JPH0845666A - Thin film EL device - Google Patents
Thin film EL deviceInfo
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- JPH0845666A JPH0845666A JP7205902A JP20590295A JPH0845666A JP H0845666 A JPH0845666 A JP H0845666A JP 7205902 A JP7205902 A JP 7205902A JP 20590295 A JP20590295 A JP 20590295A JP H0845666 A JPH0845666 A JP H0845666A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高輝度、低電圧駆動の薄膜EL素子を提供す
る。
【解決手段】 本発明では、発光層が化学量論的組成を
満たし、発光中心不純物が均一に分布された柱状多結晶
層で構成された薄膜EL素子を提供する。
(57) Abstract: A thin film EL device of high brightness and low voltage drive is provided. The present invention provides a thin film EL device having a columnar polycrystalline layer in which a light emitting layer satisfies a stoichiometric composition and an emission center impurity is uniformly distributed.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜EL(エレク
トロ・ルミネッセンス)素子に係り、特に、高輝度・低
電圧駆動の薄膜EL素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film EL (electroluminescence) device, and more particularly to a high brightness and low voltage drive thin film EL device.
【0002】[0002]
【従来の技術】輝度の面で問題が多く、照明用光源とし
ての開発を断念せざるを得なかった、硫化亜鉛(Zn
S)系蛍光体粉末を用いた分散型EL素子に代わって、
薄膜蛍光体層を用いた薄膜型EL素子が高輝度を得られ
ることから近年注目されてきている。2. Description of the Related Art Zinc sulphide (ZnS), which has many problems in terms of brightness and has been forced to abandon its development as a light source for illumination.
Instead of the dispersion type EL element using the S) type phosphor powder,
A thin film type EL device using a thin film phosphor layer has been receiving attention in recent years because it can obtain high brightness.
【0003】薄膜EL素子は、発光層が透明な薄膜で構
成されていて、外部から入射する光および発光層内部で
発光した光が散乱されてハレ―ションやにじみを生じる
ことが少なく、鮮明でコントラストが高いことから、車
両への搭載用、コンピュ―タ端末等の表示装置あるいは
照明用として脚光を浴びている。In the thin film EL device, the light emitting layer is composed of a transparent thin film, and light incident from the outside and light emitted inside the light emitting layer are not scattered to cause halation or bleeding, and are clear. Because of its high contrast, it has been spotlighted for use in vehicles, display devices such as computer terminals, and lighting.
【0004】例えば、マンガン(Mn)を、ZnS中の
発光中心として用いた薄膜EL素子の基本構造は透光性
の基板上に、酸化錫(SnO2 )層等からなる透明電極
と、第1の誘電体層と、母材をZnS、発光中心不純物
をMnとした結晶薄膜すなわちZnS:Mn薄膜からな
る発光層と、第2の誘電体層、アルミニウム(Al)層
等からなる背面電極とが順次積層せしめられた2重誘電
体構造をなしている。そして、発光の過程は、以下に示
す如くである。前記透明電極と前記背面電極との間に電
圧を印加すると、発光層内に誘起された電界によって界
面準位にトラップされていた電子が引き出されて加速さ
れ充分なエネルギ―を得、この電子がMn(発光中心)
の軌道電子に衝突しこれを励起する。そしてこの励起さ
れた発光中心が基底状態に戻る際に発光を行なう。For example, the basic structure of a thin film EL element using manganese (Mn) as a light emission center in ZnS is such that a transparent electrode composed of a tin oxide (SnO 2 ) layer and the like are formed on a transparent substrate. Dielectric layer, a light emitting layer made of a crystalline thin film having ZnS as a base material and Mn as an emission center impurity, that is, a ZnS: Mn thin film, and a back electrode made of a second dielectric layer, an aluminum (Al) layer, and the like. It has a double-dielectric structure that is sequentially laminated. The light emitting process is as shown below. When a voltage is applied between the transparent electrode and the back electrode, the electrons trapped in the interface state are extracted and accelerated by the electric field induced in the light emitting layer to obtain sufficient energy. Mn (emission center)
And collide with orbital electrons of to excite it. Light is emitted when the excited luminescence center returns to the ground state.
【0005】従来、このような薄膜EL素子では、通常
上述の如きZnS:Mn等の発光層の形成に際し、電子
ビ―ム蒸着法が用いられていた(特公昭52−1035
8号公報、特公昭54−8080号公報参照)。Conventionally, in such a thin film EL device, an electron beam vapor deposition method has been usually used for forming a light emitting layer such as ZnS: Mn as described above (Japanese Patent Publication No. 52-1035).
No. 8 and Japanese Patent Publication No. 54-8080).
【0006】これは、第8図に示す如く、真空槽1内
で、ZnSと0.1〜1%のマンガン(Mn)とを混ぜ
合せ焼結せしめて形成されるペレット2を電子銃3から
の電子ビ―ム4で照射することにより該ペレットを加熱
せしめ、蒸発させてこれを基板5上に堆積させるもので
ある。As shown in FIG. 8, a pellet 2 formed by mixing ZnS and 0.1 to 1% manganese (Mn) in a vacuum chamber 1 and sintering is mixed from an electron gun 3. The electron beam 4 is used to heat the pellet, evaporate it, and deposit it on the substrate 5.
【0007】この方法によると、発光層の母材の蒸気
圧、母材を構成する元素の蒸気圧、並びに発光中心不純
物の蒸気圧(例えばPZnS 、PZn、PS 、PMn)が大き
く異なる(PZnS <PMn<PZn<PS )ため、蒸発の仕
方が均一でなかったり、一担基板に付着した元素が再蒸
発したりすることにより、成膜される発光層の母材が化
学量論的組成からずれ、結晶性が悪くなったり発光中心
不純物の分布が不均一となる等の不都合があった。(な
お、PZnS 、PMn、PZn、PS は夫々ZnS、Mn、Z
n、Sの蒸気圧を示すものとする。)従って、電子ビ―
ム蒸着法によって、成膜された発光層は第9図に示す如
く、粒状の多結晶構造あるいは成長の初期段階に小さな
結晶粒がたくさんできる、いわゆるデッドレイヤ―が存
在する構造であった。According to this method, the vapor pressures of the base material of the light emitting layer, the vapor pressures of the elements constituting the base material, and the vapor pressures of the emission center impurities (for example, PZnS, PZn, PS, and PMn) greatly differ (PZnS < Since PMn <PZn <PS, the evaporation method is not uniform, or the elements adhering to the substrate are re-evaporated, so that the base material of the light emitting layer to be formed deviates from the stoichiometric composition. However, there are inconveniences such as poor crystallinity and non-uniform distribution of emission center impurities. (Note that PZnS, PMn, PZn, and PS are ZnS, Mn, and Z, respectively.
The vapor pressures of n and S are shown. ) Therefore, the e-beam
As shown in FIG. 9, the light-emitting layer formed by the vapor deposition method had a granular polycrystalline structure or a so-called dead layer in which many small crystal grains were formed in the initial stage of growth.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】このような発光層を用
いた薄膜EL素子では、外部から印加された電界によっ
て加速される発光層中の電子Eが発光中心不純物Imに
衝突して発光に寄与する前に結晶粒界面Bによって散乱
されるため、外部から印加された電界が有効に発光に寄
与しない。In a thin film EL element using such a light emitting layer, electrons E in the light emitting layer accelerated by an externally applied electric field collide with the emission center impurity Im and contribute to light emission. Before it does, it is scattered by the crystal grain interface B, so that the electric field applied from the outside does not effectively contribute to light emission.
【0009】従って、かかる構造の薄膜EL素子では、
実用に供し得る程度の輝度(20ft−L)を得るため
には200V程度の高い電圧が必要であった。Therefore, in the thin film EL device having such a structure,
A high voltage of about 200 V is required to obtain a brightness (20 ft-L) that can be put to practical use.
【0010】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、高輝度、低電圧駆動の薄膜EL素子を提供すること
を目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a thin film EL element of high brightness and low voltage drive.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】そこで本発明では、発光
層が柱状多結晶層から構成されるようにしたことを特徴
とする。In view of the above, the present invention is characterized in that the light emitting layer is composed of a columnar polycrystalline layer.
【0012】望ましくは、前記発光層は、II−VI化合物
に発光中心を構成する元素又は化合物を添加した材料か
らなる柱状多結晶から構成される。Preferably, the light emitting layer is composed of columnar polycrystals made of a material obtained by adding an element or a compound constituting a luminescence center to a II-VI compound.
【0013】また望ましくは、前記発光層は、硫化亜鉛
(ZnS)にマンガン(Mn)を添加してなる柱状多結
晶から構成される。Preferably, the light emitting layer is composed of a columnar polycrystal formed by adding manganese (Mn) to zinc sulfide (ZnS).
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】すなわち、第1図に示す如く、化
学量論的組成を満たし、発光中心不純物が均一に分布さ
れた柱状多結晶を発光層として用いることにより、外部
から電界を加えると発光層中の電子Eが加速され、発光
中心不純物Imに衝突し、有効に発光する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION That is, as shown in FIG. 1, when a columnar polycrystal having a stoichiometric composition and an emission center impurity uniformly distributed is used as a light emitting layer, an external electric field is applied. The electrons E in the light emitting layer are accelerated, collide with the emission center impurity Im, and effectively emit light.
【0015】発光層の形成に際しては、第2図に示す如
く、例えば10-3〜10-6Torr程度の真空度に設定され
た真空槽11内に、発光層の母材であるZnSの構成元
素と発光中心不純物Mn(例えばZnとSとMn)を別
々のルツボ12、13、14に入れ各々を独立に温度コ
ントロ―ルしつつ加熱し、形成された発光層が化学量論
的組成になるように各々の蒸発量を制御することによっ
て、発光中心不純物の分布が均一な柱状結晶を基板15
上に析出せしめることができる。When forming the light emitting layer, as shown in FIG. 2, the structure of ZnS, which is the base material of the light emitting layer, is placed in a vacuum chamber 11 set to a vacuum degree of, for example, 10 −3 to 10 −6 Torr. An element and an emission center impurity Mn (for example, Zn, S, and Mn) are placed in separate crucibles 12, 13 and 14 and heated independently under temperature control, so that the formed emission layer has a stoichiometric composition. By controlling the amount of evaporation of each of these so that the emission center impurities are evenly distributed, columnar crystals are formed on the substrate 15.
It can be deposited on top.
【0016】これは、次に示すような成長過程をたどる
ことによる。This is due to the following growth process.
【0017】例えば物質Aと物質Bを別々のルツボに入
れ、独立した蒸発源とした多元蒸着法により基板上に物
質ABを形成する場合を想定する。For example, it is assumed that the substance A and the substance B are put in different crucibles and the substance AB is formed on the substrate by a multi-source vapor deposition method using independent evaporation sources.
【0018】ある温度TA における物質Aの蒸気圧をP
A とすると、真空槽内の真空度(圧力)P0 がP0 <P
A であるとき、基板温度TS をTS における物質Aの蒸
気圧PASがPAS>PA となるように、TS >TA とする
ことにより、PAS>P0 となり、A単体を蒸発させて基
板上に付着させようとしても基板上にはほとんど付着し
ない。The vapor pressure of substance A at a certain temperature TA is defined as P
Assuming A, the degree of vacuum (pressure) P0 in the vacuum chamber is P0 <P
When A, the substrate temperature TS is such that the vapor pressure PAS of the substance A at TS becomes PAS> PA so that PAS> P0, and AAS is vaporized to adhere to the substrate. Even if it tries, it hardly adheres to the substrate.
【0019】このとき、他物質Bと前記物質Aとの化合
物ABの温度TS における蒸気圧PABS がPABS <P0
となるようにTS を設定すれば、基板上に物質Bがあれ
ば(PBS<P0 とする)基板上で物質Aと物質Bとが反
応し、化合物結晶ABが成長していく。このとき基板上
に存在する元素B(あるいはA)と飛来してきた元素A
(あるいはB)とが結合するとき、最もポテンシャルの
低い位置に元素がおさまるため、結果的にある結晶面だ
けが成長していき柱状結晶をなすように成長していく。At this time, the vapor pressure PA ABS of the compound AB of the other substance B and the substance A at the temperature TS is PA ABS <P0.
If Ts is set so that the substance B exists on the substrate (PBS <P0), the substance A and the substance B react with each other on the substrate to grow the compound crystal AB. At this time, the element B (or A) existing on the substrate and the element A flying over
When (or B) is bonded, the element is accommodated in the position with the lowest potential, so that only a certain crystal plane grows and grows to form a columnar crystal.
【0020】基板上に到達して結合される元素のうち、
特に硫黄は蒸発しやすいため、高真空中で形成される硫
化物薄膜は、S空孔の生成により化学量論比からずれた
ものとなってしまうという問題がある。Of the elements that reach and bond on the substrate,
In particular, since sulfur easily evaporates, there is a problem that the sulfide thin film formed in a high vacuum has a deviation from the stoichiometric ratio due to the formation of S holes.
【0021】本発明は、この問題を解決するためになさ
れたもので、例えば、固体硫黄を別の独立した蒸発源と
して用い、これから硫黄を供給することにより過剰に供
給すると共に、圧力を高めにすることにより、分子線の
衝突が生じ易くなり、基板にすぐに捕えられなくても真
空系によって即座に運び去られるのではなく残留して成
長に寄与し、化学量論的組成を満たした良好な柱状多結
晶が形成される。The present invention has been made in order to solve this problem. For example, solid sulfur is used as another independent evaporation source, from which sulfur is excessively supplied to increase the pressure. By doing so, collision of molecular beams easily occurs, and even if they are not immediately captured by the substrate, they are not immediately carried away by the vacuum system but remain and contribute to growth, satisfying the stoichiometric composition. Columnar polycrystals are formed.
【0022】[0022]
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しつつ詳細に説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
【0023】この薄膜EL素子は、第3図に示す如く、
二重誘電体構造をなすもので、発光層21を、母材とし
てのZnS中に、発光中心不純物としての0.4at. %
のMnを含有せしめた膜厚500nmの柱状多結晶構造の
薄膜層(以下ZnS:0.4at. %Mnというように表
現するものとする。)によって構成するようにしてい
る。As shown in FIG. 3, this thin film EL device has
The light emitting layer 21 has a double dielectric structure, and the light emitting layer 21 is 0.4 at.% As an emission center impurity in ZnS as a base material.
And a thin film layer having a columnar polycrystal structure with a film thickness of 500 nm containing Mn (hereinafter referred to as ZnS: 0.4 at.% Mn).
【0024】すなわち、厚さ1mmの透光性のガラス基板
22上に膜厚0.3μm の酸化錫(SnO2 )層等から
なる透明電極23、膜厚0.5μm の酸化タンタル(T
a2 O5 )層からなる第1の誘電体層24、前記発光層
21、膜厚0.5μm の酸化タンタル(Ta2 O5 )層
からなる第2の誘電体層25、膜厚0.5μm のアルミ
ニウム薄膜からなる背面電極26とが、順次積層せしめ
られて構成されている。That is, a transparent electrode 23 made of a tin oxide (SnO 2 ) layer having a film thickness of 0.3 μm and a tantalum oxide film having a film thickness of 0.5 μm (T) are formed on a translucent glass substrate 22 having a thickness of 1 mm.
a 2 O 5 ) layer, the first dielectric layer 24, the light emitting layer 21, a second dielectric layer 25 made of a tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) layer having a thickness of 0.5 μm, and a thickness of 0. A back electrode 26 made of an aluminum thin film of 5 μm is sequentially laminated.
【0025】この薄膜EL素子の等価回路は、第4図に
示す如く、夫々、第1の誘電体層24、発光層21、第
2の誘電体層25によって構成される3つのコンデンサ
の直列接続体として表わすことができる。The equivalent circuit of this thin film EL element is, as shown in FIG. 4, connected in series with three capacitors each composed of a first dielectric layer 24, a light emitting layer 21, and a second dielectric layer 25. It can be represented as a body.
【0026】次に、本発明実施例の薄膜EL素子の製造
方法について説明する。Next, a method of manufacturing the thin film EL element of the embodiment of the present invention will be described.
【0027】まず、第5図(a)に示す如く、透光性の
ガラス基板22上に、スパッタリング法によりSnO2
層からなる透明電極23を形成する。First, as shown in FIG. 5 (a), SnO 2 is sputtered on a transparent glass substrate 22.
The transparent electrode 23 composed of layers is formed.
【0028】次いで、第5図(b)に示す如く、スパッ
タリング法により酸化タンタル層からなる第1の誘電体
層24を形成する。Then, as shown in FIG. 5B, a first dielectric layer 24 made of a tantalum oxide layer is formed by a sputtering method.
【0029】続いて、第2図に示したような蒸着装置を
使用し、Zn、S、Mnを夫々別のルツボに入れ真空槽
内の蒸気圧を10-5T0rr に設定した後、3つのルツボ
を、形成される発光層が化学量論的組成となるように独
立的に温度コントロ―ルしながら前記Zn、S、Mnを
加熱蒸発せしめると共に、該ガラス基板(基板15)の
温度TS を100〜1000℃の適切な範囲に設定する
ことにより、発光中心不純物Mnの均一に分布するZn
S柱状多結晶からなる発光層21が析出する(第5図
(c))。Then, using the vapor deposition apparatus as shown in FIG. 2, Zn, S, and Mn were put in different crucibles, and the vapor pressure in the vacuum chamber was set to 10 -5 T0rr. The Zn, S, and Mn are heated and evaporated while the temperature of the crucible is independently controlled so that the formed light emitting layer has a stoichiometric composition, and the temperature TS of the glass substrate (substrate 15) is controlled. By setting an appropriate range of 100 to 1000 ° C., Zn in which the emission center impurity Mn is uniformly distributed
A light-emitting layer 21 made of S-columnar polycrystal is deposited (FIG. 5 (c)).
【0030】更に、第5図(d)に示す如く、スパッタ
リング法により、酸化タンタル層からなる第2の誘電体
層25を形成する。Further, as shown in FIG. 5D, a second dielectric layer 25 made of a tantalum oxide layer is formed by a sputtering method.
【0031】そして最後に、第5図(e)に示す如く、
真空蒸着法により、アルミニウム薄膜を成膜した後、フ
ォトリソエッチング法によりパタ―ニングし背面電極2
6を形成する。Finally, as shown in FIG. 5 (e),
After forming an aluminum thin film by the vacuum deposition method, patterning is performed by the photolithographic etching method and the back electrode 2
6 is formed.
【0032】このようにして形成された薄膜EL素子の
発光層は、第6図(a)にそのX線回析の結果を示す如
く、極めて結晶性の良いものとなっている。比較のため
に、従来の電子ビ―ム蒸着法によって形成したZnS:
Mn層(発光層)のX線回析の結果を第6図(b)に示
す。これらの比較からも明らかなように、本発明の方法
によって形成した発光層は結晶性のより良いものとなっ
ていることがわかる。また、この薄膜EL素子は、透明
電極と背面電極との間に交番電界を加えることによって
駆動されるが、その電圧―輝度特性曲線aを従来例の薄
膜EL素子の電圧―輝度特性曲線bと共に第7図に示
す。これらの比較からも、本発明の薄膜EL素子は、従
来例の薄膜EL素子の約1/2の電圧で同一の輝度を得
ることができ、低電圧で高輝度特性を有するものである
ことがわかる。The light emitting layer of the thin film EL element thus formed has extremely good crystallinity as shown in the result of X-ray diffraction in FIG. 6 (a). For comparison, ZnS formed by a conventional electron beam evaporation method:
The result of X-ray diffraction of the Mn layer (light emitting layer) is shown in FIG. 6 (b). As is clear from these comparisons, it can be seen that the light emitting layer formed by the method of the present invention has better crystallinity. Further, this thin film EL element is driven by applying an alternating electric field between the transparent electrode and the back electrode, and its voltage-luminance characteristic curve a is combined with the voltage-luminance characteristic curve b of the conventional thin film EL element. It is shown in FIG. From these comparisons as well, it can be seen that the thin film EL element of the present invention can obtain the same luminance at a voltage of about 1/2 that of the thin film EL element of the conventional example, and has high luminance characteristics at a low voltage. Recognize.
【0033】ここで、本発明の発光層21に、更に誘電
率の大きい誘電体膜、例えばチタン酸バリウムBaTi
O3 を第1の誘電体層24、第2の誘電体層25に用い
ることにより、電圧―輝度特性は第7図の曲線(c)に
示す如くなり、従来例の薄膜EL素子(曲線(b))に
比べて約1/3〜1/4の電圧で駆動するとが可能とな
る。これは第1の誘電体層24、第2の誘電体層25、
発光層21の比誘電率を夫々εr1、εr2、εl とする
と、これらの関係はεr1、εr2》εl となり(第4図参
照)、従ってこれらの電気容量Cr1、Cr2、Cl はCr
1、Cr2》Cl となるため、この素子への外部からの印
加電圧のほとんどが発光層にだけかかることになるから
である。Here, for the light emitting layer 21 of the present invention, a dielectric film having a larger dielectric constant, for example, barium titanate BaTi.
By using O3 for the first dielectric layer 24 and the second dielectric layer 25, the voltage-luminance characteristic becomes as shown by the curve (c) in FIG. 7, and the thin film EL device of the conventional example (curve (b )), It is possible to drive at a voltage of about 1/3 to 1/4. This is the first dielectric layer 24, the second dielectric layer 25,
Assuming that the relative permittivity of the light emitting layer 21 is εr1, εr2, εl, respectively, the relationship between them becomes εr1, εr2 >> εl (see FIG. 4), and therefore the electric capacities Cr1, Cr2, Cl are Cr.
Since 1, Cr2 >> Cl, most of the voltage applied from the outside to this element is applied only to the light emitting layer.
【0034】このように、本発明実施例の薄膜EL素子
によれば、約20ft−L(フットランバ―ト)の輝度
を得るのに約100V以下の低電圧でよく、極めて実用
的なものとなっている。As described above, according to the thin film EL device of the embodiment of the present invention, a low voltage of about 100 V or less is required to obtain a brightness of about 20 ft-L (foot run bart), which is extremely practical. Has become.
【0035】なお、実施例においては、ZnS:Mn薄
膜を発光層に用いた場合について説明したが、これに限
定されることなく、母材をZnSとして、発光中心不純
物のみをフッ化テルビウム(TbF3 )、フッ化サマリ
ウム(SmF3 )等で置き換えたZnS:0.1〜1a
t. %TbF3 、ZnS:0.1〜1at. %SmF3 等
の柱状多結晶をはじめとし、硫化カルシウム(Ca
S):0.1〜1at. %ユ―ロピウム(Eu)、硫化ス
トロンチウム(SrS):0.1〜1at. %フッ化セリ
ウム(CeF3 )の柱状多結晶等、他の物質の柱状多結
晶でもよいことはいうまでもない。In the examples, the case where the ZnS: Mn thin film is used for the light emitting layer has been described. 3 ), ZnS replaced with samarium fluoride (SmF 3 ), etc .: 0.1-1a
t.% TbF 3 , ZnS: 0.1 to 1 at.% SmF 3 and other columnar polycrystals, calcium sulfide (Ca
S): 0.1-1 at.% Europium (Eu), strontium sulfide (SrS): 0.1-1 at.% Cerium fluoride (CeF 3 ) columnar polycrystals of other substances such as columnar polycrystals But needless to say.
【0036】また、実施例においては、ZnS:Mnの
柱状多結晶薄膜を成膜するのに、夫々Zn、S、Mnの
入った3つのルツボを蒸着源として用いたが、ZnS、
S、Mnの3つあるいは、Zn、S、MnSの3つある
いは、Zn、S、ZnS、Mn等、適宜調整可能であ
る。Further, in the examples, three crucibles containing Zn, S, and Mn, respectively, were used as vapor deposition sources to form the columnar polycrystalline thin film of ZnS: Mn.
Three of S and Mn, three of Zn, S, and MnS, Zn, S, ZnS, and Mn can be appropriately adjusted.
【0037】加えて、この薄膜EL素子は、表示装置以
外にも照明用として、光記録媒体への信号の書き込み、
読み出し、消去用の光源としても使用可能である。In addition, this thin film EL element is used for illumination other than a display device, for writing a signal to an optical recording medium,
It can also be used as a light source for reading and erasing.
【0038】[0038]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の薄膜
EL素子によれば、発光層を複数個の蒸発源を独立的に
温度コントロ―ルしつつ蒸着せしめた柱状多結晶で構成
しているため、低い駆動電圧で高輝度を得ることが可能
となる。As described above, according to the thin film EL device of the present invention, the light emitting layer is composed of columnar polycrystals which are vapor-deposited while a plurality of evaporation sources are independently temperature-controlled. Therefore, high brightness can be obtained with a low driving voltage.
【図1】本発明の薄膜EL素子の発光層の結晶構造を示
す図FIG. 1 is a diagram showing a crystal structure of a light emitting layer of a thin film EL device of the present invention.
【図2】本発明に基づく発光層の形成方法の原理図FIG. 2 is a principle diagram of a method for forming a light emitting layer according to the present invention.
【図3】本発明実施例の薄膜EL素子を示す図FIG. 3 is a diagram showing a thin film EL element of an example of the present invention.
【図4】同素子の等価回路図FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the same element.
【図5】同素子の製造工程図FIG. 5 is a manufacturing process diagram of the same device.
【図6】本発明および従来例の薄膜EL素子の発光層の
X線回析の結果を示す比較図FIG. 6 is a comparative diagram showing the results of X-ray diffraction of the light emitting layers of the thin film EL devices of the present invention and the conventional example.
【図7】本発明および従来例の薄膜EL素子の電圧―輝
度特性の比較図FIG. 7 is a comparison diagram of voltage-luminance characteristics of the thin film EL element of the present invention and the conventional example.
【図8】従来例の薄膜EL素子の発光層の形成方法の原
理を示す図FIG. 8 is a diagram showing a principle of a method for forming a light emitting layer of a conventional thin film EL element.
【図9】従来例の発光層の結晶構造を示す図FIG. 9 is a diagram showing a crystal structure of a conventional light emitting layer.
1,11 真空槽 2 ペレット 3 電子銃 4 電子ビ―ム 5,15 基板 E 電子 Im 発光中心不純物 B 結晶粒界面 12,13,14 ルツボ 21 発光層 22 ガラス基板 23 透明電極 24 第1の誘電体層 25 第2の誘電体層 26 背面電極 1, 11 Vacuum tank 2 Pellet 3 Electron gun 4 Electron beam 5,15 Substrate E Electron Im Emission center impurity B Crystal grain interface 12, 13, 14 Crucible 21 Emission layer 22 Glass substrate 23 Transparent electrode 24 First dielectric Layer 25 Second dielectric layer 26 Back electrode
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成7年9月5日[Submission date] September 5, 1995
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正2】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0011[Correction target item name] 0011
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】そこで本発明の第1で
は、発光層が化学量論的組成を満たし、発光中心不純物
が均一に分布された柱状多結晶層から構成されるように
したことを特徴とする。望ましくは、前記発光層は、II
−VI族化合物に発光中心を構成する元素又は化合物を添
加した材料からなる柱状多結晶から構成される。また望
ましくは、前記発光層は、硫化亜鉛(ZnS)にマンガ
ン(Mn)を添加してなる柱状多結晶から構成される。
本発明の第2では、発光層が化学量論的組成を満たし、
発光中心不純物が均一に分布された硫化カルシウム(C
aS)からなる柱状多結晶層から構成される。本発明の
第3では、発光層が化学量論的組成を満たし、発光中心
不純物が均一に分布された硫化ストロンチウム(Sr
S)からなる柱状多結晶層から構成される。本発明の第
4では、透光性基板表面に透光性電極、誘電体層、発光
層、電極を順次積層してなる薄膜EL素子において、前
記発光層が、化学量論的組成をなして、発光中心不純物
を均一に分布せしめ、電圧印加方向に沿って粒界が互い
に平行となるように形成された柱状多結晶材料から構成
される。本発明の第5では、透明電極と誘電体層と発光
層と、背面電極とを具え、前記発光層が、硫黄分子線の
衝突回数を高め真空槽から運び去られることなく残留し
て成長に寄与するように、10-3Torr 乃至10-6Torr
の真空中で、発光層の母材あるいは母材の構成元素と発
光中心不純物とを、固体硫黄からなる蒸発源を含む夫々
別の固体からなる複数の蒸発源から蒸発せしめ、基板上
で結合させる多元蒸着法によって形成された硫化物層で
構成されていることを特徴とする。Therefore, in the first aspect of the present invention, the light emitting layer is constituted of a columnar polycrystalline layer in which a stoichiometric composition is satisfied and emission center impurities are uniformly distributed. Characterize. Desirably, the light emitting layer is II
-A columnar polycrystal composed of a material obtained by adding an element or a compound constituting a luminescence center to a group VI compound. Further preferably, the light emitting layer is composed of a columnar polycrystal formed by adding manganese (Mn) to zinc sulfide (ZnS).
In the second aspect of the present invention, the light emitting layer satisfies a stoichiometric composition,
Calcium sulfide (C
aS) composed of a columnar polycrystalline layer. In the third aspect of the present invention, the luminescent layer satisfies the stoichiometric composition and strontium sulfide (Sr
It is composed of a columnar polycrystalline layer made of S). According to a fourth aspect of the present invention, in a thin film EL device in which a transparent electrode, a dielectric layer, a light emitting layer, and an electrode are sequentially laminated on the surface of a transparent substrate, the light emitting layer has a stoichiometric composition. The columnar polycrystalline material is formed so that the emission center impurities are uniformly distributed and the grain boundaries are parallel to each other along the voltage application direction. A fifth aspect of the present invention comprises a transparent electrode, a dielectric layer, a light emitting layer, and a back electrode, wherein the light emitting layer increases the number of collisions of sulfur molecular beams and remains without being carried away from the vacuum chamber for growth. 10 -3 Torr to 10 -6 Torr to contribute
In the vacuum of, the base material of the light emitting layer or the constituent elements of the base material and the emission center impurities are evaporated from a plurality of evaporation sources made of different solids including the evaporation source made of solid sulfur, and are combined on the substrate. It is characterized by being constituted by a sulfide layer formed by a multi-source vapor deposition method.
Claims (3)
うにしたことを特徴とする薄膜EL素子。1. A thin film EL device, wherein the light emitting layer is composed of a columnar polycrystalline layer.
心を構成する元素又は化合物を添加した材料からなる柱
状多結晶から構成されるようにしたことを特徴とする特
許請求の範囲第(1) 項記載の薄膜EL素子。2. The light emitting layer is composed of a columnar polycrystal composed of a material obtained by adding an element or a compound constituting a luminescence center to a II-VI group compound. The thin film EL device according to the item (1).
ンガン(Mn)を添加してなる柱状多結晶から構成され
るようにした特許請求の範囲第(2) 項記載の薄膜EL素
子。3. The thin film EL element according to claim (2), wherein the light emitting layer is composed of a columnar polycrystal formed by adding manganese (Mn) to zinc sulfide (ZnS).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7205902A JPH0845666A (en) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | Thin film EL device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7205902A JPH0845666A (en) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | Thin film EL device |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61001883A Division JPH0668999B2 (en) | 1986-01-08 | 1986-01-08 | Thin film EL device and method of manufacturing the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0845666A true JPH0845666A (en) | 1996-02-16 |
Family
ID=16514647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7205902A Pending JPH0845666A (en) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | Thin film EL device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0845666A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2008013171A1 (en) * | 2006-07-25 | 2009-12-17 | パナソニック株式会社 | LIGHT EMITTING ELEMENT AND DISPLAY DEVICE |
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-
1995
- 1995-08-11 JP JP7205902A patent/JPH0845666A/en active Pending
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