JPH03225791A - 薄膜el素子 - Google Patents
薄膜el素子Info
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- JPH03225791A JPH03225791A JP2334695A JP33469590A JPH03225791A JP H03225791 A JPH03225791 A JP H03225791A JP 2334695 A JP2334695 A JP 2334695A JP 33469590 A JP33469590 A JP 33469590A JP H03225791 A JPH03225791 A JP H03225791A
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- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 title 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 12
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Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ぐ産業上の利用分野〉
本発明は交流電界の印加によって、EL(Electr
o Lum1nescence)発光を呈する薄膜E
L素子の構造に関し、特に外部発光効率を改善すること
t企図するものである。
o Lum1nescence)発光を呈する薄膜E
L素子の構造に関し、特に外部発光効率を改善すること
t企図するものである。
〈従来技術〉
従来、交流動作の薄膜EL素子として、絶縁耐圧、発光
効率及び動作の安定性等を高めるために0、1〜2.0
W t%のMn(或いはCu 、A)。
効率及び動作の安定性等を高めるために0、1〜2.0
W t%のMn(或いはCu 、A)。
Br等)をドープしたZnS、Zn5e等の半導体発光
層をYz03 、TiO3等の誘電体薄膜でサンドイツ
チした三層溝造ZnS二Mn(又はZn5e:Mn)E
L素子が開発され、発光緒特性の向上が確かめられてい
る。この薄1ELi子はKHzの交流電界印加によって
高輝度発光し、しかも長寿命であるという特徴を有して
いる。
層をYz03 、TiO3等の誘電体薄膜でサンドイツ
チした三層溝造ZnS二Mn(又はZn5e:Mn)E
L素子が開発され、発光緒特性の向上が確かめられてい
る。この薄1ELi子はKHzの交流電界印加によって
高輝度発光し、しかも長寿命であるという特徴を有して
いる。
また、この薄膜EL素子の発光に関しては、印加電圧を
昇圧していく過程と、高電圧側よシ降圧していく過程で
、同じ印加電圧に対して発光輝度が異なるとい−たヒス
テリシス特性を有していることが発見され、そしてこの
ヒステリシス特性を有する薄膜EL素子に印加電圧を昇
圧する過程において、光、電界、熱等が付与されると、
薄膜EL素子はその強度に対応した発光輝度の状態に励
起され、光、電界、熱等を除去して元の状態に戻しても
発光輝度が高くなった状態で維持されるいわゆるメモリ
ー現象が表示技術の新たな利用分野を開拓するに至また
。
昇圧していく過程と、高電圧側よシ降圧していく過程で
、同じ印加電圧に対して発光輝度が異なるとい−たヒス
テリシス特性を有していることが発見され、そしてこの
ヒステリシス特性を有する薄膜EL素子に印加電圧を昇
圧する過程において、光、電界、熱等が付与されると、
薄膜EL素子はその強度に対応した発光輝度の状態に励
起され、光、電界、熱等を除去して元の状態に戻しても
発光輝度が高くなった状態で維持されるいわゆるメモリ
ー現象が表示技術の新たな利用分野を開拓するに至また
。
薄膜EL素子の一例としてZnS :Mn薄膜EL素子
の基本構造を第8図に示す。
の基本構造を第8図に示す。
第8図に基いて薄膜EL素子の構造を具体的に説明する
と、ガラス基板1上にI n303 + S n02等
の透明電極2、さらにその上に積層してY2O3T i
02 、 A12203 、 S 13Na 、 S
jog等からなる第1の誘電体層8がスバ・りあるい
は電子ビーム蒸着法等により重畳形成されている。第1
の誘電体層8上にはZnS:Mn焼結ベレ・トを電子ビ
ーム蒸着することにより得られるZnS発光層4が形成
されている。この時蒸着用のZnS二Mn焼結ペレット
には活性物質となるMnが目的に応じた濃度に設定され
たベレ・トが使用される。
と、ガラス基板1上にI n303 + S n02等
の透明電極2、さらにその上に積層してY2O3T i
02 、 A12203 、 S 13Na 、 S
jog等からなる第1の誘電体層8がスバ・りあるい
は電子ビーム蒸着法等により重畳形成されている。第1
の誘電体層8上にはZnS:Mn焼結ベレ・トを電子ビ
ーム蒸着することにより得られるZnS発光層4が形成
されている。この時蒸着用のZnS二Mn焼結ペレット
には活性物質となるMnが目的に応じた濃度に設定され
たベレ・トが使用される。
ZnS発光層4上には第1の誘電体層8と同様の材料群
より選定された材質からなる第2の誘電体層5が積層さ
れ、更にその上にAノ等からなる背面電極6が蒸着形成
されている。透明電極2と背面電極6は交流電源7に接
続され、薄膜EL素子が駆動される。
より選定された材質からなる第2の誘電体層5が積層さ
れ、更にその上にAノ等からなる背面電極6が蒸着形成
されている。透明電極2と背面電極6は交流電源7に接
続され、薄膜EL素子が駆動される。
電極2.6間にAC電圧を印加すると、ZnS発光層4
0両側の誘電体層8.5間に上記AC電圧が誘起される
ことになシ、従ってZnS発光層4内に発生した電界に
よって伝導帯に励起され、かつ加速されて充分なエネル
ギーを得た電子が、直接Mnセンターを励起し、励起さ
れたMn発光センターが基底状態に戻る際に黄燈色の発
光を行う。即ち、高電界で加速された電子がZnS発光
層4中の発光センターであるZnサイトに入ったMn原
子の電子を励起し、基底状態に落ちるときほぼ5s5o
Liピークに幅広い波長領域で、強い発光を呈する。活
性物質としてMn以外に希土類の弗化物を用いた場合に
はこの希土類に特有の緑色その池の発光色が得られる。
0両側の誘電体層8.5間に上記AC電圧が誘起される
ことになシ、従ってZnS発光層4内に発生した電界に
よって伝導帯に励起され、かつ加速されて充分なエネル
ギーを得た電子が、直接Mnセンターを励起し、励起さ
れたMn発光センターが基底状態に戻る際に黄燈色の発
光を行う。即ち、高電界で加速された電子がZnS発光
層4中の発光センターであるZnサイトに入ったMn原
子の電子を励起し、基底状態に落ちるときほぼ5s5o
Liピークに幅広い波長領域で、強い発光を呈する。活
性物質としてMn以外に希土類の弗化物を用いた場合に
はこの希土類に特有の緑色その池の発光色が得られる。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、上記構造の薄膜EL素子において、発光
層内部の出力光はそのすべてを外部に導出することは不
可能である。即ち、発光層での発光は等方的であるが、
このうちの大部分が外部に取り出される途中の光学的界
面における全反射により薄膜EL素子内部に閉じ込めら
れる。透明電極、誘電体層、発光層の屈折率をそれぞれ
nTE、nlN5.”EMで表し・ nEM>nTE;
nlN5〉1とすれば、素子面に対し全反射臨界角6以
上の発光角度をもつ光子はすべて全反射され、素子内に
閉じ込められる。
層内部の出力光はそのすべてを外部に導出することは不
可能である。即ち、発光層での発光は等方的であるが、
このうちの大部分が外部に取り出される途中の光学的界
面における全反射により薄膜EL素子内部に閉じ込めら
れる。透明電極、誘電体層、発光層の屈折率をそれぞれ
nTE、nlN5.”EMで表し・ nEM>nTE;
nlN5〉1とすれば、素子面に対し全反射臨界角6以
上の発光角度をもつ光子はすべて全反射され、素子内に
閉じ込められる。
この素子を第4図に示す。ここでθはスネルの角4π(
1−CO5θ)の光のみ外部に取シ出される。外部発光
強度Boは内部発光強度Biによシ次式で与えられる。
1−CO5θ)の光のみ外部に取シ出される。外部発光
強度Boは内部発光強度Biによシ次式で与えられる。
Bo−4yr(1−CO5θ)−B i −−(1)
4 π たとえばnEM =2.8 (Z n Sに相当)とす
れば内部発光の90優が外部に導出されなくなシ、内部
に閉じ込められる。
4 π たとえばnEM =2.8 (Z n Sに相当)とす
れば内部発光の90優が外部に導出されなくなシ、内部
に閉じ込められる。
ここで、この様な問題に鑑みてなされた出願として、特
開昭57−48891(以下、従来例)がある。本従来
例においては第2図に示す如くガラス基板1上に透明電
極2、第1の誘電体層8、及び発光層4を順次形成した
後、この発光層4に選択的にレーザビームを照射して照
射領域の発光層4の密度を高め、発光層4上面にビーム
スポツト径(10〜40μm)ピッチの凹凸状摺曲面を
形成し、ひき続いて発光層4上面に第2の誘電体層5及
び背面電極6を形成するものである。この時第2の誘電
体層5及び背面室gii6にも凹凸状摺曲面が転写され
る。
開昭57−48891(以下、従来例)がある。本従来
例においては第2図に示す如くガラス基板1上に透明電
極2、第1の誘電体層8、及び発光層4を順次形成した
後、この発光層4に選択的にレーザビームを照射して照
射領域の発光層4の密度を高め、発光層4上面にビーム
スポツト径(10〜40μm)ピッチの凹凸状摺曲面を
形成し、ひき続いて発光層4上面に第2の誘電体層5及
び背面電極6を形成するものである。この時第2の誘電
体層5及び背面室gii6にも凹凸状摺曲面が転写され
る。
本従来例においてもある程度の光の閉じ込めが解消され
る。しかしながら、その程度は低く充分に発光輝度が上
昇するとは言い難い。
る。しかしながら、その程度は低く充分に発光輝度が上
昇するとは言い難い。
本発明は上記問題点に鑑み、上記(1)式が成立しない
薄膜発光素子の構造を確立し、内部発光効率でなく外部
発光効率を高めた新規有用な薄膜EL素子を提供するこ
とを目的とするものである。
薄膜発光素子の構造を確立し、内部発光効率でなく外部
発光効率を高めた新規有用な薄膜EL素子を提供するこ
とを目的とするものである。
〈課題を解決するための手段〉
本発明は、電圧印加によ、9EL発光を呈する発光層を
有する薄膜構造部を一対の電極間に介設して成る薄膜E
L素子に於いて、前記薄膜構造部は白濁を示す程度に粗
面化されたEL発光の多方向散乱放射用界面を具備する
薄膜EL素子を提供するものである。
有する薄膜構造部を一対の電極間に介設して成る薄膜E
L素子に於いて、前記薄膜構造部は白濁を示す程度に粗
面化されたEL発光の多方向散乱放射用界面を具備する
薄膜EL素子を提供するものである。
〈作 用〉
上述の如く、白濁を示す程度即ち可視光領域が強く散乱
するように、界面を粗面化することにより、素子内部で
の出力光の散乱が充分に生じることとなる。
するように、界面を粗面化することにより、素子内部で
の出力光の散乱が充分に生じることとなる。
〈実施例〉
以下、本発明を実施例に従−て図面を参照しながら詳説
する。第1図は本発明の一実施例を説明する薄膜EL素
子の要部構成説明図である。
する。第1図は本発明の一実施例を説明する薄膜EL素
子の要部構成説明図である。
透明電極2.誘電体層8.5、発光層4の少なくとも一
層の形成過程で同図に示す如く界面を平坦とせず、ピッ
チ2aooo〜6000人、高低差を80.0〜2oo
oAとした凹凸を形成する。
層の形成過程で同図に示す如く界面を平坦とせず、ピッ
チ2aooo〜6000人、高低差を80.0〜2oo
oAとした凹凸を形成する。
この後、背面電極6を形成することによシ、この凹凸を
背面電極6に転写する。こうして背面11極より下層の
少なくとも一層の形成過程で、界面を平坦とせずに可視
光が充分に散乱し得る凹凸形状の接合界面とし、背面電
極までこの凹凸を転写することによシ、(1)式が成立
しない構造とする。
背面電極6に転写する。こうして背面11極より下層の
少なくとも一層の形成過程で、界面を平坦とせずに可視
光が充分に散乱し得る凹凸形状の接合界面とし、背面電
極までこの凹凸を転写することによシ、(1)式が成立
しない構造とする。
(1)式の成立しない素子構造においては、全反射臨界
角6以上の放射角度をも−た成分が生成されて外部へ取
り出される。
角6以上の放射角度をも−た成分が生成されて外部へ取
り出される。
以上より、(1)式の代わりに次式が成立する。
Bo> 47(1−CO8Q)、B。
4 π
本発明による素子は外部光の入射に対しても散乱が生じ
るため、いわゆる白濁を示す。
るため、いわゆる白濁を示す。
次に接合界面の凹凸の形成について述べる。最も好まし
い凹凸形成領域は第1図の如<EL素子構成暎(透明電
極2・誘電体層8,5、発光層4)のうち最も膜厚の厚
い発光層4上面に凹凸を形成し、この凹凸を背面電極6
まで伝えることである。
い凹凸形成領域は第1図の如<EL素子構成暎(透明電
極2・誘電体層8,5、発光層4)のうち最も膜厚の厚
い発光層4上面に凹凸を形成し、この凹凸を背面電極6
まで伝えることである。
上記発光層4への凹凸形成には次のような方法がある。
■ 発光層4、例えばZn5I7)膜成長特性を利用す
る方法である。一般にZnS膜は多結晶膜となるが、結
晶粒径は成長時の基板温度が高い程大きくなシ、粒径に
反映した凹凸が形成される。
る方法である。一般にZnS膜は多結晶膜となるが、結
晶粒径は成長時の基板温度が高い程大きくなシ、粒径に
反映した凹凸が形成される。
即ち、通常200℃で膜成長を行うところを250℃と
より高温に設定すると、成長が起こり易い部分と成長が
おこり難い部分が発生するため、成長時の基板温度全高
くすることによシ凹凸が形成されるものである。
より高温に設定すると、成長が起こり易い部分と成長が
おこり難い部分が発生するため、成長時の基板温度全高
くすることによシ凹凸が形成されるものである。
■ 発光層4、例えばZnSが多結晶膜であるとと、Z
nSのエツチング速度は一般に結晶の面方位に依存する
こと、及び結晶粒界で工・チングされ易いことを利用す
る方法である。即ち、発光層4をなすZnS膜をEL素
子構成膜として必要な膜厚よシ厚く形成し、その後HC
ノ等の酸を用いたエツチングによって所定の膜厚にする
と、上述の工・チング不均一性により凹凸が形成される
。
nSのエツチング速度は一般に結晶の面方位に依存する
こと、及び結晶粒界で工・チングされ易いことを利用す
る方法である。即ち、発光層4をなすZnS膜をEL素
子構成膜として必要な膜厚よシ厚く形成し、その後HC
ノ等の酸を用いたエツチングによって所定の膜厚にする
と、上述の工・チング不均一性により凹凸が形成される
。
■ 発光層4をなす膜をEL素子構成膜として必要な膜
厚より厚く形成し、その後A7!203粒子からなる研
摩剤によシ表面を荒く削り凹凸を形成する。
厚より厚く形成し、その後A7!203粒子からなる研
摩剤によシ表面を荒く削り凹凸を形成する。
第2図は印加電圧対発光輝度(B−V)特性を示すグラ
フである。図中の曲線ノlは上記実施例(第1図)の素
子であシ、ノ2は鏡面反射・を主とする従来の素子であ
る。曲線ノ、で明らかな如く上記実施例の薄膜EL素子
は発光輝度の著しい増加が達成される。
フである。図中の曲線ノlは上記実施例(第1図)の素
子であシ、ノ2は鏡面反射・を主とする従来の素子であ
る。曲線ノ、で明らかな如く上記実施例の薄膜EL素子
は発光輝度の著しい増加が達成される。
〈発明の効果〉
以上、本発明により、可視光領域全体が強く散乱し、白
濁を示す状態とな−て、出力光の散乱反射構造を素子内
部に形成できるため、外部発光効率を著しく増加するこ
とが可能となる。
濁を示す状態とな−て、出力光の散乱反射構造を素子内
部に形成できるため、外部発光効率を著しく増加するこ
とが可能となる。
第1図は本発明の一実施例を示す薄膜EL素子の要部構
成説明図、第2図は印加電圧対発光輝度特性を示す特性
図、第3図は薄膜EL素子の基本的構造を示す構成図、
第4図は出力光の進行過程を示す説明図である。 1・・・ガラス基板、 2・・・透明電極、8.5・
・・誘電体層、 4・・・発光層、6・・・背面電
極。
成説明図、第2図は印加電圧対発光輝度特性を示す特性
図、第3図は薄膜EL素子の基本的構造を示す構成図、
第4図は出力光の進行過程を示す説明図である。 1・・・ガラス基板、 2・・・透明電極、8.5・
・・誘電体層、 4・・・発光層、6・・・背面電
極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 電圧印加によりEL発光を呈する発光層を有する薄
膜構造部を一対の電極間に介設して成る薄膜EL素子に
於いて、 前記薄膜構造部は、白濁を示す程度に粗面化されたEL
発光の多方向散乱放射用界面を具備して成ることを特徴
とする薄膜EL素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2334695A JPH03225791A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 薄膜el素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2334695A JPH03225791A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 薄膜el素子 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57114473A Division JPS595595A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 薄膜el素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03225791A true JPH03225791A (ja) | 1991-10-04 |
Family
ID=18280188
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2334695A Pending JPH03225791A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 薄膜el素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03225791A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100477104B1 (ko) * | 2002-05-08 | 2005-03-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 발광효율이 개선된 평판표시장치 및 그의 제조방법 |
CN100347860C (zh) * | 2002-07-24 | 2007-11-07 | 富士胶片株式会社 | 电致发光器件及其制作方法 |
US7455563B2 (en) | 2003-02-13 | 2008-11-25 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Thin film electroluminescence display device and method of manufacturing the same |
CN109390478A (zh) * | 2017-08-07 | 2019-02-26 | 固安翌光科技有限公司 | 一种有机电致发光器件 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5743391A (en) * | 1980-08-26 | 1982-03-11 | Fujitsu Ltd | Method of producing el display element |
-
1990
- 1990-11-29 JP JP2334695A patent/JPH03225791A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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JPS5743391A (en) * | 1980-08-26 | 1982-03-11 | Fujitsu Ltd | Method of producing el display element |
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