JP2002080844A - Electroluminiscent material and electroluminiscent device using the same - Google Patents

Electroluminiscent material and electroluminiscent device using the same

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JP2002080844A
JP2002080844A JP2000267053A JP2000267053A JP2002080844A JP 2002080844 A JP2002080844 A JP 2002080844A JP 2000267053 A JP2000267053 A JP 2000267053A JP 2000267053 A JP2000267053 A JP 2000267053A JP 2002080844 A JP2002080844 A JP 2002080844A
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Japan
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thin film
emitting layer
blue
cas
srs
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JP2000267053A
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Japanese (ja)
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Katsu Tanaka
克 田中
Shinji Okamoto
信治 岡本
Yoji Inoue
陽司 井上
Isao Tanaka
功 田中
Yoshitaka Izumi
佳孝 和泉
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Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Nippon Hoso Kyokai NHK
Japan Broadcasting Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an electroluminiscent material which effects a blue light emission having excellent color purity, and an electroluminiscent device using the material in the light-emitting layer. SOLUTION: The electroluminiscent material is represented by the composition formula: CaXSr1-XS: Bi3+ (X is a real number in the range of 0<=X<=1).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電界の印加によっ
て発光するエレクトロルミネッセンス(EL)材料及び
それを用いたエレクトロルミネッセンス素子(EL素
子)に関し、特に、EL素子の発光層に用いられる薄膜
EL材料、この材料を用いた薄膜EL素子及びセラミッ
ク基板上に前記材料の薄膜を形成したEL素子に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electroluminescent (EL) material which emits light by application of an electric field and an electroluminescent device (EL device) using the same, and more particularly, to a thin film EL material used for a light emitting layer of the EL device. The present invention also relates to a thin film EL device using this material and an EL device in which a thin film of the above material is formed on a ceramic substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、薄膜EL表示装置のフルカラー化
実現のために、赤色、緑色、青色の発光を示すEL材料
の開発が進められている。しかし、これらのEL材料の
うち、青色に関しては工業的に製造が容易で、しかも十
分な色純度を示すものが現在までに得られていない。
2. Description of the Related Art Hitherto, in order to realize a full-color thin film EL display device, EL materials which emit red, green, and blue light have been developed. However, among these EL materials, those which can be easily manufactured industrially for blue and have sufficient color purity have not been obtained so far.

【0003】例えば、MGa24:Ce(M;アルカリ
土類金属)をEL材料に用いた薄膜EL素子が開発さ
れ、色純度が良いため注目を集めた(特開平5−654
78号公報参照)。例えば、SrGa24:Ceの場合
の色度座標は、(x=0.15、y=0.10)である
(参考文献1:W.A.Barrow,et.al.,SID’93 Digest,p.7
61,1993)。また最近、色純度の良好な青色EL材料と
してBaAl24:EuがN.Miuraらにより報告
され注目を集めている(参考文献2:N.Miura et.al.Jp
n.J.Appl.Phys.38[11B](1999)L1291)。BaAl24
Euの薄膜EL素子の色度座標は(x=0.12、y=
0.10)である。
For example, a thin film EL device using MGa 2 S 4 : Ce (M; alkaline earth metal) as an EL material has been developed and has attracted attention due to its good color purity (Japanese Patent Laid-Open No. 5-654).
No. 78). For example, the chromaticity coordinates in the case of SrGa 2 S 4 : Ce are (x = 0.15, y = 0.10) (Reference 1: WABarrow, et.al., SID'93 Digest, p. 7
61, 1993). Recently, BaAl 2 S 4 : Eu has been used as a blue EL material having good color purity by N.I. It has been reported by Miura et al. (Reference 2: N. Miura et.al. Jp
nJAppl.Phys.38 [11B] (1999) L1291). BaAl 2 S 4 :
The chromaticity coordinates of the thin film EL element of Eu are (x = 0.12, y =
0.10).

【0004】しかし、これらMGa24及びBaAl2
4の母体材料の構成元素は、それぞれII族、IIIb族、V
Ib族のそれぞれ異なる族に属していて、化学的性質の異
なる3種類の元素から構成される。そのため1:2:4
の精密な組成比を有する化合物薄膜の作製が難しい。そ
のため、工業的に製造が容易であり、より単純な化学組
成を持ち、青色発光を行うEL材料が求められている。
However, these Mga 2 S 4 and BaAl 2
Constituent elements of the base material S 4 is, II group respectively, IIIb group, V
They belong to different groups of the Ib group and are composed of three elements with different chemical properties. So 1: 2: 4
It is difficult to prepare a compound thin film having a precise composition ratio. Therefore, there is a demand for an EL material that is industrially easy to manufacture, has a simpler chemical composition, and emits blue light.

【0005】これまで、母体材料として、II族とVIb族
のみの単純な2つの元素からなる化学組成をもつII−VI
b族化合物の青色EL材料が盛んに開発されてきた。か
つてSrS:Ceは、有望な青色EL材料として提案さ
れた(米国特許第4751427号公報参照)。しか
し、SrS:Ceに関する問題は、そのEL発光が青緑
色の色度(x=0.26、y=0.36)の発光を有す
ることであり、青色の色純度が悪いことである。
Heretofore, as a base material, II-VI having a chemical composition consisting of two simple elements of only Group II and Group VIb has been used.
Blue EL materials of group b compounds have been actively developed. SrS: Ce was once proposed as a promising blue EL material (see US Pat. No. 4,751,427). However, a problem with SrS: Ce is that its EL emission has emission of blue-green chromaticity (x = 0.26, y = 0.36), and the color purity of blue is poor.

【0006】また、最近、SrS:Cuも青色EL材料
として提案された(参考文献3:S.-S.Sun,et.al.,SI
D’97 Digest,p.301,1997)。しかし、このSrS:C
uに関する問題も、そのEL発光が青緑色の色度座標
(x=0.16〜0.20、y=0.26〜0.32)
の発光を有することであり、青色の色純度が悪いことで
ある。この色純度を改善するため、Agを共添加したS
rS:Cu,Agが最近提案された(参考文献4:S.-
S.Sun,Displays 19(1999)145)。Agを共添加したSr
S:Cu,Agの色度座標は、(x=0.17、y=
0.13)となり青色の色純度が向上する(参考文献
4)。しかし、Agを添加することで、薄膜中に不純物
化合物AgxSy(x及びyは実数)が形成されやすく
なり、薄膜表面の凸凹が増加してEL素子が破壊されや
すくなるという欠点を生じる(参考文献5:K.-O.Velth
aus,et.al.,Euro Displays ’99 Proc.,p.247,1999)。 また、ごく最近、別の青色材料としてCaS:Pbが提
案された(参考文献5:S.J.Yun,et.al.,SID ’99 Dige
st,p.1142,1999)。CaS:PbのEL発光の色度座標
は、(x=0.14〜0.15、y=0.07〜0.1
5)と良好な色純度の青色のEL発光を示す。しかし、
このCaS:Pbは、Pbという毒性の強い材料を使用
しており、一般の表示装置の使用に好ましい材料ではな
い。
[0006] Recently, SrS: Cu has also been proposed as a blue EL material (Reference 3: S.-S.Sun, et.al., SI
D'97 Digest, p.301, 1997). However, this SrS: C
As for the problem with u, the EL emission is blue-green chromaticity coordinates (x = 0.16 to 0.20, y = 0.26 to 0.32).
And that the blue color purity is poor. In order to improve this color purity, Ag co-added S
rS: Cu, Ag was recently proposed (Ref. 4: S.-
S. Sun, Displays 19 (1999) 145). Sr with co-added Ag
S: The chromaticity coordinates of Cu and Ag are (x = 0.17, y =
0.13) and the blue color purity is improved (Reference Document 4). However, by adding Ag, the impurity compound AgxSy (x and y are real numbers) is easily formed in the thin film, and the unevenness of the thin film surface is increased, so that the EL element is likely to be broken. 5: K.-O.Velth
aus, et.al., Euro Displays '99 Proc., p.247, 1999). Also recently, CaS: Pb has been proposed as another blue material (Ref. 5: SJYun, et.al., SID '99 Dige).
st, p.1142, 1999). The chromaticity coordinates of the CaS: Pb EL emission are (x = 0.14 to 0.15, y = 0.07 to 0.1).
5) and blue EL emission with good color purity. But,
This CaS: Pb uses a highly toxic material called Pb, and is not a preferable material for use in general display devices.

【0007】以上述べたように、青色EL材料に関して
は、工業的に製造が容易で、しかも純粋な青色の色純度
を示し、しかも一般の表示装置として安全性のある青色
発光のEL材料が現在までに得られていないのが現状で
ある。
As described above, with respect to the blue EL material, a blue-emitting EL material which is easily manufactured industrially, exhibits a pure blue color purity, and is safe as a general display device is presently available. It has not been obtained by now.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、色純
度が優れた青色発光を行うEL材料及びその材料を発光
層に用いたEL素子を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an EL material which emits blue light with excellent color purity and an EL device using the material in a light emitting layer.

【0009】本発明の他の目的は、工業的に製造が容易
で、一般の表示装置として安全性のある純粋な青色の色
純度を示す材料を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a material having a pure blue color purity which is easily manufactured industrially and is safe as a general display device.

【0010】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
にする。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明の概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
The outline of the invention disclosed in the present application is briefly described as follows.

【0012】(1)組成式CaXSr1-XS:Bi3+(但
し、Xは0≦X≦1の範囲の実数)で表されるEL材料
である。
(1) An EL material represented by the composition formula Ca X Sr 1 -X S: Bi 3+ (where X is a real number in the range of 0 ≦ X ≦ 1).

【0013】(2)前記組成式がCaS:Bi23、S
rS:Bi23、CaS:BiF3、SrS:BiF3
CaS:BiCl3、SrS:BiCl3から選択される
EL材料である。
(2) The composition formula is CaS: Bi 2 S 3 , S
rS: Bi 2 S 3 , CaS: BiF 3 , SrS: BiF 3 ,
An EL material selected from CaS: BiCl 3 and SrS: BiCl 3 .

【0014】(3)前記組成式中に、Bi3+の電荷補償
剤としてLi+、Cu+、Na+内の1つ又は複数のイオ
ンをドーピングしたEL材料である。
(3) An EL material doped with one or more ions of Li + , Cu + , and Na + as a Bi 3+ charge compensator in the above composition formula.

【0015】(4)前記手段(1)乃至(3)のうちい
ずれか1つのEL材料を発光層に用いた薄膜EL素子で
ある。
(4) A thin-film EL device using any one of the above-mentioned means (1) to (3) for the light-emitting layer.

【0016】(5)前記手段(1)乃至(3)のうちい
ずれか1つのEL材料の薄膜をセラミック基板上に形成
し発光層として用いたEL素子である。
(5) An EL device in which a thin film of any one of the above-mentioned means (1) to (3) is formed on a ceramic substrate and used as a light emitting layer.

【0017】本発明のEL素子は、例えば、CaS:B
3+薄膜を発光層に用いたEL素子の発光の色度座標が
(x=0.15、y=0.15)であり、良好な青色発
光を示した。この色度座標は、MGa24:CeやBa
Al24:Euなどの青色EL材料の色度座標に匹敵す
る。しかも母体材料の組成がMGa24やBaAl24
などの1:2:4の精密な組成比の制御を必要とする材
料にくらべて、II族とVIb族のみの単純な2つの元素か
らなる化学組成をもつII−VIb族化合物なので作製が容
易となる。
The EL device of the present invention is, for example, CaS: B
The chromaticity coordinates of the luminescence of the EL element using the i 3+ thin film for the light-emitting layer were (x = 0.15, y = 0.15), indicating good blue luminescence. This chromaticity coordinate is expressed as MGa 2 S 4 : Ce or Ba
Al 2 S 4 : comparable to the chromaticity coordinates of a blue EL material such as Eu. Moreover, when the composition of the base material is MGa 2 S 4 or BaAl 2 S 4
Compared with materials that require precise control of the composition ratio of 1: 2: 4, such as II-VIb group compounds having a chemical composition consisting of two simple elements of only group II and group VIb, they are easy to manufacture. Becomes

【0018】しかも、従来のII−VIb族化合物を使った
青緑色発光を示すSrS:Ce、SrS:Cuに比べて
も青色の色純度がよい。また、CaS:Bi3+薄膜はS
rS:Cu,Agの場合の膜質劣化を生じるAgを使っ
ておらず、またCaS:Pbで問題となる毒性のPbを
使っていない。
Furthermore, blue color purity is better than that of SrS: Ce or SrS: Cu which emits blue-green light using a conventional II-VIb group compound. The CaS: Bi 3+ thin film is S
Ag, which causes film quality degradation in the case of rS: Cu, Ag, is not used, and toxic Pb, which is a problem with CaS: Pb, is not used.

【0019】以下に、本発明について、本発明による実
施形態(実施例)とともに図面を参照して詳細に説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings together with embodiments (examples) according to the present invention.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】(実施例1)本発明によるエレク
トロルミネッセンス(EL)素子の発光層材料の実施例
1として、CaS:Bi3+を用いた場合について、当該
材料の薄膜を真空蒸着法により作製した例について以下
に説明する。
(Embodiment 1) As a first embodiment of a light emitting layer material of an electroluminescence (EL) element according to the present invention, when CaS: Bi 3+ is used, a thin film of the material is vacuum-deposited. The following is an explanation of an example produced by the method described above.

【0021】CaS:Bi3+薄膜を作製するためには、
様々な蒸発原料の組合せが可能だが、本実施例1では、
Ca、ZnS、Bi23の原料の組合せで作製する場合
の例について説明する。
In order to produce a CaS: Bi 3+ thin film,
Although various combinations of evaporation materials are possible, in the first embodiment,
An example of the case of manufacturing with a combination of Ca, ZnS, and Bi 2 S 3 raw materials will be described.

【0022】真空蒸着成膜装置において、当該装置内に
金属原料Caの蒸気を供給するK(Knudsen)セ
ル、化合物ZnSの蒸気を供給するKセル、及び化合物
Bi 23の蒸気を供給するKセルとを配置する。
In a vacuum deposition film forming apparatus,
K (Knudsen) cell for supplying vapor of metal material Ca
, K cell for supplying compound ZnS vapor, and compound
Bi TwoSThreeAnd a K cell for supplying steam.

【0023】基板温度を470℃、CaのKセルの加熱
温度を500℃、ZnSのKセルの加熱温度を860℃
にすると基板上では、以下の化学反応式に示された反応
が生じる。
The substrate temperature is 470 ° C., the heating temperature of the Ca K cell is 500 ° C., and the heating temperature of the ZnS K cell is 860 ° C.
Then, a reaction represented by the following chemical reaction formula occurs on the substrate.

【0024】Ca+ZnS→CaS+Zn この反応で生成されたZnは比較的高い蒸気圧を持つこ
とから基板上で再蒸発し、CaS薄膜のみを基板上に成
膜することができる。
Ca + ZnS → CaS + Zn Zn generated by this reaction has a relatively high vapor pressure, and thus re-evaporates on the substrate, so that only a CaS thin film can be formed on the substrate.

【0025】さらに、不純物ドーパントとしてBi23
のKセルの加熱温度を300℃に加熱するとCaS薄膜
中にBi23が取り込まれて、CaS:Bi3+(あるい
はCaS:Bi23)薄膜が成長する。
Further, Bi 2 S 3 is used as an impurity dopant.
When the heating temperature of the K cell is heated to 300 ° C., Bi 2 S 3 is taken into the CaS thin film, and a CaS: Bi 3+ (or CaS: Bi 2 S 3 ) thin film grows.

【0026】このCaS:Bi3+薄膜を発光層に用い
て、図1に示されるような薄膜EL素子を作製した。
Using this CaS: Bi 3+ thin film for the light emitting layer, a thin film EL device as shown in FIG. 1 was produced.

【0027】前記作製された薄膜EL素子は、図1に示
すように、ガラス基板1の上に下部電極(透明電極)2
が形成され、この下部電極2の上に下部絶縁層31、3
2(3)が形成されている。前記下部絶縁層32の上に
バッファー層51(5)が形成され、このバッファー層
51の上に前述したCaS:Bi3+薄膜からなる発光層
4が形成されている。前記発光層4の上にバッファー層
52(5)が形成され、このバッファー層52の上に上
部絶縁層61(6)が、前記発光層4及びバッファー層
51、52(5)を覆うように形成されている。前記上
部絶縁層61の上に上部絶縁層62(6)が形成され、
この上部絶縁層62の上に上部電極(背面電極)7が形
成されている。このようにして作製された薄膜EL素子
は、青色のエレクトロルミネッセンスを示した。
As shown in FIG. 1, a lower electrode (transparent electrode) 2 is formed on a glass substrate 1 as shown in FIG.
Are formed on the lower electrode 2, and the lower insulating layers 31, 3
2 (3) are formed. A buffer layer 51 (5) is formed on the lower insulating layer 32, and the light emitting layer 4 made of the CaS: Bi 3+ thin film is formed on the buffer layer 51. A buffer layer 52 (5) is formed on the light emitting layer 4, and an upper insulating layer 61 (6) covers the light emitting layer 4 and the buffer layers 51 and 52 (5) on the buffer layer 52. Is formed. An upper insulating layer 62 (6) is formed on the upper insulating layer 61,
An upper electrode (back electrode) 7 is formed on the upper insulating layer 62. The thin-film EL device thus manufactured exhibited blue electroluminescence.

【0028】この薄膜EL素子の発光スペクトルを図2
に示す。図2から主として青色領域に発光ピークがある
ことが分かる。この時の色度座標は(x=0.15、y
=0.15)であり、輝度は1kHz駆動時に約1cd
/m2であった。
FIG. 2 shows the emission spectrum of this thin film EL device.
Shown in It can be seen from FIG. 2 that the emission peak is mainly in the blue region. The chromaticity coordinates at this time are (x = 0.15, y
= 0.15), and the luminance is about 1 cd when driven at 1 kHz.
/ M 2 .

【0029】(実施例2)本発明によるEL素子の発光
層材料の実施例2として、SrS:Bi3+を用いた場合
について、当該材料の薄膜を真空蒸着法により作製した
例について述べる。SrS:Bi3+薄膜を作製するため
には、様々な蒸発原料の組合せが可能だが、本実施例で
は、Sr、Ga23、BiF3の原料の組合せで作製す
る場合の例について示す。
(Embodiment 2) As Embodiment 2 of the light emitting layer material of the EL device according to the present invention, an example in which a thin film of the material is produced by vacuum deposition in the case of using SrS: Bi 3+ will be described. In order to produce an SrS: Bi 3+ thin film, various combinations of evaporation materials are possible. In this embodiment, an example in which a combination of Sr, Ga 2 S 3 , and BiF 3 is used will be described.

【0030】本実施例2の場合も、前記実施例1と同
様、真空蒸着成膜装置において、当該装置内に金属原料
Srの蒸気を供給するKセル、化合物Ga23の蒸気を
供給するKセル、及びドーパント材料BiF3の蒸気を
供給するKセルとを配置する。
In the second embodiment, as in the first embodiment, in the vacuum deposition apparatus, a K cell for supplying the vapor of the metal raw material Sr and a vapor of the compound Ga 2 S 3 are supplied into the apparatus. A K cell and a K cell that supplies vapor of the dopant material BiF 3 are arranged.

【0031】基板温度を470℃、SrのKセルの加熱
温度を480℃、Ga23のKセルの加熱温度を940
℃にすると、基板上では以下の化学反応式に示された反
応が生じる。
The substrate temperature is 470 ° C., the heating temperature of the Sr K cell is 480 ° C., and the heating temperature of the Ga 2 S 3 K cell is 940.
When the temperature is set to ° C., a reaction represented by the following chemical reaction formula occurs on the substrate.

【0032】Sr+Ga23→SrS+2GaS この反応で生成されたGaSは比較的高い蒸気圧を持つ
ことから基板上で再蒸発し、SrS薄膜のみを基板上に
成膜することができる。
Sr + Ga 2 S 3 → SrS + 2GaS Since GaS generated by this reaction has a relatively high vapor pressure, it re-evaporates on the substrate, and only the SrS thin film can be formed on the substrate.

【0033】さらに、不純物ドーパントとしてBiF3
のKセルの加熱温度を360℃に加熱するとSrS薄膜
中にBiF3が取り込まれて、SrS:Bi3+(あるい
はSrS:BiF3)薄膜が成長する。
Further, BiF 3 is used as an impurity dopant.
When the heating temperature of the K cell is heated to 360 ° C., BiF 3 is taken into the SrS thin film, and a SrS: Bi 3+ (or SrS: BiF 3 ) thin film grows.

【0034】このSrS:Bi3+薄膜を発光層に用い
て、図1に示されるような薄膜EL素子を作製した。
Using this SrS: Bi 3+ thin film for the light emitting layer, a thin film EL device as shown in FIG. 1 was produced.

【0035】この薄膜EL素子は、青色のエレクトロル
ミネッセンスを示した。発光スペクトルを図3に示す。
この時の色度座標は(x=0.18、y=0.33)で
あり、輝度は1kHz駆動時に約1cd/m2であっ
た。
This thin film EL device exhibited blue electroluminescence. The emission spectrum is shown in FIG.
The chromaticity coordinates at this time were (x = 0.18, y = 0.33), and the luminance was about 1 cd / m 2 when driven at 1 kHz.

【0036】(実施例3)前記実施例1でCaS:Bi
3+、実施例2でSrS:Bi3+をEL素子の発光層材料
として用いた場合の例を述べたが、それらを組み合わせ
た例として、Ca XSr1-XS:Bi3+(但し、Xは0≦
X≦1の範囲の実数)がある。この材料を真空蒸着法で
作製する場合、蒸発原料として、いくつかの組合せが考
えられるが、それらの組合せの例を表1に示す。同表1
には、3価のBi3+の電荷補償剤として、1価のアルカ
リ金属イオンのCu+、Li+、Na+の電荷補償剤の蒸
発原料の例も記入してある。
(Example 3) CaS: Bi in Example 1
3+In Example 2, SrS: Bi3+The light emitting layer material of the EL element
The example of the case of using
As an example, Ca XSr1-XS: Bi3+(However, X is 0 ≦
Real number in the range of X ≦ 1). This material is vacuum deposited
When manufacturing, several combinations are considered as evaporation materials.
Table 1 shows examples of these combinations. Table 1
Contains trivalent Bi3+As a charge compensating agent for
Li metal ion Cu+, Li+, Na+Of charge compensating agent
Examples of raw materials are also provided.

【0037】[0037]

【表1】 表1の発光層の例として、Ca0.5Sr0.5S:Bi3+
Cu+薄膜を真空蒸着法により作製した例について説明
する。
[Table 1] As an example of the light emitting layer of Table 1, Ca 0.5 Sr 0.5 S: Bi 3+ ,
An example in which a Cu + thin film is manufactured by a vacuum evaporation method will be described.

【0038】真空蒸着成膜装置において、当該装置内に
金属原料Caの蒸気を供給するKセルともう一つの金属
原料Srの上記を供給するKセル、化合物ZnSの蒸気
を供給するKセル、ドーパント原料Bi23の蒸気を供
給するKセル、及び電荷補償剤原料Cu2Sの蒸気を供
給するKセルを配置する。
In the vacuum deposition apparatus, a K cell for supplying a vapor of a metal material Ca, a K cell for supplying another metal material Sr, a K cell for supplying a vapor of a compound ZnS, a dopant, A K cell for supplying the vapor of the raw material Bi 2 S 3 and a K cell for supplying the vapor of the charge compensating material Cu 2 S are arranged.

【0039】基板温度を470℃、CaのKセルの加熱
温度を500℃、SrのKセルの加熱温度480℃、Z
nSのKセルの加熱温度を860℃にすると基板上で
は、 Sr+Ca+2ZnS→2Sr0.5Ca0.5S+2Zn この反応で生成されたZnは比較的高い蒸気圧を持つこ
とから基板上で再蒸発し、Sr0.5Ca0.5S薄膜のみを
基板上に成膜することができる。
The substrate temperature was 470 ° C., the heating temperature of the Ca K cell was 500 ° C., the heating temperature of the Sr K cell was 480 ° C.
When the heating temperature of the nS K cell is set to 860 ° C., on the substrate, Sr + Ca + 2ZnS → 2Sr 0.5 Ca 0.5 S + 2Zn Since the Zn generated by this reaction has a relatively high vapor pressure, it re-evaporates on the substrate, and Sr 0.5 Ca Only a 0.5S thin film can be formed on a substrate.

【0040】さらに、不純物ドーパントとしてBi23
のKセルの加熱温度を300℃に加熱し、電荷補償剤と
してCu2SのKセルの加熱温度を875℃に加熱する
とSr0.5Ca0.5S薄膜中にBi3+とCu+が取り込ま
れて、Ca0.5Sr0.5S:Bi3+,Cu+(あるいはS
0.5Ca0.5S:Bi23,Cu2S)薄膜が成長す
る。
Further, Bi 2 S 3 is used as an impurity dopant.
When the heating temperature of the K cell was heated to 300 ° C. and the heating temperature of the K cell of Cu 2 S was heated to 875 ° C. as a charge compensating agent, Bi 3+ and Cu + were taken into the Sr 0.5 Ca 0.5 S thin film. , Ca 0.5 Sr 0.5 S: Bi 3+ , Cu + (or S
r 0.5 Ca 0.5 S: Bi 2 S 3 , Cu 2 S) thin film grows.

【0041】このCa0.5Sr0.5S:Bi3+,Cu+
膜を発光層に用いて、図1に示されるような薄膜EL素
子を作製した。
Using this Ca 0.5 Sr 0.5 S: Bi 3+ , Cu + thin film as a light emitting layer, a thin film EL device as shown in FIG. 1 was produced.

【0042】このEL素子は、青色のエレクトロルミネ
ッセンスを示した。発光スペクトルを図4に示す。この
時の色度座標は(x=0.15、y=0.10)であ
り、輝度は1kHz駆動時に約10cd/m2であっ
た。
This EL device exhibited blue electroluminescence. FIG. 4 shows the emission spectrum. The chromaticity coordinates at this time were (x = 0.15, y = 0.10), and the luminance was about 10 cd / m 2 when driven at 1 kHz.

【0043】以上の実施例は、発光層薄膜の作製に真空
蒸着法を用いた例を示したが、他の作製法として、電子
線蒸着法、スパッタ法、CVD法、MOCVD法、MB
E法、MOMBE法などを用いても良い。
In the above embodiment, an example in which a vacuum evaporation method is used for producing a light emitting layer thin film has been described. However, other production methods include an electron beam evaporation method, a sputtering method, a CVD method, a MOCVD method, and an MB method.
E method, MOMBE method, or the like may be used.

【0044】また、EL素子の基板としてセラミックス
基板を用いた場合にも適用できる。
Further, the present invention can be applied to a case where a ceramic substrate is used as a substrate of an EL element.

【0045】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
As described above, the invention made by the present inventor is:
Although the present invention has been described in detail with reference to the embodiment, the present invention is not limited to the embodiment, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the scope of the invention.

【0046】[0046]

【発明の効果】本願において開示される発明によって得
られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
The effects obtained by the invention disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0047】本発明によれば、色純度が優れた青色発光
を行うEL材料及びその材料を発光層に用いたEL素子
を得ることができる。
According to the present invention, it is possible to obtain an EL material which emits blue light with excellent color purity and an EL element using the material for a light emitting layer.

【0048】また、工業的に製造が容易で、一般の表示
装置として安全性のある純粋な青色の色純度を示す材料
を得ることができる。
Further, it is possible to obtain a material having a pure blue color purity which is easily manufactured industrially and is safe as a general display device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による実施例1の薄膜EL素子の概略構
造を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic structure of a thin-film EL device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本実施例1のCaS:Bi3+薄膜を発光層とし
た薄膜EL素子の発光スペクトルを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an emission spectrum of a thin-film EL device using a CaS: Bi 3+ thin film of the first embodiment as a light-emitting layer.

【図3】本実施例2のSrS:Bi3+薄膜を発光層とし
た薄膜EL素子の発光スペクトルを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an emission spectrum of a thin-film EL device of the second embodiment having a SrS: Bi 3+ thin film as a light-emitting layer.

【図4】本実施例3のCa0.5Sr0.5S:Bi3+,Cu
+薄膜を発光層とした薄膜EL素子の発光スペクトルを
示す図である。
FIG. 4 shows Ca 0.5 Sr 0.5 S: Bi 3+ , Cu of Example 3
It is a figure which shows the emission spectrum of the thin film EL element which made the + thin film the light emitting layer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ガラス基板 2…下部電極
(透明電極) 3(31、32)…下部絶縁層 4…発光層 5…バッファー層 6(61、6
2)…上部絶縁層 7…上部電極(背面電極)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass substrate 2 ... Lower electrode (transparent electrode) 3 (31, 32) ... Lower insulating layer 4 ... Light emitting layer 5 ... Buffer layer 6 (61, 6)
2) Upper insulating layer 7 Upper electrode (back electrode)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 陽司 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 田中 功 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 和泉 佳孝 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 Fターム(参考) 3K007 AB04 CA01 CB01 DA05 DB01 DC00 EA02 4H001 XA16 XA20 XA38 YA83  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yoji Inoue 1-10-11 Kinuta, Setagaya-ku, Tokyo Japan Broadcasting Corporation Research Institute (72) Inventor Isao Tanaka 1-10-11 Kinuta, Setagaya-ku, Tokyo No. Japan Broadcasting Corporation Broadcasting Research Institute (72) Inventor Yoshitaka Izumi 1-10-11 Kinuta, Setagaya-ku, Tokyo F-term in Japan Broadcasting Corporation Broadcasting Research Institute 3K007 AB04 CA01 CB01 DA05 DB01 DC00 EA02 4H001 XA16 XA20 XA38 YA83

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 組成式CaXSr1-XS:Bi3+(但し、
Xは0≦X≦1の範囲の実数)で表されることを特徴と
するエレクトロルミネッセンス材料。
A composition formula Ca X Sr 1 -X S: Bi 3+ (where,
X is a real number in the range of 0 ≦ X ≦ 1).
【請求項2】 前記組成式がCaS:Bi23、Sr
S:Bi23、CaS:BiF3、SrS:BiF3、C
aS:BiCl3、SrS:BiCl3から選択されるこ
とを特徴とする請求項1に記載のエレクトロルミネッセ
ンス材料。
2. The composition according to claim 1, wherein the composition formula is CaS: Bi 2 S 3 , Sr.
S: Bi 2 S 3 , CaS: BiF 3 , SrS: BiF 3 , C
aS: BiCl 3, SrS: electroluminescent material according to claim 1, characterized in that it is selected from BiCl 3.
【請求項3】 前記組成式中に、Bi3+の電荷補償剤と
してLi+、Cu+、Na+内の1つ又は複数のイオンを
ドーピングしたことを特徴とする請求項1又は2に記載
のエレクトロルミネッセンス材料。
3. The composition formula according to claim 1, wherein one or more ions of Li + , Cu + , and Na + are doped as a Bi 3+ charge compensating agent. Electroluminescent material.
【請求項4】 前記請求項1乃至3のうちいずれか1項
に記載のエレクトロルミネッセンス材料を発光層に用い
たことを特徴とする薄膜エレクトロルミネッセンス素
子。
4. A thin-film electroluminescence device using the electroluminescence material according to claim 1 for a light-emitting layer.
【請求項5】 前記請求項1乃至3のうちいずれか1項
に記載のエレクトロルミネッセンス材料の薄膜をセラミ
ック基板上に形成し発光層として用いたエレクトロルミ
ネッセンス素子。
5. An electroluminescent device comprising a thin film of the electroluminescent material according to claim 1 formed on a ceramic substrate and used as a light emitting layer.
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