JPS61271780A - Thin film el element - Google Patents

Thin film el element

Info

Publication number
JPS61271780A
JPS61271780A JP60114780A JP11478085A JPS61271780A JP S61271780 A JPS61271780 A JP S61271780A JP 60114780 A JP60114780 A JP 60114780A JP 11478085 A JP11478085 A JP 11478085A JP S61271780 A JPS61271780 A JP S61271780A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light emitting
emitting layer
tbf3
light
thin film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP60114780A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH046274B2 (en
Inventor
浩司 谷口
隆 小倉
康一 田中
勝 吉田
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP60114780A priority Critical patent/JPS61271780A/en
Publication of JPS61271780A publication Critical patent/JPS61271780A/en
Publication of JPH046274B2 publication Critical patent/JPH046274B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

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】 く技術分野〉 本発明は電界の印加に応答してEL(エレクトロ・ルミ
ネセンス)発光を呈する薄膜EL素子に関し、特にフッ
化物又は塩化物を発光センターとする発光層を誘電体層
で挟設した多層構造の薄膜EL素子における眉間密着性
の改善に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Technical Field] The present invention relates to a thin film EL device that emits EL (electroluminescence) light in response to the application of an electric field, and particularly relates to a thin film EL device that emits EL (electroluminescence) light in response to the application of an electric field. This invention relates to improving the adhesion between the eyebrows in a thin film EL element having a multilayer structure sandwiched between dielectric layers.

〈従来技術〉 ZnSまたはZn5e等に発光センターとし”Q(n等
をドープした発光層の両面は酸化膜または窒化膜等の誘
電体層で被覆して成る二重絶縁構造薄膜EL素子は、高
輝度で発光し、しかも長寿命であるという性質を有する
ため、情報表示用平面ディスプレイパネル等としてすで
に広範囲な用途に利用されている。しかしながら、一般
的に普及しているものはZnS母材中に発光センターと
してMnをドープしたZnS:Mnを発光層とし、Y2
O3やSi8N4等を誘電体層として発光層の両面に層
設した黄橙色の発光色のものに限定されており、EL発
光を多色化した薄膜EL素子については実用化のレベル
にまで達していないのが実情である。
<Prior art> A thin-film EL device with a double insulation structure, in which a light-emitting layer doped with ZnS or Zn5e, etc., as a light-emitting center, and a light-emitting layer doped with oxide or nitride on both sides, has a high Because it emits light with brightness and has a long life, it is already used in a wide range of applications such as flat display panels for information display.However, the most popular ones are ZnS doped with Mn as a luminescent center: Mn is used as a luminescent layer, and Y2
The technology is limited to yellow-orange light emitting devices in which O3, Si8N4, etc. are used as dielectric layers on both sides of the light emitting layer, and thin film EL elements that emit multicolor EL light have not yet reached the level of practical use. The reality is that there is not.

一方、近年の情報処理技術の発展にともなって、ディス
プレイにおける表示の多色化は欠くことのできない要素
となりつつある。
On the other hand, with the recent development of information processing technology, multicolor display is becoming an indispensable element.

EL発光の多色化を得る目的で、希土類フッ化物等を発
光センターとして用いると、たとえばTbF3 、Sm
FB 、TmFBあるいはP r F3により、それぞ
れ緑色、赤色、青色、白色のEL発光が得られることは
良(知られているが、特に発光層をZnS:TbF3と
した場合には実用的輝度に近い値が得られるため、緑色
EL発光素子として有望視されている。発光層をZnS
:Mnとする薄膜EL素子の場合、MAL原子はZn格
子位置に置換している。これに対し、Z n S ’ 
T b Faを発光層とする薄膜EL素子では、TbF
3は分子状及び粒子状の状態にあり、極論すれば混合状
態にある。このため、Z n S : T b F a
発光層と誘電体層との密着力は、TbF3濃度が高(な
る程弱(なり、誘電体層と発光層間の接合部で剥離とい
う問題が生じる。この現象は次のような原因によると考
えられる。例えばTbF3濃度が1.6’mo1%のZ
nS膜を想定すれば、TbF3分子が等間隔に分布して
いるとして、TbF3の最短分子間隔中にはZnとSの
対が3組だけ存在すること((1・6/1oo)’J=
 1/4 )になる。四方がZnとSの対に囲まれたZ
nとSの対は、TbF3分子の最稠密面上で、極めて少
ない。
For the purpose of obtaining multicolor EL emission, when rare earth fluorides are used as luminescent centers, for example, TbF3, Sm
It is well known that green, red, blue, and white EL emission can be obtained using FB, TmFB, or PrF3, respectively (although it is known that the luminance is close to practical luminance, especially when the luminescent layer is made of ZnS:TbF3). It is considered promising as a green EL light-emitting device because it can obtain a high value.The light-emitting layer is made of ZnS.
:Mn, MAL atoms are substituted at Zn lattice positions. On the other hand, Z n S'
In a thin film EL device using TbFa as a light emitting layer, TbF
3 is in a molecular and particulate state, and in the extreme, it is in a mixed state. Therefore, Z n S : T b F a
The adhesion between the light-emitting layer and the dielectric layer is weak when the TbF3 concentration is high (indeed, it is weak), which causes a problem of peeling at the junction between the dielectric layer and the light-emitting layer. This phenomenon is thought to be due to the following causes. For example, Z with a TbF3 concentration of 1.6'mol%
Assuming an nS film, assuming that TbF3 molecules are distributed at equal intervals, there are only three pairs of Zn and S in the shortest molecular spacing of TbF3 ((1・6/1oo)'J=
1/4). Z surrounded by pairs of Zn and S on all sides
There are extremely few pairs of n and S on the closest-packed plane of the TbF3 molecule.

第3図はこの様子を模式的に示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing this situation.

A はTbF  の発光センター、A はTbF3と接
するZn−3対、A3はTbF3と接しないZn−8対
を表わしている。ZnとSの対に囲まれないZnとSの
対が多数生じる結果、密着力が著しく゛低下すると考え
られる。ところで、発光輝度に対する最適膜中のTbF
 濃度は約2mo1%を必要とし、このため発光輝度を
高くすることと密着力が強く信頼性の高い素子を作製す
ることは相反する状況にあった。この問題は発光センタ
ーとしてTbF3を用いた場合に限らず、他のフッ化物
や塩化物を用いた場合でも同様に生じる。
A represents the luminescence center of TbF, A represents the Zn-3 pair in contact with TbF3, and A3 represents the Zn-8 pair not in contact with TbF3. It is thought that as a result of the formation of many pairs of Zn and S that are not surrounded by pairs of Zn and S, the adhesion force is significantly reduced. By the way, TbF in the optimal film for luminance
The concentration needs to be about 2 mo1%, and therefore, there is a conflict between increasing luminance and producing a highly reliable device with strong adhesion. This problem occurs not only when TbF3 is used as the luminescent center, but also when other fluorides or chlorides are used.

〈発明の概要〉 本発明は上述の問題点に鑑み、薄膜EL素子の信頼性を
得るための素子構造を提供することを目的とする。
<Summary of the Invention> In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an element structure for obtaining reliability of a thin film EL element.

一般に、二重絶縁構造薄膜EL素子の発光メカニズムは
、外部電圧の印加によって生じた発光層中の誘起電界に
より電子が加速され、これよって得られるホットエレク
トロンが発光センターへ衝突して発光センターを励起す
ることにより電磁スペクトルがEL発光として放出され
る。発光層中の電界強度は均一でなく誘電体層との界面
近傍で電界が強くなっている。電界が強い程電子のエネ
ルギーは高く、発光センター励起が効率良(行なわれる
。しかし電界強度の不均一は、外部電圧が低い場合すな
わち発光輝度−印加電圧特性において低輝度領域でのみ
顕著である。実用的に問題となる高輝度領域(飽和輝度
)では、不均一は生じない。従って界面近傍で発光セン
ター濃度を下げることによる輝度低下は少ない。以上よ
り、発光層と誘電体層の界面近傍で発光層中の発光セン
ター濃度を下げることにより、発光輝度の大幅な低下を
もたらすことなく膜間の剥離による素子の信頼性低下を
防ぐことが可能となる。
Generally, the light emitting mechanism of a thin film EL device with a double insulation structure is that electrons are accelerated by an induced electric field in the light emitting layer caused by the application of an external voltage, and the resulting hot electrons collide with the light emitting center and excite the light emitting center. As a result, the electromagnetic spectrum is emitted as EL emission. The electric field strength in the light emitting layer is not uniform, and the electric field is stronger near the interface with the dielectric layer. The stronger the electric field is, the higher the energy of the electrons is, and the more efficient the excitation of the luminescence center is. However, the non-uniformity of the electric field strength is noticeable only in the low luminance region when the external voltage is low, that is, in the luminance luminance-applied voltage characteristic. Non-uniformity does not occur in the high brightness region (saturated brightness), which is a practical problem.Therefore, there is little reduction in brightness due to lowering the luminescent center concentration near the interface. By lowering the concentration of luminescent centers in the luminescent layer, it is possible to prevent a decrease in reliability of the device due to peeling between films without causing a significant decrease in luminance.

〈実施例〉 第1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。ガラス基板1上にIn2O3。
<Embodiment> FIG. 1 is a block diagram of a thin film EL device showing an embodiment of the present invention. In2O3 on glass substrate 1.

SnO□等から成る透明電極2が帯状に配列され、この
上に5tBN4から成る下部誘電体層3がスパッタ法に
より堆積されている。下部誘電体層8上にはZnS母材
中に′FbF3をドープした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:TbF3から成る
発光層が積層されている。
Transparent electrodes 2 made of SnO□ or the like are arranged in a strip shape, and a lower dielectric layer 3 made of 5tBN4 is deposited thereon by sputtering. Laminated on the lower dielectric layer 8 is a light-emitting layer made of ZnS:TbF3 obtained by electron beam evaporation of sintered pellets doped with FbF3 in a ZnS base material.

この発光層は下部誘電体層3と接する側に位置するTb
F3のドープ量が少ない低濃度領域4とこの上に重畳さ
れるEL発光に最適の濃度にTbF3ヲドープした高濃
度領域5の計2層構造より構成されている。低濃度領域
4のTbF3濃度は0.1乃至1.0mo1%、高濃度
領域5のTbF3濃度は2mol襲前後の適当な値に設
定される。低濃度領域4の厚さは10〜100OA程度
望ましくは50〜500Aの範囲に、また発光層全体の
厚さは2000〜10000 A程度に設定される。発
光層にドープするTbF3の濃度制御は、電子ビーム蒸
着過程でターゲットとなる焼結ペレットをTbF3の含
有されたZnSとし、この焼結ペレット中のTbF3含
有量を制御することにより決定する。発光層上にはY2
O3から成る上部誘電体層7がスパッタ法又は電子ビー
ム蒸着法等によって被覆されている。、上部誘電体層7
上には背面電極8として蒸着法等により帯状に成形され
たAlが透明電極2と直交する方向に配列され、マトリ
ックス電極構造が形成されている。
This light emitting layer has Tb located on the side in contact with the lower dielectric layer 3.
It has a two-layer structure, consisting of a low concentration region 4 with a small amount of F3 doping and a high concentration region 5 superimposed thereon doped with TbF3 at a concentration optimal for EL emission. The TbF3 concentration in the low concentration region 4 is set to 0.1 to 1.0 mol%, and the TbF3 concentration in the high concentration region 5 is set to an appropriate value around 2 mol%. The thickness of the low concentration region 4 is set to about 10 to 100 Å, preferably 50 to 500 Å, and the thickness of the entire light emitting layer is set to about 2000 to 10,000 Å. The concentration of TbF3 doped in the light emitting layer is determined by using ZnS containing TbF3 as a sintered pellet serving as a target in the electron beam evaporation process and controlling the TbF3 content in this sintered pellet. Y2 on the light emitting layer
An upper dielectric layer 7 made of O3 is coated by sputtering, electron beam evaporation, or the like. , upper dielectric layer 7
On the top, Al formed into strips by vapor deposition or the like is arranged as a back electrode 8 in a direction perpendicular to the transparent electrode 2, forming a matrix electrode structure.

透明電極2と背面電極8を介して発光層に交流電界を印
加すると、発光層ではホットエレクトロンが誘起された
交流電界の極性に応じて発光層の界面から他方の界面へ
走行し、TbF3の発光センターと衝突して励起スペク
トルのEL光発光生起される。このEL光発光発光特性
の最適値に近い値にTbF3がドープされている主とし
て高濃度領域5より放射され、ガラス基板lを介して高
輝度の緑色に近い発光が観察される。低濃度領域4は厚
さが薄いため、実質的に高濃度領域5のEL発光輝度を
低下させることはほとんどなく、コントラストの高い発
光表示を実行することができる。
When an alternating current electric field is applied to the light emitting layer via the transparent electrode 2 and the back electrode 8, hot electrons travel from one interface of the light emitting layer to the other interface in the light emitting layer according to the polarity of the induced alternating current electric field, causing TbF3 to emit light. Collision with the center causes EL light emission of the excitation spectrum. The EL light is emitted mainly from the high-concentration region 5 doped with TbF3 to a value close to the optimum value of the light emission characteristics, and high-intensity near-green light emission is observed through the glass substrate 1. Since the low concentration region 4 is thin, the EL luminance of the high concentration region 5 is hardly lowered, and a high contrast luminescent display can be performed.

TbF3を発光層中に高濃度lこドープすると誘電体層
との接合界面で密着力が弱くなる傾向にあることは前述
した如くであるが、本実施例では、特に、密着力が主と
してファンデルワールス力に依存し、酸化膜に比べて密
着性の弱いアモルファスのS iB N4から成る下部
誘電体層8と発光層との接合界面領域にTbF3のドー
プ量が少ない低濃度領域4を介挿して密着力の低下を抑
制している。
As mentioned above, when doping TbF3 into the light emitting layer at a high concentration, the adhesion force tends to weaken at the bonding interface with the dielectric layer. A low concentration region 4 doped with a small amount of TbF3 is inserted in the junction interface region between the light emitting layer and the lower dielectric layer 8 made of amorphous SiB N4, which depends on Waals force and has weaker adhesion than an oxide film. Suppresses the decline in adhesion.

第2図は本発明の他の実施例を示す薄膜EL素子の構成
図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a thin film EL device showing another embodiment of the present invention.

本実施例では発光層と下部誘電体層3の接合界面領域に
上記同様の低濃度領域4を介挿するとともlζ発光層と
上部誘電体層7の接合界面領域にも同様な低濃度領域6
を介挿し、発光層と誘電体層の密着力の低下をより顕著
に防止している。上部の低濃度領域6も厚さは上記同様
に10〜1000A程度、望ましくは50〜500Aの
範囲とする。
In this embodiment, a low concentration region 4 similar to the above is inserted in the junction interface region between the light emitting layer and the lower dielectric layer 3, and a similar low concentration region 6 is inserted in the junction interface region between the light emitting layer and the upper dielectric layer 7.
is inserted to more noticeably prevent a decrease in the adhesion between the light emitting layer and the dielectric layer. The upper low concentration region 6 also has a thickness of about 10 to 1000 Å, preferably 50 to 500 Å, as described above.

また上部誘電体層7も下部誘電体層3と同様な耐水性の
ある5i8N4とし、発光層への湿気侵入を防止する効
果の高い構造とすることができる。
Further, the upper dielectric layer 7 is also made of 5i8N4, which has water resistance similar to the lower dielectric layer 3, and can have a structure that is highly effective in preventing moisture from entering the light emitting layer.

尚、上記実施例はZ n S ” T b F aを発
光層と、する薄膜EL素子について説明したが、発光層
母材はZn5e、CdSe等芝用いても良く、発光セン
ターとなる不純物は他の希土類フッ化物や塩化物を用い
ても良い。発光センターの種類の選択によってそれに対
応したEL発光色が得られ、発光表示の多様化を計るこ
とができるとともに素子の長期信頼性も得られる。
In the above embodiment, a thin film EL element having a light emitting layer of ZnS''TbFa has been described, but the base material of the light emitting layer may be Zn5e, CdSe, etc., and other impurities may be used as the light emitting center. Rare earth fluorides and chlorides may also be used. By selecting the type of luminescent center, a corresponding EL luminescent color can be obtained, making it possible to diversify luminescent displays and also provide long-term reliability of the device.

〈発明の効果〉 以上詳説した如く本発明によれば、発光層界面で接合強
度を低下させることなく希土類化合物に対応した高輝度
のEL光発光得ることができ、表示の多様化を画ること
ができる。
<Effects of the Invention> As detailed above, according to the present invention, it is possible to obtain high-brightness EL light emission compatible with rare earth compounds without reducing the bonding strength at the interface of the light-emitting layer, leading to the diversification of displays. Can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1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2図は本発明の他の実施例を示す薄膜EL累
子の構成図である。第3図はZnS:FbF  発光層
の原子配列を示す模式説明図である。 l・・・ガラス基板、2・・・透明電極、3川下部誘電
体層、4,6・・・低濃度領域、5・・・高濃度領域、
7・・・上部誘電体層、8・・・背面電極。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)第2図
FIG. 1 is a block diagram of a thin film EL device showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a thin film EL transducer showing another embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic illustration showing the atomic arrangement of the ZnS:FbF light emitting layer. 1... Glass substrate, 2... Transparent electrode, 3 Lower dielectric layer, 4, 6... Low concentration region, 5... High concentration region,
7... Upper dielectric layer, 8... Back electrode. Agent Patent attorney Aihiko Fuku (and 2 others) Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  1・ フツ化物または塩化物の不純物を発光センター
としてドープした発光層の接合界面付近に前記不純物の
低濃度領域を設けたことを特徴とする薄膜EL素子。
1. A thin film EL device characterized in that a region with a low concentration of the impurity is provided near the junction interface of a light emitting layer doped with a fluoride or chloride impurity as a light emitting center.
JP60114780A 1985-05-27 1985-05-27 Thin film el element Granted JPS61271780A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60114780A JPS61271780A (en) 1985-05-27 1985-05-27 Thin film el element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60114780A JPS61271780A (en) 1985-05-27 1985-05-27 Thin film el element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61271780A true JPS61271780A (en) 1986-12-02
JPH046274B2 JPH046274B2 (en) 1992-02-05

Family

ID=14646495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60114780A Granted JPS61271780A (en) 1985-05-27 1985-05-27 Thin film el element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61271780A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5991697A (en) * 1982-11-16 1984-05-26 富士通株式会社 Thin film el element

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5991697A (en) * 1982-11-16 1984-05-26 富士通株式会社 Thin film el element

Also Published As

Publication number Publication date
JPH046274B2 (en) 1992-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS61284092A (en) Thin film el display element
JPS59146192A (en) El element
US4967251A (en) Thin film electroluminescent device containing gadolinium and rare earth elements
JPS5823191A (en) Thin film el element
JPS61271780A (en) Thin film el element
JPS5829880A (en) Electric field luminescent element
JPS6323640B2 (en)
JPH05211093A (en) Direct current electroluminescence element
JPH0123917B2 (en)
JPH05299175A (en) El luminescence element
JPS6124192A (en) Thin film electroluminescent element
JPH01130495A (en) Film type electroluminescence element
JPS61158691A (en) Thin film el element
JPS5991697A (en) Thin film el element
JPS6196696A (en) Manufacture of thin film el element
JPH0516158B2 (en)
JPS6095889A (en) Thin film el element
JPS59154793A (en) Thin film el element
JPS58175293A (en) Electric field light emitting element
JPS61273894A (en) Thin film el element
JPS60205990A (en) Thin film el element
JPS6050577A (en) Thin film electroluminescence panel
JPS6314833B2 (en)
JPH04366594A (en) Thin film white el panel
JP2002280185A (en) Thin film el element

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees