図4−2−15硫黄供給の方法を変化させて作製したSrS:Ce薄膜のPL励起スペクトル.硫黄 供給を行っていない場合のスベクトルは20倍にして示している。モニター波 長は500nmとした.室温条件下において測定を行った.
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5
0 20
10
0
SrS:Ce(0.2 mol%)Thin Films
with ZnS co−evaporation
200
e沈Z35ZOη λ
=273η粥
with H2S supply(5 sccm)
λ
=275η刑
300 400 500 600
Wave1斑gth(nm)
700
図4−2−16ZnS共蒸着またはH、Sガス供給を行った場合のSrS:Ce薄膜におけるPLおよび PL励起スペクトル.図中の実線のスペクトルは, SrS:Ce薄膜の成長終了直前 [(a)面],点線のスペクトルは,SrS:Ce薄膜の成長初期段階[(b)面]において観 測した場合である(図4−2−8を参照).
.169.
起帯の短波長成分が1」・さくなった。つまり、SEM観察においてDead Layerが観測された ように、成長初期段階にSr欠陥が多く生成されていることが予想される。一方、 H,S供 給の場合には、実線[(a)画のPLピーク波長と点線[(b)面]のそれは、ほとんど一致する。
また、励起スペクトルにおいても励起帯のピーク波長が若干異なっているが、スペクト ルの形状はほぼ一致する。すなわち、H、Sガスの供給を行うことにより、膜厚方向に対し てSr/S組成比の均一性が高いSrS:Ce薄膜が得られていることがわかる。以上より、安 定な硫黄供給を行うためには、H、Sガスを用いた供給が非常に有効であると結論できる。
次に、硫黄の供給方法を変化させた場合のSrS:Ce薄膜EL素子(図4−24)を作製し、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)
特性の測定を行った。その結果を図4−2−17に示す。測定には、1kHz駆動のパルス波電圧 を用いた。硫黄供給を行わない場合には、EL発光はほとんど観測されず、最大印加電圧 280Vを印加した場合においても輝度は15 cd/m2であった。これに対して、硫黄供給を行
った各素子は、移動電荷量の増加に対応して輝度の増加が確認される。特に、H,Sガスの 供給を行った場合に、輝度および発光効率が最も高かった。これは、H、Sガス供給による SrS:Ce薄膜の結晶性の良さとCe3・発光中心のSrS格子中への取り込み量の多さが原因で あると考えられる。H、Sガスを供給した薄膜EL素子において、しきい電圧より40 V高い 電圧を印加した場合の輝度L、。と発光効率η、。は、それぞれ1050cd/m2と0.971mバVが得
られた(1kHz駆動)。表4−2−3に、それぞれの素子におけるしきい電圧よりも40 Vまたは 60V高い場合の輝度(』, L、。)、発光効率(η⑩,η、。)およびCIE色度座標値をまとめる。
CIE色度座標値を見ると、すべての素子においてEL発光は緑白色を呈していることがわ かる。特に、硫黄供給を行った場合にxとy値はともに大きくなる。図4−2−18にZnS共 蒸着ならびにH、Sガス供給を行った場合のEL素子におけるELスペクトルを示す。なお、
スペクトルはピーク強度値において規格化した。このスベクトルを見ると、いずれの素 子においてもピーク波長は約505nmに観測されるが、 H、Sガス供給を行った場合に、長 波長側に裾が観測される。この裾の部分がy値の増加として観測されている。
次に、素子に100Hzの台形波パルス電圧を印加した場合の電流時間応答特性輌(t)を測 定した。図4−2−19に(a)ZnS共蒸着を行った素子ならびに(b)H,Sガス供給を行った素子