JPH0521158A

JPH0521158A - 発光素子装置

Info

Publication number: JPH0521158A
Application number: JP3191273A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sakurai; 淳桜井
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1991-07-05
Filing date: 1991-07-05
Publication date: 1993-01-29

Abstract

(57)【要約】【目的】発光特性の低下を防止するとともに発光効率
の向上を図ることができる発光素子装置を得る。【構成】絶縁基板上に凹部及び凸部が周期的に連続す
るよう凹凸面を形成し、該凹凸面上に帯状金属電極を形
成し、該帯状金属電極上に発光層を形成し、該発光層上
に前記凹部に対応するように分離された個別金属電極を
形成することにより、発光層をパターニングすることな
く各ＥＬピクセルを隔離し、凹凸間に形成された帯状金
属電極をＥＬピクセル間の鏡面とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種照明、表示用とし
て使用されるＥＬピクセルを多数配列した薄膜ＥＬ発光
素子装置に関し、特に発光効率が良好な端面発光型の発
光素子装置において、隣接ビットへの光の漏れを防止
し、且つ発光特性を低下させない構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、薄膜ＥＬを用いた発光素子装置と
しては、図４及び図５に示すように、絶縁基板１０上に
多数のＥＬピクセル２０を一列に配列して成る発光素子
装置が提案されている。図５は図４のＸ−Ｘ線断面説明
図である。この発光素子装置は、絶縁基板１０上に帯状
金属電極１１，帯状の絶縁層１２，ＥＬピクセル毎に分
離された発光層１３，帯状の絶縁層１４，ＥＬピクセル
毎に分離された個別金属電極１５を順次積層して構成さ
れている。各ピクセル２０は、発光層１３を絶縁体層１
２と絶縁層１４とで挟み、更にこれらを帯状金属電極１
１と個別金属電極１５で挟んで構成され、前記帯状金属
電極１１は交流電源３０に、個別金属電極１５はリレー
スイッチ４０を介して前記交流電源３０に接続されてい
る。

【０００３】従って、リレースイッチ４０を選択するこ
とにより、特定のＥＬピクセル２０の帯状金属電極１１
と個別金属電極１５との間に高電界が印加され、発光層
１３内の電子が加速され、この電子が発光層１３内の発
光中心を衝突励起し、励起された発光中心が基底状態に
戻るときに発光が生じる。この発光による発光光は、帯
状金属電極１１又は個別金属電極１５の鏡面で反射を繰
り返し、ＥＬピクセル２０の端面側から矢印の方向（図
５では紙面上側）へ効率よく発光光を放射させるように
なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記発光素子装置によ
ると、隣接するＥＬピクセル２０間での光の漏れを防止
するため、発光層１３を各ＥＬピクセル２０毎に分離し
て形成されている。しかしながら、分離された発光層１
３を得るには、リフトオフ法やフォトリソ法により発光
部材を着膜した発光層膜をパターニングしなければなら
ない。このパターニングの際に発光層１３が水に浸され
ることにより酸化等が生じ、発光層１３の発光輝度，発
光効率，信頼性が低下するという問題点があった。

【０００５】また、上記構成では、発光層１３を分離さ
せて各ＥＬピクセル２０の側面に発光層１３と絶縁層１
４との界面を生じさせ、屈折率の差により全反射させて
隣接のＥＬピクセル２０への光の漏れを防止している。
しかしながら、前記界面では一定範囲の入射角の光のみ
が全反射し、入射角によっては透過する光があり、この
光がＥＬピクセル２０の側面からの漏光となり、隣接ビ
ットへのノイズ光となるという問題点がなお存在する。
また、漏光の存在により図４の矢印方向からの発光光が
減少し、発光効率が低下するという問題点もある。

【０００６】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、発光特性の低下を防止するとともに発光効率の向上
を図ることができる発光素子装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するため本発明の発光素子装置は、絶縁基板上に凹部
及び凸部が周期的に連続するよう凹凸面を形成し、該凹
凸面上に帯状金属電極を形成し、該帯状金属電極上に発
光層を形成し、該発光層上に前記凹部に対応するように
分離された個別金属電極を形成することを特徴としてい
る。

【０００８】

【作用】本発明によれば、帯状電極と個別電極とで発光
層を挟んで成るＥＬピクセルを凹凸面の凹部に形成する
ので、発光層をパターニングすることなく各ＥＬピクセ
ルを隔離することができる。また、凹凸面に沿って帯状
金属電極が形成されるので、該帯状金属電極をＥＬピク
セル間の鏡面とすることができる。

【０００９】

【実施例】本発明の発光素子装置の一実施例について図
１及び図２を参照しながら説明する。図２は発光素子装
置の平面図、図１は図２のＡ−Ａ線断面説明図である。
絶縁性の透明基板１０上に、凹部２及び凸部３が周期的
に連続する凹凸面１が形成されている。凹部２は、その
開口面２ａが透明基板１０の長尺方向に沿った辺に臨む
ように形成されている。また、凹部２は、透明基板１０
をエッチングすることにより形成され、各側壁２ｂはテ
ーパ状に形成されている。各凹部２には、帯状金属電極
４，絶縁層５，発光層６，絶縁層７，個別金属電極８を
積層して成るＥＬピクセル２０が形成されている。個別
金属電極８は、各凹部２に対応するように分離して形成
され、帯状金属電極４，絶縁層５，発光層６，絶縁層７
は、各ＥＬピクセル２０で共通となるように凹凸面１上
に帯状に形成されている。また、凹部２の深さｈは、発
光層６の膜厚より大きくしている。従って、各ＥＬピク
セル２０間には、凹部２の側壁２ｂに着膜された金属電
極４が存在し、この金属電極４の存在により各ＥＬピク
セル２０を隔離している。また、帯状金属電極４には交
流電源３０が接続され、各個別金属電極８にはリレース
イッチ４０を介して前記交流電源３０が接続されてい
る。

【００１０】従って、リレースイッチ４０を選択するこ
とにより、特定のＥＬピクセル２０の帯状金属電極４と
個別金属電極８との間に高電界が印加され、両電極で挟
まれた発光層６内の電子が加速され、この電子が発光層
６内の発光中心を衝突励起し、励起された発光中心が基
底状態に戻るときに発光が生じる。この発光による発光
光は、帯状金属電極４又は個別金属電極８の鏡面で反射
を繰り返し、ＥＬピクセル２０の端面側から図２の矢印
の方向（図１中では紙面に垂直方法）へ発光光を放射さ
せる。また、隣接するＥＬピクセル２０側へ発光する光
（従来例において隣接ビットへの漏光となるもの）は、
凹部２の深さｈを発光層６の膜厚より大きくすることに
より、帯状電極４により側壁２ｂ面上に形成される鏡面
で全反射し、隣接するＥＬピクセル２０への光の漏れを
防止している。また、この光は更に帯状金属電極４や個
別金属電極８で反射を繰り返し、最終的にはＥＬピクセ
ル２０の端面側（凹部２の開口面２ａ側）から放射され
るので発光効率の向上を図ることができる。

【００１１】次に、前記発光素子装置の製造方法につい
て簡単に説明する。ガラス等から成るの透明基板１０上
の全面にレジストを塗布し、露光，現像してパタ−ニン
グを行ない前記凹部２に相当する部分のレジストが除去
されたレジストパタ−ンを形成する。次いで、フッ酸等
のエッチング液を用いて、レジスト除去部分の下方の透
明基板１０をウエットエッチングして深さ５０００オン
グストローム〜８０００オングストロームでテーパ状の
側壁２ｂを有する複数の凹部２を形成して透明基板１０
上に凹凸面１を形成し、前記レジストパタ−ンを除去す
る。スパッタ法あるいは物理蒸着法により、前記凹凸面
１を覆うようにクロム等の金属膜を１０００オングスト
ローム程度の膜厚で着膜して帯状金属電極４を形成す
る。この際、凹部２の側壁２ｂはテーパ状に形成されて
いるので、帯状金属電極４を分断することなく着膜する
ことができる。次に、帯状金属電極４上にスパッタ法，
プラズマＣＶＤ法等によりＳｉＮｘ膜を２０００オング
ストローム程度の膜厚で着膜して絶縁層５を形成する。
続いて、絶縁層５上に電子ビーム蒸着法，ＣＶＤ法，ス
パッタ法等によりＺｎＳ：Ｍｎ等の発光部材を５０００
オングストローム程度の膜厚で着膜して発光層６を形成
する。発光層６上にＳｉＮｘ膜を２０００オングストロ
ーム程度の膜厚で着膜して絶縁層７を形成する。次に、
絶縁層７上にスパッタ法あるいは物理蒸着法により、ア
ルミニウム等の金属膜を１μｍ程度の膜厚で着膜し、フ
ォトリソ及びエッチングによりパターニングし、各ＥＬ
ピクセル２０に対応するよう分離された個別金属電極８
を凹部２の上方位置に形成する。上記製造方法によれ
ば、発光部材をエッチングする必要がないので、発光部
材が水分に触れることを防ぎ、酸化等による発光特性の
劣化を防止することができる。

【００１２】発光部材としては、前記ＺｎＳ：Ｍｎの他
に、ＺｎＳ：Ｔｂ，ＦＳｒＳ：ＣｅＣａＳ：Ｅｕ
等を使用してもよい。また、絶縁材料としては、前記Ｓ
ｉＮｘの他に、ＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃，Ｙ₂Ｏ₃，Ｔａ₂Ｏ₅
等を使用してもよい。また、上記製造方法では、凹凸面
１をウエットエッチングにより形成したが、反応性イオ
ンエッチング等のドライエッチング法により形成しても
よい。この際、選択比を調整することにより凹部２の側
壁２ｂをテーパ状に形成することができる。

【００１３】上記製造方法では、透明基板１０の表面を
エッチングして凹凸面１を形成したが、図３に示すよう
に、透明基板１０の上面に樹脂膜９を形成し、フォトリ
ソ法により樹脂膜９に凹部９ａを有する凹凸面を作成
し、凹部９ａにＥＬピクセル２０を形成するようにして
もよい。また、樹脂膜９として感光性材料を使用すれ
ば、露光及び現像で凹部９ａが形成できエッチングが不
要となるので工程の簡略化を図ることができる。また、
樹脂膜９としては、ＳｉＮｘ，Ａｌ₂０₃，Ｔａ₂Ｏ₅等の
薄膜を用いてもよい。他の構成は図１と同様であるの
で、同一構成部分に同一符号を付して詳細な説明を省略
する。

【００１４】

【発明の効果】上述したように本発明の発光素子装置に
よれば、各ＥＬピクセルが透明基板上の凹凸によって隔
離され、各ＥＬピクセル間に帯状金属電極を鏡面として
配置できるので、発光層からの発光が隣接ビットへ漏れ
ることを防ぎ、隣接ビットでのノイズの発生を防止する
ことができる。また、各ＥＬピクセル間の前記帯状金属
電極で反射する光は、最終的には各ＥＬピクセルの端面
から放射されるので、発光効率の向上を図ることだでき
る。更に、発光層となる発光部材のエッチング等の加工
が不要となるので、発光特性の劣化を防止し、且つ製造
工程の簡略化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す発光素子装置の一部
断面説明図である。

【図２】本発明の一実施例を示す発光素子装置の平面
説明図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す発光素子装置の一
部断面説明図である。

【図４】従来の発光素子装置の斜視説明図である。

【図５】図４のＸ−Ｘ線断面説明図である。

【符号の説明】

１…凹凸面、２…凹部、２ａ…開口面、２ｂ…側
壁、３…凸部、４…帯状金属電極、５…絶縁層、
６…発光層、７…絶縁層、８…個別金属電極、
１０…透明基板、２０…ＥＬピクセル

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】絶縁基板上に凹部及び凸部が周期的に連
続するよう配置された凹凸面と、該凹凸面上に形成され
た帯状金属電極と、該帯状金属電極上に形成された発光
層と、該発光層上に形成され前記凹部に対応するように
分離された個別金属電極と、を具備することを特徴とす
る発光素子装置。