JP2617924B2 - エレクトロルミネセンス表示装置の製造方法 - Google Patents
エレクトロルミネセンス表示装置の製造方法Info
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- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
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- G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、螢光体層と誘電体層を積層した構造を持つ
エレクトロルミネセンス（以上ELと略す）表示装置の製
造方法に関し，特に表示に於ける見易さと低い消費電力
を確保することができ，オフィスオートメーション機
器，コンピュータ端末等の高精細度フラットパネルディ
スプレイとして応用されるものである。
エレクトロルミネセンス（以上ELと略す）表示装置の製
造方法に関し，特に表示に於ける見易さと低い消費電力
を確保することができ，オフィスオートメーション機
器，コンピュータ端末等の高精細度フラットパネルディ
スプレイとして応用されるものである。
従来の技術 交流電界印加により発光するEL装置は、螢光体層の片
面あるいは両面に誘電体層を設け，これを挾むように，
互いに交差する方向に配列されたデータ電極と走査電極
を付与することによって表示素子とし，前記走査電極に
沿って選択データ電極に電圧VON（VH＋ΔＶ以上）を非
選択データ電極に電圧VOFF（VH−ΔＶ以下）をそれぞれ
線順次走査により印加し，一画面の走査の終了後パネル
全面にリフレッシュパルスVRをVH＋ΔＶと逆極性で印加
し，交流駆動を行っている。ここで、VHは，発光開始し
きい値電圧で、ΔＶは、選択，非選択によって発光，非
発光を選別する変調電圧である。この駆動方法では、走
査電極が順次選別される都度，データ電極側のアドレス
内容を更新してデータパルスを発生させる構成となって
いる。このため，このEL表示装置を駆動するのに必要と
なる電力は、変調駆動部分，発光開始しきい値電圧VHを
供給する分，リフレッシュ電圧VRを供給する分から成り
立っている。これらの駆動電圧ΔV,VH及びVRはEL表示装
置を構成しているEL装置の発光特特性によって定まる。
面あるいは両面に誘電体層を設け，これを挾むように，
互いに交差する方向に配列されたデータ電極と走査電極
を付与することによって表示素子とし，前記走査電極に
沿って選択データ電極に電圧VON（VH＋ΔＶ以上）を非
選択データ電極に電圧VOFF（VH−ΔＶ以下）をそれぞれ
線順次走査により印加し，一画面の走査の終了後パネル
全面にリフレッシュパルスVRをVH＋ΔＶと逆極性で印加
し，交流駆動を行っている。ここで、VHは，発光開始し
きい値電圧で、ΔＶは、選択，非選択によって発光，非
発光を選別する変調電圧である。この駆動方法では、走
査電極が順次選別される都度，データ電極側のアドレス
内容を更新してデータパルスを発生させる構成となって
いる。このため，このEL表示装置を駆動するのに必要と
なる電力は、変調駆動部分，発光開始しきい値電圧VHを
供給する分，リフレッシュ電圧VRを供給する分から成り
立っている。これらの駆動電圧ΔV,VH及びVRはEL表示装
置を構成しているEL装置の発光特特性によって定まる。
第９図は、EL表示装置の輝度の電圧依存性を示してお
り,VH,ΔV,VR及びVON,VOFFの選択例を示している。一般
にVON,VOFFは、表示部の輝度とその均一性により決定さ
れ,EL装置を構成する誘電体膜及び螢光体膜の膜厚，膜
質分布に依存する。理想的には、ΔＶが小さい方が良い
ため、輝度の立上りの鋭さが望まれる。従来この点に着
目しEL装置の発光効率を向上することが主に研究対象と
なっていた。一方,EL表示装置を駆動する側面からは、
いくつかの駆動方式が提案されている。しかしながら,E
L表示装置を設計するには、EL装置の素子構成と駆動方
式の両側面に着目しなければならないが、消費電力に関
しては、全ての市販EL表示装置において最低レベルにな
るよう設計・製造されていない。
り,VH,ΔV,VR及びVON,VOFFの選択例を示している。一般
にVON,VOFFは、表示部の輝度とその均一性により決定さ
れ,EL装置を構成する誘電体膜及び螢光体膜の膜厚，膜
質分布に依存する。理想的には、ΔＶが小さい方が良い
ため、輝度の立上りの鋭さが望まれる。従来この点に着
目しEL装置の発光効率を向上することが主に研究対象と
なっていた。一方,EL表示装置を駆動する側面からは、
いくつかの駆動方式が提案されている。しかしながら,E
L表示装置を設計するには、EL装置の素子構成と駆動方
式の両側面に着目しなければならないが、消費電力に関
しては、全ての市販EL表示装置において最低レベルにな
るよう設計・製造されていない。
発明が解決しようとする問題点 前述の駆動方法によりEL表示装置を駆動した場合の消
費電力は、この表示装置が容量性素子なので，充放電駆
動に必要な電力を計算すればよく，その値は、ドットパ
ターンによって変化する。消費電力が最大となる表示パ
ターンは、駆動方式によって異なるが，例えばフィール
ドリフレッシュ方式の場合は、変調電圧ΔＶで予備充電
した電荷を次にすべてのデータ側駆動トランジスタによ
って放電する場合である。この時の最大消費電力PMは、
表示装置全面の電気容量ACT（Ａは表示面積,CTは薄膜EL
装置の単位面積当りの電気容量），各駆動プロセスで印
加される電圧ΔV,VH,VR,データ側電極数M,走査側電極数
N,駆動トランジスタの出力容量を含む駆動線の浮遊容量
CO,フィールド周波数Ｆにより， PM＝AF（2NCTΔV2＋CTVH 2＋CTVR 2） ＋Ｎ（Ｍ＋Ｎ−１）COFVH 2 ……（１） と表記できる。（（１）式の導出に関して参考にした文
献は、金谷吉晴，岸下博，川口順，日経エレクトロニク
ス 1979年４月２日発行,118〜142ページ） 上式により，消費電力は,EL装置の発光特性により定
まる駆動電圧ΔV,VH,VR及び表示装置全面の電気容量ACT
が素子構成で定まれば，あとは、EL表示装置の大きさ，
走査側及びデータ側電極数N,M及びフィールド周波数Ｆ
（フレーム周波数ともいう）より一義的に定まる。
費電力は、この表示装置が容量性素子なので，充放電駆
動に必要な電力を計算すればよく，その値は、ドットパ
ターンによって変化する。消費電力が最大となる表示パ
ターンは、駆動方式によって異なるが，例えばフィール
ドリフレッシュ方式の場合は、変調電圧ΔＶで予備充電
した電荷を次にすべてのデータ側駆動トランジスタによ
って放電する場合である。この時の最大消費電力PMは、
表示装置全面の電気容量ACT（Ａは表示面積,CTは薄膜EL
装置の単位面積当りの電気容量），各駆動プロセスで印
加される電圧ΔV,VH,VR,データ側電極数M,走査側電極数
N,駆動トランジスタの出力容量を含む駆動線の浮遊容量
CO,フィールド周波数Ｆにより， PM＝AF（2NCTΔV2＋CTVH 2＋CTVR 2） ＋Ｎ（Ｍ＋Ｎ−１）COFVH 2 ……（１） と表記できる。（（１）式の導出に関して参考にした文
献は、金谷吉晴，岸下博，川口順，日経エレクトロニク
ス 1979年４月２日発行,118〜142ページ） 上式により，消費電力は,EL装置の発光特性により定
まる駆動電圧ΔV,VH,VR及び表示装置全面の電気容量ACT
が素子構成で定まれば，あとは、EL表示装置の大きさ，
走査側及びデータ側電極数N,M及びフィールド周波数Ｆ
（フレーム周波数ともいう）より一義的に定まる。
EL表示装置の素子構成を決定する場合，所望する輝度
の値，表示装置の絵素数，絵素の大きさ，消費電力，駆
動電圧の制限により，今までは、試行錯誤によってい
た。その結果，従来の素子構成ではEL表示装置の消費電
力を最小にすることはできていない。一方,EL表示装置
の大面積化に伴い，益々低消費電力化，充電時間の短縮
化が問題点として指摘されている。
の値，表示装置の絵素数，絵素の大きさ，消費電力，駆
動電圧の制限により，今までは、試行錯誤によってい
た。その結果，従来の素子構成ではEL表示装置の消費電
力を最小にすることはできていない。一方,EL表示装置
の大面積化に伴い，益々低消費電力化，充電時間の短縮
化が問題点として指摘されている。
問題点を解決するための手段 本発明のエレクトロルミネッセンス表示装置の製造方
法は、電気容量CZを有する蛍光体層と、蛍光体層の少な
くとも一方の側に形成され電気容量Ciを有する誘電体層
と、少なくとも一方が光透過性を有する二つの互いに交
差した線状電極層とを有し、線状電極層により蛍光体層
と誘電体層の積層構造体に電圧を印加するエレクトロル
ミネセンス表示装置の製造方法であって、エレクトロル
ミネセンス表示装置の消費電力ＰをCT、Ci、ΔＶ及びVH
を変数とする関数（CTはCZとCiの合成容量、ΔＶはＶ発
光・非発光を選別する変調電圧、VHは発光開始しきい値
電圧を示す）として表す第１の工程と、電気容量に印加
される電圧とその際に蓄えられる電荷量との関係を用い
て第１の工程で得られた消費電力ＰをCZ、Ci、ΔＱ及び
QHを変数とする関数（ΔＱは発光時に蛍光体層に生じる
電荷密度、QHは蛍光体層が発光を開始するしきい値電荷
密度を示す）として表す第２の工程と、蛍光体層の膜厚
dZの変化に伴う蛍光体層が発光を開始するしきい値電界
強度EHの変化を測定して求められたEHとdZとの関係、及
び、蛍光体層が発光を開始するしきい値電荷密度QHとそ
の際に蛍光体層に印加される電圧VH（＝EH×dZ）の関係
（QH＝CT×VH）を用いてQHをdZを変数とする関数として
表す第３の工程と、ΔＱの変化に伴う輝度Ｌの変化を測
定し、この測定結果を用いてΔＱをＬとdZを変数とする
関数として表した後、この関数に所望のＬを代入するこ
とによりΔＱをdZを変数とする関数として表す第４の工
程と、第２の工程で求められた消費電力ＰのQH及びΔＱ
に第３及び第４の工程で求められたdZを変数とする関数
を代入するとともにCzをdZを変数とする関数（CZ＝ε０
εZ/dZ:ε０は真空中の誘電率）として置き換えること
により消費電力ＰをdZとCiのみを変数とする関数として
表す第５の工程と、各絵素が輝度Ｌで発光するのに許容
される時間内に必要な電荷量が充電されるように誘電体
層の電気容量Ci0を決定する第６の工程と、第５の工程
においてCiとdZのみを変数とする関数として表わされた
消費電力ＰのCiに第６の工程において決定されたCi0を
代入して消費電力ＰをdZのみを変数とする関数として表
わした後、消費電力Ｐが最小値を示すように蛍光体の膜
厚dZを求める第７の工程と、第７の工程において求めら
れたdzに蛍光体の膜厚を設定する第８の工程とを有する
工程となっている。
法は、電気容量CZを有する蛍光体層と、蛍光体層の少な
くとも一方の側に形成され電気容量Ciを有する誘電体層
と、少なくとも一方が光透過性を有する二つの互いに交
差した線状電極層とを有し、線状電極層により蛍光体層
と誘電体層の積層構造体に電圧を印加するエレクトロル
ミネセンス表示装置の製造方法であって、エレクトロル
ミネセンス表示装置の消費電力ＰをCT、Ci、ΔＶ及びVH
を変数とする関数（CTはCZとCiの合成容量、ΔＶはＶ発
光・非発光を選別する変調電圧、VHは発光開始しきい値
電圧を示す）として表す第１の工程と、電気容量に印加
される電圧とその際に蓄えられる電荷量との関係を用い
て第１の工程で得られた消費電力ＰをCZ、Ci、ΔＱ及び
QHを変数とする関数（ΔＱは発光時に蛍光体層に生じる
電荷密度、QHは蛍光体層が発光を開始するしきい値電荷
密度を示す）として表す第２の工程と、蛍光体層の膜厚
dZの変化に伴う蛍光体層が発光を開始するしきい値電界
強度EHの変化を測定して求められたEHとdZとの関係、及
び、蛍光体層が発光を開始するしきい値電荷密度QHとそ
の際に蛍光体層に印加される電圧VH（＝EH×dZ）の関係
（QH＝CT×VH）を用いてQHをdZを変数とする関数として
表す第３の工程と、ΔＱの変化に伴う輝度Ｌの変化を測
定し、この測定結果を用いてΔＱをＬとdZを変数とする
関数として表した後、この関数に所望のＬを代入するこ
とによりΔＱをdZを変数とする関数として表す第４の工
程と、第２の工程で求められた消費電力ＰのQH及びΔＱ
に第３及び第４の工程で求められたdZを変数とする関数
を代入するとともにCzをdZを変数とする関数（CZ＝ε０
εZ/dZ:ε０は真空中の誘電率）として置き換えること
により消費電力ＰをdZとCiのみを変数とする関数として
表す第５の工程と、各絵素が輝度Ｌで発光するのに許容
される時間内に必要な電荷量が充電されるように誘電体
層の電気容量Ci0を決定する第６の工程と、第５の工程
においてCiとdZのみを変数とする関数として表わされた
消費電力ＰのCiに第６の工程において決定されたCi0を
代入して消費電力ＰをdZのみを変数とする関数として表
わした後、消費電力Ｐが最小値を示すように蛍光体の膜
厚dZを求める第７の工程と、第７の工程において求めら
れたdzに蛍光体の膜厚を設定する第８の工程とを有する
工程となっている。
作用 任意の大きさ，絵素数，輝度を表示する発光効率ηの
EL表示装置の消費電力と各絵素への充電時間のそれぞれ
が螢光体層の膜厚dZ及び誘電体層の電気容量Ciを変数と
して記述されるため，フィールド周波数と走査線数及び
駆動方式より定まる最長許容パルス幅より短い充電時間
になるCiの値が定まり，このCiを一定の条件で消費電力
を最小にするdZが定められる。これより，任意の発光特
性を示すEL装置を用いて表示装置を製造する場合，螢光
体層の膜厚と誘電体層の単位面積当りの電気容量の最適
値が決定でき，消費電力を最小にするEL表示装置が得ら
れる。
EL表示装置の消費電力と各絵素への充電時間のそれぞれ
が螢光体層の膜厚dZ及び誘電体層の電気容量Ciを変数と
して記述されるため，フィールド周波数と走査線数及び
駆動方式より定まる最長許容パルス幅より短い充電時間
になるCiの値が定まり，このCiを一定の条件で消費電力
を最小にするdZが定められる。これより，任意の発光特
性を示すEL装置を用いて表示装置を製造する場合，螢光
体層の膜厚と誘電体層の単位面積当りの電気容量の最適
値が決定でき，消費電力を最小にするEL表示装置が得ら
れる。
実 施 例 一例として薄膜EL素子の基本構成を第２図（ａ）に示
す。ガラス基板１の上に透明電極２をストライプ状に形
成し，第１誘電体層3,螢光体層4,第２誘電体層５を順番
に積層形成し，透明電極２に対して交差するようにスト
ライプ状の背面電極６を形成し薄膜EL表示装置とする。
この装置の電気的等価回路を第２図（ｂ）で表わす。
す。ガラス基板１の上に透明電極２をストライプ状に形
成し，第１誘電体層3,螢光体層4,第２誘電体層５を順番
に積層形成し，透明電極２に対して交差するようにスト
ライプ状の背面電極６を形成し薄膜EL表示装置とする。
この装置の電気的等価回路を第２図（ｂ）で表わす。
各層を単位面積当りで考えると第１誘電体層の電気容
量C1,第２誘電体層の電位容量C2,発光開始前の螢光体層
の電気容量CZと各々表記する。この装置が発光開始する
前の螢光体層４は、並列抵抗RNが十分大きいので容量性
であり第1,第２誘電体層と直列接続しているので，この
装置の発光前の電気的性質は、（C1 -1＋C2 -1＋CZ -1）-1
の電気容量CTを持つコンデンサの集合体と同時になる。
ここで簡単にするために誘電体層の容量を一括しCiとす
ると Ci＝（C1 -1＋C2 -1）-1 ……（２） と表記でき,CT＝（Ci -1＋CZ -1）-1となる。一方，発光
を開始すると螢光体層内では、アバランシュ状態となる
ため伝導性となり、RNが比較的小さくなるために，この
装置は容量Ciを持つコンデンサの集合体と等価となる。
各層の単位面積当りの電気容量Ci,CZは、各層の膜厚をd
i,dZ,比誘電率をεi,εＺとすると， Ci＝εｏεi/di ……（2a） CZ＝εｏεZ/dZ ……（2b） εｏは真空中の誘電率（＝8.854×10-12F/m）。ε
Ｚは、ZnSの場合7.5〜８の間にある。（ここではεｚ＝
８とした。） 螢光体層が発光を開始するアバランシュ状態となるし
きい値電界強度EHは、螢光体層の膜厚dZに依存する。
量C1,第２誘電体層の電位容量C2,発光開始前の螢光体層
の電気容量CZと各々表記する。この装置が発光開始する
前の螢光体層４は、並列抵抗RNが十分大きいので容量性
であり第1,第２誘電体層と直列接続しているので，この
装置の発光前の電気的性質は、（C1 -1＋C2 -1＋CZ -1）-1
の電気容量CTを持つコンデンサの集合体と同時になる。
ここで簡単にするために誘電体層の容量を一括しCiとす
ると Ci＝（C1 -1＋C2 -1）-1 ……（２） と表記でき,CT＝（Ci -1＋CZ -1）-1となる。一方，発光
を開始すると螢光体層内では、アバランシュ状態となる
ため伝導性となり、RNが比較的小さくなるために，この
装置は容量Ciを持つコンデンサの集合体と等価となる。
各層の単位面積当りの電気容量Ci,CZは、各層の膜厚をd
i,dZ,比誘電率をεi,εＺとすると， Ci＝εｏεi/di ……（2a） CZ＝εｏεZ/dZ ……（2b） εｏは真空中の誘電率（＝8.854×10-12F/m）。ε
Ｚは、ZnSの場合7.5〜８の間にある。（ここではεｚ＝
８とした。） 螢光体層が発光を開始するアバランシュ状態となるし
きい値電界強度EHは、螢光体層の膜厚dZに依存する。
第（３）式は、EHとdZの関係を実測結果から求めた実
験式である。
験式である。
EO,dO,aの各定数は、dZをパラメータとして薄膜EL装
置を作り,EHを実測して決定する。
置を作り,EHを実測して決定する。
第３図にEHとdZの関係を示してある。
一方，薄膜EL装置の輝度Ｌと発光時に螢光体層に生ず
る電荷密度ΔＱの関係は、ＬとΔＱの実測値より実験式
として、 Ｌ＝L0dZF（１−exp（−ΔQ/ΔQ0）） ……（４） と表記できる。ここでL0,ΔQ0は、Ｌ−ΔＱ特性の実測
値より定まる値である。第４図にＬ−ΔＱ特性の一例を
示した。また，発光効率ηは、次式で表わされる。
る電荷密度ΔＱの関係は、ＬとΔＱの実測値より実験式
として、 Ｌ＝L0dZF（１−exp（−ΔQ/ΔQ0）） ……（４） と表記できる。ここでL0,ΔQ0は、Ｌ−ΔＱ特性の実測
値より定まる値である。第４図にＬ−ΔＱ特性の一例を
示した。また，発光効率ηは、次式で表わされる。
これより、螢光体層の膜厚dZ,フィールド周波数F,輝
度の所望値ＬよりEHとΔＱが一義的に求まることが確認
できる。
度の所望値ＬよりEHとΔＱが一義的に求まることが確認
できる。
前述の（１）式に示したELパネルの消費電力PMを求め
るために必要な変数ΔV,CT,VH,VRの値は、次に示すよう
にEH,ΔQ,CZ,Ciで表記できる。
るために必要な変数ΔV,CT,VH,VRの値は、次に示すよう
にEH,ΔQ,CZ,Ciで表記できる。
ΔＶ＝ΔQ/Ci ……（６） CT＝（Ci -1＋CZ -1）-1 ……（７） VH＝EHdZCZ（Ci -1＋Cz -1）＝QH/CT （８） VR＝ΔＶ＋VH ……（９） PM＝FA〔2NΔQ2Ci -2(Ci -1＋CZ -1)-1＋QH 2（Ci -1＋CZ -1) ＋(ΔＱ(Ci -1＋CZ -1)-1＋QHCi)2Ci(Ci -1＋CZ -1)〕 ＋FN(Ｍ＋Ｎ−１)COQH 2(Ci -1＋CZ -1)２ ……（10） となる。
一方，各絵素が発光するのに必要な電荷量のｘ％が充
電される時間Ｔは、 Ｔ＝−RB〔Ciln（１−x/100） ＋CTln（ΔV/（ΔＶ＋VH）〕 ……（11） と表わせる。ここでＲは、発光絵素面積Ｂの各絵素に駆
動電圧が印加される際に直列に接続されている抵抗であ
り、トランジスタのオン抵抗や電極抵抗等によるもので
ある。また，トランジスタに電流制限がある場合は、
（11）式にさらに （電荷量）／（制限電流）の時間が加わる。均一発光の
観点より，この充電時間Ｔは、EL表示装置のフィールド
周波数Ｆと走査線数Ｎより決まるパルス幅（Ｆ・Ｎ）-1
より小さくなければならない。
電される時間Ｔは、 Ｔ＝−RB〔Ciln（１−x/100） ＋CTln（ΔV/（ΔＶ＋VH）〕 ……（11） と表わせる。ここでＲは、発光絵素面積Ｂの各絵素に駆
動電圧が印加される際に直列に接続されている抵抗であ
り、トランジスタのオン抵抗や電極抵抗等によるもので
ある。また，トランジスタに電流制限がある場合は、
（11）式にさらに （電荷量）／（制限電流）の時間が加わる。均一発光の
観点より，この充電時間Ｔは、EL表示装置のフィールド
周波数Ｆと走査線数Ｎより決まるパルス幅（Ｆ・Ｎ）-1
より小さくなければならない。
（11）式より算出される充電時間Ｔは、第１図（ａ）
に示すように,Rとｘ％を一定値とすると、ほぼCiに比例
して大きくなり、dZにはあまり依存しない。
に示すように,Rとｘ％を一定値とすると、ほぼCiに比例
して大きくなり、dZにはあまり依存しない。
一方,PMの値は、第10図のようにCi 2に反比例して減少
する傾向がある。従ってPMを低減するには、Ci値を大き
くする必要がある。また,PMの値は、Ciをある値に固定
するとdZの関数となり、あるdZの値で極小値をとる。第
１図（ｂ）に、PMとdZとCiの関係を示した。
する傾向がある。従ってPMを低減するには、Ci値を大き
くする必要がある。また,PMの値は、Ciをある値に固定
するとdZの関数となり、あるdZの値で極小値をとる。第
１図（ｂ）に、PMとdZとCiの関係を示した。
以上のこのことから、本発明においては,EL表示装置
を駆動する際のパルス幅より充電時間Ｔを決定し,Ci値
の上限を定め、次に消費電力PMを最小とするdZ値を定め
ることにより，誘電体層と螢光体層の最適構成が得られ
る。
を駆動する際のパルス幅より充電時間Ｔを決定し,Ci値
の上限を定め、次に消費電力PMを最小とするdZ値を定め
ることにより，誘電体層と螢光体層の最適構成が得られ
る。
上記実施例で示したEL表示装置駆動方式は，金谷らに
よる駆動方式〔１〕であり、他に代表的な駆動方式とし
て、倉橋らが提案している方式〔２〕（倉橋敬三，高原
和博；テレビジョン学会技術報告，昭和56年12月22日
（火）発表）があり，また、大場らの提案している方式
〔３〕（大場敏弘，原田茂幸，藤岡良英，金谷吉晴，上
出久；テレビジョン学会技術報告，昭和60年３月26日
（火）発表）がある。
よる駆動方式〔１〕であり、他に代表的な駆動方式とし
て、倉橋らが提案している方式〔２〕（倉橋敬三，高原
和博；テレビジョン学会技術報告，昭和56年12月22日
（火）発表）があり，また、大場らの提案している方式
〔３〕（大場敏弘，原田茂幸，藤岡良英，金谷吉晴，上
出久；テレビジョン学会技術報告，昭和60年３月26日
（火）発表）がある。
それぞれの駆動方式における駆動に必要な電力Ｐは，一
般に次式のように近似的に一括できる。
般に次式のように近似的に一括できる。
Ｐ＝FA〔K1CTΔV2＋K2CTVH 2＋K3CiΔVVH＋K4CTΔVVH〕
……（12） 第１表に各方式におけるK1,K2,K3,K4の係数をまとめ
た。
……（12） 第１表に各方式におけるK1,K2,K3,K4の係数をまとめ
た。
第（12）式からＰは、先に示したように、EH,ΔQ,CZ,
Ciの関数で表わせることが容易に認められる。
Ciの関数で表わせることが容易に認められる。
Ｐ＝FA〔K1ΔQ2CZCi -1（Ci＋CZ）-1 ＋K2QH 2（Ci -1＋CZ -1）＋K3ΔQQH（Ci -1＋CZ -1） ＋K4ΔQQHCi -1 ……（13） （12）式をもとに各駆動方式を用いた場合のEL表示装
置の消費電力ＰをΔＶとVHをパラメータにして算出する
と第５図のようになる。この結果から、三つの方式を比
較するとΔＶが大きい場合は、駆動方式〔３〕が最もEL
表示装置の消費電力Ｐが低いことが確認された。またＰ
の値を減少させるためには、ΔＶを減少することが最も
効果的である。
置の消費電力ＰをΔＶとVHをパラメータにして算出する
と第５図のようになる。この結果から、三つの方式を比
較するとΔＶが大きい場合は、駆動方式〔３〕が最もEL
表示装置の消費電力Ｐが低いことが確認された。またＰ
の値を減少させるためには、ΔＶを減少することが最も
効果的である。
ΔＶを低減するには、第（６）式からわかるように，
ΔＱを減少すること，あるいはCiを増すことである。Δ
Ｑを減少するには、EL素子構成面において第（５）式か
ら発光効率ηを向上すること，螢光体層の膜厚dZを大き
くすることがあげられる。発光効率ηの向上は、EL素子
の本質的な問題であり，η値のコントロールは困難であ
る。一方,dzの値のコントロールは比較的容易である。C
iの値は増加は、前記実施例の（11）式からもわかるよ
うに，充電時間の限界値から制限される。ここで、駆動
方式〔３〕の場合におけるη＝2.5,8lm/Wの最大消費電
力のCi,dZ依存性について第１図（ｃ），（ｄ）に示し
た。これより，充電時間の限界より定まるCiの値に対し
消費電力を最小とするdZの値を選出できることが確認さ
れた。最適〔Ci,dZ〕の組み合わせを第１図（ｅ）に示
した。この結果により,EL表示装置の構成を第２表およ
び第３表のようにして製造したところ、最大消費電力
は、2.5lm/Wのとき46W,8lm/Wのとき23Wとなり，従来例
と比較して格段に低減された。但し、測定方法として
は、各電圧ΔV,VHをEL表示装置に印加する際に電源より
流れ出す電流値ΔI,IHとの積ΔV,ΔI,VHIHの和と駆動回
路系の電源出力パワーの総和とした。
ΔＱを減少すること，あるいはCiを増すことである。Δ
Ｑを減少するには、EL素子構成面において第（５）式か
ら発光効率ηを向上すること，螢光体層の膜厚dZを大き
くすることがあげられる。発光効率ηの向上は、EL素子
の本質的な問題であり，η値のコントロールは困難であ
る。一方,dzの値のコントロールは比較的容易である。C
iの値は増加は、前記実施例の（11）式からもわかるよ
うに，充電時間の限界値から制限される。ここで、駆動
方式〔３〕の場合におけるη＝2.5,8lm/Wの最大消費電
力のCi,dZ依存性について第１図（ｃ），（ｄ）に示し
た。これより，充電時間の限界より定まるCiの値に対し
消費電力を最小とするdZの値を選出できることが確認さ
れた。最適〔Ci,dZ〕の組み合わせを第１図（ｅ）に示
した。この結果により,EL表示装置の構成を第２表およ
び第３表のようにして製造したところ、最大消費電力
は、2.5lm/Wのとき46W,8lm/Wのとき23Wとなり，従来例
と比較して格段に低減された。但し、測定方法として
は、各電圧ΔV,VHをEL表示装置に印加する際に電源より
流れ出す電流値ΔI,IHとの積ΔV,ΔI,VHIHの和と駆動回
路系の電源出力パワーの総和とした。
本発明にかかる各種パラメータは、EL表示装置の発光
特性及び電気特性より求められている。
特性及び電気特性より求められている。
本発明にかかるEL装置の螢光体層の発光しきい値電界
強度EHと膜厚dZ,誘電率εＺ及び誘電体層の電気容量Ci
の決定法について以下に説明する。第６図は、薄膜EL装
置の発光特性及び電気特性を測定するシステムを示して
いる。電気特性は、SAWYER−TOWER回路を用いて測定す
る。この時，コンデンサCSの電気容量を薄膜EL装置の電
気容量より100倍以上大きく選ぶ。表示面積Ａの薄膜EL
装置の電気容量ACTとコンデンサCSと電圧計により検出
された電圧V1とV2の間には次の関係が成立する。
強度EHと膜厚dZ,誘電率εＺ及び誘電体層の電気容量Ci
の決定法について以下に説明する。第６図は、薄膜EL装
置の発光特性及び電気特性を測定するシステムを示して
いる。電気特性は、SAWYER−TOWER回路を用いて測定す
る。この時，コンデンサCSの電気容量を薄膜EL装置の電
気容量より100倍以上大きく選ぶ。表示面積Ａの薄膜EL
装置の電気容量ACTとコンデンサCSと電圧計により検出
された電圧V1とV2の間には次の関係が成立する。
（V1−V2）ACT＝V2CS ……（14） ここでCS≫ACTならば、V1≫V2となり上式は、 V1ACT＝V2CS ……（15） となる。これにより薄膜EL装置に印加される電圧は,V1
と等しくなり、充電される総電荷AQは,V2CSに等しくな
る。通常の薄膜EL装置の電荷密度Ｑと印加電圧Ｖの関係
は，第２図（ｂ）で示したように非発光時，螢光体層が
コンデンサとみなせるが，発光時は、螢光体層でアバラ
ンシュ状態が起こるので伝導体となり第７図に示したよ
うなヒステリシスループが現われる。
と等しくなり、充電される総電荷AQは,V2CSに等しくな
る。通常の薄膜EL装置の電荷密度Ｑと印加電圧Ｖの関係
は，第２図（ｂ）で示したように非発光時，螢光体層が
コンデンサとみなせるが，発光時は、螢光体層でアバラ
ンシュ状態が起こるので伝導体となり第７図に示したよ
うなヒステリシスループが現われる。
この図の中で示した電荷密度Ｑと電圧Ｖのピーク値
QM,VMを，各印加電圧に対してプロットすると第８図を
得る。この第８図における折れ曲り点を境に，第９図に
示したようにVH以下で非発光,VH以上で発光の状態とな
る。折れ曲り点の電圧がVHであり，単位面積当りの電荷
がQHである。そしてVH以下の傾きが（Ci -1＋CZ -1）-1で
あり,VH以上の傾きがCiとなる。これより第（６），
（７），（８）式のCi,CT,VH,QHが決定できる。
QM,VMを，各印加電圧に対してプロットすると第８図を
得る。この第８図における折れ曲り点を境に，第９図に
示したようにVH以下で非発光,VH以上で発光の状態とな
る。折れ曲り点の電圧がVHであり，単位面積当りの電荷
がQHである。そしてVH以下の傾きが（Ci -1＋CZ -1）-1で
あり,VH以上の傾きがCiとなる。これより第（６），
（７），（８）式のCi,CT,VH,QHが決定できる。
10式においてN,Mは、EL表示装置の走査線とデータ線
の数であり、駆動系の浮遊容量COは，インピーダンスメ
ータ等で測定できる。また，ΔV,VRの測定には，第９図
に示したような輝度Ｌの電圧依存性を測定し所望の輝度
を与える電圧を決めれば、それがVRとなり,VR−VHがΔ
Ｖとなる。また，充電時間Ｔは，実際に走査線あるいは
データ線に流れる電流の過渡応答特性のシンクロスコー
プによる観測結果より求められている。さらに，簡易式
のEL表示装置の駆動電力の測定としては，供給用駆動電
源の電圧と電流の積で近似でき，計算値とよく一致し
た。
の数であり、駆動系の浮遊容量COは，インピーダンスメ
ータ等で測定できる。また，ΔV,VRの測定には，第９図
に示したような輝度Ｌの電圧依存性を測定し所望の輝度
を与える電圧を決めれば、それがVRとなり,VR−VHがΔ
Ｖとなる。また，充電時間Ｔは，実際に走査線あるいは
データ線に流れる電流の過渡応答特性のシンクロスコー
プによる観測結果より求められている。さらに，簡易式
のEL表示装置の駆動電力の測定としては，供給用駆動電
源の電圧と電流の積で近似でき，計算値とよく一致し
た。
発明の効果 本発明によりEL表示装置を製造する上で最も重要であ
る低消費電力である大型高精細度を得るためのEL装置の
最適素子構成が求められる。
る低消費電力である大型高精細度を得るためのEL装置の
最適素子構成が求められる。
第１図（ａ）は、本発明の一実施例におけるエレクトロ
ミネセンス表示装置を構成する誘電体層の電気容量Ci及
び螢光体層の膜層dZに対する充電時間Ｔの関係を示すグ
ラフ，第１図（ｂ），（ｃ）および（ｄ）は同消費電力
の関係を示すグラフ，第１図（ｅ）は同最適構成〔Ci,d
Z〕の関係を示すグラフ，第２図（ａ）は、本発明の一
実施例であるエレクトロルミネセンス装置の断面図，第
２図（ｂ）は同等価回路図，第３図は螢光体層の膜厚dZ
としきい値電界強度EHとの関係を示すグラフ，第４図は
輝度Ｌと発光時に螢光体層に生ずる電荷密度ΔＱとの関
係を示すグラフ，第５図は選択（発光）データ線数比と
消費電力Ｐとの関係を示すグラフ，第６図は薄膜EL装置
の発光特性及び電気特性を測定するシステムを示す回路
図，第７図は螢光体層のヒステリシスループを示す図，
第８図は印加電圧と電荷密度の関係を示すグラフ，第９
図はEL装置の絵素に対する印加電圧と発光輝度の関係を
示すグラフ，第10図は誘電体層の容量Ciと消費電力PMの
関係を示すグラフである。
ミネセンス表示装置を構成する誘電体層の電気容量Ci及
び螢光体層の膜層dZに対する充電時間Ｔの関係を示すグ
ラフ，第１図（ｂ），（ｃ）および（ｄ）は同消費電力
の関係を示すグラフ，第１図（ｅ）は同最適構成〔Ci,d
Z〕の関係を示すグラフ，第２図（ａ）は、本発明の一
実施例であるエレクトロルミネセンス装置の断面図，第
２図（ｂ）は同等価回路図，第３図は螢光体層の膜厚dZ
としきい値電界強度EHとの関係を示すグラフ，第４図は
輝度Ｌと発光時に螢光体層に生ずる電荷密度ΔＱとの関
係を示すグラフ，第５図は選択（発光）データ線数比と
消費電力Ｐとの関係を示すグラフ，第６図は薄膜EL装置
の発光特性及び電気特性を測定するシステムを示す回路
図，第７図は螢光体層のヒステリシスループを示す図，
第８図は印加電圧と電荷密度の関係を示すグラフ，第９
図はEL装置の絵素に対する印加電圧と発光輝度の関係を
示すグラフ，第10図は誘電体層の容量Ciと消費電力PMの
関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 任田 隆夫 門真市大字門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (72)発明者 西川 雅博 門真市大字門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (72)発明者 松岡 富造 門真市大字門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (72)発明者 阿部 惇 門真市大字門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−202471（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】電気容量CZを有する蛍光体層と、前記蛍光
体層の少なくとも一方の側に形成され電気容量Ciを有す
る誘電体層と、少なくとも一方が光透過性を有する二つ
の互いに交差した線状電極層とを有し、前記線状電極層
により前記蛍光体層と前記誘電体層の積層構造体に電圧
を印加するエレクトロルミネセンス表示装置の製造方法
であって、前記エレクトロルミネセンス表示装置の消費
電力ＰをCT、Ci、ΔＶ及びVHを変数とする関数（CTはCZ
とCiの合成容量、ΔＶはＶ発光・非発光を選別する変調
電圧、VHは発光開始しきい値電圧を示す）として表す第
１の工程と、電気容量に印加される電圧とその際に蓄え
られる電荷量との関係を用いて前記第１の工程で得られ
た消費電力ＰをCZ、Ci、ΔＱ及びQHを変数とする関数
（ΔＱは発光時に蛍光体層に生じる電荷密度、QHは蛍光
体層が発光を開始するしきい値電荷密度を示す）として
表す第２の工程と、蛍光体層の膜厚dZの変化に伴う蛍光
体層が発光を開始するしきい値電界強度EHの変化を測定
して求められたEHとdZとの関係、及び、蛍光体層が発光
を開始するしきい値電荷密度QHとその際に蛍光体層に印
加される電圧VH（＝EH×dZ）の関係（QH＝CT×VH）を用
いてQHをdZを変数とする関数として表す第３の工程と、
ΔＱの変化に伴う輝度Ｌの変化を測定し、この測定結果
を用いてΔＱをＬとdZを変数とする関数として表した
後、この関数に所望のＬを代入することによりΔＱをdZ
を変数とする関数として表す第４の工程と、第２の工程
で求められた消費電力ＰのQH及びΔＱに第３及び第４の
工程で求められたdZを変数とする関数を代入するととも
にCZをdZを変数とする関数（CZ＝ε０εZ/dZ:ε０は真
空中の誘電率）として置き換えることにより消費電力Ｐ
をdZとCiのみを変数とする関数として表す第５の工程
と、各絵素が輝度Ｌで発光するのに許容される時間内に
必要な電荷量が充電されるように誘電体層の電気容量C
i0を決定する第６の工程と、前記第５の工程においてCi
とdZのみを変数とする関数として表わされた消費電力Ｐ
のCiに前記第６の工程において決定されたCi0を代入し
て消費電力ＰをdZのみを変数とする関数として表わした
後、消費電力Ｐが最小値を示すように蛍光体の膜厚dZを
求める第７の工程と、前記第７の工程において求められ
たdZに蛍光体の膜厚を設定する第８の工程とを有するこ
とを特徴とするエレクトロルミネセンス表示装置の製造
方法。 - 【請求項２】各絵素が輝度Ｌで発光するのに許容される
時間を、フィールド周波数Ｆと走査線数Ｎとの積の逆数
（Ｆ・Ｎ）-1以下とすることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のエレクトロルミネセンス表示装置の製造
方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61228985A JP2617924B2 (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | エレクトロルミネセンス表示装置の製造方法 |
| US07/101,313 US4847609A (en) | 1986-09-26 | 1987-09-24 | Electroluminescence display panel configured for minimized power consumption |
| EP87114047A EP0262612B1 (en) | 1986-09-26 | 1987-09-25 | Electroluminescence display panel configured for minimized power consumption |
| DE3789265T DE3789265T2 (de) | 1986-09-26 | 1987-09-25 | Elektrolumineszenzanzeigetafel, gestaltet für einen minimalen Leistungsverbrauch. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61228985A JP2617924B2 (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | エレクトロルミネセンス表示装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6381497A JPS6381497A (ja) | 1988-04-12 |
| JP2617924B2 true JP2617924B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=16884961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61228985A Expired - Lifetime JP2617924B2 (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | エレクトロルミネセンス表示装置の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4847609A (ja) |
| EP (1) | EP0262612B1 (ja) |
| JP (1) | JP2617924B2 (ja) |
| DE (1) | DE3789265T2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW381249B (en) * | 1997-05-29 | 2000-02-01 | Nippon Electric Co | Driving circuits of organic thin film electric laser components |
| JPH1167448A (ja) * | 1997-08-26 | 1999-03-09 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | ディスプレイ装置 |
| JP3479273B2 (ja) * | 2000-09-21 | 2003-12-15 | Ｔｄｋ株式会社 | 蛍光体薄膜その製造方法およびｅｌパネル |
| US7027013B2 (en) * | 2000-12-22 | 2006-04-11 | Ifire Technology, Inc. | Shared pixel electroluminescent display driver system |
| US7151338B2 (en) * | 2003-10-02 | 2006-12-19 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Inorganic electroluminescent device with controlled hole and electron injection |
| JP2013504081A (ja) | 2009-09-02 | 2013-02-04 | スコビル インダストリーズ コープ | 電界発光ディスプレイを駆動するための方法および装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3641533A (en) * | 1969-06-26 | 1972-02-08 | Bendix Corp | Solid-state electroluminescent moving display device |
| JPS5922953B2 (ja) * | 1976-09-03 | 1984-05-30 | シャープ株式会社 | 薄膜ｅｌ表示装置の駆動装置 |
| CA1190338A (en) * | 1980-06-30 | 1985-07-09 | Kazuhiro Takahara | Method for driving a matrix type display |
| JPS5767992A (en) * | 1980-10-15 | 1982-04-24 | Sharp Kk | Method of driving thin film el display unit |
| GB2105085B (en) * | 1981-08-31 | 1985-08-14 | Sharp Kk | Drive for thin-film electroluminescent display panel |
| US4594589A (en) * | 1981-08-31 | 1986-06-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method and circuit for driving electroluminescent display panels with a stepwise driving voltage |
| JPS60202471A (ja) * | 1984-03-27 | 1985-10-12 | 関西日本電気株式会社 | 薄膜ｅｌ素子 |
-
1986
- 1986-09-26 JP JP61228985A patent/JP2617924B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-09-24 US US07/101,313 patent/US4847609A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-09-25 EP EP87114047A patent/EP0262612B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-09-25 DE DE3789265T patent/DE3789265T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4847609A (en) | 1989-07-11 |
| EP0262612A2 (en) | 1988-04-06 |
| EP0262612B1 (en) | 1994-03-09 |
| DE3789265D1 (de) | 1994-04-14 |
| EP0262612A3 (en) | 1990-12-12 |
| JPS6381497A (ja) | 1988-04-12 |
| DE3789265T2 (de) | 1994-07-07 |
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