JPH0766856B2 - 薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子Info
- Publication number
- JPH0766856B2 JPH0766856B2 JP61013472A JP1347286A JPH0766856B2 JP H0766856 B2 JPH0766856 B2 JP H0766856B2 JP 61013472 A JP61013472 A JP 61013472A JP 1347286 A JP1347286 A JP 1347286A JP H0766856 B2 JPH0766856 B2 JP H0766856B2
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- JP
- Japan
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- dielectric layer
- thin film
- layer
- transparent electrode
- dielectric
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、薄膜EL素子に係り、特に輝度の向上のための
構造に関する。
構造に関する。
輝度の面で問題が多く照明用光源としての開発を断念せ
ざるを得なかった、硫化亜鉛（ZnS）系蛍光体粉末を用
いた分散型EL素子に代わって、薄膜蛍光体層を用いた薄
膜型EL素子が高輝度を得られることから近年注目されて
きている。
ざるを得なかった、硫化亜鉛（ZnS）系蛍光体粉末を用
いた分散型EL素子に代わって、薄膜蛍光体層を用いた薄
膜型EL素子が高輝度を得られることから近年注目されて
きている。
薄膜EL素子は、発光層が透明な薄膜で構成されていて粒
状性がないため、外部から入射する光および発光層内部
で発光した光が散乱されてハレーションやにじみを生じ
ることがなく、鮮明でコントラストが高いことから、車
両への搭載用、コンピュータ端末等の表示装置あるいは
照明用として脚光を浴びている。
状性がないため、外部から入射する光および発光層内部
で発光した光が散乱されてハレーションやにじみを生じ
ることがなく、鮮明でコントラストが高いことから、車
両への搭載用、コンピュータ端末等の表示装置あるいは
照明用として脚光を浴びている。
従来薄膜EL素子の基本構造は、第３図に示す如く透明性
の基板１上に酸化錫（SnO2）層等からなる透明電極２と
第１の誘電体層３と、ZnS:Mn薄膜からなる発光層４と、
第２の誘電体層５と、アルミニウム（Al）層等からなる
背面電極６とが順次積層せしめられた２重誘電体構造を
なしている。
の基板１上に酸化錫（SnO2）層等からなる透明電極２と
第１の誘電体層３と、ZnS:Mn薄膜からなる発光層４と、
第２の誘電体層５と、アルミニウム（Al）層等からなる
背面電極６とが順次積層せしめられた２重誘電体構造を
なしている。
そして、発光の過程は、以下に示す如くである。前記透
明電極と前記背面電極との間に電圧を印加すると、発光
層内に誘起された電界によって界面準位にトラップされ
ていた電子が引き出されて加速された充分なエネルギー
を得、この電子がMn（発光中心）の軌道電子に衝突しこ
れを励起する。そしてこの励起された発光中心が基底状
態に戻る際に発光を行なう。
明電極と前記背面電極との間に電圧を印加すると、発光
層内に誘起された電界によって界面準位にトラップされ
ていた電子が引き出されて加速された充分なエネルギー
を得、この電子がMn（発光中心）の軌道電子に衝突しこ
れを励起する。そしてこの励起された発光中心が基底状
態に戻る際に発光を行なう。
かかる構造の薄膜EL素子においては、発光層から発生さ
れる光を効率良く外部に取り出すべく、第１の誘電体層
の屈折率と膜厚を制御する方法（特公昭58−55635）
等、さまざまな工夫がなされている。
れる光を効率良く外部に取り出すべく、第１の誘電体層
の屈折率と膜厚を制御する方法（特公昭58−55635）
等、さまざまな工夫がなされている。
ところで、このような薄膜EL素子の等価回路は第１の誘
電体層３、発光層４、第２の誘電体層５によって構成さ
れる３つのコンデンサの直列接続体として表わすことが
できる。従って、第１の誘電体層および第２の誘電体層
の比誘電率εr1,εr2が、発光層の比誘電体率εｌに比
べて充分に大きい（εr1,εr2≫εｌ）とき、これらの
電気容量Cr1,Cr2,ClはCr1,Cr2≫Clとなるため、この素
子への外部からの印加電圧のほとんどが発光層にかかる
ことになり、低い駆動電圧で高輝度を得ることができ
る。
電体層３、発光層４、第２の誘電体層５によって構成さ
れる３つのコンデンサの直列接続体として表わすことが
できる。従って、第１の誘電体層および第２の誘電体層
の比誘電率εr1,εr2が、発光層の比誘電体率εｌに比
べて充分に大きい（εr1,εr2≫εｌ）とき、これらの
電気容量Cr1,Cr2,ClはCr1,Cr2≫Clとなるため、この素
子への外部からの印加電圧のほとんどが発光層にかかる
ことになり、低い駆動電圧で高輝度を得ることができ
る。
駆動電圧の低下のためには、第１の誘電体層として誘電
率の大きなものを用いるのが好ましいが、誘電率の大き
なものを用いると、透明電極との界面での反射率が大き
くなり、発光層からの光を効率良く取り出すことができ
ないという矛盾があり、低い駆動電圧で高輝度を得るこ
とは困難であった。
率の大きなものを用いるのが好ましいが、誘電率の大き
なものを用いると、透明電極との界面での反射率が大き
くなり、発光層からの光を効率良く取り出すことができ
ないという矛盾があり、低い駆動電圧で高輝度を得るこ
とは困難であった。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、発光層か
らの光を効率良く取り出し、高輝度を得ることのできる
薄膜EL素子を提供することを目的とする。
らの光を効率良く取り出し、高輝度を得ることのできる
薄膜EL素子を提供することを目的とする。
そこで本発明では、基板上に透明電極と、第１の誘電体
層と、発光層と、第２の誘電体層と、背面電極とを順次
積層せしめた薄膜EL素子において、透明電極と第１の誘
電体層との間に選択的に、両者の中間の屈折率を有する
第３の誘電体層を介在せしめるようにしている。
層と、発光層と、第２の誘電体層と、背面電極とを順次
積層せしめた薄膜EL素子において、透明電極と第１の誘
電体層との間に選択的に、両者の中間の屈折率を有する
第３の誘電体層を介在せしめるようにしている。
〔作 用〕 かかる構成によれば、第３の誘電体層を介在せしめるこ
とにより第１の誘電体層のもつ誘電率を低下せしめるこ
となく第１の誘電体層と透明電極との界面における屈折
率の差を緩和し、反射を低減することにより発光層から
の光を効率良くとり出すことができる。
とにより第１の誘電体層のもつ誘電率を低下せしめるこ
となく第１の誘電体層と透明電極との界面における屈折
率の差を緩和し、反射を低減することにより発光層から
の光を効率良くとり出すことができる。
例えば、いま透明電極の屈折率をn0＝２、第１の誘電体
層を屈折率n2＝４とし、これらの間にこれらの中間の屈
折率n1＝３を有する第３の誘電体層を介在させたとき、
フレネル（Fresnel）の法則より、透明電極と第３の誘
電体層との間の反射率R1は、 第３の誘電体層と第１の誘電体層との間の反射率R2は となって全体の反射率は６％となり、透過率は94％とな
る。
層を屈折率n2＝４とし、これらの間にこれらの中間の屈
折率n1＝３を有する第３の誘電体層を介在させたとき、
フレネル（Fresnel）の法則より、透明電極と第３の誘
電体層との間の反射率R1は、 第３の誘電体層と第１の誘電体層との間の反射率R2は となって全体の反射率は６％となり、透過率は94％とな
る。
これに対し、第３の誘電体層を介在させなかったとき、
透明電極と第１の誘電体層との反射率は、 となり、透過率は89％となる。
透明電極と第１の誘電体層との反射率は、 となり、透過率は89％となる。
これら透過率の比較からも第３の誘電体層を介在せしめ
ることにより、透過率が大幅に改善されていることがわ
かる。
ることにより、透過率が大幅に改善されていることがわ
かる。
すなわち、本発明の第１では、誘電体層にかかる電圧を
できるだけ小さくし発光層に効率的に電圧がかかるよう
にするとともに、透明電極側における屈折率の差による
反射を制御し、有効に光を取り出すことにより、低い駆
動電圧で高輝度の薄膜EL素子を提供する。
できるだけ小さくし発光層に効率的に電圧がかかるよう
にするとともに、透明電極側における屈折率の差による
反射を制御し、有効に光を取り出すことにより、低い駆
動電圧で高輝度の薄膜EL素子を提供する。
第１の誘電体層および第２の誘電体層は、駆動電圧の低
減の面からは誘電率の大きいものを用いるのが望ましい
が、一般に誘電率の大きい材料は屈折率が大きく透明電
極との間の屈折率の差が大きくなるという問題がある。
一方第２の誘電体層は、光を透明電極側に効率よく取り
出すためには金属電極との間で反射が大きい方がよくし
かもできるだけ高誘電率の材料を用いる必要がある。そ
こで金属電極側は第２の誘電体層のみにして高誘電率の
材料を用い、透明電極側にのみ選択的に、第１の誘電体
層と透明電極との中間の屈折率を有する第３の誘電体層
を用いる。
減の面からは誘電率の大きいものを用いるのが望ましい
が、一般に誘電率の大きい材料は屈折率が大きく透明電
極との間の屈折率の差が大きくなるという問題がある。
一方第２の誘電体層は、光を透明電極側に効率よく取り
出すためには金属電極との間で反射が大きい方がよくし
かもできるだけ高誘電率の材料を用いる必要がある。そ
こで金属電極側は第２の誘電体層のみにして高誘電率の
材料を用い、透明電極側にのみ選択的に、第１の誘電体
層と透明電極との中間の屈折率を有する第３の誘電体層
を用いる。
また本発明の第２では、第１の誘電体層と前記透明電極
との間に、屈折率がこれらの中間の値の範囲内で連続的
に変化するように構成された多層構造の第３の誘電体層
を配設したことを特徴とする 〔実施例〕 以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に
説明する。
との間に、屈折率がこれらの中間の値の範囲内で連続的
に変化するように構成された多層構造の第３の誘電体層
を配設したことを特徴とする 〔実施例〕 以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に
説明する。
第１図は、本発明の薄膜EL素子を示す図である。
この薄膜EL素子は厚さ1mmの透光性のガラス基板11上に
膜厚0.3μｍの酸化錫（SnO2）層等からなる透明電極1
2、膜厚0.1μｍの酸化イットリウム（Y2O3）層からなる
第３の誘電体層13、膜厚0.4μｍの五酸化タンタル（Ta2
O5）層からなる第１の誘電体層14、膜厚0.5μｍの硫化
亜鉛（ZnS）：マンガンMn層からなる発光層15、膜厚0.5
μｍの五酸化タンタル（Ta2O5）層からなる第２の誘電
体層16、膜厚0.5μｍのアルミニウム薄膜からなる背面
電極17とが順次積層せしめられて構成されている。
膜厚0.3μｍの酸化錫（SnO2）層等からなる透明電極1
2、膜厚0.1μｍの酸化イットリウム（Y2O3）層からなる
第３の誘電体層13、膜厚0.4μｍの五酸化タンタル（Ta2
O5）層からなる第１の誘電体層14、膜厚0.5μｍの硫化
亜鉛（ZnS）：マンガンMn層からなる発光層15、膜厚0.5
μｍの五酸化タンタル（Ta2O5）層からなる第２の誘電
体層16、膜厚0.5μｍのアルミニウム薄膜からなる背面
電極17とが順次積層せしめられて構成されている。
この薄膜EL素子は、透明電極と背面電極との間に交番電
界を加えることによって駆動されるが、その電圧−輝度
特性曲線ａを従来例の第３の誘電体層を有しない構造の
薄膜EL素子の電圧−輝度特性曲線ｂと共に第２図に示
す。これらの比較からも、本発明の薄膜EL素子は、従来
例の薄膜EL素子に比べて、大幅に輝度が向上しているこ
とがわかる。（ここでたて軸は輝度、横軸は印加電圧
（Ｖ）を示す。） なお、実施例では第３の誘電体層を一層構造としたが、
多層構造とし、徐々に屈折率を変化するような構造とし
てもよい。
界を加えることによって駆動されるが、その電圧−輝度
特性曲線ａを従来例の第３の誘電体層を有しない構造の
薄膜EL素子の電圧−輝度特性曲線ｂと共に第２図に示
す。これらの比較からも、本発明の薄膜EL素子は、従来
例の薄膜EL素子に比べて、大幅に輝度が向上しているこ
とがわかる。（ここでたて軸は輝度、横軸は印加電圧
（Ｖ）を示す。） なお、実施例では第３の誘電体層を一層構造としたが、
多層構造とし、徐々に屈折率を変化するような構造とし
てもよい。
また、各層の構成材料としては、実施例に限定されるこ
となく、適宜変更可能である。加えて、この薄膜EL素子
は、表示装置以外に照明用として、光記録媒体への信号
の書き込み、読み出し、消去用の光源としても使用可能
である。
となく、適宜変更可能である。加えて、この薄膜EL素子
は、表示装置以外に照明用として、光記録媒体への信号
の書き込み、読み出し、消去用の光源としても使用可能
である。
以上説明したきたように、本発明によれば、透明電極と
第１の誘電体層との間に、これらの中間の屈折率を有す
る第３の誘電体層を介在せしめるようにしているため、
発光層からの光を効率良く、外部に取り出すことがで
き、高輝度を薄膜EL素子を提供することが可能となる。
第１の誘電体層との間に、これらの中間の屈折率を有す
る第３の誘電体層を介在せしめるようにしているため、
発光層からの光を効率良く、外部に取り出すことがで
き、高輝度を薄膜EL素子を提供することが可能となる。
第１図は、本発明実施例の薄膜EL素子を示す図、第２図
は、同薄膜EL素子と従来の薄膜EL素子との輝度−電圧特
性の比較図、第３図は、従来例の薄膜EL素子を示す図で
ある。 １……基板、２……透明電極、３……第１の誘電体層、
４……発光層、５……第２の誘電体層、６……背面電
極、11……ガラス基板、12……透明電極、13……第３の
誘電体層、14……第１の誘電体層、15……発光層、16…
…第２の誘電体層、17……背面電極。
は、同薄膜EL素子と従来の薄膜EL素子との輝度−電圧特
性の比較図、第３図は、従来例の薄膜EL素子を示す図で
ある。 １……基板、２……透明電極、３……第１の誘電体層、
４……発光層、５……第２の誘電体層、６……背面電
極、11……ガラス基板、12……透明電極、13……第３の
誘電体層、14……第１の誘電体層、15……発光層、16…
…第２の誘電体層、17……背面電極。
Claims (2)
- 【請求項１】透明電極と、金属電極との間に、それぞれ
第１および第２の誘電体層を介して発光層を挟んだ薄膜
EL素子において、 前記第１の誘電体層と前記透明電極との間にのみ選択的
に、これらの中間の屈折率を有する第３の誘電体層を配
設するとともに、 前記第２の誘電体層と金属電極との間の屈折率の差はそ
のまま維持し、金属電極側での反射を抑制することな
く、前記第１の誘電体層と透明電極との間に介在せしめ
られた第３の誘電体層の存在により、界面での屈折率の
差を選択的に小さくし、透明電極側での反射を抑制する
ように構成されていることを特徴とする薄膜EL素子。 - 【請求項２】透明電極と、金属電極との間に、それぞれ
第１および第２の誘電体層を介して発光層を挟んだ薄膜
EL素子において、 前記第１の誘電体層と前記透明電極との間に、屈折率が
これらの中間の値の範囲内で連続的に変化するように構
成された多層構造の第３の誘電体層を配設したことを特
徴とする薄膜EL素子。
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61013472A JPH0766856B2 (ja) | 1986-01-24 | 1986-01-24 | 薄膜ｅｌ素子 |
| US06/947,782 US4794302A (en) | 1986-01-08 | 1986-12-30 | Thin film el device and method of manufacturing the same |
| EP87100094A EP0229627B1 (en) | 1986-01-08 | 1987-01-07 | Thin film electroluminescent device and method of manufacturing the same |
| DE3751206T DE3751206T2 (de) | 1986-01-08 | 1987-01-07 | Dünnschicht-Elektrolumineszentenvorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben. |
| DE8787100094T DE3777664D1 (de) | 1986-01-08 | 1987-01-07 | Duennschicht-elektrolumineszenz-vorrichtung und verfahren zu deren herstellung. |
| EP90125792A EP0421494B1 (en) | 1986-01-08 | 1987-01-07 | A thin film electroluminescent (EL) device and method of manufacturing the same |
| KR1019870000081A KR0132785B1 (ko) | 1986-01-08 | 1987-01-08 | 박막 전기 발광(el)소자 |
| FI870066A FI83013C (fi) | 1986-01-08 | 1987-01-08 | Elektroluminensanordning av tunnfilmstyp och foerfarande foer dess framstaellning. |
| US07/269,930 US5006365A (en) | 1986-01-08 | 1988-10-28 | Method of manufacturing a thin film EL device by multisource deposition method |
| US07/648,111 US5133988A (en) | 1986-01-08 | 1991-01-31 | Method of manufacturing thin film el device |
| KR1019950034085A KR970000428B1 (ko) | 1986-01-08 | 1995-10-02 | 박막 전기 발광(el)소자 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61013472A JPH0766856B2 (ja) | 1986-01-24 | 1986-01-24 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62172691A JPS62172691A (ja) | 1987-07-29 |
| JPH0766856B2 true JPH0766856B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=11834073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61013472A Expired - Fee Related JPH0766856B2 (ja) | 1986-01-08 | 1986-01-24 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0766856B2 (ja) |
Families Citing this family (45)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6396208B1 (en) | 1998-01-27 | 2002-05-28 | Nec Corporation | Organic electroluminescent device and its manufacturing process |
| JP2991183B2 (ja) | 1998-03-27 | 1999-12-20 | 日本電気株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
| JP3503579B2 (ja) | 1999-12-08 | 2004-03-08 | 日本電気株式会社 | 有機ｅｌ素子及びその製造方法 |
| JP2002352956A (ja) * | 2001-03-23 | 2002-12-06 | Mitsubishi Chemicals Corp | 薄膜型発光体及びその製造方法 |
| WO2002080626A1 (fr) * | 2001-03-29 | 2002-10-10 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Dispositif a electroluminescence |
| JP4302914B2 (ja) | 2001-07-30 | 2009-07-29 | 三星モバイルディスプレイ株式會社 | 発光素子、および表示装置 |
| JP2003115377A (ja) | 2001-10-03 | 2003-04-18 | Nec Corp | 発光素子、その製造方法およびこれを用いた表示装置 |
| KR100581850B1 (ko) | 2002-02-27 | 2006-05-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 유기 전계 발광 표시 장치와 그 제조 방법 |
| JP2004079422A (ja) * | 2002-08-21 | 2004-03-11 | Tdk Corp | 有機ｅｌ素子 |
| KR20040025383A (ko) | 2002-09-19 | 2004-03-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 유기 전계 발광 표시 장치 및 그 제조방법 |
| DE602004022475D1 (de) | 2003-05-08 | 2009-09-17 | Samsung Mobile Display Co Ltd | Verfahren zur Herstellung eines Substrats für organische elektrolumineszente Vorrichtungen |
| JP4220305B2 (ja) | 2003-05-22 | 2009-02-04 | 三星エスディアイ株式会社 | 有機エレクトロルミネセンス素子 |
| KR100683693B1 (ko) | 2004-11-10 | 2007-02-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | 발광 장치 |
| EP1970976B1 (en) | 2006-01-05 | 2017-07-19 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Organic electroluminescent device, display and illuminating device |
| EP2003710A4 (en) | 2006-03-30 | 2012-02-01 | Konica Minolta Holdings Inc | ORGANIC ELECTROLUMINESCENE ELEMENT, METHOD FOR PRODUCING AN ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT, LIGHTING ARRANGEMENT AND DISPLAY ARRANGEMENT |
| WO2007114244A1 (ja) | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Konica Minolta Holdings, Inc. | 有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置及びディスプレイ装置 |
| JP5035248B2 (ja) | 2006-09-12 | 2012-09-26 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子並びにこれを備えた照明装置及び表示装置 |
| WO2008072596A1 (ja) | 2006-12-13 | 2008-06-19 | Konica Minolta Holdings, Inc. | 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置 |
| EP2123733B1 (en) | 2008-05-13 | 2013-07-24 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Organic electroluminescent element, display device and lighting device |
| US20110260152A1 (en) | 2009-01-28 | 2011-10-27 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Organic electroluminescent element, display device, and illumination device |
| WO2010090077A1 (ja) | 2009-02-06 | 2010-08-12 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子、該素子を備えた照明装置及び表示装置 |
| US8686630B2 (en) | 2009-02-09 | 2014-04-01 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Organic electroluminescence element and illumination device using the same |
| WO2011004639A1 (ja) | 2009-07-07 | 2011-01-13 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子、新規な化合物、照明装置及び表示装置 |
| JP5853964B2 (ja) | 2011-02-16 | 2016-02-09 | コニカミノルタ株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置及び表示装置 |
| US20140027751A1 (en) | 2011-04-07 | 2014-01-30 | Konica Minolta, Inc. | Organic electroluminescent element anf lighting device |
| JPWO2012153603A1 (ja) | 2011-05-10 | 2014-07-31 | コニカミノルタ株式会社 | 燐光発光有機エレクトロルミネッセンス素子及び照明装置 |
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1986
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