JPH01272094A - 薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子Info
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- JPH01272094A JPH01272094A JP63098356A JP9835688A JPH01272094A JP H01272094 A JPH01272094 A JP H01272094A JP 63098356 A JP63098356 A JP 63098356A JP 9835688 A JP9835688 A JP 9835688A JP H01272094 A JPH01272094 A JP H01272094A
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Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
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。
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〕
本発明は低電圧駆動、高輝度である薄膜ＥＬ素子に関す
るものである。
るものである。
薄膜ＥＬ素子は発光センタを添加したＺｎＳ薄膜などか
らなる発光層を１層あるいは２層の絶縁層を介して電極
で挾んだ構造をもち、電極間に交流電圧を印加すること
により発光する。近年、薄膜ＥＬ素子は高輝度、長寿命
などの利点を有していることから、例えば平面形デイス
プレィなどとして使用されつつある。
らなる発光層を１層あるいは２層の絶縁層を介して電極
で挾んだ構造をもち、電極間に交流電圧を印加すること
により発光する。近年、薄膜ＥＬ素子は高輝度、長寿命
などの利点を有していることから、例えば平面形デイス
プレィなどとして使用されつつある。
しかしこのような薄膜ＥＬ素子では駆動電圧が１００Ｖ
から２００ｖと高いという問題点があった。この駆動電
圧を低下させるには、従来、（１）絶縁層に高誘電率材
料を用いる方法、（２） Ｅ Ｌ素子全体の膜厚を薄く
する方法、（３）ＺｎＳｅを発光層に用いる方法がとら
れていた。しかしく１） （２）の方法で低電圧化する
と素子の安定性に問題が生じるという欠点があった。す
なわち発光層及び絶縁層には２既ム以上の高電界がかか
るが、絶縁層に高誘電率の材料を用いたり、膜厚を薄く
したり、片側絶縁構造とすると、この高電界に絶縁層艇
耐えきれず、素子は絶縁破壊しやすくなる。素子を安定
に発光させ、かつ駆動電圧を下げるためには、結局のと
ころ発光層にかかる電界を低くする必要がある。また（
３）の方法によれば発光層にかかる電界をＺｎＳの場合
よりも半分以下にすることができるが、同時に輝度も低
下してしまうという欠点があった。
から２００ｖと高いという問題点があった。この駆動電
圧を低下させるには、従来、（１）絶縁層に高誘電率材
料を用いる方法、（２） Ｅ Ｌ素子全体の膜厚を薄く
する方法、（３）ＺｎＳｅを発光層に用いる方法がとら
れていた。しかしく１） （２）の方法で低電圧化する
と素子の安定性に問題が生じるという欠点があった。す
なわち発光層及び絶縁層には２既ム以上の高電界がかか
るが、絶縁層に高誘電率の材料を用いたり、膜厚を薄く
したり、片側絶縁構造とすると、この高電界に絶縁層艇
耐えきれず、素子は絶縁破壊しやすくなる。素子を安定
に発光させ、かつ駆動電圧を下げるためには、結局のと
ころ発光層にかかる電界を低くする必要がある。また（
３）の方法によれば発光層にかかる電界をＺｎＳの場合
よりも半分以下にすることができるが、同時に輝度も低
下してしまうという欠点があった。
すなわち第３図に示すようにＺｎＳ ： ＭｎＥＬ素子
（曲線１）は１ ｋＨｚで３０００ ｃｄ／ｍ２以上の
高輝度で発光するのに対し、ＺｎＳｅ ： Ｍｎ ＥＬ
素子（曲線２）は数十Ｖの低電圧で発光する。しかしＺ
ｎＳｅ ： Ｍｎ素子の輝度は１００ ｃｄ／ｍ程度と
低いことが問題点である。そこで本出願人らは以前、両
者の特性を兼ね備えた低電圧で高輝度のＥＬ素子を実現
する目的で、Ｚｎ（ＳＯ，５，ＳｅＯ，５）混晶ＥＬ（
曲線３）を作製したが、発光開始電圧、輝度は両者の混
合比に応じた平均値となるのみで、低電圧、高輝度は達
成されなかった。
（曲線１）は１ ｋＨｚで３０００ ｃｄ／ｍ２以上の
高輝度で発光するのに対し、ＺｎＳｅ ： Ｍｎ ＥＬ
素子（曲線２）は数十Ｖの低電圧で発光する。しかしＺ
ｎＳｅ ： Ｍｎ素子の輝度は１００ ｃｄ／ｍ程度と
低いことが問題点である。そこで本出願人らは以前、両
者の特性を兼ね備えた低電圧で高輝度のＥＬ素子を実現
する目的で、Ｚｎ（ＳＯ，５，ＳｅＯ，５）混晶ＥＬ（
曲線３）を作製したが、発光開始電圧、輝度は両者の混
合比に応じた平均値となるのみで、低電圧、高輝度は達
成されなかった。
本発明は前記課題を解決するため薄膜ＥＬ素子を発光層
を１層あるいは２層の絶縁層を介し電極ではさんだ構造
の薄膜ＥＬ素子において、発光層がＺｎＳ ： Ｘ層（
Ｘ層は発光センタ）をｚｎＳｅ：Ｘ層で挾んだ構造であ
るように構成したもので、すなわち、本発明の目的は低
電圧、高輝度で発光する薄膜ＥＬ素子の構造を与えるも
のであり、このために発光層を３層構造とし、外側の２
層をＺｎＳｅ層とし、内側の１層をＺｎＳ層とするもの
である。
を１層あるいは２層の絶縁層を介し電極ではさんだ構造
の薄膜ＥＬ素子において、発光層がＺｎＳ ： Ｘ層（
Ｘ層は発光センタ）をｚｎＳｅ：Ｘ層で挾んだ構造であ
るように構成したもので、すなわち、本発明の目的は低
電圧、高輝度で発光する薄膜ＥＬ素子の構造を与えるも
のであり、このために発光層を３層構造とし、外側の２
層をＺｎＳｅ層とし、内側の１層をＺｎＳ層とするもの
である。
その狙いは外側につけたＺｎＳｅ層によって発光層にか
かる電界を低くし、内側のＺｎＳ層で高輝度化を図るも
のである。
かる電界を低くし、内側のＺｎＳ層で高輝度化を図るも
のである。
本発明を前記の通り構成し、すなわち薄膜ＥＬ素子の構
造を３層構造とし、外側の２層をＺｎＳｅ層とし、内側
の１層をＺｎＳ層とするように構成したので、低電圧で
発光を開始し高輝度に達する素子を実現できるのである
。
造を３層構造とし、外側の２層をＺｎＳｅ層とし、内側
の１層をＺｎＳ層とするように構成したので、低電圧で
発光を開始し高輝度に達する素子を実現できるのである
。
以下本発明の一実施例を図面とともに説明する。
本発明は発明者がＺｎＳ ： Ｍｎ 、 ＺｎＳｅ ：
Ｍｎ Ｅ Ｌ素子およびその混晶系のＥＬ素子を作製
する過程で見い出したものである。すなわちＺｎＳ ：
ＭｎとＺｎＳｅ：Ｍｎの混晶系のＥＬ素子を作製した
が、前に述べたように輝度、電圧が混晶比に応じた値と
なった。そこでＺｎＳ 、 ＺｎＳｅを混晶化するので
なく、積層してみた。その結果、ＺｎＳｅ層を外側に、
ＺｎＳ層を内側に積層すると、低電圧で発光を開始し、
高輝度である薄膜ＥＬ素子を実現できた。以下実施例に
よってさらに詳しく説明する。
Ｍｎ Ｅ Ｌ素子およびその混晶系のＥＬ素子を作製
する過程で見い出したものである。すなわちＺｎＳ ：
ＭｎとＺｎＳｅ：Ｍｎの混晶系のＥＬ素子を作製した
が、前に述べたように輝度、電圧が混晶比に応じた値と
なった。そこでＺｎＳ 、 ＺｎＳｅを混晶化するので
なく、積層してみた。その結果、ＺｎＳｅ層を外側に、
ＺｎＳ層を内側に積層すると、低電圧で発光を開始し、
高輝度である薄膜ＥＬ素子を実現できた。以下実施例に
よってさらに詳しく説明する。
第１図が本発明の１実施例を示す素子の断面概略図であ
る。ジメチルジンク（ＤＭＺ）を亜鉛の原料とし、Ｈ２
Ｓ、Ｈ２Ｓｅをそれぞれイオウ、セレンの原料とし、ト
リカルゲニルメチルシクロペンタジェニルマンガン（Ｔ
ＣＭ）を出発光センタの原料として、発光層をＭＯＣＶ
Ｄ法で作製し、ＺｎＳ −ＺｎＳｅ ： Ｍｎ積層形Ｅ
Ｌ素子を作製した。先ずガラス基板４上に■ｎ２ｏ３膜
５、Ｓｍ２Ｏ３膜６をスパッタ法、ＥＢ蒸着法でそれぞ
れ２００ｎｍ、３５０ｎｍ作製した。次にガス導入口を
設けた石英ｇ ＭＯＣＶＤ反応炉内に上記基板をセツテ
ィングした。次いで基板温度を３００℃とし、ＤＭＺを
２ Ｘ １０−” ｍｏｌ／ｍｉｎ 、Ｈ２Ｓｅを６×
１０ｍｏｌ””／ｍｉｎ、 ＴＣＭを２ Ｘ １０−５
ｍｏｌ／ｍｉｎの割合で５分間流し、ＺｎＳｅ ： Ｍ
ｎ層７を１５０ｎｍ形成した。その後、Ｈ２ＳｅをＨ２
Ｓに切シ替えて約２０分間流し、ＺｎＳ ： Ｍｎ層８
を約５００ ｎｍ形成し、さらにＨ２ＳをＨ２Ｓ ｅに
戻し５分間流し、１５０ ｎｍのＺｎＳｅ ： ＰＩＩ
ｒＪ＠ ７を形成した。その結果発光層の膜厚は８００
ｎｍとなった。また本発明素子と比較するため、第２
図に示すようにＨ２ＳとＨ２Ｓ ｅのガスの流れの順序
を変え、発光層膜の構造がＺｎＳ ：Ｍｎ／ＺｎＳｅ
：Ｍｎ／ＺｎＳ ： Ｍｎと本発明素子の構造とは逆の
素子も作製した。次いで、基板を取り出しスパッタ法で
Ｔａ２ｏ５膜９を３５０ ｎｍ形成し、ＡＩ電極１０を
蒸着し、素子を完成させた。
る。ジメチルジンク（ＤＭＺ）を亜鉛の原料とし、Ｈ２
Ｓ、Ｈ２Ｓｅをそれぞれイオウ、セレンの原料とし、ト
リカルゲニルメチルシクロペンタジェニルマンガン（Ｔ
ＣＭ）を出発光センタの原料として、発光層をＭＯＣＶ
Ｄ法で作製し、ＺｎＳ −ＺｎＳｅ ： Ｍｎ積層形Ｅ
Ｌ素子を作製した。先ずガラス基板４上に■ｎ２ｏ３膜
５、Ｓｍ２Ｏ３膜６をスパッタ法、ＥＢ蒸着法でそれぞ
れ２００ｎｍ、３５０ｎｍ作製した。次にガス導入口を
設けた石英ｇ ＭＯＣＶＤ反応炉内に上記基板をセツテ
ィングした。次いで基板温度を３００℃とし、ＤＭＺを
２ Ｘ １０−” ｍｏｌ／ｍｉｎ 、Ｈ２Ｓｅを６×
１０ｍｏｌ””／ｍｉｎ、 ＴＣＭを２ Ｘ １０−５
ｍｏｌ／ｍｉｎの割合で５分間流し、ＺｎＳｅ ： Ｍ
ｎ層７を１５０ｎｍ形成した。その後、Ｈ２ＳｅをＨ２
Ｓに切シ替えて約２０分間流し、ＺｎＳ ： Ｍｎ層８
を約５００ ｎｍ形成し、さらにＨ２ＳをＨ２Ｓ ｅに
戻し５分間流し、１５０ ｎｍのＺｎＳｅ ： ＰＩＩ
ｒＪ＠ ７を形成した。その結果発光層の膜厚は８００
ｎｍとなった。また本発明素子と比較するため、第２
図に示すようにＨ２ＳとＨ２Ｓ ｅのガスの流れの順序
を変え、発光層膜の構造がＺｎＳ ：Ｍｎ／ＺｎＳｅ
：Ｍｎ／ＺｎＳ ： Ｍｎと本発明素子の構造とは逆の
素子も作製した。次いで、基板を取り出しスパッタ法で
Ｔａ２ｏ５膜９を３５０ ｎｍ形成し、ＡＩ電極１０を
蒸着し、素子を完成させた。
これらの素子の輝度−電圧特性を第４図に示す。
第４図において曲線１１が本発明素子の特性であシ、曲
線１２が第２図て示した素子の特性である。
線１２が第２図て示した素子の特性である。
またＺｎ （ＳＱ、ｂｓ ｅ Ｓｅ０．５ｙ） ： Ｍ
ｎ混晶（曲線１３）、ｚｎ（ｓｃＬ３７ ｔ ５ｅ（１
６３） ： Ｍｎ混晶（曲線１４）のＥＬの特性を第５
図に示す。混晶系ＥＬは輝度−電圧特性が急峻であシ輝
度、しきい電圧はＺｎＳ ： Ｍｎ 。
ｎ混晶（曲線１３）、ｚｎ（ｓｃＬ３７ ｔ ５ｅ（１
６３） ： Ｍｎ混晶（曲線１４）のＥＬの特性を第５
図に示す。混晶系ＥＬは輝度−電圧特性が急峻であシ輝
度、しきい電圧はＺｎＳ ： Ｍｎ 。
ＺｎＳｅ ： Ｍｎ素子の値の混晶比に応じた平均とな
る。
る。
これに対し、本発明素子はＺｎＳｅ ： ＭｎＥＬ素子
とほぼ同じ低電圧で発光を開始し、電圧を上昇させると
共にＺｎＳ ： Ｍｎ ＥＬ素子とほぼ同じ輝度に達す
る。−方、発光層の構成が本発明と逆の第３図の構成の
素子の場合は、しきい電圧はＺｎＳｅ ： Ｍｎ ＥＬ
素子と同程度であるが、輝度は低い。従って内側にＺｎ
Ｓ、外側にＺｎＳｅ層を設けることが低電圧、高輝度化
に効果があることが明かである。
とほぼ同じ低電圧で発光を開始し、電圧を上昇させると
共にＺｎＳ ： Ｍｎ ＥＬ素子とほぼ同じ輝度に達す
る。−方、発光層の構成が本発明と逆の第３図の構成の
素子の場合は、しきい電圧はＺｎＳｅ ： Ｍｎ ＥＬ
素子と同程度であるが、輝度は低い。従って内側にＺｎ
Ｓ、外側にＺｎＳｅ層を設けることが低電圧、高輝度化
に効果があることが明かである。
種々の検討の結果、外側につけるＺｎＳｅ層７の膜厚は
５０ ｎｍから２００ ｎｍで効果があることがわかっ
た。本実施例では発光層の形成方法としてＭＯＣＶＤ法
を用いだが、ＥＢ蒸着法やスミ４ツタ法でも同様の効果
があった。また本実施例ではＭｎを発光センタとして用
いたが、ＴｂＦ３、ＳｍＦ３． ＳｍＣｌ３でも同様の
効果が見られた。
５０ ｎｍから２００ ｎｍで効果があることがわかっ
た。本実施例では発光層の形成方法としてＭＯＣＶＤ法
を用いだが、ＥＢ蒸着法やスミ４ツタ法でも同様の効果
があった。また本実施例ではＭｎを発光センタとして用
いたが、ＴｂＦ３、ＳｍＦ３． ＳｍＣｌ３でも同様の
効果が見られた。
以上説明してきたように、薄膜ＥＬ素子の発光層の構造
を３層構造とし、外側の２層をＺｎＳｅ層、内側の１層
をＺｎＳ層とする構造とすることにより、低電圧で発光
を開始し高輝度に達する素子を実現できるので、本発明
素子を用いれば駆動回路系の構成が容易で低価格の平面
形表示装置を提供できるという利点があるという効果が
ある。
を３層構造とし、外側の２層をＺｎＳｅ層、内側の１層
をＺｎＳ層とする構造とすることにより、低電圧で発光
を開始し高輝度に達する素子を実現できるので、本発明
素子を用いれば駆動回路系の構成が容易で低価格の平面
形表示装置を提供できるという利点があるという効果が
ある。
第１図は本発明の一実施例を示す素子の断面概略図、
第２図は本発明素子の構造とは逆の素子の断面概略図、
第３図はＺｎＳ：Ｍｎ 、 ＺｎＳｅ：Ｍｎ 、 Ｚｎ
（Ｓｌ１５． ＳｅＯ，５）：Ｍｎ混晶ＥＬ素子の輝度
−電圧特性図、第４図は積層構造形ＥＬ素子の輝度−電
圧特性図、 第５図はＺｎ（Ｓ ｒ Ｓｅ） ： Ｍｎ混晶ＥＬ素子
の輝度−電圧特性である。 ４・・・ガラス基板、５・・・Ｉｎ２Ｏ３膜、６・・・
Ｓｍ ２０ ｓ膜、７ ・・・ＺｎＳｅ ：Ｍｎ層、８
− ＺｎＳ：Ｍｎ層、９・Ｔａ２０５膜、Ｚ□−ＡＩ電
極、曲線１− ＺｎＳ：Ｍｎ 、曲線２ ・・・ＺｎＳ
ｅ：Ｍｎ、曲線３ ＝−Ｚｎ（Ｓｌ１５．５ｅａｓ）
＝Ｍｎ、曲線１１ ・・・本発明素子の特性、曲線１２
・・・第２図の構造の素子の特性、曲線１３・・・Ｚ”
（Ｓ（１６３１１１）ｅ＋１３７）：Ｍｎ混晶ＥＬの特
性、曲線１４・・・ｚｎ（Ｓｌ１３７，５ｅｃＬ６３）
：Ｍｎ混晶ＥＬの特性。 本発明の一実施例を示す素子の断面概略図第１図 、 本発明素子の構造とは逆の素子の断面概略図第２図 電 圧 （Ｖｏｐ） 曲線１：Ｚｎｓ：Ｍｎ 曲’２：ＺｎＳｅ＋Ｍｎ 曲線３：Ｚｎ（Ｓｏ、５Ｓｅｏ、ｓ）：Ｍｎ曲Ｊｌ：本
発明素子の特性 曲線１２：第２図の構造の素子の特性
（Ｓｌ１５． ＳｅＯ，５）：Ｍｎ混晶ＥＬ素子の輝度
−電圧特性図、第４図は積層構造形ＥＬ素子の輝度−電
圧特性図、 第５図はＺｎ（Ｓ ｒ Ｓｅ） ： Ｍｎ混晶ＥＬ素子
の輝度−電圧特性である。 ４・・・ガラス基板、５・・・Ｉｎ２Ｏ３膜、６・・・
Ｓｍ ２０ ｓ膜、７ ・・・ＺｎＳｅ ：Ｍｎ層、８
− ＺｎＳ：Ｍｎ層、９・Ｔａ２０５膜、Ｚ□−ＡＩ電
極、曲線１− ＺｎＳ：Ｍｎ 、曲線２ ・・・ＺｎＳ
ｅ：Ｍｎ、曲線３ ＝−Ｚｎ（Ｓｌ１５．５ｅａｓ）
＝Ｍｎ、曲線１１ ・・・本発明素子の特性、曲線１２
・・・第２図の構造の素子の特性、曲線１３・・・Ｚ”
（Ｓ（１６３１１１）ｅ＋１３７）：Ｍｎ混晶ＥＬの特
性、曲線１４・・・ｚｎ（Ｓｌ１３７，５ｅｃＬ６３）
：Ｍｎ混晶ＥＬの特性。 本発明の一実施例を示す素子の断面概略図第１図 、 本発明素子の構造とは逆の素子の断面概略図第２図 電 圧 （Ｖｏｐ） 曲線１：Ｚｎｓ：Ｍｎ 曲’２：ＺｎＳｅ＋Ｍｎ 曲線３：Ｚｎ（Ｓｏ、５Ｓｅｏ、ｓ）：Ｍｎ曲Ｊｌ：本
発明素子の特性 曲線１２：第２図の構造の素子の特性
Claims (1)
- １．発光層を１層あるいは２層の絶縁層を介して電極で
はさんだ構造の薄膜ＥＬ素子において、発光層がＺｎＳ
：Ｘ層（Ｘは発光センタ）をＺｎＳｅ：Ｘ層で挾んだ構
造であることを特徴とする薄膜ＥＬ素子
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63098356A JPH01272094A (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | 薄膜ｅｌ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63098356A JPH01272094A (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01272094A true JPH01272094A (ja) | 1989-10-31 |
Family
ID=14217611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63098356A Pending JPH01272094A (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01272094A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5151502U (ja) * | 1974-10-18 | 1976-04-19 | ||
| JPS58138295A (ja) * | 1982-02-12 | 1983-08-17 | Hitachi Ltd | ポンプ |
-
1988
- 1988-04-22 JP JP63098356A patent/JPH01272094A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5151502U (ja) * | 1974-10-18 | 1976-04-19 | ||
| JPS58138295A (ja) * | 1982-02-12 | 1983-08-17 | Hitachi Ltd | ポンプ |
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