JPH0416791B2 - - Google Patents
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- JPH0416791B2 JPH0416791B2 JP14008983A JP14008983A JPH0416791B2 JP H0416791 B2 JPH0416791 B2 JP H0416791B2 JP 14008983 A JP14008983 A JP 14008983A JP 14008983 A JP14008983 A JP 14008983A JP H0416791 B2 JPH0416791 B2 JP H0416791B2
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Landscapes
- Control Of El Displays (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
イ 産業上の利用分野
本発明は、多色表示可能なエレクトロルミネツ
センス（以下、ELと称す）素子の点灯方法に関
する。
センス（以下、ELと称す）素子の点灯方法に関
する。
ロ 従来技術
現在、薄膜EL素子としてその付活剤の種類に
よりオレンジ、グリーン、ブルー、レッド等の発
光色が得られている。しかしこれらはすべて単色
光ばかりであるため、多色化を試みたものとして
従来、例えば第１図に示す薄膜EL素子１がある。
即ち第１図は薄膜EL素子１の断面図であるが、
図において２，３はそれぞれ異なる付活剤の添加
されている発光層、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは絶
縁層であるが、発光層２は絶縁層４ａ，４ｂの間
に挟装され、発光層３は絶縁層４ｃ，４ｄの間に
挟装される。そして５はAl等の金属電極、６ａ，
６ｂはI.T.O.（Indium Tin Oxide）例えばIn2O3，
Sn2O3等の透明電極であり、金属電極５と透明電
極６ａは絶縁層４ａ，４ｂを挟着し、透明電極６
ａと６ｂは絶縁層４ｃ，４ｄを挟着する。即ち薄
膜EL素子１は発光層２絶縁層４ａ，４ｂ及び電
極５，６ａから成る単色発光の薄膜EL素子７と、
発光層３絶縁層４ｃ，４ｄ及び電極６ａ，６ｂか
ら成る単色発光の薄膜EL素子８とを積層したも
のである。そして薄膜EL素子７と８はそれぞれ
異なる色を発光するため、対向電極５，６ａ間、
及び対向電極６ａ，６ｂ間に別々に、又は同時に
電圧を印加することにより発光色を変化させた
り、又はその混合色を得ることができる。
よりオレンジ、グリーン、ブルー、レッド等の発
光色が得られている。しかしこれらはすべて単色
光ばかりであるため、多色化を試みたものとして
従来、例えば第１図に示す薄膜EL素子１がある。
即ち第１図は薄膜EL素子１の断面図であるが、
図において２，３はそれぞれ異なる付活剤の添加
されている発光層、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは絶
縁層であるが、発光層２は絶縁層４ａ，４ｂの間
に挟装され、発光層３は絶縁層４ｃ，４ｄの間に
挟装される。そして５はAl等の金属電極、６ａ，
６ｂはI.T.O.（Indium Tin Oxide）例えばIn2O3，
Sn2O3等の透明電極であり、金属電極５と透明電
極６ａは絶縁層４ａ，４ｂを挟着し、透明電極６
ａと６ｂは絶縁層４ｃ，４ｄを挟着する。即ち薄
膜EL素子１は発光層２絶縁層４ａ，４ｂ及び電
極５，６ａから成る単色発光の薄膜EL素子７と、
発光層３絶縁層４ｃ，４ｄ及び電極６ａ，６ｂか
ら成る単色発光の薄膜EL素子８とを積層したも
のである。そして薄膜EL素子７と８はそれぞれ
異なる色を発光するため、対向電極５，６ａ間、
及び対向電極６ａ，６ｂ間に別々に、又は同時に
電圧を印加することにより発光色を変化させた
り、又はその混合色を得ることができる。
そして上記同様、途中に透明電極を挿入しなが
ら２組以上の単色の発光層を積層していけば、薄
膜EL素子の多色化が可能となる。
ら２組以上の単色の発光層を積層していけば、薄
膜EL素子の多色化が可能となる。
ところが、このような従来の多色化の試みによ
れば複数の発光層を積層する際、途中に透明電極
を挿入する必要があるため、発光層をふやす度に
製造工程数、及び電極数がふえていき、次第に構
造と回路が複雑になつていく難点があつた。
れば複数の発光層を積層する際、途中に透明電極
を挿入する必要があるため、発光層をふやす度に
製造工程数、及び電極数がふえていき、次第に構
造と回路が複雑になつていく難点があつた。
ハ 発明の目的
本発明の目的は、EL発光強度が発光層の厚さ
方向に分布し、又その分布が印加電圧の極性に依
存することを利用して、その最高３色の発光を示
すEL素子の点灯方法を提供しようとするもので
ある。
方向に分布し、又その分布が印加電圧の極性に依
存することを利用して、その最高３色の発光を示
すEL素子の点灯方法を提供しようとするもので
ある。
ニ 発明の構成
本発明に係る薄膜EL素子の点灯方法は、対向
電極の間に、少なくとも螢光体層を挟持したもの
において、前記対向電極間に一極性の電圧を印加
したとき最大電界強度となる螢光体層部分に第１
の発光色の発光層を介在するとともに対向電極間
に他極性の電圧を印加したとき最大電界強度とな
る螢光体層部分に第２の発光色の発光層を介在し
て、前記対向電極間に正負非対称の交流電圧を印
加して前記第１、第２の発光色の発光層を選択的
に発光させるものである。
電極の間に、少なくとも螢光体層を挟持したもの
において、前記対向電極間に一極性の電圧を印加
したとき最大電界強度となる螢光体層部分に第１
の発光色の発光層を介在するとともに対向電極間
に他極性の電圧を印加したとき最大電界強度とな
る螢光体層部分に第２の発光色の発光層を介在し
て、前記対向電極間に正負非対称の交流電圧を印
加して前記第１、第２の発光色の発光層を選択的
に発光させるものである。
ホ 実施例
本発明は第２図および第３図ａ，ｂに示す実験
結果を利用するものである。即ち第２図に示すよ
うに、例えば、ZnSに微量のMnの添加された発
光層２０、及び所定の対向電極２１，２２（Al
とI.T.O）と絶縁層２３，２４（Y2O3）からな成
る薄膜EL素子９において第４図ａに示すしきい
値（thneshold）の電圧（以下Vthという）以上
のパルス電圧Ｖを印加した場合、EL発光の発光
強度Ｄの分布は膜厚ｌに対し不均一となり、第３
図ａに示す曲線が得られる。そして同じ薄膜EL
素子９において第４図ｂに示すように第４図ａと
極性の異なるパルス電圧を印加した場合、EL発
光の発光強度Ｄの分布は膜厚ｌに対し第３図ｂに
示す曲線のようになる。即ち薄膜EL素子９のEL
発光の発光強度Ｄ膜厚ｌに対し特定の箇所で最も
強くなり、その箇所は印加電圧の極性に応じて異
なる。
結果を利用するものである。即ち第２図に示すよ
うに、例えば、ZnSに微量のMnの添加された発
光層２０、及び所定の対向電極２１，２２（Al
とI.T.O）と絶縁層２３，２４（Y2O3）からな成
る薄膜EL素子９において第４図ａに示すしきい
値（thneshold）の電圧（以下Vthという）以上
のパルス電圧Ｖを印加した場合、EL発光の発光
強度Ｄの分布は膜厚ｌに対し不均一となり、第３
図ａに示す曲線が得られる。そして同じ薄膜EL
素子９において第４図ｂに示すように第４図ａと
極性の異なるパルス電圧を印加した場合、EL発
光の発光強度Ｄの分布は膜厚ｌに対し第３図ｂに
示す曲線のようになる。即ち薄膜EL素子９のEL
発光の発光強度Ｄ膜厚ｌに対し特定の箇所で最も
強くなり、その箇所は印加電圧の極性に応じて異
なる。
このように薄膜EL素子９のEL発光の発光強度
Ｄは印加電圧の極性により膜厚ｌの特定の２箇所
で最も強くなり、その他の箇所は発光の強さに大
きく寄与しないことがわかる。従つて薄膜EL素
子９の場合、薄膜EL素子９の発光強度の最も強
い２箇所にMnを添加した（ZnS：Mn）の発光層
を形成し、その他の箇所を（ZnS）層のままにし
ても第３図ａ，ｂに示す曲線に近似する分布曲線
の得られることが予想される。即ち第５図に示す
ように上記発光強度の最も強い２箇所に、発光色
の互いに異なる２層の発光層、例えばオレンジ色
を発光する（ZnS：Mn）層、及びグリーンを発
光する（ZnS：TbF3）層を形成した薄膜EL素子
１０の場合、印加電圧の極性に応じてオレンジ、
及びグリーンが別々に発光することになる。
Ｄは印加電圧の極性により膜厚ｌの特定の２箇所
で最も強くなり、その他の箇所は発光の強さに大
きく寄与しないことがわかる。従つて薄膜EL素
子９の場合、薄膜EL素子９の発光強度の最も強
い２箇所にMnを添加した（ZnS：Mn）の発光層
を形成し、その他の箇所を（ZnS）層のままにし
ても第３図ａ，ｂに示す曲線に近似する分布曲線
の得られることが予想される。即ち第５図に示す
ように上記発光強度の最も強い２箇所に、発光色
の互いに異なる２層の発光層、例えばオレンジ色
を発光する（ZnS：Mn）層、及びグリーンを発
光する（ZnS：TbF3）層を形成した薄膜EL素子
１０の場合、印加電圧の極性に応じてオレンジ、
及びグリーンが別々に発光することになる。
即ち本発明の一実施例を示す薄膜EL素子１０
に於いて１１ａ，１１ｂ，１１ｃはZnSのみで形
成される螢光体層で、絶縁層１２ａ，１２ｂの間
に挟装される。そして１３はZnSにMnの添加さ
れた発光層、１４はZnSにTbF3の添加された発
光層であるが、発光層１３，１４はそれぞれ螢光
体層１１ａと１１ｂの間、及び螢光体層１１ｂと
１１ｃの間に並行に積層されている。１５はAl
等の金属電極で１６はI.T.O.の透明電極である。
に於いて１１ａ，１１ｂ，１１ｃはZnSのみで形
成される螢光体層で、絶縁層１２ａ，１２ｂの間
に挟装される。そして１３はZnSにMnの添加さ
れた発光層、１４はZnSにTbF3の添加された発
光層であるが、発光層１３，１４はそれぞれ螢光
体層１１ａと１１ｂの間、及び螢光体層１１ｂと
１１ｃの間に並行に積層されている。１５はAl
等の金属電極で１６はI.T.O.の透明電極である。
このような構成によれば、各発光層１３と１４
の間、及び各発光層１３，１４と各絶縁層１２
ａ，１２ｂの間を各螢光体層１１ａ，１１ｂ，１
１ｃで区分したから、電界強度の最も強い領域の
部分を選択的に発光させることにより、実質的に
単一色で発光させることができる。
の間、及び各発光層１３，１４と各絶縁層１２
ａ，１２ｂの間を各螢光体層１１ａ，１１ｂ，１
１ｃで区分したから、電界強度の最も強い領域の
部分を選択的に発光させることにより、実質的に
単一色で発光させることができる。
そして薄膜EL素子１０において電極１５が正、
電極１６が負となるようにVth以上の電圧を印加
した場合、発光強度Ｄの分布は第６図ａのように
なり（ZnS：Mn）の発光層１３がオレンジ色に
発光し印加電圧の極性を逆にした場合、発光強度
Ｄの分布は第６図ｂのようになり、（ZnS：
TbF3）の発光層１４がグリーンに発光する。
電極１６が負となるようにVth以上の電圧を印加
した場合、発光強度Ｄの分布は第６図ａのように
なり（ZnS：Mn）の発光層１３がオレンジ色に
発光し印加電圧の極性を逆にした場合、発光強度
Ｄの分布は第６図ｂのようになり、（ZnS：
TbF3）の発光層１４がグリーンに発光する。
そこで薄膜EL素子１０への印加電圧波形を第
７図のようにしてやれば、０領域でオレンジ、Ｇ
領域でグリーン、Ｗ領域で両者の混合色であるホ
ワイトに発光する。即ち第７図の０領域において
Vth以上のパルスP1が印加された場合、まず薄膜
EL素子１０はオレンジ色に発光するが、素子は
コンデンサーを形成しているため、コンデンサー
が充電された後、即ち発光層１３のMnを励起す
る電子が電極１６側から電極１５側に移つた時、
発光は停止する。この時、電子は絶縁層１２ａに
遮られ、回路に流れ込まない。従つてオレンジ色
を連続的に発光させるには、極性を変え、かつグ
リーンが発光しないようなVth以下のリフレツシ
ユパルス電圧P2をP1の印加後に印加しなければ
ならない。この時、発光層１４中のTbF3が励起
されることなく、電子は電極１５から電極１６に
戻る。そしてパルス電圧P1と同一極性でVth以上
のパルス電圧P3をP2の印加後に印加すれば、薄
膜EL素子１０は再びオレンジ色に発光する。従
つて０領域の電圧波形を薄膜EL素子１０に連続
して印加すれば、薄膜EL素子１０は持続的にオ
レンジ色に発光する。
７図のようにしてやれば、０領域でオレンジ、Ｇ
領域でグリーン、Ｗ領域で両者の混合色であるホ
ワイトに発光する。即ち第７図の０領域において
Vth以上のパルスP1が印加された場合、まず薄膜
EL素子１０はオレンジ色に発光するが、素子は
コンデンサーを形成しているため、コンデンサー
が充電された後、即ち発光層１３のMnを励起す
る電子が電極１６側から電極１５側に移つた時、
発光は停止する。この時、電子は絶縁層１２ａに
遮られ、回路に流れ込まない。従つてオレンジ色
を連続的に発光させるには、極性を変え、かつグ
リーンが発光しないようなVth以下のリフレツシ
ユパルス電圧P2をP1の印加後に印加しなければ
ならない。この時、発光層１４中のTbF3が励起
されることなく、電子は電極１５から電極１６に
戻る。そしてパルス電圧P1と同一極性でVth以上
のパルス電圧P3をP2の印加後に印加すれば、薄
膜EL素子１０は再びオレンジ色に発光する。従
つて０領域の電圧波形を薄膜EL素子１０に連続
して印加すれば、薄膜EL素子１０は持続的にオ
レンジ色に発光する。
次に第７図のＧ領域においてパルス電圧P1，
P3と逆極性でVth以上のパルス電圧P4を印加すれ
ば、発光層１４中のTbF3が励起されて、薄膜EL
素子１０はグリーンに発光する。そして上記同
様、グリーンの発光を持続させるには、Vthより
も小さいフレツシユパルスP5を印加した後、P4
と同一のパルス電圧P6を薄膜EL素子１０に印加
すればよく、Ｇ領域の電圧波形を連続的に以下す
れば、薄膜EL素子１０は持続的にグリーンに発
光する。
P3と逆極性でVth以上のパルス電圧P4を印加すれ
ば、発光層１４中のTbF3が励起されて、薄膜EL
素子１０はグリーンに発光する。そして上記同
様、グリーンの発光を持続させるには、Vthより
も小さいフレツシユパルスP5を印加した後、P4
と同一のパルス電圧P6を薄膜EL素子１０に印加
すればよく、Ｇ領域の電圧波形を連続的に以下す
れば、薄膜EL素子１０は持続的にグリーンに発
光する。
更に第７図のＷ領域において交互に極性が変わ
り、かつVth以上のパルス電圧P7，P8，P9を連続
的に印加すれば、薄膜EL素子１０は交互にオレ
ンジ色とグリーンに発光し、その結果その混合色
である白色発光が得られる。
り、かつVth以上のパルス電圧P7，P8，P9を連続
的に印加すれば、薄膜EL素子１０は交互にオレ
ンジ色とグリーンに発光し、その結果その混合色
である白色発光が得られる。
この時、このような白色を発光させるために、
発光層１３と１４が積層されている状態で各発光
強度の割合が視野方向で所定の比率になるように
各発光層１３，１４の厚さやMn、又はTbF3の添
加量を調整しなければならない。
発光層１３と１４が積層されている状態で各発光
強度の割合が視野方向で所定の比率になるように
各発光層１３，１４の厚さやMn、又はTbF3の添
加量を調整しなければならない。
又、各パルス電圧の駆動は第７図に示すように
OVから所定の大きさのものをいきなり印加して
もよいが、両極性でVth未満のパルス電圧をバイ
アス電圧として印加しておき、必要に応じてその
上に所定の大きさの電圧を上乗せする方法もあ
る。このような駆動方法によれば、駆動回路の構
成が簡単になり、例えば発光層１３と１４のVth
がそれぞれ異なる場合に有効となる。
OVから所定の大きさのものをいきなり印加して
もよいが、両極性でVth未満のパルス電圧をバイ
アス電圧として印加しておき、必要に応じてその
上に所定の大きさの電圧を上乗せする方法もあ
る。このような駆動方法によれば、駆動回路の構
成が簡単になり、例えば発光層１３と１４のVth
がそれぞれ異なる場合に有効となる。
このような薄膜EL素子１０はガラス基板の上
に各層を電子ビームで蒸着することにより製造さ
れるが、その実際的構造は第８図に示すようにな
る。即ち第８図において１７はガラス基板、１６
はI.T.O.、即ちIn2O3，SuO2等の透明電極、１２
ａ，１２ｂは絶縁層、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，
はZnS層、１３は（ZnS：Mn）層、１４は
（ZnS：TbF3）層、１５はAl等の金属電極であ
る。
に各層を電子ビームで蒸着することにより製造さ
れるが、その実際的構造は第８図に示すようにな
る。即ち第８図において１７はガラス基板、１６
はI.T.O.、即ちIn2O3，SuO2等の透明電極、１２
ａ，１２ｂは絶縁層、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，
はZnS層、１３は（ZnS：Mn）層、１４は
（ZnS：TbF3）層、１５はAl等の金属電極であ
る。
尚、発光層としてはZnSの螢光体に希土類のフ
ツ化物を添加したものが知られており、上記のよ
うにZnSにMnを添加すればオレンジ、TbF3を添
加すればグリーンにそれぞれ発光するが、それ以
外にZnSにSmF3を添加すればレツド、DyF3を添
加すればブルーに発光することが知られている。
そしてこの中から２色を選択すればよい。
ツ化物を添加したものが知られており、上記のよ
うにZnSにMnを添加すればオレンジ、TbF3を添
加すればグリーンにそれぞれ発光するが、それ以
外にZnSにSmF3を添加すればレツド、DyF3を添
加すればブルーに発光することが知られている。
そしてこの中から２色を選択すればよい。
ヘ 発明の効果
本発明によれば、従来の２重絶縁構造の薄膜
EL素子において、透明電極を介在することなく、
発光色の異なる２層の発光層を形成し、印加電圧
の極性に応じて２層の発光層がそれぞれ別々に発
光するようにしたから、工程、電極数等は従来と
同じで駆動波形により多色化が可能になる。
EL素子において、透明電極を介在することなく、
発光色の異なる２層の発光層を形成し、印加電圧
の極性に応じて２層の発光層がそれぞれ別々に発
光するようにしたから、工程、電極数等は従来と
同じで駆動波形により多色化が可能になる。
第１図は従来の多色表示EL素子の断面概略図、
第２図は一般的な薄膜EL素子の断面概略図、第
３図ａ，ｂは第２図に示す単色発光薄膜EL素子
において印加電圧の極性を変えた場合の発光層の
膜厚に対する発光強度の分布曲線、第４図ａ，ｂ
は極性の異なる印加電圧の波形図、第５図は本発
明に係る薄膜EL素子の一実施例の断面概略図、
第６図ａ，ｂは本発明に係る薄膜EL素子の第５
図に対応する発光強度の分布曲線で印加電圧の極
性に応じた曲線、第７図は本発明に係る薄膜EL
素子の駆動電圧の波形図、第８図は本発明に係る
薄膜EL素子の実際的構造の断面図である。 １０……薄膜EL素子、１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ……螢光体層、１２ａ，１２ｂ……絶縁層、１
３，１４……発光層、１５，１６……対向電極。
第２図は一般的な薄膜EL素子の断面概略図、第
３図ａ，ｂは第２図に示す単色発光薄膜EL素子
において印加電圧の極性を変えた場合の発光層の
膜厚に対する発光強度の分布曲線、第４図ａ，ｂ
は極性の異なる印加電圧の波形図、第５図は本発
明に係る薄膜EL素子の一実施例の断面概略図、
第６図ａ，ｂは本発明に係る薄膜EL素子の第５
図に対応する発光強度の分布曲線で印加電圧の極
性に応じた曲線、第７図は本発明に係る薄膜EL
素子の駆動電圧の波形図、第８図は本発明に係る
薄膜EL素子の実際的構造の断面図である。 １０……薄膜EL素子、１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ……螢光体層、１２ａ，１２ｂ……絶縁層、１
３，１４……発光層、１５，１６……対向電極。
Claims (1)
- １ 対向電極の間に、少なくとも螢光体層を挟持
したものにおいて、前記対向電極間に一極性の電
圧を印加したとき最大電界強度となる螢光体層部
分に第１の発光色の発光層を介在するとともに対
向電極間に他極性の電圧を印加したとき最大電界
強度となる螢光体層部分に第２の発光色の発光層
を介在して、前記対向電極間に正負非対称の交流
電圧を印加して前記第１、第２の発光色の発光層
を選択的に発光させることを特徴とするEL素子
の点灯方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14008983A JPS6031186A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | Ｅｌ素子の点灯方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14008983A JPS6031186A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | Ｅｌ素子の点灯方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6031186A JPS6031186A (ja) | 1985-02-16 |
| JPH0416791B2 true JPH0416791B2 (ja) | 1992-03-25 |
Family
ID=15260694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14008983A Granted JPS6031186A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | Ｅｌ素子の点灯方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6031186A (ja) |
-
1983
- 1983-07-29 JP JP14008983A patent/JPS6031186A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6031186A (ja) | 1985-02-16 |
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