[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SrS：Ce，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，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。

本发明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的荧光体薄膜及其制造方法，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、降低了制造费用的荧光体薄膜及其制造方法，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A_xB_yO_zS_w：M表示的上述(1)或(2)的荧光体薄膜，

[其中M表示金属元素、A表示从Mg、Ca、Sr、Ba和稀土类元素中至少选出的一种元素，B表示从Ga和In中至少选出的1种元素，x＝1～5、y＝1～15、z＝3～30、w＝3～30]。