JPH02269184A - 発光材料 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、発光材料に関する。さらに詳しくは、電子線
励起、光（紫外線）励起、電界励起、電流注入励起、プ
ラズマ（イオン）励起により青色光〜緑色光を発生する
発光材料に関する。

（ロ）従来の技術 従来の青色、緑色発光材料は、ＺｎＯ：　Ｚｎが蛍光表
示管用の低速電子線励起用蛍光材料として、ＺｎＳ：Ａ
ｇ、Ｃｌ５ＺｎＳ：Ｃｕ、Ａｌが特にブラウン管用の電
子線励起用発光材料として、またＺｎＳ：ＴｍＦ３が薄
膜余光ＥＬ素子用の電界励起用発光材料として用いられ
る。

第１４図にＺｎＯ：　Ｚｎ蛍光体の発光スペクトルを、
第１５図にＺｎＳ　：Ａｇ、ＣＩ、ＺｎＳ　：Ｃｕ、Ａ
ｌ蛍光体の発光スペクトルを、第１６図にＺｎＳ：Ｔｍ
Ｆｓの発光スペクトルを示す。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ＺｎＯ：　Ｚｎ及びＺｎＳ：Ａｇ、ＣＩは、電子線ある
いは紫外線により励起されて、前者は格子間の亜鉛（Ｚ
ｎ）原子あるいは酸素（０）原子の空位がドナーとして
働き高効率の青緑色発光（発光ピーク波長５Ｑ５ｎｍ）
を、また、後者は銀（Ａｇ）がアクセプター、塩素（Ｃ
Ｉ）がドナーとして働き、いわゆるドナー・アクセプタ
一対発光機構で青色発光（発光ピーク波長４５０ｎｍ）
を示すことが知られている。ＺｎＳ　：Ａ１．Ｃｕの緑
色発光材料等でもＺｎ９　：　Ａｇ、Ｃｌと同様にＡｔ
、Ｃｕがドナー、アクセプターとして働く。

また、ＺｎＳ：ＴｍＦｓ青色発光材料にお０て、発光中
心のツリウム（Ｔｍ）は希土類元素であり、その４ｆ内
殻電子準位間（ｌ　ｃ　’ａ→″Ｈ，）での輻射遷移に
より４８５ｎ−における狭帯域の青色発光を示すことが
知られている。

ＺｎＯ：　Ｚｎ蛍光体における青緑色発光の波長（エネ
ルギー）は、ＺｎＯ中で格子間位置の亜鉛（Ｚｎ）また
は酸素（０）　ｔ＠壬子間置の空位の形成するエネルギ
ー準位により一義的に定まる。同様に、ＺｎＳ　：Ａｇ
、ＣＩ、ＺｎＳ　：Ｃｕ、Ａｌ蛍光体等における青色発
光、緑色発光の発光波長（エネルギー）も、銀、銅（Ａ
ｇ、Ｃｕ）アクセプター、および塩素（ＣＩ）ドナーの
形成するエネルギー単位とアクセプターとドナー間の距
離により決まるため、はぼ一義的となる。ＺｎＣｄ５：
Ｃｕ、ＡｌにおいてはＺｎとＣｄ比によって緑色発光の
一部領域（５３０〜５６０＋ｖ）での波長を変化させる
ことのみが可能であるが発光輝度、効率が不十分である
。またＺｎＳ：ＴｍＦｓの場合には、発光エネルギー（
波長）はＴｍ原子内の４ｆ内殻電子準位（ｌｃ４と’Ｈ
ｓ間のエネルギー差）にょうて固有の値として一義的に
定まっている。このように、従来の青色、青緑色１発光
材料において発光波長（エネルギー）が個々の材料にお
いて固有の設計不可能な値であることは、色選択の範囲
を著しく制限することであり、実用上の観点から要求さ
れる発光波長（エネルギー）の選択性、制御性の点にお
いて、極めて不満足かつ不便であり、極めて大きな問題
であった。

この発明は、前記問題を解決するためになされたもので
あり、発光効率が高く、発光輝度が高く、かつ発光波長
の選択性と制御性を有する発光材料を提供しようとする
ものである。

（ニ）課題を解決するための手段 この発明によれば、Ｚｎ、Ｃｄ及びＡｔの硫化物固溶体
からなる発光材料が提供される。

この発明の発光材料は、立方晶あるいは六方晶の硫化亜
鉛・カドミウム・アルミニウムの固溶体であり、Ｚｎ−
Ｃｄ−Ａｌ　−８あるいは式Ｚ　ｎ　ｒ−＋ｘ−ｙ＋　
Ｃｄ　ｙＡ　ｌ　ｘｓで表記することができる。前記式
Ｚ　ｎ　ｌ−＋ｘ”ＦＩ　Ｃｄ　ＦＡ　Ｉ　Ｉｔｓ固溶
体は、Ｘが増加するに伴い発光波長が短くなり発光強度
が増加する傾向を呈し、ｘｈ’０．００１以上かつ０．
１未満のものが好ましく、０．００１未満では発光強度
が低（なり、０．１以上では発光波長が短くなり所望の
青色〜緑色の発光を呈さなくなるので好ましくない。

また、この固溶体は、前記式のｙが増加するに伴い発光
波長が増加する傾向を呈し、ｙが０．２９９以上かつ０
．５未満のものが好ましく、この範囲外では発光波長が
所望の青色〜緑色光を呈さな（なるので好ましくない。

この発明の発光材料は、例えば原料のＺｎ、Ｃｄ。

Ａｌ、Ｓを用いて真空蒸着法によって基板上に堆積して
膜状にするか又は沈澱法あるいは化学気相堆積法によっ
て粉体状に製造することができる。

前記基板上に耐着した膜状の発光材料は、例えば更にこ
の基板上に常法に従って電極等を形成して発光素子を構
成することができる。

前記粉体状の発光材料は、例えば一対の基板によって挟
持して層形成して発光層を構成することができる。

（ホ）作用 本発明の発光材料は、立方晶（あるいは六方晶）の結晶
構造を有し、ＺｎとＣｄの原子ｇ６（２価）に対し、Ａ
ｌの原子価が３価であることにより、Ａｌ成分量に応じ
た欠陥型の四配位固溶体が形成されることにより、Ａｌ
原子と欠陥格子が近接した格子位置に配されることによ
って発光中心が形成され、即ち実効的にはＡｌにより発
光中心が形成されることになる。より詳しく説明すると
、Ｚｎ−Ｃｄ−Ａｌ　−Ｓ固溶体発光材料中においては
、Ａｔは３価の原子価をとるため、ＺｎとＣｄの原子価
（２価）に対して、過剰原子価として作用し、実効的に
はＺｎとＣｄ原子価を補う。即ち、Ｚｎ−Ｃｄ−Ａｌ−
５材料の形成においては蒸気圧の低いＡｔ原子のために
、より蒸気圧が高く、結合力の小さいＺｎならびにＣｄ
原子の濃度が、Ｚｎ−Ｃｄ−Ａｌ−５固溶体中でＡｌ原
子濃度に応じてその濃度が低下し、Ｚｎ−Ｃｄ−Ａｌ　
−９固溶１体としての電気的中性が保たれる。従ってＡ
ｌ原子はその最近接格子位置にＺｎならびにＣｄ原子の
空位を配することにより、Ｚｎ−Ｃｄ−Ａ　Ｉ−Ｓ固体
が安定化される。従ってＺｎ−Ｃｄ−Ａｌ−５化合物に
おいては、原子価補償のために導入れたＺｎ空格子、Ｃ
ｃｌ洛子を伴って形成される同等のＡｌ格子原子−Ｚｎ
空格子、Ａ１格子原子−Ｃｄ空格子の対として極めて局
在化した中心を形成する。このＡｌ格子原子−Ｚｎ空格
子、Ａｌ格子原子−Ｃｄ空格子から成るＡｌ原子−空格
子対として形成された局在中心は格子半径と同程度に強
く局在するため、基底状態と励起状態間でＺ　ｎ　ｌｉ
Ｘ”ｙｌ　Ｃｄ　ｙの組成ｙ（ｙ≧０．１８９５）に応
じたエネルギー差を形成し、フランク−コントン　シフ
トを考慮しても２．２５ｅＶ〜２．８ｅＹに対応する青
色〜緑色発光材料を生ずることが可能となる。このＺｎ
−Ｃｄ−Ａｌ　−９発光材料においては、発光波長（エ
ネルギー）は上記の組成パラメータ（ｙ）、ＣｄとＺｎ
の比、によっても変化させ得るが発光中心濃度の指標と
なる成分元素Ａｌの割合（ｘ）により変化させることが
できるため、発光波長（エネルギー）は必要に応じてＸ
パラメータあるいはｙパラメーターのいづれによっても
設計できる。しかも、発光中心濃度は固溶体組成程度で
あるため、従来のドナー、アクセプタ一対型発光材料に
比較して極めて高濃度（２折径度以上）となっており、
かつ発光中心は局在型であるので発光中心間の相互作用
による発光効率低下は極めて少なく高輝度の青色〜緑色
発光に好適となる。

（へ）実施例 実施例１ 第１の実施例を第１図、第２図を用いて示す。

第１図は本発明の発光材料を合成するための製造装置の
概略を示しである。第１図においてｌは原料アルミニウ
ム（６Ｎ）の入ったルツボならびに加熱ヒーター、熱電
対、ならびに原料飛出制御用シャッターから成るアルミ
ニウム（Ａｌ）ソース、２は同様に原料亜鉛（６Ｎ）の
入ったルツボならびに加熱ヒーター、熱電対、ならびに
原料飛出制御用シャッターから成る亜鉛（Ｚｎ）ソース
、３は同様にカドミウム（６Ｎ）の入ったルツボならび
に加熱ヒーター、熱電対、ならびに原料飛出制御用シャ
ッターから成るカドミウム（６Ｎ）ソース、４は硫黄（
５Ｎ）の入ったルツボ、加熱ヒーター、熱電対、ならび
に原料飛出制御用シャッターから成る硫黄（Ｓ）ソース
であり、５は基板加熱ホルダー６上に設置された基板、
７は各原料ソースからの原料蒸気のビーム強度測定制御
用イオンゲージ、８は同じくビーム量、堆積速度測定と
制御用の膜厚モニター、９は基板前面の堆積制御用シャ
ッター、１０は真空成長容器である。

このような構成からなる超高真空中に設置された蒸着装
置において、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、カ
ドミウム（Ｃｄ）、並びに硫黄（Ｓ）の原料ソースによ
り各々の加熱部分を独立に加熱し、飛出する原料アルミ
ニウム（Ａ　Ｉ　）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ
）、並びに硫黄（Ｓ）の相対割合を決定し、また基板５
上に堆積する材料組成を定めた。組成、構造はＸ線回折
、電子線回折により測定した。

発光材料膜合成の条件の例としては成長時の雰囲気圧力
１０″＠Ｔｏｒｒ、基板温度２５０℃、各原料蒸発源の
温度をそれぞれアルミニウムルツボ１０５０℃、亜鉛ル
ツボ３５０℃、カドミウムルツボ２５０℃、硫黄ルツボ
５０℃と設定して、アルミニウム蒸気の分子線圧力を１
０°＠Ｔｏｒｒ、亜鉛蒸気の分子線圧力をＩ　Ｘ　１０
−＠Ｔｏｒｒ、カドミウム蒸気の分子線圧力を３　ｘ　
１０−’Ｔｏｒｒ、硫黄蒸気の分子線圧力を５×１０−
”Ｔｏｒｒとして成膜した。上記の条件下では材料の成
膜速度は１　ａｍ／　ｈ　ｒであり、１．ＩＸ　１０　
！０ａｍ−’のＡｌが固溶し、Ａｌの組成は約５ｘｔｏ
−’即ちＺｎ−Ｃｄ−Ａｌ−５の組成（原子パーセント
）はＺｎ：約３４．５０％、Ｃｄ　：　１５．００％、
Ａｌ：Ｏ，Ｓ％、　ｓ　：　ｓｏ、ｏｏ％（ｚ　ｎ　１
−ＩＥ−ＩＦｃ　ｄ　ＦＡ　１　ｘｓ　：ｘ　＝０．０
１．　ｙ　＝０．３０）である。この膜は反射電子線回
折で解析すると立方晶であり、格子定数は約５．４８０
人である。

本実施例の条件下では、亜鉛とカドミウムとアルミニウ
ムの相対割合、即ち組成ｙ、ｘは亜鉛とカドミウムの組
成を定めるｙ値でほぼ定まる。亜鉛１−ｙ、カドミウム
ｙとなる飛出条件に設定しておき、アルミニウムの組成
を飛出条件（蒸気温度）により約８００℃から１１００
℃に設定することによりＸ組成０．０５％から１．０％
までを近似的に調整した。また、Ｘ組成１．０％から１
０％の間においては特に、亜鉛、カドミウム、アルミニ
ウム、の蒸発量を（個々の物質の堆積量）をあらかじめ
測定した上で設定する。このようにして、上記の成膜条
件下で製作した膜Ｚｎｏ、５ｓＣｄｏ、ｓｏＡ　１ｏ、
ｏ＋Ｓは紫外線励起下（Ｈｇランプの３６５１−光励起
下）で４５０ｎｍ（２，７５ｅｌ／）にピークを持つ発
光を示した。

また、同様にして成長時の雰囲気圧力１０−”Ｔｏｒｒ
、基板温度２５０℃、各原料蒸発源の温度をそれぞれア
ルミニウムルツボ１Ｇ２０℃、亜鉛ルツボ３３０℃、カ
ドミウムルツボ２５０℃、硫黄ルツボ５Ｇ℃と設定して
、アルミニウム蒸気の分子線圧力を８Ｘ　１０−”Ｔｏ
ｒｒ、亜鉛蒸気の分子線圧力を８×１０−’Ｔｏｒｒ、
カドミウム蒸気の分子線圧力を３×１０−’Ｔｏｒｒ、
硫黄蒸気の分子線圧力を５ＸｌＯ−”Ｔｏｒｒとして成
膜した。この場合Ｚｎ−Ｃｄ−Ａｌ−８の組成（原子パ
ーセント）はＺｎ：約３２．０Ｑ％、　　Ｃｄ　　：　
１７．５０％、Ａｌ：０．５％、　　Ｓ　　：　５Ｑ、
００％（Ｚ　ｎ　＋−ｘ−ｙＣｄ　ｙＡ　ｌ　ｘＳ　：
　ｘ　＝Ｑ、Ｑｌ、　　ｙ　＝０．３５）である。この
膜の格子定数は約５．５１人である。この製膜条件下で
作製させた膜Ｚｎｏ、ｔａ。Ｃｄｏ、ｓｓ。

Ａ　ｌ　ｏ。、。Ｓは紫外線励起下（Ｈｇランプの３６
５ｎｍ光励起下）で５００ｎｍ　（２，４８ｅＶ）にピ
ークを持つ発光を示す。

また、同様にして雰囲気圧力１０−”Ｔｏｒｒ、基板温
度２５０℃、各原料蒸発源の温度をそれぞれアルミニウ
ムルツボ９５０℃、亜鉛ルツボ３３０℃、カドミウムル
ツボ２５０℃、硫黄ルツボ５０℃と設定して、アルミニ
ウム蒸気の分子線圧力を２　Ｘ　ｌ　Ｏ−’Ｔｏｒｒ。

亜鉛蒸気の分子線圧力を８　Ｘ　、１０−’Ｔｏｒｒ、
カドミウム蒸気の分子線圧力を３　Ｘ　１０−’Ｔｏｒ
ｒ、硫黄蒸気の分子線圧力を５　Ｘ　１０　””Ｔｏｒ
ｒとして成膜する。

Ｚｎ−Ｃｄ−Ａｌ−５膜の組成（原子パーセント）はＺ
ｎ：約３１．００％、　Ｃｄ　：　１ｇ、９０％、Ａ　
ｌ　：　０．１０％、　Ｓ　：　５０．００％（Ｚ　ｎ
　＋−ｘ−ｙＣｄ　ｙＡ　ｌ　ｘＳ　：　ｘ　ＥＯ，０
０２，ｙ　＝０．３７８）である。この膜も反射電子線
回折で解析すると立方晶であり、格子定数は約５．５０
人である。この膜Ｚ　ｎ　ｏ、ｍｔｏｃ　ｄ　０．３？
ｌｌＡ　ｌ　ｏ、ａｏｔｓは紫外線励起下（Ｈｇランプ
の３６５ｎｍ先励起下）で約５５０ｎｍ　（約２．２５
ｅＶ）にピークを持つ発光を示す。第２図には成膜した
Ｚｎ−Ｃｄ−Ａｌ　−Ｓ発光材料の構造を示す。

第２図において２０は基板として使用するＺｎＳ　（立
方晶の）単結晶（１００）面を持つウェーハであり、２
１は発光材料Ｚｎ−Ｃｄ−Ａｌ−８である。上の作製例
で示した範囲では、ＺｎＳとＺｎ−Ｃｄ−Ａｌ−５は格
子定数差がかなり大きいため（約１％〜２％の差であり
）、結晶構造は基板と同じ立方晶ではあるが、歪みの多
い膜が得られた。この組成においては例えばＧａＰ　（
格子定数５．４５人）を基板として用いるとさらに結晶
性の良い単結晶膜となった。また、硫黄組成はカルコゲ
ン成分が一種類であるため、ＣｄとＡｌの未添加の場合
の堆積量の半分（５０％）をＳ量とおいた。その池の元
素の組成については、材料の化学分析、ＥＰＭＡ、Ｓ　
ＩＭＳ等により上記の仕込み組成と比較した。

第３図には、横軸を発光波長、縦軸を発光強度として、
発光スペクトルの組成による違いを示しである。

発光ピーク波長は組成制御により、十分に選択性高く変
えることができた。

第４図に発光のピーク波長（ピークエネルギー）ならび
に発光のピーク強度のＡ１組成依存性を示す、Ａｌの組
成が高い場合には、発光スペクトルは短波長（高エネル
ギー）側へのピークシフトを示す。Ａ１が１％程度では
、Ａｌが０．０１％の場合と比較して約０．４ｅＶ高エ
ネルギー側へピークが移動する。従ってｙ組成による発
光エネルギーの変化（パーセント当りＯ，０ＬｅＶ）よ
りもＸ組成による発光エネルギーの変化が大きく（パー
セント当りＱ、４ｅＶ）Ｘ組成による発光エネルギー（
波長）制御が容易であり、また、Ａｔ量の増加により発
光強度が増大するため、ｙ組成を増大させ、しかもＸ組
成も増加させたＡｔ組成の大きい材料は、高輝度発光材
料としてより好適である。

実施例２ 本発明の第２の実施例を第５図に示す。第２の実施例は
多色の発光材料を形成する例である。第５図において、
３０はハロゲン化学輸送法で作製したＺｎＳ透明単結晶
基板、３１は基板Ｚｎｏ、ｓｔＣｄ　ｏ、５ｗ５Ａ　ｌ
　ｏ、ｏｏｔｓ発光材料層、３２はＺ　ｎ　ｏ、ａｒｏ
ｃ　ｄ　ｏ、５ｓｏＡ　ｌ　ｏ、ｏｓｏｓ発光材料層で
ある。本実施例においては変化した組成成分は実質的に
Ａ１組成だけであり、３１層のＡ１組成は０．１原子％
、３２層のＡ１組成は１．５原子％であり、それぞれ発
光波長（エネルギー）は５５０ｒｖ＋（２，２５ｅＹ）
。

４５０ｎ■（２，７５ｅＶ）である。この２層型発光材
料においては膜厚を同一（０，５μｍ）として、発光波
長がＡ１組成のみにより変化しており、さらに、発光強
度は既に第４図に示したように、Ａ１組成のみにより変
化することから、３２層（Ａｔが１．５原子％）では３
１層（Ａｌが０．１原子％）の強度の１０倍以上となる
ため、視感度を含めて発光輝度がほぼ同程度に設定でき
る。このような、発光波長の設計と波長強度の設計の独
立性は発光材料特にデイスプレィ用発光材料においては
特に重要である。本発明の発光材料を用いる場合、本実
施例に限らず、他の波長の組み合せにおいても、同様に
設計が可能であり、本発明の提供する材料により生じろ
際立った特徴である。この発光材料は透明ＺｎＳ基板上
に形成されており、基板側からも発光層側からも青色に
発光し紫外線、電子線あるいは粒子線などの励起による
発光装置に好適である。また、このような多層膜は、膜
構造と励起方法の工夫により容易に多色発光材料となる
ことは明らかであり、多色発光装置に有用である。

実施例３ 本発明の第３の実施例を第６図に示す。

本実施例は、ガラス基板上に配設された多色発光材料の
別の実施例である。第６図においては４０がガラス基板
、４ＫがＺ　ｎ　ｏ、ａ＊ｃ　ｄ　ｏ、５ｔｓＡ　ｌｏ
、ｏａｒｓ発光材料部分、４２がＺ　ｎ　ｏ、ａｒｏｃ
　ｄ　ｏ、ｓｓ。

Ａ　１　ｏ。、。Ｓ発光材料部分であり発光波長は４１
の部分が５５０ｎｍ、４２の部分が４５０ｎｍである。

青色〜緑色発光の２次元配置多色表示用材料である。本
発光材料層は電子線照射青色〜緑色発光材料として好適
である。

実施例４ 本発明の第４の実施例を第７図に示す。

第７図において、５０はガラス基板、５１は透明導電層
（Ｉｎ−Ｓｎ−０）、５２はＺｎ−Ｃｄ−Ａｌ−５膜で
あり、同様に電子線照射用材料として好適である。

実施例５ 本発明の第５の実施例を第８図に示す。

第８図において、６０はプラスチック基板（塩化ビニル
板、ポリエチレン板、ポリスチレン板。

エポキシ板等）６１は導電性プラスチック、６２はＺｎ
−Ｃｄ−Ａｌ−５である。

実施例６ 本発明の第６の実施例を第９図に示す。

第９図において７０はＳｔ基板、７１はＺｎ−Ｃｄ−Ａ
ｌ−５発光材料層である。第５．第６の実施例はいずれ
ら青色〜緑色発光材料として好適である。

実施例７ 本発明の第７の実施例を第１０図に示す。

第１θ図において、８０はガラス基板、８１は透明導電
膜、８２は粉末分散型Ｚｎ−Ｃｄ−Ａｌ−５発光材料、
８３はガラススペーサーである。

本実施例は分散型ＡＣ駆動青青色縁色発光素子材料とし
て極めて適している。

実施例８ 本発明の第８の実施例を第１１図に示す。

第２図においては、９０はＺｎＳ基板、９１はＺｎＳ：
Ａｔエピタキシャル単結晶層（導電層）。

９２はＺｎ−Ｃｄ−Ａｌ−８発光材料層、９３はＺｎＳ
　：Ａｓピタキシャル単結晶注入層、９４゜９５は電極
でありＺｎ−Ｃｄ−Ａｌ−５発光層９３は接合部に形成
される注入型青色発光素子発光層として好適である。

実施例９ 第９の実施例を第１２図に示す。

第１２図において、１００はガラス基板、！Ｏ１は透明
導電膜、１０４はＺｎ−Ｃｄ−Ａ　ｌ−９発光材料層、
１０３，１０５は絶縁膜、１０２゜１０６は電極である
。この図のような二重絶縁型のＥＬ発売先素子構成おい
てＺｎ−Ｃｄ−Ａｌ−８発光層は極めて高輝度な青色〜
緑色発光を呈する。

実施例１０ 第１０の実施例を第１３図に示す。

第１３図において、１１１はＧａＡｓ基板。

１１２はＺｎ−Ｃｄ−Ａｔ−５発光材料層。

１１０．１１３は電極である。

本実施例に示すように、半導体と集積化された青色〜緑
色光発光素子用材料としても極め適している。

以上の各実施例から明らかなように、本発明によって提
供される発光材料Ｚｎ−Ｃｄ−Ａｌ　−Ｓは、電子線、
光線、電界、電流注入、イオン線（プラズマ）等の種々
の励起下で使用できる青色〜緑色発光材料として実用上
極めて有用であることは明らかである。

（ト）発明の効果 本発明により提供される発光材料は次のような効果を有
する。

（１）発光中心濃度の指標となるＡｌ成分濃度が組成程
度であり従来のドナー・アクセプタ対発光中心の濃度よ
り格段に高く、しかも単一成分であることにより発光特
性を容易に制御できるため、高輝度、高効率の青色〜緑
色発光を生じることが可能となる。

（２）発光波長（発光エネルギー）はＣｄ成分。

Ａ！酸成分両割合によって設計できるが、特にＡ！成分
元素のわずかな変化割合により広い範囲の波長を選べる
ため、発光波長は選択性が極めて高く容易になる。

（３）Ａｌ濃度により発光波長を変化させることができ
ることは、ＺｎとＣｄの相対割合を実質的に変化させな
いで、Ａ１組成だけの変化により異なる発光波長の材料
が形成されるのを可能とするため多色発光材料の成膜が
極めて容易となる。

（４）Ａ　Ｉ濃度が変化することにより発光波長ととも
に発光強度を変化させることができるため、多色発光構
成において各発光の波長をＣｄ並びにＡｔの組成で設定
し、発光強度を、例えば視感度を考慮した上での望まし
い相対強度となるように独立に設計することが可能とな
る。

以上見たように、本発明により提供されるＺｎ−Ｃｄ−
Ａｔ−５第四元固溶体発光材料は極めて高輝度、かつ高
効率で、発光波長、発光強度を設計可能な青色〜緑色光
の発光材料であり、オプトエレクトロニクス用基幹デバ
イスである青色発光素子、青色発光表示装置並びに高輝
度緑色発光を利用する発光表示装置の構成において実用
上極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の発光材料の製造装置の説明図、第２
図は、ＺｎＳ基板上に形成されたＺｎ−Ｃｄ−Ａｌ−５
発光材料を示す図、第３図は、発光材料の発光スペクト
ルを示す図、第４図は、発光材料の発光ピークエネルギ
ー差と発光ピーク強度のＡ１組成依存性を示す図、第５
図は、ＺｎＳ透明多結晶基板上の２色発光Ｚｎ−Ｃｄ−
Ａｌ−８積層材料を示す図、第６図は、ガラス基板上の
２色発光Ｚｎ−Ｃｄ−Ａｌ−５混合層を示す図、第７図
は、ガラス基板上のＺｎ−Ｃｄ−Ａｌ　−９発光層を示
す図、第８図は、プラスチック基板上のＺｎ−Ｃｄ−Ａ
　Ｉ−Ｓ発光層を示す図、第９図は、Ｓｉ基板上のＺｎ
−Ｃｄ−Ａｌ−５発光材料を示す図、第１０図は、ガラ
ス基板上に挟持された粉末Ｚｎ−Ｃｄ−Ａｔ−９発光材
料（分散型ＥＬＬ光材料）を示す図、第１１図は、電流
注入型発光材料としてのＺｎ−Ｃｄ−Ａｌ　−８材料を
示す図、第１２図は、電界印加型発光材料としてのＺｎ
−Ｃｄ−Ａｌ−９材料を示す図、第１３図は、■族−Ｖ
族化合物半導体（Ｇ、ａＡｓ）基板との集積化された発
光材料Ｚｎ−Ｃｄ−Ａｌ　−Ｓを示す図、第１４図〜第
１６図は、従来の発光材料の発光スペクトルを示した図
である。 １・・・・・・アルミニウムソース、 ２・・・・・・亜鉛ソース、３・・・・・・カドミウム
ソース、４・・・・・・硫黄ソース、５・・・・・・基
板、６・・・・・・基板ホル°ダー ・・・・・・原料ビーム強度制御ゲージ、・・・・・・
堆積速度制御モニター ・・・・・・基板シャッター ０・・・・・・真空成長容器、２０・・・・・・ＺｎＳ
基板、１−・＝Ｚｎ−Ｃｄ−Ａ　Ｉ−Ｓ膜、 ０・・・・・・ＺｎＳ透明多結晶基板、１−−Ｚｎ−Ｃ
ｄ−Ａｌ−Ｓ膜（１）、２−Ｚｎ−Ｃｄ−Ａｔ−５膜（
２）、 ０・・・・・・ガラス基板、 １−−Ｚｎ−Ｃｄ−Ａ　Ｉ−Ｓ層（１）、２−Ｚｎ−Ｃ
ｄ−Ａｌ−Ｓ層（２）、 ３・・・・・・Ａｌ薄膜、５０・・・・・・ガラス基板
、ト・・・・・透明導電膜、 ２−−−４ｎ−Ｃｄ−Ａｌ−８膜、 Ｏ・・・・・・プラスチック基板、 １・・・・・・導電性プラスチック層、２・・・・・Ｚ
ｎ−Ｃｄ−Ａ　ｌ−Ｓ膜、０・・・・・・Ｓｉ基板、 １−＝Ｚｎ−Ｃｄ−Ａｔ−Ｓ膜、 Ｏ・・・・・・ガラス基板、８１・・・・・・透明導電
膜、８２　・−−−−−粉末Ｚｎ−Ｃｄ−Ａｌ−５分散
層、８３・・・・・・スペーサー、９０・・・・・・Ｚ
ｎＳ基板、９１・・・・・・ＺｎＳ：Ａｌエピタキシャ
ル単結晶導電層、 ９２−−Ｚｎ−Ｃｄ−Ａｌ−Ｓ発光層、９３・・・・・
・ＺｎＳ　：Ａｓエピタキシャル電流注入層、 ９４・・・・・・電極、９５・・・・・・電極、１００
・・・・・・ガラス基板、１０１・・・・・・透明導電
膜、１０２・・・・・・電極、１０３・・・・・・絶縁
膜、１０４−Ｚｎ−Ｃｄ−Ａｌ−Ｓ発光層、１０５・・
・・・・絶縁膜、１０６・・・・・・電極、１１０・・
・・・・電極、２１・・・・・・ＧａＡｓ基板、１１２
−−Ｚｎ−Ｃｄ−Ａｌ−Ｓ層、 １１３・・・・・・電極。 第 図 第 図 第 図 アノＶミニウム組煎（ＸＡｌ　） 第 図 第 図 笥 閃 第 図 胃 図 Ｗ！１０図 笥 図 第１４ 図 第 図 梁長（ｎｍ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｚｎ、Ｃｄ及びＡｌの硫化物固溶体からなる発光材
   料。 ２、Ｚｎ、Ｃｄ及びＡｌの硫化物固溶体が Ｚｎ＿１＿−＿（＿ｘ＿＋＿ｙ＿）Ｃｄ＿ｙＡｌ＿ｘＳ
   （ただし０．００１≦ｘ＜０．１でかつ０．２９９≦ｙ
   ≦０．５）で表される化合物からなる請求項１の発光材
   料。