酸化ガリウム蛍光体を用いる無機薄膜EL素子に関する研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13650047
• 研究機関: 金沢工業大学
• 研究代表者: 南 内嗣 金沢工業大学, 工学部, 教授 (70113032)
• 研究分担者: 宮田 俊弘 金沢工業大学, 工学部, 助教授 (30257448)
• キーワード: 薄膜 / EL / 酸化物蛍光体 / セラミックス / Ga_2O_3 / ゾル・ゲル

研究概要

本年度は以下の研究計画に基づき、研究を実施した。
1)他の発光中心についても、前年度のMnと同様に作製されたGa_2O_3蛍光体薄膜EL素子から得られたEL特性と発光層形成条件(成膜条件及び熱処理条件)との関係を詳細に検討する。また、ディップコート法以外のコーティング技術についても検討すると共に、発光中心の共添加効果について検討する。上記計画に対しては、Cr等の新規な発光中心材料を採用しGa_2O_3蛍光体薄膜の作製条件の最適化を行った。Ga_2O_3:Cr蛍光体薄膜EL素子においては、高輝度赤色発光を実現できた。また、MnとCrを共添加したGa_2O_3:Mn, Cr蛍光体薄膜EL素子においては、発光中心の比率を変化させることにより、赤色から緑色までEL発光色を制御できる多色発光薄膜EL素子を実現できた。さらに、Ga_2O_3をベースとしたY_2O_3-Ga_2O_3系、Zn(Ga_<1-x>Al_x)_2O_4系等の新しい多元系蛍光体薄膜を提案し、その作製技術を確立すると共に発光層作製条件の最適化をおこなった結果、高輝度多色発光を実現できた。
2)各種発光中心で得られる発光色において、高輝度及び高発光効率が実現できる最適薄膜作製技術を確立し、最適素子作製条件を決定する。上記計画に対しては、各種発光中心の添加量依存性を詳細に検討し、Cr及びMn系では2原子%前後、希土類元素系では1原子%程度の添加量が最適であることを見出した。
3)前年度から継続して、室温大気中で正弦波交流電圧で駆動して、発光輝度及び発光効率の掲示変化を評価する。上記計画に対しては、10kHz正弦波交流電圧による加速寿命試験を実施した。その結果2万時間以上の長寿命を達成できた。以上の結果より、本年度の研究目標は十分に達成できた。

研究成果

• [文献書誌] T.Minami: "Oxide Phosphors for Electroluminescent Devices"Proc. 11th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence & 2002 International Conmerence on the Science and Technology of Emissive Displays and Lighting. 219-224 (2002)
• [文献書誌] T.Minami, Y.Kobayashi, T.Miyata, S.Suzuki: "Mn-activated yttria-based multicomponent oxide phosphors for thin film EL devices"PROCEEDINGS OF SPIE. 4918. 242-252 (2002)
• [文献書誌] T.Miyata, M.Yamazaki, S.Suzuki, T.Minami: "New High-Luminamce TFEL Devices Using Zn(Ga_<1-x>Al_x)_2O_4:Mn Phosphor Thin Films"Proc. of the The 22nd International Display Research Conference. 357-360 (2002)
• [文献書誌] T.Miyata, T.Utsubo, S.Suzuki, T.Minami: "High-luminance TFEL devices using Ga_2O_3:Mn phosphor thin films prepared by a spray coating method"Proc. 11th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence & 2002 International Conmerence on the Science and Technology of Emissive Displays and Lighting. 219-224 (2002)
• [文献書誌] T.Minami, M.Yamazaki, Y.Kobayashi, T.Miyata: "High-Luminance Electroluminescence from Y_2O_3:Mn Phosphor Thin Films prepared by Various Deposition Methods"Proceedings of The 7^<th> Asian Symposium on Information Display. 289-292 (2002)