[发明专利]荧光体薄膜及其制造方法,和EL板

说明书

本发明涉及无机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。

本发明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的荧光体薄膜及其制造方法，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、降低制造费用的荧光体薄膜及其制造方法，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A_xAl_yO_zS_w∶Re表示的上述(1)的荧光薄膜，

[其中Re表示稀土类元素、A表示从Mg、Ca、Sr和Ba中至少选出的一种元素，x＝1～5、y＝1～15、z＝3～30、w＝3～30]。

(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。