JPH03280395A - 発光体薄膜および薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
発光体薄膜および薄膜ｅｌ素子Info
- Publication number
- JPH03280395A JPH03280395A JP2079449A JP7944990A JPH03280395A JP H03280395 A JPH03280395 A JP H03280395A JP 2079449 A JP2079449 A JP 2079449A JP 7944990 A JP7944990 A JP 7944990A JP H03280395 A JPH03280395 A JP H03280395A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- thickness
- film
- light
- phosphor
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- 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
本発明は発光効率が高く、赤色 緑色 青色に明るく発
光する発光体薄膜およびそれを用いたＥＬ素子に関する
ものであ翫 従来の技術 近蝦 コンピュータ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
ている。デイスプレィとしての広汎な用途に対応するた
めにはカラー化が必要不可欠であり、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の力が注
がれている。この中で青色発光蛍光体としてはＺｎｓ：
ＴｍやＳｒＳ：Ｃｅ、赤色発光蛍光体としてはＺｎＳ：
Ｓｍ、ＣａＳ： Ｅｕ、緑色発光蛍光体としては
ＺｎＳ： Ｔｂ、ＣａＳ： Ｃｅなどが盛んに研究
されていも 発明が解決しようとする課題 これらの赤色 緑色 青色の３原色に発光する蛍光体薄
膜（よ 赤色および緑色に関しては発光輝度 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１
．■ 課題を解決するための手段 厚さ５０層ｍ以下、 Ｉｎｍ以上の蛍光体薄膜を該蛍光
体薄膜のエネルギーギャップより大きなエネルギーギャ
ップの材料からなる障壁層で挟持した構成 あるいはこ
の構成を複数回繰り返した構成の複合発光体を形成すも 作用 厚さ５０層ｍ以下、 ｌｎｍ以上の蛍光体薄膜を該蛍光
体薄膜のエネルギーギャップより大きなエネルギーギャ
ップの材料からなる障壁層で挟持した構成とすることに
より、高電界により発生したあるいは注入された電子、
正孔が蛍光体薄膜中に閉じこめられ それらが効率的に
直撹 あるいは再結合中心を介して再結合するた＆
ＣＲＴや蛍光ランプなどに用いられていた蛍光体材料を
蛍光体薄膜として用いることができ、発光輝度や効率が
高い発光体薄膜が形成できるものと考えられも実施例 第１図に本発明の薄膜ＥＬ素子の１実施例を説明するた
めの素子構造を示す。
光する発光体薄膜およびそれを用いたＥＬ素子に関する
ものであ翫 従来の技術 近蝦 コンピュータ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
ている。デイスプレィとしての広汎な用途に対応するた
めにはカラー化が必要不可欠であり、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の力が注
がれている。この中で青色発光蛍光体としてはＺｎｓ：
ＴｍやＳｒＳ：Ｃｅ、赤色発光蛍光体としてはＺｎＳ：
Ｓｍ、ＣａＳ： Ｅｕ、緑色発光蛍光体としては
ＺｎＳ： Ｔｂ、ＣａＳ： Ｃｅなどが盛んに研究
されていも 発明が解決しようとする課題 これらの赤色 緑色 青色の３原色に発光する蛍光体薄
膜（よ 赤色および緑色に関しては発光輝度 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１
．■ 課題を解決するための手段 厚さ５０層ｍ以下、 Ｉｎｍ以上の蛍光体薄膜を該蛍光
体薄膜のエネルギーギャップより大きなエネルギーギャ
ップの材料からなる障壁層で挟持した構成 あるいはこ
の構成を複数回繰り返した構成の複合発光体を形成すも 作用 厚さ５０層ｍ以下、 ｌｎｍ以上の蛍光体薄膜を該蛍光
体薄膜のエネルギーギャップより大きなエネルギーギャ
ップの材料からなる障壁層で挟持した構成とすることに
より、高電界により発生したあるいは注入された電子、
正孔が蛍光体薄膜中に閉じこめられ それらが効率的に
直撹 あるいは再結合中心を介して再結合するた＆
ＣＲＴや蛍光ランプなどに用いられていた蛍光体材料を
蛍光体薄膜として用いることができ、発光輝度や効率が
高い発光体薄膜が形成できるものと考えられも実施例 第１図に本発明の薄膜ＥＬ素子の１実施例を説明するた
めの素子構造を示す。
ＧａＡｓ基板ｌ上に電子ビーム蒸着法により厚さ２００
ｎｍのＣａＳ薄膜からなる障壁層２−ａをエピタキシャ
ル成長させ九 その上ＧＱ Ｚ ｎ Ｓ。
ｎｍのＣａＳ薄膜からなる障壁層２−ａをエピタキシャ
ル成長させ九 その上ＧＱ Ｚ ｎ Ｓ。
ＣｄＳおよびＡｇを入れた３つのにセルを用いて、厚さ
２０層ｍのＺｒｚ、ｖｃｄｓ、ｓｓ： Ａｇからなる
蛍光体薄膜３−ａをエピタキシャル成長させたさらにそ
の上に 厚さ２００ｎｍのＣａＳ薄膜からなる障壁層２
−ｂｌ 厚さ２０層ｍのＺｎ＝、ｖＣｄｉ、＊ｓ：
Ａｇからなる蛍光体薄膜３−ｂ、厚さ２００ｎｍのＣａ
Ｓ薄膜からなる障壁層２−ｃ、厚さ２０層ｍのＺｎｓ、
７Ｃｄｍ、ｓＳ： Ａｇからなる蛍光体薄膜３−０１
および厚さ２００ｎｍのＣａＳ薄膜からなる障壁層２
−ｄを順次エピタキシャル成長させることにより複合発
光体層４を完成したその上に 酸素を１０％含むアルゴ
ン雰囲気東 室温でＢａＴａ２Ｏ＠セラミツクスをｒｆ
スパッタリングすることにより、厚さ３００ｎｍの誘電
体薄膜５を形成し丸 最後に厚さ２００ｎｍのＩＴＯか
らなる透明電極６を電子ビーム蒸着法により形成するこ
とにより薄膜ＥＬ素子を完成し九本発明のＥ−Ｌ素子Ｃ
よ パルス幅３０μＳ、 １ｋＨｚ。
２０層ｍのＺｒｚ、ｖｃｄｓ、ｓｓ： Ａｇからなる
蛍光体薄膜３−ａをエピタキシャル成長させたさらにそ
の上に 厚さ２００ｎｍのＣａＳ薄膜からなる障壁層２
−ｂｌ 厚さ２０層ｍのＺｎ＝、ｖＣｄｉ、＊ｓ：
Ａｇからなる蛍光体薄膜３−ｂ、厚さ２００ｎｍのＣａ
Ｓ薄膜からなる障壁層２−ｃ、厚さ２０層ｍのＺｎｓ、
７Ｃｄｍ、ｓＳ： Ａｇからなる蛍光体薄膜３−０１
および厚さ２００ｎｍのＣａＳ薄膜からなる障壁層２
−ｄを順次エピタキシャル成長させることにより複合発
光体層４を完成したその上に 酸素を１０％含むアルゴ
ン雰囲気東 室温でＢａＴａ２Ｏ＠セラミツクスをｒｆ
スパッタリングすることにより、厚さ３００ｎｍの誘電
体薄膜５を形成し丸 最後に厚さ２００ｎｍのＩＴＯか
らなる透明電極６を電子ビーム蒸着法により形成するこ
とにより薄膜ＥＬ素子を完成し九本発明のＥ−Ｌ素子Ｃ
よ パルス幅３０μＳ、 １ｋＨｚ。
１８０Ｖの交流電圧を基板１と透明電極６との間に印加
することにより明るく緑色に発光しな また蛍光体薄膜
の発光不純物をＣｕにすることにより明るく赤色に・発
光した 第２図は本発明の薄膜ＥＬ素子の他の１実施例を説明す
るための素子構造を示す。ガラス基板７上に電子ビーム
蒸着法により厚さ２００ｎｍのＩＴＯ薄膜からなる透明
電極８を形成した その上番ミ 電子ビーム蒸着法に
より形成した厚さ２０層ｍのＣａＦａからなる障壁層９
と電子ビーム蒸着法により形成した厚さ１０層ｍのＺｎ
Ｓ：Ｔｍ蛍光体薄膜１０とを交互にそれぞれ３０層積み
重板最後に厚さ２０層ｍのＣａＦ２からなる障壁層９を
電子ビーム蒸着法により形成することより複合発光体層
１１を完成した その上に 厚さ２００ｎｍのＡＩから
なる背面電極１２を電子ビーム蒸着法により形成するこ
とにより薄膜ＥＬ素子を完成しん この薄膜ＥＬ素子（
友 パルス幅３０μｓ、 １ｋｌ（Ｚ、２００Ｖの交
流電圧を透明電極８と背面電極１２との間に印加するこ
とにより明るく青色に発光した 本実施例において（上 蛍光体薄膜を複数層使用した複
合発光体層について説明したバ 蛍光体薄膜が１層の場
合は低い電圧から発光を開始したが発光強度は複数層使
用した場合に比べて小さかった 蛍光体薄膜の厚さは５
０ｎｍより厚い場合は電子と正孔の閉じこめ効果が不十
分となり発光強度が低下り、１層ｍより薄い場合は格子
欠陥が増加したり、発光中心や再結合中心の数が少なく
なり発光強度が低下した 蛍光体薄膜材料としては実施
例に示した発光不純物を含む硫化カドミウム亜鉛や硫化
亜鉛以外に硫化カルシウムや硫化ストロンチウムを主成
分とする蛍光体薄膜も用いることができ九 いずれを用
いた場合も障壁層に用いる材料（友 そのエネルギーギ
ャップは蛍光体薄膜のものより大きなものを用いる必要
があり九 また蛍光体薄膜と障壁層に用いる材料との組
合せとして（友 本実施例に示したような格子定数が近
いものにおいて優れた特性が得られた 発明の効果 本発明によれば 発光輝度や効率が高い３原色に発光す
る複合発光体薄膜を形成することができム 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
発光輝度や効率が高い薄膜ＥＬ素子を形成することがで
きも 本発明は 青色発光デバイ入 多色ＥＬ素子やフ
ルカラーＥＬ素子を形成する阪 特に実用的価値は太き
（〜
することにより明るく緑色に発光しな また蛍光体薄膜
の発光不純物をＣｕにすることにより明るく赤色に・発
光した 第２図は本発明の薄膜ＥＬ素子の他の１実施例を説明す
るための素子構造を示す。ガラス基板７上に電子ビーム
蒸着法により厚さ２００ｎｍのＩＴＯ薄膜からなる透明
電極８を形成した その上番ミ 電子ビーム蒸着法に
より形成した厚さ２０層ｍのＣａＦａからなる障壁層９
と電子ビーム蒸着法により形成した厚さ１０層ｍのＺｎ
Ｓ：Ｔｍ蛍光体薄膜１０とを交互にそれぞれ３０層積み
重板最後に厚さ２０層ｍのＣａＦ２からなる障壁層９を
電子ビーム蒸着法により形成することより複合発光体層
１１を完成した その上に 厚さ２００ｎｍのＡＩから
なる背面電極１２を電子ビーム蒸着法により形成するこ
とにより薄膜ＥＬ素子を完成しん この薄膜ＥＬ素子（
友 パルス幅３０μｓ、 １ｋｌ（Ｚ、２００Ｖの交
流電圧を透明電極８と背面電極１２との間に印加するこ
とにより明るく青色に発光した 本実施例において（上 蛍光体薄膜を複数層使用した複
合発光体層について説明したバ 蛍光体薄膜が１層の場
合は低い電圧から発光を開始したが発光強度は複数層使
用した場合に比べて小さかった 蛍光体薄膜の厚さは５
０ｎｍより厚い場合は電子と正孔の閉じこめ効果が不十
分となり発光強度が低下り、１層ｍより薄い場合は格子
欠陥が増加したり、発光中心や再結合中心の数が少なく
なり発光強度が低下した 蛍光体薄膜材料としては実施
例に示した発光不純物を含む硫化カドミウム亜鉛や硫化
亜鉛以外に硫化カルシウムや硫化ストロンチウムを主成
分とする蛍光体薄膜も用いることができ九 いずれを用
いた場合も障壁層に用いる材料（友 そのエネルギーギ
ャップは蛍光体薄膜のものより大きなものを用いる必要
があり九 また蛍光体薄膜と障壁層に用いる材料との組
合せとして（友 本実施例に示したような格子定数が近
いものにおいて優れた特性が得られた 発明の効果 本発明によれば 発光輝度や効率が高い３原色に発光す
る複合発光体薄膜を形成することができム 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
発光輝度や効率が高い薄膜ＥＬ素子を形成することがで
きも 本発明は 青色発光デバイ入 多色ＥＬ素子やフ
ルカラーＥＬ素子を形成する阪 特に実用的価値は太き
（〜
第１図は本発明の１実施例を説明するためのＥＬ素子断
面医 第２図は本発明の他の実施例を説明するための薄
１！ＥＬ素子の素子構造を示す断面図であａ １・・・・ＧａＡｓ基板 ７・・・・ガラス基板 ８・
・・・透明電極 ２、９・・・・障壁＃ ３、 ｌＯ・
・・・蛍光体薄１１Ｌ４、１１・・・・複合発光体ＭＬ
５・・・・誘電体薄罠 ６、１２・・・・電翫
面医 第２図は本発明の他の実施例を説明するための薄
１！ＥＬ素子の素子構造を示す断面図であａ １・・・・ＧａＡｓ基板 ７・・・・ガラス基板 ８・
・・・透明電極 ２、９・・・・障壁＃ ３、 ｌＯ・
・・・蛍光体薄１１Ｌ４、１１・・・・複合発光体ＭＬ
５・・・・誘電体薄罠 ６、１２・・・・電翫
Claims (8)
- （１）厚さ５０ｎｍ以下１ｎｍ以上の蛍光体薄膜を該蛍
光体薄膜のエネルギーギャップより大きなエネルギーギ
ャップの材料からなる障壁層で挟持した複合構造を有す
ることを特徴とする発光体薄膜。 - （２）請求項１に記載の複合構造を複数回繰り返したこ
とを特徴とする発光体薄膜。 - （３）請求項１に記載の発光体薄膜と、該発光体薄膜の
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。 - （４）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、さら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３に記載の薄膜Ｅ
Ｌ素子。 - （５）請求項２に記載の発光体薄膜と、該発光体薄膜の
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。 - （６）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、さら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５に記載の薄膜Ｅ
Ｌ素子。 - （７）蛍光体薄膜が硫化亜鉛、硫化カドミウム、テルル
化亜鉛、セレン化亜鉛あるいはこれらの混晶を主成分と
する請求項１に記載の発光体薄膜。 - （８）障壁層が硫化亜鉛、硫化カドミウム亜鉛、アルカ
リ土類金属の硫化物、あるいはアルカリ土類金属の弗化
物を主成分とする請求項１に記載の発光体薄膜。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2079449A JPH03280395A (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 発光体薄膜および薄膜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 |
|---|---|---|---|
| JP2079449A JPH03280395A (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 発光体薄膜および薄膜ｅｌ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03280395A true JPH03280395A (ja) | 1991-12-11 |
Family
ID=13690192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2079449A Pending JPH03280395A (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-28 | 発光体薄膜および薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03280395A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996025020A1 (en) * | 1995-02-06 | 1996-08-15 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Multi-color light emission apparatus and method for production thereof |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61267298A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-26 | 富士通株式会社 | エレクトロルミネセンス素子 |
-
1990
- 1990-03-28 JP JP2079449A patent/JPH03280395A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61267298A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-26 | 富士通株式会社 | エレクトロルミネセンス素子 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996025020A1 (en) * | 1995-02-06 | 1996-08-15 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Multi-color light emission apparatus and method for production thereof |
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