JPH07240278A - 薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子Info
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- JPH07240278A JPH07240278A JP6007978A JP797894A JPH07240278A JP H07240278 A JPH07240278 A JP H07240278A JP 6007978 A JP6007978 A JP 6007978A JP 797894 A JP797894 A JP 797894A JP H07240278 A JPH07240278 A JP H07240278A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】フルカラー、マルチカラー薄膜ＥＬ素子の輝度
を向上させる薄膜ＥＬ素子を得る。 【構成】硫化ストロンチウムを発光層４の母体とする薄
膜ＥＬ素子において、発光層４の成膜材料の鉄含有量を
１０ｐｐｍ以下、コバルト含有量を１０ｐｐｍ以下、カ
ルシウム含有量を１００ｐｐｍ以下、バリウム含有量を
１００ｐｐｍ以下、炭素含有量を１原子パーセント以
下、ニッケル含有量を１０ｐｐｍ以下に抑えることとす
る。
を向上させる薄膜ＥＬ素子を得る。 【構成】硫化ストロンチウムを発光層４の母体とする薄
膜ＥＬ素子において、発光層４の成膜材料の鉄含有量を
１０ｐｐｍ以下、コバルト含有量を１０ｐｐｍ以下、カ
ルシウム含有量を１００ｐｐｍ以下、バリウム含有量を
１００ｐｐｍ以下、炭素含有量を１原子パーセント以
下、ニッケル含有量を１０ｐｐｍ以下に抑えることとす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はフルカラー、マルチカ
ラー薄膜ＥＬ素子に係わり、特に輝度を向上させる薄膜
ＥＬ素子に関する。
ラー薄膜ＥＬ素子に係わり、特に輝度を向上させる薄膜
ＥＬ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】薄膜ＥＬ素子は平板で薄く大面積形状の
表示パネルができるので、文字表示・図形表示・画像表
示と幅広い用途が期待され、近年脚光を浴びている。特
に二重絶縁型ＥＬ素子の開発（ＳＩＤ ７４ Ｄｉｇｅ
ｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ １９
７４、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ
ｉｃａｌ ｓｏｃｉｅｔｙ，１１４，１０６６，１９６
７）により、輝度及び寿命が飛躍的に向上し、薄膜ＥＬ
素子はディスプレイに応用されるようになり、黄橙色発
光のモノクロディスプレイについては市販されるまでに
なった。
表示パネルができるので、文字表示・図形表示・画像表
示と幅広い用途が期待され、近年脚光を浴びている。特
に二重絶縁型ＥＬ素子の開発（ＳＩＤ ７４ Ｄｉｇｅ
ｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ １９
７４、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ
ｉｃａｌ ｓｏｃｉｅｔｙ，１１４，１０６６，１９６
７）により、輝度及び寿命が飛躍的に向上し、薄膜ＥＬ
素子はディスプレイに応用されるようになり、黄橙色発
光のモノクロディスプレイについては市販されるまでに
なった。
【０００３】薄膜ＥＬ素子の発光色は、発光層を構成す
るＺｎＳやＳｒＳなどの半導体母体と添加される発光中
心の組み合わせできまり、例えば黄橙色の発光はＺｎＳ
母体に発光中心としてＭｎを添加すると得られる。発光
層の成膜方法としては、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸
着法、スパッタ法、ＭＯＣＶＤ法、ＡＬＥ法などが用い
られる。フルカラーあるいはマルチカラーの薄型ディス
プレーに薄膜ＥＬ素子を応用する場合、赤、緑、青の三
原色を発光する薄膜ＥＬ素子か、白色を発光する薄膜Ｅ
Ｌ素子とカラーフィルターとを組み合わせたものが必要
となる。このため、各色を高輝度に発光する薄膜ＥＬ素
子の開発に多くの努力がはらわれている。例えば赤色薄
膜ＥＬ素子に関しては特開昭６３−２９９０９４号公
報、特開平２−２２５５８９号公報などが、青色薄膜Ｅ
Ｌ素子に関しては特開昭６３−２７４０９１号公報、特
開昭６４−２２９８号公報、特開平１−２１７８８５号
公報、特開平１−２８０７９５号公報、特開平２−５６
８９６号公報、特開平３−１１５９１号公報、特開平４
−１９６０８８号公報、特開平５−６５４７８号公報な
どが、白色薄膜ＥＬ素子に関しては特開昭６２−７４９
８６号公報、特開平６−９５１８２号公報、特開平２−
６６８７２号公報、特開平２−９８０９２号公報、特開
平２−２４２５４８号公報、特開平３−１６７７８３号
公報、特開平４−２０２２８５号公報などが提案されて
いる。このようなカラー薄膜ＥＬ素子を開発するにあた
り、ＳｒＳは母体材料として有望であり、発光中心とし
てＣｅを添加したときには青緑色に、Ｅｕを添加したと
きには赤色に、ＣｅとＥｕを同時に添加したときには白
色に発光することが知られている。
るＺｎＳやＳｒＳなどの半導体母体と添加される発光中
心の組み合わせできまり、例えば黄橙色の発光はＺｎＳ
母体に発光中心としてＭｎを添加すると得られる。発光
層の成膜方法としては、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸
着法、スパッタ法、ＭＯＣＶＤ法、ＡＬＥ法などが用い
られる。フルカラーあるいはマルチカラーの薄型ディス
プレーに薄膜ＥＬ素子を応用する場合、赤、緑、青の三
原色を発光する薄膜ＥＬ素子か、白色を発光する薄膜Ｅ
Ｌ素子とカラーフィルターとを組み合わせたものが必要
となる。このため、各色を高輝度に発光する薄膜ＥＬ素
子の開発に多くの努力がはらわれている。例えば赤色薄
膜ＥＬ素子に関しては特開昭６３−２９９０９４号公
報、特開平２−２２５５８９号公報などが、青色薄膜Ｅ
Ｌ素子に関しては特開昭６３−２７４０９１号公報、特
開昭６４−２２９８号公報、特開平１−２１７８８５号
公報、特開平１−２８０７９５号公報、特開平２−５６
８９６号公報、特開平３−１１５９１号公報、特開平４
−１９６０８８号公報、特開平５−６５４７８号公報な
どが、白色薄膜ＥＬ素子に関しては特開昭６２−７４９
８６号公報、特開平６−９５１８２号公報、特開平２−
６６８７２号公報、特開平２−９８０９２号公報、特開
平２−２４２５４８号公報、特開平３−１６７７８３号
公報、特開平４−２０２２８５号公報などが提案されて
いる。このようなカラー薄膜ＥＬ素子を開発するにあた
り、ＳｒＳは母体材料として有望であり、発光中心とし
てＣｅを添加したときには青緑色に、Ｅｕを添加したと
きには赤色に、ＣｅとＥｕを同時に添加したときには白
色に発光することが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述の方法によれば、
現在実用レベルの輝度に達しているものはＺｎＳ：Ｍｎ
系材料による黄橙色発光のもののみであり、ＳｒＳ系材
料では高い輝度が得られていないという問題がある。こ
の発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的はフルカラー、マルチカラー薄膜ＥＬ素子の輝度
を向上させる薄膜ＥＬ素子を提供することにある。
現在実用レベルの輝度に達しているものはＺｎＳ：Ｍｎ
系材料による黄橙色発光のもののみであり、ＳｒＳ系材
料では高い輝度が得られていないという問題がある。こ
の発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的はフルカラー、マルチカラー薄膜ＥＬ素子の輝度
を向上させる薄膜ＥＬ素子を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明によれば前述の
目的は、硫化ストロンチウムを発光層母体とする薄膜Ｅ
Ｌ素子において、発光層の成膜材料の鉄含有量が１０ｐ
ｐｍ以下、発光層の成膜材料のコバルト含有量が１０ｐ
ｐｍ以下、発光層の成膜材料のカルシウム含有量が１０
０ｐｐｍ以下、発光層の成膜材料のバリウム含有量が１
００ｐｐｍ以下、発光層の成膜材料の炭素含有量が１原
子パーセント以下、発光層の成膜材料のニッケル含有量
が１０ｐｐｍ以下であることにより達成される。
目的は、硫化ストロンチウムを発光層母体とする薄膜Ｅ
Ｌ素子において、発光層の成膜材料の鉄含有量が１０ｐ
ｐｍ以下、発光層の成膜材料のコバルト含有量が１０ｐ
ｐｍ以下、発光層の成膜材料のカルシウム含有量が１０
０ｐｐｍ以下、発光層の成膜材料のバリウム含有量が１
００ｐｐｍ以下、発光層の成膜材料の炭素含有量が１原
子パーセント以下、発光層の成膜材料のニッケル含有量
が１０ｐｐｍ以下であることにより達成される。
【０００６】
【作用】薄膜ＥＬ素子の発光メカニズムの詳細は必ずし
も明確ではないが、発光層に印加された電界により加速
された電子が発光中心を励起し、発光中心が基底状態に
戻ったときに発光する過程が通説となっている。即ちこ
の発明の構成によるＳｒＳを発光層母体とする薄膜ＥＬ
素子において、発光層に不純物が混入していると欠陥の
多い膜となり電子の加速が阻害され、発光層における電
子の加速を効率よく行うことができず、薄膜ＥＬ素子の
輝度を低下させると考えられる。
も明確ではないが、発光層に印加された電界により加速
された電子が発光中心を励起し、発光中心が基底状態に
戻ったときに発光する過程が通説となっている。即ちこ
の発明の構成によるＳｒＳを発光層母体とする薄膜ＥＬ
素子において、発光層に不純物が混入していると欠陥の
多い膜となり電子の加速が阻害され、発光層における電
子の加速を効率よく行うことができず、薄膜ＥＬ素子の
輝度を低下させると考えられる。
【０００７】発明者はこれら不純物の影響度を鋭意研究
する中で、鉄・コバルト・カルシウム・バリウム・炭素
・ニッケルが、発光層結晶中に結晶欠陥を発生させ、電
界により加速された電子がこれらの結晶欠陥に散乱され
加速の効率を悪くし、発光中心の発光遷移過程を阻害し
ていることを見出した。種々の実験研究結果、鉄含有量
を１０ｐｐｍ以下、コバルト含有量を１０ｐｐｍ以下、
カルシウム含有量を１００ｐｐｍ以下、バリウム含有量
を１００ｐｐｍ以下、炭素含有量を１原子パーセント以
下、ニッケル含有量を１０ｐｐｍ以下に抑えることによ
り、発光層における電子の加速を効率よく行うことがで
き輝度を向上することを可能とした。
する中で、鉄・コバルト・カルシウム・バリウム・炭素
・ニッケルが、発光層結晶中に結晶欠陥を発生させ、電
界により加速された電子がこれらの結晶欠陥に散乱され
加速の効率を悪くし、発光中心の発光遷移過程を阻害し
ていることを見出した。種々の実験研究結果、鉄含有量
を１０ｐｐｍ以下、コバルト含有量を１０ｐｐｍ以下、
カルシウム含有量を１００ｐｐｍ以下、バリウム含有量
を１００ｐｐｍ以下、炭素含有量を１原子パーセント以
下、ニッケル含有量を１０ｐｐｍ以下に抑えることによ
り、発光層における電子の加速を効率よく行うことがで
き輝度を向上することを可能とした。
【０００８】
【実施例】図１に基づいて説明する。図１はこの発明の
実施例の薄膜ＥＬ素子を示す断面構成図である。ＳｒＳ
系材料を母体に発光中心としてＣｅを０．２ ｍｏｌ％
ドープし、鉄・コバルト・カルシウム・バリウム・炭素
・ニッケルそれぞれの元素について、表１に示す組成を
有する実験１ないし実験５のＳｒＳペレットを作製し
た。
実施例の薄膜ＥＬ素子を示す断面構成図である。ＳｒＳ
系材料を母体に発光中心としてＣｅを０．２ ｍｏｌ％
ドープし、鉄・コバルト・カルシウム・バリウム・炭素
・ニッケルそれぞれの元素について、表１に示す組成を
有する実験１ないし実験５のＳｒＳペレットを作製し
た。
【０００９】
【表１】
【００１０】さらにこれらを図１に示す構成の薄膜ＥＬ
素子を次の手順により作製した。まず反応性スパッタ法
により透明基板１（ガラス基板）上〔ＨＯＹＡ（株）
製：ＮＡ−４０〕に厚さ１７０ｎｍのＩＴＯ透明電極２
を形成した。さらにＳｉターゲットを用いて酸素２０％
・アルゴン８０％の混合ガスを導入して反応性スパッタ
法により、厚さ３０ｎｍのＳｉＯ2 と、窒素３０％・ア
ルゴン７０％の混合ガスを導入して、厚さ１７０ｎｍの
Ｓｉ3 Ｎ4 とを順次形成し第１絶縁層３、３ａとした。
素子を次の手順により作製した。まず反応性スパッタ法
により透明基板１（ガラス基板）上〔ＨＯＹＡ（株）
製：ＮＡ−４０〕に厚さ１７０ｎｍのＩＴＯ透明電極２
を形成した。さらにＳｉターゲットを用いて酸素２０％
・アルゴン８０％の混合ガスを導入して反応性スパッタ
法により、厚さ３０ｎｍのＳｉＯ2 と、窒素３０％・ア
ルゴン７０％の混合ガスを導入して、厚さ１７０ｎｍの
Ｓｉ3 Ｎ4 とを順次形成し第１絶縁層３、３ａとした。
【００１１】続いて表１に示す組成を有する実験１〜実
験５のＳｒＳペレットを用いて電子ビーム蒸着法によ
り、それぞれの元素についてガラス基板１の温度を５５
０℃とし厚さ７００ｎｍの発光層４を形成した。このよ
うにして得られた膜を真空中７００℃で２時間加熱し
た。次に再び反応性スパッタ法により厚さ１７０ｎｍの
Ｓｉ3 Ｎ4 と厚さ３０ｎｍのＳｉＯ2 とを順次形成し第
２絶縁層５ａ、５とした。次にＡｌを電子ビーム蒸着法
により蒸着して上部電極６とした。なおこの発明の薄膜
ＥＬ素子に用いられる絶縁層としては、この実施例に限
定されるものではない。例えはＳｉＯ2 ・Ｙ2 Ｏ3 ・Ｔ
ｉＯ2 ・Ａｌ2 Ｏ3 ・ＨｆＯ2 ・Ｔａ2 Ｏ5・ＢａＴａ
2 Ｏ5 ・ＳｒＴｉＯ3 ・ＰｂＴｉＯ3 ・Ｓｉ3 Ｎ4 ・Ｚ
ｒＯ2 などやこれらの混合膜または積層膜をあげること
ができる。
験５のＳｒＳペレットを用いて電子ビーム蒸着法によ
り、それぞれの元素についてガラス基板１の温度を５５
０℃とし厚さ７００ｎｍの発光層４を形成した。このよ
うにして得られた膜を真空中７００℃で２時間加熱し
た。次に再び反応性スパッタ法により厚さ１７０ｎｍの
Ｓｉ3 Ｎ4 と厚さ３０ｎｍのＳｉＯ2 とを順次形成し第
２絶縁層５ａ、５とした。次にＡｌを電子ビーム蒸着法
により蒸着して上部電極６とした。なおこの発明の薄膜
ＥＬ素子に用いられる絶縁層としては、この実施例に限
定されるものではない。例えはＳｉＯ2 ・Ｙ2 Ｏ3 ・Ｔ
ｉＯ2 ・Ａｌ2 Ｏ3 ・ＨｆＯ2 ・Ｔａ2 Ｏ5・ＢａＴａ
2 Ｏ5 ・ＳｒＴｉＯ3 ・ＰｂＴｉＯ3 ・Ｓｉ3 Ｎ4 ・Ｚ
ｒＯ2 などやこれらの混合膜または積層膜をあげること
ができる。
【００１２】このようにして得られた薄膜ＥＬ素子につ
いて、それぞれの元素含有量と発光輝度について測定し
たものを図２〜図７に示している。なお発光輝度につい
ては任意単位（輝度の絶対数値でなく相対数値）を用い
ている。図２は鉄の場合の特性図、図３はコバルトの場
合の特性図、図４はカルシウムの場合の特性図、図５は
バリウムの場合の特性図、図６は炭素の場合の特性図、
図７はニッケルの場合の特性図である。これらの特性図
によれば鉄含有量を１０ｐｐｍ以下、コバルト含有量を
１０ｐｐｍ以下、カルシウム含有量を１００ｐｐｍ以
下、バリウム含有量を１００ｐｐｍ以下、炭素含有量を
１原子パーセント以下、ニッケル含有量を１０ｐｐｍ以
下に抑えることにより、発光層における電子の加速を効
率よく行うことができ輝度が向上することを示してい
る。
いて、それぞれの元素含有量と発光輝度について測定し
たものを図２〜図７に示している。なお発光輝度につい
ては任意単位（輝度の絶対数値でなく相対数値）を用い
ている。図２は鉄の場合の特性図、図３はコバルトの場
合の特性図、図４はカルシウムの場合の特性図、図５は
バリウムの場合の特性図、図６は炭素の場合の特性図、
図７はニッケルの場合の特性図である。これらの特性図
によれば鉄含有量を１０ｐｐｍ以下、コバルト含有量を
１０ｐｐｍ以下、カルシウム含有量を１００ｐｐｍ以
下、バリウム含有量を１００ｐｐｍ以下、炭素含有量を
１原子パーセント以下、ニッケル含有量を１０ｐｐｍ以
下に抑えることにより、発光層における電子の加速を効
率よく行うことができ輝度が向上することを示してい
る。
【００１３】
【発明の効果】この発明によれば、ＳｒＳを発光層母体
とする薄膜ＥＬ素子において、発光層が結晶欠陥の多い
膜となり電子の加速を阻害する不純物の種類とその最大
含有量を見出したことにより、発光層における電子の加
速を効率よく行うことができ輝度が向上し、実施例に示
したような効果がでてフルカラー、マルチカラーの薄膜
ＥＬ素子を得ることができる。
とする薄膜ＥＬ素子において、発光層が結晶欠陥の多い
膜となり電子の加速を阻害する不純物の種類とその最大
含有量を見出したことにより、発光層における電子の加
速を効率よく行うことができ輝度が向上し、実施例に示
したような効果がでてフルカラー、マルチカラーの薄膜
ＥＬ素子を得ることができる。
【図１】この発明の実施例の薄膜ＥＬ素子を示す断面構
成図
成図
【図２】この発明の元素が鉄の場合の特性図
【図３】この発明の元素がコバルトの場合の特性図
【図４】この発明の元素がカルシウムの場合の特性図
【図５】この発明の元素がバリウムの場合の特性図
【図６】この発明の元素が炭素の場合の特性図
【図７】この発明の元素がニッケルの場合の特性図
１ 透明基板 ２ 透明電極 ３ 第１絶縁層（ＳｉＯ2） ３ａ 第１絶縁層（Ｓｉ3Ｎ4） ４ 発光層 ５ 第２絶縁層（ＳｉＯ2） ５ａ 第２絶縁層（Ｓｉ3Ｎ4） ６ 上部電極
Claims (6)
- 【請求項１】透明基板上に透明電極、第１絶縁層、発光
層を順次積層し、発光層を第２絶縁層で被覆しその上に
上部電極を形成してなり、硫化ストロンチウムを発光層
母体とする薄膜ＥＬ素子において、発光層の成膜材料の
鉄含有量が１０ｐｐｍ以下であることを特徴とする薄膜
ＥＬ素子。 - 【請求項２】請求項１記載のＥＬ素子において、発光層
の成膜材料のコバルト含有量が１０ｐｐｍ以下であるこ
とを特徴とする薄膜ＥＬ素子。 - 【請求項３】請求項１記載のＥＬ素子において、発光層
の成膜材料のカルシウム含有量が１００ｐｐｍ以下であ
ることを特徴とする薄膜ＥＬ素子。 - 【請求項４】請求項１記載のＥＬ素子において、発光層
の成膜材料のバリウム含有量が１００ｐｐｍ以下である
ことを特徴とする薄膜ＥＬ素子。 - 【請求項５】請求項１記載のＥＬ素子において、発光層
の成膜材料の炭素含有量が１原子パーセント以下である
ことを特徴とする薄膜ＥＬ素子。 - 【請求項６】請求項１記載のＥＬ素子において、発光層
の成膜材料のニッケル含有量が１０ｐｐｍ以下であるこ
とを特徴とする薄膜ＥＬ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6007978A JPH07240278A (ja) | 1994-01-06 | 1994-01-28 | 薄膜ｅｌ素子 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19594 | 1994-01-06 | ||
| JP6-195 | 1994-01-06 | ||
| JP6007978A JPH07240278A (ja) | 1994-01-06 | 1994-01-28 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07240278A true JPH07240278A (ja) | 1995-09-12 |
Family
ID=26333117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6007978A Pending JPH07240278A (ja) | 1994-01-06 | 1994-01-28 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07240278A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001196187A (ja) * | 2000-01-14 | 2001-07-19 | Tdk Corp | 無機ｅｌ用構造体および無機ｅｌ素子 |
-
1994
- 1994-01-28 JP JP6007978A patent/JPH07240278A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001196187A (ja) * | 2000-01-14 | 2001-07-19 | Tdk Corp | 無機ｅｌ用構造体および無機ｅｌ素子 |
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