JPS61219078A - 薄膜ｅｌパネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、交流電界の印加によってＥＬ（エレクトロ・
ルミネッセンス）発光を生ずる薄膜ＥＬパネルに関する
ものであり、特に自動車用表示装置に適した薄膜ＥＬパ
ネルに関するものである。

〔従来技術〕

従来の薄膜ＥＬパネルとしては、例えば特許願昭和５８
年第１９１２８号に記載されているものがある。

第６図は、上記の薄膜ＥＬパネルの断面図である。

第６図において、ガラス基板１の上にＩｎ、○。

やＳｎＯ，等の透明導電膜２、ｙ、ｏ、やＳｉ、Ｎ、等
の第１誘電体膜３、Ｍｎを微量含んだＺｎＳからなる発
光膜４及び上記第１誘電体膜３と同様の材質からなる第
２誘電体膜５が電子ビーム蒸着或はスパッタリングによ
って順次積層され、これらの２〜５によって透明多層膜
１００が形成されている。

なお、上記各部分の膜厚は、誘電体膜が５０００人程度
１発光膜が６０００人程度１ある。

さらに、第２誘電体膜５の上に質量膜厚が５０〜３００
人のＭｏ膜からなる島状吸収体膜６が電子ビーム蒸着或
はスパッタリングによって形成されている。

なお、この島状吸収体膜６は、島状構造をもつ他の金属
膜や半導体膜１例えばＴａ、Ｃｒ、Ｓｉ等で代替するこ
とも可能である。

さらに、島状吸収体膜６の上に５００人程１の膜厚をも
ったＡＱ２０３等の透明な誘電体膜７を形成し、その上
に總等の金属［８を蒸着或はスパッタリングによって順
次積層する。

この６〜８が黒色化背面電極２００を形成している。

透明導電膜２と黒色化背面電極２００とは、通常のフォ
トリソグラフィによって適当な形状にパターン化されて
いる。

上記のパネルにおいて、透明導電膜２と黒色化背面電極
２００との間に交流電圧を印加し、発光膜４内の電界が
１〜２　Ｘ　１０’　Ｖ　／ｃｍニ達すると、上記２つ
の電極に挟まれ先部分が発光し、前記のパターン化され
た形状を発光表示する。

この場合、薄膜ＥＬパネルの印加電圧は、通常、尖頭値
でｉｓｏ〜２５０　Ｖに達する。

なお、第６図のパネルにおいては、前記のごとく黒色化
背面電極２００を用いているので、透明多層膜１００を
通って侵入した外来光が島状吸収体膜６及び透明誘電体
膜７によって吸収されるため、背面電極としてＡｌ１等
の高反射率の金属を用いたパネルに比べて、明るい環境
下におけるコントラストが大幅に改善されている。

即ち、薄膜ＥＬパネルの黒さを拡散反射係数（薄膜ＥＬ
パネルの法線に対して３０°の方向から白色光を入射し
、法線方向からパネル面の輝度を測定した値）で表わす
と、従来のＡｌｌ電極の薄膜ＥＬパネルの拡散反射係数
が０．５ｃｄ／ｒｒｒ・Ｑｘであったのに対し、第６図
のごとく黒色化背面電極を設けたものにおいては、拡散
反射係数が２Ｘ１０’″”ｃｄ／イ・Ｑｘと大幅に低下
している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のごとき従来の薄膜ＥＬパネルにお
いては、周囲の明るさによってコントラストが大幅に変
化するという問題があった。

以下、詳細に説明する。

第７図は、外来光の照度とコントラスト比との関係図で
ある。

第７図において、実線Ａは、薄膜ＥＬパネルの発光輝度
を１００ｃｄ／％とじ、薄膜ＥＬパネルに外部から白色
光を照射したときのコントラスト比を表わしたものであ
る。

実線Ａから判るように、外来光の照度が大きくなるとコ
ントラスト比は低下する。

又、外来光が弱くなるとコントラスト比は非常に大きく
なり、例えば外来光照度が２０ルクス以下ではコントラ
スト比が１０００程度になる。

そのため、夕暮時や夜間等−においては、コントラスト
が強すぎて眩惑感や疲労を感じさせる原因となる。

上記の問題を解決するため、従来の自動車用表示装置に
おいては、車両のライトスイッチと連動させて表示パネ
ルの輝度を低下させる方法が用いられている。

また、第７図の実線Ｂは、薄膜ＥＬパネルの発光輝度を
１ｏｃｄ／ｒｒｒに低下させた場合の特性を示している
。

上記のようにライトスイッチと連動させて表示パネルの
輝度を低下させるように構成すれば、夕暮時のコントラ
ストは改善されるが、夜間のコントラストは殆ど改善さ
れない。

その理由は、次のごとき原因によるものである。

即ち、薄膜ＥＬパネルの発光輝度をＢｅ、外来光の照度
をＬ、一度放射された表示光が膜の界面やガラス基板の
表面で反射され、再び表示部や背景部に入射する光の割
合をｐ、表示部や背景部の拡散反射係数をｒとすれば、
表示部の輝度はＢｅ＋ｒ−Ｌ＋ｒ−Ｐ−Ｂｅとなり、又
、背景部の輝度はｒ−Ｌ＋ｒ−ｐφＢｅとなる。

従って、コントラスト比Ｃｒは下記（１）式のようにな
る。

Ｂｅ ＝□　・・・・・・・・・（１） ｒ・Ｌ＋ｒ・ｐｅＢｅ 上記（１）式において、Ｌ＜ｐ−Ｂｅの場合には、Ｃｒ
＝１／ｒ−ｐとなり、Ｃｒは一定になる。

この関係を第８図及び第９図に示す。

第８図は、薄膜ＥＬパネルの発光輝度を１００ｃｄ／ｒ
ｒｒにした場合の表示部及び背景部の輝度を示したもの
であり、表示部輝度と背景部輝度との差がコントラスト
比になる。

第８図において、表示部輝度に関しては、外来光の照度
が低照度領域（１０４ルクス以下）では発光輝度Ｂｅが
支配的であり、又、高照度領域では外来光が表示部の背
面電極等によって反射された拡散反射光ｒ−Ｌが支配的
となる。

又、背景部輝度に関しては、低照度領域（１０ルクス以
下）では周囲の表示光によって照明されることによる輝
度ｒ−ｐ−Ｂｅが支配的であり、又、高照度領域では拡
散反射光ｒ−Ｌが支配的となる。

次に、第９図は、薄膜ＥＬパネルの発光輝度を１０ｃｄ
／ｒｒｒとした場合の表示部と背景部の輝度を示したも
のである。

第８図及び第９図から判るように、外来光照度が非常に
小さい（例えば１ルクス以下）範囲では。

薄膜ＥＬパネルの発光輝度に拘りなくコントラスト比は
ほぼ一定になってしまう。

従って、外来光照度の非常に低い夜間等においては、薄
膜ＥＬパネルの発光輝度を低下させたとしてもコントラ
スト比は非常に大きくなり、前記のごとき問題が生じる
原因となっていた。

又、従来の薄膜ＥＬパネルにおいては、前記第７図から
判るように外来光の強さに応じてコントラストが大幅に
変化したり、又、外来光の無い夜間においても表示部の
発光面積の増減によって背景部の輝度が変化するためコ
ントラストが変化する。

このようにコントラストが大幅に変化すると、運転者が
表示パターンを知覚するのに要する時間が変化すること
になり、−瞬のうちに表示パターンを読取る必要のある
自動車用表示パネルとしては不充分なものであった。

本発明は、上記のごとき従来技術の問題点を解決し、外
来光の強弱及び発光面積の増減に拘りなく適当なコント
ラストを有し、使用者の疲労を軽減することの出来る薄
膜ＥＬパネルを提供することを目的とするものである。

〔問題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため本発明においては、背面電極
と同程度の反射率を有する背面膜を積層構造の背面側に
形成し、かつ透明基板を介して背面電極と背面膜とを照
明する手段を備え、外来光の照度が低い場合には、表示
部以外の背景部の輝度を調整することにより、コントラ
ストが異常に大きくならないように構成している。

具体的には、透明基板にランプや照明用画素等の光源を
設け、その光源で発光した光を透明基板内を介して背面
部を照明するように構成している。

〔発明の実施例〕

第１図は、本発明の一実施例の断面図である。

第１図において、ガラス基板１上に前記第６図の従来例
と同様に透明多層膜１００及び黒色化背面電極２００を
積層して薄膜ＥＬパネルを構成する。

更に、薄膜ＥＬパネルの背面には、黒色化背面電極２０
０の反射率と近い反射率をもつ黒色化背景膜１２（例え
ばｓｂ、ｓユ蒸着膜等）を設ける。

又、ガラス基板１上には、小形ハロゲンランプ等の光源
９と、その光を効率良くガラス基板１中に導くための光
ガイド部１０を設ける。

更に、ガラス基板１の光源９と対向する部分、及び端部
を囲うようにＡＱ等の蒸着膜による光反射膜１１を設け
る。

なお、光ガイド部１０とガラス基板１とは屈折率の近い
材料で構成することが望ましく、又、両者の間隙を両者
の屈折率に近い材料、例えばカナダバルサムによって埋
めておく。

第１図の薄膜ＥＬパネルにおいては、光源９から出た光
が光ガイド部１０及び光反射膜１１によって効率良くガ
ラス基板１中に導かれる。

そしてこの光は、ガラス基板１中を繰返し反射しながら
表示部及び背景部に入射する。

次に、第２図は、本発明の他の実施例の断面図であり、
第１図と同符号は同一物を示す。

第２図の実施例においては、第１図の光源９の代わりに
照明用画素３００を設けたものである。

この照明用画素３００は、薄膜ＥＬパネルの表示部分と
同様の積層構造を有するものであり、交流電圧を印加す
ることによって発光するものである。

この実施例においては、外部に照明用のランプや電源等
を設ける必要が無いので小型化が可能であり、また、表
示部分と同一工程によって同時に形成するこ、とが出来
るので、容易かつ安価に出来る。

その他の構成及び作用は、第１図と同様である。

なお、第１図の光源９や第２図の照明用画素３００は、
ガラス基板１の表側（図面の下側）に設けてもよい。

次に、第１図及び第２図の実施例の作用について説明す
る。

薄膜ＥＬパネルの発光輝度をＢｅ、外来光の照度をＬ、
黒色化背面電極及び黒色化背景膜の拡散反射係数をｒ、
光源から伝わる光によって照明される背景部照明輝度を
Ｂｂ、表示光の再入射による輝度をｒ−ｐ−Ｂｅとする
と、コントラスト比Ｃｒは下記（２）式で示される。

又、自動車のフロントウィンドから見える外界の平均輝
度をＢｒとし、Ｂｒと表示部の輝度との比を周囲係数Ｆ
とすれば、Ｆは下記（３）式で与えられる。

Ｂｅ＋ｒＬ＋Ｂｂ＋ｒ−ｐ＠Ｂｅ Ｆ＝□　・・・・・・・・・（３） 一 一般に周囲係数が１を越えると、運転中に表示パネルが
眩しいと感じ、又、０．１を下廻ると視覚の有効性が低
下すると言われている（例えばＨｏＲ、Ｌ　ｕｘａｎｂ
ｅｒｇ著　近代科学社発行の「ディスプレイ工学」に記
載）。

従って、０．１＜Ｆく１であることが望ましい。

外界の平均輝度と車室内の外来光照度との間には、第３
図に示すような関係がある。

なお、第３図において低照度域で外界の輝度が一定とな
るのは、車両のヘッドライトによる照明のためである。

このような環境において、表示の効果が一定となるよう
に、即ちコントラスト比Ｃｒが一定となるように発光輝
度Ｂｅ及び背景部照明輝度Ｂｂを求めると次のようにな
る。

低照度域においては、Ｆ＝（Ｂｅ＋Ｂｂ）／Ｂｒ。

Ｃｒ＝Ｂａ／Ｂｂとなり、これからＦ＝１、Ｃｒ＝２０
となる条件を求めると、ｏ、ｓくＢｂく５．１０＜８６
＜１００となる。

従って、夕暮時や夜間においては、ライトスイッチに連
動させて例えば発光輝度Ｂｅを３０ｃｄ／ｎｒ、背景部
照明輝度Ｂｂを１　、５ｃｄ　／−とすることによって
、コントラストが強過ぎずしかも外界の輝度との調和が
とれた表示が可能となる。

又、背景部照明輝度Ｂｂを変化させることによって周囲
係数Ｆをあまり変えずにコントラスト比Ｃｒを自由に設
定することが出来る。

又、Ｂｅ／Ｂｂの値を一定に保ったままこの両者を変化
させることによって、コントラスト比を変化させずに周
囲係数Ｆを自由に設定することが出来る。

上記のように各個人の視覚の差や好みに応じて表示の効
果と表示の明るさとを独立に調整することが出来る。

次に、第４図は、本発明の他の実施例図である。

第４図の実施例は、外来光の強さに応じて薄膜ＥＬパネ
ルの発光輝度を変化させることにより、低照度域のみで
なく高照度域においても表示のコントラストを一定に保
ち、外界の輝度との調和を保つことが出来るように構成
したものである。

第４図において、薄膜ＥＬパネル４００は、第１図に示
す実施例と同様の構造を有するものである。

又、受光素子１３は外来光を検出し、外来光検出部１４
は、外来光の照度に応じた電圧を発生する。

その電圧と基準電圧との差を電圧発生部１５で検出し、
波形発生部１６では、その検出電圧に応じて薄膜ＥＬパ
ネルの駆動に適する３ステージの矩形波を発生する。

上記の構成によれば、外来光の照度に応じて薄膜ＥＬパ
ネルの発光輝度を自動的に調節することが出来、高照度
域における視認性を改善することが出来る。

即ち、前記（１）式及び（２）式から高照度域において
は、Ｆ＝（Ｂｅ＋ｒ−Ｌ）／Ｂｒ、Ｃｒ＝Ｂａ／ｒ−Ｌ
となる。

Ｂｒ＝ｒ′・Ｌとするとｒ’　＝０．１〜５　　（ｃｄ
／　ｒｄ・ｆ！　ｘ）であり、パネルの拡散反射係数は
、ｒ＝　２　Ｘ　１０−”（ｃｄ／ｎｆｌｌｘ）である
から、Ｃｒ＝２０とした場合に上記の条件を満たす例と
しては、Ｂｅ＝Ｌ／２５（ｃｄ　／イ）となる。

従って、視認性が良好な発光輝度Ｂｅ及び背景部照明輝
度Ｂｂの例としては、例えば第５・図に示す値を用いれ
ば良い。

第４図の実施例の場合には、Ｂｅを変化させることによ
ってコントラスト比Ｃｒ及び周囲係数Ｆが同時に変わる
。

なお、ＣｒとＦとを独立に変化させるためには、背景部
照明輝度Ｂｂを大きくすれば可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したごとく、本発明においては、背面電極と同
程度の反射率を有する背面膜を積層構造の背面側に形成
し、かつ透明基板を介して背面電極と背面膜とを照明す
る手段を備え１周囲の環境によって背景部の輝度を調整
するように構成しているので、昼夜を問わず表示装置の
コントラストを適正に保ち、外界輝度との調和をとるこ
とが出来る。

従って、運転者の眩惑感や疲労を低減し、又、表示の知
覚時間を一定でしかも短くすることが出来るという優れ
た効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ本発明の一実施例の断面図
、第３図は車室内照度と外界輝度との関係図、第４図は
本発明の他の実施例図、第５図は外来光照度と発光輝度
及び背景部照明輝度との関係図、第６図は従来素子の一
例の断面図、第７図は外来光照度とコントラスト比との
関係図、第８図及び第９図は外来光照度と表示部輝度及
び背景部輝度との関係図である。 〈符号の説明〉 １・・・ガラス基板　　　　９・・・光源１０・・・光
ガイド部　　　　１１・・・光反射膜１２・・・黒色化
背景膜　　　１００・・・透明多層膜２００・・・黒色
化背面電極　３００・・・照明用画素代理人、弁理士　
中　村　純之助 １１　図 Ｐ２− ′ＩＰ３図 車室内照度（ｌｘ） 上置Ｊ メ も 寛英譬

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　透明基板上に、少なくとも透明な前面電極と発光膜と
   背面電極との積層構造を有し、上記透明基板側を表示面
   とする薄膜ＥＬパネルにおいて、上記背面電極と同程度
   の反射率を有する背面膜を上記積層構造の背面側に形成
   し、かつ上記透明基板を介して上記背面電極と背面膜と
   を照明する手段を備えたことを特徴とする薄膜ＥＬパネ
   ル。