新規なカルシウム-ガリウム酸化物系蛍光体を用いる薄膜のELデバイスの研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650046
• Research Institution: Kanazawa Institute of Technology
• Principal Investigator: 高田 新三 金沢工業大学, 工学部, 教授 (70064467)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮田 俊弘 金沢工業大学, 工学部, 講師 (30257448) ; 南 内嗣 金沢工業大学, 工学部, 教授 (70113032)
• Keywords: CaO-Ga_2O_3 / フルカラーELディスプレイ / 酸化物蛍光体薄膜 / セラミックス

Research Abstract

本研究は新規なEL素子用発光層材料であるCaO-Ga_2O_3酸化物系蛍光体薄膜を用いることによってフルカラー発光EL素子の実現を目的としている。平成10年度は、以下に述べる成果を上げることができた。
(1) 新規な発光層母体材料であるCaO-Ga_2O_3に発光中心としてMn、Cr、Pbもしくは希土類元素を添加した蛍光体ターゲットの作製技術およびCaO-Ga_2O_3蛍光体薄膜の最適発光層作製条件を確立した。具体的には、前者に対してはCaO-Ga_2O_3の材料混合比、発光中心導入量および焼成温度をパラメータとして変化させた。後者に対してはスバッタ成膜時の基板温度、スパッタガス圧、基板ーターゲット間距離、スパッタ投入電力をパラメータとして変化させた。これらのEL素子作製条件と作製した素子のEL特性との関係を明らかにした結果、発光中心としてMnを添加した(CaO-Ga_2O_3):Mnターゲットを用い、基板温度275℃、スパッタガス圧6Pa、基板-ターゲット間距離25mm、スパッタ投入電力100Wの成膜条件下で作製した発光層を用いた素子において、1018cd/m^2の高輝度緑色発光を実現できた。また、母体材料である(CaO-Ga_2O_3)の組成を制御することにより、赤から緑色の間で発光色を可変できることを明らかにした。
(2) EL特性の改善に対して極めて重要である発光層の高温熱処理について検討し、熱処理雰囲気、熱処理温度、熱処理時間について詳細に検討した結果、アルゴン雰囲気中、熱処理温度1020℃、5時間の熱処理条件において最も優れたしEL特性を実現できることを明らかにした。