JP2755877B2 - 薄膜エレクトロ・ルミネッセンス素子の電極構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、交流電界の印加によ
ってエレクトロ・ルミネッセンス(以下、ＥＬと略称す
る)発光を呈する薄膜ＥＬ素子の電極構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄膜ＥＬ素子は第３図に示すような構造
を有している。すなわち、ベースとしてのガラス基板１
上に錫添加酸化インジウム(以下、ＩＴＯと略称する)等
からなる帯状且つ平行に延在する複数の透明電極２が形
成されている。そして、さらにその上には、第１誘電体
層３およびＥＬ発光を呈する発光層４が順次積層されて
いる。

【０００３】上記発光層４は、ＺnＳ(硫化亜鉛)等を母
材として適当な活性材（例えば、Ｍn(マンガン))を添加
して得られる。そして、上記発光層４上には第２誘電体
層５が形成され、この第２誘電体層５上にＡl(アルミニ
ウム)等からなる帯状に且つ透明電極２に直交して平行
に延在する複数の背面電極６が形成されている。

【０００４】上述のような構造を有する薄膜ＥＬ素子
は、透明電極２と背面電極６との間に高電界(例えば、
６×１０⁵Ｖ/cm)を印加することにより、マトリックス
状に配列された透明電極２と背面電極６との交差領域に
挟持された発光層４が発光する。この両電極２,６の交
差領域のことを、表示される絵の一つの要素であること
から絵素部と称する。

【０００５】上記薄膜ＥＬ素子では、発光輝度等の経時
変化の安定化および不良素子を除去する等の目的で、透
明電極２と背面電極６との間に一定期間交流電圧を印加
してエージング処理を行う必要がある。

【０００６】上記エージング処理は次にようにして行っ
ている。すなわち、一枚のガラス基板上に並列して形成
された二つの薄膜ＥＬ素子の全絵素を同時に処理し且つ
エージング処理駆動回路を簡略化するために、図４に示
すように、夫々の透明電極２および背面電極６の各両端
部のうち第２誘電体層５よりも外方に突出している一端
部を引き出して短絡パターン７で短絡する。そして、こ
の短絡パターン７を介して二つの薄膜ＥＬ素子における
透明電極２と背面電極６との間に交流電圧パルス８を同
時に印加し、二つの薄膜ＥＬ素子の全絵素を同時に発光
させてエージング処理を行うのである。図５は、図４に
おける図中下側半分の拡大図である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のようなエージン
グ処理に際して、上記透明電極２あるいは背面電極６は
一端部のみが短絡パターン７によって短絡されている。
したがって、短絡パターン７から離れるほど絵素部の時
定数が大きくなる。ここで、上記時定数は、絵素部にお
ける両電極２,６間の容量を“Ｃ"、短絡パターン７から
上記絵素部に至るまでの間に形成された透明電極２ある
いは背面電極６(以下、抵抗電極と言う)の抵抗を“Ｒ"
とした場合に、ＣＲで表される。

【０００８】ところで、エージング処理を行う際に、両
電極間２,６間に印加される交流電圧のパルス波形は、
図６(Ａ)に示すように歪み無く均一であることが適正な
エージング処理を実施する上において望ましい。ところ
が、上述のように時定数ＣＲがある場合には、図６(Ａ)
のパルス波形に歪みが生じてしまう。

【０００９】例えば、上記抵抗電極が短い場合(すなわ
ち、短絡パターン７から絵素までの距離が短い場合)に
は時定数は小さく、しかも抵抗Ｒによる電圧降下も僅か
である。したがって、当該抵抗電極に接続されたどの絵
素に対しても大略同じような波形のパルス電圧が印加さ
れて均一なエージング処理が実施されるので問題はな
い。しかしながら、表示容量が大きくなって抵抗電極が
長くなった場合には、抵抗Ｒおよび時定数ＣＲが共に大
きくなってエージング処理上無視できなくなる。

【００１０】すなわち、上記絵素が短絡パターン７から
離れるに連れて、絵素における両電極２,６間に印加さ
れるパルス波形は、図６(Ａ)に示すような本来の波形か
ら図６(Ｂ)に示すように立ち上がりおよび立ち下がりが
遅く抵抗Ｒによる電圧降下の大きい波形となる。そのた
めに、均一なエージング処理ができなくなり、処理効率
が悪くなるという問題がある。

【００１１】そこで、この発明の目的は、薄膜ＥＬ素子
のエージング処理を全面に亘って均一に且つ効率良く実
施できる薄膜ＥＬ素子の電極構造を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、ＥＬ発光層の一表面上に平行に配列さ
れた帯状の透明電極を誘電体層を介して形成する一方他
表面上に上記透明電極に直交して平行に配列された帯状
の背面電極を誘電体層を介して形成して成る薄膜ＥＬ素
子の電極構造において、同一基板上に複数の薄膜ＥＬ素
子を並列して形成するに際して、上記複数の薄膜ＥＬ素
子の透明電極または背面電極の少なくとも一方を互いに
電気的に連なった一本の構造にし、上記電気的に一本に
連なった透明電極(または背面電極)のうち夫々の薄膜Ｅ
Ｌ素子を構成する透明電極(または背面電極)における一
端を駆動用電極とする一方、他端をエージング専用端子
とすることを特徴としている。

【００１３】

【作用】この発明では、同一基板上に複数の薄膜ＥＬ素
子を並列して形成する際に、上記複数の薄膜ＥＬ素子の
透明電極またはそれに直交する背面電極の少なくとも一
方が電気的に連なって一本の構造に形成されている。そ
して、上記複数の薄膜ＥＬ素子をエージング処理する際
には、上記電気的に連なって一本の構造を成している透
明電極(あるいは背面電極)のうち夫々の薄膜ＥＬ素子を
構成する透明電極(あるいは背面電極)の一端で成る駆動
用電極の総てが短絡される一方、他端で成るエージング
専用端子の総てが短絡される。また、電気的に連なって
一本の構造を成していない上記背面電極(あるいは透明
電極)が在ればその総ての一端が短絡される。そして、
透明電極群における総ての短絡端子と背面電極群におけ
る総ての短絡端子との間に交流電圧パルスが印加され
る。こうして、上記各薄膜ＥＬ素子を構成する透明電極
または背面電極の少なくとも一方の両端に同じ電圧が同
時に印加されて、上記透明電極(または背面電極)におけ
る電圧降下の最大箇所が各薄膜ＥＬ素子の中央部に設定
される。

【００１４】

【実施例】以下、この発明を図示の実施例により詳細に
説明する。本実施例における薄膜ＥＬ素子の構造は、従
来の場合と大略同じであり図３に示す通りである。以
下、従来例と同じ物は同じ番号で説明する。

【００１５】ガラス基板１上における複数の帯状の透明
電極２とこの透明電極２に直交する方向に延在する複数
の帯状の背面電極６との間に、第１,第２誘電体層３,５
を介してＥＬ発光を呈する発光層４を設ける。上記透明
電極２はＩＴＯ等からなり、発光層４はＺnＳを母材と
して適当な不活材(Ｍn等)を添加して得る。また、上記
背面電極６はＡl等からなる。

【００１６】上記構造を有する薄膜ＥＬ素子は、上記透
明電極２と背面電極６との間に高電界(６×１０⁵Ｖ/cm)
を印加することによって、透明電極２と背面電極６との
交差領域に位置してマトリックス状に配列された絵素部
の発光層４が発光する。

【００１７】図１は本実施例の薄膜ＥＬ素子の電極構造
におけるエージング処理用の結線を示す平面図である。
尚、本実施例における薄膜ＥＬ素子は、一枚のガラス基
板１上に二つの薄膜ＥＬ素子を並列させて形成する所謂
二枚取りである。また、図２は、図１における一方の薄
膜ＥＬ素子に係る拡大図である。

【００１８】本実施例における従来例とは異なる点は次
の点である、すなわち、図１および図２に示すように、
一枚のガラス基板１上に並列して二つの薄膜ＥＬ素子を
形成する際に、両薄膜ＥＬ素子における夫々の透明電極
２を電気的に連ねて一本に形成する点である。そして、
電気的に一本に連なった透明電極２の両端部および背面
電極６の一端部を第２誘電体層５の端部よりも外方に突
出させる。

【００１９】こうして形成された二枚取りの薄膜ＥＬ素
子における電気的に一本に連なった透明電極２の両端部
を駆動用電極２aとし、両薄膜ＥＬ素子の間に在って第
２誘電体層５の端部よりも外方に位置した中間部をエー
ジング専用端子２bとする。そうすることによって、エ
ージング処理終了後に、中央の二本の分断ライン９'の
箇所でエージング専用端子２bを取り去って隣接する二
つの薄膜ＥＬ素子を分離することができる。その際にお
けるエージング専用端子２bの長さは必要最小限であれ
ばよい。

【００２０】エージング処理時には、上記隣接する二つ
の薄膜ＥＬ素子における透明電極２を電気的に連ねて各
第２誘電体層５の端部よりも外方に位置する総てのエー
ジング専用端子２bを一つの短絡パターン７'によって短
絡する。こうして、隣接する二つの薄膜ＥＬ素子のエー
ジング専用端子２b同士を一つの短絡パターン７'によっ
て短絡するのである。それと同時に、他の短絡パターン
７によって、夫々の薄膜ＥＬ素子における透明電極２の
駆動用電極２a同士および背面電極６の一端部同士を短
絡させる。そして、図１に示すように、上記二組の薄膜
ＥＬ素子の夫々における透明電極２の短絡された両端部
２a,２bと背面電極６の短絡された一端部との間に交流
電圧パルス８を印加し、二組の薄膜ＥＬ素子の全絵素を
同時に発光させてエージング処理を行うのである。

【００２１】その結果、本実施例におけるエージング処
理時においては、夫々の薄膜ＥＬ素子における透明電極
２の両端部２a,２b間の電位は等しくなり、抵抗電極と
しての透明電極２の電圧降下は駆動用電極２aとエージ
ング専用端子２bとの中央部が最も大きくなる。これに
対して、従来では透明電極２における交流電圧パルス印
加端部とは反対側の端部での電圧降下が最も大きくな
る。したがって、本実施例によって電圧降下の程度を従
来の１/２にすることができる。

【００２２】上述のように、本実施例においては、二つ
取りの薄膜ＥＬ素子形成の際に隣接する二つの薄膜ＥＬ
素子の透明電極２を電気的に連ねて一本に形成し、電気
的に一本に連なった透明電極２の中央部において隣接す
る第２誘電体層５より外側に位置したエージング専用端
子２b同士を一本の短絡パターン７'で短絡する。したが
って、エージング処理時に、電気的に一本に連なった透
明電極２の両端を短絡する短絡パターン７と短絡パター
ン７'とに同じ電圧を印加することによって、夫々の薄
膜ＥＬ素子の透明電極２の両端に同時に同じ電圧を印加
できる。

【００２３】その結果、本実施例によれば、各絵素部の
時定数と電圧降下とを従来例よりも半減でき、図６(Ａ)
に示す本来の波形に近似したパルス波形が各絵素の両電
極２,６間に印加される。したがって、薄膜ＥＬ素子全
面に亘って均一に且つ効率良くエージング処理を実施で
きる。

【００２４】上記実施例においては二枚取りの場合を例
に説明しているが、この発明はこれに限定されるもので
はなく三枚取り以上であっても構わない。また、上記実
施例においては、透明電極２のみが電気的に連なって一
本になるように複数薄膜ＥＬ素子を配列しているが、背
面電極６が電気的に連なって一本になるように複数薄膜
ＥＬ素子を配列してもよい。また、さらに両電極２,６
の夫々が電気的に連なって一本になるように複数薄膜Ｅ
Ｌ素子を配列してもよい。この場合には一方の電極のみ
が連なって一本になっている場合に比較してより大きな
効果を得ることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の薄
膜ＥＬ素子の電極構造は、同一基板上に複数の薄膜ＥＬ
素子を並列して形成するに際して、上記複数の薄膜ＥＬ
素子の透明電極または背面電極の少なくとも一方を互い
に電気的に連なった一本の構造にして、上記電気的に一
本に連なった透明電極(または背面電極)のうち夫々の薄
膜ＥＬ素子を構成する透明電極(または背面電極)におけ
る一端を駆動用電極とする一方他端をエージング専用端
子としたので、エージング処理の際には、上記電気的に
一本に連なった透明電極(または背面電極)の上記駆動用
電極,エージング専用端子および電気的に一本に連なっ
ていない上記背面電極群(または透明電極群)の一端の夫
々を短絡して、上記透明電極群における総ての短絡端子
と上記背面電極群における総ての短絡端子との間に交流
電圧パルスを印加できる。

【００２６】こうして、エージング処理に際して、上記
各薄膜ＥＬ素子を構成する透明電極または背面電極の少
なくとも一方の両端に同じ電圧を同時に印加して、上記
透明電極(または背面電極)における電圧降下の最大箇所
を各薄膜ＥＬ素子の中央部に設定できる。

【００２７】したがって、この発明によれば、抵抗電極
における短絡パターンから絵素部までの距離を短くして
各絵素の時定数を小さくすることによって絵素の両電極
間に印加されるパルス波形の歪みを小さくし、薄膜ＥＬ
素子のエージング処理を全面に亘って均一に且つ効率良
く実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の薄膜ＥＬ素子の電極構造における一
実施例およびエージング処理結線を示す図である。

【図２】図１に示す電極構造の一部拡大図である。

【図３】薄膜ＥＬ素子の一部破断斜視図である。

【図４】従来の薄膜ＥＬ素子の電極構造およびエージン
グ処理結線を示す図である。

【図５】図４に示す電極構造の一部拡大図である。

【図６】エージング処理時における印加パルスの波形を
示す図である。

【符号の説明】

１…ガラス基板、 ２…透明電極、３
…第１誘電体層、 ４…発光層、５…第
２誘電体層、 ６…背面電極、７,７'…
短絡パターン、 ８…交流電圧パルス、９,
９'…分断ライン。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エレクトロ・ルミネッセンス発光層の一
   表面上に平行に配列された帯状の透明電極を誘電体層を
   介して形成する一方、他表面上に上記透明電極に直交し
   て平行に配列された帯状の背面電極を誘電体層を介して
   形成して成る薄膜エレクトロ・ルミネッセンス素子の電
   極構造において、 同一基板上に複数の薄膜エレクトロ・ルミネッセンス素
   子を並列して形成するに際して、上記複数の薄膜エレク
   トロ・ルミネッセンス素子の透明電極または背面電極の
   うち少なくとも一方を互いに電気的に連なった一本の構
   造にし、 上記電気的に一本に連なった透明電極または背面電極の
   うち夫々の薄膜エレクトロ・ルミネッセンス素子を構成
   する透明電極または背面電極における一端を駆動用電極
   とする一方、他端をエージング専用端子とすることを特
   徴とする薄膜エレクトロ・ルミネッセンス素子の電極構
   造。