JPS59146191A - 薄膜電場発光素子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は平板型キャラクタ−およびグラフィックディス
プレイとして、高い輝度、見易さおよび長寿命という特
徴を持つ交流駆動薄膜電場発光素子（以下、交流薄膜Ｅ
Ｌ累子と記す）に関するものである。

従来例の構成とその問題点 コンピュータやワードプロセッサの表示装置においては
、ＣＲＴが多く用いられているが、そこで見易いという
人間工学的見地から緑色や白色のモノクロ表示や、カラ
ー表示がなされている。したがって、軽量、薄形でちら
つきがないという特徴を持つＥＬ表示素子全上記表示装
置として応用する場合も、当然緑色や白色の発光素子お
よびカラー化のため赤や青の発光素子が望まれる。

ところで、ＫＬ表示素子としては、はぼ実用的輝度レベ
ルの黄色発光素子があるが、より積重しい緑色発光素子
金側にとっても栄も輝度の高いフッ化テルビウム付活硫
化亜鉛螢光体薄膜を用いたＫＬ素子で、前記黄色発光素
子の約凭の輝度で、実用にはさらに改善が必要である。

そして、他の有用な発光色である白、赤、青においても
同様に実用的輝度レベルに到達（−でいない。

発明の目的 本発明はＫＬ素子の発光輝度の向上を目的とするもので
ある。

発明の構成 交流駆動ＥＬ発光素子は一般にガラス基板にコートされ
た透明＠極と金属背面電極の間に、絶縁層、＠光体層、
絶縁層の順にはさみ積層した構造を持つ。かかる螢光体
層は緑色発光を一例にとると硫化亜鉛の中にフン化テル
ビウムをドープしたものが用いられる。テルビウムとフ
ッ素ハ１：３の原ｆ比で導入され、フッ素は共付活剤的
役割を果しているが詳細なことは判っていない。しかし
現在才でのところ一般に希土類元素をドープする場合、
希土類のフッ化物としてドープするのが最も効果的であ
ることが知られている。

本発明はさらにフッ素より効果的な共付活剤を裸 探索した結果見て出したものである。すなわち、希土類
は硫化亜鉛の亜鉛原子価２価に対し３価で導入されるの
で、それに対する電荷補償が重要であると考えた。そこ
で希土類と同時に１価のアルカリ金属と丁度補償し会う
割合で硫化亜鉛中に導入１〜た。その結果、従来のフッ
化希土類付活硫化亜鉛薄膜金用いたＥＬ発光素子よりも
、高い輝度ケ得ることができた。

実施例の説明 実施例１ ＥＬ素子汀通常よく用いらｔｌ、る、二重絶縁層音用い
た三層薄膜構造とした。すなわち、寸ず透明型（枳がコ
ートされたガラス基板に活性型イービーム蒸着法′″ｃ
Ｙ２０ｓｋ　２０００人形成した。その上に順次希土類
付活螢光体ケ高周彼スパッター法で４０００人、　　Ｙ
、、Ｏ，、全再び上記手法で２０００人積層した。最後
に背面型＋ｂ＋としてＡｌ金属を１５００人形成１〜て
ＫＬ素子を完成させた。

以下、本発明のボイ／トである希土類付話螢尤膜につい
て詳しく述べる。

アルカリ金属としてＬｌ、希土類としてＴｂの組合せの
場合、甘ずＴｂＣｌ３とＬ１２ＣＯ３試薬全２＝１モル
比（原子比で１＝１）に混合した。混合物を石英ボート
に入れ、硫化水素雰囲気中において５６０°Ｃで熱処理
し、ＬｉＴｂ５２の硫化物に変換した。このようにして
作製した上記硫化物粉末を硫化亜鉛粉末に種々の割付で
添加し、各々よく混合させた。それら混合粉全硫化水素
雰囲気中におい６ペー二ン で１１００°Ｃで２時間熱処理してスパッターターゲッ
ト拐料とした。適当に粉砕した後、ステンレス鋼製の皿
にターゲット材料をつめ、以下の条件で高周波マグネト
ロンスパッター法により螢光体層全４０００人の厚みに
形成した。

スパッターガス圧　：　６Ｘ１０　’　ｔｏｒｒアルゴ
ンパワー密度　　　　：０・８０　Ｗ　／　ａｒｔ基板
温度　　　　　：２６０℃ 基板ターゲット距離　　：５５ｍｍ レイト　　　　　　　　：約２００八／分種々の添加割
合のターゲットについて螢光体薄膜形成の後、それら全
同時に３６０℃の温度で１時間、　１０６ｔｏｒｒオー
ダーの真空中でアニールした。

以上のようにして螢光体層を形成した後、初めに記した
ように、その上にＹ２Ｏ，と人工電極を形成しＲＬ素子
盆冗成させた。

別途、螢光体薄膜の組成分析を行なった。

ＬｉＴｂ５２硫化物と硫化亜鉛螢光体薄膜のオージェ分
光分析の結果、両者の間でＬｉとＴｂの強度比は同一で
、螢光体薄膜中にはＬｉとＴｂが電荷補６　ベーパｉ 償し合う割合で導入されていること全確認した。

Ｔｂの絶対導入量もオージェ分光分析手法を用いて求め
た。

ＫＬ素子の透明電極とＡ１電極の間に５　ＫＨｚの正弦
波電圧全印加して、輝度−電圧特性を求めた。

その結果、Ｔｂが１・５原子係伺近で最も輝度が高くな
り、従来のフン化テルビウム付活の場合の最適添加量２
原子係より低い添加量で輝度の最大値が得られた。同じ
構成のＥＬ素子で従来品に比較して４０％増の輝度が得
られ、また、同−Ｔｂ添加量で比較すると、つねに本発
明の素子の方が高い輝度が得られた。

第１図に従来の２・Ｏ原子チのフッ化テルビウム添加素
子と、本発明のＬｉで電荷補償した１、６原子係のＴｂ
を含む素子の電圧−輝度特性を示した。

図中曲線１は従来例、曲線２は本発明のノ時性盆示した
。図から明らかなように本発明によって輝度改善ととも
に、発光しきい電圧の低下をももたらすことができる。

実施例２ γべ一２゛ 実施例１と全く同じ手法にてＬｌのかわりにそれぞハ、
ＮａとＧｓ　ｆ用いた。最高輝度は同じく１．６原子係
で得られ、それらの輝度−電圧特性全第１図に示した。

すなわち、曲線３にＮａ、同４（（Ｉｃｓの場合ケ示す
。

図から明らかなように、多少発光しきい電圧の上昇がみ
らｉｌ、るが、Ｌｉと同じく、従来品に比較してより高
い輝度のＥＬ素子が得られる。

実施例３ アルカリ金属音Ｌ１として、赤色発光を示すＳｍおよび
白色発光のＰｒについて実施例１と全く同じ手法でＥＩ
、素子ケ作製し、輝度−電圧特性′ｆｒ：調べた。その
結果全最適添加量の素子について第２図に示した。図中
、曲線１１は従来のフッ化サマリウム、同１２げＬｉで
電荷補償したＳｍ、同１３げ従来のフッ化プラセオジウ
ム、同１４はＬｌで電荷補償したＰｒを添加した特性全
示す。

図から明らかなようにＴｂの場合と同じく、従来品と比
較して、輝度の向上と発光しきい電圧の低下がもたらさ
れることがわかる。

以１−１実施例１，２および３でアルカリ金属元素お・
よび代表的希土類元素についで曲、明したが、それら元
素の性質の類似性から種々のアルカリ金属元素と希土類
元素の組合せについて効果的であることは原理的にも明
らかである。

発明の効果 本発明の交流ＥＬ素子は、コンピュータ端末装置やワー
ドプロセッサにおいて積重れる緑色や白色およびカラー
表示のフラットディスジ１／イに好適なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はテルビウムを伺活剤とＬ７、アルカリ金属音電
荷補償元素とした硫化亜鉛薄膜のＥＬ素子と従来品の輝
度−電圧特性全比較１〜で示す図、第２図はリチウムを
電荷補償元素とし、サマリウムとプラセオジウム付活剤
とした硫化亜鉛薄膜のＥＬ素子と従来品の輝度−電壬特
性全比較して示す図である。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名第１図 ｔ　圧　（Ｖ） 第２図 梵　圧（７）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）希土類元素付活硫化亜鉛螢光体薄膜において、希
   土類元素に対する電荷補償元素としてアルカリ土属金用
   いたこと全特徴とする≠÷厨働薄膜電場発光素子。
2. （２）希土類元素力、Ｐｒ　、　Ｓｍ　、　Ｅｕ　、　
   Ｔｂ　、　Ｄｙ　、　Ｈｏ。 Ｅｒ、およびＴｍのうち１種または２種以上から