JPS60202686A - 薄膜発光素子 - Google Patents
薄膜発光素子Info
- Publication number
- JPS60202686A JPS60202686A JP59059941A JP5994184A JPS60202686A JP S60202686 A JPS60202686 A JP S60202686A JP 59059941 A JP59059941 A JP 59059941A JP 5994184 A JP5994184 A JP 5994184A JP S60202686 A JPS60202686 A JP S60202686A
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- JP
- Japan
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- light emitting
- thin film
- film light
- emitting device
- memory
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- Granted
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く技術分野〉
本発明は、交流電圧寸たは交流パルス電圧の印加により
発光する薄膜発光素子に関し、特に電圧伺発光輝度特性
にヒステリシス現象を呈するメモリ−１幾能伺薄１漢発
光素子に関するものである。
発光する薄膜発光素子に関し、特に電圧伺発光輝度特性
にヒステリシス現象を呈するメモリ−１幾能伺薄１漢発
光素子に関するものである。
〈従来技術〉
種々の苗土ｖｒ＋ ｔたは遷移金属を活性物質としてＺ
ｎｓ、Ｚｎ５ｅ等の螢光層を誘電体層で挾持し、さらに
その外側に少なくとも一方が透明な一対の電極を形成し
て成る二重絶縁膜構造薄膜発光素子は、交流電圧の印加
に応答して非常に安定な発光動作特性を示し、特に硫化
亜鉛（Ｚｎｓ）にマンガン（Ｍｎ）を添加した薄膜発光
素子は、マトリ・シクス型平面ディスプレイとして情報
処理装置やテレビジョン等に実用化されている。また、
この薄膜発光素子に関しては、印加電圧全昇圧していく
過程と高電圧側より降圧していく過程で同じ印加電圧に
対して発光輝度が異なるといったヒステリシス特性を有
していることが見い出されている。即ちヒステリシス特
性を有する薄膜発光素子に印加電圧を昇圧する過程に於
いて、光、電界、熱等が伺与されると薄膜発光素子はそ
の強度に対応した発光輝度の状態に励起され、光、電界
、熱等を除去して元の状態に戻しても発光輝度は高くな
った状態で維持されるいわゆるメモリー現象が生起され
このメモリー現象を利用した表示装置が新しい情報表示
用ディスプレイとして注目されている。しかし、前述の
ヒステリシス特性を有する薄膜発光素子（以下、メモリ
ー付薄膜発光素子と称す）／ｉヒステリシス特性の動作
上の安定化が充分に確立されておらず実用化に至ってい
ない。
ｎｓ、Ｚｎ５ｅ等の螢光層を誘電体層で挾持し、さらに
その外側に少なくとも一方が透明な一対の電極を形成し
て成る二重絶縁膜構造薄膜発光素子は、交流電圧の印加
に応答して非常に安定な発光動作特性を示し、特に硫化
亜鉛（Ｚｎｓ）にマンガン（Ｍｎ）を添加した薄膜発光
素子は、マトリ・シクス型平面ディスプレイとして情報
処理装置やテレビジョン等に実用化されている。また、
この薄膜発光素子に関しては、印加電圧全昇圧していく
過程と高電圧側より降圧していく過程で同じ印加電圧に
対して発光輝度が異なるといったヒステリシス特性を有
していることが見い出されている。即ちヒステリシス特
性を有する薄膜発光素子に印加電圧を昇圧する過程に於
いて、光、電界、熱等が伺与されると薄膜発光素子はそ
の強度に対応した発光輝度の状態に励起され、光、電界
、熱等を除去して元の状態に戻しても発光輝度は高くな
った状態で維持されるいわゆるメモリー現象が生起され
このメモリー現象を利用した表示装置が新しい情報表示
用ディスプレイとして注目されている。しかし、前述の
ヒステリシス特性を有する薄膜発光素子（以下、メモリ
ー付薄膜発光素子と称す）／ｉヒステリシス特性の動作
上の安定化が充分に確立されておらず実用化に至ってい
ない。
〈発明の目的〉
未発ｒ３Ａはかかる点に鑑みなされたものて、ヒステリ
シス特性の再現性が充分に得られ、安定に動作するメモ
リー付薄膜発光素子を提供することを目的とする。
シス特性の再現性が充分に得られ、安定に動作するメモ
リー付薄膜発光素子を提供することを目的とする。
〈実施例〉
第１図は二重絶縁膜構造薄膜発光素子の基本的構造を示
す断面溝成因である。ガラス基板１上に酸化インジウム
、酸化スズ等の透明電極２が形成される。その上に第」
誘電体層３として、Ｓ＋Ｃ）２Ｓ ｉ３Ｎ４．Ｙ２Ｏ３
、Ｔａ２０５等の誘電体薄膜が電子ビーム蒸着法または
スパッタ法により積層される。
す断面溝成因である。ガラス基板１上に酸化インジウム
、酸化スズ等の透明電極２が形成される。その上に第」
誘電体層３として、Ｓ＋Ｃ）２Ｓ ｉ３Ｎ４．Ｙ２Ｏ３
、Ｔａ２０５等の誘電体薄膜が電子ビーム蒸着法または
スパッタ法により積層される。
さらにＺｎＳ膜中のＭｎ添加量が０．５〜０．８重量％
の間に制御設定された発光層４が電子ビーム蒸着法によ
り形成され、その土に第２誘電体層５か第１誘電体層３
と同様の材質で積層される。最後に背面電極６としてＡ
ｌｌが抵抗線加熱法で蒸着されメモリー付薄膜発光素子
が作製される。なお５発光層４形成後、Ｍｎの均一分布
とＺｎｓ膜の結晶性向上を企図して真空中熱処理および
発光層４の化学量論比組成を得るための安定化処理が行
なわれる。発光層４の母材としてはＺｎｓ以外にＺｎ５
ｅを用いても良い。
の間に制御設定された発光層４が電子ビーム蒸着法によ
り形成され、その土に第２誘電体層５か第１誘電体層３
と同様の材質で積層される。最後に背面電極６としてＡ
ｌｌが抵抗線加熱法で蒸着されメモリー付薄膜発光素子
が作製される。なお５発光層４形成後、Ｍｎの均一分布
とＺｎｓ膜の結晶性向上を企図して真空中熱処理および
発光層４の化学量論比組成を得るための安定化処理が行
なわれる。発光層４の母材としてはＺｎｓ以外にＺｎ５
ｅを用いても良い。
第２図は本実施例により得られたメモリー付薄膜発光素
子の発光輝度−印加電圧特性全示すヒステリシス特性図
である。印加電圧値の変化により特性曲線の矢印に従っ
て発光輝度か変化する。図中、Ｖｕｐ、Ｖｄｏｗｎはそ
れぞれ電圧昇圧時および降圧時に一定輝度（低輝度）を
示す電圧値、ＶＭはヒステリシス特性を表わすメモリー
幅でＶＭ ＝Ｖｕｐ−Ｖｄｏｗｎよりまる。寸た、Ｂｓ
は印加電圧（Ｖｕｐ） −１０Ｖ降圧時の輝度を表わす
。
子の発光輝度−印加電圧特性全示すヒステリシス特性図
である。印加電圧値の変化により特性曲線の矢印に従っ
て発光輝度か変化する。図中、Ｖｕｐ、Ｖｄｏｗｎはそ
れぞれ電圧昇圧時および降圧時に一定輝度（低輝度）を
示す電圧値、ＶＭはヒステリシス特性を表わすメモリー
幅でＶＭ ＝Ｖｕｐ−Ｖｄｏｗｎよりまる。寸た、Ｂｓ
は印加電圧（Ｖｕｐ） −１０Ｖ降圧時の輝度を表わす
。
図より明らかな如く、ヒステリシス曲線に対応して印加
電圧に対する発光輝度は２値状態をとり、メモリー機能
として利用することができる。
電圧に対する発光輝度は２値状態をとり、メモリー機能
として利用することができる。
薄膜発光素子におけるメモリー機能＋７） 有無ｕ、発
光層４に添加するＭｎＭの相違に基くものである。第３
図は発光輝度（飽和輝度）およびメモリー幅Ｖｎの発光
層へ添加するＭｎの重量係依存性を示す説明図である。
光層４に添加するＭｎＭの相違に基くものである。第３
図は発光輝度（飽和輝度）およびメモリー幅Ｖｎの発光
層へ添加するＭｎの重量係依存性を示す説明図である。
ヒステリシス特性は、発光層４ （ｚｎｓ又ｔｒｉ Ｚ
ｎ Ｓ ｅ ）へのＭｎ添加量が０．３５重量％以上
の発光層４で出現する。図中曲線ｆ（けメモリー幅ＶＭ
を表わす特性曲線であり、Ｂは最大発光輝度を示す特性
曲線である。輝度−印加電圧曲線にヒステリシス特性が
生ずるためには、交流電圧の印加に応答して発光層界面
に形成される内部分極の印加電圧への重畳効果を利用し
た薄膜発光素子の動作機構の点から深いトラップ準位の
形成が必要であり、発光層４内あるいは発光層４と第１
．第２誘電体層３．５界面における深いトラップ準位の
生成がヒステリシス特性を生じさせると考えられている
。発光層４へのＭｎ添加量が０．３５重量％に満たない
場合、添加されたＭｎはＺ ＩＩ Ｓ母体のＺｎの位置
に置換され、発光層の界面か５界面へ誘引されるキャリ
アによって励起されることによりＥＬ発光を放射する１
発光センターとしてのみ働くため、ヒステリシス特性は
出現しない。しかしＭｎ添加量が０．３５重量％以上に
なると、発光センターとして働（Ｍｎ以外に、ＺｎＳ母
体内あるいは、誘電体層との界面に深いトラップ準位を
形成するＭｎが生じ、生成された内部分極をその状態で
維持しようとする分極維持効果によるヒステリシス特性
が出現する。ヒステリシス特性の特性値を表わすメモリ
ー幅ＶＭは、Ｍｎ添加量の増加に伴ない深いトラップ準
位密度の増大によって分極維持力が増強される結果とし
て拡大される。Ｍｎ添加量が０．８重量％以北になると
、メモリー幅ＶＭはほぼ一定値となりＭｎ添加量の増加
に伴なうメモリー幅ＶＭの拡大は見られなくプ準位の形
成に母体材料等による限界値があり、 ′なる。これは
、分極を維持するだめの深いトラノそれ以上のＭｎが存
在しても深いトラップ準位を形成することができないた
め、メモリー幅■λ４は拡大され々いと考えられる。そ
の結果、過剰になったＭ ｎはＺｎＳ母体の格子間に位
置し結晶性を悪化させたり、Ｍｎペア等の発光セ、ンタ
ーを形成し、効率の低下と動作電圧の高電圧化を引き起
とすこととなり表示素子としての機能が低下する。
ｎ Ｓ ｅ ）へのＭｎ添加量が０．３５重量％以上
の発光層４で出現する。図中曲線ｆ（けメモリー幅ＶＭ
を表わす特性曲線であり、Ｂは最大発光輝度を示す特性
曲線である。輝度−印加電圧曲線にヒステリシス特性が
生ずるためには、交流電圧の印加に応答して発光層界面
に形成される内部分極の印加電圧への重畳効果を利用し
た薄膜発光素子の動作機構の点から深いトラップ準位の
形成が必要であり、発光層４内あるいは発光層４と第１
．第２誘電体層３．５界面における深いトラップ準位の
生成がヒステリシス特性を生じさせると考えられている
。発光層４へのＭｎ添加量が０．３５重量％に満たない
場合、添加されたＭｎはＺ ＩＩ Ｓ母体のＺｎの位置
に置換され、発光層の界面か５界面へ誘引されるキャリ
アによって励起されることによりＥＬ発光を放射する１
発光センターとしてのみ働くため、ヒステリシス特性は
出現しない。しかしＭｎ添加量が０．３５重量％以上に
なると、発光センターとして働（Ｍｎ以外に、ＺｎＳ母
体内あるいは、誘電体層との界面に深いトラップ準位を
形成するＭｎが生じ、生成された内部分極をその状態で
維持しようとする分極維持効果によるヒステリシス特性
が出現する。ヒステリシス特性の特性値を表わすメモリ
ー幅ＶＭは、Ｍｎ添加量の増加に伴ない深いトラップ準
位密度の増大によって分極維持力が増強される結果とし
て拡大される。Ｍｎ添加量が０．８重量％以北になると
、メモリー幅ＶＭはほぼ一定値となりＭｎ添加量の増加
に伴なうメモリー幅ＶＭの拡大は見られなくプ準位の形
成に母体材料等による限界値があり、 ′なる。これは
、分極を維持するだめの深いトラノそれ以上のＭｎが存
在しても深いトラップ準位を形成することができないた
め、メモリー幅■λ４は拡大され々いと考えられる。そ
の結果、過剰になったＭ ｎはＺｎＳ母体の格子間に位
置し結晶性を悪化させたり、Ｍｎペア等の発光セ、ンタ
ーを形成し、効率の低下と動作電圧の高電圧化を引き起
とすこととなり表示素子としての機能が低下する。
メモリーイ」薄膜発光素子は、ＺｎＳ母体に０．３５重
量％以上のＭｎを添加した発光層４を形成することによ
り得られるが発光層へのＭｎ添加量が０．５重量％未満
つまり０．３５重量％から０．５重量％未満のメモリー
伺薄１摸発光素子は、そのメモリー幅ＶＭが数百時間動
作後から減少することが判明した。第４図はメモリー幅
ＶＭの経時変化特性である。図中破線ノ、は０．４重量
％のＭｎを添加した発光層を有するメモリー伺薄膜発光
素子の特性曲線であるが、２００時間時間後からメモリ
ー幅ＶλＩの減少が生じている。この理由としては素子
動作時の１％電界の印加およびホットエレク・トロンの
衝突による発熱等により深いトラップ準位を形成してい
たＭｎが影響を受け、トラップ準位の形成が維持できな
くなって分極維持力が低下することによりメモリー幅Ｖ
ｂｔが減少すると考えられる。しかし発光層′＼のＭｎ
添加量が０．５重量％以上になると、深いトラップ準位
を形成するＭｎ量が増大するため、発光時に消滅する深
いトラップ準位が少数存在してもヒステリシス特性に影
響を与えることがなくメモリー幅ＶＭｒ／ｉ一定値に維
持される。
量％以上のＭｎを添加した発光層４を形成することによ
り得られるが発光層へのＭｎ添加量が０．５重量％未満
つまり０．３５重量％から０．５重量％未満のメモリー
伺薄１摸発光素子は、そのメモリー幅ＶＭが数百時間動
作後から減少することが判明した。第４図はメモリー幅
ＶＭの経時変化特性である。図中破線ノ、は０．４重量
％のＭｎを添加した発光層を有するメモリー伺薄膜発光
素子の特性曲線であるが、２００時間時間後からメモリ
ー幅ＶλＩの減少が生じている。この理由としては素子
動作時の１％電界の印加およびホットエレク・トロンの
衝突による発熱等により深いトラップ準位を形成してい
たＭｎが影響を受け、トラップ準位の形成が維持できな
くなって分極維持力が低下することによりメモリー幅Ｖ
ｂｔが減少すると考えられる。しかし発光層′＼のＭｎ
添加量が０．５重量％以上になると、深いトラップ準位
を形成するＭｎ量が増大するため、発光時に消滅する深
いトラップ準位が少数存在してもヒステリシス特性に影
響を与えることがなくメモリー幅ＶＭｒ／ｉ一定値に維
持される。
また、Ｍｎ添加量が０．８重量％以上になると過剰Ｍｎ
のために前述した如く種々の特性悪化が生じる。
のために前述した如く種々の特性悪化が生じる。
第４図の実線ノ０．ノ２は本発明の一実施例として、Ｚ
ｎＳ母体に添加するＭｎ量をそれぞれ０．６重量係、０
．７５重ｉｔ％としたメモリー伺薄膜発光素子のメモリ
ー幅ＶＭの経時変化特性曲線である。
ｎＳ母体に添加するＭｎ量をそれぞれ０．６重量係、０
．７５重ｉｔ％としたメモリー伺薄膜発光素子のメモリ
ー幅ＶＭの経時変化特性曲線である。
周波数３００Ｈ２，パルス幅５０μｓｅｃの交流パルス
駆動のもとて１０４時間以上の動作後もメモリー幅ＶＭ
の減少は生じない。
駆動のもとて１０４時間以上の動作後もメモリー幅ＶＭ
の減少は生じない。
〈発明の効果〉
以上の説明から明らかなように本発明によれば硫化物母
体材料に添加するＭｎ量を０．５重量係〜０．８重量％
の間に制御設定することにより、長時間安定なヒステリ
シス特性を有するメモリー伺薄膜発光素子を実現するこ
とができ、平面ディスプ第１図はメモリー伺薄膜発光素
子の基本的構造を示す構成図である。第２図はメモリー
付薄膜発光素子の輝度−印加電圧特性図である。第°３
図は本発明の一実施例を示すメモリー幅の経時変化特性
図である。第３図は薄膜発光素子の輝度およびメモリー
幅のＭｎ添加量依存性を表わす説明図である。第４図は
薄膜発光素子のメモリー幅の経時変化特性す特性図であ
る。
体材料に添加するＭｎ量を０．５重量係〜０．８重量％
の間に制御設定することにより、長時間安定なヒステリ
シス特性を有するメモリー伺薄膜発光素子を実現するこ
とができ、平面ディスプ第１図はメモリー伺薄膜発光素
子の基本的構造を示す構成図である。第２図はメモリー
付薄膜発光素子の輝度−印加電圧特性図である。第°３
図は本発明の一実施例を示すメモリー幅の経時変化特性
図である。第３図は薄膜発光素子の輝度およびメモリー
幅のＭｎ添加量依存性を表わす説明図である。第４図は
薄膜発光素子のメモリー幅の経時変化特性す特性図であ
る。
１・・・ガラス基板、２・・・透明電極、３・・・第１
誘電体層、４・・・螢光層、５・・・第２誘電体層、６
・・・背面電極。
誘電体層、４・・・螢光層、５・・・第２誘電体層、６
・・・背面電極。
代理人 弁理士 福 士 愛 彦（他２名）第１図
げｔＩ口電圧
＠２閏
ＺｎＳｘｈｅＭｎｔｆｈｈ （＊ｔＺ）第３図
ｔｌｔｙ４Ｆｌｆ閉（ｈｒ）
第４図
手続補正書（方式）
％式％
）
１、事件の表示
特願昭５９−５９９４．１
、発明の名称
薄膜発光素子
３．１ｌｌｉ正をする者
事件との関係 特許出願人
住 所 ８５４５大阪市阿倍野区長池町２２番２２号４
、代 理 人 住 所 ８５４５大阪市阿倍野メ長池町２２番２２号７
、補正の内容 （１） 昭和５９年６月６日付の手続補正指令書（方式
）に示された補正指令に従って、明細書中間面の簡単な
説明の欄における９頁３行目よシ５・行目の「第３図は
本発明の一実施例を示すメモリー幅の経時変化特性図で
ある。」なる記載を削除致します。
、代 理 人 住 所 ８５４５大阪市阿倍野メ長池町２２番２２号７
、補正の内容 （１） 昭和５９年６月６日付の手続補正指令書（方式
）に示された補正指令に従って、明細書中間面の簡単な
説明の欄における９頁３行目よシ５・行目の「第３図は
本発明の一実施例を示すメモリー幅の経時変化特性図で
ある。」なる記載を削除致します。
以上
Claims (1)
- １、硫化物を母体材料とし活性物質を添加した発光層′
ｆ：誘電体層で挾持した二重絶縁構造薄膜発光素子にお
いて、硫化物に対する活性物質としてＭｎを用いＭｎ添
加量を０．５〜０．８重量％の範囲に設定して印加電界
に対する発光輝度のヒステリシス特性におけるメモリー
幅を拡大したことを特徴とする薄膜発光素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59059941A JPS60202686A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 薄膜発光素子 |
| EP84110097A EP0141116B1 (en) | 1983-10-25 | 1984-08-24 | Thin film light emitting element |
| DE8484110097T DE3476624D1 (en) | 1983-10-25 | 1984-08-24 | Thin film light emitting element |
| US06/645,078 US4672266A (en) | 1983-10-25 | 1984-08-28 | Thin film light emitting element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59059941A JPS60202686A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 薄膜発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60202686A true JPS60202686A (ja) | 1985-10-14 |
| JPS63916B2 JPS63916B2 (ja) | 1988-01-09 |
Family
ID=13127668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59059941A Granted JPS60202686A (ja) | 1983-10-25 | 1984-03-27 | 薄膜発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60202686A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0313225U (ja) * | 1989-06-23 | 1991-02-12 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS593039A (ja) * | 1982-06-25 | 1984-01-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フツ化物光フアイバ用ガラスの作製方法 |
-
1984
- 1984-03-27 JP JP59059941A patent/JPS60202686A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS593039A (ja) * | 1982-06-25 | 1984-01-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フツ化物光フアイバ用ガラスの作製方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63916B2 (ja) | 1988-01-09 |
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