JPH10270168A - エレクトロルミネッセンス素子用蛍光体薄膜 - Google Patents
エレクトロルミネッセンス素子用蛍光体薄膜Info
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- JPH10270168A JPH10270168A JP9095131A JP9513197A JPH10270168A JP H10270168 A JPH10270168 A JP H10270168A JP 9095131 A JP9095131 A JP 9095131A JP 9513197 A JP9513197 A JP 9513197A JP H10270168 A JPH10270168 A JP H10270168A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 酸化物蛍光体を利用することによりＥＬ素子
用蛍光体発光層として安定で十分高輝度が得られ、かつ
多色発光を可能とする酸化物蛍光体薄膜発光層を提供す
ることを目的とする。 【構成】この目的は、蛍光体母体に遷移金属元素を付活
剤として添加してなる酸化物薄膜を基体上、例えば強誘
電体焼結チタン酸バリウムセラミックシート上に公知の
方法で酸化物蛍光体母体薄膜を形成し、ＥＬ素子用発光
層としての能力を付与した後、ＥＬ素子を構成すること
によって達成できる。ここで、Ｃａ及びＧａを含む酸化
物蛍光体薄膜において、Ｇａに対するＣａの原子比、即
ちＣａ／（Ｃａ＋Ｇａ）が２５％〜６０％、好ましくは
３０％〜５０％であることが重要である。これ以外の組
成範囲ではＥＬ素子用発光層として性能上不十分である
ので好ましくない。
用蛍光体発光層として安定で十分高輝度が得られ、かつ
多色発光を可能とする酸化物蛍光体薄膜発光層を提供す
ることを目的とする。 【構成】この目的は、蛍光体母体に遷移金属元素を付活
剤として添加してなる酸化物薄膜を基体上、例えば強誘
電体焼結チタン酸バリウムセラミックシート上に公知の
方法で酸化物蛍光体母体薄膜を形成し、ＥＬ素子用発光
層としての能力を付与した後、ＥＬ素子を構成すること
によって達成できる。ここで、Ｃａ及びＧａを含む酸化
物蛍光体薄膜において、Ｇａに対するＣａの原子比、即
ちＣａ／（Ｃａ＋Ｇａ）が２５％〜６０％、好ましくは
３０％〜５０％であることが重要である。これ以外の組
成範囲ではＥＬ素子用発光層として性能上不十分である
ので好ましくない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエレクトロルミネッセン
ス素子用蛍光体薄膜に関する。
ス素子用蛍光体薄膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】エレクトロルミネッセンス素子（以下Ｅ
Ｌ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。
Ｌ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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、硫化物
系材料をＥＬ素子に適用した場合、環境からの影響を受
けやすい等の問題点があるため、何らかのパッシベーシ
ョンが必要であった。そのため生産コストが上昇するこ
と、また、硫化物系材料の種類は限られており、よって
それを用いたＥＬ素子の発光色も限定され、応用面に制
限を受けること等の問題点も指摘されていた。
系材料をＥＬ素子に適用した場合、環境からの影響を受
けやすい等の問題点があるため、何らかのパッシベーシ
ョンが必要であった。そのため生産コストが上昇するこ
と、また、硫化物系材料の種類は限られており、よって
それを用いたＥＬ素子の発光色も限定され、応用面に制
限を受けること等の問題点も指摘されていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】 し
かし、最近、発光層に化学的に安定な酸化物系蛍光体を
用いた高輝度ＥＬ素子の研究開発が活発化している（例
えば、申請者らの発明になる特願平２−２５４６４９及
び特願平２−２５６４７４）。特に基板兼絶縁層として
焼結チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）セラミック上に
ケイ酸塩系蛍光体であるＭｎ添加ケイ酸亜鉛（Ｚｎ2Ｓ
ｉＯ4：Ｍｎ）なる薄膜発光層を形成したＥＬ素子で、
１ｋＨｚ駆動時最高３２００ｃｄ／ｍ2という高輝度緑
色発光を実現している。極最近ではＺｎ2ＧａＯ4：Ｍｎ
を用いた薄膜ＥＬ素子において、１ｋＨｚ駆動時最高７
１０ｃｄ／ｍ2の高輝度緑色発光を実現している［特許
申請中：特願平７−２１２３３２］。
かし、最近、発光層に化学的に安定な酸化物系蛍光体を
用いた高輝度ＥＬ素子の研究開発が活発化している（例
えば、申請者らの発明になる特願平２−２５４６４９及
び特願平２−２５６４７４）。特に基板兼絶縁層として
焼結チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）セラミック上に
ケイ酸塩系蛍光体であるＭｎ添加ケイ酸亜鉛（Ｚｎ2Ｓ
ｉＯ4：Ｍｎ）なる薄膜発光層を形成したＥＬ素子で、
１ｋＨｚ駆動時最高３２００ｃｄ／ｍ2という高輝度緑
色発光を実現している。極最近ではＺｎ2ＧａＯ4：Ｍｎ
を用いた薄膜ＥＬ素子において、１ｋＨｚ駆動時最高７
１０ｃｄ／ｍ2の高輝度緑色発光を実現している［特許
申請中：特願平７−２１２３３２］。
【０００５】本発明は、上記した課題を解決するため、
従来から利用されている高輝度で発光する硫化物系蛍光
体粉末や上記酸化物系蛍光体粉末が持っている高結晶性
を実現できる酸化物蛍光体を開発し、これを利用するこ
とによりＥＬ素子用蛍光体発光層として安定で十分高輝
度が得られ、かつ多色発光を可能とする酸化物蛍光体薄
膜発光層を提供することを目的とする。
従来から利用されている高輝度で発光する硫化物系蛍光
体粉末や上記酸化物系蛍光体粉末が持っている高結晶性
を実現できる酸化物蛍光体を開発し、これを利用するこ
とによりＥＬ素子用蛍光体発光層として安定で十分高輝
度が得られ、かつ多色発光を可能とする酸化物蛍光体薄
膜発光層を提供することを目的とする。
【０００６】この目的は、Ｇａ2Ｏ3に希土類（例えば、
ユーロピウム（Ｅｕ））、チタニウム（Ｔｉ）、バナジ
ウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、あるいはマンガン（Ｍ
ｎ）のような遷移金属元素を付活剤として添加するか、
あるいはＣａ及びＧａを同時に含む酸化物に、同様に、
上記付活剤を添加してなる酸化物薄膜を基体上、例えば
誘電率４５００程度の焼結チタン酸バリウムセラミック
シート上に以下に述べる公知の方法で形成し、ＥＬ素子
用発光層としての能力を付与した後、その上に透明電極
を他面には対向電極を付けてなるＥＬ素子を構成するこ
とによって達成できる。ここで、Ｃａ及びＧａを同時に
含む酸化物蛍光体薄膜において、Ｇａに対するＣａの原
子比、即ちＣａ／（Ｃａ＋Ｇａ）が２５％〜６０％、好
ましくはＣａＧａ2Ｏ4組成を含んでいる３０％〜５０％
であることが重要である。これ以外の組成範囲ではＥＬ
素子用発光層として性能上不十分であるので好ましくな
い。
ユーロピウム（Ｅｕ））、チタニウム（Ｔｉ）、バナジ
ウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、あるいはマンガン（Ｍ
ｎ）のような遷移金属元素を付活剤として添加するか、
あるいはＣａ及びＧａを同時に含む酸化物に、同様に、
上記付活剤を添加してなる酸化物薄膜を基体上、例えば
誘電率４５００程度の焼結チタン酸バリウムセラミック
シート上に以下に述べる公知の方法で形成し、ＥＬ素子
用発光層としての能力を付与した後、その上に透明電極
を他面には対向電極を付けてなるＥＬ素子を構成するこ
とによって達成できる。ここで、Ｃａ及びＧａを同時に
含む酸化物蛍光体薄膜において、Ｇａに対するＣａの原
子比、即ちＣａ／（Ｃａ＋Ｇａ）が２５％〜６０％、好
ましくはＣａＧａ2Ｏ4組成を含んでいる３０％〜５０％
であることが重要である。これ以外の組成範囲ではＥＬ
素子用発光層として性能上不十分であるので好ましくな
い。
【０００７】本発明では、該蛍光体発光層をスパッタ
法、化学気相結晶成長（ＣＶＤ）法、電子ビーム蒸着法
等の公知の薄膜堆積技術を用いて形成した後、硫黄を含
む雰囲気中にて、または真空中もしくは非酸化性ガス、
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あるいはこれらの雰囲気
と等価な雰囲気中６００℃〜１２００℃、好ましくは９
００℃〜１１００℃の温度範囲で熱処理を施すことによ
り、該蛍光体層に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を特徴とする。ま
た、水溶液を用いる通常の方法、例えばゾル−ゲル法を
用いて複合酸化物蛍光体薄膜を作製した後、焼成を経て
該堆積層を形成することも有効である。
法、化学気相結晶成長（ＣＶＤ）法、電子ビーム蒸着法
等の公知の薄膜堆積技術を用いて形成した後、硫黄を含
む雰囲気中にて、または真空中もしくは非酸化性ガス、
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あるいはこれらの雰囲気
と等価な雰囲気中６００℃〜１２００℃、好ましくは９
００℃〜１１００℃の温度範囲で熱処理を施すことによ
り、該蛍光体層に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を特徴とする。ま
た、水溶液を用いる通常の方法、例えばゾル−ゲル法を
用いて複合酸化物蛍光体薄膜を作製した後、焼成を経て
該堆積層を形成することも有効である。
【０００８】
【作用】本発明になる酸化物蛍光体薄膜は成膜後に制御
雰囲気下で高温熱処理プロセスを経ているので、高品質
結晶性薄膜が得られる。その結果、これを発光層に用い
たＥＬ素子では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。さらに、前記した硫黄を含む雰囲気中や、また
は真空中もしくは非酸化性ガス、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
囲気中での熱処理は、蛍光体発光層中でのキャリア生成
効率を高めるという顕著な効果を有する。特に硫黄を含
む雰囲気中では蛍光体表面を硫化することによる硫化層
を形成し、蛍光体発光層表面が電荷供給層として機能す
るという効果も期待できる。
雰囲気下で高温熱処理プロセスを経ているので、高品質
結晶性薄膜が得られる。その結果、これを発光層に用い
たＥＬ素子では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。さらに、前記した硫黄を含む雰囲気中や、また
は真空中もしくは非酸化性ガス、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
囲気中での熱処理は、蛍光体発光層中でのキャリア生成
効率を高めるという顕著な効果を有する。特に硫黄を含
む雰囲気中では蛍光体表面を硫化することによる硫化層
を形成し、蛍光体発光層表面が電荷供給層として機能す
るという効果も期待できる。
【０００９】ＣａとＧａを含む酸化物系材料としては、
酸化カルシウム（ＣａＯ）−酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）
系があり、Ｃａ3Ｇａ2Ｏ6、ＣａＧａ2Ｏ4、ＣａＧａ4Ｏ
7なる化合物が存在する。この中でＣａＧａ2Ｏ4には、
準安定相のｍ−ＣａＧａ2Ｏ4、低温相のＣａＧａ2Ｏ4−
Ｉ、及び高温相のＣａＧａ2Ｏ4−ＩＩという３つのタイ
プが知られている。Ｍｎを付活剤として添加したＣａＧ
ａ2Ｏ4：ＭｎやＣａＧａ4Ｏ7：Ｍｎは電子線励起や光励
起用蛍光体として知られている。しかし、一般に酸化物
蛍光体薄膜は容易に結晶化しないためＥＬ素子用蛍光体
とするには極めて困難と考えられていた。さらに、ＥＬ
素子用発光層では蛍光体母体（種々の結晶構造があ
る）、付活剤及び絶縁層材料との組み合わせが重要とな
るため、単純には予測できない。
酸化カルシウム（ＣａＯ）−酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）
系があり、Ｃａ3Ｇａ2Ｏ6、ＣａＧａ2Ｏ4、ＣａＧａ4Ｏ
7なる化合物が存在する。この中でＣａＧａ2Ｏ4には、
準安定相のｍ−ＣａＧａ2Ｏ4、低温相のＣａＧａ2Ｏ4−
Ｉ、及び高温相のＣａＧａ2Ｏ4−ＩＩという３つのタイ
プが知られている。Ｍｎを付活剤として添加したＣａＧ
ａ2Ｏ4：ＭｎやＣａＧａ4Ｏ7：Ｍｎは電子線励起や光励
起用蛍光体として知られている。しかし、一般に酸化物
蛍光体薄膜は容易に結晶化しないためＥＬ素子用蛍光体
とするには極めて困難と考えられていた。さらに、ＥＬ
素子用発光層では蛍光体母体（種々の結晶構造があ
る）、付活剤及び絶縁層材料との組み合わせが重要とな
るため、単純には予測できない。
【００１０】以下本発明を実施例により説明する。
【実施例１】酸化物蛍光体母体材料としてのＧａ2Ｏ3粉
末に付活剤原料として二酸化マンガン（ＭｎＯ2）粉末
を、Ｃａに対しＭｎが約２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１０００
℃で５時間焼成した。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（ＢａＴ
ｉＯ3）セラミック絶縁層兼基板上に、Ａｒガス中、ガ
ス圧力６Ｐａ、スパッタ投入電力１００Ｗ、基板温度２
７５℃、基板−ターゲット間距離２５ｍｍの条件下で、
Ｍｎ添加Ｇａ2Ｏ3発光層薄膜を形成した。その後、硫黄
（Ｓ）を含むＡｒガス雰囲気中、１０１０℃で１時間の
ポストアニール処理を行なった。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。該ＥＬ素子に１ｋＨｚ正弦波交流電圧を印加したと
ころ、図１に示すように輝度５０ｃｄ／ｍ2の緑色発光
が得られた。これによりＭｎ添加酸化ガリウムがＥＬ素
子用発光層薄膜として十分機能した。他の付活剤を用い
た場合では輝度は２０ｃｄ／ｍ2以下と低いが同様に機
能した。
末に付活剤原料として二酸化マンガン（ＭｎＯ2）粉末
を、Ｃａに対しＭｎが約２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１０００
℃で５時間焼成した。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（ＢａＴ
ｉＯ3）セラミック絶縁層兼基板上に、Ａｒガス中、ガ
ス圧力６Ｐａ、スパッタ投入電力１００Ｗ、基板温度２
７５℃、基板−ターゲット間距離２５ｍｍの条件下で、
Ｍｎ添加Ｇａ2Ｏ3発光層薄膜を形成した。その後、硫黄
（Ｓ）を含むＡｒガス雰囲気中、１０１０℃で１時間の
ポストアニール処理を行なった。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。該ＥＬ素子に１ｋＨｚ正弦波交流電圧を印加したと
ころ、図１に示すように輝度５０ｃｄ／ｍ2の緑色発光
が得られた。これによりＭｎ添加酸化ガリウムがＥＬ素
子用発光層薄膜として十分機能した。他の付活剤を用い
た場合では輝度は２０ｃｄ／ｍ2以下と低いが同様に機
能した。
【００１１】
【実施例２】酸化物蛍光体母体材料としての酸化カルシ
ウム（ＣａＯ）とＧａ2Ｏ3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
（ＭｎＯ2）粉末を、Ｃａに対しＭｎが約２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１０００℃で５時間焼成した。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
バリウムセラミック絶縁層兼基板上に、Ａｒガス中、ガ
ス圧力６Ｐａ、スパッタ投入電力１００Ｗ、基板温度２
７５℃、基板−ターゲット間距離２５ｍｍの条件下で、
Ｍｎ添加ＣａＯ−Ｇａ2Ｏ3発光層薄膜を形成した。その
後、硫黄（Ｓ）を含むＡｒガス雰囲気中、１０１０℃で
１時間のポストアニール処理を行なった。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。該ＥＬ素子に１ｋＨｚ正弦波交流電圧を印加
したところ、輝度１８００ｃｄ／ｍ2の黄色発光が得ら
れた。同素子を６０Ｈｚの正弦波交流電圧で駆動した結
果、発光輝度２８０ｃｄ／ｍ2という高い値が得られ
た。これによりＭｎ添加ＣａＯ−Ｇａ2Ｏ3がＥＬ素子用
発光層薄膜として十分機能した。他の付活剤を用いた場
合では輝度は１００〜１０００ｃｄ／ｍ2となり、同様
に機能した。尚、発光層薄膜をＸ線回折により結晶構造
解析を行なったところ、該膜はアニール条件によっては
Ｃａ3Ｇａ2Ｏ6やＣａＧａ4Ｏ7相も検出されるが、主と
してＣａＧａ2Ｏ4から成っていることが分かった。図２
中の１は本実施例で得られたＧａ2Ｏ3に対するＣａＯの
モル比が５０％の場合の典型的な輝度−印加電圧特性を
示す。
ウム（ＣａＯ）とＧａ2Ｏ3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
（ＭｎＯ2）粉末を、Ｃａに対しＭｎが約２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１０００℃で５時間焼成した。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
バリウムセラミック絶縁層兼基板上に、Ａｒガス中、ガ
ス圧力６Ｐａ、スパッタ投入電力１００Ｗ、基板温度２
７５℃、基板−ターゲット間距離２５ｍｍの条件下で、
Ｍｎ添加ＣａＯ−Ｇａ2Ｏ3発光層薄膜を形成した。その
後、硫黄（Ｓ）を含むＡｒガス雰囲気中、１０１０℃で
１時間のポストアニール処理を行なった。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。該ＥＬ素子に１ｋＨｚ正弦波交流電圧を印加
したところ、輝度１８００ｃｄ／ｍ2の黄色発光が得ら
れた。同素子を６０Ｈｚの正弦波交流電圧で駆動した結
果、発光輝度２８０ｃｄ／ｍ2という高い値が得られ
た。これによりＭｎ添加ＣａＯ−Ｇａ2Ｏ3がＥＬ素子用
発光層薄膜として十分機能した。他の付活剤を用いた場
合では輝度は１００〜１０００ｃｄ／ｍ2となり、同様
に機能した。尚、発光層薄膜をＸ線回折により結晶構造
解析を行なったところ、該膜はアニール条件によっては
Ｃａ3Ｇａ2Ｏ6やＣａＧａ4Ｏ7相も検出されるが、主と
してＣａＧａ2Ｏ4から成っていることが分かった。図２
中の１は本実施例で得られたＧａ2Ｏ3に対するＣａＯの
モル比が５０％の場合の典型的な輝度−印加電圧特性を
示す。
【００１２】
【実施例３】酸化物蛍光体母体材料としての酸化カルシ
ウム（ＣａＯ）とＧａ2Ｏ3粉末を５：６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
（ＭｎＯ2）粉末を、Ｃａに対しＭｎが約２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１０００℃で５時間焼成した。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
バリウムセラミック絶縁層兼基板上に、Ａｒガス中、ガ
ス圧力６Ｐａ、スパッタ投入電力１００Ｗ、基板温度２
７５℃、基板−ターゲット間距離２５ｍｍの条件下で、
Ｍｎ添加ＣａＯ−Ｇａ2Ｏ3発光層薄膜を形成した。その
後、硫黄（Ｓ）を含むＡｒガス雰囲気中、１０１０℃で
１時間のポストアニール処理を行なった。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。該ＥＬ素子に１ｋＨｚ正弦波交流電圧を印加
したところ、輝度９０ｃｄ／ｍ2の黄色発光が得られ
た。これによりＭｎ添加ＣａＯ−Ｇａ2Ｏ3がＥＬ素子用
発光層薄膜として十分に機能した。他の付活剤を用いた
場合では輝度は２０ｃｄ／ｍ2以下となった。尚、発光
層薄膜をＸ線回折により結晶構造解析を行なったとこ
ろ、該膜はアニール条件によってはＣａ3Ｇａ2Ｏ6やＣ
ａＧａ4Ｏ7相も検出されるが、主としてＣａＧａ2Ｏ4か
ら成っていることが分かった。図２中の２は本実施例で
得られたＧａ2Ｏ3に対するＣａＯのモル比が４５％の場
合の典型的な輝度−印加電圧特性を示す。
ウム（ＣａＯ）とＧａ2Ｏ3粉末を５：６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
（ＭｎＯ2）粉末を、Ｃａに対しＭｎが約２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１０００℃で５時間焼成した。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
バリウムセラミック絶縁層兼基板上に、Ａｒガス中、ガ
ス圧力６Ｐａ、スパッタ投入電力１００Ｗ、基板温度２
７５℃、基板−ターゲット間距離２５ｍｍの条件下で、
Ｍｎ添加ＣａＯ−Ｇａ2Ｏ3発光層薄膜を形成した。その
後、硫黄（Ｓ）を含むＡｒガス雰囲気中、１０１０℃で
１時間のポストアニール処理を行なった。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。該ＥＬ素子に１ｋＨｚ正弦波交流電圧を印加
したところ、輝度９０ｃｄ／ｍ2の黄色発光が得られ
た。これによりＭｎ添加ＣａＯ−Ｇａ2Ｏ3がＥＬ素子用
発光層薄膜として十分に機能した。他の付活剤を用いた
場合では輝度は２０ｃｄ／ｍ2以下となった。尚、発光
層薄膜をＸ線回折により結晶構造解析を行なったとこ
ろ、該膜はアニール条件によってはＣａ3Ｇａ2Ｏ6やＣ
ａＧａ4Ｏ7相も検出されるが、主としてＣａＧａ2Ｏ4か
ら成っていることが分かった。図２中の２は本実施例で
得られたＧａ2Ｏ3に対するＣａＯのモル比が４５％の場
合の典型的な輝度−印加電圧特性を示す。
【００１３】
【実施例４】酸化物蛍光体母体材料としての酸化カルシ
ウム（ＣａＯ）とＧａ2Ｏ3粉末を３：１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
（ＭｎＯ2）粉末を、Ｃａに対しＭｎが約２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１０００℃で５時間焼成した。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
バリウムセラミック絶縁層兼基板上に、Ａｒガス中、ガ
ス圧力６Ｐａ、スパッタ投入電力１００Ｗ、基板温度２
７５℃、基板−ターゲット間距離２５ｍｍの条件下で、
Ｍｎ添加ＣａＯ−Ｇａ2Ｏ3発光層薄膜を形成した。その
後、硫黄（Ｓ）を含むＡｒガス雰囲気中、１０１０℃で
１時間のポストアニール処理を行なった。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。該ＥＬ素子に１ｋＨｚ正弦波交流電圧を印加
したところ、輝度１ｃｄ／ｍ2の黄色発光が得られた。
これによりＭｎ添加ＣａＯ−Ｇａ2Ｏ3がＥＬ素子用発光
層薄膜として十分ではないが機能した。尚、発光層薄膜
をＸ線回折により結晶構造解析を行なったところ、該膜
はアニール条件によってはＣａ3Ｇａ2Ｏ6やＣａＧａ4Ｏ
7相も検出されるが、主としてＣａＧａ2Ｏ4から成って
いることが分かった。図２中の３は本実施例で得られた
Ｇａ2Ｏ3に対するＣａＯのモル比が７５％の場合の典型
的な輝度−印加電圧特性を示す。
ウム（ＣａＯ）とＧａ2Ｏ3粉末を３：１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
（ＭｎＯ2）粉末を、Ｃａに対しＭｎが約２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１０００℃で５時間焼成した。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
バリウムセラミック絶縁層兼基板上に、Ａｒガス中、ガ
ス圧力６Ｐａ、スパッタ投入電力１００Ｗ、基板温度２
７５℃、基板−ターゲット間距離２５ｍｍの条件下で、
Ｍｎ添加ＣａＯ−Ｇａ2Ｏ3発光層薄膜を形成した。その
後、硫黄（Ｓ）を含むＡｒガス雰囲気中、１０１０℃で
１時間のポストアニール処理を行なった。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。該ＥＬ素子に１ｋＨｚ正弦波交流電圧を印加
したところ、輝度１ｃｄ／ｍ2の黄色発光が得られた。
これによりＭｎ添加ＣａＯ−Ｇａ2Ｏ3がＥＬ素子用発光
層薄膜として十分ではないが機能した。尚、発光層薄膜
をＸ線回折により結晶構造解析を行なったところ、該膜
はアニール条件によってはＣａ3Ｇａ2Ｏ6やＣａＧａ4Ｏ
7相も検出されるが、主としてＣａＧａ2Ｏ4から成って
いることが分かった。図２中の３は本実施例で得られた
Ｇａ2Ｏ3に対するＣａＯのモル比が７５％の場合の典型
的な輝度−印加電圧特性を示す。
【００１４】本発明は上記実施例に限られるものではな
く、上記実施例で例示したＺｎＯ：Ａｌ透明電極層以外
に酸化錫（ＳｎＯ2）系やインジウム・錫酸化物（ＩＴ
Ｏ）系等の透明導電膜を使用することは一向に差し支え
ない。 絶縁層はその比誘電率が１０００以上あればよ
く、高温熱処理に耐えられれば必ずしもＢａＴｉＯ3で
ある必要はない。
く、上記実施例で例示したＺｎＯ：Ａｌ透明電極層以外
に酸化錫（ＳｎＯ2）系やインジウム・錫酸化物（ＩＴ
Ｏ）系等の透明導電膜を使用することは一向に差し支え
ない。 絶縁層はその比誘電率が１０００以上あればよ
く、高温熱処理に耐えられれば必ずしもＢａＴｉＯ3で
ある必要はない。
【発明の効果】本発明によれば、従来、ＥＬ素子用酸化
物蛍光体薄膜ではＭｎ添加ケイ酸亜鉛（Ｚｎ2ＳｉＯ4：
Ｍｎ）が緑色で最も高輝度発光を実現できる材料であっ
た。本発明になる酸化物蛍光体薄膜では、それに匹敵す
る高輝度かつ黄色発光を実現できた。その結果、該酸化
物蛍光体薄膜が実用レベルの多色発光ＥＬ素子用発光層
として極めて有効である。複雑な組成であるが、安定
で、かつ安価で豊富な種類の材料を提供できる酸化物系
蛍光体材料がＥＬ素子用発光層として利用できる効果は
絶大である。
物蛍光体薄膜ではＭｎ添加ケイ酸亜鉛（Ｚｎ2ＳｉＯ4：
Ｍｎ）が緑色で最も高輝度発光を実現できる材料であっ
た。本発明になる酸化物蛍光体薄膜では、それに匹敵す
る高輝度かつ黄色発光を実現できた。その結果、該酸化
物蛍光体薄膜が実用レベルの多色発光ＥＬ素子用発光層
として極めて有効である。複雑な組成であるが、安定
で、かつ安価で豊富な種類の材料を提供できる酸化物系
蛍光体材料がＥＬ素子用発光層として利用できる効果は
絶大である。
【図１】本発明による実施例１の発光輝度−印加電圧特
性。
性。
【図２】本発明による実施例２の発光輝度−印加電圧特
性
性
１・・・・ＣａＯ／（ＣａＯ＋Ｇａ2Ｏ3）が５０モル％ ２・・・・ＣａＯ／（ＣａＯ＋Ｇａ2Ｏ3）が４５モル％ ３・・・・ＣａＯ／（ＣａＯ＋Ｇａ2Ｏ3）が７５モル％
Claims (5)
- 【請求項１】 少なくとも１種の酸化ガリウムを母体材
料とする酸化物蛍光体薄膜を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用発光層材料。 - 【請求項２】 カルシウム（Ｃａ）及びガリウム（Ｇ
ａ）を同時に含む酸化物蛍光体薄膜を使用することを特
徴とするエレクトロルミネッセンス素子用発光層材料。 - 【請求項３】 前記Ｃａ及びＧａを同時に含む酸化物蛍
光体において、Ｇａに対するＣａの原子比が２５％〜６
０％、好ましくは３０％〜５０％であることを特徴とす
る請求項２記載のエレクトロルミネッセンス素子用発光
層材料。 - 【請求項４】 前記酸化物蛍光体の付活剤が、少なくと
も１種の遷移金属元素であることを特徴とする請求項
１、２、または３記載のエレクトロルミネッセンス素子
用発光層材料。 - 【請求項５】 前記遷移金属元素がマンガン（Ｍｎ）で
あることを特徴とする請求項１、２、３、または４記載
のエレクトロルミネッセンス素子用発光層材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9095131A JPH10270168A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | エレクトロルミネッセンス素子用蛍光体薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9095131A JPH10270168A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | エレクトロルミネッセンス素子用蛍光体薄膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10270168A true JPH10270168A (ja) | 1998-10-09 |
Family
ID=14129277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9095131A Pending JPH10270168A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | エレクトロルミネッセンス素子用蛍光体薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10270168A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6876146B2 (en) | 2002-03-26 | 2005-04-05 | Tdk Corporation | Electroluminescence phosphor multilayer thin film and electroluminescence element |
| US6984460B2 (en) | 2002-03-26 | 2006-01-10 | Tdk Corporation | Phosphor thin film, manufacturing method of the same, and electroluminescence panel |
| JP2008037899A (ja) * | 2006-08-01 | 2008-02-21 | Niigata Univ | エレクトロルミネッセンス蛍光体 |
| US8466615B2 (en) | 2003-02-28 | 2013-06-18 | Ifire Ip Corporation | EL functional film and EL element |
-
1997
- 1997-03-27 JP JP9095131A patent/JPH10270168A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6876146B2 (en) | 2002-03-26 | 2005-04-05 | Tdk Corporation | Electroluminescence phosphor multilayer thin film and electroluminescence element |
| US6984460B2 (en) | 2002-03-26 | 2006-01-10 | Tdk Corporation | Phosphor thin film, manufacturing method of the same, and electroluminescence panel |
| US8466615B2 (en) | 2003-02-28 | 2013-06-18 | Ifire Ip Corporation | EL functional film and EL element |
| JP2008037899A (ja) * | 2006-08-01 | 2008-02-21 | Niigata Univ | エレクトロルミネッセンス蛍光体 |
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