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、色纯度良好的、适用于全色ＥＬ用ＲＧＢ、简化了全色ＥＬ板的制造工序、辉度偏差小、提高了合格率、降低了制造费用的荧光体薄膜及其制造方法，和ＥＬ板，为达此目的，母体材料是将氧化物的碱土类铝酸盐为主成份，在该母体料中添加硫、进而添加发光中心的稀土类元素，以此构成的荧光体薄膜、及其制造方法，和用其制造的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
本专利技术涉及无机EL元件用的氧化物发光层，特别涉及发光层使用的荧光体薄膜，用其制作的EL板。近年来，作为小型或大型轻量平面显示器，广泛研究薄膜EL元件。使用由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，如图2所示，是使用了薄膜绝缘层2、4双层绝缘型的结构，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，在该下部电极5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上以规定图形形成上部电极6，使其与上述下部电极5构成矩阵变换电路。作为显示器，为了与计算机用、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，在彩色应用中很不适宜。兰色发光荧光体作为母体材料使用SrS、作为发光中心使用Ce的SrS∶Ce和ZnS∶Tm、作为红色发光荧光体是ZnS∶Sm、CaS∶Eu、作为绿色发光荧光体是ZnS∶Tb、CaS∶Ce等，都是备选的，并继续研究。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、色纯度方面还存在问题，目前，彩色EL板还没有实用化。特别是，兰色使用SrS∶Ce，虽然获得比较高的辉度，但作为全色显示板用的兰色，辉度仍然不足，由于色度也偏向于绿色一侧，所以希望开发更好的兰色发光层。为了解决这些课题，正如在特开平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，开发了SrGa2S4∶Ce、CaGa2S4∶Ce和BaAl2S4∶Eu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中，就色纯度方面虽然没有问题，但辉度很低、特别由于是多元组成，很难获得细成均匀的薄膜，由于组成控制性差所引起的结晶性也差，硫的脱离导致缺陷产生、并混入杂质等，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极难。就实现全色EL板方面，必须以稳定、廉价地实现兰、绿、红用荧光体的荧光材料、和制作加工的荧光体，如上述，因为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，由于不能实现其他颜色的高辉度荧光体薄膜，所以考虑到全色EL板的制造工艺时，需要很多种类的制膜装置，使得制造过程更为复杂，而且板的制造费用也相当高。上述兰、绿、红的EL荧光体薄膜的EL光谱都很宽，用于全色EL板时，作为板，必须使用滤色片从EL荧光体薄膜的EL光谱中切割出RGB。使用滤色片时，不仅使制造工艺变得复杂，而且最大的问题是降低了辉度。当使用滤色片取出RGB时，由于兰、绿、红的EL荧光体薄膜的辉度会损失10-50％，所以辉度降低。很不实用。为了解决上述问题，而要求不使用滤色片，色纯度良好，且发出高辉度光的红、绿、兰的荧光体薄膜材料，和使用同一种制膜方法和制膜装置就能获得很高的辉度，化学和物理性质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，色纯度良好的，特别适于全色EL用的RGB的，和EL板。还提供可简化全色EL板的制造工艺、减少辉度偏差、提高合格率、降低制造费用的，和EL板。这样的目的，通过下述(1)～(11)中任何一种构成即可达到。(1)母体材料是以氧化物的碱土类铝酸盐作为主成分，在该母体材料中含有硫，进而含有形成发光中心元素的荧光体薄膜。(2)以下式AxAlyOzSw∶Re表示的上述(1)的荧光薄膜，。(3)上述含有的硫元素与母体材料的氧元素的摩尔比率，以S/(S＋O)表示时，为0.01～0.5的上述(1)的荧光体薄膜。(4)1.5≤y/x≤3.0的上述(2)荧光体薄膜。(5)进而，S/(S＋O)＝0.7～0.9的上述(4)荧光体薄膜。(6)以下式AxAlyOzSw∶Re表示的荧光体薄膜，。(7)上述发光中心Re是Eu、Tb和Sm中任何一种的上述(1)荧光体薄膜。(8)具有上述(1)荧光体薄膜的EL板。(9)作为母体材料前躯体，形成含有硫和发光中心的硫化物薄膜后，在氧化环境气中进行退火处理，通入氧，获得荧光体薄膜的上述(1)荧光体薄膜制造方法。(10)一种荧光体薄膜的制造方法，是利用蒸镀法形成上述(1)荧光体薄膜的制造方法，在真空槽内至少配置硫化铝蒸发源和添加发光中心的碱土类硫化物蒸发源，通入氧气。从这些蒸发源分别蒸发硫化铝和碱土类硫化物原料，向基板上堆积时，各种原料物质与氧气结合获得薄膜。(11)一种荧光体薄膜的制造方法，是利用蒸镀法形成上述(1)荧光体薄膜的制造方法，在真空槽内至少配置硫化铝蒸发源和添加发光中心的碱土类硫化物蒸发源，通入硫化氢气体，从这些蒸发源分别蒸发硫化铝和碱土类硫化物原料，向基板上堆积时，各种原料物质和硫化氢气结合，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。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的构成实例示意断面图。图2是利用本专利技术方法、装置制造无机EL元件的构成实例示意部分断面图。图3是实施例1中EL板的辉度一电压特性示意曲线图。图4是实施例1中EL板的发光光谱示意曲线图。图5是实施例6中Al/Ba比和兰色发光的色度，即与x、y的关系示意曲线图。图6是实施例7中氧一硫含量和兰色发光辉度关系的示意曲线图。本专利技术是作为同一种制膜方法使用反应性蒸镀法，使用化学或物理稳定的氧化物合成化合物材料获得结果的专利技术，所得到的荧光体薄膜在从红到兰的广泛范围内放射出各种颜色的发光。本专利技术的荧光体薄膜，作为母体材料是使用氧化物的碱土类铝酸盐的材料。将碱土类铝酸盐薄膜作为EL用的薄膜荧光体没有研究实例。据推测，认为碱土类铝酸盐难以获得结晶化薄膜，并且不能用作E发光的荧光体薄膜，研究了碱土类铝酸盐对PDP的应用或荧光灯的应用。添加碳酸钡等的Ba原料和氧化铝等的Al原料及Eu，在1100～1400℃下烧成。通过合成粉体，用作PDP用或荧光灯用的兰色荧体。首先，专利技术者们将铝酸钡盐作为EL用的薄膜荧光体形成薄膜化。虽然使用得到的薄膜制作出了EL元件，但不可能获得所希望的发光。接着在1100℃下进行退火时，才逐渐观察到EL发光。然而是2cd/m2的低辉度，为了EL元件板的应用，必须高辉废化和降低工艺温度。遵循这一结果，对该体系的荧光体薄膜进行了大量的研究，结果完成了本专利技术。即，发现通过向铝酸钡母体材料中添加硫，可极大地提高辉度。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，在氧化物的碱土类铝酸盐母体材料中含有硫、进而作为发光中心添加稀土类元素。本专利技术荧光体薄膜中使用的碱土类铝酸盐在将碱土类取为A时，有A5Al2O8、A4Al2O7、A2Al2O5、AAl2O4、AAl4O7、A4Al14O25、AAl8O13、AAl12O19，作为母体材料可以是这些的单体或2种或以上的混合，也可以形成不具有明确结晶构造的非晶质状态。本专利技术的荧光体薄膜，对于上述母体材料还含有硫，最好是以组成式AxAlyO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种荧光体薄膜，其中母体材料以氧化物的碱土类铝酸盐为主成分，在该母体材料中含有硫，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]