JPH01149397A - エレクトロルミネッセンス素子 - 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】 ［技術分野］ 本発明はエレクトロルミネッセンス素子（以下ＥＬ素子
という）、特に見おい、高輝度のＥＬ素子に関する。

［従来技術］ 従来のＸＹマトリクス薄膜エレクトロルミネッセンス素
子は第３図に示すような構造となっている。透明基板１
上にＩＴＯ等の透明電極２をストライブ状に形成し。そ
の上に第１絶縁層３、発光層４、第２絶縁層５を形成し
、その上にＡ１等の背面電極６を透明電極ｌと垂直方向
にストライブ状に形成する。こうして形成されたＥＬパ
ネルに駆動回路より数百ボルトの電圧が印加され、発光
層が発光する。

しかし背面電極がＡｔの場合、外光の反射が生じるため
コントラストが悪く、見難いという問題がある。この問
題を解決するため、ＥＬパネル前面に偏光フィルターを
設けること、背面電極に黒化層を用いること（例えば特
許公報昭５８−２７５０６）、あるいは、発光層と背面
電極間に黒化層を設けること（例えば公開特許公報昭６
１−２２０２９２）等が提案されている。

ところが偏光フィルターの場合にはコストが高くなり、
輝度が低下すること、黒化背面電極の場合は、電極臼体
の不安定性、不均一性があること、また、中間層の場合
も不安定性があり、駆動電圧の増大が生じるなどの問題
が生じている。

［目　的］ 本発明は従来技術の上記問題点を解消し、見品い、高輝
度のＥＬ素子を提供することを目的としている。

［構　成〕 上記目的を達成するための本発明の構成は、基板上に透
明電極、絶縁層、発光層および背面電極を備えたエレク
トロルミネッセンス素子において、背面電極を透明導電
膜で形成し、素子背面に一様な黒色層を設けたエレクト
ロルミネッセンス素子である。

以下添付図面によって本発明をさらに詳細に説明する。

第１図は本発明の薄膜ＥＬパネルの構成例を示す断面図
である。透明基板ｌ上に透明電極２、第１絶縁層３、発
光層４、第２絶縁層５、背面透明電極６が順次積層され
ている。このパネルはケース７により封止されており中
に防湿用オイル８が封入されている。ケース７の外側は
黒色層９になっている。

透明電極材料としてはＩ　Ｔ　Ｏｓ　Ｓ　ｎ　Ｏ２にｓ
ｂ等をドープしたもの、ｚｎＯにＡ１等をドープしたも
のなどが用いられる。透明電極の膜厚は数百オングスト
ロームから数千オングストローム程度が好適である。

絶縁層材料としてはＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔ　ａ　２
’ＯＳ等の酸化物絶縁層、ＢＮ、ＡＩＮ。

Ｓｉ３Ｎ４等の窒化物絶縁層、ＳｒＴｉＯ３、ＰｂＴｉ
Ｏ３等の強誘電絶縁層を用い、これらの積層としてもよ
い。特にＢＮ、ＡＩＮは熱伝導率が大きく本発明の構成
に適している。これらの絶縁層の膜厚は数百オングスト
ロームから数μｍが適している。

発光層としてはＺｎＳにＭｎ％Ｔｂを添加したもの、あ
るいはアルカリ土類、カルコゲン化物に発光中心として
Ｃｅ、Ｅｕ、Ｔｂ等の希土類元素を添加したものなどが
ある。これらの母材、発光中心の組合せにより赤、緑、
青、黄等の発光色を得る。発光層の膜厚は数千オングス
トロームから数８層が適している。

背面の透明導電膜６としてはＩＴＯ１ ＳｎＯ２にｓｂ等をドープしたもの、ＺｎＯにＡ１等を
ドープしたものなどが用いられる。透明電極の膜厚は数
百オングストロームから数十μ■程度が好適である。

これらの薄膜は蒸着、イオンブレーティング、スパッタ
リング、ＣＶＤ等種々の薄膜形成方法により製膜される
。

こうして作製されたＥＬパネルはガラス等からなるケー
ス７により封止される。ケース内部にはシリコーンオイ
ル等の防湿用オイルが封入される。ケース７の外面ある
いは内面には焼き付は塗装により黒色層９が形成される
。

第２図は本発明の別の構成例を示したものである。背面
の透明導電膜Ｂ上に黒化層ＩＯが積層される。黒化層材
料としてはＱ　ｅ　ＯＸ　％ＴａＯｘなどの酸素欠乏型
酸化物、ＴａＮｘ。

ＧｅＮｘなどの窒素欠乏型窒化物などが用いられる。ま
た絶縁性を高めるために透明導電膜Ｂ上に５ｉＯｚ等の
酸化物を積層し、その上にこれらの黒化層を積層しても
よい。

また第１図、第２図の構成以外にもオイルを黒色に着色
するなどの方法を用いることもできる。

以下に本発明を実施例によって更に詳細に説明する。

実施例１ 第１図の構成のパネルにおいて、透明基板ｌとして厚さ
　１．１ｍ−のアルミノ珪酸塩ガラス、透明電極２とし
てＩＴＯ膜（膜厚１０００人）、第１絶縁層３としてＳ
ｉＯ２層（１５００人）、発光層４としてＳ　ｒＳ　ｒ
　Ｃｅ層（ｌμ１１）、第２絶縁層５としてＳｉＯ２層
（１５００人）、背面電極６としてＩＴＯ膜（膜厚２０
００人）を用いた。

防湿オイル８としてシリコンオイル、ケース７の材料と
してソーダガラスを用い、焼付は塗装により外面に黒色
層９を設けた。ＩＴＯ膜は２、Ｂともスパッタリングに
より成膜した。基板温度は３００℃とした。

比較のために同様の構成で背面電極にＡＩを用いたＥＬ
素子も試作した。ＡＩの膜厚は５００スとした。

こうして試作した２つのパネルのコントラストを比べた
ところ、１０００　ｌｘの外光のもとて背面電極がＩＴ
Ｏのパネルのコントラスト比はＡＩの場合に比べ５倍に
なった。

実施例２ 実施例１と同様の構成で基板側透明電極としてＺｎＯ：
　Ａ　１を、背面電極としてＩＴＯを厚さそれぞれ２０
００人、２０００人で成膜した。

ＺｎＯ：Ａ、ＩＳ　ＩＴＯともにスパッタリング法によ
り成膜した。基板温度はともに３００℃である。

ＺｎＯ：　Ａ　１の場合、発光層成膜時の温度上昇（５
００℃）に対して、抵抗の増加がＩＴＯに比べ小さく、
パネルの時定数を小さくおさえることができることがわ
かった。

実施例３ 実施例１と同様の構成で基板側透明電極、背面電極とも
にＺｎＯ：Ａｌ　（厚さ２０００人）としたＥＬ素子を
試作した。製法はスパッタリング法で基板温度３００℃
とした。

ＺｎＯ：Ａｌはエツチング特性に優れており、電極パタ
ーニング時に使用するエツチング液は弱酸を用いること
ができる。したがってエツチング時の発光層への影響は
ＩＴＯに比べ小さく、結果として素子の輝度はＩＴＯの
場合に比べ上がった。

ＺｎＯ：Ａｌに対してリン酸（１分間）、ＩＴＯに対し
て６Ｎ塩酸（２０分間）を用いて素子を作製した。得ら
れた素子の輝度を比較するとＺｎＯ：Ａｌの場合ＩＴＯ
の１．５倍の輝度が得られた。

実施例４ 第２図の構成のパネルにおいて透明基板として厚さ　Ｉ
　、　１ｍｍ＋のアルミノ珪酸塩ガラス、透明電極２と
してＩＴＯ膜（膜厚１０００人）、第１絶縁層５ｉＯｚ
層（１５００人）、発光層４としてＳｒＳ：Ｃｅ層（ｌ
μｇ）、第２絶縁層５としてＳ　ｉ０２層（１５００人
）、背面電極６としてＩＴＯ膜（膜厚２０００人）を用
いた。こうして作製したＥＬパネルの上にさらに５ｉ０
２層（１０００人）、Ｖ２Ｏ３層（２０００人）を順次
積層して、黒化層ｌＯとした。Ｖ２Ｏ３層は蒸希により
成膜した。

こうして作製したＥＬパネルと背面電極６をＡＩとした
ＥＬパネルとを比較するとコントラスト比で１．８倍は
どＶ２Ｏ３層を用いたパネルの方が良い特性が得られた
。

実施例５ 実施例１と同様の構成で基板側透明電極、背面電極とも
にＺｎＯ：Ａｌとし、膜厚をそれぞれ２０００人、２μ
ｌとしたＥＬ素子を試作した。

製法はスパッタリング法で基板温度３００℃とした。背
面側の膜厚を増加したことで電極の抵抗を下げることが
でき、回路の時定数を減少させることができた。

得られた素子の輝度を実施例３の場合と比較するとさら
に１．５倍の輝度が得られた。

［効　果］ 以上、説明したように、ＥＬ索子の背面電極を透明導電
膜とし、素子背面に一様な黒色層を設けることにより、
コントラストを向上させることができ、視認性に優れ、
なおかつ長期的信頼性にも優れた高輝度のＥＬ素子を得
ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の具体例の構成を示す模式
図、 第３図は従来例の構成を示す模式図である。 １・・・透明基板、２・・・透明電極、３・・・第１絶
縁層、４・・・発光層、５・・・第２絶縁層、６・・・
背面電極、７・・・ケース、訃・・防湿用オイル、９・
・・黒色層、１０・・・黒化層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　基板上に透明電極、絶縁層、発光層および背面電極を
   備えたエレクトロルミネッセンス素子において、背面電
   極を透明導電膜で形成し、素子背面に一様な黒色層を設
   けたことを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子。