JPH01315993A - 薄膜エレクトロルミネセンス装置とその製造法 - Google Patents

薄膜エレクトロルミネセンス装置とその製造法

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JPH01315993A
JPH01315993A JP63146421A JP14642188A JPH01315993A JP H01315993 A JPH01315993 A JP H01315993A JP 63146421 A JP63146421 A JP 63146421A JP 14642188 A JP14642188 A JP 14642188A JP H01315993 A JPH01315993 A JP H01315993A
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JP
Japan
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dielectric layer
dielectric
layer
voltage
electrode
Prior art date
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Application number
JP63146421A
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English (en)
Inventor
Jun Kuwata
純 桑田
Atsushi Abe
阿部 惇
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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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 本発明は、OA機器の情報端末等に用いられる薄膜エレ
クトロルミネセンス装置に関する。
従来の技術 薄膜エレクトロルミネセンス(以下薄11% E L 
ト陥す)装置を用いたデイスプレィとして以下に示すよ
うな方式、構成が提案されている。第2図は、発光体層
の両側に誘電体層を設け、さらにそれを透明電極と背面
電極で挟み込んだ構造をしている。
発光体層として緑色発光するZnS: Tb、F。
黄橙色発光するZnS: Mnを用いたTFELデイス
プレイがある。
第3図に典型的なELデイスプレィの輝度の電圧依存性
を示している。印加電圧が発光開始電圧vthを柁える
と発光し始めるがこのとき輝度は急激に立ち」二かる。
このようなTFELデイスプレィを用いて階調をイ」け
ようとすると輝度の電圧依存性の傾きをなだらかにして
電圧コントロールを容易にしなければならない。これを
実現しようとすると誘電体層の電気容量を低くしなけれ
ばならず消費電力は増加してしまう。
発明が解決しようとする課題 第2図に示した薄膜ELデイスプレィでは、製法か容易
である利点ををし、電圧で変調するという簡便さもある
か、一方、第3図に示すように輝度−電圧特性が急に立
ち」二がっているために薄膜ELを構成する薄膜の膜質
を均一にしなければ輝度むらが生しるために電圧制御に
よる輝度の階調かとりにくい欠点かある。デイスプレィ
全体を均一に階調を得るためには、誘電体層の電気容i
llを低くし変調電圧の幅を広くしなければならす、結
果として駆動電力を増してしまう。
課題を解決するための手段 本発明では、第1誘電体層、発光体層、第2誘電体層を
順次積層し、その両側に電極を設け、その少なくとも一
方の面の電極に透明電極を設け、第1誘電体層および第
2誘電体層の少なくとも一方の層として発光取り出し面
内の一部分或は複数の局所的部分に不連続に異なる電気
容量をもつ誘電体層を設けた薄膜エレクトロルミネセン
ス装置とする。
作用 誘電体層に部分的に異なる電気容量を持つ複合誘電体層
が設定されることにより発光開始電圧が発光絵素内で異
なる部分ができ、輝度の階調をごくわずかな電圧変化で
つけることが可能となる。
実施例 実施例1 本発明の一実施例を図に基づいて説明する。
第1図は、本発明の薄膜エレクトロルミネセンス装置の
基本+?、7成断面間断面図。
ガラス基板1の上にストライプ状に形成した■T○透明
電極2aを成膜し、その」二に、誘電率ε3、膜厚dお
の誘電体aを成膜する。次にストライプ状に形成したI
TO透明電極2bを成膜し、その上に、誘電率ε5、膜
厚d、の誘電体すを成膜し、同様にITO透明電極2c
、  誘電体C順次積層し内部透明電極を設けた第1誘
電体屑3を形成した。次に、この上に発光体層4を成膜
し、第2誘電体層5を順に積層し、その上に1TO電極
と直交するようにストライプ状のアルミニウム電極6を
形成する。ここで第1誘電体層の単位面積当りの電気容
JiCi1は、第4図に示した領域a1領域1〕、領域
Cでそれぞれ異なる値を持つ。すなわち、領域aでは、 (J1a= (da/ε、+ab/εb+d、/ε。)
−1と表され、領域すては、 C11b= (d b/εb+a、、/ε。)−1と表
され、領域Cでは、 C11cmε。/d0 て表され、各領域の単位当りの電気容量は、Cl1a 
< C11b < C11c  の関係が成立する。第
2誘電体層には、電気容量Ci 2を持つ薄膜を用い、
発光体層には、発光開始しきい値電圧Vzthて発光す
る薄膜を用い、第4図に示すごとく」1下に形成された
ITO透明電極とアルミニウム電極とで交差しててきた
EL発光部の各領域a、  b、  cを第5図の輝度
−電圧特性のごとくとなる。  ここで、各領域の発光
開始しきい値電圧Vtha、Vthb。
Vthcは、それぞれ、 Vtha:=vzth−Cz−(CI2−’ + C1
a−’)。
vthb二Vzth−Cz・(Cl2−’  +  C
1b−’)。
VthC=VZth−CZ・(CI2−’  +  c
+c−’)+と表せるのて、Vthc < Vthb 
< Vtha ノ順になり、駆動電圧を徐々に上げて行
くと、領域C1bN  aの順序で発光した。この第1
図に示した本発明の一実施例の薄膜EL装置の電圧−輝
度特性は、第6図のようになり、駆動電圧を変えること
により発光体層の輝度を発光部の面積と輝度の絶対値の
両方を制御できることが確かめられた。また、従来に較
へてわずかな変調電圧の変化に対して輝度の階調がスム
ーズにつけられた。
さらに発光体層に用いる蛍光体材料としては黄橙色に発
光するZnS: Mnのほかに、緑色発光するZnS:
 Tb、FあるいはZnS: Tb+  PN赤色発光
する CaS:Eut  あるいはZnS:S ITh
  青色発光するZnS: Tmを用いた。また、各第
1.2誘電体層としては、酸化イツトリウム膜、酸化タ
ンタル膜、酸化アルミニウム膜、酸化けい素膜、窒化け
い素膜や、チタン酸ストロンチウム膜で代表されるペロ
ブスカイト形酸化物誘電体膜を用いた。第1表に本発明
に用いた誘電体膜の特性を示した。
第1表 木は、アモルファスのチタン酸バリウム。
実施例2 本発明の一実施例を図に基づいて説明する。
第7図は、本発明の薄膜エレクトロルミネセンス装置の
基本構成断面図である。
ガラス基板11の上にストライプ状に形成したITO透
明電極12を成膜し、その上に誘電率ε8、膜厚d8の
誘電体aを成膜する。次に、図示したようにストライプ
状に形成した誘電率εb1  膜厚d、の誘電体すを成
膜し、同様にストライプ状の誘電率ε。、膜厚d0の誘
電体Cを順次積層し部分的に異なる電気容量を持つ第1
誘電体層13を形成した。次に、この上に発光体層14
を成膜し、第2誘電体層15を順に積層し、その上にI
TO電極と直交するようにストライプ状のアルミニウム
電極16を形成する。ここで第1誘電体層の単位面積当
りの電気容量Cilは、第8図に示した領域a1 領域
b1 領域Cでそれぞれ異なる値を持つ。すなわち、領
域aでは、 C41a= Ca / d a と表され、領域すては、 CHb= (d b/εb十a、a/εa)−1と表さ
れ、領域Cでは、 CHc= (da/ε、十db/εb+d、/ε。)−
1で表され、各領域の単位当りの電気容量は、Cue 
< C11b < C11a  の関係が成立する。第
2誘電体層には、電気容量Ci2を持つ薄膜を用い、発
光体層には、発光開始しきい値電圧Vzthで発光する
薄膜を用いると第8図に示すごとく上下に形成されたI
TO透明電極とアルミニウム電極とで交差してできたE
L発光部の領域al  b、  cは、第9図の輝度−
電圧特性のごとくとなる。ここで、各領域の発光開始し
きい値電圧Vtha、   Vthb 、Vthcは、
それぞれ、 Vtha=Yzth−Cz(Cu2−’ + C1a−
’)。
Vthb=Vzth−Cz・(C10−’ + C1b
−’)。
Vthc=Vzth−Cz・(C12−’ + C1c
−’)。
と表せるのて、Vtha c Vthb < Vthc
の順になり、駆動電圧を徐々に上げて行(と、領域a1
b1cの順序で発光した。この第7図に示した本発明の
一実施例の薄膜EL装置の電圧−輝度特性は、第10図
のようになり、駆動電圧を変えることにより発光体層の
輝度を発光部の面積と輝度の絶対値の両方を制御できる
ことか確かめられた。また、従来に較へてわずかな変調
電圧の変化に対して輝度の階調がスムーズにつけられた
さらに発光体層に用いる蛍光体制わ1としては黄橙色に
発光するZnS:Mnのほかに、緑色発光するZnS:
 T+)、FあるいはZnS: T+)、PN赤色発光
する CaS:Eu1 あるいはZ n S :S f
fh  青色発光するZnS:Tmを用いた。また、各
第1.2誘電体層としては、酸化イツトリウム膜、酸化
タンタル膜、酸化アルミニウム膜、酸化けい素膜、窒化
けい素膜や、チタン酸ストロンチウム膜で代表されるペ
ロブスカイト形酸化物誘電体膜を用いた。第1表に本発
明に用いた誘電体膜の特性を示した。第11図は、本発
明の一実施例の薄膜EL装置の基本構成断面図であり、
第2誘電体層の電気容量を局所的に変えた場合を示して
おり、前述の第10図と同様の効果か確認された。
また、第12図には、本発明の一実施例の薄膜E−I+
− I、装置の基本構成断面図を示しているかこの+I+¥
成おいても前述の第10図と同様の効果を確認した。
さらに、それぞれの実施例に示した発光する領域a、 
 b、  cは、できる限り近接したほうが視認性が向
」ニすることか確認された。
発明の効果 本発明によれば、赤、青、緑、黄橙色を明瞭に階調をイ
」けて発光する薄膜エレクトロルミネセンス装置がてき
、OA機器用端末、テレビジョン用画像表示装置として
のフラットデイスプレィが供給できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の薄膜エレクトロルミネセン
ス装置の基本構成断面図、第2図は、従来例である薄膜
E L素子の断面構造図、第3図は、従来の薄膜E L
素子の動作原理を示す図、第4図は、本発明の一実施例
の薄膜エレクトロルミネセンス装置の正面部分図、第5
図は、本発明の一実施例の薄膜E L装置の任意の領域
の輝度−電圧特性を示す図、第6図は、本発明の一実施
例の薄膜エレクトロルミネセンス装置の輝度と駆動電圧
の関係を示す図、第7図は本発明の一実施例の薄膜エレ
クトロルミネセンス装置の基本構成断面図、第8図は、
本発明の一実施例の薄膜エレクトロルミネセンス装置の
正面部分図、第9図は、本発明の一実施例の薄膜EL装
置の任意の領域の輝度−電圧特性を示す図、第10図は
、本発明の一実施例の薄膜エレクトロルミネセンス装置
の輝度と駆動電圧の関係を示す図、第11図は本発明の
一実施例の薄膜エレクトロルミネセンス装置の基本構成
断面図、第12図は本発明の一実施例の薄膜エレクトロ
ルミネセンス装置の基本(・IIl成断面断面図る。 1・・・・カラス基板、2a>  2b、2c・・・・
透明電極、、abc誘電体、3・・・第1誘電体層、4
・・・・発光体層し、5・・・・第2誘電体層、6・・
・・アルミニウム電極。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか1名く閉 嶋     黴躬(汎較餠員) 第6図 印加電圧 5印 ;1(鯵 → ト 区  豐豚(田−齋目 塚

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 第1誘電体層、発光体層、第2誘電体層を順次
    積層し、その両側に電極を設け、その少なくとも一方の
    面の電極に透明電極を設け、前記第1誘電体層および第
    2誘電体層の少なくとも一方の層が、発光取り出し面内
    の一部分或は複数の局所的部分において不連続に異なる
    電気容量をもつ誘電体層を設けたことを特徴とする薄膜
    エレクトロルミネセンス装置。
  2. (2) 第1誘電体層、発光体層、第2誘電体層を順次
    積層し、その両側に電極を設け、その少なくとも一方の
    面の電極に透明電極を設け、第1誘電体層および第2誘
    電体層の少なくとも一方の層中に、発光取り出し面内の
    一部分或は複数の局所的部分に内部透明電極層を設けた
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の薄膜エレ
    クトロルミネセンス装置。
  3. (3) 特許請求の範囲第1項または第2項記載の薄膜
    エレクトロルミネセンス装置を製造する方法であって、
    法第1誘電体層および第2誘電体層の少なくとも一方の
    中に発光取り出し面内の一部分或は複数の局所的部分に
    設ける内部透明電極層が、局所的部分からなる透明電極
    膜と誘電体膜を交互に成膜されることを特徴とする薄膜
    エレクトロルミネセンス装置の製造法。
JP63146421A 1988-06-14 1988-06-14 薄膜エレクトロルミネセンス装置とその製造法 Pending JPH01315993A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100696490B1 (ko) * 2005-02-03 2007-03-19 삼성에스디아이 주식회사 평판 디스플레이 장치 및 그 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100696490B1 (ko) * 2005-02-03 2007-03-19 삼성에스디아이 주식회사 평판 디스플레이 장치 및 그 제조방법

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