JP3016323B2 - エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
エレクトロルミネッセンス素子Info
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Description
型のセグメント表示やマトリックス表示、或いは各種情
報端末機器のディスプレイなどに使用されるエレクトロ
ルミネッセンス(Electroluminescence )素子(以下、
EL素子)に関する。
の蛍光体に電界を印加したときに発光する現象を利用し
たもので、自発光型の平面ディスプレイを構成するもの
として注目されている。図4は、従来のEL素子10の
典型的な断面構造を示した模式図である。
基板1上に、光学的に透明なITO(Indium Tin Oxid
e)膜から成る第1電極2,五酸化タンタル(Ta
2O5 )等から成る第1絶縁層3,発光層4,第2絶縁
層5及びITO膜から成る第2電極6を順次積層して形
成されている。ITO膜は、酸化インジウム(In
2O5)に錫(Sn)をドープした透明の導電膜で、低抵
抗率であることから従来より透明電極用として広く使用
されている。
S)を母体材料とし、発光中心としてマンガン(Mn)
やテルビウム(Tb)を添加したものや、硫化ストロン
チウム(SrS)を母体材料とし、発光中心としてセリ
ウム(Ce)を添加したものが使用される。EL素子の
発光色は、硫化亜鉛中の添加物の種類によって決まり、
例えば発光中心としてマンガン(Mn)を添加した場合
には黄橙色,テルビウム(Tb)を添加した場合には緑
色の発光が得られる。また硫化ストロンチウム(Sr
S)に発光中心としてセリウム(Ce)を添加した場合
には、青緑色の発光色が得られる。
を実現するためには、赤色、緑色及び青色の発光を呈す
るEL発光層を形成する必要がある。この中でも青色発
光を呈するEL素子の発光層材料としては、一般に硫化
ストロンチウム(SrS)に発光中心としてセリウム
(Ce)を添加したものが用いられている。
来青緑色の発光を呈するので、青色発光のみを得るため
には、例えば1986年ディスプレイ情報学会国際会議
技術論文ダイジェストp29〜32に示されているよう
に、発光スペクトルの緑色成分をカットするフィルタを
用いる必要がある。また、例えば1993年ディスプレ
イ情報学会国際会議技術論文ダイジェストp761〜7
64に示されているように、4硫化2ガリウムアルカリ
土類金属(MGa2S4 M=Ca,Sr,Ba)を発光
層の母材とし、発光中心元素としてセリウム(Ce)を
添加したEL素子では、フィルタを用いることなく青色
発光が得られることが知られている。
ムアルカリ土類金属(MGa2S4:Ce,M=Ca,S
r,Ba)の発光層は高輝度の発光が得られていない。
されたものであり、その目的とするところは、十分な発
光輝度を有する青色発光EL素子を提供することにあ
る。
の本発明の第1の特徴は、基板上に発光層を形成したエ
レクトロルミネッセンス素子であって、発光中心元素を
添加した4硫化2ガリウムカルシウム(CaGa2S4)
から成る発光層において、発光層の母材が(400)面
に配向し、かつ(400)面と(422)面とのX線回
折強度比、即ちI(400)/I(422)が4より大
きいということである。
発光層が有機金属気相成長法により形成されているとい
うものである。第3の特徴は、第1の特徴に加えて、前
記発光中心元素がセリウム(Ce)叉はユーロピウム
(Eu)であることである。
化2ガリウムカルシウム(CaGa2S4)から成る発光
層において、発光層の母材を(400)面に配向し、か
つ(400)面と(422)面とのX線回折強度比、即
ちI(400)/I(422)を4より大きくすること
は、結果的に結晶性の高い発光層であることを意味す
る。
中心の濃度を著しく減少させることができる。また発光
層を走行するキャリアの散乱も減少するため、キャリア
を高エネルギーに加速することも容易になる。そのため
本発明を用いることによって、従来実用に十分な発光輝
度が得られていない青色の発光色の素子に対しても、E
L発光輝度が著しく改善される。
な発光輝度を有する青色発光EL素子を提供することが
できる。
明する。図1は本発明に係わるEL素子100の断面を
示した模式図である。尚、図1のEL素子100では、
矢印方向に光を取り出している。薄膜EL素子100
は、絶縁性基板であるガラス基板11上に順次、以下の
薄膜が積層形成され構成されている。尚、以下各層の膜
厚はその中央の部分を基準として述べてある。
化亜鉛(ZnO)から成る第1透明電極(第1電極)1
2が形成され、その上面には光学的に透明な五酸化タン
タル(Ta2O5 )から成る第1絶縁層13、発光中心
としてセリウム(Ce)を添加した4硫化2ガリウムカ
ルシウム(CaGa2S4)から成る発光層14、光学的
に透明な五酸化タンタル(Ta2O5 )から成る第2絶
縁層15、光学的に透明な酸化亜鉛(ZnO )から成
る第2透明電極(第2電極)16が形成されている。
法を以下に述べる。先ず、ガラス基板11上に第1透明
電極12を成膜した。蒸着材料としては、酸化亜鉛(Z
nO)粉末に酸化ガリウム(Ga2O3)を加えて混合
し、ペレット状に成形したものを用いた。また、成膜装
置としてはイオンプレーティング装置を用いた。
一定に保持したままイオンプレーティング装置内を真空
に排気した。その後アルゴン(Ar)ガスを導入して圧
力を一定に保ち、成膜速度が6〜18nm/minの範囲とな
るようビーム電力及び高周波電力を調整した。次に、上
記第1透明電極12上に、五酸化タンタル(Ta
2O5 )から成る第1絶縁層13をスパッタ法により形
成した。
一定に保持し、スパッタ装置内にアルゴン(Ar)と酸
素(O2)の混合ガスを導入し、1KWの高周波電力で
成膜を行った。上記第1絶縁層13上に、4硫化2ガリ
ウムカルシウム(CaGa2S4)を母体材料とし、発光
中心としてセリウム(Ce)を添加した4硫化2ガリウ
ムカルシウム:セリウム(CaGa2S4: Ce)発光層
14を、有機金属気相成長(MOCVD:Metal Organ
ic Chemical Vapor Deposition )法により形成し
た。
℃の一定温度に保持し、成膜室内を減圧雰囲気下にした
後、水素(H2)キャリアガスを用いてジピバロイルメ
タン化カルシウム(Ca(C11H2O2)2)を、同様に
水素(H2)キャリアガスを用いてトリメチルガリウム
(Ga(CH3)3)を、また水素(H2)ガスで希釈し
た硫化水素(H2S)を成膜室に導入した。更に発光中
心元素を添加するために、水素(H2)キャリアガス中
にジピバロイルメタン化セリウム(CeC1 1H
2O2)2)を蒸発させ、これを成膜室に供給した。そし
てこれらの原料ガスを反応及び熱分解させることによっ
て、発光中心としてセリウム(Ce)を添加した4硫化
2ガリウムカルシウム:セリウム(CaGa2S4: C
e)発光層14を形成した。
ル(Ta2O5 )から成る第2絶縁層15を上述の第1
絶縁層13と同様の方法で形成した。そして酸化亜鉛
(ZnO )膜から成る第2透明電極16を、上述の第
1透明電極12と同様の方法により、第2絶縁層15上
に形成した。各層の膜厚は、第1,第2透明電極12,
16が300nm、第1,第2絶縁層13,15が400
nm、発光層14が600nmである。
X線回折スペクトルを図2に示す。この図で比較品の試
料は、上述の実施例においてガラス基板11の温度を、
350℃で保持したものである。図2(a),(b)に
示すように、本実施例に従って作製した試料では、(4
00)面の回折ピークの相対強度が比較品に較べ増加し
ており、(400)面への配向性が著しく向上してい
る。
は、発光中心としてセリウム(Ce)を添加した4硫化
2ガリウムカルシウム:セリウム(CaGa2S4: C
e)発光層14の結晶性が著しく向上したことを示して
いる。次に図3は、実際に作成した試料における発光層
14の(400)面と(422)面とのX線回折強度
比、即ちI(400)/I(422)と、発光しきい値
電圧を60V超えた印加電圧における発光輝度との関係
を示したものである。
(422)が4より大きくなると、発光輝度が著しく増
加した。このため、従来に比較して高輝度なEL素子を
提供することができる。
ミネッセンス素子の縦断面を示した模式図である。
子の発光層薄膜のX線回折スペクトルを示した特性図で
ある。
子の発光層の(400)面と(422)面とのX線回折
強度比と、発光しきい値電圧を60V超えた印加電圧に
おける発光輝度との関係を示した特性図である。
を示した模式図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 基板上に発光層を有したエレクトロルミ
ネッセンス素子であって、 前記発光層が発光中心元素を添加した4硫化2ガリウム
カルシウム(CaGa2S4 )から成るとともに、前記
発光層の母材が(400)面に配向し、かつ(400)
面と(422)面とのX線回折強度比、即ちI(40
0)/I(422)が4より大きいことを特徴としたエ
レクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項2】 前記発光層は有機金属気相成長法により
形成されていることを特徴とする上記請求項1記載のエ
レクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項3】 前記発光中心元素がセリウム(Ce)叉
はユーロピウム(Eu)であることを特徴とした上記請
求項1記載のエレクトロルミネッセンス素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5237640A JP3016323B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | エレクトロルミネッセンス素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5237640A JP3016323B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | エレクトロルミネッセンス素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0794281A JPH0794281A (ja) | 1995-04-07 |
JP3016323B2 true JP3016323B2 (ja) | 2000-03-06 |
Family
ID=17018326
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5237640A Expired - Lifetime JP3016323B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | エレクトロルミネッセンス素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3016323B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100302116B1 (ko) * | 1999-05-19 | 2001-09-26 | 양승남 | 평면발광체 및 그 제조방법 |
-
1993
- 1993-09-24 JP JP5237640A patent/JP3016323B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0794281A (ja) | 1995-04-07 |
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