JPH11329717A

JPH11329717A - カラーｅｌパネル

Info

Publication number: JPH11329717A
Application number: JP10133739A
Authority: JP
Inventors: Koichi Tanaka; 康一田中
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-05-15
Filing date: 1998-05-15
Publication date: 1999-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】水分の透過侵入を防止して長期信頼性を有す
るカラーＥＬパネルを提供する。【解決手段】薄膜ＥＬ素子３１の基板３５上には、枠
状に凸部４１が、たとえばフリットガラスによって形成
される。この基板３５上に帯状に下部電極３６が形成さ
れ、この下部電極３６上に下部絶縁層３７、発光層３
８、上部絶縁層３９が形成され、その上に前記下部電極
３６に直交するように上部電極４０が帯状に形成され
る。透光性基板３４上にはカラーフィルタ３２およびス
ペーサ３３が形成され、カラーフィルタ３２が薄膜ＥＬ
素子３１に対向するように凸部４１上にエポキシ樹脂な
どの接着層４４を介して透光性基板３４と基板３５とが
貼合わせられ、その後シリコンオイルが注入され、封止
されてカラーＥＬパネル３０は完成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、交流電圧を印加す
ることによって、エレクトロルミネッセンス（電界発
光）光を生じる薄膜ＥＬ素子とカラーフィルタとを組合
せて多色表示を行うカラーＥＬパネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＥＬパネルは、液晶表示装置と比較する
と、装置全体を固体素子で構成でき、コントラストが高
く、表示認識に優れた自発光タイプの表示装置であり、
液晶表示装置では得ることのできない多くの特性を具備
しているので、広く研究が行われており、カラー化に関
する研究が推進されている。

【０００３】カラーＥＬパネルを実現する技術として、
特公平３−７７６４０では、赤色・緑色・青色（以下、
「Ｒ・Ｇ・Ｂ」と称する）の３原色を示す発光層を並列
に形成する技術が開示されている。この技術を採用する
ためには、Ｒ・Ｇ・Ｂの各発光色を呈する高輝度の発光
層が必要であるが、ディスプレイを構成するのに充分な
輝度を呈する材料が見付かっていないので、完全な実用
化には至っていない。

【０００４】他の方法として、発光層からの３原色を含
む白色発光をＲ・Ｇ・Ｂの各カラーフィルタを用いるこ
とによって、光を分光して取出す技術がある。

【０００５】特開昭６４−４０８８７に開示された技術
は、上部電極の上面に直接カラーフィルタを形成した技
術である。薄膜ＥＬ素子は、スパッタリング法によって
薄膜を多層に積層して形成されるので、薄膜形成時にた
とえば絶縁層にピンホールなどの欠陥を伴ってしまう。
したがって薄膜ＥＬ素子を駆動するために高電圧を印加
すると、絶縁破壊が起こり微小放電が発生する。微小放
電によって、熱や火花が発生し、上部電極上に形成した
有機物から成るカラーフィルタが熱によって変質・破壊
したりするという問題が生じる。

【０００６】特開昭６４−４０８８８に開示されるカラ
ーＥＬパネルは、上部電極側からＥＬ光を取出す構造の
薄膜ＥＬ素子と、ＥＬ光を分光して多色発光を得るため
のカラーフィルタを形成した透光性基板とを対向させ
て、上部電極とカラーフィルタとの間に間隙を設けた構
成を有する。

【０００７】図８は、このようなカラーＥＬパネル１を
示す断面図である。カラーＥＬパネル１は、薄膜ＥＬ素
子２８と透光性基板１０とを有し、薄膜ＥＬ素子２８
は、電気絶縁性を有する基板３の上に、ＩＴＯ（インジ
ウム錫酸化物）もしくは金属から成る下部電極４、下部
絶縁層５、ＥＬ発光層６、上部絶縁層７、および透光性
を有する上部電極８の順に配置されて構成される。上部
電極８と下部電極４とは複数の帯状であり、互いに略直
交して配置される。上部電極８と下部電極４との間に交
流電圧を印加することによって、上部電極８と下部電極
４との交点にある発光層６が発光し、表示が可能とな
る。発光層６は、結晶性を改善するために発光層６もし
くは上部絶縁層７を形成後に、真空中または不活性ガス
中でアニール処理（熱処理）が行われる。

【０００８】カラーＥＬパネル１は、薄膜ＥＬ素子２の
基板３と、ＥＬ光を分光し多色発光を得るためのＲ・Ｇ
・Ｂなどの３原色を有するカラーフィルタ９を形成した
透光性基板１０とを対向させ、エポキシ樹脂などの封止
部１１を介して貼合わせて構成され、基板３と透光性基
板１０との間には、ＥＬ素子面に水分が侵入しないよう
シリコンオイルが充填されて封止される。現在、広く開
発研究されているカラーＥＬパネル１は、上述したよう
な２重絶縁構造の薄膜ＥＬ素子２８を含むものが多い。

【０００９】基板１と透光性基板１０とは、封止部１１
を介して上部電極８とカラーフィルタ９との間に一定距
離以上の間隙を設けて貼合わせられるので、絶縁破壊に
よる火花や熱などがカラーフィルタに及ぼす影響をある
程度防ぐことができる。

【００１０】このように薄膜ＥＬ素子２８の上部電極８
と透光性基板１０に設けられるカラーフィルタ９との間
隙距離を一定距離以上離す必要があるため、封止部１１
の厚みがモノクロ用ＥＬパネルで採用される２〜１０μ
ｍ程度に比較して数倍の厚みとなる。これによって、封
止部１１を通ってＥＬパネルの寿命劣化を引起こす水分
の透過侵入量が増大してしまい、カラーＥＬパネルの特
徴の１つである寿命特性が低下するといった問題を有す
る。

【００１１】このような問題を解決するために、封止部
にガラス枠スペーサを介在させて封止部の厚みを低減す
る方法が、特開平８−１６２２７号公報に開示されてい
る。

【００１２】図９は、ガラス材スペーサ２０を有するＥ
Ｌパネル１５を示す断面図である。ＥＬパネル１５は、
ＥＬ素子１７が設けられた基板１６に封止部１９を介し
て透光性基板１８を接着し、基板１６と透光性基板１８
との間にシリコンオイル２３を充填して形成される。封
止部１９は、エポキシ樹脂から成る接着層２０，２１の
間に、防湿性の優れたガラス枠スペーサ２０が介在され
るので、接着層の厚みが実質的に低減することになる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述したＥＬパネル１
５では封止部１９の接着層の厚みは低減することになる
が、接着層２１，２２が２箇所に増えることになる。水
分は特に接着層２１，２２と基板１７，１８またはガラ
ス枠スペーサ２０との界面から透過するので、接着層２
１，２２の厚みが低減したとしても、接着層２１，２２
が２箇所に増えることによって大幅な改善効果は得られ
ないといった問題を有する。

【００１４】本発明の目的は、水分の透過侵入を低減し
て長期信頼性を有するカラーＥＬパネルを提供すること
である。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、電気絶縁性を
有する基板上に下部電極、ＥＬ発光層および上部電極が
形成される薄膜ＥＬ素子と、上部電極に対向するカラー
フィルタが設けられる透光性基板とを含み、薄膜ＥＬ素
子の上部電極からのＥＬ光をカラーフィルタを介して透
光性基板から出射するカラーＥＬパネルにおいて、前記
基板および透光性基板の少なくとも一方の基板に凸部が
形成され、この凸部上に対向する基板が接着層を介して
接着されることを特徴とするカラーＥＬパネルである。

【００１６】本発明に従えば、上部電極と下部電極との
間に交流電圧を印加することによって、上部電極と下部
電極との交点にある発光層がＥＬ発光し、カラーフィル
タを介して透光性基板からＥＬ光が出射してカラー表示
される。薄膜ＥＬ素子の絶縁破壊に伴って発生する飛散
物質がカラーフィルタへ到達しない程度の間隔を設ける
ために、基板と透光性基板とは、前記一方の基板に形成
される凸部上に対向する基板を接着層を介して接着して
組立てられる。このように基板と透光性基板とは凸部と
接着層とを介して接着されるので、基板間の間隔を確保
した状態で接着層の厚みを低減することができる。これ
によって接着層を介して透過侵入する水分を低減するこ
とができ、カラーＥＬパネルの寿命劣化を防止すること
ができる。また凸部は基板上に形成されるので、前述の
ガラス枠スペーサを介して接着されるＥＬパネルと異な
り、接着層が１箇所で済むので、接着層の増加に伴う水
分の透過侵入を防ぐことができる。

【００１７】また本発明の前記凸部は枠状に形成される
ことを特徴とする。本発明に従えば、凸部が枠状に形成
されることにより、透光性基板と基板との間隔をほぼ一
定として接着層を一定とすることができる。

【００１８】また本発明の前記凸部は、基材をエッチン
グすることによって前記一方の基板と凸部とを一体に形
成することを特徴とする。

【００１９】本発明に従えば、凸部が形成される部分以
外の基材の領域をエッチングすることによって、凸部と
基板とを一体に形成することができる。このように凸部
を別途に貼付ける構成ではないので、貼合わせ箇所から
水分が侵入することがなく、水分の透過侵入による寿命
劣化を防止することができる。

【００２０】また本発明の前記凸部は、フリットガラス
によって形成されることを特徴とする。

【００２１】本発明に従えば、基板の凸部を形成すべき
領域にフリット（ガラス質粉末）を設け、焼成すること
によって基板上にフリットガラスから成る凸部が形成さ
れる。このように接着剤を用いることなく、基板上に凸
部が形成されるので、凸部と基板との間から水分が侵入
するといったことが確実に防がれる。また凸部は防湿性
の優れたガラス材料から成るので、水分の透過侵入を効
果的に防止することができる。

【００２２】また本発明の前記接着層の厚みは、２μｍ
以上でかつ１０μｍ以下に選ばれることを特徴とする。

【００２３】本発明に従えば、接着層の厚みが２μｍ以
上でかつ１０μｍ以下に選ばれるので、接着層からの水
分の侵入を可及的に防止することができる。接着層の厚
みが１０μｍを超えると、水分の透過侵入によりパネル
寿命が低下してしまい、また接着層の厚みが２μｍ未満
であると、実質上接着層のみで貼り合わせとなるため、
熱ストレスなどの歪みに対する耐性が低下し、剥離が発
生しやすくなるなどの密着性が減少するので、凸部と基
板との間を確実に封止して接着することが困難となる。

【００２４】また本発明の前記凸部の高さは、１０μｍ
以上でかつ５０μｍ以下に選ばれることを特徴とする。

【００２５】本発明に従えば、凸部の高さが１０μｍ以
上でかつ５０μｍ以下に選ばれるので、絶縁破壊による
火花や熱などがカラーフィルタに影響を及ぼすことなく
かつ明瞭にカラー表示を行うことができる。凸部の高さ
が５０μｍを超えると、上部電極とカラーフィルタとの
間隙が大きくなり、これによって色ずれ現象が生じ、明
瞭なカラー表示を行うことができず、また凸部の高さが
１０μｍ未満であると、上部電極とカラーフィルタとの
間隙が小さくなり、これによって絶縁破壊などの影響が
カラーフィルタに及ぶことになる。

【００２６】また本発明の前記薄膜ＥＬ素子は、少なく
とも１層以上の絶縁層と少なくとも１層以上のＥＬ発光
層とを有することを特徴とする。

【００２７】本発明に従えば、ＥＬ素子は１層以上の絶
縁層と１層以上のＥＬ発光層とを有するので、複数の発
光層を組合せることによってＲ・Ｇ・Ｂの３原色を含む
白色光を得ることができる。

【００２８】また本発明の前記ＥＬ素子は、有機ＥＬ素
子であることを特徴とする。本発明に従えば、薄膜ＥＬ
素子が有機ＥＬ素子であるので、動作電圧の低減ととと
もに、有機材料の多様性の点から広領域の発光色の実現
が可能である。

【００２９】また本発明は、前記枠状の凸部に関して内
側から外側にわたって形成され、内側端部が上部および
下部電極に接続される引出し電極が、マスク蒸着法によ
って形成されることを特徴とする。

【００３０】本発明に従えば、引出し電極が蒸着マスク
を用いたマスク蒸着法によって形成されるので、通常の
フォトプロセスで凸部を経由してパターニングを行った
場合に生じるレジストの塗布むらに起因するレジストパ
ターン厚の不均一の発生、およびそれに伴うエッチング
後の電極パターンの断線や短絡を防止することが可能で
あり、ＥＬパネルの生産歩留りを格段に向上することが
可能である。

【００３１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１実施形態で
あるカラーＥＬパネル３０の断面図であり、図２はカラ
ーＥＬパネル３０の薄膜ＥＬ素子３１の平面図である。
カラーＥＬパネル３０は、薄膜ＥＬ素子３１とカラーフ
ィルタ３２およびスペーサ３３を形成した透光性基板３
４とを含んで構成される。薄膜ＥＬ素子３１は、電気絶
縁性を有する基板３５の上に下部電極３６、下部絶縁層
３７、ＥＬ発光層３８、上部絶縁層３９および透光性を
有する上部電極４０がこの順に配置されて形成される。
下部電極３６は互いに平行な複数の帯状であり、上部電
極４０も同様であり、下部電極３６および上部電極４０
は、互いに略直交して配置される。

【００３２】基板３５は、たとえば日本電気硝子製ＯＡ
−２などのガラスもしくは耐熱性セラミックスから成
り、一表面上の周縁部に四角枠状に凸部４１が形成され
る。この凸部４１の形成方法は、先ず日本電気硝子製Ｌ
Ｓ−１３０１などのフリット（ガラス質粉末）にビーク
ルを加えて混練したペーストをスクリーン印刷によって
基板３５の一表面上に枠状に印刷し、空気中で３２０〜
３８０℃で１５分程度の仮焼成を行い、その後、４５０
℃の窒素雰囲気中で１０分の焼成を行って形成する。

【００３３】この凸部４１の形状は、たとえば幅Ｗ１が
５ｍｍであり、高さＨ１が１０μｍ以上でかつ５０μｍ
以下に選ばれ、本実施形態では２０μｍに選ばれる。

【００３４】基板３５上に凸部４１を形成した後、基板
３上にスパッタリング法、電子ビーム蒸着法およびスプ
レー法などの薄膜形成法によって、Ｔａ，Ｍｏ，Ｗなど
の高融点金属、もしくはＩＴＯを１００〜４００ｎｍの
膜厚に成膜し、フォトエッチング工程によって帯状の下
部電極３６を形成する。下部電極３６を覆う基板３５の
ほぼ全面にスパッタリング法などによって、ＳｉＯ₂，
ＳｉＮ，Ｔａ₂Ｏ₅およびＳｒＴｉＯ₃などから成る下部
絶縁層３７が、２００〜５００ｎｍの膜厚に形成され
る。

【００３５】ＥＬ発光層３８は、基板温度４５０〜６５
０℃に保持し、ＳｒＳに０．０５〜０．３ｗｔ％のＣｅ
Ｎを添加して焼成したＳｒＳ：ＣｅＮペレットを蒸発源
として、電子ビーム蒸着法によって下部絶縁層３７上に
８００〜１５００ｎｍの膜厚に成膜し、さらに基板温度
を２００〜３００℃に保持し、ＺｎＳに０．２〜０．６
ｗｔ％のＭｎを添加したＺｎＳ：Ｍｎペレットを蒸発源
として、電子ビーム蒸着法によって２００〜５００ｎｍ
の膜厚に積層して形成する。

【００３６】上部絶縁層３９は、下部絶縁層３７と同様
にしてＥＬ発光層３８上に形成される。蒸着されたＥＬ
発光層３８の結晶性を改善するため、上部絶縁層３９を
形成後に真空中で６００〜６５０℃に保持し、１〜２時
間の熱処理が行われる。

【００３７】上部電極４０は、上部絶縁層３９上に薄膜
形成法によって、ＩＴＯもしくはＺｎＯ：Ａｌ，Ｇａな
どの透明電極を１００〜５００ｎｍの膜厚に成膜し、フ
ォトエッチング工程によって下部電極３６と略直交する
方向に、上部電極４０を複数の帯状に形成する。以上の
工程によって薄膜ＥＬ素子３１が完成する。

【００３８】薄膜ＥＬ素子３１の下部電極３６と上部電
極４０との間に交流電圧を印加することによって、下部
電極３６と上部電極４０との交点のＥＬ発光層３８が発
光する。上述したＳｒＳ：ＣｅとＺｎＳ：Ｍｎとを積層
したＥＬ発光層３８は、ＳｒＳ：Ｃｅが青緑色の発光
を、ＺｎＳ：Ｍｎが黄橙色の発光を呈するので、発光色
としては白色光を得ることができる。下部電極３６と上
部電極４０との交差領域が絵素領域に相当する。

【００３９】また、薄膜ＥＬ素子３１と対向して配置さ
れるカラーフィルタ３２は、たとえば富士ハント製ＣＲ
−７００１から成る赤色フィルタＲ１と、富士ハント製
ＣＧ−７００１から成る緑フィルタＧ１と、富士ハント
製ＣＢ−７００１から成る青色フィルタＢ１とを含んで
構成される。ガラスなどから成る透光性基板３４上に各
フィルタＲ１・Ｇ１・Ｂ１が、フォトリソグラフィ法に
よってそれぞれこの順に並列に複数の帯状に形成され
る。１本の帯状の上部電極４０に対して、１本の帯状の
フィルタ３２が対応して設けられる。

【００４０】薄膜ＥＬ素子３１とカラーフィルタ３２を
形成した透光性基板３４とは、スペーサ３３を介して対
向して配置される。このとき１本の上部電極４０に対し
て１本のフィルタ３２が対向するように配置される。ス
ペーサ３３は、たとえば光硬化性樹脂に黒色染料を含有
させた材料から成り、このようなスペーサ３３の採用に
よってカラーフィルタ３２の各フィルタＲ１・Ｇ１・Ｂ
１の光漏れを防止することができ、コントラストが改善
される。

【００４１】このようなスペーサ３３は、光硬化性樹脂
に黒色染料を含有させた材料を回転塗布法により１０μ
ｍの厚さにカラーフィルタ３２上に形成し、フォトプロ
セスにより３０μｍ幅で帯状に形成する。

【００４２】カラーフィルタ３２が設けられる透光性基
板３４には、外部から侵入した水分を捕獲し、ＥＬ素子
の吸湿剥離の発生を防ぐための吸湿材料４３を充填する
凹部４２が形成される。この凹部４２の形状は、幅Ｗ２
が３〜１０ｍｍであり、深さＴ１が０．３〜１ｍｍであ
り四角枠状に形成される。

【００４３】その後、前記薄膜ＥＬ素子３１とカラーフ
ィルタ３２を有する透光性基板３４とを、カラーフィル
タ３２がカラーＥＬパネル３１に対向するように貼合わ
せてカラーＥＬパネル３０を組立てる。このとき、グラ
スロッドなどの間隙材を少量混合したエポキシ樹脂など
の接着層４４を凸部４１の上端部と透光性基板３４との
間に介在して接着して貼合わせる。その後、基板間、す
なわち上部電極３９とカラーフィルタ３２との間の空間
および凸部４１と発光層３８の間の周縁空間にシリコン
オイルを注入・封止してオイルシールを行う。このシリ
コンオイルには吸湿材料としてシリカゲルが混合されて
いる。

【００４４】カラーフィルタ３２と上部電極４０との間
隙Ｈ２はパネルの視角依存性に大きな影響を与え、電極
間幅Ｗ３の約１／２以下に制御することで上下左右１６
０°の高視野角が確保される。高精細度使用のカラーＥ
Ｌパネルでは電極間幅Ｗ３を５０μｍ以下に設定するこ
とが多く、特殊な大形パネルの場合を除いては間隙幅Ｈ
２として３０μｍ以下に設定することが望ましく、また
上部電極４０の絶縁破壊による影響を充分に防止するた
めには、間隙Ｈ２は５μｍ以上必要である。したがって
間隙Ｈ２は、好ましくは１０μｍ以上でかつ２０μｍ以
下の範囲に選ばれる。

【００４５】図３は、カラーＥＬパネル３０の接着層厚
ｔと保管時のパネル寿命との関係を加速試験によってシ
ミレーションした結果を示すグラフである。パネル寿命
は、接着層厚ｔ以外にも接着層４４のシール幅、使用す
るエポキシ樹脂の透水率、透光性基板３４に形成した凹
部４２およびシリコンオイルに混合されるシリカゲルの
混入量などにより大きく変化するため、接着層厚ｔ以外
の条件は、接着剤をＥ．Ｈ．Ｃ．製ＬＣ−２００のエポ
キシ樹脂、シール幅は３．５ｍｍとし、吸湿材料４２が
充填される凹部４２の幅Ｗ２は３．５ｍｍ、深さＴ１は
０．６ｍｍとし、充填されるシリコンオイルは２５ｗｔ
％のシリカゲルが混合されたシリカゲルとシリコンオイ
ルの混合液とし、これらを一定として実験を行った。

【００４６】グラフよりあきらかなように、接着層厚ｔ
が低減するほどパネル寿命（保管寿命）が改善し、特に
接着層厚が１０μｍ以下の場合には１０万時間以上のパ
ネル寿命が得られる。したがって、接着層厚を１０μｍ
以下とすることで、カラーＥＬパネルのメンテナンスフ
リーを特徴としたＦＡ（ファクトリーオートメーショ
ン）用ディスプレイとしての信頼性が確保できる。

【００４７】凸部４１を設けず、接着層厚ｔを２５μｍ
で作成した従来のカラーＥＬパネルにおいては寿命性能
が悪く、パネル寿命は６万時間しか得られないが、本実
施形態のカラーＥＬパネル３０では、高さＨ１＝２０μ
ｍの凸部４１を設けることにより、基板間隔Ｈ３＝２５
μｍに保持した状態で接着層厚ｔを５μｍまで低減する
ことができ、これによって約１５万時間の長寿命化が達
成できる。

【００４８】またこのようなカラーＥＬパネル３０は、
白色ＥＬ光を各カラーフィルタＲ１・Ｇ１・Ｂ１で分光
することにより３原色をベースとした多色発光が可能で
ある。また、実駆動３万時間相当の加速エージングを行
った後も、カラーフィルタ３２が絶縁破壊などの影響を
受けて変質することなく、また水分の侵入に伴い発生す
る吸湿剥離の発生もなく、長期間にわたり高い表示品位
を維持することが確認されている。

【００４９】図４は、本発明の第２実施形態のカラーＥ
Ｌパネル５０を示す断面図である。なお、図１に示され
るカラーＥＬパネル３０に対応する構成には同一の参照
符号を付す。カラーＥＬパネル５０の薄膜ＥＬ素子５１
の基板５２に設けられる凸部５３は、基材をエッチング
することによって基板５２と凸部５３とが一体に形成さ
れる。たとえば日本電気硝子製のＯＡ−２などのガラス
基材の表面に耐エッチング用のマスクを枠状にパターニ
ングした後、フッ酸（フッ化水素酸）を主成分とするエ
ッチング液によってガラス基材表面を２５μｍの深さに
エッチング処理する。この処理により、エッチングされ
なかった部分が高さ２５μｍの凸部５３として残り、基
板５２に上に凸部５３が一体に形成されることになる。

【００５０】このような基板５２上に、第１実施形態の
カラーＥＬパネル３０の薄膜ＥＬ素子３１の製造工程と
同様に、下部電極３６、下部絶縁層３７、発光層３８お
よび上部絶縁層３９が形成される。このような薄膜ＥＬ
素子５１の下部電極３６と上部電極４０とに交流電圧を
印加することによって、交点が白色に発光する。

【００５１】薄膜ＥＬ素子５１に対向するカラーフィル
タ５５は、ガラスなどの透光性基板５４上に、富士ハン
ト製ＣＢ−７００１などの青色フィルタＢ２を発光絵素
領域とその両側の電極間を含めた幅で帯状に形成する。
次に、富士ハント製ＣＲ−７００１の赤色フィルタＲ２
を同様な幅でストライプ状に形成する。このとき、図４
に示されるように、片側の電極間では青色フィルタＢ２
上に赤色フィルタＲ２が重なる領域ができる。

【００５２】さらに、富士ハント製ＣＧ−７００１の緑
色フィルタＧ２を同様に形成すると、その両側に赤色フ
ィルタＲ１と緑色フィルタＧ２および青色フィルタＢ２
と緑色フィルタＧ２の重なる領域が形成される。なお、
これらの３種類のカラーフィルタＢ２，Ｒ２，Ｇ２の形
成順序は上述した順序に限定されるものでなく、他の順
序であってもよい。

【００５３】このように形成した結果、カラーフィルタ
５５を透過した外光が下部電極３１で反射し、再びカラ
ーフィルタ５５を透過して表示面側に出てくる過程で２
種類のカラーフィルタが重なった領域で反射光がほとん
ど吸収され、ブラックマトリクスに近い効果を有する黒
化膜となり、コントラストが改善されて視認性が向上す
る。

【００５４】カラーフィルタ３８上にはスペーサ５６が
形成される。このスペーサ５６の形成位置は、５０μｍ
の電極間幅Ｗ３を有する上部電極４０間で、上部電極４
０から１０μｍの間隔Ｗ４を隔てた位置に形成され、光
硬化樹脂を１０μｍの厚さに作製し、フォトプロセスに
より３０μｍの幅を有し、かつ下部電極３６の幅に対応
する２００μｍの長さに帯状に形成する。このようにス
ペーサ５６は、発光絵素領域に対応し、長手方向に間隔
をあけて形成されるので、シリコンオイル注入時のコン
ダクタンスが大きくなり、すなわち抵抗が小さくなり、
オイル注入時間が短縮されて生産性が向上する。また、
前述したようにカラーフィルタの重なった領域ではコン
トラストは向上していることから、第１実施形態で用い
たようにスペーサ５６を黒色材料とする必要がなくな
る。

【００５５】また透光性基板５４には、第１実施形態の
透光性基板３４と同様に、外部から侵入した水分を捕獲
し、薄膜ＥＬ素子５１の吸湿剥離の発生を防ぐための吸
湿材料４３を充填するための凹部４２が枠状に形成され
る。

【００５６】その後、薄膜ＥＬ素子５１とカラーフィル
タ５５およびスペーサ５６が形成された透光性基板５４
を、グラスロッドなどの間隙材を少量混合したエポキシ
樹脂などの接着層４４を介して貼合わせ、基板５２，５
４間に吸湿材料としてシリカゲルを混合したシリコンオ
イルを注入・封止しオイルシールを行う。本実施形態に
おても、第１実施形態で詳説したように、薄膜ＥＬ素子
５１の基板５２の一表面から透光性基板５４の一表面に
わたる基板間隔Ｈ３＝３０μｍを持つ構造のうち、凸部
５３の高さがＨ１＝２５μｍであるので、エポキシ樹脂
の接着層４４の接着層厚ｔ＝５μｍとなり、これによっ
て実用的なシール寿命を達成することが可能である。

【００５７】図５は、本発明の第３実施形態であるカラ
ーＥＬパネル６０を示す断面図である。なお、図１に示
される第１実施形態のカラーＥＬパネル３０に対応する
構成には同一の参照符号を付す。

【００５８】本実施形態の特徴は、薄膜ＥＬ素子６１が
有機ＥＬ素子であることである。薄膜ＥＬ素子６１は、
第１実施形態で詳説した手法により基板３５上に枠状に
凸部４１を形成し、その上に先ず下部電極６２としてＬ
ｉ−ＡｌまたはＭｇ−Ａｇなどの金属電極を複数の帯状
に形成する。この下部電極６２上には、電子輸送層６３
として、２−（４−ビフェニル）−５−（４−ターシャ
リブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾールを
抵抗線加熱法により４０〜８０ｎｍの厚さに形成する。

【００５９】さらにその上に発光層６４として、１，１
−ジ（ｐ−メトキシフェニル）−４，４−ジフェニルブ
タジエンを１０〜３０ｎｍの膜厚に抵抗線加熱法により
成膜する。発光層５３上には、ホール輸送層６５として
ビスージ（ｐ−トリル）アミノフェニール−１，１−シ
クロヘキサンを４０〜８０ｎｍの厚さに抵抗線加熱法に
より成膜する。最後に上部透明電極６６として、ＩＴＯ
電極が１００〜３００ｎｍの厚さにスパッタ法などの成
膜法により下部金属電極６２と交差する方向に複数の帯
状に形成されて有機ＥＬ素子から成る薄膜ＥＬ素子６１
が完成する。

【００６０】この薄膜ＥＬ素子６１は、上下電極６２，
６６間に電流を流すことにより白色に発光する。なお、
有機ＥＬ素子の構造は本実施形態の例に限定されるもの
でなく、Ｒ・Ｇ・Ｂの３原色の発光スペクトルを含む発
光を呈するものであれば採用可能である。

【００６１】また透光性基板３４には、第１実施形態で
詳述したようにカラーフィルタ３２が形成され、このカ
ラーフィルタ３２上に黒色のスペーサ３３が複数の帯状
に形成される。さらに、透光性基板３４には吸湿材料４
３が充填された凹部４２が枠状に形成される。

【００６２】その後、カラーフィルタ３２を薄膜ＥＬ素
子３１に対向させて透光性基板３４と薄膜ＥＬ素子３１
の基板３５とを、グラスロッドなどの間隙材を少量混合
したエポキシ樹脂などの接着層４４を介して貼合わせ、
基板３５，３４間に吸湿材料としてシリカゲルを混合し
たシリコンオイルを注入・封止しオイルシールを行う。

【００６３】本実施形態のカラーＥＬパネル６０は、第
１実施形態のカラーＥＬパネル３０と同様に白色ＥＬ光
をＲ１・Ｇ１・Ｂ１の各カラーフィルタで分光すること
により３原色をベースとした多色発光が可能である。ま
た、本実施形態においても第１実施形態と同様に凸部４
１を設けることにより接着層厚ｔを低減することがで
き、これによって実駆動３万時間相当の加速エージング
を行った後もカラーフィルタが絶縁破壊などの影響を受
けて変質することなく長時間にわたり高い表示品位を維
持することが確認されている。

【００６４】図６は、本発明の第４実施形態であるカラ
ーＥＬパネル６９を示す断面図であり、図７はカラーＥ
Ｌパネル６９の薄膜ＥＬ素子８２の平面図である。カラ
ーＥＬパネル６９の薄膜ＥＬ素子８２の基板７０は、第
２実施形態のカラーＥＬパネル５０と同様に、日本電気
硝子製ＯＡ−２などのガラス基材にエッチング用のマス
クを枠状にパターニングした後、フッ酸を主成分とする
エッチング液によりガラス基材の表面を２５μｍの深さ
にエッチング処理する。この処理により、エッチングさ
れなかった部分が高さＨ１＝２５μｍの凸部８１とな
り、基板７０と凸部８１とが一体に形成されることにな
る。

【００６５】この基板７０上に、下部電極７１として、
スパッタ法、電子ビーム蒸着法またはスプレー法などの
各種の薄膜形成法によってＩＴＯ，Ｔａ，ＭｏまたはＷ
などの高融点金属を１００〜４００ｎｍの膜厚に成膜し
た後、フォトエッチング工程により複数の帯状にパター
ニングし、下部電極７１を形成する。下部電極７１上に
下部絶縁層７２として、たとえばスパッタ法により、Ｓ
ｉＯ₂，ＳｉＮ，Ｔａ₂Ｏ₅，ＳｒＴｉＯ₃などの絶縁膜を
２００〜５００ｎｍの膜厚に形成する。

【００６６】発光層７３は、たとえば電子ビーム蒸着法
により、基板温度２００〜３００℃に保持し、ＺｎＳに
０．１〜４．０ｗｔ％のＰｒＦ₃を添加し焼成したＺｎ
Ｓ：ＰｒＦ₃ペレットを蒸発源として電子ビーム蒸着法
により３００〜８００ｎｍの膜厚に形成し、さらに基板
温度２００〜３００℃に保持し、ＺｎＳに０．５〜５．
０ｗｔ％のＴｂＦ₃を添加したＺｎＳ：ＴｂＦ₃ペレット
を蒸発源として電子ビーム蒸着法により３００〜５００
ｎｍの膜厚に積層して形成する。

【００６７】上部絶縁層７４は、下部絶縁層７２と同様
なプロセスで形成する。上部絶縁層７４形成後に、蒸着
した発光層７３の結晶性改善のため真空中で６００〜６
５０℃で１〜２時間の熱処理を行う。最後に上部電極７
５としてＩＴＯまたはＺｎＯ：Ａｌ，Ｇａなどの透明電
極を１００〜５００ｎｍの膜厚に形成し、下部電極７１
と直交する方向に複数の帯状に形成して薄膜ＥＬ素子８
２が完成する。

【００６８】本実施形態においては、薄膜ＥＬ素子８２
の下部電極７２および上部電極７５は、基板７０上に形
成した枠状の凸部８１の内側に形成されている。したが
って、薄膜ＥＬ素子８２の下部および上部電極７１，７
５は、ＴＡＢ（tapeautoｍated bonding）などの駆動系
と接続するための引出し電極８０に接続される。引出し
電極８０は、一端部が下部または上部電極７１，７５に
凸部８１の内側で接続され、凸部８１上を経由して他端
部が基板７０の周縁まで延びて帯状に形成される。

【００６９】この引出し電極８０は、マスク蒸着法によ
って形成される。すなわち、形成すべき引出し電極８０
の形に貫通して孔のあいた金属やＳｉなどのステンシル
マスクを用い、これを基板７０上に位置合わせして重
ね、引出し電極８０の一端部が下部または上部電極７
１，７４の端部に重なるように蒸着する。

【００７０】マスク蒸着法ではある程度の凹凸があった
としても必要な部分だけに金属を蒸着することができる
ので、本実施形態のように基板７０上に凸部８１が形成
されていたとしても正確に引出し電極８０を蒸着するこ
とが可能である。また、通常のフォトプロセスでパター
ニングを行った場合に生じるレジストの塗布のむらに起
因するレジストパターン厚の不均一部の発生およびそれ
に伴うエッチング後の電極パターンの断線や短絡を防止
することが可能であり、これによってカラーＥＬパネル
の生産歩留りを格段に向上することができる。

【００７１】カラーＥＬパネル８２は、下部電極７１お
よび上部電極７５の各引出し電極８０に交流電圧を印加
することにより交点が発光する。本実施形態で用いたＺ
ｎＳ：ＰｒＦ₃とＺｎＳ：ＴｂＦ₃の積層発光層７３は、
ＺｎＳ：ＰｒＦ₃が青緑色と赤色の発光を呈し、Ｚｎ
Ｓ：ＴｂＦ₃が緑色の発光を呈するので発光色としては
白色光が得られる。

【００７２】また薄膜ＥＬ素子８２に対向するカラーフ
ィルタ７８は、ガラスなどの透光性基板７９上に富士ハ
ント製ＣＢ−７００１の青色フィルタＢ３、富士ハント
製ＣＧ−７００１の緑色フィルタＧ３および富士ハント
製ＣＲ−７００１の赤色フィルタＲ３を上部電極７５と
同じ幅でそれぞれ帯状に形成する。次に、富士ハント製
ＣＫ−７００１の黒色フィルタＢＫを前記各カラーフィ
ルタＢ３，Ｒ３，Ｇ３間、すなわち上部電極７５間に応
じた位置に形成する。このように黒色フィルタＢＫを上
部電極７５間に設けることによりコントラストが改善さ
れるため視認性が向上する。

【００７３】その後、薄膜ＥＬ素子８２上に粒径２０〜
２５μｍのプラスチックビーズなどのスペーサ７７を適
量散布し、カラーフィルタ７８が形成された透光性基板
７９をグラスロッドなどの間隙材を少量混合したエポキ
シ樹脂などの接着層７６を介して接着層厚ｔ＝５μｍで
貼合わせ、さらに吸湿材料としてシリカゲルを混合した
シリコンオイルを基板７０，７９間に注入・封止し、オ
イルシールを行ってカラーＥＬパネル６９が完成する。

【００７４】本実施形態においても第１実施形態で詳説
したように、基板間隙Ｈ３＝３０μｍのうち、凸部８１
が２５μｍであるので、接着層厚ｔが５μｍとなりこれ
によって実用的なシール寿命を達成することが可能であ
る。

【００７５】

【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、薄膜Ｅ
Ｌ素子の基板および透光性基板の少なくとも一方の基板
に凸部が形成され、この凸部上に対向する基板が接着層
を介して接着されるので、接着層厚を低減して水分の透
過侵入量を低減することができる。これによってＥＬパ
ネルの最大の特徴である長期信頼性を確保した状態で、
優れた表示品位を維持できるカラーＥＬパネルを生産す
ることが可能である。

【００７６】また請求項２記載の本発明によれば、凸部
が枠状に形成されることにより、接着層厚を一定に保つ
ことが可能である。

【００７７】請求項３記載の本発明によれば、エッチン
グによって基板と凸部とが一体に形成されるので、別途
に設けたスペーサを接着剤によって貼付ける従来の技術
に比べて接着箇所が１箇所で済み、これによって水分の
透過を抑えることが可能である。

【００７８】請求項４記載の本発明によれば、別途に形
成したスペーサを接着剤で基板に貼付けるのでなく、フ
リットガラスによって基板に形成するので、接着剤によ
る接着箇所が１箇所で済み、これによって水分の透過を
抑制することができる。

【００７９】請求項５記載の本発明によれば、接着層の
厚みが２μｍ以上でかつ１０μｍ以下に選ばれるので、
カラーＥＬパネルの寿命特性をモノクロＥＬパネルと同
レベルまで改善することが可能となる。

【００８０】また請求項６記載の本発明によれば、凸部
の高さが１０μｍ以上でかつ５０μｍ以下に選ばれるの
で、薄膜ＥＬ素子の微小絶縁破壊の発生に伴う飛散物に
よる抵抗基板上のカラーフィルタの劣化を生じることな
く、上下左右１６０°の高視野角を実現することが可能
である。

【００８１】請求項７記載の本発明によれば、薄膜ＥＬ
素子は少なくとも１層以上の絶縁層と少なくとも１層以
上のＥＬ発光層とを有するので、複数の発光層を組合せ
ることによって３原色を含む白色発光を呈する薄膜ＥＬ
素子を形成することが可能となる。

【００８２】また請求項８記載の本発明によれば、薄膜
ＥＬ素子は、有機ＥＬ素子であるので、動作電圧の低減
を図ることができるとともに、有機材料の多様性の点か
ら広領域の発光色を実現することが可能である。

【００８３】また請求項９記載の本発明によれば、引出
し電極がマスク蒸着法によって形成されるので、たとえ
ばフォトプロセスで凸部上にパターニングを行った場合
に生じるレジストの塗布むらに起因するレジストパター
ン厚の不均一部の発生、およびそれに伴うエッチング後
の電極パターンの断線や短絡を防止することが可能とな
り、ＥＬパネルの生産歩留りを格段に向上することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態であるカラーＥＬパネ
ル３０を示す断面図である。

【図２】薄膜ＥＬ素子３１の平面図である。

【図３】カラーＥＬパネル３０の接着層厚ｔとパネル寿
命との関係を示すグラフである。

【図４】本発明の実施の第２形態であるカラーＥＬパネ
ル５０を示す断面図である。

【図５】本発明の実施の第３形態であるカラーＥＬパネ
ル６０を示す断面図である。

【図６】本発明の実施の第４形態であるカラーＥＬパネ
ル６９を示す断面図である。

【図７】薄膜ＥＬ素子８２の平面図である。

【図８】従来のカラーＥＬパネル１を示す断面図であ
る。

【図９】従来のＥＬパネル１５を示す断面図である。

【符号の説明】

３０，５０，６０，６９カラーＥＬパネル３１，５１，６１，８２薄膜ＥＬ素子３２，５５，７８カラーフィルタ３４，５４，７９透光性基板３５，５２，７０基板３６，６２，７１下部電極３７，７２下部絶縁層３８，６４，７３発光層３９，７４上部絶縁層４０，６６，７５上部電極４１，５３，８１凸部４４，７６接着層８１引出し電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気絶縁性を有する基板上に下部電極、
ＥＬ発光層および上部電極が形成される薄膜ＥＬ素子
と、上部電極に対向するカラーフィルタが設けられる透
光性基板とを含み、薄膜ＥＬ素子の上部電極からのＥＬ
光をカラーフィルタを介して透光性基板から出射するカ
ラーＥＬパネルにおいて、前記基板および透光性基板の少なくとも一方の基板に凸
部が形成され、この凸部上に対向する基板が接着層を介
して接着されることを特徴とするカラーＥＬパネル。
【請求項２】前記凸部は枠状に形成されることを特徴
とする請求項１記載のカラーＥＬパネル。
【請求項３】前記凸部は、基材をエッチングすること
によって前記一方の基板と凸部とを一体に形成すること
を特徴とする請求項１または２に記載のカラーＥＬパネ
ル。
【請求項４】前記凸部は、フリットガラスによって形
成されることを特徴とする請求項１または２に記載のカ
ラーＥＬパネル。
【請求項５】前記接着層の厚みは、２μｍ以上でかつ
１０μｍ以下に選ばれることを特徴とする請求項１〜４
のいずれかに記載のカラーＥＬパネル。
【請求項６】前記凸部の高さは、１０μｍ以上でかつ
５０μｍ以下に選ばれることを特徴とする請求項１〜５
のいずれかに記載のカラーＥＬパネル。
【請求項７】前記薄膜ＥＬ素子は、少なくとも１層以
上の絶縁層と少なくとも１層以上のＥＬ発光層とを有す
ることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のカ
ラーＥＬパネル。
【請求項８】前記ＥＬ素子は、有機ＥＬ素子であるこ
とを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のカラー
ＥＬパネル。
【請求項９】前記枠状の凸部に関して内側から外側に
わたって形成され、内側端部が上部および下部電極に接
続される引出し電極が、マスク蒸着法によって形成され
ることを特徴とする請求項２記載のカラーＥＬパネル。