JPS63914B2 - - Google Patents
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- JPS63914B2 JPS63914B2 JP59033250A JP3325084A JPS63914B2 JP S63914 B2 JPS63914 B2 JP S63914B2 JP 59033250 A JP59033250 A JP 59033250A JP 3325084 A JP3325084 A JP 3325084A JP S63914 B2 JPS63914 B2 JP S63914B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はEL（Electro Luminescence）発光を
呈する薄膜EL素子とその製造方法に関する。
呈する薄膜EL素子とその製造方法に関する。
従来、この薄膜EL素子としては、第１図ａ，
ｂ及びｃに示ような構造のものが知られていた。
ｂ及びｃに示ような構造のものが知られていた。
先ず、第１図ａは、ガラス基板１上に、In2
O3、Sn O2等の透明電極２と、Y2 O3、Ti O2等
からなる第１の絶縁層３を順次、スパツタリング
法又は電子ビーム蒸着法により重畳形成し、この
第１の絶縁層３上にはZnS：Mn焼結ペレツトを
電子ビーム蒸着するとにより発光層４を積層す
る。この時ZnS蒸着材料に添加するMnの濃度は
目的により異なるが、通常0.1〜2.0wt％に設定さ
れる。この発光層４上には第１の絶縁層３と同様
の材質からなる第２の絶縁層５を積層し、この上
にはAl等からなる背面電極６を蒸着形成する。
そして、透明電極２と背面電極６に交流又は直流
電源を接続して、この薄膜EL素子を駆動して、
横橙色の発光を呈する。
O3、Sn O2等の透明電極２と、Y2 O3、Ti O2等
からなる第１の絶縁層３を順次、スパツタリング
法又は電子ビーム蒸着法により重畳形成し、この
第１の絶縁層３上にはZnS：Mn焼結ペレツトを
電子ビーム蒸着するとにより発光層４を積層す
る。この時ZnS蒸着材料に添加するMnの濃度は
目的により異なるが、通常0.1〜2.0wt％に設定さ
れる。この発光層４上には第１の絶縁層３と同様
の材質からなる第２の絶縁層５を積層し、この上
にはAl等からなる背面電極６を蒸着形成する。
そして、透明電極２と背面電極６に交流又は直流
電源を接続して、この薄膜EL素子を駆動して、
横橙色の発光を呈する。
このような構造の薄膜EL素子は、その発光特
性、寿命の面では実用化に迫る特性を備えている
にもかゝわらず、第２の絶縁層５と背面電極６と
の間の光反射係数が大きく、外部から入射した光
の50％以上をも反射することから、明るい場所で
表示させる場合には、コンテストが低下する欠点
があつた。このような欠点を除去するために、第
１図ｂ及びｃに示すような構造の薄膜EL素子が
提案されている。
性、寿命の面では実用化に迫る特性を備えている
にもかゝわらず、第２の絶縁層５と背面電極６と
の間の光反射係数が大きく、外部から入射した光
の50％以上をも反射することから、明るい場所で
表示させる場合には、コンテストが低下する欠点
があつた。このような欠点を除去するために、第
１図ｂ及びｃに示すような構造の薄膜EL素子が
提案されている。
先ず、第１図ｂは同図ａに示した発光層４と第
２の絶縁層５との間にCaTe等の高抵抗光吸収体
層７を挿入することにより、EL素子のコントラ
ストを高くしている。しかし、このEL素子は、
発光特性において同図ａに示したEL素子と対比
して大きく変わつてしまい、輝度が低下する欠点
があり、高電界を加えたときには絶縁破壊しやす
い欠点もあつた。
２の絶縁層５との間にCaTe等の高抵抗光吸収体
層７を挿入することにより、EL素子のコントラ
ストを高くしている。しかし、このEL素子は、
発光特性において同図ａに示したEL素子と対比
して大きく変わつてしまい、輝度が低下する欠点
があり、高電界を加えたときには絶縁破壊しやす
い欠点もあつた。
次に、第１図ｃは同図ａに示した第２の絶縁層
５と背面電極６との間にCaTe等の高抵抗光吸収
体層８を挿入することにより、同図ｂに示したも
のと同様、EL素子のコントラストを高くしてい
るが、発光開始電圧が高くなつてしまうという致
命的欠点があり、また同図ｃのものと同様、高電
界を加えたときには絶縁破壊しやすい欠点もあつ
た。
５と背面電極６との間にCaTe等の高抵抗光吸収
体層８を挿入することにより、同図ｂに示したも
のと同様、EL素子のコントラストを高くしてい
るが、発光開始電圧が高くなつてしまうという致
命的欠点があり、また同図ｃのものと同様、高電
界を加えたときには絶縁破壊しやすい欠点もあつ
た。
本発明は、上記のような従来の欠点を除去する
ためになされたものであり、薄膜EL素子の背面
電極が透明導電体層と金属層とを積層した複合層
から成り、かつ前記透明導電体層と前記金属層と
の界面が粗面であることを主構成とすることによ
り、発光輝度特性を変えることなく、発光時のコ
ントラストを高くした薄膜EL素子を提供するこ
とを目的としている。
ためになされたものであり、薄膜EL素子の背面
電極が透明導電体層と金属層とを積層した複合層
から成り、かつ前記透明導電体層と前記金属層と
の界面が粗面であることを主構成とすることによ
り、発光輝度特性を変えることなく、発光時のコ
ントラストを高くした薄膜EL素子を提供するこ
とを目的としている。
以下、本発明の実施例図面を参照しながら、本
発明を詳細に説明する。
発明を詳細に説明する。
第２図ａは本発明の一実施例を示し、先ず石英
ガラス基板１上に酸化インジウムスズ（以下、
「ITO」という。）の透明電極２（膜厚：2000Å）
を直流マグネトロン・スパツタリング法（基板温
度Ts＝200℃、スパツタ電流密度Ｉ＝1.5mA／
cm2、O2ガス分圧Ｐ O2＝２×10-4Torr、Arガス
分圧PAr＝８×10-4Torr）により成膜する。その
際、透明電極２の表面を平滑面状に形成するため
に、スパツタリング法が適している。真空蒸着法
によれば、その表面に突起部が発生しがちであ
り、その突起部に電界が集中して、絶縁破壊を起
こしやすくなる。次に、Y2 O3の第１の絶縁層３
（膜厚：3000Å）を反応性蒸着法（Ts＝300℃、
Ｐ O2＝１×10-4Torr）により蒸着し、次にMn
を0.5wt％添加したZns：Mn焼結ペレツトを素材
にして真空蒸着法（Ts＝200℃）により発光層４
（膜厚：5000Å）を蒸着し、次に、第１の絶縁層
３と同様に第２の絶縁層５（膜厚：3000Å）を蒸
着する。そして、この第２の絶縁層５上にSn O2
の透明導電体層９を反応性電子ビーム蒸着法
（Ts＝300℃、Ｐ O2＝１×10-4Torr）により、
その表面を粗面にして蒸着し、更に、この透明導
電体層９上にCrから成る金属層１０を真空蒸着
法により蒸着して、透明導電体層９と金属層１０
とから成る複合層を本発明の背面電極（９＋10）
として使用し、本発明の薄膜EL素子を製作した。
本例の薄膜EL素子は、透明電極２と背面電極
（９＋10）との間に交流電源を接続して駆動し、
横橙色を発光する。
ガラス基板１上に酸化インジウムスズ（以下、
「ITO」という。）の透明電極２（膜厚：2000Å）
を直流マグネトロン・スパツタリング法（基板温
度Ts＝200℃、スパツタ電流密度Ｉ＝1.5mA／
cm2、O2ガス分圧Ｐ O2＝２×10-4Torr、Arガス
分圧PAr＝８×10-4Torr）により成膜する。その
際、透明電極２の表面を平滑面状に形成するため
に、スパツタリング法が適している。真空蒸着法
によれば、その表面に突起部が発生しがちであ
り、その突起部に電界が集中して、絶縁破壊を起
こしやすくなる。次に、Y2 O3の第１の絶縁層３
（膜厚：3000Å）を反応性蒸着法（Ts＝300℃、
Ｐ O2＝１×10-4Torr）により蒸着し、次にMn
を0.5wt％添加したZns：Mn焼結ペレツトを素材
にして真空蒸着法（Ts＝200℃）により発光層４
（膜厚：5000Å）を蒸着し、次に、第１の絶縁層
３と同様に第２の絶縁層５（膜厚：3000Å）を蒸
着する。そして、この第２の絶縁層５上にSn O2
の透明導電体層９を反応性電子ビーム蒸着法
（Ts＝300℃、Ｐ O2＝１×10-4Torr）により、
その表面を粗面にして蒸着し、更に、この透明導
電体層９上にCrから成る金属層１０を真空蒸着
法により蒸着して、透明導電体層９と金属層１０
とから成る複合層を本発明の背面電極（９＋10）
として使用し、本発明の薄膜EL素子を製作した。
本例の薄膜EL素子は、透明電極２と背面電極
（９＋10）との間に交流電源を接続して駆動し、
横橙色を発光する。
本例の薄膜EL素子の印加電圧に対する発光輝
度特性は第３図の曲線ｄで現わされる。なお同図
の曲線ａ，ｂ及びｃはそれぞれ第１図ａ，ｂ及び
ｃに示した薄膜EL素子の特性を現わす。第３図
によれば、本例の薄膜EL素子の発光輝度は、コ
ントラスト対策を講じていない第１図ａのものと
対比して、それを講じた第１図ｂ及びｃのものが
約１／２に低下していると同様に、低下すること
は免れないが、２つの対向した透明電極２と透明
導電体層９を介して電界が印加されていることか
ら、発光特性、発光開始電圧、絶縁破壊及び寿命
等について、第１図ａのものとほとんど変わらな
い諸特性が得られる。
度特性は第３図の曲線ｄで現わされる。なお同図
の曲線ａ，ｂ及びｃはそれぞれ第１図ａ，ｂ及び
ｃに示した薄膜EL素子の特性を現わす。第３図
によれば、本例の薄膜EL素子の発光輝度は、コ
ントラスト対策を講じていない第１図ａのものと
対比して、それを講じた第１図ｂ及びｃのものが
約１／２に低下していると同様に、低下すること
は免れないが、２つの対向した透明電極２と透明
導電体層９を介して電界が印加されていることか
ら、発光特性、発光開始電圧、絶縁破壊及び寿命
等について、第１図ａのものとほとんど変わらな
い諸特性が得られる。
また、上記積層法のうち、透明導電体層９の反
応性電子ビーム蒸着法において、その表面を粗面
化する手段としては、Ts、Ｐ O2及び蒸着速度
Vvの蒸着条件のうち少なくとも一つを制御して
行なわれ、本例ではTs＝300℃、Ｐ O2＝１×
10-4TorrのもとでVv＝０〜７Å／secとした。な
お、電子ビームの電流密度及びその電流について
はそれぞれ15〜25mA／cm2及び30〜50mAに選定
した。
応性電子ビーム蒸着法において、その表面を粗面
化する手段としては、Ts、Ｐ O2及び蒸着速度
Vvの蒸着条件のうち少なくとも一つを制御して
行なわれ、本例ではTs＝300℃、Ｐ O2＝１×
10-4TorrのもとでVv＝０〜７Å／secとした。な
お、電子ビームの電流密度及びその電流について
はそれぞれ15〜25mA／cm2及び30〜50mAに選定
した。
このような透明導電体層９の粗面化した表面の
厚さ方向の層、すなわち透明導電体層９と金属層
１０が交互に入り込んだ不均質層１１に注目すれ
ば、この不均質層１１の屈折率が透明導電体層９
と金属層１０における各屈折率の中間的な値とな
り、この不均質層１１が透明基板１側から背面電
極（９＋10）への入射光に対する反射防止層とし
て作用することから、第２の絶縁層５と背面電極
（９＋10）との間における光反射係数が小さくな
つて、EL素子のコントラストを高くすることが
できる。このようなコントラストの効果は、分光
反射率特性で証明され、本例の薄膜EL素子は第
４図の曲線ｆで示すように、可視光域におい反射
率を約10％にまで低くすることができる。なお、
同図の曲線ｅは第１図ａのものによる分光反射率
特性であり、その反射率は可視光域において約50
〜60％もあつた。
厚さ方向の層、すなわち透明導電体層９と金属層
１０が交互に入り込んだ不均質層１１に注目すれ
ば、この不均質層１１の屈折率が透明導電体層９
と金属層１０における各屈折率の中間的な値とな
り、この不均質層１１が透明基板１側から背面電
極（９＋10）への入射光に対する反射防止層とし
て作用することから、第２の絶縁層５と背面電極
（９＋10）との間における光反射係数が小さくな
つて、EL素子のコントラストを高くすることが
できる。このようなコントラストの効果は、分光
反射率特性で証明され、本例の薄膜EL素子は第
４図の曲線ｆで示すように、可視光域におい反射
率を約10％にまで低くすることができる。なお、
同図の曲線ｅは第１図ａのものによる分光反射率
特性であり、その反射率は可視光域において約50
〜60％もあつた。
第２図ｂは本発明の他の実施例であり、本例で
は同図ａの前実施例と対比して、第１の絶縁層３
を除去して、透明電極２と発光層４とを互に隣接
している。本例では、前述した第３図の発光輝度
特性において、曲線ｄのうち、発光開始電圧を一
層低くした特性を得、第４図の分光反射率特性に
おいて、曲線ｆとほとんど同様な特性を得た。
は同図ａの前実施例と対比して、第１の絶縁層３
を除去して、透明電極２と発光層４とを互に隣接
している。本例では、前述した第３図の発光輝度
特性において、曲線ｄのうち、発光開始電圧を一
層低くした特性を得、第４図の分光反射率特性に
おいて、曲線ｆとほとんど同様な特性を得た。
本発明の以上の実施例の他に、先ず、透明基板
については石英ガラスに代えて、ソーダライムガ
ラス、アルミノボロシリケートガラス等の多成分
系のガラス基板でもよく、透明電極については
ITOに代えて、ln2 O3若しくはこれにＷを添加し
たもの又はSn O2にSb、Ｆ等を添加したものであ
つてもよい。次に、絶縁層については、Y2 O3に
代えてTa2、O5、TiO2、Al2、O3、Si3、N4又は
SiO2等を使用してもよい。次に、発光層につい
ては、母材としてZnSの代わりに、ZnSe又はこ
れら混合物等を使用してもよく、これらの母材に
対して活性材としてMn、Cu、Al、希土類、ハロ
ゲン等が添加される。例えば、ZnS：Cu、Alで
は黄緑色、Zn（Ｓ・Se）：Cu、Brでは緑色、母材
ZnSに対して活性材としてSmは赤色、Tbは緑
色、Tmは青色を発光する。また、この発光層は
中間層として透明導電体層（Y2 O3、Ta2 O5、
TiO2、Al2 O3、Si3 N4又は、Si O2等）を介在
して第１及び第２の発光層に分けてもよく、その
場合に第１及び第２の発光層は同一材質に選定で
きることは勿論のこと、異種材質、例えば第１の
発光層としてTbF3を添加したZnS薄膜を使用し
た場合、第１の発光層からは緑色を発光し、第２
の発光層としてSmF3を添加したZnS薄膜を使用
した場合、第２の発光層からは赤色を発光して、
全体として緑色と赤色との中間色を発光する薄膜
EL素子が得られる。次に背面電極のうち透明導
電体層についてはITOに代えて前述した透明電極
の材質を使用してもよく、金属層についてはCr
に代えて、反射率がCr使用のときよりも高くな
ることが許容できれば、Ta、Mo、Fe、Ni、
NiCr等の金属を使用してもよい。
については石英ガラスに代えて、ソーダライムガ
ラス、アルミノボロシリケートガラス等の多成分
系のガラス基板でもよく、透明電極については
ITOに代えて、ln2 O3若しくはこれにＷを添加し
たもの又はSn O2にSb、Ｆ等を添加したものであ
つてもよい。次に、絶縁層については、Y2 O3に
代えてTa2、O5、TiO2、Al2、O3、Si3、N4又は
SiO2等を使用してもよい。次に、発光層につい
ては、母材としてZnSの代わりに、ZnSe又はこ
れら混合物等を使用してもよく、これらの母材に
対して活性材としてMn、Cu、Al、希土類、ハロ
ゲン等が添加される。例えば、ZnS：Cu、Alで
は黄緑色、Zn（Ｓ・Se）：Cu、Brでは緑色、母材
ZnSに対して活性材としてSmは赤色、Tbは緑
色、Tmは青色を発光する。また、この発光層は
中間層として透明導電体層（Y2 O3、Ta2 O5、
TiO2、Al2 O3、Si3 N4又は、Si O2等）を介在
して第１及び第２の発光層に分けてもよく、その
場合に第１及び第２の発光層は同一材質に選定で
きることは勿論のこと、異種材質、例えば第１の
発光層としてTbF3を添加したZnS薄膜を使用し
た場合、第１の発光層からは緑色を発光し、第２
の発光層としてSmF3を添加したZnS薄膜を使用
した場合、第２の発光層からは赤色を発光して、
全体として緑色と赤色との中間色を発光する薄膜
EL素子が得られる。次に背面電極のうち透明導
電体層についてはITOに代えて前述した透明電極
の材質を使用してもよく、金属層についてはCr
に代えて、反射率がCr使用のときよりも高くな
ることが許容できれば、Ta、Mo、Fe、Ni、
NiCr等の金属を使用してもよい。
以上のとおり、本発明の薄膜EL素子によれば
発光特性については従来最も良いとされる従来品
（第１図ａ）とほとんど変わらない特性と、高い
コントラスト特性とを両立させることができる。
発光特性については従来最も良いとされる従来品
（第１図ａ）とほとんど変わらない特性と、高い
コントラスト特性とを両立させることができる。
第１図ａ，ｂ及びｃはそれぞれ従来の薄膜EL
素子を示す断面図、第２図ａ及びｂはそれぞれ本
発明による実施例を示す断面図、第３図は印加電
圧に対する発光輝度特性図、並びに第４図は分光
反射率特性図である。 １……透明基板、２……透明電極、３……第１
の絶縁層、４……発光層、５……第２の絶縁層、
９……透明導電体層、１０……金属層、１１……
不均質層。
素子を示す断面図、第２図ａ及びｂはそれぞれ本
発明による実施例を示す断面図、第３図は印加電
圧に対する発光輝度特性図、並びに第４図は分光
反射率特性図である。 １……透明基板、２……透明電極、３……第１
の絶縁層、４……発光層、５……第２の絶縁層、
９……透明導電体層、１０……金属層、１１……
不均質層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 透明電極と背面電極との間に発光層を介在し
た薄膜EL素子において、前記背面電極が透明導
電体層と金属層とを積層した複合層から成り、か
つ前記透明導電体層と前記金属層との界面が粗面
であることを特徴とする薄膜EL素子。 ２ 透明電極と背面電極との間に発光層を介在し
た薄膜EL素子の製造方法において、前記背面電
極が透明導電体層と金属層とを積層した複合層か
ら成り、かつ前記透明導電体層が電子ビーム蒸着
法により温度、酸素分圧及び蒸着速度の蒸着条件
のうち少なくとも一つを制御して、その表面を粗
面に形成していることを特徴とする薄膜EL素子
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59033250A JPS60177600A (ja) | 1984-02-23 | 1984-02-23 | 薄膜ｅｌ素子とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59033250A JPS60177600A (ja) | 1984-02-23 | 1984-02-23 | 薄膜ｅｌ素子とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60177600A JPS60177600A (ja) | 1985-09-11 |
| JPS63914B2 true JPS63914B2 (ja) | 1988-01-09 |
Family
ID=12381243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59033250A Granted JPS60177600A (ja) | 1984-02-23 | 1984-02-23 | 薄膜ｅｌ素子とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60177600A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04100944U (ja) * | 1991-02-08 | 1992-09-01 | 関東自動車工業株式会社 | 自動車のフロントウインドウとカウルルーバの組付構造 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2881212B2 (ja) * | 1989-10-27 | 1999-04-12 | 株式会社リコー | 電界発光素子 |
| JPH0645291U (ja) * | 1992-11-27 | 1994-06-14 | 日本精機株式会社 | Ｅｌ素子 |
| US5620348A (en) * | 1995-05-12 | 1997-04-15 | Timex Corporation | Method of manufacturing electroluminescent lamps having surface designs and lamps produced thereby |
-
1984
- 1984-02-23 JP JP59033250A patent/JPS60177600A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04100944U (ja) * | 1991-02-08 | 1992-09-01 | 関東自動車工業株式会社 | 自動車のフロントウインドウとカウルルーバの組付構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60177600A (ja) | 1985-09-11 |
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