JP2001176671A - エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法 - Google Patents

エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法

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JP2001176671A JP35433699A JP35433699A JP2001176671A JP 2001176671 A JP2001176671 A JP 2001176671A JP 35433699 A JP35433699 A JP 35433699A JP 35433699 A JP35433699 A JP 35433699A JP 2001176671 A JP2001176671 A JP 2001176671A
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thin film
electrode
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トラモンタナ ミシェル
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 長寿命化,高輝度化を図ること,用途の多様
化を図ること,等を目的とするエレクトロルミネッセン
ス(EL)素子及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明のEL素子の製造方法は,任意の
固体基板上に,ITO薄膜等の第一電極12,酸化アル
ミニウム等の絶縁薄膜13,高誘電体層14,MG金属
薄膜を順次積層する工程を含むことを特徴とする。IT
O薄膜は,真空蒸着法により,固体基板上に積層され
る。また,酸化アルミニウム薄膜は,ITO薄膜上に電
気めっき被覆される。従来のEL素子と比較して,発光
層と絶縁層の積層順序を反転した構造体を有しており,
EL素子の長寿命化,高輝度化に優れた効果がある。ま
た,透明電極を,導電性の溶液を用いて固体基板上に積
層すれば,基板素材として,あらゆる固体状の非導電性
材料を用いることができ,EL素子の用途の多様化を図
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,エレクトロルミネ
ッセンス素子及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】面発光素子である無機分散型エレクトロ
ルミネッセンス素子(EL素子)は,ZnS等の蛍光体
を高誘電体層に分散し,それを透明電極と背面電極とで
パッケージングしたもので,交流電界によって発光す
る。携帯情報端末等の電子機器の普及にともない,薄型
・低消費電力,かつ面発光という特徴を有するエレクト
ロルミネッセンス素子は,液晶バックライトやキー部等
への応用が急速に進められている。
【0003】従来より,ガラス基板上に,透明電極層,
発光層,絶縁層,背面電極層,保護層を順次積層してな
る無機型のエレクトロルミネッセンス素子が知られてい
る。この無機型のエレクトロルミネッセンス素子では,
透明電極としてITO薄膜等が用いられ,発光層とし
て,ZnS:Mnや,ZnS:Tbや,CaS:Eu
や,SrS:Ce等の各種蛍光体薄膜が用いられ,絶縁
層として,酸化シリコンや,窒化シリコンや,酸化アル
ミニウム等の薄膜が用いられ,また,背面電極にはAl
等が用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで,上記無機型
のエレクトロルミネッセンス素子では,化学的にも物理
的にも安定な無機材料の発光層を,発光層よりもさらに
安定な無機材料の絶縁層で覆う構造を有するために,寿
命に関しては1万時間以上の特性を示す。しかしなが
ら,携帯情報端末等の電子機器の新技術開発が進められ
るなか,エレクトロルミネッセンス素子の一層の長寿命
化,高輝度化が要請されている。
【0005】また,エレクトロルミネッセンス素子の長
寿命化を図るために,発光層を防湿フィルムにより封止
する構造も採用されているが,防湿フィルムは高価であ
り,また,封止部のため外形寸法上の制約が大きく,薄
さにも限界があるという問題点があった。
【0006】また,上記従来のエレクトロルミネッセン
ス素子は,ガラス基板上に積層していく構造を採るため
に,エレクトロルミネッセンス素子の形状や用途が限定
されていた。薄型・低消費電力という特徴を持つエレク
トロルミネッセンス素子は,携帯情報端末等の電子機器
に限らず,より多様な用途に利用されることが期待され
ている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は,従来のエレク
トロルミネッセンス素子が有する上記問題点に鑑みてな
されたものであり,本発明の目的は,長寿命化,高輝度
化を図ることの可能な,新規かつ改良されたエレクトロ
ルミネッセンス素子及びその製造方法を提供することで
ある。
【0008】さらに,本発明の別の目的は,用途の多様
化を図ることの可能な,新規かつ改良されたエレクトロ
ルミネッセンス素子及びその製造方法を提供することで
ある。
【0009】さらに,本発明の別の目的は,エレクトロ
ルミネッセンス素子が用いられる電子機器の小型化・軽
量化・低価格化を図ることの可能な,新規かつ改良され
たエレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法を提
供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め,請求項1によれば,基板素材上に,第一電極,無機
化合物からなる絶縁層,無機化合物からなる発光層,第
二電極を積層してなる構造体を有することを特徴とする
エレクトロルミネッセンス素子が提供される。また,こ
のエレクトロルミネッセンス素子は,請求項2に記載の
ように,基板素材上に,第一電極,無機化合物からなる
絶縁層,無機化合物からなる発光層,第二電極を順次積
層する工程を含むことを特徴とする製造方法により製造
される。なお,第一電極は,請求項3に記載のように,
基板素材上に,真空蒸着法により積層されるようにして
もよい。
【0011】このように本発明にかかるエレクトロルミ
ネッセンス素子は,上記従来のエレクトロルミネッセン
ス素子と比較して,発光層と絶縁層の積層順序を反転し
た構造体を有している。かかる構成によれば,エレクト
ロルミネッセンス素子の長寿命化,高輝度化に優れた効
果がある。
【0012】また,第一電極は,請求項4に記載のよう
に,導電性の溶液を用いて基板素材上に積層されるよう
にしてもよい。かかる製造方法によれば,基板素材とし
て,あらゆる固体状の非導電性材料を用いることがで
き,その上に第一電極を形成することができる。このた
め,本発明により製造されるエレクトロルミネッセンス
素子は,基板素材としてガラス基板を用いていた従来の
エレクトロルミネッセンス素子と比較して,より多様な
用途に利用することができる。
【0013】さらに,無機化合物からなる絶縁層は,請
求項5に記載のように,第一電極上に電気めっきにより
被覆されることが好ましい。かかる製造方法によれば,
絶縁層上に容易に発光層を形成することができ,歩留ま
りの向上に効果がある。また,かかる製造方法により製
造されるエレクトロルミネッセンス素子は,実際に発光
させる部分(文字,図形等)を,第一電極表面上の目に
見えない導線で発光させることが可能である。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら,
本発明にかかるエレクトロルミネッセンス素子及びその
製造方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。
なお,本明細書及び図面において,実質的に同一の機能
構成を有する構成要素については,同一の符号を付する
ことにより重複説明を省略する。
【0015】本実施の形態にかかるエレクトロルミネッ
センス素子10は,従来のエレクトロルミネッセンス素
子と異なり,基板素材上に,第一電極,無機化合物から
なる絶縁層,無機化合物からなる発光層,第二電極を積
層してなる構造体を有することを特徴としている。な
お,第一電極は透明電極とも称され,第二電極は背面電
極とも称される。以下に,エレクトロルミネッセンス素
子10の製造方法について説明する。
【0016】本実施の形態では,基板素材の一例とし
て,保護層(ラミネート,ガラス基板等)11を用いて
いる。そして,保護層11上に,第一電極の一例とし
て,およそ200nm〜数ミクロンの膜厚のITO薄膜
(あるいは亜鉛等)12が形成されている。このITO
薄膜12は,保護層11表面に真空蒸着法によりコーテ
ィングされる。あるいは,液体状の亜鉛をガラス表面上
に流し込むこともできる。
【0017】そして,ITO薄膜12上に,無機化合物
からなる絶縁層の一例として,アルミニウムの酸化物で
ある,過剰の酸素を含む酸化アルミニウム薄膜(あるい
はバリウム,チタン等)13が形成されている。この酸
化アルミニウム薄膜13は,ITO薄膜12上に電気め
っき被覆することもできる。なお,無機化合物からなる
絶縁層は,酸化アルミニウム薄膜に限定されるものでは
なく,酸化シリコンや,窒化シリコンや,バリウムや,
チタン等の薄膜であってもよい。
【0018】さらに,酸化アルミニウム薄膜13上に,
無機化合物の発光層の一例として,50nm〜数ミクロ
ン程度の膜厚の蛍光体ZnSを分散した高誘電体層14
が形成されている。なお,蛍光体の種類や,添加量,粒
径等については,エレクトロルミネッセンス素子のカラ
ーや輝度を変化させるために適宜変更することが可能で
あり,例えば,ZnS:Mnや,ZnS:Tbや,Ca
S:Euや,SrS:Ce等の各種蛍光体薄膜を用いる
ことができる。
【0019】さらに,高誘電体層14の上に,第二電極
の一例として,Mg金属薄膜15が形成されている。こ
のMg金属薄膜15は,抵抗線加熱による真空蒸着法に
より成膜することができる。実際の製造過程では,特殊
精密機械で機械的に形成される。なお,第二電極は,M
g金属薄膜に限定されるものではなく,Al薄膜等であ
ってもよい。
【0020】以上説明したように,本実施の形態にかか
るエレクトロルミネッセンス素子10は,基板素材(保
護層11)上に,第一電極(ITO薄膜12),無機化
合物からなる絶縁層(酸化アルミニウム薄膜13),無
機化合物からなる発光層(蛍光体ZnSを分散した高誘
電体層14),第二電極(Mg金属薄膜15)を積層し
てなる構造体を有することを特徴としている。
【0021】なお,図1に示したように,第二電極(M
g金属薄膜15)上に透明保護層(ラミネート,ガラス
等)16を積層するようにしてもよい。また,透明保護
層16を形成する代わりに,上記積層構造の全体を防湿
フィルム(ラミネート)で覆う封止タイプのエレクトロ
ルミネッセンス素子としてもよい。
【0022】以上説明したように,本発明の実施の形態
によれば,従来のエレクトロルミネッセンス素子と比較
して,発光層と絶縁層の積層順序を反転した構造を有し
ており,長寿命化,高輝度化に優れた効果があるが,本
発明はかかる構成に限定されず,様々な応用が可能であ
る。以下に本発明の他の実施の形態について説明する。
【0023】(第2の実施の形態)本実施の形態にかか
るエレクトロルミネッセンス素子は,上記第1の実施の
形態にかかるエレクトロルミネッセンス素子10と同様
に,基板素材上に,第一電極,無機化合物からなる絶縁
層,無機化合物からなる発光層,第二電極を積層してな
る構造体を有する。そして,第一電極は,導電性の溶液
を用いて基板素材上に積層されることを特徴としてい
る。以下にかかるエレクトロルミネッセンス素子の製造
方法について説明する。
【0024】本実施の形態では,基板素材の一例とし
て,繊維(繊維製の織物)21aや,陶磁器21bや,
プラスチック(プラスチック製パイプ)21cを用いて
いる。なお,基板素材はかかる例に限定されず,あらゆ
る固体状の非誘電性材質,例えば,ガラス,木材,ギプ
ス,等を用いることができる。
【0025】そして,第1の実施の形態と同様に,上記
基板素材上に第一電極が形成される。本実施の形態にか
かる第一電極は,その一例として,硫酸HSOと錫
Snとからなる導電性溶液22を用いて上記基板素材上
に積層される。なお,導電性溶液の種類はかかる例に限
定されない。
【0026】そして,図2に示した一例では,基板素材
たる繊維21a,陶磁器21b,プラスチック21c
を,硫酸HSOと錫Snとからなる導電性溶液22
に浸すことにより,基板素材上に第一電極を積層してい
る。なお,適当な器具や機材を用いて,基板素材上に導
電性溶液22を塗布するようにしてもよい。この際に,
文字や図形等を描くことも可能である。
【0027】さらに,第一電極を形成する導電性溶液2
2上に,無機化合物からなる絶縁層,無機化合物からな
る発光層,第二電極を積層するが,この積層方法につい
ては,上記第1の実施の形態と実質的に同様であるた
め,説明を省略する。
【0028】以上説明したように,本実施の形態にかか
るエレクトロルミネッセンス素子は,第一電極(導電性
液体22)は,導電性の溶液を用いて基板素材(繊維2
1a,陶磁器21b,プラスチック21c)上に積層さ
れることを特徴としている。そして,基板素材としてあ
らゆる固体状の非導電性材料を用いることができるた
め,基板素材としてガラス基板を用いていた従来のエレ
クトロルミネッセンス素子と比較して,より多様な用途
に利用することができる。
【0029】さらに,適当な器具や機材を用いて,基板
素材上に導電性溶液を塗布するようにし,この際に,文
字や図形等を描くようにすれば,任意の文字や図形を発
光させることができるため,エレクトロルミネッセンス
素子をさらに多様な用途に利用することができる。
【0030】以上,添付図面を参照しながら本発明にか
かるエレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法の
好適な実施形態について説明したが,本発明はかかる例
に限定されない。当業者であれば,特許請求の範囲に記
載された技術的思想の範疇内において各種の変更例また
は修正例に想到し得ることは明らかであり,それらにつ
いても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解さ
れる。
【0031】例えば,本発明にかかるエレクトロルミネ
ッセンス素子は,その積層順序に特徴があるため,温
度,圧力,到達真空度等の製造条件や,各層の材質,厚
みについては,上記実施の形態の場合に限定されず,適
宜設計変更可能である。例えば,ITO薄膜12は,I
TOセラミクスターゲットとArスパッタとを用いた高
周波スパッタ法で形成することもできる。また,酸化ア
ルミニウム薄膜13は,真空雰囲気内において,Al金
属蒸発源と酸素ガスとを用いた真空蒸着法で形成するこ
ともできる。
【0032】また,本発明にかかるエレクトロルミネッ
センス素子の利用態様についても,上記実施の形態の場
合に限定されない。例えば,上記エレクトロルミネッセ
ンス素子を電子機器に搭載する場合には,その電子機器
の基板と,エレクトロルミネッセンス素子の基板素材と
を一体化することもできる。かかる構成によれば,エレ
クトロルミネッセンス素子を搭載した電子機器の小型化
・軽量化・低価格化を図ることが可能である。例えば,
エレクトロルミネッセンス素子をディスプレイ装置に用
いる場合には,エレクトロルミネッセンス素子の基板素
材と,ディスプレイ装置のドライバ電子部分とを一体化
して形成することが可能である。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
従来のエレクトロルミネッセンス素子と比較して,発光
層と絶縁層の積層順序を反転した構造体を有しており,
エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化,高輝度化に
優れた効果がある。
【0034】また特に,請求項4に記載のエレクトロル
ミネッセンス素子の製造方法により製造されるエレクト
ロルミネッセンス素子によれば,基板素材としてガラス
基板を用いていた従来のエレクトロルミネッセンス素子
と比較して,より多様な用途に利用することができる。
【0035】さらにまた,請求項5に記載のエレクトロ
ルミネッセンス素子の製造方法によれば,絶縁層上に容
易に発光層を形成することができるため,歩留まりの向
上に優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】エレクトロルミネッセンス素子の説明図であ
る。
【図2】エレクトロルミネッセンス素子の製造方法の説
明図である。
【符号の説明】
10 エレクトロルミネッセンス素子 11 保護層(ラミネート,ガラス基板等) 12 ITO薄膜(あるいは亜鉛等) 13 酸化アルミニウム薄膜(あるいはバリウム,チタ
ン等) 14 高誘電体層 15 Mg金属薄膜 16 透明保護層(ラミネート,ガラス等) 21 素子機材 21a 繊維(繊維製の織物) 21b 陶磁器 21c プラスチック(プラスチック製パイプ)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板素材上に,第一電極,無機化合物か
    らなる絶縁層,無機化合物からなる発光層,第二電極を
    積層してなる構造体を有することを特徴とする,エレク
    トロルミネッセンス素子。
  2. 【請求項2】 基板素材上に,第一電極,無機化合物か
    らなる絶縁層,無機化合物からなる発光層,第二電極,
    を順次積層する工程を含むことを特徴とする,エレクト
    ロルミネッセンス素子の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記第一電極は,前記基板素材上に,真
    空蒸着法により積層されることを特徴とする,請求項2
    に記載のエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記第一電極は,導電性の溶液を用いて
    前記基板素材上に積層されることを特徴とする,請求項
    2に記載のエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記無機化合物からなる絶縁層は,前記
    第一電極上に電気めっき被覆されることを特徴とする,
    請求項2,3または4のいずれかに記載のエレクトロル
    ミネッセンス素子の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005052824A (ja) * 2003-07-22 2005-03-03 Shikuson:Kk 発光型標示塗膜及びその形成方法
US7176621B2 (en) 2003-02-13 2007-02-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Thin film electroluminescence display device and method of manufacturing the same

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JP2005052824A (ja) * 2003-07-22 2005-03-03 Shikuson:Kk 発光型標示塗膜及びその形成方法

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