JPS61142691A - Electroluminescence element - 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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はディスプレイ装置などに用いられるエレクト
ロルミネセンス（ＥＬ）素子に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an electroluminescent (EL) element used in display devices and the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、ＥＬ素子、たとえば交流駆動形薄膜ＥＬ素子は
第３図に示す構成となっている（文献不詳）。すなわち
、同図に示すようにガラス基板３１上に透明電極３２、
第１の絶縁層３３、発光体層３４、第２の絶縁層３５お
よび背面電極３６が順次積層状に形成されており、上記
透明電極３２と背面電極３６との間に交流電界３７を印
加すると、発光体層３４内で電界によって加速された電
子が発光中心を衝突励起し発光を呈するもので、その光
は第１の絶縁層３３、透明電極３２およびガラス基板３
１を通して外部に取り出される。そしてこの発光は上記
発光体層３４や第１および第２の絶縁層３３．３５の結
晶性が良い程、高輝度で安定したものとなる。Generally, an EL element, such as an AC-driven thin film EL element, has a configuration shown in FIG. 3 (document unknown). That is, as shown in the figure, a transparent electrode 32,
A first insulating layer 33, a light emitter layer 34, a second insulating layer 35, and a back electrode 36 are formed in a laminated manner in this order, and when an alternating current electric field 37 is applied between the transparent electrode 32 and the back electrode 36, , electrons accelerated by an electric field within the luminescent layer 34 collide and excite the luminescent center to emit light, and the light is transmitted to the first insulating layer 33, the transparent electrode 32, and the glass substrate 3.
1 and taken out to the outside. The better the crystallinity of the light emitter layer 34 and the first and second insulating layers 33 and 35, the higher the luminance and the more stable this light emission becomes.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところで、上記基板３１上の各層は蒸着手段で順次的に
形成されるが、その場合の各層の結晶成長は下地の結晶
性に影響を受ける傾向にある。By the way, although each layer on the substrate 31 is formed sequentially by vapor deposition means, the crystal growth of each layer in this case tends to be influenced by the crystallinity of the underlying layer.

しかるに、従来のＥＬ素子においては、透光性の基板３
１として非晶質であるガラスを用いているから、この基
板３１上Ｉこ蒸着される各層は該基板３１の非晶質の影
響のために結晶成長しにくく、これが発光特性の向上の
妨げとなっている。とくに、上記両電極３２．３６を格
子状としたマトリックス形のものにおいては、第４図に
示すように透明電極４０は勿論のこと、この透明電極４
０の各格子間の第１の絶縁層３３が直接ガラス基板３１
上に存在しているため、上記絶縁層３３の結晶性が悪（
、その結果発光体層３４および第２の絶縁層・３５の結
晶性にも順次的に悪影響を与えている。However, in conventional EL devices, the transparent substrate 3
Since amorphous glass is used as the substrate 31, crystal growth of each layer deposited on the substrate 31 is difficult due to the influence of the amorphous nature of the substrate 31, and this hinders improvement of the light emitting characteristics. It has become. In particular, in the case of a matrix type in which both the electrodes 32 and 36 are arranged in a lattice shape, as shown in FIG.
The first insulating layer 33 between each lattice of 0 is directly connected to the glass substrate 31.
Since the insulating layer 33 is present on the top, the crystallinity of the insulating layer 33 is poor (
As a result, the crystallinity of the light emitting layer 34 and the second insulating layer 35 is sequentially adversely affected.

この発明は上記従来の不具合を解消するためになされた
もので、基板上の各層の結晶性が良好となり、発光輝度
を高めることができるＥＬ素子を提供することを目的と
している。This invention was made to solve the above-mentioned conventional problems, and aims to provide an EL element in which the crystallinity of each layer on a substrate is improved and luminance of light emission can be increased.

〔問題点を解決するための手段］ この発明者は、上記基板上の各層の結晶成長が下地の結
晶性に大きく左右されることを念頭におき、鋭意検討し
た結果、透光性の基板そのものを結晶性に優れた材質で
あるセラミックで構成するのが有利であると判断し、こ
の発明を完成させるに至った。すなわち、この発明は、
上記基板を結晶性の良いとされているセラミックで構成
したことを特徴とするものである。[Means for Solving the Problems] The inventor of the present invention, keeping in mind that the crystal growth of each layer on the above substrate is greatly affected by the crystallinity of the underlying material, has conducted extensive studies and found that the transparent substrate itself It was determined that it would be advantageous to use ceramic, which is a material with excellent crystallinity, and this invention was completed. That is, this invention:
The present invention is characterized in that the substrate is made of ceramic, which is said to have good crystallinity.

〔作用〕[Effect]

この発明のＥＬ素子では、透光性の基板がセラミンクで
結晶質を備えているから、この基板上に蒸着で形成され
る各層の結晶性が良好となり、この結果低電圧下での励
起が可能となり、換言すれば輝度が向上することになる
。In the EL element of this invention, since the transparent substrate is made of ceramic and has crystallinity, each layer formed by vapor deposition on this substrate has good crystallinity, and as a result, excitation under low voltage is possible. In other words, the brightness is improved.

〔実施例〕〔Example〕

第１図はこの発明に係るＥＬ素子の一例を示すものであ
る。FIG. 1 shows an example of an EL element according to the present invention.

同図において、１は透光性のセラミック基板、たとえば
多結晶の透光性Ａｌ２Ｏ，であり、一般的に使用するも
のよりもＡＩ！２０３粒子の充填量を増すことによって
好ましい透光性を得るようにしである。In the figure, reference numeral 1 indicates a translucent ceramic substrate, such as polycrystalline translucent Al2O. By increasing the loading of 203 particles, preferred translucency can be obtained.

２は上記基板１上に高周波マグネトロンスパッタ法によ
ってストライプ状に形成された透明電極であり、Ｉｎ２
Ｏ３−５ｎＯ□のような導電性の良いＩｎ−５ｎ酸化物
（ｔＴＯ）で構成されている。この透明電極２のストラ
イプ幅は０．２５ｍｍ、ピッチは０．２５ｍ、また厚さ
は約２，０ＯＯＡである。2 is a transparent electrode formed in a stripe shape on the substrate 1 by high frequency magnetron sputtering, and is made of In2
It is composed of In-5n oxide (tTO), which has good conductivity, such as O3-5nO□. The stripe width of this transparent electrode 2 is 0.25 mm, the pitch is 0.25 m, and the thickness is about 2.0 OOA.

３は上記透明電極２上に形成された第１の絶縁層、４は
発光体層、５は上記第１の絶縁層３とで上記発光体層４
を挾み込む第２の絶縁層である。3 is a first insulating layer formed on the transparent electrode 2, 4 is a luminescent layer, and 5 is the first insulating layer 3 formed on the luminescent layer 4.
This is the second insulating layer sandwiching the .

これら第１および第２の絶縁層３，５はＡｌ２Ｏ３から
なり、それぞれ電子ビーム蒸着法によって厚さ３．００
０λに形成されている。上記発光体層４はＺｎＳを母体
とし、これに付活剤としてのＴｂＦ３を重量比３％で添
加したものが用いられており、これも電子ビーム蒸着法
で厚さ４，０００λに形成されている。６は上記第２の
絶縁層５上に抵抗加熱蒸着法によって形成されたＡｌか
らなる背面電極であり、上記透明電極２とでマｌ−ＩＪ
フックス極パターンを構成するように透明電極２と直交
するストライプ状に形成しである。These first and second insulating layers 3 and 5 are made of Al2O3, and are each formed to a thickness of 3.00 mm by electron beam evaporation.
It is formed at 0λ. The light emitting layer 4 is made of ZnS as a matrix to which TbF3 as an activator is added at a weight ratio of 3%, and is also formed to a thickness of 4,000λ by electron beam evaporation. There is. Reference numeral 6 denotes a back electrode made of Al formed on the second insulating layer 5 by a resistance heating vapor deposition method, and together with the transparent electrode 2, a multi-IJ
It is formed in stripes perpendicular to the transparent electrode 2 to form a Fuchs polar pattern.

上記構成において、透明電極２と背面電極６−との間に
電源７により５　ＫＨｚの正弦波を印加すると、発光体
層４内で電界によって加速された電子が発光中心を衝突
励起して発光を呈した。この時の発光輝度を測定すると
、第２図の実線で示すように、１８０Ｖの電圧印加時に
８００　ｆｔ−Ｌの発光輝度が得られた。透光性基板と
してコーニング７０５９ガラスを用いた以外は第３図の
ものと同一構成で、かつ同方法でＥＬ素子を作製し、こ
れを従来品として同一条件で測定した結果を第２図の破
線で示しである。In the above configuration, when a 5 KHz sine wave is applied by the power source 7 between the transparent electrode 2 and the back electrode 6-, the electrons accelerated by the electric field in the luminescent layer 4 collide and excite the luminescent center to emit light. presented. When the luminance at this time was measured, as shown by the solid line in FIG. 2, a luminance of 800 ft-L was obtained when a voltage of 180 V was applied. Except for using Corning 7059 glass as the light-transmitting substrate, an EL element with the same configuration and method as the one in Figure 3 was fabricated, and the results were measured under the same conditions as a conventional product, and the broken line in Figure 2 shows the results. It is shown by .

上記第２図の特性から明らかなように、この発明のもの
は最高輝度が従来のものに比して３００、ｆｔ−Ｌも高
（なっているうえ、発光しきい電圧も従来のものに比し
て約３０Ｖも低くなっている。As is clear from the characteristics shown in Figure 2 above, the device of the present invention has a maximum brightness of 300 and a higher ft-L (compared to the conventional one), and the emission threshold voltage is also higher than that of the conventional one. The voltage is about 30V lower.

すなわち、この発明によるものは、低電圧で動作させる
ことができ消費電力が少なく、とくに発光輝度も高い。That is, the device according to the present invention can be operated at low voltage, consumes little power, and has particularly high luminance.

また、この発明のものの各層の結晶性を従来のものと比
較するために、第１の絶縁層３および発光体層４につい
てＸ線回折を行なった。第１の絶縁層３について、従来
のものでは結晶面を示すピークが表われなかったのに対
し、この発明のものでは、明確なピークが表われた。ま
た、発光体層４については、従来のものが弱いピークが
表われただけで°あるのに対し、この発明のものでは、
極めて強いピークが表われた。これらは、明らかに上記
セラミック基板１の結晶性のために、これを下地とする
第１の絶縁層３、さらに発光体層４の結晶成長がしやす
くなった結果であると考えられる。Furthermore, in order to compare the crystallinity of each layer of the present invention with that of the conventional one, X-ray diffraction was performed on the first insulating layer 3 and the light emitting layer 4. Regarding the first insulating layer 3, while no peak indicating a crystal plane appeared in the conventional one, a clear peak appeared in the one of the present invention. In addition, regarding the light emitting layer 4, whereas the conventional one only showed a weak peak, the one of the present invention has
An extremely strong peak appeared. These are apparently the result of the fact that the crystallinity of the ceramic substrate 1 facilitates the crystal growth of the first insulating layer 3 and the light emitting layer 4, which are made of the ceramic substrate 1 as a base.

ところで、上記実施例では、透光性のセラミック基板１
として多結晶のＡＩ！２０３を使用したが、結晶性の良
い単結晶のもの（サファイア）も積極的に使用できる。By the way, in the above embodiment, the translucent ceramic substrate 1
As polycrystalline AI! Although 203 was used, a single crystal with good crystallinity (sapphire) can also be used.

勿論、Ａ１２Ｑ、に限ることなく、ＭｇＯ。Of course, it is not limited to A12Q, but MgO.

ＢａＴｉＯ３、Ｓ！０２等の種々の透光性セラミックを
選択的に用いることができる。また、第１および第２の
絶縁層３，５も上記Ａｌ２Ｏ３に限らず、Ｙ２Ｏ３，５
ｉ０２、ＢａＴｉＯ３，５ｒＴｉ０３、ＰｂＴｉＯ３等
を使用できる。発光体層４についても、ＺｎＳ中にＴｂ
　Ｆ３を添加したもの以外に、ＳｍＦ３　、ＦｍＦ３　
、Ｐｒ　Ｆ３、Ｍｎ等を選択的に使用できることは論を
またない。BaTiO3,S! Various translucent ceramics such as 02 can be selectively used. Furthermore, the first and second insulating layers 3 and 5 are not limited to the above-mentioned Al2O3, but are also made of Y2O3, 5
i02, BaTiO3, 5rTi03, PbTiO3, etc. can be used. Regarding the light emitter layer 4, Tb in ZnS is also used.
In addition to those containing F3, SmF3, FmF3
, Pr F3, Mn, etc. can be selectively used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明のＥＬ素子は、基板として透光
性のセラミックを用いたから、この基板上の各層の結晶
性が良くなり、低電圧駆動であっても発光輝度を高める
ことができる効果がある。As described above, since the EL element of the present invention uses a translucent ceramic as the substrate, the crystallinity of each layer on the substrate is improved, and the luminance can be increased even when driven at a low voltage. There is.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図はこの発明に係るＥＬ素子の一例を示す断面図、
第２図は第１図のＥＬ素子の印加電圧と輝度との関係を
従来のものと比較して示す特性図、第３図は従来のＥＬ
素子の構成を示す断面図、第４図は従来のもののマトリ
ックス電極についての説明図である。 １・・・基板、２・・・透明電極、３・・・第１の絶縁
層、４・・発光体層、５・・第２の絶縁層、６・・・背
面電極 特許出願人　　日立マクセル株式会社 １：１履 第２ｒｇ 甲　力Ｏ電＃　　ｆｆ） 第３図 第４Ｆｌ！ＪFIG. 1 is a sectional view showing an example of an EL element according to the present invention,
Figure 2 is a characteristic diagram showing the relationship between applied voltage and brightness of the EL element in Figure 1 in comparison with a conventional one, and Figure 3 is a characteristic diagram of the conventional EL element.
FIG. 4 is a sectional view showing the structure of the element, and is an explanatory diagram of a conventional matrix electrode. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Substrate, 2...Transparent electrode, 3...First insulating layer, 4...Light emitter layer, 5...Second insulating layer, 6...Back electrode patent applicant Hitachi Maxell Co., Ltd. 1:1 Shoes 2nd rg A Power Oden # ff) Figure 3 Figure 4Fl! J

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 　（１）透光性を有する基板上に透明電極、第１の絶縁
層、発光体層、第２の絶縁層および背電電極を順次積層
状に蒸着形成したエレクトロルミネセンス素子において
、上記基板をセラミツクで構成したことを特徴とするエ
レクトロルミネセンス素子。(1) In an electroluminescent device in which a transparent electrode, a first insulating layer, a light emitter layer, a second insulating layer, and a back electrode are sequentially deposited in a laminated manner on a substrate having light-transmitting properties, the substrate is An electroluminescent element characterized by being made of ceramic.