JPH11283745A

JPH11283745A - Ｅｌ表示装置

Info

Publication number: JPH11283745A
Application number: JP10086924A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Komura; 司甲村; Tamotsu Hattori; 有服部
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】透明型ＥＬ表示装置において、発光層の膜厚
設計に制約を生じること無く、表示装置を構成するあら
ゆる界面からの反射を低減させる装置構成とする。【解決手段】ＥＬ表示装置１００は。一側ガラス基板
１上に、第１下部絶縁層２、透明な下部電極３、第２下
部絶縁層４、発光層５、上部絶縁層６、透明な上部電極
７、透明な封止材８、他側ガラス基板９を積層してな
る。そして、発光層５と一側ガラス基板１の間において
は、発光層５と下部電極３と下部絶縁層２、４と一側ガ
ラス基板１との屈折率から決まる無反射条件を満足し、
発光層５と封止層８の間においては、発光層５と上部電
極７と上部絶縁層６と封止層８との屈折率から決まる無
反射条件を満足した構成としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光層の両側を絶
縁層を介して一対の透明電極で挟んでなるＥＬ（エレク
トロルミネッセンス）表示装置に関するものであり、特
に、表示装置の高コントラスト化に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種のＥＬ表示装置（ＥＬデ
ィスプレイ）は、図６の断面構成図に示す様に、両ガラ
ス基板１１、１８の間に発光層１４、これを挟む上下絶
縁層１３、１５、さらにこれらを挟む上下電極１２、１
６を成膜して形成されている。また、絶縁層１５及び電
極１６とガラス基板１８との間には、透明な封止材１７
が配されている。そして、この上下電極１２、１６間に
交流電圧を印加して発光層１４を発光させる構成となっ
ている。通常、このような構成は透明型ＥＬ表示装置と
いわれている。

【０００３】ところで、この透明型ＥＬ表示装置２００
においては、空気とガラス基板１１、１８、または発光
層１４と絶縁層１３、１５等の間で多くの界面を持つ。
そのため、外乱光が入射するような状況でこの表示装置
を使用する場合、外乱光がこれらの膜界面で反射され、
表示装置のコントラストを低下させるという現象が起こ
る。

【０００４】図７は、自動車用メータの一部としてこの
表示装置を用いる場合の断面構成図である。ＥＬ表示装
置２００を挟んで、ポインタ６０を有するメータ文字盤
６１と、スモークフィルタ６２とが配置されている。そ
して、スモークフィルタ６２側からの光がＥＬ表示装置
２００に入射して、メータ文字盤６１で反射された光
が、再びＥＬ表示装置２００を透過して、スモークフィ
ルタ６２外部の観察者６３に視認されるようになってい
る。

【０００５】このように、特に、自動車用メータの一部
としてこの表示装置を用いる場合には、太陽光という非
常に強い外乱光がこの表示装置に入射するため、著しく
コントラストを低下させる。この反射光を減らすため、
従来、ガラスと空気界面にいわゆる無反射コート（図７
では符号７０で示す）を施したり、特開平７−２１１４
５８号公報に開示されている様に、電極とガラス間に反
射低減用に絶縁層を挿入したり、また、特開平２−２７
６１９１号公報に開示されている様に、透明電極と発光
層に界面接触し、前記２層の屈折率と膜厚に応じて屈折
率と膜厚を選択する光学干渉膜を挿入し、２枚のガラス
基板間の反射を低減する、といった方法が採られてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記各公報
のうち、前者公報においては、ガラス基板と透明電極間
で生じる反射は低減できるが、それ以外の膜界面で生じ
る反射に対しては対策になっていない。一方、後者公報
においては、２枚のガラス基板間で生じる反射を低減で
きるが、そのために透明電極と発光層の屈折率と厚みに
応じた光学干渉膜が必要となる。このことは透明電極、
発光層、光学干渉膜の屈折率と膜厚に特定の関係が必要
であることを意味しているため、発光層の膜厚に制約が
生じる等、ＥＬ表示装置の設計の自由度が少なくなる、
といった問題を含んでいる。

【０００７】そこで、本発明は上記問題点に鑑みて、透
明型ＥＬ表示装置において、発光層の膜厚設計に制約を
生じること無く、表示装置を構成するあらゆる界面から
の反射を低減させる装置構成とすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、発光層の片面側に、第１透明電極、第１絶縁
層及び第１ガラス基板が積層され、発光層の他面側に、
第２透明電極、第２絶縁層及び第２ガラス基板が積層さ
れ、更に、第２透明電極及び第２絶縁層と第２ガラス基
板との間に透明な封止材が介在されてなる、透明型ＥＬ
表示装置について、鋭意検討を行い、以下の技術的手段
を採用するに至った。

【０００９】すなわち、請求項１記載の発明において
は、発光層（５）の片面側において、発光層（５）と第
１透明電極（３）と第１絶縁層（２、４）と第１ガラス
基板（１）との屈折率から決まる無反射条件を満足して
おり、発光層（５）の他面側において、発光層（５）と
第２透明電極（７）と第２絶縁層（６）と封止材（８）
との屈折率から決まる無反射条件を満足していることを
特徴としている。

【００１０】それによって、発光層（５）の両面側にお
いて、無反射条件を満たしているため、発光層（５）の
膜厚は任意でよく、設計自由度が向上するとともに、各
界面から反射される反射光の各位相を足し合わせた形で
反射光の振幅を小さくできるため、各界面からの反射光
を低減し、高コントラストなＥＬ表示装置を提供するこ
とができる。

【００１１】また、請求項２記載の発明によれば、発光
層（５）の片面側においては、波長５５５ｎｍにて、発
光層（５）と第１透明電極（３）と第１絶縁層（２、
４）と第１ガラス基板（１）との屈折率と、第１透明電
極（３）と第１絶縁層（２、４）との膜厚から決まる無
反射条件を満足しており、発光層（５）の他面側におい
ては、波長５５５ｎｍにて、発光層（５）と第２透明電
極（７）と第２絶縁層（６）と封止材（８）との屈折率
と、第２透明電極（７）と第２絶縁層（６）との膜厚と
から決まる無反射条件を満足していることを特徴として
いる。

【００１２】本発明では、無反射条件は波長５５５ｎｍ
で成立しており、人間の視感度の最も高い波長（約５５
５ｎｍ）において、各界面からの反射光を低減できるた
め、効果的に高コントラスト化を実現できる。また、請
求項３記載の発明では、封止層（８）と第２ガラス基板
（９）とは、ほぼ同じ屈折率であるから、封止層（８）
と第２ガラス基板（９）との界面での反射を低減するこ
とができる。

【００１３】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図１は本発明の透明型ＥＬ表示装置
の一実施形態を示すＥＬ表示装置１００の断面構成図で
ある。本実施形態では、発光層５の片面側（図１中、下
方側）と他面側（図１中、上方側）に、後述の各膜等が
積層されている。

【００１５】絶縁性基板である一側ガラス基板（第１ガ
ラス基板）１の上には、第１下部絶縁層（本例ではＡｌ
₂Ｏ₃膜）２が積層形成されている。この第１下部絶縁
層２の上には、透明導電膜であるＩＴＯ（インジウム−
チン−オキサイド）膜からなる下部電極（第１透明電
極）３が積層形成されている。この下部電極３はストラ
イプ状に形成され、後述のストライプ状の上部電極７と
直交して対向配置される。

【００１６】下部電極３及び第１下部絶縁層２の上に
は、第２下部絶縁層（本例ではＡＴＯ膜（Ａｌ₂Ｏ₃と
ＴｉＯ₂の交互積層膜））４が積層形成されている。こ
こで、上記両下部絶縁層２及び４により下部絶縁層（第
１絶縁層）が構成され、下部電極３とこの下部電極３を
挟む下部絶縁層２、４により、下部複合層（第１複合
層）が構成される。

【００１７】第２下部絶縁層４の上には、発光層５が積
層形成されている。発光層５は、ＺｎＳを母材とし、こ
れに発光中心となるＭｎ（この時はオレンジ色に発光す
る。）またはＴｂ（この時は緑色に発光する。）を若干
量ドープした膜から形成されている。そして、発光層５
の上には、第２絶縁層としての上部絶縁層（本例ではＴ
ａ₂Ｏ₅膜）６が積層形成され、上部絶縁層６の上に
は、透明導電膜であるＩＴＯ膜からなる上記上部電極
（第２透明電極）７が積層形成されている。上述のよう
に、この上部電極７も下部電極３と同じく、ストライプ
状に形成され、両電極３、７は直交して対向配置されて
いる。

【００１８】ここで、図２は図１を上方からみた図であ
る。両電極３、７が上記配置をなすため、ＥＬ表示装置
１００の平面構成は、図２に示す様に、両電極３、７が
対向する部分である表示画素２０、下部電極３は存在す
るが上部電極７が無い部分である上部電極非形成部２
１、上部電極７は存在するが下部電極７が無い部分であ
る下部電極非形成部２２、両電極３、７が無い部分であ
る電極非形成部２３とから構成される。

【００１９】更に、上部電極７の上には、例えば、接着
剤またはシリコンオイル等からなる透明な封止材８が配
設され、封止材８の上には、他側ガラス基板（第２ガラ
ス基板）９が積層されている。つまり、上部電極７及び
上部絶縁層６と、他側ガラス基板９との間に、封止材８
が介在され、上部電極７及び上部絶縁層６と他側ガラス
基板９とが固着されている。

【００２０】かかる構成を有するＥＬ表示装置１００
は、図示しない駆動回路によって、上下電極３、７間に
交流電圧を印加して発光層５を発光させる構成となって
おり、透明型ＥＬ表示装置として機能する。ところで、
更に本実施形態では、人間の視感度の最も高い波長（約
５５５ｎｍ）において、発光層５と一側ガラス基板１の
間においては、発光層５、下部電極３、下部絶縁層２及
び４、一側ガラス基板１の４者の屈折率から決まる無反
射条件を満足し、発光層５と封止材８の間においては、
発光層５、上部電極７、上部絶縁層６、封止材８の４者
の屈折率から決まる無反射条件を満足する構成としてい
る。以下、かかる構成とした根拠について述べる。

【００２１】上記ＥＬ表示装置１００においては、ガラ
ス基板１上に、下部電極３及び下部絶縁層２、４、発光
層５、上部絶縁層６、上部電極７を積層し、上部絶縁層
６及び上部電極７の上に、封止材８介在させて第２ガラ
ス基板を積層配置させた構成としている。本発明者等
は、この表示装置の心臓部である発光層を含む上下電極
間の各膜（本実施形態では各膜３〜７に相当）の合計厚
さが、一般に２〜３μｍ程度であることに着目した。

【００２２】この程度の厚さは、太陽光、室内照明の光
の可干渉長さと同程度である。このためＥＬ表示装置の
膜は全ての膜界面からの透過光、反射光が干渉するとい
う多層膜としてとらえることができる。そこで、このＥ
Ｌ表示装置のコントラストを上げるには、人間の視感度
の最も高い波長（約５５５ｎｍ）において、この多層膜
からの反射を極力抑えることが必要となる。

【００２３】ここで、本例においては、各層の波長５５
５ｎｍにおける屈折率を以下のようにしている。まず、
発光層５では、母材のＺｎＳの屈折率とほぼ同等な２．
３３程度であり、また、上下両電極３、７では、透明導
電膜であるＩＴＯが用いられているため、屈折率は約
１．７９である。また、それに続くガラス基板１、９及
び封止材８では、屈折率は約１．５である。

【００２４】なお、絶縁層２、４及び６は、多くのバリ
エーションがあり、一概には言えないが、多くの場合、
発光層５と封止材８（またはガラス基板）の屈折率の間
の値を取る。このような膜構成で反射を抑えるには次の
ような考え方が１つ考えられる。つまり、通常、発光層
５が最も屈折率が高く、上記多層膜において、干渉に関
与し最も外側にあるガラス基板１、９ないしは封止材８
を最も屈折率が小さいと見なすことができる。

【００２５】この発光層５とガラス基板１、９ないしは
封止材８との間の反射を減らすには、ガラスと空気の間
で成立する無反射条件をここに当てはめる。そうすれ
ば、発光層５及びガラス基板１、９ないしは封止材８の
屈折率と、その間に挿入すべき膜の枚数、屈折率及び膜
厚との間に、どのような関係があるか理論的に求められ
る。

【００２６】本実施形態では、上記のように発光層５の
両側で、それぞれ、膜の関係を波長５５５ｎｍにおける
略無反射の条件にしている。そのため、発光層５の膜厚
が任意の膜厚であり、発光層５の両側で反射した光が任
意の位相関係で干渉したとしても、発光層５のそれぞれ
の片側において、反射光の振幅は非常に小さく抑えられ
ているので、全体の反射率も波長５５５ｎｍ付近におい
て非常に小さくできる。

【００２７】従って、本実施形態によれば、波長５５５
ｎｍ付近において、ＥＬ膜（膜３〜７に相当）１０の各
界面からの反射光を低減し、高コントラストなＥＬ表示
装置１００を提供することができる。次に、具体的な無
反射条件ついて示す。まず、図１に示す発光層５の上側
について述べる。この場合２層の場合の無反射条件とし
て考えられる。２層とは次のような膜構成を想定する。
つまり、本例の構成において、発光層５と封止材８との
間に、上部電極７と、これと発光層５に挟まれた上部絶
縁層６との２層がある状況である。

【００２８】例えば、この場合の１つの無反射条件は、
発光層５の屈折率をｎ_S、ガラス基板９若しくは封止材
８の屈折率をｎ₀、上部絶縁層６の屈折率をｎ₂、上部
電極７の屈折率をｎ₁とすると、下記の数式１及び数式
２で表される。

【００２９】

【数１】ｎ₀×ｎ₂ ²＝ｎ₁ ²×ｎ_S また、上部電極７と上部絶縁層６のそれぞれの屈折率を
ｎとすると、各膜厚（共にｄとする）は、下記の数式２
で表される。

【００３０】

【数２】ｄ＝５５５／４／ｎ×（２ｍ−１）ここでｍは自然数ここで、発光層５とガラス基板９の間における各膜の屈
折率は、本例では、上述のように、発光層５（ｎ_S）は
約２．３３、封止材８（ｎ₀）は１．５５、上部電極７
（ｎ₁）は約１．７９である。従って、上記数式１より
本例の上部絶縁層６の屈折率ｎ₂は約２．２となる。こ
のように、５５５ｎｍにおける、これらの屈折率及び膜
厚にて構成される数式１及び数式２が、無反射条件に相
当する。なお、以下膜厚に関する数式において、膜厚の
単位はｎｍ（ナノメートル）である。

【００３１】ここで、この屈折率に近い屈折率を持つ材
料としてはＴａ₂Ｏ₅、ＰｂＣｌ₂またはＡＴＯ等の膜
が考えられる。ＡＴＯはＡｌ₂Ｏ₃とＴｉＯ₂を数ｎｍ
の厚さで交互に積層した材料であり、Ａｌ₂Ｏ₃の屈折
率１．６３とＴｉＯ₂の屈折率２．３５の間の任意の屈
折率を取りうる。本例では発光層５と上部電極７との間
の上部絶縁層６としてＴａ₂Ｏ₅膜を用いている。

【００３２】ここで、上記数式１の導出方法について述
べておく。なお、本導出方法は、ＯＰＴＩＣＡＬＰＲ
ＯＰＥＲＴＩＥＳＯＦＴＨＩＮＳＯＬＩＤＦＩ
ＬＭ（出版社：ＤｏｖｅｒＵ．Ｓ．Ａ．、著者：Ｏ．
Ｓ．Ｈｅａｖｅｎｓ）の７０頁〜８０頁に記載の考えに
準拠したものである。まず、一般に多層膜における光の
入射、反射、透過を図３（図３ではｎ層の膜）に示す。
入射光、反射光、透過光をそれぞれＥ⁺ ₀、Ｅ^- ₀、Ｅ
⁺ _n+1で示している。また、以下の数式中に示す記号
は、それぞれ次のような物理量を意味する。

【００３３】ｎ_m：膜の屈折率、Ｅ⁺ _m：膜内において次の界面に向かう光、Ｅ^- _m：膜内において前の界面に向かう光、 φ_m：次の界面への入射角、ｄ_m：膜の厚さ。

【００３４】この図３において、ある膜における光（Ｅ
⁺ _m-1、Ｅ^- _m-1）と次の膜における光（Ｅ⁺ _m、Ｅ^-
_m）とは、次の数式３の関係で結ばれている。

【００３５】

【数３】

【００３６】ここで、ｔ_mはｍ番目の界面におけるフレ
ネルの透過係数であり、ｒ_mはｍ番目の界面におけるフ
レネルの反射係数である。またδ_mは、δ_m＝κ_m×ｃ
_mで表され、ここで、κ_m、ｃ_mは、それぞれ次の数式
４、数式５で示される物理量である。

【００３７】

【数４】

【００３８】なお、数式４でλは波長を示すが、上記の
ように無反射コートを設計する場合、最も人間が敏感に
感じる５５５ｎｍ（ナノメータ）を用いる。

【００３９】

【数５】

【００４０】そして、数式３（４（１００））で示す様
に、隣接する膜内の光の振幅が、マトリックスで表すこ
とができるため、この多層膜に入射する光（Ｅ⁺ ₀），
反射する光（Ｅ^- ₀）、透過する光（Ｅ⁺ _n+1）の振幅
は、次の数式６で表される。

【００４１】

【数６】

【００４２】数式６において、ｎ＋１番目の媒質（基
板）においては、この多層膜に戻る光が無いため、Ｅ^-
_n+1は０とおける。そのため、数式６における（Ｃ₁）
（Ｃ₂）‥‥（Ｃ_n+1）は、次の数式７のように示され
る。

【００４３】

【数７】

【００４４】その結果、この多層膜における振幅反射率
Ｒ’（入射波：Ｅ⁺ ₀と反射波：Ｅ ^- ₀との比）は、次
の数式８で表され、強度反射率Ｒは次の数式９、数式１
０で表される。

【００４５】

【数８】

【００４６】

【数９】

【００４７】

【数１０】

【００４８】従って、強度反射率Ｒを求めるには、上記
数式７に示す各膜のマトリックスを掛け合わせて得られ
るマトリックスの成分ａ、ｃを求めればよい。次に、こ
の成分の求め方について説明する。この場合、数式７の
マトリックスは、その全ての成分が複素数であるため、
次の数式１１のようにも表すことができる。

【００４９】

【数１１】

【００５０】数式１１では３つのマトリックスの積を表
しているが、多層膜がｎ層の場合は、この式において３
をｎにすればよい。そして、このマトリックスの成分を
上記数式１０に代入することにより、この多層膜全体の
反射率は、次の数式１２にて表すことができる。

【００５１】

【数１２】

【００５２】従って、反射率が０になるためには、ｔ_1n
とｕ_1nが同時に０になる必要がある。そして、この数式
１２を用いて、上述の発光層５とガラス基板９または封
止材８の間に２層の膜がある場合について、上記数式１
に示す無反射条件を導出することができる。この場合
は、次の数式１３に示す強度反射率の式Ｒ₂を用いて求
めることができる。

【００５３】

【数１３】

【００５４】ここで、ｔ₁₃、ｕ₁₃は、それぞれ以下の数
式１４、数式１５に示される。

【００５５】

【数１４】ｔ₁₃＝（ｇ₁＋ｇ₂＋ｇ₃＋ｇ₁ｇ₂ｇ₃）
ｃｏｓγ₁ｃｏｓγ₂−（ｇ₁−ｇ₂＋ｇ₃−ｇ₁ｇ₂
ｇ₃）ｓｉｎγ₁ｓｉｎγ₂

【００５６】

【数１５】ｕ₁₃＝（ｇ₁−ｇ₂−ｇ₃＋ｇ₁ｇ₂ｇ₃）
ｓｉｎγ₁ｃｏｓγ₂＋（ｇ₁＋ｇ₂−ｇ₃−ｇ₁ｇ₂
ｇ₃）ｃｏｓγ₁ｓｉｎγ₂ さらに、ｇ₁、ｇ₂、ｇ₃は次の数式１６で表される。

【００５７】

【数１６】ｇ₁＝（ｎ₀ −ｎ₁ ）／（ｎ₀ ＋ｎ₁ ）ｇ₂＝（ｎ₁ −ｎ₂ ）／（ｎ₁ ＋ｎ₂ ）ｇ₃＝（ｎ₂ −ｎ_S）／（ｎ₂ ＋ｎ_S）なお、γ_mは、γ_m＝（２πｎ_mｄ_m）／λで表され、
波長λ、屈折率ｎｍ、膜厚ｄｍに関係する物理量であ
る。

【００５８】無反射条件とは、要は上記数式１３のＲ２
が０になればよい訳であるが、できるだけ簡単な式にな
るように、一般にｔ₁₃、ｕ₁₃におけるγ₁、γ₂に次の
ような仮定をする。つまり、γ₁、γ₂がπ／２の奇数
倍、またはπ／２の偶数倍とする。そうすると、ｔ₁₃、
ｕ₁₃の式のいくつかの項が０になり、無反射条件の式が
簡単になる。

【００５９】例えばγ₁、γ₂が、共にπ／２の奇数倍
であれば、ｔ₁₃、ｕ₁₃の式においてコサインを含む項は
全て０になる。従って、Ｒ₂は（ｇ₁−ｇ₂＋ｇ₃−ｇ
₁ｇ ₂ｇ₃）²となる。そして、この式を０とすること
によって、上記数式１に示す無反射条件を導出すること
ができる。また、例えば、γ₁をπ／２の偶数倍、γ₂
をπ／２の奇数倍と置くことで、ｓｉｎγ₁が０、ｃｏ
ｓγ₂が０になる。従って、Ｒ₂の式の分子で残る項
は、（ｇ₁＋ｇ₂−ｇ₃−ｇ₁ｇ₂ｇ₃）²となる。こ
の式を０と置くことにより、次の数式１７及び数式１８
に示す２つ目の無反射条件を得ることができる。

【００６０】

【数１７】ｎ₂ ²＝ｎ₀×ｎ_S ｎ_S＞ｎ₂＞ｎ₁＞ｎ₀ また、上部電極７と上部絶縁層６のそれぞれの膜厚
ｄ₁、ｄ₂は、それぞれの屈折率をｎで表すとすると下
記の数式１８で表される。

【００６１】

【数１８】ｄ₁＝５５５／４／ｎ×２ｍｍ：自然数ｄ₂＝５５５／４／ｎ×（２ｍ−１）ｍ：自然数ここで、上記数式１７において、不等式は等式で決まら
ない屈折率（数式１７ではｎ₁）を決めるためのもので
ある。この不等式はＥＬ表示装置における通常の各膜の
屈折率の関係を適用する、すなわち発光層からガラス基
板に向かうに従って、屈折率が低くなるような構成を適
用したものである。この構成によれば、波長が５５５ｎ
ｍから離れるに従って徐々に反射率が上昇するという傾
向を示す。従って、上記不等式が導出される。

【００６２】さらに、例えば、γ₁をπ／２の奇数倍、
γ₂をπ／２の偶数倍の時は、次の数式１９に示す３つ
目の無反射条件を得ることができる。

【００６３】

【数１９】ｎ₁ ² ＝ｎ₀×ｎ_S なお、数式１９においても、上記数式１７同様の不等
式、更には上記数式１８同様の膜厚の関係を用いること
ができる。以上のようにして、発光層５と他側ガラス基
板９または封止材８の間に２層の膜がある場合につい
て、数式１及び数式２、数式１７及び数式１８、そして
数式１９に示す無反射条件を求めることができる。そし
て、本実施形態では、図１に示す発光層５の上側におい
て、これらの無反射条件のいずれか１つが満たされてお
り、反射光を低減できる。

【００６４】また、発光層とガラス基板または封止材の
間に電極と絶縁層とからなる３層の複合層が形成される
場合（図１に示す発光層５の下側構成に相当）について
も、上記同様の方法を適用することにより、無反射条件
を求めることができる。なお、この３層の場合の膜構成
は、発光層と電極の間の絶縁層の数により２通り考えら
れるが、本例では、発光層５と下部電極３の間の絶縁層
（第２下部絶縁層４）を１層とし、もう１層の絶縁層
（第１下部絶縁層２）を下部電極３とガラス基板１との
間に設けた。

【００６５】ここで、３層の場合問題となるｔ₁₄、ｕ₁₄
は以下の数式２０、数式２１で表され、これらｔ₁₄、ｕ
₁₄を用いて、上記数式に適宜代入して無反射条件を求め
ることができる。

【００６６】

【数２０】ｔ₁₄＝ cosγ₁cosγ₂cosγ₃(g₁+g₂+g₃+g₄+g₁
g₂g₃+g₁g₂g₄+g₁g₃g₄+g₂g₃g₄)+ sinγ₁sinγ₂cosγ₃(-g₁
+g₂-g₃-g₄+g₁g₂g₃+g₁g₂g₄-g₁g₃g₄+g₂g₃g₄)+ sinγ₁cos
γ₂sinγ₃(-g₁+g₂+g₃-g₄-g₁g₂g₃+g₁g₂g₄+g₁g₃g₄-g₂g
₃g₄)+ cosγ₁sinγ₂sinγ₃(-g₁-g₂+g₃-g₄+g₁g₂g₃-g₁g₂g
₄+g₁g₃g₄+g₂g₃g₄)

【００６７】

【数２１】ｕ₁₄＝ sinγ₁cosγ₂cosγ₃(g₁-g₂-g₃-g₄+g₁
g₂g₃+g₁g₂g₄+g₁g₃g₄-g₂g₃g₄)+ cosγ₁sinγ₂cosγ₃(g₁+
g₂-g₃-g₄-g₁g₂g₃-g₁g₂g₄+g₁g₃g₄+g₂g₃g₄)+ cosγ₁cosγ
₂sinγ₃(g₁+g₂+g₃-g₄+g₁g₂g₃-g₁g₂g₄-g₁g₃g₄-g₂g₃g₄)+
sinγ₁sinγ₂sinγ₃(-g₁+g₂-g₃+g₄+g₁g₂g₃-g₁g₂g₄+g₁g₃
g₄-g₂g₃g₄) なお、ｇ₁、ｇ₂、ｇ₃、ｇ₄は次の数式２１に示す通
りである。

【００６８】

【数２２】ｇ₁＝（ｎ₀ −ｎ₁ ）／（ｎ₀ ＋ｎ₁ ）ｇ₂＝（ｎ₁ −ｎ₂ ）／（ｎ₁ ＋ｎ₂ ）ｇ₃＝（ｎ₂ −ｎ₃）／（ｎ₂ ＋ｎ₃）ｇ₄＝（ｎ₃−ｎ_S）／（ｎ₃＋ｎ_S）ここで、発光層５の屈折率をｎ_S、一側ガラス基板１の
屈折率をｎ₀、下部電極３の屈折率をｎ₂、発光層５と
下部電極３の間の第２下部絶縁層４の屈折率をｎ₃、下
部電極３とガラス基板１の間の第１下部絶縁層２の屈折
率をｎ₁とすると、図１に示す発光層５の下側における
波長５５５ｎｍでの無反射条件の一例は、上記導出手順
に準拠して導出でき、以下の数式２３に示される。

【００６９】

【数２３】ｎ₁ ²×ｎ₃ ²＝ｎ₀ ×ｎ₂ ²×ｎ_S また下部電極３と各下部絶縁層２、４のそれぞれの屈折
率をｎとすると、各膜厚（共にｄで示す）は、下記の数
式２４（上記数式２と同じもの）で表される。

【００７０】

【数２４】ｄ＝５５５／４／ｎ×（２ｍ−１）ここでｍは自然数この式では発光層５、下部電極３、ガラス基板１の屈折
率ｎ_S、ｎ₂、ｎ₀が分かっているため、２つの下部絶
縁層２及び４の屈折率（ｎ₁、ｎ₃）の関係は求められ
るが、その値は決まらない。ところで、上記数式２３は
波長５５５ｎｍにおける無反射条件であるが、それ以外
の波長での無反射を保証するものではない。ただし、上
記２層の場合と同様に、通常の各膜の屈折率の関係を適
用したときの反射率の傾向を用いれば、下部絶縁層２及
び４の屈折率を決めることができる。その傾向を下記数
式２５に示す。

【００７１】

【数２５】ｎ_S＞ｎ₃＞ｎ₂＞ｎ₁＞ｎ₀ この数式２５に示す不等式の傾向を用いれば、例えば、
第１下部絶縁層２としてＡｌ₂Ｏ₃を用いた場合、この
屈折率は１．６３であるので上記数式２３より、上側の
第２下部絶縁層４の屈折率は２．０８となる。この屈折
率に近い屈折率を示す材料としてＨｆＯ₂、Ｎｄ
₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、そして上記したＡＴＯ
がある。本例ではＡｌ₂Ｏ₃とＴｉＯ₂の膜厚を適当に
制御し、屈折率を２．０８にしたＡＴＯを用いた。ここ
で、上記数式２３〜数式２５が３層の複合層が形成され
る場合の無反射条件となる。

【００７２】以上述べてきたように、本実施形態では、
発光層５の両側でそれぞれ独立に無反射となるようにす
るため、発光層５の厚さは任意でよく、そのため本実施
形態は、上記従来技術（特開平２−２７６１９１号公
報）に比べて、ＥＬ表示装置の設計自由度が高くでき
る。このため、発光開始電圧、発光輝度をより自由に設
定できる。なお、発光開始電圧とは、発光層をはさむ上
下透明電極に印加される電圧で、この電圧の時発光層は
発光し始める。発光層と電極間の絶縁層と発光層の厚さ
と誘電率（この値の平方根が屈折率）で決まる。また、
発光輝度は、発光層の発光効率、厚さ等で決まる。

【００７３】ところで、ＥＬ表示装置１００は、上記図
２に示すように、上下電極３、７を配置し、その交差す
る部分を発光画素２０とするような構成であるため、こ
れまで述べてきた膜構成（つまり膜１〜９が全て積層さ
れた構成）にならない部分ができる。それらを含めた膜
構成と反射率との関係を図４の表に示す。また、それぞ
れの膜構成における分光反射率を図５には示す。

【００７４】なお、図４及び図５において、「全膜あ
り」は表示画素２０、「上部ＩＴＯなし」は上部電極非
形成部２１、「下部ＩＴＯなし」は下部電極非形成部２
２、「ＩＴＯなし」は電極非形成部２３に相当する。図
４では各部２０〜２３に対応して４つの表が示されてい
る。各表において、下からガラス、Ａｌ₂Ｏ₃、‥‥、
接着剤とあるが、この順に各々図１に示す各部１、２、
‥‥、８に相当する。

【００７５】また、図４において、反射率は視感度補正
した反射率を示す。ここで、視感度補正した反射率と
は、各波長における反射率（図５に示す各反射率）に視
感度補正係数をかけ積分した値を、視感度補正係数のみ
を積分した値で割った値であり、この値の大小で人間の
感ずる光の強度を判断することができる。本実施形態で
は、全ての膜がある状況でしかも５５５ｎｍ付近で反射
率が最も小さくなるようになっているため、他の膜構成
では５５５ｎｍ付近で反射率が高くなっている。しかし
ながら、視感度補正した反射率を計算してみると図４の
表に示すよう０．４７％から２．９３％までばらついて
はいるが、低い値に抑えられている。

【００７６】ところで、界面としては、このＥＬ膜１０
内ばかりでなく、封止材（接着剤）８とガラス基板９と
の界面、ガラス基板１、９と空気との界面があるが、例
えば封止材８とガラス基板９との界面については、接着
剤等の屈折率とガラスの屈折率をほぼ等しくすれば、こ
の界面での反射は消すことができるし、また、ガラス基
板１、９と空気との界面は、一般的に用いられている無
反射コートを用いることで反射を消すことができる。

【００７７】以上のような構成を、更に本実施形態のＥ
Ｌ表示装置１００に適用することにより極めて反射の小
さい、つまりコントラストの高いＥＬ表示装置の提供が
可能となる。（他の実施形態）ところで、多層膜の無反射条件は上記
した関係ばかりでなく、いくつか存在する。例えば、発
光層とガラス基板または封止材の間に、透明電極を含め
３層ある場合（図１における発光層５の下側の構成）、
無反射条件は上記したケースを除き以下、〜に示す
６つのケースがある。

【００７８】ただし、上記同様、発光層の屈折率を
ｎ_S、ガラスまたは封止材の屈折率をｎ ₀、その間の３
層の屈折率を発光層から近い層の順にｎ₃、ｎ₂、ｎ₁
とし、このうちｎ₂、またはｎ₁を透明電極（図１では
下部電極３に相当）、残りを絶縁層（図１では下部絶縁
層２、４に相当）とする。・ケース：無反射条件は、下記数式２６及び数式２７
である。

【００７９】

【数式２６】ｎ₀×ｎ₃ ³＝ｎ₁ ²×ｎ_S ｎ_S＞ｎ₃＞ｎ₂＞ｎ₁＞ｎ₀ また、各々の屈折率をｎとし、３層の膜厚を発光層に近
い順からｄ₃、ｄ₂、ｄ₁とすると、各膜厚は数式２７
で表される。

【００８０】

【数２７】ｄ₁＝５５５／４／ｎ×（２ｍ−１）ｍ：自然数ｄ₂＝５５５／４／ｎ×２ｍｍ：自然数ｄ₃＝５５５／４／ｎ×（２ｍ−１）ｍ：自然数なお、上記数式２６においても、等式で決まらないｎ₂
に関しては、上記同様の理由から、不等式により決める
ことができる。

【００８１】・ケース：無反射条件は、下記数式２８
及び数式２９である。

【００８２】

【数２８】ｎ₃ ²＝ｎ₀×ｎ_S ｎ_S＞ｎ₃＞ｎ₂＞ｎ₁＞ｎ₀ また、各々の屈折率をｎとし、３層の膜厚を発光層に近
い順からｄ₃、ｄ₂、ｄ₁とすると、各膜厚は数式２９
で表される。

【００８３】

【数２９】ｄ₁＝５５５／４／ｎ×２ｍｍ：自然数ｄ₂＝５５５／４／ｎ×２ｍｍ：自然数ｄ₃＝５５５／４／ｎ×（２ｍ−１）ｍ：自然数なお、上記数式２８においても、等式で決まらない
ｎ₁、ｎ₂に関しては、上記同様の理由から、不等式に
より決めることができる。

【００８４】・ケース：無反射条件は、下記数式３０
及び数式３１である。

【００８５】

【数３０】ｎ₀×ｎ₃ ²＝ｎ₂ ²×ｎ_S ｎ_S＞ｎ₃＞ｎ₂＞ｎ₁＞ｎ₀ また、各々の屈折率をｎとし、３層の膜厚を発光層に近
い順からｄ₃、ｄ₂、ｄ₁とすると、各膜厚は数式３１
で表される。

【００８６】

【数３１】ｄ₁＝５５５／４／ｎ×２ｍｍ：自然数ｄ₂＝５５５／４／ｎ×（２ｍ−１）ｍ：自然数ｄ₃＝５５５／４／ｎ×（２ｍ−１）ｍ：自然数なお、上記数式３０においても、等式で決まらないｎ₁
に関しては、上記同様の理由から、不等式により決める
ことができる。

【００８７】・ケース：無反射条件は、下記数式３２
及び数式３３である。

【００８８】

【数３２】ｎ₀×ｎ₂ ²＝ｎ₁ ²×ｎ_S ｎ_S＞ｎ₃＞ｎ₂＞ｎ₁＞ｎ₀ また、各々の屈折率をｎとし、３層の膜厚を発光層に近
い順からｄ₃、ｄ₂、ｄ₁とすると、各膜厚は数式３３
で表される。

【００８９】

【数３３】ｄ₁＝５５５／４／ｎ×（２ｍ−１）ｍ：自然数ｄ₂＝５５５／４／ｎ×（２ｍ−１）ｍ：自然数ｄ₃＝５５５／４／ｎ×２ｍｍ：自然数なお、上記数式３２においても、等式で決まらないｎ₃
に関しては、上記同様の理由から、不等式により決める
ことができる。

【００９０】・ケース：無反射条件は、下記数式３４
及び数式３５である。

【００９１】

【数３４】ｎ₀×ｎ_S＝ｎ₂ ² ｎ_S＞ｎ₃＞ｎ₂＞ｎ₁＞ｎ₀ また、各々の屈折率をｎとする時、３層の膜厚は発光層
に近い順からｄ₃、ｄ ₂、ｄ₁とすると、各膜厚は数式
３５で表される。

【００９２】

【数３５】ｄ₁＝５５５／４／ｎ×２ｍｍ：自然数ｄ₂＝５５５／４／ｎ×（２ｍ−１）ｍ：自然数ｄ₃＝５５５／４／ｎ×２ｍｍ：自然数なお、上記数式３４においても、等式で決まらない
ｎ₃、ｎ₁に関しては、上記同様の理由から、不等式に
より決めることができる。

【００９３】・ケース：無反射条件は、下記数式３６
及び数式３７である。

【００９４】

【数３６】ｎ₀×ｎ_S＝ｎ₁ ² ｎ_S＞ｎ₃＞ｎ₂＞ｎ₁＞ｎ₀ また、各々の屈折率をｎとする時、３層の膜厚は発光層
に近い順からｄ₃、ｄ ₂、ｄ₁とすると、各膜厚は数式
３７で表される。

【００９５】

【数３７】ｄ₁＝５５５／４／ｎ×（２ｍ−１）ｍ：自然数ｄ₂＝５５５／４／ｎ×２ｍｍ：自然数ｄ₃＝５５５／４／ｎ×２ｍｍ：自然数なお、上記数式３６においても、等式で決まらない
ｎ₃、ｎ₂に関しては、上記同様の理由から、不等式に
より決めることができる。

【００９６】また、図１の実施形態では、発光層５の片
側の絶縁層は２層２、４存在するが、１層のみあるいは
多層でもよい。絶縁層は発光層の両側に各々１層ずつ存
在する場合の無反射条件は、前述の数式１、数式１７、
数式１９に示した通りである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の透明型ＥＬ表示装置の一実施形態を示
す断面構成図である。

【図２】図１の上方からみた平面図である。

【図３】多層膜における光の入射、反射、透過の状態を
示す説明図である。

【図４】上記実施形態における各膜構成と反射率との関
係を示す図表である。

【図５】図４の各膜構成における分光反射率を示す図で
ある。

【図６】従来の一般的なＥＬ表示装置の断面構成を示す
図である。

【図７】ＥＬ表示装置の自動車用メータへの組付の一例
を示す図である。

【符号の説明】

１…一側ガラス基板、２…第１下部絶縁層、３…下部電
極、４…第２下部絶縁層、５…発光層、６…上部絶縁
層、７…上部電極、８…封止材、９…他側ガラス基板。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光層（５）の片面側に、第１透明電極
（３）、第１絶縁層（２、４）及び第１ガラス基板
（１）が積層され、前記発光層（５）の他面側に、第２透明電極（７）、第
２絶縁層（６）及び第２ガラス基板（９）が積層され、前記第２透明電極（７）及び前記第２絶縁層（６）と前
記第２ガラス基板（９）との間に透明な封止材（８）が
介在されてなるＥＬ表示装置であって、前記発光層（５）の前記片面側において、前記発光層
（５）と前記第１透明電極（３）と前記第１絶縁層
（２、４）と前記第１ガラス基板（１）との屈折率から
決まる無反射条件を満足しており、前記発光層（５）の前記他面側において、前記発光層
（５）と前記第２透明電極（７）と前記第２絶縁層
（６）と前記封止材（８）との屈折率から決まる無反射
条件を満足していることを特徴とするＥＬ表示装置。
【請求項２】発光層（５）の片面側に、第１透明電極
（３）、第１絶縁層（２、４）及び第１ガラス基板
（１）が積層され、前記発光層（５）の他面側に、第２透明電極（７）、第
２絶縁層（６）及び第２ガラス基板（９）が積層され、前記第２透明電極（７）及び前記第２絶縁層（６）と前
記第２ガラス基板（９）との間に透明な封止材（８）が
介在されてなるＥＬ表示装置であって、前記発光層（５）の前記片面側においては、波長５５５
ｎｍにて、前記発光層（５）と前記第１透明電極（３）
と前記第１絶縁層（２、４）と前記第１ガラス基板
（１）との屈折率と、前記第１透明電極（３）と前記第
１絶縁層（２、４）との膜厚から決まる無反射条件を満
足しており、前記発光層（５）の前記他面側においては、波長５５５
ｎｍにて、前記発光層（５）と前記第２透明電極（７）
と前記第２絶縁層（６）と前記封止材（８）との屈折率
と、前記第２透明電極（７）と前記第２絶縁層（６）と
の膜厚とから決まる無反射条件を満足していることを特
徴とするＥＬ表示装置。
【請求項３】前記封止層（８）と前記第２ガラス基板
（９）とは、ほぼ同じ屈折率となっていることを特徴と
する請求項１または２に記載のＥＬ表示装置。