JPH0481318B2 - - Google Patents

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つてEL（エレク
トロ・ルミネツセンス）発光を生ずる薄膜EL素
子に関するものである。

〔従来技術〕

従来の薄膜EL素子としては、例えば特許願昭
和58年度第19128号に記載されているものがある。

第４図は、上記の薄膜EL素子の断面図である。

第４図において、ガラス基板１の上にIn₂O₃や
SnO₂等の透明導電膜からなる前面電極２、Y₂O₃
やSi₃N₄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
蒸着或はスパツタリングによつて順次積層され、
これらの２〜５によつて透明多層膜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5000Å
程度、発光膜が6000Å程度である。

さらに、第２誘電体膜５の上に質量膜厚が50〜
300ÅのMo膜からなる島状吸収体膜６が電子ビ
ーム蒸着或はスパツタリングによつて形成されて
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、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500Å程度の膜
厚をもつたAl₂O₃等の透明な誘電体膜７を形成
し、その上にAl等の金属膜８を蒸着或はスパツ
タリングによつて順次積層する。この６〜８が光
吸収効果の高い黒色化背面電極２００を形成して
いる。

前面電極２と黒色化背面電極２００とは、通常
のフオトリソグラフイによつて適当な形状にパタ
ーン化されている。

上記の素子において、前面電極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１〜２×10⁶Ｖ／cmに達すると、上記
２つの電極に挾まれた部分が発光し、前記のパタ
ーン化された形状を発光表示する。

なお、第４図の素子においては、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を通つ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によつて吸収されるた
め、背面電極としてAl等の高反射率の金属を用
いて素子に比べて、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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のように黒色化背面電極を用いた薄膜EL
素子においては、通常の金属電極を用いたものに
較べて視認性を大幅に向上させることが出来る。

しかし、上記のごとき薄膜EL素子においては、
表示に必要な形状をした背面電極のみを残し、そ
の他の不要な電極部分は除去するような構成とな
つていたため、ガラス基板１の方から見た場合に
背面電極が残されている部分と背面電極を除去し
た部分との背景色が異なり、そのため非表示時に
背面電極が浮き出してしまい、表示パターンが見
えてしまうという問題があつた。

上記の問題を解決するため、本発明者らは、第
５図に示すごとく、非表示部分すなわち背面側の
黒色化背面電極２００が設けられていない部分に
黒色化背面電極２００と同質、同構造の黒色化背
景膜３００を形成した薄膜EL素子を開発した。

第５図の薄膜EL素子においては、背面側の非
表示部分に黒色化背面電極２００と全く同質、同
構造の黒色化背景膜３００が配置されているた
め、ガラス基板１の方から見た背景色が全く一様
になり、そのため、非表示時に外来光によつて背
面電極が浮き出して見えるという問題は解決され
る。

しかし、第５図の薄膜EL素子においては、背
面側の黒色化背面電極２００が設けられていない
部分の全面に亘つて一様に黒色化背面膜３００が
配置されているため、多数の画素を同時に点灯さ
せた場合に、黒色化背面膜３００を介して生じる
前面電極２の非表示部分同志の容量結合によつ
て、非選択画素が点灯するという問題があつた。

以下、第６図及び第７図に基づいて上記の問題
を詳細に説明する。

第６図は、第５図に示す薄膜EL素子の一例の
上面図であり、薄膜EL素子を背面側から見た図
を示している。

第６図において、２Ａ１〜２Anは、ストライ
プ状に形成されたｎ本の前面電極であり、上記の
ｎ本の前面電極と黒色化背面電極２００とで挟ま
れた部分が表示部分すなわち画素e₁〜e_oとなる。

なお、第１誘電体膜３、発光膜４、第２誘電体
膜５等は表示を省略している。

又、c₁〜c_oは、前面電極２Ａ１〜２Anのリー
ド部（非発光部分）と黒色化背面膜３００とでそ
れぞれ形成される静電容量である。

上記の薄膜EL素子において、例えば画素e₂〜
e_oが選択されて発光表示されており、e₁が非表示
の場合において、非表示の画素e₁には本来電圧は
印加されていないのであるが、前記の静電容量c₂
〜c_oとc₁との容量結合によつて画素e₁に電圧が印
加されてしまう。

第７図は、上記の関係を示す等価回路である。

第７図に示すように、画素e₁には、c₂〜c_oが並
列接続された静電容量とc₁とが直列に接続された
形になつている。

上記の薄膜EL素子を電圧Ｅで駆動するとe₁に
は下記(1)式のごとき電圧E₁が印加される。

なお、(1)式において、ωは角周波数である。

(1)式において、画素の数が増加すると前面電極
のリード部の引きまわしが複雑になり、その結果
リード部が長くなるので、Σc_iは大きくなる傾向
にある。

またリード部が長くなると、この部分における
電圧降下によつて画素毎に輝度むらを生じるおそ
れがあるので、これを防ぐためリード部の幅を拡
大しなければならず、それによつても更にΣc_iの
値は大きくなる。

例えば、画素数ｎが100程度の薄膜EL素子にお
いては、c_i2e_i程度の値になる。

ｎ＝100として、(1)式に代入すると、１／jω_o 〓ⁱ⁼²
c_iは無視できるので、E₁＝2E／３となり、非表示
状態であるにも拘らず画素e₁には駆動電圧の約67
％の電圧が印加されることになる。

したがつて、発光開始電圧（閾値電圧）よりも
かなり高い電圧を印加して高輝度で点灯させる場
合、例えば強い外来光の下で使用する場合には、
画素e₁は非表示状態であるにも拘らず点灯してし
まうことになる。

本発明は、上記のごとき従来技術の問題を解決
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、透明膜の背面側の背面電極が設けられていな
い部分に、背面電極と同質、同構造の背面膜を形
成し、かつ、該背面膜を複数個に分割するように
構成している。

上記のように構成することにより、背景色を一
様にすることが出来るので、外来光によつて背面
電極が浮き出して見えるのを防止することが出来
ると共に、容量結合によつて非表示の画素に印加
される電圧を軽減若しくは無くすことが出来るの
で、非表示画素が点灯するおそれもなくなる。

〔発明の実施例〕

第１図は、本発明の第１の実施例の上面図であ
り、薄膜EL素子を背面側から見た場合を示して
いる。

第１図において、ガラス基板１の上に形成した
透明多層膜１００（表示せず）の上に、前記第４
図と同様の黒色化背面電極を形成し、ホトリソグ
ラフイを用いて黒色化背面電極２００と黒色化背
面膜４００とを分離する。

また、黒色化背面膜４００は、一体構造とはせ
ず、前面電極２Ｂ１〜２Bnのリード部の引出し
方向に平行なスリツトs₁〜s_o-1によつてそれぞれ
分割する。

なお、このスリツトは、例えば幅100μｍ程度
が望ましい。

また、このスリツトは、それぞれ前面電極２Ｂ
１〜２Bnのリード部の間に位置するようにする。

次に、作用を説明する。

前面電極２Ｂ１〜２Bnと黒色化背面電極２０
０とで挟まれた部分で形成される画素の静電容量
をe₁₁，e₁₂，……e_1oとし、上記各前面電極と黒色
化背面膜４００のそれぞれの部分とで形成される
静電容量をc₁₁，c₁₂，……c_1oとする。

前記第６図の場合と同様にe₁₁を除くe₁₂〜e_1oが
選択され表示されている場合を考える。

第１図の素子の場合には、スリツトによつて黒
色化背面膜４００が分割されているから、c₁₁と
その他の部分のc_1iとの直列接続は生じない。

したがつて、e₁₂〜e_1oが選択された場合にもe₁₁
には容量結合による分圧が印加されることはな
く、発光するおそれは全く生じない。

次に、第２図は、本発明の第２の実施例図であ
り、前記第１図と同符号は同一物を示す。

前記第１図の実施例においては、非表示画素に
印加される分圧が０になるようにスリツトを設け
た場合であるが、印加される分圧をある程度軽減
すれば良い場合には、第２図に示すようにスリツ
トの数を減少することができる。

すなわち、第２図においては、前面電極２本毎
にスリツトを設け、黒色化背面膜５００をｎ／２
個に分割している。

第２図の素子においては、例えばe₁₁が非表示
状態であり、e₁₂〜e_1oが表示状態である場合に
は、e₁₁に容量結合による分圧を生じさせるのは
隣のe₁₂だけである。

e₁₂にEVが印加されている場合に、e₁₁に印加
される分圧E₁₁は下記(2)式となる。

E₁₁＝１／jωe₁₁／１／jωe₁₁＋１／jωc₁₁＋１／jωc_1
2Ｅ……(2) 前記と同様にc_1i2e_1iとすると、E₁₁＝Ｅ／２
となり、前記第６図の例における2E／３に較べ
て軽減されていることがわかる。

次に、第３図は、本発明の第３の実施例図であ
り、前記第１図と同符号は同一物を示す。

実際の薄膜EL素子の前面電極のリード部は、
一直線とはならず、折れ曲がつたり湾曲したりす
るのが普通である。

第３図の実施例は、そのような場合に有効な例
を示す。

第３図において、黒色化背面電極６００は、格
子状のスリツトｓによつて縦横に分割されてい
る。

したがつて、１つの画素に容量結合による分圧
を生じさせるのは近接の画素だけであり、この場
合も明らかに容量結合による分圧を軽減する効果
があることが判る。

なお、格子の寸法を変えることによつて軽減率
を変えることも容易である。

〔発明の効果〕

以上説明したごとく本発明においては、背面側
の背面電極が設けられていない部分に背面電極と
同質同構造の背面膜を形成し、かつ背面膜を複数
個に分割するように構成しているので、背景色を
全く同一にすることができ、外来光によつて背面
電極が浮き出して見えるおそれがなくなると共
に、背面膜と前面電極のリード部との容量結合に
よつて、非表示画素に分圧が印加されて点灯して
しまうというおそれもなくなる、というすぐれた
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はそれぞれ本発明の実施例図、
第４図は従来の薄膜EL素子の一例の断面図、第
５図は第４図の薄膜EL素子を改良した薄膜EL素
子の一例の断面図、第６図は第５図の薄膜EL素
子の上面図、第７図は等価回路図である。 符号の説明、１……ガラス基板、２……前面電
極、３……第１誘電体膜、４……発光膜、５……
第２誘電体膜、６……島状吸収体膜、７……透明
誘電体膜、８……金属膜、１００……透明多層
膜、２００……黒色化背面電極、３００，４０
０，５００，６００……黒色化背面膜、２Ｂ１〜
2Bn……前面電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 表示側に配設された透明な前面電極と背面側
   に配設された背面電極との間に少なくとも発光膜
   を含む透明膜を設けてなる薄膜EL素子において、
   上記透明膜の背面側の上記背面電極が設けられて
   いない部分に、上記背面電極と同質、同構造の背
   面膜を形成し、かつ、該背面膜を複数個に分割し
   たことを特徴とする薄膜EL素子。