JP2002110351A - Laminated phosphor and el panel - Google Patents
Laminated phosphor and el panelInfo
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Classifications
-
- Y02B20/181—
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、無機EL素子に用
いられる発光層に関し、特に発光層に用いられる白色の
蛍光体薄膜の積層体とこれを用いたELパネルに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting layer used for an inorganic EL device, and more particularly to a laminate of a white phosphor thin film used for a light emitting layer and an EL panel using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、小型または、大型軽量のフラット
ディスプレイとして、薄膜EL素子が盛んに研究されて
いる。黄橙色発光のマンガン添加硫化亜鉛からなる蛍光
体薄膜を用いたモノクロ薄膜ELディスプレイは図2に
示すような薄膜の絶縁層2,4を用いた2重絶縁型構造
で既に実用化されている。図2において、基板1上には
所定パターンの下部電極5が形成されていて、この下部
電極5上に第1の絶縁層2が形成されている。また、こ
の第1の絶縁層2上には、発光層3、第2の絶縁層4が
順次形成されるとともに、第2の絶縁層4上に前記下部
電極5とマトリクス回路を構成するように上部電極6が
所定パターンで形成されている。2. Description of the Related Art In recent years, thin-film EL devices have been actively studied as small, large, and lightweight flat displays. A monochrome thin-film EL display using a phosphor thin film made of manganese-doped zinc sulfide that emits yellow-orange light has already been put to practical use in a double insulating structure using thin insulating layers 2 and 4 as shown in FIG. In FIG. 2, a lower electrode 5 having a predetermined pattern is formed on a substrate 1, and a first insulating layer 2 is formed on the lower electrode 5. A light emitting layer 3 and a second insulating layer 4 are sequentially formed on the first insulating layer 2, and a matrix circuit with the lower electrode 5 is formed on the second insulating layer 4. Upper electrode 6 is formed in a predetermined pattern.
【0003】さらに、ディスプレイとしてパソコン用、
TV用、その他表示用に対応するためにはカラー化が必
要不可欠である。硫化物蛍光体薄膜を用いた薄膜ELデ
ィスプレイは、信頼性、耐環境性に優れているが、現在
のところ、赤色、緑色、青色の3原色に発光するEL用
蛍光体の特性が十分でないため、カラー用には不適当と
されている。青色発光蛍光体は、母体材料としてSr
S、発光中心としてCeを用いたSrS:CeやZn
S:Tm、赤色発光蛍光体としてはZnS:Sm、Ca
S:Eu、緑色発光蛍光体としてはZnS:Tb、Ca
S:Ceなどが候補であり研究が続けられている。[0003] Furthermore, as a display for personal computers,
Colorization is indispensable for TVs and other displays. The thin-film EL display using the sulfide phosphor thin film is excellent in reliability and environmental resistance. However, at present, the characteristics of the EL phosphor emitting in the three primary colors of red, green and blue are not sufficient. Are unsuitable for color applications. The blue light emitting phosphor is Sr as a base material.
S, SrS using Ce as an emission center: Ce or Zn
S: Tm, ZnS: Sm, Ca
S: Eu, green light emitting phosphors: ZnS: Tb, Ca
S: Ce is a candidate and research is ongoing.
【0004】これらの赤色、緑色、青色の3原色に発光
する蛍光体薄膜は発光輝度、効率、色純度に問題があ
り、現在、カラーELパネルの実用化には至っていな
い。特に、青色は、SrS:Ceを用いて、比較的高輝
度が得られてはいるが、フルカラーディスプレー用の青
色としては、輝度が不足し、色度も緑側にシフトしてい
るため、さらによい青色発光層の開発が望まれている。[0004] These phosphor thin films which emit light in the three primary colors of red, green and blue have problems in light emission luminance, efficiency and color purity, and color EL panels have not been put to practical use at present. In particular, for blue, relatively high luminance is obtained using SrS: Ce, but for blue for full-color display, luminance is insufficient and chromaticity is shifted to the green side. Development of a good blue light emitting layer is desired.
【0005】これらの課題を解決するため、特開平7−
122364号公報、特開平8−134440号公報、
信学技報EID98−113、19−24ページ、およ
びJpn.J.Appl.Phys.Vol.38、(1999) pp. L1291-1292に
述べられているように、SrGa2S4 :Ce、CaG
a2S4 :Ceや、BaAl2S4 :Eu等のチオガレー
トまたはチオアルミネート系の青色蛍光体が開発されて
いる。これら、チオガレート系蛍光体では、色純度の点
では問題ないが、輝度が低く、特に多元組成であるた
め、組成の均一な薄膜を得難い。組成制御性の悪さによ
る結晶性の悪さ、イオウ抜けによる欠陥の発生、不純物
の混入などによって、高品質の薄膜が得られず、そのた
め輝度が上がらないと考えられている。特に、チオアル
ミネートは組成制御性に困難を極める。In order to solve these problems, Japanese Patent Laid-Open No.
122364, JP-A-8-134440,
As described in IEICE EID 98-113, pp. 19-24, and Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 38, (1999) pp. L1291-1292, SrGa 2 S 4 : Ce, CaG
a 2 S 4: Ce and, BaAl 2 S 4: thiogallate or thioaluminate based blue phosphors such as Eu have been developed. These thiogallate-based phosphors have no problem in terms of color purity, but have low luminance, and particularly have a multi-component composition, so that it is difficult to obtain a thin film having a uniform composition. It is considered that a high-quality thin film cannot be obtained due to poor crystallinity due to poor composition controllability, generation of defects due to sulfur removal, contamination with impurities, and the like, so that the luminance does not increase. In particular, thioaluminate is extremely difficult to control the composition.
【0006】一方、モノクロディスプレーにおいては、
すでに、オレンジ色の蛍光体ZnS:Mnを用いて製品化され
ている。表示の見易さを考えると白色のモノカラーの要
求が出てきている。この要求に対し、ディスプレーアン
ドイメージング、(1994)Vol、3、159−17
1ページに示されるように、各種の白色蛍光体が検討さ
れている。On the other hand, in a monochrome display,
It has already been commercialized using the orange phosphor ZnS: Mn. Considering the legibility of the display, there is a demand for a white monocolor. In response to this request, Display and Imaging, (1994) Vol. 3, 159-17
As shown on page 1, various white phosphors are being studied.
【0007】従来、白色用蛍光体としては、Prを発光中
心として添加したZnS:Pr薄膜が知られてるが、これは、
発光スペクトルが輝線で構成されているため、薄膜干渉
効果が現れて視角依存性があり、また輝度も低かった。
これに対しSrS:Ceの青緑蛍光体をベースに、Eu、Mnなど
の赤色成分を付加する方法で種々白色蛍光体が実現され
ている。Conventionally, as a white phosphor, a ZnS: Pr thin film in which Pr is added as an emission center is known.
Since the emission spectrum was composed of bright lines, a thin-film interference effect appeared, which was dependent on the viewing angle, and had low luminance.
On the other hand, various white phosphors have been realized by a method of adding red components such as Eu and Mn based on a blue-green phosphor of SrS: Ce.
【0008】たとえば、(1)SrS母体材料にCeとEuの
両方を発光中心として添加するSrS:Ce,Euによる方法、
(2)SrS:CeとSrS:Euを多層構造で用いるSrS:Ce/SrS:E
uによる方法、(3)SrS:CeとCaS:Euを多層構造で用い
るSrS:Ce/CaS:Euによる方法、(4)SrS:CeとZnS:Mnを
多層構造で用いるSrS:Ce/ZnS:Mnによる方法などがあ
る。For example, (1) a method using SrS: Ce, Eu in which both Ce and Eu are added as emission centers to a SrS base material,
(2) SrS: Ce / SrS: E using SrS: Ce and SrS: Eu in a multilayer structure
u, (3) SrS: Ce / CaS: Eu using SrS: Ce and CaS: Eu in a multilayer structure, (4) SrS: Ce / ZnS: using SrS: Ce and ZnS: Mn in a multilayer structure. There is a method using Mn.
【0009】これらSrS:Ceベースの白色蛍光体薄膜は、
発光スペクトルがブロードであり、白色発光としては理
想的な材料といえるが、輝度が低く、また、得られる白
色も黄色に近いいわゆるegg-shell ホワイトであり、人
間工学的立場からは、ペーパーホワイトすなわちCIE色
度座標でx=0.3、y=0.3に近いものはフィルタ
ーを用いた場合以外は得られていない。These SrS: Ce-based white phosphor thin films are:
Although the emission spectrum is broad, it can be said to be an ideal material for white light emission, but the brightness is low, and the obtained white is also a so-called egg-shell white that is close to yellow. Those close to x = 0.3 and y = 0.3 in CIE chromaticity coordinates are not obtained except when a filter is used.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、フィ
ルタを必要としない、色純度の良好な白色、特にペーパ
ーホワイトモノカラーELパネル用に適した積層蛍光体
およびELパネルを提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a laminated phosphor and an EL panel which do not require a filter and have good color purity and are particularly suitable for a paper white monocolor EL panel. is there.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(4)のいずれかの構成により達成される。 (1) 少なくとも第一の薄膜と第二の薄膜とを有する
積層蛍光体であって、前記第一の薄膜の母体材料がバリ
ウムアルミネートを主成分とし、この母体材料にイオウ
元素を含有し、さらに発光中心としてEuを含有するも
のであり、前記第二の薄膜の母体材料が硫化亜鉛を主成
分とする積層蛍光体。 (2) 前記イオウ元素の混合量と母体材料の酸素元素
のモル比率、S/(S+O)が0.02〜0.5である
上記(1)の積層蛍光体。 (3) 前記第一の薄膜と第二の薄膜との発光の合成色
がCIE色度座標でx=0.27〜0.39、y=0.2
7〜0.38の白色である上記(1)または(2)の積
層蛍光体。 (4) 上記(1)〜(3)の積層蛍光体を有するEL
パネル。This and other objects are achieved by any one of the following constitutions (1) to (4). (1) A laminated phosphor having at least a first thin film and a second thin film, wherein a base material of the first thin film contains barium aluminate as a main component, and the base material contains a sulfur element; Further, a laminated phosphor containing Eu as a luminescent center, wherein a base material of the second thin film is mainly zinc sulfide. (2) The laminated phosphor according to the above (1), wherein the mixing amount of the sulfur element and the molar ratio of the oxygen element of the base material, S / (S + O) are 0.02 to 0.5. (3) The composite color of the light emission of the first thin film and the second thin film is x = 0.27 to 0.39 and y = 0.2 in CIE chromaticity coordinates.
The laminated phosphor of the above (1) or (2), which is 7 to 0.38 white. (4) EL having the laminated phosphor of (1) to (3) above
panel.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態について詳
細に説明する。本発明は、第一の薄膜と第二の薄膜を積
層した蛍光体薄膜の積層体であり、得られる積層蛍光体
はそれぞれの層の発光が合成され、白色の発光を放射す
るようになる。Embodiments of the present invention will be described below in detail. The present invention is a laminate of a phosphor thin film in which a first thin film and a second thin film are laminated, and the obtained laminated phosphor combines the light emission of each layer to emit white light.
【0013】本発明の第一の薄膜は、母体材料として、
酸化物のバリウムアルミネートを用いたものである。[0013] The first thin film of the present invention, as a base material,
The oxide barium aluminate is used.
【0014】従来、アルカリ土類アルミネート薄膜をEL
用の薄膜蛍光体として、検討した例はない。推測する
に、アルカリ土類アルミネートは、結晶化薄膜を得難
く、EL発光する蛍光体薄膜として利用できなかったため
と考えられる。アルカリ土類アルミネートは、PDP用あ
るいは、蛍光ランプ用に検討されている。炭酸バリウム
などのBa原料とアルミナなどのAl原料およびEuを
添加して1100℃から1400℃で焼成し、粉体を合
成する。合成ことにより、の青色蛍光体として用いられ
ている。Conventionally, alkaline earth aluminate thin films have been
There has been no investigation as a thin film phosphor for use. It is presumed that the alkaline earth aluminate was difficult to obtain a crystallized thin film and could not be used as a phosphor thin film that emits EL light. Alkaline earth aluminates are being studied for PDP or fluorescent lamps. A Ba raw material such as barium carbonate, an Al raw material such as alumina, and Eu are added and calcined at 1100 ° C. to 1400 ° C. to synthesize a powder. It is used as a blue phosphor by synthesis.
【0015】発明者らは、バリウムアルミネートをEL用
の薄膜蛍光体として薄膜化した。そして、この薄膜を用
いてEL素子としたが、発光を得ることができなかっ
た。1100℃でアニールすると、ようやくEL発光が観
察された。しかしながら、2cd/m2 と低輝度で、EL素子
のパネルに応用するためには、高輝度化とプロセス温度
の低減が必要であった。The inventors thinned barium aluminate as a thin film phosphor for EL. Then, an EL element was formed using this thin film, but no light could be obtained. After annealing at 1100 ° C., EL emission was finally observed. However, at a low luminance of 2 cd / m 2, it was necessary to increase the luminance and reduce the process temperature in order to apply the EL element to a panel.
【0016】この結果から、この系の蛍光体薄膜におい
て、研究を重ね、バリウムアルミネート母体材料にイオ
ウを添加することにより、飛躍的に輝度が向上すること
を発見した。From these results, in the phosphor thin film of this system, the research was repeated, and it was found that the luminance was drastically improved by adding sulfur to the barium aluminate base material.
【0017】本発明の第一の薄膜は、酸化物であるバリ
ウムアルミネート母体材料にイオウを含有し、さらに発
光中心としてEu元素を含有するものである。The first thin film of the present invention comprises a barium aluminate host material which is an oxide, containing sulfur, and further containing an Eu element as a luminescent center.
【0018】蛍光体薄膜は、 組成式 BaxAlyOzSw :Eu で表されるものであることが好ましく。上記式におい
て、x,y,z,wは、それぞれ元素Ba,Al,O,
Sのモル比を表す。x,y,zは、好ましくは x=1〜5 y=1〜15 z=3〜30 w=3〜30 である。The phosphor thin film is preferably one represented by the composition formula Ba x Al y O z Sw : Eu. In the above formula, x, y, z and w are elements Ba, Al, O,
Represents the molar ratio of S. x, y, z are preferably x = 1-5 y = 1-15 z = 3-30 w = 3-30.
【0019】バリウムアルミネート母体材料に対してイ
オウを原子比でS/(S+O)が0.01〜0.95、
特に0.02〜0.7の範囲内で含有することが好まし
い。すなわち、上式では、w/(z+w)の値が0.0
2〜0.7、好ましくは0.02〜0.50、特に、
0.03〜0.35であることが好ましい。S / (S + O) in an atomic ratio of sulfur to the barium aluminate base material is 0.01 to 0.95,
In particular, it is preferable to contain it in the range of 0.02 to 0.7. That is, in the above equation, the value of w / (z + w) is 0.0
2 to 0.7, preferably 0.02 to 0.50, especially
It is preferably 0.03 to 0.35.
【0020】イオウは、蛍光体薄膜EL発光輝度を飛躍
的に高める効果がある。アルカリ土類アルミネートにイ
オウを含有すると、この母体材料の成膜時または、成膜
後のアニール等の後処理時に結晶化が促進され、添加さ
れたEuが母体材料内で2価となり、化合物結晶場内で
有効な遷移を有し、高輝度な発光が得られるものと考え
られる。Sulfur has the effect of dramatically increasing the emission luminance of the phosphor thin film EL. When sulfur is contained in the alkaline earth aluminate, crystallization is promoted at the time of film formation of the base material or at the time of post-treatment such as annealing after the film formation, and the added Eu becomes divalent in the base material, and It is considered that the material has an effective transition in the crystal field and emits light with high luminance.
【0021】また、BaxAlyOzSw :Euにおい
て、Baの一部が、Mg、Ca、Srで置換されたもの
であっても良いし、Alの一部が、B、Ga、In、T
lで置換されたものであっても良い。この置換により、
白色の色度が調整可能である。 Further, Ba x Al y O z S w: in Eu, a part of Ba is, Mg, Ca, may be those substituted with Sr, a portion of Al, B, Ga, In, T
It may be replaced by l. With this substitution,
The chromaticity of white is adjustable.
【0022】さらに、発光中心として、Euを添加する
ことが好ましい。Euの添加量としては、バリウム原子
に対して1〜10mol%添加することが好ましい。また、
他の希土類元素をEuと共に添加しても良いし、単独で
添加しても良い。例えば、希土類元素はSc、Y、L
a、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Ho、Er、T
m、Lu、Sm、Eu、Dy、およびYbから選択され
るが、Euの他に、Ce、Tb、Ho、Sm、Yb、N
dを添加することが好ましい。これらの他の希土類元素
を添加することにより白色の色度が調整可能である。Furthermore, it is preferable to add Eu as a luminescence center. The amount of Eu added is preferably 1 to 10 mol% based on barium atoms. Also,
Other rare earth elements may be added together with Eu, or may be added alone. For example, rare earth elements are Sc, Y, L
a, Ce, Pr, Nd, Gd, Tb, Ho, Er, T
m, Lu, Sm, Eu, Dy, and Yb, but in addition to Eu, Ce, Tb, Ho, Sm, Yb, N
It is preferred to add d. The chromaticity of white can be adjusted by adding these other rare earth elements.
【0023】膜厚としては、特に制限されるものではな
いが、厚すぎるとEL駆動電圧が上昇し、薄すぎると発
光効率が低下する。具体的には、50〜1000nm、特
に、100〜400nm程度であるが、白色蛍光体とする
ために、後述する第二の薄膜との膜厚比が重要である。The film thickness is not particularly limited, but if it is too thick, the EL driving voltage increases, and if it is too thin, the luminous efficiency decreases. More specifically, the thickness is about 50 to 1000 nm, particularly about 100 to 400 nm. However, in order to obtain a white phosphor, the thickness ratio to a second thin film described below is important.
【0024】本発明の第二の薄膜は、母体材料が硫化亜
鉛を主成分とした薄膜である。母体材料は、ZnSを主
成分とし、MgS、SrS、BaSなどとZnSとの固
溶体であっても積層体であってもよい。発光中心として
は、Mn,Cu等の遷移金属元素、希土類金属元素、P
b、およびBiから選択される1種または2種以上の元
素を挙げることができる。特に、従来オレンジ色の蛍光
体薄膜として用いられているZnS:Mn系蛍光体が好
ましい。第二の母体材料には、Mnを発光中心として、
第二の母体材料に対し、0.1〜1.0mol%、好ましく
は0.2〜0.6mol%、特に0.3〜0.4mol%添加し
たものが好ましい。また、前述のZnSとの固溶体によ
ると、ZnS:Mnのオレンジ色の色度調整が可能で、
本発明の白色の色度調整が可能である。The second thin film of the present invention is a thin film whose base material is mainly zinc sulfide. The base material contains ZnS as a main component, and may be a solid solution or a laminate of ZnS and MgS, SrS, BaS, or the like. The emission center includes transition metal elements such as Mn and Cu, rare earth metal elements, P
One or more elements selected from b and Bi can be mentioned. In particular, a ZnS: Mn-based phosphor conventionally used as an orange phosphor thin film is preferable. The second base material has Mn as a luminescent center,
It is preferable that 0.1 to 1.0 mol%, preferably 0.2 to 0.6 mol%, particularly 0.3 to 0.4 mol% is added to the second base material. According to the solid solution with ZnS described above, it is possible to adjust the chromaticity of ZnS: Mn orange,
The chromaticity adjustment of the white of the present invention is possible.
【0025】膜厚としては、特に制限されるものではな
いが、厚すぎるとEL駆動電圧が上昇し、薄すぎると発光
効率が低下する。具体的には、300〜2000nm、特
に、400〜800nm程度である。The film thickness is not particularly limited, but if it is too thick, the EL driving voltage increases, and if it is too thin, the luminous efficiency decreases. Specifically, it is about 300 to 2000 nm, particularly about 400 to 800 nm.
【0026】第一の薄膜と第二の薄膜の積層順序および
積層回数は特に制限されるものではない。第一の薄膜と
第二の薄膜を、それぞれ同一もしくは異なる組成で複数
用いてもよい。例えば、第二の薄膜について、ZnS:
Mn蛍光膜と、固溶体であるZnMgS:Mn蛍光膜を
複数用いてもよい。本発明の白色を用いて、カラーフィ
ルターにより赤、緑、青を取り出し、フルカラー用のデ
ィスプレイに応用する場合、上述の複数の膜により、
赤、緑、青を調整することができる。これらの膜は、成
膜温度の高い条件で作製する方を先に成膜するとよい。
すなわち成膜温度の高い薄膜を基板側になるようにする
ことが好ましい。通常は、第一の薄膜上に第二の薄膜を
形成することが好ましい。The order of lamination and the number of laminations of the first thin film and the second thin film are not particularly limited. A plurality of first thin films and second thin films having the same or different compositions may be used. For example, for the second thin film, ZnS:
A plurality of Mn fluorescent films and a solid solution of ZnMgS: Mn fluorescent film may be used. Using the white color of the present invention, red, green, and blue are extracted by a color filter, and when applied to a display for full color, by a plurality of films described above,
Red, green and blue can be adjusted. These films are preferably formed first under conditions of high film formation temperature.
That is, it is preferable that the thin film having a high film forming temperature is located on the substrate side. Usually, it is preferable to form the second thin film on the first thin film.
【0027】第一の薄膜の合計膜厚T1と第二の薄膜の
合計膜厚T2の比T2/T1を調整することにより、白
色(色度)を調整することができる。T2/T1の値が
大きすぎると黄色に近い白色となり、小さすぎると青白
い白色となる。By adjusting the ratio T2 / T1 of the total thickness T1 of the first thin film and the total thickness T2 of the second thin film, white (chromaticity) can be adjusted. If the value of T2 / T1 is too large, the color becomes close to yellow, and if it is too small, the color becomes pale white.
【0028】本発明の積層体は、第一の薄膜と第二の薄
膜との発光の合成色がCIE色度座標でx=0.27〜
0.39、y=0.27〜0.38、特にx=0.30
〜0.36、y=0.30〜0.35の純度の高い白色
が得られる。In the laminate of the present invention, the combined color of the light emitted from the first thin film and the second thin film is x = 0.27 to CIE chromaticity coordinate.
0.39, y = 0.27-0.38, especially x = 0.30
~ 0.36, y = 0.30 ~ 0.35 high purity white is obtained.
【0029】このような第一の薄膜を得るのは、たとえ
ば、以下の反応性蒸着法によることが好ましい。The first thin film is preferably obtained by, for example, the following reactive evaporation method.
【0030】たとえば、Euを添加した酸化バリウムペ
レット、アルミナペレット、H2Sガスを用いた2元反
応性蒸着。または、Euを添加した硫化バリウムペレッ
ト、アルミナペレット、ガスを用いない2元真空蒸着。
Euを添加した酸化バリウムペレット、アルミナペレッ
ト、H2Sガスを用いた2元反応性蒸着。Euを添加し
た硫化バリウムペレット、アルミナペレット、ガスを用
いない2元真空蒸着。Euを添加した酸化バリウムペレ
ット、硫化アルミニウムペレット、ガスを用いない2元
真空蒸着。Euを添加した硫化バリウムペレット、硫化
アルミニウムペレット、H2Sガスを用いた2元反応性
蒸着。Euを添加した硫化バリウムペレット、硫化アル
ミニウムペレット、O2 ガスを用いた2元反応性蒸着。
などの方法が好ましい。硫化物薄膜を形成後、酸化雰囲
気でアニールすることによって、イオウ添加バリウムア
ルミネート薄膜を得ても良い。For example, binary reactive deposition using Eu-added barium oxide pellets, alumina pellets, and H 2 S gas. Alternatively, binary vacuum deposition without using Eu-added barium sulfide pellets, alumina pellets, or gas.
Binary reactive vapor deposition using Eu-added barium oxide pellets, alumina pellets, and H 2 S gas. Barium sulfide pellets, alumina pellets and Eu-added binary vacuum deposition without gas. Binary vacuum deposition without using Eu-added barium oxide pellets, aluminum sulfide pellets, or gas. Binary reactive deposition using Eu-added barium sulfide pellets, aluminum sulfide pellets, and H 2 S gas. Binary reactive vapor deposition using Eu-added barium sulfide pellets, aluminum sulfide pellets, and O 2 gas.
Are preferred. After forming the sulfide thin film, the sulfur-added barium aluminate thin film may be obtained by annealing in an oxidizing atmosphere.
【0031】添加するEuは、金属、フッ化物、酸化物
または硫化物の形で原料に添加する。添加量は、原料と
形成される薄膜で異なるので、適当な添加量となるよう
に原料の組成を調整する。Eu to be added is added to the raw material in the form of metal, fluoride, oxide or sulfide. Since the amount of addition differs depending on the raw material and the thin film to be formed, the composition of the raw material is adjusted so as to be an appropriate addition amount.
【0032】蒸着中の基板温度は、100℃〜600
℃、好ましくは、150℃〜300℃とすればよい。基
板温度が高すぎると、母体材料の薄膜表面の凹凸が激し
くなり、薄膜中にピンホールが発生し、EL素子に電流
リークの問題が発生する。このため、上述の温度範囲が
好ましい。また、成膜後のアニール処理を行うことが好
ましい。アニール温度は、好ましくは600℃〜100
0℃、特に800℃〜900℃である。The substrate temperature during the deposition is 100 ° C. to 600 ° C.
° C, preferably 150 ° C to 300 ° C. If the substrate temperature is too high, the surface of the thin film of the base material becomes very uneven, pinholes are generated in the thin film, and a problem of current leakage occurs in the EL element. For this reason, the above-mentioned temperature range is preferable. Further, it is preferable to perform an annealing treatment after the film formation. The annealing temperature is preferably from 600 ° C to 100 ° C.
0 ° C., especially 800 ° C. to 900 ° C.
【0033】形成された酸化物蛍光薄膜は、高結晶性の
薄膜であることが好ましい。結晶性の評価は、例えばX
線回折により行うことができる。結晶性をあげるために
は、できるだけ基板温度高温にする。また、薄膜形成後
の真空中、大気中、O2 中、N2 中、Ar中、S蒸気
中、H2S中などでのアニールも効果的である。The formed oxide fluorescent thin film is preferably a highly crystalline thin film. The evaluation of the crystallinity is, for example, X
It can be performed by line diffraction. In order to increase the crystallinity, the substrate temperature should be as high as possible. Annealing in vacuum, in air, in O 2 , in N 2 , in Ar, in S vapor, in H 2 S, or the like after forming the thin film is also effective.
【0034】蒸着時の圧力は好ましくは1.33×10
-4 〜1.33×10-1 Pa(1×10-6 〜1×10-3
Torr)である。またH2Sなどのガスを導入する際、圧
力を調整して6.65×10-3 〜6.65×10-2 Pa
(5×10-5 〜5×10-4Torr)とするとよい。圧力
がこれより高くなると、Eガンの動作が不安定となり、
組成制御が極めて困難になってくる。ガスの導入量とし
ては、真空系の能力にもよるが5〜200SCCM、特に1
0〜30SCCMが好ましい。The pressure during the deposition is preferably 1.33 × 10
-4 to 1.33 × 10 -1 Pa (1 × 10 -6 to 1 × 10 -3
Torr). When introducing a gas such as H 2 S, the pressure is adjusted to 6.65 × 10 −3 to 6.65 × 10 −2 Pa.
(5 × 10 −5 to 5 × 10 −4 Torr). If the pressure is higher than this, the operation of the E-gun becomes unstable,
Composition control becomes extremely difficult. The amount of gas introduced depends on the capacity of the vacuum system, but is 5 to 200 SCCM, especially 1
0-30 SCCM is preferred.
【0035】また、必要により蒸着時に基板を移動、ま
たは回転させてもよい。基板を移動、回転させることに
より、膜組成が均一となり、膜厚分布のバラツキが少な
くなる。The substrate may be moved or rotated at the time of vapor deposition, if necessary. By moving and rotating the substrate, the film composition becomes uniform, and the variation in the film thickness distribution is reduced.
【0036】基板を回転させる場合、基板の回転数とし
ては、好ましくは10回/min 以上、より好ましくは1
0〜50回/min 、特に10〜30回/min 程度であ
る。基板の回転数が速すぎると、真空チャンバーへの導
入時にシール性などの問題が発生しやすくなる。また、
遅すぎると槽内の膜厚方向に組成ムラが生じ、作製した
発光層の特性が低下してくる。基板を回転させる回転手
段としては、モータ、油圧回転機構等の動力源と、ギ
ア、ベルト、プーリー等を組み合わせた動力伝達機構・
減速機構等を用いた公知の回転機構により構成すること
ができる。When the substrate is rotated, the number of rotations of the substrate is preferably 10 times / min or more, more preferably 1 / min.
It is about 0 to 50 times / min, especially about 10 to 30 times / min. If the number of rotations of the substrate is too high, problems such as sealing properties tend to occur when the substrate is introduced into the vacuum chamber. Also,
If it is too slow, composition unevenness occurs in the film thickness direction in the tank, and the characteristics of the produced light emitting layer deteriorate. As a rotating means for rotating the substrate, a power source such as a motor, a hydraulic rotating mechanism, and a power transmission mechanism combining a gear, a belt, a pulley, etc.
It can be constituted by a known rotation mechanism using a reduction mechanism or the like.
【0037】蒸発源や基板を加熱する加熱手段は所定の
熱容量、反応性等を備えたものであればよく、例えばタ
ンタル線ヒータ、シースヒータ、カーボンヒータ等が挙
げられる。加熱手段による加熱温度は、好ましくは10
0〜1400℃程度、温度制御の精度は、1000℃で
±1℃、好ましくは±0.5℃程度である。The heating means for heating the evaporation source and the substrate only needs to have a predetermined heat capacity, reactivity and the like, and examples thereof include a tantalum wire heater, a sheath heater and a carbon heater. The heating temperature by the heating means is preferably 10
The temperature control accuracy is about ± 1 ° C. at 1000 ° C., preferably about ± 0.5 ° C.
【0038】本発明の発光層を形成するための装置の構
成例の一つを図1に示す。ここでは、硫化アルミニウム
と硫化バリウムを蒸発源とし、酸素を導入しつつ、S添
加バリウムアルミネート:Euを作製する方法を例にと
る。図において、真空層11内には、発光層が形成され
る基板12と、EB蒸発源14,15が配置されてい
る。FIG. 1 shows an example of the structure of an apparatus for forming a light emitting layer according to the present invention. Here, a method of producing S-added barium aluminate: Eu while using aluminum sulfide and barium sulfide as evaporation sources and introducing oxygen will be described as an example. In the figure, a substrate 12 on which a light emitting layer is formed and EB evaporation sources 14 and 15 are arranged in a vacuum layer 11.
【0039】硫化アルミニウムと硫化バリウムの蒸発手
段となるEB(エレクトロンビーム)蒸発源14,15
は、発光中心の添加された硫化バリウム14aおよび硫
化アルミニウム15aが納められる”るつぼ”40,5
0と電子放出用のフィラメント41a,51aを内蔵し
た電子銃41,51とを有する。電子銃41,51内に
は、ビームをコントロールする機構が内蔵されている。
この電子銃41,51には、交流電源42,52および
バイアス電源43,53が接続されている。電子銃から
は電子ビームがコントロールされ、交互に、あらかじめ
設定したパワーで、発光中心の添加された硫化バリウム
および硫化アルミニウムを所定の比率で蒸発させること
ができる。一つのEガンで多元同時蒸着を行う蒸着方法
は、多元パルス蒸着法といわれるものである。なお、こ
の例では硫化アルミニウムと硫化バリウムの蒸発源とし
てEB蒸発源を用いたが、いずれか一方、あるいは双方
を抵抗加熱蒸発源などの他の蒸発源に代えてもよい。EB (electron beam) evaporation sources 14 and 15 serving as means for evaporating aluminum sulfide and barium sulfide
Are "crucibles" 40, 5 containing barium sulfide 14a and aluminum sulfide 15a to which luminescent centers are added.
0 and electron guns 41 and 51 containing filaments 41a and 51a for emitting electrons. The electron guns 41 and 51 have a built-in mechanism for controlling a beam.
AC power supplies 42 and 52 and bias power supplies 43 and 53 are connected to the electron guns 41 and 51, respectively. The electron beam is controlled by the electron gun, and the barium sulfide and the aluminum sulfide to which the luminescent center is added can be alternately evaporated at a predetermined ratio with a preset power. An evaporation method for performing simultaneous multiple evaporation with one E gun is called a multiple pulse evaporation method. In this example, an EB evaporation source was used as an evaporation source for aluminum sulfide and barium sulfide, but one or both of them may be replaced with another evaporation source such as a resistance heating evaporation source.
【0040】真空槽11は、排気ポート11aを有し、
この排気ポートからの排気により、真空槽11内を所定
の真空度にできるようになっている。また、この真空槽
11は、硫化水素ガス等を導入する原料ガス導入ポート
11bを有している。The vacuum chamber 11 has an exhaust port 11a,
By exhausting from the exhaust port, the inside of the vacuum chamber 11 can be set to a predetermined degree of vacuum. The vacuum chamber 11 has a source gas introduction port 11b for introducing a hydrogen sulfide gas or the like.
【0041】基板12は基板ホルダー12aに固定さ
れ、この基板ホルダー12aの固定軸12bは図示しな
い回転軸固定手段により、真空槽11内の真空度を維持
しつつ、外部から回転自在に固定されている。そして、
図示しない回転手段により、必要に応じて所定の回転数
で回転可能なようになっている。また、基板ホルダー1
2aには、ヒーター線などにより構成される加熱手段1
3が密着・固定されていて、基板を所望の温度に加熱、
保持できるようになっている。The substrate 12 is fixed to a substrate holder 12a, and a fixed shaft 12b of the substrate holder 12a is rotatably fixed from the outside while maintaining the degree of vacuum in the vacuum chamber 11 by rotating shaft fixing means (not shown). I have. And
Rotation means (not shown) can rotate at a predetermined rotation number as needed. Also, the substrate holder 1
2a is a heating means 1 composed of a heater wire or the like.
3 is closely attached and fixed, and heats the substrate to a desired temperature;
It can be held.
【0042】このような装置を用い、EB蒸発源14,
15から蒸発させた硫化バリウム蒸気と硫化アルミニウ
ム蒸気とを基板12上に堆積、導入した酸素と結合さ
せ、S添加酸化物蛍光層が形成される。そのとき、必要
により基板12を回転させることにより、堆積される発
光層の組成と膜厚分布をより均一なものとすることがで
きる。Using such an apparatus, the EB evaporation source 14,
Barium sulfide vapor and aluminum sulfide vapor evaporated from 15 are combined with the oxygen introduced and deposited on the substrate 12 to form an S-doped oxide fluorescent layer. At that time, by rotating the substrate 12 as necessary, the composition and the film thickness distribution of the light emitting layer to be deposited can be made more uniform.
【0043】第二の薄膜は、ZnS:Mnペレットを用
いた蒸着法やZnSターゲットを用いたスパッタ法など
公知の方法により形成することが可能である。The second thin film can be formed by a known method such as an evaporation method using ZnS: Mn pellets and a sputtering method using a ZnS target.
【0044】以上述べたように、本発明の蛍光薄膜材料
および蒸着による製造方法、によると、高輝度に白色で
発光する積層構造の蛍光体薄膜が容易に形成可能とな
る。As described above, according to the fluorescent thin film material and the manufacturing method by vapor deposition of the present invention, a phosphor thin film having a laminated structure that emits white light with high luminance can be easily formed.
【0045】本発明の発光層3を用いて無機EL素子を
得るには、例えば、図2に示すような構造とすればよ
い。基板1、電極5,6、厚膜絶縁層2、薄膜絶縁層4
のそれぞれの間には、密着を上げるための層、応力を緩
和するための層、反応を防止する層、など中間層を設け
てもよい。また厚膜表面は研磨したり、平坦化層を用い
るなどして平坦性を向上させてもよい。In order to obtain an inorganic EL device using the light emitting layer 3 of the present invention, for example, a structure as shown in FIG. 2 may be used. Substrate 1, electrodes 5, 6, thick insulating layer 2, thin insulating layer 4
Between them, an intermediate layer such as a layer for increasing adhesion, a layer for relaxing stress, a layer for preventing a reaction, and the like may be provided. The surface of the thick film may be polished or a flattening layer may be used to improve the flatness.
【0046】図2は本発明の積層蛍光体を用いた無機E
L素子の構造を示す一部断面斜視図である。図2におい
て、基板1上には所定パターンの下部電極5が形成され
ていて、この下部電極5上に厚膜の第1の絶縁層(厚膜
誘電体層)2が形成されている。また、この第1の絶縁
層2上には、発光層3、第2の絶縁層(薄膜誘電体層)
4が順次形成されるとともに、第2の絶縁層4上に前記
下部電極5とマトリクス回路を構成するように上部電極
6が所定パターンで形成されている。そして、発光層に
上記積層蛍光体を用いている。FIG. 2 shows inorganic E using the laminated phosphor of the present invention.
FIG. 3 is a partial cross-sectional perspective view showing a structure of an L element. In FIG. 2, a lower electrode 5 having a predetermined pattern is formed on a substrate 1, and a first insulating layer (thick dielectric layer) 2 of a thick film is formed on the lower electrode 5. Further, on the first insulating layer 2, a light emitting layer 3, a second insulating layer (thin film dielectric layer)
4 are sequentially formed, and an upper electrode 6 is formed on the second insulating layer 4 in a predetermined pattern so as to form a matrix circuit with the lower electrode 5. The light emitting layer uses the laminated phosphor.
【0047】基板として用いる材料は、厚膜形成温度、
およびEL蛍光層の形成温度、EL素子のアニール温度
に耐えうる耐熱温度ないし融点が600℃以上、好まし
くは700℃以上、特に800℃以上の基板を用い、そ
の上に形成される発光層等の機能性薄膜によりEL素子
が形成でき、所定の強度を維持できるものであれば特に
限定されるものではない。具体的には、ガラスまたは、
アルミナ(Al2O3)、フォルステライト(2MgO・
SiO2 )、ステアタイト(MgO・SiO 2 )、ムラ
イト(3Al2O3 ・2SiO2 )、ベリリア(Be
O)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化シリコン(S
iN)、炭化シリコン(SiC+BeO)等のセラミッ
ク基板、結晶化ガラスなど耐熱性ガラス基板を挙げるこ
とができる。これらのうち耐熱温度が1000℃程度以
上のものが好ましい。これらのなかでも特にアルミナ基
板、結晶化ガラスが好ましく、熱伝導性が必要な場合に
はベリリア、窒化アルミニウム、炭化シリコン等が好ま
しい。The material used for the substrate is a thick film forming temperature,
And EL phosphor layer formation temperature, EL element annealing temperature
Heat resistant temperature or melting point that can withstand 600 ° C or more, preferably
Use a substrate at 700 ° C or higher, especially 800 ° C or higher.
EL device by a functional thin film such as a light emitting layer formed on
Can be formed and can maintain a predetermined strength.
It is not limited. Specifically, glass or
Alumina (AlTwoOThree), Forsterite (2MgO
SiOTwo ), Steatite (MgO.SiO) Two ),village
Site (3AlTwoOThree ・ 2SiOTwo ), Berylia (Be
O), aluminum nitride (AlN), silicon nitride (S
iN), ceramics such as silicon carbide (SiC + BeO)
Heat-resistant glass substrates such as glass substrates and crystallized glass
Can be. Of these, the heat resistant temperature is about 1000 ° C or less
The above is preferred. Of these, alumina-based
Plate, crystallized glass is preferred, and when thermal conductivity is required
Is preferably beryllia, aluminum nitride, silicon carbide, etc.
New
【0048】また、このほかに、石英、熱酸化シリコン
ウエハー等、チタン、ステンレス、インコネル、鉄系な
どの金属基板を用いることもできる。金属等の導電性基
板を用いる場合には、基板上に内部に電極を有した厚膜
を形成した構造が好ましい。In addition, a metal substrate made of titanium, stainless steel, inconel, iron, or the like, such as quartz or thermally oxidized silicon wafer, can be used. When a conductive substrate such as a metal substrate is used, a structure in which a thick film having electrodes inside is formed on the substrate is preferable.
【0049】誘電体厚膜材料(第1の絶縁層)として
は、公知の誘電体厚膜材料を用いることができる。さら
に比較的誘電率の大きな材料が好ましい。As the dielectric thick film material (first insulating layer), a known dielectric thick film material can be used. Further, a material having a relatively large dielectric constant is preferable.
【0050】例えばチタン酸鉛系、ニオブ酸鉛系、チタ
ン酸バリウム系等の材料を用いることができる。For example, materials such as lead titanate, lead niobate, and barium titanate can be used.
【0051】誘電体厚膜の抵抗率としては、108 Ω・
cm以上、特に1010 〜1018 Ω・cm程度である。また
比較的高い誘電率を有する物質であることが好ましく、
その誘電率εとしては、好ましくはε=100〜100
00程度である。膜厚としては、5〜50μm が好まし
く、10〜30μm が特に好ましい。The resistivity of the dielectric thick film is 10 8 Ω ·
cm or more, particularly about 10 10 to 10 18 Ω · cm. It is also preferable that the material has a relatively high dielectric constant,
The dielectric constant ε is preferably ε = 100 to 100
It is about 00. The film thickness is preferably from 5 to 50 μm, particularly preferably from 10 to 30 μm.
【0052】絶縁層厚膜の形成方法は、特に限定され
ず、10〜50μm 厚の膜が比較的容易に得られる方法
が良いが、ゾルゲル法、印刷焼成法などが好ましい。The method for forming the insulating layer thick film is not particularly limited, and a method in which a film having a thickness of 10 to 50 μm can be obtained relatively easily is preferable.
【0053】印刷焼成法による場合には、材料の粒度を
適当に揃え、バインダーと混合し、適当な粘度のペース
トとする。このペーストを基板上にスクリーン印刷法に
より形成し、乾燥させる。このグリーンシートを適当な
温度で焼成し、厚膜を得る。In the case of the printing and baking method, the particle size of the material is appropriately adjusted and mixed with a binder to obtain a paste having an appropriate viscosity. This paste is formed on a substrate by a screen printing method and dried. The green sheet is fired at an appropriate temperature to obtain a thick film.
【0054】薄膜絶縁層(第2の絶縁層)の構成材料と
しては、例えば酸化シリコン(SiO2 )、窒化シリコ
ン(SiN)、酸化タンタル(Ta2O5 )、チタン酸
ストロンチウム(SrTiO3 )、酸化イットリウム
(Y2O3 )、チタン酸バリウム(BaTiO3 )、チ
タン酸鉛(PbTiO3 )、PZT、ジルコニア(Zr
O2 )、シリコンオキシナイトライド(SiON)、ア
ルミナ(Al2O3 )、ニオブ酸鉛、PMN−PT系材
料等およびこれらの多層または混合薄膜を挙げることが
でき、これらの材料で絶縁層を形成する方法としては、
蒸着法、スパッタ法、CVD法、ゾルゲル法、印刷焼成
法など既存の方法を用いればよい。この場合の絶縁層の
膜厚としては、好ましくは50〜1000nm、特に10
0〜500nm程度である。As a constituent material of the thin film insulating layer (second insulating layer), for example, silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiN), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), Yttrium oxide (Y 2 O 3 ), barium titanate (BaTiO 3 ), lead titanate (PbTiO 3 ), PZT, zirconia (Zr
O 2), silicon oxynitride (SiON), alumina (Al 2 O 3), lead niobate, PMN-PT based material and can be exemplified these multilayer or mixed thin film, the insulating layer with these materials As a method of forming,
Existing methods such as an evaporation method, a sputtering method, a CVD method, a sol-gel method, and a printing and baking method may be used. In this case, the thickness of the insulating layer is preferably 50 to 1000 nm, especially 10 to 1000 nm.
It is about 0 to 500 nm.
【0055】電極(下部電極)は、少なくとも基板側ま
たは第1の誘電体内に形成される。厚膜形成時、さらに
発光層と共に熱処理の高温下にさらされる電極層は、主
成分としてパラジウム、ロジウム、イリジウム、レニウ
ム、ルテニウム、白金、タンタル、ニッケル、クロム、
チタン等の1種または2種以上の通常用いられている金
属電極を用いればよい。The electrode (lower electrode) is formed at least on the substrate side or in the first dielectric. When forming a thick film, the electrode layer exposed to the high temperature of the heat treatment together with the light emitting layer further includes palladium, rhodium, iridium, rhenium, ruthenium, platinum, tantalum, nickel, chromium, as a main component.
One or more commonly used metal electrodes such as titanium may be used.
【0056】また、上部電極となる他の電極層は、通
常、発光を基板と反対側から取り出すため、所定の発光
波長域で透光性を有する透明な電極が好ましい。透明電
極は、基板が透明であれば、発光光を基板側から取り出
すことが可能なため下部電極に用いてもよい。この場
合、ZnO、ITOなどの透明電極を用いることが特に
好ましい。ITOは、通常In2O3 とSnOとを化学
量論組成で含有するが、O量は多少これから偏倚してい
てもよい。In2O3 に対するSnO2 の混合比は、1
〜20質量%、さらには5〜12質量%が好ましい。ま
た、IZOでのIn 2O3 に対するZnOの混合比は、
通常、12〜32質量%程度である。The other electrode layer serving as the upper electrode has
Normally, the light emission is taken out from the opposite side of the substrate,
A transparent electrode having a light-transmitting property in a wavelength range is preferable. Transparent
The pole takes out the emitted light from the substrate side if the substrate is transparent
It may be used for the lower electrode because it can be used. This place
In particular, it is particularly preferable to use a transparent electrode such as ZnO or ITO.
preferable. ITO is usually InTwoOThree Chemistry with SnO
Although it is contained in a stoichiometric composition, the O content is slightly deviated from this
You may. InTwoOThree SnO againstTwo Is 1
-20% by mass, more preferably 5-12% by mass. Ma
Also, In at IZO TwoOThree The mixing ratio of ZnO to
Usually, it is about 12 to 32% by mass.
【0057】また、電極は、シリコンを有するものでも
良い。このシリコン電極層は、多結晶シリコン(p−S
i)であっても、アモルファス(a−Si)であっても
よく、必要により単結晶シリコンであってもよい。Further, the electrode may have silicon. This silicon electrode layer is made of polycrystalline silicon (p-S
i) or amorphous (a-Si), and if necessary, single crystal silicon.
【0058】電極は、主成分のシリコンに加え、導電性
を確保するため不純物をドーピングする。不純物として
用いられるドーパントは、所定の導電性を確保しうるも
のであればよく、シリコン半導体に用いられている通常
のドーパントを用いることができる。具体的には、B、
P、As、Sb、Al等が挙げられ、これらのなかで
も、特にB、P、As、SbおよびAlが好ましい。ド
ーパントの濃度としては0.001〜5at%程度が好ま
しい。The electrodes are doped with impurities in order to ensure conductivity in addition to silicon as the main component. The dopant used as the impurity only needs to be able to secure predetermined conductivity, and a normal dopant used for a silicon semiconductor can be used. Specifically, B,
Examples thereof include P, As, Sb, and Al. Among them, B, P, As, Sb, and Al are particularly preferable. The concentration of the dopant is preferably about 0.001 to 5 at%.
【0059】これらの材料で電極層を形成する方法とし
ては、蒸着法、スパッタ法、CVD法、ゾルゲル法、印
刷焼成法など既存の方法を用いればよいが、特に、基板
上に内部に電極を有した厚膜を形成した構造を作製する
場合、誘電体厚膜と同じ方法が好ましい。As a method for forming an electrode layer using these materials, existing methods such as a vapor deposition method, a sputtering method, a CVD method, a sol-gel method, and a printing and firing method may be used. In particular, an electrode is formed inside a substrate. When fabricating a structure having a thick film having the same, the same method as that for forming a dielectric thick film is preferable.
【0060】電極層の好ましい抵抗率としては、発光層
に効率よく電界を付与するため、1Ω・cm以下、特に
0.003〜0.1Ω・cmである。電極層の膜厚として
は、形成する材料にもよるが、好ましくは50〜200
0nm、特に100〜1000nm程度である。The preferable resistivity of the electrode layer is 1 Ω · cm or less, particularly 0.003 to 0.1 Ω · cm, in order to efficiently apply an electric field to the light emitting layer. The thickness of the electrode layer depends on the material to be formed, but is preferably from 50 to 200.
0 nm, especially about 100 to 1000 nm.
【0061】以上、本発明の発光層を無機EL素子に応
用する場合について説明したが、本発明の蛍光体薄膜を
用いることが可能な素子であれば他の形態の素子、白色
に発光する素子を用いればディスプレイ用のモノカラー
パネルに応用することができる。The case where the light emitting layer of the present invention is applied to an inorganic EL device has been described above. However, any device that can use the phosphor thin film of the present invention can be used in other forms, such as a device that emits white light. If it is used, it can be applied to a monocolor panel for a display.
【0062】[0062]
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail by showing specific examples of the present invention.
【0063】〔実施例1〕図1に本発明の製造方法に用
いることができる蒸着装置の一例を示す。ここでは、2
ポイントコントロールガンに代わりEガン1台、抵抗加
熱セル1台を用いた。Embodiment 1 FIG. 1 shows an example of a vapor deposition apparatus that can be used in the manufacturing method of the present invention. Here, 2
One E gun and one resistance heating cell were used in place of the point control gun.
【0064】Euを5 mol%添加したBaS粉を入れた
EB源15、Al2S3 粉を入れた抵抗加熱セル源(1
4)を真空槽11内に設け、それぞれの源より同時に蒸
発させ、400℃に加熱し、回転させた基板上にBax
AlyOzSw :Eu層を成膜した。各々の蒸発源の蒸発
速度は、得られる薄膜が1 nm/sec になるように調節
した。このときH2Sガスを20SCCM導入した。薄膜形
成後750℃の大気雰囲気中で10分間アニールし第一
の薄膜を膜厚300nm形成した。The EB source 15 containing the BaS powder to which 5 mol% of Eu was added, and the resistance heating cell source (1 containing the Al 2 S 3 powder)
4) is provided in the vacuum chamber 11, and is evaporated from the respective sources at the same time, heated to 400 ° C., and Ba x is placed on the rotated substrate.
Al y O z S w: was formed Eu layer. The evaporation rate of each evaporation source was adjusted so that the obtained thin film was 1 nm / sec. At this time, 20 SCCM of H 2 S gas was introduced. After forming the thin film, the film was annealed for 10 minutes in an air atmosphere at 750 ° C. to form a first thin film having a thickness of 300 nm.
【0065】この上にMnを0.5mol%添加したZn
Sペレットを用い、EB蒸着により第二の薄膜を膜厚4
00nm形成した。On this, Zn added with 0.5 mol% of Mn was added.
Using an S pellet, a second thin film having a thickness of 4 was formed by EB evaporation.
00 nm was formed.
【0066】第一の薄膜BaxAlyOzSw :Eu薄膜
を別途作製し、蛍光X線分析により組成分析した結果、
原子比でBa:Al:O:S:Eu=7.40:19.
18:70.15:2.90:0.36であった。A first thin film Ba x Al y O z S w : Eu thin film was separately prepared and analyzed for composition by fluorescent X-ray analysis.
Ba: Al: O: S: Eu = 7.40: 19 in atomic ratio.
18: 70.15: 2.90: 0.36.
【0067】さらにこの発光層を用いたEL素子を作製
した。電極に1kHzのパルス幅50μSの電界を印加す
ることにより、500cd/m2 の白色発光輝度が再現良
く得られた。発光色は、CIE色度座標でx=0.35
2、y=0.303でペーパーホワイトが得られた。Further, an EL device using the light emitting layer was manufactured. By applying an electric field of 1 kHz and a pulse width of 50 μS to the electrode, a white light emission luminance of 500 cd / m 2 was obtained with good reproducibility. The emission color is x = 0.35 in CIE chromaticity coordinates
2. Paper white was obtained at y = 0.303.
【0068】以上のように本発明の積層蛍光体は、フィ
ルタを用いなくとも色純度の良好でかつ高輝度に発光す
る白の蛍光体薄膜材料を得ることが可能となる。As described above, the laminated phosphor of the present invention makes it possible to obtain a white phosphor thin film material which emits light with high color purity and high luminance without using a filter.
【0069】また、このような積層蛍光体を用いたEL
素子は、発光特性に優れ、特に、白色EL素子やモノク
ロELパネルを形成することができ、実用的価値が大き
い。Also, an EL using such a laminated phosphor is described.
The element has excellent light-emitting characteristics, and can particularly form a white EL element and a monochrome EL panel, and has great practical value.
【0070】[0070]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、フィルタ
を必要としない、色純度の良好な、特に白色モノクロE
L用に適した積層蛍光体およびELパネルを提供するこ
とができる。As described above, according to the present invention, there is no need for a filter, good color purity, and especially white and black E
A laminated phosphor and an EL panel suitable for L can be provided.
【図1】本発明の方法が適用可能な装置、または本発明
の製造装置の構成例を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an apparatus to which a method of the present invention can be applied or a configuration example of a manufacturing apparatus of the present invention.
【図2】本発明の方法、装置により製造可能な無機EL
素子の構成例を示す一部断面図である。FIG. 2 is an inorganic EL that can be manufactured by the method and apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration example of an element.
1 基板 2 第1の絶縁層(誘電体層) 3 蛍光体薄膜(発光層) 4 第2の絶縁層(誘電体層) 5 下部電極 6 上部電極(透明電極) 11 真空槽 12 基板 13 加熱手段 14 EB蒸発源 15 EB蒸発源 REFERENCE SIGNS LIST 1 substrate 2 first insulating layer (dielectric layer) 3 phosphor thin film (light emitting layer) 4 second insulating layer (dielectric layer) 5 lower electrode 6 upper electrode (transparent electrode) 11 vacuum chamber 12 substrate 13 heating means 14 EB evaporation source 15 EB evaporation source
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05B 33/14 H05B 33/14 Z Fターム(参考) 3K007 AB02 AB04 CA01 CB01 DA05 FA01 4H001 CA02 CA05 CA06 XA08 XA13 XA16 XA30 XA56 YA63 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H05B 33/14 H05B 33/14 Z F term (Reference) 3K007 AB02 AB04 CA01 CB01 DA05 FA01 4H001 CA02 CA05 CA06 XA08 XA13 XA16 XA30 XA56 YA63
Claims (4)
有する積層蛍光体であって、 前記第一の薄膜の母体材料がバリウムアルミネートを主
成分とし、この母体材料にイオウ元素を含有し、さらに
発光中心としてEuを含有するものであり、 前記第二の薄膜の母体材料が硫化亜鉛を主成分とする積
層蛍光体。1. A laminated phosphor having at least a first thin film and a second thin film, wherein a base material of the first thin film contains barium aluminate as a main component, and the base material contains a sulfur element. And a base phosphor of the second thin film, wherein the base material of the second thin film is mainly zinc sulfide.
素元素のモル比率、S/(S+O)が0.02〜0.5
である請求項1の積層蛍光体。2. The mixture ratio of the sulfur element and the molar ratio of the oxygen element of the base material, S / (S + O) is 0.02 to 0.5.
The laminated phosphor according to claim 1, which is:
合成色がCIE色度座標でx=0.27〜0.39、y=
0.27〜0.38の白色である請求項1または2の積
層蛍光体。3. The composite color of light emitted from the first thin film and the second thin film is x = 0.27 to 0.39, y = 2 in CIE chromaticity coordinates.
3. The laminated phosphor according to claim 1, wherein the phosphor is 0.27 to 0.38 white.
パネル。4. An EL comprising the laminated phosphor according to claim 1.
panel.
Priority Applications (8)
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