JPS62272499A

JPS62272499A - 薄膜ｅｌパネル

Info

Publication number: JPS62272499A
Application number: JP61114853A
Authority: JP
Inventors: 智谷本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1986-05-21
Filing date: 1986-05-21
Publication date: 1987-11-26

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】３、発明の詳細な説明〔発明の利用分野〕本発明は、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、表示の輝度（階調）を可変にする技術に
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１例えば、第７図に示す
ごときものがある（例えば、実開昭５７−１８２５９５
号に記ａ）、。

なお、第７図（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ
’断面図である。

以下、簡単のため、−辺の長さがａの正方形を表示する
場合を例として説明する。

第７図において、ガラス基板１の上には、Ｉｎ、Ｏ，や
ＳｎＯ，等の透明導電膜からなる前面電極２（膜厚約２
０００人）が蒸着され、続いて、Ｙ、Ｏ，や５１３Ｎ４
等からなる第１誘電体１１ｉ３．Ｍｎを微量に含むＺｎ
Ｓからなる発光膜４および第１誘電体１１１Ｉ３と同様
の材質からなる第２誘電体膜５が電子ビーム蒸着あるい
はスパッタリングによって順次積層されており、上記の
３〜５がＥＬａ層１００を形成している。

なお、それぞれの膜厚はＨ電体膜が５ｏｏｏ人１発光膜
が６０００人程度１ある。

また、上記の前面電極２は、（Ａ）に示すごとく幅がａ
の短冊状にパターン化されている。

次に、上記の第２誘電体膜５の上に質量膜厚が５０〜３
００人のＭｏ膜からなる島状吸収体膜６を電子ビーム蒸
着あるいはスパッタリングによって形成する。

なお、この島状吸収体膜６は、島状構造を持つ他の金属
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。

上記の島状吸収体膜６の上に５０００人程度０膜厚を持
つＡ６０３等の透明誘電体膜７を形成し、さらにその上
にＡ１等の金属ＷＡ８を蒸着あるいはスパッタリングに
よって順次積層する。

上記の６〜８が黒色化背面電極２００を形成している。

また、上記の黒色化背面電極２００は、（Ａ）に示すご
とく幅がａの短冊形をしており、前記の前面電極２と上
記の黒色化背面電極２００とで挟まれた部分がａＸａの
正方形になるように形成されている。

また、上記の黒色化背面電極２００は、明るい環境下に
おいて、表示側となるガラス基板１を透過して侵入した
外来光がＡｌｌ金属膜８で反射して再び外部に射出する
のを防止し１発光パターンのコントラストを改善するた
めに配設されているものである。

上記の黒色化背面電極２００は、その各構成膜６゜７．
８が電子ビーム蒸着あるいはスパッタリングによって順
次積層された後、フォトリングラフィによって所定形状
にパターン化される。

上記のフォトリソグラフィの際に用いられるエッチャン
ト（エツチング液）としては、透明誘電体膜７として用
いられているＡｔ、０３が耐酸性、耐アルカリ性が高く
、したがって、耐エツチング性もかなり高いので、それ
に対するエツチング作用を有するものに主眼がおかれ、
例えば、特開昭５２−１３１９４０号公報で示されてい
るようなＮ　ａ　ＯＨと次亜塩素酸を混合したアルカリ
系エッチャントやＨ，ＰＯ，、ＨＮＯ，および氷酢酸を
混合した酸系エッチャントが用いられる。

これらのエッチャントは、透明誘電体膜７の上に積層さ
れているＭの金属膜８および下に積層されているＭｏの
島状吸収体膜６に対してもエツチング作用を有し、ＡＱ
２０．膜に対するエツチング速度に比較すると、これら
の両膜６．８に対してはかなり速いエツチング速度を有
している。

上記のようにして構成した薄膜ＥＬパネルの前面電極２
と黒色化背面電極２００との間に１例えば、１ｋＨｚで
１５０〜２５０ｖ程度の交流電圧を印加すると、上記両
電極に挟まれた部分が印加された電力に応じた輝度で発
光し１表示図形、すなわちこの場合にはａＸａの正方形
が表示される。

上記のごとき薄膜ＥＬパネルにおいては、視認性を向上
させることを目的として、あるいは、造形上の要８ｎか
ら、単に図形を表示するだけではなく、階調を出すこと
、すなわち輝度の強弱を設けることが必要とされる場合
がある。

従来の薄膜ＥＬパネルにおいて表示輝度を変える場合に
は、前記両電極間に印加する電力密度を変える方法が用
いられていた。

電力密度を変える方法としては、例えば、印加電圧を変
える方法、駆動周波数を変える方法、あるいは間欠的に
電力を供給し、その印加時間を変える方法等を用いるこ
とが出５来る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のごとく、従来の薄膜ＥＬパネルにおいては、ｒｉ
Ｉ度を変える場合にセグメントに供給する電力密度（セ
グメント単位面積当りの電力）を増減する方法を用いて
いたため、低輝度で発光させた場合に表示面内で輝度む
ら（表示の明暗）が生じ易いという問題があった（詳細
後述）。

そのため、輝度を可変にし、しかも表示品質を十分なも
のとすることがかなり困難であった。

また、上記のごとき輝度の可変方法では、高輝度で発光
させた場合も低輝度で発光させた場合も単にセグメント
が一様に光るのみで表示に面白みがなく、平板で装飾性
に乏しいという問題があった。

本発明は、上記のごとき従来技術の問題を解決するため
になされたものであり１表示の輝度を任意に可変にして
階調を変えることが出来、かつ、装飾性に富んだ表示を
行なうことの出来る薄膜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。

前面電極と背面電極との少なくとも一方をそれぞれ別個
の引出し線を有する複数の電極に分割し、そのうちの所
定の電極を選択して電圧を印加することにより所望の輝
度で発光させるように構成している。

すなわち、本発明においては、輝度を変えるために印加
電力を変えるのではなく１表示面内で発光させる面積を
変えることによって階調を出すように構成したものであ
る。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の一実施例図であり、（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。

第１図の装置は、輝度を４階調まで表示出来るものであ
り、また、前記の従来例と同様に一辺がａの正方形を表
示する場合を例示している。

第１図において、前記の従来例と同様の材料。

膜厚、方法でガラス基板１の上に前面電極２と第１誘電
体膜３１発光膜４、第２誘電体膜５からなるＥＬ３層１
００を形成する。

続いて、ＥＬａ層１００の上に島状吸収体膜６、透明誘
電体［７、金属膜８からなる多層膜を形成した後、フォ
トリングラフィによって（Ａ）に示すようなくし歯状の
パターンを有する一対の黒色化背面［ｗ４２０ＯＡオヨ
ヒ２００Ｂ　ヲ形成ｔ６゜この２０６Ａと２００　Ｂと
は歯の部分が相互に相手方の歯の間隙に納まるように配
置されており、それぞれ専用の引出し線２０１Ａ、２０
１Ｂを有している。

また、黒色化背面電極２００Ａの歯の幅はＱ、歯の数は
Ｎ、黒色化背面電極２００Ｂの歯の幅はｍ。

歯の数はＮ＋１（第１図の場合はＮ＝３）であり、悲〉
ｍとする。

また、隣接し合う２００　Ａの歯と２００Ｂの歯との間
の隙間りは５０Ｉ１ｍ程度であり、前記の幅Ｑ、ｍに比
べると無視出来るほど小さいものである。

また１表示する正方形の一辺の長さａ　（ａｍ）とり、
Ｑ、ｍおよびＮとの間には。

ａ＝ＮＱ＋（Ｎ＋１）ｍ＋２Ｎｈの関係がある。

ただし、店、ｎ、ｈはａと同じ単位で表示されているも
のとする。

また、くし歯の歯の長さは、　２００Ａ、２００Ｂのど
ちらも正方形の一辺の長さａよりも長い。

次に、表示の際の動作について説明する。

従来の方法においては、印加する電力密度を増減して輝
度（ｃｄ／ｍ”）を可変することにより、セグメントの
階調を実現していたが、本発明においては、セグメント
の発光する面積を変えることによって階調を実現するも
のである。

すなわち、第１図（Ａ）に示すごとく、交流電源ｅの一
端を前面電極２に接続し、他の一端を開閉手段１０Ａお
よびＩＯＢを介してそれぞれ黒色化背面電極２００　Ａ
、２００　Ｂの引出し線２０１Ａ、２０１Ｂに接続する
。

そして、交流電源ｅは１表示面内に輝度むらが生じない
程度に十分な電圧値に設定されているものとする。

まず、開閉手段１０Ａ、ＩＯＢを両方閉じると、前面電
極２と黒色化背面電ｆｆｌ　２００　Ａとで挟まれてい
る部分、および前面型ｊ＠２と黒色化背面電極２００Ｂ
とで挟まれている部分とが同時に発光し、第３図（Ａ）
に示すごとく、セグメントの正方形がほぼ全面発光する
。

なお、黒色化背面電極２００Ａと２００Ｂとの歯の隙間
は発光しないが、非常に狭いために殆ど目立たない。

次に、開閉手段１０Ａのみを閉じると、前面電極２と黒
色化背面電極２００Ａとで挟まれた部分のみが発光し、
第２図（Ｂ）に示すようになる。

また、開閉手段１０Ｂのみを閉じると、今度は前面電極
２と黒色化背面電極２００Ｂとで挟まれた部分のみが発
光し、第２図（Ｃ）に示すように発光する。

また、開閉手段１０ＡおよびＩＯＢの両方を開にすれば
、全く発光しないことになる。

したがって１本実施例においては、セグメントの発光面
積を変えることによって無発光の場合を含めて最大４Ｐ
Ｉ調まで実現することが出来る。

次に、作用を説明する。

まず、前記の発明が解決しようとする問題点で述べた輝
度むらが発生する原因について説明する。

薄１１ｉＥＬｉ子を形成する際には、構成する各薄膜の
膜厚や膜質が基板面内でばらつくことが避は難く生じる
。

また、前面電極や黒色化背面電極の引出し線の抵抗がフ
ォトリソグラフィの不確定性によって同じ面内でばらつ
くことが屡々ある。

そして、これらのばらつきが全て発光特性の相違となっ
て現れてくる。

第３図は上記のごとき基板面内における発光特性のばら
つきを示す図であり、横軸は印加電力、縦軸は輝度を表
わしている。

そして同じガラス基板上であっても前記のごときばらつ
きにより、場所によって発光特性がＬいＬ２のように変
化する。

なお、本発明者が実験したところによると１発光特性の
ばらつきは第３図のＬｌ、Ｌ２に示すように横軸方向に
ほぼ平行移動した関係になる。

上記のごとき特性において、前記の従来方法のように印
加電力を増減して階調を出した場合には。

例えば、ある中間輝度を出すためにＰｏなる電力を供給
した場合、発光特性Ｌ１の部分とり、の部分とではその
輝度がそれぞれＬｏいＬ０□のようになり、輝度差が非
常に大きくなるので、表示面内では目に見える程の大き
な明暗差となって現れ、それが輝度むらとなって現れて
いた。

これに対して本発明においては、十分大きな電力Ｐ１を
与えることによって発光特性の差の少ない部分で動作さ
せることが出来るので、輝度むらを生じるおそれがなく
なる。

また１本発明においては、第２図に示すごとく、階調に
応じてセグメントの模様が変わるので、従来のような一
様の発光に比べて変化に富み、装飾性が豊かになる。

次に、第４図は本発明の他の実施例図であり、背面電極
の他に前面電極２も分割した例を示す。

この場合も前記と同様に一辺がａの正方形を表示する場
合を例示している。

第４図において、まず、ガラス基板１の上にＩｎ、Ｏ，
やＳｎＯ，等の透明導電膜を電子ビーム蒸着あるいはス
パッタリング等の手段で形成し、フォトリソグラフィを
用いて図示のごときくシ爾パターンの一対の前面電極２
０Ａ、２０Ｂを形成する。

なお、２０Ａと２０Ｂとは互いに歯の部分が他方の歯の
間に納まるように配置されており、それぞれ専用の引出
し線２１Ａ、２１Ｂを有している。

また、２０Ａの歯の幅はｉ、歯の数はに、２０Ｂの歯の
幅はｊ、歯の数はに＋１（第４図ではに＝３の場合を例
示）であり、ｉ＞ｊとする。

また、２ＯＡと２０Ｂとの隣合う歯の隙間をｇ（ｇχ５
０．１１１１．　ｇ＜　ｉ　、　ｊ　）とすれば、正方
形の一辺の長さａ　（ｃｍ）とｇ、ｉｌ、ｊおよびＫの
間にはａ＝Ｋｉ＋（Ｋ＋１）、ｉ＋２Ｋｇの関係がある
。

ただし、ｉ、ｊ、ｇはａと同じ単位で示されているもの
とする。

また、２０Ａ、２０Ｂのくし歯の長さは、ａよりも長い
。

続いて、前記第１図の実施例と全く同様にしてＥＬ３層
ｌＯＯおよび黒色化背面電極２００Ａ、２００Ｂを形成
する。なお、ｉ　＞　Ｑ　＞　ｍ　＞　ｊの関係がある
。

次に、動作について説明する。

交流電源ｅの一端を開閉手段１１Ａ、１１Ｂを介して前
面電極２０Ａ、２０Ｂのそれぞれの引出し線２１Ａ、２
１Ｂに接続し、他端を開閉手段１０Ａ、ＩＯＢを介して
黒色化背面電極２００Ａ、２００　Ｂの引出し線２０１
Ａ。

２０１Ｂにそれぞれ接続する。

また、交流電源ｅは、基板面内に輝度むらを生じない程
度に十分高い電圧に設定されているものとする。

上記、の開閉手段１１Ａ、ＩＩＢおよびＩＯＡ、ＩＯＢ
を組み合わせて開閉制御することにより、第５図に示し
たごと＜１０段階（図示しない無発光の場合を含む）の
階調を実現することが出来る。

なお、第５図において、斜線を施した部分が発光してい
る部分を示す。

また、前記の実施例においては、前面電極や黒色化背面
電極の形状として長方形の歯を有するくし歯状を示して
いるが、これに限られるものではなく１例えば、第６図
に示すようなパターンを用いることも出来る。

また、前記の実施例においては、背面電極として黒色化
背面電極を用いたものを例示しているが。

単なる金属膜からなる背面電極の場合でも勿論本発明を
適用することが出来る。

〔発明の効果〕

以上説明したごとく１本発明においては、前面電極と背
面電極との少なくとも一方をそれぞれ別−個の引出し線
を有する複数の電極に分割し、そのうちの所定の電極を
選択して電圧を印加するように構成しているので、発光
する面積を変えることによって任意の階調を実現するこ
とが出来、しかも表示面内に輝度むらを生じるおそれの
ない程度の十分高い電圧を印加することが出来るので、
低輝度側でも表示面内に輝度むらを生じるおそれがない
。

また、各階調毎にセグメントの模様が変化するので、表
示に面白みが出来、装飾性に優れているという効果も得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例図、第２１ｉｉｉ１は第１図
の装置における発光状態を示す図、第３図は基板面内に
おける発光特性のばらつきを示す図、第４図は本発明の
他の実施例図、第５図は第４図の装置の発光状態を示す
図、第６図は本発明における電極形状の他の実施例図、
第７図は従来装置の一例図である。〈符号の説明〉１・・・ガラス基板　　　　２・・・前面電極３・・・
第１誘電体［４・・・発光膜５・・・第２誘電体［６・・・島状吸収体膜７・・・透
明誘電体膜　　　８・・・金属膜１０Ａ、ＩＯＢ・・・
開閉手段　１１Ａ、ＩＩＢ・・・開閉手段２０Ａ、２０
Ｂ・・・前面電極　２１Ａ、２１Ｂ・・・引出し線１０
０・・・Ｅ　Ｌ　３　Ｍ　　　　　２００・・・黒色化
背面電極２００Ａ、　２００Ｂ・・・黒色化背面電極２
０ＬＡ、　２０１Ｂ・・・引出し線代理人弁理士　　中　村　純之助ｔｌ　図（Ｂ）　　　　　　　　　　ｌＯＡ＃２ｔｆｆｉ口区区
求＝＝：王：コ区：：＝＝Σ：＝＝コ中３　弐電力（電、圧）づ］゛４１（Ｂ）、計・・６１２００Ａ　（２０Ａ　”）２００Ｂ　（２０８） ′Ｊ−７喝

Claims

【特許請求の範囲】

　透明な前面電極と背面電極との間に少なくとも発光膜
を挟持して成る薄膜ＥＬパネルにおいて、上記前面電極
と背面電極との少なくとも一方を、それぞれに別個の引
出線を有する複数の電極に分割し、そのうちの所定の電
極を選択して電圧を印加することにより、所望の輝度で
発光させることを特徴とする薄膜ＥＬパネル。