JPH01142694A - 全色薄膜エレクトロルミネセンス表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この出願はアメリカ合衆国で１９８５年４月２６日に出
願された本願人の同時係属出願第７２７６６３号の一部
継続出願に基いて優先権を主張して出願するものである
。

発ユ皇皇且 この発明はパターン状のけい光体ストライプをそれらの
１つが含む積層された独立にアドレス可能な複数のサブ
パネルを使用するハイブリッド構造を用いて全色表示を
可能とする薄膜エレクトロルミネセンス（以下ＴＦＥＬ
と称す）装置に関するものである。

多色ＴｐｃＬ装置は２つの基本構造の１つを有して提案
されてきた。第１のその例はこの出願のイ■先権を主張
する出願がそれの一部継続出願である前述のアメリカ合
衆国の特許出潮に記載されており、独立にアドレス可能
な積層サブパネルが２つの異なった色の光を放射してい
る。かぐして、可視光色スペクトルの少なくとも一部の
色相を変化させることが可能となる。全色表示を提供す
るには、この型の構造では、各々原色の１つを放射する
サブパネルの３つの積層されたナブパネルを有すること
が必要とされよう。これは最背面パネルの透過損失とか
かる設計での固有の視差誤差の理由で実用的ではない。

唯１つのサブパネル上に互いに接した関係で配置された
パターン状けい光体ストライプが全色表示を可能とする
。しかしながら、良好な解像度を得るためには、高画素
密度が使用されねばならない。しかし高画素密度ではけ
い光体ストライプの各々で占領される面積がより小さく
なければならず、輝度的に許容できなくなる。

最近ハイブリッド構造のものがアメリカ合衆国特許第４
６８９５２２号明細書に記載されているごとく、固体け
い光体層と交互の色放射特性のけい光体ストライプを具
えるパターン状けい光体層とを含む薄板状構造の前面お
よび背面を形成する２つの積層サブパネルを具えて提案
されてきた。この２つのけい光体層は前面と背面列電極
間にはさまれ、行または走査電極の内部的に配列された
組を分割している。けい光体ストライプは方形の画像要
素を形成するよう一様な幅を有している。前述の配置に
関する問題点は分割された共通走査電極を備えたパネル
駆動の困難性にある。前面および背面けい光体層は同時
に共通の走査電極により発生される同じ電界強度で駆動
される。この配置では、不幸にして、全色表示に到達す
るため正しい色混合を得るに必要とされる前面と背面け
い光体層間輝度レベルの相違を処理するに足る調整が不
可能である。また２つのけい光体層が薄板状構造のなか
に含まれ絶縁体層による以外は分離されないという事実
は、背面層の色度がけい光体それ自身の色放射特性に依
存するだろうことを意味する。かくて正しい色相を存す
るけい光体は輝度が十分でなくその逆もまた成立する。

金所見間孟 この発明は、原色の１つの光を放射する固体けい光体層
を有する独立にアドレス可能なＴＦＥＬマトリクス　ア
レーを存する背面サブパネルと、互いに接して交互に色
順次に配置されたけい光体ストライプを有する独立にア
ドレス可能なＴＦＥＬマトリクス　アレーを含む前面サ
ブパネルとを含む余色ＴＦＥＬ表示装置を提供する。け
い光体ストライプは背面マトリクス　アレーに使用され
ない他の原色を放射する。ぞれら２つのサブパネルは一
様に間隙のはなれた積層関係にそれらを保持するために
スペーサにより分離され、充填材料が背面サブパネルの
けい光体層の色放射特性を強調するため染料を有して前
面と背面サブパネル間に挿入される。

好適には、背面サブパネルけい光体はＳｒＳ　：　Ｃｅ
Ｐ　ｚのような青色光放射体であり、前面サブパネルの
けい光体ストライプは赤色と緑色の光をそれぞれ放射す
る。好適な赤色放射体はＺｎＳ：ＳｍＣ１＊であり緑色
放射体はＺｎＳ：Ｔｂ、Ｆである。全色表示を提供する
ためには、表示を作り上げるけい光体材料のルミネセン
スが正しい比率で混合されることが必要で、それは緑色
放射けい光体が一般に赤色放射けい光体より輝度があり
、赤色放射けい光体が順番に青色放射けい光体より輝度
があるからである。

かくて各種けい光体の充填度（ｆｉｌ　ｆ、１１ｃｔｏ
ｒ）はそれら輝度に逆比例して調整される。

けい光体ストライプの各々は各ストライプと同じ線形様
式でかぶせられ、画素マトリクスを形成するようデータ
電極と直角に配列された走査電極と組になっているデー
タ電極により駆動される。

データ？ｉ！極は各電極直下の特定のストライプのみが
付勢されるよう必要なだけ狭く作られる。

パネルはライン毎の様式で走査され、データ電極より幅
広い走査電極は適切な駆動増幅器により同時に両端より
駆動される。フリッカを除くため、パネルは交互の走査
電極が交互の極電圧で駆動されるよう対称的に駆動され
る。この極性は各画像フレームで反転し、それで最初の
フレームに正電圧で駆動された走査電極は次のフレーム
に負電圧で駆動される。

この発明の最初の目的は、その１つのサブパネルがパタ
ーン状けい光体ストライプである２つの独立に駆動され
る積層サブパネルを使用するハイブリッドＴＦＥＬ表示
装置を提供せんとするものである。

この発明の他の目的は、スペーサ間容積が背面サブパネ
ル上けい光体の色度を増すために着色充填材料を含むヲ
、ペーサにより分離された２つの独立駆動サブパネルを
使用したハイブリッド全色ＴＦＥＬ表示装置を提供せん
とするものである。

さらにこの発明の他の目的は、前面パターン状けい光体
サブパネルと背面唯１つのけい光体層を使用した、この
場合けい光体の面積が全色能力に到達するに必要とされ
る各色の釣合いの関数として、そして各けい光体材料の
輝度の関数として選択される、ハイブリッド全色ＴＦ［
！Ｌ表示を提供せんとＶるものである。

この発明の前述の諸口的、特徴および利点は以下添付図
面を参照してなされる本発明実施例の詳細な説明で容易
に理解することができるであろう。

木発訓９ユ差■ 第１図を参照するに、ハイブリッドＴＦ［Ｌ装置１０は
背面サブパネル１２と前面サブパネル１４とを具えた薄
板状の構造を具えている。背面サブパネル１２はその上
に背面走査電極１８の組が付着されたガラス基板１６を
含んでいる。走査電極１８は好適にはアルミニウムのよ
うなある反射材料から作られており、それで背面けい光
体層からの光は装置１０の前面へと反射されるだろう。

背面走査電極１８の上部に絶縁層２０が付着されている
。絶縁層２０と前面絶縁層２６は固体けい光体層２４を
はさんでいる。後に説明する理由で固体けい光体層２４
は好適にはＳｒＳ：ＣｅＦｘのような青色光発光体で、
それはＺｎＳ：ＳｍＣ１ｚのような赤色光発光体でもよ
い。背面サブパネル構造の完成は走査電極１８と直角に
絶縁層２６上に置かれたデータ電極２８による。データ
電極２８は金のような半透明全屈から作られるのがよい
。

前面サブパネル１４は走査電極３２を支持する前面ガラ
ス基板３０を含んでいる。絶縁層３４と３８は緑色発光
のけい光体ストライプ３６と交互に並んだ関係の赤色発
光けい光体ストライプ３７を含むパターン状けい光体の
層をはさんでいる。緑色発光けい光体はＺｎＳ：Ｔｂ、
Ｆであってよい。データ電極４ｏの組はパターン状けい
光体ストライプ３６．３７の各りとともに線形に配置さ
れ、それで組４０゛の１つのデータ電極はストライプ３
６．３７の各々に貢献している。

サブパネル１２と１４は空胴４Ｇを規定するスペーサ４
２と４４により積層離間の関係に位置している。スペー
サは視差観視誤差をさけるため狭＜（１０〜１５ミル）
あるべきである。空胴４６は後述するように着色シリコ
ン油で満たされていてもよい。

第３図は第２図示ＴＦＩ！Ｌ装置の概略の拡大図を提供
する。全色表示を生ずるためには、３原色赤、緑および
青の適切な混合が必要である。パターン状のけい光体サ
ブパネルと積層基板サブパネルとの両者を含むハイブリ
ッド全色表示では、いくらかの要因が色や基板の状態指
定に考慮されねばならぬ、標準の単色パネルのごとく背
面電極が９０％反射と仮定すれば、背面基板上に置かれ
たけい光体により生ぜられる光は直接および反射の両成
分を有するだろう。データ電極のような他の電極は５０
％透過率を有する半透明金属電極であってよい。

前面電極、この場合電極３２は８５χの透過率を有する
インジウム錫酸化物から構成されるべきである。

適切な色混合はその装置が特定の輝度で白色光を生ずる
能力を有することを要求する。経験的に１０フ一トラン
バート平均輝度に到達するには、表示から要求される原
色のパーセントが、赤色２６．５％、緑色６５．８％、
青色７．７％であることが決定されてきている。これら
の比率は約２７３の緑色、１／４の赤色そして１／１２
の青色である。これらは各色放射けい光体輝度による各
画素の放射面積または°゛充填度°゛を調整して到達さ
れる。画素面積は、間隙により分離された矩形面積のマ
トリクスを作る、観視者の視線の面で交差する走査およ
びデータ電極の面積で規定される。これは第３図の断面
に示されている。

白色放射スクリーンは約６５Ｚの緑色光を具えるだろう
けれど、緑色光を放射するＬ”ｌ　１１９けい光体は今
では最も効率のよいものの１つなので、緑色けい光体ス
トライプ３６は最も幅が狭い。赤色放射けい光体はより
効率が低く、それで白色光混合を作り上げるのに誹り少
量の赤色光が要求されるにもかかわらず赤色放射ストラ
イプ３７はより広い面積を占めている。最も大きな面積
が青色けい光体２４により占有され、それは背面パネル
上にあり、これはすべての色放射けい光体のなかで最も
効率が低く、さらに前面サブパネルを介した透過損失が
あるからである。これらのパーセントはしばしば充填塵
で記述され、それは特定の色放射けい光体で充填される
スクリーンのパーセントを表わす。

例えば第３図の好適な実施例では青色の充填塵は０．８
５である。これは可視スクリーン面積の８５％が青色放
射けい元本で占有されることを意味する。

同様に赤色の充填塵は０．５１、緑色のそれは０．２６
である。これら充填塵は選択されるけい光体材料の特有
の効率に依存して両方向に変動する０例えば、青色の充
填塵は０．８０と０，９０の間、赤色は０．４６と０．
５６の間そして緑色は０．２１と０．３１の間の範囲に
あることができる。かくて充填塵はけい光体の効率また
は輝度にほぼ逆比例する。

しかしながら、第３図示の好適な実施態様のみが有用で
あるのではない。第１表がハイブリッド形態の種々の色
の割当てを与えている。前面平板の色はスラッシュによ
り分離された背面平板の色に先立って述べられている。

第１表はそのけい光体がアルミニウム反射背面電極を備
え１８０ｉｌ□で駆動される標準単色テスト構造で使用
されたとした時到達し得る画素輝度により要°求される
けい光体性能を与えている。

表は各けい光体に要求される最小の画素輝度を与えてい
るから、表中低い値を与える構造が望ましい。当然期待
されるように、１つのけい光体のみが輝度が不足してい
て他が輝度に余裕がある時は、前者を最初の基板（前面
基板）におく考慮が払われるべきである。前面基板から
の透過も充填塵も両者とも最大効率になる。例えば最低
の赤色輝度要求は！？／ＧＢハイブリッドだが緑色と青
色は両者とも最大要求である。この形態はパターン状前
面基板実施態様と同じくけい光体開発の現状とは整合せ
ず、そ才Ｉは最も輝度の大きいけい光体の緑色はこの時
赤色または青色けい光体による輝度と整合がとれないか
らである。

１つのけい光体が他の２つのけい光体より数倍輝度があ
る時は、最も良い構造は２つのより薄暗いけい光体をパ
ターン状平面基板におくことであろう。さらにパターン
状平面基板上の相対的充填塵の釣合いをとれば、けい光
体輝度に逆比例する指定充填塵により到達される白色表
示は最も輝度の大きいものとなるだろう。第１表で最初
の３つの場合は本質的に同じ振舞いをしており、それは
すべての光の充填塵が前面と背面の平板で釣合いがとれ
ているからである。すなわち、充填塵は透過の相違を丁
度）ｎｉ償している。色指定の選択は他の基本剤にたっ
Ｃなされることもできる。例えば、その色度を改善する
観点で青色放射のフィルタがなされると、ＲＧ／ＩＩ形
態は基板間の光学的整合流体に容易に青色の染料を与え
ることができるだろう。

このことは最も良好な青色放射体、ＳｒＳ：ＣｅＦ、が
青−緑色光を放射するから必要で、必要とされる所のも
のはよく飽和した青色である。これが正に第３図示の好
適な実施態様である。

他の選択はけい光体を工程中量も有利になるよう位置付
けることである。別の進歩はより輝度のあるけい光体を
開発することにあるから、選択の形態は表示の全坪度を
増加させる機会を最も有利に取得するよう変えられる。

第３図のパネルについて言えば、最も良好な形態は青色
を背面サブパネル１２におくことである。このこ七は青
色の放射けい光体の色度を強調する着色保護油で充填す
べき前面と背面基板間の間隙４６を設けることである。

それはけい光体の最低の効率であり最大の充填度を有す
るが、必要とする白色スクリーン混合のほんの１／１２
を確かに供給するに違いない。他の良好な選択はほぼ同
じ振舞いを提供するＧＢ／Ｒであろう。

この場合黄色の放射けい光体が油のなかに使用される赤
色の染料とともに背面ザブパネルに使用される。黄色は
大きく赤色成分を有するから、黄色の色調は大津くフィ
ルタされるだろうが、その時にはより効率の高いけい光
体が背面サブパネル上に使用できるだろう。緑色と青色
成分の前面サブパネルでの充填度はその時白色スクリー
ンを得るため適切な混合になるよう調整され得るだろう
。

以上この明細凹で使用してきた用言ｎや表現は説明の用
語としてその中で使用されたもので制限されるものでは
なく、さらにこのような用語とか表現の使用に際ｊ−で
図示や説明してきた特徴またはその特徴の一部の均等物
を排除する意志は毛頭ないし、本発明のはんちゅうは特
許請求の範囲で請求されたもののみに規定されたり限定
されたりするものでないことを認識されたい。

第　　１　　表 ハイブリッド構造で１８０Ｈｚで使用される時フィルタ
後に白色平均輝度１０ｆＬを得るに必要な赤、緑および
青色けい光体の単色画素輝度 本発明に係るハイブリッド全色ＴＰＥＬ表示装置は、複
数の積Ｎ基板上に独立にアドレス可能なマトリクス　ア
レーの対を有し、その前面基板は交互のストライプとし
て配置されたパターン状けい光体を含み、その背面基板
は唯１つのけい光体層を含んでいる。背面けい光体層は
赤色または青色放射体でよく、前面ぽい光体ストライプ
は赤−緑か青−緑かでよい。積層基板間スペースは背面
基板けい光体の色度改善のため着色された充填材料で充
填されていてもよい。全色スペクトルを達成するため種
々のけい光体の充填度はパネルの駆動周波数の各々でそ
れぞれの輝度に逆比例するように調整される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るＴＦＥＬ装置の構成層の分解斜視
図を示し、 第２図は本発明に係るハイブリッドＴＦＥＬ装置の側断
面図を示し、 第３図は第２図のＴＦＥＬ装置の略拡大部分側断面図を
示す。 １０・・・ＴＦＥＬ装置１２・・・背面ザブパネル１４
・・・前面サブパネル　　１６・・・ガラス基板１８・
・・背面走査電極　　　２０・・・絶縁層２４・・・け
い光体ｒ！Ｉ２６・・・前面絶８ｉ層２８．４０．４０
ａ、４０ｂ　＝−データ電極３０・・・前面ガラス基板
　　３２・・・走査電極３４．３８　　・・・客色縁層 ３６．３７・・・異なった２種のけい光体ストライプ４
２、４４・・・スペーサ　　　４６・・・空胴時　許　
出　願　人　　　プレナー・システムス・インコーホレ
ーテッド 代理人弁理士　　杉　利　暁　秀

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．　全色薄膜エレクトロルミネセンス装置において、
   該装置が、 　原色の１つの光を放射する固体けい光体層を含む独立
   にアドレス可能な薄膜エレクトロルミネセンスマトリク
   スアレーを具えた 背面サブパネルと、 　互いに接して交互に色順次に配置されたけい光体スト
   ライプを含み、各々がそれぞれ背面マトリクスアレーに
   使用されない２つの 原色の１つを放射する独立にアドレス可能な薄膜エレク
   トロルミネセンスマトリクス アレーを具えた前面サブパネルと、 　一様に間隙がはなれた積層関係に２つの前記サブパネ
   ルを保持するため、前記背面サブパネルと前記前面サブ
   パネルを分離するスペーサ手段と、 　背面サブパネルのけい光体層の色放射特性を強調する
   ため染料を有し前面と後面サブパネル間に挿入された充
   填材料と、 を具えたことを特徴とする全色薄膜エレクトロルミネセ
   ンス表示装置。 ２．　請求項１記載の装置において、背面サブパネルを
   けい光体層が青色光を放射し、前面サブパネルのけい光
   体ストライプが赤色および緑色光をそれぞれ放射するこ
   とを特徴とする全色薄膜エレクトロルミネセンス表示装
   置。 ３．　請求項２記載の装置において、それぞれのけい光
   体の充填度が与えられた駆動周波数でのそれらの輝度に
   逆比例することを特徴とする全色薄膜エレクトロルミネ
   センス表示装置。 ４．　請求項３記載の装置において、前面サブパネル上
   のけい光体ストライプが異なった幅を有し、赤色放射ス
   トライプが緑色放射ストライプより幅が広いことを特徴
   とする全色薄膜エレクトロルミネセンス装置。 ５．　請求項４記載の装置において、青色放射けい光体
   層が０．８０と０．９０間の充填度を、赤色放射けい光
   体ストライプが０．４６と０．５６間の充填度をそして
   緑色放射けい光体ストライプが ０．２１と０．３１間の充填度を有することを特徴とす
   る全色薄膜エレクトロルミネセンス装置。 ６．　請求項５記載の装置において、青色放射けい光体
   層が約０．８５の充填度を、赤色放射けい光体ストライ
   プが約０．５１の充填度を、そして緑色放射けい光体ス
   トライプが約０．２６の充填度を有することを特徴とす
   る全色薄膜エレクトロルミネセンス装置。