JPH05283165A - Flat panel type display - Google Patents
Flat panel type displayInfo
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- JPH05283165A JPH05283165A JP4102024A JP10202492A JPH05283165A JP H05283165 A JPH05283165 A JP H05283165A JP 4102024 A JP4102024 A JP 4102024A JP 10202492 A JP10202492 A JP 10202492A JP H05283165 A JPH05283165 A JP H05283165A
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- emitting layer
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- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、エレクトロルミネッ
センス（ＥＬ）を利用したフラットパネル型ディスプレ
イに関し、より具体的には、その発光効率を向上させる
手段に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flat panel type display using electroluminescence (EL), and more specifically to a means for improving its luminous efficiency.
【０００２】[0002]
【従来の技術】固体型で自発光のフラットパネル型ディ
スプレイとして、ＥＬディスプレイが知られており、そ
の従来例を図４に示す。2. Description of the Related Art An EL display is known as a solid type self-luminous flat panel type display, and a conventional example thereof is shown in FIG.
【０００３】このＥＬディスプレイ２は、ガラス基板４
上に、複数本の透明電極６、第１の絶縁層８、発光層１
０、第２の絶縁層１２および複数本の背面電極１４をこ
の順で積層した構造をしている。This EL display 2 includes a glass substrate 4
On top, a plurality of transparent electrodes 6, a first insulating layer 8 and a light emitting layer 1 are provided.
0, the second insulating layer 12, and a plurality of back electrodes 14 are laminated in this order.
【０００４】各透明電極６は、例えばＩＴＯ（すずをド
ープした酸化インジウム）、ＳnＯ2等から成る。Each transparent electrode 6 is made of, for example, ITO (indium oxide doped with tin), SnO 2 or the like.
【０００５】絶縁層８および１２は、例えばＳiＮx、Ｓ
iＯ2等から成る。The insulating layers 8 and 12 are made of, for example, SiN x , S.
It consists of iO 2 and so on.
【０００６】発光層１０は、例えばＺnＳ等から成る発
光母材中に、例えばＭn等から成る発光中心を微量にド
ープしたものである。The light emitting layer 10 is formed by lightly doping a light emitting base material made of ZnS or the like with a light emitting center made of Mn or the like.
【０００７】各背面電極１４は、例えばＡl等から成
り、各透明電極６と交差するように配置されている。Each back electrode 14 is made of, for example, Al, and is arranged so as to intersect with each transparent electrode 6.
【０００８】上記のようなＥＬディスプレイ２において
は、その所望の透明電極６と所望の背面電極１４との間
に、選択回路２０、２２を介して交流電源１８から交流
電圧（例えば１〜５ＫＨｚの電圧）を印加すると、その
電界によって発光層１０中の電子（キャリア）が加速さ
れ、それが発光中心に衝突して発光中心固有の色が発光
する。１６はその光である。In the EL display 2 as described above, an AC voltage (for example, 1 to 5 KHz of a voltage of 1 to 5 KHz) is applied between the desired transparent electrode 6 and the desired back electrode 14 via the selection circuits 20 and 22. When a voltage is applied, the electric field accelerates the electrons (carriers) in the light-emitting layer 10, which collide with the emission center and emit a color specific to the emission center. 16 is the light.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ＥＬデ
ィスプレイ２では、発光層１０において電子を加速する
領域が通常の三次元構造を有する結晶であるため、電子
は三次元方向に散乱され、発光中心を発光させるに十分
なエネルギーを得ることができる電子の数は極めて少数
であり、そのため発光効率が低いという問題がある。However, in the EL display 2, since the region for accelerating the electrons in the light emitting layer 10 is a crystal having a normal three-dimensional structure, the electrons are scattered in the three-dimensional direction and the emission center. The number of electrons that can obtain sufficient energy to emit light is extremely small, which causes a problem of low light emission efficiency.
【００１０】そこでこの発明は、エレクトロルミネッセ
ンスを利用した発光効率の高いフラットパネル型ディス
プレイを提供することを主たる目的とする。Therefore, the main object of the present invention is to provide a flat panel type display utilizing electroluminescence having high luminous efficiency.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のフラットパネル型ディスプレイは、ガラ
ス基板上に、複数本の透明電極を形成し、その上に第１
の絶縁層を形成し、その上に、電界が印加される方向に
立った多数の量子細線を母材中に有する発光層を形成
し、その上に第２の絶縁層を形成し、その上に前記透明
電極と交差する複数本の背面電極を形成して成ることを
特徴とする。In order to achieve the above object, the flat panel type display of the present invention has a plurality of transparent electrodes formed on a glass substrate, and a first transparent electrode is formed on the transparent electrodes.
Is formed, a light emitting layer having a large number of quantum wires standing in the direction in which an electric field is applied in the base material is formed thereon, and a second insulating layer is formed on the light emitting layer. And a plurality of back electrodes intersecting the transparent electrode are formed.
【００１２】[0012]
【作用】上記構成によれば、透明電極と背面電極間に交
流電圧を印加すると、多数の量子細線を有する発光層の
母材中に存在するキャリアは、実効的にこの発光層にか
かる電界により加速されて量子細線に入り、電子は量子
細線による伝導帯側の量子化準位に上げられ、逆にホー
ルは価電子帯側の量子化準位に落ち、これらのキャリア
が伝導帯と価電子帯の量子化準位間で再結合してそのエ
ネルギーに相当する光を発光する。According to the above structure, when an AC voltage is applied between the transparent electrode and the back electrode, the carriers existing in the base material of the light emitting layer having a large number of quantum wires are effectively generated by the electric field applied to the light emitting layer. The electrons are accelerated and enter the quantum wire, the electrons are raised to the quantization level on the conduction band side by the quantum wire, conversely the holes fall to the quantization level on the valence band side, and these carriers are Recombination occurs between the quantized levels in the band, and light corresponding to the energy is emitted.
【００１３】この場合、発光層中で加速されるキャリア
は、量子細線中の一次元量子化準位に上げられるため、
他の二次元方向へのキャリアの散乱が減少する。従っ
て、再結合して発光に寄与するキャリアが散乱によって
失われたり減速される確率が大幅に減り、発光効率が飛
躍的に向上する。In this case, since the carriers accelerated in the light emitting layer are raised to the one-dimensional quantization level in the quantum wire,
Carrier scattering in other two-dimensional directions is reduced. Therefore, the probability that carriers that recombine and contribute to light emission are lost or decelerated due to scattering is greatly reduced, and light emission efficiency is dramatically improved.
【００１４】[0014]
【実施例】図１は、この発明の一実施例に係るフラット
パネル型ディスプレイを部分的に示す縦断面図である。
図４の従来例と同一または相当する部分には同一符号を
付し、以下においては当該従来例との相違点を主に説明
する。1 is a vertical sectional view partially showing a flat panel type display according to an embodiment of the present invention.
The same or corresponding portions as those of the conventional example in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the differences from the conventional example will be mainly described below.
【００１５】この実施例のフラットパネル型ディスプレ
イ２４においては、前述したような発光中心を有する発
光層１０の代わりに、母材中に多数の量子細線２６１を
有する発光層２６を設けている。各量子細線２６１は、
電界が印加される方向に、即ち発光層２６の膜厚方向に
立っている。このような発光層２６は、その母材として
例えばａ−Ｓi：Ｈ（ａはアモルファスを意味し、：Ｈ
は水素が含まれていることを意味する。以下同様）、多
結晶Ｓi、柱状Ｓi、ａ−ＳiＮx、ａ−ＳiＣx：Ｈ、ａ−
Ｇe：Ｈ等の多結晶材料、アモルファス材料または微結
晶材料を用い、これを陽極酸化（溶液中の陽極において
酸化）することによってその中に多数の量子細線を形成
することによって得ることができる。In the flat panel type display 24 of this embodiment, a light emitting layer 26 having a large number of quantum wires 261 in a base material is provided in place of the light emitting layer 10 having an emission center as described above. Each quantum wire 261 is
It stands in the direction in which the electric field is applied, that is, in the thickness direction of the light emitting layer 26. Such a light emitting layer 26 has, for example, a-Si: H (a means amorphous,: H
Means that it contains hydrogen. Hereinafter the same), polycrystalline Si, columnar Si, a-SiN x, a -SiC x: H, a-
It can be obtained by using a polycrystalline material such as Ge: H, an amorphous material or a microcrystalline material, and by anodizing this (oxidizing at an anode in a solution) to form a large number of quantum wires therein.
【００１６】陽極酸化によって形成された量子細線の概
念図を図２に示す。この図は、図１中の線Ａ−Ａ方向の
断面に相当する。即ち、母材中に存在する多数の空洞２
６２の部分に陽極酸化膜２６３がそれぞれ形成されてお
り、その隙間に直径Ｄが数十Å程度の母材（例えばＳ
i）が柱状に存在しており、これが量子細線２６１であ
る。即ち、柱状の母材がこの程度の直径Ｄになると、量
子効果がでて、そこでは電子は一次元的（長手方向）に
しか存在しなくなり、そのような寸法のものが量子細線
と呼ばれている。FIG. 2 shows a conceptual diagram of a quantum wire formed by anodic oxidation. This figure corresponds to a cross section taken along line AA in FIG. That is, a large number of cavities 2 existing in the base material
The anodic oxide film 263 is formed in each of the portions 62, and the base material having a diameter D of about several tens of liters (for example, S
i) exist in a columnar shape, and this is the quantum wire 261. That is, when the columnar base material has a diameter D of this level, a quantum effect occurs, in which electrons exist only one-dimensionally (longitudinal direction), and such a size is called a quantum wire. ing.
【００１７】陽極酸化時の酸化反応は、母材の上層から
進行するため、この例では量子細線２６１の直径Ｄは、
上層（即ち図２の紙面表側、図１の絶縁層１２側）で細
く、下層で太い構造になっている。また、このような量
子細線２６１の直径Ｄは、陽極酸化条件を制御すること
によって調整することができる。Since the oxidation reaction during anodic oxidation proceeds from the upper layer of the base material, the diameter D of the quantum wire 261 in this example is:
The upper layer (that is, the front side of the paper of FIG. 2, the insulating layer 12 side of FIG. 1) is thin, and the lower layer is thick. The diameter D of the quantum wire 261 can be adjusted by controlling the anodizing conditions.
【００１８】上記のようなフラットパネル型ディスプレ
イ２４の縦断面方向のエネルギーバンド図を図３に示
す。２６１は量子細線母材のバンドであり、２６１ａは
量子細線による伝導帯側の量子化準位、２６１ｂは量子
細線による価電子帯側の量子化準位であり、２６３は陽
極酸化膜のバンドである。この実施例では量子細線２６
１は寸法的に前述したように上側（即ち絶縁層１２側）
で細くなっているので、上側での量子化準位は高くなっ
ており、下側で細くなっているので下側での量子化準位
は低くなっている。FIG. 3 shows an energy band diagram in the longitudinal section of the flat panel type display 24 as described above. 261 is a band of the quantum wire base material, 261a is a quantization level on the conduction band side by the quantum wire, 261b is a quantization level on the valence band side by the quantum wire, and 263 is a band of the anodic oxide film. is there. In this embodiment, the quantum wire 26
1 is the upper dimension (that is, the insulating layer 12 side) as described above dimensionally.
, The quantization level on the upper side is high, and the quantization level on the lower side is low, and the quantization level on the lower side is low.
【００１９】上記フラットパネル型ディスプレイ２４に
おいては、交流電源１８から透明電極６と背面電極１４
間に交流電圧を印加すると、多数の量子細線２６１を有
する発光層２６の母材中に存在するキャリアは、実効的
にこの発光層２６にかかる電界により加速されて量子細
線２６１に入り、電子は量子細線２６１による伝導帯側
の量子化準位２６１ａ（図３参照）に上げられ、逆にホ
ールは価電子帯側の量子化準位２６１ｂ（図３参照）に
落ち、そしてこれらのキャリアが、伝導帯と価電子帯の
量子化準位間で再結合してそのエネルギーに相当する光
１６を発光する。In the flat panel type display 24, the transparent electrode 6 and the back electrode 14 are connected from the AC power source 18.
When an AC voltage is applied between the carriers, carriers existing in the base material of the light emitting layer 26 having a large number of quantum wires 261 are effectively accelerated by the electric field applied to the light emitting layer 26 and enter the quantum wires 261, and electrons are emitted. Raised by the quantum wire 261 to the quantization level 261a (see FIG. 3) on the conduction band side, conversely the holes fall to the quantization level 261b (see FIG. 3) on the valence band side, and these carriers become Recombination occurs between the quantized levels in the conduction band and the valence band, and light 16 corresponding to the energy is emitted.
【００２０】この場合、発光層２６中で加速されるキャ
リアは、量子細線２６１中の一次元量子化準位に上げら
れるため、他の二次元方向へのキャリアの散乱が減少す
る。従って、再結合して発光に寄与するキャリアが散乱
によって失われたり減速される確率が大幅に減り、発光
効率が飛躍的に向上する。In this case, the carriers accelerated in the light emitting layer 26 are raised to the one-dimensional quantization level in the quantum wire 261, so that the scattering of the carriers in other two-dimensional directions is reduced. Therefore, the probability that carriers that recombine and contribute to light emission are lost or decelerated due to scattering is greatly reduced, and light emission efficiency is dramatically improved.
【００２１】また、このフラットパネル型ディスプレイ
２４では、発光時の色は、発光層２６に印加する電圧に
よって制御することができる。これは、発光層２６に印
加する電圧によって、電子が上げられる、あるいはホー
ルが落ちる量子化準位が異なるため、これらのキャリア
が再結合するときのエネルギーが異なるからである。従
って、一つの発光層２６で場所によって印加する電圧を
変えることにより、例えば赤、緑、青の３原色を発光さ
せることも可能である。In the flat panel display 24, the color of light emitted can be controlled by the voltage applied to the light emitting layer 26. This is because, depending on the voltage applied to the light emitting layer 26, the quantized level at which electrons are raised or holes are dropped is different, so that the energy when these carriers are recombined is different. Therefore, by changing the voltage applied in one light emitting layer 26 depending on the location, it is possible to emit light of the three primary colors of red, green and blue.
【００２２】あるいは、発光層２６を作るときの陽極酸
化条件を制御することによって、所望の直径を有する多
数の量子細線を発光層２６内に形成した構造にして、そ
れに一定の電圧を印加すると、前述したように量子細線
の直径に応じて量子化準位が変化しているので、キャリ
アが再結合する際のエネルギーに差異が生じ、発光色が
変化する。従って、一定の電圧で、一つの発光層２６内
で場所によって、赤、緑、青の３原色を発光させること
も可能である。Alternatively, by controlling the anodic oxidation conditions when forming the light emitting layer 26, a structure is formed in which a large number of quantum wires having a desired diameter are formed in the light emitting layer 26, and a constant voltage is applied to it. As described above, since the quantization level changes according to the diameter of the quantum wire, a difference occurs in energy when carriers recombine, and the emission color changes. Therefore, it is also possible to emit the three primary colors of red, green, and blue depending on the location in one light emitting layer 26 with a constant voltage.
【００２３】また、多数の量子細線２６１を有する発光
層２６の母材に、前述したような多結晶材料、微結晶材
料あるいはアモルファス材料を用いれば、単結晶基板を
用いる場合と違って、大面積化も容易になる。Further, if a polycrystalline material, a microcrystalline material or an amorphous material as described above is used for the base material of the light emitting layer 26 having a large number of quantum wires 261, a large area is provided unlike the case where a single crystal substrate is used. It becomes easy to make.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上のようにこの発明のフラットパネル
型ディスプレイによれば、多数の量子細線を母材中に有
する発光層を用いていて、この発光層中で電界加速され
るキャリアの二次元方向への散乱が減少するので、再結
合して発光に寄与するキャリアが散乱によって失われた
り減速される確率が大幅に減り、発光効率が飛躍的に向
上する。As described above, according to the flat panel type display of the present invention, the light emitting layer having a large number of quantum wires in the base material is used, and the two-dimensional carrier is accelerated in the light emitting layer by the electric field. Since the scattering in the direction is reduced, the probability that carriers that recombine and contribute to light emission are lost or decelerated due to the scattering is greatly reduced, and the light emission efficiency is dramatically improved.
【００２５】しかもこの発明のフラットパネル型ディス
プレイでは、発光層に印加する電圧によって、あるいは
印加電圧が一定でも量子細線の直径を変えることによっ
て、発光色を変化させることができ、カラー化も容易で
ある。Further, in the flat panel type display of the present invention, the emission color can be changed by the voltage applied to the light emitting layer, or by changing the diameter of the quantum wire even when the applied voltage is constant, and the colorization is easy. is there.
【００２６】また、多数の量子細線を有する発光層の母
材に、多結晶材料、微結晶材料あるいはアモルファス材
料を用いれば、単結晶基板を用いる場合と違って、大面
積化も容易になる。Further, if a polycrystalline material, a microcrystalline material or an amorphous material is used for the base material of the light emitting layer having a large number of quantum wires, it is easy to increase the area unlike the case of using a single crystal substrate.
【図１】 この発明の一実施例に係るフラットパネル型
ディスプレイを部分的に示す縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view partially showing a flat panel type display according to an embodiment of the present invention.
【図２】 図１の発光層中の量子細線を概念的に示す断
面図である。FIG. 2 is a sectional view conceptually showing a quantum wire in the light emitting layer of FIG.
【図３】 図１のフラットパネル型ディスプレイの縦断
面方向の電圧を印加していない時のエネルギーバンド図
である。FIG. 3 is an energy band diagram of the flat panel display of FIG. 1 when no voltage is applied in the vertical cross section.
【図４】 従来のＥＬディスプレイの一例を部分的に示
す縦断面図である。FIG. 4 is a vertical sectional view partially showing an example of a conventional EL display.
４ ガラス基板 ６ 透明電極 ８ 第１の絶縁層 １２ 第２の絶縁層 １４ 背面電極 ２４ フラットパネル型ディスプレイ ２６ 発光層 ２６１ 量子細線 4 Glass Substrate 6 Transparent Electrode 8 First Insulating Layer 12 Second Insulating Layer 14 Back Electrode 24 Flat Panel Display 26 Light Emitting Layer 261 Quantum Wire
Claims (2)
成し、その上に第１の絶縁層を形成し、その上に、電界
が印加される方向に立った多数の量子細線を母材中に有
する発光層を形成し、その上に第２の絶縁層を形成し、
その上に前記透明電極と交差する複数本の背面電極を形
成して成ることを特徴とするフラットパネル型ディスプ
レイ。1. A plurality of transparent electrodes are formed on a glass substrate, a first insulating layer is formed on the transparent electrodes, and a large number of quantum wires standing in a direction in which an electric field is applied are formed on the first insulating layer. Forming a light emitting layer in the material, and forming a second insulating layer on the light emitting layer,
A flat panel type display characterized in that a plurality of back electrodes intersecting the transparent electrodes are formed thereon.
微結晶材料またはアモルファス材料を用いている請求項
１記載のフラットパネル型ディスプレイ。2. A polycrystalline material as a base material of the light emitting layer,
The flat panel display according to claim 1, wherein a microcrystalline material or an amorphous material is used.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4102024A JPH05283165A (en) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | Flat panel type display |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4102024A JPH05283165A (en) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | Flat panel type display |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05283165A true JPH05283165A (en) | 1993-10-29 |
Family
ID=14316187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4102024A Pending JPH05283165A (en) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | Flat panel type display |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05283165A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7473942B2 (en) | 2004-09-01 | 2009-01-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Light-emitting device with at least one triple junction formed in a plane |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP4102024A patent/JPH05283165A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7473942B2 (en) | 2004-09-01 | 2009-01-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Light-emitting device with at least one triple junction formed in a plane |
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