CN1400848A - El板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种不需要RGB荧光体滤光片，具有色纯度良好的、特别适于全色EL用的RGB驱动的荧光体薄膜的EL板。所述EL板具有发红色、绿色、蓝色3种光的EL荧光体薄膜，与这3种的EL荧光体薄膜一起、作为发光中心至少必须含有Eu元素。

Description

EL板
技术领域
本发明是关于无机EL板，特别是关于具有RGB三色的全色板发光层的EL板。
背景技术
近年来，对作为小型或大型轻量的平板显示器的薄膜EL元件进行着广泛的研究。使用由发橙黄色光的添加锰的硫化锌形成的荧光体薄膜的单色薄膜EL显示，如图2所示，使用薄膜绝缘层2，4的双重绝缘型构造，并已实际应用。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，同时为了在第2绝缘层4上，与上述下部电极5一起构成矩阵变换回路，以规定图形形成上部电极6。
进而，作为显示，为了适应个人电脑用、TV用、其他显示用，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，可靠性、耐环境性都很优良，但目前，以红、绿、兰三原色发光的EL用荧光体特性不够，所以在彩色使用方面是不适合的。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，这些都是被选用的，仍在继续研究中。
这些以红色、绿色、兰色的三原色进行发光的荧光体薄膜，仍存在发光亮度、效率、色纯度方面的问题，现在还不能达到彩色EL板实用化的程度。特别是兰色，使用SrS∶Ce，虽然获得比较高的亮度，但作为全色显示用的兰色，亮度不足，而且色度也偏重于绿色，所以希望开发更好的兰色发光层。
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EID 98-113、19-24页、和JPn.J.Appl.Phys.Vol.38、(1999)pp.L1291-1292中所讲述的那样，开发出了SrGa2S4∶Ce、CaGa2S4∶Ce和BaAl2S4∶Eu等硫代镓酸盐或硫代铝酸盐类的兰色荧光体。这些硫代镓酸盐类荧光体，就色纯度方面没有问题，但亮度低，特别是，由于是多元组成。所以难以得到组成均匀的薄膜，由于组成控制性不好导致结晶性不好、硫的去除而产生缺陷、混入杂质等，所以得不到高质量的薄膜，为此认为亮度不高。特别是硫代铝酸盐的组成控制性极难。
就实现全色EL板方面，需要以低成本实现稳定的兰、绿、红用荧光体的荧光体材料，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，所以因荧光体薄膜的种类会导致发光特性也不同。特别是，当发光中心不同时，发光的应答速度、发光的余光等也就不同，为了驱动兰、绿、红各个单色(ピクヤル)，需要各个颜色加在一起的启动方法。
上述兰、绿、红的EL荧光体薄膜的EL光谱都是宽的。用于全色EL板时，作为板，必须使用滤光片将RGB从EL荧光体薄膜的EL光谱中切分出来。如果使用滤光片，不仅使制造工序变得复杂，而且最大的问题是降低了亮度。使用滤光片切取RGB时，兰、绿、红的EL荧光体薄膜亮度会损失掉10～50％，所以亮度低，不实用。
为了解决上述问题，寻求一种不使用滤光片，色纯度良好、而且以高亮度发光的红、绿、兰的荧光体薄膜材料，以及为使在同一发光中心发光的应答速度、发光余光等一致相当于驱动蓝、绿、红各自的单色，不需要将各个颜色加合在一起的启动方法，能使用同一个驱动方式的EL板。
发明内容
本发明的目的是提供一种EL板，不需要RGB的荧光体滤光片，具有良好色纯度、特别是适于全色EL用的RGB驱动的荧光体薄膜。
上述目的通过下述(1)～(8)中任一项的本发明构成即可达到。
(1)EL板，具有发红色、绿色、兰色3种光的EL荧光体薄膜，这3种EL荧光体薄膜一起作为发光中心，至少必须含有Eu元素。
(2)上述(1)的EL板，3种EL荧光体薄膜，是以下述组成式表示的。
    AxByOzSw∶R
[其中，A是从Mg、Ca、Sr、Ba和稀土类元素中选出的至少一种元素，B是从Al、Ga和In中选出的至少一种元素，x＝0～5，y＝0～15，z＝0～30，w＝0～30。R表示形成发光中心的元素，必须含有Eu]
(3)上述(1)或(2)的EL板，发红色光的EL荧光体薄膜的母体材料是碱土类硫化物；
发绿色光的EL荧光体薄膜的母体材料是碱土类硫代镓酸盐；
发兰色光的EL荧光体薄膜的母体材料是碱土类硫代铝酸盐。
(4)上述(1)～(3)中任一项的EL板，上述碱土类硫化物是硫化钙。
(5)上述(1)～(4)中任一项的EL板，上述碱土类硫代镓酸盐是硫代镓酸锶。
(6)上述(1)～(5)中任一项的EL板，上述碱土类硫代铝酸盐是硫代铝酸钡。
(7)上述(1)～(6)中任一项的EL板，上述发红色、绿色或兰色光的EL荧光体薄膜是在从碱土类硫化物、碱土类硫代铝酸盐、碱土类硫代镓酸盐、和碱土类硫代铟酸盐中选出的至少一种化合物中含有氧的氧硫化物，上述氧硫化物中的氧元素和硫元素的摩尔比，以O/(S+O)表示时，O/(S+O)＝0.01～0.85。
(8)上述(1)或(2)的EL板，上述发红色、绿色或兰色光的任何一种EL荧光体薄膜是氧化物。
以下对本发明的实施形式进行详细说明。
本发明的EL板具有发红色、绿色、兰色光的3种EL荧光体薄膜，作为添加到这3种EL荧光体薄膜中的发光中心元素，3种中都至少必须含有Eu元素。
本发明中使用的3种红、绿、兰的EL荧光体薄膜是在碱土类硫化物、碱土类氧化物、碱土类硫代铝酸盐、碱土类铝酸盐、碱土类硫代镓酸盐、碱土类镓酸盐、碱土类铟酸盐、碱土类硫代铟酸盐中任何一种母体材料中，作为发光中心至少添加Eu。
这样的荧光体薄膜即使不使用滤光片，色纯度也良好，而且，将高亮度发红、绿、兰光的荧光体薄膜材料以及Eu作为同一发光中心，并使发光的应答速度、发光余光等一致，所以相当于驱动兰、绿、红各自的单色，不需要将各自颜色加合在一起的启动方式，成为可以使用同一驱动方式的EL板。
此处所说的红色、绿色、兰色发光，将至少在600～700nm波长区域中具有发光极大波长的光作为红色的发光，将至少在500～600nm波长区域中具有发光极大波长的光作为绿色的发光，将至少在400～500nm波长区域中具有发光极大波长的光作为兰色的发光。
在EL荧光体薄膜中使用的碱土类硫代铝酸盐、碱土类铝酸盐、碱土类硫代镓酸盐、碱土类镓酸盐、碱土类铟酸盐、碱土类硫代铟酸盐等，将碱土类取为A、将Al、Ga或In取为B、将硫或氧取为C时，有A5B2C8、A4B2C7、A2B2C5、AB2C4、AB4C7、A4B14C25、AB8C13、AB12C19等，作为基本材料，这些可以单独使用或2种以上混合使用，也可以是形成不具有明确结晶构造的非晶质状态。
碱土类元素是Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Ra中的任何一种，这些中优选Mg、Ca、Sr和Ba，特别优选Ba和Sr。
和这些碱土类元素组合的元素是Al、Ga或In，这些元素可任意组合。
EL荧光体薄膜含有硫和氧，优选是以组成式AxByOzSw∶R表示的。
[式中A是从Mg、Ca、Sr、Ba和稀土类元素中选出的至少一种元素，B是从Al、Ga和In中选出的至少一种元素，R表示形成发光中心的元素，必须含有Eu。]
上述式中，x、y、z、w分别表示元素A、B、O、S的摩尔比。
x、y、z优选
x＝0～5       y＝0～15
z＝0～30      w＝0～30
更优选
x＝1～5       y＝1～15
z＝3～30      w＝3～30
所含的氧，在碱土类硫化物母体材料中，相对于母体材料中硫的原子比，表示为O/(S+O)时，在0.01～0.85范围内添加，优选在0.05～0.5范围内添加。即，以上式计，z/(z+w)的值为0.01～0.85，优选0.05～0.5，更优选0.1～0.4，特别优选0.2～0.3。
荧光体薄膜的组成，可利用荧光X射线分析(XRF)、X射线光电子分析(XPS)等进行确认。
氧具有极大提高荧光体薄膜EL发光亮度的效果，发光元件随着发光时间的推移亮度会逐渐劣化，存在寿命的问题，通过添加氧可提高其寿命，并能防止亮度劣化。我们认为一旦向硫化物中添加氧，在该母体材料成膜时或在成膜后退火等后处理时可促进结晶化，添加的稀土类在化合物结晶场内具有有效的迁移，能获得高亮度且稳定的发光。母体材料自身也比纯粹的硫化物在空气中变得更稳定。认为这是因为稳定的氧化物成分隔离了大气，而保护了膜中的硫化物成分。
EL荧光体薄膜除了上述材料外，也可以是氧化物。氧化物具有优良的发光寿命和耐环境性。
这样的氧化物优选是以组成式AxByOz∶R表示的。
[式中A是从Mg、Ca、Sr、Ba和稀土类元素中选出的至少一种元素，B是从Al、Ga和In中选出的至少一种元素。R是形成发光中心的元素，必须含有Eu。]
上述式中x、y、z分别表示元素A、B、O的摩尔比。
x、y、z优选为
x＝0～5 y＝0～15 z＝0～30
更优选为
x＝1～5 y＝1～15 z＝3～30
在如上述的荧光体薄膜中，特别地兰色用的荧光体薄膜优选BaxAlyOzSw∶Eu。
另外，优选w＝0的氧化物，其中特别优选CaxAlyOz∶Eu。
作为绿色，特别优选SrxGayOzSw∶Eu。
也优选w＝0的氧化物，其中特别优选选SrxAlyOz∶Eu。
进而，特别优选作为红色的荧光体薄膜，将碱土类铟酸盐作为母体材料，进而添加Eu作为发光中心，或者将碱土类硫化物作为母体材料，进而添加Eu作为发光中心。像Ga2O3一样，w＝0的氧化物也是优选的。
碱土类元素是Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Ra中的任何一种，这些中优选Mg、Ca、Sr和Ba，特别是当硫化物时，即z＝0时，优选Ca。也可以用Ca和Sr、Ca和Mg等2种以上的物质。特别地当是氧化物时，即w＝0时，优选Mg。
作为荧光体薄膜的厚度，虽没有特别限定，但是，过厚时，驱动电压会升高，过薄时，发光效率又会降低，具体讲，根据荧光材料，优选100～2000nm，特别优选150～700nm左右。
作为发光中心所含Eu元素的添加量，相对于碱土类原子优选添加0.1～10原子％。关于CaS，优选0.1～0.5原子％，更优选0.2～0.4原子％。本发明中，作为发光中心添加的元素必须含有Eu，除了单独Eu外，也可添加二种以上的元素。例如，将Eu作为发光中心时，进而可添加Cu、Ce等，可提高应答性和发光亮度。
作为这种红色荧光体薄膜的厚度，为50～300nm，优选150～250nm。过厚时，驱动电压升高，特别是应答性变坏，从数秒到数十秒。过薄时，发光效率又会降低。特别地通过在此范围内，可获得应答性、发光效率都优良的EL元件。
进而，红色、绿色、兰色的荧光体薄膜，优选ZnS薄膜/荧光体薄膜/ZnS薄膜的构造。荧光体薄膜在薄的范围内，通过用ZnS薄膜形成夹层，可提高荧光体薄膜的电荷注入特断和耐电压特性，形成高亮度发光的EL元件。特别是作为荧光体薄膜，使用CaS∶Eu时，效果显著，可获得高亮度、应答性高的红色EL薄膜，ZnS薄膜的厚度为30～400nm，最好100～300nm。
红色、绿色、兰色的荧光体薄膜也可以形成多层，如ZnS薄膜/荧光体薄膜/ZnS薄膜、ZnS薄膜/荧光体薄膜/ZnS薄膜/荧光体薄膜/ZnS薄膜、或者，ZnS薄膜/荧光体薄膜/ZnS薄膜/..重复../荧光体薄膜/ZnS薄膜。
为得到这样的荧光体薄膜，例如，最好利用以下蒸镀法。
即，制作添加Eu的碱土类硫化物，在真空槽内将该蒸发源进行EB蒸镀，将其单独或同时通过电阻加热蒸镀硫代铝酸盐、硫代镓酸盐、硫代铟酸盐，形成添加Eu的碱土类硫化物、碱土类硫代镓酸盐、碱土类硫代铝酸盐、碱土类硫代铟酸盐等。这些组成，对各个源的功率进行调整。同时，在蒸镀中也可以通入H2S气体。
添加的Eu，是以金属、氟化物、氧化物或硫化物的形式添加到原料中。添加量，由于原料和形成的薄膜不同，所以调整原料的组成形成适宜的添加量。
蒸镀中的基板温度为室温～600℃，优选为300～500℃。当基板温度过高时，母体材料的薄膜表面形成剧烈的凹凸状，在薄膜中产生针孔，在EL元件中产生电流泄漏的问题。且薄膜变成褐色。为此，优选在上述温度范围内。另外成膜后优选进行退火处理。退火温度优选600～1000℃，特别优选600～800℃。
形成的硫化物荧光薄膜优选高结晶性的薄膜，结晶性的评价，例如可利用X射线衍射。为了提高结晶性，尽可能地使基板温度处于高温。在薄膜形成后的真空中、N2中、Ar中、大气中、S蒸气中、H2S中等进行退火也有效。
作为发光层的膜厚度虽然没有特殊限制，但是，过厚时，驱动电压升高，过薄时，发光效率又会降低，具体讲，根据荧光材料优选为100～2000nm，特别优选150～700nm左右。
蒸镀时的压力优选为1.33×10-4～1.33×10-1Pa(1×10-6～1×10-3乇)。通入H2S等气体时，优选调整压力，为6.65×10-3～6.65×10-2Pa(5×10-5～5×10-4乇)。当压力高于此压力范围时，E枪的工作不稳定，组成极难控制。作为气体的导入量，也根据真空系统的能力，为5～200SCCM，优选为10～30SCCM。
根据需要，蒸镀时，基板可以移动或旋转。通过移动或旋转基板，形成均匀的膜组成，膜厚度分布偏差很小。
旋转基板时，作为基板的转数优选10次/min以上，更优选10～50次/min，特别优选10～30次/min左右。基板转数过快时，向真空室导入时，很容易产生密封性等问题。过慢时，在槽内的膜厚方向上产生组成不匀，制成的发光层特性会降低。作为旋转基板的旋转装置，可由使用马达、油压旋转机构等动力源和、由齿轮、皮带、皮带轮等组合的动力传递机构、减速机构等的公知的旋转机构构成。
加热蒸发源、基板的加热装置只要具有规定热容量、反应性等就行，例如有钽丝加热器、夹套加热器、碳加热器等。由加热装置产生的加热温度优选100～1400℃左右，温度的控制精度在1000℃为±1℃，优选±0.5℃左右。
在图1中示出了形成本发明发光层的一例装置构成图。此处，将添加Eu的碱土类硫化物和，硫代铝酸盐、硫代镓酸盐、硫代铟酸盐中的任何一种作为蒸发源，一边通入H2S，一边制作添加Eu的碱土类硫化物、碱土类硫代镓酸盐、碱土类硫代铝酸盐、碱土类硫代铟酸盐等。在图中，在真空层11内，配置形成发光层的基板12、和电阻加热蒸发源K-池14，EB蒸发源15。
在碱土类硫化物蒸发装置的电阻加热蒸发源(K-池)14中，盛装添加了发光中心的碱土类硫化物14a。这种K-池14，由未图示的加热装置进行加热，以所希望的蒸发速度使金属材料进行蒸发。
另一方面，形成硫代铝酸盐、硫代镓酸盐、硫代铟酸盐中任一种的蒸发装置的EB(电子束)蒸发源15，具有盛装硫代铝酸盐、硫代镓酸盐、硫代铟酸盐中任一种15a的“坩埚”50，和内装释放电子用灯丝51a的电子枪51。在该电子枪51内装有控制电子束的机构。该电子枪51连接有交流电源52和偏置电源53。可以控制从电子枪51发射出的电子束，以予先设定的功率，以规定的蒸发速度蒸发硫代铝酸盐、硫代镓酸盐、硫代铟酸盐中的任何一种15a。在图中，由K-池和E枪控制蒸发源，也可以用一个E枪进行多元同时蒸镀。此时的蒸镀方法叫作多元脉冲蒸镀法。
在图示例中，为了容易说明，看起来各蒸发源14，15相对于基板进行偏置配置，但实际上是配置在能使组成和膜厚均匀的位置。
真空槽11具有排气孔11a，通过由该排气孔排气，可使真空槽11内形成规定的真空度。该真空槽11还具有通入硫化氢等原料气的通入孔11b。
将基板12固定在基板夹持架12a上，该基板夹持架12a的固定轴12b，利用未图示的旋转轴固定装置，一边保持真空槽11内的真空度，一边由外部自由旋转地固定住。同样，可以利用未图示的旋转装置，根据需要以规定的转数进行旋转。可以在基板夹持架12a上紧密固定由加热丝等构成的加热装置13，将基板加热到规定的温度，并保持此温度。
使用这种装置，使从K-池14、EB蒸发源15蒸发的碱土类硫化物蒸气和硫代铝酸盐、硫代镓酸盐、硫代铟酸盐中的任一种的蒸气，堆积并固结在基板12上，形成添加Eu的碱土类硫化物、碱土类硫代镓酸盐、碱土类硫代铝酸盐、碱土类硫代铟酸盐等的荧光层。这时根据需要，通过旋转基板12，可使堆积的发光层的组成和膜厚分布更均匀。
使用本发明荧光薄膜的发光层3制作无机EL元件时，例如，可以是如图2所示的构造。
图2是使用了本发明发光层的无机EL元件构造局部断面斜视图。在图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上形成厚膜的第1绝缘层(厚膜电介质层)2。在该第1绝缘层2上依次形成发光层3、第2绝缘层(薄膜电介质层)4，同时在第2绝缘层4上以规定图形形成上部电极6，并与上述下部电极5构成矩阵变换回路。在矩阵变换电极的交点处分别涂布红、绿、兰的荧光体薄膜。
在基板1、电极5、6、厚膜绝缘层2、薄膜绝缘层4各层之间，也可没置提高密合性的层、缓冲应力的层、防止反应的屏障层等中间层。也可将厚膜表面研磨，或使用平坦化层等，提高平坦性。
此处作为厚膜绝缘层和薄膜绝缘层之间的屏障层，优选设置BaTiO3薄膜层。
用作基板的材料，可使用能忍耐厚膜形成温度、和EL荧光层形成温度、EL元件退火温度的耐热温度或熔点为600℃以上，优选为700℃以上，特别优选为800℃以上的基板，只要通过在其上形成发光层等功能性薄膜可制成EL元件，能保持规定的强度就行，对此没有特殊限定。具体讲可以列举玻璃基板、氧化铝(Al2O3)、镁橄榄石(2MgO·SiO2)、滑石(MgO·SiO2)、莫来石(3Al2O3·2SiO2)、贝里利耐火材料(BeO)、氮化铝(AlN)、氮化硅(SiN)、碳化硅(SiC+BeO)等陶瓷基板、结晶化玻璃等耐热性玻璃基板。这些中，特别优选氧化铝基板、结晶化玻璃，在需要热传导性时，优选贝里利耐火材料、氮化铝、碳化硅等。
除此之外，也可以使用石英、热氧化硅薄片等、钛、不锈钢、镍铁铬耐热合金、铁系等金属基板。使用金属等导电性基板时，优选的构造是在基板上形成内部具有电极的厚膜。
作为电介质厚膜材料(第1绝缘层)，可使用公如的电介质厚膜材料。进一步优选介电常数比较大的材料。
例如，可以使用钛酸铅类、铌酸铅类、钛酸钡类等材料。
作为电介质厚膜的电阻率在108Ω·cm以上，特别为1010～1018Ω·cm左右。最好是具有比较高介电常数的物质，作为其介电常数ε优选ε＝100～10000左右。作为膜厚度优选5～50μm，特别优选为10～30μm。
绝缘层厚膜的形成方法，虽没有特殊限定，但只要是比较容易获得10～50μm厚膜的方法均可以，优选溶胶凝胶法、印刷烧制法等。
利用印刷烧制法时，适当使材料的粒度一致，与粘合剂混合，形成适当粘度的糊状物。利用筛网印刷法将该糊状物施用在基板上，并进行干燥。将这种生片在适当的温度下进行烧制，得到厚膜。
作为薄膜绝缘层(第2绝缘层)的构成材料，例如有氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、氧化钽(Ta2O5)、钛酸锶(SrTiO3)、氧化钇(Y2O3)、钛酸钡(BaTiO3)、钛酸铅(PbTiO3)、PZT、二氧化锆(ZrO2)、氮氧化硅(SiON)、氧化铝(Al2O3)、铌酸铅、PMN-PT类材料等，及它们的多层或混合薄膜。作为用这些材料形成绝缘层的方法，可使用蒸镀法、喷溅法、CVD法、溶胶凝胶法、印刷烧制法等已知的方法。作为这时的绝缘层膜厚优选为50～1000nm，特别优选100～500nm左右。
电极(下部电极)至少在基板侧或第1电介质内形成。形成厚膜时，进而和发光层同在热处理高温下形成的电极层，作为主成分，只更使用钯、铑、铱、铼、钌、铂、钽、镍、铬、钛等中的1种或2种以上通常用的金属电极就行。
形成上部电极的其他电极层，通常为了使发光从基板相反侧透出，所以最好是在规定发光波长域内，具有透光性的透明电极。透明电极，若是基板和绝缘层具有透光性均话，也可以用于使发光能从基板侧透出的下部电极。这时特别优选使用ZnO、ITO等透明电极。ITO以化学计量组成，通常含有In2O3和SnO，O量多少可以有些偏离。相对于In2O3，SnO2的混合比为1～20质量％，更优选为5～12质量％，相对于IZO中的In2O3，ZnO的混合比通常为12～32质量％左右。
电极也可以是具有硅的电极。这种硅电极层可以是多晶硅(p-Si)，也可以是非结晶硅(a-Si)，根据需要还可以是单晶硅。
电极，除了主成分硅外，为确保导电性，可掺杂杂质。用作杂质的掺杂剂，只要能确保规定的导电性就行，可使用通常在硅半导体中使用的掺杂剂。具体讲有B、P、As、Sb、Al等。这些中最好的是B、P、As、Sb和Al。作为掺杂剂的浓度优选为约0.001～5at％。
作为用这些材料形成电极层的方法，可使用蒸镀法、喷溅法、CVD法、溶胶凝胶法、印刷烧制法等已知的方法，特别是，在基板上制作内部具有电极的厚膜构造时，优选是与电介质厚膜相同的方法。
作为电极层的优选电阻率，为了能有效地赋予发光层电场，在1Ω·cm以下，特别地0.003～0.1Ω·cm。作为电极层的膜厚，根据形成材料，优选为50～2000nm，特别优选为100～1000nm左右。
以上虽然对本发明的EL板进行了说明，但当使用本发明的EL板时，也可应用于其他形态的元件，主要是显示用的全色板、多色板，部分显示三色的局部(パ-シヤリ-)彩色板。
附图的简单说明
图1是适用于本发明方法的装置，或本发明制造装置的构成实例简要剖面图。
图2是利用本发明方法和装置制造的无机EL元件构成例的局部剖面图。
实施例
以下示出了本发明的具体实施例，用于更详细地说明本发明。
[实施例1]
制作本发明的EL板。使用与基板、厚膜绝缘层相同的材料BaTiO3类的电介质材料介电常数为5000的材料，作为下部电极使用Pd电极。制作是，制作基板片，在其上筛网印刷下部电极、厚膜绝缘层，形成生片，同时进行烧制。表面进行研磨，得到附有30μm厚的厚膜第一绝缘层的基板。进而，在其上，作为屏障层，利用喷溅法形成400nm的BaTiO3膜，进而，在700℃的空气中进行退火，形成复合基板。
在该复合基板上，作为EL元件，为了稳定地发光，制作红、绿、兰三种荧光体薄膜，形成Al2O3膜50nm/ZnS膜200nm/荧光体薄膜(发光层)300nm/ZnS膜200nm/Al2O3膜50nm的构造体。
为了在规定部位形成各色荧光体薄膜，预先以各色准备掩膜图形，再利用掩膜蒸镀，部分形成各膜。
对于红、绿、兰3种荧光体薄膜，红色使用CaS类的荧光体薄膜、绿色使用SrGs2S4类的荧光体薄膜，兰色使用BaAl2S4类的荧光体薄膜。对于发光中心，都使用Eu。
在制作红色用荧光体薄膜时，按以下操作形成薄膜，对于成膜，使用如图1所示装置。其中只使用了1个E枪。
将装有添加0.5mol％Eu的CaS粉末的EB源15，设置在通入H2S气体的真空槽11内，使源蒸发，加热到400℃，在旋转的基板上形成薄膜。蒸发源的蒸发速度，使得在基板上形成膜的成膜速度，调整为1nm/sec。这时以20SCCM通入H2S气体，得到荧光体薄膜，得到的薄膜，在形成Al2O3膜50nm/ZnS膜、200nm/荧光体薄膜、300nm/ZnS膜、200nm/Al2O3膜、50nm的构造后，在750℃的空气中退火10分钟。
和上述一样在Si基板上形成荧光体薄膜，对于得到的荧光体薄膜，利用荧光X射线分析，分析CaS∶Eu薄膜的组成，以原子比计，结果是Ca∶S∶Eu＝24.07∶25.00∶0.15。
制作绿色用荧光体薄膜时，按以下操作形成薄膜，对于成膜，使用如图1所示装置。此处使用了1个E枪、和1台电阻加热蒸发源(池源)。
将装有添加5mol％Eu的SrS粉末的EB源15，装有Ga2S3粉末的电阻加热源14，设置在通入H2S气体的真空槽11内，使各个源同时蒸发，加热到400℃，在旋转的基板上形成薄膜，各个蒸发源的蒸发速度，按在基板上成膜时的成膜速度，调整为1nm/sec。此时以20SCCM通入H2S气体，得到薄膜。所得到的薄膜，在形成Al2O3膜、50nm/ZnS膜、200nm/荧光体薄膜、300nm/ZnS膜、200nm/Al2O3膜、50nm/的构造后，在750℃的空气中退火10分钟。
和上述一样，在Si基板上形成荧光体薄膜。对于得到的荧光体薄膜，利用荧光X射线分析SrxGayOzSw∶Eu薄膜的组成，以原子比计，分析结果，Sr∶Ga∶O∶S∶Eu＝6.02∶19.00∶11.63∶48.99∶0.34。
在制作兰色用荧光体薄膜时，按以下操作形成薄膜。成膜时，使用如图1所示的装置。其中，使用了1个E枪、和1台电阻加热蒸发源(池源)。
将装有添加5mol％Eu的BaS粉末的EB源15，装有Al2S3粉末的EB源14，设置在通入H2S气体的真空槽11内，使各个源同时蒸发，加热到400℃，在旋转的基板上形成薄膜，各个蒸发源的蒸发速度，按在基板上成膜时的成膜速度，调整为1nm/sec。此时以20SCCM通入H2S气体，得到薄膜。得到的薄膜，在形成Al2O3膜、50nm/ZnS膜、200nm/荧光体薄膜、300nm/ZnS膜、200nm/Al2O3膜、50nm的构造后，在750℃的空气中退火10分钟。
和上述一样，在Si基板上形成荧光体薄膜。对于得到的荧光体薄膜，利用荧光X射线分析BaxAlyOzSw∶Eu薄膜的组成，以原子比计，分析结果是Ba∶Al∶O∶S∶Eu＝8.91∶18.93∶9.33∶28.05∶0.35。
进而，在得到的构造体上，使用ITO氧化物靶子，利用RF磁控管喷溅法，基板温度为250℃，形成膜厚200nm的ITO透明电极后，再形成图案，完成矩阵变换回路构造的EL元件。
在得到的EL元件各矩阵变换回路的2个电极间，以7种电压施加240Hz、脉冲宽度50μS的电场，赋予各色8位的亮度等级。EL板可以平均100cd/m2、应答性良好地发出512种色的光。
实施例2
使用SrAl2O4∶Eu代替在实施例1中作为绿色的SrxGayOzSw∶Eu薄膜时，得到大致相同的结果。
如上述本发明的EL板，不使用滤光片，通过使用色纯度良好，且以高亮度发红、绿、兰色光的荧光体薄膜材料，而且化学或物理性质类似的荧光体母体材料特别是作为发光中心材料，3色都使用了Eu元素，从而简化了全色EL板的驱动方法，减小了亮度的偏差，提高了合格率，并能降低包括回路等在内的板制造成本，实用价值极大。
根据以上的本发明，可提供不需要RGB的荧光体滤光片，具有色纯度良好的，特别适于全色EL用的RGB驱动的荧光体薄膜的EL板。

Claims (8)

1、一种EL板，特征是具有发红色、绿色、兰色3种光的EL荧光体薄膜，这3种EL荧光体薄膜一起作为发光中心至少必须含有Eu元素。
2、根据权利要求1的EL板，特征是上述3种的EL荧光体薄膜,以下述组成式表示，
    AxByOzSw∶R
[式中A是从Mg、Ca、Sr、Ba和稀土类元素中选出的至少一种元素，B是从Al、Ga和In中选出的至少一种元素，x＝0～5，y＝0～15，z＝0～30，w＝0～30，R是形成发光中心的元素，必须含有Eu。]
3、根据权利要求1或2的EL板，特征是发红色光的EL荧光体薄膜的母体材料是碱土类硫化物；发绿色光的EL荧光体薄膜的母体材料是碱土类硫代镓酸盐；发兰色光的EL荧光体薄膜的母体材料是碱土类硫代铝酸盐。
4、根据权利要求1～3中任一项的EL板，特征是上述碱土类酸化物是硫化钙。
5、根据权利要求1～4中任一项的EL板，特征是上述碱土类硫代镓酸盐是硫代镓酸锶。
6、根据权利要求1～5中任一项的EL板，特征是上述碱土类硫代铝酸盐是硫代铝酸钡。
7、根据权利要求1～6中任一项的EL板，特征是上述发红色、绿色或兰色光的EL荧光体薄膜是在从碱土类硫化物、碱土类硫代铝酸盐、碱土类硫代镓酸盐、和碱土类硫代铟酸盐中选出的至少一种化合物中含有氧的氧硫化物，将上述氧硫化物中的氧元素和硫元素的摩尔比率，表示为O/(S+O)时，O/(S+O)＝0.01～0.85。
8、根据权利要求1或2的EL板，特征是上述发红色、绿色或兰色的任何一种EL荧光体薄膜是氧化物。
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