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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