JPS625596A - 薄膜発光素子 - Google Patents
薄膜発光素子Info
- Publication number
- JPS625596A JPS625596A JP60142749A JP14274985A JPS625596A JP S625596 A JPS625596 A JP S625596A JP 60142749 A JP60142749 A JP 60142749A JP 14274985 A JP14274985 A JP 14274985A JP S625596 A JPS625596 A JP S625596A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- thin film
- insulating layer
- layer
- emitting layer
- 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.)
- Pending
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- Electroluminescent Light Sources (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Ｅ Ｌ （Ｅｌｅｃｔ
ｒ。
ｒ。
Ｌｕｍ １ｎｅｓｃｅｎｃｅ ）発光を呈する薄膜発光
素子に関し、発光特性の長期信頼性を改善した薄膜発光
素子に関するものである。
素子に関し、発光特性の長期信頼性を改善した薄膜発光
素子に関するものである。
〈従来の技術〉
活性物質をドープした硫化亜鉛（ＺｎＳ）Ｋ交流電界全
印加することにより高輝度のＥＬ全発光得る薄膜発光素
子が開発されて以来、素子構造に関する幾多の研究が行
なわれ、発光センターとしてＭｎを添加したＺｎＳ発光
層を絶縁層で両面から挾持し、さらにその両側を少なく
とも一方が透明な電極でサンドインチした二重絶縁構造
の薄膜発光素子が、その高輝度・長寿命特性を生がして
軽量で薄型の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、添加するＭｎ量を制御すること
によシ印加電圧対発光輝度特性に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機器と
して応用研究が推進されている。
印加することにより高輝度のＥＬ全発光得る薄膜発光素
子が開発されて以来、素子構造に関する幾多の研究が行
なわれ、発光センターとしてＭｎを添加したＺｎＳ発光
層を絶縁層で両面から挾持し、さらにその両側を少なく
とも一方が透明な電極でサンドインチした二重絶縁構造
の薄膜発光素子が、その高輝度・長寿命特性を生がして
軽量で薄型の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、添加するＭｎ量を制御すること
によシ印加電圧対発光輝度特性に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機器と
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
て添加したＭｎ固有のオレンジ色（ピーク波長５８５ｎ
ｍ）の発光色しか得られないため、ディスプレイ端末と
しては不十分であシ、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
？得るための１例としてＺｎＳ発光層母体に添加する発
光センターをＭｎの代わシに希土類イオンとした素子構
造が提唱されている。しかしながら、希土類元素は一般
にイオン半径（約１．ＯＡ以上）が大きく、ＺｎＳ母体
に添加した場合には置換すべきＺｎのイオン半径が０．
７５Ａと小さいため、Ｚｎ原子と置換され難く、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防げられ発光
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をもつＣａ（１，０Ｏ
Ａ）またはＳｒ （１，１３Ａ ）のようなアルカリ土
類金属の硫化物である硫化カルシウム（ＣａＳ ）や硫
化ストロンチウム（ＳｒＳ ）を発光層の母体材料に用
いる研究が行なわれ始めたが、長期的に安定な発光特性
を得る迄には至っていない。この理由は発光特性乞左右
する発光層と絶縁層の界面における界面準位が良好な状
態に形成されていないためであると考えられる。
て添加したＭｎ固有のオレンジ色（ピーク波長５８５ｎ
ｍ）の発光色しか得られないため、ディスプレイ端末と
しては不十分であシ、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
？得るための１例としてＺｎＳ発光層母体に添加する発
光センターをＭｎの代わシに希土類イオンとした素子構
造が提唱されている。しかしながら、希土類元素は一般
にイオン半径（約１．ＯＡ以上）が大きく、ＺｎＳ母体
に添加した場合には置換すべきＺｎのイオン半径が０．
７５Ａと小さいため、Ｚｎ原子と置換され難く、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防げられ発光
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をもつＣａ（１，０Ｏ
Ａ）またはＳｒ （１，１３Ａ ）のようなアルカリ土
類金属の硫化物である硫化カルシウム（ＣａＳ ）や硫
化ストロンチウム（ＳｒＳ ）を発光層の母体材料に用
いる研究が行なわれ始めたが、長期的に安定な発光特性
を得る迄には至っていない。この理由は発光特性乞左右
する発光層と絶縁層の界面における界面準位が良好な状
態に形成されていないためであると考えられる。
〈問題点を解決するための手段〉
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、あり、
アルカリ土類金属の硫化物を母体材料として用いた発光
層と少なくとも発光層に接する領域に窒化物を用いた絶
縁層との重量体を利用することにより、長時間駆動して
も安定に発光する薄膜発光素子を構成したことを特徴と
する。
アルカリ土類金属の硫化物を母体材料として用いた発光
層と少なくとも発光層に接する領域に窒化物を用いた絶
縁層との重量体を利用することにより、長時間駆動して
も安定に発光する薄膜発光素子を構成したことを特徴と
する。
〈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。ガラヌ基板１上に１ｎ２０３＋５ｎ０２ 等
の透明電極２、さらにその上に積層して、Ｓ Ｉ ３
Ｎ４ ｒ Ａ Ｉ ＮまたはＢＮ等の窒化物から成る第
１絶縁層３がスパッタ法あるいは、ＣＶＤ法等によシ重
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（０，０１〜２．０ｍｏ１％）の硫化ユー
ロピウム（ＥｕＳ’）を添加したＣａＳ ｋ加圧成型し
たベレットを蒸発源とする電子ビーム蒸着法によシ、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Ａ１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。
である。ガラヌ基板１上に１ｎ２０３＋５ｎ０２ 等
の透明電極２、さらにその上に積層して、Ｓ Ｉ ３
Ｎ４ ｒ Ａ Ｉ ＮまたはＢＮ等の窒化物から成る第
１絶縁層３がスパッタ法あるいは、ＣＶＤ法等によシ重
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（０，０１〜２．０ｍｏ１％）の硫化ユー
ロピウム（ＥｕＳ’）を添加したＣａＳ ｋ加圧成型し
たベレットを蒸発源とする電子ビーム蒸着法によシ、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Ａ１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および従来よシ薄
膜発光素子の絶縁層材料として用いられているＹ２Ｏ３
等の酸化物を第１、第２絶縁層として使用した薄膜発光
素子における飽和発光輝度Ｂｓの経時変化を示す特性図
である。駆動条件は周波数４ＫＨｚ、パルス幅５０μ秒
の交流駆動とした。同図中、実線Ａは上記実施例の薄膜
発光素子、破線Ｂけ従来の酸化物絶縁層を使用した薄膜
発光素子の特性曲線である。図よシ明らかなように、酸
化物絶縁層を用いた（破線Ｂ〕場合Ｖｃ（Ｉｉ、約１０
０時開動作後急激にＢｓか減少し、ｉｏｏ。
膜発光素子の絶縁層材料として用いられているＹ２Ｏ３
等の酸化物を第１、第２絶縁層として使用した薄膜発光
素子における飽和発光輝度Ｂｓの経時変化を示す特性図
である。駆動条件は周波数４ＫＨｚ、パルス幅５０μ秒
の交流駆動とした。同図中、実線Ａは上記実施例の薄膜
発光素子、破線Ｂけ従来の酸化物絶縁層を使用した薄膜
発光素子の特性曲線である。図よシ明らかなように、酸
化物絶縁層を用いた（破線Ｂ〕場合Ｖｃ（Ｉｉ、約１０
０時開動作後急激にＢｓか減少し、ｉｏｏ。
時間動作後には、約４０％の輝度低下が生じている。一
方、上記実施例（実線Ａ）の場合には、１０００時間動
作後でも４％程度の輝度低下が生じるのみであり、実用
上全く支障はない。
方、上記実施例（実線Ａ）の場合には、１０００時間動
作後でも４％程度の輝度低下が生じるのみであり、実用
上全く支障はない。
一般に、硫化カルシウム（ＣａＳ ）、硫化ストロンチ
ウム（ＳｒＳ ）等のアルカリ土類金層の硫化物は空気
中の湿気や二酸化伏素と反応し酸化物や炭酸化物に変化
しやすいため、材料の保管には充分な注意が必要となっ
ている。ここで、酸化物絶縁層を薄膜発光素子に用いた
場合について考察すると、薄膜発光素子の発光時には各
層に〜１０’％の高電圧が印加されるため、特に発光層
は活性化されていると考えられる。このとき、絶縁層が
酸化物で構成されていると、酸化物中の酸素が発光層の
ＣａＳまたはＳｒＳ等と反応し、部分的に酸化物（Ｃａ
ＯまたはＳｒＯ等）が生じる。このため、硫化物のもつ
母体材料としての特性が損なわれる結果となる。また上
述の反応は発光層と絶縁層の界面近傍から生じると考え
られ、薄膜発光素子の発光動作機構として重要な界面準
位の形成にも悪影響を与えるため、動作時間の経過に伴
い大きな輝度低下が生じる。
ウム（ＳｒＳ ）等のアルカリ土類金層の硫化物は空気
中の湿気や二酸化伏素と反応し酸化物や炭酸化物に変化
しやすいため、材料の保管には充分な注意が必要となっ
ている。ここで、酸化物絶縁層を薄膜発光素子に用いた
場合について考察すると、薄膜発光素子の発光時には各
層に〜１０’％の高電圧が印加されるため、特に発光層
は活性化されていると考えられる。このとき、絶縁層が
酸化物で構成されていると、酸化物中の酸素が発光層の
ＣａＳまたはＳｒＳ等と反応し、部分的に酸化物（Ｃａ
ＯまたはＳｒＯ等）が生じる。このため、硫化物のもつ
母体材料としての特性が損なわれる結果となる。また上
述の反応は発光層と絶縁層の界面近傍から生じると考え
られ、薄膜発光素子の発光動作機構として重要な界面準
位の形成にも悪影響を与えるため、動作時間の経過に伴
い大きな輝度低下が生じる。
一方、絶縁層を窒化物で構成した場合には、発光層との
間で上記酸化反応が生じることはなく、長期間安定な発
光特性を有する薄膜発光素子を得ることが可能となる。
間で上記酸化反応が生じることはなく、長期間安定な発
光特性を有する薄膜発光素子を得ることが可能となる。
尚、上記実施例では絶縁層として単層の窒化物絶縁層を
用いたが、発光層と接する側に窒化物を使用すれば、Ｓ
ｉ０２． Ｙ２Ｏ３、Ｔａ２０５ ｌ ”ｒｉｏ□。
用いたが、発光層と接する側に窒化物を使用すれば、Ｓ
ｉ０２． Ｙ２Ｏ３、Ｔａ２０５ ｌ ”ｒｉｏ□。
Ａ ｊｌ’ ２０３等の酸化物を多層化した複合絶縁層
としてもよい。また発光層ばＣａ５ｖｃＥｕＳをドープ
したもの以外に他のアルカリ土類金属の硫化物に発光セ
ンターとして希土類イオンをドープしたものを使用する
ことができる。
としてもよい。また発光層ばＣａ５ｖｃＥｕＳをドープ
したもの以外に他のアルカリ土類金属の硫化物に発光セ
ンターとして希土類イオンをドープしたものを使用する
ことができる。
〈発明の効果〉
以上詳説した如く、本発明はアルカリ土類金属の硫化物
を発光層の母材として用いた場合に、発光層と接する絶
縁層領域を窒化物で構成することにより、長期間安定な
発光特性を有する薄膜発光素子を得ることができ、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。
を発光層の母材として用いた場合に、発光層と接する絶
縁層領域を窒化物で構成することにより、長期間安定な
発光特性を有する薄膜発光素子を得ることができ、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実施例を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および酸化
物絶縁層を用いた従来の薄膜発光素子における飽和発光
輝度Ｂｓの経時変化を示す特性図である。 １・・・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。
である。第２図は第１図に示す薄膜発光素子および酸化
物絶縁層を用いた従来の薄膜発光素子における飽和発光
輝度Ｂｓの経時変化を示す特性図である。 １・・・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。
Claims (1)
- １．対向する一対の電極間に発光層と絶縁層の重量体を
介設して成る薄膜発光素子において、前記発光層がアル
カリ土類金属の硫化物を母体材料として成り、少なくと
も前記発光層と接する絶縁層領域が窒化物であることを
特徴とする薄膜発光素子。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60142749A JPS625596A (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP60142749A JPS625596A (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 薄膜発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS625596A true JPS625596A (ja) | 1987-01-12 |
Family
ID=15322685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60142749A Pending JPS625596A (ja) | 1985-01-22 | 1985-06-28 | 薄膜発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS625596A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992008333A1 (en) * | 1990-11-02 | 1992-05-14 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Thin-film el element |
| US5274235A (en) * | 1990-05-29 | 1993-12-28 | Kollmorgen Corp | Integrated imaging system |
| JP2009238415A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Kobe Univ | 深紫外蛍光薄膜および深紫外蛍光薄膜を用いたランプ |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5012989A (ja) * | 1973-06-05 | 1975-02-10 | ||
| JPS57102983A (en) * | 1980-12-19 | 1982-06-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electroluminescent element |
| JPS59141191A (ja) * | 1983-02-01 | 1984-08-13 | セイコーエプソン株式会社 | エレクトロ・ルミネツセンス装置 |
-
1985
- 1985-06-28 JP JP60142749A patent/JPS625596A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5012989A (ja) * | 1973-06-05 | 1975-02-10 | ||
| JPS57102983A (en) * | 1980-12-19 | 1982-06-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electroluminescent element |
| JPS59141191A (ja) * | 1983-02-01 | 1984-08-13 | セイコーエプソン株式会社 | エレクトロ・ルミネツセンス装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5274235A (en) * | 1990-05-29 | 1993-12-28 | Kollmorgen Corp | Integrated imaging system |
| WO1992008333A1 (en) * | 1990-11-02 | 1992-05-14 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Thin-film el element |
| EP0555470A1 (en) * | 1990-11-02 | 1993-08-18 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Thin-film el element |
| US5444268A (en) * | 1990-11-02 | 1995-08-22 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Thin film el device |
| EP0555470B1 (en) * | 1990-11-02 | 1996-06-05 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Thin-film el element |
| JP2009238415A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Kobe Univ | 深紫外蛍光薄膜および深紫外蛍光薄膜を用いたランプ |
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