JPH01220394A - 高輝度ｅｌ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】 ［産業上の利用分野］ 本発明に、スペースファクタ、表示品質に優れた平面デ
イスプレィとして期待されている薄膜型ＫＬ素子に係シ
、特にその高４度化に関する。

〔従来の技術〕

ＩＩＩ膜型模型Ｌ素子は、全固体、自己発光型、薄型及
び高品質表示等の曖れた特徴を有するために、情報端末
機器のデイスプレィとして適している。

既に黄橙色単色のＩＩＩＩＩデイスプレィ（ＩＩ、Ｄ　
）は市場に出回っておシ、現在はマルチカラー、フルカ
ラーＥＬＤの研究が盛んである。マルチカラー、フルカ
ラー化においては、特に高輝度化のための研究が盛んで
ある。

ＫＬ素子の構造としては、第２図に示すように発光層の
上下面を誘電体薄膜で被覆した二重絶縁膜構造とするの
が最も寿命が長く、長期的安定性に優れており一般的で
ある。

変光駆動型二重絶縁膜ＥＬ素子の基本構造を第２図によ
シ説明する。すなわち、第２図は従来の薄−ｍｒ、＋素
子の構造を示す断面概略囚であり、符号１はガラス基板
、２は下部電極、３は第１絶縁層、４ｔｊ発光層、５は
第２絶縁ノー、６は背面電極を意味する。ガラス基板１
上に下部電極として透明電極２、第１絶縁層５、発光層
４、第２絶縁層５、透明電極あるいは金属＃膜から成る
背面電極６が順次子たんに形成されている。当然発光層
４から発光するが、これを取出す丸めに、下部電極ある
いは背面電極のどちらか一方を透明ｉｃ極にする必要が
ある。

上記ＥＬ素子において、下部電極２と背面電極６との間
に交流電界（１０’　　Ｖ／３程度）を印加すると、絶
縁層と発光層との界面から出た電子が発光層４内で電界
によって伝導帯に励起され、かつ加速されて十分なエネ
ルギーを得て発光センターを衝突励起する。励起された
発光センターが基底状態に戻る際にＥＬ発光が起こると
されている。

発光センターとしては、Ｍｎ、　０６％　ｌ１ｆｕ、　
Ｔｂ。

Ｂｍ　等を、０ｅｈＢ、　ａｒ８、ＺｎＢ等の母体材料
中に少量ドープしたものである。母体材料と発光センタ
ーの組合せによって発光波長の異なる色を得ることがで
きる。例えば、Ｏｅ８　ｉｃ　ｍｕ　　をドープした場
合は深赤色が得られ、８ｒ８にＯｅ　　をドープした場
合は、背緑色、ＺｎＢ　Ｉｃ　Ｔｂ　　をドープすると
緑色、Ｚｎ８　ＫＭｎ　　をドープすると黄橙色が得ら
れる。

〔発明が解決しよりとする課題］ 従来のＥＩＪ素子構造では、発光し九光が必要とする方
向以外に散乱するために効率良く光を引出せないという
欠点がある。すなわち従来の素子構造では発光層で得ら
れた光量の約弛程度しか活用されていない。

本発明の目的は、発光した光を効率良く引出して、発光
層の輝度を上げたＢＬ素子を提供することにある。

〔課悪を解決するための手段〕

本発明を概説すれば、本発明は高１４度ＢＬ素子に関す
る発明であって、基板上に、下部の′ｔｉ、絶縁層、発
光層及び上部の電極を有し、両′鑞極間に電圧を印加す
ることによって発光を行うＭＬ素子において、該発光層
の片面に光を反射するミラーを設けたことを特徴とする
。

本発明においては、１１ｉＬ素子の発光層の片面（光を
情報として取出す面の反対１ＩＩＩｌ）にミラーの効果
を有する膜を形成することで、発光層の周囲等に出る光
を防止して反射によって、光情報として取出す面に光を
収集する。それによって、発光層で得られた光が効率良
く引出されるのでＫＬ素子の輝度が高くなる。従来のミ
ラーを設けない場合のＺＬ素子構造では、約晃程度の光
しか活用されておらずほとんどが必要以外の方向に出て
いる。

更に、ミラーの形状をすシ鉢状に形成することで発光層
の周囲への光のロスをなくすることができる。

本発明において、ミラーは基板と′成極との間、電極と
絶縁層との間、絶縁層と発光層との間のうちの１ｆＭ所
に設けられているのが好ましい。

史にミラーを設ける位置によって、当然のことながら透
明成極を下部に使用するか背面に使用するかを決める必
要がある。

ミラー材料としては、金属系のものなら何でもよいが、
中でもクロム、アルミニウムがよい。

また、金属層の上に絶縁性の反射層を塗布したものでも
よく、反射層としては鏡面仕上げできるものが好ましい
。その例としては金属箔上に酸化物膜、例えばシリカ膜
を施し、それを鏡面仕上げしたものが挙げられる。

〔実ｍ例〕

以下、本発明を実ｍ例により！１！に具体的に説明する
が、本発明はこれら実施例に限定されない。

実施例１ 以下、本発明の一実ｍ列ｆ：第１図によシ説明する。す
なわち第１図は本発明の薄膜ＥＬ素子の１列の構造を示
す断面概略図で６９、符号１〜６は第２図と同義であり
、７はミラーを意味する。

第１図は、ｌ１ｉＩｌ素子構造モデルで、ガラス基板１
上に、下部電極２として金属アルミニウム膜（厚さ約（
１２μｍ）を抵抗加熱方式により線幅２−１電極間隔α
２−のストライプ状に形成した。

この場合、ストライプ状の形成は金属マスクを用いて形
成した。この上に、第１絶縁層３として？ａｌＯ，＠を
１μｍの厚さに形成した後に第１図から明らかなように
表面を波状に形成した。Ｔ　ＥＬ！　ＯＢ膜の形成はス
パッタリング法で行い、波状の形成は化学的エツチング
法を用い友。第１絶縁層３の上にミラー７を形成した。

ミラーとしては表面光沢を有する膜であればいかなる材
料を選んでも良い。ここでは、１００５μｍ厚さの金属
アルミニラム膜を使用した。また、ミラーは、すシ林状
の底の部分の光沢を押えると外光反射が防止できる。

また、ミラーは平たんに形成しても効果ｒｔある。

ミラー７の上にＣａＳ　：　ｍｕ　　からなる赤色発光
層４ｔａ子ビ一ム蒸着法により形成した。この発光層形
成においては、まず金属マスクを用いてすシ林状の溝の
中にのみ形成して表面が平らになったところで、チャン
バーを開けて金属マスクを取＃）ｒｉずし、改めて、（
！ａ８　：　ｍｕ　　発光層を形成し厚さを増した。す
り林状の底面から発光層の表面までの厚さは約１．５μ
ｍに形成した。発光層４の上に第２絶縁層５としてＴ　
ａ、ｏ、膜をＣＬ５μｍの厚さにスパッタリング法によ
って形成した。この上に背面電ムロｔ−形成した。ここ
では、透明導電膜であるＩＴＯ（インジウムすず酸化物
）膜（４幅２■、間隔α２韻、厚さＣＬ２μｍ）を電子
ビーム蒸着法でストライプ状に形成した。なお背面電極
６は下部電極と直交する方向に形成した。

上記の素子構成においてミラー７ｒ！ガラス基板１と下
部電極２との間、下部電極２と第１絶縁層３との間、発
光層４と第２絶縁層５との間、第２絶縁層５と背面電極
との間等のどこか１箇所に設けても良い。ただしこの場
合、電極と接触する場合には絶縁性のミラー材料を選ぶ
必要がある。更にミラーを設ける位置によって、当然の
ことながら透明電極を下部に使用するか背面に使用する
かを決める必要がある。

第３図は、上記の方法と同様の方法で作製したＫＬ素子
の下部成極２と背面電極６との間に交流電界を印加して
輝度を測定し、第２図に示した従来法の１！ｉＬ１ｇ子
の輝度と比較したグラフであシ、縦軸は４ＦＩｆ、ＩＩ
（Ｃｄ／ｍ３）を示す。

第３図ａ％ｂ及びＣは従来素子構造のものでａ′、ｂ′
及びａ′は本発明の素子構造のものである。ここで、ａ
及びａ′は、発光層がＣａ８　：　ｍｕ　からなる赤色
発光素子、ｂ及びｂ′は、Ｚｎ８　：　Ｔｂ　　からな
る緑色発光素子、Ｃ及びａ′は、Ｓｒ８　：　Ｃｏ　　
からなる青緑色発光素子の輝度を表わしたものでおる。

第３囚から明らかなように、赤色の輝には、ａ；７６０
０６７　ｍ”、　ａ’＝＋　１１００　ｃｄ／ｍ”、緑
色の輝度は、ｂ　＝　３９５０　ａ６７ｍ”、１）’＝
６０７０ｃ　ｄ／＠”、青緑色のｔ４ｇｌＬは、ａ　＝
　９８０　ａｄ／ｙＢ”、０′＝１５５００ｄｌ　ｍ雪
　である。この結果から、本発明による素子は従来の素
子に比較して約１．５倍高い４反が得られることが明ら
かになった。これに対して段差のない平たんなミラーの
場合は、通常のものよシ約１．２倍高い輝度が得られた
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、発光する輝度を
有効に引出すことができるので、ＭＬの輝度を上げるの
に大きな効果がらシ、特にマルチカラー、フルカラー１
１ｉＬＤの実用化に効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の薄膜１１ｉｌｉ素子の１例の構造を示
す断面概略図、第２図は従来例の薄１１！ＩＫＬ素子の
構造を示す断面概略図、第３図は従来品と本発明品との
ＢＬｆｐ度比較全比較グラフである。 １ニガラス基板、２：下部電極、３：第１絶鍬層、４：
発光層、５：第２絶縁層０．６：背面電極、７：ミラー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．　基板上に、下部の電極、絶縁層、発光層及び上部
   の電極を有し、両電極間に電圧を印加することによつて
   発光を行うＥＬ素子において、該発光層の片面に光を反
   射するミラーを設けたことを特徴とする高輝度ＥＬ素子
   。
2. ２．　該ミラーは、基板と電極との間、電極と絶縁層と
   の間、絶縁層と発光層との間のうちの１箇所に設けられ
   ている請求項１記載の高輝度ＥＬ素子。