JPS61142690A - エレクトロルミネセンス装置とその駆動方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明はディスプレイ装置などに用いられるエレクト
ロルミネセンス（ＥＬ　）装置とその駆動方法に関する
ものである。

〔従来の技術〕

従来、ＥＬ装置として多色表示できるようにしたものが
ある（文献不詳）。すなわち、第３図に示すようにガラ
ス基板３１上に第１の透明電極３２を介して第１および
第２の絶縁層３３．３５ならびにこれら絶縁層ｉ３．３
５に挾持された第１の発光体層３４を積層状に形成し、
さらに上記第２の絶縁層３５上に第２の透明電極３６を
介して第３および第４の絶縁層３７．３９ならびに第１
の発光体層３４とは異なる発光色を有し、上記両絶縁層
３７゜３９に挾持された第２の発光体層３８を積層状に
形成して、その上に背面電極４０を形成してあも上記構
成において、第１の透明電極３２と第２の透明電極３６
との間に第１の交流電源４２を、第２の透明電極３６と
背面電極４０との間に第２の交流電源４ｒをそれぞれ接
続し、各電極間に電圧を印加すると、たとえば第１の発
光体層３４によって赤色の発光を呈し、第２の発光体層
３８によって緑色の発光を呈する。上記印加電圧を変化
させれば、２色の混色の程度が変化する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、上記従来のものは、単色の２重絶縁層形薄膜
ＥＬ素子を２段重ねた多層構造のため、膜厚が不均一と
なって高信頼性のものが得られにくいうえ、中間の透明
電極３６の安定化のための熱処理で他の層の剥離を招き
易く、製造歩留りが悪い等の種々の欠点を有している。

このため、第４図に示すようにガラス基板５１上に透明
電極５２を形成・し、この透明電極５２上に、第１およ
び第２の絶縁層５３．５６とに挾持されて互に異なる発
光中心を有する２層の発光体層５４．５５を設け、上記
透明電極５２と第２の絶縁層５６上に形成された背面電
極５７との間に交流電源５８に接続し、各電極５２．５
７に印加される一電圧値を変化させて上記両光光層５４
．５５を発光させることにより、多色表示できるように
することが案出されている。

上記のものは従来の欠点を解消できるものの、両電極５
２．５７のうちの一方に印加された電圧で２種類の発光
体＠　５４　、５５が同時に発光するおそれをなくすた
め、上記両光光体層５４．５５の厚さを大にしなければ
ならず、換言すればＥＬ波装置発光動作電圧が高くなり
、消費電力の増大化は避けられない。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、信頼性お
よび歩留りの向上が図れるうえ、低消費電力化が可能と
なるＥＬ波装置提供することを目的としている。

この発明の他の目的は、上記ＥＬ波装置多色表示用とし
て適正に動作させ得るＥＬ波装置駆動方法を提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明者は、発光体層などを厚くすることなく不要な
混色のおそれを解消し得るＥＬ波装置開発について鋭意
検討するなかで、絶縁層と発光体層との界面で加速され
る電子は発光体層の結晶性が良い程、平均自由工程が長
くなってエネルギーが増すという事実から、逆に結晶性
の悪いつまり非晶質ないし多結晶質（ポリクリスタル）
の発光体層を電子の障壁として利用すれば、発光体層を
厚くする必要がなくなることを確認してこの発明を完成
させるに至った。

すなわち、この発明は、少なくとも一方が透明である１
対の電極間に、第１および第２の絶縁層に挾持されて互
に異なる発光中心を有する２層構造の発光体層を設けた
ものであって、上記両光光体層間に付活剤を添加しない
発光母体層を介在させ、上記各電極への各印加電圧値が
可変できる交流電圧を上記電極間に印加するようにした
ものである。

［作　用］ この発明は、上記各電極に印加された交流電圧を変化す
るこχにより、２層構造の各発光体層と絶縁層との界面
での発光中心が電子に衝突励起され、２種の発光色およ
びその混色の表示が可能となり、さらに一方の電極に印
加された電圧で一方の発光体層から他方の発光体層へ電
子が入り込むのが付活剤無添加で非晶質ないしポリクリ
スタル性の発光母体層で阻止されるため、発光体層を厚
くする必要がなくなる。

〔実施例〕

第１図はこの発明に係るＥＬ波装置一例を示すものであ
る。

同図において、１は透明性材、たとえば無アルカリガラ
スからなる基板であり、この基板１上には、ＩＴＯ膜、
たとえばＩ　ｎｅｏ３−　Ｓ　ｎ　０２からなる透明電
極２がスパッタ法により厚さ２，０ＯＯＸ程度に形成さ
れている。３は上記透明電極２上に電子ビーム蒸着法で
形成されたＹ２Ｏ３からなる厚さ４、ｏｏｏ′Ｘ程度の
第１の絶縁層、４は第１の絶縁層３上に形成された第１
の発光体層、５は第１の発光体層４上に付活剤を含有さ
せてない発光母体層６を介して形成された第２の発光体
層である。

上記第１の発光体層４は、たとえばＺｎＳの母体に緑色
発光用の付活剤ＴｂＦ３を重量比で５％添加したものを
電子ビーム蒸着法で形成したもので、その厚さは３，０
ＯＯＸ程度に設定されている。第２の発光体層５は、た
とえばＺｎＳの母体に赤色発光用の付活剤ＳｍＦ３を重
量比で０．５％添加したものを、同じく電子ビーム蒸着
法で、厚さ３，０ＯＯＡ程度に形成しである。これら発
光体層４．５の蒸着速度は５Ｘ／秒とした。

上記発光母体層６はＺｎＳからなり、電子ビーム蒸着で
、厚さ１．ｏｏｏＸ程度に形成してあり、この蒸着速度
は４０Ｘ／秒とした。この結果、上記発光体層４，５が
正方晶結晶質であったのに対し、発光母体層６は非晶質
なものになった。

７は上記第２の発光体層５上に形成されたＹ２Ｏ３から
なる厚さ４．０００″Ａ程度の第２の絶縁層、８は第２
の絶縁層７上に形成された背面電極であり、抵抗加熱蒸
着法により厚さ２，０ＯＯＸ程度に形成されている。

上記構成において、透明電極２と背面電極８との間に交
流電源９により、たとえばパルス電圧を印加し、各電極
８，２にそれぞれ印加される電圧値を変えることにより
、赤色から緑色までの任意の発光色を得ることができる
。

つぎに、上記ＥＬ装置の具体的な駆動方法を第２図＾〜
（Ｅ）で説明する。

まず、透明電極２と背面電極８との間に、透明電極２が
正、背面電極８が負となるように、第２図（５）に示す
２　ＫＨｚの交流対称パルス電圧を加えると、第１の発
光体層４からの緑色の発光と、第２の発光体層５からの
赤色の発光とが生じる。ところで、緑色の発光と赤色の
発光はそれらの中間色である黄色となるが、緑色の方が
赤色よりも発光輝度が高いため、両電極２，８に同じ値
のパルス電圧が印加されると、基板１を通して外部に取
り出される発光色は緑かかった黄色となった。この時、
上記電極２，８にそれぞれ印加される各パルス電圧の電
圧値は１７０ｖであった。なお、従来のもので同レベル
の輝度を発光させた時には、第２図（２）の破線で示す
ようにパルス電圧の電圧値は２００Ｖであった。

また、透明電極２側のみに第２図（Ｂ）に示すようなパ
ルス電圧を印加した場合は、発光現象が第１の発光体層
４と第１の絶縁層３との界面付近で起るため、緑色の単
色発光を呈する。当然のように、背面電極８のみに第２
図（Ｃ）に示すようなパルス電圧を印加した場合も、上
記と同様の原理で赤色の単色発光が生じる。

このような一方の電極のみにパルス電圧を印加した場合
、第１および第２の発光体層４，５間に介在しである付
活剤無添加の発光母体層６は結晶性が悪いから、たとえ
ば第１の発光体層４からの電子は上記発光母体層６で運
動エネルギーを失って他方の第２の発光体層５には至ら
ない。換言すれば、第１および第２の発光体層４，５の
厚さが第４図のもの（５，０００λ程度）よりも薄肉の
３，０００λ程度であっても、不要な混色が防止できる
。

さ狛と、上記各電極２，８に第２図（Ｄ）のようなパル
ス電圧を印加すると、赤色と緑色の中間色である黄色の
発光を呈した。この場合、緑色の発光輝度が赤色のそれ
よりも高いため、緑色に対応する透明電極２への印加電
圧値を赤色に対応する背面電極８への印加電圧値を低く
しである。

ところで、第２図（Ｂ）　、　（Ｃ）に示すような定方
向のパルス電圧の印加は、分極効果によりＥＬ装置に印
加される実効電界が減少して輝度が低下する傾向にある
。このため、単色光を得る場合の最適の駆動方法は、第
２図■）に示すように両方向のパルス電圧において、一
方のパルス電圧の振幅値を動作電圧ｖＯとし、他方のパ
ルス電圧の振幅値を発光のしきい電圧ｖｈ以下にすれば
よい。これにより、上記発光体層４，５内でのキャリア
の蓄積が防止されて高輝度の単色発光を実現できる。

なお、上記発光体層４，５ならびに発光母体層６は上記
実施例のものに限定されることなく、適当な材料を選ぶ
ことができる。たとえば、発光体層４．５については、
黄色発光用としてのＺｎＳにＭｎもしくはＤｙＦ３を添
加したものや白色発光用としてＺｎＳにＰｒＦ３を添加
したものなどがある。

これら発光体層４，５の厚みとしては、一般に３．００
０〜５，０００λ程度の範囲で選択でき、また発光母体
層６の厚みは５００〜２，０ＯＯＸ程度の範囲とするの
がよい。

また、第１および第２の絶縁層３，７も上記Ｙ２Ｏ３に
限らず、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２０５、ＳｍＯ３、ＢａＴｉ
０．、、ＰｂＴｉＯ３，５ｒＴｉ０３　、Ｓｉ３Ｎ４等
から選べるもので□ある。

さらにまた、ＥＬ装置駆動用交流電圧としては、パルス
電圧の他、正弦波などの他の交流を用いることができる
。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、第１および第２の絶
縁層間に介在した２種の発光体層により多色表示が行え
るうえ、各層の積層数が少な（なって小形化や製作の容
易化が図れ、とくに両発光体層間に付活剤無添加の発光
母体層を設けたから、不要な混色のおそれがなく低電力
化に寄与し得るＥＬ装置とその駆動方法を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るＥＬ装置の一例を示す断面図、
第２図（４）〜（Ｅ）はこの発明に係るＥＬ装置の駆動
方法を説明するための印加電圧波形図、第３図は従来の
ＥＬ装置の断面図、第４図はこの発明とは異なるＥＬ装
置の一例を示す断面図である。 ２．８・・・電極、３・・・第１の絶縁層、４・・・第
１の発光体層、５・・・第２の発光体層、６・・・発光
母体層、７・・・第２の絶縁層、９・・・交流電源特許
出願人　　日立マクセル株式会社 ２．８．電ａ　　　　　　　　　　＠１図第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 　（１）少なくとも一方が透明で互に対向する１対の電
   極と、この電極間で第１および第２の絶縁層に挾持され
   た発光体層とを備え、上記発光体層を、互に異なる発光
   中心を有する２層構造とするとともに、これら両発光体
   層間に付活剤を添加しない発光母体層を介在したことを
   特徴とするエレクトロルミネセンス装置。
2. 　（２）少なくとも一方が透明で互に対向する１対の電
   極間に、第１および第２の絶縁層に挾持されて互に異な
   る発光中心を有する２層構造の発光体層を配設するとと
   もに両発光体層間に付活剤を添加しない発光母体層を介
   在したエレクトロルミネセンス装置の駆動方法であつて
   、上記１対の電極間に交流電圧を印加し、各電極に印加
   される電圧値を可変できるようにしたエレクトロルミネ
   センス装置の駆動方法。