JPH1140349A

JPH1140349A - Ｅｌパネルの発光方法およびｅｌ発光表示装置

Info

Publication number: JPH1140349A
Application number: JP9197340A
Authority: JP
Inventors: Minoru Kanda; 稔神田; Toshio Tsujimoto; 俊夫辻元; Kohei Nitta; 耕平新田
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【解決課題】パターンと背景、あるいはパターン構成
要素間に輝度コントラストを付与することが可能な、視
認性の高いＥＬ発光表示装置の提供。【解決手段】絶縁層、発光層および透明電極の積層体
からなる発光部を背面電極に積層し、電圧の印加された
透明電極に対面する発光層を発光させるＥＬパネルの発
光方法において、複数の互いに独立した発光部を共通の
背面電極上に積層し、各発光部間に電圧を印加すること
により、各発光部間に輝度コントラストを形成させるこ
とを特徴とする発光方法とその発光装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＥＬパネルの発光方
法および該方法を用いたＥＬ発光表示装置、特に輝度コ
ントラストを付与したＥＬパネルの発光方法および表示
装置に関する。

【０００２】

【従来技術】エレクトロミネセンス（ＥＬ：Electrolum
inescence)発光パネルは、背面電極上に絶縁体層、発光
層、透明電極層および必要により設けられる保護層を順
次積層してなる薄型発光素子である。背面電極と透明電
極層との間に高周波電圧を印加することにより発光層を
励起して発光させる。このＥＬ発光パネルは、軽量化が
容易であり、消費電力が低く、均一な面発光が可能であ
ることから、液晶ディスプレイのバックライト等に利用
されてきたが、最近では、視野角依存性が少なく安定性
に優れるという点に着目して、パターン表示機能を付与
し交通標識等のサインボード等に利用する試みもなされ
るようになってきている。

【０００３】例えば、パネルの前面にマスク(遮光シー
ト)を配設しこれによって所定のパターンを表示し(特開
平7-152334号公報等)、あるいは表示パネル全体やその
発光層を所定のパターンに形成する装置(特開平6-20256
7号公報、特開平6-231885号公報等)が知られている。し
かし、このような装置では、パターン全体が均一に明る
く表示されるのみであり、１つの装置で多様なパターン
を表示することは難しい。また、外観上は単なる一枚の
パネルであるものに明るさの異なるサインパターンが現
れるような表示パネルを得ることはできない。

【０００４】ＥＬパネルの電極要素を所定のパターンに
形成してパターンの各要素(文字や図形等)を個別に制御
可能とした装置も提案されているが(特開平6-13180号公
報など)、パターン構成要素および背景部がいずれも同
じ輝度で発光するため、まとまったパターンどうしを区
別して認識したりすることはできず、またパターンが背
景部に埋没するなど視認性に問題がある。ＥＬパネルの
透明電極または背面電極にエッチングまたはコーティン
グを施して電極間距離を部分的に変化させ、これにより
電界強度差を形成して輝度コントラストを付与する方法
も提案されている(特開平6-203956号公報)。しかし、こ
の方法では、エッチング部またはコーティング部のエッ
ジに輝度の連続的な変化が生じるため、明確なパターン
表示は難しい。また、エッチングやコーティングによる
電界強度の調節には限界があり、工程も複雑である。

【０００５】

【発明の解決課題】本発明は、単一のＥＬパネルにおい
て、パターンと背景、あるいはパターン構成要素間に容
易に輝度コントラストを付与することが可能な、視認性
の高いＥＬ発光表示装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題解決の手段】すなわち、本発明は以下の構成から
なるＥＬパネルの発光方法に関する。 (１)絶縁層、発光層および透明電極の積層体からなる発
光部を背面電極に積層し、電圧の印加された透明電極に
対面する発光層を発光させるＥＬパネルの発光方法にお
いて、複数の互いに独立した発光部を共通の背面電極上
に積層し、各発光部間に電圧を印加することにより、各
発光部間に輝度コントラストを形成させることを特徴と
する発光方法。

【０００７】さらに、本発明は以下の構成からなるＥＬ
発光装置に関する。 (２)絶縁体層、発光層、透明電極層および透明樹脂層の
積層体からなる発光部が背面電極上に積層されてなるＥ
Ｌ発光パネルと該発光部に電圧を印加する制御回路を有
するＥＬ発光表示装置において、該発光部の透明電極が
微小な空隙によって区画されることにより複数の互いに
独立した発光部分が形成され、この各発光部分が共通の
背面電極上に積層されており、各発光部分の間に電圧を
印加することにより、その面積比に対応した輝度コント
ラストが形成されることを特徴とするＥＬ発光表示装
置。

【０００８】本発明の上記ＥＬ発光装置は以下の態様を
含む。 (３)発光層が有機樹脂に蛍光体を分散させたものである
上記(2)に記載のＥＬ発光表示装置。 (４)発光層が各区画の分割パターンに応じて、異なる発
光色の蛍光体または付活剤を含有するか、異なる発光色
の蛍光顔料をさらに含有する、色分けされたパターンを
表示する上記(2)、(3)に記載のＥＬ発光表示装置。

【０００９】

【発明の実施態様】以下、図面を参照して本発明の発光
方法およびこれを用いたＥＬ発光表示装置を具体的に説
明する。(Ｉ)発光方法図１にＥＬパネルの概略を、図２〜３に従来技術による
発光方法と本発明による方法とを対比して示す。図１に
模式的に示すＥＬパネルは、背面電極１上に絶縁体層
２、発光層３および透明電極層４が順次積層してなる薄
型発光素子であり、絶縁体層２、発光層３および透明電
極層４の積層体によって発光部が形成されている。該発
光部は透明電極４が微小な空隙によって区画されること
により複数の互いに独立した発光部分に分割形成され、
この各発光部分が共通の背面電極１に積層されている。
図示する構成例では、透明電極層４は絶縁体５により２
以上（図では２つ）の領域４ａと４ｂに分割されてい
る。領域４ａと４ｂは、図１では簡単のため並列する矩
形領域を示しているが、一般的には文字や図形と背景が
形成される。透明電極層４ａ、４ｂには集電帯７ａと７
ｂが、背面電極１には集電帯７ｃが設けられ、それぞれ
端子８ａ〜８ｃが接続されている。

【００１０】従来の透明電極分割型のＥＬパネルでは、
図２に示すように、８ａおよび／または８ｂと８ｃとの
間に交流電圧が印加される。８ａと８ｃの間に電圧を印
加すると、発光層３のうち領域４ａに対向する部分のみ
が発光する。８ｂと８ｃの間に電圧を印加すれば、発光
層３のうち４ｂに対向する部分のみが発光する。８ａお
よび８ｂと８ｃの間に電圧を印加すると、前記各部分が
共に発光するが、図２より明らかなように、これらの部
分には等しい電圧が加わるため、等しい輝度での発光と
なる。

【００１１】一方、本発明の発光方法では、図３(a)に
示すように、端子８ａ−８ｂ間に交流電圧を印加する。
すなわち、透明電極の区画された各領域間に交流電圧を
印加する。これにより、それ自体には電圧の印加されて
いない背面電極１を仲立ちとして、領域４ａおよび４ｂ
と背面電極１との間に交流電場Ｅ₁およびＥ₂がそれぞれ
形成され（図３(b)）、各領域に対面する発光層３が発
光する。

【００１２】配線およびコンデンサーのインピーダンス
の影響を無視すれば、電極間隔の等しいコンデンサーが
２つ直列に接続された状況となるため、それぞれのコン
デンサーの電場Ｅ₁、Ｅ₂を発生させるための電圧Ｖ₁、
Ｖ₂の合計値は印加電圧Ｖに一致する。また、領域４ａ
の面積をＳ₁、領域４ａと背面電極１との間の平均誘電
率をε₁とし、領域４ｂの面積をＳ₂、領域４ｂと背面電
極１との間の平均誘電率をε₂とするとき、Ｅ₁とＥ₂の
比はＥ₁：Ｅ₂＝ε₂Ｓ₂：ε₁Ｓ₁に従う。従って、誘電率
ε₁とε₂が等しい場合、電場は領域４ａ、４ｂの面積Ｓ
₁、Ｓ₂に逆比例することになり、電場の強さと揮度がお
およそ比例関係にあることから、面積比に対応した、す
なわち面積比の逆数に従った輝度コントラストが形成さ
れ、小面積の部分がより明るく発光することになる。Ｓ
₁：Ｓ₂の比は特に制限されないが、通電量は小面積の部
分により律せられるため、Ｓ₁：Ｓ₂の比を過小または過
大にすると発光効率が低下する。通常は１：２〜１：１
０程度が好ましい。

【００１３】なお、図示する例では透明電極を２つの領
域に分割したが、３以上の領域に分割してもよい。透明
電極の分割は絶縁体を介在させずに空隙を設けることに
よって行なってもよい。また、輝度コントラストを得る
ためには、発光層や絶縁層の材料を調整することにより
誘電率ε₁とε₂を変えてもよい。

【００１４】(II)ＥＬ発光表示装置図４に本発明のＥＬ発光表示装置の一例を示す。図示す
るように本発明のＥＬ発光表示装置は、ＥＬパネル１０
と、該パネルを上記発光方法に従って発光させる制御回
路Ｃ、およびこれらを接続する導線からなる。該ＥＬパ
ネル１０は、絶縁体層、発光層、透明電極層および透明
樹脂層の積層体からなる発光部が背面電極上に積層され
て形成されており、該発光部の透明電極が微小な空隙に
よって区画されることにより複数の互いに独立した発光
部分が区画形成されている。具体的には、図５に示すよ
うに、透明電極層１４が透明樹脂層１６の上に積層され
ており、透明電極層１４は微小な空隙１５により所定パ
ターンに分割され、各領域に集電帯１７ａ〜１７ｆと端
子１８ａ〜１８ｆが設けられており、背面電極１１−絶
縁体層１２−発光層１３からなる積層体上に、透明電極
層１４が発光層１３に対面するように積層されている。

【００１５】なお、図５およびその部分的な拡大断面図
である図８に示すように、透明電極の分割により背景
(地)の中に文字・符号等が存在する構造となる場合、各
面領域が他の面領域から引き出される端子と接する部分
には、絶縁テープ等の絶縁体を介設して両者間を絶縁す
る。例えば、図５では、背景領域のうち端子１８ａ〜１
８ｅと対面する部分に矩形の透明絶縁体３６ａ〜３６ｅ
を設けている。図８に示すように、通常は、透明電極層
１４の縁部から、その内部の領域(図５の場合には矢印
状の領域)の集電帯１７ａに至るまで透明絶縁テープ３
６ａを設ける。次いで、端子１８ａを集電帯１７ａおよ
び絶縁テープ３６ａに接着し、その後、発光層１３を積
層する。端子１８ｂ〜１８ｅについても同様である。こ
れにより、端子１８ａ〜１８ｅを内部の分割領域にのみ
電気的に接続することができる。なお、透明絶縁テープ
３６ａ等は端子１９の片面(透明電極層側)に貼り付けて
もよいが、絶縁を確実にするためには、透明電極層の上
に、端子１８ａ等の大きさよりも若干広めに絶縁テープ
を貼り付けることが好ましい。

【００１６】透明電極層の分割方法は微小な空隙で分割
し得る方法であれば特に限定されないが、例えば、カッ
ターの刃や針の先端等によって引き切って形成してもよ
く、所定の形状に成形した刃を押し当てて切り込みを形
成しても良い。

【００１７】透明樹脂層１６の材質は、可視光域で透明
であって絶縁性の高い有機高分子材料であれば特に制限
されない。例えば、ＰＥＴ(ホ゜リエチレンテレフタレート)、ＰＥＮ(ホ
゜リエチレンナフタレート)等のポリエステル樹脂、プラスチックフ
ィルム、あるいは柔軟性はなくなるが透明ガラス等も用
いることができる。透明樹脂層の厚さは特に限定されな
いが、通常、２.５〜１５０μm程度であればよい。ＥＬ
パネルは、好ましくは、その積層体全体が防湿フィルム
で被覆される。防湿フィルムの例としては、三フッ化塩
化エチレン樹脂およびその共重合体、フッ化エチレン系
共重合体、塩化ビニリデン樹脂およびその共重合体など
が挙げられる。

【００１８】なお、図５の例では、背面電極上に絶縁体
層、発光層および透明電極層を１層ずつ順次積層したＥ
Ｌパネルを示しているが、ＥＬパネルの発光原理に適合
する限り、これらの層の一部を除いたり順番を変え若し
くは複数回用いたり、またはこれら以外の層を積層した
多層体としてもよい。例えば、背面電極、透明樹脂層の
上に吸湿フィルムをさらに積層する。吸湿フィルムとし
てはナイロン樹脂、ＰＶＡ(ホ゜リヒ゛ニルアルコール)、アクリルア
ミド系樹脂等を用いることができる。

【００１９】制御回路Ｃは、透明電極層１４の区画形成
された各部分相互間に電圧を印加するものであり、各領
域から引き出された端子に接続されている。図４の例で
は、透明電極層１４は矢印状の領域１４ａ〜１４ｅと背
景領域１４ｆに分割されているが、これらの間に制御さ
れたパターン、例えば、表１に示す順序で交流電圧を印
加する。なお、表１において、＋符号の領域は互いに結
合され、−符号の領域との間に電圧が印加される。０は
電圧を印加しないことを示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】表１において、状態Ｉでは矢印領域１４ａ
〜１４ｅが全体として結合され、背景領域１４ｆとの間
に電圧が印加される。輝度比は、各領域の面積をＳa、
Ｓb、Ｓc、Ｓd、ＳeおよびＳfとすると、おおよそＳf：
（Ｓa＋Ｓb＋Ｓc＋Ｓd＋Ｓe）となる。このため、図６
に示すように、全体として明るい面に矢印がさらに明る
く浮き上がって見える。状態IIでは、矢印領域１４ａ〜
１４ｅが発光するが、並列接続された１４ａ〜１４ｄの
領域に対してこれと直列接続された１４ｅは逆の電荷と
なっているために領域１４ｅと他の矢印領域との輝度比
はおおよそ(Ｓa＋Ｓb＋Ｓc＋Ｓd)：Ｓeとなる。すなわ
ち、領域１４ｅが他の領域のほぼ４倍の輝度で明るく輝
いて見える。状態III〜VIになると、他よりも明るい矢
印領域は１４ｄから１４ａへと順次移行していく。全体
としては、矢印列の中で、他の矢印と輝度コントラスト
をもって輝く１つの矢印が場所を変えながら移動方向に
進んで行くように見え、極めて視認性の良いサイン表示
が実現される。このような制御回路は、慣用の手段、例
えば、適当な論理回路とタイマー回路の組み合わせによ
り構成できる。背面電極からも端子を引き出し、従来の
発光方法と組み合わせて表示を行なうことも可能であ
る。

【００２２】

【実施例】実施例１図７に本発明の発光表示装置の１例を示す。Ａl箔から
なる背面電極２１(20cm×100cm)上に、チタン酸バリウ
ム粉末と高誘電体バインダー(シアノエチルフ゜ルラン)とをＤＭＦ
(N,N-シ゛メチルホルムアミト゛)に溶かしたインクをブレード法で印
刷し、乾燥して絶縁体層２２を形成した。この絶縁体層
２２の上に高絶縁体バインダーとＺｎＳ蛍光体(Cu,Clド
ープ)を有機溶剤に溶かしたインクをブレード法で印刷
し、乾燥して発光層２３を形成した。一方、スパッタ法
によりＩＴＯ膜２４(膜厚:約０.１μm)を形成した市販
のＰＥＴフィルム２６に、ＩＴＯ透明電極側からステン
レス製カッターで矩形の切り込み２５を入れ、区画２４
ａ(矢印)、２４ｂ(文字Ｅ)、２４ｃ(文字Ｘ)、２４ｄ
(文字Ｉ)、２４ｅ(文字Ｔ)および背景領域２４ｆを形成
した。領域２４ａ〜２４ｆはいずれもその一部がフィル
ムの縁部に近接しているが、その近接部分にＡｇペース
トをスクリーン印刷して集電帯２７ａ〜２７ｆを形成
し、銅箔からなる端子２８ａ〜２８ｆを背面となる部分
のＩＴＯ電極と絶縁するため、この部分を透明絶縁テー
プ(図示省略)で絶縁後、各集電帯に接着した。また、背
面電極には端子２８ｇを接着した。以上のように形成し
た背面電極−絶縁体層−発光層からなる積層体を透明電
極層２４と発光層２３が対面するようにラミネータで張
り合わせを行い、背面電極と透明電極層上にナイロン製
の透明吸湿フィルムを被覆し、さらにラミネータにより
透明防湿フィルムである三フッ化塩化エチレン樹脂で積
層体全体を密封して発光パネルを製造した。製造された
パネルは見かけ上は切り込み２５による分離線が識別で
きない単一のパネルである。

【００２３】（イ）従来の発光方法に従い、上記発光パ
ネルの背面電極の端子２８ｇと文字・記号表示領域の端
子２８ａ〜２８ｅとの間に１００V、４００Hzで交流電
圧を印加したところ、文字・記号のみが約６０cd/m²で
発光した。また文字・記号端子側にさらに背景領域端子
２８ｆを接続して２８ａ〜２８ｆと２８ｇとの間に上記
交流電圧を印加すると、ＥＬパネル全体が発光して文字
も記号も全く認識できなかった。（ロ）一方、本発明の発光方法に従い、上記発光パネル
の文字・記号表示領域の端子２８ａ〜２８ｅと背景領域
端子２８ｆとの間に１００V、４００Hzで交流電圧を印
加したところ、背景が１０cd/m²で文字・記号が３３cd/
m²で発光し、輝度コントラストのある全面表示が可能と
なった。また、記号表示領域端子２８ａと文字表示領域
端子２８ｂ〜２８ｅとの間に１００V、４００Hzで交流
電圧を印加したところ、矢印の記号が３９cd/m²で、文
字列「ＥＸＩＴ」が１５cd/m²で発光し、輝度コントラ
ストのある表示が可能となった。背景領域は発光しなか
った。（ハ）上記接続状態を数秒毎に順次遷移する制御回路を
用いたところ、見かけ上は１枚のパネルでありながら、
記号等の全く見えない状態から、文字・記号と背景が輝
度コントラストで区別されたパターンが表示され、次い
で、矢印記号の輝度が高く強調表示される認識性の強い
サイン表示が得られた。

【００２４】実施例２蛍光顔料としてローダミン６Ｇ系（黄色系）とローダミ
ンＢ系（赤色系）を用い、記号・文字部と背景の蛍光体
層を塗り分けたＥＬ発光パネルを製造した。このパネル
は通電していない状態でも表示が識別でき、電圧印加時
には、コントラストに加え色調の相違もある視認性の高
い表示を示した。

【００２５】

【発明の効果】本発明の発光方法によれば、輝度コント
ラストのある発光を容易に生じさせることができるた
め、サインボード等における情報視認性を高めることが
できる。また、電圧を印加する領域の組み合わせによっ
て輝度コントラストを発生するため、ＥＬパネルの製造
に特殊な工程を必要とせず、従来のＥＬパネルを用いて
輝度比やコントラストを有する領域の組合せ自由度の高
い表示が可能となる。この結果、強調部分を必要に応じ
て変化させた多様な表示パターンを実現することができ
る。さらに、切り込みにより透明電極を分割してなる発
光表示装置は、電圧を印加しない状態ではサインが全く
識別できないシートとして用いることができるため、情
報表示用途の他に、例えば、輝度のコントラストやグラ
デーション等の装飾性の付加された壁面材等としても用
いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＥＬ発光パネルの構造を模式的に示す斜視図。

【図２】従来のＥＬパネル発光方法の結線状態を示す模
式的断面図。

【図３】(ａ)本発明のＥＬパネル発光方法の結線状態を
示す模式的断面図および(ｂ)その通電状態を示す説明
図。

【図４】本発明によるＥＬ発光表示装置の全体構成を示
す概念図。

【図５】図４のＥＬパネルの積層構造を示す組立図

【図６】図４のＥＬパネルの使用時の状況を示す説明図

【図７】本発明による他のＥＬ発光表示装置を示す組立
図

【図８】図５の端子１８ａ付近を示す部分断面図

【符号の説明】

１−背面電極、２−絶縁体層、３−発光層、４−透明電
極層、４ａ、４ｂ透明電極上の領域、５−絶縁体、７
ａ〜７ｃ−集電帯、８ａ〜８ｃ−端子、１０−ＥＬパネ
ル、１１−背面電極、１２−絶縁体層、１３−発光層、
１４−透明電極層、１４ａ〜１４ｆ−透明電極上の領
域、１５−切り込み、１６−透明樹脂層、１７ａ〜１７
ｆ−集電帯、１８ａ〜１８ｆ−端子、２１−背面電極、
２２−絶縁体層、２３−発光層、２４−透明電極層、２
４ａ〜２４ｆ−透明電極上の領域、２５−切り込み、２
６−ＰＥＴフィルム、２７ａ〜２７ｆ−集電帯、２８ａ
〜２８ｇ−端子、３６ａ〜３６ｅ：透明絶縁テープ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁層、発光層および透明電極の積層体
からなる発光部を背面電極に積層し、電圧の印加された
透明電極に対面する発光層を発光させるＥＬパネルの発
光方法において、複数の互いに独立した発光部を共通の
背面電極上に積層し、各発光部間に電圧を印加すること
により、各発光部間に輝度コントラストを形成させるこ
とを特徴とする発光方法。
【請求項２】絶縁体層、発光層、透明電極層および透
明樹脂層の積層体からなる発光部が背面電極上に積層さ
れてなるＥＬ発光パネルと該発光部に電圧を印加する制
御回路を有するＥＬ発光表示装置において、該発光部の
透明電極が微小な空隙によって区画されることにより複
数の互いに独立した発光部分が形成され、この各発光部
分が共通の背面電極上に積層されており、各発光部分の
間に電圧を印加することにより、その面積比に対応した
輝度コントラストが形成されることを特徴とするＥＬ発
光表示装置。
【請求項３】発光層が有機樹脂に蛍光体を分散させた
ものである請求項２に記載のＥＬ発光表示装置。
【請求項４】発光層が各区画の分割パターンに応じ
て、異なる発光色の蛍光体または付活剤を含有するか、
異なる発光色の蛍光顔料をさらに含有する、色分けされ
たパターンを表示する請求項２，３に記載のＥＬ発光表
示装置。