JPH07242869A - 薄膜エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
薄膜エレクトロルミネッセンス素子Info
- Publication number
- JPH07242869A JPH07242869A JP6058362A JP5836294A JPH07242869A JP H07242869 A JPH07242869 A JP H07242869A JP 6058362 A JP6058362 A JP 6058362A JP 5836294 A JP5836294 A JP 5836294A JP H07242869 A JPH07242869 A JP H07242869A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- light emitting
- layer
- electroluminescent material
- color
- Prior art date
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- Pending
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- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 色純度、色座標に優れ、化学的に安定な青色
発光体が得られる薄膜エレクトロルミネッセンス材料お
よび該材料を発光層とする薄膜エレクトロルミネッセン
ス素子を提供する。 【構成】 組成式が次式; 【化1】 [但し、MはSrまたはBa、REはランタノイド系元
素をそれぞれ示し、xとyは整数であるが、xとyは等
しくない]で表されるアルカリ土類チオガレートからな
ることを特徴とする薄膜エレクトロルミネッセンス材
料。
発光体が得られる薄膜エレクトロルミネッセンス材料お
よび該材料を発光層とする薄膜エレクトロルミネッセン
ス素子を提供する。 【構成】 組成式が次式; 【化1】 [但し、MはSrまたはBa、REはランタノイド系元
素をそれぞれ示し、xとyは整数であるが、xとyは等
しくない]で表されるアルカリ土類チオガレートからな
ることを特徴とする薄膜エレクトロルミネッセンス材
料。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電界の印加によって発光
する薄膜エレクトロルミネッセンス(EL)素子および
その材料に関するものであり、特にその薄膜発光層に用
いられる薄膜EL材料および該材料を用いた薄膜EL素
子に関する。
する薄膜エレクトロルミネッセンス(EL)素子および
その材料に関するものであり、特にその薄膜発光層に用
いられる薄膜EL材料および該材料を用いた薄膜EL素
子に関する。
【0002】
【従来の技術】薄膜ELパネルのフルカラー化のために
赤色、緑色、青色を呈するEL発光層の研究が進められ
ている。しかし現在のところ輝度が高く、色純度に優れ
た青色発光材料に良いものがなかった。青色発光体の中
で最も進んだ材料としてはSrS:Ceがあり,近年の
開発により輝度、色純度ともに著しく向上している。し
かしSrS:Ceの発光ピークは、Ceの置換するサイ
トの大きさ等から480nm程度より短波長側にはなら
ないことが予想され、純粋な青色は呈さない。またSr
S自体に潮解性があることや、完全な焼成には1400
℃以上の加熱が必要である等の問題があり、工業的な製
造工程の中での障害となっている。
赤色、緑色、青色を呈するEL発光層の研究が進められ
ている。しかし現在のところ輝度が高く、色純度に優れ
た青色発光材料に良いものがなかった。青色発光体の中
で最も進んだ材料としてはSrS:Ceがあり,近年の
開発により輝度、色純度ともに著しく向上している。し
かしSrS:Ceの発光ピークは、Ceの置換するサイ
トの大きさ等から480nm程度より短波長側にはなら
ないことが予想され、純粋な青色は呈さない。またSr
S自体に潮解性があることや、完全な焼成には1400
℃以上の加熱が必要である等の問題があり、工業的な製
造工程の中での障害となっている。
【0003】最近、MGa4S4:Ce(M:アルカリ土
類元素)を用いた薄膜EL素子が開発され、高輝度でよ
り短波長で発光する点から注目を集めている(特開平5
−65478号公報)。また,DavlosらはEu2+
を添加したストロンチウムチオガレートとバリウムチオ
ガレートが主として青色領域で発光することを報告して
いる(J,Solid.State Chem.83,
316(1989))。SrSに比べこれらのチオガレ
ートは一般に潮解性が低く、焼成温度が1100℃程度
で良い等の利点を持ち工業的に優れている。
類元素)を用いた薄膜EL素子が開発され、高輝度でよ
り短波長で発光する点から注目を集めている(特開平5
−65478号公報)。また,DavlosらはEu2+
を添加したストロンチウムチオガレートとバリウムチオ
ガレートが主として青色領域で発光することを報告して
いる(J,Solid.State Chem.83,
316(1989))。SrSに比べこれらのチオガレ
ートは一般に潮解性が低く、焼成温度が1100℃程度
で良い等の利点を持ち工業的に優れている。
【0004】しかしながら、色純度、色座標に優れ、良
好な青色を呈する薄膜EL素子は得られていない。
好な青色を呈する薄膜EL素子は得られていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、色純
度、色座標に優れ、化学的に安定な青色発光体が得られ
る薄膜EL材料および該材料を発光層とする薄膜EL素
子を提供することにある。
度、色座標に優れ、化学的に安定な青色発光体が得られ
る薄膜EL材料および該材料を発光層とする薄膜EL素
子を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、次
に示す薄膜EL材料によって達成される。
に示す薄膜EL材料によって達成される。
【0007】すなわち、本発明は、組成式が次式;
【化1】 [但し、MはSrまたはBa、REはランタノイド系元
素をそれぞれ示し、xとyは整数であるが、xとyは等
しくない]で表されるアルカリ土類チオガレートからな
ることを特徴とする薄膜EL材料にある。
素をそれぞれ示し、xとyは整数であるが、xとyは等
しくない]で表されるアルカリ土類チオガレートからな
ることを特徴とする薄膜EL材料にある。
【0008】上記したように、上式中、Mはストロンチ
ウム(Sr)またはバリウム(Ba)を示す。また、R
Eはランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジ
ム(Pr)、ネオジム(Nd)、ユウロビウム(Eu)
等のランタノイド系元素を示すが、その中でもセリウム
が好ましく用いられる。このセリウムは経済的に安価で
あり、この点からも優れている。また、xとyは何れも
整数であるが、xとyは等しくない。
ウム(Sr)またはバリウム(Ba)を示す。また、R
Eはランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジ
ム(Pr)、ネオジム(Nd)、ユウロビウム(Eu)
等のランタノイド系元素を示すが、その中でもセリウム
が好ましく用いられる。このセリウムは経済的に安価で
あり、この点からも優れている。また、xとyは何れも
整数であるが、xとyは等しくない。
【0009】本発明では、このように上記したアルカリ
チオガーレートを母体材料とし、セリウム等のランタノ
イド系元素を付活剤(発光中心)とするものである。こ
のような具体的な薄膜EL材料の組成としては、BaG
a4S7:Ce、Ba3Ca2S6:Ce、Sr2Ga2S5:
Ce等が挙げられる。また、本発明の薄膜EL材料に
は、さらに電荷補償剤としてカリウム等を含有すること
は好ましいことである。
チオガーレートを母体材料とし、セリウム等のランタノ
イド系元素を付活剤(発光中心)とするものである。こ
のような具体的な薄膜EL材料の組成としては、BaG
a4S7:Ce、Ba3Ca2S6:Ce、Sr2Ga2S5:
Ce等が挙げられる。また、本発明の薄膜EL材料に
は、さらに電荷補償剤としてカリウム等を含有すること
は好ましいことである。
【0010】このような薄膜EL材料を得るには、例え
ば以下の方法で行なわれる。すなわち、SrCO3また
はBaCO3とGa2O3を適当なモル比で混合し、付活
剤としてCeF3、電荷補償剤としてKClを加えた混
合物を、900〜1100℃の温度でH2S中において
焼成することにより得られる。勿論、これらの材料に代
えてSrS、BaS、Ga2S3、CeO2等を使用する
ことも可能であり、電荷補償剤としてはKClのみなら
ず、適当なイオン半径をもつ1価の陽イオンを提供可能
な化合物ならいずれでもよい。あるいは適当なイオン半
径をもつ3価の陰イオンを用いることも可能である。
ば以下の方法で行なわれる。すなわち、SrCO3また
はBaCO3とGa2O3を適当なモル比で混合し、付活
剤としてCeF3、電荷補償剤としてKClを加えた混
合物を、900〜1100℃の温度でH2S中において
焼成することにより得られる。勿論、これらの材料に代
えてSrS、BaS、Ga2S3、CeO2等を使用する
ことも可能であり、電荷補償剤としてはKClのみなら
ず、適当なイオン半径をもつ1価の陽イオンを提供可能
な化合物ならいずれでもよい。あるいは適当なイオン半
径をもつ3価の陰イオンを用いることも可能である。
【0011】本発明の薄膜EL素子は、上記した薄膜E
L材料を発光層として用いるものである。このような薄
膜EL素子の構成を示す一例を図1に示す。同図におい
て、1はAl等の上部電極(背面電極)、2は上部絶縁
層、3はバッフア層、4は発光層、5は下部絶縁層、6
はITO等の下部電極(透明電極)、7はガラス基板で
ある。上部絶縁層2はSiO2層21、Si3N4層22
からなり、下部絶縁層5はSi3N4層51、Si O2層
52からなる。
L材料を発光層として用いるものである。このような薄
膜EL素子の構成を示す一例を図1に示す。同図におい
て、1はAl等の上部電極(背面電極)、2は上部絶縁
層、3はバッフア層、4は発光層、5は下部絶縁層、6
はITO等の下部電極(透明電極)、7はガラス基板で
ある。上部絶縁層2はSiO2層21、Si3N4層22
からなり、下部絶縁層5はSi3N4層51、Si O2層
52からなる。
【0012】これら各層の厚みは、例えばSiO2層2
1:0.005μm、Si3N4層22:0.12μm、
バッファ層3:0.1μm、発光層4:0.6μm、S
i3N4層51:0.2μm、SiO2層52:0.05
μmである。
1:0.005μm、Si3N4層22:0.12μm、
バッファ層3:0.1μm、発光層4:0.6μm、S
i3N4層51:0.2μm、SiO2層52:0.05
μmである。
【0013】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説
明する。
明する。
【0014】実施例1 BaCO3とGa2O3をモル比で1:2の割合で混合し
たものを出発原料とし、H2S中、900℃で5時間加
熱した。これをふるいにかけて粒度を揃えた後、H2S
中、1000℃で5時間加熱した。再びふるいにかけて
粒度を揃えた後、CeF3とKClを10mol%ずつ
添加し、さらにH2S中、1100℃で5時間加熱し
た。得られた化合物(BaGa4S7:Ce,K)の37
4nmで励起したフォトルミネッセンスを図2に示す。
この図2から460nm付近にピークがあることが判
る。
たものを出発原料とし、H2S中、900℃で5時間加
熱した。これをふるいにかけて粒度を揃えた後、H2S
中、1000℃で5時間加熱した。再びふるいにかけて
粒度を揃えた後、CeF3とKClを10mol%ずつ
添加し、さらにH2S中、1100℃で5時間加熱し
た。得られた化合物(BaGa4S7:Ce,K)の37
4nmで励起したフォトルミネッセンスを図2に示す。
この図2から460nm付近にピークがあることが判
る。
【0015】また、この原料を用いて表1に示す条件
下、薄膜からなる発光層および絶縁層を形成し、さらに
図1に示されるような薄膜EL素子を作製した。この薄
膜EL素子は青色のエレクトロルミネッセンスを呈し
た。この薄膜EL素子のエレクトロルミネッセンスを図
3に示す。この時の色座標はX=0.153、Y=0.
136であり、輝度は1KHz駆動時に0.7cd/m
2であった。
下、薄膜からなる発光層および絶縁層を形成し、さらに
図1に示されるような薄膜EL素子を作製した。この薄
膜EL素子は青色のエレクトロルミネッセンスを呈し
た。この薄膜EL素子のエレクトロルミネッセンスを図
3に示す。この時の色座標はX=0.153、Y=0.
136であり、輝度は1KHz駆動時に0.7cd/m
2であった。
【0016】
【表1】
【0017】実施例2 BaCO3とGa2O3をモル比で3:1の割合で混合し
たものを出発原料とし、H2S、900℃で5時間加熱
した。これをふるいにかけて粒度を揃えた後、H2S
中、1000℃で5時間加熱した。再びふるいにかけて
粒度を揃えた後、CeF3とKClをそれぞれ1mol
%、0.1mol%添加し、さらにH2S中、1100
℃で5時間加熱した。得られた化合物(Ba3Ga
2S6:Ce,K)のフォトルミネッセンスを図4に示
す。この図4から470nm付近にピークがあることが
判る。
たものを出発原料とし、H2S、900℃で5時間加熱
した。これをふるいにかけて粒度を揃えた後、H2S
中、1000℃で5時間加熱した。再びふるいにかけて
粒度を揃えた後、CeF3とKClをそれぞれ1mol
%、0.1mol%添加し、さらにH2S中、1100
℃で5時間加熱した。得られた化合物(Ba3Ga
2S6:Ce,K)のフォトルミネッセンスを図4に示
す。この図4から470nm付近にピークがあることが
判る。
【0018】実施例3 SrCO3とGa2O3をモル比で2:1の割合で混合し
たものを出発原料とし、H2S中、880℃で5時間加
熱した。これをふるいにかけて粒度を揃えた後、H2S
中、880℃で5時間加熱した。再びふるいにかけて粒
度を揃えた後、CeF3とKClを10mol%ずつ添
加し、さらにH2S中、880℃で5時間加熱した。得
られた化合物(Sr2Ga2S5:Ce,K)のフォトル
ミネッセンスを図5に示す。この図5から460nm付
近にピークがあることが判る。
たものを出発原料とし、H2S中、880℃で5時間加
熱した。これをふるいにかけて粒度を揃えた後、H2S
中、880℃で5時間加熱した。再びふるいにかけて粒
度を揃えた後、CeF3とKClを10mol%ずつ添
加し、さらにH2S中、880℃で5時間加熱した。得
られた化合物(Sr2Ga2S5:Ce,K)のフォトル
ミネッセンスを図5に示す。この図5から460nm付
近にピークがあることが判る。
【0019】また、この原料を用いて表1に示す条件
下、薄膜からなる発光層および絶縁層を形成し、さらに
図1に示されるような薄膜EL素子を作製した。この薄
膜EL素子は青色のエレクトロルミネッセンスを呈し
た。この薄膜EL素子のエレクトロルミネッセンスを図
6に示す。この時の色座標はX=0.22、Y=0.3
46であり、輝度は1KHz駆動時に2.4cd/m2
であった。
下、薄膜からなる発光層および絶縁層を形成し、さらに
図1に示されるような薄膜EL素子を作製した。この薄
膜EL素子は青色のエレクトロルミネッセンスを呈し
た。この薄膜EL素子のエレクトロルミネッセンスを図
6に示す。この時の色座標はX=0.22、Y=0.3
46であり、輝度は1KHz駆動時に2.4cd/m2
であった。
【0020】この実施例1で得られたBaGa4S7:C
e,K薄膜EL素子の色座標X=0.153、Y=0.
136、実施例3で得られたSr2Ga2S5:Ce,K
薄膜EL素子の色座標X=0.22、Y=0.346、
並びに参考としてSrS:Ce薄膜EL素子の色座標X
=0.18、Y=0.38を図7に示す。
e,K薄膜EL素子の色座標X=0.153、Y=0.
136、実施例3で得られたSr2Ga2S5:Ce,K
薄膜EL素子の色座標X=0.22、Y=0.346、
並びに参考としてSrS:Ce薄膜EL素子の色座標X
=0.18、Y=0.38を図7に示す。
【0021】
【発明の効果】以上のような本発明により、色純度、色
座標のよい薄膜EL材料および該材料を発光層とする薄
膜EL素子が得られた。
座標のよい薄膜EL材料および該材料を発光層とする薄
膜EL素子が得られた。
【図1】 薄膜EL素子の構造を示す概略図。
【図2】 BaGa4S7:Ce,K材料のフォトルミネ
ッセンスを示すグラフ。
ッセンスを示すグラフ。
【図3】 BaGa4S7:Ce,K薄膜EL素子のエレ
クトロルミネッセンスを示すグラフ。
クトロルミネッセンスを示すグラフ。
【図4】 Ba3Ga2S6:Ce,K材料のフォトルミ
ネッセンスを示すグラフ。
ネッセンスを示すグラフ。
【図5】 Sr2Ga2S5:Ce,K材料のフォトルミ
ネッセンスを示すグラフ。
ネッセンスを示すグラフ。
【図6】 Sr2Ga2S5:Ce,K薄膜EL素子のエ
レクトロルミネッセンスを示すグラフ。
レクトロルミネッセンスを示すグラフ。
【図7】 Sr2Ga2S5:Ce,K薄膜EL素子、B
aGa4S7:Ce,K薄膜EL素子、SrS:Ce薄膜
EL素子の色座標を示すケリー図。
aGa4S7:Ce,K薄膜EL素子、SrS:Ce薄膜
EL素子の色座標を示すケリー図。
1:上部電極(背面電極)、2(21,22):上部絶
縁層、3:バッフア層、4:発光層、5(51,5
2):下部絶縁層、6:ITO等の下部電極(透明電
極)、7:ガラス基板。
縁層、3:バッフア層、4:発光層、5(51,5
2):下部絶縁層、6:ITO等の下部電極(透明電
極)、7:ガラス基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三上 明義 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャ ープ株式会社内 (72)発明者 寺田 幸祐 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャ ープ株式会社内
Claims (5)
- 【請求項1】 組成式が次式; 【化1】 [但し、MはSrまたはBa、REはランタノイド系元
素をそれぞれ示し、xとyは整数であるが、xとyは等
しくない]で表されるアルカリ土類チオガレートからな
ることを特徴とする薄膜エレクトロルミネッセンス材
料。 - 【請求項2】 前記組成式がBaGa4S7:Ceである
請求項1に記載の薄膜エレクトロルミネッセンス材料。 - 【請求項3】 前記組成式がBa3Ga2S6:Ceであ
る請求項1に記載の薄膜エレクトロルミネッセンス材
料。 - 【請求項4】 前記組成式がSr2Ga2S5:Ceであ
る請求項1に記載の薄膜エレクトロルミネッセンス材
料。 - 【請求項5】 請求項1〜4に記載の薄膜エレクトロル
ミネッセンス材料を発光層に用いた薄膜エレクトロルミ
ネッセンス素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6058362A JPH07242869A (ja) | 1994-03-04 | 1994-03-04 | 薄膜エレクトロルミネッセンス素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6058362A JPH07242869A (ja) | 1994-03-04 | 1994-03-04 | 薄膜エレクトロルミネッセンス素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07242869A true JPH07242869A (ja) | 1995-09-19 |
Family
ID=13082215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6058362A Pending JPH07242869A (ja) | 1994-03-04 | 1994-03-04 | 薄膜エレクトロルミネッセンス素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07242869A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996015648A1 (en) * | 1994-11-14 | 1996-05-23 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Thin-film electroluminescent element |
| FR2755122A1 (fr) * | 1996-10-31 | 1998-04-30 | Rhodia Chimie Sa | Compose a base d'un alcalino-terreux, de soufre et d'aluminium, de gallium ou d'indium, son procede de preparation et son utilisation comme luminophore |
| WO2003081957A1 (en) * | 2002-03-27 | 2003-10-02 | Ifire Technology Inc. | Yttrium substituted barium thioaluminate phosphor materials |
| KR100430565B1 (ko) * | 2001-05-31 | 2004-05-10 | 한국전자통신연구원 | 알루미늄설파이드를 포함하는 형광체 및 그 제조방법 |
| US9196800B2 (en) | 1996-06-26 | 2015-11-24 | Osram Gmbh | Light-radiating semiconductor component with a luminescence conversion element |
| JP2017088719A (ja) * | 2015-11-09 | 2017-05-25 | 堺化学工業株式会社 | 赤色蛍光体 |
| WO2022209033A1 (ja) * | 2021-03-30 | 2022-10-06 | 三井金属鉱業株式会社 | 蛍光体及びその製造方法、蛍光体を含む発光素子並びに発光装置 |
-
1994
- 1994-03-04 JP JP6058362A patent/JPH07242869A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO1996015648A1 (en) * | 1994-11-14 | 1996-05-23 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Thin-film electroluminescent element |
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| FR2755122A1 (fr) * | 1996-10-31 | 1998-04-30 | Rhodia Chimie Sa | Compose a base d'un alcalino-terreux, de soufre et d'aluminium, de gallium ou d'indium, son procede de preparation et son utilisation comme luminophore |
| WO1998018721A1 (fr) * | 1996-10-31 | 1998-05-07 | Rhodia Chimie | Compose a base d'un alcalino-terreux, de soufre et d'aluminium, de gallium ou d'indium, son procede de preparation et son utilisation comme luminophore |
| US6180073B1 (en) * | 1996-10-31 | 2001-01-30 | Rhodia Chimie | Compound with base of an alkaline-earth, sulphur and aluminium, gallium or indium, method of preparing same and use as luminophore |
| KR100355729B1 (ko) * | 1996-10-31 | 2002-10-19 | 로디아 쉬미 | 알칼리토금속, 황, 및 알루미늄, 갈륨 또는 인듐을 기재로 하는 화합물, 그의 제조방법 및 발광단으로서의 용도 |
| KR100430565B1 (ko) * | 2001-05-31 | 2004-05-10 | 한국전자통신연구원 | 알루미늄설파이드를 포함하는 형광체 및 그 제조방법 |
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| WO2022209033A1 (ja) * | 2021-03-30 | 2022-10-06 | 三井金属鉱業株式会社 | 蛍光体及びその製造方法、蛍光体を含む発光素子並びに発光装置 |
| JPWO2022209033A1 (ja) * | 2021-03-30 | 2022-10-06 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040707 |