JPS6212093A - 薄膜発光素子 - Google Patents
薄膜発光素子Info
- Publication number
- JPS6212093A JPS6212093A JP60151706A JP15170685A JPS6212093A JP S6212093 A JPS6212093 A JP S6212093A JP 60151706 A JP60151706 A JP 60151706A JP 15170685 A JP15170685 A JP 15170685A JP S6212093 A JPS6212093 A JP S6212093A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- light
- concentration
- thin film
- layer
- Prior art date
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- Pending
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- Electroluminescent Light Sources (AREA)
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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は電界の印加に応答してＥＬ（エレクトロ・ルミ
ネッセンス）発光を呈する薄膜発光素子蚤こ関し、特に
硫化カルシウム（ＣａＳ）から成る発光層中のＥｕ濃度
を制御することによって１発光輝度を改善した赤色ＥＬ
発光素子；こ関するものである。
ネッセンス）発光を呈する薄膜発光素子蚤こ関し、特に
硫化カルシウム（ＣａＳ）から成る発光層中のＥｕ濃度
を制御することによって１発光輝度を改善した赤色ＥＬ
発光素子；こ関するものである。
〈従来技術〉
活性物質をドープした硫化亜鉛（ＺｎＳ）から成る発光
層に交流電界を印加することによシ高輝度のＥＬ発光を
得る技術が開発されて以来、ＥＬ発光に関する数多くの
研究が行なわれ１発光センターとしてＭｎから成′る活
性物質を添加したＺｎＳ。
層に交流電界を印加することによシ高輝度のＥＬ発光を
得る技術が開発されて以来、ＥＬ発光に関する数多くの
研究が行なわれ１発光センターとしてＭｎから成′る活
性物質を添加したＺｎＳ。
Ｚｎ５ｅ等の発光層を両面方向より絶縁層で挾持しさら
にその両側を少なくとも一方が透明な一対の電極でサン
ドイッチした。いわゆる二重絶縁構造の薄膜発光素子は
、その高輝度・長寿命特性を活用して軽量薄型のＥＬデ
ィスプレイパネルとして商品化されるに至っている。ま
た１発光層番こ添加するＭ ｎ量を制御することにより
１発光輝度−印加電圧特性に安定なヒステリシス（メモ
リー効果）を持たせることが可能なことから、多目的入
出力装置の端末として応用研究が推進されている。
にその両側を少なくとも一方が透明な一対の電極でサン
ドイッチした。いわゆる二重絶縁構造の薄膜発光素子は
、その高輝度・長寿命特性を活用して軽量薄型のＥＬデ
ィスプレイパネルとして商品化されるに至っている。ま
た１発光層番こ添加するＭ ｎ量を制御することにより
１発光輝度−印加電圧特性に安定なヒステリシス（メモ
リー効果）を持たせることが可能なことから、多目的入
出力装置の端末として応用研究が推進されている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかしながら、前述の薄膜発光素子は発光センターとし
て添加されたＭｎ固有のオレンジ色（ピーク波長５８５
ｎｍ）の発光しか得られないため実用面での制約が多い
。このため、薄膜発光素子としては発光色の多色化を実
現し、マルチカラー表示を基礎として市場を拡大するこ
とが強く望まれているのが現状である。多色化を図る手
段としてはＺｎＳ発光層母体に添加する発光センターと
してＭｎの代わりに希土類フッ化物を用いたルモセン（
ＬＵＭＯＣＥＮ） ＣＤ、Ｋａｈｎｇ 、Ａｐｐｌ 、
Ｐｈｙｓ −Ｌｅｔｔ 。
て添加されたＭｎ固有のオレンジ色（ピーク波長５８５
ｎｍ）の発光しか得られないため実用面での制約が多い
。このため、薄膜発光素子としては発光色の多色化を実
現し、マルチカラー表示を基礎として市場を拡大するこ
とが強く望まれているのが現状である。多色化を図る手
段としてはＺｎＳ発光層母体に添加する発光センターと
してＭｎの代わりに希土類フッ化物を用いたルモセン（
ＬＵＭＯＣＥＮ） ＣＤ、Ｋａｈｎｇ 、Ａｐｐｌ 、
Ｐｈｙｓ −Ｌｅｔｔ 。
ｖｏｌ、１３．ｐｐ、２１０−２１２．１９６８）素子
が提案されており、赤色発光センター用活性物質として
フッ化サマリウム（ＳｍＦ３）、フッ化ユーロピウム（
ＥｕＦ３ ）が検討されている。しかし希土類イオンは
一般にイオン半径が大きくＣ〜１．ＯＮ以上）、マた３
価のイオン（Ｓｍ 、Ｅｕ ）となるため、ＺｎＳ
母体に添加した場合、イオン半径（Ｚｎ″のイオン半径
は０．７５＆）および価電子数（Ｚｎは２価のイオン）
の違いによりＺｎの格子点に置換され難く、また置換さ
れたとしてもＺｎＳ母体の結晶性を悪化させる。このた
め発光に関与する伝導電子の走行が防げられ１発光効率
の低下や素子の発熱等が生じる。そこで希土類のイオン
半径とほぼ等しいイオン半径（１，００ＯＡ）をもつＣ
ａの化合物である硫化カルシウム（ＣａＳ）を母体材料
に用いた薄膜発光素子の研究が行なわれ始めた。これは
例えばＡｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、。
が提案されており、赤色発光センター用活性物質として
フッ化サマリウム（ＳｍＦ３）、フッ化ユーロピウム（
ＥｕＦ３ ）が検討されている。しかし希土類イオンは
一般にイオン半径が大きくＣ〜１．ＯＮ以上）、マた３
価のイオン（Ｓｍ 、Ｅｕ ）となるため、ＺｎＳ
母体に添加した場合、イオン半径（Ｚｎ″のイオン半径
は０．７５＆）および価電子数（Ｚｎは２価のイオン）
の違いによりＺｎの格子点に置換され難く、また置換さ
れたとしてもＺｎＳ母体の結晶性を悪化させる。このた
め発光に関与する伝導電子の走行が防げられ１発光効率
の低下や素子の発熱等が生じる。そこで希土類のイオン
半径とほぼ等しいイオン半径（１，００ＯＡ）をもつＣ
ａの化合物である硫化カルシウム（ＣａＳ）を母体材料
に用いた薄膜発光素子の研究が行なわれ始めた。これは
例えばＡｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、。
ｖｏｌ、４５．ｐｐ、９６０〜９６１．１９’８４等に
より大要が説明され（Ｉｔｒるが、実際のとこは充分な
発光輝度を達成する迄には至っていない。
より大要が説明され（Ｉｔｒるが、実際のとこは充分な
発光輝度を達成する迄には至っていない。
く問題を解決するための手段〉
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものでＣｐｓ、
発・光層母材に添加する活性物質のＥｕ濃度を０．０５
〜０．８ａｔｍ％の範囲に制御した発光層を用いること
により、高輝度で安定に発光する赤色発光ＥＬ素子を得
たものである。
発・光層母材に添加する活性物質のＥｕ濃度を０．０５
〜０．８ａｔｍ％の範囲に制御した発光層を用いること
により、高輝度で安定に発光する赤色発光ＥＬ素子を得
たものである。
〈実施例〉
第１図は本発明の一実施例を示す赤ａＥＬ発光素子の構
成図である。ガラス基板１上にＩ ｎ２０３ 。
成図である。ガラス基板１上にＩ ｎ２０３ 。
Ｓ ｎｏｚ等の透明電極２．さらにその上に積層してＳ
ｉ０２ 、Ｙ２Ｏ３，Ｔａ２０５ 、ＴｉＯ２、Ａ）
２０３ 、 Ｓ ｉ３Ｎ４等力為らなる第１絶縁層３が
スパッタ法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絶縁層３の上には膜中のＥｕ濃度が０
，０５〜０．８ａｔｍ％の範囲になるように適量濃度（
０，０１〜２．ＯｍｏＪチ）のＥｕ化合物たとえばＥｕ
Ｓ 。
ｉ０２ 、Ｙ２Ｏ３，Ｔａ２０５ 、ＴｉＯ２、Ａ）
２０３ 、 Ｓ ｉ３Ｎ４等力為らなる第１絶縁層３が
スパッタ法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絶縁層３の上には膜中のＥｕ濃度が０
，０５〜０．８ａｔｍ％の範囲になるように適量濃度（
０，０１〜２．ＯｍｏＪチ）のＥｕ化合物たとえばＥｕ
Ｓ 。
ＥｕＣＪ２３． ＥＬＩ２０３等を添加したＣａＳを加
圧成型したペレットを蒸発源とする電子ビーム蒸着法に
よりＣａＳ：Ｅｕ発光層４が形成されている。発光層４
の上には、第１絶縁層３と同様の材料からなる第２絶縁
層５が積層され、発光層４の両生面を絶縁層３．５で被
覆した二重絶縁構造が構成される。更に、その上にＡノ
等からなる背面電極６が蒸着形成されている。透明電極
２と背面電極６は交流電源に接続され、発光素子が駆動
される。
圧成型したペレットを蒸発源とする電子ビーム蒸着法に
よりＣａＳ：Ｅｕ発光層４が形成されている。発光層４
の上には、第１絶縁層３と同様の材料からなる第２絶縁
層５が積層され、発光層４の両生面を絶縁層３．５で被
覆した二重絶縁構造が構成される。更に、その上にＡノ
等からなる背面電極６が蒸着形成されている。透明電極
２と背面電極６は交流電源に接続され、発光素子が駆動
される。
第２図は、第１図に示す赤色ＥＬ発光素子のＣａＳ発光
層４中のＥｕ濃度と飽和発光輝度Ｂｓの関係を示す特性
図である。同図より、発光層４中のＥｕ濃度の増加に伴
い、Ｂｓが増加する領域と減少する領域が存在する。一
般に、薄膜発光素子における励起機構はホットエレクト
ロンが直接発光センターを励起する直接衝突励起が支配
的であるとされている。このため発光層中の発光センタ
ーの数と発光輝度の間には強い相関があると考えられる
。第２図において、Ｅｕ濃度の増加に伴い飽和発光輝度
Ｂｓが増加する領域は、Ｅｕ濃度の増加により発光セン
ター数が増大し、ホットエレクトロンとの衝突による発
光層が増加するために生じる。さらにＥ’ｕ濃度を増加
させると、最も効率よく発光センターが励起され発光す
る最適濃度範囲が存在する。最適濃度以上にＥｕ濃度が
増大すると発光センター相互間の距離が短くなるため１
発光センター間で励起エネルギーを非発光過程で消費す
る確率（非輻射遷移確率）が増大し。
層４中のＥｕ濃度と飽和発光輝度Ｂｓの関係を示す特性
図である。同図より、発光層４中のＥｕ濃度の増加に伴
い、Ｂｓが増加する領域と減少する領域が存在する。一
般に、薄膜発光素子における励起機構はホットエレクト
ロンが直接発光センターを励起する直接衝突励起が支配
的であるとされている。このため発光層中の発光センタ
ーの数と発光輝度の間には強い相関があると考えられる
。第２図において、Ｅｕ濃度の増加に伴い飽和発光輝度
Ｂｓが増加する領域は、Ｅｕ濃度の増加により発光セン
ター数が増大し、ホットエレクトロンとの衝突による発
光層が増加するために生じる。さらにＥ’ｕ濃度を増加
させると、最も効率よく発光センターが励起され発光す
る最適濃度範囲が存在する。最適濃度以上にＥｕ濃度が
増大すると発光センター相互間の距離が短くなるため１
発光センター間で励起エネルギーを非発光過程で消費す
る確率（非輻射遷移確率）が増大し。
急激なりｓの減少が生じる。
ＣａＳ発光層４中に発光センターとしてＥｕを添加する
場合の発光層４中での最適濃度については不明であった
が、第２図より発光層４中のＥｕ濃度を０．０５〜０．
８ａｔｍチの範囲望ましくは。
場合の発光層４中での最適濃度については不明であった
が、第２図より発光層４中のＥｕ濃度を０．０５〜０．
８ａｔｍチの範囲望ましくは。
０．０８〜０．５ａｔｍ％の範囲に制御することにより
実用的に十分な発光輝度を有する赤色ＥＬ発光素子が得
られる。ＣａＳ発光層４中へ添加されるＥ＝ｕの濃度制
御は、蒸着用ターゲットとなる焼結ペレットをＥｕの添
加されたＣａＳで形成し、この焼結ペレット中のＥｕ濃
度を適正値に制御設定した後、電子ビーム蒸着すること
により所定のＩ濃度値が得られる。
実用的に十分な発光輝度を有する赤色ＥＬ発光素子が得
られる。ＣａＳ発光層４中へ添加されるＥ＝ｕの濃度制
御は、蒸着用ターゲットとなる焼結ペレットをＥｕの添
加されたＣａＳで形成し、この焼結ペレット中のＥｕ濃
度を適正値に制御設定した後、電子ビーム蒸着すること
により所定のＩ濃度値が得られる。
第３図は第２図のＡ点（０，０８ａｔｍ ４）おより点
（０，５ａｔｍ％）のＥｕａ度で作製した赤色発光素子
について、発光色のＣＩＥ色度図上のも置を表わしてい
る。Ｅｕ濃度が０．０８ａｔｍ％力１０．５ａｔｍ％に
増加するのに伴なって色度はＡ点（４ｆ ）のｄ−ｆ許
容遷移によるため１発光セターは周囲の結晶場の影響を
強く受ける。このｔ。
（０，５ａｔｍ％）のＥｕａ度で作製した赤色発光素子
について、発光色のＣＩＥ色度図上のも置を表わしてい
る。Ｅｕ濃度が０．０８ａｔｍ％力１０．５ａｔｍ％に
増加するのに伴なって色度はＡ点（４ｆ ）のｄ−ｆ許
容遷移によるため１発光セターは周囲の結晶場の影響を
強く受ける。このｔ。
め発光層４中のＥｕａ度が変わると発光センター相互間
の距離が変化し、同時にＣａＳ母材の結ｎ場の状態も変
るため１発光色が変化すると思わ才る。よってＥｕ濃度
を制御することｌこより１色が図上のＡ点からＢ点の間
で任意の発光色を有す２赤色ＥＬ発光素子を同時に実現
することができ２尚１本実施例では、ＣａＳ発光層４を
電子ビーム蒸着法により作製したが、他の成膜方法例え
ば；バッター法、ＣＶＤ法、ＡＬＥ（電子層エビタ誦：
ｕ シャシ）法、 ＭＢ Ｅ （分子線エピタキシャ
ル）法等を用いてもよい。
の距離が変化し、同時にＣａＳ母材の結ｎ場の状態も変
るため１発光色が変化すると思わ才る。よってＥｕ濃度
を制御することｌこより１色が図上のＡ点からＢ点の間
で任意の発光色を有す２赤色ＥＬ発光素子を同時に実現
することができ２尚１本実施例では、ＣａＳ発光層４を
電子ビーム蒸着法により作製したが、他の成膜方法例え
ば；バッター法、ＣＶＤ法、ＡＬＥ（電子層エビタ誦：
ｕ シャシ）法、 ＭＢ Ｅ （分子線エピタキシャ
ル）法等を用いてもよい。
び 〈発明の効果〉
ＥＬ 以上詳説した如く′、本発明は発光層母材に
硫化こ カルシウム（ＺａＳ）を用い２発光層中に
発光セろ ンターとして添加するＥｕの濃度を０．０
５〜−一か ０．８ａｔｒｎ！Ｊの範囲ｌこ制御する
ととＩこよシ、高輝度で安定に発光する赤色ＥＬ発光素
子を得ることができ、フルカラーＥＬパネルの実用化Ｉ
こ大きく′ 貢献することができる。
硫化こ カルシウム（ＺａＳ）を用い２発光層中に
発光セろ ンターとして添加するＥｕの濃度を０．０
５〜−一か ０．８ａｔｒｎ！Ｊの範囲ｌこ制御する
ととＩこよシ、高輝度で安定に発光する赤色ＥＬ発光素
子を得ることができ、フルカラーＥＬパネルの実用化Ｉ
こ大きく′ 貢献することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す赤色ＥＬ発光ミ 素
子の構成図である。第２図は第１図に示す赤色’
ＥＬ発光素子の発光層中のＥｕａ度と飽和発光揮−度Ｂ
ｓの関係を示す特性図である。第３図は第１図に示す赤
色ＥＬ発光素子の発光色の位置を表ゎ１ すＣ’ Ｉ
Ｅ色度図である。 ■・・・ガラス基板、２・・・透明電極、３・・・第１
絶縁２ 層、４・・・発光層、５山第２絶縁層、６・
・・背面電極代理人 弁理士 福 士 愛 彦（他２名
）第１図 ” ２ Ｍ ＣａＳ ｇｕ Ｊ ＝７ Ｅｕ
燻斥（ａｔｍ Ｘ ）ＣＩＥ色席図 １１１：５図
子の構成図である。第２図は第１図に示す赤色’
ＥＬ発光素子の発光層中のＥｕａ度と飽和発光揮−度Ｂ
ｓの関係を示す特性図である。第３図は第１図に示す赤
色ＥＬ発光素子の発光色の位置を表ゎ１ すＣ’ Ｉ
Ｅ色度図である。 ■・・・ガラス基板、２・・・透明電極、３・・・第１
絶縁２ 層、４・・・発光層、５山第２絶縁層、６・
・・背面電極代理人 弁理士 福 士 愛 彦（他２名
）第１図 ” ２ Ｍ ＣａＳ ｇｕ Ｊ ＝７ Ｅｕ
燻斥（ａｔｍ Ｘ ）ＣＩＥ色席図 １１１：５図
Claims (1)
- １．印加電界に応答してＥＬ発光する発光層を対向する
１対の電極間に介在させてなる薄膜発光素子において、
前記発光層の母材として硫化カルシウムを用い、該母材
中に発光センターとして添加するＥｕの濃度を０．０５
〜０．８ａｔｍ％の範囲に制御したことを特徴とする薄
膜発光素子。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60151706A JPS6212093A (ja) | 1985-07-09 | 1985-07-09 | 薄膜発光素子 |
| US06/819,217 US4717858A (en) | 1985-01-22 | 1986-01-15 | Thin film electroluminescence device |
| DE8686100668T DE3663613D1 (en) | 1985-01-22 | 1986-01-20 | Thin film electroluminescence device |
| EP86100668A EP0189157B1 (en) | 1985-01-22 | 1986-01-20 | Thin film electroluminescence device |
| FI860306A FI83014C (fi) | 1985-01-22 | 1986-01-22 | Tuntfilm-elektroluminescensanordning. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60151706A JPS6212093A (ja) | 1985-07-09 | 1985-07-09 | 薄膜発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6212093A true JPS6212093A (ja) | 1987-01-21 |
Family
ID=15524486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60151706A Pending JPS6212093A (ja) | 1985-01-22 | 1985-07-09 | 薄膜発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6212093A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6614165B1 (en) | 1997-11-06 | 2003-09-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Phosphor material for plasma display panel, a plasma display panel and a method for producing a plasma display panel |
| US7538483B2 (en) | 2002-08-07 | 2009-05-26 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Inorganic electroluminescent device and method of fabricating the same |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5682876A (en) * | 1979-12-12 | 1981-07-06 | Hitachi Ltd | Fluorescent substance and its preparation |
| JPS57102983A (en) * | 1980-12-19 | 1982-06-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electroluminescent element |
-
1985
- 1985-07-09 JP JP60151706A patent/JPS6212093A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5682876A (en) * | 1979-12-12 | 1981-07-06 | Hitachi Ltd | Fluorescent substance and its preparation |
| JPS57102983A (en) * | 1980-12-19 | 1982-06-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electroluminescent element |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6614165B1 (en) | 1997-11-06 | 2003-09-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Phosphor material for plasma display panel, a plasma display panel and a method for producing a plasma display panel |
| US6667574B2 (en) | 1997-11-06 | 2003-12-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Phosphor material, phosphor material powder, plasma display panel, and method of producing the same |
| US6833672B2 (en) | 1997-11-06 | 2004-12-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Plasma display panel and a method for producing a plasma display panel |
| US7538483B2 (en) | 2002-08-07 | 2009-05-26 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Inorganic electroluminescent device and method of fabricating the same |
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