JPS61273894A - 薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
薄膜ｅｌ素子Info
- Publication number
- JPS61273894A JPS61273894A JP60116071A JP11607185A JPS61273894A JP S61273894 A JPS61273894 A JP S61273894A JP 60116071 A JP60116071 A JP 60116071A JP 11607185 A JP11607185 A JP 11607185A JP S61273894 A JPS61273894 A JP S61273894A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rare earth
- emitting layer
- light emitting
- thin film
- doped
- 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
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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】
く技術分野〉
本発明は電界の印加に応答してＥＬ（エレクトロルミネ
センス）発光する薄膜ＥＬ素子に関し、特に発光層の発
光センターとして希土類元素の化合物をドープした薄膜
ＥＬ素子に関するものである０ 〈従来技術とその問題点〉 交流電界の印加によりＥＬ発光する発光層を誘電体層で
被覆した薄膜ＥＬ素子において、発光層をＺｎＳ等の■
−■族化合物に希土類のフツ化物等をドープした材料で
構成し°た場合・希土類元素の種類により種々の発光色
のＥＬ素子が得られる。
センス）発光する薄膜ＥＬ素子に関し、特に発光層の発
光センターとして希土類元素の化合物をドープした薄膜
ＥＬ素子に関するものである０ 〈従来技術とその問題点〉 交流電界の印加によりＥＬ発光する発光層を誘電体層で
被覆した薄膜ＥＬ素子において、発光層をＺｎＳ等の■
−■族化合物に希土類のフツ化物等をドープした材料で
構成し°た場合・希土類元素の種類により種々の発光色
のＥＬ素子が得られる。
例えば、ＴｂＦａ、ＳｍＦ３．ＴｍＦ３またはＰｒＦ３
等の希土類フッ化物を用いると、それぞれ緑色、赤色。
等の希土類フッ化物を用いると、それぞれ緑色、赤色。
青色、白色に発光する素子が得られる。希土類元素単体
あるいは他の希土類化合物を用いた場合も同じ発光色の
ものが得られるが、その発光輝度及び発光効率・は希土
類フツ化物を用いた場合よりも低くなる。また、Ｅｕの
ように２価にも３価にも ［なり得る元素で
は、フッ化物（ＥｕＦａ）の形でドープすると比較的容
易に３価のままでドープすることができるなど原子価の
制御がし易いため、希土類を発光中心として発光層中に
ドープする場合はフツ化物の形で用いられることが多い
。
あるいは他の希土類化合物を用いた場合も同じ発光色の
ものが得られるが、その発光輝度及び発光効率・は希土
類フツ化物を用いた場合よりも低くなる。また、Ｅｕの
ように２価にも３価にも ［なり得る元素で
は、フッ化物（ＥｕＦａ）の形でドープすると比較的容
易に３価のままでドープすることができるなど原子価の
制御がし易いため、希土類を発光中心として発光層中に
ドープする場合はフツ化物の形で用いられることが多い
。
希土類フッ化物を発光中心とする発光層の作製には予め
適量の希土類フッ化物を混合したＺｎＳから成る焼結ペ
レットを利用して電子ビーム蒸着法で成膜するか、希土
類フッ化物の粉末とＺｎＳ ’の粉末を混
合した絣末をターゲットとしてＲＦ（反応性）スパッタ
法等により成膜する方法が用いら１２． れ
る。これらの方法で作製した発光層でハ１発光ザ
中心である希土類フッ化物が、通常ＲＥ−Ｆａの
分・ 子の形でＺｎＳ結晶中に入っており、
希土類原子（ＲＥ）とフッ素原子（Ｆ）との原子比（Ｆ
／ＲＥ）は３又は３に極めて近い値になっている。しか
しながら、比較的大きい分子である希土類フツ化物゛が
ＺｎＳ結晶中に入ると、その周辺の結晶性を悪化させ、
発光輝度及び発光効率の減少を招くことになる。ここで
希土類原子（ＲＥ）を亜鉛原子（Ｚｎ）と置換すること
ができればＺｎＳの結晶性の悪化を小さく抑制すること
ができる。しかしながら、通常希土類原子は３価（ＲＥ
３＋ ）であり、亜鉛は、２価（Ｚｎ” ）であるため
、ＲＥ３＋が ’１、Ｚｎ ２＋を置換するとプラス
１の正電荷が過剰とな、 リ、この電荷を補
償するためにはマイナス１価のフッ素（Ｆ−１）が格子
間位置に１つあればよい。
適量の希土類フッ化物を混合したＺｎＳから成る焼結ペ
レットを利用して電子ビーム蒸着法で成膜するか、希土
類フッ化物の粉末とＺｎＳ ’の粉末を混
合した絣末をターゲットとしてＲＦ（反応性）スパッタ
法等により成膜する方法が用いら１２． れ
る。これらの方法で作製した発光層でハ１発光ザ
中心である希土類フッ化物が、通常ＲＥ−Ｆａの
分・ 子の形でＺｎＳ結晶中に入っており、
希土類原子（ＲＥ）とフッ素原子（Ｆ）との原子比（Ｆ
／ＲＥ）は３又は３に極めて近い値になっている。しか
しながら、比較的大きい分子である希土類フツ化物゛が
ＺｎＳ結晶中に入ると、その周辺の結晶性を悪化させ、
発光輝度及び発光効率の減少を招くことになる。ここで
希土類原子（ＲＥ）を亜鉛原子（Ｚｎ）と置換すること
ができればＺｎＳの結晶性の悪化を小さく抑制すること
ができる。しかしながら、通常希土類原子は３価（ＲＥ
３＋ ）であり、亜鉛は、２価（Ｚｎ” ）であるため
、ＲＥ３＋が ’１、Ｚｎ ２＋を置換するとプラス
１の正電荷が過剰とな、 リ、この電荷を補
償するためにはマイナス１価のフッ素（Ｆ−１）が格子
間位置に１つあればよい。
゛ このため全ての希土類原子が理想的に
亜鉛と置換したとすると、発光層中の希土類原子とフッ
素原子の比（Ｆ／ＲＥ）は１となる。
亜鉛と置換したとすると、発光層中の希土類原子とフッ
素原子の比（Ｆ／ＲＥ）は１となる。
〈発明の概要〉
本発明は上述の問題点に鑑°み、ＺｎＳ等の発光層母材
中に発光センター（活性物質）としてドープする希土類
フツ化物の希土類原子（ＲＥ）とフッ素原子（Ｆ）の原
子比（Ｆ／ＲＥ ） ヲ０．５〜２．５１７）範囲とす
ることにより、希土類フツ化物をドープすることに起因
する結晶格子の歪や欠陥を抑制して発光輝度及び発光効
率を確保した薄膜ＥＬ素子を提供することを目的とする
。
中に発光センター（活性物質）としてドープする希土類
フツ化物の希土類原子（ＲＥ）とフッ素原子（Ｆ）の原
子比（Ｆ／ＲＥ ） ヲ０．５〜２．５１７）範囲とす
ることにより、希土類フツ化物をドープすることに起因
する結晶格子の歪や欠陥を抑制して発光輝度及び発光効
率を確保した薄膜ＥＬ素子を提供することを目的とする
。
〈実施例〉
第１図は本発明の１実施例の説明に供する薄膜ＥＬ素子
の基本構成図である。
の基本構成図である。
ガラス基板１等の透光性基板の表面を清浄化処理した後
、ＩＴＯ膜等から成る透明電極２を帯状に成形してガラ
ス基板１の清浄面に平行配列する。
、ＩＴＯ膜等から成る透明電極２を帯状に成形してガラ
ス基板１の清浄面に平行配列する。
この上に下部誘電体層３としてＳ ｉ０２．ＹｚＯａＩ
Ｓｉ３Ｎ４等をスパッタ法、電子ビーム蒸着法等の薄膜
生成技術により厚さ１００ＯＡ乃至３００ＯＡ程度堆積
する。次にこの上に発光層４として、ＺｎＳ：ＴｂＦｘ
を積層するが、これはＺｎＳに発光センターとなる活性
物質としてＴｂＦｘ（ｘ＝１〜３）で表わされるテルビ
ウムフッ化物を所定量ドープした焼結ベレットを蒸着源
とし、これを電子ビーム蒸着口で成膜する。また電子ビ
ーム蒸着以外にＺｎＳ粉末とＴｂＦｘ粉末の混合物をタ
ーゲットとしてＲＦスパッタリングにより成膜しても良
い。さらに上部誘電体層５として５ｉ０２．ＡＪ２０３
．Ｙ２Ｏ３゜Ｓｉ３Ｎ４等を単層または複合膜の状態で
被覆し、発光層４を上下部誘電体層３，５中に埋設する
。
Ｓｉ３Ｎ４等をスパッタ法、電子ビーム蒸着法等の薄膜
生成技術により厚さ１００ＯＡ乃至３００ＯＡ程度堆積
する。次にこの上に発光層４として、ＺｎＳ：ＴｂＦｘ
を積層するが、これはＺｎＳに発光センターとなる活性
物質としてＴｂＦｘ（ｘ＝１〜３）で表わされるテルビ
ウムフッ化物を所定量ドープした焼結ベレットを蒸着源
とし、これを電子ビーム蒸着口で成膜する。また電子ビ
ーム蒸着以外にＺｎＳ粉末とＴｂＦｘ粉末の混合物をタ
ーゲットとしてＲＦスパッタリングにより成膜しても良
い。さらに上部誘電体層５として５ｉ０２．ＡＪ２０３
．Ｙ２Ｏ３゜Ｓｉ３Ｎ４等を単層または複合膜の状態で
被覆し、発光層４を上下部誘電体層３，５中に埋設する
。
上部誘電体層５は下部誘電体層を同様な方法で成膜され
、その膜厚は＋ ００ ＯＡ乃至５００ ＯＡ程度とす
る。上部誘電体層５上には背面電極６として帯状に成形
されたＡ２を上記透明電極２と直交する方向に平行配列
する。透明電極２と背面電極６でマトリックス電極構造
が構成されマトリックス状の発光表示が実行される。
、その膜厚は＋ ００ ＯＡ乃至５００ ＯＡ程度とす
る。上部誘電体層５上には背面電極６として帯状に成形
されたＡ２を上記透明電極２と直交する方向に平行配列
する。透明電極２と背面電極６でマトリックス電極構造
が構成されマトリックス状の発光表示が実行される。
透明電極２と背面電極６間に交流電界を印加すると発光
層４内にこの交流電界が誘起され、発光層４の母材より
キャリアが電界極性に対応した発光層４の界面へホット
キャリアとして誘引されて内部電荷を形成する。次に電
界極性が反転すると誘起電界にこの内部電荷が重畳され
、ホットキャリアは他方の発光層４界面へ掃引される。
層４内にこの交流電界が誘起され、発光層４の母材より
キャリアが電界極性に対応した発光層４の界面へホット
キャリアとして誘引されて内部電荷を形成する。次に電
界極性が反転すると誘起電界にこの内部電荷が重畳され
、ホットキャリアは他方の発光層４界面へ掃引される。
この過程で発光センターとしてドープされたＴｂＦｘの
Ｔｂ電子を衝突励起し、Ｔｂより電磁スペクトルが放出
される。この電磁スペクトルがガラス基板１を介して緑
色のＥＬ発光として観測されることになる。発光輝度及
び発光効率を高く維持するためには発光層４の母材であ
るＺｎＳ結晶粒の結晶性を良好にしてホットキャリアの
活動を阻害しないようにすることが必要であり、このた
めに発光センターとしてドープするＴｂＦｘのＴｂ原子
をＺｎ原子と効率良く置換させるようにする。Ｔｂは３
価であり、Ｚｎは２価であるため、ＴｂがＺｎの位置に
配置された場合プラス１の過剰な正電荷が生成される。
Ｔｂ電子を衝突励起し、Ｔｂより電磁スペクトルが放出
される。この電磁スペクトルがガラス基板１を介して緑
色のＥＬ発光として観測されることになる。発光輝度及
び発光効率を高く維持するためには発光層４の母材であ
るＺｎＳ結晶粒の結晶性を良好にしてホットキャリアの
活動を阻害しないようにすることが必要であり、このた
めに発光センターとしてドープするＴｂＦｘのＴｂ原子
をＺｎ原子と効率良く置換させるようにする。Ｔｂは３
価であり、Ｚｎは２価であるため、ＴｂがＺｎの位置に
配置された場合プラス１の過剰な正電荷が生成される。
これをＦ原子で補償する。
発光層４中のＴｂとＦの比（Ｆ／Ｔｂ）と発光輝度との
関係を第２図に示す。発光層４中のＴｂとＦの比は電子
ビーム蒸着時の焼結ペレットあるいはスパッタ時のター
ゲットにおけるＺｎＳにドー１□。
関係を第２図に示す。発光層４中のＴｂとＦの比は電子
ビーム蒸着時の焼結ペレットあるいはスパッタ時のター
ゲットにおけるＺｎＳにドー１□。
、ｉ プするＴｂとＦの組成を調整するか
蒸着条件また・厘 １、：、：、 はスパッタ条件を制御し
て決定する。横軸はＦ／Ｔｂパ１゛ 縦
軸は発光輝度を表わしている。図より明らかなζゝ ） 如くＳＦ／Ｔｂが０．５乃至２．５の
範囲で発光輝度が、 高く特に１．０乃至
２．０の範囲で高輝度状態となっ１′。
蒸着条件また・厘 １、：、：、 はスパッタ条件を制御し
て決定する。横軸はＦ／Ｔｂパ１゛ 縦
軸は発光輝度を表わしている。図より明らかなζゝ ） 如くＳＦ／Ｔｂが０．５乃至２．５の
範囲で発光輝度が、 高く特に１．０乃至
２．０の範囲で高輝度状態となっ１′。
２（ｉ、 ている。従って、発光層４中に
ドープされるＴｂＦｘ：、Ｍ がＴｂＦ
３の形ではなくＦ／Ｔｂが上記範囲に納まる１；・。
ドープされるＴｂＦｘ：、Ｍ がＴｂＦ
３の形ではなくＦ／Ｔｂが上記範囲に納まる１；・。
゛ように発光層４を成膜する。
３、 尚、上記実施例は発光センターと
してＴｂＦｘを用いた場合について説明したが、本発明
はこれに）、 限定されるものではなく１他の希土類フッ化物をへ １、 用いた場合にも適用可能である。
してＴｂＦｘを用いた場合について説明したが、本発明
はこれに）、 限定されるものではなく１他の希土類フッ化物をへ １、 用いた場合にも適用可能である。
； 〈発明の効果〉
以上詳説した如く本発明によれば発光センターとして希
土類フツ化物を発光層中にドープした場、
合に発光輝度を低下させることなく高品位の薄膜ｉ’
Ｅｔ、素子を構成することができる。
土類フツ化物を発光層中にドープした場、
合に発光輝度を低下させることなく高品位の薄膜ｉ’
Ｅｔ、素子を構成することができる。
ご］
ｆｊ、ｊｉ７
、、 第１図は本発明の１実施例の説明
輪供する薄膜第２図は発光層にドープされるＴｂＦｘの
Ｆ／Ｔｂと発光輝度の関係を示す特性図である。 １・・・ガラス基板 ２・・・透明電極 ３・・・
下部誘電体層 ４・・・発光層 ５・・・上部誘電
体層６・・・背面電極
輪供する薄膜第２図は発光層にドープされるＴｂＦｘの
Ｆ／Ｔｂと発光輝度の関係を示す特性図である。 １・・・ガラス基板 ２・・・透明電極 ３・・・
下部誘電体層 ４・・・発光層 ５・・・上部誘電
体層６・・・背面電極
Claims (1)
- １．発光層母材中に発光中心として希土類フツ化物を
ドープして成る薄膜ＥＬ素子において、前記発光層中の
希土類原子（ＲＥ）とフッ素原子（Ｆ）の原子比（Ｆ／
ＲＥ）を０．５乃至２．５の範囲としたことを特徴とす
る薄膜ＥＬ素子。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60116071A JPS61273894A (ja) | 1985-05-28 | 1985-05-28 | 薄膜ｅｌ素子 |
| FI862108A FI83015C (fi) | 1985-05-28 | 1986-05-20 | Tunnfilmelektroluminiscensanordning och process foer dess produktion. |
| DE8686106936T DE3672916D1 (de) | 1985-05-28 | 1986-05-22 | Duennschicht-elektrolumineszenz-vorrichtungen und verfahren zu deren herstellung. |
| EP86106936A EP0209668B1 (en) | 1985-05-28 | 1986-05-22 | Thin film electroluminescence devices and process for producing the same |
| US06/867,814 US4707419A (en) | 1985-05-28 | 1986-05-27 | Thin film EL devices and process for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60116071A JPS61273894A (ja) | 1985-05-28 | 1985-05-28 | 薄膜ｅｌ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61273894A true JPS61273894A (ja) | 1986-12-04 |
| JPH046275B2 JPH046275B2 (ja) | 1992-02-05 |
Family
ID=14677991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60116071A Granted JPS61273894A (ja) | 1985-05-28 | 1985-05-28 | 薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61273894A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6276281A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-08 | 新技術事業団 | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
| JPH03245488A (ja) * | 1990-02-21 | 1991-11-01 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜エレクトロルミネセンス素子の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59143297A (ja) * | 1983-02-03 | 1984-08-16 | 松下電器産業株式会社 | 交流駆動薄膜電場発光素子 |
-
1985
- 1985-05-28 JP JP60116071A patent/JPS61273894A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59143297A (ja) * | 1983-02-03 | 1984-08-16 | 松下電器産業株式会社 | 交流駆動薄膜電場発光素子 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6276281A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-08 | 新技術事業団 | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
| JPH03245488A (ja) * | 1990-02-21 | 1991-11-01 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜エレクトロルミネセンス素子の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH046275B2 (ja) | 1992-02-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |