JPS592158B2 - 薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子Info
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- JPS592158B2 JPS592158B2 JP54138516A JP13851679A JPS592158B2 JP S592158 B2 JPS592158 B2 JP S592158B2 JP 54138516 A JP54138516 A JP 54138516A JP 13851679 A JP13851679 A JP 13851679A JP S592158 B2 JPS592158 B2 JP S592158B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は交流電界の印加に依つてＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ
Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）発光を呈する薄膜ＥＬ素子
の構造に関するものである。
Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）発光を呈する薄膜ＥＬ素子
の構造に関するものである。
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（ 工０６Ｖ／（Ｖ７！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
、０４〜２．０ｗを％のＭｎ（あるいはＣｕ、Ａｌ、Ｂ
ｒ等）をドープしたＺｎＳ、ＺｎＳｅ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ＶｎＳ：Ｍｎ（又はＺｎＳｅ：Ｍｎ）ＥＬ素子
が開発され、発光諸特性の向上が確かめられている。
的に高い電界（ 工０６Ｖ／（Ｖ７！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
、０４〜２．０ｗを％のＭｎ（あるいはＣｕ、Ａｌ、Ｂ
ｒ等）をドープしたＺｎＳ、ＺｎＳｅ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ＶｎＳ：Ｍｎ（又はＺｎＳｅ：Ｍｎ）ＥＬ素子
が開発され、発光諸特性の向上が確かめられている。
この薄膜ＥＬ素子は数ＫＨ２の交流電界印加によつて高
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側より降圧していく過程で、
同じ印力”電圧に対して発光輝度が異なるといつたヒス
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
光輝度は高くなつ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つた
。薄膜ＥＬ素子のｌ例としてＺｎＳ：Ｍｎ薄膜ＥＬ素子
の基本的構造を第１図に示す。
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側より降圧していく過程で、
同じ印力”電圧に対して発光輝度が異なるといつたヒス
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
光輝度は高くなつ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つた
。薄膜ＥＬ素子のｌ例としてＺｎＳ：Ｍｎ薄膜ＥＬ素子
の基本的構造を第１図に示す。
添附図面に基いて薄膜ＥＬ素子の構造を具体的・に説明
すると、ガラス基板１上にＩｎ２ｏ、ｓｎｏ２等の透明
電極２、さらにその上に積層してＹ２Ｏ３、ＴｉＯ２、
Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２等からなる第１の誘
電体層３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。
すると、ガラス基板１上にＩｎ２ｏ、ｓｎｏ２等の透明
電極２、さらにその上に積層してＹ２Ｏ３、ＴｉＯ２、
Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２等からなる第１の誘
電体層３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３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焼結ベレ
ツトには活性物質となるＭｎが目的に応じた濃度に設定
されたベレツトが使用される。ＺｎＳ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Ａｌ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１駆動される。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、従つてＺｎＳ発光層４内に発生した電界によつて
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、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発光を
行なう．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サイトに入つたＭｎ原子の
電子を励起し、基底状態に落ちる時、略々５８５０λ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。上記
の如き構造を有する薄膜ＥＬ素子はスペース・フアクタ
の利点を生かした平面薄型デイスプレイ・デバイスとし
て、文字及び図形を含むコンピユータ一の出力表示端末
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。
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焼結ベレ
ツトには活性物質となるＭｎが目的に応じた濃度に設定
されたベレツトが使用される。ＺｎＳ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Ａｌ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１駆動される。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、従つてＺｎＳ発光層４内に発生した電界によつて
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、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発光を
行なう．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サイトに入つたＭｎ原子の
電子を励起し、基底状態に落ちる時、略々５８５０λ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。上記
の如き構造を有する薄膜ＥＬ素子はスペース・フアクタ
の利点を生かした平面薄型デイスプレイ・デバイスとし
て、文字及び図形を含むコンピユータ一の出力表示端末
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。
平面薄型表示装置としての薄膜ＥＬパネルは従来のブラ
ウン管（ＣＲＴ）と比較して動作電圧が低く、同じ平面
型デイスプレイ・デバイスであるブラズマデイスプレイ
パネル（ＰＤＰ）と比較すれば重量や強度面で優れて訃
り、液晶（ＬＣＤ）に比べて動作可能温度範囲が広く、
応答速度が速い等多くの利点を有している。また純固体
マトリツクス型パネルとして使用できるため動作寿命が
長く、そのアートレスの正確さとともにコンピユータ一
等の入出力表示手段として非常に有効なものである。従
来の薄膜ＥＬ素子に於いては、発光中心を形成する活性
物質を用いてその混合色発光を得る試みとして、例えば
母材中にＭｎを添加した発光層と、希土類の弗化物を添
加した発光層を積層することによつて、各発光層での発
光色を混成する方式、あるいは、単一母材の発光層中に
希土類の弗化物とＭｎの２種類以上の活性物質を同時に
添加する方式等が行なわれてきた。
ウン管（ＣＲＴ）と比較して動作電圧が低く、同じ平面
型デイスプレイ・デバイスであるブラズマデイスプレイ
パネル（ＰＤＰ）と比較すれば重量や強度面で優れて訃
り、液晶（ＬＣＤ）に比べて動作可能温度範囲が広く、
応答速度が速い等多くの利点を有している。また純固体
マトリツクス型パネルとして使用できるため動作寿命が
長く、そのアートレスの正確さとともにコンピユータ一
等の入出力表示手段として非常に有効なものである。従
来の薄膜ＥＬ素子に於いては、発光中心を形成する活性
物質を用いてその混合色発光を得る試みとして、例えば
母材中にＭｎを添加した発光層と、希土類の弗化物を添
加した発光層を積層することによつて、各発光層での発
光色を混成する方式、あるいは、単一母材の発光層中に
希土類の弗化物とＭｎの２種類以上の活性物質を同時に
添加する方式等が行なわれてきた。
しかしながら前者の方式は素子作製工程が繁雑となる欠
点を有し、また後者の方式は発光中心となる活性物質の
添加量を制御することが困難で：ー般には介々の活性物
質を単独で添加する場合の適量を基準として添加するた
め、発光母材中にＭｎ−Ｆ複合中心が形成され、このＭ
ｎ−Ｆ複合中心はそれ自体で個有・の発光色を呈するた
め、得られる発光色に赤色成分が混入される結果となり
、複数の発光中心の各発光色が混成された混合色を得る
ことは困難であつた。例えばＺｎＳ，ＺｎＳｅ等を発光
母材とする発光層中に発光中心を形成する活性物質とし
て・Ｍｎを添加した薄膜ＥＬ素子は黄橙色、ＴｂＦ３を
添加した薄膜ＥＬ素子は緑色のＥＬ発光を呈することが
知られているが、このＭｎとＴｂＦ３の２種類の活性物
質を、各々単独に添加する場合の適量を目安に発光母材
中に同時に添加するとＭｎノ一Ｆ複合中心が形成され、
そのＥＬ発光は波長７００ｍＩｔを中心とする赤色発光
あるいは赤色かつた橙色となる。第２図Ａ，ＢはＺｎＳ
発光母材中に活性物質としてＭｎとＴｂＦ３を添加した
ときの発光スペク・トルを示す説明図である。
点を有し、また後者の方式は発光中心となる活性物質の
添加量を制御することが困難で：ー般には介々の活性物
質を単独で添加する場合の適量を基準として添加するた
め、発光母材中にＭｎ−Ｆ複合中心が形成され、このＭ
ｎ−Ｆ複合中心はそれ自体で個有・の発光色を呈するた
め、得られる発光色に赤色成分が混入される結果となり
、複数の発光中心の各発光色が混成された混合色を得る
ことは困難であつた。例えばＺｎＳ，ＺｎＳｅ等を発光
母材とする発光層中に発光中心を形成する活性物質とし
て・Ｍｎを添加した薄膜ＥＬ素子は黄橙色、ＴｂＦ３を
添加した薄膜ＥＬ素子は緑色のＥＬ発光を呈することが
知られているが、このＭｎとＴｂＦ３の２種類の活性物
質を、各々単独に添加する場合の適量を目安に発光母材
中に同時に添加するとＭｎノ一Ｆ複合中心が形成され、
そのＥＬ発光は波長７００ｍＩｔを中心とする赤色発光
あるいは赤色かつた橙色となる。第２図Ａ，ＢはＺｎＳ
発光母材中に活性物質としてＭｎとＴｂＦ３を添加した
ときの発光スペク・トルを示す説明図である。
本発明は、発光母材中へ発光中心を形成する活性物質と
して、例えばＭｎと希土類弗化物の２種類を添加し、そ
の際の添加量を発光効率の低い希土類弗化物は単独に添
加する場合の最適濃度の値）に設定し、発光効率の高い
Ｍｎは単独に添加する場合の最適濃度の約Ｄ以下の濃度
となる値に設定することによつて、Ｍｎ−Ｆ複合中心に
よる赤色発光を抑制し、各活性物質を単独に添加した際
に得られるＥＬ発光色の混成された混合色から成５るＥ
Ｌ発光を得ることが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。
して、例えばＭｎと希土類弗化物の２種類を添加し、そ
の際の添加量を発光効率の低い希土類弗化物は単独に添
加する場合の最適濃度の値）に設定し、発光効率の高い
Ｍｎは単独に添加する場合の最適濃度の約Ｄ以下の濃度
となる値に設定することによつて、Ｍｎ−Ｆ複合中心に
よる赤色発光を抑制し、各活性物質を単独に添加した際
に得られるＥＬ発光色の混成された混合色から成５るＥ
Ｌ発光を得ることが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。
以下、本発明を実施例に従つて図面を参照しながら詳説
する。第１図に示す二重絶縁構造型薄膜ＥＬ素子に於フ
いて、ＺｎＳ発光層４を電子ビーム蒸着法により積層形
成する工程で蒸着源としてＺｎＳ中に活性物質となるＭ
ｎとＴｂＦ３を同時に添加し、その添加量を発光効率の
低いＴｂＦ３はそれを単独に添加する場合の最適量、発
光効率の高いＭｎは単独に添加する場合の最適量の約１
／１０以下の量に設定した焼結ペレツトを用いる。
する。第１図に示す二重絶縁構造型薄膜ＥＬ素子に於フ
いて、ＺｎＳ発光層４を電子ビーム蒸着法により積層形
成する工程で蒸着源としてＺｎＳ中に活性物質となるＭ
ｎとＴｂＦ３を同時に添加し、その添加量を発光効率の
低いＴｂＦ３はそれを単独に添加する場合の最適量、発
光効率の高いＭｎは単独に添加する場合の最適量の約１
／１０以下の量に設定した焼結ペレツトを用いる。
上記の如き組成に設定された発光層を有する薄膜ＥＬ素
子は交流電圧の印加によ虱活性物質としてＭｎを用いた
時の黄橙色と、ＴｂＦ３を用いた時の緑色の混成された
黄緑色のＥＬ発光を呈する。
子は交流電圧の印加によ虱活性物質としてＭｎを用いた
時の黄橙色と、ＴｂＦ３を用いた時の緑色の混成された
黄緑色のＥＬ発光を呈する。
Ｍｎの相対添加量を増加するにつれてＭｎＦ複合中心が
形成されるため、赤色成分が付加されてくる。第３図は
上記実施例の薄膜ＥＬ素子を駆動した際の発光スペクト
ル図である。
形成されるため、赤色成分が付加されてくる。第３図は
上記実施例の薄膜ＥＬ素子を駆動した際の発光スペクト
ル図である。
また第４図はＺｎＳ発光層中にＭｎのみを添加した薄膜
ＥＬ素子を１駆動した際の発光スペクトル図、第５図は
同様にＺｎＳ発光層中にＴｂＦ３のみを添加した薄膜Ｅ
Ｌ素子を駆動した際の発光スペクトル図である。第３図
より明らかな如く、上記実施例の薄膜ＥＬ素子はＭｎ−
Ｆ複合中心による赤色発光を呈するとなく、Ｍｎによる
波長５８５ｍμを中心とする黄橙色と、ＴｂＦ３による
波長５４０ｍμを中心とする緑色発光とが共存してその
混合色である黄緑色のＥＬ発光が得られる。第６図はＥ
Ｌ発光色の色度図である。図中のａはＺｎＳ：Ｍｎの黄
橙色発光、ｂはＺｎＳ：ＴｂＦ３の緑色発光、ＣはＺｎ
Ｓ：Ｍｎ，ＴｂＦ３でＭｎ−Ｆ複合中心を生じた場合の
赤色発光、ｄは上記実施例に係るＺｎＳ：ＭｎＴｂＦ３
の黄緑色発光の位置関係を示す。ＭｎとＴｂＦ３の相対
添加量を変化させることにより第６図のａ点とｂ点の間
でｃ点を移動することができ任意の色度の黄緑色ＥＬ発
光を得ることが可能である。尚、本発明は活性物質の異
なる２種以上の発光層を積層して混合色を得る方式に比
較し、製造工程が簡単で又再現性も高い等の利点を有す
る。
ＥＬ素子を１駆動した際の発光スペクトル図、第５図は
同様にＺｎＳ発光層中にＴｂＦ３のみを添加した薄膜Ｅ
Ｌ素子を駆動した際の発光スペクトル図である。第３図
より明らかな如く、上記実施例の薄膜ＥＬ素子はＭｎ−
Ｆ複合中心による赤色発光を呈するとなく、Ｍｎによる
波長５８５ｍμを中心とする黄橙色と、ＴｂＦ３による
波長５４０ｍμを中心とする緑色発光とが共存してその
混合色である黄緑色のＥＬ発光が得られる。第６図はＥ
Ｌ発光色の色度図である。図中のａはＺｎＳ：Ｍｎの黄
橙色発光、ｂはＺｎＳ：ＴｂＦ３の緑色発光、ＣはＺｎ
Ｓ：Ｍｎ，ＴｂＦ３でＭｎ−Ｆ複合中心を生じた場合の
赤色発光、ｄは上記実施例に係るＺｎＳ：ＭｎＴｂＦ３
の黄緑色発光の位置関係を示す。ＭｎとＴｂＦ３の相対
添加量を変化させることにより第６図のａ点とｂ点の間
でｃ点を移動することができ任意の色度の黄緑色ＥＬ発
光を得ることが可能である。尚、本発明は活性物質の異
なる２種以上の発光層を積層して混合色を得る方式に比
較し、製造工程が簡単で又再現性も高い等の利点を有す
る。
活性物質は上記実施例に示したＭｎ，ＴｂＦ３に限定？
れるものではなく、他のドーパントを用いることもでき
る。
れるものではなく、他のドーパントを用いることもでき
る。
第１図は薄膜ＥＬ素子の基本的構造のｌ実施例を示す構
成図である。 第２図はＭｎ−Ｆ複合中心を生じた薄膜ＥＬ素子の発光
スペクトル図である。第３図は活性物質としてＭｎとＴ
ｂＦ３を用いた本発明のＩ実施例に係る薄膜ＥＬ素子の
発光スペクトル図である。第４図は活性物質としてＭｎ
を用いた薄膜ＥＬ素子の発光スペクトル図である。第５
図は活性物質としてＴｂＦ３を用いた薄膜ＥＬ素子の発
光スペクトル図である。第６図はＥＬ発光色の色度図で
ある。１・・・・・・ガラス基板、２・・・・・・透明
電極、３，５・・・・・・誘電体層、４・・・・・・発
光層、６・・・・・・背面電極。
成図である。 第２図はＭｎ−Ｆ複合中心を生じた薄膜ＥＬ素子の発光
スペクトル図である。第３図は活性物質としてＭｎとＴ
ｂＦ３を用いた本発明のＩ実施例に係る薄膜ＥＬ素子の
発光スペクトル図である。第４図は活性物質としてＭｎ
を用いた薄膜ＥＬ素子の発光スペクトル図である。第５
図は活性物質としてＴｂＦ３を用いた薄膜ＥＬ素子の発
光スペクトル図である。第６図はＥＬ発光色の色度図で
ある。１・・・・・・ガラス基板、２・・・・・・透明
電極、３，５・・・・・・誘電体層、４・・・・・・発
光層、６・・・・・・背面電極。
Claims (1)
- １ 電圧印加によりＥＬ発光を呈する発光層の発光中心
となる活性物質として、発光効率の高い第１のドーパン
トと発光効率の低い第２のドーパントの少なくとも２種
類のドーパントが前記発光層中に添加され、前記第１の
ドーパントの含有量を最大輝度となる濃度値より低減せ
しめることにより前記第１及び第２のドーパント間で形
成される複合中心を抑制したことを特徴とする薄膜ＥＬ
素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54138516A JPS592158B2 (ja) | 1979-10-25 | 1979-10-25 | 薄膜ｅｌ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54138516A JPS592158B2 (ja) | 1979-10-25 | 1979-10-25 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5661788A JPS5661788A (en) | 1981-05-27 |
| JPS592158B2 true JPS592158B2 (ja) | 1984-01-17 |
Family
ID=15223967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54138516A Expired JPS592158B2 (ja) | 1979-10-25 | 1979-10-25 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS592158B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5829881A (ja) * | 1981-08-13 | 1983-02-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電場発光素子 |
-
1979
- 1979-10-25 JP JP54138516A patent/JPS592158B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5661788A (en) | 1981-05-27 |
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