JP2004063079A

JP2004063079A - Ｅｌ素子

Info

Publication number: JP2004063079A
Application number: JP2002215342A
Authority: JP
Inventors: Koji Yoneda; 米田　幸司
Original assignee: Seiko Precision Inc
Current assignee: Seiko Precision Inc
Priority date: 2002-07-24
Filing date: 2002-07-24
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】積層して設けた複数の発光層を択一的に発光させたときに、各発光層の発光色の差異を明確にしてシャープに視認できるようにする。
【解決手段】透明電極２と背面電極８との間に透明な中間電極５を設ける。透明電極２と中間電極５との間、及び中間電極５と背面電極８との間に、発光層３または６と絶縁層４または７を設けて発光面側のＥＬシートＡと背面側のＥＬシートＢとする。駆動回路９Ａは、隣り合う１対の電極間に電位差を生じさせて発光層３または６を択一的に発光させるもので、切換スイッチ１９Ａ，２９Ａを設ける。両切換スイッチを接点ａに接続すると、中間電極５と背面電極８との間に交流電源Ｅによる電位差を生じて発光層６が発光し、透明電極２は中間電極５と同電位となる。両切換スイッチを接点ｂに切り換えると、透明電極２と中間電極５との間に電位差を生じて発光層３が発光し、背面電極８は中間電極５と同電位となる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子のバックライト等に用いられるＥＬ素子に関するもので、特に発光層が複数積層して配置されているＥＬ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のＥＬ素子では、図５（ａ）（ｂ）に示すように、透明基板１０上の透明電極２０上に、発光層３０と絶縁層４０と透明電極５０とを積層して第１のＥＬシートＡを構成し、透明電極５０上に、発光層６０と絶縁層７０と背面電極８０とを積層して第２のＥＬシートＢを構成している。第１のＥＬシートＡと第２のＥＬシートＢとを択一的に発光させる駆動回路９０は、図５（ａ）に示すように、切換スイッチ９０Ａを操作して接点ａに接続させ、背面電極８０と透明電極５０間に電位差を生じさせることにより第２のＥＬシートＢの発光層６０を発光させる。図５（ｂ）に示すように、切換スイッチ９０Ａを操作して接点ｂに切り換え、透明電極５０と透明電極２０間に電位差を生じさせることにより第１のＥＬシートＡの発光層３０を発光させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記の従来構成では、第２のＥＬシートＢの発光層６０を発光させた場合でも、透明電極５０と透明電極２０間には電位差が発生し、この電位差により第１のＥＬシートＡの発光層３０が発光してしまう。または、第１のＥＬシートＡの発光層３０を発光させた場合でも、背面電極８０と透明電極５０間には電位差が発生し、この電位差により第２のＥＬシートＢの発光層６０が発光してしまう。この発光によって、第１のＥＬシートＡと第２のＥＬシートＢの発光時における発光色の差異が減じてしまう傾向があった。
【０００４】
本発明は、発光層が複数積層して配置されているＥＬ素子において、各発光層毎の発光時にその発光色の差異を明確にして、各発光層の発光色をシャープに視認できるものにする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のＥＬ素子は、透明電極と背面電極との間に少なくとも１つの透明な中間電極を有するとともにこれらの各電極間にそれぞれ発光層を有するＥＬシートと、前記各電極のうち隣り合う１対の電極間に択一的に電位差を生じさせて当該電極間の発光層を発光させる駆動回路とを具備している。前記駆動回路は、前記各電極のうち隣り合う１対の電極間に択一的に電位差を生じさせる切換スイッチが設けられており、前記切換スイッチは、前記１対の電極間に電位差を生じさせたときに、前記１対の電極以外の電極と前記１対の電極の一方の電極とを同電位とすることを特徴としている。この構成によって、発光状態にある発光層以外の発光層が発光することがなくなり、各発光層の発光色の差異をシャープに視認できるものとなる。
【０００６】
前記切換スイッチは、前記１対の電極間に電位差を生じさせたときに、前記各電極のうち前記１対の電極よりも発光面側に位置する電極と前記１対の電極の一方の電極とを同電位とすることが好ましい。
【０００７】
前記切換スイッチは、前記各発光層に対応して複数設けられており、これらは前記１対の電極間に電位差を生じさせたときに前記１対の電極以外の電極と前記１対の電極の一方の電極とを同電位とするように連動することが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
本発明のＥＬ素子は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、透明基板１の上面に形成されている透明電極２と背面電極８との間に、透明な中間電極５を設けている。透明電極２と中間電極５との間、及び中間電極５と背面電極８との間には、それぞれ発光層３と絶縁層４、及び発光層６と絶縁層７を有する発光面側のＥＬシートＡと背面側のＥＬシートＢとを設けてある。
【００１０】
発光面を構成する透明基板１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリカーボネイト等で作られたフィルムであり、その上に形成されている透明電極２は、インジウム−錫酸化物（以下、「ＩＴＯ」）を蒸着して形成したものである。また、ＩＴＯの針状結晶を樹脂に分散させたペースト状の透光性導電インクを塗布して硬化させて形成してもよい。
【００１１】
発光層３は、透明電極２の上面に発光インクを印刷することにより形成される。発光インクを構成する蛍光体としては、Ｃｕをドープした硫化亜鉛（ＺｎＳ）を用い、この蛍光体に窒化物がコーティングされている。発光インクは、窒化物コーティングした蛍光体と、フッ化ビニリデンと六フッ化プロピレンの共重合体を溶剤としてのメチルエチルケトンに溶かしたフッ素樹脂バインダーとを混合して攪拌して発光インクを作る。この発光インクをスクリーン印刷法等の方法によって透明電極２の上面に印刷し、その後加熱し乾燥させて発光層３を形成する。この発光層３は、ブルーグリーンまたはホワイト等の薄い色の発光色で発光するものが望ましく、ブルーグリーンの発光色のものは、硫化亜鉛に銅が含有された発光体を用いる。また、ホワイトの発光色のものは、硫化亜鉛に銅とマンガンとが含有された発光体と、硫化亜鉛に銅が含有された発光体とを混合した発光体を用いる。
【００１２】
絶縁層４は、発光層３の上面に形成される。絶縁層４を形成するインクは、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）からなる高誘電体物質と、前記のフッ素樹脂バインダーとを混合して攪拌することによって作る。このインクを用いて、前記の発光層３の形成と同様な方法により絶縁層４を形成する。
【００１３】
中間電極５は、絶縁層４の上面にインジウム−錫酸化物（以下、「ＩＴＯ」）を蒸着して形成したものである。また、この中間電極５はＩＴＯの針状結晶を樹脂に分散させたペースト状の透光性導電インクを塗布して硬化させて形成してもよい。
【００１４】
このように、透明電極２と、発光層３と、絶縁層４と、中間電極５とを積層して発光面側のＥＬシートＡが構成される。
【００１５】
更に中間電極５の上面に前記と同様に発光インクを印刷することにより発光層６を形成する。この発光層６は、オレンジ色の発光色で発光するものが望ましく、発光インクを構成する蛍光体としては、硫化亜鉛に銅とマンガンとが含有された発光体を用い、その他については前記の発光層３の場合と同様である。またこの蛍光体に蛍光顔料を加えた発光体を用いても良く、この場合、蛍光体の発した光を蛍光顔料分子が吸収して両者のスペクトルを合成した形に光るものである。
【００１６】
絶縁層７は、発光層６の上面に、前記と同様のインクを用い、前記と同様な方法により形成される。
【００１７】
背面電極８は、絶縁層７の上面にカーボンインクを印刷し、加熱し乾燥することによって形成される。カーボンインクは、導電体であるカーボン粉とバインダーとしてのポリエステル樹脂とを混合して形成されている。なお、この背面電極８は、カーボン粉と銀粉及び銅粉とバインダーであるポリエステル樹脂とによって構成したものでも良い。
【００１８】
このように、中間電極５と、発光層６と、絶縁層７と、背面電極８とを積層して背面側のＥＬシートＢが構成される。
【００１９】
各ＥＬシートＡ及びＢの発光層３及び６を択一的に発光させる駆動回路９Ａについて説明する。駆動回路９Ａは、電極のうち隣り合う１対の電極間に択一的に電位差を生じさせて当該電極間の発光層を発光させるためのものであり、発光層３及び６に対応して切換スイッチ１９Ａ及び２９Ａが設けてある。切換スイッチ１９Ａ，２９Ａは、１対の電極間に電位差を生じさせたときに、この１対の電極以外の電極とこの１対の電極の一方の電極とを同電位とするものである。即ち、発光面側のＥＬシートＡの発光層３に対応する切換スイッチ１９Ａと、背面側のＥＬシートＢの発光層６に対応する切換スイッチ２９Ａのそれぞれの切換接片の一端は、透明電極２と背面電極８にそれぞれ接続され、切換接片の他端は、両切換スイッチ１９Ａ，２９Ａが連動して、接点ａまたは接点ｂに択一的に切り換え可能である。交流電源Ｅの一方の端子は中間電極５に接続してあるとともに、切換スイッチ１９Ａの接点ａ及び切換スイッチ２９Ａの接点ｂにそれぞれ接続してある。交流電源Ｅの他方の端子は、切換スイッチ１９Ａの接点ｂ及び切換スイッチ２９Ａの接点ａにそれぞれ接続してある。
【００２０】
このような駆動回路９Ａによると、図１（ａ）のように、切換スイッチ１９Ａ，２９Ａがそれぞれの接点ａに接続されたときには、中間電極５と背面電極８との間に交流電源Ｅによる電位差を生じるので、発光層６が発光して背面側のＥＬシートＢが発光する。このとき切換スイッチ１９Ａの接点ａは交流電源Ｅの一方の端子に結線してあるので、透明電極２は中間電極５と同電位となり電位差を生じないので、発光層３が発光することはなく、発光層６の発光色で濁りなく発光する。
【００２１】
また、図１（ｂ）のように、切換スイッチ１９Ａ，２９Ａがそれぞれの接点ｂに切り換えられたときには、透明電極２と中間電極５との間に交流電源Ｅによる電位差を生じるので、発光層３が発光して発光面側のＥＬシートＡが発光する。このとき切換スイッチ２９Ａの接点ｂは交流電源Ｅの一方の端子に結線してあるので、背面電極８は中間電極５と同電位となり電位差を生じないので、発光層６が発光することはなく、発光層３の発光色で濁りなく発光することになる。このように切換スイッチ１９Ａ，２９Ａを接点ａまたは接点ｂに切り換えることによって、発光層３と発光層６とが択一的に発光され、両発光層の発光色の差異が鮮明に表れる。
【００２２】
図２（ａ）（ｂ）に駆動回路の実施の他の形態を示している。通常、背面側のＥＬシートＢの発光層６を発光させたときには、発光面側のＥＬシートＡの発光層３の状態が発光色の差異に及ぼす影響は大きいが、この逆に、発光面側のＥＬシートＡを発光させた時には、背面側のＥＬシートＢの発光層６の状態が発光色に及ぼす影響は小さい。そこで、駆動回路９Ｂでは、交流電源Ｅの一方の端子と切換スイッチ２９Ｂの接点ｂとの結線を省略している。
【００２３】
このように構成すると、図２（ａ）のように、両切換スイッチ１９Ｂ，２９Ｂを連動してそれぞれの接点ａに切り換えて、中間電極５と背面電極８間に電位差を生じさせ、背面側のＥＬシートＢの発光層６を発光させたときには、交流電源Ｅの一方の端子と切換スイッチ１９Ｂの接点ａとの間が結線されているので、発光面側に位置する透明電極２は中間電極５と同電位となる。このために発光層３が発光することはなく、発光層６の発光色で濁りなく発光する。
【００２４】
これに対して、図２（ｂ）のように、逆に両切換スイッチを連動してそれぞれの接点ｂに切り換えて、透明電極２と中間電極５間に電位差を生じさせ、発光面側のＥＬシートＡの発光層３を発光させたときには、交流電源Ｅの一方の端子と切換スイッチ２９Ｂの接点ｂとの間が結線されていないので、背面電極８は中間電極５と同電位にはならず、このために発光層６が発光するが、発光層６は背面側に位置しているので発光層３の発光色に影響を与える度合いは極めて小さく、発光層３の発光色で濁り無く発光する。
【００２５】
図１及び図２では、透明電極と背面電極との間に１枚の透明な中間電極を設けることにより、発光面側と背面側との２層のＥＬシートを積層形成している。しかしこれに限られるものでなく、複数の透明な中間電極を設けてもよい。図３及び図４には、２枚の中間電極を設けることにより、３層のＥＬシートを積層形成したものを示している。即ち、透明電極２と背面電極８との間に、中間電極１５と５とを設けている。透明電極２と中間電極１５との間、中間電極１５と中間電極５との間、及び中間電極５と背面電極８との間に、前記と同様な発光層３と絶縁層４、発光層１６と絶縁層１７、及び発光層６と絶縁層７をそれぞれ設け、発光面側のＥＬシートＡ、中間位置のＥＬシートＣ、及び背面側のＥＬシートＢの３層のＥＬシートを積層形成している。
【００２６】
図４にその駆動回路９Ｃを示している。発光層３に対応して切換スイッチ１９Ｃ，１９Ｄ、発光層１６に対応して切換スイッチ３９Ｃ，３９Ｄ、及び発光層６に対応して切換スイッチ２９Ｃ，２９Ｄが設けてある。各切換スイッチは３つの接点ａ，ｂ，ｃに連動して切り換えが可能である。
【００２７】
したがって全ての切換スイッチが接点ａに接続されたときには、中間電極５と背面電極８間に電位差を生じ、図３（ａ）のように背面側のＥＬシートＢの発光層６が発光し、中間電極１５と透明電極２とは中間電極５と同電位になり、発光層１６および発光層３が発光することはない。また、全ての切換スイッチが連動して接点ｂに切り換えられたときには、中間電極５と中間電極１５間に電位差を生じ、図３（ｂ）のように中間位置のＥＬシートＣの発光層１６が発光する。このとき透明電極２は中間電極１５と同電位になり、発光層３が発光することはなく、背面電極８は中間電極５と同電位になり、発光層６が発光することはない。また、全ての切換スイッチが連動して接点ｃに切り換えられたときには、透明電極２と中間電極１５間に電位差を生じ、図３（ｃ）のように発光面側のＥＬシートＡの発光層３が発光し、中間電極５と背面電極８とは中間電極１５と同電位になり、発光層１６および発光層６が発光することはない。
【００２８】
各ＥＬシートの厚みを薄く形成することにより、更に多くのＥＬシートを積層形成することが可能であり、この場合にも駆動回路を前記と同様に作用するように構成することは容易である。
【００２９】
【発明の効果】
このように本発明によれば、１対の電極間に電位差を生じさせたときに、この１対の電極以外の電極とこの１対の電極の一方の電極とを同電位とする切換スイッチを設けているので、複数を積層して設けてある各発光層を択一的に発光させたときに各発光層の発光色の差異を明確にでき、各発光層の発光色をシャープに視認できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示し、（ａ）は駆動回路の切換スイッチを一方の接点に切り換えた状態、（ｂ）は切換スイッチを他方の接点に切り換えた状態の断面図である。
【図２】本発明の実施の他の形態を示し、（ａ）は駆動回路の切換スイッチを一方の接点に切り換えた状態、（ｂ）は切換スイッチを他方の接点に切り換えた状態の断面図である。
【図３】本発明の実施の更に他の形態を示し、（ａ）は駆動回路の切換スイッチを一方の接点に切り換えた状態、（ｂ）は駆動回路の切換スイッチを中間の接点に切り換えた状態、（ｃ）は切換スイッチを他方の接点に切り換えた状態の断面図である。
【図４】図３の駆動回路を拡大して示した結線図である。
【図５】従来の例を示し、（ａ）は駆動回路の切換スイッチを一方の接点に切り換えた状態、（ｂ）は切換スイッチを他方の接点に切り換えた状態の断面図である。
【符号の説明】
２　　　　　　　　　　　　　　　透明電極
３，６，１６　　　　　　　　　　発光層
５，１５　　　　　　　　　　　　中間電極
８　　　　　　　　　　　　　　　背面電極
９Ａ，９Ｂ，９Ｃ　　　　　　　　駆動回路
１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄ　切換スイッチ
２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄ　切換スイッチ
３９Ｃ，３９Ｄ　　　　　　　　　切換スイッチ
Ａ，Ｂ，Ｃ　　　　　　　　　　　ＥＬシート

Claims

透明電極と背面電極との間に少なくとも１つの透明な中間電極を有するとともにこれらの各電極間にそれぞれ発光層を有するＥＬシートと、前記各電極のうち隣り合う１対の電極間に択一的に電位差を生じさせて当該電極間の発光層を発光させる駆動回路とを具備し、
前記駆動回路は、前記各電極のうち隣り合う１対の電極間に択一的に電位差を生じさせる切換スイッチが設けられており、
前記切換スイッチは、前記１対の電極間に電位差を生じさせたときに、前記１対の電極以外の電極と前記１対の電極の一方の電極とを同電位とする
ことを特徴とするＥＬ素子。
請求項１において、前記切換スイッチは、前記１対の電極間に電位差を生じさせたときに、前記各電極のうち前記１対の電極よりも発光面側に位置する電極と前記１対の電極の一方の電極とを同電位とすることを特徴とするＥＬ素子。
請求項１または２において、前記切換スイッチは、前記各発光層に対応して複数設けられており、これらは前記１対の電極間に電位差を生じさせたときに前記１対の電極以外の電極と前記１対の電極の一方の電極とを同電位とするように連動することを特徴とするＥＬ素子。