JPH0473880B2 - - Google Patents
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- JPH0473880B2 JPH0473880B2 JP59059759A JP5975984A JPH0473880B2 JP H0473880 B2 JPH0473880 B2 JP H0473880B2 JP 59059759 A JP59059759 A JP 59059759A JP 5975984 A JP5975984 A JP 5975984A JP H0473880 B2 JPH0473880 B2 JP H0473880B2
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- light emitting
- voltage
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Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は薄膜EL素子に関し、より詳しくは
画素占有率を変化させて階調表示を行なうマトリ
ツクス型の薄膜ELデイスプレイパネルに関する。
画素占有率を変化させて階調表示を行なうマトリ
ツクス型の薄膜ELデイスプレイパネルに関する。
従来技術
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（106V／cm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、0.1〜1.0WT％のMn（あるいはCu、
Al、Br等）をドープしたZn Ｓ、Zn Se等の半導
体発光層をY2O3、Ta2O3等の誘電体薄膜でサン
ドイツチした三層構造Zn Ｓ：Mn（又はZn Se：
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ＫHz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。
層に規則的に高い電界（106V／cm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、0.1〜1.0WT％のMn（あるいはCu、
Al、Br等）をドープしたZn Ｓ、Zn Se等の半導
体発光層をY2O3、Ta2O3等の誘電体薄膜でサン
ドイツチした三層構造Zn Ｓ：Mn（又はZn Se：
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ＫHz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。
薄膜EL素子の１例としてZn Ｓ：Mn薄膜EL素
子の基本的構造を第１図に示す。
子の基本的構造を第１図に示す。
第１図に基づいて薄膜EL素子の構造を具体的
に説明すると、ガラス基板１上にIn2O3、SnO2等
の透明電極２、更にその上に積層してY2O3、
Ta2O5、Al2O3、Si3N4、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Zn Ｓ：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Zn Ｓ発光層４が形成
されている。この時蒸着用のZn Ｓ：Mn焼結ペ
レツトには活性物質となるMnが目的に応じた濃
度に設定されたペレツトが使用される。Zn Ｓ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は第２図に示すように帯
状に形成され、互いに直交する如く複数本配列さ
れたマトリツクス電極構造が採用されており、透
明電極２と背面電極６が平面図的に見て交叉した
位置（斜線部分）がパネルの１画素７に相当す
る。透明電極２と背面電極６はそれぞれスイツチ
８，９を介して交流電源１０に接続されている。
に説明すると、ガラス基板１上にIn2O3、SnO2等
の透明電極２、更にその上に積層してY2O3、
Ta2O5、Al2O3、Si3N4、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Zn Ｓ：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Zn Ｓ発光層４が形成
されている。この時蒸着用のZn Ｓ：Mn焼結ペ
レツトには活性物質となるMnが目的に応じた濃
度に設定されたペレツトが使用される。Zn Ｓ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は第２図に示すように帯
状に形成され、互いに直交する如く複数本配列さ
れたマトリツクス電極構造が採用されており、透
明電極２と背面電極６が平面図的に見て交叉した
位置（斜線部分）がパネルの１画素７に相当す
る。透明電極２と背面電極６はそれぞれスイツチ
８，９を介して交流電源１０に接続されている。
スイツチ８，９を閉じて、電極２，６間にAC
電圧を印加すると、Zn Ｓ発光層４の両側を誘電
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Zn Ｓ発光層４内に発生した電界に
よつて伝導体に励起され、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
態に戻る際に橙黄色の発光を行う。即ち高電界で
加速された電子がZn Ｓ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5850Åをピークに
幅広い波長領域で強い発光を呈する。
電圧を印加すると、Zn Ｓ発光層４の両側を誘電
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Zn Ｓ発光層４内に発生した電界に
よつて伝導体に励起され、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
態に戻る際に橙黄色の発光を行う。即ち高電界で
加速された電子がZn Ｓ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5850Åをピークに
幅広い波長領域で強い発光を呈する。
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
ユーター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非常に有効なものであ
る。
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
ユーター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非常に有効なものであ
る。
しかしながら、上記の薄膜EL素子は、各画素
７が発光又は非発光の２段階にしか変化せず、中
間階調の表示を行なうことはできない。これは薄
膜EL素子が、第３図に示すように急崚な印加電
圧−輝度特性を有するために、印加電圧を変化さ
せて中間諧調の表示を行なうことが困難なことに
よる。
７が発光又は非発光の２段階にしか変化せず、中
間階調の表示を行なうことはできない。これは薄
膜EL素子が、第３図に示すように急崚な印加電
圧−輝度特性を有するために、印加電圧を変化さ
せて中間諧調の表示を行なうことが困難なことに
よる。
そこで、階調表示が可能な薄膜EL素子として
いくつかの提案があり、主なものとして次のもの
がある。
いくつかの提案があり、主なものとして次のもの
がある。
基板上に複数のEL素子を積層形成し、発光
させるEL素子の層数を変化させる方法（実開
昭56−139126号公報、実開昭58−113078号公報
等）。
させるEL素子の層数を変化させる方法（実開
昭56−139126号公報、実開昭58−113078号公報
等）。
１画素の中で誘電体層の層厚を部分的に異な
らしめて、その層厚に対応した発光しきい電圧
の複数領域を形成し、印加電圧に応じて１画素
中の発光面積を段階的に変化させる方法（特開
昭57−100468号公報等）。
らしめて、その層厚に対応した発光しきい電圧
の複数領域を形成し、印加電圧に応じて１画素
中の発光面積を段階的に変化させる方法（特開
昭57−100468号公報等）。
しかしながら、の方法は、各画素を小さくで
きるので、高解像度化には有利であるが、電極数
が多く、駆動回路も複雑になるし、EL素子の層
数が多くなると、下方のEL素子の発光が上方の
EL素子で吸収される。の方法は、電極数が少
なく、駆動回路が簡単になるが、各画素の耐電圧
が最も層厚の小さい誘電体層によつて決まるの
で、印加電圧の変化範囲を大きくとることができ
ず、階調の変化範囲に限度があるという問題点が
あつた。
きるので、高解像度化には有利であるが、電極数
が多く、駆動回路も複雑になるし、EL素子の層
数が多くなると、下方のEL素子の発光が上方の
EL素子で吸収される。の方法は、電極数が少
なく、駆動回路が簡単になるが、各画素の耐電圧
が最も層厚の小さい誘電体層によつて決まるの
で、印加電圧の変化範囲を大きくとることができ
ず、階調の変化範囲に限度があるという問題点が
あつた。
発明の目的
そこで、この発明は、電極数が少なく、駆動回
路が容易で、しかも耐電圧が高く、階調の変化範
囲の大きい薄膜EL素子を提供することを目的と
する。
路が容易で、しかも耐電圧が高く、階調の変化範
囲の大きい薄膜EL素子を提供することを目的と
する。
発明の構成
この発明は、１画素中の発光層の層厚を部分的
に異ならせると共に、誘電体層の層厚を同一にし
たことを特徴とするものである。
に異ならせると共に、誘電体層の層厚を同一にし
たことを特徴とするものである。
すなわち、上記の構成によれば、発光層の層厚
の小さい部分ほど発光しきい電圧が小さいので、
印加電圧を段階的に増大していくと、層厚の小さ
い部分から段階的に発光して、発光面積が順次増
大して中間階調が得られる。又、誘電体層を同一
の層厚にできるので、最も発光しきい電圧の小さ
い部分の耐電圧を最も高い発光しきい電圧の大き
い部分の耐電圧と同程度に設定することが容易で
あり、かつ、発光層の層厚を変化させているので
各部分の飽和輝度が異なるため、階調の変化範囲
を大きくできる。
の小さい部分ほど発光しきい電圧が小さいので、
印加電圧を段階的に増大していくと、層厚の小さ
い部分から段階的に発光して、発光面積が順次増
大して中間階調が得られる。又、誘電体層を同一
の層厚にできるので、最も発光しきい電圧の小さ
い部分の耐電圧を最も高い発光しきい電圧の大き
い部分の耐電圧と同程度に設定することが容易で
あり、かつ、発光層の層厚を変化させているので
各部分の飽和輝度が異なるため、階調の変化範囲
を大きくできる。
実施例
以下、この発明の一実施例を図面を参照して説
明する。
明する。
第４図は薄膜EL素子の部分平面図、第５図は
第４図の１画素分を拡大した要部拡大平面図、第
６図は第５図の−線に沿う断面図、第７図は
第５図の−線に沿う断面図である。図におい
て、次の点を除いては第１図および第２図と同様
であるので、同一参照符号を付してその説明を省
略する。この実施例では、１画素７中の発光層４
の層厚がａ〜ｂの４段階に異ならしめてあり、そ
れによつて発光層が４ａ〜４ｂに４分割されてい
る。第１の誘電体層３と第２の誘電体層５とは同
一の層厚である。
第４図の１画素分を拡大した要部拡大平面図、第
６図は第５図の−線に沿う断面図、第７図は
第５図の−線に沿う断面図である。図におい
て、次の点を除いては第１図および第２図と同様
であるので、同一参照符号を付してその説明を省
略する。この実施例では、１画素７中の発光層４
の層厚がａ〜ｂの４段階に異ならしめてあり、そ
れによつて発光層が４ａ〜４ｂに４分割されてい
る。第１の誘電体層３と第２の誘電体層５とは同
一の層厚である。
上記の構成によれば、各画素７中の発光層４が
層厚ａ〜ｂの発光層４ａ〜４ｄによつて形成され
ているので、各発光層４ａ〜４ｄに対応する画素
領域７ａ〜７ｂは、発光層４ａ〜４ｄの層厚に応
じて発光しきい電圧及び輝度レベルが異なる。す
なわち、最も薄い層厚ａの発光層４ａを含む画素
領域７ａは、第８図のVaの発光しきい電圧を有
し、Baの輝度を有する。２番目に薄い層厚ｂの
発光層４ｂを含む画素領域７ｂは、前記Vaの電
圧の印加によつては発光せず、第８図のVbの発
光しきい電圧を有し、Bbの輝度を有する。３番
目に薄い層厚ｃの発光層４ｃを含む画素領域７ｃ
は、前記Vbの電圧印加によつては発光せず、第
８図のVcの発光しきい電圧を有し、Bcの輝度を
有する。最も厚い層厚ｄの発光層４ｄを含む画素
領域７ｄは、前記Vcの電圧印加によつては発光
せず、第８図のVdの発光しきい電圧を有し、輝
度Bdを有する。
層厚ａ〜ｂの発光層４ａ〜４ｄによつて形成され
ているので、各発光層４ａ〜４ｄに対応する画素
領域７ａ〜７ｂは、発光層４ａ〜４ｄの層厚に応
じて発光しきい電圧及び輝度レベルが異なる。す
なわち、最も薄い層厚ａの発光層４ａを含む画素
領域７ａは、第８図のVaの発光しきい電圧を有
し、Baの輝度を有する。２番目に薄い層厚ｂの
発光層４ｂを含む画素領域７ｂは、前記Vaの電
圧の印加によつては発光せず、第８図のVbの発
光しきい電圧を有し、Bbの輝度を有する。３番
目に薄い層厚ｃの発光層４ｃを含む画素領域７ｃ
は、前記Vbの電圧印加によつては発光せず、第
８図のVcの発光しきい電圧を有し、Bcの輝度を
有する。最も厚い層厚ｄの発光層４ｄを含む画素
領域７ｄは、前記Vcの電圧印加によつては発光
せず、第８図のVdの発光しきい電圧を有し、輝
度Bdを有する。
このように各画素７中の発光層４の層厚を部分
的に異ならしめることにより、画素領域７ａ〜７
ｄの発光しきい電圧をVa〜Vdに変えることがで
きる。したがつて、透明電極２と背面電極６との
間に電圧Vaを印加すると、画素領域７ａのみが
輝度Baで発光する。次に印加電圧をVbにすると、
画素領域７ａ及び７ｂが輝度Ba＋Bbで発光する。
又、印加電圧をVcに増大すると、画素領域７ａ
〜７ｃが、輝度Ba＋Bb＋Bcで発光する。更に、
印加電圧をVdにすると、画素領域７ａ〜７ｄ、
すなわち画素７がBa＋Bb＋Bc＋Bdの輝度で発光
する。かくして、透明電極２と背面電極６間の印
加電圧を変化することにより、各画素７の発光面
積を変えて、非発光時を含めて５段階の階調表示
が可能になる。
的に異ならしめることにより、画素領域７ａ〜７
ｄの発光しきい電圧をVa〜Vdに変えることがで
きる。したがつて、透明電極２と背面電極６との
間に電圧Vaを印加すると、画素領域７ａのみが
輝度Baで発光する。次に印加電圧をVbにすると、
画素領域７ａ及び７ｂが輝度Ba＋Bbで発光する。
又、印加電圧をVcに増大すると、画素領域７ａ
〜７ｃが、輝度Ba＋Bb＋Bcで発光する。更に、
印加電圧をVdにすると、画素領域７ａ〜７ｄ、
すなわち画素７がBa＋Bb＋Bc＋Bdの輝度で発光
する。かくして、透明電極２と背面電極６間の印
加電圧を変化することにより、各画素７の発光面
積を変えて、非発光時を含めて５段階の階調表示
が可能になる。
尚、各画素７中に発光層４ａ〜４ｄの層厚ａ〜
ｄの設定により、各段階間の輝度差を任意に設定
できる。
ｄの設定により、各段階間の輝度差を任意に設定
できる。
又、上記実施例は、各画素７が４分割された場
合について説明したが、それに限らず、それ以外
の数に分割することも可能である。
合について説明したが、それに限らず、それ以外
の数に分割することも可能である。
発明の効果
この発明は以上のように、各画素中の発光層の
層厚を部分的に異ならせると共に、誘電体層の層
厚を同一にしたので、印加電圧によつて、各画素
の発光面積かつしたがつて輝度を変えることが可
能になり画素等の階調表示が可能になる。そし
て、前述した従来ののEL素子を多層化する方
法に比較して、電極数が少なく、駆動回路が簡単
になり、従来の駆動方式のまゝで駆動電圧を変化
するのみで階調表示が可能になるし、階調数を増
大しても、下層の発光が上方のEL素子によつて
吸収されることもない。又、の誘電体層の層厚
を部分的に異ならしめる方法に比較して、誘電体
層の厚さが一定であるため、局部的に耐電圧が小
なくなることがなく、この点においてより信頼性
の高いパネルが得られ、又同一の階調数であつて
も輝度の階調の変化範囲を大きくとれる。
層厚を部分的に異ならせると共に、誘電体層の層
厚を同一にしたので、印加電圧によつて、各画素
の発光面積かつしたがつて輝度を変えることが可
能になり画素等の階調表示が可能になる。そし
て、前述した従来ののEL素子を多層化する方
法に比較して、電極数が少なく、駆動回路が簡単
になり、従来の駆動方式のまゝで駆動電圧を変化
するのみで階調表示が可能になるし、階調数を増
大しても、下層の発光が上方のEL素子によつて
吸収されることもない。又、の誘電体層の層厚
を部分的に異ならしめる方法に比較して、誘電体
層の厚さが一定であるため、局部的に耐電圧が小
なくなることがなく、この点においてより信頼性
の高いパネルが得られ、又同一の階調数であつて
も輝度の階調の変化範囲を大きくとれる。
第１図は従来の薄膜EL素子の断面図、第２図
は第１図の対向電極の平面図、第３図は電圧−輝
度特性図である。第４図はこの発明の一実施例の
薄膜EL素子の平面図、第５図は第４図の１画素
子の要部拡大平面図、第６図は第５図の−線
に沿う断面図、第７図は第５図の−線に沿う
断面図、第８図は電圧−輝度特性図である。 １……ガラス基板、２……透明電極、３，５…
…誘電体層、４，４ａ〜４ｄ……発光層、７……
画素、７ａ〜７ｄ……画素領域。
は第１図の対向電極の平面図、第３図は電圧−輝
度特性図である。第４図はこの発明の一実施例の
薄膜EL素子の平面図、第５図は第４図の１画素
子の要部拡大平面図、第６図は第５図の−線
に沿う断面図、第７図は第５図の−線に沿う
断面図、第８図は電圧−輝度特性図である。 １……ガラス基板、２……透明電極、３，５…
…誘電体層、４，４ａ〜４ｄ……発光層、７……
画素、７ａ〜７ｄ……画素領域。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも一方が透明である複数のストライ
プ状電極をマトリクス状に対向配置し、該電極間
に誘電体層と発光層とを挟持してなり、かつ前記
電極の交差部分の画素に発光しきい電圧の異なる
複数領域を形成したマトリクス型の薄膜EL素子
において、 前記画素の複数領域の発光層の層厚をそれぞれ
異ならせると共に、前記複数領域の誘電体層の層
厚を同一に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 |
|---|---|---|---|
| JP59059759A JPS60202471A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 薄膜ｅｌ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59059759A JPS60202471A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60202471A JPS60202471A (ja) | 1985-10-12 |
| JPH0473880B2 true JPH0473880B2 (ja) | 1992-11-24 |
Family
ID=13122508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59059759A Granted JPS60202471A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60202471A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2617924B2 (ja) * | 1986-09-26 | 1997-06-11 | 松下電器産業株式会社 | エレクトロルミネセンス表示装置の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5918630Y2 (ja) * | 1979-12-28 | 1984-05-29 | アルプス電気株式会社 | Ｅｌ表示装置 |
-
1984
- 1984-03-27 JP JP59059759A patent/JPS60202471A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60202471A (ja) | 1985-10-12 |
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