JP2002206089A

JP2002206089A - エレクトロルミネッセンス素子用硫酸化物蛍光体及びエレクトロルミネッセンス素子

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Publication number: JP2002206089A
Application number: JP2001339346A
Authority: JP
Inventors: Uchitsugu Minami; 内嗣南; Toshihiro Miyata; 俊弘宮田; Toshiteru Ueno; 寿輝上野; Yuji Urano; 祐司浦野
Original assignee: Hokushin Industries Corp; Hokushin Industry Co Ltd
Current assignee: Hokushin Industries Corp; Hokushin Industry Co Ltd
Priority date: 2000-11-05
Filing date: 2001-11-05
Publication date: 2002-07-26
Anticipated expiration: 2021-11-05
Also published as: JP3865122B2

Abstract

(57)【要約】【課題】水分除去のための特別な処理や高輝度化の
ための高温での熱処理を必要とすることなく高輝度で作
成コストの低いイットリウム硫酸化物蛍光体を得、結果
として実用レベルのフルカラーＥＬ素子用発光層を提供
する。【解決手段】イットリウム（Ｙ）の硫酸化物を母体
材料とし、発光中心として少なくとも１種以上の任意の
遷移元素もしくは遷移元素の化合物を添加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエレクトロルミネッ
センス素子用硫酸化物蛍光体及びエレクトロルミネッセ
ンス素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、イットリウム酸化物（Ｙ_２Ｏ
_３）及びイットリウム硫酸化物（Ｙ_２Ｏ_２Ｓ）を母体材
料とする蛍光体は、希土類元素を添加した、例えばユウ
ロピウム（Ｅｕ）を添加したＹ_２Ｏ_３：ＥｕやＹ_２Ｏ_２
Ｓ：Ｅｕが古くから開発され、テレビのＣＲＴ用蛍光体
スクリーンやプラズマディスプレイ用蛍光体として幅広
く実用されている。また、Ｙ_２Ｏ_３及びＹ_２Ｏ_２Ｓで
は、Ｅｕ，Ｈｏ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｔｂ，Ｙｂ，もしくはＥ
ｒのような希土類元素添加蛍光体が母体材料として幅広
く研究され、ＣＲＴ、ＶＦＤやＥＦＤのような電子線励
起発光（ＣＬ）や蛍光灯やプラズマディスプレイパネル
（ＰＤＰ）のような光励起発光（ＰＬ）蛍光体としての
多くの報告がある。

【０００３】従来のエレクトロルミネッセンス素子（以
下ＥＬ素子と呼ぶ）用蛍光体としては、古くから硫化亜
鉛（ＺｎＳ）を中心とする硫化物が多用されている。

【０００４】又、Ｙ_２Ｏ_３等のイットリウム酸化物もし
くはＹ_２Ｏ_２Ｓ等のイットリウム硫酸化物を母体材料に
用いる蛍光体をＥＬ素子に採用する試みは、上記化合物
にＥｕを添加したＹ_２Ｏ_３：ＥｕやＹ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕで
報告されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
硫化物系蛍光体はフルカラー発光を実現化するために必
要な赤、緑及び青色発光において実用に十分な色純度と
輝度を実現できていないことに加えて化学的に不安定で
あり、特に水分に対して極めて不安定であることから薄
膜ＥＬ素子やＥＬディスプレイ（ＥＬＤ）の作製では、
水分を完全に除去するための特別な封止処理を施さなけ
ればならず、それが素子の作製コストを押し上げるとい
う致命的な欠点がある。

【０００６】また、化学的に安定なＥＬ素子用蛍光体材
料として既に実用化されているＭｎ添加ケイ酸亜鉛（Ｚ
ｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ）等のＥＬ素子用酸化物蛍光体薄膜
（例えば、特開平０４−２０９６９３号公報及び特開平
１０−２７０１６８号公報）では、その母体材料が三元
化合物もしくは多元系酸化物が多く、組成が複雑なため
優れた結晶性を有する薄膜作成が困難であり、高輝度を
得るために比較的高温で熱処理を施す必要があり、望む
組成の薄膜が再現良く作成できないという問題があっ
た。

【０００７】又、ＥＬＤを構成する高電界で加速された
ホットエレクトロンによる衝突励起を利用するエレクト
ロルミネッセンス（ＥＬ）素子は、電界励起発光（Ｅ
Ｌ）を利用するため、上述のＣＬ用蛍光体やＰＬ用蛍光
体が必ずしも採用できないという問題があった。

【０００８】又、Ｙ_２Ｏ_３等のイットリウム酸化物もし
くはＹ_２Ｏ_２Ｓ等のイットリウム硫酸化物を母体材料に
用いる蛍光体をＥＬ素子に採用する試みは、上記化合物
にＥｕを添加したＹ_２Ｏ_３：ＥｕやＹ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕで
報告されているが実現された輝度が低く、結晶化が容易
な優れた酸化物母体材料とその母体に適合する発光中心
を有する、優れたＥＬ用蛍光体、特に薄膜ＥＬ用蛍光体
を実現することが困難であった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上述の問題
を解決するため鋭意研究をかさねた結果、新しいフルカ
ラー用蛍光体材料として、発光材料として少なくとも１
種以上の遷移元素を添加してなる２元化合物であるイッ
トリウム硫酸化物を母体材料することで化学的に安定で
再現良く膜作成が可能な遷移元素添加イットリウム硫酸
化物蛍光体が得られることを知見し本発明を完成するに
至った。

【００１０】更に、本発明者らは蛍光体基礎研究を進め
る中から、従来から付活剤（発光中心）として主として
希土類元素を使用しているＣＬ用蛍光体やＰＬ用蛍光体
と、ＥＬ用蛍光体とでは励起過程が異なるため、硫酸化
物母体材料を利用することの有効性及び発光中心として
遷移元素を利用することの有効性を見出し本発明を完成
させた。

【００１１】また、これらの蛍光体において、マンガン
などの遷移元素に他の任意の元素、例えば希土類や他の
遷移元素を共添加することによって、多色発光並びに励
起効率や発光効率の改善を図ることができるため極めて
有効である。

【００１２】前記課題を解決する本発明の第１の態様
は、イットリウム（Ｙ）の硫酸化物を母体材料とし、付
活剤として少なくとも１種以上の任意の遷移元素もしく
は遷移元素の化合物を添加してなることを特徴とするエ
レクトロルミネッセンス素子用硫酸化物系蛍光体にあ
る。

【００１３】本発明の第２の態様は、イットリウム
（Ｙ）の硫酸化物及びイットリウム（Ｙ）の酸化物が混
相又は混在した材料を母体材料とし、付活剤として少な
くとも１種以上の任意の遷移元素もしくは遷移元素の化
合物を添加してなることを特徴とするエレクトロルミネ
ッセンス素子用硫酸化物系蛍光体にある。

【００１４】本発明の第３の態様は、第２の態様におい
て、母体材料の酸化物が、酸化イットリウム（Ｙ
_２Ｏ_３）であることを特徴とするエレクトロルミネッセ
ンス素子用硫酸化物蛍光体にある。

【００１５】本発明の第４の態様は、第１〜３の何れか
の態様において、母体材料の硫酸化物が硫酸化イットリ
ウム（Ｙ_２Ｏ_２Ｓ）であることを特徴とするエレクトロ
ルミネッセンス素子用硫酸化物蛍光体にある。

【００１６】本発明の第５の態様は、第１〜４の何れか
の態様において、前記任意の遷移元素がマンガンである
ことを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子用硫酸
化物蛍光体にある。

【００１７】本発明の第６の態様は、第１〜５の何れか
の態様において、前記付活剤として、さらに少なくとも
１種以上の希土類元素もしくは希土類元素の化合物を含
有することを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子
用硫酸化物蛍光体にある。

【００１８】本発明の第７の態様は、第１〜６の何れか
の態様において、前記付活剤を、イットリウムに対し
て、０．１から１０原子％添加してなることを特徴とす
るエレクトロルミネッセンス素子用硫酸化物蛍光体にあ
る。

【００１９】本発明の第８の態様は、第１〜７の何れか
の態様のエレクトロルミネッセンス素子用硫酸化物蛍光
体を発光層として使用することを特徴とするエレクトロ
ルミネッセンス素子にある。

【００２０】本発明の第９の態様は、第８の態様におい
て、前記発光層が、薄膜であることを特徴とするエレク
トロルミネッセンス素子にある。

【００２１】本発明のエレクトロルミネッセンス素子用
硫酸化物蛍光体は、結晶化が容易な、イットリウム
（Ｙ）を含む硫酸化物を母体材料とする。また、本発明
のエレクトロルミネッセンス素子用硫酸化物蛍光体は、
結晶化が容易な、イットリウム（Ｙ）を含む硫酸化物が
優れているが、特に発光効率を損なうことのない範囲で
あれば、イットリウム（Ｙ）の酸化物が混相又は混在す
ることは、材料の化学的安定性が高まり好ましいことで
ある。これらの母体材料に発光中心（付活剤）として遷
移元素を添加した化合物はＥＬ用として利用できる優れ
た蛍光体である。

【００２２】本発明の母体材料としてのイットリウム硫
酸化物としては、硫酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_２Ｓ）等
を挙げることができる。また、母体材料としての酸化物
としては、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）を挙げること
ができる。なお、これらの硫酸化物及び酸化物の両者を
母体材料とする場合には、相互に混相又は混在していれ
ばよく、その態様は特に限定されない。これらの母体材
料に発光中心（付活剤）として遷移元素を添加した化合
物はＥＬ用として利用できる優れた蛍光体である。

【００２３】上記化合物の一例としてマンガン（Ｍｎ）
を添加したＹ_２Ｏ_２Ｓ：Ｍｎを挙げることができる。

【００２４】また、これらの蛍光体において、付活剤と
して遷移元素、特に、マンガンを用いることができる
が、これに他の任意の元素、例えば希土類や他の遷移元
素を共添加することによって、多色発光並びに励起効率
や発光効率の改善を図ることができる。

【００２５】本発明において、付活剤の含有量は、イッ
トリウム原子に対して、原子百分率で０．１から１０原
子％、好ましくは０．２から３原子％である。付活剤の
含有量が０．１原子％以下では発光中心（付活剤）の量
が少なく十分な輝度が得られず、１０原子％以上では母
体原料の結晶性が損なわれる。また、該蛍光体に他の任
意の元素、例えば各種希土類や遷移元素を共添加するこ
とによって、共添加した原子や分子は励起されたマンガ
ン原子のエネルギー移行や３価のイットリウム
（Ｙ^３+）に置換した２価のマンガン（Ｍｎ^２+）の電荷
補償もしくはフラックス（溶媒）として作用することに
よって多色発光や励起効率の改善もしくは発光効率の改
善を図ることができる。

【００２６】本発明で付活剤として用いることができる
遷移元素としては、例えば、マンガン（Ｍｎ）、クロム
（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）、コバルト（Ｃｏ）、銅
（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｓｎ）、チタン（Ｔｉ）、
もしくはこれらの遷移元素の硫化物、塩化物、窒化物、
酸化物又はフッ化物等を挙げることができる。

【００２７】また、遷移元素と共に用いることができる
希土類元素としては、例えば、ユーロピウム（Ｅｕ）、
テルビウム（Ｔｂ）、セリウム（Ｃｅ）、ツリウム（Ｔ
ｍ）、ネオジウム（Ｎｄ）、エルビウム（Ｅｒ）、ホル
ミウム（Ｈｏ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、サマリウム
（Ｓｍ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、プラセオジム（Ｐ
ｒ）、もしくはこれらの希土類元素の硫化物、塩化物、
窒化物、酸化物又はフッ化物等を挙げることができる。

【００２８】これらを付活剤として添加して、母体材料
の化学的組成や焼成条件等の蛍光体作製条件を最適化す
ることにより、本発明の蛍光体を得ることができる。

【００２９】上記元素の共添加効果によって結果的に、
高電界印加時におけるホットエレクトロンの生成効率が
高まり、そのため発光中心の励起効率も大幅に向上し、
高い発光輝度が得られるという作用効果がある。

【００３０】上述の母体材料及び付活剤をそれぞれ１種
以上混合して使用する場合は、それぞれの混合比を適宜
選択することで、必要に応じた色度、輝度を得ることが
できる。

【００３１】薄膜ＥＬ素子用発光層の構造としては、公
知の薄膜絶縁構造、薄膜２重絶縁構造、セラミックス系
絶縁層を用いる片絶縁構造あるいは、薄膜とセラミック
スの２重絶縁構造を挙げることができるが、これらに限
定されるものではない。

【００３２】図１には、典型的な薄膜片絶縁構造の薄膜
ＥＬ素子の一例を示す。図１に示すように、ＢａＴｉＯ
_３基板などの絶縁基板１１上に、本発明のエレクトロル
ミネッセンス素子用硫酸化物蛍光体薄膜（蛍光体薄膜）
１２が形成されている。この蛍光体薄膜１２上には、ス
パッタリング等により、ＺｎＯ：Ａｌなどの透明導電性
膜１３が設けられ、絶縁基板１１の反対側には、Ａｌの
蒸着膜等からなる電極１４を設けられ、エレクトロルミ
ネッセンス素子１０が構成されている。

【００３３】このようなエレクトロルミネッセンス素子
１０では、透明導電性膜１３と電極１４との間に、５０
〜６００Ｖの電圧を印加すると、蛍光体薄膜１２が発光
する。

【００３４】本発明による酸化物蛍光体の薄膜は、スパ
ッタ法、化学気相成長（ＣＶＤ）法、電子ビーム蒸着
法、原子層エピタキシー法、レーザーアブレーション法
等の公知の物理的薄膜堆積技術を用いて成膜した後、不
活性ガス、硫黄を含む雰囲気中、真空中、非酸化性ガ
ス、あるいは一部酸化性ガス、または一部還元性ガスと
硫黄を含む非酸化性ガス雰囲気中で比較的低温で熱処理
を施すことにより、エレクトロルミネッセンス素子用発
光層としての十分な機能を付与することができる。熱処
理の好ましい温度範囲は８５０〜１１００℃、好ましく
は、９５０〜１０５０℃である。

【００３５】また、本発明の硫酸化物蛍光体の化学的な
安定性をいかして、水溶液を用いる公知の化学的成膜方
法、例えば、溶液塗布法あるいはゾル−ゲル法を用いて
成膜した後、熱処理を施すことも有効である。

【００３６】上記した薄膜堆積技術を使用して成膜した
硫酸化物蛍光体の膜厚は０．１〜１０μｍ、より好まし
くは０．２〜２μｍである。上述した成膜法において、
適切な成膜条件を設定することによりＥＬ素子特性のコ
ントロール及び良好なマルチカラー及びフルカラー発光
の実現が可能となる。

【００３７】上記薄膜法に使用される電極としてはＺｎ
Ｏ：Ａｌ、ＳｎＯ_２：Ｆ、ＳｎＯ_２：Ｓｂ、インジウム
・錫酸化物（ＩＴＯ）系等の透明導電膜を使用すること
ができる。絶縁層の一例としてＢａＴｉＯ_３を挙げるこ
とができるが、その比誘電率が１００以上あれば良く、
９００℃程度の熱処理に耐えられれば、必ずしもＢａＴ
ｉＯ_３である必要はない。また、素子構造にも特別な制
限はなく、基体材料として９００℃以上の耐熱性を有す
る石英、アルミナ等の各種セラミックスおよびサファイ
ヤ等の各種単結晶を用い、従来からの二重絶縁構造を採
用することは一向に差し支えない。

【００３８】また、成膜化の方法も上記に限定されるも
のではない。これまで、ＥＬ素子用酸化物蛍光体は、高
輝度を実現するために１０００℃程度の比較的高温での
熱処理が必要であった。しかし、本発明のＥＬ素子用硫
酸化物蛍光体では、成膜後に不活性ガス、硫黄を含む雰
囲気中、真空中、非酸化性ガスあるいは一部弱酸化性ガ
ス、または一部弱還元性ガスと硫黄を含む非酸化性ガス
雰囲気中で７００〜１１００℃程度の比較的低温で熱処
理を施すことにより、優れた結晶性及び高い発光効率が
得られ結果としてエレクトロルミネッセンス素子用発光
層としての十分な機能を付与することができ高輝度発光
が実現できる。

【００３９】また、硫酸化物蛍光体の化学的な安定性を
いかして、水溶液を用いる公知の化学的成膜方法、例え
ば、溶液塗布法あるいはゾル−ゲル法を用いて成膜、も
しくは熱処理を施して用いることも有効である。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を実施例
により説明するがあくまで例示であり本発明はこれに限
定されるものではない。

【００４１】（実施例１）Ｙ_２Ｏ_３と硫黄（Ｓ）粉末を
１：１のモル比になるように混合し、さらに付活剤原料
として二酸化マンガン（ＭｎＯ_２）粉末をＹに対しＭｎ
が約１原子％含有するように十分混合した後、アルゴン
（Ａｒ）ガス雰囲気中にて９００℃で１時間焼成するこ
とにより、Ｍｎ添加硫酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：
Ｍｎ）蛍光体を作製した。

【００４２】該焼成蛍光体粉末を用いてスパッタリング
ターゲットを作製し、焼結チタン酸バリウム（ＢａＴｉ
Ｏ_３）セラミック基体兼絶縁層上に、Ａｒガス中、ガス
圧力６Ｐａ、スパッタ投入電力１００Ｗ、基体温度２７
５℃、基体−ターゲット間距離２５ｍｍの条件下でＹ_２
Ｏ_２Ｓ：Ｍｎ蛍光体発光層薄膜を形成した。

【００４３】その後、アルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気中に
おいて、９７０℃で１時間のアニール処理を行った。そ
して該発光層薄膜上にアルミニウム添加酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ：Ａｌ）透明電極を、他面には金属Ａｌ電極を形成し
ＥＬ素子を作製した。該ＥＬ素子に１ｋＨｚ正弦波交流
電圧を印加したところ、印加電圧４５０Ｖにおいて実用
に十分な高輝度黄色発光を実現できた。

【００４４】これにより、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｍｎ蛍光体薄膜
がＥＬ素子用発光層薄膜として十分機能した。他の遷移
元素を付活剤として用いた場合においても実用に十分な
輝度の多色発光を実現できた。また、発光層成膜後、膜
に熱処理を施すことなく作製したＥＬ素子においても、
実用に十分な高輝度発光が実現できた。

【００４５】（実施例２）Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｍｎ蛍光体薄膜
発光層形成方法として、有機溶剤に溶解させた溶液を用
いる湿式成膜法を採用し、溶液の塗布はディップコート
もしくはスピンコート法により行った。

【００４６】薄膜発光層形成に用いた溶液は、母体材料
であるＹおよびＳ原料として、トリメトキシイットリウ
ム（Ｙ（ＯＣＨ_３）_３）および二硫化炭素（ＣＳ_２）を
それぞれを用い、それらをメチルアルコール（ＣＨ_３Ｏ
Ｈ）に溶解させた溶液を用いた。また、発光中心材料で
あるＭｎの原料としては塩化マンガン（ＭｎＣｌ_２）を
ＣＨ_３ＯＨに溶解させた溶液を用いた。Ｍｎ添加量はＹ
に対して１．０原子％とした。

【００４７】続いて、その溶液をディップコートもしく
はスピンコート法を用いて、大気中、室温でＢａＴｉＯ
_３セラミック基体兼絶縁層上に塗布した後、ソース材料
の熱分解および溶媒の除去を目的に、大気中、８００℃
で３０秒間の熱処理を施した。

【００４８】その後、Ａｒ雰囲気中において、９５０℃
で１時間のアニール処理を行った。そして該発光層薄膜
上にアルミニウム添加酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ａｌ）透明電
極を、他面には金属Ａｌ電極を形成しＥＬ素子を作製し
た。

【００４９】該ＥＬ素子に１ｋＨｚ正弦波交流電圧を印
加したところ、実施例１で示したスパッタ法で作製した
ＥＬ素子とほぼ同様の特性が実現できた。また、発光層
成膜後、膜に熱処理を施すことなく作製したＥＬ素子に
おいても、実用に十分な高輝度発光が実現できた。

【００５０】（実施例３）ＹおよびＳ原料として、トリ
メトキシイットリウム（Ｙ（ＯＣＨ_３）_３）およびＣＳ
_２をそれぞれ用い、Ｍｎ原料としてＭｎＣｌ_２を用い、
それらの粉末をメチルアルコール（ＣＨ_３ＯＨ）に溶解
させてゾル溶液を作製する。Ｍｎ添加量はＹに対して
１．０原子％とした。

【００５１】次に、作製したゾル溶液に水と塩酸を加え
てゲル化し、乾燥窒素雰囲気中で十分撹拌する。その
後、作製したゲルをディップコートもしくはスピンコー
ト法を用いて、ＢａＴｉＯ_３セラミック基体兼絶縁層上
に塗布した後、大気中、９００℃で１０分間焼成してＹ
_２Ｏ_２Ｓ：Ｍｎ蛍光体薄膜発光層を作製した。

【００５２】その後、Ａｒ雰囲気中において、９５０℃
で１時間のアニール処理を行った。当該薄膜発光層の膜
厚は上記のゲルの塗布とそれに続く焼成とを１工程と
し、それを繰り返す回数を変化させることによって調整
できる。そして該発光層薄膜上にゾル−ゲル法でＩＴＯ
透明電極を、他面にはＡｇペーストを塗布して対向電極
を形成してＥＬ素子を作製した。

【００５３】該ＥＬ素子に１ｋＨｚ正弦波交流電圧を印
加したところ、実施例１で示したスパッタ法で作製した
ＥＬ素子とほぼ同様の特性が実現できた。また、発光層
成膜後、膜に熱処理を施すことなく作製したＥＬ素子に
おいても、実用に十分な高輝度発光が実現できた。

【００５４】（実施例４）Ｙ_２Ｏ_３およびＳ粉末を１：
１のモル比になるように混合し、さらに付活剤原料とし
て二酸化セリウム（ＣｅＯ_２）粉末をＹに対しＣｅが約
１原子％含有するように十分混合した後、アルゴン（Ａ
ｒ）ガス雰囲気中にて９００℃で１時間焼成することに
より、Ｃｅ添加硫酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｃ
ｅ）蛍光体を作製した。

【００５５】該焼成粉末を用いてスパッタリングターゲ
ットを作製し、焼結チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）
セラミック基体兼絶縁体層上に、Ａｒガス中、ガス圧力
６Ｐａ、スパッタ投入電力１００Ｗ、基体温度２７５
℃、基体−ターゲット間距離２５ｍｍの条件下でＹ_２Ｏ
_２Ｓ：Ｃｅ発光層薄膜を形成した。

【００５６】その後、アルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気中に
おいて、９７０℃で１時間のアニール処理を行った。そ
して該発光層薄膜上にアルミニウム添加酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ：Ａｌ）透明電極を、他面には金属Ａｌ電極を形成し
ＥＬ素子を作製した。

【００５７】該ＥＬ素子に１ｋＨｚ正弦波交流電圧を印
加したところ、印加電圧５００Ｖにおいて実用に十分な
輝度の青色発光を実現できた。これにより、Ｙ_２Ｏ
_２Ｓ：Ｃｅ蛍光体薄膜がＥＬ素子用発光層薄膜として十
分に機能した。

【００５８】他の希土類元素を付活剤として用いた場合
においても実用に十分な輝度の多色発光を実現できた。

【００５９】また、発光層成膜後、膜に熱処理を施すこ
となく作製したＥＬ素子においても、実用に十分な高輝
度発光が実現できた。

【００６０】（実施例５）Ｙ_２Ｏ_３と硫黄（Ｓ）粉末を
１：１のモル比になるように混合し、さらに付活剤原料
として二酸化マンガン（ＭｎＯ_２）および酸化ユーロピ
ウム（Ｅｕ_２Ｏ _３）粉末をＹに対しＭｎが約１原子％、
Ｅｕ０．５原子％（Ｍｎに対して５０原子％）それぞれ
含有するように共添加し、十分混合した後アルゴン（Ａ
ｒ）ガス雰囲気中にて９００℃で１時間焼成することに
より、Ｍｎ、Ｅｕ共添加硫酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_２
Ｓ：Ｍｎ，Ｅｕ）蛍光体を作製した。

【００６１】該焼成蛍光体粉末を用いてスパッタリング
ターゲットを作製し、焼結チタン酸バリウム（ＢａＴｉ
Ｏ_３）セラミック基体兼絶縁層上に、Ａｒガス中、ガス
圧力６Ｐａ、スパッタ投入電力１００Ｗ、基体温度２７
５℃、基体−ターゲット間距離２５ｍｍの条件下でＹ_２
Ｏ_２Ｓ：Ｍｎ，Ｅｕ蛍光体発光層薄膜を形成した。

【００６２】その後、アルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気中に
おいて、９７０℃で１時間のアニール処理を行った。そ
して該発光層薄膜上にアルミニウム添加酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ：Ａｌ）透明電極を、他面には金属Ａｌ電極を形成し
ＥＬ素子を作製した。該ＥＬ素子に１ｋＨｚ正弦波交流
電圧を印加したところ、印加電圧４５０Ｖにおいて実用
に十分な高輝度赤色発光を実現できた。

【００６３】これにより、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｍｎ，Ｅｕ蛍光
体薄膜がＥＬ素子用発光層薄膜として十分機能した。Ｍ
ｎに対する共添加原料として、他の希土類元素あるいは
Ｃｒ等の遷移元素を用いた場合においても実用に十分な
輝度の多色発光を実現できた。また、発光層成膜後、膜
に熱処理を施すことなく作製したＥＬ素子においても、
実用に十分な高輝度発光が実現できた。

【００６４】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、Ｙの硫
酸化物を母体材料とし、発光中心材料として少なくとも
１種以上の遷移元素を添加することにより、水分除去の
ための特別な処理や高輝度化のための高温での熱処理を
必要とすることなく高輝度で作成コストの低いイットリ
ウム硫酸化物蛍光体が得られ結果として実用レベルのＥ
Ｌ素子用発光層の提供が可能となるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】エレクトロルミネッセンス素子の一例を示す図
である。

【符号の説明】

１０エレクトロルミネッセンス素子１１絶縁基板１２蛍光体薄膜１３透明導電性膜１４電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浦野祐司神奈川県横浜市鶴見区尻手２丁目３番６号北辰工業株式会社内Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB04 AB18 CA02 CB01 DA05 DB00 DC02 EA02 4H001 XA08 XA16 XA39 YA22 YA23 YA24 YA25 YA27 YA29 YA47 YA50 YA58 YA59 YA60 YA62 YA63 YA65 YA66 YA67 YA68 YA69 YA70

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】イットリウム（Ｙ）の硫酸化物を母体材
料とし、付活剤として少なくとも１種以上の任意の遷移
元素もしくは遷移元素の化合物を添加してなることを特
徴とするエレクトロルミネッセンス素子用硫酸化物系蛍
光体。
【請求項２】イットリウム（Ｙ）の硫酸化物及びイッ
トリウム（Ｙ）の酸化物が混相又は混在した材料を母体
材料とし、付活剤として少なくとも１種以上の任意の遷
移元素もしくは遷移元素の化合物を添加してなることを
特徴とするエレクトロルミネッセンス素子用硫酸化物系
蛍光体。
【請求項３】請求項２において、母体材料の酸化物
が、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）であることを特徴と
するエレクトロルミネッセンス素子用硫酸化物蛍光体。
【請求項４】請求項１〜３の何れかにおいて、母体材
料の硫酸化物が硫酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_２Ｓ）であ
ることを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子用硫
酸化物蛍光体。
【請求項５】請求項１〜４の何れかにおいて、前記任
意の遷移元素がマンガンであることを特徴とするエレク
トロルミネッセンス素子用硫酸化物蛍光体。
【請求項６】請求項１〜５の何れかにおいて、前記付
活剤として、さらに少なくとも１種以上の希土類元素も
しくは希土類元素の化合物を含有することを特徴とする
エレクトロルミネッセンス素子用硫酸化物蛍光体。
【請求項７】請求項１〜６の何れかにおいて、前記付
活剤を、イットリウムに対して、０．１から１０原子％
添加してなることを特徴とするエレクトロルミネッセン
ス素子用硫酸化物蛍光体。
【請求項８】請求項１〜７の何れかのエレクトロルミ
ネッセンス素子用硫酸化物蛍光体を発光層として使用す
ることを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】請求項８において、前記発光層が、薄膜
であることを特徴とするエレクトロルミネッセンス素
子。