JPS6298597A - 薄膜el素子 - Google Patents

薄膜el素子

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JPS6298597A
JPS6298597A JP60238999A JP23899985A JPS6298597A JP S6298597 A JPS6298597 A JP S6298597A JP 60238999 A JP60238999 A JP 60238999A JP 23899985 A JP23899985 A JP 23899985A JP S6298597 A JPS6298597 A JP S6298597A
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JP
Japan
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thin film
emitting layer
light emitting
film
srs
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Pending
Application number
JP60238999A
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English (en)
Inventor
保暁 田村
純一 大脇
小沢口 治樹
辻山 文治郎
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPS6298597A publication Critical patent/JPS6298597A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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】 〔発明の技術分野] 本発明は薄膜EL素子、さらに詳細には、印加電圧に対
する発光輝度特性にヒステリシス効果を有する青色発光
薄膜EL素子に関する。
〔発明の技術的背景〕
ガラスなどの基板上に形成した薄膜に電圧をかけて発光
させる薄膜エレクトロルミネセンス(EL)素子は平面
型表示デバイスとして有望であり、活発な研究開発がな
されている。
従来より、この種の薄膜E L素子用発光層材料として
は、硫化亜鉛にマンガンを添加した薄膜が広く用いられ
ており、この薄膜を発光層として用いた場合、印加電圧
に対する発光輝度特性(B−V特性)にヒステリシス効
果を存することが知られている。この効果を活用するれ
ばメモリ作用を有する表示パネルが実現できるばかりで
なく、表示駆動回路系が簡単になるという利点がある。
しかし、従来ヒステリシス効果を示すことが知られてい
る薄膜EL素子は硫化亜鉛(ZnS )またはセレン化
亜鉛(ZnSe)にマンガン(Mn)を添加した発光層
を2層の絶縁層で挟持した黄橙色発光薄膜EL素子のみ
であり、他の発光色のEL素子を開発することが、近年
注目を集めている。
青色発光が得られる薄膜EL素子(ZnS  : Tm
F3 、ZnS  : AgClなど)では、B−V特
性にヒステリシス効果が全く現れず、これまでにヒステ
リシス効果を示す青色発光薄膜EL素子は報告されてい
ないのが現状である。
〔発明の概要〕
本発明は上述の点に鑑みなされたものであり、B−V特
性にヒステリシス効果を示す青色発光薄膜EL素子を提
供することを目的とする。
したがって本発明による薄膜EL素子は、少なくとも一
方が透明である一対の電極間に絶縁膜と、前記電極間に
電圧を印加し発光させたときに印加電圧と発光輝度にヒ
ステリシス特性を有する発光層を挟持した薄膜EL素子
において、前記発光層は硫化ストロンチウムにセリウム
金属およびセリウムの塩化物、フン化物、酸化物、窒化
物、硫化物よりなる群より選択された一種以上を0.0
1〜10mol%添加したものであることを特徴とする
ものである。
本発明によれば、発光層として硫化ストロンチウム(S
rS )にセリウム(Ce)またはその化合物を0.0
1〜10mol %の範囲で添加した薄膜を用い、印加
電圧に対する発光輝度特性にヒステリシス効果を持たし
たことを要旨とするものであり、これによりB−ν特性
にヒステリシス効果のある青色発光薄膜EL素子とする
ことができるという利点がある。
〔発明の詳細な説明〕
第1図は本発明による薄膜EL素子の一構成例の断面図
であり、図中、1は基板、2は透明電極、3および7は
絶縁層、5はSrS薄膜発光層、8は背面電極を示す。
この第1図より明らかなように、本発明による一構成例
によれば、ガラスなどの基板1上に透明型b’M2を設
けるとともに、この透明電極2に絶縁層3を形成し、S
rS発光層5を絶縁膜7とともに挟持し、さらに前記絶
縁層7上に背面電極8を形成した構造になっている。
このような薄膜E L素子は素子構成に応じ、電子B−
V特性蒸着法、スパッタ法などにより、順次透明電礪2
、絶縁膜層、発光層、絶縁層7、背面電極8を基板1上
に積層することによって、製造することができる。
本発明において、上記基板、透明電極、絶縁層・3およ
び7、背面電極8の材料は基本的に限定されるものでは
なく、従来の薄膜EL素子に用いられる材料を有効に用
いることができる。たとえば、基板1としては、石英ガ
ラスなどのガラスなどを有効に用いることができる。透
明電極2としては、たとえばInz 03 、Sn02
など、絶縁層3および7としては1、Y 20 s 、
Sm203、Ta2Os、Al103.5i3Na −
BaTi03.5rTi03などを用いることができる
なお、絶縁膜3および7は、効果に変わりがないので、
どちらか−力投ければよく、必ずしも前記発光層5を挟
持するように両面に設ける必要はない。
このような薄膜EL素子において、本発明による薄膜E
L素子は発光層5として、硫化ストロンチウムに、セリ
ウムおよびその塩化物、フッ化物、酸化物、窒化物、硫
化物よりなる群より選択された一種以上を0.01〜1
0mol %添加した薄膜を用いている。
このような金属セリウムないし上記セリウムの添加量は
0.01〜10mol%であるが、添加量が0.01m
ol %未満であると、メモリ効果、すなわちヒステリ
シス効果を示さないし、一方10mol%を超えると、
輝度が低くなりすぎるからである。
このような発光層5の厚さは好ましくは1.5μm以下
であるのがよい。1.5μmを超えると、素子としての
駆動電圧が高くなりすぎで、実用的ではないからである
。また、後述する電子ビーム蒸着法によって前述のよう
な発光層5を製造する場合には、好ましくは0.2μm
以上であるのがよい。
0.2μm未満であると、膜の結晶性が悪くなる虞があ
るからである。
このような薄膜EL素子を製造する方法は、本発明にお
いて基本的に限定されるものではない。
たとえば、電子ビーム蒸着法によって製造することが可
能である。すなわち、真空中で、電子ビームによって活
性化させた蒸着原料を加熱した基板上に堆積蒸着するも
のであるが、このとき、前記基板温度は好ましくは、1
00℃以上であるのがよい。100℃未満であると、生
成される発光層5の膜の結晶性が悪く、ヒステリシス効
果を示さない膚があるからである。特に、ガラスなどを
基板材料として用いるときには、600℃以下であるの
がよい。600℃を超えると、前記ガラス基板が軟化す
る虞があるからである。
ま、1、二、前記蒸着系の真空度は8.OXIO” 5
Torr以下であるのがよい。8−OXl0−5Tor
rを超えると、前記発光層の膜質が悪化する虞があるか
らである。
さらに蒸着速度は10〜300 nm7分であるのがよ
い。10nm 7分未満であると、発光層に不純物が混
入する虞を生じ、300 nm7分を超えると、膜質が
悪化する虞を生じるからである。
このようにしてSrS発光層5を形成することができる
が、SrS発光層5形成に際しては化学量論的組成を保
持することが重要であるので、微量のII 25ガス、
S蒸気を導入し、その中で膜形成を行うのがよい。しか
し、Sの共蒸着等の方法で大量にSを膜中に取り込ませ
ると、膜中に欠陥を生じしめ、かえってヒステリシス効
果を消失させる結果となる。
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例1 第2図はSrS発光層を2層の絶縁層で挟持した構造の
一実施例を示す断面図であり、図中、第1図と同一の符
合は同様のものを示している。
まず、ガラス(コーニング社製、# 7059 )基板
1上にIn203  :Sn透明電極2、五酸化タンタ
ル絶縁膜3を高周波スパッタ法により形成した。
次いで、SrSの酸化防止のためのZnS膜4を蒸着で
形成し、さらにその上にCeC13(セリウム塩化物)
を添加したSrS膜5を下記のように形成した。
SrS  : CeCl3薄膜は、電子ビーム蒸着法に
よって形成された。まず、蒸着材料として、高純度の塩
化セリウム(CeCl3)をSrS粉末に対し、濃度が
0.3 mol %になるように、あらかじめ添加し、
これを加圧成形したベレノ1−を用いた。蒸着時の真空
度を8.0 Xl0−5Torr以下にし、基板温度を
”150℃として電子ビーム蒸着を行った。このとき/
のSrS  : CeC] 3発光層5の蒸着速度は5
7nm/分であった。これによって膜厚が、0.8 μ
mの発光層5を得た。
この発光層5の上に、酸化防止膜としてZnS H’A
6、Y2O3絶縁膜7およびA1背面電極8をそれぞれ
電子ビーム真空蒸着法により形成し、薄膜EL素子とし
た。
第3図はこのように製造したSrS  : CeCl3
薄膜発光素子の5 K 11 z正弦波電圧によって動
作させたときのB−V特性を示す。横軸は印加電圧Vを
示し、縦軸は輝度B(n+)を示す。
・ この第3図より明らかなように、本発明による薄膜
EL素子はB−ν特性において顕著なヒステリシス効果
を示すことがわかった。
実施例2 第4図はSrS発光層の片側にのみ絶縁層を設けた、い
わゆる旧S構造素子を示す本発明による第二の実施例の
断面図であり、図中、第1図と同一の符合は同様のもの
を示す。
ガラス基板(コーニング社製、#7059) 1上にI
n203  :Sn透明電極2を高周波スパッタ法によ
り形成した。
次いで、SrSの酸化防止のためのZnS N莫4を蒸
着で形成し、さらにその上にCeC13(セリウム塩化
物)を添加したSrS膜5を下記のように形成した。
SrS  : CeC13薄膜は、電子ビーム蒸着法に
よって形成された。まず、蒸着材料として、高純度の塩
化セリウム(CeCl3)をSrS粉末に対し、濃度が
0.3 mol %になるように、あらかじめ添加し、
これを加圧成形したベレットを用いた。蒸着時の真空度
を8.Oxto−5Torr以下にし、基板温度を45
0℃として電子ビーム蒸着を行った。このときのSrS
  : CeC] 3発光層5の蒸着速度は51nrn
/分であった。これによって膜厚が、0.8μmの発光
層5を得た。
この発光層5の上に、酸化防止膜としてZnS膜6、Y
2O3絶縁膜7およびAI背面電極8をそれぞれ電子ビ
ーム真空蒸着法により形成し、薄膜EL素子とした。
第5図はこのように製造したSrS  : CeC13
薄膜発光素子の5KHz正弦波電圧によって動作させた
ときのB−V特性を示す。横軸は印加電圧Vを示し、縦
軸は輝度B(n+)を示す。
この第3図より明らかなように、本発明による薄膜EL
素子はB−V特性において顕著なヒステリシス効果を示
すことがわかった。
上述の実施例1および2においては発光層添加物質とし
てCeCl3を用いたが、Ce金属、Ceのフ。
化物、酸化物、窒化物、硫化物のいずれを用いても、添
加濃度を制御することにによって同様のヒステリシス効
果を付与することができた。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明による薄膜EL素子によれ
ば、SrS発光層に添加するセリウムあるいはセリウム
化合物を所定量添加すことによって、発光輝度の対印加
電圧特性にヒステリシス効果を有する青色発光薄膜EL
素子であるという利点があり、メモリ効果を具備した表
示パネルなどの構成用素子などに最適に使用可能である
という利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は薄膜EL素子の構成を示す断面図、第2図は実
施例1で製造した本発明の一実施例の薄膜EL素子の断
面図、第3図は前記一実施例の薄il莫EL素子の発光
輝度対印加電圧特性を示す図、第4図は実施例2で製造
した本発明の第二の実施例の薄膜EL素子の断面図、第
5図は前記第二の実施例の薄膜EL素子の発光輝度対印
加電圧特性を示す図である。 1 ・・・基板、2 ・・・透明電極、3.7 ・・・
絶縁層、4 ・・・ZnS膜、5 ・・・発光層、6・
・・酸化防止膜、8 ・・・背面電極。 出願人代理人  雨 宮  正 季 第4図 第5図 +50    160    470    480 
   190    200    210電圧(V) 手続補正書(眩 昭和6咋12月27日

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも一方が透明である一対の電極間に絶縁
    膜と、前記電極間に電圧を印加し発光させたときに印加
    電圧と発光輝度にヒステリシス特性を有する発光層を挟
    持した薄膜EL素子において、前記発光層は硫化ストロ
    ンチウムにセリウム金属およびセリウムの塩化物、フッ
    化物、酸化物、窒化物、硫化物よりなる群より選択され
    た一種以上を0.01〜10mol%添加したものであ
    ることを特徴とする薄膜EL素子。
  2. (2)前記発光層を二層の絶縁膜で挟持したことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項による薄膜EL素子。
  3. (3)前記発光層に片側にのみ絶縁膜を設けたことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項による薄膜EL素子。
JP60238999A 1985-10-25 1985-10-25 薄膜el素子 Pending JPS6298597A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6486477A (en) * 1987-09-29 1989-03-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Color el display device
GB2230382A (en) * 1989-03-15 1990-10-17 Asahi Chemical Ind High luminance thin-film electroluminescent device
US5667607A (en) * 1994-08-02 1997-09-16 Nippondenso Co., Ltd. Process for fabricating electroluminescent device

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