JPH03194895A

JPH03194895A - マルチカラーｅｌディスプレイ

Info

Publication number: JPH03194895A
Application number: JP1331199A
Authority: JP
Inventors: Toshio Miki; 利夫三木
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 1989-12-22
Filing date: 1989-12-22
Publication date: 1991-08-26

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】［産業上の利用分野］本発明は、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）ディスプレ
イと呼ばれて電界発光表示法または装置と邦訳されてい
る表示装置に関し、従来から実用化されている表示素子
としてのＣＲＴ　（ブラウン管）、ＬＣＤ（液晶表示）
などに比較し、固体であり、薄型化の可能な点で今後の
発展が期待されるディスプレイ表示装置に関する。

この為、近年では研究開発が進められ、光の３原色であ
るＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色もしくは複数の
発光色ディスプレイの研究も盛んに進められている。

〔従来の技術〕

エレクトロルミネセンス（ＥＬ）は、１９３６年にフラ
ンスで、固体である硫化亜鉛粒に交流電圧を印加した時
に生ずる発光現象として発見されて以来注目されるに至
ったが、その後実用化の面で難点があったことから研究
開発が停滞していた６■９６８年に至りアメリカで第２
図（Ａ）に示すルモセン構造と呼ばれる薄膜ＥＬが開発
されてから研究活動が再開されるようになり、１９７４
年に至って我国の猪口らにより第２図（Ｂ）に示す二重
絶縁構造の薄膜ＥＬが開発されて以来、実用化が可能と
なり、１９８３年に量産化が達成されてからは、この二
重絶縁構造膜ＥＬを基本として開発が進められている。

フルカラーまたはマルチカラーＥＬパネルはその発光の
形態によって次の２種に大別できる。

■＝発光層自体の発光色は白色で、発光後光が透過する
所にカラーフィルターを入れるもので基本的には、第３
図に示すものである。

Ｉｌｌ二元光層自体発光色を希望の色（Ｒ，Ｇ。

Ｂ）にするもので第４図に示す積層構造になっている。

このタイプでは背面電極ｌと下部電極５との間に電界を
印加すると、その電界において、発光層３から発光層を
構成する材料特有の色の光を発生する。

発光色が白色のＩのタイプでは第３図に示すように、基
本的には２重絶縁構造を採用しているが絶縁構造１発光
層、ガラス基板、フィルターの配例順序に若干の相違が
あり３種のタイプに分けられる。

発光層３の上、下面と側面を第１絶縁層４と第２絶縁層
２で包囲して絶縁し、下部電極５と背面電極１の間に配
置する点、つまり、背面電極１−第２絶縁層２−発光層
３−第１絶縁層４−下部電極５の順に配置する点は白色
発光層を使用する型式に共通であるが、ガラス基鈑６と
フィルター７の配置の点が相違する。

第３図に示した基本型では、下部電極５の直下にガラス
基鈑６が、次の最下層にはフィルター７が配置される。

第５図（Ａ）に示すタイプＡでは、背面電極１より下方
に所定の間隔を保ってフィルター７が置かれガラス層６
は下部電極５の上に置れる。

一方、第５図（Ｂ）に示したタイプＢでは、下部電極５
の直下にフィルター７が、さらに次の最下側にガラス基
板６が置かれている６また、第５図（Ｃ）のタイプＣでは、背面電極１の直下
の最下層にフィルター７が配置されその反対の最上層に
ガラス基板６が配置される。

一方、第４図に示すＴＩの型式の希望色発光型ＥＬディ
スプレイでは、それぞれの色を発する発光層３自体が第
１絶縁層４の上に載置され、この発光層３の側面と上面
が第２絶縁層２に包囲され、これらの一体にされた発光
層３と両絶縁日２．４が背面電極１と下部電極５の間に
配置される。

第４図の希望色発生型と第５図（Ａ）〜（Ｃ）に示す白
色発光型を通じ、共通な点は、ガラス基鈑６上に透明電
極である下部電極５を配置し、次に透明な第１絶縁層４
、第２絶縁層２を配置し、最後に金属電極である背面電
極１を取付けて構成することである。

■＝絶縁層としては下記の材料が使用される。

１：　′＝　・・　ζ ５１０ｇ、５ｉＪｔ、Ｔａ＊Ｏ＋ｉ、ＢａＴｉＯｓ、Ｙ
＊Ｏｘ、ＡｌｚＯｓ。

２：′誘　　　々５ｉＴｉＯａ、ＰｂＴｉＯｓ、　ＢａＴｉＯｓ、ＰｂＴ
ｉＯｓ、５ｒＺｒＴｉＯｓ。

これらの材料は単体で、あるいは複合膜として構成され
る６１１ニー一方、発光層としては、Ｉ：第４図に示すマルチカラー又はフルカラー材料とし
て。

Ｒ（赤）　：　ＣａＳ：Ｅｕ、ＳｒＳ：ＥｕＧ（緑）　
　：　ＺｎＳ；ＴｂＦＢ（青）　　：　ＳｒＳ：Ｃｅ、ＺｎＳ：ＴｍＦａＹ（
黄）　　：　ＺｎＳ：Ｍｎ２：第３図と第５図（Ａ）〜（Ｃ）に示す白色発光層材
料としてＺｎＳ；Ｐｒ、Ｆ、　　　ＳｒＳ；ＰｒＫ、　　　Ｓｒ
Ｓ：Ｃｅ、に、Ｅｕ。

ＳｒＳ：Ｃｅ、に／ＳｒＳ；Ｅｕ、　　　ＳｒＳ；Ｃｅ
、Ｃ１／ＺｎＳ：Ｍｎ。

ＳｒＳ；Ｃｅ／ＣａＳ：Ｅｕなどがあり、白色発光層か
らの発光を分光するためにフィルター７を取り付ける。

第４図のマルチカラー又はフルカラー発光の場合には希
望の発光色が出ているためフィルターは必要でないと考
えられるが、実際には発光色の純度を向上させるために
フィルターを使用する場合がある。

［発明が解決しようとする課題］前項で述べたＩのタイプに属する、発光層自体の発光色
を希望の色（Ｒ，Ｇ、Ｂ）にする方式では、色純度が悪
くなる懸念がある。

一方、ＩＩのタイプに属する発光層自体の発光色は白色
とし、発光後光が透過する所にカラーフィルターを入れ
て希望色を分光する方式では、発光層とカラーフィルタ
ーの位置が離れていることから色かにじんでしまう傾向
がある。

従来の技術では、このような問題点が未解決であったこ
とから、■の白色発光ＥＬパネルについてはカラーフィ
ルターを使用して白色光を希望色に分光するという迂遠
な方式を避け、一方ＩＩの方式では、折角希望色発光層
を使用していながら色純度を向上させるためのカラーフ
ィルターを使用するという不合理さがある点から、カラ
ーフィルター使用を省略できるマルチカラーＥＬディス
プレイの開発が要望されていた。

［課題を解決するための手段］本発明では、従来の第１絶縁層に相当する層を第１絶縁
層とカラーフィルターとを兼ねた単一の絶縁層フィルタ
ーで置換するが、この層以外の背面電極、第２絶縁層、
発光層、下部電極、ガラス基板による積層構造と各層の
材料構成などは従来のままとして課題を解決した。

具体的な手段としては、この絶縁層フィルターをＳｉＯ
□もしくはＳｉｎ、とその他の絶縁物である低誘電率材
料、または高誘電率材料との複合膜とし、そのＳｉＯ□
系成膜中成膜中ルターとして機能する着色剤をドーピン
グした。

［実施例］支胤■−ユ第１図（Ａ）は、基本的には二重絶縁構造型薄膜ＥＬ中
の白色発光型に属する本発明のマルチカラーＥＬディス
プレイの構造を示す模式側断面図である。

図中の符号４Ａは、本発明の基本的な特徴である絶縁層
フィルターであり、１〜３と５〜６は従来技術と同一の
層で、ｌは背面電極、２は第２絶縁層、３は発光層、５
は下部電極、６はガラス基板である。

本発明による絶縁層フィルター４Ａを製造するには、（ｌｌｓｉＯ□単独、もしくは、Ｓｉｎｇとその他の絶
縁物として下記の低誘電率材料または高誘電率材料との
複合膜として成膜する。

■）：蜆透！土且ｌ５ｉａＮ４．ＴａｚＯｓ、ＢａＴａ２０５．Ｙ２Ｏ１，
ＡｌｚＯｘ：η−ロ糺透亙崖君ｌ５ｉＴｉＯｓ、　ＰｂＴｉ０ａ、　ＢａＴｔＯ３，Ｐｂ
ＮｂｚＯｅ、　５ｒＺｒＴｉＯａ。

成膜には陰極スパッタリング法を使用しスパッタガス中
に０２ガスを混入させ反応性スパッタリングにより成膜
する。

（２）上記のＳｉ０ｇ単独、または上記複合膜の成膜中
にフィルターとして機能しマルチカラー、フルカラーの
ための下記着色剤がドーピングされる。

１亘泗Ｒ（赤）：塩化金Ｂ（青）二酸化第２銅、酸化コバルトＧ（緑）：Ｆｅ０Ｙ（黄）二酸化セリウム、酸化チタンこうして得られた絶縁層を工・ンチングにより、同一平
面上でＸ−Ｙの２方向に第１図（Ｂ）に示す格子状パタ
ーンを形成するように配列させる。

こうして形成された絶縁層フィルター４と第２絶縁層２
とにより、発光層３が囲まれる、そこで絶縁層フィルタ
ー４の直下の下部電極と第２絶縁層２の上の背面電極と
の間に電界を印加し、発光層の希望部分が発光するとそ
の部分の絶縁層フィルターの色によって発光色は分光さ
れる。

及五■−ユ第１図（Ｃ）は、本発明の希望色発光型に属する本発明
のマルチカラーＥＬデ、ｆスプレィの構造を示す模式側
断面図である０図中の符合４Ｃは、本発明の基本的な特
徴である絶縁層フィルターであり、符号１〜３と５〜６
は従来技術および実施例１と同一であり、１は背面電極
、２は第２絶縁層で、３は発光層、５は下部電極、６は
ガラス基板であるので、これ以上の説明は省略する。

［発明の効果］従来の技術によるＥＬ素子では、マルチカラー化、又は
フルカラー化するために、通常最外側またはその近（に
フィルターを装着していたが、本発明では発光層に接す
る絶縁層を、絶縁層とフィルターの機能を兼備する、絶
縁層フィルターとしたため下記に示す効果が達成される
。

■フィルターを装着する必要が無くなるので、その分だ
けＥＬ素子を薄型にできる。

■製造工程を低減できる。

■絶縁層フィルターが発光層に近接して設けられるため
、色ずれが少ない。

■本発明の絶縁層フィルターを白色発光ＥＬ以外の希望
色発光ＥＬに適用すると、従来は色純度の低下を補うた
めに使用していた外付のフィルターを装着する必要がな
くなり、ＥＬ素子の薄型化と製造工程の低減ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は１本発明を白色発光ＥＬに適用した場合
の構造を示す模式側断面図、同図（Ｂ）は絶縁層を格子
状に配置したパターンを示す平面図、第１図（Ｃ）は本
発明を希望色発光ＥＬに適用した場合の構造を示す模式
側断面図、第２図（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ、ＥＬデ
ィスプレイの原型としてのルモセン構造と、その後開発
された二重絶縁構造ＥＬの模式側断面図、第３図は白色
発光ＥＬの基本型の模式側断面図、第４図は希望色発光
ＥＬの構造を示す模式側断面図で、第５図（Ａ）、（Ｂ
）および（Ｃ）は、白色発光ＥＬの代表的な構造を示す
模式側断面図である。図面中の符号ｌ：背面電極、　　　　２：第２絶縁層、３：発光層、
　　　　　　４：第１絶縁層、４Ａ。：絶縁層フィルター５　：下部電極、６二ガラス基板、７：フィルター

Claims

【特許請求の範囲】

１．背面電極、第２絶縁層、発光層、第１絶縁層および
下部電極の順に一体に配置された電極／絶縁層／発光層
の積層体と、前記下部電極の外表面に被覆されたガラス基板とから成
る二重絶縁構造のマルチカラーＥＬデイスプレイにおい
て、前記発光層の発光が白色であり、前記第１絶縁層がＳｉＯ＿２もしくはＳｉＯ＿２とその
他の絶縁物である低誘電率材料、または高誘電率材料と
の複合膜とし、そのＳｉＯ＿２系成膜中にＲ，Ｇ，Ｂの
各色の着色剤がドーピングされた多数の絶縁層チツプが
１つの平面上で縦、横に所定の順序で格子状に配列され
て、絶縁層としての機能と、前記発光層の白色発光を所
定の色に分光するフイルターとしての機能とを果すこと
の可能な絶縁層フイルターとして形成されていることを
特徴とするマルチカラーＥＬデイスプレイ。
２．背面電極、第２絶縁層、発光層、第１絶縁層および
下部電極の順に一体に配置された電極／絶縁層／発光層
の積層体と、前記下部電極の外表面に被覆されたガラス基板とから成
る二重絶縁構造のマルチカラーＥＬデイスプレイにおい
て、前記発光層がＲ、Ｇ、Ｂの各色を発光し、前記の第１絶縁層がＳｉＯ＿２もしくはＳｉＯ＿２とそ
の他の絶縁物である低誘電率材料、または高誘電率材料
との複合膜として成膜され、そのＳｉＯ＿２系成膜中に
Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の着色剤がドーピングされた多数の絶
縁層チツプが１つの平面上で縦、横に所定の順序で格子
状に配列されて、絶縁層としての機能と、前記発光層の
各色の発光をさらに所定の色に分光して色純度を良好に
するフイルターとしての機能とを果すことの可能な絶縁
層フイルターとして形成されていることを特徴とするマ
ルチカラーＥＬデイスプレイ。
３．請求項１または２に記載のマルチカラーＥＬディス
プレイにおいて、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの何れか各色に加えＹ
が発光されることを特徴とするマルチカラーＥＬディス
プレイ。
４．請求項１から３までのいずれかの項に記載のマルチ
カラーＥＬディスプレイにおいて、前記のその他の絶緑
物である低誘電率材料が、Ｓｉ＿２Ｎ＿４，Ｔａ＿２Ｏ
＿５，ＢａＴａ＿２Ｏ＿６，Ｙ＿２Ｏ＿３，Ａｌ＿２Ｏ
＿３から成る群から選ばれた少なくとも１種であり、前記高誘電率材料がＳｉＴｉＯ＿３，ＰｂＴｉＯ＿３，
ＢａＴｉＯ＿３，ＰｂＮｂ＿２Ｏ＿６，ＳｒＺｒＴｉＯ
＿３から成る群から選ばれた少なくとも１種であり、発光層としての、Ｒ（赤）はＣａＳ：Ｅｕ，ＳｒＳ：Ｅｕの２種から選ば
れた少なくとも１種であり、Ｇ（緑）はＺｎＳ：ＴｂＦであり、Ｂ（青）はｓｒｓ：Ｃｅ、ＺｎＳ：ＴｍＦの２種から選
ばれた少なくとも１種であり、Ｙ（黄）はＺｎＳ：Ｍｎであること、を特徴とするマルチカラーＥＬディスプレイ。
５．請求項１から４までのいずれかの項に記載のマルチ
カラーＥＬディスプレイにおいて、前記の成膜はスパッ
タガス中に酸素ガスを混入させる半納性スパッター法に
より、この成膜への絶縁層の格子パターンはエッチング
により行なわれることを特徴とするマルチカラーＥＬデ
ィスプレイ。