JPS6031186A - Ｅｌ素子の点灯方法 - 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】 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ッセンス（
以下、ＥＬと称す）素子の点灯方法に関する。

口、従来技術 （１） 現在、薄１ｌＩＥＬ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ＩＩＩＥＬ素子（１）がある、即ち第１図は薄膜Ｅ
Ｌ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ＡＪ等の金属電極、（６ａ
）　（６ｂ）は１．？、０．　（ＩｎｄｌｕｍＴｉｎ　
０ｘｌｄｅ　）　、例えばｆｉｚ　０Ｂ、５ｎ１０３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（６ａ
）と（８ｂ）は絶縁層（４ｃ）　（４ｄ）を挟着する。

即ち薄１１１ＥＬ素子（１）は発光層（２）絶縁層（４
ａ）　（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）（２） 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、ＷＩＩＩＥＬ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っていく
難点があった。

ハ１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（３） 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。

二１発明の構成 本発明に係る薄１１１ＥＬ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量大電界
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）　（Ａ　
ｔｔと１．Ｔ、０．）と絶縁ｍ　（２３）（４） （２４）　（Ｙ２Ｏ２＞から成る＠１ｌｌｌＥＬ素子（
９）において第４図（ａ）に示すしきい値（ｔｈｎｅａ
ｈｏｌｄ　）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発先の発光強度（Ｄ）
の分布は膜厚（Ｊ）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発先の発光強
度（Ｄ）の分布は膜厚（Ｊ）に対し第３図（ｂ）に示す
曲線のようになる。即ち＠ｐｌＥＬ素子（９）のＥＬ発
光の発光強度（Ｄ）は膜厚（１）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１１［Ｅ　Ｌ素子（９）のＥＬ発先の発光
強度（Ｄ）は印加電圧の極性により膜厚（Ｊ）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。従って薄１１１１ＥＬ素
子（９）の場合、薄１１１１ＥＬｉ子（９）の発光強度
の最も強い２箇所（５） にＭｎを添加した（ＺｎＳ　ｒ　Ｍｎ）の発光層を形成
し、その（ｔの箇所を（Ｚｎ　Ｓ　）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、発光色の互いに興なる
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　：　
ＴｂＦｌ）層を形成したｌｌ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　）（１１（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Ｚｎ
Ｓにｌ’Ｉｎの添加された発光層、（１４）はＺｎＳに
’ｒｂｐ３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（１１
ｂ　＞の間、及び螢光体層（ｌｌｂ　）と（１１Ｃ）の
間に並行に積層されている。（１５）はＡ１等の金属（
６） 電極で（１６）は１．Ｔ、０．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（１
２ａ）（１２ｂ）の間を各螢光体層（１１ａ　）（１１
ｂ　）　（１１ｃ　）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１１ＥＬ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　ｓ　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、（Ｚｎ
　Ｓ　；　ＴｂＦ３）の発光層（１４）がグリーンに発
光する。

そこでｇｌｌｊＥＬ素子（ｌＯ）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（７） 第７図の（０）領域においてｖｔｈ以上のパルス（Ｐ、
）が印加された場合、まず薄１ｌＥＬ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）側に移った時、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
っ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りｔｈ以下のリフレ
ッシュパルス電圧（Ｐｚ）を（Ｐｌ）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ＴｂＦ
、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（Ｐｌ）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。従って（０）領域の電圧波形を薄ｌ１ｌＥ
Ｌ素子（１０）に連続して印加すれば、薄ＩＩＩ！ＥＬ
素子（１０）は持続的にオレンジ色に発光する。

（８） 次に第７図の（Ｇ）領域においてパルス電圧（ＰＨ）　
（Ｐ３）と逆極性でｖｔｈ以上のパルス電圧（ｐ、）を
印加すれば、発光層（１４）中のＴｂＦ３が励起されて
、薄ＩＩＥＬ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
よりも小さいリフレッシュパルス（Ｐ５）を印加した後
、（Ｐψと同一のパルス電圧（Ｐ６）を薄ＩＩＥＬ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１１！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（Ｐｚ）（Ｐｙ）　（Ｐｚ
）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（９） 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。

このようなｉ＊ｌｌＬ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１．Ｔ、０
．、即ち１　ｎ　Ｌ　０１　＋　Ｓｕ　Ｏｚ等の透明電
極、＜１２ａ）（１２ｂ）は絶縁層、（１１ａ　）　（
１１ｂ　）　（１１ｃ　）はＺｎＳ層、（１３）は（Ｚ
ｎＳ　：　Ｍｎ）層、（１４）は（Ｚｎ　Ｓ　：　Ｔｂ
Ｆ３　）層、（１５）はＡｎ等の金属電極である。

（１０） 尚、発光層としてはＺｎＳの螢光体に希土類のフン化物
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Ｓｏ＋
ｌ？３を添加すればレッド、ＤｙＦ。

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。

へ０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。

【図面の簡単な説明】 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１ｉｌｌｌＥＬ素子の断面概略図、第３図（
ａ）（ｂ）は第２図に示す単色発光１１１１１１ＥＬ素
子において印加電圧の極性を変え（１１） 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ＷｉＩｌｌ！Ｅ
Ｌ素子の駆動電圧の波形図、！＠８図は本発明に係るＷ
ｉ膜Ｆ、Ｌ素子の実際的構造の断面図である。 （１０）　−薄膜ＥＬ素子、（１１ａ　）　（１１ｂ　
）（１１Ｃ）−一・−螢光体層、（１２ａ）（１２ｂ）
−絶縁層、（１３）　（１４）−発光層、（１５）　（
１６）一対向電極。 （１２） １１１１ ＪＩ４１！（ｃＬ） １１４１１（ｅｒ） ２　ＩＩ ＊５ｒｉａ＜α） ＩＦｇｌｌ（８）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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。