(57)【要約】  【課題】カラーフィルター層における光取り出し効率を高めたＥＬ素子を提供する。  【解決手段】発光層(1)を含み、光取り出し側にカラーフィルター層(4a-4c,5a-5c)と表面基板(9)を含むＥＬ素子において、前記カラーフィルター層(4a-4c,5a-5c)は、前記表面基板側の透明電極(3)から前記表面基板(9)までの間に存在し、３原色発光部と、前記各色発光部間に遮光層(6)を備え、前記遮光層(6)又は前記各色発光部の側面は金属反射層(7)で覆われている。これにより拡散光を各色発色部に反射させることができ、表示面側に効率よく光を取り出すことができる。また、前記金属反射層を前記透明電極と導通させているため、透明電極の電気的抵抗値を下げることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光層を含み、光取り出し側にカラーフィルター層と表面基板を含むエレクトロルミネッセンス素子において、
前記カラーフィルター層は前記発光層上に形成された透明電極から前記表面基板までの間に存在し、３原色発光部と前記各色発光部間に遮光層を備え、
前記遮光層の側面は金属反射層で覆われており、前記金属反射層は前記透明電極と導通していることを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記金属反射層及び前記遮光層の表面基板側には、黒色層を設けた請求項１に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記金属反射層は、厚さが０．０５μｍ以上１μｍ以下の範囲のアルミニウムで形成されている請求項１に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記金属反射層は、厚さが１μｍ以上１０μｍ以下の範囲の銀電極で形成されている請求項１に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記カラーフィルター層には、さらに赤色変換層、緑色変換層及び透明樹脂層が積層されている請求項１に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置等に使用されるエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスプレイデバイスとして平面型のディスプレイが注目されており、一例としてプラズマディスプレイが実用化されている。プラズマディスプレイは大型化が容易であること、高い輝度が得られること、視野角が広いことなどから注目されている。しかし、ディスプレイの構造が複雑であり、その製造工程も複雑であるため、改良が進んではいるものの現時点ではまだ高価なものとなっている。
【０００３】
また、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）現象を利用するディスプレイも提案されている。無機ＥＬでは半導体の無機蛍光体に電極を配置し、電圧印加により無機蛍光体の電子とホールの再結合又は励起子により発光するか、又は半導体中の加速された電子が発光中心に衝突し、発光中心となる原子又はイオンが励起され、それが元の状態に戻る際に発光するものである。無機ＥＬディスプレイとして、蛍光体発光層はスパッタなどの気相堆積法により形成し、その上と下を誘電体層により電気的に絶縁した構造とする。このようにＥＬ素子は、上下電極間に蛍光体層を挟み、前記蛍光体層に電界をかけることにより発光する原理を利用して、文字や画像（以下「画像等」という。）を表示する。単一光表示はもちろん可能であるが、単一光を色変換層により色変換してフルカラー表示することもできる。
【０００４】
従来、カラーフィルターの３原色発光部間にブラックマトリックス（遮光）部を設けることは提案されている（下記特許文献１）。
【特許文献１】特開2002-318543号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記特許文献に提案されているブラックマトリックスは、薄いカラーフィルター層と同一面に形成されており、その上に形成された色変換層又は透明樹脂層において、光が横方向に拡散し、光の取り出し効率が低いという問題があった。さらに遮光層では拡散光を吸収してしまう問題があった。
【０００６】
本発明は前記従来の問題を解決するため、カラーフィルター層における光取り出し効率を高め、かつ透明電極での不必要な電力消費を抑えたＥＬ素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のＥＬ素子は、発光層を含み、光取り出し側にカラーフィルター層と表面基板を含むエレクトロルミネッセンス素子において、前記カラーフィルター層は前記発光層上に形成された透明電極から前記表面基板までの間に存在し、３原色発光部と前記各色発光部間に遮光層を備え、前記遮光層の側面は金属反射層で覆われており、前記金属反射層は前記透明電極と導通していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、カラーフィルター層の遮光層の側面を金属反射層で覆い、前記各色発色部側の光を反射させることにより、カラーフィルター層における光取り出し効率を高めたＥＬ素子を提供できる。遮光層はもともと光を吸収しやすいため、拡散された光は吸収されて表示面側に出にくいが、金属反射面を設けることにより拡散光を各色発色部に反射させることにより、表示面側に効率よく光を取り出すことができる。すなわち、透明電極を通過し、カラーフィルター層に入射した光は、直接又は金属反射層で反射させて表示面側に取り出すことができる。
【０００９】
加えて、前記金属反射層を前記透明電極と導通させているため、透明電極の電気的抵抗値を下げることができ、不必要な透明電極内でのジュール熱による電力消費を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のカラーフィルター層は、３原色発光部と、前記各色発光部間に遮光層を備え、前記遮光層の側面を金属反射層で覆い、前記各色発色部側の光を反射させる。
【００１１】
前記金属反射層は、前記透明電極と導通して透明電極への電気抵抗を下げることができ、不必要な透明電極での電力消費を少なくし、供給電力を高くすることもできる。
【００１２】
また、前記金属反射層及び前記遮光層の表面基板側には、黒色層を設けたことが好ましい。これにより、表示画面の反射が防げ、良質な画像を形成できる。
【００１３】
前記金属反射層は、厚さが０．０５μｍ以上１μｍ以下の範囲のアルミニウムで形成されていることが好ましい。前記アルミニウム反射膜は、例えば蒸着法又はスパッタリング法で形成できる。また、全反射に限らず、ハーフミラーのような反射であってもよい。
【００１４】
前記金属反射層は、厚さが１μｍ以上１０μｍ以下の範囲の銀電極で形成してもよい。
【００１５】
本発明においては、発光層と透明電極との間に蛍光物質の拡散を防ぐ拡散防止層を設けてもよい。拡散防止層としては、例えばＡｌ2Ｏ3を厚さ０．１μｍ以上１μｍ以下の範囲に形成する。
【００１６】
（実施形態１）
以下図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施形態におけるＥＬ素子の発光部からの光取り出し部１０を示す断面図である。厚み０．４μｍのＢａＡｌ2Ｓ4：Ｅｕからなる蛍光体発光層１の上に、厚み０．５μｍのＡｌ2Ｏ3からなる拡散防止層２をスパッタ法により全体に形成した。その上に厚み０．５μｍ、幅１５０μｍのインジウム−スズ酸化物合金（ＩＴＯ）層からなる透明電極３をスパッタ法により平行に形成した。
【００１７】
透明電極３の間にはポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ：住友化学工業製、屈折率１．４９）とグラファイト少量混錬して得た電気的に絶縁性のあるペーストを用いて厚さ１６μｍの遮光層６を印刷法により形成した。なお、遮光層６はこのペーストの表面張力を用いて傾斜しており、７５度の傾斜であった。
【００１８】
アルミニウム金属反射層７は、透明電極３上中央部と遮光層６上中央部に光感光性のポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を用いて、マスキングを行い、１０-3Ｐａの真空中で透明電極３と電気的接続がとれるように透明電極３上の端部と遮光層６の傾斜部に蒸着形成した。このあと、過酸化水素水にてＰＶＰ層を膨潤剥離させてリフトオフ法にて余分なアルミニウムを除去した。このときのアルミニウム金属反射層７の厚さは０．１μｍであった。厚さが０．０５μｍを下回る場合十分な反射強度を得ることができず、１μｍを超える場合アルミニウム金属反射層の剥離が起きるため、アルミニウム金属反射層の厚さは０．０５〜１μｍが好ましい。
【００１９】
次に透明電極３の上であって、かつ金属反射膜７の間に、厚み１２μｍの赤色変換層４ａと、厚み３μｍの赤色カラーフィルター層５ａをスクリーン印刷法により、緑色フィルタ層、赤色フィルタ層、青色フィルタ層の順番で各々印刷した。スクリーン印刷版は４００メッシュ／インチのものを使用した。印刷後溶媒を徐々に蒸発させ、１７０℃、６０分で乾燥した。積層したフィルタは厚み１３μｍの緑色変換層４ｂと、厚み４μｍの緑色カラーフィルター層５ｂを積層し、別の部分には厚み１２μｍの透明樹脂層４ｃ（前記発光層は青色発光のため色変換は不要）と、厚み３μｍの青色カラーフィルター層５ｃを積層した。
【００２０】
ここで使用した各顔料は次のとおりである。
（１）緑：ハロゲン化銅フタロシアニン系顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６）。
（２）赤：アントラキノン系顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７）
なお、色純度を上げるために透明樹脂層４ｃの替わりに、青：銅フタロシアニン系顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６）を用いたカラーフィルター層をさらに形成することも可能である。
【００２１】
次に、遮光層６とアルミニウム金属反射層７の上にグラファイト材料からなる厚さ２μｍ、幅５０μｍのブラックマトリックス８を形成した。
【００２２】
ブラックマトリックス８はガラス基板の表面に、平均粒径０．３μｍのグラファイト５重量％とＰＭＭＡ樹脂１５重量％とベンジルアルコール８０重量％配合し９０℃２０分の攪拌混合により粘度１５Ｐａ・Ｓｅｃのペーストを作製し、このペーストを印刷法でコーティング乾燥して１２０℃で焼き付けた。なお、このブラックマトリックスは表面ガラス９上に形成することも可能である。
【００２３】
最後に表面ガラス９を配置した。
【００２４】
図２は図１に示す光取り出し部１０をＥＬ素子２０に組み込んだ断面図である。このＥＬ素子２０は、背面ガラス１１の上の背面電極１２と、厚み３０μｍのＢａＴｉＯ3からなる誘電体層１と、厚み０．６μｍのＢａＴｉＯ3有機酸からなる平滑層１４を備え、その上に光取り出し部１０を積層している。このＥＬ素子２０に対して、１ｋＨｚ、１８０Ｖの交流電圧を印加したところ、アルミニウム金属反射層７のないものに比べて、約２０％の輝度向上が認められた。
【００２５】
なお、本発明の一実施形態では背面電極上の誘電体層として３０μｍのＢａＴｉＯ3を用いたがこれら誘電体層は厚膜である必要はなく、スパッタ装置を用いたＳｒＴｉＯ3など７
μｍ相当の厚さの誘電体層でも良い。
【００２６】
また、本発明の一実施形態ではその側壁を厚さ０．１μｍのアルミニウム金属反射層７で覆ったが、電極としては電気的抵抗値が低く、反射率の高い金属であれば良く、例えば、光硬化性の銀ペーストを用いて１μｍ以上、１０μｍ以下の銀電極も使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は本発明の一実施形態におけるＥＬ素子の発光部からの光取り出し部を示す断面図である。
【図２】図２は同、ＥＬ素子の断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  蛍光体発光層
２  拡散防止層
３  透明電極
４ａ  赤色変換層
４ｂ  緑色変換層
４ｃ  透明樹脂層
５ａ  赤色カラーフィルター層
５ｂ  緑色カラーフィルター層
５ｃ  青色カラーフィルター層
６  遮光層
７  アルミニウム金属反射層
８  ブラックマトリックス
９  表面ガラス
１０  光取り出し部
２０  ＥＬ素子
【図１】
2005322623.tif 000003
【図２】
2005322623.tif 000004