荧光体薄膜及其制造方法,和EL板技术

本发明专利技术的目的是提供不需要滤色片、色纯度良好、特别适用于全色ＥＬ用ＲＧＢ、进而简化了全色ＥＬ板制造工序、辉度偏差小、合格率高，制造费用低的荧光体薄膜，及其制造方法，和ＥＬ板，为达到此目的，母体材料是在从碱土类硫代镓酸盐和碱土类硫代铟酸盐中至少选出的一种化合物中含有氧的氧代硫化物，进而含有发光中心元素，如此构成的荧光体薄膜，及其制造方法，和用它制作的ＥＬ板。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
,和el板的制作方法
本专利技术涉及具有发光功能的氧代硫化物薄膜，特别涉及在无机EL元件等发光层中使用的荧光体薄膜，和用其制作的EL板。近年来，作为小型或大型轻量的平面显示器，广泛研究薄膜EL元件。使用发橙黄色光的由添加锰的硫化锌形成荧光体薄膜的单色薄膜EL显示器，是如图2所示使用薄膜绝缘层2、4的双层绝缘型结构，并已经实用化。图2中，在基板1上形成规定图形的下部电极5，在形成该下部电极5的基板1上形成第1绝缘层2，在该第1绝缘层2上依次形成发光层3、第2绝缘层4，同时在第2绝缘层4上形成规定图形的上部电极6，使其与上述下部电极5构成矩阵变换电路。进而作为显示器，与计算机用、TV用、其他显示用相对应，彩色化是必不可少的。使用硫化物荧光体薄膜的薄膜EL显示器，虽然可靠性、耐环境性优良，但目前，以红色、绿色、兰色三种原色发光的EL用荧光体的特性还很不理想，所以彩色应用不适宜。兰色发光荧光体，是作为母体材料使用SrS、作为发光中心使用Ce的SrSCe和ZnSTm、作为红色发光荧光体是ZnSSm、CaSEu、作为绿色发光荧光体是ZnSTb、CaSCe等，都是备选的，并继续进行研究。这些以红色、绿色、兰色三种原色发光的荧光体薄膜在发光辉度、效率、色纯度方面仍存在问题，目前，全色EL板还没有实用化。特别是兰色，使用SrSCe，虽然得到比较高的辉度，但作为全色显示板用的兰色，辉度仍很不够，而且色度偏重于绿色，所以希望开发更好兰色发光层。为了解决这些课题，正如特开平7-122364号公报、特开平8-134440号公报、信学技报EID98-113、19-24页、和JPn.J.Appl.Phys.Vol 38、(1999)pp.L1291-1292中讲述的那样，已开发出SrGa2S4Ce、CaGa2S4Ce和BaAl2S4Eu等硫代镓酸盐或硫代铝酸盐系的兰色荧光体。这些硫代镓酸盐系荧光体，就色纯度方面虽然没有问题，但辉度很低、特别是由于多元组成，很难得到组成均匀的薄膜。认为因组成控制性差而引起结晶性也差，因硫脱除引发缺陷，混入杂质等，从而得不到高质量的薄膜，由此辉度也不能提高。特别是硫代铝酸盐的组成控制性极难。就实现全色EL板，则需要以稳定地、廉价地实现兰、绿、红用荧光体的荧光材料、制作加工的荧光体，正如上述，荧光体薄膜的母体材料和发光中心材料的化学或物理性质，随各种材料而异，所以根据荧光体薄膜的种类，制造方法也不同。作为用一种材料获得高辉度的制膜方法，由于不能以高辉度实现其他颜色的荧光体薄膜，所以在考虑全色EL板的制造工艺时，需要很多种制膜装置，使得制作工艺更加复杂，同时也增加了板的制造费用。上述兰、绿、红的EL荧光体薄膜的EL光谱都很宽，应用于全色EL板时，作为板所需要的，必须用滤色片从EL荧光体薄膜的EL光谱中切割出RGB。当使用滤色片时，不仅使制造工艺变得复杂，最严重的问题是辉度很低。当使用滤色片取出RGB时，兰、绿、红的EL荧光体薄膜的辉度会损失10-50％，因辉度很低，不能实用。为了解决上述问题，要求不用滤色片，色纯度良好，而且以高辉度发光的红、绿、兰荧光体薄膜材料，以同一制膜方法和制膜装置获得高辉度的，化学或物理性质相类似的荧光体母体材料和发光中心材料。本专利技术的目的是提供不需要滤色片，色纯度良好，特别适于全色EL用RGB的，和EL板。还提供简化了全色EL板的制造工艺、辉度偏差小，提高了合格率、降低了制造费用的，和EL板。这样的目的，通过下述(1)～(8)中任一构成即可达到。(1)一种荧光体薄膜，该薄膜是母体材料是选自碱土类硫代镓酸盐和碱土类硫代铟酸盐中的至少一种的化合物中含有氧的氧代硫化物，进而含有形成发光中心元素。(2)上述氧代硫化物中氧元素和硫元素的摩尔比率O/(S+O)表示时，O/(S+O)＝0.01～0.85的上述(1)荧光体薄膜。(3)以下述组成式AxByOzSwM表示的上述(1)或(2)的荧光体薄膜，。(4)上述发光中心为稀土类元素的上述(1)～(3)中任一项的荧光体薄膜。(5)具有上述(1)～(4)中任一项荧光体薄膜的EL板，(6)一种荧光体薄膜的制造方法，是形成上述(1)～(4)中任一项荧光体薄膜的制造方法，在形成硫化物薄膜后，在氧化环境气中进行退火。(7)一种荧光体薄膜的制造方法，是利用蒸镀法形成上述(1)～(4)中任一项荧光体薄膜的制造方法，在真空槽内，至少配置从硫化镓、硫化铟中至少选出的一种蒸发源、和添加发光中心的稀土类硫化物蒸发源，并通入氧气、从这些蒸发源分别蒸发从硫化镓、硫化铟中至少选出的一种化合物和稀土类硫化物原料，向基板上堆积时，各种原料物质与氧气结合得到薄膜。(8)一种荧光体薄膜的制造方法，是利用蒸镀法形成上述(1)～(4)中任一项荧光体薄膜的制造方法，在真空槽内，至少配置从硫化镓、硫化铟中至少选出一种的蒸发源、和碱土类金属或添加发光中心的碱土类硫化物蒸发源，并通入硫化氢气体，从这些蒸发源，分别蒸发从硫化镓、硫化铟中至少选出的一种化合物和碱土类硫化物原料或碱土类金属原料，向基板上堆积时，各种原料物质和硫化氢气体结合得到硫化物荧光体薄膜，随后，在氧化环境气中进行退火处理。本专利技术是以同一种制膜方法，用反应性蒸镀法，使用化学或物理稳定的氧化物，获得合成化合物材料的专利技术。得到的荧光体薄膜，在从红到兰广范围内放射出各种颜色的发光。首先，专利技术者们发现，将碱土类硫代镓酸盐、碱土类硫代铟酸盐作为EL用的薄膜荧光体，形成薄膜化。使用得到的薄膜，虽然能制作出EL元件，但不能得到所要求的发光。所得薄膜的发光辉度最高为2cd/m2，是低辉度，为了EL元件板的应用，必须提高辉度。遵循这一结果，对该系列荧光体薄膜进行了研究，结果完成了本专利技术。即，发现向碱土类硫代镓酸盐、碱土类硫代铟酸盐母体材料中添加氧，通过形成氧代硫化物，可极大地提高辉度。附图说明图1是可适用于本专利技术方法的装置，或本专利技术制造装置构成示例的简要断面图。图2是利用本专利技术方法、装置制造的无机EL元件构成示例的部分断面图。图3是实施例1中EL元件发光光谱的示意曲线图。图4是实施例5中EL元件发光光谱的示意曲线图。以下对本专利技术的实施形态进行详细说明。本专利技术的荧光体薄膜是将从碱土类硫代镓酸盐和碱土类硫代铟酸盐中至少选出一种化合物中含有氧的氧代硫化物作为母体材料。进而添加作为发光中心稀土类元素。本专利技术荧光体薄膜中使用的碱土类硫代镓酸盐和碱土类硫代铟酸盐等，在将碱土类作为A、将Ga或In作为B时，有A5B2S8、A4B2S7、A2B2S5、AB2S4、AB4S7、A4B14S25、AB8S13、AB12S19等，作为基本材料可使用这些中的一种，也可使用2种或以上的混合体，也可以是不具有明确结晶结构的非晶质状态。碱土类元素是Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Ra中的任一种，这些中优选Mg、Ca、Sr和Ba，更优选Ba和Sr。与碱土类元素组合的元素是Ga或In，这些元素可任意组合。本专利技术的荧光体薄膜，优选相对上述材料进一步含有氧，以组成式AxByOzSwRe表示的。。上述式中x、y、z、w表示元素A、B、O、S的摩尔比，x、y、z、w最好是x＝1～5、y＝1～15、z＝3～30、w＝3～30。含有的氧最好是向碱土类硫化物母体材料中，以相对于母本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种荧光体薄膜，其中母体材料是在从碱土类硫代镓酸盐和碱土类硫代铟酸盐中至少选出一种化合物中含有氧的氧代硫化物，进而含有形成发光中心的元素。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：矢野义彦，大池智之，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]