JPS61224292A - 薄膜発光素子 - Google Patents
薄膜発光素子Info
- Publication number
- JPS61224292A JPS61224292A JP60068326A JP6832685A JPS61224292A JP S61224292 A JPS61224292 A JP S61224292A JP 60068326 A JP60068326 A JP 60068326A JP 6832685 A JP6832685 A JP 6832685A JP S61224292 A JPS61224292 A JP S61224292A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- thin film
- film light
- emitting layer
- emitting element
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、電界の印加に応答してＥＬ
（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）発光を呈
する薄膜発光素子に関し、特に新規な母体材料音用いた
ことによって発光特性全改善した薄膜発光素子に関する
ものである０ 〈従来の技術〉 活性物質會ドープした硫化亜鉛（ＺｎＳ）に交流電界を
印加することによｐ高輝度のＥＬ発光を得る技術が開発
されて以来、ＥＬ発光に関する数多くの研究が行なわれ
発光センターとしてＭｎ ｆ添加し１Ｚｎｓ発光層を両
面方向より絶縁層で挾持し、さらにその両側を少なくと
も一方が透明な１対の電極でサンドインチしたいわゆる
二重絶縁構造の薄膜発光素子は、その高輝度・長寿命特
性を生かして軽量薄型のＥＬディスプレイパネルとして
商品化されるに至っている。また発光層に添加するＭｎ
量を制御することにより、発光輝度−印加電圧特性に安
定なヒステリシスメモリー効果を持たせることが可能な
ことから、多目的入出力装置の端末として、応用研究が
推進されている。
する薄膜発光素子に関し、特に新規な母体材料音用いた
ことによって発光特性全改善した薄膜発光素子に関する
ものである０ 〈従来の技術〉 活性物質會ドープした硫化亜鉛（ＺｎＳ）に交流電界を
印加することによｐ高輝度のＥＬ発光を得る技術が開発
されて以来、ＥＬ発光に関する数多くの研究が行なわれ
発光センターとしてＭｎ ｆ添加し１Ｚｎｓ発光層を両
面方向より絶縁層で挾持し、さらにその両側を少なくと
も一方が透明な１対の電極でサンドインチしたいわゆる
二重絶縁構造の薄膜発光素子は、その高輝度・長寿命特
性を生かして軽量薄型のＥＬディスプレイパネルとして
商品化されるに至っている。また発光層に添加するＭｎ
量を制御することにより、発光輝度−印加電圧特性に安
定なヒステリシスメモリー効果を持たせることが可能な
ことから、多目的入出力装置の端末として、応用研究が
推進されている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかしながら、上述の薄膜発光素子は発光セン゛ターと
して添加されたＭｎ固有のオレンジ色（ピーク波長５ｇ
５ｎｍ） の発光色しか得られないため、ディスプレ
イ端末としては不十分であり、広範囲な用途に用いるた
めには発光色の多色化が強く望まれる。オレンジ色以外
の発光色を得るための１例として、ＺｎＳ母体に添加す
る発光センターｋＭｎの代わりに希土類イオンとする研
究が行なわれている。しかしながら、希土類は一般にイ
オン半径（１，０λ以上）が大きく、ＺｎＳ＠、体に添
加した場合には置換すべきＺｎ のイオン半径が０．８
８Ａと小さいためＺｎ原子と置換されにりく、また置換
されたとしてもＺｎＳ母体の結晶性を悪化させる。この
ため、発光に関与する伝導電子の走行が妨げられ発光効
率の低下や素子の発熱が生じる。そこで、希土類のイオ
ン半径とほぼ等しいイオン半径（＋、０３Ａ ） ｋも
つＣａの化合物である硫化カルシウム（ＣａＳ）ｋ母体
材料に用いる研究が行なわれ始めた（Ａｐｐｌ’、Ｐｈ
ｙｓ、Ｌｅｔｔ、４５，９６０−’９６１）が充分な発
光輝度全獲得するには至っていない。
して添加されたＭｎ固有のオレンジ色（ピーク波長５ｇ
５ｎｍ） の発光色しか得られないため、ディスプレ
イ端末としては不十分であり、広範囲な用途に用いるた
めには発光色の多色化が強く望まれる。オレンジ色以外
の発光色を得るための１例として、ＺｎＳ母体に添加す
る発光センターｋＭｎの代わりに希土類イオンとする研
究が行なわれている。しかしながら、希土類は一般にイ
オン半径（１，０λ以上）が大きく、ＺｎＳ＠、体に添
加した場合には置換すべきＺｎ のイオン半径が０．８
８Ａと小さいためＺｎ原子と置換されにりく、また置換
されたとしてもＺｎＳ母体の結晶性を悪化させる。この
ため、発光に関与する伝導電子の走行が妨げられ発光効
率の低下や素子の発熱が生じる。そこで、希土類のイオ
ン半径とほぼ等しいイオン半径（＋、０３Ａ ） ｋも
つＣａの化合物である硫化カルシウム（ＣａＳ）ｋ母体
材料に用いる研究が行なわれ始めた（Ａｐｐｌ’、Ｐｈ
ｙｓ、Ｌｅｔｔ、４５，９６０−’９６１）が充分な発
光輝度全獲得するには至っていない。
〈問題点全解決するための手段〉
本発明は上述の問題点に鑑みなされたもので、発光層の
母体材料として、（２２２）軸方向に配向し１ｃａｓｋ
用いることにより高輝度で発光する薄膜発光素子全構成
したこと全特徴とする。ＣａＳの結晶構造はＮａＣｔ構
造であり、（２２２）軸方向への成長は他の結晶軸方向
への成長と比較して欠陥が生じにくい。本発明はこの方
向へ配向し１ｃａｓを利用することにより高輝度のＥＬ
発光を得たものである。
母体材料として、（２２２）軸方向に配向し１ｃａｓｋ
用いることにより高輝度で発光する薄膜発光素子全構成
したこと全特徴とする。ＣａＳの結晶構造はＮａＣｔ構
造であり、（２２２）軸方向への成長は他の結晶軸方向
への成長と比較して欠陥が生じにくい。本発明はこの方
向へ配向し１ｃａｓを利用することにより高輝度のＥＬ
発光を得たものである。
〈実施例〉
第１図は、本発明の１実施例を示す薄膜発光素子の構成
図である。ガラス基板１上にＩｎ２Ｏ３゜Ｓ ｎ Ｏ２
等の透明電極２、さらにその上に積層してＳｌ ０
Ｙ Ｏ、Ｔａ ＯＴｔ０２．Ａ／−２０８゜２Ｉ ２
３ ２ ５１ Ｓｉ Ｎ 又はそれらの複合膜から々る第１絶縁層
３がスパッタ法あるいは電子ビーム蒸着法等により重畳
形成されている。第１絶縁層３の上には、発光センター
として適量（００１〜２．０ｒｎｏ１％）のＥｕ５（硫
化ユーロピウム）を添加したＣａＳを加圧成型したペレ
ッ）ｋ蒸発源とする電子ビーム蒸着法により、発光層４
が形成されている。発光層４の上には第１絶縁層３と同
様の材料からなる第２絶縁層５が積層され更にその上に
Ａ４等からなる背面電極６が蒸着形成されている。透明
電極２と背面電極６は交流電源に接続され、薄膜発光素
子が駆動される。
図である。ガラス基板１上にＩｎ２Ｏ３゜Ｓ ｎ Ｏ２
等の透明電極２、さらにその上に積層してＳｌ ０
Ｙ Ｏ、Ｔａ ＯＴｔ０２．Ａ／−２０８゜２Ｉ ２
３ ２ ５１ Ｓｉ Ｎ 又はそれらの複合膜から々る第１絶縁層
３がスパッタ法あるいは電子ビーム蒸着法等により重畳
形成されている。第１絶縁層３の上には、発光センター
として適量（００１〜２．０ｒｎｏ１％）のＥｕ５（硫
化ユーロピウム）を添加したＣａＳを加圧成型したペレ
ッ）ｋ蒸発源とする電子ビーム蒸着法により、発光層４
が形成されている。発光層４の上には第１絶縁層３と同
様の材料からなる第２絶縁層５が積層され更にその上に
Ａ４等からなる背面電極６が蒸着形成されている。透明
電極２と背面電極６は交流電源に接続され、薄膜発光素
子が駆動される。
第２図は第１図に示す薄膜発光素子の飽和発光輝度ＢＱ
と（２２２）軸方向の配向性を表わすα値の関係を示す
特性図である。また第３図は上述の作製法によりガラス
基板上に形成されたＣａＳ発光層のＸ線回折パターンの
１例を示す特性図である。
と（２２２）軸方向の配向性を表わすα値の関係を示す
特性図である。また第３図は上述の作製法によりガラス
基板上に形成されたＣａＳ発光層のＸ線回折パターンの
１例を示す特性図である。
Ｘ線回折パターンは、ＣａＳ発光層の形成条件（基板温
度、発光センターの種類および添加量、成膜方法等）に
より異なり主に（２００）、（２２０）、（２２２）、
（４００）等の回折ピークが表われる。これらの回折ピ
ークのうち比較的強く表われる（２００）と（２２２）
のピーク強度全それぞれＩ （２００＞。
度、発光センターの種類および添加量、成膜方法等）に
より異なり主に（２００）、（２２０）、（２２２）、
（４００）等の回折ピークが表われる。これらの回折ピ
ークのうち比較的強く表われる（２００）と（２２２）
のピーク強度全それぞれＩ （２００＞。
Ｉ（２２２）（図中ａ、ｂ）とし、相対強度化Ｉ（２２
２）／ Ｉ（２ｏＯ）（ｂ／ａ）’にα値と定義して（
２２２）軸方向の配向性の指標とする。第２図よりα値
の増大にともなって飽和発光輝度Ｂｓは急激に増加して
いる。
２）／ Ｉ（２ｏＯ）（ｂ／ａ）’にα値と定義して（
２２２）軸方向の配向性の指標とする。第２図よりα値
の増大にともなって飽和発光輝度Ｂｓは急激に増加して
いる。
一般に、薄膜発光素子における励起機構は、ホットエレ
クトロンが直接発光センターを励起する直接衝突励起が
支配的であるとされている。そのためＥＬ発光には、伝
導電子が高電界中を走行しホットエレクトロンとなるこ
とが必要であるが、発光層内部には成膜時に生じる多く
の結晶欠陥や格子歪等が存在するため、散乱等により電
子が効率よく加速されないことに起因して発光輝度の低
下が起こると考えられる。
クトロンが直接発光センターを励起する直接衝突励起が
支配的であるとされている。そのためＥＬ発光には、伝
導電子が高電界中を走行しホットエレクトロンとなるこ
とが必要であるが、発光層内部には成膜時に生じる多く
の結晶欠陥や格子歪等が存在するため、散乱等により電
子が効率よく加速されないことに起因して発光輝度の低
下が起こると考えられる。
ＣａＳの結晶構造はＮａＣ７（Ｒｏｃｋ ５ａｌｔ）
構造であることから（２００）、（２２０）方向へ成長
する場合には一平面内にＣａとＳが縦横交互に並ぶ必要
があり格子欠陥が生じ易いと考えられる。一方、（２２
２）方向へ成長する場合にはＣａ面と８面が順次積み重
なる構造のため、一平面内には一方の原子だけが並べば
よく、他の結晶軸方向への成長と比較して格段に欠陥が
生じにくい。このため、（２２２）軸方向へ配向した発
光層は、他の場合に比較して結晶性が著しく向上するこ
ととなり、伝導電子が効率よく加速され、飽和発光輝度
Ｂｓが急激に増加する。尚、本実施例ではＣａＳ発光層
全電子ビーム蒸着法の利用によって形成したが、他の成
膜法例えばスパッター法、ＣＶＤ法、ＡＬＥ（原子層エ
ピタキシャル）法、ＭＢＥ（分子線エピタキシャル）法
等を用いてもよく、また発光センターも他の希土類イオ
ン例えばＣｅ、 Ｔｂ、 Ｓｍ。
構造であることから（２００）、（２２０）方向へ成長
する場合には一平面内にＣａとＳが縦横交互に並ぶ必要
があり格子欠陥が生じ易いと考えられる。一方、（２２
２）方向へ成長する場合にはＣａ面と８面が順次積み重
なる構造のため、一平面内には一方の原子だけが並べば
よく、他の結晶軸方向への成長と比較して格段に欠陥が
生じにくい。このため、（２２２）軸方向へ配向した発
光層は、他の場合に比較して結晶性が著しく向上するこ
ととなり、伝導電子が効率よく加速され、飽和発光輝度
Ｂｓが急激に増加する。尚、本実施例ではＣａＳ発光層
全電子ビーム蒸着法の利用によって形成したが、他の成
膜法例えばスパッター法、ＣＶＤ法、ＡＬＥ（原子層エ
ピタキシャル）法、ＭＢＥ（分子線エピタキシャル）法
等を用いてもよく、また発光センターも他の希土類イオ
ン例えばＣｅ、 Ｔｂ、 Ｓｍ。
Ｐｒ等あるいは遷移金属例えばＭｎ等を用いてもよい０
〈発明の効果〉
以」二詳説した如く、本発明は（２２２）軸方向に配向
した硫化カルシウム（ＣａＳ） ｋ薄膜発光素子の発光
層材料として用いることにより希土類イオン等を発光セ
ンターとして高輝度ＥＬ発光を得ることができ、種々の
発光色の薄膜発光素子を構成することが可能となる。ま
たフルカラーＥＬパネルの実用化に大きく貢献すること
ができる。
した硫化カルシウム（ＣａＳ） ｋ薄膜発光素子の発光
層材料として用いることにより希土類イオン等を発光セ
ンターとして高輝度ＥＬ発光を得ることができ、種々の
発光色の薄膜発光素子を構成することが可能となる。ま
たフルカラーＥＬパネルの実用化に大きく貢献すること
ができる。
第１図は本発明の１実施例全示す薄膜発光素子の構成図
である。第２図は第１図に示す薄膜発光素子の飽和発光
輝度Ｂｓと（２２２）軸方向の配向度の関係を示す特性
図である。第３図は第１図に示す薄膜発光素子の発光層
のＸ線回折パターン図である。 ｌ・・・ガラス基板、２・・・透明電極、３・・・第１
絶縁層、４・・・発光層、５・・・第２絶縁層、６・・
・背面電極代理人 弁理士 福 士 愛 彦 （他２名
）＄ １ 図 第２図 第３図
である。第２図は第１図に示す薄膜発光素子の飽和発光
輝度Ｂｓと（２２２）軸方向の配向度の関係を示す特性
図である。第３図は第１図に示す薄膜発光素子の発光層
のＸ線回折パターン図である。 ｌ・・・ガラス基板、２・・・透明電極、３・・・第１
絶縁層、４・・・発光層、５・・・第２絶縁層、６・・
・背面電極代理人 弁理士 福 士 愛 彦 （他２名
）＄ １ 図 第２図 第３図
Claims (1)
- １．対向する１対の電極間に印加電界に応答してＥＬ
発光する発光層を介在させて成る薄膜発光素子において
、前記発光層を（２２２）軸方向に配向したＣａＳから
成る母材で構成したことを特徴とする薄膜発光素子。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60068326A JPS61224292A (ja) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | 薄膜発光素子 |
| US06/819,217 US4717858A (en) | 1985-01-22 | 1986-01-15 | Thin film electroluminescence device |
| DE8686100668T DE3663613D1 (en) | 1985-01-22 | 1986-01-20 | Thin film electroluminescence device |
| EP86100668A EP0189157B1 (en) | 1985-01-22 | 1986-01-20 | Thin film electroluminescence device |
| FI860306A FI83014C (fi) | 1985-01-22 | 1986-01-22 | Tuntfilm-elektroluminescensanordning. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60068326A JPS61224292A (ja) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | 薄膜発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61224292A true JPS61224292A (ja) | 1986-10-04 |
| JPH0355040B2 JPH0355040B2 (ja) | 1991-08-22 |
Family
ID=13370587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60068326A Granted JPS61224292A (ja) | 1985-01-22 | 1985-03-28 | 薄膜発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61224292A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5099172A (en) * | 1987-11-09 | 1992-03-24 | Hitachi, Ltd. | Thin film electroluminescent device |
| US5182491A (en) * | 1987-11-09 | 1993-01-26 | Hitachi, Ltd. | Thin film electroluminescent device |
-
1985
- 1985-03-28 JP JP60068326A patent/JPS61224292A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5099172A (en) * | 1987-11-09 | 1992-03-24 | Hitachi, Ltd. | Thin film electroluminescent device |
| US5182491A (en) * | 1987-11-09 | 1993-01-26 | Hitachi, Ltd. | Thin film electroluminescent device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0355040B2 (ja) | 1991-08-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ono | Electroluminescent displays | |
| US4751427A (en) | Thin-film electroluminescent device | |
| JPS59146192A (ja) | Ｅｌ素子 | |
| US5670839A (en) | Thin-film luminescence device utilizing Zn.sub.(1-x) Mgx S host material compound activated by gadolinium or a gadolinium compound | |
| US4717858A (en) | Thin film electroluminescence device | |
| JPS61224292A (ja) | 薄膜発光素子 | |
| JPS58102487A (ja) | Ｅｌ表示装置の製造方法 | |
| JPS6212093A (ja) | 薄膜発光素子 | |
| JPS62225583A (ja) | 薄膜発光素子 | |
| JPS5835587A (ja) | 薄膜ｅｌ素子 | |
| JPS6244984A (ja) | 薄膜エレクトロ・ルミネセンス素子およびその製造方法 | |
| JPH0123917B2 (ja) | ||
| JPS625596A (ja) | 薄膜発光素子 | |
| JPS61168896A (ja) | 薄膜発光素子の製造方法 | |
| JPH07122366A (ja) | 青色発光ｅｌ素子 | |
| JPS62108496A (ja) | 薄膜ｅｌ素子 | |
| JPS62122096A (ja) | 薄膜発光素子 | |
| JPH0459759B2 (ja) | ||
| JPS6089098A (ja) | 薄膜ｅｌ素子の電極構造 | |
| JPS60264097A (ja) | 薄膜ｅｌ素子 | |
| JPS61273894A (ja) | 薄膜ｅｌ素子 | |
| JPS63158792A (ja) | 電界発光素子 | |
| JPS58175293A (ja) | 電場発光素子 | |
| JPS61271780A (ja) | 薄膜ｅｌ素子 | |
| JPS6158194A (ja) | ＺｎＳ：Ｍｎ薄膜ＥＬ素子の製法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |