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JP4125108B2 - Thin film electroluminescent device - Google Patents

Thin film electroluminescent device Download PDF

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JP4125108B2
JP4125108B2 JP2002360482A JP2002360482A JP4125108B2 JP 4125108 B2 JP4125108 B2 JP 4125108B2 JP 2002360482 A JP2002360482 A JP 2002360482A JP 2002360482 A JP2002360482 A JP 2002360482A JP 4125108 B2 JP4125108 B2 JP 4125108B2
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JP
Japan
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thin film
emitting layer
light
light emitting
ions
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信治 岡本
克 田中
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Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Japan Broadcasting Corp
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Publication date
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  • Luminescent Compositions (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄型で平面性に優れ、長寿命かつ高コントラストという特長を有するエレクトロルミネッセントディスプレイに用いられる薄膜エレクトロルミネッセント素子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
発光現象の一つであるエレクトロルミネッセンスを応用したエレクトロルミネッセント素子(以下、EL素子と称する)を、平面型ディスプレイに用いることが広く知られている。
【0003】
このようなEL素子を構成する発光層として、従来より、ZnS:Mnなどの硫化物蛍光体薄膜を用いたものが知られている。その一方で、上記発光層として、大気中での取り扱いや安定性において優れた酸化物蛍光体薄膜を用いることが試みられている。例えば、緑色発光するZnSiO:MnやZnGa:Mn、赤色発光するCaO:Mn、さらには青色発光するCaO:Pb等が酸化物蛍光体薄膜として知られている(非特許文献1参照)。
【0004】
【非特許文献1】
『フラットパネルディスプレイ大辞典』、監修 内田,内池、工業調査会
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した酸化物蛍光体薄膜、特にMnイオンを発光中心とした蛍光体薄膜により、上述した如き緑色,赤色さらには黄色等の各種発光が得られているが、青色の発光については得られていない。そのため、R,G,Bの各色光を発光するフルカラーパネルを作製する上で、各色光用の発光中心材料を同一の材料とすることは困難とされていた。その結果、各色光発光用の蛍光体薄膜を形成する際に、その熱処理温度等の成膜条件が互いに異なることによってパネル製造プロセスが複雑になったり、発光特性が十分引き出せない等の問題が生じていた。
【0006】
勿論、青色成分は、発光された青緑色成分からカラーフィルタを用いて取り出すことができるが、このようにして得られる青色成分の発光輝度は,色純度やカラーフィルタの特性によっても多少異なるものの、元の青緑色成分の発光輝度の約10分の1程度となってしまう。
【0007】
また、上述した酸化物蛍光体薄膜を、硫化物系薄膜と組み合わせてフルカラーパネルを作製することが考えられる。例えば、3元化合物のチオガレートであるCaGaあるいはSrGaを母体材料とし、Ce3+イオンを発光中心として付活した場合、さらにはチオアルミネートであるBaAlを母体材料とし、Eu2+イオンを付活した場合には実用可能な青色発光が得られる。
【0008】
しかしながら、酸化物系蛍光体薄膜の形成には大気中あるいは酸素雰囲気中での高温加熱処理が必要とされるため、これによって硫化物系蛍光体薄膜が酸化されてしまい、本来の発光性能を発揮することが困難となる。
【0009】
したがって、酸化物蛍光体薄膜のみを用いて、R,G,Bの3原色光を発光し得るフルカラーパネルを作製することが要望されている。
特に、高温加熱処理による酸化物系蛍光体薄膜の形成プロセスを考慮すると、発光中心元素だけでなく母体材料もできるだけ同じ系列の材料を用いることが要望されている。
【0010】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、発光層が酸化物蛍光体薄膜よりなり、青色を含む種々の色光を発光し得る新規な母体材料により構成された薄膜EL素子を提供することを目的とするものである。
【0011】
また、本発明は、同一の発光中心元素および/または同一系列の発光層の母体材料を用いてR,G,Bの3原色光を発生し得る、酸化物蛍光体薄膜よりなる発光層を備えた薄膜EL素子を提供することを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る薄膜エレクトロルミネッセント素子(薄膜EL素子)は、2つの電極層と、これら2つの電極層間に配設された蛍光を発する蛍光体薄膜よりなる発光層を備え、該発光層は母体材料をSrSb(但し、X=4,5,6)により形成するとともに、該母体材料にMnイオンを発光中心として付活してなることを特徴とするものである。
このように、発光層の母体材料としてSrSbを用いれば、発光中心元素を適宜変更することにより、青色を含む、種々の色光を発光することが可能となる。
【0013】
発光層の母体材料としてSrSbを用いるという本発明は、このSrSbの結晶構造内において、発光中心元素のイオンと置換するSrイオンと、酸素イオンとの間隔が広いことから、発光中心元素のイオンに対する酸素イオンの影響が小さいであろうという本願発明者の着想およびその後の実験により、初めてなし得たものである。
【0014】
また、上記母体材料であるSrSbにMnイオンを発光中心として付活することにより、従来から要望されていた青色EL発光が可能となった。
また、このように構成された薄膜EL素子によれば、青色発光の蛍光体薄膜としてはSrSb:Mn(X=4,5,6)を用い、緑色発光の蛍光体薄膜としては前述したZnSiO:MnやZnGa:Mnを用いることにより、少なくとも発光中心元素が同じとなりプロセスの簡略化を図ることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る薄膜エレクトロルミネッセント(EL)素子について図面を用いて説明する。
【0018】
以下、本発明の実施形態に係る薄膜EL素子について具体的に説明する。
本発明の一実施形態に係る薄膜EL素子は、発光中心としてMn2+イオンを用い、発光層に3元化合物SrSb (X=4,5,6)を用いたものである。
この薄膜EL素子は図1に示すような断面構造をなす、2重絶縁構造タイプのものである。
【0019】
図1に示すように、本実施形態に係る薄膜EL素子は、ガラス基板1上に、下部電極層2、下部絶縁層3、発光層4、上部絶縁層5および上部電極層6を順次積層することにより形成されており、発光層4のEL発光7はガラス基板1を介して出力される。なお、上記発光層4の上下隣接位置の少なくとも一方にバッファ層を設けてもよい。
【0020】
上記下部電極層2は、例えば、ITO(錫添加酸化インジウム)やZnO等からなる透明電極層であり、一方上記上部(背面)電極層6は、Al等からなる不透明な電極層である。これら電極層2、6の層厚は各々例えば約200nmである。なお、この上部電極層6は、透明電極層とすることも可能である。
また、上記上下部各絶縁層3、5は、例えばTaにより形成されており、その層厚は例えば約500nmである。
【0021】
さらに、上記発光層4は酸化物蛍光体薄膜であって、前述したように、SrSb:Mn(X=4、5、6)により形成されている。その層厚は例えば約0.8μmとされている。
【0022】
ところで、Mn2+イオンは3d電子の禁制遷移によって発光するが、配位子による影響を強く受けてその発光色が決定する。しかし、これまで知られている酸化物蛍光体薄膜では、Mn2+イオンを取り巻く配位子である酸素イオンの影響がMn2+イオンに強く影響しているため、赤色から緑色(青緑色)までの間の色光発光は得られるものの、青色発光のものは得られていなかった。
【0023】
そこで、本願発明者はJanin等により、その結晶構造が報告されているSrSb結晶に着目した(J. Janin and R. Bernard: Compt. Rend. 240 614 (1953))やM. l. Y. Allusalu
(Tr. Inst. Fiz. Astron. Akad. Nauk. Est. SSR. 8 58 (1958))。すなわち、この報告によれば、Sr(Ca)Sb結晶において、Srイオンと酸素イオンとの距離が2.5Åと大きい。
【0024】
本願発明者は、このSrSbを母体材料とし、Mnイオンを発光中心とすれば、Mnイオンと置換されるSrイオンと、酸素イオンとの距離が2.5Åと大きいことから、Mnイオンが酸素イオンの束縛を受け難く青色発光させることができると考えた。
しかして、SrSb:Mn(X=4,5,6)により形成された発光層4から青色の発光が得られることが確認された。
【0025】
以下各層1〜6の成膜方法について説明する。
【0026】
上記下部電極層2および上記上部電極層6は、電子線蒸着法により成膜しているが、その他の成膜方法、例えば、その他の蒸着法やスパッタ法、イオンプレーティング法あるいはCVD法などで形成することも可能である。
【0027】
また、上記各絶縁層3、5は、高周波マグネトロンスパッタ法により成膜しているが、例えば、蒸着法、イオンプレーティング法あるいはCVD法などで形成することも可能である。
【0028】
また、上記発光層4は、電子線蒸着法によって形成しているが、その他の成膜方法、例えば、共蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、ゾル−ゲル法あるいはCVD法などで形成することも可能である。
【0029】
以下、上記発光層4の成膜方法について説明する。
上記発光層4の成膜方法は以下の2つの製造工程からなる。
【0030】
すなわち、まず、ガラス基板1を温度200℃程度まで加熱するとともに、SrO,Sb,MnOの各材料を混合し、固めたペレットに対して電子線を照射することにより該材料を蒸発させて、絶縁層3上にSrSb:Mn(X=4,5,6)の薄膜を形成する(第1工程)。
【0031】
続いて、大気中で約1時間に亘り約500℃の加熱処理を行って結晶化を促進させる(第2工程)。
【0032】
【実施例】
上述した実施形態において説明した成膜方法によって、発光層4を形成した。
発光層4の成膜は2回行った。
【0033】
図2は、このようにして形成された本実施例の発光層4のX線回折パターンを示すものである。(A)は第1回目に形成した発光層4についてのX線回折パターンを示すものであり、(B)は第2回目に形成した発光層4についてのX線回折パターンを示すものである。第1回目と第2回目とでは、熱処理温度等の成膜条件が若干相違する。
【0034】
図2(A)、(B)から明らかなように、本実施例によれば、互いに組成比が若干相違するものの、いずれもSrSb:Mn(X=4,5,6)の多結晶薄膜が形成されていることが確認できた。
【0035】
また、図3に、上記実施例によって形成した発光層を備えた薄膜EL素子を駆動したときのEL発光スペクトルを示す。この図3において、450nm付近に位置するピークがMn2+イオンによる青色発光を示すものである。なお、紫外域に近い400nm付近に位置するピークはSb5+による発光を示すものであり、Mn2+による発光が増大すれば、それに応じて減少する。
【0036】
また、前述した実施形態のものでは、蛍光体薄膜としてSrSb:Mn(X=4,5,6)を用いているが、Mnイオンに替えてCu、Cr、Pb、Bi等のイオンを発光中心として用いても類似した結果が得られると考えられる。また、Mnイオンに替えて希土類元素のイオンを発光中心として用いれば、発光中心として用いた希土類元素の種類に応じて、種々の色光(例えばR、G、Bの各色光)を発光させることができ、各色光用の発光層の母体材料を共通化しつつフルカラーパネルを作製することができるので、製造工程における温度プロセスの共通化を図ることができ、製造コストを低減することができる。
【0037】
また、上述した蛍光体薄膜SrSb:Mn(X=4,5,6)において、母体材料のSrを他の元素、特にMg,Ca,Ba等の他の2A族に替えて蛍光体薄膜を形成することにより、種々の色光を発光することが可能である。例えば、SrをCaに替えることにより得られる蛍光体薄膜CaSb:Mn(X=4,5,6)からは、510nm付近にピークをもつ緑色発光が得られることが確認されている。このような構成を採用することにより、同一系列の母体材料および同一の発光中心元素を用いてフルカラーパネルの製造が可能となり、これにより、さらなる温度プロセスの共通化が図られ、コスト低減をさらに促進することができる。また、同一系列の母体材料と発光中心材料の組合せによって種々の発光色を得ることができ、マルチカラーパネルの製作も容易となる。
【0038】
また、上述した蛍光材料SrSb:Mn(X=4,5,6)の、母体材料のSrを他の元素に替える場合において、Srと替える元素を、例えば、Sr、Mg、Ca、Ba等の2A族元素の中から選択される2以上の元素とし、選択された2以上の元素の混合割合を調整することで、発光する色光の波長を任意の値に設定することが可能である。
【0039】
また、上述した実施形態に係る薄膜EL素子は、ガラス基板1上に、下部電極層2、下部絶縁層3、発光層4、上部絶縁層5および上部電極層6を順次積層することにより形成しているが、ガラス基板1に替えてセラミックス基板を用いることが可能である。特に、高誘電率のセラミックス材料からなるセラミックス基板を用いることにより、基板としての機能に加えて絶縁層としての機能を併せ持たすことが可能である。これにより、上述した絶縁層3、5を省略することができる。高誘電率のセラミックス基板の具体例としては、例えば、0.2mm厚のチタン酸バリウム板(BaTiO)を用いる。この基板上に直接、SrSb:Mn(X=4,5,6)薄膜からなる発光層が、上述した成膜方法を用いて形成される。なお、この後、結晶化を促進させるために、大気中で約1時間に亘り約500℃の加熱処理を行う。
【0040】
なお、この場合において、上部電極層は発光層上に、また下部電極層は発光層配置側とは逆側のセラミックス基板表面に直接形成する。
【0041】
なお、本発明の実施形態としては、上述した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、本発明の薄膜EL素子の層構成としては、上述した実施形態のものに限られるものではなく、その他の層、例えばバッファ層等が上述した層間に介在する層構成であってもよく、また一方の絶縁層のみが存在するような層構成も可能である。
【0042】
また、各層の構成材料、厚みあるいは成膜方法も上記のものに限られるものではないことは勿論である。
【0043】
【発明の効果】
本発明の薄膜EL素子によれば、2つの電極層間に配設された発光層の母体材料を、SrSb(但し、X=4,5,6)により形成しており、これにより、発光層が、青色を含む種々の色光を発光させることが可能となる。特に、この母体材料に対してMnイオンを発光中心として付活した場合、Mnイオンを発光中心とした従来の酸化物蛍光体薄膜では得られなかった青色発光を得ることができる。
【0045】
また、この場合において、同一の発光中心元素、例えば上記Mnを用いてR,G,Bの3原色光を発生し得る発光層を形成すれば、同一系列の母体材料のみならず、同一の発光中心元素を用いてR,G,Bの3原色光を発生し得る発光層を備えた薄膜EL素子を得ることができるので、製造工程における温度プロセスのさらなる共通化を図ることができ、フルカラーの表示を行うディスプレイの製造コストをさらに低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る薄膜EL素子の層構成を示す断面図
【図2】本発明の実施例に係る薄膜EL素子の発光層のX線回折パターンを示す図
【図3】本発明の実施例に係る薄膜EL素子のEL発光スペクトルを示す図
【符号の説明】
1 ガラス基板
2 下部電極層
3 下部絶縁層
4 発光層
5 上部絶縁層
6 上部電極層
7 EL発光
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thin-film electroluminescent element used for an electroluminescent display having features of being thin and excellent in flatness, having a long life and high contrast.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art It is widely known that an electroluminescent element (hereinafter referred to as an EL element) using electroluminescence, which is one of light emission phenomena, is used for a flat display.
[0003]
As a light-emitting layer constituting such an EL element, a layer using a sulfide phosphor thin film such as ZnS: Mn has been conventionally known. On the other hand, an attempt has been made to use an oxide phosphor thin film excellent in handling and stability in the atmosphere as the light emitting layer. For example, Zn 2 SiO 4 : Mn and ZnGa 2 O 4 : Mn that emit green light, CaO: Mn that emits red light, and CaO: Pb that emits blue light are known as oxide phosphor thin films (non-patent literature). 1).
[0004]
[Non-Patent Document 1]
"Flat Panel Display Dictionary", supervised by Uchida, Uchiike, Industrial Research Committee [0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, although the above-described oxide phosphor thin film, particularly the phosphor thin film having Mn ions as the emission center, various luminescences such as green, red, and yellow as described above are obtained, but blue luminescence is obtained. Not. For this reason, it has been difficult to make the emission center material for each color light the same material in producing a full color panel that emits each color light of R, G, and B. As a result, when forming phosphor thin films for light emission of each color, problems such as complicated panel manufacturing process and insufficient light emission characteristics occur due to different film forming conditions such as heat treatment temperature. It was.
[0006]
Of course, the blue component can be extracted from the emitted blue-green component using a color filter, but the emission luminance of the blue component obtained in this way is somewhat different depending on the color purity and the characteristics of the color filter, It becomes about 1/10 of the light emission luminance of the original blue-green component.
[0007]
It is also conceivable to produce a full-color panel by combining the above-described oxide phosphor thin film with a sulfide-based thin film. For example, when CaGa 2 S 4 or SrGa 2 S 4 which is a ternary compound thiogallate is used as a base material and Ce 3+ ions are activated as a luminescent center, BaAl 2 S 4 which is a thioaluminate is further used as a base material. When Eu 2+ ions are activated, practical blue light emission can be obtained.
[0008]
However, the formation of oxide phosphor thin films requires high-temperature heat treatment in the air or in an oxygen atmosphere, which oxidizes sulfide phosphor thin films and exhibits their original light-emitting performance. Difficult to do.
[0009]
Therefore, it is desired to produce a full color panel that can emit light of three primary colors of R, G, and B using only an oxide phosphor thin film.
In particular, considering the formation process of the oxide phosphor thin film by high-temperature heat treatment, it is desired to use the same series of materials as possible for the base material as well as the luminescent center element.
[0010]
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a thin-film EL element composed of a novel host material in which a light-emitting layer is formed of an oxide phosphor thin film and can emit various colored lights including blue. It is for the purpose.
[0011]
In addition, the present invention includes a light emitting layer made of an oxide phosphor thin film that can generate light of three primary colors of R, G, and B using the same luminescent center element and / or a base material of a light emitting layer of the same series. Another object of the present invention is to provide a thin film EL element.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
Thin film electroluminescent element according to the present invention (thin-film EL element) is provided with two electrode layers, a luminescent layer made of phosphor thin film for emitting disposed fluorescence between these two electrode layers, the light emitting layer Is characterized in that the base material is formed of SrSb 2 O X (where X = 4, 5, 6) and the base material is activated with Mn ions as the emission center .
As described above, when SrSb 2 O X is used as the base material of the light emitting layer, various color lights including blue can be emitted by appropriately changing the light emission center element.
[0013]
The present invention of using SrSb 2 O X as the base material of the light emitting layer has a wide interval between the Sr ions that replace the ions of the luminescent center element and the oxygen ions in the crystal structure of SrSb 2 O X. This has been achieved for the first time by the inventor's idea that the influence of oxygen ions on the ions of the luminescent central element will be small and the subsequent experiments.
[0014]
In addition, activation of Mr ions as a luminescent center in SrSb 2 O X which is the base material enables blue EL emission which has been conventionally required.
Further, according to the thin film EL element configured as described above, SrSb 2 O X : Mn (X = 4, 5, 6) is used as the blue light emitting phosphor thin film, and the green light emitting phosphor thin film is described above. By using Zn 2 SiO 4 : Mn or ZnGa 2 O 4 : Mn, at least the luminescent center element is the same, and the process can be simplified.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a thin film electroluminescent (EL) device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
Hereinafter, the thin film EL element according to the embodiment of the present invention will be specifically described.
The thin film EL device according to an embodiment of the present invention uses Mn 2+ ions as the emission center and uses the ternary compound SrSb 2 O X (X = 4, 5, 6) in the light emitting layer.
This thin film EL element is of a double insulation structure type having a cross-sectional structure as shown in FIG.
[0019]
As shown in FIG. 1, in the thin film EL device according to the present embodiment, a lower electrode layer 2, a lower insulating layer 3, a light emitting layer 4, an upper insulating layer 5 and an upper electrode layer 6 are sequentially stacked on a glass substrate 1. The EL light emission 7 of the light emitting layer 4 is output through the glass substrate 1. Note that a buffer layer may be provided at at least one of the upper and lower adjacent positions of the light emitting layer 4.
[0020]
The lower electrode layer 2 is a transparent electrode layer made of, for example, ITO (tin-added indium oxide), ZnO or the like, while the upper (back) electrode layer 6 is an opaque electrode layer made of Al or the like. Each of the electrode layers 2 and 6 has a thickness of about 200 nm, for example. The upper electrode layer 6 can be a transparent electrode layer.
The upper and lower insulating layers 3 and 5 are made of, for example, Ta 2 O 5 and have a thickness of about 500 nm, for example.
[0021]
Further, the light emitting layer 4 is an oxide phosphor thin film, and is formed of SrSb 2 O X : Mn (X = 4, 5, 6) as described above. The layer thickness is about 0.8 μm, for example.
[0022]
By the way, although Mn <2+> ion is light-emitted by the forbidden transition of 3d electron, the light emission color is determined strongly received by the influence by a ligand. However, so far the oxide phosphor thin film which is known, the influence of oxygen ions is a ligand surrounding the Mn 2+ ion is strongly affects Mn 2+ ions, from red to green (blue-green) In the meantime, color light emission was obtained, but blue light emission was not obtained.
[0023]
Therefore, the present inventor paid attention to SrSb 2 O X crystals whose crystal structure has been reported by Janin et al. (J. Janin and R. Bernard: Compt. Rend. 240 614 (1953)) and M. l. Y. Allusalu
(Tr. Inst. Fiz. Astron. Akad. Nauk. Est. SSR. 8 58 (1958)). That is, according to this report, in the Sr (Ca) Sb 2 O X crystal, the distance between Sr ions and oxygen ions is as large as 2.5 mm.
[0024]
The inventor of the present application uses the SrSb 2 O X as a base material and uses Mn ions as the emission center, so that the distance between Sr ions substituted for Mn ions and oxygen ions is as large as 2.5 mm, so Mn ions Was considered to be able to emit blue light without being bound by oxygen ions.
Thus, it was confirmed that blue light emission was obtained from the light emitting layer 4 formed of SrSb 2 O X : Mn (X = 4, 5, 6).
[0025]
Hereinafter, a method for forming the layers 1 to 6 will be described.
[0026]
The lower electrode layer 2 and the upper electrode layer 6 are formed by electron beam evaporation, but other film formation methods such as other evaporation methods, sputtering methods, ion plating methods, CVD methods, etc. It is also possible to form.
[0027]
The insulating layers 3 and 5 are formed by high frequency magnetron sputtering, but can be formed by, for example, vapor deposition, ion plating, or CVD.
[0028]
The light emitting layer 4 is formed by electron beam evaporation, but is formed by other film forming methods such as co-evaporation, sputtering, ion plating, sol-gel, or CVD. It is also possible.
[0029]
Hereinafter, a method for forming the light emitting layer 4 will be described.
The film formation method of the light emitting layer 4 includes the following two manufacturing steps.
[0030]
That is, first, the glass substrate 1 is heated to a temperature of about 200 ° C., each material of SrO, Sb 2 O 5 , and MnO is mixed, and the hardened pellet is irradiated with an electron beam to evaporate the material. Then, a thin film of SrSb 2 O X : Mn (X = 4, 5, 6) is formed on the insulating layer 3 (first step).
[0031]
Subsequently, heat treatment at about 500 ° C. is performed in the atmosphere for about 1 hour to promote crystallization (second step).
[0032]
【Example】
The light emitting layer 4 was formed by the film forming method described in the above embodiment.
The light emitting layer 4 was formed twice.
[0033]
FIG. 2 shows an X-ray diffraction pattern of the light emitting layer 4 of this example formed in this way. (A) shows the X-ray diffraction pattern for the light-emitting layer 4 formed in the first time, and (B) shows the X-ray diffraction pattern for the light-emitting layer 4 formed in the second time. The film formation conditions such as the heat treatment temperature are slightly different between the first time and the second time.
[0034]
As is clear from FIGS. 2A and 2B, according to the present example, although the composition ratios are slightly different from each other, both of them contain a large amount of SrSb 2 O X : Mn (X = 4, 5, 6). It was confirmed that a crystalline thin film was formed.
[0035]
In addition, FIG. 3 shows an EL emission spectrum when a thin film EL element having a light emitting layer formed by the above example is driven. In FIG. 3, the peak located at around 450 nm shows blue light emission by Mn 2+ ions. In addition, the peak located in the vicinity of 400 nm close to the ultraviolet region indicates light emission due to Sb 5+ , and if light emission due to Mn 2+ increases, it decreases accordingly.
[0036]
In the above-described embodiment, SrSb 2 O X : Mn (X = 4, 5, 6) is used as the phosphor thin film, but ions such as Cu, Cr, Pb, and Bi are used instead of Mn ions. It is considered that a similar result can be obtained even if is used as the emission center. Also, if rare earth element ions are used as the emission center instead of Mn ions, various colored lights (for example, R, G, and B color lights) can be emitted according to the type of rare earth element used as the emission center. In addition, since the full color panel can be manufactured while sharing the base material of the light emitting layer for each color light, the temperature process in the manufacturing process can be made common, and the manufacturing cost can be reduced.
[0037]
Further, in the phosphor thin film SrSb 2 O X : Mn (X = 4, 5, 6) described above, the Sr of the base material is changed to another element, particularly, other 2A group such as Mg, Ca, Ba, etc. By forming a thin film, various colored lights can be emitted. For example, it has been confirmed that green light emission having a peak near 510 nm can be obtained from a phosphor thin film CaSb 2 O X : Mn (X = 4, 5, 6) obtained by replacing Sr with Ca. By adopting such a configuration, it is possible to manufacture full-color panels using the same series of base materials and the same luminescent center element, thereby further standardizing the temperature process and further promoting cost reduction. can do. In addition, various light emission colors can be obtained by combining the same series of base material and light emission center material, which facilitates the production of a multi-color panel.
[0038]
In addition, when the Sr of the base material of the fluorescent material SrSb 2 O X : Mn (X = 4, 5, 6) described above is replaced with another element, for example, the elements that replace Sr are, for example, Sr, Mg, Ca, By selecting two or more elements selected from Group 2A elements such as Ba and adjusting the mixing ratio of the two or more selected elements, the wavelength of the emitted colored light can be set to an arbitrary value. is there.
[0039]
The thin film EL element according to the above-described embodiment is formed by sequentially laminating the lower electrode layer 2, the lower insulating layer 3, the light emitting layer 4, the upper insulating layer 5 and the upper electrode layer 6 on the glass substrate 1. However, it is possible to use a ceramic substrate instead of the glass substrate 1. In particular, by using a ceramic substrate made of a ceramic material having a high dielectric constant, it is possible to have a function as an insulating layer in addition to a function as a substrate. Thereby, the insulating layers 3 and 5 described above can be omitted. As a specific example of the ceramic substrate having a high dielectric constant, for example, a 0.2 mm-thick barium titanate plate (BaTiO 3 ) is used. A light-emitting layer made of a SrSb 2 O X : Mn (X = 4, 5, 6) thin film is directly formed on this substrate by using the film forming method described above. Thereafter, in order to promote crystallization, heat treatment is performed at about 500 ° C. in the atmosphere for about 1 hour.
[0040]
In this case, the upper electrode layer is directly formed on the light emitting layer, and the lower electrode layer is directly formed on the surface of the ceramic substrate opposite to the light emitting layer arrangement side.
[0041]
In addition, as embodiment of this invention, it is not restricted to what was mentioned above, The change of another various aspect is possible.
For example, the layer configuration of the thin film EL element of the present invention is not limited to that of the above-described embodiment, and may be a layer configuration in which other layers such as a buffer layer are interposed between the above-described layers, A layer structure in which only one insulating layer is present is also possible.
[0042]
Of course, the constituent material, thickness, and film forming method of each layer are not limited to those described above.
[0043]
【The invention's effect】
According to the thin film EL element of the present invention, the base material of the light emitting layer disposed between the two electrode layers is formed of SrSb 2 O X (where X = 4, 5, 6). The light emitting layer can emit light of various colors including blue. In particular, when Mn ions are activated as the emission center for this base material, blue light emission that cannot be obtained with a conventional oxide phosphor thin film having Mn ions as the emission center can be obtained.
[0045]
In this case, if a light emitting layer capable of generating three primary colors of R, G, and B is formed using the same luminescent center element, for example, Mn, not only the same series of base materials but also the same light emission. Since a thin film EL element having a light emitting layer capable of generating three primary colors of R, G, and B using a central element can be obtained, the temperature process in the manufacturing process can be further shared, and a full color The manufacturing cost of the display for performing display can be further reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a layer structure of a thin film EL device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an X-ray diffraction pattern of a light emitting layer of a thin film EL device according to an embodiment of the present invention. The figure which shows EL emission spectrum of the thin film EL element based on the Example of this invention
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass substrate 2 Lower electrode layer 3 Lower insulating layer 4 Light emitting layer 5 Upper insulating layer 6 Upper electrode layer 7 EL light emission

Claims (2)

2つの電極層と、これら2つの電極層間に配設された蛍光を発する蛍光体薄膜よりなる発光層を備え、該発光層は母体材料をSrSb(但し、X=4,5,6)により形成するとともに、該母体材料にMnイオンを発光中心として付活してなることを特徴とする薄膜エレクトロルミネッセント素子。 And two electrode layers, they are disposed between two electrode layers were fluoresce with a luminescent layer made of phosphor thin film, the light emitting layer is SrSb 2 O X (provided that the base material, X = 4, 5, A thin-film electroluminescent element formed by 6) and activated by using Mn ions as a light emission center in the base material . 前記2つの電極層間に前記発光層を積層したセラミックス板を配設したことを特徴とする請求項1に記載された薄膜エレクトロルミネッセント素子。Thin film electroluminescent device as claimed in claim 1, characterized in that disposed a ceramic plate obtained by laminating the light-emitting layer on the two electrode layers.
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