JPH0256896A - 薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子Info
- Publication number
- JPH0256896A JPH0256896A JP63206476A JP20647688A JPH0256896A JP H0256896 A JPH0256896 A JP H0256896A JP 63206476 A JP63206476 A JP 63206476A JP 20647688 A JP20647688 A JP 20647688A JP H0256896 A JPH0256896 A JP H0256896A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- emitting layer
- film
- doped
- srs
- 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)
- 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〕
本発明は薄膜エレクトロルミネセンス素子（薄膜ＥＬ素
子）に係り、特に、色調がよく、高輝度。
子）に係り、特に、色調がよく、高輝度。
高効率な青色薄膜ＥＬ素子に関する。
高度情報通信時代の進展に伴い、情報処理装置の一部と
して表示装置の重要性が高まってきている。特に、近年
、奥行き寸法の大きなブラウン管を用いた装置に代わる
ものとして、薄型の平面型表示装置に対する需要が急速
に拡大しつつある。
して表示装置の重要性が高まってきている。特に、近年
、奥行き寸法の大きなブラウン管を用いた装置に代わる
ものとして、薄型の平面型表示装置に対する需要が急速
に拡大しつつある。
平面型表示装置の中でも、薄膜ＥＬ素子は全固体型装置
であるため信頼性が高く、また、自己発光型であるため
、液晶表示素子等と比較して、視認性に優れており、平
面型表示装置の最有力候補として各所で活発に研究開発
が行われている。
であるため信頼性が高く、また、自己発光型であるため
、液晶表示素子等と比較して、視認性に優れており、平
面型表示装置の最有力候補として各所で活発に研究開発
が行われている。
特に、現在、マンガン（Ｍ ｎ ）を添加した硫化亜鉛
（ＺｎＳ）を発光層とする薄膜ＥＬ素子が実用化されて
いるが、発光色が黄橙色−色のみであるため、これまで
、青、緑、赤などの多色化が可能な希土類元素添加のＺ
ｎＳを発光層とする薄膜ＥＬ素子の研究が行われてきた
。
（ＺｎＳ）を発光層とする薄膜ＥＬ素子が実用化されて
いるが、発光色が黄橙色−色のみであるため、これまで
、青、緑、赤などの多色化が可能な希土類元素添加のＺ
ｎＳを発光層とする薄膜ＥＬ素子の研究が行われてきた
。
しかし、これまでの希土類元素添加ＺｎＳ薄膜を発光層
とする素子では、高輝度の青色発光が得られないという
問題があった。このような状況下で、近年、セリウム（
Ｃｅ）化合物を添加した硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）
を発光層として用いることによって高輝度の青色発光が
得られるにいたり、この系の薄膜ＥＬ素子の研究開発が
活発化してきている。
とする素子では、高輝度の青色発光が得られないという
問題があった。このような状況下で、近年、セリウム（
Ｃｅ）化合物を添加した硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）
を発光層として用いることによって高輝度の青色発光が
得られるにいたり、この系の薄膜ＥＬ素子の研究開発が
活発化してきている。
しかしながら、上記Ｃｅ添加ＳｒＳを発光層とする薄膜
ＥＬ素子の発光は、第５図ｅに示すように、４３０ｎｍ
から６７０ｎｍにわたる発光スペクトルを示すため、実
際には青緑色に見える。このため、この素子を用いて青
色発光を得ようとする場合には。
ＥＬ素子の発光は、第５図ｅに示すように、４３０ｎｍ
から６７０ｎｍにわたる発光スペクトルを示すため、実
際には青緑色に見える。このため、この素子を用いて青
色発光を得ようとする場合には。
フィルタ等により長波長成分を除去して、第５図ｆに示
すような発光スペクトルにする必要がある。
すような発光スペクトルにする必要がある。
しかし、このようにフィルタ等によって青色成分を取り
出した場合、発光輝度は、第６図りに示すように、フィ
ルタのない場合（同図ｇ）に比較して、ｌ／１０以下に
低下するという問題があった。
出した場合、発光輝度は、第６図りに示すように、フィ
ルタのない場合（同図ｇ）に比較して、ｌ／１０以下に
低下するという問題があった。
本発明の目的は、上記従来技術の有していた課題を解決
して、色調がよく、高輝度、高効率の青色薄膜ＥＬ素子
を提供することにある。
して、色調がよく、高輝度、高効率の青色薄膜ＥＬ素子
を提供することにある。
上記目的は、ランタン（Ｌａ）またはＬａ化合物を添加
したＳｒＳを発光層として用いることによって達成する
ことができる。
したＳｒＳを発光層として用いることによって達成する
ことができる。
第２図に、Ｌａ添加ＳｒＳ薄膜に２７０ｎ ｍの紫外線
を照射した時に得られる光ルミネセンス（ｐｈｏｔｏ−
１ｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ： Ｐ Ｌ ）スペクトル
ａを、従来のＣｅ添加ＳｒＳ薄膜のスペクトルｂと比較
して、示す。図に見られるように、Ｃｅ添加５ｒＳｂで
は４７Ｏｎｍ付近にピークを持つ主ピークと５３０ｎ
ｍ付近にピークを持つ副ピークが存在して発光スペク１
−ルが広がっているのに対して、Ｌａ添加５ｒＳｌ膜ａ
では発光ピークは一つだけであり、かつ、ピーク波長が
４４０ｎ ｍ近傍にあり、このため、発光は純青色に見
える。これによって、Ｌａ添加ＳｒＳ薄膜は、Ｃｅ添加
ＳｒＳ薄膜と異なり、フィルタなどを用いることなく単
独で青色発光素子として用いることができるので、素子
構成が単純になるばかりでなく、フィルタによる輝度低
下がないため、高輝度の青色発光を得ることができる。
を照射した時に得られる光ルミネセンス（ｐｈｏｔｏ−
１ｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ： Ｐ Ｌ ）スペクトル
ａを、従来のＣｅ添加ＳｒＳ薄膜のスペクトルｂと比較
して、示す。図に見られるように、Ｃｅ添加５ｒＳｂで
は４７Ｏｎｍ付近にピークを持つ主ピークと５３０ｎ
ｍ付近にピークを持つ副ピークが存在して発光スペク１
−ルが広がっているのに対して、Ｌａ添加５ｒＳｌ膜ａ
では発光ピークは一つだけであり、かつ、ピーク波長が
４４０ｎ ｍ近傍にあり、このため、発光は純青色に見
える。これによって、Ｌａ添加ＳｒＳ薄膜は、Ｃｅ添加
ＳｒＳ薄膜と異なり、フィルタなどを用いることなく単
独で青色発光素子として用いることができるので、素子
構成が単純になるばかりでなく、フィルタによる輝度低
下がないため、高輝度の青色発光を得ることができる。
以下、本発明薄膜ＥＬ素子について、実施例によって具
体的に説明する。
体的に説明する。
第１図は本発明薄膜ＥＬ素子の基本構造を示す断面図で
、ガラス基板１、透明電極２、絶縁膜３、Ｌａ添加Ｓｒ
Ｓ発光層薄膜４、絶縁膜５、アルミ電極６からなること
を示す。なお、７は素子駆動用の交流電源である。
、ガラス基板１、透明電極２、絶縁膜３、Ｌａ添加Ｓｒ
Ｓ発光層薄膜４、絶縁膜５、アルミ電極６からなること
を示す。なお、７は素子駆動用の交流電源である。
素子の作製にあたっては、まずガラス基板１を洗浄した
後、スパッタ法によりＩＴ○透明電極２を厚さ２００ｎ
ｍ形成し、次いで、ＥＣＲ−プラズマＣＶＤ法により
酸化シリコンと窒化シリコンとの積層構造とした絶縁膜
３を２００ｎ ｍ形成した。次いで、あらかじめ硫化ラ
ンタン（Ｌａ２Ｓ３）をＳｒＳに添加し混合したペレッ
トを蒸発源として電子ビーム蒸着法によって厚さ１μｍ
の発光層薄膜４を形成した。この時、発光層薄膜の組成
がずれ硫黄欠損が生ずるのを防ぐために硫化水素ＣＨ２
５）プラズマを照射しながら蒸着を行い、また、基板温
度はＳＯＯ℃、薄膜形成速度は３０ｎ ｍ ／ ｍ ｉ
ｎとした。
後、スパッタ法によりＩＴ○透明電極２を厚さ２００ｎ
ｍ形成し、次いで、ＥＣＲ−プラズマＣＶＤ法により
酸化シリコンと窒化シリコンとの積層構造とした絶縁膜
３を２００ｎ ｍ形成した。次いで、あらかじめ硫化ラ
ンタン（Ｌａ２Ｓ３）をＳｒＳに添加し混合したペレッ
トを蒸発源として電子ビーム蒸着法によって厚さ１μｍ
の発光層薄膜４を形成した。この時、発光層薄膜の組成
がずれ硫黄欠損が生ずるのを防ぐために硫化水素ＣＨ２
５）プラズマを照射しながら蒸着を行い、また、基板温
度はＳＯＯ℃、薄膜形成速度は３０ｎ ｍ ／ ｍ ｉ
ｎとした。
さらに、引き続き、窒化シリコンと五酸化タンクル（Ｔ
ａ、 Ｏｓ ）との積層構造とした絶縁膜５を形成し
た。この時、窒化シリコン膜はＥＣＲ−プラズマＣＶＤ
法により厚さ１００ｎ ｍ形成し、Ｔａ２０５膜はスパ
ッタリング法により厚さ５００ｎ ｍ形成した。
ａ、 Ｏｓ ）との積層構造とした絶縁膜５を形成し
た。この時、窒化シリコン膜はＥＣＲ−プラズマＣＶＤ
法により厚さ１００ｎ ｍ形成し、Ｔａ２０５膜はスパ
ッタリング法により厚さ５００ｎ ｍ形成した。
この後、ＡＱ背面電極６を蒸着法によって形成して素子
とした。
とした。
上記素子構造において、発光層膜４を窒化シリコンを成
分とする絶縁膜３および５で挟持したのは、発光層５ｒ
Ｓ４が反応性が高く酸化膜と反応して劣化しやすいため
、この劣化を防ぐことを目的としたものである。
分とする絶縁膜３および５で挟持したのは、発光層５ｒ
Ｓ４が反応性が高く酸化膜と反応して劣化しやすいため
、この劣化を防ぐことを目的としたものである。
第３図に本発明薄膜ＥＬ素子の発光ピーク波長と発光ス
ペクトルの半値幅との発光層Ｌａ濃度依存性を示したｅ
Ｌａ濃度が増えるに従って発光ピークが長波長側にシフ
トし、スペクトル半値幅が若干床がる傾向があるが、Ｌ
ａ濃度が０，０１ｍｏｌ％から１０ＩＩＩｏＱ％の範囲
で、発光ピーク波長は４２０ｎ ｍから４８０ｎ ｍの
範囲にあり、かつ、副ピークを持たないために、色純度
のよい青色発光が得られることがわかる。
ペクトルの半値幅との発光層Ｌａ濃度依存性を示したｅ
Ｌａ濃度が増えるに従って発光ピークが長波長側にシフ
トし、スペクトル半値幅が若干床がる傾向があるが、Ｌ
ａ濃度が０，０１ｍｏｌ％から１０ＩＩＩｏＱ％の範囲
で、発光ピーク波長は４２０ｎ ｍから４８０ｎ ｍの
範囲にあり、かつ、副ピークを持たないために、色純度
のよい青色発光が得られることがわかる。
また、第４図は本発明薄膜ＥＬ素子の最大発光輝度の発
光層Ｌａ濃度依存性を示す図で、図中に、従来のＣｅ添
加ＳｒＳ青緑色発光素子の輝度レベルおよびフィルタを
付けた時の同素子の輝度レベルを、それぞれ、実線Ｃお
よび破線ｄをもって示した。図から明らかなように、Ｌ
ａ濃度が最適値領域にある場合、従来のＣｅ添加ＳｒＳ
を発光層とする薄膜ＥＬ素子よりも輝度が高く、高輝度
の青色ＥＬ素子が得られることがわかる。なお、Ｌａ濃
度が０．０１ｍｏｌ％以下および１０ｍｏｌ％以上の領
域では発光輝度が最大値の１／１０以下となるため、従
来のＣｅ添加ＳｒＳを発光層とする薄膜ＥＬ素子からフ
ィルタを用いて青色成分を取り出した時の輝度と同レベ
ルとなる。さらに、この濃度領域では、発光効率が０．
ＯＩＱｍ／ｗ以下となり、Ｃｅ添加ＳｒＳを発光層とす
る薄膜ＥＬ素子の０．８Ｑｍ／ｗと比較して著しく低い
ので、ＥＬ素子として用いるのには適さない。
光層Ｌａ濃度依存性を示す図で、図中に、従来のＣｅ添
加ＳｒＳ青緑色発光素子の輝度レベルおよびフィルタを
付けた時の同素子の輝度レベルを、それぞれ、実線Ｃお
よび破線ｄをもって示した。図から明らかなように、Ｌ
ａ濃度が最適値領域にある場合、従来のＣｅ添加ＳｒＳ
を発光層とする薄膜ＥＬ素子よりも輝度が高く、高輝度
の青色ＥＬ素子が得られることがわかる。なお、Ｌａ濃
度が０．０１ｍｏｌ％以下および１０ｍｏｌ％以上の領
域では発光輝度が最大値の１／１０以下となるため、従
来のＣｅ添加ＳｒＳを発光層とする薄膜ＥＬ素子からフ
ィルタを用いて青色成分を取り出した時の輝度と同レベ
ルとなる。さらに、この濃度領域では、発光効率が０．
ＯＩＱｍ／ｗ以下となり、Ｃｅ添加ＳｒＳを発光層とす
る薄膜ＥＬ素子の０．８Ｑｍ／ｗと比較して著しく低い
ので、ＥＬ素子として用いるのには適さない。
以上述べてきたように、薄膜ＥＬ素子を本発明構成の薄
膜ＥＬ素子とすること、すなわちＬａ化合物を添加した
ＳｒＳを発光層として用いた薄膜ＥＬ素子とすること、
によって、従来技術の有していた課題を解決して、発光
ピーク波長が４２０ｎｍから４８０ｎｍの範囲にある色
純度の良い青色発光ＥＬ素子を得ることができた。この
ため、フィルタ等を用いて青色成分のみを取り出す必要
がなく、素子作製工程が単純になるのみならず、フィル
タ使用による輝度低下を生ずることがない。
膜ＥＬ素子とすること、すなわちＬａ化合物を添加した
ＳｒＳを発光層として用いた薄膜ＥＬ素子とすること、
によって、従来技術の有していた課題を解決して、発光
ピーク波長が４２０ｎｍから４８０ｎｍの範囲にある色
純度の良い青色発光ＥＬ素子を得ることができた。この
ため、フィルタ等を用いて青色成分のみを取り出す必要
がなく、素子作製工程が単純になるのみならず、フィル
タ使用による輝度低下を生ずることがない。
また、最適Ｌａ濃度領域のＳｒＳ発光層薄膜を形成した
場合、従来のＣｅ添加ＳｒＳを発光層とする薄膜ＥＬ素
子よりも輝度の高い青色発光薄膜ＥＬ素子を得ることが
できる。
場合、従来のＣｅ添加ＳｒＳを発光層とする薄膜ＥＬ素
子よりも輝度の高い青色発光薄膜ＥＬ素子を得ることが
できる。
第１図は本発明薄膜ＥＬ素子の基本構成を示す断面図、
第２図は本発明のＬａ添加ＳｒＳ薄膜の発光スペクトル
と従来のＣｅ添加ＳｒＳ薄膜の発光スペクトルの比較を
示す図、第３図は本発明薄膜ＥＬ素子の発光ピーク波長
と発光スペクトルの半値幅の発光層Ｌａ濃度依存性を示
す図、第４図は本発明薄膜ＥＬ素子の最大発光輝度の発
光層Ｌａ１度依存性を示す図、第５図は従来のＣｅ添加
ＳｒＳを発光層とする薄膜ＥＬ素子の発光スペクトルを
示す図、第６図は従来のＣｅ添加ＳｒＳを発光層とする
薄膜ＥＬ素子の印加電圧に対する発光輝度特性を示す図
である。 １・・・ガラス基板 ２・・・透明電極 ３・・絶縁膜 ４・・・Ｌａ添加ＳｒＳ発光層薄膜 ５・・・絶縁膜 ６・・・ＡＱ組電 極・・・素子駆動用交流電源 第１図 特許出願人 日本電信電話株式会社 代理人弁理士 中 村 純 之 助 り友 １梨、 （−＋１階１．ン第２図 ＝に一５１１！！ と １−へ票畔 窄 ド ｉ−喫 く （コ
第２図は本発明のＬａ添加ＳｒＳ薄膜の発光スペクトル
と従来のＣｅ添加ＳｒＳ薄膜の発光スペクトルの比較を
示す図、第３図は本発明薄膜ＥＬ素子の発光ピーク波長
と発光スペクトルの半値幅の発光層Ｌａ濃度依存性を示
す図、第４図は本発明薄膜ＥＬ素子の最大発光輝度の発
光層Ｌａ１度依存性を示す図、第５図は従来のＣｅ添加
ＳｒＳを発光層とする薄膜ＥＬ素子の発光スペクトルを
示す図、第６図は従来のＣｅ添加ＳｒＳを発光層とする
薄膜ＥＬ素子の印加電圧に対する発光輝度特性を示す図
である。 １・・・ガラス基板 ２・・・透明電極 ３・・絶縁膜 ４・・・Ｌａ添加ＳｒＳ発光層薄膜 ５・・・絶縁膜 ６・・・ＡＱ組電 極・・・素子駆動用交流電源 第１図 特許出願人 日本電信電話株式会社 代理人弁理士 中 村 純 之 助 り友 １梨、 （−＋１階１．ン第２図 ＝に一５１１！！ と １−へ票畔 窄 ド ｉ−喫 く （コ
Claims (1)
- １．一対の電極間に発光層あるいは発光層と絶縁層とを
挟持してなる薄膜エレクトロルミネセンス素子（薄膜Ｅ
Ｌ素子）において、上記発光層が硫化ストロンチウム（
ＳｒＳ）にランタン（Ｌａ）またはランタン化合物を添
加した薄膜からなり、かつ、上記ランタンまたはランタ
ン化合物の濃度が０．０１ｍｏｌ％から１０ｍｏｌ％の
範囲にあることを特徴とする薄膜ＥＬ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63206476A JPH0256896A (ja) | 1988-08-22 | 1988-08-22 | 薄膜ｅｌ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63206476A JPH0256896A (ja) | 1988-08-22 | 1988-08-22 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0256896A true JPH0256896A (ja) | 1990-02-26 |
Family
ID=16524007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63206476A Pending JPH0256896A (ja) | 1988-08-22 | 1988-08-22 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0256896A (ja) |
-
1988
- 1988-08-22 JP JP63206476A patent/JPH0256896A/ja active Pending
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