JP2531686B2 - Color display device - Google Patents
Color display deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カラー表示装置に係り、特に、ELパネルと
カラーフィルタとを一体化して構成したカラー表示装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color display device, and more particularly to a color display device in which an EL panel and a color filter are integrated.
最近、カラー表示装置の分野でも小型薄型で、消費電
力の低いものを求める傾向が強まってきており、液晶を
シャッターとして用いたポケットテレビ等の商品化が注
目され始めている。Recently, in the field of color display devices, there is an increasing tendency to demand small and thin devices with low power consumption, and commercialization of pocket televisions using liquid crystal as a shutter has begun to attract attention.
従来のポケットテレビに用いられているフルカラー薄
型表示装置は第６図に示す如く、液晶セルＣがマトリク
ス状に配列せしめられてなるシャッタ手段100と、シャ
ッタ手段の後方に配設された光源101と、該液晶セルに
対応して順次赤色透過フィルタＲ、緑色透過フィルタ
Ｇ、青色透過フィルタＢが配列され該シャッタ手段の前
方に配設されたフィルタ手段102とからなり、画情報に
応じて前記液晶セルへの印加電圧を制御することによ
り、光源からの光が液晶セルを透過する光量を調整し、
各画素の輝度および色度を調整するようにしたものであ
る。As shown in FIG. 6, a full-color thin display device used in a conventional pocket television has a shutter means 100 in which liquid crystal cells C are arranged in a matrix, and a light source 101 arranged behind the shutter means. A filter means 102 arranged in front of the shutter means in which a red transmission filter R, a green transmission filter G, and a blue transmission filter B are sequentially arranged corresponding to the liquid crystal cell. By controlling the voltage applied to the cell, the amount of light from the light source that passes through the liquid crystal cell is adjusted,
The brightness and chromaticity of each pixel are adjusted.
しかしながら、このようなフルカラー薄型表示装置
は、液晶自体の特性により、コントラストが悪く、視野
角が非常に狭いという問題があった。またこのような装
置では、バックライトとしての光源が必要であり、この
ために液晶部は薄いが装置全体としては厚くなってしま
うという問題もあった。However, such a full-color thin display device has problems that the contrast is poor and the viewing angle is very narrow due to the characteristics of the liquid crystal itself. In addition, such a device requires a light source as a backlight, which causes a problem that the liquid crystal portion is thin but the entire device is thick.
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、コント
ラストが高く、視野角の広い薄型のカラー表示装置を提
供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a thin color display device having a high contrast and a wide viewing angle.
そこで本発明は、白色光を発する薄膜EL素子を配列せ
しめてなるELパネルと、カラーフィルタとによってカラ
ー表示装置を構成している。Therefore, the present invention constitutes a color display device by an EL panel in which thin film EL elements emitting white light are arranged and a color filter.
すなわち本発明では、薄膜EL素子部の、発光層を、窒
素（Ｎ）を含有する発光層あるいは、セリウム（Ce）と
ユーロピウム（Eu）とカリウム（Ｋ）とを含有した硫化
ストロンチウム（SrS）層で構成された単層構造の白色
発光層とし、薄膜EL素子への印加電圧を画情報に応じて
制御することにより、カラー表示を行うようにしたこと
を特徴とする。That is, in the present invention, the light emitting layer of the thin film EL device is a light emitting layer containing nitrogen (N) or a strontium sulfide (SrS) layer containing cerium (Ce), europium (Eu) and potassium (K). It is characterized in that the white light emitting layer having a single-layer structure composed of is formed, and color display is performed by controlling the voltage applied to the thin film EL element according to image information.
例えば、ガラス基板上にEL素子からなるセルをマトリ
クス状に配列し、このEL素子の発光面側にこの各セルに
対応して順次繰り返し配列された赤色透過フィルタ、緑
色透過フィルタ、青色透過フィルタからなる色フィルタ
を形成するようにし、画情報に応じて各セルに印加する
電圧を制御することにより、色フィルタを介して所望の
輝度および色度を有する光を発するようにしている。For example, cells consisting of EL elements are arranged in a matrix on a glass substrate, and a red transmission filter, a green transmission filter, and a blue transmission filter are sequentially and repeatedly arranged corresponding to each cell on the light emitting surface side of the EL element. By forming a different color filter and controlling the voltage applied to each cell according to the image information, light having desired luminance and chromaticity is emitted through the color filter.
すなわち、この装置では、液晶を用いることなく、窒
素（Ｎ）を含有する発光層あるいは、セリウム（Ce）と
ユーロピウム（Eu）とカリウム（Ｋ）とを含有した硫化
ストロンチウム（SrS）層で構成される単層構造の白色
発光層を用いたEL素子を光源および光量調整手段として
用いるようにしているため、画情報に応じて印加電圧を
制御するのみで、高精度・均一でかつ自然なカラー表示
を得ることができる。また極めて薄型で、コントラスト
および視野角を増大することができる。また、バックラ
イトが不要となるため、薄型化することができる。That is, this device is composed of a light emitting layer containing nitrogen (N) or a strontium sulfide (SrS) layer containing cerium (Ce), europium (Eu) and potassium (K) without using liquid crystal. Since an EL element using a white light emitting layer with a single layer structure is used as a light source and a light amount adjusting means, only by controlling the applied voltage according to the image information, high precision, uniform and natural color display can be achieved. Can be obtained. Further, it is extremely thin, and the contrast and the viewing angle can be increased. In addition, since a backlight is unnecessary, it can be made thin.
〔実施例〕 以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細
に説明する。Embodiments Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第１図（ａ）および（ｂ）は、本発明実施例を説明す
るための参考例の薄型カラー表示装置を示す図である。
（第１図（ａ）は第１図（ｂ）のＡ−Ａ断面図であ
る。） このカラー表示装置は、夫々が画素に対応する多数の
薄膜EL素子のセルＣがマトリクス状に配列せしめられて
なるEL素子部１と、該EL素子部の表面に一体的に配設せ
しめられた色フィルタ部２とから構成されており、各セ
ルからの光を色フィルタ部を介して出力せしめるように
したものである。1A and 1B are views showing a thin color display device of a reference example for explaining an embodiment of the present invention.
(FIG. 1 (a) is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1 (b).) In this color display device, cells C of a large number of thin film EL elements each corresponding to a pixel are arranged in a matrix. The EL element section 1 and the color filter section 2 integrally arranged on the surface of the EL element section are provided so that the light from each cell is output through the color filter section. It is the one.
そして、該EL素子部１は、ガラス基板３上に所定の間
隔で複数の第１のストライプライン1…lnを構成する
ように配設された酸化インジウム錫（ITO）層からなる
透明電極４と、五酸化タンタル（Ta2O5）層からなる第
１の誘電体層５と、硫化亜鉛（ZnS）にツリウム（Tm）
とフッ素（Ｆ）とを夫々１％含有せしめてなる膜厚0.5
μｍの青色発光層6aと、硫化亜鉛にエルビウム（Er）と
フッ素とを夫々約１％含有せしめてなる膜厚0.2nμの緑
色発光層6b、硫化亜鉛にサマリウム（Sm）とフッ素とを
夫々約１％含有せしめてなる膜厚約0.2μｍの赤色発光
層6cとの３層構造の発光層６と、五酸化タンタル層から
なる第２の誘電体層７と、前記第１のストライプライン
1…lnに直交するように配列された第２のストライプ
ラインV1〜Vnからなるアルミニウム（Al）層からなる背
面電極８とから構成されており、前記透明電極４の各ス
トライプラインと前記背面電極８の各ストライプライン
との間に夫々画情報に応じた電圧を印加し、両者の交差
部に位置する発光層６を発光せしめるように構成されて
いる。この発光原理は第２図（ａ）に示す如くであり、
このようにして各波長の光が発光せしめられる。第２図
（ｂ）に、この発光層からの光の発光スペクトルを示
す。すなわち、ここでは、この交差部が１つのセルを構
成することになる。Then, the EL element section 1, a transparent electrode 4 composed of a plurality of first stripe lines 1 ... disposed indium tin oxide so as to form a l n (ITO) layer at predetermined intervals on the glass substrate 3 And a first dielectric layer 5 consisting of a tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) layer, zinc sulfide (ZnS) and thulium (Tm).
And film thickness of 0.5% fluorine (F)
A blue light-emitting layer 6a of μm, a green light-emitting layer 6b of 0.2 nμ in thickness containing zinc sulfide containing about 1% each of erbium (Er) and fluorine, and zinc sulfide containing about samarium (Sm) and fluorine. The light emitting layer 6 having a three-layer structure of a red light emitting layer 6c having a film thickness of about 0.2 μm and containing 1%, a second dielectric layer 7 made of a tantalum pentoxide layer, and the first stripe line.
1 ... l n and a rear electrode 8 made of an aluminum (Al) layer made of second stripe lines V 1 to V n arranged orthogonally to each other, and each stripe line of the transparent electrode 4 and A voltage corresponding to image information is applied between each stripe line of the back electrode 8 and the light emitting layer 6 located at the intersection of the two is made to emit light. The principle of this light emission is as shown in FIG.
In this way, light of each wavelength is emitted. FIG. 2 (b) shows an emission spectrum of light from this light emitting layer. That is, here, this intersection constitutes one cell.
また、色フィルタ部２は、各セルＣに対応して、EL素
子部のガラス基板側に配設されており、第１図（ｂ）に
平面図を示す如く、夫々染色性のポリマー層からなる赤
色透過フィルタＲ、緑色透過フィルタＧ、青色透過フィ
ルタＢが順次配列せしめられて構成されている。The color filter section 2 is disposed on the glass substrate side of the EL element section corresponding to each cell C. As shown in the plan view of FIG. The red transmission filter R, the green transmission filter G, and the blue transmission filter B are sequentially arranged.
このカラー表示装置のコントラスト特性を第３図に示
す。この図から明らかなように1000lx以下で1:100程度
となっており、極めて良好である。また、従来のものの
1:10に比べても大幅に向上している。The contrast characteristic of this color display device is shown in FIG. As is clear from this figure, it is about 1: 100 at 1000 lx or less, which is extremely good. Also, of the conventional one
Even compared to 1:10, it is significantly improved.
また、輝度の視角依存性を第４図に示す。本発明のカ
ラー表示装置は実線で示されており、60度以上までほと
んど輝度が低下していない。また、点線で示されている
従来のカラー表示装置に比べても非常に高視野角である
ことがわかる。Further, FIG. 4 shows the viewing angle dependence of the luminance. The color display device of the present invention is shown by a solid line, and the brightness is hardly reduced up to 60 degrees or more. Further, it can be seen that the viewing angle is much higher than that of the conventional color display device shown by the dotted line.
更に、この表示装置ではバックライトが不用であり、
ガラス基板を含めても厚さは約1mmと非常に薄い。Furthermore, this display device does not require a backlight,
Even including the glass substrate, the thickness is very thin, about 1 mm.
なお、実施例では、各セルを一体的に形成したが、発
光層をはじめ各層を夫々、セル毎に分離して配設するよ
うにしてもよい。電極についても同様である。In addition, although each cell is integrally formed in the embodiment, each layer including the light emitting layer may be separately arranged for each cell. The same applies to the electrodes.
また、発光層の構造としては、例えば窒素（Ｎ）を含
有する硫化亜鉛あるいは、セリウム（Ce）とユーロピウ
ム（Eu）とカリウム（Ｋ）を含有する硫化ストロンチウ
ム、あるいは、セリウム（Ce）とユーロピウム（Eu）と
カリウム（Ｋ）を含有するCaSrS、またはBaSeまたはZnS
またはZnCdSまたはZnF2またはSrTiO3またはBaTiO3等を
発光層として用いれば一層で白色光を発光するようにす
ることも可能である。第５図にCe、Eu、Ｋを含有するSr
Sの発光スペクトルを示す。これによっても一層で白色
光を得ることができる。更に、実施例における各発光層
の発光中心となる不純物の含有量は、１％に限定される
ものではなく0.1〜５％の範囲で適宜変更可能であり、
不純物の種類についても適宜変更可能である。The structure of the light emitting layer is, for example, zinc sulfide containing nitrogen (N), strontium sulfide containing cerium (Ce) and europium (Eu) and potassium (K), or cerium (Ce) and europium ( Eu) and potassium (K) containing CaSrS, BaSe or ZnS
Alternatively, if ZnCdS, ZnF 2, SrTiO 3, BaTiO 3 or the like is used as the light emitting layer, it is possible to emit white light in one layer. Figure 5 shows Sr containing Ce, Eu, and K.
The emission spectrum of S is shown. This also makes it possible to obtain white light with a single layer. Furthermore, the content of the impurities serving as the emission center of each light emitting layer in the examples is not limited to 1% and can be appropriately changed within the range of 0.1 to 5%.
The type of impurities can be changed as appropriate.
加えて、色フィルタについても、実施例に示したよう
に、ガラス基板上に直接塗布された染色性ポリマー層を
用いる他、別体として形成したものを被着する等、適宜
変更可能である。In addition, as for the color filter, as shown in the embodiment, the dyeable polymer layer directly applied on the glass substrate may be used, or a color filter formed as a separate body may be adhered.
また、保護膜等を適宜付加することも可能である。 It is also possible to add a protective film or the like as appropriate.
以上説明してきたように本発明によれば、白色光を発
するように形成された薄膜EL素子からなるセルを複数個
配列しEL素子部を構成すると共に、この表面に、各セル
に対応するように所定の色のフィルタを形成し、画情報
に応じて、各セルを発光せしめ色フィルタを介して出力
せしめることにより、カラー表示を行なうようにしてい
るため、コントラストが良好でかつ輝度の視覚依存性が
良好で極めて薄型のカラー表示装置を得ることができ
る。As described above, according to the present invention, a plurality of cells each composed of a thin-film EL element formed so as to emit white light are arranged to form an EL element section, and this surface corresponds to each cell. Since a color filter is formed on each of the cells and each cell is made to emit light according to the image information and output through a color filter, color display is performed, resulting in good contrast and visual dependence of brightness. It is possible to obtain a very thin color display device having good properties.
第１図（ａ）および（ｂ）は、夫々、本発明実施例を説
明するための参考例のカラー表示装置を示す断面図およ
び平面図、第２図（ａ）および（ｂ）は夫々同装置の発
光層の発光原理を示す図および同発光層からの発光スペ
クトルを示す図、第３図は同装置のコントラスト比を示
す図、第４図は、同装置および従来例の装置の視野角の
比較図、第５図は、本発明実施例の発光層からの発光ス
ペクトル（白色）を示す図、第６図は従来例のカラー表
示装置を示す図である。 100……シャッタ手段、101……光源、102……フィルタ
手段、１……EL素子部、２……色フィルタ部、３……ガ
ラス基板、４……透明電極、５……第１の誘電体層、６
……発光層、７……第２の誘電体層、８……背面電極、
Ｃ……セル。1 (a) and 1 (b) are a sectional view and a plan view showing a color display device of a reference example for explaining an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 (a) and 2 (b) are the same respectively. The figure which shows the light emission principle of the light emitting layer of a device, the figure which shows the light emission spectrum from the same light emitting layer, FIG. 3 is a figure which shows the contrast ratio of the same device, FIG. 4 is the viewing angle of the same device and the conventional device. FIG. 5 is a diagram showing an emission spectrum (white) from the light emitting layer of the example of the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing a conventional color display device. 100 ... Shutter means, 101 ... Light source, 102 ... Filter means, 1 ... EL element part, 2 ... Color filter part, 3 ... Glass substrate, 4 ... Transparent electrode, 5 ... First dielectric Body layer, 6
...... Light emitting layer, 7 ...... Second dielectric layer, 8 ...... Back electrode,
C ... cell.
Claims (2)
単層構造の白色発光層を挟み白色光を発するように形成
された薄膜EL素子からなるセルを、複数個配列してなる
EL素子部と、 このEL素子部の表面に、各セルに対応して所定の色の色
フィルタを配設してなる色フィルタ部からなり、 前記白色発光層が、窒素（Ｎ）を含有する発光層あるい
は、セリウム（Ce）とユーロピウム（Eu）とカリウム
（Ｋ）とを含有した硫化ストロンチウム（SrS）層で構
成されると共に、 前記薄膜EL素子への印加電圧を画情報に応じて制御する
ことにより、カラー表示を行うようにしたことを特徴と
するカラー表示装置。1. A plurality of cells, each of which is composed of a thin film EL element and is formed on a glass substrate so as to emit white light, with a white light emitting layer having a single layer structure sandwiched between a transparent electrode and a back electrode.
An EL element portion and a color filter portion in which a color filter of a predetermined color is provided on the surface of the EL element portion so as to correspond to each cell, and the white light emitting layer contains nitrogen (N). It is composed of a light emitting layer or a strontium sulfide (SrS) layer containing cerium (Ce), europium (Eu) and potassium (K), and controls the applied voltage to the thin film EL element according to image information. Therefore, a color display device is characterized in that color display is performed.
層で構成され、前記透明電極および背面電極は互いに直
交するように所定の間隔で配列せしめられたストライプ
ラインからなり、前記ストライプラインの交差部から白
色光を発するように形成されていることを特徴とする特
許請求の範囲（１）に記載のカラー表示装置。2. The light emitting layer is composed of a white light emitting layer integrally formed, and the transparent electrode and the back electrode are stripe lines arranged at a predetermined interval so as to be orthogonal to each other. The color display device according to claim 1, wherein the color display device is formed so as to emit white light from an intersection of the two.
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1989
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