（。・
負y︶ら毬§属O銘×
6 SrS：Ce（0・2 mol％）Thin Films 5
4 3
2
1
︵U4 0
謬 巳 ⇔0．35
．霞
頭）を行った場合の、室温条件下におけるPLスペクトルを示す。なお、 H，Sガスの供給 量がOsccrnの場合のスベクトルのみ20倍にして示した。挿入図は、 PLスペクトルの400
〜700nmの波長領域における積分強度のH、Sガス供給量依存性である。 H、Sガスを供給 しなかった場合（Osccm）には、発光ピークは485 nmに位置するが、その発光はかなり弱 かった。また、H、Sガスの供給が少ない場合（1 scc⇒においても、 O sccmのスペクトルと ピーク位置・強度ともに大きな変化は見られなかった。H、Sガスの供給量が1sccmより 多い場合では、H、Sガスの供給量の増加に伴い、発光強度が増加する（挿入図参照）。さら に、長波長側の発光成分の増加による発光ピークの長波長側へのシフトが観測される。
20sccmのH，Sガスを供給した場合において最大発光を示し、 PLスベクトルの積分強度 は、Osccmの場合と比較して約100倍になった。一方、発光ピーク波長は27 nm長波長 側にシフトした。また、同試料において励起波長をCe3・発光中心の4f5d間のエネルギー に相当する430nmにした場合のPL測定を行った。いずれの試料においても約480 nmに ピークを有するPLスペクトルが得られた。すなわち、430 nm励起における発光は、八面 体対称性の保たれたCe3・発光中心に起因する。一方、発光強度のH、Sガス供給量依存性 は・266nm励起の場合（図4−2−21の挿入図）とほとんど同じであった。図4−2−22に同試料 の室温条件下におけるPL励起スペクトルを示す。なお、 H、Sガスの供給量がOsccmの場 合のスペクトルのみ強度を20倍にして示している。モニター波長は、図4−2−21のPLス ペクトルにおけるピーク波長の値とした。まず、430nm付近に観測されるCe3＋発光中心 の直接励起帯に関して考察する。この励起帯を見ると、H、Sガスの供給量の増加とともに、
その強度は増加する。これは、Ce・・発光中心のSrS格子中への取り込み量の増加を示唆し ている。次に、SrS母体のバンド間励起に起因する間接励起帯の方を見ると、 H、Sガスの 供給量の増加とともに、ピーク位置が長波長側にシフトしていることがわかる。H、Sガス の供給量が20sccmの場合には、 O sccmの場合よりも10 nm長波長側にシフトした。これ は、H，Sガスの供給量を多くすることにより、 SrS：Ce薄膜中にSr欠陥が多く生成されて いることを示唆する。以上の結果より、H、Sガスの供給量を増加することにより、次に示 すことが生じていると考えられる。H、Sガスの供給量の増加に比例して成膜雰囲気は硫黄 過剰な状態となる。その硫黄過剰な雰囲気による成膜により、Sr欠陥の生成と共にSrS
一177一
10
5
（。・
I﹃￡閃︶畜の器撰臣島
0
SrS：Ce（0．2】丑01％）Thin Films
10 15 20
H2S FIow Rate（sccm）
HSFIow Rate
400 500 600 700
Wavelength（nm）
図4−2−21H、Sガスの供給量を変化させて作製したSrS：Ce薄膜のPLスペクトル． H、Sガ スの供給量がOsccmの場合のスペクトルのみ強度を20倍にして示している．
励起波長は266nmとした。挿入図は， PLスペクトルの400〜700 nmの波長領 域における積分強度のH、Sガス供給量依存性である．
10
5
（。・
S爲．￡邑息鴇g鼠田告
0
SrS：Ce（0．2 mo1％）Thin Films
H2S Flow Rate
・・
Pが・ 邊壕．
250 300 350 400 450
Wavelength（nm）
図4−2−22H、Sガスの供給量を変化させて作製したSrS：Ce薄膜におけるPL励起スベクト ル．なお，H、Sガスの供給量がOsccrnの場合のスベクトルのみ強度を20倍に して示している。
．179一
格子内へのCe・・発光中心の取り込みが促進される。しかし、同時にCe・・発光中心とSr欠 陥が近接することによりCe3・−V，，複合中心が生成され、結果として、 PLスベクトルにお ける長波長成分の増加が観測されるに至ったと思われる。
次に、同薄膜をEL素子化した場合について検討を行う。 EL素子は、図4−2−1に示す ような構造とした。図4−2−23に各EL素子におけるEL発光のCIE色度座標値をプロット した図を示す。図を見ると、H、Sガスの供給量を増加することにより、 x値、 y値ともに 増加し、3sccm以上の供給量ではほぼ同じ値を示していることがわかる。 EL素子におけ るEL発光の発光色は、 SrS：Ce薄膜のSrS母体のバンド間励起を行った場合のPLスペク
トルと良く対応する。次に、素子に1k翫のパルス波電圧を印加した場合の輝度一印加電 圧（L−V）・発光効率一印加電圧（η一V）および移動電荷量一印加電圧（△Q−V）特性の結果
を図4−2−24に示す。各素子におけるしきい電圧は、H、Sガス供給量が0、1、3、5、およ び20sccmの場合においてそれぞれ100、120、180、230、および210 Vであった。これ は、H、Sガスの供給量の変化によるSrS：Ce発光層の膜厚（41・）および膜質の違いが原因で あると考えられる。｝1、Sガスの供給量がOsccmの場合には、印加電圧が255 Vの場合に おいて素子の絶縁破壊が生じた。H，Sガスの供給量が3または5sccmの場合には、移動 電荷量の増加にほぼ対応した輝度の増加が確認できる。しかし、20sccmのH、Sガスを供 給した場合には、移動電荷量の増加に対応した輝度の増加は見られない。表4−2−4に、そ れぞれの素子における、しきい電圧よりも40Vまたは60 V高い場合の輝度（L、。， L、。）、発 光効率（η、。，η、。）およびCIE色度座標値を示す。また、図4−2−25に、し。とη、。のH、Sガス 供給量依存性を示す。図4−2−25より、私。とη、。はほぼ同様のH、Sガス供給量依存性を示 す。H、Sガスの最適な供給量は3〜5 sccmにあるといえる。 H、Sガスの供給量が3sccmの 場合において、輝度L、。＝955cd／m2と発光効率η、。＝1．151mバVが得られた。 EL特性から 得られたH、Sガス供給量の最適値は、 SrS：Ce薄膜のPL発光における最適値（20 sccm）と
は異なる結果となった。次に、電気的特性を周波数100Hzの台形波パルス電圧をEL素 子に印加することにより測定した。図4−2−26にH、Sガスの供給量が（a）5sccmおよび（b）
20sccmの場合における電流時間応答特性i（t）を示す。実線のi（t）特性はぷ電極、点線の i（t）特性はITO透明電極を正にした場合である。また、図のi（t）特性は、各素子において
図4−2−23
0．9 0．8 0．7 0、6 0、5 ら 0．4 0．3 0．2 0．1 0
0 0．1 0．2 0．3 0．4 0．5 0．6 0．7 0．8
X
H、Sガスの供給量を変化させて作製したSrS：Ce薄膜EL素子におけるCIE色度 座標値
20sccm（0．30，0．55）
5sccm（0．29，054）
Ψ訊 3sccm（0．28，0・53）
／
1sccm（0．22，0・41）
Osccm（0．20，0．33）
．181一
2000
（1500
ふ蜜