JPS6293895A - 薄膜エレクトロルミネセンス素子 - Google Patents
薄膜エレクトロルミネセンス素子Info
- Publication number
- JPS6293895A JPS6293895A JP60232704A JP23270485A JPS6293895A JP S6293895 A JPS6293895 A JP S6293895A JP 60232704 A JP60232704 A JP 60232704A JP 23270485 A JP23270485 A JP 23270485A JP S6293895 A JPS6293895 A JP S6293895A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- emitting layer
- rare earth
- light
- light emitting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- 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〕
本発明は発光層に電界を印加すること（こより発光を呈
する薄膜エレクトロルミネセンス素子に関する。
する薄膜エレクトロルミネセンス素子に関する。
代表的な薄膜エレクトロルミネセンス素子（以下薄膜Ｅ
Ｌ素子と略記する）である二重絶縁型ＥＬ素子の基本的
断面構造を第１図に示す。図において、カラス等の基板
ｌの上にｉＴＯ等の透明電極２、第１絶縁／１１１３．
発光層４．第２絶縁層５．背面電極６が順次積層されて
いる。各層（ＪＸ窒蒸着法、スパッタ法、ＭＢＥ法、プ
ラズマあるいは光ＣＶＤ法、有機金属ＣＶＩ）法、イオ
ンブレーティング法あるいは原子層エピタキシャル法等
により作製される。
Ｌ素子と略記する）である二重絶縁型ＥＬ素子の基本的
断面構造を第１図に示す。図において、カラス等の基板
ｌの上にｉＴＯ等の透明電極２、第１絶縁／１１１３．
発光層４．第２絶縁層５．背面電極６が順次積層されて
いる。各層（ＪＸ窒蒸着法、スパッタ法、ＭＢＥ法、プ
ラズマあるいは光ＣＶＤ法、有機金属ＣＶＩ）法、イオ
ンブレーティング法あるいは原子層エピタキシャル法等
により作製される。
発光層４はＺｎＳ、Ｚｏｎｅ、ＣａＳ等の化合物薄膜か
らなり、適当な発光中心を添加することにより発光中心
固有の電界発光が生じる。
らなり、適当な発光中心を添加することにより発光中心
固有の電界発光が生じる。
発光中心として例えばＭ口を添加した場合は黄橙色Ｔ
ｂ Ｆ、を添加した場合は緑色の電界発光を得ることが
できる。
ｂ Ｆ、を添加した場合は緑色の電界発光を得ることが
できる。
（発明が解決しようとする問題点）
このような薄膜ＥＬ素子において、実用的な輝度が得ら
れているものは黄橙色のＺｎＳ：ＭｎＥＬ素子のみであ
る。’］、” ｂ Ｆ、 、 Ｓ ｍ Ｆ、等の希土類
フッ化物を発光中心とする薄膜ＥＬ素子はＺＩＩＳ：Ｍ
ＩＩＥＬ素子の数分の１以下の輝度しか得られていない
。このように黄橙色以外で低い輝度しか得られない要因
の１つとして、希土類フッ化物添加量の増加とともに、
発光層母体であるＺｎＳ等の結晶粒径が低下し、発光中
心を衝突励起するに充分なホットエレクトロンが減少す
ることがあげられる。ＺＩＩＳ等の結晶粒径が低下する
のは、希土類フッ化物のように大きな分子が母体格子中
に混入しζこくいことに原因がある。しかし全極希土類
元素あるいはフッ化物以外の希土類化合物を用いて、母
体の結晶性を低下させずに発光中心を添加することも試
みられたが、かえって輝度低下をまねいた。（例えばジ
ャパンディスプレイ８３’Ｐ３．８）したがって、従来
は、Ｚｒｌ５等の発光層母体に、スパッタ法や共蒸着法
により、できるだけ均一に’ｌｌ’ｂＦ５等の希土類フ
ッ化物発光中心を添加させることにより、輝度を向上さ
せる努力がされてきたが、上述の問題点のために、充分
な輝度を得るｌこ至りでいない。
れているものは黄橙色のＺｎＳ：ＭｎＥＬ素子のみであ
る。’］、” ｂ Ｆ、 、 Ｓ ｍ Ｆ、等の希土類
フッ化物を発光中心とする薄膜ＥＬ素子はＺＩＩＳ：Ｍ
ＩＩＥＬ素子の数分の１以下の輝度しか得られていない
。このように黄橙色以外で低い輝度しか得られない要因
の１つとして、希土類フッ化物添加量の増加とともに、
発光層母体であるＺｎＳ等の結晶粒径が低下し、発光中
心を衝突励起するに充分なホットエレクトロンが減少す
ることがあげられる。ＺＩＩＳ等の結晶粒径が低下する
のは、希土類フッ化物のように大きな分子が母体格子中
に混入しζこくいことに原因がある。しかし全極希土類
元素あるいはフッ化物以外の希土類化合物を用いて、母
体の結晶性を低下させずに発光中心を添加することも試
みられたが、かえって輝度低下をまねいた。（例えばジ
ャパンディスプレイ８３’Ｐ３．８）したがって、従来
は、Ｚｒｌ５等の発光層母体に、スパッタ法や共蒸着法
により、できるだけ均一に’ｌｌ’ｂＦ５等の希土類フ
ッ化物発光中心を添加させることにより、輝度を向上さ
せる努力がされてきたが、上述の問題点のために、充分
な輝度を得るｌこ至りでいない。
本発明はこの問題点を解決した薄膜ＥＬ素子を提供する
ことにある。
ことにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明イこよれば少なくとも一方が透明電極で構成され
た一対の電極間（こ発光層と１層以上の絶縁層で挟持し
た構造をもつ薄膜エレクトロルミネセンス素子において
、Ｚ ｎ Ｆ２の発光層母体に希土類元素または希土類
化合物を、添加した前記発光層を有するこ吉を特徴とし
た前記薄膜エレクトロルミネセンス素子が得られる。
た一対の電極間（こ発光層と１層以上の絶縁層で挟持し
た構造をもつ薄膜エレクトロルミネセンス素子において
、Ｚ ｎ Ｆ２の発光層母体に希土類元素または希土類
化合物を、添加した前記発光層を有するこ吉を特徴とし
た前記薄膜エレクトロルミネセンス素子が得られる。
（作 用）
従来の従術においては、Ｚｌ″ＩＳの母体にＴｂＦ、等
の希土類フッ化物を添加して高輝度化が試みられてきた
が、前述したように、０発光中心添加量の増加ととも（
こ母体の結晶性低下を防止することが困難である。■希
土類はフッ化物の形で添加しないと輝度が低下する等が
知られている希土類フッ化物を用いた場合に最も痛い輝
度を得るが、その原因については不明である。しかし、
発光層母体格子にとりこみやすい形で、かつ希土類イオ
ンのまわりにフッ素イオンが存在すれば、上記■、■の
問題点が解決され、この結果従来より高輝度な薄１［Ｅ
Ｌ素子実現が期待される。
の希土類フッ化物を添加して高輝度化が試みられてきた
が、前述したように、０発光中心添加量の増加ととも（
こ母体の結晶性低下を防止することが困難である。■希
土類はフッ化物の形で添加しないと輝度が低下する等が
知られている希土類フッ化物を用いた場合に最も痛い輝
度を得るが、その原因については不明である。しかし、
発光層母体格子にとりこみやすい形で、かつ希土類イオ
ンのまわりにフッ素イオンが存在すれば、上記■、■の
問題点が解決され、この結果従来より高輝度な薄１［Ｅ
Ｌ素子実現が期待される。
Ｚｎ Ｆ２を発光層母体とし、希土類金属を添加してな
る薄１［ＥＬ素子は、高い発光中心添加量まで良質な７
． ｎ ｋ’を発光層であり、更ζこ高輝度な発光を示
した。高輝度化が可能となった原因については上述のよ
うな形で発光中心が格子中に添加されたためと考えられ
る。
る薄１［ＥＬ素子は、高い発光中心添加量まで良質な７
． ｎ ｋ’を発光層であり、更ζこ高輝度な発光を示
した。高輝度化が可能となった原因については上述のよ
うな形で発光中心が格子中に添加されたためと考えられ
る。
一方、ＺｎＦ２は１．５程度の屈折率であり、絶縁層お
よびガラス等の基板の屈折率とほぼ同じ屈折率である。
よびガラス等の基板の屈折率とほぼ同じ屈折率である。
このために発光層で生じた発光を外部へ取り出す効率が
増加し、輝度向上１こ寄与していると考えられる。
増加し、輝度向上１こ寄与していると考えられる。
この発明の要旨とするところは、母体にＺｎＢ’。
を用い、これに希土類元素を発光中心として添加した発
光層をもつ薄膜ＥＬ素子である。希土類元素はＣｅ、Ｐ
ｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、ＳｍＪｕ、Ｑｄ、Ｔｂ、Ｄｙ。
光層をもつ薄膜ＥＬ素子である。希土類元素はＣｅ、Ｐ
ｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、ＳｍＪｕ、Ｑｄ、Ｔｂ、Ｄｙ。
Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ等を用いることができる。
以下に、図面を用いて本発明の一実施例を説明する。本
発明の薄１）％ＥＬ素子の構造自体は前述の第１図で示
した構造と同じである。従って構造については第１図を
用いて説明する。本実例の薄膜ＥＬ素子においては発光
層４を、共蒸着法で作製したＺｎＦ、：ＴｂあるいはＺ
ｎＦ、 ：Ｔｂｌ！’、膜にライて述べる。
発明の薄１）％ＥＬ素子の構造自体は前述の第１図で示
した構造と同じである。従って構造については第１図を
用いて説明する。本実例の薄膜ＥＬ素子においては発光
層４を、共蒸着法で作製したＺｎＦ、：ＴｂあるいはＺ
ｎＦ、 ：Ｔｂｌ！’、膜にライて述べる。
製造工程を詳述する。ガラス等の透光性基板１上にＩＴ
Ｏ等の透明電極２を２００ＯＡ形成する。この上にマグ
ネトロンスパッタ装置によってＴａ、０゜とｓｉｏ、を
混合・焼結したターゲットを用いて約０．４ミクロンの
厚みのに１絶縁層３を形成する。
Ｏ等の透明電極２を２００ＯＡ形成する。この上にマグ
ネトロンスパッタ装置によってＴａ、０゜とｓｉｏ、を
混合・焼結したターゲットを用いて約０．４ミクロンの
厚みのに１絶縁層３を形成する。
続いて発光層４を基板温度２００℃、真空度１０−５’
ｆｏｒ ｒ台で高純度ｚｎＦｔと金属’ｌ’ ｂあるい
はＴｂＩ；”。
ｆｏｒ ｒ台で高純度ｚｎＦｔと金属’ｌ’ ｂあるい
はＴｂＩ；”。
を別々のルツボよりそれぞれ抵抗加熱および電子ビーム
加熱で蒸着し、４０００Ａ程度形成する。蒸着速度は約
ｚｏｏＡ／分である。その後５５０１ｗ６００ｔ；１０
−”ｌ’ｏｒｒ前後で２時間熱処理する。ひきつづきＹ
、０３を５０ＯＡおよびＴａ−８ｉ−０を４０００Ａマ
グネトロンスパツタ装置で形成し、第２絶縁／Ｃ５を完
成させる。最後にＡｚ裏面電極６を真空蒸着法で３００
ＯＡ形成し、薄膜ＥＬ素子を得る。
加熱で蒸着し、４０００Ａ程度形成する。蒸着速度は約
ｚｏｏＡ／分である。その後５５０１ｗ６００ｔ；１０
−”ｌ’ｏｒｒ前後で２時間熱処理する。ひきつづきＹ
、０３を５０ＯＡおよびＴａ−８ｉ−０を４０００Ａマ
グネトロンスパツタ装置で形成し、第２絶縁／Ｃ５を完
成させる。最後にＡｚ裏面電極６を真空蒸着法で３００
ＯＡ形成し、薄膜ＥＬ素子を得る。
このようにして作製された二重絶縁型薄１９ＥＬ素子に
交流パルス電圧を印加すると鮮やかな緑色発光を示し、
従来より高い輝度を示した。充分な防湿対策を施こせば
、数千時間安定な動作を示した。一方本実施例では真空
蒸着法で作製したが、スパッタ法で作製しても良い。Ｚ
ｎＦ、とＴｂ等の金属粉末あるいはＴ ｂ Ｆ、粉末を
混合し焼結ターゲットを用いる。スパッタガスに八「等
の不活性ガスを用いたり、微量のフッ化イオウガスある
いは硫化水素等を混合したガスを用いても良好な結果を
得ている。またＳｍあるいはＳｍＦ”、を発光中心とし
てＺ ｎ Ｆ２に添加すれば、赤色の発光を得ることが
できる。
交流パルス電圧を印加すると鮮やかな緑色発光を示し、
従来より高い輝度を示した。充分な防湿対策を施こせば
、数千時間安定な動作を示した。一方本実施例では真空
蒸着法で作製したが、スパッタ法で作製しても良い。Ｚ
ｎＦ、とＴｂ等の金属粉末あるいはＴ ｂ Ｆ、粉末を
混合し焼結ターゲットを用いる。スパッタガスに八「等
の不活性ガスを用いたり、微量のフッ化イオウガスある
いは硫化水素等を混合したガスを用いても良好な結果を
得ている。またＳｍあるいはＳｍＦ”、を発光中心とし
てＺ ｎ Ｆ２に添加すれば、赤色の発光を得ることが
できる。
（発明の効果）
このように、本発明による薄膜Ｅ Ｌ素子の発光特性は
改善されていることがわかる。
改善されていることがわかる。
この発明はＺｎＦ、発光層母体に希土類発光中心を添加
して薄膜ＥＬ素子を構成することを特徴としているが、
この結果、次のような効果が得られた。
して薄膜ＥＬ素子を構成することを特徴としているが、
この結果、次のような効果が得られた。
（１）高濃度発光中心でも良質な発光層が実現でき発光
層内部の発光効率を向上されている。
層内部の発光効率を向上されている。
（２）屈折率が基板や絶縁層と同程度（ごできたため発
光層で生じた発光を有効に外部（ことりだすことが可能
となった。
光層で生じた発光を有効に外部（ことりだすことが可能
となった。
輝度の向上により、ポータプルな多色発光薄膜ディスプ
レイが多方面に応用されることが期待される。
レイが多方面に応用されることが期待される。
第１図は薄９ＥＬ素子の断面図である。
１、・・−・・ガラス基板 ２．・・・・・・透明
電極３、・・−・・第１絶縁層 ４．・・・・・・
発光層５、・・〜・・第２絶縁層 ６．・・〜・・
背面電極７、・・・・・・パルス電源
電極３、・・−・・第１絶縁層 ４．・・・・・・
発光層５、・・〜・・第２絶縁層 ６．・・〜・・
背面電極７、・・・・・・パルス電源
Claims (1)
- 少なくとも一方が透明電極で構成された一対の電極間
に発光層と１層以上の絶縁層で挾持した構造をもつ薄膜
エレクトロルミネセンス素子において、ＺｎＦ＿２の発
光層母体に希土類元素または希土類化合物を添加した前
記発光層を有することを特徴とした前記薄膜エレクトロ
ルミネセンス素子
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60232704A JPS6293895A (ja) | 1985-10-17 | 1985-10-17 | 薄膜エレクトロルミネセンス素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60232704A JPS6293895A (ja) | 1985-10-17 | 1985-10-17 | 薄膜エレクトロルミネセンス素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6293895A true JPS6293895A (ja) | 1987-04-30 |
Family
ID=16943467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60232704A Pending JPS6293895A (ja) | 1985-10-17 | 1985-10-17 | 薄膜エレクトロルミネセンス素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6293895A (ja) |
-
1985
- 1985-10-17 JP JP60232704A patent/JPS6293895A/ja active Pending
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