JPH07296969A - 薄膜エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

薄膜エレクトロルミネッセンス素子

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JPH07296969A
JPH07296969A JP6087036A JP8703694A JPH07296969A JP H07296969 A JPH07296969 A JP H07296969A JP 6087036 A JP6087036 A JP 6087036A JP 8703694 A JP8703694 A JP 8703694A JP H07296969 A JPH07296969 A JP H07296969A
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JP
Japan
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electrode
transparent electrode
ito transparent
thin film
metal
Prior art date
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Pending
Application number
JP6087036A
Other languages
English (en)
Inventor
Yukinori Kawamura
幸則 河村
Hisato Kato
久人 加藤
Tomoyuki Kawashima
朋之 河島
Yutaka Terao
豊 寺尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】カラーELパネル用として十分な画素のフィル
ファクターを有し、かつ、高い歩留りで製作可能なもの
とする。 【構成】ガラス基板1の上に、金属電極2、第1絶縁層
3、発光層4、第2絶縁層5、およびITO透明電極6
を順次積層して反転構造とし、ガラス基板12に形成し
たフィルター11と組み合わせてカラーELパネルを構
成する薄膜EL素子において、直交する2組の電極スト
ライプのうち、データ線側を金属電極2、走査線側をI
TO透明電極6とし、さらに、例えば Al/Niの積層膜か
らなる金属膜配線7をITO透明電極6の上面に、ある
いはその一部を側面の画素間に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、カラーフィルターと
組み合わせて用いられる反転構造の薄膜エレクトロルミ
ネッセンス素子(以下、薄膜EL素子と略記する)に関
する。
【0002】
【従来の技術】通常、薄膜EL素子は、基板の上に、一
対の電極層で挟んで薄膜状に形成された発光層に、交流
電圧を印加してエレクトロルミネッセンス発光(以下、
EL発光と略記する)を得るものである。図2は、従来
より用いられている代表的な薄膜EL素子の基本構成を
示す断面図である。
【0003】ガラス基板1の上にITO(インジウムと
スズの酸化物)からなるストライプ状のITO透明電極
8、第1絶縁層3、発光層4、第2絶縁層5が順次形成
され、最上部に、ITO透明電極8のストライプと直交
するストライプとして配置された金属電極9が形成され
ている。電圧が印加されたITO透明電極8と金属電極
9に挟まれた部分の発光層4で生じたEL発光は、IT
O透明電極8およびガラス基板1を通して、図中の下方
へと取り出される構成である。
【0004】現在、 Mn 添加 ZnSを発光層4に用いた薄
膜EL素子による黄橙色のモノカラーELパネルが実用
化されているが、その一般的なパネル表示部の大きさは
対角線として9〜10インチであり、走査線側電極がデ
ータ線側電極よりも長い長方形である。画素数は 640x
400〜480 で、走査線側電極、データ線側電極とも電極
のピッチは同一で、約 0.3mmである。通常、導電性に優
れる金属電極を長さの長い走査線側電極に用い、導電性
の悪いITO透明電極を長さの短いデータ線側電極に用
いることによって、ライン抵抗の増大を抑えている。さ
らに、駆動周波数の上昇と表示面積の拡大を目的とし
て、導電性の悪いITO透明電極に接触するように金属
膜配線を形成してライン抵抗を低減する方式(特開平2
−165592号公報参照)も試みられている。
【0005】一方、白色発光薄膜EL素子とカラーフィ
ルターを組み合わせるフィルター方式カラーELパネル
は、従来のモノカラーパネルと類似の製造プロセスで製
作できるものと見込まれ、その実用化が期待されてい
る。フィルター方式カラーELパネルに用いられる薄膜
EL素子については、カラーフィルターとのギャップを
できるだけ狭く抑えるために、電極構成を上記の構成例
とは逆とした、いわゆる反転構造、すなわち、下部電極
を金属電極とし、上部電極をITO透明電極として、E
L発光を上部より取り出す電極構造が提案されている。
【0006】図3は、カラーフィルターを組み合わせ
た、従来から提案されている反転構造の薄膜EL素子の
基本構成図で、(a) は断面図、(b) は(a) の図中のY−
Y’より見た平面の要部である。ガラス基板1の上に、
走査線側の金属電極2’、第1絶縁層3、発光層4、第
2絶縁層5、データ線側のITO透明電極6’が順次積
層されており、ITO透明電極6’には、ライン抵抗を
低減するための金属膜配線7’が接触して形成されてい
る。ITO透明電極6’の上部には、ガラス基板12に
形成されたフィルター11が近接して配置されている。
【0007】発光層4で生じたEL発光は、上部のIT
O透明電極6’の側から取り出され、フィルター11で
分光され3原色化される。データ線側の電極、したがっ
てITO透明電極6では、画素ピッチが約 0.3mmの1画
素中にR、G、Bの3色が配置されるので、R、G、B
それぞれのサブ画素ピッチは 0.1mm以下となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た反転構造の薄膜EL素子とカラーフィルターを組み合
わせれば、EL発光が分光され3原色化されるので、カ
ラーELパネルとして使用することができる。しかしな
がら、このように構成した薄膜EL素子に於いても、電
極構成を、モノカラーELパネル用の薄膜EL素子の場
合と同様に、電極の長さが短い側をITO透明電極と
し、電極の長さが長い側を金属電極としているが、IT
O透明電極はデータ線側の電極であるので、カラーフィ
ルターを組み合わせてカラーELパネルとして用いる際
には、線幅がR、G、Bの3色に細分化されるのでライ
ン抵抗が増大し、各サブ画素に印加されるパルス電圧波
形が歪み、発光特性が不均一になるという問題点があ
る。すなわち、ITO透明電極端部の給電端子から遠い
画素に印加されるパルス電圧波形は、ライン抵抗のため
に電圧降下を起こし波形が歪み、発光輝度が低下する。
ライン抵抗を下げるために膜厚を厚くすると、光の透過
率が低下してしまうという新たな問題が生ずる。したが
って、ライン抵抗を下げるにはITO透明電極上に金属
膜配線を設けることが必須となるが、ライン抵抗を抑え
るために金属膜配線の線幅を広くするとサブ画素のフィ
ルファクターがさらに小さくなるという問題があり、ま
た、線幅が10μm 以下では製作時に断線等の欠陥を生じ
る確率が高くなり、製品の歩留りを低下させてしまうと
いう問題がある。
【0009】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、ITO透明電極の膜厚を厚く
することなくライン抵抗が低く抑えられ、かつサブ画素
のフィルファクターが低下せず、しかも安定して製作が
可能な、カラーELパネル用の薄膜EL素子を提供する
ことにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、カラーフィルターと組み合わ
せてカラーELパネルを構成する薄膜EL素子を、 (1) 基板上に、金属電極、第1絶縁層、発光層、第2絶
縁層、およびITO透明電極層を順次積層して構成され
る反転構造とし、直交する2組の電極ストライプのう
ち、データ側を金属電極、走査線側をITO透明電極と
し、かつITO透明電極に接するように金属膜配線を形
成することとする。
【0011】(2) さらに、ITO透明電極に接するよう
に形成する金属膜配線を、ITO透明電極の上表面の画
素上と側面の画素間とにまたがって形成することとす
る。 (3) さらにまた、ITO透明電極に接するように形成す
る金属膜配線を、AlとNiの積層膜で形成することと
する。
【0012】
【作用】本発明においては、カラーフィルターと組み合
わせてカラーELパネルを構成する薄膜EL素子を、上
記(1) のように、データ側を金属電極として構成すれ
ば、サブ画素に分割してもライン抵抗の増加は小さく、
金属電極での電圧降下は無視できる。また、ITO透明
電極は分割のない走査線側となるので線幅が広くとれ、
ライン抵抗を下げるためにこのITO透明電極に接して
形成する金属膜配線の作成工程が容易となる。とくに線
幅が広いがために金属膜配線を製作の容易な10μm 以上
の線幅としても十分なフィルファクターがとれ、高い歩
留りで安定して製作することができる。
【0013】さらに上記(2) のように、金属膜配線をI
TO透明電極の上表面の画素上のみならず側面の画素間
にまたがって形成するようにすれば、金属膜配線による
画素表面の遮蔽割合を低減させ、フィルファクターを確
保することが容易となる。また、上記(3) のように、I
TO透明電極に接するように配線する金属膜を、Alと
Niの積層膜で形成することとすれば、ITO透明電極
との密着性に優れ、かつ端部の給電端子部でのハンダ付
け性の良好な金属膜配線が得られ、ITO透明電極のラ
イン抵抗の低減に効果的である。
【0014】
【実施例】以下、図に基づいて本発明による薄膜EL素
子の実施例を説明する。図1は、カラーフィルターと組
み合わせた、本発明の実施例の薄膜EL素子の基本構成
図で、(a) は、その断面図、(b) は、(a) の図中のX−
X’から見た平面図の要部である。
【0015】本実施例では、NA-40 ガラスを用いたガラ
ス基板1の上に、Mo膜を約2000Åの膜厚に成長し、O2/C
F4ガスによるドライエッチングでエッジをテーパー状に
加工して、R、G、Bの三原色フィルターのパターンに
対応した、100 μm ピッチで80μm 幅、したがって間隔
20μm 幅にパターニングして金属電極2を形成し、デー
タ側電極としている。第1絶縁層3は、SiO2(膜厚 200
〜800 Å)とSi3N4 (膜厚 1000 〜3000Å)を積層して
形成されている。発光層4は、 Ce 添加 SrS(膜厚 500
0 〜10000 Å)と Mn 添加 ZnS(膜厚 3000 〜7000Å)
の積層膜であり、白色のEL発光を生ずるものである。
続いて積層された第2絶縁層5は、第1絶縁層3と同様
にSiO2(膜厚 200〜800 Å)と Si3N4(膜厚 1000 〜30
00Å)を積層して形成されたものである。走査側電極と
なるITO透明電極6は、ITOを約2000Åの膜厚に成
長し、300 μm ピッチで250 μm 幅、したがって間隔 5
0μm 幅にパターニングして形成されたものである。I
TO透明電極6には、Al(膜厚 12000〜13000 Å)とNi
(膜厚 3000 〜4000Å)を積層することにより、ITO
透明電極6のエッジ部分に20μm 幅にパターニングした
金属膜配線7が形成されている。なお、この例では、20
μm 幅の金属膜配線7は、画素上のみならず50μm の広
い幅を有する画素間にも一部形成されており、その割合
は画素上に15μm 幅、画素間に 5μm 幅の割合である。
【0016】なお、フィルター11は、顔料分散型をガ
ラス基板12の上にパターニングしたものである。表1
は、本実施例の電極構成の場合と、金属電極を走査線側
電極、ITO透明電極をデータ線側電極とし、かつIT
O透明電極の表面に膜厚 2000 Å、5μm幅の金属膜配
線を付設した従来の電極構成の場合について、金属膜配
線による画素表面の遮蔽割合を比較したものである。
【0017】
【表1】 表1に見られるように、本実施例では、走査線側電極を
ITO透明電極とし、配線加工工程の容易な20μm 幅と
幅広の金属膜配線を施しても、一部を幅の広い画素間に
形成することができるので、金属膜配線による画素表面
の遮蔽割合は、5μm 幅と極めて狭い金属膜配線を施し
た従来例の場合と同等となる。
【0018】本実施例の構成においては、金属膜配線の
線幅をさらに狭くすることが容易であり、従来の構成に
比べて画素表面の遮蔽割合を低減すること、したがって
画素のフィルファクターを上昇させることが可能であ
る。なお、上記の例では、 640x480 マトリックスで上
下2分割駆動した場合に駆動用ICが十分動作する範囲
となるように、配線抵抗を選定して構成したものであ
る。
【0019】
【発明の効果】上記のように、本発明においては、 (1) 基板上に金属電極、第1絶縁層、発光層、第2絶縁
層、およびITO透明電極層を順次積層して形成され、
カラーフィルターと組み合わせてカラーELパネルを構
成する薄膜EL素子において、直交する2組の電極スト
ライプのうち、狭い画素ピッチが要求されるデータ線側
を金属電極とし、長さは相対的に長いが画素ピッチの広
い走査線側をITO透明電極とし、このITO透明電極
に接して金属膜配線を形成することとしたので、従来の
方式での金属膜配線に比較して、加工の容易な幅の広い
金属膜配線を形成しても、画素表面の遮蔽割合を従来と
同等、あるいはそれ以下に抑えることが可能となり、画
素のフィルファクターを低下させることなく、高い歩留
りで安定して製作できるカラー用の薄膜EL素子が得ら
れるようになった。
【0020】(2) また、上記のように、画素ピッチが広
く、間隔も広い走査線側をITO透明電極とし、このI
TO透明電極に接して金属膜配線を形成することとした
ので、画素間に金属膜配線の一部を形成することが可能
となり、金属膜配線による画素表面の遮蔽割合の低減、
したがって画素のフィルファクターの上昇をより効果的
に行うことができることとなる。
【0021】(3) さらに、ITO透明電極に接して形成
された金属膜配線を、AlとNiの積層膜で形成すれ
ば、この金属膜配線とITO透明電極との間に良好な密
着性が得られ、また給電端子部でのハンダ付け性にも優
れるので、ライン抵抗をより確実に安定して低減するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】カラーフィルターと組み合わせた、本発明の実
施例を示す反転構造の薄膜EL素子の基本構成図で、
(a)は断面図、(b)は要部の平面図。
【図2】従来の薄膜EL素子の基本構成を示す断面図。
【図3】カラーフィルターと組み合わせた、従来の反転
構造の薄膜EL素子の基本構成図で、(a)は断面図、
(b)は要部の平面図。
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 金属電極 3 第1絶縁層 4 発光層 5 第2絶縁層 6 ITO透明電極 7 金属膜配線 11 フィルター 12 ガラス基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺尾 豊 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に金属電極、第1絶縁層、発光層、
    第2絶縁層、およびITO透明電極層を順次積層して形
    成され、カラーフィルターと組み合わせてカラーエレク
    トロルミネッセンスパネルを構成する薄膜エレクトロル
    ミネッセンス素子において、直交する2組の電極ストラ
    イプのうち、データ線側を金属電極とし、走査線側をI
    TO透明電極とし、前記ITO透明電極に接して金属膜
    配線を形成したことを特徴とする薄膜エレクトロルミネ
    ッセンス素子。
  2. 【請求項2】請求項1記載の薄膜エレクトロルミネッセ
    ンス素子において、ITO透明電極に接して形成された
    金属膜配線は、ITO透明電極の上表面の画素上と側面
    の画素間とにまたがり形成された金属膜配線であること
    を特徴とする薄膜エレクトロルミネッセンス素子。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載の薄膜エレクトロル
    ミネッセンス素子において、ITO透明電極に接して形
    成された金属膜配線は、AlとNiの積層膜からなるこ
    とを特徴とする薄膜エレクトロルミネッセンス素子。
JP6087036A 1994-04-26 1994-04-26 薄膜エレクトロルミネッセンス素子 Pending JPH07296969A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004045769A (ja) * 2002-07-11 2004-02-12 Toyota Industries Corp 表示装置
KR100590269B1 (ko) * 2004-05-10 2006-06-19 삼성에스디아이 주식회사 유기 전계 발광 표시 장치 및 그의 제조 방법

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