JPS5925397B2 - エレクトロルミネツセンス装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、赤色で発光する少くとも１個の発光ダイオー
ドを有し、該発光ダイオードの発光面を赤色に対しほぼ
透明なフイルタ素子により被覆して成るエレクトロルミ
ネツセンス装置に関するものであ？）。

周知のように、エレクトロルミネツセンスグイオードに
よつて与えられる情報の読取りは、このタイオートが太
陽光線下にある場合にしばしば困難となる。

実際、読取りは光ビーム間のコントラストに基づいて成
される。

エレクトロルミネツセンス装置においては、コントラス
トは、発光面が活性化されているかいないかに応じてこ
の発光面から生じるビームの光度のコントラスト（周囲
光に対する）に限定され？）。いわゆる テイスフレイ
装置 は複数個の発光面を有し、各発光面が所定の形態
の１個のダイオードに相当し、これらダイオードが、全
体のパターンを同時に形成するか或は部分的なパターン
や背景を各別に形成するように活性化させられる。この
ような装置の読取りは、前記の発光面が活性化されるか
されないかに応じて発光面の少くとも一部分から生じる
光ビームと装置の表面の残存部から生じる光ビームとの
間のコントラストの変化に基づいて行なわれる。実際に
は、発光面？形成する半導体材料は装置の背景よりも明
るい色あいを有し、わずかに反射を行なう。

従つて、たとえ発光面が活性化されている場合でも、太
陽光の照射により全体のパターンを永続的に見うるよう
にしてしまう。一方、発光面の各々は金属接点部分によ
つて囲まれており、これら接点部分の外形は前記の発光
面の外形に類似している。

エレクトロルミネツセンス装置の表面に照射される各光
ビームは前記の金属接点部分で反射し、これによりコン
トラスト効果を減少せしめてしまう。従来、このような
悪影響を最小にしようとする種々の努力が払われ友。

例えば、接点部分を有する背景を黒のラツカ一で被覆し
ている。しかし、発光面および接点部分の寸法が極めて
小さく、マスクの配置に，誤差を生じる為、ラツカ一被
覆手段は簡単に行なうことができない。一方、光の振動
数の範囲内でエレクトロルミネツセンスダイオードの発
光帯域を含むある帯域のみを通すフイルタにより、妨害
を及ぼす太陽光の大部分を除去する努力が払われた。

この場合、しばしばカブセル封じが上記のフイルタの部
分を構成する。現在では、フイルタの帯域幅をできるだ
け減少させる傾向Ｋあ？）。

例えば、波長限界が０．６μｍ程度である赤色のエレク
トロルミネツセンスデイスブレイ装置に対しては大きな
波長の光を通す帯域通過フイルタを選択するのが普通で
ある。しかし、このようなフイルタを設けても全く不充
分であり、このように特別に構成したエレクトロルミネ
ツセンス装置のパネルに依然として種々の誤差が残ると
いうことが経験により確かめられている。その理由はタ
イオートから反射する光の波長はダイオードから放出さ
れる放射の波長とほぼ等しい為である。本発明の目的は
、強い照明が行なわれたエレクトロルミネツセンス装置
の読取りが困難となるという問題を解決せんとするにあ
る。

本発明は、コントラスト効果がエレクトロルミネツセン
ス装置やその周囲の各別の輝度にのみ依存するのではな
く、これらの色にも依存するという考えを基に成したも
のである。

本発明は、可視光スペクトルの赤色領域で発光する少く
とも１個の発光ダイオードを有し、該発光夕゛イオード
の発光面を前記の赤色領域においてほぼ透明なフイルタ
素子により被覆して成るエレクトロルミネツセンス装置
において、前記フイルタ素子の光透過率を、０．４５μ
ｍおよび０．４８μｍ間にある波長の放射（青色）に対
して少くとも７０％に等しくし、０．５２μｍおよび０
．５８μｍ間にある波長の放射（黄色）に対して６０％
よりも小さくし友ことを特徴とする。

本発明によれば著しい効果が得られる。

青色で透過されるエネルギーが赤色で透過されるエネル
ギーエリも著しく強い太陽光の成分を考慮すれば、１個
の或は複数個のダイオードが活性化されない場合にエレ
クトロルミネツセンス装置が青色に見える。通常の照明
の下で暗い青色は太陽光の下では明るくなる。発光パタ
ーンに属する少くとも１個のダイオードが活性化される
と、このダイオードはフイルタを介して赤色に見える。
通常の照明、すなわち直射太陽光以外の昼光或は人工的
な光の下ではダイオードは暗い色あいのフイルタを介し
て赤色に見える。一方、直射太陽光の下では、活性化さ
れたダイオードは明るい青色のフイルタを介して赤色に
見える。赤色と青色との間の色の差は容易に識別するこ
とができ、ダイオードが附勢されているかいないかを容
易に識別できる。このことが本発明による装置の重要な
利点である。上述したエレクトロルミネツセンス装置は
車両や航空機のダッシュボードの機器に用いるのが好適
である。エレクトロルミネツセンスダイオードに用いる
ことができ、このダイオードの発光結晶を支持面或はダ
イオードの電極の１個に固着するとともに容器（一般に
キヤツプと称する）によつて保護した本発明の特に好適
な例においては、フイルタ素子を通常固体状の着色樹脂
とし、この樹脂により前記の支持面或は前記の電極と前
記の容器との間の空隙を占めるようにする。

図面につき本発明を説明する。

第１図に簡単に示す既知の構造のエレクトロルミネツセ
ンスダイオードは、半田付により支持電極１１に固着さ
れた発光半導体結晶１０を有する。

この半導体結晶１０は、例えば赤色で発光する燐イ化砒
化ガリウム結晶或は燐化カリウム結晶とし、そのスペク
トル特性の中心は例えば中間の赤色におけるほぼ０．６
５μｍの位置とする。前記の半導体結晶１０は可撓性の
接続線１３により第２電極１２に電気的に接続する。

結晶１０と電極１１および１２の最上部１１ａおよび１
２ａとの組立体は容器１４内に収容する。容器１４は、
既知のように、結晶１０の発光面に対向して位置する最
上部１４ａを有し、この最上部１４ａは半球契約はより
複雑な形状であり、この最上部１４ａは電極の側面に沿
つて延在する部分１４ｂすなわち側部外被体に連続して
いる。この場合、容器１４は、あまり肉厚でなく可視ス
ペクトルの全体の放射に対してほぼ等しい量だけ透過す
る硬質プラスチツク材料から造る。容器内の自由空間に
は凝固樹脂を充填し、この樹脂をエレクトロルミネツセ
ンスダイオードの前述した部品１０，１１，１２，１３
および１４間の機械的な補強連結素子として作用させる
とともに本発明によればフイルタ素子としても作用させ
る。本発明によれば、赤色を殆んど透過するフイルタ素
子１５が黄色や緑色の振幅光透過率よりも大きな青色の
振幅透過率を有するようにする。

このことを本発明によつて造つ友フイルタ素子に対し第
２図のグラフに示す。この場合の基本材料の組成および
製造方法を以下に説明する。第２図のグラフの縦軸には
前記の振幅透過率の値をパーセントでプロツトし、横軸
には可視部分のスペクトルの波長をμｍでプロツトした
。

第２図のグラフの曲線Ａは、波長λが例えば紫色、あい
色および青色の帯域内の０．４０〜０．４８μｍにある
放射に対してフイルタ素子の振幅透過率が７０（ｆｌ）
に等しいか或は７００／）．１．りも大きく、波長λが
例えば緑色および黄色の帯域内の０．５２〜０．５８μ
ｍにある放射に対してフイルタ素子の振幅透過率が６０
％よりも可成り小さく、波長λが例えば赤色の帯域内の
０．６５μｍを越える放射に対してフイルタ素子の振幅
透過率が７０％を明らかに越えるということを示す。可
視スペクトルの中央部の放射をこの可視スベクトルの端
部の放射よりも比較的多く吸収するフイルタの場合、結
晶１０から発光される赤色の光束（第２図の曲線Ｂがこ
の光束、すなわち例えば主として０．６５μｍの付近の
波長である中間の赤色で発光するダイオードに対するス
ペクトル分布を示す）と、フイルタ素子の青色との間に
、周囲の照明の強度にかかわらずコントラスト効果が得
られる。

特に太陽により直接照明された場合でも、赤色の光束を
フイルタ素子が呈する青色と極めて明瞭に識別しうる。
本発明によるエレクトロルミネツセンスダイオードの好
適例では、フイルタ素子を透明の熱硬化性プラスチツク
材料とし、この材料に青昧紫色の染料を比較的わずかな
量だけ入れる。

この熱硬化性プラスチツク材料は例えば、いわゆる硬化
剤、例えばカルボキシラン（ＣａｒｂＯｘｙｌａｎｅノ
無水物系の硬化剤や好適にはいわゆる促進剤をも既知の
ようにして予め添加し友脂環式系の合成エポキシ樹脂と
する。

例えば合成エボキシ樹脂としてはチバ（ＣＩＢＡ）社か
らＣＹｌ７９（商品名）として市販されている樹脂を選
択し、硬化剤としてはチバ社によつて市販されているＣ
Ｙｌ７９（商品名）を選択し、促進剤としてはベンジル
ジメチルアミドを用いるのが好適である。染料としては
通常上述した混合物に溶解しうる材料を選択すること勿
論である。

またヒドロキシアントラキノンとアミンとの反応によつ
て得られる縮合生成物から選択した染料を用いるのが好
適である。多くの染料はこのようにして得られるという
ことは既知であり、これらの生成物の製造方法およびこ
れらの生成物自体は種々の特許となつている。限定され
るものではないが好適なものとして用い友染料は以下の
化学式を有するアントラキノン４−ヒドロキシ１−ｐ−
アミノトルエンである。

この染料は本質的にロイコキニザリンのようなキニザリ
ン或は１ブロム（またはクロル）−４オキシアントラキ
ノンとｐ−トルイジンとの反応によつて得られる。本発
明によるフイルタ素子を有するエレクトロルミネツセン
ス装置を製造する実験により、樹脂混合物内に最初に導
入すべき染料の相対的な量は極めて少なくするというこ
とを確かめた。

この量は、用いた樹脂の重量の０．００８〜０．０１２
％であろ。第１図につき説明した赤色で発光するエレク
トロルミネツセンスダイオードの容器１４内に入れるフ
イルタ素子１５として用いた樹脂混合物の成分および重
量比を以下に示す。

脂環式エポキシ樹脂 １００±５カルボキシ
ラン無水物硬化剤 １０５土５ベンジルジメチルアミ
ン促進剤 １±０．５前述した染料 ０．０１土０
．００２上述した着色樹脂によつて得られる光透過特性
はほぼ第２図に示すグラフに相当する特性である。

前述した樹脂混合物を形成する場合、まず最初に粉末の
形態の染料を、８０℃で加熱したエボキシ樹脂に溶解さ
せる。次に硬化剤を６『Ｃで加熱することにより溶かし
、次にこの硬化剤を、８０℃の温度に保持した着色樹脂
に添加する。次にこの樹脂を室温に冷却する。次に促進
剤を添加する。次に各別のダイオード上の位置に配置し
た容器に上記の樹脂を光填することができる。最後に１
２０℃の温度でアニール処理を行ない、この処理により
樹脂混合物の網状化を達成す２）。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるフイルタ素子を有するエレクトロ
ルミネツセンス装置の一例を示す断面図、第２図は本発
明の特性によるフイルタ素子の振幅透過率を示す線図で
ある。 １０・・・・・・半導体結晶、１１・・・・・・支持電
極、１２・・・・・・第２電極、１３・・・・・・接続
線、１４・・・・・・容器、１５・・・・・・樹脂（フ
イルタ素子）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 可視光スペクトルの赤面領域で発光する少くとも１
   個の発光ダイオードを有し、該発光ダイオードの発光面
   を前記の赤色領域においてほぼ透明なフィルタ素子によ
   り被覆して成るエレクトロルミネッセンス装置において
   、前記フィルタ素子の光透過率を、０．４０μｍと０．
   ４８μｍとの間の波長を有する放射に対して少くとも７
   ０％に等しくし、０．５２μｍと０．５８μｍとの間の
   波長を有する放射に対して６０％よりも小さくしたこと
   を特徴とするエレクトロルミネッセンス装置。 ２ 特許請求の範囲１記載のエレクトロルミネッセンス
   装置において、前記のフィルタ素子を、材料自体は透明
   であるも比較的極めてわずかの量の青味紫の染料を有す
   る熱硬化性のプラスチック材料から造つたことを特徴と
   するエレクトロルミネッセンス装置。 ３ 特許請求の範囲２記載のエレクトロルミネツセンス
   装置において、前記のプラスチック材料を脂環式系のエ
   ポキシ樹脂としたことを特徴とするエレクトロルミネッ
   センス装置。 ４ 特許請求の範囲２または３記載のエレクトロルミネ
   ッセンス装置において、前記の染料を、ヒドロキシアン
   トラキノンとアミンとの反応によつて得た縮合生成物の
   中から選択したことを特徴とするエレクトロルミネッセ
   ンス装置。 ５ 特許請求の範囲４記載のエレクトロルミネッセンス
   装置において、前記の染料を、▲数式、化学式、表等が
   あります▼ なる化学式によるアントラキノン４−ヒドロキシ１−Ｐ
   −アミノトルエンを以つて構成したことを特徴とするエ
   レクトロルミネッセンス装置。 ６ 特許請求の範囲２ないし５のいずれか１つに記載の
   エレクトロルミネッセンス装置において、染料と樹脂と
   の重量比を０．００８％と０．０１２％との間にしたこ
   とを特徴とするエレクトロルミネッセンス装置。 ７ 特許請求の範囲２ないし６のいずれか１つに記載の
   エレクトロルミネッセンス装置において、フィルタ素子
   を形成する為に最初に準備する樹脂混合物の重量比を脂
   環式エポキシ樹脂：１００±５ カルボキシラン無水物硬化剤：１０５±５ベンジルジメ
   チルアミン促進剤：１±０．５染料：０．０１±０．０
   ０２としたことを特徴とするエレクトロルミネツセンス
   装置。