JPS5835587A - Thin film el element - Google Patents
Thin film el elementInfo
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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。(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】
本発明は交流電界の印加に依ってＥ Ｌ（Ｅｌｅｃｔｒ
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention utilizes the application of an alternating current electric field to generate EL (Electr
.
Ｌｕｍ１ｎｅｓｃｅｎｃｅ）発光を呈する薄膜ＥＬ素子
の構成に関す条ものである。This article relates to the structure of a thin film EL element that emits light (luminescence).
従来、交流動作の薄膜ＥＬ素子に関して、発光層に規則
的に高い電界（１０６Ｖ＾程度）を印加し、絶縁耐圧、
発光効率及び動作の安定性等を高めるために、０．１〜
２０ｗｔ％のＭｎ（あるいはＣｕｔ Ａｔ。Conventionally, for AC-operated thin-film EL elements, a high electric field (about 106 V^) is regularly applied to the light emitting layer to increase the dielectric strength,
0.1 to increase the luminous efficiency and stability of operation.
20 wt% Mn (or Cut At.
Ｂｒ等）をドープしたＺｎＳ、Ｚｎ５ｅ等の半導体発光
層をＹ２Ｏ３，ＴｉＯ２等の誘電体薄膜でサンドイッチ
した三層構造ＺｎＳ：Ｍｎ（又はＺｎ５ｅ：Ｍｎ）ＥＬ
、素子が開発され、発光緒特性の向上が確かめられてい
る。この薄膜ＥＬ素子は数ＫＨｚの交流電界印加によっ
て坐輝度発光し、しかも長寿命であるという特徴を有し
ている。またこの薄膜ＥＬ素子の発光に関しては印加電
圧を昇圧していく過程と高電圧−より降圧していく過程
で、同じ印加電解に対して発光輝度が異なるといったヒ
ステリシス特性を有していることが発見され、そしてこ
のヒステリシス特性を有する薄膜ＥＬ素子に印加電圧を
昇圧する過程に於いて、光、電界、熱等が付与されると
薄膜ＥＬ素子はその強度に対応した発光輝度の状態に励
起され、光、電界、熱等を除去して元の状態に戻しても
発光輝度は高くなった状態で維持される、いわゆるメモ
リー現象が表示技術の新たな利用分野を開拓するに到っ
た。A three-layer structure ZnS:Mn (or Zn5e:Mn) EL in which a semiconductor light-emitting layer of ZnS, Zn5e, etc. doped with Br (Br, etc.) is sandwiched between dielectric thin films such as Y2O3, TiO2, etc.
, devices have been developed, and improvements in light emitting characteristics have been confirmed. This thin film EL element emits low-luminance light when an alternating current electric field of several KHz is applied, and has a long lifespan. It was also discovered that the light emission of this thin-film EL element has hysteresis characteristics, such that the luminance of the light emitted by the same applied electrolyte differs in the process of increasing the applied voltage and in the process of decreasing the voltage from a high voltage. Then, in the process of increasing the voltage applied to the thin film EL element having this hysteresis characteristic, when light, electric field, heat, etc. are applied, the thin film EL element is excited to a state of light emission brightness corresponding to the intensity of the light, electric field, heat, etc. The so-called memory phenomenon, in which the luminance remains high even when light, electric field, heat, etc. are removed and the original state is restored, has opened up a new field of application for display technology.
薄膜ＥＬ素子の１例としてＺｎＳ：Ｍｎ薄膜ＥＬ素子の
基本的構造を第１図に示す。FIG. 1 shows the basic structure of a ZnS:Mn thin film EL device as an example of a thin film EL device.
第１図に基いて薄膜ＥＬ素子の構造を具体的に説明する
と、ガラス基板１上に１ｎ２Ｑ３，５ｎ０２等の透明電
極２、さらにその上に積層してＹ ２０３＋ＴｉＯ２，
Ａｌ２Ｏ３，Ｓｉ３Ｎ４，５ｉ０２等からなる第１の誘
電体層８がスパッタあるいは電子ビーム蒸着法等により
重畳形成されている。第１の誘電体層８上にはＺｎＳ：
Ｍｎ焼結ペレットを電子ビーム蒸着することにより得ら
れるＺｎＳ発光層４が形成されている。この時蒸着用の
ＺｎＳ：Ｍｎ焼結ペレットには活性物質となるＭｎが目
的に応じた濃度に設定されたベレットが使用される。Ｚ
ｎＳ発光層４上には第１の誘電体層３と同様の材質から
成る第２の誘電体層５が積層され、更にその上にＡ／、
等から成る背面電極６が蒸着形成されている。透明電極
２と背面電極６は交流電源７に接続され、薄膜ＥＬ素子
が駆動される。The structure of the thin film EL element will be explained in detail based on FIG. 1. A transparent electrode 2 of 1n2Q3, 5n02, etc. is placed on a glass substrate 1, and Y203+TiO2, Y203+TiO2, etc.
A first dielectric layer 8 made of Al2O3, Si3N4, 5i02, etc. is formed in an overlapping manner by sputtering, electron beam evaporation, or the like. On the first dielectric layer 8, ZnS:
A ZnS light emitting layer 4 is formed by electron beam evaporation of Mn sintered pellets. At this time, as the ZnS:Mn sintered pellet for vapor deposition, a pellet in which Mn, which is an active substance, is set at a concentration according to the purpose is used. Z
A second dielectric layer 5 made of the same material as the first dielectric layer 3 is laminated on the nS light emitting layer 4, and A/,
A back electrode 6 is formed by vapor deposition. The transparent electrode 2 and the back electrode 6 are connected to an AC power source 7, and the thin film EL element is driven.
電極２．６間にＡＣ電圧を印加すると、ＺｎＳ発光層４
の両側の誘電体層３．５間に上記ＡＣ電圧が誘起される
ことになり、従ってＺｎＳ発光層４内に発生した電界に
よって伝導帯に励起されかつ加速されて充分なエネルギ
ーを得た電子が、自由電子となって発光層界面へ誘引さ
れる過程で直接Ｍｎ発光センターを励起し、励起された
Ｍｎ発光センターが基底状態に戻る際に黄橙色のＥＬ光
を放射する。即ち高電界で加速された電子がＺｎＳ発光
層４中の発光センターであるＺｎサイトに入ったＭｎ原
子の電子を励起し、基底状態に落ちる時、略々５８５０
Ａをピークに幅広い波長領域で、強い発光を呈する。活
性物質としてＭｎ以外に希土類の゛弗化物を用いた場合
にはこの希土類に特有の緑色その他の発光色が得られる
。When an AC voltage is applied between the electrodes 2.6, the ZnS light emitting layer 4
The above AC voltage will be induced between the dielectric layers 3.5 on both sides of the ZnS light emitting layer 4. Therefore, the electric field generated in the ZnS light emitting layer 4 will excite and accelerate electrons into the conduction band and obtain sufficient energy. In the process of becoming a free electron and being attracted to the luminescent layer interface, the Mn luminescent center is directly excited, and when the excited Mn luminescent center returns to the ground state, it emits yellow-orange EL light. That is, when the electrons accelerated by a high electric field excite the electrons of the Mn atoms that have entered the Zn site, which is the luminescence center in the ZnS luminescent layer 4, and fall to the ground state, approximately 5850
It emits strong light in a wide wavelength range with peak A. When a rare earth fluoride other than Mn is used as an active substance, green and other luminescent colors characteristic of this rare earth element can be obtained.
上記の如き構造を有する薄膜ＥＬ素子はスペース・ファ
クタの利点を生かした平面薄型ディスプレイ・デバイス
として、文字及び図形を含むコンピューターの出力表示
端末機器その他種々の表示装置に文字、記号、静止画像
、動画像等の表示手段として利用することができる。し
かしながら、上記薄膜ＥＬ素子は発光中心を形成する活
性物質によって放射されるＥＬ光の発光色が単一に決定
されるものであり、単一素子で複数の発光色を選択して
放射させる技術は駆使されていない。一方、薄膜ＥＬ素
子をディスプレイとして使用する場合′には、情報の多
様化に応じて単一の素子で複数の発光色を呈するＥＬ光
を選択的に放射させることが望まれることもある。The thin film EL element having the structure described above can be used as a flat thin display device that takes advantage of the space factor to display characters, symbols, still images, moving images, etc. in computer output display terminal equipment and various other display devices that contain characters and figures. It can be used as a means of displaying images, etc. However, in the above-mentioned thin-film EL device, the color of the EL light emitted by the active material forming the luminescent center is determined in a single manner, and there is no technology to select and emit a plurality of luminescent colors from a single device. Not fully utilized. On the other hand, when a thin film EL element is used as a display, it may be desirable to selectively emit EL light exhibiting a plurality of colors with a single element in response to diversification of information.
本発明は上記要求に対して、技術的手段を駆使すること
により、単一の素子で複数の発光色を得ることのできる
新規有用な薄膜ＥＬ素子を提供することを目的とするも
のである。SUMMARY OF THE INVENTION In response to the above-mentioned requirements, it is an object of the present invention to provide a new and useful thin film EL element that can emit a plurality of colors with a single element by making full use of technical means.
以下、本発明を実施例に従って図面を参照しながら詳説
する。Hereinafter, the present invention will be explained in detail according to embodiments with reference to the drawings.
第２図は本発明の１実施徊として用いられる弗化プラセ
オジウム（ＰｒＦａ）を活性物質としてＺｎＳ発光層中
に添加した場合に得られるＥＬ光のスペクトル図である
。この図より明らかな如＜ 、Ｐ ｒ Ｆ ３のスペク
トルは青緑色に対応す−る４９００λの成分と赤色に対
応する６５００Ａの成分とから成っており、全体として
は白色として知覚される。従って、このスペクトル成分
に対し、適当なフィルターを使用することによって一方
のスペクトル成分をフィルターで吸収し、青緑色、赤色
、白色の三種類の発光色を生起せしめることができる。FIG. 2 is a spectrum diagram of EL light obtained when praseodymium fluoride (PrFa) used as an active substance is added to a ZnS light emitting layer as one embodiment of the present invention. As is clear from this figure, the spectrum of P r F 3 consists of a 4900λ component corresponding to blue-green color and a 6500A component corresponding to red color, and is perceived as white as a whole. Therefore, by using a suitable filter for these spectral components, one of the spectral components can be absorbed by the filter and three types of emitted light colors, blue-green, red, and white, can be generated.
第８図は本発明のｌ実施例を示す薄膜ＥＬ素子の構成図
である。第１図と同一符号は同一内容を示す。FIG. 8 is a block diagram of a thin film EL device showing an embodiment of the present invention. The same symbols as in FIG. 1 indicate the same contents.
本実施例の薄膜ＥＬ素子はガラス基板１上に透明電極２
を帯状に多数平行配列し、その上に非晶質のＳｉ３％４
から成る第１の誘電体層３を１０００〜８０００Ａ程度
形成し、発光層４′としてＺｎＳ層中にＰｒＦ３の活性
物質が添加された層を３０００〜１００ＯＯＡ程度積層
し、更にＹ２Ｏ３とＳｉ３Ｎ４の２層構造から成る第２
の誘電体層５を１０００〜ａｏｏｏλ程度重畳し、Ａｔ
の背面電極６を蒸着するとともに透明電極２と直交する
方向へ帯状に成形配列することにより構成されている。The thin film EL device of this example has a transparent electrode 2 on a glass substrate 1.
are arranged in parallel in a strip shape, and amorphous Si3%4 is placed on top of it.
A first dielectric layer 3 of about 1,000 to 8,000 A is formed, and a layer in which an active substance of PrF3 is added to a ZnS layer is laminated as a light emitting layer 4' of about 3,000 to 100 OOA, and further two layers of Y2O3 and Si3N4 are formed. The second structure consists of
The dielectric layers 5 of about 1000 to aoooλ are overlapped, and At
The back electrode 6 is vapor-deposited and arranged in a strip shape in a direction perpendicular to the transparent electrode 2.
ガラス基板１の前面には１組のフィルター８が着脱自在
に設置されている。このフィルター８の光透過特性を第
４図に示す。フィルター８は図中に曲線ｆ！で示す透過
特性を有する青緑フィルター（Ｖ−Ｇ５０）と曲ｍ ｆ
２で示す赤色フィルター（Ｖ−Ｒ６２）より成る。上
記構成の薄膜ＥＬ素子を発光駆動すると、発光層４′よ
りガラス基板１側へ導出されるＥＬ光はフィルター８が
離脱されている場合には白色光として直”接そのＥＬ光
が認認されるが、青緑色又は赤色のフィルター８がガラ
ス基板１前面に介設されるとＥＬ光はこのフィルター８
を通過した後、第５図あるいは第６図に示すスペクトル
を持った発光として認識される。従ってフィルター８を
適宜選定してガラス基板１前面に着脱させることにより
、４９００＾近傍にピーク波長を有する青緑色発光、６
５００Ａ近傍にピーク波長を有する赤色発光、あるいは
白色発光が任意に得られる。A set of filters 8 is removably installed on the front surface of the glass substrate 1. The light transmission characteristics of this filter 8 are shown in FIG. The filter 8 has a curve f! in the figure. A blue-green filter (V-G50) with transmission characteristics shown in
It consists of a red filter (V-R62) shown as 2. When the thin film EL element having the above configuration is driven to emit light, the EL light led out from the light emitting layer 4' to the glass substrate 1 side is directly recognized as white light when the filter 8 is removed. However, if a blue-green or red filter 8 is interposed in front of the glass substrate 1, the EL light will pass through this filter 8.
After passing through the rays, it is recognized as emitted light having the spectrum shown in FIG. 5 or 6. Therefore, by appropriately selecting the filter 8 and attaching and detaching it to the front surface of the glass substrate 1, blue-green light emission having a peak wavelength near 4900^, 6
Red light emission or white light emission having a peak wavelength near 500A can be obtained arbitrarily.
第７図は本発明の他の実施例を示す薄膜ＥＬ素子の平面
図である。FIG. 7 is a plan view of a thin film EL device showing another embodiment of the present invention.
薄膜ＥＬ素子のガラス基板１の前面ＫＶ−Ｇ５０の青緑
色フィルターを載置した背縁発光領域９、Ｖ−Ｒ６２の
赤色フィルターを載置した赤色発光領域１０、フィルタ
ーが介設されていない白色発光領域１１が構成されてい
る。従って発光層から放射されるＥＬ光は各領域９．１
０．１１で色分けされ、多色化された情報が表示される
ことになる。The front surface of the glass substrate 1 of the thin film EL element, the back edge light emitting area 9 on which the blue-green filter of KV-G50 is placed, the red light emitting area 10 on which the red filter of V-R62 is placed, and the white light emitting area with no filter interposed. A region 11 is configured. Therefore, the EL light emitted from the light emitting layer is
0.11, and multicolored information will be displayed.
以上詳説した如く本発明は単一の薄膜ＥＬ素子にフィル
ターを介設することによって複数の発光色を得ることが
できるものであり、ディスプレイとして用いた場合表示
情報の多様化を満し得る非常に技術的に卓越したもので
ある０As explained in detail above, the present invention enables a plurality of emitted light colors to be obtained by interposing a filter in a single thin-film EL element, and when used as a display, it is highly effective in satisfying the diversification of displayed information. Technically outstanding 0
第１図は薄膜ＥＬ素子の基本的構造を示す構成図である
。
第２図は発光層としてＺｎＳ：ＰｒＦ３を用いた場合の
ＥＬ光の発光スペクトルを示す説明図である。
第８図は本発明の１実施例を示す薄膜ＥＬ素子の構成図
である。
第４図は第８図に示すフィルターの光透過スペクトルを
示す説明図である。
第５図及び第６図は第３図に示す薄膜ＥＬ素子の発光ス
ペクトルを説明する説明図である。
第７図は本発明の他の実施例を示す薄膜ＥＬ素子の前面
側の平面図である。
ｌ・・・ガラス基板、４′・・・発光層、８・・・フィ
ルター。
代理人 弁理士 福 士 愛 彦FIG. 1 is a block diagram showing the basic structure of a thin film EL element. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the emission spectrum of EL light when ZnS:PrF3 is used as the light emitting layer. FIG. 8 is a configuration diagram of a thin film EL device showing one embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the light transmission spectrum of the filter shown in FIG. 8. FIGS. 5 and 6 are explanatory diagrams illustrating the emission spectrum of the thin film EL element shown in FIG. 3. FIG. 7 is a plan view of the front side of a thin film EL device showing another embodiment of the present invention. l...Glass substrate, 4'...Light emitting layer, 8...Filter. Agent Patent Attorney Aihiko Fukushi
Claims (1)
する薄膜ＥＬ素子に於いて、前記発光層の発光スペクト
ルのピーク波長に対応したフィルターを前面側に着脱自
在に介設したことを特徴とする薄膜ＥＬ素子。 ２ 発光層に活性物質としてＰｒＦ３を添加し、青緑色
と赤色に対応したピーク波長を有する発光スペクトルを
構成した特許請求の範囲第１項記、載の薄膜ＥＬ素子。[Claims] 1. In a thin film EL element having a light emitting layer that emits EL light upon application of an alternating current electric field, a filter corresponding to the peak wavelength of the emission spectrum of the light emitting layer is detachably interposed on the front side. A thin film EL device characterized by the following. 2. The thin film EL device according to claim 1, wherein PrF3 is added as an active substance to the light emitting layer to form an emission spectrum having peak wavelengths corresponding to blue-green and red.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56135255A JPS5835587A (en) | 1981-08-27 | 1981-08-27 | Thin film el element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56135255A JPS5835587A (en) | 1981-08-27 | 1981-08-27 | Thin film el element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5835587A true JPS5835587A (en) | 1983-03-02 |
Family
ID=15147429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56135255A Pending JPS5835587A (en) | 1981-08-27 | 1981-08-27 | Thin film el element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5835587A (en) |
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1981
- 1981-08-27 JP JP56135255A patent/JPS5835587A/en active Pending
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