JPH1032087A

JPH1032087A - 薄膜ｅｌパネル

Info

Publication number: JPH1032087A
Application number: JP8187069A
Authority: JP
Inventors: Mikihiro Noma; 幹弘野間; Satoshi Inoue; 智井上
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-07-17
Filing date: 1996-07-17
Publication date: 1998-02-03

Abstract

(57)【要約】【課題】箱型に掘り込み加工を施しただけの曇りガラ
ス状の安価なシール板を用いても表示不良のない薄膜Ｅ
Ｌパネルを提供する。【解決手段】薄膜ＥＬパネルのシール板と透光性基板
との間隙を満たす絶縁性オイルの屈折率を、シール板の
屈折率と等しくすることによって、掘り込み加工を施し
ただけで研磨加工をしていないシール板を用いても全く
歪みのない表示像と背景像が得られる。よってシール板
に掘り込み加工のみを施した加工精度の低い物を使うこ
とが出来るので、表示性能を落とさず安価で歩留まりの
良い薄膜ＥＬパネルを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平面薄型ディスプ
レイとして用いられている薄膜ＥＬパネルの構造に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】情報化産業時代の到来と共にフラットデ
ィスプレイの需要が高まり、その中で薄膜ＥＬパネルも
長寿命であることから特にＦＡ用ディスプレイとして注
目されている。

【０００３】薄膜ＥＬパネルは、発光層を電極層で挟ん
だ構成を有するＥＬ素子を有しており、該ＥＬ素子の両
電極間に電圧を印加させることによって、発光層に応じ
た色の発光を呈するものである。前記ＥＬ素子は湿気に
弱いため、前記薄膜ＥＬパネルは防湿効果の高い構造の
ものが望まれている。

【０００４】防湿効果の高い薄膜ＥＬパネルの構造とし
ては、ＥＬ素子を透光性基板上に形成し、該ＥＬ素子形
成面側に該ＥＬ素子を覆うように掘り込み加工を施した
シール板を貼り合わせ、前記透光性基板とシール板との
間隙に絶縁性オイルを注入する方式（以下シール方式と
いう）が知られており、例えば特公昭５７−４７５５９
号公報、或いは「光学」第１７巻第４号（１９８８年４
月）ｐ１６６−ｐ１６７に開示されており、また商品と
して実用化もされている。

【０００５】このシール方式の薄膜ＥＬパネルの構造を
図３に示す。図３において、１は透光性基板、２は第１
電極層、３は第１絶縁層、４は発光層、５は第２絶縁
層、６は第２電極層、７はシール板、８は絶縁性液体の
注入口、９は絶縁性液体の封止板である。また、前記第
１電極層２乃至第２電極層６によりＥＬ素子１１が形成
されている。さらに前記透光性基板１及びシール板７の
間隙には、前記ＥＬ素子１１を湿気から防ぐために、絶
縁性オイル等からなる絶縁性液体１０が注入されてい
る。

【０００６】前記シール方式の薄膜ＥＬパネルは、前記
透光性基板１側からのみ光を取り出し、こちら側を表示
面とすることを前提としたものであったため、一般的に
は前記第２電極層６にはＡｌ等の金属を用い、前記シー
ル板７には、ガラスに箱型の掘り込み加工を施しただけ
の曇りガラス状の安価なものを使用していた。

【０００７】ところで、近年では光を透光性基板１側か
ら取り出す構造のもの以外に、光をシール板７側から取
り出し、こちら側を表示面とした反転構造薄膜ＥＬパネ
ルが開発されている。これは、白色発光を呈する発光層
を有するＥＬ素子とカラーフィルタとを組み合わせてカ
ラー表示を行わせようとした時に必要となる構造であ
る。これについて、図４を用いて説明する。なお、図４
において、ＥＬ素子１１は、図３における第１電極層
２、第１絶縁層３、発光層４、第２絶縁層５、第２電極
層６からなるものを簡略的に示したものであり、シール
板７の掘り込み加工面側の凹凸は省略している。また、
１は透光性基板、１４はカラーフィルタを示す。

【０００８】前記カラーフィルタ１４の形成箇所は、図
４の（ａ），（ｂ）に示すように、ＥＬ素子１１より透
光性基板１側とする場合と、図４の（ｃ），（ｄ）に示
すように、ＥＬ素子１１よりシール板７側とする場合が
考えられる。

【０００９】しかしながら、図４の（ａ）に示した場合
では、カラーフィルタ１４の耐熱温度がＥＬ素子１１形
成時に必要なアニール処理の温度より低いため、透光性
基板１上に形成されたカラーフィルタ１４の上にＥＬ素
子１１を形成することができない。

【００１０】また、図４の（ｂ）に示した場合では、少
なくとも数百μｍ有している透光性基板１の厚みによっ
て視差ズレが生じてしまう。

【００１１】これらに対し、図４の（ｃ）に示した場合
では、ＥＬ素子１１形成後にカラーフィルタ１４を形成
しているので耐熱温度の問題はなく、またＥＬ素子１１
とカラーフィルタ１４とが密着しているので視差ズレを
生じることもない。

【００１２】また、図４の（ｄ）に示した場合では、シ
ール板７にカラーフィルタ１４を形成しているため耐熱
温度の問題はない。さらに、ＥＬ素子１１とカラーフィ
ルタ１４とは絶縁性液体１０を介しているものの、前記
ＥＬ素子１１とカラーフィルタ１４との間隙は数μｍ程
度となるように形成されるので、視差ズレを生ずること
はない。

【００１３】したがって、カラーフィルタ１４を用いて
カラー表示を行う場合は、図４の（ｃ）又は（ｄ）の何
れかの位置にカラーフィルタ１４を形成することとなる
が、何れにしても表示をシール板７側から取り出すこと
になり、反転構造薄膜ＥＬパネルの構造が必要となる。

【００１４】また、上記反転構造薄膜ＥＬパネルの他に
も、前記第２電極６をＩＴＯ等の透明導電層にして薄膜
ＥＬパネルを完全に透明にし、背景と表示の両方を見る
ことができるようにしたり、またパネルの両面から表示
を見ることができるようにした透明薄膜ＥＬパネルも開
発されている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来構造で先述の反転構造薄膜ＥＬパネルや透明薄膜
ＥＬパネルを構成し、シール板７側から光を取り出そう
としたり、或いは背景光を薄膜ＥＬパネルを透過させ背
景と表示が同時に見えるようにしたりすると、シール板
７の掘り込み加工面の凹凸により背景や表示が歪んだり
鮮明に見えなかったりする等、表示不良が発生してしま
うという問題点があった。

【００１６】この問題は、実用性を考慮しなければ理論
的には図５に示すように、図３におけるシール板７の掘
り込み加工面を研磨し完全に平坦化すれば解決する。こ
れを図６、図７を用いて光学的に説明する。なお、図５
は図３におけるシール板７に代えて、掘り込み加工面に
研磨処理を施し、凹凸のないシール板１２とした点以外
は図３の構成と同じである。

【００１７】図６は、図３に示す薄膜ＥＬパネルにおい
て、背景光が該パネルを通過する様子及びＥＬ素子１１
から発光する表示光がシール板７を通過する様子を示し
たものである。また、図７は、図５に示す薄膜ＥＬパネ
ルにおいて、背景光が該パネルを通過する様子及びＥＬ
素子１１から発光する表示光がシール板１２を通過する
様子を示したものである。

【００１８】図６に示すように、掘り込み加工面を研磨
していないシール板７を用いた場合、通常シール板７の
屈折率と絶縁性オイル１０の屈折率との間に差があるた
め、互いに平行な背景光Ａ２及びＢ２はシール板７に入
射した後、シール板７の掘り込み加工面の凹凸により様
々に屈折し、結局透光性基板１から出射する際に入射角
とは異なる角度で、かつＡ２及びＢ２は互いに平行でな
い角度で透光性基板１より出射する。このため背景像が
歪む等の表示不良が発生することになる。

【００１９】また、ＥＬ素子１１から発光する表示光を
Ｃ２・Ｄ２・Ｅ２とし、Ｃ２・Ｄ２・Ｅ２の順に浅い角
度でＥＬ素子１１から絶縁性オイル１０に出射するもの
とすると、該表示光Ｃ２・Ｄ２・Ｅ２は絶縁性オイル１
０に入射した後、シール板７の掘り込み加工面の凹凸に
より様々に屈折し、結局シール板７から出射する際には
Ｃ２・Ｄ２・Ｅ２の順に浅い角度で出射しない。このた
め表示像が歪んだり鮮明に見えなかったりする等の表示
不良が発生することになる。

【００２０】一方、図７に示すように掘り込み加工面を
研磨したシール板１２を用いた場合、シール板１２の掘
り込み加工面に凹凸が無いためシール板１２の屈折率と
絶縁性オイル１０の屈折率との間に差があっても、互い
に平行な背景光Ａ３及びＢ３は薄膜ＥＬパネルに入射し
た後、シール板１２、絶縁性オイル１０、及び透光性基
板１を透過する度に何度か屈折を繰り返すが、最終的に
は入射角と同じ角度で、かつＡ３及びＢ３は互いに平行
なまま透光性基板１より出射するので、背景像は全く歪
まない。

【００２１】また、ＥＬ素子１１から発光する表示光を
Ｃ３・Ｄ３・Ｅ３とし、Ｃ３・Ｄ３・Ｅ３の順に浅い角
度でＥＬ素子１１から絶縁性オイル１０に出射するもの
とすると、シール板１２の掘り込み加工面に凹凸が無い
ため、シール板１２から出射する際にはＥＬ素子１１か
ら絶縁性オイル１０に出射するときより角度は大きくな
るものの、Ｃ３・Ｄ３・Ｅ３の順に浅い角度で出射する
ので、表示不良を起こすことはない。

【００２２】なお、上述した説明において、実際にはＥ
Ｌ素子１１の中でも何度か屈折を行うことになるが、Ｅ
Ｌ素子１１の各層は平坦に形成されているため、ここで
の屈折は表示不良を引き起こすものではない。従って、
説明を簡単にするため、ＥＬ素子１１での屈折は無視し
て説明している。

【００２３】しかし、実際問題としてシール板１２の掘
り込み加工面の研磨はパネルの表示領域全面にわたって
高い精度の研磨が必要であり、十分透明に見える程度の
完全な平坦性が要求される。また、シール板１２と対向
するＥＬ素子１１の表面とシール板１２の掘り込み加工
面とが平行であり、かつ掘り込み加工面にうねりが無い
こと、つまり掘り込み深さが一定であることも要求され
る。これは、掘り込み加工面を研磨してもシール板１２
の掘り込み深さにムラがあると、特に斜め方向から見た
場合背景が大きくうねって見えてしまうからである。

【００２４】このように、シール板全面にわたって一定
の深さの掘り込み加工を施し、かつ完全平坦性を持つま
で研磨を行うことは技術的にも難しく、また非常に手間
がかかるため歩留まりや生産性も悪く、シール板のコス
トが非常に高くなってしまうという問題が生じていた。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
薄膜ＥＬパネルは、基板と、該基板上に形成されたＥＬ
素子と、前記基板のＥＬ素子形成面側に、前記ＥＬ素子
を覆うように貼り合わされたシール板と、前記基板及び
シール板の間隙に注入された絶縁性液体と、を有する薄
膜ＥＬパネルにおいて、前記シール板の屈折率と前記絶
縁性液体の屈折率との差が０．０２以下であることを特
徴とするものである。

【００２６】本発明の請求項２記載の薄膜ＥＬパネル
は、請求項１記載の薄膜ＥＬパネルにおいて、前記絶縁
性液体は、前記シール板の屈折率よりも小さい屈折率を
有する第１の絶縁性液体と、前記シール板の屈折率より
も大きい屈折率を有する第２の絶縁性液体と、を含む２
種類以上の絶縁性液体を混合して得られたものであるこ
とを特徴とするものである。

【００２７】以下、上記構成による作用について説明す
る。

【００２８】本発明の薄膜ＥＬパネルにおいては、シー
ル板の屈折率と絶縁性液体の屈折率との差が０．０２以
内であるため、シール板の掘り込み加工面にいかなる凹
凸があっても、両者は光学的には同一物質のように振る
舞うこととなり、生産性の悪化を招くことなく、容易に
表示不良の発生を無くすことができる。

【００２９】また、前記絶縁性液体は、前記シール板の
屈折率よりも小さい屈折率を有する第１の絶縁性液体
と、前記シール板の屈折率よりも大きい屈折率を有する
第２の絶縁性液体と、を混合して得られたものであるた
め、前記絶縁性液体の屈折率を任意に調整することが可
能である。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
１及び図２を用いて説明する。図１において、１は透光
性基板、２は第１電極層、３は第１絶縁層、４は発光
層、５は第２絶縁層、６は第２電極層、７はシール板、
８は絶縁性液体の注入口、９は絶縁性液体の封止板であ
る。また、前記第１電極層２乃至第２電極層６によりＥ
Ｌ素子１１が形成されている。さらに前記透光性基板１
及びシール板７の間隙には、前記ＥＬ素子１１を湿気か
ら防ぐための絶縁性オイルからなる絶縁性液体１３が注
入されている。

【００３１】本実施形態においては、前記透光性基板１
として日本電気ガラス社製無アルカリガラスＯＡ−２
（光学屈折率１．５４）を用いた。また、前記シール板
７にはシール板として２ｍｍ厚の旭硝子社製無アルカリ
ガラスＡＮ６３５（光学屈折率１．５４）に深さ０．５
ｍｍの掘り込み加工を施しただけの、曇りガラス状の未
研磨の状態のものを用いた。

【００３２】また、前記絶縁性液体１３には、東レ・ダ
ウコーニング・シリコーン社製のシリコーンオイル、Ｓ
Ｈ５１０（光学屈折率１．４２５）とＳＨ７０４（光学
屈折率１．５５８）とを、それぞれ１３：８７の割合で
混合し、光学屈折率を１．５４に調整したものを用い
た。

【００３３】このように、シール板７及び絶縁性液体１
３の屈折率を等しくしたため、シール板７の掘り込み加
工面にいかなる凹凸があっても両者は光学的には同一物
質のように振る舞うこととなる。

【００３４】上記構成の薄膜ＥＬパネルは、以下のよう
にして製造することができる。まず、ガラス等の透光性
基板１上に、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる第１電極層
２を２００ｎｍの厚さに形成し、該第１電極層２をスト
ライプ状となるようにウェットエッチングによりパター
ニングする。次に、前記第１の電極層２を覆うように基
板全面にＳｉ₃Ｎ₄とＳｉＯ₂ との積層体からなる第１絶
縁層３を２００ｎｍの厚さに形成し、続いてＺｎＳ：Ｍ
ｎからなる黄色発光層４を８００ｎｍの厚さに形成し、
ＳｉＯ₂ とＳｉ₃Ｎ₄との積層体からなる第２絶縁層５を
２００ｎｍの厚さに形成する。次に、前記第２絶縁層５
の上面にＩＴＯ等の透明導電膜からなる第２電極層６を
２００ｎｍの厚さに形成し、該第２電極層６を前記第１
電極層２と直交するようなストライプ状となるようにウ
ェットエッチングによりパターニングする。

【００３５】なお、前記第１，第２電極層としては、Ａ
ｌを添加したＺｎＯやＧａを添加したＺｎＯ等を用いる
こともできる。また、前記第１，第２絶縁膜はＴａ₂Ｏ₅
やＡｌ₂Ｏ₃等を用いることもできる。

【００３６】上述した第１，第２電極層及び第１，第２
絶縁膜は、スパッタ法や電子ビーム蒸着法等の薄膜形成
法により形成される。また、上述したＺｎＳ：Ｍｎから
なる黄色発光層４は、ＺｎＳにＭｎを０．３５ａｔ％添
加し、加圧形成した後Ａｒガス中９００℃で１時間焼結
させたＺｎＳ：Ｍｎペレットを用いて、電子ビーム蒸着
法により形成することができる。

【００３７】続いて、掘り込み加工を施したシール板７
を、エポキシ樹脂等によって前記透光性基板１に貼り付
け、前記シール板７に設けられた絶縁性液体注入口８か
ら光学屈折率を調整した絶縁性オイル１３を注入し、絶
縁性液体封止板９を接着し、前記絶縁性オイル１３を封
止する。

【００３８】前記絶縁性オイル１３の注入は、真空容器
に薄膜ＥＬパネルと絶縁性オイル１３を満たした容器と
を入れ、真空に引いて透光性基板１とシール板７との間
隙の空気を抜き、その状態で絶縁性液体注入口８を絶縁
性オイル１３に浸し、真空容器内を大気圧に戻すことに
よって行うことができる。

【００３９】このようにして得られた本実施形態の薄膜
ＥＬパネルは、両電極層２、６間に２００Ｖ程度の両極
性パルス電圧を印加することによって黄色発光が透光性
基板１側とシール板７側との両方向に出射し、背景と表
示の両方を見ることができ、またパネルの両面から表示
を見ることができる透明薄膜ＥＬパネル構造となってい
る。この薄膜ＥＬパネルは、シール板７と透光性基板１
との間隙を満たす絶縁性オイル１３の屈折率をシール板
７の屈折率と等しくしたため、表示に関する光が前記シ
ール板７及び前記絶縁性オイル１３と通過する際に屈折
することがないので、画像の歪みがなく、鮮明な表示を
得ることができる。これを図２を用いて光学的に説明す
る。

【００４０】図２は図１に示す薄膜ＥＬパネルにおい
て、背景光が該パネルを通過する様子及びＥＬ素子１１
から発光する表示光がシール板７を通過する様子を示し
たものである。

【００４１】図２に示すように、互いに平行な背景光Ａ
１及びＢ１は薄膜ＥＬパネルに入射しシール板７の掘り
込み加工面を透過する際は全く屈折せず、最終的には入
射角と同じ角度で、かつＡ１及びＢ１は互いに平行なま
ま透光性基板１より出射するので、背景の像は全く歪ま
ない。

【００４２】また、ＥＬ素子１１から発光する表示光を
Ｃ１・Ｄ１・Ｅ１とし、Ｃ１・Ｄ１・Ｅ１の順に浅い角
度でＥＬ素子１１から絶縁性オイル１３に出射するもの
とすると、これらは絶縁性オイル１３からシール板７の
掘り込み加工面を透過する際は全く屈折せず、シール板
７から出射する際にはＥＬ素子１１から絶縁性オイル１
３に出射するときより角度は大きくなるものの、Ｃ１・
Ｄ１・Ｅ１の順に浅い角度で出射するので、表示像が歪
んだり鮮明に見えなかったりするような表示不良をおこ
すことはない。

【００４３】なお、上述したような効果は、前記シール
板７の屈折率と絶縁性オイル１３の屈折率とが同じで有
りさえすれば得られるもので、シール板７の屈折率と透
光性基板１の屈折率とを等しくする必要はない。またシ
ール板７の屈折率と絶縁性オイル１３の屈折率とは全く
同じであることが好ましいが、屈折率の差が０．０２以
内の微小な差であれば本発明の効果は保たれる。これに
ついて表１、表２を用いて説明する。

【００４４】表１は、図１に示す薄膜ＥＬパネルにおい
て、絶縁性液体１３の屈折率を任意に変化させたときの
表示品位を示したものである。また、表２は、図１に示
す薄膜ＥＬパネルにおいて、シール板７を旭硝子社製無
アルカリガラスＡＮ６３５にかえて、旭硝子社製低アル
カリガラスＡＸ（光学屈折率１．５０）を用いて、絶縁
性液体１３の屈折率を任意に変化させたときの表示品位
を示したものである。なお、表示品位の判定は、表示像
の変形、ぼやけ、背景像の歪み、うねり等を総合的にみ
て判断したものである。

【００４５】表１、表２からわかるように、いずれの場
合もシール板７と絶縁性液体１３との屈折率の差が０．
０２以下、好ましくは０．０１以下であれば、良好な表
示品位が得られることが分かる。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【表２】

【００４８】このように、本発明の薄膜ＥＬパネルにお
いては、掘り込み加工を施しただけで研磨加工をしてお
らず、また、掘り込み加工精度が悪く掘り込み深さにム
ラがあったり、研磨面に線状の傷が入ったままであるよ
うな安価なシール板７を用いても表示不良の発生を防ぐ
ことができる。よって、表示性能を落とさず安価で歩留
まりの良い薄膜ＥＬパネルを得ることができ、コスト低
減と生産性の向上に寄与することができる。

【００４９】また、本実施形態においては、前記第１電
極層２及び第２電極層６にはそれぞれＩＴＯ等の透明導
電層を用い、透明薄膜ＥＬパネルとして作製したものに
ついて説明したが、前記第１導電層をＡｌ，Ｍｏ，Ｔ
ａ，Ｗ等の金属で形成した反転構造薄膜ＥＬパネルの場
合であっても同じ効果が得られる。

【００５０】

【発明の効果】本発明の薄膜ＥＬパネルにおいては、基
板とシール板との間隙を満たす絶縁性液体の屈折率とシ
ール板の屈折率との差を０．０２以下とすることによっ
て、掘り込み加工を施しただけで研磨加工をしていない
シール板を用いても全く歪みのない表示像と背景像が得
られる。

【００５１】よって掘り込み加工のみを施した平坦度の
低いシール板を使うことが出来るので、表示性能を落と
さず安価で歩留まりの良い薄膜ＥＬパネルを得ることが
でき、コスト低減と生産性の向上に寄与することができ
る。

【００５２】また、前記絶縁性液体は、前記シール板の
屈折率よりも小さい屈折率を有する第１の絶縁性液体
と、前記シール板の屈折率よりも大きい屈折率を有する
第２の絶縁性液体と、を含む２種類以上の絶縁性液体を
混合して得られたものであるため、前記絶縁性液体の屈
折率を任意に調整することが可能である。

【００５３】したがって、どのようなシール板に対して
も前記絶縁性液体の屈折率を調整することができるの
で、材料の選定に特に制限されることがなく、生産性の
向上に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薄膜ＥＬパネルの断面図である。

【図２】図１に示す薄膜ＥＬパネルを通過する光路を示
す図である。

【図３】従来の薄膜ＥＬパネルの断面図である。

【図４】ＥＬ素子とカラーフィルタとの位置関係を示す
図である。

【図５】掘り込み加工面を研磨したシール板を用いたと
きの薄膜ＥＬパネルの断面図である。

【図６】図３に示す薄膜ＥＬパネルを通過する光路を示
す図である。

【図７】図５に示す薄膜ＥＬパネルを通過する光路を示
す図である。

【符号の説明】

１透光性基板２第１電極層３第１絶縁層４発光層５第２絶縁層６第２電極層７シール板８絶縁性液体注入口９絶縁性液体封止板１０絶縁性オイル１１ＥＬ素子１２研磨加工を施したシール板１３シール板と同じ屈折率に調整した絶縁性オイル１４カラーフィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、該基板上に形成されたＥＬ素子
と、前記基板のＥＬ素子形成面側に、前記ＥＬ素子を覆
うように貼り合わされたシール板と、前記基板及びシー
ル板の間隙に注入された絶縁性液体と、を有する薄膜Ｅ
Ｌパネルにおいて、前記シール板の屈折率と前記絶縁性液体の屈折率との差
が０．０２以下であることを特徴とする薄膜ＥＬパネ
ル。
【請求項２】前記絶縁性液体は、前記シール板の屈折
率よりも小さい屈折率を有する第１の絶縁性液体と、前
記シール板の屈折率よりも大きい屈折率を有する第２の
絶縁性液体と、を含む２種類以上の絶縁性液体を混合し
て得られたものであることを特徴とする請求項１記載の
薄膜ＥＬパネル。