JP2003045660A - Ｅｌパネル - Google Patents
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- H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
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-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＲＧＢの蛍光体フィルタを必要としない、色
純度の良好な、特にフルカラーＥＬ用のＲＧＢの駆動に
適した蛍光体薄膜を有するＥＬパネルを提供する。 【解決手段】 赤色、緑色、青色を発光する３種類のＥ
Ｌ蛍光体薄膜を有し、この３種類のＥＬ蛍光体薄膜共
に、発光中心として少なくともＥｕ元素を必ず含有する
構成のＥＬパネルとした。
純度の良好な、特にフルカラーＥＬ用のＲＧＢの駆動に
適した蛍光体薄膜を有するＥＬパネルを提供する。 【解決手段】 赤色、緑色、青色を発光する３種類のＥ
Ｌ蛍光体薄膜を有し、この３種類のＥＬ蛍光体薄膜共
に、発光中心として少なくともＥｕ元素を必ず含有する
構成のＥＬパネルとした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無機ＥＬパネルに
関し、特にＲＧＢ３色を有するフルカラーパネルの発光
層を有するＥＬパネルに関する。
関し、特にＲＧＢ３色を有するフルカラーパネルの発光
層を有するＥＬパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、小型または、大型軽量のフラット
パネル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が形成されている基板１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。
パネル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が形成されている基板１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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【０００６】フルカラーＥＬパネルを実現する上では、
青、緑、赤用の蛍光体を、安定に、低コストで実現する
蛍光体材料が必要であるが、上記したように蛍光体薄膜
の母体材料や発光中心材料の化学的あるいは物理的な性
質が、個々の材料により異なっているために、蛍光体薄
膜の種類によって、発光の特性が異なる。特に発光中心
が異なると発光の応答速度、発光残光などが異なり、
青、緑、赤それぞれのピクセルをドライブするために
は、それぞれの色に合わせた点灯方法が必要になる。
青、緑、赤用の蛍光体を、安定に、低コストで実現する
蛍光体材料が必要であるが、上記したように蛍光体薄膜
の母体材料や発光中心材料の化学的あるいは物理的な性
質が、個々の材料により異なっているために、蛍光体薄
膜の種類によって、発光の特性が異なる。特に発光中心
が異なると発光の応答速度、発光残光などが異なり、
青、緑、赤それぞれのピクセルをドライブするために
は、それぞれの色に合わせた点灯方法が必要になる。
【０００７】また、上記した青、緑、赤、のＥＬ蛍光体
薄膜のＥＬスペクトルは、すべてブロードであり、フル
カラーＥＬパネルに用いる場合には、パネルとして必要
な、ＲＧＢをフィルタを用いて、ＥＬ蛍光体薄膜のＥＬ
スペクトルから切り出さなければならない。フィルター
を用いると製造工程が複雑になるばかりか、最も問題な
のは、輝度の低下である。フィルターを用いてＲＧＢを
取り出すと、青、緑、赤、のＥＬ蛍光体薄膜の輝度は、
１０〜５０％のロスがでるため、輝度が低下し、実用に
ならない。
薄膜のＥＬスペクトルは、すべてブロードであり、フル
カラーＥＬパネルに用いる場合には、パネルとして必要
な、ＲＧＢをフィルタを用いて、ＥＬ蛍光体薄膜のＥＬ
スペクトルから切り出さなければならない。フィルター
を用いると製造工程が複雑になるばかりか、最も問題な
のは、輝度の低下である。フィルターを用いてＲＧＢを
取り出すと、青、緑、赤、のＥＬ蛍光体薄膜の輝度は、
１０〜５０％のロスがでるため、輝度が低下し、実用に
ならない。
【０００８】上記に示した問題を解決するために、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
る赤、緑、青の蛍光体薄膜材料および、同一の発光中心
で発光の応答速度、発光残光などを一致させ、青、緑、
赤それぞれのピクセルをドライブするに当たり、それぞ
れの色に合わせた点灯方法を必要とせず、同一のドライ
ブ方式を用いることが可能なELパネルが求められてい
た。
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
る赤、緑、青の蛍光体薄膜材料および、同一の発光中心
で発光の応答速度、発光残光などを一致させ、青、緑、
赤それぞれのピクセルをドライブするに当たり、それぞ
れの色に合わせた点灯方法を必要とせず、同一のドライ
ブ方式を用いることが可能なELパネルが求められてい
た。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ＲＧ
Ｂの蛍光体フィルタを必要としない、色純度の良好な、
特にフルカラーＥＬ用のＲＧＢの駆動に適した蛍光体薄
膜を有するＥＬパネルを提供することである。
Ｂの蛍光体フィルタを必要としない、色純度の良好な、
特にフルカラーＥＬ用のＲＧＢの駆動に適した蛍光体薄
膜を有するＥＬパネルを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的は、下記（１）
〜（８）のいずれかの本発明の構成により達成される。 （１） 赤色、緑色、青色を発光する３種類のＥＬ蛍光
体薄膜を有し、この３種類のＥＬ蛍光体薄膜共に、発光
中心として少なくともＥｕ元素を必ず含有するＥＬパネ
ル。 （２） 前記３種類のＥＬ蛍光体薄膜は、下記組成式で
表される上記（１）のＥＬパネル。 ＡxＢyＯzＳw ：Ｒ ［但し、ＡはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよび希土類元素
から選ばれた少なくとも一つの元素、Ｂは、Ａｌ、Ｇａ
およびＩｎから選ばれた少なくとも一つの元素を表し、
ｘ＝０〜５、ｙ＝０〜１５、ｚ＝０〜３０、ｗ＝０〜３
０である。Ｒは発光中心となる元素を表し、Ｅｕを必ず
含む。］ （３） 赤色を発光するＥＬ蛍光体薄膜の母体材料がア
ルカリ土類硫化物であり、緑色を発光するＥＬ蛍光体薄
膜の母体材料がアルカリ土類チオガレードであり、青色
を発光するＥＬ蛍光体薄膜の母体材料がアルカリ土類チ
オアルミネートである上記（１）または（２）のＥＬパ
ネル。 （４） 前記アルカリ土類硫化物が硫化カルシウムであ
る上記（１）〜（３）のいずれかのＥＬパネル。 （５） 前記アルカリ土類チオガレードがストロンチウ
ムチオガレードである上記（１）〜（４）のいずれかの
ＥＬパネル。 （６） 前記アルカリ土類チオアルミネートがバリウム
チオアルミネートである上記（１）〜（５）のいずれか
のＥＬパネル。 （７） 前記、赤色、緑色または青色を発光するＥＬ蛍
光体薄膜がアルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオアル
ミネート、アルカリ土類チオガレード、およびアルカリ
土類チオインデートから選ばれた少なくとも一つの化合
物に酸素が含有されたオキシ硫化物であって、前記オキ
シ硫化物中の酸素元素とイオウ元素とのモル比率を、Ｏ
／（Ｓ＋Ｏ）と表したときに、 Ｏ／（Ｓ＋Ｏ）＝０．０１〜０．８５ である上記（１）〜（６）のいずれかのＥＬパネル。 （８） 前記、赤色、緑色または青色を発光するいずれ
かのＥＬ蛍光体薄膜が酸化物である上記（１）または
（２）のＥＬパネル。
〜（８）のいずれかの本発明の構成により達成される。 （１） 赤色、緑色、青色を発光する３種類のＥＬ蛍光
体薄膜を有し、この３種類のＥＬ蛍光体薄膜共に、発光
中心として少なくともＥｕ元素を必ず含有するＥＬパネ
ル。 （２） 前記３種類のＥＬ蛍光体薄膜は、下記組成式で
表される上記（１）のＥＬパネル。 ＡxＢyＯzＳw ：Ｒ ［但し、ＡはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよび希土類元素
から選ばれた少なくとも一つの元素、Ｂは、Ａｌ、Ｇａ
およびＩｎから選ばれた少なくとも一つの元素を表し、
ｘ＝０〜５、ｙ＝０〜１５、ｚ＝０〜３０、ｗ＝０〜３
０である。Ｒは発光中心となる元素を表し、Ｅｕを必ず
含む。］ （３） 赤色を発光するＥＬ蛍光体薄膜の母体材料がア
ルカリ土類硫化物であり、緑色を発光するＥＬ蛍光体薄
膜の母体材料がアルカリ土類チオガレードであり、青色
を発光するＥＬ蛍光体薄膜の母体材料がアルカリ土類チ
オアルミネートである上記（１）または（２）のＥＬパ
ネル。 （４） 前記アルカリ土類硫化物が硫化カルシウムであ
る上記（１）〜（３）のいずれかのＥＬパネル。 （５） 前記アルカリ土類チオガレードがストロンチウ
ムチオガレードである上記（１）〜（４）のいずれかの
ＥＬパネル。 （６） 前記アルカリ土類チオアルミネートがバリウム
チオアルミネートである上記（１）〜（５）のいずれか
のＥＬパネル。 （７） 前記、赤色、緑色または青色を発光するＥＬ蛍
光体薄膜がアルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオアル
ミネート、アルカリ土類チオガレード、およびアルカリ
土類チオインデートから選ばれた少なくとも一つの化合
物に酸素が含有されたオキシ硫化物であって、前記オキ
シ硫化物中の酸素元素とイオウ元素とのモル比率を、Ｏ
／（Ｓ＋Ｏ）と表したときに、 Ｏ／（Ｓ＋Ｏ）＝０．０１〜０．８５ である上記（１）〜（６）のいずれかのＥＬパネル。 （８） 前記、赤色、緑色または青色を発光するいずれ
かのＥＬ蛍光体薄膜が酸化物である上記（１）または
（２）のＥＬパネル。
【００１１】
【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。
細に説明する。
【００１２】本発明のＥＬパネルは、赤色、緑色、青色
を発光する３種類のＥＬ蛍光体薄膜を有しており、この
３種類のＥＬ蛍光体薄膜中に添加された発光中心となる
元素として３種類共に少なくともＥｕ元素を必ず含有す
るものである。
を発光する３種類のＥＬ蛍光体薄膜を有しており、この
３種類のＥＬ蛍光体薄膜中に添加された発光中心となる
元素として３種類共に少なくともＥｕ元素を必ず含有す
るものである。
【００１３】本発明に用いる３種類の赤、緑、青のＥＬ
蛍光体薄膜は、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類酸化
物、アルカリ土類チオアルミネート、アルカリ土類アル
ミネート、アルカリ土類チオガレード、アルカリ土類ガ
レード、アルカリ土類インデート、アルカリ土類チオイ
ンデートのいずれかの母体材料に、発光中心として少な
くともＥｕを添加したものである。
蛍光体薄膜は、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類酸化
物、アルカリ土類チオアルミネート、アルカリ土類アル
ミネート、アルカリ土類チオガレード、アルカリ土類ガ
レード、アルカリ土類インデート、アルカリ土類チオイ
ンデートのいずれかの母体材料に、発光中心として少な
くともＥｕを添加したものである。
【００１４】このような蛍光体薄膜は、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赤、緑、
青の蛍光体薄膜材料および、Ｅｕを同一の発光中心と
し、発光の応答速度、発光残光などを一致させているた
めに、青、緑、赤それぞれのピクセルをドライブするに
当たり、それぞれの色に合わせた点灯方法を必要とせ
ず、同一のドライブ方式を用いることが可能なELパネル
とすることができる。
なくとも色純度の良好でかつ高輝度に発光する赤、緑、
青の蛍光体薄膜材料および、Ｅｕを同一の発光中心と
し、発光の応答速度、発光残光などを一致させているた
めに、青、緑、赤それぞれのピクセルをドライブするに
当たり、それぞれの色に合わせた点灯方法を必要とせ
ず、同一のドライブ方式を用いることが可能なELパネル
とすることができる。
【００１５】ここで、赤色、緑色、青色の発光とは、少
なくとも６００〜７００nmの波長帯域のうちに発光極大
波長を有するものを赤色、少なくとも５００〜６００nm
の波長帯域のうちに発光極大波長を有するものを緑色、
少なくとも４００〜５００nmの波長帯域のうちに発光極
大波長を有するものを青色の発光とする。
なくとも６００〜７００nmの波長帯域のうちに発光極大
波長を有するものを赤色、少なくとも５００〜６００nm
の波長帯域のうちに発光極大波長を有するものを緑色、
少なくとも４００〜５００nmの波長帯域のうちに発光極
大波長を有するものを青色の発光とする。
【００１６】ＥＬ蛍光体薄膜に用いるアルカリ土類チオ
アルミネート、アルカリ土類アルミネート、アルカリ土
類チオガレード、アルカリ土類ガレード、アルカリ土類
インデート、アルカリ土類チオインデートなどは、アル
カリ土類をＡ、Ａｌ、ＧａまたはＩｎをＢ、イオウまた
は酸素をＣとすると、Ａ5Ｂ2Ｃ8 、Ａ4Ｂ2Ｃ7 、Ａ2Ｂ2
Ｃ5 、ＡＢ2Ｃ4 、ＡＢ4Ｃ7 、Ａ4Ｂ14Ｃ25 、ＡＢ8Ｃ
13 、ＡＢ12Ｃ19 などがあり、基本材料としてはこれら
の単体または２種以上を混合してもよいし、明確な結晶
構造を有しない非晶質状態となってもよい。
アルミネート、アルカリ土類アルミネート、アルカリ土
類チオガレード、アルカリ土類ガレード、アルカリ土類
インデート、アルカリ土類チオインデートなどは、アル
カリ土類をＡ、Ａｌ、ＧａまたはＩｎをＢ、イオウまた
は酸素をＣとすると、Ａ5Ｂ2Ｃ8 、Ａ4Ｂ2Ｃ7 、Ａ2Ｂ2
Ｃ5 、ＡＢ2Ｃ4 、ＡＢ4Ｃ7 、Ａ4Ｂ14Ｃ25 、ＡＢ8Ｃ
13 、ＡＢ12Ｃ19 などがあり、基本材料としてはこれら
の単体または２種以上を混合してもよいし、明確な結晶
構造を有しない非晶質状態となってもよい。
【００１７】アルカリ土類元素は、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，
Ｓｒ，ＢａおよびＲａのいずれかであるが、これらのな
かでもＭｇ，Ｃａ，ＳｒおよびＢａが好ましく、特にＢ
ａおよびＳｒが好ましい。
Ｓｒ，ＢａおよびＲａのいずれかであるが、これらのな
かでもＭｇ，Ｃａ，ＳｒおよびＢａが好ましく、特にＢ
ａおよびＳｒが好ましい。
【００１８】また、このアルカリ土類元素と組み合わせ
る元素はＡｌ、ＧａまたはＩｎであり、これらの元素の
組み合わせは任意である。
る元素はＡｌ、ＧａまたはＩｎであり、これらの元素の
組み合わせは任意である。
【００１９】ＥＬ蛍光体薄膜は、イオウと酸素を含有
し、 組成式 ＡxＢyＯzＳw ：Ｒ ［但し、ＡはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよび希土類元素
から選ばれた少なくとも一つの元素、ＢはＡｌ、Ｇａお
よびＩｎから選ばれた少なくとも一つの元素を表す。Ｒ
は発光中心となる元素を表し、Ｅｕを必ず含む。］で表
されるものが好ましい。
し、 組成式 ＡxＢyＯzＳw ：Ｒ ［但し、ＡはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよび希土類元素
から選ばれた少なくとも一つの元素、ＢはＡｌ、Ｇａお
よびＩｎから選ばれた少なくとも一つの元素を表す。Ｒ
は発光中心となる元素を表し、Ｅｕを必ず含む。］で表
されるものが好ましい。
【００２０】上記式において、ｘ，ｙ，ｚ，ｗは、それ
ぞれ元素Ａ，Ｂ，Ｏ，Ｓのモル比を表す。
ぞれ元素Ａ，Ｂ，Ｏ，Ｓのモル比を表す。
【００２１】ｘ，ｙ，ｚは、好ましくは
ｘ＝０〜５
ｙ＝０〜１５
ｚ＝０〜３０
ｗ＝０〜３０、
より好ましくは
ｘ＝１〜５
ｙ＝１〜１５
ｚ＝３〜３０
ｗ＝３〜３０
である。
【００２２】含有される酸素は、アルカリ土類硫化物母
体材料に、母体材料のイオウに対する原子比で、Ｏ／
（Ｓ＋Ｏ）と表したとき、０．０１〜０．８５，特に
０．０５〜０．５の範囲内で添加することが好ましい。
すなわち、上式では、ｚ／（ｚ＋ｗ）の値が０．０１〜
０．８５、好ましくは０．０５〜０．５、より好ましく
は０．１〜０．４、特に０．２〜０．３であることが好
ましい。
体材料に、母体材料のイオウに対する原子比で、Ｏ／
（Ｓ＋Ｏ）と表したとき、０．０１〜０．８５，特に
０．０５〜０．５の範囲内で添加することが好ましい。
すなわち、上式では、ｚ／（ｚ＋ｗ）の値が０．０１〜
０．８５、好ましくは０．０５〜０．５、より好ましく
は０．１〜０．４、特に０．２〜０．３であることが好
ましい。
【００２３】蛍光体薄膜の組成は、蛍光Ｘ線分析（ＸＲ
Ｆ）、Ｘ線光電子分析（ＸＰＳ）等により確認すること
ができる。
Ｆ）、Ｘ線光電子分析（ＸＰＳ）等により確認すること
ができる。
【００２４】酸素は、蛍光体薄膜ＥＬ発光輝度を飛躍的
に高める効果がある。発光素子は発光時間の経過と共に
輝度が劣化する寿命が存在する。酸素を添加することに
より、寿命特性を向上させ、輝度劣化を防止することが
できる。硫化物に酸素が添加されると、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、添加された希土類が化合物結晶場内で有効
な遷移を有し、高輝度で安定な発光が得られるものと考
えられる。また、母材自体も純粋な硫化物に比べ、空気
中で安定になる。これは、膜中の硫化物成分を安定な酸
化物成分が大気から保護するためと考えられる。
に高める効果がある。発光素子は発光時間の経過と共に
輝度が劣化する寿命が存在する。酸素を添加することに
より、寿命特性を向上させ、輝度劣化を防止することが
できる。硫化物に酸素が添加されると、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、添加された希土類が化合物結晶場内で有効
な遷移を有し、高輝度で安定な発光が得られるものと考
えられる。また、母材自体も純粋な硫化物に比べ、空気
中で安定になる。これは、膜中の硫化物成分を安定な酸
化物成分が大気から保護するためと考えられる。
【００２５】ＥＬ蛍光体薄膜は、上記材料の他、酸化物
であってもよい。酸化物は、発光寿命、耐環境性に優れ
る。
であってもよい。酸化物は、発光寿命、耐環境性に優れ
る。
【００２６】このような酸化物は、
組成式 ＡxＢyＯz ：Ｒ
［但し、ＡはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよび希土類元素
から選ばれた少なくとも一つの元素、ＢはＡｌ、Ｇａお
よびＩｎから選ばれた少なくとも一つの元素を表す。Ｒ
は発光中心となる元素を表し、Ｅｕを必ず含む。］で表
されるものが好ましい。
から選ばれた少なくとも一つの元素、ＢはＡｌ、Ｇａお
よびＩｎから選ばれた少なくとも一つの元素を表す。Ｒ
は発光中心となる元素を表し、Ｅｕを必ず含む。］で表
されるものが好ましい。
【００２７】上記式において、ｘ，ｙ，ｚは、それぞれ
元素Ａ，Ｂ，Ｏのモル比を表す。
元素Ａ，Ｂ，Ｏのモル比を表す。
【００２８】ｘ，ｙ，ｚは、好ましくは
ｘ＝０〜５
ｙ＝０〜１５
ｚ＝０〜３０、
より好ましくは
ｘ＝１〜５
ｙ＝１〜１５
ｚ＝３〜３０
である。
【００２９】以上述べたような蛍光体薄膜のなかで、特
に、青用の蛍光体薄膜は、ＢａxＡｌyＯzＳw ：Ｅｕで
あることが好ましい。
に、青用の蛍光体薄膜は、ＢａxＡｌyＯzＳw ：Ｅｕで
あることが好ましい。
【００３０】また、ｗ＝０の酸化物も好ましい。このな
かでは、ＣａxＡｌyＯz ：Ｅｕが特に好ましい。
かでは、ＣａxＡｌyＯz ：Ｅｕが特に好ましい。
【００３１】緑色としては、ＳｒxＧａyＯzＳw ：Ｅｕ
であることが特に好ましい。
であることが特に好ましい。
【００３２】また、ｗ＝０の酸化物も好ましい。このな
かでは、ＳｒxＡｌyＯz ：Ｅｕが特に好ましい。
かでは、ＳｒxＡｌyＯz ：Ｅｕが特に好ましい。
【００３３】さらに、特に赤色の蛍光体薄膜としては、
アルカリ土類インデートを母体材料とし、さらに発光中
心としてＥｕを添加したもの、またはアルカリ土類硫化
物を母体材料とし、さらに発光中心としてＥｕを添加し
たものが好ましい。また、Ｇａ2Ｏ3 のように、ｗ＝０
の酸化物も好ましい。
アルカリ土類インデートを母体材料とし、さらに発光中
心としてＥｕを添加したもの、またはアルカリ土類硫化
物を母体材料とし、さらに発光中心としてＥｕを添加し
たものが好ましい。また、Ｇａ2Ｏ3 のように、ｗ＝０
の酸化物も好ましい。
【００３４】アルカリ土類元素は、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，
Ｓｒ，ＢａおよびＲａのいずれかであるが、これらのな
かでもＭｇ，Ｃａ，ＳｒおよびＢａが好ましく、特に硫
化物の場合、すなわちｚ＝０の時は、Ｃａが好ましい。
またＣａとＳｒ、ＣａとＭｇなど二種類以上を用いても
よい。また特に酸化物の場合、すなわちｗ＝０の場合、
Ｍｇが好ましい。
Ｓｒ，ＢａおよびＲａのいずれかであるが、これらのな
かでもＭｇ，Ｃａ，ＳｒおよびＢａが好ましく、特に硫
化物の場合、すなわちｚ＝０の時は、Ｃａが好ましい。
またＣａとＳｒ、ＣａとＭｇなど二種類以上を用いても
よい。また特に酸化物の場合、すなわちｗ＝０の場合、
Ｍｇが好ましい。
【００３５】蛍光体薄膜の膜厚としては、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、蛍光材料にも
よるが、好ましくは１００〜２０００nm、特に１５０〜
７００nm程度である。
るものではないが、厚すぎると駆動電圧が上昇し、薄す
ぎると発光効率が低下する。具体的には、蛍光材料にも
よるが、好ましくは１００〜２０００nm、特に１５０〜
７００nm程度である。
【００３６】発光中心として含有されるＥｕ元素の添加
量は、アルカリ土類原子に対して０．１〜１０原子%添
加することが好ましい。ＣａＳに関しては、０．１〜
０．５原子%、好ましくは０．２〜０．４原子%が最も好
ましい。本発明では、発光中心として添加される元素は
Ｅｕを必ず含むものであるが、Ｅｕ単独の他、二種類以
上の元素を添加してもよい。たとえば、Ｅｕを発光中心
とした場合、さらにＣｕやＣｅなどの添加により、応答
性、発光輝度を向上が可能になる。
量は、アルカリ土類原子に対して０．１〜１０原子%添
加することが好ましい。ＣａＳに関しては、０．１〜
０．５原子%、好ましくは０．２〜０．４原子%が最も好
ましい。本発明では、発光中心として添加される元素は
Ｅｕを必ず含むものであるが、Ｅｕ単独の他、二種類以
上の元素を添加してもよい。たとえば、Ｅｕを発光中心
とした場合、さらにＣｕやＣｅなどの添加により、応答
性、発光輝度を向上が可能になる。
【００３７】このような赤色の蛍光体薄膜の膜厚として
は、５０nm〜３００nm、好ましくは１５０ｎｍ〜２５０
nmが良い。厚すぎると駆動電圧が上昇し、特に応答性が
悪く数秒から数十秒にもなってしまう。薄すぎると逆に
発光効率が低下する。特にこの範囲にすることにより応
答性、発光効率共にに優れたEL素子が得られる。
は、５０nm〜３００nm、好ましくは１５０ｎｍ〜２５０
nmが良い。厚すぎると駆動電圧が上昇し、特に応答性が
悪く数秒から数十秒にもなってしまう。薄すぎると逆に
発光効率が低下する。特にこの範囲にすることにより応
答性、発光効率共にに優れたEL素子が得られる。
【００３８】さらに赤色、緑色、青色の蛍光体薄膜は、
ＺｎＳ薄膜/蛍光体薄膜/ＺｎＳ薄膜の構造であることが
好ましい。蛍光体薄膜が薄い範囲で、ＺｎＳ薄膜でサン
ドイッチすることにより、蛍光体薄膜の電荷の注入特
性、耐電圧特性が向上し、高輝度に発光するＥＬ素子と
なる。特に蛍光体薄膜として、ＣａＳ：Ｅｕを用いた時
には、効果が著しく、高輝度で応答性の高い赤色EL薄膜
を得ることができる。ＺｎＳ薄膜の膜厚は、３０nm〜４
００nm、好ましくは、１００nm〜３００nmが良い。
ＺｎＳ薄膜/蛍光体薄膜/ＺｎＳ薄膜の構造であることが
好ましい。蛍光体薄膜が薄い範囲で、ＺｎＳ薄膜でサン
ドイッチすることにより、蛍光体薄膜の電荷の注入特
性、耐電圧特性が向上し、高輝度に発光するＥＬ素子と
なる。特に蛍光体薄膜として、ＣａＳ：Ｅｕを用いた時
には、効果が著しく、高輝度で応答性の高い赤色EL薄膜
を得ることができる。ＺｎＳ薄膜の膜厚は、３０nm〜４
００nm、好ましくは、１００nm〜３００nmが良い。
【００３９】また赤色、緑色、青色の蛍光体薄膜は、Ｚ
ｎＳ薄膜／蛍光体薄膜／ＺｎＳ薄膜、ＺｎＳ薄膜／蛍光
体薄膜／ＺｎＳ薄膜／蛍光体薄膜／ＺｎＳ薄膜、また
は、ＺｎＳ薄膜／蛍光体薄膜／ＺｎＳ薄膜／ ・・繰り
返し・・／蛍光体薄膜／ＺｎＳ薄膜のように多層にして
もよい。
ｎＳ薄膜／蛍光体薄膜／ＺｎＳ薄膜、ＺｎＳ薄膜／蛍光
体薄膜／ＺｎＳ薄膜／蛍光体薄膜／ＺｎＳ薄膜、また
は、ＺｎＳ薄膜／蛍光体薄膜／ＺｎＳ薄膜／ ・・繰り
返し・・／蛍光体薄膜／ＺｎＳ薄膜のように多層にして
もよい。
【００４０】このような蛍光体薄膜を得るには、例え
ば、以下の蒸着法によることが好ましい。
ば、以下の蒸着法によることが好ましい。
【００４１】すなわち、Ｅｕを添加したアルカリ土類硫
化物を作製し、真空槽内でこの蒸発源をＥＢ蒸着させ、
これを単独か、同時にチオアルミネート、チオガレー
ド、チオインデートを抵抗加熱蒸着することにより、Ｅ
ｕ添加アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレー
ド、アルカリ土類チオアルミネート、アルカリ土類チオ
インデート等を形成する。これらの組成は、各々の源の
パワーを調整する。このとき、蒸着中にＨ2Ｓガスを導
入してもよい。
化物を作製し、真空槽内でこの蒸発源をＥＢ蒸着させ、
これを単独か、同時にチオアルミネート、チオガレー
ド、チオインデートを抵抗加熱蒸着することにより、Ｅ
ｕ添加アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレー
ド、アルカリ土類チオアルミネート、アルカリ土類チオ
インデート等を形成する。これらの組成は、各々の源の
パワーを調整する。このとき、蒸着中にＨ2Ｓガスを導
入してもよい。
【００４２】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。
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。
【００４３】蒸着中の基板温度は、室温〜６００℃、好
ましくは、３００℃〜５００℃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
クの問題が発生してくる。また、薄膜が褐色に色づいた
りもする。このため、上述の温度範囲が好ましい。ま
た、成膜後に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℃〜１０００℃、特に６
００℃〜８００℃である。
ましくは、３００℃〜５００℃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
クの問題が発生してくる。また、薄膜が褐色に色づいた
りもする。このため、上述の温度範囲が好ましい。ま
た、成膜後に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℃〜１０００℃、特に６
００℃〜８００℃である。
【００４４】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。結晶性を上げるために
は、できるだけ基板温度を高温にする。また、薄膜形成
後の真空中、Ｎ2 中、Ａｒ中、大気中、Ｓ蒸気中、Ｈ2
Ｓ中等でのアニールも効果的である。
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。結晶性を上げるために
は、できるだけ基板温度を高温にする。また、薄膜形成
後の真空中、Ｎ2 中、Ａｒ中、大気中、Ｓ蒸気中、Ｈ2
Ｓ中等でのアニールも効果的である。
【００４５】発光層の膜厚としては、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、蛍光材料にもよる
が、好ましくは１００〜２０００nm、特に１５０〜７０
０nm程度である。
のではないが、厚すぎると駆動電圧が上昇し、薄すぎる
と発光効率が低下する。具体的には、蛍光材料にもよる
が、好ましくは１００〜２０００nm、特に１５０〜７０
０nm程度である。
【００４６】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。
-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。
【００４７】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。
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。
【００４８】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。
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。
【００４９】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。
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。
【００５０】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、Ｅｕを添加したア
ルカリ土類硫化物と、チオアルミネート、チオガレー
ド、チオインデートのいずれかを蒸発源とし、Ｈ2Ｓを
導入しつつ、Ｅｕ添加アルカリ土類硫化物、アルカリ土
類チオガレード、アルカリ土類チオアルミネート、アル
カリ土類チオインデート等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、抵抗加熱蒸発源であるＫ−セル１４，ＥＢ蒸
発源１５が配置されている。
成例の一つを図１に示す。ここでは、Ｅｕを添加したア
ルカリ土類硫化物と、チオアルミネート、チオガレー
ド、チオインデートのいずれかを蒸発源とし、Ｈ2Ｓを
導入しつつ、Ｅｕ添加アルカリ土類硫化物、アルカリ土
類チオガレード、アルカリ土類チオアルミネート、アル
カリ土類チオインデート等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、抵抗加熱蒸発源であるＫ−セル１４，ＥＢ蒸
発源１５が配置されている。
【００５１】アルカリ土類硫化物の蒸発手段である抵抗
加熱蒸発源（Ｋ−セル）１４には、発光中心の添加され
たアルカリ土類硫化物１４ａが収納されている。このＫ
−セル１４は、図示しない加熱手段により加熱され、所
望の蒸発速度で金属材料を蒸発させるようになってい
る。
加熱蒸発源（Ｋ−セル）１４には、発光中心の添加され
たアルカリ土類硫化物１４ａが収納されている。このＫ
−セル１４は、図示しない加熱手段により加熱され、所
望の蒸発速度で金属材料を蒸発させるようになってい
る。
【００５２】一方、チオアルミネート、チオガレード、
チオインデートのいずれかの蒸発手段となるＥＢ（エレ
クトロンビーム）蒸発源１５は、チオアルミネート、チ
オガレード、チオインデートのいずれか１５ａが納めら
れる”るつぼ”５０と、電子放出用のフィラメント５１
ａを内蔵した電子銃５１とを有する。電子銃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５１には、交流電源５２およびバイアス電源
５３が接続されている。電子銃５１からは電子ビームが
コントロールされ、あらかじめ設定したパワーで、チオ
アルミネート、チオガレード、チオインデートのいずれ
か１５ａを所定の蒸発速度で蒸発させることができる。
図においては、Ｋ−セルとEガンで蒸発源を制御してい
るが、一つのＥガンで多元同時蒸着を行うことも可能で
ある。その場合の蒸着方法は、多元パルス蒸着法といわ
れる。
チオインデートのいずれかの蒸発手段となるＥＢ（エレ
クトロンビーム）蒸発源１５は、チオアルミネート、チ
オガレード、チオインデートのいずれか１５ａが納めら
れる”るつぼ”５０と、電子放出用のフィラメント５１
ａを内蔵した電子銃５１とを有する。電子銃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５１には、交流電源５２およびバイアス電源
５３が接続されている。電子銃５１からは電子ビームが
コントロールされ、あらかじめ設定したパワーで、チオ
アルミネート、チオガレード、チオインデートのいずれ
か１５ａを所定の蒸発速度で蒸発させることができる。
図においては、Ｋ−セルとEガンで蒸発源を制御してい
るが、一つのＥガンで多元同時蒸着を行うことも可能で
ある。その場合の蒸着方法は、多元パルス蒸着法といわ
れる。
【００５３】なお、図示例では、説明を容易にするため
に各蒸発源１４，１５の配置が基板に対して偏在してい
るようにもみえるが、実際には組成および膜厚が均一と
なるような位置に配置される。
に各蒸発源１４，１５の配置が基板に対して偏在してい
るようにもみえるが、実際には組成および膜厚が均一と
なるような位置に配置される。
【００５４】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、硫化水素などのガスを導入する原料ガス導入ポ
ート１１ｂを有している。
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、硫化水素などのガスを導入する原料ガス導入ポ
ート１１ｂを有している。
【００５５】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。
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。
【００５６】このような装置を用い、Ｋ−セル１４、Ｅ
Ｂ蒸発源１５から蒸発させたアルカリ土類硫化物蒸気
と、チオアルミネート、チオガレード、チオインデート
のいずれかの蒸気とを基板１２上に堆積結合させ、Ｅｕ
添加アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレード、
アルカリ土類チオアルミネート、アルカリ土類チオイン
デート等の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。
Ｂ蒸発源１５から蒸発させたアルカリ土類硫化物蒸気
と、チオアルミネート、チオガレード、チオインデート
のいずれかの蒸気とを基板１２上に堆積結合させ、Ｅｕ
添加アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレード、
アルカリ土類チオアルミネート、アルカリ土類チオイン
デート等の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。
【００５７】本発明の蛍光薄膜の発光層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。
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。
【００５８】図２は、本発明の発光層を用いた無機ＥＬ
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。マトリックス電極
の交点では、赤、緑、青の蛍光体薄膜が塗り分けられて
いる。
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。マトリックス電極
の交点では、赤、緑、青の蛍光体薄膜が塗り分けられて
いる。
【００５９】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、反応を防止するバリア層、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。
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、反応を防止するバリア層、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。
【００６０】ここで,特に厚膜絶縁層と薄膜絶縁層の間
にバリア層としてＢａＴｉＯ3 薄膜層を設けることが好
ましい。
にバリア層としてＢａＴｉＯ3 薄膜層を設けることが好
ましい。
【００６１】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、ガラス基板やア
ルミナ（Ａｌ2Ｏ3 ）、フォルステライト（２ＭｇＯ・
ＳｉＯ2 ）、ステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ2）、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。
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、ガラス基板やア
ルミナ（Ａｌ2Ｏ3 ）、フォルステライト（２ＭｇＯ・
ＳｉＯ2 ）、ステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ2）、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。
【００６２】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。
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。
【００６３】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。
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。
【００６４】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。
ン酸バリウム系等の材料を用いることができる。
【００６５】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。
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。
【００６６】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。
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。
【００６７】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。
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。
【００６８】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。
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。
【００６９】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。
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。
【００７０】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、基板および絶縁層が透光性を有するものであれ
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Ｉｎ2Ｏ3 に
対するＺｎＯの混合比は、通常、１２〜３２質量％程度
である。
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、基板および絶縁層が透光性を有するものであれ
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Ｉｎ2Ｏ3 に
対するＺｎＯの混合比は、通常、１２〜３２質量％程度
である。
【００７１】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。
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。
【００７２】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。
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。
【００７３】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。
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。
【００７４】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。
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。
【００７５】以上、本発明のＥＬパネルについて説明し
たが、本発明のＥＬパネルを用いると、他の形態の素
子、主にディスプレイ用のフルカラーパネル、マルチカ
ラーパネル、部分的に３色を表示するパーシャリーカラ
ーパネルに応用することができる。
たが、本発明のＥＬパネルを用いると、他の形態の素
子、主にディスプレイ用のフルカラーパネル、マルチカ
ラーパネル、部分的に３色を表示するパーシャリーカラ
ーパネルに応用することができる。
【００７６】
【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。
をさらに詳細に説明する。
【００７７】〔実施例１〕本発明のＥＬパネルを作製し
た。基板、厚膜絶縁層とも同じ材料であるＢａＴｉＯ3
系の誘電体材料誘電率５０００のものを用い、下部電極
としてＰｄ電極を用いた。作製は、基板のシートを作製
し、この上に下部電極、厚膜絶縁層をスクリーン印刷し
てグリーンシートとし、同時に焼成した。表面は、研磨
し、３０μm 厚の厚膜第一絶縁層付き基板を得た。さら
に、この上にバッファ層としてＢａＴｉＯ3 膜をスパッ
タリングにより４００nm形成し、７００℃の空気中でア
ニールし、複合基板とした。
た。基板、厚膜絶縁層とも同じ材料であるＢａＴｉＯ3
系の誘電体材料誘電率５０００のものを用い、下部電極
としてＰｄ電極を用いた。作製は、基板のシートを作製
し、この上に下部電極、厚膜絶縁層をスクリーン印刷し
てグリーンシートとし、同時に焼成した。表面は、研磨
し、３０μm 厚の厚膜第一絶縁層付き基板を得た。さら
に、この上にバッファ層としてＢａＴｉＯ3 膜をスパッ
タリングにより４００nm形成し、７００℃の空気中でア
ニールし、複合基板とした。
【００７８】この複合基板上に、ＥＬ素子として安定に
発光させるため、赤、緑、青の３種類の蛍光体薄膜を、
Ａｌ2Ｏ3 膜、５０nm／ＺｎＳ膜、２００nm／蛍光体薄
膜（発光層）、３００nm／ＺｎＳ膜、２００nm／Ａｌ2
Ｏ3 膜、５０nmの構造体として作製した。
発光させるため、赤、緑、青の３種類の蛍光体薄膜を、
Ａｌ2Ｏ3 膜、５０nm／ＺｎＳ膜、２００nm／蛍光体薄
膜（発光層）、３００nm／ＺｎＳ膜、２００nm／Ａｌ2
Ｏ3 膜、５０nmの構造体として作製した。
【００７９】各色の蛍光体薄膜を所定部に形成するた
め、あらかじめマスクパターンを各色で準備し、それぞ
れをマスク蒸着により、部分的に形成した。
め、あらかじめマスクパターンを各色で準備し、それぞ
れをマスク蒸着により、部分的に形成した。
【００８０】赤、緑、青の３種類の蛍光体薄膜には、赤
色はＣａＳ系、緑色はＳｒＧｓ2Ｓ4系、青色はＢａＡｌ
2Ｓ4 系の蛍光体薄膜を用いた。発光中心には、いずれ
もＥｕを用いた。
色はＣａＳ系、緑色はＳｒＧｓ2Ｓ4系、青色はＢａＡｌ
2Ｓ4 系の蛍光体薄膜を用いた。発光中心には、いずれ
もＥｕを用いた。
【００８１】赤用蛍光体薄膜の作製にあたっては、以下
のような操作により薄膜を形成した。成膜には図１に示
すような装置を用いた。ここでは、Ｅガン１台のみを用
いた。
のような操作により薄膜を形成した。成膜には図１に示
すような装置を用いた。ここでは、Ｅガン１台のみを用
いた。
【００８２】Ｅｕを０．５ mol％添加したＣａＳ粉を入
れたＥＢ源１５をＨ2Ｓガスを導入した真空槽１１内に
設け、源より蒸発させ、４００℃に加熱し、回転させた
基板上に薄膜を成膜した。蒸発源の蒸発速度は、基板上
に成膜される膜の成膜速度で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、蛍光
体薄膜を得た。得られた薄膜は、Ａｌ2Ｏ3 膜、５０nm
／ＺｎＳ膜、２００nm／蛍光体薄膜、３００nm／ＺｎＳ
膜、２００nm／Ａｌ2Ｏ3 膜、５０nmの構造にしてか
ら、７５０℃の空気中で１０分間アニールした。
れたＥＢ源１５をＨ2Ｓガスを導入した真空槽１１内に
設け、源より蒸発させ、４００℃に加熱し、回転させた
基板上に薄膜を成膜した。蒸発源の蒸発速度は、基板上
に成膜される膜の成膜速度で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、蛍光
体薄膜を得た。得られた薄膜は、Ａｌ2Ｏ3 膜、５０nm
／ＺｎＳ膜、２００nm／蛍光体薄膜、３００nm／ＺｎＳ
膜、２００nm／Ａｌ2Ｏ3 膜、５０nmの構造にしてか
ら、７５０℃の空気中で１０分間アニールした。
【００８３】また、上記同様にＳｉ基板上に蛍光体薄膜
を形成した。得られた蛍光体薄膜について、ＣａＳ：Ｅ
ｕ薄膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析した結果、原子比
でＣａ：Ｓ：Ｅｕ＝２４．０７：２５．００：０．１５
であった。
を形成した。得られた蛍光体薄膜について、ＣａＳ：Ｅ
ｕ薄膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析した結果、原子比
でＣａ：Ｓ：Ｅｕ＝２４．０７：２５．００：０．１５
であった。
【００８４】緑用蛍光体薄膜の作製にあたっては、以下
のような操作により薄膜を形成した。成膜には図１に示
すような装置を用いた。ここでは、Ｅガン１台と、抵抗
加熱蒸発源（セル源）１台を用いた。
のような操作により薄膜を形成した。成膜には図１に示
すような装置を用いた。ここでは、Ｅガン１台と、抵抗
加熱蒸発源（セル源）１台を用いた。
【００８５】Ｅｕを５ mol％添加したＳｒＳ粉を入れた
ＥＢ源１５、Ｇａ2Ｓ3 粉を入れた抵抗加熱源１４をＨ2
Ｓガスを導入した真空槽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
上に薄膜を成膜した。各々の蒸発源の蒸発速度は、基板
上に成膜される膜の成膜速度で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、薄
膜を得た。得られた薄膜は、Ａｌ2Ｏ3 膜、５０nm／Ｚ
ｎＳ膜、２００nm／蛍光体薄膜、３００nm／ＺｎＳ膜、
２００nm／Ａｌ2Ｏ3 膜、５０nmの構造にしてから、７
５０℃の空気中で１０分間アニールした。
ＥＢ源１５、Ｇａ2Ｓ3 粉を入れた抵抗加熱源１４をＨ2
Ｓガスを導入した真空槽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
上に薄膜を成膜した。各々の蒸発源の蒸発速度は、基板
上に成膜される膜の成膜速度で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、薄
膜を得た。得られた薄膜は、Ａｌ2Ｏ3 膜、５０nm／Ｚ
ｎＳ膜、２００nm／蛍光体薄膜、３００nm／ＺｎＳ膜、
２００nm／Ａｌ2Ｏ3 膜、５０nmの構造にしてから、７
５０℃の空気中で１０分間アニールした。
【００８６】また、上記同様にＳｉ基板上に蛍光体薄膜
を形成した。得られた蛍光体薄膜について、ＳｒxＧａy
ＯzＳw ：Ｅｕ薄膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析した
結果、原子比でＳｒ：Ｇａ：Ｏ：Ｓ：Ｅｕ＝６．０２：
１９．００：１１．６３：４８．９９：０．３４であっ
た。
を形成した。得られた蛍光体薄膜について、ＳｒxＧａy
ＯzＳw ：Ｅｕ薄膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析した
結果、原子比でＳｒ：Ｇａ：Ｏ：Ｓ：Ｅｕ＝６．０２：
１９．００：１１．６３：４８．９９：０．３４であっ
た。
【００８７】青色蛍光体薄膜の作製にあたっては、以下
のような操作により薄膜を形成した。成膜には図１に示
すような装置を用いた。ここでは、Ｅガン１台と、抵抗
加熱蒸発源（セル源）１台を用いた。
のような操作により薄膜を形成した。成膜には図１に示
すような装置を用いた。ここでは、Ｅガン１台と、抵抗
加熱蒸発源（セル源）１台を用いた。
【００８８】Ｅｕを５ mol％添加したＢａＳ粉を入れた
ＥＢ源１５、Ａｌ2Ｓ3 粉を入れた抵ＥＢ源１４をＨ2Ｓ
ガスを導入した真空槽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
に薄膜を成膜した。各々の蒸発源の蒸発速度は、基板上
に成膜される膜の成膜速度で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、薄膜
を得た。得られた薄膜は、Ａｌ2Ｏ3 膜、５０nm／Ｚｎ
Ｓ膜、２００nm／蛍光体薄膜、３００nm／ＺｎＳ膜、２
００nm／Ａｌ2Ｏ3 膜、５０nmの構造にしてから、７５
０℃の空気中で１０分間アニールした。
ＥＢ源１５、Ａｌ2Ｓ3 粉を入れた抵ＥＢ源１４をＨ2Ｓ
ガスを導入した真空槽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
に薄膜を成膜した。各々の蒸発源の蒸発速度は、基板上
に成膜される膜の成膜速度で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、薄膜
を得た。得られた薄膜は、Ａｌ2Ｏ3 膜、５０nm／Ｚｎ
Ｓ膜、２００nm／蛍光体薄膜、３００nm／ＺｎＳ膜、２
００nm／Ａｌ2Ｏ3 膜、５０nmの構造にしてから、７５
０℃の空気中で１０分間アニールした。
【００８９】また、上記同様にＳｉ基板上に蛍光体薄膜
を形成した。得られた蛍光体薄膜について、ＢａxＡｌy
ＯzＳw ：Ｅｕ薄膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析した
結果、原子比でＢａ：Ａｌ：Ｏ：Ｓ：Ｅｕ＝８．９１：
１８．９３：９．３３：２８．０５：０．３５であっ
た。
を形成した。得られた蛍光体薄膜について、ＢａxＡｌy
ＯzＳw ：Ｅｕ薄膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析した
結果、原子比でＢａ：Ａｌ：Ｏ：Ｓ：Ｅｕ＝８．９１：
１８．９３：９．３３：２８．０５：０．３５であっ
た。
【００９０】さらに、得られた構造体上にＩＴＯ酸化物
ターゲットを用いＲＦマグネトロンスパッタリング法に
より、基板温度２５０℃で、膜厚２００nmのＩＴＯ透明
電極を形成した後、パターニングしてマトリックス構造
のＥＬ素子を完成した。
ターゲットを用いＲＦマグネトロンスパッタリング法に
より、基板温度２５０℃で、膜厚２００nmのＩＴＯ透明
電極を形成した後、パターニングしてマトリックス構造
のＥＬ素子を完成した。
【００９１】得られたＥＬ素子の各マトリックスの２つ
の電極間に２４０Hz、パルス幅５０μＳの電界を７種の
電圧で印加することにより各色を８ビット階調を付け
た。ＥＬパネルは平均で１００cd／m2 で５１２色を応
答性良く発光することができた。
の電極間に２４０Hz、パルス幅５０μＳの電界を７種の
電圧で印加することにより各色を８ビット階調を付け
た。ＥＬパネルは平均で１００cd／m2 で５１２色を応
答性良く発光することができた。
【００９２】〔実施例２〕実施例１において、緑色とし
て、ＳｒxＧａyＯzＳw ：Ｅｕ薄膜に代えてＳｒＡｌ2Ｏ
4 ：Ｅｕを用いたところ、ほぼ同様な結果が得られた。
て、ＳｒxＧａyＯzＳw ：Ｅｕ薄膜に代えてＳｒＡｌ2Ｏ
4 ：Ｅｕを用いたところ、ほぼ同様な結果が得られた。
【００９３】以上のように本発明のＥＬパネルは、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
る赤、緑、青の蛍光体薄膜材料、また、化学的あるいは
物理的な性質が類似した、蛍光体母体材料、特に発光中
心材料として３色全てＥｕ元素を用いることにより、フ
ルカラーＥＬパネルのドライブ法を簡略化し、輝度のバ
ラツキ少なく、歩留まりを上げ、回路などを含めたパネ
ル製造コストを低減することを可能とすることができ、
実用的価値が大きい。
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
る赤、緑、青の蛍光体薄膜材料、また、化学的あるいは
物理的な性質が類似した、蛍光体母体材料、特に発光中
心材料として３色全てＥｕ元素を用いることにより、フ
ルカラーＥＬパネルのドライブ法を簡略化し、輝度のバ
ラツキ少なく、歩留まりを上げ、回路などを含めたパネ
ル製造コストを低減することを可能とすることができ、
実用的価値が大きい。
【００９４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ＲＧＢの
蛍光体フィルタを必要としない、色純度の良好な、特に
フルカラーＥＬ用のＲＧＢの駆動に適した蛍光体薄膜を
有するＥＬパネルを提供することができる。
蛍光体フィルタを必要としない、色純度の良好な、特に
フルカラーＥＬ用のＲＧＢの駆動に適した蛍光体薄膜を
有するＥＬパネルを提供することができる。
【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。
の製造装置の構成例を示す概略断面図である。
【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。
素子の構成例を示す一部断面図である。
【符号の説明】
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 Ｋ−セル
１５ ＥＢ蒸発源
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年９月１３日（２００２．９．１
３）
３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的は、下記（１）
〜（８）のいずれかの本発明の構成により達成される。 （１） 赤色、緑色、青色を発光する３種類のＥＬ蛍光
体薄膜を有し、この３種類のＥＬ蛍光体薄膜共に、発光
中心として少なくともＥｕ元素を必ず含有するＥＬパネ
ル。 （２） 前記３種類のＥＬ蛍光体薄膜は、下記組成式で
表される上記（１）のＥＬパネル。 ＡxＢyＯzＳw ：Ｒ ［但し、ＡはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよびアルカリ土
類元素から選ばれた少なくとも一つの元素、Ｂは、Ａ
ｌ、ＧａおよびＩｎから選ばれた少なくとも一つの元素
を表し、ｘ＝０〜５、ｙ＝０〜１５、ｚ＝０〜３０、ｗ
＝０〜３０である。Ｒは発光中心となる元素を表し、Ｅ
ｕを必ず含む。］ （３） 赤色を発光するＥＬ蛍光体薄膜の母体材料がア
ルカリ土類硫化物であり、緑色を発光するＥＬ蛍光体薄
膜の母体材料がアルカリ土類チオガレードであり、青色
を発光するＥＬ蛍光体薄膜の母体材料がアルカリ土類チ
オアルミネートである上記（１）または（２）のＥＬパ
ネル。 （４） 前記アルカリ土類硫化物が硫化カルシウムであ
る上記（１）〜（３）のいずれかのＥＬパネル。 （５） 前記アルカリ土類チオガレードがストロンチウ
ムチオガレードである上記（１）〜（４）のいずれかの
ＥＬパネル。 （６） 前記アルカリ土類チオアルミネートがバリウム
チオアルミネートである上記（１）〜（５）のいずれか
のＥＬパネル。 （７） 前記、赤色、緑色または青色を発光するＥＬ蛍
光体薄膜がアルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオアル
ミネート、アルカリ土類チオガレード、およびアルカリ
土類チオインデートから選ばれた少なくとも一つの化合
物に酸素が含有されたオキシ硫化物であって、前記オキ
シ硫化物中の酸素元素とイオウ元素とのモル比率を、Ｏ
／（Ｓ＋Ｏ）と表したときに、 Ｏ／（Ｓ＋Ｏ）＝０．０１〜０．８５ である上記（１）〜（６）のいずれかのＥＬパネル。 （８） 前記、赤色、緑色または青色を発光するいずれ
かのＥＬ蛍光体薄膜が酸化物である上記（１）または
（２）のＥＬパネル。
〜（８）のいずれかの本発明の構成により達成される。 （１） 赤色、緑色、青色を発光する３種類のＥＬ蛍光
体薄膜を有し、この３種類のＥＬ蛍光体薄膜共に、発光
中心として少なくともＥｕ元素を必ず含有するＥＬパネ
ル。 （２） 前記３種類のＥＬ蛍光体薄膜は、下記組成式で
表される上記（１）のＥＬパネル。 ＡxＢyＯzＳw ：Ｒ ［但し、ＡはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよびアルカリ土
類元素から選ばれた少なくとも一つの元素、Ｂは、Ａ
ｌ、ＧａおよびＩｎから選ばれた少なくとも一つの元素
を表し、ｘ＝０〜５、ｙ＝０〜１５、ｚ＝０〜３０、ｗ
＝０〜３０である。Ｒは発光中心となる元素を表し、Ｅ
ｕを必ず含む。］ （３） 赤色を発光するＥＬ蛍光体薄膜の母体材料がア
ルカリ土類硫化物であり、緑色を発光するＥＬ蛍光体薄
膜の母体材料がアルカリ土類チオガレードであり、青色
を発光するＥＬ蛍光体薄膜の母体材料がアルカリ土類チ
オアルミネートである上記（１）または（２）のＥＬパ
ネル。 （４） 前記アルカリ土類硫化物が硫化カルシウムであ
る上記（１）〜（３）のいずれかのＥＬパネル。 （５） 前記アルカリ土類チオガレードがストロンチウ
ムチオガレードである上記（１）〜（４）のいずれかの
ＥＬパネル。 （６） 前記アルカリ土類チオアルミネートがバリウム
チオアルミネートである上記（１）〜（５）のいずれか
のＥＬパネル。 （７） 前記、赤色、緑色または青色を発光するＥＬ蛍
光体薄膜がアルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオアル
ミネート、アルカリ土類チオガレード、およびアルカリ
土類チオインデートから選ばれた少なくとも一つの化合
物に酸素が含有されたオキシ硫化物であって、前記オキ
シ硫化物中の酸素元素とイオウ元素とのモル比率を、Ｏ
／（Ｓ＋Ｏ）と表したときに、 Ｏ／（Ｓ＋Ｏ）＝０．０１〜０．８５ である上記（１）〜（６）のいずれかのＥＬパネル。 （８） 前記、赤色、緑色または青色を発光するいずれ
かのＥＬ蛍光体薄膜が酸化物である上記（１）または
（２）のＥＬパネル。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3K007 AB04 BA06 CB01 DB01 EC00
4H001 CA01 XA13 XA16 XA20 XA31
XA38 XA56 XA63
Claims (8)
- 【請求項１】 赤色、緑色、青色を発光する３種類のＥ
Ｌ蛍光体薄膜を有し、 この３種類のＥＬ蛍光体薄膜共に、発光中心として少な
くともＥｕ元素を必ず含有するＥＬパネル。 - 【請求項２】 前記３種類のＥＬ蛍光体薄膜は、下記組
成式で表される請求項１のＥＬパネル。 ＡxＢyＯzＳw ：Ｒ ［但し、ＡはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよび希土類元素
から選ばれた少なくとも一つの元素、Ｂは、Ａｌ、Ｇａ
およびＩｎから選ばれた少なくとも一つの元素を表し、
ｘ＝０〜５、ｙ＝０〜１５、ｚ＝０〜３０、ｗ＝０〜３
０である。Ｒは発光中心となる元素を表し、Ｅｕを必ず
含む。］ - 【請求項３】 赤色を発光するＥＬ蛍光体薄膜の母体材
料がアルカリ土類硫化物であり、 緑色を発光するＥＬ蛍光体薄膜の母体材料がアルカリ土
類チオガレードであり、 青色を発光するＥＬ蛍光体薄膜の母体材料がアルカリ土
類チオアルミネートである請求項１または２のＥＬパネ
ル。 - 【請求項４】 前記アルカリ土類硫化物が硫化カルシウ
ムである請求項１〜３のいずれかのＥＬパネル。 - 【請求項５】 前記アルカリ土類チオガレードがストロ
ンチウムチオガレードである請求項１〜４のいずれかの
ＥＬパネル。 - 【請求項６】 前記アルカリ土類チオアルミネートがバ
リウムチオアルミネートである請求項１〜５のいずれか
のＥＬパネル。 - 【請求項７】 前記、赤色、緑色または青色を発光する
ＥＬ蛍光体薄膜がアルカリ土類硫化物、アルカリ土類チ
オアルミネート、アルカリ土類チオガレード、およびア
ルカリ土類チオインデートから選ばれた少なくとも一つ
の化合物に酸素が含有されたオキシ硫化物であって、前
記オキシ硫化物中の酸素元素とイオウ元素とのモル比率
を、Ｏ／（Ｓ＋Ｏ）と表したときに、 Ｏ／（Ｓ＋Ｏ）＝０．０１〜０．８５ である請求項１〜６のいずれかのＥＬパネル。 - 【請求項８】 前記、赤色、緑色または青色を発光する
いずれかのＥＬ蛍光体薄膜が酸化物である請求項１また
は２のＥＬパネル。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
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| CNB011393211A CN1211455C (zh) | 2001-07-27 | 2001-09-30 | El板 |
| EP01308427A EP1279718A3 (en) | 2001-07-27 | 2001-10-02 | EL panel |
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| CA002358295A CA2358295C (en) | 2001-07-27 | 2001-10-04 | El panel |
| US09/970,669 US6597108B2 (en) | 2001-07-27 | 2001-10-05 | Multi-color el panel comprising phosphor thin films with europium as luminescent center |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001228272A JP3704068B2 (ja) | 2001-07-27 | 2001-07-27 | Ｅｌパネル |
Publications (2)
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