JP2776264B2 - 表示用ｅｌ素子及びその製造方法 - 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ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ
−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子、特に裏面電極を複
数個のドット状や棒状のセグメント電極に分割した表示
用ＥＬ素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種表示用ＥＬ素子は表面の透明電極
と裏面のセグメント電極間に交流電源を適宜切換えて印
加し、表示面に種々の図形や文字などを表示するように
構成したもので、各種機器の表示用に利用されている。

【０００３】例えば、図４はかかる表示用ＥＬ素子の構
造例を示すものであり、酸化インジウム、酸化スズ
（Ｉ．Ｔ．Ｏ）などの蒸着されたポリエステルフィルム
等からなる透明電極１上に、銅や塩素などで活性化され
た硫化亜鉛蛍光体粒子をシアノエチルセルロースなどの
有機バインダに分散させた発光体層２、チタン酸バリウ
ムなどの高誘電体物質をシアノエチルセルロースなどの
有機バインダに分散させた誘電体層３、および銀、ニッ
ケル、カーボンなどの導電ペーストを印刷した裏面電極
４を逐次積層した構造を有している。裏面電極４は誘電
体層３上に多数のセグメント電極４ａ，４ｂ，４ｃに分
割して所定パターンに印刷したもので、その上面側は絶
縁保護層５で被覆されると共に、それぞれ窓孔６を介し
て絶縁保護層５上に印刷した引き出し線７に導出され、
これらにより表示用ＥＬ素子が構成されている。

【０００４】かかる構成の表示用ＥＬ素子は透明電極１
と裏面電極４間に交流電圧を印加すると、両電極間に挟
まれた発光体層２の蛍光体粒子が励起されて発光するも
ので、各分割されたセグメント電極４ａ，４ｂ，４ｃを
適宜電圧印加することにより、所望の文字や図形を表示
することができる。

【０００５】例えば、図５（ａ）は上記裏面電極４を小
径のドット状電極８で形成し、これらを縦横の７行×５
列のパターンに配置した表示用ＥＬ素子、図５（ｂ）は
上記裏面電極４を棒状電極９で形成し、これを日字状に
配置した表示用ＥＬ素子である。これらの表示用ＥＬ素
子は透明電極１とパターン配置された各ドット状電極８
や棒状電極９を適宜に電圧印加することにより、表示面
に種々の文字や図形［図５（ａ）はＥ，図５（ｂ）は
２］を表示する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
発光体層２や誘電体層３を有機バインダを用いて形成し
た所謂有機ＥＬはＥＬ素子の寿命が高々１万時間程度の
ものであり、使用頻度の高いセグメントは劣化が進み、
使用頻度の少ないセグメントは劣化が遅い。このため、
これらの各セグメント電極４ａ，４ｂ，４ｃを同時に駆
動して発光させた場合、使用頻度の高い電極部分、例え
ば図５（ａ）、図５（ｂ）の網斜線図示した部分が暗く
なり、表示された文字や図形などに輝度差を生じ、視認
性低下を生じる問題があった。

【０００７】この表示面の輝度差防止策には、例えば、
図６に示すように、表示用ＥＬ素子の各セグメント電極
４ａ，４ｂ，４ｃの点灯回路に抵抗ＲやコンデンサＣな
どのインピーダンス素子１０ａ，１０ｂ，１０ｃを介挿
させる方法が採用されている。

【０００８】この輝度差防止手法は、図７に示すよう
に、抵抗ＲやコンデンサＣなどのインピーダンス素子１
０をＥＬ素子１１に直列に挿入し、ＥＬ素子１０に付加
される電源１２よりの電圧を分圧して印加させ、ＥＬ素
子の特性劣化に応じて補償しようとするものである。

【０００９】即ち、一般に有機ＥＬは、図８の特性曲線
ａに示すように、点灯中に発光体層２や誘電体層３が劣
化してそのインピーダンスが上昇し、発光体層２を流れ
る電流が低下して発光輝度Ｂが低下する。そして、この
発光輝度Ｂの低下は通常、初期発光輝度Ｂ0 の５０％低
下時点で寿命と定義している。

【００１０】そこで、特性劣化補償用のインピーダンス
素子１０をＥＬ素子１１に直列に挿入しておくと、ＥＬ
素子１１が特性劣化してそのインピーダンスを特性曲線
ｃのように上昇すると、ＥＬ素子１１に印加される電源
１２の分圧比がこれに従って上昇し、その分、ＥＬ素子
１１を明るく点灯させ、寿命特性を特性曲線ｂのように
改善する。尚、このように、ＥＬ素子１１の点灯回路に
インピーダンス素子１０を外付けして、ＥＬ素子１１の
寿命特性曲線を改善すること自体は公知であり、表示用
ＥＬ素子の点灯回路にも適用されている。

【００１１】しかしながら、このように表示用ＥＬ素子
の各セグメント電極４ａ，４ｂ，４ｃの点灯回路にイン
ピーダンス素子１０ａ，１０ｂ，１０ｃを外付けするも
のは、外付けする抵抗ＲやコンデンサＣの値を各セグメ
ント電極４ａ，４ｂ，４ｃの面積に応じて設定する必要
があり、その作業が困難なものであった。

【００１２】また、インピーダンス素子１０を外付けす
る場合に、例えば図９に示すように、各セグメント電極
４ａ，４ｂ，４ｃの引き出し線７ａ，７ｂ，７ｃの端縁
側に、抵抗ペーストや容量ペーストなどを印刷して、抵
抗ＲやコンデンサＣなどのインピーダンス素子１０ａ，
１０ｂ，１０ｃを形成しているが、スペース上の制約な
どにより、セグメント電極４ｃの配置部分上にインピー
ダンス素子１０ｂを形成することがある。しかし、この
ようにセグメント電極４ｃのパターン上にインピーダン
ス素子１０ｂを設けると、ジュール熱で発熱し、この部
分の発光体層２の輝度劣化を生じ、表示面に輝度差を生
じることがあった。

【００１３】従って、本発明は上記従来の表示用ＥＬ素
子の表示面における輝度差防止の問題に鑑みなされたも
のであり、上記各セグメント電極に直列接続され、ＥＬ
素子への印加電源分圧用のインピーダンス素子のインピ
ーダンスが、各セグメント電極の大きさに応じて容易に
設定でき、かつインピーダンス素子の発熱による表示面
の輝度むらが解消できるようにすることを目的としてい
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このため、本発明は表示
用ＥＬ素子の各セグメント電極の電極面にそれぞれセグ
メント電極と同形状のインピーダンス素子を積層したも
のである。前記インピーダンス素子は素材にカーボン主
体の抵抗ペーストや樹脂材に高誘電率のフィラー材を混
入した容量ペーストを用い、これらの抵抗ペーストや容
量ペーストを各セグメントの電極面上に印刷して膜状の
抵抗素子や容量素子を形成したものである。また、これ
らの膜状の抵抗素子や容量素子はその表面の誘電体層と
の積層面に所用により導電体層を形成する。更に、前記
表示用ＥＬ素子は裏面電極側の半体と発光体層側の半体
とを別体で製作し、これらの両半体を熱可塑性導電性樹
脂材により一体に接合して組付ける製造方法が採用され
るもので、具体的には次のように構成される。

【００１５】即ち、本発明の表示用ＥＬ素子は、透明電
極上に発光体層、誘電体層および複数個のセグメント電
極に分割された裏面電極を逐時積層してなり、前記裏面
電極はセグメント電極の電極面にインピーダンス層が積
層され、前記誘電体層上に積層された表示用ＥＬ素子に
おいて、前記インピーダンス層は前記セグメント電極の
電極面と同形状であり、かつ、前記インピーダンス層の
膜厚は前記セグメント電極の面積に対応して設定されて
いることを特徴としている。

【００１６】また、前記インピーダンス層はカーボン主
体の抵抗ペーストからなり、前記セグメント電極の電極
面に印刷されて膜状の抵抗素子を構成したことを特徴と
している。

【００１７】また、前記インピーダンス層はペースト用
の樹脂材に高誘電率のフィラー材を混入した容量ペース
トからなり、前記セグメント電極の電極面に印刷され
て、膜状の容量素子を構成したことを特徴としている。

【００１８】また、前記インピーダンス層は誘電体層へ
の積層面に良導性の導電体層が積層されたことを特徴と
している。

【００１９】また、本発明の表示用ＥＬ素子の製造方法
は、透明電極上に発光体層、誘電体層を逐次積層した発
光体層側半体と、裏面電極基体上にそれぞれ引き出し線
に電極導出された複数個のセグメント電極、インピーダ
ンス層を逐次積層した裏面電極側半体とを作製し、前記
発光体層側半体の誘電体層と前記裏面電極側半体のイン
ピーダンス層との対向面に熱可塑性導電ペーストの接着
材層を形成し、この接着材層を介して両者を熱接着する
ことを特徴としている。

【００２０】

【作用】インピーダンス層は各セグメント電極に電極面
と同形状に膜状に印刷して形成されるため、膜厚を設定
することで各セグメント電極のインピーダンスが設定で
き、一々電極面積の大きさに応じてこれを計算する必要
がない。また、発熱部は発光面にかかるが、表示面に局
部的に設けるものでなく、表面積が大きくとれるため発
熱が抑えられる。しかも、発熱による劣化は表示面で均
一であり、輝度むらの発生が防止できる。また、ＥＬ素
子は裏面電極側半体と発光体層側半体とに別体に製作し
た後、一体に接合して組付けするから、製造管理が容易
となる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。

【００２２】図１は本発明の実施例で、表示用ＥＬ素子
の構成を示す部分断面図である。

【００２３】この表示用ＥＬ素子も前記従来の表示用Ｅ
Ｌ素子と同様に、酸化インジウム、酸化スズ（Ｉ．Ｔ．
Ｏ）などの蒸着されたポリエステルフィルム等からなる
透明電極１上に、銅や塩素などで活性化された硫化亜鉛
蛍光体粒子をシアノエチルセルロースなどの有機バイン
ダに分散させた発光体層２、チタン酸バリウムなどの高
誘電体物質をシアノエチルセルロースなどの有機バイン
ダに分散させた誘電体層３、および銀、ニッケル、カー
ボンなどの導電ペーストで多数のセグメント電極４ａ，
４ｂ，４ｃに分割して所定パターンに印刷した裏面電極
４とを逐次積層した構造であり、各セグメント電極４
ａ，４ｂ，４ｃは絶縁保護層５で被覆されると共に、そ
の上面側に印刷された引き出し線７に窓孔６を介してそ
れぞれ導出されている。

【００２４】この表示用ＥＬ素子において、前記従来の
表示用ＥＬ素子と相違する点は、裏面電極４の各セグメ
ント電極４ａ，４ｂ，４ｃの誘電体層３に積層させる電
極面上に、ＥＬ素子の特性劣化に応じて電源電圧を分圧
して印加させるためのインピーダンス層１３ａ，１３
ｂ，１３ｃを積層した点のみであり、その他の構成は従
来の表示用ＥＬ素子と同様である。従って、同じ構成部
分は図４と同一参照符号を付し、その説明は省略する。

【００２５】上記インピーダンス層１３ａ，１３ｂ，１
３ｃは素材にカーボン主体の抵抗ペーストを用い、これ
を所定の体積抵抗率に調整して、各セグメント電極４
ａ，４ｂ，４ｃの電極面にそれぞれ各セグメント電極４
ａ，４ｂ，４ｃと同形状にスクリーン印刷し、各セグメ
ント電極４ａ，４ｂ，４ｃ上に膜状の抵抗素子を構成し
たもので、それぞれ所望の抵抗値Ｒになるように、スク
リーン印刷の膜厚ｄが設定される。

【００２６】このようにセグメント電極４ａ，４ｂ，４
ｃ上にインピーダンス層１３ａ，１３ｂ，１３ｃを積層
する表示用ＥＬ素子の製造は、従来の表示用ＥＬ素子の
製造と同様に、基材に透明導電フィルムなどを用い、こ
のフィルム上に主としてスクリーン印刷手法等を駆使
し、各構成要素の成膜層を逐次積層することにより製造
することができる。

【００２７】即ち、透明導電フィルムなどからなる透明
電極１上に発光体層２、誘電体層３を逐次スクリーン印
刷手法により積層して形成する。そして、各セグメント
電極４ａ，４ｂ，４ｃを誘電体層３上に積層するに先立
って、先ず、誘電体層３上の各セグメント電極４ａ，４
ｂ，４ｃの積層予定位置に、カーボン主体の抵抗ペース
ト、例えばボリュウームの摺動面等に使用する抵抗ペー
ストをスクリーン印刷し、各セグメント電極４ａ，４
ｂ，４ｃと同形状の抵抗性のインピーダンス層１３ａ，
１３ｂ，１３ｃを形成する。その後、このインピーダン
ス層１３ａ，１３ｂ，１３ｃの表面上に銀、ニッケル、
カーボンなどの導電ペーストをスクリーン印刷してセグ
メント電極４ａ，４ｂ，４ｃを形成する。これにより、
各セグメント電極４ａ，４ｂ，４ｃの電極面上にこれと
同形状のインピーダンス層１３ａ，１３ｂ，１３ｃがそ
れぞれ積層されて誘電体層３上に積層される。後は、従
来と同様、各セグメント電極４ａ，４ｂ，４ｃの上面側
に窓孔６を残してアルキッド樹脂などの絶縁性保護層５
を被覆した後、絶縁性保護層５上に窓孔６上を通って導
電性ペースト等の引き出し線７を印刷形成して、各セグ
メント電極４ａ，４ｂ，４ｃを導出すればよい。

【００２８】かかる構成によれば、各インピーダンス層
１３ａ，１３ｂ，１３ｃはそれぞれセグメント電極４
ａ，４ｂ，４ｃの形状に合わせて積層して形成されるた
め、使用する抵抗ペーストの体積抵抗率に合わせて、イ
ンピーダンス層１３ａ，１３ｂ，１３ｃのスクリーン印
刷の膜厚さｄを規制すれば、それぞれ各セグメント電極
４ａ，４ｂ，４ｃの電極面積に応じたインピーダンス値
が設定できる。従って、従来のように、各セグメント電
極４ａ，４ｂ，４ｃの大きさによって一々インピーダン
スを計算するといった煩雑さがなく、作業が極めて簡単
になされる。

【００２９】また、上記各インピーダンス層１３ａ，１
３ｂ，１３ｃはそれぞれセグメント電極４ａ，４ｂ，４
ｃ上に積層して形成されるため、従来のように、ＥＬ素
子の表示面の極く限られた端部域に配設するものに比べ
て、広く表示面上に形成でき、放熱上有利となって発熱
せず、輝度むらの発生が防止される。また、各インピー
ダンス層１３ａ，１３ｂ，１３ｃの単位面積当たりの発
熱量は何れも同じ値であり、この発熱によってＥＬ素子
が劣化しても、均一に劣化するため、輝度むらの発生が
抑制される。

【００３０】また、このように、セグメント電極４ａ，
４ｂ，４ｃ上に抵抗性のインピーダンス層１３ａ，１３
ｂ，１３ｃを積層した表示用ＥＬ素子は上記抵抗性のイ
ンピーダンス層１３ａ，１３ｂ，１３ｃが回路の電流制
限作用を有しており、特に、ＩＣ化された点灯回路装置
の小型化、小容量化に好適する。

【００３１】即ち、各セグメント電極４ａ，４ｂ，４ｃ
を矩形波パルスをスイッチングして点灯駆動する装置に
おいては、ＥＬ素子が容量性負荷であるために、スイッ
チング時の立上り部分で大きい突入電流を生じる。しか
し、各セグメント電極４ａ，４ｂ，４ｃに積層したイン
ピーダンス層１３により、上記突入電流のピーク値が極
めて小さい値に抑えられ、スイッチング回路を小さく設
定することが出来、点灯回路が安価に構成できる。

【００３２】図２は本発明の他の実施例の表示用ＥＬ素
子であり、上記実施例において、各セグメント電極４
ａ，４ｂ，４ｃに積層されるインピーダンス層１３（１
３ａ，１３ｂ，１３ｃ）の誘電体層３への積層面に、カ
ーボン、ニッケル、銀、銅など良導電性の導電ペースト
を印刷した導電体層１４（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）を
配設したものである。

【００３３】かかる構成によれば、上記実施例のインピ
ーダンス層１３の形成において、セグメント電極４ａ，
４ｂ，４ｃが比較的大きく［例えば図５（ａ）や図５
（ｂ）の表示用ＥＬ素子において、ドット状電極８や棒
状電極９を反転して表示する場合に配設される下地用電
極（不図示）など］、その膜厚ｄが均一に形成し難い場
合、表示面の輝度分布が不均一となるが、このように、
インピーダンス層１３と誘電体層３との間に低抵抗の導
電体層１４を配設すると、インピーダンス層１３形成面
下の発光体層２に印加される電圧分布が均一となるよう
に作用し、輝度分布の均一性が得られる。

【００３４】図３はこのように各セグメント電極４ａ，
４ｂ，４ｃにインピーダンス層１３（１３ａ，１３ｂ，
１３ｃ）を積層し、ＥＬ素子の特性値劣化を補償するよ
うにした表示用ＥＬ素子の製造に好適な製造方法を示す
ものであり、発光体層側半体１５と裏面電極側半体１６
とを別体で製作し、これらの両半体１５、１６を熱可塑
性導電性樹脂材１７により一体に接合して組付ける製造
方法が採用される。

【００３５】即ち、発光体層側半体１５は、図示するよ
うに、ポリエステルフィルムなどにＩ．Ｔ．Ｏを形成し
た透明導電フィルムなどからなる透明電極１上に発光体
層２、誘電体層３を逐次スクリーン印刷手法により積層
し、発光体層側半体１５を製作する。

【００３６】一方、裏面電極側半体１６は裏面電極基体
としてＰＥＴ樹脂フィルムなどが用いられ、この裏面電
極基体１８にそれぞれ絶縁を保って引き出し線７に電極
導出される複数個のセグメント電極４ａ，４ｂ，４ｃを
スクリーン印刷手法などにより印刷して形成する。

【００３７】この引き出し線７への電極導出は、図示す
るように、裏面電極基体１６の表面に、引き出し線７を
印刷した後、上面側にアルキッド樹脂などの絶縁性保護
層５を被覆し、更にこの絶縁性保護層５上にセグメント
電極４ａ，４ｂ，４ｃを印刷して形成する。尚、このセ
グメント電極４ａ，４ｂ，４ｃの印刷時、絶縁性保護層
５に窓孔６を開口しておき、窓孔６を介して引き出し線
７と接続する。或いは、図示しないが、引き出し線７を
裏面電極基体１８の反対側表面（図の上面側の表面）に
印刷して形成しておき、裏面電極基体１６の表面に印刷
した各セグメント電極４ａ，４ｂ，４ｃを裏面電極基体
１８に穿設した窓孔を介して引き出し線７と接続し、裏
面電極基体１８の外面側に導出するなど、種々の電極導
出構造が採用される。

【００３８】次に、セグメント電極４ａ，４ｂ，４ｃの
印刷された裏面電極基体１６は各セグメント電極４ａ，
４ｂ，４ｃ上にインピーダンス層１３ａ，１３ｂ，１３
ｃ、熱可塑性導電性接着材層１７（１７ａ，１７ｂ，１
７ｃ）をスクリーン印刷手法により逐次セグメント電極
４ａ，４ｂ，４ｃと同形状に積層し、裏面電極側半体１
６を製作する。

【００３９】そして、このように製作した発光体層側半
体１５と裏面電極側半体１６は、図示するように、接合
面を上下対向して配置させて熱プレス装置により一体に
接合する。

【００４０】このような製造方法によれば、上記裏面電
極側半体１６は熱可塑性導電性接着材層１７と誘電体層
３との強固な接合が得られる上、熱可塑性導電性接着材
層１７によりインピーダンス層１３の不均質性、例え
ば、インピーダンス層１３自体のポーラス性や溶剤によ
る変容性などによる不均質性、あるいは前記したインピ
ーダンス１３層の肉厚のバラツキ等による不均一性など
がカバーされる。

【００４１】また、裏面電極側半体１６は通常、製造す
る表示用ＥＬ装置のデザイン毎に各セグメント電極４
ａ，４ｂ，４ｃのパターンや引き出し線７の導出パター
ンが異なるが、発光体層側半体１５は共通的であり、こ
れらを組合せることで、所望の表示用ＥＬ装置が適宜に
製造でき、生産管理が容易となる。

【００４２】尚、本発明は上記各実施例において、イン
ピーダンス層１３はカーボン主体の抵抗ペーストで形成
し、抵抗性のインピーダンス素子を形成したが、これを
ペースト用の樹脂材に高誘電率のフィラー材を混入した
容量ペーストで形成して容量性のインピーダンス素子を
形成しても、同様にＥＬ素子の特性劣化を補償すること
ができる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、本発明は表示用ＥＬ素子
の各セグメント電極に同形状のインピーダンス素子を各
セグメント電極の面積に対応した膜厚で積層するように
構成したから、セグメント電極の大きさに応じて変化し
て介挿される点灯回路のインピーダンスを容易に設定す
ることができる。また、インピーダンス素子の搭載によ
る素子面の発熱が低減でき、表示の輝度むらが改善でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例で、表示用ＥＬ素子の構成を
示す部分断面図

【図２】本発明の他の実施例で、表示用ＥＬ素子の構成
を示す部分断面図

【図３】本発明の表示用ＥＬ素子の製造過程を示す部分
断面図

【図４】従来の表示用ＥＬ素子の構成を示す部分断面図

【図５】表示用ＥＬ素子の裏面電極のパターン図で、図
５（ａ）はドット状電極のパターン図、図５（ｂ）は棒
状電極のパターン図

【図６】従来の表示用ＥＬ素子の表示面の輝度むら防止
策の説明図

【図７】ＥＬ素子の点灯回路図

【図８】ＥＬ素子の経時特性曲線図

【図９】従来の表示用ＥＬ素子の表示面の輝度むらの説
明図

【符号の説明】

1 透明電極 2 発光体層 3 誘電体層 4 裏面電極 4a〜4cセグメント電極 13a〜13cインピーダンス層 14a〜14c導電体層 15 発光体層側半体 16 裏面電極側半体 17a〜17c熱可塑性導電性樹脂材（接着材層） 18 裏面電極基体

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05B 33/22 H05B 33/10

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明電極上に発光体層、誘電体層および複
   数個のセグメント電極に分割された裏面電極を逐時積層
   してなり、前記裏面電極はセグメント電極の電極面にイ
   ンピーダンス層が積層され、前記誘電体層上に積層され
   た表示用ＥＬ素子において、前記インピーダンス層は前
   記セグメント電極の電極面と同形状であり、かつ、前記
   インピーダンス層の膜厚は前記セグメント電極の面積に
   対応して設定されていることを特徴とする表示用ＥＬ素
   子。
2. 【請求項２】前記インピーダンス層は高誘電率のフィラ
   ー材を混合した樹脂層であることを特徴とする請求項１
   記載の表示用ＥＬ素子。
3. 【請求項３】前記インピーダンス層は誘電体層への積層
   面に良導性の導電体層が積層されたことを特徴とする請
   求項１記載の表示用ＥＬ素子。
4. 【請求項４】二つの半体を熱接着して表示用ＥＬ素子を
   製造する方法において、一方の半体が透明電極上に発光
   体層、誘電体層を逐時積層した発光体層側半体であり、
   他方の半体が裏面電極上にそれぞれ引き出し線に電極導
   出された複数個のセグメント電極、インピーダンス層を
   逐時積層した裏面電極側半体であって、前記発光体層側
   半体の誘電体層と前記裏面電極側半体のインピーダンス
   層を熱可塑性導電ペーストの接着材層を介して熱接着す
   ることを特徴とする表示用ＥＬ素子の製造方法。