JPH088064A - エレクトロルミネッセンス素子 および 多色発光エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＥＬ素子の光取り出し方向に、より多くの光を
取り出すこと、さらにフィルタを用いることなく発光色
を制御し、多色発光を可能にすること。 【構成】ＥＬ素子100 の、発光層14をはさんで光取り出
し方向と反対側に特定波長を反射する反射層17を設け、
より多くの光を光取り出し方向に取り出す。この反射層
17は部分的に異なる波長に対して反射するようにでき、
フィルタなしで異なった光を取り出すことができる。ま
た反射層17を特定波長領域のみ強く反射し、他の波長領
域を透過する構成とし、反射層17の下部にその透過する
発光色のEL素子を配置させることでも多色発光のＥＬ素
子が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば計器類の自発光
型のセグメント表示やマトリックス表示、或いは各種情
報端末機器のディスプレイなどに使用されるエレクトロ
ルミネッセンス(Electroluminescence) 素子（以下、Ｅ
Ｌ素子と記す）に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＥＬ素子は、硫化亜鉛(ZnS) 等の
II−VI族化合物に発光中心元素を添加した発光層に電界
を印加したときに発光する現象を利用したもので、自発
光型の平面ディスプレイを構成するものとして注目され
ている。図７は、従来のＥＬ素子１０の断面構造を示し
たものである。ＥＬ素子１０は、絶縁性基板であるガラ
ス基板１上に光学的に透明なＩＴＯ(Indium Tin Oxide)
膜等から成る第１電極２、五酸化タンタル(Ta₂O₅) 等か
ら成る第１絶縁層３、発光層４、第２絶縁層５及び第２
電極６を順次積層して形成されている。

【０００３】ＩＴＯ膜は、酸化インジウム(In₂O₃) に錫
(Sn)をドープした透明導電膜で、従来より透明電極とし
て広く使用されている。発光層４としては、硫化亜鉛(Z
nS)を母体材料とし、発光中心としてマンガン(Mn)、テ
ルビウム(Tb)、サマリウム(Sm)、を添加したものや、硫
化ストロンチウム(SrS) を母体材料とし、発光中心とし
てセリウム(Ce)を添加したもの等が使用される。

【０００４】ＥＬ素子の発光色は、母体材料と、発光中
心として添加される元素との組合せで決まる。例えば硫
化亜鉛(ZnS) を母体材料とし、発光中心としてマンガン
(Mn)を添加した場合には黄橙色、テリビウム(Tb)を添加
した場合には緑色、サマリウム(Sm)を添加した場合には
赤色となり、硫化ストロンチウム(SrS) を母体材料と
し、発光中心としてセリウム(Ce)を添加した場合には青
緑色が得られる。また、硫化亜鉛(ZnS) を母体材料と
し、発光中心としてマンガン(Mn)を添加したものに、赤
色フィルタを用いた赤色、硫化ストロンチウム(SrS) を
母体材料とし、発光中心としてセリウム(Ce)を添加した
ものに青色フィルタを用いた青色も用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ＥＬ素子の従来の構造
では、発光層から発した光が様々な方向に進み、光取り
出し方向には全発光中の一部しか取り出していない。そ
のため発光輝度が不十分であった。また、光取り出し方
向とは反対側に進んだ光をアルミニウム(Al)等の金属電
極等の金属層を用いて、光取り出し方向に反射させて輝
度を向上させる方法が用いられているが、金属層を用い
ると、発光された光全てを反射するので輝度は向上する
けれども、金属層による反射では発光色の制御というこ
とは実施のしようがなく、全てをただ反射させるのみで
ある。また金属による反射であると、光取り出し方向か
ら見て金属電極の下側に他の発光層を重ねて縦方向に配
置することができず、多色表示が出来ないという不便な
点も生じる。

【０００６】また特開平2-250291号公報には、蛍光体層
あるいは蛍光体層と誘電体層の積層構造内に、蛍光体層
より放射される発光波長の任意の波長を選択的に透過す
る多層膜干渉フィルタを構成して発光波長を制御するも
のが提案されているが、この場合、光取り出し方向とは
反対側に出た光は何ら利用されていないため、十分な輝
度を得ることは従来と変わらず不可能である。また特公
平5-22355 号公報に示されたように、色フィルタの反射
により緑色の発光輝度を向上させるものもあるが、この
場合、鋭い発光スペクトルを有する発光層を用いている
ため、発光層の発光色と反射光は同じ色であり、色を変
化させることができず、またそれを意図していない。

【０００７】従って本発明は、ＥＬ素子の光取り出し方
向にフィルタを用いることなく発光色を制御しつつ、よ
り多くの光を取り出すことを目的とし、さらに発光層を
重ねて多色発光をも可能にした構成で、より多くの光を
取り出すことを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の第１の構成は、光学的に透明な材料を用
い、絶縁性基板上に設けられた電極間に発光層を有する
エレクトロルミネッセンス素子であって、前記発光層の
光取り出し方向とは反対側に反射層が形成され、該反射
層が、前記発光層から発せられる発光スペクトルの一部
の波長領域の光を光取り出し方向に反射する層であり、
前記発光スペクトルが、前記波長領域の幅よりも広いブ
ロードスペクトルを有することを要旨とする。

【０００９】第２の構成は、第１の特徴に加えて、異な
る波長領域を光取り出し方向に反射する反射層を同一平
面内に２種類以上配置することである。そして第３の構
成は、第１の特徴に加えて、特定波長領域のみを反射し
て、その他の波長領域は透過する特性を持つ反射層が、
高屈折率材料と低屈折率材料を２層以上積層した光学多
層膜となっていることである。また第４の特徴ある構成
は、第１の特徴に加えて、発光層が発光中心としてマン
ガン(Mn)、セリウム(Ce)、ユーロピウム(Eu)の内、少な
くとも一種類を含むことである。

【００１０】さらに本発明として第５の特徴をもつ別の
構成は、少なくとも第一、第二発光層を有するエレクト
ロルミネッセンス素子において、前記第一発光層の発光
スペクトルの一部の波長領域の光を反射し、その他の波
長領域は透過する特性を持ち、第一、第二発光層の間に
配置した反射層と、第一発光層が前記反射層の上に設け
られて、第一発光層の前記発光スペクトルが前記反射層
の反射波長領域よりも広いブロードスペクトルであり、
前記第一発光層と異なる発光色を少なくとも一つ持つ第
二発光層が前記反射層の下部に配置されていることを要
旨とする。

【００１１】第６の特徴ある構成は、第５の特徴に加え
て、第一発光層が青色発光層、反射層が、青色波長領域
のみを反射し、その他の波長領域を透過する特性を持つ
青色反射層、前記第二発光層が、緑色発光層もしくは赤
色発光層もしくはその両発光層の並列で構成されている
ことである。また第７の構成は、第二発光層の下側にそ
れぞれの発光色の波長領域のみを反射する反射層を有す
ることである。そして、第８の特徴は、第５の特徴に加
えて、赤色発光部はマンガン(Mn)またはサマリウム(Sm)
を添加した硫化亜鉛(ZnS) もしくはユーロピウム(Eu)を
添加した硫化カルシウム(CaS) 、緑色発光部はテルビウ
ム(Tb)を添加した硫化亜鉛(ZnS) もしくはセリウム(Ce)
を添加した硫化ストロンチウム(SrS) 、青色発光部はセ
リウム(Ce)を添加した硫化ストロンチウム(SrS) または
四硫化二ガリウムストロンチウム(SrGa₂S₄) 、四硫化二
ガリウムバリウム(BaGa₂S₄) 、四硫化二ガリウムカルシ
ウム(CaGa₂S₄) から成ることである。

【００１２】さらに第９の特徴ある構成は、前記高屈折
率材料が、導電体もしくは半導体であり、前記低屈折率
材料が絶縁体であって、前記光学多層膜の、電極に接す
る第一層目が絶縁体低屈折率材料となっていることであ
り、第１０の特徴ある構成は、その高屈折率材料が、硫
化亜鉛(ZnS) 、酸化亜鉛(ZnO) 、ＩＴＯ（錫添加酸化イ
ンジウム）、低屈折率材料がフッ化マグネシウム(Mg
F₂)、二酸化珪素(SiO₂)のいずれかとなっていることで
ある。

【００１３】さらにその他の構成は、発光層および第一
発光層のブロードスペクトルが、波長半値幅２０ｎｍ以
上であることを特徴とする。

【００１４】なお請求項に言う主要なブロードスペクト
ルとは、発光層から呈するスペクトルで、ある波長部分
領域のみのスペクトルを視認する時の色と、その隣の別
の波長領域のみのスペクトルを見た時の色とが異なる程
度に視認できる程スペクトルが広がっていることを意味
する。そしてそれが最低限、波長半値幅が20nm以上のス
ペクトルであることを含んでいる。また発光スペクトル
と言う場合、一つ以上のサブピークを裾野部分に含んで
いても構わず、その全体の波長半値幅が最低限20nm以上
であれば構わない。

【００１５】

【作用及び発明の効果】即ち、請求項１によれば、反射
層が上側の発光層の発光スペクトルの一部を反射して他
の波長領域は透過するので、発光スペクトルの選択性、
制御性を持たせることができ、同時に上側の発光層から
発せられた光のうち反対方向に出た下側に向かう光が反
射層で反射されるので、無駄になっていた光を有効に取
り出すことができる。また他の発光色の発光層を下側に
重ねることが出来て、多色発光の構成とできる。請求項
２によれば、二種類の反射層で異なる波長領域を反射さ
せ、異なった色とすることができ、色違いのコントラス
トを持たせることができる。また請求項３によれば、屈
折率の差で反射させることを利用するので、成膜し易い
材料で所望の反射層が形成できる利点がある。そして請
求項４によれば、特に発光スペクトルとして色違いが視
認できるブロードなものが得られる。

【００１６】請求項５によれば、二つ以上の発光層のう
ち、光取り出し側の第一発光層の光が、その下の反射層
で反射されて光取り出し方向に有効に取り出せ、下側の
発光層からの光は反射層を透過して光取り出し側に放射
されるので、輝度を高めた多色発光のエレクトロルミネ
ッセンス素子が可能となる。そして請求項６によれば、
上部発光部として青色発光層、下部発光部の光を緑色、
赤色とすることで、輝度の弱い青色発光を反射層によっ
て輝度を向上させることができ、かつバランスのよい多
色発光エレクトロルミネッセンス素子とできる。また請
求項７によれば、下部発光部の下側の反射層で下部発光
部の光を反射させるので、下部発光部の輝度を向上させ
る。そして請求項９によれば、下部発光部の発光層とし
て特定の材料で実際に赤色、緑色発光層を実現でき、上
部発光層として特定の材料で実際に青色を実現できる。

【００１７】そして請求項９によれば、反射層を高屈折
率の半導体層と低屈折率の絶縁層とで形成するので、他
の層と同様な材料で形成し易く、望む反射層が得られ
る。請求項１０によれば、とりわけ特定の形成し易い材
料で実現する利点がある。

【００１８】請求項１１と請求項１２によれば、とりわ
け波長半値幅２０ｎｍ以上のブロードな一つのスペクト
ルであるような発光層に対しても、スペクトルの幅が広
いために選択して反射され、フィルタを用いることな
く、特定波長のみの強度を増すことができ、発光色を変
えることができる。

【００１９】

【実施例】

（第一実施例）以下、本発明を具体的な実施例に基づい
て説明する。図１は本実施例に係わるＥＬ素子１００の
断面の模式図である。尚、図１のＥＬ素子１００では矢
印方向に光を取り出している。薄膜ＥＬ素子１００で
は、絶縁性基板であるガラス基板１１上に順次、以下の
薄膜が積層形成され、構成されている。尚、以下各層の
薄膜厚さはその中央の部分を基準として述べている。

【００２０】絶縁性基板１１上に、光学的に透明である
酸化亜鉛(ZnO) で第１透明電極１２、第１絶縁層１３と
して五酸化タンタル(Ta₂O₅) を順次積層し、その上に発
光層１４としてセリウム(Ce)を発光中心として添加した
硫化ストロンチウム(SrS) をスパッタ法で成膜した。そ
の後、第２絶縁層１５として五酸化タンタル(Ta₂O₅）、
第２電極１６として光学的に透明な酸化亜鉛(ZnO) を積
層してＥＬ素子を構成した。

【００２１】次に、上述の薄膜ＥＬ素子１００の製造方
法を以下に述べる。 (a) 先ず、ガラス基板１１上に第１透明電極１２を成膜
した。蒸着材料として、酸化亜鉛(ZnO) 粉末に酸化ガリ
ウム(Ga₂O₃) を加えて混合し、ペレット状に成形したも
のを用い、成膜装置としてはイオンプレーティング装置
を用いた。具体的には、上記ガラス基板１１の温度を一
定に保持したままイオンプレーティング装置内を真空に
排気した後、アルゴン(Ar)ガスを導入して圧力を一定に
保ち、成膜速度が 6〜18nm／min の範囲となるようなビ
ーム電力及び高周波電力を調整し、成膜した。 (b) 次に、上記第１透明電極１２上に、五酸化タンタル
(Ta₂O₅) から成る第１絶縁層１３をスパッタ法により形
成した。具体的には、上記ガラス基板１１の温度を一定
に保持し、スパッタ装置内にアルゴン(Ar)と酸素(O₂)の
混合ガスを導入し、1kW の高周波電力で成膜を行った。 (c) 上記第１絶縁層１３上に、硫化ストロンチウム(Sr
S) を母体材料とし、発光中心としてフッ化セリウム(Ce
F₃)を添加した硫化ストロンチウム：セリウム(SrS:Ce)
発光層１４をスパッタ法により形成した。具体的には、
上記ガラス基板１１を 500℃の高温に保持し、アルゴン
(Ar)ガスに５％の割合で硫化水素(H₂S) を混合した混合
ガスをスパッタ装置内に導入し、200 Ｗの高周波電力で
成膜した。これにより、発光波長のピークが 480nmと53
0nm との２つを持つ、波長半値幅20nm以上のブロードな
発光スペクトルを持つ発光層が形成される。 (d) 上記発光層１４上に五酸化タンタル(Ta₂O₅) から成
る第２絶縁層１５を上述の第１絶縁層１３と同様の方法
で形成した。そして酸化亜鉛(ZnO) 膜から成る第２透明
電極１６を、上述第１透明電極と同様の方法により、第
２絶縁層１５上に形成した。各層の膜厚は、第１透明電
極１２、第２透明電極１６がそれぞれ 300nm、第１絶縁
層１３、第２絶縁層１５がそれぞれ 400nm、発光層１４
が1000nmである。 (e) 上記第２透明電極１６上に、 500nm以下の波長領域
（青色領域）では反射し、それよりも長波長領域では透
過する、図３(a) に示すような特性を持つ青色反射層１
７を形成した。具体的には、低屈折率物質薄膜と高屈折
率物質薄膜とを繰り返し交互に蒸着し、各層の膜厚を細
かく制御して図３(a) に示すような特性の光学多層膜を
形成した。この場合、屈折率の差が大きい材料の組合せ
を用いた方が好ましいため、低屈折材料を二酸化硅素(S
iO₂)、高屈折率材料を半導体である硫化亜鉛(ZnS) を用
い、低屈折率層と高屈折率層を合計９層を積層した。ま
た、第２透明電極１６との短絡を防ぐために第一層目を
絶縁性物質である二酸化珪素(SiO₂)とした。

【００２２】高屈折材料としては、上記の硫化亜鉛(Zn
S) の他に、半導体もしくは導電体である酸化亜鉛(ZnO)
、導電体であるＩＴＯ（錫添加酸化インジウム）、ま
たは低屈折率材料がフッ化マグネシウム(MgF₂)のいずれ
であっても良く、目的とする反射層が上記のように形成
されれば良い。

【００２３】図４は本実施例のＥＬ素子の色度座標を示
したものである（図４(a))。図４において従来例は第２
透明電極１６上に青色反射層１７の無いもの（図４(c))
である。このように本発明を用いることによって、ブロ
ードな発光スペクトルを持つ硫化ストロンチウム：セリ
ウム(SrS:Ce)ＥＬ素子の発光色の青色純度を向上させる
ことができる。

【００２４】また、本実施例では青色反射層１７を用い
たため、青緑色発光である硫化ストロンチウム：セリウ
ム(SrS:Ce)ＥＬ素子の発光色を、青色成分の強い色に変
化させることができた（図４(a))。同様に、硫化ストロ
ンチウム：セリウム(SrS:Ce)ＥＬ素子と、図３(b) に示
すような 500nm〜620nm の波長領域を反射してその他の
波長領域は透過する特性を持つ緑色反射層とを組み合わ
せることによって、硫化ストロンチウム：セリウム(Sr
S:Ce)ＥＬ素子の本来の発光色よりも緑色成分の強い色
が得られる（図４(b))。このように特性の違う反射層を
同一平面内に配置して組み合わせることによって、１つ
の発光層から多色を取り出すことができる。さらに細か
く反射層の反射波長領域を変えることによって、細かい
発光色の制御が可能で、多様な利用が可能なＥＬ素子が
実現する。

【００２５】波長半値幅20nmより小さい、鋭い発光スペ
クトルを持つ発光層に、本実施例と同様の構成を用いた
場合には、本発明の効果は得られない。例えば、硫化亜
鉛(ZnS) を母体材料として、発光中心にテルビウム(Tb)
を添加した硫化亜鉛：テルビウム(ZnS:Tb)を発光層とし
て用いた場合には、波長半値幅20nmより小さい鋭い発光
スペクトルを持つ緑色ＥＬ素子が得られる。この硫化亜
鉛：テルビウム(ZnS:Tb)ＥＬ素子の発光スペクトルの一
部を反射するように反射層の特性を設定したとしても、
発光層が発する発光色と反射光の色の差は小さく、発光
色を変化させるには至らない。そのため、本発明は発光
層の発する主要な光として輝線スペクトルではなく、色
違いが視認できる程度のより広いスペクトル幅を持つ光
を発するものに有効であり、およそ波長半値幅が20nm以
上のブロードな発光スペクトルを呈する程度までの発光
スペクトルでも有効である。

【００２６】ブロードな発光スペクトルを呈する発光層
としては、セリウム(Ce)を添加した硫化ストロンチウム
(SrS) の他に、マンガン(Mn)を添加した硫化亜鉛(ZnS)
、ユーロピウム(Eu)を添加した硫化カルシウム(CaS)
、セリウム(Ce)を添加した四硫化二ガリウムストロン
チウム(SrGa₂S₄) 、四硫化二ガリウムバリウム(BaGa
₂S₄)、または四硫化二ガリウムカルシウム(CaGa₂S₄) 等
があげられる。また、これらのブロードな発光スペクト
ルを呈する発光層どうしや、ブロードな発光スペクトル
の発光層と鋭い発光スペクトルの発光層を組み合わせる
ことによって、新たにブロードな発光スペクトルとして
用いても良い。

【００２７】本実施例では取り出し方向をガラス基板１
１方向とし、反射層１７を第２透明電極１６の上に形成
したが、反射層１７の位置は光取り出し方向と発光層を
はさんで反対側であれば特に限定されない。発光層１４
と第２電極１６の間に反射層１７を形成しても良いが、
ＥＬ素子１００の発光開始電圧が上昇してしまうため、
本実施例の位置が好ましい。また、ガラス基板１１上に
反射層１７を形成した後に第１透明電極１２、第１絶縁
層１３、発光層１４、第２絶縁層１５、第２透明電極１
６を順次形成しても良い。この場合には、光取り出し方
向は第２透明電極１６方向になる。

【００２８】（第二実施例）図２は本実施例に係わるＥ
Ｌ素子４００の断面模式図である。このＥＬ素子４００
は青色ＥＬ素子２００が上部発光部として形成されてお
り、下部発光部として赤色および緑色ＥＬ素子３００が
重ねられている構成で、多色発光のＥＬ素子である。こ
こでも光は図中の矢印方向に取り出している。

【００２９】以下このＥＬ素子４００の製造について記
述する。 (f) まずＥＬ素子２００として、第一実施例とほぼ同様
にガラス基板１１上に順次積層し、異なる材料構成とし
て、発光層１４をセリウム(Ce)を添加した四硫化二ガリ
ウムカルシウム(CaGa₂S₄) 青色発光層２４に変えただけ
で、他は第一実施例と同様に、青色反射層１７まで形成
した。 (g) そして別のガラス基板２１上に、ＥＬ素子３００と
して、第一実施例と同様の方法で、まず同一平面内に２
つの第１透明電極２２及び３２を形成した。この２つの
電極は電気的に切り放されて形成されており、それぞれ
の電極に独自に電圧を印加できるようにしてある。 (h) 次に、第１透明電極２２、３２の上に、第一実施例
と同様にして第１絶縁層２３を成膜した。これは二つの
第１透明電極２２、３２に共通であり、一層で形成され
る。 (i) 上記第１透明電極２２上に、母体材料を硫化亜鉛(Z
nS) とし、発光中心としてマンガン(Mn)を添加した硫化
亜鉛：マンガン(ZnS:Mn)赤色発光層３４を、そして、第
１透明電極３２上に、母体材料を硫化亜鉛(ZnS) とし、
発光中心としてテルビウム(Tb)を添加した硫化亜鉛：テ
ルビウム(ZnS:Tb)緑色発光層４４を、第１絶縁層２３を
はさんだ同一平面上に、それぞれスパッタ法で成膜し
た。具体的には、第１透明電極２２領域上のみに硫化亜
鉛：マンガン(ZnS:Mn)赤色発光層３４を成膜できるよう
にマスクして、スパッタ法で硫化亜鉛：マンガン(ZnS:M
n)赤色発光層３４を成膜し、その後に、第１透明電極２
３上のみに硫化亜鉛：テルビウム(ZnS:Tb)緑色発光層４
４を成膜できるようにマスクして、スパッタ法で硫化亜
鉛：テルビウム(ZnS:Tb)緑色発光層４４を成膜した。 (j) 上記硫化亜鉛：マンガン(ZnS:Mn)赤色発光層３４及
び硫化亜鉛：テルビウム(ZnS:Tb)緑色発光層４４上に、
共通に第２絶縁層２５を成膜し、硫化亜鉛：マンガン(Z
nS:Mn)赤色発光層３４領域上に第２透明電極２６、そし
て硫化亜鉛：テルビウム(ZnS:Tb)緑色発光層４４領域上
に第２透明電極３６を、第一実施例と同様の方法でそれ
ぞれ成膜した。この第２透明電極２６と３６とはそれぞ
れ独立して通電される構成である。なお第１絶縁層２
３、第２絶縁層２５の膜厚は第一実施例と同様であり、
発光層３４、４４の膜厚はそれぞれ 600nmである。 (k) 上記第２透明電極２６の上のみに有機赤色フィルタ
２８を設置し、ＥＬ素子３００を作製した。 (l) 次に、ＥＬ素子２００の青色反射層１７と、ＥＬ素
子３００の第２透明電極２６及び３６を対面させ、ガラ
ス基板１１と２１を固定してＥＬ素子４００を作製し
た。

【００３０】このようにして作製したＥＬ素子４００は
赤色、緑色、青色とこれらの混合色を発光させることが
でき、特に青色に関しては本発明の効果により赤色、緑
色に影響すること無く、光取り出し方向に青色成分を効
率よく取り出すことができ、青色純度も向上していると
いう優れた特徴を持っている。

【００３１】本実施例では、２枚のガラス基板を対面さ
せて固定することによって、ＥＬ素子４００を作製した
が、１枚のガラス基板上に本実施例の構造をすべて積層
させる構造でも本発明の効果は同様である。また、赤色
発光層３４上の第２透明電極２６の上のみに赤色フィル
タ２８を配置したが、緑色発光層４４上の第２透明電極
３６の上に緑色フィルタを配置しても良い。

【００３２】（第三実施例）第一実施例を変化させた例
として、請求項２に示す構成の実施例を示す。図５に示
すＥＬ素子５００は、図１の反射層１７を少なくとも二
つの領域に分割して、ある波長に対する第一反射層１７
ａと、それと異なる波長に対する第二反射層１７ｂとで
構成することで、反射光に色違いのコントラストを生じ
させることができる。即ち発光層１４からの発光スペク
トルをそれぞれの反射層で異なるスペクトル領域を反射
させる。それでこの反射層に所定のパターンを設けるこ
とで、発光層１４のパターンと共に、よりバラエティー
に富んだ表示が可能となる。

【００３３】（第四実施例）また第二実施例の変形例と
して、請求項７に示す構成の実施例を示す。図６に示す
ＥＬ素子６００は、図２に加えて、更に第二のＥＬ素子
３００の下部に第二の反射層３７を設けて、ＥＬ素子３
００のそれぞれの波長を反射することで、さらに効率を
向上させることができる構成となっている。すなわち、
この反射層３７が赤色と緑色とを反射するように反射特
性を形成しておく。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施例に係わるＥＬ素子の縦断面を示した
模式図である。

【図２】第二実施例に係わるＥＬ素子の縦断面を示した
模式図である。

【図３】第一実施例に係わる青色反射層及び緑色発射層
の反射特性を示した特性図である。

【図４】同実施例１に係わるＥＬ素子の色度座標を示し
た特性図である。

【図５】第三実施例のＥＬ素子の縦断面を示す模式図。

【図６】第四実施例のＥＬ素子の縦断面を示す模式図。

【図７】従来のＥＬ素子の縦断面を示した模式図であ
る。

【符号の説明】

１０、１００、２００、３００、４００、５００、６０
０ ＥＬ素子（エレクトロルミネッセンス素子） １、１１、２１ ガラス基板（絶縁性基板） ２、１２、２２、３２ 第１透明電極（第１電極） ３、１３、２３ 第１絶縁層 ４、１４、２４、３４、４４ 発光層 ５、１５、２５ 第２絶縁層 ６、１６、２６、３６ 第２透明電極（第２電極） １７ 青色反射層 ２８ 赤色フィルタ ３７ 赤および緑反射層 １７ａ 第一反射層 １７ｂ 第二反射層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 正 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学的に透明な材料を用い、絶縁性基板上
   に設けられた電極間に発光層を有するエレクトロルミネ
   ッセンス素子であって、 前記発光層の光取り出し方向とは反対側に反射層が形成
   され、 該反射層が、前記発光層から発せられる発光スペクトル
   の一部の波長領域の光を光取り出し方向に反射する層で
   あり、 前記発光スペクトルが、前記波長領域の幅よりも広いブ
   ロードスペクトル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】前記反射層が、同一平面内に形成された、
   異なる波長領域を反射する二種類以上の反射層であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のエレクトロルミネッセ
   ンス素子。
3. 【請求項３】前記反射層が、高屈折率材料と低屈折率材
   料を二層以上積層した光学多層膜であることを特徴とす
   る請求項１乃至２に記載のエレクトロルミネッセンス素
   子。
4. 【請求項４】前記発光層が、発光中心としてマンガン(M
   n)、セリウム(Ce)、ユーロピウム(Eu)の内、少なくとも
   １種類を添加していることを特徴とする請求項１乃至３
   に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
5. 【請求項５】少なくとも第一、第二発光層を有するエレ
   クトロルミネッセンス素子において、 前記第一発光層の発光スペクトルの一部の波長領域の光
   を反射し、その他の波長領域は透過する特性を持ち、第
   一、第二発光層の間に配置した反射層と、 第一発光層
   が前記反射層の上に設けられて、第一発光層の前記発光
   スペクトルが前記反射層の反射波長領域よりも広いブロ
   ードスペクトルであり、 前記第一発光層と異なる発光色を少なくとも一つ持つ第
   二発光層が前記反射層の下部に配置されていることを特
   徴とする多色発光エレクトロルミネッセンス素子。
6. 【請求項６】前記第一発光層が青色発光層、 前記反射層が、青色波長領域のみを反射し、その他の波
   長領域を透過する特性を持つ青色反射層、 前記第二発光層が、緑色発光層もしくは赤色発光層もし
   くはその両発光層の並列で構成されていることを特徴と
   する請求項５に記載の多色発光エレクトロルミネッセン
   ス素子。
7. 【請求項７】前記第二発光層の下に、それぞれの発光色
   の波長領域のみを反射する反射層を有することを特徴と
   する請求項５乃至６に記載の多色発光エレクトロルミネ
   ッセンス素子。
8. 【請求項８】前記赤色発光層が、マンガン(Mn)またはサ
   マリウム(Sm)を添加した硫化亜鉛(ZnS) 、またはユーロ
   ピウム(Eu)を添加した硫化カルシウム(CaS) 、緑色発光
   層はテルビウム(Tb)を添加した硫化亜鉛(ZnS) 、または
   セリウム(Ce)を添加した硫化ストロンチウム(SrS) 、青
   色発光層はセリウム(Ce)を添加した硫化ストロンチウム
   (SrS) 、四硫化二ガリウムストロンチウム(SrGa₂S₄) 、
   四硫化二ガリウムバリウム(BaGa₂S₄) 、または四硫化二
   ガリウムカルシウム(CaGa₂S₄) から成ることを特徴とす
   る請求項６に記載の多色発光エレクトロルミネッセンス
   素子。
9. 【請求項９】前記高屈折率材料が、導電体もしくは半導
   体であり、前記低屈折率材料が絶縁体であって、 前記光学多層膜の、電極に接する第一層目が絶縁体低屈
   折率材料であることを特徴とする請求項３に記載のエレ
   クトロルミネッセンス素子。
10. 【請求項１０】前記高屈折率材料が、硫化亜鉛(ZnS) 、
    酸化亜鉛(ZnO) 、ＩＴＯ（錫添加酸化インジウム）、低
    屈折率材料がフッ化マグネシウム(MgF₂)、二酸化珪素(S
    iO₂)のいずれかであることを特徴とする請求項３および
    ９に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
11. 【請求項１１】前記ブロードスペクトルが、波長半値幅
    ２０ｎｍ以上のスペクトルであることを特徴とする請求
    項１乃至４に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
12. 【請求項１２】前記第一発光層の呈する前記ブロードス
    ペクトルが、波長半値幅２０ｎｍ以上のスペクトルであ
    ることを特徴とする請求項５乃至７に記載のエレクトロ
    ルミネッセンス素子。