JPH0766858B2 - Thin film light emitting device - Google Patents

Thin film light emitting device

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JPH0766858B2
JPH0766858B2 JP61268348A JP26834886A JPH0766858B2 JP H0766858 B2 JPH0766858 B2 JP H0766858B2 JP 61268348 A JP61268348 A JP 61268348A JP 26834886 A JP26834886 A JP 26834886A JP H0766858 B2 JPH0766858 B2 JP H0766858B2
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light emitting
layer
thin film
color filter
emitting device
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誠二 藤野
伸也 水木
真澄 荒井
服部  正
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Soken Inc
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Nippon Soken Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は薄膜発光素子に関し、特にカラーディスプレイ
パネルに使用して好適な発光素子に関する。
The present invention relates to a thin film light emitting device, and more particularly to a light emitting device suitable for use in a color display panel.

[従来の技術] 電界発光を利用した薄膜発光素子、すなわちエレクトロ
ルミネッセンス(EL)素子は、液晶表示素子やプラズマ
表示素子等の他の平面型表示素子に比して動作可能範囲
が広く応答速度が速い、あるいはコンパクトである等の
特徴を有し、これを使用したカラーディスプレイパネル
の実現が望まれている。
[Prior Art] A thin film light emitting device using electroluminescence, that is, an electroluminescence (EL) device has a wider operable range and a higher response speed than other flat display devices such as a liquid crystal display device and a plasma display device. It has features such as being fast and compact, and realization of a color display panel using this is desired.

これを実現する方法としては発光色が異なる発光体層を
積層する方法、あるいは一面の発光体層を異なる発光色
を発するパターンに区画する等の方法が考えられる。
As a method for realizing this, a method of stacking light emitting layers having different emission colors or a method of partitioning one surface of the light emitting layers into patterns emitting different emission colors can be considered.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上記第1の方法によれば、各発光体層間
に電極及び必要により絶縁層を積層するから構造が複雑
になるとともに信頼性に欠けるという問題点がある。ま
た、上記第2の方法によれば、発光体層に上記パターン
に従って異なる不純物をドープする必要があってパター
ン化が繁雑であるとともに生産性にも劣り、かつ表示パ
ターンが定型化するという問題点がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, according to the above-mentioned first method, since the electrodes and, if necessary, the insulating layer are laminated between the respective light emitting layers, the structure becomes complicated and the reliability is deteriorated. is there. Further, according to the second method, it is necessary to dope the light emitting layer with different impurities according to the above pattern, so that the patterning is complicated and the productivity is poor, and the display pattern is standardized. There is.

本発明はかかる問題点に鑑み、構造簡単で生産性にも優
れ、かつ表示パターンの自由度が大きいとともに良好な
コントラスト比を得ることができる薄膜表示素子を提供
することを目的とする。
In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a thin film display device having a simple structure, excellent productivity, a large degree of freedom in display patterns, and a good contrast ratio.

[問題点を解決する為の手段] 本発明の構成を説明すると、電界印加時に所定の色を発
光する発光体層1と、該発光体層1を挟んでその上下側
に配置された複数のストライプ状の透明電極2および背
面電極3と、これら透明電極2と背面電極3とを互いに
交差する方向に配置することによって上記発光体層1の
うち、上記各交差点に存在する部分に形成される発光画
素Eと、上記透明電極2の上に形成された透明でかつ絶
縁性を有する層5と、上記発光画素Eに対応する上記透
明でかつ絶縁性を有する層5の上に形成され、上記発光
画素Eから発する所定色の光を異なる色に変換し、かつ
上記発光画素Eの面積に比べて大きいカラーフィルタ層
4b,4g,4rと、同一平面内に間隔をおいて配置された上記
カラーフィルタ層4b,4g,4rの間を埋めるように形成され
て、カラーフィルタ層4b,4g,4rの間の洩れ光を遮蔽する
遮光層9とを具備している。
[Means for Solving Problems] To explain the configuration of the present invention, a light emitting layer 1 that emits a predetermined color when an electric field is applied, and a plurality of light emitting layers arranged above and below the light emitting layer 1 with the light emitting layer 1 interposed therebetween. The transparent electrode 2 and the back electrode 3 in a stripe shape and the transparent electrode 2 and the back electrode 3 are arranged in a direction intersecting with each other, whereby the light emitting layer 1 is formed in a portion existing at each intersection. The light emitting pixel E, the transparent and insulating layer 5 formed on the transparent electrode 2, and the transparent and insulating layer 5 corresponding to the light emitting pixel E, A color filter layer that converts light of a predetermined color emitted from the light emitting pixel E into a different color and is larger than the area of the light emitting pixel E.
4b, 4g, 4r and the color filter layers 4b, 4g, 4r arranged at intervals in the same plane are formed so as to fill the gap between the color filter layers 4b, 4g, 4r. And a light-blocking layer 9 for blocking.

[作用] 上記透明電極2および背面電極3に選択的に通電する
と、選択された電極2,3の交差点にある発光画素Eが所
定の色を発光する。発した光は、カラーフィルタ層4b,4
g,4rにより異なる色に変換されて送出される。しかし
て、上記電極2,3への通電を適宜選択して所望のカラー
フィルタ4b,4g,4rで変換された色光を組み合わせること
により、任意の着色と表示パターンが得られる。この
時、発光画素Eから発した光は、カラーフィルタ層4b,4
g,4rの間を埋めるように形成された遮光層9により、外
部への洩れを確実に阻止されるから、発色表示のコント
ラスト比が大幅に向上する。
[Operation] When the transparent electrode 2 and the back electrode 3 are selectively energized, the light emitting pixel E at the intersection of the selected electrodes 2 and 3 emits a predetermined color. The emitted light is reflected by the color filter layers 4b, 4
It is converted to a different color by g and 4r and sent. Then, by appropriately selecting the energization to the electrodes 2 and 3 and combining the color lights converted by the desired color filters 4b, 4g, and 4r, any coloring and display pattern can be obtained. At this time, the light emitted from the light emitting pixel E is emitted from the color filter layers 4b and 4b.
The light-shielding layer 9 formed so as to fill the gap between g and 4r reliably prevents leakage to the outside, so that the contrast ratio of color display is significantly improved.

[効果] 上記構造によれば、発光体層を積層し、あるいは発光体
層に異なる不純物をパターン化してドープする必要はな
いから、構造簡単で生産性も良く、かつ表示パターンの
自由度も高い。そして、カラーフィルタ層間の洩れ光が
確実に阻止されるから、コントラスト比の良好な表示が
実現される。
[Effect] According to the above structure, it is not necessary to stack light emitting layers or to pattern and dope different impurities into the light emitting layers, so that the structure is simple, the productivity is high, and the flexibility of the display pattern is high. . Further, since the leakage light between the color filter layers is surely blocked, the display with a good contrast ratio is realized.

[実施例] 第1図において、ガラス基板5の下面には一定幅のスト
ライプ状平行電極2が複数形成してある。該平行電極2
はIn2O3よりなる透明電極である。透明電極2の下面に
はTa2O5等からなる絶縁層61が形成され、さらにその下
方には発光体層1が形成してある。発光体層1は、ZnS
を母材としこれに不純物としてPrF3を混入せしめた焼結
ペレットを電子ビーム蒸着して形成する。発光体層1の
下面にはAl2O3等よりなるバッファ層63を介して上記絶
縁層61と同組成の絶縁層62が形成され、さらにその下面
にはAl等よりなる複数の一定幅のストライプ状平行電極
3を形成して背面電極としてある。上記透明電極2と背
面電極3は互いに直交する方向に形成してあり、これら
の交差点に位置する発光体層1の部分が発光画素Eとな
っている。しかして、上記発光画素Eは図示の如くマト
リクス状を呈している。
[Embodiment] In FIG. 1, a plurality of striped parallel electrodes 2 having a constant width are formed on the lower surface of a glass substrate 5. The parallel electrode 2
Is a transparent electrode made of In 2 O 3 . An insulating layer 61 made of Ta 2 O 5 or the like is formed on the lower surface of the transparent electrode 2, and the light emitting layer 1 is further formed below the insulating layer 61. The phosphor layer 1 is ZnS
A base material is used as a base material and PrF 3 is mixed as an impurity into the base material to form a sintered pellet by electron beam evaporation. An insulating layer 62 having the same composition as the insulating layer 61 is formed on the lower surface of the light emitting layer 1 with a buffer layer 63 made of Al 2 O 3 or the like interposed between them. The striped parallel electrodes 3 are formed to serve as back electrodes. The transparent electrode 2 and the back electrode 3 are formed in directions orthogonal to each other, and the portion of the light emitting layer 1 located at the intersection of these is a light emitting pixel E. Thus, the light emitting pixels E have a matrix shape as shown.

上記ガラス基板5上には各発光画素Eに対応せしめてカ
ラーフィルタ層4r、4g、4bが設けてある。該カラーフィ
ルタ層4r、4g、4bはゼラチン、カゼイン等の有機薄膜を
フォトリソグラフィにより画素形状にパターンニング
後、染色して得る。カラーフィルタ層4r、4g、4bはそれ
ぞれ赤(波長640〜780nm)、緑(波長498〜530nmf、青
(波長467〜483nm)の各色を透過せしめるもので、これ
らはガラス基板面上の同一平面内に間隔をおいて交互に
配されている。
Color filter layers 4r, 4g and 4b are provided on the glass substrate 5 so as to correspond to the respective light emitting pixels E. The color filter layers 4r, 4g, 4b are obtained by patterning an organic thin film of gelatin, casein or the like into a pixel shape by photolithography and then dyeing. The color filter layers 4r, 4g, and 4b allow the respective colors of red (wavelength 640 to 780 nm), green (wavelength 498 to 530 nmf, and blue (wavelength 467 to 483 nm) to pass therethrough, and these are in the same plane on the glass substrate surface. They are arranged alternately at intervals.

背面電極3の下方には発光素子への湿気の侵入を防止す
るためにシリコンオイル7を封入ガラス8により封入し
てある。
Silicon oil 7 is sealed below the back electrode 3 by a sealing glass 8 to prevent moisture from entering the light emitting element.

上記カラーフィルタ層4b,4g,4rの間には、第2図に示す
如く、これらの間を埋めるように遮光層としての黒色層
9が形成されて枠取りされている。黒色層9は有機薄膜
を黒色に着色して形成される。
Between the color filter layers 4b, 4g, and 4r, as shown in FIG. 2, a black layer 9 as a light shielding layer is formed and framed so as to fill the spaces between them. The black layer 9 is formed by coloring the organic thin film black.

図略の通電装置より透明電極2と背面電極3間に交流電
圧を印加すると、これらの交差点にある上記発光画素E
が発光する。すなわち、交流電界により絶縁層61、62内
に近い発光体層1中の電子が加速されてPrF3発光中心を
励起する。励起された該発光中心が基底状態に戻る際に
第3図に示す如き波長460〜800nmのスペクトル幅の広い
白色光を生じる。この発色光は各発光画素Eの上方にあ
るカラーフィルタ層4r、4g、4bを通り、赤、緑、ないし
青の各発光色となる。
When an AC voltage is applied between the transparent electrode 2 and the back electrode 3 from a current supplying device (not shown), the light emitting pixel E located at the intersection of these electrodes.
Emits light. That is, the AC electric field accelerates the electrons in the light emitting layer 1 near the insulating layers 61 and 62 to excite the PrF 3 emission center. When the excited emission center returns to the ground state, white light having a broad spectrum width of 460 to 800 nm as shown in FIG. 3 is generated. This colored light passes through the color filter layers 4r, 4g, 4b above the respective light emitting pixels E and becomes red, green, or blue light emitting colors.

かくして、上記透明電極2と背面電極3を適宜選択通電
することにより、所望の位置で、上記赤、緑、青の三原
色を組合わせた所望の色を得ることができる。
Thus, by selectively and selectively energizing the transparent electrode 2 and the back electrode 3, it is possible to obtain a desired color that is a combination of the three primary colors of red, green and blue at a desired position.

この時、上記発光素子Eから発した光は、カラーフィル
タ層4b,4g,4rの間に設けた黒色層9により外部への洩れ
が確実に阻止されるから、発色表示のコントラスト比が
大幅に向上する。
At this time, the light emitted from the light emitting element E is reliably prevented from leaking to the outside by the black layer 9 provided between the color filter layers 4b, 4g, and 4r, so that the contrast ratio of the color display is significantly increased. improves.

かかる構造の発光素子は構造が比較的簡単であるととも
に生産性にも優れている。
The light emitting device having such a structure has a relatively simple structure and is excellent in productivity.

なお、本実施例において、発光画素から発した光はカラ
ーフィルタ層にむけて進行するにしたがって漸次発散す
るから、カラーフィルタ層の面積を発光画素のそれより
も大きくした方がコントラスト比は上がる。
In this embodiment, the light emitted from the light emitting pixel gradually diverges as it travels toward the color filter layer. Therefore, the contrast ratio increases when the area of the color filter layer is larger than that of the light emitting pixel.

また、カラーフィルタ層は上記染色法による以外に、電
着法、真空蒸着法、印刷法、感光フィルム法等によって
形成してもよい。
Further, the color filter layer may be formed by an electrodeposition method, a vacuum deposition method, a printing method, a photosensitive film method, etc., in addition to the dyeing method.

さらに、発光体層における青色の発光効率は通常赤色や
緑色に比して劣るから、青色カラーフィルタ層の透過率
を他のカラーフィルタ層に比べて大きくすれば、三色の
色調をほぼ同一とできる。
Furthermore, since the emission efficiency of blue in the light emitting layer is usually inferior to that of red or green, if the transmittance of the blue color filter layer is made larger than that of the other color filter layers, the three color tones are almost the same. it can.

フルカラーの再生を必要としない場合には、カラーフィ
ルタ層は例えば赤色と緑色のみで良い
If full-color reproduction is not required, the color filter layer may be only red and green, for example.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図ないし第3図は本発明の一実施例を示し、第1図
は発光素子の部分断面斜視図、第2図は発光素子の全体
斜視図、第3図は発光体層の発光スペクトル図である。 1……発光体層 2……透明電極 3……背面電極 4r、4g、4b……カラーフィルタ層 5……ガラス基板 61、62……絶縁層 9……黒色層(遮光層) E……発光画素
1 to 3 show one embodiment of the present invention. FIG. 1 is a partial cross-sectional perspective view of a light emitting device, FIG. 2 is an overall perspective view of a light emitting device, and FIG. 3 is an emission spectrum of a light emitting layer. It is a figure. 1 ... Light emitter layer 2 ... Transparent electrode 3 ... Back electrode 4r, 4g, 4b ... Color filter layer 5 ... Glass substrate 61, 62 ... Insulating layer 9 ... Black layer (light-shielding layer) E ... Luminescent pixel

フロントページの続き (72)発明者 服部 正 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−157487(JP,A) 特開 昭57−119494(JP,A) 特開 昭57−53585(JP,A) 特開 昭57−25692(JP,A) 特開 昭58−30093(JP,A) 特開 昭61−142690(JP,A) 実開 昭60−186486(JP,U) 特公 昭52−7919(JP,B2)Front page continuation (72) Inventor Masaru Hattori 14 Iwatani, Shimohakaku-cho, Nishio-shi, Aichi Japan Auto Parts Research Institute, Inc. (56) Reference JP 57-157487 (JP, A) JP 57- 119494 (JP, A) JP 57-53585 (JP, A) JP 57-25692 (JP, A) JP 58-30093 (JP, A) JP 61-142690 (JP, A) Actual development Sho 60-186486 (JP, U) Japanese patent Sho 52-7919 (JP, B2)

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電界印加時に所定の色を発光する発光体層
と、該発光体層を挟んでその上下側に配置された複数の
ストライプ状の透明電極および背面電極と、これら透明
電極と背面電極とを互いに交差する方向に配置すること
によって上記発光体層のうち、上記各交差点に存在する
部分に形成される発光画素と、上記透明電極の上に形成
された透明でかつ絶縁性を有する層と、上記発光画素に
対応する上記透明でかつ絶縁性を有する層の上に形成さ
れ、上記発光画素から発する所定色の光を異なる色に変
換し、かつ上記発光画素の面積に比べて大きいカラーフ
ィルタ層と、同一平面内に間隔をおいて配置された上記
カラーフィルタ層の間を埋めるように形成されて、カラ
ーフィルタ層の間の洩れ光を遮蔽する遮光層とを具備す
る薄膜発光素子。
1. A light emitting layer which emits a predetermined color when an electric field is applied, a plurality of stripe-shaped transparent electrodes and a back electrode which are arranged on the upper and lower sides of the light emitting layer with the light emitting layer interposed therebetween, and the transparent electrode and the back surface. By arranging the electrodes in a direction intersecting with each other, a light emitting pixel formed in a portion existing at each of the intersections in the light emitting layer, and having a transparent and insulating property formed on the transparent electrode Formed on the layer and the transparent and insulating layer corresponding to the light emitting pixel, converts light of a predetermined color emitted from the light emitting pixel into a different color, and is larger than the area of the light emitting pixel. A thin film light emitting device comprising a color filter layer and a light-shielding layer formed so as to fill a space between the color filter layers arranged at intervals in the same plane to shield light leaking between the color filter layers. .
【請求項2】上記カラーフィルタ層は、少なくとも2色
を選択的に透過せしめる構成とされている特許請求の範
囲第1項記載の薄膜発光素子。
2. The thin film light emitting device according to claim 1, wherein the color filter layer is configured to selectively transmit at least two colors.
【請求項3】上記発光体層は、電界印加時に白色光を発
する材料により構成されている特許請求の範囲第1項ま
たは第2項記載の薄膜発光素子。
3. The thin film light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting layer is made of a material that emits white light when an electric field is applied.
【請求項4】上記カラーフィルタ層は、赤、緑、青の3
色を選択的に透過せしめる構成とされている特許請求の
範囲第3項記載の薄膜発光素子。
4. The color filter layer comprises three layers of red, green and blue.
The thin film light emitting device according to claim 3, wherein the thin film light emitting device is configured to selectively transmit colors.
【請求項5】上記青色カラーフィルタ層における白色光
の透過率が、上記赤色および緑色カラーフィルタ層にお
ける白色光の透過率に比べて大である特許請求の範囲第
4項記載の薄膜発光素子。
5. The thin film light emitting device according to claim 4, wherein the transmittance of white light in the blue color filter layer is higher than the transmittance of white light in the red and green color filter layers.
【請求項6】上記遮光層が、黒色層により構成されてい
る特許請求の範囲第1項ないし第5項のいずれかに記載
の薄膜発光素子。
6. The thin film light emitting device according to claim 1, wherein the light shielding layer is composed of a black layer.
【請求項7】上記透明でかつ絶縁性を有する層がガラス
基板により構成されている特許請求の範囲第1項ないし
第6項のいずれかに記載の薄膜発光素子。
7. The thin film light emitting device according to claim 1, wherein the transparent and insulating layer is composed of a glass substrate.
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JPS63121296A JPS63121296A (en) 1988-05-25
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