JP2943090B2 - 薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子Info
- Publication number
- JP2943090B2 JP2943090B2 JP4121137A JP12113792A JP2943090B2 JP 2943090 B2 JP2943090 B2 JP 2943090B2 JP 4121137 A JP4121137 A JP 4121137A JP 12113792 A JP12113792 A JP 12113792A JP 2943090 B2 JP2943090 B2 JP 2943090B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- zns
- light
- emitting layer
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発光層が薄膜にて構成
される薄膜ＥＬ（エレクトロ ルミネッセンス）素子に
関するものである。
される薄膜ＥＬ（エレクトロ ルミネッセンス）素子に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から発光色の異なる２種類以上の発
光層を積層して薄膜ＥＬ素子を作製し、それらの発光色
の重ね合わせにより、新たに異なった発光色を得ようと
いう試みが種々なされている。例えば、「深尾隆三他、
電子情報通信学会技術研究報告、ＶｏＬ８６，Ｎｏ３６
８，Ｐ５，１９８７」に、「２端子形チューナブルカラ
ーＥＬ」としてＺｎＳ：ＴｂＦ3 緑色発光層と、Ｚｎ
Ｓ：ＳｎＦ3 赤色発光層を積層した薄膜ＥＬ素子が紹介
されている。そしてこの素子に電圧を印加すると、図１
１に示すように、この電圧増加により、赤色から黄緑に
変化することが報告されている。また「Ｓ．Ｔａｎａｋ
ａ ｅｔａｌ：Ｄｉｇｅｓｔ １９８８ ＳＩＤ Ｉｎ
ｔ． Ｓｙｍｐ，Ｐ２９３，１９８８」には青緑色発光
を示すＳｒＳ：Ｃｅ、Ｋと赤色発光を示すＳｒＳ：Ｅｕ
を積層した薄膜ＥＬ素子が紹介されており、これも電圧
により発光色が変化することが報告されている。
光層を積層して薄膜ＥＬ素子を作製し、それらの発光色
の重ね合わせにより、新たに異なった発光色を得ようと
いう試みが種々なされている。例えば、「深尾隆三他、
電子情報通信学会技術研究報告、ＶｏＬ８６，Ｎｏ３６
８，Ｐ５，１９８７」に、「２端子形チューナブルカラ
ーＥＬ」としてＺｎＳ：ＴｂＦ3 緑色発光層と、Ｚｎ
Ｓ：ＳｎＦ3 赤色発光層を積層した薄膜ＥＬ素子が紹介
されている。そしてこの素子に電圧を印加すると、図１
１に示すように、この電圧増加により、赤色から黄緑に
変化することが報告されている。また「Ｓ．Ｔａｎａｋ
ａ ｅｔａｌ：Ｄｉｇｅｓｔ １９８８ ＳＩＤ Ｉｎ
ｔ． Ｓｙｍｐ，Ｐ２９３，１９８８」には青緑色発光
を示すＳｒＳ：Ｃｅ、Ｋと赤色発光を示すＳｒＳ：Ｅｕ
を積層した薄膜ＥＬ素子が紹介されており、これも電圧
により発光色が変化することが報告されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような積層形の
薄膜ＥＬ素子を利用してドットマトリックスディスプレ
イ用のパネルを作製すると、発光層、絶縁層の膜厚分布
により、場所により発光層にかかる実効的な印加電圧が
異なり、それにより場所によって発光色が異なったり、
電極のライン抵抗による電圧降下により、電極の根元と
先端で発光色が異なるといった、いわゆる「色ムラ」の
問題が生じ、実用的なパネルを作製することができなか
った。
薄膜ＥＬ素子を利用してドットマトリックスディスプレ
イ用のパネルを作製すると、発光層、絶縁層の膜厚分布
により、場所により発光層にかかる実効的な印加電圧が
異なり、それにより場所によって発光色が異なったり、
電極のライン抵抗による電圧降下により、電極の根元と
先端で発光色が異なるといった、いわゆる「色ムラ」の
問題が生じ、実用的なパネルを作製することができなか
った。
【０００４】上述の問題点は、発光層と発光層の界面
に、いわゆる「デッドレイヤー」と称される結晶性の悪
い高抵抗な層が１０００〜２０００オングストローム程
度の厚さで形成されているために起こると解釈される。
そしてこの「デッドレイヤー」は従来の発光層形成技術
であるＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ）蒸着法やス
パッタリング法で形成した発光層においては一般的に生
じることである（例えば、「Ｈ．Ｓａｓａｋｕｒａ ｅ
ｔａｌ：Ｊ．Ａｐｐｌ，Ｐｈｙｓ，５２（１１），６９
０１，１９８１」参照）。そのような従来の積層形発光
層を持つ薄膜ＥＬ素子に電圧を印加すると、各層が独立
した薄膜ＥＬ素子として機能する。そしてそれらの独立
したＥＬ素子は独立した「輝度−電圧」特性を有するた
め、結果として電圧により発光色が変化した。これは、
例えば、発光層が２層の場合は、図１２に示すように、
２つのツエナーダイオードａ，ｂが逆向きに直列接続さ
れ、それらに１つのコンデンサｃが並列接続されたもの
が２つ直列に接続され、それらに１つの他のコンデンサ
ｄが直列接続された回路と電気的に等価な構成になるた
めと言い換えることができる。
に、いわゆる「デッドレイヤー」と称される結晶性の悪
い高抵抗な層が１０００〜２０００オングストローム程
度の厚さで形成されているために起こると解釈される。
そしてこの「デッドレイヤー」は従来の発光層形成技術
であるＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ）蒸着法やス
パッタリング法で形成した発光層においては一般的に生
じることである（例えば、「Ｈ．Ｓａｓａｋｕｒａ ｅ
ｔａｌ：Ｊ．Ａｐｐｌ，Ｐｈｙｓ，５２（１１），６９
０１，１９８１」参照）。そのような従来の積層形発光
層を持つ薄膜ＥＬ素子に電圧を印加すると、各層が独立
した薄膜ＥＬ素子として機能する。そしてそれらの独立
したＥＬ素子は独立した「輝度−電圧」特性を有するた
め、結果として電圧により発光色が変化した。これは、
例えば、発光層が２層の場合は、図１２に示すように、
２つのツエナーダイオードａ，ｂが逆向きに直列接続さ
れ、それらに１つのコンデンサｃが並列接続されたもの
が２つ直列に接続され、それらに１つの他のコンデンサ
ｄが直列接続された回路と電気的に等価な構成になるた
めと言い換えることができる。
【０００５】一方上記薄膜ＥＬ素子にはフルカラー表示
が可能にしたものがあるが、従来から、ＥＬ素子でフル
カラー表示を得るための方法として代表的なものでは図
１３に示すように、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青（Ｂ）
の三原色のそれぞれの発光が得られる材料を平面上にパ
ターニングするタイプと、図１４に示すように、これら
の発光材料を積層し、混合色として得られる発光をフィ
ルタで分解するタイプとがある。なお図１３において
は、ｅはガラス基板、ｄはこのガラス基板ｅ上にパター
ニングされた透明電極、ｆ，ｇは第１、第２の絶縁層、
ｈはこの両絶縁層ｆ，ｇ間にパターニングされた三原色
の発光層、ｉは背面電極である。また図１４において、
ｋはカラーフィルタであり、他の部材は上記図１３に示
したものと同一符号のものと同一部材である。なお発光
層ｈではＲ、Ｇ、Ｂの三原色の発光層が積層されてい
る。
が可能にしたものがあるが、従来から、ＥＬ素子でフル
カラー表示を得るための方法として代表的なものでは図
１３に示すように、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青（Ｂ）
の三原色のそれぞれの発光が得られる材料を平面上にパ
ターニングするタイプと、図１４に示すように、これら
の発光材料を積層し、混合色として得られる発光をフィ
ルタで分解するタイプとがある。なお図１３において
は、ｅはガラス基板、ｄはこのガラス基板ｅ上にパター
ニングされた透明電極、ｆ，ｇは第１、第２の絶縁層、
ｈはこの両絶縁層ｆ，ｇ間にパターニングされた三原色
の発光層、ｉは背面電極である。また図１４において、
ｋはカラーフィルタであり、他の部材は上記図１３に示
したものと同一符号のものと同一部材である。なお発光
層ｈではＲ、Ｇ、Ｂの三原色の発光層が積層されてい
る。
【０００６】上記フルカラー表示が可能な従来の薄膜Ｅ
Ｌ素子での前者の発光層パターニングタイプでは、製作
プロセスが複雑になり、またパターニング時に発光層が
ダメージを受ける等の問題があった。また後者の発光層
積層タイプでは、製作プロセスがシンプルであるが、そ
れぞれの材料でＬ−Ｖ特性が異なり、また中央の層では
両側の層に比べて実質的にかかる電界が低いため、各層
からバランス良く光を取り出すのが難しい等の問題があ
る。なお、ＳｒＳ：Ｃｅ．Ｅｕのように単一の発光層か
ら得られる幅広いスペクトルをもつ白色光をカラーフィ
ルタで分解する方法も考えられているが、ＳｒＳ：Ｃ
ｅ．Ｅｕでは十分な輝度が得られないことや、ＳｒＳ母
材の化学的安定性の悪さが問題である。
Ｌ素子での前者の発光層パターニングタイプでは、製作
プロセスが複雑になり、またパターニング時に発光層が
ダメージを受ける等の問題があった。また後者の発光層
積層タイプでは、製作プロセスがシンプルであるが、そ
れぞれの材料でＬ−Ｖ特性が異なり、また中央の層では
両側の層に比べて実質的にかかる電界が低いため、各層
からバランス良く光を取り出すのが難しい等の問題があ
る。なお、ＳｒＳ：Ｃｅ．Ｅｕのように単一の発光層か
ら得られる幅広いスペクトルをもつ白色光をカラーフィ
ルタで分解する方法も考えられているが、ＳｒＳ：Ｃ
ｅ．Ｅｕでは十分な輝度が得られないことや、ＳｒＳ母
材の化学的安定性の悪さが問題である。
【０００７】本発明は上記のことにかんがみなされたも
ので、発光色の異なる２種類以上の薄膜を積層して、発
光色の重ね合わせにより新たに異なった発光色を得るよ
うにした薄膜ＥＬ素子において、電圧変化による発光色
の変化が起こらないようにすると共に、高輝度の発光を
得ることができ、さらに化学的に安定した薄膜ＥＬ素子
を提供することを目的とするものである。また、発光を
示す薄膜と発光を示さない薄膜を積層した薄膜ＥＬ素子
において、低電圧で高輝度の発光を得ることができ、さ
らに化学的に安定した薄膜ＥＬ素子を提供することを目
的とするものである。
ので、発光色の異なる２種類以上の薄膜を積層して、発
光色の重ね合わせにより新たに異なった発光色を得るよ
うにした薄膜ＥＬ素子において、電圧変化による発光色
の変化が起こらないようにすると共に、高輝度の発光を
得ることができ、さらに化学的に安定した薄膜ＥＬ素子
を提供することを目的とするものである。また、発光を
示す薄膜と発光を示さない薄膜を積層した薄膜ＥＬ素子
において、低電圧で高輝度の発光を得ることができ、さ
らに化学的に安定した薄膜ＥＬ素子を提供することを目
的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る薄膜ＥＬ素子は、２層以上の薄膜から
なる発光層と１層以上の薄膜絶縁層により構成される薄
膜ＥＬ素子において、その素子の電気的な等価回路が、
２つのツエナーダイオードが逆向きに直列に結合し、そ
れらに１つのコンデンサが並列に結合したものに、さら
に１つのコンデンサが直列に結合したもので書き表わす
ことができる構成となっている。そして、上記構成にお
いて、発光層を形成する薄膜と薄膜の界面がエピタキシ
ャル成長で形成されている。さらに上記構成の薄膜ＥＬ
素子は、その発光層が、ＭＳＤ（Ｍｕｌｔｉ−Ｓｏｕｒ
ｃｅ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等のよう
な、化合物薄膜を形成するときに、その化合物の構成元
素、あるいはその構成元素を含む化合物を原料として、
それらを別々に基板上に供給し、基板上で化学結合させ
て所望の化合物薄膜を成膜する方法により実現すること
ができる。そしてさらに、その発光層として、ＺｎＳ母
材にＭｎを発光中心不純物として導入したＺｎＳ：Ｍｎ
と、ＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ（０≦ｘ≦１）母材にＣｅ
を発光中心不純物として導入したＢａｘＳｒ（１−ｘ）
Ｓ：Ｃｅを用いた。またさらに、上記発光層が、Ｚｎ
Ｓ：Ｍｎ／ＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ：Ｃｅ／ＺｎＳ：Ｍ
ｎの３層構造になっている。
に、本発明に係る薄膜ＥＬ素子は、２層以上の薄膜から
なる発光層と１層以上の薄膜絶縁層により構成される薄
膜ＥＬ素子において、その素子の電気的な等価回路が、
２つのツエナーダイオードが逆向きに直列に結合し、そ
れらに１つのコンデンサが並列に結合したものに、さら
に１つのコンデンサが直列に結合したもので書き表わす
ことができる構成となっている。そして、上記構成にお
いて、発光層を形成する薄膜と薄膜の界面がエピタキシ
ャル成長で形成されている。さらに上記構成の薄膜ＥＬ
素子は、その発光層が、ＭＳＤ（Ｍｕｌｔｉ−Ｓｏｕｒ
ｃｅ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等のよう
な、化合物薄膜を形成するときに、その化合物の構成元
素、あるいはその構成元素を含む化合物を原料として、
それらを別々に基板上に供給し、基板上で化学結合させ
て所望の化合物薄膜を成膜する方法により実現すること
ができる。そしてさらに、その発光層として、ＺｎＳ母
材にＭｎを発光中心不純物として導入したＺｎＳ：Ｍｎ
と、ＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ（０≦ｘ≦１）母材にＣｅ
を発光中心不純物として導入したＢａｘＳｒ（１−ｘ）
Ｓ：Ｃｅを用いた。またさらに、上記発光層が、Ｚｎ
Ｓ：Ｍｎ／ＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ：Ｃｅ／ＺｎＳ：Ｍ
ｎの３層構造になっている。
【０００９】また発光層として、ＺｎＳ母材にＴｂとＭ
ｎを発光中心不純物として導入したＺｎＳ：Ｔｂ，Ｍｎ
とＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ（０≦ｘ≦１）母材にＣｅを
発光中心不純物として導入したＢａｘＳｒ（１−ｘ）
Ｓ：Ｃｅを用いた構成となっている。そして、上記材料
からなる発光層を構成する薄膜のそれらが、ＺｎＳ：Ｔ
ｂ，Ｍｎ／ＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ：Ｃｅ／ＺｎＳ：Ｔ
ｂ，Ｍｎの３層構造になっている。また、発光層を構成
する薄膜として、ＺｎＳとＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ（０
≦ｘ≦１）母材に、ＣｅとＥｕを発光中心不純物として
導入したＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ：Ｃｅ，Ｅｕを用いた
構成となっている。そして、上記材料からなる発光層を
構成する薄膜のそれらが、ＺｎＳ／ＢａｘＳｒ（１−
ｘ）Ｓ：Ｃｅ，Ｅｕ／ＺｎＳの３層構造になっている。
ｎを発光中心不純物として導入したＺｎＳ：Ｔｂ，Ｍｎ
とＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ（０≦ｘ≦１）母材にＣｅを
発光中心不純物として導入したＢａｘＳｒ（１−ｘ）
Ｓ：Ｃｅを用いた構成となっている。そして、上記材料
からなる発光層を構成する薄膜のそれらが、ＺｎＳ：Ｔ
ｂ，Ｍｎ／ＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ：Ｃｅ／ＺｎＳ：Ｔ
ｂ，Ｍｎの３層構造になっている。また、発光層を構成
する薄膜として、ＺｎＳとＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ（０
≦ｘ≦１）母材に、ＣｅとＥｕを発光中心不純物として
導入したＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ：Ｃｅ，Ｅｕを用いた
構成となっている。そして、上記材料からなる発光層を
構成する薄膜のそれらが、ＺｎＳ／ＢａｘＳｒ（１−
ｘ）Ｓ：Ｃｅ，Ｅｕ／ＺｎＳの３層構造になっている。
【００１１】さらに、発光層を構成するＺｎＳ薄膜とＢ
ａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ薄膜の少なくとも界面近傍におい
て、ＺｎＳ薄膜の結晶方位が閃亜鉛鉱型構造の〔１１
１〕及び／またはウルツ鉱型の〔００１〕に配向し、Ｂ
ａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ薄膜の結晶方位が〔１１１〕及び
／または〔１１０〕に配向している。
ａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ薄膜の少なくとも界面近傍におい
て、ＺｎＳ薄膜の結晶方位が閃亜鉛鉱型構造の〔１１
１〕及び／またはウルツ鉱型の〔００１〕に配向し、Ｂ
ａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ薄膜の結晶方位が〔１１１〕及び
／または〔１１０〕に配向している。
【００１２】また、発光層を構成する薄膜として、Ｚｎ
ＳとＹ2 Ｏ2 Ｓ母材にＣｅとＥｕあるいはＣｅとＴｂと
Ｅｕを発光中心不純物として導入したＹ2 Ｏ2 Ｓ：Ｃ
ｅ，ＥｕあるいはＹ2 Ｏ2 Ｓ：Ｃｅ，Ｔｂ，Ｅｕを用い
た構成となっている。そして上記発光層を構成する薄膜
のそれらが、ＺｎＳ／Ｙ2 Ｏ2 Ｓ：Ｃｅ，Ｅｕ／ＺｎＳ
あるいはＺｎＳ／Ｙ2 Ｏ2 Ｓ：Ｃｅ，Ｔｂ，Ｅｕ／Ｚｎ
Ｓの３層構造になっている。
ＳとＹ2 Ｏ2 Ｓ母材にＣｅとＥｕあるいはＣｅとＴｂと
Ｅｕを発光中心不純物として導入したＹ2 Ｏ2 Ｓ：Ｃ
ｅ，ＥｕあるいはＹ2 Ｏ2 Ｓ：Ｃｅ，Ｔｂ，Ｅｕを用い
た構成となっている。そして上記発光層を構成する薄膜
のそれらが、ＺｎＳ／Ｙ2 Ｏ2 Ｓ：Ｃｅ，Ｅｕ／ＺｎＳ
あるいはＺｎＳ／Ｙ2 Ｏ2 Ｓ：Ｃｅ，Ｔｂ，Ｅｕ／Ｚｎ
Ｓの３層構造になっている。
【００１３】また、上記積層された発光層の下部あるい
は上部の一方にカラーフィルタを設置した構成となって
いる。そして上記カラーフィルタを用いた薄膜ＥＬ素子
において、基板側の電極と、基板と反対側の電極が互い
に直交するようにパターニングされており、それらが交
差する部分の下部あるいは上部の一方にカラーフィルタ
が設置されている構成となっている。さらに、上記カラ
ーフィルタとして光の３原色である赤色，緑色，青色の
それぞれの色の光だけを透過する３種類のフィルタを用
い、それらが周期的に配置されている。
は上部の一方にカラーフィルタを設置した構成となって
いる。そして上記カラーフィルタを用いた薄膜ＥＬ素子
において、基板側の電極と、基板と反対側の電極が互い
に直交するようにパターニングされており、それらが交
差する部分の下部あるいは上部の一方にカラーフィルタ
が設置されている構成となっている。さらに、上記カラ
ーフィルタとして光の３原色である赤色，緑色，青色の
それぞれの色の光だけを透過する３種類のフィルタを用
い、それらが周期的に配置されている。
【００１４】
【作 用】素子の電気的な等価回路が上記したような
構成であることにより、単層の発光層を有する薄膜素子
の電気的な等価回路と同じになり、その結果、薄膜ＥＬ
素子の「輝度ー電圧」特性は、単層の発光層を有する薄
膜ＥＬ素子の「輝度ー電圧」特性と同じになり、発光色
の異なる２種類以上の薄膜の積層した薄膜ＥＬ素子にお
いては電圧による発光色の変化が起こらない。また、発
光を示す薄膜と発光を示さない薄膜を積層した薄膜ＥＬ
素子においては、化学的に安定で、低電圧で高輝度な発
光を示す。
構成であることにより、単層の発光層を有する薄膜素子
の電気的な等価回路と同じになり、その結果、薄膜ＥＬ
素子の「輝度ー電圧」特性は、単層の発光層を有する薄
膜ＥＬ素子の「輝度ー電圧」特性と同じになり、発光色
の異なる２種類以上の薄膜の積層した薄膜ＥＬ素子にお
いては電圧による発光色の変化が起こらない。また、発
光を示す薄膜と発光を示さない薄膜を積層した薄膜ＥＬ
素子においては、化学的に安定で、低電圧で高輝度な発
光を示す。
【００１５】
【実 施 例】本発明の第１の実施例を図１から図４に
基づいて説明する。この実施例では、発光層がＺｎＳ：
Ｍｎ／Ｂａ０．１Ｓｒ０．９Ｓ：Ｃｅ／ＺｎＳ：Ｍｎの
３層構造になっている薄膜ＥＬ素子について説明する。
図１はこの構造の一例を示すもので、図中１はガラス基
板、２は透明電極からなる第１の電極、３はＳｉＯＮか
らなる第１の絶縁層、４はＺｎＳ：Ｍｎからなる第１の
発光層、５はＢａ０．１Ｓｒ０．９Ｓ：Ｃｅからなる第
２の発光層、６はＺｎＳ：Ｍｎからなる第３の発光層、
７はＳｉＯＮからなる第２の絶縁層、８はＡｌよりなる
第２の電極であり、これらは図に示すように順次積層さ
れている。
基づいて説明する。この実施例では、発光層がＺｎＳ：
Ｍｎ／Ｂａ０．１Ｓｒ０．９Ｓ：Ｃｅ／ＺｎＳ：Ｍｎの
３層構造になっている薄膜ＥＬ素子について説明する。
図１はこの構造の一例を示すもので、図中１はガラス基
板、２は透明電極からなる第１の電極、３はＳｉＯＮか
らなる第１の絶縁層、４はＺｎＳ：Ｍｎからなる第１の
発光層、５はＢａ０．１Ｓｒ０．９Ｓ：Ｃｅからなる第
２の発光層、６はＺｎＳ：Ｍｎからなる第３の発光層、
７はＳｉＯＮからなる第２の絶縁層、８はＡｌよりなる
第２の電極であり、これらは図に示すように順次積層さ
れている。
【００１６】図２は上記積層構造を作製するためのＭＳ
Ｄ装置を概念的に示すもので、真空チャンバ９の上部に
ガラス基板１が基板ホルダ１０にて下向きに保持され、
これの下方部に発光層の構成元素がそれぞれ単独に蒸着
源１１に入れられ対向配置されている。
Ｄ装置を概念的に示すもので、真空チャンバ９の上部に
ガラス基板１が基板ホルダ１０にて下向きに保持され、
これの下方部に発光層の構成元素がそれぞれ単独に蒸着
源１１に入れられ対向配置されている。
【００１７】以下に本発明に係る薄膜ＥＬ素子の作製法
を説明する。まずガラス基板１上に第１の電極２として
ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）をスパッ
タリング法で０．１μｍ成膜し、その上に第１の絶縁層
３としてＳｉＯＮをスパッタリング法で０．１５μｍ成
膜しておく。このように前処理したガラス基板１を真空
チャンバ９内の基板ホルダ１０に保持して発光層をＭＳ
Ｄ法にて成膜する。すなわち、第１の発光層４は、真空
チャンバ９内の蒸着源１１に、Ｚｎ、Ｓ、Ｍｎをそれぞ
れ別々に入れ、独立に温度コントロールして上記ガラス
基板１の第１の絶縁層３の上にＺｎ、Ｓ、Ｍｎの蒸気を
供給し、そこで化学結合させることで得られる。また第
２の発光層５は上記第１の発光層４の成膜後、引き続き
同一チャンバ９内で、Ｂａ、Ｓｒ、Ｓ、Ｃｅをそれぞれ
別々に蒸着源１１に入れ、それらを独立に温度コントロ
ールして、第１の発光層４の上にＢａ、Ｓｒ、Ｓ、Ｃｅ
の蒸気を供給して化学結合させることにより得られる。
ここで、ＢａとＳｒの蒸着源１１の設定温度を変化させ
ることにより、ＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ：ＣｅのＢａ濃
度ｘ、Ｓｒ濃度（１−ｘ）を０〜１に自由に変えること
ができる。第３の発光層６は第１の発光層４と全く同様
にして第２の発光層５の上に成膜することにより得られ
る。次に上記発光層の成膜が終了したらその上に、第２
の絶縁層７としてＳｉＯＮをスパッタリング法で０．１
５μｍ成膜し、最後に第２の電極８を構成するＡｌを電
子ビーム蒸着法にて成膜する。
を説明する。まずガラス基板１上に第１の電極２として
ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）をスパッ
タリング法で０．１μｍ成膜し、その上に第１の絶縁層
３としてＳｉＯＮをスパッタリング法で０．１５μｍ成
膜しておく。このように前処理したガラス基板１を真空
チャンバ９内の基板ホルダ１０に保持して発光層をＭＳ
Ｄ法にて成膜する。すなわち、第１の発光層４は、真空
チャンバ９内の蒸着源１１に、Ｚｎ、Ｓ、Ｍｎをそれぞ
れ別々に入れ、独立に温度コントロールして上記ガラス
基板１の第１の絶縁層３の上にＺｎ、Ｓ、Ｍｎの蒸気を
供給し、そこで化学結合させることで得られる。また第
２の発光層５は上記第１の発光層４の成膜後、引き続き
同一チャンバ９内で、Ｂａ、Ｓｒ、Ｓ、Ｃｅをそれぞれ
別々に蒸着源１１に入れ、それらを独立に温度コントロ
ールして、第１の発光層４の上にＢａ、Ｓｒ、Ｓ、Ｃｅ
の蒸気を供給して化学結合させることにより得られる。
ここで、ＢａとＳｒの蒸着源１１の設定温度を変化させ
ることにより、ＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ：ＣｅのＢａ濃
度ｘ、Ｓｒ濃度（１−ｘ）を０〜１に自由に変えること
ができる。第３の発光層６は第１の発光層４と全く同様
にして第２の発光層５の上に成膜することにより得られ
る。次に上記発光層の成膜が終了したらその上に、第２
の絶縁層７としてＳｉＯＮをスパッタリング法で０．１
５μｍ成膜し、最後に第２の電極８を構成するＡｌを電
子ビーム蒸着法にて成膜する。
【００１８】上記のようにして成膜された第１・第２・
第３の発光層４，５，６は、先に成膜された発光層上に
次の発光層が形成されるときにそれぞれの界面がエピタ
キシャル成長する。このことにより、積層した別々の発
光層４，５，６間で電子のやりとりが行なわれ、その結
果、これの電気的な等価回路は図３に示すようになり、
２つのツエナーダイオード１２，１３が逆向きに直列に
結合し、それらに１つのコンデンサ１４が並列に結合し
たものに、さらに１つのコンデンサ１５が直列に結合し
たもので書き表わされる。この構成は単層の発光層を有
する薄膜ＥＬ素子と同じ等価回路となる。なおこの場合
のエピタキシャル成長とは、多結晶薄膜上への多結晶薄
膜の成長において、下地多結晶薄膜を構成する結晶粒子
に上部多結晶薄膜を構成する結晶粒子が格子整合して成
長することを意味する。
第３の発光層４，５，６は、先に成膜された発光層上に
次の発光層が形成されるときにそれぞれの界面がエピタ
キシャル成長する。このことにより、積層した別々の発
光層４，５，６間で電子のやりとりが行なわれ、その結
果、これの電気的な等価回路は図３に示すようになり、
２つのツエナーダイオード１２，１３が逆向きに直列に
結合し、それらに１つのコンデンサ１４が並列に結合し
たものに、さらに１つのコンデンサ１５が直列に結合し
たもので書き表わされる。この構成は単層の発光層を有
する薄膜ＥＬ素子と同じ等価回路となる。なおこの場合
のエピタキシャル成長とは、多結晶薄膜上への多結晶薄
膜の成長において、下地多結晶薄膜を構成する結晶粒子
に上部多結晶薄膜を構成する結晶粒子が格子整合して成
長することを意味する。
【００１９】図４は上記実施例にて作製された薄膜ＥＬ
素子の「輝度ー電圧」特性を示すもので、薄膜ＥＬ素子
から発光される白色光の輝度は、電圧の増加に従って単
調に増加する。これは電気的な等価回路が同じ単層の発
光層を有する薄膜ＥＬ素子と略同じである。従ってこの
実施例における薄膜ＥＬ素子の発光色は単層の発光層を
有する薄膜ＥＬ素子と同様に、電圧の変化にも係わらず
変化しない。
素子の「輝度ー電圧」特性を示すもので、薄膜ＥＬ素子
から発光される白色光の輝度は、電圧の増加に従って単
調に増加する。これは電気的な等価回路が同じ単層の発
光層を有する薄膜ＥＬ素子と略同じである。従ってこの
実施例における薄膜ＥＬ素子の発光色は単層の発光層を
有する薄膜ＥＬ素子と同様に、電圧の変化にも係わらず
変化しない。
【００２０】一方上記３層構成の各発光層４，５，６に
おいて、第１、第２の発光層４，６を、ＺｎＳ母材にＴ
ｂとＭｎを発光中心不純物として導入してＺｎＳ：Ｔ
ｂ，Ｍｎとし、これの間に積層される第２の発光層５
を、ＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ：Ｃｅ（０≦ｘ≦１）にて
構成してもよい。
おいて、第１、第２の発光層４，６を、ＺｎＳ母材にＴ
ｂとＭｎを発光中心不純物として導入してＺｎＳ：Ｔ
ｂ，Ｍｎとし、これの間に積層される第２の発光層５
を、ＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ：Ｃｅ（０≦ｘ≦１）にて
構成してもよい。
【００２１】この第１の実施例での上記中間層であるＢ
ａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ：Ｃｅ層は両側のＺｎＳ：Ｍｎ及
びＺｎＳ：Ｔｂ，Ｍｎ層に比べて化学的に不安定であ
る。
ａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ：Ｃｅ層は両側のＺｎＳ：Ｍｎ及
びＺｎＳ：Ｔｂ，Ｍｎ層に比べて化学的に不安定であ
る。
【００２２】上記第１の実施例において、３層の発光層
４，５，６を構成する各層のうち、ＺｎＳ：Ｍｎあるい
はＺｎＳ：Ｔｂ，Ｍｎよりなる第１、第３の発光層４，
６では緑色〜赤までの高輝度な発光が得られる。また中
間のＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ：Ｃｅ、例えばｘ＝０の場
合のＳｒＳ：Ｃｅにて構成された第２の発光層５では高
輝度な青〜緑色の発光が得られる。このとき、化学的に
不安定なＳｒＳ：Ｃｅからなる第２の発光層５を化学的
に安定したＺｎＳ：ＭｎあるいはＺｎＳ：Ｔｂ，Ｍｎよ
りなる第１、第３の発光層４，６ではさむ構造となって
いることにより、第１、第３の発光層４，６は第２の発
光層５のパッシベーションを兼ねることとなり、発光層
全体を化学的に安定したものにすることができる。
４，５，６を構成する各層のうち、ＺｎＳ：Ｍｎあるい
はＺｎＳ：Ｔｂ，Ｍｎよりなる第１、第３の発光層４，
６では緑色〜赤までの高輝度な発光が得られる。また中
間のＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ：Ｃｅ、例えばｘ＝０の場
合のＳｒＳ：Ｃｅにて構成された第２の発光層５では高
輝度な青〜緑色の発光が得られる。このとき、化学的に
不安定なＳｒＳ：Ｃｅからなる第２の発光層５を化学的
に安定したＺｎＳ：ＭｎあるいはＺｎＳ：Ｔｂ，Ｍｎよ
りなる第１、第３の発光層４，６ではさむ構造となって
いることにより、第１、第３の発光層４，６は第２の発
光層５のパッシベーションを兼ねることとなり、発光層
全体を化学的に安定したものにすることができる。
【００２３】次に本発明の第２の実施例について述べ
る。上記、第１の実施例に示した発光層の成膜法に従っ
て成膜され、かつ３層の各素子の電気的な等価回路が、
図３に示すように２つのツエナーダイオード１２，１３
が逆向きに直列に結合し、それらにコンデンサ１４が並
列に結合したものに、さらに１つのコンデンサが直列に
結合したもので書き表わすことができるものであれば、
３層の発光層を構成する薄膜として、ＺｎＳと、Ｂａｘ
Ｓｒ（１−ｘ）Ｓ（０≦ｘ≦１）母材にＣｅとＥｕを発
光中心不純物として導入したＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ：
Ｃｅ、Ｅｕを用い、これらが、ＺｎＳ／ＢａｘＳｒ（１
−ｘ）Ｓ：Ｃｅ，Ｅｕ／ＺｎＳの３層構造にしてもよ
い。
る。上記、第１の実施例に示した発光層の成膜法に従っ
て成膜され、かつ３層の各素子の電気的な等価回路が、
図３に示すように２つのツエナーダイオード１２，１３
が逆向きに直列に結合し、それらにコンデンサ１４が並
列に結合したものに、さらに１つのコンデンサが直列に
結合したもので書き表わすことができるものであれば、
３層の発光層を構成する薄膜として、ＺｎＳと、Ｂａｘ
Ｓｒ（１−ｘ）Ｓ（０≦ｘ≦１）母材にＣｅとＥｕを発
光中心不純物として導入したＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ：
Ｃｅ、Ｅｕを用い、これらが、ＺｎＳ／ＢａｘＳｒ（１
−ｘ）Ｓ：Ｃｅ，Ｅｕ／ＺｎＳの３層構造にしてもよ
い。
【００２４】この構成の発光層で、かつＺｎＳ／Ｂａ
０．１Ｓｒ０．９Ｓ：Ｃｅ，Ｅｕ／ＺｎＳを用いた薄膜
ＥＬ素子と、図１２に示したように、２つのツエナーダ
イオードａ，ｂが逆向きに直列接続され、それらに１つ
のコンデンサｃが並列に接続されたものが２つ直列に接
続され、それらに１つの他のコンデンサｄが直列に接続
された回路と電気的に等価な構成になっている従来タイ
プのＺｎＳ／Ｂａ０．１Ｓｒ０．９Ｓ：Ｃｅ，Ｅｕ／Ｚ
ｎＳを用いた薄膜ＥＬ素子Ｂを試作し、その特性を比較
評価した結果を以下に示す。
０．１Ｓｒ０．９Ｓ：Ｃｅ，Ｅｕ／ＺｎＳを用いた薄膜
ＥＬ素子と、図１２に示したように、２つのツエナーダ
イオードａ，ｂが逆向きに直列接続され、それらに１つ
のコンデンサｃが並列に接続されたものが２つ直列に接
続され、それらに１つの他のコンデンサｄが直列に接続
された回路と電気的に等価な構成になっている従来タイ
プのＺｎＳ／Ｂａ０．１Ｓｒ０．９Ｓ：Ｃｅ，Ｅｕ／Ｚ
ｎＳを用いた薄膜ＥＬ素子Ｂを試作し、その特性を比較
評価した結果を以下に示す。
【００２５】本案の素子Ａの試作方法は実施例の場合と
全く同じであり、従来の素子Ｂの発光層はＥＢ（エレク
トロンビーム）法により形成した。素子Ａ，素子Ｂとも
発光層以外は第１の実施例と全く同様のものである。図
５はその評価結果を示す。電気的特性として移動電荷量
（Ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ ＣｈａｒｇｅＤｅｎｓｉｔ
ｙ ｄＱ）の電圧依存性を評価した。本案による素子Ａ
は約１６０Ｖから、電圧の増加に伴い略直線的にｄＱの
値も増加しているが、従来の素子Ｂの方は約２００Ｖで
折れ曲がっている。これらは、本案による素子Ａの電気
的等価回路が図３で表わされ、従来の素子Ｂが図１２で
表わされることに対応している。また輝度（Ｌｕｍｉｎ
ａｎｃｅ）−電圧特性は図６に示すようになった。これ
は本案により、より低電圧で発光を開始し、その後、電
圧の上昇により輝度が増加するため、同じ電圧で比較す
ると、より高輝度のものが得られることを示す。
全く同じであり、従来の素子Ｂの発光層はＥＢ（エレク
トロンビーム）法により形成した。素子Ａ，素子Ｂとも
発光層以外は第１の実施例と全く同様のものである。図
５はその評価結果を示す。電気的特性として移動電荷量
（Ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ ＣｈａｒｇｅＤｅｎｓｉｔ
ｙ ｄＱ）の電圧依存性を評価した。本案による素子Ａ
は約１６０Ｖから、電圧の増加に伴い略直線的にｄＱの
値も増加しているが、従来の素子Ｂの方は約２００Ｖで
折れ曲がっている。これらは、本案による素子Ａの電気
的等価回路が図３で表わされ、従来の素子Ｂが図１２で
表わされることに対応している。また輝度（Ｌｕｍｉｎ
ａｎｃｅ）−電圧特性は図６に示すようになった。これ
は本案により、より低電圧で発光を開始し、その後、電
圧の上昇により輝度が増加するため、同じ電圧で比較す
ると、より高輝度のものが得られることを示す。
【００２６】また上記実施例でのＺｎＳ／ＢａｘＳｒ
（１−ｘ）Ｓ：ｃｅ，Ｅｕ／ＺｎＳのうちの中間層の薄
膜構成をＹ2 Ｏ2 Ｓ母材にＣｅとＥｕ、あるいはＣｅと
ＴｂとＥｕを発光中心不純物として導入したＹ2Ｏ
2 Ｓ：Ｃｅ，ＥｕあるいはＹ2 Ｏ2 Ｓ：Ｃｅ，Ｔｂ，Ｅ
ｕを用いても上記の場合と全く同様の評価を得ることが
できた。
（１−ｘ）Ｓ：ｃｅ，Ｅｕ／ＺｎＳのうちの中間層の薄
膜構成をＹ2 Ｏ2 Ｓ母材にＣｅとＥｕ、あるいはＣｅと
ＴｂとＥｕを発光中心不純物として導入したＹ2Ｏ
2 Ｓ：Ｃｅ，ＥｕあるいはＹ2 Ｏ2 Ｓ：Ｃｅ，Ｔｂ，Ｅ
ｕを用いても上記の場合と全く同様の評価を得ることが
できた。
【００２７】図７は第３の実施例を示すもので、ガラス
基板１と絶縁層３との間にカラーフィルタ１６を介装し
た構成を示すもので、このカラーフィルタ１６は赤色
（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のそれぞれのみの光を
透過する種類のフィルタ（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）を用
い、それらが周期的に配置されている。またこのカラー
フィルタ１６を用いた薄膜ＥＬ素子において、ガラス基
板１側の電極２と反対側の電極８が互いに直交するよう
にパターニングされており、それらが交差する部分の下
部あるいは上部に上記カラーフィルタが設置されるよう
にしてもよい。
基板１と絶縁層３との間にカラーフィルタ１６を介装し
た構成を示すもので、このカラーフィルタ１６は赤色
（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のそれぞれのみの光を
透過する種類のフィルタ（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）を用
い、それらが周期的に配置されている。またこのカラー
フィルタ１６を用いた薄膜ＥＬ素子において、ガラス基
板１側の電極２と反対側の電極８が互いに直交するよう
にパターニングされており、それらが交差する部分の下
部あるいは上部に上記カラーフィルタが設置されるよう
にしてもよい。
【００２８】上記実施例のＥＬ素子の輝度−電圧特性は
図８に示すようになり、またカラーフィルタ７を透過す
る前の発光スペクトルは図９に示すようになった。この
両図から、上記実施例のＥＬ素子は高輝度で、しかも幅
広い発光スペクトルをもっていることがわかる。
図８に示すようになり、またカラーフィルタ７を透過す
る前の発光スペクトルは図９に示すようになった。この
両図から、上記実施例のＥＬ素子は高輝度で、しかも幅
広い発光スペクトルをもっていることがわかる。
【００２９】次に本発明の第４の実施例について説明す
る。上記第１の実施例で示される薄膜ＥＬ素子におい
て、この実施例での発光層を構成する薄膜として結晶方
位がウルツ鉱型の〔００１〕に配向したＺｎＳ：Ｍｎ薄
膜に、結晶方位がそれぞれ〔１００〕，〔１１０〕，
〔１１１〕に配向した３種類のＢａｘＳｒ（１−ｘ）
Ｓ：Ｃｅ薄膜を組合わせた３種類の薄膜ＥＬ素子を試作
し、その特性を比較した例を以下に示す。ウルツ鉱型の
〔００１〕に配向したＺｎＳ：Ｍｎ薄膜は第１の実施例
で示したＭＳＤ法を用い、適当な条件で成膜することに
より得られる。
る。上記第１の実施例で示される薄膜ＥＬ素子におい
て、この実施例での発光層を構成する薄膜として結晶方
位がウルツ鉱型の〔００１〕に配向したＺｎＳ：Ｍｎ薄
膜に、結晶方位がそれぞれ〔１００〕，〔１１０〕，
〔１１１〕に配向した３種類のＢａｘＳｒ（１−ｘ）
Ｓ：Ｃｅ薄膜を組合わせた３種類の薄膜ＥＬ素子を試作
し、その特性を比較した例を以下に示す。ウルツ鉱型の
〔００１〕に配向したＺｎＳ：Ｍｎ薄膜は第１の実施例
で示したＭＳＤ法を用い、適当な条件で成膜することに
より得られる。
【００３０】またＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ：Ｃｅ薄膜の
結晶方位は同じＭＳＤ法により（Ｂａ，Ｓｒ）とＳの供
給量の比（Ｂａ，Ｓｒ）／Ｓを変えることによって制御
できる（Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｒｅｃｏｒｄ ｏｆ
ｔｈｅ １９８８Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｉｓ
ｐｌａｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，
Ｐ１２２，Ｓ．Ｔａｎｄａ，Ａ．Ｍｉｙａｋｏｓｈｉ
ａｎｄ Ｔ．Ｎｉｒｅ参照）。
結晶方位は同じＭＳＤ法により（Ｂａ，Ｓｒ）とＳの供
給量の比（Ｂａ，Ｓｒ）／Ｓを変えることによって制御
できる（Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｒｅｃｏｒｄ ｏｆ
ｔｈｅ １９８８Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｉｓ
ｐｌａｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，
Ｐ１２２，Ｓ．Ｔａｎｄａ，Ａ．Ｍｉｙａｋｏｓｈｉ
ａｎｄ Ｔ．Ｎｉｒｅ参照）。
【００３１】この第４の実施例の素子の構造は第１の実
施例の構造と全く同様で、作成方法に関しても、発光層
の成膜条件以外は全く同様である。ＢａｘＳｒ（１−
ｘ）Ｓ：Ｃｅ薄膜の結晶方位が〔１００〕，〔１１
０〕，〔１１１〕のものを用いた薄膜ＥＬ素子をそれぞ
れ、〔１００〕，〔１１０〕，〔１１１〕としたときの
それらの輝度−電圧特性を図１０に示す。
施例の構造と全く同様で、作成方法に関しても、発光層
の成膜条件以外は全く同様である。ＢａｘＳｒ（１−
ｘ）Ｓ：Ｃｅ薄膜の結晶方位が〔１００〕，〔１１
０〕，〔１１１〕のものを用いた薄膜ＥＬ素子をそれぞ
れ、〔１００〕，〔１１０〕，〔１１１〕としたときの
それらの輝度−電圧特性を図１０に示す。
【００３２】これらの素子〔１００〕，〔１１０〕，
〔１１１〕の全ては電圧により発光色が変化しないが、
〔１００〕に比べて〔１１０〕と〔１１１〕の方が輝度
が高いことがわかる。これは、ＺｎＳ薄膜の閃亜鉛鉱型
構造〔１１１〕面またはウルツ鉱型構造〔００１〕面と
ＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓの〔１１１〕面または〔１１
０〕面との格子整合性が良い（結合格子間距離のずれが
小さい）ため、界面近傍の結晶ひずみや格子欠陥が少な
くなり、結果としてさらに高輝度の薄膜ＥＬ素子が得ら
れるためである。
〔１１１〕の全ては電圧により発光色が変化しないが、
〔１００〕に比べて〔１１０〕と〔１１１〕の方が輝度
が高いことがわかる。これは、ＺｎＳ薄膜の閃亜鉛鉱型
構造〔１１１〕面またはウルツ鉱型構造〔００１〕面と
ＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓの〔１１１〕面または〔１１
０〕面との格子整合性が良い（結合格子間距離のずれが
小さい）ため、界面近傍の結晶ひずみや格子欠陥が少な
くなり、結果としてさらに高輝度の薄膜ＥＬ素子が得ら
れるためである。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、発光色の異なる２種類
以上の薄膜を積層して、発光色の重ね合わせにより新た
に異なった発光色を得るようにした薄膜ＥＬ素子におい
て、電圧の変化による発光色の変化が生じることがな
く、従って、この薄膜ＥＬ素子を用いても、電圧降下に
よる色ムラの発生をなくすことができる。また本発明に
よる薄膜ＥＬ素子は高輝度の発光を得ることができる。
そしてさらに、積層される発光層は化学的に安定したも
のにすることができる。また、発光を示す薄膜と発光を
示さない薄膜を積層した薄膜ＥＤ素子においては、化学
的に安定で低電圧で高輝度な発光を示す。
以上の薄膜を積層して、発光色の重ね合わせにより新た
に異なった発光色を得るようにした薄膜ＥＬ素子におい
て、電圧の変化による発光色の変化が生じることがな
く、従って、この薄膜ＥＬ素子を用いても、電圧降下に
よる色ムラの発生をなくすことができる。また本発明に
よる薄膜ＥＬ素子は高輝度の発光を得ることができる。
そしてさらに、積層される発光層は化学的に安定したも
のにすることができる。また、発光を示す薄膜と発光を
示さない薄膜を積層した薄膜ＥＤ素子においては、化学
的に安定で低電圧で高輝度な発光を示す。
【図１】本発明に係る薄膜ＥＬ素子の第１の実施例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】ＭＳＤ法に用いる装置の概念図である。
【図３】本発明に係る薄膜ＥＬ素子の電気的な等価回路
図である。
図である。
【図４】本発明に係る薄膜ＥＬ素子の輝度−電圧特性図
である。
である。
【図５】本発明に係る薄膜ＥＬ素子の第２の実施例と従
来例での移動電荷量−電圧特性図である。
来例での移動電荷量−電圧特性図である。
【図６】本発明に係る薄膜ＥＬ素子の第２の実施例と従
来例での輝度−電圧特性図である。
来例での輝度−電圧特性図である。
【図７】本発明に係る薄膜ＥＬ素子の第３の実施例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図８】本発明に係る薄膜ＥＬ素子の第３の実施例での
輝度−電圧特性図である。
輝度−電圧特性図である。
【図９】第３の実施例で得られた薄膜ＥＬ素子の発光ス
ペクトル線図である。
ペクトル線図である。
【図１０】本発明に係る薄膜ＥＬ素子の第４の実施例で
の輝度−電圧特性図である。
の輝度−電圧特性図である。
【図１１】従来の積層型の薄膜ＥＬ素子の輝度−電圧特
性図である。
性図である。
【図１２】従来の積層型の薄膜ＥＬ素子の電気的等価回
路図である。
路図である。
【図１３】第１の従来のＥＬ素子を示す断面図である。
【図１４】第２の従来のＥＬ素子を示す断面図である。
１…ガラス基板、２，８…電極、３，７…絶縁層、４，
５，６…発光層、９…真空チャンバ、１０…基板ホル
ダ、１１…蒸着源、１２，１３…ツエナーダイオード、
１４，１５…コンデンサ、１６…カラーフィルタ。
５，６…発光層、９…真空チャンバ、１０…基板ホル
ダ、１１…蒸着源、１２，１３…ツエナーダイオード、
１４，１５…コンデンサ、１６…カラーフィルタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−202285（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−71192（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−227990（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−279598（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−181485（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05B 33/14 H05B 33/10
Claims (14)
- 【請求項１】 ２層以上の多結晶薄膜からなる発光層
と、１層以上の薄膜絶縁層により構成される薄膜ＥＬ素
子において、発光層を構成する薄膜と薄膜の界面がエピ
タキシャル成長により形成され、素子の電気的特性が２
つのツェナーダイオードが直列に結合し、それらに１つ
のコンデンサが並列に結合したものに、さらに１つのコ
ンデンサが直列に結合したもので書き表わすことができ
る単一回路と等価であることを特徴とする薄膜ＥＬ素
子。 - 【請求項２】 発光層が、ＭＳＤ（Ｍｕｌｔｉ−Ｓｏｕ
ｒｃｅ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等の
ような、化合物薄膜を形成するときに、その化合物の構
成元素、あるいはその構成元素を含む化合物を原料とし
て、それらを別々に基板上に供給し、基板上で化学結合
させて所望の化合物薄膜を成膜する方法により形成され
たことを特徴とする請求項１記載の薄膜ＥＬ素子。 - 【請求項３】 発光層を構成する薄膜として、ＺｎＳ母
材にＭｎを発光中心不純物として導入したＺｎＳ：Ｍｎ
と、ＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ（０≦ｘ≦１）母材にＣｅ
を発光中心不純物として導入したＢａｘＳｒ（１−ｘ）
Ｓ：Ｃｅを用いたことを特徴とする請求項１記載の薄膜
ＥＬ素子。 - 【請求項４】 発光層が、上記請求項３記載の材料より
成っており、それらが、ＺｎＳ：Ｍｎ／ＢａｘＳｒ（１
−ｘ）Ｓ：Ｃｅ／ＺｎＳ：Ｍｎの３層構造になっている
ことを特徴とする請求項１記載の薄膜ＥＬ素子。 - 【請求項５】 発光層として、ＺｎＳ母材にＴｂとＭｎ
を発光中心不純物として導入したＺｎＳ：Ｔｂ，Ｍｎと
ＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ（０≦ｘ≦１）母材にＣｅを発
光中心不純物として導入したＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ：
Ｃｅを用いたことを特徴とする請求項１記載の薄膜ＥＬ
素子。 - 【請求項６】 発光層が上記請求項５記載の材料から成
っており、それらがＺｎＳ：Ｔｂ，Ｍｎ／ＢａｘＳｒ
（１−ｘ）Ｓ：Ｃｅ／ＺｎＳ：Ｔｂ，Ｍｎの３層構造に
なっていることを特徴とする請求項１記載の薄膜ＥＬ素
子。 - 【請求項７】 発光層を構成する薄膜として、ＺｎＳと
ＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ（０≦ｘ≦１）母材に、Ｃｅと
Ｅｕを発光中心不純物として導入したＢａｘＳｒ（１−
ｘ）Ｓ：Ｃｅ，Ｅｕを用いたことを特徴とする請求項１
記載の薄膜ＥＬ素子。 - 【請求項８】 発光層が上記請求項７記載の材料から成
っており、それらがＺｎＳ／ＢａｘＳｒ（１−ｘ）Ｓ：
Ｃｅ，Ｅｕ／ＺｎＳの３層構造になっていることを特徴
とする請求項１記載の薄膜ＥＬ素子。 - 【請求項９】 発光層を構成するＺｎＳ薄膜とＢａｘＳ
ｒ（１−ｘ）Ｓ薄膜の少なくとも界面近傍において、Ｚ
ｎＳ薄膜の結晶方位が閃亜鉛鉱型構造の〔１１１〕及び
／またはウルツ鉱型の〔００１〕に配向し、ＢａｘＳｒ
（１−ｘ）Ｓ薄膜の結晶方位が〔１１１〕及び／または
〔１１０〕に配向していることを特徴とする請求項３か
ら請求項８のいずれか１項記載の薄膜ＥＬ素子。 - 【請求項１０】 発光層を構成する薄膜として、ＺｎＳ
とＹ２Ｏ２Ｓ母材にＣｅとＥｕあるいはＣｅとＴｂとＥ
ｕを発光中心不純物として導入したＹ２Ｏ２Ｓ：Ｃｅ，
ＥｕあるいはＹ２Ｏ２Ｓ：Ｃｅ，Ｔｂ，Ｅｕを用いたこ
とを特徴とする請求項１記載の薄膜ＥＬ素子。 - 【請求項１１】 発光層が上記請求項１０記載の材料か
ら成っており、それらがＺｎＳ／Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｃｅ，Ｅ
ｕ／ＺｎＳあるいはｚｎｓ／Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｃｅ，Ｔｂ，
Ｅｕ／ＺｎＳの３層構造になっていることを特徴とする
薄膜ＥＬ素子。 - 【請求項１２】 積層された発光層の下部あるいは上部
の一方にカラーフィルタを設置したことを特徴とする請
求項１記載のＥＬ素子。 - 【請求項１３】 請求項１２記載の薄膜ＥＬ素子におい
て、基板側の電極と、基板と反対側の電極が互いに直交
するようにパターニングされており、それらが交差する
部分の下部あるいは上部の一方にカラーフィルタが設置
されていることを特徴とする薄膜ＥＬ素子。 - 【請求項１４】 カラーフィルタとして光の３原色であ
る赤色，緑色，青色のそれぞれの色の光だけを透過する
３種類のフィルタを用い、それらが周期的に配置されて
いることを特徴とする請求項１３記載の薄膜ＥＬ素子。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4121137A JP2943090B2 (ja) | 1991-06-27 | 1992-04-16 | 薄膜ｅｌ素子 |
| US08/325,195 US5641582A (en) | 1992-04-16 | 1992-07-29 | Thin-film EL element |
| PCT/JP1992/000958 WO1993021744A1 (en) | 1992-04-16 | 1992-07-29 | Thin-film el element |
| FI944851A FI944851A (fi) | 1992-04-16 | 1994-10-14 | Ohutkalvoelektroluminesenssielementti |
| US08/594,262 US5670207A (en) | 1992-04-16 | 1996-01-30 | Forming a thin-film EL element |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18170091 | 1991-06-27 | ||
| JP27639391 | 1991-09-30 | ||
| JP3-181700 | 1991-09-30 | ||
| JP3-276393 | 1991-09-30 | ||
| JP4121137A JP2943090B2 (ja) | 1991-06-27 | 1992-04-16 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05152074A JPH05152074A (ja) | 1993-06-18 |
| JP2943090B2 true JP2943090B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=27314189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4121137A Expired - Fee Related JP2943090B2 (ja) | 1991-06-27 | 1992-04-16 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2943090B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100435203B1 (ko) * | 2001-08-17 | 2004-06-09 | 주식회사 진우엔지니어링 | 백라이트용 백색 유기발광소자 및 이를 이용한 액정디스플레이 장치 |
-
1992
- 1992-04-16 JP JP4121137A patent/JP2943090B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05152074A (ja) | 1993-06-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6048630A (en) | Red-emitting organic light emitting devices (OLED's) | |
| JP2002367784A (ja) | 有機ｅｌ素子 | |
| US6180963B1 (en) | Light emitting diode | |
| JPH1187068A (ja) | 有機ｅｌ素子およびその製造方法 | |
| US5670207A (en) | Forming a thin-film EL element | |
| JPH07122364A (ja) | 蛍光体薄膜とその製造方法および薄膜ｅｌパネル | |
| JPH1140365A (ja) | 有機ｅｌ素子およびその製造方法 | |
| JPH08315986A (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
| EP1511363A1 (en) | Organic field emission device and emission device | |
| KR100572654B1 (ko) | 유기 전계발광 소자 | |
| US5494699A (en) | Method for the fabrication of electroluminescence device | |
| JPH11111457A (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
| JP2943090B2 (ja) | 薄膜ｅｌ素子 | |
| JPH06151063A (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
| JPH0794278A (ja) | 有機薄膜発光素子 | |
| KR100581639B1 (ko) | 유기 전계발광 소자 | |
| JPH08213172A (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
| US5643829A (en) | Method for the fabrication of multilayer electroluminescence device | |
| KR0165867B1 (ko) | 백색발광용 전계발광소자 및 그 제조방법 | |
| JPH0412600B2 (ja) | ||
| JPH0589964A (ja) | 透明電極 | |
| KR0164456B1 (ko) | 청색발광용 전계발광소자 및 그 제조방법 | |
| JPH08162273A (ja) | 薄膜ｅｌ素子 | |
| JP2000227769A (ja) | マトリックス表示装置 | |
| JP3976892B2 (ja) | 薄膜ｅｌ素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |