JP2000113983A - 表示装置 - Google Patents

表示装置

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JP2000113983A
JP2000113983A JP10294506A JP29450698A JP2000113983A JP 2000113983 A JP2000113983 A JP 2000113983A JP 10294506 A JP10294506 A JP 10294506A JP 29450698 A JP29450698 A JP 29450698A JP 2000113983 A JP2000113983 A JP 2000113983A
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JP
Japan
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electric field
transparent electrode
layer
internal electrode
luminescent material
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Withdrawn
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JP10294506A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Miyata
宮田裕之
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Fujikura Ltd
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Fujikura Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 両面同時表示可能な薄型の表示装置を簡易な
方法で安価に提供すること。 【解決手段】 層状の内部電極1の両面にEL(Electr
oluminesence)を利用した電界発光材料層2が配置され
ており、各電界発光材料層2の表面にさらに透明電極3
が配置されている表示装置。電界発光材料層2と内部電
極1の間及び/又は電界発光材料層2と透明電極3の間
には絶縁層が配置されていることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、動画又は静止画の
表示が可能な薄型の表示装置に関し、特に本体の両面に
画像表示が可能な表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】動画又は静止画の表示装置は、ディスプ
レイ内の発光体の発光現象を利用したアクティブディス
プレイと、周囲又は別の光源からの光反射あるいは光透
過を利用したパッシブディスプレイに大きく分けられ
る。
【0003】アクティブディスプレイの代表はCRT
(ブラウン管)であり、情報表示特性に優れていること
からテレビジョン受信用又はコンピュータ端末用の表示
装置として広く使用されている。また、近年は気体を封
入した容器内での放電を利用したプラズマディスプレイ
が開発され、薄型化かつ大容量表示可能という点で注目
されている。また、発光ダイオードを多数並べたLED
も薄型ディスプレイとして研究されており、赤、緑及び
青色発光ダイオードの開発によりカラー化が検討されて
いる。
【0004】一方、パッシブディスプレイの代表は液晶
ディスプレイ(LCD)であり、低電圧作動、低消費電
力、薄型及び軽量という特徴からノート型パーソナルコ
ンピュータ等に多用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記C
RT等のアクティブディスプレイは基本的に表示装置本
体に形成された一つの表示面にしか画像表示ができな
い。また、液晶ディスプレイは液晶表示面の裏面にバッ
クライト等を必要とするために、薄型ではあっても表示
装置本体の表裏両面への同時画像表示が不可能である。
【0006】広告用、案内用又は娯楽機器用の薄型ディ
スプレイとしては表示装置の両面に同時画像表示が可能
である方が好ましい場合がある。このような場合に、従
来のブラウン管等又は液晶ディスプレイの背面を接合し
て両面表示を行うことも考えられるが、この場合は表示
装置自体の大型化及び製造コストの上昇が避けられな
い。
【0007】本発明は、上記の点に鑑み、従来の表示装
置では不可能であった両面同時表示可能な薄型の表示装
置を簡易な方法で提供することをその目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の表示装置は、板
状の内部電極の両面に電界発光材料層が配置されてお
り、各電界発光材料層の表面にさらに透明電極が配置さ
れていることを特徴とする。前記電界発光材料層と前記
内部電極の間及び/又は前記電界発光材料層と前記透明
電極の間には絶縁層が配置されていることが好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は本発明の表示装置に使用さ
れる発光素子の素子構造を示す概略断面図である。本実
施の形態では、EL(Electroluminescence)を利用し
た発光素子を表示用の発光素子として採用している。
【0010】ELは発光機構により、高電界中で加速し
た電子を発光層内の発光中心に衝突させて発光させるい
わゆる衝突励起型EL、及び、固体内の電子のポテンシ
ャルエネルギーの差を利用してキャリアを注入し、発光
させるいわゆる注入型ELに分類されるが、本発明の表
示装置はどちらの発光機構を利用したものであってもよ
い。
【0011】図1の表示用発光素子では、Au、Al等
の金属からなる極薄の層状の内部電極1の両面に電界の
作用により発光する電界発光材料層2が配置されてお
り、電界発光材料層2の外表面には更に透明電極3が配
置されている。透明電極3を構成する材料としては高透
明度、低抵抗率のものが好ましく、好適にはIn23
SnO2の混合割合を適宜調整したITO(Indiu
m−Tin Oxide:In23とSnO2の混合
物)等が使用される。なお、図1において透明電極3の
表面は図示しないガラス基板又は透明樹脂フィルム等に
よって保護されている。
【0012】図1に示す表示用発光素子は内部電極1の
両面に二つの電界発光材料層2が配置されているので、
内部電極1及び透明電極3を介して適当な大きさの電圧
を印加することによって該二つの電界発光材料層2に高
電界を作用させて発光素子の両面で同時画像表示を行う
ことができる。
【0013】電界発光材料層2を構成する発光材料とし
ては、公知の発光材料を用いることができるが、例え
ば、硫化亜鉛(ZnS)を母材とし、発光中心材料とし
てマンガン、フッ化テリビウム、フッ化サマリウム、フ
ッ化ツリウムを添加したZnS:Mn、ZnS:TbF
3(ZnS:Tb,F)、ZnS:SmF3、ZnS:T
mF3、硫化カルシウムにユーロピウムを添加したCa
S:Eu、硫化ストロンチウムにセリウムを添加したS
rS:Ce等が挙げられる。ZnS:Mnは黄橙色、Z
nS:TbF3(ZnS:Tb,F)は緑色、ZnS:
SmF3、CaS:Euは赤色、ZnS:TmF3、Sr
S:Ceは青色に発光する。したがって、これらの各色
に対応する発光材料を複数組み合わせて用いることによ
り、カラーディスプレイを得ることも可能である。ま
た、上記のような無機物質の他にアルミニウムキノリン
錯体、フタロベリノン誘導体、チアジアゾール誘導体又
はスチルベン誘導体等の有機物質を発光材料として用い
ることもできる。なお、上記した有機物質を発光材料と
して使用する場合は、ジアミン、トリフェニルアミン誘
導体等からなる正孔輸送層又はベリレン誘導体等からな
る電子輸送層とを組み合わせた発光層において電界発光
を行うことが好ましい。
【0014】電界発光材料層2の形態としては、粉末状
の発光材料を有機バインダ、合成樹脂又は低融点ガラス
等の誘電体中に分散させた分散EL層、発光材料を真空
蒸着法、スパッタリング法などでガラス基板状に薄膜状
に形成した薄膜EL層のどちらも採用することが可能で
あるが、分散EL層の場合は、発光効率の向上を目的と
して発光材料が多量に混合されるために、発光材料がバ
インダ中に均一に分散されない部分が生じ易い。また、
分散EL層はスプレー塗布やスクリーン印刷等により形
成されるので膜厚が一定となりにくく、現状では薄膜E
L層の発光輝度及び寿命が比較的高い。したがって、電
界発光材料層2としては薄膜EL層を用いる方が好まし
い。
【0015】電界発光材料層2として分散EL層を採用
する場合は、特に交流電圧を印加する場合に不安定に発
光することがあるので、電界発光材料層2と内部電極1
の間に絶縁層を設けることが好ましい。絶縁層を設ける
ことにより内部電極1と透明電極3間の短絡を防止する
と同時に絶縁耐圧を増大してより安定な発光動作を得る
ことができる。前記絶縁層としてはチタン酸バリウムや
酸化チタンとバインダの混合物等を用いることができ
る。なお、直流電圧による駆動を行う場合にはEL材料
の表面をZnSと比較して低抵抗のCuxSで覆う等し
て電気伝導度を高める処理を行うことにより前記絶縁層
を省略することができる。
【0016】電界発光材料層2として薄膜EL層を採用
する場合には電界発光材料層2は主に蒸着によって形成
されるため、その厚さは極めて薄いものとなり、通常1
0〜100nmの範囲とされる。
【0017】また、蒸着膜の形成後に500〜600℃
で熱処理を行うので透明電極3は高温に耐える材料、例
えばガラス基板上に形成される。なお、ガラス基板を用
いて本発明の発光素子を製造する場合は、透明電極3の
ピンホールの発生を防止するために、アルカリイオンを
含まないバリウムボロシリケートやアルミノシリケート
ガラスなどからなる表面平滑度の高いガラス基板が好ま
しい。
【0018】薄膜EL層を電界発光材料層2とし、か
つ、駆動電圧として交流電圧を用いる場合には電界発光
材料層2と透明電極3及び電界発光材料層2と内部電極
1との間にそれぞれ絶縁層を設けることが好ましい。薄
膜EL層を電界発光材料層2とした場合には、発光素子
全体の厚さは一般に2μm以下の極めて薄い層となり、
このような薄い膜に高電圧を印加すると絶縁破壊を起こ
す可能性が高いからである。絶縁層を設けることによ
り、電界発光材料層2の絶縁破壊防止の他に、(1)電界
発光材料層2への湿気及び不純物の侵入を抑えることが
できる、(2)電圧−発光輝度特性が急峻となる、(3)電界
発光材料層2に直接電流が流れないのでEL材料に有効
に電界が加わり安定に発光させることができる等の利点
がある。したがって、発光素子の発光輝度及び寿命を大
きく向上させることができる。
【0019】前記絶縁層としては透明のものが好ましい
が、絶縁層が極めて薄い場合には多少不透明であっても
よい。絶縁層として具体的にはY23、Si34、Al
23、BaTiO3、PbTiO3、SrTiO3、Ba
Ta23、Ta25、Sm23、TiO2/Al23
SiO2/Si34、Si34/SiO2/Al23など
が挙げられる。一方、駆動電圧として直流電圧を用いる
場合には、絶縁層を設けなくともよい。
【0020】なお、電界発光材料層2は水分の存在化で
動作させると動作通電による温度上昇に伴い水分が気化
して膨脹することにより層間剥離を起こすので電界発光
材料層2の周囲はガス、真空、オイル又は樹脂フィルム
等によりシールすることが好ましい。
【0021】図1に示す発光素子は以下のような方法で
製造することができる。
【0022】分散EL層を電界発光材料層2とする場合
には、ガラス基板上にITO膜を蒸着して透明電極3を
形成し、この上に、上述した各種の発光材料の粉末(粒
径5〜20μm)をシアノエチルセルローズなどの誘電
率の高い有機バインダに分散させたものを塗布又はスク
リーン印刷して厚さ20〜100μmの電界発光材料層
2を得る。次いで、金属膜を蒸着して内部電極1を形成
し、以下、この上に電界発光材料層2及び透明電極3を
この順で同様に形成する。必要に応じて最上部にはガラ
ス基板又は防湿用のフィルム等が設けられる。
【0023】そして、必要に応じて、BaTiO3やT
iO2等をバインダと混合して電界発光材料層2と内部
電極1の間にスプレー塗布又はスクリーン印刷する等し
て絶縁層を形成することができる。
【0024】上記の方法によれば、比較的安価に発光素
子を製造することができる。なお、透明電極を別途製造
されたITO膜とすることにより、透明樹脂フィルム等
のガラス以外の基板を用いることも可能である。
【0025】一方、薄膜EL層を電界発光材料層2とす
る場合には、ガラス基板の上にITO膜をスパッタ法等
で蒸着し、その上に電子ビーム蒸着法、真空蒸着法、原
子層エピタキシー法、スパッタ法、CVD法などによっ
て電界発光材料層2を蒸着させて電界発光材料層2を形
成する。電界発光材料層2中の不純物濃度の制御が容易
である点では電子ビーム蒸着法、スパッタ法、CVD法
が好ましい。次いで、金属膜を蒸着して内部電極1を形
成し、以下、この上に電界発光材料層2及び透明電極3
をこの順で同様に形成する。なお、必要に応じて最上部
に防湿用のフィルム、ガラス等を設けてもよい。
【0026】絶縁層を設ける場合には、内部電極1、透
明電極3及び電界発光材料層2を構成する材料との接合
性を考慮してSiO2、Si34、Al23などの中か
ら絶縁層を構成する材料を適宜選択して蒸着によって通
常、10〜100nmの膜厚の絶縁層を形成する。な
お、絶縁層は複数種類の絶縁材料を適宜組み合わせてた
積層構造を有していてもよい。
【0027】上記の方法によれば、極めて薄いディスプ
レイを得ることができ、また、ディスプレイの輝度の劣
化の原因となる湿気の取り込みも非常に少ない。
【0028】なお、分散EL層及び薄膜EL層のどちら
を電界発光材料層として使用した場合であっても、内部
電極1及び透明電極3をそれぞれエッチングによってス
トライプ状とし、それぞれのストライプ方向を直交させ
ることによって情報表示に適したマトリクス電極構造を
得ることができる。
【0029】このようにして得られるEL発光素子は、
全固体の極薄型ディスプレイであり極めて軽量である。
そして高精細度化が容易で非常に見易い。また、アクテ
ィブディスプレイとしては消費電力が少ない。したがっ
て、従来のCRTの用途においても充分に使用できるも
のである。
【0030】
【実施例】実施例:内部電極材料としてAu、発光材料
としてAlq3(8-hydroxyquinoline alminium)、透明
電極材料としてをITOを使用し、ITO膜を蒸着した
ガラス基板上に、Alq3(60nm)/Au(60n
m)/Alq3(60nm)/ITO(240nm)の
順に蒸着膜を形成して発光素子を形成した。Alq
3層、Au層、ITO層の厚さは、それぞれ、60n
m、60nm、240nmであった。前記発光素子の電
圧−輝度特性を図2に示す。この発光素子では、その両
面から同様の発光が得られた。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
層状の内部電極の両面に電界発光材料層及び透明電極を
配置するという簡易な構成により、両面同時表示可能
な、極めて薄型、かつ、低消費電力の表示装置を安価に
得ることができる。また、前記電界発光材料層と前記内
部電極の間及び/又は前記電界発光材料層と前記透明電
極の間に絶縁層を配置することによって、発光を安定さ
せ、また、表示装置の輝度及び寿命を向上させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に使用される発光素子の概略断面図
【図2】実施例の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
【符号の説明】
1 内部電極 2 電界発光材料層 3 透明電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 層状の内部電極の両面に電界発光材料層
    が配置されており、各電界発光材料層の表面にさらに透
    明電極が配置されていることを特徴とする表示装置。
  2. 【請求項2】 前記電界発光材料層と前記内部電極の間
    及び/又は前記電界発光材料層と前記透明電極の間に絶
    縁層が配置されていることを特徴とする請求項1記載の
    表示装置。
JP10294506A 1998-09-30 1998-09-30 表示装置 Withdrawn JP2000113983A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003035893A (ja) * 2001-07-25 2003-02-07 Nec Access Technica Ltd 両面型液晶表示装置および両面型液晶表示装置を備える携帯情報機器
EP1510994A1 (en) * 2003-08-21 2005-03-02 Pioneer Corporation Display system and electronic appliance including the display
JP2005267926A (ja) * 2004-03-17 2005-09-29 Japan Science & Technology Agency 両面発光有機elパネル
KR100834343B1 (ko) * 2001-12-29 2008-06-02 엘지디스플레이 주식회사 유기전기발광소자

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