JPS62177895A - 薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子Info
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- JPS62177895A JPS62177895A JP61020453A JP2045386A JPS62177895A JP S62177895 A JPS62177895 A JP S62177895A JP 61020453 A JP61020453 A JP 61020453A JP 2045386 A JP2045386 A JP 2045386A JP S62177895 A JPS62177895 A JP S62177895A
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Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- 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】
く技術分野〉
未発明は電界の印加に応答してＥＬ全発光呈する薄膜Ｅ
Ｌ素子に関し、特に発光中心としてテルビウム（Ｔｂ）
ｔドープした緑色発光ＥＬ素子に関するものである。
Ｌ素子に関し、特に発光中心としてテルビウム（Ｔｂ）
ｔドープした緑色発光ＥＬ素子に関するものである。
〈従来技術とその問題点〉
発光中心をドープした硫化亜鉛（ＺｎＳ）に交流電界を
印加することにより高輝度のＥＬ全発光得られることが
見い出されて以来、高輝度多色表示パネルへの応用を目
積した薄膜ＥＬ素子の研究が盛んに行われている。
印加することにより高輝度のＥＬ全発光得られることが
見い出されて以来、高輝度多色表示パネルへの応用を目
積した薄膜ＥＬ素子の研究が盛んに行われている。
これらＥＬ素子の発光色は添加する発光中心の種類によ
って異なり、マンガン（Ｍｎ）や希土類元素を添加した
場合、可視域で種々の発光色が得られる。現在、すでに
実用化されてｂる薄膜ＥＬパネルは発光中心としてＭｎ
を用いたものであるが発光色が黄橙色に限られており、
このためフルカラー化全実現する上で必要な赤、緑、青
の３原色発光を呈する薄膜ＥＬ素子の開発が望まれてい
る。
って異なり、マンガン（Ｍｎ）や希土類元素を添加した
場合、可視域で種々の発光色が得られる。現在、すでに
実用化されてｂる薄膜ＥＬパネルは発光中心としてＭｎ
を用いたものであるが発光色が黄橙色に限られており、
このためフルカラー化全実現する上で必要な赤、緑、青
の３原色発光を呈する薄膜ＥＬ素子の開発が望まれてい
る。
Ｔｂｉ発光中心として用いた薄膜ＥＬ素子は黄色がかっ
た緑色発光を呈するが、希土類元素の中では最も高い輝
度が得られるため、近年研究が活発化している。この素
子の場合、発光層の母材としてＺｎＳ、発光中心用材料
としてＴｂのフッ化物を用いてスパッタ法あるいは真空
蒸着法で発光層が成膜されている。
た緑色発光を呈するが、希土類元素の中では最も高い輝
度が得られるため、近年研究が活発化している。この素
子の場合、発光層の母材としてＺｎＳ、発光中心用材料
としてＴｂのフッ化物を用いてスパッタ法あるいは真空
蒸着法で発光層が成膜されている。
Ｔｂイオン力・らの発光；ま４ｆ軌道の電子配置によっ
て定まる固有な発光スペクトルを示し、′Ｄ４準位７５
）ら７ＦＪ準位（Ｊ＝３．４，５．６）への電子遷移に
基づく比較的強い発光がそれぞれ波長６２０．５９０，
５４５および４９０ ｎｍ付近に観察される。最も強い
発光は５４５ ｎｍ付近にピークを有する５Ｄ４から７
Ｆ５への遷移に基づくものであり、純緑色に近いが、そ
の他に４９０ ｎｍ付近の青色発光、５９０および６２
０ ｎｍ付近の橙色および赤色の発光が混っているため
、全体としては黄色味が力）った緑色発光となる。また
、Ｔｂ以外にもエルビウム（Ｅｒ） 、セリウム（Ｃｅ
）などが緑色発光材料として研究されているが、それ
らはＴｂに比べて輝度が低く、実用段階には達していな
い。従って、Ｔｂ（ｉ−緑色発光源とし念フルカラーＥ
ＬパネルあるいはＭｎの黄澄色発光と組み合せたマルチ
カラーＥＬパネルを実現するためには、Ｔｂの発光をよ
り緑色に近づけることが重要な課題となる。
て定まる固有な発光スペクトルを示し、′Ｄ４準位７５
）ら７ＦＪ準位（Ｊ＝３．４，５．６）への電子遷移に
基づく比較的強い発光がそれぞれ波長６２０．５９０，
５４５および４９０ ｎｍ付近に観察される。最も強い
発光は５４５ ｎｍ付近にピークを有する５Ｄ４から７
Ｆ５への遷移に基づくものであり、純緑色に近いが、そ
の他に４９０ ｎｍ付近の青色発光、５９０および６２
０ ｎｍ付近の橙色および赤色の発光が混っているため
、全体としては黄色味が力）った緑色発光となる。また
、Ｔｂ以外にもエルビウム（Ｅｒ） 、セリウム（Ｃｅ
）などが緑色発光材料として研究されているが、それ
らはＴｂに比べて輝度が低く、実用段階には達していな
い。従って、Ｔｂ（ｉ−緑色発光源とし念フルカラーＥ
ＬパネルあるいはＭｎの黄澄色発光と組み合せたマルチ
カラーＥＬパネルを実現するためには、Ｔｂの発光をよ
り緑色に近づけることが重要な課題となる。
Ｔｂ膜を始めとする希土類イオンの４ｆ−４ｆ電子遷移
に基づく発光は、主として電気双極子遷移ｃＥｔ、ｉ移
）と磁気双極子遷移（Ｍｌ遷移）７５１ら成っている。
に基づく発光は、主として電気双極子遷移ｃＥｔ、ｉ移
）と磁気双極子遷移（Ｍｌ遷移）７５１ら成っている。
Ｅｌ遷移は厳密に禁止された禁制遷移であり、自由イオ
ンの状態では起きないが、イオンが反転対称のない奇の
パリティの結晶場中に置７５）れた場合など、結晶場の
作用でこの禁制が破れると４ｆ−４ｆ間のＥｌ遷移が可
能となる。一方、Ｍｌ遷移は４ｆ−４ｆ間では許容遷移
であり更にその遷移確率は結晶場の影ａｔあまり受けな
いことが知られている。
ンの状態では起きないが、イオンが反転対称のない奇の
パリティの結晶場中に置７５）れた場合など、結晶場の
作用でこの禁制が破れると４ｆ−４ｆ間のＥｌ遷移が可
能となる。一方、Ｍｌ遷移は４ｆ−４ｆ間では許容遷移
であり更にその遷移確率は結晶場の影ａｔあまり受けな
いことが知られている。
Ｔｂイオンの場合、Ｅｌ遷移については５Ｄ４から７Ｆ
Ｊの全てのＪに対して可能であり、またＭｌ遷移につい
てはＪ＝１４，５が可能である。
Ｊの全てのＪに対して可能であり、またＭｌ遷移につい
てはＪ＝１４，５が可能である。
従って５０４から７Ｆ６への遷移についてはＥｌ遷移の
みが許されていることになり、上記理由によってその遷
移確率は他の７ＦＪへの遷移に比べて結晶場の影響を受
けて犬きく変化しやすい。このことはＴｂイオンの禁制
遷移が結晶場の作用で破れてＥｌ遷移に基づく発光が強
くなった場合、特にＥｌ遷移のみから成る４ ９０ ｎ
ｍ付近の発光強度が相対的に大きくなることを意味して
おり、その結果、発光色はより緑色に近づくものと考え
られる。
みが許されていることになり、上記理由によってその遷
移確率は他の７ＦＪへの遷移に比べて結晶場の影響を受
けて犬きく変化しやすい。このことはＴｂイオンの禁制
遷移が結晶場の作用で破れてＥｌ遷移に基づく発光が強
くなった場合、特にＥｌ遷移のみから成る４ ９０ ｎ
ｍ付近の発光強度が相対的に大きくなることを意味して
おり、その結果、発光色はより緑色に近づくものと考え
られる。
〈発明の概要〉
未発明は上述の問題点および改善主眼に基づいて製作さ
れたものであり、発光層母材中に発光中心であるＴｂ’
ｋ、発光中心用材料としてＴｂの硫化物などを用いて添
加することにより、Ｔｂイオンの禁制遷移を許容化して
Ｄ４７’）＞ら７Ｆ６への遷移確率を増大させ、発光
輝度を低下させることなくより緑色に近いＥＬ発光を得
ることを目的とする。
れたものであり、発光層母材中に発光中心であるＴｂ’
ｋ、発光中心用材料としてＴｂの硫化物などを用いて添
加することにより、Ｔｂイオンの禁制遷移を許容化して
Ｄ４７’）＞ら７Ｆ６への遷移確率を増大させ、発光
輝度を低下させることなくより緑色に近いＥＬ発光を得
ることを目的とする。
〈実施例〉
第１図は未発明の一実施例を示す薄膜ＥＬ素子の溝成因
である。
である。
以下、製作工程順りこ説明する。まずガラス基板ｌの表
面を清浄化した後、透明電極２であるＩＴＤ膜をストラ
イプ状に生成し、この上に下部誘電体層３としてＳ ｉ
０２ 、Ｙ２Ｏ３，５ｉ３Ｎａなどを適宜選択してスパ
ッタ法、真空蒸着法などの薄膜生成技術により厚さ１０
００〜３０００Ａ’程度に堆積させる。次に、この上に
発光層４としてＺｎＳ：Ｔｂ膜を８０００−１０００Ｏ
Ａ’の厚さに生成するがこれはＴｂの硫化物（ＴｂｚＳ
３など）とＺｎＳの混合された焼結ペレットをターゲッ
トとしてスパッタ法で成膜する。また上記混合物の焼結
ペレットを用いて真空蒸着法で成膜してもよい。更に上
部誘電体層５として５ｉ０２．Ａノ２０３ ＊ Ｙ２Ｏ
３。
面を清浄化した後、透明電極２であるＩＴＤ膜をストラ
イプ状に生成し、この上に下部誘電体層３としてＳ ｉ
０２ 、Ｙ２Ｏ３，５ｉ３Ｎａなどを適宜選択してスパ
ッタ法、真空蒸着法などの薄膜生成技術により厚さ１０
００〜３０００Ａ’程度に堆積させる。次に、この上に
発光層４としてＺｎＳ：Ｔｂ膜を８０００−１０００Ｏ
Ａ’の厚さに生成するがこれはＴｂの硫化物（ＴｂｚＳ
３など）とＺｎＳの混合された焼結ペレットをターゲッ
トとしてスパッタ法で成膜する。また上記混合物の焼結
ペレットを用いて真空蒸着法で成膜してもよい。更に上
部誘電体層５として５ｉ０２．Ａノ２０３ ＊ Ｙ２Ｏ
３。
Ｓｉ３Ｎ４などを適宜選択して単層あるいは複合膜の状
態で堆積させる。上部誘電体層５の成膜法は下部誘電体
層３と同様であり、また膜厚は１０００〜５０００Ａ”
に設定する。最後に、上記透明電極２と直交する方向に
ストライプ状にＡノミ極６を真空蒸着してマトリックス
型表示電極を形成する。
態で堆積させる。上部誘電体層５の成膜法は下部誘電体
層３と同様であり、また膜厚は１０００〜５０００Ａ”
に設定する。最後に、上記透明電極２と直交する方向に
ストライプ状にＡノミ極６を真空蒸着してマトリックス
型表示電極を形成する。
この素子は透明電極２とＡｉ電極６の間に交流電圧を印
加することによって発光する。
加することによって発光する。
上記発光層４の成膜によって、発光中心であるＴｂは基
板上へ堆積される際、成膜用材料としてＴｂの硫化物を
用いているためにＴｂとＳ原子の結合状態を保持したま
まＺｎＳ格子中に取り込まれる。一方、従来のようにＴ
ｂのフッ化物？用いた場合にはＴｂはＦ原子に囲まれた
状態でＺｎＳ格子に組み込まれ易くなる。
板上へ堆積される際、成膜用材料としてＴｂの硫化物を
用いているためにＴｂとＳ原子の結合状態を保持したま
まＺｎＳ格子中に取り込まれる。一方、従来のようにＴ
ｂのフッ化物？用いた場合にはＴｂはＦ原子に囲まれた
状態でＺｎＳ格子に組み込まれ易くなる。
発光中心用材料にＴｂの硫化物（Ｔｂ２Ｓ３）ｋ用すた
場合の発光スペクトルをＴｂのフッ化物（ＴｂＦ３）を
用力た場合のそれと比較して第２図に示す。図より明ら
かなように、Ｔｂの硫化物を用いることにより５Ｄ４７
５・ら７Ｆ６への遷移に基づ＜４９０ｎｍ付近の発光が
著しく増大しておりこの結果、ＴｂＦ３ｆｌ：用めて成
膜した場合に比べて良好な緑色発光が得られる。またＴ
ｂ２Ｓ、に代えて金属Ｔｂを用いても同様なスペクトル
を示した。これはＺｎＳ中のＳ原子がＴｂと結合してい
るためと考えられる。このような発光スペクトルの変化
の原因としては、’ｒｂ２ｓ３２用いた時にはＴｂが置
かれている結晶場が前述の条件を満たしていること、あ
るいはフッ化物に比べると硫化物の方が配位子の電子が
Ｔｂイオンの４ｆ軌道と混る傾向が強いため、４ｆ−４
ｆ間のＥｌ遷移の禁制が解けやすいことが考えられる。
場合の発光スペクトルをＴｂのフッ化物（ＴｂＦ３）を
用力た場合のそれと比較して第２図に示す。図より明ら
かなように、Ｔｂの硫化物を用いることにより５Ｄ４７
５・ら７Ｆ６への遷移に基づ＜４９０ｎｍ付近の発光が
著しく増大しておりこの結果、ＴｂＦ３ｆｌ：用めて成
膜した場合に比べて良好な緑色発光が得られる。またＴ
ｂ２Ｓ、に代えて金属Ｔｂを用いても同様なスペクトル
を示した。これはＺｎＳ中のＳ原子がＴｂと結合してい
るためと考えられる。このような発光スペクトルの変化
の原因としては、’ｒｂ２ｓ３２用いた時にはＴｂが置
かれている結晶場が前述の条件を満たしていること、あ
るいはフッ化物に比べると硫化物の方が配位子の電子が
Ｔｂイオンの４ｆ軌道と混る傾向が強いため、４ｆ−４
ｆ間のＥｌ遷移の禁制が解けやすいことが考えられる。
また一般に禁制遷移が解けると発光の減衰時定数が短く
なることが知られてｂ／８ため、発光の減衰特性を調べ
たところ、減衰時定数はそれぞれ約２００μ５（Ｔｂ２
Ｓ３）および約６００ μｓ （ＴｂＦ３）であり上記
考案の正当性を裏付ける結果を示した。
なることが知られてｂ／８ため、発光の減衰特性を調べ
たところ、減衰時定数はそれぞれ約２００μ５（Ｔｂ２
Ｓ３）および約６００ μｓ （ＴｂＦ３）であり上記
考案の正当性を裏付ける結果を示した。
第３図にＴ ｂ２ ｓ３あるいはＴｂＦ、＋’を用いた
場合の発光輝度−印加電圧特性を示す。発光中心用材料
’ｔＴｂＦ３７５．らＴｂ３Ｓ３に代えたことによる輝
度の低下はあまり認められず、ＴｂＯ高輝度性を保持し
た！まより高品位の緑色発光が得られることがわかった
。
場合の発光輝度−印加電圧特性を示す。発光中心用材料
’ｔＴｂＦ３７５．らＴｂ３Ｓ３に代えたことによる輝
度の低下はあまり認められず、ＴｂＯ高輝度性を保持し
た！まより高品位の緑色発光が得られることがわかった
。
尚、上記実施例は母体としてＺｎＳ 、発光中心用材料
としてＴｂ２Ｓａ’に用いたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、ＴｂのＥｌ遷移が許容化する組み合
せならば適用可能である。
としてＴｂ２Ｓａ’に用いたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、ＴｂのＥｌ遷移が許容化する組み合
せならば適用可能である。
〈発明の効果〉
以上説明した如く、未発明によれば発光中心としてＴｂ
ｔ−添加した場合に発光輝度を低下させることなく高品
位の緑色発光ＥＬ素子が得られる。
ｔ−添加した場合に発光輝度を低下させることなく高品
位の緑色発光ＥＬ素子が得られる。
第１図は本発明の一実施例の説明に供する薄膜ＥＬ素子
の構成図である。第２図は発光中心用材料としてそれぞ
れＴｂ２ＳａおよびＴｂＦ３に用カた薄膜ＥＬ素子の発
光スペクトル図である。第３図は第２図に発光スペクト
ルを示した薄膜ＥＬ素子の発光輝度−位加電圧特性図で
ある。 １ニガラス基板、２：透明電極、３：下部誘電体層、４
：発光層、５：上部誘電体層、６：Ａノミ極。 代理人 弁理士 杉 山 毅 至（他１名）第１図 卯 ４０ ｔ、Ｅ Ｃレフ 第 ７ 図
の構成図である。第２図は発光中心用材料としてそれぞ
れＴｂ２ＳａおよびＴｂＦ３に用カた薄膜ＥＬ素子の発
光スペクトル図である。第３図は第２図に発光スペクト
ルを示した薄膜ＥＬ素子の発光輝度−位加電圧特性図で
ある。 １ニガラス基板、２：透明電極、３：下部誘電体層、４
：発光層、５：上部誘電体層、６：Ａノミ極。 代理人 弁理士 杉 山 毅 至（他１名）第１図 卯 ４０ ｔ、Ｅ Ｃレフ 第 ７ 図
Claims (2)
- １．Ｔｂを発光中心とする発光層を有する薄膜ＥＬ素子
において、前記発光層はＴｂイオンの＾５Ｄ＿４から＾
７Ｆ＿６エネルギー準位への電子遷移に基づく発光の強
度を増大させるＴｂ化合物より形成された発光中心を有
することを特徴とする薄膜ＥＬ素子。 - ２．発光層がＴｂ化合物とＴｂの硫化物を含有して成る
特許請求の範囲第１項記載の薄膜ＥＬ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61020453A JPS62177895A (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 薄膜ｅｌ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61020453A JPS62177895A (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62177895A true JPS62177895A (ja) | 1987-08-04 |
| JPH0518238B2 JPH0518238B2 (ja) | 1993-03-11 |
Family
ID=12027489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61020453A Granted JPS62177895A (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62177895A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59146192A (ja) * | 1983-02-10 | 1984-08-21 | 松下電器産業株式会社 | Ｅｌ素子 |
-
1986
- 1986-01-31 JP JP61020453A patent/JPS62177895A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59146192A (ja) * | 1983-02-10 | 1984-08-21 | 松下電器産業株式会社 | Ｅｌ素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0518238B2 (ja) | 1993-03-11 |
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