JPS63299092A

JPS63299092A - 薄膜エレクトロルミネッセントパネル

Info

Publication number: JPS63299092A
Application number: JP62131751A
Authority: JP
Inventors: Koji Deguchi; 浩司出口; Seiichi Oseto; 大瀬戸　誠一; Yoshiyuki Kageyama; 喜之影山; Kenji Kameyama; 健司亀山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1987-05-29
Filing date: 1987-05-29
Publication date: 1988-12-06

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】［技術分野］本発明は薄膜Ｅｌｌパネルディスブレス関し、更に、プ
ラズマディスプレイあるいは螢光表示管にも利用できる
薄膜エレクトロルミネッセントパネルに関する。

［従来技術］一般に薄膜Ｅｌの場合、フルカラーを示すのに必要な３
原色である赤、緑そして青色発光部Ｒ１Ｇ，Ｂを第２図
に示すように絶縁層３で挟み透明電極２を介してガラス
基板１の上に重ね合わせ、それぞれ任意の発光輝度で加
色混合することでフルカラー表示を得ることができる。

この場合、一般にＣＲＴに代表されるような同一平面上
に３原色を配置する方法に比べ、３原色を立体的に配置
している分だけ解像度の点において優れている。次にそ
れぞれの配置順序であるが、３原色の発光強度が同程度
であれば視感度の点より表示側から青、赤、緑の順番が
最も望ましい。

現在フルカラーＥＬを示すために用いられる３原色の材
料としては、次のものが考えられる。

く緑色発光〉発光輝度　色調ＺｎＳ：Ｔｂ−・・　　○　　　０ｃａｓ：ｃｅ・・・　　Δ　　　Ｘ〈赤色発光〉発光輝度　色調ｚｎｓ：ｓｍ・・・　　Δ　　　△ ＣａＳ：Ｅｕ−・・　　Δ　　　０く青色発光〉発光輝度　色調ＺｎＳ：Ｔｍ−Ｘ　　　　０ｓｒｓ：ｃｅ−ｏ　　　　ｘ第２図に示すようなフルカラーＥＬパネルを実現するた
めには、高輝度であることはもちろんのこと、それぞれ
の発光色の色調が良いことが必要である。しかし実際に
は、上述したような条件を満足しているものはｚｎｓ：
Ｔｂだけであり、特に、青色発光を示す材料は、現在の
ところ満足なものがない。例えば、青色発光用として考
えられているｚｎｓ：Ｔｍは、色調は問題ないが、発光
輝度は低く、実用レベルには達していない。一方、もう
一つの青色発光の候補として考えられているｓｒｓ：ｃ
ｅは、発光輝度は非常に高いが、その発光色は青緑色で
あるため、そのままではフルカラー用として用いること
ができない。

一般に、発光輝度の特性は、その材料固有の性質に左右
されるため、改善は非常にむずかしい。しかし、発光色
の改善については、例えば、特開昭５６−１６８３９０
＠、特開昭５１−２５６９２号記載のごとく、カラーフ
ィルターを用いることにより比較的簡単におこなうこと
ができる。又、ｓｒｓ：ｃｅについては、カラーフィル
ターを用いることで色調を改善し、フルカラーパネル用
の青色発光材料として用いることが可能であることが開
示された（その報告例は１９８６．３ＩＤ　Ｉｎｔｅｒ
ｎａｔｉｏｎａｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍ　ｐ、２９　Ｓ、
Ｔａｎａｋａ　ｅｔ、ａｌ）。この方法は、青色発光だ
けでなくカラーフィルターの種類を変えることで他の色
についても応用できる。

しかし、カラーフィルターを用いる場合、第２図のよう
な素子構成では不都合な場合が起こりうる。上述した青
色発光の場合を例にすると、カラーフィルターを持った
ｓｒｓ：Ｃｅ青色発光部は、表示面から最も離れた位置
に配置されるしかない。なぜならカラーフィルターは、
青色よりも長波長側の発光成分をカットするため、それ
以外の“配置では、緑色や赤色発光いずれか、もしくは
両一方がカットされフルカラー化が再現できなくなって
しまう。一方、このような配置では青色発光は、緑色お
よび赤色発光の層を通過するため、その実行的な輝度は
著しく低下する。ざらに、青色に対する人間の視感度が
かなり低いこと、そしてカラーフィルターを用いて色調
を改善していることなどもあり、明るさの点で青色発光
材料としてＺｎＳ：Ｔｍを用いた場合と大差がなく、そ
れ以上に製作工程が極めて複雑になるという欠点が生じ
る。又、これらの構成ではカラーフィルター形成後に発
光部を形成しなければならず、耐熱性、エツチング性能
の点で、十分適合性をもつカラーフィルター材料を選択
するのは極めて困難である。

このような問題は、色調の悪い赤あるいは緑色の場合で
も、カラーフィルターを用いるかぎりは同様である。

以上のことから、従来技術を用いて高輝度で、かつ色調
の良いフルカラーＥＬパネルを製作するためには、３原
色を示す発光部をそれぞれ同一平面上に配置するしかな
く、フルカラーＥＬパネルの利点である、３原色を立体
的に配置することで得られる高解像度を実現することは
不可能であった。

［目　　的］本発明は、従来技術の上記問題点を解決し、高輝度、高
解像度で、かつ、色調の優れたフルカラーＥＬパネルを
提供することを目的としている。

［構　成］上述のような問題を解決するために、この発明の構成は
、ひとつには特許請求の範囲（１）、（２）に記載の通
り、それぞれが独立した複数の薄膜ＥＬ素子を積層した
発光部とカラーフィルターを用いた発光部と交わらない
ように隣接させたこと、またひとつには特許請求の範囲
（３）に記載の通り、カラーフィルターがガラス基板を
介して薄膜ＥＬ素子の反対側に形成されていることを特
徴とする薄膜エレクトロルミネッセントパネルである。

これにより、カラーＣＲＴに代表されるような同一平面
上に３原色を配置する場合と比べて解像度の点で優れて
いるというフルカラーＥＬパネルの利点を損なうことが
ない。又、カラーフィルターの形成場所を、発光部の逆
側にすることでカラーフィルターの製作方法に制限を加
える必要がない。この構成を色調の悪い青色発光に用い
た場合の具体的な例を以下に示す。

第１図にフルカラーＥＬパネルの１部分の断面図を示す
。赤色、緑色そして青色発光を示す材料として、ＣａＳ
　：　Ｅｕ、ＺｎＳ　：Ｔｂ、ＳｒＳ：Ｃｅをそれぞれ
用いた。

Ｃａｂ：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｔｂについてはいずれも発光色
の色調が良く、カラーフィルターを用いる必要がない。

一方、ｓｒｓ：ｃｅを青色発光として用いるためには、
カラーフィルターが必要である。フィルターの特性とし
ては、５００ｎｍ以上の波長領域をカットするローパス
フィルターであり、製作方法は、蒸着あるいは印刷など
の方法を用いることができるが、特に限定する必要はな
い。ただし、干渉フィルターはその原理から考えて、視
野角に制限ができるため、不適格である。以上のことを
考慮して第１図に示したように、それぞれ赤色、緑色発
光を示す発光部Ｒ，Ｇだけを積層し、青色発光を示す発
光部Ｂを緑色／赤色発光部と交わらないように、互い違
いに同一基板上に形成し、青色発光部の逆側にカラーフ
ィルター４を設ける。

この素子構成は、基本的には通常の二重絶縁構造を有す
る赤色、緑色そして青色発光を示す薄膜ＥＬ素子からな
る。そのため、フルカラーＥＬパネルに用いる透明電極
には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　０ｘｉｄｅ）ヤ
ＺｎＯ：Ａ１等が用いることができる。又、絶樟層材料
には、Ｙ２Ｏ３，５１０２、Ｔａ２０５等の酸化物、Ｓ
ｉ３Ｎ４、ＢＮ、ＡＩＮ等の窒化物及びそれらの復合膜
などを用いることができ、又、ＰｂＴｉＯ３，５ｒＴｔ
Ｏｘ、ＢａＴｉＯ３等のペロブスカイト型やＢａＴａ２
Ｏ６等のタングステンブロンズ型のような強誘電体を用
いることもできる。

次にフルカラーＥＬパネルの製作手順について説明する
。

赤色発光部透明電極２Ｒをストライプ状にエツチングし
た所定のガラス基板１上に、絶縁層３を蒸着し、これを
透明電極上に残るようにエツチングする。次に、赤色発
光層Ｒを蒸着する。これは、緑色発光層Ｇに比べ赤色発
光層Ｒのほうが発光輝度が低く、視感度の点を考慮した
結果である。そして先に蒸着した絶縁層の上に、ワンラ
インごとに残るように赤色発光層Ｒをエツチングする。

さらにその上に絶縁層３を蒸着し、赤色発光層の上に残
るようにエツチングする。そして、その上に共通透明電
極２Ｃを蒸着し、先に形成した赤色発光部と垂直方向に
交わるようにエツチングする。

次に同じような手順を用い、絶縁層３、緑色発光層Ｇ１
絶縁層３をそれぞれ蒸着する。

その結果、第１図（ａ）の部分ができる。

次に、上述したように構成された緑色／赤色発光部と互
い違いの部分に、青色発光部Ｂすなわち絶縁層３、青色
発光層Ｂそして絶縁層３を上述と同様な方法で製作する
。そして最後に、緑色／赤色発光部と青色発光部それぞ
れに背面電極５Ｇ、５Ｂを蒸着する。最後に青色発光部
の発光取り出し側、すなわち上述した蒸着面の反対側に
青色発光部の色純度を改善するためのカラーフィルター
４を蒸着あるいは印刷などの方法を用いて設ける。

上述したような手順で製作したフルカラーＥＬパネルの
１部分について、それぞれの電極だけに着目した簡略図
を第３図に示す。青色発光部において、共通透明電極を
背面側に設けた場合、背面側での光の反射が起こらず、
発光輝度の減少がみられるが、共通透明電極上にさらに
従来用いられるＡ１などに代表される電極を形成するこ
とで防ぐことができる。

ここでは、形成順序として、赤色発光部、緑色発光部そ
して青色発光部としたが、本発明で得られる効果は、特
に形成順序に依らない。

このフルカラーＥｌパネルは、赤色、緑色そして青色発
光部に電圧を印加することでそれぞれの発光が得られる
。又、一般的に考えられている輝度変調である駆動電圧
、パルス幅そして周波数変調などを用いることで、各発
光色を任意の輝度で加色混合させ任意の発光色を得るこ
とができる。

次に、色調の悪い青色、緑色そして赤色発光を示すそれ
ぞれの材料を用いて、今回の構成にしたがって製作した
フルカラーＥＬパネルの実施例を示す。

実施例１ここでは色調の悪い青色発光材料としてｓｒｓ：ｃｅを
用いた。その他の発光色である赤、緑色については、色
調の良い発光を示すＣａＳ：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｔｂをそれ
ぞれ用いた。以下に、それぞれの製作条件を示す。

［赤色発光用薄膜ＥＬ］材料・・・・・・・・・Ｃａｂ：Ｅｕ作製方法・・・電子ビーム蒸着法作製条件・・・基板温度Ｔｓｕｂ　＝５００℃［緑色発
光用薄膜ＥＬ］材料・・・・・・・・・ＺｎＳ：Ｔｂ作製方法・・・スパッタリング法作製条件・・・基板温度Ｔｓｕｂ　−２００℃、熱処理
温度−６００℃ ［青色発光用薄膜ＥＬ］材料・・・・・・・・・ｓｒｓ：ｃｅ作製方法・・・電子ビーム蒸着法作製条件・・・基板温度Ｔｓｕｂ　＝　５００℃次に、
今回用いたカラーフィルターの波長−透過率特性を第４
図に示す。５００ｎｍ以下の平均透過率が、８０％以上
で、ｓｏｏｎｍ以上の波長をカットするローパスフィル
ターを用いた。

第５図に、今回のフルカラーＥｌパネルの表色範囲をＣ
ＩＥ色度座標を用いて示す。参考として、現在用いられ
ているフルカラーＣＲＴの表色範囲も同時に示す。これ
からもわかるように、今回のフルカラーＥＬパネルはフ
ルカラーＣＲＴと比較してもほとんど変わらない。

実施例２ここでは色調の悪い緑色発光材料として、ＣａＳ：Ｃｅ
を用いた。その他の発光色である赤、青色については、
色調の良い発光を示すｃａｓ：　Ｅｕ、ｚｎｓ　：Ｔｍ
をそれぞれ用いた。以下に、それぞれの製作条件を示す
。

［赤色発光用薄膜ＥＬＦ材料・・・・・・・・・ＣａＳ：ＥＬＪ作製方法・・・
電子ビーム蒸着法作製条件・・・基板温度ＴＳｕｂ　＝　５００’Ｃ［緑
色発光用薄膜ＥＬＦ材料・・・・・・・・・ｃａｓ　：　ｃｅ作製方法・・
・電子ビーム蒸着法作製条件・・・基板温度Ｔｓｕｂ　＝　５００°Ｃ［青
色発光用薄膜ＥＬ］材料・・・・・・・・・Ｚｎ３：Ｔｍ作製方法・・・電子ビーム蒸着法作製条件・・・基板温度Ｔｓｕｂ　＝　２００℃、熱処
理温度＝５００℃ 次に、今回用いたカラーフィルターの波長−透過率特性
を第６図に示す。５５０止以下の平均透過率が、８０％
以上で、５５０ｎｍ以上の波長をカットするローパスフ
ィルターを用いた。

第７図に、今回のフルカラーＥＬパネルの表色範囲をＣ
ＩＥ色度座標を用いて示す。参考として、現在用いられ
ているフルカラーＣＲＴの表色範囲も同時に示す。これ
からもわかるように、今回のフルカラーＥＬパネルはフ
ルカラーＣＲＴと比較してもほとんど変わらない。

実施例３ここでは色調の悪い赤色発光材料として、ｚｎｓ：ｓｍ
を用いた。その他の発光色である緑、青色については、
色調の良い発光を示すＺｎＳ　：Ｔｂ、ＺｎＳ　：Ｔｍ
をそれぞれ用いた。以下に、それぞれの製作条件を示す
。

［赤色発光用薄膜ＥＬ］材料・・・・・・・・・ｚｎｓ：ｓｍ作製方法・・・電子ビーム蒸着法作製条件・・・基板温度Ｔｓｕｂ　＝　２００℃、熱処
理温度＝　５００℃ ［緑色発光用薄膜ＥＬ］材料・・・・・・・・・ＺｎＳ：Ｔｂ作製方法・・・スパッタリング法作製条件・・・基板温度Ｔｓｕｂ　−２００℃、熱処理
温度−６００℃ ［青色発光用薄膜ＥＬＩ材料・・・・・・・・・ＺｎＳ：Ｔｍ作製方法・・・電子ビーム蒸着法作製条件・・・基板温度Ｔ　ｓｕｂ　＝　２００℃、熱
処理温度＝５００℃ 次に、今回用いたカラーフィルターの波長−透過率特性
を第８図に示す。６００ｎｍ以上の平均透過率が、８０
％以上で、６００ｎｌｌｌ以下の波長をカットするバイ
パスフィルターを用いた。

第９図に、今回のフルカラーＥＬパネルの表色範囲をＣ
ＩＥ色度座標を用いて示す。参考として、現在用いられ
ているフルカラーＣＲＴの表色範囲も同時に示す。これ
からもわかるように、今回のフルカラーＥＬパネルはフ
ルカラーＣＲＴと比較してもほとんど変わらない。

［効　　果］以上説明したように本発明を用いることによって、次の
ような効果が得られた。

（１）従来技術で′は実現できなかった高輝度かつ色調
の良いフルカラーＥｌパネルを実現できた。

（２）薄膜ＥＬの特徴である高解像度なフルカラーＥＬ
パネルを実現できた。

（３）従来では３原色の１つとして用いることができな
かった発光材料を、本発明を用いることにより実用可能
となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＥ１発光素子の例を示す断面の模式図
、第２図は従来の２１発光素子の一例を示す断面の模式図
、第３図は本発明のフルカラーＥＬパネルの一部分につい
て、それぞれの発光部の電極だけを示した簡略図、第４図は実施例１で用いた青色発光用ＩＩ膜ＥＬのカラ
ーフィルターの波長−透過率特性を示すグラフ、第６図は実施例２で用いた緑色発光用薄膜ＥＬのカラー
フィルターの波長−透過率特性を示すグラフ、第８図は実施例３で用いた赤色発光用薄膜Ｅｌのカラー
フィルターの波長−透過率特性を示すグラフ、第５図、７図、９図はそれぞれ実施例１．２．３のフル
カラーＥｌパネルの表色範囲をＣＩＥ色度座標によって
示すグラフである。１・・・ガラス基板、２・・・透明電極、３・・・絶縁
層、４・・・フィルター、５・・・背面電極、ト・・青
色発光部、Ｇ・・・緑色発光部、Ｒ・・・赤色発光部、
２Ｒ・・・赤色発光部透明電極、２Ｇ・・・緑色発光部
透明電極、２Ｂ・・・青色発光部透明電極、２ｃ・・・共通透明電
極、５Ｇ・・・緑色発光部背面電極、５Ｂ・・・青色発光部背面電極。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）互いに発光色の異なる複数の発光部から成り、カ
ラーフィルターを用いない発光部を少なくとも２種以上
、光の取り出し方向に重ね、その重ねた複数の発光素子
とは交わらないようにカラーフィルターを具備する発光
部を隣接させたことを特徴とする多色発光素子。
（２）発光部がすべて独立した薄膜ＥＬ素子から成り、
同一基板上に形成されている上記特許請求範囲（１）の
多色発光素子。
（３）基板が透光性基板であり、カラーフィルターがそ
の透光性基板を介して対応する薄膜発光素子の反対側に
形成されていることを特徴とする上記特許請求の範囲（
２）の多色発光素子。
（４）カラーフィルターを用いない緑色薄膜ＥＬ素子と
赤色薄膜ＥＬ素子、およびカラーフィルターを用いる青
色薄膜ＥＬ素子から成る上記特許請求範囲（２）の多色
発光素子。