JP2003301170A

JP2003301170A - 蛍光体薄膜、その製造方法、およびｅｌパネル

Info

Publication number: JP2003301170A
Application number: JP2002118473A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Yano; 義彦矢野; Tomoyuki Oike; 智之大池
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2002-04-19
Publication date: 2003-10-21

Abstract

(57)【要約】【課題】高輝度であり、しかも、色純度が良好なため
にフィルタを用いる必要がなく、かつ、輝度寿命が長
く、フルカラーＥＬパネル用のＲＧＢの各素子に特に適
した蛍光体薄膜を提供する。【解決手段】母体材料と発光中心とを含有し、母体材
料が、アルカリ土類元素と、Ｇａおよび／またはＩｎ
と、硫黄（Ｓ）とを少なくとも含有し、さらにＡｌを含
有してもよい硫化物であるか、これらに加えさらに酸素
（Ｏ）を含有するオキシ硫化物であり、母体材料中にお
いて、アルカリ土類元素をＡで表し、Ｇａ、Ｉｎおよび
ＡｌをＢで表したとき、原子比Ｂ／Ａが、Ｂ／Ａ＝２．１〜３．５である蛍光体薄膜。

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素子など
の発光層に用いられる蛍光体薄膜およびその製造方法
と、これを用いたＥＬパネルとに関する。

【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。

【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。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、硫黄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、赤用の蛍光体薄膜を、安定に、低コストで作製
するプロセスが必要であるが、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、製造方法が異なる。したがって、
特定組成の蛍光体薄膜で高輝度が得られるように製膜条
件を設定すると、他の色の蛍光体薄膜では高輝度が実現
できない。そのため、フルカラーのＥＬパネルを製造す
るためには複数種の製膜装置が必要になってしまい、製
造工程の複雑化およびパネル製造コストの高騰を招く。

【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。フィルタを用いてＲＧＢを取り出す
と、青、緑、赤のＥＬ蛍光体薄膜の輝度が１０％から５
０％以上もロスするため、パネルの輝度が低下し、実用
にならない。

【０００８】また、ＥＬパネルとして実用化するために
は、長期間にわたって輝度が維持されること、すなわち
輝度寿命が長いことが必要とされる。

【０００９】上記した問題を解決するために、高輝度で
あり、しかも、色純度が良好なためにフィルタを用いる
必要がなく、かつ、輝度寿命が長い赤、緑、青の蛍光体
薄膜が求められている。また、このような赤、緑、青の
蛍光体薄膜を、同一の製膜手法や製膜装置を用いて製造
可能とすることが求められている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高輝
度であり、しかも、色純度が良好なためにフィルタを用
いる必要がなく、かつ、輝度寿命が長く、フルカラーＥ
Ｌパネル用のＲＧＢの各素子に特に適した蛍光体薄膜を
提供することである。また、本発明の他の目的は、この
ような蛍光体薄膜を利用したフルカラーＥＬパネルを、
簡易な工程により低コストで製造可能とすることであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（１１）の本発明により達成される。（１）母体材料と発光中心とを含有し、母体材料が、
アルカリ土類元素と、Ｇａおよび／またはＩｎと、硫黄
（Ｓ）とを少なくとも含有し、さらにＡｌを含有しても
よい硫化物であるか、これらに加えさらに酸素（Ｏ）を
含有するオキシ硫化物であり、母体材料中において、ア
ルカリ土類元素をＡで表し、Ｇａ、ＩｎおよびＡｌをＢ
で表したとき、原子比Ｂ／Ａが、２超３．５以下である
蛍光体薄膜。（２）Ｂ／Ａ＝２．０５〜３．０である上記（１）の蛍光体薄膜。（３）母体材料中において、酸素と硫黄との合計に対
する酸素の原子比Ｏ／（Ｓ＋Ｏ）が、Ｏ／（Ｓ＋Ｏ）＝０．０１〜０．８５である上記（１）または（２）の蛍光体薄膜。（４）母体材料中において、酸素と硫黄との合計に対
する酸素の原子比Ｏ／（Ｓ＋Ｏ）が、Ｏ／（Ｓ＋Ｏ）＝０．１〜０．８５である上記（１）または（２）の蛍光体薄膜。（５）下記組成式で表される上記（１）〜（４）のい
ずれかの蛍光体薄膜。組成式Ａ_xＢ_yＯ_zＳ_w ：Ｍ［但し、Ｍは発光中心となる金属元素を表し、ＡはＭ
ｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａから選ばれた少なくとも一つ
の元素であり、Ｂは、Ｇａ、ＩｎおよびＡｌから選択さ
れた少なくとも一つの元素であり、ＢにはＧａおよび／
またはＩｎが必ず含まれる。ｘ＝１〜５、ｙ＝１〜１
５、ｚ＝３〜３０、ｗ＝３〜３０である］（６）前記発光中心は希土類元素である上記（１）〜
（５）のいずれかの蛍光体薄膜。（７）上記（１）〜（６）のいずれかの蛍光体薄膜を
有するＥＬパネル。（８）上記（１）〜（６）のいずれかの蛍光体薄膜を
製造する方法であって、硫化物薄膜を形成した後、酸化
雰囲気中でアニール処理を施してオキシ硫化物薄膜とす
る工程を有する蛍光体薄膜の製造方法。（９）上記（１）〜（６）のいずれかの蛍光体薄膜を
製造する方法であって、蒸発源として、アルカリ土類元
素の硫化物または金属を含有するものと、Ｇａ硫化物お
よび／またはＩｎ硫化物を含有するものとを少なくとも
用い、反応性ガスとして酸素ガスを用いる反応性蒸着法
により、オキシ硫化物薄膜を形成する工程を有する蛍光
体薄膜の製造方法。（１０）上記（１）〜（６）のいずれかの蛍光体薄膜
を製造する方法であって、蒸発源として、アルカリ土類
元素の硫化物または金属を含有するものと、Ｇａ硫化物
および／またはＩｎ硫化物を含有するものとを少なくと
も用いる蒸着法により硫化物薄膜を形成した後、酸化雰
囲気中でアニール処理を施してオキシ硫化物薄膜とする
工程を有する蛍光体薄膜の製造方法。（１１）アルカリ土類硫化物を含有する蒸発源に、発
光中心が含有されている上記（９）または（１０）の蛍
光体薄膜の製造方法。

【００１２】

【作用】先ず発明者らは、アルカリ土類チオアルミネー
トに比べ組成制御が容易なアルカリ土類チオガレート、
アルカリ土類チオインデートを、ＥＬ用の蛍光体として
薄膜化した。得られた薄膜を用いてＥＬ素子を作製した
が、所望の発光を得ることができなかった。得られた薄
膜の発光輝度は、高々２cd／m² であり、ＥＬパネルに
応用するためには、高輝度化が必要であった。

【００１３】この結果を踏まえて、この組成系の蛍光体
薄膜について研究を重ねた結果、本発明に至った。すな
わち、アルカリ土類チオガレートやアルカリ土類チオイ
ンデートを主体とする母体材料において、アルカリ土類
元素に対するＧａまたはＩｎの原子比が所定範囲となる
ように制御することにより、臨界的に著しく高い輝度が
得られることを見いだした。また、母体材料に所定量の
酸素を添加してオキシ硫化物とすることにより、飛躍的
に輝度が上がり、しかも、輝度寿命が著しく長くなるこ
とを見いだした。

【００１４】本発明では、このような母体材料に、発光
色に対応する各種発光中心を添加することにより、それ
ぞれ色純度の高い赤、緑、青の光を高輝度で放射する蛍
光体薄膜が得られる。しかも、これらの蛍光体薄膜は、
いずれも反応性蒸着法を用いて形成できるので、本発明
はフルカラーＥＬパネルの低コスト化に有効である。

【００１５】

【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。

【００１６】本発明の蛍光体薄膜は、母体材料と発光中
心とを含有する。この母体材料は、アルカリ土類元素
と、Ｇａおよび／またはＩｎと、硫黄（Ｓ）とを含有
し、さらにＡｌを含有していてもよい硫化物であるか、
または、これらの元素に加えて酸素（Ｏ）も含有するオ
キシ硫化物である。

【００１７】本発明の蛍光体薄膜は、結晶化しているこ
とが好ましいが、明確な結晶構造を有しない非晶質状態
であってもよい。本発明の蛍光体薄膜に含まれる結晶と
しては、アルカリ土類元素をＡで表し、Ｇａ、Ｉｎおよ
びＡｌをＢで表すと、Ａ₅Ｂ₂Ｓ₈ 、Ａ₄Ｂ₂Ｓ₇ 、Ａ₂Ｂ₂
Ｓ₅ 、ＡＢ₂Ｓ₄ 、ＡＢ₄Ｓ₇ 、Ａ₄Ｂ₁₄Ｓ₂₅ 、ＡＢ₈Ｓ
₁₃ 、ＡＢ₁₂Ｓ₁₉ の１種または２種以上であることが好
ましく、特にＡＢ₂Ｓ₄結晶が含まれることが好ましい。
蛍光体薄膜中では、結晶中のＳの一部をＯが置換してい
てもよい。

【００１８】本明細書においてアルカリ土類元素とは、
Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、ＢａおよびＲａのいずれかで
ある。これらのなかでもＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａが
好ましく、特にＢａおよびＳｒが好ましい。

【００１９】また、アルカリ土類元素と組み合わせる元
素はＧａおよび／またはＩｎであるか、Ｇａおよび／ま
たはＩｎに加えＡｌであり、これらの元素の組み合わせ
は任意である。

【００２０】本発明の蛍光体薄膜は、組成式Ａ_xＢ_yＯ_zＳ_w ：Ｍで表されるものであることが好ましい。上記組成式にお
いて、Ｍは発光中心となる金属元素を表し、Ａは、Ｍ
ｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａから選ばれた少なくとも一つ
の元素を表し、Ｂは、Ｇａ、ＩｎおよびＡｌから選択さ
れた少なくとも一つの元素であり、ＢにはＧａおよび／
またはＩｎが必ず含まれる。すなわちＢは、Ｇａおよび
／またはＩｎであるか、ＧａおよびＡｌであるか、Ｉｎ
およびＡｌであるか、Ｇａ、ＩｎおよびＡｌである。

【００２１】元素Ｂ中におけるＡｌの原子比は、０．３
以下であることが好ましい。Ａｌの原子比が大きすぎる
と、蛍光体薄膜の組成制御が困難となるほか、アルカリ
土類チオガレートやアルカリ土類チオインデートの組成
を最適化することにより高輝度および長寿命を得るとい
う本発明の効果が、不十分となる。

【００２２】上記式において、ｘ、ｙ、ｚ、ｗは、元素
Ａ、Ｂ、Ｏ、Ｓのモル比を表す。ｘ、ｙ、ｚおよびｗ
は、好ましくはｘ＝１〜５ｙ＝１〜１５ｚ＝３〜３０ｗ＝３〜３０である。

【００２３】アルカリ土類元素をＡで表し、Ｇａ、Ｉｎ
およびＡｌをＢで表したとき、母体材料において、アル
カリ土類元素に対するＧａ、ＩｎおよびＡｌの合計の原
子比Ｂ／Ａは、２超３．５以下であり、好ましくは３．
０以下である。Ｂ／Ａをこの範囲とすることにより、臨
界的に著しく高い輝度が得られる。ただし、組成ばらつ
き（Ｂ／Ａのばらつき）による輝度ばらつきを小さくす
るためには、Ｂ／Ａを好ましくは２．０５以上とし、よ
り好ましくは２．１以上とすることが望ましい。

【００２４】母体材料中における、酸素と硫黄との合計
に対する酸素の原子比Ｏ／（Ｓ＋Ｏ）、すなわち上記組
成式におけるｚ／（ｗ＋ｚ）は、好ましくは０．０１〜
０．８５、より好ましくは０．０１〜０．５、さらに好
ましくは０．０５〜０．５、最も好ましくは０．１〜
０．４である。酸素量をこのように制御することによ
り、臨界的に輝度寿命が長くなるとともに、高輝度が得
られる。

【００２５】なお、Ａ_xＢ_yＯ_zＳ_wが化学量論組成の化合
物であるとき、この化合物はｘ｛Ａ（Ｏ，Ｓ）｝と（ｙ
／２）｛Ｂ₂（Ｏ，Ｓ）₃｝とからなると考えることがで
きる。したがって、ｚ＋ｗ＝ｘ＋３ｙ／２のときがほぼ
化学量論組成である。高輝度の発光を得るためには蛍光
体薄膜の組成が化学量論組成付近であることが好まし
く、具体的には０．９≦（ｘ＋３ｙ／２）／（ｚ＋ｗ）≦１．１であることが好ましい。

【００２６】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）、ＴＥＭ−ＥＤＳ（Tr
ansmission Electron Microscopy - Energy Dispersive
X-ray Spectroscopy）等により確認することができ
る。

【００２７】酸素は、蛍光体薄膜の発光輝度を飛躍的に
高める効果がある。また、発光素子は発光時間の経過と
共に輝度が劣化するため、寿命が存在するが、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、希土類元素等の発光中心が化
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、母体材料自体も純
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。

【００２８】発光中心として含有される元素Ｍは、Ｍ
ｎ、Ｃｕ等の遷移金属元素、希土類金属元素、Ｐｂ、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。希土類元素は、少なくともＳｃ、
Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｅ
ｒ、Ｔｍ、Ｌｕ、Ｓｍ、Ｅｕ、ＤｙおよびＹｂから選択
されるが、青色蛍光体としては、Ｅｕ、およびＣｅ、緑
色蛍光体としては、Ｅｕ、Ｃｅ、ＴｂおよびＨｏ、赤色
蛍光体としては、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｓｍ、ＹｂおよびＮｄの
いずれかが好ましい。これらのなかでも母体材料との組
み合わせでＥｕ、Ｐｒ、ＴｂおよびＳｍのいずれかが好
ましく、Ｅｕ、Ｓｍがより好ましく、Ｅｕが最も好まし
い。発光中心は、アルカリ土類元素に対して０．１〜１
０原子%添加することが好ましい。

【００２９】前述したように、酸素が添加された蛍光体
薄膜は、希土類元素等の発光中心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。この効果は、結晶場に敏感な発光中心での
み顕著であり、発光中心がＥｕ²⁺である場合に特に著し
い。

【００３０】また、アルカリ土類チオガレートとして、
ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｃｅが青色用の蛍光体として研究されて
きたが、Ｃｅは、ＳｒＳ：Ｃｅでも問題となっているよ
うに、母体材料中においてＣｅ³⁺とＣｅ⁴⁺とが共存して
しまう。そのため、発光スペクトルが単一のピークをも
たなくなるので、色制御が難しい。これに対し、Ｅｕ添
加の場合には、単一の発光ピークが得られる。なお、酸
素添加による輝度向上効果がＣｅ添加の場合に低いの
は、Ｃｅ³⁺とＣｅ⁴⁺との共存が関係しているとも考えら
れる。

【００３１】このような蛍光体薄膜を得るには、たとえ
ば、以下の方法によることが好ましい。ここでは、Ｂａ
_xＧａ_yＯ_zＳ_w ：Ｅｕ蛍光体薄膜を例にとり説明する。

【００３２】第１の方法では、Ｅｕを添加したバリウム
ガレートペレットを蒸着源とし、反応性ガスとしてＨ₂
Ｓガスを用いた反応性蒸着により蛍光体薄膜を形成す
る。ここでＨ₂Ｓガスは、膜中に硫黄を導入するために
用いている。

【００３３】第２の方法では、多元蒸着法を用いる。多
元蒸着法としては、たとえば、（１）蒸発源として、Ｅｕを添加した酸化バリウムペレ
ットおよび酸化ガリウムペレットを用い、反応性ガスと
してＨ₂Ｓガスを用いた２元反応性蒸着；（２）蒸発源として、Ｅｕを添加した硫化バリウムペレ
ットおよび酸化ガリウムペレットを用い、反応性ガスを
用いない２元真空蒸着；（３）蒸発源として、Ｅｕを添加した酸化バリウムペレ
ットおよび硫化ガリウムペレットを用い、反応性ガスを
用いない２元真空蒸着；（４）蒸発源として、Ｅｕを添加した硫化バリウムペレ
ットおよび硫化ガリウムペレットを用い、反応性ガスと
してＯ₂ ガスを用いた２元反応性蒸着を用いることが好
ましい。

【００３４】また、上記方法（１）におけるＥｕを添加
した酸化バリウムペレットに替えて、また、上記方法
（４）におけるＥｕを添加した硫化バリウムペレットに
替えて、金属Ｅｕおよび金属Ｂａを蒸発源としてもよ
い。

【００３５】第２の方法のうち特に好ましいのは、真空
槽内に、硫化ガリウム蒸発源と、発光中心が添加された
硫化バリウム蒸発源とを少なくとも配置してＯ₂ ガスを
導入し、これらの蒸発源の各々から硫化ガリウムおよび
硫化バリウムを蒸発させ、蒸発物質が基板上に堆積する
際に酸素を結合させてオキシ硫化物薄膜を得る方法であ
る。

【００３６】第３の方法では、アニール処理により蛍光
体薄膜中に酸素を導入する。すなわち、硫化物薄膜を形
成後、酸化雰囲気中でアニール処理を施してオキシ硫化
物薄膜とする。

【００３７】第３の方法において用いる蒸着法として
は、たとえば（１）蒸発源として、Ｅｕを添加した硫化バリウムペレ
ットおよび硫化ガリウムペレットを用い、反応性ガスと
してＨ₂Ｓガスを用いた２元反応性蒸着、（２）蒸発源として、Ｅｕを添加した硫化バリウムペレ
ットおよび硫化ガリウムペレットを用い、反応性ガスを
用いない２元反応性蒸着、（３）蒸発源として、Ｅｕを添加したバリウムチオガレ
ートペレットを用いる２元真空蒸着、（４）蒸発源として、Ｅｕを添加したバリウムチオガレ
ートペレットを用い、反応性ガスとしてＨ₂Ｓガスを用
いた２元反応性蒸着が好ましい。

【００３８】また、上記方法（１）および（２）におけ
るＥｕを添加した硫化バリウムペレットに替えて、金属
Ｅｕおよび金属Ｂａを蒸発源としてもよい。

【００３９】第３の方法におけるアニールは、酸素中ま
たは空気中などの酸化雰囲気中で行う。アニール雰囲気
中の酸素濃度は、空気中の酸素濃度以上であることが好
ましい。また、アニール温度は、好ましくは５００℃〜
１０００℃、より好ましくは６００℃〜８００℃の範囲
内に設定する。このアニールにより、蛍光体薄膜中に酸
素が導入されるとともに、蛍光体薄膜の結晶性が著しく
向上する。

【００４０】第３の方法のうち特に好ましいのは、蒸着
法として上記方法（１）または（２）を用いる方法であ
る。

【００４１】上記各方法のうち最も好ましいのは、第３
の方法である。第３の方法は、蛍光体薄膜中における酸
素量の制御が容易であるほか、結晶性の高い蛍光体薄膜
を得やすい。

【００４２】発光中心の元素は、金属、フッ化物、酸化
物または硫化物の形で蒸発源に添加する。蒸発源の発光
中心含有量と、その蒸発源を用いて形成された薄膜中の
発光中心含有量とは異なるので、薄膜中において所望の
含有量となるように蒸発源中の発光中心含有量を調整す
る。

【００４３】上記各方法では、発光中心をアルカリ土類
硫化物に添加しておくことが好ましく、特に、アルカリ
土類硫化物（たとえばＢａＳ）蒸発源中において発光中
心が硫化物（たとえばＥｕＳ）として存在していること
が好ましい。アルカリ土類硫化物には、数 mol％以下の
発光中心を均一に添加することが可能である。発光中心
を添加したアルカリ土類硫化物からなるペレット、粉
体、圧粉体、固まりなどを蒸発させると、発光中心は、
アルカリ土類硫化物とともに蒸発して基板上に達するの
で、形成される薄膜中に微量の発光中心を制御性よく添
加できる。すなわちアルカリ土類硫化物は不純物物質
（発光中心）のキャリアとして働くため、薄膜中へ１ m
ol％以下の発光中心を精度よく、均一に添加することが
できる。

【００４４】蒸発源として用いるアルカリ土類硫化物
は、化学量論組成に対し１０％程度偏倚していてもよい
が、アルカリ土類硫化物に発光中心を加えて蒸発源を作
製する際に発光中心の添加量の精度を上げるためには、
できるだけ化学量論組成に近いことが好ましい。

【００４５】上記各方法において、蒸着中の基板温度
は、室温〜６００℃、好ましくは、１００℃〜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。

【００４６】形成されたオキシ硫化物薄膜は、高結晶性
の薄膜であることが好ましい。結晶性の評価は、たとえ
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、上記
した酸化雰囲気中でのアニールに限らず、真空中、Ｎ₂
中、Ａｒ中、Ｓ蒸気中、Ｈ₂Ｓ中でのアニールも結晶性
向上に効果的である。

【００４７】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、蛍光体材料に
もよるが、好ましくは１００〜２０００nm、特に１５０
〜７００nm程度である。

【００４８】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）であり、酸素を添加するためのＯ₂ ガス、硫化を
促進するためのＨ₂Ｓガスの導入量を共に調整して、圧
力を６．６５×１０^-3 〜６．６５×１０^-2 Pa（５×１
０^-5 〜５×１０^-4 Torr）に保つことがより好ましい。
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。Ｈ₂Ｓガス、
またはＯ₂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１０〜３０SCCMが好ましい。

【００４９】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。

【００５０】基板を回転させる場合、基板の回転速度と
しては、好ましくは１０回／min 以上、より好ましくは
１０〜５０回／min 、特に１０〜３０回／min 程度であ
る。基板の回転速度をこれ以上速くしようとすると、真
空槽の気密を保つためのシールが難しくなる。また、遅
すぎると槽内の膜厚方向に組成ムラが生じ、作製した蛍
光体薄膜の特性が低くなる。基板を回転させる回転手段
は、モータ、油圧回転機構等の動力源と、ギア、ベル
ト、プーリー等と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。

【００５１】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、たとえば
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１
００〜１４００℃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。

【００５２】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、硫化ガリウムと硫
化バリウムとを蒸発源とし、酸素を導入しつつ、酸素添
加バリウムチオガレート：Ｅｕを作製する方法を例にと
る。図において、真空槽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。

【００５３】硫化ガリ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、
硫化ガリウム１４ａおよび発光中心の添加された硫化バ
リウム１５ａが納められる”るつぼ”４０、５０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。

【００５４】電子銃４１、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、るつぼ４
０、５０に照射され、発光中心の添加された硫化ガリウ
ム１４ａおよび硫化バリウム１５ａを所定の比率で蒸発
させることができる。また、一つのＥガンで多元同時蒸
着を行う多元パルス蒸着法といわれる方法を用いてもよ
い。

【００５５】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、酸素ガスや硫化水素ガスを導入する反応性ガス
導入ポート１１ｂを有している。

【００５６】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の回転軸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速
度で回転可能なようになっている。また、基板ホルダー
１２ａには、ヒーター線などにより構成される加熱手段
１３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。

【００５７】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ガリウム蒸気と硫化バリウム蒸
気とを基板１２上に堆積するとともに、導入した酸素と
結合させ、オキシ硫化物薄膜を形成する。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
薄膜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。なお、上記例ではＥＢ蒸発源を２つ用いる場合を
示して説明したが、蒸発源はＥＢ蒸発源に限定されるも
のではなく、用いる材料や条件により抵抗加熱蒸発源等
の他の蒸発源を用いてもよい。

【００５８】以上述べたように、本発明の蛍光体薄膜材
料および蒸着による製造方法によると、高輝度に発光
し、寿命が長い蛍光体薄膜が容易に形成可能となる。

【００５９】本発明の蛍光体薄膜を用いて無機ＥＬ素子
を得るには、たとえば、図２に示すような構造とすれば
よい。

【００６０】図２は、本発明の蛍光体薄膜を発光層３に
用いた無機ＥＬ素子の一例である２重絶縁型構造の素子
を示す斜視図である。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。

【００６１】基板１、電極５、６、第１の絶縁層２、第
２の絶縁層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。

【００６２】基板は、厚膜形成温度、発光層の形成温
度、発光層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８０
０℃以上の材料から構成され、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（Ｍｇ
Ｏ・ＳｉＯ₂ ）、ムライト（３Ａｌ₂Ｏ₃ ・２ＳｉＯ
₂ ）、ベリリア（ＢｅＯ）、窒化アルミニウム（Ａｌ
Ｎ）、窒化シリコン（Ｓｉ₃Ｎ₄）、炭化シリコン（Ｓｉ
Ｃ＋ＢｅＯ）等のセラミック基板、結晶化ガラスなどの
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、結晶化ガラス基板が好ましく、
熱伝導性が必要な場合にはベリリア、窒化アルミニウム
または炭化シリコンからなる基板が好ましい。

【００６３】また、このほかに、石英基板、熱酸化シリ
コンウエハーを用いることができ、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、内部に下
部電極を設けた絶縁性厚膜を基板上に形成した構造が好
ましい。

【００６４】厚膜誘電体層（第１の絶縁層）には、公知
の誘電体厚膜材料から比較的誘電率の大きな材料を選択
して用いることが好ましい。このような材料としては、
たとえばチタン酸鉛系、ニオブ酸鉛系、チタン酸バリウ
ム系等の材料が好ましい。

【００６５】厚膜誘電体層の抵抗率としては、１０⁸ Ω
・cm以上、特に１０¹⁰ 〜１０¹⁸ Ω・cm程度である。ま
た、その比誘電率εとしては、好ましくはε＝１００〜
１００００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】厚膜誘電体層の形成方法は特に限定されな
いが、１０〜５０μm 厚の膜が比較的容易に得られる方
法、たとえばゾルゲル法、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。このペーストを用いてスクリーン印刷法によ
り基板上に塗膜を形成し、乾燥させる。この塗膜を適当
な温度で焼成し、厚膜を得る。

【００６８】薄膜誘電体層（第２の絶縁層）の構成材料
としては、たとえば酸化シリコン（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 ）、チタン酸ジルコン酸鉛
（ＰＺＴ）、ジルコニア（ＺｒＯ₂ ）、シリコンオキシ
ナイトライド（ＳｉＯＮ）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃ ）、
ニオブ酸鉛、Ｐｂ（Ｍｇ_1/3Ｎｉ_2/3）Ｏ₃とＰｂＴｉＯ₃
との混合物（ＰＭＮ−ＰＴ）が好ましい。薄膜誘電体層
は、これらの少なくとも１種を含有する層の単層または
多層からなる構造とすればよい。薄膜誘電体層を形成す
る方法としては、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法など既
存の方法を用いればよい。薄膜誘電体層の膜厚として
は、好ましくは５０〜１０００nm、特に１００〜５００
nm程度である。

【００６９】下部電極は、基板と第１の絶縁層との間ま
たは第１の絶縁層内に形成される。下部電極は、発光層
のアニール時に高温にさらされ、また、第１の絶縁層を
厚膜から構成する場合には、第１の絶縁層形成時にも高
温にさらされる。そのため、下部電極構成材料は耐熱性
に優れることが好ましく、具体的には、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種以上を含有することが好ましい。

【００７０】また、上部電極は、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。

【００７１】また、電極は、シリコンを主成分として含
有するものでも良い。このシリコン電極は、多結晶シリ
コン（ｐ−Ｓｉ）であっても、アモルファス（ａ−Ｓ
ｉ）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】シリコン電極は、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設けた構造とする場合、誘
電体厚膜と同じ方法が好ましい。

【００７４】電極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。電極の膜厚としては、形
成する材料にもよるが、好ましくは５０〜２０００nm、
特に１００〜１０００nm程度である。

【００７５】本発明の蛍光体薄膜は各種ＥＬパネルに適
用可能であり、例えば、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好適である。

【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。

【００７７】実施例１本発明の蛍光体薄膜を用いたＥＬ素子を作製した。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）を用い、下部電極としてＰ
ｄ電極を用いた。まず、基板のグリーンシートを作製
し、この上に下部電極、厚膜誘電体層をスクリーン印刷
した後、全体を焼成した。次いで、表面を研磨し、３０
μm 厚の厚膜誘電体層付き基板を得た。さらに、この上
にＢａＴｉＯ ₃ 膜をスパッタリングにより４００nm厚に
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、Ａｌ₂Ｏ₃ 膜（５０nm
厚）／ＺｎＳ膜（２００nm厚）／蛍光体薄膜（３００nm
厚）／ＺｎＳ膜（２００nm厚）／Ａｌ₂Ｏ₃ 膜（５０nm
厚）からなる積層構造体を形成した。蛍光体薄膜の両側
に設けた各薄膜は、ＥＬ素子として安定に発光させるた
めのものである。

【００７９】蛍光体薄膜は、図１に示す構成の蒸着装置
を用い、以下の手順で形成した。ただし、ＥＢ蒸発源１
４に替えて抵抗加熱蒸発源を用いた。

【００８０】ＥｕＳを５ mol％添加したＳｒＳ粉を入れ
たＥＢ蒸発源１５、Ｇａ₂Ｓ₃ 粉を入れた抵抗加熱蒸発
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蛍光体薄膜を成膜した。各々の
蒸発源の蒸発速度は、蛍光体薄膜の成膜速度が１ nm／s
ec となるように調節した。Ｈ₂Ｓガスの導入速度は２０
SCCMとした。このようにして形成した蛍光体薄膜を含む
前記積層構造体を、７５０℃の空気中で１０分間アニー
ルした。

【００８１】また、組成測定のために、Ｓｉ基板上にも
前記積層構造体を形成した後、アニールを行った。この
積層構造体の形成条件およびアニール条件は、ＥＬ素子
中の上記積層構造体と同じとした。この積層構造体中の
蛍光体薄膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析した結果、原
子比（任意単位）でＳｒ：５．９１、Ｇａ：１８．９３、Ｏ：１１．５２、Ｓ：４８．８１、Ｅｕ：０．３３であった。すなわち、Ｓｒ_xＧａ_yＯ_zＳ_w ：Ｅｕにおけ
る原子比は、Ｇａ／Ｓｒ＝ｙ／ｘ＝３．２０、Ｏ／（Ｓ＋Ｏ）＝ｚ／（ｗ＋ｚ）＝０．１９１、（ｘ＋３ｙ／２）／（ｚ＋ｗ）＝１．０４であった。

【００８２】さらに、前記積層構造体上にＩＴＯ酸化物
ターゲットを用いた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、ＥＬ素子を完成した。

【００８３】得られたＥＬ素子の２つの電極間に１kHz
のパルス幅５０μsの電界を印加することにより、２３
００cd／m² の緑色発光輝度が再現良く得られた。図３
に発光スペクトルを示す。

【００８４】実施例２実施例１において、Ｅｕに替えてＴｂを用いたとこ
ろ、輝度５３cd／m² の緑の発光が得られた。

【００８５】実施例３実施例１において、Ｓｒに替えて、あるいはＳｒと共に
Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａの１種または２種以上をそれぞれ用い
たところ、ほぼ同様な結果が得られた。この場合、青緑
色の発光が得られた。

【００８６】なお、上記実施例２〜３でそれぞれ形成し
た蛍光体薄膜では、前記組成式におけるｙ／ｘは２．２
〜３．０の範囲にあり、ｚ／（ｗ＋ｚ）は０．１３〜
０．３３の範囲にあり、（ｘ＋３ｙ／２）／（ｚ＋ｗ）
は０．９〜１．１の範囲にあった。

【００８７】実施例４Ｇａに替えてＩｎを用いて以下の手順で蛍光体薄膜を形
成したほかは実施例１と同様にして、ＥＬ素子を作製し
た。

【００８８】図１の蒸着装置において、ＥＢ蒸発源１４
に替えて抵抗加熱蒸発源を用いた。Ｅｕを５ mol％添加
したＳｒＳ粉を入れたＥＢ蒸発源１５、Ｉｎ₂Ｓ₃ 粉を
入れた抵抗加熱蒸発源（１４）を、Ｏ₂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蛍光体薄膜
を成膜した。各々の蒸発源の蒸発速度は、薄膜の成膜速
度が１ nm／sec になるように調節した。Ｏ₂ ガスの導
入速度は１０SCCMとした。アニールは、７５０℃のＮ₂
ガス中で１０分間行った。

【００８９】また、組成測定のために、Ｓｉ基板上にも
蛍光体薄膜を含む積層構造体を形成した後、アニールを
行った。この積層構造体の形成条件およびアニール条件
は、ＥＬ素子中の積層構造体と同じとした。この積層構
造体中の蛍光体薄膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析した
結果、原子比（任意単位）でＳｒ：５．４８、Ｉｎ：１６．８１、Ｏ：６．６５、Ｓ：５２．８４、Ｅｕ：０．２８であった。すなわち、Ｓｒ_xＩｎ_yＯ_zＳ_w ：Ｅｕにおけ
る原子比は、Ｇａ／Ｓｒ＝ｙ／ｘ＝３．０７、Ｏ／（Ｓ＋Ｏ）＝ｚ／（ｗ＋ｚ）＝０．１１１、（ｘ＋３ｙ／２）／（ｚ＋ｗ）＝０．９４であった。

【００９０】得られたＥＬ素子に対し実施例１と同様に
して発光特性を測定したところ、３０cd／m² の赤色発
光輝度が再現良く得られた。図４に発光スペクトルを示
す。

【００９１】実施例５蛍光体薄膜をアニールする際に、温度、雰囲気および湿
度の少なくとも１種を変更することによりＯ／（Ｓ＋
Ｏ）が表１に示す値となるように制御したほかは実施例
１と同様にして、ＥＬ素子を作製した。

【００９２】これらのＥＬ素子を実施例１と同条件で連
続駆動し、初期の輝度と、輝度が半減するまでの時間
（輝度半減寿命）とを調べた。結果を表１に示す。

【００９３】

【表１】

【００９４】表１から、Ｏ／（Ｓ＋Ｏ）が０．１以上で
あると、初期輝度が特に高くなり、かつ、発光寿命が十
分に長くなることがわかる。なお、各ＥＬ素子の蛍光体
薄膜は、組成式Ｓｒ_xＧａ_yＯ_zＳ_w ：Ｅｕにおいて、ｙ
／ｘが２．２〜２．７であり、（ｘ＋３ｙ／２）／（ｚ
＋ｗ）が０．９〜１．１であった。蛍光体薄膜の組成
は、輝度評価後に素子断面をＴＥＭ−ＥＤＳで分析する
ことにより測定した。

【００９５】実施例６原子比Ｇａ／Ｓｒが図５に示す値となるように蛍光体薄
膜を形成したほかは実施例１と同様にして、ＥＬ素子を
作製した。原子比Ｇａ／Ｓｒは、ＥＢ蒸発源からの蒸発
速度を制御することにより変更した。これらのＥＬ素子
について、実施例１と同様にして輝度を測定した。結果
を表２および図５に示す。

【００９６】

【表２】

【００９７】表２および図５から、Ｇａ／Ｓｒを化学量
論組成である２より大きくすることにより、臨界的に高
輝度が得られることがわかる。なお、各ＥＬ素子の蛍光
体薄膜は、組成式Ｓｒ_xＧａ_yＯ_zＳ_w ：Ｅｕにおいて、
ｚ／（ｗ＋ｚ）が０．１４〜０．２７であり、（ｘ＋３
ｙ／２）／（ｚ＋ｗ）が０．９〜１．１であった。蛍光
体薄膜の組成は、輝度評価後に素子断面をＴＥＭ−ＥＤ
Ｓで分析することにより測定した。

【００９８】なお、ＴＥＭ−ＥＤＳによる分析の結果、
本実施例および上記各実施例で形成した蛍光体薄膜は結
晶化しており、主な結晶相はＡＢ₂Ｓ₄であった。

【００９９】

【発明の効果】本発明の蛍光体薄膜は、赤、緑、青の発
光が可能であり、しかも、良好な色純度が得られるた
め、フルカラーＥＬパネルや多色ＥＬパネルに適用する
場合、フィルタを用いなくてすむ。また、本発明では、
蛍光体薄膜中におけるアルカリ土類元素に対するＧａま
たはＩｎの原子比を制御することにより、著しく高い輝
度を実現できる。さらに、本発明では、蛍光体薄膜中の
酸素含有量を制御することにより、輝度を高く、かつ輝
度寿命を長くできる。したがって、本発明により高輝度
かつ長寿命でかつ安価なＥＬパネルが実現するので、本
発明は産業上の利用価値が大きい。

【０１００】本発明の蛍光体薄膜は、アルカリ土類チオ
アルミネートに比べ組成制御が容易なアルカリ土類チオ
ガレートおよび／またはアルカリ土類チオインデートを
主成分とするため、高輝度が再現性よく得られ、輝度の
ばらつきが少なく、歩留まりが高い。

【０１０１】また、本発明では、化学的あるいは物理的
性質が類似した材料を用いて赤、緑、青の各色を発光す
る蛍光体薄膜が得られる。したがって、同一の製膜手法
や製膜装置を用いて各色の蛍光体薄膜を形成できるの
で、フルカラーＥＬパネルの製造工程を簡略化すること
ができ、製造コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法に用いる蒸着装置の構成例を
示す概略断面図である。

【図２】２重絶縁型構造の無機ＥＬ素子の一部を切り出
して示す斜視図である。

【図３】実施例１のＥＬ素子の発光スペクトルを示した
グラフである。

【図４】実施例４のＥＬ素子の発光スペクトルを示した
グラフである。

【図５】実施例６で作製したＥＬ素子について、蛍光体
薄膜の原子比Ｇａ／Ｓｒと輝度との関係を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１基板２第１の絶縁層（厚膜誘電体層）３発光層４第２の絶縁層（薄膜誘電体層）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１４ＥＢ蒸発源１５ＥＢ蒸発源

───────────────────────────────────────────────────── 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 ＺＦターム(参考） 3K007 AB02 AB04 AB11 AB18 BA06 DA02 DA05 DB01 DC04 EC02 FA01 4H001 CA04 CF02 XA08 XA12 XA13 XA16 XA20 XA31 XA38 XA49 XA56 YA00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】母体材料と発光中心とを含有し、母体材料が、アルカリ土類元素と、Ｇａおよび／または
Ｉｎと、硫黄（Ｓ）とを少なくとも含有し、さらにＡｌ
を含有してもよい硫化物であるか、これらに加えさらに
酸素（Ｏ）を含有するオキシ硫化物であり、母体材料中
において、アルカリ土類元素をＡで表し、Ｇａ、Ｉｎお
よびＡｌをＢで表したとき、原子比Ｂ／Ａが、２超３．
５以下である蛍光体薄膜。
【請求項２】Ｂ／Ａ＝２．０５〜３．０である請求項１の蛍光体薄膜。
【請求項３】母体材料中において、酸素と硫黄との合
計に対する酸素の原子比Ｏ／（Ｓ＋Ｏ）が、Ｏ／（Ｓ＋Ｏ）＝０．０１〜０．８５である請求項１または２の蛍光体薄膜。
【請求項４】母体材料中において、酸素と硫黄との合
計に対する酸素の原子比Ｏ／（Ｓ＋Ｏ）が、Ｏ／（Ｓ＋Ｏ）＝０．１〜０．８５である請求項１または２の蛍光体薄膜。
【請求項５】下記組成式で表される請求項１〜４のい
ずれかの蛍光体薄膜。組成式Ａ_xＢ_yＯ_zＳ_w ：Ｍ［但し、Ｍは発光中心となる金属元素を表し、ＡはＭ
ｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａから選ばれた少なくとも一つ
の元素であり、Ｂは、Ｇａ、ＩｎおよびＡｌから選択さ
れた少なくとも一つの元素であり、ＢにはＧａおよび／
またはＩｎが必ず含まれる。ｘ＝１〜５、ｙ＝１〜１
５、ｚ＝３〜３０、ｗ＝３〜３０である］
【請求項６】前記発光中心は希土類元素である請求項
１〜５のいずれかの蛍光体薄膜。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかの蛍光体薄膜を
有するＥＬパネル。
【請求項８】請求項１〜６のいずれかの蛍光体薄膜を
製造する方法であって、硫化物薄膜を形成した後、酸化雰囲気中でアニール処理
を施してオキシ硫化物薄膜とする工程を有する蛍光体薄
膜の製造方法。
【請求項９】請求項１〜６のいずれかの蛍光体薄膜を
製造する方法であって、蒸発源として、アルカリ土類元素の硫化物または金属を
含有するものと、Ｇａ硫化物および／またはＩｎ硫化物
を含有するものとを少なくとも用い、反応性ガスとして
酸素ガスを用いる反応性蒸着法により、オキシ硫化物薄
膜を形成する工程を有する蛍光体薄膜の製造方法。
【請求項１０】請求項１〜６のいずれかの蛍光体薄膜
を製造する方法であって、蒸発源として、アルカリ土類元素の硫化物または金属を
含有するものと、Ｇａ硫化物および／またはＩｎ硫化物
を含有するものとを少なくとも用いる蒸着法により硫化
物薄膜を形成した後、酸化雰囲気中でアニール処理を施
してオキシ硫化物薄膜とする工程を有する蛍光体薄膜の
製造方法。
【請求項１１】アルカリ土類硫化物を含有する蒸発源
に、発光中心が含有されている請求項９または１０の蛍
光体薄膜の製造方法。