JPH0123917B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0123917B2 JPH0123917B2 JP59133830A JP13383084A JPH0123917B2 JP H0123917 B2 JPH0123917 B2 JP H0123917B2 JP 59133830 A JP59133830 A JP 59133830A JP 13383084 A JP13383084 A JP 13383084A JP H0123917 B2 JPH0123917 B2 JP H0123917B2
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- Japan
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- emitting layer
- light emitting
- layer
- thin film
- light
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Description
【発明の詳細な説明】
＜技術分野＞
本発明は印加電圧の変化に対する発光輝度特性
（Ｂ−Ｖ特性）がヒステリシス（メモリ効果）を
有する薄膜EL素子に関し、特に発光層の構造を
改良することによりEL発光色の多色化を実現し
たメモリ機能付薄膜EL素子に関するものである。
（Ｂ−Ｖ特性）がヒステリシス（メモリ効果）を
有する薄膜EL素子に関し、特に発光層の構造を
改良することによりEL発光色の多色化を実現し
たメモリ機能付薄膜EL素子に関するものである。
＜従来技術＞
表示装置の発光表示素子や光源等として用いら
れる薄膜EL素子として、活性物質をドープした
発光層の両面を誘電体層で被覆した交流駆動型の
薄膜EL素子が実用化されている。この薄膜EL素
子は数ＫHzの交流電界印加によつて高輝度発光を
得ることができ、しかも長寿命であるという性質
を有する。また発光層母材としてZnSを用い、活
性物質としてMnをドープするとともにMnのド
ープ量を適宜制御することによつて印加電圧の昇
圧過程と降圧過程で同じ電圧値に対して発光輝度
の異なるヒステリシス特性を付与することがで
き、このヒステリシス特性を利用することによつ
てメモリ機能を有する薄膜EL素子とすることが
できる。従来よりヒステリシス特性を付与するこ
とのできる薄膜EL素子としては発光層母材に
ZnS又はZnSeを使用し、活性物質としてMnを
2wt％程度ドープした横橙色のEL発光素子とMn
の他に更にTbF3を活性物質として追加したMn−
Ｆ複合センタを有する赤色EL発光素子が知られ
ている。活性物質としてTbF3を単体で用いた場
合にはヒステリシス特性は現われない。第２図は
上記ヒステリシス特性を説明する説明図である。
特性曲線の矢印は印加電圧の昇降方向を示す。こ
のような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で電界、熱、光等の外
的エネルギーを付与すると薄膜EL素子はそのエ
ネルギー強度に対応した発光輝度の状態に励起さ
れ、外的エネルギーを除去しても発光輝度は高く
なつた状態で維持される。これが薄膜EL素子の
ヒステリシス特性に基くメモリ機能と称されるも
のであり、表示技術の新たな利用分野を開拓する
ものと期待されている。
れる薄膜EL素子として、活性物質をドープした
発光層の両面を誘電体層で被覆した交流駆動型の
薄膜EL素子が実用化されている。この薄膜EL素
子は数ＫHzの交流電界印加によつて高輝度発光を
得ることができ、しかも長寿命であるという性質
を有する。また発光層母材としてZnSを用い、活
性物質としてMnをドープするとともにMnのド
ープ量を適宜制御することによつて印加電圧の昇
圧過程と降圧過程で同じ電圧値に対して発光輝度
の異なるヒステリシス特性を付与することがで
き、このヒステリシス特性を利用することによつ
てメモリ機能を有する薄膜EL素子とすることが
できる。従来よりヒステリシス特性を付与するこ
とのできる薄膜EL素子としては発光層母材に
ZnS又はZnSeを使用し、活性物質としてMnを
2wt％程度ドープした横橙色のEL発光素子とMn
の他に更にTbF3を活性物質として追加したMn−
Ｆ複合センタを有する赤色EL発光素子が知られ
ている。活性物質としてTbF3を単体で用いた場
合にはヒステリシス特性は現われない。第２図は
上記ヒステリシス特性を説明する説明図である。
特性曲線の矢印は印加電圧の昇降方向を示す。こ
のような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で電界、熱、光等の外
的エネルギーを付与すると薄膜EL素子はそのエ
ネルギー強度に対応した発光輝度の状態に励起さ
れ、外的エネルギーを除去しても発光輝度は高く
なつた状態で維持される。これが薄膜EL素子の
ヒステリシス特性に基くメモリ機能と称されるも
のであり、表示技術の新たな利用分野を開拓する
ものと期待されている。
＜発明の目的＞
本発明は発光層の構造を改良することにより上
記横橙色及び赤色EL素子以外のEL発光色を有す
る新規なメモリ機能付薄膜EL素子を提供するこ
とを目的とする。
記横橙色及び赤色EL素子以外のEL発光色を有す
る新規なメモリ機能付薄膜EL素子を提供するこ
とを目的とする。
＜実施例＞
薄膜EL素子に交流電圧を印加すると誘電体層
を介して発光層内に誘起される電界によつて伝導
帯に励起された電子が自由電子となつて発光層と
誘電体層の界面へ掃引され、その界面で蓄積され
る。その結果発光層界面間で内部分極が形成され
ることになり、次の逆極性電界の印加に対してこ
の内部分極が重畳され、自由電子は他方の発光層
界面へ掃引される。このような自由電子の運動過
程で発光センタとなる活性物質の電子が衝突励起
され、励起された電子が基底状態に落ちる際に励
起エネルギーが電磁スペクトルとして放出され、
これがEL発光として観測されることになる。ヒ
ステリシス特性は、印加電圧に対応して形成され
る内部分極量が印加電圧の昇圧時と降圧時で可逆
的に変化せず、高電界によつて発光層界面に形成
された自由電子が電圧を低くしても元の発光層母
材中の準位に戻り難く発光層界面に蓄積された状
態が持続される性質のある場合に現われる。従つ
て薄膜EL素子にヒステリシス特性を付与するた
めには発光層と誘電体層の接合界面で自由電子を
捕獲蓄積することが可能なトラツプ準位の形成を
確実に行なうことが必要となる。前述した活性物
質としてTbF3を単体で用いた場合にはこの界面
でのトラツプ準位が満足に形成されない。
を介して発光層内に誘起される電界によつて伝導
帯に励起された電子が自由電子となつて発光層と
誘電体層の界面へ掃引され、その界面で蓄積され
る。その結果発光層界面間で内部分極が形成され
ることになり、次の逆極性電界の印加に対してこ
の内部分極が重畳され、自由電子は他方の発光層
界面へ掃引される。このような自由電子の運動過
程で発光センタとなる活性物質の電子が衝突励起
され、励起された電子が基底状態に落ちる際に励
起エネルギーが電磁スペクトルとして放出され、
これがEL発光として観測されることになる。ヒ
ステリシス特性は、印加電圧に対応して形成され
る内部分極量が印加電圧の昇圧時と降圧時で可逆
的に変化せず、高電界によつて発光層界面に形成
された自由電子が電圧を低くしても元の発光層母
材中の準位に戻り難く発光層界面に蓄積された状
態が持続される性質のある場合に現われる。従つ
て薄膜EL素子にヒステリシス特性を付与するた
めには発光層と誘電体層の接合界面で自由電子を
捕獲蓄積することが可能なトラツプ準位の形成を
確実に行なうことが必要となる。前述した活性物
質としてTbF3を単体で用いた場合にはこの界面
でのトラツプ準位が満足に形成されない。
本発明は、主としてEL発光色を決定する層と
主として界面準位を制御する層との複合層から成
る発光層を誘電体層で挾設した構造とすることに
より種々のEL発光色を呈する薄膜EL素子を構成
したものであり以下実施例に従つて詳説する。
主として界面準位を制御する層との複合層から成
る発光層を誘電体層で挾設した構造とすることに
より種々のEL発光色を呈する薄膜EL素子を構成
したものであり以下実施例に従つて詳説する。
第１図は本発明の１実施例を示す薄膜EL素子
の断面構成図である。
の断面構成図である。
ガラス基板１上にln2O3、SnO2等の透明電極
２、さらにその上に積層してY2O3、Ta2O5、
TiO2、Al2O3、Si3N4又はSiO2等からなる第１の
誘電体層３がスパツ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焼結ペレツトを電子ビーム蒸着
することにより得られる下部発光層４ａ、同じく
ZnS：TbF3焼結ペレツトを電子ビーム蒸着する
ことにより得られる主発光層４ｂ、下部発光層４
ａと同様のZnS：Mnから成る上部発光層４ｃが
順次３層に積層されている。上下部発光層４ａ，
４ｃはMnをドープしたZnSの焼結ペレツトを電
子ビーム蒸着のターゲツトとして使用することに
より得られ、この焼結ペレツトには活性物質とな
るMnがヒステリシス特性を付与するに必要な濃
度にドープされている。従つて、得られる上下部
発光層４ａ，４ｃはMn濃度が所定値に設定され
たZnS：Mn層となる。主発光層４ｂも同様に予
め活性物質となるTbF3がZnS中に所定量ドープ
された焼結ペレツトを用いて蒸着形成されるた
め、TbF3の濃度が制御されたZnS：TbF3層とな
る。上部発光層４ｃ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
源に接続され、薄膜EL素子が駆動される。
２、さらにその上に積層してY2O3、Ta2O5、
TiO2、Al2O3、Si3N4又はSiO2等からなる第１の
誘電体層３がスパツ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焼結ペレツトを電子ビーム蒸着
することにより得られる下部発光層４ａ、同じく
ZnS：TbF3焼結ペレツトを電子ビーム蒸着する
ことにより得られる主発光層４ｂ、下部発光層４
ａと同様のZnS：Mnから成る上部発光層４ｃが
順次３層に積層されている。上下部発光層４ａ，
４ｃはMnをドープしたZnSの焼結ペレツトを電
子ビーム蒸着のターゲツトとして使用することに
より得られ、この焼結ペレツトには活性物質とな
るMnがヒステリシス特性を付与するに必要な濃
度にドープされている。従つて、得られる上下部
発光層４ａ，４ｃはMn濃度が所定値に設定され
たZnS：Mn層となる。主発光層４ｂも同様に予
め活性物質となるTbF3がZnS中に所定量ドープ
された焼結ペレツトを用いて蒸着形成されるた
め、TbF3の濃度が制御されたZnS：TbF3層とな
る。上部発光層４ｃ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
源に接続され、薄膜EL素子が駆動される。
下部発光層４ａと上部発光層４ｃはそれぞれ誘
電体層３，５との界面近傍に薄く層設され、
ZnS：Mnの有するトラツプ準位により発光層界
面でキヤリア（自由電子）を捕獲する界面準位を
決定する機能を有する。主発光層４ｂは自由電子
の励起によりEL発光を生起する層で上下部発光
層４ａ，４ｃより厚く層設される。また活性物質
がTbF3であるためそのEL発光色は緑色となる。
電体層３，５との界面近傍に薄く層設され、
ZnS：Mnの有するトラツプ準位により発光層界
面でキヤリア（自由電子）を捕獲する界面準位を
決定する機能を有する。主発光層４ｂは自由電子
の励起によりEL発光を生起する層で上下部発光
層４ａ，４ｃより厚く層設される。また活性物質
がTbF3であるためそのEL発光色は緑色となる。
第３図は上記構造を有する薄膜EL素子のＢ−
Ｖ特性を示す特性図である。特性曲線はヒステリ
シスを描いている。
Ｖ特性を示す特性図である。特性曲線はヒステリ
シスを描いている。
第１図に示す薄膜EL素子に於いて、上下部発
光層４ａ，４ｃは双方とも設ける必要はなく第４
図Ａ，Ｂに示す如く上下一方のみを誘電体層３，
５との界面に介在させるようにしても良い。また
主発光層４ｂはZnS：TbF3に限定されるもので
はなく種々の組成のものを用いることができ、活
性物質の種類を適宜選択することによつて青色、
白色その他のEL発光色が得られる。また主発光
層４ｂは単層のみならずEL発光色の異なる層を
多層化することも可能である。
光層４ａ，４ｃは双方とも設ける必要はなく第４
図Ａ，Ｂに示す如く上下一方のみを誘電体層３，
５との界面に介在させるようにしても良い。また
主発光層４ｂはZnS：TbF3に限定されるもので
はなく種々の組成のものを用いることができ、活
性物質の種類を適宜選択することによつて青色、
白色その他のEL発光色が得られる。また主発光
層４ｂは単層のみならずEL発光色の異なる層を
多層化することも可能である。
尚、界面に介在される上下部発光層４ａ，４ｃ
も若干横橙色のEL発光を呈するがMn濃度を制御
すると同時に層厚を薄くすることによりそのEL
発光輝度を充分に低く抑えることは可能である。
また活性物質相互間の反応を防止するために主発
光層４ｂと上下部発光層４ａ，４ｃ間に活性物質
のドープされないZnSバツフア層を介在させると
さらにヒステリシス特性が安定なものとなる。
も若干横橙色のEL発光を呈するがMn濃度を制御
すると同時に層厚を薄くすることによりそのEL
発光輝度を充分に低く抑えることは可能である。
また活性物質相互間の反応を防止するために主発
光層４ｂと上下部発光層４ａ，４ｃ間に活性物質
のドープされないZnSバツフア層を介在させると
さらにヒステリシス特性が安定なものとなる。
＜発明の効果＞
本発明の如く、発光層が、主としてEL発光層
を決定する主発光層と、主として界面準位を制御
するキヤリア捕獲層とで構成されると、発光層界
面に内部電荷を捕獲蓄積するトラツプ準位が形成
され、内部電荷が消滅し難い傾向が強く現われる
ため、種々のEL発光色を呈する主発光層に対し
てヒステリシス特性を付与することができメモリ
機能付薄膜EL素子の発光色を任意に変更設定す
ることが可能となる。
を決定する主発光層と、主として界面準位を制御
するキヤリア捕獲層とで構成されると、発光層界
面に内部電荷を捕獲蓄積するトラツプ準位が形成
され、内部電荷が消滅し難い傾向が強く現われる
ため、種々のEL発光色を呈する主発光層に対し
てヒステリシス特性を付与することができメモリ
機能付薄膜EL素子の発光色を任意に変更設定す
ることが可能となる。
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図は従来の薄膜EL素子の
ヒステリシス特性を説明する説明図である。第３
図は第１図に示す薄膜EL素子のＢ−Ｖ特性図で
ある。第４図Ａ，Ｂ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。 １……ガラス基板、２……透明電極、３……第
１の誘電体層、４ａ……下部発光層、４ｂ……主
発光層、４ｃ……上部発光層、５……第２の誘電
体層、６……背面電極。
の構成図である。第２図は従来の薄膜EL素子の
ヒステリシス特性を説明する説明図である。第３
図は第１図に示す薄膜EL素子のＢ−Ｖ特性図で
ある。第４図Ａ，Ｂ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。 １……ガラス基板、２……透明電極、３……第
１の誘電体層、４ａ……下部発光層、４ｂ……主
発光層、４ｃ……上部発光層、５……第２の誘電
体層、６……背面電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 透光性基板上に順次形成された透明電極、第
１誘電体層、発光層、第２誘電体層、及び背面電
極からなる薄膜EL素子において、 前記発光層は、 主としてEL発光色を決定する主発光層と、 該主発光層の両面或いは一方面に、活性物質と
してTbF3を含むZnSからなり、主発光層より薄
く形成されたキヤリア捕獲層と、 を有する多層構造であることを特徴とする薄膜
EL素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59133830A JPS6113596A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 薄膜ｅｌ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59133830A JPS6113596A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6113596A JPS6113596A (ja) | 1986-01-21 |
| JPH0123917B2 true JPH0123917B2 (ja) | 1989-05-09 |
Family
ID=15114036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59133830A Granted JPS6113596A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6113596A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0284359A (ja) * | 1987-12-02 | 1990-03-26 | Pioneer Electron Corp | 電界発光素子 |
| JPH0227623A (ja) * | 1988-07-18 | 1990-01-30 | Sumitomo Wiring Syst Ltd | 圧縮導体の製造装置ならびに製造方法 |
| TWI367047B (en) * | 2003-06-13 | 2012-06-21 | Panasonic Corp | Luminescent device, display device, and display device control method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5828194A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-19 | 富士通株式会社 | Ｅｌ表示装置 |
-
1984
- 1984-06-27 JP JP59133830A patent/JPS6113596A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6113596A (ja) | 1986-01-21 |
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