JPS6338982A - エレクトロルミネツセンス素子 - Google Patents

エレクトロルミネツセンス素子

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JPS6338982A
JPS6338982A JP18315986A JP18315986A JPS6338982A JP S6338982 A JPS6338982 A JP S6338982A JP 18315986 A JP18315986 A JP 18315986A JP 18315986 A JP18315986 A JP 18315986A JP S6338982 A JPS6338982 A JP S6338982A
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JP
Japan
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layer
insulating layer
emitting layer
light emitting
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP18315986A
Other languages
English (en)
Inventor
喜之 影山
大瀬戸 誠一
健司 亀山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6338982A publication Critical patent/JPS6338982A/ja
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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】 投権分災 本発明は、コンピュータ端末等のデイスプレィなどとし
て用いられるエレクトロルミネッセンス素子に関する。
従来技術 エレクトロルミネッセンス(EL)素子は、蛍光体のよ
うな半導体に電界を加えたときに発光する現象を利用し
たものであり、表示素子などとして利用されている。E
L素子は、発光層と、これに電界を印加する一対の電極
とから形成されており、発光層と一方あるいは両方の電
極との間に絶縁層を設けた絶縁構造薄膜EL素子は、信
頼性が高いことから広く用いられている。
しかし、この構造のEL素子は絶″RMと発光層とに印
加電圧が分圧されるために、必要な駆動電圧が高く(例
えば200v以上)となるという問題があった。
これを改善するために、絶縁層に強誘電体を用いること
が試みられている(桑田他;電子通信学会、技術研究報
告ED85−6)。その結果、5rTiOaやP b 
T i O,のような誘電率の大きいペロブスカイト型
の強誘電体を用いることが有効であることが判ってきた
。しかし、これらの強誘電体はアルミニウム電極に対し
て伝播型(非自己回復型)の絶縁破壊特性を有するため
に、絶縁層として十分に機能を果たさない。
この問題を解決するために、発光層とAQ電極との間に
誘電率の小さい自己回復型の誘電体を用いることも提案
されている。(特開昭60−25199号公報)。
1皿二且孜 本発明は、低電圧駆動が可能で、信頼性の高いEL索子
を提供することを目的とする。
発明の構成 本発明のEL素子は、電界を加えたときに発光する発光
層と、該発光層に電界を印加する背面電極および透明電
極を具え、少なくとも該発光層と背面電極との間に絶縁
層が設けられたエレクトロルミネッセンス素子において
、前記絶縁層と背面電極との間に非オーム性電気伝導を
示す薄層を設けたことを特徴とする。
以下、添付図面に添って本発明をさらに詳細に説明する
第1図は、EL素子の構成例を示す断面図である。透明
基板11上に透明電極13が設けられ、さらにその上に
第1の絶縁層15を介して発光層17が設けられている
。この発光層17上には、第2の絶縁層19および非オ
ーム性電気伝導層21が順次積層され、さらにその上に
背面電極23が形成されて薄膜型のEL素子が構成され
ている。
非オーム性電気伝導層21は、非オーム性電気伝導を示
す。この層21は、たとえば、ZnOを主成分とする層
からなり、好ましくは、Co、Bi、La、Mg、Pr
、Sb、Mn、Crなどの不純物がドーピングされる6
 ドーピング物質の濃度は、各々0.05〜5mo1%
程度が好適である。
非オーム性電気伝導層2工の膜厚はO01〜10μm程
度が好適である。
本発明は、絶縁層と背面電極との間に非オーム性電気伝
導層を設けることを骨子とするものであり、その他の構
成や材料は特に限定されず、従来公知のものを使用する
ことができる。
特に絶縁層の材料としては、Ca T I O3,5r
Ti03、P b T i O,のようなペロブスカイ
ト型の強誘導体を用いることが可能となる。
このような強誘電体は駆動電圧を大きく低下させること
ができるが、伝播型の絶縁破壊を生ずるために、従来は
好適に使用することが固層であった。これに対して本発
明では、非オーム性電気伝導層を設けることにより、絶
縁破壊が自己回復型となり、上記のような強誘電体の使
用が容易となる。絶縁層材料としては、特にTiを含む
誘電体が好ましい。また、上記以外の絶′a層材料とし
ては、Tie、、BaTiO3などがある。
第1および第2の絶縁層15.19の厚さは、0.1〜
1.0μm程度が好適である。
透明基板11としては、ガラス、プラスチックなどが用
いられる。
透明電極13としては、I T O(Indium−T
in−Oxide) 、酸化スズ、酸化インジウムなど
が用いられる。EL素子においては発光層に設けられた
2つの電極(透明電極13.背面電極23)のいずれか
一方は、透明でも不透明でもよい。
発光層19は、ZnS:Pb、Cu、CQ、ZnS:C
u、AQ、ZnS :Mn、Cu、Zn(S。
Ss):Cu、1.ZnS:Cu、SrS:Ce、Ba
、ZnS:Mn、CaS:Ce、  ZnS:Te。
Mn、CaS:Euなどが用いられる。
背面電極23はアルミニウムなどの金属材料や上記の透
明電極材料などが用いられる。
EL素子における各層ならびに電極は、真空蒸着、スパ
ッタリング、イオンブレーティング等の薄膜形成方法に
より形成することができる。
見豆匹羞來 本発明によれば、EL素子における絶縁層と背面電極と
の間に非オーム性電気伝導層を設けることにより、絶縁
破壊部の拡大を防止し、発光層と強誘電体絶縁層とを組
み合せることができ、比較的低い駆動電圧で安定な発光
が可能となり高輝度、低電圧駆動で、高信頼性のEL素
子を得ることができる。
実施例1 ガラス基板上に、スパッタリングによりITO透明電極
を1000人の薄膜で形成する。その上に、イオンブレ
ーティングにより以下の条件でCaTi0.絶縁層を2
000人の厚さに形成した。
原 材 料:4NのCaTi0:+の焼成物基板温度=
400℃ 反応圧カニ 2 X 1O−4Torr雰 囲 気:酸
素 RFパワー=50W 加速電圧ニー 5oov この絶縁層上に、エレクトロンビーム蒸若により、基板
温度450℃で厚さ1μmのSrS:Ce発光層を形成
した。
この発光層上に、再び上記と同様にしてCa T x 
O3絶縁層を形成した。
さらに、この絶縁層上に、下記の条件でスパッタリング
により膜厚1μmのZnO層(非オーム性電気伝導層)
を形成した。
ターゲット:ZnOにCo O,B i、o、。
La20.を各々0.5mo1%添 加して焼成したもの スパッタ圧カニ1.5X10−2Torr雰  囲  
気:酸素とアルゴンの混合ガス基板温度=300℃ 堆積速度:1μm/時 RFパワー:200讐 また、これと同じ条件で別途作成したZnO薄膜(1μ
m)の電流−電圧特性を第2図に示す。
この膜が非オーム性電気伝導を示すことが判る。
次に、このZnO層上に、スパッタリングによりAQ組
電極膜厚500人になるように形成しEL素子を作成し
た。
このELi子に、交流パルス電圧を5K)+Zで印加し
EL特性を調べたところ、第3図に示すように駆動電圧
が90V程度で輝度が略飽和し安定な発光をすることが
判った。また、さらに1電圧を増加していくと絶縁破壊
が発生したが、自己回復型であり、それが広がることは
なかった。
実施例2 実施例1と同様にして、ガラス基板上にITO透明電極
を形成したのち、イオンブレーティングにより以下の条
件で5rTiO,絶縁層を2000人の厚さに形成した
原 材 料:4Nの5rTiO,の焼成物基板温度:4
00℃ 反応圧カニ 2 X 10−’Torr雰 囲 気:酸
素 RFパワー: 501i1 加速電圧ニー 300V この絶縁層上に、エレクトロンビーム蒸着により、基板
温度400℃で厚さ1μmのCaS:Ce発光層を形成
した。
この発光層上に、再び上記と同様にしてS r T x
 O3絶縁層を形成した。
さらに、この絶縁層上に、下記の条件でスパッタリング
により膜厚1μIのZnO層(非オーム性電気伝導層)
を形成した。
ターゲ7 ト:Znoにcoo、MgO。
B l z 03 t P r 203を各々0.5m
o1%添加して焼成した もの スバッタ圧カニ 2 X 1O−2Torr雰  囲 
 気:酸素とアルゴンの混合ガス基板温度:350℃ 堆積速度:1μm/時 RFパワー:150W また、これと同じ条件で別途作成したZnO薄膜(1μ
m)の電流−電圧特性は、第2図と同様であった。
次に、実施例1と同様にしてAQ組電極形成しEL素子
を作成した。
このEL素子に、交流パルス電圧を5 KHzで印加し
EL特性を調べたところ、第4図に示すように駆動電圧
が100v程度で暉度が略飽和し安定な発光をすること
が判った。また、さらに電圧を増加していくと自己回復
型の絶縁破壊を示した。
実施例3 ガラス基板上に、スパッタリングによりZnO:AQ透
明11!極を1000人の薄膜で形成する。その上に、
イオンブレーティングにより実施例2と同じ条件でS 
rTi○、絶縁層を2000人の厚さに形成した。
この絶縁層上に、共蒸着法により、基板温度450°C
で厚さ1μmの5rSe:Ce発光層を形成した。
この発光層上に、再び上記と同様にして5rTi○3絶
縁層を形成した。
さらに、この絶縁層上に、下記の条件でスパッタリング
により膜厚1μmのZnO層(非オーム性電気伝導層)
を形成した。
ターゲット:Zn○にCo O+ M g O+B i
20..5b203.MnO。
Cr2O,を各々(1,5mo1%添 加して焼成したもの スパッタ圧カニ2X10″″” Torr雰  囲  
気:酸素とアルゴンの混合ガス基板温度:350℃ 堆積速度=1μm/時 RFパワー:150W また、こわと同じ条件で別途作成したZnO薄膜(1μ
m)の電流−電圧特性は、第2図と同様であった。
次に、このZnO層上に、実施例1と同様にしてAQ電
%を形成しEL素子を作成した。
このEL素子は、駆動電圧が120W程度で輝度が略飽
和し安定な発光をすることが判った。また、さらに電圧
を増加していくと自己回復型の絶縁破壊を示した。
【図面の簡単な説明】
第1図はEL素子の構成例を示す断面図である。 第2図は、ZnO薄膜の電流−電圧特性を示すグラフで
ある。 第3図および第4図は、実施例のEL索子の電圧−輝度
特性を示すグラフである。 11・・・透明基板    13・・・透明電極15・
・・第1の絶縁層  17・・・発光層19・・・第2
の絶縁層 21・・・非オーム性電気伝導層 23・・・背面電極 第1図 第2図 第3図 第4図 0   50   too   150パルス電圧(V
op)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、電界を加えたときに発光する発光層と、該発光層に
    電界を印加する背面電極および透明電極を具え、少なく
    とも該発光層と背面電極との間に絶縁層が設けられたエ
    レクトロルミネッセンス素子において、前記絶縁層と背
    面電極との間に非オーム性電気伝導を示す薄層を設けた
    ことを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子。
JP18315986A 1986-08-04 1986-08-04 エレクトロルミネツセンス素子 Pending JPS6338982A (ja)

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JP18315986A JPS6338982A (ja) 1986-08-04 1986-08-04 エレクトロルミネツセンス素子

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5269451A (en) * 1990-09-14 1993-12-14 Max Co., Ltd. Electric stapler with unmovably fixed magazine
US5346114A (en) * 1990-09-14 1994-09-13 Max Co., Ltd. Electric stapler with unmovably fixed magazine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5269451A (en) * 1990-09-14 1993-12-14 Max Co., Ltd. Electric stapler with unmovably fixed magazine
US5346114A (en) * 1990-09-14 1994-09-13 Max Co., Ltd. Electric stapler with unmovably fixed magazine

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