JPS6252438B2 - - Google Patents
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- JPS6252438B2 JPS6252438B2 JP58016505A JP1650583A JPS6252438B2 JP S6252438 B2 JPS6252438 B2 JP S6252438B2 JP 58016505 A JP58016505 A JP 58016505A JP 1650583 A JP1650583 A JP 1650583A JP S6252438 B2 JPS6252438 B2 JP S6252438B2
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Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は平板型キヤラクターおよびグラフイツ
クデイプレイとして、高い輝度、見易さおよび長
寿命という特徴を持つ交流駆動薄膜電場発光素子
（以下、交流薄膜EL素子と記す）に関するもので
ある。 従来例の構成とその問題点 コンピユーターやワードプロセツサーの表示装
置においては、CRTが多く用いられているが、
そこで見易いという人間工学的見地から緑色の表
示がもつぱら用いられてきた。 したがつて、EL表示素子を上記表示装置とし
て応用する場合も当然緑色の発光素子が望まれ
る。ところで、EL表示素子としては、ほぼ実用
的輝度レベルの黄色発光素子があるが、より望ま
しい緑色発光素子は最も輝度の高いフツ化テルビ
ウム付活硫化亜鉛螢光薄膜を用いたEL素子で、
前記黄色発光素子の約1/2の輝度で、実用にはい
ま一歩の輝度改善が必要である。 発明の目的 本発明は、もつとも実用価値の高い発光色であ
る緑色のEL素子の輝度の向上を目的とする。 発明の構成 本発明はフツ化テルビウム付活硫化亜鉛螢光膜
の化学組成に検討を加え、EL素子の緑色発光輝
度を向上させることができたものである。 EL発光素子は一般にガラス基板にコートされ
た透明電極と金属背面電極の間に、絶縁層、螢光
体層、絶縁層の順にはさみ積層した構造を持つ。
かかる螢光体層には、緑色発光の場合、硫化亜鉛
の中にフツ化テルビウムをドープしたものが用い
られる。従来は、テルビウムとフツ素とは１：３
のフツ化テルビウムの化学量論比で導入されてい
たが、本発明においては、フツ素イオンを上記、
１：３の化学量論比以上に硫化亜鉛中に導入し
て、緑色発光の輝度向上を図つたものである。 実施例の説明 EL発光素子は、通常、透明電極をコートした
ガラス基板上に絶縁体層、螢光体層、絶縁体層お
よび金属電極層の順に積み重ねて作製し、透明電
極と金属電極間に交流電界を印加して発光させる
ものである。 上記螢光体層を形成するには、フツ化テルビウ
ムと硫化亜鉛の混合物ターゲツトをスパツターす
る方法がよく用いられる。スパツターターゲツト
中のフツ化テルビウムの含量は、硫化亜鉛１モル
に対して0.02モル付近が最適である。スパツター
で形成された後、螢光膜の発光性能を向上させる
ために、真空あるいは不活性ガス中でその熱処理
が行なわれる。本発明において、まずその熱処理
温度条件がEL発光特性および螢光膜の化学組成
に及ぼす効果をオージエ電子スペクトロスコピー
で調べた。その結果、350℃まで輝度の向上が認
められ、そこで最高輝度を示し、さらに熱処理温
度を高くすると輝度が低下した。 同時にオージエ電子分光分析でフツ素とテルビ
ウムの強度比を求めた。350℃まではフツ素とテ
ルビウム元素のオージエ電子強度比が純粋な化学
量論比のフツ化テルビウムのそれと同じく、それ
以上の温度で化学量論比よりフツ素が減少し始
め、500℃では化学量論比の約1/2になつて熱処理
中に失なわれることが判つた。 以上の結果からフツ素の硫化亜鉛膜中の含量が
輝度に大きく影響するものと考えられ、添加され
たフツ化テルビウムの化学量論比のフツ素以上に
フツ素を含む方がよいと考えて輝度向上を検討し
た。 そのために、本発明では、あらかじめ螢光膜を
スパツター法にて形成するさいに、フツ化テルビ
ウムと硫化亜鉛混合ターゲツトにさらにフツ化亜
鉛を混合させ、螢光膜中に添加したフツ化テルビ
ウムによつて導入される量以上にフツ素を含有さ
せた。その結果、フツ化テルビウムの化学量論比
のフツ素以上にフツ素が硫化亜鉛螢光膜中に含有
される時、EL素子は高い輝度を示すことがわか
つた。 以下具体的データを用いて説明する。 スパツターターゲツトとして下表に示す組成の
混合物（モル比）を作製した。
クデイプレイとして、高い輝度、見易さおよび長
寿命という特徴を持つ交流駆動薄膜電場発光素子
（以下、交流薄膜EL素子と記す）に関するもので
ある。 従来例の構成とその問題点 コンピユーターやワードプロセツサーの表示装
置においては、CRTが多く用いられているが、
そこで見易いという人間工学的見地から緑色の表
示がもつぱら用いられてきた。 したがつて、EL表示素子を上記表示装置とし
て応用する場合も当然緑色の発光素子が望まれ
る。ところで、EL表示素子としては、ほぼ実用
的輝度レベルの黄色発光素子があるが、より望ま
しい緑色発光素子は最も輝度の高いフツ化テルビ
ウム付活硫化亜鉛螢光薄膜を用いたEL素子で、
前記黄色発光素子の約1/2の輝度で、実用にはい
ま一歩の輝度改善が必要である。 発明の目的 本発明は、もつとも実用価値の高い発光色であ
る緑色のEL素子の輝度の向上を目的とする。 発明の構成 本発明はフツ化テルビウム付活硫化亜鉛螢光膜
の化学組成に検討を加え、EL素子の緑色発光輝
度を向上させることができたものである。 EL発光素子は一般にガラス基板にコートされ
た透明電極と金属背面電極の間に、絶縁層、螢光
体層、絶縁層の順にはさみ積層した構造を持つ。
かかる螢光体層には、緑色発光の場合、硫化亜鉛
の中にフツ化テルビウムをドープしたものが用い
られる。従来は、テルビウムとフツ素とは１：３
のフツ化テルビウムの化学量論比で導入されてい
たが、本発明においては、フツ素イオンを上記、
１：３の化学量論比以上に硫化亜鉛中に導入し
て、緑色発光の輝度向上を図つたものである。 実施例の説明 EL発光素子は、通常、透明電極をコートした
ガラス基板上に絶縁体層、螢光体層、絶縁体層お
よび金属電極層の順に積み重ねて作製し、透明電
極と金属電極間に交流電界を印加して発光させる
ものである。 上記螢光体層を形成するには、フツ化テルビウ
ムと硫化亜鉛の混合物ターゲツトをスパツターす
る方法がよく用いられる。スパツターターゲツト
中のフツ化テルビウムの含量は、硫化亜鉛１モル
に対して0.02モル付近が最適である。スパツター
で形成された後、螢光膜の発光性能を向上させる
ために、真空あるいは不活性ガス中でその熱処理
が行なわれる。本発明において、まずその熱処理
温度条件がEL発光特性および螢光膜の化学組成
に及ぼす効果をオージエ電子スペクトロスコピー
で調べた。その結果、350℃まで輝度の向上が認
められ、そこで最高輝度を示し、さらに熱処理温
度を高くすると輝度が低下した。 同時にオージエ電子分光分析でフツ素とテルビ
ウムの強度比を求めた。350℃まではフツ素とテ
ルビウム元素のオージエ電子強度比が純粋な化学
量論比のフツ化テルビウムのそれと同じく、それ
以上の温度で化学量論比よりフツ素が減少し始
め、500℃では化学量論比の約1/2になつて熱処理
中に失なわれることが判つた。 以上の結果からフツ素の硫化亜鉛膜中の含量が
輝度に大きく影響するものと考えられ、添加され
たフツ化テルビウムの化学量論比のフツ素以上に
フツ素を含む方がよいと考えて輝度向上を検討し
た。 そのために、本発明では、あらかじめ螢光膜を
スパツター法にて形成するさいに、フツ化テルビ
ウムと硫化亜鉛混合ターゲツトにさらにフツ化亜
鉛を混合させ、螢光膜中に添加したフツ化テルビ
ウムによつて導入される量以上にフツ素を含有さ
せた。その結果、フツ化テルビウムの化学量論比
のフツ素以上にフツ素が硫化亜鉛螢光膜中に含有
される時、EL素子は高い輝度を示すことがわか
つた。 以下具体的データを用いて説明する。 スパツターターゲツトとして下表に示す組成の
混合物（モル比）を作製した。
【表】
各化合物を組成に従い秤量し、アセトン媒体中
で湿式混合し、アセトンを飛ばして乾燥した後、
石英製ボードに入れて焼成を行なつた。400℃／
時の速度で昇温し、500℃までは含まれている水
分を除去する目的で真空中で、それ以上の温度で
はアルゴンガスに切換えて、昇温した。フツ化亜
鉛は872℃に融点を持ち、比較的蒸発しやすい化
学物であるので、750℃で２時間保持した。この
ようにして作製した混合物をステンレススチール
製の皿に２mmの厚みにつめてターゲツトとした。 透明電極がコートされたガラス基板上に、初め
に電子ビーム蒸着法で酸化イツトリウム絶縁体層
を0.05μｍの厚みに活性蒸着した。さらにその上
に上表に示した各々のターゲツトを用いて、以下
の条件でマグネトロンスパツター法にて0.30μｍ
の厚さの螢光体層を形成した。 スパツターガス圧：アルゴン６×10-3torr パワー密度：0.80W／cm2 基板―ターゲツト距離：55mm 基板温度：250℃ レイト：約200Å／分 上表のすべてのターゲツトについて、0.30μｍ
厚の螢光体薄膜を形成した後、それらを同時に
350℃の温度で１時間、10-6torrオーダーの真空
中で熱処理した。ひきつづき、また同時にEB活
性蒸着法で酸化イツトリウム0.40μｍ、酸化アル
ミニウム0.10μｍおよびアルミニウム電極0.10μ
ｍと順次形成し、EL素子を完成させた。 素子の透明電極とアルミニウム電極間に5KHz
の正弦波電圧を印加し、電圧―輝度特性を測定し
た。同時に、電圧―電流特性も測定した。EL素
子は低電圧ではなんら発光せず、コンデンサと同
じ構造であるので単に変位電流が流れるのみであ
るが、ある特定の電圧から発光し始め、同時に螢
光体層の中に電圧と同位相の電荷が流れだす。 この電圧と同位相の電荷が1.26×10-7クーロン
（素子電極面積0.070cm2）のときの輝度を基準とし
て素子間の輝度を比較した。このチヤージ量はほ
ぼ実用駆動領域の値である。交流薄膜EL素子の
特質から、発光し始め、同位相の電荷が螢光体層
の中を流れると、その層内の電界強度は一定にク
ランプされる。したがつて、上記電荷一定のもと
で輝度を測定すると、それがほぼ螢光体層の発光
効率に比例するものとなるので、相対的に螢光膜
の性能を比較できる。 輝度測定の後、各EL素子についてオージエ電
子分光分析を行い、テルビウム／亜鉛およびフツ
素／テルビウムのオージエ電子強度比を求めた。 その結果、テルビウム／亜鉛比はすべての素子
でほとんど同じで、同じ含量のテルビウムが含ま
れていることがわかつた。しかし、フツ素／テル
ビウム比は、ターゲツトの中に種々の量のフツ化
亜鉛を添加しているので、素子間で異なつてい
た。純粋なフツ化テルビウムについてあらかじめ
フツ素／テルビウム比を求めておいた。 上表のNo.１のターゲツトを用いて形成した螢光
体薄膜では、上記純粋なフツ化テルビウムのフツ
素／テルビウム比にほとんど近く、わずかに低い
値を示す程度で誤差範囲といえる。したがつて硫
化亜鉛中にはフツ化テルビウムの化学量論比でフ
ツ素とテルビウムが導入されている。しかし、上
表のNo.２以降のターゲツトを用いて形成した螢光
体薄膜においては、フツ素／テルビウム比が純粋
なフツ化テルビウムのそれより大きくなつてお
り、明らかにターゲツト中に混入したフツ化テル
ビウムによつて化学量論比で導入される量以上に
フツ素が入つている。 そこで各組成について、フツ素／テルビウムオ
ージエ電子強度比から過剰のフツ素がフツ化テル
ビウムによつて導入された化学量論組成のフツ素
の何倍かを求めた。 また最後に結晶相をチエツクする目的でＸ線回
折を行なつたが、螢光体層は硫化亜鉛の結晶相以
外については観察されなかつた。 上記過剰のフツ素量とそれに対応するEL素子
の輝度の関係を図に示す。図の符号は上表のター
ゲツト番号に相当する。 図から明らかなように、過剰フツ素量が0.5〜
３倍のとき輝度が改善されていることがわかる。 過剰量が1.5〜1.8倍であるとき、従来の輝度
（0.30μｍの螢光体膜厚で250フツトランバート）
の30％増しの値が得られた。 以上螢光体薄膜の製造方法として、スパツター
法について述べてきたが、EB法によつても同じ
効果が実現され得ることを確認した。 すなわち、硫化亜鉛をEB法で、フツ化亜鉛と
フツ化テルビウムを同時に他のソースから飛ばす
ことにより、過剰のフツ素を螢光体膜中に導入で
きる。フツ化亜鉛のみレートを変えることによつ
てフツ素含量のいろいろ異なつた螢光膜が作製で
きる。この後、前に述べた同じ手法でEL素子を
作製し、輝度とフツ素過剰量との関係を求める
と、スパツター法で作製した螢光膜と同様な結果
が得られた。 また上表の各ターゲツトで螢光体薄膜を作製し
た後、それらのを同時に350℃以外の熱処理温度
で処理した場合、全体の輝度レベルが上下するの
みで、輝度の過剰フツ素に対する傾向は同じであ
つた。 発明の効果 本発明の交流EL素子を適用することにより、
コンピユーターの端末デイスプレイやワードプロ
セツサーにおいて、望まれる絶色発光のフラツト
デイスプレイをより実用的なものとなし得る。
で湿式混合し、アセトンを飛ばして乾燥した後、
石英製ボードに入れて焼成を行なつた。400℃／
時の速度で昇温し、500℃までは含まれている水
分を除去する目的で真空中で、それ以上の温度で
はアルゴンガスに切換えて、昇温した。フツ化亜
鉛は872℃に融点を持ち、比較的蒸発しやすい化
学物であるので、750℃で２時間保持した。この
ようにして作製した混合物をステンレススチール
製の皿に２mmの厚みにつめてターゲツトとした。 透明電極がコートされたガラス基板上に、初め
に電子ビーム蒸着法で酸化イツトリウム絶縁体層
を0.05μｍの厚みに活性蒸着した。さらにその上
に上表に示した各々のターゲツトを用いて、以下
の条件でマグネトロンスパツター法にて0.30μｍ
の厚さの螢光体層を形成した。 スパツターガス圧：アルゴン６×10-3torr パワー密度：0.80W／cm2 基板―ターゲツト距離：55mm 基板温度：250℃ レイト：約200Å／分 上表のすべてのターゲツトについて、0.30μｍ
厚の螢光体薄膜を形成した後、それらを同時に
350℃の温度で１時間、10-6torrオーダーの真空
中で熱処理した。ひきつづき、また同時にEB活
性蒸着法で酸化イツトリウム0.40μｍ、酸化アル
ミニウム0.10μｍおよびアルミニウム電極0.10μ
ｍと順次形成し、EL素子を完成させた。 素子の透明電極とアルミニウム電極間に5KHz
の正弦波電圧を印加し、電圧―輝度特性を測定し
た。同時に、電圧―電流特性も測定した。EL素
子は低電圧ではなんら発光せず、コンデンサと同
じ構造であるので単に変位電流が流れるのみであ
るが、ある特定の電圧から発光し始め、同時に螢
光体層の中に電圧と同位相の電荷が流れだす。 この電圧と同位相の電荷が1.26×10-7クーロン
（素子電極面積0.070cm2）のときの輝度を基準とし
て素子間の輝度を比較した。このチヤージ量はほ
ぼ実用駆動領域の値である。交流薄膜EL素子の
特質から、発光し始め、同位相の電荷が螢光体層
の中を流れると、その層内の電界強度は一定にク
ランプされる。したがつて、上記電荷一定のもと
で輝度を測定すると、それがほぼ螢光体層の発光
効率に比例するものとなるので、相対的に螢光膜
の性能を比較できる。 輝度測定の後、各EL素子についてオージエ電
子分光分析を行い、テルビウム／亜鉛およびフツ
素／テルビウムのオージエ電子強度比を求めた。 その結果、テルビウム／亜鉛比はすべての素子
でほとんど同じで、同じ含量のテルビウムが含ま
れていることがわかつた。しかし、フツ素／テル
ビウム比は、ターゲツトの中に種々の量のフツ化
亜鉛を添加しているので、素子間で異なつてい
た。純粋なフツ化テルビウムについてあらかじめ
フツ素／テルビウム比を求めておいた。 上表のNo.１のターゲツトを用いて形成した螢光
体薄膜では、上記純粋なフツ化テルビウムのフツ
素／テルビウム比にほとんど近く、わずかに低い
値を示す程度で誤差範囲といえる。したがつて硫
化亜鉛中にはフツ化テルビウムの化学量論比でフ
ツ素とテルビウムが導入されている。しかし、上
表のNo.２以降のターゲツトを用いて形成した螢光
体薄膜においては、フツ素／テルビウム比が純粋
なフツ化テルビウムのそれより大きくなつてお
り、明らかにターゲツト中に混入したフツ化テル
ビウムによつて化学量論比で導入される量以上に
フツ素が入つている。 そこで各組成について、フツ素／テルビウムオ
ージエ電子強度比から過剰のフツ素がフツ化テル
ビウムによつて導入された化学量論組成のフツ素
の何倍かを求めた。 また最後に結晶相をチエツクする目的でＸ線回
折を行なつたが、螢光体層は硫化亜鉛の結晶相以
外については観察されなかつた。 上記過剰のフツ素量とそれに対応するEL素子
の輝度の関係を図に示す。図の符号は上表のター
ゲツト番号に相当する。 図から明らかなように、過剰フツ素量が0.5〜
３倍のとき輝度が改善されていることがわかる。 過剰量が1.5〜1.8倍であるとき、従来の輝度
（0.30μｍの螢光体膜厚で250フツトランバート）
の30％増しの値が得られた。 以上螢光体薄膜の製造方法として、スパツター
法について述べてきたが、EB法によつても同じ
効果が実現され得ることを確認した。 すなわち、硫化亜鉛をEB法で、フツ化亜鉛と
フツ化テルビウムを同時に他のソースから飛ばす
ことにより、過剰のフツ素を螢光体膜中に導入で
きる。フツ化亜鉛のみレートを変えることによつ
てフツ素含量のいろいろ異なつた螢光膜が作製で
きる。この後、前に述べた同じ手法でEL素子を
作製し、輝度とフツ素過剰量との関係を求める
と、スパツター法で作製した螢光膜と同様な結果
が得られた。 また上表の各ターゲツトで螢光体薄膜を作製し
た後、それらのを同時に350℃以外の熱処理温度
で処理した場合、全体の輝度レベルが上下するの
みで、輝度の過剰フツ素に対する傾向は同じであ
つた。 発明の効果 本発明の交流EL素子を適用することにより、
コンピユーターの端末デイスプレイやワードプロ
セツサーにおいて、望まれる絶色発光のフラツト
デイスプレイをより実用的なものとなし得る。
図は硫化亜鉛中にフツ化テルビウムにより導入
される化学量論組成のフツ素以上の過剰フツ素量
と、そのEL素子の輝度との関係を示すものであ
る。
される化学量論組成のフツ素以上の過剰フツ素量
と、そのEL素子の輝度との関係を示すものであ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ フツ化テルビウム付活硫化亜鉛螢光体薄膜に
おいて、導入されたフツ化テルビウムの化学量論
組成以上に、過剰のフツ素を硫化亜鉛螢光体中に
含むことを特徴とする交流駆動薄膜電場発光素
子。 ２ 過剰のフツ素が導入されたフツ化テルビウム
の化学量論組成に対する量の0.5〜3.0倍であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の交流
駆動薄膜電場発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58016505A JPS59143297A (ja) | 1983-02-03 | 1983-02-03 | 交流駆動薄膜電場発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58016505A JPS59143297A (ja) | 1983-02-03 | 1983-02-03 | 交流駆動薄膜電場発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59143297A JPS59143297A (ja) | 1984-08-16 |
| JPS6252438B2 true JPS6252438B2 (ja) | 1987-11-05 |
Family
ID=11918128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58016505A Granted JPS59143297A (ja) | 1983-02-03 | 1983-02-03 | 交流駆動薄膜電場発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59143297A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990011003A1 (en) * | 1989-03-15 | 1990-09-20 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Thin-film green el element |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61273894A (ja) * | 1985-05-28 | 1986-12-04 | シャープ株式会社 | 薄膜ｅｌ素子 |
-
1983
- 1983-02-03 JP JP58016505A patent/JPS59143297A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990011003A1 (en) * | 1989-03-15 | 1990-09-20 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Thin-film green el element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59143297A (ja) | 1984-08-16 |
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