JP4910192B2 - 酸化物電界発光素子 - Google Patents
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1. 対向する電極間に電界発光層を有する酸化物電界発光素子であって、
(1)前記電界発光層は、希土類元素をRとし、MはAl、Mn又はCrを示すものとし、一般式:RMO3で表されるペロブスカイト型結晶構造を有する酸化物を含有し、
(2)前記酸化物は、遷移金属及びアルカリ土類金属からなる群から選ばれる少なくとも1種を更に含有し、
(3)前記電極間に流れる電流密度の極大値が10μA/cm2以上となるように、前記電極間に、周波数0.1Hz〜10kHzのパルス電圧を電界強度104V/cm以上で印加することにより、200〜400nmの波長の光を発光する、
ことを特徴とする電界発光素子。
2. 前記電極間に流れる電流密度の極大値が10μA/cm2以上となるように、前記電極間に、周波数0.1Hz〜1kHzのパルス電圧を電界強度105V/cm以上で印加することにより、200〜400nmの波長の光と、400nmを超え2500nm以下の光とを同時に発光する、上記項1に記載の電界発光素子。
3. 前記希土類元素Rは、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb又はLuである、上記項1に記載の電界発光素子。
4. 前記遷移金属は、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu及びZnからなる群から選択される少なくとも1種である、上記項1に記載の電界発光素子。
5. 前記アルカリ土類金属は、Ca、Sr及びBaからなる群から選択される少なくとも1種である、上記項1に記載の電界発光素子。
6. 前記酸化物に対する前記遷移金属の含有量は、Mに対する遷移金属のモル%で表して、0.05〜2%である、上記項1に記載の電界発光素子。
7. 前記酸化物に対する前記アルカリ土類金属の含有量は、Mに対するアルカリ土類金属のモル%で表して、0.05〜2%である、上記項1に記載の電界発光素子。
8. 対向する電極の少なくとも一つは、金及びアルミニウムからなる群から選ばれる少なくとも1種を含有する、上記項1に記載の電界発光素子。
9. 対向する電極の少なくとも一つが透明である、上記項1に記載の電界発光素子。
10. 光反射層をさらに有する、上記項1に記載の電界発光素子。
11. 前記酸化物は、Ti及び/又はCaを含むYAlO3である、上記項1に記載の電界発光素子。
12. 前記酸化物は、Ti及び/又はCaを含むLaAlO3である、上記項1に記載の電界発光素子。
13. 前記電界発光素子は、電源と接続されており、前記電極と前記電源との間に、前記電界発光素子と直列に抵抗が更に接続されている、上記項1に記載の電界発光素子。
14. 対向する電極間に電界発光層を有する酸化物電界発光素子の駆動方法であって、(1)前記電界発光層は、希土類元素をRとし、MはAl、Mn又はCrを示すものとし、一般式:RMO3で表されるペロブスカイト型結晶構造を有する酸化物を含有し、
(2)前記酸化物は、遷移金属及びアルカリ土類金属からなる群から選ばれる少なくとも1種を更に含有し、
(3)前記電極間に流れる電流密度の極大値が10μA/cm2以上となるように、前記
電極間に、周波数0.1Hz〜10kHzのパルス電圧を電界強度104V/cm以上で印加することにより、200〜400nmの波長の光を発光させる、
ことを特徴とする駆動方法。
15. 前記電極間に流れる電流密度の極大値が10μA/cm2以上となるように、前記電極間に、周波数0.1Hz〜1kHzのパルス電圧を電界強度105V/cm以上で印加することにより、200〜400nmの波長の光と、400nmを超え2500nm以下の光とを同時に発光させる、上記項14に記載の駆動方法。
16. 前記酸化物は、Ti及び/又はCaを含むYAlO3である、上記項14に記載の駆動方法。
17. 前記酸化物は、Ti及び/又はCaを含むLaAlO3である、上記項14に記載の駆動方法。
以下、本発明の酸化物電界発光素子及びその駆動方法について説明する。
(1)前記電界発光層は、希土類元素をRとし、MはAl、Mn又はCrを示すものとし、一般式:RMO3で表されるペロブスカイト型結晶構造を有する酸化物を含有し、
(2)前記酸化物は、遷移金属及びアルカリ土類金属からなる群から選ばれる少なくとも1種を更に含有し、
(3)前記電極間に流れる電流密度の極大値が10μA/cm2以上となるように、前記電極間に、周波数0.1Hz〜10kHzのパルス電圧を電界強度104V/cm以上で印加することにより、200〜400nmの波長の光(紫外光)を発光する。
ム、マグネシウム、アルミニウム等の金属が好ましい。マグネシウムは、銀又はインジウムとの合金(例えば、共蒸着により得られる)又は混合物として用いることが、耐酸化性及び電界発光層との密着性の観点から好ましい。アルミニウムは、カルシウム、ナトリウム及びマグネシウムと比較して、大気中で酸化され難いため、経時的安定性を考慮すると最も実用的である。また、アルミニウムは光を良く反射する点、真空蒸着などの穏やかな条件において均一な薄膜を形成し易い点などからも好ましい。
1)下部電極/絶縁層/電界発光層/抵抗/透明上部電極からなる構造、
2)ガラス基板/透明下部電極/電界発光層/抵抗/透明上部電極からなる構造、
3)(プラスチック、セラミックス等の基板)/下部電極/電界発光層/抵抗/透明上部電極からなる構造。
電界発光層から紫外光を取り出すためには、電界発光層に電流が流れることが必要である。このとき、比較的低い電圧を印加する場合には、抵抗を直列に接続しなくても、電界発光層が破損する危険は少ない。他方、比較的高い電圧を印加する場合には、電界発光層に過大な電流が流れ、大きなジュール熱のために電界発光層が破損するおそれがある。よって、特に高電圧を印加する場合には、直列に抵抗を接続する必要がある。
フローティングゾーン法により、1%(Alに対するTiのモル%)チタンドープしたYAlO3単結晶(黄褐色半透明)を得た。
実施例1と同様に、1%(Alに対するTiのモル%)チタンドープしたYAlO3単結晶の、直径約2.9mm、厚さ0.137mmの円形薄板を作製し、厚さ150nmのアルミニウム電極層(陰極)および厚さ75nmの半円状金電極層(陽極)を形成し、電界発光素子を作製した。
実施例1と同様に、1%(Alに対するTiのモル%)チタンドープしたYAlO3単結晶の、直径約2.9mm、厚さ0.137mmの円形薄板を作製し、厚さ150nmのアルミニウム電極層(陰極)および厚さ75nmの半円状金電極層(陽極)を形成し、電界発光素子を作製した。
フローティングゾーン法により、また、0.1%(Alに対するTiのモル%)チタンドープしたYAlO3単結晶(淡褐色半透明)を得た。
電圧を電界発光素子に印加したところ、波長290〜410nmの範囲に数本の強い発光が現れ、ピーク波長は337nmであった。更に、波長550〜800nmに、弱いが幅広い発光が見られた。パルス電圧印加時に、前記電極間に流れた電流密度の極大値は1mA/cm2以上であった。
フローティングゾーン法により、0.1%(Alに対するCaのモル%)カルシウムドープしたYAlO3単結晶(白色半透明)を得た。
Claims (4)
- 対向する電極間に電界発光層を有する酸化物電界発光素子の駆動方法であって、
(1)前記電界発光層は、希土類元素をRとし、MはAl、Mn又はCrを示すものとし、一般式:RMO3で表されるペロブスカイト型結晶構造を有する酸化物を含有し、
(2)前記酸化物は、遷移金属及びアルカリ土類金属からなる群から選ばれる少なくとも1種を更に含有し、
(3)前記電極間に流れる電流密度の極大値が10μA/cm2以上となるように、前記電極間に、周波数1Hz〜1kHzのパルス電圧を電界強度1.1×10 4 V/cm〜6.6×10 4 V/cmで印加することにより、200〜400nmの波長の光を発光させる、
ことを特徴とする駆動方法。 - 前記電極間に流れる電流密度の極大値が10μA/cm2以上となるように、前記電極間に、周波数1Hz〜1kHzのパルス電圧を電界強度1.1×10 4 V/cm〜6.6×10 4 V/cmで印加することにより、200〜400nmの波長の光と、400nmを超え800nm以下の光とを同時に発光させる、請求項1に記載の駆動方法。
- 前記酸化物は、Ti及び/又はCaを含むYAlO3である、請求項1に記載の駆動方法。
- 前記酸化物は、Ti及び/又はCaを含むLaAlO3である、請求項1に記載の駆動方法。
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