1991 Fiscal Year Annual Research Report
価数制御した希土類発光中心による青色発光薄膜エレクトロルミネッセンス素子の研究
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02452077
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
小林 洋志 鳥取大学, 工学部, 教授 (40029450)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 省作 鳥取大学, 工学部, 教授 (90032284)
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| Keywords | エレクトロルミネッセンス / 薄膜EL / 希土類発光中心 / 価数制御 / 青色EL |
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| Research Abstract |
エレクトロルミネッセンス(EL)パネルは優れた表示品位を有しており、情報処理機器の表示装置の一つとして注目されている。しかし、カラ-化に必要な三原色のうち、青色に発光する優れたEL材料はいまだ見いだされていない。そこで本研究は青色に発光する新しいEL材料を見いだすことを目的として行った。得られた結果を以下に記す。
1.すでにSrS母体中のEuイオンは作成条件によっては2価あるいは3価になることを明らかにしている。ZnS母体中でも、適当な共付活剤を用いるとEuイオンは2価になると考えられる。ZnS母体中のEu^<2+>イオンの(4f)^6(5d)励起準位は、結晶場の強さがSrSと異なるため高くなり、(4f)^6(5d)ー(4f)^7遷移による発光は青色領域で生じると期待できる。ZnS中のEuイオンの価数を制御できれば、新しい青色発光材料を得ることができる。このような考察により、還元性をもつ共付活剤をはじめ、種々の共付活剤用いてZnS:Eu薄膜EL素子の作製を試みた。しかし、明かな2価のEu発光中心の存在を確認するには至らなかった。
2.ZnS:Tm^<3+>蛍光体のフォトルミネッセンス(PL)スペクトルとPL励起スペクトル、ZnS:Tm^3薄膜のELスペクトルを測定し、励起機構を検討した。PLにおけるTm^<3+>発光中心の励起過程はZnS母体から^1G_4準位へのエネルギ-伝達が支配的であるのに対して、ELにおけるTm^<3+>発光中心の励起過程はホットエレクトロンによる直接衝突励起によるため、^1G_4よりも^3F_4準位の励起が支配的になることが分かった。このため、青色発光に比べて強い赤外発光が生じるものと考えられる。
3.希土類発光中心の母体材料としては、ZnSやCaS,SrS母体は電荷補償や固溶度などの点で問題がある。このため、これらの問題をもたないY_2O_2Sを母体材料としてとりあげ、Y_2O_2S薄膜の成膜を多元蒸着法を用いて試み、EL発光を得ることができた。
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[Publications] S.Tanaka: "Stable White SrS:Ce,K,Eu Thin Film EL with Filters for FullーColor Devices" Proc.SID. 31. 25-30 (1990)
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[Publications] S.Tanaka: "ThinーFilm Electroluminescent Devices Using CaS and SrS" J.Crystal Growth. 101. 958-966 (1990)
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[Publications] H.Kobayashi: "Color Electroluminescent Phoshors Based on RareーEarth Doped AlkalineーEarth Sulfides" Acta Polytechnica Scandinavica,Applied Physics Series. No.170. 69-76 (1990)
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[Publications] S.Tanaka: "Annealing Effect on Electroluminescence Characteristices of SrS Thin Film Devices Prepared by Electron Beam Evaporation" Acta Polytechnica Scandinavica,Applied Physics Series. No.170. 211-214 (1960)
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[Publications] H.Kobayashi: "Multicolor Thin Film Electroluminescence Device" Proc.4th Asia Pacific Physics Conf.Vol.2. 1012-1017 (1991)
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[Publications] S.Tanaka: "PhotoーInduced Transferred Charge in Eu or Ce Doped AlkalineーEarth Sulfide Electroluminescent ThinーFilms" Jpn.J.Appl.Phys.30. L1021-L1024 (1991)
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[Publications] S.Tanaka: "Excitation Mechanism of Tm^<3+> Centers in ZnS ELectroluminescent ThinーFilms" J.Crystal Browth.
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[Publications] 田中 省作(分担執筆): "高輝度青色発光のための電子材料技術" サンエンスフォ-ラム, 279 (1991)
