(57)【要約】本発明は、第１電極（２）及び第２電極（６）と、これらの電極（２、６）の間に配されており、これらの電極（２、６）の間に印加された電界の影響を受けて発光する光学層（３）とを有する表示装置であって、少なくとも、該表示装置のピクセルの領域内に位置されたバリスタ層（５）を有する表示装置に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極及び第２電極と、これらの電極の間に配されており、これらの電極の間に印加された電界の影響を受けて発光する光学層とを有し、電極と前記光学層との間に配されたバリスタ層を有する、表示装置。
【請求項２】
前記バリスタ層が、前記第１電極と前記第２電極とが、互いに重なる領域内に、構造化されて位置されていることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記バリスタ層が、前記光学層に対して平行に配され、前記バリスタ層が延在する表面が、前記光学層が延在する表面に対応していることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
誘電層が、前記光学層と前記バリスタ層との間に位置されていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記誘電層が、誘電率ε＞２０を有する誘電物質を含むことを特徴とする、請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記バリスタ層が、Ｂｉ２Ｏ３、Ｃｏ２Ｏ３、ＭｎＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３及びＢ２Ｏ３から成るグループから選択された少なくとも１つの物質をドープされたＺｎＯを、実質的に含むことを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記バリスタ層が、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５及びＷＯ３から成るグループから選択された少なくとも１つの物質をドープされたＳｒＴｉＯ３を、実質的に含むことを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記バリスタ層が、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５及びＷＯ３から成るグループから選択された少なくとも１つの物質をドープされたＹＴｉＯ３を、実質的に含むことを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記バリスタ層が、ドープされたＺｎＯ粒子、ドープされたＳｒＴｉＯ３粒子、又はドープされたＹＴｉＯ３粒子が分散されているポリママトリックスを有することを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１０】
表示装置であって、第１電極及び第２電極と、これらの電極の間に配されており、これらの電極間に印加された電界の影響を受けて発光する光学層とを有し、電極と前記光学層との間に配されたバリスタ層を有する表示装置を製造する方法であって、前記バリスタ層が、ブレードコーティング又はスクリーン印刷によって設けられることを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１電極及び第２電極と、これらの電極間に配された光学層とを有する表示装置であって、前記光学層は、前記電極間に印加された電界の影響を受けて発光する、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置のような、パッシブ・マトリックス型表示装置において、画素（ピクセル）の駆動の間のいわゆる「クロストーク」によって生じるコントラストの損失を防止するように、各ピクセルは、電子スイッチを備えている。この電子スイッチは、例えば、ＭＩＭダイオード（金属‐絶縁体‐金属‐ダイオード）、薄膜トランジスタ又はバリスタのような、非線形素子である。
【０００３】
欧州特許第ＥＰ ０ ３３７ ７１１ Ｂ１号明細書には、例えば、各ピクセル電極が、関連する信号ラインに、バリスタを介して接続されている透過型液晶表示装置が、記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記表示装置の欠点は、多数のピクセルを有する大型表示スクリーン対角寸法の場合、多数のバリスタが利用されなければならないことにある。これは、非常に時間がかかり、高価である。
【０００５】
従って、本発明の目的は、前記電子スイッチが、容易に、かつ、廉価に、マトリックス配列内に組み込まれることを可能にする、マルチプレックス駆動によって作動される表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、第１電極及び第２電極と、これらの電極間に配されており、前記電極間に印加された電界の影響を受けて発光する光学層とを有する表示装置であって、電極と前記光学層との間に配されたバリスタ層を有する表示装置によって、達成される。
【０００７】
バリスタとは、低電圧においては非常に高い抵抗、高電圧においては低い抵抗を有する電気抵抗器である。従って、小さい電圧が、前記第１電極と前記第２電極との間に印加された場合、前記バリスタ層は、絶縁層として働く。全体で、光学層に作用する前記電界は小さく、（可視）光の発光は、起こらない。しかしながら、ある閾値を越えている高電圧が、前記電極間に印加された場合、前記バリスタ層は、導電性を有するようになり、ほとんど、電極として働く。結果として、２つの前記電極間の距離が、突然変化し、強力な電界が、前記光学層に作用する。前記強力な電界が、突然、発生した結果、前記光学層は、（可視）光を発する。前記バリスタ層は、発光が生じる前記閾値が上昇されることと、輝度対電圧曲線の勾配が急峻になることとをもたらす。従って、アドレス指定されたピクセルと、アドレス指定されていないピクセルとの間の輝度の差が、最大化され、従って、本発明による表示装置のコントラストが改善される。
【０００８】
添付の請求項２に記載された有利な実施例は、前記ピクセルの領域内のコントラストが改善されることをもたらす。
【０００９】
添付の請求項３に記載された有利な実施例は、前記バリスタ層が構造化されなくてよいので、簡潔、かつ、廉価な態様で、作られることができる。
【００１０】
添付の請求項４に記載されている、有利には前記バリスタ層と前記光学層との間に存在する誘電層は、前記電界の絶縁破壊と短絡回路とを防止する。
【００１１】
添付の請求項５に記載されている有利な実施例は、付加的に、前記光学層の前記領域内の前記電界を高くする。
【００１２】
添付の請求項６ないし９に記載されている有利に選択された物質によって、８００℃を超過する高い焼結温度が、表示装置の製造条件と適合しない場合に、焼結ステップを必要としないバリスタ層が、作製されることができる。
【００１３】
本発明は、更に、第１電極及び第２電極と、これらの電極間に配されており、前記電極間に印加された電界の影響を受けて発光する光学層とを有する表示装置であって、電極と前記光学層との間に配されたバリスタ層を有し、前記バリスタ層は、ブレードコーティング又はスクリーン印刷によって設けられる表示装置を製造する方法に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のこれら及び他の見地は、添付された２つの図と、２つの例示的な実施例とを参照することによって、明らかになり、解明されるであろう。
【００１５】
図１に示されているように、本発明による表示装置の好適実施例は、例えば、ガラス又は合成樹脂を含む透明基板１を有する。透明基板１上に、平行配置された導電性ストライプの第１電極２が設けられている。前記導電性ストライプは、好ましくは、ＩＴＯ（スズドープ酸化インジウム）のような、透明な、導電性物質を含む。第１電極２上には、光学層３が位置されている。光学層３は、電界の影響を受けて発光する1つ以上の物質を含んでいる。光学層３上には、誘電物質の誘電層４が備えられており、該誘電物質の誘電層４は、誘電率ε＞２０を有するのが好ましい。前記誘電層４は、例えば、ＢａＴｉＯ３を含む。バリスタ層５は、誘電層４と隣接し、前記バリスタ層５は、平行配置された導電性ストライプの第２電極６を備えており、該第２電極６の該導電性ストライプは、第１電極２の前記導電性ストライプに対して直交して配されている。好ましくは、第２電極６は、導電性物質として、銀のような、金属を含む。２つの電極２、６の前記導電性ストライプは、それぞれ、電気的接続を備えており、電源に接続されている。
【００１６】
好ましくは、当該表示装置は、該表示装置を、特に湿気から保護するように、ポリメタクリル酸メチルのような合成樹脂の保護膜を備えている。
【００１７】
バリスタ層５は、好ましくは、光学層４が延在する表面全体に渡って光学層４に対して平行に延在する、閉じられた層である。代替的には、バリスタ層５は、構造化され、ピクセル形状の構造を呈することができる。この実施例において、バリスタ層５は、前記ピクセルの領域内、即ち２つの電極２、６の導電性ストライプが互いに重なっている領域内のみに、設けられる。
【００１８】
バリスタ層５は、好ましくは、Ｂｉ２Ｏ３、Ｃｏ２Ｏ３、ＭｎＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３及びＢ２Ｏ３から成るグループから選択された少なくとも１つの物質をドープされたＺｎＯを実質的に含む、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５及びＷＯ３から成るグループから選択された少なくとも１つの物質をドープされたＳｒＴｉＯ３を実質的に含む、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５及びＷＯ３から成るグループから選択された少なくとも１つの物質をドープされたＹＴｉＯ３を実質的に含む、又はドープされたＺｎＯ粒子若しくはドープされたＳｒＴｉＯ３粒子が分散されているポリママトリックスを含む。
【００１９】
バリスタ層５を製造するには、まず、バリスタ層５の物質が、粉末状で用意される。次いで、バリスタ層５が、ブレードコーティング又はスクリーン印刷によって製作される。特に、バリスタ層５が構造化される場合、前記スクリーン印刷の方法が、非常に適している。
【００２０】
ブレードコーティング処理において、バリスタ層５の、一定量の粉末状物質が、同量の結合材（例えば、Ｂａｙｅｒ社のＢａｙｓｉｌｏｎｅ）と混合される。得られる混合物は、好ましくは３０から３００μｍのブレード距離において、当該表示装置の構造に依存して、光学層３又は誘電層４上に設けられ、次いで乾燥される。乾燥後のバリスタ層５の厚さは、１０から６０μｍの間にある。
【００２１】
スクリーン印刷のペーストを準備するのに、バリスタ層５の粉末物質の重量の６０から７０％が、適切なゲルマトリックス（thixotropic matrix）内で攪拌される。得られたペーストは、光学層３又は誘電層４上に印刷され、次いで乾燥される。
【００２２】
他の層、及び構造化された電極の製造は、通例の方法によって行われる。
【００２３】
図２において、慣例的な表示装置７と、Ｂｉ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４及びＡｌ２Ｏ３をドープされたＺｎＯの閉じられたバリスタ層を有する本発明による表示装置８との、輝度対電圧曲線が示されている。
【００２４】
慣例的な表示装置と比較して、本発明による表示装置は、明らかに高い発光閾値を有する。前記輝度対電圧曲線の勾配は、特に高電圧において、慣例的な表示装置のものよりも、急峻である。これら２つの要素によって、本発明による表示装置のコントラストが、改善される。
【００２５】
光学層３は、エレクトロルミネセント物質、特に好ましくは、ＺｎＳ：Ｃｕベースのエレクトロルミネセント物質を含む。青色発光は、Ｃｌとの同時活性化（co-activation）、即ちＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌによって得られ、緑色発光は、Ａｌとの同時活性化、即ちＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌによって得られることができ、赤色発光は、Ａｌ及びＭｎによる同時活性化、即ちＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ，Ｍｎによって得られる。前記発光は、ＺｎＳ：ＣｕにおけるＺｎの部分を、例えばＣｄに置換し、この結果、結晶のバンドギャップが減少されることによって、長波長側にシフトされることができる。代替的には、サブピクセルの発光色は、蛍光体を混合することによって影響を受けることができ、該蛍光体は、青色発光によって励起されることができる（リエミッタ：re-emitter）。更に、サブピクセルの前記発光色は、カラーフィルタによって、及びカラーフィルタと、基板１又は第１電極２上のブラックマトリックスとによって、変化されることができる。
【００２６】
例１
粉末状のＢｉ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４及びＡｌ２Ｏ３ドープＺｎＯを準備するために、先ず、２．５ｗｔ. ％のＡｌ（ＯＨ）３を含むＺｎＯが、イソプロパノール内で、１ｋｇの、２ｍｍ厚さのイットリウム安定化ジルコニウム酸化物の複数のボール体によって、１６時間に渡って粉砕された。粉砕ボール（grinding ball）を取り除いた後、得られた物質は、ＩＲランプによって乾燥された。乾燥された粉体は、続いて、大気中で１０００℃において、６時間に渡り、か焼（calcine）された。か焼された粗粒子状の粉体は、続いて、イソプロパノール内で、２０ｍｍ厚さのイットリウム安定化ジルコニウム酸化物の複数のボール体を使用して、６時間に渡って、再び粉砕された。粉砕ボールを取り除いた後、得られた物質は、ＩＲランプによって乾燥された。続いて、得られたＡｌ２Ｏ３ドープＺｎＯと、５ｗｔ．％のＢｉ２Ｏ３と、１ｗｔ．％のＣｏ３Ｏ４とは、イソプロパノール内で、１ｋｇの、２ｍｍ厚さのイットリウム安定化ジルコニウム酸化物の複数のボール体を使用して、３時間に渡って、粉砕された。粉砕ボールを取り除いた後、得られた物質は、ＩＲランプによって乾燥された。乾燥された粉体は、続いて、大気中で９００℃において、０．５時間に渡って、か焼された。か焼された粉体は、次いで、ボールミル（ball mill）を使用して、シクロヘキサン内で、再度、粉砕された。続いて、前記粉体は、乾燥され、０．１２５ｍｍのふるいを通過された。
【００２７】
例２
ガラスの透明基板１は、ＩＴＯの層を備えており、該ＩＴＯの層は、フォトリソグラフィと、臭素酸（bromium acid）を使用するエッチングとによって、平行な、導電性ストライプの第１電極２に対して構造化されたものである。続いて、光学層３が、スクリーン印刷によって、第１電極２上に設けられた。光学層３は、３つの異なるエレクトロルミネセント物質を含んでおり、赤色光、青色光又は緑色光を発するサブピクセルを備えるピクセル形状の構造を呈するものであった。光学層３の赤色発光サブピクセルには、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ，Ｍｎが使用された。光学層３の緑色発光サブピクセルには、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌが使用された。光学層３の青色発光サブピクセルには、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌが使用された。光学層３の厚さは、２５μｍであった。ＢａＴｉＯ３を含む２８μｍ厚さの誘電層４が、光学層３上に設けられた。Ｂｉ２Ｏ３、Ｃｏ２Ｏ４及びＡｌ２Ｏ３がドープされたＺｎＯの２０μｍの厚さのバリスタ層が、ブレードコーティングによって誘電層４上に設けられた。次いで、第２電極６が、バリスタ層５上に印刷された。第２電極６は、第１電極２の導電性ストライプに対して直交して配された、平行配置された銀のストライプを含むものであった。
【００２８】
電極２、６の、個々の導電性ストライプは、電気的に接触しており、電源に接続されていた。当該表示装置は、一体的に、ポリメタクリルの保護膜を備えるものであった。
【００２９】
当該表示装置は、バリスタ層を有さない慣習的な表示装置と比較して、３００％高いコントラストを呈した。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による表示装置の構造の断面図である。
【図２】慣習的な表示装置の輝度対電圧曲線を、バリスタ層を有する本発明による表示装置の輝度対電圧曲線と比較して示している。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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