JPH065469B2 - Display device - Google Patents

Display device

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JPH065469B2
JPH065469B2 JP59179418A JP17941884A JPH065469B2 JP H065469 B2 JPH065469 B2 JP H065469B2 JP 59179418 A JP59179418 A JP 59179418A JP 17941884 A JP17941884 A JP 17941884A JP H065469 B2 JPH065469 B2 JP H065469B2
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JP
Japan
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display device
refractive index
oxide
transparent
insulating substrate
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隆夫 任田
雅博 西川
洋介 藤田
純 桑田
富造 松岡
惇 阿部
恒治 新田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は文字、図形、映像などを表示するマトリックス
形表示装置に関し、更に具体的に述べれば、明るい環境
の下でコントラストが高く、かつ高輝度で表示が可能な
マトリックス形表示装置に関するものである。
The present invention relates to a matrix type display device for displaying characters, figures, images, etc. More specifically, it has high contrast and high contrast in a bright environment. The present invention relates to a matrix type display device capable of displaying with brightness.

(従来例の構成とその問題点) 従来の高コントラスト・マトリックス形表示装置につい
て、発光部にエレクトロ・ルミネッセンス素子を利用し
たものを例として、第1図により説明する。
(Structure of Conventional Example and Problems Thereof) A conventional high-contrast matrix type display device will be described with reference to FIG. 1 by taking as an example a device using an electroluminescence element in a light emitting portion.

同図において、ガラス基板1の上に、紙面に鉛直な複数
本の透明電極2と、第1絶縁体層3、エレクトロ・ルミ
ネッセンス素子を利用した発光体層4、第2絶縁体層5
とを順次積層した後、更に黒色絶縁体層6を形成した上
に、上記透明電極2と直交するようにアルミニウムより
なる複数本の背面電極7を形成している。このように黒
色絶縁体層6によって高コントラストを得ようとする
と、発光輝度が20ないし60%低下するという問題点があ
った。
In the figure, on a glass substrate 1, a plurality of transparent electrodes 2 perpendicular to the plane of the paper, a first insulating layer 3, a light emitting layer 4 using an electroluminescence element, a second insulating layer 5 are provided.
After sequentially stacking and, a black insulator layer 6 is further formed, and a plurality of back electrodes 7 made of aluminum are formed so as to be orthogonal to the transparent electrode 2. Thus, when it is attempted to obtain a high contrast by the black insulator layer 6, there is a problem that the emission brightness is reduced by 20 to 60%.

また、陰極線管では表示面に光の透過率が20ないし60%
のフイルターを設置して、画像のコントラストを改善し
ている。従って、マトリックス形表示装置にこのような
フィルターを設置してコントラストを改善できるが、発
光輝度を低下することは変りないという問題点があっ
た。さらに、薄膜エレクトロ・ルミネッセンス等のマト
リックス表示部をガラス基板1に密着させた表示装置に
おいて、ガラス基板1と空気との境界面に垂直或いはそ
れに近い角度で入射した発光体層4の一部の光しか、ガ
ラス基板1の表面から投射されず、それ以外の角度で入
射した多くの光は、ガラス基板1と空気との境界面で屈
折されて、ガラス基板1の表面から投射されなくなるの
で、コントラストと輝度が低くなるという問題点があっ
た。
In addition, the cathode ray tube has a light transmittance of 20 to 60% on the display surface.
I installed a filter to improve the contrast of the image. Therefore, although such a filter can be installed in the matrix type display device to improve the contrast, there is a problem in that the emission brightness is still reduced. Furthermore, in a display device in which a matrix display part such as thin film electroluminescence is closely attached to the glass substrate 1, a part of light of the light emitting layer 4 incident on the boundary surface between the glass substrate 1 and air at a vertical angle or at an angle close thereto. However, since a large amount of light that is not projected from the surface of the glass substrate 1 and is incident at other angles is refracted at the boundary surface between the glass substrate 1 and air and is not projected from the surface of the glass substrate 1, contrast is increased. There was a problem that the brightness was low.

(発明の目的) 本発明は上記の欠点を解消するもので、明るい環境の下
で、高コントラストと高輝度が共に得られるマトリック
ス形表示装置を提供しようとするものである。
(Object of the Invention) The present invention solves the above-mentioned drawbacks, and an object of the present invention is to provide a matrix type display device capable of obtaining both high contrast and high brightness in a bright environment.

(発明の構成) 本発明は、互いに直交する複数本の透明電極と複数本の
背面電極との間に絶縁体層を介して発光体層を積層した
マトリックス形表示部を、透明絶縁性基板上に形成した
表示装置において、透明絶縁性基板は、少なくとも、透
明電極或いは背面電極に並行する複数本の柱状凸レンズ
をマトリックス形表示部と反対側に配設した高屈折率領
域と、柱状凸レンズの表面を覆う低屈折率領域とからな
るものである。
(Structure of the Invention) The present invention provides a matrix-type display unit in which a light-emitting layer is laminated between a plurality of transparent electrodes and a plurality of back electrodes which are orthogonal to each other with an insulator layer interposed therebetween on a transparent insulating substrate. In the display device formed in, the transparent insulating substrate has at least a high refractive index region in which a plurality of columnar convex lenses parallel to the transparent electrode or the back electrode are arranged on the side opposite to the matrix type display section, and the surface of the columnar convex lens. And a low refractive index region covering the.

(実施例の説明) 本発明の実施例を第2図ないし第4図により説明する。(Description of Embodiments) Embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 4.

第2図において、マトリックス形表示装置は、低屈折率
領域8aと高屈折率領域8bとから構成された透明絶縁性基
板8の上に、紙面と平行の複数本の透明電極9と、第1
絶縁体層10、発光体層11、第2絶縁体層12とが順次積層
された後、上記透明電極9と直交するように複数本の背
面電極13が形成されたものである。
In FIG. 2, the matrix type display device comprises a plurality of transparent electrodes 9 parallel to the plane of the paper on a transparent insulating substrate 8 composed of a low refractive index area 8a and a high refractive index area 8b.
The insulating layer 10, the light emitting layer 11, and the second insulating layer 12 are sequentially laminated, and then a plurality of back electrodes 13 are formed so as to be orthogonal to the transparent electrode 9.

なお、上述の透明絶縁性基板8を構成する2つの領域の
うち、低屈折率領域8aは、屈折率1.47の硼珪酸ガラスで
あり、上述の背面電極13に同ピッチで並行する柱状凸レ
ンズを形成さる高屈折率領域8bは、屈折率2.00の希元素
硼酸塩ガラスである。
Of the two regions forming the transparent insulating substrate 8 described above, the low refractive index region 8a is a borosilicate glass having a refractive index of 1.47 and forms a columnar convex lens parallel to the back electrode 13 at the same pitch. The high refractive index region 8b is a rare element borate glass having a refractive index of 2.00.

この透明絶縁性基板8は、硼珪酸ガラス基板8aの表面に
写真製版技術を利用して縞状の複数本の溝を形成し、こ
れに希元素硼酸塩ガラス板を熱圧着した後、その表面を
硝削加工して平面としたもので、縞のピッチは200μmで
ある。
This transparent insulating substrate 8 is formed by forming a plurality of stripe-shaped grooves on the surface of a borosilicate glass substrate 8a by using a photomechanical technique, and thermocompressing a rare element borate glass plate on the groove, and then the surface thereof. It is made by flattening by nitrification, and the stripe pitch is 200 μm.

また、透明電極9は、透明絶縁性基板8の表面に高周波
スパッタリング法を利用して錫添加酸化インジウム膜を
形成した後、写真製版技術を利用して電極間の間隔40μ
mを持つ幅160μmの縞状電極9としたものである。更
に、厚さ600nmのチタン酸ストロンチウムを主成分とす
る第1絶縁体層10と、厚さ400nmのマンガン付活硫化亜
鉛発光体層11、厚さ100nmの酸化イットリウムからなる
第2絶縁体層12、高屈折率領域8bの縞状溝と同ピッチで
並行する電極間の間隔40μmを持つ幅160μmのアルミニ
ウムからなる背面電極13とで薄膜エレクトロ・ルミネッ
センス素子が形成されている。
For the transparent electrode 9, a tin-containing indium oxide film is formed on the surface of the transparent insulating substrate 8 by using a high frequency sputtering method, and then a gap between electrodes of 40 μm is formed by using a photoengraving technique.
The striped electrode 9 has a width of 160 μm and a width of 160 μm. Further, a 600 nm thick first insulator layer 10 containing strontium titanate as a main component, a 400 nm thick manganese activated zinc sulfide light emitting layer 11, and a 100 nm thick second insulator layer 12 made of yttrium oxide. A thin film electroluminescence element is formed by a back electrode 13 made of aluminum having a width of 160 μm and having a space of 40 μm between electrodes parallel to each other at the same pitch as the striped grooves of the high refractive index region 8b.

このように構成した表示装置の電極9及び13に選択的に
120Vo-pの交流パルス電圧を印加することによって、発
光体層11の選択された両電極9及び13に挟まれた部分が
発光し、文字や、図形、映像が表示できる。
Selectively for the electrodes 9 and 13 of the display device configured as described above.
By applying an AC pulse voltage of 120 V op , the portion of the light emitting layer 11 sandwiched between the two electrodes 9 and 13 emits light, and characters, figures, and images can be displayed.

第3図及び第4図は、本発明による表示装置と従来のガ
ラス基板を用いた表示装置とについて、それぞれ環境照
度とコントラスト、印加電圧と輝度の関係を調査した結
果を示す。
FIG. 3 and FIG. 4 show the results of investigating the relationship between the environmental illuminance and the contrast, and the relationship between the applied voltage and the brightness of the display device according to the present invention and the conventional display device using the glass substrate.

第3図において、横軸は表示装置が設置された環境照度
を、縦軸はコントラストをそれぞれ任意目盛を用いて定
性的に示したものである。曲線Aが本発明による表示装
置を、曲線Bが従来の表示装置をそれぞれ示し、環境照
度が明くなるに従ってコントラストが向上していること
を示す。
In FIG. 3, the horizontal axis represents the environmental illuminance in which the display device is installed, and the vertical axis represents the contrast qualitatively using an arbitrary scale. Curve A shows the display device according to the present invention, and curve B shows the conventional display device, showing that the contrast is improved as the ambient illuminance becomes brighter.

第4図は、横軸に印加電圧Vo-pを、縦軸に発光輝度をそ
れぞれ任意目盛を用いて定性的に示したものである。曲
線A及びBは第3図と同様で、印加電圧が100Vを超え
ると本発明の表示装置の輝度が、従来の表示装置より優
れた性能を発揮することを示す。
FIG. 4 qualitatively shows the applied voltage V op on the horizontal axis and the emission luminance on the vertical axis using arbitrary scales. Curves A and B are similar to those in FIG. 3, and show that the brightness of the display device of the present invention exhibits superior performance to the conventional display device when the applied voltage exceeds 100V.

これは、発光体層11の多くの光が、透明絶縁性基板8と
空気との境界面に垂直或いはそれに近い角度で入射する
ように、透明絶縁性基板8に構成された柱状レンズによ
って予め集められた上、透明絶縁性基板8の表面から投
射されるばかりでなく、透明絶縁性基板8の表面から入
射する環境光が、高屈折率領域の境界面で拡散されて、
透明絶縁性基板8の表面からの反射割合を減少させるた
めであると考えられる。
This is because a large amount of light of the light emitting layer 11 is pre-collected by the columnar lens formed on the transparent insulating substrate 8 so that the light is incident on the boundary surface between the transparent insulating substrate 8 and air at an angle perpendicular to or close to it. In addition to being projected from the surface of the transparent insulating substrate 8, ambient light incident from the surface of the transparent insulating substrate 8 is diffused at the boundary surface of the high refractive index region,
It is considered that this is because the rate of reflection from the surface of the transparent insulating substrate 8 is reduced.

なお、本実施例では、高屈折率領域8bを希元素硼素ガラ
スで構成したが、バリウム酸化物や鉛酸化物、タンタル
酸化物、トリウム酸化物、ジルコニウム酸化物などを含
むガラスであっても、その屈折率が低屈折率領域より大
きければ、本発明の表示装置に利用できる。
In this embodiment, the high refractive index region 8b is composed of a rare element boron glass, but even a glass containing barium oxide, lead oxide, tantalum oxide, thorium oxide, zirconium oxide, or the like, If the refractive index is larger than the low refractive index region, it can be used in the display device of the present invention.

また、本実施例では、縞状溝が形成された低屈折率領域
8aの表面に熱圧着法によって希元素硼酸ガラスを接着し
た後、平面研削して高屈折率領域8bを構成したが、CV
D法によってニオブ酸リチウムやチタニアなどの高屈折
率材を接着した後、同様に平面研削しても、本発明によ
る表示装置が得られた。
In addition, in this embodiment, the low refractive index region in which the stripe groove is formed
After bonding the rare element borate glass to the surface of 8a by thermocompression bonding, surface grinding was performed to form the high refractive index region 8b.
After a high refractive index material such as lithium niobate or titania was adhered by the D method and then surface grinding was similarly performed, the display device according to the present invention was obtained.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、発光体層の多く
の光が、透明絶縁性基板と空気との境界面に垂直或いは
それに近い角度で入射するように、透明絶縁性基板に構
成された柱状凸レンズによって予め集められた上、透明
絶縁性基板の表面から投射されるばかりでなく、透明絶
縁性基板の表面から入射する環境光が、柱状凸レンズの
境界面で拡散されて、透明絶縁性基板の表面からの反射
割合を減少させるので、明るい環境下でも高コントラス
ト,高輝度で表示できるという効果を奏するもので、マ
トリックス形の表示装置の性能が著しく向上する。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, a large amount of light in the light emitting layer is incident on the boundary surface between the transparent insulating substrate and the air at a vertical angle or at an angle close to that of the transparent insulating substrate. In addition to being pre-collected by the columnar convex lenses formed on the transparent substrate, the ambient light incident not only from the surface of the transparent insulating substrate but also from the surface of the transparent insulating substrate is diffused at the boundary surface of the columnar convex lenses. Thus, the rate of reflection from the surface of the transparent insulating substrate is reduced, so that it is possible to display with high contrast and high brightness even in a bright environment, and the performance of the matrix type display device is significantly improved.

【図面の簡単な説明】 第1図は従来のマトリックス形表示装置の断面図、第2
図は本発明によるマトリックス形表示装置の断面図、第
3図は環境照度とコントラストの関係を示す特性図、第
4図は印加電圧と輝度の関係を示す特性図である。 1…ガラス基板、2,9…透明電極、3,10…第1絶縁
体層、4,11…発光体層、5,12…第2絶縁体層、6…
黒色絶縁体層、7,13…背面電極、8a…低屈折率領域、
8b…高屈折率領域、A…本発明による特性曲線、B…従
来例の特性曲線。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view of a conventional matrix type display device, and FIG.
FIG. 4 is a sectional view of a matrix type display device according to the present invention, FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relation between environmental illuminance and contrast, and FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relation between applied voltage and brightness. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass substrate, 2, 9 ... Transparent electrode, 3, 10 ... 1st insulator layer, 4, 11 ... Light emitter layer, 5, 12 ... 2nd insulator layer, 6 ...
Black insulator layer, 7, 13 ... Back electrode, 8a ... Low refractive index area,
8b ... High refractive index region, A ... Characteristic curve according to the present invention, B ... Characteristic curve of conventional example.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑田 純 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 松岡 富造 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 阿部 惇 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 新田 恒治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Jun Kuwata 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 72) Inventor Atsushi Abe 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture, Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】互いに直交する複数本の透明電極と複数本
の背面電極との間に絶縁体層を介して発光体層を積層し
たマトリックス形表示部を、透明絶縁性基板上に形成し
た表示装置において、 前記透明絶縁性基板は、少なくとも、前記透明電極或い
は前記背面電極に並行する複数本の柱状凸レンズを前記
マトリックス形表示部と反対側に配設した高屈折率領域
と、前記柱状凸レンズの表面を覆う低屈折率領域とから
なることを特徴とする表示装置。
1. A display in which a matrix type display section, in which a light emitting layer is laminated with an insulating layer interposed between a plurality of transparent electrodes and a plurality of back electrodes which are orthogonal to each other, is formed on a transparent insulating substrate. In the device, the transparent insulating substrate has at least a high refractive index region in which a plurality of columnar convex lenses parallel to the transparent electrode or the back electrode are arranged on the opposite side to the matrix type display section, and the columnar convex lenses. A display device comprising a low refractive index region covering a surface.
【請求項2】前記高屈折率領域は、希土類元素酸化物,
バリウム酸化物,鉛酸化物,タンタル酸化物,トリウム
酸化物或いはジルコニウム酸化物の内の少なくとも1種
類を10%以上含むガラスで構成されていることを特徴と
する特許請求の範囲第(1)項記載の表示装置。
2. The high refractive index region is a rare earth element oxide,
Claim (1), characterized in that it is made of glass containing at least 10% of at least one of barium oxide, lead oxide, tantalum oxide, thorium oxide, and zirconium oxide. Display device described.
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JPS59109029A (en) * 1982-12-14 1984-06-23 Sharp Corp Liquid crystal display device for full color display

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