田2
4 Deposition Rate：17 nm／min・
3
2
1
0 8
6
4
2
0 200
eXCltatlon
λ．＝490nm
emz51∫ZOη
λ
＝263η閲
λ
＝273〃m
300 400 500 600
Wavelength（nm）
700
図4−2−7成膜速度を変化させて作製したSrS：Ce薄膜におけるPLおよびPL励起スペク トル．実線のスペクトルは成長終了直前［図4−2−8（a）参照］，点線のスペクトルは 成長初期段階［図4−2−8（b）参照］において観測したものである．
に、成長初期段階の面［以後、（b）面と記述する］に励起光を照射した場合の発光を表す。
（b）面におけるスベクトル（点線）は、石英ガラスを、励起光と試料の発光が透過している。
図4−2−7における点線のスペクトルは、石英ガラスの透過率の補正を考慮していないが、
石英は200〜700nmの区間ではほぼフラヅトな透過スペクトル特性を有しているために、
④スペクトルの形状に関しては、（a）面とや）面のスペクトル間で大きく変化することは ない。しかし、石英の透過率は、約90％であるため、（牛42）各試料における（a）面と（b）面 のスペクトルの絶対的な強度の比較はできないことに注意する必要がある。図4−2−7にお けるすべてのPLスペクトルは、 Ce3・発光中心の5d→4f（2F，。、2F，Dの電子遷移に起因す る。（糊ピーク波長より長波長側の成分には、干渉による構造が観測される。一方、PL 励起スベクトルにおいては、200〜300nmの波長領域にSrS母体のバンド間励起に起因す
る（間接）励起帯、430nm付近にCe3・発光中心の4f−5d間の励起に起因する（直接）励起帯 が観測される。⑭まず、（a）面のPLスペクトル（実線）に関して見ると、成膜速度が遅い 場合（17nm／min．）には、ピーク波長が483 nmであるのに対し、速い場合（340 nm／min．）に は、長波長側に10nmシフトした493 nmにピークが観測される。 PL強度に関しては、成 膜速度の速い場合において、約2倍高い強度が得られた。一方、（a）面のPL励起スペク
トル（実線）における間接励起帯は、成膜速度が遅い場合には、260nmにピークが観測さ れるのに対し、速い場合には、271nmにピークが観測される。成膜速度が速い場合に、
PLピークの長波長側へのシフトと発光強度の増加、ならびに間接励起帯の長波長側への ピークシフトが観測されたが、3−3節にて論述したSrS：Ce粉末蛍光体における知見より、
次に示すようなことがいえる。成膜速度が速い場合には、SrS母体内に多くのSr欠陥が 生成されたことによる、Ce・・発光中心のSrS格子内への取込みの促進と、 Ce・・発光中心と Sr欠陥の近接化が生じていると思われる。続いて、各試料における、（a）面と（b）面のス ペクトルの違いについて検討を行う。成膜速度の遅い場合（17nm／min．）には、（b）面にお けるPLピーク波長は（a）面のそれに比べて、長波長側に19 nmシフトする。これに対し て、成膜速度が速い場合（340nm／min．）には、長波長側に10 nmシフトする。また、 PL励 起スベクトルに関しては、成膜速度が遅い場合には、（b）面における間接励起帯のピーク 波長は（a）面のそれに比べて6nm長波長側にシフトする。一方、成膜速度が速い場合に
一155一
石英基板
（1mm厚）
い・S・C・薄膜
（a）
励起光
←
石英基板
（1mm厚）
励起光
（b）図4−2−8 PL測定における観測面の違い．（a）は成長終了直前の面，（b）は成長初期段階の 面に励起光を照射し，それにより生ずる発光を測定した場合である．
は、3nm長波長側にシフトする。以上の結果より、いずれの薄膜試料においても、成長
初期段階の方が、SrS母体内にSr欠陥が多く存在し、かつ、 Ce3＋−Ce3＋やCe3＋−V、，のような
複合中心が多く存在していることが示唆される。また、成膜速度を速くした方がシフト の度合が小さいことから、膜厚方向のSr／S組成比とCe3・発光中心の均一性が高いことが 示唆される。これは、Onisawaらの実験結果とほぼ一致している。（441）つまり、成長速度 を速くすることにより、蒸着源ペレヅトの組成を変化させることなく、均一性に優れた SrS：Ce薄膜を作製することが可能であるといえる。一方、成膜速度が遅い場合の（a）面に 対するや）面の発光強度の低下率よりも、成膜速度が速い場合のそれの方が大きいことが わかる。これは、図4−2−5の断面SEM像において、成膜速度が速い場合にのみDead Layerが観測されたことが原因であると思われる。
このような成膜速度を変化させた条件に基づいて、図4−24に示す薄膜EL素子を作製 した。図4−2−9にELスペクトルを示す。成膜速度が遅い場合（17 nm／min．）および速い場 合（340nm／min．）におけるピーク波長は、それぞれ503 nmおよび507 nmである。 PLスペ
クトルの結果と同様に、成膜速度が速い場合にピーク波長は長波長側に位置する。また、
このELスペクトルに対応するC肥（Comm輌ssi⑩Internationale de rEclairage）色度座標値は、
成膜速度が遅い場合および速い場合においてそれぞれ（0．25，0．47）と（0．30，◎52）であった。
図4−2−10に、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）特性を示す。測定には、周波数1kHzのパルス波電圧を用いた。両素子の しきい電圧（V、h）はそれぞれ185 V（17 nm／mi∋と190 V（3401皿／mi∋であった。両素子と もに、移動電荷量の増加に対応して輝度が増加する。しかし、成膜速度が遅い場合の輝 度は、220V以上の電圧を印加すると飽和傾向にある。この輝度の飽和が低発光効率の要 因となっている。輝度および発光効率は、成膜速度を速くした場合に高い値が得られ、
しきい電圧よりも40V高い場合の輝度と発光効率はそれぞれ370 cd／m2と0．711rn／Wであ った。成膜速度が速い場合の輝度は、遅い場合のそれよりも約2倍大きかった。この輝 度の増加は、図4−2−7におけるPL強度の増加と良く対応している。一方、成膜速度が遅 い場合の素子は、印加電圧が275Vにおいて絶縁破壊を起こした。これは断面SEM像に おいて見られたように、SrS：Ce発光層の膜厚が薄いこと（約540 nm）が原因であると思わ
457一
（。・
聾．§︶あ毬器護
1
0．5
SrSICe TFEL Devices
Deposit1皿Rate
17nm／min。
340nm／min。
0
400 500 600 700
Wavelength（nm）
図4−2−9成膜速度を変化させて作製したSrS：Ce薄膜EL素子におけるELスペクトル．
周波数1kHzのパルス波電圧を用いて測定した．