
ーの一部は各画素１２２の背面１２５にむかって進み、
非金属反射コーティング１２８によって各画素の端部１
２８にむかつて反射させられる。特定画素の蛍光体層１
１８内で発生し、端部１２８にむかって進んだ光エネル
ギーは画素の端部１２８に形成されている発光面１３０
において屈折する。

第８図、及び特に第９図から明らかなように、各画素の
発光面１３０はほぼ鋸歯状を呈する。具体的には、発光
面１３０は複数の凹部１３４によって互いに分離された
複数の矩形突出部１３２で形成されている。第２乃至７
図に示した画素発光面の場合と同様に、各画素１２２の
発光面１３０は光エネルギーを所定の方向に投射し、所
定のビーム・パターンを有する光エネルギー・ビームを
形成する画素と一体の光学レンズを画定する０発光面１
３０によって形成される光学レンズは鋸歯形状を呈する
から、鋸歯を形成する複数の突出部１３２は導波手段と
して作用して画素からの光エネルギーの発散率を制御す
る。

第１０図には第２及び３図に関連して述べたＴＦＥＬ端
部発光構造体４０の他の実施例を側面図で示した。第１
０図に示した端部発光構造体４０′は絶縁層が１層だけ
であることを除いて第２′ＥＬび３図に関連して述べた
端部構造４０と同じであり、１対の絶縁層を含む第２及
び３図に示した構造４０と区別するため、絶縁層が１層
だけの端部構造には参照番号４０′を付しである。

なお、端部発光構造体４０′を構造４０の変形例として
示したが、第２乃至９図に示した構造も上述のように１
対の絶縁層ではなく単一の絶縁層を含むように形成する
ことができる。

第１０図から明らかなように、ＴＦＥＬ端部構造４０′
は基板層４４上に配置された共通電極層４２を含む、共
通電極層４２上に絶縁層４６が配置されている。なお、
構造４０′の絶縁層４６を第１０図では一体的な層とし
て示しであるが、絶縁層を複数の部分層で構成してもよ
い、また、部分層をそれぞれ異なる絶縁層で形成しても
よく、当業者ならば所期の絶縁性能に応じて利用すべき
部分層材料を選択することができるであろう。

絶縁層４６上に蛍光体層５０が配置され、蛍光体層に重
ねて（図面では１つだけ示しであるが）複数の制御電極
５２が配列されている。既に述べたように、共通電極層
４２、絶縁層４６、蛍光体ｊｉ１５０及び複数の制御電
極５２が基板４４上にほぼ積層状の構造を形成する。第
１０図には具体的に図示しないが、構造４０′を形成す
る各層の位置関係は蛍光体層５０が共通電極層４２の上
に重なるように変更してもよい、この場合、絶縁層４６
を蛍光体層と複数制御電極との間に介在させることにな
る。

第２及び３図に示したＴＦＥＬ端部発光構造体４０の場
合と同様に、ＴＦＥＬ構造４０′は所定数の個別発光画
素５４を画定し、実際の画素数は構造４０’の全長及び
制御電極材層を構成する制御電極の総数に応じて異なる
。また、構造４０′における各発光画素５４の制御電極
５２及び共通電極層４２は画素のＴＦＥＬ蛍光体層を励
起して画素と連携する蛍光体層から光エネルギーを放射
させるのに必要な励起信号を提供する励起源と接続可能
である。構造４０′における各画素５４は非金属コーテ
ィング６０を施された背面５８を含み、このコーティン
グは個別画素５４の背面５８に存在する光の大部分をほ
ぼ画素の発光端部６２にむかって反射させる。

各画素５４の発光端部６２は所定形状の外面または発光
面６４を有し、各画素５４の発光面６４は絶縁層４６の
端面６８、共通及び制御電極４２．５２の端面７２、フ
３、及び蛍光体層５０の端面７４から成る。蛍光体ＩＷ
５０の端面７４は絶縁層及び制御電極の端面６８．７３
間にまたがる。第２及び３図に関連して述べたように、
各画素５４の発光面６４は画素面からの光エネルギーを
所期の方向に投射し、所定のビーム・パターンを有する
光エネルギー・ビームを形成する画素と一体の光学レン
ズを形成する。

以上の説明から明らかなように、第２及び３図に示した
ＴＦＥＬ端部発光構造体４０と第１０図に示したＴＦＥ
Ｌ端部発光構造体４０’の作用は全く同じであり、両者
の構造上の相違点は構造４０′がただ１層の絶縁層を含
むということだけである、また、詳しくは説明しなかっ
たが、第４乃至９図に示したＴＦＥＬ端部発光構造体も
絶縁層を１層だけ含むように形成することがで咎る。

本発明の好ましい実施例に基づいて以上に説明したが、
本発明の範囲内で種々の変更を加え得ることは当業者に
明白であろう、従って、頭書した特許請求の範囲にはこ
れらの変更をも包含されるものとする。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は構造の発光面が平面的であることを示す公知
ＴＦＥＬ端部発光構造体の斜視図である。 第１Ｂ図は構造が光エネルギー・ビームを投射する際に
形成されるビームの端部を示す第１Ａ図の公知ＴＦＥＬ
噛部発先部発光構造体頂面図である。 第２図は画素と一体の光学レンズを形成する所定形状に
形成された各画素の発光面を示す、本発明の一実施例で
あるＴＦＥＬ端部発光構造体の斜視図である。 第３図は各画素と一体の光エネルギー投射レンズの形状
を示す、第２図のＴＦＥＬ端部発光構造体の部分頂面図
である。 第４図は各画素と一体の光エネルギー投射レンズの他の
実施例の形状を示す第３図と同様の部分頂面図である。 第５図は各画素と一体の光エネルギー投射レンズのさら
に他の実施例の形状を示す第３図と同様の部分頂面図で
ある。 第６図は各画素と一体の光エネルギー投射レンズの別の
実施例の形状を示す第３図と同様の部分頂面図である。 第７図はそれぞれが光エネルギーを他の画素からの光エ
ネルギーとオーバラップするように投射する所定の形状
に形成された発光面を有する３つの並置発光画素の部分
頂面図である。 第８図はそれぞれが鋸歯状発光面を有する１対の隣接画
素を示す、本発明の他の実施例であるＴＦＥＬ端部発光
構造体の第２図と同様の斜視図である。 第９図は画素の鋸歯状発光面を通過する光エネルギーに
対する導波効果を示す、第８図の個別画素の部分頂面図
である。 第１０図は本発明のさらに他の実施例であるＴＦＥＬ端
部発光構造体の側面図である。 ４０．４０’　・・・・薄ｇＥＬ発光構造体５４・・・
・画素 ６４．９２．９６．１００，１３０・・・・発光面出願
人：　　ウエスチンクへウス・エレクトリック・コーポ
レーション代　理　人：加Ｓ　紘一部（ばか１名）１（
静態ぐ ＦＩＧ。 ＦＩＧ。

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. （１）一体的なビーム成形レンズ系を有する薄膜ＥＬ端
   部発光構造体であって、共通電極層と；前記共通電極層
   上に配置された第１絶縁層と；前記第１絶縁層から間隔
   を保つ第２絶縁層と；前記第１と第２絶縁層の間に介在
   し、前記第１及び第２絶縁層の間にまたがる端面を有す
   る蛍光体層と；前記第２絶縁層上に配置された複数の制
   御電極と；前記共通電極層、前記蛍光体層を挟んでいる
   第１及び第２絶縁層、及び前記複数の制御電極が複数の
   画素を画定し、前記画素のそれぞれが少なくとも前記蛍
   光体層端面から形成された発光面を有することと；前記
   複数の制御電極及び前記共通電極層が特定画素に励起信
   号を供給するための励起手段と接続可能であり、個々の
   画素に前記励起信号が供給されると前記画素がこの画素
   と連携する前記蛍光体層内で少なくとも前記画素発光面
   にむけられる光エネルギーを放射することと；前記画素
   の前記発光面を、前記光エネルギーを所定の方向に投射
   し、所定のビーム・パターンを有する光エネルギー・ビ
   ームに成形するための、前記発光面と一体的な光学レン
   ズを画定する所定の形状に形成してあることを特徴とす
   る薄膜ＥＬ端部発光構造体。
2. （２）前記画素のそれぞれが主として前記共通及び制御
   電極によってそれぞれ画定される第１及び第２面を有す
   ることを特徴とする請求項第（１）項に記載の薄膜ＥＬ
   端部発光構造体。
3. （３）前記発光面を、前記光エネルギー・ビームが前記
   第１及び第２面とほぼ平行な平面内にくるように前記第
   １及び第２面に対して位置ぎめしたことを特徴とする請
   求項第（２）項に記載の薄膜ＥＬ端部発光構造体。
4. （４）前記発光面を、該発光面によって画定される前記
   光学レンズが前記光エネルギーを屈折させて収斂ビーム
   ・パターンを有する光エネルギー・ビームを形成するよ
   うな所定形状に形成したことを特徴とする請求項第（１
   ）項に記載の薄膜ＥＬ端部発光構造体。
5. （５）前記発光面が凹面形状を有することを特徴とする
   請求項第（４）項に記載の薄膜ＥＬ端部発光構造体。
6. （６）前記発光面を、該発光面によって画定される前記
   光学レンズが前記光エネルギーを屈折させて平行ビーム
   ・パターンを有する光エネルギー・ビームを形成するよ
   うな所定の形状に形成したことを特徴とする請求項第（
   １）項に記載の薄膜ＥＬ端部発光構造体。
7. （７）前記発光面が凹面形状を有することを特徴とする
   請求項第（６）項に記載の薄膜ＥＬ端部発光構造体。
8. （８）前記発光面を、該発光面によって画定される前記
   光学レンズが前記光エネルギーを屈折させて発散ビーム
   ・パターンを有する光エネルギー・ビームを形成するよ
   うな所定の形状に形成したことを特徴とする請求項第（
   １）項に記載の薄膜ＥＬ端部発光構造体。
9. （９）前記発光面が凸面形状を有することを特徴とする
   請求項第（８）項に記載の薄膜ＥＬ端部発光構造体。
10. （１０）前記発光面がほぼ鋸歯状の形状を有することを
    特徴とする請求項第（８）項に記載の薄膜ＥＬ端部発光
    構造体。
11. （１１）前記発光面が凹面形状を有することを特徴とす
    る請求項第（８）項に記載の薄膜ＥＬ端部発光構造体。
12. （１２）前記電極の１つを基板上に配置したことを特徴
    とする請求項第（１）項に記載の薄膜ＥＬ端部発光構造
    体。
13. （１３）所定のカラー画像を発生させる薄膜ＥＬ端部発
    光構造体であって、共通電極層と；前記共通電極層上に
    配置された第１絶縁層と；前記第１絶縁層から間隔を保
    つ第２絶縁層と；前記第１と第２絶縁層の間に介在し、
    それぞれが所定の組成の発光材から形成されている複数
    のゾーンに分割された蛍光体層と；前記複数ゾーンのそ
    れぞれが前記第１及び第２絶縁層間にまたがる端面を有
    することと；前記第２絶縁層上に配置され、それぞれが
    前記蛍光ゾーンのそれぞれと整列する複数の制御電極と
    ；前記共通電極層、前記複数の蛍光ゾーンを挟む第１及
    び第２絶縁層、及び前記複数の制御電極が複数の画素を
    画定し、前記画素のそれぞれが少なくとも前記画素と連
    携する前記ゾーンの前記端面から形成された発光面を有
    することと；前記複数の制御電極及び前記共通電極層が
    特定画素に励起信号を供給するための励起手段と接続可
    能であり、個々の画素に前記励起信号が供給されると前
    記画素が前記画素と連携する前記蛍光ゾーン内で少なく
    とも前記画素発光面にむけられた所定カラーの光エネル
    ギーを放射し、前記光エネルギーの前記カラーが前記蛍
    光ゾーンを形成している発光材の前記所定組成によって
    決定されることと；前記個々の画素の前記発光面を、前
    記カラー光エネルギーを前記画素のうちの所定の他の画
    素によって投射されるカラー光エネルギーとオーバラッ
    プするように投射するための、前記発光面と一体的な光
    学レンズを画定するような所定形状に形成したことから
    成ることを特徴とする薄膜ＥＬ端部発光構造体。
14. （１４）複数画素によってオーバラップ関係に投射され
    る前記カラー光エネルギーが前記オーバラップの領域に
    おいてブレンドされて、前記画素のそれぞれによって投
    射される前記光エネルギーのカラーに基づくカラーを有
    する光画像を形成することを特徴とする請求項第（１３
    ）項に記載の薄膜ＥＬ端部発光構造体。
15. （１５）前記蛍光体層が第１所定組成の発光材から形成
    された第１ゾーン、第２所定組成の発光材から形成され
    た第２ゾーン、及び第３所定組成の発光材から形成され
    た第３ゾーンを含み；前記第１、第２及び第３蛍光体ゾ
    ーンが第１、第２及び第３画素とそれぞれ連携し；前記
    第１、第２及び第３画素のそれぞれが光エネルギーをそ
    れぞれ第１、第２及び第３所定カラーでオーバラップ関
    係に投射するような所定の形状に形成された発光面を有
    し、前記第１、第２及び第３所定カラーが前記オーバー
    ラップの領域においてブレンドされて前記第１、第２及
    び第３所定カラーによって決定されるカラーの線形光画
    像を形成することを特徴とする特許請求の範囲第（１３
    ）項に記載の薄膜ＥＬ端部発光構造体。
16. （１６）前記第１、第２及び第３カラーを赤色、青色及
    び緑色から成る群から選択したことを特徴とする請求項
    第（１５）項に記載の薄膜ＥＬ端部発光構造体。
17. （１７）前記画素のうちの前記特定画素から放射される
    前記カラー光エネルギーの強さを変化させるため前記複
    数画素のうちの前記特定画素に供給される前記励起信号
    の大きさを変える手段を含むことを特徴とする請求項第
    （１３）項に記載の薄膜ＥＬ端部発光構造体。
18. （１８）前記複数画素のそれぞれの前記発光面がこれと
    一体の凸光学レンズを画定する凸面形状を有することを
    特徴とする請求項第（１３）項に記載の薄膜ＥＬ端部発
    光構造体。
19. （１９）一体的なビーム成形レンズ系を有する薄膜ＥＬ
    端部発光構造体であって、共通電極層と；前記共通電極
    層から間隔を保つ複数の制御電極と；前記共通電極層と
    前記複数の制御電極の間に介在する絶縁材層と；前記共
    通極層と前記複数の制御電極の間に介在して前記共通電
    極層と前記複数の制御電極の間にまたがる端面を有する
    蛍光体層と；前記共通電極層、絶縁材層、蛍光体層及び
    前記複数制御電極をほぼ積層状に配列して基板層上に配
    置したことと；前記共通電極層、絶縁層、蛍光体層及び
    複数制御電極が複数の画素を画定し、それぞれの画素が
    少なくとも前記蛍光体層端面から形成された発光面を有
    することと；前記複数制御電極及び前記共通電極層が特
    定画素に励起信号を供給するための励起手段と接続可能
    であり、特定画素に前記励起信号が供給されると前記画
    素が前記画素と連携する前記蛍光体層部分内で少なくと
    も前記画素発光面にむけられる光エネルギーを放射する
    ことと；前記画素発光面を、前記光エネルギーを所定の
    方向へ投射すると共に所定ビーム・パターンの光エネル
    ギー・ビームに成形する、前記発光面と一体的な光学レ
    ンズを画定するような所定形状に形成したことを特徴と
    する薄膜ＥＬ端部発光構造体。
20. （２０）前記絶縁材層を前記蛍光体層上に配置し；前記
    複数制御電極を前記絶縁材層上に配置したことを特徴と
    する請求項第（１９）項に記載の薄膜ＥＬ端部発光構造
    体。
21. （２１）前記絶縁材層を、それぞれが所定の絶縁材から
    成る複数の絶縁部分層で形成したことを特徴とする請求
    項第（２１）項に記載の薄膜ＥＬ端部発光構造体。
22. （２２）前記蛍光体層を前記絶縁材層上に配置し；前記
    複数制御電極を前記蛍光体層上に配置したことを特徴と
    する請求項第（１９）項に記載の薄膜ＥＬ端部発光構造
    体。
23. （２３）前記絶縁材層を、それぞれが所定の絶縁材から
    成る複数の絶縁部分層で形成したことを特徴とする請求
    項第（２２）項に記載の薄膜ＥＬ端部発光構造体。