JPS62262394A

JPS62262394A - エレクトロルミネセンス装置

Info

Publication number: JPS62262394A
Application number: JP61106159A
Authority: JP
Inventors: 陽一生田; 清森本; 均土岐
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 1986-05-08
Filing date: 1986-05-08
Publication date: 1987-11-14

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、エレクトロルミネセンス（以下ＥＬという）
装置に係り、特にコントラストの改善を図ったＥＬ装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

ＥＬ装置は、蛍光体からなる発光層に高電界（１０〜７
１以上）を印加することにより、発光層内にあらかじめ
存在する電子や発光層界面にトラップされている電子が
移動し１発光中心に衝突してこれを励起発光させて表示
を行う原理に基く。

このＥＬｉｉｉｌｌは、＠花種々のタイプが考えられて
いるが、寿命、輝度の点から薄膜交流駆動形のＥＬが有
望視され、一部では実用化されている。

第３図は、典型的なＥＬ装置の構造を示す模式図である
。ここで１０１は１例えばガラス等の透光性材料からな
る基板であり、この基板１０１上に。

ＳｎＯ，薄膜、あるいはＩ　Ｔ　Ｏ（Ｉｎｄｉｕ＋ａ−
Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）　簿膜等の透光性の電極１０２を
形成する。そして、この電極１０２上に、Ｙ、０３等の
第１の誘電体層１０３、ＺｎＳ　：　Ｍｎなどの蛍光体
からなる発光層１０４及び第２の誘電体層１０５が、真
空蒸着法やスパッタリング法あるいは電子ビーム蒸着法
などの手段により。

順次積層被着される。誘電体層は１発光層１０４の片面
のみ、すなわち誘電体層１０３又は１０５の一方のみの
構造もある。さらに、第２の誘電体層１０５上に、總蒸
着薄膜等の背面電極１０６が形成される。

この場合、ドツトマトリクス表示を行おうとすれば、ｆ
ｆｉ　極１０２と背面電＄ｌ１１０６とは、それぞれス
トライプ状に形成し、その配列方向を直交させる構造を
とる。

そして、駆動回路部１０７を介し、て、背面電極１０６
及び電極１０２に表示信号が与えられ、表示が形成され
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕ところで、前述した構造のＥＬ装置では、基板ｌｏｔ〜
第２の誘電体層１０５まで、すべて透明である。

一方、背面電極１０６は、ＡＱ等の金属蒸着膜なので。

［？Ｊ面（基板１０１側）からみると一種のミラーとな
ってしまう。

すなわち、總７４膜は、反射率が９０％前後もあるので
、基板１０１側から入射する外光が、この背面電極１０
６で反射し、発光部と非発光部の輝度差、いわゆるコン
トラストを悪化させる問題点がある。

一般に１表示装置におけるコントラストは１発光面の輝
度をＢｏｎ、非発光面をＢ　ｏｆｆとして。

　ｏｆｆで与えられる。

したがって、発光面の輝度を高くしても、非発光面から
の反射が大きいと、コントラストは下る。

逆に１発光面の輝度は多少低くとも、Ｂ　ｏｆｆ　（非
発光面の輝度）を低く抑えれば、コントラストは上り、
視認性が良くなる。

そこで、各層が透明である。という特徴をもつ薄［ＥＬ
装置にあっては、上式のＢ　ｏｆｆを低く抑える工夫が
種々なされている０例えば、第３図の構造で、第２の誘
電体層１０５上に吸光性物質を全面に塗布する方法があ
る。しかしながら、この吸光性物質が高絶縁性の材料で
あれば、発光電圧の上昇を招き、抵抗値が低いと発光画
素間での発光クロストークが生じて、得策でない。

また、背面電極１０６の下地材料としてＩＴＯ等の酸化
物導電体を酸素欠乏状態にし、吸収体として用いる方法
や、ＭｏＳ、、Ｐｂ５ｅ等を吸収物質として用いる方法
等を提案されている。しかしながら、これらの物質は熱
的に不安定であったり、膜の作成が容易でない等の種々
の問題点を抱えている。

さらに、背面電極１０６や第２の誘電体層１０５を機械
的に摺曲させて反射光を拡散させることも考えられてい
るが２本質的な解決とはなっていない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によるＥＬＭ置は、上述した問題点を解決するた
めになされたものであり、非発光面での反射を減少させ
、コントラストの向上を目的としている。

本発明者が種々検討した結果、非発光面での外光の反射
率が０．２５以下であれば、明るい周囲環境のもとにあ
っても、十分な視認性が得られることが判明した。

一方１反射率を抑制するためには、反射面を形成する二
媒質の屈折率に依存する。そしてＥＬ装随にあっては、
金属薄膜１例えば届薄膜からなる背面電極部と誘電体層
との界面が反射面を構成する。

したがって本発明は、この界面での反射率が０．２５と
なるよう、背面電極部の金属薄膜とこれと接する誘電体
層との屈折率を選定した構成になるものである。

〔作　用〕

一般に、屈折率の異なる媒質の界面における反射率Ｒは
、垂直入射の場合には、フレネルの式と呼ばれる下式で
与えられる。

ここでｎ、は、媒質１（ＥＬ装置の場合は、誘電体層）
の屈折率であり＋ｎ２は、媒質ＩＩ（ＥＬ装置の場合は
、背面電極部）の屈折率である。一方、本発明が対象と
するＥＬ装置のようｌこ、媒質１１が金属薄膜のように
吸光物質である場合、（１）式中における屈折率ｎ２は
、複素屈折率ｎ、＋１ｋ（ｋは、媒質Ｈの吸光係数を考
慮した係数）で表わされる。そして両者の界面における
反射率Ｒの大きさは、下式のようになる。

したがっていま、背面電極部と、これに接する誘電体層
の屈折率とを適宜選定することにより。

その界面における反射率Ｒｔｉ−０，２５以下に抑える
ことが可能となる。これにより、外部から入射する光の
うち、この誘電体層と背面電極部の界面で反射する成分
は抑えられ、さらに金属薄ＩＩＩ（背面電極部）に入射
した光は、ここで吸収されるので。

非発光面は暗色化する。すなわち、コントラストの大幅
な改善が図れることになる。

しかも、この場合、背面電極部自体は、金属により構成
されるので、熱的にも安定しており、またＥＬ発光を生
じさせるための駆動電圧の上昇を招くこともない。

〔実施例〕

第１図は、本発明によるＥＬ装置の第１の実施例を説明
するための模式図である。ここでは、二重絶縁構造の交
流駆動による薄１１ＥＬ装置を例にとっである。

すなわち、ガラス等の透光性の基板１上に、透光性の電
極２を被着形成しである。そして、第１の誘電体層３１
発光Ｊｌｉ５４．第２の誘電体層５を。

この順次で積層してあり、ＥＬ装置としての基本構造は
、前述の第３図に示した従来装置と同様である。

また６は、ＡＱ膜等による背面電極であり、この背面電
極６と第２の誘電体層５間に１本発明の要旨である吸光
物質としての金属薄膜８が介装されている。

ここで、金属薄ｗ１Ｂとしては、前述した（２）式にお
けるＲの値を小さくできる物質を選定する。

いま、第２の誘電体Ｍ５としてＹ２Ｏ３を用いた場合、
その屈折率は１．９である。

しかして、金属薄膜８として、複素屈折率が（２，５−
ｉ２．２）のＮｂを用いた場合１両者の界面での反射率
Ｒは、前述した（２）式より、以下のようになる。

すなわち１反射率Ｒが２１．５％となる。これは。

金属薄膜８をもたない従来の背面電極（Ａｌｌ膜）面で
の反射率が９０％以上もあったのに対し、外光の反射が
大幅に軽減されることを示している。′これによりコン
トラストも大きく改善される。

そのほか、屈折率が約１．９のＹ２Ｏ，誘電体層に適合
する金属薄膜８としては、複素屈折率が（４，１−ｉｌ
、５）のＧｅや複素屈折率が（３，５−ｉ２．３）のり
が掲げられる。Ｇｅの場合は反射率Ｒ＝０．１８５、Ｖ
ではＲ＝０．２２８となり、いずれも外光反射の低下と
それに伴うコントラストの改善が図れる。

また、第２の誘電体層５として、Ｓａ＋、　０３を用い
る場合、その屈折率は１．８〜２．１程度である。この
Ｓｍ２０．の屈折率が２．０とすれば、これをＮｂの金
属薄膜８と組合せた場合の反射率Ｒは０．２０３となる
。

複素屈折率が（２，７−ｉ２．３）のＣｒと組合せた場
合は、Ｒ＝０．２１１となる。

さらに近時、ＥＬの駆動電圧を下げる上で、第２の誘電
体ｙｓ５として、強誘電体材料が用いられる傾向にある
。これらの材料は、屈折率も大きく、例えば５ｒＴｉＯ
，は、入射光の波長が約６００ｎｍで２．４程度の値を
示す、この５ｒＴｉＯ，に対し、金属薄膜８としてＧｅ
を選べば、界面での反射率Ｒを０．１１６と大幅に低下
させることができる。

そのほかＮｂ、０．、　ＰｂＴａ０．、　ＢａＴｉ０．
、　Ｅｕ、（ＭｏＯ２）３等が、ＥＬ装置の誘電体層と
して用いられるが。

これらの誘電体層の屈折率は、いずれも１．９〜２．０
の範囲にある。

したがって、これらの誘電体層に対して、金属薄膜８と
してＮｂ、　Ｃｒ、　Ｇｅ、　Ｗ等を組合せて用いれば
、（２）式で与えられる反射率Ｒをいずれも０．２５以
下に抑えることができる。

ところで、上述した実施例では、二重絶縁構造のＥＬ装
置の背面ｆｆｉ極側の誘電体層５をそのまま利用し、こ
の誘電体層５上に、誘電体層５の屈折率に応じた複素屈
折率を有する金属材料を選んで金属薄膜８としている。

しかしながら、背面電極６側に第２の誘電体層５をもた
ない構造のＥＬ装置や、第２の誘電体層５として、屈折
率が小さな材料を用いているＥＬ装置にあっては、別途
、屈折率の大きな誘電体層を設けるようにしてもよい、
この場合の実施例の要部を第２図に示す。

すなわち、この実施例では、第２の誘電体層５上に、屈
折率が２以上で、かつ安定した誘電体薄膜１例えば前述
したＢａＴｘＯｉ等の強誘電材料からなる誘電体層９を
介在させ、これにＮｂ、　Ｃｒ、　Ｇｅ、Ｉｉ、ＭＯｌ
Ｆｅ等の金属薄膜８を、背面ｆ！極６の形状に合せて被
着形成するようにしている。

この場合、誘電体層９と金属薄膜８の屈折率を合せるこ
とにより、（２）式に示す反射率ＲをＯに近付けること
が可能となり、コントラストの大幅な改善が図れる。

さらに、上述した実施例では、背面電極部を。

金属薄１１ｉ８と１Ｍ蒸着膜による背面電極６とで構成
している。しかしながら、金属薄膜８として。

Ｆａ、　Ｃｒ等比較的電気抵抗の低い物質を用いる場合
。

あるいは、適宜な厚みに被着することにより、この金属
薄膜８を直接背面電極としてもよい。

一方、ＥＬ装置の発光層は、それ自体誘電体である０例
えば、ＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体にあっては、比誘電率が８〜
９であり、屈折率口、が２．３５程度である。

したがって４発光層４と背面電極部との間に別途誘電体
層をもたないＥＬ装置にあっては、この誘電体層として
の発光層の屈折率ｎ１＝２．３５に合せて、金属薄膜８
の屈折率を選定すればよい。

すなわち０発光層４に直接接触する金属薄ｌｌｌ８を、
　Ｎｂ、　Ｃｒ、　Ｇｅ、　Ｗ、　Ｎｏのなかから選定
すれば。

両者の界面での反射率Ｒを０．２５以下に抑制できる。

また、吸光層として作用する金属薄ＩＩ！Ｊ　８の厚さ
を適宜選定することにより、吸光特性の向上も図ること
ができる。

〔効　果〕

一般に、薄膜交流駆動形のＥＬ装置にあっては。

背面電極部としてＵ蒸着膜が用いられる。したがって、
この背面電極がミラーとなって、外光を反射しコントラ
ストを低下させている。

しかしながら、本発明のＥＬ装置では、背面電極部と誘
電体層との間に、誘電体層の屈折率に応じた金属薄膜を
介在させているため、誘電体層と金属薄膜との界面での
反射が大幅に減少する。しかも金属薄膜は吸光物質であ
るので、入射した外光はここではほとんど吸収され、結
果としてｌ！察者の眼に届く外光の反射は大きく抑さえ
られる。

したがって、コントラストの良い、すなわち視認性にす
ぐれた表示が形成できることになる。

さらに、金属薄膜自体導電性がよく、また安定した物質
であるので、ＥＬ装置としての駆動電圧の上昇をきたす
ことがなく、また〜寿命等に影響を与えることもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明によるＥＬ装置の一実施例の構成を模
式的に示す図、第２図は１本発明によるＥＬ装置の他の
実施例を示す要部構成図、第３図は、従来のＥＬ装置の
構成を模式的に示す図である。２・・・・・透光性の電極　　　４・・・・・発光層５
．９・・・・誘電体Ｍ　　　　　６・・・・・背面電極
８・・・・・金属薄膜

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　発光層の少なくともいずれか一方の面に誘電体
層が積層され．この発光層−誘電体層を透光性電極及び
背面電極部で挟持した構造のエレクトロルミネセンス装
置において、前記誘電体層又は発光層と背面電極部とが
接する界面の反射率が０．２５以下となるよう前記背面
電極部を構成する金属薄膜の屈折率を選定したことを特
徴とするエレクトロルミネセンス装置。
（２）　前記背面電極部が、金属薄膜とＡｌ蒸着膜の積
層構成である特許請求の範囲第１記載のエレクトロルミ
ネセンス装置。
（３）　前記金属薄膜が、Ｎｂ、Ｃｒ，Ｇｅ、Ｗ、Ｍｏ
、Ｆｅから選ばれた一種の金属からなる特許請求の範囲
第１項又は第２項記載のエレクトロルミネセンス装置。