JP3987263B2

JP3987263B2 - Aluminate blue light-emitting phosphor material and blue light-emitting thin-film electroluminescent device formed using the same

Info

Publication number: JP3987263B2
Application number: JP2000081483A
Authority: JP
Inventors: 陽司井上; 功田中; 克田中; 佳孝和泉; 信治岡本; 登三浦
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2000-03-23
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2020-03-23
Also published as: JP2001262140A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種情報や画像を表示するディスプレイ等に用いられる薄膜エレクトロルミネッセンス（以下、ＴＦＥＬと言う）素子に係り、特に、青色を発光する新規なアルミネート青色発光蛍光体材料とそれを用いて構成した青色発光ＴＦＥＬ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＴＦＥＬ素子は、蛍光体薄膜を五酸化タンタル（Ｔａ₂ Ｏ₅ ）などの誘電体材料ではさんだ積層構造の両端に、交流電圧を印加することで蛍光体薄膜が発光する現象を利用した発光素子であり、薄型で軽量な自発光型ディスプレイを構成できるものとして期待されている。また、ＴＦＥＬ素子を使ってフルカラーで表示することができるディスプレイが求められているが、現状では、フルカラー表示に必要な三原色のうち青色を発光する青色発光ＴＦＥＬ素子の発光輝度は、赤色と緑色を発光するそれぞれ赤色発光、緑色発光ＴＦＥＬ素子の発光輝度に比べて十分でない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これまでに、青色発光エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）材料としてセリウム添加硫化ストロンチウム（ＳｒＳ：Ｃｅ）が開発されているが、色純度が十分でないため、これを用いてフルカラーＴＦＥＬ素子を作製する場合には青色フィルターを用いて高純度の青色の光を得る必要がある。しかし、フィルターを用いることで輝度レベルが低下し、青色発光ＴＦＥＬ素子に必要な色純度と輝度レベルの両方を満足するものはできていない。
【０００４】
また、近年では、希土類添加アルカリ土類チオガレート（ＭＧａ₂ Ｓ₄ ：Ｒｅ（Ｍはアルカリ土類元素、Ｒｅはセリウム））の開発（特開平５−６５４７８号参照）や、希土類添加アルカリ土類チオアルミネート（Ｍａｌ₂ Ｓ₄ ：Ｒｅ（Ｍはアルカリ土類元素、ＲｅはセリウムＣｅおよびユーロピウムＥｕ））の開発（特開平８−１３４４４０号参照）が報告され、高輝度で色純度の優れた青色発光を有する青色発光エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）材料として期待されている。しかし、これら三元化合物を発光層とした青色発光ＴＦＥＬ素子は、ＣａＧａ₂ Ｓ₄ ：Ｃｅの場合には２５ｃｄ／m²（１kHz 駆動）、また、ＢａＡｌ₂ Ｓ₄ ：Ｅｕの場合には１ｃｄ／m²（１kHz 駆動）であり、未だフルカラーＴＦＥＬディスプレイ実現のための十分な輝度レベルが得られていない。
【０００５】
本発明の目的は、高輝度で色純度の優れた青色発光エレクトロルミネッセンス材料として新規なアルミネート青色発光蛍光体材料と、それを用いて構成した青色発光ＴＦＥＬを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のアルミネート青色発光蛍光体材料は、ＭがＢａ，ＣａおよびＳｒからなる群から選択されたアルカリ土類元素またはＺｎであるとしたとき、ＭＡ l _ｙＳ _４−ｘＯ _ｘ：Ｅｕの組成式によって表されるものであって、該組成式中のｘが０．５≦ｘ≦３．５の範囲の実数であり、ｙが１．５≦ｙ≦２．５の範囲の実数であることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明青色発光薄膜エレクトロルミネッセンス素子は、本発明によるアルミネート青色発光蛍光体材料からなる層を、その表裏両面から絶縁層を介して板状電極によって挟持した構造にするとともに、前記蛍光体材料からなる層を境に画像が表示される側に配置される前記絶縁層および前記板状電極を透明にしたことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照し、発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明青色発光ＴＦＥＬ素子の一実施形態をその断面図で示している。
図１において、１はガラス基板、２は下部電極層（ＩＴＯ透明電極層）、３は第１絶縁層、４は発光層（本発明アルミネート青色発光蛍光体材料層）、５は硫化亜鉛層、６は第２絶縁層、および７は上部電極である。
【００１０】
次に、本実施形態による青色発光ＴＦＥＬ素子の作製について説明する。
まず、ガラス基板１上に錫添加酸化インジウム（ＩＴＯ）を形成して、これを下部電極層２とする。この電極は透明であり、以下ではＩＴＯ透明電極層とも言う。ＩＴＯ透明電極層２上に第１絶縁層３として五酸化タンタル（Ｔａ₂ Ｏ₅ ）を２０００〜５０００Åの厚さで堆積させる。次に、ユーロピウム（Ｅｕ）を添加したバリウムチオアルミネート（ＢａＡｌ₂ Ｓ₄ ：Ｅｕ）を第１絶縁層３の上に３０００〜１００００Åの厚さに堆積させる。このＢａＡｌ₂ Ｓ₄ ：Ｅｕ層は、１〜１０モル％の硫化ユーロピウム（ＥｕＳ）を添加した硫化バリウム（ＢａＳ）と硫化アルミニウム（Ａｌ₂ Ｓ₃ ）を蒸着源に用いた２源パルス電子ビーム蒸着法により第１絶縁層３上に堆積させる。さらに、ＢａＡｌ₂ Ｓ₄ ：Ｅｕ層は厚さ１０００〜５０００Åの硫化亜鉛（ＺｎＳ）層５により被覆される。ＺｎＳによる被覆が完了した後に得られた基板を１〜２０％の酸素を混入したアルゴンガス（Ａｒ）中で７００〜１０００℃の温度でアニール処理を行う。アニール処理を行うことで第１絶縁層３とＺｎＳ層５との間に本発明ユーロピウム添加バリウムアルミネート（ＢａＡｌ₂ Ｓ_4-x Ｏ_x ：Ｅｕ）の発光層４を得ることができる。
【００１１】
図２は、アニール処理を行ったＴＦＥＬ素子の各層について、構成する元素の割合をＸ線光電子分光法により測定した膜厚方向の組成比を示している。
縦軸は各元素の割合をパーセントで表示し、また、横軸はＡｒイオンビームによりＺｎＳ層の表面からスパッタエッチングを行った際のスパッタ時間を示している。発光層４中の酸素置換量はアニール処理時間によって変わり、２分（１２０秒）間のアニール処理を行うことでＢａＡｌ₂ Ｓ_2.1 Ｏ_1.9 の組成を有するユーロピウム添加バリウムアルミネート蛍光体を得ることができた。
アニール処理の後に、第２絶縁層６として五酸化タンタル（Ｔａ₂ Ｏ₅ ）をＺｎＳ層５上に２０００〜５０００Åの厚さで堆積させる。最後に、アルミニウム（Ａｌ）を堆積させて上部電極７を形成することでＴＦＥＬ素子の作製を完了する。
【００１２】
図３は、ユーロピウム添加バリウムアルミネート（ＢａＡｌ₂ Ｓ_2.1 Ｏ_1.9 ：Ｅｕ）を発光層に有するＴＦＥＬ素子のエレクトロルミネッセンスの発光スペクトルを示している。
図３に示すように、Ｅｕ²⁺の５ｄ→４ｆ遷移の発光による、４７０ｎｍにピーク波長を持つスペクトルが観測された。また、発光色の色度点は、ｘ＝０．１２、ｙ＝０．１０のＣＩＥ色度座標値（図示しない）を示し、これは純粋な青色の範囲に位置している。また、このＴＦＥＬ素子は１kHz のパルス駆動で、８００ｃｄ／m²と高い発光輝度レベルを有し、フルカラーＴＦＥＬディスプレイの実用化に必要な青色ＴＦＥＬ素子の性能を満足している。
【００１３】
上述した青色発光ＴＦＥＬ素子作製におけるアニール処理の効果は、まず第一にアニール雰囲気に含まれる酸素が当初形成したＢａＡｌ₂ Ｓ₄ ：Ｅｕ層中の硫黄元素と置換することにより、所望するｘの値を持つユーロピウム添加バリウムアルミネート（ＢａＡｌ₂ Ｓ_4-x Ｏ_x ：Ｅｕ）の発光層４が得られることである。
また、上記のほか、アニール処理により結晶成長が促進され発光層の結晶性が改善されることに加え、ドーパントとして添加したＥｕによる発光中心の形成が促進される効果もある。さらに、アニール処理の効果として、図２に示すように、発光層表面付近に存在するアルミニウム元素がアニール処理中に酸化されることにより形成される酸化アルミニウム（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）層がＴＦＥＬ素子の絶縁層として有効に機能することも期待できる。
【００１４】
本発明アルミネート青色発光蛍光体材料は、上述した実施形態におけるバリウム（Ｂａ）に代えてストロンチウム（Ｓｒ）を用いることにより、青緑色発光を示すユーロピウム添加ストロンチウムアルミネート（ＳｒＡｌ_y Ｓ_4-x Ｏ_x ：Ｅｕ）ＴＦＥＬ素子を作製することができる。
また同様に、バリウム（Ｂａ）に代えてカルシウム（Ｃａ）を用いることにより、青色発光を示すユーロピウム添加カルシウムアルミネート（ＣａＡｌ_y Ｓ_4-x ：Ｅｕ）ＴＦＥＬ素子を作製することができる。
また同様に、バリウム（Ｂａ）に代えて亜鉛（Ｚｎ）を用いることにより、青色発光を示すユーロピウム添加亜鉛アルミネート（ＺｎＡｌ_y Ｓ_4-x Ｏ_x ：Ｅｕ）ＴＦＥＬ素子を作製することができる。
【００１５】
また、本発明アルミネート青色発光蛍光体材料は、上述した実施形態におけるユーロピウム（Ｅｕ）に代えてセリウム（Ｃｅ）を用いることにより、上述した実施形態のＢａＡｌ_y Ｓ_4-x Ｏ_x ：ＥｕＴＦＥＬ素子よりもさらに深い青色発光を示すセリウム添加バリウムアルミネート（ＢａＡｌ_y Ｓ_4-x Ｏ_x ：Ｃｅ）ＴＦＥＬ素子を作製することができる。
また、このように希土類元素にセリウム（Ｃｅ）を用いた場合に、バリウム（Ｂａ）に代えてストロンチウム（Ｓｒ）を用いることにより、青色発光を示すセリウム添加ストロンチウムアルミネート（ＳｒＡｌ_y Ｓ_4-x Ｏ_x ：Ｃｅ）ＴＦＥＬ素子を作製することができる。
また同様に、セリウム（Ｃｅ）を用いた場合に、バリウム（Ｂａ）に代えてカルシウム（Ｃａ）を用いることにより、青色発光を示すセリウム添加カルシウムアルミネート（ＣａＡｌ_y Ｓ_4-x Ｏ_x ：Ｃｅ）ＴＦＥＬ素子を作製することができる。
また同様に、セリウム（Ｃｅ）を用いた場合に、バリウム（Ｂａ）に代えて亜鉛（Ｚｎ）を用いることにより、青色発光を示すセリウム添加亜鉛アルミネート（ＺｎＡｌ_y Ｓ_4-x Ｏ_x ：Ｅｕ）ＴＦＥＬ素子を作製することができる。
【００１６】
また、本発明アルミネート青色発光蛍光体材料を作成するにあたっては、上述した２源パルス電子ビーム蒸着法を用いるほか、Ｍａｌ_y Ｓ₄ ：ＲＥの作製方法としてＴＦＥＬ素子の製造に通常用いられる電子ビーム蒸着法、多源蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法またはＡＬＥ法を用いてもよい。
【００１７】
また、本発明においては、２源パルス電子ビーム蒸着法、電子ビーム蒸着法、多源蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法またはＡＬＥ法により酸素を含むバリウムアルミネート（ＢａＡｌ_y Ｓ_4-x Ｏ_x ：Ｅｕ）層を形成し、アニール処理を行うことによっても青色発光ＴＦＥＬ素子を製造することができる。
【００１８】
また、上述した本発明の実施形態において、第１絶縁層および第２絶縁層には五酸化タンタル（Ｔａ₂ Ｏ₅ ）を用いたが、これら絶縁層の少なくとも一方を酸化珪素（ＳｉＯ₂ ）、窒化珪素（Ｓｉ₃ Ｎ₄ ）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂ Ｏ₃）、チタン酸アルミニウム（ＡｌＴｉＯ₃ ）チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃ ）およびチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ₃ ）のうちから選んだ１種類または２種類以上の材料を積層した構成としてもよい。
【００１９】
また、上述した本発明の実施形態において、ユーロピウム添加バリウムアルミネート蛍光体材料を作製するのに１〜２０％の酸素を混入したアルゴンガス（Ａｒ）中でアニール処理を行ったが、Ａｒガスに代えてヘリウム（Ｈｅ）ガスあるいは窒素（Ｎ₂ ）ガスを用いてもよい。
【００２０】
本発明による青色発光アルミネート蛍光体材料ＭＡｌ_y Ｓ_4-x Ｏ_x ：ＲＥ（Ｍはアルカリ土類元素のバリウム、カルシウム、ストロンチウムまたは亜鉛のうちから選択され、ＲＥは希土類元素のドーパントで、ｘは０．５≦ｘ≦３．５の実数を示し、ｙは１．５≦ｙ≦２．５の実数を示す）は、電子線を照射することによってその材料を発光層に用いたＴＦＥＬ素子と同様な発光スペクトルを有するカソードルミネッセンス発光をすることから、カソードルミネッセンス用蛍光体としても使用することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、本発明アルミネート青色発光蛍光体材料を、薄膜エレクトロルミネッセンス素子の発光層に用いることで、高輝度でかつ色純度の優れた青色発光ＴＦＥＬ素子を作製することができる。例えば、ＢａＡｌ₂ Ｓ_2.1 Ｏ_1.9 ：Ｅｕの組成を有するユーロピウム添加バリウムアルミネートＴＦＥＬ素子は、ｘ＝０．１２、ｙ＝０．１０のＣＩＥ色度座標値を持つ純粋な青色発光を示し、かつ１kHz のパルス駆動で８００ｃｄ／m²と高い発光輝度レベルを有する。これらはフルカラーＴＦＥＬディスプレイの実用化に必要な青色発光ＴＦＥＬ素子の性能を満足しており、従って、本発明による青色発光ＴＦＥＬ素子を用いることによってフルカラーのＥＬディスプレイを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明青色発光ＴＦＥＬ素子の一実施形態をその断面図で示している。
【図２】アニール処理を行ったＴＦＥＬ素子の各層について、構成する元素の割合をＸ線光電子分光法により測定した膜厚方向の組成比を示している。
【図３】ユーロピウム添加バリウムアルミネート（ＢａＡｌ₂ Ｓ_2.6 Ｏ_1.4 ：Ｅｕ）を発光層に有するＴＦＥＬ素子のエレクトロルミネッセンスの発光スペクトルを示している。
【符号の説明】
１ガラス基板
２下部電極
３第１絶縁層
４発光層
５硫化亜鉛層
６第２絶縁層
７上部電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thin film electroluminescence (hereinafter referred to as TFEL) element used for a display or the like for displaying various information and images, and in particular, a novel aluminate blue light emitting phosphor material that emits blue light and the same. It is related with the comprised blue light emission TFEL element.
[0002]
[Prior art]
A TFEL element is a light emitting element that utilizes a phenomenon in which a phosphor thin film emits light by applying an alternating voltage to both ends of a laminated structure in which the phosphor thin film is sandwiched between dielectric materials such as tantalum pentoxide (Ta ₂ O ₅ ). It is expected that a thin and light self-luminous display can be constructed. Further, there is a demand for a display capable of displaying in full color using a TFEL element. At present, the emission luminance of a blue light emitting TFEL element that emits blue out of the three primary colors necessary for full color display is red and green. It is not sufficient compared to the emission luminance of the red and green TFEL elements that emit light.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
So far, cerium-added strontium sulfide (SrS: Ce) has been developed as a blue light-emitting electroluminescence (EL) material. However, since the color purity is not sufficient, blue is used when a full-color TFEL element is produced using this. It is necessary to obtain high-purity blue light using a filter. However, the luminance level is lowered by using a filter, and a filter that satisfies both the color purity and the luminance level necessary for a blue light emitting TFEL element has not been achieved.
[0004]
In recent years, the development of rare earth-added alkaline earth thiogallate (MGa ₂ S ₄ : Re (M is an alkaline earth element, Re is cerium)) (see Japanese Patent Laid-Open No. 5-65478), The development of aluminate (Mal ₂ S ₄ : Re (M is an alkaline earth element, Re is cerium Ce and europium Eu)) (see Japanese Patent Laid-Open No. 8-134440) has been reported, and has a high brightness and excellent color purity. It is expected as a blue light-emitting electroluminescence (EL) material having light emission. However, a blue light emitting TFEL element using these ternary compounds as a light emitting layer is 25 cd / m ² (1 kHz drive) in the case of CaGa ₂ S ₄ : Ce, and 1 cd / in the case of BaAl ₂ S ₄ : Eu. m ² (1 kHz drive), and a sufficient luminance level for realizing a full-color TFEL display has not been obtained yet.
[0005]
An object of the present invention is to provide a novel aluminate blue light-emitting phosphor material as a blue light-emitting electroluminescent material having high luminance and excellent color purity, and a blue light-emitting TFEL formed using the same.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, aluminate blue light emitting phosphor material of the present invention, when M is assumed to be Ba, Ca and Sr are selected from the group consisting of alkaline earth elements, or Zn, MA l _y S _4-x O _x : represented by a composition formula of Eu , where x is a real number in the range of 0.5 ≦ x ≦ 3.5, and y is 1.5 ≦ y ≦ It is a real number in the range of 2.5.
[0008]
Further, the blue light-emitting thin film electroluminescent device of the present invention has a structure in which a layer made of an aluminate blue light-emitting phosphor material according to the present invention is sandwiched by plate electrodes from both front and back surfaces through an insulating layer, and the phosphor The insulating layer and the plate electrode arranged on the side where an image is displayed with a layer made of a material as a boundary are made transparent.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment of the invention with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the blue light-emitting TFEL element of the present invention.
In FIG. 1, 1 is a glass substrate, 2 is a lower electrode layer (ITO transparent electrode layer), 3 is a first insulating layer, 4 is a light emitting layer (aluminate blue light emitting phosphor material layer of the present invention), and 5 is a zinc sulfide layer. , 6 is a second insulating layer, and 7 is an upper electrode.
[0010]
Next, fabrication of the blue light emitting TFEL element according to the present embodiment will be described.
First, tin-added indium oxide (ITO) is formed on the glass substrate 1, and this is used as the lower electrode layer 2. This electrode is transparent and is also referred to as an ITO transparent electrode layer below. Tantalum pentoxide (Ta ₂ O ₅ ) is deposited as a first insulating layer 3 on the ITO transparent electrode layer 2 to a thickness of 2000 to 5000 mm. Next, barium thioaluminate (BaAl ₂ S ₄ : Eu) to which europium (Eu) is added is deposited on the first insulating layer 3 to a thickness of 3000 to 10,000 mm. This BaAl ₂ S ₄ : Eu layer is a two-source pulse electron beam evaporation using barium sulfide (BaS) and aluminum sulfide (Al ₂ S ₃ ) to which 1 to 10 mol% of europium sulfide (EuS) is added as an evaporation source. It is deposited on the first insulating layer 3 by the method. Further, the BaAl ₂ S ₄ : Eu layer is covered with a zinc sulfide (ZnS) layer 5 having a thickness of 1000 to 5000 mm. The substrate obtained after the coating with ZnS is completed is annealed at a temperature of 700 to 1000 ° C. in an argon gas (Ar) mixed with 1 to 20% oxygen. By performing the annealing treatment, the light emitting layer 4 of the present invention europium-added barium aluminate (BaAl ₂ S _4−x O _x : Eu) can be obtained between the first insulating layer 3 and the ZnS layer 5.
[0011]
FIG. 2 shows the composition ratio in the film thickness direction in which the ratio of the constituent elements of each layer of the annealed TFEL element was measured by X-ray photoelectron spectroscopy.
The vertical axis represents the ratio of each element in percent, and the horizontal axis represents the sputter time when sputter etching is performed from the surface of the ZnS layer with an Ar ion beam. The amount of oxygen substitution in the light emitting layer 4 varies depending on the annealing time, and a europium-added barium aluminate phosphor having a composition of BaAl ₂ S _2.1 O _1.9 can be obtained by performing annealing for 2 minutes (120 seconds). did it.
After the annealing treatment, tantalum pentoxide (Ta ₂ O ₅ ) is deposited as the second insulating layer 6 on the ZnS layer 5 to a thickness of 2000 to 5000 mm. Finally, aluminum (Al) is deposited to form the upper electrode 7, thereby completing the fabrication of the TFEL element.
[0012]
FIG. 3 shows an electroluminescence emission spectrum of a TFEL element having europium-added barium aluminate (BaAl ₂ S _2.1 O _1.9 : Eu) in an emission layer.
As shown in FIG. 3, a spectrum having a peak wavelength at 470 nm was observed due to the emission of Eu ^{2+ at} the 5d → 4f transition. Further, the chromaticity point of the emission color indicates CIE chromaticity coordinate values (not shown) of x = 0.12 and y = 0.10, which are located in a pure blue range. In addition, this TFEL element has a light emission luminance level as high as 800 cd / m ² by 1 kHz pulse drive, and satisfies the performance of a blue TFEL element necessary for practical use of a full-color TFEL display.
[0013]
The effect of the annealing treatment in the blue light emitting TFEL device fabrication described above is that the oxygen contained in the annealing atmosphere is first replaced with the sulfur element in the initially formed BaAl ₂ S ₄ : Eu layer, thereby obtaining the desired value of x. The light emitting layer 4 of europium-added barium aluminate (BaAl ₂ S _4−x O _x : Eu) having the following is obtained.
In addition to the above, the annealing process promotes crystal growth and improves the crystallinity of the light emitting layer, and also has the effect of promoting the formation of the light emission center by Eu added as a dopant. Further, as an effect of the annealing treatment, as shown in FIG. 2, an aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) layer formed by oxidizing the aluminum element existing in the vicinity of the light emitting layer surface during the annealing treatment is a TFEL element. It can also be expected to function effectively as an insulating layer.
[0014]
The aluminate blue light emitting phosphor material of the present invention uses europium-doped strontium aluminate (SrAl _y S _4−x O) exhibiting blue-green light emission by using strontium (Sr) instead of barium (Ba) in the above-described embodiment. _x : Eu) A TFEL device can be fabricated.
Similarly, by using calcium (Ca) instead of barium (Ba), a europium-added calcium aluminate (CaAl _y S _4−x : Eu) TFEL element that emits blue light can be produced.
Similarly, by using zinc (Zn) in place of barium (Ba), europium added zinc aluminate exhibiting blue emission _{_{_{(ZnAl y S 4-x O}}} x: Eu) TFEL device can be manufactured.
[0015]
In addition, the aluminate blue light emitting phosphor material of the present invention uses cerium (Ce) instead of europium (Eu) in the above-described embodiment, so that the BaAl _y S _4-x O _x : EuTFEL element in the above-described embodiment. In addition, a cerium-added barium aluminate (BaAl _y S _4−x O _x : Ce) TFEL element that exhibits deeper blue light emission can be produced.
In addition, when cerium (Ce) is used as the rare earth element in this way, strontium (Sr) is used instead of barium (Ba), so that cerium-doped strontium aluminate (SrAl _y S _4-x ) that emits blue light is used. An O _x : Ce) TFEL element can be fabricated.
Similarly, when cerium (Ce) is used, by using calcium (Ca) instead of barium (Ba), cerium-added calcium aluminate (CaAl _y S _4−x O _x : Ce) that emits blue light. ) A TFEL element can be fabricated.
Similarly, when cerium (Ce) is used, by using zinc (Zn) instead of barium (Ba), cerium-added zinc aluminate (ZnAl _y S _4−x O _x : Eu) exhibiting blue light emission. ) A TFEL element can be fabricated.
[0016]
Further, in order to create the present invention aluminate blue light emitting phosphor material, in addition to using two source pulse electron beam evaporation method described above, Mal _y S _4: RE electron beam generally used for the production of TFEL device as a manufacturing method for Vapor deposition, multi-source vapor deposition, sputtering, CVD, or ALE may be used.
[0017]
Further, in the present invention, barium aluminate (BaAl _y S _4−x O _x :) containing oxygen by a two-source pulse electron beam evaporation method, an electron beam evaporation method, a multi-source evaporation method, a sputtering method, a CVD method or an ALE method. A blue light emitting TFEL element can also be manufactured by forming an Eu) layer and performing an annealing treatment.
[0018]
In the embodiment of the present invention described above, tantalum pentoxide (Ta ₂ O ₅ ) is used for the first insulating layer and the second insulating layer, but at least one of these insulating layers is made of silicon oxide (SiO ₂ ), One or two selected from silicon nitride (Si ₃ N ₄ ), aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ), aluminum titanate (AlTiO ₃ ), barium titanate (BaTiO ₃ ), and strontium titanate (SrTiO ₃ ) It is good also as a structure which laminated | stacked the above material.
[0019]
In the above-described embodiment of the present invention, the annealing treatment was performed in argon gas (Ar) mixed with 1 to 20% oxygen to produce the europium-added barium aluminate phosphor material. Instead, helium (He) gas or nitrogen (N ₂ ) gas may be used.
[0020]
Blue light emitting aluminate phosphor material according to the present invention MAl _y S _4−x O _x : RE (M is selected from the alkaline earth elements barium, calcium, strontium or zinc, where RE is a rare earth element dopant, x Represents a real number of 0.5 ≦ x ≦ 3.5, and y represents a real number of 1.5 ≦ y ≦ 2.5) is a TFEL element in which the material is used for a light emitting layer by irradiating an electron beam Therefore, it can be used as a phosphor for cathodoluminescence.
[0021]
【The invention's effect】
According to the present invention, a blue light-emitting TFEL element having high luminance and excellent color purity can be produced by using the aluminate blue light-emitting phosphor material of the present invention for a light-emitting layer of a thin-film electroluminescent element. For example, a europium-doped barium aluminate TFEL device having the composition BaAl ₂ S _2.1 O _1.9 : Eu exhibits pure blue emission with CIE chromaticity coordinate values of x = 0.12, y = 0.10, and It has a high luminance level of 800 cd / m ² with 1 kHz pulse drive. These satisfy the performance of the blue light-emitting TFEL element necessary for practical use of the full-color TFEL display. Therefore, a full-color EL display can be realized by using the blue light-emitting TFEL element according to the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a blue light-emitting TFEL element of the present invention.
FIG. 2 shows the composition ratio in the film thickness direction in which the ratio of constituent elements is measured by X-ray photoelectron spectroscopy for each layer of a TFEL element subjected to annealing treatment.
FIG. 3 shows an electroluminescence emission spectrum of a TFEL element having europium-added barium aluminate (BaAl ₂ S _2.6 O _1.4 : Eu) in an emission layer.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass substrate 2 Lower electrode 3 1st insulating layer 4 Light emitting layer 5 Zinc sulfide layer 6 2nd insulating layer 7 Upper electrode

Claims

When M is assumed to be Ba, Ca and Sr are selected from the group consisting of alkaline earth elements, or _{_{Zn, MA l y S 4-}} x O x: be those represented by the Eu compositional formula, the An aluminate blue-emitting phosphor characterized in that x in the composition formula is a real number in the range of 0.5 ≦ x ≦ 3.5, and y is a real number in the range of 1.5 ≦ y ≦ 2.5. material.

The layer made of the aluminate blue light emitting phosphor material according to claim 1 is structured to be sandwiched by plate electrodes from both front and back surfaces through insulating layers, and an image is displayed with the layer made of the phosphor material as a boundary. A blue light-emitting thin-film electroluminescent element, wherein the insulating layer and the plate electrode disposed on the side to be formed are made transparent.