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材料合成や結晶化が容易な二元化合物の酸化ガリウム(β-Ga_2O_3)を母体材料とする新規なGa_2O_3蛍光体を発光層に採用することにより、高価な封止処理なしでも大気中で安定に動作する高輝度・高発光効率のフルカラー発光薄膜エレクトロルミネッセンス(EL)素子の作製技術を確立した。特に、Ga_2O_3が化学的に安定な酸化物である点に注目して、飛躍的な成膜コストの低減が期待できる化学的成膜技術であるゾル・ゲル法を用いるEL発光層用Ga_2O_3蛍光体薄膜形成技術を確立できた。具体的には、Ga_2O_3:Cr、Ga_2O_3:Eu(赤色発光)Ga_2O_3:Mn(緑色発光)及びGa_2O_3:Sn(青色発光)薄膜をゾル・ゲル法で形成するためのソース材料の調合技術並びに成膜作製技術を確立した。また、それらの酸化物蛍光体薄膜を発光層に用いた薄膜EL素子を作製し、そのEL特性の発光層成膜条件及び成膜後の熱処理条件依存性等を明らかにすることによって、各発光層薄膜の最適作製条件を明らかにできた。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系等の新規な多元系蛍光体薄膜EL素子の作製技術を確立した。
特に、Ga_2O_3蛍光体薄膜EL素子の実用化を目的として、封止処理を施さない状態でのEL特性の加速寿命試験について検討し、Ga_2O_3:Mn(緑色発光)薄膜EL素子おいて2万時間を越える、極めて長寿命の薄膜EL素子を実現できた。以上の研究成果として、本研究の目的である酸化ガリウム蛍光体を用いる無機薄膜EL素子の作製技術の確立及びそのEL特性の解明は十分に達成できた。
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