JP3479273B2 - 蛍光体薄膜その製造方法およびｅｌパネル - Google Patents

蛍光体薄膜その製造方法およびｅｌパネル

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    • Y10S428/917—Electroluminescent

Description

【発明の詳細な説明】
【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蛍光体
薄膜とこれを用いた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
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。
【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。
【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。
【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。ＢａＡｌ2Ｓ4：Ｅｕ蛍光体では、CIE1931色座標
で（０．１２、０．１０）が得られている。しかしなが
ら、さらに高純度の青色、CIE1931色座標でｘ＜０．２
程度で、特にｙ＜０．１０の青色すなわちNTSCの青
（０．１４、０．０８）程度が実現されると、より高品
質のディスプレーが可能となるため、色純度の高い青色
蛍光体が求められている。
【０００６】
【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、特にフルカラー
ＥＬ用の青色に適した蛍光体薄膜とその製造方法および
ＥＬパネルを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（６）のいずれかの構成により達成される。 （１） 母体材料がバリウムチオアルミネートを主成分
とし、母体材料にＥｕが発光中心として添加されている
蛍光体薄膜であって、さらにＭｇが添加された蛍光体薄
膜。 （２） 前記Ｍｇの添加量が原子比率Ｍｇ／（Ｂａ＋Ｍ
ｇ）で０．０５〜０．８である請求項１記載の蛍光体薄
膜。 （３） 色座標でｘ＜０．２、ｙ＜０．１０の青色発光
が得られる上記（１）または（２）の蛍光体薄膜。 （４） 上記（１）〜（３）のいずれかの蛍光体薄膜を
有するＥＬパネル。 （５） 上記（１）〜（３）のいずれかの蛍光体薄膜を
蒸着法により形成する製造方法であって、真空槽内に、
少なくとも硫化アルミニウム蒸発源と、発光中心が添加
された硫化バリウム蒸発源と、Ｍｇメタル蒸発源とを有
し、これらの蒸発源の各々から硫化アルミニウム、硫化
バリウム、Ｍｇメタル原料を蒸発させ、基板上に堆積す
る際にそれぞれの原料物質を結合させて硫化物蛍光体薄
膜を得る蛍光体薄膜の製造方法。 （６） 上記（１）〜（３）のいずれかの蛍光体薄膜を
蒸着法により形成する製造方法であって、真空槽内に、
少なくとも発光中心が添加されたバリウムチオアルミネ
ート蒸発源とＭｇメタル蒸発源を有し、これらの蒸発源
の各々からバリウムチオアルミネートおよびＭｇメタル
原料を蒸発させ、基板上に堆積する際にそれぞれの原料
物質を結合させて硫化物蛍光体薄膜を得る蛍光体薄膜の
製造方法。
【０００８】
【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、バリウムチオアルミネート系
のEL材料において、Mgを添加することにより、高輝度か
つ、青色の色純度をさらに向上させる方法を提供するも
のである。
【０００９】本発明の蛍光体薄膜は、バリウムチオアル
ミネート母体材料に、発光中心としてEuを添加し、さら
にMgを添加したものである。
【００１０】本発明の蛍光体薄膜に用いるバリウムチオ
アルミネートは、Ｂａ5Ａｌ2Ｓ8 、Ｂａ4Ａｌ2Ｓ7 、Ｂ
ａ2Ａｌ2Ｓ5 、ＢａＡｌ2Ｓ4 、ＢａＡｌ4Ｓ7、Ｂａ4Ａ
ｌ14Ｓ25 、ＢａＡｌ8Ｓ13 、ＢａＡｌ12Ｓ19 などがあ
り、母体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。
【００１１】また、ＯがＳに置換し、バリウムアルミネ
ートになっても良いし、バリウムアルミネート、バリウ
ムチオアルミネートの中間のオキシサルファイドであっ
てもよい。
【００１２】本発明の蛍光体薄膜は、上記母体材料にＭ
ｇを添加し、 組成式 （Ｂａ, Ｍｇ）xＡｌyＯzＳw ：Ｅｕ で表されるものであることが好ましい。
【００１３】上記式において、ｘ，ｙ，ｚ，ｗは、元素
Ｂａ，Ａｌ，Ｏ，Ｓのモル比を表す。ｘ，ｙ，ｚ，ｗ
は、好ましくは ｘ＝１〜５ ｙ＝１〜１５ ｚ＝０〜３０、より好ましくはｚ＝３〜３０ ｗ＝３〜３０ である。
【００１４】添加されるＭｇは、バリウムチオアルミネ
ート母体材料中のＢａのＭｇに対する原子比で、Ｍｇ／
（Ｂａ＋Ｍｇ）と表したとき、０．０５〜０．８、特に
０．３〜０．６の範囲内で添加することが好ましい。
【００１５】Ｍｇは、ＥＬ発光スペクトルを短波長側に
シフトさせる効果がある。バリウムチオアルミネートに
Ｍｇが添加されると、この母体材料のバンドギャップが
大きくなり、添加されたＥｕが化合物結晶場内で有効な
遷移を有し、波長の短い発光が得られるものと考えられ
る。
【００１６】発光中心として添加するＥｕの添加量は、
（Ｂａ＋Ｍｇ）原子に対して０．５〜１０原子%添加す
ることが好ましい。
【００１７】本発明の蛍光体薄膜は、高純度の青色、す
なわちCIE1931色座標でｘ＜０．２程度、特にｘ＝０．
１〜０．２、ｙ＜０．１０程度、特にｙ＝０．０２〜
０．１の発光が得られる。すなわちNTSCの青（０．１
４、０．０８）程度の青色発光が実現可能である。この
ような高純度の青色発光により、フィルターが不要とな
り、応用デバイスの高品質化、コストダウンにも寄与で
きる。
【００１８】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。
【００１９】すなわち、Ｅｕを添加したバリウムチオア
ルミネートペレットを作製し、真空槽内でこのペレット
をＥＢ蒸着させ、同時にＭｇメタルを抵抗加熱蒸着する
ことにより、Ｍｇを添加する。添加量はあらかじめ、Ｅ
Ｂ源と抵抗加熱源からの蒸発材料の成膜速度を測定し、
それをもとに、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。
【００２０】その他、多元反応性蒸着法に用いる方法も
可能である。具体的には、Ｅｕを添加した硫化バリウム
ペレット、硫化アルミニウム、Ｍｇを用いた３元蒸着等
が挙げられる。すなわち、真空槽内に、少なくとも硫化
アルミニウム蒸発源と、発光中心が添加された硫化バリ
ウム蒸発源と、Ｍｇメタル蒸発源とを配置し、これらの
蒸発源の各々から硫化アルミニウム、硫化バリウム、Ｍ
ｇメタル原料を蒸発させ、基板上に堆積する際にそれぞ
れの原料物質を結合させて硫化物蛍光体薄膜を得るもの
である。
【００２１】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。
【００２２】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。
【００２３】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。
【００２４】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。
【００２５】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。
【００２６】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。
【００２７】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。
【００２８】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。
【００２９】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、硫化バリウム、およびＭｇを蒸発源とし、Ｈ2Ｓを
導入しつつ、Ｍｇ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、抵抗加熱蒸発源１６が配置されている。
【００３０】図示しないヒーターが配置されている抵抗
加熱蒸発源１６には、Ｍｇ蒸発源である金属（Ｍｇ）１
６ａが納められている。
【００３１】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
４１，５１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１４ａおよび硫化アルミニウム１５ａを
所定の比率で蒸発させることができる。図においては、
２つの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。
【００３２】なお、図示例では、説明を容易にするため
に各蒸発源１４，１５，１６の配置が基板に対して偏在
しているように示しているが、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。
【００３３】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。
【００３４】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。
【００３５】このような装置を用い、ＥＢ蒸発源１４，
１５および抵抗加熱源１６から蒸発させた硫化バリウム
蒸気、硫化アルミニウム蒸気およびMg蒸気とを基板１２
上に堆積結合させ、Mg添加バリウムチオアルムネート蛍
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。
【００３６】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、高輝度かつ、青
色の色純度をさらに向上させた蛍光体薄膜が容易に形成
可能となる。
【００３７】本発明の蛍光体薄膜を発光層３として用い
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。
【００３８】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。
【００３９】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。これらのこれらのなかでも特にアルミナ基
板、結晶化ガラスの耐熱温度はいずれも１０００℃程度
以上であり好ましく、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。
【００４０】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。
【００４１】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。
【００４２】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。
【００４３】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。
【００４４】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。
【００４５】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。
【００４６】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。
【００４７】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。
【００４８】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。
【００４９】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。
【００５０】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。
【００５１】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。
【００５２】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。
【００５３】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、青に
発光する素子を用いればディスプレイ用のフルカラーパ
ネルに応用することができる。
【００５４】
【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。
【００５５】〔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１台と抵抗加熱源１台を用い
た。
【００５６】Ｅｕを５ mol％添加したＢａＳ粉を入れた
ＥＢ源１５、Ａｌ2Ｓ3 粉を入れたＥＢ源１４およびMg
を入れた抵抗加熱源１６を真空槽１１内に設け、それぞ
れの源より同時に蒸発させ、１５０℃に加熱し、回転さ
せた基板上に（Ｂａ, Ｍｇ）Ａｌ2Ｓ3：Ｅｕ層を成膜し
た。各々の蒸発源の蒸発速度は、(Ｂａ, Ｍｇ）Ａｌ2Ｓ
3：Ｅｕ の成膜速度で１nm／sec になるように調節し
た。このときＨ2Ｓガスを１０SCCM導入した。薄膜形成
後、Ａｒ雰囲気中、７５０℃で１０分間アニールした。
【００５７】モニターとしてＳｉ基板上に形成した、
（Ｂａ, Ｍｇ）Ａｌ2Ｓ3：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：Ｍｇ：Ａｌ：Ｓ：
Ｏ：Ｅｕ＝５．３２：４．１６：２２．１５：１２．０
２：５６．１７：０．１７であり、酸素をかなり含んだ
バリウムチオアルミネート膜であった。
【００５８】さらに、この発光層を用いた図２の構造の
ＥＬ素子を作製した。
【００５９】基板、厚膜絶縁層とも同じ材料であるＢａ
ＴｉＯ3 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。
【００６０】この上に、上記と同様にして、蛍光体薄膜
（発光層）を３００nm形成した。
【００６１】さらに、第二絶縁層薄膜を蛍光体薄膜上に
形成した。第二絶縁層薄膜には、Ｔａ2Ｏ5 を用い、膜
厚２００nmのＴａ2Ｏ5 膜を形成した。第二絶縁層薄膜
の上に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２
００nmのＩＴＯ透明電極を形成し、ＥＬ素子を完成し
た。
【００６２】得られたＥＬ素子の電極に１ｋHzのパルス
幅５０μＳの電界を印加することにより、輝度２００cd
／m2 CIE1931色座標（０．１３４７、０．０７８９）の
青色発光が得られた。発光スペクトルのピーク波長は４
６４nmであった。
【００６３】また同様に作製したMg添加なしのEL素子で
の青色発光は、CIE1931色座標（０．１１９７、０．１
３６６）、発光スペクトルのピーク波長は４７４nmであ
った。Mgの添加により、より良い純度の青色が得られる
ことがわかる。
【００６４】〔実施例２〕実施例１において、２ポイン
トコントロールガンを用いず、ＥＢガン１台 を用い、
Ｅｕ添加バリウムチオアルミネートペレットとＭｇを入
れた抵抗加熱源を用いて、（Ｂａ, Ｍｇ）Ａｌ2Ｓ3：Ｅ
ｕを形成した。発光層中のMg/(Mg+Ba)原子比を０、０．
１、０．３、０．５と変化させた４種類の発光層を作成
し、EL素子にして、青色発光を評価した。
【００６５】Mg/(Mg+Ba)原子比０、０．１、０．３、
０．５のEL素子のスペクトルの波長は、それぞれ４７２
nm、４７１nm、４７０nm、４６０nmであった。Mgの添加
によりスペクトルは短波長側にシフトし、Mg/(Mg+Ba)原
子比０．５のEL素子では、NTSCの青程度の純度の高い青
色が得られた。
【００６６】以上のように本発明の蛍光体薄膜は、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
る青の蛍光体薄膜材料を得ることが可能となる。
【００６７】
【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、特にフルカラーＥＬ
用の青に適した蛍光体薄膜、その製造方法、およびＥＬ
パネルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【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 ＥＢ蒸発源 １５ ＥＢ蒸発源 １６ 抵抗加熱源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｚ

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 母体材料がバリウムチオアルミネートを
    主成分とし、母体材料にＥｕが発光中心として添加され
    ている蛍光体薄膜であって、 さらにＭｇが添加された蛍光体薄膜。
  2. 【請求項２】 前記Ｍｇの添加量が原子比率Ｍｇ／（Ｂ
    ａ＋Ｍｇ）で０．０５〜０．８である請求項１記載の蛍
    光体薄膜。
  3. 【請求項３】 色座標でｘ＜０．２、ｙ＜０．１０の青
    色発光が得られる請求項１または２の蛍光体薄膜。
  4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかの蛍光体薄膜を
    有するＥＬパネル。
  5. 【請求項５】 請求項１〜３のいずれかの蛍光体薄膜を
    蒸着法により形成する製造方法であって、 真空槽内に、少なくとも硫化アルミニウム蒸発源と、発
    光中心が添加された硫化バリウム蒸発源と、Ｍｇメタル
    蒸発源とを有し、 これらの蒸発源の各々から硫化アルミニウム、硫化バリ
    ウム、Ｍｇメタル原料を蒸発させ、基板上に堆積する際
    にそれぞれの原料物質を結合させて硫化物蛍光体薄膜を
    得る蛍光体薄膜の製造方法。
  6. 【請求項６】 請求項１〜３のいずれかの蛍光体薄膜を
    蒸着法により形成する製造方法であって、 真空槽内に、少なくとも発光中心が添加されたバリウム
    チオアルミネート蒸発源とＭｇメタル蒸発源を有し、 これらの蒸発源の各々からバリウムチオアルミネートお
    よびＭｇメタル原料を蒸発させ、基板上に堆積する際に
    それぞれの原料物質を結合させて硫化物蛍光体薄膜を得
    る蛍光体薄膜の製造方法。
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