JP2000277261A

JP2000277261A - 発光表示素子

Info

Publication number: JP2000277261A
Application number: JP11084542A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Ishiwatari; 正治石渡; Minoru Kanda; 稔神田; Akira Okubo; 晶大久保; Toshio Tsujimoto; 俊夫辻元
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2000-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】構造が簡単で視認性が高く、複数のパタ
ーンを表示できる発光表示素子の提供。【解決手段】背面電極層と透明な表面電極層との間に
絶縁層および発光層を積層し、電極間に電圧を印加して
発光させる発光表示素子であって、背面電極層と表面電
極層が、いずれも、微細な分割線によって複数の領域に
分割されており、該分割パターンが背面電極層と表面電
極層とで異なることを特徴とする発光表示素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄型化に適する発
光表示素子に関する。より具体的には、複数のパターン
をコントラスト良く発光表示する発光パネルに関する。
本発明の発光表示素子は、例えば、図形、数字、標識等
のパターンを強調表示または切替表示するための発光表
示素子として好適である。

【０００２】

【従来技術】エレクトロミネセンス(ＥＬ)発光パネル
は、背面電極層と表面電極層との間に絶縁体層と発光層
を積層してなる薄型発光素子である。背面電極層と表面
電極層との間に高周波電圧を印加することにより発光層
を励起して発光させる。このＥＬ発光パネルは軽量化が
容易であり、消費電力が低く、均一な面発光が可能であ
ることから液晶ディスプレイのバックライト等に利用さ
れているが、最近では、視野角依存性が少なく安定性に
優れる点に着目してパターン表示機能を付与し、交通標
識等のサインボード等に利用する試みもなされている。

【０００３】例えば、特開平07-152334号公報には、パ
ネルの前面にマスク(遮光シート)を設け、これによって
所定のパターンを表示する装置が記載されている。しか
し、この装置は製作は容易であるが、遮光マスクで覆わ
れた部分も無駄に発光するため表示面積に対して数倍も
の消費電力を要するという問題がある。また、マスクを
取り替えない限り表示パターンの変更ができない。

【０００４】特開昭58-68893号公報には、複数のセグメ
ントから構成される背面電極と透明電極との間に蛍光体
層と絶縁体層とを配してなる可撓性電場発光素子が記載
されている。これは符号表示用のセグメント電極の１つ
以上と対向電極である透明電極層との間に電圧を印加す
ることにより当該セグメント上の蛍光体を発光させて符
号表示を行なうものである。必要最低源の電力で済むと
ともに、例えば、ディジタル表示で慣用されている７セ
グメントパターンを用いれば、英数字の表示が一応可能
であり、セグメントの選択によって表示する符号を変え
ることが可能である。

【０００５】しかし、特開昭58-68893号公報に記載の構
成では、各セグメントは同一平面上で互いに絶縁されて
いる必要があるため表示パターンには限界がある。例え
ば、縦縞と横縞のような互いに交差するパターンを交互
に表示することは不可能であるし、形状が全く異なる複
数のグラフィックパターン（例えば、星と傘マークな
ど）を切り替え表示しようとすると、パターニングが極
めて複雑になり現実的でない。このため、この種の発光
表示装置は、計測機器の数値の表示などの一定の範囲に
実際上の用途が限られるという問題がある。

【０００６】

【発明の解決課題】本発明は、従来の発光表示装置の上
記問題を解決したものであり、構造が簡単で製造が容易
であり、かつ視認性が高く、複数のパターンを切り替え
表示することが可能な発光表示素子を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決する手段】すなわち本発明は、（１）背面
電極層と透明な表面電極層との間に絶縁層および発光層
を積層し、電極間に電圧を印加して発光させる発光表示
素子であって、背面電極層と表面電極層が、いずれも、
微細な分割線によって複数の領域に分割されており、該
分割パターンが背面電極層と表面電極層とで異なること
を特徴とする発光表示素子に関する。

【０００８】本発明の発光表示素子は以下の構成からな
る態様を含む。（２）背面電極層と表面電極層の各分割領域がリード部
を有し、背面電極層と表面電極層の任意の領域間に電圧
を印加することが可能な前記１に記載の発光表示素子。（３）背面電極層の全領域と表面電極層の任意の領域と
の間、または、表面電極層の全領域と背面電極層の任意
の領域との間に電圧を印加する制御回路をさらに有する
前記１または２に記載の発光表示素子。

【０００９】

【発明の実施態様】本発明の発光表示素子の構成を、最
も単純なパターン（図１）を例として説明する。図示す
るように、本発明の発光表示素子は、背面電極層１１と
透明な表面電極層１４の間に絶縁層１２と発光層１３を
順に積層した構造を有するものであり、(1)背面電極層
１１と透明な表面電極層１４とが微細な分割線によって
それぞれ複数の領域（１１ａ、１１ｂ、１４ａ、１４
ｂ）に分割されていること、および(2)該分割パターン
が背面電極層と表面電極層とで異なることが特徴であ
る。

【００１０】微細線による電極層（背面電極層と表面電
極層）の分割は、各電極層を互いに絶縁された複数の領
域の集合体とするために行なう。分割された電極層はそ
れを構成する各領域を電気的に接続すれば実質上分割さ
れていない１枚の電極層として扱うことができるととも
に、個別の領域に電圧を印加して対向電極との間の蛍光
層を発光させるための表示電極として用いることが可能
である。本願出願人は、透明電極層を微細な分割線によ
り分割して複数の領域とした発光表示パネルを既に出願
しているが（特願平9-197339号）、背面電極層と表面電
極層の双方について、微細な分割線により分割した発光
素子パネルは知られていない。

【００１１】背面電極層および表面電極層の分割形状は
限定されない。典型的には、表示すべき図形、文字、記
号とその背景部に分割するが（後述の実施例２参照）、
図１〜３に示すように、それぞれが表示図形となるよう
な分割を行なってもよい。但し、背面電極層および表面
電極層の分割パターンは互いに相違することが必要であ
る。これにより、従来のセグメント方式の電極では実現
できない複雑な表示パターンの実現が可能となる。

【００１２】なお、分割パターンが異なるとは、発光素
子の表示面から垂直に透視した際に前記分割線が背面電
極層１１と表面電極層１４とで重ならないすべての場合
を含む。それぞれの層において異なる符号をかたどる場
合のように分割線により形成される領域の形状が異なる
場合が典型的であるが、当該領域の大きさまたは方向が
異なる場合も含む。例えば、図１の例では、背面電極層
１１が２つの矩形領域１１ａ、１１ｂに分割形成されて
おり、一方、表面電極層１４は背面電極層１１とは異な
る方向に２分割された矩形領域１４ａ、１４ｂに分割形
成されている。すなわち、分割領域の大きさと形状は両
電極層で同一であるが、方向が異なっている。

【００１３】電極層（背面電極層と表面電極層）を分割
する線は、分割により形成される領域が互いに絶縁され
る程度の線幅以上であり、電極層上の各分割領域（図１
の背面電極層では１１ａと１１ｂ）を短絡することによ
り、全体を１枚のほぼ連続した電極層として扱い得る大
きさであればよい。電極層の大きさ及び印加電圧等にも
よるが、一般にその値は数十ミクロン〜数ミリ程度であ
り電極層の面積に比較して十分に小さい値とする。な
お、特願平9-197339号では、肉眼により分割線が視認で
きない程度の幅の分割線を用いているが、本願発明で
は、電気的に１枚の連続層として扱うことができる程度
の線幅であればよい。

【００１４】背面電極層および表面電極層を分割し、ま
たは所望の形状に形成する方法は限定されない。例え
ば、電極材料を基板上に貼り付けた後に、境界部分を切
り取れば良い。あるいはエッチングにより境界部分を除
去しても良い。または、予め基板上に適当なマスク材で
分離部分を形成した後に電極材料を堆積させ、マスク材
を除いて分割形状を形成してもよい。

【００１５】上記構造を有する本発明の発光表示素子
は、背面電極層１１と表面電極層１４それぞれの任意の
分割領域を組み合わせて電圧を印加することができる。
この目的のため、好ましくは、各分割領域にリード部を
設ける。分割領域が素子の端部まで広がっている場合は
その表面に導電箔等を接続してリード部を構成すればよ
く、分割領域が他の分割領域によって囲い込まれている
場合は、その一部を端部にまで延長してリード部とする
（後述の実施例２参照）。特に、一方の電極層の全領域
を短絡し、他方の電極の特定領域（表示電極）に対する
対向電極として用いることが好ましい。かかる態様で
は、表示電極と対向電極間に実質的に均一に電圧が印加
され得るので、表示される図形または符号が良好な視認
性を有する。次いで、表示電極と対向電極とを反転す
る、すなわち、前記他方の電極の全領域を短絡し、前記
一方の電極の特定領域との間に電圧を印加することによ
り、後者に対応する図形または符号を良好な視認性をも
って表示することができる。これにより、セグメント方
式ではセグメントの配置上不可能であった表示パターン
の変化が可能となる。

【００１６】例えば、図２では、以下のように、図１の
発光素子を用いて５種の異なる表示を行なうことができ
る。図２(ａ)：背面電極層１１ａと１１ｂを接続し、これ
と表面電極層１４ａとの間に電圧を印加すると、領域１
４ａに対応した部分が発光する。図２(ｂ)：背面電極層１１ａと１１ｂを接続した状態
で、これと表面電極層１４ｂとの間に電圧を印加する
と、領域１４ｂに対応した部分が発光する。図２(ｃ)：表面電極層１４ａと１４ｂを接続し、これ
と背面電極層１１ａとの間に電圧を印加すると、領域１
１ａに対応した部分が発光する。図２(ｄ)：表面電極層１４ａと１４ｂを接続した状態
で、これと背面電極層１１ｂとの間に電圧を印加する
と、領域１１ｂに対応する部分が発光する。さらに、背
面電極層１１ａと１１ｂを接続すると共に表面電極層１
４ａと１４ｂを接続し、両者の間に電圧を印加すること
により全領域を発光させることもできる。

【００１７】このように、本発明の発光表示素子は、背
面電極層と表面電極層のそれぞれの分割パターンを組み
合わせて表示を行うことができるので、動的かつ多彩な
表現が可能である。例えば、図２（ａ）→（ｄ）→
（ｂ）→（ｃ）の順で順次点灯すれば、矩形領域が回転
しているような動的印象を与えることができる。矩形領
域のように表示すべき図形が単純な場合は、図２に例示
する動的表現は従来のセグメント方式でもほぼ同様なパ
ターン表示が可能である。しかし、セグメント間で輝度
が生じないあるいは輝度の低下した領域が生じるので表
示される図形または符号の内部に輝度の明暗が生じる。
また、領域形状が複雑になるとセグメント方式では対応
が困難ないし不可能となる（例えば、以下に述べる例ま
たは後述実施例２参照）。

【００１８】図１〜２では背面電極層と表面電極層をそ
れぞれ２分割する例を示したが、分割される領域の数は
任意である。例えば、図３に示すように、背面電極層を
ｍ個の領域Ｂ1、Ｂ2、・・・Ｂmに分割し、表面電極層
をｎ個の領域Ｔ1、Ｔ2、・・・Ｔn（ｍ,ｎは２以上の整
数）に分割してもよい。なお、図３(a)中、絶縁層と発
光層は図示省略されている。この構造において、発光方
法は図２の場合と基本的に同様であり、例えば、図３
(b)に示すように、背面電極層の任意の領域Ｂpに対応す
るラインを発光させる場合には、領域Ｂpと表面電極層
の全領域Ｔ1〜Ｔnとの間に電圧を印加する。一方、表面
電極層の任意の領域Ｔqに対応するラインを発光させる
場合には、領域Ｔqと背面電極層の全領域との間に電圧
を印加する。

【００１９】従って、本発明においては、さらに、表面
電極層の各領域と背面電極の各領域との間に電圧を印加
する制御回路を備えることが望ましい。このような回路
は、慣用のスイッチング手段、例えば、リレー回路やト
ランジスタ回路等で構成することができる。表面電極層
の各領域と背面電極の各領域との間に電圧を印加しても
クロストークが発生するため（例えば、図３の例でＢp
とＴqとの間に電圧を印加した場合、両者が交差する領
域のみならずその周囲も発光する）、実際上は、表面電
極層の全領域と背面電極層の特定領域（複数を組み合わ
せてもよい）の間、または背面電極層の全領域と表面電
極層の特定領域（複数を組み合わせてもよい）の間に電
圧を印加する制御回路を設ければ足りる。

【００２０】本発明において、発光パネルの構成要素は
通常の発光パネルと同様の材料を用いて形成することが
できる。背面電極層は典型的には金属の箔または薄板が
用いられる。金属の例としてはアルミニウム、銅および
その合金、ニッケル等が挙げられる。十分な導電性を有
するものであれば他の金属でもよい。なお、後述する表
面電極層と同様の透明導電材料を用いてもよい。発光層
はＥＬ発光表示素子に通常用いる材料であれば良く、一
般には、蛍光体に有機バインダーや必要に応じて蛍光顔
料を配合したものである。この蛍光体粉末は母体材料に
発光中心となる付活剤や共付活剤を添加したものであ
る。母体材料としてはＺｎＳ等が用いられる。付活剤、
共付活剤としては銅、塩素、ヨウ素、マンガン、アルミ
ニウム等が例示される。また、発光層は表示パターンに
従い、付活剤や共付活剤あるいは顔料の種類を変えて異
なった発光色にすることができる。なお、発光層の層厚
は限定されない。

【００２１】絶縁層材料としてはチタン酸バリウム、チ
タン酸ジルコニウム、チタン酸鉛、酸化チタン等が挙げ
られる。表面電極層は透明で導電性を有するものであれ
ば良い。例えば、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)、ＩＺＯ(I
ndium Zinc Oxide)、ＧａＩｎＯ₃、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ、
Ｉｎ₂Ｏ₃等を樹脂フィルムに蒸着したもの等を用いるこ
とができる。表面電極層や背面電極層に設けるリード部
または電極端子には任意の導電材料を使用し得るが、例
えばＡｌ箔や銅線などが好ましい。端子と電極との間に
集電帯を設けてもよい。また、表面電極層の表面には透
明な保護シートを設けるとよい。さらに必要に応じ、積
層体全体を防湿フィルムで被覆してもよい。

【００２２】

【実施例】以下、実施例により本発明の具体的な構成例
を示す。実施例１図４に示すように、ＰＥＴフィルム（厚さ：５０μｍ）
２０上にＡl箔（厚さ：５μｍ）からなる背面電極層２
１を貼り付け、エッチングにより「Ａ」字型の領域２１
ａと背景領域２１ｂに分割した。なお、文字「Ａ」の右
下に延びる縦長の矩形領域はリード部である（これに接
続するべき集電帯や端子は図面上省略してある）。これ
らの表面に、チタン酸バリウム粉末と高誘電体バインダ
ー(シアノエチルフ゜ルラン)とをＤＭＦ(N,N-シ゛メチルホルムアミト゛)に溶か
した液をコーティングし、乾燥して絶縁体層２２を形成
した。この絶縁体層２２の上に高誘電体バインダーとＺ
ｎＳ蛍光体(Cu,Clドープ)をＤＭＦに溶かした液をコー
ティングし、乾燥して発光層２３を形成した。一方、Ｐ
ＥＴフィルム２５の片面にＩＴＯ膜２４を蒸着した透明
な樹脂フィルムを用い、このフィルム上のＩＴＯ膜に切
り込みを入れて、２つの矩形領域２４ａと２４ｂに分割
した。このＩＴＯ膜が発光層２３に接触するように樹脂
フィルムを積層し、三フッ化塩化エチレン樹脂からなる
透明防湿フィルムで積層部を密封して発光表示素子を製
造した。

【００２３】上記発光表示素子において、表面電極層の
領域２４ａと２４ｂを短絡し、これと背面電極層の文字
領域２１ａとの間に交流電圧(100V,400Hz)を印加したと
ころ、図５(a)に示すように、文字領域２１ａに対応す
る発光層が部分的に発光し、透明な表面電極層を通じて
文字「Ａ」が背景部と明確なコントラストをもって表示
された。また、背面電極層の領域２１ａと２１ｂを短絡
し、これと表面電極層の領域２４ａ、２４ｂとの間に交
互に交流電圧(100V,400Hz)を印加したところ、図５(b)
に示すように、領域２４ａおよび２４ｂに対応する発光
層が部分的に交互に発光した。さらに、表面電極層の片
側領域２４ａと背面電極層の文字領域２１ａとの間に同
様の交流電圧を印加したところ、文字「Ａ」の左半分が
明確に表示され、文字「Ａ」の右半分が微かに浮かび上
がって見えた。表面電極層の他の領域２４ｂと背面電極
層２１ａとの間に同様の交流電圧を印加したところ、文
字「Ａ」の左右における明暗が反転し、いずれも印象的
な表示が実現できた。このように、本例の表示素子は見
かけ上は１枚のパネルでありながら、文字「Ａ」および
矩形領域の動的かつ多彩な表示が可能である。

【００２４】実施例２図６に示すように、表面電極層を「Ｂ」字型の領域３４
ａと背景領域３４ｂに分割したほかは実施例１と同様の
発光表示素子を製造した。なお、実施例１と同様にリー
ド部に接続するべき集電帯や端子は図面上省略してあ
る。図６の発光表示素子において、電極層の各領域３１
ａ、３１ｂ、３４ａ、３４ｂ及び交流電源(100V,400Hz)
と接続する制御回路（図示していない。）をさらに取り
付けた。当該制御回路により、表面電極層の領域３４ａ
と３４ｂを短絡し、これと背面電極層の文字領域３１ａ
との間に交流電圧を印加したところ、文字領域３１ａに
対応する発光層が部分的に発光し、図７(a)に示すよう
に「Ａ」字が背景部と明確なコントラストをもって表示
された。また、背面電極層の領域３１ａと３１ｂを短絡
し、これと表面電極層の文字領域３４ａとの間に交流電
圧を印加したところ、文字領域３４ａに対応する発光層
が部分的に発光し、図７(b)に示すように文字「Ｂ」が
背景部と明確なコントラストをもって表示された。

【００２５】

【発明の効果】本発明の発光表示素子においては、分割
された領域の組み合わせに応じた多彩な発光表示が可能
であり、コントラストが高く、視認性に優れる。従っ
て、看板や標識に利用した場合、従来のバックライト方
式のサインよりも強い印象を与えることができる。さら
に、構造が比較的単純であるため、製造コストが廉価で
あり、故障等の問題も生じにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の発光表示素子の積層構造を模式的に示
した斜視図。

【図２】本発明の発光表示素子の使用態様を説明する模
式図。

【図３】本発明の発光表示素子の別の構成例を示した模
式図。

【図４】本発明実施例１の発光表示素子の積層構造を模
式的に示した斜視図。

【図５】本発明の実施例１の表示態様を示す模式図。

【図６】本発明実施例２の発光表示素子の積層構造を模
式的に示した斜視図。

【図７】本発明の実施例２の表示態様を示す模式図。

【符号の説明】

１１ａ、１１ｂ−背面電極層、１２−絶縁体層、１３−
発光層、１４ａ、１４ｂ−表面電極層、２０−基板、２
１ａ、２１ｂ−背面電極層、２２−絶縁体層、２３−発
光層、２４ａ、２４ｂ−表面電極層、２５−透明樹脂
層、３０−基板、３１ａ、３１ｂ−背面電極層、３２−
絶縁体層、３３−発光層、３４ａ、３４ｂ−表面電極
層、３５−透明樹脂層

フロントページの続き (72)発明者大久保晶埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地三菱マテリアル株式会社総合研究所内 (72)発明者辻元俊夫埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地三菱マテリアル株式会社総合研究所内Ｆターム(参考） 3K007 AB17 AB18 BB01 CA06 CB00 CB01 CC00 CC05 DA05 EC01 GA00 5C096 AA01 AA27 BA04 CC07 DC06 DC25 DD01 EA06 EB03 EB13 EB18 FA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】背面電極層と透明な表面電極層との間に
絶縁層および発光層を積層し、電極間に電圧を印加して
発光させる発光表示素子であって、背面電極層と表面電
極層が、いずれも、微細な分割線によって複数の領域に
分割されており、該分割パターンが背面電極層と表面電
極層とで異なることを特徴とする発光表示素子。
【請求項２】背面電極層と表面電極層の各分割領域が
リード部を有し、背面電極層と表面電極層の任意の領域
間に電圧を印加することが可能な請求項１に記載の発光
表示素子。
【請求項３】背面電極層の全領域と表面電極層の任意
の領域との間、または、表面電極層の全領域と背面電極
層の任意の領域との間に電圧を印加する制御回路をさら
に有する請求項１または２に記載の発光表示素子。