JPH07242869A - 薄膜エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

薄膜エレクトロルミネッセンス素子

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JPH07242869A
JPH07242869A JP6058362A JP5836294A JPH07242869A JP H07242869 A JPH07242869 A JP H07242869A JP 6058362 A JP6058362 A JP 6058362A JP 5836294 A JP5836294 A JP 5836294A JP H07242869 A JPH07242869 A JP H07242869A
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JP
Japan
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thin film
light emitting
layer
electroluminescent material
color
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Pending
Application number
JP6058362A
Other languages
English (en)
Inventor
Akiko Sugioka
晶子 杉岡
Noriyuki Takahashi
憲之 高橋
Isamu Yashima
勇 八島
Akiyoshi Mikami
明義 三上
Kosuke Terada
幸祐 寺田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Mitsui Kinzoku Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 色純度、色座標に優れ、化学的に安定な青色
発光体が得られる薄膜エレクトロルミネッセンス材料お
よび該材料を発光層とする薄膜エレクトロルミネッセン
ス素子を提供する。 【構成】 組成式が次式; 【化1】 [但し、MはSrまたはBa、REはランタノイド系元
素をそれぞれ示し、xとyは整数であるが、xとyは等
しくない]で表されるアルカリ土類チオガレートからな
ることを特徴とする薄膜エレクトロルミネッセンス材
料。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電界の印加によって発光
する薄膜エレクトロルミネッセンス(EL)素子および
その材料に関するものであり、特にその薄膜発光層に用
いられる薄膜EL材料および該材料を用いた薄膜EL素
子に関する。
【0002】
【従来の技術】薄膜ELパネルのフルカラー化のために
赤色、緑色、青色を呈するEL発光層の研究が進められ
ている。しかし現在のところ輝度が高く、色純度に優れ
た青色発光材料に良いものがなかった。青色発光体の中
で最も進んだ材料としてはSrS:Ceがあり,近年の
開発により輝度、色純度ともに著しく向上している。し
かしSrS:Ceの発光ピークは、Ceの置換するサイ
トの大きさ等から480nm程度より短波長側にはなら
ないことが予想され、純粋な青色は呈さない。またSr
S自体に潮解性があることや、完全な焼成には1400
℃以上の加熱が必要である等の問題があり、工業的な製
造工程の中での障害となっている。
【0003】最近、MGa44:Ce(M:アルカリ土
類元素)を用いた薄膜EL素子が開発され、高輝度でよ
り短波長で発光する点から注目を集めている(特開平5
−65478号公報)。また,DavlosらはEu2+
を添加したストロンチウムチオガレートとバリウムチオ
ガレートが主として青色領域で発光することを報告して
いる(J,Solid.State Chem.83,
316(1989))。SrSに比べこれらのチオガレ
ートは一般に潮解性が低く、焼成温度が1100℃程度
で良い等の利点を持ち工業的に優れている。
【0004】しかしながら、色純度、色座標に優れ、良
好な青色を呈する薄膜EL素子は得られていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、色純
度、色座標に優れ、化学的に安定な青色発光体が得られ
る薄膜EL材料および該材料を発光層とする薄膜EL素
子を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、次
に示す薄膜EL材料によって達成される。
【0007】すなわち、本発明は、組成式が次式;
【化1】 [但し、MはSrまたはBa、REはランタノイド系元
素をそれぞれ示し、xとyは整数であるが、xとyは等
しくない]で表されるアルカリ土類チオガレートからな
ることを特徴とする薄膜EL材料にある。
【0008】上記したように、上式中、Mはストロンチ
ウム(Sr)またはバリウム(Ba)を示す。また、R
Eはランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジ
ム(Pr)、ネオジム(Nd)、ユウロビウム(Eu)
等のランタノイド系元素を示すが、その中でもセリウム
が好ましく用いられる。このセリウムは経済的に安価で
あり、この点からも優れている。また、xとyは何れも
整数であるが、xとyは等しくない。
【0009】本発明では、このように上記したアルカリ
チオガーレートを母体材料とし、セリウム等のランタノ
イド系元素を付活剤(発光中心)とするものである。こ
のような具体的な薄膜EL材料の組成としては、BaG
47:Ce、Ba3Ca26:Ce、Sr2Ga25
Ce等が挙げられる。また、本発明の薄膜EL材料に
は、さらに電荷補償剤としてカリウム等を含有すること
は好ましいことである。
【0010】このような薄膜EL材料を得るには、例え
ば以下の方法で行なわれる。すなわち、SrCO3また
はBaCO3とGa23を適当なモル比で混合し、付活
剤としてCeF3、電荷補償剤としてKClを加えた混
合物を、900〜1100℃の温度でH2S中において
焼成することにより得られる。勿論、これらの材料に代
えてSrS、BaS、Ga23、CeO2等を使用する
ことも可能であり、電荷補償剤としてはKClのみなら
ず、適当なイオン半径をもつ1価の陽イオンを提供可能
な化合物ならいずれでもよい。あるいは適当なイオン半
径をもつ3価の陰イオンを用いることも可能である。
【0011】本発明の薄膜EL素子は、上記した薄膜E
L材料を発光層として用いるものである。このような薄
膜EL素子の構成を示す一例を図1に示す。同図におい
て、1はAl等の上部電極(背面電極)、2は上部絶縁
層、3はバッフア層、4は発光層、5は下部絶縁層、6
はITO等の下部電極(透明電極)、7はガラス基板で
ある。上部絶縁層2はSiO2層21、Si34層22
からなり、下部絶縁層5はSi34層51、Si 2
52からなる。
【0012】これら各層の厚みは、例えばSiO2層2
1:0.005μm、Si34層22:0.12μm、
バッファ層3:0.1μm、発光層4:0.6μm、S
34層51:0.2μm、SiO2層52:0.05
μmである。
【0013】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説
明する。
【0014】実施例1 BaCO3とGa23をモル比で1:2の割合で混合し
たものを出発原料とし、H2S中、900℃で5時間加
熱した。これをふるいにかけて粒度を揃えた後、H2
中、1000℃で5時間加熱した。再びふるいにかけて
粒度を揃えた後、CeF3とKClを10mol%ずつ
添加し、さらにH2S中、1100℃で5時間加熱し
た。得られた化合物(BaGa47:Ce,K)の37
4nmで励起したフォトルミネッセンスを図2に示す。
この図2から460nm付近にピークがあることが判
る。
【0015】また、この原料を用いて表1に示す条件
下、薄膜からなる発光層および絶縁層を形成し、さらに
図1に示されるような薄膜EL素子を作製した。この薄
膜EL素子は青色のエレクトロルミネッセンスを呈し
た。この薄膜EL素子のエレクトロルミネッセンスを図
3に示す。この時の色座標はX=0.153、Y=0.
136であり、輝度は1KHz駆動時に0.7cd/m
2であった。
【0016】
【表1】
【0017】実施例2 BaCO3とGa23をモル比で3:1の割合で混合し
たものを出発原料とし、H2S、900℃で5時間加熱
した。これをふるいにかけて粒度を揃えた後、H2
中、1000℃で5時間加熱した。再びふるいにかけて
粒度を揃えた後、CeF3とKClをそれぞれ1mol
%、0.1mol%添加し、さらにH2S中、1100
℃で5時間加熱した。得られた化合物(Ba3Ga
26:Ce,K)のフォトルミネッセンスを図4に示
す。この図4から470nm付近にピークがあることが
判る。
【0018】実施例3 SrCO3とGa23をモル比で2:1の割合で混合し
たものを出発原料とし、H2S中、880℃で5時間加
熱した。これをふるいにかけて粒度を揃えた後、H2
中、880℃で5時間加熱した。再びふるいにかけて粒
度を揃えた後、CeF3とKClを10mol%ずつ添
加し、さらにH2S中、880℃で5時間加熱した。得
られた化合物(Sr2Ga25:Ce,K)のフォトル
ミネッセンスを図5に示す。この図5から460nm付
近にピークがあることが判る。
【0019】また、この原料を用いて表1に示す条件
下、薄膜からなる発光層および絶縁層を形成し、さらに
図1に示されるような薄膜EL素子を作製した。この薄
膜EL素子は青色のエレクトロルミネッセンスを呈し
た。この薄膜EL素子のエレクトロルミネッセンスを図
6に示す。この時の色座標はX=0.22、Y=0.3
46であり、輝度は1KHz駆動時に2.4cd/m2
であった。
【0020】この実施例1で得られたBaGa47:C
e,K薄膜EL素子の色座標X=0.153、Y=0.
136、実施例3で得られたSr2Ga25:Ce,K
薄膜EL素子の色座標X=0.22、Y=0.346、
並びに参考としてSrS:Ce薄膜EL素子の色座標X
=0.18、Y=0.38を図7に示す。
【0021】
【発明の効果】以上のような本発明により、色純度、色
座標のよい薄膜EL材料および該材料を発光層とする薄
膜EL素子が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 薄膜EL素子の構造を示す概略図。
【図2】 BaGa47:Ce,K材料のフォトルミネ
ッセンスを示すグラフ。
【図3】 BaGa47:Ce,K薄膜EL素子のエレ
クトロルミネッセンスを示すグラフ。
【図4】 Ba3Ga26:Ce,K材料のフォトルミ
ネッセンスを示すグラフ。
【図5】 Sr2Ga25:Ce,K材料のフォトルミ
ネッセンスを示すグラフ。
【図6】 Sr2Ga25:Ce,K薄膜EL素子のエ
レクトロルミネッセンスを示すグラフ。
【図7】 Sr2Ga25:Ce,K薄膜EL素子、B
aGa47:Ce,K薄膜EL素子、SrS:Ce薄膜
EL素子の色座標を示すケリー図。
【符号の説明】
1:上部電極(背面電極)、2(21,22):上部絶
縁層、3:バッフア層、4:発光層、5(51,5
2):下部絶縁層、6:ITO等の下部電極(透明電
極)、7:ガラス基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三上 明義 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャ ープ株式会社内 (72)発明者 寺田 幸祐 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャ ープ株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 組成式が次式; 【化1】 [但し、MはSrまたはBa、REはランタノイド系元
    素をそれぞれ示し、xとyは整数であるが、xとyは等
    しくない]で表されるアルカリ土類チオガレートからな
    ることを特徴とする薄膜エレクトロルミネッセンス材
    料。
  2. 【請求項2】 前記組成式がBaGa47:Ceである
    請求項1に記載の薄膜エレクトロルミネッセンス材料。
  3. 【請求項3】 前記組成式がBa3Ga26:Ceであ
    る請求項1に記載の薄膜エレクトロルミネッセンス材
    料。
  4. 【請求項4】 前記組成式がSr2Ga25:Ceであ
    る請求項1に記載の薄膜エレクトロルミネッセンス材
    料。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4に記載の薄膜エレクトロル
    ミネッセンス材料を発光層に用いた薄膜エレクトロルミ
    ネッセンス素子。
JP6058362A 1994-03-04 1994-03-04 薄膜エレクトロルミネッセンス素子 Pending JPH07242869A (ja)

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Effective date: 20040707