JPS589190A - 多色表示薄膜エレクトロルミネセンス素子 - Google Patents

多色表示薄膜エレクトロルミネセンス素子

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JPS589190A
JPS589190A JP56106879A JP10687981A JPS589190A JP S589190 A JPS589190 A JP S589190A JP 56106879 A JP56106879 A JP 56106879A JP 10687981 A JP10687981 A JP 10687981A JP S589190 A JPS589190 A JP S589190A
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JP
Japan
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thin film
voltage
luminescent
layer
light
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Pending
Application number
JP56106879A
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English (en)
Inventor
純一 大脇
小沢口 治樹
辻山 文治郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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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】 本発明は電圧の印加によってエレクトロルミネセンス(
EL)を呈する薄膜EL素子に関するものである。
発光体薄膜層を少なくとも一方が透明電極である一対の
電極で挾み、両電極間に電界を印加することによって発
光を呈する薄膜EL素子は、大向積化が容易で輝度が尚
く寿命が長いことから平向型ディスプレイデバイスに最
適である。
従来の薄膜EL素子の一例として、交流駆動展薄換EL
素子の基本的構造を第1図に示す。
ガラス基板1上に透明電極2、・絶縁体層3、発光体層
4、爽にその上に第2の絶縁体層5、背面金属電極6が
重畳形成されている。透BA竜極2と背面金属電極6と
の間に交流電圧7を印加すると、発光体層4内で電界に
よって加速された電子が発光中心を衝突励起し発光を呈
する。光は絶縁体層3、透8Atjt極2、ガラス基板
1に通して外部に取り出される。
発光色は発光体層4中に添加されている発光中心となる
元素の徨類に1って、柚々に変えることがaJ能である
。例えば、発光体母材を硫化亜鉛(ZnS)として、マ
ンガン(Mn)を添加し′fI:、場合には黄橙色に、
またテルビウム(Tb)t−is加した場合VCは緑色
に発光する。
なお、絶縁体層3,5は薄−EL素子の絶縁値mtt圧
を向上させるために設けた層でろって、発光体層4の耐
圧が十分高ければ不散である。従って両絶縁体層1*シ
去った構造や、あるいはいずれか一方t−城p去った構
造の薄膜EL素子も考えられる。
しかし、第1図のような構造を持り薄1[EL素子では
印加電圧によって発光輝度t″変調ることはで、きるが
、色調を変えることはできないという欠点があった0こ
のような欠点を解決するために、従来法のような方法が
提案されている0例えば第2図に示すように、透明電極
8を介して添加物の異なる発光体層4,9を積層して、
透明電極2と8との間、および透明電極8と金1iit
極6との間に印加する電圧7.10t−、それぞれ独立
に変調すれば2色あるいは3色に色調を変化し得ること
は容易に類推できる。しかし、この方法では素子作製、
特に発光体層4の上、あるいは絶縁体層5の上に透明電
極膜を形成することが極めて難しく実現性に乏しいこと
、および−極の引き出しが複雑となり発光部の微細化が
困難であるという欠点があつ友0 また第3図に示すように、添加物の異なる発光体層4,
9を絶縁体層空の上に平面分割して配置し背面金属電極
6を微細化して、印加電圧7,10をそれぞれ独立に制
御することによっても発光体層4,9を同時にあるいは
どちらか一方だけを発光させることができ、多色表示が
可能となる。しかし、この方法では発光体層を形成する
際にマスク交換の工程が必要であり、製造装置が非常に
彼雑になること、および発光体層4,9と背面金属電極
6との位置合わせを精度良くする必要゛があるため、表
示、面積を微細化するのが難しいという欠点が6つ九〇 本発明の目的は、従来の多色表示薄膜EL素子の欠点を
解決するため、一対の電極間に発光強度の電圧依存性が
互いに異なる発光中心物質を、それぞれに添加した発光
体層t2層に重畳形成した薄膜EL素子を作製し、印加
電圧を変えることによって色v41!−変えることを可
能とする多色表示薄膜EL素子を提供することにある。
以下、図に従って本発aAt−鮮細に説明する。
第4図は本発明のエレクトロルミネセンス素子の一実施
例であって1図に示した素子の製造方法は次のとおりで
ある。まず、ガラス基板1上にInn o、 @ Sm
 O會等の透明電極2を形成し、透明電4j2上にZn
S母材中に出を約0.5モルチ添加し次発光体層11會
約3000λ程度形成する。更にその上にZnS 母材
中に酸化テルビウム(Tb* Os )を約2七ルー添
加した発光体層12を約3000λ程度形成し、発光体
層νの上に絶縁体fi13として酸化サマリウム(8m
tOm)薄膜13t−約3500λ程度形成する。次い
で絶縁体層13上に背面金属電極6として、アルミニウ
ムCAt)k約1oooA形成する。
透明電極2と金属電極6との間に交流電圧7を印加し発
光させようとする場合に、第4図に示すような構造の薄
膜EL素子では、絶縁体層13に隣接している発光体層
12の方が、発光体層11に比べて励起される効率は高
くなる。
発光体層の発光開始電圧vT51Fi、発光体母材中の
添加元素にLつて変わるが、本実施例においては、発光
体層11 (ZnS : Mn )の発光開始電圧′v
TH(Plh)の方が、発光体層12 (ZnS : 
Tb*Om )の発光開始電圧v7H(’rb)工り低
い。そのため透明電極2と金属電極6との間に印加する
交流電圧7を上昇さ°せてゆくと、 VTR(Mn )
が低いためにまず発光体層11の発光が主に輝度に寄与
する状態となる。この状態に相当する、第4図に示す構
造を有する薄膜EL素子の発光スペクトルを第5図に示
す。矢印で示しfC波長54.8nmのピーク(P 5
4g )はTb愛OsKよる緑色発光であり、波長59
0 nmのピーク(P690)は胤による黄橙色発光で
ある。ここではP648の緑色発光も含まれてはいるが
、スペクトル半値幅が狭く、シかもピーク値も小さいた
め、全体としては黄橙色に観測される。史に電圧上上昇
させてVTH(Tb)’t−越えると、緑色発光が強ま
り全体として発光色は萌黄色(黄色がかった緑色)に観
測される。この状態に相当する発光スペクトルを第6図
に示す。ZnS:Mnの黄橙色発光ピークP 590に
比べて% Zn S : TbtOlの緑、色発光ピー
クP548が伸びていることがわかる。緑色発光ピーク
強度P548と黄橙色発光ピーク強度P590との比は
、印加電圧に対して第7図に示すような関係を持ってお
り、本実施例の素子では80v以下では黄橙色に、お工
そ85V以上では萌黄色あるいは緑色に発光する。
なお、第3図に示したような発光層単層の従来素子でF
i、発光強度は印加電圧に対して指数関数的に増加する
。従って低電圧では発光層&は非常に弱い0しかし第4
図に示した本実施例の素子では、発光開始電圧が高く発
光効率の悪いZnS:Tbt o1発光体層12を励起
されやすい絶縁体層13に近い方に配置し、発光開始電
圧が低く発光効率の高いZnS:Mn発光体層11會励
起効率の低い透明電極2に近い方に配置すれば、全体と
しての発光強度の電圧による変化を緩やかにすることが
でき、低電圧印加時の黄橙色発光と、高電圧印加時の萌
黄色発光との発光強直差を小さくすることが可能である
従って、本発明素子はこのような動作をするから、電圧
を変化させることKより発光色W4を変えることが1J
能となり、構造および裏造法が簡単な多色表示薄膜EL
素子を実現することができる。
本発明の薄膜EL素子を構成する材料、添加濃度お工び
膜厚などは、何ら上記実施例に制限されるものでtまな
い。例えば発光体層用添加剤としては、Mn 、 Tb
103に限らず、TbFl、 SmFl、 D)’Fa
+Pr FB + Ho FB + Er FB等から
、発光強度の電圧依存性が異なる物質を組合せることに
よって本発明の素子を実現できる。その場合、表示色は
添加剤を選択することによって任意に変えることができ
る。
添加剤の異なる発光体層を積層することによって、何ら
かの相互作用が生じ、新しい発光レベル等が発生した場
合には1両発光体層間に無添加のZnSを働く薄く形成
した構造にして、相互作用を防止してもよい。また絶縁
体層用材料としては、Sm1O1に限らすs  SfO
*s Si、Na+ Yt03e  AttOi +T
a鵞0@ g Nb1(% HBa Tt o、 g 
Pb Tl 0g等でも艮い。
また薄膜EL素子の構造も、第4図に示した構造がふさ
れしいが、それに限厘されるものでなく、透明電極2と
発光体層4との間にだけfi!3縁体層合体層た構造で
も良いし5両側に絶縁体層を設けた構造でも、絶縁体層
を全く取り去ってしまった構造でも良い0 以上説明した工うに、本発明によれば構造、m造工程が
簡単な、印加電圧によって色調が変化する多色表示薄膜
EL素子ができるので、大型d一つ尚irptmの多色
平l形表示装[を薄膜EL素子を用いて実現することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の交流駆動型薄膜EL素子、第2図は従来
の多色表示薄膜EL素子、第3図は従来の多色表示薄膜
EL素子、第4図は本発明の多色表示薄膜EL素子、第
5図は本発明の多色表示薄膜ELX子の低電圧駆動時の
発光スペクトル、第6図は本発明の多色表示薄膜ELX
子の高電圧駆動時の発光スペクトル、給7図に本発明の
多色表示薄膜ELX子の発光スペクトルにおける、54
8nmと590nmの発光ピーク強度比と印カロ電圧と
の関係を示す説明図である0 1・・・・・・ガラス基板、2・・・・・・透明′vL
他、 3.5 *13・・・・・・絶縁体層、4,9,
11.12・・・・・・発光体層、6・・・・・・金属
−極、7.10・・・・・・交流電圧源71図 工2図 才3図 才4図 第5図 月 波長 (nm) 、77図 匠p力O電尺 (V)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (リ 少なくとも一方が透明電極である一対の電極間に
    1発光強度の電圧依存性が互いに異なる発光中心物質を
    それぞれに添加した、2層の発光体薄膜層を積層したこ
    とを%徴とする多色表示薄膜エレクトロルミネセンス素
    子。 (2)発光体層と背面金属電極との間にだけ絶縁体層を
    設けたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の多
    色表示薄膜エレクトロルミネセンス素子。
JP56106879A 1981-07-10 1981-07-10 多色表示薄膜エレクトロルミネセンス素子 Pending JPS589190A (ja)

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