JPH0629089A - 自己発光型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 透明電極２、発光層４及び点状に配置された
ドット状電極７を順次積層し、該ドット状電極７に接し
てパターン電極８を設けた。 【効果】 透明電極２とパターン電極８間に電圧を印加
するのみで、容易にパターン電極に形成された文字等を
発光像として表示させることができ、装置としても薄型
でコンパクトにまとめることができる。さらに、パター
ン電極を差し替え自在にすることで、必要に応じ種々の
パターンを表示させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有機ＥＬ（Electro Lu
minescence）素子を用いた表示装置に関し、特に文字表
示等に適した薄型の自己発光型表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、所定の文字あるいは図形等を表示
する装置として、予め文字等を形成した表示板の裏側か
ら豆電球等の照明手段により光を照射し、表示板に現れ
る明暗をもって文字等を表示するものがある。これは、
照明手段として豆電球を用いることから、装置全体とし
て一定の厚みを必要とする。

【０００３】また、微小な蛍光表示管（ＶＦＤ：Vacuum
Fluorecent Display）を用いた単けた管、丸形多けた
管及び平形多けた管等の表示装置があるが、これらの原
理は、いずれも三極電子管に基づくものであり、真空容
器内にカソード、グリッド及びアノード、さらにはリー
ド線等が配された構造をなし、構造の簡略化及び小型化
（薄型化）には一定の限界がある。

【０００４】また、電気化学的現象を利用した表示装置
（ＥＣＤ：Electro Chemical Display）があるが、かか
る装置はＥＣＤセル内のＥＣ物質としてアセトニトリル
等の非水溶媒に過塩素酸リチウム等を溶かした電解質溶
液を用いるため、所定の溶液封入領域を必要とし前述装
置同様小型化（薄型化）には一定の限界がある。一方、
ガラス板や透明や有機フィルム上に塗布した蛍光体に電
場を加えて発光させる、いわゆるエレクトロルミネッセ
ンス（ＥＬ）を用いた表示素子が開発されている。

【０００５】かかるＥＬ表示素子は構造で分類すると、
電極とＥＬ層（発光層）との間に絶縁層又は誘電層をも
たない直流形と、電極とＥＬ層との間には絶縁層をもつ
交流形とに分類され、該交流形のものはドットマトリッ
クスＥＬ表示素子として適している。また、ＥＬ表示素
子を発光するＥＬ層で分類すると、ＥＬ層物質の微粒子
をバインダで結合させ塗布形成した分散形と、ＥＬ層物
質で蒸着、スパッタ等の薄膜形成方法で成膜した薄膜形
とに分けられる。

【０００６】図１に二重絶縁形交流ＥＬ表示素子の概略
断面を示す。該ＥＬ表示素子は、ガラス透明基板１上
に、ＩＴＯ等の透明電極２、第１絶縁膜３、ＥＬ層（発
光層）４、第２絶縁膜５、背面電極６を順に積層して形
成したものである。ＥＬ層４はＺｎＳ，ＺｎＳｅ，Ｃａ
Ｓ，ＳｒＳ等のII−VI属金属化合物の半導体物質を母体
物質として数％の発光中心物質を含む層である。

【０００７】かかるＥＬ表示素子の発光機構は、背面電
極６と透明電極２との間に電圧を印加して第１及び第２
絶縁膜３，５を介してＥＬ層４に電界が印加される。か
かる印加電界によりＥＬ層４の母体物質中に自由電子が
発生し、電界での自由電子が加速されて高エネルギー状
態のホットエレクトロンになる。このホットエレクトロ
ンがＥＬ層４の発光中心物質を励起して、励起状態の緩
和により所定のスペクトル分布を有した発光を生じる。

【０００８】かかる発光色はＥＬ層４の母体物質と発光
中心物質の組合せで決定される。例えば、ＺｎＳを母体
物質とする場合、発光中心物質がＳｍでは赤色発光を呈
し、同様にＭｎでは黄色発光、Ｔｂでは緑色発光、Ｔｍ
では青色発光を呈する。次に、直流形のＥＬ表示素子と
して、図２（ａ）に示すように、陰極である背面電極６
と陽極である透明電極２との間に有機化合物からなり互
いに積層された有機蛍光体薄膜４及び有機正孔輸送層４
ａが配された２層構造のものや、図２（ｂ）に示すよう
に、背面電極６と透明電極２との間に互いに積層された
有機電子輸送層４ｂ、有機蛍光体薄膜４及び有機正孔輸
送層４ａが配された３層構造のものが知られている。こ
こで、有機正孔輸送層４ａは陽極から正孔を注入させ易
くする機能と電子をブロックする機能とを有し、有機電
子輸送層４ｂは陰極から電子を注入させ易くする機能を
有している。

【０００９】これらＥＬ表示素子において、透明電極２
の外側にはガラス透明基板１が配されており、背面電極
６から注入された電子と透明電極２から注入された正孔
との再結合によって励起子が生じ、この励起子が放射失
活する過程で光を放ち、この光が透明電極２及びガラス
透明基板１を介して外部に放出されることになる。図２
において、陰極である背面電極６には、アルミニウムの
1500Å膜厚の薄膜、あるいは、仕事関数が小さな金属、
例えば厚さが約 500Å以上のアルミニウム、マグネシウ
ム、インジウム、銀又はこれらの合金等を用いることが
できる。

【００１０】陽極である透明電極２には、インジウムす
ず酸化物（I.T.O.)の2000Å膜厚の薄膜、あるいは、仕
事関数の大きな導電性材料、例えば厚さが1000〜3000Å
程度のＩＴＯ、厚さが 800〜1500Å程度の金を用いるこ
とができる。なお、金を電極材料として用いた場合に
は、電極２は半透明の状態となる。背面電極６と透明電
極２との間には、図の上から順に積層された有機蛍光体
薄膜４及び有機正孔輸送層４ａが配されている。

【００１１】有機正孔輸送層４ａには、テトラフェニル
ジアミン誘導体、例えば下記化１の化合物の 800Å膜厚
の薄膜を用いる。

【００１２】

【化１】

【００１３】また、有機蛍光体薄膜４としては、例えば
下記化２のアルミキノリノール錯体がある。

【００１４】

【化２】

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の表示装置に
おける装置の簡略化及び小型化（薄形化）の困難性に鑑
み、本発明の目的とするところは、ＥＬ表示素子の基本
構成を用いた薄形でかつコンパクトな自己発光型表示装
置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明による自己発光型
表示装置は、透明電極、発光層（ＥＬ層）及び点状に配
置されたドット状電極を順次積層し、該ドット状電極に
接してパターン電極を設けたことを特徴とするものであ
る。

【００１７】

【作用】上記構成において、パターン電極と透明電極間
に電圧を印加すると、発光層とパターン電極との間には
ドット状電極が介在していることから、パターン電極の
パターンに対応した領域の発光層のみに電圧が印加され
ることになり、従って、パターンに対応した発光が得ら
れることになる。

【００１８】特に、有機ＥＬ層を発光層として用いる場
合は、駆動電圧が数Ｖの直流でよく、電源装置を小さく
薄くできる。

【００１９】

【実施例】図３は、本発明に係る自己発光型表示装置の
基本構成を示す一実施例であり、図３（ａ）はその断面
図、図３（ｂ）はその斜視構成図を示すものである。
尚、図３（ｂ）においては理解を容易にするために、上
層部（パターン電極及びドット状電極）を分離した状態
で表わしている。

【００２０】本図に示すように、ガラス透明基板１上に
ＩＴＯ等の透明電極２を積層し、その上にテトラフェニ
ルジアミン等の有機正孔輸送層４ａ及びアルミキノリノ
ール錯体等の有機蛍光体発光層４を積層している。そし
て、かかる発光層４の上にはＡ１材等からなる膜厚約15
00Å、外径約 0.1ｍｍの蒸着電極が平面状に配列された
ドット状電極７が形成されている。かかる蒸着電極の膜
厚としては 500Å以上、外径としては約 0.1mm〜5.0mm
の範囲で設定可能であるが、後述するパターン電極のパ
ターンを正確に再現発光させるためには、できるだけ小
さく、かつ、配列密度を大きくした方が良い。

【００２１】次に、かかるドット状電極７の上には、発
光にて表示したい文字等を形成したパターン電極８が、
その上下面が露出した状態で絶縁材料等からなるパター
ン電極保持部材８ａに保持されて配置されている。この
ように、積層された全体の層厚は、約１ｍｍ程度に設定
されている。かかる構成の表示装置において、直流電源
９により、パターン電極８及び透明電極２間に所定の電
圧を印加すると、文字Ａ及びＢの下部にのみ位置するド
ット状電極７を介して発光層４に電圧が印加されること
になり、Ａ及びＢの文字が透明電極２及びガラス透明基
板１を通して発光像として視認できる。

【００２２】次に、本発明に係る自己発光型表示装置を
カードサイズのネームプレート等として応用する場合の
一実施例について説明する。図４は、ペーパー電池を電
源とし、かつ、表示したい文字等を交換できるように、
パターン電極を脱着自在にした薄型の自己発光型表示装
置の断面図である。本図に示すように、ガラス透明基板
１、透明電極２、正孔輸送層４ａ、発光層４及びドット
状電極７を順次積層し、かかるドット状電極７の上方に
はパターン電極８を有したパターン電極保持部材８ａ及
びペーパー電池１０が嵌挿され得るような空間を確保し
て、外枠１１が絶縁性樹脂材等により形成されている。

【００２３】さらに、ペーパー電池１０が接する外枠１
１の内面は透明電極２と導線１２によりスイッチ１３を
介して電気的に接続されている。ここで用いるペーパー
電池１０は、図５（ａ）の斜視図及び図５（ｂ）のＡ−
Ａ断面図で示すように、正極層２２、セパレータ２３及
び負極リチウム層２４が順次積層され、これらが正極端
子板２５と負極端子板２６により覆われ、端部が樹脂材
２１により封止された構造になっている。尚、かかるペ
ーパー電池の厚さは約0.5ｍｍである。

【００２４】従って、図４に示すように、ペーパー電池
１０の負極端子板２６及び正極端子板２５が各々パター
ン電極８と外枠１１内の導線１２に電気的に接続される
ように嵌挿されることで、容易に用いることができる。
さらに、パターン電極８については、種々の異なるパタ
ーン（文字等）を形成したものを予め用意しておき、必
要に応じて差し替えることで種々の表示を行わせること
ができる。

【００２５】以上述べたように、本発明に係る自己発光
型表示装置は、ペーパー電池等を用いれば全厚約２ｍｍ
（ペーパー電池を２枚直列に接続して用いる場合）の薄
型にして、かつ、名刺サイズに形成することができ、従
って、種々の表示板あるいは照明等として、単体である
いはトランクケース等に設置場所の如何に拘らず適用す
ることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明による自己発
光型表示装置は、透明電極、発光層及びドット状電極を
順次積層し、かかるドット状電極に接するパターン電極
を配置していることから、透明電極とパターン電極間に
電圧を印加するのみで、容易にパターン電極に形成され
た文字等を発光像として表示させることができ、装置と
しても薄型でコンパクトにまとめることができる。

【００２７】さらに、パターン電極を差し替え自在にす
ることで、必要に応じ種々のパターンを表示させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の二重絶縁形交流ＥＬ表示素子を示す概
略断面図である。

【図２】 従来の直流形のＥＬ表示素子を示す概略断面
図である。

【図３】 本発明に係る自己発光型表示装置の基本構成
を示す構成図であり、図３（ａ）はその断面図、図３
（ｂ）はその斜視構成図である。

【図４】 電源としてペーパー電池を用いた本発明に係
る自己発光型表示装置を示す概略断面図である。

【図５】 ペーパー電池を示す図であり、図５（ａ）は
斜視外観図、図５（ｂ）は、Ａ−Ａ断面図である。

【主要部分の符号の説明】

１ ガラス透明基板 ２ 透明電極 ４ 発光層（ＥＬ層） ４ａ 正孔輸送層 ７ ドット状電極 ８ パターン電極 ８ａ パターン電極保持部材 ９ 電源 １０ ペーパー電池 １１ 外枠 １２ 導線 １３ スイッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明電極、発光層及び点状に配置された
   ドット状電極を順次積層し、該ドット状電極に接してパ
   ターン電極を設けたことを特徴とする自己発光型表示装
   置。
2. 【請求項２】 前記パターン電極が脱着自在であること
   を特徴とする請求項１に記載の自己発光型表示装置。