JP2005162831A

JP2005162831A - 蛍光体、その製造方法および表示装置

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Publication number: JP2005162831A
Application number: JP2003401908A
Authority: JP
Inventors: Katsu Tanaka; 克田中; Shinji Okamoto; 信治岡本
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2003-12-01
Filing date: 2003-12-01
Publication date: 2005-06-23

Abstract

【課題】マスク蒸着法やウエットプロセスを用いることなく、実用レベルの画面サイズを有するマルチカラーやフルカラーの自発光型の画像表示装置を低コストかつ簡便に得る。
【解決手段】Euを100モル％固溶したEuGa₂S₄またはEuAl₂S₄により緑色蛍光薄膜を形成し、次にその緑色蛍光薄膜の所定領域に対して熱アニール処理を施して緑色発光領域中にパターン化された赤色発光領域を有する蛍光薄膜４を形成する。熱アニール処理はレーザアニール法を用い、大気等の酸素を含んだ雰囲気中において、550℃で１時間に亘る加熱処理を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、電界の印加によって発光するＥＬ素子や電子線の照射によって発光するＦＥＤ等の蛍光体、その製造方法および表示装置に関するものであり、特にその発光層に用いられる赤色の蛍光体、その製造方法および該蛍光体を用いたＥＬ素子およびＦＥＤ等の表示装置に関するものである。

無機の蛍光材料を用いたエレクトロルミネッセンス表示装置（以下、単にEL表示装置とも称する）および電界放出型表示装置(Field Emission Display: 以下単にFEDとも称する)は、薄型、自発光、軽量、高コントラストなどの特長に加えて、動作温度範囲が広く、長寿命であること等により高い信頼性を有することが、他の平面型表示装置に比べての優位な点であり、注目を集めている。特に前者は、車載用スピードメータや医療用機器等の表示装置等を始めとして各種の用途に実用化され、高い評価を得ている。

従来、前者のＥＬ表示装置の発光層としては蛍光薄膜が用いられており、一方、後者のＦＥＤの発光層としては蛍光粉体が用いられている。
ただし、上記後者においては、表示装置内において蛍光粉体の表面から放出されるガスを抑制することが求められ、また、蛍光粉体の帯電防止や表示画像の高精細化等の課題もあるため、発光層として、薄膜ＥＬ表示装置と同様に蛍光薄膜を使用することも提案されている（下記非特許文献１および本願発明者による下記特許文献１を参照）。

ところで、このような蛍光体薄膜を用いて、マルチカラー画像やフルカラー画像の表示装置を作製することが知られている。
しかしながら、色純度の良好な青、緑、赤の３原色の薄膜蛍光体材料自体の開発が難しく、また、歩留まりの低下や蛍光体材料の劣化を生じない３色塗り分けが難しいという事情があるために、色純度の良好な緑色／赤色マルチカラー画像やフルカラー画像の表示装置が実用化されるまでには至っていない。

H. Nakajima, H. Kominami, T.Aoki, Y. Nakanishi and Y. Hatanaka: J. Lumine. Vol. 87-89 (2000) 1146 D. Seale, L. Rodrigues, C. Werner and D. Irvine: SocietyInformation Display 2002 Int. Symp. Digest. Boston (2002) 109-111 特願2003-308638号明細書

色純度の良好な緑色／赤色マルチカラーやフルカラーの画像表示装置を実現するための最も単純な構造は、各画素中において、緑、赤の２原色または青、緑、赤の３原色の各色毎に、蛍光薄膜を平面的に塗り分けて（パターンニング）形成することにより得られる。

しかしながら、この蛍光薄膜を２色または３色に塗り分けるための作製プロセスは、前述したように画素形成の歩留まりの低下とパネル製造コストの大幅な増加を招きやすい。
例えば、フルカラーの場合、青、緑、赤の３原色各材料の蒸着毎に蒸着マスクの孔の位置をずらしながら形成する手法（以下、マスク蒸着法と称することがある）が最も簡便な手法として知られているが、このような手法を採用した場合、実用レベルの表示装置、特にパネル面積の大きなものを作製する上で多くの問題が発生する。

すなわち、蒸着マスクがその自重でたわみ易く、パネル面積が大きくなるほどそのたわみ量が大きくなり、また、蒸着処理中には、パネル基板上で薄膜を結晶化させるための基板加熱および蒸着材料の加熱セルからの輻射熱による加熱温度に応じて、パネル基板および蒸着マスクが伸縮するという問題が生じる。

このため、ミクロンオーダーの加工精度が要求される表示装置の単位画素を形成する際には、位置合せ等において十分な精度が得られず、５インチ程度の小面積のマルチカラーおよびフルカラーの表示装置の作製は可能であるが、それ以上の大面積用の表示装置の作製に用いることが難しい。

他方、パネル面積を大型化する上で有利な塗り分けプロセスとして、半導体プロセスにおいて既に技術的に確立されているウエットプロセスを用いる手法が考え得るが、この手法を用いた場合には、有機溶媒や水分が蛍光薄膜中に取り込まれやすく、蛍光薄膜の劣化や歩留まりの低下を招くため、蛍光薄膜形成プロセスとしては、余り好ましくない。

このウエットプロセスを用いて、緑、赤の２原色や青、緑、赤の３原色を塗り分ける手法としては、上記非特許文献２に記載されたものが最近公表されている。この非特許文献２に記載されたものでは、有機溶媒としてメタノールやＨＣｌが用いられており、これらの溶媒は特に水分を含有しやすく、蛍光体とりわけ硫化物系の蛍光体の劣化を引き起こす水分を完全に除去することは極めて困難である。

したがって、上述したマスク蒸着法やウエットプロセスを用いることなく、緑、赤の２原色あるいは青、緑、赤の３原色の新たな蛍光薄膜の創出、および、それらを自律的に、かつ簡便に塗り分ける手法の創出が、実用レベルの画面サイズを有するマルチカラーやフルカラーの画像表示装置を実現する上で強く望まれている。

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、マスク蒸着法やウエットプロセスを用いることなく、実用レベルの画面サイズを有するマルチカラーやフルカラーの画像表示装置を低コストかつ簡便に実現可能な蛍光体、その製造方法および表示装置を提供することを目的とするものである。

本発明の蛍光体は、ＥｕＧａＯ_３を含む赤色蛍光薄膜または赤色蛍光粉体からなることを特徴とするものである。

また、上記蛍光体からなる赤色発光領域が、ＥｕＧａ_２Ｓ_４を含む緑色蛍光薄膜または緑色蛍光粉体からなる緑色発光領域中にパターン化されて形成されていることを特徴とするものである。

さらに、本発明の蛍光体は、ＥｕＡｌＯ_３を含む赤色蛍光薄膜または赤色蛍光粉体からなる赤色発光領域が、ＥｕＡｌ_２Ｓ_４を含む緑色蛍光薄膜または緑色蛍光粉体からなる緑色発光領域中にパターン化されて形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の蛍光体の製造方法は、蛍光材料として、Ｅｕを100モル％固溶したＥｕＧａ_２Ｓ_４を用いて緑色蛍光薄膜または緑色蛍光粉体を形成し、この後、この緑色蛍光薄膜または緑色蛍光粉体を酸素雰囲気中に配した状態で熱アニール処理を施して赤色蛍光薄膜または赤色蛍光粉体を形成することを特徴とするものである。

また、本発明の蛍光体の製造方法は、蛍光材料として、Ｅｕを100モル％固溶したＥｕＧａ_２Ｓ_４またはＥｕＡｌ_２Ｓ_４を用いて緑色蛍光薄膜または緑色蛍光粉体を形成し、この後、この緑色蛍光薄膜または緑色蛍光粉体を酸素雰囲気中に配した状態で、該緑色蛍光薄膜または緑色蛍光粉体の所定領域に対して熱アニール処理を施して緑色発光領域中にパターン化された赤色発光領域を有する蛍光薄膜または蛍光粉体を形成することを特徴とするものである。

また、本発明の蛍光体の製造方法において、前記熱アニール処理が、前記緑色蛍光薄膜上または緑色蛍光粉体上にレーザ光を照射するレーザアニール法を用いた処理であることが好ましい。

また、本発明の表示装置は、前述したいずれかの蛍光体を用いて形成された発光層を備えたことを特徴とするものである。

さらに、前記表示装置は、例えば、エレクトロルミネッセンス（EL）表示装置または電界放出型表示装置（FED）である。

なお、本明細書においては、熱アニール処理を施すことにより、元々の緑色蛍光体（緑色蛍光薄膜または緑色蛍光粉体）の発光色よりも赤色方向にずれた発光をなすように形成された蛍光体は、全て上述した赤色蛍光体（蛍光薄膜または蛍光粉体）に含まれるものとする。

本発明の蛍光体によれば、色純度が良好であるＥｕＧａＯ_３を含む赤色蛍光薄膜または赤色蛍光粉体（以下、薄膜および粉体を総称して薄膜等ということがある）により構成されており、高画質のマルチカラーやフルカラーの表示装置を作製することができる。
また、上記蛍光体からなる赤色発光領域を、ＥｕＧａ_２Ｓ_４を含む緑色蛍光薄膜等からなる緑色発光領域中にパターン化して形成すれば、高画質のマルチカラーやフルカラーの表示装置を容易に作製することができる。

さらに、本発明の蛍光体によれば、ＥｕＡｌＯ_３を含む赤色蛍光薄膜等からなる赤色発光領域を、ＥｕＡｌ_２Ｓ_４を含む緑色蛍光薄膜等からなる緑色発光領域中にパターン化して形成しているので、高画質のマルチカラーやフルカラーの表示装置を容易に作製することができる。

また、本発明の蛍光体の製造方法によれば、蛍光材料として、Ｅｕを100モル％固溶したＥｕＧａ_２Ｓ_４を用いて緑色蛍光薄膜等を形成し、この後、この緑色蛍光薄膜等を酸素雰囲気中に配した状態で熱アニール処理を施して赤色蛍光薄膜等を形成するようにしているので、画素形成の加工精度に問題を有するマスク蒸着法を用いたり、蛍光体の劣化を生ずるウエットプロセスによる塗り分けを行うことなしに、緑色蛍光薄膜等および赤色蛍光薄膜等の蛍光体の作製が可能となり、これにより、実用レベルの画面サイズを有するマルチカラーやフルカラーの表示装置を低コストかつ簡便に実現することができる。

また、本発明の蛍光体の製造方法によれば、蛍光材料として、Ｅｕを100モル％固溶したＥｕＧａ_２Ｓ_４またはＥｕＡｌ_２Ｓ_４を用いて緑色蛍光薄膜等を形成し、この後、この緑色蛍光薄膜等を酸素雰囲気中に配した状態で、該緑色蛍光薄膜等の所定領域に対して熱アニール処理を施して緑色発光領域中にパターン化された赤色発光領域を有する蛍光薄膜等を形成するようにしているので、画素形成の加工精度に問題を有するマスク蒸着法を用いたり、蛍光体の劣化を生ずるウエットプロセスによる塗り分けを行うことなしに、緑色蛍光薄膜等および赤色蛍光薄膜等の蛍光体の作製が可能となり、これにより、実用レベルの画面サイズを有するマルチカラーやフルカラーの表示装置を低コストかつ簡便に実現することができる。

また、本発明の表示装置によれば、前述したいずれかの蛍光体を用いて形成された発光層を備えているので、マルチカラーやフルカラーの表示装置を作製した際に高画質なものとすることができる。
なお、薄膜ＥＬ表示装置においては蛍光体として蛍光薄膜を用いればよく、ＦＥＤにおいては蛍光体として蛍光薄膜あるいは蛍光粉体を用いればよい。

なお、上述した蛍光薄膜を用いた緑色／赤色のマルチカラーＥＬパネルと、周知の青色の透明ＥＬパネルとを重ね合わせることにより、フルカラーのＥＬ表示装置を作製することが可能である。

以下、本発明の実施形態に係る蛍光体、その製造方法および表示装置について具体的に説明する。

本発明の蛍光体の製造方法の特徴は、所定の蛍光材料を用いて緑色蛍光薄膜を形成し、この後、この緑色蛍光薄膜を酸素雰囲気中で熱アニール処理を施して赤色蛍光薄膜を形成することにある。また、一般には、緑色蛍光薄膜を酸素雰囲気中に配した状態で、該緑色蛍光薄膜の所定領域に対して熱アニール処理を施して緑色発光領域中にパターン化された赤色発光領域を有する蛍光薄膜を形成することになることから、以下の実施形態１においては、この熱アニール処理、特にレーザアニール処理を用いて自律的に赤色発光領域を形成する態様についても説明する。

また、以下の実施形態２においては、フルカラー発光の表示装置を作製する態様について説明する。

＜実施形態１＞
本実施形態に係る蛍光体の製造方法は、緑色と赤色のマルチカラー蛍光薄膜を作製するものであり、緑色材料として、ストイキオメトリック材料EuGa₂S₄を用いている。
このストイキオメトリック材料EuGa₂S₄は、従来の低濃度の発光中心からなる蛍光薄膜に比し、発光中心をより高濃度に形成できる蛍光薄膜として、本出願人により、既に提案されたものである（特願2002-375872号明細書）。

以下、このストイキオメトリック材料EuGa₂S₄からなる蛍光薄膜の作製方法について説明する。

この蛍光薄膜は、分子線エピタキシ（ＭＢＥ）装置により多源蒸着法を用いて成膜する。この場合において、クヌーセンセル（Knudsen Cell；Ｋセル）にEuおよびGa₂S₃を充填し、調温器を用いてＫセルを加熱し、蒸発させた各原材料を所定基板上に供給する。なお、一般に、ＥＬ素子用の蛍光薄膜を作製する場合には、下部電極層や下部絶縁層を既に成膜したガラス基板上に、また、ＦＥＤ用の蛍光薄膜を作製する場合には、電極層を既に成膜したガラス基板上に、上記蒸発させた各原材料を供給することになる。なお、ＥＬ素子用の蛍光薄膜を作製する場合には、この蛍光薄膜を成膜した後、上部絶縁層および上部電極層を成膜する（図４参照）。
そして、積層基板上では、以下の化学反応によりEuGa₂S₄からなる薄膜が形成される。

なお、上式において、適当な基板温度（405℃）以上とすると、ＧａＳは基板上で全て再蒸発してしまい、EuGa₂S₄の薄膜中には残留しない。また、Ｋセル温度、基板温度および成膜速度の各条件は下記表１に示す通りである。

この薄膜ＥＬ素子は、図１に示すような発光スペクトルを有する緑色のＥＬ発光を示し、発光効率としては１kHz駆動時に１０lm/Wが得られた。なお、この緑色のＥＬ発光は波長５３６nm付近にピークを有するブロードな発光であり、ＣＩＥ色度座標がＸ軸＝０．２９、Ｙ軸＝０．６７であり、色純度は良好である。
この発光効率は、従来のZnS：Mnを発光層に用いた薄膜ＥＬ素子に緑色カラーフィルタを装着して得られる発光効率の３倍以上に相当する。

ところで、上述した３元化合物EuGa₂S₄は、結晶構造がすでに解析されており、その詳細は文献（Par R. Roques et.a1：Acta Cryst. (1979). B35，555-557）に開示されている。
この文献には、EuGa₂S₄は、斜方晶、空間群Fdddに属し、格子定数ａ＝２０．７２７Å，ｂ＝２０．４５４Å，ｃ＝１２．１９７Åで、Eu原子が８個のＳ原子により配位されている、旨の記載がなされている。

この結晶構造および格子定数等は、本発明者等が従前に解析した３元化合物SrGa₂S₄の結晶構造と略一致している（K.
Tanaka et.a1: Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 36 Part. 1 (1997) pp. 3517-3521）。
本発明者等による上記文献に記載されているように、SrGa₂S₄の結晶構造は、Srサイト同士の相対位置関係が、直接相互作用し難い結晶構造となっており、上記実施形態のものでは、EuGa₂S₄が、この結晶構造と類似した構造を有している。

そして、Eu²⁺イオン間の相互作用がSr²⁺のイオン間の相互作用に比べて、さらに小さくなるような相対位置関係を有する特異な結晶構造となっている。
このため、上記実施形態のものでは、従前のものと比べて格段に濃度消光が生じにくくなっているため、Euを８０〜１００モル％と格段に高濃度に固溶することが可能となっている。

これにより、発光層中で外部電界により十分加速されたキャリア（電子またはホール）、すなわちホットキャリアが、発光中心と衝突する確率は、発光中心が極めて低濃度とされていた従来の薄膜ＥＬ素子に比べて飛躍的に向上し、薄膜ＥＬ素子の発光効率を大幅に改善することができる。

次に、このようにして作製された緑色蛍光薄膜を、上部絶縁層を形成する前に、大気等の酸素を含んだ雰囲気中において、550℃で１時間加熱処理（アニール処理）を行う。
なお、上記緑色蛍光薄膜に対し、硫化水素中や窒素雰囲気中、または上述した上部絶縁層を成膜した後に大気等酸素を含む雰囲気中で550℃以上のアニール処理(熱処理)を１時間程度行うとEuGa₂S₄の結晶性を向上させることができるが、本実施形態においては、被覆されていない発光層に対し、酸素を含んだ雰囲気中においてアニール処理を行うことを特徴としている。

酸素を含んだ雰囲気中において、アニール処理を行うことにより、図２に示す如き発光スペクトルを有するＥＬ発光を示す赤色蛍光薄膜が得られる。
すなわち、現用のＣＲＴ実用蛍光体であるY₂O₂S:Eu³⁺と同様に、典型的なEu³⁺イオンによる赤色輝線スペクトルが得られ、そのＣＩＥ色度座標はＸ軸＝０．６５、Ｙ軸＝０．３４であって、色純度は良好とされている。

なお、熱処理前と熱処理後のEuGa₂S₄のＣＩＥ色度座標図を図３に示す。ここで、図中の三角形の各頂点は現用ＣＲＴ蛍光体の緑色、赤色および青色の各発光の色度位置を表すものであり、本実施形態により得られた、熱処理前および熱処理後のEuGa₂S₄のＣＩＥ色度座標は、それぞれ現用ＣＲＴ蛍光体の緑色および赤色の各発光の色度位置と近似した位置とされており、色純度の点でも良好であることが明らかである。

また、熱処理後の上記蛍光薄膜についてＸ線光電子分光法を用いて解析した結果、本蛍光薄膜は、EuGa₂S₄中の硫黄成分が蒸発し、酸素雰囲気中の熱処理により完全に酸化されており、酸化物蛍光体となっていることが判明した。また、本蛍光薄膜のＸ線回折のパターンより、この発光は、薄膜中に形成されたストイキオメトリック酸化物EuGaO₃により得られていることが判明した。

また、赤色発光が得られる画素領域の形成に際しては、単純に、緑色蛍光薄膜EuGa₂S₄について大気等酸素を含む雰囲気中で５５０℃以上に加熱（アニール）処理をすれば良いため発光領域の微細加工（パターンニング）も容易であり、例えばミクロンオーダーの径まで収束したレーザ光束を所定領域に対してパルス状に照射することにより、容易に高精細な赤色発光の発光領域の形成が可能となる。

上述したレーザ光束を出力する光源としては、近年、特に発展が著しい半導体レーザを使用するのが最も効果的であり、例えば、Nd/YVO₄の２次高調波を用いたレーザを用いる。ただし、CO₂レーザ等の赤外線ガスレーザ等を用いることも可能である。
このようにして作製された緑色／赤色のマルチカラー蛍光薄膜（発光層）を用いて薄膜ＥＬ表示装置および薄膜ＦＥＤ（薄膜電界放出型表示装置）を形成することができる。

図４は、上記実施形態により作製された緑色／赤色のマルチカラー蛍光薄膜を用いた薄膜ＥＬ表示装置の概略（各部材は簡略化して描かれている）を示すものである。
この薄膜ＥＬ表示装置は、図４に示すように、上記実施形態による蛍光薄膜４が形成されたガラス基板（透明導電性薄膜（ITO：下部電極層）２および下部絶縁層３が成膜されたガラス基板）１の蛍光薄膜４上に上部絶縁層５および背面電極（上部電極層）６を設け、透明導電性薄膜２および背面電極６間に配された電源１０からの所定の電圧が走査用駆動回路１１を介して背面電極６に印加されるように構成して、蛍光発光せしめる。透明導電性薄膜２、絶縁層３、５および背面電極６は、多源蒸着法やスパッタ法等の従来より周知の薄膜作製法を用いて順次形成する。

図５は、上記実施形態により作製された緑色／赤色のマルチカラー蛍光薄膜を用いた薄膜ＦＥＤの概略（各部材は簡略化して描かれている）を示すものである。
このＦＥＤは、図５に示すように、上記実施形態の蛍光薄膜２３が形成されたガラス基板（透明導電性薄膜（ITO：電極層）２２が成膜されたガラス基板）２１の蛍光薄膜２３と対向するように、ダイヤモンドライクカーボンやカーボンナノチューブ等で形成された電子放出源２５を配置し、この状態で真空封止し、透明導電性薄膜２２および電子放出源２５間に配された電源３０からの所定の電圧が走査用駆動回路２６を介して電子放出源２５に印加されるようにして蛍光薄膜２３から蛍光発光させるようにしたものである。

なお、上記実施形態１においては、緑色薄膜蛍光体材料EuGa₂S₄を用いた場合について説明したが、これに替えて緑色薄膜蛍光体材料EuAl₂S₄を用いた場合にも、同様に色純度の良好な緑色／赤色のマルチカラー蛍光薄膜を得ることができる。緑色薄膜蛍光体材料EuAl₂S₄を用いた場合には、赤色発光は、薄膜中に形成されたストイキオメトリック酸化物EuAlO₃により得られていることが判明した。

＜実施形態２＞
本実施形態は、上述した実施形態１で作製された、緑色／赤色のマルチカラー蛍光薄膜ＥＬパネルと、既に知られている青色蛍光薄膜ＥＬパネルとを、蛍光発光方向に互いに重ね合わせることにより、フルカラー蛍光薄膜ＥＬ表示装置を作製する方法である。
すなわち、図６に示すように、緑色／赤色のマルチカラー蛍光薄膜ＥＬパネル５０ａと、青色蛍光薄膜ＥＬパネル５０ｂとを、互いの透明導電性薄膜（上部電極層）３７ａ、３７ｂが対向するようにして重ね合わせてフルカラー蛍光薄膜ＥＬ表示装置を作製する。

緑色／赤色のマルチカラー蛍光薄膜ＥＬパネル５０ａは、上述したように、ガラス基板３１ａ上に、背面電極（ITO：下部電極層）３２ａ、下部絶縁層３３ａ、緑色／赤色のマルチカラー蛍光薄膜３４ａ、上部絶縁層３５ａおよび透明導電性薄膜（上部電極層）３７ａを順次積層して設け、透明導電性薄膜３７ａおよび背面電極３２ａ間に配された電源４０ａからの所定の電圧が走査用駆動回路４１ａを介して透明導電性薄膜３７ａに印加されるように構成して、緑色および赤色の蛍光発光がなされるように構成せしめたものである。

一方、青色蛍光薄膜ＥＬパネル５０ｂは、上記緑色／赤色のマルチカラー蛍光薄膜ＥＬパネル５０ａと同様の積層構造をなし、ガラス基板３１ｂ上に、透明導電性薄膜（ITO：下部電極層）３２ｂ、下部絶縁層３３ｂ、青色蛍光薄膜３４ｂ、上部絶縁層３５ｂおよび透明導電性薄膜（ITO：上部電極層）３７ｂを順次積層して設け、透明導電性薄膜３７ｂおよび透明導電性薄膜（ITO：下部電極層）３２ｂ間に配された電源４０ｂからの所定の電圧が走査用駆動回路４１ｂを介して透明導電性薄膜３７ｂに印加されるように構成して、青色の蛍光発光がなされるように構成せしめたものである。また、青色蛍光薄膜ＥＬパネル５０ｂにおいては、緑色／赤色のマルチカラー蛍光薄膜ＥＬパネル５０ａから発光された緑色光および赤色光が透過し得るように、透明導電性薄膜３２ｂおよび透明導電性薄膜３７ｂがともに透明な電極（ITO）として形成されている。

上記青色蛍光薄膜３４ｂとしては、最近、色純度の良好な高輝度青色薄膜蛍光体材料として注目されているBaAl₂S₄:Eu等を用いることが可能である。

なお、『N. Miura, M. Kawanishi, H. Matsumoto and R. Nakano: Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 38 (1999) L1291-1292』』の文献中には、スパッタ法と熱処理を用いてBaAl₂S₄:Eu薄膜を作製する手法が示されているが、多源蒸着法と熱処理等を用いてもBaAl₂S₄:Eu薄膜を容易に作製することができる。

なお、上記実施形態２における緑色／赤色のマルチカラー蛍光薄膜ＥＬパネル５０ａに使用される、熱処理前の緑色薄膜蛍光体材料としても、EuGa₂S₄に限られるものではなくEuAl₂S₄を用いることができることは勿論である。

＜態様の変更＞
上述した実施形態１および実施形態２では、色純度の良好な赤色発光をなす酸化物蛍光薄膜を作製している。この酸化物蛍光薄膜は、緑色蛍光薄膜材料としてのEuGa₂S₄またはEuAl₂S₄を酸素雰囲気中で熱処理することによって得られるものであるが、酸化物蛍光薄膜を得る際の熱処理に係る温度を上記よりも若干低下させるか、熱処理に係る時間を上記から若干減少させることにより、上記赤色よりもやや緑色方向にずれた赤色光を発光する酸化物蛍光薄膜を得ることができる。また、熱処理に係る温度をさらに低下させる（例えば500℃以下）か、熱処理に係る時間をさらに減少させる（例えば１時間より大幅に短い時間）ことにより、さらに緑色方向にずれた中間調の色光を発光する酸化物蛍光薄膜を得ることができる。

このような中間調の色光を発光する酸化物蛍光薄膜を、図４に示す蛍光薄膜４として用いることにより中間調の色光を発光する薄膜ＥＬ表示装置を作製することができる。
また、このような中間調の色光を発光する酸化物蛍光薄膜を、図５に示す蛍光薄膜２３として用いることにより中間調の色光を発光する薄膜ＦＥＤを作製することができる。

また、上述した実施形態においては、蛍光体が蛍光薄膜である場合について説明しているが、上述した実施形態と同様のEuGa₂S₄またはEuAl₂S₄から緑色蛍光粉体を形成し、この後、緑色蛍光粉体を酸素雰囲気中に配した状態で熱アニール処理を施して赤色蛍光粉体を形成するようにしても、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
すなわち、上述した実施形態において説明した各蛍光薄膜に替えて蛍光粉体を用いることができる。

なお、本発明の蛍光体、その製造方法および表示装置としては、上述した実施形態のものに限られるものではなく、その他の種々の態様の変更が可能である。
例えば、本発明の表示装置の層構成材料としては各種の絶縁材料や半導体材料を用いることができる。

また、上述した実施形態のものでは、蛍光薄膜の成膜方法として、多源蒸着法を用いる例について説明しているが、他の成膜方法、例えば具体的には、電子線蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法等を用いることも可能である。

また、本実施形態のものでは、基板としてガラスを用いた場合について説明しているが、本発明の方法では、基板の素材としてガラスに限定されるものではなく、例えば、高絶縁性を有するAl₂O₃等からなるセラミックス基板を用いることも勿論可能である。

EuGa₂S₄よりなる蛍光薄膜を用いたＥＬ素子からの緑色発光スペクトルを表す図本実施形態に係る酸化物蛍光薄膜の赤色発光スペクトルを表す図本実施形態に係る緑色発光および赤色発光の色度図本実施形態により作製された蛍光薄膜を用いた薄膜ＥＬ表示装置の断面構造模式図本実施形態により作製された蛍光薄膜を用いた薄膜ＦＥＤの断面構造模式図本実施形態により作製された蛍光薄膜を用いたフルカラー発光の薄膜ＥＬ表示装置の断面構造模式図

符号の説明

１、２１、３１ａ、３１ｂガラス基板
２、２２、３２ｂ、３７ａ、３７ｂ透明導電性薄膜
３、３３ａ、３３ｂ下部絶縁層
４、２３、３４ａ、３４ｂ蛍光薄膜
５、３５ａ、３５ｂ上部絶縁層
６、３２ａ背面電極
１０、３０、４０ａ、４０ｂ電源
１１、２６、４１ａ、４１ｂ走査用駆動回路
２５電子放出源
５０ａ緑色／赤色のマルチカラー蛍光薄膜ＥＬパネル
５０ｂ青色蛍光薄膜ＥＬパネル

Claims

ＥｕＧａＯ_３を含む赤色蛍光薄膜または赤色蛍光粉体からなることを特徴とする蛍光体。
請求項１記載の蛍光体からなる赤色発光領域が、ＥｕＧａ_２Ｓ_４を含む緑色蛍光薄膜または緑色蛍光粉体からなる緑色発光領域中にパターン化されて形成されていることを特徴とする蛍光体。
ＥｕＡｌＯ_３を含む赤色蛍光薄膜または赤色蛍光粉体からなる赤色発光領域が、ＥｕＡｌ_２Ｓ_４を含む緑色蛍光薄膜または緑色蛍光粉体からなる緑色発光領域中にパターン化されて形成されていることを特徴とする蛍光体。
蛍光材料として、Ｅｕを100モル％固溶したＥｕＧａ_２Ｓ_４を用いて緑色蛍光薄膜または緑色蛍光粉体を形成し、この後、この緑色蛍光薄膜または緑色蛍光粉体を酸素雰囲気中に配した状態で熱アニール処理を施して赤色蛍光薄膜または赤色蛍光粉体を形成することを特徴とする蛍光体の製造方法。
蛍光材料として、Ｅｕを100モル％固溶したＥｕＧａ_２Ｓ_４またはＥｕＡｌ_２Ｓ_４を用いて緑色蛍光薄膜または緑色蛍光粉体を形成し、この後、該緑色蛍光薄膜または緑色蛍光粉体を酸素雰囲気中に配した状態で、該緑色蛍光薄膜または緑色蛍光粉体の所定領域に対して熱アニール処理を施して緑色発光領域中にパターン化された赤色発光領域を有する蛍光薄膜または蛍光粉体を形成することを特徴とする蛍光体の製造方法。
前記熱アニール処理が、前記緑色蛍光薄膜上または緑色蛍光粉体上にレーザ光を照射するレーザアニール法を用いた処理であることを特徴とする請求項４または５記載の蛍光体の製造方法。
請求項１〜３のうちいずれか１項記載の蛍光体を用いて形成された発光層を備えたことを特徴とする表示装置。