JPS61195588A - エレクトロルミネセンス素子 - 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〕 この発明は、電極間に電圧を印加したときに発光するエ
レクトロルミネセンス素子に関する。

〔背景技術〕

半導体に電圧を加えたときに生ずる固体の発光現象を応
用し、ディスプレイ、光源その他の用途の発光材料とし
て利用するものの１つにエレクトロルミネセンス素子が
ある。このエレクトロルミネセンス素子は、この素子を
構成する多層膜を支持し、この素子から発する光を透過
するための透明基板を有する。この基板上に、透明電極
層が形成され、その上に絶縁体に発光体の粉末を分散さ
せるか、発光体薄膜の上下を絶縁体の薄膜ではさむこと
で作られる発光層が形成され、最後に、この発光層上に
光反射膜を兼ねる背面電極層が形成される。このエレク
トロルミネセンス素子の透明電極層と背面電極層との間
に電圧を印加すると、素子はコンデンサとして作用し、
両電極間に強い電場が形成される。発光体中に存在する
発光中心の電子は、この電場により直接に励起されるか
、あるいはこの電場によって加速された他の電子が衝突
することによって励起され、この励起された発光中心が
基底状態にもどる時に光が発生する。

発光体から発した光は、透明電極層、透明基板を通過し
て、取り出されることにより、表示、照明その他の用途
に使用される。

従来、エレクＩ・ロルミネセンスを利用した発光素子は
、その発光効率が白熱電球の１０〜２０Ａｍ　／　ｗや
けい光灯の６０〜８０／ｍ／ｗにくらべて非常に悪く、
数１２　ｍ　／　ｗにしかならず、しかも、発光層から
放出された光は全方位に分散するため、発光の損失が大
きかった。そこで、この発光の損失を少しでも減少させ
るため、前記構成のように、背面電極に反射効率の高い
Ａｇ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ等の金属薄膜を使用し、これを
光反射面として利用することにより、基板の片面のみよ
り光を取り出せるようにし、その輝度を高めるというこ
とがおこなわれてきた。ところが、上記の反射面は先の
構成でもわかるように、基板の一方の平面にしか形成さ
れていなかったため、発光層から出発した光の内、直接
基板端面に入射した光や、光取り出し面に入射しながら
その入射角度が臨界角以上であったため全反射されたり
、反射面で反射されたりして基板端面に向かう光が基板
端面より分散してしまい、視野方向すなわち光取り出し
面への効率の良い光の集中を行なうことができず、問題
となってきた。

〔発明の目的〕

この発明は、光取り出し方向に効率よく光を集中出来る
エレクトロルミネセンス素子を提供することを目的とし
ている。

〔発明の開示〕

上記の目的を達成するため、この発明は、透明材料から
なる基板上に、透明電極層２発光層および背面電極層が
この順に形成されており、透明電極層と背面電極層に電
圧が印加されたとき、前記発光層が発光し、この光が前
記基板を通って前記各膜形成面とは反対側の面から取り
出されるようになっているエレクトロルミネセンス素子
において、前記基板の端面に光反射膜が形成されている
ことを特徴とするエレクトロルミネセンス素子を要旨と
している。

以下にこの発明を、その−実例をあられす第１図、第２
図および従来例をあられす第３図にもとづいて説明する
。まず、この発明のエレクトロルミネセンス素子の構成
について説明すると、透明基板１の片面に透明電極層２
２発光体層３および光反射膜を兼ねる背面電極層４がこ
の順に形成されており、上記各膜形成面とは反対側の面
を光取り出し面６としている。また、上記透明基板１の
端面ば、上記各膜形成面と一定の角度をもって研磨され
ており、この研磨された端面と、上記各膜形成面の膜未
形成部分に対し、第１図のように単独に、あるいは、第
２図に示したように背面電極層４と同時に、光反射膜５
が形成されることにより、この発明のエレクトロルミネ
センス素子は構成されている。

つぎに、このエレクトロルミネセンス素子の各部分の材
質について説明すると、まず、上記各膜を支持し、前記
発光体層３から発する光を透過するための透明基板１の
材料としては、各種のガラス、プラスチック等が使用さ
れており、この基板上に形成され、同じく光を透過する
透明電極層２としては、スパッタリング法や真空蒸着法
による、ＩＴＯ，Ｉｎ　２０３．５ｎ０２等の薄膜が使
用される。つぎに、発光層３としては、プラスチックな
どの有機絶縁体や低融点ガラスなどの無機絶縁体中に、
ＺｎＳ系発光材料とＭ　ｎ　、希土類フッ化物等の活性
体からなる発光物質粉末を分散させた分散型の発光層か
、あるいは、絶縁耐圧が大きく、比抵抗および誘電率の
高いＹ２０３　、　　Ｓ　ｉ　３Ｎ４　、Ａｎ２０３　
、ＴｉＯ２，５ｒＴｉ０３　、ＢａＴｉＯ３等の材料か
らなる第１絶縁層と、この第１絶縁層で示した材料の内
箱１絶縁層に使用したものと同じかまたは異なった材料
からなる第２絶縁層の間に、ＺｎＳ系発光材料とＭ　ｎ
　、希土類フッ化物等の活性体からなる発光体層をはさ
みこんだ３層構造とし、その各層をスパッタリング法、
ＥＢ蒸着法等の方法で形成させる薄膜型の発光層が使用
されており、背面電極層４と光反射膜５には、反射効率
の高いＡＣＡｇ、Ａｕ、ＣＩＪ等の材料を使い、スパッ
タリング法、真空蒸着法その他で形成した薄膜が使用さ
れている。

この発明のエレクトロルミネセンス素子は以上のように
構成されており、この素子の電極に電圧を印加すること
によって発光層から発した光のうち、直接に基板端面に
入射した光、または、光取り出し面６に臨界角以上で入
射したために全反射されたり、背面電極層に反射された
りして間接的に基板端面に入射した光は、第３図に示し
た従来例のようにそのまま基板端面から分散されること
がなく、第１図、第２図に一例として示したように、基
板端面の光反射膜５によって再び基板内に反射され、光
取り出し面６に集光されて素子外に取り出されるように
なっており、従来例とくらべて光の損失が少なくなって
いる。

ここに説明した実施例では素子構成を以上のように設定
したが、この発明のエレクトロルミネセンス素子の構成
はこれに限られるものではない。

また、この実施例では各層の材料を以上のようにしたが
、この発明のエレクトロルミネセンス素子各層の材料は
これに限られず、さらに、この実施例では基板端面の研
磨角度を図に示したように設定したが、この発明のエレ
クトロルミネセンス素子では基板端面の研磨角度はこれ
に限られるものではない。

〔発明の効果〕

この発明のエレクトロルミネセンス素子は、以上のよう
に構成されているので、基板端面からの光の分散がなく
、光取り出し面への効率の良い光の集中を行なうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はこの発明の一実施例をあられす断面図
、第３図は従来例をあられず断面図である。 ■・・・透明基板　２・・・透明電極層　３・・・発光
層４・・・背面電極層　５・・・光反射膜　６・・・光
取り出し面 代理人　弁理士　　松　本　武　彦 第１図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 　（１）透明材料からなる基板上に、透明電極層，発光
   層および背面電極層がこの順に形成されており、透明電
   極層と背面電極層に電圧が印加されたとき、前記発光層
   が発光し、この光が前記基板を通って前記各膜形成面と
   は反対側の面から取り出されるようになっているエレク
   トロルミネセンス素子において、前記基板の端面に光反
   射膜が形成されていることを特徴とするエレクトロルミ
   ネセンス素子。
2. 　（２）基板の各膜形成面における膜未形成部分にも光
   反射膜が形成されている特許請求の範囲第１項記載のエ
   レクトロルミネセンス素子。
3. 　（３）光反射膜が背面電極層と同時に形成されている
   特許請求の範囲第１項または第２項記載のエレクトロル
   ミネセンス素子。
4. 　（４）発光層が、発光体層とその両面に形成された絶
   縁層とからなる薄膜型の三層構造である特許請求の範囲
   第１項，第２項または第３項記載のエレクトロルミネセ
   ンス素子。