低壓驅(qū)動面發(fā)光紅色LED元件

低壓驅(qū)動面發(fā)光紅色EL元件的實(shí)現(xiàn)不僅縮小了電源的體積，還因面發(fā)光而具有廣視角。今后，隨高亮度化和多顏色化的不斷進(jìn)展，有望用于照明器具、光源和顯示器等。
日本開發(fā)出以僅約10V的交流電壓驅(qū)動的面發(fā)光紅色LED元件，以僅約10V的交流電壓驅(qū)動的面發(fā)光紅色LED元件。此次開發(fā)的LED元件的各層材料采用了鈣鈦礦(Perovskite)型氧化物。該材料化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，還具有氧化及加熱后特性幾乎不變的特點(diǎn)。因此，可縮短封裝等工藝和簡化制造工藝。此前，產(chǎn)綜研發(fā)現(xiàn)多數(shù)鈣鈦礦型氧化物因紫外線照射可發(fā)出顯著的熒光，于是將其制成了發(fā)光層薄膜。此次，將這些鈣鈦礦型氧化物與絕緣體薄膜層積，嘗試開發(fā)了穩(wěn)定性好的LED元件。

新開發(fā)的LED元件利用脈沖激光沉積法(PLD法)在電極底板上式制了絕緣層、發(fā)光層、絕緣層。光源使用ArF受激準(zhǔn)分子激光器(波長193NM)。制作條件為底板溫度700℃，生成環(huán)境為10PA氧氣。在大氣中經(jīng)過熱處理后，利用PLD法形成透明電極制成LED元件。

電極底板、發(fā)光層和絕緣層的材料如下。均采用資源制約較小的材料。首先電極底板采用了添加1%鈮(Nb)的鈦酸鍶(1%Nb-SrTiO3)。發(fā)光層在鈣鈦礦型氧化物(ABO3)鈦酸鍶鈣((Ca0.6Sr0.4)TiO3)的A部分中添加了微量的鐠(Pr)作發(fā)光中心。絕緣層采用了鈣鈦礦型氧化物鈦酸鍶(SrTiO3)。利用PLD法令令這些薄膜連續(xù)生長，并形成2層絕緣層夾持發(fā)光層的結(jié)構(gòu)，試制成了“二重絕緣結(jié)構(gòu)薄膜EL元件”。上方的透明電極為ITO(indiumtinoxide)或SnO2膜。

首先制成發(fā)光層為單層的EL元件，對其施加14V、1KHz交流電壓時，透明電極整體紅色面發(fā)光。發(fā)光光譜顯示為中心波長612nm的銳利峰值。這被認(rèn)為是由從Pr3+的1D2向3H4能源遷移的起因，開始發(fā)光的電壓約為10V。并且在制作雙層發(fā)光層元件時，用約2倍于單層發(fā)光層LED元件的24V電壓可獲得較強(qiáng)的紅色面發(fā)光。

隨高亮度化和多顏色化的不斷進(jìn)展，低壓驅(qū)動面發(fā)光紅色LED元件有望用于照明器具、光源和顯示器等。