【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車載用表示器、情報機器のディスプレイ装置、或は時計表示器等に使用される薄膜ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自発光型の平面表示装置として、ガラス等の透明基板上に、透明な第一電極を形成し、その上に絶縁層を介して、活性物質を添加した薄膜の発光層を形成し、その上に絶縁層を介して第二電極を形成した積層構造の薄膜ＥＬ表示装置が知られている。
【０００３】
また、この種の薄膜ＥＬ表示装置として、従来、発光層に添加する活性物質を、例えばＭｎ，Ｔｂと異なる物質を使用することによって、橙黄色や緑色と相違した色に発光する２種類の薄膜ＥＬ素子を形成し、それらを重ね合せて配置し、多色表示を行う表示装置が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の２枚の薄膜ＥＬ素子を重ねて配置する薄膜ＥＬ表示装置では、従来、各素子の第一、第二電極の端部を、交流電源供給用の駆動回路に接続する場合、例えば、特開昭６４−６０９９３号公報に示されるように、２枚の薄膜ＥＬ素子の第一電極と第二電極の端部が、パネルの正面から見て同じ側に配置し、その位置で両電極の端部が駆動回路側のリード線と接続されていた。
【０００５】
このため、重なって位置する各々の第一電極と第二電極の端部に、駆動回路側のリード線を半田付け等により接続する際、その接続作業が難しく、また、振動などにより重なり合った２枚の薄膜ＥＬ素子の電極が接触して短絡事故を起す恐れがあった。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、重ねて配置された２枚の薄膜ＥＬ素子の短絡事故を防止すると共に、各電極の接続端子部の接続を容易に行うことができる薄膜ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の薄膜ＥＬ表示装置は、透明基板上に、第一電極、第一絶縁層、発光層、第二絶縁層、及び第二電極を順に積層形成してなる２枚の薄膜ＥＬ素子を、重ね合せて配置した薄膜ＥＬ表示装置において、各薄膜ＥＬ素子の縁部に、第一、第二電極が接続される接続端子部が形成され、各々の接続端子部が重ならない状態で、２枚の薄膜ＥＬ素子が重ね合せて配置され、２枚の薄膜ＥＬ素子は、間に圧縮弾性率が薄膜ＥＬ素子の圧縮弾性率より小さく設定されている透明な絶縁体を介挿して重ね合せ、周縁部を接着剤で接着されて構成される。
【０００８】
ここで、２枚の薄膜ＥＬ素子は、枠体の内側に隠れ表示面に現われない位置に絶縁フィルムを介挿して重ね合せ、周縁部を接着剤で接着することができる。
【０００９】
また、背面側に位置する薄膜ＥＬ素子には、特定色の光のみを透過させるフィルタを設けることができる。
【００１０】
【作用・効果】
このような構成の薄膜ＥＬ表示装置では、２枚の薄膜ＥＬ素子が、各々の接続端子部を重ならないように、例えば交互に配置するようにして、重ね合せ接着されるため、２枚の薄膜ＥＬ素子の接続端子部が短絡する恐れはなくなり、接続端子部の短絡事故を防止することができる。
【００１１】
さらに、２枚の薄膜ＥＬ素子の接続端子部が、重なって配置されずに、単独でパネルの縁部に位置するため、各接続端子部にリード線を接続する際、接続作業が容易となり、効率良く正確に接続作業を行うことができる。
【００１２】
また、２枚の薄膜ＥＬ素子を、間に透明な絶縁体を介挿して重ね合せ、周縁部を接着剤で接着する構成とすれば、２枚の薄膜ＥＬ素子の間隙を一定に保持して接着することができ、２枚の薄膜ＥＬ素子の反りを防止し、反りによる絶縁層の絶縁破壊を防止することができる。
【００１３】
さらに、透明な絶縁体の圧縮弾性率を薄膜ＥＬ素子の圧縮弾性率より小さくすれば、薄膜ＥＬ表示装置に圧縮荷重がかかった場合、先ず透明な絶縁体が圧縮されて薄膜ＥＬ素子の凹凸面に沿って変形し、絶縁体と素子との接触面積が増大する。このため、薄膜ＥＬ素子にかかる局部的な圧縮応力を低減することができ、薄膜ＥＬ素子の圧縮応力に起因した絶縁破壊を防止することができる。
【００１４】
また、２枚の薄膜ＥＬ素子の間の縁部寄りつまり枠体の内側に隠れ表示面に現われない位置に、絶縁フィルムを介挿すれば、その部分に交差するように配設される両薄膜ＥＬ素子の各電極接続線部を絶縁することができ、２枚の薄膜ＥＬ素子の各電極接続線部の短絡事故を効果的に防止することができる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本発明を適用した時計表示器の正面図を示している。この時計表示器は、図２の概略断面図に示すように、主に数字を表示する第一薄膜ＥＬ素子１（図３）と、主に秒針を表示する第二薄膜ＥＬ素子２（図４）とを重ね合せるように接着し、その周囲に枠体３を取着して構成される。
【００１７】
この第一薄膜ＥＬ素子１と第二薄膜ＥＬ素子２の接着は、内側周縁部に接着剤５を付し、内部に多数の透明な粒状絶縁体としてプラスチックビーズ６を配置し、一定の間隔を保持した状態で行われ、接着後、内部にシリコンオイル等の絶縁油が真空注入される。
【００１８】
さらに、枠体３の内側に隠れ表示面に現われない位置に、ポリイミドフィルム等からなる絶縁フィルム４が介挿される。この絶縁フィルム４は、後述の第一薄膜ＥＬ素子１と第二薄膜ＥＬ素子２の電極接続線部（各々の第一、第二透明電極と接続端子部を接続する部分）間を絶縁し、短絡事故を防止する。
【００１９】
第一薄膜ＥＬ素子１は、図７の概略断面図に示すように、ガラス基板１０上に第一透明電極１１を成膜形成し、第一透明電極１１の上に第一絶縁層１２を形成し、その第一絶縁層１２上に発光層１３を形成し、その発光層１３の上に第二絶縁層１４を形成した後、第二絶縁層１４上に第二透明電極１５を形成して構成される。
【００２０】
発光層１３には、橙黄色に発光する硫化亜鉛：マンガン（ＺｎＳ：Ｍｎ）が使用され、その橙黄色から赤色光のみを取出すために、第二絶縁層１４と第二透明電極１５上に、赤色透過フィルタ１６が形成される。この赤色透過フィルタ１６は、例えば５８０ｎｍ以下の波長の光を遮断するフィルタである。
【００２１】
数字と分表示用のドットを表示する第一薄膜ＥＬ素子１は、図３、図５に示す如く、第一透明電極１１と第二透明電極１５を、表示しようとする数字とドットの形状に形成し、さらにその数字は２〜４個に分割して形成される。
【００２２】
そして、分割された各第一、第二透明電極１１、１５には同じ材料（ＩＴＯ，ＺｎＯ等の透明導電材料）によって電極接続線部１１ａ，１５ａが延設され、それらの電極接続線部１１ａ，１５ａの先端は、ガラス基板１０の縁部（図３の左右の側部）に設けられた接続端子部１７の各端子に接続される。なお、枠体３の内側に隠れ表示面に現われない電極接続線部１１ａ，１５ａ上には、電気抵抗の小さい金属導電部が形成される。
【００２３】
第二薄膜ＥＬ素子２は、上記と同様に、ガラス基板２０上に第一透明電極２１を成膜形成し、第一透明電極２１の上に第一絶縁層２２を形成し、その第一絶縁層２２上に発光層２３を形成し、その発光層２３の上に第二絶縁層２４を形成した後、第二絶縁層２４上に第二透明電極２５を形成して構成される。発光層２３には、緑色発光する硫化亜鉛：テルビウム（ＺｎＳ：Ｔｂ）が使用される。
【００２４】
また、秒針と数字上のドットを表示する第二薄膜ＥＬ素子２は、図４、図６に示すように、第一透明電極２１と第二透明電極２５を、表示しようとする秒針（放射状に配置された曲線）とドットの形状に形成している。
【００２５】
さらに、上記と同様に、第一、第二透明電極２１、２５には電極接続線部２１ａ，２５ａが延設され、それらの電極接続線部２１ａ，２５ａの先端は、ガラス基板２０の上縁部と下縁部に設けられた接続端子部２７の各端子に接続される。
【００２６】
また、それらの電極接続線部２１ａ，２５ａには、枠体３により隠れて表示面に現われない部分上に、低電気抵抗の金属導電部が形成される。
【００２７】
このように構成された第一薄膜ＥＬ素子１と第二薄膜ＥＬ素子２は、内側周縁部に接着剤５を付し、内部に多数のプラスチックビーズ６を配置すると共に、電極接続線部１１ａ，１５ａ，２１ａ，２５ａが位置する周縁部に絶縁フィルム４を介挿し、一定の間隔を保持しながら、重ね合せて接着される。
【００２８】
ここで、プラスチックビーズ６の圧縮弾性率は、薄膜ＥＬ素子１、２の圧縮弾性率より小さくするとよい。薄膜ＥＬ素子１、２の圧縮弾性率は約１０００〜５０００ｋｇｆ／ｍｍ２ 程度であるから、プラスチックビーズ６の圧縮弾性率は約４００〜１０００ｋｇｆ／ｍｍ２ が適当である。
【００２９】
このとき、各ＥＬ素子の接続端子部１７、２７が、交互に位置するように、つまり重ならないように、第一薄膜ＥＬ素子１と第二薄膜ＥＬ素子２は重ね合せ接着される。図３と図４に示すように、第一薄膜ＥＬ素子１の接続端子部１７は左右の側縁部に位置し、第二薄膜ＥＬ素子２の接続端子部２７は上下の縁部に位置するため、この図の状態で両ＥＬ素子を重ね合せば、接続端子部１７、２７は重ならない状態つまり単独の状態で位置させることができる。
【００３０】
一方、接着の際、両ＥＬ素子１、２の接続端子部１７、２７を外した位置に、接着剤を付さないことによって油注入口がパネルの厚さ方向に形成される。そして、この油注入口からシリコンオイル等の絶縁油を真空注入し、注入口を接着剤で封止する。
【００３１】
次に、第一薄膜ＥＬ素子１及び第二薄膜ＥＬ素子２を製造する際の具体例を説明する。
【００３２】
先ず、ガラス基板１０、２０上に第一透明電極１１、２１を、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｍ Ｏｘｉｄｅ）を用いて真空蒸着法により形成する。
【００３３】
ここで、蒸着材料としては、例えば酸化インジウム（Ｉｎ２ Ｏ３ ）中に酸化錫（ＳｎＯ２ ）をＩｎ原子に対してＳｎ原子が５％となるように混合成形し焼成しペレット状としたものを用いた。
【００３４】
又、電子ビーム蒸着装置内にガラス基板１０、２０と上記ペレットをセットし、ガラス基板１０、２０を２５０℃に保持したまま真空槽内を３×１０−４Ｐａまで排気した。
【００３５】
次に、６．７×１０−２ＰａまでＯ２ ガスを導入し、蒸着速度が０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃ となるように、電子ビームの出力を調整しながらＩＴＯ透明導電膜を２００ｍｎの厚さに成膜した。
【００３６】
次に、このＩＴＯ透明導電膜をフォトリソグラフィの手法を用いて、塩酸（ＨＣＩ）等のウェットエッチングにより、図３、図４に示すような形状の第一透明電極１１、２１を形成した。
【００３７】
次に、上記第一透明電極１１、２１が形成されたガラス基板１０、２０に五酸化タンタル（Ｔａ２ Ｏ５ ）と酸化アルミニウム（Ａｌ２ Ｏ３ ）の混合物よりなる第一絶縁層１２、２２を高周波スパッタ法にて成膜した。
【００３８】
具体的には、上記第一透明電極１１、２１が形成されたガラス基板１０、２０をスパッタ装置内にセットし、２００℃に３０分保持した後、その真空層内を３×１０−４Ｐａまで排気した。
【００３９】
その後、Ａｒガスを１８０ｃｃ／ｍｉｎ ，Ｏ２ ガスを２０ｃｃ／ｍｉｎ の割合で真空槽内に導入しつつ、排気バルブを調整し真空槽内の圧力を１Ｐａに設定した。ターゲットとしては、五酸化タンタル（Ｔａ２ Ｏ５ ）と酸化アルミニウム（Ａｌ２ Ｏ３ ）の混合物からなる焼成ターゲットを用い、高周波電力をターゲット単位面積あたり２．１Ｗ／ｃｍ２ 投入し、プリスパッタを１０分間行った後、５．８ｎｍ／ｍｉｎ の堆積速度の条件にて成膜を行い、５００ｎｍの厚さに堆積させた。
【００４０】
次に、第一薄膜ＥＬ素子１では、第一絶縁層１２上に、硫化亜鉛（ＺｎＳ）を母体材料とし、発光中心として、黄橙色発光のマンガン（Ｍｎ）を０．８重量％の割合で添加した硫化亜鉛：マンガン（ＺｎＳ：Ｍｎ）を、蒸着により７００ｎｍの厚さに成膜し、発光層１３を形成した。具体的には、ガラス基板１０の温度を２００℃に保持し、電子ビーム蒸着装置内を５×１０−４Ｐａに維持し、堆積速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃ の条件で電子ビーム蒸着を行った。
【００４１】
また、第二薄膜ＥＬ素子２では、第一絶縁層２２上に、硫化亜鉛（ＺｎＳ）を母体材料とし、発光中心として、緑色発光の弗化酸化テルビウム（ＴｂＯＦ）を３．５重量％の割合からなる混合物の焼成ターゲットを用い、高周波スパッタ法により７００ｎｍの厚さに成膜し、発光層２３を形成した。
【００４２】
具体的には、ガラス基板２０の温度を２５０℃に保持し、４Ｐａのガス圧を有するＡｒとＨｅの混合ガスの雰囲気中で上記スパッタリングターゲットに２Ｗ／ｃｍ２ の高周波電力を供給して成膜を行った。
【００４３】
さらに、その発光層１３、２３上に、第一絶縁層１２、２２と同様の第二絶縁層１４、２４を高周波スパッタ法にて成膜し、５００ｎｍの厚さに堆積させた。
【００４４】
次に、第二絶縁層１４、２４上に第二透明電極１５、２５を、第一透明電極１１、２１と同様に成膜し、ウエットエッチングにより、同電極１５、２５を形成した。
【００４５】
上記構成の第一薄膜ＥＬ素子１と第二薄膜ＥＬ素子２は、上述のように、内側周縁部に接着剤５を付し、内部に多数のプラスチックビーズ６を配置して一定の間隔を保持しながら、接続端子部１７、２７を交互に位置させるように重ね合せて接着される。そして、接続端子部１７、２７を外した位置に、接着剤を付さないことによって形成された油注入口から、シリコンオイル等の絶縁油を真空注入し、注入口を接着剤で封止する。このような薄膜ＥＬパネルは枠体３に周囲を保持され、時計表示器となる。
【００４６】
このような構成の時計表示器では、上記のように、第一、第二薄膜ＥＬ素子１、２が、各々の接続端子部１７、２７を重ならないように、重ね合せて接着されるため、接続端子部１７と２７が短絡する恐れはなくなり、接続端子部１７と２７の短絡事故を防止することができる。また、接続端子部１７、２７が、重なって配置されずに、単独でパネルの縁部に位置するため、各接続端子部１７、２７にリード線を接続する際、接続作業が容易となり、効率良く正確に接続作業を行うことができる。
【００４７】
さらに、第一、第二薄膜ＥＬ素子１、２を、間にプラスチックビーズ６を介挿して重ね合せ、周縁部を接着剤５で接着するため、第一、第二薄膜ＥＬ素子１、２の間隙を一定に保持して接着することができ、両ＥＬ素子の反りを防止し、反りによる絶縁層の絶縁破壊を防止することができる。
【００４８】
また、介挿されるプラスチックビーズ６の圧縮弾性率が、薄膜ＥＬ素子１、２の圧縮弾性率より小さいため、薄膜ＥＬ表示装置に圧縮荷重がかかった場合、先ずプラスチックビーズ６が圧縮されて、図８のように、薄膜ＥＬ素子１、２の凹凸面等に沿って変形し、プラスチックビーズ６と薄膜ＥＬ素子１、２との接触面積が増大する。このため、薄膜ＥＬ素子１、２にかかる局部的な圧縮応力を低減することができ、薄膜ＥＬ素子１、２の圧縮応力に起因した絶縁破壊を防止することができる。
【００４９】
また、プラスチックビーズ６の圧縮弾性率を薄膜ＥＬ素子１、２のそれより小さくすれば、圧縮時、プラスチックビーズ６が歪んで薄膜ＥＬ素子１、２の凹凸及びパターンを覆い、薄膜ＥＬ素子１、２との接触面積が増大するため、薄膜ＥＬ素子１、２にかかる局所的な圧縮応力を低減することができ、圧縮応力に起因した絶縁破壊を防止することができる。
【００５０】
ここで、プラスチックビーズ６はその圧縮弾性率を１０００ｋｇｆ／ｍｍ２ 以下とするのがよい。なぜなら、圧縮弾性率が約４００〜７０００ｋｇｆ／ｍｍ２ の透明な絶縁体を薄膜ＥＬ素子１、２の間に介挿させて、一定の圧縮荷重を薄膜ＥＬ素子１、２に加えて実験を行った結果、圧縮弾性率が１０００ｋｇｆ／ｍｍ２ 以下のプラスチックビーズ６を介挿させたものでは、絶縁破壊が発生せず、良好な結果が得られたからである。
【００５１】
また、両ＥＬ素子１と２間の縁部寄りつまり枠体３の内側に隠れ表示面に現われない位置に、絶縁フィルム４が介挿されるため、その部分に交差するように配設される両ＥＬ素子１、２の各電極接続線部１１ａ，１５ａ，２１ａ，２５ａを絶縁することができ、両ＥＬ素子１、２の各電極接続線部の短絡事故を効果的に防止することができる。
【００５２】
この時計表示器は、その接続端子部１７、２７が図示しない駆動回路に接続され、その駆動回路が時計回路からの制御信号を受けて第一、第二透明電極間に約２００Ｖの高周波交流電圧を印加する。これにより、電圧を印加された電極間の発光層が発光し、時刻を示す数字や分を示すドットが赤色に光り、秒を示す秒針が緑色に光り、時刻を表示する。また、第一薄膜ＥＬ素子１と第二薄膜ＥＬ素子２の発光が重なった部分では、両ＥＬ素子の発光量を制御することにより、赤色から緑色まで中間色を含めてその部分の発光色を変えることができる。
【００５３】
なお、第一薄膜ＥＬ素子１を橙黄色に発光させる場合には、勿論、赤色透過フィルタ１６を除去すればよい。また、第一薄膜ＥＬ素子１と第二薄膜ＥＬ素子２の電極接続線部間の絶縁性に問題がなければ、上記絶縁フィルム４は必ずしも介挿する必要はない。
【００５４】
図９と図１０は他の実施例を示し、ここでは、本発明を適用した速度表示器の第一薄膜ＥＬ素子３１と第二薄膜ＥＬ素子３２を示す。この速度表示器は、速度を７セグメント方式の数字で表示するものであり、第一薄膜ＥＬ素子３１（図９）と第二薄膜ＥＬ素子３２（図１０）を一定間隔で重ね合せ、周縁部を接着して構成れる。
【００５５】
この第一薄膜ＥＬ素子３１と第二薄膜ＥＬ素子３２は、上記と同様に、ガラス基板３３、３４上に第一透明電極３５、３６を数字形に成膜形成し、第一透明電極３５、３６の上に第一絶縁層を形成し、その第一絶縁層上に発光層を形成し、その発光層の上に第二絶縁層を形成した後、第二絶縁層上に第二透明電極３７、３８を数字形に形成して構成される。
【００５６】
また、第一薄膜ＥＬ素子３１のガラス基板３３の上縁部と下縁部には、接続端子部３９が形成され、第一、第二透明電極３５、３７から同じ材料で延設された電極接続線部３５ａ，３７ａの先端が、その接続端子部３９の各端子に接続される。また、第二薄膜ＥＬ素子３２のガラス基板３４の左右の側縁部には、接続端子部４０が形成され、第一、第二透明電極３６，３８から同じ材料で延設された電極接続線部３６ａ，３８ａの先端が、その接続端子部４０の各端子に接続される。
【００５７】
このような第一薄膜ＥＬ素子３１と第二薄膜ＥＬ素子３２は、内側周縁部に接着剤を付し、介挿したプラスチックビーズにより一定の間隔を保持しながら、各ＥＬ素子の数字形の第一透明電極、第二透明電極が正確に重なり合うように接着される。
【００５８】
この場合、図９と図１０に示すように、第一薄膜ＥＬ素子３１の接続端子部３９は上下の縁部に位置し、第二薄膜ＥＬ素子３２の接続端子部４０は左右の縁部に位置するため、この図の状態で両ＥＬ素子を重ね合せば、接続端子部３９、４０は重ならない状態つまり単独の状態で位置させることができる。したがって、接続端子部３９、４０の短絡事故を防止することができ、接続端子部３９、４０へのリード線の接続作業も容易となる。
【００５９】
図１１はさらに他の実施例を示し、この例はドットマトリックス方式の薄膜ＥＬ表示装置である。この薄膜ＥＬ表示装置も上記と同様に、第一薄膜ＥＬ素子４１と第二薄膜ＥＬ素子４２を、一定の間隔で重ね合せ、周縁部を接着して構成される。
【００６０】
第一薄膜ＥＬ素子４１と第二薄膜ＥＬ素子４２は、各々、ガラス基板４３、４４上にストライプ状の第一透明電極を成膜形成し、第一透明電極上に第一絶縁層を形成し、その第一絶縁層上に発光層を形成し、その発光層の上に第二絶縁層を形成した後、第二絶縁層上にストライプ状の第二透明電極を、第一透明電極と直交する方向に形成して構成される。
【００６１】
また、第一薄膜ＥＬ素子４１のガラス基板４３の上縁部と一側縁部には、接続端子部４５が形成され、ストライプ状の第一、第二透明電極の先端がその接続端子部４５の各端子に接続される。また、第二薄膜ＥＬ素子４２のガラス基板４４の下縁部と他側縁部には、接続端子部４６が形成され、ストライプ状の第一、第二透明電極の先端がその接続端子部４６の各端子に接続される。
【００６２】
第一薄膜ＥＬ素子４１と第二薄膜ＥＬ素子４２は、内側周縁部に接着剤を付し、介挿したガラスビーズ等により一定の間隔を保持しながら、重ね合せて接着されるが、図１１のように、第一薄膜ＥＬ素子４１の接続端子部４５は上縁部と右縁部に位置し、第二薄膜ＥＬ素子４２の接続端子部４６は下縁部と左縁部に位置するため、接続端子部４５と４６は重ならない状態つまり単独の状態で位置させることができる。したがって、接続端子部４５、４６の短絡事故を防止することができ、接続端子部４５、４６へのリード線の接続作業も容易となる。
【００６３】
なお、上記実施例の時計表示器における薄膜ＥＬ素子の各構成層の材料及び成膜方法は、上記の材料や方法に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した一実施例の時計表示器の正面図である。
【図２】同時計表示器の概略断面図である。
【図３】第一薄膜ＥＬ素子１の正面図である。
【図４】第二薄膜ＥＬ素子２の正面図である。
【図５】第一薄膜ＥＬ素子１の部分拡大正面図である。
【図６】第二薄膜ＥＬ素子２の部分拡大正面図である。
【図７】第一薄膜ＥＬ素子１と第二薄膜ＥＬ素子２の概略断面図である。
【図８】プラスチックビーズ６の変形状態を示す拡大断面図である。
【図９】他の実施例を示す数字表示用の第一薄膜ＥＬ素子３１の正面図である。
【図１０】他の実施例を示す数字表示用の第二薄膜ＥＬ素子３２の正面図である。
【図１１】他の実施例を示すドットマトリック方式の薄膜ＥＬ表示装置の正面図である。
【符号の説明】
１−第一薄膜ＥＬ素子、２−第二薄膜ＥＬ素子、３−枠体、４−絶縁フィルム、５−接着剤、６−プラスチックビーズ、１０、２０−ガラス基板、１１、２１−第一透明電極、１２、２２−第一絶縁層、１３、２３−発光層、１４、２４−第二絶縁層、１５、２５−第二透明電極、１１ａ，１５ａ，２１ａ，２５ａ−電極接続線部、１７、２７−接続端子部。[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a thin-film EL (electroluminescence) display device used for a display device for a vehicle, a display device of an information device, a clock display device, or the like.
[0002]
[Prior art]
As a self-luminous type flat display device, a transparent first electrode is formed on a transparent substrate such as glass, and a light-emitting layer of a thin film to which an active substance is added is formed thereon via an insulating layer. There is known a thin-film EL display device having a laminated structure in which a second electrode is formed via an insulating layer.
[0003]
Conventionally, as a thin film EL display device of this type, two types of thin films that emit light of colors different from orange-yellow or green by using an active material added to the light-emitting layer, for example, a material different from Mn and Tb. 2. Description of the Related Art There has been proposed a display device in which EL elements are formed and arranged so as to overlap each other to perform multicolor display.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in a thin-film EL display device in which two thin-film EL elements of this kind are arranged in an overlapping manner, conventionally, when the ends of the first and second electrodes of each element are connected to a drive circuit for supplying AC power, For example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-60993, the ends of the first electrode and the second electrode of two thin-film EL elements are arranged on the same side when viewed from the front of the panel. The ends of both electrodes were connected to the lead wires on the drive circuit side.
[0005]
For this reason, when a lead wire on the drive circuit side is connected to the end of each of the first electrode and the second electrode, which are overlapped, by soldering or the like, the connection work is difficult, and the two wires overlap each other due to vibration or the like. The electrodes of the thin film EL elements may come into contact with each other to cause a short circuit accident.
[0006]
The present invention has been made in view of the above points, and a thin film capable of preventing a short circuit accident of two thin film EL elements arranged in an overlapping manner and easily connecting a connection terminal portion of each electrode. An object is to provide an EL display device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a thin film EL display device of the present invention is formed by sequentially laminating a first electrode, a first insulating layer, a light emitting layer, a second insulating layer, and a second electrode on a transparent substrate. In a thin-film EL display device in which two thin-film EL elements are arranged in an overlapping manner, connection terminal portions to which first and second electrodes are connected are formed at the edge of each thin-film EL device, and each connection terminal portion is formed. The two thin-film EL elements are arranged one on top of the other in a state where they do not overlap, and the two thin-film EL elements are transparent insulators whose compression elastic modulus is set smaller than that of the thin-film EL elements. , And superposed, and the peripheral portion is bonded with an adhesive .
[0008]
Here, a thin film EL element of the two can be adhered overlapping at a position that does not appear on the display surface hidden inside of the frame by inserting the insulating film, the peripheral portion with an adhesive.
[0009]
Further, a filter that transmits only light of a specific color can be provided in the thin-film EL element located on the back side.
[0010]
[Action / Effect]
In the thin-film EL display device having such a configuration, the two thin-film EL elements are superposed and bonded so that their connection terminal portions do not overlap each other, for example, are alternately arranged. There is no danger that the connection terminal of the EL element will be short-circuited, and a short-circuit accident of the connection terminal can be prevented.
[0011]
Furthermore, since the connection terminals of the two thin-film EL elements are located alone at the edge of the panel without being overlapped, the connection work becomes easier when connecting a lead wire to each connection terminal. Connection work can be performed efficiently and accurately.
[0012]
In addition, if the two thin film EL elements are overlapped with a transparent insulator interposed therebetween and the peripheral portion is bonded with an adhesive, the gap between the two thin film EL elements can be kept constant. The two thin film EL elements can be bonded to each other, thereby preventing warpage of the two thin film EL elements and preventing dielectric breakdown of the insulating layer due to the warpage.
[0013]
Further, if the compressive elastic modulus of the transparent insulator is made smaller than the compressive elastic modulus of the thin-film EL element, when a compressive load is applied to the thin-film EL display device, the transparent insulator is first compressed and the uneven surface of the thin-film EL element is compressed. , And the contact area between the insulator and the element increases. For this reason, local compressive stress applied to the thin film EL element can be reduced, and dielectric breakdown due to the compressive stress of the thin film EL element can be prevented.
[0014]
In addition, if an insulating film is interposed between the two thin-film EL elements near the edge, that is, at a position hidden behind the frame and not appearing on the display surface, the two thin-films disposed to intersect the portion. Each electrode connection line portion of the EL element can be insulated, and a short circuit accident of each electrode connection line portion of the two thin film EL elements can be effectively prevented.
[0015]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 is a front view of a timepiece display to which the present invention is applied. As shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 2, this timepiece display includes a first thin-film EL element 1 (FIG. 3) that mainly displays numbers and a second thin-film EL element 2 (FIG. 4) that mainly displays a second hand. ) Are adhered so as to overlap with each other, and the frame 3 is attached around the periphery.
[0017]
The first thin-film EL element 1 and the second thin-film EL element 2 are bonded by applying an adhesive 5 to an inner peripheral portion and arranging plastic beads 6 as a large number of transparent granular insulators inside the adhesive. It is carried out in a state of holding, and after bonding, insulating oil such as silicon oil is vacuum injected into the inside.
[0018]
Further, an insulating film 4 made of a polyimide film or the like is inserted at a position hidden inside the frame 3 and not appearing on the display surface. The insulating film 4 insulates between electrode connection lines (portions connecting the first and second transparent electrodes and the connection terminals) of the first thin film EL element 1 and the second thin film EL element 2 described below, Prevent short circuit accidents.
[0019]
As shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 7, the first thin-film EL element 1 forms a first transparent electrode 11 on a glass substrate 10 and forms a first insulating layer 12 on the first transparent electrode 11. Then, a light emitting layer 13 is formed on the first insulating layer 12, a second insulating layer 14 is formed on the light emitting layer 13, and a second transparent electrode 15 is formed on the second insulating layer 14. Be composed.
[0020]
For the light emitting layer 13, zinc sulfide: manganese (ZnS: Mn) that emits orange yellow is used. In order to extract only red light from the orange yellow, the second insulating layer 14 and the second transparent electrode 15 A red transmission filter 16 is formed. The red transmission filter 16 is a filter that blocks light having a wavelength of, for example, 580 nm or less.
[0021]
As shown in FIG. 3 and FIG. 5, the first thin-film EL element 1 that displays dots for displaying numbers and minutes displays the first transparent electrode 11 and the second transparent electrode 15 in the shapes of the numbers and dots to be displayed. The number is formed by dividing the number into two to four.
[0022]
Each of the divided first and second transparent electrodes 11 and 15 is provided with an electrode connection line portion 11a, 15a extending from the same material (a transparent conductive material such as ITO or ZnO). , 15a are connected to respective terminals of connection terminal portions 17 provided on the edges (left and right sides in FIG. 3) of the glass substrate 10. In addition, a metal conductive portion having a small electric resistance is formed on the electrode connection lines 11a and 15a which are hidden inside the frame 3 and do not appear on the display surface.
[0023]
Similarly to the above, the second thin-film EL element 2 forms the first transparent electrode 21 on the glass substrate 20, forms the first insulating layer 22 on the first transparent electrode 21, The light emitting layer 23 is formed on the layer 22, the second insulating layer 24 is formed on the light emitting layer 23, and the second transparent electrode 25 is formed on the second insulating layer 24. For the light emitting layer 23, zinc sulfide: terbium (ZnS: Tb) that emits green light is used.
[0024]
As shown in FIGS. 4 and 6, the second thin-film EL element 2 that displays a second hand and a dot on a numeral displays the first transparent electrode 21 and the second transparent electrode 25 with the second hand (radially) to be displayed. (Arranged curves) and dots.
[0025]
Further, similarly to the above, the first and second transparent electrodes 21 and 25 have electrode connection lines 21a and 25a extending therefrom, and the tips of the electrode connection lines 21a and 25a are connected to the upper edge of the glass substrate 20. Connected to the terminals of the connection terminal 27 provided at the bottom and the lower edge.
[0026]
In the electrode connection lines 21a and 25a, a metal conductive portion having low electric resistance is formed on a portion which is hidden by the frame 3 and does not appear on the display surface.
[0027]
The first thin-film EL element 1 and the second thin-film EL element 2 configured as described above are provided with an adhesive 5 on an inner peripheral portion, a large number of plastic beads 6 are disposed inside, and an electrode connection line portion 11a, The insulating film 4 is interposed between the peripheral portions where the reference numerals 15a, 21a, and 25a are located, and are superposed and adhered while maintaining a constant interval.
[0028]
Here, the compression elastic modulus of the plastic beads 6 is preferably smaller than the compression elastic modulus of the thin film EL elements 1 and 2. Since the compression modulus of the thin-film EL elements 1 and 2 is about 1000~5000kgf / mm 2, compression modulus of the plastic beads 6 is suitably about 400~1000kgf / mm 2.
[0029]
At this time, the first thin-film EL element 1 and the second thin-film EL element 2 are superimposed and bonded so that the connection terminal portions 17 and 27 of each EL element are alternately positioned, that is, do not overlap. As shown in FIGS. 3 and 4, the connection terminals 17 of the first thin-film EL element 1 are located on the left and right side edges, and the connection terminals 27 of the second thin-film EL element 2 are located on the upper and lower edges. Therefore, when the two EL elements are overlapped in the state shown in this figure, the connection terminal portions 17 and 27 can be positioned in a non-overlapping state, that is, a single state.
[0030]
On the other hand, at the time of bonding, an oil injection port is formed in the thickness direction of the panel by not attaching an adhesive to a position where the connection terminal portions 17 and 27 of both EL elements 1 and 2 are removed. Then, insulating oil such as silicon oil is vacuum-injected from the oil inlet, and the inlet is sealed with an adhesive.
[0031]
Next, a specific example when manufacturing the first thin film EL element 1 and the second thin film EL element 2 will be described.
[0032]
First, the first transparent electrodes 11 and 21 are formed on the glass substrates 10 and 20 by vacuum deposition using ITO (Indium Tim Oxide).
[0033]
Here, as a vapor deposition material, for example, tin oxide (SnO 2 ) is mixed and molded into indium oxide (In 2 O 3 ) so that Sn atom is 5% based on In atom, and baked to form a pellet. Was used.
[0034]
Further, the glass substrates 10 and 20 and the pellets were set in an electron beam evaporation apparatus, and the inside of the vacuum chamber was evacuated to 3 × 10 −4 Pa while keeping the glass substrates 10 and 20 at 250 ° C.
[0035]
Next, an O 2 gas was introduced to 6.7 × 10 −2 Pa, and the ITO transparent conductive film was formed to a thickness of 200 mn while adjusting the output of the electron beam so that the deposition rate became 0.1 to 0.3 nm / sec. To a thickness of
[0036]
Next, the first transparent electrodes 11 and 21 having the shapes shown in FIGS. 3 and 4 were formed on the ITO transparent conductive film by wet etching with hydrochloric acid (HCI) or the like using a photolithography technique.
[0037]
Next, the first insulating layers 12 and 22 made of a mixture of tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) are formed on the glass substrates 10 and 20 on which the first transparent electrodes 11 and 21 are formed. Was formed by a high frequency sputtering method.
[0038]
Specifically, the glass substrates 10 and 20 on which the first transparent electrodes 11 and 21 are formed are set in a sputtering apparatus, and are maintained at 200 ° C. for 30 minutes. Then, the inside of the vacuum layer is 3 × 10 −4 Pa Exhausted.
[0039]
Then, while introducing Ar gas into the vacuum chamber at a rate of 180 cc / min and O 2 gas at a rate of 20 cc / min, the exhaust valve was adjusted to set the pressure in the vacuum chamber to 1 Pa. As the target, a fired target made of a mixture of tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) was used, and high-frequency power was applied at 2.1 W / cm 2 per target unit area to perform pre-sputtering. After 10 minutes, a film was formed under the conditions of a deposition rate of 5.8 nm / min and deposited to a thickness of 500 nm.
[0040]
Next, in the first thin-film EL element 1, zinc sulfide (ZnS) is used as a base material on the first insulating layer 12, and manganese (Mn) emitting yellow-orange light is used as a luminescent center at a ratio of 0.8% by weight. The added zinc sulfide: manganese (ZnS: Mn) was deposited to a thickness of 700 nm by vapor deposition to form the light emitting layer 13. Specifically, the temperature of the glass substrate 10 is maintained at 200 ° C., the inside of the electron beam evaporation apparatus is maintained at 5 × 10 −4 Pa, and the electron beam evaporation is performed at a deposition rate of 0.1 to 0.3 nm / sec. Was done.
[0041]
In the second thin-film EL element 2, zinc sulfide (ZnS) is used as a base material on the first insulating layer 22, and terbium fluoride oxide (TbOF) emitting green light is used as a luminescent center at a rate of 3.5% by weight. Was formed to a thickness of 700 nm by a high-frequency sputtering method using a firing target of a mixture consisting of
[0042]
Specifically, the temperature of the glass substrate 20 is maintained at 250 ° C., and a high-frequency power of 2 W / cm 2 is supplied to the sputtering target in an atmosphere of a mixed gas of Ar and He having a gas pressure of 4 Pa to form a film. Was done.
[0043]
Further, second insulating layers 14 and 24 similar to the first insulating layers 12 and 22 were formed on the light emitting layers 13 and 23 by a high frequency sputtering method, and were deposited to a thickness of 500 nm.
[0044]
Next, the second transparent electrodes 15 and 25 were formed on the second insulating layers 14 and 24 in the same manner as the first transparent electrodes 11 and 21, and the electrodes 15 and 25 were formed by wet etching.
[0045]
As described above, the first thin-film EL element 1 and the second thin-film EL element 2 having the above configuration are provided with the adhesive 5 on the inner peripheral portion, and a large number of plastic beads 6 are arranged inside to maintain a constant interval. Meanwhile, the connection terminals 17 and 27 are overlapped and adhered so as to be located alternately. Then, insulating oil such as silicone oil is vacuum-injected from the oil injection port formed by applying no adhesive to the position where the connection terminal portions 17 and 27 are removed, and the injection port is sealed with the adhesive. . The periphery of such a thin film EL panel is held by the frame 3 and serves as a clock display.
[0046]
In the timepiece display having such a configuration, as described above, the first and second thin-film EL elements 1 and 2 are superimposed and adhered so that the respective connection terminal portions 17 and 27 do not overlap. There is no danger that the connection terminals 17 and 27 will be short-circuited, and a short-circuit accident between the connection terminals 17 and 27 can be prevented. In addition, since the connection terminal portions 17 and 27 are not positioned so as to overlap with each other and are located alone at the edge of the panel, when connecting a lead wire to each of the connection terminal portions 17 and 27, the connection work is facilitated and efficiency is improved. Connection work can be performed well and accurately.
[0047]
Furthermore, the first and second thin-film EL elements 1 and 2 are overlapped with plastic beads 6 interposed therebetween, and their peripheral portions are bonded with an adhesive 5. Bonding can be performed while keeping the gap constant, thereby preventing warpage of both EL elements and preventing dielectric breakdown of the insulating layer due to the warpage.
[0048]
Further, since the compression elastic modulus of the inserted plastic beads 6 is smaller than the compression elastic modulus of the thin film EL elements 1 and 2, when a compressive load is applied to the thin film EL display device, the plastic beads 6 are first compressed, and As shown in FIG. 8, deformation occurs along the uneven surface of the thin film EL elements 1 and 2, and the contact area between the plastic beads 6 and the thin film EL elements 1 and 2 increases. For this reason, local compressive stress applied to the thin film EL elements 1 and 2 can be reduced, and dielectric breakdown due to the compressive stress of the thin film EL elements 1 and 2 can be prevented.
[0049]
Further, if the compression elastic modulus of the plastic beads 6 is made smaller than that of the thin film EL elements 1 and 2, the plastic beads 6 are distorted at the time of compression to cover the irregularities and patterns of the thin film EL elements 1 and 2, and 2, the local compressive stress applied to the thin film EL elements 1 and 2 can be reduced, and dielectric breakdown due to the compressive stress can be prevented.
[0050]
Here, it is preferable that the compression elastic modulus of the plastic beads 6 is 1000 kgf / mm 2 or less. The reason is that a transparent insulator having a compression elastic modulus of about 400 to 7000 kgf / mm 2 is interposed between the thin film EL elements 1 and 2, and a certain compressive load is applied to the thin film EL elements 1 and 2 to perform an experiment. As a result, in the case where the plastic beads 6 having a compression modulus of 1000 kgf / mm 2 or less were interposed, no dielectric breakdown occurred, and good results were obtained.
[0051]
Further, since the insulating film 4 is interposed between the EL elements 1 and 2 near the edge, that is, at a position hidden behind the frame 3 and not appearing on the display surface, both the insulating films 4 are disposed so as to intersect the portion. The electrode connection lines 11a, 15a, 21a, and 25a of the EL elements 1 and 2 can be insulated, and a short circuit accident between the electrode connection lines of the EL elements 1 and 2 can be effectively prevented.
[0052]
In this timepiece display, the connection terminals 17 and 27 are connected to a drive circuit (not shown), and the drive circuit receives a control signal from the timepiece circuit and receives a high-frequency AC voltage of about 200 V between the first and second transparent electrodes. Is applied. As a result, the light emitting layer between the electrodes to which the voltage is applied emits light, the number indicating the time and the dot indicating the minute glow red, the second hand indicating the second glows green, and the time is displayed. Further, in a portion where the light emission of the first thin film EL element 1 and the light emission of the second thin film EL element 2 overlap, the light emission color of that part including the intermediate color from red to green is changed by controlling the light emission amount of both EL elements. be able to.
[0053]
When the first thin-film EL element 1 emits orange-yellow light, the red transmission filter 16 may be removed. If there is no problem in the insulation between the electrode connection lines of the first thin-film EL element 1 and the second thin-film EL element 2, the insulating film 4 does not necessarily need to be interposed.
[0054]
9 and 10 show another embodiment, in which a first thin film EL element 31 and a second thin film EL element 32 of a speed indicator to which the present invention is applied are shown. In this speed indicator, the speed is indicated by a 7-segment numeral, and the first thin-film EL element 31 (FIG. 9) and the second thin-film EL element 32 (FIG. 10) are superposed at a constant interval. It is composed by bonding.
[0055]
The first thin-film EL element 31 and the second thin-film EL element 32 are formed by forming first transparent electrodes 35 and 36 on the glass substrates 33 and 34 in the same manner as described above. 36, a first insulating layer is formed, a light emitting layer is formed on the first insulating layer, a second insulating layer is formed on the light emitting layer, and then a second transparent electrode is formed on the second insulating layer. Numerals 37 and 38 are formed.
[0056]
In addition, connection terminal portions 39 are formed on the upper edge and the lower edge of the glass substrate 33 of the first thin film EL element 31, and electrodes extended from the first and second transparent electrodes 35 and 37 with the same material. The distal ends of the connection wires 35a, 37a are connected to the respective terminals of the connection terminal 39. Further, connection terminal portions 40 are formed on the left and right side edges of the glass substrate 34 of the second thin film EL element 32, and electrode connection lines extending from the first and second transparent electrodes 36 and 38 with the same material. The tips of the portions 36a and 38a are connected to the respective terminals of the connection terminal portion 40.
[0057]
The first thin-film EL element 31 and the second thin-film EL element 32 are provided with an adhesive on the inner peripheral edge thereof, and while maintaining a constant interval by the inserted plastic beads, the number-shaped first EL element of each EL element is formed. The first transparent electrode and the second transparent electrode are adhered so that they overlap exactly.
[0058]
In this case, as shown in FIGS. 9 and 10, the connection terminals 39 of the first thin-film EL element 31 are located at the upper and lower edges, and the connection terminals 40 of the second thin-film EL element 32 are located at the left and right edges. Therefore, if the two EL elements are overlapped in this state, the connection terminal portions 39 and 40 can be positioned in a non-overlapping state, that is, a single state. Therefore, a short circuit accident of the connection terminal portions 39 and 40 can be prevented, and the work of connecting lead wires to the connection terminal portions 39 and 40 becomes easy.
[0059]
FIG. 11 shows still another embodiment, which is a dot matrix type thin film EL display device. In the same manner as described above, this thin film EL display device is also constructed by laminating the first thin film EL element 41 and the second thin film EL element 42 at a fixed interval and bonding the peripheral portions.
[0060]
The first thin-film EL element 41 and the second thin-film EL element 42 are each formed by forming a first transparent electrode in a stripe shape on glass substrates 43 and 44 and forming a first insulating layer on the first transparent electrode. Forming a light emitting layer on the first insulating layer, forming a second insulating layer on the light emitting layer, and then forming a striped second transparent electrode on the second insulating layer at right angles to the first transparent electrode. It is formed in the direction of
[0061]
A connection terminal portion 45 is formed on the upper edge portion and one side edge portion of the glass substrate 43 of the first thin-film EL element 41, and the tips of the striped first and second transparent electrodes are connected to the connection terminal portion 45. Are connected to each terminal. A connection terminal portion 46 is formed on the lower edge portion and the other side edge portion of the glass substrate 44 of the second thin film EL element 42, and the tips of the striped first and second transparent electrodes are connected to the connection terminal portion 46. Are connected to each terminal.
[0062]
The first thin-film EL element 41 and the second thin-film EL element 42 are superposed and adhered with an adhesive applied to the inner peripheral portion thereof while maintaining a constant interval with glass beads or the like inserted. As described above, the connection terminal portion 45 of the first thin-film EL element 41 is located at the upper edge and the right edge, and the connection terminal portion 46 of the second thin-film EL element 42 is located at the lower edge and the left edge. The connection terminal portions 45 and 46 can be positioned in a non-overlapping state, that is, a single state. Therefore, a short circuit accident of the connection terminal portions 45 and 46 can be prevented, and the work of connecting lead wires to the connection terminal portions 45 and 46 becomes easy.
[0063]
In addition, the material and the film forming method of each constituent layer of the thin film EL element in the timepiece display of the above embodiment are not limited to the above materials and methods.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a timepiece display according to an embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic sectional view of the timepiece display.
FIG. 3 is a front view of the first thin-film EL element 1. FIG.
FIG. 4 is a front view of the second thin film EL element 2.
FIG. 5 is a partially enlarged front view of the first thin-film EL element 1.
FIG. 6 is a partially enlarged front view of a second thin-film EL element 2.
FIG. 7 is a schematic sectional view of a first thin-film EL element 1 and a second thin-film EL element 2.
FIG. 8 is an enlarged sectional view showing a deformed state of the plastic beads 6.
FIG. 9 is a front view of a first thin-film EL element 31 for displaying numbers according to another embodiment.
FIG. 10 is a front view of a second thin-film EL element 32 for displaying numbers according to another embodiment.
FIG. 11 is a front view of a dot matrix type thin film EL display device showing another embodiment.
[Explanation of symbols]
1-first thin film EL element, 2-second thin film EL element, 3-frame, 4-insulating film, 5-adhesive, 6-plastic beads, 10, 20-glass substrate, 11, 21-first transparent Electrode, 12, 22-first insulating layer, 13, 23-light-emitting layer, 14, 24-second insulating layer, 15, 25-second transparent electrode, 11a, 15a, 21a, 25a-electrode connection line part, 17 , 27-connection terminal section.
