JPH07263147A - 薄膜発光素子 - Google Patents
薄膜発光素子Info
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- JPH07263147A JPH07263147A JP6052392A JP5239294A JPH07263147A JP H07263147 A JPH07263147 A JP H07263147A JP 6052392 A JP6052392 A JP 6052392A JP 5239294 A JP5239294 A JP 5239294A JP H07263147 A JPH07263147 A JP H07263147A
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- H05B33/00—Electroluminescent light sources
- H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
- H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
Abstract
(57)【要約】
【目的】色純度の良好な白色発光を示す薄膜発光素子を
得る。 【構成】硫化亜鉛発光層１４に青色発光層１７を重ね
る。青色発光層としては例えば硫化二酸化イットリウム
Y2O2S に発光中心であるツリウムTmをドープしたものが
用いられる。
得る。 【構成】硫化亜鉛発光層１４に青色発光層１７を重ね
る。青色発光層としては例えば硫化二酸化イットリウム
Y2O2S に発光中心であるツリウムTmをドープしたものが
用いられる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は白色発光性の良好な薄
膜発光素子に係り、特に薄膜発光素子の青色発光層に用
いられる青色発光物質に関する。
膜発光素子に係り、特に薄膜発光素子の青色発光層に用
いられる青色発光物質に関する。
【０００２】
【従来の技術】Mnを発光中心とする蛍光体である発光層
の両面を絶縁層を介して透明電極ITOと背面電極で挟ん
だ二重絶縁型の薄膜エレクトロルミネセントディスプレ
イ（以下薄膜発光素子と称する）は、高輝度発光，高解
像度，大容量表示化が可能であることから、薄型表示用
のディスプレイパネルとして注目されている。
の両面を絶縁層を介して透明電極ITOと背面電極で挟ん
だ二重絶縁型の薄膜エレクトロルミネセントディスプレ
イ（以下薄膜発光素子と称する）は、高輝度発光，高解
像度，大容量表示化が可能であることから、薄型表示用
のディスプレイパネルとして注目されている。
【０００３】図６は従来の二重絶縁型の薄膜発光素子を
示す断面図である。薄膜発光素子はガラス基板１１と、
透明電極１２と、アルミナAl2O3 ，シリカSiO2または窒
化シリコンSi3N4 等からなる第一の絶縁層１３Ａと、硫
化亜鉛発光層１４と、硫化ストロンチウム発光層１５
と、第一の絶縁層と同様の材料からなる第二の絶縁層１
３Ｂと、Alからなり透明電極１２と平行且つ直交するよ
うに配列された背面電極１６から薄膜発光素子が構成さ
れる。これらの各層の厚さは２０ないし１０００nmに設
定される。透明電極１２、第一の絶縁層１３Ａ、第二の
絶縁層１３Ｂは一般にスパッタ法で作製され、硫化亜鉛
発光層１４ないし硫化ストロンチウム発光層１５はスパ
ッタ法ないし電子ビーム蒸着法で作製される。
示す断面図である。薄膜発光素子はガラス基板１１と、
透明電極１２と、アルミナAl2O3 ，シリカSiO2または窒
化シリコンSi3N4 等からなる第一の絶縁層１３Ａと、硫
化亜鉛発光層１４と、硫化ストロンチウム発光層１５
と、第一の絶縁層と同様の材料からなる第二の絶縁層１
３Ｂと、Alからなり透明電極１２と平行且つ直交するよ
うに配列された背面電極１６から薄膜発光素子が構成さ
れる。これらの各層の厚さは２０ないし１０００nmに設
定される。透明電極１２、第一の絶縁層１３Ａ、第二の
絶縁層１３Ｂは一般にスパッタ法で作製され、硫化亜鉛
発光層１４ないし硫化ストロンチウム発光層１５はスパ
ッタ法ないし電子ビーム蒸着法で作製される。
【０００４】この様な薄膜発光素子の硫化亜鉛発光層１
４は硫化亜鉛ZnS 膜を母材として、その中に発光中心と
して少量のMnやTbOFを添加した材料で構成される。硫化
ストロンチウム発光層１５は硫化ストロンチウム中にセ
リウム Ce がドープされる。各発光層中の発光中心は最
適濃度( 例えば硫化亜鉛ZnS に対してはマンガンMnを0.
4 〜0.6wt % ，硫化ストロンチウムSrS に対してはセリ
ウム Ce を０．３モル％）に維持して成膜され、次いで
所定の温度で熱処理して発光層の結晶性の改善を行うと
ともに発光中心の分散性を高めている。
４は硫化亜鉛ZnS 膜を母材として、その中に発光中心と
して少量のMnやTbOFを添加した材料で構成される。硫化
ストロンチウム発光層１５は硫化ストロンチウム中にセ
リウム Ce がドープされる。各発光層中の発光中心は最
適濃度( 例えば硫化亜鉛ZnS に対してはマンガンMnを0.
4 〜0.6wt % ，硫化ストロンチウムSrS に対してはセリ
ウム Ce を０．３モル％）に維持して成膜され、次いで
所定の温度で熱処理して発光層の結晶性の改善を行うと
ともに発光中心の分散性を高めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図７は従来の薄膜発光
素子の硫化亜鉛発光層と硫化ストロンチウム発光層につ
き発光強度の波長依存性を示す線図である。硫化亜鉛発
光層は硫化亜鉛中にマンガンをドープしたもの（ ZnS:M
n ）であり、硫化ストロンチウム発光層は硫化ストロン
チウムにセリウム Ce をドープしたもの（SrS:Ce）であ
る。
素子の硫化亜鉛発光層と硫化ストロンチウム発光層につ
き発光強度の波長依存性を示す線図である。硫化亜鉛発
光層は硫化亜鉛中にマンガンをドープしたもの（ ZnS:M
n ）であり、硫化ストロンチウム発光層は硫化ストロン
チウムにセリウム Ce をドープしたもの（SrS:Ce）であ
る。
【０００６】硫化亜鉛発光層からは赤と緑の発光スペク
トルが得られる。硫化ストロンチウム発光層は青色発光
層であるが発光スペクトルは青色の成分が少ないことが
わかる。このために薄膜発光素子の発光色は全体として
黄色味を帯びた白色となりカソードレイチューブＣＲＴ
のような白色が得られない。この発明は上述の点に鑑み
てなされその目的は青色発光層に新規な青色発光物質を
用いて青色の発光成分を増やすことにより色純度の良好
な白色発光を示す薄膜発光素子を提供することにある。
トルが得られる。硫化ストロンチウム発光層は青色発光
層であるが発光スペクトルは青色の成分が少ないことが
わかる。このために薄膜発光素子の発光色は全体として
黄色味を帯びた白色となりカソードレイチューブＣＲＴ
のような白色が得られない。この発明は上述の点に鑑み
てなされその目的は青色発光層に新規な青色発光物質を
用いて青色の発光成分を増やすことにより色純度の良好
な白色発光を示す薄膜発光素子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的は第一の発明
によれは、無機薄膜発光素子であって、（１）ガラス基
板と、（２）透明電極と、（３）第一の絶縁層と、
（４）硫化亜鉛発光層と、（５）青色発光層と、（６）
第二の絶縁層と、（７）背面電極とを包含し、透明電
極、第一の絶縁層、硫化亜鉛発光層、青色発光層、第二
の絶縁層、背面電極はガラス基板上に順次積層されてな
り、ガラス基板は素子の支持体であり、硫化亜鉛発光層
は硫化亜鉛に発光中心がドープされたものであり、青色
発光層は硫化二酸化イットリウムY2O2S に発光中心であ
るツリウムTmをドープしてなり、透明電極と背面電極の
間には電圧が印加され、硫化亜鉛発光層と青色発光層は
第一の絶縁層との界面および第二の絶縁層との界面から
伝播する電子により励起して発光し、第一の絶縁層と第
二の絶縁層は、無機質の絶縁物質からなるとすることに
より達成される。
によれは、無機薄膜発光素子であって、（１）ガラス基
板と、（２）透明電極と、（３）第一の絶縁層と、
（４）硫化亜鉛発光層と、（５）青色発光層と、（６）
第二の絶縁層と、（７）背面電極とを包含し、透明電
極、第一の絶縁層、硫化亜鉛発光層、青色発光層、第二
の絶縁層、背面電極はガラス基板上に順次積層されてな
り、ガラス基板は素子の支持体であり、硫化亜鉛発光層
は硫化亜鉛に発光中心がドープされたものであり、青色
発光層は硫化二酸化イットリウムY2O2S に発光中心であ
るツリウムTmをドープしてなり、透明電極と背面電極の
間には電圧が印加され、硫化亜鉛発光層と青色発光層は
第一の絶縁層との界面および第二の絶縁層との界面から
伝播する電子により励起して発光し、第一の絶縁層と第
二の絶縁層は、無機質の絶縁物質からなるとすることに
より達成される。
【０００８】上述の目的は第二の発明によれば無機薄膜
発光素子であって、（１）ガラス基板と、（２）透明電
極と、（３）第一の絶縁層と、（４）硫化亜鉛発光層
と、（５）青色発光層と、（６）第二の絶縁層と、
（７）背面電極とを包含し、透明電極、第一の絶縁層、
硫化亜鉛発光層、青色発光層、第二の絶縁層、背面電極
はガラス基板上に順次積層されてなり、ガラス基板は素
子の支持体であり、硫化亜鉛発光層は硫化亜鉛に発光中
心がドープされたものであり、青色発光層は硫化二酸化
ランタンLa2O2Sに発光中心であるツリウムTmをドープし
てなり、透明電極と背面電極の間には電圧が印加され、
硫化亜鉛発光層と青色発光層は第一の絶縁層との界面お
よび第二の絶縁層との界面から伝播する電子により励起
して発光し、第一の絶縁層と第二の絶縁層は、無機質の
絶縁物質からなるとすることにより達成される。
発光素子であって、（１）ガラス基板と、（２）透明電
極と、（３）第一の絶縁層と、（４）硫化亜鉛発光層
と、（５）青色発光層と、（６）第二の絶縁層と、
（７）背面電極とを包含し、透明電極、第一の絶縁層、
硫化亜鉛発光層、青色発光層、第二の絶縁層、背面電極
はガラス基板上に順次積層されてなり、ガラス基板は素
子の支持体であり、硫化亜鉛発光層は硫化亜鉛に発光中
心がドープされたものであり、青色発光層は硫化二酸化
ランタンLa2O2Sに発光中心であるツリウムTmをドープし
てなり、透明電極と背面電極の間には電圧が印加され、
硫化亜鉛発光層と青色発光層は第一の絶縁層との界面お
よび第二の絶縁層との界面から伝播する電子により励起
して発光し、第一の絶縁層と第二の絶縁層は、無機質の
絶縁物質からなるとすることにより達成される。
【０００９】第三の目的はこの発明によれば無機薄膜発
光素子であって、（１）ガラス基板と、（２）透明電極
と、（３）第一の絶縁層と、（４）硫化亜鉛発光層と、
（５）青色発光層と、（６）第二の絶縁層と、（７）背
面電極とを包含し、透明電極、第一の絶縁層、硫化亜鉛
発光層、青色発光層、第二の絶縁層、背面電極はガラス
基板上に順次積層されてなり、ガラス基板は素子の支持
体であり、硫化亜鉛発光層は硫化亜鉛に発光中心がドー
プされたものであり、青色発光層はオルトケイ酸亜鉛Zn
2SiO4 に発光中心であるチタンTiをドープしてなり、透
明電極と背面電極の間には電圧が印加され、硫化亜鉛発
光層と青色発光層は第一の絶縁層との界面および第二の
絶縁層との界面から伝播する電子により励起して発光
し、第一の絶縁層と第二の絶縁層は、無機質の絶縁物質
からなるとすることにより達成される。
光素子であって、（１）ガラス基板と、（２）透明電極
と、（３）第一の絶縁層と、（４）硫化亜鉛発光層と、
（５）青色発光層と、（６）第二の絶縁層と、（７）背
面電極とを包含し、透明電極、第一の絶縁層、硫化亜鉛
発光層、青色発光層、第二の絶縁層、背面電極はガラス
基板上に順次積層されてなり、ガラス基板は素子の支持
体であり、硫化亜鉛発光層は硫化亜鉛に発光中心がドー
プされたものであり、青色発光層はオルトケイ酸亜鉛Zn
2SiO4 に発光中心であるチタンTiをドープしてなり、透
明電極と背面電極の間には電圧が印加され、硫化亜鉛発
光層と青色発光層は第一の絶縁層との界面および第二の
絶縁層との界面から伝播する電子により励起して発光
し、第一の絶縁層と第二の絶縁層は、無機質の絶縁物質
からなるとすることにより達成される。
【００１０】第四の発明によれば無機薄膜発光素子であ
って、（１）ガラス基板と、（２）透明電極と、（３）
第一の絶縁層と、（４）硫化亜鉛発光層と、（５）青色
発光層と、（６）第二の絶縁層と、（７）背面電極とを
包含し、透明電極、第一の絶縁層、硫化亜鉛発光層、青
色発光層、第二の絶縁層、背面電極はガラス基板上に順
次積層されてなり、ガラス基板は素子の支持体であり、
硫化亜鉛発光層は硫化亜鉛に発光中心がドープされたも
のであり、青色発光層はオルトケイ酸亜鉛Zn2SiO4 に発
光中心であるツリウム Tm をドープしてなり、透明電極
と背面電極の間には電圧が印加され、硫化亜鉛発光層と
青色発光層は第一の絶縁層との界面および第二の絶縁層
との界面から伝播する電子により励起して発光し、第一
の絶縁層と第二の絶縁層は、無機質の絶縁物質からなる
とすることにより達成される。
って、（１）ガラス基板と、（２）透明電極と、（３）
第一の絶縁層と、（４）硫化亜鉛発光層と、（５）青色
発光層と、（６）第二の絶縁層と、（７）背面電極とを
包含し、透明電極、第一の絶縁層、硫化亜鉛発光層、青
色発光層、第二の絶縁層、背面電極はガラス基板上に順
次積層されてなり、ガラス基板は素子の支持体であり、
硫化亜鉛発光層は硫化亜鉛に発光中心がドープされたも
のであり、青色発光層はオルトケイ酸亜鉛Zn2SiO4 に発
光中心であるツリウム Tm をドープしてなり、透明電極
と背面電極の間には電圧が印加され、硫化亜鉛発光層と
青色発光層は第一の絶縁層との界面および第二の絶縁層
との界面から伝播する電子により励起して発光し、第一
の絶縁層と第二の絶縁層は、無機質の絶縁物質からなる
とすることにより達成される。
【００１１】第五の発明によれば無機薄膜発光素子であ
って、（１）ガラス基板と、（２）透明電極と、（３）
第一の絶縁層と、（４）硫化亜鉛発光層と、（５）青色
発光層と、（６）第二の絶縁層と、（７）背面電極とを
包含し、透明電極、第一の絶縁層、硫化亜鉛発光層、青
色発光層、第二の絶縁層、背面電極はガラス基板上に順
次積層されてなり、ガラス基板は素子の支持体であり、
硫化亜鉛発光層は硫化亜鉛に発光中心がドープされたも
のであり、青色発光層はオルトケイ酸亜鉛Zn2SiO4 に発
光中心であるセリウム Ce をドープしてなり、透明電極
と背面電極の間には電圧が印加され、硫化亜鉛発光層と
青色発光層は第一の絶縁層との界面および第二の絶縁層
との界面から伝播する電子により励起して発光し、第一
の絶縁層と第二の絶縁層は、無機質の絶縁物質からなる
とすることにより達成される。
って、（１）ガラス基板と、（２）透明電極と、（３）
第一の絶縁層と、（４）硫化亜鉛発光層と、（５）青色
発光層と、（６）第二の絶縁層と、（７）背面電極とを
包含し、透明電極、第一の絶縁層、硫化亜鉛発光層、青
色発光層、第二の絶縁層、背面電極はガラス基板上に順
次積層されてなり、ガラス基板は素子の支持体であり、
硫化亜鉛発光層は硫化亜鉛に発光中心がドープされたも
のであり、青色発光層はオルトケイ酸亜鉛Zn2SiO4 に発
光中心であるセリウム Ce をドープしてなり、透明電極
と背面電極の間には電圧が印加され、硫化亜鉛発光層と
青色発光層は第一の絶縁層との界面および第二の絶縁層
との界面から伝播する電子により励起して発光し、第一
の絶縁層と第二の絶縁層は、無機質の絶縁物質からなる
とすることにより達成される。
【００１２】第六の発明によれば無機薄膜発光素子であ
って、（１）ガラス基板と、（２）透明電極と、（３）
第一の絶縁層と、（４）硫化亜鉛発光層と、（５）青色
発光層と、（６）第二の絶縁層と、（７）背面電極とを
包含し、透明電極、第一の絶縁層、硫化亜鉛発光層、青
色発光層、第二の絶縁層、背面電極はガラス基板上に順
次積層されてなり、ガラス基板は素子の支持体であり、
硫化亜鉛発光層は硫化亜鉛に発光中心がドープされたも
のであり、青色発光層は五酸化シリコン二イットリウム
Y2SiO5に発光中心であるセリウム Ce をドープしてな
り、透明電極と背面電極の間には電圧が印加され、硫化
亜鉛発光層と青色発光層は第一の絶縁層との界面および
第二の絶縁層との界面から伝播する電子により励起して
発光し、第一の絶縁層と第二の絶縁層は、無機質の絶縁
物質からなるとすることにより達成される。
って、（１）ガラス基板と、（２）透明電極と、（３）
第一の絶縁層と、（４）硫化亜鉛発光層と、（５）青色
発光層と、（６）第二の絶縁層と、（７）背面電極とを
包含し、透明電極、第一の絶縁層、硫化亜鉛発光層、青
色発光層、第二の絶縁層、背面電極はガラス基板上に順
次積層されてなり、ガラス基板は素子の支持体であり、
硫化亜鉛発光層は硫化亜鉛に発光中心がドープされたも
のであり、青色発光層は五酸化シリコン二イットリウム
Y2SiO5に発光中心であるセリウム Ce をドープしてな
り、透明電極と背面電極の間には電圧が印加され、硫化
亜鉛発光層と青色発光層は第一の絶縁層との界面および
第二の絶縁層との界面から伝播する電子により励起して
発光し、第一の絶縁層と第二の絶縁層は、無機質の絶縁
物質からなるとすることにより達成される。
【００１３】硫化亜鉛発光層のドーパントとしては各種
の希土類元素（Nd,Sm,Eu,Dy,Er,Ho,Yb,Pr ）が用いられ
る。
の希土類元素（Nd,Sm,Eu,Dy,Er,Ho,Yb,Pr ）が用いられ
る。
【００１４】
【作用】青色発光層に用いる硫化二酸化イットリウムY2
O2S に発光中心であるツリウムTmをドープしたもの（Y2
O2S: Tm ），硫化二酸化ランタンLa2O2Sに発光中心であ
るツリウムTmをドープしたもの（2La2O3・La2S3:Tm），
オルトケイ酸亜鉛Zn2SiO 4 に発光中心であるチタンTiを
ドープしたもの（Zn2SiO4:Ti），オルトケイ酸亜鉛Zn2S
iO4 に発光中心であるツリウム Tm をドープしたもの
（Zn2SiO4:Tm），オルトケイ酸亜鉛Zn2SiO4 に発光中心
であるセリウム Ce をドープしたもの（Zn2SiO4:Ce）,
五酸化シリコン二イットリウムY2SiO5に発光中心である
セリウム Ceをドープしたもの（Y2SiO5:Ce ) は青色発
光成分に富む。
O2S に発光中心であるツリウムTmをドープしたもの（Y2
O2S: Tm ），硫化二酸化ランタンLa2O2Sに発光中心であ
るツリウムTmをドープしたもの（2La2O3・La2S3:Tm），
オルトケイ酸亜鉛Zn2SiO 4 に発光中心であるチタンTiを
ドープしたもの（Zn2SiO4:Ti），オルトケイ酸亜鉛Zn2S
iO4 に発光中心であるツリウム Tm をドープしたもの
（Zn2SiO4:Tm），オルトケイ酸亜鉛Zn2SiO4 に発光中心
であるセリウム Ce をドープしたもの（Zn2SiO4:Ce）,
五酸化シリコン二イットリウムY2SiO5に発光中心である
セリウム Ceをドープしたもの（Y2SiO5:Ce ) は青色発
光成分に富む。
【００１５】
【実施例】次にこの発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１はこの発明の実施例に係る薄膜発光素子を示
す断面図である。図６に示す従来の薄膜発光素子と同一
の部分は同一の符号を用いている。従来の硫化ストロン
チウム発光層１５が青色発光層１７に替わっている。
する。図１はこの発明の実施例に係る薄膜発光素子を示
す断面図である。図６に示す従来の薄膜発光素子と同一
の部分は同一の符号を用いている。従来の硫化ストロン
チウム発光層１５が青色発光層１７に替わっている。
【００１６】このような薄膜発光素子は以下のようにし
て調製される。透明電極ITO はＤＣスパッタリングによ
り成膜した。透明電極ITO は酸化インジウムと酸化スズ
の重量比が９：１のターゲットを用いた。アルゴンと酸
素の混合ガスを用い、成膜圧力５ｍＴｏｒｒ，電力４０
０Ｗ，厚さ１７０ｎｍの条件で成膜した。
て調製される。透明電極ITO はＤＣスパッタリングによ
り成膜した。透明電極ITO は酸化インジウムと酸化スズ
の重量比が９：１のターゲットを用いた。アルゴンと酸
素の混合ガスを用い、成膜圧力５ｍＴｏｒｒ，電力４０
０Ｗ，厚さ１７０ｎｍの条件で成膜した。
【００１７】第一と第二の絶縁層である酸化タンタルTa
2O5 はTa金属をターゲットとし、アルゴンと酸素の混合
ガスを用い、ラジオ周波数ＲＦ１．５ｋＷ，成膜圧力５
ｍＴｏｒｒで４００ｎｍの厚さに成膜した。背面電極は
Alペレットを用い、エレクトロンビーム蒸着法により電
圧１０ｋＶ，成膜温度２００℃，成膜速度１０Å／ｓで
４００ｎｍ厚さに成膜した。
2O5 はTa金属をターゲットとし、アルゴンと酸素の混合
ガスを用い、ラジオ周波数ＲＦ１．５ｋＷ，成膜圧力５
ｍＴｏｒｒで４００ｎｍの厚さに成膜した。背面電極は
Alペレットを用い、エレクトロンビーム蒸着法により電
圧１０ｋＶ，成膜温度２００℃，成膜速度１０Å／ｓで
４００ｎｍ厚さに成膜した。
【００１８】硫化亜鉛発光層はMn濃度０．５重量％の焼
結ペレットを用い、電圧１０ｋＶ，成膜温度２５０℃，
成膜速度５Å／ｓで６００ｎｍ厚さに成膜した。青色発
光層の成膜条件は硫化亜鉛発光層と同様である。膜厚は
６００ｎｍと３００ｎｍの２種類である。ペレットは次
の粉末材料を１８０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で固めたものを
使用した。
結ペレットを用い、電圧１０ｋＶ，成膜温度２５０℃，
成膜速度５Å／ｓで６００ｎｍ厚さに成膜した。青色発
光層の成膜条件は硫化亜鉛発光層と同様である。膜厚は
６００ｎｍと３００ｎｍの２種類である。ペレットは次
の粉末材料を１８０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で固めたものを
使用した。
【００１９】 Y2O2S: Tm ツリウムTm濃度０．４モル％ La2O2S:Tm ツリウムTm濃度０．６モル％ Zn2SiO4:Ti チタンTi濃度０．５モル％ Zn2SiO4:Tm ツリウムTm濃度０．７モル％ Zn2SiO4:Ce セリウム Ce 濃度０．２モル％ Y2SiO5:Ce セリウム Ce 濃度０．２モル％ 図３はこの発明の実施例に係る青色発光層につき青色発
光輝度のドーパント濃度依存性を示す線図である。
光輝度のドーパント濃度依存性を示す線図である。
【００２０】特性線（イ），（ロ），（ハ），（ニ），
（ホ），（ヘ）はそれぞれY2O2S: Tm ，La2O2S:Tm ，Zn
2SiO4:Ti，Zn2SiO4:Tm，Zn2SiO4:Ce，Y2SiO5:Ce に対応
している。青色発光層の成膜に際し、用いたペレット中
の各ドーパントの濃度は青色発光輝度が最大になる点に
選定されている。
（ホ），（ヘ）はそれぞれY2O2S: Tm ，La2O2S:Tm ，Zn
2SiO4:Ti，Zn2SiO4:Tm，Zn2SiO4:Ce，Y2SiO5:Ce に対応
している。青色発光層の成膜に際し、用いたペレット中
の各ドーパントの濃度は青色発光輝度が最大になる点に
選定されている。
【００２１】図５は青色発光層としてLa2O2S:Tm を用い
た第一の発明の実施例に係る薄膜発光素子の発光スペク
トルを示す線図である。硫化亜鉛発光層 ZnS:Mn は赤と
緑の成分を含んでいる。青色発光層からのスペクトルは
４７５ｎｍにピークを有する他４５０ｎｍにもピークを
有して青の成分が多くなっている。 比較例 比較のために青色発光層を用いず発光層に ZnS:Mn ／Sr
S:Ce／ ZnS:Mn の三層構造の薄膜発光素子を作成した。
た第一の発明の実施例に係る薄膜発光素子の発光スペク
トルを示す線図である。硫化亜鉛発光層 ZnS:Mn は赤と
緑の成分を含んでいる。青色発光層からのスペクトルは
４７５ｎｍにピークを有する他４５０ｎｍにもピークを
有して青の成分が多くなっている。 比較例 比較のために青色発光層を用いず発光層に ZnS:Mn ／Sr
S:Ce／ ZnS:Mn の三層構造の薄膜発光素子を作成した。
【００２２】図２は第一ないし第六の発明の実施例に係
る薄膜発光素子につき得られた発光スペクトルの色度座
標を比較例に係る薄膜発光素子、ＣＲＴの発光スペクト
ルの色度座標とともに示す線図である。色度座標中１な
いし１４のナンバは薄膜発光素子に用いられた青色発光
層の材料と膜厚を示している。
る薄膜発光素子につき得られた発光スペクトルの色度座
標を比較例に係る薄膜発光素子、ＣＲＴの発光スペクト
ルの色度座標とともに示す線図である。色度座標中１な
いし１４のナンバは薄膜発光素子に用いられた青色発光
層の材料と膜厚を示している。
【００２３】 １ ＣＲＴ ２ ZnS:Mn ／Y2O2S: Tm （６００ｎｍ） ３ ZnS:Mn ／La2O2S:Tm （６００ｎｍ） ４ ZnS:Mn ／Zn2SiO4:Ti（６００ｎｍ） ５ ZnS:Mn ／Zn2SiO4:Tm（６００ｎｍ） ６ ZnS:Mn ／Zn2SiO4:Ce（６００ｎｍ） ７ ZnS:Mn ／Y2SiO5:Ce （６００ｎｍ） ８ ZnS:Mn ／Y2O2S: Tm （３００ｎｍ） ９ ZnS:Mn ／La2O2S:Tm （３００ｎｍ） １０ ZnS:Mn ／Zn2SiO4:Ti（３００ｎｍ） １１ ZnS:Mn ／Zn2SiO4:Tm（３００ｎｍ） １２ ZnS:Mn ／Zn2SiO4:Ce（３００ｎｍ） １３ ZnS:Mn ／Y2SiO5:Ce （３００ｎｍ） １４ ZnS:Mn ／SrS:Ce／ ZnS:Mn （比較例） ＣＲＴの色度座標が最良の色純度である。青色発光層の
膜厚が大きい方が色純度が良好であるのは青色発光層の
膜厚の大きい方が青色発光輝度が高いためである。第一
ないし第六の発明の薄膜発光素子は色純度が従来の薄膜
発光素子よりもＣＲＴの色純度に近いことがわかる。
膜厚が大きい方が色純度が良好であるのは青色発光層の
膜厚の大きい方が青色発光輝度が高いためである。第一
ないし第六の発明の薄膜発光素子は色純度が従来の薄膜
発光素子よりもＣＲＴの色純度に近いことがわかる。
【００２４】上述の例では発光層は硫化亜鉛発光層と青
色発光層の二層としているがこれに限定されるものでは
なく、 ZnS:Mn ／青色発光層／ ZnS:Mn のような三層あ
るいは ZnS:Mn ／Zn2SiO4:Ce／ ZnS:Mn ／Zn2SiO4:Ceの
ような四層としても白色の薄膜発光素子が得られる。図
４はこの発明の実施例に係る三層の薄膜発光素子（チ）
または四層の薄膜発光素子（リ）につき発光輝度の印加
電圧依存性を二層の薄膜発光素子（ト）の特性と対比し
て示す線図である。
色発光層の二層としているがこれに限定されるものでは
なく、 ZnS:Mn ／青色発光層／ ZnS:Mn のような三層あ
るいは ZnS:Mn ／Zn2SiO4:Ce／ ZnS:Mn ／Zn2SiO4:Ceの
ような四層としても白色の薄膜発光素子が得られる。図
４はこの発明の実施例に係る三層の薄膜発光素子（チ）
または四層の薄膜発光素子（リ）につき発光輝度の印加
電圧依存性を二層の薄膜発光素子（ト）の特性と対比し
て示す線図である。
【００２５】二層の薄膜発光素子（ト）は ZnS:Mn （６
００ｎｍ）／Zn2SiO4:Ce（６００ｎｍ）の層構成、三層
の薄膜発光素子（チ）は ZnS:Mn （３００ｎｍ）／Zn2S
iO4:Ce（６００ｎｍ）／ ZnS:Mn （３００ｎｍ）の層構
成、四層の薄膜発光素子（リ）は ZnS:Mn （３００ｎ
ｍ）／Zn2SiO4:Ce（３００ｎｍ）／ ZnS:Mn （３００ｎ
ｍ）／Zn2SiO4:Ce（３００ｎｍ）の層構成である。層の
数を増やすことで発光輝度が向上することが確認され
た。
００ｎｍ）／Zn2SiO4:Ce（６００ｎｍ）の層構成、三層
の薄膜発光素子（チ）は ZnS:Mn （３００ｎｍ）／Zn2S
iO4:Ce（６００ｎｍ）／ ZnS:Mn （３００ｎｍ）の層構
成、四層の薄膜発光素子（リ）は ZnS:Mn （３００ｎ
ｍ）／Zn2SiO4:Ce（３００ｎｍ）／ ZnS:Mn （３００ｎ
ｍ）／Zn2SiO4:Ce（３００ｎｍ）の層構成である。層の
数を増やすことで発光輝度が向上することが確認され
た。
【００２６】
【発明の効果】この発明によれば青色発光層として硫化
二酸化イットリウムY2O2S に発光中心であるツリウムTm
をドープしたもの、硫化二酸化ランタンLa2O2Sに発光中
心であるツリウムTmをドープしたもの、オルトケイ酸亜
鉛Zn2SiO4 に発光中心であるチタンTiをドープしたも
の、オルトケイ酸亜鉛Zn2SiO4 に発光中心であるツリウ
ムTm をドープしたもの、オルトケイ酸亜鉛Zn2SiO4 に
発光中心であるセリウム Ce をドープしたもの、五酸化
シリコン二イットリウムY2SiO5に発光中心であるセリウ
ム Ce をドープしたものを用いるので、青色発光層の青
の発光成分が従来の硫化ストロンチウム発光層を用いる
ものより大きくなり、その結果白色発光の色純度が向上
してＣＲＴの白色発光に近い発光色を持った薄膜発光素
子が得られる。
二酸化イットリウムY2O2S に発光中心であるツリウムTm
をドープしたもの、硫化二酸化ランタンLa2O2Sに発光中
心であるツリウムTmをドープしたもの、オルトケイ酸亜
鉛Zn2SiO4 に発光中心であるチタンTiをドープしたも
の、オルトケイ酸亜鉛Zn2SiO4 に発光中心であるツリウ
ムTm をドープしたもの、オルトケイ酸亜鉛Zn2SiO4 に
発光中心であるセリウム Ce をドープしたもの、五酸化
シリコン二イットリウムY2SiO5に発光中心であるセリウ
ム Ce をドープしたものを用いるので、青色発光層の青
の発光成分が従来の硫化ストロンチウム発光層を用いる
ものより大きくなり、その結果白色発光の色純度が向上
してＣＲＴの白色発光に近い発光色を持った薄膜発光素
子が得られる。
【図１】この発明の実施例に係る薄膜発光素子を示す断
面図
面図
【図２】第一ないし第六の発明の実施例に係る薄膜発光
素子につき得られた発光スペクトルの色度座標を比較例
に係る薄膜発光素子、ＣＲＴの発光スペクトルの色度座
標とともに示す線図
素子につき得られた発光スペクトルの色度座標を比較例
に係る薄膜発光素子、ＣＲＴの発光スペクトルの色度座
標とともに示す線図
【図３】この発明の実施例に係る青色発光層につき青色
発光輝度のドーパント濃度依存性を示す線図
発光輝度のドーパント濃度依存性を示す線図
【図４】この発明の実施例に係る三層の薄膜発光素子
（チ）または四層の薄膜発光素子（リ）につき発光輝度
の印加電圧依存性を二層の薄膜発光素子（ト）の特性と
対比して示す線図
（チ）または四層の薄膜発光素子（リ）につき発光輝度
の印加電圧依存性を二層の薄膜発光素子（ト）の特性と
対比して示す線図
【図５】青色発光層としてLa2O2S:Tm を用いた第一の発
明の実施例に係る薄膜発光素子の発光スペクトルを示す
線図
明の実施例に係る薄膜発光素子の発光スペクトルを示す
線図
【図６】従来の二重絶縁型の薄膜発光素子を示す断面図
【図７】従来の薄膜発光素子の硫化亜鉛発光層と硫化ス
トロンチウム発光層につき発光強度の波長依存性を示す
線図
トロンチウム発光層につき発光強度の波長依存性を示す
線図
１１ ガラス基板 １２ 透明電極 １３Ａ 第一の絶縁層 １３Ｂ 第二の絶縁層 １４ 硫化亜鉛発光層 １５ 硫化ストロンチウム発光層 １６ 背面電極 １７ 青色発光層
Claims (6)
- 【請求項１】無機薄膜発光素子であって、（１）ガラス
基板と、（２）透明電極と、（３）第一の絶縁層と、
（４）硫化亜鉛発光層と、（５）青色発光層と、（６）
第二の絶縁層と、（７）背面電極とを包含し、 透明電極、第一の絶縁層、硫化亜鉛発光層、青色発光
層、第二の絶縁層、背面電極はガラス基板上に順次積層
されてなり、 ガラス基板は素子の支持体であり、 硫化亜鉛発光層は硫化亜鉛に発光中心がドープされたも
のであり、 青色発光層は硫化二酸化イットリウムY2O2S に発光中心
であるツリウムTmをドープしてなり、 透明電極と背面電極の間には電圧が印加され、 硫化亜鉛発光層と青色発光層は第一の絶縁層との界面お
よび第二の絶縁層との界面から伝播する電子により励起
して発光し、 第一の絶縁層と第二の絶縁層は、無機質の絶縁物質から
なることを特徴とする薄膜発光素子。 - 【請求項２】無機薄膜発光素子であって、（１）ガラス
基板と、（２）透明電極と、（３）第一の絶縁層と、
（４）硫化亜鉛発光層と、（５）青色発光層と、（６）
第二の絶縁層と、（７）背面電極とを包含し、 透明電極、第一の絶縁層、硫化亜鉛発光層、青色発光
層、第二の絶縁層、背面電極はガラス基板上に順次積層
されてなり、 ガラス基板は素子の支持体であり、 硫化亜鉛発光層は硫化亜鉛に発光中心がドープされたも
のであり、 青色発光層は硫化二酸化ランタンLa2O2Sに発光中心であ
るツリウムTmをドープしてなり、 透明電極と背面電極の間には電圧が印加され、 硫化亜鉛発光層と青色発光層は第一の絶縁層との界面お
よび第二の絶縁層との界面から伝播する電子により励起
して発光し、 第一の絶縁層と第二の絶縁層は、無機質の絶縁物質から
なることを特徴とする薄膜発光素子。 - 【請求項３】無機薄膜発光素子であって、（１）ガラス
基板と、（２）透明電極と、（３）第一の絶縁層と、
（４）硫化亜鉛発光層と、（５）青色発光層と、（６）
第二の絶縁層と、（７）背面電極とを包含し、 透明電極、第一の絶縁層、硫化亜鉛発光層、青色発光
層、第二の絶縁層、背面電極はガラス基板上に順次積層
されてなり、 ガラス基板は素子の支持体であり、 硫化亜鉛発光層は硫化亜鉛に発光中心がドープされたも
のであり、 青色発光層はオルトケイ酸亜鉛Zn2SiO4 に発光中心であ
るチタンTiをドープしてなり、 透明電極と背面電極の間には電圧が印加され、 硫化亜鉛発光層と青色発光層は第一の絶縁層との界面お
よび第二の絶縁層との界面から伝播する電子により励起
して発光し、 第一の絶縁層と第二の絶縁層は、無機質の絶縁物質から
なることを特徴とする薄膜発光素子。 - 【請求項４】無機薄膜発光素子であって、（１）ガラス
基板と、（２）透明電極と、（３）第一の絶縁層と、
（４）硫化亜鉛発光層と、（５）青色発光層と、（６）
第二の絶縁層と、（７）背面電極とを包含し、 透明電極、第一の絶縁層、硫化亜鉛発光層、青色発光
層、第二の絶縁層、背面電極はガラス基板上に順次積層
されてなり、 ガラス基板は素子の支持体であり、 硫化亜鉛発光層は硫化亜鉛に発光中心がドープされたも
のであり、 青色発光層はオルトケイ酸亜鉛Zn2SiO4 に発光中心であ
るツリウム Tm をドープしてなり、 透明電極と背面電極の間には電圧が印加され、 硫化亜鉛発光層と青色発光層は第一の絶縁層との界面お
よび第二の絶縁層との界面から伝播する電子により励起
して発光し、 第一の絶縁層と第二の絶縁層は、無機質の絶縁物質から
なることを特徴とする薄膜発光素子。 - 【請求項５】無機薄膜発光素子であって、（１）ガラス
基板と、（２）透明電極と、（３）第一の絶縁層と、
（４）硫化亜鉛発光層と、（５）青色発光層と、（６）
第二の絶縁層と、（７）背面電極とを包含し、 透明電極、第一の絶縁層、硫化亜鉛発光層、青色発光
層、第二の絶縁層、背面電極はガラス基板上に順次積層
されてなり、 ガラス基板は素子の支持体であり、 硫化亜鉛発光層は硫化亜鉛に発光中心がドープされたも
のであり、 青色発光層はオルトケイ酸亜鉛Zn2SiO4 に発光中心であ
るセリウム Ce をドープしてなり、 透明電極と背面電極の間には電圧が印加され、 硫化亜鉛発光層と青色発光層は第一の絶縁層との界面お
よび第二の絶縁層との界面から伝播する電子により励起
して発光し、 第一の絶縁層と第二の絶縁層は、無機質の絶縁物質から
なることを特徴とする薄膜発光素子。 - 【請求項６】無機薄膜発光素子であって、（１）ガラス
基板と、（２）透明電極と、（３）第一の絶縁層と、
（４）硫化亜鉛発光層と、（５）青色発光層と、（６）
第二の絶縁層と、（７）背面電極とを包含し、 透明電極、第一の絶縁層、硫化亜鉛発光層、青色発光
層、第二の絶縁層、背面電極はガラス基板上に順次積層
されてなり、 ガラス基板は素子の支持体であり、 硫化亜鉛発光層は硫化亜鉛に発光中心がドープされたも
のであり、 青色発光層は五酸化シリコン二イットリウムY2SiO5に発
光中心であるセリウムCe をドープしてなり、 透明電極と背面電極の間には電圧が印加され、 硫化亜鉛発光層と青色発光層は第一の絶縁層との界面お
よび第二の絶縁層との界面から伝播する電子により励起
して発光し、 第一の絶縁層と第二の絶縁層は、無機質の絶縁物質から
なることを特徴とする薄膜発光素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6052392A JPH07263147A (ja) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | 薄膜発光素子 |
| EP95104125A EP0680244A2 (en) | 1994-03-24 | 1995-03-21 | Thin film light emitting element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6052392A JPH07263147A (ja) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | 薄膜発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07263147A true JPH07263147A (ja) | 1995-10-13 |
Family
ID=12913540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6052392A Pending JPH07263147A (ja) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | 薄膜発光素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0680244A2 (ja) |
| JP (1) | JPH07263147A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005252293A (ja) * | 1996-06-26 | 2005-09-15 | Siemens Ag | 半導体発光素子 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19638667C2 (de) | 1996-09-20 | 2001-05-17 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Mischfarbiges Licht abstrahlendes Halbleiterbauelement mit Lumineszenzkonversionselement |
| EP2725082B1 (en) * | 2011-06-27 | 2015-11-25 | Ocean's King Lighting Science & Technology Co., Ltd. | Titanium doped ternary system silicate film, preparation method and application thereof |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54100663A (en) * | 1978-01-25 | 1979-08-08 | Mitsubishi Electric Corp | Fluorescent screen for cathode-ray tube |
-
1994
- 1994-03-24 JP JP6052392A patent/JPH07263147A/ja active Pending
-
1995
- 1995-03-21 EP EP95104125A patent/EP0680244A2/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005252293A (ja) * | 1996-06-26 | 2005-09-15 | Siemens Ag | 半導体発光素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0680244A2 (en) | 1995-11-02 |
| EP0680244A3 (ja) | 1995-11-29 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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