JPH01195697A - 薄膜型エレクトロルミネッセンス表示素子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、薄膜型エレクトロルネツセンス表示素子（以
下、ＴＦＥＬと称す）に関する。

（従来の技術） ＴＦＥＬに使用される発光材料としては、従来より下記
第１表に示すように母材に発光中心となる元素イオンを
添加したものが知られている。

第１表 ところで、ＴＦＥＬの発光機構は数Ｍ　Ｖ　／　ｃｒｙ
の高電界によって発生したホットエレクトロンが発光材
料の母材の結晶中を走行し、母材中に存在する発光中心
となる元素イオンを直接衝突励起するか、もしくはホッ
トエレクトロンのエネルギーが母材の結晶格子を介して
伝達することにより発光中心となる元素イオンを励起す
る。前記元素イオンが励起されると、そのイオンの不完
全電子殻内でエネルギー遷移が行われ、この時発光現象
が現われる。ＴＦＥＬの発光効率は、前記発光機構の諸
段階におけるエネルギー損失によって見積もられるが、
中でも損失要因の大なるものの１つとして母材となる化
合物と発光中心となる元素のイオン価の整合性がある。

このような観点から上記従来の発光材料を考察すると、
母材となる化合物は２価である。このため、発光中心と
して用いるマンガンイオン（Ｍｎ”）は母材とイオン価
の整合性がとれていることになる。しかしながら、ラン
タニド元素イオンの場合は発光中心となるイオン価はＥ
ｕ以外全てプラス３価であり、整合性がない。この整合
性をとる（以下、電荷補償と称す）ためには、Ｆ−１Ｃ
，ｌ？−等のハロゲンイオンの付与が必要となる。例え
ば、ＺｎＳの母材で緑の発光色を得る場合には発光中心
にＴｂＦ３を用いる。しかしＴＦＥＬにおける薄膜形成
方法では一般的に電子ビーム蒸着法又はスパッタ蒸着法
が採用されるため、化学量論的組成の薄膜が得られない
場合がある。Ｚｎ　Ｓ　：Ｔｂ　Ｆ３の例では、Ｆが不
足する傾向となり、ＴｂイオンがＺｎＳ格子に入り難く
なり、結果的にＴｂイオンのホットキャリアにたいる衝
突断面積が小さくなり、発光効率が低下する。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたも
ので、カラー化に必要な発光中心としてのプラス３価の
元素イオンと、この元素イオンに電荷補償を行なわずに
容易に整合し得る母材からなる発光層を備えたＴＦＥＬ
を提供しようとするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、発光層の両面もしくは片面に誘電体層を有す
る薄膜型エレクトロルネッセンス表示素子において、前
記発光層はＩＩＩｂ−Ｖｂ族化合物からなる母材に発光
中心となる元素イオンを添加したものから構成されるこ
とを特徴とする薄膜型エレクトロルネッセンス表示素子
である。

上記母材であるＩＩＩｂ−Ｖｂ族化合物としては、例え
ばＡ、ｌ？Ｎ、ＡノＰ、ＡノＡ　ｓ　ｓ　Ｇ　ａ　Ｎ　
１ＧａＰ等を、発光中心となる元素イオンとしては、ラ
ンタニド元素イオン、マンガンイオンを、夫々挙げるこ
とができる。前記ＩＩＩｂ−Ｖｂ族化合物の中でＡ、Ｉ
？Ｎ、及びＧａＮは緑、赤、青の３原色を発光するラン
タニド元素イオンに対して整合し、Ａ、７？Ｐは緑、赤
を発光するランタニド元素イオンに対して整合し、Ａノ
Ａｓ及びＧａＰは赤を発光するランタニド元素イオンに
対して整合する。但し、Ａ、ｆｆＰ、Ａ、／Ａｓは室温
で水と反応するため取扱いの上で難点がある。

（作用） 本発明によれば、発光層の一構成成分としてＩＩＩｂ−
Ｖｂ族化合物からなる母材を用いることによって、発光
中心としてのプラス３価の元素イオンに電荷補償を行な
わずに容易に整合できるため、カラー化に必要な所望の
色を効率よく発光できるＴＦＥＬを得ることができる。

（発明の実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

実施例１ 図中の１は、ガラス基板であり、この基板１上にはＩＴ
Ｏからなる厚さ１７００人の透明電極２が被覆されてい
る。この透明電極２上には、厚さ４０００〜５０００人
のＴａ　２０５からなる誘電体層３が被覆されている。

この誘電体層３上には、ＧａＮの母材に発光中心として
のＴｍ３＋を０．１ｗｔ％添加した組成の厚さ４０００
〜４５００人の発光層４が被覆されている。この発光層
４上には、厚さ４０００〜５０００人のＴａ２０５から
なる誘電体層５が被覆されており、かつ該誘電体層５上
にはＡ、ｅ電極６が設けられている。

しかして、本実施例１のＴＦＥＬにおける透明電極２と
Ａ、ｅ電極６間に電圧１２０　Ｖ　ｒｍｓ　、周波数（
正弦波）　５００　Ｈｚの条件で印加させた時の発光ス
ペクトルをｉｌｌ定したところ、第２図に示す発光スペ
クトル特性図が得られ、ブルーの発光がなされることが
確認された。

実施例２．３ 発光層としてＧａＮの母材に発光中心としてのＴｂ３＋
を４　ｖｔ％、Ｓｍ３＋を０．５　ｗｔ％夫々添加した
組成のものを用いた以外、実施例１と同構造の２種のＴ
ＦＥＬを組立てた。

しかして、本実施例２．３のＴＦＥＬについて実施例１
と同様な条件で電極間に電圧を印加させた時の発光スペ
クトルを測定したところ、夫々第３図、第４図に示す発
光スペクトル特性図が得られ、実施例２ではグリーンの
発光が、実施例３ではオレンジの発光がなされることが
確認された。

実施例４〜６ 発光層としてＡＩ！Ｎの母材に発光中心としてのＴｍ３
＋を０．１　ｗｔ％、Ｔｂ３＋を４　ｖｔ％、Ｓｍ３＋
を０．５　ｗｔ％夫々添加した組成のものを用いた以外
、実施例１と同構造の３種のＴＦＥＬを組立てた。

しかして、本実施例４〜６のＴＦＥＬについて実施例１
と同様な条件で電極間に電圧を印加させた時の発光スペ
クトルを測定したところ、夫々第５図〜第７図に示す発
光スペクトル特性図が得られ、実施例４ではブルーの発
光が、実施例５ではグリーンの発光が、実施例６ではオ
レンジの発光かなされることが確認された。

実施例７ 発光層としてＧａＮの母材に発光中心としてのＭｎ２＋
をＩ　ＷＬ％添加した組成のものを用いた以外、実施例
１と同構造のＴＦＥＬを組立てた。

しかして、本実施例７のＴＦＥＬについて実施例１と同
様な条件で電極間に電圧を印加させた時の発光スペクト
ルを測定したところ、第８図に示す発光スペクトル特性
図が得られ、黄色を帯びたオレンジの発光がなされるこ
とが確認された。本実施例７では、母材（Ｇａ　Ｎ）と
発光中心の元素イオン（Ｍｎ”）とのイオン価の整合性
がとれていないが、Ｍｎ固有の発光がなされた。

実施例８ 発光層としてＧａＰの母材に発光中心としてのＰｒ３＋
を０，３νｔ％添加した組成のものを用いた以外、実施
例１と同構造のＴＦＥＬを組立てた。

しかして、本実施例８のＴＦＥＬについて実施例１と同
様な条件で電極間に電圧を印加させた時の発光スペクト
ルをＡＩ定したところ、第９図に示す発光スペクトル特
性図が得られ、赤色の発光がなされることが確認された
。発光中心としてのＰ「３＋の発光スペクトルには、通
常大きなピークを示す波長が２つある。１つは、５００
　ｎｒ６付近、もう１つは６５０　ｎｍ付近であり、前
者はエネルギー準位において３　ｐｏ−３Ｈ４の発光で
あり、後者は３　ｐ　ｏ−２Ｆ　２の発光である。しか
し、本実施例８のＴＦＥＬでは第９図に示すように前者
のピークは認められない。これは、母材としてのＧａＰ
の吸収帯波長が５５０　ｎｌ！１であることによる。

このことは、ランタニド元素イオンの殆どがいくつかの
発光学位を有するので、これらイオンのうち赤色に適し
たイオンを発光中心として用いた場合、赤の色純度を向
上できることを意味するものである。

［発明の効果］ 以上詳述した如く、本発明によればＩＩＩｂ−Ｖｂ族化
合物を母材とすることによりプラス３価のランタニド元
素イオンが電荷補償を行なうことなく最適な発光中心と
して作用でき、ひいてはカラー化に必要な所望の色を効
率よく発光し得る薄膜型エレクトロルミネッセンス表示
素子を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のＴＦＥＬの一形態を示す概略断面図
、第２図〜第９図は夫々本実施例１〜８のＴＦＥＬの発
光スペクトル図である。 ｌ・・・ガラス基板、２．６・・・電極、３．５・・・
誘電体層、４・・・発光層。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 α的、７ｍ（ｎｍ） 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 ＧａＰ：Ｐｒ　　　　（ｎｍ） 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　発光層の両面もしくは片面に誘電体層を有する薄膜型
   エレクトロルネッセンス表示素子において、前記発光層
   はIIIｂ−Ｖｂ族化合物からなる母材に発光中心となる
   元素イオンを添加したものから構成されることを特徴と
   する薄膜型エレクトロルネッセンス表示素子。