JPS5960874A - 電界発光表示素子 - Google Patents
電界発光表示素子Info
- Publication number
- JPS5960874A JPS5960874A JP57170300A JP17030082A JPS5960874A JP S5960874 A JPS5960874 A JP S5960874A JP 57170300 A JP57170300 A JP 57170300A JP 17030082 A JP17030082 A JP 17030082A JP S5960874 A JPS5960874 A JP S5960874A
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- Japan
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、電界発光表示素子（以下ｒＥＬ表示素子」
と略称する）の構造、さらに詳しくは、低電圧直流駆動
を可能とする薄膜型ＥＬＬ示素子の構造に関する。
と略称する）の構造、さらに詳しくは、低電圧直流駆動
を可能とする薄膜型ＥＬＬ示素子の構造に関する。
薄膜型ＥＬＬ示素子は、高輝度で多色化が可能であると
共に平面形状に形成できることから、近年表示装置のデ
ィスプレイデバイスとして活発に研究開発が行われ、各
種分野において実用化されつつある。
共に平面形状に形成できることから、近年表示装置のデ
ィスプレイデバイスとして活発に研究開発が行われ、各
種分野において実用化されつつある。
第１図は、従来の薄膜型ＥＬＬ示素子の概略構造を示す
もので、１は透光性を有する絶縁性の基板、２は基板ｌ
上に設けられた透光性の表面電極、３は表面電極２上に
設けられた透光性の絶縁層、４は絶縁層３上に設けられ
た電界発光体層（以下ｒＥＬ層」と略称する）、５はＥ
Ｌ層層上上設けた前記絶縁層３と同様な絶縁層、６は絶
縁層５上に設けた光反射性を有する背面電極である。
もので、１は透光性を有する絶縁性の基板、２は基板ｌ
上に設けられた透光性の表面電極、３は表面電極２上に
設けられた透光性の絶縁層、４は絶縁層３上に設けられ
た電界発光体層（以下ｒＥＬ層」と略称する）、５はＥ
Ｌ層層上上設けた前記絶縁層３と同様な絶縁層、６は絶
縁層５上に設けた光反射性を有する背面電極である。
このように、ＥＬＬ１２絶縁層３．５、さらに電極２，
６でサンドイッチ状に挟んで積層形状に構成されたＥＬ
Ｌ示素子は、表面電極２と背面電極６との間に交流電圧
を印加してＥＬ層層内内発光中心が励起されて発光し、
その発光が直接あるいは背面電極６で反射して、基板１
を通り薄膜型ＥＬＬ示素子の外部へ出るものである。
６でサンドイッチ状に挟んで積層形状に構成されたＥＬ
Ｌ示素子は、表面電極２と背面電極６との間に交流電圧
を印加してＥＬ層層内内発光中心が励起されて発光し、
その発光が直接あるいは背面電極６で反射して、基板１
を通り薄膜型ＥＬＬ示素子の外部へ出るものである。
ところで、この薄膜型ＥＬＬ示素子は、ＥＬｌｉ４の両
面に絶縁層３，５を有しているため、絶縁層３．ＥＬＬ
１２絶縁層５の各容量Ｃ３，Ｃ４゜Ｃ５が電気的に直列
接続されることになる。このうち容ＩＣ３，Ｃ５の各両
端に生じる電圧降下Ｖ３．Ｖ５の合計は容量Ｃ４の両端
に印加される■４を低下させ、実際電極２．６間に印加
される駆動電圧ＶＯよりもかなり小さな値の電圧しかＥ
Ｌ層４には印加されない。このため、この薄膜型ＥＬ表
示素子の駆動電圧■Ｏは前記絶縁層３．５による電圧降
下分を見込んで１００〜２００Ｖ （ピーク値）と高く
、それに伴う交流駆動回路を必要とすることから回路構
成が複雑になるという問題を有していた。
面に絶縁層３，５を有しているため、絶縁層３．ＥＬＬ
１２絶縁層５の各容量Ｃ３，Ｃ４゜Ｃ５が電気的に直列
接続されることになる。このうち容ＩＣ３，Ｃ５の各両
端に生じる電圧降下Ｖ３．Ｖ５の合計は容量Ｃ４の両端
に印加される■４を低下させ、実際電極２．６間に印加
される駆動電圧ＶＯよりもかなり小さな値の電圧しかＥ
Ｌ層４には印加されない。このため、この薄膜型ＥＬ表
示素子の駆動電圧■Ｏは前記絶縁層３．５による電圧降
下分を見込んで１００〜２００Ｖ （ピーク値）と高く
、それに伴う交流駆動回路を必要とすることから回路構
成が複雑になるという問題を有していた。
特に、この薄膜型ＥＬ表示素子を車両の計器等の表示部
に使用しようとする場合、車載バッテリ等の電源から前
記駆動電圧を得ることは容易でなく、これがため、この
種計器への応用を回能なものとしていた。
に使用しようとする場合、車載バッテリ等の電源から前
記駆動電圧を得ることは容易でなく、これがため、この
種計器への応用を回能なものとしていた。
この発明は、前述した問題点に着目して考えられたもの
で、低電圧直流駆動を可能とするため、半導体単結晶基
板上にエピタキシャル的に成長形成したＥＬ層、および
表面電極を積層し、前記半導体単結晶基板のＥＬ層を設
けた面と対向する面に背面電極を設けた薄膜型ＥＬ表示
素子の提供を目的とするものである。
で、低電圧直流駆動を可能とするため、半導体単結晶基
板上にエピタキシャル的に成長形成したＥＬ層、および
表面電極を積層し、前記半導体単結晶基板のＥＬ層を設
けた面と対向する面に背面電極を設けた薄膜型ＥＬ表示
素子の提供を目的とするものである。
以下、この発明に係る薄膜型ＥＬ表示素子を具体的実施
例に基づき説明する。
例に基づき説明する。
第２図は、この発明による薄膜型ＥＬ表示素゛子の概略
構造を示す断面図で、１０は０．１〜５Ω■の抵抗率を
持つｎ型Ｓｉ−ｗａｆｅｒｅから成る半導体単結晶基板
、１１は基板１０上にＺｎＳ：Ｍｎから成る発光体原料
を膜厚２０００〜６０００人に形成したＥＬ層で、この
際ＥＬ層１１の母体材料となるＺｎＳは真空焼結ペレッ
トを用いた電子ビーム加熱、発光中心となるＭｎは粉末
Ｍｎを蒸着源としタングステンボードを用いた抵抗加熱
蒸着法でおこない、Ｍｎ粉末はＺｎＳに対して５ｉｙｔ
％とした。１２はＥＬ層ｌｌ上にＡｕから成る導電材料
を膜厚約２００人で透光性と成るよう蒸着した表面電極
、１３は表面電極１２上の一部にＡｕを膜厚約２０００
人と成るよう蒸着した接続部材取付用電極、１４は基板
１０の８５層１１と対向する面に基板１０面を研磨した
後ＡＡから成る導電材料を膜厚約２０００人に蒸着した
背面電極で、各蒸着時の真空度は、電極１２，１３．１
４形成時では１０＝Ｔｏ ｏ ｒ、 ＥＬ層１１形成時
では１０””Ｔ ｏ ｏ ｒとした。１５は駆動回路（
図示しない）につながるリード線等の接続部材で、銀ペ
ースト等の導電ペースト１６により電極１３．１４に接
続されている。
構造を示す断面図で、１０は０．１〜５Ω■の抵抗率を
持つｎ型Ｓｉ−ｗａｆｅｒｅから成る半導体単結晶基板
、１１は基板１０上にＺｎＳ：Ｍｎから成る発光体原料
を膜厚２０００〜６０００人に形成したＥＬ層で、この
際ＥＬ層１１の母体材料となるＺｎＳは真空焼結ペレッ
トを用いた電子ビーム加熱、発光中心となるＭｎは粉末
Ｍｎを蒸着源としタングステンボードを用いた抵抗加熱
蒸着法でおこない、Ｍｎ粉末はＺｎＳに対して５ｉｙｔ
％とした。１２はＥＬ層ｌｌ上にＡｕから成る導電材料
を膜厚約２００人で透光性と成るよう蒸着した表面電極
、１３は表面電極１２上の一部にＡｕを膜厚約２０００
人と成るよう蒸着した接続部材取付用電極、１４は基板
１０の８５層１１と対向する面に基板１０面を研磨した
後ＡＡから成る導電材料を膜厚約２０００人に蒸着した
背面電極で、各蒸着時の真空度は、電極１２，１３．１
４形成時では１０＝Ｔｏ ｏ ｒ、 ＥＬ層１１形成時
では１０””Ｔ ｏ ｏ ｒとした。１５は駆動回路（
図示しない）につながるリード線等の接続部材で、銀ペ
ースト等の導電ペースト１６により電極１３．１４に接
続されている。
第３図は、この薄膜型ＥＬ表示素子における基板１０上
に形成した８５層１１の結晶性を調べるため作成した基
板１０／ＥＬ層１１のＸ線回折パターンであり、これか
ら明らかなように、２θ＝２８．５ｄｅｇと５８．８ｄ
ｅｇに顕著な回折線が見られる。前者は基板１０の３１
（１１１）面およびＥＬ）ｉｌｌのＺｎＳ ：Ｍｎ （
１１１） Ｉｉｉノ格子定数が近いために重なっている
ためと考えられるが、後者は第４図に示すＳｔ粉末にお
けるＸ線回折パターンとの比較で分るようにＳｔにおい
ては現れない回折線であり、本発明者による計算の結果
ＥＬＪｉｌｌｌのＺｎＳ （２２２）面による回折線で
育ることか分かった。したがって、ｎ型Ｓｉ−ｗａ ｆ
ｅ ｒ基板１０上に形成されたＺｎＳ：Ｍｎ薄膜の８
５層１１は＜１１１＞方向に強く配列し、エピタキシャ
ル的な成長が行われたものと考えられる。
に形成した８５層１１の結晶性を調べるため作成した基
板１０／ＥＬ層１１のＸ線回折パターンであり、これか
ら明らかなように、２θ＝２８．５ｄｅｇと５８．８ｄ
ｅｇに顕著な回折線が見られる。前者は基板１０の３１
（１１１）面およびＥＬ）ｉｌｌのＺｎＳ ：Ｍｎ （
１１１） Ｉｉｉノ格子定数が近いために重なっている
ためと考えられるが、後者は第４図に示すＳｔ粉末にお
けるＸ線回折パターンとの比較で分るようにＳｔにおい
ては現れない回折線であり、本発明者による計算の結果
ＥＬＪｉｌｌｌのＺｎＳ （２２２）面による回折線で
育ることか分かった。したがって、ｎ型Ｓｉ−ｗａ ｆ
ｅ ｒ基板１０上に形成されたＺｎＳ：Ｍｎ薄膜の８
５層１１は＜１１１＞方向に強く配列し、エピタキシャ
ル的な成長が行われたものと考えられる。
第５図は、同上薄膜型ＥＬ表示素子の（１１１）面の基
板１０上に成長したＥＬＩ！１１の電子線回折像写真で
、これから単結晶に近い状態となっていることが確認で
きた。
板１０上に成長したＥＬＩ！１１の電子線回折像写真で
、これから単結晶に近い状態となっていることが確認で
きた。
第６図は、この薄膜型ＥＬ表示素子の発光強度り一電圧
Ｖの特性を示す図で、これより電極１３（表面電極１２
）が正・負何れの場合にも発光がみられ、発光開始電圧
は、表面電極１２が正の場合的４０Ｖ、負の場合的３０
Ｖと従来に比べて極めて低い値を示すことがわかる。こ
れは、前述したように基板１０上に形成した８５層１１
が単結晶に近いものであることによるためと考えられる
。
Ｖの特性を示す図で、これより電極１３（表面電極１２
）が正・負何れの場合にも発光がみられ、発光開始電圧
は、表面電極１２が正の場合的４０Ｖ、負の場合的３０
Ｖと従来に比べて極めて低い値を示すことがわかる。こ
れは、前述したように基板１０上に形成した８５層１１
が単結晶に近いものであることによるためと考えられる
。
第７図は、この発光のＬ−Ｖ−“特性を示すもので、図
より明らかなように直線的な特性からＬｏ＝ｅｘｐ （
−ＣＶ ）（Ｃ：定数）の関係を満たしている。これ
は高速電子による発光中心の衝突励起で生じる電界発光
の経験則と一致し、この薄膜型ＥＬ表示素子も一般的な
電界発光の発光過程と同一であることを示している。
より明らかなように直線的な特性からＬｏ＝ｅｘｐ （
−ＣＶ ）（Ｃ：定数）の関係を満たしている。これ
は高速電子による発光中心の衝突励起で生じる電界発光
の経験則と一致し、この薄膜型ＥＬ表示素子も一般的な
電界発光の発光過程と同一であることを示している。
第８図は、この薄膜型ＢＬ表示素子の発光スペクトル特
性を示すもので、発光のピーク波長が約５８００人、半
値幅は約５００人となっている。
性を示すもので、発光のピーク波長が約５８００人、半
値幅は約５００人となっている。
これは従来のＭｎを発光中心とするＥＬ表示素子で得ら
れる発光特性と一致しており、Ｍｎ内殻電子の ４Ｇ ｄ １３３ レベル間での遷移に基づくものと思われる。
れる発光特性と一致しており、Ｍｎ内殻電子の ４Ｇ ｄ １３３ レベル間での遷移に基づくものと思われる。
以上のように、この薄膜型ＥＬ表示素子は、基板１０と
ＥＬＬｉ２ＯるいはＥＬＬｉ２Ｏ表面電極１２の各界面
に生じるヘテロ接合部の空乏層あるいはシロットキー障
壁に注入されたキャリアを高電界で加速し、発光中心を
衝突励起することにより発光を生じるもので、ヘテロエ
ピタキシャル成長した結晶性の良いＥＬＬｉ２Ｏキャリ
アの平均自由行程が大きく電界で効率良く加速されるこ
とによると思われる効果によって発光開始電圧は従来の
ものより極めて低く、直流電圧による駆動が可能となっ
た。
ＥＬＬｉ２ＯるいはＥＬＬｉ２Ｏ表面電極１２の各界面
に生じるヘテロ接合部の空乏層あるいはシロットキー障
壁に注入されたキャリアを高電界で加速し、発光中心を
衝突励起することにより発光を生じるもので、ヘテロエ
ピタキシャル成長した結晶性の良いＥＬＬｉ２Ｏキャリ
アの平均自由行程が大きく電界で効率良く加速されるこ
とによると思われる効果によって発光開始電圧は従来の
ものより極めて低く、直流電圧による駆動が可能となっ
た。
また、ＥＬＬｉ２Ｏ両面に絶縁層を配しないため電極１
３．１４間に印可された駆動電圧が殆どＥＬＬｉ２Ｏ印
可されることになり、従来のような電圧降下分を考慮す
る必要はなく、効率の良い駆動を行うことができる。
３．１４間に印可された駆動電圧が殆どＥＬＬｉ２Ｏ印
可されることになり、従来のような電圧降下分を考慮す
る必要はなく、効率の良い駆動を行うことができる。
しかも、発光特性は従来のものとほとんど同じ結果を得
られ、実用的なディスプレイデバイスとして用いるのに
充分であり、車両の計器等の表示部への応用を容易なら
しめるものである。
られ、実用的なディスプレイデバイスとして用いるのに
充分であり、車両の計器等の表示部への応用を容易なら
しめるものである。
なお、基板１０とＥＬＬｉ２Ｏの間もしくは／およびＥ
ＬＬｉ２Ｏ表面電極１２との間にＥＬＬｉ２Ｏ破壊防止
を目的とする各種サーメツト層等から成る薄い高抵抗層
を設けることもできる。
ＬＬｉ２Ｏ表面電極１２との間にＥＬＬｉ２Ｏ破壊防止
を目的とする各種サーメツト層等から成る薄い高抵抗層
を設けることもできる。
第１図は、従来の薄膜型ＥＬ表示素子の概略的な断面図
、 第２図は、この発明に係る薄膜型ＥＬ表示素子の一例の
概略的な断面図、 第３図は、同上薄膜型ＥＬ表示素子のＸ線回折パターン
、 第４図は、Ｓｔ粉末のＸ線回折パターン、第５図は、同
上薄膜型ＥＬ表示素子の電子線回折像写真、 第６図は、同上薄膜型ＥＬ表示素子のＬ−Ｖ特性図、 第７図は、同上薄膜型ＥＬ表示素子のＬ −Ｖ”特性図
、 第８図は、同上薄膜型ＥＬ表示素子の発光スペクトル特
性図である。 １０：半導体単結晶基板 １１：ＥＬ層１２：表面電
極 １３：接続部材取付用電極 １４：背面電極１５：接続
部材 １６：導電ペースト第１図 第５図 第７１！１ 電圧Ｖ〔マへ 第８図
、 第２図は、この発明に係る薄膜型ＥＬ表示素子の一例の
概略的な断面図、 第３図は、同上薄膜型ＥＬ表示素子のＸ線回折パターン
、 第４図は、Ｓｔ粉末のＸ線回折パターン、第５図は、同
上薄膜型ＥＬ表示素子の電子線回折像写真、 第６図は、同上薄膜型ＥＬ表示素子のＬ−Ｖ特性図、 第７図は、同上薄膜型ＥＬ表示素子のＬ −Ｖ”特性図
、 第８図は、同上薄膜型ＥＬ表示素子の発光スペクトル特
性図である。 １０：半導体単結晶基板 １１：ＥＬ層１２：表面電
極 １３：接続部材取付用電極 １４：背面電極１５：接続
部材 １６：導電ペースト第１図 第５図 第７１！１ 電圧Ｖ〔マへ 第８図
Claims (1)
- 半導体単結晶基板に電界発光層をエピタキシャル的に成
長形成し、これらを電極でサンドインチ状に挟み、低電
圧直流駆動を可能とした電界発光表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57170300A JPS5960874A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 電界発光表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57170300A JPS5960874A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 電界発光表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5960874A true JPS5960874A (ja) | 1984-04-06 |
Family
ID=15902405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57170300A Pending JPS5960874A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 電界発光表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5960874A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001267086A (ja) * | 2000-03-23 | 2001-09-28 | Fujitsu Ltd | ディスプレイパネルおよびそのパネルを搭載した情報処理装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5350689A (en) * | 1976-10-19 | 1978-05-09 | Omron Tateisi Electronics Co | Electrolumiescence device |
| JPS56138891A (en) * | 1980-03-31 | 1981-10-29 | Fujitsu Ltd | Method of producing el light emitting element |
-
1982
- 1982-09-29 JP JP57170300A patent/JPS5960874A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5350689A (en) * | 1976-10-19 | 1978-05-09 | Omron Tateisi Electronics Co | Electrolumiescence device |
| JPS56138891A (en) * | 1980-03-31 | 1981-10-29 | Fujitsu Ltd | Method of producing el light emitting element |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001267086A (ja) * | 2000-03-23 | 2001-09-28 | Fujitsu Ltd | ディスプレイパネルおよびそのパネルを搭載した情報処理装置 |
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