日研发出10伏驱动面发光红色LED元件

日本的产业技术综合研究所开发出了以仅约10V的交流电压驱动的面发光红色LED元件。产综研表示，其发光电压在此前LED元件的1/10以下。低压驱动面发光红色EL元件的实现不仅缩小了电源的体积，还因面发光而具有广视角。今后，随高亮度化和多颜色化的不断进展，有望用于照明器具、光源和显示器等。

此次开发的LED元件的各层材料采用了钙钛矿(Perovskite)型氧化物。该材料化学性质稳定，还具有氧化及加热后特性几乎不变的特点。因此，可缩短封装等工艺和简化制造工艺。此前，产综研发现多数钙钛矿型氧化物因紫外线照射可发出显著的荧光，于是将其制成了发光层薄膜。此次，将这些钙钛矿型氧化物与绝缘体薄膜层积，尝试开发了稳定性好的LED元件。

新开发的LED元件利用脉冲激光沉积法(PLD法)在电极底板上式制了绝缘层、发光层、绝缘层。光源使用ArF受激准分子激光器(波长193NM)。制作条件为底板温度700℃，生成环境为10PA氧气。在大气中经过热处理后，利用PLD法形成透明电极制成LED元件。

电极底板、发光层和绝缘层的材料如下。均采用资源制约较小的材料。首先电极底板采用了添加1%铌(Nb)的钛酸锶(1%Nb-SrTiO3)。发光层在钙钛矿型氧化物(ABO3)钛酸锶钙((Ca0.6Sr0.4)TiO3)的A部分中添加了微量的镨(Pr)作发光中心。绝缘层采用了钙钛矿型氧化物钛酸锶(SrTiO3)。利用PLD法令令这些薄膜连续生长，并形成2层绝缘层夹持发光层的结构，试制成了“二重绝缘结构薄膜EL元件”。上方的透明电极为ITO(indiumtinoxide)或SnO2膜。

首先制成发光层为单层的EL元件，对其施加14V、1KHz交流电压时，透明电极整体红色面发光。发光光谱显示为中心波长612nm的锐利峰值。这被认为是由从Pr3+的1D2向3H4能源迁移的起因，开始发光的电压约为10V。并且在制作双层发光层元件时，用约2倍于单层发光层LED元件的24V电压可获得较强的红色面发光。