JPH06196261A - 薄膜型エレクトロルミネツセンス素子 - Google Patents

薄膜型エレクトロルミネツセンス素子

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JPH06196261A
JPH06196261A JP43A JP34658492A JPH06196261A JP H06196261 A JPH06196261 A JP H06196261A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 34658492 A JP34658492 A JP 34658492A JP H06196261 A JPH06196261 A JP H06196261A
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JP
Japan
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layer
compound
lattice constant
thin film
before lamination
Prior art date
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Withdrawn
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JP43A
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English (en)
Inventor
Yoji Takeuchi
要二 竹内
Tsunemi Oiwa
恒美 大岩
Hiroshi Fujiyasu
洋 藤安
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Maxell Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces
    • H05B33/18—Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces characterised by the nature or concentration of the activator
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent
    • C09K11/08—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/88—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials containing selenium, tellurium or unspecified chalcogen elements
    • C09K11/881—Chalcogenides
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
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    • H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 色純度が高く赤色系発光が可能な薄膜型EL
素子を提供する。 【構成】 発光層4が少なくとも第1の層4aと第2の
層4bを積層したものからなる薄膜型EL素子におい
て、前記第1の層4aは、前記第2の層4bを構成する
化合物よりも積層前の格子定数が大きい化合物を主体と
し、それに発光中心不純物としてマンガンが添加され、
前記第1の層4aの主体化合物の積層前の格子定数と第
2の層4bを構成する化合物の積層前の格子定数との差
が5%以上で、前記発光層4の発光スペクトルのピーク
値が590nm以上であることを特徴とするものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発光層が少なくとも第
1の層と第2の層を積層した薄膜型エレクトロルミネツ
センス素子(以下、薄膜型EL素子と略記する)に係
り、特に発光層の材質に関する。
【0002】
【従来の技術】薄膜型EL素子は、薄く表示状態が高精
細であることから、デイスプレイとして有用である。
【0003】図3は薄膜型EL素子の拡大断面図であ
る。同図に示すようにガラス板などの透明基板1の上に
ITO膜やSiO2 膜などからなる透明電極2が形成さ
れ、さらにその上にTa2 O3 やSiO2 などの酸化
物、Si3 N4 などの窒化物、あるいは前記酸化物膜と
窒化物膜とを積層したものからなる第1絶縁膜3をスパ
ツタリングなどによつて形成する。
【0004】この第1絶縁膜3の上に超格子層からなる
発光層4が設けられ、さらに前記第1絶縁層3と同じ材
料の第2絶縁膜5が形成され、その第2絶縁膜5の上に
アルミニウムなどからなる背面電極6が設けられる。そ
して前記透明電極2と背面電極6は電源7に接続され
て、素子が駆動できるようになつている。
【0005】従来、この薄膜型EL素子として、黄橙色
材料のZnS:Mnのみが実用化されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】フルカラーのため、赤
色材料としてZnS:Sm,CaS:Euが検討されて
いるが、輝度、色純度のいずれも満足したものは得られ
ていない。
【0007】本発明の目的は、このような従来技術の欠
点を解消し、高輝度で色純度の高い赤色系発光が可能な
薄膜型EL素子を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、発光層が少なくとも第1の層と第2の層
を積層したものからなる薄膜型EL素子において、前記
第1の層は、前記第2の層を構成する化合物よりも積層
前の格子定数が大きい化合物を主体とし、それに発光中
心不純物としてマンガンが添加され、前記第1の層の主
体化合物の積層前の格子定数と第2の層を構成する化合
物の積層前の格子定数との差が5%以上で、前記発光層
の発光スペクトルのピーク値が590nm以上であるこ
とを特徴とするものである。
【0009】
【作用】本発明は前述のような構成になつており、積層
前の格子定数の差が5%以上の第1の層と第2の層とを
交互に積層することにより、例えば結晶歪などを生じ
て、色純度の高い赤色系発光が可能となる。
【0010】
【実施例】次に本発明の実施例を図とともに説明する。
図1は実施例に係る薄膜型EL素子の要部拡大断面図、
図2は発光特性図である。
【0011】本発明の実施例に係る薄膜型EL素子の全
体の概略構成は、前述の図3と同様であるので、それら
の説明は省略する。図2に示すように第1絶縁層3と第
2絶縁層5と間に介在される発光層4は、第1の層4a
と第2の層4bを交互に多数積層したものから構成され
ている。
【0012】前記第1の層4aならびに第2の層4bの
主体化合物は元素周期律表II族の金属の化合物からな
り、具体的にはCdS,ZnS,CdSe,ZnSe,
ZnTe,CdTe,SrS,SrSe,SrTe,C
aS,CaSe,CaTa,MgS,MgSe,MgT
eなどのグループから選択される。
【0013】前記第1の層4aは、前記第2の層4bを
構成する化合物よりも積層前の格子定数が大きい化合物
を主体とし、それに発光中心不純物としてマンガン(M
n)が所定量添加されている。
【0014】前記第1の層4aの主体化合物の積層前の
格子定数と第2の層4bを構成する化合物の積層前の格
子定数との差が5%以上必要である。
【0015】前記第1の層4a中のマンガンの濃度範囲
は、0.1〜10mol%、好ましくは0.5〜2mo
l%である。
【0016】前記第1の層4a、第2の層4bの膜厚は
1000Å以下、好ましくは5〜100Åである。この
ように膜厚を薄くすることにより、より高輝度の赤色発
光が得られる。
【0017】次に具体的な実施例について説明する。
【0018】(実施例1)ガラス製の透明基板1上にI
TO膜からなる透明電極2を形成し、その上にTa2 O
5 を4000Åスパツタリングして第1絶縁層3を設け
た。
【0019】そして第1絶縁層3の上に、Mnを1mo
l%添加したCdSe:Mnからなる10Å厚の第1の
層4aと、ZnSからなる30Å厚の第2の層4bとを
交互に積層して、全体の膜厚が6000Åの発光層4を
形成した。
【0020】次にこの発光層4の上にTa2 O5 を40
00Åスパツタリングして第2絶縁層5を設け、その後
抵抗法によりアルミニウムからなる背面電極6を形成し
て薄膜型EL素子を構成した。
【0021】この実施例において、第1の層4aの主化
合物であるCdSeの積層前の格子定数は、第2の層4
bを構成するZnSの積層前の格子定数よりも大きく、
その差は9%である。
【0022】(実施例2)前記実施例1において、Cd
Se:Mnからなる第1の層4aの膜厚を30Å、Zn
Sからなる第2の層4bの膜厚を10Åとした以外は実
施例1と同様である。
【0023】従つてこの実施例においても、第1の層4
aの主化合物の積層前の格子定数と第2の層4bを構成
する化合物の積層前の格子定数の差は9%である。
【0024】(実施例3)前記実施例1において、Cd
Se:Mn(10Å)の代わりにCdS:Mn(10
Å)を用いた以外は全て同じである。
【0025】この実施例において、第1の層4aの主化
合物であるCdS:Mnの積層前の格子定数は、第2の
層4bを構成するZnSの積層前の格子定数よりも大き
く、その差は7%である。
【0026】(実施例4)前記実施例3において、Cd
S:Mnからなる第1の層4aの膜厚を1000Å、Z
nSからなる第2の層4bの膜厚を1000Åにした以
外は全て同じである。
【0027】(実施例5)前記実施例1において、前記
Mnの濃度を0.1mol%にした以外は全て同じであ
る。
【0028】(実施例6)前記実施例1において、Cd
S:Mnからなる第1の層4aの膜厚を10Å、ZnS
からなる第2の層4bの膜厚を100Åにした以外は全
て同じである。
【0029】(比較例1)Mnを1mol%添加した膜
厚が6000ÅのZnS:Mn単独からなる発光層を用
いて薄膜型EL素子を構成した。
【0030】(比較例2)Mnを1mol%添したZn
Sと、Mnを添加しないCdSを交互に積層した超格子
を発光層としたを用いて薄膜型EL素子を構成した。
【0031】なお、前記実施例1〜6ならびに比較例1
は、発光層が超格子膜となつている。
【0032】前記実施例ならびに比較例に基づいて製作
された薄膜型EL素子の輝度(L60)ならびに色純度
(CIE色度)を次の表に示す。なお、L60は、しきい
値電圧+60V(1KHz正弦波)駆動により評価した
値である。
【0033】 表 L60(cd/m2 ) CIE色度 x y 実施例1 1030 0.59 0.40 〃 2 800 0.63 0.36 〃 3 200 0.58 0.41 〃 4 30 0.56 0.43 〃 5 10 0.50 0.42 〃 6 222 0.58 0.41 比較例1 1200 0.52 0.47 〃 2 800 0.52 0.47 また、前記実施例ならびに比較例に基づいて製作された
薄膜EL素子の発光強度の代表例を図2に示す。なお、
図中の曲線Aは実施例1、曲線Bは実施例2、曲線Cは
実施例5、曲線Dは実施例6、曲線Eは比較例1、曲線
Fは比較例2の特性曲線である。また一点鎖線は、波長
が590nmの所を示している。
【0034】前記表ならびに図2から明らかなように、
本発明の実施例に係る薄膜EL素子は、比較例に比べて
CIE色度のx値が高くかつy値が低いことから赤色発
光方向にシフトしていることが分かり、また発光層の発
光スペクトルのピーク値がいずれも590nm以上であ
ることから、色純度が高くしかも赤色発光であることを
示している。
【0035】
【発明の効果】本発明は前述のような構成になつてお
り、積層前の格子定数の差が5%以上の第1の層と第2
の層とを交互に積層することにより、理論的根拠は今の
ところ明らかでないが、色純度の高い赤色系発光の薄膜
型EL素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る薄膜型EL素子の要部拡
大断面図である。
【図2】各試料素子の発光スペクトル特性図である。
【図3】薄膜型EL素子の断面図である。
【符号の説明】
1 透明基板 2 透明電極 3 第1絶縁膜 4 発光層 4a 第1の層 4b 第2の層 5 第2絶縁膜 6 背面電極 7 電源

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光層が少なくとも第1の層と第2の層
    を積層したものからなる薄膜型エレクトロルミネツセン
    ス素子において、 前記第1の層は、前記第2の層を構成する化合物よりも
    積層前の格子定数が大きい化合物を主体とし、それに発
    光中心不純物としてマンガンが添加され、 前記第1の層の主体化合物の積層前の格子定数と第2の
    層を構成する化合物の積層前の格子定数との差が5%以
    上で、 前記発光層の発光スペクトルのピーク値が590nm以
    上であることを特徴とする薄膜型エレクトロルミネツセ
    ンス素子。
  2. 【請求項2】 請求項1記載において、前記第1の層の
    主体化合物の積層前の格子定数と第2の層を構成する化
    合物の積層前の格子定数の差が7%以上であことを特徴
    とする薄膜型エレクトロルミネツセンス素子。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載において、前記第
    1の層ならびに第2の層の主体化合物が周期律表II族の
    金属の化合物であることを特徴とする薄膜型エレクトロ
    ルミネツセンス素子。
  4. 【請求項4】 請求項3記載において、前記第1の層の
    主体化合物がCdS,CdTe,CdSeで、前記第2
    の層を構成する化合物がZnSであることを特徴とする
    薄膜型エレクトロルミネツセンス素子。
  5. 【請求項5】 請求項1または2記載において、前記第
    1の層ならびに第2の層の膜厚が50Å以下であること
    を特徴とする薄膜型エレクトロルミネツセンス素子。
JP43A 1992-12-25 1992-12-25 薄膜型エレクトロルミネツセンス素子 Withdrawn JPH06196261A (ja)

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US5635307A (en) 1997-06-03

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