JPS595595A - 薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子Info
- Publication number
- JPS595595A JPS595595A JP57114473A JP11447382A JPS595595A JP S595595 A JPS595595 A JP S595595A JP 57114473 A JP57114473 A JP 57114473A JP 11447382 A JP11447382 A JP 11447382A JP S595595 A JPS595595 A JP S595595A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- thin film
- light emitting
- emitting layer
- layer
- Prior art date
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- Granted
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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】
本発明は交流電界の印加に依ってＥ Ｌ （Ｅｌｅｃｔ
ｒ。
ｒ。
Ｌｕｍ１ｎｅｓｃｅｎｃｅ ）発光を呈する薄膜ＥＬ素
子の構造に関し、特に外部発光効率を改善することを企
図するものである。
子の構造に関し、特に外部発光効率を改善することを企
図するものである。
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 （あるいはＣｕｎＡｌ！、Ｂｒ等
）をドープしたＺ ｎ Ｓ Ｊ Ｚ ｎ Ｓ ｅ 等
の半導体発光層をＹ２Ｏ３、ＴｉＯ２等の誘電体動１摸
でサンドーイ獄／Ｌチした三層構造ＺｎＳ：Ｍｎ （
又はＺｎ５ｅ ：Ｍｎ）ＥＬ素子が開発され、発光諸
特性の向上か確かめられて−る。この薄膜ＥＬ素子はＫ
Ｈｚ 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。
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 （あるいはＣｕｎＡｌ！、Ｂｒ等
）をドープしたＺ ｎ Ｓ Ｊ Ｚ ｎ Ｓ ｅ 等
の半導体発光層をＹ２Ｏ３、ＴｉＯ２等の誘電体動１摸
でサンドーイ獄／Ｌチした三層構造ＺｎＳ：Ｍｎ （
又はＺｎ５ｅ ：Ｍｎ）ＥＬ素子が開発され、発光諸
特性の向上か確かめられて−る。この薄膜ＥＬ素子はＫ
Ｈｚ 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−く過程と高電圧側より降圧して旨く過程で、同じ
印加電圧に対して発光輝度が異なるといったヒステリシ
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
過程に於いて、光、電界、熱等が付与される゛と薄膜Ｅ
Ｌ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１余去して元の状態に戻しても発光
輝度は高くなった状態で維持される、いわゆるメモリー
現象か表示技術の新たな利用分野を開拓するに到った。
して−く過程と高電圧側より降圧して旨く過程で、同じ
印加電圧に対して発光輝度が異なるといったヒステリシ
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
過程に於いて、光、電界、熱等が付与される゛と薄膜Ｅ
Ｌ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１余去して元の状態に戻しても発光
輝度は高くなった状態で維持される、いわゆるメモリー
現象か表示技術の新たな利用分野を開拓するに到った。
薄膜ＥＬ素子の１例としてＺｎＳ：Ｍｎ 薄膜ＥＬ素
子の基本的構造を第１図に示す。
子の基本的構造を第１図に示す。
第１図に基−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ＫＩｎ２０３．ＳｎＯ２等の透明型
＠２、さらにその上に積層してＹ２Ｏ，。
と、ガラス基板１上ＫＩｎ２０３．ＳｎＯ２等の透明型
＠２、さらにその上に積層してＹ２Ｏ，。
Ｔｉ０ｚ 、Ａｌ２Ｏ３，５ｉ３Ｎａ 、ＳｉＯ２等
からなる第１の誘電体層３がスパッタあるいは電子ビー
ム蒸着法等により重畳形成されている。第１の誘電体層
３上にはＺｎＳ：Ｍｎ 焼結ペレットを電子ビーム蒸
着することにより得られるＺｎＳ 発光層４か形成さ
れている。この時蒸着用のＺｎＳ：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
ペレットが使用される。
からなる第１の誘電体層３がスパッタあるいは電子ビー
ム蒸着法等により重畳形成されている。第１の誘電体層
３上にはＺｎＳ：Ｍｎ 焼結ペレットを電子ビーム蒸
着することにより得られるＺｎＳ 発光層４か形成さ
れている。この時蒸着用のＺｎＳ：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
ペレットが使用される。
Ｚ、ｎ Ｓ 発光層４上には第１の誘電体層３と同様
の柑料群より選定された材質から成る第２の誘電体層５
か積層され、更にその上にＡ４等から成る背面電極６が
蒸着形成されている。透明電極２と背面電極６は交流型
＃７に接続され、薄膜ＥＬ素子が駆動される。
の柑料群より選定された材質から成る第２の誘電体層５
か積層され、更にその上にＡ４等から成る背面電極６が
蒸着形成されている。透明電極２と背面電極６は交流型
＃７に接続され、薄膜ＥＬ素子が駆動される。
電極２．６１ｍＫＡＣ電圧を印加すると、ＺｎＳ発光層
４０両側の誘電体層２層５間に上記ＡＣ電圧が誘起され
ることになり、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発光センターを励起し
、励起されたＭｎ発光センターが基底状態に戻る際に黄
橙色の発光を行なう。即ち高電界で加速された電子がＺ
ｎＳ 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、基底状態に落ちる時、略
々５８５０Ａをピークに幅広め波長＠域で、強−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他の発光色が
得られる。
４０両側の誘電体層２層５間に上記ＡＣ電圧が誘起され
ることになり、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発光センターを励起し
、励起されたＭｎ発光センターが基底状態に戻る際に黄
橙色の発光を行なう。即ち高電界で加速された電子がＺ
ｎＳ 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、基底状態に落ちる時、略
々５８５０Ａをピークに幅広め波長＠域で、強−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他の発光色が
得られる。
しかしながら、上記構造の薄［ＥＬ素子に於いて、発光
層内部の出力光はその全てを外部に導出することは不可
能である。即ち、発光層中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
面に於ける全反射により薄膜ＥＬ素子内部に閉じ込めら
れる。
層内部の出力光はその全てを外部に導出することは不可
能である。即ち、発光層中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
面に於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
＊ｎｒＮＳＬｎＥＭ で表わし、ｎ Ｅ Ｍ ＞ｎ
Ｔ Ｅ ５ｎｒＮｓ＞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全て全反射され素
子内に閉じ込められる。この様子を第２図に示す。
＊ｎｒＮＳＬｎＥＭ で表わし、ｎ Ｅ Ｍ ＞ｎ
Ｔ Ｅ ５ｎｒＮｓ＞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全て全反射され素
子内に閉じ込められる。この様子を第２図に示す。
、！−ＩＪ
ここでθはスネルの法則よりθ：Ｓ１ｎ −Ｔ、。
で与えられる。即ち、発光層内で立体角４πで放射され
た光のうち、立体角４ｚ（，１−ｃｏｓθ）の光のみ外
部に取り出される。外部発光強度Ｂ。
た光のうち、立体角４ｚ（，１−ｃｏｓθ）の光のみ外
部に取り出される。外部発光強度Ｂ。
は内部発光強度Ｂｉにより次式で与えられる。
たとえばｎ Ｉ Ｍ−２，３（ＺｎＳに相当）とすれば
、内部発光の９０％が外部に導出されなくなり、内部に
閉じ込められる。
、内部発光の９０％が外部に導出されなくなり、内部に
閉じ込められる。
本発明は上記問題点に鑑み、（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
効率を高めだ新規有用な薄膜ＥＬ素子を提供することを
目的とするものである。
発光素子の構造を確立し、内部発光効率でなく外部発光
効率を高めだ新規有用な薄膜ＥＬ素子を提供することを
目的とするものである。
以下、本発明を実施例に従って図面を参照しながら詳説
する。
する。
第３図、第４図はそれぞれ本発明の１実施例を説明する
薄１漢Ｅ Ｌ素子の要部構成説明図である。
薄１漢Ｅ Ｌ素子の要部構成説明図である。
第３図に示す如く、透明電極２、誘電体層３゜５４ト、
、゛＾光層４の少なくとも１層に於いて可視光の散乱構
造となるような粒界を形成し、（１）式が成立しない構
造とする。＠３図は発光層４内に散乱粒界８を形成した
例を示す。発光層４内の発光センターで発生した光は発
光層４内の散乱粒界８で多方向性となり、全反射されな
い方向へ進行した光が外部へ導出される。
、゛＾光層４の少なくとも１層に於いて可視光の散乱構
造となるような粒界を形成し、（１）式が成立しない構
造とする。＠３図は発光層４内に散乱粒界８を形成した
例を示す。発光層４内の発光センターで発生した光は発
光層４内の散乱粒界８で多方向性となり、全反射されな
い方向へ進行した光が外部へ導出される。
あるいは透明電極２、誘電体層３，５、発光層４の少な
くとも一層の形成過程で第４図に示す如く界面を平坦と
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
することにより（１）式が成立しない構造とする。
くとも一層の形成過程で第４図に示す如く界面を平坦と
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
することにより（１）式が成立しない構造とする。
（１）式の成立しな−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つ光も素子内で乱反射により全
反射臨界角θより小さい放射角度をもった成分が生成さ
れて外部へ取り出される。
角６以上の放射角度をもつ光も素子内で乱反射により全
反射臨界角θより小さい放射角度をもった成分が生成さ
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。
本発明による素子は外部光の入！ｉＩＪに対しても散乱
が生じるたぬ、いわゆる白濁を示す。
が生じるたぬ、いわゆる白濁を示す。
発光層４内の散乱粒界８は蒸着工程で蒸着材料を部分的
に分割形成することによりその分割境界面を散乱粒界８
とする方法等により形成される。
に分割形成することによりその分割境界面を散乱粒界８
とする方法等により形成される。
また接合界面の凹凸は研摩、エツチング等により容易に
形成される。
形成される。
第５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１１は上記実施例の素子であり、
Ｉ２は鏡面反射を主とする従来の素子である。曲線ｌＩ
で明らかな如く上記実施例の薄暎ＥＬ素子は発光輝度の
著しい増加が達成されている。
フである。図中の曲線１１は上記実施例の素子であり、
Ｉ２は鏡面反射を主とする従来の素子である。曲線ｌＩ
で明らかな如く上記実施例の薄暎ＥＬ素子は発光輝度の
著しい増加が達成されている。
以上詳説した如く、本発明によれば出力光の散乱反射構
造を素子内部に形成することにより、外部発光効率を著
しく増加することができる。
造を素子内部に形成することにより、外部発光効率を著
しく増加することができる。
第“１図は薄１模ＥＬ素子の基本的構造を示す構成図で
ある。 ＠２図は出力光の進行過程を示す説明図である。 ％ ３．１図及び第４図はそれぞれ本発明の１実施例を
１１５ｍ？る薄１摸ＥＬ素子の要部構成説明図である。 第５図は印加電圧対発光輝度特性を示す特性図である。 ■・・・ガラス基板、 ２・・・透明電極、 ３．５・
・・誘電体層、 ４・・・発光層、 ６・・・背面
電極、８・・・散乱粒界。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦（他２名）第４ 図 １９０ ２００ ２１０
２２０Ｇｐ ｎｏ を圧イＶノ 第５図
ある。 ＠２図は出力光の進行過程を示す説明図である。 ％ ３．１図及び第４図はそれぞれ本発明の１実施例を
１１５ｍ？る薄１摸ＥＬ素子の要部構成説明図である。 第５図は印加電圧対発光輝度特性を示す特性図である。 ■・・・ガラス基板、 ２・・・透明電極、 ３．５・
・・誘電体層、 ４・・・発光層、 ６・・・背面
電極、８・・・散乱粒界。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦（他２名）第４ 図 １９０ ２００ ２１０
２２０Ｇｐ ｎｏ を圧イＶノ 第５図
Claims (1)
- 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１対の電極間に介設して成る薄膜ＥＬ素子に
於いて、前記薄］模構造部に出力先の散乱構造を形成し
たことを１＃徽とする薄膜ＥＬ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57114473A JPS595595A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 薄膜ｅｌ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57114473A JPS595595A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 薄膜ｅｌ素子 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2334695A Division JPH03225791A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS595595A true JPS595595A (ja) | 1984-01-12 |
| JPH0318320B2 JPH0318320B2 (ja) | 1991-03-12 |
Family
ID=14638609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57114473A Granted JPS595595A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS595595A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002035890A1 (fr) * | 2000-10-25 | 2002-05-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Element lumineux, dispositif d'affichage et dispositif d'eclairage mettant cet element en application |
| US7834528B2 (en) | 2004-05-26 | 2010-11-16 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Planar luminous body with improved light-extraction efficiency |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49130193A (ja) * | 1973-04-11 | 1974-12-13 | ||
| JPS5214395A (en) * | 1975-07-22 | 1977-02-03 | Phosphor Prod Co Ltd | Electroluminescent device |
| JPS5743391A (en) * | 1980-08-26 | 1982-03-11 | Fujitsu Ltd | Method of producing el display element |
-
1982
- 1982-06-30 JP JP57114473A patent/JPS595595A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49130193A (ja) * | 1973-04-11 | 1974-12-13 | ||
| JPS5214395A (en) * | 1975-07-22 | 1977-02-03 | Phosphor Prod Co Ltd | Electroluminescent device |
| JPS5743391A (en) * | 1980-08-26 | 1982-03-11 | Fujitsu Ltd | Method of producing el display element |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002035890A1 (fr) * | 2000-10-25 | 2002-05-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Element lumineux, dispositif d'affichage et dispositif d'eclairage mettant cet element en application |
| US7342246B2 (en) | 2000-10-25 | 2008-03-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light-emitting element and display device and lighting device using same |
| US7741771B2 (en) | 2000-10-25 | 2010-06-22 | Panasonic Corporation | Light-emitting element and display device and lighting device using same |
| US7834528B2 (en) | 2004-05-26 | 2010-11-16 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Planar luminous body with improved light-extraction efficiency |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0318320B2 (ja) | 1991-03-12 |
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