JPH03266393A - 複合発光体薄膜及び薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
複合発光体薄膜及び薄膜ｅｌ素子Info
- Publication number
- JPH03266393A JPH03266393A JP2063152A JP6315290A JPH03266393A JP H03266393 A JPH03266393 A JP H03266393A JP 2063152 A JP2063152 A JP 2063152A JP 6315290 A JP6315290 A JP 6315290A JP H03266393 A JPH03266393 A JP H03266393A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- layer
- zns
- phosphor layer
- layers
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Led Devices (AREA)
- 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
本願発明（友 発光効率が高く、青色もしくは紫外の波
長域で明るく発光する発光体薄膜及びそれを用いたＥＬ
素子に関するものであム 従来の技術 近鍛 コンピュータ一端末などに用いるフラットデイス
プレィとして、薄膜ＥＬ素子が盛んに研究されている。
長域で明るく発光する発光体薄膜及びそれを用いたＥＬ
素子に関するものであム 従来の技術 近鍛 コンピュータ一端末などに用いるフラットデイス
プレィとして、薄膜ＥＬ素子が盛んに研究されている。
黄橙色発光のマンガン添加硫化亜鉛からなる蛍光体薄膜
を用いたモノクロ薄膜ＥＬデイスプレィは既に実用化さ
れていも デイスプレィとして広汎な用途に対応するた
めにはフルカラー化が不可欠であり、赤色 緑色 青色
の３原色に発光するＥＬ用蛍光体の開発に多大な力が注
がれていも この中で青色発光蛍光体として（友ＺｎＳ
： Ｔｒｎ’Ｐ、 ＳｒＳ： Ｃｅ、 赤色蛍
光体として（Ｌ ＺｎＳ： Ｓｍ、ＣａＳ： Ｅ
ｕ、緑色蛍光体としてはＺｎＳ： Ｔｂ、ＣａＳ：
Ｃｅなどが盛んに研究されていも −Ｘ 発光ダイオードにおいてＬ 同様にフルカラー
化をめざして、短波長化の研究が盛んに行われていム
５ｉＣＳ ＧａＮ５ ＺｎＳ、Ｚｎ５ｅ等 広いバンド
ギャップの半導体材料を用いたＰＮ接合、ＭＩＳ接合の
形成により、青色ＬＥＤの高輝度化が試みられていも 発明が解決しようとする課題 上記の電界発光用蛍光体薄膜は 赤色及び緑色に関して
は発光輝嵐 効率に問題があり、青色に関しては色純度
に問題があり、現在 実用的なレベルのカラーＥＬパネ
ルは形成されていなしも−４ＬＥＤに関して（よ 赤色
については十分高輝度の発光素子が得られ実用化されて
いるカミ緑包 青色について？！ 実用化レベルとし
ては不十分であム ざらζへ より短波長の紫外に発光波長域を有する固体
発光素子はいまだ実現するに至っていな（Ｘ。
を用いたモノクロ薄膜ＥＬデイスプレィは既に実用化さ
れていも デイスプレィとして広汎な用途に対応するた
めにはフルカラー化が不可欠であり、赤色 緑色 青色
の３原色に発光するＥＬ用蛍光体の開発に多大な力が注
がれていも この中で青色発光蛍光体として（友ＺｎＳ
： Ｔｒｎ’Ｐ、 ＳｒＳ： Ｃｅ、 赤色蛍
光体として（Ｌ ＺｎＳ： Ｓｍ、ＣａＳ： Ｅ
ｕ、緑色蛍光体としてはＺｎＳ： Ｔｂ、ＣａＳ：
Ｃｅなどが盛んに研究されていも −Ｘ 発光ダイオードにおいてＬ 同様にフルカラー
化をめざして、短波長化の研究が盛んに行われていム
５ｉＣＳ ＧａＮ５ ＺｎＳ、Ｚｎ５ｅ等 広いバンド
ギャップの半導体材料を用いたＰＮ接合、ＭＩＳ接合の
形成により、青色ＬＥＤの高輝度化が試みられていも 発明が解決しようとする課題 上記の電界発光用蛍光体薄膜は 赤色及び緑色に関して
は発光輝嵐 効率に問題があり、青色に関しては色純度
に問題があり、現在 実用的なレベルのカラーＥＬパネ
ルは形成されていなしも−４ＬＥＤに関して（よ 赤色
については十分高輝度の発光素子が得られ実用化されて
いるカミ緑包 青色について？！ 実用化レベルとし
ては不十分であム ざらζへ より短波長の紫外に発光波長域を有する固体
発光素子はいまだ実現するに至っていな（Ｘ。
本発明（よ 発光輝度、効率の高１．Ｘ、青色もしくは
紫外発光素子を実現することを目的とすム課題を解決す
るための手段 厚さか５０ｎｍ以下、 ｌｎｍ以上へ 硫化亜鉛もしく
は少なくとも硫化亜鉛と他のＩＩｂＶＩ族化合物半導体
との混晶を主成分とする蛍光体層を、該蛍光体層のエネ
ルギーギャップより大きなエネルギーギャップへ 少な
くとも硫化マグネシウムと他のアルカリ土類金属の硫化
物との混晶を主成分とする障壁層で挟持した構成単位を
、一単位もしくは複数単位繰り返して設けた複合発光体
薄膜を形成する。
紫外発光素子を実現することを目的とすム課題を解決す
るための手段 厚さか５０ｎｍ以下、 ｌｎｍ以上へ 硫化亜鉛もしく
は少なくとも硫化亜鉛と他のＩＩｂＶＩ族化合物半導体
との混晶を主成分とする蛍光体層を、該蛍光体層のエネ
ルギーギャップより大きなエネルギーギャップへ 少な
くとも硫化マグネシウムと他のアルカリ土類金属の硫化
物との混晶を主成分とする障壁層で挟持した構成単位を
、一単位もしくは複数単位繰り返して設けた複合発光体
薄膜を形成する。
作用
上記構成の複合発光体薄膜を形成することによって、蛍
光体層に青から紫外の波長域で発光しつる広いバンドギ
ャップを持った材料を用いてＬ更に十分広いエネルギー
ギャップを持った材料を障壁層に使用したた敢 高電界
により発生もしくは注入された電子、正孔が十分前記蛍
光体層に閉じ込められ それらが直接もしくは再結合中
心を介して効率よく再結合し その結果 発光輝尻効率
の高（＼ 青色もしくは紫外発光素子が実現できたと考
えられも 実施例 第１図に本発明の薄膜ＥＬ素子の一実施例として、その
素子構造を示す。低抵抗Ｓｉの基板１上に分子ビームエ
ピタキシャル蒸着法により厚さ１５０ ｎｍのＣａＦ２
薄膜からなる絶縁層２をエピタキシャル成長させ九 そ
の上Ｅ、 Ｃａ Ｓ、 Ｍ ｇ Ｓを入れたにセル
を用いて、厚さ５０ｎｍのＣａｓ、ｅＭｇｍ、ａＳから
成る障壁層３を同じくエピタキシャル成長させ九 更に
その上版 厚さ２０ｎｍのＺｎＳからなる蛍光体層４を
エピタキシャル成長させ九 同様にして、その上＋；
Ｃａ ｓ、＠Ｍｇ １．４ Ｓから成る障壁層とＺｎ
Ｓからなる蛍光体層を交互に順次エピタキシャル成長さ
せ、合計１０周肌層厚７００ ｎｍの複合発光体層５を
完成した その上番へ 酸素を１０％含むアルゴン雰
囲気中で、室温で、ＢａＴａａＯｓよりな４ 厚さ２０
０ｎｍの絶縁層６を形成した 最後に厚さ２００ ｎｍ
のＩＴＯからなる透明電極７を電子ビーム蒸着法により
形成し 薄膜ＥＬ素子を完成し九 本実施例でｉｉ ｓｉ基板１と複合発光体層５の間と、
複合発光体層５と透明電極７の間にそれぞれ絶縁層２と
絶縁層６を形成したカミ これらはいずれか一方だけで
あってもよ鶏 本発明のＥＬ素子（よ パルス幅３０μ５ｅＣ１１ｋＨ
ｚ、 １５０Ｖの交流電圧を基板１と透明電極７との間
に印加することによって、波長３５０ｎｍ〜３８０ ｎ
ｍの強い紫外発光を得た本発明の要点は 紫外域にも及
ぶ短波長発光が可能な広いバンドギャップの半導体材料
であるＺｎＳ、もしくはＺｎＳと他のＩＩｂＶＩ族化合
物半導体との混晶を主成分とする半導体材料を蛍光体層
に用いることができた点にある。なぜ、本発明において
初めてそれが可能となったかを以下に述べる。
光体層に青から紫外の波長域で発光しつる広いバンドギ
ャップを持った材料を用いてＬ更に十分広いエネルギー
ギャップを持った材料を障壁層に使用したた敢 高電界
により発生もしくは注入された電子、正孔が十分前記蛍
光体層に閉じ込められ それらが直接もしくは再結合中
心を介して効率よく再結合し その結果 発光輝尻効率
の高（＼ 青色もしくは紫外発光素子が実現できたと考
えられも 実施例 第１図に本発明の薄膜ＥＬ素子の一実施例として、その
素子構造を示す。低抵抗Ｓｉの基板１上に分子ビームエ
ピタキシャル蒸着法により厚さ１５０ ｎｍのＣａＦ２
薄膜からなる絶縁層２をエピタキシャル成長させ九 そ
の上Ｅ、 Ｃａ Ｓ、 Ｍ ｇ Ｓを入れたにセル
を用いて、厚さ５０ｎｍのＣａｓ、ｅＭｇｍ、ａＳから
成る障壁層３を同じくエピタキシャル成長させ九 更に
その上版 厚さ２０ｎｍのＺｎＳからなる蛍光体層４を
エピタキシャル成長させ九 同様にして、その上＋；
Ｃａ ｓ、＠Ｍｇ １．４ Ｓから成る障壁層とＺｎ
Ｓからなる蛍光体層を交互に順次エピタキシャル成長さ
せ、合計１０周肌層厚７００ ｎｍの複合発光体層５を
完成した その上番へ 酸素を１０％含むアルゴン雰
囲気中で、室温で、ＢａＴａａＯｓよりな４ 厚さ２０
０ｎｍの絶縁層６を形成した 最後に厚さ２００ ｎｍ
のＩＴＯからなる透明電極７を電子ビーム蒸着法により
形成し 薄膜ＥＬ素子を完成し九 本実施例でｉｉ ｓｉ基板１と複合発光体層５の間と、
複合発光体層５と透明電極７の間にそれぞれ絶縁層２と
絶縁層６を形成したカミ これらはいずれか一方だけで
あってもよ鶏 本発明のＥＬ素子（よ パルス幅３０μ５ｅＣ１１ｋＨ
ｚ、 １５０Ｖの交流電圧を基板１と透明電極７との間
に印加することによって、波長３５０ｎｍ〜３８０ ｎ
ｍの強い紫外発光を得た本発明の要点は 紫外域にも及
ぶ短波長発光が可能な広いバンドギャップの半導体材料
であるＺｎＳ、もしくはＺｎＳと他のＩＩｂＶＩ族化合
物半導体との混晶を主成分とする半導体材料を蛍光体層
に用いることができた点にある。なぜ、本発明において
初めてそれが可能となったかを以下に述べる。
それ（表 第１の実施例に代表される薄膜ＥＬ素子の構
成において、高効率の短波長発光素子を実現するため圏
障壁層材料として、以下の２つの条件を満たす、硫化
マグネシウムと他のアルカリ土類金属の硫化物との混晶
を主成分とする材料を採用したことによム まず第１番
ミ これらのアルカリ土類金属の硫化物のバンドギャッ
プはいずれＬ ＭｇＳの５．４ｅＶを筆頭に３．８〜
５．４ｅＶと、蛍光体層として採用したＺｎＳの３．５
ｅＶと比べて十分広いた取 キャリヤを効率よく蛍光体
層に閉じ込めることができた 第２点（上 本発明の材料構成を用いることで、各層材
料間での格子整合が可能となる点であム高発光効率を維
持するためにζよ キャリヤの非発光中心の一因である
格子欠陥をできるだけ減らすことが肝要であも 本発明
の材料構成を採用することにより、基板 障壁層 蛍光
体層 および第１の実施例に示したように絶縁層２を設
ける場合は絶縁層２も含めて、これらの材料の間で格子
整合が可能となり、非発光中心濃度を低減することがで
きた 第１の実施例でｌｔ、、Ｚｎｓを蛍光体層に用い
たた数 基板材料 絶縁層２にｉ；ＬＺｎＳと格子定数
の近いＳｉとＣａＦ２をそれぞれ採用し１、 また障
壁層材料も格子整合させるため＆ミ ＭｇＳとＣａＳの
混晶を用い九 Ｓｉ基板と格子整合させた場合の障壁層
のバンドギャップ（よ 約４．８ｅＶと十分広く、電子
、正孔とも十分蛍光体層に閉じ込められ 高効率の紫外
発光を得ることができたと考えられる。
成において、高効率の短波長発光素子を実現するため圏
障壁層材料として、以下の２つの条件を満たす、硫化
マグネシウムと他のアルカリ土類金属の硫化物との混晶
を主成分とする材料を採用したことによム まず第１番
ミ これらのアルカリ土類金属の硫化物のバンドギャッ
プはいずれＬ ＭｇＳの５．４ｅＶを筆頭に３．８〜
５．４ｅＶと、蛍光体層として採用したＺｎＳの３．５
ｅＶと比べて十分広いた取 キャリヤを効率よく蛍光体
層に閉じ込めることができた 第２点（上 本発明の材料構成を用いることで、各層材
料間での格子整合が可能となる点であム高発光効率を維
持するためにζよ キャリヤの非発光中心の一因である
格子欠陥をできるだけ減らすことが肝要であも 本発明
の材料構成を採用することにより、基板 障壁層 蛍光
体層 および第１の実施例に示したように絶縁層２を設
ける場合は絶縁層２も含めて、これらの材料の間で格子
整合が可能となり、非発光中心濃度を低減することがで
きた 第１の実施例でｌｔ、、Ｚｎｓを蛍光体層に用い
たた数 基板材料 絶縁層２にｉ；ＬＺｎＳと格子定数
の近いＳｉとＣａＦ２をそれぞれ採用し１、 また障
壁層材料も格子整合させるため＆ミ ＭｇＳとＣａＳの
混晶を用い九 Ｓｉ基板と格子整合させた場合の障壁層
のバンドギャップ（よ 約４．８ｅＶと十分広く、電子
、正孔とも十分蛍光体層に閉じ込められ 高効率の紫外
発光を得ることができたと考えられる。
第１の実施例では基板材料としてＳｉを採用したカミ
例えば格子定数の近いＧａＰを用いても同様の効果が得
られ九 また 同じく障壁層の材料としてＣａＳとＭｇ
Ｓの混晶を用いたカミ その代わり４二Ｍ ｇ ＳとＳ
ｒＳもしくはＭｇＳとＢａＳとの混晶を用いてＬ 格子
整合する組成比の膜であれば同様の効果を有すム 同様？Ｑ 蛍光体層の材料を、所定の組成比のＺｎＳ
と他のＩＩｂＶＩ族化合物半導体との混晶を主成分とす
る半導体材料にする場合Ｌ 障壁層材料に上記のアルカ
リ土類金属硫化物の格子整合した混晶を用いることで第
１の実施例同様 蛍光体層のバンドギャップに応じた所
望の波長の高効率の短波長薄膜ＥＬ素子を得ることがで
きた 発明の効果 本発明により、青色から紫外の短波長で発光する複合発
光体薄膜を得ることができな また この複合発光体薄
膜を用いて薄膜ＥＬ素子を形成した場合Ｌ 高効取 高
輝度の短波長薄膜ＥＬ素子を実現することができｋ 本
発明を、青色発光素子、紫外発光素子、もしくはフルカ
ラーＥＬ素子等に応用する暇 特に実用的価値が太き（
−
例えば格子定数の近いＧａＰを用いても同様の効果が得
られ九 また 同じく障壁層の材料としてＣａＳとＭｇ
Ｓの混晶を用いたカミ その代わり４二Ｍ ｇ ＳとＳ
ｒＳもしくはＭｇＳとＢａＳとの混晶を用いてＬ 格子
整合する組成比の膜であれば同様の効果を有すム 同様？Ｑ 蛍光体層の材料を、所定の組成比のＺｎＳ
と他のＩＩｂＶＩ族化合物半導体との混晶を主成分とす
る半導体材料にする場合Ｌ 障壁層材料に上記のアルカ
リ土類金属硫化物の格子整合した混晶を用いることで第
１の実施例同様 蛍光体層のバンドギャップに応じた所
望の波長の高効率の短波長薄膜ＥＬ素子を得ることがで
きた 発明の効果 本発明により、青色から紫外の短波長で発光する複合発
光体薄膜を得ることができな また この複合発光体薄
膜を用いて薄膜ＥＬ素子を形成した場合Ｌ 高効取 高
輝度の短波長薄膜ＥＬ素子を実現することができｋ 本
発明を、青色発光素子、紫外発光素子、もしくはフルカ
ラーＥＬ素子等に応用する暇 特に実用的価値が太き（
−
第１図（友 本発明の薄膜ＥＬ素子の一実施例の素子の
断面図であ４ ■・・・・基板、 ２、６・・・・絶縁層 ３・・・・
障壁層４・・・・蛍光体層 ５・・・・複合発光体Ｆ＃
７・・・・透明電極
断面図であ４ ■・・・・基板、 ２、６・・・・絶縁層 ３・・・・
障壁層４・・・・蛍光体層 ５・・・・複合発光体Ｆ＃
７・・・・透明電極
Claims (4)
- （１）厚さが５０ｎｍ以下１ｎｍ以上の硫 化亜鉛もしくは少なくとも硫化亜鉛と他のＩＩｂＶＩ族
化合物半導体との混晶を主成分とする蛍光体層を、該蛍
光体層のエネルギーギャップより大きなエネルギーギャ
ップの、少なくとも硫化マグネシウムと他のアルカリ土
類金属の硫化物との混晶を主成分とする障壁層で挟持し
た構成単位を、一単位もしくは複数単位繰り返して設け
たことを特徴とする複合発光体薄膜。 - （２）請求項１に記載の複合発光体薄膜と、前記複合発
光体薄膜の外側から電圧を印加する手段とを備えたこと
を特徴とする薄膜ＥＬ素子。 - （３）複合発光体薄膜の少なくとも一方の面に誘電体薄
膜が形成され、更にその外側から電圧を印加する手段が
配設されていることを特徴とする請求項２に記載の薄膜
ＥＬ素子。 - （４）蛍光体層と障壁層の格子定数の違いが５％以内で
あることを特徴とする請求項１に記載の複合発光体薄膜
。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6315290A JP2715620B2 (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | 複合発光体薄膜及び薄膜ｅｌ素子 |
| EP91103189A EP0446746B1 (en) | 1990-03-14 | 1991-03-04 | Light-emitting thin film and thin film EL device |
| DE69117781T DE69117781T2 (de) | 1990-03-14 | 1991-03-04 | Licht-emittierender Dünnfilm und elektrolumineszente Dünnfilmvorrichtung |
| US08/216,853 US5700591A (en) | 1990-03-14 | 1994-03-23 | Light-emitting thin film and thin film EL device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6315290A JP2715620B2 (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | 複合発光体薄膜及び薄膜ｅｌ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03266393A true JPH03266393A (ja) | 1991-11-27 |
| JP2715620B2 JP2715620B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=13220982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6315290A Expired - Lifetime JP2715620B2 (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | 複合発光体薄膜及び薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2715620B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008060595A (ja) * | 1996-06-26 | 2008-03-13 | Siemens Ag | 半導体素子 |
| US7538483B2 (en) | 2002-08-07 | 2009-05-26 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Inorganic electroluminescent device and method of fabricating the same |
-
1990
- 1990-03-14 JP JP6315290A patent/JP2715620B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008060595A (ja) * | 1996-06-26 | 2008-03-13 | Siemens Ag | 半導体素子 |
| US9196800B2 (en) | 1996-06-26 | 2015-11-24 | Osram Gmbh | Light-radiating semiconductor component with a luminescence conversion element |
| US7538483B2 (en) | 2002-08-07 | 2009-05-26 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Inorganic electroluminescent device and method of fabricating the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2715620B2 (ja) | 1998-02-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kim et al. | Performance of light-emitting-diode based on quantum dots | |
| US6876144B2 (en) | Organic electroluminescent device having host material layer intermixed with luminescent material | |
| JP6718938B2 (ja) | 量子ドットと、これを備える量子ドット発光ダイオードおよび量子ドット発光表示装置 | |
| CN1638566B (zh) | 有机电致发光元件及其形成方法 | |
| CN106972111B (zh) | 有机发光器件和显示装置 | |
| CN103346265A (zh) | 一种发光器件、显示面板及其制造方法 | |
| KR102722259B1 (ko) | 양자점 용액 조성물, 양자점 필름 및 양자점 발광표시장치 | |
| US5700591A (en) | Light-emitting thin film and thin film EL device | |
| WO2017206213A1 (zh) | Oled器件与oled显示器 | |
| CN114864835A (zh) | 蓝光钙钛矿量子点薄膜和电致发光二极管及制备 | |
| KR102355917B1 (ko) | 발광다이오드 및 전계발광 표시장치 | |
| JPH03141588A (ja) | 電界発光素子 | |
| JPH0272592A (ja) | 薄膜ｅｌ素子 | |
| JP2715620B2 (ja) | 複合発光体薄膜及び薄膜ｅｌ素子 | |
| KR970002016B1 (ko) | 박막 el 소자 | |
| JPH02253593A (ja) | 発光素子 | |
| JP5192854B2 (ja) | 蛍光体及びこれを用いた表示パネル | |
| JP2003187981A (ja) | 特殊なタイプの無機薄膜発光装置 | |
| JP2007329176A (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
| JPH04160793A (ja) | 発光体薄膜および薄膜ｅｌ素子 | |
| CN221728815U (zh) | 显示装置 | |
| JPH04363892A (ja) | 直流エレクトロルミネッセンス素子 | |
| Chen et al. | AC powder electroluminescence | |
| JP5046637B2 (ja) | 無機エレクトロルミネッセント素子 | |
| Khan et al. | Light-emitting devices |