JPS6252533A - 液晶カラ−表示パネル - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液晶カラー表示パネルに関するものであり、
さらに詳しくは、液晶カラー表示パネルの一構成部品で
ある背面光源に薄膜エレクトロルミネセンス（Ｅ　Ｌ）
パネルを用いた液晶カラー表示パネルに関するものであ
る。

〔従来の技術〕

液晶表示パネルは実用段階に達し、携帯型液晶テレビ、
コンピュータのディスプレイ等に広く応用され、現在は
カラー化の段階に入っている０表示をカラー化すること
は、色識別による情報量の増加から必須のことであり、
ＣＲＴを用いた画像表示装置ではそのほとんどにおいて
カラー表示がなされている。

液晶表示パネルをカラー表示するにあたっては、基本的
にはツィステッド・ネマチックモード等を利用した液晶
光シャッタと、この光シャッタの背面に配置された多色
フィルタを用いることにより実現できるが、それに加え
て、表示品質を上げるためには、背後から多色フィルタ
を照らす照明光源が必須の構成部品である。

従来の液晶カラー表示パネル用多色フィルタとしては、
青色、緑色、赤色の光領域のいずれかを透過する３種の
有機材料を蒸着あるいは印刷法によってガラス基板上や
液晶用電極膜上に設けたものが使用されている。その多
色フィルタの代表的透過分光特性を第４図に示す、第４
図において、曲線ｌは青色光を、曲線２は緑色光を、曲
線３は赤色光を、それぞれ透過するフィルタの分光曲線
である。

また、従来の液晶カラー表示パネルの照明光源としては
、白色発光の水銀蛍光灯が用いられており、その発光ス
ペクトルは第５図に示すとおりである。したがって、第
４図の多色フィルタと第５図の光源とを組合わせた従来
のカラー表示パネルでは、第６図に示すごとく、青色光
としては領域４の光が、緑色光としては領域５の光が、
赤色光としては領域６の光が、それぞれ、観測者には認
知されることになる。第６図から明らかなように、これ
らの光はいずれも波長分布が広帯域であり、したがって
ＣＲＴに比べて色純度が悪く、三原色としては不十分な
ものであり、これらを混合することによって得られる中
間色も色相が悪くなってしまうという欠点があった。

さらに、背面照明光源としてこのような蛍光灯を用いる
と、容積が大きくなってしまい、液晶の薄形というメリ
ットが損なわれてしまい、さらに蛍光灯は線光源である
ため、パネルを大面積にすると均一に照明するのが難し
くなり、照明むらが生じるという欠点もあった。

なお、薄形でかつ大面積の液晶表示パネルを全面均一に
照明するための面光源として、従来ＥＬパネルを背面照
明光源として使った試みもなされている。しかし、これ
までに提案されているＥＬ照明光源は単色発光色のもの
であるので、モノカラー表示パネルにしか使用できず、
多色フィルタと液晶光シャッタで構成されたカラー表示
パネルの白色光源としては使用できないという欠点があ
った。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで、本発明の目的は、かかる従来の色純度が悪く、
光源部の容積が大きく、しかも照明むらが出るという問
題点を解決するように適切に構成した液晶カラー表示パ
ネルを提供することにある。

〔問題点を解決するめの手段〕

このような目的を達成するために、本発明は、液晶光シ
ャッタと、多色フィルタと、液晶シャッタおよび多色フ
ィルタの少なくとも一方を照明する光源とを有する液晶
カラー表示パネルにおいて、光源は、青色、緑色および
赤色の発光スペクトルのいずれをも有する発光膜を含ん
で構成された薄膜エレクトロルミネセンスパネルを具え
たことを特徴とするものである。

〔作　用〕

本発明は、薄膜ＥＬ素子、とくに希土類金属化合物を発
光センタとして添加した素子の発光においては、その発
光スペクトルがシャープな輝線スペクトルであるという
特徴を利用して、青色、緑色、赤色のいずれの波長領域
にも鋭いスペクトルを有する薄膜ＥＬパネルを用いて背
面光源を構成することによって、従来技術に対比して、
極めて色純度の高いカラー表示を実現できる効果かある
。これに加えて、本発明では、薄膜ＥＬパネルを背面光
源に用いるので、青色から赤色の領域にわたり発光スペ
クトル成分を有する薄形でかつ均一な面発光分布を得る
ことができる。

〔実施例〕

以下に実施例を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例を示し、ここで、７Ａおよび
７Ｂは偏光板、８Ａおよび８Ｂはそれ　　　　゛ぞれ偏
光板７Ａおよび７Ｂの後面および前面に配置され、液晶
をはさむガラス板、９はガラス板８Ａと８Ｂとの間に配
置され、液晶を充てんするギャップを決めるスペーサで
ある。ＩＯＡおよび１０Ｂは液晶に電界を印加するため
の透明電極であり、電極１０Ａはガラス板８Ａに固着し
、電極１０Ｂはガラス板１０Ｂに固着する。電極１０Ａ
は平板の形態であり、電極１０Ｂは色フィルタに対応し
た形状である。１１は電極１０Ｂ上に配置した色フィル
タ層、１２はガラス板８Ａ、８Ｂとスペーサ９とで形成
された空間に充填されている液晶である０以上により液
晶光シャッタと多色フィルタとを構成する。

さらに偏光板７Ｂの背後に、ガラス基板１３を配置し、
このガラス基板１３上には、Ｉｎ２Ｏ３：　Ｓｎ透明電
極膜１４、Ｔａａ０５絶縁膜１５　Ａ、　　ＴｍＦ３．
ＴｂＦ３　、ＳｍＦ３をそれぞれ１〜３重量％添加した
ＺｎＳ発光層薄膜１６　、　Ｔａｚ０５絶縁膜１５Ｂ、
およびＡ文金属電極膜１７を順次にスパッタリング法に
より形成して作製した薄膜ＥＬパネルを配置する。

この表示パネルを用いてカラー表示を行うには、まず薄
膜ＥＬパネルの対向電極１４と１７との間に交流を印加
する。それによって薄膜ＥＬパネル内の発光層薄ｆｌｌ
　１６が全面にわたって均一に発光する。その発光スペ
クトルは発光センタであるＴ　ｍ　、　Ｔ　ｂ　、　Ｓ
　ｍに依存し、具体的にはＴｍ発光センタに起因する波
長４８０ｎｍの青色発光と、Ｔｂ発光センタに起因する
波長４８８ｎｍの青色発光および波長５４２ｎｍの緑色
発光と、Ｓｍ発光センタに起因する波長５６５ｎｍの緑
色発光と、波長６０２ｎｍ、６４８ｎｍの赤色発光の合
計６本の輝線スペクトルが同時に発光する。

液晶光シャッタの電極１０ＡとＩＯＢとの選択部分に電
界を印加し、液晶光シャッタをオフ状態からオン状態に
すると、選択した画素のところは薄ｌ１ｌＥＬパネルの
光が色フィルタ１１．液晶１２、偏光板７Ａを通じて外
へ出るので、薄膜ＥＬパネルの発光輝線スペクトルのう
ち、フィルタの透過光領域にある輝線スペクトルのみが
外部に取り出され、青色あるいは緑色または赤色と認識
される。なお、液晶光シャッタがオフ状態のときには液
晶は光を透過しないので、薄膜ＥＬの発光は外部へ出ず
発光色は外部から観測されない。

第２図は、未実施ｉ光層薄膜１６としてＺｎＳにＴｍＦ
３　、ＴｂＦ３　、ＳｍＦ３を同時に発光センタとして
添加した薄膜を用いた薄膜ＥＬパネルの発光スペクトル
を示し１図中の領域１８．１９および２０は、それぞれ
、青フィルタ（第４図の特性１）、緑フィルタ（第４図
の特性？）および赤フィルタ（第４図の特性３）を通し
て取出される部分を示すものである。

第３図は本実施例の液晶カラー表示パネルの青ＣＢ）、
緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の三原色の色度を、従来のパネルの
三原色と比較して示す図であって、２１が本実施例のパ
ネルの特性を示し、２２が従来のパネルの特性を示すも
の〒ある。

第３図および第４図かられかるように、本発明では青、
緑、赤成分が同時発光する薄膜ＥＬパネルを背面照明光
源として用いるので、その発光スペクトルの輝線ライン
が少なく、かつ分離し、それぞれがシャープであり、し
たがって、従来の蛍光灯を光源に用いたパネルに比べて
、カラー表示色の色純度が高く、かつ広範囲の中間色が
混色法により得られることがわかる。

さらに、薄膜ＥＬパネルは、薄形の均一な発光が大きな
特長であるので、薄膜ＥＬパネルを照明光源に用いるこ
とによって液晶カラー表示パネル全体としても薄形化で
き、かつ大面積の均一な表示を実現できる。

なお、本実施例では、薄膜ＥＬパネルを作製する方法と
してスパッタ法を用いたが、その他に蒸着法やＣＶＤ法
によっても薄Ｉｔ！ＩＥＬパネルを作製することができ
る。

発光層薄膜１６を構成するにあたって、本実施例ではＺ
ｎＳ　ヘＴｍＦ３　、ＴｂＦ３およびＳｍＦ３を同時に
添加したが、　ＴｍＦ３のみを添加したＺｎＳ薄膜とＴ
ｂＦ３のみを添加したＺｎＳ　＠膜とＳｍＦ３のみを添
加したＺｎＳ薄膜とを積層した構成としてもよい。

あるいはまた、ＴｂＦ３を添加したＺｎＳ薄膜は、実施
例の説明に述べて゛あるように、青色と緑色の両領域に
発光　スペクトルをもつので、発光センタとしてＴｂＦ
３とＳｍＦ３の２種類のみとし、これらを同時添加した
ＺｎＳ薄膜または個別に添加したＺｎＳ薄膜を積層した
ものを発光層としぞ用いることもできる。

その他に、薄膜ＥＬ用発光層材料とじては、青色発光が
得られるものにＣｅＦ３あるいはＣｅＣｎ　３添加Ｓｒ
Ｓ膜、緑色発光するものとしてＣｅＣｆＬ　ｓ添加ｃａ
Ｓ　ＩＩＩあるいはＴｂＰ添加ＺｎＳ膜、赤色発光する
ものとしてＥｕＣ文３ｇ加ＣａＳ膜があり、これらの中
の適当な組合せを選んで本発明の発光層、すなわち青色
、緑色、赤色のいずれの領域にも鋭い発光スペクトルを
有する薄膜ＥＬ発光層１６を形成してもよい。

ところで、第１図示の薄膜ＥＬパネル構造中の絶縁膜１
５Ａおよび１５Ｂはパネルの電気的保護を目的としたも
のであるので、絶縁膜材料として、上記実施例で用いた
Ｔａ、Ｏｓ　（７）他に、　Ｙ、：Ｌ０３　、５ｊ４）
０３　、　Ｓ＋ｓＮａ　１Ａｕ２０３　、ＢａＴｉＯ３
、ＰｂＴｉＯ３，５ｒＴｉ０３等を用いてもよいし、ま
た発光層薄膜１６に十分な電気的耐圧があるならば、か
かる絶縁膜は一層のみ配置する構成とするか、あるいは
全く絶縁膜を配置しなくともよい。

本発明液晶カラー表示パネルにおいては、背面照明光源
を上述したような構成とする外は、液晶光シャッタおよ
び色フィルタに関しては、その構成や材料については何
ら限定されるものでないことは論を待たない、たとえば
、かかる照明光源の前方に配置する色フィルタと液晶光
シャッタの配置の順序は、第１図示のようにこの順序と
する代わりに、これとは逆の順序であってもよい、また
、液晶光シャッタと色フィルタとは、第１図に示したよ
うに一体に構成する代わりに、両者を別体に構成したも
のを組合せて配置するようにしてもよい０色フィルタは
、各画素に対して、青色、緑色、赤色の発光スペクトル
を有する発光膜を個別にまたは一体化して配置し、かつ
これら各色の領域を丸、四角形、三角形などのドツト状
やストライプ状に配置するなど、適宜の形態とすること
ができる。

〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば１色純度がよく広
範囲の中間色表示を行うことができ、しかも発光むらの
ない表示パネルを薄形に構成できるから、情報入出力機
器や宅内装置に最適な高性能千面鍮ｉ兎パネルを提供す
ることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す断面図、 第２図は本発明の一実施例における照明光源ＥＬパネル
の発光スペクトル図、 第３図は従来および本発明の液晶カラー表示パネルの色
度を比較して示す図、 第４図は多色フィルタの透過分光特性図、第５図は水銀
蛍光灯照明光源の発光スペクトル図、 第６図は多色フィルタと水銀蛍光灯を組み合わせたとき
に取り出される光のスペクトル領域を示す図である。 ７Ａ、７Ｂ・・・偏光板、 ８Ａ　、８Ｂ・・・液晶光シャッタ用ガラス板、９・・
・スペーサ、 １０Ａ、ＩＯＢ・・・透明電極、 １１・・・多色フィルタ膜、 １２・・・液晶、 １３・・：薄膜ＥＬパネル用ガラス基板、１４・・・透
明電極、 １５Ａ、１５Ｂ・・・絶縁膜、 １６・・・青、緑、赤同時発光薄膜発光層、１７・・・
金属電極、 ２１・・・本発明のパネルの色度領域、２２・・・従来
のパネルの色度領域。 特許出願人　　日本電信電話株式会社 代　理　人　　弁理士　谷　　義　− 杢定明Ｖ方ヒイ列の断面図 第１図 完尤強度（イチ東皐位） つ； 邑７を比中史図 第３図 第４図 ５皮　　　畏　　℃筑ン 水銀蛍を灯光淋の定しスヘ゛７トル図 第５図 ５Ｌ　　長　（π笈） 取゛はでがる尤のスＹクトル今＠２入図第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液晶光シャッタと、多色フィルタと、前記液晶光シャッ
   タおよび前記多色フィルタの少くとも一方を照明する光
   源とを有する液晶カラー表示パネルにおいて、前記光源
   は、青色、緑色および赤色の発光スペクトルのいずれを
   も有する発光膜を含んで構成された薄膜エレクトロルミ
   ネセンスパネルを具えたことを特徴とする液晶カラー表
   示パネル。